本發(fā)明實(shí)施例是有關(guān)于一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法，特別是指一種應(yīng)用多次覆蓋-蝕刻制程以減低負(fù)載效應(yīng)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體集成電路(ic)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷高速的成長。集成電路的材料及設(shè)計方面的技術(shù)進(jìn)步已創(chuàng)造數(shù)個世代的集成電路，每一代的集成電路都具有比前一代更小且更復(fù)雜的電路。在集成電路演進(jìn)的過程中，特征結(jié)構(gòu)密度(亦即，每晶片面積中相互連接的元件的數(shù)目)通常隨著幾何尺寸(亦即，所使用的制造方法可產(chǎn)生的最小組件或線路)的縮小而增加。這種尺寸縮減的制程將的優(yōu)點(diǎn)在于提高生產(chǎn)效率以及降低相關(guān)成本。

日益縮小的幾何尺寸帶給半導(dǎo)體制造挑戰(zhàn)。例如隨著裝置尺寸變得更小，在整個半導(dǎo)體裝置的不同部分的器件密度或尺寸的變化可能導(dǎo)致負(fù)載問題。負(fù)載的問題可能會導(dǎo)致，例如，不希望的高電阻。

因此，雖然現(xiàn)有的半導(dǎo)體制造技術(shù)已大致上滿足其預(yù)期的目的，但它們并沒有在各個方面令人完全滿意。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本揭露內(nèi)容的一方面提供一種制造一半導(dǎo)體裝置的方法，包含下列步驟：形成第一溝渠、第二溝渠及第三溝渠于基板上的一層，第三溝渠相較于第一溝渠及第二溝渠有一較大橫向間距；第一抗反射材料覆蓋于第一溝渠、第二溝渠及第三溝渠之上，其中第一溝渠、第二溝渠及第三溝渠已部分填入第一導(dǎo)電材料，此第一抗反射材料有一第一表面形貌變化；執(zhí)行第一回蝕刻制程以部分移除第一抗反射材料；在執(zhí)行第一回蝕刻制程后，覆蓋第二抗反射材料于第一抗反射材料之上，此第二抗反射材料有第二表面形貌變化，且此第二表面形貌變化小于第一表面形貌變化；執(zhí)行第二回蝕刻制程以部分移除第二抗反射材料于第一溝渠及第二溝渠之中；在執(zhí)行第二回蝕刻制程之后，移除第一溝渠及第二溝渠之中的部分第一導(dǎo)電材料。

本揭露內(nèi)容的另一個方面提供一種制造一半導(dǎo)體裝置的方法，包含下列步驟：形成第一開口、第二開口及第三開口于基板之上的一介電層內(nèi)；此第一開口、第二開口，及第三開口分別有第一寬度、第二寬度及第三寬度，且第三寬度至少是第一寬度或第二寬度的三倍；部分填入一工作功能金屬于第一開口、第二開口及第三開口；工作功能金屬被配置以協(xié)調(diào)一晶體管的柵極的工作功能；形成一底部抗反射層材料于第一開口、第二開口及第三開口的工作功能金屬之上，其中第一高度差存在于沉積于第一開口的底部抗反射層材料的第一部分與沉積于第二開口的底部抗反射層材料的第二部分；執(zhí)行第一回蝕刻制程以部分移除底部抗反射層材料；形成一附加的底部抗反射層材料于回蝕刻的底部抗反射層材料之上；第二高度差存在于沉積于第一開口的底部抗反射層材料的第一部分與沉積于第二開口的底部抗反射層材料的第二部分，其中，第二高度差小于該第一高度差；形成一光阻材料于第三開口底部的抗反射層材料的第三部分。執(zhí)行第二回蝕刻制程于該附加的底部抗反射層的第一部分與第二部分，光阻材料于第二回蝕刻制程時作為一遮罩；之后，部分移除第一開口及第二開口中的工作功能金屬，在部分移除工作功能金屬之后，沉積在第一開口的工作功能金屬與沉積在第二開口的工作功能金屬有一高度差，其小于該第二高度差。

本揭露內(nèi)容的另一方面，提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包含基板、一第一柵極、一第二柵極及一第三柵極。此一第一柵極、一第二柵極及一第三柵極皆位于基板之上。其中，第三柵極的橫向間距大于第一柵極及第二柵極的橫向間距。第一、第二及第三柵極分別包含第一、第二級及第三工作功能金屬元件。第一、第二及第三工作功能金屬元件分別為協(xié)調(diào)第一、第二及第三柵極的工作功能。此第一工作功能金屬元件的一高度在此第二工作功能金屬元件的一高度的特定百分比之內(nèi)。

附圖說明

為讓本發(fā)明實(shí)施例的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的詳細(xì)說明如下：

當(dāng)結(jié)合隨附附圖閱讀時，自以下詳細(xì)描述將很好地理解本發(fā)明實(shí)施例的態(tài)樣。應(yīng)注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)務(wù)，各特征并非按比例繪制。事實(shí)上，出于論述清晰的目的，可任意增加或減小各特征的尺寸。

圖1至圖14為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例部分實(shí)施例的一半導(dǎo)體裝置在制程各個階段中局部示意橫截面?zhèn)纫晥D；

圖15繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施方式的一種半導(dǎo)體裝置的制造方法。

具體實(shí)施方式

以下揭露內(nèi)容提供許多不同實(shí)施例或范例，以便實(shí)施所提供標(biāo)的的不同特征。下文描述元件及排列的特定范例以簡化本發(fā)明實(shí)施例。當(dāng)然，范例僅為示例性且并不欲為限制性。除此之外，以下描述中在第二特征上方或第二特征上形成第一特征可包括以直接接觸形成第一特征及第二特征的實(shí)施例，且亦可包括可在第一特征與第二特征之間形成額外特征以使得第一特征及第二特征可不處于直接接觸的實(shí)施例。為使附圖簡化及清楚明晰，不同特征結(jié)構(gòu)將被繪制于不同比例大小。

圖1至圖14為根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例的一半導(dǎo)體裝置35在制程各個階段中局部示意橫截面?zhèn)纫晥D。該半導(dǎo)體裝置35有一基板40。在部分實(shí)施例中，該基板400是一硅基板其摻雜一p型摻雜物例如碳(例如，一p型基板)?；蛘?，該基板40可為另一適合的半導(dǎo)體材料。例如，該基板40可為一硅基板其摻雜一n型摻雜物(一n型基板)。該基板40可能由其它適合元件的半導(dǎo)體而組成，例如鉆石或鍺；一適合的半導(dǎo)體復(fù)合物，例如碳化硅，砷化銦，磷化銦；或一適合的半導(dǎo)體合金，例如硅鍺碳化物，砷化鎵磷化物，磷化銦鎵。此外，該基板40也可包含一磊晶層(epi-layer)，以增強(qiáng)其功能，也可包含一絕緣體上覆硅(soi)結(jié)構(gòu)。

請參閱圖1，淺溝渠隔離(sti)特征45形成在該基板40之上。該淺溝渠隔離(sti)特征是通過蝕刻凹槽(或溝渠)于該基板40之中并且填入一介電質(zhì)材料于該凹槽。在本實(shí)施例中，淺溝渠隔離(sti)特征45的介電質(zhì)材料包含氧化硅。在另一實(shí)施例中，淺溝渠隔離(sti)特征45的介電質(zhì)材料可能包含氮化硅，硅氧氮化物，氟摻雜硅酸鹽(fsg)，和/或一已知的低k介電質(zhì)。在其它實(shí)施例中，深凹槽隔離(dti)結(jié)構(gòu)可能替代，或與淺溝渠隔離sti特征45結(jié)合。

一假性柵極介電層80可形成于該基板40之上。該假性柵極介電層80可能包含一介電材料，例如氧化硅或氮化硅。該假性柵極介電層80的移除將會是以下討論的柵極置換制程的一部分。

請參閱圖2，柵極結(jié)構(gòu)120a、120b和120c形成在基板40之上。該柵極結(jié)購120a包含假性柵極介電膜80a，假性柵極電極130a及隔離層150a。該柵極結(jié)構(gòu)120b包含假性柵極介電膜80b，假性柵極電極130b及隔離層150b。該柵極結(jié)構(gòu)120c包含假性柵極介電膜80c，假性柵極電極130c及隔離層150c。

該柵極結(jié)構(gòu)120a-120b的形成可能包含沉積一柵極電極層130和其后圖案化該柵極電極層130及其下的層(例如，假性柵極介電層80)與其分別的圖案化硬遮罩140a、140b與140c。該柵極電極130a、130b與130c為柵極結(jié)構(gòu)120a、120b和120c的假性柵極電極。在部分實(shí)施例中，該柵極電極130a、130b和130c各包含一多晶硅材料。這些假性柵極電極130a、130b和130c將會在以下討論的柵極置換制程中被移除且被取代為功能性(例如，金屬)柵極電極。

硬遮罩140a、140b和140c包含一介電材料，例如氧化硅或氧化氮。柵極隔離層150a、150b和150c也包含一介電材料。在部分實(shí)施例中，柵極隔離層150a、150b和150c包含氮化硅。在其他實(shí)施例中，柵極隔離層150a、150b和150c可能包含氧化硅、碳化硅、硅氧氮化物或其組合。

形成柵極結(jié)構(gòu)120a使其有一橫向間距160a，柵極結(jié)構(gòu)120b有一橫向間距160b，柵極結(jié)構(gòu)120c有一橫向間距160c。如圖2所示，該橫向間距160c實(shí)質(zhì)上大于橫向間距160a與160b。在一些實(shí)施例中，該橫向間距160c為橫向間距160a和160b的三倍或更多。換言之，柵極結(jié)構(gòu)120c與柵極結(jié)構(gòu)120a或柵極結(jié)構(gòu)120b相比，有至少三倍寬(或更寬)。同時，橫向間距160a與橫向間距160b，兩者之間差異不大。在部分實(shí)施例中，橫向間距160a和橫向間距160b相等。在部分實(shí)施例中，橫向間距160a為橫向間距160b的50％至200％，或反之亦然。實(shí)值上較大的橫向間距160c(與橫向間距160a或橫向間距160b相比)可能造成負(fù)載問題，其將會在之后有更詳細(xì)的討論。

高摻雜濃度源極/漏極區(qū)域(heavilydopedsourceanddrainregions)200a、200b和200c(亦被稱為源極/漏極區(qū)域)形成于基板40之上且形成在柵極結(jié)構(gòu)120a、120b和120c之后。高摻雜濃度源極/漏極區(qū)域200a形成在柵極結(jié)構(gòu)120a的相對兩側(cè)，高摻雜濃度源極/漏極區(qū)域200b形成在柵極結(jié)構(gòu)120b的相對兩側(cè)，高摻雜濃度源極/漏極區(qū)域200c形成在柵極結(jié)構(gòu)120c的相對兩側(cè)。源極/漏極區(qū)域200a和200b可能通過一離子布植(ionimplantationprocess)制程或一已知的擴(kuò)散制程而形成。

如圖2所描述，源極/漏極區(qū)域200a、200b和200c與柵極隔離層150a、150b和150c最外層邊界對齊。因位不需光微影制程來定義源極/漏極區(qū)域200a、200b和200c的區(qū)域或邊界，因此可以說源極/漏極區(qū)域200a、200b和200c的形成是通過自對準(zhǔn)(self-aligning)方法。執(zhí)行一或多個退火制程于該半導(dǎo)體裝置35以激活源極/漏極區(qū)域200a、200b和200c。在部分實(shí)施例中，低摻雜濃度源極/漏極(lightly-dopedsource/drain)(ldd)區(qū)域可能形成在基板上，且形成于柵極隔離層形成之前，為了使之更簡化，低摻雜濃度源極/漏極區(qū)域便不在此作進(jìn)一步描述。

請參閱圖3，一層間介電層(ild)220，形成在該基板40及該柵極結(jié)構(gòu)120a、120b和120c之上。該層間介電層220可能通過化學(xué)氣相沉積法(cvd)、高密度電漿化學(xué)氣相沉積法、旋涂式(spinon)、濺鍍(sputtering)或其它適合的方法。在一實(shí)施例中，該層間介電層220包含氧化硅。在另一實(shí)施例中，該層間介電層220可能包含硅氧氮化物、氮化硅或低k材質(zhì)。

請參閱圖4，執(zhí)行一拋光制程230(例如一化學(xué)機(jī)械研磨制程cmp)于該層間介電層220之上以部分移除層間介電層220。執(zhí)行該拋光制程直到暴露出柵極結(jié)構(gòu)120a、120b和120c中的假性柵極電極的上表面。硬遮罩140a、140b和140c也在拋光制程230中被移除。

請參閱圖5，執(zhí)行一或多個蝕刻制程以移除假性柵極電極130a、130b和130c，因此形成開口或溝渠270a、270b和270c。

請參閱圖6，一柵極介電層形成在該基板40之上，且在該層間介電層220之上，部分填入該開口/溝渠270a、270b和270c。在部分實(shí)施例中，該柵極介電層300是通過原子層沉積法(ald)而形成。該柵極介電層300包含一高k介電材料。一高k介電材料是一含有一介電常數(shù)的材料其介電常數(shù)大于二氧化硅，其值約為4。在部分實(shí)施例中，一柵極介電層300包含氧化鉿(hfo2)，其有一介電常數(shù)范圍在18到40之間，在其它實(shí)施例中，柵極介電層300可能包含zro2、y2o3、la2o5、gd2o5、tio2、ta2o5、hfero、hflao、hfyo、hfgdo、hfalo、hfzro、hftio、hftao和srtio。

在一些實(shí)施例中，一介面層可能被選擇性于形成該柵極電極層300之前形成。該介面層可能通過原子層沉積法形成而且可能包含氧化硅(sio2)。柵極介電層300將形成于該介面層之上。

一工作功能層310形成在該柵極介電層300之上。該工作功能層310包含一導(dǎo)電材料，例如伊金屬或金屬復(fù)合物。在不同實(shí)施例中，該工作功能層310可能包含材料，例如氮化鈦(tin)、鎢(w)、氮化鎢(wn)或鋁鎢(wal)。一工作功能層310被配置來調(diào)諧晶體管的柵極(將于之后制程形成)的工作功能，如此將可以達(dá)到晶體管所需的臨界電壓。在部分實(shí)施例中，該工作功能層有一厚度，其范圍約在10埃(angstroms)至約50埃(angstroms)。

一覆蓋層可能形成于該柵極介電層300及該工作功能層310之間。在部分實(shí)施例中，該覆蓋層包含氧化鑭(laox，其中x為整數(shù))。在其它實(shí)施例中，該覆蓋層可包含稀土氧化物例如laox、gdox、dyox或erox。該覆蓋層可作用于協(xié)調(diào)工作功能層310以幫助協(xié)調(diào)柵極的工作功能。

請參閱圖7，一抗反射材料330形成于該工作功能層之上。該抗反射材料可能通過涂覆制程形成。該抗反射材料330完全填滿該開口/溝渠270a、270b和270c。在部分實(shí)施例中，該抗反射材料330包含一底部抗反射層，其可能包含一有機(jī)材料。該底部抗反射層材料被配置以減少因在其后光微影制程時下方層間反射所造成的問題。

如圖7所示，一部分330a的抗反射材料其沉積于該開口/溝渠270a之上有一較大高度(即較高)相較于一部分330b的抗反射材料其沉積于開口/溝渠270b之上且一部分330b的抗反射材料有一較大高度(即較高)相較于一部分330c的抗反射材料其沉積于該開口/溝渠270c之上。例如，一高度差340a存在于該部分330a抗反射材料與該部分330b抗反射材料之間。

這種高度不一致或不平坦是因?yàn)樨?fù)載效應(yīng)(loadingeffects)，例如因?yàn)闇锨?70c鄰近，且實(shí)質(zhì)上寬于溝渠270a和270b。先進(jìn)半導(dǎo)體制程科技持續(xù)縮小結(jié)構(gòu)尺寸(分別包含溝渠270a、270b和270c的尺寸)，負(fù)載效應(yīng)可能使的惡化，其可能表現(xiàn)出更加不平整于不同部分的抗反射層330的表面。若不重視此問題，會造成以下及將討論的金屬柵極形成過程中較差的溝渠填充(特別是溝渠270a)。這會造成例如過高的柵極電阻的缺點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例揭露借著執(zhí)行多層抗反射層和回蝕刻制程來解決此問題。請參閱圖8，執(zhí)行一回蝕刻制程350于該抗反射材料330之上。該回蝕刻制程350只蝕刻抗反射材料330而不會蝕刻到抗反射材料330以外的材料。例如，該工作功能層310將不會受到回蝕刻制程350的影響。

一實(shí)施例如圖8所示，在執(zhí)行回蝕刻制程之后，幾乎沒有一部分抗330a反射材料從開口/溝渠270a溢出，一部分330b抗反射材料可能部分填滿開口/溝渠270b(即，開口/溝渠270b的頂端并未填滿)，且一部分330c抗反射材料也可能填滿開口/溝渠270c。在其他實(shí)施例中，一部分330a抗反射材料可能被充分的回蝕刻以使得開口/溝渠270a不再被填滿。在其它實(shí)施例中，在開口/溝渠270a、270b和270c所造成的回蝕刻制程350結(jié)果為填滿或部分填滿，使得剩下的“溝渠”寬高比(即，深度對寬度的比例)下降，其會使得之后任何于溝渠的沉積更容易。

請參閱圖9，執(zhí)行一額外的覆蓋制程以形成額外的抗反射材料330于已存在的抗反射材料330之上，且于工作功能金屬層310之上。在部分實(shí)施例中，額外的抗反射材料330與先前形成于圖7的覆蓋制程中的抗反射材料330有一樣的材料組成。因此，增加部分330a、330b、330c抗反射材料的高度。然而，該抗反射材料330與圖7相比有一不同表面形貌(即，在回蝕刻制程350執(zhí)行之前)。在圖7，抗反射材料330有一表面形貌，其在不同部分330a、330b與330c有相當(dāng)大的高度差距，其造成先前所述的負(fù)載效應(yīng)。相較之下，圖9中抗反射材料330的表面形貌，其在不同部分330a、330b與330c的高度差距已下降。換言之，部分330a還是比部分330b高，且部分330b還是比部分330c高，但是存在于部分330a與部分330b之間的高度差和圖7比較已經(jīng)顯著較小。

例如，一高度差340b存在于部分330a抗反射材料與部分330b抗反射材料之間。在其它實(shí)施例中，該高度差340b與圖7的高度差340a相比已經(jīng)下降至少50％(或更多)。在部分實(shí)施例中，介于部分330a抗反射材料與部分330b抗反射材料之間的高度差340b可能為0。由高度差340a下降至高度差340b的原因?yàn)轭~外抗反射材料330覆蓋于已經(jīng)存在的抗反射材料330(如圖8所示)之上，且不需要填滿深溝渠。再次，執(zhí)行于圖8的回蝕刻制程350降低了溝渠270b與溝渠270c的有效高寬比。較淺的溝渠較易填滿，且會有效地降低前述的負(fù)載效應(yīng)。因此，抗反射材料330的表面形貌在第二次覆蓋制程后會較“平坦”，如同圖9所示。這會改良之后另一步驟的制程，其將于下面詳細(xì)討論。

請參閱圖10，一光阻材料370形成于部分330c抗反射材料之上，但未形成于部分330a抗反射材料與部分330b抗反射材料之上。光阻材料370的形成可能包括一或多個旋轉(zhuǎn)涂布、暴露、發(fā)展、烘烤和清洗制程(不須按此順序執(zhí)行)。光阻材料370可能在之后制程中作為一保護(hù)遮罩。

請參閱圖11，執(zhí)行一額外回蝕刻制程390以部分移除部分330a和部分330b抗反射材料于開口/溝渠270a與270b。同時，部分330c抗反射材料被光阻材料370保護(hù)著而不受回蝕刻制程390的影響。在執(zhí)行回蝕刻制程390之后，于溝渠270a中的部分330a抗反射材料的高度顯著下降，同樣溝渠270b中的部分330b抗反射材料的高度也顯著下降。換句話說，溝渠270a(和溝渠270b)有一顯著部分未被抗反射材料330填滿，其將可沉積后續(xù)制程中另外的導(dǎo)電材料。

此外，因在圖10中以顯示于部分330a與部分330b抗反射材料的高度差已最小化，因此在回蝕刻制程390后，存在于其間的高度差亦很小，如圖11所示。若存在于部分330a與部分330b之間的高度差未達(dá)最小化，可能因回蝕刻制程390未移除足夠的部分330a抗反射材料于溝渠270a(其可能會對之后金屬填入制程有反效果的影響)，或可能因未保留足夠的工作功能金屬310于溝渠270b在執(zhí)行其后金屬收縮制程(metalpullbackprocess)。本揭露通過重復(fù)覆蓋與回蝕刻制程避免這些問題，其已于上述提及當(dāng)分別填入溝渠270a與270b時會降低部分330a與部分330b抗反射材料的高度差。

請參閱圖12，執(zhí)行一金屬收縮制程400以移除未被光阻材料370保護(hù)的部分工作功能層310。在部分實(shí)施例中，金屬收縮制程400包含一蝕刻制程，其蝕刻劑會移除工作功能層310的材料但不會影響其他材料。因此執(zhí)行金屬收縮制程400后，于層間介電層(ild)220之上的部分工作功能層310將被移除，沉積在溝渠270a和溝渠270b的側(cè)壁的工作功能層310也將被移除。然而，與部分330a和部分330b抗反射材料(在溝渠270a與溝渠270b之中)有物理接觸的工作功能層310將不會被移除。因此，金屬收縮制程400形成一工作功能金屬310a于溝渠270a之中，且形成一工作功能金屬310b于溝渠270b之中(同樣的一工作功能金屬310c于光阻材料370之下)。工作功能金屬310a、310b和310c將會當(dāng)其各自柵極電極的元件且協(xié)調(diào)各自柵極的工作功能，如此將可達(dá)到一所需的臨界電壓(vt)。

請參閱圖13，使用例如光阻剝離或灰化制程以移除該光阻材料370?？狗瓷洳牧?30也被移除。如此，工作功能金屬310a、310b和310c皆被暴露。再次，工作功能金屬310a和310b繼續(xù)保有圖12先前制程步驟的被改良的高度一致性。在其它實(shí)施例中，工作功能金屬310a有一高度410a，且工作功能金屬310b有一高度410b。依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例揭露，由于執(zhí)行多次覆蓋與回蝕刻制程，介于高度410a與高度410b的高度差比介于部分330a3與部分30b抗反射材料的高度差340b小(或不大于)(如圖9)。換句話說，高度差340b將被大部分保留于工作功能金屬310a與310b。

在部分實(shí)施例中，高度410a與高度410b可以被控制在各自的特定百分比之內(nèi)。例如，在部分實(shí)施例中，高度410a與高度410b的差異不超過60％，反之亦然。例如，如果高度410b為100埃(angstroms)，則高度410小于160埃(及，100埃的+60％)且大于40埃(及，100埃的-60％)。在部分實(shí)施例中，高度410a與高度410b的差異不超過30％，反之亦然。例如，如果高度410b為100埃(angstroms)，則高度410小于130埃(及，100埃的+30％)且大于70埃(及，100埃的-30％)。在部分實(shí)施例中，高度410a與高度410b可以被控制在各自的特定百分比之內(nèi)?？捎蓤D13發(fā)現(xiàn)部分沉積于溝渠270c的工作功能金屬310c的高度410c高于高度410a和高度410b。

請參閱圖14，一導(dǎo)電金屬形成于工作功能金屬310a、310b和310c之上，因此填滿開口/溝渠270a、270b和270c。執(zhí)行一平坦化制程(例如，一化學(xué)機(jī)械研磨制程)以移除溝渠270a、270b和270c外多余的導(dǎo)電材料(和柵極介電層300)。因此，此制程填入金屬420a、420b和420c以作為其各自柵極450a、450b和450c的主要導(dǎo)電部分。在不同實(shí)施例中，填入的金屬420a、420b和420c可能包含的材料，例如，鎢(w)、鋁(al)、鈦(ti)和銅(cu)，或其組合物。在一些實(shí)施例中，一阻隔層可能形成于工作功能金屬310a、310b和310c分別與填入的金屬420a、420b和420c之間。該阻隔層的配置為使其阻隔或降低工作功能金屬與填入金屬之間的擴(kuò)散。在部分實(shí)施例中，該阻隔層包含氮化鈦(tin)或氮化鉭(tan)。

根據(jù)本揭露不同實(shí)施例的制程結(jié)果，有足夠空間(亦即，不會太多或太少)在溝渠270a與溝渠270b之中。填入金屬420a與420b可以被容易地填入溝渠270a與270b之中，使得柵極電極有一理想的電阻值(亦即，不會太多或太少)。如果沒有執(zhí)行本揭露的制程，為于溝渠270a的工作功能金屬將會高于在溝渠270b的工作功能金屬，且將不會有足夠的填入金屬于溝渠270a中，其將導(dǎo)致相對應(yīng)的柵極電極電阻值下降。在此，柵極電阻被改善，例如位于溝渠270a與270b內(nèi)的柵極電極將會有相似及較佳控制的柵極電阻。

應(yīng)可被理解，本揭露的覆蓋與回蝕刻制程可被執(zhí)行多于兩次。例如，在部分實(shí)施例中，執(zhí)行第二次覆蓋制程(如圖9所示，在圖8所示的第一回蝕刻制程350之后執(zhí)行)以形成額外的抗反射材料330之后，可能執(zhí)行一額外回蝕刻制程，接著，執(zhí)行一第三次覆蓋制程。在那時，該抗反射材料可能有一更平整的表面形貌。之后可能執(zhí)行于圖11和圖12討論過的最后的回蝕刻制程及其后的金屬收縮制程。以這種方式，上面討論過的覆蓋與回蝕刻制程可能會被重復(fù)執(zhí)行超過一次。

為了使半導(dǎo)體裝置35的制造更完整，額外的制造過程可能會被執(zhí)行。例如，這些額外的制程可能包含形成導(dǎo)電接觸于柵極和源極/漏極區(qū)域、沉積鈍化層、形成內(nèi)連接結(jié)構(gòu)(例如，金屬線和孔、金屬層和介電夾層其提供裝置電子內(nèi)連接，包含形成金屬柵極)、包裝和測試。為了簡化，這些額外制程便不在此贅述。亦應(yīng)可被理解的是，上述提及的不同實(shí)施例的制造制程可能被結(jié)合，其取決于設(shè)計需求及制造需求。

應(yīng)該可被理解，在前述討論過與圖1-圖14相關(guān)的制造過程中，與最后柵極置換制程中的“高k”有關(guān)。換言之，柵極介電層300包含的高k介電材料，其形成于假性柵極電極120a、120b與120c移除之后。或者，本揭露的概念也可應(yīng)用在后柵極柵極置換制程，其中先形成一柵極介電層其包含高k柵極介電材料，接著形成假性柵極電極于高k柵極介電材料之上。在此情形，假性柵極電極的移除并不包含移除高k柵極介電材料，而且工作功能金屬層將會形成于該高k柵極介電材料之上。不管是使用“后柵極”的方法或是使用“后高k”的方法，上述的重復(fù)覆蓋及回蝕刻制程可幫助降低因負(fù)載效應(yīng)而造成的不平整的表面形貌。因此，柵極電極填入金屬的形成將會被改善。

亦應(yīng)可被理解的是，上述的多次覆蓋與回蝕刻制程可應(yīng)用于除了柵極置換的情況。此覆蓋制程接著回蝕刻制程的重復(fù)循環(huán)方法也可應(yīng)用于另一半導(dǎo)體制造，例如形成孔洞或接觸。本揭露其他合適的應(yīng)用包含需要考慮到負(fù)載效應(yīng)的情況，例如形成相當(dāng)多個小(例如，窄)的孔洞于一顯著較大(例如，較寬)的開口的旁邊。

圖15為一解釋根據(jù)本揭露一實(shí)施例的制造一半導(dǎo)體裝置的方法600的流程圖。該方法600包含一步驟610形成一第一溝渠、一第二溝渠及一第三溝渠于一基板之上。該第三溝渠與該第一及第二溝渠相比，有一較大的橫向間距。在部分實(shí)施例中，形成該第一、第二及第三溝渠，以使得第三溝渠的橫向間距為至少第一、第二溝渠的橫向間距的三倍。在部分實(shí)施例中，形成該第一、第二及第三溝渠，以使得第一溝渠與第二溝渠的橫向間距基本上相等。

方法600包含一步驟620，部分填入一第一導(dǎo)電材料于第一、第二及第三溝渠中。

方法600包含一步驟630，覆蓋一第一抗反射材料于該第一溝渠、該第二溝渠及該第三溝渠之上，其中該多個溝渠已部分填入該第一導(dǎo)電材料。該第一抗反射材料有一第一表面形貌變化。在部分實(shí)施例中，形成覆蓋的第一抗反射材料，使得該第一表面形貌變化是由于負(fù)載效應(yīng)而造成的。根據(jù)此第一表面形貌變化：沉積于該第一溝渠之上的一第一部分的第一抗反射材料高于沉積于該第二溝渠之上的一第二部分的第一抗反射材料，且該第二部分的第一抗反射材料高于沉積于該第三溝渠之上的一第三部分的第一抗反射材料。

方法600還包括一步驟640，其執(zhí)行一第一回蝕刻制程以部分移除該第一抗反射材料。

方法600還包含步驟650，其覆蓋一第二抗反射材料于該第一抗反射材料之上。該第二抗反射材料有一第二表面形貌變化其小于該第一表面形貌變化。在部分實(shí)施例中，執(zhí)行覆蓋第二抗反射材料，使得該第二抗反射材料與該第一抗反射材料有相同的材料組成。

方法600還包含一步驟660，其執(zhí)行一第二回蝕刻制程以移除至少部分第二抗反射材料于第一及第二溝渠之中。

方法600還包含一步驟670，移除第一及第二溝渠之中的部分該第一導(dǎo)電材料。在執(zhí)行步驟670之后，沉積于第一溝渠的一第一部分的該第一導(dǎo)電材料有一第一高度，沉積于第二溝渠的一第二部分的該第一導(dǎo)電材料有一第二高度。該第一高度與該第二高度的差別為該第一高度或該第二高度的特定百分比。

應(yīng)可被理解，額外的步驟可能執(zhí)行于方法600中步驟610-670之前、中間或之后。例如，在部分實(shí)施例中，在執(zhí)行第二回蝕刻制程前，形成一光阻以覆蓋一部分的沉積于第三溝渠的該第二抗反射材料。該第二回蝕刻制程移除未被該光阻覆蓋的部分第二抗反射材料。另一實(shí)施例為，在部分移除第一導(dǎo)電材料之后，該方法600可能包含完全移除該第二抗反射材料的一步驟和以第二導(dǎo)電材料完全填入該第一、第二及第三溝渠的一步驟。該第一導(dǎo)電材料是一工作功能金屬其為協(xié)調(diào)晶體管的柵極的工作功能，且第二導(dǎo)電材料唯一填入金屬，其作用為晶體管中柵極的主要導(dǎo)電部分。在其它實(shí)施例中，發(fā)法600還包含一步驟，在形成第一、第二及第三溝渠之前：形成一第一假性柵極、一第二假性柵極及一第三假性柵極，其中分別移除該第一、第二及第三假性柵極以分別形成該第一、第二及第三溝渠。

基于上述的討論，可見本揭露提供優(yōu)于傳統(tǒng)方法的方式。應(yīng)被理解，然而，其他實(shí)施例也能提供額外的優(yōu)點(diǎn)，而且并不是所有的優(yōu)點(diǎn)都必須在此揭露，而且不是所有的實(shí)施例都需要特定的優(yōu)點(diǎn)。

本揭露的一制程優(yōu)點(diǎn)為可降低不同模式之間的覆蓋負(fù)載。如之前所述，通過反復(fù)的覆蓋抗反射材料與之后反復(fù)的回蝕刻制程，抗反射材料的表面形貌變化可被實(shí)質(zhì)上減少。這將使得位于該溝渠的抗反射材料在執(zhí)行最后一次回蝕刻制程之后有相當(dāng)平整的高度，其將使位于溝渠里的工作功能金屬有相對平整的高度。因此，將會改善隨后沉積作為金屬柵極電極的填入金屬，其將使得金屬柵極有較優(yōu)的電阻。本揭露的制程的另一優(yōu)點(diǎn)為其可與現(xiàn)有制程流程相容，等等。

雖然本發(fā)明以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明實(shí)施例，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明實(shí)施例的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明實(shí)施例的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。