專利名稱：金屬硅化物薄膜的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體器件的制造工藝，具體地說，涉及一種在半導體器件中 制備金屬硅化物薄膜的方法。
背景技術：
金屬硅化物(Salicide )制備工藝已經(jīng)成為超高速CMOS邏輯大規(guī)模集成電 路的關鍵制造工藝之一。金屬硅化物薄膜可以減小源/漏極和柵極的薄膜電阻， 降低其接觸電阻，并且可以縮短了與柵極相關的RC延遲。應用于半導體器件的 金屬硅化物主要有硅化鴒(WSi2)、硅化汰(TiSi2)以及硅化鈷(CoSi2)。對于90納米技術節(jié)點的邏輯器件，硅化鈷是比較常用的金屬硅化物?，F(xiàn)有 的制備方法是首先在晶圓的柵極區(qū)側面形成側墻(spacer),其用來限制源漏 極區(qū)離子注入窗口的大小。然后是采用酸性溶液將源漏極區(qū)和柵極區(qū)的上面的 氧化層完全去掉；然后進行光刻步驟，即在晶圓表面上涂光阻、曝光、顯影， 形成離子注入窗口；進行離子注入，完成后，將剩余的光阻移除；然后對晶圓 表面進行預清洗，將晶圓表面的氧化物或者其他雜質(zhì)去掉；接下來在晶圓表面 淀積金屬鈷，可以采用快速熱處理工藝使金屬鈷與晶圓表面的硅發(fā)生反應硅化 鈷薄膜。然而，實際應用中發(fā)現(xiàn)，采用上述制備方法形成的硅化鈷薄膜經(jīng)常出現(xiàn)部 分缺失，嚴重影響邏輯器件的電路特性，造成成品率的降低。研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生 硅化鈷薄膜缺失是因為在上述光刻步驟中，光阻與源漏極區(qū)或者柵極區(qū)的硅發(fā) 生反應，在其表面形成一種類似聚合物薄膜，且在后續(xù)步驟中無法去除，從而 阻止了金屬鈷與硅的反應。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明解決的技術問題是提供一種金屬硅化物薄膜的制備方法， 其可以在源漏極區(qū)和柵極區(qū)上形成均勻的金屬硅化物薄膜。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種金屬硅化物薄膜的制備方法，其 用于在晶圓的源漏極區(qū)和柵極區(qū)表面上形成金屬硅化物薄膜，該制備方法包括如下步驟在柵極區(qū)側面形成側墻；在晶圓表面涂光阻，進行光刻步驟形成離 子注入窗口，晶圓表面有一層氧化物將光阻與柵極區(qū)和源漏極區(qū)隔離；進行離 子注入步驟，完成后將剩余光阻移除；進行預清洗步驟，將晶圓表面的氧化層 去掉；在晶圓表面淀積金屬，金屬與源漏極區(qū)和柵極區(qū)表面的硅發(fā)生反應形成 硅化物薄膜。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的制備方法，通過在光阻與源漏極區(qū)和柵'極區(qū)之 間保留一定厚度的氧化層，阻止了光阻與硅發(fā)生反應形成類似聚合物薄膜，從 而獲得了均勻性較好的金屬硅化物薄膜，提高了產(chǎn)品的成品率。


通過以下對本發(fā)明一實施例結合其附圖的描述，可以進一步理解其發(fā)明的 目的、具體結構特征和優(yōu)點。其中，附圖為圖1是晶圓對應本發(fā)明制備方法的每個步驟的截面示意圖。 圖2是本發(fā)明制備方法的流程示意圖。
具體實施方式
以下對本發(fā)明金屬硅化物薄膜的制備方法的較佳實施例進行描述。本實施 例提供的制備方法應用于90納米技術節(jié)點的邏輯器件。該金屬硅化物薄膜以硅 化鈷為例，但本發(fā)明的制備方法不限于制備硅化鈷，也可以是制備硅化汰或者 其他金屬的硅化物。晶圓的半導體襯底1分為有源區(qū)和無源區(qū)，制作的邏輯器件就是形成在有 源區(qū)上。在半導體襯底的有源區(qū)上依次形成有柵氧化層5和多晶硅層，對該多 晶硅層進行光刻步驟，形成柵極區(qū)2，半導體襯底上的源漏極區(qū)位于柵極區(qū)兩側 3。請參閱圖1和圖2,本發(fā)明提供的制備方法就是在晶圓的柵極區(qū)2和源漏極 區(qū)3形成硅化鈷薄膜，該方法包括如下步驟首先向晶圓表面淀積絕緣層，根據(jù)具體制程的需要，該絕緣層可以是二氧 化硅、氮化硅，也可以由二氧化硅、氮化硅兩層組成；然后進行蝕刻步驟，在柵極極區(qū)兩側形成側墻(spacer) 4; '采用酸性溶液進行去除氧化層的步驟，該氧化層是二氧化硅，由晶圓表面 的硅和空氣中的氧氣反應生成；其中該去除步驟只能去除一定厚度的氧化層， 要確保留下的氧化層6可以覆蓋住整個柵極區(qū)和源漏極區(qū)；可以理解的是，該 去除步驟也可以省略；經(jīng)過該步驟后保留氧化層6的較佳厚度是30A (埃)；在晶圓表面涂光阻7，進行光刻步驟即進行曝光、顯影步驟，制作出源漏極 區(qū)2的離子注入?yún)^(qū)域；在該步驟中，由于晶圓表面存在氧化層6，從而可以避免 光阻7與源漏極區(qū)3和柵極區(qū)2上的硅發(fā)生反應，不會出現(xiàn)背景技術部分提到 的類似聚合物薄膜；然后，根據(jù)制造邏輯器件的需要，向源漏極區(qū)2注入氮離子、磷霧子或者 其他需要的離子8;離子注入完成后，將剩余的光阻7去除；然后，采用氬氟酸對晶圓表面進行預清洗步驟，將晶圓表面保留的氧化物 或者其他雜質(zhì)清除掉；最后進行硅化鈷薄膜9形成步驟首先采用濺射方式在晶圓表面淀積一層金屬鈷；然后進行快速熱處理(RTA)步驟，使金屬鈷與源漏極區(qū)3和柵極區(qū)2 表面的硅發(fā)生反應，在源漏極區(qū)3和柵極區(qū)2的表面形成一層均勻的硅化鈷薄 膜9。 '本發(fā)明提供的制備方法，由于光阻7與源漏極區(qū)3和柵極區(qū)2之間有一定 厚度的氧化層6，避免了光阻7與硅發(fā)生反應形成類似聚合物薄膜，這樣在硅化 鈷形成步驟中，金屬鈷可以與源漏極區(qū)3和柵極區(qū)2表面任一位置的硅發(fā)生反 應，從而獲得均勻性較好的硅化鈷薄膜。采用本發(fā)明提供的制備方法，提高了 產(chǎn)品的成品率。上述描述，僅是對本發(fā)明較佳實施例的具體描述，并非對本發(fā)明的任何限 定，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)上述揭示內(nèi)容進行簡單修改、 添加、變換，且均屬于權利要求書中保護的內(nèi)容。
權利要求
1. 一種金屬硅化物薄膜的制備方法，其用于在晶圓的源漏極區(qū)和柵極區(qū)表面上形成金屬硅化物薄膜，其特征在于，該制備方法包括如下步驟在柵極區(qū)側面形成側墻；在晶圓表面涂光阻，進行光刻步驟形成離子注入窗口，晶圓表面有一層氧化物將光阻與柵極區(qū)和源漏極區(qū)隔離；進行離子注入步驟，完成后將剩余光阻移除；進行預清洗步驟，將晶圓表面的氧化層去掉；在晶圓表面淀積金屬，金屬與源漏極區(qū)和柵極區(qū)表面的硅發(fā)生反應形成硅化物薄膜。
2. 如權利要求1所述的制備方法，其特征在于在晶圓表面涂光阻步驟之前還 包括去除晶圓表面部分氧化層的步驟。
3. 如權利要求2所述的制備方法，其特征在于保留在光阻與柵極區(qū)和源漏極區(qū) 之間的氧化層厚度為30A。
4. 如權利要求1所述的制備方法，其特征在于在晶圓表面淀積金屬采用賊射方 式形成。
5. 如權利要求1所述的制備方法，其特征在于在晶圓表面淀積的金屬是鈷。
6. 如權利要求1所述的制備方法，其特征在于金屬與源漏極區(qū)和柵極區(qū)表面的 硅在快速熱處理條件下，形成硅化物薄膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬硅化物薄膜的制備方法，其用于在晶圓的源漏極區(qū)和柵極區(qū)表面上形成金屬硅化物薄膜，涉及半導體領域的制造工藝。該制備方法包括如下步驟在柵極區(qū)側面形成側墻；在晶圓表面涂光阻，進行光刻步驟形成離子注入窗口，晶圓表面有一層氧化物將光阻與柵極區(qū)和源漏極區(qū)隔離；進行離子注入步驟，完成后將剩余光阻移除；進行預清洗步驟，將晶圓表面的氧化層去掉；在晶圓表面淀積金屬，金屬與源漏極區(qū)和柵極區(qū)表面的硅發(fā)生反應形成硅化物薄膜。本發(fā)明的制備方法，通過在光阻與源漏極區(qū)和柵極區(qū)之間保留一定厚度的氧化層，阻止了光阻與硅發(fā)生反應，從而在源漏極區(qū)和柵極區(qū)獲得了均勻性較好的金屬硅化物薄膜。
文檔編號H01L21/283GK101399203SQ20071004668
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權日2007年9月29日
發(fā)明者劉運龍, 許廣勤 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司