制備金屬硅化物的方法技術

本發明專利技術公開了一種制備金屬硅化物的方法，該方法在制備金屬硅化物前，在所述器件區域上覆蓋光阻，并利用氫氟酸與硝酸的混合溶液對所述半導體襯底邊緣的氧化物及多晶硅進行濕法刻蝕，去除所述氧化物及多晶硅；之后再利用SPM溶液濕法清洗，去除所述光阻；接著在所述器件區域中的半導體器件上制備金屬膜，并進行快速升溫退火處理，形成金屬硅化物；最后去除所述未反應成金屬硅化物的金屬膜。由于所述光阻的形狀與未曝光的SAB光阻的形狀一致，因而可在不損壞所述器件區域的同時，完全去除所述氧化物及多晶硅，從而避免了在去除所述未反應成金屬硅化物的金屬膜的過程中引入顆粒，提高了器件的性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及半導體器件
，尤其涉及一種。
技術介紹
隨著半導體集成電路的集成度不斷提高，半導體器件的特征尺寸不斷縮小，金屬硅化物也在不斷地發展。金屬硅化物通常制備在源漏極以及柵極上，用于提高源漏極以及柵極與金屬之間的接觸。當器件的特征尺寸縮小到45nm及以下時，由于線寬效應的制約， 鎳鉬合金(NiPt)取代了金屬鎳(Ni)或金屬鈷(Co)，用于形成金屬硅化物。現有的制備鎳鉬金屬硅化物的方法包括如下步驟提供半導體襯底，其中，所述半導體襯底上已形成MOS器件的柵極結構以及源/漏極；其中，所述柵極結構包括柵介質層、多晶硅柵極以及柵極側墻；在所述半導體襯底上淀積鎳鉬合金膜，所述鎳鉬合金膜覆蓋所述柵極結構以及源 /漏極；將所述淀積鎳鉬合金膜的半導體襯底進行快速升溫退火(RTA，RapidThermal Anneal)，使所述鎳鉬合金與硅反應，形成鎳鉬金屬硅化物；去除未反應成鎳鉬金屬硅化物的鎳鉬合金膜。這是因為鎳鉬合金只與硅反應，不與氧化物反應。目前通常采用溫度高于150°C的硫酸與雙氧水的混合溶液(SPM溶液)進行濕法刻蝕去除所述未反應成鎳鉬金屬硅化物的鎳鉬合金膜，具體的，將所述進行快速升溫退火處理后的半導體襯底放入單晶片旋噴清洗機內，用SPM溶液噴射去除所述未反應成鎳鉬金屬硅化物的鎳鉬合金膜。然而在采用SPM溶液濕法刻蝕去除未反應成鎳鉬金屬硅化物的鎳鉬合金膜的過程中，通常會在半導體襯底的表面形成顆粒(particle)，從而嚴重影響半導體器件的性能。這是因為在半導體器件的制備過程中，通常會進行多次物理氣相沉積(PVD，Physical Vapor Deposition)或化學氣相沉積(CVD，Chemical VaporD印osition)，便于后續步驟在膜層上形成所需圖案。當半導體襯底上的光阻曝光完后，需將半導體襯底邊緣的光阻去除， 即晶片洗邊工藝(WEE，Wafer EdgeEngineering)，以避免邊緣光阻污染蝕刻機臺或離子植入機臺。由于半導體襯底的邊緣沒有光阻的保護，因此半導體襯底的邊緣沉積的薄膜會直接暴露出來，例如多晶硅及CVD氧化物，并且所述多晶硅及CVD氧化物很容易在刻蝕或離子注入的過程中被損壞，使得半導體襯底的邊緣不平整，從而在用SPM溶液進行濕法刻蝕去除所述未反應成鎳鉬金屬硅化物的鎳鉬合金膜的過程中，所述被損壞的多晶硅及CVD氧化物極有可能斷裂，進一步在半導體襯底的表面引入顆粒。為了解決在去除未反應成鎳鉬金屬硅化物的鎳鉬合金膜的過程中引入顆粒的問題，目前提出了一種改進的制備鎳鉬金屬硅化物的方法，請參考圖1以及圖2A至圖2E，其中圖1為現有的改進的制備鎳鉬金屬硅化物的方法步驟流程圖，圖2A至圖2E為現有的改進的制備鎳鉬金屬硅化物的方法各步驟對應的器件剖面結構示意圖，如圖1以及圖2A至圖2E所示，現有的改進的制備鎳鉬金屬硅化物的方法包括如下步驟S101、提供半導體襯底110，其中，所述半導體襯底110上已形成圖案化的器件區域120，且所述半導體襯底110的邊緣淀積有多晶硅130及氧化物140，如圖2A所示；S102、將所述半導體襯底110置于刻蝕機臺中，在所述半導體襯底110上方設置阻擋罩150，所述阻擋罩150遮蓋所述器件區域120，露出所述半導體襯底110的邊緣，如圖2B 所示；其中，所述阻擋罩150為刻蝕機臺自帶的部件；S103、對所述半導體襯底110進行第一次干法刻蝕，去除所述半導體襯底110邊緣的氧化物140 ；第一次干法刻蝕后的器件剖面結構示意圖如圖2C所示；S104、對所述半導體襯底110進行第二次干法刻蝕，去除所述半導體襯底110邊緣的多晶硅130 ；第二次干法刻蝕后的器件剖面結構示意圖如圖2D所示；S105、將所述半導體襯底110移出所述刻蝕機臺，并對所述半導體襯底110進行濕法清洗，去除表面殘留物，如圖2E所示；S106、在所述半導體襯底上淀積鎳鉬合金膜，所述鎳鉬合金膜覆蓋所述器件區域中的器件的柵極結構以及源/漏極；S107、將所述淀積鎳鉬合金膜的半導體襯底進行快速升溫退火(RTA， RapidThermal Anneal)處理，使所述鎳鉬合金與硅反應，形成鎳鉬金屬硅化物；S108、用SPM溶液噴射去除所述未反應成鎳鉬金屬硅化物的鎳鉬合金膜。上述改進的制備鎳鉬金屬硅化物的方法雖然能有效地避免在去除未反應成鎳鉬金屬硅化物的鎳鉬合金膜的過程中引入顆粒，從而提高半導體器件的性能。然而該方法存在以下的缺點和不足之處1)由于半導體襯底邊緣淀積的薄膜有多晶硅及氧化物，而干法刻蝕對不同的刻蝕物需采用不同的刻蝕氣體，因而必須通過兩部刻蝕步驟才能去除半導體襯底邊緣淀積的多晶硅及氧化物，從而增加了工藝復雜度，提高了成本；2)阻擋罩的尺寸及位置必須精準地控制，使其剛好遮住半導體器件區域，而露出淀積有多晶硅及氧化物的半導體襯底邊緣；若阻擋罩的尺寸大于半導體器件區域的尺寸， 則多晶硅及氧化物不能被完全去除，若阻擋罩的尺寸小于半導體器件區域的尺寸，則對半導體器件區域中的器件造成損傷，影響器件性能；因而給實際操作帶來了難度。因此，有必要對現有的制備鎳鉬金屬硅化物的方法進行改進。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種，以避免在生成金屬硅化物后，去除未反應的金屬的過程中引入顆粒，從而提高半導體器件的性能。為解決上述問題，本專利技術提出一種，該方法包括如下步驟提供半導體襯底，其中，所述半導體襯底上已形成圖案化的器件區域，且所述半導體襯底的邊緣淀積有多晶硅及氧化物；在所述半導體襯底上涂上光阻，所述光阻覆蓋所述器件區域，未覆蓋所述淀積有多晶硅及氧化物的半導體襯底邊緣；用氫氟酸與硝酸的混合溶液對所述半導體襯底邊緣進行旋轉噴射，對所述半導體5襯底邊緣進行濕法刻蝕，去除所述多晶硅及氧化物；去除所述光阻；在所述半導體襯底上淀積金屬膜，所述金屬膜覆蓋所述器件區域中的器件的柵極結構以及源/漏極；將所述淀積金屬膜的半導體襯底進行快速升溫退火處理，使所述金屬膜與硅反應，形成金屬硅化物；用硫酸與雙氧水混合溶液噴射去除所述未反應成金屬硅化物的金屬膜。可選的，所述濕法刻蝕的條件為氫氟酸與硝酸的比例，1 20 1 100;刻蝕時間，20 40秒；溫度，室溫。可選的，所述濕法刻蝕的條件為氫氟酸與硝酸的比例，1 50;刻蝕時間，30秒；溫度，室溫。可選的，所述濕法刻蝕去除所述氧化物的刻蝕速率為2000埃/分鐘。可選的，所述濕法刻蝕去除所述多晶硅的刻蝕速率為1微米/分鐘。可選的，所述旋轉噴射是通過單晶片旋噴清洗機實現的。可選的，所述光阻的形狀與未曝光的硅化物阻擋(SAB，Salicide Block)光阻的形狀相同。可選的，所述去除光阻的步驟是將所述濕法刻蝕后的半導體襯底置于裝有硫酸與雙氧水混合溶液的酸槽中，在第一條件下進行濕法清洗實現的。可選的，所述第一條件為硫酸與雙氧水的比例，2 1 5 1 ；清洗時間，20 40秒；溫度，120°C 130°C。可選的，所述第一條件為硫酸與雙氧水的比例，2 1 ；清洗時間，30秒；溫度，120°C 130°C。可選的，所述去除光阻的步驟是利用單晶片旋噴清洗機對所述濕法刻蝕后的半導體襯底旋轉噴射硫酸與雙氧水混合溶液，在第二條件下進行濕法清洗實現的。可選的，所述第二條件為硫酸本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉煥新，
申請(專利權)人：中芯國際集成電路制造上海有限公司，
類型：發明
國別省市：