专利名称：金属硅化物薄膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件的制造工艺，具体地说，涉及一种在半导体器件中 制备金属硅化物薄膜的方法。
背景技术：
金属硅化物(Salicide )制备工艺已经成为超高速CMOS逻辑大规模集成电 路的关键制造工艺之一。金属硅化物薄膜可以减小源/漏极和栅极的薄膜电阻， 降低其接触电阻，并且可以缩短了与栅极相关的RC延迟。应用于半导体器件的 金属硅化物主要有硅化鴒(WSi2)、硅化汰(TiSi2)以及硅化钴(CoSi2)。对于90纳米技术节点的逻辑器件，硅化钴是比较常用的金属硅化物。现有 的制备方法是首先在晶圓的栅极区侧面形成侧墙(spacer),其用来限制源漏 极区离子注入窗口的大小。然后是采用酸性溶液将源漏极区和栅极区的上面的 氧化层完全去掉；然后进行光刻步骤，即在晶圆表面上涂光阻、曝光、显影， 形成离子注入窗口；进行离子注入，完成后，将剩余的光阻移除；然后对晶圆 表面进行预清洗，将晶圓表面的氧化物或者其他杂质去掉；接下来在晶圆表面 淀积金属钴，可以采用快速热处理工艺使金属钴与晶圆表面的硅发生反应硅化 钴薄膜。然而，实际应用中发现，采用上述制备方法形成的硅化钴薄膜经常出现部 分缺失，严重影响逻辑器件的电路特性，造成成品率的降低。研究发现，产生 硅化钴薄膜缺失是因为在上述光刻步骤中，光阻与源漏极区或者栅极区的硅发 生反应，在其表面形成一种类似聚合物薄膜，且在后续步骤中无法去除，从而 阻止了金属钴与硅的反应。发明内容有鉴于此，本发明解决的技术问题是提供一种金属硅化物薄膜的制备方法， 其可以在源漏极区和栅极区上形成均匀的金属硅化物薄膜。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种金属硅化物薄膜的制备方法，其 用于在晶圓的源漏极区和栅极区表面上形成金属硅化物薄膜，该制备方法包括如下步骤在栅极区侧面形成侧墙；在晶圆表面涂光阻，进行光刻步骤形成离 子注入窗口，晶圓表面有一层氧化物将光阻与栅极区和源漏极区隔离；进行离 子注入步骤，完成后将剩余光阻移除；进行预清洗步骤，将晶圆表面的氧化层 去掉；在晶圆表面淀积金属，金属与源漏极区和栅极区表面的硅发生反应形成 硅化物薄膜。与现有技术相比，本发明的制备方法，通过在光阻与源漏极区和栅'极区之 间保留一定厚度的氧化层，阻止了光阻与硅发生反应形成类似聚合物薄膜，从 而获得了均匀性较好的金属硅化物薄膜，提高了产品的成品率。
通过以下对本发明一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的 目的、具体结构特征和优点。其中，附图为图1是晶圆对应本发明制备方法的每个步骤的截面示意图。 图2是本发明制备方法的流程示意图。
具体实施方式
以下对本发明金属硅化物薄膜的制备方法的较佳实施例进行描述。本实施 例提供的制备方法应用于90纳米技术节点的逻辑器件。该金属硅化物薄膜以硅 化钴为例，但本发明的制备方法不限于制备硅化钴，也可以是制备硅化汰或者 其他金属的硅化物。晶圆的半导体衬底1分为有源区和无源区，制作的逻辑器件就是形成在有 源区上。在半导体衬底的有源区上依次形成有栅氧化层5和多晶硅层，对该多 晶硅层进行光刻步骤，形成栅极区2，半导体衬底上的源漏极区位于栅极区两侧 3。请参阅图1和图2,本发明提供的制备方法就是在晶圆的栅极区2和源漏极 区3形成硅化钴薄膜，该方法包括如下步骤首先向晶圓表面淀积绝缘层，根据具体制程的需要，该绝缘层可以是二氧 化硅、氮化硅，也可以由二氧化硅、氮化硅两层组成；然后进行蚀刻步骤，在栅极极区两侧形成侧墙(spacer) 4; '采用酸性溶液进行去除氧化层的步骤，该氧化层是二氧化硅，由晶圓表面 的硅和空气中的氧气反应生成；其中该去除步骤只能去除一定厚度的氧化层， 要确保留下的氧化层6可以覆盖住整个栅极区和源漏极区；可以理解的是，该 去除步骤也可以省略；经过该步骤后保留氧化层6的较佳厚度是30A (埃)；在晶圆表面涂光阻7，进行光刻步骤即进行曝光、显影步骤，制作出源漏极 区2的离子注入区域；在该步骤中，由于晶圆表面存在氧化层6，从而可以避免 光阻7与源漏极区3和栅极区2上的硅发生反应，不会出现背景技术部分提到 的类似聚合物薄膜；然后，根据制造逻辑器件的需要，向源漏极区2注入氮离子、磷霧子或者 其他需要的离子8;离子注入完成后，将剩余的光阻7去除；然后，采用氬氟酸对晶圆表面进行预清洗步骤，将晶圆表面保留的氧化物 或者其他杂质清除掉；最后进行硅化钴薄膜9形成步骤首先采用溅射方式在晶圆表面淀积一层金属钴；然后进行快速热处理(RTA)步骤，使金属钴与源漏极区3和栅极区2 表面的硅发生反应，在源漏极区3和栅极区2的表面形成一层均匀的硅化钴薄 膜9。 '本发明提供的制备方法，由于光阻7与源漏极区3和栅极区2之间有一定 厚度的氧化层6，避免了光阻7与硅发生反应形成类似聚合物薄膜，这样在硅化 钴形成步骤中，金属钴可以与源漏极区3和栅极区2表面任一位置的硅发生反 应，从而获得均匀性较好的硅化钴薄膜。采用本发明提供的制备方法，提高了 产品的成品率。上述描述，仅是对本发明较佳实施例的具体描述，并非对本发明的任何限 定，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据上述揭示内容进行简单修改、 添加、变换，且均属于权利要求书中保护的内容。
权利要求
1. 一种金属硅化物薄膜的制备方法，其用于在晶圆的源漏极区和栅极区表面上形成金属硅化物薄膜，其特征在于，该制备方法包括如下步骤在栅极区侧面形成侧墙；在晶圆表面涂光阻，进行光刻步骤形成离子注入窗口，晶圆表面有一层氧化物将光阻与栅极区和源漏极区隔离；进行离子注入步骤，完成后将剩余光阻移除；进行预清洗步骤，将晶圆表面的氧化层去掉；在晶圆表面淀积金属，金属与源漏极区和栅极区表面的硅发生反应形成硅化物薄膜。
2. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于在晶圆表面涂光阻步骤之前还 包括去除晶圆表面部分氧化层的步骤。
3. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于保留在光阻与栅极区和源漏极区 之间的氧化层厚度为30A。
4. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于在晶圆表面淀积金属采用賊射方 式形成。
5. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于在晶圓表面淀积的金属是钴。
6. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于金属与源漏极区和栅极区表面的 硅在快速热处理条件下，形成硅化物薄膜。
全文摘要
本发明公开了一种金属硅化物薄膜的制备方法，其用于在晶圆的源漏极区和栅极区表面上形成金属硅化物薄膜，涉及半导体领域的制造工艺。该制备方法包括如下步骤在栅极区侧面形成侧墙；在晶圆表面涂光阻，进行光刻步骤形成离子注入窗口，晶圆表面有一层氧化物将光阻与栅极区和源漏极区隔离；进行离子注入步骤，完成后将剩余光阻移除；进行预清洗步骤，将晶圆表面的氧化层去掉；在晶圆表面淀积金属，金属与源漏极区和栅极区表面的硅发生反应形成硅化物薄膜。本发明的制备方法，通过在光阻与源漏极区和栅极区之间保留一定厚度的氧化层，阻止了光阻与硅发生反应，从而在源漏极区和栅极区获得了均匀性较好的金属硅化物薄膜。
文档编号H01L21/283GK101399203SQ20071004668
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月29日 优先权日2007年9月29日
发明者刘运龙, 许广勤 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司