[发明专利]制备金属硅化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种制备金属硅化物的方法。

背景技术

随着半导体集成电路的集成度不断提高，半导体器件的特征尺寸不断缩小，金属硅化物也在不断地发展。金属硅化物通常制备在源漏极以及栅极上，用于提高源漏极以及栅极与金属之间的接触。当器件的特征尺寸缩小到45nm及以下时，由于线宽效应的制约，镍铂合金(NiPt)取代了金属镍(Ni)或金属钴(Co)，用于形成金属硅化物。

现有的制备镍铂金属硅化物的方法包括如下步骤：

提供半导体衬底，其中，所述半导体衬底上已形成MOS器件的栅极结构以及源/漏极；其中，所述栅极结构包括栅介质层、多晶硅栅极以及栅极侧墙；

在所述半导体衬底上淀积镍铂合金膜，所述镍铂合金膜覆盖所述栅极结构以及源/漏极；

将所述淀积镍铂合金膜的半导体衬底进行快速升温退火(RTA，RapidThermal Anneal)，使所述镍铂合金与硅反应，形成镍铂金属硅化物；

去除未反应成镍铂金属硅化物的镍铂合金膜。这是因为镍铂合金只与硅反应，不与氧化物反应。

目前通常采用温度高于150℃的硫酸与双氧水的混合溶液(SPM溶液)进行湿法刻蚀去除所述未反应成镍铂金属硅化物的镍铂合金膜，具体的，将所述进行快速升温退火处理后的半导体衬底放入单晶片旋喷清洗机内，用SPM溶液喷射去除所述未反应成镍铂金属硅化物的镍铂合金膜。

然而在采用SPM溶液湿法刻蚀去除未反应成镍铂金属硅化物的镍铂合金膜的过程中，通常会在半导体衬底的表面形成颗粒(particle)，从而严重影响半导体器件的性能。这是因为在半导体器件的制备过程中，通常会进行多次物理气相沉积(PVD，Physical Vapor Deposition)或化学气相沉积(CVD，Chemical VaporDeposition)，便于后续步骤在膜层上形成所需图案。当半导体衬底上的光阻曝光完后，需将半导体衬底边缘的光阻去除，即晶片洗边工艺(WEE，Wafer EdgeEngineering)，以避免边缘光阻污染蚀刻机台或离子植入机台。由于半导体衬底的边缘没有光阻的保护，因此半导体衬底的边缘沉积的薄膜会直接暴露出来，例如多晶硅及CVD氧化物，并且所述多晶硅及CVD氧化物很容易在刻蚀或离子注入的过程中被损坏，使得半导体衬底的边缘不平整，从而在用SPM溶液进行湿法刻蚀去除所述未反应成镍铂金属硅化物的镍铂合金膜的过程中，所述被损坏的多晶硅及CVD氧化物极有可能断裂，进一步在半导体衬底的表面引入颗粒。

为了解决在去除未反应成镍铂金属硅化物的镍铂合金膜的过程中引入颗粒的问题，目前提出了一种改进的制备镍铂金属硅化物的方法，请参考图1以及图2A至图2E，其中图1为现有的改进的制备镍铂金属硅化物的方法步骤流程图，图2A至图2E为现有的改进的制备镍铂金属硅化物的方法各步骤对应的器件剖面结构示意图，如图1以及图2A至图2E所示，现有的改进的制备镍铂金属硅化物的方法包括如下步骤：

S101、提供半导体衬底110，其中，所述半导体衬底110上已形成图案化的器件区域120，且所述半导体衬底110的边缘淀积有多晶硅130及氧化物140，如图2A所示；

S102、将所述半导体衬底110置于刻蚀机台中，在所述半导体衬底110上方设置阻挡罩150，所述阻挡罩150遮盖所述器件区域120，露出所述半导体衬底110的边缘，如图2B所示；其中，所述阻挡罩150为刻蚀机台自带的部件；

S103、对所述半导体衬底110进行第一次干法刻蚀，去除所述半导体衬底110边缘的氧化物140；第一次干法刻蚀后的器件剖面结构示意图如图2C所示；

S104、对所述半导体衬底110进行第二次干法刻蚀，去除所述半导体衬底110边缘的多晶硅130；第二次干法刻蚀后的器件剖面结构示意图如图2D所示；

S105、将所述半导体衬底110移出所述刻蚀机台，并对所述半导体衬底110进行湿法清洗，去除表面残留物，如图2E所示；

S106、在所述半导体衬底上淀积镍铂合金膜，所述镍铂合金膜覆盖所述器件区域中的器件的栅极结构以及源/漏极；

S107、将所述淀积镍铂合金膜的半导体衬底进行快速升温退火(RTA，RapidThermal Anneal)处理，使所述镍铂合金与硅反应，形成镍铂金属硅化物；

S108、用SPM溶液喷射去除所述未反应成镍铂金属硅化物的镍铂合金膜。