[发明专利]镍金属硅化物生成监控方法

说明书

本发明公开了一种镍金属硅化物生成监控方法，包括步骤：步骤一、在测试硅片表面上依次形成第一介质层和第二多晶硅层；步骤二、在第二多晶硅层表面形成镍铂合金；步骤三、进行第一次退火工艺形成分子式为Ni₂Si的第一镍金属硅化物；步骤四、去除镍金属硅化物表面未反应的剩余镍铂合金；步骤五、测量第一镍金属硅化物的方块电阻以对第一次退火工艺进行监控。本发明能提高监控结果的稳定性和可靠性并防止误判。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种镍金属硅化物生成监控方法。

背景技术

在半导体集成电路制造中，通常采用金属硅化物来降低接触电阻，如CMOS器件如NMOS管或PMOS管的源区和漏区以及多晶硅栅和顶部的接触插销的接触通常需要金属硅化物。金属硅化物的形成通常是采用自对准工艺形成，也即首先采用光刻工艺将需要形成金属硅化物的区域打开即将硅暴露出来，其他地方用介质层如氮化层形成的阻挡层覆盖，之后形成金属或金属合金，之后进行退火使形成的金属或金属合金和接触的硅反应并自对准的在金属硅化物的形成区域形成金属硅化物。随着工艺的发展，器件的关键尺寸不断等比例缩小，特别是在65nm以下工艺节点中，普遍采用镍金属硅化物。

镍金属硅化物形成通常是先形成镍铂合金，之后再对镍铂合金进行退火，退火过程中，和硅接触的镍铂合金会形成镍金属硅化物。退火工艺通常采用两步退火，第一次退火使镍铂合金和硅反应形成Ni₂Si；第二次退火使Ni₂Si转化为NiSi。第一次退火中如果不能形成良好的Ni₂Si分子式结构的镍金属硅化物，则会影响镍金属硅化物的导电性能。通常，需要对第一次退火进行监控。如图1A至图1C所示，是现有镍金属硅化物生成监控方法各步骤中的器件结构示意图；现有镍金属硅化物生成监控方法包括如下步骤：

步骤一、如图1A所示，提供测试硅片101，在所述测试硅片101表面形成镍铂合金102。

通常，采用溅镀工艺形成所述镍铂合金102。

在形成所述镍铂合金102之后，还包括在所述镍铂合金102的表面形成由TiN组成的保护层的步骤，所述保护层防止所述镍铂合金102被氧化，也采用溅镀工艺形成。

步骤二、如图1B所示，进行生成所述第一镍金属硅化物103的第一次退火工艺，所述第一次退火工艺使所述镍铂合金102和硅反应形成分子式为Ni₂Si的所述第一镍金属硅化物103。

通常，所述第一次退火工艺采用快速热退火(RTP)。所述第一次退火工艺的温度为200℃～350℃。

步骤三、如图1C所示，测量所述第一镍金属硅化物103的方块电阻以对所述第一次退火工艺进行监控。

通常，采用四探针测试仪测试所述方块电阻，四探针如标记104所示。

在所述测试硅片101上进行多点测试。测试点均匀分布在所述测试硅片101上。对所述第一次退火工艺进行监控的数据包括方块电阻以及方块电阻的分布的均匀性。

当步骤三中监控的数据超范围时，对所述步骤二中的所述第一次退火工艺进行工艺参数调整，之后再重复进行步骤一至步骤三。当步骤三中监控的数据在要求范围内时，采用所述第一次退火工艺的工艺参数进行产品硅片的生产。在硅片产品生产中，在第一次退火工艺完成之后还包括第二次退火工艺，第二次退火工艺将所述第一镍金属硅化物103转化为分子式为NiSi的所述第二镍金属硅化物。现有方法中，步骤三中进行测试时，测试结果会受到所述测试硅片101的本身电阻影响，同时第一镍金属硅化物103顶部残留的镍铂合金102也会影响测试结果，从而无法稳定监控镍金属硅化物的方块电阻与均匀性,容易导致误判。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种镍金属硅化物生成监控方法，能提高监控结果的稳定性和可靠性并防止误判。