CN113205994B - 金属硅化物层的形成方法 - Google Patents
金属硅化物层的形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113205994B CN113205994B CN202110446856.1A CN202110446856A CN113205994B CN 113205994 B CN113205994 B CN 113205994B CN 202110446856 A CN202110446856 A CN 202110446856A CN 113205994 B CN113205994 B CN 113205994B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- etching
- wafer
- metal
- silicide layer
- metal silicide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 14
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- QKCGXXHCELUCKW-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(dinaphthalen-2-ylamino)phenyl]phenyl]-n-naphthalen-2-ylnaphthalen-2-amine Chemical compound C1=CC=CC2=CC(N(C=3C=CC(=CC=3)C=3C=CC(=CC=3)N(C=3C=C4C=CC=CC4=CC=3)C=3C=C4C=CC=CC4=CC=3)C3=CC4=CC=CC=C4C=C3)=CC=C21 QKCGXXHCELUCKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N nickel silicide Chemical compound [Ni]=[Si]=[Ni] RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 7
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- PEUPIGGLJVUNEU-UHFFFAOYSA-N nickel silicon Chemical compound [Si].[Ni] PEUPIGGLJVUNEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32853—Hygiene
- H01J37/32862—In situ cleaning of vessels and/or internal parts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
- H01L21/28097—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being a metallic silicide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本申请公开了一种金属硅化物层的形成方法，包括：提供一晶圆，晶圆上形成有半导体器件的栅极和栅氧；通入含氟元素的反应气体对刻蚀设备的腔体内的附着物进行刻蚀清除，刻蚀清除过程中的功率为15瓦至50瓦；在晶圆上沉积金属层，进行热处理，使金属层中的金属与栅极和所述晶圆衬底中的硅反应生成金属硅化物层；进行刻蚀，去除金属层，保留金属硅化物层。本申请在半导体器件的金属硅化物层的刻蚀过程中，通过通入含氟元素的反应气体在15瓦至50瓦的功率下对刻蚀设备的腔体内的附着物进行刻蚀清除，解决了相关技术中提供的通过SiCoNi刻蚀进行预清洗在达到一定次数后由于刻蚀均匀性下降需要在较短的周期进行PM耗时较长的问题。
Description
技术领域
本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种金属硅化物(silicide)层的形成方法。
背景技术
在半导体的制造工艺中，在完成栅极刻蚀和源漏(source drain，SD)注入后，会沉积一层金属层，然后进行热处理和刻蚀，在半导体器件的第一离子掺杂区、第二离子掺杂区和栅极中形成金属硅化物层。
通常，在沉积金属层前，会进行SiCoNi刻蚀进行预清洗，以降低接触电阻。在SiCoNi刻蚀达到一定次数后(例如，对1000片以上的晶圆进行刻蚀后)，刻蚀的均匀性会变差，超出控制规格(out of control，OOC)。
鉴于此，相关技术中，当SiCoNi刻蚀达到一定次数后，通常会进行设备维护(preventive maintenance，PM)以提高刻蚀均匀性。然而，PM耗时较长(通常需要8小时以上)，降低了制造效率。
发明内容
本申请提供了一种金属硅化物层的形成方法，可以解决相关技术中通过PM以提高设备的刻蚀均匀性耗时较长的问题。
一方面，本申请实施例提供了一种金属硅化物层的形成方法，所述方法包括：
提供一晶圆，所述晶圆上形成有半导体器件的栅极和栅氧；
通入含氟(F)元素的反应气体对所述刻蚀设备的腔体内的附着物进行刻蚀清除，所述刻蚀清除过程中的功率为15瓦(W)至50瓦；
在所述晶圆上沉积金属层，进行热处理，使所述金属层中的金属与所述栅极和所述晶圆衬底中的硅反应生成金属硅化物层；
进行刻蚀，去除所述金属层，保留所述金属硅化物层。
可选的，所述金属层包括镍(Ni)。
可选的，所述金属硅化物层包括镍化硅(NiSi)。
可选的，所述含氟元素的反应气体包括氨气(NH3)和三氟化氮(NF3)。
可选的，在所述晶圆上沉积金属层，包括：
通过物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)工艺在所述晶圆上沉积所述金属层。
可选的，所述半导体器件为逻辑器件。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
在半导体器件的金属硅化物层的形成过程中，在沉积金属层之前，通过通入含氟元素的反应气体在15瓦至50瓦的功率下对刻蚀设备的腔体内的附着物进行刻蚀清除，解决了相关技术中提供的通过SiCoNi刻蚀进行预清洗在达到一定次数后由于刻蚀均匀性下降需要在较短的周期进行PM耗时较长的问题，在提高了制造效率的同时降低了制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一个示例性实施例提供的金属硅化物层的形成方法的流程图；
图2是本申请一个示例性实施例中刻蚀形成的金属硅化物层的剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
参考图1，其示出了本申请一个示例性实施例提供的金属硅化物层的形成方法的流程图，该方法包括：
步骤101，提供一晶圆，该晶圆上形成有半导体器件的栅极和栅氧。
可选的，该半导体器件可以是逻辑器件；可选的，该金属硅化物层包括镍和钴。
步骤102，通入含氟元素的反应气体对刻蚀设备的腔体内的附着物进行刻蚀清除，刻蚀清除过程中的功率为15瓦至50瓦。
可选的，该含氟元素的反应气体包括氨气和三氟化氮。通过通入含氟元素的反应气体在15瓦至50瓦(例如，其可以是30瓦)功率下进行刻蚀清除，能够在较长的周期内保证刻蚀均匀度，从而延长了PM的周期，提高了生产效率。
步骤103，在晶圆上沉积金属层，进行热处理，使金属层中的金属与栅极和晶圆衬底中的硅反应生成金属硅化物层。
示例性的，可通过PVD工艺在晶圆上沉积形成金属层，通过热处理使金属层与栅极和晶圆衬底中的硅发生反应，生成包括镍化硅的金属硅化物层。
步骤104，进行刻蚀，去除金属层，保留金属硅化物层。
参考图2，其实示出了刻蚀形成的金属硅化物层的剖面示意图。示例性的，如图2所示，晶圆的衬底210上形成有栅氧220，栅氧220上形成有栅极230，栅极220的周侧形成有侧墙221，栅极220两侧的衬底210中形成有离子掺杂区211，该离子掺杂区211可以是重掺杂区，可作为半导体器件的源极和漏极。进行刻蚀后，金属层与栅极230，金属层与衬底210反应生成的金属硅化物层240被保留，如图2所示，金属硅化物层240形成于栅极230和离子掺杂区211中。
综上所述，本申请实施例中，在半导体器件的金属硅化物层的形成过程中，在沉积金属层之前，通过通入含氟元素的反应气体在15瓦至50瓦的功率下对刻蚀设备的腔体内的附着物进行刻蚀清除，解决了相关技术中提供的通过SiCoNi刻蚀进行预清洗在达到一定次数后由于刻蚀均匀性下降需要在较短的周期进行PM耗时较长的问题，在提高了制造效率的同时降低了制造成本。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种金属硅化物层的形成方法，其特征在于，所述方法依次包括：
提供一晶圆，所述晶圆上形成有半导体器件的栅极和栅氧；
通入含氟元素的反应气体对刻蚀设备的腔体内的附着物进行刻蚀清除，所述刻蚀清除过程中的功率为15瓦至50瓦；
在所述晶圆上沉积金属层，进行热处理，使所述金属层中的金属与所述栅极和所述晶圆衬底中的硅反应生成金属硅化物层；
进行刻蚀，去除所述金属层，保留所述金属硅化物层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属层包括镍。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属硅化物层包括镍化硅。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述含氟元素的反应气体包括氨气和三氟化氮。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述晶圆上沉积金属层，包括：
通过PVD工艺在所述晶圆上沉积所述金属层。
6.根据权利要求1至5任一所述的方法，其特征在于，所述半导体器件为逻辑器件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110446856.1A CN113205994B (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 金属硅化物层的形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110446856.1A CN113205994B (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 金属硅化物层的形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113205994A CN113205994A (zh) | 2021-08-03 |
| CN113205994B true CN113205994B (zh) | 2022-07-19 |
Family
ID=77028372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110446856.1A Active CN113205994B (zh) | 2021-04-25 | 2021-04-25 | 金属硅化物层的形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113205994B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115433898A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-06 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 有效替代金属硅化物工艺机台的Degas腔的方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102938378B (zh) * | 2011-08-16 | 2015-06-17 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 半导体器件制造方法 |
| CN110473834A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-11-19 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 栅极的制造方法 |
| CN112635318A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-09 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 半导体器件的刻蚀方法 |
-
2021
- 2021-04-25 CN CN202110446856.1A patent/CN113205994B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113205994A (zh) | 2021-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4698021B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| KR100715267B1 (ko) | 스택형 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
| JP4345875B2 (ja) | 半導体素子のコンタクトプラグ形成方法 | |
| CN113205994B (zh) | 金属硅化物层的形成方法 | |
| CN115084024B (zh) | 半导体器件及其制备方法 | |
| CN114335144A (zh) | 一种SiC MOSFET结构及其制造方法 | |
| CN100470728C (zh) | 金属硅化物形成方法及半导体器件的制造方法 | |
| CN107919277A (zh) | 去除晶片上的二氧化硅的方法及制造工艺 | |
| CN112185817A (zh) | Ldmos器件的形成方法和ldmos器件 | |
| CN114267730A (zh) | Trench MOS器件的制造方法及结构 | |
| CN104835728A (zh) | 在多晶硅上形成金属硅化物的方法和半导体器件 | |
| CN116092942A (zh) | 一种功率半导体器件的制作方法及功率半导体器件 | |
| CN101140871B (zh) | 半导体器件中金属硅化物接触的制造方法 | |
| CN116387354A (zh) | 碳化硅半导体器件及其制备方法 | |
| CN102437117B (zh) | 一种新的硅化物和金属前介质集成工艺及该形成的结构 | |
| CN116053298B (zh) | 一种半导体器件的制作方法 | |
| CN220873584U (zh) | 半导体装置结构 | |
| CN113471285B (zh) | 半导体结构及其制备方法 | |
| CN112289684B (zh) | 功率器件的制作方法及器件 | |
| CN113903668B (zh) | 沟槽型mos器件的制作方法 | |
| CN110676220B (zh) | 沟槽型mosfet的制作方法、沟槽型mosfet和电子产品 | |
| CN110838437B (zh) | 光阻残留物的去除方法及逻辑器件 | |
| CN101882575B (zh) | 防止金属横向扩展的SiC基体上制备欧姆接触的方法 | |
| CN115433898A (zh) | 有效替代金属硅化物工艺机台的Degas腔的方法 | |
| CN109243979B (zh) | 半导体功率器件及其制作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |