CN1396635A - 一种干法去除硅化物形成过程中多余金属的方法 - Google Patents
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Abstract
在先进的集成电路制造工艺中，通常使用硅化物工艺降低晶体管的源漏区域和多晶硅电极的电阻。硅化物形成过程中会产生多余金属。本发明采用等离子体干法刻蚀的方法去除残留金属，包括采用各向同性等离子体刻蚀，和采用各向异性等离子体刻蚀，使用等离子体干法刻蚀工艺大大缩短了硅片处理时间，提高了产能。
Description
技术领域
本发明属于集成电路制造工艺技术领域，具体涉及一种去除硅化物形成过程中多余金属的方法。
背景技术
随着集成电路的不断发展，晶体管的最小线宽不断缩小。目前主流工艺0.18μm技术就是指栅极的长度为0.18微米。在线宽不断缩小的同时，为了提高晶体管的性能，源/漏结的深度也在不断减小，在0.18微米工艺下结的深度只有数十纳米。
目前的集成电路制造工艺中都使用硅化物工艺技术来减少源漏区域和多晶电极的电阻。无论是0.35/0.25微米技术中使用的钛硅化物(TiSi2)还是0.18/0.13微米技术中使用的钴硅化物(CoSi2)都用到了两步硅化物形成工艺。在首先PVD淀积形成硅化物所需的金属后，通过第一次较低温度的RTP(快速热退火)处理淀积的金属形成高电阻的硅化物。然后通过化学溶剂APM(氨水和双氧水混合)/SPM(硫酸和双氧水混合)去除在场氧化层和栅极侧壁边墙(spacer)上残留的或未反应的金属(即多余金属)，并留下产生的硅化物(这一步称为选择性腐蚀)。最后通过第二次较高温度的RTP处理以形成低电阻的硅化物。
用APM湿法有选择性地去除未反应金属，如Co或者Ti，要求不能腐蚀已形成的硅化物，如CoSi或者C49相的TiSi2，也就是需要考虑到对金属(Co或者Ti)和对硅化物(包括CoSi2、TiSi2)腐蚀之间选择比的问题。而且存在反应时间长、均匀性差的弱点，不利于现代大生产的需要。
发明内容
本发明的目的在于提出一种工序时间短，均匀性好的选择性去除硅化物形成过程中多余金属的方法。
本发明提出的选择性去除硅化物形成过程中多余金属的方法，采用的是等离子体干法刻蚀工艺。其特征在于在两步形成硅化物的工艺中，在第一步快速热退火后，采用等离子体刻蚀的方法将场氧化层(如LOCOS(局部氧化隔离)或者STI(浅沟槽隔离))上以及栅极边墙侧壁(spacer)上的残余金属，如Co(钴)或者Ti(钛)、TiN(氮化钛)，去除，然后通过第二步高温快速热退火形成低电阻的硅化物。
本发明中，上述等离子体刻蚀方法可以采用各向同性刻蚀的方法，也可以采用各向异性刻蚀方法。前者可以充分发挥刻蚀选择性好，反应速率快，对衬底没有损伤的优点。而后者可以在线宽很小、图形复杂的区域同样有效地去除残留金属。
本发明中的等离子体刻蚀方法可以使用高密度等离子体源，如ICP、ECR、helicon等，从而获得更高的刻蚀速率，这对于本项发明的实施也是很有帮助的。
本发明由于采用了等离子体干法刻蚀的方法，可以有效地提高工艺处理的速度，提高产能，同时适合于线宽小，图形复杂的情况，可以有效地去除残余的金属。
附图说明
图1为选择性腐蚀前硅片表面硅化物分布图。图中整个硅片覆盖着金属或硅化物。
图2为选择性腐蚀后硅片表面硅化物分布图，图中仅在晶体管的三个电极区域(源极、栅极、漏极)上存在硅化物。
附图标号：1为晶体管源极、2为晶体管栅极、3为晶体管漏极、4为金属或硅化物、5为硅化物。
具体实施方式
本发明的实施过程如下：1.用稀释的氢氟酸清洁硅片表面2.通过PVD的方法在硅片表面整片淀积形成硅化物需要的金属，如15nm Co(钴)/8nm Ti(钛)3.采用快速热退火(RTP)的方法，在较低温度，如550度，形成高电阻的硅化物，如CoSi(硅化钴)4.通过等离子体干法刻蚀技术将残余金属给腐蚀掉，如spacer上的Co和(或)Ti。5.通过更高温度的快速热退火，如850度，形成低电阻的硅化物，如CoSi2(二硅化钴)。
Claims (3)
1.一种去除在硅化物形成过程中多余金属的方法，其特征在于在两步形成硅化物的工艺中，在第一步快速热退火后，采用等离子体刻蚀的方法将场氧化层上以及栅极边墙侧壁上的残余金属去除，然后通过第二步高温快速热退火形成低电阻的硅化物。
2.根据权利要求1所述的去除在硅化物形成过程中多余金属的方法，其特征在于所述的残余金属为Co或者Ti或者TiN。
3.根据权利要求1所述的去除在硅化物形成过程中多余金属的方法，其特征在于所述的等离子体刻蚀方法为各向同性刻蚀和各向异性刻蚀两种形式的刻蚀之一种。
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