金属硅化物层的形成方法

摘要

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。

权利要求

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。

说明书

金属硅化物层的形成方法

技术领域

[0001] 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

[0002] 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。

[0003] 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)。

[0004] 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

[0005] 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。

[0006] 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：

[0007] 提供一晶圆，所述晶圆上形成有半导体器件的栅极和栅氧；

[0008] 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；

[0009] 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；

[0010] 进行刻蚀，去除所述金属层，保留所述金属硅化物层。

[0011] 可选的，所述金属层包括镍(Ni)。

[0012] 可选的，所述金属硅化物层包括镍化硅(NiSi)。

[0013] 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)。

[0014] 可选的，在所述晶圆上沉积金属层，包括：

[0015] 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。

[0016] 可选的，所述半导体器件为逻辑器件。

[0017] 本申请技术方案，至少包括如下优点：

[0018] 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

[0019] 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。

[0020] 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；

[0021] 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

[0022] 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。

[0023] 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。

[0024] 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。

[0025] 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。

[0026] 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：

[0027] 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。

[0028] 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。

[0029] 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。

[0030] 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。

[0031] 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。

[0032] 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。

[0033] 步骤104，进行刻蚀，去除金属层，保留金属硅化物层。

[0034] 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。

[0035] 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。

[0036] 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。