一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的MOS晶體管工藝中，為了改善晶體管的柵極、源極和漏極與填充插塞(plug)之間的歐姆接觸，通常會(huì)在柵極、源極和漏極的表面形成金屬硅化物。目前，大多是利用自對(duì)準(zhǔn)金屬娃化物(Self-Aligned Silicide)工藝來(lái)形成金屬娃化物的。具體來(lái)說(shuō)，在形成源極和漏極之后，在源極、漏極和柵極上方形成由鈷、鈦或鎳等構(gòu)成的金屬層，然后通過(guò)一步或多步快速退火處理(RTA)，使金屬層與柵極、源極和漏極中的硅反應(yīng)，形成低電阻率的金屬硅化物，從而減小源極和漏極的薄層電阻(Rs)。在形成金屬硅化物之后，還需要采用濕法清洗工藝去除未與襯底中的硅反應(yīng)的鈷、鈦或鎳等金屬。
[0003]在28nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的半導(dǎo)體工藝中，在制作金屬硅化物時(shí)，存在晶圓中心處的Rs較高的問(wèn)題。以鎳鉬金屬硅化物為例，劈裂試驗(yàn)結(jié)果顯示，該高Rs問(wèn)題出自于采用硫酸(H2SO4)和雙氧水(H2O2)混合溶液(即SPM溶液)進(jìn)行清洗的開始階段。根據(jù)配比設(shè)定，硫酸和雙氧水應(yīng)該同時(shí)提供到晶圓。然而，有時(shí)硫酸會(huì)出于某些原因，諸如化學(xué)閥門的開啟時(shí)間不同而首先流出混合閥門(即噴嘴)。由于噴嘴一般對(duì)應(yīng)于晶圓中心，因此，硫酸會(huì)先于雙氧水到達(dá)晶圓中心位置處。在該中心位置處，到達(dá)鎳鉬硅化物表面的高溫濃硫酸會(huì)將大部分的鎳從鎳鉬硅化物中分解出來(lái)，從而破壞了鎳鉬硅化物表面。由于鎳的分解以及雙氧水的氧化作用，導(dǎo)致在鎳鉬硅化物表面形成了較厚的氧化硅層，因此造成晶圓中心處的Rs上升。Rs上升會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的性能變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底至少包括一含硅區(qū)域，所述含硅區(qū)域上依次形成有金屬硅化物層和金屬層；采用雙氧水溶液清洗所述半導(dǎo)體襯底；以及采用硫酸和雙氧水的混合溶液清洗所述半導(dǎo)體襯底以去除所述金屬層。
[0005]可選地，采用雙氧水溶液清洗所述半導(dǎo)體襯底的時(shí)間為I?300秒。
[0006]可選地，所述硫酸和雙氧水的混合溶液中的硫酸和雙氧水的體積比為2:1?20:1o
[0007]可選地，所述硫酸和雙氧水的混合溶液的溫度為120°C?180°C。
[0008]可選地,所述金屬層是鎳層，所述金屬娃化物層是鎳娃化物層。
[0009]可選地，所述金屬層是鎳鉬合金層，所述金屬硅化物層是鎳鉬硅化物層。
[0010]根據(jù)本發(fā)明另一方面，還提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括:提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底至少包括一含硅區(qū)域，所述含硅區(qū)域上依次形成有金屬硅化物層、金屬層和阻擋層；采用雙氧水溶液清洗所述半導(dǎo)體襯底；以及采用硫酸和雙氧水的混合溶液清洗所述半導(dǎo)體襯底以去除所述阻擋層和所述金屬層。
[0011]可選地，采用雙氧水溶液清洗所述半導(dǎo)體襯底的時(shí)間為I?300秒。
[0012]可選地，所述硫酸和雙氧水的混合溶液中的硫酸和雙氧水的體積比為2:1?20:1o
[0013]可選地，所述硫酸和雙氧水的混合溶液的溫度為120°C?180°C。
[0014]可選地，所述金屬層是鎳層，所述金屬硅化物層是鎳硅化物層。
[0015]可選地，所述金屬層是鎳鉬合金層，所述金屬硅化物層是鎳鉬硅化物層。
[0016]可選地，所述阻擋層的材料是氮化鈦。
[0017]根據(jù)本發(fā)明提供的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，在采用SPM溶液去除金屬層之前，首先提供雙氧水溶液對(duì)器件進(jìn)行處理，可以避免硫酸先于雙氧水到達(dá)器件并破壞金屬硅化物層，防止器件的Rs升高。因此，本發(fā)明的方法可以改善半導(dǎo)體器件的性能。
[0018]為了使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更明顯易懂，特舉較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖，做詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0019]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0020]圖1a-1d示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的關(guān)鍵步驟所獲得的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；
[0021]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖；
[0022]圖3a_3d示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的關(guān)鍵步驟所獲得的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖；以及
[0023]圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0025]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的用于制造半導(dǎo)體器件的方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0027]應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接至『或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由稀⑴c之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)印?br>[0028]實(shí)施例一
[0029]下面，參照?qǐng)D1a-1d以及圖2來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的詳細(xì)步驟。
[0030]圖1a-1d示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體器件的方法的關(guān)鍵步驟所獲得的半導(dǎo)體器件的剖面示意圖。
[0031]參考圖la，提供半導(dǎo)體襯底101，所述半導(dǎo)體襯底101至少包括一含硅區(qū)域，所述含硅區(qū)域上依次形成有金屬硅化物層和金屬層。所述半導(dǎo)體襯底101的構(gòu)成材料可以是以下所提到的材料中的至少一種:硅、絕緣體上硅(SOI)、絕緣體上層疊硅(SSOI)、絕緣體上層疊鍺化硅(S-SiGeOI)、絕緣體上鍺化硅(SiGeOI)以及絕緣體上鍺(GeOI)等。優(yōu)選地，半導(dǎo)體襯底101可以為硅襯底。雖然在此描述了可以形成半導(dǎo)體襯底101的材料的幾個(gè)示例，但是可以作為半導(dǎo)體襯底的任何材料均落入本發(fā)明的精神和范圍。此外，半導(dǎo)體襯底101可以被劃分有源區(qū)，和/或半導(dǎo)體襯底101中還可以形成有摻雜阱(未示出)等等。在半導(dǎo)體襯底101中形成有隔離結(jié)構(gòu)(未示出)以用于限定并隔離各集成電路器件。所述隔離結(jié)構(gòu)可以是局部硅氧化(LOCOS)結(jié)構(gòu)或淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)。隔離結(jié)構(gòu)的填充材料為絕緣介質(zhì)如氧化硅、氮化硅、碳化硅中的一種或其組合。
[0032]以包含一個(gè)或多個(gè)MOS晶體管的半導(dǎo)體襯底為例，所述MOS晶體管包括柵極、源極和漏極。所述柵極、源極以及漏極即為含硅區(qū)域。所述源極、漏極表面為硅材料，所述柵極表面為多晶硅材料。在所述柵極下方有柵極氧化層，所述柵極氧化層的材料可以是二氧化硅。在所述柵極兩側(cè)形成有側(cè)墻，所述側(cè)墻的材料可以是氧化硅、氮化硅中的一種或者組合。為了簡(jiǎn)化，在圖1a中僅示出構(gòu)成柵極的多晶硅層102。
[0033]多晶娃層102上依次形成有金屬娃化物層103和金屬層104。金屬娃化物層103的形成過(guò)程如下。在所述多晶硅層102上形成金屬層104。形成所述金屬層104的工藝可以采用本領(lǐng)域內(nèi)常用的方法，例如，物理氣相沉積法或蒸鍍法等。所述金屬層104的材料可以為鎳或鎳鉬合金，相應(yīng)得到的金屬硅物化為鎳硅化物或鎳鉬硅化物。所述金屬層104的厚度可以為50?300埃。接下來(lái)，采用RTA工藝對(duì)所述金屬層104進(jìn)行退火。經(jīng)過(guò)退火處理，金屬層104中的材料向所述多晶娃層102中的娃材料中擴(kuò)散,并與娃材料形成金屬娃化物層103。所述RTA工藝的溫度可以為200?350°C，持續(xù)時(shí)間可以為15?45秒。半導(dǎo)體襯底101表面的介電層，諸如氧化硅層或氮化硅層，與金屬層104不發(fā)生反應(yīng)，這使得后續(xù)的濕法清洗去除剩余的未發(fā)生反應(yīng)的金屬層成為可能。
[0034]接下來(lái)，參考圖lb，采用雙氧水溶液清洗所述半導(dǎo)體襯底101。所述雙氧水溶液是雙氧水與水的混合溶液，雙氧水的濃度可以是任意合適的濃度，本發(fā)明不對(duì)此進(jìn)行限制。例如，雙氧水溶液中雙氧水所占的體積比可以是30%?90%。在一個(gè)實(shí)施例中，采用雙氧水溶液清洗所述半導(dǎo)體襯底101的時(shí)間為I?300秒。
[0035]接下來(lái)，參考圖lc，采用硫酸和雙氧水的混合溶液(SPM溶液)清洗所述半導(dǎo)體襯底101以去除所述金屬層104。在一個(gè)實(shí)施例中，所述硫酸和雙氧水的混合溶液中的硫酸和雙氧水的體積比為2:1?20:1，優(yōu)選為5:1?10:1。所述硫酸和雙氧水的混合溶液的溫度可以為120°C?180°C，即所述混合溶液是高溫混合溶液。