專利名稱：金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法。
背景技術(shù)：
在集成電路的金屬硅化物制作工藝中，需要在大部分區(qū)域的有源區(qū)(表面為硅材 料的區(qū)域)形成金屬硅化物，但也有部分區(qū)域的有源區(qū)是不能形成金屬硅化物的，如高阻 多晶硅區(qū)、隔離有源區(qū)等區(qū)域。因此，在制作金屬硅化物之前，需要先在這部分區(qū)域形成金 屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)(salicide block layer，SAB)，利用金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)不會(huì)與鈦或鈷 等金屬發(fā)生反應(yīng)的特性， 以防止在這部分區(qū)域形成金屬硅化物。目前，金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)的材質(zhì)通常是二氧化硅，可采用干法蝕刻和濕法蝕刻 相結(jié)合的方式來(lái)形成所述金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)，具體的說(shuō)，現(xiàn)有的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形 成方法包括以下步驟請(qǐng)參考圖1A，首先，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底100上已形成了多個(gè)柵 極結(jié)構(gòu)，為簡(jiǎn)化，此處半導(dǎo)體襯底100以空白結(jié)構(gòu)代替。請(qǐng)參考圖1B，接著，在所述半導(dǎo)體襯底100上形成阻擋層110以及位于阻擋層110 之上的圖形化光阻層120。請(qǐng)參考圖1C，接下來(lái)，以圖形化光阻層120為掩膜，執(zhí)行干法蝕刻工藝，以蝕刻掉 大部分的未被圖形化光阻層120覆蓋的阻擋層110，而僅保留小部分的阻擋層110a。該干 法蝕刻工藝的功率較高，相應(yīng)的，該干法蝕刻工藝的蝕刻速率較快，一般的，該干法蝕刻工 藝的功率大于300W。請(qǐng)參考圖1D，繼續(xù)以圖形化光阻層120為掩膜，執(zhí)行濕法蝕刻工藝，以去除掉剩余 的未被圖形化光阻層120覆蓋的阻擋層110a，從而形成金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)110b。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法在進(jìn)行干法蝕刻 工藝時(shí)，由于功率較高，因此該干法蝕刻工藝的蝕刻速率較快，使得同一半導(dǎo)體襯底上的蝕 刻速率也有所差異，這一差異導(dǎo)致阻擋層蝕刻的均勻性較差，有的區(qū)域還剩余有較厚的阻 擋層，而有的區(qū)域甚至發(fā)生過(guò)蝕刻現(xiàn)象，損傷了半導(dǎo)體襯底，影響了半導(dǎo)體器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，以解決現(xiàn)有的干法蝕刻工藝的蝕 刻均勻性較差，易損傷半導(dǎo)體襯底的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，包括提供 半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成阻擋層以及圖形化光阻層；執(zhí)行第一干法蝕刻 工藝；執(zhí)行第二干法蝕刻工藝，所述第二干法蝕刻工藝的功率小于所述第一干法蝕刻工藝 的功率；執(zhí)行濕法蝕刻工藝，以形成金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述阻擋層的材質(zhì)為二氧化硅。進(jìn)一步的，所述第一干法蝕刻工藝的功率大于300W，所述第二干法蝕刻工藝的功率為120 150W，所述第一干法蝕刻工藝的磁場(chǎng)為20 30GauSS，所述第二干法蝕刻工藝 的磁場(chǎng)為0 5Gauss。進(jìn)一步的，所述濕法蝕刻工藝是利用氫氟酸溶液實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法中，增加了第二干法 蝕刻的步驟，該第二干法蝕刻工藝的功率小于第一干法蝕刻工藝的功率，使得該第二干法 蝕刻步驟的蝕刻速率相對(duì)較低，可令蝕刻結(jié)果均勻一致，防止損傷半導(dǎo)體襯底，提高了半導(dǎo) 體器件的性能。


圖IA至圖ID為現(xiàn)有金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法的各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意 圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法的流程圖；圖3A至圖3E為本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法的各步驟相應(yīng) 結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心思想在于，提供一種金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，該方法增加了 第二干法蝕刻的步驟，該第二干法蝕刻工藝的功率小于第一干法蝕刻工藝的功率，使得該 第二干法蝕刻步驟的蝕刻速率相對(duì)較低，可令蝕刻結(jié)果均勻一致，防止損傷半導(dǎo)體襯底，提 高了半導(dǎo)體器件的性能。請(qǐng)參考圖2，其為本發(fā)明實(shí)施例提供的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法的流程圖，結(jié) 合該圖，該方法包括以下步驟步驟S210，提供半導(dǎo)體襯底；步驟S220，在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成阻擋層以及圖形化光阻層；步驟S230，執(zhí)行第一干法蝕刻工藝；步驟S240，執(zhí)行第二干法蝕刻工藝，所述第二干法蝕刻工藝的功率小于所述第一 干法蝕刻工藝的功率；步驟S250，執(zhí)行濕法蝕刻工藝，以形成金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)。本發(fā)明增加了第二干法蝕刻工藝，該第二干法蝕刻工藝也可稱為軟著陸蝕刻 (soft landing etch)工藝，其中，第二干法蝕刻工藝的功率小于所述第一干法蝕刻工藝的 功率，使得所述第二干法蝕刻步驟的蝕刻速率相對(duì)較低，可令蝕刻結(jié)果均勻一致。下面將結(jié)合剖面示意圖對(duì)本發(fā)明的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法進(jìn)行更詳細(xì)的 描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本 發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的 廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能 和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開 發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的 限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要 求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非 精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。請(qǐng)參照?qǐng)D3A，首先，提供半導(dǎo)體襯底300，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述半 導(dǎo)體襯底300上已形成了多個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)都包括柵極氧化層、位于柵 極氧化層之上的多晶硅柵極、以及位于多晶硅柵極側(cè)壁的柵極側(cè)壁層，為簡(jiǎn)化，此處半導(dǎo)體 襯底300以空白結(jié)構(gòu)代替。若直接進(jìn)入形成金屬硅化物的步驟，則所述半導(dǎo)體襯底300的所有區(qū)域都將會(huì)形 成金屬硅化物，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，假設(shè)后續(xù)形成的圖形化光阻層所覆蓋的區(qū) 域?yàn)楦咦璧膮^(qū)域，要求其表面不能形成金屬硅化物，為此，需在該區(qū)域上形成金屬硅化物阻 擋結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參照?qǐng)D3B，接著，在所述半導(dǎo)體襯底300上依次形成阻擋層310以及圖形化光阻 層320。其中，阻擋層310的材質(zhì)可以為二氧化硅，所述阻擋層310可利用化學(xué)氣相沉積的 方式形成。其中，所述圖形化光阻層320可通過(guò)以下步驟形成首先，在阻擋層310上涂覆光 阻；接著，進(jìn)行光刻和顯影等工藝，以形成圖形化光阻層320。請(qǐng)參照?qǐng)D3C，以圖形化光阻層320為掩膜，執(zhí)行第一干法蝕刻工藝，以蝕刻掉一部 分的阻擋層310，而保留一部分的阻擋層310a。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，第一干法蝕刻工藝的功率較高，例如，所述第一干 法蝕刻工藝的功率可以大于300W，相應(yīng)的，所述第一干法蝕刻工藝的蝕刻速率也較高。其中，第一干法蝕刻工藝的磁場(chǎng)為20 30GauSS，所述較強(qiáng)的磁場(chǎng)可使電漿 (plasma)均勻化，即能使電漿發(fā)散到半導(dǎo)體襯底300的每一個(gè)區(qū)域，進(jìn)而使得在第一干法 蝕刻過(guò)程中的蝕刻均勻度提高。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，執(zhí)行第一干法蝕刻工藝時(shí)，蝕刻設(shè)備的反應(yīng)室內(nèi) 的壓力可以為150mTorr，所述第一干法蝕刻工藝所使用的蝕刻氣體包括三氟甲烷、四氟化 碳和氬氣。當(dāng)然，本發(fā)明并不對(duì)每種蝕刻氣體的流量進(jìn)行限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)即 可獲知具體工藝參數(shù)。請(qǐng)參照?qǐng)D3D，以圖形化光阻層320為掩膜，執(zhí)行第二干法蝕刻工藝，以繼續(xù)蝕刻掉 一部分的阻擋層，而保留一薄層的阻擋層310b，其中，所述第二干法蝕刻工藝的功率小于第 一干法蝕刻工藝的功率。由于所述第二干法蝕刻工藝的功率小于第一干法蝕刻工藝的功率，因此，該第二 干法蝕刻步驟的蝕刻速率相對(duì)較低，本步蝕刻工藝可以較好的控制保留的阻擋層310b的 厚度，可使得蝕刻結(jié)果均勻一致，解決了因過(guò)蝕刻而損傷半導(dǎo)體襯底的問(wèn)題，提高了半導(dǎo)體 器件的性能。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，第二干法蝕刻工藝的功率為120 150W，所保留 的阻擋層310b的厚度可根據(jù)具體工藝情況設(shè)定，例如，阻擋層310b的厚度可以為70 80人。進(jìn)一步的，第二干法蝕刻工藝的磁場(chǎng)為0 5GauSS。優(yōu)選的，第二干法蝕刻工藝的 磁場(chǎng)為OGauss，也就是說(shuō)，在執(zhí)行第二干法蝕刻工藝時(shí)，可關(guān)閉磁場(chǎng)，由于所述第二干法蝕刻工藝的功率小于第一干法蝕刻工藝的功率，也就是說(shuō)，所述第二干法蝕刻工藝的功率相 對(duì)較低，這就使得電漿本身就比較發(fā)散，若再使用較高的磁場(chǎng)，將使得電漿被更加擴(kuò)散，反 而會(huì)影響蝕刻的均勻性，因此，在第二干法蝕刻工藝中，可以使用較低的磁場(chǎng)或關(guān)閉磁場(chǎng)。其中，該第二干法蝕刻工藝與第一干法蝕刻工藝可使用相同的蝕刻氣體，即第二 干法蝕刻所使用的蝕刻氣體同樣為三氟甲烷、四氟化碳以及氬氣；并且，執(zhí)行該第二干法蝕 刻工藝時(shí)，蝕刻設(shè)備的反應(yīng)室內(nèi)的壓力可保持不變，即執(zhí)行該第二干法蝕刻工藝時(shí)，蝕刻設(shè) 備的反應(yīng)室內(nèi)的壓力仍然為150mTorr。請(qǐng)參照?qǐng)D3E，繼續(xù)以所述圖形化光阻層320為掩膜，執(zhí)行濕法蝕刻工藝，以全部去 除剩余的未被圖形化光阻層320覆蓋的阻擋層310b，直至暴露出半導(dǎo)體襯底300，從而形成 金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)310c。由于最后采用了濕法蝕刻工藝，可進(jìn)一步避免干法蝕刻工藝中所使用的電 漿損傷 半導(dǎo)體襯底300。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，阻擋層310的材質(zhì)為二氧化硅，因此可選 用氫氟酸(HF)作為濕法蝕刻工藝的腐蝕液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明增加了第二干法蝕刻的步驟，該第二干法蝕刻工藝的功 率小于第一干法蝕刻工藝的功率，因此第二干法蝕刻步驟的蝕刻速率相對(duì)較低，可使蝕刻 結(jié)果均勻一致，防止損傷半導(dǎo)體襯底。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成阻擋層以及圖形化光阻層；執(zhí)行第一干法蝕刻工藝；執(zhí)行第二干法蝕刻工藝，所述第二干法蝕刻工藝的功率小于所述第一干法蝕刻工藝的功率；執(zhí)行濕法蝕刻工藝，以形成金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，其特征在于，所述阻擋層的材質(zhì)為二氧化硅。
3.如權(quán)利要求2所述的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，其特征在于，所述第一干法蝕 刻工藝的功率大于300W。
4.如權(quán)利要求3所述的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，其特征在于，所述第二干法蝕 刻工藝的功率為120 150W。
5.如權(quán)利要求2所述的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，其特征在于，所述第一干法蝕 刻工藝的磁場(chǎng)為20 30Gauss。
6.如權(quán)利要求5所述的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，其特征在于，所述第二干法蝕 刻工藝的磁場(chǎng)為0 5Gauss。
7.如權(quán)利要求2所述的金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，其特征在于，所述濕法蝕刻工 藝是利用氫氟酸溶液實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)形成方法，該方法包括提供半導(dǎo)體襯底；在所述半導(dǎo)體襯底上依次形成阻擋層以及圖形化光阻層；執(zhí)行第一干法蝕刻工藝；執(zhí)行第二干法蝕刻工藝，所述第二干法蝕刻工藝的功率小于所述第一干法蝕刻工藝的功率；執(zhí)行濕法蝕刻工藝，以形成金屬硅化物阻擋結(jié)構(gòu)。本發(fā)明增加了第二干法蝕刻的步驟，該第二干法蝕刻步驟的蝕刻速率相對(duì)較低，可使蝕刻結(jié)果均勻一致，提高了半導(dǎo)體器件的性能。
文檔編號(hào)H01L21/311GK101834131SQ20101906303
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者奚裴, 石小兵 申請(qǐng)人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司