一種金屬硅化物的形成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種金屬硅化物的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述襯底上包含至少一個位于核心區(qū)域的金屬柵極、至少一個位于I/O區(qū)域的多晶硅柵極以及位于上述柵極之間的第一層間介質(zhì)層；在所述襯底上形成圖案化的接觸溝槽掩膜層；以所述接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述第一層間介質(zhì)層，以在所述金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽，以露出所述襯底；去除所述接觸溝槽掩膜層；在所述露出的襯底上以及多晶硅柵極上形成金屬硅化物。本發(fā)明所述方法提供了在所述PMOS金屬柵極以及NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成相同或不同的金屬硅化物的步驟，在該過程中同時在多晶硅柵極上以及有源區(qū)上形成金屬硅化物，過程更加簡單，提高了器件的良率。
【專利說明】一種金屬硅化物的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種金屬硅化物的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路制造領(lǐng)域，隨著MOS晶體管的不斷縮小，尤其是在28nm以下的工藝中，各種因為器件的物理極限所帶來的二級效應(yīng)不可避免，器件的特征尺寸按比例縮小變得困難，其中MOS晶體管器件及其電路制造領(lǐng)域容易出現(xiàn)從柵極向襯底的漏電問題。
[0003]當前工藝的解決方法是采用高K柵極材料和金屬柵的方法，目前金屬柵極的形成過程為首先在半導(dǎo)體襯底上形成柵極介電層，在柵極介電層上形成柵極堆棧結(jié)構(gòu)的TiN覆蓋層，在TiN層上沉積擴散阻擋層。蝕刻形成金屬柵極，所述金屬柵極可以包括函數(shù)金屬層，阻擋層和金屬材料層。然后對所述柵極以及源漏形成電連接，在形成電連接過程中為了減小接觸電阻需要在所述源漏以及柵極上形成金屬硅化物層，例如N1-Si，目前形成所述金屬硅化物的方法主要有以下兩種方法:第一種方法是分別在柵極以及有源區(qū)上形成所述金屬硅化物，該方法分為兩步進行，不僅步驟繁瑣，而且在該工藝制造成本進一步提高;第二種方法是可以在蝕刻形成接觸孔后，再形成所述金屬硅化物，但是該方法中需要形成接觸孔蝕刻停止層、氧化物掩膜層等多個掩膜層，蝕刻露出所述源漏區(qū)以及柵極，然后沉積金屬、高溫反應(yīng)形成所述金屬硅化物層，而且通過所述方法制備得到的器件具有較大的邊際窗口(marginal process window),器件性能下降。
[0004]因此，目前在所述有源區(qū)以及柵極上形成金屬硅化物的方法或者工藝繁瑣、成本提高，或者導(dǎo)致器件性能下降，為了進一步簡化該過程提高產(chǎn)品性能，需要對目前方法作進一步的改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術(shù)方案的保護范圍。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種金屬硅化物的形成方法，包括:
[0007]提供半導(dǎo)體襯底，所述襯底上包含至少一個位于核心區(qū)域的金屬柵極、至少一個位于I/O區(qū)域的多晶硅柵極以及位于上述柵極之間的第一層間介質(zhì)層；
[0008]在所述襯底上形成圖案化的接觸溝槽掩膜層；
[0009]以所述接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述第一層間介質(zhì)層，以在所述金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽，以露出所述襯底和所述多晶硅柵極；
[0010]去除所述接觸溝槽掩膜層；
[0011]在所述露出的襯底上以及所述多晶硅柵極上形成金屬硅化物。
[0012]作為優(yōu)選，所述方法還包括沉積第二層間介質(zhì)層并平坦化的步驟。
[0013]作為優(yōu)選，所述方法還包括以下步驟:[0014]蝕刻所述第二層間介質(zhì)層，以形成接觸孔并露出所述金屬硅化物；
[0015]采用金屬材料填充所述接觸孔，以形成接觸塞，實現(xiàn)電連接。
[0016]作為優(yōu)選，所述至少一個金屬柵極包括至少一個PMOS金屬柵極和至少一個NMOS金屬柵極。
[0017]作為優(yōu)選，所述PMOS金屬柵極和所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成相同的金屬硅化物。
[0018]作為優(yōu)選，所述PMOS金屬柵極和所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成不同的金屬硅化物，具體地，在所述襯底上形成圖案化的接觸溝槽掩膜層；以所述接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述第一層間介質(zhì)層，以在所述金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽的步驟包括:
[0019]在所述襯底上形成一界面層，在所述界面層上形成圖案化的第一接觸溝槽掩膜層；
[0020]以所述第一接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述界面層、第一層間介質(zhì)層，以在所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽；
[0021]去除所述第一接觸溝槽掩膜層；
[0022]在NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)上形成第一金屬硅化物；
[0023]沉積一犧牲層并平坦化，以填充所述溝槽并覆蓋所述界面層；
[0024]在所述犧牲層上形成第二接觸溝槽掩膜層；
[0025]以所述第二接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述犧牲層、所述界面層和所述第一層間介質(zhì)層，以在所述PMOS金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽并露出所述多晶硅柵極；
[0026]去除所述第二接觸溝槽掩膜層；
[0027]在所述PMOS金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)上以及多晶硅柵極上形成第二金屬硅化物；
[0028]去除所述犧牲層、界面層。
[0029]作為優(yōu)選，所述犧牲層、界面層選用高含量的SiARC層。
[0030]作為優(yōu)選，所述金屬硅化物中的金屬為鎢，鈦，鈷，鎳，鋁，釔，鐿和鉺中的一種或多種。
[0031]作為優(yōu)選，所述金屬硅化物中的金屬為鎳。
[0032]作為優(yōu)選，所述多晶硅柵極上和金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)上同時形成金屬硅化物。
[0033]作為優(yōu)選，所述金屬娃化物的厚度為60-250埃。
[0034]作為優(yōu)選，不設(shè)置介質(zhì)蝕刻停止層，直接蝕刻所述第二層間介質(zhì)層，以露出所述金屬硅化物。
[0035]作為優(yōu)選，所述金屬硅化物形成過程中接觸溝槽的高寬比為0.8-1.2。
[0036]作為優(yōu)選，所述第一層間介質(zhì)層為氧化物。
[0037]本發(fā)明所述方法提供了在所述PMOS金屬柵極以及NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成相同或者不同的金屬硅化物的步驟，在該過程中同時在多晶硅柵極上以及有源區(qū)上形成金屬硅化物，過程更加簡單，提高了器件的良率?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0038]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)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，
[0039]圖1-7為本發(fā)明中在在有源區(qū)以及柵極上形成相同金屬硅化物的過程示意圖；
[0040]圖8-14為本發(fā)明中在在有源區(qū)和柵極上形成不同金屬硅化物的過程示意圖；
[0041]圖15為本發(fā)明中在在有源區(qū)和柵極上形成金屬硅化物的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0042]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。
[0043]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細的描述，以說明本發(fā)明在有源區(qū)和柵極上同時形成金屬硅化物的方法。顯然，本發(fā)明的施行并不限于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細描述如下，然而除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。
[0044]應(yīng)予以注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施例，而非意圖限制根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。此外，還應(yīng)當理解的是，當在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，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或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0045]現(xiàn)在，將參照附圖更詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例。然而，這些示例性實施例可以多種不同的形式來實施，并且不應(yīng)當被解釋為只限于這里所闡述的實施例。應(yīng)當理解的是，提供這些實施例是為了使得本發(fā)明的公開徹底且完整，并且將這些示例性實施例的構(gòu)思充分傳達給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標記表示相同的元件，因而將省略對它們的描述。
[0046]參照圖1，首先提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底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。在本發(fā)明中優(yōu)選絕緣體上硅(S0I)，所述絕緣體上硅(SOI)從下往上依次為支撐襯底、氧化物絕緣層以及半導(dǎo)體材料層，為了簡化所述圖形，在所述圖形中僅以襯底101代替，但并不局限于上述示例。
[0047]在所述半導(dǎo)體襯底中形成隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離(S TI)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅(LOCOS)隔離結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中優(yōu)選形成淺溝槽隔離，所述半導(dǎo)體襯底中還形成有各種阱(well)結(jié)構(gòu)及襯底表面的溝道層。一般來說，形成阱(well)結(jié)構(gòu)的離子摻雜導(dǎo)電類型與溝道層離子摻雜導(dǎo)電類型相同，但是濃度較柵極溝道層低，離子注入的深度泛圍較廣，同時需達到大于隔離結(jié)構(gòu)的深度，在所述半導(dǎo)體襯底的核心區(qū)域(core)中形成PMOS區(qū)、NMOS區(qū)以及在所述半導(dǎo)體襯底的I/O區(qū)域形成Poly區(qū)。
[0048]在所述襯底中Poly區(qū)形成多晶硅柵極10，在所述NMOS以及PMOS區(qū)形成NMOS金屬柵極30和PMOS金屬柵極20:具體地，在所述半導(dǎo)體襯底上形成柵堆棧層，包括依次層疊的高K介電層、TiN覆蓋層、多晶硅層，以及位于所述TiN覆蓋層和多晶硅層之間的阻擋層，所述柵極介電層可以選用高K材料來形成所述柵極介電層，例如用在Hf02中引入S1、Al、N、La、Ta等元素并優(yōu)化各元素的比率來得到的高K材料等。所述形成柵極介電層的方法可以是物理氣相沉積工藝或原子層沉積工藝。
[0049]蝕刻所述柵堆棧層以在所述襯底上形成柵極結(jié)構(gòu)和虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)；其中所述虛擬柵極結(jié)構(gòu)上還可以進一步形成偏移側(cè)墻(offset spacer )。偏移側(cè)墻的材料可以是氮化硅，氧化硅或者氮氧化硅等絕緣材料。偏移側(cè)墻可以提高形成的晶體管的溝道長度，減小短溝道效應(yīng)和由于短溝道效應(yīng)弓I起的熱載流子效應(yīng)。
[0050]進一步，在所述多晶硅柵極上形成間隙壁，在所述金屬柵極的偏移側(cè)墻上形成間隙壁，然后沉積蝕刻停止層以及層間介質(zhì)層102，蝕刻去除所述PMOS虛設(shè)柵極結(jié)構(gòu)的所述多晶硅層，形成溝槽，進而形成PMOS金屬柵極，所述PMOS金屬柵極通過沉積多個薄膜堆棧形成。所述薄膜包括功函數(shù)金屬層，阻擋層和金屬材料層。參照該方法同樣形成NMOS金屬柵極，得到如圖1所示圖形。
[0051 ] 作為優(yōu)選，為了提高PMOS區(qū)域的壓應(yīng)力，還可以進一步在PMOS金屬柵的兩側(cè)形成凹槽，優(yōu)選形成“ Σ ”形凹槽，然后在所述的凹槽中外延生在SiGe。
[0052]本發(fā)明中所述層間介質(zhì)層102優(yōu)選氧化物，例如二氧化硅等，該層間介質(zhì)層的形成方法可以選用常規(guī)沉積方法。
[0053]在所述PMOS區(qū)、NMOS區(qū)以及Poly區(qū)有源區(qū)以及多晶硅柵極上形成金屬硅化物，其中，在PMOS區(qū)、NMOS區(qū)內(nèi)可以形成相同的金屬硅化物也可以形成不同的金屬硅化物，下面就兩種情況分別進行說明，首先，參照圖2-7來說明在PMOS區(qū)、NMOS區(qū)內(nèi)可以形成相同的金屬硅化物的方法:
[0054]參照圖2，在所述層間介質(zhì)層102上形成底部抗反射層(BARC) 103，
[0055]進一步的在所述BARC上形成圖案化的光刻膠層，所述光刻膠的圖案定義了所要形成的接觸溝槽的位置以及開口的大小。
[0056]參照圖3，以所述的圖案化的光刻膠層為掩膜蝕刻所述BARC以及所述層間介質(zhì)層，形成接觸溝槽，作為優(yōu)選，所述接觸溝槽的高寬比為0.8-1.2，以露出所述PM0S、NM0S金屬柵極及其兩側(cè)的有源區(qū)，還包括多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)，同時露出所述多晶硅柵極，然后去除所述光刻膠層以及所述BARC，該步驟中所述蝕刻方法可以選用干法蝕刻或者濕法蝕亥IJ，或者兩者結(jié)合，所述去除光刻膠的方法可以選用本領(lǐng)域常規(guī)方法。
[0057]參照圖4，在所述PMOS金屬柵極、NMOS金屬柵極、多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)和多晶硅柵極中的柵極材料層上形成金屬硅化物，具體地，在所述層間介質(zhì)層上沉積一層金屬材料，以覆蓋所述PMOS、NMOS金屬柵極、多晶硅柵極以及位于其兩側(cè)的有源區(qū)，然后進行高溫反應(yīng)，使所述金屬材料與硅或者多晶硅材料反應(yīng)，形成金屬硅化物層104，最后去除未反應(yīng)的金屬材料，在該步驟中所述PM0S、NM0S金屬柵極的兩側(cè)形成了金屬硅化物層104，而在多晶硅柵極中，不僅兩側(cè)的有源區(qū)形成了金屬硅化物，所述多晶硅柵極中的柵極材料層頂部也形成了金屬硅化物層。
[0058]在該步驟中，所述金屬材料層可以選擇鎢，鈦，鈷，鎳，鋁，釔，鐿和鉺中的一種或者多種，優(yōu)選為鎳，在該步驟中所述金屬柵極、多晶硅柵極以及有源區(qū)通過一個步驟同時形成了所述金屬硅化物，在形成過程窗口保護良好，均勻性得到很好的控制，所述金屬硅化物的厚度大約為60-250埃，所述金屬硅化物形成過程中上述接觸溝槽的高寬比為0.8-1.2。
[0059]參照圖5，在所述金屬柵極、多晶硅柵極以及層間介質(zhì)層上形成第二層間介質(zhì)層105，填充上述形成的接觸溝槽，在本發(fā)明中所述第二層間介質(zhì)層和所述層間介質(zhì)層選擇同樣材料，優(yōu)選氧化物，例如二氧化硅等。可以選用化學(xué)氣相沉積(CVD)法、物理氣相沉積(PVD)法或原子層沉積(ALD)法等形成的低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)、激光燒蝕沉積(LAD)以及選擇外延生長(SEG)中的一種。
[0060]參照圖6，蝕刻所述第二層間介質(zhì)層，形成接觸孔，具體地，在本發(fā)明中蝕刻所述第二層間介質(zhì)層，露出所述NMOS金屬柵極、PMOS金屬柵極兩側(cè)的源漏以及多晶硅柵極上的金屬硅化物，所述接觸孔數(shù)目以及位置可以根據(jù)需要蝕刻形成。在該步驟中不需要設(shè)置介質(zhì)蝕刻停止層，直接蝕刻所述介質(zhì)層，以露出前面步驟中形成的金屬硅化物。
[0061]參照圖7，采用導(dǎo)電材料填充所述接觸孔，形成接觸塞，直接位于所述金屬硅化物上，從而NMOS金屬柵極、PMOS金屬柵極兩側(cè)的源漏以及多晶硅柵極形成電連接，具體地，所述導(dǎo)電材料可以選擇銅、鋁等常用導(dǎo)電材料，填充完所述接觸孔后接著執(zhí)行一化學(xué)機械平坦化步驟。
[0062]下面結(jié)合圖8-14進一步說明在所述PMOS區(qū)、NMOS區(qū)內(nèi)形成不同的金屬硅化物的方法:
[0063]參照圖8，在所述層間介質(zhì)層102上形成界面層103，可以選擇作為抗反射層的BARC或其他有機涂層，優(yōu)選SiARC，所述SiARC可以通過濕法蝕刻很容易的去除。
[0064]進一步的在所述界面層上形成圖案化的光刻膠層，所述光刻膠的圖案定義了所要形成的接觸溝槽的位置以及開口的大小，所述光刻膠圖案為在NMOS金屬柵極兩側(cè)形成接觸溝槽的圖案掩膜，在所述PMOS金屬柵極以及多晶硅柵極進行成光刻膠層，不形成圖案。
[0065]參照圖9，以所述的圖案化的光刻膠層為掩膜蝕刻所述界面層以及層間介質(zhì)層、柵介質(zhì)層，形成接觸溝槽，以露出所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)，而PMOS金屬柵極以及多晶硅柵極上的介質(zhì)層以及界面層不被蝕刻，然后去除所述光刻膠層，在該步驟中所述形成的接觸溝槽的高寬比為0.8-1.2。
[0066]參照圖10，在所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)上形成金屬硅化物，具體地，在所述層間介質(zhì)層上沉積一層金屬材料，以覆蓋所述NMOS金屬柵極以及位于其兩側(cè)的有源區(qū)，然后進行高溫反應(yīng)，使所述金屬材料與硅或者多晶硅材料反應(yīng)，形成金屬硅化物層107，最后去除未反應(yīng)的金屬材料，在該步驟中所述NMOS金屬柵極的兩側(cè)形成了金屬硅化物層107。
[0067]在該步驟中，所述金屬材料可以選擇鎢，鈦，鈷，鎳，鋁，釔，鐿和鉺中的一種或者多種，在該步驟中所述金屬柵極、多晶硅柵極以及有源區(qū)在一步中同時形成了所述金屬硅化物，在形成過程窗口保護良好，均勻性得到很好的控制，所述金屬硅化物的厚度大約為60-250 埃。
[0068]在該步驟中不需要設(shè)置介質(zhì)蝕刻停止層，直接蝕刻所述介質(zhì)層直接露出前面步驟中形成的金屬硅化物。
[0069]參照圖11，在所述NMOS金屬柵極區(qū)域沉積形成犧牲層105，填充所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的接觸溝槽，在本發(fā)明中所述犧牲層選用高含量的SiARC層，所述SiARC層采用濕法蝕刻很容易去除。[0070]在所述犧牲層105上形成光刻膠掩膜層，所述光刻膠掩膜層包含在PMOS金屬柵極以及多晶硅柵極兩側(cè)形成接觸溝槽的圖案。
[0071]參照圖12，以所述的圖案化的光刻膠層為掩膜蝕刻所述犧牲層、界面層、以及所述層間介質(zhì)層、柵介質(zhì)層，形成接觸溝槽，以露出所述PMOS金屬柵極以及多晶硅兩側(cè)的有源區(qū)，該步驟與圖9所述步驟一樣，不同的是所述溝槽的形成區(qū)域不一樣，因此所述步驟可以參照上述過程，在此不再贅述。
[0072]參照圖13，在所述PMOS金屬柵極以及多晶硅柵極兩側(cè)有源區(qū)以及多晶硅柵極上形成金屬硅化物106，所述形成過程可以參照NMOS金屬柵極以及第一種實施方式中的金屬硅化物的形成方法，不同的是，在該步驟中形成的金屬硅化物與所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的源漏所形成的金屬硅化物的種類不一樣，具體地，所述兩種不同金屬硅化物的選擇可以根據(jù)NMOS和PMOS有源區(qū)中不同的應(yīng)力關(guān)系進行選擇。
[0073]在該步驟中，所述金屬材料層可以選擇鎢，鈦，鈷，鎳，招，釔，鐿和鉺中的一種或者多種，在該步驟中所述金屬柵極、多晶硅柵極以及有源區(qū)在一步中同時形成了所述金屬硅化物，在形成過程窗口保護良好，均勻性得到很好的控制，所述金屬硅化物的厚度大約為60-250 埃。
[0074]然后去除所述犧牲層、界面層，選用蝕刻方法去除所述犧牲層、界面層，所述犧牲層、界面層選用SiARC時，通過濕法蝕刻很容易去除。
[0075]參照圖14，沉積第二層間介質(zhì)層108，覆蓋所述PM0S、NM0S金屬柵極以及多晶硅柵極，并填充所述柵極兩側(cè)的溝槽，所述第二層間介質(zhì)層優(yōu)先選用和所述第一層間介質(zhì)層同樣的材料，然后蝕刻所述第三層間介質(zhì)層，形成接觸孔，露出所述金屬硅化物107、106，填充導(dǎo)電材料，并執(zhí)行平坦化步驟，形成電連接，所述步驟均可以參照第一種實施方式中形成電連接的方法。在該步驟中不需要設(shè)置介質(zhì)蝕刻停止層，直接蝕刻所述介質(zhì)層直接露出前面步驟中形成的金屬硅化物。
[0076]上述兩種實施方式給出了在所述PMOS金屬柵極以及NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成相同或者不同的金屬硅化物的步驟，在該過程中同時在多晶硅柵極上以及有源區(qū)上形成金屬硅化物，過程更加簡單。所述兩種實施方式中相應(yīng)的步驟可以采用同樣的工藝條件，因此，在第二實施方式中對有些步驟沒有做重復(fù)描述。
[0077]圖15為本發(fā)明中在在有源區(qū)和柵極上形成金屬硅化物的流程示意圖；包括以下步驟:
[0078]步驟201提供半導(dǎo)體襯底，所述襯底上包含至少一個位于核心區(qū)域的金屬柵極、至少一個位于I/O區(qū)域的多晶硅柵極以及位于上述柵極之間的第一層間介質(zhì)層；
[0079]步驟202在所述襯底上形成圖案化的接觸溝槽掩膜層；
[0080]步驟203以所述接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述第一層間介質(zhì)層，以在所述金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽，以露出所述襯底和所述多晶硅柵極；
[0081]步驟204去除所述接觸溝槽掩膜層；
[0082]步驟205在所述露出的襯底上以及所述多晶硅柵極上形成金屬硅化物；
[0083]步驟206沉積第二層間介質(zhì)層并平坦化的步驟，以形成接觸孔并露出所述金屬硅化物，采用金屬材料填充所述接觸孔，以形成接觸塞，實現(xiàn)電連接。[0084]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應(yīng)當理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種金屬硅化物的形成方法，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，所述襯底上包含至少一個位于核心區(qū)域的金屬柵極、至少一個位于I/o區(qū)域的多晶硅柵極以及位于上述柵極之間的第一層間介質(zhì)層； 在所述襯底上形成圖案化的接觸溝槽掩膜層； 以所述接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述第一層間介質(zhì)層，以在所述金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽，以露出所述襯底和所述多晶硅柵極； 去除所述接觸溝槽掩膜層； 在所述露出的襯底上以及所述多晶硅柵極上形成金屬硅化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述襯底上沉積第二層間介質(zhì)層并平坦化的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟: 蝕刻所述第二層間介質(zhì)層，以形成接觸孔并露出所述金屬硅化物； 采用金屬材料填充所述接觸孔，以形成接觸塞，實現(xiàn)電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個金屬柵極包括至少一個PMOS金屬柵極和至少一個NMOS金屬柵極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述PMOS金屬柵極和所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成相同的金屬硅化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法`，其特征在于，所述PMOS金屬柵極和所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成不同的金屬硅化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所述襯底上形成圖案化的接觸溝槽掩膜層；以所述接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述第一層間介質(zhì)層，以在所述金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽的步驟包括: 在所述襯底上形成一界面層，在所述界面層上形成圖案化的第一接觸溝槽掩膜層；以所述第一接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述界面層、第一層間介質(zhì)層，以在所述NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽； 去除所述第一接觸溝槽掩膜層； 在NMOS金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)上形成第一金屬硅化物； 沉積一犧牲層并平坦化，以填充所述接觸溝槽并覆蓋所述界面層； 在所述犧牲層上形成第二接觸溝槽掩膜層； 以所述第二接觸溝槽掩膜層為掩膜，蝕刻所述犧牲層、所述界面層和所述第一層間介質(zhì)層，以在所述PMOS金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)形成接觸溝槽并露出所述多晶娃棚極； 去除所述第二接觸溝槽掩膜層； 在所述PMOS金屬柵極和所述多晶硅柵極兩側(cè)的有源區(qū)上以及多晶硅柵極上形成第二金屬硅化物； 去除所述犧牲層、界面層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述犧牲層、界面層選用高含量的SiARC層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬硅化物中的金屬為鎢，鈦，鈷，鎮(zhèn)，招，乾，鏡和輯中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬硅化物中的金屬為鎳。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多晶硅柵極上和金屬柵極兩側(cè)的有源區(qū)上同時形成金屬硅化物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬硅化物的厚度為60-250埃。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，不設(shè)置介質(zhì)蝕刻停止層，直接蝕刻所述第二層間介質(zhì)層，以露出所述金屬硅化物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述金屬硅化物形成過程中接觸溝槽的高寬比為0.8-1.2。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所`述的方法，其特征在于，所述第一層間介質(zhì)層為氧化物。
【文檔編號】H01L21/285GK103681291SQ201210337318
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月12日
【發(fā)明者】王新鵬, 張海洋 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司