硅化金属阻止区的形成方法及半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种硅化金属阻止区的形成方法，包括：在半导体基底上形成图形化的电介质层和多晶硅层；形成硅化金属阻止层；对该硅化金属阻止层进行曝光、显影，形成打开区和阻止区；第一蚀刻步骤，去除打开区的部分硅化金属阻止层；去除光阻层；第二蚀刻步骤，当打开区的剩余的硅化金属阻止层被完全去除时，停止蚀刻，保留阻止区的硅化金属阻止层。由于本发明专利技术采用两次蚀刻步骤，第一蚀刻步骤去除部分硅化金属阻止层，在第二蚀刻步骤采用湿法蚀刻工序之前，将深紫外线光阻去除，故可以消除该光阻层由于附着力差而出现脱落（ｐｅｅｌｉｎｇ）等现象；从而可以在０．１６／０．１８μｍ的逻辑电路的制程中，使深紫外线光阻可以完全适应光刻工艺需要，满足线条越来越细的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体逻辑电路(LG)的制造工艺，特别是涉及一种硅化金属阻止区的形成方法，以及应用该工艺的低电阻半导体器件的制造方法。
技术介绍
半导体制程所使用的光阻主要是由树脂、感光剂及溶剂所组成，其中树脂主要功能是作为蚀刻或离子植入时的阻障层；感光剂的部分则是照光后反应成易与显影剂反应的化合物，以利显影制程进行；溶剂用来使树脂及感光剂均匀的分散，让光阻涂布制程得以顺利进行。依光源的不同，光阻剂可分为G-line(436nm)、I-line(365nm)与深紫外线光阻剂Deep UV(193-248nm)三大类(简称DUV PR)。G-line光阻剂随着半导体工艺的发展而逐渐退出了半导体制程，在现有通常的0.16/0.18μm的逻辑电路(LG)的光刻工艺中，一般采用I-line光阻剂，即波长为365nm的紫外线，作为曝光光源。但是由于I-line光阻剂的应用临界在0.3μm线幅制程，在0.16/0.18μm的逻辑电路的制程中，I-line光阻剂无法适应光刻工艺的需要。参照图1，图1a表示正常曝光后的图形，硅化金属阻止层11对称覆盖在多晶硅层12上；图1b表示采用I-line光阻剂出现“窗口漂移”现象后的图形，硅化金属阻止层11相对于多晶硅层12的位置发生了偏移，虚线区域示出了偏移的情况。也就是说，在0.16/0.18μm的逻辑电路的制程中，采用I-line光阻剂，有可能导致曝光后的图形发生“窗口漂移”，进而导致硅化物等沉积在本不需要沉积的位置上，从而导致芯片电路的电性能无法达到要求，出现废品。因此近几年半导体工业在光阻剂的使用，已经从G-line、I-line的光阻，进入到曝光波长更短的DUV PR深紫外线领域。如何在有限的晶圆上布置更多电路图案，惟有追求更细微的线宽，并朝向愈短曝光波长发展。采用DUV PR深紫外线固然可以解决上述的“窗口漂移”的问题，但是它的使用会带来其他的问题。参照图2，虚线标出的区域示出了光阻层的漂洗脱落(peeling)、偏移现象，以及与正常的光阻层的区别。由于DUV PR深紫外线光阻的附着力(adhesion)相比I-line的光阻来说差了一些，因此，该光阻层有可能无法抵挡一些液态化学品的漂洗过程，而出现脱落(peeling)等毁坏现象，最终无法在其后的蚀刻工艺中起到保护作用。尤其在需要进行湿法蚀刻步骤的制程中更为突出，例如，硅化金属阻止区的制程。中国专利第98116275号申请文件就公开了一种用于深紫外线光刻的层状结构以及形成光刻层状结构的方法，但是仍然没有能够解决深紫外线光阻的附着力差而导致的问题。因此，如何能够在0.16/0.18μm的逻辑电路的制程中，使DUV PR深紫外线光阻可以完全适应光刻工艺，不会出现脱落(peeling)、偏移等现象，是本领域技术人员迫切需要解决的问题之一。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术所解决的技术问题在于提供一种能够在0.16/0.18μm的逻辑电路的制程中，使DUV PR深紫外线光阻可以完全适应光刻工艺需要，形成硅化金属阻止区的方法，以及应用该工艺的低电阻半导体器件的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的一种硅化金属阻止区的形成方法，包括在半导体基底上形成图形化的电介质层和多晶硅层；形成硅化金属阻止层；对该硅化金属阻止层进行曝光、显影，形成打开区和阻止区；第一蚀刻步骤，去除打开区的部分硅化金属阻止层；去除光阻层； 第二蚀刻步骤，当打开区的剩余的硅化金属阻止层被完全去除时，停止蚀刻，保留阻止区的硅化金属阻止层。优选的，所述第一蚀刻步骤采用干法蚀刻，第二蚀刻步骤采用湿法蚀刻。优选的，所述光阻采用深紫外线光阻剂。优选的，所述硅化金属阻止层包括富氧硅。优选的，所述富氧硅层的厚度为200-600埃。优选的，所述富氧硅层采用化学气相沉积的方式形成。本专利技术还公开了一种低电阻半导体器件的制造方法，包括在半导体基底上形成图形化的电介质层和多晶硅层；形成硅化金属阻止层；对该硅化金属阻止层进行曝光、显影，形成打开区和阻止区；第一蚀刻步骤，去除打开区的部分硅化金属阻止层；去除光阻层；第二蚀刻步骤，当打开区的剩余的硅化金属阻止层被完全去除时，停止蚀刻，保留阻止区的硅化金属阻止层；沉积第一金属层；热处理形成金属硅化物层；去除阻止区的硅化金属阻止层上的第一金属层；在该金属硅化物层上沉积第二金属层。优选的，所述第一金属层包括钴，第二金属层包括钨。优选的，所述的低电阻半导体器件的制造方法，在沉积第二金属层之前还包括在该金属硅化物层上沉积金属氮化物阻挡层。优选的，在真空、氮气气氛或者空气中热处理形成所述金属硅化物层。优选的，所述第一蚀刻步骤采用干法蚀刻，第二蚀刻步骤采用湿法蚀刻。优选的，所述光阻采用深紫外线光阻剂。优选的，所述硅化金属阻止层包括富氧硅。优选的，所述富氧硅层的厚度为200-600埃。从以上技术方案可以得出，与现有技术相比，本专利技术具有以下的优点由于本专利技术采用两次蚀刻步骤，第一蚀刻步骤去除部分硅化金属阻止层，在第二蚀刻步骤采用湿法蚀刻工序之前，将深紫外线光阻已经去除(strip)了，所以就不会出现以下问题该光阻层有可能无法抵挡一些液态化学品的漂洗过程，而出现脱落(peeling)等毁坏现象。从而可以在0.16/0.18μm的逻辑电路的制程中，使DUV PR深紫外线光阻可以完全适应光刻工艺需要，满足线条越来越细的需求。当然，同时需要根据电路需要调整硅化金属阻止层的厚度，以保证形成符合逻辑电路需要的硅化金属阻止区。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是采用I-line光阻剂出现“窗口漂移”现象的对照图；图2是采用DUV PR深紫外线光阻剂出现漂洗脱落现象的对照图；图3是采用本专利技术所述方法形成硅化金属阻止区步骤流程图；图4是图3所示实施例步骤的剖面示意图；图5是本专利技术低电阻半导体器件的制造方法具体实施例的步骤示意图。具体实施例方式本专利技术的核心思想在于在形成硅化金属阻止区的制程中，改进工序的顺序，采用湿法蚀刻工序之前，将深紫外线光阻先行去除(strip)；并通过调整硅化金属阻止层的厚度，保证能够完全去除打开区的硅化金属阻止层，并能够保留足够厚度的阻止区的硅化金属阻止层。从而既满足了0.16/0.18μm制程对线条精细度的需要，又不会发生光阻层漂洗脱落(peeling)、偏移的现象。参照图3，示出了采用本专利技术所述方法形成硅化金属阻止区步骤流程图。参照图4，示出了图3所示实施例步骤的剖面示意图，图4包括图4a-图4d。硅化金属阻止区(salicide block，简称SAB)，用于在该区域内阻止形成金属硅化物(salicide)。金属硅化物实际上是比较薄的一层金属和多晶的合金体，一般采用钛、钴、钨、或者其他混合物，其主要目的是在多晶硅表面生长(或者是淀积)出一层金属-硅的硅化物，目的是降低多晶硅上的电阻率，因为一般实现多晶硅栅极POLY连线的时候，希望多晶硅栅极POLY上的电阻越小越好。但是当芯片上其他区域需要形成电阻或者用于防止静电放电(ElectroStatic Discharge，简称ESD)，则为了提高该区域的电阻和耐压，需要具有比较大的电阻率，故不需要形成金属硅化物(salicide)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅化金属阻止区的形成方法，其特征在于，包括：在半导体基底上形成图形化的电介质层和多晶硅层；形成硅化金属阻止层；对该硅化金属阻止层进行曝光、显影，形成打开区和阻止区；第一蚀刻步骤，去除打开区的部分硅化金属阻 止层；去除光阻层；第二蚀刻步骤，当打开区的剩余的硅化金属阻止层被完全去除时，停止蚀刻，保留阻止区的硅化金属阻止层。

【技术特征摘要】
1.一种硅化金属阻止区的形成方法，其特征在于，包括在半导体基底上形成图形化的电介质层和多晶硅层；形成硅化金属阻止层；对该硅化金属阻止层进行曝光、显影，形成打开区和阻止区；第一蚀刻步骤，去除打开区的部分硅化金属阻止层；去除光阻层；第二蚀刻步骤，当打开区的剩余的硅化金属阻止层被完全去除时，停止蚀刻，保留阻止区的硅化金属阻止层。2.如权利要求1所述的硅化金属阻止区的形成方法，其特征在于，所述第一蚀刻步骤采用干法蚀刻，第二蚀刻步骤采用湿法蚀刻。3.如权利要求1所述的硅化金属阻止区的形成方法，其特征在于，所述光阻采用深紫外线光阻剂。4.如权利要求1所述的硅化金属阻止区的形成方法，其特征在于，所述硅化金属阻止层包括富氧硅。5.如权利要求4所述的硅化金属阻止区的形成方法，其特征在于，所述富氧硅层的厚度为200-600埃。6.如权利要求4所述的硅化金属阻止区的形成方法，其特征在于，所述富氧硅层采用化学气相沉积的方式形成。7.一种低电阻半导体器件的制造方法，其特征在于，包括在半导体基底上形成图形化的电介质层和多晶硅层；形成硅化金属阻止层；对该硅化金属阻止层进行曝光、显影，形成打开区和阻止区；第一蚀刻步骤，去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯大维，周朝锋，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]