制作半导体器件的方法技术

本发明专利技术提供了一种制作半导体器件的方法，所述方法包括：提供具有表面区的半导体衬底，所述表面区具有一种或者多种污染物，所述表面区上方具有上方氧化物层；有选择地去除所述上方氧化物层，并且暴露包括所述一种或者多种污染物的所述表面区；对所述表面区进行激光处理工艺，以去除所述表面区上的所述一种或者多种污染物；并且去除所述激光处理工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路及制造半导体器件的加工工艺。具体而言，本专利技术提供一种 。
技术介绍
集成电路已经从在单个硅芯片上制作的少数互连器件发展成数以百万计的器件。 常规集成电路提供远超最初设想的性能和复杂性。为了实现复杂性和电路密度(即能够封 装到给定芯片面积上的器件的数目)的改进，也称为器件“几何条件”的最小器件特征尺寸 已经随着各代集成电路而变得更小。增加的电路密度不仅改进集成电路的复杂性和性能并且还向消费者提高成本更 低的部件。集成电路或者芯片制作设施可以价值数以亿计或者甚至数以十亿计的美元。每 个制作设施具有一定的晶片产量，并且每个晶片之上具有一定数目的集成电路。因此，通过 使集成电路的单个器件更小，可以在每个晶片上制作更多器件，因此增加制作设施的产量。 使器件更小颇具挑战性，因为集成电路制作中所用各工艺具有限制。也就是说，给定工艺通 常仅仅向下适用于某一特征尺寸，然后需要改变工艺或者器件布局。此外，由于器件要求越 来越快的设计，所以某些常规工艺和材料存在工艺限制。具有基于给定特征尺寸的限制的工艺例子，是形成用于MOS晶体管器件的外延材 料。通常形成这样的外延材料以用于设计规则为90纳米和更小的器件。通常在蚀刻的源 极/漏极区内形成包括锗硅的外延材料，以在MOS器件的沟道区中造成应变。遗憾的是，往 往难以使用常规技术来形成高质量的外延锗硅材料。也就是说，随着器件尺寸减少，在制造 各种应变材料时出现困难。可以在本说明书全文中并且特别是在下文中发现常规外延结构 的这些和其它限制。从上文可见，希望一种用于加工半导体器件的改进技术。
技术实现思路
根据本专利技术，提供制造半导体器件的集成电路加工技术。具体而言，本专利技术提供一 种制造半导体器件的方法，该方法用于应变硅MOS器件的外延材料生长的半导体衬底表面 区的处理方法，但是将认识到本专利技术具有更广泛的适用范围。本专利技术的一种，所述方法包括提供具有表面区的半导体衬底，所述表面区具有一种或者多种污染物，所述表面 区上方具有上方氧化物层；有选择地去除所述上方氧化物层，并且暴露包括所述一种或者多种污染物的所述 表面区；对所述表面区进行激光处理工艺，以去除所述表面区上的所述一种或者多种污染 物；并且去除所述激光处理工艺。4其中所述一种或者多种污染物包括碳物质、氧物质、氯物质或氢物质中的一种或其组合。其中所述有选择地去除所述上方氧化物层的方法包括使用湿式加工工艺。其中所述激光处理工艺包括步骤在至少1秒时间段内，将所述表面区的温度增 加至大于1000摄氏度。其中向所述表面区在所述激光处理工艺期间维持于氩环境中。其中向所述表面区提供所述激光处理工艺，从所述表面区起至半导体衬底3微米深度。其中所述激光处理工艺使用单波长的激光源。其中所述单波长的激光源波长为300nm到800nm。其中所述上层氧化物层的材料包括原生氧化物。其中去除所述激光处理工艺包括步骤在少于1秒的时间段内将温度减少至300 摄氏度到600摄氏度。本专利技术提供了另一种，所述方法包括提供的半导体衬底，所述半导体衬底具有一定厚度的材料，和在该一定厚度的材 料的一部分上提供的凹陷表面区，所述凹陷表面区具有一种或者多种污染物，所述凹陷表 面区上方具有上方氧化物层；有选择地去除所述上方氧化物层，并且暴露包括所述一种或者多种污染物的所述 凹陷表面区；对所述凹陷表面区进行激光处理工艺，以去除所述表面区上的所述一种或者多种 污染物；并且去除所述激光处理工艺。其中所述一种或者多种污染物包括碳物质、氧物质、氯物质或氢物质中的一种或其组合。其中所述有选择地去除所述上方氧化物层的方法包括使用湿式加工工艺来加工。其中，所述激光处理工艺包括步骤在至少1秒时间段内，将所述凹陷表面区的温 度增加至大于1000摄氏度。其中向所述凹陷表面区在所述激光处理工艺期间维持于氩环境中。其中向所述凹陷表面区提供所述激光处理工艺，从所述表面区起至半导体衬底3 微米深度。其中所述激光处理工艺使用单波长的激光源。其中所述单波长的激光源波长为300nm到800nm。其中还包括步骤向经过激光处理工艺的凹陷表面区中填充物质，所述填充物质 包括锗硅材料。其中所述锗硅材料是单晶体并且使用外延反应器来沉积。其中所述锗硅材料中硅/锗比是10%至20%。其中所述上层氧化物层的材料包括原生氧化物。其中所述有选择地去除所述上方氧化物层的方法包括自对准硅凹陷蚀刻。5其中去除所述激光处理工艺包括步骤在少于1秒的时间段内将温度减少至300 摄氏度到600摄氏度。相对于常规技术，通过本专利技术可以实现诸多益处。例如，本技术提供一种依赖于常 规技术的易用工艺。在一些实施例中，该方法在每个晶片的管芯中提供更高的器件成品率。 此外，该方法提供一种与常规工艺技术兼容的工艺而基本上无需对常规设备和工艺进行改 动。优选地，根据一个具体实施例，本专利技术提供一种减少集成电路器件热预算的快速热处理 工艺。根据实施例，可以实现这些益处中的一个或者多个益处。将在本说明书全文中并且 特别是在下文中更多地描述本专利技术的这些和其它益处。可以参照下文具体描述和附图更全面地理解本专利技术的各种附加目的、特征和优点ο附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的用于处理表面区的方法的简化流程图；图2是根据本专利技术另一个实施例的用于处理表面区的方法的简化流程图；图3和图4是根据本专利技术一个实施例的快速表面处理工艺方法的示意图；图5至图9是根据本专利技术一个实施例的快速表面处理加工方法来制作集成电路器 件的示意图。具体实施例方式根据本专利技术，提供用于制造半导体器件的集成电路加工技术。具体而言，本专利技术提 供一种用于应变硅MOS器件的外延材料生长的半导体衬底表面区处理方法，但是将认识到 本专利技术具有更广泛的适用范围。参照图1，根据本专利技术一个实施例的用于处理表面区的方法100可以概括如下步骤101 开始；步骤103 提供半导体衬底；具体的提供具有表面区的半导体衬底，该表面区具有例如碳物质的一种或者多种 污染物以及污染物上方的上方氧化物层；步骤105 加工表面区；具体的，以有选择地去除上方氧化物层，并且暴露包括一种或者多种污染物的表 面区；步骤107 进行激光处理；具体的，使表面区受到时间段少于1秒的激光处理工艺，以将表面区的温度增加 至大于1000摄氏度，以去除表面区上的一种或者多种污染物；步骤109 去除激光处理；具体的，例如完全去除或者减少激光处理工艺的效果以在少于1秒的时间段内将 温度减少至约300摄氏度到约600摄氏度；步骤111 进行其它步骤；步骤115:停止。上述顺序的步骤提供根据本专利技术一个实施例的方法。如图1所示，该方法使用步骤组合，该步骤组合包括形成集成电路器件如CMOS集成电路的MOS器件的方式。根据一个具体实施例，该方法包括使用快速热工艺来去除和/或减少污染物。也可以提供添加步骤、去除一个或者多个步骤或者以不同顺序提供一个或者多个 步骤的其它替代方法而不脱离这里权利要求的范围。可以在本说明书全文中并且特别是在 下文中发现本专利技术的更多细节。参照图2，在一个替代具体实施例中，本专利技术提供一种用于制作诸如应变硅MOS器 件的半导体器件的方法，该方法在下文概括如下步骤201:开始；步骤203 提供的半导体衬底；具体的，该半导体衬底具有一定厚度的材料，和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作半导体器件的方法，所述方法包括：提供具有表面区的半导体衬底，所述表面区具有一种或者多种污染物，所述表面区上方具有上方氧化物层；有选择地去除所述上方氧化物层，并且暴露包括所述一种或者多种污染物的所述表面区；对所述表面区进行激光处理工艺，以去除所述表面区上的所述一种或者多种污染物；并且去除所述激光处理工艺。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高大为，三重野文健，
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]