金属硅化物的清洗方法技术

一种金属硅化物的清洗方法，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括硅表面区及介电层表面区，所述硅表面区上自下而上依次形成有金属硅化物、金属层及保护层，所述介电层表面区上依次形成有介电层、金属层及保护层；采用酸性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗；采用碱性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗。本发明专利技术的金属硅化物的清洗方法在酸性氧化溶液清洗后，采用碱性氧化溶液对半导体衬底进行清洗，有效去除了酸性氧化溶液清洗过程中粘附在衬底表面的杂质颗粒，提高了半导体衬底的表面洁净度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，更具体的，本专利技术涉及一种。
技术介绍
在半导体芯片制造过程中，为了提高器件的性能，需要减少半导体衬底的导电区域与金属互连材料的接触电阻。例如，对于金属氧化物半导体(MOS)晶体管而言，其源极、 漏极以及栅极往往会采用具备较低电阻率的金属硅化物来降低接触电阻。在MOS晶体管的制作工艺中，通常采用自对准方式形成的金属硅化物。为了形成所述金属硅化物，首先在包含有源区、漏区以及栅极的半导体衬底上形成介电层，之后，将需要形成自对准的金属硅化物区域的介电层刻蚀去除，露出用来形成金属硅化物的区域； 随后，在半导体衬底上继续沉积金属材料(例如钛、钴、镍等)及氮化钛，所述氮化钛作为后续退火处理中防止金属材料氧化的的保护层；接着，通过快速退火处理的方式将所述金属材料与半导体衬底中的硅熔合，形成金属硅化物。对于所述金属材料，只有靠近半导体衬底表面的部分金属材料会与硅发生共熔反应而消耗，因此，需要将未反应的金属材料以及氮化钛移除，以便后续的导电插塞等互连结构的制作。申请号为200510(^6357. 8的中国专利申请提供了一种硅化钴薄膜的制备方法， 采用先碱性氧化溶液(氨水与过氧化氢的混合溶液)后酸性氧化溶液(硫酸与过氧化氢的混合溶液)对半导体衬底上残余的钛、钴以及氮化钛进行清洗处理，以移除未反应的钛、钴以及氮化钛。然而在实际生产过程中，采用现有技术形成的MOS晶体管的漏电流较大，器件的部分区域容易发生短路现象，器件的可靠性较差，良率也相对较低。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，在不损伤金属硅化物的同时，较好的去除了半导体衬底上残留的有机物颗粒，提高了半导体衬底表面的洁净度，从而改善了产品的良率。为解决上述问题，本专利技术提供了一种，包括提供半导体衬底，所述半导体衬底包括硅表面区及介电层表面区，所述硅表面区上自下而上依次形成有金属硅化物、金属层及保护层，所述介电层表面区上依次形成有介电层、金属层及保护层；采用酸性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗；采用碱性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗。可选的，采用酸性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗还包括采用下述反应条件进行清洗反应温度100摄氏度至150摄氏度，反应时间大于或等于120秒。可选的，采用碱性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗还包括采用下述反应条件进行清洗反应温度45摄氏度至75摄氏度，反应时间大于或等于270秒。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点在酸性氧化溶液清洗后，采用碱性氧化溶液对半导体衬底进行清洗，有效去除了衬底表面的杂质颗粒，提高了半导体衬底的表面洁净度。附图说明图1是本专利技术的流程示意图。图2至图6是本专利技术一个实施例的剖面结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
部分所述，采用现有技术制作的MOS晶体管的漏电流较大，器件的部分区域容易发生短路现象，器件的可靠性较差，良率也相对较低。本专利技术的专利技术人对现有技术MOS晶体管的制作工艺进行检查后发现，在形成金属硅化物并进行清洗处理后，半导体衬底表面上残留有较多的杂质颗粒，其中包括有机物颗粒以及金属颗粒，所述残留的杂质颗粒降低了介电层的绝缘性能。经专利技术人研究发现，现有技术的金属硅化物清洗处理采用先碱性氧化溶液清洗、 后酸性氧化溶液清洗的清洗顺序来去除半导体衬底上残余的金属材料和保护层。但酸性氧化溶液性质较为粘稠，这使得在清洗过程中半导体衬底表面上容易粘附杂质颗粒，所述杂质颗粒残留在半导体衬底表面，引起电路短路或造成漏电流上升等器件缺陷，从而影响良率。针对上述问题，专利技术人提供了一种，首先采用腐蚀能力较强的酸性氧化溶液一次移除半导体衬底上的保护层以及未反应的金属材料。之后，采用碱性氧化溶液去除酸性氧化溶液清洗过程中产生的有机物颗粒，以及在酸性氧化溶液清洗过程中未完全去除的金属颗粒。所述金属硅化物清洗方法提高了半导体衬底表面的洁净度， 改善了产品的良率。图1是本专利技术的流程示意图。如图1所示，所述一个实施例包括执行步骤S102，提供半导体衬底，所述半导体衬底包括硅表面区及介电层表面区， 所述硅表面区上自下而上依次形成有金属硅化物、金属层及保护层，所述介电层表面区上依次形成有介电层、金属层及保护层；执行步骤S104，采用酸性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗；执行步骤S106，采用碱性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗。依据具体实施例的不同，所述金属层可以为钴、钛等金属材料，所述金属硅化物可以为硅化钴、硅化钛等，所述硅化钴或硅化钛可以分别通过钴硅共熔或钛硅共熔反应形成，4下面以所述金属硅化物为钴化硅为例对所述进行说明，但不应限制其范围。图2至图6是本专利技术一个实施例的剖面结构示意图。如图2所示，提供半导体衬底201，所述半导体衬底201中形成有一个或多个MOS 晶体管，所述MOS晶体管包括栅极203、栅极203两侧的间隙壁205、以及栅极203两侧半导体衬底201中的源极207以及漏极209，所述半导体衬底201中还形成有将不同MOS晶体管隔离的场隔离区211，所述栅极203、源极207以及漏极209共同构成硅表面区，而场隔离区 211以及间隙壁205共同构成介电层表面区。在具体实施例中，所述半导体衬底201为硅，所述栅极203为多晶硅，在后续金属硅化物的形成过程中，所述硅材料的半导体衬底201与栅极203可以与金属材料发生共熔反应。依据具体实施例的不同，所述金属硅化物还可以形成在双极型晶体管、二极管以及其他需要降低接触电阻的半导体衬底上，不应限制其应用范围。如图3所示，在所述半导体衬底201上依次沉积金属层213及保护层215，在具体实施例中，所述金属层213为钴，所述保护层215为氮化钛。如图4所示，对所述半导体衬底201进行快速退火处理，通过所述快速退火处理， 源极207、漏极209表面的金属层213向下扩散到源极207、漏极209的半导体衬底201中， 而栅极203表面的金属层213同时向下扩散到栅极203的多晶硅中，并与其中的硅发生共熔反应，形成金属硅化物217。在所述快速退火处理过程中，保护层215用于防止金属层213 被氧化。在具体实施例中，所述金属硅化物217为钴化硅。如图5所示，采用酸性氧化溶液对所述半导体衬底201进行清洗，移除所述半导体衬底201上的保护层、以及未反应的金属层，其中，所述酸性氧化溶液包括酸性溶液与氧化剂，所述残留的金属层包括间隙壁205与场隔离区211上的金属层，以及金属硅化物207上未完全反应的金属层。在具体实施例中，所述酸性氧化溶液采用硫酸与过氧化氢的混合溶液，包含有 H2SO4与H2O2,其中，H2SO4与H2O2的质量比为5 1至20 1，优选的，所述酸性氧化溶液中 H2SO4与H2O2溶液的质量比为10 1。所述酸性氧化溶液清洗的反应温度为100摄氏度至 150摄氏度，与现有酸性氧化溶液清洗的反应温度一致，这可以提高与现有工艺的兼容性。 对于所述酸性氧化溶液清洗的反应时间，由于过短的反应时间会影响金属的腐本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种金属硅化物的清洗方法，其特征在于，包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底包括硅表面区及介电层表面区，所述硅表面区上自下而上依次形成有金属硅化物、金属层及保护层，所述介电层表面区上依次形成有介电层、金属层及保护层；采用酸性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗；采用碱性氧化溶液对所述半导体衬底进行清洗。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兆宇，孟昭生，李健，
申请(专利权)人：无锡华润上华半导体有限公司，无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32