一种金属硅化物的形成方法
一种金属硅化物的形成方法
【专利摘要】本发明涉及一种金属硅化物的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述衬底上包含至少一个位于核心区域的金属栅极、至少一个位于I/O区域的多晶硅栅极以及位于上述栅极之间的第一层间介质层；在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽，以露出所述衬底；去除所述接触沟槽掩膜层；在所述露出的衬底上以及多晶硅栅极上形成金属硅化物。本发明所述方法提供了在所述PMOS金属栅极以及NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同或不同的金属硅化物的步骤，在该过程中同时在多晶硅栅极上以及有源区上形成金属硅化物，过程更加简单，提高了器件的良率。
【专利说明】一种金属硅化物的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种金属硅化物的形成方法。
【背景技术】
[0002]在集成电路制造领域，随着MOS晶体管的不断缩小，尤其是在28nm以下的工艺中，各种因为器件的物理极限所带来的二级效应不可避免，器件的特征尺寸按比例缩小变得困难，其中MOS晶体管器件及其电路制造领域容易出现从栅极向衬底的漏电问题。
[0003]当前工艺的解决方法是采用高K栅极材料和金属栅的方法，目前金属栅极的形成过程为首先在半导体衬底上形成栅极介电层，在栅极介电层上形成栅极堆栈结构的TiN覆盖层，在TiN层上沉积扩散阻挡层。蚀刻形成金属栅极，所述金属栅极可以包括函数金属层，阻挡层和金属材料层。然后对所述栅极以及源漏形成电连接，在形成电连接过程中为了减小接触电阻需要在所述源漏以及栅极上形成金属硅化物层，例如N1-Si，目前形成所述金属硅化物的方法主要有以下两种方法:第一种方法是分别在栅极以及有源区上形成所述金属硅化物，该方法分为两步进行，不仅步骤繁琐，而且在该工艺制造成本进一步提高;第二种方法是可以在蚀刻形成接触孔后，再形成所述金属硅化物，但是该方法中需要形成接触孔蚀刻停止层、氧化物掩膜层等多个掩膜层，蚀刻露出所述源漏区以及栅极，然后沉积金属、高温反应形成所述金属硅化物层，而且通过所述方法制备得到的器件具有较大的边际窗口(marginal process window),器件性能下降。
[0004]因此，目前在所述有源区以及栅极上形成金属硅化物的方法或者工艺繁琐、成本提高，或者导致器件性能下降，为了进一步简化该过程提高产品性能，需要对目前方法作进一步的改进。
【发明内容】
[0005]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种金属硅化物的形成方法，包括:
[0007]提供半导体衬底，所述衬底上包含至少一个位于核心区域的金属栅极、至少一个位于I/O区域的多晶硅栅极以及位于上述栅极之间的第一层间介质层；
[0008]在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；
[0009]以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽，以露出所述衬底和所述多晶硅栅极；
[0010]去除所述接触沟槽掩膜层；
[0011]在所述露出的衬底上以及所述多晶硅栅极上形成金属硅化物。
[0012]作为优选，所述方法还包括沉积第二层间介质层并平坦化的步骤。
[0013]作为优选，所述方法还包括以下步骤:[0014]蚀刻所述第二层间介质层，以形成接触孔并露出所述金属硅化物；
[0015]采用金属材料填充所述接触孔，以形成接触塞，实现电连接。
[0016]作为优选，所述至少一个金属栅极包括至少一个PMOS金属栅极和至少一个NMOS金属栅极。
[0017]作为优选，所述PMOS金属栅极和所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同的金属硅化物。
[0018]作为优选，所述PMOS金属栅极和所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成不同的金属硅化物，具体地，在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽的步骤包括:
[0019]在所述衬底上形成一界面层，在所述界面层上形成图案化的第一接触沟槽掩膜层；
[0020]以所述第一接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述界面层、第一层间介质层，以在所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成接触沟槽；
[0021]去除所述第一接触沟槽掩膜层；
[0022]在NMOS金属栅极两侧的有源区上形成第一金属硅化物；
[0023]沉积一牺牲层并平坦化，以填充所述沟槽并覆盖所述界面层；
[0024]在所述牺牲层上形成第二接触沟槽掩膜层；
[0025]以所述第二接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述牺牲层、所述界面层和所述第一层间介质层，以在所述PMOS金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽并露出所述多晶硅栅极；
[0026]去除所述第二接触沟槽掩膜层；
[0027]在所述PMOS金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区上以及多晶硅栅极上形成第二金属硅化物；
[0028]去除所述牺牲层、界面层。
[0029]作为优选，所述牺牲层、界面层选用高含量的SiARC层。
[0030]作为优选，所述金属硅化物中的金属为钨，钛，钴，镍，铝，钇，镱和铒中的一种或多种。
[0031]作为优选，所述金属硅化物中的金属为镍。
[0032]作为优选，所述多晶硅栅极上和金属栅极两侧的有源区上同时形成金属硅化物。
[0033]作为优选，所述金属娃化物的厚度为60-250埃。
[0034]作为优选，不设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述第二层间介质层，以露出所述金属硅化物。
[0035]作为优选，所述金属硅化物形成过程中接触沟槽的高宽比为0.8-1.2。
[0036]作为优选，所述第一层间介质层为氧化物。
[0037]本发明所述方法提供了在所述PMOS金属栅极以及NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同或者不同的金属硅化物的步骤，在该过程中同时在多晶硅栅极上以及有源区上形成金属硅化物，过程更加简单，提高了器件的良率。【专利附图】
【附图说明】
[0038]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
[0039]图1-7为本发明中在在有源区以及栅极上形成相同金属硅化物的过程示意图；
[0040]图8-14为本发明中在在有源区和栅极上形成不同金属硅化物的过程示意图；
[0041]图15为本发明中在在有源区和栅极上形成金属硅化物的流程示意图。
【具体实施方式】
[0042]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0043]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明在有源区和栅极上同时形成金属硅化物的方法。显然，本发明的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0044]应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[0045]现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。
[0046]参照图1，首先提供半导体衬底，所述半导体衬底可以是以下所提到的材料中的至少一种:硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。在本发明中优选绝缘体上硅(S0I)，所述绝缘体上硅(SOI)从下往上依次为支撑衬底、氧化物绝缘层以及半导体材料层，为了简化所述图形，在所述图形中仅以衬底101代替，但并不局限于上述示例。
[0047]在所述半导体衬底中形成隔离结构，所述隔离结构为浅沟槽隔离(S TI)结构或者局部氧化硅(LOCOS)隔离结构。在本发明中优选形成浅沟槽隔离，所述半导体衬底中还形成有各种阱(well)结构及衬底表面的沟道层。一般来说，形成阱(well)结构的离子掺杂导电类型与沟道层离子掺杂导电类型相同，但是浓度较栅极沟道层低，离子注入的深度泛围较广，同时需达到大于隔离结构的深度，在所述半导体衬底的核心区域(core)中形成PMOS区、NMOS区以及在所述半导体衬底的I/O区域形成Poly区。
[0048]在所述衬底中Poly区形成多晶硅栅极10，在所述NMOS以及PMOS区形成NMOS金属栅极30和PMOS金属栅极20:具体地，在所述半导体衬底上形成栅堆栈层，包括依次层叠的高K介电层、TiN覆盖层、多晶硅层，以及位于所述TiN覆盖层和多晶硅层之间的阻挡层，所述栅极介电层可以选用高K材料来形成所述栅极介电层，例如用在Hf02中引入S1、Al、N、La、Ta等元素并优化各元素的比率来得到的高K材料等。所述形成栅极介电层的方法可以是物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
[0049]蚀刻所述栅堆栈层以在所述衬底上形成栅极结构和虚设栅极结构；其中所述虚拟栅极结构上还可以进一步形成偏移侧墙(offset spacer )。偏移侧墙的材料可以是氮化硅，氧化硅或者氮氧化硅等绝缘材料。偏移侧墙可以提高形成的晶体管的沟道长度，减小短沟道效应和由于短沟道效应弓I起的热载流子效应。
[0050]进一步，在所述多晶硅栅极上形成间隙壁，在所述金属栅极的偏移侧墙上形成间隙壁，然后沉积蚀刻停止层以及层间介质层102，蚀刻去除所述PMOS虚设栅极结构的所述多晶硅层，形成沟槽，进而形成PMOS金属栅极，所述PMOS金属栅极通过沉积多个薄膜堆栈形成。所述薄膜包括功函数金属层，阻挡层和金属材料层。参照该方法同样形成NMOS金属栅极，得到如图1所示图形。
[0051 ] 作为优选，为了提高PMOS区域的压应力，还可以进一步在PMOS金属栅的两侧形成凹槽，优选形成“ Σ ”形凹槽，然后在所述的凹槽中外延生在SiGe。
[0052]本发明中所述层间介质层102优选氧化物，例如二氧化硅等，该层间介质层的形成方法可以选用常规沉积方法。
[0053]在所述PMOS区、NMOS区以及Poly区有源区以及多晶硅栅极上形成金属硅化物，其中，在PMOS区、NMOS区内可以形成相同的金属硅化物也可以形成不同的金属硅化物，下面就两种情况分别进行说明，首先，参照图2-7来说明在PMOS区、NMOS区内可以形成相同的金属硅化物的方法:
[0054]参照图2，在所述层间介质层102上形成底部抗反射层(BARC) 103，
[0055]进一步的在所述BARC上形成图案化的光刻胶层，所述光刻胶的图案定义了所要形成的接触沟槽的位置以及开口的大小。
[0056]参照图3，以所述的图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述BARC以及所述层间介质层，形成接触沟槽，作为优选，所述接触沟槽的高宽比为0.8-1.2，以露出所述PM0S、NM0S金属栅极及其两侧的有源区，还包括多晶硅栅极两侧的有源区，同时露出所述多晶硅栅极，然后去除所述光刻胶层以及所述BARC，该步骤中所述蚀刻方法可以选用干法蚀刻或者湿法蚀亥IJ，或者两者结合，所述去除光刻胶的方法可以选用本领域常规方法。
[0057]参照图4，在所述PMOS金属栅极、NMOS金属栅极、多晶硅栅极两侧的有源区和多晶硅栅极中的栅极材料层上形成金属硅化物，具体地，在所述层间介质层上沉积一层金属材料，以覆盖所述PMOS、NMOS金属栅极、多晶硅栅极以及位于其两侧的有源区，然后进行高温反应，使所述金属材料与硅或者多晶硅材料反应，形成金属硅化物层104，最后去除未反应的金属材料，在该步骤中所述PM0S、NM0S金属栅极的两侧形成了金属硅化物层104，而在多晶硅栅极中，不仅两侧的有源区形成了金属硅化物，所述多晶硅栅极中的栅极材料层顶部也形成了金属硅化物层。
[0058]在该步骤中，所述金属材料层可以选择钨，钛，钴，镍，铝，钇，镱和铒中的一种或者多种，优选为镍，在该步骤中所述金属栅极、多晶硅栅极以及有源区通过一个步骤同时形成了所述金属硅化物，在形成过程窗口保护良好，均匀性得到很好的控制，所述金属硅化物的厚度大约为60-250埃，所述金属硅化物形成过程中上述接触沟槽的高宽比为0.8-1.2。
[0059]参照图5，在所述金属栅极、多晶硅栅极以及层间介质层上形成第二层间介质层105，填充上述形成的接触沟槽，在本发明中所述第二层间介质层和所述层间介质层选择同样材料，优选氧化物，例如二氧化硅等。可以选用化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法或原子层沉积(ALD)法等形成的低压化学气相沉积(LPCVD)、激光烧蚀沉积(LAD)以及选择外延生长(SEG)中的一种。
[0060]参照图6，蚀刻所述第二层间介质层，形成接触孔，具体地，在本发明中蚀刻所述第二层间介质层，露出所述NMOS金属栅极、PMOS金属栅极两侧的源漏以及多晶硅栅极上的金属硅化物，所述接触孔数目以及位置可以根据需要蚀刻形成。在该步骤中不需要设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述介质层，以露出前面步骤中形成的金属硅化物。
[0061]参照图7，采用导电材料填充所述接触孔，形成接触塞，直接位于所述金属硅化物上，从而NMOS金属栅极、PMOS金属栅极两侧的源漏以及多晶硅栅极形成电连接，具体地，所述导电材料可以选择铜、铝等常用导电材料，填充完所述接触孔后接着执行一化学机械平坦化步骤。
[0062]下面结合图8-14进一步说明在所述PMOS区、NMOS区内形成不同的金属硅化物的方法:
[0063]参照图8，在所述层间介质层102上形成界面层103，可以选择作为抗反射层的BARC或其他有机涂层，优选SiARC，所述SiARC可以通过湿法蚀刻很容易的去除。
[0064]进一步的在所述界面层上形成图案化的光刻胶层，所述光刻胶的图案定义了所要形成的接触沟槽的位置以及开口的大小，所述光刻胶图案为在NMOS金属栅极两侧形成接触沟槽的图案掩膜，在所述PMOS金属栅极以及多晶硅栅极进行成光刻胶层，不形成图案。
[0065]参照图9，以所述的图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述界面层以及层间介质层、栅介质层，形成接触沟槽，以露出所述NMOS金属栅极两侧的有源区，而PMOS金属栅极以及多晶硅栅极上的介质层以及界面层不被蚀刻，然后去除所述光刻胶层，在该步骤中所述形成的接触沟槽的高宽比为0.8-1.2。
[0066]参照图10，在所述NMOS金属栅极两侧的有源区上形成金属硅化物，具体地，在所述层间介质层上沉积一层金属材料，以覆盖所述NMOS金属栅极以及位于其两侧的有源区，然后进行高温反应，使所述金属材料与硅或者多晶硅材料反应，形成金属硅化物层107，最后去除未反应的金属材料，在该步骤中所述NMOS金属栅极的两侧形成了金属硅化物层107。
[0067]在该步骤中，所述金属材料可以选择钨，钛，钴，镍，铝，钇，镱和铒中的一种或者多种，在该步骤中所述金属栅极、多晶硅栅极以及有源区在一步中同时形成了所述金属硅化物，在形成过程窗口保护良好，均匀性得到很好的控制，所述金属硅化物的厚度大约为60-250 埃。
[0068]在该步骤中不需要设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述介质层直接露出前面步骤中形成的金属硅化物。
[0069]参照图11，在所述NMOS金属栅极区域沉积形成牺牲层105，填充所述NMOS金属栅极两侧的接触沟槽，在本发明中所述牺牲层选用高含量的SiARC层，所述SiARC层采用湿法蚀刻很容易去除。[0070]在所述牺牲层105上形成光刻胶掩膜层，所述光刻胶掩膜层包含在PMOS金属栅极以及多晶硅栅极两侧形成接触沟槽的图案。
[0071]参照图12，以所述的图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述牺牲层、界面层、以及所述层间介质层、栅介质层，形成接触沟槽，以露出所述PMOS金属栅极以及多晶硅两侧的有源区，该步骤与图9所述步骤一样，不同的是所述沟槽的形成区域不一样，因此所述步骤可以参照上述过程，在此不再赘述。
[0072]参照图13，在所述PMOS金属栅极以及多晶硅栅极两侧有源区以及多晶硅栅极上形成金属硅化物106，所述形成过程可以参照NMOS金属栅极以及第一种实施方式中的金属硅化物的形成方法，不同的是，在该步骤中形成的金属硅化物与所述NMOS金属栅极两侧的源漏所形成的金属硅化物的种类不一样，具体地，所述两种不同金属硅化物的选择可以根据NMOS和PMOS有源区中不同的应力关系进行选择。
[0073]在该步骤中，所述金属材料层可以选择钨，钛，钴，镍，招，钇，镱和铒中的一种或者多种，在该步骤中所述金属栅极、多晶硅栅极以及有源区在一步中同时形成了所述金属硅化物，在形成过程窗口保护良好，均匀性得到很好的控制，所述金属硅化物的厚度大约为60-250 埃。
[0074]然后去除所述牺牲层、界面层，选用蚀刻方法去除所述牺牲层、界面层，所述牺牲层、界面层选用SiARC时，通过湿法蚀刻很容易去除。
[0075]参照图14，沉积第二层间介质层108，覆盖所述PM0S、NM0S金属栅极以及多晶硅栅极，并填充所述栅极两侧的沟槽，所述第二层间介质层优先选用和所述第一层间介质层同样的材料，然后蚀刻所述第三层间介质层，形成接触孔，露出所述金属硅化物107、106，填充导电材料，并执行平坦化步骤，形成电连接，所述步骤均可以参照第一种实施方式中形成电连接的方法。在该步骤中不需要设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述介质层直接露出前面步骤中形成的金属硅化物。
[0076]上述两种实施方式给出了在所述PMOS金属栅极以及NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同或者不同的金属硅化物的步骤，在该过程中同时在多晶硅栅极上以及有源区上形成金属硅化物，过程更加简单。所述两种实施方式中相应的步骤可以采用同样的工艺条件，因此，在第二实施方式中对有些步骤没有做重复描述。
[0077]图15为本发明中在在有源区和栅极上形成金属硅化物的流程示意图；包括以下步骤:
[0078]步骤201提供半导体衬底，所述衬底上包含至少一个位于核心区域的金属栅极、至少一个位于I/O区域的多晶硅栅极以及位于上述栅极之间的第一层间介质层；
[0079]步骤202在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；
[0080]步骤203以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽，以露出所述衬底和所述多晶硅栅极；
[0081]步骤204去除所述接触沟槽掩膜层；
[0082]步骤205在所述露出的衬底上以及所述多晶硅栅极上形成金属硅化物；
[0083]步骤206沉积第二层间介质层并平坦化的步骤，以形成接触孔并露出所述金属硅化物，采用金属材料填充所述接触孔，以形成接触塞，实现电连接。[0084]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1.一种金属硅化物的形成方法，包括: 提供半导体衬底，所述衬底上包含至少一个位于核心区域的金属栅极、至少一个位于I/o区域的多晶硅栅极以及位于上述栅极之间的第一层间介质层； 在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层； 以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽，以露出所述衬底和所述多晶硅栅极； 去除所述接触沟槽掩膜层； 在所述露出的衬底上以及所述多晶硅栅极上形成金属硅化物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述衬底上沉积第二层间介质层并平坦化的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤: 蚀刻所述第二层间介质层，以形成接触孔并露出所述金属硅化物； 采用金属材料填充所述接触孔，以形成接触塞，实现电连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个金属栅极包括至少一个PMOS金属栅极和至少一个NMOS金属栅极。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述PMOS金属栅极和所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同的金属硅化物。
6.根据权利要求4所述的方法`，其特征在于，所述PMOS金属栅极和所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成不同的金属硅化物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽的步骤包括: 在所述衬底上形成一界面层，在所述界面层上形成图案化的第一接触沟槽掩膜层；以所述第一接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述界面层、第一层间介质层，以在所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成接触沟槽； 去除所述第一接触沟槽掩膜层； 在NMOS金属栅极两侧的有源区上形成第一金属硅化物； 沉积一牺牲层并平坦化，以填充所述接触沟槽并覆盖所述界面层； 在所述牺牲层上形成第二接触沟槽掩膜层； 以所述第二接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述牺牲层、所述界面层和所述第一层间介质层，以在所述PMOS金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽并露出所述多晶娃棚极； 去除所述第二接触沟槽掩膜层； 在所述PMOS金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区上以及多晶硅栅极上形成第二金属硅化物； 去除所述牺牲层、界面层。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述牺牲层、界面层选用高含量的SiARC层。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硅化物中的金属为钨，钛，钴，镇，招，乾，镜和辑中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硅化物中的金属为镍。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多晶硅栅极上和金属栅极两侧的有源区上同时形成金属硅化物。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硅化物的厚度为60-250埃。
13.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，不设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述第二层间介质层，以露出所述金属硅化物。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硅化物形成过程中接触沟槽的高宽比为0.8-1.2。
15.根据权利要求1所`述的方法，其特征在于，所述第一层间介质层为氧化物。
【文档编号】H01L21/285GK103681291SQ201210337318
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月12日 优先权日:2012年9月12日
【发明者】王新鹏, 张海洋 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
【专利摘要】本发明涉及一种金属硅化物的形成方法，包括：提供半导体衬底，所述衬底上包含至少一个位于核心区域的金属栅极、至少一个位于I/O区域的多晶硅栅极以及位于上述栅极之间的第一层间介质层；在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽，以露出所述衬底；去除所述接触沟槽掩膜层；在所述露出的衬底上以及多晶硅栅极上形成金属硅化物。本发明所述方法提供了在所述PMOS金属栅极以及NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同或不同的金属硅化物的步骤，在该过程中同时在多晶硅栅极上以及有源区上形成金属硅化物，过程更加简单，提高了器件的良率。
【专利说明】一种金属硅化物的形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种金属硅化物的形成方法。
【背景技术】
[0002]在集成电路制造领域，随着MOS晶体管的不断缩小，尤其是在28nm以下的工艺中，各种因为器件的物理极限所带来的二级效应不可避免，器件的特征尺寸按比例缩小变得困难，其中MOS晶体管器件及其电路制造领域容易出现从栅极向衬底的漏电问题。
[0003]当前工艺的解决方法是采用高K栅极材料和金属栅的方法，目前金属栅极的形成过程为首先在半导体衬底上形成栅极介电层，在栅极介电层上形成栅极堆栈结构的TiN覆盖层，在TiN层上沉积扩散阻挡层。蚀刻形成金属栅极，所述金属栅极可以包括函数金属层，阻挡层和金属材料层。然后对所述栅极以及源漏形成电连接，在形成电连接过程中为了减小接触电阻需要在所述源漏以及栅极上形成金属硅化物层，例如N1-Si，目前形成所述金属硅化物的方法主要有以下两种方法:第一种方法是分别在栅极以及有源区上形成所述金属硅化物，该方法分为两步进行，不仅步骤繁琐，而且在该工艺制造成本进一步提高;第二种方法是可以在蚀刻形成接触孔后，再形成所述金属硅化物，但是该方法中需要形成接触孔蚀刻停止层、氧化物掩膜层等多个掩膜层，蚀刻露出所述源漏区以及栅极，然后沉积金属、高温反应形成所述金属硅化物层，而且通过所述方法制备得到的器件具有较大的边际窗口(marginal process window),器件性能下降。
[0004]因此，目前在所述有源区以及栅极上形成金属硅化物的方法或者工艺繁琐、成本提高，或者导致器件性能下降，为了进一步简化该过程提高产品性能，需要对目前方法作进一步的改进。
【发明内容】
[0005]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种金属硅化物的形成方法，包括:
[0007]提供半导体衬底，所述衬底上包含至少一个位于核心区域的金属栅极、至少一个位于I/O区域的多晶硅栅极以及位于上述栅极之间的第一层间介质层；
[0008]在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；
[0009]以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽，以露出所述衬底和所述多晶硅栅极；
[0010]去除所述接触沟槽掩膜层；
[0011]在所述露出的衬底上以及所述多晶硅栅极上形成金属硅化物。
[0012]作为优选，所述方法还包括沉积第二层间介质层并平坦化的步骤。
[0013]作为优选，所述方法还包括以下步骤:[0014]蚀刻所述第二层间介质层，以形成接触孔并露出所述金属硅化物；
[0015]采用金属材料填充所述接触孔，以形成接触塞，实现电连接。
[0016]作为优选，所述至少一个金属栅极包括至少一个PMOS金属栅极和至少一个NMOS金属栅极。
[0017]作为优选，所述PMOS金属栅极和所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同的金属硅化物。
[0018]作为优选，所述PMOS金属栅极和所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成不同的金属硅化物，具体地，在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽的步骤包括:
[0019]在所述衬底上形成一界面层，在所述界面层上形成图案化的第一接触沟槽掩膜层；
[0020]以所述第一接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述界面层、第一层间介质层，以在所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成接触沟槽；
[0021]去除所述第一接触沟槽掩膜层；
[0022]在NMOS金属栅极两侧的有源区上形成第一金属硅化物；
[0023]沉积一牺牲层并平坦化，以填充所述沟槽并覆盖所述界面层；
[0024]在所述牺牲层上形成第二接触沟槽掩膜层；
[0025]以所述第二接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述牺牲层、所述界面层和所述第一层间介质层，以在所述PMOS金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽并露出所述多晶硅栅极；
[0026]去除所述第二接触沟槽掩膜层；
[0027]在所述PMOS金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区上以及多晶硅栅极上形成第二金属硅化物；
[0028]去除所述牺牲层、界面层。
[0029]作为优选，所述牺牲层、界面层选用高含量的SiARC层。
[0030]作为优选，所述金属硅化物中的金属为钨，钛，钴，镍，铝，钇，镱和铒中的一种或多种。
[0031]作为优选，所述金属硅化物中的金属为镍。
[0032]作为优选，所述多晶硅栅极上和金属栅极两侧的有源区上同时形成金属硅化物。
[0033]作为优选，所述金属娃化物的厚度为60-250埃。
[0034]作为优选，不设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述第二层间介质层，以露出所述金属硅化物。
[0035]作为优选，所述金属硅化物形成过程中接触沟槽的高宽比为0.8-1.2。
[0036]作为优选，所述第一层间介质层为氧化物。
[0037]本发明所述方法提供了在所述PMOS金属栅极以及NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同或者不同的金属硅化物的步骤，在该过程中同时在多晶硅栅极上以及有源区上形成金属硅化物，过程更加简单，提高了器件的良率。【专利附图】
【附图说明】
[0038]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
[0039]图1-7为本发明中在在有源区以及栅极上形成相同金属硅化物的过程示意图；
[0040]图8-14为本发明中在在有源区和栅极上形成不同金属硅化物的过程示意图；
[0041]图15为本发明中在在有源区和栅极上形成金属硅化物的流程示意图。
【具体实施方式】
[0042]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0043]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明在有源区和栅极上同时形成金属硅化物的方法。显然，本发明的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0044]应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[0045]现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。
[0046]参照图1，首先提供半导体衬底，所述半导体衬底可以是以下所提到的材料中的至少一种:硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。在本发明中优选绝缘体上硅(S0I)，所述绝缘体上硅(SOI)从下往上依次为支撑衬底、氧化物绝缘层以及半导体材料层，为了简化所述图形，在所述图形中仅以衬底101代替，但并不局限于上述示例。
[0047]在所述半导体衬底中形成隔离结构，所述隔离结构为浅沟槽隔离(S TI)结构或者局部氧化硅(LOCOS)隔离结构。在本发明中优选形成浅沟槽隔离，所述半导体衬底中还形成有各种阱(well)结构及衬底表面的沟道层。一般来说，形成阱(well)结构的离子掺杂导电类型与沟道层离子掺杂导电类型相同，但是浓度较栅极沟道层低，离子注入的深度泛围较广，同时需达到大于隔离结构的深度，在所述半导体衬底的核心区域(core)中形成PMOS区、NMOS区以及在所述半导体衬底的I/O区域形成Poly区。
[0048]在所述衬底中Poly区形成多晶硅栅极10，在所述NMOS以及PMOS区形成NMOS金属栅极30和PMOS金属栅极20:具体地，在所述半导体衬底上形成栅堆栈层，包括依次层叠的高K介电层、TiN覆盖层、多晶硅层，以及位于所述TiN覆盖层和多晶硅层之间的阻挡层，所述栅极介电层可以选用高K材料来形成所述栅极介电层，例如用在Hf02中引入S1、Al、N、La、Ta等元素并优化各元素的比率来得到的高K材料等。所述形成栅极介电层的方法可以是物理气相沉积工艺或原子层沉积工艺。
[0049]蚀刻所述栅堆栈层以在所述衬底上形成栅极结构和虚设栅极结构；其中所述虚拟栅极结构上还可以进一步形成偏移侧墙(offset spacer )。偏移侧墙的材料可以是氮化硅，氧化硅或者氮氧化硅等绝缘材料。偏移侧墙可以提高形成的晶体管的沟道长度，减小短沟道效应和由于短沟道效应弓I起的热载流子效应。
[0050]进一步，在所述多晶硅栅极上形成间隙壁，在所述金属栅极的偏移侧墙上形成间隙壁，然后沉积蚀刻停止层以及层间介质层102，蚀刻去除所述PMOS虚设栅极结构的所述多晶硅层，形成沟槽，进而形成PMOS金属栅极，所述PMOS金属栅极通过沉积多个薄膜堆栈形成。所述薄膜包括功函数金属层，阻挡层和金属材料层。参照该方法同样形成NMOS金属栅极，得到如图1所示图形。
[0051 ] 作为优选，为了提高PMOS区域的压应力，还可以进一步在PMOS金属栅的两侧形成凹槽，优选形成“ Σ ”形凹槽，然后在所述的凹槽中外延生在SiGe。
[0052]本发明中所述层间介质层102优选氧化物，例如二氧化硅等，该层间介质层的形成方法可以选用常规沉积方法。
[0053]在所述PMOS区、NMOS区以及Poly区有源区以及多晶硅栅极上形成金属硅化物，其中，在PMOS区、NMOS区内可以形成相同的金属硅化物也可以形成不同的金属硅化物，下面就两种情况分别进行说明，首先，参照图2-7来说明在PMOS区、NMOS区内可以形成相同的金属硅化物的方法:
[0054]参照图2，在所述层间介质层102上形成底部抗反射层(BARC) 103，
[0055]进一步的在所述BARC上形成图案化的光刻胶层，所述光刻胶的图案定义了所要形成的接触沟槽的位置以及开口的大小。
[0056]参照图3，以所述的图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述BARC以及所述层间介质层，形成接触沟槽，作为优选，所述接触沟槽的高宽比为0.8-1.2，以露出所述PM0S、NM0S金属栅极及其两侧的有源区，还包括多晶硅栅极两侧的有源区，同时露出所述多晶硅栅极，然后去除所述光刻胶层以及所述BARC，该步骤中所述蚀刻方法可以选用干法蚀刻或者湿法蚀亥IJ，或者两者结合，所述去除光刻胶的方法可以选用本领域常规方法。
[0057]参照图4，在所述PMOS金属栅极、NMOS金属栅极、多晶硅栅极两侧的有源区和多晶硅栅极中的栅极材料层上形成金属硅化物，具体地，在所述层间介质层上沉积一层金属材料，以覆盖所述PMOS、NMOS金属栅极、多晶硅栅极以及位于其两侧的有源区，然后进行高温反应，使所述金属材料与硅或者多晶硅材料反应，形成金属硅化物层104，最后去除未反应的金属材料，在该步骤中所述PM0S、NM0S金属栅极的两侧形成了金属硅化物层104，而在多晶硅栅极中，不仅两侧的有源区形成了金属硅化物，所述多晶硅栅极中的栅极材料层顶部也形成了金属硅化物层。
[0058]在该步骤中，所述金属材料层可以选择钨，钛，钴，镍，铝，钇，镱和铒中的一种或者多种，优选为镍，在该步骤中所述金属栅极、多晶硅栅极以及有源区通过一个步骤同时形成了所述金属硅化物，在形成过程窗口保护良好，均匀性得到很好的控制，所述金属硅化物的厚度大约为60-250埃，所述金属硅化物形成过程中上述接触沟槽的高宽比为0.8-1.2。
[0059]参照图5，在所述金属栅极、多晶硅栅极以及层间介质层上形成第二层间介质层105，填充上述形成的接触沟槽，在本发明中所述第二层间介质层和所述层间介质层选择同样材料，优选氧化物，例如二氧化硅等。可以选用化学气相沉积(CVD)法、物理气相沉积(PVD)法或原子层沉积(ALD)法等形成的低压化学气相沉积(LPCVD)、激光烧蚀沉积(LAD)以及选择外延生长(SEG)中的一种。
[0060]参照图6，蚀刻所述第二层间介质层，形成接触孔，具体地，在本发明中蚀刻所述第二层间介质层，露出所述NMOS金属栅极、PMOS金属栅极两侧的源漏以及多晶硅栅极上的金属硅化物，所述接触孔数目以及位置可以根据需要蚀刻形成。在该步骤中不需要设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述介质层，以露出前面步骤中形成的金属硅化物。
[0061]参照图7，采用导电材料填充所述接触孔，形成接触塞，直接位于所述金属硅化物上，从而NMOS金属栅极、PMOS金属栅极两侧的源漏以及多晶硅栅极形成电连接，具体地，所述导电材料可以选择铜、铝等常用导电材料，填充完所述接触孔后接着执行一化学机械平坦化步骤。
[0062]下面结合图8-14进一步说明在所述PMOS区、NMOS区内形成不同的金属硅化物的方法:
[0063]参照图8，在所述层间介质层102上形成界面层103，可以选择作为抗反射层的BARC或其他有机涂层，优选SiARC，所述SiARC可以通过湿法蚀刻很容易的去除。
[0064]进一步的在所述界面层上形成图案化的光刻胶层，所述光刻胶的图案定义了所要形成的接触沟槽的位置以及开口的大小，所述光刻胶图案为在NMOS金属栅极两侧形成接触沟槽的图案掩膜，在所述PMOS金属栅极以及多晶硅栅极进行成光刻胶层，不形成图案。
[0065]参照图9，以所述的图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述界面层以及层间介质层、栅介质层，形成接触沟槽，以露出所述NMOS金属栅极两侧的有源区，而PMOS金属栅极以及多晶硅栅极上的介质层以及界面层不被蚀刻，然后去除所述光刻胶层，在该步骤中所述形成的接触沟槽的高宽比为0.8-1.2。
[0066]参照图10，在所述NMOS金属栅极两侧的有源区上形成金属硅化物，具体地，在所述层间介质层上沉积一层金属材料，以覆盖所述NMOS金属栅极以及位于其两侧的有源区，然后进行高温反应，使所述金属材料与硅或者多晶硅材料反应，形成金属硅化物层107，最后去除未反应的金属材料，在该步骤中所述NMOS金属栅极的两侧形成了金属硅化物层107。
[0067]在该步骤中，所述金属材料可以选择钨，钛，钴，镍，铝，钇，镱和铒中的一种或者多种，在该步骤中所述金属栅极、多晶硅栅极以及有源区在一步中同时形成了所述金属硅化物，在形成过程窗口保护良好，均匀性得到很好的控制，所述金属硅化物的厚度大约为60-250 埃。
[0068]在该步骤中不需要设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述介质层直接露出前面步骤中形成的金属硅化物。
[0069]参照图11，在所述NMOS金属栅极区域沉积形成牺牲层105，填充所述NMOS金属栅极两侧的接触沟槽，在本发明中所述牺牲层选用高含量的SiARC层，所述SiARC层采用湿法蚀刻很容易去除。[0070]在所述牺牲层105上形成光刻胶掩膜层，所述光刻胶掩膜层包含在PMOS金属栅极以及多晶硅栅极两侧形成接触沟槽的图案。
[0071]参照图12，以所述的图案化的光刻胶层为掩膜蚀刻所述牺牲层、界面层、以及所述层间介质层、栅介质层，形成接触沟槽，以露出所述PMOS金属栅极以及多晶硅两侧的有源区，该步骤与图9所述步骤一样，不同的是所述沟槽的形成区域不一样，因此所述步骤可以参照上述过程，在此不再赘述。
[0072]参照图13，在所述PMOS金属栅极以及多晶硅栅极两侧有源区以及多晶硅栅极上形成金属硅化物106，所述形成过程可以参照NMOS金属栅极以及第一种实施方式中的金属硅化物的形成方法，不同的是，在该步骤中形成的金属硅化物与所述NMOS金属栅极两侧的源漏所形成的金属硅化物的种类不一样，具体地，所述两种不同金属硅化物的选择可以根据NMOS和PMOS有源区中不同的应力关系进行选择。
[0073]在该步骤中，所述金属材料层可以选择钨，钛，钴，镍，招，钇，镱和铒中的一种或者多种，在该步骤中所述金属栅极、多晶硅栅极以及有源区在一步中同时形成了所述金属硅化物，在形成过程窗口保护良好，均匀性得到很好的控制，所述金属硅化物的厚度大约为60-250 埃。
[0074]然后去除所述牺牲层、界面层，选用蚀刻方法去除所述牺牲层、界面层，所述牺牲层、界面层选用SiARC时，通过湿法蚀刻很容易去除。
[0075]参照图14，沉积第二层间介质层108，覆盖所述PM0S、NM0S金属栅极以及多晶硅栅极，并填充所述栅极两侧的沟槽，所述第二层间介质层优先选用和所述第一层间介质层同样的材料，然后蚀刻所述第三层间介质层，形成接触孔，露出所述金属硅化物107、106，填充导电材料，并执行平坦化步骤，形成电连接，所述步骤均可以参照第一种实施方式中形成电连接的方法。在该步骤中不需要设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述介质层直接露出前面步骤中形成的金属硅化物。
[0076]上述两种实施方式给出了在所述PMOS金属栅极以及NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同或者不同的金属硅化物的步骤，在该过程中同时在多晶硅栅极上以及有源区上形成金属硅化物，过程更加简单。所述两种实施方式中相应的步骤可以采用同样的工艺条件，因此，在第二实施方式中对有些步骤没有做重复描述。
[0077]图15为本发明中在在有源区和栅极上形成金属硅化物的流程示意图；包括以下步骤:
[0078]步骤201提供半导体衬底，所述衬底上包含至少一个位于核心区域的金属栅极、至少一个位于I/O区域的多晶硅栅极以及位于上述栅极之间的第一层间介质层；
[0079]步骤202在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；
[0080]步骤203以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽，以露出所述衬底和所述多晶硅栅极；
[0081]步骤204去除所述接触沟槽掩膜层；
[0082]步骤205在所述露出的衬底上以及所述多晶硅栅极上形成金属硅化物；
[0083]步骤206沉积第二层间介质层并平坦化的步骤，以形成接触孔并露出所述金属硅化物，采用金属材料填充所述接触孔，以形成接触塞，实现电连接。[0084]本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1.一种金属硅化物的形成方法，包括: 提供半导体衬底，所述衬底上包含至少一个位于核心区域的金属栅极、至少一个位于I/o区域的多晶硅栅极以及位于上述栅极之间的第一层间介质层； 在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层； 以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽，以露出所述衬底和所述多晶硅栅极； 去除所述接触沟槽掩膜层； 在所述露出的衬底上以及所述多晶硅栅极上形成金属硅化物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述衬底上沉积第二层间介质层并平坦化的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤: 蚀刻所述第二层间介质层，以形成接触孔并露出所述金属硅化物； 采用金属材料填充所述接触孔，以形成接触塞，实现电连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个金属栅极包括至少一个PMOS金属栅极和至少一个NMOS金属栅极。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述PMOS金属栅极和所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成相同的金属硅化物。
6.根据权利要求4所述的方法`，其特征在于，所述PMOS金属栅极和所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成不同的金属硅化物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述衬底上形成图案化的接触沟槽掩膜层；以所述接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述第一层间介质层，以在所述金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽的步骤包括: 在所述衬底上形成一界面层，在所述界面层上形成图案化的第一接触沟槽掩膜层；以所述第一接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述界面层、第一层间介质层，以在所述NMOS金属栅极两侧的有源区形成接触沟槽； 去除所述第一接触沟槽掩膜层； 在NMOS金属栅极两侧的有源区上形成第一金属硅化物； 沉积一牺牲层并平坦化，以填充所述接触沟槽并覆盖所述界面层； 在所述牺牲层上形成第二接触沟槽掩膜层； 以所述第二接触沟槽掩膜层为掩膜，蚀刻所述牺牲层、所述界面层和所述第一层间介质层，以在所述PMOS金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区形成接触沟槽并露出所述多晶娃棚极； 去除所述第二接触沟槽掩膜层； 在所述PMOS金属栅极和所述多晶硅栅极两侧的有源区上以及多晶硅栅极上形成第二金属硅化物； 去除所述牺牲层、界面层。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述牺牲层、界面层选用高含量的SiARC层。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硅化物中的金属为钨，钛，钴，镇，招，乾，镜和辑中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硅化物中的金属为镍。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多晶硅栅极上和金属栅极两侧的有源区上同时形成金属硅化物。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硅化物的厚度为60-250埃。
13.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，不设置介质蚀刻停止层，直接蚀刻所述第二层间介质层，以露出所述金属硅化物。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硅化物形成过程中接触沟槽的高宽比为0.8-1.2。
15.根据权利要求1所`述的方法，其特征在于，所述第一层间介质层为氧化物。
【文档编号】H01L21/285GK103681291SQ201210337318
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月12日 优先权日:2012年9月12日
【发明者】王新鹏, 张海洋 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司
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