專利名稱：薄膜去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種薄膜去除方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路芯片的工藝制作利用批量處理技術(shù)，在同一硅襯底上形成大量各種類型的復(fù)雜器件，并將其互相連接以具有完整的電子功能。隨著超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，芯片的集成度越來越高，元器件的尺寸越來越小，因器件的高密度、小尺寸引發(fā)的各種效應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體工藝制作結(jié)果的影響也日益突出。 如，隨著超大規(guī)模集成電路器件特征尺寸不斷地等比例縮小，集成度不斷地提高，對(duì)于在制造過程中去除各種薄膜的工藝要求也越來越高。 去除薄膜的方法主要可以分為兩種，一種是干法刻蝕方法，一種是濕法腐蝕方法。二者在實(shí)際應(yīng)用中各有不足，如前者所需的刻蝕功率較高，常會(huì)對(duì)下層結(jié)構(gòu)造成一定的損傷；后者是各向同性的，腐蝕后形成的結(jié)構(gòu)形狀通常不好，鉆蝕現(xiàn)象嚴(yán)重。為此，現(xiàn)有的薄膜去除工藝主要是采取干法刻蝕與濕法腐蝕相結(jié)合的方法，以便在一定程度上緩解上述問題。 如于2008年1月16日公開的公開號(hào)為CN101106087A的中國(guó)專利公開了一種用于形成局域金屬硅化物的工藝方法，其為了避免光刻膠在濕法腐蝕過程中被破壞，采取了先利用干法刻蝕轉(zhuǎn)移圖形，再去除光刻膠，然后，再以干法刻蝕后形成的圖形為掩膜進(jìn)行濕法腐蝕，完成光刻圖形的轉(zhuǎn)移的辦法。但該方法最終仍需采用各向同性的濕法腐蝕，形成的圖形側(cè)壁仍不好。 圖1為采用現(xiàn)有的形成局域金屬硅化物的工藝方法形成的器件剖面示意圖，如圖1所示，在襯底101上形成了柵極104，其側(cè)壁處形成了柵極側(cè)壁層105。在該結(jié)構(gòu)上又形成了保護(hù)介質(zhì)層iio，對(duì)該保護(hù)介質(zhì)層110進(jìn)行光刻，定義并曝露出需要形成金屬硅化物的區(qū)域120，再刻蝕去除該區(qū)域120上的保護(hù)介質(zhì)層110。 但是，在該步刻蝕中，即使采用了上述干法刻蝕與濕法腐蝕相結(jié)合的方法，由于濕法腐蝕的各向同性，在刻蝕保護(hù)介質(zhì)層時(shí)在柵極側(cè)壁層的下部仍出現(xiàn)了鉆蝕缺陷111。盡管采用干法刻蝕與濕法腐蝕相結(jié)合的方法后，這一鉆蝕缺陷111與單純采用濕法腐蝕相比已明顯改善，但對(duì)于小尺寸器件，尤其是技術(shù)節(jié)點(diǎn)小于65nm的小尺寸器件，這一鉆蝕缺陷111對(duì)器件的影響仍無法忽略，該干法刻蝕與濕法腐蝕相結(jié)合的方法仍無法滿足小尺寸器件制作的要求。 再如，于2007年4月25日公開的公開號(hào)為CN1953156A的中國(guó)專利申請(qǐng)中公開了一種接觸孔的制造工藝。其考慮到干法刻蝕的不足，在刻蝕前加入了一步對(duì)介質(zhì)層進(jìn)行等離子體處理，使其疏松化的處理步驟，然后再進(jìn)行干法刻蝕及濕法腐蝕處理，以得到較好的刻蝕結(jié)果。但該方法仍屬于干法刻蝕與濕法腐蝕相結(jié)合的方法，也無法避免上述因濕法腐蝕的各向同性所引發(fā)的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種薄膜去除方法，以改善現(xiàn)有薄膜去除方法中干法刻蝕易損傷下層結(jié)構(gòu)，濕法腐蝕易損傷側(cè)壁結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種薄膜去除方法，包括步驟
提供表面具有薄膜的襯底；
將所述襯底傳送至處理室內(nèi)； 利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活；
將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)； 利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述薄膜，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物。 其中，在提供表面具有薄膜的襯底之后，將所述襯底傳送至腔室內(nèi)之前，還包括步驟 利用干法刻蝕工藝去除部分所述薄膜。 其中，利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述薄膜，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物，至少包括步驟 對(duì)所述薄膜進(jìn)行刻蝕處理，且所述刻蝕處理去除的薄膜厚度小于或等于單次厚度； 將進(jìn)行刻蝕處理后的所述襯底移至所述處理室內(nèi)的退火位置，進(jìn)行退火處理；
將退火后的所述襯底傳送至冷卻室內(nèi)；
對(duì)退火后的所述襯底進(jìn)行冷卻處理； 依次重復(fù)上述刻蝕、退火及冷卻處理，直至將所述襯底上的所述薄膜完全去除為止。 可選地，所述處理室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的清洗室，所述冷卻室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的冷卻室。 本發(fā)明具有相同或相應(yīng)技術(shù)特征的一種用于形成局域金屬硅化物的薄膜去除方法，包括步驟 提供已形成柵極結(jié)構(gòu)及源/漏極的襯底；
在所述襯底上覆蓋一層保護(hù)介質(zhì)層； 在所述保護(hù)介質(zhì)層上定義并曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域；
將已定義并曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域的所述襯底傳送至處理室內(nèi)；
利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活；
將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)； 利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述待形成金屬硅化物
區(qū)域上的所述保護(hù)介質(zhì)層，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物。 本發(fā)明具有相同或相應(yīng)技術(shù)特征的一種用于形成接觸孔的薄膜去除方法，包括步
驟 提供已形成接觸刻蝕停止層的襯底；
在所述襯底上覆蓋層間介質(zhì)層； 在所述層間介質(zhì)層上定義并曝露出待形成接觸孔區(qū)域；
刻蝕去除所述待形成接觸孔區(qū)域的所述層間介質(zhì)層，形成接觸孔開口 ；
將已形成接觸孔開口的所述襯底傳送至處理室內(nèi)； 利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活；
將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)； 利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述接觸孔開口底部的
所述接觸刻蝕停止層，利用退火處理去除所刻蝕處理過程中的生成物。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 本發(fā)明的薄膜去除方法，利用低功率的射頻電源對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活，利用激活后的反應(yīng)氣體與薄膜之間的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜的進(jìn)行刻蝕去除，利用退火處理將刻蝕去除過程中的生成物升華去除。既可以避免傳統(tǒng)干法刻蝕方法對(duì)下層結(jié)構(gòu)的損傷，又可以避免各向同性的濕法腐蝕方法對(duì)側(cè)壁結(jié)構(gòu)的損傷。 本發(fā)明的薄膜去除方法，利用上述方法，通過分多次循環(huán)完成刻蝕、退火及冷卻處理的方式，可實(shí)現(xiàn)較厚薄膜的去除。 本發(fā)明的薄膜去除方法，利用了在傳統(tǒng)方法中用于去除薄的自然氧化層的SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備對(duì)較厚的薄膜進(jìn)行去除。通過在該設(shè)備的清洗室及冷卻室內(nèi)分多次循環(huán)完成刻蝕、退火及冷卻處理的方式，克服SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備無法去除較厚薄膜的問題。本發(fā)明的薄膜去除方法既可以避免傳統(tǒng)干法刻蝕方法對(duì)下層結(jié)構(gòu)的損傷，又可以避免各向同性的濕法腐蝕方法對(duì)側(cè)壁結(jié)構(gòu)的損傷。 本發(fā)明的薄膜去除方法的其中一個(gè)實(shí)施例中，利用上述薄膜去除方法對(duì)形成局域金屬硅化物時(shí)的保護(hù)介質(zhì)層進(jìn)行了去除。采用該方法后，對(duì)位于該保護(hù)介質(zhì)層下的器件導(dǎo)電區(qū)域不會(huì)有損傷，對(duì)旁邊的柵極側(cè)壁層也不會(huì)有影響，可以較為理想地實(shí)現(xiàn)器件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的薄膜去除方法的另一個(gè)實(shí)施例中，利用上述薄膜去除接觸孔開口底部的接觸刻蝕停止層，同樣可以得到較為理想的接觸孔開口，改善了接觸孔與下層導(dǎo)電區(qū)域間的連接特性，提高了接觸孔的形成質(zhì)量。
圖1為采用現(xiàn)有的形成局域金屬硅化物的工藝方法形成的器件剖面示意 圖2為本發(fā)明中利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行刻蝕時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)結(jié)果 圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的用于形成局域金屬硅化物的薄膜去除方法的流程 圖4至圖8為說明本發(fā)明第一實(shí)施例的用于形成局域金屬硅化物的薄膜去除方法的器件剖面示意圖； 圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例的用于形成接觸孔的薄膜去除方法的流程圖； 圖10至圖15為說明本發(fā)明第二實(shí)施例的用于形成接觸孔的薄膜去除方法的器件
剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。
本發(fā)明的處理方法可以被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，并且可利用許多適當(dāng)?shù)牟牧?br>
制作，下面是通過具體的實(shí)施例來加以說明，當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域
內(nèi)的普通技術(shù)人員所熟知的一般的替換無疑地涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。 其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為了便于說
明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本發(fā)明的限定，此
外，在實(shí)際的制作中，應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。 為了克服現(xiàn)有薄膜去除方法中所用的干法刻蝕對(duì)下層結(jié)構(gòu)造成一定的損傷，濕法
腐蝕鉆蝕現(xiàn)象嚴(yán)重的問題，本發(fā)明提出了一種新的薄膜去除方法。 該方法可以包括步驟 提供表面具有薄膜的襯底； 將所述襯底傳送至處理室內(nèi)； 利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活；
將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)； 利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述薄膜，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物。 可選地，本發(fā)明的薄膜去除方法可以利用SiCoNi(硅鈷鎳)預(yù)清洗設(shè)備完成，此時(shí)，所述處理室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的清洗室。 SiCoNi預(yù)清洗是一種低強(qiáng)度的化學(xué)刻蝕方法，其主要用于從鈷硅和鎳硅表面去除氧化膜。與傳統(tǒng)刻蝕方法利用等離子體進(jìn)行轟擊不同，SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備是在沒有等離子體和粒子轟擊的環(huán)境中去除氧化膜的，其可以降低對(duì)襯底結(jié)構(gòu)的破壞度。另外，SiCoNi預(yù)清洗不僅具有較高的選擇性，還可以實(shí)現(xiàn)各向異性的刻蝕，有利于得到比較理想的刻蝕形狀。
但是，SiCoNi預(yù)清洗是一種化學(xué)方法，其在去除氧化膜的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量固態(tài)產(chǎn)物。雖然該固態(tài)產(chǎn)物可以在較高溫度下升華(正因此該方法通常是由刻蝕及退火兩步組成)，但其會(huì)阻擋通入的反應(yīng)氣體繼續(xù)與下層薄膜發(fā)生反應(yīng)。因此，該方法可去除的薄膜厚度是有限的，傳統(tǒng)方法中只將其用于去除較薄的自然氧化膜，而不能用于去除較厚的薄膜。
本發(fā)明克服了這一偏見，將其用于了較厚的薄膜去除工藝中。實(shí)際應(yīng)用中既可以先利用干法刻蝕去除部分薄膜，再利用SiCoNi預(yù)清洗方法將余下的較薄的薄膜去除；也可以直接利用SiCoNi預(yù)清洗分多次直接去除較厚的薄膜(當(dāng)然也可以先利用干法刻蝕去除部分薄膜，再用SiCoNi預(yù)清洗方法分多次去除余下的薄膜)。 采用本發(fā)明的薄膜去除方法，既可以避免使用傳統(tǒng)干法刻蝕方法去除薄膜時(shí)易造成的對(duì)下層結(jié)構(gòu)的損傷，又可以避免使用各向同性的濕法腐蝕方法去除薄膜時(shí)對(duì)側(cè)壁結(jié)構(gòu)的損傷。 本發(fā)明中，在利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除較厚的薄膜時(shí)，至少應(yīng)包括步驟
對(duì)所述薄膜進(jìn)行刻蝕處理，且所述刻蝕處理去除的薄膜厚度小于或等于單次厚度； 將進(jìn)行刻蝕處理后的所述襯底移至所述處理室內(nèi)的退火位置，進(jìn)行退火處理；
將退火后的所述襯底傳送至冷卻室內(nèi)；
對(duì)退火后的所述襯底進(jìn)行冷卻處理； 依次重復(fù)上述刻蝕、退火及冷卻處理，直至將所述襯底上的所述薄膜完全去除為止。 其中，本申請(qǐng)文件中的單次厚度是指利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻 蝕處理去除所述薄膜時(shí)，一次輕能易去除的薄膜厚度。或說，是指利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備 一次能輕易去除的薄膜厚度。 圖2為本發(fā)明中利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行刻蝕時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)結(jié)果圖，如圖2所 示，其橫坐標(biāo)為刻蝕時(shí)間，縱坐標(biāo)為刻蝕總量，圖中數(shù)據(jù)點(diǎn)201為采用一次刻蝕方法去除薄 膜的結(jié)果，數(shù)據(jù)點(diǎn)202為采用兩次刻蝕方法去除薄膜的結(jié)果，即采用刻蝕去除部分薄膜后、 退火、冷卻，再刻蝕去除余下薄膜，再退火、冷卻的方法。 由圖中各數(shù)據(jù)點(diǎn)可以看出，當(dāng)所去除薄膜較薄時(shí)，可采用單次去除方法；當(dāng)所去除 薄膜較厚時(shí)，采用單次去除方法的數(shù)據(jù)點(diǎn)201出現(xiàn)了飽和現(xiàn)象，與采用二次去除法的數(shù)據(jù) 點(diǎn)202(其擬合曲線近乎為線性的)相比，其需要用較長(zhǎng)時(shí)間才能去除相同厚度的薄膜。且 當(dāng)薄膜更厚時(shí)，采用單次去除方法會(huì)出現(xiàn)去除不動(dòng)的現(xiàn)象。 本發(fā)明還提出了上述薄膜去除方法在兩個(gè)具體應(yīng)用中的實(shí)現(xiàn)方法，一個(gè)是用于形 成局域金屬硅化物時(shí)的薄膜去除方法，包括步驟
提供已形成柵極結(jié)構(gòu)及源/漏極的襯底；
在所述襯底上覆蓋一層保護(hù)介質(zhì)層； 在所述保護(hù)介質(zhì)層上定義并曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域；
將已定義并曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域的所述襯底傳送至處理室內(nèi)；
利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活；
將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)； 利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述待形成金屬硅化物
區(qū)域上的所述保護(hù)介質(zhì)層，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物。 可選地，在定義并曝露出所述待形成金屬硅化物區(qū)域之后，將已定義并曝露出待
形成金屬硅化物區(qū)域的所述襯底傳送至處理室內(nèi)之前，還包括步驟 利用干法刻蝕工藝去除所述待形成金屬硅化物區(qū)域上的部分所述保護(hù)介質(zhì)層。
可選地，所述利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述待形成 金屬硅化物區(qū)域上的所述保護(hù)介質(zhì)層，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物， 至少包括步驟 對(duì)所述待形成金屬硅化物區(qū)域上的所述保護(hù)介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕處理，且所述刻蝕處 理去除的所述保護(hù)介質(zhì)層厚度小于或等于單次厚度； 將刻蝕處理后的所述襯底移至所述處理室內(nèi)的退火位置，進(jìn)行退火處理；
將退火后的所述襯底傳送至冷卻室內(nèi)；
對(duì)退火后的所述襯底進(jìn)行冷卻處理； 依次重復(fù)上述刻蝕、退火及冷卻處理，直至將所述待形成金屬硅化物區(qū)域上的所 述保護(hù)介質(zhì)層完全去除為止。 可選地，所述處理室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的清洗室，所述冷卻室為SiCoNi預(yù)清洗 設(shè)備的冷卻室。 可選地，所述單次厚度為250A。 可選地，所述處理室的溫度設(shè)置在3(TC至5(TC之間，對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活的所述射頻電源功率在20至40W之間。 可選地，進(jìn)行刻蝕處理時(shí)，向所述處理室內(nèi)通入的等離子體激活后的反應(yīng)氣體包 括NF3和NH3，且所述NF3氣體的流量在10至30sccm之間，所述NH3氣體的流量在40至 90sccm之間。 可選地，所述處理室內(nèi)的退火位置位于所述處理室上方，其溫度設(shè)置在15(TC至 200。C之間。 可選地，進(jìn)行退火處理時(shí)，還向所述處理室內(nèi)通入氫氣和/或氦氣，且進(jìn)行冷卻處 理時(shí)，向所述冷卻室內(nèi)通入氬氣或氮?dú)?，且所述冷卻處理所需的時(shí)間在20至45秒之間。
另一個(gè)是用于形成接觸孔時(shí)的薄膜去除方法，包括步驟
提供已形成接觸刻蝕停止層的襯底；
在所述襯底上覆蓋層間介質(zhì)層； 在所述層間介質(zhì)層上定義并曝露出待形成接觸孔區(qū)域； 刻蝕去除所述待形成接觸孔區(qū)域的所述層間介質(zhì)層，形成接觸孔開口 ； 將已形成接觸孔開口的所述襯底傳送至處理室內(nèi)； 利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活；
將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)； 利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述接觸孔開口底部的
所述接觸刻蝕停止層，利用退火處理去除所刻蝕處理過程中的生成物。 可選地，在所述形成接觸孔開口之后，將已形成接觸孔開口的所述襯底傳送至處 理室內(nèi)之前，還包括步驟 利用干法刻蝕工藝去除所述接觸孔開口底部的部分接觸刻蝕停止層。
可選地，所述利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述接觸孔 開口底部的所述接觸刻蝕停止層，利用退火處理去除所刻蝕處理過程中的生成物，至少包 括步驟 對(duì)所述接觸孔開口底部的接觸刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕處理，且所述刻蝕處理去除的 所述接觸刻蝕停止層厚度小于或等于單次厚度； 將刻蝕處理后的所述襯底移至所述處理室內(nèi)的退火位置，進(jìn)行退火處理；
將退火后的所述襯底傳送至冷卻室內(nèi)；
對(duì)退火后的所述襯底進(jìn)行冷卻處理； 依次重復(fù)上述刻蝕、退火及冷卻處理，直至將所述接觸刻蝕停止層完全去除為止。
可選地，所述處理室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的清洗室，所述冷卻室為SiCoNi預(yù)清洗 設(shè)備的冷卻室。 可選地，所述單次厚度為250A。 可選地，所述處理室的溫度設(shè)置在3(TC至5(TC之間，對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激 活的所述射頻電源功率在20至40W之間。 可選地，進(jìn)行刻蝕處理時(shí)，向所述處理室內(nèi)通入的等離子體激活后的反應(yīng)氣體包 括NF3和NH3，且所述NF3氣體的流量在10至30sccm之間，所述NH3氣體的流量在40至 90sccm之間。 可選地，所述處理室內(nèi)的退火位置位于所述處理室上方，其溫度設(shè)置在15(TC至200°C之間，且進(jìn)行退火處理時(shí)，還向所述清洗室內(nèi)通入氫氣和/或氦氣。 可選地，進(jìn)行冷卻處理時(shí)，向所述冷卻室內(nèi)通入氬氣或氮?dú)?，且所述冷卻處理所需
的時(shí)間在20至45秒之間。 下面結(jié)合本發(fā)明的上述兩個(gè)具體應(yīng)用對(duì)本發(fā)明的薄膜去除方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。
第一實(shí)施例 本實(shí)施例介紹了利用本發(fā)明的薄膜去除方法，去除待形成金屬硅化物區(qū)域上的保 護(hù)介質(zhì)層的具體過程。圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的用于形成局域金屬硅化物的薄膜去除方 法的流程圖，圖4至圖8為說明本發(fā)明第一實(shí)施例的用于形成局域金屬硅化物的薄膜去除 方法的器件剖面示意圖，本實(shí)施例中利用了 SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備實(shí)現(xiàn)薄膜去除。下面結(jié)合圖 3至圖8對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行具體介紹。
步驟301 :提供已形成柵極結(jié)構(gòu)及源/漏極的襯底。 圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例中提供的襯底的剖面示意圖，如圖4所示，本實(shí)施例中 的襯底上已形成了至少一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，包括位于襯底401上的柵氧化層403 (Gate Oxide)， 位于柵氧化層403上的多晶硅柵極404、以及位于各柵極側(cè)壁上的柵極側(cè)壁層405 ;另 外，在襯底401內(nèi)還形成了位于各器件之間的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI， Shallow Trench Isolation) 402，以及在襯底401內(nèi)形成的、位于柵極兩側(cè)的源/漏極摻雜區(qū)407和408。
為了改善器件柵極、源/漏極等導(dǎo)電區(qū)域與位于其上的金屬導(dǎo)線層間的接觸電特 性，本實(shí)施例中還需要在各個(gè)柵極的頂部及源、漏極區(qū)需要導(dǎo)電的區(qū)域表面形成自對(duì)準(zhǔn)的 金屬硅化物層。由于并不是所有曝露的硅表面均為需與上層的金屬導(dǎo)線層相連的導(dǎo)電區(qū) 域，所以需要在形成金屬硅化物之前，先要利用保護(hù)介質(zhì)層將不需要形成金屬硅化物的區(qū) 域保護(hù)起來。 步驟302 :在所述襯底上覆蓋一層保護(hù)介質(zhì)層。 圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例中形成保護(hù)介質(zhì)層后的器件剖面示意圖，如圖5所示，在 提供的襯底上覆蓋了一層保護(hù)介質(zhì)層410。 該保護(hù)介質(zhì)層410通常由利用化學(xué)氣相沉積方法沉積的氧化硅材料形成，如可以
是低壓化學(xué)氣相沉積方法(LPCVD，Low Pressure ChemicalVapor D印osition)或等離子體
增強(qiáng)型化學(xué)氣相沉積方法(PECVD， PlasmaEnhanced Chemical V即or D印osition)等。本
實(shí)施例中，該保護(hù)介質(zhì)層410為利用PECVD形成的未摻雜的氧化硅層。 該保護(hù)介質(zhì)層410的厚度不需要太厚，只要能將不需要形成金屬硅化物的區(qū)域的
硅表面與后面工藝中覆蓋的用于形成金屬硅化物的金屬層隔離開，且即使經(jīng)過加熱處理也
不會(huì)出現(xiàn)金屬向下擴(kuò)散至硅表面的情況即可。該保護(hù)介質(zhì)層410的厚度可以設(shè)置在250A
至400A之間，如為250A、 300A、 350A或400A等。本實(shí)施例中將該保護(hù)介質(zhì)層410的 厚度設(shè)置為300A。
步驟303 :在所述保護(hù)介質(zhì)層上定義并曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域。
圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例中定義出待形成金屬硅化物區(qū)域后的器件剖面示意圖， 如圖6所示，在形成保護(hù)介質(zhì)層410的襯底上旋涂光刻膠421，利用光刻方法在所述保護(hù)介 質(zhì)層上定義并曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域420。 接下來，在傳統(tǒng)方法中，會(huì)先利用干法刻蝕去除大部分未被光刻膠保護(hù)的保護(hù)介 質(zhì)層410，僅留較薄的保護(hù)介質(zhì)層410。然后，再利用濕法腐蝕方法將留下的較薄的保護(hù)介質(zhì)層410去除。但該方法會(huì)因濕法腐蝕具有的各向同性而導(dǎo)致圖1中所示的缺陷111出現(xiàn)。
為此，本實(shí)施例中的薄膜去除方法中，不再采用干法刻蝕與濕法腐蝕相結(jié)合的去 除保護(hù)介質(zhì)層410，而是利用了對(duì)結(jié)構(gòu)損傷小，且為各向異性的SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備來去除 保護(hù)介質(zhì)層410。由于該保護(hù)介質(zhì)層410的厚度為300A，已大于了 SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備所能 去除的厚度，如果采用傳統(tǒng)的單次去除方法，將會(huì)因其去除厚度的飽和出現(xiàn)刻蝕不盡的現(xiàn) 象，本實(shí)施例中采用了多次循環(huán)去除該保護(hù)介質(zhì)層410的方法。 步驟304 :利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除所述待形成金屬硅化物區(qū)域上的所述保護(hù) 介質(zhì)層。 SiCoNi預(yù)清洗工藝通常包括兩個(gè)步驟利用NF3/NH3反應(yīng)氣體刻蝕步驟、以及原位 退火步驟。這兩步都在同一處理室內(nèi)完成，本實(shí)施例中，該處理室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的 清洗室。 在刻蝕過程中，襯底被放置在清洗室內(nèi)、溫度在3(TC左右的底座上(通過在底座 下方加熱實(shí)現(xiàn))。并在清洗室外，利用低功率的射頻電源對(duì)反應(yīng)氣體NF3和NH3進(jìn)行等離子 體激活，將其轉(zhuǎn)變成氟化氨(NH4F)和二氟化氨。其反應(yīng)方程式為NF3+NH3 — NH4F+NH4F. HF。
上述氟化物在襯底表面冷凝，并優(yōu)先與氧化硅發(fā)生反應(yīng)，生成固態(tài)的六氟硅氨 ((NH4)2SiF6)，其反應(yīng)方程式為NH4F/NH4F. HF+Si02 — (NH4)2SiF6(固)+H20。
該六氟硅氨可以在較高溫度下升華，因此，可以通過在刻蝕后加入原位退火 處理步驟將其去除。本步退火是通過清洗室上方進(jìn)行加熱的，通常需要將襯底加熱至 IO(TC以上，以使六氟硅氨分解為氣態(tài)的SiF4，朋3和冊(cè)，并被抽去。其反應(yīng)方程式為 (NH4)2SiF6(固)一SiF4+NH3+HF。 上述傳統(tǒng)的利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行氧化薄膜去除的方法中，形成的固態(tài)的 產(chǎn)物會(huì)阻擋反應(yīng)氣體與下層薄膜的去除，因此，其只適用于去除較薄的自然氧化形成的氧 化薄膜。本實(shí)施例中，通過對(duì)其工藝進(jìn)行改進(jìn)，成功將其用于去除厚的利用化學(xué)氣相沉積方 法形成的薄膜。 本實(shí)施例中的SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備至少具有清洗室及冷卻室，其中，清洗室可用于 完成刻蝕及退火處理，冷卻室可用于完成冷卻處理。此時(shí)，利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除所 述待形成金屬硅化物區(qū)域上的所述保護(hù)介質(zhì)層，至少包括步驟 步驟304A :將曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域420的所述襯底傳送至所述SiCoNi 預(yù)清洗設(shè)備的清洗室內(nèi)；對(duì)所述待形成金屬硅化物區(qū)域420上的所述保護(hù)介質(zhì)層410進(jìn)行 刻蝕處理，且所述刻蝕去除的所述保護(hù)介質(zhì)層410的厚度小于或等于單次厚度。
其中，單次厚度的設(shè)定是根據(jù)SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備一次能輕易去除的薄膜厚度設(shè) 定的。根據(jù)圖2中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可將該單次厚度設(shè)置為250A。本實(shí)施例中，需去除的保護(hù)介 質(zhì)層410的厚度為300 A，其厚度超過了單次厚度，需采用循環(huán)兩次以上的去除方法。
本實(shí)施例中，設(shè)置為分兩次去除保護(hù)介質(zhì)層410。其中，每次刻蝕去除的厚
度可以靈活設(shè)置，只要小于或等于250 A的單次厚度即可。如本實(shí)施例中將第一次及 第二次刻蝕去除厚度設(shè)置均為150 A。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，還可以將其設(shè)置為 100 A + 200 A、 200 A + 100 A甚至250 A + 50 A等。 本實(shí)施例中，利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行的刻蝕處理的工藝條件設(shè)置如下將設(shè) 備的清洗室底座下方加熱的溫度設(shè)置在30°C至50°C之間，如為30°C 、35°C 、40°C 、45°C或5(TC等。將設(shè)備的清洗室的壓力設(shè)置在3至7Torr之間，如為3Torr、4Torr、5Torr、6Torr 或7Torr等。將清洗室外，對(duì)反應(yīng)氣體NF3和NH3進(jìn)行等離子體激活的射頻電源的功率設(shè)置 在20至40W之間，如為20W、30W或40W等。 另外，刻蝕過程中向所述清洗室內(nèi)通入的等離子體激活后的NF3氣體的流量在10 至30sccm之間，如為10sccm、 15sccm、20sccm、25sccm或30sccm等，NH3氣體的流量在40至 90sccm之間，如為40sccm、50sccm、60sccm、70sccm、80sccm或90sccm等。在本步刻蝕過程 中，還可以向清洗室內(nèi)通入輔助氣體，如氬氣、氦氣或氫氣等，其可用于調(diào)節(jié)清洗室壓力及 刻蝕速率。 步驟304B :將刻蝕處理后的所述襯底移至所述清洗室內(nèi)的退火位置，進(jìn)行退火處理。 為了將上一步刻蝕過程中生成的固態(tài)產(chǎn)物去除，確保反應(yīng)氣體能與下層的保護(hù)介
質(zhì)層進(jìn)一步接觸，發(fā)生去除反應(yīng)。在進(jìn)行第一次刻蝕處理后，需進(jìn)行退火處理。 本實(shí)施例中，本步退火處理時(shí)將襯底移至清洗室內(nèi)的退火位置——清洗室上方。
由于清洗室頂部具有從刻蝕處理開始一直具有較高溫度的加熱裝置，通過將襯底移至清洗
室上方，可對(duì)襯底進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)退火處理。該加熱裝置的溫度可設(shè)置在15(TC至20(TC之
間，如為15(TC、18(TC或20(rC等。注意到退火位置處的實(shí)際襯底表面溫度約在13(TC至
15(TC左右。 本步退火處理中，為了提高退火效率，還向所述清洗室內(nèi)通入了具有導(dǎo)熱作用的
氣體——?dú)錃?，本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也可以同時(shí)或單獨(dú)通入氦氣等其它氣體。 由于本實(shí)施例中是分兩次去除保護(hù)介質(zhì)層410，如果在本步退火后直接進(jìn)行第二
次刻蝕處理，會(huì)因襯底表面溫度過高而失敗，因此，本實(shí)施例中，在本步退火步驟后還加入
了一步冷卻步驟。 步驟304C :將退火后的所述襯底傳送至所述SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的冷卻室內(nèi)進(jìn)行 冷卻處理。 本實(shí)施例中，在退火后，利用傳送系統(tǒng)將襯底由SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的清洗室傳送 至SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的冷卻室中，并通入大量氣體對(duì)其進(jìn)行快速冷卻。本步冷卻通入的氣 體可以是氬氣或氮?dú)猓鋮s時(shí)間通?？梢栽O(shè)置在20至45秒之間，如為20秒、25秒、30秒、 35秒、40秒或45秒等。 圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例中利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除部分保護(hù)介質(zhì)層后的器 件剖面示意圖，如圖7所示，未被光刻膠421保護(hù)的待形成金屬硅化物區(qū)域420處的保護(hù)介 質(zhì)層410已減薄，實(shí)現(xiàn)了部分去除。因SiCoNi預(yù)清洗方法本身的特性，經(jīng)過SiCoNi預(yù)清洗 設(shè)備的第一次刻蝕后，形成的結(jié)構(gòu)形狀較為理想。 步驟304D :判斷待形成金屬硅化物區(qū)域上的所述保護(hù)介質(zhì)層410是否完全去除。 如果"否"，則將冷卻后的襯底傳送回清洗室內(nèi)，依次重復(fù)上述利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行 的所述刻蝕、退火及冷卻處理。直至判斷結(jié)果為"是"，則完成對(duì)保護(hù)介質(zhì)層410的去除處理 工作。 本實(shí)施例中，第一次的保護(hù)介質(zhì)層410的去除厚度設(shè)置為150 A。第一次去除后， 判斷結(jié)果為"否"，再次重復(fù)上述步驟304A、304B及304C，實(shí)現(xiàn)第二次的保護(hù)介質(zhì)層410的 去除。
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因保護(hù)介質(zhì)層410的總厚度為300 A,第二次的保護(hù)介質(zhì)層410的去除厚度設(shè)置 為150 A,通過兩次刻蝕即可完全去除需去除的保護(hù)介質(zhì)層410。第二次去除后進(jìn)行判斷時(shí) 結(jié)果為"是"，完成了對(duì)保護(hù)介質(zhì)層410的去除工作。 圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例中利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除保護(hù)介質(zhì)層后的器件剖
面示意圖，如圖8所示，待形成金屬硅化物區(qū)域420處的保護(hù)介質(zhì)層410已完全去除。采用
本實(shí)施例中利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備兩次去除保護(hù)介質(zhì)層410的方法后，既沒有損傷下層結(jié)
構(gòu)，也不會(huì)因出現(xiàn)鉆蝕而損傷到側(cè)壁結(jié)構(gòu)，較為理想地實(shí)現(xiàn)了器件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也可以采用干法刻蝕方法與SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除
方法相結(jié)合的方式，即，先利用干法刻蝕方法去除部分保護(hù)介質(zhì)層410，再利用SiCoNi預(yù)清
洗設(shè)備一次或分多次循環(huán)去除干法刻蝕后殘留的保護(hù)介質(zhì)層410。其具體實(shí)施步驟與思路
均和本實(shí)施例相似，在本發(fā)明實(shí)施例的啟示下，這一應(yīng)用的延伸對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員
而言是易于理解和實(shí)現(xiàn)的，在此不再贅述。 第二實(shí)施例 本實(shí)施例介紹了利用本發(fā)明的薄膜去除方法，去除接觸孔開口底部的接觸刻蝕停 止層的具體過程。圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例的用于形成接觸孔的薄膜去除方法的流程圖， 圖10至圖15為說明本發(fā)明第二實(shí)施例的用于形成接觸孔的薄膜去除方法的器件剖面示意 圖，本實(shí)施例中的薄膜去除是利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備完成的，下面結(jié)合圖9至圖15對(duì)本發(fā) 明的第二實(shí)施例進(jìn)行具體介紹。 步驟901 :提供已形成接觸刻蝕停止層的襯底。 本實(shí)施例中所提供的襯底上已形成至少一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，且在柵極結(jié)構(gòu)上已覆蓋一 層接觸刻蝕停止層。 圖IO為本發(fā)明第二實(shí)施例中提供的襯底的剖面示意圖，如圖IO所示，本實(shí)施例中 的襯底1001上已形成了至少一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)，包括位于襯底1001上的柵氧化層1003 (Gate Oxide)，位于柵氧化層1003上的多晶硅柵極1004、以及位于各柵極側(cè)壁上的柵極側(cè)壁層 1005 ;另外，在襯底1001內(nèi)還形成了位于各器件之間的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI， Shallow Trenchlsolation) 1002，以及在襯底1001內(nèi)形成的、位于柵極兩側(cè)的源/漏極摻雜區(qū)1007 和1008。且在已形成柵極結(jié)構(gòu)的襯底表面還覆蓋了一層接觸刻蝕停止層1010。
本實(shí)施例中的接觸刻蝕停止層IOIO選用了氮化硅材料，其與后面形成的層間介 質(zhì)層(常為氧化硅材料)相比，具有低得多的刻蝕速率，可以在后面刻蝕層間介質(zhì)層以形成 接觸孔開口時(shí)起到刻蝕停止的作用，確?？涛g能較為均勻一致地停止于該接觸刻蝕停止層 1010內(nèi)，保護(hù)下面的導(dǎo)電區(qū)域表面不受損傷。本實(shí)施例中，該接觸刻蝕停止層1010的厚度 設(shè)置為400A左右。 本實(shí)施例中還在各個(gè)柵極的頂部及源、漏極區(qū)需要導(dǎo)電的區(qū)域表面形成了自對(duì)準(zhǔn) 的金屬硅化物層(本圖中未示出)，以進(jìn)一步改善其與位于其上的金屬導(dǎo)線層(本圖中未示 出)間的接觸電特性。 步驟902 :在所述襯底上覆蓋層間介質(zhì)層。 圖11為本發(fā)明第二實(shí)施例中形成層間介質(zhì)層后的器件剖面示意圖。如圖11所示， 本實(shí)施例中，利用高密度等離子化學(xué)氣相沉積(HDP-CVD， High density plasma chemical v即or exposition)方法，在接觸刻蝕停止層1010表面再覆蓋一層層間介質(zhì)層1020。本實(shí)施例中的層間介質(zhì)層1020為氧化硅層，具體的可以是未摻雜的二氧化硅(USG)、摻磷的二 氧化硅(PSG)或摻硼磷的二氧化硅(BPSG)等。 該層間介質(zhì)層1020既可以在電學(xué)上隔離器件和金屬導(dǎo)線層，又可以在物理上將 器件與可移動(dòng)粒子等雜質(zhì)源隔離開，其厚度通常在數(shù)千埃以上。在沉積該層間介質(zhì)層1020 后晶片表面會(huì)凹凸不平，一般還需要對(duì)該層間介質(zhì)層1020進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨處理，使之平 坦化(本圖中為平坦化后的結(jié)果)。 步驟903 :在所述層間介質(zhì)層上定義并曝露出待形成接觸孔區(qū)域。 利用光刻工藝在層間介質(zhì)層1020上形成接觸孔圖形，將不需要形成接觸孔的區(qū)
域用光刻膠保護(hù)起來。 步驟904:刻蝕去除所述待形成接觸孔區(qū)域的所述層間介質(zhì)層，形成接觸孔開口。
圖12為本發(fā)明第二實(shí)施例中形成接觸孔開口后的器件剖面示意圖。如圖12所 示，利用干法刻蝕方法刻蝕去除未被光刻膠1021保護(hù)的接觸孔開口區(qū)域內(nèi)的層間介質(zhì)層 1020，至曝露出位于該層間介質(zhì)層1020下方的接觸刻蝕停止層1010為止，形成了接觸孔開 口 1030。 步驟905 :利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除所述接觸孔開口底部的所述接觸刻蝕停止層。 本實(shí)施例中，利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除所述接觸孔開口 1030底部的接觸刻蝕 停止層，至少包括步驟 步驟905A :將已形成接觸孔開口 1030的所述襯底傳送至所述SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備 的清洗室內(nèi)；對(duì)所述接觸孔開口 1030底部的所述接觸刻蝕停止層IOIO(氮化硅薄膜)進(jìn)行 刻蝕處理，且所述刻蝕去除的所述接觸刻蝕停止層1010的厚度小于或等于單次厚度。
其中，單次厚度的設(shè)定是根據(jù)SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備一次能輕易去除的薄膜厚度設(shè) 定的。根據(jù)圖2中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可將該單次厚度設(shè)置為250A。本實(shí)施例中，需去除的接觸刻 蝕停止層厚度為400A，超過了單次厚度，利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備無法一次去除，需采用循 環(huán)兩次以上的去除方法。如果采用二次去除方法，可以選擇每次去除200A。如果采用三次 去除方法，則可以有更多種去除厚度的組合選擇。本實(shí)施例中，為改善去除效果，選用分三 次將其去除的方法其中前兩次每次刻蝕去除150 A，第三次刻蝕去除ioo A。
本實(shí)施例中，利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行的刻蝕處理的工藝條件設(shè)置如下將設(shè) 備的清洗室底座下方加熱的溫度設(shè)置在30°C至50°C之間，如為30°C 、35°C 、40°C 、45°C或 5(TC等。將設(shè)備的清洗室的壓力設(shè)置在3至7Torr之間，如為3Torr、4Torr、5Torr、6Torr 或7Torr等。將清洗室外，對(duì)反應(yīng)氣體NF3和NH3進(jìn)行等離子體激活的射頻電源的功率設(shè)置 在20至40W之間，如為20W、30W或40W等。 另外，刻蝕過程中向所述清洗室內(nèi)通入的等離子體激活后的NF3氣體的流量在10 至30sccm之間，如為10sccm、 15sccm、20sccm、25sccm或30sccm等，NH3氣體的流量在40至 90sccm之間，如為40sccm、50sccm、60sccm、70sccm、80sccm或90sccm等。在本步刻蝕過程 中，還可以向清洗室內(nèi)通入輔助氣體，如氬氣、氦氣或氫氣等，其可用于調(diào)節(jié)清洗室壓力及 刻蝕速率。 步驟905B :將刻蝕處理后的所述襯底移至所述清洗室內(nèi)的退火位置，進(jìn)行退火處理。
為了將上一步刻蝕過程中生成的固態(tài)產(chǎn)物去除，確保反應(yīng)氣體能與下層的保護(hù)介
質(zhì)層進(jìn)一步接觸，發(fā)生去除反應(yīng)。在進(jìn)行第一次刻蝕處理后，需進(jìn)行退火處理。 本實(shí)施例中，本步退火處理時(shí)將襯底移至清洗室內(nèi)的退火位置——清洗室上方。
由于清洗室頂部具有從刻蝕處理開始一直具有較高溫度的加熱裝置，通過將襯底移至清洗
室上方，可對(duì)襯底進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)退火處理。該加熱裝置的溫度可設(shè)置在15(TC至20(TC之
間，如為15(TC、18(TC或20(rC等。注意到退火位置處的實(shí)際襯底表面溫度約在13(TC至
15(TC左右。 本步退火處理中，為了提高退火效率，還向所述清洗室內(nèi)通入了具有導(dǎo)熱作用的
氣體——?dú)錃?，本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也可以同時(shí)或單獨(dú)通入氦氣等其它氣體。 由于本實(shí)施例中是分多次去除接觸刻蝕停止層IOIO，如果在本步退火后直接進(jìn)行
第二次刻蝕處理，會(huì)因襯底表面溫度過高而失敗，因此，本實(shí)施例中，在本步退火步驟后還
加入了一步冷卻步驟。 步驟905C :將退火后的所述襯底傳送至所述SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的冷卻室內(nèi)進(jìn)行 冷卻處理。 本實(shí)施例中，在退火后，利用傳送系統(tǒng)將襯底由SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的清洗室傳送 至SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的冷卻室中，并通入大量氣體對(duì)其進(jìn)行快速冷卻。本步冷卻通入的氣 體可以是氬氣或氮?dú)?，冷卻時(shí)間通?？梢栽O(shè)置在20至45秒之間，如為20秒、25秒、30秒、 35秒、40秒或45秒等。 圖13為本發(fā)明第二實(shí)施例中利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行第一次接觸刻蝕停止層 的去除后的器件剖面示意圖，如圖13所示，在利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行第一次去除后， 接觸孔開口 1030底部處的接觸刻蝕停止層1010已減薄，實(shí)現(xiàn)了部分去除。因SiCoNi預(yù)清 洗方法本身的特性，本步過后，形成的結(jié)構(gòu)形狀較為理想。 步驟905D :判斷接觸孔開口 1030底部的所述接觸刻蝕停止層1010是否已完全去 除。如果"否"，則將冷卻后的襯底傳送回清洗室內(nèi)，依次重復(fù)上述利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備 進(jìn)行的所述刻蝕、退火及冷卻處理。如果"是"，則完成該去除接觸刻蝕停止層1010的工作。
本實(shí)施例中，接觸刻蝕停止層1010的總厚度為400A，而第一次刻蝕去除厚度設(shè)置 為150 A，本次刻蝕后還余250 A,需再分別刻蝕去除150 A和100 A后，才可完全去除需去 除的接觸刻蝕停止層1010。 在第一次去除完后的判斷結(jié)果是"否"，重復(fù)上述步驟905A、905B及905C后，第二
次進(jìn)行接觸刻蝕停止層的去除，本次去除了厚度為150 A的接觸刻蝕停止層。 圖14為本發(fā)明第二實(shí)施例中利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行第二次接觸刻蝕停止層
的去除后的器件剖面示意圖，如圖14所示，在利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行第二次去除后，
接觸孔開口 1030底部處殘留的接觸刻蝕停止層1010已更薄，本步第二次去除過后，形成的
結(jié)構(gòu)仍較為理想。 在第二次去除完后的判斷結(jié)果仍是"否"，重復(fù)上述步驟905A、905B及905C后，第 三次進(jìn)行接觸刻蝕停止層的去除，本次去除了余下的厚度為100 A的接觸刻蝕停止層。
圖15為本發(fā)明第二實(shí)施例中利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行第三次接觸刻蝕停止層 的去除后的器件剖面示意圖，如圖15所示，接觸孔開口 1030底部的接觸刻蝕停止層1010 已完全去除。采用本實(shí)施例中利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備分三次循環(huán)去除接觸刻蝕停止層
161010的方法后，既沒有損傷下層結(jié)構(gòu)，也不會(huì)因出現(xiàn)鉆蝕而損傷到側(cè)壁結(jié)構(gòu)，較為理想地實(shí) 現(xiàn)器件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 接著，在該接觸孔開口 1030內(nèi)填充金屬，形成了在金屬導(dǎo)線層與MOS器件的導(dǎo)電
區(qū)域(通常包括柵極結(jié)構(gòu)頂部及源、漏區(qū))之間實(shí)現(xiàn)電連接的接觸孔結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的上述實(shí)施例中，利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備進(jìn)行了薄膜去除，在本發(fā)明的其
它實(shí)施例中，也可以利用其它設(shè)備進(jìn)行本發(fā)明的薄膜去除，只要其可以利用低功率的射頻
電源對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活，并利用該激活后的反應(yīng)氣體去除薄膜即可，在本發(fā)明
實(shí)施例的啟示下，這一應(yīng)用的延伸對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是易于理解和實(shí)現(xiàn)的，在
此不再贅述。 在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也可以采用干法刻蝕方法與SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除 方法相結(jié)合的薄膜方式，即，先利用干法刻蝕方法去除部分接觸刻蝕停止層1010，再利用 SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備一次或分多次循環(huán)去除干法刻蝕后殘留的接觸刻蝕停止層1010。其具 體實(shí)施步驟與思路均和本實(shí)施例相似，在本發(fā)明實(shí)施例的啟示下，這一應(yīng)用的延伸對(duì)于本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是易于理解和實(shí)現(xiàn)的，在此不再贅述。 本發(fā)明的上述實(shí)施例中，利用SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備去除了較厚的氧化硅層或氮化 硅層。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，還可以利用上述薄膜去除方法，去除其它較厚薄膜層，如 氮氧化硅層或碳化硅層等。其具體實(shí)施步驟與思路均和本實(shí)施例相似，在本發(fā)明實(shí)施例的 啟示下，這一應(yīng)用的延伸對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是易于理解和實(shí)現(xiàn)的，在此不再贅 述。 本發(fā)明的上述實(shí)施例中，分別說明了本發(fā)明的薄膜去除方法應(yīng)用于形成局域金屬 硅化物及應(yīng)用于形成接觸孔時(shí)的情況，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也可以在其它結(jié)構(gòu)中利 用本發(fā)明的薄膜去除方法去除介質(zhì)層，其具體實(shí)施步驟與思路均和本實(shí)施例相似，在本發(fā) 明實(shí)施例的啟示下，這一應(yīng)用的延伸對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是易于理解和實(shí)現(xiàn)的， 在此不再贅述。 本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種薄膜去除方法，其特征在于，包括步驟提供表面具有薄膜的襯底；將所述襯底傳送至處理室內(nèi)；利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活；將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)；利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述薄膜，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物。
2. 如權(quán)利要求l所述的去除方法，其特征在于在提供表面具有薄膜的襯底之后，將所 述襯底傳送至腔室內(nèi)之前，還包括步驟利用干法刻蝕工藝去除部分所述薄膜。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的去除方法，其特征在于利用所述等離子體激活后的反應(yīng) 氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述薄膜，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物，至少 包括步驟對(duì)所述薄膜進(jìn)行刻蝕處理，且所述刻蝕處理去除的薄膜厚度小于或等于單次厚度； 將進(jìn)行刻蝕處理后的所述襯底移至所述處理室內(nèi)的退火位置，進(jìn)行退火處理； 將退火后的所述襯底傳送至冷卻室內(nèi)； 對(duì)退火后的所述襯底進(jìn)行冷卻處理；依次重復(fù)上述刻蝕、退火及冷卻處理，直至將所述襯底上的所述薄膜完全去除為止。
4. 如權(quán)利要求3所述的去除方法，其特征在于所述處理室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的清 洗室，所述冷卻室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的冷卻室。
5. —種用于形成局域金屬硅化物的薄膜去除方法，其特征在于，包括步驟 提供已形成柵極結(jié)構(gòu)及源/漏極的襯底； 在所述襯底上覆蓋一層保護(hù)介質(zhì)層；在所述保護(hù)介質(zhì)層上定義并曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域； 將已定義并曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域的所述襯底傳送至處理室內(nèi)； 利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活； 將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)；利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述待形成金屬硅化物區(qū)域 上的所述保護(hù)介質(zhì)層，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物。
6. 如權(quán)利要求5所述的去除方法，其特征在于在定義并曝露出所述待形成金屬硅化 物區(qū)域之后，將已定義并曝露出待形成金屬硅化物區(qū)域的所述襯底傳送至處理室內(nèi)之前， 還包括步驟利用干法刻蝕工藝去除所述待形成金屬硅化物區(qū)域上的部分所述保護(hù)介質(zhì)層。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的去除方法，其特征在于所述利用所述等離子體激活后的 反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述待形成金屬硅化物區(qū)域上的所述保護(hù)介質(zhì)層，利用退火處 理去除所述刻蝕處理過程中的生成物，至少包括步驟對(duì)所述待形成金屬硅化物區(qū)域上的所述保護(hù)介質(zhì)層進(jìn)行刻蝕處理，且所述刻蝕處理去 除的所述保護(hù)介質(zhì)層厚度小于或等于單次厚度；將刻蝕處理后的所述襯底移至所述處理室內(nèi)的退火位置，進(jìn)行退火處理；將退火后的所述襯底傳送至冷卻室內(nèi)；對(duì)退火后的所述襯底進(jìn)行冷卻處理；依次重復(fù)上述刻蝕、退火及冷卻處理，直至將所述待形成金屬硅化物區(qū)域上的所述保護(hù)介質(zhì)層完全去除為止。
8. 如權(quán)利要求7所述的去除方法，其特征在于所述處理室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的清洗室，所述冷卻室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的冷卻室。
9. 如權(quán)利要求8所述的去除方法，其特征在于所述單次厚度為250A。
10. 如權(quán)利要求8所述的去除方法，其特征在于所述處理室的溫度設(shè)置在3(TC至5(TC之間。
11. 如權(quán)利要求8所述的去除方法，其特征在于對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活的所述射頻電源功率在20至40W之間。
12. 如權(quán)利要求8所述的去除方法，其特征在于進(jìn)行刻蝕處理時(shí)，向所述處理室內(nèi)通入的等離子體激活后的反應(yīng)氣體包括NF3和NH3，且所述NF3氣體的流量在10至30sccm之間，所述NH3氣體的流量在40至90sccm之間。
13. 如權(quán)利要求8所述的去除方法，其特征在于所述處理室內(nèi)的退火位置位于所述處理室上方，其溫度設(shè)置在15(TC至20(TC之間。
14. 如權(quán)利要求13所述的去除方法，其特征在于進(jìn)行退火處理時(shí)，還向所述處理室內(nèi)通入氫氣和/或氦氣。
15. 如權(quán)利要求7所述的去除方法，其特征在于進(jìn)行冷卻處理時(shí)，向所述冷卻室內(nèi)通入氬氣或氮?dú)猓宜隼鋮s處理所需的時(shí)間在20至45秒之間。
16. —種用于形成接觸孔的薄膜去除方法，其特征在于，包括步驟提供已形成接觸刻蝕停止層的襯底；在所述襯底上覆蓋層間介質(zhì)層；在所述層間介質(zhì)層上定義并曝露出待形成接觸孔區(qū)域；刻蝕去除所述待形成接觸孔區(qū)域的所述層間介質(zhì)層，形成接觸孔開口 ；將已形成接觸孔開口的所述襯底傳送至處理室內(nèi)；利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活；將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)；利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述接觸孔開口底部的所述接觸刻蝕停止層，利用退火處理去除所刻蝕處理過程中的生成物。
17. 如權(quán)利要求16所述的去除方法，其特征在于在所述形成接觸孔開口之后，將已形成接觸孔開口的所述襯底傳送至處理室內(nèi)之前，還包括步驟利用干法刻蝕工藝去除所述接觸孔開口底部的部分接觸刻蝕停止層。
18. 如權(quán)利要求16或17所述的去除方法，其特征在于所述利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述接觸孔開口底部的所述接觸刻蝕停止層，利用退火處理去除所刻蝕處理過程中的生成物，至少包括步驟對(duì)所述接觸孔開口底部的接觸刻蝕停止層進(jìn)行刻蝕處理，且所述刻蝕處理去除的所述接觸刻蝕停止層厚度小于或等于單次厚度；將刻蝕處理后的所述襯底移至所述處理室內(nèi)的退火位置，進(jìn)行退火處理；將退火后的所述襯底傳送至冷卻室內(nèi)；對(duì)退火后的所述襯底進(jìn)行冷卻處理；依次重復(fù)上述刻蝕、退火及冷卻處理，直至將所述接觸刻蝕停止層完全去除為止。
19. 如權(quán)利要求18所述的去除方法，其特征在于所述處理室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的清洗室，所述冷卻室為SiCoNi預(yù)清洗設(shè)備的冷卻室。
20. 如權(quán)利要求19所述的去除方法，其特征在于所述單次厚度為250A。
21. 如權(quán)利要求19所述的去除方法，其特征在于所述處理室的溫度設(shè)置在3(TC至5(TC之間。
22. 如權(quán)利要求19所述的去除方法，其特征在于對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活的所述射頻電源功率在20至40W之間。
23. 如權(quán)利要求22所述的去除方法，其特征在于進(jìn)行刻蝕處理時(shí)，向所述處理室內(nèi)通入的等離子體激活后的反應(yīng)氣體包括NF3和NH3，且所述NF3氣體的流量在10至30sccm之間，所述NH3氣體的流量在40至90sccm之間。
24. 如權(quán)利要求19所述的去除方法，其特征在于所述處理室內(nèi)的退火位置位于所述處理室上方，其溫度設(shè)置在15(TC至20(TC之間。
25. 如權(quán)利要求24所述的去除方法，其特征在于進(jìn)行退火處理時(shí)，還向所述清洗室內(nèi)通入氫氣和/或氦氣。
26. 如權(quán)利要求18所述的去除方法，其特征在于進(jìn)行冷卻處理時(shí)，向所述冷卻室內(nèi)通入氬氣或氮?dú)?，且所述冷卻處理所需的時(shí)間在20至45秒之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜去除方法，包括步驟提供表面具有薄膜的襯底；將所述襯底傳送至處理室內(nèi)；利用低功率的射頻電源在所述處理室外對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行等離子體激活；將所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體通入所述處理室內(nèi)；利用所述等離子體激活后的反應(yīng)氣體進(jìn)行刻蝕處理去除所述薄膜，利用退火處理去除所述刻蝕處理過程中的生成物。本發(fā)明還相應(yīng)地公開了利用該方法形成局域金屬硅化物，及利用該方法形成接觸孔開口的具體實(shí)施步驟。采用本發(fā)明的薄膜去除方法，既可以避免傳統(tǒng)干法刻蝕方法對(duì)下層結(jié)構(gòu)的損傷，又可以避免各向同性的濕法腐蝕方法對(duì)側(cè)壁結(jié)構(gòu)的損傷。
文檔編號(hào)H01L21/00GK101740338SQ20081022717
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日
發(fā)明者何偉業(yè), 楊瑞鵬, 蘇娜 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司