专利名称：监控金属硅化物层形成工艺的方法
技术领域：
本发明的实施例涉及半导体技术，特别涉及一种监控金属硅化物层形成工艺的方法。
背景技术：
在半导体的制作工艺中，为了减小互连结构与其他器件之间的接触电阻，通常会在器件表面形成金属硅化物层。为了形成所述金属硅化物层，首先在器件表面形成介质层， 之后，将需要形成金属硅化物层的区域表面的介质层刻蚀去除，露出用来形成金属硅化物层的区域；随后，在器件表面上继续沉积金属材料及保护层，所述保护层在后续退火处理中防止金属材料氧化；接着，通过快速热处理的方式将所述金属材料与器件表面的硅熔合，以形成金属硅化物层。但是，在实际中发现，所形成的金属硅化物层的电学性质受金属硅化物层形成工艺的影响比较大。在实际中还发现，在P型掺杂区和η型掺杂区的交界处表面所形成的金属硅化物层的电学性质越发容易受到金属硅化物层形成工艺的影响，所以对金属硅化物层形成工艺进行监控是必要的，随着工艺尺寸的缩小，对金属硅化物层形成工艺进行有效监控越发重要。在公开号为CN101494158A的中国专利申请中公开了一种监控金属硅化物层形成工艺的方法，具体包括在形成有金属硅化物层的源漏极区施加正向电压，测量源漏极区的正向导通电流；然后判断测量的正向导通电流是否在允许值范围内，若前者超出后者，则说明金属硅化物层形成工艺存在问题；若前者未超出后者，则说明金属硅化物层形成工艺符合要求。但是所述方法并没有对金属硅化物层形成工艺，特别是在P型掺杂区和η型掺杂区交界处的表面形成金属硅化物层的金属硅化物层形成工艺进行有效监控。
发明内容
本发明的实施例解决的问题是提供一种监控金属硅化物层形成工艺的方法，以对金属硅化物层形成工艺，特别是在P型掺杂区和η型掺杂区交界处的表面形成金属硅化物层的金属硅化物层形成工艺进行有效监控。为解决上述问题，本发明的实施例提供一种监控金属硅化物层形成工艺的方法， 包括提供目标电阻值范围；提供半导体衬底，所述半导体衬底包括沿半导体衬底表面交替排布的η型掺杂区和P型掺杂区，相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区有界面；在所述η型掺杂区和ρ型掺杂区表面形成金属硅化物层，所述金属硅化物层与相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区的界面相交；测量所述金属硅化物层的电阻值，并与目标电阻值范围进行比较，如果在目标电阻值范围之内，则所述金属硅化物层形成工艺满足要求，如果在目标电阻值范围之外，则所述金属硅化物层形成工艺不满足要求。
可选地，采用自对准工艺在所述η型掺杂区和P型掺杂区表面形成金属硅化物层。可选地，所述金属硅化物层在平行于半导体衬底的表面形成盘旋状的蛇形排布。可选地，所述金属硅化物层的金属材料是钛、钴、镍中的任意一种。可选地，在所述金属硅化物层的金属材料是钴的工艺中，所述目标电阻值范围是 l-20ohm/sqr。相应地，本发明还提供一种监控金属硅化物层形成工艺的结构，包括半导体衬底，所述半导体衬底包括沿半导体衬底表面交替排布的η型掺杂区和ρ 型掺杂区，相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区有界面；还包括位于所述η型掺杂区和ρ型掺杂区表面的金属硅化物层，所述金属硅化物层与相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区界面相交。与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点本发明的实施例形成与相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区的界面相交的金属硅化物层，通过测量所形成的金属硅化物层的电阻值，并与目标电阻值进行比较，而判断金属硅化物层形成工艺是否满足要求，从而提供了一种有效监控金属硅化物层形成工艺的方法，特别是提供了一种对在η型掺杂区和ρ型掺杂区交界处表面形成金属硅化物层的工艺进行有效监控的方法；其次，本发明的实施例中，所形成的金属硅化物层在平行于半导体衬底的表面形成盘旋式排布，比如形成盘旋状的蛇形排布，从而可以同时对在η型掺杂区和ρ型掺杂区交界处不同位置形成金属硅化物层，并且不同位置所形成的金属硅化物层是连续的，所以可以通过一次测量，并与目标电阻值进行比较，检测形成于不同位置的金属硅化物层是否有缺陷，从而提高了监控的效率。
图1是本发明的实施例所提供的监控金属硅化物层形成工艺的方法的流程示意图；图2是本发明一个实施例所提供的半导体衬底的俯视图示意图；图3是在本发明一个实施例所提供的半导体衬底表面形成金属硅化物层后的俯视图示意图。
具体实施例方式由背景技术可知，目前比较缺乏对金属硅化物层形成工艺的有效监控方法。发明人针对上述问题进行研究，发现目前对金属硅化物层形成工艺的监控方法主要是针对最小设计尺寸的η型掺杂有源区、P型掺杂有源区，或者是最小设计尺寸的η型掺杂多晶硅、P型掺杂多晶硅这4种结构。如果出现η型掺杂和ρ型掺杂交替的情况时，现有方法则很难进行有效监控。但是η/ρ交界处的金属硅化物层形成最为困难，这种情况在越来越小的设计尺寸中更加突出，监控也就更加重要。本发明的发明人针对上述问题进行进一步研究，在本发明的实施例中提供一种监控金属硅化物层形成工艺的方法，图1是本发明的实施例所提供的监控金属硅化物层形成工艺的方法的流程示意图，本发明的实施例所提供的监控金属硅化物层形成工艺的方法包括步骤S101，提供目标电阻值范围；步骤S102，提供半导体衬底，所述半导体衬底包括沿半导体衬底表面交替排布的 η型掺杂区和ρ型掺杂区，相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区有界面；步骤S103，在所述η型掺杂区和ρ型掺杂区表面形成金属硅化物层，所述金属硅化物层与相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区的界面相交；步骤S104，测量所述金属硅化物层的电阻值，并与目标电阻值范围进行比较，如果在目标电阻值范围之内，则所述金属硅化物层形成工艺满足要求，如果在目标电阻值范围之外，则所述金属硅化物层形成工艺不满足要求。本发明的实施例形成与相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区的界面相交的金属硅化物层，通过测量所形成的金属硅化物层的电阻值，并与目标电阻值进行比较，而判断金属硅化物层形成工艺是否满足要求，从而提供了一种高效监控金属硅化物层形成工艺的方法，特别是提供了一种对在η型掺杂区和ρ型掺杂区交界处表面形成金属硅化物层的工艺进行高效监控的方法；其次，本发明的实施例中，所形成的金属硅化物层在平行于半导体衬底的表面形成盘旋式排布，比如形成盘旋状的蛇形排布，从而可以同时在η型掺杂区和P型掺杂区交界处不同位置形成金属硅化物层，并且不同位置所形成的金属硅化物层是连续的，所以可以通过一次测量，并与目标电阻值进行比较，检测形成于不同位置的金属硅化物层是否有缺陷，从而提高了监控的效率。为了进一步说明本发明的精神和实质，在下文结合实施例和附图对本发明详细的阐述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。执行步骤S101，提供目标电阻值范围。所述的目标电阻值可以根据工艺要求进行设置，以0. 18-0. 13um的工艺为例，在本发明的一个实施例中，所述金属硅化物层的金属材料是钴，所形成的金属硅化物层为钴硅化物，所述目标电阻值范围是l-20ohm/sqr。结合图1和图2，执行步骤S102，提供半导体衬底，所述半导体衬底包括沿半导体衬底表面交替排布的η型掺杂区200和ρ型掺杂区300，相邻的η型掺杂区200和ρ型掺杂区300有界面400。图2是本发明一个实施例所提供的半导体衬底的俯视图。请参考图2，所述相邻的 η型掺杂区200和ρ型掺杂区300有界面400。在本发明的一个实施例中，所述η型掺杂区200是针对最小设计尺寸的η型掺杂有源区，P型掺杂区300是针对最小设计尺寸的P型掺杂有源区；在本发明的另一个实施例中，所述η型掺杂区200是针对最小设计尺寸的η型掺杂多晶硅层、P型掺杂区300是针对最小设计尺寸的ρ型掺杂多晶硅层。本实施例中，所述最小设计尺寸指的是，在设计版图时，依据现有工艺条件所设计的可以实现的最小尺寸。结合图1和图3，执行步骤S103，在所述η型掺杂区200和ρ型掺杂区300表面形成金属硅化物层500，所述金属硅化物层500与相邻的η型掺杂区200和ρ型掺杂区300的
界面400相交。在本实施例中，采用自对准工艺在所述η型掺杂区200和ρ型掺杂区300表面形成金属硅化物层500，所述金属硅化物层500与相邻的η型掺杂区200和ρ型掺杂区300的界面400相交。由于在η型掺杂区和ρ型掺杂区交界处形成金属硅化物层的工艺最难，所以对形成金属硅化物层的工艺进行监控显得尤为重要。在本实施例中，所述η型掺杂区200可以是η型掺杂的有源区，也可以是η型掺杂的多晶硅层，在本发明其他实施例中，所述η型掺杂区200也可以是其他类型的η型掺杂区。在本实施例中，所述ρ型掺杂区300可以是ρ型掺杂的有源区，也可以是ρ型掺杂的多晶硅层，在本发明其他实施例中，所述P型掺杂区300也可以是其他类型的P型掺杂区。图3是执行步骤S103后得到的结构的示意性俯视图。采用现有的金属硅化物层形成工艺形成所述金属硅化物层500。所述金属硅化物层500的金属材料是钛、钴、镍中的任意一种。在本发明的一个实施例中，在形成所述η型掺杂区200和ρ型掺杂区300之后，形成覆盖半导体表面的介质层，然后在所述介质层表面形成光刻胶层，并对所述光刻胶层进行图案化处理，去除与后续形成的金属硅化物层500位置对应的光刻胶，并以图案化后形成的光刻胶层为掩膜，刻蚀所述介质层，直至暴露半导体衬底，然后在所暴露的半导体衬底表面沉积金属镍，并对所述金属镍进行快速热处理，金属镍与半导体衬底表面的硅发生化学反应，形成金属硅化物层500。在本发明的一个实施例中，所述金属硅化物层500在平行于半导体衬底的表面形成盘旋状的蛇形排布。请参考图3，所形成的盘旋状的蛇形排布的金属硅化物层500在χ方向和y方向多次与η型掺杂区200和ρ型掺杂区300的界面400相交。从而可以直接测量整个金属硅化物层500的电阻值，并与目标电阻值进行比较，检测金属硅化物层500形成于不同位置的部分是否有缺陷，而不需要对金属硅化物层500形成于不同位置的部分的电阻值分别进行测量，从而提高了监控的效率。为了便于后续测量金属硅化物层的电阻值，在本发明的一个实施例中，在所述金属硅化物层500的两端各形成一个金属焊垫700。在本发明的其他实施例中，所述金属焊垫700的位置也可以根据工艺需要进行调整。执行步骤S104，测量所述金属硅化物层500的电阻值，并与目标电阻值范围进行比较，如果在目标电阻值范围之内，则所述金属硅化物层500形成工艺满足要求，如果在目标电阻值范围之外，则所述金属硅化物层500形成工艺不满足要求。以0. 18-0. 13um的工艺为例，在本发明的一个实施例中，所述金属硅化物层的金属材料是钴，所形成的金属硅化物为钴硅化物，所述目标电阻值范围是l-20ohm/sqr。如果所形成的钴硅化物的阻值在l-20ohm/sqr的范围之内，则形成钴硅化物的金属硅化物层形成工艺满足要求，否则，形成钴硅化物的金属硅化物层形成工艺不满足要求。相应地，本发明还提供一种监控金属硅化物层形成工艺的结构，请参考图3，包括半导体衬底，所述半导体衬底包括沿半导体衬底表面交替排布的η型掺杂区200 和P型掺杂区300，相邻的η型掺杂区200和ρ型掺杂区300有界面400 ；还包括位于所述η型掺杂区200和ρ型掺杂区300表面的金属硅化物层500，所述金属硅化物层500与相邻的η型掺杂区200和ρ型掺杂区300的界面相交。在本实施例中，所述η型掺杂区200可以是η型掺杂的有源区，也可以是η型掺杂的多晶硅层，在本发明其他实施例中，所述η型掺杂区200也可以是其他类型的η型掺杂区。在本实施例中，所述ρ型掺杂区300可以是ρ型掺杂的有源区，也可以是ρ型掺杂的多晶硅层，在本发明其他实施例中，所述P型掺杂区300也可以是其他类型的P型掺杂区。综上，发明的实施例形成与相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区界面相交的金属硅化物，可以通过测量所形成的金属硅化物的电阻值，并与目标电阻值进行比较，而判断金属硅化物形成工艺是否满足要求，从而实现了对金属硅化物形成工艺，特别是在η型掺杂区和ρ 型掺杂区交界处表面形成金属硅化物的金属硅化物形成工艺进行有效监控；其次，本发明的实施例中，所形成的金属硅化物在平行于半导体衬底的表面形成盘旋式排布，比如形成盘旋状的蛇形排布，从而可以同时对在η型掺杂区和ρ型掺杂区交界处不同位置形成金属硅化物，并且不同位置所形成的金属硅化物是连续的，所以可以通过一次测量，并与目标电阻值进行比较，检测形成于不同位置的金属硅化物是否有缺陷，从而提高了监控的效率。盘旋状本发明的实施例虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明的实施例，任何本领域技术人员在不脱离本发明的实施例的精神和范围内， 都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明的实施例技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明的实施例技术方案的内容，依据本发明的实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明的实施例技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种监控金属硅化物层形成工艺的方法，其特征在于，包括提供目标电阻值范围；提供半导体衬底，所述半导体衬底包括沿半导体衬底表面交替排布的η型掺杂区和P 型掺杂区，相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区有界面；在所述η型掺杂区和ρ型掺杂区表面形成金属硅化物层，所述金属硅化物层与相邻的 η型掺杂区和ρ型掺杂区的界面相交；测量所述金属硅化物层的电阻值，并与目标电阻值范围进行比较，如果在目标电阻值范围之内，则所述金属硅化物层形成工艺满足要求，如果在目标电阻值范围之外，则所述金属硅化物层形成工艺不满足要求。
2.依据权利要求1所述的监控金属硅化物层形成工艺的方法，其特征在于，采用自对准工艺在所述η型掺杂区和P型掺杂区表面形成金属硅化物层。
3.依据权利要求1所述的监控金属硅化物层形成工艺的方法，其特征在于，所述金属硅化物层在平行于半导体衬底的表面形成盘旋状的蛇形排布。
4.依据权利要求1至3中任意一项所述的监控金属硅化物层形成工艺的方法，其特征在于，所述金属硅化物层的金属材料是钛、钴、镍中的任意一种。
5.依据权利要求4所述的监控金属硅化物层形成工艺的方法，其特征在于，在所述金属硅化物层的金属材料是钴的工艺中，所述目标电阻值范围是l-20ohm/sqr。
6.一种监控金属硅化物层形成工艺的结构，包括半导体衬底，所述半导体衬底包括沿半导体衬底表面交替排布的η型掺杂区和ρ型掺杂区，相邻的η型掺杂区和ρ型掺杂区有界面；其特征在于，还包括位于所述η型掺杂区和ρ型掺杂区表面的金属硅化物层，所述金属硅化物层与相邻的 η型掺杂区和ρ型掺杂区的界面相交。
全文摘要
一种监控金属硅化物层形成工艺的方法，包括提供目标电阻值范围；提供半导体衬底，所述半导体衬底包括沿半导体衬底表面交替排布的n型掺杂区和p型掺杂区，相邻的n型掺杂区和p型掺杂区有界面；在所述n型掺杂区和p型掺杂区表面形成金属硅化物层，所述金属硅化物层与相邻的n型掺杂区和p型掺杂区的界面相交；测量所述金属硅化物层的电阻值，并与目标电阻值范围进行比较，如果在目标电阻值范围之内，则所述金属硅化物层形成工艺满足要求，如果在目标电阻值范围之外，则所述金属硅化物层形成工艺不满足要求。相应地，本发明还提供适用于上述方法的监控金属硅化物层形成工艺的结构。利用本发明可以对金属硅化物层形成工艺进行有效监控。
文档编号H01L23/544GK102214551SQ201110117350
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者江红 申请人:上海宏力半导体制造有限公司