[发明专利]在半导体元件上制造金属硅化物层的方法

权利要求书

1.一种在半导体元件上制造金属硅化物层的方法，所述方法包括下列步骤：

使用物理气相沉积(PVD)在硅衬底上沉积第一金属层，所述硅衬底具有带有接 触孔的层间介质；

使用化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)在所述第一金属层上沉积第二 金属层；

对所述第二金属层和所述第一金属层进行退火以形成所述金属硅化物层；和

去除所述第一和第二金属层在所述退火步骤中未形成为所述金属硅化物层的 部分。

2.权利要求1的方法，进一步包括清洗通过所述接触孔而暴露的所述硅衬底 的表面的步骤，其中所述清洗步骤在所述沉积第一金属层的步骤之前进行。

3.权利要求1的方法，其中所述沉积第一金属层的步骤和所述沉积第二金属 层的步骤是原位进行的。

4.权利要求1的方法，其中所述第一金属层包含钴且所述第二金属层包含钴。

5.权利要求4的方法，其中使用选自以下的任意一种钴有机化合物沉积所述 第一和第二金属层：羰基二钴[Co₂(CO)₈]、乙酰丙酮钴[Co(CH₃COCHCOCH₃)₂]、二 环戊二烯基钴[(C₅H₅)₂Co]、三羰基亚硝酰基钴[Co(CO)₃NO]、二羰基环戊二烯基钴 [C₅H₅Co(CO)₂]和十二羰基四钴[Co₄(CO)₁₂]。

6.权利要求1的方法，其中退火作为快速热退火方法在450℃～800℃的温度 下进行。

7.一种在半导体元件上制造金属硅化物层的方法，所述方法包括下列步骤：

使用物理气相沉积(PVD)在硅衬底上沉积第一金属层，所述硅衬底形成有具有 接触孔的层间介质；

使用化学气相沉积(CVD)或原子层沉积(ALD)在所述第一金属层上沉积第二 金属层；

在所述第二金属层上形成钝化层；

对所述钝化层、所述第二金属层和所述第一金属层进行初次退火；

去除所述钝化层以及在初次退火步骤中所述第一和第二金属层未反应形成无 定形金属硅化物层的部分；和

对所述无定形金属硅化物层进行二次退火。

8.权利要求7的方法，进一步包括清洗通过所述接触孔而暴露的所述硅衬底 的表面的步骤，其中所述清洗步骤在所述沉积第一金属层的步骤之前进行。

9.权利要求7的方法，其中所述沉积第一金属层的步骤和所述沉积第二金属 层的步骤是原位进行的。

10.权利要求7的方法，其中所述第一金属层包含钴且第二金属层包含钴。

11.权利要求10的方法，其中使用选自以下的任意一种钴有机化合物沉积所述 第一和第二金属层：羰基二钴[Co₂(CO)₈]、乙酰丙酮钴[Co(CH₃COCHCOCH₃)₂]、二 环戊二烯基钴[(C₅H₅)₂Co]、三羰基亚硝酰基钴[Co(CO)₃NO]、二羰基环戊二烯基钴 [C₅H₅Co(CO)₂]和十二羰基四钴[Co₄(CO)₁₂]。

12.权利要求7的方法，其中所述钝化层作为包含钛或氮化钛的单层形成，或 其中所述钝化层作为包含钛和氮化钛的叠层形成。

13.权利要求7的方法，其中所述初次退火步骤采用快速热退火在400℃～ 500℃的温度下进行。