溅射方法及半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种溅射方法及半导体器件的制造方法，溅射方法包括：提供一衬底，衬底中形成有接触孔；对衬底执行除气处理，处理温度大于或等于300℃，处理时间大于或等于100秒；对衬底执行干法清洗处理，清洗功率大于或等于400瓦特；将衬底置于静电卡盘上，执行直流溅射工艺以形成粘附层及阻挡层，静电卡盘的进气开关处于关闭状态。本发明专利技术中，通过提高去除衬底表面的水汽及颗粒的去除效果，以及通过关闭静电卡盘的进气开关，以提高衬底的温度且避免气体在衬底表面的扰动，从而解决执行直流溅射工艺时衬底表面电弧击伤的问题。艺时衬底表面电弧击伤的问题。艺时衬底表面电弧击伤的问题。

【技术实现步骤摘要】
溅射方法及半导体器件的制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种溅射方法及半导体器件的制造方法。

技术介绍

[0002]在半导体工艺制程中，利用钨塞作为互连结构应用较为广泛。钨塞的形成过程可例如包括：在接触孔中形成粘附层（例如钛），所述粘附层覆盖接触孔的内壁，再形成阻挡层（例如氮化钛），所述阻挡层覆盖粘附层，再执行退火工艺，并在开口中填充钨以形成钨塞。
[0003]通过射频电源（溅射电源，作用于靶材）执行溅射工艺的过程可例如包括：对衬底进行除气处理，除气处理温度为200℃~250℃，处理时间为50秒~70秒；再对衬底进行干法清洗处理（离子轰击），干法清洗处理的功率为200瓦特~300瓦特；再将衬底上沉积置于溅射腔室的静电卡盘上执行射频溅射工艺以形成粘附层及阻挡层，其中，静电卡盘内设置有交流偏置电源、加热单元及进气管路，在执行溅射工艺时，利用加热单元对衬底进行加热且通过进气管路通入工艺气体。
[0004]一般而言，相较于射频溅射工艺，采用直流溅射工艺形成金属膜层具有更高的溅射速率及设备成本。然而，利用直流电源参考上述射频电源的参数执行溅射工艺在衬底上形成溅射膜层后，却发现衬底（溅射膜层）的表面存在较多电弧击伤（Arcing），严重影响产品良率及制造成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种溅射方法及半导体器件的制造方法，用于解决执行直流溅射工艺时衬底表面电弧击伤的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种溅射方法，包括：提供一衬底，所述衬底中形成有接触孔；对所述衬底执行除气处理，所述除气处理的处理温度大于或等于300℃，所述除气处理的处理时间大于或等于100秒；对所述衬底执行干法清洗处理，所述干法清洗处理的清洗功率大于或等于400瓦特；以及，将所述衬底置于溅射设备的静电卡盘的正面上，执行直流溅射工艺以在所述接触孔内依次形成粘附层及阻挡层，在执行所述直流溅射工艺时，所述静电卡盘的背面连接的进气管道的进气开关处于关闭状态。
[0007]可选的，所述除气处理的处理温度为300℃~400℃，所述除气处理的处理时间为100秒~150秒。
[0008]可选的，所述干法清洗处理的工艺气体包括氩气，所述干法清洗处理的清洗功率为500瓦特~600瓦特，所述干法清洗处理的电离功率为400瓦特~500瓦特。
[0009]可选的，所述溅射设备为常温直流溅射设备，所述常温直流溅射设备的静电卡盘中未设置加热单元。
[0010]可选的，所述衬底的材质包括硅，所述粘附层的材质包括钛，所述阻挡层的材质包括氮化钛。
[0011]可选的，所述溅射工艺中的工艺气体从所述衬底的正面的上方通入，且在形成所
述粘附层时的工艺气体包括氩气，在形成所述阻挡层时的工艺气体包括氩气及氮气。
[0012]可选的，所述溅射工艺中电源功率为25000瓦特~40000瓦特。
[0013]可选的，形成所述粘附层时的直流电源功率大于形成所述阻挡层时的直流电源功率。
[0014]可选的，所述衬底的表面覆盖有介质层，所述接触孔贯穿所述介质层。
[0015]基于本专利技术的另一方面，还提供一种半导体器件的制造方法，采用如上述的溅射方法在接触孔内依次形成粘附层及阻挡层。。
[0016]综上所述，本专利技术提供的溅射方法及半导体器件的制造方法：利用在对衬底进行除气处理时设置处理温度大于或等于300℃且处理时间大于或等于100秒，提高对衬底的残留水汽的去除效果，利用在对衬底进行清洗处理时设置清洗功率大于或等于400瓦特，提高对衬底上的颗粒或氧化层的去除效果，以及在利用执行直流溅射工艺时，关闭放置衬底的静电卡盘的进气开关，避免气体带走热量以提高衬底的温度，而且还可避免气体在衬底表面的扰动，从而解决在执行直流溅射工艺时衬底表面电弧击伤的问题。另外，在上述直流溅射工艺中并未开启放置衬底的静电卡盘的加热器，不仅可利用直流溅射工艺相较于射频溅射工艺的更高的溅射速率及更低的设备成本的优势，还可避免加热器的配置及使用成本，从而进一步降低生产成本。
附图说明
[0017]本领域的普通技术人员应当理解，提供的附图用于更好地理解本专利技术，而不对本专利技术的范围构成任何限定。
[0018]图1为本申请实施例提供的溅射方法的流程图。
[0019]图2a~图2c是本申请实施例提供的溅射方法的相应步骤对应的结构示意图。
[0020]附图中：10
‑
衬底；11
‑
介质层；12
‑
接触孔；13
‑
静电卡盘；14
‑
进气开关；21
‑
粘附层；22
‑
阻挡层；30
‑
导电材料层。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
[0022]如在本专利技术中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，除非内容另外明确指出外。
[0023]图1为本申请实施例提供的溅射方法的流程图。
[0024]如图1所示，本实施例提供的溅射方法，包括：S1：提供一衬底，所述衬底中形成有接触孔；
S2：对所述衬底执行除气处理，所述除气处理的处理温度大于或等于300℃，所述除气处理的处理时间大于或等于100秒；S3：对所述衬底执行干法清洗处理，所述干法清洗处理的清洗功率大于300瓦特；S4：将所述衬底置于溅射设备的静电卡盘的正面上，执行直流溅射工艺以在所述接触孔内依次形成粘附层及阻挡层，在执行所述直流溅射工艺时，所述静电卡盘的背面连接的进气管道的进气开关处于关闭状态。
[0025]图2a~图2c是本申请实施例提供的溅射方法的相应步骤对应的结构示意图。接下来，将结合图2a~图2c对溅射方法进行详细说明。
[0026]下面将结合流程图对溅射方法进行详细介绍。
[0027]首先，请参照图2a，执行步骤S1，提供一衬底10，衬底10中形成有接触孔12。
[0028]其中，衬底10可以是本领域技术人员所熟知的任意合适的基底材料，例如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)、绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种溅射方法，其特征在于，包括：提供一衬底，所述衬底中形成有接触孔；对所述衬底执行除气处理，所述除气处理的处理温度大于或等于300℃，所述除气处理的处理时间大于或等于100秒；对所述衬底执行干法清洗处理，所述干法清洗处理的清洗功率大于或等于400瓦特；以及，将所述衬底置于溅射设备的静电卡盘的正面上，执行直流溅射工艺以在所述接触孔内依次形成粘附层及阻挡层，在执行所述直流溅射工艺时，所述静电卡盘的背面连接的进气管道的进气开关处于关闭状态。2.根据权利要求1所述的溅射方法，其特征在于，所述除气处理的处理温度为300℃~400℃，所述除气处理的处理时间为100秒~150秒。3.根据权利要求1所述的溅射方法，其特征在于，所述干法清洗处理的工艺气体包括氩气，所述干法清洗处理的清洗功率为500瓦特~600瓦特，所述干法清洗处理的电离功率为400瓦特~500瓦特。4.根据权利要求1所述的溅射方法，其特征在于，所述溅射设...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明，李志华，熊月波，
申请(专利权)人：广州粤芯半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：