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溅射方法技术

技术编号:45028651 阅读:4 留言:0更新日期:2025-04-18 17:08
本发明专利技术提供一种溅射方法,包括以下步骤:S1,向反应腔室中通入工艺气体;S2,开启溅射电源,且将加载至靶材的溅射电源的输出功率调节至第一溅射功率值,以启辉形成等离子体;S3,将输出功率按第一预设规则提高至第二溅射功率值,以在基片上沉积薄膜;S4,将输出功率按第二预设规则逐渐降低至零;S5,判断薄膜的厚度是否达到目标厚度,若是,则进行步骤S6;若否,则返回步骤S2;S6,关闭溅射电源,及停止向反应腔室中通入工艺气体;其中,先进行步骤S4,后进行步骤S5;或者,先进行步骤S5,后进行步骤S4。本发明专利技术提供的溅射方法,可以避免产生微小打火现象,避免产生颗粒污染,从而可以保证薄膜性能,提高器件电性能和良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体,具体地,涉及一种溅射方法


技术介绍

1、tin薄膜作为一种多功能材料在集成电路制程中的阻挡层、粘合层及金属硬掩膜等工艺中得到了广泛的应用,采用传统直流磁控溅射技术制备的tin薄膜,因其具备较高的沉积速率、良好的薄膜均匀性、污染少及产能高等的优势,成为集成电路金属化制程中最常用的物理气相沉积(physical vapor deposition,以下简称pvd)方法之一。作为cu互连工艺的金属硬掩膜(metal hard mask)的材料,工业界对pvd方法制备tin薄膜的厚度均匀性、电阻均匀性、应力和颗粒控制方面有着严苛的要求。

2、制备tin薄膜通常采用的pvd腔室进行磁控溅射工艺,现有的溅射工艺包括以下几个步骤:

3、1、向反应腔室中通入工艺气体;

4、2、开启直流电源,通过将小直流功率加载至靶材上,来实现启辉形成等离子体;

5、3、提高直流功率,以在基片上沉积tin薄膜,该薄膜厚度根据沉积时间控制,以满足工艺需求。

6、4、关闭直流电源,停止向反应腔室中通入工艺气体。

7、但是,上述溅射工艺在实际应用中不可避免地存在以下问题,即:由于在上述步骤3过渡到步骤4时,直流电源关闭,即,直流功率骤降为0,导致灭辉过程存在不稳定的等离子体,较大概率会产生微小打火现象(marco-arcing),产生微小尺寸颗粒(一般小于40-50nm),并掉落到基片表面,直接导致薄膜性能降低,影响器件电性能和良率。


技术实现思路

1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种溅射方法,用于避免产生微小打火现象,避免产生颗粒污染,从而可以保证薄膜性能,提高器件电性能和良率。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种溅射方法,包括以下步骤:

3、s1,向反应腔室中通入工艺气体;

4、s2,开启溅射电源,且将加载至靶材的所述溅射电源的输出功率调节至第一溅射功率值,以启辉形成等离子体;

5、s3,将所述输出功率按第一预设规则提高至第二溅射功率值,以在基片上沉积薄膜;

6、s4,将输出功率按第二预设规则逐渐降低至零;

7、s5,判断所述薄膜的厚度是否达到目标厚度,若是,则进行步骤s6;若否,则返回所述步骤s2;

8、s6,关闭所述溅射电源,及停止向所述反应腔室中通入所述工艺气体;

9、其中,先进行所述步骤s4,后进行所述步骤s5;或者,先进行所述步骤s5,后进行所述步骤s4。

10、可选的,在所述步骤s4中,所述第二预设规则包括:每间隔指定时间进行一次功率降低过程,直至所述输出功率为零;所述功率降低过程包括:将当前的所述输出功率降低预设调整量。

11、可选的,每次所述功率降低过程采用的所述预设调整量相同。

12、可选的,所述指定时间的取值范围在0.1-0.3s。

13、可选的,在所述步骤s4中,所述第二预设规则包括:按关于时间和溅射功率值的预设线性函数将所述输出功率逐渐降低至零。

14、可选的,在所述步骤s2中,开启所述溅射电源,且直接将所述输出功率调节至所述第一溅射功率值;或者,所述步骤s2包括以下子步骤:

15、s21,开启所述溅射电源,且将所述输出功率调节至第三溅射功率值;所述第三溅射功率值小于所述第一溅射功率值;

16、s22,待预设时间后,将所述输出功率由所述第三溅射功率提高至所述第一溅射功率值,以启辉形成等离子体。

17、可选的,所述第三溅射功率值是所述第一溅射功率值的二分之一。

18、可选的,所述第一预设规则包括:直接将所述输出功率由所述第一溅射功率调节至所述第二溅射功率值;或者,所述第一预设规则包括:

19、将所述输出功率由所述第一溅射功率提高至第四溅射功率值;所述第四溅射功率值小于所述第二溅射功率值;

20、待预设时间后,将所述输出功率由所述第四溅射功率提高至所述第二溅射功率值。

21、可选的,所述第四溅射功率值的取值范围满足下述公式:

22、m=(n-n)/2-(n+n)/2;

23、其中,m为所述第四溅射功率值;n为所述第二溅射功率值;n为所述第一溅射功率值。

24、可选的,所述第四溅射功率值的取值范围在3.5-5.5kw;所述第一溅射功率值的取值范围在0.5-2kw;所述第二溅射功率值的取值范围在4-12kw。

25、本专利技术的有益效果:

26、本专利技术所提供的溅射方法,其通过在关闭溅射电源(步骤s6)之前增加逐渐使溅射功率降低至零的步骤(步骤s4),可以避免因功率骤降而产生的微小打火现象,避免产生颗粒污染,从而可以保证薄膜性能,提高器件电性能和良率。

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【技术保护点】

1.一种溅射方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的溅射方法,其特征在于,在所述步骤S2之后,还包括:

3.根据权利要求2所述的溅射方法,其特征在于,所述第四溅射功率值的取值范围满足下述公式:

4.根据权利要求1-3任一项所述的溅射方法,其特征在于,所述第三溅射功率值是所述第一溅射功率值的二分之一。

5.根据权利要求2或3所述的溅射方法,其特征在于,所述第四溅射功率值的取值范围在3.5-5.5KW;所述第一溅射功率值的取值范围在0.5-2KW;所述第二溅射功率值的取值范围在4-12KW;所述第三溅射功率取值范围在0.5-1KW。

6.根据权利要求1所述的溅射方法,其特征在于,在所述步骤S2之前,还包括:

7.根据权利要求1或2所述的溅射方法,其特征在于,在所述步骤S3之后,还包括:

8.一种溅射方法,其特征在于,包括以下步骤:

9.根据权利要求7或8所述的溅射方法,其特征在于,还包括如下步骤:

10.根据权利要求7或8所述的溅射方法,其特征在于,每次所述功率降低过程采用的所述预设调整量相同。

11.根据权利要求7或8所述的溅射方法,其特征在于,所述指定时间的取值范围在0.1-0.3s。

12.根据权利要求7或8所述的溅射方法,其特征在于,在所述步骤S4中,所述第二预设规则包括:按关于时间和溅射功率值的预设线性函数将所述输出功率逐渐降低至零。

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【技术特征摘要】

1.一种溅射方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的溅射方法,其特征在于,在所述步骤s2之后,还包括:

3.根据权利要求2所述的溅射方法,其特征在于,所述第四溅射功率值的取值范围满足下述公式:

4.根据权利要求1-3任一项所述的溅射方法,其特征在于,所述第三溅射功率值是所述第一溅射功率值的二分之一。

5.根据权利要求2或3所述的溅射方法,其特征在于,所述第四溅射功率值的取值范围在3.5-5.5kw;所述第一溅射功率值的取值范围在0.5-2kw;所述第二溅射功率值的取值范围在4-12kw;所述第三溅射功率取值范围在0.5-1kw。

6.根据权利要求1所述的溅射方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓斌白志民李强耿宏伟孙颖韩立仁
申请(专利权)人:北京北方华创微电子装备有限公司
类型:发明
国别省市:

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