形成导电层的方法技术

技术编号:21896477 阅读:29 留言:0更新日期:2019-08-17 16:20
本发明专利技术提供了一种形成导电层的方法,形成导电层的步骤包括:首先在衬底上形成介电层,然后采用物理气相沉积工艺形成第一金属层,接着在所述第一金属层上形成第一氮化钛层,最后在所述第一氮化钛层上形成第二金属层,其中,所述第一金属层、第一氮化钛层及第二金属层构成导电层,通过物理气相沉积工艺形成的第一金属层的晶粒生长方向趋于一致,从而使得所述第一金属层上的所述第一氮化钛层及第二金属层中各层的晶粒生长方向均趋于一致且晶粒交界处缝隙减小,从而减小了所述导电层的表面粗糙度,避免了后续刻蚀所述导电层及部分厚度的所述介电层时所述介电层上形成凸起缺陷,提高了产品良率。

Method of Forming Conductive Layer

【技术实现步骤摘要】
形成导电层的方法
本专利技术涉及半导体制造
,特别涉及一种形成导电层的方法。
技术介绍
半导体器件中,导电层一般为依次堆叠的钛金属层、第一氮化钛层及铝金属层,所述导电层一般沉积在介电层上,并用于形成顶层电路层。为了形成上述顶层电路层,技术人员需要在所述导电层上旋涂一光刻胶层,对光刻胶层进行光刻以在光刻胶层上形成顶层电路图案,并将顶层电路图案转移至所述导电层上以得到顶层电路层。但是,目前在刻蚀导电层及部分厚度的介电层以形成顶层电路层后,位于导电层的晶粒交界处底部的介电层上容易产生凸起缺陷,导致产品良率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种形成导电层的方法,以解决刻蚀导电层及部分厚度的介电层以形成顶层电路层时介电层上产生凸起的问题。为解决上述技术问题,本专利技术提供一种形成导电层的方法,包括:提供一衬底,所述衬底上形成有金属互连层;形成介电层,所述介电层覆盖所述金属互连层;采用物理气相沉积工艺形成第一金属层,所述第一金属层覆盖所述介电层;在所述第一金属层上形成第一氮化钛层;以及在所述第一氮化钛层上形成第二金属层,其中,所述第一金属层、第一氮化钛层及第二金属层构成导电层。可选的,在所述形成导电层的方法中,采用磁控溅射工艺形成所述第一金属层。可选的,在所述形成导电层的方法中,采用磁控溅射工艺形成第一金属层时,工艺腔内的压力介于1mtorr~10mtorr之间,且工艺腔内通入流量介于60scc~100scc之间的氩气。可选的,在所述形成导电层的方法中,采用离子化的金属等离子体物理气相沉积工艺形成第一金属层。可选的,在所述形成导电层的方法中,采用离子化的金属等离子体物理气相沉积工艺形成第一金属层时,工艺腔内的压力介于10mtorr~30mtorr之间,且工艺腔内通入流量介于40scc~80scc之间的氩气。可选的,在所述形成导电层的方法中,所述第一金属层的材质为钛。可选的,在所述形成导电层的方法中,所述第一金属层的晶体取向趋于一致且垂直于所述衬底表面,使得形成于所述第一金属层及所述第一氮化钛层上的所述第二金属层的表面粗糙度小于或者等于0.4nm。可选的,在所述形成导电层的方法中,所述第二金属层的材质为铝。可选的,在所述形成导电层的方法中,采用物理气相沉积工艺形成第一氮化钛层及第二金属层。可选的,在所述形成导电层的方法中,采用磁控溅射工艺形成第一氮化钛层及第二金属层。综上,本专利技术提供一种形成导电层的方法,形成导电层的步骤包括:首先在衬底上形成介电层,然后采用物理气相沉积工艺形成第一金属层,接着在所述第一金属层上形成第一氮化钛层,最后在所述第一氮化钛层上形成第二金属层,其中,所述第一金属层、第一氮化钛层及第二金属层构成导电层,通过物理气相沉积工艺形成的第一金属层的晶粒生长方向趋于一致,从而进一步使得所述第一金属层及所述第一氮化钛层上的第二金属层的晶粒生长方向趋于一致、晶粒交界处缝隙更小、表面粗糙度减小且表面反射率高,从而减小了所述导电层的表面粗糙度,避免了后续刻蚀所述导电层及所述介电层时因所述第一金属层的晶粒生长杂乱导致所述第二金属层的晶粒交界处缝隙过大再从而导致所述介电层上形成凸起缺陷,提高了产品良率。附图说明图1是本专利技术实施例的形成导电层的步骤流程图;图2-图6是本专利技术实施例的形成导电层的各步骤中的半导体示意图;图7-图8是本专利技术实施例的另外两种半导体结构示意图;其中,附图标记说明:100-衬底,101-金属互连层,110-介电层,121-第一金属层,122-第一氮化钛层,123-第二金属层,124-第二氮化钛层,125-抗反射层。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的形成导电层的方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,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。一般导电层至少包括堆叠的钛金属层、第一氮化钛层及铝金属层,目前通常采用化学气相沉积工艺形成钛金属层,这样形成的钛金属层的晶粒生长方向比较杂乱,钛金属层沉积在介电层上,钛金属层可以看做是所述导电层的基底,若钛金属层这个基底的晶粒生长方向杂乱无章、晶粒大小不均一则会影响后续钛金属层上的第一氮化钛层及铝金属层的形成,尤其是影响其中的铝金属层,由于铝金属层的厚度相较于其余几层厚很多,所以钛金属层这一基底晶粒生长方向杂乱无章,会导致铝金属层的晶向杂乱、晶粒大小不一、晶界处缝隙较大、表面粗糙度增加等问题被放大,从而导致整个导电层晶粒交界处存在缝隙,晶粒交界处的缝隙容易在后续导电层及部分厚度的介电层的刻蚀过程中影响刻蚀的均匀性,晶粒有缝隙的位置刻蚀的速度比晶粒平整处慢,在相同的刻蚀时间下,上面一层有晶粒缝隙的位置就会在下面一层上形成凸起,所以在刻蚀导电层及部分厚度的介电层时,较厚的铝金属层的晶粒交界处的缝隙位置就在下面第一氮化钛层、钛金属层及介电层上逐一形成凸起,最终在介电层上产生明显突起,导致产品良率降低,所以需要一种新的形成导电层的方法来改善刻蚀导电层及部分厚度的介电层以形成最终的顶层集成电路层时,在介电层上产生凸起的情况。基于上述问题,本专利技术提供一种形成导电层的方法,参考图1,图1是本专利技术实施例的形成导电层的步骤流程图,所述形成导电层的步骤包括:S10:提供一衬底,所述衬底上形成有金属互连层。S20:形成介电层,所述介电层覆盖所述金属互连层;S30:采用物理气相沉积工艺形成第一金属层,所述第一金属层覆盖所述介电层;S40:在所述第一金属层上形成第一氮化钛层;以及S50:在所述第一氮化钛层上形成第二金属层,其中,所述第一金属层、第一氮化钛层及第二金属层构成导电层。具体的,请参考图2-图6,图2-图6是本专利技术实施例的形成导电层的各步骤中的半导体示意图。首先,如图2所示,提供一衬底100,所述衬底100上形成有金属互连层101。具体的,所述衬底100可以是单晶硅、多晶硅、非晶硅中的一种,所述衬底100也可以是砷化镓、硅稼化合物等,所述衬底100还可以具有绝缘层上硅或硅上外延层结构;所述衬底100还可以是其它半导体材质,这里不再一一列举。在所述衬底100中可以具有N阱或P阱或栅极结构或多层介质层或多层电路层等。在本实施例中,所述金属互连层101的步骤例如包括:形成一金属层,所述金属层覆盖所述衬底100;在所述金属层上旋涂一光刻胶层;对所述光刻胶层进行光刻,并对所述金属层进行干法刻蚀以形成所述金属互连层101,所述金属互连层101的材质通常选择铜或者铝,所述金属互连层101可以是所述衬底100上的任一电路层。进一步的,如图3所示,形成介电层110,所述介电层110覆盖所述金属互连层101,具体的,所述介电层110的材质可以选择二氧化硅。所述介电层110不仅可以用作绝缘介质层将其上层和其下层隔开,而且可以在后续刻蚀其上的膜层时,保护所述衬底100及金属互连层101被误刻蚀。在本实施例中,通过化学气相沉积工艺形成介电层110,例如等离子体化学气相沉积工艺。然后,如图4所示,采用物理气相沉积工艺形成第一金属层121,所述第一金属层121覆盖所述介电层11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成导电层的方法,其特征在于,包括:提供一衬底,所述衬底上形成有金属互连层;形成介电层,所述介电层覆盖所述金属互连层;采用物理气相沉积工艺形成第一金属层,所述第一金属层覆盖所述介电层;在所述第一金属层上形成第一氮化钛层;以及,在所述第一氮化钛层上形成第二金属层,其中,所述第一金属层、第一氮化钛层及第二金属层构成导电层。

【技术特征摘要】
1.一种形成导电层的方法,其特征在于,包括:提供一衬底,所述衬底上形成有金属互连层;形成介电层,所述介电层覆盖所述金属互连层;采用物理气相沉积工艺形成第一金属层,所述第一金属层覆盖所述介电层;在所述第一金属层上形成第一氮化钛层;以及,在所述第一氮化钛层上形成第二金属层,其中,所述第一金属层、第一氮化钛层及第二金属层构成导电层。2.如权利要求1所述的形成导电层的方法,其特征在于,采用磁控溅射工艺形成所述第一金属层。3.如权利要求2所述的形成导电层的方法,其特征在于,采用磁控溅射工艺形成第一金属层时,工艺腔内的压力介于1mtorr~10mtorr之间,且工艺腔内通入流量介于60scc~100scc之间的氩气。4.如权利要求1所述的形成导电层的方法,其特征在于,采用离子化的金属等离子体物理气相沉积工艺形成第一金属层。5.如权利要求4所述的形成导电层的方...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘冲吴继科曹秀亮丁同国
申请(专利权)人:上海华虹宏力半导体制造有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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