在晶片上沉积金属层的方法技术

本发明专利技术公开一种在晶片上沉积金属层的方法。首先，提供一物理气相沉积(PVD)腔室，其中具有用于固定一待处理晶片的晶片座、位于所述晶片座上方的靶材、位于所述靶材的背面的磁体，以及用于提供一直流电压给所述靶材的直流电源供应，其中所述靶材是具有铁磁性的金属或金属合金。接着，对所述PVD腔室执行一粘贴配方，包括：将工作气体通入所述PVD腔室；分阶段点燃所述工作气体。接着，将所述待处理晶片载入所述PVD腔室内并将所述待处理晶片放置于所述晶片座上。随后，执行一沉积配方，使从所述靶材溅射出的金属沉积至所述待处理晶片的表面。

【技术实现步骤摘要】
在晶片上沉积金属层的方法
本专利技术涉及半导体制作工艺
，特别是涉及一种在晶片上沉积金属层的方法。
技术介绍
磁控溅射是将金属沉积到半导体芯片上以在集成电路中形成电连接和其他结构的主要方法。靶材由待沉积的金属组成，并且等离子体中的离子以足够的能量被吸引到靶上，使得靶原子从靶材上溅出，即溅射。溅射的原子通常弹道地朝向待溅射涂覆的芯片行进，并且金属原子以金属形式沉积在芯片上。或者，金属原子与等离子体中的另一种气体(例如氮)反应，以在芯片上反应性地沉积金属化合物。直流(DC)磁控溅射是最常用的溅射商业形式。金属靶材通常被偏置到负直流偏压，以将氩工作气体的正离子吸引到靶材上以溅射出金属原子。通常，溅射反应器的侧面覆盖有屏蔽以保护室壁免于溅射沉积。屏蔽通常是电接地的，因此提供与目标阴极相对的阳极，以将目标直流功率电容性地耦合到腔室及其等离子体中。在靶材的后面设置有至少一对相对的磁极的磁控管，以产生接近并平行于靶的前面的磁场。磁场捕获电子，使等离子体中的电荷中性，额外的氩离子被吸引到与磁控管相邻的区域中以在那里形成高密度等离子体，藉此，使溅射速率增加。镍是铁磁性材料。因此，由磁控管产生的磁场至少部分地通过镍靶分流，并且不会有助于形成高密度等离子体区域。由于磁控管下方的磁通量减小，导致等离子体密度的降低不是镍溅射的主要问题。然而，当采用铁磁靶材时要点燃等离子体确实存在问题，而目前业界对于这样的点燃等离子体问题尚无有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种改良的半导体制作工艺方法，可以有效解决当采用铁磁靶材时不易点燃等离子体的问题。根据本专利技术实施例，首先，提供一物理气相沉积(PVD)腔室，其中具有用于固定一待处理晶片的晶片座、位于所述晶片座上方的靶材、位于所述靶材的背面的磁体，以及用于提供一直流电压给所述靶材的直流电源供应，其中所述靶材是具有铁磁性的金属或金属合金。接着，对所述PVD腔室执行一粘贴配方，包括：将工作气体通入所述PVD腔室；分阶段点燃所述工作气体。接着，将所述待处理晶片载入所述PVD腔室内并将所述待处理晶片放置于所述晶片座上。随后，执行一沉积配方，使从所述靶材溅射出的金属沉积至所述待处理晶片的表面。根据本专利技术实施例，其中所述分阶段点燃所述工作气体，包括在第一时间段施加第一直流功率并在第二时间段施加第二直流功率，其中所述第二直流功率大于所述第一直流功率，其中所述第一直流功率和所述第二直流功率均小于500W。根据本专利技术实施例，其中所述靶材包含镍、钴或其合金。根据本专利技术实施例，其中所述靶材包含镍铂合金。根据本专利技术实施例，其中所述靶材包含铂含量介于0至10wt.％的镍铂合金。根据本专利技术实施例，其中所述工作气体包含氩。根据本专利技术实施例，其中是在60秒内以15sccm至60sccm的流量将所述工作气体通入所述PVD腔室。根据本专利技术实施例，其中所述第一直流功率约为100W，且所述第一时间段小于或等于60秒。根据本专利技术实施例，其中所述第二直流功率约为200W，且所述第二时间段小于或等于10秒。根据本专利技术实施例，其中所述分阶段点燃所述工作气体另包含在第三时间段施加第三直流功率，其中所述第三直流功率大于所述第二直流功率。根据本专利技术实施例，其中所述第三直流功率约为300W，且所述第三时间段小于或等于10秒。根据本专利技术实施例，其中所述分阶段点燃所述工作气体另包含在第四时间段施加第四直流功率，其中所述第四直流功率大于所述第三直流功率。根据本专利技术实施例，其中所述第四直流功率约为500W，且所述第四时间段小于或等于10秒。根据本专利技术实施例，其中所述分阶段点燃所述工作气体另包含在第五时间段施加第五直流功率，其中所述第五直流功率大于所述第四直流功率。根据本专利技术实施例，其中所述第五直流功率约为700W，且所述第五时间段小于或等于10秒。根据本专利技术实施例，其中所述分阶段点燃所述工作气体另包含在第六时间段施加第六直流功率，其中所述第六直流功率大于所述第五直流功率。根据本专利技术实施例，其中所述第六直流功率约为1000W，且所述第六时间段小于或等于60秒。根据本专利技术实施例，其中当对所述PVD腔室执行所述粘贴配方时，所述直流电压不会超过1000V。根据本专利技术实施例，其中当对所述PVD腔室执行所述粘贴配方时，所述靶材的温度达到居里温度。根据本专利技术实施例，其中所述沉积配方包含以下步骤：将所述工作气体通入所述PVD腔室；维持一腔室压力在小于5mTorr以下；以及通过施加约2000W的直流功率在约3秒的最大时间段内点燃所述工作气体。根据本专利技术实施例，其中所述第一直流功率约为100W，所述第一时间段约为30秒，所述第二直流功率约为110W，所述第一时间段约为30秒。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并配合所附的附图，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与附图仅供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制者。附图说明图1为本专利技术实施例所绘示的物理气相沉积设备示意图；图2为本专利技术实施例所绘示的方法流程图；图3为本专利技术一实施例所绘示的粘贴配方表格的示意图；图4为本专利技术另一实施例所绘示的粘贴配方表格的示意图；图5为图3的粘贴配方的直流功率对时间的作图；图6为图3的粘贴配方的直流电压对时间的作图。主要元件符号说明1物理气相沉积(PVD)设备2方法100待处理晶片102晶片座110靶材120磁体122固定件125马达126水冷装置130直流电源供应134气体供应管路135控制阀136工作气体140阻挡壁150升降机构160卡钳环180等离子体201～205步骤具体实施方式在下文中，将参照附图说明细节，该些附图中的内容也构成说明书细节描述的一部分，并且以可实行该实施例的特例描述方式来绘示。下文实施例已描述足够的细节使该领域的一般技术人士得以具以实施。当然，也可采行其他的实施例，或是在不悖离文中所述实施例的前提下作出任何结构性、逻辑性、及电性上的改变。因此，下文的细节描述不应被视为是限制，反之，其中所包含的实施例将由随附的权利要求来加以界定。请参阅图1，其为依据本专利技术实施例所绘示的物理气相沉积(PVD)设备示意图。如图1所示，所述PVD设备1可以包含一PVD腔室10，其中具有用于固定一待处理晶片100的晶片座102、位于所述晶片座102上方的靶材110、位于所述靶材110的背面的磁体120，以及用于提供一直流电压给所述靶材110的直流电源供应130。根据本专利技术实施例，例如，所述靶材110是具有铁磁性的金属或金属合金。根据本专利技术实施例，例如，所述靶材110可以包含镍、钴或其合金。根据本专利技术实施例，例如，所述靶材110包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在晶片上沉积金属层的方法，包含：/n提供物理气相沉积(PVD)腔室，其中具有用于固定待处理晶片的晶片座、位于所述晶片座上方的靶材、位于所述靶材的背面的磁体，以及用于提供直流电压给所述靶材的直流电源供应，其中所述靶材是具有铁磁性的金属或金属合金；/n对所述物理气相沉积腔室执行粘贴配方，所述粘贴配方包括以下顺序步骤：将工作气体通入所述物理气相沉积腔室；分阶段点燃所述工作气体，包括在第一时间段施加第一直流功率并在第二时间段施加第二直流功率，其中所述第二直流功率大于所述第一直流功率，其中所述第一直流功率和所述第二直流功率均小于500W；/n将所述待处理晶片载入所述物理气相沉积腔室内并将所述待处理晶片放置于所述晶片座上；以及/n执行沉积配方，使从所述靶材溅射出的金属沉积至所述待处理晶片的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种在晶片上沉积金属层的方法，包含：
提供物理气相沉积(PVD)腔室，其中具有用于固定待处理晶片的晶片座、位于所述晶片座上方的靶材、位于所述靶材的背面的磁体，以及用于提供直流电压给所述靶材的直流电源供应，其中所述靶材是具有铁磁性的金属或金属合金；
对所述物理气相沉积腔室执行粘贴配方，所述粘贴配方包括以下顺序步骤：将工作气体通入所述物理气相沉积腔室；分阶段点燃所述工作气体，包括在第一时间段施加第一直流功率并在第二时间段施加第二直流功率，其中所述第二直流功率大于所述第一直流功率，其中所述第一直流功率和所述第二直流功率均小于500W；
将所述待处理晶片载入所述物理气相沉积腔室内并将所述待处理晶片放置于所述晶片座上；以及
执行沉积配方，使从所述靶材溅射出的金属沉积至所述待处理晶片的表面。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述靶材包含镍、钴或其合金。


3.如权利要求1所述的方法，其中所述靶材包含镍铂合金。


4.如权利要求1所述的方法，其中所述靶材包含铂含量介于0至10wt.％的镍铂合金。


5.如权利要求1所述的方法，其中所述工作气体包含氩。


6.如权利要求1所述的方法，其中是在60秒内以15sccm至60sccm的流量将所述工作气体通入所述物理气相沉积腔室。


7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一直流功率约为100W，且所述第一时间段小于或等于60秒。


8.如权利要求7所述的方法，其中所述第二直流功率约为200W，且所述第二时间段小于或等于10秒。


9.如权利要求7所述的方法，其中所述分阶段点燃所述工作气体另包含在第三时间段施加第三直流功率，其中所述第三直流功率大于所述第二直流功率。


10.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭细军，陈建华，朱海鹏，张现磊，陈旻贤，杨謦宁，谈文毅，
申请(专利权)人：联芯集成电路制造厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35