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，衬底中形成有开口；利用第一电压将衬底固定于溅射设备的静电卡盘上；执行溅射工艺以形成粘附层及阻挡层，在溅射工艺中利用第二电压将衬底固定于静电卡盘上，第二电压小于第一电压，且静电卡盘的进气开关处于关闭状态；形成导电材料层。本发明专利技术中，利用第二电压以减小衬底与静电卡盘接触的紧密程度，及关闭静电卡盘的进气开关以减少气体带走衬底的热量，从而减少或防止衬底的热量损失，以使粘附层及阻挡层的应力在衬底的较高温度中得以逐渐释放，进而减少裂纹或剥落的出现，提高了其制造良率。提高了其制造良率。提高了其制造良率。

【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]通常利用常温溅射机台（装置）形成上述粘附层及阻挡层。但是，执行退火工艺后，经常发现粘附层或阻挡层出现裂纹（Crack）或剥落（Peeling）缺陷，严重影响产品良率。业界尝试采用IMP（Ionized metal plasma，离子化金属）溅射设备形成粘附层，并采用两步法形成阻挡层，即，首先在粘附层上利用常温溅射机台形成部分厚度（较薄）的阻挡层，再利用MOCVD（金属有机化学气相沉积）设备形成剩余厚度（较厚）的阻挡层，由此以改善上述问题。
[0004]然而，上述利用IMP设备及MOCVD设备形成粘附层及阻挡层不仅成本较高，需要额外的机台，并且增加了工艺复杂程度，不利于制造成本的降低。

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，用以提高产品的制造良率并降低其制造成本。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的溅射方法，包括：提供一衬底，所述衬底中形成有开口；将所述衬底置于溅射设备的静电卡盘的正面上，并设置所述静电卡盘的电压为第一电压；执行溅射工艺以在所述开口内依次形成粘附层及阻挡层，在执行所述溅射工艺时设置所述静电卡盘的电压为第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且所述静电卡盘的背面所连接的进气管道上的进气开关处于关闭状态。
[0007]可选的，所述第一电压为200伏特~600伏特，所述第一电压的持续时间为1秒~10秒。
[0008]可选的，所述第二电压为1~50伏特。
[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，所述粘附层的材质包括钛，所述阻挡层的材质包括氮化钛，所述衬底的材质包括硅。
[0011]可选的，所述溅射工艺中的工艺气体从所述衬底的上方通入，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电源功率大于形成所述阻挡层时的电源功率。
[0014]可选的，所述导电材料层的材质包括钨。
[0015]可选的，在所述溅射设备的同一个溅射腔室中依次形成所述粘附层及所述阻挡
层。
[0016]基于本专利技术的另一方面，本实施例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开口内依次形成粘附层及阻挡层。
[0017]综上所述，本专利技术提供的溅射方法中：利用设置第一电压将衬底固定于静电卡盘上后，在溅射工艺过程中通过设置小于第一电压的第二电压以减小衬底与静电卡盘接触的紧密程度，并且关闭静电卡盘的进气开关以减少气体带走衬底的热量，从而减少或防止衬底的热量损失。另外，利用溅射工艺过程中离子溅射到衬底的能量使衬底的温度升高，以使粘附层及阻挡层在形成过程中的应力在衬底的较高温度中得以逐渐释放，进而减少或避免裂纹或剥落的出现，提高了其制造良率。在上述过程中，并未采用额外的设备、装置或者工艺步骤，使其具有较低的制造成本。
附图说明
[0018]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。
[0019]图1为本申请实施例提供的溅射方法的流程图。
[0020]图2a~图2d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。
[0021]附图中：10
‑
衬底；11
‑
介质层；12
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开口；13—静电卡盘；14
‑
静电卡盘的进气开关；21
‑
粘附层；22
‑
阻挡层；30
‑
导电材料层。
具体实施方式
[0022]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。
[0023]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。
[0024]图1为本申请实施例提供的溅射方法的流程图。
[0025]如图1所示，本实施例提供的溅射方法，包括：S1：提供一衬底，所述衬底中形成有开口；S2：将所述衬底置于溅射设备的静电卡盘的正面上，并设置所述静电卡盘的电压为第一电压；S3：执行溅射工艺以在所述开口内依次形成粘附层及阻挡层，在执行所述溅射工艺时设置所述静电卡盘的电压为第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且所述静电卡盘的背面所连接的进气管道上的进气开关处于关闭状态。
[0026]图2a~图2d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2d对溅射方法进行详细说明。
[0027]下面将结合流程图对溅射方法进行详细介绍。
[0028]首先，请参照图2a，执行步骤S1，提供一衬底10，衬底10中形成有开口12。
[0029]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)、绝缘体上层叠锗化硅(S
‑
SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)等。本实施例中以衬底10的材质为硅为例加以说明。
[0030]衬底10上覆盖有介质层11，介质层11覆盖衬底10的表面，并在介质层11中形成有暴露衬底10中的元件层（未示出）的开口12。开口12可为接触孔，并部分延伸至元件层中，以增大接触面积，降低接触电阻。其中，介质层11可为层间介质层或者金属间介质层，元件层可为源漏结构、栅极结构或者其他（上一级）互连结构（例如接触孔插塞或者互连线）。在实际中，开口12还可包括接触孔以及位于其本文档来自技高网...

【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，所述衬底中形成有开口；将所述衬底置于溅射设备的静电卡盘的正面上，并设置所述静电卡盘的电压为第一电压；执行溅射工艺以在所述开口内依次形成粘附层及阻挡层，在执行所述溅射工艺时设置所述静电卡盘的电压为第二电压，所述第二电压小于所述第一电压，且所述静电卡盘的背面所连接的进气管道上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，所述第一电压为200伏特~600伏特，所述第一电压的持续时间为1秒~10秒。3.根据权利要求2所述的溅射方法，其特征在于，所述第二电压为1伏特~50伏特。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。5.根据权利要求4所述的溅射方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志华，徐明，李文平，
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：