一种PVD沉积薄膜的方法技术

本发明专利技术涉及PVD沉积薄膜的方法。本发明专利技术的PVD沉积薄膜的方法，是用于在衬底的接触孔内沉积薄膜的方法，其特征在于，包括：在所述接触孔中沉积薄膜的沉积步骤；以及刻蚀所述接触孔的开口处的沉积薄膜的刻蚀步骤。利用本发明专利技术的PVD沉积薄膜的方法，能够有效地去除接触孔开口处的多余的薄膜沉积，能够更良好地对接触孔进行填充，尤其是对于接触孔深宽比高的接触孔，其效果更为明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造工艺，尤其涉及利用PVD(Physical Vapor Deposition,物理气相沉积)溅射进行成膜的方法。
技术介绍
在半导体制造领域中，随着半导体电子设备朝着紧密化的迅速发展，要求更高精度的加工处理。在这样的精细工艺中，尤其是在薄膜形成工序中，一般是利用溅射法来进行成膜。通常，所谓的溅射法是指，在真空气氛中通过引起气体放电而产生等离子体，使该等离子体的阳离子碰撞到在被称作为溅射电极的负极上设置的靶材(或者溅射靶材)上，通过该碰撞，溅射的离子附着在被处理衬底而形成薄膜的方法。对于高性能的集成电路芯片(IC, Integrated circuit)而言,在娃片制造中存在 一个溅射技术难题，那就是随着特征尺寸的缩小，溅射具有高深宽比的接触孔的能力受到限制。目前在PVD (Physical Vapor Deposition,物理气相沉积) 贱射工艺中，孔阻挡层的填充采用离子化的金属等离子体(Ionized metal plasma)。图3是表示该现有技术中的PVD沉积薄膜的方法的示意图。如图3所示，在真空腔体中，在靶材10上施加直流电压，在线圈20上施加射频电压30，在硅片50上施加偏置电压50。在真空气氛中，例如，压力可以是20mt (毫托)，通过引起气体放电而产生等离子体，使该等离子体碰撞到靶材10，通过碰撞溅射出来的金属被离子化，离子化的金属附着在被处理的衬底40上，由此，形成薄膜。该PVD工艺能够取得较好的填充效果，其技术指标能达到接触孔深宽比为7 :1，极限甚至能达到接触孔深宽比9:1。然而，在上述PVD工艺中，也存在一定的问题，主要是容易产生尖端悬垂(overhang),即，容易在接触孔的在的开口处周围产生多余的沉积。由于这样的多余的沉积存在，会妨碍对接触孔的填充，会导致不能够对深宽比较高的接触孔进行良好的填充的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术旨在提供一种能够消除接触孔开口处产生的多余悬垂的PVD沉积薄膜的方法。本专利技术的PVD沉积薄膜的方法，它是用于在衬底的接触孔内沉积薄膜的方法，其特征在于，包括在所述接触孔中沉积薄膜的沉积步骤；以及刻蚀所述接触孔的开口处的沉积薄膜的刻蚀步骤。由此，利用本专利技术的PVD沉积薄膜的方法，能够有效地去除接触孔开口处的多余的薄膜沉积，这样，在开口处就不容易产生悬垂。由此，能够更良好地对接触孔进行填充，尤其是对于接触孔深宽比高的接触孔，其效果更为明显。优选地，所述沉积步骤和所述刻蚀步骤在同一真空腔体中完成。这样，由于在同一真空腔体中完成，简化了工艺流程，而且能够降低工艺成本。优选地，所述沉积步骤利用溅射法完成。优选地，在所述刻蚀步骤中，采用等离子刻蚀方法进行。优选地，在所述沉积步骤中，在所述腔体中通入惰性气体。在所述刻蚀步骤中，在所述腔体中通入惰性气体。这里，作为惰性气体，最好采用氩气。这样在所述沉积步骤中，利用所述惰性气体被离子化后的产生的等离子体撞击上述衬底，以去除上述接触孔在衬底开口处的沉积薄膜。优选地，可以重复进行所述沉积步骤和所述刻蚀步骤。 优选地，在所述溅射法中是在所述真空所述腔体中通过在靶材上施加直流电源、在线圈上施加射频电源、在所述衬底上施加偏置电压。优选地，其中，真空腔体的压力为1000 lOOOOmt，直流电源为1000 15000W，射频电源为500 5000W，偏置电压10 400V。优选地，所述衬底为硅片，所述薄膜为包含钛的薄膜。利用上述的本专利技术，在现有的沉积步骤之外进一步实施了刻蚀步骤，由此能够有效地去除堆积在接触孔开口出的金属离子，防止在开口处形成尖端悬垂。附图说明图I是表示本专利技术的PVD沉积薄膜的方法的主要步骤的流程图2是表示利用本专利技术的PVD沉积薄膜的方法进行薄膜沉积的接触孔的示意图；图3是表示现有技术中的PVD沉积薄膜的方法的示意图。具体实施例方式下面介绍的是本专利技术的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本专利技术的基本了解。并不旨在确认本专利技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。图I是表示本专利技术的PVD沉积薄膜的方法的主要步骤的流程图。如图I所示，本专利技术的用于在衬底的接触孔内沉积薄膜的PVD沉积薄膜的方法，主要包括沉积步骤和刻蚀步骤。下面将对沉积步骤和刻蚀步骤具体进行说明。图2是表示利用本专利技术的PVD沉积薄膜的方法进行薄膜沉积的接触孔的示意图。在图2的左半部分表示沉积步骤，图2的右半部分表示刻蚀步骤。首先，如图2的左半部分所示，在沉积步骤中，在衬底300的接触孔100内沉积薄膜。这里，作为一个实施方式，衬底300可以是Si片，沉积的薄膜可以是含钛的薄膜。当然也可以是采用其他材料的衬底，而且，也可以采用其他材料的金属薄膜。沉积步骤可以采用溅射法来完成。作为一个实施方式可以是在高真孔腔体中，通入惰性气体，例如氩气，在靶材上施加直流电压，在线圈上施加射频电压，在衬底300上施加偏置电压。具体地，例如，可以将该高真空腔体的压力设置为1000 lOOOOmt，直流电压设置为1000 15000W，射频电压设置为500 5000W，偏置电压设置为10 400V。在直流电压、射频电压以及偏置电压的作用下，正的钛金属离子沿着垂直路径朝向衬底300运动，由此，完成对接触孔100的薄膜填充，即完成了沉积步骤。然而，在上述沉积步骤中，会在接触孔100的开口处产生金属钛离子的薄膜堆积200。该薄膜堆积200会妨碍到对接触孔100的填充。因此，在本专利技术中，在上述沉积步骤之后，进一步进行图2的右半部分所表示的刻蚀步骤。在进行沉积步骤的同一高真空腔体中，继续蚀刻步骤。具体地，通入惰性气体，例如氩气，利用施加在线圈上的射频电压产生氩离子。这样，如图2的右半部分所示，基于施加在衬底300的偏置电压的作用下，氩离子撞击衬底300，其撞击方向如如图2的右半部分的箭头所示。通过氩离子的撞击，能够刻蚀掉接触孔100的开口处的薄膜堆积200。这样，利用本专利技术的PVD沉积薄膜的方法，能够简单且有效地去除接触孔100的薄膜堆积200，在接触孔100的开口处就不容易产生悬垂。因此，能够更良好地对接触孔100进行填充，尤其是对于高深宽比的接触孔，其效果更为明显。由于上述沉积步骤和刻蚀步骤在同一真空腔体中完成，因此，能够简化工艺流程，降低工艺成本。在本实施方式中，仅例举了进行一次沉积和进行一次刻蚀步骤的情况，当然，本领域的技术人员也可以根据实际情况重复进行沉积步骤和刻蚀步骤，以更精准地对接触空填充薄膜。以上尽管只对其中一些本专利技术的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本专利技术可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本专利技术精神及范围的情况下，本专利技术可能涵盖各种的修改与替换。权利要求1.一种PVD沉积薄膜的方法，用于在衬底的接触孔内沉积薄膜，其特征在于，包括 在所述接触孔中沉积薄膜的沉积步骤；以及 刻蚀所述接触孔的开口处的沉积薄膜的刻蚀步骤。2.如权利要求I所述的PVD沉积薄膜的方法，其特征在于， 所述沉积步骤和所述刻蚀步骤在同一真空腔体中完成。3.如权利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PVD沉积薄膜的方法，用于在衬底的接触孔内沉积薄膜，其特征在于，包括：在所述接触孔中沉积薄膜的沉积步骤；以及刻蚀所述接触孔的开口处的沉积薄膜的刻蚀步骤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卜维亮，李勇，刘长安，
申请(专利权)人：无锡华润上华半导体有限公司，无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：