[發明專利]金屬鋁硅銅濺射工藝方法

有效

• 申請號: 201210287156.3
• 申請日: 2012-08-13
• 公開（公告）號: CN103632931B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 劉善善;費強;李曉遠
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/203
• 分類號: H01L21/203
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種金屬鋁硅銅濺射工藝方法。

背景技術

金屬物理濺射成膜工藝應用非常廣泛，尤其是在半導體領域，濺射工藝直接影響半導體器件的電阻以及其他物理特性。鋁硅銅高溫濺射作為金屬填孔工藝，由于鋁硅銅薄膜含有少量的硅和金屬銅，使得濺射后的薄膜大大減少了金屬鋁穿刺，所以備受關注。但同時又因為鋁硅銅薄膜含有少量的非金屬硅，使得濺射后的薄膜有大量的硅析出，導致后續工藝作業不完全，引起器件失效，并嚴重影響器件外觀，如圖1所示。

根據許多學者的研究發現和金屬鋁與非金屬硅的二元相圖分析，如圖2所示，當非金屬硅與金屬鋁混合時，溫度大約在350℃以上時，主要集中為金屬鋁相，當溫度降低時，非金屬硅相將會顯現，引起硅析出。所以防止硅析出的主要途徑就是高溫下集中成膜，維持金屬鋁相，待金屬鋁完全硬化后，快速降溫，就可以防止硅析出。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種金屬鋁硅銅濺射工藝方法,能在不影響器件特性的前提下，提高鋁硅銅質量。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種金屬鋁硅銅濺射工藝方法，其特征在于，包括：

步驟1：成膜腔內成膜，其中所述成膜腔的溫度為400±100攝氏度。

步驟2：高溫腔內恒溫放置30-60秒，其中所述恒溫腔內溫度為500±50攝氏度。

步驟3：冷卻腔中在10-30秒的時間內快速降溫至200攝氏度以下。

進一步的，步驟1中所述的成膜腔內成膜，其所成薄膜厚度范圍為1-10微米。

進一步的，步驟1中所述的成膜鋁硅銅薄膜，其所成薄膜中硅含量為1±0.1％，銅含量為0.5±0.07％。

進一步的，步驟3中所述的快速降溫，其降溫方式為通氣降溫。

進一步的，步驟3中所述的快速降溫，其降溫方式為加壓降溫。

采用本發明金屬鋁硅銅濺射工藝方法，能明顯的減少濺射后的薄膜硅析出，避免后續工藝作業不完全，引起的器件失效，提高鋁硅銅成膜質量，提高器件的良率和外觀質量。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明:

圖1是現有工藝方法器件硅析出光學顯微鏡圖；

圖2是金屬鋁與非金屬硅的二元相圖；

圖3是本發明金屬鋁硅銅濺射工藝方法流程圖；

圖4是本發明與現有工藝方法器件硅析出光學顯微鏡圖對比。

具體實施方式

為使貴審查員對本發明的目的、特征及功效能夠有更進一步的了解與認識，以下配合附圖詳述如后。

如圖3所示，本發明金屬鋁硅銅濺射工藝方法，包括：

步驟1：成膜腔內成膜301，具體的為成膜晶片在成膜腔溫度400±100攝氏度條件下成膜鋁硅銅薄膜，其厚度范圍為1-10微米，其中所述鋁硅銅薄膜中硅含量為1±0.1％，銅含量為0.5±0.07％。

步驟2：高溫腔內恒溫放置302，具體的為成膜鋁硅銅薄膜完成后，成膜晶片將會在溫度500±50攝氏度的環境下恒溫放置30-60秒。

步驟3：冷卻腔中快速降溫303，具體的為成膜晶片進入冷卻腔，有溫度500±50攝氏度開始，在10-30秒的時間內快速降溫至200攝氏度以下，其降溫的方式包括但不限于通氣降溫或加壓降溫等。

如圖4所示，本發明與現有工藝方法器件硅析出光學顯微鏡圖對比，A圖為現有工藝方法器件硅析出光學顯微鏡圖，可以看出濺射后的薄膜有大量的硅析出，這些硅析出將導致后續工藝作業不完全，引起器件失效，并嚴重影響器件外觀。B圖為本發明金屬鋁硅銅濺射工藝方法器件硅析出光學顯微鏡圖，可以看出本發明方法對原工藝方法進行改善，明顯減少了硅析出，提高了器件的良率及外觀質量。

以上通過具體實施例對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域的技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視為本發明的保護范圍。