[發明專利]氮化鈦化學氣相沉積設備

無效

• 申請號: 201310122127.6
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN103194730A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 周軍
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: C23C16/34
• 分類號: C23C16/34;C23C16/458
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種氮化鈦化學氣相沉積設備。

背景技術

在半導體工藝中，一個集成電路（IC，英文全稱：integrated?circuit）往往包括了上百萬個電子器件，而隨著工藝的發展以及不斷提升的應用要求，集成電路向微細化、多層化、平坦化、薄型化發展，而超大規模的集成電路中，僅僅幾毫米見方的硅片上會集成上萬至百萬晶體管。

隨著器件尺寸的進一步縮小，其制造工藝要求也經受著重大挑戰。其中，尤其是在鎢通孔（contact）領域，隨著特征尺寸(CD，英文全稱：characterized?dimension)的不斷縮小，鎢可以填充的空間也越來越小，為了更好的進行鎢的填充，鎢阻擋層的厚度控制就非常的關鍵，在常規的鎢阻擋層沉積中，氮化鈦化學氣相沉積是最為關鍵的一步。但是氮化鈦化學氣相沉積的薄膜因為有碳、氫等元素，導致其阻值非常大，因此一般在后期都會進行氮氣和氫氣的等離子體處理，請參考圖1，由于鎢通孔3的側壁角度與底座1的上表面接近垂直，加上首先通過物理氣相沉積的Ti引起的鎢通孔3頂部的突起，而噴頭2發出的等離子體的方向性又很強，主要是垂直向下的作用，所以化學氣相沉積的TiN在鎢通孔3中只有底部會經過等離子體的處理使其中的碳和氫含量減少30%，使其厚度減薄近50%，但是鎢通孔3的側壁由于很少受到等離子的處理，其厚度基本不變，導致可填充的鎢的空間減小，鎢通孔3的電阻增大。

發明內容

本發明提供一種氮化鈦化學氣相沉積設備，以解決現有技術中氮化鈦化學氣相沉積過程中鎢通孔的側壁無法受到等離子體處理的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種氮化鈦化學氣相沉積設備，包括用于承載硅片的底座以及設置于所述硅片上端的噴頭，所述底座的上表面所在的平面與所述噴頭的噴射方向之間的夾角為60～89度，還包括驅動部件，所述驅動部件與所述底座連接，驅動所述底座繞垂直于所述底座的上表面的旋轉軸旋轉。

較佳地，所述底座的上表面所在的平面與所述噴頭的噴射方向之間的夾角為85～89度。

較佳地，所述旋轉軸的位置與所述鎢通孔的位置相對應。

較佳地，還包括溫度控制裝置，所述溫度控制裝置與所述底座相連。

較佳地，所述底座的上表面上還設有吸附所述硅片的吸附裝置。

本發明提供的氮化鈦化學氣相沉積設備，利用傾斜設置的底座，使得處于鎢通孔下側的側壁能夠充分與等離子體接觸，完成等離子體的處理，且所述底座能夠在驅動部件的帶動下旋轉，使得鎢通孔的所有側壁均能夠充分與等離子體接觸，從而擴大鎢的填充空間，提高硅片的質量。

附圖說明

圖1為現有技術中氮化鈦化學氣相沉積過程的示意圖；

圖2為本發明一具體實施方式的氮化鈦化學氣相沉積設備應用于氮化鈦化學氣相沉積過程的示意圖。

圖中：1、10-底座，11-旋轉軸，2、20-噴頭，3、30-鎢通孔。

具體實施方式

為了更詳盡的表述上述發明的技術方案，以下列舉出具體的實施例來證明技術效果；需要強調的是，這些實施例用于說明本發明而不限于限制本發明的范圍。

本發明提供的氮化鈦化學氣相沉積設備，如圖2所示，包括用于承載硅片的底座10以及設置于所述硅片上端的噴頭20，具體地，本實施例中的硅片底層為SiO2，然后沉積一層Ti，最后利用四二甲基胺肽（TDMAT）作為初始化合物形成一層TiN，且硅片中含有鎢通孔30，噴頭20噴射出的氮氣和氫氣噴入所述鎢通孔30中，用以對所述TiN進行等離子體處理。所述底座10的上表面所在的平面與所述噴頭20的噴射方向之間的夾角為60～89度，作為優選，所述底座10的上表面所在的平面與所述噴頭20的噴射方向之間的夾角為85～89度，所述硅片放置于所述底座10上后，所述噴頭20噴射出的氮氣和氫氣的噴射方向與所述鎢通孔30的側壁之間的角度增大，使得處于鎢通孔30下側的側壁能夠充分與等離子體接觸，再加上本發明的氮化鈦化學氣相沉積設備還包括驅動部件（圖中未示出），所述驅動部件與所述底座10連接，驅動所述底座10繞垂直于所述底座10的上表面的旋轉軸11旋轉，這樣，底座10旋轉過程中，帶動其上的硅片旋轉，使得鎢通孔30的各個方向的側壁均與所述等離子體充分接觸，更好的完成等離子體處理過程，從而擴大鎢的填充空間。

較佳地，請繼續參考圖2，所述旋轉軸11的位置與所述鎢通孔30的位置相對應，從而減小所述底座10旋轉時硅片的離心力。