[發明專利]一種金屬層的形成方法、半導體器件及其形成方法在審

申請號：	201910058766.8	申請日：	2019-01-22
公開（公告）號：	CN109786240A	公開（公告）日：	2019-05-21
發明（設計）人：	劉沖;吳繼科;曹秀亮	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：	H01L21/3205	分類號：	H01L21/3205;H01L21/321;C23C14/16;C23C14/35
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：	屈蘅
地址：	201203 上海市浦東***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	金屬層磁控濺射工藝半導體器件襯底種金屬層反應腔突起狀室內金屬層表面加熱氣流晶粒平坦度晶界良率摻雜
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【說明書】：

本發明提供了一種金屬層的形成方法、半導體器件及其形成方法，金屬層的形成方法包括：將一襯底置于一反應腔室內；利用磁控濺射工藝在襯底上形成第一子金屬層；利用磁控濺射工藝在第一子金屬層上形成第二子金屬層，并向反應腔室內通入加熱氣流，第一子金屬層和第二子金屬層共同構成金屬層，第一子金屬層和第二子金屬層的材料均包括摻雜銅的鋁。本發明在襯底上形成金屬層時，先通過冷磁控濺射工藝形成第一子金屬層，再通過熱磁控濺射工藝形成第二子金屬層，所得到的金屬層中晶粒的尺寸較小且大小均勻，晶界較小，金屬層表面平坦度較高，以減少了突起狀缺陷的數量，改善突起狀缺陷引起的外觀不良，從而提高了半導體器件的良率。

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別涉及一種金屬層的形成方法、半導體器件及其形成方法。

背景技術

磁控濺射是廣泛應用于半導體器件制造工藝中的一種物理氣相沉積(PhysicalVapor Deposition，PVD)工藝。磁控濺射工藝通過在靶陰極表面引入磁場，利用磁場對帶電粒子的約束來提高等離子體密度以增加濺射率。磁控濺射的工作原理是：利用電子在電場E的作用下，在飛向基片過程中與氬原子發生碰撞，使其電離產生出Ar正離子和新的電子。其中，新電子飛向基片，Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發生濺射。

現有技術通常采用上述磁控濺射工藝對半導體器件上的金屬層進行淀積形成，同時，為了加快金屬層的形成速度，通常在高溫環境下進行該濺射工藝(即，熱磁控濺射工藝)。而熱磁控濺射工藝后在金屬層的上方經常會出現突起狀缺陷，在對所述金屬層進行刻蝕以形成溝槽時，在溝槽底部也會出現突起狀缺陷，造成外觀不良，該外觀不良嚴重時會造成半導體器件的報廢，從而影響了半導體器件的良率。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種金屬層的形成方法，以減少突起狀缺陷。

本發明的另一目的在于提供一種半導體器件及其形成方法，以改善半導體器件中突起狀缺陷引起的外觀不良，進而降低該外觀不良對半導體器件良率的影響。

為解決上述技術問題，一方面，本發明提供一種金屬層的形成方法，包括以下步驟：

將一襯底置于一反應腔室內；

利用磁控濺射工藝在所述襯底上形成第一子金屬層；

利用磁控濺射工藝在所述第一子金屬層上形成第二子金屬層，并向所述反應腔室內通入加熱氣流，所述第一子金屬層和第二子金屬層共同構成金屬層；

其中，所述第一子金屬層和第二子金屬層的材料均包括摻雜有銅的鋁。

可選的，在形成第二子金屬層時，向所述反應腔室內通入的加熱氣流的溫度在250℃～450℃之間。

進一步的，在形成所述第一子金屬層時，向所述反應腔室內通入加熱氣流，所述加熱氣流的溫度小于250℃；或者，在形成第一子金屬層時，未向所述反應腔室內通入加熱氣流。

進一步的，所述第一子金屬層的厚度與所述第二子金屬層的厚度比在 1:9～6:4之間。

進一步的，所述第一子金屬層的厚度與所述第二子金屬層的厚度之和大于等于2μm。