[發明專利]膜層的形成方法及半導體器件的制備方法

有效

• 申請號: 201911134446.2
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN112899615B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 王婷
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/22;H01L21/02
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 史治法

本發明涉及一種膜層的形成方法及半導體器件的制備方法，膜層的形成方法包括：將待處理晶圓置于物理氣相沉積腔室中進行化合物膜的物理氣相沉積，其中，提供第二元素氣體與氣態的第一元素單質反應生成化合物膜；其中，對物理氣相沉積腔室進行預防維護之后，在進行后續化合物膜的物理氣相沉積之前，于物理氣相沉積腔室內補充第二元素。上述膜層的形成方法，使得物理氣相沉積腔室在維護后依舊具有充足的第二元素去形成化合物膜，使得化合物膜內具有充足的第二元素，而且使得第二阻擋層能更有效的避免第一導線層的材質擴散到第二介質層中，提高金屬可靠性，還能更有效避免在填充連通材料階段時對第二阻擋層造成損傷形成缺陷。

技術領域

本發明涉及半導體領域，特別是涉及一種膜層的形成方法及半導體器件的制備方法。

背景技術

集成電路(IC：Integrated Circuit)、或稱微電路(microcircuit)、微芯片(microchip)、芯片(chip)在電子學中是一種把電路(主要包括半導體設備，也包括被動組件等)小型化的方式，并通常制造在半導體晶圓表面上。芯片內部介質層內布局著導線層，導線層與導線層之間由連通材料層連通，但是，往往導線層的金屬材質容易擴散到介質層，造成金屬污染，導致器件的可靠性下降。

發明內容

基于此，針對上述問題，本發明提供一種膜層的形成方法及半導體器件的制備方法。

本發明提供一種膜層的形成方法，包括：將待處理晶圓置于物理氣相沉積腔室中進行化合物膜的物理氣相沉積，其中，提供第二元素氣體與氣態的第一元素單質反應生成所述化合物膜；其中，在進行若干次所述物理氣相沉積過程后，對所述物理氣相沉積腔室進行預防維護；對所述物理氣相沉積腔室進行預防維護之后，在進行后續所述化合物膜的物理氣相沉積之前，于所述物理氣相沉積腔室內補充第二元素。

上述膜層的形成方法，對物理氣相沉積腔室進行預防維護之后，于物理氣相沉積腔室內補充第二元素，使得物理氣相沉積腔室在維護后依舊具有充足的第二元素去形成化合物膜，使得化合物膜內具有充足的第二元素，而且工藝簡單，易于操作，便于工業化推廣，而且使得第二阻擋層能更有效的避免第一導線層的材質擴散到第二介質層中，提高金屬可靠性，防止金屬污染，避免器件失效，還能更有效避免在填充連通材料階段時對第二阻擋層造成損傷形成缺陷，還能避免第二阻擋層的厚度太大，避免第一導線層與連通材料層之間的阻值增加。

在其中一個實施例中，在進行所述化合物膜的物理氣相沉積之前，還包括對所述待處理晶圓進行第一元素單質膜的物理氣相沉積。

在其中一個實施例中，所述第一元素包括鈦、鉭或鎢，所述第二元素包括氮，所述化合物包括氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢。

在其中一個實施例中，于所述物理氣相沉積腔室內補充所述第二元素，具體包括：在對所述物理氣相沉積腔室進行預防維護之后且在進行后續所述化合物膜的物理氣相沉積之前，于所述物理氣相沉積腔室內提供所述第二元素氣體與氣態的所述第一元素單質反應使所述物理氣相沉積腔室內附著所述化合物膜，以補充所述第二元素。于物理氣相沉積腔室內提供第二元素氣體與氣態的第一元素單質反應使物理氣相沉積腔室內附著化合物膜，以補充第二元素，使得物理氣相沉積腔室在維護后依舊具有充足的第二元素去形成化合物膜，使得化合物膜內具有充足的第二元素。

在其中一個實施例中，在進行物理氣相沉積時，還包括通入氬氣，用于轟擊第一元素靶材進行物理氣相沉積，在所述第二元素包括氮時，于所述物理氣相沉積腔室內提供所述第二元素氣體與氣態的所述第一元素單質反應使所述物理氣相沉積腔室內附著所述化合物膜，其中，所述第二元素氣體的流量介于20sccm～160sccm之間，氬氣流量介于6sccm～30sccm之間，直流電功率介于36000W～38000W之間，用于電離氬氣產生電漿以轟擊第一元素靶材。