[發明專利]一種半導體層的制造方法及制造系統

在審

• 申請號: 202010937773.8
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN111816551A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 宮保友;黃志賢;方建智;楊承憲
• 申請（專利權）人: 南京晶驅集成電路有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/67
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 林凡燕

本發明提出一種半導體層的制造方法及制造系統，包括：將第一晶圓置于腔體內，以在所述第一晶圓上形成金屬薄膜；其中，在形成所述金屬薄膜之前，所述腔體內的溫度為第一溫度；將已形成所述金屬薄膜的所述第一晶圓轉移出所述腔體；其中，所述腔體內的溫度為第二溫度，所述第二溫度大于所述第一溫度；向所述腔體內通入惰性氣體，以對所述腔體進行冷卻，以使所述腔體內的溫度變為所述第一溫度；在所述腔體溫度為所述第一溫度之后，將第二晶圓置于所述腔體內，以在所述第二晶圓上形成所述金屬薄膜。本發明提出的半導體層的制造方法可以減少金屬薄膜表面上的缺陷。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種半導體層的制造方法及制造系統。

背景技術

在晶圓上沉積并形成鋁銅薄膜的過程中，鋁銅材料本身的內部應力在不斷被擠壓壓縮。而在晶圓上形成厚的鋁銅薄膜則需要在反應腔中進行長時間的多次沉積過程，并且一直處于高功率以及溫度不斷升高的環境中，勢必導致晶圓的溫度也被加熱至一個非常高的溫度，因此鋁銅薄膜的內部應力只能通過在其表面形成凸出的晶須以達到減輕釋放的目的。而當該反應腔被用于不斷在不同晶圓上沉積鋁銅薄膜時，長時間工作于高溫高壓環境下會使得該反應腔內各個部件（包括屏蔽層、環以及基座等）的溫度進一步升高，從而使得當前正在反應腔內沉積的晶圓溫度不斷升高，最終導致鋁銅薄膜表面所形成的晶須狀缺陷越來越嚴重，無法保證其半導體性能。

同時，現有技術中所采用的沉積過程也會使得反應腔及其各內部元件因長期處于高溫高壓的惡劣環境中而受到損傷，降低半導體設備的使用壽命。

發明內容

鑒于上述現有技術的缺陷，本發明提出一種半導體層的制造方法，以抑制半導體層表面缺陷的生成，從而提高半導體器件的良率。

為實現上述目的及其他目的，本發明提出一種半導體層的制造方法，包括：

將第一晶圓置于腔體內，以在所述第一晶圓上形成金屬薄膜；其中，在形成所述金屬薄膜之前，所述腔體內的溫度為第一溫度；

將已形成所述金屬薄膜的所述第一晶圓轉移出所述腔體；其中，所述腔體內的溫度為第二溫度，所述第二溫度大于所述第一溫度；

向所述腔體內通入惰性氣體，以對所述腔體進行冷卻，以使所述腔體內的溫度變為所述第一溫度；

在所述腔體溫度為所述第一溫度之后，將第二晶圓置于所述腔體內，以在所述第二晶圓上形成所述金屬薄膜。

進一步地，在所述第一晶圓上形成所述金屬薄膜的步驟包括：

將所述第一晶圓置于所述腔體內的吸盤上；

向所述腔體內通入氣體；

進行沉積作業，以形成所述金屬薄膜。

進一步地，在所述第一晶圓上形成所述金屬薄膜的時間在50-60s之間。

進一步地，所述金屬薄膜的厚度為8000-10000埃。

進一步地，所述惰性氣體包括氬氣，氦氣或氮氣。

進一步地，向所述腔體內通入所述惰性氣體的時間在10-20s之間。

進一步地，在所述第一晶圓上形成所述金屬薄膜的步驟與在所述第二晶圓上形成所述金屬薄膜的步驟相同。

進一步地，所述金屬薄膜為鋁薄膜，鈦薄膜或銅薄膜。

進一步地，所述第一溫度在280-300℃之間，所述第二溫度在301-350℃之間。

進一步地，本發明還提出半導體層的制造系統，包括：

沉積單元，包括一腔體，外部氣源和溫度感測單元；