[發明專利]一種用于調試磁控濺射法制備的薄膜均勻性的方法

在審

• 申請號: 202310163723.2
• 申請日: 2023-02-24
• 公開（公告）號: CN116162911A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 李兆營;朱景春;李萌萌
• 申請（專利權）人: 安徽光智科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/54
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 肖小龍

本發明提供調試磁控濺射法制備的薄膜均勻性的方法，包括：S1、準備基底；S2、在基底表面濺射鍍薄膜；S3、測試薄膜電阻均勻性；S4、根據電阻分布圖改變靶基距；S5、更換新基底，重復S2，測試薄膜電阻均勻性；S6、根據S3和S5得的電阻均勻性、目標電阻均勻性及S4靶基距的調節值計算出下一次靶基距調節值并調節；S7、重復S5，若測試電阻均勻性達到目標范圍，則終止調節靶基距；若測試電阻均勻性無法達到目標范圍，繼續重復S6和S5，直至確認制備的薄膜電阻均勻達到目標范圍，確定適合的靶基距。該方法簡單易行，可在大規模生產薄膜材料前進行調試，在大規模生產時可大幅提高產品均勻性、良率和生產效率，降低難度和成本。

技術領域

本發明屬于半導體生產制造技術領域，具體涉及一種用于調試磁控濺射法制備的薄膜均勻性的方法。

背景技術

金屬薄膜如Ti、Ta、Al、Ag、Au、Cu等及金屬化合物如TiN、TaN、VO_x、Al₂O₃等由于性能優異而被廣泛應用于不同的領域。在集成電路及MEMS制造領域，分別被用作黏附層、導線、阻擋層、熱敏電阻層及吸收層材料。根據不同的產品結構，薄膜的厚度要求在幾納米到幾微米之間。

磁控濺射法制備的薄膜比較均勻，結合力高，適合連續生產，因此常被用來生產以上金屬薄膜及金屬化合物薄膜。

在日常生產過程中，通常是通過改變工藝時間來制備不同厚度的薄膜，通過四探針法來監控薄膜的均勻性。均勻性反應了一片晶圓內薄膜的厚度分布情況，一般要求在3%（1sigma）以下。

利用磁控濺射方法制備不同厚度的薄膜時，均勻性也不相同，并且厚度相差越大，均勻性也相差越大，甚至達不到生產要求。

因此，需要提出一種薄膜均勻性的調試方法，可以保證在大規模生產過程中不同厚度的薄膜均具有較高的均勻性，從而提高產品品質的穩定性。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供一種用于調試磁控濺射法制備的薄膜均勻性的方法。

針對上述技術問題，提出如下解決方案：

一種用于調試磁控濺射法制備的薄膜均勻性的方法，包括：

S1、準備基底；

S2、采用磁控濺射法在基底表面濺射鍍所需厚度的薄膜；

S3、測試所制備的薄膜電阻均勻性，制備電阻分布圖；

S4、根據電阻分布圖改變靶基距，若電阻分布為中間低、四周高時，則降低靶基距,電阻分布為中間高、四周低時，則增大靶基距；

S5、更換新的基底，重復步驟S2，并測試制備的所需厚度的薄膜的電阻均勻性；

S6、根據步驟S3和S5得到的電阻均勻性、目標電阻均勻性及步驟S4靶基距的調節值計算出下一次靶基距的調節值并調節靶基距；

S7、重復步驟S5，若所測試的電阻均勻性達到目標電阻均勻性范圍，則對應的靶基距即可用于后續磁控濺射法生產薄膜；若所測試的電阻均勻性仍無法達到目標電阻均勻性范圍要求，則繼續重復步驟S6和S5，直至確認所制備的所需厚度薄膜的電阻均勻達到目標電阻均勻性范圍，從而確定采用磁控濺射法生產薄膜的靶基距。

作為優選，步驟S4中，第一次靶基距的調節值為1-5mm。

步驟S6中，設靶基距的調節的次數為第n次，其中n≥2，則

第n次靶基距的調節值=[（Rs_n-1-Rs）/(Rs_n-2-Rs_n-1)]*第n-1次靶基距的調節值

其中，Rs為目標電阻均勻性，Rs_n-1、Rs_n-2分別為第n-1次、第n-2次測量的電阻均勻性，其中第n-1次測量的電阻均勻性對應步驟S5的電阻均勻性，第n-2次測量的電阻均勻性對應步驟S3中的電阻均勻性，Rs₀為第一次調節靶基距前制備的薄膜電阻均勻性。