金属薄膜的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109273350A(43)申请公布日2019.01.25(21)申请号201811053721.3(22)申请日2018.09.11(71)申请人上海华虹宏力半导体制造有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区祖冲之路1399号(72)发明人刘善善(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211代理人郭四华(51)Int.Cl.H01L21/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称金属薄膜的制造方法(57)摘要本发明公开了一种金属薄膜的制造方法，包括步骤：步骤一、在金属成膜腔中形成金属薄膜，金属成膜腔的周边区域的温度低于中间区域的温度的特性会使降温后在半导体衬底的周边产生铜析出；步骤二、提供第二工艺腔并将第二工艺腔升温到第二温度并通过第二温度对金属薄膜进行处理从而使金属薄膜的铜掺杂在半导体衬底的面内重新均匀分布，第二温度要大于第一相变温度，第一相变温度为金属薄膜由α相向亚共晶相转变的温度；步骤三、对半导体衬底进行冷却，在冷却过程中各区域的金属薄膜都形成亚共晶相，从而消除铜析出。本发明能消除铜析出，也从而能消除后续对金属薄膜的刻蚀处理中形成的刻蚀残留，从而能提高产品的良率。CN109273350ACN109273350A权利要求书1/1页1.一种金属薄膜的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将半导体衬底放置在金属成膜腔中并在所述半导体衬底表面形成金属薄膜，所述金属薄膜为掺铜铝膜，形成所述金属薄膜的温度为第一温度，所述金属成膜腔的周边区域的温度低于中间区域的温度，所述金属薄膜中的铜会向低温处扩散从而使所述半导体衬底周边的铜浓度增加，在所述金属薄膜降温后会在所述半导体衬底的周边产生铜析出；步骤二、提供工艺温度大于所述金属成膜腔的第二工艺腔，将所述半导体衬底放置在所述第二工艺腔中，将所述第二工艺腔升温到第二温度，通过所述第二温度对所述金属薄膜进行处理从而使所述金属薄膜的铜掺杂在所述半导体衬底的面内重新均匀分布，所述第二温度要大于各区域的所述金属薄膜的铜掺杂浓度对应的第一相变温度，所述第一相变温度为所述金属薄膜由α相向亚共晶相转变的温度；步骤三、对所述半导体衬底进行冷却，在冷却过程中，所述半导体衬底的各区域的所述金属薄膜的温度低于所述第一相变温度时形成亚共晶相，从而消除铜析出。2.如权利要求1所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底。3.如权利要求2所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：在所述半导体衬底的表面形成有层间膜，所述金属薄膜形成于所述层间膜表面。4.如权利要求1所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：所述金属成膜腔为PVD工艺腔。5.如权利要求4所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：步骤一中，采用PVD溅射工艺形成所述金属薄膜。6.如权利要求1所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：所述第二工艺腔为CVD工艺腔。7.如权利要求1所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：步骤二中，铜均匀分布后各区域的所述金属薄膜的铜掺杂浓度为0.5％，对应的第一相变温度为365℃。8.如权利要求7所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：步骤二中所述第二温度为400℃～450℃。9.如权利要求8所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：步骤二中，通过所述第二温度对所述金属薄膜进行处理时的气体流量为200scc～500scc，处理时间为1分钟～3分钟。10.如权利要求9所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：步骤三中冷却过程中的气体流量为200scc～500scc，处理时间为1分钟～3分钟。11.如权利要求1所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：所述第一温度小于所述金属薄膜的熔点。12.如权利要求11所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：所述第一温度大于等于步骤二中对应的第一相比温度。13.如权利要求1所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：所述第二温度小于所述金属薄膜的熔点。14.如权利要求11或13所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：所述金属薄膜的熔点趋于660.37℃。15.如权利要求1所述的金属薄膜的制造方法，其特征在于：步骤三完成之后还包括采用光刻刻蚀工艺对所述金属薄膜进行图形化的步骤。2CN109273350A说明书1/4页金属薄膜的制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种金属薄膜的制造方法。背景技术[0002]金属线成膜工艺对半导体器件的特性有着至关重要的影响，尤其是器件的导电电阻。由于半导体工艺集成化趋势，半导体芯片的性能也越来越丰富，伴随而来的就是半导体芯片的集成化度导致的电路集中，器件发热量增加，最终影响器件的性能和使用寿命。[0003]由于半导体工