CN107946235A - 改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法，包含如下的工艺步骤：第一步，通过离子化的金属等离子体物理汽相淀积法淀积一层金属钛；第二步，通过物理汽相淀积法再淀积一层氮化钛；第三步，打破真空；第四步，在50～150℃、5000～7000W功率下淀积铝铜；第五步，物理汽相淀积沉积法淀积氮化钛。首先通过一步离子化的金属等离子体物理汽相淀积法淀积一层金属钛，在钛及氮化钛淀积完成后增加一步破坏真空步骤，而且在后续淀积铝铜时，降低工艺温度，同时降低淀积功率，使得最终得到的金属薄膜非常平坦。

Description

改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是指一种改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法。
背景技术
随着半导体技术不断进步，器件尺寸的不断缩小，用于实现层间互连的金属导线的厚度也是不断减薄，这就对金属表面的平整度有了更高的要求。因为金属厚度变薄后，局部的高低起伏就会导致金属形貌高低不平，严重影响产品的性能。
常规的工艺制程采用PVD法沉积 Ti作为衬垫层，以及TiN，在270℃ 、10600W的功率下沉积AlCu。其一般工艺包含：通过物理汽相淀积PVD淀积一层厚度约为50～300Å的钛，然后再PVD法淀积一层厚度100～300Å的氮化钛，在270℃、10600W的功率下淀积铝铜1000Å，再用PVD法淀积一层厚度100～300Å的氮化钛。由于生长的薄膜太薄，导致表面不平坦。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法。
为解决上述问题，本发明所述的一种改善超薄铝铜薄膜粗糙度的方法，包含如下的工艺步骤：
第一步，通过离子化的金属等离子体物理汽相淀积法淀积一层金属钛。
第二步，通过物理汽相淀积法再淀积一层氮化钛。
第三步，进行破真空操作。
第四步，在工艺温度50～150℃、5000～7000W功率下淀积铝铜。
第五步，物理汽相淀积法淀积氮化钛。
所述第一步中，淀积的金属钛的厚度为50～300Å。
述第二步中，淀积的氮化钛的厚度为100～300Å。
所述第三步中，破真空是指将工艺腔的真空环境解除，与大气相通，恢复常温常压状态。
所述第四步中，淀积的铝铜厚度为500～2000Å。
所述第五步中，淀积的氮化钛的厚度为100～300Å。
本发明所述的改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法，首先通过一步离子化的金属等离子体物理汽相淀积法淀积一层金属钛，在钛及氮化钛淀积完成后增加一步破坏真空步骤，而且在后续淀积铝铜时，降低工艺温度，同时降低淀积功率，使得最终得到的金属薄膜非常平坦。
附图说明
图1 是本发明工艺方法的流程图。
具体实施方式
本发明所述的一种改善超薄铝铜薄膜粗糙度的方法，包含如下的工艺步骤：
第一步，通过离子化的金属等离子体物理汽相淀积法淀积一层厚度为50～300Å金属钛。
第二步，通过物理汽相淀积法再淀积一层厚度为100～300Å氮化钛。
第三步，进行破真空（vacuum break）操作。传统工艺中淀积钛、氮化钛以及后续淀积铝铜都分别是在不同的工艺腔中，而且均是在真空状态下，晶圆在不同工艺腔中流转时，是始终处于真空状态下的，本发明工艺将晶圆在不同工艺腔之间流转时，破坏真空状态，使晶圆恢复到常温常压下，只在进入工艺腔后再重新恢复真空状态。
第四步，在工艺温度50～150℃、5000～7000W功率下淀积铝铜，本实施例取100℃、6000W。淀积的铝铜厚度为500～2000Å之间，本实施例取厚度1000Å。
第五步，物理汽相淀积法淀积一层厚度为100～300Å氮化钛。
通过上述工艺，本发明首先采用离子化的金属等离子体物理汽相淀积法淀积一层金属钛，在钛及氮化钛淀积完成后增加一步破坏真空步骤，而且在后续淀积铝铜时，降低工艺温度到50-150℃以及调低淀积功率，从常规的10600W的高淀积功率降至5000～7000W，使得最终得到的金属薄膜非常平坦。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法，其特征在于：包含如下的工艺步骤：
第一步，通过离子化的金属等离子体物理汽相淀积法淀积一层金属钛；
第二步，通过物理汽相淀积法再淀积一层氮化钛；
第三步，进行破真空操作；
第四步，在工艺温度50～150℃、5000～7000W功率下淀积铝铜；
第五步，物理汽相淀积法淀积氮化钛。
2.如权利要求1所述的改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法，其特征在于：所述第一步中，淀积的金属钛的厚度为50～300Å。
3.如权利要求1所述的改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法，其特征在于：所述第二步中，淀积的氮化钛的厚度为100～300Å。
4.如权利要求1所述的改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法，其特征在于：所述第三步中，破真空是指将工艺腔的真空环境解除，与大气相通，恢复常温常压状态。
5.如权利要求1所述的改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法，其特征在于：所述第四步中，淀积的铝铜厚度为500～2000Å。
6.如权利要求1所述的改善超薄铝铜薄膜表面粗糙度的方法，其特征在于：所述第五步中，淀积的氮化钛的厚度为100～300Å。
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