一種提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，通過(guò)在對(duì)半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行除濕處理之前，先對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱處理可以造成半導(dǎo)體襯底邊緣背面的由于受熱不均勻而產(chǎn)生剝離物。再經(jīng)過(guò)刷洗工藝將剝離物去除，然后再進(jìn)行后續(xù)的除濕工藝、預(yù)清潔工藝和金屬阻擋層沉積工藝，從而避免了現(xiàn)有的金屬阻擋層沉積之后產(chǎn)生剝離缺陷，提高了金屬阻擋層沉積質(zhì)量，有利于后續(xù)工藝的順利進(jìn)行和提高整個(gè)器件的質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】一種提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路工藝的發(fā)展以及關(guān)鍵尺寸按比例縮小，一些新工藝不斷被引入，t匕如后段工藝中的金屬阻擋層工藝，請(qǐng)參閱圖1，為現(xiàn)有的金屬阻擋層沉積方法的流程示意圖，其主要步驟包括:
[0003]步驟LOl:高溫去除半導(dǎo)體襯底表面的濕氣；去除濕氣的溫度較高，一般在350°C左右。
[0004]步驟L02:對(duì)半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行預(yù)清潔；
[0005]步驟L03:在半導(dǎo)體襯底表面沉積金屬阻擋層。
[0006]在上述金屬阻擋層沉積之后，常常產(chǎn)生剝離缺陷，原因如下:由于后段工藝的復(fù)雜性，在沉積金屬阻擋層之前不可避免地將在半導(dǎo)體襯底邊緣靠近背面的位置存在表面不平整等缺陷；經(jīng)過(guò)上述步驟LOl的去除濕氣的高溫環(huán)境，會(huì)造成半導(dǎo)體襯底邊緣背面出現(xiàn)熱應(yīng)力不均勻的問(wèn)題，從而造成半導(dǎo)體襯底邊緣背面產(chǎn)生剝離物，剝離物可能會(huì)落在半導(dǎo)體襯底表面的任何地方包括功能區(qū)。
[0007]通常解決上述剝離物缺陷的方法，是在金屬阻擋層沉積工藝完成后，對(duì)半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行刷洗工藝，雖然刷洗工藝能夠去除半導(dǎo)體襯底表面的剝離缺陷，但是，同時(shí)也去除了部分金屬阻擋層，破壞了金屬阻擋層的完成性。由于剝離物通常位于半導(dǎo)體襯底的功能區(qū)，所以覆蓋于剝離物上的金屬阻擋層會(huì)隨剝離物的剝離而去除，這可能導(dǎo)致功能區(qū)的金屬阻擋層缺失；金屬阻擋層對(duì)于后續(xù)工藝十分重要，因此，研究此剝離物去除的方法是十分重要的。
[0008]另有一種方法，通過(guò)增加半導(dǎo)體襯底邊緣的刻蝕工藝將其優(yōu)化，但是這種方法需要專業(yè)的刻蝕機(jī)臺(tái)，而且需要評(píng)估其對(duì)整個(gè)工藝的影響，耗費(fèi)大量人力物力，因此，也不是最優(yōu)化的方式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服以上問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，從而在沉積金屬阻擋層之前將半導(dǎo)體襯底表面的剝離物去除，避免金屬阻擋層沉積之后產(chǎn)生剝離缺陷。
[0010]本發(fā)明提供了一種提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，其包括:
[0011]步驟01:提供一個(gè)表面具有介質(zhì)層的半導(dǎo)體襯底；
[0012]步驟02:對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行預(yù)熱處理；
[0013]步驟03:對(duì)所述半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行刷洗工藝；
[0014]步驟04 ;去除所述半導(dǎo)體襯底表面的濕氣并進(jìn)行預(yù)清潔過(guò)程；
[0015]步驟05:在所述半導(dǎo)體襯底上沉積金屬阻擋層。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟01中，包括:所述介質(zhì)層的形成包括依次在半導(dǎo)體襯底上沉積刻蝕阻擋層和金屬隔離層；所述步驟05包括:在所述金屬隔離層表面沉積金屬阻擋層。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟02中，所述預(yù)熱處理采用的溫度為350_450°C。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟02中，所述預(yù)熱處理在真空環(huán)境下進(jìn)行，所采用的時(shí)間大于3秒。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟03中，采用水進(jìn)行所述刷洗工藝。
[0020]本發(fā)明的一種提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，通過(guò)在對(duì)半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行除濕處理之前，先對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱處理可以造成半導(dǎo)體襯底邊緣背面的由于受熱不均勻而產(chǎn)生剝離物。再經(jīng)過(guò)刷洗工藝將剝離物去除，然后再進(jìn)行后續(xù)的除濕工藝、預(yù)清潔工藝和金屬阻擋層沉積工藝，從而避免了現(xiàn)有的金屬阻擋層沉積之后產(chǎn)生剝離缺陷，提高了金屬阻擋層沉積質(zhì)量，有利于后續(xù)工藝的順利進(jìn)行和提高整個(gè)器件的質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為現(xiàn)有的金屬阻擋層沉積方法的流程示意圖
[0022]圖2為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法的流程示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0024]如前所述，由于后段工藝的復(fù)雜性，在金屬阻擋層沉積之前，在半導(dǎo)體襯底邊緣的背面會(huì)出現(xiàn)不平整等問(wèn)題，采用現(xiàn)有的金屬阻擋層沉積工藝，會(huì)經(jīng)歷去除濕氣的過(guò)程，該去除濕氣的過(guò)程需要高溫環(huán)境，會(huì)造成半導(dǎo)體襯底邊緣背面出現(xiàn)熱應(yīng)力不均勻的問(wèn)題，從而造成半導(dǎo)體襯底表面產(chǎn)生剝離物。一旦剝離物落在半導(dǎo)體襯底的功能區(qū)，金屬阻擋層沉積于其上，在后續(xù)的刷洗工藝后，會(huì)將功能區(qū)的金屬阻擋層去除，從而影響后續(xù)工藝的順利進(jìn)行和整個(gè)器件的性能，甚至造成器件的報(bào)廢。由此，本發(fā)明提出了一種提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，通過(guò)在對(duì)半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行除濕處理之前，先對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱處理可以造成半導(dǎo)體襯底邊緣背面的由于受熱不均勻而產(chǎn)生剝離物。再經(jīng)過(guò)刷洗工藝將剝離物去除，然后再進(jìn)行后續(xù)的除濕工藝、預(yù)清潔工藝和金屬阻擋層沉積工藝，從而避免了現(xiàn)有的金屬阻擋層沉積之后產(chǎn)生剝離缺陷。
[0025]以下將結(jié)合附圖2和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達(dá)到輔助說(shuō)明本實(shí)施例的目的。
[0026]請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法的流程示意圖，本實(shí)施例的提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，包括:
[0027]步驟01:提供一個(gè)表面具有介質(zhì)層的半導(dǎo)體襯底；
[0028]具體的，半導(dǎo)體襯底表面的介質(zhì)層的形成可以包括依次在半導(dǎo)體襯底上沉積刻蝕阻擋層和金屬隔離層，這不用于限制本發(fā)明的范圍；在本發(fā)明中，介質(zhì)層可以包括多層，t匕如，在金屬隔離層之下還可以包括有正硅酸乙酯層(TEOS)。半導(dǎo)體襯底可以為后段工藝中的任意襯底，比如，在介質(zhì)層下面的半導(dǎo)體襯底中具有接觸孔結(jié)構(gòu)或金屬互連結(jié)構(gòu)等。
[0029]步驟02:對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行預(yù)熱處理；
[0030]具體的，預(yù)熱處理的具體工藝參數(shù)可以但不限于包括:真空環(huán)境下，惰性氣氛，溫度為350-450°C,采用的時(shí)間大于3秒。惰性氣氛可以采用氮?dú)饣驓鍤獾取?br> [0031]此處，進(jìn)行預(yù)熱處理，可以使半導(dǎo)體襯底處在一定的高溫環(huán)境下，從而造成半導(dǎo)體襯底邊緣背面的熱應(yīng)力不均勻而產(chǎn)生剝離物，這樣，經(jīng)預(yù)熱處理，半導(dǎo)體襯底邊緣背面的剝離物就從半導(dǎo)體襯底剝離出來(lái)，以便于后續(xù)將其進(jìn)行刷洗。
[0032]步驟03:對(duì)半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行刷洗工藝；
[0033]具體的，刷洗工藝采用的清洗液可以為水。比如去離子水、超純水等，以避免對(duì)半導(dǎo)體襯底表面造成腐蝕。刷洗工藝亦可采用現(xiàn)有的刷洗方法，本發(fā)明在此不再贅述。
[0034]由此可見(jiàn)，本發(fā)明的思路簡(jiǎn)言之即為:先利用高溫和刷洗過(guò)程將剝離物去除，再沉積金屬阻擋層。
[0035]步驟04 ;去除半導(dǎo)體襯底表面的濕氣并進(jìn)行預(yù)清潔過(guò)程；
[0036]具體的，該步驟04可以采用常規(guī)的去除濕氣和預(yù)清潔的工藝方法，本發(fā)明對(duì)此不作限制。
[0037]步驟05:在半導(dǎo)體襯底上沉積金屬阻擋層。
[0038]具體的，由于本實(shí)施例中半導(dǎo)體襯底表面最外層的介質(zhì)層為金屬隔離層，因此，在金屬隔離層表面沉積金屬阻擋層，金屬阻擋層的沉積方法可以但不限于采用物理氣相沉積法。
[0039]需要說(shuō)明的是，在步驟03之后，還可以包括現(xiàn)有的金屬阻擋層沉積工藝中的其它步驟，本發(fā)明對(duì)此不作限制。
[0040]綜上所述，本發(fā)明可以有效避免現(xiàn)有的金屬阻擋層沉積之后產(chǎn)生的剝離缺陷的缺陷，提高了金屬阻擋層沉積質(zhì)量，有利于后續(xù)工藝的順利進(jìn)行以及提高整個(gè)器件的質(zhì)量。
[0041]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述實(shí)施例僅為了便于說(shuō)明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)所述為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，其特征在于，包括: 步驟Ol:提供一個(gè)表面具有介質(zhì)層的半導(dǎo)體襯底； 步驟02:對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行預(yù)熱處理； 步驟03:對(duì)所述半導(dǎo)體襯底表面進(jìn)行刷洗工藝； 步驟04 ;去除所述半導(dǎo)體襯底表面的濕氣并進(jìn)行預(yù)清潔過(guò)程； 步驟05:在所述半導(dǎo)體襯底上沉積金屬阻擋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，其特征在于，所述步驟01中，包括:所述介質(zhì)層的形成包括依次在半導(dǎo)體襯底上沉積刻蝕阻擋層和金屬隔離層；所述步驟05包括:在所述金屬隔離層表面沉積金屬阻擋層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，其特征在于，所述步驟02中，所述預(yù)熱處理采用的溫度為350-450°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，其特征在于，所述步驟02中，所述預(yù)熱處理在真空環(huán)境下進(jìn)行，所采用的時(shí)間大于3秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高金屬阻擋層沉積質(zhì)量的方法，其特征在于，所述步驟03中，采用水進(jìn)行所述刷洗工藝。
【文檔編號(hào)】H01L21/3205GK104183481SQ201410428647
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】范榮偉, 陳宏璘, 龍吟, 胡向華, 倪棋梁 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司