專(zhuān)利名稱(chēng)：形成金屬化合物薄膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝，特別涉及形成金屬化合物薄膜的方法。
背景技術(shù)：
高端微處理芯片的性能越來(lái)越受到互連布線(xiàn)中的信號(hào)傳送延遲的限制，該互連布線(xiàn)用來(lái)在該芯片中的各設(shè)備間保持連接。在通常稱(chēng)之為后段工藝(BEOL)的互連中，這些導(dǎo)線(xiàn)中的延遲通過(guò)與之相關(guān)的電阻R和電容C的乘積來(lái)表示。隨著芯片集成度的不斷提高，銅已經(jīng)取代鋁成為超大規(guī)模集成電路制造中的主流互連技術(shù)。作為鋁的替代物，銅導(dǎo)線(xiàn)可以降低互連阻抗，降低功耗和成本，提高芯片的集成度、器件密度和時(shí)鐘頻率。當(dāng)通過(guò)在BEOL 布線(xiàn)中采用銅代替鋁來(lái)減少R時(shí)，C的減少可以通過(guò)減少環(huán)繞互連布線(xiàn)的絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。已經(jīng)采用將金屬間電介質(zhì)(IMD)從二氧化硅(介電常數(shù)k約為4)改變成更低k的IMD，如氟代二氧化硅(k約為3. 6)和由CVD (化學(xué)氣相沉積)或在膜上旋涂形成的有機(jī)硅酸鹽(k大約在2. 7 3. 2)，以進(jìn)一步降低BEOL的電容。在制作半導(dǎo)體互連結(jié)構(gòu)的工藝中，由于銅很容易被氧化，所以最后一層仍然采用圖案化的鋁墊層以形成陣列的鋁墊層來(lái)為輸入/輸出(I/O)或者電源/接地信號(hào)提供連接。如圖IA所示，提供前端器件結(jié)構(gòu)111，具有通孔(或接觸孔)112，傳統(tǒng)的制作工藝中，在形成鋁墊層之前，會(huì)在通孔(或接觸孔)112內(nèi)形成鈦(Ti)膜層101和TiN膜層 102作為阻擋層，這是考慮了鋁墊層與層間介質(zhì)層(ILD)的附著性和阻擋性而形成的。鈦膜層具有很好的附著性，而TiN膜層也可以有效地抑制接下來(lái)要形成的鋁墊層和鈦膜層的反應(yīng)。由于采用物理氣相沉積(PVD)法形成的膜層，具有高硬度、高耐磨性(低摩擦系數(shù))、很好的耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，膜層的壽命很長(zhǎng)，因此PVD法已被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝中，而濺射法作為PVD法的一種，更是被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中。因此，一般情況下，鈦膜層101和TiN膜層102是用配置鈦靶的同一個(gè)濺射裝置連續(xù)形成的(TiN膜層102 是在氮?dú)夥罩袨R射形成的)。即先在通孔/接觸孔內(nèi)形成一層鈦膜層101，然后在反應(yīng)腔室中通入N2氣，使N2氣與濺射出的鈦原子反應(yīng)形成TiN膜層102。但是這種傳統(tǒng)的制作Ti/TiN阻擋層的方法有一定的缺陷。這是由于，在使用濺射法沉積薄膜時(shí)，靶附近產(chǎn)生的等離子體最強(qiáng)，至前端器件結(jié)構(gòu)111表面呈逐漸遞減狀態(tài)，如圖IB所示。需要指出的是，圖中僅以線(xiàn)段密集程度代表等離子體的強(qiáng)弱程度，而非等離子體具體形態(tài)及方向，僅為示意性圖例。因此在通入N2氣形成TiN膜層時(shí)，會(huì)在鈦靶105的表面也生成TiN。這樣，在下次需要形成鈦膜層時(shí)，會(huì)由于鈦靶表面的TiN的存在而致使鈦膜層中也含有TiN，這樣就會(huì)造成鈦膜層的不純。而鈦膜層的不純會(huì)使得鈦膜層的附著性降低，在接下來(lái)的工藝中容易脫落。這樣會(huì)造成半導(dǎo)體器件可靠性的降低以及整體性能的降低，嚴(yán)重時(shí)，甚至導(dǎo)致整個(gè)半導(dǎo)體器件的報(bào)廢。如果將形成鈦膜層和TiN膜層分別在兩個(gè)反應(yīng)腔室內(nèi)進(jìn)行制作，又會(huì)造成成本的上升，因?yàn)槌朔磻?yīng)腔室，還需要有配套的各種設(shè)備， 這大大增加了制作成本。因此，需要一種新的方法，能夠避免由于靶受到污染而導(dǎo)致利用靶材料所沉積的薄膜的性能的變化。

發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式
部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。為了避免由于靶受到污染而導(dǎo)致利用靶材料所沉積的薄膜的性能的變化，本發(fā)明提供了一種形成金屬化合物薄膜的方法，包括(a)提供前端器件結(jié)構(gòu)，將所述前端器件結(jié)構(gòu)置于反應(yīng)腔室內(nèi)的底部，所述反應(yīng)腔室具有濺射裝置和電感耦合等離子體裝置，所述濺射裝置具有位于所述反應(yīng)腔室內(nèi)的頂部的靶，所述電感耦合等離子體裝置用于在所述前端器件結(jié)構(gòu)表面的區(qū)域形成等離子體區(qū)域；(b)采用所述濺射裝置在所述前端器件結(jié)構(gòu)上形成由所述靶的材料構(gòu)成的靶材料薄膜；(C)在所述濺射裝置關(guān)閉且在所述電感耦合等離子體裝置開(kāi)啟的情況下通入反應(yīng)氣體使所述反應(yīng)氣體與所述靶材料薄膜反應(yīng)，以形成所述金屬化合物薄膜。優(yōu)選地，在所述濺射裝置處于開(kāi)啟的狀態(tài)下開(kāi)啟所述電感耦合等離子體裝置。優(yōu)選地，所述電感耦合等離子體裝置具有電感耦合線(xiàn)圈，所述電感耦合線(xiàn)圈位于所述靶和所述前端器件結(jié)構(gòu)之間的所述反應(yīng)腔室內(nèi)的側(cè)壁上。優(yōu)選地，所述電感耦合線(xiàn)圈與所述靶在垂直方向上的距離大于所述電感耦合線(xiàn)圈與所述前端器件結(jié)構(gòu)在垂直方向上的距離。優(yōu)選地，所述電感耦合線(xiàn)圈與所述靶在垂直方向上的距離大于或等于15cm。優(yōu)選地，所述電感耦合線(xiàn)圈與所述前端器件結(jié)構(gòu)在垂直方向上的距離為0 IOcm0優(yōu)選地，所述靶選自鋯靶、鉻靶、鋁靶、錫靶、釩靶、銻靶、銦靶、鎢靶、鉍靶、銅靶、鉭靶、鋅靶、鎂靶、鈮靶、鉬靶、鈷靶、鐵靶、鍺靶、鉿靶、鉛靶、鎳靶、銀靶、鈹靶。優(yōu)選地，所述靶為鈦靶。優(yōu)選地，所述前端器件結(jié)構(gòu)的頂部具有通孔，所述通孔中具有由所述鈦靶形成的
鈦膜層。優(yōu)選地，所述反應(yīng)氣體為隊(duì)氣。優(yōu)選地，所述金屬化合物薄膜為T(mén)iN膜層。優(yōu)選地，形成所述TiN膜層時(shí)所述電感耦合等離子體裝置所采用的功率是100 2500W。優(yōu)選地，形成所述TiN膜層時(shí)，所述反應(yīng)腔室的氣壓為1 50mtorr。根據(jù)本發(fā)明，能夠保證所形成的靶材料薄膜不會(huì)因?yàn)楹衅渌s質(zhì)而改變其自身的性能，進(jìn)一步地，也避免了最終所形成的其它金屬化合物薄膜存在雜質(zhì)造成自身性能的改變。而且，可以在同一反應(yīng)腔室內(nèi)形成各種所需的靶材料薄膜或金屬化合物薄膜而不用擔(dān)心其會(huì)受到污染，既能夠保證最終所形成的半導(dǎo)體器件的整體性能又不會(huì)增加成本。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，圖IA是傳統(tǒng)的制作具有鈦膜層和TiN膜層的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖IB是等離子體強(qiáng)度從靶處至前端器件結(jié)構(gòu)處逐漸遞減的示意圖；圖2A根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制作金屬化合物薄膜的裝置的示意圖；圖2B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制作金屬化合物薄膜的工藝流程圖；圖3A至3E是制作具有鈦膜層和TiN膜層的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖4是制作具有鈦膜層和TiN膜層的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。為了徹底了解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便說(shuō)明本發(fā)明是如何來(lái)制作金屬化合物薄膜的。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下列說(shuō)明，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需要說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、清晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。應(yīng)當(dāng)了解，當(dāng)提到一層在另一層 “上”時(shí)，該層可以直接在上面，或者可以有一個(gè)或多個(gè)中間層。另外，還應(yīng)理解，提到一層在兩個(gè)層“之間”時(shí)，它可以只是在兩個(gè)層之間的層，或也可以有一個(gè)或多個(gè)中間層。如圖2A所示，提供反應(yīng)腔室200。反應(yīng)腔室200同時(shí)具有濺射裝置和電感耦合等離子體裝置(ICP)。濺射裝置和電感耦合等離子體裝置均為本領(lǐng)域人員公知的結(jié)構(gòu)。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，濺射裝置僅示出安裝在反應(yīng)腔室200內(nèi)的頂部的陰極201、安裝在陰極201 —側(cè)上的靶202以及與靶202相向且安裝在反應(yīng)腔室200內(nèi)的底部的陽(yáng)極203，電感耦合等離子體裝置僅示出電感耦合線(xiàn)圈204，其位于反應(yīng)腔室200內(nèi)的側(cè)壁上，且位于反應(yīng)腔室200內(nèi)的靶202與前端器件結(jié)構(gòu)211之間的側(cè)壁上。電感耦合等離子體裝置用于在前端器件結(jié)構(gòu) 211表面的區(qū)域形成等離子體區(qū)域。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，可根據(jù)所需要沉積的薄膜不同來(lái)更換靶202，例如靶202的材料可以是以下任意一種材料的靶，例如是鋯靶、鉻靶、鈦(Ti)靶、 鋁靶、錫靶、釩靶、銻靶、銦靶、鎢靶、鉍靶、銅靶、鉭靶、鋅靶、鎂靶、鈮靶、鉬靶、鈷靶、鐵靶、鍺靶、鉿靶、鉛靶、鎳靶、銀靶、鈹靶等，并配合與其能夠反應(yīng)且生成所需要的薄膜的氣體，例如工業(yè)中常采用的02、N2或Cl2等氣體。提供前端器件結(jié)構(gòu)211，前端器件結(jié)構(gòu)211包括已經(jīng)完成的在形成金屬化合物薄膜之前所需的全部結(jié)構(gòu)，例如柵極、源極、漏極等常規(guī)結(jié)構(gòu)(圖中未示出)。前端器件結(jié)構(gòu)211的頂部具有通孔。將前端器件結(jié)構(gòu)211放在反應(yīng)腔室200 的陽(yáng)極上且與靶202相向。其中，電感耦合線(xiàn)圈204與靶202在垂直方向上的距離要大于電感耦合線(xiàn)圈204與前端器件結(jié)構(gòu)211在垂直方向上的距離，例如，電感耦合線(xiàn)圈204與靶 202在垂直方向上的距離大于或等于15cm，電感耦合線(xiàn)圈204與前端器件結(jié)構(gòu)211在垂直
5方向上的距離為0 10cm。圖2B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例來(lái)形成金屬化合物薄膜的步驟。在步驟201 中，提供前端器件結(jié)構(gòu)，將前端器件結(jié)構(gòu)置于反應(yīng)腔室內(nèi)的底部，反應(yīng)腔室具有濺射裝置和電感耦合等離子體裝置，濺射裝置具有位于反應(yīng)腔室內(nèi)的頂部的靶，電感耦合等離子體裝置用于在前端器件結(jié)構(gòu)表面的區(qū)域形成等離子體區(qū)域。在步驟202中，采用濺射裝置在前端器件結(jié)構(gòu)上形成由靶的材料構(gòu)成的靶材料薄膜。在步驟203中，在濺射裝置關(guān)閉且在電感耦合等離子體裝置開(kāi)啟的情況下通入反應(yīng)氣體使反應(yīng)氣體與靶材料薄膜反應(yīng)，以形成金屬化合物薄膜。需要指出的是，圖中僅以線(xiàn)段密集程度代表等離子體在不同區(qū)域的強(qiáng)弱程度，而非等離子體具體形態(tài)及方向，僅為示意性圖例。由于電感耦合等離子體裝置在反應(yīng)腔室內(nèi)具有等離子體尊在的情況下較容易地實(shí)現(xiàn)電感耦合等離子體點(diǎn)火，因此，優(yōu)選的方案為在濺射裝置開(kāi)啟的狀態(tài)下開(kāi)啟電感耦合等離子體裝置。由于在通入反應(yīng)氣體之前，已經(jīng)關(guān)閉了濺射裝置，而電感耦合等離子體裝置的電感耦合線(xiàn)圈與靶又有一定的距離，因此此時(shí)靶的附近沒(méi)有等離子體的存在，所以不會(huì)在靶表面發(fā)生反應(yīng)，只會(huì)在靶材料薄膜表面發(fā)生反應(yīng)，這樣就不會(huì)對(duì)靶造成污染。所以，再次使用該靶進(jìn)行鍍膜時(shí)，就能夠保證所形成的靶材料薄膜不會(huì)因?yàn)楹衅渌s質(zhì)而改變其自身的性能，進(jìn)一步地，也避免了最終所形成的其它金屬化合物薄膜存在雜質(zhì)造成自身性能的改變。而且，根據(jù)本實(shí)施例的方法，可以在同一反應(yīng)腔室內(nèi)形成各種所需的靶材料薄膜或金屬化合物薄膜而不用擔(dān)心其會(huì)受到污染，既能夠保證最終所形成的半導(dǎo)體器件的整體性能又不會(huì)增加成本。如圖3A至3E所示，為采用上述方法的制作具有鈦膜層和TiN膜層的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。如圖3A所示，提供反應(yīng)腔室300和基底311。反應(yīng)腔室300具有濺射裝置和電感耦合等離子體裝置，濺射裝置和電感耦合等離子體裝置可以是任何本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的結(jié)構(gòu)。例如濺射裝置為直流磁控濺射裝置等。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，濺射裝置僅示出安裝在反應(yīng)腔室300內(nèi)的頂部的陰極301、安裝在陰極301 —側(cè)上的鈦靶302以及與鈦靶302相向且安裝在反應(yīng)腔室300內(nèi)的底部的陽(yáng)極303，電感耦合等離子體裝置僅示出電感耦合線(xiàn)圈304， 其位于反應(yīng)腔室300內(nèi)的側(cè)壁上，且位于基底311與陽(yáng)極303之間的反應(yīng)腔室300內(nèi)的側(cè)壁上。其中，電感耦合線(xiàn)圈304與基底311的垂直方向上的距離為0 10cm，電感耦合線(xiàn)圈 304與靶302垂直方向上的距離大于或等于15cm?；?11放在反應(yīng)腔室300中的陽(yáng)極上且與靶302相向?；?11包括在形成Ti/TiN阻擋層之前所需的結(jié)構(gòu)，例如柵極、源極、漏極等常規(guī)工藝結(jié)構(gòu)，需要指出的是，基底311的頂部具有通孔，為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，圖中均未示出。如圖;3B所示，開(kāi)啟濺射裝置，在整個(gè)反應(yīng)腔室300內(nèi)形成等離子體以在基底311 上形成鈦膜層312。例如，如果濺射裝置是直流磁控濺射裝置，通過(guò)陰極301對(duì)鈦靶302施加直流電，則在基底311上會(huì)形成一層厚度大約為200 1000埃的鈦膜層312。具有鈦膜層312的基底311稱(chēng)作前端器件結(jié)構(gòu)，前端器件結(jié)構(gòu)的頂部為具有由鈦靶形成的鈦膜層的通孑L。如圖3C所示，開(kāi)啟電感耦合等離子體裝置，利用電感耦合線(xiàn)圈304在靠近鈦膜層312表面的區(qū)域形成等離子體區(qū)域，即在遠(yuǎn)離鈦靶302的地方形成等離子體區(qū)域?？蛇x地，可以先關(guān)閉濺射裝置，再開(kāi)啟電感耦合等離子體裝置。但是，由于電感耦合等離子體裝置在反應(yīng)腔室300內(nèi)有等離子體存在的情況下較容易地實(shí)現(xiàn)電感耦合等離子體點(diǎn)火，因此，本實(shí)施例選擇在濺射裝置開(kāi)啟的狀態(tài)下開(kāi)啟電感耦合等離子體裝置。此時(shí)設(shè)置反應(yīng)腔室300的氣壓為1 50mtorr，設(shè)置電源耦合等離子體裝置的功率為100 2500W。其中， ltorr ^ 133. 32 帕斯卡。如圖3D所示，關(guān)閉濺射裝置。如圖3E所示，將隊(duì)氣通入反應(yīng)腔室300內(nèi)，在電感耦合等離子體裝置所產(chǎn)生的等離子體的作用下，N2氣與基底311上所沉積的部分鈦膜層312發(fā)生反應(yīng)，形成TiN膜層313， 厚度大約為20 100埃。這樣就形成了半導(dǎo)體器件工藝中通常所采用的Ti/TiN金屬阻擋層。如圖4所示，為制作具有鈦膜層和TiN膜層的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的工藝流程圖。在步驟401中，提供前端器件結(jié)構(gòu)，前端器件結(jié)構(gòu)的頂部具有通孔，通孔中具有由鈦靶形成的鈦膜層。在步驟402中，將前端器件結(jié)構(gòu)置于反應(yīng)腔室內(nèi)的底部，反應(yīng)腔室具有濺射裝置和電感耦合等離子體裝置，濺射裝置具有位于反應(yīng)腔室內(nèi)的頂部的鈦靶，電感耦合等離子體裝置用于在前端器件結(jié)構(gòu)表面的區(qū)域形成等離子體區(qū)域。在步驟403中，采用濺射裝置在前端器件結(jié)構(gòu)上形成由鈦靶形成的鈦膜層。在步驟404中，在濺射裝置關(guān)閉且在電感耦合等離子體裝置開(kāi)啟的情況下通入隊(duì)氣使N2氣與部分鈦膜層反應(yīng)，形成TiN膜層。根據(jù)本實(shí)施例的方法，在形成TiN膜層的過(guò)程中，在遠(yuǎn)離鈦靶的地方形成等離子體區(qū)域，即僅在鈦膜層附近形成等離子體區(qū)域并僅在鈦膜層表面發(fā)生反應(yīng)，能夠避免對(duì)鈦靶的污染，這樣在下一次使用鈦靶形成鈦膜層時(shí)，不會(huì)因?yàn)殁伆斜砻娲嬖赥iN雜質(zhì)而對(duì)所形成的鈦膜層的性能造成一定的影響，例如避免了鈦膜層由于附著力下降而容易脫落的問(wèn)題。因此，提高了半導(dǎo)體器件的良品率，保證了半導(dǎo)體器件的可靠性。而且，不需要額外的反應(yīng)腔室，不會(huì)造成生產(chǎn)成本的提高。根據(jù)如上所述的實(shí)施例制造的金屬化合物薄膜可應(yīng)用于多種集成電路(IC)中。 根據(jù)本發(fā)明的IC例如是存儲(chǔ)器電路，如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)、同步 DRAM (SDRAM)、靜態(tài)RAM(SRAM)、或只讀存儲(chǔ)器(ROM)等等。根據(jù)本發(fā)明的IC還可以是邏輯器件，如可編程邏輯陣列(PLA)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、合并式DRAM邏輯集成電路(掩埋式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、射頻器件或任意其他電路器件。根據(jù)本發(fā)明的IC芯片可用于例如用戶(hù)電子產(chǎn)品，如個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、蜂窩式電話(huà)、個(gè)人數(shù)字助理、攝像機(jī)、 數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等各種電子產(chǎn)品中，尤其是射頻產(chǎn)品中。本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以?xún)?nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種形成金屬化合物薄膜的方法，包括(a)提供前端器件結(jié)構(gòu)，將所述前端器件結(jié)構(gòu)置于反應(yīng)腔室內(nèi)的底部，所述反應(yīng)腔室具有濺射裝置和電感耦合等離子體裝置，所述濺射裝置具有位于所述反應(yīng)腔室內(nèi)的頂部的靶，所述電感耦合等離子體裝置用于在所述前端器件結(jié)構(gòu)表面的區(qū)域形成等離子體區(qū)域；(b)采用所述濺射裝置在所述前端器件結(jié)構(gòu)上形成由所述靶的材料構(gòu)成的靶材料薄膜；(c)在所述濺射裝置關(guān)閉且在所述電感耦合等離子體裝置開(kāi)啟的情況下通入反應(yīng)氣體使所述反應(yīng)氣體與所述靶材料薄膜反應(yīng)，以形成所述金屬化合物薄膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述濺射裝置處于開(kāi)啟的狀態(tài)下開(kāi)啟所述電感耦合等離子體裝置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述電感耦合等離子體裝置具有電感耦合線(xiàn)圈，所述電感耦合線(xiàn)圈位于所述靶和所述前端器件結(jié)構(gòu)之間的所述反應(yīng)腔室內(nèi)的側(cè)壁上。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述電感耦合線(xiàn)圈與所述靶在垂直方向上的距離大于所述電感耦合線(xiàn)圈與所述前端器件結(jié)構(gòu)在垂直方向上的距離。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述電感耦合線(xiàn)圈與所述靶在垂直方向上的距離大于或等于15cm。
6.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述電感耦合線(xiàn)圈與所述前端器件結(jié)構(gòu)在垂直方向上的距離為0 10cm。
7.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述靶選自鋯靶、鉻靶、鋁靶、錫靶、釩靶、銻靶、銦靶、鎢靶、鉍靶、銅靶、鉭靶、鋅靶、鎂靶、鈮靶、鉬靶、鈷靶、鐵靶、鍺靶、鉿靶、鉛靶、鎳靶、銀靶、鈹靶。
8.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述靶為鈦靶。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述前端器件結(jié)構(gòu)的頂部具有通孔，所述通孔中具有由所述鈦靶形成的鈦膜層。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述反應(yīng)氣體為N2氣。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述金屬化合物薄膜為T(mén)iN膜層。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，形成所述TiN膜層時(shí)所述電感耦合等離子體裝置所采用的功率是100 2500W。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，形成所述TiN膜層時(shí)，所述反應(yīng)腔室內(nèi)的氣壓為1 50mtorr。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種形成金屬化合物薄膜的方法，包括提供前端器件結(jié)構(gòu)，將前端器件結(jié)構(gòu)置于反應(yīng)腔室內(nèi)的底部，反應(yīng)腔室具有濺射裝置和電感耦合等離子體裝置，濺射裝置具有位于反應(yīng)腔室內(nèi)的頂部的靶，電感耦合等離子體裝置用于在前端器件結(jié)構(gòu)表面的區(qū)域形成等離子體區(qū)域；采用濺射裝置在前端器件結(jié)構(gòu)上形成由靶的材料構(gòu)成的靶材料薄膜；在濺射裝置關(guān)閉且在電感耦合等離子體裝置開(kāi)啟的情況下通入反應(yīng)氣體使反應(yīng)氣體與靶材料薄膜反應(yīng)，以形成金屬化合物薄膜。根據(jù)本發(fā)明，能夠保證所形成的靶材料薄膜不會(huì)因?yàn)楹衅渌s質(zhì)而改變其自身的性能。
文檔編號(hào)C23C14/35GK102383098SQ201010274968
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者何偉業(yè), 胡宇慧 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司