[发明专利]金属薄膜的制备方法及金属薄膜结构

说明书

本申请公开了一种金属薄膜的制备方法及金属薄膜结构。该金属薄膜的制备方法包括：在晶片上形成粘附层，晶片位于腔室内；以及向腔室中通入第一前驱体和第二前驱体，以在粘附层的表面上形成金属薄膜，其中，在通入第一前驱体和第二前驱体之前，对粘附层的表面进行预处理，以提高表面的组分均一性，从而调整金属薄膜的反射率。该金属薄膜的制备方法通过对粘附层表面进行预处理，使得金属薄膜的反射率可控，有利于改善金属薄膜反射率的均匀性和一致性，从而有利于金属薄膜的工业化批量生产。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及一种金属薄膜的制备方法及金属薄膜。

背景技术

随着半导体制造技术的发展，金属被广泛应用于半导体器件中，以金属钨为例，其具有低电阻、硬度高、熔点高等优良特性，且钨在高深宽比的沟槽填充时具有良好的保形性，并且可以充分填充窄沟槽。

在金属薄膜的制备方法中，通常采用氮化钛薄膜(TiN film)作为粘附层，并采用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)沉积工艺形成位于粘附层上的金属薄膜。在化学气相沉积工艺过程中，需要对工艺中的多个参数进行实时监控，以保证最终形成的金属薄膜的品质。其中，金属薄膜的反射率(reflectivity)是十分重要的参数，其表征金属薄膜的表面平整度，当反射率低时，表征金属薄膜的表面平整度低，当反射率高时，表征金属薄膜的表面平整度高，反射率随金属薄膜的表面平整度增高而增大。

然而，对于传统的金属薄膜的制备方法，其制备出的金属薄膜的反射率往往存在很大的不稳定性，如图1所示，当形成厚度为480nm的金属薄膜样品时，十个样品中出现了一个非正常样品，与正常样品相比，其反射率高，且表面平整度高。此外，在另外一些未示出的金属薄膜样品中，还可能出现一些非正常样品，其反射率低于正常样品的反射率。对于上述两种情况的一些非正常样品，其表面平整度优于/劣于正常样品，与正常样品的表面平整度差异过大，而对于半导体批量制造的工艺来讲，其要求每一个产品的品质相近似，因此，传统的金属薄膜的制备方法存在不稳定性。

为此，期望提出一种进一步改进的金属薄膜的制备方法，以对金属薄膜的反射率进行调控，从而改善金属薄膜反射率的均匀性。·

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种金属薄膜的制备方法及金属薄膜结构，从而可以对金属薄膜的反射率进行调控。

根据本发明的第一方面，提供一种金属薄膜的制备方法，包括：在晶片上形成粘附层，所述晶片位于腔室内；以及向所述腔室中通入第一前驱体和第二前驱体，以在所述粘附层的表面上形成金属薄膜，其中，在通入所述第一前驱体和所述第二前驱体之前，对所述粘附层的所述表面进行预处理，以提高所述表面的组分均一性，从而调整所述金属薄膜的反射率。

优选地，所述第二前驱体为还原气体，对所述粘附层进行预处理的方法包括：在所述腔室中通入所述第二前驱体，并使所述粘附层的所述表面充分吸收所述第二前驱体，以提高所述表面的所述第二前驱体的所述组分均一性。

优选地，所述第一前驱体为腐蚀性气体，对所述粘附层进行预处理的方法包括：在所述腔室中通入所述第一前驱体，以使所述粘附层的所述表面的氧化物被所述第一前驱体腐蚀，以提高所述表面的所述粘附层的所述组分均一性。

优选地，对所述粘附层进行预处理的方法包括：在所述腔室中提供所述粘附层之后，将所述粘附层在晶片盒内放置等待时间(Q time)，以在所述粘附层的所述表面均匀形成氧化物，从而提高所述表面的所述氧化物的所述组分均一性。

优选地，所述粘附层的材料为氮化钛。

优选地，提供所述粘附层的方法包括：采用原子层沉积工艺在所述晶片上形成所述粘附层。