專利名稱：在半導體晶片上形成電導接結構的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種集成電路的制造方法，特別是涉及一種在半導體器件中制造鎢金屬層并即時濺射清潔去除污染物的方法。
半導體器件之間的電連接結構的重要性，目前越來越關鍵了，尤其是在半導體器件的體積越來越小的情況下。內(nèi)連線結構或其他的導電器件通常在電路設計中是用來提供半導體不同器件之間的某一特定導電路線。在晶片以及半導體器件這些下層的表面要進行導電器件的工藝時，最重要的是這些下層的表面必須要沒有任何污染，例如濕氣、微粒以及氧化物。另外一個要求是這些下部結構的表面必須是平坦的，以利于導電金屬材料的沉積。
金屬鎢是目前最常用來形成電導接結構的材料之一。在具有蝕刻開口的下層上，先將由鈦金屬所組成的粘著層濺射至下層表面以及開口的壁上，然后經(jīng)由化學氣相沉積法或物理氣相沉積法將由氮化鈦組成的阻擋層沉積在金屬鈦之上。最后再對此粘著層進行快速熱回火步驟。
下一步，利用化學氣相沉積法沉積一層鎢金屬，再進行金屬鎢回蝕的步驟，使得只有接觸窗開口內(nèi)可以留有金屬鎢插塞。在化學氣相沉積法形成金屬鎢的反應氣體有WF6和SiH4，所以在反應的過程中，會有氟氣的產(chǎn)生，附著在鎢金屬層和氮化鈦層的表面之上。
當晶片自蝕刻室中拿出時，氟氣會和空氣或濕氣反應，在鎢金屬和氮化鈦層表面形成不想要的氟化物沉淀物，造成在下一步金屬化工藝中會有橋接的問題。
在現(xiàn)有的方法中，是用化學溶液以化學反應的方式來去除這些氟化物的沉淀物。而氬等離子是用來防止進一步的氟化物再沉淀。此方法牽扯到兩個步驟的處理，使得半導體器件工藝的復雜性以及成本大為提高。
因此本發(fā)明的主要目的就是提供一種較為簡單，成本較為低廉的工藝，來防止氟化物的沉淀物產(chǎn)生，以便省略現(xiàn)有技術中對氟化物沉淀物的再處理步驟。
根據(jù)本發(fā)明，在晶片上方沉積一層絕緣層做為隔離之用。在絕緣層中間蝕刻出一個開口。接著依次沉積由鈦金屬所組成的粘著層以及由氮化鈦所組成的阻擋層。氮化鈦層是用化學氣相沉積法或物理氣相沉積法來沉積的。氮化鈦阻擋層是用來防止金屬鈦和下一步驟要形成的金屬層發(fā)生反應之用的。再對粘著層進行快速熱回火步驟。
接著再在氮化鈦層之上以及在蝕刻開口之中沉積一層金屬鎢。然后進行鎢回蝕工藝，在蝕刻開口中只留下金屬鎢插塞。完成之后，晶片仍留在蝕刻室之內(nèi)，接著進行等離子濺射來清除金屬鎢插塞表面和氮化鈦層表面的氟污染物。因為在晶片移出蝕刻室和空氣、水氣接觸之前就已經(jīng)把氟污染物清掉了，就不會在晶片表面形成氟化沉淀物。
為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明。附圖中

圖1為一具有示范器件的半導體晶片的結構剖面圖，繪出根據(jù)本發(fā)明的形成絕緣層以及蝕刻出開口的步驟；圖2給出根據(jù)本發(fā)明依次形成金屬鈦、氮化鈦以及金屬鎢的步驟；以及圖3給出根據(jù)本發(fā)明的金屬鎢回蝕的步驟。
本發(fā)明涉及一種消除因沉積以及蝕刻金屬鎢所造成的氟化物污染的方法。
請參照圖1，在具有半導體器件的硅晶片10的(100)晶面上形成一層絕緣層12，作為絕緣用。此絕緣層12的成分，包括氧化硅、氮化硅、硼磷硅玻璃或其他的絕緣材料。例如氧化硅層12，可以利用化學氣相沉積法沉積在硅晶片10之上。接著，藉著光致抗蝕劑層14來限定絕緣層12，然后在絕緣層12上蝕刻出接觸窗開口16，再去除光致抗蝕劑層14。
請參考圖2，在氧化硅層12的表面形成由鈦金屬所組成的粘著層18，厚度約100～800埃。形成的方法，例如用濺射法，濺射的溫度約250～450℃，氬氣的流量約20～40sccm。
在粘著層18的上方形成由氮化鈦所組成的阻擋層20，防止由鈦金屬所組成的粘著層18和下一步要形成的金屬層發(fā)生反應。氮化鈦阻擋層20的厚度約400～1000埃，形成的方法例如可用化學氣相沉積法，其反應溫度在250～450℃之間。而反應氣體中氬氣的流速約為20～40sccm，氮氣的流速約為15～35sccm。然后利用現(xiàn)有的光刻和腐蝕工藝，形成接觸窗開口16的構造。再利用化學氣相沉積法在氮化鈦阻擋層20的上方以及接觸窗開口16的內(nèi)部沉積一層鎢金屬22。
請參考圖3，進行金屬鎢回蝕的步驟，使得只有接觸窗開口16才留有金屬鎢插塞24。在化學氣相沉積法里進行反應的反應氣體有WF6和SiH4，因此在反應過程中會產(chǎn)生氟氣，氟污染會留在鎢金屬層22的表面以及氮化鈦阻擋層20之上。氟氣若和空氣或濕氣接觸時，會和空氣或濕氣反應，在金屬鎢22和氮化鈦20表面形成不想要的氟化物沉積物。所以當晶片仍在蝕刻室時，即進行等離子濺擊，以清潔金屬鎢22和氮化鈦20的表面。等離子的功率約100～200W，時間約20～40秒。因為在晶片表面氟污染和空氣或濕氣接觸之前就將氟氣清干凈了，所以不會有氟化物沉淀物的產(chǎn)生，也就不需要進行現(xiàn)有的除去氟化物沉淀物的步驟了。因此可以提高生產(chǎn)率以及降低成本。
由上述本發(fā)明優(yōu)選實施例可知，應用本發(fā)明具有提高生產(chǎn)率以及降低成本的優(yōu)點。
雖然本發(fā)明已結合一優(yōu)選實施例揭露如上，但是其并非用以限定本發(fā)明，本領域的技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作出各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應當由后附的權利要求界定。
權利要求
1．一種在一半導體晶片上形成電導接結構的方法，包括以下步驟在該半導體晶片上形成一絕緣層；在該絕緣層上形成一鈦金屬層，作為粘著層；在該鈦金屬層上形成一氮化鈦層，作為阻擋層；進行一快速熱回火步驟；在該氮化鈦層之上形成一鎢金屬層；以及進行等離子濺射，以去除在蝕刻室的晶片上的任何表面污染。
2．如權利要求1所述的方法，還包括對該鎢金屬層進行一金屬鎢回蝕的步驟。
3．如權利要求1所述的方法，其中，所述鎢金屬層是用化學氣相沉積法形成的。
4．如權利要求1所述的方法，其中，形成所述鎢金屬層的反應氣體為WF6和SiH4。
5．如權利要求1所述的方法，其中，所述等離子濺射步驟的功率為100～200W，時間約20～40秒。
全文摘要
一種在一半導體晶片上形成電導接結構的方法,包括以下步驟:在該半導體晶片上形成一絕緣層;在該絕緣層上形成一鈦金屬層,作為粘著層;在該鈦金屬層上形成一氮化鈦層,作為阻擋層;進行一快速熱回火步驟;在該氮化鈦層之上形成一鎢金屬層;以及進行等離子濺射,以去除在蝕刻室的晶片上的任何表面污染。根據(jù)本發(fā)明的方法,可以避免氟化物的沉淀物的產(chǎn)生。
文檔編號H01L21/02GK1236979SQ98118290
公開日1999年12月1日 申請日期1998年10月6日 優(yōu)先權日1998年5月26日
發(fā)明者陳昶輝 申請人:世大積體電路股份有限公司