半导体器件的形成方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种半导体器件的形成方法。

背景技术：

在半导体器件的形成过程中，通常情况下，可以在半导体衬底上形成具有良好的密封性和较高的刻蚀比的膜层，从而避免空气中的水分、氧气等物质渗入与加工过的半导体衬底发生化学反应，影响器件的电学性能，降低产品质量。在现有技术中，无法将半导体衬底表面产生的水汽等杂质完全清除，在形成膜层以后，在半导体衬底上会产生一些缺陷，比如，会产生一些凹凸或者鼓包状的缺陷，以及形成的膜层无法与半导体衬底或者半导体衬底上的工艺层有效粘合。因此，会对后续工艺造成很大的影响。如图1所示，图1为现有技术中产生的缺陷图，在半导体衬底10上会产生大小不同的缺陷，该缺陷会影响器件的性能，从而降低产品的质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种半导体器件的形成方法，以解决半导体衬底上出现的异常缺陷的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种半导体器件的形成方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有金属层，并且所述半导体衬底置于一反应腔室内；

对所述半导体衬底执行烘烤工艺，去除所述半导体衬底上的水汽或者杂质；

形成介质层，所述介质层覆盖所述金属层。

可选的，在所述的半导体器件的形成方法中，所述烘烤工艺的烘烤温度为300℃-400℃。

可选的，在所述的半导体器件的形成方法中，所述烘烤工艺的烘烤时间为30s-60s。

可选的，在所述的半导体器件的形成方法中，在对所述半导体衬底执行烘烤工艺之后，所述半导体器件的形成方法还包括，将去除的所述水汽或者杂质排出所述反应腔室。

可选的，在所述的半导体器件的形成方法中，通过在所述反应腔室内通入氮气将所述水汽或杂质排出所述反应腔室。

可选的，在所述的半导体器件的形成方法中，将去除的所述水汽或者杂质排出所述反应腔室之后，所述半导体器件的形成方法还包括，对所述金属层进行预处理工艺，以去除所述金属层上的氧化物。

可选的，在所述的半导体器件的形成方法中，通过在所述反应腔室内通入氨气对所述金属层进行预处理工艺。

可选的，在所述的半导体器件的形成方法中，所述金属层的材料为铜、铝、铁、钾、钠和锌其中的一种或者多种组合。

可选的，在所述的半导体器件的形成方法中，通过沉积的方法形成所述介质层。

可选的，在所述的半导体器件的形成方法中，所述介质层的材料为氮化硅。

本发明提供的半导体器件的形成方法中，通过对所述半导体衬底执行烘烤工艺，去除所述半导体衬底上的水汽或者杂质；形成介质层，所述介质层覆盖所述金属层。由此通过所述烘烤工艺避免因水汽和杂质等异常物质对所述半导体衬底造成的缺陷，以及增加所述半导体衬底表面氧化物反应活性，使后续工艺形成的介质层能够与金属层有效的粘合。

附图说明

图1是现有技术中的半导体衬底表面的结构示意图；

图2是本发明具体实施例的半导体器件的形成方法的流程图；

图3是本发明具体实施例的半导体器件的形成方法中形成的结构示意图；

图4是本发明具体实施例的半导体衬底表面的结构示意图；

其中，附图标记说明如下：

10-半导体衬底；

100-半导体衬底；110-金属层；120-介质层。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的半导体器件的形成方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

此外，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本申请的核心思想在于，通过对所述半导体衬底执行烘烤工艺，去除所述半导体衬底上的水汽或者杂质；形成介质层，所述介质层覆盖所述金属层。由此，避免因水汽和杂质等异常物质对所述半导体衬底造成的缺陷，从而增加所述半导体衬底表面氧化物反应活性，以及使后续工艺形成的介质层能够与金属层有效的粘合。

接下去，本申请将结合具体实施例做进一步描述。

请参考图2，图2是本发明具体实施例的半导体器件的形成方法的流程示意图，所述半导体器件的形成方法具体的步骤包括：

步骤s1：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有金属层，并且所述半导体衬底置于一反应腔室内；

步骤s2：对所述半导体衬底执行烘烤工艺，去除所述半导体衬底上的水汽或者杂质；

步骤s3：形成介质层，所述介质层覆盖所述金属层。

接下去，对本发明进行具体细节的描述以便于充分理解本发明。

请参考图3，其是本发明具体实施例的半导体器件的形成方法中形成的结构示意图；如图3所示，在步骤s1中，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100可以是裸硅片，或裸硅锗片，或者soi衬底等。所述半导体衬底100上形成有金属层110，并且所述半导体衬底100置于一反应腔室内(图中未示出)，所述反应腔可以为化学气相沉积薄膜反应腔。所述金属层110的形成方法可以为，采用溅镀工艺在所述半导体衬底100上形成金属层110。优选的，所述金属层110的材料可以为易氧化的金属材料，比如可以为铜、铝、铁、钾、钠和锌其中的一种或者多种组合，但不限于此。在形成所述金属层110后，通过化学机械研磨工艺对所述金属层110进行研磨，以形成金属导线(图中未示出)。所述金属导线用于实现与外部电路的连接。其中，所述化学机械研磨工艺的时间可以根据加工的标准工艺确定，以形成理想的金属导线。通过所述化学机械研磨工艺能够使所述半导体衬底100表面平坦化，以使后续形成的膜层能够与所述半导体衬底100紧密结合，从而能够减少所述半导体衬底100上的缺陷密度。

在步骤s2中，对所述半导体衬底100执行烘烤工艺，去除所述半导体衬100上的水汽或者杂质。具体的，可以将所述反应腔室内的空气抽出，以及将悬浮于空气中的杂质污染物等抽出所述反应腔室。在抽出所述反应腔室内的空气后，将所述反应腔室内的压力调整到合适的压力值，比如，可以使所述反应腔室内的压力小于所述反应腔室外部的压力。然后对所述半导体衬底100进行所述烘烤工艺。优选的，所述烘烤工艺设置的烘烤温度为300℃-400℃，所述烘烤温度的设置能够使所述半导体衬底100充分的加热，从而去除所述半导体衬底100上的水汽或者杂质，以及能够避免烘烤温度过高造成的所述金属层110中的金属原子析出。所述烘烤工艺的烘烤时间为30s-60s，所述烘烤时间的设置，能够使所述烘烤工艺达到较佳的效果，从而将所述半导体衬底100上的水汽或者杂质彻底去除，避免所述半导体衬底100上形成缺陷，提高器件的性能。去除了水汽或者杂质的所述半导体衬底100，能够增加在后续的工艺中形成的膜层与所述半导体衬底100之间的粘合力。

在本申请的实施例中，在对所述半导体衬底执行烘烤工艺之后，所述半导体器件的形成方法还包括，将去除的所述水汽或者杂质排出所述反应腔室。可以通过在所述反应腔室内通入氮气的方法将去除的所述水汽或者杂质排出所述反应腔室。由此，将所述半导体衬底100与去除的所述水汽或者杂质分离，避免所述水汽或者杂质对所述半导体衬底100的吸附。以及在所述反应腔室内通入的所述氮气可保护半导体衬底100表面，避免所述半导体衬底100表面形成其它的缺陷。例如，能够避免金属层110产生凹凸缺陷等，从而提高器件的性能。

将去除的所述水汽或者杂质排出所述反应腔室后，所述半导体器件的形成方法还包括，对所述金属层进行预处理工艺，以去除所述金属层上的氧化物。可以通过在所述反应腔室内通入氨气的方法对所述金属层110进行预处理工艺，也可以通过在所述反应腔室内通入硅烷或者氨气和硅烷的混合气体的方法对所述金属层110进行预处理工艺。优选的，采用在所述反应腔室内通入氨气的方法对所述金属层110进行预处理工艺。

请继续参考图3，在步骤s3中，形成介质层120，所述介质层覆盖所述金属层110。优选的，可以通过化学气相沉积的方法形成所述介质层120。以在形成所述介质层120的工艺中能够控制所述介质层120的密度和纯度。在形成所述介质层120的工艺中，可以通过保持所述反应腔室内的气体浓度的稳定和保持所述反应腔室内的温度，提高所述介质层120沉积工艺的质量。经研究发现，影响所述半导体衬底100加工均匀性的主要因素是反应腔室内各部位淀积温度的综合作用和气源流量的稳定性。因此，可以通过保持所述反应腔室内的气体浓度的稳定和反应腔室内温度的方法，提高所述介质层120沉积工艺的质量，从而提高器件的性能。所述介质层110的材料可以为氮化硅。在本申请的其他实施例中所述介质层120的材料可以为氧化硅、掺氟的二氧化硅(fsg)、掺硼的二氧化硅(bsg)、掺磷的二氧化硅(psg)和掺硼磷的二氧化硅(bpsg)等。

请参考图4，其是本发明具体实施例的半导体衬底表面的结构示意图；如图4所示，采用本发明提供的所述半导体器件的形成方法，在所述半导体衬底100的表面形成所述介质层120后，所述半导体衬底100上几乎不存在缺陷。与现有技术相比，在本发明提供的所述半导体器件的形成方法中，避免了所述半导体衬底100上的大批量缺陷以及能够避免所述半导体衬底100上产生缺陷。以及能够使所述半导体衬底100上形成的膜层有效的粘合，比如，能够使所述金属层和所述介质层有效的粘合。由此，提高器件的性能。

综上可见，在本发明实施例提供半导体器件的形成方法中，通过对所述半导体衬底执行烘烤工艺，去除所述半导体衬底上的水汽或者杂质；形成介质层，所述介质层覆盖所述金属层。由此，避免因水汽和杂质等异常物质对所述半导体衬底造成的缺陷。增加所述半导体衬底表面氧化物反应活性，以及使后续工艺形成的介质层能够与金属层有效的粘合。由此，避免了缺陷的产生，提高器件的和产品的质量，从而解决了半导体衬底在形成膜层时出现的异常或者缺陷问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。