半导体结构的制作方法

文档序号:9689104阅读:369来源:国知局
半导体结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制作领域技术,特别涉及一种半导体结构的制作方法。
【背景技术】
[0002]通常晶圆(wafer)是指硅半导体集成电路制作所使用的硅晶片,由于其形状大多为圆形,故称为晶圆;在晶圆上可加工制作成各种电路元器件结构,以制作具有特定电性功能的 IC(Integrated Circuit)产品。
[0003]随着半导体工业的不断进步,晶圆的尺寸越来越大,在晶圆的基础上加工形成的元器件结构日趋复杂,因此产生了一系列技术难题。其中,晶圆翘曲就是一个非常常见的问题,即晶圆产生形变,一般可用“翘曲度”来描述晶圆的整体形状,翘曲度是指相对晶圆中间表面的最佳参考面,晶圆中间表面任意二点的最大偏差。翘曲度越小,说明晶圆越平整;翘曲度越大,说明晶圆变形程度越严重。
[0004]晶圆翘曲产生变形的不利影响主要表现在:影响光刻精确度,晶圆难以被后续机台载入;在机台载入传输过程中无法吸附导致掉落摔碎;晶圆严重翘曲而导致晶圆内应力过大而开裂。这些不利因素极易导致晶圆在后续的半导体制程中报废;另外,晶圆的严重翘曲变形也会影响到晶圆的封装。
[0005]总而言之,晶圆的翘曲给半导体集成电路的制作带来相当大的困难,严重影响产品良率,寻找简单有效的消除晶圆翘曲的方法是当前亟需解决的难题之一。

【发明内容】

[0006]本发明解决的问题是提供一种半导体结构的制作方法,避免由于温度突变而引起的基底和金属层翘曲的问题,提高半导体结构的生产良率。
[0007]为解决上述问题,本发明提供一种半导体结构的制作方法,包括:提供基底;在所述基底表面形成金属层;提供退火腔室,将所述金属层置于退火腔室内进行退火处理,且在退火处理过程中,退火腔室内的温度为第一温度;在进行所述退火处理后,对所述放置有金属层的退火腔室进行降温处理,使所述退火腔室内的温度由第一温度递减至第二温度;将所述形成有金属层的基底从具有第二温度的退火腔室内取出。
[0008]可选的,所述退火腔室内具有加热源。
[0009]可选的,在所述退火处理过程中加热源处于开启状态,在所述降温处理过程中加热源处于关闭状态。
[0010]可选的,对所述放置有金属层的退火腔室进行降温处理的方法包括:第一次向所述退火腔室内通入气体,使退火腔室内具有第一压强,且退火腔室内的第一压强保持预设时长;在第一次向退火腔室内通入气体后,第一次从所述退火腔室内抽出气体,使退火腔室内具有第二压强。
[0011]可选的,重复若干次向所述退火腔室通入气体,使退火腔室内具有第一压强,退火腔室内的第一压强保持预设时长,且每一次向退火腔室内通入气体后,从所述退火腔室内抽出气体使退火腔室内具有第二压强,直至退火腔室内具有第二温度。
[0012]可选的,所述气体为N2、Ar、He或Ne。
[0013]可选的,所述第一压强为20托至40托,所述第二压强为5E-5托至7E_5托,所述预设时长为5秒至20秒。
[0014]可选的,所述向退火腔室内通入气体的次数为50至150次。
[0015]可选的,所述第一温度为160摄氏度至200摄氏度。
[0016]可选的,所述第二温度为50摄氏度至80摄氏度。
[0017]可选的,所述退火处理的方法包括:所述退火腔室内具有第一温度,第一次向所述退火腔室内通入气体,使退火腔室内具有第三压强,且退火腔室内的第三压强保持预定时长;第一次从所述退火腔室内抽出气体,使退火腔室内具有第四压强。
[0018]可选的,重复若干次向所述退火腔室通入气体,使退火腔室内具有第三压强,退火腔室内的第三压强保持预定时长;且每一次向退火腔室内通入气体后,从所述退火腔室内抽出气体,使退火腔室内具有第四压强。
[0019]可选的,所述气体为N2、Ar、He或Ne。
[0020]可选的,所述第三压强为20托至40托,所述第四压强为5E-5托至7E_5托。
[0021 ] 可选的,所述预设时长为5秒至20秒。
[0022]可选的,所述向退火腔室内通入气体的次数为5至15次。
[0023]可选的,将所述形成有金属层的基底从具有第二温度的退火腔室内取出之前,还包括步骤:向所述退火腔室内通入气体,使所述退火腔室内的压强与退火腔室外环境压强相等。
[0024]可选的,所述退火处理适于提高金属层表面的平坦度。
[0025]可选的,所述金属层为单层结构或叠层结构。
[0026]可选的,所述金属层的材料为TiN、TaN、T1、Ta、A1、Cu、Pt、Ag或W。
[0027]与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
[0028]本发明提供的半导体结构的制作方法中,在退火腔室内对金属层进行退火处理,且退火腔室内的温度为第一温度;在对金属层进行退火处理后,对放置有金属层的退火腔室进行降温处理,使所述退火腔室内的温度由第一温度递减至第二温度,因此所述金属层以及基底的温度也从第一温度递减至第二温度;当退火腔室内温度下降至第二温度后,将形成有金属层的基底从具有第二温度的退火腔室内取出,金属层以及基底的环境温度由第二温度变化为退火腔室外的环境温度。而由于第二温度较第一温度更低,因此与第一温度以及环境温度间的温度差相比较,第二温度与环境温度之间的温度差更小一些,从而有效的减小了金属层以及基底所处的环境温度的变化值,防止由于温度突变而造成金属层以及基底发生翘曲,使金属层以及基底保持良好的形貌,提高半导体结构的生产良率。
[0029]进一步,重复若干次向所述退火腔室通入气体,使退火腔室内具有第一压强,退火腔室内的第一压强保持预设时长,且每一次向退火腔室内通入气体后,从所述退火腔室内抽出气体,使退火腔室内具有第二压强,直至退火腔室内具有第二温度。通过不断向退火腔室内通入气体,使气体将退火腔室内热量带出的方法,使得退火腔室内的温度缓慢下降,防止由于退火腔室内温度变化过快而造成的金属层以及基底发生翘曲。
[0030]更进一步,若第二温度过低,则退火腔室内温度由第一温度下降至第二温度所需的时间过长,不利于提高半导体结构的生产效率;若第二温度过高,则第二温度与退火腔室外环境温度之间的温度差仍较大,容易造成金属层以及基底发生翘曲。为此本发明中第二温度为50度至80度,既满足提高半导体结构生产效率的要求,又能避免基底和金属层所处的环境温度骤变而造成翘曲问题。
【附图说明】
[0031]图1至图2为一实施例提供的半导体结构制作过程的剖面结构示意图;
[0032]图3为一实施例提供的退火腔室内温度、压强与时间的关系示意图;
[0033]图4至图7为本发明另一实施例提供的半导体结构制作过程的剖面结构示意图;
[0034]图8及图10为本发明另一实施例提供的退火腔室内温度、压强与时间的关系示意图。
【具体实施方式】
[0035]由【背景技术】可知,如何消除晶圆翘曲是当前亟需解决的难题之一。
[0036]针对半导体结构的制作方
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