CN104916522B - 去除hasti制备过程中形成的残留颗粒的方法 - Google Patents

去除hasti制备过程中形成的残留颗粒的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104916522B
CN104916522B CN201410084595.3A CN201410084595A CN104916522B CN 104916522 B CN104916522 B CN 104916522B CN 201410084595 A CN201410084595 A CN 201410084595A CN 104916522 B CN104916522 B CN 104916522B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hasti
residual particles
reaction chamber
preparation process
passed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410084595.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104916522A (zh
Inventor
贡禕琪
陈志刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Original Assignee
Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp filed Critical Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority to CN201410084595.3A priority Critical patent/CN104916522B/zh
Publication of CN104916522A publication Critical patent/CN104916522A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104916522B publication Critical patent/CN104916522B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开了一种去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，该方法将完成HASTI制备并带有残留颗粒的晶圆置于反应腔室中，并向所述反应腔室中通入O3以与所述残留颗粒进行反应，进而去除所述残留颗粒。本发明可有效地去除HASTI制备过程中所形成的残留颗粒，可显著改善完成HASTI制备后的晶圆表面的形貌，进而提高所制备半导体器件的性能。同时本发明的方法采用HASTI制备过程中进行HARP‑SACVD所使用的反应腔室来实现，进而可直接应用于半导体生产的在线流程中，而不必进行离线处理，因而不会影响半导体产品的生产效率。

Description

去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法。
背景技术
随着半导体制造技术的不断发展，尤其是随着半导体CD(Critical Dimension，关键尺寸)的不断缩小，使得半导体器件的性能不断的提高。随之而来的，是对于半导体制造技术要求的不断提高。
STI(Shallow Trench Isolation，浅沟槽隔离)是一种半导体器件之间的隔离结构，STI的引入提高了CD在0.25um(微米)、0.18um及以下各个工艺节点的半导体的集成密度。随着CD的进一步减小，特别是当CD达到32nm(纳米)及以下时，给STI的制造带来了新的挑战。
当CD越来越小时，每个半导体器件所占空间越来越小，进而半导体器件之间的距离也在不断地缩小，作为器件之间的隔离结构的STI来说，其宽度也在不断地变小，进而STI的深宽比不断地增加。当CD达到32nm及以下时，HARP(High Aspect Ratio Process，高深宽比工艺)的STI(HASTI)成为广泛采用的STI结构。
由于高深宽比的结构，使得HASTI的制造存在很大的挑战。传统STI所广泛采用的是HDP(HDP，High Density Plasma，高密度等离子体)技术仅适用于CD在32nm或者45nm以上的制程工艺，而当达到32nm时，HDP技术因为使用等离子体的原因会存在等离子体损伤，同时HDP技术也难以填充高深宽比的STI沟槽，所以HDP技术已经不能适应HASTI的需要。
现有技术中，对于45nm及以下节点的半导体制造工艺中，HASTI结构可采用HARP-SACVD(High Aspect Ratio Process-Sub Atomspheric Chemical Vapor Deposition，高深宽比-亚常压化学气相沉积)工艺形成。相比于HDP技术，HARP-SACVD工艺的填充能力更强，并且不存在等离子体损伤，能够满足45nm及以下节点的半导体制造工艺的要求。另外，采用HARP能够提高半导体器件工作性能，HARP可以在沟道区产生较强的拉应力。同HDP相比，HARP可使晶体管的饱和电流提高10％以上，同时器件的可靠性、漏电流及能量损耗也有相当程度的改善。
但是，对于HARP来说，在技术实现上有着更高的要求，例如HASTI的沟槽的形状对于最终制程的影响很大，而且HARP工艺的填充能力也会受到O3(臭氧)和TEOS(硅酸乙酯)比值的影响等等。因此，在改进HARP的方面，目前有大量的研究正在进行。
除上述以外，我们发现，在FAB(晶圆生产厂)的生产过程中，在进行HASTI制备的SACVD过程中，在晶圆表面边缘会形成很多残留颗粒。如图1所示，FAB在完成HASTI制备后，在晶圆表面边缘形成了大量的残留颗粒(图1中晶圆边缘的黑色点状区域)，这些残留颗粒出现的一部分原因是进行HASTI制备的SACVD过程中环境气体的变化所导致的。这些残留颗粒的存在破坏了晶圆表面的形貌，给随后的半导体制造过程带来诸多麻烦，甚至能够影响半导体器件性能，导致半导体器件的失效，因此除去这些残留颗粒是十分必须的。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，以去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒，进而改善完成HASTI制备后的晶圆表面的形貌，提高所制备半导体器件的性能，同时不影响半导体产品的生产效率。
本申请的技术方案是这样实现的：
一种去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，包括：
将完成HASTI制备并带有残留颗粒的晶圆置于反应腔室中；
向所述反应腔室中通入O3以与所述残留颗粒进行反应，进而去除所述残留颗粒。
进一步，所述反应腔室为进行HASTI制备过程中进行HARP-SACVD所使用的反应腔室。
进一步，向所述反应腔室中通入所述O3的气体流量为25000～30000sccm。
进一步，所述O3与所述残留颗粒进行反应时，所述反应腔室中的气压为250～350Torr。
进一步，向所述反应腔室中通入所述O3时，连接所述反应腔室的前级管道节流阀的开启角度为5～20°。
进一步，所述O3与所述残留颗粒进行反应的温度为500～600℃。
进一步，所述O3与所述残留颗粒进行反应的时间为500～700S。
进一步，向所述反应腔室中通入O3的同时还包括向所述反应腔室中通入N2。
进一步，向所述反应腔室中通入所述N2的气体流量为4000～6000sccm。
从上述方案可以看出，本发明的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，可有效地去除HASTI制备过程中所形成的残留颗粒，可显著改善完成HASTI制备后的晶圆表面的形貌，进而提高所制备半导体器件的性能。同时因为本发明的方法采用HASTI制备过程中进行HARP-SACVD所使用的反应腔室来实现，进而本发明的方法可直接应用于半导体生产的在线流程中，而不必进行离线处理，因而不会影响半导体产品的生产效率。
附图说明
图1为FAB在完成HASTI制备后形成大量残留颗粒在晶圆表面边缘的示意图；
图2为本发明的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法实施例示意图；
图3为本发明实施例中连接反应腔室的前级管道节流阀开启一定的角度的示意图；
图4为连接反应腔室的前级管道节流阀完全开启的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
如图2所示，本发明的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法主要包括：
将完成HASTI制备并带有残留颗粒的晶圆置于反应腔室中；
向所述反应腔室中通入O3以与所述残留颗粒进行反应，进而去除所述残留颗粒。
以下结合具体实例，对本发明的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法进行具体说明。
步骤1、将完成HASTI制备并带有残留颗粒的晶圆置于反应腔室中。
本发明的实施例中，为了保持半导体的WIP(在制品)顺利地进行线上(on line)生产，去除所述残留颗粒所使用的所述反应腔室与进行HARP-SACVD所使用的反应腔室为同一腔室，这样当完成HASTI的制备后，便不用再将WIP重新移入新的腔室中再进行残留颗粒的去除。因此，本步骤1中所述反应腔室为进行HASTI制备过程中进行HARP-SACVD所使用的反应腔室。
在随后的步骤中，只需要调整该反应腔室的通入气体、气压以及反应温度、反应时间等参数即可实现所述残留颗粒的去除。
步骤2、向所述反应腔室中通入O3以与所述残留颗粒进行反应，进而去除所述残留颗粒。
在所述HARP-SACVD工艺过程中形成的残留颗粒材料为氧化硅、铝、氟等混合物，这些混合物主要由于HARP-SACVD工艺过程中通入的例如TEOS、氟化物(例如NF3(三氟化氮))等气体与晶圆材料之间的反应和沉积所形成。
本发明实施例中，利用O3对完成HASTI制备的晶圆表面进行清洁，具体如下。
向所述反应腔室中通入O3的气体流量为25000～30000sccm(standard-statecubic centimeter per minute，标况毫升每分钟)，例如通入O3的气体流量可以为25000sccm、26000sccm、27000sccm、28000sccm、29000sccm或者30000sccm，优选地，通入O3的气体流量为27000sccm。
所述O3与所述残留颗粒进行反应时，所述反应腔室中的气压为250～350Torr(托)，例如所述反应腔室中的气压可以为250Torr、260Torr、270Torr、280Torr、290Torr、300Torr、310Torr、320Torr、330Torr、340Torr或者350Torr，优选地，所述反应腔室中的气压为300Torr。
本发明的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法实施例过程中，当向所述反应腔室中通入所述O3时，连接所述反应腔室的前级管道(Fore-line)节流阀并不完全开启，而是只开启一定的角度。如图3所示，本发明实施例中连接反应腔室1的前级管道2中的节流阀3仅开启一定的角度，而现有技术中，在进行HARP-SACVD工艺时，采用如图4中所示的节流阀3完全开启的方式。与图4的节流阀3完全开启的方式相比，采用图3的节流阀3仅开启一定的角度的方式可增加反应腔室1中的气压(例如增加到250～350Torr，而进行HARP-SACVD工艺时并不需要这么高的气压)。
本发明实施例中，向所述反应腔室中通入所述O3时，连接所述反应腔室的前级管道节流阀的开启角度为5～20°(度)，例如节流阀的开启角度可以为5°、7°、9°、11°、13°、15°、17°、19°或者20°等，优选地节流阀的开启角度为15°。
本发明实施例中，所述O3与所述残留颗粒进行反应的温度为500～600℃(摄氏度)，例如所述O3与所述残留颗粒进行反应的温度可以为500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或者600℃等，优选地，所述O3与所述残留颗粒进行反应的温度为540℃。
本发明实施例中，所述O3与所述残留颗粒进行反应的时间为500～700S(Second，秒)，例如反应时间可以为500S、520S、540S、560S、580S、600S、620S、640S、660S、680S或者700S等，优选地，反应时间为600S。
另外，本发明实施例中，在向所述反应腔室中通入O3的同时还包括向所述反应腔室中通入N2(氮气)。向所述反应腔室中通入N2的气体流量为4000～6000sccm，例如通入N2的气体流量可以为4000sccm、4200sccm、4400sccm、4600sccm、4800sccm、5000sccm、5200sccm、5400sccm、5600sccm、5800sccm或者6000sccm等，优选地，通入N2的气体流量为5000sccm。
本发明的上述方法中：一方面，通入的O3和可与所述反应腔室中所残留的TEOS进行反应，在生成二氧化硅的同时，消耗掉反应腔室中所残留的TEOS；另一方面，前级管道的节流阀控制在5～20°，特别是在15°左右的情况下，在向反应腔室中通入O3时，可使得反应腔室保持较高的气压，使得所述晶圆上的残留颗粒的以及所述反应腔室底部形成的的残留颗粒(如氧化硅、铝、氟等混合物)可以在较高的气压中被气流所扬起，进而通过前级管道被抽走。另外，需要说明的是，对于NF3来说，该气体无法使的反应腔室中的饱和压达到300Torr，如果强制采用NF3替代O3的话会使RPS(Remote Plasma Source，远程等离子体源)受损严重。
本发明提供的上述方法，可有效地去除HASTI制备过程中所形成的残留颗粒，可显著改善完成HASTI制备后的晶圆表面的形貌，进而提高所制备半导体器件的性能。同时因为本发明的方法采用HASTI制备过程中进行HARP-SACVD所使用的反应腔室来实现，进而本发明的方法可直接应用于半导体生产的在线流程中，而不必进行离线处理，因而不会影响半导体产品的生产效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，包括：
将完成HASTI制备并带有残留颗粒的晶圆置于反应腔室中；
向所述反应腔室中通入O3以与所述残留颗粒进行作用，以去除所述残留颗粒；
其中，所述反应腔室为进行HASTI制备过程中进行HARP-SACVD所使用的反应腔室；
所述O3与所述残留颗粒进行反应时，所述反应腔室中的气压为250～350Torr；
向所述反应腔室中通入所述O3时，连接所述反应腔室的前级管道节流阀的开启角度为5～20°。
2.根据权利要求1所述的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，其特征在于：向所述反应腔室中通入所述O3的气体流量为25000～30000sccm。
3.根据权利要求1所述的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，其特征在于：所述O3与所述残留颗粒进行反应的温度为500～600℃。
4.根据权利要求1所述的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，其特征在于：所述O3与所述残留颗粒进行反应的时间为500～700S。
5.根据权利要求1至4任一项所述的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，其特征在于：向所述反应腔室中通入O3的同时还包括向所述反应腔室中通入N2。
6.根据权利要求5所述的去除HASTI制备过程中形成的残留颗粒的方法，其特征在于：向所述反应腔室中通入N2的气体流量为4000～6000sccm。
CN201410084595.3A 2014-03-10 2014-03-10 去除hasti制备过程中形成的残留颗粒的方法 Active CN104916522B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410084595.3A CN104916522B (zh) 2014-03-10 2014-03-10 去除hasti制备过程中形成的残留颗粒的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410084595.3A CN104916522B (zh) 2014-03-10 2014-03-10 去除hasti制备过程中形成的残留颗粒的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104916522A CN104916522A (zh) 2015-09-16
CN104916522B true CN104916522B (zh) 2017-12-22

Family

ID=54085510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410084595.3A Active CN104916522B (zh) 2014-03-10 2014-03-10 去除hasti制备过程中形成的残留颗粒的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104916522B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6124210A (en) * 1999-03-05 2000-09-26 Canon Sales Co., Inc. Method of cleaning surface of substrate and method of manufacturing semiconductor device
CN1710718A (zh) * 2004-06-17 2005-12-21 因芬尼昂技术股份公司 具双高k栅极介电cmos晶体管及其制造方法
CN1734721A (zh) * 2004-08-12 2006-02-15 国际商业机器公司 用晶片接合的方法来制造半导体－电介质－半导体器件结构
CN102077316A (zh) * 2008-06-27 2011-05-25 应用材料股份有限公司 用于高产量及稳定逐基材表现的快速周期和广泛的后期紫外臭氧清洗程序的添加

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7642171B2 (en) * 2004-08-04 2010-01-05 Applied Materials, Inc. Multi-step anneal of thin films for film densification and improved gap-fill

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6124210A (en) * 1999-03-05 2000-09-26 Canon Sales Co., Inc. Method of cleaning surface of substrate and method of manufacturing semiconductor device
CN1710718A (zh) * 2004-06-17 2005-12-21 因芬尼昂技术股份公司 具双高k栅极介电cmos晶体管及其制造方法
CN1734721A (zh) * 2004-08-12 2006-02-15 国际商业机器公司 用晶片接合的方法来制造半导体－电介质－半导体器件结构
CN102077316A (zh) * 2008-06-27 2011-05-25 应用材料股份有限公司 用于高产量及稳定逐基材表现的快速周期和广泛的后期紫外臭氧清洗程序的添加

Also Published As

Publication number Publication date
CN104916522A (zh) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103515321B (zh) 半导体器件的侧墙形成方法
US8518775B2 (en) Integration of eNVM, RMG, and HKMG modules
US9165835B2 (en) Method and structure for advanced semiconductor channel substrate materials
US8329547B2 (en) Semiconductor process for etching a recess into a substrate by using an etchant that contains hydrogen peroxide
CN105244269B (zh) 一种半导体器件及其制造方法
US11227788B2 (en) Method of forming isolation layer
US9460920B1 (en) Horizontal gate all around device isolation
US9882031B2 (en) Method of manufacturing a horizontal gate-all-around transistor having a fin
CN107845577A (zh) 在硅基材上形成iii‑v族半导体层的方法
US10573719B2 (en) Horizontal gate all around device isolation
CN104916522B (zh) 去除hasti制备过程中形成的残留颗粒的方法
CN103531476B (zh) 半导体器件制造方法
JP2007250837A (ja) 半導体装置の製造方法
JP4946017B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US20160163859A1 (en) Nitride layer protection between pfet source/drain regions and dummy gate during source/drain etch
CN104716041B (zh) 一种半导体器件的制造方法
US20130214392A1 (en) Methods of forming stepped isolation structures for semiconductor devices using a spacer technique
CN104979204B (zh) 鳍式场效应晶体管的形成方法
CN102543698B (zh) 一种金属栅极的制作方法
CN102569049B (zh) 一种金属栅极的制作方法
CN103413778A (zh) 隔离结构的形成方法
CN108206160B (zh) 一种半导体器件及其制造方法和电子装置
US9018065B2 (en) Horizontal epitaxy furnace for channel SiGe formation
CN109830436A (zh) 一种半导体器件及其制作方法、电子装置
US10490451B2 (en) Process for fabricating a transistor structure including a plugging step

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant