CN101153385B - 等离子体增强化学气相淀积方法 - Google Patents
等离子体增强化学气相淀积方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101153385B CN101153385B CN2006101168429A CN200610116842A CN101153385B CN 101153385 B CN101153385 B CN 101153385B CN 2006101168429 A CN2006101168429 A CN 2006101168429A CN 200610116842 A CN200610116842 A CN 200610116842A CN 101153385 B CN101153385 B CN 101153385B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- gas passage
- chemical vapor
- vapor deposition
- deposition method
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
一种等离子体增强化学气相淀积方法，所述等离子体增强化学气相淀积过程包含淀积和原位清洁步骤，所述淀积气体包括反应气体及辅助气体，所述辅助气体具有标准流量值；所述淀积气体通过第一气体通道通入反应室，所述原位清洁气体通过第二气体通道通入反应室；由所述第一气体通道通入反应气体及具有第一流量值的辅助气体；同时由所述第二气体通道通入具有第二流量值的辅助气体。采用本发明方法，抑制了反应物微粒的生成，进而减少了微粒缺陷的产生。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种等离子体增强化学气相淀积方法。
背景技术
膜的淀积作为集成电路制造过程中的基本工艺，随着集成电路向深亚微米尺寸发展以及半导体器件的密集程度的增加，其基本的淀积方法已由传统的化学气相淀积，如常压化学气相淀积(APCVD)或低压化学气相淀积(LPCVD)等，发展为等离子体辅助化学气相淀积，包括等离子体增强化学气相淀积(PECVD)和高密度等离子体化学气相淀积(HDPCVD)。采用等离子体辅助化学气相淀积方法可使得淀积工艺可以应用于更低的工艺温度(250-450摄氏度)，并具有更好的高深宽比间隙填充能力、良好的淀积膜对硅片的粘附能力、更高的淀积速率以及更少的空洞或针孔等淀积缺陷。
图1为PECVD装置结构示意图，如图1所示，PECVD装置包含反应室10、主气体通道20、第一气体通道30及第二气体通道40；第一气体通道30及第二气体通道40均通过主气体通道20与反应室10相通。通常，PECVD包含淀积和原位清洁两个步骤，所需淀积气体包含反应气体和辅助气体，如正硅酸乙酯(TEOS)、硅烷(SiH4)、氧气(O2)以及氦气(He)等；原位清洁气体为氩气(Ar)以及三氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)、三氟化碳(CHF3)或二氟化碳(CH2F2)等；上述第一气体通道用以通入淀积气体，即反应气体和辅助气体；第二气体通道用以通入原位清洁气体。
图2为说明现有PECVD方法中气体通入方式示意图，如图2所示，当前的实际生产中，利用PECVD进行膜淀积时，气体通入方式为淀积气体中的反应气体50和辅助气体60均由第一气体通道30通入反应室10，而原位清洁气体由第二气体通道40通入反应室。然而，实际生产发现，以TEOS为淀积原料并利用PECVD进行氧化物膜淀积时，在第二气体通道40与主气体通道20交界处21易形成TEOS的沉积，此沉积物易导致微粒缺陷。而如何抑制淀积过程中微粒缺陷的产生历来是本领域技术人员期待解决的主要问题。
申请号为“01134774.0”和“01110196.2”的中国专利申请中均提供了一种通过及时抽离反应副产物，避免其掉落在晶片表面，以减少晶片表面微粒的产生的方法，但并没有从根本上抑制反应物微粒的生成。
考虑到，此情况只在以正硅酸乙酯(TEOS)为淀积原料并利用PECVD进行氧化物膜淀积时出现，经分析，此情况的出现是由于利用TEOS为原料淀积的膜层是由TEOS的汽化后与O2反应生成，且为获得均衡的反应室压力及携带汽化后的TEOS进入反应室，淀积气体中还包括一定量的He。由于此具有一定温度的淀积气体由第一气体通道通入；而在淀积过程结束前，即清洁过程开始前，用以通入清洁气体的第二气体通道内无气流通入，因此造成主气体通道与第二气体通道间存在压力差，导致淀积气体向第二气体通道内的扩散，且由于淀积气体中的TEOS以液滴形式存在，PECVD又为冷壁反应，即第二气体通道内保持室温，致使扩散至第二气体通道内的TEOS液滴易在第二气体通道与主气体通道交界处21凝结，继而在后续生产过程中易产生微粒缺陷。由此，通过控制主气体通道与第二气体通道的压力差，以减少甚至阻止TEOS向第二气体通道的扩散，成为减少TEOS在第二气体通道与主气体通道交界处21的凝结，进而减少生产过程中微粒缺陷产生的指导方向。
发明内容
本发明提供了一种PECVD方法，可使得在第二气体通道与主气体通道交界处不发生淀积气体材料的凝结，进而减少膜淀积过程中微粒缺陷的产生。
本发明提供的一种等离子体增强化学气相淀积方法，所述等离子体增强化学气相淀积过程包含淀积和原位清洁步骤，所述淀积气体包括反应气体及辅助气体，所述辅助气体具有标准流量值；所述淀积气体通过第一气体通道通入反应室，所述原位清洁气体通过第二气体通道通入反应室；由所述第一气体通道通入反应气体及具有第一流量值的辅助气体；同时由所述第二气体通道通入具有第二流量值的辅助气体。
所述辅助气体第一流量值及第二流量值总和等于所述辅助气体的标准流量值；所述反应气体包括正硅酸乙酯和氧气或正硅酸乙酯、氧气与乙硼烷、磷化氢或氟化硅等气体材料中的一种或多种组成的混合气体，或者正硅酸乙酯和氮气以及正硅酸乙酯和氨气组成的混合气体；所述辅助气体包含氦气；正硅酸乙酯浓度范围为4000～6000毫克/分钟；氧气、氮气或氨气的流量范围为3000～6000立方厘米/分钟；氦气的第一流量值范围为3000～6000立方厘米/分钟；氦气的第二流量值范围为500～1000立方厘米/分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.通过改变气体通入方式，使得在清洁过程进行前，保证第二气体通道内气压等于或高于相同位置处主导管内气压值，进而不发生高温淀积气体材料在室温第二气体通道与主气体通道交界处的凝结；
2.通过控制在清洁过程进行前分别由第一气体通道及第二气体通道通入的淀积气体的流量与现有方法中由第一气体通道的淀积气体的流量相等，可保证最终通入反应室内的气体的成分及比例不被改变，不会对淀积过程后造成负面影响；
3.采用本发明方法，抑制反应物微粒的生成，进而减少了微粒缺陷的产生，提高了产品良率，降低了生产成本。
附图说明
图1为PECVD装置结构示意图；
图2为说明现有PECVD方法中气体通入方式的示意图；
图3为说明本发明实施例的PECVD方法中气体通入方式的示意图。
具体实施方式
尽管下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应当理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列的描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛教导，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于具有本发明优势的本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下列说明和权利要求书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率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
应用本发明方法进行等离子体增强化学气相淀积的步骤包括：由第一气体通道通入反应气体及辅助气体，所述辅助气体具有第一流量，同时由第二气体通道通入辅助气体，所述辅助气体具有第二流量，进行等离子体增强化学气相淀积过程；随后，通入清洁气体，进行原位清洁。
图3为说明本发明实施例的PECVD方法中气体通入方式示意图，如图3所示，作为说明本发明方法的第一实施例，应用本发明方法进行介质层等离子体增强化学气相淀积的步骤具体包括：
首先，由第一气体通道30通入反应气体50及具有第一流量值的辅助气体61，同时由第二气体通道40通入具有第二流量值的辅助气体62，进行等离子体增强化学气相淀积过程。
所述介质层材料包括黑钻石(Black Diamond，BD)、氟硅玻璃(FSG)、磷硅玻璃(PSG)、硼硅玻璃(BSG)或硼磷硅玻璃(BPSG)等材料中的一种；所述淀积气体包含反应气体及辅助气体，所述反应气体包括TEOS和O2或TEOS、O2与乙硼烷(B2H6)、磷化氢(PH3)或氟化硅(SiF4)等气体材料中的一种或多种组成的混合气体，所述辅助气体包含He。所述辅助气体起到平衡反应室压力及携带TEOS液滴进入反应室的作用。
现有方法中，淀积气体均由第一气体通道30通入反应室10。然而，在淀积过程结束前，即清洁过程开始前，用以通入清洁气体的第二气体通道40内无气流通入，因此造成主气体通道20与第二气体通道40的压力差，导致淀积气体向第二气体通道40的扩散；且由于淀积气体中的TEOS在反应进程中需经历汽化过程，且以液滴形式存在，而PECVD又为冷壁反应，即第二气体通道40内保持室温，致使扩散至第二气体通道40内的TEOS液滴易在第二气体通道40与主气体通道20交界处21凝结，继而在后续生产过程中易产生微粒缺陷。可见，通过减小主气体通道20与第二气体通道40的压力差，以阻止TEOS向第二气体通道40的扩散，可减少TEOS在第二气体通道40与主气体通道20交界处21的凝结，进而减少微粒缺陷产生。
由此，作为说明本发明方法的实施例，通过改变气体通入方式，使得在清洁过程进行前，保证第二气体通道40内气压等于或高于相同位置处主气体通道20内气压值，进而不发生高温淀积气体材料在室温第二气体通道40与主气体通道20交界处21的凝结。具体为：所述反应气体50仍由第一气体通道30通入反应室，而所述辅助气体则分别由所述第一气体通道30和第二气体通道40通入反应室。
为保证最终通入反应室内的气体的成分及比例不被改变，不会对淀积过程后造成负面影响，所述反应气体的成分及流量的控制均维持现有工艺；所述辅助气体成分的控制维持现有工艺，而对分别由所述第一气体通道和第二气体通道通入反应室的所述辅助气体的流量需进行严格控制。
设定现有工艺中仅由所述第一气体通道通入反应室的所述辅助气体的流量值为标准流量值；所述分别由第一气体通道30和第二气体通道40通入反应室的所述辅助气体分别具有第一流量值及第二流量值，则所述辅助气体第一流量值及第二流量值总和等于所述辅助气体的标准流量值。
作为说明本发明方法的实施例，TEOS浓度范围为4000～6000mgm(毫克/分钟)，优选为5000mgm；O2的流量范围为3000～6000sccm(立方厘米/分钟)，优选为4200sccm；He的第一流量的流量范围为3000～6000sccm，优选为4000sccm；He的第二流量的流量范围为500～1000sccm，优选为500sccm。
随后，通入清洁气体，进行原位清洁。
所述清洁气体经由所述第二气体通道40通入；所述清洁气体包含三氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)、三氟化碳(CHF3)或二氟化碳(CH2F2)等氟基刻蚀气体中的一种或多种与氩气(Ar)的组合。
所述具体的工艺控制方法可采用任何公知的方法，涉及的技术方案在任何情况下均未被视作本发明的组成部分，在此不再赘述。
作为说明本发明方法的第二实施例，应用本发明方法进行钝化层等离子体增强化学气相淀积的步骤具体包括：
首先，由第一气体通道30通入反应气体及具有第一流量值的辅助气体61，同时由第二气体通道40通入具有第二流量值的辅助气体62，进行等离子体增强化学气相淀积过程。
所述钝化层材料包括氮化硅(Si3N4或SiXNYHZ)，所述淀积气体包含反应气体及辅助气体，所述反应气体包括TEOS和氮气(N2)或TEOS和氨气(NH3)等气体材料组成的混合气体，所述辅助气体包含He。所述辅助气体起到平衡反应室压力及携带TEOS液滴进入反应室的作用。
所述反应气体仍由第一气体通道30通入反应室，而所述辅助气体则分别由所述第一气体通道30和第二气体通道40通入反应室。
为保证最终通入反应室内的气体的成分及比例不被改变，不会对淀积过程后造成负面影响，所述反应气体的成分及流量的控制均维持现有工艺；所述辅助气体成分的控制维持现有工艺，而对分别由所述第一气体通道和第二气体通道通入反应室的所述辅助气体的流量需进行严格控制。
所述分别由第一气体通道和第二气体通道通入反应室的所述辅助气体分别具有第一流量值及第二流量值，所述辅助气体具有的第一流量及第二流量总和与现有工艺中所述辅助气体的流量值相同。
随后，通入清洁气体，进行原位清洁。
所述清洁气体经由所述第二气体通道40通入；所述清洁气体包含三氟化氮(NF3)、四氟化碳(CF4)、三氟化碳(CHF3)或二氟化碳(CH2F2)等氟基刻蚀气体中的一种或多种与氩气(Ar)的组合。
所述具体的工艺控制方法可采用任何公知的方法，涉及的技术方案在任何情况下均未被视作本发明的组成部分，在此不再赘述。
采用本发明方法，通过改变气体通入方式，使得在清洁过程进行前，保证第二气体通道内气压等于或高于相同位置处主导管内气压值，进而不发生高温淀积气体材料在室温第二气体通道与主气体通道交界处的凝结；通过控制在清洁过程进行前分别由第一气体通道及第二气体通道通入的淀积气体的流量与现有方法中由第一气体通道的淀积气体的流量相等，可保证最终通入反应室内的气体的成分及比例不被改变，不会对淀积过程后造成负面影响；采用本发明方法，抑制反应物微粒的生成，进而减少了微粒缺陷的产生，提高了产品良率，降低了生产成本。
尽管通过在此的实施例描述说明了本发明，和尽管已经足够详细地描述了实施例，申请人不希望以任何方式将权利要求书的范围限制在这种细节上。对于本领域技术人员来说另外的优势和改进是显而易见的。因此，在较宽范围的本发明不限于表示和描述的特定细节、表达的设备和方法和说明性例子。因此，可以偏离这些细节而不脱离申请人总的发明概念的精神和范围。
Claims (7)
1.一种等离子体增强化学气相淀积方法，所述等离子体增强化学气相淀积过程包含淀积和原位清洁步骤，所述淀积气体包括反应气体及辅助气体，所述辅助气体具有标准流量值；所述反应气体通过第一气体通道通入反应室，所述原位清洁气体通过第二气体通道通入反应室；其特征在于：由所述第一气体通道通入反应气体及具有第一流量值的辅助气体；同时由所述第二气体通道通入具有第二流量值的辅助气体；所述第一气体通道及第二气体通道均通过主气体通道与反应室相通；使所述第二气体通道内气压等于或高于相同位置处主气体通道内气压值；所述辅助气体第一流量值及第二流量值的总和等于所述辅助气体的标准流量值。
2.根据权利要求1所述的等离子体增强化学气相淀积方法，其特征在于：所述反应气体包括正硅酸乙酯和氧气组成的混合气体，或正硅酸乙酯和氧气以及从乙硼烷、磷化氢、氟化硅气体材料中选出的一种或多种气体组成的混合气体，或者正硅酸乙酯和氮气组成的混合气体，或者正硅酸乙酯和氨气组成的混合气体。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体增强化学气相淀积方法，其特征在于：所述辅助气体包含氦气。
4.根据权利要求2所述的等离子体增强化学气相淀积方法，其特征在于：所述正硅酸乙酯浓度范围为4000～6000毫克/分钟。
5.根据权利要求2所述的等离子体增强化学气相淀积方法，其特征在于：所述氧气、氮气或氨气的流量范围为3000～6000立方厘米/分钟。
6.根据权利要求3所述的等离子体增强化学气相淀积方法，其特征在于：所述氦气的第一流量值范围为3000～6000立方厘米/分钟。
7.根据权利要求6所述的等离子体增强化学气相淀积方法，其特征在于：所述氦气的第二流量值范围为500～1000立方厘米/分钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2006101168429A CN101153385B (zh) | 2006-09-30 | 2006-09-30 | 等离子体增强化学气相淀积方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2006101168429A CN101153385B (zh) | 2006-09-30 | 2006-09-30 | 等离子体增强化学气相淀积方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101153385A CN101153385A (zh) | 2008-04-02 |
| CN101153385B true CN101153385B (zh) | 2010-06-23 |
Family
ID=39255268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2006101168429A Expired - Fee Related CN101153385B (zh) | 2006-09-30 | 2006-09-30 | 等离子体增强化学气相淀积方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101153385B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102021531B (zh) * | 2009-09-09 | 2012-12-05 | 北大方正集团有限公司 | 一种氮化硅薄膜的生成装置及方法 |
| CN102828172A (zh) * | 2012-09-18 | 2012-12-19 | 大连交通大学 | 一种PECVD法制备SiO2薄膜的方法 |
| CN104103483B (zh) * | 2013-04-10 | 2016-08-31 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种进气装置及等离子体加工设备 |
| CN114196945A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 江苏鲁汶仪器有限公司 | 减少pecvd沉积薄膜过程中产生颗粒的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1375575A (zh) * | 2001-03-19 | 2002-10-23 | 株式会社Apex | 化学气相沉积设备 |
| CN1378246A (zh) * | 2001-03-29 | 2002-11-06 | 华邦电子股份有限公司 | 减少等离子体工艺所致微粒物质污染的方法与装置 |
| CN1419271A (zh) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | 旺宏电子股份有限公司 | 减少微粒产生的方法 |
-
2006
- 2006-09-30 CN CN2006101168429A patent/CN101153385B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1375575A (zh) * | 2001-03-19 | 2002-10-23 | 株式会社Apex | 化学气相沉积设备 |
| CN1378246A (zh) * | 2001-03-29 | 2002-11-06 | 华邦电子股份有限公司 | 减少等离子体工艺所致微粒物质污染的方法与装置 |
| CN1419271A (zh) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | 旺宏电子股份有限公司 | 减少微粒产生的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JP特开2001-284338A 2001.10.12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101153385A (zh) | 2008-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6727190B2 (en) | Method of forming fluorine doped boron-phosphorous silicate glass (F-BPSG) insulating materials | |
| Creighton et al. | Introduction to chemical vapor deposition (CVD) | |
| CN104576329B (zh) | 半导体装置的制备方法及衬底处理装置 | |
| CN100477115C (zh) | 在下垫层上形成梯度介电层的方法和系统 | |
| CN101299417B (zh) | 薄膜处理的方法 | |
| CN101304001A (zh) | 在含有电介质材料的硅形成中改进的空隙填充沉积 | |
| Kern et al. | Advances in deposition processes for passivation films | |
| CN100366792C (zh) | 薄膜形成方法及薄膜形成装置 | |
| CN101153385B (zh) | 等离子体增强化学气相淀积方法 | |
| CN101981225A (zh) | 低湿蚀刻速率的氮化硅膜 | |
| CN102210016A (zh) | 用于膜粗糙度控制的非化学计量化学气相沉积电介质膜表面钝化方法 | |
| TW200403726A (en) | Low temperature dielectric deposition using aminosilane and ozone | |
| CN102623298B (zh) | 反应腔室的清洗方法 | |
| JP2007211326A (ja) | 成膜装置および成膜方法 | |
| US6252295B1 (en) | Adhesion of silicon carbide films | |
| KR20130093569A (ko) | 플라즈마 활성화된 등각 막 성막을 위한 전구체들 | |
| CN103243310A (zh) | 用于等离子体激活的保形膜沉积的前体 | |
| CN100577864C (zh) | 形成含二氧化硅的层的原子层沉积方法 | |
| US5324539A (en) | Method for forming CVD thin glass films | |
| TW202204689A (zh) | 沉積方法、半導體結構、及沉積系統 | |
| CN105529249A (zh) | 一种多晶硅制备方法 | |
| CN108070849A (zh) | 真空处理腔室中的氢分压控制 | |
| CN102080217B (zh) | 非等离子体辅助的化学气相沉积方法 | |
| Kim et al. | High growth rate and high wet etch resistance silicon nitride grown by low temperature plasma enhanced atomic layer deposition with a novel silylamine precursor | |
| CN101447472A (zh) | 刻蚀停止层、双镶嵌结构及其形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (BEIJING |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20111108 Address after: 201203 Shanghai City, Pudong New Area Zhangjiang Road No. 18 Co-patentee after: Semiconductor Manufacturing International (Beijing) Corporation Patentee after: Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation Address before: 201203 Shanghai City, Pudong New Area Zhangjiang Road No. 18 Patentee before: Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100623 Termination date: 20180930 |