CN101638776A - 化学气相沉积的预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种化学气相沉积的预处理方法，用于挡片晶圆与产品晶圆的同步化学气相沉积，主要步骤在于：对表面薄膜成分与产品晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分不相同的挡片晶圆表面沉积一层与产品晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分相同的薄膜。通过使用本发明所提供的预处理方法，能减小不同批次产品晶圆的化学气相沉积薄膜的厚度差异，提高产品的制程能力指数。

Description

化学气相沉积的预处理方法

所属技术领域

本发明涉及化学气相沉积技术，具体涉及一种化学气相沉积的预处理方法。

背景技术

化学气相沉积(CVD)是晶圆生产厂中一种常用的薄膜层沉积方法，主要用来沉积氧化硅、氮化硅和多晶硅等薄膜材料。化学气相沉积反应主要在CVD设备的腔室(Chamber)中进行，腔室中具有用来放置需要沉积薄膜的产品晶圆(Production Wafer)的晶舟。某些情况下，需要沉积薄膜的产品晶圆的数量小于晶舟所能容纳的晶圆的数量，因此晶舟中会留下剩余空间。通常用挡片晶圆(Dummy Wafer)来填充晶舟中的剩余空间，以保证产品晶圆数不同的各批次产品晶圆之间的薄膜厚度均匀性。如图1所示，晶舟10中有若干产品晶圆30，产品晶圆30未填满晶舟的所有片槽，通过在产品晶圆30两边放置若干挡片晶圆20，将晶舟填满。其中挡片晶圆在经过多次CVD以后，会沉积较厚的薄膜层，通过清洗去除挡片晶圆表面沉积的薄膜，挡片晶圆可以继续使用。

但是，挡片晶圆在第一次置入晶舟时，其表面一般为一标准厚度的二氧化硅层。当产品晶圆所需沉积的薄膜是一种不同于二氧化硅的薄膜时，例如，所沉积薄膜是氮化硅时，第一次使用的挡片晶圆在CVD氮化硅前表面是二氧化硅，第二次使用的挡片晶圆表面则是之前CVD生长的氮化硅薄膜。由于CVD在不同薄膜表面沉积的速率不同，挡片晶圆的表面薄膜层的差异将直接影响不同批次产品晶圆间薄膜厚度的均匀性，从而降低产品的制程能力指数(Cpk)，特别是产品晶圆所需沉积的薄膜厚度小于500埃时。其中Cpk越大表示产品质量越佳，Cpk≥1.33时，表示制程能力良好，状态稳定。

现有技术中，CVD沉积之前，一般不对挡片晶圆作预处理，通常方法是直接把表面薄膜为二氧化硅的挡片晶圆和产品晶圆同时放入晶舟后进行CVD沉积。图2所示为挡片晶圆表层为二氧化硅时多批次产品晶圆的CVD氮化硅薄膜厚度示意图，其中，所需沉积的氮化硅的目标厚度为250埃，从图中2中可以看出，挡片晶圆表层为二氧化硅时，薄膜的平均厚度与目标值偏差达到10埃。而表层为二氧化硅的挡片晶圆经第一批次使用以后，按相同条件CVD氮化硅时，产品晶圆的氮化硅薄膜厚度在250埃左右。其厚度的差异是由挡片晶圆的表面薄膜成分的差异导致。因此由于挡片晶圆的第一次使用与其后面多次使用时的表面薄膜成分的差异，会导致不同批次产品晶圆之间的CVD薄膜的厚度不均匀性，降低产品晶圆的Cpk，使Cpk值达不到1.33目标值。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种化学气相沉积的预处理方法。

本发明提供的一种化学气相沉积的预处理方法，包括第一步：将表面薄膜成分与产品晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分不相同的挡片晶圆置入晶舟中，其主要特征在于还包括第二步：在挡片晶圆表面沉积一层与产品晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分相同的薄膜。

其中，所述预处理方法的特征步骤在于第二步。所述的预先沉积可以为化学气相沉积，所预先沉积的薄膜的厚度可以为50A-5000A。

具体地，所述晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分为氮化硅。所述挡片晶圆的表面薄膜成分为二氧化硅。

所述预处理方法还包括在所述第二步以后将产品晶圆置入晶舟中。所述预处理方法结束以后，进行化学气相沉积。

本发明的有益技术效果是：在挡片晶圆与产品晶圆的同步化学气相沉积时，通过预处理方法，使每一批次产品晶圆化学气相沉积晶圆时，挡片晶圆的表面薄膜成分均相同于产品晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分，从而能提高不同批次的产品晶圆的化学气相沉积的均匀性，提高产品的制程能力指数。

附图说明

图1为现有技术中CVD沉积时挡片晶圆和产品晶圆示意图。

图2为挡片晶圆表层为二氧化硅时产品晶圆的CVD氮化硅薄膜厚度示意图；

图3为根据本发明实施例的一种化学气相沉积的预处理方法的流程示意图；

图4为根据本发明实施例的经过预处理方法以后产品晶圆的CVD氮化硅薄膜厚度示意图。

具体实施方式

为更好的理解本发明，下面将参照附图说明本发明的一个实施例。在所有的附图中，相同的标识符表示相同的或类似的部分。

图3为根据本发明实施例的一种化学气相沉积的预处理方法的流程示意图。本具体实施例中，化学气相沉积是用来在产品晶圆上沉积250埃的SiN层，晶舟能容纳75片晶圆，也即每批次CVD生产75片，其中产品晶圆为60片，挡片晶圆15片，如图1所示分布。挡片晶圆在第一次使用时，表层为1000埃的SiO₂，不同于所需CVD的SiN材料。如图1所示，步骤50为将表层为SiO₂的挡片晶圆置入晶舟中；进一步，步骤60为CVD预先沉积一层SiN，挡片晶圆表层变为SiN薄膜，厚度约为300埃；进一步，步骤70为产品晶圆置入晶舟中；至此，化学气相沉积的预处理步骤结束，接下来对产品晶圆和挡片晶圆同时CVD沉积SiN层。

其中，挡片晶圆可以在同样的产品晶圆CVD沉积SiN条件下重复沉积6次，然后通过化学清洗挡片晶圆上的SiN薄膜，挡片晶圆表层薄膜成分又与第一次使用时相同。挡片清洗后，重复图3所示预处理方法，进行化学气相沉积。

图4为根据本发明实施例的经过预处理方法以后产品晶圆的CVD氮化硅薄膜厚度示意图。由图4所示，不同批次的挡片晶圆第一次使用时，其产品晶圆的SiN薄膜厚度达到目标值，并且不同批次的厚度均匀性较好。

在不偏离本发明的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本发明不限于在说明书中所述的具体实施例。

Claims (6)

1.一种化学气相沉积的预处理方法，包括第一步：将表面薄膜成分与产品晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分不相同的挡片晶圆置入晶舟中，其特征在于还包括第二步：在挡片晶圆表面沉积一层与产品晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分相同的薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述预处理方法还包括在所述第二步以后将产品晶圆置入晶舟中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述预先沉积为化学气相沉积。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述预先沉积薄膜的厚度为10-5000埃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分为氮化硅。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述挡片晶圆的表面薄膜成分为二氧化硅。

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