CN103219226B - 降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，该方法通过在沉积非晶碳膜前先对腔体用NF3清洗，之后通入O2的等离子体对腔体的杂质颗粒进行清除，最后通入C2H2和Ar混合气体进行薄膜沉积，使得加热盘表面形成一层非晶碳膜，将清洗时形成的AlxFy包裹起来，使晶圆进入腔体之后接触到的为非晶碳薄膜，从而降低晶圆背面金属污染程度，解决了晶圆背面金属污染的问题。

Description

降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种降低在沉积非晶碳膜（APF）时晶圆背面金属污染的方法。
背景技术
集成电路尤其是超大规模集成电路中的主要器件是金属-氧化物-半导体场效应晶体管（metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor，简称MOS晶体管）。其几何尺寸一直在不断缩小，随着器件尺寸的不断缩小，铝互连早已被铜互连所取代，栅极使用的硅化物从钨化物、钛化物、钴化物一路发展到镍化物，甚至金属栅（Al2O3,Ta2O5等）。而在新一代的技术中，钌作为电镀种子层和锰作为铜阻挡层的出现更是使晶体管制造中使用的金属数量更加丰富，从而也使器件制造有了更多的选择。
但是与此同时，如果在工艺过程中这些金属沾污在硅片的背面，就会造成后续工艺设备的沾污，进入后续设备的硅片也会被设备沾污，从而造成硅片和设备的交叉沾污。而在晶体管制造的过程中部分工艺需要在相当高的温度（甚至高于1000℃）下进行，这些金属就会扩散进入硅片内部，从而造成整个器件的失效。所以硅片背面的金属沾污控制是非常关键、非常必要的。
化学气相沉积设备在硅片上沉积薄膜前都需要对腔体进行清洗，去除腔体中积累的沉积膜及悬浮在腔体中的微粒。在清洗过程中，常需要在腔体中通入清洗气体NF3，NF3在等离子体中电离出氟离子并与腔体壁和加热盘（Heater）上的沉积膜反应生成含氟气体，然后被泵抽走，达到清洁腔体的目的。而为了使腔体的氛围接近真实沉积薄膜时的环境，通常需要在腔体中沉积一层薄膜（Season）。在使用应用材料非晶碳膜（APF）机台沉积APF薄膜时，全X射线反射荧光测试（TXRF）发现了硅片背面金属铝含量严重超出了业界的标准（铝<1e11A/cm2，其他金属<5e10A/cm2）。通过研究实验发现应用材料提供的清洗腔体最优方案中，清洗气体NF3在等离子场中产生的氟离子与加热盘（Heater）所用材料AlN发生反应，在Heater表面生成了一层很薄的AlxFyOz薄膜。在腔体清洗后，通入N2和C2H2气体进行Season沉积，在AlxFyOz之上沉积一层非晶碳。但是N2会与AlxFyOz反应，析出AlN，从而导致Season薄膜的表面含有铝。当硅片进入机台进行非晶碳薄膜沉积时，硅片背面与Season薄膜接触，导致硅片背面产生超过1e11atom/cm2的铝沾污。
因此，如何解决在沉积非晶碳膜（APF）时晶圆背面金属污染已成为目前业界亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种降低在沉积非晶碳膜（APF）时晶圆背面金属污染的方法，旨在解决在沉积非晶碳膜（APF）时所造成的晶圆背面金属污染的问题，以提高器件的性能。
为实现上述目的，本发明提供一种降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，在沉积非晶碳膜前进行如下步骤：
通过NF3气体对化学气相沉积非晶碳的腔体进行清洁；
通入O2的等离子体对腔体的杂质颗粒进行清除；
通入乙炔和氩气的混合气体进行薄膜沉积，在腔体中形成一层非晶碳膜，将腔体中加热盘表面形成的AlxFyOz包裹起来。
可选的，通入NF3气体对化学气相沉积非晶碳的腔体进行清洁具体为采用远程等离子体分别对加热盘的上表面、下表面以及腔体的腔壁进行清洗。
可选的，所述通入NF3气体对化学气相沉积非晶碳的腔体进行清洁具体为：将气体NF3、O2、Ar在远程等离子场中电离，电离后的远程等离子体与腔体中的沉积物发生反应，并将残余气体抽走，清洗腔体。
可选的，所述远程等离子体的功率为4000-7000W，加热盘和面板的距离为100-10000mm；采用的气体及流量分别为NF3：200-700sccm，O2：6000-9000sccm；Ar：2000-8000sccm。
可选的，所述O2的等离子体为高频等离子体。
可选的，所述高频等离子体的功率为800-1200W，采用的气体及流量分别为氧气：3000-5000sccm，氦气：3000-5000sccm。
可选的，所述通入乙炔和氩气的混合气体进行薄膜沉积，在腔体中形成一层非晶碳膜具体为采用高频等离子体进行薄膜沉积，高频等离子体的功率为800-1200W，所用乙炔和氩气的流量分别为300-10000sccm。
与现有技术相比，本发明提供的降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法通过在沉积非晶碳膜前先对腔体用NF3清洗，之后通入O2的等离子体对腔体的杂质颗粒进行清除，最后通入C2H2和Ar混合气体进行薄膜沉积，使得加热盘表面形成一层非晶碳膜，将清洗时形成的AlxFy包裹起来，使晶圆进入腔体之后接触到的为非晶碳薄膜，从而降低晶圆背面金属污染程度，解决了晶圆背面金属污染的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法的流程图；
图2为采用本发明提供的方法与现有方法的效果比对图。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的核心思想在于，提供一种降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，该方法通过在沉积非晶碳膜前先对腔体用NF3清洗，之后通入O2的等离子体对腔体的杂质颗粒进行清除，最后通入C2H2和Ar混合气体进行薄膜沉积，使得加热盘表面形成一层非晶碳膜，将清洗时形成的AlxFy包裹起来，使晶圆进入腔体之后接触到的为非晶碳薄膜，从而降低晶圆背面金属污染程度，解决了晶圆背面金属污染的问题。
请参照图1，图1为本发明实施例提供的降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法的流程图，如图1所示，本发明实施例提供的降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法在沉积非晶碳膜前进行如下步骤：
S1、通过NF3气体对化学气相沉积非晶碳的腔体进行清洁；
其中，步骤S1包括采用远程等离子体分别对加热盘的上表面、下表面以及腔体的腔壁进行清洗。具体为：将气体NF3、O2、Ar在远程等离子场中电离，电离后的远程等离子体与腔体中的沉积物发生反应，并将残余气体抽走，清洗腔体。
其中，远程等离子体的功率为4000-7000W，加热盘和面板的距离为100-10000mm；采用的气体及流量分别为NF3：200-700sccm，O2：6000-9000sccm；Ar：2000-8000sccm。
S2、通入O2的等离子体对腔体的杂质颗粒进行清除；
其中，所述O2的等离子体为高频等离子体。所述高频等离子体的功率为800-1200W，采用的气体及流量分别为氧气：3000-5000sccm，氦气：3000-5000sccm。
S3、通入乙炔和氩气的混合气体进行薄膜沉积，在腔体中形成一层非晶碳膜，将腔体中加热盘表面形成的AlxFyOz包裹起来。
其中，所述通入乙炔和氩气的混合气体进行薄膜沉积，在腔体中形成一层非晶碳膜具体为采用高频等离子体进行薄膜沉积，高频等离子体的功率为800-1200W，所用乙炔和氩气的流量分别为300-10000sccm。
关于本发明的效果，请参考图2，图2为采用本发明提供的方法与现有方法的效果比对图，从图2可知，使用N2和C2H2进行Season，进入腔体内的硅片的背面的Al含量为2400e10atom/cm2，而使用Ar和C2H2进行Season，进入腔体内的硅片的背面的Al含量小于5e10atom/cm2，满足具体规格（spec）的要求，能够用于实际生产制造。
综上所述，本发明提供了一种降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，该方法通过在沉积非晶碳膜前先对腔体用NF3清洗，之后通入O2的等离子体对腔体的杂质颗粒进行清除，最后通入C2H2和Ar混合气体进行薄膜沉积，使得加热盘表面形成一层非晶碳膜，将清洗时形成的AlxFy包裹起来，使晶圆进入腔体之后接触到的为非晶碳薄膜，从而降低晶圆背面金属污染程度，解决了晶圆背面金属污染的问题。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，其特征在于，在沉积非晶碳膜前进行如下步骤：
通过NF3气体对化学气相沉积非晶碳的腔体进行清洁；
通入O2的等离子体对腔体的杂质颗粒进行清除；
通入乙炔和氩气的混合气体进行薄膜沉积，在腔体中形成一层非晶碳膜，将腔体中加热盘表面形成的AlxFyOz包裹起来，所述乙炔和氩气的混合气体进行薄膜沉积，在腔体中形成一层非晶碳膜具体为采用高频等离子体进行薄膜沉积，高频等离子体的功率为800-1200W，所用乙炔和氩气的流量分别为300-10000sccm。
2.如权利要求1所述的降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，其特征在于，通入NF3气体对化学气相沉积非晶碳的腔体进行清洁具体为采用远程等离子体分别对加热盘的上表面、下表面以及腔体的腔壁进行清洗。
3.如权利要求2所述的降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，其特征在于，所述通入NF3气体对化学气相沉积非晶碳的腔体进行清洁具体为：将气体NF3、O2、Ar在远程等离子场中电离，电离后的远程等离子体与腔体中的沉积物发生反应，并将残余气体抽走，清洗腔体。
4.如权利要求3所述的降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，其特征在于，所述远程等离子体的功率为4000-7000W，加热盘和面板的距离为100-10000mm；采用的气体及流量分别为NF3：200-700sccm，O2：6000-9000sccm；Ar：2000-8000sccm。
5.如权利要求1所述的降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，其特征在于，所述O2的等离子体为高频等离子体。
6.如权利要求5所述的降低在沉积非晶碳膜时晶圆背面金属污染的方法，其特征在于，所述高频等离子体的功率为800-1200W，采用的气体及流量分别为氧气：3000-5000sccm，氦气：3000-5000sccm。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103526177B (zh) * 2013-09-30 2015-12-23 上海华力微电子有限公司 一种用于非晶碳沉积工艺中的清洗方法
US9548188B2 (en) 2014-07-30 2017-01-17 Lam Research Corporation Method of conditioning vacuum chamber of semiconductor substrate processing apparatus
CN104498909A (zh) * 2014-12-05 2015-04-08 信利（惠州）智能显示有限公司 一种cvd成膜方法
CN107706076B (zh) * 2017-08-16 2019-04-12 上海华力微电子有限公司 一种改善cmos图像传感器刻蚀腔体金属污染的方法
CN111826632A (zh) * 2019-04-22 2020-10-27 上海新微技术研发中心有限公司 一种非晶硅薄膜的沉积方法及沉积设备
CN111599706A (zh) * 2020-05-26 2020-08-28 上海华虹宏力半导体制造有限公司 在线侦测腔体漏率的方法、半导体工艺机台
CN113823546A (zh) * 2020-06-19 2021-12-21 拓荆科技股份有限公司 一种反应腔体及其处理方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0387656A1 (en) * 1989-03-14 1990-09-19 Fujitsu Limited Chemical vapor deposition method
US5952060A (en) * 1996-06-14 1999-09-14 Applied Materials, Inc. Use of carbon-based films in extending the lifetime of substrate processing system components
CN1507502A (zh) * 2001-05-04 2004-06-23 拉姆研究公司 处理室残留物的两步式等离子清洗
CN101378850A (zh) * 2006-02-21 2009-03-04 应用材料股份有限公司 加强用于介电膜层的远程等离子体源清洁
CN101871086A (zh) * 2010-05-24 2010-10-27 广州有色金属研究院 一种催渗等离子氮碳共渗与类金刚石复合膜层的制备方法
CN101894737A (zh) * 2009-05-19 2010-11-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 腔室环境的控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001335937A (ja) * 2000-05-29 2001-12-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 金属汚染低減方法及びプラズマ装置の再生方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0387656A1 (en) * 1989-03-14 1990-09-19 Fujitsu Limited Chemical vapor deposition method
US5952060A (en) * 1996-06-14 1999-09-14 Applied Materials, Inc. Use of carbon-based films in extending the lifetime of substrate processing system components
CN1507502A (zh) * 2001-05-04 2004-06-23 拉姆研究公司 处理室残留物的两步式等离子清洗
CN101378850A (zh) * 2006-02-21 2009-03-04 应用材料股份有限公司 加强用于介电膜层的远程等离子体源清洁
CN101894737A (zh) * 2009-05-19 2010-11-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 腔室环境的控制方法
CN101871086A (zh) * 2010-05-24 2010-10-27 广州有色金属研究院 一种催渗等离子氮碳共渗与类金刚石复合膜层的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PECVD多功能沉积系统制备氢化非晶硅、碳薄膜的工艺研究;盛松科;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20110915(第09期);B020-253,第12页第1段，第5.2节第27页第1段至第29页第1段 *

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