CN104451593A

CN104451593A - 沉积薄膜的方法

Info

Publication number: CN104451593A
Application number: CN201310444789.5A
Authority: CN
Inventors: 李立春; 单伟中; 徐亮
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Corp
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2015-03-25

Abstract

本发明提出一种沉积薄膜的方法，对半导体晶圆进行薄膜沉积，先对半导体晶圆表面进行预处理，预处理可以去除残留在半导体晶圆表面的碳聚合物颗粒，之后再进行薄膜沉积，从而能够避免薄膜沉积将碳聚合物颗粒覆盖在薄膜之下形成泡状缺陷。

Description

沉积薄膜的方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种沉积薄膜的方法。

背景技术

半导体制造工艺中，通常采用化学气相沉积（Chemical Vapor Deposit,CVD）工艺在半导体晶圆表面沉积薄膜。具体的，是将反应气体解离成电浆形态在反应腔室内进行混合，在半导体晶圆的表面沉积形成固态的薄膜。

请参考图1，图1为现有工艺中沉积薄膜方法的流程图，包括步骤：

S1：暖机处理；

S2：沉积薄膜；

S3：抽气处理。

其中，暖机处理是在半导体晶圆放入反应腔室内之后开始进行通入反应气体、升温等处理，使反应气体的流量、温度等达到稳定状态之后再进行薄膜的沉积，这样能够在进行薄膜沉积时各项反应条件都处于稳定的状态，从而能够形成符合要求的薄膜，接着进行抽气处理，把未反应或反应产生的废气抽出，使反应腔室处于较为洁净的状态，便于进行下次的薄膜沉积。

然而，半导体晶圆通常放置于晶盒之中，晶盒一般采用塑料制成，晶盒会随着时间而老化，老化的晶盒容易剥落出碳聚合物颗粒并落入半导体晶圆表面，请参考图2，半导体晶圆10的表面落有碳聚合物颗粒20，当进行薄膜沉积时，薄膜30会覆盖所述碳聚合物颗粒20，请参考图3，有些细小的碳聚合物颗粒20可能被反应气体的电浆解离，因此薄膜30会出现泡状缺陷（Bubble defect），当然也会有较大的碳聚合物颗粒20残留在薄膜30之下。

那么如何解决泡状缺陷，便成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉积薄膜的方法能够避免泡状缺陷的形成。

为了实现上述目的，本发明提出了一种沉积薄膜的方法，对半导体晶圆进行薄膜沉积，所述方法包括步骤：

对所述半导体晶圆的表面进行预处理；

在所述半导体晶圆的表面沉积薄膜。

进一步的，所述预处理是将预处理气体进行解离形成电浆，并对半导体晶圆表面进行处理。

进一步的，所述预处理气体为N₂O和He混合气体或N₂O和N₂混合气体。

进一步的，所述N₂O的流量范围是1000sccm～10000sccm，所述He的流量范围是2000sccm～10000sccm，所述N₂的流量范围是2000sccm～10000sccm。

进一步的，所述预处理时间范围是10s～180s。

进一步的，所述预处理温度范围是350℃～450℃。

进一步的，在对所述半导体晶圆的表面进行预处理之前，进行第一暖机处理。

进一步的，所述第一暖机处理时间范围是5s～35s。

进一步的，在对所述半导体晶圆的表面进行预处理之后，在所述半导体晶圆的表面沉积薄膜之前，进行第一抽气处理。

进一步的，所述第一抽气处理时间范围是5s～30s。

进一步的，在进行第一抽气处理之后，对所述半导体晶圆的表面沉积薄膜之前，进行第二暖机处理。

进一步的，所述第二暖机处理时间范围是5s～35s。

进一步的，在所述半导体晶圆的表面沉积薄膜之后，进行第二抽气处理。

进一步的，所述第二抽气处理时间范围是5s～15s。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现于：对半导体晶圆表面进行预处理可以去除残留在半导体晶圆表面的碳聚合物颗粒，之后再进行薄膜沉积，从而能够避免薄膜沉积将碳聚合物颗粒覆盖在薄膜之下形成泡状缺陷。

附图说明

图1为现有工艺中沉积薄膜方法的流程图；

图2为现有工艺中沉积薄膜前半导体晶圆表面残留碳聚合物颗粒的示意图；

图3为现有工艺中沉积薄膜后半导体晶圆表面形成泡状缺陷的示意图；

图4为本发明一实施例中沉积薄膜的方法的流程图；

图5为本发明一实施例中对半导体晶圆表面的碳聚合物颗粒进行预处理的示意图；

图6为本发明一实施例中沉积薄膜后半导体晶圆的示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的沉积薄膜的方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该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，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，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。根据下面说明和权利要求书，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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图4，在本实施例中，提出了一种沉积薄膜的方法，对半导体晶圆进行薄膜沉积，所述方法包括步骤：

S100：对所述半导体晶圆100的表面进行预处理，如图5所示；

如背景技术提及的，所述半导体晶圆100的表面常常会落有许多碳聚合物颗粒200，这些碳聚合物颗粒200也是后续沉积薄膜形成泡状缺陷的原因，因此为了使后续沉积的薄膜不存在泡状缺陷，在本实施例中先采用预处理去除所述碳聚合物颗粒200之后再进行薄膜沉积。

在步骤S100中，所述预处理是将预处理气体进行解离形成电浆，并对半导体晶圆100的表面进行处理，在本实施例中，所述预处理气体为N₂O和He的混合气体或者是N₂O和N₂的混合气体，其中所述N₂O的流量范围是1000sccm～10000sccm，例如是5000sccm；所述He的流量范围是2000sccm～10000sccm，例如是5000sccm；所述N₂的流量范围是2000sccm～10000sccm，例如是5000sccm；所述预处理时间范围是10s～180s，例如是100s；所述预处理温度范围是350℃～450℃，例如是400℃；优选的，在对所述半导体晶圆的表面进行预处理之前，进行第一暖机处理，所述第一暖机处理是将所述预处理气体流量和预处理温度维持在稳定的状态，例如先通预处理气体，使其流量稳定在所需的范围以内，同时进行升温，使温度稳定在所需的范围以内，所述第一暖机处理之后能够使所述预处理效果更好；优选的，在所述预处理结束之后，在所述半导体晶圆100的表面沉积薄膜之前，进行第一抽气处理，所述第一抽气处理是采用抽气泵抽出预处理产生的废气或者是未完成的预处理气体，所述第一抽气处理时间范围是5s～30s，例如是20s。

S200：在所述半导体晶圆100的表面沉积薄膜300，如图6所示。

由于步骤S100已经采用预处理解离了碳聚合物颗粒200，因此沉积的薄膜300不会存在泡状缺陷，在进行第一抽气处理之后，对所述半导体晶圆100的表面沉积薄膜300之前，进行第二暖机处理；所述第二暖机处理是将沉积薄膜所需的反应条件维持在稳定的状态，例如使反应气体的流量稳定在一定范围以内，将反应温度稳定在一定范围以内等；所述第二暖机处理时间范围是5s～30s，例如是20s。所述半导体晶圆100的表面沉积薄膜300之后，进行第二抽气处理，所述第二抽气处理采用抽气泵抽出沉积薄膜时产生的废气和未反应完的反应气体；所述第二抽气处理时间范围是5s～15s，例如是10s。

综上，在本发明实施例提供的沉积薄膜的方法中，对半导体晶圆100的表面进行预处理可以去除残留在半导体晶圆100表面的碳聚合物颗粒200，之后再进行薄膜300的沉积时，能够避免薄膜300沉积将碳聚合物颗粒200覆盖在薄膜300之下形成泡状缺陷。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种沉积薄膜的方法，对半导体晶圆进行薄膜沉积，所述方法包括步骤：

对所述半导体晶圆的表面进行预处理；

在所述半导体晶圆的表面沉积薄膜。

2.如权利要求1所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述预处理是将预处理气体进行解离形成电浆，并对半导体晶圆表面进行处理。

3.如权利要求2所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述预处理气体为N₂O和He混合气体或N₂O和N₂混合气体。

4.如权利要求3所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述N₂O的流量范围是1000sccm～10000sccm，所述He的流量范围是2000sccm～10000sccm，所述N₂的流量范围是2000sccm～10000sccm。

5.如权利要求2所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述预处理时间范围是10_s～180_s。

6.如权利要求2所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述预处理温度范围是350℃～450℃。

7.如权利要求1所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，在对所述半导体晶圆的表面进行预处理之前，进行第一暖机处理。

8.如权利要求7所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述第一暖机处理时间范围是5s～35s。

9.如权利要求2所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，在对所述半导体晶圆的表面进行预处理之后，在所述半导体晶圆的表面沉积薄膜之前，进行第一抽气处理。

10.如权利要求9所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述第一抽气处理时间范围是5s～30s。

11.如权利要求9所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，在进行第一抽气处理之后，对所述半导体晶圆的表面沉积薄膜之前，进行第二暖机处理。

12.如权利要求11所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述第二暖机处理时间范围是5s～35s。

13.如权利要求1所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，在所述半导体晶圆的表面沉积薄膜之后，进行第二抽气处理。

14.如权利要求13所述的沉积薄膜的方法，其特征在于，所述第二抽气处理时间范围是5s～15s。