CN105448705B - 一种消除晶圆氧化膜上微粒的方法及其氧化膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除晶圆氧化膜上微粒的方法及其氧化膜，其方法包括：反应气体从气体喷头进入工艺腔体内，获得激活能形成等离子体，发生等离子体增强化学气相淀积并在晶圆表面淀积氧化膜，所述气体喷头与所述晶圆之间的间距为270mil～330mil。本发明通过研究发现，产品上存在的微粒(tiny particle)会有导致孔刻不通的风险，会导致产品优良率降低。本发明通过控制气体喷头与晶圆之间的间距(spacing)在合理范围内，可消除这种微粒(tiny particle)，提升了产品的优良率。

Description

一种消除晶圆氧化膜上微粒的方法及其氧化膜
技术领域
本发明属于半导体器件技术领域，涉及一种消除晶圆氧化膜上微粒的方法及其氧化膜。
背景技术
等离子体增强化学气相沉积法PECVD(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition)借助于气体辉光放电产生的低温等离子体，增强反应位置的化学活性，促进了气体间的化学反应，从而在低温下也能在基片上形成固体膜。在半导体制作工艺中，材料源以气体形式进入工艺腔体内，在RF加功率的情况下，材料源(反应气体)从辉光放电中获得激活能，激活并增强化学反应，从而实现化学气象淀积。等离子体中，高能电子撞击反应物气体分子，使之激活并电离，产生化学性质很活泼的自由基团，并使衬底产生更为活泼的表面结点，从而启动并加快了低温下的化学反应。
如图1～图8所示，气体或气相源材料引进反应器内后，源材料扩散穿过边界层并接触基片表面，之后源材料吸附在基片表面上，在基片表面开始发生化学反应，固态副产物在基片上形成晶核，然后晶核生长成岛状物，岛状物合并成连续的薄膜，其他气体副产物从基片表面上脱附释出，最后，气体副产物扩散过边界层并流出反应器。
但是，在0.18μm以下制程中，制作接触(contact)及通孔(via)时会使用介质抗反射层DARC(dielectric Anti-reflective coating)作为光刻中的抗反射层，介质抗反射层为纯的SiON钝化膜之后再长的氧化膜，在粘着层(glue layer)之后产品表面经常发现尺寸很小的微粒(tiny particle)，这种微粒会有导致孔刻不通的风险。薄的氧化膜由于需要控制淀积速度(deposition rate)来达到更容易精准控制的目的，介质抗反射层处理方法开发时不健康是导致微粒产生的主要原因。介质抗反射层中的氧化膜开发通常会在BKM(best known method)菜单的基础上通过降低反应气体气流、拉远间距(spacing)等方式来实现，但间距太远的话会出现反应气体还没有到达晶圆表面就在真空中长膜并长大，然后在反应气体的碰撞及重力作用下掉到晶圆表面上形成微粒。此外，现有技术中通常借助淀积腔的原位清洗来减少晶圆产品表面的微粒。
发明内容
鉴于上述和/或现有消除晶圆氧化膜上微粒的方法及其得到的氧化膜中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的一个目的是提供一种消除晶圆氧化膜上微粒的方法，以通过控制气体喷头和晶圆的间距(spacing)在合理范围内，可消除这种微粒(tiny particle)，提升了产品的良率。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种消除晶圆氧化膜上微粒的方法，包括，反应气体从气体喷头进入工艺腔体内，获得激活能形成等离子体，发生等离子体增强化学气相淀积并在晶圆表面淀积氧化膜，所述气体喷头与所述晶圆之间的间距为270mil～330mil。
作为本发明所述消除晶圆氧化膜上微粒的方法的一种优选方案，其中：所述气体喷头与所述晶圆之间的间距为300mil。
作为本发明所述消除晶圆氧化膜上微粒的方法的一种优选方案，其中：所述工艺腔体为平板式等离子体增强化学气相淀积腔体。
作为本发明所述消除晶圆氧化膜上微粒的方法的一种优选方案，其中：所述反应气体从气体喷头进入工艺腔体内，获得激活能形成等离子体，具体为，通过射频功率发生器加功率，使所述反应气体从辉光放电中获得激活能形成等离子体。
本发明的另一个目的是，提供一种根据所述的消除晶圆氧化膜上微粒的方法所得到的氧化膜，以达到控制氧化膜上微粒数量的目的。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种氧化膜，所述氧化膜上的微粒数小于三十颗。
本发明有益效果为：本发明通过研究发现，产品上存在的微粒(tiny particle)会有导致孔刻不通的风险，会导致产品优良率降低。本发明通过控制气体喷头和晶圆的间距(spacing)在合理范围内，可消除这种微粒(tiny particle)，提升了产品的优良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1～图8为现有技术中CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)薄膜生长过程示意图；
图9为本发明所述消除晶圆氧化膜上微粒的方法在反应室内发生反应的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了便于理解本发明各种实施例的原理和特征，下面参照一个示例性实施例进行说明。下文中所述的本发明中各个元素的材料和部件，其目的是说明性的而不是限制性的。许多可以如本文描述的材料和部件一样来执行相同或者类似功能的合适的材料和部件，亦包含在本发明的范围内。另外，这里未进行描述的其他材料和部件也可以被包括但不限于，例如在本发明的时间之后所开发和发展的材料。
现在参看附图，本发明的实施例将被详细说明。其中，相同的标号表示相同的部件的视图。
本发明首先提供了一种消除晶圆氧化膜上微粒的方法，具体为：
参见图9，反应气体通过气体喷头300进入到工艺腔体100内，在工艺腔体100内获得激活能，并形成等离子体，发生等离子体增强化学气相淀积并在晶圆200表面淀积氧化膜。此时，设定气体喷头300与晶圆200之间的间距为270mil～330mil。
较佳地，在一个实施例中，设定气体喷头300与晶圆200之间的间距为300mil。而采用的工艺腔体100为平板式等离子体增强化学气相淀积腔体。
在另一个实施例中，反应气体从气体喷头300进入工艺腔体100内，获得激活能形成等离子体，具体为，通过射频功率发生器400加功率，使所述反应气体从辉光放电中获得激活能形成等离子体，发生等离子体增强化学气相淀积并在晶圆200表面淀积氧化膜。当然，需设定气体喷头300与晶圆200之间的间距在270mil～330mil之间。
如图9所示，反应气体进入工艺腔体100后，通过射频(RF)功率发生器400加功率使得所述反应气体从辉光放电中获得激活能。
晶圆上存在的微粒(tiny particle)会有导致孔刻不通的风险，会导致产品优良率降低，大量数据表明这种微粒(tiny particle)为DARC film(dielectric Anti-reflective coating film，介质抗反射层膜)的氧化膜上的微粒，由于该微粒尺寸很小，正常情况下无法通过颗粒测试仪测试出来。基于此，本发明还提出一种准确测试晶圆氧化膜上微粒的新方法。也即通过实验发现，可以通过在晶圆氧化膜表面再长一层的TiN薄膜或增加该氧化膜的厚度到以上来将此种微粒测试出来。
试验结果证明，在间隔(spacing)较大时微粒(tiny particle)非常多，降低间隔(spacing)之后微粒(tiny particle)变少，最终间隔(spacing)控制在300+/-30milparticle状况良好，形成的氧化膜中微粒数目<30颗。如下表所示：
由此可见，间隔(spacing)太远的话会出现反应气体还没有到达晶圆表面就在真空中长膜并长大，然后在反应气体的碰撞及重力作用下掉到晶圆表面上形成微粒(tinyparticle)，本发明通过控制氧化膜的生长间隔(spacing)在270mil～330mil合理范围内，能够有效消除这种微粒(tiny particle)。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种消除晶圆氧化膜上微粒的方法，其特征在于：包括，
反应气体从气体喷头进入工艺腔体内，获得激活能形成等离子体，发生等离子体增强化学气相淀积并在晶圆表面淀积氧化膜，所述气体喷头与所述晶圆之间的间距为270mil～330mil，所述微粒为介质抗反射层膜的氧化膜上的微粒。
2.根据权利要求1所述的消除晶圆氧化膜上微粒的方法，其特征在于：所述气体喷头与所述晶圆之间的间距为300mil。
3.根据权利要求1所述的消除晶圆氧化膜上微粒的方法，其特征在于：所述工艺腔体为平板式等离子体增强化学气相淀积腔体。
4.根据权利要求1所述的消除晶圆氧化膜上微粒的方法，其特征在于：所述反应气体从气体喷头进入工艺腔体内，获得激活能形成等离子体，具体为，通过射频功率发生器加功率，使所述反应气体从辉光放电中获得激活能形成等离子体。
5.一种根据权利要求1所述的消除晶圆氧化膜上微粒的方法所得到的氧化膜，其特征在于：所述氧化膜上的微粒数小于三十颗。
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