CN114334796A - 膜层的形成方法 - Google Patents
膜层的形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114334796A CN114334796A CN202011051630.3A CN202011051630A CN114334796A CN 114334796 A CN114334796 A CN 114334796A CN 202011051630 A CN202011051630 A CN 202011051630A CN 114334796 A CN114334796 A CN 114334796A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film layer
- gas
- substrate
- layer
- etching
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 62
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 62
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 51
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 69
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 54
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 37
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 21
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 19
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 15
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 9
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000708 deep reactive-ion etching Methods 0.000 claims description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 20
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 5
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 5
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 3
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000678 plasma activation Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B12/00—Dynamic random access memory [DRAM] devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明实施例提供一种膜层的形成方法，包括：提供衬底；进行预处理步骤，所述预处理步骤包括提供反应源气体，所述反应源气体在所述衬底上形成附着点；进行沉积步骤，对所述反应源气体进行等离子化形成等离子体，所述等离子体在所述衬底上基于所述附着点沉积，以形成第一膜层。本发明实施例有利于在衬底表面形成更多的附着点，提高沉积速率，快速沉积膜层，提高了膜层的台阶覆盖率，从而提高了膜层的质量。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体领域，特别涉及一种膜层的形成方法。
背景技术
随着半导体工业的发展，半导体元件制程工艺的优劣与沉积膜层工序的沉积效率和膜层质量密切相关，所以沉积膜层的速率和沉积后膜层的台阶覆盖率成为沉积膜层工序的重点关注问题。
现有沉积膜层工序中，多采用等离子体的反应源气体反应沉积膜层，沉积速率较低，沉积后膜层的台阶覆盖率也较低，影响膜层质量。
发明内容
本发明实施例提供一种膜层的形成方法，有利于在衬底表面形成更多的附着点，提高沉积速率，快速沉积膜层，提高了膜层的台阶覆盖率，从而提高了膜层的质量。
为解决上述问题，本发明实施例提供一种膜层的形成方法，其特征在于，包括：提供衬底；进行预处理步骤，所述预处理步骤包括提供反应源气体，所述反应源气体在所述衬底上形成附着点；进行沉积步骤，对所述反应源气体进行等离子化形成等离子体，所述等离子体在所述衬底上基于所述附着点沉积，以形成第一膜层。
另外，所述预处理步骤采用的所述反应源气体流量和所述沉积步骤采用的所述反应源气体流量相同。
另外，所述第一膜层包括钛膜层，所述反应源气体包括四氯化钛和氢气。
另外，所述预处理步骤中提供所述四氯化钛的工艺时长为2～10秒。
另外，在进行所述预处理步骤之前，所述衬底上形成有氧化层；在进行所述预处理步骤之前，还包括：衬底表面处理步骤，去除所述氧化层。
另外，所述衬底表面处理步骤采用等离子体的氨气、氩气和氢气反应去除所述氧化层。
另外，所述衬底表面处理步骤中，工艺参数包括：所述氨气流量为1500～3500sccm，所述氩气流量为1000～2000sccm，所述氢气流量为1000～3000sccm，反应腔室的温度为450～650摄氏度，功率为450～1200瓦。
另外，在进行所述衬底表面处理步骤之前，所述衬底上形成有缺陷层；在进行所述衬底表面处理步骤之前，还包括：进行脉冲式刻蚀步骤，间隔的向所述缺陷层提供刻蚀气体去除所述缺陷层，及持续的向所述缺陷层提供惰性气体以带走刻蚀副产物。
另外，所述刻蚀气体与形成所述第一膜层的所述反应源气体具有相同元素。
另外，所述间隔的向所述缺陷层提供所述刻蚀气体，每次提供所述刻蚀气体0.1～40秒，每两次提供所述刻蚀气体之间间隔0.1～5秒。
另外，在每两次提供所述刻蚀气体之间对反应腔室进行抽真空带走所述刻蚀副产物，所述抽真空时的压力为0.1～1托。
另外，在形成所述第一膜层之后，还包括：第二沉积步骤，向所述第一膜层提供氮源等离子体，将至少部分第一膜层转化为含氮的第二膜层。
另外，所述脉冲式刻蚀步骤、所述衬底表面处理步骤、所述预处理步骤、所述沉积步骤和所述第二沉积步骤在同一反应腔室进行。
与现有技术相比，本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：
上述技术方案中，通过在沉积步骤之前增加预处理步骤，提供的反应源气体在衬底上形成了大量的附着点，后续的沉积步骤，等离子化的反应源气体发生反应，因为在衬底上有大量的附着点，加快了沉积膜层的速率；而且附着点在衬底上均匀分布，所以提高了膜层的台阶覆盖率，从而提高了膜层的质量。
在衬底表面处理步骤之前衬底上形成有缺陷层，通过采用脉冲式刻蚀的方法，较为温和的去除的缺陷层，避免持续刻蚀反应剧烈使部分缺陷膜层脱离和反应腔室污染的风险，脉冲式刻蚀后还可以继续沉积膜层，防止在发生机台异常后，晶圆难以修复，从而直接报废的问题。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1～图6为本发明第一实施例提供的一种膜层的形成方法中各步骤对应的结构示意图；
图7为本发明第一实施例提供的一种膜层的形成方法中预处理步骤的效果对比折线图；
图8为本发明第二实施例提供的一种膜层的形成方法的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种膜层的形成方法中各步骤提供的气体-时间折线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
图1～图6为本发明第一实施例提供的一种膜层的形成方法中各步骤对应的结构示意图。
参考图4和图5，膜层的形成方法，包括：提供衬底100；进行预处理步骤，预处理步骤包括提供反应源气体105，反应源气体105在衬底100上形成附着点(未标记)；进行沉积步骤，对反应源气体105进行等离子化形成等离子体106，等离子体106在衬底100上基于附着点沉积，以形成第一膜层107。
衬底100的材料可以为单晶硅、绝缘体上硅(SOI)、绝缘体上层叠硅(SSOI)、绝缘体上层叠锗化硅(S-SiGeOI)、绝缘体上锗化硅(SiGeOI)以及绝缘体上锗(GeOI)。本实施例中，衬底100为单晶硅。
参考图1和图2，在第一实施例中，衬底100上形成有缺陷层101。所述缺陷层101可以为机台沉积膜层过程出现异常，导致沉积的膜层质量不佳，或膜层表面存在部分被氧化的情况，形成缺陷层101。
缺陷层101与第一膜层107(如图5所示)具有相同的元素。
进行脉冲式刻蚀步骤，间隔的向缺陷层101提供刻蚀气体102去除缺陷层101，及持续的向缺陷层101提供惰性气体以带走刻蚀副产物。
如此，采用脉冲式刻蚀的方法，可以较为温和的去除缺陷层101，避免持续刻蚀反应剧烈使部分缺陷膜层脱落和污染反应腔室的风险，脉冲式刻蚀后还可以继续沉积膜层，防止在发生机台异常后，晶圆难以修复，从而直接报废的问题。
在第一实施例中，缺陷层101可以为氧化钛层。
本发明第一实施例中，刻蚀气体102与形成第一膜层107的反应源气体105具有相同元素。如此，可以减少在反应腔室中带入多余的元素，减少对后续反应造成的影响；同时刻蚀气体102是反应源气体105的一种，不用提供新的气体，方便脉冲式刻蚀步骤的进行，从而在形成缺陷层101之后快速的对缺陷层101进行刻蚀，且在同一腔室中就可以进行上述步骤。
在本实施例中，刻蚀气体102包括四氯化钛，惰性气体可以为氩气。四氯化钛气体会和氧化钛层发生剧烈反应，通过脉冲式刻蚀方法，可以避免四氯化钛和钛反应过于激烈，导致部分膜层脱落及污染腔室。
具体地，脉冲式刻蚀步骤的工艺参数包括：四氯化钛流量为1～50sccm(standardcubic centimeter per minute：标准毫升每分钟)，具体可以为10sccm、20sccm、30sccm或40sccm；氩气流量为1000sccm～2000sccm，具体可以为1300sccm、1500sccm或1800sccm；反应腔室的温度为400～710摄氏度，具体可以为500摄氏度、600摄氏度或700摄氏度；反应腔室的压力为1～20托，具体可以为5托、10托或15托；脉冲式提供刻蚀气体102的次数为100～400次，具体可以为200次、250次、300次。
在一个实施例中，间隔的向缺陷层101提供刻蚀气体102，每次提供刻蚀气体102的时间为0.1～40秒，具体可以为10秒、20秒或30秒。其中，每两次提供刻蚀气体102之间间隔0.1～5秒，具体可以为2秒、3秒或4秒。
在刻蚀气体102与缺陷层101反应时，会产生刻蚀副产物，刻蚀副产物会污染反应腔室，影响在反应腔室进行的反应，因此，在本实施例中，持续的向缺陷层101提供惰性气体，可以带走刻蚀副产物，保证了反应腔室的清洁度。
在其他实施例中，在每两次提供刻蚀气体之间对反应腔室进行抽真空处理，以带走刻蚀副产物，从而保证了反应腔室的清洁度。
在一个例子中，在每两次提供刻蚀气体之间不提供惰性气体，但对反应腔室进行抽真空处理，以带走刻蚀副产物。
具体地，抽真空时的腔室压力为0.1～1托，具体可以为0.4托、0.6托或0.8托。在此压力下，腔室的刻蚀副产物能够完全被抽走，从而保证反应腔室的清洁度。
参考图3，刻蚀去除缺陷层101之后，露出钛化硅层(图中未示出)，钛化硅层为衬底100与缺陷层101反应生成，钛化硅层在空气中极易被氧化生成界面原生氧化层103，氧化层103的存在会增加第一膜层107和衬底100的表面接触电阻，影响产品良率。本实施例中，在沉积第一膜层107之前，先进行衬底表面处理步骤104，去除氧化层103。
氧化层103包括氧化硅。
具体地，氧化层103为二氧化硅，衬底表面处理步骤104采用等离子体的氨气、氩气和氢气反应去除氧化层103，具体反应为NH3+H2+Ar-等离子化->NHx+H+Ar和NHx+H+SiO2->Si+N2+H2+H2O。
衬底表面处理步骤104去除氧化层103不仅是利用氨气、氩气和氢气等离子体还原一部分氧化物，而且利用等离子状态本身的轰击效应去除部分氧化物和一些杂质。如此，不仅去除了与后续沉积的第一膜层107无关的氧化层103，降低了第一膜层107与衬底100的接触阻值，防止了接触阻值过高，从而造成第一膜层107与衬底100断路，而且提高了后续沉积形成的第一膜层107表面的均匀性。
本实施例中，采用在沉积腔室直接通入氨气、氩气和氢气来对衬底100表面进行处理，可以进一步防止晶圆出机台进行衬底表面处理步骤104时，会接触大气环境造成界面原生氧化层103的形成，从而提高膜层和衬底100接触界面的质量，提高产品良率。
具体地，衬底表面处理步骤104中，工艺参数包括：氨气流量为1500～3500sccm，具体可以为2000sccm、2500sccm或3000sccm；氩气流量为1000～2000sccm，具体可以为1300sccm、1500sccm或1800sccm；氢气流量为1000～3000sccm，具体可以为1500sccm、2000sccm或2500sccm；反应腔室的温度为450～650摄氏度，具体可以为500摄氏度、550摄氏度或600摄氏度；功率为450～1200瓦，具体可以为600瓦、800瓦或1000瓦。
参考图4，本发明第一实施例中，在衬底表面处理步骤104后进行预处理步骤，提供反应源气体105在衬底100上形成附着点。参考图7，在同样的最佳反应温度下，同样的反应时间内，进行预处理步骤104后沉积的膜层厚度远大于等离子沉积的膜层厚度。如此，衬底100上有大量的附着点，附着点具体可以为成核位点，在成核位点的基础上进行下一步沉积步骤时，可以加快第一膜层107的沉积速率；而且附着点在衬底100上分布均匀，提高了第一膜层107的台阶覆盖率，从而提高了第一膜层107的质量。
具体地，预处理步骤中提供四氯化钛的工艺时长为2～10秒，具体可以为4秒、6秒或8秒。如此，控制预处理步骤中提供四氯化钛的工艺时长，可以在保证预处理步骤效果的同时，有效节省工艺成本。
在提供四氯化钛之前，通入5～20秒的氩气和氢气，具体可以为8秒、12秒或16秒。如此，可以清洁反应腔室，使得预处理步骤中没有杂质气体，为形成附着点的反应提供合适的反应腔室条件。
在本实施例预处理步骤中，反应源气体105包括四氯化钛和氢气。通过采用四氯化钛预处理衬底100表面，可以在衬底100表面形成钛附着点，能够提高后续膜层沉积的速率，且提高膜层的台阶覆盖率，从而得到高质量膜层。
在一个例子中，四氯化钛的流量为1～50sccm，具体可以为20sccm、30sccm或40sccm；氢气流量为1000～3000sccm，具体可以为1500sccm、2000sccm或2500sccm。
在另一个例子中，反应源气体105还包括惰性气体，提供惰性气体作为载流气体。惰性气体包括氩气，氩气流量为1000～2000sccm，具体可以为1200sccm、1400sccm或1600sccm。
参考图5，本发明第一实施例的沉积步骤中，对反应源气体105进行等离子化形成等离子体106，等离子体106在衬底100上基于附着点沉积，形成第一膜层107。如此，等离子体106具有更活跃的化学性质，可以加快反应速率，从而使得沉积步骤的反应速率大于预处理步骤的反应速率，提高了沉积速率。
第一膜层107包括钛膜层，在沉积步骤中，氯化钛气态化合物和氢气反应生成钛膜层。
具体地，沉积步骤的工艺参数包括：反应腔室的压强为1～20托，具体可以为5托、10托或15托；反应腔室的温度为450～650摄氏度，具体可以为500摄氏度、550摄氏度或600摄氏度；射频功率为450～1200瓦，具体可以为600瓦、800瓦或1000瓦。
本发明第一实施例中，预处理步骤采用的反应源气体105流量和沉积步骤采用的反应源气体105流量相同。如此，可以简化工艺难度，不用在预处理步骤和沉积步骤两个阶段间改变反应源气体105流量，易于操作。
在本发明第一实施例中，预处理步骤与沉积步骤在同一反应腔室进行。如此，在形成第一膜层107的过程中，简化了操作步骤，使得工艺更方便的进行，也减少了反应腔室的污染数量。
并且，在预处理步骤和沉积步骤中，反应腔室的压强均相同，且反应腔室的温度均相同。如此，在反应腔室中，预处理步骤和沉积步骤两个阶段之间，只需改变反应腔室的射频功率即可实现，使得整个工艺易于操作。
参考图6，本发明第一实施例中，在形成第一膜层107之后，还包括第二沉积步骤，向第一膜层107提供氮源等离子体108，将至少部分第一膜层107转化为含氮的第二膜层109。
氮源等离子体108包括氮气等离子体，第二膜层109可以为氮化钛。
具体地，第二沉积步骤的工艺参数包括：氨气流量为1500～3500sccm，具体可以为2000sccm、2500sccm或3000sccm；反应腔室的温度为450～650摄氏度，具体可以为500摄氏度、550摄氏度或600摄氏度；射频功率为450～1200瓦，具体可以为600瓦、800瓦或1000瓦。
本发明第一实施例中，脉冲式刻蚀步骤、衬底表面处理步骤、预处理步骤、沉积步骤和第二沉积步骤在同一反应腔室进行。如此，在对缺陷层101进行处理并继续形成新的膜层的过程中，所有反应在同一个反应腔室中进行，不用更换反应腔室，整个工艺操作可以更便捷的进行，有利于在膜层毁坏后快速补救，减少了损失；所有反应在同一反应腔室进行，防止膜层接触大气，生成更厚的缺陷层101。在本实施例中，可以采用PECVD(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition：等离子体增强化学气相沉积法)机台腔室进行上述反应获得第二膜层109。
本发明第一实施例提供一种膜层的形成方法，对于在衬底上形成缺陷层的情况，通过采用脉冲式刻蚀的方法，较为温和的去除缺陷层，避免持续刻蚀反应剧烈使部分缺陷膜层脱落和反应腔室污染的风险，脉冲式刻蚀后还可以继续沉积膜层，防止在发生机台异常后，晶圆难以修复，从而直接报废的问题；刻蚀去除缺陷层之后，进行衬底表面处理步骤，去除界面原生氧化层，衬底表面处理步骤不仅去除了与后续沉积的第一膜层无关的界面原生氧化层，降低了第一膜层与衬底的接触阻值，防止了接触阻值过高，从而造成第一膜层与衬底断路，而且还提高了后续沉积形成的第一膜层表面的均匀性；通过在沉积步骤之前增加预处理步骤阶段，提供的反应源气体在衬底上形成了大量的附着点，具体可以为成核位点，后续的沉积步骤，等离子化的反应源气体发生反应，因为在衬底上有大量的成核位点，在成核位点的基础上进行沉积步骤，加快了沉积膜层的速率；而且附着点在衬底上均匀分布，所以提高了膜层的台阶覆盖率，从而提高了膜层的质量，本实施例的膜层形成方法适用于形成位线接触层或电容接触层。
图8为本发明第二实施例提供的一种膜层的形成方法的结构示意图。
参考图8，在本发明第二实施例中，由于机台异常，沉积第一膜层107或第二膜层109的工艺被迫暂停，由于反应腔室温度高，已经沉积的第一膜层107或第二膜层109被氧化形成缺陷层101，缺陷层101与第一膜层107具有相同的元素。此时可按照脉冲式刻蚀步骤、衬底表面处理步骤、预处理步骤、沉积步骤和第二沉积步骤的顺序对晶圆进行修复。如此，防止了在发生机台异常后，晶圆难以修复直接报废的问题。
图9为本发明实施例提供的一种膜层的形成方法中各步骤提供的气体-时间折线图。
参考图9，在本发明实施例中，对由于机台异常导致形成的缺陷层101进行处理并继续形成新的膜层的过程中，每一个阶段不同气体的提供时间点进行具体的解释。
当机台异常时，形成了缺陷层101，开始脉冲式刻蚀步骤S1，间隔的通入四氯化钛气体，在两次通入四氯化钛气体之间通入氩气；脉冲式刻蚀步骤S1完全结束后，开始衬底表面处理步骤S2，持续通入氩气、氨气和氢气直至衬底表面处理步骤S2结束；预处理步骤阶段S3，通入氩气和氢气，再通入四氯化钛气体，直至沉积步骤S4结束，停止通入四氯化钛气体，持续通入氩气和氢气；气体交换步骤S5，降低持续通入的氩气和氢气的流量，在气体交换步骤S5后部分通入氨气，进入第二沉积步骤S6；在整个第二沉积步骤S6持续通入氩气、氨气和氢气三种气体，直至第二沉积步骤S6结束时，停止通入氨气，仍持续通入氩气和氢气，进入清洁步骤S7；在清洁步骤S7，通入氩气和氨气。
本发明第二实施例提供一种膜层的形成方法，对于在沉积膜层时发生机台异常，膜层毁坏形成缺陷层的情况，通过依次采用脉冲式刻蚀步骤、衬底表面处理步骤、预处理步骤、沉积步骤和第二沉积步骤的顺序对晶圆进行修复，防止了在发生机台异常后，晶圆难以修复直接报废的问题。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各自更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。
Claims (13)
1.一种膜层的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
进行预处理步骤，所述预处理步骤包括提供反应源气体，所述反应源气体在所述衬底上形成附着点；
进行沉积步骤，对所述反应源气体进行等离子化形成等离子体，所述等离子体在所述衬底上基于所述附着点沉积，以形成第一膜层。
2.根据权利要求1所述的膜层的形成方法，其特征在于，所述预处理步骤采用的所述反应源气体流量和所述沉积步骤采用的所述反应源气体流量相同。
3.根据权利要求1所述的膜层的形成方法，其特征在于，所述第一膜层包括钛膜层，所述反应源气体包括四氯化钛和氢气。
4.根据权利要求3所述的膜层的形成方法，其特征在于，所述预处理步骤中提供所述四氯化钛的工艺时长为2～10秒。
5.根据权利要求1所述的膜层的形成方法，其特征在于，在进行所述预处理步骤之前，所述衬底上形成有氧化层；在进行所述预处理步骤之前，还包括：衬底表面处理步骤，去除所述氧化层。
6.根据权利要求5所述的膜层的形成方法，其特征在于，所述衬底表面处理步骤采用等离子体的氨气、氩气和氢气反应去除所述氧化层。
7.根据权利要求6所述的膜层的形成方法，其特征在于，所述衬底表面处理步骤中，工艺参数包括：所述氨气流量为1500～3500sccm，所述氩气流量为1000～2000sccm，所述氢气流量为1000～3000sccm，反应腔室的温度为450～650摄氏度，功率为450～1200瓦。
8.根据权利要求5所述的膜层的形成方法，其特征在于，在进行所述衬底表面处理步骤之前，所述衬底上形成有缺陷层；在进行所述衬底表面处理步骤之前，还包括：
进行脉冲式刻蚀步骤，间隔的向所述缺陷层提供刻蚀气体去除所述缺陷层，及持续的向所述缺陷层提供惰性气体以带走刻蚀副产物。
9.根据权利要求8所述的膜层的形成方法，其特征在于，所述刻蚀气体与形成所述第一膜层的所述反应源气体具有相同元素。
10.根据权利要求8所述的膜层的形成方法，其特征在于，所述间隔的向所述缺陷层提供所述刻蚀气体，每次提供所述刻蚀气体0.1～40秒，每两次提供所述刻蚀气体之间间隔0.1～5秒。
11.根据权利要求8所述的膜层的形成方法，其特征在于，在每两次提供所述刻蚀气体之间对反应腔室进行抽真空带走所述刻蚀副产物，所述抽真空时的压力为0.1～1托。
12.根据权利要求8所述的膜层的形成方法，其特征在于，在形成所述第一膜层之后，还包括：第二沉积步骤，向所述第一膜层提供氮源等离子体，将至少部分第一膜层转化为含氮的第二膜层。
13.根据权利要求12所述的膜层的形成方法，其特征在于，所述脉冲式刻蚀步骤、所述衬底表面处理步骤、所述预处理步骤、所述沉积步骤和所述第二沉积步骤在同一反应腔室进行。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011051630.3A CN114334796A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 膜层的形成方法 |
| PCT/CN2021/107083 WO2022068331A1 (zh) | 2020-09-29 | 2021-07-19 | 膜层的形成方法 |
| US17/448,885 US12057318B2 (en) | 2020-09-29 | 2021-09-25 | Method for forming film layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011051630.3A CN114334796A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 膜层的形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114334796A true CN114334796A (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=80949632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011051630.3A Pending CN114334796A (zh) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | 膜层的形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114334796A (zh) |
| WO (1) | WO2022068331A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114769089A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-07-22 | 四川大学 | 一种采用pecvd涂层敷形保护的方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7838428B2 (en) * | 2006-03-23 | 2010-11-23 | International Business Machines Corporation | Method of repairing process induced dielectric damage by the use of GCIB surface treatment using gas clusters of organic molecular species |
| JP2008311457A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Renesas Technology Corp | 半導体装置の製造方法 |
| CN102543672A (zh) * | 2010-12-22 | 2012-07-04 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 去除自然氧化硅层和形成自对准硅化物的方法 |
| CN102832112A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 金属硅化物形成方法 |
| US10229826B2 (en) * | 2016-10-21 | 2019-03-12 | Lam Research Corporation | Systems and methods for forming low resistivity metal contacts and interconnects by reducing and removing metallic oxide |
| CN108109955A (zh) * | 2017-12-13 | 2018-06-01 | 华中科技大学 | 一种用于填充垂直硅通孔tsv的复合材料及其填充方法 |
| CN111627859A (zh) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体结构及其形成方法 |
| CN111584348A (zh) * | 2020-05-28 | 2020-08-25 | 上海华力集成电路制造有限公司 | 三层光刻材料的返工方法 |
-
2020
- 2020-09-29 CN CN202011051630.3A patent/CN114334796A/zh active Pending
-
2021
- 2021-07-19 WO PCT/CN2021/107083 patent/WO2022068331A1/zh active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022068331A1 (zh) | 2022-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6872323B1 (en) | In situ plasma process to remove fluorine residues from the interior surfaces of a CVD reactor | |
| JP2002033289A (ja) | 半導体プロセスチャンバの洗浄方法 | |
| US5454903A (en) | Plasma cleaning of a CVD or etch reactor using helium for plasma stabilization | |
| KR0132375B1 (ko) | 박막형성방법 | |
| JP6325057B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| WO2020189288A1 (ja) | 成膜方法および成膜装置 | |
| KR102709945B1 (ko) | 텅스텐 막에서의 결함들을 감소시키거나 제거하는 방법들 | |
| US7569111B2 (en) | Method of cleaning deposition chamber | |
| CN114334796A (zh) | 膜层的形成方法 | |
| JP3112880B2 (ja) | Ｃｖｄ装置のクリーニング方法 | |
| US20200255940A1 (en) | Method for cleaning process chamber | |
| KR20090025053A (ko) | 화학기상증착 챔버의 시즈닝 방법 | |
| EP1154036A1 (en) | Gas reactions to eliminate contaminates in a CVD chamber | |
| JP4037154B2 (ja) | プラズマ処理方法 | |
| KR20200086631A (ko) | 질화막의 성막 방법, 및 질화막의 성막 장치 | |
| US12057318B2 (en) | Method for forming film layer | |
| JP3820212B2 (ja) | Ｃｖｄチャンバクリーニング後にｃｖｄチャンバをコンディショニングする方法 | |
| JPH09320963A (ja) | Ｃｖｄチャンバを清掃した後に調整するための方法 | |
| EP1154037A1 (en) | Methods for improving chemical vapor deposition processing | |
| JP2002064067A (ja) | 化学気相成長を向上させるよう調整されたチャンバ | |
| JP2004273991A (ja) | 半導体製造方法 | |
| US20120322262A1 (en) | N-Metal Film Deposition With Initiation Layer | |
| JPH10147877A (ja) | ガスクリーニング方法 | |
| JPH0625859A (ja) | Ｃｖｄ膜形成装置およびプラズマクリーニング方法 | |
| KR20230011032A (ko) | 기판처리장치 클리닝방법 및 이를 포함하는 기판처리방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |