薄膜的形成方法技术

本发明专利技术公开了一种薄膜的形成方法，包括步骤：将晶片放置于沉积室内；分别通过第一气路和第二气路将第一反应气体和惰性气体通入所述沉积室内；停止通入所述惰性气体，通过第二气路将第二反应气体通入所述沉积室内；沉积薄膜；停止通入所述第二反应气体和所述第一反应气体；取出所述晶片。采用本发明专利技术的薄膜形成方法，可以避免反应气体在气路中混和发生反应，减少了在晶片上形成的颗粒缺陷，改善了薄膜的形成质量，提高了生产的成品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种。
技术介绍
随着器件关键尺寸的缩小，对晶片表面玷污的控制变得越来越关键。 如果在生产过程中引入了颗粒等污染源，就可能引起电路的开路或断路， 因而在半导体工艺制造中，如何在工艺制造中避免对晶片的污染是必须 要关注的问题。随着生产中设备自动化程度的提高，人员与产品的交互 变少，防止生产中带来颗粒等污染源的重点已更多地》文到了生产设备所 产生的颗粒上面。如设备长期工作后，其内部各组件上会积累一些附着 物，该附着物达到一定厚度后很可能会脱落、转移到晶片上，从而导致 对晶片的颗粒玷污，使得生产的成品率降低。 ，在各种生产设备中，化学气相沉积(CVD, Chemical Vapor Deposition) 设备的颗粒污染问题是关注的重点之一，这是由其工作原理所决定的。 化学气相沉积设备通常会用于形成氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅 等薄膜，沉积时，向沉积室内通入气态的含有形成薄膜所需的原子或分 子的化学物质，该化学物质在沉积室内混合并发生反应，最终在晶片表 面聚集形成希望形成的固态薄膜和气态产物。如果在上述薄膜生长过程中产生了颗粒污染，在晶片上形成了颗粒 缺陷，则会影响到后续工艺的正常进行。图l为说明现有技术中薄膜上具 有颗粒缺陷时的刻蚀结果的器件剖面图，如图1所示，对衬底101上的薄 膜102进行刻蚀时，若晶片表面平整没有缺陷，刻蚀开孔103的边缘整齐， 图形完整；但若晶片表面存在颗粒104,则会导致刻蚀开孔105的边缘变 形严重，而这一刻蚀图形的变形，会造成器件性能下降，产品的成品率 降低。为减轻化学气相沉积设备内的颗粒污染问题对产品成品率的影响， 在生产中，通常都会在沉积室运作一段预定时间或沉积室内污染到一定 的预定程度后，对沉积室进行在位清洗，通入可与附着物发生反应的气 体去除部分附着物，以减轻污染程序。另外，因在位清洗方法不能彻底 去除沉积室内的附着物，在该设备运作较长一段时间后，还需要对沉积 室进行湿法清洗以较为彻底地消除附着物。但是，机台在运作过程中，还未达到预计的湿法清洗时机，在晶片 的表面也会落有一些颗粒，且这些颗粒在晶片上的位置分布具有一定的规律。图2为现有的表面存在颗粒污染的晶片示意图，如图2所示，此时 晶片201的颗粒缺陷202基本分布于晶片的两侧。通过对沉积室内的气流 进行分析发现，该位置是晶片上最先接触反应气体流的位置，因而可以 认为，该部分颗粒应该是由用于通入反应气体的气路直接吹至晶片上。 如果能够解决这部分颗粒污染问题，不仅可以有效提高薄膜的生长质量， 而且可以有效减少i殳备所需的清洗次数。然而，目前尚无解决该类颗粒 污染问题的具体方案。申请号为02143321.6的中国专利申请公开了 一种减少沉积室杂质含 量的方法，该方法在对沉积室进行定期的清洗后，利用不同于制造程序 的材料在沉积室的内表面形成一层保护层，该保护层在生产制造程序与 沉积室内表面之间起到隔离作用，可以减少因生产制造程序与沉积室内 表面发生反应而产生的颗粒杂质数；然后，执行一次制造程序，完成暖 机操作，再进入正式的生产运行。但是，该申请所公开的方法只是应用 于沉积室清洗后，阻止的是制造程序与沉积室内表面间的相互作用，其 应用范围较窄，且该方法也无法解决前面图2中所示的由气路中带来的颗 粒污染问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种，以改善现有的薄膜生长过程中易由气路中产生部分颗粒污染的问题。本专利技术提供的一种，包括步骤.-将晶片放置于沉积室内；分别通过第一气路和第二气路将第一反应气体和惰性气体通入所述沉积室内；停止通入所述惰性气体，通过第二气路将第二反应气体通入所述沉 积室内；沉积薄膜；停止通入所述第二反应气体和所述第 一反应气体； 取出所述晶片。其中，所述沉积室为低压化学气相沉积设备的沉积室。 其中，所述薄膜为氮化硅薄膜。其中，所述第一反应气体为氨气，所述第二反应气体为二氯硅烷。优选地，所述第一反应气体的流量在150至1000ml/min之间，所 述第二反应气体的流量在50至750ml/min之间。优选地，所述惰性气体为氮气或氩气，且所述惰性气体的流量在50 至750ml/min之间。其中，在通入第一反应气体和惰性气体之前，还包括步骤通入惰性气体。其中，在取出所述晶片之前，还包括步骤 通入惰性气体。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术的，在通过第一气路通入第一反应气体的同 时，在第二气路通入了惰性气体，避免了反应气体在气路中混和、发生 反应的现象，降低了在气路中形成生成物颗粒的几率，减少了晶片上的颗粒缺陷，改善了薄膜的形成质量，提高了产品的成品率。本专利技术的操作简便，易于实现，在无需增加额外的 工艺步骤的情况下，緩解了设备的颗粒污染问题，减少了设备所需的湿 法清洗次数，提高了设备的利用率及生产的效率。附图说明图1为说明现有技术中薄膜上具有颗粒缺陷时的刻蚀结果的器件剖面图2为现有的表面存在颗粒污染的晶片示意图3为本专利技术具体实施例中所用的沉积室的示意图4为本专利技术具体实施例中所用的沉积室仅在一个气路中通入气体 时的示意图5为本专利技术具体实施例中薄膜形成方法的流程图6为本专利技术具体实施例中所用的沉积室同时通入第一反应气体与 惰性气体时的沉积室示意图7为采用本专利技术具体实施例的薄膜形成方法形成薄膜后的晶片表 面示意图。 具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合 附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本专利技术的处理方法可以被广泛地应用于各个领域中，并且可利用许 多适当的材料制作，下面是通过具体的实施例来加以说明，当然本专利技术 并不局限于该具体实施例，本领域内的普通技术人员所熟知的一^:的替 换无疑地涵盖在本专利技术的保护范围内。其次，本专利技术利用示意图进行了详细描述，在详述本专利技术实施例时， 为了便于说明，表示结构的示意图会不依一般比例作局部放大，不应以此作为对本专利技术的限定，此外，在实际的制作中，应包含长度、宽度及 深度的三维空间尺寸。图3为本专利技术具体实施例中所用的沉积室的示意图，本专利技术的具体实施例中，所用的设备为低压化学气相沉积设备(LPCVD)，该设备的 沉积室为炉管，通常由石英制成。其可以为立式炉管，也可以为卧式炉 管，如图3所示，本图中所示的为立式炉管。该炉管包括炉管壁301, 带进气口 309的进气管302、排气口 303、置于炉管内的晶舟(Boat) 304,炉管的底座306,以及穿过底座306与进气管302相连的第一气^各 311与第二气^各312。进行化学气相沉积工艺时，先利用将底座306 (其与炉管壁301 — 起形成沉积室的密闭空间)升入炉管内的方式，将带有晶片的晶舟304 升入炉管内，并利用加热系统将炉管加热至反应气体发生化学反应生成 薄膜所需的温度；然后，将用于生成薄膜材料的反应气体分别通过第一气路311与第二气路312通入进气管302,并通过其上的进气口 309导 入炉管壁301内；此时，炉管内的温度已达到反应气体发生反应所需的 温度，该反应气体在炉管内混合后会发生化学反应，在晶片表面聚集形 成希望形成的固态薄膜和气态产物(其中的气态产物可以通过排气口 303排出)；最后取出晶片，完成晶片上薄膜的生长。传统的薄膜形成方法中，常有薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜的形成方法，其特征在于，包括步骤：　将晶片放置于沉积室内；　分别通过第一气路和第二气路将第一反应气体和惰性气体通入所述沉积室内；　停止通入所述惰性气体，通过第二气路将第二反应气体通入所述沉积室内；　沉积薄膜；　停止通入所述第二反应气体和所述第一反应气体；　取出所述晶片。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李春龙，赵星，赵金柱，李修远，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]