非等离子体辅助的化学气相沉积方法技术

本发明专利技术提供了一种非等离子体辅助的化学气相沉积，该方法包括：在将晶圆置于反应腔之前，清洗反应腔内壁沉积的沉积物，在反应腔内壁沉积一层第二沉积物，根据反应腔内的气压调节通入保护性气体的时间；将晶圆置于反应腔后，利用非等离子体辅助的化学气相沉积在晶圆上制作介质层。采用本发明专利技术公开的方法，在晶圆置于反应腔之前，会对反应腔内壁沉积的沉积物进行清洗，去除残留在反应腔内壁的沉积物，之后在反应腔内壁沉积一层第二沉积物，以使晶圆置于反应腔制作介质层时反应腔内的环境一致；通过对反应腔的清洗和调节通入保护性气体的时间，避免反应腔内温度的剧烈变化影响后续制作的介质层厚度，减小了介质层厚度的变化范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造技术，特别涉及一种。
技术介绍
在半导体制作过程中，通常在晶圆上制作若干个有源器件，通过淀积工艺在有源 器件上逐层制作介质层和金属层，通过介质层、开设于介质层的通孔、通过通孔连接的不同 金属层将晶圆上制作的有源器件连接起来，这就是晶圆多层金属化的过程。制作于金属层 上的互连线通过在绝缘层上制作的通孔连接，以将晶圆上的有源器件相关连接起来。图1为现有的晶圆上多层金属化的结构示意图。现结合图1，对化学气相沉积的方 法进行说明，具体如下在晶圆的硅衬底101上制作浅沟槽隔离区102，根据需要在硅衬底101上制作有源 器件，对制作了有源器件的晶圆进行多层金属化，也就是在晶圆的有源器件上制作相互间 隔的多层金属层及多层介质层。在晶圆上制作介质层时，首先，将晶圆置于化学气相沉积反 应腔中，利用化学气相沉积在硅衬底101的有源器件上制作第一介质层103 ；其次，对晶圆 上的第一介质层103进行刻蚀形成通孔104，将晶圆置于物理气相沉积反应腔中，利用物理 气相沉积填充通孔104 ；再次，利用物理气相沉积在介质层和通孔开口处形成第一金属层 105 ；最后，对第一金属层105进行刻蚀形成互连线。晶圆每制作一层介质层，都要将晶圆置 于化学气相沉积反应腔中，利用化学气相沉积淀积一层介质层。通常的介质层为二氧化硅 层。化学气相沉积通常包括常压化学气相沉积(APCVD)、亚常压化学气相沉积 (SACVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)、等离子体辅助化学气相沉积及气相外延(VPE)和金 属-有机化学气相沉积。其中，等离子体辅助化学气相沉积利用等离子体溅射的方法制作 膜，包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和高密度等离子体化学气相沉积(HDPCVD)； 气相外延(VPE)和金属-有机化学气相沉积采用离子化金属等离子体(IMP)制作膜。由于 常压化学气相沉积(APCVD)、亚常压化学气相沉积(SACVD)和低压化学气相沉积(LPCVD)在 形成膜的过程中无需等离子体辅助，因此，将常压化学气相沉积(APCVD)、亚常压化学气相 沉积(SACVD)和低压化学气相沉积(LPCVD)称为非等离子体辅助的化学气相沉积。采用等离子体辅助的化学气相沉积制作介质层，不仅造价昂贵，而且容易受到反 应过程中产生的化学物质和颗粒的污染，不适于大范围使用。采用非等离子体辅助的化学气相沉积制作介质层，介质层的厚度与非等离子体辅 助的化学气相沉积反应腔中的温度密切相关。采用非等离子体辅助的化学气相沉积在晶圆 上制作介质层，反应腔中的温度随着置入反应腔中的晶圆数量的增加而变得不稳定，而非 等离子体辅助的化学气相沉积速率与温度成反比。对于亚常压化学气相沉积(SACVD)来 说，频繁将晶圆置于反应腔中进行亚常压化学气相沉积反应，反应腔中的温度可能逐渐升 高，沉积于反应腔内壁的介质减少，沉积于晶圆的介质层厚度增加，这就造成介质层的厚度随着置于反应腔中的先后顺序不同而不同，且置于反应腔中的晶圆沉积的介质层厚度随着 置入顺序的增加而增加。对于其它的非等离子体辅助的化学气相沉积来说，反应腔内的温 度与置于反应腔中的晶圆的数量及利用非等离子体化学气相沉积制作介质层的频繁程度 相关，同样会存在反应腔内温度不稳定，制作而成的介质层的厚度的变化范围较大的问题。现有技术中，为了保证制作于晶圆上的芯片质量，通常对制作于晶圆上的芯片的 接触电阻进行测试，具体通过检测制作于介质层上的通孔的电阻来判断接触电阻是否符合 要求。由于非等离子体辅助的化学气相沉积反应腔晶圆上制作的介质层厚度不同，而通孔 的电阻与介质层的厚度成正比，这就使得在晶圆上制作的芯片的接触电阻的误差范围较 大，影响芯片的质量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种，该方法能够 减小介质层的变化范围。为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的一种非等离子体辅助的化学气相沉积，该方法包括在将晶圆置于反应腔之前，清 洗反应腔内壁沉积的沉积物，在反应腔内壁沉积一层第二沉积物，根据反应腔内的气压调 节通入保护性气体的时间；将晶圆置于反应腔后，利用非等离子体辅助的化学气相沉积在 晶圆上制作介质层。较佳地，所述清洗反应腔内壁沉积的沉积物之前进一步包括利用非等离子体辅助的化学气相沉积，采用与制作介质层相同的温度及反应物， 在反应腔内壁沉积一层第一沉积物；所述第一沉积物的厚度为800埃至10000埃。上述方法中，所述清洗反应腔内壁沉积的沉积物包括向反应腔通入能与沉积物反应的气体，去除沉积于反应腔内壁的沉积物。上述方法中，所述与沉积物反应的气体为氟化氮；所述反应腔内壁的沉积物为第一沉积物和反应腔内壁残留的沉积物，或者为反应 腔内壁残留的沉积物。上述方法中，所述在反应腔内壁沉积一层第二沉积物包括利用非等离子体辅助的化学气相沉积，在无残留物的反应腔内壁上沉积一层第二 沉积物；所述第二沉积物的厚度为5千埃至15千埃。上述方法中，所述根据反应腔内的气压调节通入保护性气体的时间为向反应腔内通入保护性气体并监控反应腔内的气压，待反应腔内的气压趋于稳定 后持续通入保护性气体；所述通入保护性气体的时间为5秒至20秒；所述反应腔内的气压趋于稳定后持续通入保护性气体的时间为4秒至10秒。上述方法中，所述第一沉积物和第二沉积物为二氧化硅；所述非等离子体辅助的化学气相沉积为亚常压化学气相沉积、常压化学气相沉积 或低压化学气相沉积。由上述的技术方案可见，本专利技术提供了一种非等离子体辅助的化学气相沉积的方法，该方法在将晶圆置于反应腔之前，清洗反应腔内壁沉积的沉积物，在反应腔内壁沉积一 层第二沉积物，根据反应腔内的气压调节通入保护性气体的时间；将晶圆置于反应腔之后， 利用非等离子体辅助的化学气相沉积在晶圆上制作介质层。采用本专利技术公开的方法，在将 晶圆置于反应腔之前，会对反应腔内壁沉积的沉积物进行清洗，去除残留在反应腔内壁的 沉积物，之后在反应腔内壁沉积一层第二沉积物，以使后续将晶圆置于反应腔后反应腔内 的环境一致；通过对反应腔内壁的清洗和调节通入保护性气体的时间，可降低反应腔内温 度的变化范围，避免反应腔内温度的剧烈变化影响后续制作的介质层厚度，减小了介质层 厚度的变化范围。附图说明图1为现有的晶圆上多层金属化的结构示意图。图2为本专利技术非等离子体辅助的化学气相沉积的方法流程图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例， 对本专利技术进一步详细说明。本专利技术提出了一种非等离子体辅助的化学气相沉积，在将晶圆置于反应腔之前， 清洗反应腔内壁沉积的沉积物，并在反应腔内壁沉积一层第二沉积物，根据反应腔内的气 压调节通入保护性气体的时间；将晶圆置于反应腔后，利用非等离子体辅助的化学气相沉 积在晶圆上制作介质层。图2为本专利技术非等离子体辅助的化学气相沉积的方法流程图。现结合图2，对本发 明非等离子体辅助的化学气相沉积的方法进行说明，具体如下步骤201 在反应腔内壁沉积一层第一沉积物；采用与制作介质层相同的温度条件及与制作介质层相同的气体，利用非等离子 体辅助的化学气相沉积，在反应腔的内壁沉积一层第一沉积物。第一沉积物为二氧化硅 (SiO2)，第一沉积物的厚度为800埃至10000埃。若采用常压化学气相沉积(A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非等离子体辅助的化学气相沉积，该方法包括：在将晶圆置于反应腔之前，清洗反应腔内壁沉积的沉积物，在反应腔内壁沉积一层第二沉积物，根据反应腔内的气压调节通入保护性气体的时间；将晶圆置于反应腔后，利用非等离子体辅助的化学气相沉积在晶圆上制作介质层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，
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