[發明專利]一種降低雙大馬士革氮化硅工藝顆粒的處理方法

有效

• 申請號: 201110299091.X
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102446833A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 顧梅梅;侯多源;許雋;王科
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及半導體制造領域一種降低雙大馬士革氮化硅工藝（DDN工藝）顆粒的處理方法，尤其涉及一種銅制程工藝中降低雙大馬士革氮化硅工藝顆粒的處理方法。

背景技術

雙大馬士革氮化硅工藝（DDN工藝）在制程上，主要以DDN/Oxide/DDN/Oxide/DDN的薄膜堆積層的形式，而DDN用于金屬間介質層的大馬士革結構的刻蝕阻擋層，普遍用于130nm，110nm的銅制程工藝。

針對AMAT?Producer的CVD設備，由于DDN工藝在制成上會與底下金屬銅（Cu）接觸。?而金屬銅（Cu）在空氣中放置易在表面形成氧化銅（CuO）,?這層氧化銅（CuO）的存在會破壞銅（Cu）與DDN薄膜之間的黏附性，影響后段工藝集成的可靠性和良率，甚至會造成產品上的薄膜剝落，產品報廢。同時，在第一層DDN工藝淀積之前在等離子環境下用氨氣進行預處理（NH3?pre-treatment），一方面利用氫離子（H⁺）還原氧化銅（CuO）中的銅（Cu）去除CuO；另一方面，由于工藝腔室（chamber）的表面主要成分為三氧化二鋁（Al₂O₃），氨氣進行預處理（NH₃?pre-treatment）本身殘余的氫離子（H+）也會對主要成分為三氧化二鋁（Al₂O₃）的工藝腔室表面，尤其是清洗頭（ShowerHead）起到侵蝕作用，從而帶來顆粒的聚集問題。此外，在利用NF₃進行清潔過程中殘余的氟離子（F^-）也會對工藝腔室和清洗頭表面起到侵蝕作用，?從而帶來顆粒的聚集問題。這種對工藝腔室的侵蝕將減少清洗頭的壽命，同時極大增加工藝腔室的保養頻率。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明的目的是提供一種在保證DDN工藝中有效去除氧化銅（CuO），同時又能降低工藝腔室表面，特別是清洗頭表面存在的顆粒問題。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

一種降低雙大馬士革氮化硅工藝顆粒的處理方法，其中，包括如下步驟：

步驟A、在硅片上形成銅的種子層；

步驟B、在所述銅的種子層上沉積覆蓋一層銅的淀積層；

步驟C、對銅的淀積層進行研磨；

步驟D、將硅片送入反應腔室中，利用等離子條件下的NH₃氣體對銅的淀積層的表面進行預處理，以清除在所述銅的淀積層的表面所形成的銅的氧化物；

步驟E、在反應腔室中，利用雙大馬士革氮化硅淀積工藝生成位于所述銅的淀積層上方的一層刻蝕阻擋層；

步驟F、用NF₃氣體清潔反應腔室；

步驟G、在反應腔室中通入NO₂氣體，用等離子條件下的NO₂氣體除去反應腔室中所殘余的氫和氟。

上述的降低雙大馬士革氮化硅工藝顆粒的處理方法，其中，等離子條件下，反應腔室內的氣壓為DDN薄膜工藝的淀積氣壓，氣體噴頭離硅片的距離為450~600mils，產生等離子體的射頻的功率為0~2000W，N₂O的氣體流量為3000~7000sccm。

上述的方法，其中，在反應腔室中通入N₂O氣體的同時還通入有N₂氣體，且N₂氣體的流量為3000~7000sccm。

上述的方法，其中，還包括在刻蝕阻擋層上生長氧化層的步驟。

與已有技術相比，本發明的有益效果在于：操作簡便，在保證有效去除氧化銅（CuO）從而確保銅（Cu）與DDN薄膜之間的黏附性，同時也達到抑制對工藝腔室表面，尤其是對清洗頭的侵蝕問題，起到延長工藝腔室使用壽命、降低工藝腔室保養頻率的作用。

附圖說明

圖1是本發明降低雙大馬士革氮化硅工藝顆粒的處理方法的工藝流程示意圖。

具體實施方式

基于化學汽相沉積CVD而提出本發明，下面結合原理圖和具體操作實施例對本發明作進一步說明。