[發明專利]非化學計量化學氣相沉積電介質膜表面鈍化方法

在審

• 申請號: 201610269104.1
• 申請日: 2009-11-11
• 公開（公告）號: CN105719962A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 蘭斯·金;金光勛
• 申請（專利權）人: 密克羅奇普技術公司
• 主分類號: H01L21/30
• 分類號: H01L21/30;H01L21/3105
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

本發明專利申請是申請號為200980145108.7、申請日為2009年11月11日、發 明名稱為“用于膜粗糙度控制的非化學計量化學氣相沉積電介質膜表面鈍化方法”的 發明專利申請的分案申請。

相關申請案交叉參考

本申請案主張在2008年11月12日提出申請的標題為“用于膜粗糙度控制的非 化學計量化學氣相沉積電介質膜表面鈍化方法(MethodOfNonstoichiometricCVD DielectricFilmSurfacePassivationForFilmRoughnessControl)”的第61/113,805號美 國臨時申請案的權益，所述美國臨時申請案以全文并入本文中。

技術領域

本發明的技術領域涉及膜粗糙度及缺陷的減小。更特定來說，本發明涉及一種用 于消除用于半導體或集成電路(IC或芯片)制作的化學氣相沉積(CVD)膜(例如等 離子增強化學氣相沉積(PECVD)膜)的膜粗糙度的方法。

背景技術

近年來，沉積層已受到關注，尤其是在半導體或IC制作的領域中。沉積是IC制 造中的步驟。在沉積期間，舉例來說，在硅晶片上沉積或生長電絕緣(電介質)或導 電材料層。一種類型的沉積為化學氣相沉積(CVD)。CVD用于在襯底上沉積(例如) 充當電介質(絕緣體)、金屬(導體)或半導體(部分導體)的膜。在CVD工藝期 間，含有待沉積的材料的原子的前驅物氣體可在襯底表面上反應，從而形成固體材料 薄膜。

一種形式的CVD為等離子增強化學氣相沉積(PECVD)。PECVD用作用于主 要在一些襯底上從氣體相(氣相)到固態地沉積電介質薄膜的半導體制作沉積方法。 所述工藝中涉及在形成反應的前驅物氣體的等離子之后發生的一些化學反應。

隨著IC技術得到不斷進步，在CVD及PECVD中，存在對提供具有受控表面粗 糙度的膜的需要。由于平滑表面可允許光刻工藝中的良好結果，因此需要平滑表面。 還存在對提供無缺陷的膜及對提供粘附到主體襯底的膜的需要。此外，存在對提供在 厚度上以及在化學、電及機械性質上為均勻的膜的需要。

可進一步需要在襯底工藝流程中消除或至少減小金屬前電介質(PMD)、金屬間 電介質(IMD)及鈍化模塊處的膜粗糙度。可進一步需要改進缺陷監測，例如由科磊 公司(KLA-TencorCorporation)提供的在線襯底缺陷監測。可進一步需要提供電介質 層的平滑表面。

發明內容

根據一個實施例，提供一種用于在電介質膜的化學氣相沉積(CVD)中減小膜表 面粗糙度的方法。所述方法的一個步驟為通過用反應物對CVD電介質膜的膜表面進 行鈍化而從所述膜表面移除懸掛鍵。

根據一個實施例，一種系統可包含用于通過化學氣相沉積(CVD)在晶片上沉積 電介質膜的構件及用于以電介質膜沉積序列原位引入反應物氣體的構件。所述用于引 入反應物氣體的構件可操作以從通過CVD沉積的電介質膜的膜表面移除懸掛鍵。

根據另一實施例，提供一種用于在電介質膜的化學氣相沉積(CVD)中減小膜表 面粗糙度的方法。電介質膜的表面粗糙度的減小是通過用蒸汽環境中的反應物氣體對 所述電介質膜或先前電介質膜或者所述電介質膜及先前電介質膜的非化學計量膜表面 進行鈍化來完成。

根據另外的實施例，懸掛鍵移除步驟可通過從先前電介質膜的膜表面移除懸掛鍵 而減小后續膜的表面粗糙度。懸掛鍵移除步驟可在主要膜沉積步驟之前或之后或者之 前及之后完成。優選地，懸掛鍵移除步驟可以電介質膜沉積序列原位完成。

在另外的實施例中，可沉積后續電介質膜，且其可包含出自以下群組中的至少一 者：金屬前電介質(PMD)膜、金屬間電介質(IMD)膜或鈍化膜。所述電介質膜可 包含出自以下群組中的至少一者：透紫外光氮化硅(UVSIN)、富硅氧化物(SRO)、 二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)或氧氮化硅(SiON)。 所述反應物氣體可包含出自以下群組中的至少一者：氨氣(NH₃)、氫氣(H₂)、一 氧化二氮(N₂O)或氧氣(O₂)。