[發明專利]成膜方法

有效

• 申請號: 201711057866.6
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN109755101B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C23C16/44;C23C16/54
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

本發明提供一種成膜方法。該成膜方法包括步驟：1）提供一第一邊界最小重疊環，第一邊界最小重疊環包括第一環形主體，第一環形主體的第一環形阻擋區域內形成有若干個沿其軸向間隔排布的通孔；2）提供一晶圓并置于第一邊界最小重疊環的下方，于晶圓的上表面形成初始膜層；3）提供一第二邊界最小重疊環，第二邊界最小重疊環的第二環形主體的第二環形阻擋區域沿其周向未設有通孔；4）將表面形成有初始膜層的晶圓置于第二邊界最小重疊環的下方，于初始膜層的上表面形成主體膜層，最終得到所需膜層。采用本發明的成膜方法得到的膜層具有較好的邊緣斜面和臺階覆蓋，有利于后續工藝去除表面缺陷，提高器件和電路的可靠性，并使光刻工藝更簡化。

技術領域

本發明涉及一種半導體工藝方法，特別是涉及一種成膜方法。

背景技術

半導體制造工藝中，通過化學氣相沉積工藝在晶圓表面形成膜層是非常重要的工序，而且在同一個產品中通常涉及到不同的膜層沉積，比如氧化膜和金屬膜，甚至同一個膜層的沉積還分多個步驟進行，最典型的例子就是鎢膜的沉積。現有的鎢膜沉積通常包括浸潤層、成核層和主體層的沉積步驟，但其各個沉積步驟通常是在同一個反應腔室內或同一個反應腔室中的多個結構完全相同的基座內完成內。這種在同一個反應腔室內或同一個反應腔室中的多個結構完全相同的基座內沉積的膜層極易出現邊緣缺陷問題。比如如果所有的沉積全部利用邊緣排除沉積(bevel-excluded)方式沉積，容易導致新沉積的膜層的邊緣和晶圓上原有沉積的膜層粘附性很差，尤其像鎢膜這樣本來粘附性就差的金屬膜經過多層沉積，膜層變厚導致邊緣容易翹起，甚至在內部應力或者外力的作用下發生剝落，在下一個工藝中進行化學機械研磨拋光(CMP)的過程中更容易剝落。如果剝落的膜層掉到晶圓上的器件區，容易成為影響產品良率的缺陷，嚴重的缺陷甚至會導致產品報廢。此外，只用邊緣排除沉積方式進行膜層沉積使得晶圓邊緣部分無法被利用而造成收率損失。尤其是隨著晶圓尺寸越來越大，對晶圓邊緣的有效利用顯得越發重要。如圖1a及圖1b所示，若所有的沉積步驟都是以全覆蓋沉積(full-coverage)方式進行的話，由于邊緣反應接觸角大，容易導致晶圓3’上表面的膜層4’在邊緣處也沉積的比較厚，并且在后續的工藝中通過化學機械研磨拋光也無法完全消除邊緣處的膜層；如果用刻蝕工藝去除的話，則刻蝕工藝不僅非常耗時，導致生產率下降，而且刻蝕方式無法實現表面的全局平坦化使得在后續的光刻工藝中因為景深有限的光刻機鏡頭無法使表面不平整的圖形得到很好的曝光，曝光后的圖形不能滿足要求，并且在臺階處由于光反射容易造成金屬圖形凹口。需要說明的是，所謂邊緣排除沉積是指反應腔室內的某些部件(比如排除環等)擋住晶圓的邊緣部分使其邊緣不易沉積膜層；而全覆蓋沉積方式下，反應腔室內的某些部件(比如排除環)沒有擋住或者沒有完全擋住晶圓的邊緣部分，使得晶圓邊緣能夠沉積膜層。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種成膜方法，用于解決現有技術中在同一膜層的成膜過程中，因不同的沉積步驟在同一個反應腔室內或同一個反應腔室中的多個結構完全相同的基座內完成而導致沉積的膜層粘附性太差容易脫落、晶圓邊緣無法有效利用以及沉積后的薄膜無法通過化學機械研磨拋光實現全局平坦化乃至后續的光刻工藝無法順利進行等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種成膜方法，所述成膜方法包括如下步驟：

1)提供一第一邊界最小重疊環，所述第一邊界最小重疊環包括第一環形主體，所述第一環形主體具有位于所述第一環形主體內側的第一環形阻擋區域及位于所述第一環形阻擋區域內側的上下貫通的第一開口，其中，所述第一環形阻擋區域內形成有若干個沿其軸向間隔排布的通孔；

2)提供一晶圓，將所述晶圓置于所述第一邊界最小重疊環的下方，所述晶圓的邊緣延伸至所述第一環形阻擋區域的正下方，且所述第一開口暴露出所述晶圓的上表面；于所述晶圓的上表面形成初始膜層，所述初始膜層覆蓋所述晶圓位于所述第一開口內的上表面及位于所述第一環形阻擋區域正下方的邊緣區域；