[發(fā)明專利]氮化硅反應(yīng)爐的吹掃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810483320.5
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN108660436A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐興國;姜波;張凌越
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/44
• 分類號(hào): C23C16/44;C23C16/56;H01L21/67
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

本發(fā)明公開了一種氮化硅反應(yīng)爐的吹掃方法，在氮?dú)獯祾咧凹尤氚睔獯祾撸摲椒òㄈ缦虏襟E：降低反應(yīng)腔溫度；將反應(yīng)腔抽真空后通入氨氣；通入氮?dú)獯祾吆髮⒎磻?yīng)腔抽真空，多次重復(fù)該步驟。本發(fā)明在使用氮?dú)獯祾叻磻?yīng)爐之前先通入了氨氣，通過氨氣把殘留的二氯二氫硅氣體充分反應(yīng)掉，盡可能地消除了后續(xù)批次晶圓進(jìn)出反應(yīng)爐時(shí)的顆粒污染源；本發(fā)明在反應(yīng)腔降溫過程中，多次用氮?dú)獯祾叻磻?yīng)腔并抽真空，可及時(shí)將反應(yīng)腔中較松散的、瀕臨剝落的氮化硅顆粒剝落并排出，從而有效地減少了后續(xù)批次晶圓表面的剝落顆粒污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種氮化硅反應(yīng)爐的吹掃方法。

背景技術(shù)

氮化硅是一種超硬固體物質(zhì)，本身具有潤滑性及耐磨性。而氮化硅薄膜具有如下一系列優(yōu)良特性：對(duì)可動(dòng)離子(如Na⁺)阻擋能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)致密、針孔密度小、呈疏水性、化學(xué)穩(wěn)定性好、介電常數(shù)大，是一種在半導(dǎo)體、微電子學(xué)和微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的薄膜材料，大量應(yīng)用于純化、隔離、電容介質(zhì)及結(jié)構(gòu)材料等。

在超大規(guī)模集成電路中，氮化硅薄膜可用作集成電路的最終純化層和機(jī)械保護(hù)層、硅選擇性氧化的掩蔽膜、DRAM電容中O-N-O疊層介質(zhì)的絕緣材料、MOSFET的側(cè)墻以及淺溝隔離的CMP停止層。

在超大規(guī)模集成電路制造技術(shù)中，有很多薄膜淀積的方法，一般而言，這些方法可分為兩類：物理氣相淀積PVD(Physical Vapor Deposition)和化學(xué)氣相淀積CVD(ChemicalVapor Deposition)。而化學(xué)氣相淀積又可分為：大氣壓化學(xué)氣相淀積(APCVD)、低壓化學(xué)氣相淀積(LPCVD)及等離子體増強(qiáng)化學(xué)氣相淀積(PECVD)等。

其中，采用LPCVD方法制備生長氮化硅薄膜時(shí)，多使用二氯二氫硅(DCS)和氨氣(NH3)在700至800℃范圍內(nèi)的溫度下反應(yīng)得到，其反應(yīng)式如下：

3S_iH₂Cl₂(氣)+10NH₃(氣)→S_i3N₄(固)+6H₂(氣)+6NH₄Cl(氣)

在批處理1至10個(gè)批次的晶圓后，需要吹掃清理氮化硅反應(yīng)爐。傳統(tǒng)的方法是使用氮?dú)鈦泶祾叻磻?yīng)腔，將反應(yīng)腔中殘留的S_iH₂Cl₂、NH₃以及反應(yīng)腔中剝落的顆粒污染物吹掃干凈。但是常規(guī)的氮?dú)獯祾邔?duì)S_iH₂Cl₂的清除效率較低，反應(yīng)腔內(nèi)殘留的S_iH₂Cl₂在后續(xù)批次的晶圓進(jìn)出反應(yīng)爐時(shí)和H₂O(水蒸氣)及O₂會(huì)繼續(xù)反應(yīng)，沉積在晶圓表面造成顆粒污染：

4S_iH₂Cl₂(氣)+4H₂O(氣)→(S_iH₂O)₄(固)+8HCl(氣)

S_iH₂Cl₂(氣)+O₂(氣)→S_iO₂(固)+2HCl(氣)

因此，如何避免反應(yīng)腔內(nèi)殘留的S_iH₂Cl₂氣體在后續(xù)批次的晶圓進(jìn)出反應(yīng)爐時(shí)對(duì)晶圓表面造成的顆粒污染，是目前亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種吹掃方法，以減少由二氯二氫硅和氨氣淀積氮化硅的反應(yīng)爐的反應(yīng)腔中淀積有氮化硅薄膜的晶圓的表面顆粒污染。