[發明專利]膜層的形成方法及半導體器件的制備方法

有效

• 申請號: 201911134446.2
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN112899615B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 王婷
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/22;H01L21/02
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 史治法

1.一種膜層的形成方法，其特征在于，包括：

將待處理晶圓置于物理氣相沉積腔室中進行化合物膜的物理氣相沉積，其中，提供第二元素氣體與氣態的第一元素單質反應生成所述化合物膜；

其中，在進行若干次所述物理氣相沉積過程后，對所述物理氣相沉積腔室進行預防維護；

對所述物理氣相沉積腔室進行預防維護之后，在進行后續所述化合物膜的物理氣相沉積之前，于所述物理氣相沉積腔室內補充第二元素；其中，

在進行所述化合物膜的物理氣相沉積之前，還包括對所述待處理晶圓進行第一元素單質膜的物理氣相沉積；

于所述物理氣相沉積腔室內補充所述第二元素，包括：

在對所述物理氣相沉積腔室進行預防維護之后且在進行后續所述化合物膜的物理氣相沉積之前，于所述物理氣相沉積腔室內提供所述第二元素氣體與氣態的所述第一元素單質反應使所述物理氣相沉積腔室內附著所述化合物膜，以補充所述第二元素；

或者，

在對所述物理氣相沉積腔室進行預防維護之后且在進行后續所述第一元素單質膜的物理氣相沉積和所述化合物膜的物理氣相沉積之間，于所述物理氣相沉積腔室內提供所述第二元素氣體與第一元素靶材反應使所述第一元素靶材表面附著所述化合物膜，以補充所述第二元素。

2.根據權利要求1所述的膜層的形成方法，其特征在于，所述第一元素包括鈦、鉭或鎢，所述第二元素包括氮，所述化合物包括氮化鈦、氮化鉭或氮化鎢。

3.根據權利要求1所述的膜層的形成方法，其特征在于，在進行物理氣相沉積時，還包括通入氬氣，用于轟擊第一元素靶材進行物理氣相沉積，在所述第二元素包括氮時，于所述物理氣相沉積腔室內提供所述第二元素氣體與氣態的所述第一元素單質反應使所述物理氣相沉積腔室內附著所述化合物膜，其中，所述第二元素氣體的流量介于20sccm～160sccm之間，氬氣流量介于6sccm～30sccm之間，直流電功率介于36000W～38000W之間，用于電離氬氣產生電漿以轟擊第一元素靶材。

4.根據權利要求3所述的膜層的形成方法，其特征在于，所述第二元素氣體的流量為20sccm、50sccm、100sccm或160sccm；氬氣流量為6sccm、12sccm、20sccm或30sccm；直流電功率為36000W、37000W或38000W。

5.根據權利要求1所述的膜層的形成方法，其特征在于，在進行物理氣相沉積時，還包括通入氬氣，用于轟擊第一元素靶材進行物理氣相沉積，在所述第二元素包括氮時，于所述物理氣相沉積腔室內提供所述第二元素氣體與第一元素靶材反應使所述第一元素靶材表面附著所述化合物膜，其中，所述第二元素氣體的流量介于100sccm～140sccm之間，氬氣流量介于6sccm～12sccm之間，直流電功率介于36000W～38000W之間，用于電離氬氣產生電漿以轟擊第一元素靶材。

6.根據權利要求5所述的膜層的形成方法，其特征在于，所述第二元素氣體的流量為100sccm、120sccm、130sccm或140sccm；氬氣流量為6sccm、8sccm或12sccm；直流電功率為36000W、37000W或38000W。

7.根據權利要求1所述的膜層的形成方法，其特征在于，于所述物理氣相沉積腔室內補充第二元素，具體包括：在對所述物理氣相沉積腔室進行預防維護之后且在進行后續所述化合物膜的物理氣相沉積時，直流電功率增加包括以階段式增加，在所述直流電功率增加時，提供的所述第二元素氣體與第一元素靶材反應使所述第一元素靶材表面附著所述化合物膜，以補充所述第二元素，所述直流電功率用于電離氬氣產生電漿以轟擊第一元素靶材。