[發明專利]一種改善薄膜缺陷的方法

在審

• 申請號: 201911364401.4
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111146077A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 米魁;程劉鎖
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

本發明提供一種改善薄膜缺陷的方法，包括：將氣相物傳輸至反應腔中的晶圓表面；氣相物發生化學反應后形成反應分子；反應分子吸附在所述晶圓表面，并在晶圓表面成核逐步變大淀積成薄膜；淀積完成后，將氣態副產物抽離反應腔；對晶圓表面進行NH3等離子體處理以減少晶圓表面缺陷產生。本發明對化學氣相沉淀完成后以N2作為載氣通入NH3等離子體，對晶圓表面進行處理用以中和懸掛鍵，可以明顯減少氮化硅缺陷數量，提高產品良率。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種改善薄膜缺陷的方法。

背景技術

SiN是一種性能優良的功能材料，它具有良好的介電特性，高絕緣性，阻擋能力高。因此SiN被作為一種高效的器件層間絕緣，介質電容，耐磨抗腐蝕層和器件表面鈍化層。SiN薄膜一般通過化學氣相沉淀得到，反應的化學式為：3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2。

如圖1所示，圖1顯示的是現有技術中化學氣相沉積的反應腔結構示意圖。SiN沉淀原理是:真空下反應物吸附在晶圓表面，并且反應物具備很高的黏附系數，且在wafer表面易遷移，最終形成薄膜，副產物從沉底上解吸，會隨主氣流被真空泵抽走。但是反應完成后SiN薄膜會出現凸起缺陷(Bump Defect)。做TEM切片驗證，凸起下無缺陷。證明具有懸掛鍵的SiN分子在表面的遷移與管道中氣體反應是生成凸起缺陷的原因。隨著線寬的不斷縮小，良率變的更容易受到缺陷的影響。

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改善薄膜缺陷的方法，用于解決現有技術中晶圓表面在沉積SiN的過程中產生凸起缺陷從而影響產品良率的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種改善薄膜缺陷的方法，該方法至少包括以下步驟：

步驟一、將氣相物傳輸至反應腔中的晶圓表面；

步驟二、所述氣相物發生化學反應后形成反應分子；

步驟三、所述反應分子吸附在所述晶圓表面，并在所述晶圓表面成核逐步變大淀積成薄膜；

步驟四、淀積完成后，將氣態副產物抽離所述反應腔；

步驟五、對晶圓表面進行NH3等離子體處理以減少晶圓表面缺陷產生。

優選地，步驟一中的所述氣相物包括SiH4和NH3。

優選地，步驟二中所述氣相物發生化學反應形成的反應分子為Si3N4。

優選地，步驟四中淀積完成后的氣態副產物包括H2。

優選地，步驟五中對所述晶圓表面進行NH3等離子處理的方法包括：以N2作為載體在所述反應腔中通入NH3等離子氣體。

優選地，步驟五中對所述晶圓表面進行NH3等離子體處理的時間為20～30s。

優選地，在進行步驟一前先進行反應腔的反應程式的建立。

優選地，在進行反應腔的反應程式建立后、進行步驟一前將晶圓表面進行預熱。

如上所述，本發明的改善薄膜缺陷的方法，具有以下有益效果：本發明對化學氣相沉淀完成后以N2作為載氣通入NH3等離子體，對晶圓表面進行處理用以中和懸掛鍵，可以明顯減少氮化硅缺陷數量，提高產品良率。

附圖說明

圖1顯示為現有技術中化學氣相沉積的反應腔結構示意圖；

圖2顯示為本發明的改善薄膜缺陷的方法流程示意圖；

圖3顯示為采用本發明的改善薄膜缺陷的方法前后的缺陷數量對比圖。

具體實施方式