[發明專利]半導體加工設備、沉積鈍化層方法及PRAM制作方法

在審

• 申請號: 202010527570.1
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111584411A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 黃元泰;周娜;李俊杰;李琳
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所;真芯（北京）半導體有限責任公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/02;H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

本發明涉及半導體器件加工技術領域，尤其涉及半導體加工設備、沉積鈍化層方法及PRAM制作方法，包括：在對刻蝕腔室中的目標膜層刻蝕后，原位循環執行鈍化層沉積過程，以在目標膜層上沉積鈍化層；鈍化層沉積過程包括：順次執行前驅氣體吸附工序、第一次吹掃工序、活化工序和第二次吹掃工序；前驅氣體吸附工序包括：通過前驅氣體供給裝置向刻蝕腔室中供給前驅氣體，以使目標膜層的表面吸附前驅氣體形成前驅體膜；第一次吹掃工序包括：先向刻蝕腔室供給吹掃氣體，再抽出吹掃氣體；活化工序包括：對前驅體膜進行活化；第二次吹掃工序包括：先向刻蝕腔室供給吹掃氣體，再抽出吹掃氣體。本發明不僅避免了目標膜層發生氧化，而且鈍化層的厚度精確可控。

技術領域

本發明涉及半導體器件加工技術領域，尤其涉及半導體加工設備、沉積鈍化層方法及PRAM制作方法。

背景技術

相變隨機存儲器(Phase-Change Random Access Memory，PRAM)具有不揮發、高速度、小尺寸的優點。近年來PRAM發展迅猛，被認為是最有可能替代閃存的下一類新型存儲器。

在PRAM中，相變材料層和選通器件層是決定其最重要特性的膜層。這兩種膜層極易氧化，一旦氧化，將會導致PRAM失效。現有技術在制作PRAM的過程中，刻蝕工序在刻蝕腔室中完成，沉積工序在沉積腔室中完成。由于刻蝕腔室和沉積腔室是兩個相互獨立的反應腔室，器件在刻蝕腔室中刻蝕后需要移動至沉積腔室。而在移動器件的過程中，難免會使相變材料層和選通器件層與空氣接觸，發生氧化。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的半導體加工設備、沉積鈍化層方法及PRAM制作方法。

依據第一個方面，本發明提供一種半導體加工設備，包括刻蝕腔室、前驅氣體供給裝置、反應氣體供給裝置和氣體傳輸管路；

所述前驅氣體供給裝置和所述反應氣體供給裝置分別通過所述氣體傳輸管路與所述刻蝕腔室連通；

所述前驅氣體供給裝置用于通過所述氣體傳輸管路向所述刻蝕腔室供給前驅氣體，所述反應氣體供給裝置用于通過所述氣體傳輸管路向所述刻蝕腔室供給反應氣體，以利用所述前驅氣體和所述反應氣體對所述刻蝕腔室中的晶圓進行鈍化。

依據第二個方面，本發明提供一種沉積鈍化層的方法，應用在上述第一個方面所述的半導體加工設備中，所述方法包括：

在對所述刻蝕腔室中的目標膜層刻蝕后，原位循環執行鈍化層沉積過程，以在所述目標膜層上沉積鈍化層；

其中，所述鈍化層沉積過程包括：順次執行前驅氣體吸附工序、第一次吹掃工序、活化工序和第二次吹掃工序；

其中，所述前驅氣體吸附工序包括：通過所述前驅氣體供給裝置向所述刻蝕腔室中供給所述前驅氣體，以使所述目標膜層的表面吸附所述前驅氣體形成前驅體膜；

其中，所述第一次吹掃工序包括：先向所述刻蝕腔室供給吹掃氣體，再抽出所述吹掃氣體，以使所述前驅氣體隨所述吹掃氣體從所述刻蝕腔室中排出；

其中，所述活化工序包括：對所述前驅體膜進行活化；

其中，所述第二次吹掃工序包括：先向所述刻蝕腔室供給所述吹掃氣體，再抽出所述吹掃氣體，以使所述活化工序中的活化產物隨所述吹掃氣體從所述刻蝕腔室中排出。

優選的，所述前驅氣體為TMS或SiH₄，所述鈍化層為SiO₂。

優選的，所述對所述前驅體膜進行活化，包括：

通過所述反應氣體供給裝置向所述刻蝕腔室中供給惰性氣體，并施加低偏置功率的射頻功率脈沖，以產生等離子體；

利用所述等離子體對所述前驅體膜進行活化。