[发明专利]防止晶圆表面形成固体颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，特别涉及一种防止晶圆表面形成固体颗粒的方法。

背景技术

氮化硅(Si₃N₄)、氧化硅(SiO₂)薄膜作为介质材料广泛应用在半导体制造领域。如制造闪存的工艺中需要一层ONO层作为浮置栅(Floating Gate)和控制栅(Control Gate)之间的介电材料，所述ONO层中的“O”代表氧化硅层，所述ONO层中的“N”代表氮化硅层。在晶体管制造工艺中，所述氧化硅层通常作为层间介质层、栅极氧化层等，用来电学隔离不同的半导体结构和导电结构。所述氮化硅层致密度较高，通常作为刻蚀阻挡层、硬掩膜层等。

目前，业界形成氮化硅层的工艺大都采用低压化学气相沉积(LPCVD)工艺，利用二氯硅烷(SiH₂Cl₂)和氨气(NH₃)作为反应气体形成氮化硅层。上述工艺的主要反应方程式具体如下：

3SiH₂Cl₂+4NH₃→Si₃N₄+6HCl+6H₂

目前，业界形成氧化硅层的工艺主要包括：等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、高温氧化法(HTO，High Temperature Oxidation)等。利用高温氧化法所采用的反应气体为二氯硅烷(SiH₂Cl₂)和氧化二氮(N₂O)，主要反应方程式具体如下：

SiH₂Cl₂+2N₂O→SiO₂+2N₂+2HCl

但是发明人发现，利用二氯硅烷(SiH₂Cl₂)作反应气体形成的氧化硅层或氮化硅层上容易形成固体颗粒，影响生成的氧化硅层或氮化硅层的质量，最终影响形成的半导体器件的性能。

更多关于利用二氯硅烷(SiH₂Cl₂)作为反应介质形成氧化硅层和氮化硅层的方法请参考申请号为CN200910092851.2和CN200920211288.1的中国专利文献。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种防止晶圆表面形成固体颗粒的方法，可有效地除去反应腔体中残留的二氯硅烷和反应腔体内表面的薄膜，防止晶圆表面形成固体颗粒。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种防止晶圆表面形成固体颗粒的方法，包括：

在采用二氯硅烷作反应物形成氧化硅层或氮化硅层的薄膜后，在反应腔体内通入第一气体，除去所述反应腔体内残留的二氯硅烷；

对所述反应腔体通入第二气体，除去反应腔体内表面沉积的薄膜。

可选的，所述第一气体为NH₃或N₂O。

可选的，当所述形成的薄膜为氮化硅层时，所述第一气体为NH₃。

可选的，当所述形成的薄膜为氧化硅层时，所述第一气体为N₂O。

可选的，所述除去反应腔体内残留的二氯硅烷的工艺参数为：反应腔体的反应温度的范围为750℃～780℃，通入的第一气体流量的范围为50sccm～200sccm，反应腔体内的气压的范围为250mtorr～400mtorr，反应时间范围为5min～10min。

可选的，所述反应腔体内残留的二氯硅烷与N₂O或NH₃进行反应生成氧化硅或氮化硅，使得残留的二氯硅烷被完全除去，且利用真空泵对所述反应腔体进行抽气，使得所述氧化硅和氮化硅未沉积到晶圆表面即被抽出反应腔体，不影响沉积薄膜的质量。

可选的，所述除去反应腔体内残留的二氯硅烷的工艺在取出已形成有氮化硅层或氧化硅层的晶圆、装入未形成有氮化硅层或氧化硅层的晶圆这两个步骤之前或之后进行。

可选的，所述除去反应腔体内残留的二氯硅烷的工艺在取出已形成有氮化硅层或氧化硅层的晶圆、装入未形成有氮化硅层或氧化硅层的晶圆这两个步骤之前和之后都进行。

可选的，所述通入第二气体时反应腔体内的温度低于沉积薄膜工艺时反应腔体内的温度。

可选的，所述通入第二气体时反应腔体内的温度范围为300℃～450℃。