[发明专利]基于硅烷的二氧化硅膜形成方法以及半导体器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种基于硅烷的二氧化硅膜形成方法，此外，本发明还涉及一种采用了该基于硅烷的二氧化硅膜形成方法的半导体器件制造方法。

背景技术

随着半导体加工制造技术的飞速发展,当前超大规模集成电路特征尺寸从90nm向65nm、45nm乃至32nm以下发展时，工艺过程中产生的小尺寸的缺陷都会对产品的可靠性和良率产生重要影响，如何降低小尺寸的缺陷将是一个重大挑战。在目前的半导体制造业中，主流的二氧化硅（SiO2）薄膜是应用材料（Applied Material）和诺发公司（Novellus）开发的基于硅烷的硅烷（Silane-Based）氧化物有薄膜；PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积）法是利用辉光放电的物理作用来激活化学汽相淀积反应，从而使得许多高温下才能进行的反应在较低温度下实现。这种兼备物理汽相淀积和化学汽相淀积特性的新型制膜方法制备纳米级SiO2薄膜时，可使衬底处于较低工作温度下（~400°C）完成。

反应方程式：SiH₄+2N₂O-->SiO₂+2H₂+2N₂

目前产品使用诺发公司（Novellus）开发的BKM基于硅烷的氧化物薄膜（工艺条件“PosA 0.5s,LLwt 3s,LCdl 5s”）作为晶栅的硬掩膜层，当特征尺寸到65nm级别时遭遇了晶圆边缘（wafer edge）特殊图形的团聚物颗粒（cluster particle）（Size：0.1um~0.3um）问题。

因此，希望能够提供一种能够消除晶圆边缘特殊图形的团聚物颗粒问题、提高工艺的稳定性、改善产品的良率的基于硅烷的二氧化硅膜形成方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够消除晶圆边缘特殊图形的团聚物颗粒问题、提高工艺的稳定性、改善产品的良率的基于硅烷的二氧化硅膜形成方法、以及采用了该基于硅烷的二氧化硅膜形成方法的半导体器件制造方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种基于硅烷的二氧化硅膜形成方法包括：第一步骤：将晶圆放入在反应腔中；第二步骤：通过第一管路通入气体SiH₄，通入第二管路通入气体N₂O；第三步骤：启动射频能量；第四步骤：关闭第一管路中气体SiH₄；第五步骤：在关闭第一管路中气体SiH₄之后关闭射频能量；其中，在所述第五步骤中在关闭第一管路中气体SiH₄之后关闭射频能量的延迟时间为5秒。

优选地，在上述基于硅烷的二氧化硅膜形成方法中，气体SiH₄与气体N₂O的反应方程式：SiH₄+2N₂O-->SiO₂+2H₂+2N₂。

优选地，在上述基于硅烷的二氧化硅膜形成方法还包括：第六步骤：薄膜沉积完成后等待。

优选地，在上述基于硅烷的二氧化硅膜形成方法还包括：第七步骤S7：等待之后将晶圆从反应腔传送出负载锁定。

根据本发明的第二方面，提供了一种采用了根据本发明的第一方面所述的基于硅烷的二氧化硅膜形成方法的半导体器件制造方法。

基于硅烷的二氧化硅膜形成工艺中参数“关闭第一管路中气体SiH₄之后关闭射频能量的延迟时间”用于控制在第一管路中的特殊气体SiH4关闭后射频能量关闭的延迟，现有技术开发的基于硅烷的二氧化硅膜形成程式中该参数默认的设置是0.5sec，本发明通过延长关闭第一管路中气体SiH₄之后关闭射频能量的延迟时间，可以让腔体中残留的第一管路中的特殊气体SiH4充分反应，以减少腔体中悬浮的颗粒掉到晶圆上的可能性，由此，优化后的基于硅烷的二氧化硅膜形成方法，彻底消除了晶圆边缘特殊图形的团聚物颗粒，有效解决产品中的晶圆边缘特殊图形的团聚物颗粒问题，提高了产品的良率。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了基于硅烷的二氧化硅膜形成方法的流程图。

图2示意性地示出了本发明的实验结果。