[发明专利]成膜方法

说明书

本发明提供一种成膜方法。该成膜方法包括步骤：1）提供一第一边界最小重叠环，第一边界最小重叠环包括第一环形主体，第一环形主体的第一环形阻挡区域内形成有若干个沿其轴向间隔排布的通孔；2）提供一晶圆并置于第一边界最小重叠环的下方，于晶圆的上表面形成初始膜层；3）提供一第二边界最小重叠环，第二边界最小重叠环的第二环形主体的第二环形阻挡区域沿其周向未设有通孔；4）将表面形成有初始膜层的晶圆置于第二边界最小重叠环的下方，于初始膜层的上表面形成主体膜层，最终得到所需膜层。采用本发明的成膜方法得到的膜层具有较好的边缘斜面和台阶覆盖，有利于后续工艺去除表面缺陷，提高器件和电路的可靠性，并使光刻工艺更简化。

技术领域

本发明涉及一种半导体工艺方法，特别是涉及一种成膜方法。

背景技术

半导体制造工艺中，通过化学气相沉积工艺在晶圆表面形成膜层是非常重要的工序，而且在同一个产品中通常涉及到不同的膜层沉积，比如氧化膜和金属膜，甚至同一个膜层的沉积还分多个步骤进行，最典型的例子就是钨膜的沉积。现有的钨膜沉积通常包括浸润层、成核层和主体层的沉积步骤，但其各个沉积步骤通常是在同一个反应腔室内或同一个反应腔室中的多个结构完全相同的基座内完成内。这种在同一个反应腔室内或同一个反应腔室中的多个结构完全相同的基座内沉积的膜层极易出现边缘缺陷问题。比如如果所有的沉积全部利用边缘排除沉积(bevel-excluded)方式沉积，容易导致新沉积的膜层的边缘和晶圆上原有沉积的膜层粘附性很差，尤其像钨膜这样本来粘附性就差的金属膜经过多层沉积，膜层变厚导致边缘容易翘起，甚至在内部应力或者外力的作用下发生剥落，在下一个工艺中进行化学机械研磨抛光(CMP)的过程中更容易剥落。如果剥落的膜层掉到晶圆上的器件区，容易成为影响产品良率的缺陷，严重的缺陷甚至会导致产品报废。此外，只用边缘排除沉积方式进行膜层沉积使得晶圆边缘部分无法被利用而造成收率损失。尤其是随着晶圆尺寸越来越大，对晶圆边缘的有效利用显得越发重要。如图1a及图1b所示，若所有的沉积步骤都是以全覆盖沉积(full-coverage)方式进行的话，由于边缘反应接触角大，容易导致晶圆3’上表面的膜层4’在边缘处也沉积的比较厚，并且在后续的工艺中通过化学机械研磨抛光也无法完全消除边缘处的膜层；如果用刻蚀工艺去除的话，则刻蚀工艺不仅非常耗时，导致生产率下降，而且刻蚀方式无法实现表面的全局平坦化使得在后续的光刻工艺中因为景深有限的光刻机镜头无法使表面不平整的图形得到很好的曝光，曝光后的图形不能满足要求，并且在台阶处由于光反射容易造成金属图形凹口。需要说明的是，所谓边缘排除沉积是指反应腔室内的某些部件(比如排除环等)挡住晶圆的边缘部分使其边缘不易沉积膜层；而全覆盖沉积方式下，反应腔室内的某些部件(比如排除环)没有挡住或者没有完全挡住晶圆的边缘部分，使得晶圆边缘能够沉积膜层。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种成膜方法，用于解决现有技术中在同一膜层的成膜过程中，因不同的沉积步骤在同一个反应腔室内或同一个反应腔室中的多个结构完全相同的基座内完成而导致沉积的膜层粘附性太差容易脱落、晶圆边缘无法有效利用以及沉积后的薄膜无法通过化学机械研磨抛光实现全局平坦化乃至后续的光刻工艺无法顺利进行等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种成膜方法，所述成膜方法包括如下步骤：

1)提供一第一边界最小重叠环，所述第一边界最小重叠环包括第一环形主体，所述第一环形主体具有位于所述第一环形主体内侧的第一环形阻挡区域及位于所述第一环形阻挡区域内侧的上下贯通的第一开口，其中，所述第一环形阻挡区域内形成有若干个沿其轴向间隔排布的通孔；

2)提供一晶圆，将所述晶圆置于所述第一边界最小重叠环的下方，所述晶圆的边缘延伸至所述第一环形阻挡区域的正下方，且所述第一开口暴露出所述晶圆的上表面；于所述晶圆的上表面形成初始膜层，所述初始膜层覆盖所述晶圆位于所述第一开口内的上表面及位于所述第一环形阻挡区域正下方的边缘区域；