[发明专利]改善化学气相淀积炉管工艺颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体集成电路的制造工艺方法，具体涉及一种化学气相淀积炉管工艺，尤其涉及一种改善化学气相淀积炉管工艺颗粒的方法。

背景技术

传统化学气相淀积炉管工艺中的氮氧化层、氧化层通常的成膜是利用附带气体过量（NH₃氨气或N₂O笑气），从而来避免成膜时造成的颗粒增加。然而，现有越来越多的工艺需要利用到富硅工艺的特性，其不仅可以增加刻蚀阻挡能力同时在SONOS闪存器件工艺中也可以大幅的增加电荷储存能力，最终较大地增加檫、写窗口。但是，富硅的引入却带来了较为严重的颗粒问题，使得炉管的维护频度增加了一倍多，甚至在硅含量较大的工艺中还会导致低压设备排气叠阀的损坏。

分析富硅工艺现象之所以带来这一系列的问题，其主要原因是在DCS(二氯二氢硅）流量在工艺中的极大提升使其相对于NH₃(氨气)的比例抬高很多，导致在实际成膜时DCS(二氯二氢硅）不能完全反应完，有大量残气需要被泵抽走。然而，高温DCS(二氯二氢硅）气体在迅速冷却后极易附着在炉管的排气管道口和管道内，导致无法完全清理干净。所以，在经过长期积累后将会出现较为严重的颗粒问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种改善化学气相淀积炉管工艺颗粒的方法，该方法在保证对于工艺的作业时间没有影响，并保证了设备的产能的情况下，能有效改善化学气相淀积炉管工艺的颗粒问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种改善化学气相淀积炉管工艺颗粒的方法，在化学气相淀积炉管工艺的完成成膜后的降温步骤中，利用循环净化进行处理，同时通入氮气和笑气，从而使前步成膜工艺附着在排气管管壁的DCS(二氯二氢硅，SiH₂Cl₂）与笑气进行反应，使其转化成为氧化层，最终再通过排气管排出；所述的循环净化具体包括如下步骤：先将炉管的压力抽到底压，然后同时通入氮气、笑气，维持一定时间后，接着再抽到底压，然后再同时通入氮气和笑气，维持一定时间后，再抽到底压，由此进行循环。

所述循环净化的循环次数为两次以上。

所述氮气的流量范围为500sccm～10slm，所述笑气的流量范围为50sccm～1slm，温度随工艺降温步骤相同。

所述抽底压的持续时间为5s～10min，氮气、笑气通入的持续时间为10s～10min。

所述将炉管的压力抽到底压，该底压的压力范围为0～5mtorr；在同时通入氮气、笑气时的压力范围为500mtorr～500torr。

所述DCS与笑气进行反应的反应方程式如下所示：

所述方法适用于富硅成膜的相关高温氧化层，氮氧化硅，以及含有富硅膜的氧化硅-氮化硅-氧化硅工艺；所述方法也适用于高温多晶硅工艺和氮化硅工艺。

当所述方法应用于富硅成膜的相关高温氧化层，氮氧化硅，或含有富硅膜的氧化硅-氮化硅-氧化硅工艺时，在硅片完成沉积后，不传出硅片的情况下，利用循环净化进行处理。

当所述方法应用于高温多晶硅工艺或氮化硅工艺时，在硅片完成沉积后，需要从炉管中传出硅片，以进行循环净化处理。

和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

表1：富硅膜循环净化应用与否对比表

本发明主要是在完成富硅相关成膜后的降温步骤，利用循环净化（cycle purge）进行处理，同时在通氮气进行循环净化时再通入笑气。从而对前步工艺附着在排气管管壁的DCS(二氯二氢硅）进行反应，使其转化成为氧化层，最终再通过排气管进行排出。循环净化的压力、流量如图1与图2所示，先将炉管的抽到底压，然后通入氮气、笑气接着再抽到底压，由此进行循环。其最终的结果如上述表1所示，在利用了循环净化工艺后ONO工艺的颗粒情况获得了明显的改善。同时该发明由于是在氮氧化硅、氧化硅膜成膜后处理，并且由于只通入笑气，因此对于膜质影响较小，同时该发明是在炉管工艺降温过程中进行处理，因此对于工艺的作业时间没有影响，保证了设备的产能。

附图说明

图1是本发明实施例1中富硅膜循环净化的压力图。

图2是本发明实施例1中富硅膜循环净化的流量图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1