[发明专利]非化学计量化学气相沉积电介质膜表面钝化方法

说明书

本发明专利申请是申请号为200980145108.7、申请日为2009年11月11日、发 明名称为“用于膜粗糙度控制的非化学计量化学气相沉积电介质膜表面钝化方法”的 发明专利申请的分案申请。

相关申请案交叉参考

本申请案主张在2008年11月12日提出申请的标题为“用于膜粗糙度控制的非 化学计量化学气相沉积电介质膜表面钝化方法(MethodOfNonstoichiometricCVD DielectricFilmSurfacePassivationForFilmRoughnessControl)”的第61/113,805号美 国临时申请案的权益，所述美国临时申请案以全文并入本文中。

技术领域

本发明的技术领域涉及膜粗糙度及缺陷的减小。更特定来说，本发明涉及一种用 于消除用于半导体或集成电路(IC或芯片)制作的化学气相沉积(CVD)膜(例如等 离子增强化学气相沉积(PECVD)膜)的膜粗糙度的方法。

背景技术

近年来，沉积层已受到关注，尤其是在半导体或IC制作的领域中。沉积是IC制 造中的步骤。在沉积期间，举例来说，在硅晶片上沉积或生长电绝缘(电介质)或导 电材料层。一种类型的沉积为化学气相沉积(CVD)。CVD用于在衬底上沉积(例如) 充当电介质(绝缘体)、金属(导体)或半导体(部分导体)的膜。在CVD工艺期 间，含有待沉积的材料的原子的前驱物气体可在衬底表面上反应，从而形成固体材料 薄膜。

一种形式的CVD为等离子增强化学气相沉积(PECVD)。PECVD用作用于主 要在一些衬底上从气体相(气相)到固态地沉积电介质薄膜的半导体制作沉积方法。 所述工艺中涉及在形成反应的前驱物气体的等离子之后发生的一些化学反应。

随着IC技术得到不断进步，在CVD及PECVD中，存在对提供具有受控表面粗 糙度的膜的需要。由于平滑表面可允许光刻工艺中的良好结果，因此需要平滑表面。 还存在对提供无缺陷的膜及对提供粘附到主体衬底的膜的需要。此外，存在对提供在 厚度上以及在化学、电及机械性质上为均匀的膜的需要。

可进一步需要在衬底工艺流程中消除或至少减小金属前电介质(PMD)、金属间 电介质(IMD)及钝化模块处的膜粗糙度。可进一步需要改进缺陷监测，例如由科磊 公司(KLA-TencorCorporation)提供的在线衬底缺陷监测。可进一步需要提供电介质 层的平滑表面。

发明内容

根据一个实施例，提供一种用于在电介质膜的化学气相沉积(CVD)中减小膜表 面粗糙度的方法。所述方法的一个步骤为通过用反应物对CVD电介质膜的膜表面进 行钝化而从所述膜表面移除悬挂键。

根据一个实施例，一种系统可包含用于通过化学气相沉积(CVD)在晶片上沉积 电介质膜的构件及用于以电介质膜沉积序列原位引入反应物气体的构件。所述用于引 入反应物气体的构件可操作以从通过CVD沉积的电介质膜的膜表面移除悬挂键。

根据另一实施例，提供一种用于在电介质膜的化学气相沉积(CVD)中减小膜表 面粗糙度的方法。电介质膜的表面粗糙度的减小是通过用蒸汽环境中的反应物气体对 所述电介质膜或先前电介质膜或者所述电介质膜及先前电介质膜的非化学计量膜表面 进行钝化来完成。

根据另外的实施例，悬挂键移除步骤可通过从先前电介质膜的膜表面移除悬挂键 而减小后续膜的表面粗糙度。悬挂键移除步骤可在主要膜沉积步骤之前或之后或者之 前及之后完成。优选地，悬挂键移除步骤可以电介质膜沉积序列原位完成。

在另外的实施例中，可沉积后续电介质膜，且其可包含出自以下群组中的至少一 者：金属前电介质(PMD)膜、金属间电介质(IMD)膜或钝化膜。所述电介质膜可 包含出自以下群组中的至少一者：透紫外光氮化硅(UVSIN)、富硅氧化物(SRO)、 二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(Si₃N₄)、磷硅酸盐玻璃(PSG)或氧氮化硅(SiON)。 所述反应物气体可包含出自以下群组中的至少一者：氨气(NH₃)、氢气(H₂)、一 氧化二氮(N₂O)或氧气(O₂)。