[发明专利]氮化硅反应炉的吹扫方法

说明书

本发明公开了一种氮化硅反应炉的吹扫方法，在氮气吹扫之前加入氨气吹扫，该方法包括如下步骤：降低反应腔温度；将反应腔抽真空后通入氨气；通入氮气吹扫后将反应腔抽真空，多次重复该步骤。本发明在使用氮气吹扫反应炉之前先通入了氨气，通过氨气把残留的二氯二氢硅气体充分反应掉，尽可能地消除了后续批次晶圆进出反应炉时的颗粒污染源；本发明在反应腔降温过程中，多次用氮气吹扫反应腔并抽真空，可及时将反应腔中较松散的、濒临剥落的氮化硅颗粒剥落并排出，从而有效地减少了后续批次晶圆表面的剥落颗粒污染。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，尤其是涉及一种氮化硅反应炉的吹扫方法。

背景技术

氮化硅是一种超硬固体物质，本身具有润滑性及耐磨性。而氮化硅薄膜具有如下一系列优良特性：对可动离子(如Na⁺)阻挡能力强、结构致密、针孔密度小、呈疏水性、化学稳定性好、介电常数大，是一种在半导体、微电子学和微机电系统领域广泛应用的薄膜材料，大量应用于纯化、隔离、电容介质及结构材料等。

在超大规模集成电路中，氮化硅薄膜可用作集成电路的最终纯化层和机械保护层、硅选择性氧化的掩蔽膜、DRAM电容中O-N-O叠层介质的绝缘材料、MOSFET的侧墙以及浅沟隔离的CMP停止层。

在超大规模集成电路制造技术中，有很多薄膜淀积的方法，一般而言，这些方法可分为两类：物理气相淀积PVD(Physical Vapor Deposition)和化学气相淀积CVD(ChemicalVapor Deposition)。而化学气相淀积又可分为：大气压化学气相淀积(APCVD)、低压化学气相淀积(LPCVD)及等离子体増强化学气相淀积(PECVD)等。

其中，采用LPCVD方法制备生长氮化硅薄膜时，多使用二氯二氢硅(DCS)和氨气(NH3)在700至800℃范围内的温度下反应得到，其反应式如下：

3S_iH₂Cl₂(气)+10NH₃(气)→S_i3N₄(固)+6H₂(气)+6NH₄Cl(气)

在批处理1至10个批次的晶圆后，需要吹扫清理氮化硅反应炉。传统的方法是使用氮气来吹扫反应腔，将反应腔中残留的S_iH₂Cl₂、NH₃以及反应腔中剥落的颗粒污染物吹扫干净。但是常规的氮气吹扫对S_iH₂Cl₂的清除效率较低，反应腔内残留的S_iH₂Cl₂在后续批次的晶圆进出反应炉时和H₂O(水蒸气)及O₂会继续反应，沉积在晶圆表面造成颗粒污染：

4S_iH₂Cl₂(气)+4H₂O(气)→(S_iH₂O)₄(固)+8HCl(气)

S_iH₂Cl₂(气)+O₂(气)→S_iO₂(固)+2HCl(气)

因此，如何避免反应腔内残留的S_iH₂Cl₂气体在后续批次的晶圆进出反应炉时对晶圆表面造成的颗粒污染，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吹扫方法，以减少由二氯二氢硅和氨气淀积氮化硅的反应炉的反应腔中淀积有氮化硅薄膜的晶圆的表面颗粒污染。