氧化膜的工艺方法与流程

本发明涉及半导体器件制造领域，特别涉及一种氧化膜的工艺方法。

背景技术：

1、热氧化膜在集成电路生产中广泛应用，充当应力缓冲层、离子注入屏蔽层、栅极氧化层、绝缘层或者器件表面钝化层等，覆盖了晶圆生产全流程，因此氧化膜生长的颗粒状况对器件的电性能、良率甚至可靠性都非常重要。

2、热氧化膜按照生长方式可以分为干法氧化、湿法氧化和氯系氧化。其中氯系氧化由于引入了含氯(cl)气体如二氯乙烯(c2h2cl2，一般称为dce)、盐酸(hcl)或氯气(cl2)等，其形成的氧化膜膜质较好，且可以很好的去除金属离子玷污，兼顾了干法氧化和湿法氧化的优点，因此在集成电路生产中应用较多。如浅沟槽隔离(sti)的线性氧化层(liner) 即采用了氯系氧化，使用dce作为反应气体。dce的熔点-57℃，沸点48～60 ℃，在常温下为液态，化学性质活跃。利用如下的反应式（dce的氧化反应化学方程式）的方式参与化学反应，生成氧化膜。其中的碳(c)和氯(cl)都在反应后分别生成气态的二氧化碳(co2)和氯气(cl2)被排废系统(exhaust)抽走。

3、dce氧化反应式：

4、c2h2cl2+ 2o2→ 2hcl + 2co2

5、4hcl + o2→ 2h2o + 2cl2

6、si + 4hcl + 2o2→ sio2+ 2h2o + 2cl2

7、现有的sti liner工艺，在晶圆进入到反应舟后，二氯乙烯(dce)和氧气(o2)是通过不同的管路分别进入到炉管后进行反应，完成氧化膜的生长。在氧化工艺完成后，由于dce熔点低，而管路是冷管，因此容易发生dce残留，残留的dce会在硅片表面发生如下的加聚反应，如下反应式所述：

8、dce加聚反应：

9、n[ccl=ch2-]→[-ccl2-ch2-]n-

10、n[chcl=chcl-]→[-chcl-chcl-]n-

11、碳化后在硅片表面形成杂质颗粒，导致硅片颗粒不良，如图1所示，图中左侧是晶圆表面的map图，右侧是显微放大图，晶圆表面杂质颗粒比较多，最终引起硅片低良率。

12、

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种氧化膜的工艺方法，减少氧化膜淀积工艺之后晶圆表面形成的杂质颗粒。

2、为解决上述问题，本发明所述的一种氧化膜的工艺方法，采用氯系氧化法，在欲淀积氧化膜的晶圆载入反应舟后，将dce气体与氧气通过同一个管路送入炉管的反应腔内进行反应，淀积生成氧化膜；

3、氧化膜达到设计膜厚之后，停止通入dce气体，并继续维持通入氧气对管路进行冲洗。

4、进一步，所述的氯系氧化法，是采用dce气体和氧气在反应腔内完成氧化反应，生成氧化膜。

5、进一步，在停止通入dce气体之后，继续通入氧气将管路内残余的dce气体吹出管路及反应腔，净化管路；继续通入氧气的时间为5～15分钟，以确保完全清除管路内残留的dce气体。

6、进一步，所述的氧气将管路内残留的dce气体冲洗干净后，管路内无dce气体，避免发生在晶圆表面发生加聚反应而生成颗粒杂质。

7、本发明在采用氯系氧化法制作氧化膜的工艺中，将dce气体与氧气采用同一管路同时输送，在完成氧化膜的沉积之后，停止输送dce气体且继续保持输送氧气数分钟时间，利用氧气将管路内残余的dce气体全部吹走，净化管路，防止氧化膜淀积完成之后dce气体仍有残余从而发生加聚反应产生杂质颗粒的问题。方法简单易于实施。

8、

技术特征：

1.一种氧化膜的工艺方法，其特征在于：采用氯系氧化法，在预淀积氧化膜的晶圆载入反应舟后，将dce气体与氧气通过同一个管路送入炉管的反应腔内进行反应，淀积生成氧化膜；

2.如权利要求1所述的氧化膜的工艺方法，其特征在于：所述的氯系氧化法，是采用dce气体和氧气在反应腔内完成氧化反应，生成氧化膜。

3.如权利要求1所述的氧化膜的工艺方法，其特征在于：在停止通入dce气体之后，继续通入氧气将管路内残余的dce气体吹出管路及反应腔，净化管路；根据设备压力设定状况继续通入氧气的时间为5～15分钟，以确保完全清除管路内残留的dce气体。

4.如权利要求3所述的氧化膜的工艺方法，其特征在于：所述的氧气将管路内残留的dce气体冲洗干净后，管路内无dce气体，避免发生在晶圆表面发生加聚反应而生成颗粒杂质。

5.如权利要求1所述的氧化膜的工艺方法，其特征在于：所述的氯系氧化法，是利用dce气体与氧气发生氧化反应：

6.如权利要求1所述的氧化膜的工艺方法，其特征在于：所述的dce气体与氧气分别通入到同一个管路中，其气体流量及压力分别由不同阀门根据工艺参数控制。

技术总结
本发明公开了一种氧化膜的工艺方法，采用氯系氧化法，在预淀积氧化膜的晶圆载入反应舟后，将DCE气体与氧气通过同一个管路送入炉管的反应腔内进行反应，淀积生成氧化膜，氧化膜达到设计膜厚之后，停止通入DCE气体，并继续维持通入氧气对管路进行冲洗。本发明利用氧气将管路内残余的DCE气体全部吹走，净化管路，防止氧化膜淀积完成之后DCE气体仍有残余从而发生加聚反应产生杂质颗粒的问题。方法简单易于实施。

技术研发人员：戴有江,吕晨平
受保护的技术使用者：上海华虹宏力半导体制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4