[发明专利]化学气相沉积的预处理方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及化学气相沉积技术，具体涉及一种化学气相沉积的预处理方 法。

背景技术

化学气相沉积(CVD)是晶圆生产厂中一种常用的薄膜层沉积方法，主要 用来沉积氧化硅、氮化硅和多晶硅等薄膜材料。化学气相沉积反应主要在CVD 设备的腔室(Chamber)中进行，腔室中具有用来放置需要沉积薄膜的产品晶 圆(Production Wafer)的晶舟。某些情况下，需要沉积薄膜的产品晶圆的 数量小于晶舟所能容纳的晶圆的数量，因此晶舟中会留下剩余空间。通常用 挡片晶圆(Dummy Wafer)来填充晶舟中的剩余空间，以保证产品晶圆数不同 的各批次产品晶圆之间的薄膜厚度均匀性。如图1所示，晶舟10中有若干产 品晶圆30，产品晶圆30未填满晶舟的所有片槽，通过在产品晶圆30两边放 置若干挡片晶圆20，将晶舟填满。其中挡片晶圆在经过多次CVD以后，会沉 积较厚的薄膜层，通过清洗去除挡片晶圆表面沉积的薄膜，挡片晶圆可以继 续使用。

但是，挡片晶圆在第一次置入晶舟时，其表面一般为一标准厚度的二氧 化硅层。当产品晶圆所需沉积的薄膜是一种不同于二氧化硅的薄膜时，例如， 所沉积薄膜是氮化硅时，第一次使用的挡片晶圆在CVD氮化硅前表面是二氧 化硅，第二次使用的挡片晶圆表面则是之前CVD生长的氮化硅薄膜。由于CVD 在不同薄膜表面沉积的速率不同，挡片晶圆的表面薄膜层的差异将直接影响 不同批次产品晶圆间薄膜厚度的均匀性，从而降低产品的制程能力指数 (Cpk)，特别是产品晶圆所需沉积的薄膜厚度小于500埃时。其中Cpk越大 表示产品质量越佳，Cpk≥1.33时，表示制程能力良好，状态稳定。

现有技术中，CVD沉积之前，一般不对挡片晶圆作预处理，通常方法是直 接把表面薄膜为二氧化硅的挡片晶圆和产品晶圆同时放入晶舟后进行CVD沉 积。图2所示为挡片晶圆表层为二氧化硅时多批次产品晶圆的CVD氮化硅薄 膜厚度示意图，其中，所需沉积的氮化硅的目标厚度为250埃，从图中2中 可以看出，挡片晶圆表层为二氧化硅时，薄膜的平均厚度与目标值偏差达到 10埃。而表层为二氧化硅的挡片晶圆经第一批次使用以后，按相同条件CVD 氮化硅时，产品晶圆的氮化硅薄膜厚度在250埃左右。其厚度的差异是由挡 片晶圆的表面薄膜成分的差异导致。因此由于挡片晶圆的第一次使用与其后 面多次使用时的表面薄膜成分的差异，会导致不同批次产品晶圆之间的CVD 薄膜的厚度不均匀性，降低产品晶圆的Cpk，使Cpk值达不到1.33目标值。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种化学气相沉积的预处理方法。

本发明提供的一种化学气相沉积的预处理方法，其步骤包括：在置入产 品晶圆钱，将表面薄膜成分与产品晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分不相同 的挡片晶圆置入晶舟中，并在挡片晶圆表面预先沉积一层与产品晶圆所需化 学气相沉积的薄膜成分相同的薄膜，之后，将产品晶圆置入晶舟中，沉积产 品晶圆所需化学气相沉积的薄膜。

其中，所述预处理方法的特征步骤在于第二步。所述的预先沉积可以为 化学气相沉积，在挡片晶圆表面预先沉积的薄膜的厚度可以为50A-5000A。

具体地，所述晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分为氮化硅。所述挡片晶 圆的表面薄膜成分为二氧化硅。

所述预处理方法还包括在所述第二步以后将产品晶圆置入晶舟中。所述 预处理方法结束以后，进行化学气相沉积。

本发明的有益技术效果是：在挡片晶圆与产品晶圆的同步化学气相沉积 时，通过预处理方法，使每一批次产品晶圆化学气相沉积晶圆时，挡片晶圆 的表面薄膜成分均相同于产品晶圆所需化学气相沉积的薄膜成分，从而能提 高不同批次的产品晶圆的化学气相沉积的均匀性，提高产品的制程能力指数。

附图说明

图1为现有技术中CVD沉积时挡片晶圆和产品晶圆示意图。

图2为挡片晶圆表层为二氧化硅时产品晶圆的CVD氮化硅薄膜厚度示意 图；

图3为根据本发明实施例的一种化学气相沉积的预处理方法的流程示意 图；

图4为根据本发明实施例的经过预处理方法以后产品晶圆的CVD氮化硅 薄膜厚度示意图。

具体实施方式

为更好的理解本发明，下面将参照附图说明本发明的一个实施例。在所 有的附图中，相同的标识符表示相同的或类似的部分。