專利名稱：增加熱處理反應室利用率的方法
技術領域：
本發明涉及半導體設備領域，尤其涉及增加熱處理反應室利用率的方法。
背景技術：
快速熱處理技術是將芯片加熱到設定溫度，進行預定時間熱處理的方法。快速熱處理設備可以在將溫度快速升至工藝要求的溫度之后，又能快速冷卻，
通常升(降)溫速度為20 250。C/秒。過去幾年間，快速熱處理技術已逐漸成為先進半導體制造必不可少的一項工藝，用于氧化、退火、金屬硅化物的形成和快速熱化學沉積。
然而，現有半導體工藝在各熱處理步驟中，由于各個熱處理過程采用的氣體不同，因此不能在同 一熱處理反應室中進行不同工藝的處理。
現有在隨機存儲器單元的電容器形成過程中采用熱處理工藝具體步驟如下如圖1所示，提供半導體襯底21,所述半導體村底21中形成有隔離溝槽22,隔離溝槽22之間的區域為有源區；有源區的半導體襯底21上依次形成的柵介質層23、柵極24、柵極24兩側的側墻25以及柵極24兩側的半導體襯底21中的源極26a和漏極26b構成MOS晶體管；在整個半導體襯底21上形成覆蓋MOS晶體管的第一層間介電層27,用于半導體器件的縱向隔離。
在第 一層間介電層27和柵介質層23中對著MOS晶體管的源極26a或者漏極26b或者柵極24的位置形成通孔27a;在第一層間介電層27上形成導電層28，且導電層28填充滿通孔27a;對導電層28進行平坦化至露出第一層間介電層27。
如圖2所示，在第一層間介電層27上形成第二層間介電層29,在對著第一層間介電層27中的通孔27a位置形成第 一開口 ，所述第 一開口暴露出第 一層間介電層27的通孔27a及通孔27a中填充的導電層28。在第一開口內側形成半球形顆粒多晶硅層30b和多晶硅層30a，作為電容器的第一電極。所述多晶硅層30a通過通孔27a中填充的導電層28與MOS晶體管的源極26a相電連接。形成所述半球形顆粒多晶硅層30b的目的為增大電容器的第一電極與后續形成的介質層之間的接觸面積，增大電容器的電容。
將帶有各膜層及器件的半導體襯底21放入充滿氨氣的熱處理反應室40內進行熱處理工藝，用以增強半球形多晶硅層30b的電介質常數。
如圖3所示，然后，將帶有各膜層及器件的半導體襯底21從熱處理反應室40內取出；用化學氣相沉積法在第二層間介電層29和半球形顆粒多晶硅層30b上沉積絕緣介質層31,用于電容器電極間的隔離，所述絕緣介質層31的材料可以是氧化硅、氧化鋁、氧化鉭、氧化鎬或氧化鉿等。
將帶有各膜層及器件的半導體襯底21放入充滿氧氣的熱處理反應室41內進行熱處理工藝，以修復絕緣介質層31材料的缺陷并使其更致密。
如圖4所示，用化學氣相沉積法或原子層沉積法在絕緣介質層31上沉積第二金屬層32，作為電容器的第二電極。
現有形成電容器的過程中，對半球形顆粒多晶硅層進行氨氣熱處理增強其電介質常數與進行以氧氣熱處理修復絕緣介質層材料的缺陷并使其更致密，是在兩個不同的熱處理反應室中進行的，導致了熱處理反應室的利用率降低，產能下降。
發明內容
本發明解決的問題是提供一種增加熱處理反應室利用率的方法，防止熱處理反應室的利用率降低，產能下降。
本發明提供一種增加熱處理反應室利用率的方法，包括在充滿第一氣體的熱處理反應室中放入晶圓；抽出第一氣體后，在反應室中通入第二氣體。可選的，所述第一氣體為氨氣，第二氣體為氧氣。所述氧氣的流量為
1 50slm。
可選的，所述將第二氣體完全充滿熱處理反應室的時間為大于等于10分鐘。可選的，所述晶圓為虛擬片。
與現有技術相比，本發明具有以下優點在熱處理反應室中在抽出第一氣體后，再將反應室中完全充滿第二氣體。在同一熱處理反應室中通入不同的氣體以滿足不同熱處理工藝的要求，使熱處理反應室的利用率提高，進而產能也得到提高。
圖1至圖4是現有工藝形成電容器過程中進行熱處理的示意圖；圖5是本發明增加熱處理反應室利用率的具體實施方式
流程圖；圖6至圖9是本發明形成電容器過程中增加熱處理反應室利用率的實施例示意圖。
具體實施例方式
本發明在同 一熱處理反應室中通入不同的氣體以滿足不同熱處理工藝的要求，使熱處理反應室的利用率提高，進而產能也得到提高。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的說明。
圖5是本發明增加熱處理反應室利用率的具體實施方式
流程圖。執行步驟Sll，在充滿第一氣體的熱處理反應室中放入晶圓。
所述第一氣體為氨氣。
所述晶圓為虛擬片。
執行步驟S12，抽出第一氣體后，在反應室中通入第二氣體。所述第二氣體為氧氣，所述氧氣的流量為1 50slm (標準升/分)。將第二氣體完全充滿熱處理反應室的時間為大于等于IO分鐘。
5圖6至圖9是本發明形成電容器過程中增加熱處理反應室利用率的實施例示意圖。如圖6所示，提供半導體襯底100,所述半導體襯底100中形成有隔離溝槽102，隔離溝槽102之間的區域為有源區；有源區的半導體襯底IOO上依次形成的柵介質層103、柵極104、柵極104兩側的側墻105以及柵極104兩倒的半導體襯底100中的源極106a和漏極106b構成MOS晶體管；在整個半導體襯底100上形成覆蓋MOS晶體管的第一層間介電層107，用于半導體器件的縱向隔離，所述第一層間介電層107可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或加氟的硅酸鹽玻璃層(FSG)等。
在第一層間介電層107和柵介質層103中對著MOS晶體管的源極106a或者漏極106b或者柵極104的位置形成通孔107a;在第一層間介電層107上形成導電層108,且導電層108填充滿通孔27a，所述本發明的一個實施方式，所述導電層208為金屬鵠；對導電層108進行平坦化至露出第一層間介電層107。
如圖7所示，在第一層間介電層107上形成第二層間介電層109,在對著第一層間介電層107中的通孔107a位置形成第一開口，所述第一開口暴露出第一層間介電層27的通孔27a及通孔27a中填充的導電層28，所迷第二層間介電層109可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或加氟的硅酸鹽玻璃層(FSG)等。
在第一開口內側形成半球形顆粒多晶硅層130b和多晶硅層130a,作為電容器的第一電極。所述多晶硅層130a通過通孔107a中填充的導電層108與MOS晶體管的源極106a相電連接。形成所述半球形顆粒多晶硅層100b的目的為增大電容器的第一電極與后續形成的介質層之間的接觸面積，增大電容器的電容。
將帶有各膜層及器件的半導體村底IO放入熱處理反應室200內，并向熱處理反應室200內通入流量為l~50slm的氨氣，進行熱處理工藝，用以增強半球_形多晶硅層130b的電介質常數。
本實施例中，熱處理反應室200內的溫度為650°C~750°C，熱處理時間為50秒 70秒。作為一個優選實施例，熱處理采用的溫度為700°C,時間為60秒。
6如圖8所示，然后，將帶有各膜層及器件的半導體襯底100從熱處理反應 室200內取出；用化學氣相沉積法在第二層間介電層109和半球形顆粒多晶硅 層130b上沉積絕緣介質層131，用于電容器電極間的隔離，所述絕緣介質層131 的材料可以是氧化硅、氧化鋁、氧化鉭、氧化鎬或氧化鉿等。
在沉積絕緣介質層131的時候，在熱處理反應室200中力文入晶圓，所述晶 圓為虛擬片；然后，將氨氣全部從熱處理反應室200中抽出至熱處理反應室200 處于真空環境中；接著，再向熱處理反應室200中通入氧氣，其中通入氧氣的 流量為l-50slm。
本實施例中，將氧氣完全充滿熱處理反應室200,將氨氣完全抽出所需的時 間為大于等于IO分鐘。
接著，將帶有各膜層及器件的半導體襯底100放入充滿氧氣的熱處理反應 室200內進行熱處理工藝，以修復絕緣介質層131材料的缺陷并使其更致密。
本實施例中，在同一熱處理反應室200中分別通入不同的氣體以滿足不同 熱處理工藝的要求，使熱處理反應室200的利用率提高，進而產能也得到提高。
如圖9所示，用化學氣相沉積法或原子層沉積法在絕緣介質層131上沉積 第二金屬層132,作為電容器的第二電極。
雖然本發明已以較佳實施例披露如上，但本發明并非限定于此。任何本領 域技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，均可作各種更動與修改，因此 本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
權利要求
1.一種增加熱處理反應室利用率的方法，其特征在于，包括在充滿第一氣體的熱處理反應室中放入晶圓；抽出第一氣體后，在反應室中通入第二氣體。
2. 根據權利要求1所述增加熱處理反應室利用率的方法，其特征在于，所述第一氣體為氨氣，第二氣體為氧氣。
3. 根據權利要求2所述增加熱處理反應室利用率的方法，其特征在于，所述氧氣的流量為l-50slm。
4. 根據權利要求l所述增加熱處理反應室利用率的方法，其特征在于，所述將第二氣體完全充滿熱處理反應室的時間為大于等于10分鐘。
5. 根據權利要求1所述增加熱處理反應室利用率的方法，其特征在于，所述晶圓為虛擬片。
全文摘要
本發明提出一種增加熱處理反應室利用率的方法，包括在充滿第一氣體的熱處理反應室中放入晶圓；抽出第一氣體后，在反應室中通入第二氣體。本發明提高了熱處理反應室的利用率，增加了產能。
文檔編號H01L21/00GK101685766SQ20081020027
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月23日 優先權日2008年9月23日
發明者桂遠遠, 星 趙 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司