[發明專利]一種改進等離子體增強化學汽相沉積薄膜均勻度的方法

無效

• 申請號: 201110349889.0
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102443786A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 徐強;張文廣;鄭春生;陳玉文
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: C23C16/52
• 分類號: C23C16/52
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及半導體集成電路及其制造領域，尤其涉及一種改進等離子體增強化學汽相沉積薄膜均勻度的方法。

背景技術

等離子體增強化學汽相沉積（Plasma?Enhanced?Chemical?Vapor?Deposition，簡稱PECVD）是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體電離，并在局部形成等離子體，而由于等離子化學活性很強，易在基片上沉積出所期望的薄膜；且其反應溫度低、沉積速率快、成膜質量好、針孔較少、易龜裂等特點，因而廣泛的應用于半導體制造中。

圖1是本發明背景技術中采用常規傳統PECVD反應腔的結構示意圖；圖2是本發明背景技術中采用常規傳統PECVD氣體分流盤的俯視圖；圖3是本發明背景技術中采用常規傳統PECVD加熱臺的結構示意圖；圖4是本發明背景技術中采用常規傳統PECVD淀積薄膜的俯視圖，其中1411為薄膜厚度等高線。

如圖1-2所示，傳統的PECVD設備主要包括設置在反應腔1內上部的氣體分流盤11，及對應該氣體分流盤11位置設置在反應腔1內下部的加熱臺15，晶圓14放置于加熱臺15上；進行PECVD工藝時是將反應氣體12通過氣體分流盤11流入到反應腔1內，并通過在氣體分流盤11上均勻設置通孔111，使反應氣體12均勻分布在反應腔1中，該反應氣體12在反應腔1內部被電離成等離子體13并沉積在晶圓14的上表面。

然而在氣體分流盤11的實際加工過程中，很難做到所有的通孔111的直徑一致，相應的通過通孔111的反應氣體12的量也就有一定的差別；由于PECVD工藝時其沉積速率與加熱臺的溫度成正比，且如圖3所示，常規傳統PECVD加熱臺15溫度不均，只能通過控制其平均溫度來控制生成薄膜141的厚度，于是就形成如圖4所示，于晶圓14上淀積形成的薄膜141上有數條不同的薄膜厚度等高線1411，即在晶圓上各個位置形成的薄膜141的厚度有一的差異。

發明內容

本發明公開了一種改進等離子體增強化學汽相沉積薄膜均勻度的方法，其中，包括以下步驟：

步驟S1：將一設置于反應腔內的加熱臺分成至少兩個獨立控制溫度的區域；

步驟S2：一晶圓放置于加熱臺后，調整各獨立控制溫度的區域為同一溫度；

步驟S3：進行等離子體增強化學汽相沉積工藝，于該晶圓上生成薄膜；

步驟S4：根據該薄膜的厚度分布調整各獨立控制溫度的區域溫度；

步驟S5：更換晶圓并繼續依次進行步驟S2-S4工藝，直至生成的晶圓薄膜均勻度達到工藝需求。

上述的改進等離子體增強化學汽相沉積薄膜均勻度的方法，其中，每次更換反應腔中的氣體分流盤后，依次進行步驟S1-S5工藝。

上述的改進等離子體增強化學汽相沉積薄膜均勻度的方法，其中，步驟S4中根據該薄膜的厚度分布調整各獨立控制溫度的區域溫度，即獨立控制溫度的區域中薄膜的厚度較厚的該區域溫度調低，厚度較薄的則溫度調高。

上述的改進等離子體增強化學汽相沉積薄膜均勻度的方法，其中，還包括步驟S6：采用步驟S5中生成符合工藝需求薄膜均勻度的工藝條件進行晶圓等離子體增強化學汽相沉積工藝沉積薄膜的批量生產。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明提出一種改進等離子體增強化學汽相沉積薄膜均勻度的方法，通過將反應腔內的加熱臺設置為數個獨立控制溫度的區域，并通過調整各個區域的溫度以控制晶圓上沉積薄膜的速率，從而能較好的實現晶圓薄膜均勻度的控制。

附圖說明

圖1是本發明背景技術中采用常規傳統PECVD反應腔的結構示意圖；

圖2是本發明背景技術中采用常規傳統PECVD氣體分流盤的俯視圖；

圖3是本發明背景技術中采用常規傳統PECVD加熱臺的結構示意圖；

圖4是本發明背景技術中采用常規傳統PECVD淀積薄膜的俯視圖；

圖5是本發明改進PECVD薄膜均勻度的方法中加熱臺的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的說明：

圖5是本發明改進PECVD薄膜均勻度的方法中加熱臺的結構示意圖。如圖5所示，本發明一種改進等離子體增強化學汽相沉積薄膜均勻度的方法：

首先，將設置于反應腔內的加熱臺2分成A-P共16個獨立控制溫度的區域后，測試晶圓放置于加熱臺2上，并調整各個獨立控制溫度的區域為同一溫度。

其次，采用等離子體增強化學汽相沉積工藝于該晶圓上沉積薄膜。