[發(fā)明專利]物理氣相沉積設(shè)備以及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711102842.8
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN108018536A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 瞿燕;龍吟;倪棋梁;王愷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: C23C14/54
• 分類號: C23C14/54;C23C14/50
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

本發(fā)明公開了一種物理氣相沉積設(shè)備，氣相沉積工藝腔包括：晶圓基座，晶圓基座內(nèi)置設(shè)置有控制晶圓冷卻的冷卻水通路；冷卻水通路分成多個獨立循環(huán)區(qū)，各獨立循環(huán)區(qū)分別冷卻對應(yīng)區(qū)域的晶圓背面，各獨立循環(huán)區(qū)的冷卻速率獨立調(diào)節(jié)，且通過各獨立循環(huán)區(qū)的冷卻速率獨立調(diào)節(jié)使晶圓在作業(yè)過程中各區(qū)域的冷卻速率趨于一致并降低晶圓各區(qū)域在作業(yè)過程中的溫差且將溫差降低到不出現(xiàn)金屬晶格缺陷。本發(fā)明還公開了一種物理氣相沉積方法。本發(fā)明能控制晶圓在作業(yè)過程中各區(qū)域的溫度差并減少溫度差，從而能消除由于晶圓作業(yè)過程中的溫度差而產(chǎn)生的金屬晶格缺陷，提高產(chǎn)品良率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體集成電路制造，特別涉及一種物理氣相沉積(PVD)設(shè)備。本發(fā)明還涉及一種物理氣相沉積方法。

背景技術(shù)

隨著集成電路工藝的發(fā)展，晶圓尺寸的增長，半導體生產(chǎn)對薄膜沉積作業(yè)過程中的溫度均勻性提出更高要求。

目前，半導體后段鋁物理氣相沉積厚度較大，作業(yè)溫度較高，而在作業(yè)過程中，整片晶圓溫度存在一定梯度。由于鋁沉積層存在對溫度差異的敏感特性，溫度偏低情況下丘狀缺陷易產(chǎn)生，溫度偏高情況下晶須缺陷易產(chǎn)生，因此，在鋁沉積作業(yè)期間極易出現(xiàn)晶格非均勻性生長，嚴重影響產(chǎn)品性能，極大威脅產(chǎn)品良率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種物理氣相沉積設(shè)備，能控制晶圓在作業(yè)過程中各區(qū)域的溫度差并減少溫度差，從而能消除由于晶圓作業(yè)過程中的溫度差而產(chǎn)生的金屬晶格缺陷。為此，本發(fā)明還提供一種物理氣相沉積方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的物理氣相沉積設(shè)備的氣相沉積工藝腔包括：

晶圓基座，所述晶圓基座的表面用于放置晶圓。

所述晶圓基座內(nèi)置設(shè)置有控制所述晶圓冷卻的冷卻水通路。

所述冷卻水通路分成多個獨立循環(huán)區(qū)，各所述獨立循環(huán)區(qū)分別冷卻對應(yīng)區(qū)域的所述晶圓背面，各所述獨立循環(huán)區(qū)的冷卻速率獨立調(diào)節(jié)，且通過各所述獨立循環(huán)區(qū)的冷卻速率獨立調(diào)節(jié)使所述晶圓在作業(yè)過程中各區(qū)域的冷卻速率趨于一致并降低所述晶圓各區(qū)域在作業(yè)過程中的溫差且將所述溫差降低到不出現(xiàn)金屬晶格缺陷。

進一步的改進是，所述氣相沉積工藝腔為用于沉積金屬鋁的氣相沉積工藝腔。

進一步的改進是，各所述獨立循環(huán)區(qū)分別具有冷卻水流速調(diào)節(jié)裝置，通過調(diào)節(jié)對應(yīng)的所述獨立循環(huán)區(qū)的冷卻水的流速調(diào)節(jié)所述晶圓上對應(yīng)區(qū)域的冷卻速率。

進一步的改進是，各所述獨立循環(huán)區(qū)的結(jié)構(gòu)呈同心圓環(huán)狀，每一個所述獨立循環(huán)區(qū)調(diào)節(jié)所述晶圓上對應(yīng)圓環(huán)區(qū)域的冷卻速率。

進一步的改進是，各所述獨立循環(huán)區(qū)分別設(shè)置有進水端和出水端。

進一步的改進是，各所述獨立循環(huán)區(qū)分別的進水端都連接到同一根進水主管；各所述獨立循環(huán)區(qū)分別的出水端都連接到同一根出水主管。

進一步的改進是，所述晶圓的直徑為8英寸以上。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的物理氣相沉積方法包括如下步驟：

步驟一、對物理氣相沉積設(shè)備的氣相沉積工藝腔進行如下設(shè)置，設(shè)置后的氣相沉積工藝腔包括：

晶圓基座，所述晶圓基座的表面用于放置晶圓。

所述晶圓基座內(nèi)置設(shè)置有控制所述晶圓冷卻的冷卻水通路。

所述冷卻水通路分成多個獨立循環(huán)區(qū)，各所述獨立循環(huán)區(qū)分別冷卻對應(yīng)區(qū)域的所述晶圓背面，各所述獨立循環(huán)區(qū)的冷卻速率獨立調(diào)節(jié)。