CN102412117A - 薄膜形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄膜形成方法，包括：提供晶片和薄膜形成设备，所述薄膜形成设备用于在所述晶片上形成具有目标厚度的薄膜；将所述薄膜分为至少2个子薄膜，所述子薄膜的数目为偶数；利用所述薄膜形成设备在所述晶片上形成第一子薄膜；利用所述薄膜形成设备在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜，所述第二子薄膜的形貌与第一子薄膜的形貌相匹配；利用所述薄膜形成设备在所述第二子薄膜上形成第三子薄膜；利用所述薄膜形成设备在所述第三子薄膜上形成第四子薄膜，所述第三子薄膜和第四子薄膜的形貌相匹配；依次类推，直至形成目标厚度的薄膜。本发明形成的薄膜厚度均匀。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及薄膜形成方法。
背景技术
薄膜形成工艺是半导体器件制作过程中的重要工艺之一。现有薄膜形成工艺通常利用氧化设备、快速氧化设备、外延设备、化学气相沉积设备在晶片上形成具有一定厚度的薄膜。
具体地，以化学气相沉积设备为例，晶片置于所述化学气相沉积设备的腔室(chamber)中，通过加热使晶片的温度达到一定值(400～1200摄氏度)，然后，通入多种源气体，所述多种源气体之间发生化学反应，在晶片表面形成薄膜。
现有的化学气相沉积设备具有多个加热模块，多个加热模块分别对晶片各个区域加热。为了形成较为均匀的薄膜，现有技术利用温度区域控制表(temperature zone controltable)来控制晶片各个区域的温度，使晶片表面具有一定的温度分布，在所述温度分布下，晶片表面的各个区域的沉积速率较为接近，从而可以在晶片表面形成厚度均匀的薄膜。
参考图1，为晶片表面的多个区域分布示意图。为了便于说明，图中以7个区域为例进行说明，分别是：第一区域Z1、第二区域Z2、第三区域Z3、第四区域Z4、第五区域Z5、第六区域Z6、第七区域Z7。
现有的温度区域控制表设置晶片各个区域的温度的方法有两种：第一种是直接设置晶片的各个区域的温度值，第二种是设置基准温度值和各个区域与基准值的偏差值，各个区域的温度值等于基准温度值与偏差值之和。
在申请号为200710046308.X的中国专利申请中可以发现更过关于现有的薄膜形成方法的信息。
在实际中发现，利用温度区域控制表在晶片表面形成特定的温度分布，例如晶片中心温度高，晶片边缘温度低(或晶片中心温度低，晶片边缘温度高)。所述温度分布使得晶片表面形成的薄膜的形貌通常为凸形(中心厚度偏大)或凹形(边缘厚度偏大)，且中心和边缘的偏差超过晶片中心厚度的20％，薄膜的均匀度无法满足工艺的要求，并且无法通过调整所述温度区域控制表的设置改善上述薄膜形貌。
因此，需要一种薄膜形成方法，能够改善晶片表面形成的薄膜的形貌，提高薄膜的均匀度，满足工艺要求。
发明内容
本发明解决的问题是提供了一种薄膜形成方法，改善了晶片表面形成的薄膜的形貌，提高了薄膜的均匀度，满足了工艺要求。
为解决上述问题，本发明提供一种薄膜形成方法，包括：
提供晶片和薄膜形成设备，所述薄膜形成设备用于在所述晶片上形成具有目标厚度的薄膜；
将所述薄膜分为至少4个子薄膜，且所述子薄膜的数目为偶数；
利用所述薄膜形成设备在所述晶片上形成第一子薄膜；
利用所述薄膜形成设备在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜，所述第二子薄膜的形貌与第一子薄膜的形貌相匹配；
利用所述薄膜形成设备在所述第二子薄膜上形成第三子薄膜；
利用所述薄膜形成设备在所述第三子薄膜上形成第四子薄膜，所述第三子薄膜和第四子薄膜的形貌相匹配；
依次类推，直至形成目标厚度的薄膜。
可选地，所述第一子薄膜与第二子薄膜的平均厚度相同。
可选地，所述第三子薄膜与第四子薄膜的平均厚度相同。
可选地，所述薄膜形成设备为化学气相沉积设备、外延生长设备、氧化设备或者快速热氧化设备；且所述薄膜形成设备具有多个加热模块，所述加热模块与晶片表面各个区域对应。
可选地，所述第一子薄膜的形貌为凹形，所述第二子薄膜的形貌为凸形，所述第一子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值与第二子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值相等，所述绝对值小于等于中心厚度的30％。
可选地，第一子薄膜的形成方法包括：
调节所述薄膜形成设备多个加热模块的输出功率以控制晶片表面温度分布，使所述温度分布为自晶片中心至晶片边缘的温度逐渐减小；
利用所述温度分布在晶片上形成第一子薄膜。
可选地，所述第二子薄膜的形成方法包括：
调节所述薄膜形成设备的多个加热模块的输出功率以控制晶片表面的温度分布，使所述温度分布为自晶片中心至晶片边缘的温度逐渐增大；
利用所述温度分布在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜。
可选地，所述第一子薄膜的形貌为凸形，所述第二子薄膜的形貌为凹形，所述第一子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值与第二子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值相等，所述绝对值小于等于中心厚度的30％。
可选地，第一子薄膜的形成方法包括：
调节所述薄膜形成设备多个加热模块的输出功率以控制晶片表面温度分布，使所述温度分布为自晶片中心至晶片边缘的温度逐渐增大；
利用所述温度分布在晶片上形成第一子薄膜。
可选地，所述第二子薄膜的形成方法包括：
调节所述薄膜形成设备的多个加热模块的输出功率以控制晶片表面的温度分布，使所述温度分布为自晶片中心至晶片边缘的温度逐渐减小；
利用所述温度分布在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜。
可选地，所述第三子薄膜与所述第一子薄膜的厚度相同、形貌相同、形成方法相同，所述第四子薄膜与所述第二子薄膜的厚度相同、形貌相同、形成方法相同。
本发明还提供一种薄膜形成方法，包括：
提供晶片和薄膜形成设备，所述薄膜形成设备用于在所述晶片上形成具有目标厚度的薄膜；
将所述薄膜分为第一子薄膜和第二子薄膜；
利用所述薄膜形成设备在所述晶片上形成第一子薄膜；
利用所述薄膜形成设备在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜，所述第二子薄膜的形貌与第一子薄膜的形貌相匹配，所述第一子薄膜和第二子薄膜的厚度之和等于目标厚度。
可选地，所述薄膜形成设备为化学气相沉积设备、外延生长设备、氧化设备、快速热氧化设备，所述薄膜形成设备具有多个加热模块，所述加热模块与晶片表面各个区域对应。
可选地，所述第一子薄膜和第二子薄膜的平均厚度相同。
可选地，所述第一子薄膜为凸形，所述第二子薄膜为凹形；或所述第一子薄膜为凹形，第二子薄膜为凸形，所述第一子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值与第二子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值相等，所述绝对值小于等于中心厚度的30％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：在晶片上依次形成第一子薄膜、第二子薄膜、第三子薄膜、第四子薄膜，由于第一子薄膜和第二子薄膜形貌相匹配，在晶片表面形成厚度均匀的薄膜，第三子薄膜和第四子薄膜形貌相匹配，在晶片表面形成厚度均匀的薄膜，依次类推，若第一子薄膜、第二子薄膜、第三子薄膜、第四子薄膜的平均厚度之和小于目标厚度，则依次类推，形成形貌相匹配的第五子薄膜、第六子薄膜、形貌相匹配的第七子薄膜、第八子薄膜，....直至形成目标厚度的子薄膜，由于每一子薄膜均有另一子薄膜与其形貌相匹配，在晶片上的目标薄膜的厚度均匀，避免了现有技术在晶片表面形成的薄膜的中心厚度偏大或边缘偏大的问题，提高了薄膜的均匀度，满足了工艺要求。
附图说明
图1是晶片表面的多个区域分布示意图。
图2～图5是利用现有方法在晶片表面形成的薄膜的形貌示意图。
图6是本发明一个实施例的薄膜形成方法流程示意图。
图7是本发明一个实施例在晶片表面形成的薄膜的剖面结构示意图。
图8是本发明又一实施例在晶片表面形成的薄膜的剖面结构示意图。
图9是本发明的方法形成的薄膜的标准化形貌示意图。
具体实施方式
发明人发现，现有的薄膜形成设备通常具有多个加热模块，所述多个加热模块与晶片的多个区域对应。各个加热模块在自动控制系统的控制下输出各自的功率，对晶片表面的各个区域分别加热。若设置晶片表面各个区域的温度相同，由于晶片中心和边缘在加热时的升温和降温速率不同，使得晶片上形成的薄膜的厚度不均匀(即晶片上各个点的薄膜厚度差异较大，超过允许值，例如超过目标厚度的30％)。因此为了改善晶片表面形成的薄膜的均匀性，现有技术利用温度区域控制表分别设置晶片上各个区域的温度，自动控制系统基于温度区域控制表控制各个加热模块的输出功率，使得晶片表面的温度分布于温度区域控制表中的设置一致，以能够形成厚度均匀的薄膜。
通常所述温度区域控制表参数设置通常为晶片中心至晶片边缘的各个区域的温度依次降低或晶片中心至晶片边缘的各个区域的温度依次升高。由于晶片表面的某一区域的薄膜形成速率与晶片表面某一区域的温度成正比，因此，利用温度区域控制表形成的薄膜厚度自晶片中心至晶片边缘依次减小或依次增大，表现为凸形或凹形。
需要说明的是，本发明所述的薄膜的平均厚度是指形成于晶片上的薄膜上多个点的平均厚度，例如是薄膜的49点的平均厚度。本发明所述的晶片的中心厚度是指晶片中心区域的平均厚度，所述中心区域为以晶片的圆心为圆心，以晶片的半径的1/4～1/2的圆心区域，所述晶片的边缘厚度是晶片上中心区域以外的其他区域的平均厚度。所述中心区域和边缘区域分别可以包括多个区域，沿晶片半径方向向外依次排布。
本发明所述的薄膜的形貌为凸形，是指薄膜在晶片中心的厚度大于在晶片边缘的厚度，且自晶片的圆心向外，沿半径方向的各个点薄膜的厚度减小，所述减小包括逐渐减小和波动减小。请参考图2，晶片100上形成薄膜101的形貌为凸形，且自晶片的圆心向外，沿半径方向的各个点薄膜的厚度逐渐减小；请参考图3，晶片100上形成的薄膜102的形貌为凸形，且自晶片的圆心向外，沿半径方向的各个点薄膜的厚度波动减小。
本发明所述的薄膜的形貌为凹形，是指薄膜在晶片中心的厚度大于在晶片边缘的厚度，且自晶片的圆心向外，沿半径方向的各个点的薄膜的厚度增大，所述增大包括逐渐增大和波动增大。请参考图4，晶片100上形成的薄膜103的形貌为凹形，且自晶片的圆心向外，沿半径方向的各个点薄膜的厚度逐渐增大；请参考图5，晶片100上形成的薄膜104的形貌为凹形，且自晶片的圆心向外，沿半径方向的各个点薄膜的厚度波动增大。
发明人还发现，随着晶片的尺寸增大，晶片上形成的薄膜在晶片中心和晶片边缘的厚度偏差增大，两者的偏差大于或等于晶片圆心点薄膜厚度的30％。并且无法通过调整温度区域控制表的温度设置来改善最终形成的薄膜的形貌，这影响了工艺的稳定性和其他工艺的进行。
为了改善晶片上形成的薄膜的形貌，减小最终形成的薄膜在晶片中心的厚度和边缘的厚度的偏差，发明人提出一种薄膜形成方法，参考图6，所述方法包括：
步骤S1，提供晶片和薄膜形成设备，所述薄膜形成设备用于在所述晶片上形成具有目标厚度的薄膜；
步骤S2，将所述薄膜分为至少4个子薄膜，所述子薄膜的数目为偶数；
步骤S3，利用所述薄膜形成设备在所述晶片上形成第一子薄膜；
步骤S4，利用所述薄膜形成设备在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜，所述第二子薄膜的形貌与第一子薄膜的形貌相匹配；
步骤S5，利用所述薄膜形成设备在所述第二子薄膜上形成第三子薄膜；
步骤S6，利用所述薄膜形成设备在所述第三子薄膜上形成第四子薄膜，所述第三子薄膜和第四子薄膜的形貌相匹配；
步骤S7，依次类推，直至形成目标厚度的薄膜。
下面将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
首先，提供晶片和薄膜形成设备，所述薄膜形成设备用于在所述晶片上形成具有目标厚度的薄膜，所述晶片分为多个区域，所述薄膜形成设备具有与所述区域对应的多个加热模块。
作为一个实施例，请参考图1，所述晶片表面分为7个区域，自晶片中心沿晶片半径方向向外，分别是：第一区域Z1、第二区域Z2、第三区域Z3、第四区域Z4、第五区域Z5、第六区域Z6、第七区域Z7。其中所述第一区域Z1、第二区域Z2、第三区域Z3属于晶片的中心区域，所述第四区域Z4第五区域Z5、第六区域Z6、第七区域Z7属于晶片的边缘区域。
所述薄膜形成设备与现有技术的薄膜形成设备相同。具体地，所述薄膜形成设备具有多个加热模块，所述多个加热模块与晶片的多个区域对应。各个加热模块在自动控制系统的控制下输出各自的功率，对晶片表面的各个区域分别加热。
作为一个实施例，所述薄膜形成设备具有7个加热模块，自晶片中心向外，分别是第一加热模块、第二加热模块、第三加热模块、第四加热模块、第五加热模块、第六加热模块和第七加热模块。
发明人发现，利用温度区域控制表，设置晶片表面的温度分布为自晶片中心向晶片边缘的温度依次减小，从而在晶片上可以形成凹形薄膜；利用温度区域控制表，设置晶片表面的温度分布为子晶片中心向晶片边缘的温度分布依次增大，从而在晶片上可以形成凸形薄膜。若能够在晶片上先后形成凸形薄膜和凹形薄膜或凹形薄膜和凸形薄膜，利用所述凸形薄膜和凹形薄膜的形貌相匹配，则可以在晶片上形成厚度均匀的薄膜。本发明所述的薄膜的形貌相匹配，是指晶片上的各个点的凸形薄膜和凹形薄膜的厚度之和相等或接近相等，所述接近相等是指，晶片上各个点的凸形薄膜和凹形薄膜的之和的偏差不超过一定值，例如不超过凸形薄膜或/和凹形薄膜的平均厚度的10％或薄膜的目标厚度的10％或晶片的圆心点的薄膜厚度的10％。
因此，本发明把将要形成的目标厚度的薄膜分为多个子薄膜，分多次形成所述子薄膜，每一子薄膜的可以为凹形或凸形，且使得每一子薄膜均有另一子薄膜与其形貌相匹配，可以利用凸形子薄膜和凹形子薄膜的形貌相匹配关系，从而在晶片表面形成平整、均匀的薄膜。
为了保证每一凸形薄膜或凹形薄膜均有与其形貌相匹配的凹形薄膜或凸形薄膜，本发明将要形成的薄膜分为偶数个子薄膜，所述子薄膜的数目可以大于等于2，优选为大于等于4个。自第一子薄膜开始，第一子薄膜与第二子薄膜形貌相匹配、第三子薄膜与第四子薄膜形貌相匹配......，依次类推，直至形成目标厚度的薄膜，从而改善最终形成的薄膜的均匀度。另外，本发明所述的将薄膜分为偶数个子薄膜，在满足第一子薄膜与第二子薄膜、第三子薄膜与第四子薄膜、第五子薄膜与第六子薄膜、......的形貌相匹配的前提下，所述的各个子薄膜的平均厚度可以相同或不同。作为优选的实施例，每一子薄膜的平均厚度等于与其互补的另一子薄膜的平均厚度。例如，所述第一子薄膜与第二子薄膜的平均厚度相同，第三子薄膜与第四子薄膜的平均厚度相同，第五子薄膜与第六子薄膜的平均厚度相同，在此不一一列举。进一步地，上述的各个子薄膜的平均厚度也可以相同，这样便于确定制作薄膜时薄膜形成设备的工艺程序(process recipe)，简化薄膜形成工艺程序。
根据薄膜形成设备的不同，温度区域控制表的设置方法可以分为两种：第一种是直接设置晶片的各个区域的温度值，第二种是设置基准温度值和各个区域与基准值的偏差值，各个区域的温度值等于基准温度值与偏差值之和。
所述温度区域控制表的各个区域温度设置与要形成的薄膜的平均厚度、工艺时间有关系。在工艺时间一定的情况下，要形成的薄膜的平均厚度越大，所述温度区域控制表的各个区域的温度越高；在要形成的薄膜平均厚度一定的情况下，工艺时间越长，所述温度区域控制表的各个区域的温度越低。
根据工艺的不同，所述薄膜的材质可以为氧化硅、锗化硅、氮化硅。所述薄膜具有目标厚度。所述目标厚度的范围为10～10000埃。
薄膜的材质决定了薄膜形成设备的类型。作为一个实施例，所述薄膜为锗化硅(SiGe)，相应的所述薄膜形成设备为低压外延设备。作为又一实施例，所述薄膜可以为氧化硅，相应的薄膜形成设备可以为氧化设备(例如是氧化炉管，Furnace)，也可以为快速热氧化设备(Rapid Thermal Oxidation，RTO)。作为其他实施例，所述薄膜可以为外延单晶硅薄膜，对应的薄膜形成设备为外延设备。
本发明把将要形成的目标厚度的薄膜分为多个子薄膜，所述子薄膜的数目越多，形成的薄膜的均匀性越好，作为一个实施例，本发明将所述薄膜分为4个子薄膜。在其他实施例中，所述薄膜还可以分为更多的子薄膜，例如为6个、8个或更多。
作为一个实施例，当把将要形成的目标厚度的薄膜分为4个子薄膜时，其薄膜的制作方法包括：
利用所述薄膜形成设备在所述晶片上形成第一子薄膜，利用所述薄膜形成设备在第一子薄膜上形成第二子薄膜，所述第二子薄膜和第一子薄膜的形貌相匹配；
利用所述薄膜形成设备在所述第二子薄膜上形成第三子薄膜，利用所述薄膜形成设备在所述第三子薄膜上形成第四子薄膜，所述第三子薄膜和第四子薄膜的形貌相匹配，所述第一子薄膜、第二子薄膜、第三子薄膜和第四子薄膜共同构成具有目标厚度的薄膜。
请参考图7，为本发明第一实施例形成的薄膜的剖面结构示意图。在晶片300上形成依次形成有第一子薄膜301、第二子薄膜302、第三子薄膜303、第四子薄膜304。所述第一子薄膜301和第二子薄膜302的形貌相匹配，所述第三子薄膜303、第四子薄膜304的形貌相匹配。
作为一个实施例，所述第一子薄膜301的形貌为凹形，所述第二子薄膜302的形貌为凸形，第一子薄膜301的中心厚度小于边缘厚度，所述第二子薄膜302的中心厚度大于边缘厚度。优选地，所述第一子薄膜301的平均厚度等于第二子薄膜302的平均厚度。作为一个实施例，所述第一子薄膜301的中心厚度与边缘厚度的偏差在30％以内，所述第二子薄膜302的中心厚度与边缘厚度的偏差在30％以内，以减小第一子薄膜301与第二子薄膜302之间的应力。作为其他的实施例，所述第一子薄膜的形貌为凸形，所述第二子薄膜的形貌为凹形，所述第一子薄膜和第二子薄膜的形貌相匹配，并且所述第一子薄膜和第二子薄膜的平均厚度可以不同。
作为一个实施例，所述第三子薄膜303的形貌与所述第一子薄膜301的形貌相同、平均厚度相同、形成方法相同，所述第四子薄膜304的形貌与所述第二子薄膜302的形貌相同，平均厚度相同、形成方法相同。作为本发明的又一实施例，所述第三子薄膜303的形貌与所述第二子薄膜302的形貌相同、平均厚度相同，所述第四子薄膜304与第一子薄膜301的形貌相同、平均厚度相同。在满足第一子薄膜301与第二子薄膜302形貌相匹配、第三子薄膜303、第四子薄膜304形貌相匹配，且各个子薄膜的平均厚度之和等于目标厚度的前提下，各个子薄膜的形貌和平均厚度还可以各不相同，可以根据实际需要进行设置。在此不做一一列举。
作为一个实施例，形成形貌为凹形的子薄膜(例如形成具有凹形形貌的第一子薄膜和第三子薄膜)的方法包括：提供温度区域控制表，利用温度区域控制表设置晶片表面的温度分布，所述温度分布为自晶片中心向晶片边缘温度依次增大；由于晶片上某一区域的薄膜的形成速率与晶片表面的温度有关，晶片表面温度越高，薄膜形成速率越快，从而温度分布为自晶片中心向晶片边缘的温度依次增大时，对应形成的薄膜厚度为自晶片中心向边缘依次增大，从而形成形貌为凹形的子薄膜。
作为一个实施例，形成形貌为凸形的子薄膜(例如形成具有凸形形貌的第二子薄膜和第四子薄膜)的方法包括：提供温度区域控制表，利用温度区域控制表设置晶片表面的温度分布，所述温度分布为自晶片中心向晶片边缘的温度依次减小，对应形成形貌为凸形的子薄膜。
以薄膜材质为锗化硅为例，需要形成的薄膜的目标厚度为3000～7000埃，将其划分为6个子薄膜，分别是第一子薄膜、第二子薄膜、第三子薄膜、第四子薄膜、第五子薄膜、第六子薄膜，各个子薄膜的材质，即为锗化硅，各个子薄膜的平均厚度相同，即为目标厚度的1/6。其中，所述第一子薄膜、第三子薄膜、第五子薄膜的形貌为凹形，利用第一温度区域控制表形成；所述第二子薄膜、第四子薄膜、第六子薄膜的形貌为凸形，利用第二温度区域控制表形成。
所述第一温度区域控制表的设置为自晶片中心向晶片边缘的各个区域的温度依次增大。本实施例中，所述第一温度区域控制表设置的晶片各个区域的温度范围为500～850摄氏度，例如，第一区域的温度为500摄氏度，第二区域的温度为502摄氏度，第三区域的温度为503摄氏度，第四区域的温度为504摄氏度，第五区域的温度为507摄氏度，第六区域的温度设置为507摄氏度，第七区域的温度设置为509摄氏度。对应的形成第一子薄膜的工艺参数为：采用的气体包括硅烷(SiH4)、二氯乙硅烷(SiH2CL2)、锗烷(GeH4)、氢气(H2)。其中硅烷、二氯乙硅烷的流量范围为30～300sccm；锗烷的流量范围为5～500sccm。
所述第二温度区域控制表设置自晶片中心向晶片边缘的各个区域的温度依次减小。第二温度区域控制表设置的晶片各个区域的温度范围为500～850摄氏度，具体地：第一区域的温度为503摄氏度，第二区域的温度为501摄氏度，第三区域的温度为500摄氏度，第四区域的温度为495摄氏度，第五区域的温度为493摄氏度，第六区域的温度设置为492摄氏度，第七区域的温度设置为491摄氏度。对应的形成第二子薄膜的工艺参数为：采用的气体包括硅烷(SiH4)、二氯乙硅烷(SiH2CL2)、锗烷(GeH4)、氢气(H2)。其中硅烷、二氯乙硅烷的流量范围为30～300sccm；锗烷的流量范围为5～500sccm。
以所述薄膜的材质为氧化硅为例，需要形成的薄膜的目标厚度为10～500埃，所述薄膜分为第一子薄膜和第二子薄膜，所述第一子薄膜和第二子薄膜形貌相匹配，两者的平均厚度之和等于目标厚度。
作为一个实施例，第一子薄膜和第二子薄膜的平均厚度相同。优选地，所述第一子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值与第二子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值相等，所述绝对值小于等于中心厚度的30％。
作为其他的实施例，第一子薄膜和第二子子薄膜的平均厚度也可以不同。
当所述第一子薄膜为凸形时，所述第二子薄膜的形貌为凹形；当所述第一子薄膜的形貌为凹形时，所述第一子薄膜的形貌为凸形。形成形貌为凸形薄膜利用第一温度区域控制表，所述第一温度区域控制表的设置为自晶片中心向晶片边缘的各个区域的温度依次减小。形成形貌为凹形薄膜利用第二温度区域控制表，所述第二温度区域控制表的设置为自晶片中心向晶片边缘的各个区域的温度依次增大。第一温度区域控制表的参数设置可以参考前述锗化硅工艺时的第二温度区域控制表的参数设置，或者本领域技术人员可以进行若干有限次的实验，利用实验的方法获得具有凸形形貌的薄膜，所述薄膜对应的温度区域控制表的参数可以作为第一温度区域控制表的参数设置。所述第二温度区域控制表的参数设置可以参考前述锗化硅工艺时的第一温度区域控制表的参数设置，或者本领域技术人员可以进行有若干有限次的实验，利用实验的方法获得具有凹形形貌的薄膜，所述薄膜对应的温度区域控制表的参数可以而为第二温度区域控制表的参数设置。
对应地，所述第一子薄膜和第二子薄膜的工艺参数为：采用的气体为氧气和氮气，氧气的流量范围为1～100slm，氮气的流量范围为1～500slm。
参考图8，为本发明又一实施例的方法形成的薄膜的剖面结构示意图。晶片300上形成的第一子薄膜301的形貌为凹形，所述第一子薄膜301上形成的第二子薄膜302的形貌为凸形，由于所述第一子薄膜301和第二子薄膜302的形貌相匹配，因此，晶片表面最终形成的薄膜厚度均匀，晶片中心与边缘的厚度偏差较小。
需要说明的是，本发明所述的第一温度区域控制表和第二温度区域控制表的温度参数的设置与薄膜的形成速率有关系，通常第一温度区域控制表和第二温度区域控制表设置的晶片表面的温度越高，薄膜的形成速率越快。在实际中，本领域技术人员可以根据薄膜形成速率进行具体的设置。
最后，参考图9，为本发明的方法形成的薄膜形貌示意图。曲线4为利用本发明的方法形成的薄膜形貌。横轴表示自晶片中心向外，沿半径方向的各个点的坐标(单位为毫米)，纵坐标表示各个点的标准厚度。为了清楚的显示薄膜的中心厚度与边缘厚度差异，对图9中的每一点的薄膜厚度进行了标准化处理，即每一点的薄膜厚度除以该晶片圆心点的薄膜厚度，获得该点的标准厚度。利用本发明的方法形成的薄膜的中心的标准厚度(中心区域的各个点的标准厚度的平均值)和边缘的标准厚度(边缘区域的各个点的标准厚度的平均值)的偏差小于中心厚度的10％，薄膜的形貌较为平坦。
对应地，图4中还示出了现有技术的两种薄膜形貌，分别为曲线1和曲线2，其中曲线1代表的薄膜形貌为凹形，晶片中心的标准厚度小于晶片边缘的标准厚度，两者的偏差大于中心厚度的30％，曲线2代表的薄膜形貌为凸形，晶片中心的标准厚度大于晶片边缘的标准厚度，两者的偏差偏差大于中心厚度的20％。
由图9可以看出，利用本发明的薄膜形成方法解决了薄膜在晶片中心和晶片边缘的偏差过大的问题，改善了薄膜的均匀性，满足了工艺要求。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (15)
1.一种薄膜形成方法，其特征在于，包括：
提供晶片和薄膜形成设备，所述薄膜形成设备用于在所述晶片上形成具有目标厚度的薄膜；
将所述薄膜分为至少4个子薄膜，且所述子薄膜的数目为偶数；
利用所述薄膜形成设备在所述晶片上形成第一子薄膜；
利用所述薄膜形成设备在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜，所述第二子薄膜的形貌与第一子薄膜的形貌相匹配；
利用所述薄膜形成设备在所述第二子薄膜上形成第三子薄膜；
利用所述薄膜形成设备在所述第三子薄膜上形成第四子薄膜，所述第三子薄膜和第四子薄膜的形貌相匹配；
依次类推，直至形成目标厚度的薄膜。
2.如权利要求1所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述第一子薄膜与第二子薄膜的平均厚度相同。
3.如权利要求1所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述第三子薄膜与第四子薄膜的平均厚度相同。
4.如权利要求2所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述薄膜形成设备为化学气相沉积设备、外延生长设备、氧化设备或者快速热氧化设备；且所述薄膜形成设备具有多个加热模块，所述加热模块与晶片表面各个区域对应。
5.如权利要求4所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述第一子薄膜的形貌为凹形，所述第二子薄膜的形貌为凸形，所述第一子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值与第二子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值相等，所述绝对值小于等于中心厚度的30％。
6.如权利要求5所述的薄膜形成方法，其特征在于，第一子薄膜的形成方法包括：
调节所述薄膜形成设备多个加热模块的输出功率以控制晶片表面温度分布，使所述温度分布为自晶片中心至晶片边缘的温度逐渐减小；
利用所述温度分布在晶片上形成第一子薄膜。
7.如权利要求5所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述第二子薄膜的形成方法包括：
调节所述薄膜形成设备的多个加热模块的输出功率以控制晶片表面的温度分布，使所述温度分布为自晶片中心至晶片边缘的温度逐渐增大；
利用所述温度分布在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜。
8.如权利要求4所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述第一子薄膜的形貌为凸形，所述第二子薄膜的形貌为凹形，所述第一子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值与第二子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值相等，所述绝对值小于等于中心厚度的30％。
9.如权利要求8所述的薄膜形成方法，其特征在于，第一子薄膜的形成方法包括：
调节所述薄膜形成设备多个加热模块的输出功率以控制晶片表面温度分布，使所述温度分布为自晶片中心至晶片边缘的温度逐渐增大；
利用所述温度分布在晶片上形成第一子薄膜。
10.如权利要求8所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述第二子薄膜的形成方法包括：
调节所述薄膜形成设备的多个加热模块的输出功率以控制晶片表面的温度分布，使所述温度分布为自晶片中心至晶片边缘的温度逐渐减小；
利用所述温度分布在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜。
11.如权利要求3所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述第三子薄膜与所述第一子薄膜的厚度相同、形貌相同、形成方法相同，所述第四子薄膜与所述第二子薄膜的厚度相同、形貌相同、形成方法相同。
12.一种薄膜形成方法，其特征在于，包括：
提供晶片和薄膜形成设备，所述薄膜形成设备用于在所述晶片上形成具有目标厚度的薄膜；
将所述薄膜分为第一子薄膜和第二子薄膜；
利用所述薄膜形成设备在所述晶片上形成第一子薄膜；
利用所述薄膜形成设备在所述第一子薄膜上形成第二子薄膜，所述第二子薄膜的形貌与第一子薄膜的形貌相匹配，所述第一子薄膜和第二子薄膜的厚度之和等于目标厚度。
13.如权利要求12所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述薄膜形成设备为化学气相沉积设备、外延生长设备、氧化设备、快速热氧化设备，所述薄膜形成设备具有多个加热模块，所述加热模块与晶片表面各个区域对应。
14.如权利要求12所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述第一子薄膜和第二子薄膜的平均厚度相同。
15.如权利要求12所述的薄膜形成方法，其特征在于，所述第一子薄膜为凸形，所述第二子薄膜为凹形；或所述第一子薄膜为凹形，第二子薄膜为凸形，所述第一子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值与第二子薄膜的中心厚度和边缘厚度之差的绝对值相等，所述绝对值小于等于中心厚度的30％。
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