CN102443786A - 一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法。本发明一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，通过将反应腔内的加热台设置为数个独立控制温度的区域，并通过调整各个区域的温度以控制晶圆上沉积薄膜的速率，从而能较好的实现晶圆薄膜均匀度的控制。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路及其制造领域，尤其涉及一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法。
背景技术
等离子体增强化学汽相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，简称PECVD）是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，并在局部形成等离子体，而由于等离子化学活性很强，易在基片上沉积出所期望的薄膜；且其反应温度低、沉积速率快、成膜质量好、针孔较少、易龟裂等特点，因而广泛的应用于半导体制造中。
图1是本发明背景技术中采用常规传统PECVD反应腔的结构示意图；图2是本发明背景技术中采用常规传统PECVD气体分流盘的俯视图；图3是本发明背景技术中采用常规传统PECVD加热台的结构示意图；图4是本发明背景技术中采用常规传统PECVD淀积薄膜的俯视图，其中1411为薄膜厚度等高线。
如图1-2所示，传统的PECVD设备主要包括设置在反应腔1内上部的气体分流盘11，及对应该气体分流盘11位置设置在反应腔1内下部的加热台15，晶圆14放置于加热台15上；进行PECVD工艺时是将反应气体12通过气体分流盘11流入到反应腔1内，并通过在气体分流盘11上均匀设置通孔111，使反应气体12均匀分布在反应腔1中，该反应气体12在反应腔1内部被电离成等离子体13并沉积在晶圆14的上表面。
然而在气体分流盘11的实际加工过程中，很难做到所有的通孔111的直径一致，相应的通过通孔111的反应气体12的量也就有一定的差别；由于PECVD工艺时其沉积速率与加热台的温度成正比，且如图3所示，常规传统PECVD加热台15温度不均，只能通过控制其平均温度来控制生成薄膜141的厚度，于是就形成如图4所示，于晶圆14上淀积形成的薄膜141上有数条不同的薄膜厚度等高线1411，即在晶圆上各个位置形成的薄膜141的厚度有一的差异。
发明内容
本发明公开了一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，其中，包括以下步骤：
步骤S1：将一设置于反应腔内的加热台分成至少两个独立控制温度的区域；
步骤S2：一晶圆放置于加热台后，调整各独立控制温度的区域为同一温度；
步骤S3：进行等离子体增强化学汽相沉积工艺，于该晶圆上生成薄膜；
步骤S4：根据该薄膜的厚度分布调整各独立控制温度的区域温度；
步骤S5：更换晶圆并继续依次进行步骤S2-S4工艺，直至生成的晶圆薄膜均匀度达到工艺需求。
上述的改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，其中，每次更换反应腔中的气体分流盘后，依次进行步骤S1-S5工艺。
上述的改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，其中，步骤S4中根据该薄膜的厚度分布调整各独立控制温度的区域温度，即独立控制温度的区域中薄膜的厚度较厚的该区域温度调低，厚度较薄的则温度调高。
上述的改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，其中，还包括步骤S6：采用步骤S5中生成符合工艺需求薄膜均匀度的工艺条件进行晶圆等离子体增强化学汽相沉积工艺沉积薄膜的批量生产。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，通过将反应腔内的加热台设置为数个独立控制温度的区域，并通过调整各个区域的温度以控制晶圆上沉积薄膜的速率，从而能较好的实现晶圆薄膜均匀度的控制。
附图说明
图1是本发明背景技术中采用常规传统PECVD反应腔的结构示意图；
图2是本发明背景技术中采用常规传统PECVD气体分流盘的俯视图；
图3是本发明背景技术中采用常规传统PECVD加热台的结构示意图；
图4是本发明背景技术中采用常规传统PECVD淀积薄膜的俯视图；
图5是本发明改进PECVD薄膜均匀度的方法中加热台的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
图5是本发明改进PECVD薄膜均匀度的方法中加热台的结构示意图。如图5所示，本发明一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法：
首先，将设置于反应腔内的加热台2分成A-P共16个独立控制温度的区域后，测试晶圆放置于加热台2上，并调整各个独立控制温度的区域为同一温度。
其次，采用等离子体增强化学汽相沉积工艺于该晶圆上沉积薄膜。
由于反应腔内气体分流盘上的通孔直径不均匀，通过其流入的反应气体在反应腔室内分布也不均匀，造成生成的薄膜厚度均匀度较差，易影响产品的良率；而在等离子体增强化学汽相沉积工艺，薄膜的生长速率和加热台的温度成正比，即可通过调整各个独立控制温度的区域的温度来控制其生长薄膜的厚度。
然后，将生成均匀度不符合工艺需求的薄膜厚度对应加热台2上独立控制温度的区域，以调整该区域中加热台的温度；如A区域中生成的薄膜厚度较厚则降低该区域中加热台的温度，D区域中生成的薄膜厚度较薄则升高该区域中加热台的温度；在各个独立控制温度的区域加热台上的温度调整再次进行上述工艺，直至淀积生成的薄膜符合工艺要求后，再进行晶圆薄膜的量产工艺。
进一步的，若更换反应腔内的气体分流盘，则要重新重复上述工艺步骤，以调整温度独立控制温度的区域的温度，使淀积生成的薄膜符合工艺的需求。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，通过将反应腔内的加热台设置为数个独立控制温度的区域，并通过调整各个区域的温度以控制晶圆上沉积薄膜的速率，从而能较好的实现晶圆薄膜均匀度的控制。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (4)
1.一种改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将一设置于反应腔内的加热台分成至少两个独立控制温度的区域；
步骤S2：一晶圆放置于加热台后，调整各独立控制温度的区域为同一温度；
步骤S3：进行等离子体增强化学汽相沉积工艺，于该晶圆上生成薄膜；
步骤S4：根据该薄膜的厚度分布调整各独立控制温度的区域温度；
步骤S5：更换晶圆并继续依次进行步骤S2-S4工艺，直至生成的晶圆薄膜均匀度达到工艺需求。
2.根据权利要求1所述的改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，其特征在于，每次更换反应腔中的气体分流盘后，依次进行步骤S1-S5工艺。
3.根据权利要求1所述的改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，其特征在于，步骤S4中根据该薄膜的厚度分布调整各独立控制温度的区域温度，即独立控制温度的区域中薄膜的厚度较厚的该区域温度调低，厚度较薄的则温度调高。
4.根据权利要求1所述的改进等离子体增强化学汽相沉积薄膜均匀度的方法，其特征在于，还包括步骤S6：采用步骤S5中生成符合工艺需求薄膜均匀度的工艺条件进行晶圆等离子体增强化学汽相沉积工艺沉积薄膜的批量生产。
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