CN112921305A - 提高薄膜厚度均匀性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高薄膜厚度均匀性的方法，包括：提供衬底和薄膜沉积设备；将所述衬底放进所述薄膜沉积设备，在所述衬底上进行薄膜沉积；将衬底在水平方向上进行旋转，并继续在所述薄膜沉积设备继续薄膜沉积，以使得所述衬底的各个部位均受到所述薄膜沉积设备的反应腔室内的不同部位的等离子体冲击。最后可以使得衬底的各个部位受到的等离子体的冲击更加均匀，从而使得衬底上沉积的薄膜的厚度更加均匀。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种提高薄膜厚度均匀性的方法。
背景技术
半导体器件的形成过程中，会在晶圆上沉积多种薄膜，多种薄膜组合形成最终的器件，现有技术中，沉积的方法之一为化学气相沉积方法，该方法主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。常见的薄膜沉积设备，例如，化学气相沉积设备，在反应腔室的腔室内利用气体进行化学反应，所以反应室内的压力、温度、气体的流动速率都可能对薄膜的沉积有影响。而一旦反应室内的反应室内的压力、温度、气体的流动速率一种或几种不平均，可能造成沉积的薄膜不均匀，而如果沉积的薄膜不均匀，具有高低落差，特别是在经高温热处理后前驱体收缩成膜，这一厚度的高低落差将变得更大，对后继平坦化带来极大挑战。最后影响器件的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高薄膜厚度均匀性的方法，可以提高薄膜厚度的均匀性。
为了达到上述目的，本发明提供了一种提高薄膜厚度均匀性的方法，包括：
提供衬底和薄膜沉积设备；
将所述衬底放进所述薄膜沉积设备，在所述衬底上进行薄膜沉积；
将衬底在水平方向上进行旋转，并继续在所述薄膜沉积设备继续薄膜沉积，以使得所述衬底的各个部位均受到所述薄膜沉积设备的反应腔室内的不同部位的等离子体冲击。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，所述衬底包括晶圆。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，所述薄膜沉积设备包括化学气相沉积设备。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，将衬底在水平方向转动一定角度的次数为至少一次。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，将衬底在水平方向上进行旋转的方法包括：在所述衬底的边缘处设置一标记，以所述标记为基准在水平方向上旋转所述衬底。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，所述标记旋转的角度为所述衬底旋转的角度。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，将衬底在水平方向进行旋转的方向为顺时针或者逆时针方向。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，将衬底在水平方向进行旋转的角度为0～180°。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，将衬底在水平方向上进行旋转的次数为至少一次。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，将衬底在水平方向上转动一次，转动的角度为180°。
可选的，在所述的提高薄膜厚度均匀性的方法中，将衬底在水平方向上转动两次，转动的角度为60°。
在本发明提供的提高薄膜厚度均匀性的方法中，提高薄膜厚度均匀性的方法包括：提供衬底和薄膜沉积设备；将所述衬底放进所述薄膜沉积设备，在所述衬底上进行薄膜沉积；将衬底在水平方向上进行旋转，并继续在所述薄膜沉积设备继续薄膜沉积，以使得所述衬底的各个部位均受到所述薄膜沉积设备的反应腔室内的不同部位的等离子体冲击。最后可以使得衬底的各个部位受到的等离子体的冲击更加均匀，从而使得衬底上沉积的薄膜的厚度更加均匀。
附图说明
图1是本发明实施例的提高薄膜厚度均匀性的方法的流程图；
图2至图4是本发明实施例的旋转衬底的示意图；
图中：100-衬底、110-标记。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
发明人发现反应腔室内的不同地方的压力、温度、气体的流动速率都可能不同，例如，有些地方的压力或者温度或者气体的流动速率较大，有些地方的压力或者温度或者气体的流动速率较小，导致晶圆表面沉积的薄膜的厚度的均匀性太差。因此，请参照图1，本发明提供了一种提高薄膜厚度均匀性的方法，包括：
S11：提供衬底和薄膜沉积设备；
S12：将所述衬底放进所述薄膜沉积设备，在所述衬底上进行薄膜沉积；
S13：将衬底在水平方向上进行旋转，并继续在所述薄膜沉积设备继续薄膜沉积，以使得所述衬底的各个部位均受到所述薄膜沉积设备的反应腔室内的不同部位的等离子体冲击。
首先，准备将要沉积薄膜的器件，需要沉积薄膜的器件可以是一衬底，而衬底可以是一晶圆，也可以是其他已具有薄膜的半导体。而在衬底上沉积的沉积的薄膜的材料不限，可以是可以是氧化物薄膜可以是氮化物薄膜，还可以是氧化物和氮化物薄膜的组合，沉积的地方也不限定。沉积的设备可以为化学气相沉积设备。在衬底上设置标记，如果衬底边缘处原本有标记，可以直接利用这个标记作为本发明实施例的标记。
准备用于沉积薄膜的设备，沉积薄膜的设备可以是化学气相沉积设备，并将需要沉积薄膜的衬底放进化学气相沉积设备的反应腔室内，在本实施例中，所述化学气相沉积设备为高密度等离子化学气相沉积设备，实际上，在本发明的其他实施例中，还可以采用其他化学气相沉积设备。现有技术中，在沉积薄膜的时候，如果不需要改变沉积条件，例如沉积时采用的气体的流量，气体的种类没有变化，一般沉积一层薄膜时都是一次性完成，虽然，反应腔室内的等离子体均匀分布，然而也可能在反应腔室的不同位置形成的薄膜的厚度不一样，如果继续沉积会导致薄膜厚度的差异更大，再沉积了几层薄膜后，或者说在后面步骤进行过热反应后，差异就可能超出规格，从而影响器件的质量或者工艺的效率。
本发明实施例在沉积薄膜时，在沉积的过程中对衬底进行旋转，这样衬底的同一个部位就不会一直接受反应腔室内同一个部位的等离子体，而是接受反应腔室内不同部位的等离子体，以使得晶圆受到的等离子更加均匀，如果一个衬底上要形成多层薄膜，则每层薄膜都可以采用这种方法，最后形成的薄膜会更加均匀。具体的，本发明实施例选择的例子在晶圆上沉积三层薄膜，分别是在衬底上的第一层薄膜、位于第一层薄膜上的第二次薄膜以及位于第二层薄膜上的第三层薄膜，在本发明的其他实施例中，可以是其他数量的薄膜。并且，本发明实施例的三层薄膜中，每相邻的两层薄膜之间可能还会有其他材料，由于本发明实施例只是对薄膜的沉积举个例子，所以其他材料不做赘述。每沉积一层薄膜都将会转动至少一次晶圆，如果沉积薄膜的时间较长或者说沉积的薄膜的厚度较大，可以转动两次或者多次晶圆，转动晶圆间隔的时间可以平均分配，即转动晶圆的间隔时间可以是沉积薄膜的总的时间除以转动的次数。而每次转动的角度，可以是均匀的，当决定要转多少次时，将最终要旋转的角度均分几次，得到每次要旋转的角度，此次旋转指在水平方向上的旋转，这里的水平方向是指衬底上沉积薄膜的表面所在的面。当然旋转的角度和旋转间隔的时间也可以不是均匀的。
举一个例子，请参照图2，衬底100上的边缘处有设置有标记110，标记110旋转的角度就可以看出衬底100旋转的角度。在沉积第一层薄膜时，第一层薄膜可以是氧化硅薄膜，假如沉积的厚度是120埃，可以分为顺时针旋转三次，可以第一次将标记110旋转60°，接着沉积薄膜，然后再将标记110旋转60°，接着沉积薄膜，然后再将标记110旋转60°，最后再沉积薄膜，以完成第一层薄膜的全部沉积。当然，也可以逆时针旋转，也可以将标记110旋转一次或者其他次数，也可以一次将标记110旋转180°，总之，旋转的的方向、次数和角度可以不定。
请参照图3，衬底100上的边缘处有设置有标记110，标记110旋转的角度就可以看出衬底100旋转的角度。在沉积第二层薄膜时，假如沉积的厚度是100埃，可以分为顺时针旋转两次，可以第一次将标记110旋转90°，接着沉积薄膜，然后再将标记110旋转90°，最后再沉积薄膜，以完成第二层薄膜的全部沉积。当然，也可以逆时针旋转，也可以将标记110旋转一次或者其他次数，也可以将标记110一次性旋转180°，总之，旋转的的方向、次数和角度可以不定。
请参照图4，衬底100上的边缘处有设置有标记110，标记110旋转的角度就可以看出衬底100旋转的角度。在沉积第三层薄膜时，假如沉积的厚度是60埃，只旋转一次，将标记110旋转的角度为180°，最后再沉积薄膜，以完成第三层薄膜的全部沉积。因为，反应腔室内的不同地方的压力、温度、气体的流动速率都可能不同，例如，有些地方的压力或者温度或者气体的流动速率较大，有些地方的压力或者温度或者气体的流动速率较小，导致晶圆表面沉积的薄膜的厚度的均匀性太差。本发明实施例通过旋转衬底(晶圆)，使得衬底的同一个地方受到反应室内不同地方的压力或者温度或者气体的流动速率的气体的冲击，从而使得衬底的所有部位都受到同等的条件的气体的冲击，最后使得衬底上形成的薄膜的厚度更加均匀。本发明的提高薄膜厚度均匀性的方法尤其适用于，当沉积薄膜的厚度较厚时，无法在反应腔内一次性完成薄膜沉积的情况。
综上，在本发明实施例提供的提高薄膜厚度均匀性的方法中，提高薄膜厚度均匀性的方法包括：提供衬底和薄膜沉积设备；将所述衬底放进所述薄膜沉积设备，在所述衬底上进行薄膜沉积；将衬底在水平方向上进行旋转，并继续在所述薄膜沉积设备继续薄膜沉积，以使得所述衬底的各个部位均受到所述薄膜沉积设备的反应腔室内的不同部位的等离子体冲击。最后可以使得衬底的各个部位受到的等离子体的冲击更加均匀，从而使得衬底上沉积的薄膜的厚度更加均匀。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，包括：
提供衬底和薄膜沉积设备；
将所述衬底放进所述薄膜沉积设备，在所述衬底上进行薄膜沉积；
将衬底在水平方向上进行旋转，并继续在所述薄膜沉积设备继续薄膜沉积，以使得所述衬底的各个部位均受到所述薄膜沉积设备的反应腔室内的不同部位的等离子体冲击。
2.如权利要求1所述的提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，所述衬底包括晶圆。
3.如权利要求1所述的提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，所述薄膜沉积设备包括化学气相沉积设备。
4.如权利要求1所述的提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，将衬底在水平方向上进行旋转的方法包括：在所述衬底的边缘处设置一标记，以所述标记为基准在水平方向上旋转所述衬底。
5.如权利要求1所述的提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，所述标记旋转的角度为所述衬底旋转的角度。
6.如权利要求1所述的提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，将衬底在水平方向进行旋转的方向为顺时针或者逆时针方向。
7.如权利要求6所述的提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，将衬底在水平方向进行旋转的角度为0～180°。
8.如权利要求7所述的提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，将衬底在水平方向上进行旋转的次数为至少一次。
9.如权利要求8所述的提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，将衬底在水平方向上转动一次，转动的角度为180°。
10.如权利要求8所述的提高薄膜厚度均匀性的方法，其特征在于，将衬底在水平方向上转动两次，转动的角度为60°。
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Application publication date: 20210608 |