CN114075661B - 半导体沉积方法及半导体沉积系统 - Google Patents

半导体沉积方法及半导体沉积系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种半导体沉积方法及半导体沉积系统，其中，半导体沉积方法包括：提供沉积设备，沉积设备包括用于沉积的喷淋头；检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，厚度缺陷包括沉积薄膜的厚度差异；获取存在厚度缺陷的位置；基于厚度缺陷的位置，调整喷淋头中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔与沉积薄膜间的距离。本实施例通过检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，判断沉积薄膜是否存在厚度差异，根据厚度缺陷的位置对应调整出风面板中出气孔的位置，从而改善沉积薄膜已出现的厚度差异，有效提高半导体衬底上沉积薄膜的厚度均匀性。

Description

半导体沉积方法及半导体沉积系统
技术领域
本发明涉及化学气相沉积技术领域，特别涉及一种半导体沉积方法及半导体沉积系统。
背景技术
在集成电路(integrated circuit，IC)的制作中，主要采用化学气相沉积(chemical vapordeposition，CVD)工艺在半导体衬底(例如晶圆)上形成薄层或薄膜。在化学气相沉积工艺中，半导体衬底被暴露至前体气体(precursor gas)，前体气体在半导体衬底的表面处进行反应并在其上沉积反应产物。
在实际沉积过程中，在表面平整的半导体衬底上沉积得到的薄膜普遍会出现均匀度较差的情况。半导体衬底上沉积的薄膜不均匀会影响后续工艺，如使得刻蚀出现不均匀情况或者半导体衬底化学研磨出现不均匀情况，最终影响半导体产品质量。
发明内容
本发明实施例提供一种半导体沉积方法及半导体沉积系统，能够有效提高半导体衬底上沉积薄膜的厚度均匀性。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种半导体沉积方法，包括：提供沉积设备，沉积设备包括用于沉积的喷淋头；检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，厚度缺陷包括沉积薄膜的厚度差异；获取存在厚度缺陷的位置；基于厚度缺陷的位置，调整喷淋头中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔与沉积薄膜间的距离。
相较于传统的沉积方法而言，本实施例通过检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，判断沉积薄膜是否存在厚度差异，根据厚度缺陷的位置对应调整出风面板中出气孔的位置，从而改善沉积薄膜已出现的厚度差异，有效提高半导体衬底上沉积薄膜的厚度均匀性。
另外，检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，包括：检测沉积薄膜中待检测区域的厚度；基于待检测区域的厚度，判断沉积薄膜是否存在厚度缺陷。
另外，基于待检测区域的厚度，判断沉积薄膜是否存在厚度缺陷，包括：待检测区域包括距离沉积薄膜中心位置第一距离的第一检测区域和距离沉积薄膜中心位置第二距离的第二检测区域，其中，第二距离大于第一距离；基于第一检测区域和第二检测区域所检测的沉积薄膜的厚度，判断沉积薄膜是否存在厚度缺陷。
另外，第一检测区域设置在沉积薄膜的中心位置，第二检测区域设置在沉积薄膜的边缘位置。
另外，调整喷淋头中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔与沉积薄膜间的距离，包括：调整出风面板的中部部位朝向靠近或者远离于沉积薄膜的方向移动。
另外，检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，包括：检测沉积薄膜中各个位置的厚度获取沉积薄膜的厚度分布图；基于厚度分布图，判断沉积薄膜是否存在厚度缺陷。根据厚度分布图获取沉积薄膜上是否存在厚度缺陷，获取结果更加准确。
另外，检测沉积薄膜中各个位置的厚度获取沉积薄膜的厚度分布图，包括：检测沉积薄膜中与出气孔对应位置的厚度；基于沉积薄膜中与出气孔对应位置的厚度以及出气孔的排布，获取厚度分布图。
另外，半导体沉积方法还包括：调整喷淋头中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔中是否出气。通过调整出风面板中各个出气孔是否出气，从而实现对喷淋头的精确调控，实现对沉积薄膜厚度的精确调控。
另外，调整喷淋头中出风面板的结构，包括：调整与厚度缺陷的位置相对应的出气孔靠近或者远离沉积薄膜。
本发明实施例还提供了一种半导体沉积系统，包括：沉积设备和控制系统；沉积设备包括喷淋头，以及用于装设半导体衬底的承载台；控制系统包括检测模块和控制模块；检测模块设置在沉积设备上，用于检测半导体衬底上的沉积薄膜是否存在厚度缺陷；控制模块连接喷淋头，用于调整喷淋头中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔与沉积薄膜间的距离。
另外，沉积设备还包括驱动组件；控制模块通过驱动组件连接喷淋头；控制模块用于向驱动组件发出控制信号，驱动组件基于控制信号，调整喷淋头中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔与沉积薄膜间的距离。
另外，驱动组件通过压电陶瓷驱动器实现。驱动组件采用压电陶瓷驱动器，其具有体积小、承载力大、响应速度快、位移分辨率高、电磁噪声低、不发热等优点。
另外，沉积设备还包括阻挡模块，连接驱动组件，驱动组件用于基于控制信号控制阻挡模块是否阻挡喷淋头中的出气孔。
相对于传统采用平整的出风面板而言，本实施例通过沉积薄膜厚度的判断结果，调整出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔的位置，从而改善沉积薄膜的厚度，从而提高沉积薄膜的厚度均匀性。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明第一实施例提供的半导体沉积方法的流程示意图；
图2至图5为本发明第一实施例提供的沉积设备的结构示意图；
图6为本发明第一实施例提供的获取厚度缺陷的原理示意图；
图7至图9为本发明第二实施例提供的沉积设备的结构示意图；
图10为本发明第三实施例提供的半导体沉积方法的流程示意图；
图11为本发明第四实施例提供的半导体沉积系统的结构示意图。
具体实施方式
目前，在实际沉积过程中，在表面平整的半导体衬底上沉积得到的薄膜普遍会出现均匀度较差的情况。半导体衬底上沉积的薄膜不均匀会影响后续工艺，如使得刻蚀出现不均匀情况或者半导体衬底化学研磨出现不均匀情况，最终影响半导体产品质量。
为解决上述问题，本发明第一实施例提供了一种半导体沉积方法，包括：提供沉积设备，沉积设备包括用于沉积的喷淋头；检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，厚度缺陷包括沉积薄膜的厚度差异；获取存在厚度缺陷的位置；基于厚度缺陷的位置，调整喷淋头中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔与沉积薄膜间的距离。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合，相互引用。
图1为本发明第一实施例提供的半导体沉积方法各步骤对应的流程示意图，下面对本实施例的半导体沉积方法进行具体说明。
参考图1，半导体沉积方法，包括以下步骤：
步骤A101，提供沉积设备，沉积设备包括用于沉积的喷淋头。
一般而言，传统的化学气相沉积设备的喷淋头的出气孔所在平面为与半导体衬底相平行设置的平面，喷淋头的出气孔所在平面正对着半导体衬底，喷淋头外排的气体在半导体衬底的表面处进行反应并在其上沉积反应产物。然而，半导体衬底的表面沉积形成的薄膜为中部薄边缘厚。
本实施例以大气压化学气相沉积(atmospheric pressure chemical vapordeposition，APCVD)设备为例，此外也可以采用等离子体增强型化学气相沉积(plasmaenhanced chemical vapor deposition，PECVD)设备或金属有机化学气相沉积(metalorganic chemical vapor deposition，MOCVD)设备。通过特殊形状的喷淋头以及相应的沉积方法，以提高沉积薄膜的均匀性。
参考图2，图2为本发明实施例给出的沉积设备的结构示意图，具体地，喷淋头10包括壳体11。壳体11包括相对设置的第一端与第二端，第一端与第二端分别如图2的壳体11的上侧部位与下侧部位。壳体11的第一端设有与进气管17相连的进气口111，壳体11的第二端设有出风面板113。出风面板113的板面上设有若干个出气孔114，出风面板113板面的中部部位相对于边缘部位更加远离于第一端。
上述的喷淋头10，在对半导体衬底进行化学气相沉积工作时，反应气体通过进气口111进入到壳体11的内腔，并通过出风面板113的出气孔114向外排放，并吹向半导体衬底，在半导体衬底的表面上沉积形成沉积薄膜。其中，由于出风面板113的中部部位相对于边缘部位更加远离于第一端，如此出风面板113的中部部位相对于出风面板113的边缘部位靠近于半导体衬底，在沉积的时候，能够实现中部沉积的粒子较多，从中部到边缘区域沉积的粒子逐渐减少。相对于传统采用平整的出风面板而言，能实现半导体衬底上沉积得到的薄膜的中部部位厚度相对增大，这样在半导体衬底的表面上进行沉积得到的薄膜的均匀性便得到改善。
在本实施例中，出风面板113为锥体结构或圆锥台结构。如此，在半导体衬底的表面上沉积得到的薄膜各个部位较为均匀。当喷淋头10正对半导体衬底进行化学气相沉积工作时，选取喷淋头10上平行于半导体衬底的面为参考面115，具体而言，锥体结构的出风面板113的角度可调整，出风面板113的锥型面与参考面115之间形成的夹角a可调整，当夹角a越大时，意味着出风面板113的中部部位相对于边缘部位靠近于半导体衬底的程度越大；当夹角a越小时，表示出风面板113的中部部位相对于边缘部位靠近于半导体衬底的程度越小。
需要说明的是，在其他实施例中，出风面板可以采用多个平行的平行板组成，本实施例并不对出风面板的结构进行具体限定。另外参考图5，壳体11的主体结构116可以为例如为圆柱体、半球体或者圆柱体与半球体相结合的结构体，主体结构116指的是壳体11上去除出风面板113以后的结构，壳体11在半导体衬底30上投影与半导体衬底30的表面形状相适应，如此能实现半导体衬底30的表面上的各个部位均匀地沉积得到薄膜。当然，壳体11的主体结构116也不限于是上述结构，还可以是其它不规则结构，在此不进行赘述。
继续图1，步骤A102，检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷。厚度缺陷包括沉积薄膜的厚度差异。
需要说明的是，在本实施例中，检测沉积薄膜的厚度缺陷是在对半导体衬底进行沉积的过程中实现的，根据沉积薄膜的厚度随时改变喷淋头中出风面板的结构；在其他实施例中，也可以通过量测机台对沉积后的薄膜进行厚度缺陷的测量，根据测量结果对喷淋头中出风面板的结构进行反馈调节。
具体地，步骤A102包括子步骤A102-1，检测沉积薄膜中待检测区域的厚度和子步骤A102-2，基于待检测区域的厚度，判断所述沉积薄膜是否存在所述厚度缺陷。
子步骤A102-1，检测沉积薄膜中待检测区域的厚度。
具体地，待检测区域包括距离沉积薄膜中心位置第一距离的第一检测区域和距离沉积薄膜中心位置第二距离的第二检测区域，第二距离大于第一距离。在本实施例中，第一检测区域设置在沉积薄膜的中心位置，第二检测区域设置在沉积薄膜的边缘位置。
在一个例子中，可以通过设置在第一检测区域和第二检测区域所对应的出风面板上设置传感器来获取第一检测区域和第二检测区域中沉积薄膜的厚度。
需要说明的是，在其他实施例中，还包括第三检测区域和第四检测区域等多个检测区域，通过设置在不同半径位置的检测区域，可以全面且准确的获取沉积薄膜各个位置的厚度，后续判断出的沉积薄膜是否存在厚度缺陷的结论更加具有说服力。
子步骤A102-2，基于待检测区域的厚度，判断所述沉积薄膜是否存在所述厚度缺陷。
具体地，基于第一检测区域和第二检测区域所检测的沉积薄膜的厚度，判断沉积薄膜是否存在厚度缺陷。
在本实施例中，第一检测区域设置在沉积薄膜的中心位置，第二检测区域设置在沉积薄膜的边缘位置，基于第一检测区域和第二检测区域所检测的沉积薄膜的厚度即基于沉积薄膜的中间厚度和边缘厚度，判断沉积薄膜是否存在厚度缺陷。
在一个例子中，根据获取的待检测区域的厚度，判断各个待检测区域的厚度差异是否超过预设阈值范围，若超过预设阈值范围，则表明沉积薄膜的较高位置与较低位置存在较大的厚度差，即沉积薄膜存在厚度缺陷。
参考图6，以圆形的沉积薄膜和圆锥形的出风面板为例进行原理介绍。以下将结合如下的计算公式进行具体说明：
x1+Rtanα＝y (1)
x0＝x1-x1’ (2)
α’＝△α+α (3)
x0＝y-Rtanα’-x1’ (4)
y0＝y-y’ (5)
△＝|y0-x0| (6)
其中，出风面板的本体半径为R，由于出风面板的本体是不变化的，即R是一个定值；出风面板边缘位置的距离机台的距离的y，由于出风面板的边缘位置无法移动，即y是一个定值。初始状态下，出风面板的中间位置距离机台的距离为x1，由于出风面板的中间部分可以移动，即x1是一个变量，出风面板的倾斜角度为α。
初始状态下，获取出风面板边缘位置和中间位置的传感器读取的数值y和x1，并基于公式(1)计算出风面板的倾斜角度α。
在进行薄膜沉积后，若出风面板的角度并未调整，获取出风面板边缘位置和中间位置的传感器读取的数值y’和x1’，此时可根据公式(2)(5)计算出沉积薄膜边缘位置和中间位置的厚度y0和x0；在进行薄膜沉积后，若出风面板的角度发生调整，且调整的角度为△α，此时根据公式(3)计算出出风面板的实际倾斜角度α’。然后根据公式(4)(5)计算出沉积薄膜边缘位置和中间位置的厚度y0和x0。
然后根据公式(6)计算出沉积薄膜待检测位置的厚度差△。
需要说明的是，在其他实施例中，除了第一检测区域和第二检测区域外还包括第三检测区域等，第三检测区域中的厚度检测数据x2类似于x1进行数据检测，其具体流程同上，在此不过多赘述。
步骤A103，获取存在厚度缺陷的位置。
基于沉积薄膜的厚度差异判断沉积薄膜存在厚度缺陷的检测区域，获取与该检测区域对应的传感器的位置，即获取到厚度缺陷的位置。
步骤A104，基于厚度缺陷的位置，调整出气孔与沉积薄膜间的距离。
具体地，基于厚度缺陷的位置，调整喷淋头中出风面板113的结构，以调整出风面板113中出气孔114与沉积薄膜间的距离。在本实施例中，通过调整出风面板113的中部部位朝向靠近或者远离沉积薄膜的方向移动来调整出风面板113中出气孔114与沉积薄膜间的距离。
参考图3和图4，出风面板113可调整地设置于壳体11的第二端。当出风面板113可调整地装设于壳体11的第二端时，可以根据实际情况调整不同倾斜角度的出风面板113，出气孔114与沉积薄膜之间的距离。
具体而言，不同倾斜角度的出风面板113的中部部位相对于边缘部位远离于第一端的程度不同，也就是在化学气相沉积时靠近于半导体衬底表面的程度不同。当需要增加半导体衬底表面上沉积得到的薄膜的中部部位厚度时，可以调整中部部位相对于边缘部位更加远离于第一端的出风面板113，也即是调整出风面板113的中部部位更加向外凸，这样出风面板113的中部部位更加靠近于半导体衬底30表面，使得半导体衬底的表面上沉积得到的薄膜的中部部位厚度将相对增大。反之，当需要减小半导体衬底表面上沉积得到的薄膜的中部部位厚度时，可以调整中部部位相对于边缘部位远离第一端的程度更小的出风面板113，也即是调整出风面板113的中部部位向外凸的程度减小，这样出风面板113的中部部位靠近于半导体衬底表面的程度减小，使得半导体衬底的表面上沉积得到的薄膜的中部部位厚度将相对减小。
需要说明的是，在本实施例中，步骤A102中检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷包括实时检测和定时检测，相应的，步骤A104中调整出气孔与沉积薄膜间的距离也包括实时调节和定时调节。实时调节即在薄膜沉积的过程中，出风面板113的倾斜角度α会实时根据检测出来的厚度差△来进行调节。定时检测则用于分段沉积的方式，即将薄膜沉积的过程划分为多个阶段，每一阶段沉积部分薄膜，通过收集沉积数据得到出风面板的倾斜角度α与沉积薄膜的厚度变化关系，假设h＝K*α+ψ，h为调节角度α后对应厚度的变化值，在每一阶段沉积执行完后，通过检测沉积薄膜的厚度差来改善下一阶段沉积过程中出风面板113的倾斜角度α，从而提高沉积薄膜厚度的均匀性。在其他实施例中，还可以通过量测机台对沉积完成后的沉积薄膜进行厚度检测，通过量测机台来测量沉积薄膜的厚度差h，然后根据厚度差h与角度α的关系来调节喷淋头中出风面板的倾斜角度α，从而实现后续形成的沉积薄膜的均匀性。
需要说明的是，本实施例通过调整出风面板113中部位置相对与边缘部分的距离来改善沉积薄膜的形貌，避免沉积薄膜出现边缘高中间低的厚度缺陷。即通过调整与厚度缺陷位置相对应的出气孔靠近或者远离沉积薄膜。在其他实施例中，还可以固定出风面板的中部位置，通过调整出风面板边缘部分相对于中部位置的距离来改善沉积薄膜的形貌，即通过调整与厚度缺陷位置相应的出气孔外其他出气孔靠近或者远离沉积薄膜。
相较于传统的沉积方法而言，本实施例通过检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，判断沉积薄膜是否存在厚度差异，根据厚度缺陷的位置对应调整出风面板中出气孔的位置，从而改善沉积薄膜已出现的厚度差异，有效提高半导体衬底上沉积薄膜的厚度均匀性。
上面各种步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第二实施例涉及一种半导体沉积方法。与第一实施例不同的是，本实施例与第一实施例所应用的沉积设备中喷淋头的结构以及调整喷淋头结构的方式不同。
参考图7～图9，以下将结合附图对本实施例提供的半导体沉积方法进行详细说明，与第一实施例相同或相应的部分，以下将不做赘述。
本实施例给出了两种调整出风面板的方法，具体如下：
方法一：出风面板中部设置有推动组件，通过调整推动组件的长度，以使出风面板中部部位朝向靠近或远离沉积薄膜的方向移动。
在一个例子中，参考图7，沉积设备还包括驱动组件12，出风面板113为可变形板，驱动组件12装设于壳体11上，驱动组件12用于驱动可变形板的中部部位朝向远离或靠近于第一端的方向伸缩移动。具体而言，可变形板例如为弹性面板或柔性材质板，只要能在驱动组件12的推动下相应发生变形即可，在此不进行限定。以可变形板为弹性面板为例进行说明，通过驱动组件12驱动可变形板的中部部位朝向远离于第一端的方向移动，使可变形板发生形变，出风面板113板面与参考面115之间形成的夹角a变大，能实现增大出风面板113板面的中部部位相对于边缘部位远离于第一端的程度；反之，驱动组件12缩回时，可变形板在弹性力作用下恢复，出风面板113板面与参考面115之间形成的夹角a变小。
进一步地，驱动组件12包括设置于第一端的螺母121，及与螺母121配合的螺杆122。螺杆122的一端位于壳体11外，螺杆122的另一端伸入到壳体11内并与出风面板113的中部部位相连。在一个例子中，不同于上述螺母121及螺杆122配合的组合结构，驱动组件12包括推拉杆，推拉杆贯穿壳体11伸入到壳体11内，推拉杆的端部与出风面板113的中部部位相连。作为另一个示例，不同于上述螺母121及螺杆122配合的组合结构，驱动组件12包括设置于壳体11内的伸缩调节杆，伸缩调节杆的端部与出风面板113的中部部位相连。
在另一个例子中，参考图8，驱动组件包括第一推动组件13和第二推动组件14以及第三推动组件15。第一推动组件13和第二推动组件14以及第三推动组件15设置在壳体11上，出风面板113包括外围面板1131及位于外围面板1131的中部区域的第一中部面板1132。外围面板1131固定设于壳体11的第二端，外围面板1131的中部部位设有第一活动口1133。第一中部面板1132的板缘绕设有第一挡风套1134。第一挡风套1134可活动地设置于第一活动口1133中。第一推动组件13与第一中部面板1132相连，用于推动第一中部面板1132远离或者靠近第一端。出风面板113还包括第二中部面板1135。第一中部面板1132的中部部位设有第二活动口1136。第二中部面板1135的板缘绕设有第二挡风套1137，第二挡风套1137可活动地设置于第二活动口1136中，第二推动组件14与第二中部面板1135相连，用于推动第二中部面板1135远离或者靠近第一端。如此，能提高半导体衬底30的表面上进行沉积得到的薄膜的均匀性。出风面板113还包括第三中部面板1138。第二中部面板1135的中部部位设有第三活动口1139。第三中部面板1138的板缘绕设有第三挡风套11391。第三挡风套11391可活动地设置于第三活动口1139中。第三推动组件15与第三中部面板1138相连，用于推动第三中部面板1138远离或者靠近第一端。
在本实施例中，为了保证第一导风套在第一活动口1133处较好的移动效果，第一导风套的外壁上例如设置有导向筋条(图中未示意出来)，第一活动口1133口壁上例如设有与导向筋条滑动配合的凹部(图中未示意出来)。此外，在另一个实施例中，第一导风套做成伸缩式的套体，套体的一端与第一活动口1133口壁相连，套体的另一端则绕第一中部面板1132的板缘周向设置。当第一推动组件13推动第一中部面板1132时，套体相应伸长或缩短。需要说明的是，第二推动组件14与第三推动组件15类似于第一推动组件13设置，在此不进行赘述。第二挡风套1137与第三挡风套11391同样类似于第一挡风套1134的设置方式，在此不再赘述。
本例以平行板的方式为例进行具体介绍，介绍了三个平行板通过三个推动组件以使出风面板中部部位朝向靠近或远离沉积薄膜的方向移动的结构，在其他例子中，平行板的数量可以不局限于三个，可以为两个或三个以上的平行板。需要说明的是，当出风面板113的中部面板数量越多，且为由外围至中间依次套设设置时，能有利于提高半导体衬底30的表面上进行沉积得到的薄膜的均匀性。出风面板113的中部面板的数量在此不进行限制为第一中部面板1132、第二中部面板1135及第三中部面板1138，还可以有第四中部面板与第五中部面板等等，具体可以实际需求进行设置。此外，各个面板的形状不局限为矩形，且适用于锥形体或半球体等其他形状。
方法二：出风面板中部设置有连接部，出风面板边缘设置有滑动部件，通过调整出风面板基于所述滑动部件滑动，以使出风面板的中部部位朝向靠近或者远离沉积薄膜的方向移动。
在一个例子中，参考图9，图9中两个虚线示意的为出风面板113可以调整到的两个具体位置。在本实施例中，出风面板113包括两个转动面板11392及两个挡风柔性板11393。壳体11的第二端设有出气口112。两个转动面板11392的一端通过连接部可转动相连，转动面板11392的另一端与壳体11的第二端通过滑动部件滑动配合。其中一个挡风柔性板11393分别与两个转动面板11392的其中一侧以及第二端相连，另一个挡风柔性板11393分别与两个转动面板11392的另一侧以及第二端相连。两个挡风柔性板11393与两个转动面板11392围住出气口112。其中，转动面板11392上设有出气孔114。柔性板11393上可以设置出气孔114，也可以不进行设置，在此不进行限定。如此，通过调整两个转动面板11392之间的角度，能实现调节两个转动面板11392的连接部位(对应于出风面板113的中部部位)相对于边缘部位远离第一端的程度。
相较于传统的沉积方法而言，本实施例通过检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，判断沉积薄膜是否存在厚度差异，根据厚度缺陷的位置对应调整出风面板中出气孔的位置，从而改善沉积薄膜已出现的厚度差异，有效提高半导体衬底上沉积薄膜的厚度均匀性。
上面各种步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本发明第三实施例涉及一种半导体沉积方法。与第一实施例不同的是，本实施例对沉积薄膜的厚度检测后，还用于获取厚度分布图，根据厚度分布图判断沉积薄膜是否存在厚度缺陷，检测的准确度更高。
参考图10，以下将结合附图对本实施例提供的半导体沉积系统进行详细说明，与第一实施例相同或相应的部分，以下将不做赘述。
半导体沉积方法，包括以下步骤：
步骤B101，提供沉积设备。
步骤B102，检测沉积薄膜中各个位置的厚度获取沉积薄膜的厚度分布图。具体地，检测沉积薄膜中与出气孔对应位置的厚度，基于沉积薄膜中出气孔对应位置的厚度以及出气孔的排布，获取厚度分布图。
在本实施例中，检测距离用的传感器设置在每个出气孔的附近，用于测量每个出气孔对应位置的沉积薄膜厚度，通过多个传感器设置，可以准确的获取沉积薄膜各个位置的厚度。
步骤B103，基于厚度分布图,获取存在厚度缺陷的位置。通过厚度分布图获取额的厚度缺陷位置更加具有准确性。
步骤B104，基于厚度缺陷的位置，调整出气孔与沉积薄膜间的距离。
需要说明的是，在本实施例中，还包括调整喷淋头中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔是否出气。若沉积薄膜局部出现缺陷，即局部的厚度与其他部位的厚度的差异过大，即使调整了出气孔与沉积薄膜的距离，依然难以补偿局部区域的厚度差，此时通过关闭相应位置的出气孔，更加便于改善局部位置的厚度缺陷。
相较于传统的沉积方法而言，本实施例通过检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，判断沉积薄膜是否存在厚度差异，根据厚度缺陷的位置对应调整出风面板中出气孔的位置，从而改善沉积薄膜已出现的厚度差异，有效提高半导体衬底上沉积薄膜的厚度均匀性。
上面各种步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
由于第一实施例与本实施例相互对应，因此本实施例可与第一实施例互相配合实施。第一实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，在第一实施例中所能达到的技术效果在本实施例中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一实施例中。
本发明第四实施例涉及一种半导体沉积系统。
参考图11，以下将结合附图对本实施例提供的半导体沉积系统进行详细说明，与第一实施例相同或相应的部分，以下将不做赘述。
半导体沉积系统，包括：沉积设备300和控制系统400。
沉积设备300包括喷淋头301，以及用于装设半导体衬底的承载台302；控制系统400包括检测模块402和控制模块401；检测模块402设置在沉积设备300上，用于检测半导体衬底上的沉积薄膜是否存在厚度缺陷；控制模块401连接喷淋头301，用于调整用于沉积的喷淋头301中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔与沉积薄膜见的距离。
上述的沉积设备300，在对半导体衬底进行化学气相沉积工作时，反应气体通过进气口进入到壳体的内腔，并通过出风面板的出气孔向外排放，并吹向半导体衬底在半导体衬底的表面上沉积形成薄膜。其中，由于出风面板的中部部位相对于边缘部位更加远离于第一端，如此出风面板的中部部位相对于出风面板的边缘部位靠近于半导体衬底，相对于传统采用平整的出风面板而言，能实现半导体衬底上沉积得到的薄膜的中部部位厚度相对增大，这样在半导体衬底的表面上进行沉积得到的薄膜的均匀性便得到改善。
沉积设备300可为等离子体增强型化学气相沉积(plasma-enhanced chemicalvapor deposition，PECVD)设备、大气压化学气相沉积(atmospheric pressure chemicalvapor deposition，APCVD)设备或金属有机化学气相沉积(metal organic chemicalvapor deposition，MOCVD)设备。
在一个例子中，承载台302具体为吸盘，吸盘的直径与喷淋头301的直径实质上相同或相近且可沿轴线垂直地移动。可移动的承载台302用于调整其在真空室中的位置。加热系统或冷却系统可设置在承载台302中，以加热或冷却半导体衬底和/或被配置成加热或冷却真空室的壁。等离子体增强型化学气相沉积是一种工艺，其可在比标准化学气相沉积(CVD)的温度低的温度下在半导体衬底上沉积各种材料的薄膜。可将直流(directcurrent，DC)电源或射频(radio frequency，RF)电源附接到真空室，以在等离子体增强型化学气相沉积工艺中生成等离子体。在等离子体增强型化学气相沉积工艺中，沉积是通过在平行的电极(射频激励电极(RF energized electrode)或直流电极与接地电极(grounded electrode))之间引入反应气体来实现。或者，腔室可具有线圈以生成较高密度的经电感耦合等离子体。在任一种情形中，上述实施例的喷淋头301在所得膜均匀性方面起着重要作用。电极与电极之间的电容耦合将反应气体激发成等离子体，此会引发化学反应且使得反应产物沉积在半导体衬底上。根据特定膜要求，放置在接地电极上的半导体衬底可被加热到250℃到350℃。
相比之下，不进行等离子体激发(plasma excitation)的标准化学气相沉积可能需要更高的温度，例如加热到在600℃与800℃之间的范围。由于化学气相沉积的温度可能损坏被制作的装置，因此，在许多应用中较低的沉积温度是至关重要的。通常使用等离子体增强型化学气相沉积来沉积的膜是氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅(SiC)及非晶硅(α-Si)。硅烷(SiH)与氧来源气体进行组合以形成二氧化硅，或者是硅烷与氮来源气体进行组合从而形成氮化硅。在一些实施例中，使用正硅酸乙酯(tetra ethylortho silicate，TEOS)材料并通过等离子体增强型化学气相沉积工艺来形成氧化物层(即等离子体增强型正硅酸乙酯(plasma enhanced TEOS，PETEOS)工艺)。通过等离子体激发，会从正硅酸乙酯/氧获得高的沉积速率。
在本实施例中，控制模块401通过驱动组件303连接喷淋头301，控制模块401用于向驱动组件303发出控制信号，驱动组件基于控制信号，调整喷淋头301中出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔与沉积薄膜间的距离。在一个例子中，驱动组件303采用压电陶瓷驱动器，其具有体积小、承载力大、响应速度快、位移分辨率高、电磁噪声低、不发热等优点。
在一个例子中，沉积设备300还包括阻挡模块304，阻挡模块304连接驱动组件303和喷淋头301，驱动组件303用于基于控制信号控制阻挡模块是否阻挡喷淋头301中的出气孔。
相对于传统采用平整的出风面板而言，本实施例通过沉积薄膜厚度的判断结果，调整出风面板的结构，以调整出风面板中出气孔的位置，从而改善沉积薄膜的厚度，从而提高沉积薄膜的厚度均匀性。
值得一提的是，本实施例中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的单元。
由于第一实施例与本实施例相互对应，因此本实施例可与第一实施例互相配合实施。第一实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，在第一实施例中所能达到的技术效果在本实施例中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在第一实施例中。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种半导体沉积系统，其特征在于，包括：沉积设备和控制系统；
所述沉积设备包括喷淋头，以及用于装设半导体衬底的承载台；
所述控制系统包括检测模块和控制模块；
所述检测模块设置在所述沉积设备上，用于检测所述半导体衬底上的沉积薄膜是否存在厚度缺陷；
所述控制模块连接所述喷淋头，用于调整所述喷淋头中出风面板的结构，以调整所述出风面板中出气孔与所述沉积薄膜间的距离，所述出风面板包括中部部位以及边缘部位，且所述出风面板的中部部位相对于所述出风面板的边缘部位靠近于半导体衬底，所述中部部位以及所述边缘部位均具有所述出气孔；
所述控制模块连接所述喷淋头，用于调整所述喷淋头中出风面板的结构包括：所述出风面板为锥体结构或者圆锥台结构，所述控制模块调整所述出风面板的角度，以调整所述出风面板的锥形面与参考面之间的夹角，或者，所述出风面板中部部位设置有推动组件，通过调整所述推动组件的长度，以使所述出风面板中部部位朝向靠近或远离沉积薄膜的方向移动，或者，所述出风面板中部部位设置有连接部，所述出风面板边缘部位设置有滑动部件，通过调整所述出风面板基于所述滑动部件滑动，以使所述出风面板中部部位朝向靠近或远离沉积薄膜的方向移动。
2.根据权利要求1所述的半导体沉积系统，其特征在于，所述沉积设备还包括驱动组件；
所述控制模块通过所述驱动组件连接所述喷淋头；
所述控制模块用于向所述驱动组件发出控制信号，所述驱动组件基于所述控制信号，调整所述喷淋头中出风面板的结构，以调整所述出风面板中出气孔与所述沉积薄膜间的距离。
3.根据权利要求2所述的半导体沉积系统，其特征在于，所述驱动组件通过压电陶瓷驱动器实现。
4.根据权利要求2所述的半导体沉积系统，其特征在于，所述沉积设备还包括阻挡模块，连接所述驱动组件，所述驱动组件用于基于所述控制信号控制所述阻挡模块是否阻挡所述喷淋头中的出气孔。
5.一种半导体沉积方法，其特征在于，如权利要求1~4任一项所述的半导体沉积系统控制，包括：
提供沉积设备，所述沉积设备包括用于沉积的喷淋头；
检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，所述厚度缺陷包括所述沉积薄膜的厚度差异；
获取存在所述厚度缺陷的位置；
基于所述厚度缺陷的位置，调整所述喷淋头中出风面板的结构，以调整所述出风面板中出气孔与所述沉积薄膜间的距离。
6.根据权利要求5所述的半导体沉积方法，其特征在于，所述检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，包括：
检测所述沉积薄膜中待检测区域的厚度；
基于所述待检测区域的厚度，判断所述沉积薄膜是否存在所述厚度缺陷。
7.根据权利要求6所述的半导体沉积方法，其特征在于，所述基于所述待检测区域的厚度，判断所述沉积薄膜是否存在所述厚度缺陷，包括：
所述待检测区域包括距离所述沉积薄膜中心位置第一距离的第一检测区域和距离所述沉积薄膜中心位置第二距离的第二检测区域，其中，所述第二距离大于所述第一距离；
基于所述第一检测区域和所述第二检测区域所检测的所述沉积薄膜的厚度，判断所述沉积薄膜是否存在厚度缺陷。
8.根据权利要求7所述的半导体沉积方法，其特征在于，所述第一检测区域设置在所述沉积薄膜的中心位置，所述第二检测区域设置在所述沉积薄膜的边缘位置。
9.根据权利要求5所述的半导体沉积方法，其特征在于，所述调整所述喷淋头中出风面板的结构，以调整所述出风面板中出气孔与所述沉积薄膜间的距离，包括：调整所述出风面板的中部部位朝向靠近或者远离于所述沉积薄膜的方向移动。
10.根据权利要求5所述的半导体沉积方法，其特征在于，所述检测沉积薄膜是否存在厚度缺陷，包括：
检测所述沉积薄膜中各个位置的厚度获取沉积薄膜的厚度分布图；
基于所述厚度分布图，判断所述沉积薄膜是否存在所述厚度缺陷。
11.根据权利要求10所述的半导体沉积方法，其特征在于，所述检测所述沉积薄膜中各个位置的厚度获取沉积薄膜的厚度分布图，包括：
检测所述沉积薄膜中与所述出气孔对应位置的厚度；
基于所述沉积薄膜中与所述出气孔对应位置的厚度以及所述出气孔的排布，获取所述厚度分布图。
12.根据权利要求11所述的半导体沉积方法，其特征在于，还包括：调整所述喷淋头中出风面板的结构，以调整所述出风面板中出气孔中是否出气。
13.根据权利要求5所述的半导体沉积方法，其特征在于，所述调整所述喷淋头中出风面板的结构，包括：调整与所述厚度缺陷的位置相对应的出气孔靠近或者远离所述沉积薄膜。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030096478A (ko) * 2002-06-12 2003-12-31 동부전자 주식회사 반도체 디펙트 검사 장비의 교정용 인증체 및 그 제조 방법
JP2014129568A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Canon Tokki Corp 蒸発源装置
CN104269370A (zh) * 2014-09-01 2015-01-07 上海华力微电子有限公司 改善晶圆边缘缺陷的装置
CN109285887A (zh) * 2017-07-20 2019-01-29 长鑫存储技术有限公司 喷嘴组件、改善材料层厚度均匀性的沉积装置及方法
CN110071038A (zh) * 2018-01-22 2019-07-30 上海新昇半导体科技有限公司 一种半导体薄膜平坦度改善的方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4993358A (en) * 1989-07-28 1991-02-19 Watkins-Johnson Company Chemical vapor deposition reactor and method of operation
US6033921A (en) * 1998-04-06 2000-03-07 Advanced Micro Devices, Inc. Method for depositing a material of controlled, variable thickness across a surface for planarization of that surface
JP2001140078A (ja) * 1999-11-12 2001-05-22 Anelva Corp 化学蒸着装置
JP3829281B2 (ja) * 2002-04-11 2006-10-04 株式会社日立製作所 膜厚分布解析方法、電子回路基板及び製造プロセスの設計装置
US8074599B2 (en) * 2004-05-12 2011-12-13 Applied Materials, Inc. Plasma uniformity control by gas diffuser curvature
US20060228490A1 (en) * 2005-04-07 2006-10-12 Applied Materials, Inc. Gas distribution uniformity improvement by baffle plate with multi-size holes for large size PECVD systems
KR20070080502A (ko) * 2006-02-07 2007-08-10 삼성전자주식회사 기판 처리 장치 및 방법
US7829815B2 (en) * 2006-09-22 2010-11-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Adjustable electrodes and coils for plasma density distribution control
KR100870930B1 (ko) * 2007-05-08 2008-11-28 주식회사 고영테크놀러지 다방향 영사식 모아레 간섭계 및 이를 이용한 검사방법
US8382941B2 (en) * 2008-09-15 2013-02-26 Micron Technology, Inc. Plasma reactor with adjustable plasma electrodes and associated methods
US9315899B2 (en) * 2012-06-15 2016-04-19 Novellus Systems, Inc. Contoured showerhead for improved plasma shaping and control
CN202954088U (zh) * 2012-11-15 2013-05-29 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 便于调节间距的半导体沉积结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030096478A (ko) * 2002-06-12 2003-12-31 동부전자 주식회사 반도체 디펙트 검사 장비의 교정용 인증체 및 그 제조 방법
JP2014129568A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Canon Tokki Corp 蒸発源装置
CN104269370A (zh) * 2014-09-01 2015-01-07 上海华力微电子有限公司 改善晶圆边缘缺陷的装置
CN109285887A (zh) * 2017-07-20 2019-01-29 长鑫存储技术有限公司 喷嘴组件、改善材料层厚度均匀性的沉积装置及方法
CN110071038A (zh) * 2018-01-22 2019-07-30 上海新昇半导体科技有限公司 一种半导体薄膜平坦度改善的方法

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