化学汽相沉积膜轮廓均匀性控制制造技术

技术编号:8797868 阅读:184 留言:0更新日期:2013-06-13 03:54
本公开提供了控制化学汽相沉积(CVD)膜的轮廓均匀性的方法和系统。一种方法包括利用第一喷头通过CVD在衬底上沉积第一层,该第一层具有第一轮廓,以及利用第二喷头通过CVD在第一层上方沉积第二层,该第二层具有第二轮廓。组合的第一层和第二层具有第三轮廓,并且第一轮廓、第二轮廓,以及第三轮廓彼此不同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域,更具体地,涉及化学汽相沉积膜轮廓均匀性控制
技术介绍
在半导体工业中,在整个晶圆衬底上方的化学汽相沉积(CVD)被用于在衬底上方沉积各种层。然而,对于较大的晶圆尺寸而言(诸如,450_),对膜轮廓的控制变得更加困难并且CVD具有膜轮廓均匀性问题,诸如,膜中的突起和/或凹陷。对喷头和衬底之间的空间,所提供的功率,或稀释气体的流动进行控制并无法提供令人满意的沉积控制。
技术实现思路
本公开提供了多种对CVD膜轮廓均匀性进行控制的优选的实施例。根据一个实施例,控制化学汽相沉积(CVD)膜轮廓均匀性的方法包括:利用第一喷头通过CVD在第一衬底上沉积第一层,该第一层具有第一轮廓,并且利用第二喷头通过CVD在第一层上方沉积第二层,该第二层具有第二轮廓。组合的第一层和第二层具有第三轮廓,并且第一轮廓、第二轮廓以及第三轮廓彼此不同。其中,第一层沉积在第一反应室中,而第二层沉积在第二反应室中。其中,第一层的第一轮廓包括向上倾斜的突起,第二层的第二轮廓包括向下倾斜的凹陷,并且组合的第一层和第二层的第三轮廓比第一轮廓与第二轮廓中的至少一个更为平坦。其中,第二喷头具有第二喷头孔洞设计,第二喷头孔洞设计包括呈同心圆的孔洞,而第一喷头具有第一喷头孔洞设计,第一喷头孔洞设计包括处在与第二喷头孔洞设计不同的位置上的呈同心圆的孔洞。`该方法进一步包括:选择第二喷头,以利用第二层的第二轮廓来补偿第一层的第一轮廓,从而提供组合的第一层和第二层的第三轮廓,第三轮廓比第一轮廓与第二轮廓中的至少一个更为平坦。该方法进一步包括:利用第三喷头通过CVD在第二层上方沉积第三层,第三喷头具有与第一喷头和第二喷头不同的孔洞设计。该方法进一步包括:使反应气体和稀释气体流经第一喷头或第二喷头来用于等离子体增强CVD(PECVD)或有机金属CVD(MOCVD)。在另一个实施例中,一种控制化学汽相沉积(CVD)膜轮廓均匀性的方法包括:利用第一喷头通过CVD在晶圆上方沉积第一层,具有第一轮廓的第一层与第一喷头的孔洞设计相应,以及选择具有第二喷头孔洞设计的喷头来调整第一轮廓,该第二喷头孔洞设计与沉积带有第二轮廓的第二层相关。该方法进一步包括利用第二喷头通过CVD在第一层上方沉积第二层。组合的第一层和第二层具有第三轮廓,该轮廓比第一轮廓和/或第二轮廓更为平坦。其中,第一层沉积在第一反应室中,而第二层沉积在第二反应室中。其中,第一层的第一轮廓包括向上倾斜的突起,第二层的第二轮廓包括向下倾斜的凹陷,以及组合的第一层和第二层的第三轮廓比第一轮廓与第二轮廓中的至少一个更为平坦。其中,第二喷头孔洞设计包括呈同心圆的孔洞,而第一喷头孔洞设计包括处在与第二喷头孔洞设计不同的位置上的呈同心圆的孔洞。该方法进一步包括:利用第三喷头通过CVD在第二层上方沉积第三层,第三喷头的孔洞设计不同于第一喷头孔洞设计和第二喷头孔洞设计。 该方法进一步包括:使反应气体和稀释气体流经第一喷头或第二喷头来用于等离子体增强CVD(PECVD)或有机金属CVD(MOCVD)。在又一个实施例中,用于控制化学汽相沉积(CVD)膜轮廓均匀性的系统包括:具有第一喷头孔洞设计的第一喷头,该喷头被配置成通过CVD在衬底上沉积第一层,其中,第一层具有与第一喷头孔洞设计相应的第一轮廓,以及具有第二喷头孔洞设计的第二喷头,该喷头被配置成通过CVD在第一层上方沉积第二层,第二层具有与第二喷头孔洞设计相应的第二轮廓。第二喷头孔洞设计与第一喷头孔洞设计不同。其中,第一喷头位于第一反应室中,而第二喷头位于第二反应室中,或者其中,第一喷头和第二喷头分别设置在单个反应室内。其中,第一喷头孔洞设计包括从第一喷头的中心朝向第一喷头的外圆周呈同心圆的孔洞,以及其中,第二喷头孔洞设计包括第一喷头孔洞设计的呈同心圆的部分孔洞。其中,第二喷头孔洞设计包括呈同心圆的孔洞,以及其中,第一喷头孔洞设计包括处在与第二喷头孔洞设计不同的位置上的呈同心圆的孔洞。其中,第一喷头被配置成沉积具有第一轮廓的第一层,第一轮廓包括向上倾斜的突起,其中,第二喷头被配置成沉积具有第二轮廓的第二层,第二轮廓包括向下倾斜的凹陷,以及其中,组合的第一层和第二层的第三轮廓比第一轮廓与第二轮廓中的至少一个更为平坦。该系统进一步包括第三反应室,第三反应室包括具有第三喷头孔洞设计的第三喷头,被配置成通过CVD在第二层上方沉积第三层,其中,第三喷头孔洞设计不同于第一喷头孔洞设计和第二喷头孔洞设计。该系统进一步包括反应气体源和稀释气体源,被配置成使得反应气体和稀释气体分别流经第一喷头或第二喷头来用于等离子体增强CVD(PECVD)或有机金属CVD(MOCVD)。优选地,本公开提供了用于控制大型晶圆(诸如,大于450mm的晶圆表面)上方的化学汽相沉积(CVD)膜轮廓的均匀性的方法和系统。本公开的方法和系统可以局部地进行调整或对用于后续处理(诸如,蚀刻或CMP工艺)的层轮廓提供局部控制。附图说明当结合附图进行阅读时,根据下面详细的描述可以更好地理解本专利技术。应该强调的是,根据工业中的标准实践,各种部件没有被按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上,为了清楚的讨论,各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。图1是示出了根据本公开的实施例控制CVD膜轮廓均匀性的方法的流程图;图2示出了根据本公开的实施例的第一层的第一轮廓、第二层的第二轮廓、以及组合的第一层和第二层的第三轮廓。图3和图4示出了根据本公开的实施例用于控制CVD膜轮廓均匀性的工具的实例;图5示出了根据本公开的实施例用于控制膜轮廓均匀性的CVD室;图6A-图6C分别示出了根据本公开的实施例的喷头孔洞(aperture)设计、相应的CVD膜轮廓均匀性控制系统和等离子体流动图案、以及相应的膜轮廓;图7A-图7C、图8A-图8C、以及图1OA-图1OC分别示出了根据本公开的实施例的喷头孔洞设计的实例、相应的CVD膜轮廓均匀性控制系统和等离子体流动图案、以及相应的膜轮廓。具体实施例方式以下公开提供了多种不同实施例或实例,用于实现本专利技术的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然,这些仅是实例并且不旨在限制本专利技术。例如,在以下描述中,在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触的实施例,也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之间使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。出于简单和清楚的目的,可以不同比例任意绘制各个部件。可以注意到,出于简单和清楚的目的,相同或类似的部件在此可以类似地进行标号。另外,为了清楚,可以对一些附图进行简化。因此,这些附图所描绘的可以不是所给出的装置(例如,器件)或方法的所有部 分。在此将参考附图来描述本公开的各个方方面,这些附图是本公开的理想配置的示意图。例如,由于制造技术和/或公差所造成的,诸如,视图形状的变型是可预期的。因此,在整个公开中所展现的本公开的各个方面不应被理解成局限于在此所示和所描述的元件(例如,区域、层、部分、衬底等)的具体形状,而是包括由于,例如,制造过程所导致的形状偏差。作为实例,所示或所描述为矩形的元件可以具有圆形的或弯曲的部件和/或在其边缘具有渐变的而不是从一个元件到另一个元件不连续地变化的浓度。其次,图中所示的元件实际上是示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制化学汽相沉积(CVD)膜轮廓均匀性的方法,所述方法包括:利用第一喷头通过CVD在衬底上沉积第一层,所述第一层具有第一轮廓;以及利用第二喷头通过CVD在所述第一层上方沉积第二层,所述第二层具有第二轮廓,其中,组合的第一层和第二层具有第三轮廓,以及其中,所述第一轮廓、所述第二轮廓以及所述第三轮廓彼此不同。

【技术特征摘要】
2011.12.07 US 13/313,1061.一种控制化学汽相沉积(CVD)膜轮廓均匀性的方法,所述方法包括: 利用第一喷头通过CVD在衬底上沉积第一层,所述第一层具有第一轮廓;以及 利用第二喷头通过CVD在所述第一层上方沉积第二层,所述第二层具有第二轮廓, 其中,组合的第一层和第二层具有第三轮廓,以及 其中,所述第一轮廓、所述第二轮廓以及所述第三轮廓彼此不同。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一层沉积在第一反应室中,而所述第二层沉积在第二反应室中。3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一层的所述第一轮廓包括向上倾斜的突起,所述第二层的所述第二轮廓包括向下倾斜的凹陷,并且所述组合的第一层和第二层的所述第三轮廓比所述第一轮廓与所述第二轮廓中的至少一个更为平坦。4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第二喷头具有第二喷头孔洞设计,所述第二喷头孔洞设计包括呈同心圆的孔洞,而所述第一喷头具有第一喷头孔洞设计,所述第一喷头孔洞设计包括处在与所述第二喷头孔洞设计不同的位置上的呈同心圆的孔洞。5.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:选择所述第二喷头,以利用所述第二层的所述第二轮廓来补偿所述第一层的所述第一轮廓,从而提供所述组合的第一层和第二层的所述第三轮廓,所述第三轮廓比所述第一轮廓与所述第二轮廓中的至少一个更为平坦。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭铭修李志聪周友华蔡明志陈嘉和林进祥
申请(专利权)人:台湾积体电路制造股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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