提高薄膜致密度一致性的化学气相沉积方法技术

本发明专利技术提供一种提高薄膜致密度一致性的CVD方法，属于集成电路制造领域。本发明专利技术的方法包括：间距调整步骤：调整第一下电极的位置，从而调整第一上电极和第一下电极之间的间距；预沉积步骤：通过第一加热装置和第二加热装置将第一晶圆和第二晶圆加热至初定温度和沉积温度，然后向腔室中通入反应气体；沉积步骤：继续通过供气装置向腔室中通入反应气体，将第一晶圆和第二晶圆保持在沉积温度，并施加射频电压，使反应气体电离，并沉积在第一晶圆和第二晶圆上，形成薄膜；以及抽气步骤：保持沉积温度，关闭射频电压，停止通入反应气体，抽出剩余气体。通过本发明专利技术的方法，可以提高两个沉积单元沉积的薄膜的致密度的一致性，从而提高产品性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
提高薄膜致密度一致性的化学气相沉积方法


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种提高薄膜致密度一致性的化学气相沉积方法。

技术介绍

[0002]现有的CVD(化学气相沉积)机台，通常在一个腔体中设置有两组沉积单元，在进行CVD工艺时，这两组沉积单元分别在两个晶圆上同时沉积薄膜。理论上讲，这两个晶圆上沉积的薄膜的致密度也应该是相同的。但是因为更换零部件等原因，可能会造成其中一组沉积单元出现问题，从而使其中一个晶圆上沉积的薄膜的致密度降低，即，两个晶圆上沉积的薄膜的致密度出现差异。如果薄膜的致密度降低，会导致产品的性能降低，尤其对于相变存储器产品，会导致产品的读写次数减少，击穿概率升高等问题，从而缩短产品的使用寿命。因此，如何提高CVD工艺中沉积的薄膜的致密度一致性，成为了业界亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种能够提高薄膜致密度一致性的CVD方法。
[0004]所述方法使用的化学气相沉积系统包括：腔室，设置在所述腔室顶部的用于向所述腔室供气的供气装置，设置在所述腔室底部的用于从所述腔室中抽气的抽气装置，设置在所述腔室中的第一沉积单元和第二沉积单元，所述第一沉积单元包括：设置在所述腔室顶部的第一上电极，设置在所述腔室底部的第一下电极，所述第一下电极上放置有第一晶圆，所述第一下电极的底部设置有第一升降机构和第一加热装置，所述第二沉积单元包括：设置在所述腔室顶部的第二上电极，设置在所述腔室底部的第二下电极，所述第二下电极上放置有第二晶圆，所述第二下电极的底部设置有第二升降机构和第二加热装置。
[0005]所述方法包括：
[0006]间距调整步骤S001：通过所述第一升降机构调整所述第一下电极的位置，从而调整所述第一上电极和所述第一下电极之间的间距D；
[0007]预沉积步骤S002：通过所述第一加热装置和所述第二加热装置将所述第一晶圆和所述第二晶圆先加热至初定温度T1，稳定后再加热至沉积温度T2，然后通过所述供气装置向所述腔室中通入反应气体；
[0008]沉积步骤S003：继续通过所述供气装置向所述腔室中通入反应气体，通过所述第一加热装置和所述第二加热装置保持所述第一晶圆和所述第二晶圆稳定在所述沉积温度T2，并在所述第一上电极和所述第一下电极之间，以及所述第二上电极和所述第二下电极之间施加射频电压，使所述反应气体电离，并沉积在所述第一晶圆和所述第二晶圆上，形成薄膜；以及
[0009]抽气步骤S004：通过所述第一加热装置和所述第二加热装置保持所述第一晶圆和所述第二晶圆稳定在所述沉积温度T2，同时关闭所述第一上电极和所述第一下电极之间，以及所述第二上电极和所述第二下电极之间的射频电压，所述供气装置停止向所述腔室中
通入所述反应气体，并且通过所述抽气装置抽出所述腔室中的剩余气体。
[0010]本专利技术提供的CVD方法能够在很大程度上提高CVD工艺中沉积在两个晶圆上的薄膜的致密度一致性，从而提高产品性能。尤其是对于相变存储器产品，能够增加产品的读写次数，降低击穿概率，从而延长产品的使用寿命。
附图说明
[0011]图1是本专利技术的CVD方法使用的CVD系统的示意图；以及
[0012]图2是本专利技术的CVD方法的流程图。
[0013]符号说明
[0014]100CVD系统
[0015]1腔室
[0016]2供气装置
[0017]3抽气装置
[0018]11第一上电极
[0019]12第一下电极
[0020]13第一晶圆
[0021]14第一升降机构
[0022]21第二上电极
[0023]22第二下电极
[0024]23第二晶圆
[0025]24第二升降机构
具体实施方式
[0026]下面参照图1至图2描述本专利技术的CVD方法。如图1所示，本专利技术的CVD系统100包括：腔室1，设置在腔室1顶部的用于向腔室1供气的供气装置2，设置在腔室1底部的用于从腔室1中抽气的抽气装置3，设置在腔室1中的第一沉积单元10和第二沉积单元20。
[0027]第一沉积单元10包括：设置在腔室1顶部的第一上电极11，设置在腔室1底部的第一下电极12，第一下电极12上放置有第一晶圆13，第一下电极12的底部设置有第一升降机构14和第一加热装置(未示出)。
[0028]第二沉积单元20包括：设置在腔室1顶部的第二上电极21，设置在腔室1底部的第二下电极22，第二下电极22上放置有第二晶圆23，第二下电极22的底部设置有第二升降机构24和第二加热装置(未示出)。
[0029]其中，供气装置2可以有多个管道，以向腔室1中通入多种气体。但是为了简便起见，图1中只示出了一个管道。
[0030]如图2所示，本专利技术的CVD方法包括：
[0031]间距调整步骤S001：通过第一升降机构14调整第一下电极12的位置，从而调整第一上电极11和第一下电极12之间的间距D。
[0032]在本实施例中，CVD系统100是AppliedMaterials(应用材料)公司的ProducerGT，沉积的是SiN薄膜。其中，第一沉积单元10因为更换零部件等原因出现了问题，造成了第一
晶圆13上沉积的SiN薄膜的致密度降低。根据之前的研究，SiN薄膜的致密度取决于，CVD过程中单位时间内到达晶圆表面的Si离子的量。因此要调整第一沉积单元10的第一上电极11和第一下电极12之间的间距D，也就是调整供气装置2的出气口到第一晶圆13的距离。这样就可以增加单位时间到达第一晶圆13表面的Si离子的量，从而提高沉积在第一晶圆13表面的SiN薄膜的致密度。
[0033]另外，本专利技术不限于此，CVD系统100也可以是其它的CVD机台，也可以沉积其它的薄膜。此外，如果是第二沉积单元20出现问题，也可以调整第二沉积单元20的第二上电极21和第二下电极22之间的间距。
[0034]优选的，通过第一升降机构14调整第一下电极12的位置的幅度，小于间距D的5％。第一下电极12的调整幅度不能太大，如果调整的过大，会影响CVD系统100的其它参数，从而影响CVD工艺的效果。在本实施例中，调整的幅度要小于间距D的5％。
[0035]继续参考图2，本专利技术的CVD方法还包括：
[0036]预沉积步骤S002：通过第一加热装置和第二加热装置将第一晶圆13和第二晶圆23先加热至初定温度T1，稳定后再加热至沉积温度T2，然后通过供气装置2向腔室1中通入反应气体。
[0037]在本实施例中，因为沉积的是SiN薄膜，所以反应气体是NH3，N2和SiH4。初定温度T1为150℃，沉积温度T2为200℃。但是，本专利技术不限于此，当沉积其它薄膜时，反应气体也可以是其它气体，初定温度T1和沉积温度T2也可以是其它温度。
[0038]优选的，预沉积步骤S002中，供气装置2先向腔室1中通入NH3和N2，然后再通入SiH4稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高薄膜致密度一致性的化学气相沉积方法，所述方法使用的化学气相沉积系统(100)包括：腔室(1)，设置在所述腔室(1)顶部的用于向所述腔室(1)供气的供气装置(2)，设置在所述腔室(1)底部的用于从所述腔室(1)中抽气的抽气装置(3)，设置在所述腔室(1)中的第一沉积单元(10)和第二沉积单元(20)，所述第一沉积单元(10)包括：设置在所述腔室(1)顶部的第一上电极(11)，设置在所述腔室(1)底部的第一下电极(12)，所述第一下电极(12)上放置有第一晶圆(13)，所述第一下电极(12)的底部设置有第一升降机构(14)和第一加热装置，所述第二沉积单元(20)包括：设置在所述腔室(1)顶部的第二上电极(21)，设置在所述腔室(1)底部的第二下电极(22)，所述第二下电极(22)上放置有第二晶圆(23)，所述第二下电极(22)的底部设置有第二升降机构(24)和第二加热装置，所述方法包括：间距调整步骤S001：通过所述第一升降机构(14)调整所述第一下电极(12)的位置，从而调整所述第一上电极(11)和所述第一下电极(12)之间的间距D；预沉积步骤S002：通过所述第一加热装置和所述第二加热装置将所述第一晶圆(13)和所述第二晶圆(23)先加热至初定温度T1，稳定后再加热至沉积温度T2，然后通过所述供气装置(2)向所述腔室(1)中通入反应气体；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王康康，邱宗钰，周成龙，谷丹，颜士旭，鲍利波，许元飞，
申请(专利权)人：江苏时代芯存半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：