一種改善圓晶片內膜厚均勻性的方法
【專利摘要】本發明提供了一種改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，包括：第一步驟：將爐管中的處理溫度設置為預定初始工藝溫度；第二步驟：在從預定初始工藝溫度開始以預定降溫速度將溫度降溫至預定下降溫度的過程中，對爐管中的硅片進行材料沉積；第三步驟：在從預定下降溫度開始以預定升溫速度將溫度升溫至預定上升溫度的過程中，對爐管中的硅片進行材料沉積。
【專利說明】
一種改善圓晶片內膜厚均勻性的方法
技術領域
[0001]本發明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發明涉及一種改善圓晶片內膜厚均勻性的方法。
【背景技術】
[0002]過去數十年來，圓晶片尺寸越來越大，但是晶體管的尺寸卻不斷地變小。從幾個微米(micrometer)的等級縮小到目前的幾個納米，晶體管尺寸不斷縮小，讓集成電路的效能大大提升。第一，越小的晶體管象征其通道長度減少，讓通道的等效電阻也減少，可以讓更多電流通過。第二，晶體管的面積越小，制造芯片的成本就可以降低，在同樣的封裝里可以裝下更高密度的芯片。一片集成電路制程使用的晶圓尺寸是固定的，所以如果芯片面積越小，同樣大小的晶圓就可以產出更多的芯片，于是成本就變得更低了。
[0003]為了達到高的良率要求整片圓晶片的均勻性更好(圓晶片中心位置與邊緣位置的差異越小越好)。目前爐管氮化硅生長工藝中，加熱方式為外圍加熱，氣體氛圍也是圓晶片外圈濃度大，在目前生長氮化硅這一步驟是恒溫生長導致圓晶片外圍厚度遠厚于中心位置，整個的均勻性大概3%。
[0004]然而，希望能夠提供一種能夠在爐管工藝過程中改善圓晶片內膜厚均勻性的方法。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠在爐管工藝過程中通過對溫度進行高低溫轉換以改善硅片內膜厚均勻性的方法。
[0006]為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，包括:
[0007]第一步驟:將爐管中的處理溫度設置為預定初始工藝溫度；
[0008]第二步驟:在從預定初始工藝溫度開始以預定降溫速度將溫度降溫至預定下降溫度的過程中，對爐管中的硅片進行材料沉積；
[0009]第三步驟:在從預定下降溫度開始以預定升溫速度將溫度升溫至預定上升溫度的過程中，對爐管中的硅片進行材料沉積。
[0010]優選地，所述材料沉積是氮化硅沉積。
[0011 ]優選地，所述預定初始工藝溫度是780°C。
[0012]優選地，所述預定下降溫度為740°C。
[0013]優選地，所述預定降溫速度是TC /min。
[0014]優選地，所述預定升溫速度是l°C/min。
[0015]優選地，所述預定初始工藝溫度等于所述預定上升溫度。
[0016]優選地，所述預定上升溫度是780°C。
[0017]優選地，所述第二步驟和所述第三步驟連續執行，所述第二步驟和所述第三步驟之間不停頓。
[0018]優選地，所述第二步驟和所述第三步驟重復執行預定次數以沉積預定厚度的材料。
[0019]針對在恒定溫度下氮化硅沉積生長時出現的中心位置膜厚薄、邊緣位置膜厚較厚的問題，采用本發明后，先在高溫下邊降溫邊沉積，出現中心位置膜厚較厚、邊緣位置膜厚較薄的結構，隨后再進行邊升溫邊沉積，在這個過程中，邊緣溫度高于中心位置，膜厚生長也比中心位置快，這樣就可以補償之前的膜厚均勻性。
[0020]由此，本發明提供了一種在爐管工藝過程中通過對工藝溫度進行高低溫轉換以改善硅片內膜厚均勻性的方法，與現有技術工藝過程中采用恒定溫度進行氮化硅沉積方式相比，本發明可以大幅度改善硅片內膜厚均勻性。
【附圖說明】
[0021]結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中:
[0022]圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法的流程圖。
[0023]需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。
[0025]圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法的流程圖。
[0026]具體地，如圖1所示，根據本發明優選實施例的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法包括:
[0027]第一步驟S1:將爐管中的處理溫度設置為預定初始工藝溫度；
[0028]例如，所述預定初始工藝溫度是780°C。
[0029]第二步驟S2:在從預定初始工藝溫度開始以預定降溫速度將溫度降溫至預定下降溫度的過程中，對爐管中的硅片進行材料沉積；
[0030]例如，所述材料沉積是氮化硅沉積。
[0031 ]例如，所述預定下降溫度為740°C。
[0032]例如，所述預定降溫速度是l°C/min。
[0033]第三步驟S3:在從預定下降溫度開始以預定升溫速度將溫度升溫至預定上升溫度的過程中，對爐管中的硅片進行材料沉積。
[0034]例如，所述預定升溫速度是l°C/min。
[0035]例如，所述預定初始工藝溫度等于所述預定上升溫度。
[0036]例如，所述預定上升溫度是780°C。
[0037]優選地，所述第二步驟S2和所述第三步驟S3連續執行，即所述第二步驟S2和所述第三步驟S3之間不停頓。
[0038]優選地，所述第二步驟S2和所述第三步驟S3重復執行預定次數以沉積預定厚度的材料。
[0039]舉例來說，在具體實施時，例如，在氮化硅沉積工藝過程時，在7800C的高溫狀態下，以rC/min的預定降溫速度將溫度降溫740°C，由于降溫的過程是硅片邊緣先降，中心位置會慢于邊緣，在此時中心位置的厚度沉積快于邊緣，然后再開始以1°C/min的預定升溫速度將溫度升高至780°C，此時沉積工藝結果正好與之前相反，從而與之前的現象進行了補償，如此方式的高低溫度的切換，從而達到改善硅片內膜厚均勻性的結果。
[0040]實驗表明，采用本發明進行氮化硅沉積工藝，通過高溫與低溫的切換，對硅片內膜厚均勻性的補償，且沉積速率仍然保持原有速率，膜質無改變(刻蝕速率無變化)，但是有效改善了硅片內的膜厚均勻性。
[0041]針對在恒定溫度下氮化硅沉積生長時出現的中心位置膜厚薄、邊緣位置膜厚較厚的問題，采用本發明后，先在高溫下邊降溫邊沉積，出現中心位置膜厚較厚、邊緣位置膜厚較薄的結構，隨后再進行邊升溫邊沉積，在這個過程中，邊緣溫度高于中心位置，膜厚生長也比中心位置快，這樣就可以補償之前的膜厚均勻性。
[0042]根據本發明，通過在生長氮化硅這一步驟高低溫的轉換使整個圓晶片外圍和中心的差異減小，目前可以降低到1.5 %。
[0043]由此，本發明提供了一種在爐管工藝過程中通過對工藝溫度進行高低溫轉換以改善硅片內膜厚均勻性的方法，與現有技術工藝過程中采用恒定溫度進行氮化硅沉積方式相比，本發明可以大幅度改善硅片內膜厚均勻性。
[0044]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。
[0045]可以理解的是，雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于包括: 第一步驟:將爐管中的處理溫度設置為預定初始工藝溫度； 第二步驟:在從預定初始工藝溫度開始以預定降溫速度將溫度降溫至預定下降溫度的過程中，對爐管中的硅片進行材料沉積； 第三步驟:在從預定下降溫度開始以預定升溫速度將溫度升溫至預定上升溫度的過程中，對爐管中的硅片進行材料沉積。2.根據權利要求1所述的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于，所述材料沉積是氣化娃沉積。3.根據權利要求1或2所述的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于，所述預定初始工藝溫度是780 °C。4.根據權利要求1或2所述的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于，所述預定下降溫度為740 °C。5.根據權利要求1或2所述的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于，所述預定降溫速度是l°C/min。6.根據權利要求1或2所述的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于，所述預定升溫速度是l°C/min。7.根據權利要求1或2所述的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于，所述預定初始工藝溫度等于所述預定上升溫度。8.根據權利要求1或2所述的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于，所述預定上升溫度是780 °C。9.根據權利要求1或2所述的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于，所述第二步驟和所述第三步驟連續執行，所述第二步驟和所述第三步驟之間不停頓。10.根據權利要求1或2所述的改善圓晶片內膜厚均勻性的方法，其特征在于，所述第二步驟和所述第三步驟重復執行預定次數以沉積預定厚度的材料。
【文檔編號】C23C16/34GK105977140SQ201610584924
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月22日
【發明人】郎玉紅, 祁鵬, 張召, 王智
【申請人】上海華力微電子有限公司