一种改善翘曲的成膜方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115613007A(43)申请公布日2023.01.17(21)申请号202211251913.1(22)申请日2022.10.13(71)申请人上海中欣晶圆半导体科技有限公司地址200444上海市宝山区山连路181号1幢(72)发明人薛豪(74)专利代理机构上海申浩律师事务所31280专利代理师陆叶(51)Int.Cl.C23C16/455(2006.01)C23C16/24(2006.01)C23C16/505(2006.01)C23C16/52(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种改善翘曲的成膜方法(57)摘要本发明涉及半导体技术领域。一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于，通过低压化学气相沉积炉进行成膜工序时，进气管从炉腔的底部进气，通过调整进气管伸入低压化学气相沉积炉的炉腔的长度调整硅片成膜工艺后的翘曲率。由于底部反应气体浓度较大，到顶部呈阶梯式下降。本申请将进气管往炉内延伸，实现了中部浓度会偏高，向两端阶梯式下降，各温区之间的差异变小，翘曲变化量也会变小。通过改变进气管位置对炉内各温区的反应气体浓度进行了改变，从而影响炉内各温区的温度，进一步对部分位置的翘曲进行了改善。CN115613007ACN115613007A权利要求书1/2页1.一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于，通过低压化学气相沉积炉进行成膜工序时，进气管从炉腔的底部进气，通过调整进气管伸入低压化学气相沉积炉的炉腔的长度调整硅片成膜工艺后的翘曲率。2.根据权利要求1所述的一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于：所述炉腔内从上至下设有有七层硅片摆放层；所述进气管的顶部位于从上至下的第三层硅片摆放层与第七层硅片摆放层之间。3.根据权利要求1所述的一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于：所述进气管是伸缩管。4.根据权利要求1所述的一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于：所述进气管包括竖直设置且位于炉腔内的竖直部；所述竖直部的侧壁开设有出气孔，所述出气孔的孔径从上至下递增。5.根据权利要求1所述的一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于：所述进气管为石英材质的管路。6.根据权利要求1所述的一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于：成膜工序的沉积厚度为300‑1000nm时，成膜工序包括如下步骤：步骤一，清洗单晶硅片；步骤二，将清洗好的单晶硅片放入SiC材质的硅舟上进行热加工，其原理是通过对于通入SiH4的热分解，沉积纯净的单晶硅在硅片背面，单晶硅片进行热处理的方式是：升温前，将清洗好的单晶硅片放在硅舟上的同时向炉内通入氮气并保持15～25分钟进行赶气，接着将硅舟缓慢加热至500～700℃保持20‑60分钟之后，缓慢降温，取出单晶硅片，此时单晶硅表面便形成一层多晶硅薄膜。7.根据权利要求1所述的一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于：步骤二中，热分解过程中，以硅烷为反应气体采用化学气相沉积法在热氧化处理后的单晶硅片上沉积多晶硅薄膜，在热氧化处理后的单晶硅片上沉积多晶硅薄膜的工艺参数为：射频功率100～150W，射频频率13.56MHz，基片温度为500‑700℃，腔体压强为20‑35Pa，纯度为99.999％体积百分比的SiH4气体流量为0.8‑1.2slm，沉积时间为20～60分钟。8.根据权利要求1所述的一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于：成膜过程中，进气管的进气流量控制在0.8‑1.2slm时，输入SiH4气体，时间控制在20～60分钟，炉腔内的温度控制在从上至下依次为640±50℃的四个温度区域。9.根据权利要求1所述的一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于：炉腔内从上至下依次为四个温度区域，四个温度区域分别为第一温度区域、第二温度区域、第三温度区域以及第四温度区域；进气管输入高度为离炉口15cm时，输入反应气体SiH4，第一温度区域、第二温度区域、第三温度区域以及第四温度区域的温度分别为650℃、646℃、640℃、638℃，反应时间为20‑60min；进气管输入高度为离炉口35cm时，输入反应气体SiH4，第一温度区域、第二温度区域、第三温度区域以及第四温度区域的温度分别为650℃、646℃、645℃、647℃，反应时间为20‑60min；进气管输入高度为离炉口57cm时，输入反应气体SiH4，第一温度区域、第二温度区域、第2CN115613007A权利要求书2/2页三温度区域以及第四温度区域的温度分别为640℃、642℃、648℃、651℃，反应时间为20‑60min。10.根据权利要求1所述的一种改善翘曲的成膜方法，其特征在于：成膜后，硅片的翘曲变化率控制在WARPBF≤15。3CN115613007A说明书1/4页一种改善翘曲的成膜方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，具体