改善晶圆面内厚度均一性的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114496778A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202210076913.6(22)申请日2022.01.24(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201203上海市浦东新区良腾路6号(72)发明人王银帅(74)专利代理机构上海浦一知识产权代理有限公司31211专利代理师刘昌荣(51)Int.Cl.H01L21/311(2006.01)H01L21/02(2006.01)C23C16/34(2006.01)C23C16/52(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称改善晶圆面内厚度均一性的方法(57)摘要本发明提供一种改善晶圆面内厚度均一性的方法，提供沉积机台和晶圆，将晶圆置于沉积机台内部的炉管；利用沉积机台在晶圆上形成生长层；在炉管中通入刻蚀气体，利用刻蚀气体刻蚀生长层；清除刻蚀气体以及刻蚀气体与生长层产生的副产物；多次在生长层上形成另一层生长层，重复执行向炉管通入刻蚀气体以及之后的清除刻蚀后产生的副产物，在晶圆上形成多层生长层。本发明通过在每层生长层形成的循环中通入刻蚀气体，缩小晶圆边缘至中间梯度性变薄趋势，进而改善晶圆面内厚度均一性。CN114496778ACN114496778A权利要求书1/1页1.一种改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于，至少包括：步骤一、提供沉积机台和晶圆，将所述晶圆置于所述沉积机台内部的炉管；步骤二、利用所述沉积机台在所述晶圆上形成生长层；步骤三、在所述炉管中通入刻蚀气体，利用所述刻蚀气体刻蚀所述生长层；步骤四、清除所述刻蚀气体以及刻蚀后产生的副产物；步骤五、重复执行步骤二至步骤四，在所述晶圆上形成多层生长层。2.根据权利要求1所述的改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于：步骤一中的所述沉积机台为原子层气相沉积机台。3.根据权利要求1所述的改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于：步骤一中的所述沉积机台为化学气相沉积机台。4.根据权利要求1所述的改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于：步骤二中的所述生长层的材料为氮化硅。5.根据权利要求4所述的改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于：步骤三中的所述刻蚀气体为HF或F2。6.根据权利要求1所述的改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于：步骤三中在所述炉管还通入稀释气体，用以降低所述刻蚀气体的浓度。7.根据权利要求6所述的改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于：步骤三中所述稀释气体为氮气。8.根据权利要求1所述的改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于：步骤三中的所述炉管的温度为500℃至600℃。9.根据权利要求5所述的改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于：步骤三中的所述刻蚀气体的通入时间为1秒至2秒。10.根据权利要求1所述的改善晶圆面内厚度均一性的方法，其特征在于：步骤四中向所述炉管中通入氮气用来清除所述刻蚀气体以及所述副产物。2CN114496778A说明书1/3页改善晶圆面内厚度均一性的方法技术领域[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种改善晶圆面内厚度均一性的方法。背景技术[0002]随着半导体器件关键尺寸的日益减小，良率提升对工艺过程精确度的要求越来越高。炉管原子气相沉积机台充分利用表面饱和反应天生具备厚度控制能力及高度的稳定性，但由于其固有的特性，即边缘的气流比中间的气流更充足，导致晶圆的边缘至中间呈梯度性减薄，造成同一片晶圆的面内厚度均一性变差，从而限制了其发展。[0003]原子层沉积法(ALD‑Atomiclayerdeposition)充分利用表面饱和反应天生具备厚度控制能力及高度的稳定性，这样得到的薄膜既纯度高、密度高、平整，又具有高度的保型性，即使对于纵宽比高达100:1的结构也可实现良好的阶梯覆盖性。但由于其固有的特性，即边缘的气流比中间的气流更充足，导致晶圆的边缘至中间呈梯度性减薄，造成同一片晶圆的面内厚度均一性变差，这对ALD制程是一大挑战。[0004]为此，需要一种新的方法，用以消除逐层生长过程中由于气流分布不均匀等因素对晶圆面内厚度均一性产生的影响，进而提升器件性能。发明内容[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善晶圆面内厚度均一性的方法，用于解决现有技术中在生长层形成时，边缘的气流比中间的气流更充足，导致晶圆的边缘至中间呈梯度性减薄，造成同一片晶圆的面内厚度均一性变差的问题。[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种改善晶圆面内厚度均一性的方法，包括：[0007]步骤一、提供沉积机台和晶圆，将所述晶圆置于所述沉积机台内部的炉管；[0008]步骤二、利用所述沉积机台在所述晶圆上形成生长层；[0009]步骤三、在所述炉管中通入刻蚀