一种薄膜沉积方法和沉积薄膜.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109385623A(43)申请公布日2019.02.26(21)申请号201710662220.4(22)申请日2017.08.04(71)申请人长鑫存储技术有限公司地址230000安徽省合肥市经济技术开发区翠微路6号海恒大厦630室(72)发明人不公告发明人(74)专利代理机构北京市铸成律师事务所11313代理人张臻贤由元(51)Int.Cl.C23C16/46(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种薄膜沉积方法和沉积薄膜(57)摘要本发明提供了一种薄膜沉积方法，包括：载入承载有晶圆的晶舟至低压化学气相沉积炉内；预先加热晶圆，对低压化学气相沉积炉进行第一升温操作，在预热升温斜率下达到第一反应温度；形成薄膜于晶圆上，包含在低压化学气相沉积炉内导入反应气体、进行化学反应并沉积在晶圆的基板表面，在沉积过程时，对低压化学气相沉积炉内的温度进行在緩升/降温斜率下至少一段的緩升/降温反应操作，以使薄膜在晶圆上的中央区域与周边区域具有一致的沉积厚度；及在冷却降温斜率下冷却晶圆。本发明通过控制沉积过程中缓升/降温斜率，可改变晶圆从中央区域到周边区域的薄膜厚度差，改善晶圆表面的平坦度和均匀度，从而形成具有良好平坦度和均匀度的沉积薄膜。CN109385623ACN109385623A权利要求书1/1页1.一种薄膜沉积方法，包括：载入承载有晶圆的晶舟至低压化学气相沉积炉(LPCVD)内；预先加热所述晶圆，对所述低压化学气相沉积炉进行第一升温操作，在预热升温斜率下达到第一反应温度；形成薄膜于所述晶圆上，包含：在所述低压化学气相沉积炉内导入反应气体、进行化学反应并沉积在所述晶圆的基板表面，在沉积过程时，对所述低压化学气相沉积炉内的温度进行在緩升/降温斜率下至少一段的緩升/降温反应操作，以使所述薄膜在所述晶圆上的中央区域与周边区域具有一致的沉积厚度；及在冷却降温斜率下冷却所述晶圆，其中所述缓升/降温斜率的上下限点控制在使所述缓升/降温反应操作在薄膜沉积的最高限制温度和最低限制温度之间进行，并且所述缓升/降温斜率的正数小于所述预热升温斜率的正数。2.根据权利要求1所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述缓升/降温斜率为1～10℃/分种，包括端点值。3.根据权利要求1所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述缓升/降温斜率的正数小于所述冷却降温斜率的正数，所述冷却降温斜率为1～10℃/分种，包括端点值。4.根据权利要求1所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述缓升/降温反应操作为多段操作，在所述缓升/降温斜率的上下限点之间对所述低压化学气相沉积炉进行缓升温至第二反应温度，然后降温后再缓升温至第二反应温度。5.根据权利要求4所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第二反应温度为薄膜沉积的最高限制温度。6.根据权利要求1所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述缓升/降温反应操作为多段操作，在所述缓升/降温斜率的上下限点之间对所述低压化学气相沉积炉进行緩降温至第三反应温度，然后升温后再緩降温至第三反应温度。7.根据权利要求6所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第三反应温度为薄膜沉积的最低限制温度。8.根据权利要求1所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在进行量产模式下薄膜沉积之前，先采用晶圆控片进行薄膜沉积，预设若干个缓升/降温斜率与缓升/降温反应操作，其后测量所述晶圆控片对应的晶圆边缘与中心的薄膜厚度差，依此选择或推算出优化的缓升/降温斜率与缓升/降温反应操作。9.根据权利要求1所述的薄膜沉积方法，其特征在于，晶圆的基板表面为光滑平面或具有凹槽。10.一种沉积薄膜，形成于晶圆上，所述薄膜在所述晶圆上的中央区域与周边区域具有一致的沉积厚度，所述薄膜在低压化学气相沉积炉(LPCVD)内并在缓升/降温斜率下至少一段的缓升/降温反应操作下形成。2CN109385623A说明书1/6页一种薄膜沉积方法和沉积薄膜技术领域[0001]本发明属于集成电路制造领域，涉及一种薄膜沉积方法和沉积薄膜。背景技术[0002]LPCVD(LowPressureChemicalVaporDeposition，低压化学气相沉积法)工艺的基本原理是将一种或数种气态物质，在较低压力下，用热能激活，使其发生热分解或化学反应，沉积在基板表面形成所需的薄膜。不同的材料淀积采用不同的气体，沉积过程在低压化学气相沉积炉(LPCVD)中执行。[0003]图1所示为现有技术中所使用的低压化学气相沉积炉(LPCVD)示意图，以下简称“炉管”。承载晶圆(Wafer)30的晶舟20置于炉管中，炉管四周为加热装置10，反应气体从40处进入。现有技术中，炉管在沉积过程中要保持恒温，图2示出了炉管的时间-温度线，气体沉积发生在T1时间段。由