化學(xué)汽相沉積膜輪廓均勻性控制制造技術(shù)

本公開提供了控制化學(xué)汽相沉積(CVD)膜的輪廓均勻性的方法和系統(tǒng)。一種方法包括利用第一噴頭通過CVD在襯底上沉積第一層，該第一層具有第一輪廓，以及利用第二噴頭通過CVD在第一層上方沉積第二層，該第二層具有第二輪廓。組合的第一層和第二層具有第三輪廓，并且第一輪廓、第二輪廓，以及第三輪廓彼此不同。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及化學(xué)汽相沉積膜輪廓均勻性控制。
技術(shù)介紹
在半導(dǎo)體工業(yè)中，在整個晶圓襯底上方的化學(xué)汽相沉積(CVD)被用于在襯底上方沉積各種層。然而，對于較大的晶圓尺寸而言(諸如，450_)，對膜輪廓的控制變得更加困難并且CVD具有膜輪廓均勻性問題，諸如，膜中的突起和/或凹陷。對噴頭和襯底之間的空間，所提供的功率，或稀釋氣體的流動進(jìn)行控制并無法提供令人滿意的沉積控制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本公開提供了多種對CVD膜輪廓均勻性進(jìn)行控制的優(yōu)選的實施例。根據(jù)一個實施例，控制化學(xué)汽相沉積(CVD)膜輪廓均勻性的方法包括:利用第一噴頭通過CVD在第一襯底上沉積第一層，該第一層具有第一輪廓，并且利用第二噴頭通過CVD在第一層上方沉積第二層，該第二層具有第二輪廓。組合的第一層和第二層具有第三輪廓，并且第一輪廓、第二輪廓以及第三輪廓彼此不同。其中，第一層沉積在第一反應(yīng)室中，而第二層沉積在第二反應(yīng)室中。其中，第一層的第一輪廓包括向上傾斜的突起，第二層的第二輪廓包括向下傾斜的凹陷，并且組合的第一層和第二層的第三輪廓比第一輪廓與第二輪廓中的至少一個更為平坦。其中，第二噴頭具有第二噴頭孔洞設(shè)計，第二噴頭孔洞設(shè)計包括呈同心圓的孔洞，而第一噴頭具有第一噴頭孔洞設(shè)計，第一噴頭孔洞設(shè)計包括處在與第二噴頭孔洞設(shè)計不同的位置上的呈同心圓的孔洞。`該方法進(jìn)一步包括:選擇第二噴頭，以利用第二層的第二輪廓來補償?shù)谝粚拥牡谝惠喞瑥亩峁┙M合的第一層和第二層的第三輪廓，第三輪廓比第一輪廓與第二輪廓中的至少一個更為平坦。該方法進(jìn)一步包括:利用第三噴頭通過CVD在第二層上方沉積第三層，第三噴頭具有與第一噴頭和第二噴頭不同的孔洞設(shè)計。該方法進(jìn)一步包括:使反應(yīng)氣體和稀釋氣體流經(jīng)第一噴頭或第二噴頭來用于等離子體增強CVD(PECVD)或有機(jī)金屬CVD(MOCVD)。在另一個實施例中，一種控制化學(xué)汽相沉積(CVD)膜輪廓均勻性的方法包括:利用第一噴頭通過CVD在晶圓上方沉積第一層，具有第一輪廓的第一層與第一噴頭的孔洞設(shè)計相應(yīng)，以及選擇具有第二噴頭孔洞設(shè)計的噴頭來調(diào)整第一輪廓，該第二噴頭孔洞設(shè)計與沉積帶有第二輪廓的第二層相關(guān)。該方法進(jìn)一步包括利用第二噴頭通過CVD在第一層上方沉積第二層。組合的第一層和第二層具有第三輪廓，該輪廓比第一輪廓和/或第二輪廓更為平坦。其中，第一層沉積在第一反應(yīng)室中，而第二層沉積在第二反應(yīng)室中。其中，第一層的第一輪廓包括向上傾斜的突起，第二層的第二輪廓包括向下傾斜的凹陷，以及組合的第一層和第二層的第三輪廓比第一輪廓與第二輪廓中的至少一個更為平坦。其中，第二噴頭孔洞設(shè)計包括呈同心圓的孔洞，而第一噴頭孔洞設(shè)計包括處在與第二噴頭孔洞設(shè)計不同的位置上的呈同心圓的孔洞。該方法進(jìn)一步包括:利用第三噴頭通過CVD在第二層上方沉積第三層，第三噴頭的孔洞設(shè)計不同于第一噴頭孔洞設(shè)計和第二噴頭孔洞設(shè)計。 該方法進(jìn)一步包括:使反應(yīng)氣體和稀釋氣體流經(jīng)第一噴頭或第二噴頭來用于等離子體增強CVD(PECVD)或有機(jī)金屬CVD(MOCVD)。在又一個實施例中，用于控制化學(xué)汽相沉積(CVD)膜輪廓均勻性的系統(tǒng)包括:具有第一噴頭孔洞設(shè)計的第一噴頭，該噴頭被配置成通過CVD在襯底上沉積第一層，其中，第一層具有與第一噴頭孔洞設(shè)計相應(yīng)的第一輪廓，以及具有第二噴頭孔洞設(shè)計的第二噴頭，該噴頭被配置成通過CVD在第一層上方沉積第二層，第二層具有與第二噴頭孔洞設(shè)計相應(yīng)的第二輪廓。第二噴頭孔洞設(shè)計與第一噴頭孔洞設(shè)計不同。其中，第一噴頭位于第一反應(yīng)室中，而第二噴頭位于第二反應(yīng)室中，或者其中，第一噴頭和第二噴頭分別設(shè)置在單個反應(yīng)室內(nèi)。其中，第一噴頭孔洞設(shè)計包括從第一噴頭的中心朝向第一噴頭的外圓周呈同心圓的孔洞，以及其中，第二噴頭孔洞設(shè)計包括第一噴頭孔洞設(shè)計的呈同心圓的部分孔洞。其中，第二噴頭孔洞設(shè)計包括呈同心圓的孔洞，以及其中，第一噴頭孔洞設(shè)計包括處在與第二噴頭孔洞設(shè)計不同的位置上的呈同心圓的孔洞。其中，第一噴頭被配置成沉積具有第一輪廓的第一層，第一輪廓包括向上傾斜的突起，其中，第二噴頭被配置成沉積具有第二輪廓的第二層，第二輪廓包括向下傾斜的凹陷，以及其中，組合的第一層和第二層的第三輪廓比第一輪廓與第二輪廓中的至少一個更為平坦。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括第三反應(yīng)室,第三反應(yīng)室包括具有第三噴頭孔洞設(shè)計的第三噴頭，被配置成通過CVD在第二層上方沉積第三層，其中，第三噴頭孔洞設(shè)計不同于第一噴頭孔洞設(shè)計和第二噴頭孔洞設(shè)計。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括反應(yīng)氣體源和稀釋氣體源，被配置成使得反應(yīng)氣體和稀釋氣體分別流經(jīng)第一噴頭或第二噴頭來用于等離子體增強CVD(PECVD)或有機(jī)金屬CVD(MOCVD)。優(yōu)選地，本公開提供了用于控制大型晶圓(諸如，大于450mm的晶圓表面)上方的化學(xué)汽相沉積(CVD)膜輪廓的均勻性的方法和系統(tǒng)。本公開的方法和系統(tǒng)可以局部地進(jìn)行調(diào)整或?qū)τ糜诤罄m(xù)處理(諸如，蝕刻或CMP工藝)的層輪廓提供局部控制。附圖說明當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本專利技術(shù)。應(yīng)該強調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各種部件沒有被按比例繪制并且僅僅用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增大或減小。圖1是示出了根據(jù)本公開的實施例控制CVD膜輪廓均勻性的方法的流程圖；圖2示出了根據(jù)本公開的實施例的第一層的第一輪廓、第二層的第二輪廓、以及組合的第一層和第二層的第三輪廓。圖3和圖4示出了根據(jù)本公開的實施例用于控制CVD膜輪廓均勻性的工具的實例；圖5示出了根據(jù)本公開的實施例用于控制膜輪廓均勻性的CVD室；圖6A-圖6C分別示出了根據(jù)本公開的實施例的噴頭孔洞(aperture)設(shè)計、相應(yīng)的CVD膜輪廓均勻性控制系統(tǒng)和等離子體流動圖案、以及相應(yīng)的膜輪廓；圖7A-圖7C、圖8A-圖8C、以及圖1OA-圖1OC分別示出了根據(jù)本公開的實施例的噴頭孔洞設(shè)計的實例、相應(yīng)的CVD膜輪廓均勻性控制系統(tǒng)和等離子體流動圖案、以及相應(yīng)的膜輪廓。具體實施例方式以下公開提供了多種不同實施例或?qū)嵗糜趯崿F(xiàn)本專利技術(shù)的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本專利技術(shù)。當(dāng)然，這些僅是實例并且不旨在限制本專利技術(shù)。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括其他部件可以形成在第一部件和第二部件之間使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。出于簡單和清楚的目的，可以不同比例任意繪制各個部件。可以注意到，出于簡單和清楚的目的，相同或類似的部件在此可以類似地進(jìn)行標(biāo)號。另外，為了清楚，可以對一些附圖進(jìn)行簡化。因此，這些附圖所描繪的可以不是所給出的裝置(例如，器件)或方法的所有部 分。在此將參考附圖來描述本公開的各個方方面，這些附圖是本公開的理想配置的示意圖。例如，由于制造技術(shù)和/或公差所造成的，諸如，視圖形狀的變型是可預(yù)期的。因此，在整個公開中所展現(xiàn)的本公開的各個方面不應(yīng)被理解成局限于在此所示和所描述的元件(例如，區(qū)域、層、部分、襯底等)的具體形狀，而是包括由于，例如，制造過程所導(dǎo)致的形狀偏差。作為實例，所示或所描述為矩形的元件可以具有圓形的或彎曲的部件和/或在其邊緣具有漸變的而不是從一個元件到另一個元件不連續(xù)地變化的濃度。其次，圖中所示的元件實際上是示意性本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種控制化學(xué)汽相沉積(CVD)膜輪廓均勻性的方法，所述方法包括：利用第一噴頭通過CVD在襯底上沉積第一層，所述第一層具有第一輪廓；以及利用第二噴頭通過CVD在所述第一層上方沉積第二層，所述第二層具有第二輪廓，其中，組合的第一層和第二層具有第三輪廓，以及其中，所述第一輪廓、所述第二輪廓以及所述第三輪廓彼此不同。

【技術(shù)特征摘要】
2011.12.07 US 13/313,1061.一種控制化學(xué)汽相沉積(CVD)膜輪廓均勻性的方法，所述方法包括: 利用第一噴頭通過CVD在襯底上沉積第一層，所述第一層具有第一輪廓；以及 利用第二噴頭通過CVD在所述第一層上方沉積第二層，所述第二層具有第二輪廓， 其中，組合的第一層和第二層具有第三輪廓，以及 其中，所述第一輪廓、所述第二輪廓以及所述第三輪廓彼此不同。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一層沉積在第一反應(yīng)室中，而所述第二層沉積在第二反應(yīng)室中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一層的所述第一輪廓包括向上傾斜的突起，所述第二層的所述第二輪廓包括向下傾斜的凹陷，并且所述組合的第一層和第二層的所述第三輪廓比所述第一輪廓與所述第二輪廓中的至少一個更為平坦。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二噴頭具有第二噴頭孔洞設(shè)計，所述第二噴頭孔洞設(shè)計包括呈同心圓的孔洞，而所述第一噴頭具有第一噴頭孔洞設(shè)計，所述第一噴頭孔洞設(shè)計包括處在與所述第二噴頭孔洞設(shè)計不同的位置上的呈同心圓的孔洞。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:選擇所述第二噴頭，以利用所述第二層的所述第二輪廓來補償所述第一層的所述第一輪廓，從而提供所述組合的第一層和第二層的所述第三輪廓，所述第三輪廓比所述第一輪廓與所述第二輪廓中的至少一個更為平坦。6.根據(jù)權(quán)利...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭銘修，李志聰，周友華，蔡明志，陳嘉和，林進(jìn)祥，
申請(專利權(quán))人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：