CN105040097B - 针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔及化学气相沉积方法 - Google Patents
针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔及化学气相沉积方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔及化学气相沉积方法。针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔包括：封闭真空腔室、安装在所述封闭真空腔室的侧壁上的等离子体喷头、用于对所述等离子体喷头进行供电的电源、布置在所述封闭真空腔室内用于加热晶圆的加热板、以及布置在所述封闭真空腔室内的等离子体挡板。其中，所述等离子体挡板处于所述加热板上方。在晶圆被布置在所述加热板上的状态下，所述等离子体挡板遮挡晶圆而仅仅暴露晶圆的晶圆边缘。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔及化学气相沉积方法。
背景技术
随着集成电路工艺的发展，晶圆半径越来越大，半导体生产对薄膜厚度均匀度的控制越来越难，随着后段工艺层数的增加，此均匀度不均的问题将被逐层累积。比如，半导体生产中后段经过多层薄膜沉积后的晶圆边缘的光阻散焦缺陷。在现有技术中，在半导体生产中并没有较好的解决晶圆边缘区域薄膜厚度的方法，这对半导体生产的金属层数量产生了限制。
同时，在某些特定条件下，在半导体生产的前段工艺也同样需要只针对晶圆边缘区域沉积薄膜，以解决薄膜厚度不均等特定问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够只针对晶圆边缘区域进行化学气相沉积工艺的工艺机台以及其工艺方法。
为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔，包括：封闭真空腔室、安装在所述封闭真空腔室的侧壁上的等离子体喷头、用于对所述等离子体喷头进行供电的电源、布置在所述封闭真空腔室内用于加热晶圆的加热板、以及布置在所述封闭真空腔室内的等离子体挡板；其中，所述等离子体挡板处于所述加热板上方。
优选地，在晶圆被布置在所述加热板上的状态下，所述等离子体挡板遮挡晶圆而仅仅暴露晶圆的晶圆边缘。
优选地，晶圆边缘是距离晶圆最外侧0-30mm的晶圆区域。
优选地，晶圆边缘尤其是距离晶圆最外侧0-6mm的晶圆区域。
优选地，所述化学气相沉积工艺腔用于针对晶圆边缘区域进行化学气相沉积处理。
优选地，所述等离子体挡板为圆弧形防护罩。
优选地，所述等离子体挡板为多层半径不同的等离子体防护罩叠加组成。
优选地，所述等离子体挡板的每一层离子体防护罩被施加独立电场或独立磁场。
根据本发明，还提供了一种针对晶圆晶边的化学气相沉积方法，采用了上述针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔，其特征在于所述化学气相沉积方法包括：使得工艺气体通过等离子体喷头进入所述封闭真空腔室，并且在所述等离子体挡板的部分遮挡下使得工艺气体仅仅落在晶圆的边缘区域中，由此进行晶圆边缘薄膜沉积。
优选地，所述针对晶圆晶边的化学气相沉积方法还包括：测试在不同电场或磁场强度下，在等离子体挡板的作用下，不同种类沉积薄膜能够在晶圆边缘沉积的有效距离以及不同种类沉积薄膜在晶圆边缘的不同位置的薄膜厚度曲线；利用薄膜厚度曲线并根据晶圆边缘需要补偿的厚度曲线来设立薄膜沉积的工艺程式，进而对晶圆进行晶边薄膜沉积。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔。
图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的等离子体挡板的截面图。
图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的等离子体挡板的俯视图。
图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的等离子体挡板的原理示意图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔。
根据本发明优选实施例的针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔用于针对晶圆边缘区域进行化学气相沉积处理。换言之，该化学气相沉积工艺腔可以实现对晶圆只在晶圆边缘进行化学气相沉积工艺。
其中，在具体实施例中，优选地，晶圆边缘指的是距离晶圆最外侧0-30mm的晶圆区域，更具体地，晶圆边缘尤其指的是距离晶圆最外侧0-6mm的晶圆区域，以便有效控制晶边薄膜厚度均匀度的问题，并保证产品稳定性和良率。
更具体地，如图1所示，根据本发明优选实施例的针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔包括：封闭真空腔室100、安装在所述封闭真空腔室100的侧壁上的等离子体喷头200、用于对所述等离子体喷头200进行供电的电源201(例如，射频电源)、布置在所述封闭真空腔室100内用于加热晶圆10的加热板300、以及布置在所述封闭真空腔室100内的等离子体挡板400。
其中，所述等离子体挡板400处于所述加热板300上方。而且，在晶圆10被布置在所述加热板300上的状态下，所述等离子体挡板400遮挡晶圆10而仅仅暴露晶圆10的晶圆边缘。
在操作时，工艺气体500通过等离子体喷头200进入所述封闭真空腔室100，并且在所述等离子体挡板400的部分遮挡下仅仅落在晶圆的边缘区域中。
图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的等离子体挡板的截面图，图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的等离子体挡板的俯视图。
如图2和图3所示，优选地，所述等离子体挡板400为圆弧形防护罩。而且，进一步优选地，所述等离子体挡板400为多层半径不同的等离子体防护罩41、42、43、44叠加组成。此时，例如，所述等离子体挡板的每一层离子体防护罩均可以施加不同强度的电场或磁场，如同4所示，以实现对等离子体运动方向和距离的控制。
优选地，如图1所示，所述封闭真空腔室100下侧连接至一个副产物泵500。
相应地，利用上述针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔，根据本发明优选实施例的针对晶圆晶边的化学气相沉积可包括下述步骤：使得工艺气体500通过等离子体喷头200进入所述封闭真空腔室100，并且在所述等离子体挡板400的部分遮挡下使得工艺气体500仅仅落在晶圆的边缘区域中，由此进行晶圆边缘薄膜沉积。
而且，根据本发明优选实施例的针对晶圆晶边的化学气相沉积还可包括下述步骤：测试在不同电场或磁场强度下，在等离子体挡板的作用下(例如针对每层等离子体防护罩或者不同层离子体防护罩组合条件下)，不同种类沉积薄膜能够在晶圆边缘沉积的有效距离以及不同种类沉积薄膜在晶圆边缘的不同位置的薄膜厚度曲线；
利用薄膜厚度曲线并根据晶圆边缘需要补偿的厚度曲线来设立薄膜沉积的工艺程式，进而对晶圆进行晶边薄膜沉积。
总之，通过应用本发明，可以有效控制薄膜厚度的均匀度，保证产品稳定性和良率。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔，其特征在于包括：封闭真空腔室、安装在所述封闭真空腔室的侧壁上的等离子体喷头、用于对所述等离子体喷头进行供电的电源、布置在所述封闭真空腔室内用于加热晶圆的加热板、以及布置在所述封闭真空腔室内的等离子体挡板；其中，所述等离子体挡板处于所述加热板上方，所述等离子体挡板为多层半径不同的等离子体防护罩叠加组成，所述等离子体挡板的每一层等 离子体防护罩被施加独立电场或独立磁场，在晶圆被布置在所述加热板上的状态下，所述等离子体挡板遮挡晶圆而仅仅暴露晶圆的晶圆边缘。
2.根据权利要求1所述的针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔，其特征在于，晶圆边缘是距离晶圆最外侧0-30mm的晶圆区域。
3.根据权利要求1所述的针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔，其特征在于，晶圆边缘是距离晶圆最外侧0-6mm的晶圆区域。
4.根据权利要求1所述的针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔，其特征在于，所述化学气相沉积工艺腔用于针对晶圆边缘区域进行化学气相沉积处理。
5.根据权利要求1所述的针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔，其特征在于，所述等离子体挡板为圆弧形防护罩。
6.一种针对晶圆晶边的化学气相沉积方法，采用了根据权利要求1至5之一所述的针对晶圆晶边的化学气相沉积工艺腔，其特征在于所述化学气相沉积方法包括：使得工艺气体通过等离子体喷头进入所述封闭真空腔室，并且在所述等离子体挡板的部分遮挡下使得工艺气体仅仅落在晶圆的边缘区域中，由此进行晶圆边缘薄膜沉积；测试在不同电场或磁场强度下，在等离子体挡板的作用下，不同种类沉积薄膜能够在晶圆边缘沉积的有效距离以及不同种类沉积薄膜在晶圆边缘的不同位置的薄膜厚度曲线；利用薄膜厚度曲线并根据晶圆边缘需要补偿的厚度曲线来设立薄膜沉积的工艺程式，进而对晶圆进行晶边薄膜沉积。
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