本發(fā)明涉及半導體鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種雙腔式等離子體沉積鍍膜方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有雙腔式等離子體處理裝置在進行沉積鍍膜前，需清洗反應(yīng)腔室，具體地：將清洗氣體通過遠程等離子體發(fā)生器經(jīng)管路送入兩個反應(yīng)腔室，反應(yīng)腔室清洗完成后，需將反應(yīng)腔室及裝置內(nèi)的所有管道抽真空，之后，工藝氣體帶著一定的壓力被輸入到兩個反應(yīng)腔室，然而，因為等離子體發(fā)生器與腔室之間的管路為真空狀態(tài)，會有一部分工藝氣體返流至上述管路內(nèi)，返流的氣體量帶有隨機性，會造成兩個反應(yīng)腔室間的氣體分配不均，引起兩腔室內(nèi)沉積速率上的差異。

目前，隨著半導體技術(shù)的不斷發(fā)展，對薄膜性能的要求不斷提高，因此，提高等離子體工藝制程晶圓間的復制性及均一性，成為人們亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種雙腔式等離子體沉積鍍膜方法，以至少解決現(xiàn)有的雙腔式等離子體沉積鍍膜方法容易造成兩腔鍍膜存在差異，晶圓間的均一性差等問題。

本發(fā)明提供了一種雙腔式等離子體沉積鍍膜方法，包括如下步驟：

(1)將第一反應(yīng)腔室、第二反應(yīng)腔室、清洗氣體進氣通道和工藝氣體進氣通道抽真空；

(2)將襯底分別送入第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)，并調(diào)整到所需的工藝位置；

(3)通過工藝氣體進氣通道向第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)通入工藝氣體，同時，向清洗氣體進氣通道內(nèi)通入氮氣；

(4)調(diào)整兩個反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力至1～10torr；

(5)預熱襯底至60～500攝氏度，并對第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)的工藝氣體進行射頻處理，使工藝氣體在射頻的作用下形成等離子體，等離子體在襯底表面成膜，完成鍍膜。

優(yōu)選，在步驟3中，氮氣的用量<＝2000sccm。

進一步優(yōu)選，在步驟4中，調(diào)整兩個反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力至1.5～6torr。

進一步優(yōu)選，在步驟5中，預熱襯底至400攝氏度。

進一步優(yōu)選，步驟1中的清洗氣體進氣通道的進氣口與遠程等離子發(fā)生器的出氣口連通，所述清洗氣體進氣通道的出氣口為兩個且分別與第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室的進氣口連通，所述清洗氣體進氣通道的進氣口距第一反應(yīng)腔室的進氣口和第二反應(yīng)腔室的進氣口的距離相同，所述工藝氣體進氣通道的進氣口與工藝氣體進氣管路連通，所述工藝氣體進氣通道的出氣口為兩個且分別與第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室的進氣口連通，所述工藝氣體進氣通道的出氣口距第一反應(yīng)腔室的進氣口和第二反應(yīng)腔室的進氣口的距離相同。

進一步優(yōu)選，所述工藝氣體進氣通道的兩個出氣口分別連通于清洗氣體進氣通道的兩個出氣口處。

本發(fā)明提供的雙腔式等離子體沉積鍍膜方法，通過在向第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室通入工藝氣體的同時，向清洗氣體進氣通道內(nèi)通入氮氣，可以破除了清洗氣體進氣通道的真空狀態(tài)，平衡兩端的壓力，使工藝氣體均勻分配到第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室，有效的消除第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室間氣流分配不均帶來的沉積速率上的差異，從而提高晶圓間工藝的均一性，另外，清洗氣體進氣通道同時作為氮氣進氣通道，使得該方法可以在現(xiàn)有的雙腔式等離子體處理裝置上完成，而不用改變現(xiàn)有雙腔式等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1為本發(fā)明雙腔式等離子體沉積鍍膜方法使用的雙腔式等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種雙腔式等離子體沉積鍍膜方法，包括如下步驟：

(1)將第一反應(yīng)腔室、第二反應(yīng)腔室、清洗氣體進氣通道和工藝氣體進氣通道抽真空；

(2)將襯底分別送入第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)，并調(diào)整到所需的工藝位置；

(3)通過工藝氣體進氣通道向第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)通入工藝氣體，同時，向清洗氣體進氣通道內(nèi)通入氮氣；

(4)調(diào)整兩個反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力至1～10torr；

(5)預熱襯底至60～500攝氏度，并對第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)的工藝氣體進行射頻處理，使工藝氣體在射頻的作用下形成等離子體，等離子體在襯底表面成膜，完成鍍膜。

該雙腔式等離子體沉積鍍膜方法，通過在向第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室通入工藝氣體的同時，向清洗氣體進氣通道內(nèi)通入氮氣，可以破除了清洗氣體進氣通道的真空狀態(tài)，平衡兩端的壓力，使工藝氣體均勻分配到第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室，有效的消除第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室間氣流分配不均帶來的沉積速率上的差異，從而提高晶圓間工藝的均一性，另外，清洗氣體進氣通道同時作為氮氣進氣通道，使得該方法可以在現(xiàn)有的雙腔式等離子體處理裝置上完成，而不用改變現(xiàn)有雙腔式等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)。

作為技術(shù)方案的改進，在步驟3中，氮氣的用量<＝2000sccm，為清洗氣體進氣通道帶來一定壓力，防止工藝氣體在清洗氣體進氣通道中回流及串流。

作為技術(shù)方案的改進，在步驟4中，調(diào)整兩個反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力至1.5～6torr。

作為技術(shù)方案的改進，在步驟5中，預熱襯底至400攝氏度。

為了保證氮氣或工藝氣體等量分配至第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室，作為技術(shù)方案的改進，如圖1所示，步驟1中的清洗氣體進氣通道1的進氣口與遠程等離子發(fā)生器2的出氣口連通，所述清洗氣體進氣通道1的出氣口為兩個且分別與第一反應(yīng)腔室3和第二反應(yīng)腔室4的進氣口連通，所述清洗氣體進氣通道1的進氣口距第一反應(yīng)腔室3的進氣口和第二反應(yīng)腔室4的進氣口的距離相同，所述工藝氣體進氣通道5的進氣口與工藝氣體進氣管路連通，所述工藝氣體進氣通道5的出氣口為兩個且分別與第一反應(yīng)腔室3和第二反應(yīng)腔室4的進氣口連通，所述工藝氣體進氣通道5的出氣口距第一反應(yīng)腔室3的進氣口和第二反應(yīng)腔室4的進氣口的距離相同。

作為技術(shù)方案的改進，所述工藝氣體進氣通道5的兩個出氣口分別連通于清洗氣體進氣通道1的兩個出氣口處。

實施例1

一種雙腔式等離子體沉積鍍膜方法，使用現(xiàn)有的雙腔式等離子體處理裝置，具體包括如下步驟：

(1)將第一反應(yīng)腔室、第二反應(yīng)腔室、清洗氣體進氣通道和工藝氣體進氣通道抽真空；

(2)將硅片分別送入第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)的加熱盤上；

(3)通過工藝氣體進氣通道向第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)通入硅烷和一氧化二氮的混合氣體；

(4)調(diào)整兩個反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力至10torr；

(5)預熱硅片至60攝氏度，并對第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)的工藝氣體進行射頻處理，使工藝氣體在射頻的作用下形成等離子體，等離子體在硅片表面形成氧化硅薄膜，完成鍍膜。

實施例2

一種雙腔式等離子體沉積鍍膜方法，與實施例1的不同之處在于：

1、在步驟(3)中，通過工藝氣體進氣通道向第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)通入硅烷和一氧化二氮的混合氣體，同時，通過遠程等離子發(fā)生器向清洗氣體進氣通道內(nèi)通入氮氣，氮氣的用量為2000sccm。

實施例3

一種雙腔式等離子體沉積鍍膜方法，具體包括如下步驟：

(1)將第一反應(yīng)腔室、第二反應(yīng)腔室、清洗氣體進氣通道和工藝氣體進氣通道抽真空；

(2)將硅片分別送入第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)的加熱盤上；

(3)通過工藝氣體進氣通道向第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)通入硅烷和氨氣的混合氣體，同時，通過遠程等離子發(fā)生器向清洗氣體進氣通道內(nèi)通入氮氣，氮氣的用量為1000sccm；

(4)調(diào)整兩個反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力至1torr；

(5)預熱硅片至500攝氏度，并對第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)的工藝氣體進行射頻處理，使工藝氣體在射頻的作用下形成等離子體，等離子體在硅片表面形成氮化硅薄膜，完成鍍膜。

其中，本方法使用的雙腔式等離子體處理裝置(如圖1所示)的清洗氣體進氣通道1的進氣口與遠程等離子發(fā)生器2的出氣口連通，所述清洗氣體進氣通道1的出氣口為兩個且分別與第一反應(yīng)腔室3和第二反應(yīng)腔室4的進氣口連通，所述清洗氣體進氣通道1的進氣口距第一反應(yīng)腔室3的進氣口和第二反應(yīng)腔室4的進氣口的距離相同，所述工藝氣體進氣通道5的進氣口與工藝氣體進氣管路連通，所述工藝氣體進氣通道5的出氣口為兩個且分別與第一反應(yīng)腔室3和第二反應(yīng)腔室4的進氣口連通，所述工藝氣體進氣通道5的出氣口距第一反應(yīng)腔室3的進氣口和第二反應(yīng)腔室4的進氣口的距離相同。

實施例4

與實施例3的不同之處在于：

1、在步驟(3)中，通過工藝氣體進氣通道向第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)通入硅烷和氨氣的混合氣體，同時，通過遠程等離子發(fā)生器向清洗氣體進氣通道內(nèi)通入氮氣，氮氣的用量為500sccm。

2、在步驟(4)中，調(diào)整兩個反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力至1.5torr；

3、在步驟(5)中，預熱硅片至400攝氏度；

4、本方法使用的雙腔式等離子體處理裝置(如圖1所示)的工藝氣體進氣通道5的兩個出氣口分別連通于清洗氣體進氣通道1的兩個出氣口處。

實施例5

與實施例4的不同之處在于：

1、在步驟(4)中，調(diào)整兩個反應(yīng)腔室內(nèi)的壓力至6torr。

實施例6

采用實施例1至實施例5的沉積鍍膜方法分別對襯底鍍膜各1000次，統(tǒng)計采用每種鍍膜方法時，第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室薄膜沉積速率的差異百分比的平均值，如下表：

由上表可以看出，沉積鍍膜過程中，在向第一反應(yīng)腔室和第二反應(yīng)腔室內(nèi)通入工藝氣體時，同時向清洗氣體進氣通道內(nèi)通入氮氣，可以使加工出來的薄膜沉積速率相當，兩腔室的差異小于1％。