本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種可改善成膜均勻性的化學(xué)氣相沉積方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體晶圓的制造工藝中，化學(xué)氣相沉積是形成薄膜結(jié)構(gòu)的主要工藝之一。其中，薄膜均勻性是表征化學(xué)氣相沉積工藝成膜質(zhì)量和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。隨著半導(dǎo)體工藝特征尺寸的不斷減小，半導(dǎo)體工藝制程對(duì)于薄膜均勻性的要求也日益提高。

2、目前，等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（pecvd）已廣泛應(yīng)運(yùn)用于晶圓制造的成膜工藝中，其具有沉積溫度低、沉積速率快及成膜致密性好等優(yōu)點(diǎn)，可用于各類(lèi)介質(zhì)層或?qū)щ妼颖∧さ闹苽?。pecvd工藝一般采用rf電源產(chǎn)生等離子體，通過(guò)激發(fā)反應(yīng)腔內(nèi)的工藝氣體電離，產(chǎn)生化學(xué)沉積反應(yīng)，并最終在晶圓上生成沉積膜。

3、然而，發(fā)明人經(jīng)大量研究發(fā)現(xiàn)，在rf電源的反應(yīng)腔內(nèi)的點(diǎn)火過(guò)程中，往往會(huì)由于腔體壓力或特氣種類(lèi)等的變化而出現(xiàn)比較大且不穩(wěn)定的反射功率。反射功率會(huì)導(dǎo)致射頻能量出現(xiàn)損失，使施加于反應(yīng)過(guò)程的實(shí)際功率降低，進(jìn)而造成反應(yīng)腔內(nèi)的成膜速率發(fā)生變化，最終導(dǎo)致成膜厚度出現(xiàn)波動(dòng)，影響膜厚的晶圓片間均勻性。晶圓片間均勻性的波動(dòng)會(huì)影響工藝穩(wěn)定性，進(jìn)而使產(chǎn)品良率發(fā)生波動(dòng)。因此，如何在pecvd工藝中減小反射功率對(duì)于成膜厚度片間均勻性的影響，是提升pecvd工藝穩(wěn)定性及產(chǎn)品良率的重要課題。

4、應(yīng)該注意，上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說(shuō)明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本發(fā)明的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種可改善成膜均勻性的化學(xué)氣相沉積方法及設(shè)備，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中反射功率對(duì)于pecvd工藝成膜厚度片間均勻性影響等問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的及其它相關(guān)目的，本發(fā)明提供了一種可改善成膜均勻性的化學(xué)氣相沉積方法，包括如下步驟：

3、在化學(xué)氣相沉積工藝第一階段中，對(duì)射頻信號(hào)的反射功率進(jìn)行信號(hào)采樣；

4、在化學(xué)氣相沉積工藝第二階段中，根據(jù)所述反射功率的采樣信號(hào)對(duì)所述射頻信號(hào)的時(shí)間或功率進(jìn)行補(bǔ)償；

5、對(duì)所述射頻信號(hào)的時(shí)間補(bǔ)償滿足如下條件：

6、

7、上式中，t為總工藝時(shí)間，t1為第一階段工藝時(shí)間，tp為采樣時(shí)間，為補(bǔ)償工藝時(shí)間，a為采樣間隔時(shí)間，pt為采樣時(shí)的反射功率，p為射頻信號(hào)功率，ct為時(shí)間補(bǔ)償系數(shù)；

8、對(duì)所述射頻信號(hào)的功率補(bǔ)償滿足如下條件：

9、

10、上式中，p1為第一階段的射頻信號(hào)功率，p2為第二階段的射頻信號(hào)功率，為補(bǔ)償射頻信號(hào)功率，t1為第一階段工藝時(shí)間，tp為采樣時(shí)間，a為采樣間隔時(shí)間，pt為采樣時(shí)的反射功率，cp為功率補(bǔ)償系數(shù)。

11、在一可選方案中，在化學(xué)氣相沉積工藝第二階段中，根據(jù)反射功率的采樣信號(hào)對(duì)射頻信號(hào)的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償；

12、對(duì)所述射頻信號(hào)的時(shí)間補(bǔ)償滿足如下條件：

13、

14、上式中，t為總工藝時(shí)間，t1為第一階段工藝時(shí)間，為補(bǔ)償工藝時(shí)間，tr為反射功率持續(xù)時(shí)間，ct為時(shí)間補(bǔ)償系數(shù)。

15、在一可選方案中，在化學(xué)氣相沉積工藝第二階段中，根據(jù)反射功率的采樣信號(hào)對(duì)射頻信號(hào)的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償；

16、對(duì)所述射頻信號(hào)的時(shí)間補(bǔ)償滿足如下條件：

17、

18、上式中，t為總工藝時(shí)間，t1為第一階段工藝時(shí)間，為補(bǔ)償工藝時(shí)間，tr為反射功率持續(xù)時(shí)間，a為采樣間隔時(shí)間，pt為采樣時(shí)的反射功率，p為射頻信號(hào)功率，ct為時(shí)間補(bǔ)償系數(shù)。

19、在一可選方案中，在化學(xué)氣相沉積工藝第二階段中，根據(jù)反射功率的采樣信號(hào)對(duì)射頻信號(hào)的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償；

20、對(duì)所述射頻信號(hào)的時(shí)間補(bǔ)償滿足如下條件：

21、

22、上式中，t為總工藝時(shí)間，t1為第一階段工藝時(shí)間，為補(bǔ)償工藝時(shí)間，a為采樣間隔時(shí)間，pt為采樣時(shí)的反射功率，p為射頻信號(hào)功率，ct為時(shí)間補(bǔ)償系數(shù)。

23、在一可選方案中，在化學(xué)氣相沉積工藝第二階段中，根據(jù)反射功率的采樣信號(hào)對(duì)射頻信號(hào)的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償；

24、對(duì)所述射頻信號(hào)的時(shí)間補(bǔ)償滿足如下條件：

25、

26、上式中，t為總工藝時(shí)間，t1為第一階段工藝時(shí)間，tn為第一階段工藝結(jié)束前n秒的采樣時(shí)間，為補(bǔ)償工藝時(shí)間，a為采樣間隔時(shí)間，pt為采樣時(shí)的反射功率，p為射頻信號(hào)功率，ct為時(shí)間補(bǔ)償系數(shù)。

27、在一可選方案中，在化學(xué)氣相沉積工藝第二階段中，根據(jù)反射功率的采樣信號(hào)對(duì)射頻信號(hào)的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償；

28、對(duì)所述射頻信號(hào)的時(shí)間補(bǔ)償滿足如下條件：

29、

30、上式中，t為總工藝時(shí)間，t1為第一階段工藝時(shí)間，tm為第一階段工藝開(kāi)始后m秒的采樣時(shí)間，tn為第一階段工藝結(jié)束前n秒的采樣時(shí)間，為第一補(bǔ)償工藝時(shí)間，為第二補(bǔ)償工藝時(shí)間，a為采樣間隔時(shí)間，pt為采樣時(shí)的反射功率，p0為點(diǎn)火功率，p為射頻信號(hào)功率，cta為第一時(shí)間補(bǔ)償系數(shù)，ctb為第二時(shí)間補(bǔ)償系數(shù)。

31、在一可選方案中，在化學(xué)氣相沉積工藝第二階段中，根據(jù)反射功率的采樣信號(hào)對(duì)射頻信號(hào)的功率進(jìn)行補(bǔ)償；

32、對(duì)所述射頻信號(hào)的功率補(bǔ)償滿足如下條件：

33、上式中，p1為第一階段的射頻信號(hào)功率，p2為第二階段的射頻信號(hào)功率，為第一補(bǔ)償射頻信號(hào)功率，為第二補(bǔ)償射頻信號(hào)功率，tm為第一階段工藝開(kāi)始后m秒的采樣時(shí)間，tn為第二階段工藝時(shí)間，t為總工藝時(shí)間，a為采樣間隔時(shí)間，pt為采樣時(shí)的反射功率，cpa為第一功率補(bǔ)償系數(shù)，cpb為第二功率補(bǔ)償系數(shù)。

34、在一可選方案中，在化學(xué)氣相沉積工藝第二階段中，根據(jù)反射功率的采樣信號(hào)對(duì)射頻信號(hào)的功率進(jìn)行補(bǔ)償；

35、對(duì)所述射頻信號(hào)的功率補(bǔ)償滿足如下條件：

36、

37、上式中，p1為第一階段的射頻信號(hào)功率，p2為第二階段的射頻信號(hào)功率，tm為第一階段工藝開(kāi)始后m秒的采樣時(shí)間，tn為第二階段工藝時(shí)間，t為總工藝時(shí)間，a為采樣間隔時(shí)間，pt為采樣時(shí)的反射功率，cpa為第一功率補(bǔ)償系數(shù)，cpb為第二功率補(bǔ)償系數(shù)。

38、在一可選方案中，所述時(shí)間補(bǔ)償系數(shù)和所述功率補(bǔ)償系數(shù)的范圍為0.1至10。

39、本發(fā)明還提供了一種可改善成膜均勻性的化學(xué)氣相沉積設(shè)備，包括：

40、工藝腔，其用于裝載晶圓并對(duì)所述晶圓進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝；

41、射頻信號(hào)源，其通過(guò)發(fā)生射頻信號(hào)激發(fā)所述工藝腔內(nèi)的工藝氣體電離并產(chǎn)生等離子體，在所述晶圓表面進(jìn)行化學(xué)沉積反應(yīng)；

42、反射功率補(bǔ)償單元，其連接所述射頻信號(hào)源，在所述化學(xué)氣相沉積工藝中，根據(jù)上述任一方案中所述的化學(xué)氣相沉積方法，對(duì)所述射頻信號(hào)的時(shí)間或功率進(jìn)行補(bǔ)償。

43、如上所述，本發(fā)明提供的化學(xué)氣相沉積方法及設(shè)備，通過(guò)在化學(xué)氣相沉積過(guò)程中對(duì)反射功率進(jìn)行采樣，并對(duì)射頻信號(hào)的時(shí)間或功率進(jìn)行補(bǔ)償，從而使化學(xué)氣相沉積成膜厚度的片間均勻性得到顯著改善，有助于提高生產(chǎn)良率。