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TWI750749B - 化學氣相沉積製程及膜層的形成方法 - Google Patents

化學氣相沉積製程及膜層的形成方法 Download PDF

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TWI750749B
TWI750749B TW109125348A TW109125348A TWI750749B TW I750749 B TWI750749 B TW I750749B TW 109125348 A TW109125348 A TW 109125348A TW 109125348 A TW109125348 A TW 109125348A TW I750749 B TWI750749 B TW I750749B
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陳佩瑜
洪婉毓
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華邦電子股份有限公司
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Abstract

一種化學氣相沉積製程，包括：進行第一階段沉積製程，在第一溫度維持第一時間段；進行第二階段沉積製程，包括：升溫步驟，在第二時間段內從所述第一溫度升溫至第二溫度；以及降溫步驟，在第三時間段內從所述第二溫度下降至第三溫度。

Description

化學氣相沉積製程及膜層的形成方法
本發明是有關於一種沉積方法及膜層的形成方法，且特別是有關於一種化學氣相沉積製程及膜層的形成方法。
化學氣相沉積製程是目前廣泛使用在半導體製程的一種膜層的沉積方法。隨著元件尺寸不斷地小型化，膜層的厚度的控制也就愈加的重要。然而，目前的化學氣相沉積製程容易有膜厚不均的問題。
本發明提供一種化學氣相沉積製程及膜層的形成方法，可以提升膜層的均勻度。
本發明實施例一種化學氣相沉積製程，包括：進行第一階段沉積製程，在第一溫度維持第一時間段；進行第二階段沉積製程，包括：升溫步驟，在第二時間段內從所述第一溫度升溫至第二溫度；以及降溫步驟，在第三時間段內從所述第二溫度下降至第三溫度。
本發明實施例還提出一種化學氣相沉積製程包括多個循環製程，每一循環製程包括：進行第一階段沉積製程，在第一溫度維持第一時間段；以及進行第二階段沉積製程，包括：升溫步驟，在第二時間段內從所述第一溫度升溫至第二溫度；以及降溫步驟，在第三時間段內從所述第二溫度下降至所述第一溫度。
本發明實施例之化學氣相沉積製程及膜層的形成方法，可以提升膜層的均勻度。
本發明的一種化學氣相沉積製程是一種藉由動態精細溫控的方式來進行膜層的沉積製程。在第一實施例中，化學氣相沉積製程包括進行初始階段S0、進行第一階段沉積製程S1、進行第二階段沉積製程S2、進行除氣階段S3以及終了階段SN，如圖1所示。
請參照圖1與圖3A，首先將基底10置於反應腔室之中，然後，進行初始階段S0。在進行初始階段S0時，將載氣通入反應腔室，但不將反應氣體通入反應腔室之中，因此在基底上尚無法沉積膜層。載氣可以是惰性氣體，例如是氮氣或是氦氣。初始階段S0包括恆溫步驟S0-F以及升溫步驟S0-R。恆溫步驟S0-F維持在固定的初始溫度T 0例如是攝氏300度至650度進行一時間段t 0F例如是5分鐘至60分鐘。本文所述的溫度是指反應腔體的溫度。在進行恆溫步驟S0-F之後，接著，進行升溫步驟S0-R。升溫步驟S0-R在時間段t 0R內將溫度從初始溫度T 0上升至第一溫度T 1。時間段t 0R例如是5分鐘至10分鐘。第一溫度T 1例如是攝氏 450度至750度。第一溫度T 1與初始溫度T 0的差例如是攝氏10度至300度。升溫步驟S0-R的升溫速率例如是0.03至0.35度/秒。升溫步驟S0-R例如是以固定的升溫速率，或階段式的升溫速率，使溫度從初始溫度T 0上升至第一溫度T 1。
接著，進行第一階段沉積製程S1。在進行第一階段沉積製程S1時，在反應腔室中通入反應氣體，以在基底上沉積膜層。在一實施例中，欲沉積的膜層為氮化矽膜，反應氣體例如是矽甲烷以及氨氣。在進行第一階段沉積製程S1時，在反應腔室中亦可以持續通入載氣，並且可以藉由載氣的流量來控制沉積的速率。載氣的流量可以小於或等於在初始階段S0所通入的載氣的流量。
第一階段沉積製程S1在第一溫度T 1維持第一時間段t 1。時間段t 1例如是5分鐘至25分鐘。第一時間段t 1例如是總沉積時間t tol的20%至70%。此處所述的總沉積時間t tol是指第一時間段t 1以及後續提及的第二時間段t 2以及第三時間段t 3的總和(t tol=t 1+t 2+t 3)。總沉積時間t tol也可以是指通入反應氣體的總時間。
請參照圖1與圖3A，在進行第一階段沉積製程S1後，基底10的邊緣區域ER的材料層12a的厚度會略大於基底10的中心區域CR的材料層12a的厚度。
之後，進行第二階段沉積製程S2。第二階段沉積製程S2包括升溫步驟S2-R與降溫步驟S2-D。在進行升溫步驟S2-R與降溫步驟S2-D時，在反應腔室中持續通入反應氣體，並可選擇性地通入載氣，以持續在基底上沉積膜層，使膜層的厚度增加。載氣的流量可以小於或等於在初始階段S0所通入的載氣的流量。
第二階段沉積製程S2的升溫步驟S2-R在第二時間段t 2內從所述第一溫度T 1升溫至第二溫度T 2。第二時間段t 2例如是3分鐘至10分鐘。第二時間段t 2例如是小於或等於第一時間段t 1。第二時間段t 2例如是等於或是大於初始階段S0的升溫步驟S0-R的時間段t 0R。第二時間段t 2例如是總沉積時間t tol的5%至40%。升溫步驟S2-R的升溫速率例如是0.03至0.35度/秒。升溫步驟S2-R例如是以固定的升溫速率，或是多階段的升溫速率，使溫度從第一溫度T 1上升至第二溫度T 2。第二溫度T 2如是攝氏470度至800度。第二溫度T 2與第一溫度T 1的差例如是攝氏20度至50度。第二階段沉積製程S2的升溫步驟S2-R的升溫速率可以小於、等於或大於初始階段S0的升溫步驟S0-R的升溫速率。
第二階段沉積製程S2的升溫步驟S2-R達到第二溫度T 2之後，隨即進行降溫步驟S2-D。降溫步驟S2-D在第三時間段t 3內從所述第二溫度T 2持續降溫且下降至第三溫度T 3。在此所述的持續降溫，是指在第三時間段t 3內不包括升溫的步驟，且溫度持續下降。第三時間段t 3例如是5 分鐘至10分鐘。第三時間段t 3例如是小於或等於第一時間段t 1。第三時間段t 3可以小於、等於或大於第二時間段t 2。第三時間段t 3例如是總沉積時間t tol的5%至70%。第二時間段t 2與第三時間段t 3之和例如是總沉積時間t tol的30 %至50 %。降溫步驟S2-D的降溫速率例如是0.03至0.2度/秒。降溫步驟S2-D可以是以固定的降溫速率，或是多階段的降溫速率使溫度從第二溫度T 2下降至第三溫度T 3。第三溫度T 3例如是攝氏400度至730度。第三溫度T 3與第二溫度T 2的差例如是攝氏20度至50度。第三溫度T 3與第一溫度T 1的差例如是攝氏0度至50度。在一實施例中，第三溫度T 3等於第一溫度T 1。降溫步驟S2-D的降溫速率可以小於、等於或大於升溫步驟S2-R的升溫速率。在一實施例中，降溫步驟S2-D的第三時間段t 3大於第二時間段t 2，且降溫步驟S2-D的降溫速率小於升溫步驟S2-R的升溫速率。在另一實施例中，降溫步驟S2-D的第三時間段t 3等於第二時間段t 2，且降溫步驟S2-D的降溫速率等於升溫步驟S2-R的升溫速率。
請參照圖1與圖3B，在進行第二階段沉積製程S2的步驟時，由於基底10的邊緣區ER比中心區CR更容易及時反應溫度的改變，因此，當反應腔室溫度的上升與下降之後，基底10的邊緣區ER的沉積速率明顯下降；而基底10的中心區CR則較慢反應溫度的改變，因此，相較於邊緣區ER，中心區CR的沉積速率的影響較小。故，在進行第二階段沉積製程S2的步驟期間，在中心區CR沉積的材料層12b的厚度大於在邊緣區ER的材料層12b的厚度。藉由此種方法，可以使得最終所形成的膜層12具有均勻的厚度。
在進行降溫步驟S2-D之後，進行除氣（purge）階段S3。在進行除氣階段S3時，在反應腔室中停止通入反應氣體，但仍持續通入載氣，以將反應腔室中殘留的反應氣體排出，停止在基底上沉積膜層。除氣階段S3所通入的載氣的流量可以大於第一階段沉積製程S1以及第二階段沉積製程S2所通入的載氣。除氣階段S3的溫度等於或低於降溫步驟S2-D的溫度。除氣階段S3在降溫步驟S2-D的最低溫度（即第三溫度T 3）維持第四時間段t 4。第四時間段t 4例如是1分鐘至60分鐘。第四時間段t 4例如是大於或等於第二時間段t 2，且大於或等於第三時間段t 3。第四時間段t 4可以小於、等於或大於第一時間段t 1。
在進行除氣階段S3之後，進行終了階段SN。終了階段SN包括降溫步驟SN-D與恆溫步驟SN-F。在終了階段SN的降溫步驟SN-D或恆溫步驟SN-F時，在反應腔室中不通入反應氣體，也不再通入載氣，因此在基底上的膜層厚度不再增加。降溫步驟SN-D在時間段t ND內從第三溫度T 3下降至第四溫度T 4。時間段t ND例如是  3分鐘至10分鐘。時間段t ND例如是小於或等於進行第二階段沉積製程S2的降溫步驟S2-D的第三時間段t 3。降溫步驟SN-D的降溫速率例如是 0.03 至0.35度/秒。降溫步驟SN-D可以是以固定的降溫速率，或是多階段的降溫速率使溫度從第三溫度T 3下降至第四溫度T 4。第四溫度T 4例如是攝氏300 度至650 度。第四溫度T 4與初始溫度T 0的差例如是攝氏0 度至300度。在一實施例中，第四溫度T 4等於初始溫度T 0。在進行降溫步驟SN-D之後，進行恆溫步驟SN-F。恆溫步驟SN-F在第四溫度T 4進行一時間段t NF，例如是 3分鐘至10分鐘。
在進行終了階段SN的恆溫步驟SN-F之後，將基底10自反應腔室取出。基底10上形成的膜層12具有良好的均勻度。
在另一個實施例中，可以包括多個循環製程。每一個循環製程可以包括上述的第一階段沉積製程S1以及上述的第二階段沉積製程S2。藉由多次的循環製程，可以使得所沉積的膜層具有更佳的均勻度。
請參照圖2，在第二實施例中，化學氣相沉積製程包括進行初始階段S0、進行多個循環製程C1、C2、C3，進行除氣階段S3以及終了階段SN。循環製程C1、C2、C3可以各自分別包括上述的第一階段沉積製程以及第二階段沉積製程。第二實施例的初始階段S0與第一實施例所述的初始階段S0相同，於此不再贅述。
在進行初始階段S0階段之後，進行多個循環製程，例如是1個至50個循環製程。在本文中，以三個循環製程C1、C2、C3為例來說明，但不以此為限。循環製程C1、C2、C3分別包括第一階段沉積製程S1 1與第二階段沉積製程S2 1、第一階段沉積製程S1 2與第二階段沉積製程S2 2、第一階段沉積製程S1 3與第二階段沉積製程S2 3。第二實施例的第一階段沉積製程S1 1、S1 2、S1 3與第一實施例的第一階段沉積製程S1相似；第二實施例的第二階段沉積製程S2 1、S2 2、S2 3與第一實施例的第二階段沉積製程S2相似，其差異在於第二階段沉積製程S2 1、S2 2、S2 3的降溫步驟S2-D 1、S2-D 2、S2-D 3分別是從第二溫度T2 1、T2 2、T2 3下降至T1 2、T1 3、T3。
在一實施例中，循環製程C1、C2、C3的所述第一溫度T1 1、T1 2、T1 3相同，第二溫度T2 1、T2 2、T2 3相同，且第三溫度T3等於第一溫度T1 1、T1 2、T1 3。循環製程C1、C2或C3的第一時間段t 11、t 12、t 13可以相同或相異，第二時間段t 21、t 22、t 23可以相同或相異，第三時間段t 31、t 32、t 33可以相同或相異。循環製程C1、C2或C3的第二階段沉積製程S2 1、S2 2、S2 3的升溫步驟S2-R 1、S2-R 2、S2-R 3的升溫速率可以相同或是相異。循環製程C1、C2或C3的第二階段沉積製程S2的降溫步驟S2-D 1、S2-D 2、S2-D 3的降溫速率可以相同或是相異。在一實施例中，升溫步驟S2-R 1、S2-R 2、S2-R 3的升溫速率可以相同，且降溫步驟S2-D 1、S2-D 2、S2-D 3的降溫速率可以相同。
在進行循環製程C3之後，依序進行除氣階段S3以及終了階段SN。除氣階段S3以及終了階段SN可以與上述第一實施施例的除氣階段S3以及終了階段SN相似。在進行終了階段SN的恆溫步驟SN-F之後，將基底自反應腔室取出。
本發明藉由動態精細溫控的方式來進行化學氣相沉積製程的方法，可以用來沉積各種膜層，例如是介電層、金屬層或是合金層，且所形成的膜層具有良好的均勻度。
10:基底
12:膜層
12a、12b:材料層
C1、C2、C3:循環製程
CR:中心區域
ER:邊緣區域
S0-F、SN-F:恆溫步驟
S0-R、S2-R、S2-R1、S2-R2、S2-R3:升溫步驟
S2-D、S2-D1、S2-D2、S2-D3、SN-D:降溫步驟
SN:終了階段
T 0:初始溫度
T1、T11、T12、T13:第一溫度
T2、T21、T22、T23:第二溫度
T3:第三溫度
T4:第四溫度
t 0R、t 0F、t ND 、t NF:時間段
t 1、t 11、t 12、t 13:第一時間段
t 2、t 21、t 22、t 23:第二時間段
t 3、t 31、t 32、t 33:第三時間段
t 4:第四時間段
S0:初始階段
S1、S11、S12、S13:第一階段沉積製程
S2、S21、S22、S23:第二階段沉積製程
S3:除氣階段
SN:終了階段
圖1是依照本發明的第一實施例的一種化學氣相沉積製程在各階段的溫度線圖。 圖2是依照本發明的第二實施例的一種化學氣相沉積製程在各階段的溫度線圖。 圖3A至圖3B是依照本發明的實施例的一種膜層的製造流程剖面圖。
S0-F、SN-F:恆溫步驟
S0-R、S2-R:升溫步驟
S2-D、SN-D:降溫步驟
SN:終了階段
T0:初始溫度
T1:第一溫度
T2:第二溫度
T3:第三溫度
T4:第四溫度
t0R、t0F、tND、tNF:時間段
t1:第一時間段
t2:第二時間段
t3:第三時間段
t4:第四時間段
S0:初始階段
S1:第一階段沉積製程
S2:第二階段沉積製程
S3:除氣階段

Claims (15)

  1. 一種化學氣相沉積製程，包括：進行第一階段沉積製程，在第一溫度維持第一時間段，以形成第一膜層；進行第二階段沉積製程，以在所述第一膜層上形成第二膜層，所述第二膜層與所述第一膜層為相同材料，所述第二階段沉積製程包括：升溫步驟，在第二時間段內從所述第一溫度升溫至第二溫度；以及降溫步驟，在第三時間段內從所述第二溫度下降至第三溫度。
  2. 如請求項1所述的化學氣相沉積製程，其中所述第二時間段是所述第一時間段、所述第二時間段與所述第三時間段的總和的5%至40%；所述第三時間段是所述第一時間段、所述第二時間段與所述第三時間段的總和的5%至70%。
  3. 如請求項1所述的化學氣相沉積製程，其中所述升溫步驟的升溫速率為大於或等於所述降溫步驟的降溫速率。
  4. 如請求項1所述的化學氣相沉積製程，其中所述第二溫度比所述第一溫度高攝氏20度至50度，所述第二溫度比所述第三溫度高攝氏20度至50度。
  5. 如請求項1所述的化學氣相沉積製程，其中所述第一溫度與所述第三溫度的差為攝氏0度至50度。
  6. 如請求項1所述的化學氣相沉積製程，更包括：在進行所述第一階段沉積製程之前進行初始階段，其中所述初始階段包括恆溫步驟，所述恆溫步驟的溫度與所述第一溫度的溫度差為攝氏0度至300度；以及在所述第二階段沉積製程之後進行除氣階段，其中，所述除氣階段的溫度等於所述第三溫度。
  7. 一種化學氣相沉積製程，包括多個循環製程，每一循環製程包括：進行第一階段沉積製程，在第一溫度維持第一時間段；以及進行第二階段沉積製程，包括：升溫步驟，在第二時間段內從所述第一溫度升溫至第二溫度；以及降溫步驟，在第三時間段內從所述第二溫度下降至所述第一溫度。
  8. 如請求項7所述的化學氣相沉積製程，其中所述多個循環製程包括1至50個循環製程。
  9. 如請求項7所述的化學氣相沉積製程，其中每一循環的所述第二時間段是每個循環的所述第一時間段、所述第二時間段以及所述第三時間段的總和的5%至40%；所述第三時間段是所 述第一時間段、所述第二時間段與所述第三時間段的總和的5%至70%。
  10. 如請求項7所述的化學氣相沉積製程，其中進行所述每個循環製程的所述第二時間段與所述第三時間段的和是所述第一時間段、所述第二時間段、所述第三時間段的總和的30%至50%。
  11. 如請求項7所述的化學氣相沉積製程，其中所述每個循環製程的所述第二溫度相同，且所述每個循環製程的所述第一溫度相同。
  12. 如請求項7所述的化學氣相沉積製程，其中所述第二溫度比所述第一溫度高攝氏20度至50度。
  13. 如請求項7所述的化學氣相沉積製程，其中所述升溫步驟的升溫速率為大於或等於所述降溫步驟的降溫速率。
  14. 如請求項7所述的化學氣相沉積製程，更包括：在進行第一循環製程的所述第一階段沉積製程之前進行初始階段，其中所述初始階段包括恆溫步驟，所述恆溫步驟的溫度與所述第一溫度的溫度差為攝氏0度至300度；以及在進行最後一個循環製程的所述第二階段沉積製程之後進行除氣階段，其中，所述除氣階段的溫度等於所述第一溫度。
  15. 一種膜層的形成方法，包括： 以上述請求項1至14任一項所述之化學氣相沉積製程在基底上沉積膜層，其中，在進行所述第一階段沉積製程時，形成的第一材料層在所述基底的邊緣區域的厚度大於所述基底的中心區域的厚度，在進行所述第二階段沉積製程時，形成的第二材料層在所述基底的邊緣區域的厚度小於所述基底的中心區域的厚度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040241988A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Doo-Won Kang Chemical vapor deposition metallization processes and chemical vapor deposition apparatus used therein

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020127828A1 (en) * 2000-02-18 2002-09-12 Fujio Suzuki Method of processing wafer
DE60108078T2 (de) * 2001-04-12 2005-12-01 Infineon Technologies Sc300 Gmbh & Co. Ohg Heizungsanlage und Verfahren zur Heizung für einen Reaktor
CN101364531B (zh) * 2007-08-09 2011-08-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 膜层形成方法
JP5101243B2 (ja) * 2007-10-29 2012-12-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置，基板処理装置の制御方法，およびプログラム
KR101347962B1 (ko) * 2011-12-13 2014-01-08 주식회사 케이씨텍 박막의 특성 향상을 위한 원자층 증착방법
CN105977140B (zh) * 2016-07-22 2019-01-22 上海华力微电子有限公司 一种改善圆晶片内膜厚均匀性的方法
CN109385623B (zh) * 2017-08-04 2021-02-26 长鑫存储技术有限公司 一种薄膜沉积方法和沉积薄膜
CN111048409B (zh) * 2018-10-11 2024-07-26 长鑫存储技术有限公司 批次型扩散沉积方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040241988A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Doo-Won Kang Chemical vapor deposition metallization processes and chemical vapor deposition apparatus used therein

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