[发明专利]物理气相沉积设备以及方法

说明书

本发明公开了一种物理气相沉积设备，气相沉积工艺腔包括：晶圆基座，晶圆基座内置设置有控制晶圆冷却的冷却水通路；冷却水通路分成多个独立循环区，各独立循环区分别冷却对应区域的晶圆背面，各独立循环区的冷却速率独立调节，且通过各独立循环区的冷却速率独立调节使晶圆在作业过程中各区域的冷却速率趋于一致并降低晶圆各区域在作业过程中的温差且将温差降低到不出现金属晶格缺陷。本发明还公开了一种物理气相沉积方法。本发明能控制晶圆在作业过程中各区域的温度差并减少温度差，从而能消除由于晶圆作业过程中的温度差而产生的金属晶格缺陷，提高产品良率。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造，特别涉及一种物理气相沉积(PVD)设备。本发明还涉及一种物理气相沉积方法。

背景技术

随着集成电路工艺的发展，晶圆尺寸的增长，半导体生产对薄膜沉积作业过程中的温度均匀性提出更高要求。

目前，半导体后段铝物理气相沉积厚度较大，作业温度较高，而在作业过程中，整片晶圆温度存在一定梯度。由于铝沉积层存在对温度差异的敏感特性，温度偏低情况下丘状缺陷易产生，温度偏高情况下晶须缺陷易产生，因此，在铝沉积作业期间极易出现晶格非均匀性生长，严重影响产品性能，极大威胁产品良率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种物理气相沉积设备，能控制晶圆在作业过程中各区域的温度差并减少温度差，从而能消除由于晶圆作业过程中的温度差而产生的金属晶格缺陷。为此，本发明还提供一种物理气相沉积方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的物理气相沉积设备的气相沉积工艺腔包括：

晶圆基座，所述晶圆基座的表面用于放置晶圆。

所述晶圆基座内置设置有控制所述晶圆冷却的冷却水通路。

所述冷却水通路分成多个独立循环区，各所述独立循环区分别冷却对应区域的所述晶圆背面，各所述独立循环区的冷却速率独立调节，且通过各所述独立循环区的冷却速率独立调节使所述晶圆在作业过程中各区域的冷却速率趋于一致并降低所述晶圆各区域在作业过程中的温差且将所述温差降低到不出现金属晶格缺陷。

进一步的改进是，所述气相沉积工艺腔为用于沉积金属铝的气相沉积工艺腔。

进一步的改进是，各所述独立循环区分别具有冷却水流速调节装置，通过调节对应的所述独立循环区的冷却水的流速调节所述晶圆上对应区域的冷却速率。

进一步的改进是，各所述独立循环区的结构呈同心圆环状，每一个所述独立循环区调节所述晶圆上对应圆环区域的冷却速率。

进一步的改进是，各所述独立循环区分别设置有进水端和出水端。

进一步的改进是，各所述独立循环区分别的进水端都连接到同一根进水主管；各所述独立循环区分别的出水端都连接到同一根出水主管。

进一步的改进是，所述晶圆的直径为8英寸以上。

为解决上述技术问题，本发明提供的物理气相沉积方法包括如下步骤：

步骤一、对物理气相沉积设备的气相沉积工艺腔进行如下设置，设置后的气相沉积工艺腔包括：

晶圆基座，所述晶圆基座的表面用于放置晶圆。

所述晶圆基座内置设置有控制所述晶圆冷却的冷却水通路。

所述冷却水通路分成多个独立循环区，各所述独立循环区分别冷却对应区域的所述晶圆背面，各所述独立循环区的冷却速率独立调节。