[发明专利]薄膜沉积方法及炉管装置

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种薄膜沉积方法及炉管装置。所述薄膜沉积方法，包括如下步骤：提供一晶圆，所述晶圆位于持续喷射反应气体的晶舟内；对所述晶圆加热，以形成第一膜层于所述晶圆表面，所述第一膜层的厚度沿所述晶圆中心指向边缘的方向逐渐增大；对所述晶圆降温，以形成沿所述晶圆轴向方向层叠于所述第一膜层表面的第二膜层，所述第二膜层的厚度沿所述晶圆中心指向边缘的方向逐渐减小。本发明沉积于晶圆表面的薄膜的厚度分布更加均匀，确保了晶圆产品的良率。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种薄膜沉积方法及炉管装置。

背景技术

随着智能手机、平板电脑等移动终端向小型化、智能化、节能化的方向发展，芯片的高性能、集成化趋势明显，促使芯片制造企业积极采用先进工艺，对制造出更快、更省电的芯片的追求愈演愈烈。尤其是许多无线通讯设备的主要元件需用40nm以下先进半导体技术和工艺，因此对先进工艺产能的需求较之以往显著上升，带动集成电路厂商不断提升工艺技术水平，通过缩小晶圆水平和垂直方向上的特征尺寸以提高芯片性能和可靠性，以及通过3D结构改造等非几何工艺技术和新材料的运用来影响晶圆的电性能等方式，实现硅集成的提高，以迎合市场需求。然而，这些技术的革新或改进都是以晶圆的生成、制造为基础。

在半导体的制造工艺中，为了设置分立器件和集成电路，需要在晶圆表面沉积不同的膜层。而在各种沉积薄膜的方法中，低压化学气相沉积(Low Pressure ChemicalVapor Deposition，LPCVD)是一种常用的方法，已经被广泛的应用到各种薄膜的沉积工艺中。而炉管则是LPCVD工艺中的主流设备。

在进行LPCVD工艺的过程中，承载晶圆的晶舟置于反应腔室内，加热器套设于所述晶舟外部，以对所述晶圆加热。这种加热方式使得晶圆表面温度分布不均匀，即晶圆的边缘由于靠近加热器因而温度较高、晶圆的中心区域由于远离加热器因而温度较低，这就使得于所述晶圆表面生长的膜层厚度不均匀，大体上呈现边缘厚、中间薄的凹型形状。而晶圆表面膜层厚度的不均匀，会导致晶圆产品良率的下降，甚至是产品的报废。

因此，如何提高晶圆表面生长的膜层厚度的均匀性，确保产品的良率，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种薄膜沉积方法及炉管装置，用于解决现有晶圆表面生长的膜层厚度均匀性较差的问题，以提高晶圆产品的良率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种薄膜沉积方法，包括如下步骤：

提供一晶圆，所述晶圆位于持续喷射反应气体的晶舟内；

对所述晶圆加热，以形成第一膜层于所述晶圆表面，所述第一膜层的厚度沿所述晶圆中心指向边缘的方向逐渐增大；

对所述晶圆降温，以形成沿所述晶圆轴向方向层叠于所述第一膜层表面的第二膜层，所述第二膜层的厚度沿所述晶圆中心指向边缘的方向逐渐减小。

优选的，对所述晶圆加热，以形成第一膜层于所述晶圆表面的具体步骤包括：

环绕所述晶圆外周加热，使所述晶圆沿自边缘指向中心的方向逐步升温，以形成第一膜层于所述晶圆表面。

优选的，对所述晶圆加热，以形成第一膜层于所述晶圆表面的具体步骤还包括：

调整所述晶圆升温速率，以控制所述第一膜层中心及边缘的厚度。

优选的，对所述晶圆降温，以形成沿所述晶圆轴向方向层叠于所述第一膜层表面的第二膜层的具体步骤包括：

环绕所述晶圆外周降温，使所述晶圆沿自边缘指向中心的方向逐步降温，以形成沿所述晶圆轴向方向层叠于所述第一膜层表面的第二膜层。

优选的，对所述晶圆降温，以形成沿所述晶圆轴向方向层叠于所述第一膜层表面的第二膜层的具体步骤还包括：