梯度压力模式改善膜厚均一性的方法

摘要

本发明公开了一种梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，包括以下步骤：步骤S1，采用原位气体产生设备；步骤S2，在控片的渗透工艺反应阶段将所述原位气体产生设备的气体压力采用梯度压力模式对浅沟槽隔离形成线性氧化层。本发明形成的浅沟槽隔离线性氧化层的膜厚均一性得到改善，具有降低成本，提高工作效率，提高产品的质量效果。

权利要求

1.一种梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，采用原位气体产生设备；

步骤S2，在控片的渗透工艺反应阶段将所述原位气体产生设备的气体压力采用梯度压力模式对浅沟槽隔离形成线性氧化层；

所述梯度压力模式为根据一定的时间间隔将气体压力从大到小的梯度调节。

2.如权利要求1所述的梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，其特征在于，所述控片为一片。

3.如权利要求1所述的梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，其特征在于，所述时间间隔的时长相等。

4.如权利要求1所述的梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，其特征在于，所述梯度压力的级数根据需求的膜厚及其均一性的指标要求进行设置。

说明书

梯度压力模式改善膜厚均一性的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种梯度压力模式改善膜厚均一性的方法。

背景技术

[0002] 浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)线性氧化层(liner oxidation)是半导体器件制造过程中的关键工艺步骤。该浅沟槽隔离线性氧化层具有修补浅沟槽刻蚀造成的基材损伤，以及圆化浅沟槽刻蚀工艺造成的尖角的作用。因此，浅沟槽隔离线性氧化层的质量对于器件稳定性和可靠性有很大的影响，在该工艺步骤中对浅沟槽隔离线性氧化层的膜厚厚值及均一性有很高的要求。

[0003] 浅沟槽隔离线性氧化层形成的工艺步骤是在原位气体产生(In-situ Steam Generation，ISSG)设备上进行。ISSG工艺中的气体由于在控片(即晶圆)表面形成反应的活性离子，因此可以得到高质量的氧化膜；而且ISSG的工艺过程温度的敏感性相比快速热氧化(Rapid Thermal Oxide，RTO)工艺中要小，更重要的是它能保持在晶圆上(With In Wafer，WIW)的温度均一性。图1是ISSG设备反应腔体的简化结构示意图；请参考图1，反应腔体100内的气体103压力控制通过进气口101和排气口102之间的压力差控制。现有技术中渗透(Soak)工艺反应阶段的压力模式采用恒压的方式，由于压力对控片边缘的影响较大，因此该恒压值一般根据所需膜厚及均一性的要求使用多个控片(Monitor Wafer)进行调节确认。这种方法一般都需要经过多次试验，才能得到良好的均一性：不仅时间、控片及设备的使用成本提高；而且也会需要挤占设备的使用时间，降低了设备的使用效率。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种调节压力模式改善膜厚均一性的方法。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，包括以下步骤：

[0006] 步骤S1，采用原位气体产生设备；

[0007] 步骤S2，在控片的渗透工艺反应阶段将所述原位气体产生设备的气体压力采用梯度压力模式对浅沟槽隔离形成线性氧化层。

[0008] 进一步的，本发明提供的梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，所述控片为一片。

[0009] 进一步的，本发明提供的梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，所述梯度压力模式为根据一定的时间间隔将气体压力从大到小或者从小到大的梯度调节。

[0010] 进一步的，本发明提供的梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，所述时间间隔的时长相等。

[0011] 进一步的，本发明提供的梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，所述梯度压力的级数根据需求的膜厚及其均一性的指标要求进行设置。

[0012] 本发明在形成浅沟槽隔离线性氧化层工艺步骤中，采用梯度压力模式，根据一定的时间间隔调节按梯度调节不同的气体压力从而浅沟槽隔离形成膜厚均一性的线性氧化层。与现有技术相比，本发明在渗透工艺反应阶段使梯度压力模式，避开了恒定压力模式对控片边缘的影响。本发明无需采用多个控片对浅沟槽隔离线性氧化层的膜厚的均一性进行调节，无需反复多次试验，因此，与现有技术，本发明降低了成本，减少了试验的步骤，提高了工作效率。本发明能够在形成浅沟槽隔离线性氧化层过程中，由于采用梯度压力，因此在控片上的气体分布更加均匀，膜厚均一性得到改善，工艺简化，而且能够提高产品的质量。

附图说明

[0013] 图1是ISSG设备反应腔体的简化结构示意图；

[0014] 图2是本发明形成膜厚均一性的线性氧化层的流程图。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图对本发明作详细描述：

[0016] 图2是形成膜厚均一性的线性氧化层的流程图。请参考图2，本发明提供的梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，包括以下步骤：

[0017] 步骤S1，采用原位气体产生设备；

[0018] 步骤S2，在控片的渗透工艺反应阶段将所述原位气体产生设备的气体压力采用梯度压力模式对浅沟槽隔离形成线性氧化层。

[0019] 本发明在渗透工艺反应阶段使梯度压力模式，避开了恒定压力模式对控片边缘的影响，从而得到膜厚均一性的沟槽隔离线性氧化层。

[0020] 其中，所述步骤S2中的控片为一片。克服了采用恒压模式中采用多次控片多次试验调节，得到目标需要的膜厚均匀性的浅沟槽隔离形成线性氧化层的现象，降低了成本，减少了试验流程，提高了工作效率。

[0021] 其中，所述步骤S2中的梯度压力模式为根据一定的时间间隔将气体压力从大到小或者从小到大的梯度调节。优选采用时长相等的时间间隔，以提高膜厚的均一性。

[0022] 作为较佳的实施方式，本发明提供的梯度压力模式改善膜厚均一性的方法，所述梯度压力的级数根据需求的膜厚及其均一性的指标要求进行设置。例如气体压力的梯度级数可以是3级，5级、6级等，分别对应3个、5个、6个不同的气体压力值，以改善浅沟槽隔离线性氧化层的膜厚均一性。

[0023] 本发明不限于上述具体实施方式，凡在本发明的权利要求的精神和范围内所作出的各种变化，均在本发明的保护范围之内。