通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種離子體處理裝置中不改變工藝參數(shù)可實現(xiàn)不同性能氮化硅薄膜 沉積的方法，確切地說是通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，屬于半導 體薄膜的制造及應用技術領域。
【背景技術】
[0002] 目前，隨著半導體技術的不斷發(fā)展，所需氮化硅薄膜的種類越來越多，實現(xiàn)不同性 能薄膜的沉積方法，一般是采用現(xiàn)有的等離子體處理裝置通過調(diào)整工藝參數(shù)來實現(xiàn)的。其 沉積速率及不同應力的氮化硅薄膜沉積工藝參數(shù)多，調(diào)整的過程較復雜，工作效率低，產(chǎn)品 質(zhì)量難以控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明以解決上述問題為目的，鑒于實現(xiàn)不同性能氮化硅薄膜而提出的，其目的 是提供一種不改變沉積工藝參數(shù)而實現(xiàn)不同性能氮化硅薄膜的沉積方法。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案：一種通過調(diào)整寶石球高度獲得不同 性能氮化硅薄膜的方法，該方法是通過對加熱盤上寶石球的高度進行調(diào)整來實現(xiàn)對薄膜的 沉積速率、應力的調(diào)整。該方法只有一個變量，改變寶石球高度，使襯底在等離子體處理裝 置中的阻抗發(fā)生變化，從而可沉積的薄膜沉積速率與應力均有差異。
[0005] 具體實現(xiàn)步驟：
[0006] 該方法采用寶石球（2)作為襯底（1)與加熱盤（3)間的支撐及通過選擇寶石球 (2)的高度來實現(xiàn)間距的調(diào)整，并將其設置于半導體鍍膜設備的反應腔室中。通過調(diào)整襯底 與加熱盤間距離，即調(diào)整寶石球高度，實現(xiàn)氮化硅薄膜性能的調(diào)整。
[0007] 進一步地，所述方法，其特征在于：通過調(diào)整襯底與加熱盤間距離，即調(diào)整寶石球 高度，來改變襯底的阻抗；
[0008] 進一步地，所述方法，其特征在于：通過調(diào)整襯底與加熱盤間距離，即調(diào)整寶石球 高度，來改變襯底上所沉積薄膜的沉積速率；
[0009] 進一步地，所述方法，其特征在于：通過調(diào)整襯底與加熱盤間距離，即調(diào)整寶石球 高度，來改變襯底上所沉積薄膜的應力。
[0010] 所述襯底（1)與加熱盤（2)間的寶石球至少設3個。
[0011] 所述寶石球的高度0· 02至0· 25mm。
[0012] 本發(fā)明的有益效果及特點：
[0013] 本發(fā)明能夠簡單有效地通過調(diào)整寶石球高度來實現(xiàn)調(diào)整沉積的氮化硅薄膜的性 能。具有構(gòu)思科學、易于實現(xiàn)的特點?？蓮V泛應用于半導體薄膜的制造及應用技術領域。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2是使用相同的工藝配方，分別在不同寶石球高度下，進行等離子體處理的沉 積速率情況對比圖。
[0016] 圖3是以寶石球高度為X軸，y軸是在不同寶石球高度下對應沉積薄膜的應力。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。根據(jù)下面說明，本發(fā)明 的優(yōu)點和特征將更清楚。本文以射頻電離方式形成等離子體為例，對本發(fā)明的方法進行描 述。需說明的是，實施例所用的附圖均采用簡化圖，以便于輔助實施例的解釋說明。
[0018] 實施例1 :
[0019] 參考圖1，是襯底與加熱盤的示意圖，本發(fā)明的襯底1與加熱盤3形成相對距離。 所述加熱盤3與襯底1處于反應腔室中的相對位置，即加熱盤上表面與襯底距離d，即：寶 石球2的高度。調(diào)整不同的d值可沉積不同性能的氮化硅薄膜。通過調(diào)整加熱盤上寶石球 高度實現(xiàn)半導體等離子體處理裝置中不改變工藝參數(shù)情況下沉積不同性能的薄膜。
[0020] 參考圖1，加熱盤3上設有至少3個高度一致的寶石球2,用于避免襯底1與加熱 盤3的直接接觸而導致的金屬污染和顆粒問題。
[0021] 參考圖1，不同寶石球2高度，襯底1表面的冷態(tài)阻抗大小不同，從而沉積薄膜的沉 積速率、應力表現(xiàn)也不同，本實施例襯底是300_硅片。
[0022] 參考圖2,該圖是以寶石球2高度為X軸，y軸是在不同寶石球2高度下對應沉積 薄膜的沉積速率。使用相同的工藝配方，分別在不同寶石球2高度下，進行等離子體處理的 沉積速率情況對比圖。
[0023] 參考圖3,該圖是以寶石球2高度為X軸，y軸是在不同寶石球2高度下對應沉積 薄膜的沉積速率?？梢?，寶石球2高度越高，薄膜的沉積速率越低。若想獲得高沉積速率的 氮化娃薄膜，除進行工藝參數(shù)（壓力、極間距、高頻功率、低頻功率、硅烷流量、氨氣流量、氮 氣流量）的調(diào)整外，還可以通過調(diào)整襯底1與加熱盤3間的距離，即調(diào)整寶石球2的高度來 實現(xiàn)，寶石球2高度降低，那么相應氮化硅薄膜的沉積速率增大，例如，當前寶石球2高度 為0. 15mm，對應氮化硅薄膜的沉積速率為660〇A/min,若沉積速率增大至7200 A/min， 則寶石球2高度調(diào)整至0. 05mm即可實現(xiàn)。可調(diào)整的沉積速率以沈陽拓荊科技有限公司 PF-300T氮化硅工藝為基準，沉積速率可調(diào)整范圍最高可達到780〇A/mi.n。
[0024] 請參考圖3,是使用相同的工藝配方，分別在不同寶石球2高度下，進行等離子體 處理的應力情況對比圖。該圖是以寶石球2高度為X軸，y軸是在不同寶石球2高度下對應 沉積薄膜的應力?？梢?，寶石球2高度越高，薄膜的應力越大。若需要沉積低應力的薄膜，可 通過降低加熱盤3上寶石球2高度來實現(xiàn)。若想獲得低應力的氮化硅薄膜，除進行工藝參 數(shù)（壓力、極間距、高頻功率、低頻功率、硅烷流量、氨氣流量、氮氣流量）的調(diào)整外，還可以 通過調(diào)整襯底1與加熱盤3間的距離，即調(diào)整寶石球2的高度來實現(xiàn)，寶石球2高度降低， 那么相應氮化硅薄膜的應力也降低，例如，當前寶石球2高度為0. 15_，對應氮化硅薄膜的 沉積速率為OMPa，若應力需要降至-150至-lOOMPa，那么寶石球2高度調(diào)整至0. 05mm即可 實現(xiàn)。可調(diào)整的薄膜應力以沈陽拓荊科技有限公司PF-300T氮化硅工藝為基準，應力可調(diào) 整范圍最低可達到-200MPa。
【主權(quán)項】
1. 一種通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，其特征在于：該方法是 采用寶石球作為襯底與加熱盤間的支撐及通過選擇寶石球的高度來實現(xiàn)間距的調(diào)整，并將 其設置于半導體鍍膜設備的反應腔室中。2. 如權(quán)利要求1所述的通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，其特征 在于：通過調(diào)整襯底與加熱盤間距離，即調(diào)整寶石球高度，來改變襯底的冷態(tài)阻抗。3. 如權(quán)利要求1所述的通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，其特征 在于：通過調(diào)整襯底與加熱盤間距離，即調(diào)整寶石球高度，來改變襯底上所沉積薄膜的沉積 速率。4. 如權(quán)利要求1所述的通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，其特 征在于：通過調(diào)整襯底與加熱盤間距離，即調(diào)整寶石球高度，來改變襯底上所沉積薄膜的應 力。5. 如權(quán)利要求1所述的通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，其特征 在于：所述襯底采用300mm娃片。6. 如權(quán)利要求1所述的通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，其特征 在于：所述襯底與加熱盤間的寶石球至少設3個。7. 如權(quán)利要求1所述的通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，其特征 在于：所述寶石球的高度〇. 02至0. 25mm。8. 如權(quán)利要求7所述的通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，其特征 在于：所述寶石球高度為0. 15_，對應氮化硅薄膜的沉積速率為660()A/min，若沉積速率 增大至7200A/min,則寶石球高度調(diào)整至〇.〇5mm即可實現(xiàn)，沉積速率可調(diào)整范圍最高達 7 8_為Zmins9. 如權(quán)利要求7所述的通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，其 特征在于：所述寶石球高度為0. 15mm，對應氮化娃薄膜的沉積速率為OMPa，若應力需 要降至-150至-lOOMPa，那么寶石球高度調(diào)整至0. 05mm即可實現(xiàn)，應力調(diào)整范圍最低 達-200MPa。
【專利摘要】一種通過調(diào)整寶石球高度獲得不同性能氮化硅薄膜的方法，該方法能夠在半導體等離子體處理裝置中實現(xiàn)不改變工藝參數(shù)而實現(xiàn)不同薄膜性能。該方法是采用寶石球作為襯底與加熱盤間的支撐及通過選擇寶石球的高度來實現(xiàn)間距的調(diào)整，并將其設置于半導體鍍膜設備的反應腔室中。本發(fā)明可通過調(diào)整襯底與加熱盤間距離，即調(diào)整寶石球高度可改變襯底的阻抗、沉積速率及改變襯底上所沉積薄膜的應力。所述襯底與加熱盤間的寶石球至少設3個。本發(fā)明能夠簡單有效地通過調(diào)整寶石球高度來實現(xiàn)調(diào)整沉積的氮化硅薄膜的性能。具有構(gòu)思科學、易于實現(xiàn)的特點?？蓮V泛應用于半導體薄膜的制造及應用技術領域。
【IPC分類】H01L21/318
【公開號】CN105047559
【申請?zhí)枴緾N201510492800
【發(fā)明人】戚艷麗, 劉億軍, 楊凌旭
【申請人】沈陽拓荊科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月12日