薄膜沉积方法以及薄膜沉积装置制造方法及图纸

本申请涉及一种薄膜沉积方法以及薄膜沉积装置。薄膜沉积方法包括：将基片放入炉管内，炉管包括用于放置基片的第一区段，第一区段具有反应气体的进气口；在第一预设时间内，将对第一区段进行加热的第一加热模块从第一初始温度加热至第一预设温度，第一加热模块包围第一区段；在第二预设时间内，保持第一加热模块持续处于第一预设温度；在第三预设时间内，将反应气体由进气口通入炉管内，且将第一加热模块由第一预设温度升温至第二预设温度，以于放置于第一区段的基片表面形成目标薄膜。本申请可以通过升温过程中的基片边缘与中央的升温速率差异，平衡低温的反应气体导致的基片边缘温度与中央温度的差异，从而形成质量均匀的薄膜。

【技术实现步骤摘要】
薄膜沉积方法以及薄膜沉积装置
本申请涉及半导体
，特别是涉及一种薄膜沉积方法以及薄膜沉积装置。
技术介绍
薄膜沉积是半导体制作过程中的必不可少的环节。传统的薄膜沉积工艺主要有物理气相沉积(PVD)以及化学气相沉积(CVD)。其中，CVD主要利用含有薄膜元素的一种或者几种气相化合物或者单质进行化学反应，进而在基片表面上生成薄膜。在一些化学气相沉积(如低压力化学气相沉积(LPCVD))的沉积过程中，低温的反应气体会在很短的时间内急剧升温，从而导致在基片上沉积的薄膜均匀性较差。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有技术中的薄膜均匀性较差的问题提供一种薄膜沉积方法以及薄膜沉积装置。为了实现上述目的，一方面，本申请提供了一种薄膜沉积方法，包括：将基片放入炉管内，所述炉管包括用于放置所述基片的第一区段，所述第一区段具有反应气体的进气口；在第一预设时间内，将第一加热模块从第一初始温度加热至第一预设温度，所述第一加热模块包围所述第一区段，且用于加热所述第一区段；在第二预设时间内，保持所述第一加热模块持续处于所述第一预设温度；在第三预设时间内，将所述反应气体由所述进气口通入炉管内，且将所述第一加热模块由所述第一预设温度升温至第二预设温度，以于放置于所述第一区段的所述基片表面形成目标薄膜。在其中一个实施例中，所述炉管还包括用于放置所述基片的第二区段，所述反应气体由所述第一区段的进气口流至所述第二区段；在所述第一预设时间内，将第二加热模块从第二初始温度加热至第三预设温度，所述第二加热模块包围所述第二区段，且用于加热所述第二区段；在所述第二预设时间内，保持所述第二加热模块持续处于所述第三预设温度；在所述第三预设时间内，将所述第二加热模块由所述第三预设温度降温至第四预设温度，以于放置于所述第二区段的所述基片表面形成所述目标薄膜。在其中一个实施例中，所述第三预设温度高于所述第一预设温度。在其中一个实施例中，所述第一预设温度为成膜所要求的最低温度，所述第三预设温度为成膜所要求的最高温度。在其中一个实施例中，所述第一初始温度与所述第二初始温度相同，在所述第一预设时间内，所述第一加热模块的加热速率小于对所述第二加热模块的加热速率。在其中一个实施例中，所述第一区段位于所述炉管的下部，所述第二区段位于所述炉管的上部，所述进气口位于所述第一区段的下部。在其中一个实施例中，所述炉管内的基片装载于晶舟上，所述晶舟装满所述基片，自所述第一区段延伸至所述第二区段。在其中一个实施例中，在第三预设时间内，所述第一加热模块的升温过程与所述第二加热模块的降温过程同步进行。在其中一个实施例中，将所述第一加热模块由所述第一预设温度升温至所述第二预设温度的升温速率为2℃-15℃，将所述第二加热模块由所述第三预设温度降温至所述第四预设温度的降温速率为1℃-10℃。在其中一个实施例中，还包括：在第四预设时间内，将所述第一加热模块由所述第二预设温度降温至所述第一初始温度，且将所述第二加热模块由所述第四预设温度降温至所述第二初始温度。在其中一个实施例中，所述第一预设时间、所述第二预设时间、所述第三预设时间以及所述第四预设时间形成一个生长周期，所述薄膜沉积方法还包括：循环进行多个所述生长周期，形成具有预设厚度的目标薄膜。在其中一个实施例中，所述目标薄膜包括二氧化硅薄膜，所述反应气体包括正硅酸乙酯。本申请还提供了一种薄膜沉积装置，用于实现权利要求上述薄膜沉积方法，包括：炉管，所述炉管包括用于放置基片的第一区段，所述第一区段具有反应气体的进气口；第一加热模块，包围所述第一区段，用于加热所述第一区段；气体源，用于提供反应气体；控制模块，电连接所述第一加热模块以及所述气体源，用于控制所述第一加热模块以及所述气体源，在第一预设时间内，将所述第一加热模块从第一初始温度加热至第一预设温度，在第二预设时间内，保持所述第一加热模块持续处于所述第一预设温度，在第三预设时间内，将所述反应气体由所述进气口通入炉管内，且将所述第一加热模块由所述第一预设温度升温至第二预设温度。在其中一个实施例中，所述炉管还包括用于放置所述基片的第二区段，所述薄膜沉积装置还包括第二加热模块，所述第二加热模块包围所述第二区段，用于加热所述第二区段；所述控制模块电连接所述第二加热模块，用于控制所述第二加热模块，在第一预设时间内，将所述第二加热模块从第二初始温度加热至第三预设温度，在第二预设时间内，保持所述第二加热模块持续处于所述第三预设温度，在第三预设时间内，将所述第二加热模块由所述第三预设温度降温至第四预设温度。在其中一个实施例中，所述第一区段位于所述炉管的下部，所述第二区段位于所述炉管的上部，所述进气口位于所述第一区段的下部。在其中一个实施例中，所述薄膜沉积装置还包括晶舟，所述炉管内的基片装载于晶舟上，所述晶舟装满所述基片，且自所述第一区段延伸至所述第二区段。上述薄膜沉积方法以及薄膜沉积装置，反应气体通入之前，放置于第一区段内的基片各处经过第二预设时间内的持续加热而已经处于均匀的第一预设温度。而反应气体由进气口通入炉管内的同时，将第一加热模块由第一预设温度升温至第二预设温度。升温过程中，基片边缘靠近第一加热模块，从而具有相对于中央的更高的升温速率。因此，本申请可以通过升温过程中升温速率的不同，影响基片边缘与中央的温度，平衡低温的反应气体导致的基片边缘温度与中央温度的差异，从而使得位于第一区段内的基片形成质量均匀的薄膜。同时，在本申请一些实施例中，反应气体通入之前，放置于第二区段内的基片各处经过第二预设时间内的持续加热而已经处于均匀的第三预设温度。而反应气体由进气口通入炉管内的同时，将第二加热模块由第三预设温度降温至第四预设温度。降温过程中，基片边缘靠近第二加热模块，从而具有相对于中央的更高的降温速率。因此，此时可以通过降温过程中的基片边缘与中央的降温速率差异，使得基片边缘温度逐渐低于中央温度，从而平衡基片边缘的反应气体浓度大于中央的反应气体浓度对膜厚的影响，进而使得位于第二区段内的基片上形成的目标薄膜的膜厚均匀。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请一实施例中提供的薄膜沉积方法的流程图；图2为本申请一实施例中提供的薄膜沉积装置的结构示意图；图3为本申请一实施例中提供的薄膜沉积方法的温度控制示意图；图4a为放置于第一区段的基片上形成的目标薄膜受低温反应气体通入影响时的特征图；图4b为放置于第一区段的基片上形成的目标薄膜受升温影响时的特征图；图4c本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜沉积方法，其特征在于，包括：/n将基片放入炉管内，所述炉管包括用于放置所述基片的第一区段，所述第一区段具有反应气体的进气口；/n在第一预设时间内，将第一加热模块从第一初始温度加热至第一预设温度，所述第一加热模块包围所述第一区段，且用于加热所述第一区段；/n在第二预设时间内，保持所述第一加热模块持续处于所述第一预设温度；/n在第三预设时间内，将所述反应气体由所述进气口通入炉管内，且将所述第一加热模块由所述第一预设温度升温至第二预设温度，以于放置于所述第一区段的所述基片表面形成目标薄膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄膜沉积方法，其特征在于，包括：
将基片放入炉管内，所述炉管包括用于放置所述基片的第一区段，所述第一区段具有反应气体的进气口；
在第一预设时间内，将第一加热模块从第一初始温度加热至第一预设温度，所述第一加热模块包围所述第一区段，且用于加热所述第一区段；
在第二预设时间内，保持所述第一加热模块持续处于所述第一预设温度；
在第三预设时间内，将所述反应气体由所述进气口通入炉管内，且将所述第一加热模块由所述第一预设温度升温至第二预设温度，以于放置于所述第一区段的所述基片表面形成目标薄膜。


2.根据权利要求1所述的薄膜沉积方法，其特征在于，
所述炉管还包括用于放置所述基片的第二区段，所述反应气体由所述第一区段的进气口流至所述第二区段；
在所述第一预设时间内，将第二加热模块从第二初始温度加热至第三预设温度，所述第二加热模块包围所述第二区段，且用于加热所述第二区段；
在所述第二预设时间内，保持所述第二加热模块持续处于所述第三预设温度；
在所述第三预设时间内，将所述第二加热模块由所述第三预设温度降温至第四预设温度，以于放置于所述第二区段的所述基片表面形成所述目标薄膜。


3.根据权利要求2所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第三预设温度高于所述第一预设温度。


4.根据权利要求3所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第一预设温度为成膜所要求的最低温度，所述第三预设温度为成膜所要求的最高温度。


5.根据权利要求3所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第一初始温度与所述第二初始温度相同，在所述第一预设时间内，所述第一加热模块的加热速率小于对所述第二加热模块的加热速率。


6.根据权利要求2所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述第一区段位于所述炉管的下部，所述第二区段位于所述炉管的上部，所述进气口位于所述第一区段的下部。


7.根据权利要求6所述的薄膜沉积方法，其特征在于，所述炉管内的基片装载于晶舟上，所述晶舟装满所述基片，自所述第一区段延伸至所述第二区段。


8.根据权利要求2所述的薄膜沉积方法，其特征在于，在第三预设时间内，所述第一加热模块的升温过程与所述第二加热模块的降温过程同步进行。


9.根据权利要求2所述的薄膜沉积方法，其特征在于，将所述第一加热模块由所述第一预设温度升温至所述第二预设温度的升温速率为2℃-15℃，将所述第二加热模块由所述第三预...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34