改善hcd氮化硅片均勻性的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造領域，特別涉及一種改善HCD氮化硅片均勻性的方法。
【背景技術】
[0002] 半導體工藝中每次熱過程都會造成雜質再擴散，所有熱過程對雜質再擴散的總影 響，就是熱預算(thermal budget)。在整個工藝過程中，所有的熱都可能影響摻雜離子在襯 底中的分布和活性，從而影響器件的電器性能。一般來說MOS器件對熱預算比較敏感。
[0003] 隨著CMOS器件特征尺寸不斷減小，摻雜雜質的分布輪廓正在向納米水平靠近，其 分布會嚴重影響器件性能，如輕摻雜漏極(LDD)，需要在縱向和橫向上精確控制雜質分布。 熱預算容易造成大量雜質擴散而無法符合淺結及窄的雜質分布的要求，而降低熱預算可以 減少雜質再分布。
[0004] 采用六氯乙硅烷(HCD)與氨氣(NH3)反應生成氮化硅(該反應簡稱HCD Nitride)， 與采用二氯硅烷(DCS)與NH3反應生成氮化硅(該反應簡稱DCS Nitride)相比具有以下優(yōu) 點：（1)能夠大幅降低熱預算，傳統(tǒng)的DCS Nitride成膜的溫度要高于650°C，而HCD Nitride 的成膜溫度可以低于600°C ; (2)具有優(yōu)異的覆蓋率(Step Coverage)，HO) Nitride的Step Coverage能夠高于95%。因此，在45納米及以下的工藝中，第二側墻（Spacer2)氮化娃一般 采用HCD Nitride來形成。
[0005] 由于負載效應等因素的影響，Spacer2 HCD Nitride產品的厚度都是相同的圖形 (Pattern)，呈現出中間薄、邊緣厚的固定圖形，其頂部(TOP)的厚度均勻性為2.7 %、中間 (Center)的厚度均勻性為2.9%、底部(Bottom)的厚度均勻性為2.0%，其中均勻性的定義 為(最大值-最小值)/2/平均值。例如，40nm器件的飽和驅動電流（Idsat)對Spacer2的厚度 的靈敏度(sensitivity)為5%/9 A，而目前產品上HCD Nitride的厚度的范圍會高達18人。 因此，改善Spacer2 HCD Nitride均勻性成為一個半導體工藝制造的重點和難點。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種改善HCD氮化硅片均勻性的方法，通過降低產品邊緣 部分的成膜速率，從而降低產品中心與邊緣的厚度差異，以此改善第二側墻HCD Nitride的 均勻性。
[0007] 本發(fā)明的技術方案是一種改善HCD氮化硅片均勻性的方法，其形成HCD氮化硅片的 各步驟包括:在反應腔室中通入氨氣、繼續(xù)通入氨氣、通入HCD、成膜、再次通入氨氣、排出殘 留氣體以及通入氮氣，其中，在成膜時所述反應腔室的溫度逐漸降低。
[0008] 進一步的，在通入氨氣及繼續(xù)通入氨氣時所述反應腔室保持初始溫度不變。
[0009] 進一步的，在通入HCD時所述反應腔室的溫度逐漸降低，在成膜過程結束時其溫度 最低。
[0010] 進一步的，在再次通入氨氣時所述反應腔室的溫度逐漸上升，直至初始溫度。
[0011] 進一步的，在排出殘留氣體以及通入氮氣時所述反應腔室保持初始溫度不變。
[0012] 進一步的，所述初始溫度為T+ Δ τ，最低溫度為T-δ τ，其中，Δ T為2°C~20°C。
[0013] 進一步的，所述各步驟完成之后需要進行N次循環(huán)，其中N為1~80。
[0014] 進一步的，所述反應腔室的溫度降低的速率為0.2°C~5°C/分。
[0015] 進一步的，所述反應腔室不同溫區(qū)溫度降低的速率由該溫區(qū)HCD氮化硅片的均勻 性決定。
[0016] 進一步的，所述HCD氮化硅片的均勻性越差則該溫區(qū)溫度降低的速率越高。
[0017] 與現有技術相比，本發(fā)明提供的改善HCD氮化硅片均勻性的方法，通過成膜時逐漸 降低反應腔室的溫度，以此來降低產品邊緣部分的成膜速率，降低產品中心與邊緣的厚度 差異，從而改善產品上的Spacer2 HCD氮化硅片的均勻性，最終達到改善器件的飽和驅動電 流均勻性的效果。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明一實施例所提出的改善HCD氮化硅片均勻性的方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 為使本發(fā)明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發(fā)明的內容做進一 步說明。當然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領域的技術人員所熟知的一般替換也涵 蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
[0020] 其次，本發(fā)明利用示意圖進行了詳細的表述，在詳述本發(fā)明實例時，為了便于說 明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應對此作為本發(fā)明的限定。
[0021] 本發(fā)明的核心思想是:通過成膜時逐漸降低反應腔室的溫度，以此來降低產品邊 緣部分的成膜速率，降低產品中心與邊緣的厚度差異，從而改善產品上的Spacerf HCD氮化 硅片的均勻性，最終達到改善器件的飽和驅動電流均勻性的效果。
[0022]傳統(tǒng)的形成HCD氮化硅片的方法包括以下各步驟:步驟Sl:在反應腔室中通入氨氣 (NH3 FLOW);步驟S2:繼續(xù)通入氨氣(NH3 PRE PRG)，讓氨氣充滿整個反應腔室，為通入HCD 做準備；步驟S3:通入HCD(HCD FL0E);步驟S4:成膜(DEPO);步驟S5:再次通入氨氣(AFTER NH3 PURGE)，使氨氣與反應腔室里殘留的HCD反應，有利于工藝顆粒的減少;步驟S6:排出殘 留氣體(E VAC)，將反應腔室內殘留的氨氣及H⑶排出；步驟S7:通入氮氣(N2 PURGE)，凈化 反應腔室。
[0023]本發(fā)明提供一種改善HCD氮化硅片均勻性的方法，在步驟S4成膜時將所述反應腔 室的溫度逐漸降低。具體的，在進行步驟Sl與步驟S2時所述反應腔室保持初始溫度不變，所 述初始溫度為T+△ T;在進行步驟S3與步驟S4時所述反應腔室的溫度逐漸降低，在步驟S4結 束時其溫度達到最低，最低溫度為T-△ T;在進行步驟S5時所述反應腔室的溫度逐漸上升， 直至初始溫度Τ+ΔΤ;在進行步驟S6與步驟S7時所述反應腔室保持初始溫度不變。其中，所 述A T的范圍為2°C~20°C。在降溫時，晶片(Wafer)邊緣降溫速度大于晶片中心的降溫速 度，以此來降低晶片邊緣部分的成膜速率，減少晶片邊緣成膜速率與晶片中心成膜速率的 差別，由此降低產品中心與邊緣的厚度差異，從而改善產品上的Spacerf HCD氮化硅片的均 勻性，最終達到改善器件的飽和驅動電流均勻性的效果。
[0024]本實施例中，所述各步驟完成之后需要進行N次循環(huán)，其中N為1~80。所述反應腔 室的溫度降低的速率為〇.2°C~5°C/分。所述反應腔室具有不同的溫區(qū)，包括頂部(Top)溫 區(qū)、頂部-中部（Top-Center)溫區(qū)、中部（Center)溫區(qū)、底部-中部(Bott-Center)溫區(qū)及底 部(Bott)溫區(qū)，由于不同溫區(qū)的溫度并不相同，在不同溫區(qū)形成的HCD氮化硅片的均勻性也 不同，因此，在所述反應腔室中降低溫度時，不同溫區(qū)溫度降低的速率也不相同，不同溫區(qū) 中溫度降低的速率由該溫區(qū)形成的HCD氮化硅片的均勻性決定，并且所述反應腔室不同溫 區(qū)中溫度降低的速率與該溫區(qū)之前形成的HCD氮化硅片的均勻性呈反比，若HCD氮化硅片的 均勻性好，則該溫區(qū)溫度降低的速率低，若HCD氮化硅片的均勻性差，則該溫區(qū)溫度降低的 速率高，以此來減少不同溫區(qū)中晶片邊緣成膜速率與晶片中心成膜速率的差別。
[0025]圖1為本發(fā)明一實施例所提出的改善HCD氮化硅片均勻性的方法的示意圖，請參考 圖1所示，通過具體的實施例對本發(fā)明提出的改善