[发明专利]一种改善化学气相沉积腔室中加热器加热性能的方法及装置

说明书

本发明提供一种改善化学气相沉积腔室中加热器加热性能的方法及装置，包括：设置所述加热器至一定温度，往所述腔室中通入Ti[N(CH₃)₂]₄作为反应气体，同时通入含N和H元素的气体，将所述含N和H元素的气体处理为等离子体，利用所述等离子体轰击所述反应气体并与所述反应气体发生反应，从而在所述加热器表面形成具有平整表面的TiN薄膜，通过所述TiN薄膜改善所述加热器加热性能。本发明的方法可以很好的补偿由于加热器的温度不均匀和表面形貌不佳而导致所生长薄膜厚度的非均一性和表面平整度，从而延长加热器的循环使用寿命。

技术领域

本发明涉及半导体工艺技术领域，特别是涉及一种改善化学气相沉积腔室中加热器加热性能的方法及装置。

背景技术

化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料层的工艺技术，其通过化学气相沉积设备得以实现。由于CVD制备材料时参与反应的气体分子或者离子需要根据不同工艺沉积在一定温度的基片上，因此，通常CVD设备都配备有加热基片的加热器。

通常，在工艺过程中半导体设备容易出现各种故障，为了使半导体设备处于良好运行状态，需要进行工艺设备保养(PM)，仔细检查半导体设备的退化和磨损情况，对半导体设备做好基本的更换、调整等。对于化学气相沉积设备，经常会在工艺保养时更换工艺腔室(例如，ILB TxZ腔室)中的加热器，更换新的加热器后，会出现沉积厚度的均一性不能满足工艺要求的情况。如图1所示为进行工艺保养更换加热器前后，在晶圆上所沉积TiN薄膜的厚度均匀性状况，横坐标为日期，纵坐标为非均一性(UN％)，其中前三个点是工艺保养之前所测得的数据，后三个点是工艺保养之后所测得的数据。可以看出，更换新的加热器后，薄膜的厚度均匀性变差。

现有技术中，在新更换的加热器上生长一层TiN薄膜作为过渡层来改善加热器的温度均匀性，从而希望能够改善晶圆上所生长的薄膜厚度均匀性。一般，采用四(二甲基氨基)钛(TDMAT：Ti[N(CH₃)₂]₄)作为原料，TDMAT在一定温度下发生热分解反应，从而在加热器表面生成TiN薄膜，具体反应方程式为：

但是由于TDMAT热分解反应对高温加热器加热温度非常敏感，一旦加热器表面温度分布不均匀或者加热器表面存在突起，就会导致生长在加热器表面的TiN薄膜厚度不均，如图2所示，加热器11中斜线部分表示温度较其他部位高，那么温度高的部位所生长的TiN薄膜14厚度较厚。如图3所示为加热器11表面存在突起导致TiN薄膜14厚度不均匀，将晶圆15放置在厚度不均匀的TiN薄膜14表面进行加热生长薄膜的示意图，可以看出，加热器11表面TiN薄膜14较厚的一端(突起的一端)，则不容易将热量传递给晶圆15，导致晶圆15表面的材料分子(如可以是Ti[N(CH₃)₂]₄反应气体12分子)较少，生成的薄膜也就较薄；另一端TiN薄膜14较薄，则容易将热量传递给晶圆15，导致晶圆表面的材料分子(如可以是Ti[N(CH₃)₂]₄反应气体12分子)较多，生成的薄膜也就较厚，这样，在晶圆15上生长的薄膜(如TiN薄膜)厚度整体上依然不均匀。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种改善化学气相沉积腔室中加热器加热性能的方法及装置，用于解决现有技术中薄膜沉积不均匀的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种TiN薄膜的制作方法，所述制作方法包括：

提供一基材，将所述基材加热至一定温度；