本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种层间膜(ild)的沉积方法。
背景技术：
层间膜主要形成于金属层之前并用于实现金属层之间的隔离，金属层之间通过穿过层间膜的接触孔或通孔连接，层间膜的均匀性对半导体器件的性能具有重要影响。在半导体集成电路中，半导体衬底如硅衬底通常采用晶体结构的圆片，故半导体集成电路制造中的衬底通常采用晶圆，层间膜通常采用化学气相沉积(cvd)工艺形成，cvd中包括等离子体加强化学气相沉积(pecvd)，现有技术中层间膜采用较多的cvd为pecvd。
现有层间膜的沉积工艺主要是采用一次沉积形成，首先是将晶圆放置到层间膜的沉积工艺腔；之后在沉积工艺腔进行cvd工艺一次性沉积形成所需厚度的层间膜。现有层间膜沉积工艺中，往往会出现层间膜的厚度在整个晶圆的面内不均匀的情形，主要表现为晶圆上的部分区域的层间膜的厚度较厚、部分区域的厚度较薄，特别是晶圆的边缘部分和中心部分的厚度会有差异；当同一晶圆上的层间膜的最大厚度和最小厚度相差较大时，则会影响层间膜的性能并最后对整个产品的性能造成影响。这种现有层间膜的沉积工艺之所以会造成层间膜的面内均匀性较差，原因主要和沉积工艺腔本身的特征相关，主要为：
1、沉积工艺腔的尺寸。
2、在沉积工艺腔中形成反应物对应的等离子体分布的均匀性。
3、沉积工艺腔的尾气排放口的位置设置。
4、沉积工艺腔的工艺气体进气口的设置。
5、加热器形成的温度分布的均匀性，加热器主要设置在晶圆载片台上，在晶圆放置在晶圆载片台上后通过加热器对晶圆进行背面加热。
上面这些影响因素都是沉积工艺腔的本身固有的特性，不同的沉积工艺腔都会不一样，对于各沉积工艺腔，不可能做到沉积时在晶圆的各位置的沉积速率完全一致，最后也会导致层间膜的面内均匀性出现问题，当面内均匀性超出产品要求的范围时，则不能采用相应的沉积工艺腔进行生产。而如果对沉积工艺腔各种部件结构进行改进来提高层间膜的面内均匀性，则势必要研发出更先进的沉积工艺腔，这会增加成本。
现有一种改进方法是采用两个沉积工艺腔来合长一层层间膜，具体为：先将晶圆放置到第一个沉积工艺腔中，进行第一部分层间膜生长；之后，将晶圆放置到第二个沉积工艺腔中，进行第二部分层间膜生长。第一和二部分层间膜叠加形成所需厚度的层间膜。这种方法主要是利用了不同的沉积工艺腔所沉积的层间膜的厚度在面内的分布不相同，也即在第一个沉积工艺腔中得到的厚度最厚的区域并不等同于在第二个沉积工艺腔中得到的厚度最厚的区域，同样在第一个沉积工艺腔中得到的厚度最薄的区域并不等同于在第二个沉积工艺腔中得到的厚度最薄的区域，消除的两个最厚的厚度叠加以及两个最薄的厚度的叠加所带来的较大的厚度差异，也即现有的这种改进方法最后能够提高层间膜的面内均匀性。但是这种现有改进方法需要采用到两个沉积工艺腔，两个沉积工艺腔会使设备的利用率下降，从而使生产效率下降，减少了出货量。同时，两个沉积工艺腔的生产工艺并不会完全一致，在半导体集成电路制造领域中，cvd设备的沉积工艺通常采用自动化控制，控制程序称为recipe，recipe中能够设置各种工艺参数，如果：工艺气体的种类，工艺气体的流量，工艺腔的压强(pressure)，温度，射频功率等，由于每一个沉积工艺腔都具有各自特定的特征，故沉积工艺腔的recipe的参数需要各自独立设置并验证；所以，两个沉积工艺腔的生产工艺并不会完全一致。另外，晶圆进出两个不同的沉积工艺腔，当其中一个沉积工艺腔出问题后，势必会污染另一个沉积工艺腔，也即会存在交叉污染。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种层间膜的沉积方法，能提高单沉积工艺腔沉积的层间膜的厚度的面内均匀性。
为解决上述技术问题，本发明提供的层间膜的沉积方法包括如下步骤：
步骤一、提供一由半导体衬底组成的晶圆，将所述晶圆放置在层间膜的沉积工艺腔中并定位在第一角度。
步骤二、进行第一次层间膜沉积在所述晶圆表面形成第一部分层间膜。
步骤三、将所述晶圆在所述沉积工艺腔的角度变换到第二角度。
步骤四、进行第二次层间膜沉积在所述晶圆的所述第一部分层间膜表面形成第二部分层间膜。
步骤五、重复0次以上的步骤三的角度变换和步骤四的层间膜沉积在所述第二部分层间膜的表面上继续叠加0层以上的后续部分层间膜，由所述第一部分层间膜、所述第二部分层间膜和各后续部分层间膜叠加形成所需厚度的层间膜。
所述沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺在所述沉积工艺腔的各位置的形成速率趋于固定且各位置之间的形成速率具有差别从而使所述沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺形成的单次层间膜的厚度面内均匀性较差，利用转动所述晶圆的角度使各角度位置对应形成的部分层间膜之间的厚度产生互补并使所述层间膜的厚度面内均匀性提高。
进一步的改进是，所述半导体衬底为硅衬底。
进一步的改进是，在所述晶圆上具有角度定位用的凹口。
进一步的改进是，对所述晶圆的角度定位和转动在所述沉积工艺腔中实现，通过设置在所述沉积工艺腔中的角度传感器检测所述晶圆的凹口位置实现对所述晶圆的角度定位，所述沉积工艺腔的晶圆承载台具有转动功能并通过转动所述晶圆承载台实现所述晶圆的转动。
进一步的改进是，对所述晶圆的角度定位和转动在定位腔中实现，所述定位腔位于所述沉积工艺腔外部，在所述所述定位腔中设置有角度传感器检测和晶圆转动装置，通过所述晶圆转动装置实现所述晶圆的转动并通过所述角度传感器进行角度定位，所述晶圆的角度定位完成之后再传入到所述沉积工艺腔中。
进一步的改进是，所述层间膜的材料为氧化硅。
进一步的改进是，所述沉积工艺腔为cvd沉积工艺腔，所述沉积工艺腔包括：工艺气体进气口，尾气排放口，加热器。
进一步的改进是，所述沉积工艺腔为pecvd沉积工艺腔，所述沉积工艺腔还包括射频源，所述射频源提供射频并作为产生等离子体的能源。
进一步的改进是，在进行步骤一之前收集所述沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺在各位置的形成速率，并根据所述收集到所述沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺在各位置的形成速率确定步骤五中的重复次数和各次层间膜沉积对应的所述晶圆的角度。
进一步的改进是，各次层间膜沉积对应的角度将360度等分。
进一步的改进是，各次层间膜沉积形成的部分层间膜的厚度相等。
进一步的改进是，各次层间膜沉积的工艺条件都相同。
进一步的改进是，步骤五中的重复次数为0次。
进一步的改进是，所述第一角度和所述第二角度相差180度。
进一步的改进是，所述第一次层间膜沉积和所述第二次层间膜沉积的工艺条件相同。
本发明通过将晶圆上的层间膜的沉积分多次进行，且每一次沉积对应的晶圆的角度设置都不同，由于沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺在沉积工艺腔的各位置的形成速率趋于固定且各位置之间的形成速率具有差别从而使沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺形成的单次层间膜的厚度面内均匀性较差，但是，本发明通过转动晶圆的位置后，能使各角度位置对应形成的部分层间膜之间的厚度产生互补，例如：各角度位置处对应的最大的生长速率在晶圆上的沉积区域互不相同，同样各角度位置处对应的最小的生长速率在晶圆上的沉积区域互不相同，这样就避免了最大生长速率一直在晶圆的同一区域沉积以及最小生长速率一直在晶圆的同一区域沉积，这样就能将层间膜的最大厚度减少以及将最小厚度增加，其它厚度也同样能够实现相应的互补调节，最后实现层间膜的厚度面内均匀性提高。
另外，由于本发明实现层间膜的面内均匀性提高的工艺仅在同一个沉积工艺腔中实现，相对于现有的改进方法中需要采用两个沉积工艺腔实现的情形，本发明能提高沉积工艺腔的利用率，从而提高生产效率并提高出货量；同时，还能避免两个沉积工艺腔所带来的交叉污染。
另外，本发明的角度转动设置简单且很方便实现多角度的设置，所以本发明很容易根据需要进行多角度的设置，使得对层间膜的厚度面内均匀性优化；而现有的改进方法仅采用两个沉积工艺腔来实现优化，优化效果不如本发明调节。
另外，本发明由于采用同一个沉积工艺腔中实现，虽然层间膜的沉积工艺需要分解为多步，但是由于同一沉积工艺腔的特性不变，故层间膜的工艺产生不变，也即不需要改变recipe就能实现本发明的各步的沉积工艺；这和现有的需要采用两个沉积工艺腔的改进方法相比，本发明的沉积工艺更加简单。
另外，本发明仅需要对晶圆的角度设置和分步沉积就能实现层间膜的厚度的面内均匀性的优化，不需要对沉积工艺腔的硬件结构进行改进，也即采用生产线上已有的沉积工艺腔就能实现，故相对于需要改进沉积工艺腔的硬件结构的情形，本发明能够降低设备成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例层间膜的沉积方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明实施例层间膜的沉积方法的流程图，本发明实施例层间膜的沉积方法包括如下步骤：
步骤一、提供一由半导体衬底组成的晶圆，将所述晶圆放置在层间膜的沉积工艺腔中并定位在第一角度。
所述半导体衬底为硅衬底。所述层间膜的材料为氧化硅。
在所述晶圆上具有角度定位用的凹口。
本发明实施例中，对所述晶圆的角度定位和转动在所述沉积工艺腔中实现，通过设置在所述沉积工艺腔中的角度传感器检测所述晶圆的凹口位置实现对所述晶圆的角度定位，所述沉积工艺腔的晶圆承载台具有转动功能并通过转动所述晶圆承载台实现所述晶圆的转动。在其它实施例中也能为：对所述晶圆的角度定位和转动在定位腔中实现，所述定位腔位于所述沉积工艺腔外部，在所述所述定位腔中设置有角度传感器检测和晶圆转动装置，通过所述晶圆转动装置实现所述晶圆的转动并通过所述角度传感器进行角度定位，所述晶圆的角度定位完成之后再传入到所述沉积工艺腔中。
步骤二、进行第一次层间膜沉积在所述晶圆表面形成第一部分层间膜。
所述沉积工艺腔为cvd沉积工艺腔，所述沉积工艺腔包括：工艺气体进气口，尾气排放口，加热器。更优选择为，所述沉积工艺腔为pecvd沉积工艺腔，所述沉积工艺腔还包括射频源，所述射频源提供射频并作为产生等离子体的能源。
步骤三、将所述晶圆在所述沉积工艺腔的角度变换到第二角度。
步骤四、进行第二次层间膜沉积在所述晶圆的所述第一部分层间膜表面形成第二部分层间膜。
步骤五、重复0次以上的步骤三的角度变换和步骤四的层间膜沉积在所述第二部分层间膜的表面上继续叠加0层以上的后续部分层间膜，由所述第一部分层间膜、所述第二部分层间膜和各后续部分层间膜叠加形成所需厚度的层间膜。
所述沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺在所述沉积工艺腔的各位置的形成速率趋于固定且各位置之间的形成速率具有差别从而使所述沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺形成的单次层间膜的厚度面内均匀性较差，利用转动所述晶圆的角度使各角度位置对应形成的部分层间膜之间的厚度产生互补并使所述层间膜的厚度面内均匀性提高。
较佳为，在进行步骤一之前收集所述沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺在各位置的形成速率，并根据所述收集到所述沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺在各位置的形成速率确定步骤五中的重复次数和各次层间膜沉积对应的所述晶圆的角度。
各次层间膜沉积对应的角度将360度等分。
各次层间膜沉积形成的部分层间膜的厚度相等。
各次层间膜沉积的工艺条件都相同。
本发明实施例中，一个最简单的工艺调节为：步骤五中的重复次数为0次，也即省略的步骤五，采用步骤一至步骤四即可实现。所述第一角度和所述第二角度相差180度。所述第一次层间膜沉积和所述第二次层间膜沉积的工艺条件相同。
本发明实施例通过将晶圆上的层间膜的沉积分多次进行，且每一次沉积对应的晶圆的角度设置都不同，由于沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺在沉积工艺腔的各位置的形成速率趋于固定且各位置之间的形成速率具有差别从而使沉积工艺腔的单次层间膜沉积工艺形成的单次层间膜的厚度面内均匀性较差，但是，本发明通过转动晶圆的位置后，能使各角度位置对应形成的部分层间膜之间的厚度产生互补，例如：各角度位置处对应的最大的生长速率在晶圆上的沉积区域互不相同，同样各角度位置处对应的最小的生长速率在晶圆上的沉积区域互不相同，这样就避免了最大生长速率一直在晶圆的同一区域沉积以及最小生长速率一直在晶圆的同一区域沉积，这样就能将层间膜的最大厚度减少以及将最小厚度增加，其它厚度也同样能够实现相应的互补调节，最后实现层间膜的厚度面内均匀性提高。
另外，由于本发明实施例实现层间膜的面内均匀性提高的工艺仅在同一个沉积工艺腔中实现，相对于现有的改进方法中需要采用两个沉积工艺腔实现的情形，本发明能提高沉积工艺腔的利用率，从而提高生产效率并提高出货量；同时，还能避免两个沉积工艺腔所带来的交叉污染。
另外，本发明实施例的角度转动设置简单且很方便实现多角度的设置，所以本发明很容易根据需要进行多角度的设置，使得对层间膜的厚度面内均匀性优化；而现有的改进方法仅采用两个沉积工艺腔来实现优化，优化效果不如本发明调节。
另外，本发明实施例由于采用同一个沉积工艺腔中实现，虽然层间膜的沉积工艺需要分解为多步，但是由于同一沉积工艺腔的特性不变，故层间膜的工艺产生不变，也即不需要改变recipe就能实现本发明的各步的沉积工艺；这和现有的需要采用两个沉积工艺腔的改进方法相比，本发明的沉积工艺更加简单。
另外，本发明实施例仅需要对晶圆的角度设置和分步沉积就能实现层间膜的厚度的面内均匀性的优化，不需要对沉积工艺腔的硬件结构进行改进，也即采用生产线上已有的沉积工艺腔就能实现，故相对于需要改进沉积工艺腔的硬件结构的情形，本发明实施例能够降低设备成本。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。