本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种淀积方法。
背景技术：
在半导体制程工艺中，尤其是低压化学气相淀积(lowpressurechemicalvapordeposition，简称为lpcvd)的薄膜淀积工艺中，炉管中晶圆的厚度均匀性比较难以控制。目前业界对于炉管薄膜淀积一致的做法是当晶舟升到反应腔体后，温度稳定一段时间，然后恒温淀积，然后进行反应尾气的排放，最后降温并将晶舟下降。但是经过该过程淀积的薄膜厚度的均匀性比较差，通常是晶圆外围的薄膜比较厚而中间比较薄。
当前，业界通常通过调整压力、流量等来整体调整淀积厚度的均匀性，但是业界的这些做法并没有解决晶圆淀积外围厚而中间薄的问题。
技术实现要素：
本发明的发明人发现，由于炉管受到加热腔体热辐射的原因，在恒温淀积的过程中靠近腔体温度高而中间温度低，从而导致晶圆的温度也是外围部分温度高而中间部分温度低，由于一般情况下，温度越高淀积的薄膜越厚，因此恒温淀积的过程导致淀积的薄膜外围比较厚而中间比较薄。
根据本发明的第一方面，提供了一种淀积方法，包括：在第一淀积温度下在用于淀积的反应腔体中实施第一淀积操作；以及对所述反应腔体实施降温，并在降温过程中实施第二淀积操作。
在一个实施例中，对所述反应腔体实施降温的步骤包括：对所述反应腔体不加热，使得所述反应腔体自然降温。
在一个实施例中，所述第一淀积操作持续进行预定的第一时间，以及所述第二淀积操作持续进行预定的第二时间；其中，在实施第一淀积操作之前，所述方法还包括：根据在所述第一淀积温度下的淀积速率、所述降温过程中的淀积速率和需要淀积的厚度确定所述第一时间和所述第二时间。
在一个实施例中，进行所述第一淀积操作的过程中，反应气体的压强、组分和流量均与所述第二淀积操作相同。
在一个实施例中，在对所述反应腔体实施降温的过程中，温度下降的曲线为直线型曲线、阶梯型曲线或抛物线型曲线。
在一个实施例中，对所述反应腔体实施降温，并在降温过程中实施第二淀积操作的步骤包括：当所述反应腔体的温度从所述第一淀积温度降低到第二淀积温度时停止降温，并保持所述第二淀积温度持续预定的时间，并在从第一淀积温度降低到所述第二淀积温度的过程中和在保持所述第二淀积温度的过程中实施淀积操作。
在一个实施例中，对所述反应腔体实施降温，并在降温过程中实施第二淀积操作的步骤还包括：在保持所述第二淀积温度持续所述预定的时间后，继续对所述反应腔体实施降温，直到将所述反应腔体的温度降低到第三淀积温度，并在降低到第三淀积温度的过程中实施淀积操作。
在一个实施例中，在实施第一淀积操作之前，所述方法还包括：将承载晶圆的晶舟上升到反应腔体；对所述反应腔体加热，将所述反应腔体的温度升高到预定的第一淀积温度；向所述反应腔体中通过氮气或惰性气体，使得所述反应腔体的温度基本恒定；以及在所述反应腔体的温度基本恒定预定的时间后，停止通入所述氮气或所述惰性气体，向所述反应腔体中通入反应气体。
在一个实施例中，所述反应腔体的温度基本恒定的标准为：第一淀积温度-0.5℃<所述反应腔体的温度<第一淀积温度+0.5℃。
在一个实施例中，在实施第二淀积操作之后，所述方法还包括：在所述反应腔室的温度降低到排气温度后，在恒定的排气温度下从所述反应腔体中排出淀积后的气体；对所述反应腔体实施自然降温；以及将所述晶舟从所述反应腔体中下降。
本发明中，先在第一淀积温度下进行第一淀积操作，然后降温过程中进行第二淀积操作，在降温淀积的过程中，反应腔体不加热，由于晶圆具有吸热和散热的作用，因此在反应腔体内，晶圆周围温度比较低而中间比较高，因此降温淀积的过程中淀积的薄膜是外围薄而中间厚。又由于在前面第一淀积操作的过程中淀积的薄膜是外围厚而中间薄，因此综合起来经过上述淀积方法得到的薄膜的厚度更加均匀。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：
图1是示出根据本发明一个实施例的淀积方法的流程图。
图2是示出根据本发明另一个实施例的淀积方法的流程图。
图3是示出根据本发明一个实施例的淀积过程中温度随时间变化的曲线图。
图4是示出根据本发明另一个实施例的淀积过程中温度随时间变化的曲线图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明的发明人发现，由于炉管受到加热腔体热辐射的原因，在恒温淀积的过程中靠近腔体温度高而中间温度低，从而导致晶圆的温度也是外围部分温度高而中间部分温度低，由于一般情况下，温度越高淀积的薄膜越厚，因此恒温淀积的过程导致淀积的薄膜外围比较厚而中间比较薄。
图1是示出根据本发明一个实施例的淀积方法的流程图。
在步骤s11，在第一淀积温度下在用于淀积的反应腔体中实施第一淀积操作(也可以称为恒温淀积)。
在步骤s12，对反应腔体实施降温，并在降温过程中实施第二淀积操作(也可以称为降温淀积)。例如，对反应腔体实施降温的步骤可以包括：对反应腔体不加热，使得该反应腔体自然降温。在一些实施例中，可以在整个降温过程中进行第二淀积操作，也可以在降温过程中的某个或某些时间段进行第二淀积操作。
在上述实施例中，先在第一淀积温度下进行恒温淀积(即第一淀积操作)，然后进行降温淀积(即第二淀积操作)，在降温淀积的过程中，反应腔体不加热，由于晶圆具有吸热和散热的作用，因此在反应腔体内，晶圆周围温度比较低而中间比较高，因此降温淀积的过程中淀积的薄膜是外围薄而中间厚。又由于在前面恒温淀积的过程中淀积的薄膜是外围厚而中间薄，因此综合起来经过上述淀积方法得到的薄膜的厚度更加均匀。
在一个实施例中，第一淀积操作持续进行预定的第一时间，以及第二淀积操作持续进行预定的第二时间。例如，在实施第一淀积操作之前，所述淀积方法还可以包括：根据在第一淀积温度下的淀积速率、降温过程中的淀积速率和需要淀积的厚度确定第一时间和第二时间。其中，第一淀积温度下的淀积速率和降温过程中的淀积速率可以根据实际经验得到。通过控制第一淀积操作的第一时间和第二淀积操作的第二时间，可以更好地控制通过淀积所得薄膜的均匀性。
在一个实施例中，进行第一淀积操作的过程中，反应气体的压强、组分和流量均与第二淀积操作相同。即在实施例中，在整个淀积操作中可以仅通过控制温度的降温过程来得到厚度均匀的薄膜，而不需要改变其他淀积条件。
在一个实施例中，在对反应腔体实施降温的过程中，温度下降的曲线可以为直线型曲线、阶梯型曲线或抛物线型曲线。当然，也可以是其他类型的曲线，因此本发明的范围并不仅限于此。
图2是示出根据本发明另一个实施例的淀积方法的流程图。图3是示出根据本发明一个实施例的淀积过程中温度随时间变化的曲线图。下面结合图2和图3来描述本发明一个实施例的淀积过程。
如图2所示，在步骤s201，将承载晶圆的晶舟上升到反应腔体。如图3所示，在该晶舟上升的过程中，反应腔体的温度可以恒定，例如可以为500℃。
回到图2，在步骤s202，对反应腔体加热，将该反应腔体的温度升高到预定的第一淀积温度。如图3所示，在该升温过程中，例如可以按照预先已知的升温速率(例如5℃/分钟)进行升温，将反应腔体的温度升高到第一淀积温度。例如该第一淀积温度可以为用于反应气体分解的温度范围内的任一温度值(例如680℃)。
回到图2，在步骤s203，向反应腔体中通过氮气或惰性气体，使得该反应腔体的温度基本恒定。如图3所示，在该稳定温度的过程中，需要使得反应腔体的温度(此时为第一淀积温度)保持一定的时间，这样可以确保用于第一淀积操作的第一淀积温度稳定。
优选地，该反应腔体的温度基本恒定的标准可以为：第一淀积温度-0.5℃<反应腔体的温度<第一淀积温度+0.5℃。即反应腔体的温度处在第一淀积温度±0.5℃范围内。当然，本领域技术人员应该明白，上述标准仅是示例性的，上述标准还可以是使得反应腔体的温度处在其他范围内，例如可以处在第一淀积温度±1℃的范围内，因此本发明的范围并不仅限于此。
回到图2，在步骤s204，在反应腔体的温度基本恒定预定的时间后，停止通入氮气或惰性气体，向该反应腔体中通入反应气体。通入反应气体是为进行第一淀积操作做准备。
接下来，在步骤s205，在第一淀积温度下在用于淀积的反应腔体中实施第一淀积操作。如图3所示，该第一淀积操作(即恒温淀积)持续的时间为第一时间。例如第一时间的范围可以为5分钟至120分钟，例如该第一时间可以为10分钟。在该第一淀积操作过程中，由于受反应腔体加热的热辐射作用，淀积出的薄膜是外围比较厚而中间比较薄。
回到图2，在步骤s206，对反应腔体实施降温，并在降温过程中实施第二淀积操作。如图3所示，该第二淀积操作(即降温淀积)持续的时间为第二时间。例如第二时间的范围可以为5分钟至120分钟，例如该第二时间可以为10分钟。在降温过程中，反应腔体不加热，由于晶圆具有吸热和散热的作用，晶圆周围温度低而中间温度高。这时淀积的薄膜是外围薄而中间厚。
在本发明的实施例中，在实施第一淀积操作和第二淀积操作时反应腔体的温度均处在反应气体分解的温度范围内，这样可以保证通过反应气体的反应能够形成薄膜。
回到图2，在步骤s207，在反应腔室的温度降低到排气温度后，在恒定的排气温度下从该反应腔体中排出淀积后的气体。例如，该排气温度可以是反应气体不分解的温度，比如660℃。如图3所示，在排气过程中，排气温度可以基本恒定。在一个实施例中，排出的淀积后的气体可以包括未反应的剩余气体或者反应后产生的新气体等。
回到图2，在步骤s208，对反应腔体实施自然降温。如图3所示，在降温过程中，对反应腔体不加热，使得反应腔体自然降温，直到反应腔体的温度降低到可以便于晶舟下降的温度，例如500℃。
回到图2，在步骤s209，将晶舟从反应腔体中下降。将晶舟下降是为了便于后续转移或取出薄膜样品。如图3所示，例如可以在与晶舟上升过程相等或相似的温度下将晶舟下降。
至此，提供了根据本发明一个实施例的淀积方法。该淀积方法可以使得淀积得到的薄膜更加均匀。
例如，本发明的发明人对现有技术的淀积方法和本发明实施例的淀积方法所得到的薄膜的均匀性进行了比较：对于现有技术中，仅采用恒温淀积得到的薄膜，其均匀性u％>3。这里均匀性是这样得到的：在淀积有薄膜的晶圆上采集多个样品点，测得每个样品点的厚度，则均匀性
需要说明的是，虽然图3中示出了2个淀积阶段(即第一淀积操作(也即恒温淀积)和第二淀积操作(也即降温淀积))，但是本领域技术人员应该理解，本发明的淀积操作还可以包括更多个淀积阶段。例如，可以将恒温淀积和降温淀积进行多次交替进行(例如，这时淀积过程中的降温曲线可以为阶梯型曲线)。又例如，对于降温淀积，还可以是抛物线型的下降曲线。因此，本发明的范围并不仅限于此。
图4是示出根据本发明另一个实施例的淀积过程中温度随时间变化的曲线图。需要说明的是，虽然图4仅示出了第一淀积操作和第二淀积操作过程中的温度变化，但是本领域技术人员应该明白，图4所示淀积过程的温度变化还可以包括其他过程的温度变化，例如图3所示的晶舟上升过程、升温过程、稳定温度过程、排气过程、降温过程和晶舟下降过程等，这些均可以参考图3所示，图4中不再示出。
图4中示出了第一淀积操作过程的温度为恒温，这与图3类似，这里不再赘述。图4还示出了第二淀积操作过程的温度变化，即对反应腔体实施降温，并在降温过程中实施第二淀积操作。
在一个实施例中，如图4所示，对反应腔体实施降温，并在降温过程中实施第二淀积操作的步骤可以包括：当反应腔体的温度从第一淀积温度降低到第二淀积温度时停止降温，并保持该第二淀积温度持续预定的时间，并在从第一淀积温度降低到第二淀积温度的过程中和在保持第二淀积温度的过程中实施淀积操作。
在一个实施例中，如图4所示，对反应腔体实施降温，并在降温过程中实施第二淀积操作的步骤还可以包括：在保持第二淀积温度持续预定的时间后，继续对反应腔体实施降温，直到将反应腔体的温度降低到第三淀积温度，并在降低到第三淀积温度的过程中实施淀积操作。例如该第三淀积温度大于或等于排气过程中的温度(即排气温度)。
在图4所示的温度变化中，在降温过程中并没有使得反应腔体一直降温，而是在降温过程中出现了阶梯式淀积温度(例如第二淀积温度)，这样有利于进一步控制淀积过程，提高薄膜的均匀性。
这里需要说明的是，虽然图4示出了第二淀积操作过程中的一个阶梯式淀积温度，但是本领域技术人员应该理解，在该第二淀积操作过程中，可以设置更多个阶梯式淀积温度，以便更好地控制淀积过程，因此本发明的范围并不仅限于这里所示出的阶梯式淀积温度的个数。
需要说明的是，本发明的淀积方法除了可以在炉管中实施，还可以在其他用于淀积的设备中实施，例如，可以在pecvd(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，等离子体增强化学气相沉积)或mocvd(metal-organicchemicalvapordeposition，金属有机化合物化学气相沉淀)等设备的反应腔室中实施，因此本发明的范围并不仅限于此。
另外，需要说明的是，本发明的淀积方法可以用来形成包括但不限于：半导体薄膜(例如多晶硅薄膜、非晶硅薄膜、砷化镓薄膜等)、氧化物薄膜(例如硅的氧化物薄膜)、氮化物薄膜(例如硅的氮化物薄膜)以及金属层薄膜，等等。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。