半导体结构沉积方法、计算机程序产品及计算机装置与流程

本发明涉及半导体制造，尤其涉及一种半导体结构沉积方法、计算机程序产品及计算机装置。

背景技术：

1、接触窗(contact window)工艺中，接触孔的填充物为钨(tungsten)，即通过钨金属沉积进行接触孔的填充形成钨栓。钨金属沉积工艺主要有两个步骤：第一步是成核(nucleation)，主要采用原子层沉积(atomic layer deposition，简称ald)工艺于接触孔的内壁成核；第二步是体沉积(bulk deposition)，主要采用有较高填洞能力的化学气相沉积(chemical vapor deposition，简称cvd)工艺进行接触孔的钨填充形成钨栓。为了降低阻值，业界针对这两步做了大量的工作。

2、请参阅图1，其为现有钨金属沉积工艺的反应腔室的工作方式示意图，数字1～4示意反应腔室10的工位1～4。现有钨金属沉积工艺分步，第一步成核过程在反应腔室的工位1和工位2处采用类原子层沉积方式按时间顺序分四步、循环多次完成；第二步体沉积过程在反应腔室的工位3和工位4处采用化学气相沉积方式完成。具体的，以4片晶圆同时操作为例，现有钨金属沉积工艺的流程为：(1)晶圆1在反应腔室的工位1通过ald高速开关阀(valve)控制流第一工艺时间(极短)的第一反应气体，然后流第二工艺时间的吹扫(purge)气体，然后通过ald高速开关阀控制流第三工艺时间(极短)的第二反应气体，最后流第四工艺时间的吹扫气体；经过若干次这样循环初步成核。(2)晶圆1传送至反应腔室的工位2，晶圆2传送至工位1，工位1、2同时进行上述步骤(1)ald成核；从而晶圆1再次成核后完成成核，晶圆2初步成核。(3)晶圆1传送至反应腔室的工位3，晶圆2传送至工位2，晶圆3传送至工位1，工位3进行cvd成膜，工位1/2同时进行上述步骤(1)ald成核；从而晶圆1初步成膜，晶圆2再次成核后完成成核，晶圆3初步成核；(4)晶圆1传送至反应腔室的工位4，晶圆2传送至工位3，晶圆3传送至工位2，晶圆4传送至工位1，工位3、4同时进行cvd成膜，工位1、2同时进行上述步骤(1)ald成核；从而晶圆1再次成膜后完成成膜(体沉积完成)，晶圆2初步成膜，晶圆3再次成核后完成成核，晶圆4初步成核。

3、由于工位1/2均为同一工位按时间顺序分别通入不同的反应气体、吹扫气体以实现ald工艺，因此需要在进气处设置ald高速开关阀以控制反应气体流动，增加了工艺成本。同时，由于钨成核过程相对于体沉积过程完成较快，因此上述步骤(3)-(4)均需要等待体沉积完成后再进行下一步工艺造成工艺耗时长，影响产出。

4、因此，提供一种能够实现快速钨金属沉积工艺的方法，实属必要。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种半导体结构沉积方法、计算机程序产品及计算机装置，通过优化金属沉积方案，能够实现金属沉积工艺降本增效。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种半导体结构沉积方法，包括：提供反应腔室，所述反应腔室至少包括相互隔离的第一工位、第二工位以及吹扫工位；执行成核工艺，将多个晶圆依次传送至第一工位、吹扫工位、第二工位、吹扫工位，并循环预设次数，完成所述半导体结构的成核，其中，所述第一工位持续通入第一成核反应气体，所述第二工位持续通入第二成核反应气体，所述吹扫工位持续通入吹扫气体；以及执行体沉积工艺，停止通入第一成核反应气体、第二成核反应气体以及吹扫气体，于所述反应腔室的每一工位上分别放置一完成成核后的晶圆，并分别通入体沉积反应气体、沉积反应预设工艺时间，完成所述半导体结构的体沉积。

3、为了解决上述问题，本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明上述方法的步骤。

4、为了解决上述问题，本发明还提供了一种计算机装置，包括存储器，用于存储计算机程序；处理器，与所述存储器连接，用于执行所述计算机程序，以实现本发明上述方法的步骤。

5、上述技术方案，优化半导体结构沉积方案，在执行成核工艺阶段，通过将晶圆依次传送至不同工位实现成核，每个工位内一直通入同种气体，故无需高成本高速开关阀，有效节省工艺成本；通过快速成核后一步体沉积，消除了等待现象，有效节省了工艺时长，提高产出，实现降本增效。

6、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。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。

技术特征：

1.一种半导体结构沉积方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，执行成核工艺时，当有晶圆传送至所述第一工位时，所述第一工位开始并持续通入第一成核反应气体；当有晶圆传送至所述第二工位时，所述第二工位开始并持续通入第二成核反应气体；当有晶圆传送至所述吹扫工位时，所述吹扫工位开始并持续通入吹扫气体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，循环的所述预设次数为5次。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，晶圆在所述第一工位进行反应的工艺时间和在所述第二工位进行反应的工艺时间基本相同，并小于在所述吹扫工位进行吹扫的工艺时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的执行体沉积工艺的步骤具体包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，执行体沉积工艺的所述预设工艺时间依据体沉积膜层厚度要求调整。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吹扫工位包括第一吹扫子工位和第二吹扫子工位，所述第一工位、第一吹扫子工位、第二工位以及第二吹扫子工位在所述反应腔室内沿周向分布；

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶圆预先形成有接触孔；所述成核工艺为于所述接触孔的内壁沉积形成第一膜层，所述体沉积工艺为于所述接触孔内沉积形成覆盖所述第一膜层并填充满所述接触孔的第二膜层，所述第一膜层与所述第二膜层共同构成接触结构作为所述半导体结构。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成核工艺采用原子层沉积工艺，所述体沉积工艺采用化学气相沉积工艺。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一成核反应气体为sih4，所述第二成核反应气体为wf6，所述吹扫气体为ar，所述体沉积反应气体为h2和wf6的混合气体，所述半导体结构为钨栓。

11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～10任意一项所述方法的步骤。

12.一种计算机装置，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供了一种半导体结构沉积方法。本发明在执行成核工艺阶段，通过将晶圆依次传送至不同工位实现成核，每个工位内一直通入同种气体，故无需高成本高速开关阀，有效节省工艺成本；同批次晶圆成核完成后，同时执行体沉积工艺，可以消除现有技术中部分晶圆成核完成后需等待其它晶圆体沉积完成才能继续执行自身的体沉积的等待现象。本发明既可以无需采用高成本高速开关阀，又可以消除等待现象，从而可以减少工艺时间并降低成本，实现降本增效。技术研发人员：拉海忠,闫晓晖受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4