專利名稱：一種pecvd薄膜沉積的自動化制程控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及PECVD薄膜沉積領(lǐng)域，特別是涉及一種PECVD薄膜沉積的自動化制程 控制方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的介電質(zhì)層結(jié)構(gòu)如圖1所示硅基底10 ；金屬線12 ；第一層 介電質(zhì)14為阻擋層，可以是氧化物或氮化物；第二層介電質(zhì)16，一般為未摻雜氧化硅(USG) 或摻雜氟、硼、磷的氧化硅(FSG，BPSG，PSG)；第三層介電質(zhì)18，一般為PECVD沉積的氧化物， 原料可以為SIH4和TE0S，經(jīng)化學(xué)機(jī)械研磨工藝(CMP)，以達(dá)到介電質(zhì)層的平坦化；第四層介 電質(zhì)20，補(bǔ)沉積的介電質(zhì)氧化物，厚度由CMP研磨后的厚度與介電質(zhì)層目標(biāo)厚度差值決定， 一般在500A 3000A，由PECVD設(shè)備沉積，可以減小CMP造成的厚度之間的差異，并保證介 電質(zhì)層的最終厚度與目標(biāo)厚度盡量接近。其中，第三層介電質(zhì)18和第四層介電質(zhì)20 —般為PECVD沉積。傳統(tǒng)的PECVD薄膜沉積方式為產(chǎn)品沉積前加測欲沉積程式，確認(rèn)測機(jī)程式各參數(shù) 后，進(jìn)行沉積。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控 制方法，該方法可準(zhǔn)確沉積指定厚度，提高制程能力。為了達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提出一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制 方法，其特征在于，包括測機(jī)流程，生產(chǎn)流程；上述測機(jī)流程包括步驟1 確定沉積厚度與沉積秒數(shù)的關(guān)系式；步驟2 用PECVD機(jī)臺根據(jù)指定厚度在測機(jī)控片上進(jìn)行沉積；步驟3 沉積完成后，對測機(jī)控片進(jìn)行厚度測量得到測機(jī)厚度；步驟4 將測機(jī)沉積秒數(shù)、測機(jī)厚度上傳至自動化制程控制系統(tǒng)；上述生產(chǎn)流程包括步驟1 確定產(chǎn)品沉積厚度；步驟2 自動化制程控制系統(tǒng)利用上述測機(jī)流程步驟1所述關(guān)系式，根據(jù)測機(jī)厚 度、測機(jī)秒數(shù)及產(chǎn)品沉積厚度，計算出沉積秒數(shù)；步驟3 將上述沉積秒數(shù)反饋給沉積機(jī)臺，完成沉積過程。作為上述方案的優(yōu)選，上述測機(jī)流程步驟2中的指定厚度為所需沉積薄膜的最大 厚度、最小厚度及最大厚度與最小厚度區(qū)間內(nèi)的厚度。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，每個區(qū)間內(nèi)分別確定沉積厚度與沉積秒數(shù)的關(guān)系式。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，自動化制程控制系統(tǒng)利用產(chǎn)品沉積厚度所在區(qū)間的關(guān) 系式，根據(jù)區(qū)間兩端沉積厚度的測機(jī)厚度、測機(jī)秒數(shù)及產(chǎn)品沉積厚度，計算出沉積秒數(shù)。
本發(fā)明提出一種利用自動化制程控制(Advanced process control，APC)的方法， 根據(jù)測機(jī)厚度及相應(yīng)的測機(jī)秒數(shù)，結(jié)合所要沉積的厚度，計算出沉積時間，反饋給沉積機(jī) 臺，成沉積過程。其優(yōu)勢在于可以準(zhǔn)確的沉積指定厚度，提高制程能力，以及達(dá)到節(jié)省測機(jī) 所需成本的目的。


圖1為傳統(tǒng)的介電質(zhì)層結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制方法的測機(jī)流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易理解，下面結(jié)合本發(fā)明一優(yōu)選實 施例，作詳細(xì)說明如下如圖2所示，本發(fā)明的一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制方法的較佳實施例， 需沉積圖1中的第三層介電質(zhì)18，如厚度為7KA的氧化物，包括以下步驟；步驟1 確定產(chǎn)品沉積厚度的范圍500A 10KA，確定測機(jī)程式為500A、3000A、 5000A、10KA，將厚度區(qū)間分為 300A 500A、500A 3000A、3000A 5000A、5000A 10KA 三個區(qū)間；步驟2 確定各區(qū)間沉積厚度與沉積秒數(shù)的關(guān)系式區(qū)間 300A 500A :Y = 129XX+48其余各區(qū)間上述X表示沉積秒數(shù)，Y表示沉積厚度，X”X2分別表示區(qū)間兩端點的測機(jī)秒數(shù)，A、 Y2分別表示區(qū)間兩端點的測機(jī)厚度。步驟3 準(zhǔn)備測機(jī)控片；步驟4 對步驟1中所述測機(jī)程式進(jìn)行測機(jī)；步驟5 沉積完成后將測機(jī)沉積秒數(shù)上傳至APC系統(tǒng)；步驟6 沉積完成的測機(jī)控片進(jìn)行厚度測量，并將測機(jī)厚度上傳至APC系統(tǒng)；此時APC系統(tǒng)具有500A、3000A、5000A、10KA等程式的測機(jī)厚度、測機(jī)沉積秒數(shù)等 數(shù)據(jù)。步驟7 確定產(chǎn)品沉積厚度為7KA ；步驟8 :APC系統(tǒng)利用5000A 10KA區(qū)間相應(yīng)的關(guān)系式 X-X1/X1-X2=Y-Y1/Y1-Y2再根據(jù)5000A、10KA的測機(jī)厚度、測機(jī)秒數(shù)及產(chǎn)品沉積厚度7KA，即表達(dá)式中的X:、 X2、Y” Y2、Y均已知，計算出的X即為沉積秒數(shù)，將計算出的沉積秒數(shù)反饋給沉積機(jī)臺，沉積 機(jī)臺根據(jù)沉積秒數(shù)完成沉積過程。若需沉積圖1中的第四層介電質(zhì)，假定需使介電質(zhì)層的總厚度(包括介電質(zhì)層14、 16、18、20)達(dá)到目標(biāo)厚度6000A，而且，經(jīng)過CMP之后的總厚度經(jīng)測量得出為4350A。步驟7 :APC系統(tǒng)根據(jù)CMP后厚度4350A和沉積目標(biāo)厚度6000A，計算出差值 1650A ；
步驟8 :APC系統(tǒng)利用500A 3000A區(qū)間相應(yīng)的關(guān)系式 [。。41]再根據(jù)500A、3000A的測機(jī)厚度、測機(jī)秒數(shù)及產(chǎn)品沉積厚度1650A，即表達(dá)式中的 X” X2、Yp Y2、Y均已知，計算出的X即為沉積秒數(shù)，APC系統(tǒng)將沉積秒數(shù)反饋給沉積機(jī)臺，沉 積機(jī)臺根據(jù)沉積秒數(shù)完成沉積過程。本發(fā)明所述方法中厚度和沉積秒數(shù)適用于所有可以有確定關(guān)系的結(jié)果和影響因 素，包括如沉積厚度與溫度、壓力等。本發(fā)明所述方法中的關(guān)系式可以為任何形式的數(shù)學(xué)表達(dá)式，包括多項式、指數(shù)、對數(shù)等。本發(fā)明所述方法中的測機(jī)程式的確定可根據(jù)實際情況作相應(yīng)的變更。在使用本發(fā)明方法時，測機(jī)厚度、測機(jī)秒數(shù)及產(chǎn)品沉積秒數(shù)均需界定在合理的范 圍內(nèi)，如下表所示表 1
飄沉積秒數(shù)/厚度卡關(guān)蘭程序沉積秒數(shù)厚度TEOS500A2-450G±10%TEOS3DOO21-283000±10%TEOS5K38-465Kt10%TEGS10K83-10310K±10%表 2
APC計箕沉積秒數(shù)卡關(guān)ConditionFormule(x=TK y=DepoTime)Tolerance500^ TK< 1500y=E-06x*x+0.0 055x +0.6032±10%1500實 TK 實 12000y=9E-08x*x+0.0081x-0.7245±10% 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他實施例，在不背離本發(fā)明之精神及實質(zhì)的情況下，所屬技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變，但這些相應(yīng)的改變都應(yīng)屬于本發(fā) 明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制方法，其特征在于，包括測機(jī)流程，生產(chǎn)流程；上述測機(jī)流程包括步驟1確定產(chǎn)品沉積厚度與產(chǎn)品沉積秒數(shù)的關(guān)系式；步驟2用PECVD機(jī)臺根據(jù)指定厚度在測機(jī)控片上進(jìn)行沉積；步驟3沉積完成后，對測機(jī)控片進(jìn)行厚度測量得到測機(jī)厚度；步驟4將測機(jī)沉積秒數(shù)、測機(jī)厚度上傳至自動化制程控制系統(tǒng)；上述生產(chǎn)流程包括步驟1確定產(chǎn)品沉積厚度；步驟2自動化制程控制系統(tǒng)利用上述測機(jī)流程步驟1所述關(guān)系式，根據(jù)測機(jī)厚度、測機(jī)秒數(shù)及產(chǎn)品沉積厚度，計算出產(chǎn)品沉積秒數(shù)；步驟3將上述產(chǎn)品沉積秒數(shù)反饋給沉積機(jī)臺，完成沉積過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制方法，其特征在于，上 述測機(jī)流程步驟2中的指定厚度為所需沉積薄膜的最大厚度、最小厚度及最大厚度與最小 厚度區(qū)間內(nèi)的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制方法，其特征在于，每 個區(qū)間內(nèi)分別確定產(chǎn)品沉積厚度與產(chǎn)品沉積秒數(shù)的關(guān)系式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制方法，其特征在于， 500A IOKA區(qū)間內(nèi)的產(chǎn)品沉積厚度Y、產(chǎn)品沉積秒數(shù)X及區(qū)間兩端點的測機(jī)秒數(shù)X1J2,區(qū)間兩端點的測機(jī)厚度Yp Y2的關(guān)系式為 = H。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制方法，其特征在于， 300Α 500Α區(qū)間內(nèi)的產(chǎn)品沉積厚度Y與產(chǎn)品沉積秒數(shù)X的關(guān)系式為Υ = 129ΧΧ+48。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制方法，其特征在 于，自動化制程控制系統(tǒng)利用產(chǎn)品沉積厚度所在區(qū)間的關(guān)系式，根據(jù)區(qū)間兩端點的測機(jī)厚 度、測機(jī)秒數(shù)及產(chǎn)品沉積厚度，計算出產(chǎn)品沉積秒數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種PECVD薄膜沉積的自動化制程控制方法，其特征在于，包括測機(jī)流程，生產(chǎn)流程；上述測機(jī)流程包括步驟1確定沉積厚度與沉積秒數(shù)的關(guān)系式；步驟2用PECVD機(jī)臺根據(jù)指定厚度在測機(jī)控片上進(jìn)行沉積；步驟3沉積完成后，對測機(jī)控片進(jìn)行厚度測量得到測機(jī)厚度；步驟4將測機(jī)沉積秒數(shù)、測機(jī)厚度上傳至自動化制程控制系統(tǒng)；上述生產(chǎn)流程包括步驟1確定產(chǎn)品沉積厚度；步驟2自動化制程控制系統(tǒng)利用上述測機(jī)流程步驟1所述關(guān)系式，根據(jù)測機(jī)厚度、測機(jī)秒數(shù)及產(chǎn)品沉積厚度，計算出沉積秒數(shù)；步驟3將上述沉積秒數(shù)反饋給沉積機(jī)臺，完成沉積過程。本發(fā)明可以準(zhǔn)確的沉積指定厚度，提高制程能力，以及達(dá)到節(jié)省測機(jī)所需成本的目的。
文檔編號H01L21/205GK101824647SQ200910119149
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者于佰華 申請人:和艦科技(蘇州)有限公司