專利名稱：監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來(lái)監(jiān)控半導(dǎo)體器件制造設(shè)備參數(shù)變化的方法，尤其 涉及一種監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法。
背景技術(shù)：
鍺硅外延工藝和普通的外延工藝不一樣，采用的是低溫工藝。而低溫 狀態(tài)下的鍺硅工藝對(duì)溫度特別敏感，溫度的微小波動(dòng)都會(huì)引起工藝的明顯 變化。另外，鍺硅外延工藝與普通外延工藝相比，引入了一種新的氣體鍺 垸。鍺垸氣體的變化，除對(duì)鍺硅薄膜的鍺含量產(chǎn)生影響，對(duì)其它工藝特性 也有明顯影響(例如，鍺烷的摻入對(duì)鍺硅工藝的淀積速率影響很大)，進(jìn) 而影響半導(dǎo)體器件的工作性能。
由于半導(dǎo)體器件工作的需要，實(shí)際產(chǎn)品制造時(shí)的工藝程序比較復(fù)雜， 溫度的變化和鍺垸摻雜量的變化比較大而且多。換言之， 一旦測(cè)量后發(fā)現(xiàn) 工藝參數(shù)飄掉后，我們無(wú)法直接判斷是什么原因?qū)е陆Y(jié)果的異常。鑒于鍺 硅工藝的這些特性，對(duì)設(shè)備溫度和鍺烷流量變化的監(jiān)控就顯得非常重要。 而鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備本身和常用的軟件對(duì)設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控也達(dá)不 到工藝的要求，故只能通過(guò)大量工藝實(shí)驗(yàn)調(diào)試程序，使調(diào)試后的程序淀積 出我們需要的膜。這種情況下，我們可以通過(guò)工藝調(diào)試將膜厚調(diào)到目標(biāo)值， 但是往往比較難査出導(dǎo)致膜厚變化的根本原因
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù) 變化的方法，利用鍺硅淀積程序和膜厚測(cè)試程序的配合，對(duì)設(shè)備溫度和鍺 烷流量的變化及時(shí)監(jiān)控，通過(guò)膜厚的變化反映出設(shè)備參數(shù)的變化，利于發(fā) 現(xiàn)工藝參數(shù)變化的根本原因，以恢復(fù)設(shè)備的初始狀態(tài)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供一種監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù) 變化的方法，包括如下步驟(l)編輯鍺硅淀積程序時(shí)將淀積分為不同的 步數(shù)，每一步淀積的每一層膜不一樣，或摻入鍺垸，或不摻入鍺烷；(2) 編輯對(duì)應(yīng)的膜厚測(cè)量程序，不摻鍺烷的層次監(jiān)控設(shè)備溫度，摻鍺烷的層次 監(jiān)控鍺垸流量；(3)對(duì)設(shè)備溫度、鍺烷流量拉偏，畫出不同層膜厚隨溫度、 鍺烷流量的變化曲線；(4)當(dāng)測(cè)量結(jié)果異常時(shí)，根據(jù)上述膜厚隨溫度、鍺
垸流量的變化曲線更改溫度、鍺烷流量參數(shù)，將每一層膜厚調(diào)整至目標(biāo)值。 步驟(1)中，編輯鍺硅淀積程序時(shí)將淀積分為三步，第一步不摻入 鍺烷，第二步摻入鍺垸，第三步不摻入鍺垸。
在步驟(3)和步驟(4)中，測(cè)量膜厚時(shí)只測(cè)中間點(diǎn)的數(shù)據(jù)。 用來(lái)監(jiān)控的硅片選用的是裸硅襯底片。
和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明利用鍺硅外延工
藝本身對(duì)溫度和鍺垸流量這些參數(shù)的敏感性開(kāi)發(fā)一種方法來(lái)監(jiān)控設(shè)備參 數(shù)的變化，并且可利用測(cè)量設(shè)備對(duì)鍺硅膜不同層分別進(jìn)行測(cè)量的特點(diǎn)，在 程序開(kāi)發(fā)時(shí)編輯不同層次分別對(duì)溫度和鍺烷流量進(jìn)行監(jiān)控。通過(guò)對(duì)鍺硅外 延工藝的監(jiān)控對(duì)設(shè)備的參數(shù)實(shí)施監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致工藝參數(shù)漂移的根本 原因，及時(shí)掌握設(shè)備的變化情況，從而保證工藝的穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法中硅的膜厚 隨設(shè)備溫度的變化曲線圖2是本發(fā)明監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法中鍺硅膜厚 隨鍺烷流量的變化曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
以下實(shí)施例所采用的鍺硅外延設(shè)備為應(yīng)用材料公司生產(chǎn)的Centura 200，測(cè)量設(shè)備為KLA F5X。
本發(fā)明監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法，具體包括如下步
驟
1、 編輯鍺硅淀積程序時(shí)將淀積分為三步，第一步不摻入鍺烷，第二 步慘入鍺烷，第三步不摻入鍺烷。
2、 編輯對(duì)應(yīng)的膜厚測(cè)量程序，由于第一步淀積出的實(shí)際上是單晶硅， 與襯底連為一體，測(cè)量設(shè)備無(wú)法測(cè)出這一層的膜厚；第二步摻入鍺烷氣 體，其晶格常量和單晶硅不同，測(cè)出的厚度變化同時(shí)反映了鍺烷流量和 溫度的變化；第三步不慘入鍺垸，生長(zhǎng)出的是單晶，反映的是設(shè)備溫度 的變化。
3、 故意對(duì)設(shè)備溫度拉偏，畫出第二層和第三層膜厚隨溫度的變化曲 線(線性關(guān)系)，如圖l所示；故意對(duì)鍺烷流量拉偏，畫出第二層隨鍺烷 流量的變化曲線(線性關(guān)系)，如圖2所示；由圖1和圖2可以看出，Si 的厚度與鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備腔體的溫度設(shè)定以及鍺硅厚度與鍺烷流量
均呈線性關(guān)系，當(dāng)工藝發(fā)生漂移時(shí)，可根據(jù)此曲線調(diào)整工藝參數(shù)。4、 當(dāng)測(cè)量結(jié)果異常時(shí)，先看第三層膜厚有無(wú)異常，若無(wú)則說(shuō)明溫度 無(wú)異常，若有則根據(jù)膜厚與溫度的關(guān)系更改溫度參數(shù)，將第三層厚度調(diào) 到目標(biāo)值，再判斷第二層膜厚有無(wú)異常，若無(wú)則說(shuō)明鍺垸流量無(wú)異常， 若有則根據(jù)膜厚與鍺垸流量的關(guān)系更改鍺垸流量參數(shù)，可采用類似方法 將膜厚調(diào)整至目標(biāo)值。
5、 不管是在拉偏找膜厚與溫度和鍺垸流量的關(guān)系，還是在通過(guò)這個(gè)
關(guān)系調(diào)整參數(shù)，利用的都只是中間點(diǎn)的數(shù)據(jù)(即測(cè)量膜厚時(shí)只測(cè)中間點(diǎn) 的數(shù)據(jù))。
本發(fā)明利用鍺硅外延工藝本身對(duì)溫度和鍺垸流量這些參數(shù)的敏感性 開(kāi)發(fā)一種方法來(lái)監(jiān)控設(shè)備參數(shù)的變化，并且可利用測(cè)量設(shè)備對(duì)鍺硅膜不同 層分別進(jìn)行測(cè)量的特點(diǎn)，在程序開(kāi)發(fā)時(shí)編輯不同層次分別對(duì)溫度和鍺烷流 量進(jìn)行監(jiān)控。
考慮到成本問(wèn)題，用來(lái)監(jiān)控的硅片選用的是裸硅襯底片，可同樣因?yàn)?對(duì)溫度的敏感，裸硅襯底片表面的膜厚均勻性要比帶圖形的硅片差很多， 所以測(cè)量時(shí)只測(cè)中間一點(diǎn)，這樣可排除工藝的影響，更利于直接監(jiān)控設(shè)備 的狀態(tài)。
本發(fā)明可在鍺硅外延工藝日常的監(jiān)控過(guò)程中，利用開(kāi)發(fā)的新方法對(duì)設(shè) 備的溫度和鍺烷的流量進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)掌握設(shè)備的變化情況，從而保證工 藝的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1、一種監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)編輯鍺硅淀積程序時(shí)將淀積分為不同的步數(shù)，每一步淀積的每一層膜不一樣，或摻入鍺烷，或不摻入鍺烷；(2)編輯對(duì)應(yīng)的膜厚測(cè)量程序，不摻鍺烷的層次監(jiān)控設(shè)備溫度，摻鍺烷的層次監(jiān)控鍺烷流量；(3)對(duì)設(shè)備溫度、鍺烷流量拉偏，畫出不同層膜厚隨溫度、鍺烷流量的變化曲線；(4)當(dāng)測(cè)量結(jié)果異常時(shí)，根據(jù)上述膜厚隨溫度、鍺烷流量的變化曲線更改溫度、鍺烷流量參數(shù)，將每一層膜厚調(diào)整至目標(biāo)值。
2、如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法， 其特征在于，步驟(1)中，編輯鍺硅淀積程序時(shí)將淀積分為三步，第一 步不摻入鍺垸，第二步摻入鍺烷，第三步不摻入鍺烷。
3、 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法， 其特征在于，在步驟(3)和步驟(4)中，測(cè)量膜厚時(shí)只測(cè)中間點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
4、 如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法， 其特征在于，用來(lái)監(jiān)控的硅片選用的是裸硅襯底片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種監(jiān)控鍺硅外延反應(yīng)腔設(shè)備參數(shù)變化的方法，包括如下步驟(1)編輯鍺硅淀積程序時(shí)將淀積分為不同的步數(shù)，每一步淀積的每一層膜不一樣，或摻入鍺烷，或不摻入鍺烷；(2)編輯對(duì)應(yīng)的膜厚測(cè)量程序，不摻鍺烷的層次監(jiān)控設(shè)備溫度，摻鍺烷的層次監(jiān)控鍺烷流量；(3)對(duì)設(shè)備溫度、鍺烷流量拉偏，畫出不同層膜厚隨溫度、鍺烷流量的變化曲線；(4)當(dāng)測(cè)量結(jié)果異常時(shí)，根據(jù)上述膜厚隨溫度、鍺烷流量的變化曲線，將每一層膜厚調(diào)整至目標(biāo)值。本發(fā)明利用鍺硅淀積程序和膜厚測(cè)試程序的配合，對(duì)設(shè)備溫度和鍺烷流量的變化及時(shí)監(jiān)控，通過(guò)膜厚的變化反映出設(shè)備參數(shù)的變化，利于發(fā)現(xiàn)工藝參數(shù)變化的根本原因，以恢復(fù)設(shè)備的初始狀態(tài)。
文檔編號(hào)C30B25/16GK101418466SQ200710094160
公開(kāi)日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者偉 季 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司