專利名稱：硅外延生長(zhǎng)室預(yù)處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件制造中的硅外延工藝，特別涉及硅外延生 長(zhǎng)室的預(yù)處理方法。
技術(shù)背景硅外延在CMOS、 BiCMOS和射頻集成電路中有著廣泛的應(yīng)用，對(duì)半導(dǎo) 體器件的性能具有重要影響的硅外延層特性參數(shù)有電阻率和厚度，而外延 生長(zhǎng)室的狀態(tài)對(duì)這兩個(gè)參數(shù)有很大的影響。在不同工藝之間的轉(zhuǎn)換和維護(hù) 后，外延生長(zhǎng)室將處于一個(gè)不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，這時(shí)需要采取有效的方法 使其穩(wěn)定在一個(gè)將要進(jìn)行外延生長(zhǎng)工藝的工作狀態(tài)，否則后續(xù)外延工藝的 外延層的特性參數(shù)就會(huì)不穩(wěn)定。對(duì)于單片外延工藝，外延生長(zhǎng)室的內(nèi)壁、 襯里、基座和預(yù)熱圈等表面的狀態(tài)對(duì)硅外延層的厚度、電阻和摻雜原子的 濃度分布有產(chǎn)生重大的影響。例如，當(dāng)外延生長(zhǎng)室在維護(hù)、長(zhǎng)時(shí)間停止作 業(yè)或者不同外延工藝切換后，由于各個(gè)部件的表面溫度和覆蓋在它們上面 的摻雜原子濃度等都還不穩(wěn)定，從而不能立即進(jìn)行后續(xù)的外延工藝。現(xiàn)有 技術(shù)中一般采用假片作業(yè)對(duì)外延生長(zhǎng)室進(jìn)行預(yù)處理，穩(wěn)定了外延生長(zhǎng)室的 狀態(tài)后，才進(jìn)行正常的外延工藝。上述的假片一般為干凈的硅片，為在外 延生長(zhǎng)預(yù)處理中取代正常的制品放置在襯底基座上的片子，不作后續(xù)測(cè)試 要求。這種采用假片作業(yè)來穩(wěn)定外延生長(zhǎng)室狀態(tài)的方法，缺點(diǎn)主要有首 先，使用假片工藝的生產(chǎn)維護(hù)成本高，特別是在大維護(hù)后進(jìn)行外延生長(zhǎng)，
需要用長(zhǎng)時(shí)間作假片工藝處理；其次，假片工藝作業(yè)過程中被硅片覆蓋的 襯底基座部位，因不會(huì)沉積硅，所以這些地方在刻蝕清洗過程中會(huì)受到過 度刻蝕，影響基座的壽命。另外，由于涉及到假片使用，增加了整個(gè)工藝 的復(fù)雜度。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種硅外延生長(zhǎng)室預(yù)處理的方法，其 能在當(dāng)外延生長(zhǎng)室在維護(hù)、長(zhǎng)時(shí)間停止作業(yè)或者不同外延工藝切換等異常 狀態(tài)之后，使外延生長(zhǎng)室穩(wěn)定到即將需要的工藝狀態(tài)，并能有效降低生產(chǎn) 維護(hù)成本，保護(hù)硅外延生長(zhǎng)室內(nèi)的基座。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的硅外延生長(zhǎng)室預(yù)處理的方法，直接在 硅外延生長(zhǎng)室中模擬后續(xù)將要外延生長(zhǎng)的工藝過程和工藝條件來預(yù)處理 外延生長(zhǎng)室，直到外延生長(zhǎng)室達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。本發(fā)明的硅外延生長(zhǎng)室預(yù)處理的方法，采用了無假片作業(yè)的方式，模 擬后續(xù)外延生長(zhǎng)的工藝過程，能降低生產(chǎn)維護(hù)成本；且相對(duì)于用假片進(jìn)行 處理的方法，沉積在襯底基座上面的硅，在后面的刻蝕清洗程序中可以保 護(hù)基座不被過度刻蝕，從而延長(zhǎng)基座壽命；另外，本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單易行， 適用于所有的外延工藝中，用于外延室維護(hù)后、長(zhǎng)時(shí)間停止作業(yè)后和不同 外延工藝切換后進(jìn)行穩(wěn)定的外延生長(zhǎng)。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1為本發(fā)明的方法一個(gè)具體流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的方法為在不使用假片的情況下，采用模擬后續(xù)即將要進(jìn)行的 外延生長(zhǎng)的工藝過程和工藝條件來預(yù)處理硅外延生長(zhǎng)室，即一種無假片預(yù) 處理方法。本發(fā)明的預(yù)處理工藝過程中包括外延生長(zhǎng)(即沉積階段)和刻 蝕清洗兩個(gè)階段，預(yù)處理工藝條件即兩個(gè)階段中各個(gè)步驟的工藝時(shí)間、基 座溫度、外延生長(zhǎng)室壓力和氣體流量等工藝參數(shù)同實(shí)際將要進(jìn)行的外延生 長(zhǎng)的工藝參數(shù)相同或相近，并對(duì)各個(gè)工藝參數(shù)加以優(yōu)化，通常情況下預(yù)處 理的各個(gè)外延生長(zhǎng)工藝步驟中的工藝參數(shù)應(yīng)控制在將要進(jìn)行的外延工藝中工藝參數(shù)的70% 130%之間，以使得外延室能夠在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到 穩(wěn)定的狀態(tài)。圖1為硅外延生長(zhǎng)室預(yù)處理的一個(gè)具體流程，該無假片預(yù)處 理工藝過程包括兩個(gè)階段A為外延生長(zhǎng)階段(沉積階段)，同正常工藝 的外延階段相對(duì)應(yīng)，依次包括吹掃、升溫、烘烤、穩(wěn)定、沉積、降溫和再 次吹掃等步驟；B為刻蝕清洗階段，直接同正常工藝的刻蝕清洗階段相對(duì) 應(yīng)，依次包括吹掃、升溫、烘烤、清洗、吹掃、沉積、降溫和再次吹掃等， 其目的是將淀積在外延生長(zhǎng)室內(nèi)的硅清洗干凈，防止顆粒污染、外延室狀 態(tài)的變化等。本預(yù)處理方法不需要使用假片， 一方面節(jié)省了工藝成本，另 一方面由于預(yù)處理生長(zhǎng)階段中，基座上沉積的硅可以保護(hù)基座，減輕清洗 過程中對(duì)其的過度刻蝕；另外，該方法對(duì)生長(zhǎng)室處理的時(shí)間長(zhǎng)短或次數(shù)很 可以方便的計(jì)算機(jī)設(shè)定加以控制。在具體的制程中，首先建立對(duì)應(yīng)于各種外延工藝的無假片預(yù)處理程 序，并對(duì)各個(gè)預(yù)處理程序進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化，使得外延生長(zhǎng)室在經(jīng)過盡量 短時(shí)間的預(yù)處理后就能夠達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)外延生長(zhǎng)室在維護(hù)、長(zhǎng)時(shí)間 停止作業(yè)或者不同外延工藝切換之后而處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，可以直接調(diào)用 對(duì)應(yīng)于后續(xù)即將進(jìn)行的外延工藝的預(yù)處理程序?qū)ν庋邮姨幚硪欢ǖ臅r(shí)間， 這個(gè)時(shí)間可通過有限次試驗(yàn)確定，比如在一具體實(shí)施中，外延生長(zhǎng)室大維護(hù)、長(zhǎng)時(shí)間停止作業(yè)和不同工藝轉(zhuǎn)換后分別需要的預(yù)處理約24、 2和5 小時(shí)。最后，通過先導(dǎo)片確認(rèn)了外延工藝狀態(tài)已經(jīng)穩(wěn)定后，即同樣工藝過 程和條件下制備出的外延片的厚度和電阻率相對(duì)穩(wěn)定,就進(jìn)行正常的外延 作業(yè)。
權(quán)利要求
1、一種硅外延生長(zhǎng)室預(yù)處理的方法，其特征在于直接在硅外延生長(zhǎng)室中模擬后續(xù)將要進(jìn)行外延生長(zhǎng)的工藝過程和工藝條件來處理硅外延生長(zhǎng)室，直至硅外延生長(zhǎng)室達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。
2、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述模擬的工藝過程 包括外延生長(zhǎng)階段模擬和刻蝕清洗階段模擬。
3、 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述工藝條件是指預(yù) 處理工藝過程中各個(gè)步驟的工藝參數(shù)。
4、 按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述模擬的工藝參數(shù) 為與即將要進(jìn)行的外延生長(zhǎng)的所對(duì)應(yīng)的各個(gè)步驟中工藝參數(shù)的70% 130%。
5、 按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述工藝參數(shù)包括基座溫度、基座的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、外延室壓力、氣體流量和各個(gè)步驟持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硅外延生長(zhǎng)室預(yù)處理的方法，該方法中不用假片，直接模擬后續(xù)將要進(jìn)行外延生長(zhǎng)的工藝過程來預(yù)處理硅外延生長(zhǎng)室，直至外延生長(zhǎng)室達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)。本發(fā)明的方法相對(duì)于用假片進(jìn)行預(yù)處理的方法，降低了生產(chǎn)維護(hù)成本，并保護(hù)硅外延生長(zhǎng)室內(nèi)的基座不被過度刻蝕，而且簡(jiǎn)單易行，適用于硅外延生長(zhǎng)室在維護(hù)、長(zhǎng)時(shí)間停止作業(yè)或者不同外延工藝切換之后而處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)對(duì)硅外延生長(zhǎng)室進(jìn)行預(yù)處理。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101399162SQ20071009410
公開日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者張洪偉, 徐偉中, 煊 謝 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司