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)下的鍺硅工藝對溫度特別敏感，溫度的微小波動都會引起工藝的明顯 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，除對鍺硅薄膜的鍺含量產(chǎn)生影響，對其它工藝特性 也有明顯影響(例如，鍺烷的摻入對鍺硅工藝的淀積速率影響很大)，進 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，實際產(chǎn)品制造時的工藝程序比較復(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， 一旦測量后發(fā)現(xiàn) 工藝參數(shù)飄掉后，我們無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設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)控也達不 到工藝的要求，故只能通過大量工藝實驗調(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試程序的配合，對設(shè)備溫度和鍺 烷流量的變化及時監(jiān)控，通過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) 編輯對應(yīng)的膜厚測量程序，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)測量結(jié)果異常時，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，測量膜厚時只測中間點的數(shù)據(jù)。 用來監(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
藝本身對溫度和鍺垸流量這些參數(shù)的敏感性開發(fā)一種方法來監(jiān)控設(shè)備參 數(shù)的變化，并且可利用測量設(shè)備對鍺硅膜不同層分別進行測量的特點，在 程序開發(fā)時編輯不同層次分別對溫度和鍺烷流量進行監(jiān)控。通過對鍺硅外 延工藝的監(jiān)控對設(shè)備的參數(shù)實施監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致工藝參數(shù)漂移的根本 原因，及時掌握設(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。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
以下實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、 編輯對應(yīng)的膜厚測量程序，由于第一步淀積出的實際上是單晶硅， 與襯底連為一體，測量設(shè)備無法測出這一層的膜厚；第二步摻入鍺烷氣 體，其晶格常量和單晶硅不同，測出的厚度變化同時反映了鍺烷流量和 溫度的變化；第三步不慘入鍺垸，生長出的是單晶，反映的是設(shè)備溫度 的變化。
3、 故意對設(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，可根據(jù)此曲線調(diào)整工藝參數(shù)。4、 當(dāng)測量結(jié)果異常時，先看第三層膜厚有無異常，若無則說明溫度 無異常，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異常，若無則說明鍺垸流量無異常， 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，還是在通過這個
關(guān)系調(diào)整參數(shù)，利用的都只是中間點的數(shù)據(jù)(即測量膜厚時只測中間點 的數(shù)據(jù))。
本發(fā)明利用鍺硅外延工藝本身對溫度和鍺垸流量這些參數(shù)的敏感性 開發(fā)一種方法來監(jiān)控設(shè)備參數(shù)的變化，并且可利用測量設(shè)備對鍺硅膜不同 層分別進行測量的特點，在程序開發(fā)時編輯不同層次分別對溫度和鍺烷流 量進行監(jiān)控。
考慮到成本問題，用來監(jiān)控的硅片選用的是裸硅襯底片，可同樣因為 對溫度的敏感，裸硅襯底片表面的膜厚均勻性要比帶圖形的硅片差很多， 所以測量時只測中間一點，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)控過程中，利用開發(fā)的新方法對設(shè) 備的溫度和鍺烷的流量進行監(jiān)控，及時掌握設(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)編輯對應(yīng)的膜厚測量程序，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)測量結(jié)果異常時，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，測量膜厚時只測中間點的數(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)編輯對應(yīng)的膜厚測量程序，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)測量結(jié)果異常時，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試程序的配合，對設(shè)備溫度和鍺烷流量的變化及時監(jiān)控，通過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C30B25/16GK101418466SQ200710094160
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者偉 季 申請人:上海華虹Nec電子有限公司