CN108165953B - 改善hto厚度稳定性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改善HTO厚度稳定性的方法,在炉管HTO机台正常的工艺过程中,在累积膜厚达到一定数值时,通过自动运行新的循环清洁程式,该循环清洁程式采用高低温度/压力同时切换的方式,在高压高温条件下,利用蒸汽压的不同将含氯副产物转化成气态带出,达到有效去除的效果。本发明能够有效去除掉工艺腔体底部的副产物,保证机台成膜工艺的厚度稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路领域,特别是涉及一种改善HTO(低压高温氧化硅沉积炉)厚度稳定性的方法。
背景技术
低压炉管HTO机台对应的制程属于成膜工艺,随着累积膜厚的增长,炉管工艺腔体内部环境逐渐变得不稳定而造成工艺波动。结合图1所示,主要表现为在工艺腔体底部6副产物(氯离子7)不断堆集,对成膜工艺本身的重点参数-成膜厚度造成影响,导致底部位置产品硅片厚度慢慢降低,逐渐偏离目标值,严重时会造成厚度超出控制线,CPK(制程能力指数)降低等问题。在图1中随着副产物堆集,反应方程式向左偏移,即SiH2Cl2+2N2O→SiO2+2N2+2HCl向左偏移。图1中,标号1代表作业腔体,2代表作业腔体顶部位置,3代表作业腔体顶部和中间位置,4代表作业腔体中间位置,5代表作业腔体中间和底部位置。图1中箭头指示通入作业腔体里的工艺气体为SiH2Cl2和N2O。
现有的循环清洁程式是在高温环境下,通过多次抽真空方式带走工艺腔体内和晶舟上的颗粒来源,以改善工艺腔体内部环境的颗粒状况,无法针对性的解决副产物堆集对厚度的影响。
由于低压炉管HTO机台对应的成膜工艺,随着累积膜厚的增长不可避免的会在工艺腔体底部聚集副产物(氯离子),受其影响会造成底部成膜厚度波动,造成产品硅片厚度逐渐偏离目标值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改善HTO厚度稳定性的方法,能够有效去除掉工艺腔体底部的副产物,保证机台成膜工艺的厚度稳定性。
为解决上述技术问题,本发明的改善HTO厚度稳定性的方法是采用如下技术方案实现的:
在炉管HTO机台正常的工艺过程中,在累积膜厚达到一定数值时,自动运行新的循环清洁程式,该循环清洁程式采用高低温度/压力同时切换的方式,在高压高温条件下,利用蒸汽压的不同将含氯副产物转化成气态带出,达到有效去除的效果;
所述高压为50torr,所述高温为780℃,所述低温为600℃;所述循环清洁程式采用高低温度/压力同时切换的方式是指,在780℃高温情况下反复抽真空清洁半个小时,然后将温度降低到600℃,压力回到50torr进行清洁。
本发明的方法采用一种新的循环清洁程式,在HTO机台累积膜厚达到一定数值时自动运行,在改善工艺腔体内部环境颗粒状况的同时,有效去除掉工艺腔体底部聚集的副产物(氯离子),避免对成膜工艺造成影响,确保持续成膜工艺的厚度稳定性。这种新的循环清洁程式能够达到有效去除副产物的效果,从而确保持续成膜工艺的厚度稳定性。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是副产物影响产品厚度示意图;
图2是现有的循环清洁温度/压力工艺曲线图;
图3是改进后的循环清洁温度/压力工艺曲线图;
图4是副产物被有效去除,成膜工艺稳定进行示意图。
具体实施方式
所述改善HTO厚度稳定性的方法,是在低压炉管HTO机台累积膜厚达到一定数值时,例如,累积膜厚达到1μm~2μm,自动运行新的循环清洁程式以去除掉工艺腔体底部的副产物(氯离子),减少甚至避免底部副产物对成膜厚度的影响,改善成膜工艺厚度稳定性,从而确保产品质量稳定。
如果按照所述改善HTO厚度稳定性的方法,可以有效地去除工艺腔体底部的副产物(氯离子),避免其对成膜厚度的影响,最终达到改善成膜工艺厚度稳定性的目的。
所述改善HTO厚度稳定性的方法关键点在于提出一种新的循环清洁程式,通过增加一步高压(反应腔体里面的压力在50torr左右)高温(780℃)清洁来去除工艺腔体底部的副产物,在改善工艺腔体内部环境的颗粒问题的同时,避免其对成膜厚度的影响,确保成膜工艺的厚度稳定性,最终达到改善成膜工艺厚度稳定性的目的。
在实施所述改善HTO厚度稳定性的方法时可更改参数包括循环清洁的时间,压力、不同压力间切换的顺序等。
结合图3所示,具体实施时,可在780℃高温情况下反复抽真空清洁半个小时,然后将温度降低到600℃,压力回到50torr左右进行清洁。图3中,图3(a)为温度曲线,图3(b)为压力曲线。
副产物被有效去除,成膜工艺稳定进行的示意图可参见图4,它与图1相比的区别在于,采用新的循环清洁程式后作业腔体内不存在氯离子7残留,不会造成成膜工艺厚度波动。图2是现有的循环清洁温度/压力工艺曲线图。其中,图2(a)为温度曲线,图2(b)为压力曲线。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明,但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下,本领域的技术人员还可做出许多变形和改进,这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种改善HTO厚度稳定性的方法,其特征在于:在炉管HTO机台正常的工艺过程中,在累积膜厚达到一定数值时,自动运行新的循环清洁程式,该循环清洁程式采用高低温度/压力同时切换的方式,在高压高温条件下,利用蒸汽压的不同将含氯副产物转化成气态带出,达到有效去除的效果;
所述高压为50torr,所述高温为780℃,所述低温为600℃;所述循环清洁程式采用高低温度/压力同时切换的方式是指,在780℃高温情况下反复抽真空清洁半个小时,然后将温度降低到600℃,压力回到50torr进行清洁。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述累积膜厚达到一定数值是指膜厚达到1μm~2μm。
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