TW550656B - Method for producing semiconductor device - Google Patents
Method for producing semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- TW550656B TW550656B TW091106157A TW91106157A TW550656B TW 550656 B TW550656 B TW 550656B TW 091106157 A TW091106157 A TW 091106157A TW 91106157 A TW91106157 A TW 91106157A TW 550656 B TW550656 B TW 550656B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- film
- manufacturing
- semiconductor device
- item
- scope
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 36
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 5
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 80
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 80
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 57
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 46
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- VPAYJEUHKVESSD-UHFFFAOYSA-N trifluoroiodomethane Chemical compound FC(F)(F)I VPAYJEUHKVESSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001441571 Hiodontidae Species 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000270666 Testudines Species 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- WQLQSBNFVQMAKD-UHFFFAOYSA-N methane;silicon Chemical compound C.[Si] WQLQSBNFVQMAKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32477—Vessel characterised by the means for protecting vessels or internal parts, e.g. coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/24—Deposition of silicon only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
550656 A7 B7
本案乃是主張日文專利申請案第）ΛΛ 月衣弟 200ι_093787 號（於 2001 年3月28日申請）之優先權，並將並 I册具全邵内容編入於此以 為參考。 【發明的技術領域】 本發明係關於一種半導體裝置之製造方法，其係將材料 氣體加以熱分解後使其於半導體基板形成特定之膜，尤其 有關使用化學氣相沉積裝置來進行的成膜方法。 【先前技藝】 / 在於積體電路（IC)與大型積體電路（LSI)等半導體裝置 的製造中，多晶⑦（P〇lySi)與鹤（w)等的導電膜是由減愿 化學氣相沉積法所形成。以圖丨為例，圖i表示了將多晶 矽成膜的低壓CVD裝置的概略。將5〇片到15〇片的半導 體晶圓（以下簡稱晶圓）i丨設置於載置台丨2。石英内管 113設置於石英管13的内部。於石英管13的外部設置用 以加熱晶圓U的加熱器14，以產生輻射熱。輻射熱透過 石英管13、石英内管113的管壁傳達至晶圓，將晶圓 1 1加熱至攝氏6 〇 〇度。加熱器丨4附近的溫度由設置於石 英f 1 3外側的外部熱電偶1 1 1及設置於石英管1 3内的内 部熱電偶1 1 2來測定。 石英管内部由於泵i 5的吸引形成減壓狀態，而作為成 膜氣體的S1H4 (矽甲烷）則從噴嘴丨6經由總流量控制器t 7 與閥門1 8導入管内。被導入的氣體先通過内管1丨3的内 側，之後再經由内管！丨3與石英管i 3之間的空隙排出。基 於壓力计1 9的指示值碉整主閥門的開放度，使石英管丄3 -4- t ® a Α4Λ(210Χ^^ 550656 A7 B7 五、發明説明（2 ) 的内部保持在〇·5 t〇rr (托耳）。晶圓1 1的溫度控制，則基 於設置於石英管i 3外侧，也就是加熱器丨4與石英管丨3之 間的外邵熱電偶1 n，與設置於石英管丨3内的内部熱電偶 1 1 2所測得的溫度來控制。由此，以札在晶圓i i上熱分解 之後，在晶圓1 1上形成多晶矽堆積。在此例（圖丨）中，外 部熱電偶1 1 1設置於3個測定點，内部熱電偶丨丨2亦設置 於3個測定點。 此時，相同於晶圓1 1，石英管i 3内壁的溫度會上升， 並於内壁上形成多晶矽堆積。惟石英管丨3内壁的溫度由 對於來自加熱器1 4的輻射熱為半透明狀態以致無法準確 的測定。由此，無法明確判定多晶矽膜已堆積至何種程 度又多曰曰石夕膜在1 # m以下的場合由於是半透明狀態 紅外線可以透過。從而隨著沉積於石英管i 3内壁之多晶 矽厚度的增加，造成晶圓丨i所接受到的輻射熱發生變 化，晶圓1 1自體的溫度亦隨之產生變化。在此狀態下， 無法進行均一的成膜。 歷來，為了避免這個現象，係用氣體或藥劑先將沉積於 石英管1 3的多晶矽以蝕刻清除後，於石英管1 3的内壁預 先沉積0.3 // m以上，典型為0 5 # m程度的多晶矽膜，之 後為確認成膜條件是否適切再進行試驗成膜，之後才開始 製造程序。因此由於必須於製程開始前進行沉積多晶矽膜 的步驟，以致造成裝置的利用率低下。 如前所述，習知的半導體製造方法為：為使在石英管 1 3内沉積的多晶矽膜之厚度於成膜時能達到丨#㈤以上以 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公嫠) 550656 A7 B7 五、發明説明（3 ) 確保成膜的安定性，必須預先實施於石英管1 3内沉積特 定厚度的多晶矽膜之步驟，造成裝置的利用率低下。 【發明概要】 本發明的第一個觀點，提供了一種半導體裝置的製造方 法，其係將反應容器加熱，將半導體晶圓設置於反應容器 内，再將成膜氣體導入反應容器内，使其於反應容器内壁 及前述半導體晶圓上形成膜、測定反應容器外部的溫度變 化與前述反應容器内部的溫度變化，從前述溫度變化的比 與膜的厚度的關係來求得前述反應容器的内壁及前述半導 體晶圓上的膜之厚度。 本發明的第二個觀點，提供了一種半導體裝置的製造方 法，其係比較收納半導體晶圓的反應容器之外部溫度變化 與回應這個溫度變化的前述反應容器之内部溫度變化，以 求得前述反應容器的内壁及前述半導體晶圓上的膜的厚 度。 【圖式之簡單說明】 圖1為本發明及習知所用之低壓C V D裝置的剖面圖。 圖2為用於說明本發明的低壓C V D裝置的放大圖。 圖3為多晶矽膜沉積於石英管時的紅外線透過特性圖。 圖4 A為表示沒有多晶矽膜時石英管外側溫度變化的特 性圖。 圖4 B為表示沒有多晶矽膜時石英管内侧溫度變化的特 性圖。 圖5 A為表示多晶矽膜沉積到1000 nm時的外側溫度變化 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 550656
的特性圖。 圖5 B為表不多晶矽膜沉積到1000 nm時的内侧溫度變化 的特性圖。 圖6為表tf相對於石英管外侧溫度變化的内侧溫度變化 之夕日日石夕膜厚度依存性的特性圖。 圖7為表示相對於外侧溫度變化率與内側溫度變化率之 比率的多晶矽膜厚度依存性的特性圖。 圖8為說明Ru (ruthenium)沉積於石英管時的紅外線透 過特性之特性圖。 【本發明的實施型態】 以下’ 一面參照圖面一面說明本發明之實施方法。又， 說明時’由於會用到先前用以說明習知技術之圖1的低壓 CVD裝置的緣故，對於低壓cvD裝置的說明會有部分重 複。 首先，參照圖〖至圖7來說明第一個實施例。 如圖1所示’將5 〇片至1 5 〇片的半導體晶圓1 1設置於載 置台12 ’再將上述載置台導入石英管，也就是反應爐13 内。石英内管113設置於石英管13的内部。石英管13外 面置有加熱晶圓1 1用的加熱器1 4，以產生輻射熱。輻射 熱通過石英管13和石英内管113的管壁傳達至晶圓11， 將晶圓1 1加熱至攝氏6 0 0度。加熱器1 4附近的溫度由設 置於石英管也就是反應爐1 3外側的外部電熱偶1 1 1，與設 置於石英管1 3内的内部電熱偶1 1 2來測定。 石英管内部由於泵1 5的吸引形成減壓狀態，而作為成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 550656
膜氣體的S1H4 (石夕甲烷）則從噴嘴丨6經由總流量控制器丄7 與閥門1 8導入管内。被導入的氣體先通過内管i丨3的内 侧’之後再經由内管i i 3與石英管丨3之間的空隙排出。基 於壓:力计1 9的指示值調整主閥門的開放度，使石英管工3 的内部保持在〇 5 t〇rr (托耳）。晶圓1 1的溫度控制，則基 於设置於石英管1 3外側，也就是加熱器1 4與石英管丨3之 間的外部熱電偶i i i，與設置於石英管1 3内的内部熱電偶 1 1 2所測得的溫度來控制。由此，SiH4在晶圓u上熱分解 之後’在晶圓1 1上形成多晶碎堆積。在此例（圖丨）中，外 部熱電偶1 1 1設置於3個測定點，内部熱電偶丨i 2亦設置 於3個測定點。 内管1 1 3是為考察石英管外侧及内侧溫度的低壓匚v D裝 置的放大圖。為了以簡單的模型來說明如何利用圖1的低 壓C V D裝置來進行本實施例，我們僅抽出圖1中加熱器 1 4與晶圓1 1之間的構造繪成圖2。又，為使引用圖2說明 時更加簡明易懂，於圖2中將内管1 1 3加以省略。 如圖2所示，從加熱器1 4放出的輕射熱透過石英管的壁 13及沉積於管内壁的多晶碎膜24，加熱晶圓11。 此時加熱器1 4附近的溫度由外部電熱偶1 1 1來測定。 又，晶圓1 1附近的溫度則由内部電熱偶1 1 2來測定。 由於從加熱器14所放出的輻射熱會若干的在石英管13的 表面被反射，以及被沉積於内壁的多晶矽膜2 4所吸收，因 此到達晶圓1 1的輻射熱會減少。圖3表示了石英管1 3的厚 度在1 cm的場合，隨著多晶矽膜2 4之厚度的不同計算光的 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210x 297公釐) 550656 A7 B7 五、發明説明（6 ) 透過率會如何變化的結果。 多晶秒膜24的厚度到1〇〇 nm為止透過率急劇的下降， 超過此厚度後透過率會由於干涉而一邊震盪一邊減少。膜 厚在100 nm以上時透過率會變為〇丨以下，而在多晶矽膜 被反射部分及被吸收部分的量則會變多。實際上，由於多 晶矽膜的溫度緩緩上升的緣故，晶圓會被由此而產生的2 次輕射熱所加熱。然而，在晶圓2 6受到多晶矽膜的溫度 上升所產生的2次輻射所加熱之過程會產生時間上延遲的 緣故’形成加熱器1 4附近的溫度在急劇上升時晶圓1 1的 溫度無法跟上，與加熱器丨4附近的溫度變化率（昇溫速度 或是降溫速度）比較時，在晶圓2 6附近的溫度變化率會變 小，特別是，在溫度變化率大的場合這個差也會變大。圖 4表TF 了實際於低壓CVD裝置實驗之後的結果。圖4為， 圖2的構造所表示的多晶矽膜2 4沒有沉積於石英管2 3之管 壁時的場合，將加熱器1 4的輸入電力於2 〇秒的地方增 大，並於2秒間將輸入電力回復至原來狀態之場合時的外 侧熱電偶2 2的表示溫度與内侧熱電偶2 5的表示溫度。内 侧熱電偶2 5的孟度變化與外侧熱電偶2 2的溫度變化幾乎 相同。 接著’圖5所表示了多晶碎膜24於石英管23的内壁沉積 了 1000 nm的場合之外側熱電偶2 2的表示溫度與内側熱電 偶2 5的表示溫度。加熱器的輸入電力仍然於2 〇秒的地方 進行2秒間的增大。此時的溫度變化率為，約i〇(rc/min& 右。由此’外侧熱電偶2 2的溫度變化大，内側熱電偶2 5 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 550656 A7 ___B7 五、發明説明（7 ) 的溫度變化小。這是由於多晶矽膜24對加熱器的輻射熱 產生了遮蔽效果所造成的。圖6表示了前述實驗的結果。 由此可以明白石英管2 3的外侧之溫度變化率愈大，内侧 的溫度變化率的對多晶矽膜2 4厚度之依存性也就愈大。 圖7表示了，外側的溫度變化率於1〇〇t：/min時，相對於外 侧的溫度變化率之内側的溫度變化率之比率與多晶石夕膜 2 4厚度的關係。得到了與圖3所表示的結果相同之結果。 預先求得這個結果，並運用這個關係，經由測定多晶矽膜 2 4的厚度在1000 nm以下時，將外部的溫度短時間加以變 動時之内部溫度的反應，可以了解多晶矽膜2 4的厚度。 更進一步的，經由預先調查沉積於石英管23的多晶矽 膜厚度與沉積於晶圓上的多晶矽膜厚度之間的關係，亦可 以了解沉積於晶圓上之多晶矽膜的厚度。再者，由於得知 了沉積於晶圓上之膜的厚度，因此可以運用在製程上作為 監測之用，也由於可以不需要作追加的成膜步驟而進行製 程，使得低壓C V D裝置的利用率得以增加。 在本實施例中，内側熱電偶1 1 2是以在石英管1 3内呈外 露狀態的例子來作說明的，其他的狀態，例如，不外露， 而是以在細小的石英管内插入内部熱電偶i 1 2的型態亦 可。在此狀態時，内部熱電偶i 1 2變成被石英管的兩層管 壁，也就是2層石英層所包圍，此時可經由將各個石英展 的透過率相乘而求出此種場合下的透過率。又，如同綠有 石英管13及石英内管113的圖1所示之2重管的場合，與 僅由石英管1 3所構成之單層管的場合相比較後，可以推 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 550656
想其多晶砍層的厚度約為後者之3倍。也就是說，2重管 的場合，多晶矽層不僅沉積於石英管13的内壁，也合沉 積於石^内管113的内壁及外壁，使得與僅由石英管^所 構成足早層管的場合相比較後，多晶矽層的厚度變成約3 倍左右。 以圖1的構造，内部熱電偶丨丨2的回應變小的場合，將 内部熱電偶11 2的設置位置改在石英管丨3與石英内管i i 3 <間亦可。又，在溫度為600 〇c的狀態時之前已作過說 明，為了在其他的溫度下也能使相同的步驟能夠成立，如 果能預先把握石英管丨3之相對於外侧的溫度變化率之内 侧溫度變化率的關係，以及石英管丨3内壁上與晶圓i i上 (多晶矽膜的膜厚間之關係，在所期望的熱處理溫度方 面，也能夠從溫度變化率導出多晶矽膜的膜厚。又，本實 施例乃疋於成膜中進行溫度測定，但即使於成膜後進行相 同的作業仍可得知沉積的多晶矽膜之厚度。 接下來，參照圖1、圖2及圖7來說明第2個實施例。 在前述第1個實施例中，於圖2中，預先求得了相對於 石英管1 3外側的溫度變化率之内側溫度變化率之比率與 多晶矽2 4膜之膜厚間的關係。更求得了石英管1 3上的多 晶矽膜2 4的膜厚與晶圓上的多晶矽膜的厚度之關係。並 說明了由此諸項關係求取於晶圓上成膜的多晶矽膜之膜厚 的方法。在本實施例中，將對從石英管2 3上並未沉積多 晶矽膜2 4的狀態下開始成膜的場合加以說明。 石英管2 3外侧的溫度變化率與内側的溫度變化率之比 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 550656 A7 B7 五、發明説明（9 ) 率如圖7所示成震盪型態，在某些比例下多晶矽膜的膜厚 無法定義。但是，如由沒有多晶矽膜2 4沉積的狀態開始 成膜，經由定期測定相對於外侧溫度變化之内侧溫度變 化’即能夠把握到膜厚變化到何種程度。具體而言，因多 曰日碎膜24的成膜速度約為1分鐘5 nm至10 nm之故，經由 測定每一分鐘相對於外侧溫度變化之内侧溫度變化，如果 能夠把握預先求得的石英管1 3之相對於外侧溫度變化車 之内部溫度變化率的比率，以及石英管1 3内壁上與晶圓 1 1上之多晶矽膜的膜厚之關係，即可了解在約丨〇 階段 之膜厚的變化。 將此資訊取入工廠的資訊系統中，就能藉由系統掌握多 晶碎膜24的膜厚。由此，由於能夠定義膜厚，故可藉由 系統來判定是否已達到其步驟所期望之膜厚。 於是，可以藉由系統發出停止成膜的訊號而停止成膜裝 置中進行的成膜。 利用圖1來說明作業程序。首先為了將低壓Cvd裝置初 始化’將之前成膜處理的晶圓取出，將未搭載晶圓的載置 台12導入石英管13内。石英管13内在600t： 1 τ〇ΓΓ的條件 下導入CIF3氣體2 SLM，用氣體蝕刻沉積於石英管13内壁 上及載置台12的多曰曰石夕膜。多晶硬膜清除後將石英管Η 内部淨化，插入ν2回復大氣壓，取出載置台12。其後， 將產品晶圓設置於載置台1 2，將其導入石英管i 3内，減 壓後進行成膜。從成膜的初期開始每隔i分對相對於外侧 溫度變化率之内部溫度變化率的比率進行測定，並將來自 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 550656 A7 __B7 五、發明説明（10 ) 低壓C V D裝置的資料利用連線以工廠的電腦裝置紀錄儲 存下來。 系統中建有預先求得之相對於外側溫度變化率之内部溫 度變化率的比率，與石英管13内壁上及晶圓11上之多晶 石夕膜的膜厚之關係的數據庫，基於此數據庫的資料計算晶 圓上的膜厚，系統即可把握沉積膜厚。接近特定之目標膜 厚時，由系統計算還有幾秒可達到目標膜厚來決定成膜停 止的時間，在到達特定之時間時，系統即對裝置發出停止 成膜的信號’裝置即停止成膜。然後，再度將沉積的多晶 石夕膜用C1F3加以蚀刻，利用反覆的進行此成膜與清除的作 業，就能夠經常的對晶圓上的多晶矽膜加以控管以進行成 膜。 接下來，參照圖7來說明第3個實施例。 到目前為止的實施例主要在說明有關多晶矽膜2 4的成 膜。本實施例則在說明於第2個實施例中所述對多晶矽膜 2 4的蝕刻之應用。 多晶矽膜2 4由於蝕刻而變薄，而從圖7可以了解，從厚 度於10 nm以下時特定義的相對於外側溫度變化率之内部 溫度變化率的比率（縱座標），可以了解石英管上之多晶矽 膜24的厚度（橫座標）。因而當石英管壁上之多晶矽膜被 CIF3氣體蝕刻時，能夠在膜厚變薄的過程中把握石英管壁 上之多晶矽膜厚度。從而能夠判定最後的蝕刻是否已經結 東。進一步的，如同第2個實施例所示一般，能夠把握在 工龜系統裏多晶石夕膜2 4於前述裝置内沉積到何種程度， -13- I紙張尺度逋财@國家標準(CNS) A4規格(21Gx 297公釐)""""' ----- 550656
、發明説明（ 藉由能夠了解蝕刻的膜厚，因而使得定義蚀刻時的膜厚亦 為可能。從系統判定蝕刻已結束的時間點來取得過分蝕刻 的時間’於那之後對裝置發出停止蝕刻的指令即可。 接下來，參照圖8來說明第4個實施例。 目前為止的實施型態中成膜都是使用多晶矽膜，但不僅 僅限於多晶矽膜，只要為半透明膜即可適用此方法。在本 錢施例中’我們來思考利用( rutheniuin )的低壓c V D裝 置。Ru為金屬，以作為動態隨機存取記憶體（Dram)的 電容器而被熱烈的討論。圖8表示了 Ru沉積於石英管内壁 的場合之紅外線透過特性。圖8中，縱座標為透過率，橫 座標則表示R u的沉積膜厚。以r u來進行作業的場合，由 於疋金屬的緣故，光在膜厚在到達15〇 nm以上時就幾乎無 法透過。從而，至15〇 nm為止，從相對於外侧溫度變化率 的内側溫度變化率之比率，可以了解沉積於石英管上之 Ru的膜厚。對Ru作氣體蝕刻時，由於與多晶矽膜一樣， 知道蝕刻結束的時刻，因此能夠用於作結束點的監測沒有 問題。 如以上所述，本發明的實施方法為，對石英管外部的加 熱器之過度的溫度變化，與石英管内部之溫度變化的反應 進行測定。由於有了在原來位置對沉積於石英管内之膜的 厚度進行監測之步騾的緣故，隨著可以省略預先沉積多晶 矽膜之步驟，成膜之安定性也得以增進。 -14- 本紙張尺度適用中國國家搮準(CNS) A4規格(210X297公釐)
Claims (1)
- 550656 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 1. 一種半導體裝置的製造方法，其包含下述步驟： 將反應容器加熱， 將半導體晶圓設置於反應容器内， 於反應容器内導入成膜氣體使其於反應容器内壁及 前述半導體晶圓上形成膜， 測定反應容器外部的溫度變化與前述反應容器之内 部的溫度變化，從前述溫度變化之比與膜的厚度之關係 來求得前述反應容器的内壁及前述半導體晶圓上之膜的 厚度。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述反應容器之外部的溫度變化為1 〇〇°C /分以 上者。 3·如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置的製造方 法’其中將半導體晶圓設置於前述反應容器内者，係指 將已存置有半導體晶圓之載置台導入前述反應容器者。 4. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述膜係半導體膜。 5. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置的製造方 法’其中前述膜係以化學氣相沉積法（cheinicai vap〇r deposition)形成者。 6. 如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置的製造方 法’其中前述成膜氣體係SiH4。 7·如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置的製造方 法’其中包含對應前述膜的厚度而停止將成膜氣體導入 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐） 550656 A BCD 六、申請專利範圍 反應容器之步驟。 8. 如申請專利範圍第7項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中將半導體晶圓設置於前述反應容器内者，係指 將已存置有半導體晶圓之載置台導入前述反應容器者。 9. 如申請專利範圍第7項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述膜係半導體膜。 10·如申請專利範圍第7項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述膜係以化學氣相沉積法（chemical vapor deposition)形成者。 11·如申請專利範圍第7項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述成膜氣體係SiH4。 12.如申請專利範圍第1項所記載之半導體裝置的製造方 法’其中包含對應前述膜的厚度而停止加熱前述反應容 器之步驟。 13·如申請專利範圍第1 2項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中將半導體晶圓設置於前述反應容器内者，係指 將已存置有半導體晶圓之載置台導入前述反應容器者。 I4·如申請專利範圍第1 2項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述膜係半導體膜。 15.如申请專利範圍弟1 2項所$己載之半導體裝置的製造方 法’其中前述膜係以化學氣相沉積法（chemical vapor deposition)形成者。 16·如申請專利範圍第1 2項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述成膜氣體係SiH4。 -16- 本紙張尺度適财國®家鮮(〇卿A4規格(21GX 297公釐) 一 一 550656 A8 B8 C8 __--______D8 六、申請專利範圍 P.如申請專利範圍第〖項所記載之半導體裝置的製造方 法’其中膜之厚度的求得方法，係將前述溫度變化直接 嫁由包腦連線傳送至系統中，系統則利用前述溫度變化 之比與前述膜的厚度間之關係加以計算求出者。 18. ’種半導體裝置的製造方法，其包含下述步驟： 經由比較收納有半導體晶圓的反應容器之外部的溫 度變化與回應此溫度變化的前述反應容器之内部溫度變 化，以求得前述反應容器及前述半導體晶圓上的膜之厚 度。 19. 如申請專利範圍第1 8項所記載之半導體裝置的製造方 法’其中則述反應容器之外部的溫度變化為l〇〇t /分以 上者。 20·如申請專利範圍第1 8項所記載之半導體裝置的製造方 法’其中包含對應前述膜的厚度而停止將成膜氣體導入 反應容器之步驟。 21. 如申清專利範圍第1 8項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中包含對應前述膜的厚度而停止加熱前述反應容 器之步驟。 22. 如申請專利範圍第1 8項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中包含對應前述膜的厚度而除去沉積於前述反應 容器内壁之膜的步驟。 23. 如申請專利範圍第丨8項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中膜之厚度的求得方法，係將前述溫度變化直接 經由電腦連線傳送至系統中，系統則利用前述溫度變化 -17-550656 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 之比與前述膜的厚度間之關係加以計算求出者。 24. 如申請專利範圍第1 8項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述膜係半導體膜。 25. 如申請專利範圍第1 8項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述膜係以化學氣相沉積法（chemical vapor deposition)形成者。 26. 如申請專利範圍第1 8項所記載之半導體裝置的製造方 法，其中前述成膜氣體係SiH4。 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001093787A JP3836329B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW550656B true TW550656B (en) | 2003-09-01 |
Family
ID=18948084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW091106157A TW550656B (en) | 2001-03-28 | 2002-03-28 | Method for producing semiconductor device |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6867054B2 (zh) |
| JP (1) | JP3836329B2 (zh) |
| KR (1) | KR100515864B1 (zh) |
| CN (1) | CN1194386C (zh) |
| TW (1) | TW550656B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI729673B (zh) * | 2019-03-22 | 2021-06-01 | 日商國際電氣股份有限公司 | 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006339242A (ja) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| CN102095395B (zh) * | 2010-11-29 | 2012-10-03 | 沈阳工业大学 | 大块金属玻璃形成厚度预测方法 |
| CN102560681B (zh) * | 2010-12-16 | 2016-05-25 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 测温装置及扩散炉 |
| JP2014185363A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 基板処理装置、処理容器および半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5166080A (en) * | 1991-04-29 | 1992-11-24 | Luxtron Corporation | Techniques for measuring the thickness of a film formed on a substrate |
| JPH04239742A (ja) * | 1991-01-23 | 1992-08-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置製造における膜厚測定方法 |
| JP3140068B2 (ja) * | 1991-01-31 | 2001-03-05 | 東京エレクトロン株式会社 | クリーニング方法 |
| JP3415491B2 (ja) * | 1999-06-24 | 2003-06-09 | Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 | シリコン窒化膜の成膜方法 |
| US6328221B1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-12-11 | Moore Epitaxial, Inc. | Method for controlling a gas injector in a semiconductor processing reactor |
-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001093787A patent/JP3836329B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-03-27 KR KR10-2002-0016639A patent/KR100515864B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2002-03-28 CN CNB021201803A patent/CN1194386C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-28 US US10/107,299 patent/US6867054B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-28 TW TW091106157A patent/TW550656B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI729673B (zh) * | 2019-03-22 | 2021-06-01 | 日商國際電氣股份有限公司 | 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及記錄媒體 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020077124A (ko) | 2002-10-11 |
| KR100515864B1 (ko) | 2005-09-21 |
| CN1194386C (zh) | 2005-03-23 |
| JP3836329B2 (ja) | 2006-10-25 |
| JP2002289542A (ja) | 2002-10-04 |
| CN1378240A (zh) | 2002-11-06 |
| US20020142497A1 (en) | 2002-10-03 |
| US6867054B2 (en) | 2005-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW565878B (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| EP0349633B1 (en) | Polysilicon thin film process | |
| US5104694A (en) | Selective chemical vapor deposition of a metallic film on the silicon surface | |
| TW306040B (zh) | ||
| CN1555424B (zh) | 用于控制薄膜均匀性的工艺及由此制造的产品 | |
| CN104471106A (zh) | 成膜方法和成膜装置 | |
| TW550656B (en) | Method for producing semiconductor device | |
| JP7471492B2 (ja) | 炭化タングステン膜の接着性及び欠陥を改善する技法 | |
| US6374150B2 (en) | Method and apparatus for monitoring and/or end point detecting a process | |
| JPH08254415A (ja) | 表面モニター方法 | |
| KR20220020205A (ko) | 실리콘 산화막을 에칭하는 방법, 장치 및 시스템 | |
| JP3469420B2 (ja) | Ｃｖｄ成膜方法 | |
| TW541576B (en) | Heating system and method for heating an atmospheric reactor | |
| JP2002289614A (ja) | 誘電体膜の評価方法、熱処理装置の温度校正方法及び半導体記憶装置の製造方法 | |
| JP4686268B2 (ja) | 工程制御システム、工程制御方法及び電子装置の製造方法 | |
| TWI257680B (en) | Method for monitoring particles on wafer surface and in process | |
| WO2022068324A1 (zh) | 半导体结构的制造方法、半导体结构及存储器 | |
| TW424279B (en) | Chemical etching method for removing hard mask in semiconductor process | |
| TW432631B (en) | Method for producing tester control wafer for deposition of silicon oxide | |
| JP2954219B2 (ja) | 半導体装置の製造プロセスに適用される改良された選択ｃｖｄ | |
| JP2002093807A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2002141350A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| Gougousi et al. | Process diagnostics and thickness metrology using in situ mass spectrometry for the chemical vapor deposition of W from H 2/WF 6 | |
| JPS63118068A (ja) | 金属薄膜選択成長方法 | |
| TWI223447B (en) | Insulation structure of vertical trench transistor and its manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |