一种消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法技术

技术编号:20887751 阅读:114 留言:0更新日期:2019-04-17 13:47
本发明专利技术公开了一种消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法,属于集成电路制造技术领域。通过CVD设备腔体经过刻蚀性气体清洁腔体和基座表面后,增加“加热”步骤,对整个腔体环境进行改善;所述“加热”步骤为提高CVD设备腔体环境温度。本发明专利技术适用于采用等离子体沉积介质薄膜工艺,通过工艺的优化和改进可以明显消除等离子体化学气相淀积系统的首片效应。本发明专利技术效率高,节省成本,可以有效地消除CVD设备淀积薄膜的首片效应,有利于提高工艺的稳定性和片间厚度均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法
本专利技术属于集成电路制造
,具体涉及一种消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法。
技术介绍
等离子体化学气相淀积设备成为集成电路薄膜淀积领域主要的设备类型之一,在芯片制造领域中大规模的使用。在日常使用中,工艺转换、保养结束、空闲后进行薄膜的生长,CVD设备的腔体因腔体内状态变化,生长的薄膜会受到首片效应的影响,即前几片生长的薄膜的厚度会和正常的产品有很大的区别,特别是高密度等离子体化学气相沉积设备(HDP-CVD)或者电感耦合化学沉积设备(ICP-CVD),腔体环境经过长时间的空闲(idle)后,执行清洁(clean)菜单恢复设备正常的运行环境,随后淀积的薄膜会出现“首片效应”,即:第一片晶圆生长的厚度变厚,之后厚度慢慢下降,直到多片后才能回到平稳的厚度波动。目前等离子体设备在运行的过程中采用空档片避免首片效应,即在正式生长产品前,首先用空档片生长几片,让这些空档片承受首片效应,然后再正式生长。这种方法费时低效,消耗大量的工艺气体和空档片,成本高。
技术实现思路
专利技术目的:针对现有技术中存在的问题,本专利技术的目的在于提供一种消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法。本专利技术效率高,节省成本,可以有效地消除CVD设备淀积薄膜的首片效应,有利于提高工艺的稳定性和片间厚度均匀性。技术方案:为了解决上述问题,本专利技术所采用的技术方案如下:一种消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法,通过CVD设备腔体经过刻蚀性气体清洁腔体和基座表面后,增加“加热”步骤,对整个腔体环境进行改善;所述“加热”步骤为提高CVD设备腔体的温度。“加热”步骤具体操作为:首先对CVD设备腔体进行抽真空处理;然后打开所有RF射频,偏压关闭;通入刻蚀性气体,所述气体不与淀积物质发生反应;并持续通入气体。优选的,采用分子泵或干泵对CVD设备腔体进行抽真空处理。优选的,所述RF射频开至RF量程的60%。优选的,所述气体为O2、N2O、Ar、He或H2中的一种或者多种气体的混合气体。优选的,所述气体通入时间持续30~60s。优选的,在清洁菜单中可以设置“清洁-镀膜-加热”一个或多个循环。有益效果:与现有的技术相比,本专利技术的优点包括:(1)本专利技术适用于集成电路制造领域内采用等离子体沉积介质薄膜工艺,通过工艺的优化和改进可以明显消除了等离子体化学气相淀积系统的首片效应。(2)本专利技术效率高,节省成本,可以有效地消除CVD设备淀积薄膜的首片效应,有利于提高工艺的稳定性和片间厚度均匀性。附图说明图1为CVD设备的腔体环境温度与沉积膜厚度之间的关系图;图2为按照常规方法对CVD设备腔体环境进行处理的沉积薄膜厚度首片效应实例图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。实施例1按照常规方法对等离子体化学气相淀积设备进行工作前的处理工作。通过对CVD设备腔体经过刻蚀性气体清洁腔体和基座表面后,CVD设备进入工作程序。此CVD设备生产厂家和型号为鲁汶仪器LMEC-300。图2为按照常规方法对CVD设备腔体环境进行处理的情况,得到的CVD设备沉积薄膜厚度首片效应实例图。由图2可知,生产得到的第一个薄膜的厚度非常大,随着生产过程的进行薄膜厚度逐渐减小,第一个薄膜与第五个薄膜相比,厚度相差非常大,生产得到的五个薄膜的厚度不均匀,由此说明首片效应是非常明显的。实施例2一种消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法,使用的CVD设备的生产厂家和型号为鲁汶仪器LMEC-300。通过CVD设备腔体经过刻蚀性气体清洁腔体和基座表面,执行清洁菜单后,增加“加热”步骤,对整个腔体环境进行改善;“加热”步骤为提高CVD设备腔体的温度。“加热”步骤的具体操作为:首先采用分子泵对CVD设备腔体进行抽真空处理,腔体压力控制在大于50mT;然后打开所有RF射频,开至RF量程的60%,偏压关闭;通入氧气,氧气流量控制在50~500sccm,并持续30s。在清洁菜单中可以设置“清洁-镀膜-加热”一个以上循环过程。通过以上步骤对CVD设备腔体环境温度进行处理,通过等离子体弘基表面加热,模拟真实生长的环境,区别是这个过程不长膜,可以通过基座或墙壁设计的温度探测器进行监控以及补偿;得到了CVD设备的腔体环境温度与沉积膜厚度之间的关系图,如图1所示。由图1可知,当CVD设备腔体环境温度越低,生产得到的薄膜厚度越大,由此说明提高CVD设备腔体环境温度,有利于降低沉积薄膜的厚度。综上所述,本专利技术通过工艺的优化和改进明显消除了等离子体化学气相淀积系统的首片效应,有效地提高了沉积设备的工艺的片间均匀性和工艺稳定性。并且工作时间短,效率高,节省成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法,其特征在于,通过CVD设备腔体经过刻蚀性气体清洁腔体和基座表面后,增加“加热”步骤,对整个腔体环境进行改善;所述“加热”步骤为提高CVD设备腔体环境温度。

【技术特征摘要】
1.一种消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法,其特征在于,通过CVD设备腔体经过刻蚀性气体清洁腔体和基座表面后,增加“加热”步骤,对整个腔体环境进行改善;所述“加热”步骤为提高CVD设备腔体环境温度。2.根据权利要求1所述的消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法,其特征在于,所述“加热”步骤具体操作为:首先对CVD设备腔体进行抽真空处理;然后打开所有RF射频,偏压关闭;通入刻蚀性气体,所述气体不与淀积物质发生反应;并持续通入气体。3.根据权利要求2所述的消除等离子体化学气相淀积首片效应的方法,其特征在于,采用分子泵或干泵对C...

【专利技术属性】
技术研发人员:许开东崔虎山刘自明邹志文任慧群胡冬冬陈璐
申请(专利权)人:江苏鲁汶仪器有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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