用于化学气相沉积过程的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于化学气相沉积过程的装置和方法。一种用于化学气相沉积过程的装置，包括：传感器，被配置成在所述化学气相沉积过程中感测工艺参数；数据库，被配置成存储与所述化学气相沉积过程相关的工艺参数以及对应的薄膜特性；以及处理装置，被配置成根据薄膜特性的目标值以及数据库中与感测的工艺参数对应的薄膜特性，确定所述化学气相沉积过程中的所述工艺参数的调整值。

【技术实现步骤摘要】
用于化学气相沉积过程的装置和方法
本公开涉及用于化学气相沉积过程的装置和方法。
技术介绍
在半导体工艺技术中，广泛采用化学气相沉积(CVD)工艺作为主要的薄膜制备工艺来形成介质膜。在现有的CVD技术中，在开始薄膜制备前，人们预先设定CVD工艺的工艺条件。在开始CVD反应后，按照预先设定的工艺条件进行薄膜制备。
技术实现思路
本公开提出了一种新的用于化学气相沉积过程的装置和方法。根据本公开的一个方面，提供了一种用于化学气相沉积过程的装置，包括：传感器，被配置成在所述化学气相沉积过程中感测工艺参数；数据库，被配置成存储与所述化学气相沉积过程相关的工艺参数以及对应的薄膜特性；以及处理装置，被配置成根据薄膜特性的目标值以及数据库中与感测的工艺参数对应的薄膜特性，确定所述化学气相沉积过程中的所述工艺参数的调整值。根据本公开的另一个方面，提供了一种用于化学气相沉积过程的方法，包括：在所述化学气相沉积过程中感测工艺参数；根据薄膜特性的目标值以及数据库中与感测的工艺参数对应的薄膜特性，确定所述化学气相沉积过程中的所述工艺参数的调整值，其中，所述数据库存储有与所述化学气相沉积过程相关的工艺参数以及对应的薄膜特性。采用本公开的用于化学气相沉积过程的装置和方法，能够监控化学气相沉积过程中的各种工艺参数的变化，并且根据工艺参数的变化对工艺参数进行调整，保证制备得到的薄膜特性的稳定，从而减少因薄膜特性偏差导致的产品报废。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1示出了一种化学气相沉积装置的构造。图2示出了根据本公开的一个实施例的化学气相沉积装置的构造。图3示出了根据本公开的一个实施例的化学气相沉积处理方法的流程图。图4示出了根据本公开的一个实施例的数据库的一部分。图5示出了计算机的构造示例的示图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。图1示出了一种化学气相沉积装置的结构的示意图。如图1所示，该化学气相沉积装置是一种示例性的射频等离子体增强化学气相沉积装置，例如可以包括射频(RF)发生器101、气体源102、反应室103、上电极104、下电极106、加热器110、压力控制器108和泵109。在图1的示例性的化学气相沉积装置中，射频发生器101用于向上电极104提供射频电压。气体源102用于向反应区107提供反应气体和载气。气体源102可以设置有一个或多个流量控制器(未示出)，用于控制各个气体的流量。射频发生器101电连接到上电极104，从而向上电极104提供高频和/或低频的射频电压。下电极106接地GND，这样，在上电极104和下电极106之间的反应区107中产生射频电场。加热器110用于为反应室103加热，从而控制反应区107的温度。泵109通过压力控制器108流体连通到反应室103。利用压力控制器108可以控制反应室103内的气压。使用图1所示的化学气相沉积装置制备薄膜的示例性步骤如下。(1)把需要制备薄膜的器件放置在反应区107中。该器件可以是例如需要制备薄膜的衬底(例如半导体器件的衬底)105等。(2)通过泵109对反应室103抽真空。为了达到薄膜制备所需的真空，可以采用各种泵或多种泵的组合。例如，泵109可以包括机械泵、分子泵或离子泵，或其各种组合。例如，在使用时，可以首先使用机械泵使反应室103中的气压降低到例如0.1Pa，然后开启分子泵，使得气压进一步降低到例如0.01Pa，最后开启离子泵，使气压最终降低到例如10-4Pa。(3)气体源102把反应气体和载气输入到反应区107中。开启压力控制器108，使得反应室103内的气压稳定在预定值。(4)开启加热器110，通过例如控制加热器110的功率来控制反应区107的温度。(5)开启射频发生器101，向上电极104提供射频电压，从而在上电极104和下电极106之间形成射频电场。反应区107中的反应气体分子在射频电场的作用下被加速并发生碰撞，使得分子在碰撞过程中离解成离子基团。这些基团在衬底105的表面发生反应并沉积形成薄膜。例如，在一个示例性实施例中，在硅衬底的表面制备二氧化硅(SiO2)薄膜，反应气体可以使用硅烷(SiH4，流量约为20sccm)和氧气(O2，流量约为50sccm)，载气使用例如氦气(He，流量约为100sccm)。射频发生器产生的射频信号的频率为大约13.56MHz，射频信号的功率大约为600W。反应区107的温度大约为850℃。反应室103内的气压保持在大约1Pa。处理时间为15分钟。最终得到的SiO2薄膜的厚度为大约2μm。专利技术人注意到，在上面的CVD薄膜制备过程中，虽然预先设定了工艺条件，但是由于各种不可控的因素，经常导致各个工艺条件在薄膜制备过程中发生波动。例如，反应气体O2的流量可能会从预定的50sccm下降到40sccm，并且在30秒钟后逐渐恢复到50sccm。在这种情况下，由于反应气体流量的波动，导致最终制备的SiO2薄膜的特性受到影响，例如原本希望制备厚度为2μm的SiO2薄膜，而最终得到的薄膜厚度为1.9μm。基于上面的认识，本公开提出了一种新的用于化学气相沉积过程的装置和方法。图2示出了根据本公开的一个实施例的化学气相沉积装置的示意图。如图2所示，该化学气相沉积装置例如可包括射频(RF)发生器201、气体源202、反应室203、上电极204、下电极206、加热器210、压力控制器208和泵209。这些设备与图1所示的化学气相沉积装置中的对应设备类似，本文就不再重复。下面描述图2的化学气相沉积装置与图1的化学气相沉积装置之间的区别。如图2所示，化学气相沉积装置还包括：数据库215、处理装置216、传感器211-214。传感器211-214用于在化学气相沉积过程中感测工艺参数。这里所说的工艺参数是指可以控制和影响化学气相沉积过程的各种参数，例如但不限于气体流量、反应室温度、反应室气压、射频功率等。在一个示例性实施例中，传感器211可以为流量传感器，用于感测气体源202提供的气体的流量。例如，传感器211可以为单个传感器，用于感测反应气体和载本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于化学气相沉积过程的装置，其特征在于，包括：传感器，被配置成在所述化学气相沉积过程中感测工艺参数；数据库，被配置成存储与所述化学气相沉积过程相关的工艺参数以及对应的薄膜特性；以及处理装置，被配置成根据薄膜特性的目标值以及数据库中与感测的工艺参数对应的薄膜特性，确定所述化学气相沉积过程中的所述工艺参数的调整值。

【技术特征摘要】
1.一种用于化学气相沉积过程的装置，其特征在于，包括：传感器，被配置成在所述化学气相沉积过程中感测工艺参数；数据库，被配置成存储与所述化学气相沉积过程相关的工艺参数以及对应的薄膜特性；以及处理装置，被配置成根据薄膜特性的目标值以及数据库中与感测的工艺参数对应的薄膜特性，确定所述化学气相沉积过程中的所述工艺参数的调整值。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理装置被配置成：在所述数据库中查找与感测的工艺参数相等或相近的工艺参数，将数据库中与所述相等或相近的工艺参数对应的薄膜特性作为与感测的工艺参数对应的薄膜特性。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理装置被配置成：在与感测的工艺参数对应的薄膜特性大于所述薄膜特性的目标值的情况下，选择所述数据库中与小于所述薄膜特性的目标值的薄膜特性对应的工艺参数，作为所述工艺参数的调整值。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理装置被配置成：在与感测的工艺参数对应的薄膜特性小于所述薄膜特性的目标值的情况下，选择所述数据库中与大于所述薄膜特性的目标值的薄膜特性对应的工艺参数，作为所述工艺参数的调整值。5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，数据库中与感测的工艺参数对应的薄膜特性同所述薄膜特性的目标值之间的差基本上等于所述薄膜特性的目标值同数据库中与所述工艺参数的调整值对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦山，吴孝哲，吴龙江，林宗贤，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32