專利名稱：Lpcvd保養(yǎng)后復機方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及集成電路制造領域，特別涉及一種LPCVD保養(yǎng)后復機方法。
背景技術(shù)：
CVD是大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路以及半導體光電器件工藝領域里主要工藝，CVD工藝主要用于半導體薄膜的制備。CVD設備大致可以分為一下幾類低壓化學氣相沉積(Low pressure CVD)、常壓化學氣相沉積(Atmospheric pressure CVD, APCVD)、 PECVD (Plasma Enhanced CVD, PECVD)和金屬化學氣相沉積(Metal CVD, M-CVD)。LPCVD 技術(shù)因為可以調(diào)高沉積薄膜的質(zhì)量，使膜層具有均勻性好、缺陷密度低，臺階覆蓋性好等優(yōu)點，成為制備半導體薄膜的主要方法。LPCVD裝置是通過導入反應室內(nèi)的半導體材料氣體在晶片上進行化學反應，在晶片上生長半導體膜的裝置。但是，由于在原理上不能是所有材料氣體在晶片上反應，所以在反應器內(nèi)壁面各處會附著副生長物。長期生產(chǎn)后，這種副生長物會以異物顆粒的形式影響膜的生長，妨礙良好品質(zhì)的膜的形成。為此必須進行反應室內(nèi)壁面的清洗保養(yǎng)作業(yè)。在生長厚膜的LPCVD裝置中，必須定期進行保養(yǎng)。但是，在保養(yǎng)后，由于清洗后裝置內(nèi)部的水分濃度以及反應室的整個氛圍都會發(fā)生變化。在半導體膜的生長中，如果氣氛中存在水氣，因為水分有可能與某些半導體氣體發(fā)生反應，生成雜質(zhì)或者異物微粒，使膜品質(zhì)惡化。另外，因為裝置在保養(yǎng)前后的整體狀況會發(fā)生輕微變化，由此導致在膜的實際生長過程中，其品質(zhì)會發(fā)生一些變化。保養(yǎng)前后，同樣的工藝條件可能無法達到相同的膜質(zhì)要求。為此，每次設備保養(yǎng)以后，在生產(chǎn)正常產(chǎn)品前，都需要先生產(chǎn)實驗片，根據(jù)實驗片的品質(zhì)調(diào)整工藝條件，反復調(diào)整直到得到制品水平的膜。在反復調(diào)整的過程中，都是操作人員根據(jù)各自經(jīng)驗進行調(diào)試的，再加上LPCVD裝置工藝條件繁多，因此保養(yǎng)到復機生產(chǎn)的調(diào)整時間會很長，普遍的調(diào)整水平都在1-2小時，有時甚至需要更長的調(diào)整時間。因為長時間的調(diào)整，帶來了由此引起的實驗片、時間以及維持設備運轉(zhuǎn)的水電的浪費。為了縮短LPCVD設備保養(yǎng)后到重新復機生產(chǎn)的時間，有必要開發(fā)一種新的高效節(jié)約的保養(yǎng)復機方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種方法LPCVD保養(yǎng)后復機方法，可以有效提高LPCVD裝置保養(yǎng)后的復機效率，同時可以有效降低因為復機前的確認實驗片的數(shù)量和其他生產(chǎn)材料的數(shù)量。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種LPCVD保養(yǎng)后復機方法，包括SI :將實驗片放入LPCVD設備的反應腔中，在所述實驗片上沉積膜層，并測試所述實驗片的膜層的實際膜厚；S2 :利用一數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)根據(jù)所述實驗片的膜層的實際膜厚判斷是否需要補正；如果不需要補正的話，所述LPCVD設備直接復機進行制品生產(chǎn)；
如果需要補正的話，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)輸出補正值，并根據(jù)所述補正值設定所述 LPCVD設備工藝值，接著，重復步驟SI和S2，直到完成制品的生產(chǎn)?？蛇x的，在所述步驟SI之前，還包括對所述LPCVD設備進行干燥預處理?？蛇x的，所述LPCVD設備包括等間距設置于反應腔外的η組加熱單元，所述實驗片被等間距的放置在反應腔內(nèi)與所述加熱單元對應的位置，其中，η為大于等于3小于等于9 的奇數(shù)?？蛇x的，所述步驟SI中所采用的實驗片的數(shù)量為大于等于3小于等于9的奇數(shù)。優(yōu)選的，所述步驟S2中，所述補正值滿足以下條件At=(LfHt-HJA)RATi = (Ht+Hi- Δ t*DR) /TRATni = O其中，At為沉積時間的補正值，ATi為位于兩側(cè)的第i組加熱單元溫度的補正值，ATm為最中間一組的加熱單元溫度的補正值，i為小于等于η的整數(shù)；Li為放置在第i段的負載效果因子，Ht為制品的目標膜厚，Hi為放置在兩側(cè)的第i 個實驗片的實際膜厚，Hffl為放置在最中間的實驗片的實際膜厚；DR為所述LPCVD設備的的沉積速率，TR為所述LPCVD設備的溫度沉積速率。可選的，當I At|彡ISec或者I ATiI彡O. 1°C時，需要進行補正?？蛇x的，當I At| < ISec且| ATiI < O. 1°C時，不需要進行補正?？蛇x的，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及數(shù)據(jù)輸出模塊， 所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接收輸入的膜厚數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述膜厚數(shù)據(jù)判斷是否需要補正，所述數(shù)據(jù)輸出模塊輸出所述判斷結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點采用本發(fā)明的LPCVD保養(yǎng)后復機方法，在整個調(diào)整過程中，所有分析過程都由數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)自動完成，保證了分析過程的科學性和可重復性，避免了人為調(diào)整的隨意性和不同調(diào)試人員之間的個體差異性，從而可以減少了復機前的調(diào)整次數(shù)，提高了保養(yǎng)復機的效率，同時也減少了因為調(diào)整所需要的實驗片和反應氣體等生產(chǎn)材料的浪費。


圖I為本發(fā)明一種LPCVD保養(yǎng)后復機方法的流程圖；圖2為本發(fā)明一實施例的實驗片放置在反應腔內(nèi)的示意圖；圖3為本發(fā)明中數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步的說明。圖I是本發(fā)明一種LPCVD保養(yǎng)后復機方法的流程圖，該方法包括SI :將實驗片放入LPCVD設備的反應腔中，在所述實驗片上沉積膜層，并測試所述實驗片的膜層的實際膜厚；S2 :利用一數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)根據(jù)所述實驗片的膜層的實際膜厚判斷是否需要補正；
如果不需要補正的話，所述LPCVD設備直接復機進行制品生產(chǎn)；如果需要補正的話，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)輸出補正值，并根據(jù)所述補正值設定所述 LPCVD設備工藝值，接著，重復步驟SI和S2，直到所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)判斷不需要補正后，復機完成制品的生廣。下面對LPCVD保養(yǎng)后復機方法中的各步驟進行詳細說明。首先，LPCVD保養(yǎng)后復機生產(chǎn)制品要求的目標膜厚為Ht，LPCVD的沉積速率為DR， 溫度沉積速率為TR。所述LPCVD設備包括等間距設置于反應腔外的η組加熱單元，其中，η 為大于等于3小于等于9的奇數(shù)。LPCVD設備保養(yǎng)清洗結(jié)束后，對所述LPCVD設備做干燥預處理，干燥預處理過程可以采用高溫烘焙同時抽氣泵從反應腔內(nèi)向外抽氣。干燥預處理持續(xù)到LPCVD設備的反應腔的基準壓強和漏氣率等條件能夠達到工藝需求為止。接著，如圖2所示，向反應腔001內(nèi)送入實驗片，所述實驗片的數(shù)量為大于等于3 小于等于9的奇數(shù)，所述實驗片被等間距的放置在反應腔內(nèi)與所述加熱單元對應的位置。 在本實施例中，反應腔001的外部兩側(cè)等間距的設置有5組加熱單元，分別為加熱單元011、 012、013、014和015，實驗片的數(shù)量為5片，分別為實驗片021、022、023、024和025。將5片實驗片送入反應腔001內(nèi)，所述晶片021、022、023、024和025被等間距的放置在腔內(nèi)與腔外加熱單元對應的5個位置，關閉腔門，在所述實驗片表面進行薄膜沉積。在所述實驗片首次生產(chǎn)過程中，LPCVD設備采用保養(yǎng)前的工藝條件。接著，使用橢圓偏振儀測量設備，測量所述實驗片021、022、023、024和025的膜厚，分別得到各實驗片的膜厚數(shù)據(jù)HpHyHyH4和Η5。根據(jù)不同產(chǎn)品的圖形密度以及在反應腔內(nèi)的不同位置，可以設定出不同的負載效果因子Li,所述產(chǎn)品圖形密度越大其效果系數(shù) Li越大，在反應腔內(nèi)的位置越往上其效果系數(shù)Li越大。對于在反應腔內(nèi)等間距放置的實驗片021、022、023、024和025，可以確定相應的效果系數(shù)分別為:Ι^2α3α4和Lgo將所述實驗片的膜厚數(shù)據(jù)氏、H2、H3、H4、H5以及所述效果系數(shù)U、L2、L3、L4、L5輸入到數(shù)據(jù)分系統(tǒng)100。如圖3所示，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)100，包括數(shù)據(jù)接收模塊101、數(shù)據(jù)分析模塊102以及數(shù)據(jù)輸出模塊103。所述數(shù)據(jù)接收模塊101用于接收到所述實驗片的膜厚數(shù)據(jù)HI、H2、 H3、H4、H5，所述數(shù)據(jù)分析模塊102根據(jù)所述膜厚數(shù)據(jù)判斷是否需要補正，所述數(shù)據(jù)輸出模塊103輸出所述判斷結(jié)果和沉積時間的補正值At和所述第i組加熱單元的溫度補正值厶凡。所述沉積時間的補正值Λ t滿足下面關系At = (LfHt-Hni)/DR ；所述第i組加熱單元的溫度補正值Λ Ti滿足下面關系ATi = (Ht+Hi- Δ t*DR) /TR ；Δ Tm = O ；其中，At為沉積時間的補正值，ATi為位于兩側(cè)的第i組加熱單元溫度的補正值，Λ Tm為最中間一組的加熱單元溫度的補正值，i為小于等于η的整數(shù)A為放置在第i 段的負載效果因子，Ht為制品的目標膜厚，Hi為放置在兩側(cè)的第i個實驗片的實際膜厚，Hffl 為放直在最中間的實驗片的實際I旲厚；在本實施例中由于共有5片實驗片，因此Hm為H3 ；DR 為所述LPCVD設備的沉積速率，TR為所述LPCVD設備的溫度沉積速率。
當所述沉積時間的補正值At的絕對值I At|彡ISec或者所述第i組加熱單元的溫度補正值ATi的絕對值I ATiI彡O. 1°C時，需要進行補正，所述數(shù)據(jù)輸出模塊103會輸出禁止復機的判斷，并輸出沉積時間的補正值At和所述第i組加熱單元的溫度補正值 Λ凡。當所述沉積時間的補正值Λ t的絕對值大于沉積時間的10%或者所述第i組加熱單元的溫度補正值ATi的絕對值I ATiI彡2°C時，所述數(shù)據(jù)輸出模塊103會輸出禁止復機的判斷，并輸出預警提示，要求確認LPCVD的設備狀態(tài)以及所有工藝條件。當所述沉積時間的補正值At的絕對值I At| < ISec或者所述第i組加熱單元的溫度補正值Λ Ti的絕對值I ATiI <0. I°C時，不需要進行補正，所述數(shù)據(jù)輸出模塊103會輸出允許復機的判斷。所述數(shù)據(jù)輸出模塊103輸出允許復機的判斷時，可以采用保養(yǎng)后的設備進行制品生產(chǎn)。所述數(shù)據(jù)輸出模塊103輸出禁止復機判斷時，會同時輸出沉積時間的補正值At和所述第i組加熱單元的溫度補正值ΛΤ”如果At的絕對值大于沉積時間的10%或者所述第i組加熱單元的溫度補正值ATi的絕對值I ATiI彡2°C時，所述數(shù)據(jù)輸出模塊103會輸出預警提示，要求確認LPCVD的設備狀態(tài)以及所有工藝條件，接著，重復步驟S1、S2，直到所述數(shù)據(jù)輸出模塊103輸出允許復機判斷后，復機完成制品的生產(chǎn)。如果所述沉積時間的補正值Δ 的絕對值I At|彡ISec或者所述第i組加熱單元的溫度補正值ATi的絕對值
ATi彡O. 1°C時，需要進行補正，根據(jù)沉積時間的補正值At和所述第i組加熱單元的溫度補正值ATi重新設定所述LPCVD設備的沉積時間和第i組加熱單元的溫度，接著，重復步驟SI、S2，直到所述數(shù)據(jù)輸出模塊103輸出允許復機判斷后，復機完成制品的生產(chǎn)。利用本發(fā)明的技術(shù)方案中，LPCVD設備在保養(yǎng)后復機調(diào)試時，先進行實驗片流片生產(chǎn)并收集其膜厚實際數(shù)據(jù)，采用數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對所述膜厚數(shù)據(jù)進行準確分析后，判斷是否需要補正同時輸出相應的補正值，然后根據(jù)分析結(jié)果和相應的補正值確定是否需要繼續(xù)補正還是直接復機。在上述調(diào)整過程中，所有分析過程都有數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)完成，保證了分析過程的科學性和可重復性，避免了認為調(diào)整的隨意性和不同調(diào)試人員之間的個體差異性，從而可以減少了復機前的調(diào)整次數(shù)，提高了保養(yǎng)復機的效率同時也減少了因為調(diào)整所需要的實驗片和反應氣體等生產(chǎn)材料的浪費。顯然，本領域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種LPCVD保養(yǎng)后復機方法,包括51:將實驗片放入LPCVD設備的反應腔中，在所述實驗片上沉積膜層，并測試所述實驗片的膜層的實際膜厚；52:利用一數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)根據(jù)所述實驗片的膜層的實際膜厚判斷是否需要補正；如果不需要補正的話，所述LPCVD設備直接復機進行制品生產(chǎn)；如果需要補正的話，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)輸出補正值，并根據(jù)所述補正值設定所述LPCVD 設備工藝值，接著，重復步驟SI和S2，直到完成制品的生產(chǎn)。
2.如權(quán)利要求I所述的LPCVD保養(yǎng)后復機方法，其特征在于，在所述步驟SI之前，還包括對所述LPCVD設備進行干燥預處理。
3.如權(quán)利要求2所述的LPCVD保養(yǎng)后復機方法，其特征在于，所述LPCVD設備包括等間距設置于反應腔外的η組加熱單元，所述實驗片被等間距的放置在反應腔內(nèi)與所述加熱單元對應的位置，其中，η為大于等于3小于等于9的奇數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的LPCVD保養(yǎng)后復機方法，其特征在于，所述步驟SI中所采用的實驗片的數(shù)量為大于等于3小于等于9的奇數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的LPCVD保養(yǎng)后復機方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述補正值滿足以下條件At = (LJHt-Hm)/DRATi = (H^Hi- Δ t*DR) /TRAT111 = 0其中，At為沉積時間的補正值，Λ Ti為位于兩側(cè)的第i組加熱單元溫度的補正值，ATffl 為最中間一組的加熱單元溫度的補正值，i為小于等于η的整數(shù)；Li為放置在第i段的負載效果因子，Ht為制品的目標膜厚，Hi為放置在兩側(cè)的第i個實驗片的實際I吳厚，Hm為放置在最中間的實驗片的實際I吳厚；DR為所述LPCVD設備的的沉積速率，TR為所述LPCVD設備的溫度沉積速率。
6.如權(quán)利要求5所述的LPCVD保養(yǎng)后復機方法，其特征在于，當IΛ t I彡ISec或者 ATi彡O. I°C時，需要進行補正。
7.如權(quán)利要求5所述的LPCVD保養(yǎng)后復機方法，其特征在于，當IAt| < ISec且| ATi < O. 1°C時，不需要進行補正，所述LPCVD設備直接復機進行制品生產(chǎn)。
8.如權(quán)利要求5所述的LPCVD保養(yǎng)后復機方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)分析模塊以及數(shù)據(jù)輸出模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接收輸入的膜厚數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)所述膜厚數(shù)據(jù)判斷是否需要補正，所述數(shù)據(jù)輸出模塊輸出所述判斷結(jié)果。
9.如權(quán)利要求8所述的LPCVD保養(yǎng)后復機方法，其特征在于，當IAt|大于沉積時間的 10%或者所述I ATiI ^ 2°C時，所述數(shù)據(jù)輸出模塊輸出禁止復機的判斷，并輸出預警提示。
全文摘要
本發(fā)明提供一種LPCVD保養(yǎng)后復機方法，包括S1將實驗片放入LPCVD設備的反應腔中，在所述實驗片上沉積膜層，并測試所述實驗片的膜層的實際膜厚；S2利用一數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)根據(jù)所述實驗片的膜層的實際膜厚判斷是否需要補正；如果不需要補正的話，所述LPCVD設備直接復機進行制品生產(chǎn)；如果需要補正的話，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)輸出補正值，并根據(jù)所述補正值設定所述LPCVD設備工藝值，接著，重復步驟S1和S2，直到完成制品的生產(chǎn)。提高了保養(yǎng)復機的效率，同時也減少了因為調(diào)整所需要的實驗片和反應氣體等生產(chǎn)材料的浪費。
文檔編號H01L21/66GK102605351SQ201210093528
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者王碩 申請人:上海宏力半導體制造有限公司