[發明專利]亞常壓化學氣相沉積法設備氣化閥堵塞的檢測方法

有效

• 申請號: 201110267096.4
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN103000514A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 成鑫華;嚴瑋;程望陽
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L21/316
• 分類號: H01L21/316;H01L21/205
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 王函

技術領域

本發明屬于半導體集成電路制造工藝，尤其涉及一種半導體集成電路中半導體設備維護方法，具體涉及一種亞常壓化學氣相沉積法設備氣化閥堵塞的檢測方法。

背景技術

當工藝節點發展到0.25微米以下，硼磷酸硅玻璃(BPSG)薄膜由于具有低的回流平坦化溫度(750℃～850℃)，較好的填充能力(厚徑比3∶1)，對堿性離子的吸附性和較小的薄膜張力被廣泛應用于金屬沉積之前的金屬和其下面的多晶硅之間的絕緣。硼磷酸硅玻璃的回流流動性取決于薄膜的組分、工藝溫度以及環境氛圍。研究表明：在硼磷酸硅玻璃中硼的濃度增大1wt％(1％重量百分比)，所需回流的溫度大約降低40℃；磷的濃度增大1wt％，所需回流的溫度大約降低20℃。然而，當硼的濃度達到5wt％之后，即使再增加硼的濃度也不會降低回流溫度。反之，會使薄膜產生結晶，形成硼酸根B₂O₃及磷酸根P₂O₅的晶粒沉淀，增強硼磷酸硅玻璃的吸水性，從而導致在回流過程中生成難溶性的BPO₄，在薄膜中形成缺陷。另一方面，硼磷酸硅玻璃總硼磷重量百分比對后續的刻蝕工藝的刻蝕速率有著至關重要的影響，硼磷含量越大，刻蝕的速率就會越快。因此，如何控制薄膜面內以及在薄膜內部縱深方向硼磷摻雜量的均勻性就成為了得到理想的刻蝕形貌的先決條件。

基于臭氧/正硅酸四乙酯(O3/TEOS)的亞常壓化學氣相沉積法(Sub?Atmosphere?CVD)，引入硼酸三乙酯(TEB)和磷酸三乙酯(TEPO)摻雜源的制備工藝是一種熱能反應，該工藝避免了等離子體化學氣相沉積法(PECVD)工藝固有的等離子體誘導損害(Plasma?Induce?Damage)問題，從而成為了硼磷酸硅玻璃制備的主流。由于常溫下，TEOS，TEB和TEPO以液態的形式存在，只有運用氣化閥將其氣化后才能引入腔體中進行反應。圖1所示為一種串聯的氣化閥工作示意圖。液體的氣化能力主要由氣化的載氣流量(通常為氮氣或氦氣或者兩者的混合氣體)，氣化閥溫度和腔體的壓力所決定；載氣流量越大，氣化閥溫度越高，腔體壓力越小，液體的氣化度就越大。比較而言，TEPO由于具有更高的黏質系數，在同等載氣流量和腔體壓力的情況下，所需的氣化溫度就越高。

氣化閥堵塞是氣化閥使用過程中常見的問題(通常的堵塞位置如圖1所示氣化閥堵塞的位置1)，這直接導致了薄膜工藝結果的失控，尤其是薄膜剛開始沉積時硼磷摻雜濃度和整體均勻性的失控，給后續工藝帶來了很大的影響。最典型的就是刻蝕BPSG薄膜底部的形貌不可控從而在后續的鎢化物連接中形成短路(Tungsten?Bridge，如圖2所示)。因此，如何及時高效地發現氣化閥的堵塞就成為了整個工藝的重點。

常規的方法是在懷疑氣化閥堵塞時，流入滿量程的載氣，并記錄腔體的壓力，以此來和正常時的腔體壓力做比較，如果發現腔體的壓力比正常時的壓力小很多，就可以判斷氣化閥堵塞了。該方法不能高效及時的發現問題，或即使發現問題了，有些產品片有可能已經受到影響了。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種亞常壓化學氣相沉積法設備氣化閥堵塞的檢測方法，通過TEOS流量和腔體壓力差的線性關系來檢測氣化閥的狀況，可以更高效及時地發現氣化閥堵塞問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種亞常壓化學氣相沉積法設備氣化閥堵塞的檢測方法，包括如下步驟：

(1)記錄下腔體的基準壓力；

(2)設定載氣流量為固定值，并設定腔體的壓力為固定值，待載氣流量穩定后，記錄下節流閥的位置A；

(3)將節流閥所開的位置設定在位置A上，保持載氣流量為步驟(2)設定的固定值，此時腔體的壓力必須在步驟(2)設定的固定值附近；

(4)分別流入TEOS液體流量，并記錄下腔體的壓力；

(5)計算出各個TEOS流量下的腔體壓力和腔體基準壓力的差值；

(6)繪制TEOS流量和腔體壓差的變化示意圖，正常的TEOS流量和腔體的壓差變化為一條直線且線性度比較好，而典型的不正常的變化線性度較低，由此可判斷出不正常情況下的氣化閥堵塞。

在步驟(1)中，所述腔體的基準壓力為150～400毫托。

在步驟(2)中，所述設定載氣流量為3000毫升/分鐘，并設定腔體的壓力為3托。

在步驟(2)中，所述載氣包含氦氣、氮氣以及氦氣和氮氣的混合氣體，所述氦氣流量為100～10000毫升/分鐘，所述氮氣流量為100～10000毫升/分鐘。