[發(fā)明專利]計算干氧擴(kuò)散反應(yīng)參數(shù)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310354602.2
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103400045A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫天拓;胡榮
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 陸花

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種計算干氧擴(kuò)散反應(yīng)參數(shù)的方法。

背景技術(shù)

通常情況下，半導(dǎo)體器件的柵氧化層在爐管中采用熱氧化法形成，即使用干氧（氧氣或氧原子）直接在高溫下擴(kuò)散至硅中，從而形成二氧化硅。一般柵氧化層的厚度極為關(guān)鍵，對半導(dǎo)體器件的性能有著至關(guān)重要的影響。在實際生產(chǎn)半導(dǎo)體器件之前，需要進(jìn)行試驗，得出所要生產(chǎn)出預(yù)定厚度柵氧化層的反應(yīng)參數(shù)，例如反應(yīng)氣體的濃度、反應(yīng)時間以及反應(yīng)溫度，這樣才能夠得到合適的制程，生產(chǎn)出預(yù)定厚度的柵氧化層。

現(xiàn)有技術(shù)中，得出所要生產(chǎn)出預(yù)定厚度柵氧化層的反應(yīng)參數(shù)采用正交試驗方法，不斷進(jìn)行試驗，直至柵氧化層的厚度達(dá)到要求。正交試驗一般是將反應(yīng)氣體的濃度和反應(yīng)時間固定，通過不斷改變反應(yīng)溫度得到生產(chǎn)出預(yù)定厚度柵氧化層所需的反應(yīng)溫度；或者將反應(yīng)氣體的濃度和反應(yīng)溫度固定，通過不斷改變反應(yīng)時間得到生產(chǎn)出預(yù)定厚度柵氧化層所需的反應(yīng)時間；或者將反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度固定，通過不斷改變反應(yīng)氣體的濃度得到生產(chǎn)出預(yù)定厚度柵氧化層所需的反應(yīng)氣體的濃度。

然而，上述正交試驗方法的缺陷在于：由于柵氧化層的生長屬于擴(kuò)散過程，柵氧化層的厚度并不是一直隨時間呈線性增長，很難精確地調(diào)節(jié)擴(kuò)散時間，所以此方法需要多次試驗；另外柵氧化層生長除了氧化步驟，通常還有后續(xù)熱處理（Annealing）的過程，在熱處理過程中柵氧化層的厚度會進(jìn)一步增長，這就為試驗方案設(shè)計增加了難度，導(dǎo)致試驗效率降低；同時，在爐管中試驗包括大量的升降溫時間，導(dǎo)致每次試驗的周期長，占用設(shè)備時間長，預(yù)算較高，效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種計算干氧擴(kuò)散反應(yīng)參數(shù)的方法，能夠快速得出較為精準(zhǔn)的反應(yīng)參數(shù)，提高效率。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種計算干氧擴(kuò)散反應(yīng)參數(shù)的方法，包括步驟：

一、設(shè)定柵氧化層的目標(biāo)厚度；

二、設(shè)定干氧擴(kuò)散的初始工藝參數(shù)；

三、計算出形成柵氧化層的模擬厚度；

四、將所述模擬厚度與所述目標(biāo)厚度作比較，若相差大于0.2埃，則返回至步驟二，修改所述初始工藝參數(shù)，并重新計算出模擬厚度；若所述模擬厚度與所述目標(biāo)厚度相差小于等于0.2埃，則以返回此時的初始工藝參數(shù)，作為模擬工藝參數(shù)；

五、使用所述模擬工藝參數(shù)進(jìn)行試驗，測量生產(chǎn)出柵氧化層的實際厚度，若所述實際厚度與所述目標(biāo)厚度相差大于0.2埃，則修改所述模擬工藝參數(shù)，重新試驗，直至相差小于等于0.2埃，得出此時的模擬工藝參數(shù)即為生產(chǎn)目標(biāo)厚度柵氧化層所需的實際工藝參。

進(jìn)一步的，所述初始工藝參數(shù)包括氧氣的流量、初始反應(yīng)時間以及反應(yīng)溫度。

進(jìn)一步的，使用迭代公式計算出模擬厚度，所述迭代公式為：