加熱工藝發(fā)展趨勢

RTCVD過程可以用來沉積多晶硅、氮化硅和二氧化硅，例如在淺溝槽隔離工藝中使用CVD氧化硅填充溝槽。高溫下可以利用四乙氧基硅烷（TEOS）或Si（OC2H5）4沉積高質(zhì)量薄膜和高間隙填充能力的未摻雜硅玻璃（USG） 。

為了達到更好的工藝控制和更高的產(chǎn)量，臨場檢測技術(shù)變得更加重要。精確的溫度測量是RTP工藝成功的關(guān)鍵（即在1000攝氏度上下2攝氏度溫度范圍內(nèi)）。臨場厚度測量在氧化反應(yīng)和RTCVD終端點檢測過程中是必要的。

配套工具由主機平臺和數(shù)個反應(yīng)室組成，并且能將不同的工藝過程整合在一個系統(tǒng)中。因為工藝之間的間歇時間減少，所以配套工具能增加產(chǎn)量；由于晶圓的轉(zhuǎn)動在真空環(huán)境中進行，所以降低了受污染的概率而利于獲得較高的成品率。下圖顯示了一個包含完整柵氧化、多晶硅沉積和多晶硅退火過程的配套系統(tǒng)。

首先從裝載系統(tǒng)中載入晶圓，然后關(guān)閉裝載系統(tǒng)閥門并對裝載系統(tǒng)抽真空，當壓力降到與轉(zhuǎn)換室的壓力相同時打開細長的閥門。轉(zhuǎn)換室中的機器手將晶圓送到HF蒸氣刻蝕室后，開始清洗并移除硅晶圓表面的原生氧化層。去除了原生氧化層之后就將晶圓送到RTO反應(yīng)室進行高質(zhì)量超薄柵氧化層的生長和退火工藝，完成后將晶圓轉(zhuǎn)送到RTCVD反應(yīng)室進行多晶硅沉積和退火，然后再將晶圓送到冷卻/儲藏室，最后通過轉(zhuǎn)移機器手將晶圓取出并送到卸載系統(tǒng)的晶圓盒內(nèi)。

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加熱工藝發(fā)展趨勢

未來將著重于快速加熱工藝在臨場監(jiān)測和配套工具上的發(fā)展應(yīng)用，但是高溫爐仍將繼續(xù)用于非關(guān)鍵性的加熱工藝過程中。

快速加熱處理過程包括快速加熱退火（RTA）、快速加熱氧化（RTO）及快速加熱CVD（RTCVD）。RTA工藝具有數(shù)種不同的類型，包括離子注入后的退火（超過1000攝氏度）、合金退火 （大約700攝氏度）、電介質(zhì)退火（700?1000攝氏度）以及金屬退火（低于500攝氏度）。

隨著器件特征尺寸的縮小，結(jié)面深度變得很淺（小于200 A）,這使得離子注入后退火非常具有挑戰(zhàn)性。離子注入退火恢復(fù)損傷需要高溫，但熱積存要求退火時間在很小的范圍。尖峰退火、激光退火和沖洗技術(shù)被發(fā)展，以滿足超淺結(jié)的要求。

尖峰退火是一個高峰時間很短的RTA過程，通常遠小于1S。它釆用高的峰值溫度，以最大限度地激活摻雜物，并快速升降溫度以盡量減少雜質(zhì)擴散。下圖說明了溫度變化的尖峰退火過程。從溫度曲線很容易看到為什么這個過程被稱為“尖峰退火”。

下圖（a）為模擬標 準1025攝氏度的0. 13um PMOS摻雜分布和15 s RTA；下圖（b）是同一結(jié)構(gòu)在1113攝氏度的尖峰退火結(jié)果。可以看到，尖峰退火大大降低了雜質(zhì)擴散。在納米技術(shù)節(jié)點這種技術(shù)變得更加重要，因為這時所需的結(jié)面深度變得更薄，在退火過程中應(yīng)盡量減少雜質(zhì)擴散。

審核編輯：劉清