加热工艺发展趋势

RTCVD过程可以用来沉积多晶硅、氮化硅和二氧化硅，例如在浅沟槽隔离工艺中使用CVD氧化硅填充沟槽。高温下可以利用四乙氧基硅烷（TEOS）或Si（OC2H5）4沉积高质量薄膜和高间隙填充能力的未掺杂硅玻璃（USG） 。

为了达到更好的工艺控制和更高的产量，临场检测技术变得更加重要。精确的温度测量是RTP工艺成功的关键（即在1000摄氏度上下2摄氏度温度范围内）。临场厚度测量在氧化反应和RTCVD终端点检测过程中是必要的。

配套工具由主机平台和数个反应室组成，并且能将不同的工艺过程整合在一个系统中。因为工艺之间的间歇时间减少，所以配套工具能增加产量；由于晶圆的转动在真空环境中进行，所以降低了受污染的概率而利于获得较高的成品率。下图显示了一个包含完整栅氧化、多晶硅沉积和多晶硅退火过程的配套系统。

首先从装载系统中载入晶圆，然后关闭装载系统阀门并对装载系统抽真空，当压力降到与转换室的压力相同时打开细长的阀门。转换室中的机器手将晶圆送到HF蒸气刻蚀室后，开始清洗并移除硅晶圆表面的原生氧化层。去除了原生氧化层之后就将晶圆送到RTO反应室进行高质量超薄栅氧化层的生长和退火工艺，完成后将晶圆转送到RTCVD反应室进行多晶硅沉积和退火，然后再将晶圆送到冷却/储藏室，最后通过转移机器手将晶圆取出并送到卸载系统的晶圆盒内。

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加热工艺发展趋势

未来将着重于快速加热工艺在临场监测和配套工具上的发展应用，但是高温炉仍将继续用于非关键性的加热工艺过程中。

快速加热处理过程包括快速加热退火（RTA）、快速加热氧化（RTO）及快速加热CVD（RTCVD）。RTA工艺具有数种不同的类型，包括离子注入后的退火（超过1000摄氏度）、合金退火 （大约700摄氏度）、电介质退火（700〜1000摄氏度）以及金属退火（低于500摄氏度）。

随着器件特征尺寸的缩小，结面深度变得很浅（小于200 A）,这使得离子注入后退火非常具有挑战性。离子注入退火恢复损伤需要高温，但热积存要求退火时间在很小的范围。尖峰退火、激光退火和冲洗技术被发展，以满足超浅结的要求。

尖峰退火是一个高峰时间很短的RTA过程，通常远小于1S。它釆用高的峰值温度，以最大限度地激活掺杂物，并快速升降温度以尽量减少杂质扩散。下图说明了温度变化的尖峰退火过程。从温度曲线很容易看到为什么这个过程被称为“尖峰退火”。

下图（a）为模拟标 准1025摄氏度的0. 13um PMOS掺杂分布和15 s RTA；下图（b）是同一结构在1113摄氏度的尖峰退火结果。可以看到，尖峰退火大大降低了杂质扩散。在纳米技术节点这种技术变得更加重要，因为这时所需的结面深度变得更薄，在退火过程中应尽量减少杂质扩散。

审核编辑：刘清