[發明專利]工藝控制方法與工藝控制系統

有效

• 申請號: 201410441976.2
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN105336646B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 吳俊達;蕭世宗;陳建中;吳皇衛;陳煌文;彭圣修
• 申請（專利權）人: 力晶科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 史新宏

技術領域

本發明涉及一種半導體工藝控制方法與系統，特別是涉及一種沉積工藝控制方法與系統。

背景技術

在半導體工藝中，爐管工藝是一個重要性的工藝步驟。作為半導體工藝中的熱處理工具，例如是爐管，可利用加熱氧化來制作半導體元件的例如柵極氧化層﹑側壁氧化層等構造。

然而，現有技術的爐管工藝采用固定的工藝參數，往往忽略了負載效應(loading effect：總晶圓片數及晶圓上的圖形差異，將造成沉積速率的不同)而導致如果晶圓在爐管中擺放位置不同，則晶圓上的形成的膜厚會有不同的差異。這種差異包含了晶圓間(wafer to wafer)及晶圓內(within wafer)的差異。此外，再加上先前工藝的各種線寬與膜厚的差異因素，都將導致所制作的半導體元件的臨界電壓或其它特性的差異。

隨著半導體元件尺寸不斷縮小，爐管工藝所形成的膜的品質的要求也更為嚴格。因此，爐管工藝的重點將關注在實際產品上沉積的厚度，而不單純只是監控晶圓的厚度。但是，在生產過程中，非常難以抽測各產品的實際沉積厚度，而無法及時調整工藝的最佳參數，造成工藝結果的沉積厚度嚴重偏離了標準值。

發明內容

本發明提供一種工藝控制方法，可降低工藝所導致的電性與物性差異，提高工藝精準度。

本發明提供一種工藝控制系統，可降低工藝時間并提高合格率與產量。

本發明提出一種工藝控制方法，適用于對批次的多個晶圓進行沉積工藝，該方法包括：根據機臺的歷史信息與批次的產品信息來決定批次的晶圓的擺放位置；根據所述批次的晶圓的擺放位置與所述機臺的歷史信息來求出各擺放位置的目標值；根據所述機臺的歷史信息、所述批次的產品信息以及所述各擺放位置的目標值來求出工藝參數；根據所述批次的晶圓的擺放位置與所述工藝參數進行沉積工藝。

在本發明的一實施例中，在根據所述生產機臺的歷史信息與所述批次的產品信息來決定所述批次的晶圓的擺放位置的步驟中，由式(1)求出最小差異組合，來對批次的晶圓進行位置排序：

式(1)中，L(i)為各批次在工藝前的特性，F(j)為工藝位置均勻性特性，w(k)為各產品對差異的要求的權重。

在本發明的一實施例中，上述的工藝控制方法，其中，晶圓擺放的特定位置L的目標值是由式(2)所算出：

Monitor Target^L＝α+γ(厚度目標值)+β(產品|厚度目標值)(2)

式(2)中，α為特定工藝方法下，監控晶圓的基本沉積厚度值；γ為所有產品在不同目標值下，監控晶圓的沉積厚度的調整值；β為各產品在特定目標值下，產品上沉積厚度的調整值。

在本發明的一實施例中，所述工藝參數包括依據負載效應關系所求出的加熱區溫度與沉積時間，所述工藝參數先計算沉積時間，再計算加熱區所需溫度。

在本發明的一實施例中，所述沉積時間是由式(3)所算出：

式(3)中，time_t為第t個批次的沉積時間，g(x)的函數為反饋控制，m(x)的函數為前饋控制，time_t-i為第t-i個批次的沉積時間，為第t-i個批次中間位置沉積厚度的目標值，為第t個批次中間位置沉積厚度的目標值，為第(t-i)個批次的中間位置的沉積厚度值，wafer count_t為第t個批次的晶圓片數，wafer count_t-i為第t-i個批次的晶圓片數，Pattern_t為第t個批次的特征值，Pattern_t-i為第t-i個批次的特征值。

在本發明的一實施例中，所述加熱區溫度是由式(4)所算出：

式(4)中，為第t個批次的特定位置L的加熱區的溫度，f(x)的函數為反饋控制，y(x)的函數為前饋控制，time_t-i為第t-i個批次的沉積時間，為第t-i個批次的特定位置L的加熱區的溫度，為第t-i個批次的特定位置L沉積厚度的目標值，為第t個批次的特定位置L沉積厚度的目標值，為第(t-i)個批次的特定位置L的沉積厚度值，wafer count_t為第t個批次的晶圓片數，wafer count_t-i為第t-i個批次的晶圓片數，Pattern_t為第t個批次的特征值，Pattern_t-i為第t-i個批次的特征值。

在本發明的一實施例中，所述機臺包括爐管。