[發明專利]晶圓工藝條件的控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201811197905.7
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109473379B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 林敏偉;張凌越;姜波
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅

本發明公開了一種晶圓工藝條件的控制系統及控制方法，根據在化學氣相沉積工藝的時間和溫度等條件一定的情況下，晶圓表面沉積薄膜的厚度與其對應的光罩透光率呈線性負相關，先統計分析同一批次晶圓對應的光罩透光率范圍，再針對每個晶圓，根據晶圓對應的光罩透光率在整個光罩透光率范圍中所處的位置確定調整所述晶圓的工藝時間和工藝溫度：若所述光罩透光率越大，則所述晶圓的化學沉積時間越長，或者所述晶圓的化學沉積溫度越高。如此，能最大限度度地對化學氣相沉積工藝中同一批次晶圓的表面沉積薄膜的厚度進行補償調節，使得化學氣相沉積工藝中同一批次的多個晶圓的表面沉積薄膜的厚度一致。

技術領域

本發明涉及超大規模集成電路制造技術領域，尤其是涉及一種晶圓工藝條件的控制系統及控制方法。

背景技術

化學氣相沉積工藝(CVD)，特別是低壓化學氣相沉積工藝(LPCVD)廣泛應用于超大規模集成電路制造技術中晶圓的Si3N4及SiO2薄膜的制備，低壓化學氣相沉積工藝具有沉積溫度低、薄膜成分和厚度易控、薄膜厚度與沉積時間呈正比、均勻性與重復性好、臺階覆蓋能力好及操作方便等優點。

低壓化學氣相沉積工藝是指在設定時間內將固定量的特殊反應氣體從反應腔的底部通入反應爐內，在反應爐內晶舟上的全部晶圓的表面同時沉積薄膜，所使用的反應爐屬于批處理工藝，一次最多可將一百片或一百五十片晶圓放在反應爐中垂直的晶舟上，同時反應沉積薄膜。而屬于同一批次的不同產品晶圓的表面圖形不同，使得晶圓的實際表面積不同，沉積薄膜的厚度也隨之變化，對每個晶圓而言，特殊反應氣體的總量一定，表面積越大，其表面的沉積薄膜就越薄，這會造成化學氣相沉積工藝中同一批次的多個晶圓的表面沉積薄膜的厚度不一致。

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶圓在反應爐內的工藝條件的調節控制系統及方法，以解決化學氣相沉積工藝中的同一批次的多個表面積不同的晶圓的表面沉積薄膜厚度不一致的問題。

為了達到上述目的，本發明提供了一種晶圓工藝條件的控制系統，用于化學氣相沉積工藝中晶圓工藝條件的選擇控制，包括：

采集模塊，從數據庫中采集所述晶圓對應的光罩透光率；

處理模塊，根據所述光罩透光率，并結合所述晶圓在反應爐中所處的位置，分析判斷所述晶圓的工藝參數；

輸出模塊，對外輸出所述晶圓的工藝參數。

可選的，所述工藝參數包括時間和溫度。

可選的，在所述化學氣相沉積工藝中，所述晶圓表面沉積薄膜的厚度與所述晶圓對應的光罩透光率呈線性負相關。

可選的，所述處理模塊從所述數據庫中采集得到所有所述晶圓對應的光罩透光率，統計得到光罩透光率范圍，對所述光罩透光率范圍進行區間劃分，并對不同區間的光罩透光率相對應的晶圓分別設置其工藝參數。

可選的，所述處理模塊從所述數據庫中采集得到所述晶圓對應的光罩透光率，判斷所述晶圓對應的光罩透光率的所屬區間，并選擇所述所屬區間對應的工藝參數作為所述晶圓的工藝參數。

可選的，若所述光罩透光率越大，則所述晶圓的化學沉積時間越長，或者所述晶圓的化學沉積溫度越高。

可選的，若所述晶圓越靠近所述反應爐的頂端，則所述晶圓的化學沉積時間越長，或者所述晶圓的化學沉積溫度越高。

為了達到上述目的，本發明還提供了一種晶圓的工藝條件控制方法，用于化學氣相沉積工藝中同一批晶圓在反應爐內的工藝參數的選擇控制，所述晶圓的工藝條件控制方法包括步驟：

采集同一批所述晶圓對應的光罩透光率信息，統計得到光罩透光率范圍；

對所述光罩透光率范圍進行區間劃分，并對不同區間的光罩透光率相對應的晶圓分別設置其工藝參數；以及