CN109207967A - 晶圆摆放方式的派工选择系统及晶圆的摆放方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆在晶舟上摆放方式的派工选择系统及摆放方法，在化学气相沉积工艺的其它条件一定的情况下，晶圆表面沉积薄膜的厚度与其对应的光罩透光率呈线性负相关，并结合反应炉的通气情况，先统计分析同一批次晶圆对应的光罩透光率范围，再针对每个晶圆，根据晶圆对应的光罩透光率在光罩透光率范围中的位置确定晶圆在晶舟上的摆放位置：对于光罩透光率高的晶圆，选择晶圆从晶舟下端开始摆放的子方式；对于光罩透光率低的晶圆，选择晶圆从晶舟上端开始摆放的子方式。如此，能最大限度度地对化学气相沉积工艺中同一批次晶圆的表面沉积薄膜的厚度进行补偿调节，使得化学气相沉积工艺中同一批次的多个晶圆的表面沉积薄膜的厚度一致。

Description

晶圆摆放方式的派工选择系统及晶圆的摆放方法

技术领域

本发明涉及超大规模集成电路制造技术领域，尤其是涉及一种化学气相沉积工艺中晶圆摆放方式的派工选择系统及晶圆的摆放方法。

背景技术

化学气相沉积工艺(CVD)，特别是低压化学气相沉积工艺(LPCVD)广泛应用于超大规模集成电路制造技术中晶圆的Si3N4及SiO2薄膜的制备，低压化学气相沉积工艺具有沉积温度低、薄膜成分和厚度易控、薄膜厚度与沉积时间呈正比、均匀性与重复性好、台阶覆盖能力好及操作方便等优点。

低压化学气相沉积工艺是指在设定时间内将固定量的特殊反应气体从反应腔的底部通入反应炉内，在反应炉内晶舟上的全部晶圆的表面同时沉积薄膜，所使用的反应炉属于批处理工艺，一次最多可将一百片或一百五十片晶圆放在反应炉中垂直的晶舟上，同时反应沉积薄膜。而属于同一批次的不同产品晶圆的表面图形不同，使得晶圆的实际表面积不同，沉积薄膜的厚度也随之变化，对每个晶圆而言，特殊反应气体的总量一定，表面积越大，其表面的沉积薄膜就越薄，这会造成化学气相沉积工艺中同一批次的多个晶圆的表面沉积薄膜的厚度不一致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆在晶舟上的摆放方法，以解决化学气相沉积工艺中的同一批次的多个表面积不同的晶圆的表面沉积薄膜厚度不一致的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种晶圆摆放方式的派工选择系统，用于化学气相沉积工艺中晶圆在晶舟上的摆放方式的派工选择，包括：

采集模块，从数据库中采集所述晶圆对应光罩的透光率信息；

处理模块，根据所述光罩的透光率信息，并结合所述晶舟的结构，分析判断所述晶圆的摆放方式；

输出模块，对外输出所述晶圆的摆放方式。

可选的，所述处理模块从所述数据库中采集得到所有所述晶圆对应光罩的透光率信息，统计得到光罩的透光率范围，对所述光罩的透光率范围进行划分，并对不同范围的光罩透光率相对应的晶圆分别建立其在所述晶舟上的摆放方式的子方式。

可选的，所述处理模块将所述光罩的透光率范围划分为第一区间、第二区间及第三区间共三个区间，所述第二区间对应的光罩透光率大于所述第一区间对应的光罩透光率，且所述第二区间对应的光罩透光率小于所述第三区间对应的光罩透光率。

可选的，在所述化学气相沉积工艺中，所述晶圆表面沉积薄膜的厚度与所述晶圆对应的光罩透光率呈线性负相关。

可选的，所述第一区间的光罩透光率对应晶圆的摆放方式的子方式为从所述晶舟的上端开始摆放，所述第二区间的光罩透光率对应晶圆的摆放方式的子方式为从所述晶舟的中间开始摆放，所述第三区间的光罩透光率对应晶圆的摆放方式的子方式为从所述晶舟的下端开始摆放。

可选的，所述处理模块从所述数据库中采集得到所述晶圆对应光罩的透光率信息，判断所述晶圆对应的光罩透光率的所属区间，并选择所述所属区间对应的摆放方式的子方式作为所述晶圆的摆放方式。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种晶圆的摆放方法，用于化学气相沉积工艺中同一批晶圆在晶舟上的摆放选择，所述晶圆的摆放方法包括步骤：

采集同一批所述晶圆对应光罩的透光率信息，统计得到光罩的透光率范围；以及

针对每个所述晶圆，确定所述晶圆对应光罩的透光率在所述光罩的透光率范围中的位置，并由此确定所述晶圆在所述晶舟上的摆放位置。

可选的，在所述化学气相沉积工艺中，所述晶圆表面沉积薄膜的厚度与所述晶圆对应的光罩透光率呈线性负相关。

可选的，所述针对每个所述晶圆，确定所述晶圆对应光罩的透光率在所述光罩的透光率范围中的位置，并由此确定所述晶圆在所述晶舟上的摆放位置的步骤包括：

由所述光罩的透光率范围确定光罩透光率的最大值与最小值，对所述光罩透光率的最大值与最小值取平均值，得到光罩透光率的中值；

比较所述晶圆对应光罩的透光率与所述光罩透光率的中值，若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述光罩透光率的中值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端；若所述晶圆对应光罩的透光率等于所述光罩透光率的中值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的中部；若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述光罩透光率的中值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端。

可选的，所述晶圆的摆放方法还包括：

对所述光罩透光率的最小值与光罩透光率的中值取平均值，得到第一参考值；对所述光罩透光率的最大值与光罩透光率的中值取平均值，得到第二参考值；

若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述光罩透光率的中值，则比较所述晶圆对应光罩的透光率与所述第一参考值的大小，若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述第一参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端且靠近所述晶舟的顶部；若所述晶圆对应光罩的透光率等于所述第一参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端的中部区域；若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述第一参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端且靠近所述晶舟的中部；

若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述光罩透光率的中值，则比较所述晶圆对应光罩的透光率与所述第二参考值的大小，若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述第二参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端且靠近所述晶舟的中部；若所述晶圆对应光罩的透光率等于所述第二参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端的中部区域；若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述第二参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端且靠近所述晶舟的底部。

在本发明实施例提供的晶圆在晶舟上摆放方式的派工选择系统及摆放方法中，先统计分析同一批次晶圆对应的光罩透光率范围，再针对每个晶圆，根据晶圆对应的光罩透光率在光罩透光率范围中的位置确定晶圆在晶舟上的摆放位置：对于光罩透光率高的晶圆，选择晶圆从晶舟下端开始摆放的子方式；对于光罩透光率低的晶圆，选择晶圆从晶舟上端开始摆放的子方式。如此，能最大限度度地对化学气相沉积工艺中同一批次晶圆的表面沉积薄膜的厚度进行补偿调节，使得化学气相沉积工艺中同一批次的多个晶圆的表面沉积薄膜的厚度一致。

附图说明

图1为化学气相沉积工艺中同一批次的晶圆表面沉积薄膜的厚度与其对应的光罩透光率呈线性负相关的示意图；

图2为本发明的晶圆摆放方式的派工选择系统的结构示意图；

图3为本发明的晶圆摆放方法的步骤示意图；

其中，1-采集模块，2-处理模块，3-输出模块。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如前述在背景技术中所提及的，发明人研究发现：在化学气相沉积工艺中，由于属于同一批次的不同晶圆的表面图形存在差异，使得各个晶圆的实际表面积不同，沉积薄膜的厚度也随之变化，对每个晶圆而言，特殊反应气体的总量一定，表面积越大，其表面的沉积薄膜就越薄，这会造成同一批次的多个晶圆的表面沉积薄膜的厚度不一致；而晶圆的实际表面积和相应定义图形的光罩透光率在一定范围内呈线性正相关，光罩透光率越大，晶圆表面被刻蚀的地方越多，形成的凹陷越多，使得晶圆的表面积越大，因此，在实际生产中，可以用相应光罩透光率来表征晶圆的实际表面积。

也就是说，在化学气相沉积工艺中，在相同的时间和温度条件下，相应定义图形的光罩透光率越大的晶圆，其表面沉积的薄膜越薄，如图1所示，晶圆表面沉积薄膜的厚度与其对应的光罩透光率呈线性负相关；而化学气相沉积工艺的特殊反应气体由反应炉的下端通入，放置在反应炉中的晶舟的下端的特殊反应气体量最充分，越往上气体会逐渐匮乏。因此，为使得同一批次的不同晶圆的表面沉积相同厚度的薄膜：透光率高的晶圆需要消耗很多的特殊反应气体，对应的晶圆应该从特殊反应气体量最充分的晶舟下端开始摆放；透光率低的晶圆需要消耗的特殊反应气体较少，对应的晶圆可以从特殊反应气体量匮乏的晶舟上端开始摆放。

基于此，本发明提出一种晶圆在晶舟上摆放方式的派工选择系统及摆放方法，以解决化学气相沉积工艺中的同一批次的多个表面积不同的晶圆的表面沉积薄膜厚度不一致的问题。

如图2所示，本发明的晶圆摆放方式的派工选择系统包括：

采集模块1，从数据库中采集所述晶圆对应光罩的透光率信息；

处理模块2，根据所述光罩的透光率信息，并结合所述晶舟的结构，分析判断所述晶圆的摆放方式；

输出模块3，对外输出所述晶圆的摆放方式。

在晶圆摆放之前，处理模块2先从所述数据库中采集得到同一批次或多个批次中所有所述晶圆对应光罩的透光率信息，统计得到光罩的透光率范围，对所述光罩的透光率范围进行划分，得到多个不同的区间，并对不同区间的光罩透光率相对应的晶圆分别建立其在所述晶舟上的摆放方式的子方式；在晶圆摆放时，处理模块2从所述数据库中采集得到所述晶圆对应光罩的透光率信息，判断所述晶圆对应的光罩透光率的所属区间，并选择所述所属区间对应的摆放方式的子方式作为所述晶圆的摆放方式。

可选的，如下表所示，在本发明的一个实施例中，针对工艺编号为HTO7800150的化学气相沉积工艺，处理模块2统计得某批次晶圆对应的光罩透光率范围为0％～25％，处理模块2将所述光罩透光率范围划分为第一区间G1(0％～10％)、第二区间G2(10％～15％)及第三区间G3(15％～25％)共三个区间，第二区间G2对应的光罩透光率大于第一区间G1对应的光罩透光率，且第二区间G2对应的光罩透光率小于第三区间G3对应的光罩透光率第一区间G1的光罩透光率对应晶圆的摆放方式的子方式为从所述晶舟的上端开始摆放，第二区间G2的光罩透光率对应晶圆的摆放方式的子方式为从所述晶舟的中间开始摆放，第三区间G3的光罩透光率对应晶圆的摆放方式的子方式为从所述晶舟的下端开始摆放。

派工时，系统根据所述派工选择系统输出模块3中输出摆放方式对相应的晶圆进行摆放派工。

上面仅仅示意出了将同一批次晶圆的光罩透光率简单划分为三个区间的晶圆摆放方式派工选择系统的一种模式，足以满足一般的生产需要；此外，为进一步使得同一批晶圆在同一次化学气相沉积工艺中所沉积的薄膜厚度一致，本发明还提出一种晶圆的摆放方法，用于化学气相沉积工艺中同一批晶圆在晶舟上的摆放选择，如图3所示，所述晶圆的摆放方法包括步骤：

S1、采集同一批所述晶圆对应光罩的透光率信息，统计得到光罩的透光率范围；以及

S2、针对每个所述晶圆，确定所述晶圆对应光罩的透光率在所述光罩的透光率范围中的位置，并由此确定所述晶圆在所述晶舟上的摆放位置。

可选的，所述步骤S2具体包括：

S21、由所述光罩的透光率范围确定光罩透光率的最大值与最小值，对所述光罩透光率的最大值与最小值取平均值，得到光罩透光率的中值；

S22、比较所述晶圆对应光罩的透光率与所述光罩透光率的中值，若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述光罩透光率的中值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端；若所述晶圆对应光罩的透光率等于所述光罩透光率的中值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的中部；若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述光罩透光率的中值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端。

进一步的，所述步骤S2还包括：

S23、对所述光罩透光率的最小值与光罩透光率的中值取平均值，得到第一参考值；对所述光罩透光率的最大值与光罩透光率的中值取平均值，得到第二参考值；

S241、若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述光罩透光率的中值，则进一步比较所述晶圆对应光罩的透光率与所述第一参考值的大小，若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述第一参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端且靠近所述晶舟的顶部；若所述晶圆对应光罩的透光率等于或约等于所述第一参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端的中部区域；若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述第一参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端且靠近所述晶舟的中部；

S242、若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述光罩透光率的中值，则进一步比较所述晶圆对应光罩的透光率与所述第二参考值的大小，若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述第二参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端且靠近所述晶舟的中部；若所述晶圆对应光罩的透光率等于或约等于所述第二参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端的中部区域；若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述第二参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端且靠近所述晶舟的底部。

上述晶圆摆放方法中的光罩透光率比较仅为有限次的中值比较，此外，还可以针对同一批次晶圆对应的光罩透光率范围做更细小的区间划分，分得的区间越多，对应的摆放方式的子方式也越多，对化学沉积工艺中同一批次晶圆的表面沉积薄膜厚度的调节补偿效果越好，化学沉积工艺得到的同一批次晶圆的表面沉积薄膜厚度的差别越小、厚度几乎相同。

因为沉积相同厚度的薄膜，光罩透光率越高的晶圆需要消耗越多的特殊反应气体，而特殊反应气体由所述反应炉下端通入，所述晶舟下端的特殊反应气体量最充分，越往上特殊反应气体会逐渐匮乏，基于此，本发明提出了上述晶圆摆放方式的派工选择系统及摆放方法，其核心是：对于光罩透光率高的晶圆，选择所述晶圆从所述晶舟下端开始摆放的子方式；对于光罩透光率低的晶圆，选择所述晶圆从所述晶舟上端开始摆放的子方式。

综上所述，在本发明实施例提供的晶圆在晶舟上摆放方式的派工选择系统及摆放方法中，根据在化学气相沉积工艺的其它条件一定的情况下，晶圆表面沉积薄膜的厚度与其对应的光罩透光率呈线性负相关，并结合反应炉的通气情况，先统计分析同一批次晶圆对应的光罩透光率范围，再针对每个晶圆，根据晶圆对应的光罩透光率在光罩透光率范围中的位置确定晶圆在晶舟上的摆放位置：对于光罩透光率高的晶圆，选择晶圆从晶舟下端开始摆放的子方式；对于光罩透光率低的晶圆，选择晶圆从晶舟上端开始摆放的子方式。如此，能最大限度度地对化学气相沉积工艺中同一批次晶圆的表面沉积薄膜的厚度进行补偿调节，使得化学气相沉积工艺中同一批次的多个晶圆的表面沉积薄膜的厚度一致。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶圆摆放方式的派工选择系统，用于化学气相沉积工艺中晶圆在晶舟上的摆放方式的派工选择，其特征在于，包括：

采集模块，从数据库中采集所述晶圆对应光罩的透光率信息；

处理模块，根据所述光罩的透光率信息，并结合所述晶舟的结构，分析判断所述晶圆的摆放方式；

输出模块，对外输出所述晶圆的摆放方式。

2.如权利要求1所述的晶圆摆放方式的派工选择系统，其特征在于，所述处理模块从所述数据库中采集得到所有所述晶圆对应光罩的透光率信息，统计得到光罩的透光率范围，对所述光罩的透光率范围进行划分，并对不同范围的光罩透光率相对应的晶圆分别建立其在所述晶舟上的摆放方式的子方式。

3.如权利要求2所述的晶圆摆放方式的派工选择系统，其特征在于，所述处理模块将所述光罩的透光率范围划分为第一区间、第二区间及第三区间共三个区间，所述第二区间对应的光罩透光率大于所述第一区间对应的光罩透光率，且所述第二区间对应的光罩透光率小于所述第三区间对应的光罩透光率。

4.如权利要求3所述的晶圆摆放方式的派工选择系统，其特征在于，在所述化学气相沉积工艺中，所述晶圆表面沉积薄膜的厚度与所述晶圆对应的光罩透光率呈线性负相关。

5.如权利要求3或4所述的晶圆摆放方式的派工选择系统，其特征在于，所述第一区间的光罩透光率对应晶圆的摆放方式的子方式为从所述晶舟的上端开始摆放，所述第二区间的光罩透光率对应晶圆的摆放方式的子方式为从所述晶舟的中间开始摆放，所述第三区间的光罩透光率对应晶圆的摆放方式的子方式为从所述晶舟的下端开始摆放。

6.如权利要求5所述的晶圆摆放方式的派工选择系统，其特征在于，所述处理模块从所述数据库中采集得到所述晶圆对应光罩的透光率信息，判断所述晶圆对应的光罩透光率的所属区间，并选择所述所属区间对应的摆放方式的子方式作为所述晶圆的摆放方式。

7.一种晶圆的摆放方法，用于化学气相沉积工艺中同一批晶圆在晶舟上的摆放选择，其特征在于，所述晶圆的摆放方法包括步骤：

采集同一批所述晶圆对应光罩的透光率信息，统计得到光罩的透光率范围；以及

针对每个所述晶圆，确定所述晶圆对应光罩的透光率在所述光罩的透光率范围中的位置，并由此确定所述晶圆在所述晶舟上的摆放位置。

8.如权利要求7所述的晶圆的摆放方法，其特征在于，在所述化学气相沉积工艺中，所述晶圆表面沉积薄膜的厚度与所述晶圆对应的光罩透光率呈线性负相关。

9.如权利要求8所述的晶圆的摆放方法，其特征在于，所述针对每个所述晶圆，确定所述晶圆对应光罩的透光率在所述光罩的透光率范围中的位置，并由此确定所述晶圆在所述晶舟上的摆放位置的步骤包括：

由所述光罩的透光率范围确定光罩透光率的最大值与最小值，对所述光罩透光率的最大值与最小值取平均值，得到光罩透光率的中值；

比较所述晶圆对应光罩的透光率与所述光罩透光率的中值，若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述光罩透光率的中值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端；若所述晶圆对应光罩的透光率等于所述光罩透光率的中值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的中部；若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述光罩透光率的中值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端。

10.如权利要求9所述的晶圆的摆放方法，其特征在于，所述晶圆的摆放方法还包括：

对所述光罩透光率的最小值与光罩透光率的中值取平均值，得到第一参考值；对所述光罩透光率的最大值与光罩透光率的中值取平均值，得到第二参考值；

若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述光罩透光率的中值，则比较所述晶圆对应光罩的透光率与所述第一参考值的大小，若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述第一参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端且靠近所述晶舟的顶部；若所述晶圆对应光罩的透光率等于所述第一参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端的中部区域；若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述第一参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的上端且靠近所述晶舟的中部；

若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述光罩透光率的中值，则比较所述晶圆对应光罩的透光率与所述第二参考值的大小，若所述晶圆对应光罩的透光率小于所述第二参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端且靠近所述晶舟的中部；若所述晶圆对应光罩的透光率等于所述第二参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端的中部区域；若所述晶圆对应光罩的透光率大于所述第二参考值，则所述晶圆摆放在所述晶舟的下端且靠近所述晶舟的底部。