CN113186507A - 通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法 - Google Patents
通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113186507A CN113186507A CN202110754381.2A CN202110754381A CN113186507A CN 113186507 A CN113186507 A CN 113186507A CN 202110754381 A CN202110754381 A CN 202110754381A CN 113186507 A CN113186507 A CN 113186507A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- angle
- wafer
- deposition
- film
- optimal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
- C23C14/545—Controlling the film thickness or evaporation rate using measurement on deposited material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明提供一种通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法。该方法包括步骤,S1:将晶圆调整至n个不同的预设角度,在调整至各预设角度时,在保持晶圆静止的状态下进行气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜,并收集各角度下薄膜的特征参数以得到对应各角度的薄膜均匀性分布数据,其中,n为大于1的整数;S2:基于得到的所有角度下的薄膜均匀性分布数据,采用拟合分析得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比;S3:依最优的角度组合对晶圆的角度进行调整,在调整至相应的各角度后,按对应各角度的最佳沉积时间分配配比对晶圆进行相应时长的气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜。本发明有助于提高薄膜沉积均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,特别是涉及薄膜沉积技术,尤其涉及一种通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法。
背景技术
气相沉积工艺是半导体芯片制造技术中用于形成薄膜层的最常用的方法,而薄膜均匀性是衡量气相沉积工艺优劣的重要指标。沉积薄膜的不均匀将导致晶圆不同位置上的器件结构存在差异,影响器件性能的一致性,最终造成严重的良率问题。因而,提高沉积薄膜的均匀性一直是半导体技术人员孜孜以求的目标。气相沉积工艺中的各项参数,包括气体流量、射频电源功率、工艺温度、气体喷淋均匀度、等离子体浓度分布等,都可能对最终形成的薄膜品质,尤其是对薄膜的均匀性产生重要影响。当上述这些工艺参数在时间和空间上出现不稳定或不均匀时,就可能导致薄膜的均匀性下降。在实际的生产过程中,电学系统的控制精度无法保证射频电源的输出绝对稳定一致,而由于机械设计的误差以及加工的精度限制,晶圆加热盘的温度在各个位置上难以避免地存在着细小的偏差,气体喷淋时的分布也可能不均匀。因而会导致气体在反应腔内形成的等离子体浓度出现空间上的不均匀性以及对应沉积时间的不一致性,这些因素最终导致沉积薄膜的不均匀。
为改善薄膜沉积均匀性,晶圆在沉积过程中通常会处于旋转状态。通过旋转的方法,目的是使晶圆在同一圆周上的各点在空间上经历同样的参数条件变化过程,从而提升薄膜的均匀性。现有技术中的旋转方式通常是采用周向的连续旋转,在旋转过程中对晶圆进行沉积,或平均分配时间的对称角度旋转后的分步沉积。然而,对于连续旋转,由于气体流量、气体喷淋均匀度、各点温度、射频功率乃至等离子体浓度分布等参数在时间上也存在波动,这就造成了晶圆的不同位置,经过同一个工艺环境点时所经历的工艺参数情况不一致,导致薄膜在连续旋转模式下,依然存在着不均匀性。而对于平均分配时间的对称角度分步沉积,由于工艺参数的不一致性不完全遵循空间对称互补规律,譬如温度、气体、射频功率的不一致性在0度与180度,90度与270度之间并不能完美互相补偿,因而这种方式也并不能消除工艺参数的不一致性对薄膜均匀性的影响。所以上述两种旋转方式也无法达到最优化的薄膜均匀性沉积效果。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法,用于解决现有技术中的连续旋转方式存在的无法克服时间上各点工艺条件在短时间内波动等问题,和/或平均分配时间的对称角度分步沉积时,空间上对称角度的工艺条件无法互相完美补偿等问题,以进一步提高沉积薄膜的均匀性。
具体地,本发明提供一种通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法,包括步骤,
S1:将晶圆调整至n个不同的预设角度,调整过程中不进行气相沉积,在调整至各预设角度时,在保持晶圆静止的状态下进行气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜,并收集各角度下薄膜的特征参数以得到对应各角度的薄膜均匀性分布数据,其中,n为大于1的整数;
S2:基于得到的所有角度下的薄膜均匀性分布数据,采用拟合分析得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比;
S3:依最优的角度组合对晶圆的角度进行调整,调整过程中不进行气相沉积,在调整至相应的各角度后,在保持晶圆静止的状态下,按对应各角度的最佳沉积时间分配配比对晶圆进行相应时长的气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜。
可选地,薄膜的特征参数包括厚度、应力、光学折射率、导电率和电阻率中的一种或多种。
可选地,所述气相沉积包括物理气相沉积和化学气相沉积中的任意一种。
可选地,所述方法基于带周向自转的沉积平台、带角度调整功能的传片系统的单一固定沉积平台及带角度调整功能的传片系统的多个固定沉积平台中的任意一种进行。
可选地,步骤S1和步骤S3在不同的晶圆上进行。
可选地,基于得到的所有角度下的薄膜均匀性分布数据,采用拟合分析得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比包括步骤:
设定拟合参数,所述拟合参数包括Pitch值及角度数量N,其中,Pitch值代表每次调整时增加的沉积时间占总沉积时间的比值,N为大于1的整数;
依设定的拟合参数,对对应各角度的薄膜均匀性分布数据进行拟合分析,并基于拟合分析结果得到各角度下的薄膜均匀性分布数据的标准差,并由此得到所有角度下的最小标准差;
将最小标准差对应的角度组合及在各角度的沉积时间作为最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比。
可选地,所述方法还包括采用高斯牛顿算法和二项式差值算法将对应各标准差时的平均值和膜厚均匀性数据显示为热等高线图。
本发明还提供一种气相沉积装置,所述气相沉积装置包括气相沉积腔室以及控制器,所述控制器与所述气相沉积腔室相连接,用于控制所述气相沉积腔室执行如上述任一方案中所述的方法。
本发明还提供一种控制模块,所述控制模块包括处理器及存储器;所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述控制模块执行如上述任一方案中所述的方法。
本发明还提供一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时执行如上述任一方案中所述的方法。
如上所述,本发明的通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法,具有以下有益效果:本发明经改善的流程设计,基于预先收集的多角度薄膜沉积均匀性的数据,通过采用拟合分析进行拟合,得到最优的角度组合以及在各个沉积角度上的最佳沉积时间分配配比以进行薄膜沉积,可达到最优化薄膜均匀性的目的。该方法既不局限于空间上各角度的对称性,也不局限于在各沉积角度上沉积时间的一致性,有着广泛的应用范围。
附图说明
图1显示为本发明提供的通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法的一例示性流程图。
图2显示为本发明中对对应各角度的薄膜均匀性分布数据进行拟合分析的一例示性流程图。
图3显示为本发明实施例中步骤1的一例示性49点膜厚等高实验数据图。
图4显示为本发明实施例中步骤2的一例示性49点膜厚等高实验数据图。
图5显示为本发明实施例中步骤3的一例示性49点膜厚等高实验数据图。
图6显示为采用不同沉积方法得到的49点膜厚等高对比实验数据图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图6。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局形态也可能更为复杂。
现有的采用周向的连续旋转,或平均分配时间的对称角度旋转后的分步沉积方式,由于各种原因,仍然无法达到最优化的薄膜均匀性沉积效果。故而本发明提出了一种改善对策。
具体地,如图1所示,本发明提出一种通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法,包括步骤,
S1:将晶圆调整至n个不同的预设角度,调整过程中不进行气相沉积,在调整至各预设角度时,在保持晶圆静止的状态下进行气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜,并收集各角度下薄膜的特征参数以得到对应各角度的薄膜均匀性分布数据,其中,n为大于1的整数;
S2:基于得到的所有角度下的薄膜均匀性分布数据,采用拟合分析得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比;
S3:依最优的角度组合对晶圆的角度进行调整,调整过程中不进行气相沉积,在调整至相应的各角度后,在保持晶圆静止的状态下,按对应各角度的最佳沉积时间分配配比对晶圆进行相应时长的气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜。
本发明经改善的流程设计,基于预先收集的多角度薄膜沉积均匀性的数据,通过数值拟合,得到最优的角度组合以及在各个沉积角度上的最佳沉积时间分配配比以对晶圆进行薄膜沉积,可达到最优化薄膜均匀性的目的。
作为示例,所述方法可以基于但不限于在带周向自转的沉积平台(即设备自身可旋转)、带角度调整功能的传片系统的单一固定沉积平台(即设备仅有一个沉积腔室,且具有可调整晶圆角度的装置)及带角度调整功能的传片系统的多个固定沉积平台(即设备有2个以上的沉积腔室,且具有可调整晶圆角度的装置)中的任意一种进行,即可以将晶圆置于放置于前述任一种设备上进行气相沉积。所述方法包括但不限于化学气相沉积方法和物理气相沉积方法中的任一种。具体地,步骤S1中,将晶圆放置于相应的沉积设备上后,可以通过调整承载晶圆的基座的角度以对晶圆的角度进行调整,或在基座保持固定不动的情况下,将晶圆自基座上抬起,调整所需的角度后再放回基座表面(这两种方式都是直接对晶圆角度进行调整,但晶圆一直保持水平状态),晶圆调整到各预设角度时才进行气相沉积,沉积过程中晶圆不旋转(旋转过程中不进行沉积);收集晶圆在各角度时沉积的薄膜的特征参数,包括但不限于厚度、应力、光学折射率、导电率和电阻率中的一种或多种,表征方法依选定的特征参数而定,具体不做详细展开。由于薄膜的厚度对薄膜的应力、光学折射率、电阻率和导电率等其他参数都有非常重要的影响,故而本实施例中,薄膜的特征参数优选至少包括薄膜的厚度。这些特征参数可以在晶圆表面的多个间隔分布的点采集,比如采集晶圆上21个点、35个点或49个点的特征参数。本实施例中,作为示例,采集晶圆表面的49个点(每个圆周上采集7个间隔分布的点的数据,总共采集7个圆周上的数据)的薄膜的特征参数制作出等高线。当然,在其他示例中,还可以通过其他方式间接调整晶圆角度,比如如果沉积过程是在物理气相沉积设备内进行,可通过调整靶材的角度而实现晶圆角度的相对调整(如果是此种情况,则后续的步骤S3也需通过调整靶材角度以实现晶圆角度的相对调整),但直接调整晶圆角度是一种更简单有效的方法。
作为示例,步骤S1和步骤S3在不同的晶圆上进行,比如在同一批次的不同晶圆上进行,或者步骤S1可以使用伪片(dummy wafer)进行沉积,以调试出最优的工艺参数,而步骤S3为实际的产品,在调试出的工艺参数下对晶圆进行薄膜沉积,以提高薄膜沉积均匀性。且在得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比后,可以使用该参数对所有同类型产品的晶圆进行同样方式的沉积,而无需在沉积每片晶圆前都要重复步骤S1和S2的工作。且除角度组合和在各角度的沉积时间不同外,步骤S1和S3中的其他条件,如气体流量、射频功率等参数都相同。
在一示例中,基于得到的所有角度下的薄膜均匀性分布数据,采用拟合分析得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比包括步骤:
设定拟合参数,所述拟合参数包括Pitch值及角度数量N,其中,Pitch值代表每次调整时增加的沉积时间占总沉积时间的比值,N为大于1的整数,比如为2,3,4……但优选不大于30,较佳地为4~10(包括端点值);比如,若总沉积时间为100秒,在初始沉积角度的沉积时间为10秒,调整时每次增加的沉积时间为10秒,即在调整后的下一角度的沉积时间为20秒,则Pitch值为10/100=0.1,而N为希望使用的角度组合数,例如,要计算2个角度的间歇式沉积方案,则N为2;并且还可以选择是否从2到N全遍历(即从2到N的所有角度组合数都进行拟合)方式,该选择结果决定了设定用于拟合计算时,优化角度组合数是否向下兼容;比如,当N为4时,最佳间歇式角度组合是2个角度组合,若此时未选择从2到N全遍历的方式,则只计算4个角度组合的最优配比;而若选择从2到N全遍历,则计算从2个角度到4个角度的各种情况,最后得出2个角度组合的最优配比;相较而言,采用全遍历方式更有助于得到更精确的数值;
依设定的拟合参数,对对应各角度的薄膜均匀性分布数据进行拟合分析,比如采用5次曲线拟合法和正余弦曲线拟合法中的一种或两种进行拟合分析,并基于拟合分析结果得到各角度下的薄膜均匀性分布数据的标准差(Dev),由此得到所有角度下的最小标准差(所有标准差中的最小值即为最小标准差),并且该步骤中还可以得到各角度下各点预测膜厚值,即得到理论上的拟合分析均匀度数据;
将最小标准差对应的角度组合及在各角度的沉积时间作为最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比。
作为示例,所述方法还包括采用高斯牛顿算法和二项式差值算法将对应各标准差时的平均值(Avg)和膜厚均匀性(NU)数据显示为热等高线图,这便于更直观反映薄膜均匀性分布情况。
图2示例性说明了在计算机上采用拟合分析得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比的流程图。具体包括,先输入Pitch值和角度组合数量N,然后确定是否采用手动系数设置,如果选择手动系数设置,则通过给定系数,直接计算出标准差;如果采用非手动系数设置方式,则通过给定的Pitch值和全遍历算法,计算所有标准差,然后找出这其中的最小值,最终计算出当前的膜厚均匀性(NU),之后将得到的数据保存,并可以采用高斯牛顿算法和二项式差值算法将得到的平均值和膜厚均匀性数据显示为热等高线图。
本发明经改善的流程设计,基于预先收集的多角度薄膜沉积均匀性的数据,通过数值拟合,得到最优的角度组合以及在各个沉积角度上的最佳沉积时间分配配比以进行薄膜沉积,可达到最优化薄膜均匀性的目的。该方法既不局限于空间上各角度的对称性,也不局限于在各沉积角度上沉积时间的一致性,有着广泛的应用范围。由于本发明是在晶圆角度调整完成后再按得到的最佳沉积时间分配配比进行薄膜沉积,为间歇性沉积,相较于连续性沉积方法,本发明相对更适用于沉积诸如介质膜等绝缘膜。
实施例
发明人对本发明的方法进行了验证,该验证过程在陛通公司带旋转沉积平台的Jupiter3120 PECVD设备上进行,且以SiO2薄膜的沉积为例,具体验证过程如下,
步骤1:收集晶圆在0度,90度,180度,270度角分别进行薄膜沉积的厚度均匀性数据,得到的数据如图3所示;
步骤2:将晶圆在0度,90度,180度,270度角分别做薄膜沉积时收集到的厚度均匀性数据进行拟合分析,得出最优的角度组合以及在各个沉积角度上的最佳沉积时间分配配比数据,得到的数据如图4所示;
步骤3:按照步骤2中得到的最优沉积角度组合以及在各个最优沉积角度上的最佳沉积时间分配配比数据对晶圆(该步骤通常与步骤1不在同一个晶圆上进行)进行气相沉积工艺,得到的数据如图5所示。需要说明的是,实际沉积的薄膜均匀性数据略优于拟合分析均匀度数据,原因来自工艺参数的微小波动。
对比例
对比例同样在陛通公司带旋转沉积平台的Jupiter3120 PECVD设备上进行,且同样以SiO2薄膜的沉积为例。具体步骤如下:
(1)对晶圆连续周向匀速旋转一周进行化学气相沉积工艺,旋转一周所用的时间为T,收集对应的薄膜厚度均匀性数据;
(2)以保持和步骤(1)设备及环境参数不变的条件下,在0度,90度,180度,270度角四个角度分别沉积时间1/4T,收集对应的薄膜厚度均匀性数据;
(3)以保持和步骤(1)设备及环境参数不变的条件下,使用拟合分析后得到的最优沉积角度组合以及在各个最优沉积角度上的最佳沉积时间分配配比数据对晶圆进行气相沉积,收集对应的薄膜厚度均匀性数据(即采用上述实施例中拟合分析的数据);
(4)如图6所示,对比分析(1)(2)(3)过程中所收集到的薄膜厚度均匀性数据,可以看到,采用拟合分析后得到的最优沉积角度组合以及在各个最优沉积角度上的最佳沉积时间分配配比数据对晶圆进行气相沉积工艺时所收集到的对应薄膜厚度均匀性数据均匀性最好,这表明采用本发明的方法能够有效提高沉积薄膜的均匀性。
本发明还提供一种气相沉积装置,所述气相沉积装置包括气相沉积腔室以及控制器,所述控制器与所述气相沉积腔室相连接,用于控制所述气相沉积腔室执行如上述任一方案中所述的通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法。对相关方法的介绍还请参考前述内容,出于简洁的目的不赘述。采用本发明的气相沉积装置进行薄膜沉积,可以有效提高薄膜的均匀性。
本发明还提供一种控制模块,所述控制模块包括处理器及存储器;所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述控制模块执行如上述任一方案中所述的方法。
具体地,所述处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central ProcessingUnit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
所述存储器包括ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是,应理解以上模块的各个功能单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开。且这些单元可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现;也可以全部以硬件的形式实现;还可以部分通过处理元件调用软件的形式实现,部分通过硬件的形式实现。例如,所述控制模块可以为单独设立的处理元件,也可以集成在某一个芯片中实现,此外,也可以程序代码的形式存储于存储器中,由某一个处理元件调用并执行以上控制模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路,具有信号处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如,以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC),或,一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor,简称DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)等。再如,当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如,这些模块可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,简称SOC)的形式实现。
本发明还提供一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时执行如上述任一方案中所述的通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法。
具体地,所述存储介质包括ROM、RAM、磁碟、U盘、存储卡或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述,本发明提供一种通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法。该方法包括步骤,S1:将晶圆调整至n个不同的预设角度,调整过程中不进行气相沉积,在调整至各预设角度时,在保持晶圆静止的状态下进行气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜,并收集各角度下薄膜的特征参数以得到对应各角度的薄膜均匀性分布数据,其中,n为大于1的整数;S2:基于得到的所有角度下的薄膜均匀性分布数据,采用拟合分析得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比;S3:依最优的角度组合对晶圆的角度进行调整,调整过程中不进行气相沉积,在调整至相应的各角度后,在保持晶圆静止的状态下,按对应各角度的最佳沉积时间分配配比对晶圆进行相应时长的气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜。本发明经改善的流程设计,基于预先收集的多角度薄膜沉积均匀性的数据,通过数值拟合,得到最优的角度组合以及在各个沉积角度上的最佳沉积时间分配配比以进行薄膜沉积,可达到最优化薄膜均匀性的目的。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法,其特征在于,包括步骤,
S1:将晶圆调整至n个不同的预设角度,调整过程中不进行气相沉积,在调整至各预设角度时,在保持晶圆静止的状态下进行气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜,并收集各角度下薄膜的特征参数以得到对应各角度的薄膜均匀性分布数据,其中,n为大于1的整数;
S2:基于得到的所有角度下的薄膜均匀性分布数据,采用拟合分析得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比;
S3:依最优的角度组合对晶圆的角度进行调整,调整过程中不进行气相沉积,在调整至相应的各角度后,在保持晶圆静止的状态下,按对应各角度的最佳沉积时间分配配比对晶圆进行相应时长的气相沉积,以于晶圆表面沉积薄膜。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,薄膜的特征参数包括厚度、应力、光学折射率、导电率和电阻率中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述气相沉积包括物理气相沉积和化学气相沉积中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法基于带周向自转的沉积平台、带角度调整功能的传片系统的单一固定沉积平台及带角度调整功能的传片系统的多个固定沉积平台中的任意一种进行。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1和步骤S3在不同的晶圆上进行。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其特征在于,基于得到的所有角度下的薄膜均匀性分布数据,采用拟合分析得到最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比包括步骤:
设定拟合参数,所述拟合参数包括Pitch值及角度数量N,其中,Pitch值代表每次调整时增加的沉积时间占总沉积时间的比值,N为大于1的整数;
依设定的拟合参数,对对应各角度的薄膜均匀性分布数据进行拟合分析,并基于拟合分析结果得到各角度下的薄膜均匀性分布数据的标准差,由此得到所有角度下的最小标准差;
将最小标准差对应的角度组合及在各角度的沉积时间作为最优的角度组合以及在各角度的最佳沉积时间分配配比。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括采用高斯牛顿算法和二项式差值算法将对应各标准差时的平均值和膜厚均匀性数据显示为热等高线图。
8.一种气相沉积装置,其特征在于,所述气相沉积装置包括气相沉积腔室以及控制器,所述控制器与所述气相沉积腔室相连接,用于控制所述气相沉积腔室执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
9.一种控制模块,其特征在于,所述控制模块包括处理器及存储器;所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序,以使所述控制模块执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110754381.2A CN113186507B (zh) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110754381.2A CN113186507B (zh) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113186507A true CN113186507A (zh) | 2021-07-30 |
CN113186507B CN113186507B (zh) | 2022-07-19 |
Family
ID=76976951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110754381.2A Active CN113186507B (zh) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113186507B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113737148A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-03 | 武汉大学 | 一种优化分子束外延薄膜均匀性的方法 |
CN114481077A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-05-13 | 江苏南高智能装备创新中心有限公司 | 一种金属镀膜自动化控制装置及其方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI249193B (en) * | 2004-09-17 | 2006-02-11 | Macronix Int Co Ltd | Process of high density plasma chemical vapor deposition |
CN1753152A (zh) * | 2004-09-22 | 2006-03-29 | 旺宏电子股份有限公司 | 高密度电浆化学气相沉积制程及改善膜厚均匀性的方法 |
US20070090091A1 (en) * | 2005-10-26 | 2007-04-26 | Adomaitis Raymond A | Method for controlling uniformity of thin films fabricated in processing systems |
CN109576667A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-05 | 中国科学院力学研究所 | 一种提高大型模具pvd膜层均匀性的方法 |
CN112725769A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-04-30 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 利用电子凸轮控制的气相沉积方法及装置 |
CN112921305A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 提高薄膜厚度均匀性的方法 |
-
2021
- 2021-07-05 CN CN202110754381.2A patent/CN113186507B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI249193B (en) * | 2004-09-17 | 2006-02-11 | Macronix Int Co Ltd | Process of high density plasma chemical vapor deposition |
CN1753152A (zh) * | 2004-09-22 | 2006-03-29 | 旺宏电子股份有限公司 | 高密度电浆化学气相沉积制程及改善膜厚均匀性的方法 |
US20070090091A1 (en) * | 2005-10-26 | 2007-04-26 | Adomaitis Raymond A | Method for controlling uniformity of thin films fabricated in processing systems |
CN109576667A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-05 | 中国科学院力学研究所 | 一种提高大型模具pvd膜层均匀性的方法 |
CN112921305A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 提高薄膜厚度均匀性的方法 |
CN112725769A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-04-30 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 利用电子凸轮控制的气相沉积方法及装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113737148A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-12-03 | 武汉大学 | 一种优化分子束外延薄膜均匀性的方法 |
CN114481077A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-05-13 | 江苏南高智能装备创新中心有限公司 | 一种金属镀膜自动化控制装置及其方法 |
CN114481077B (zh) * | 2022-01-20 | 2023-08-25 | 江苏南高智能装备创新中心有限公司 | 一种金属镀膜自动化控制装置及其方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113186507B (zh) | 2022-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113186507B (zh) | 通过优化分配多角度分步沉积时间提升薄膜均匀性的方法 | |
TW201708604A (zh) | 用以補償沉積不均勻性的電極間空隙變化法 | |
US11028482B2 (en) | Use of voltage and current measurements to control dual zone ceramic pedestals | |
US7179334B2 (en) | System and method for performing semiconductor processing on substrate being processed | |
TW201405633A (zh) | 用於改良之電漿成形及控制的波狀外形噴淋頭 | |
CN112410764A (zh) | 气相沉积装置、调整方法、装置、系统、介质和电子设备 | |
US20150025670A1 (en) | Substrate Processing Including Correction for Deposition Location | |
US20220375721A1 (en) | Radio frequency (rf) power imbalancing in a multi-station integrated circuit fabrication chamber | |
US8785303B2 (en) | Methods for depositing amorphous silicon | |
CN111247619A (zh) | 用于控制等离子体室中的等离子体辉光放电的方法和系统 | |
CN115821234A (zh) | 改善薄膜表面平坦度的方法 | |
CN103022260B (zh) | 一种调整减反射膜厚度和折射率的方法 | |
CN112725769B (zh) | 利用电子凸轮控制的气相沉积方法及装置 | |
JP2014099437A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
US20200002815A1 (en) | Azimuthal critical dimension non-uniformity for double patterning process | |
CN210796617U (zh) | 气相沉积装置 | |
CN104576484A (zh) | 半导体设备中的托盘结构 | |
CN109753718B (zh) | 一种基于最小二乘法的pecvd色差改善方法 | |
JP5960997B2 (ja) | 基板ホルダー材料の加工方法とその方法で加工された基板ホルダー | |
US11699623B2 (en) | Systems and methods for analyzing defects in CVD films | |
US20230411222A1 (en) | Model-based parameter adjustments for deposition processes | |
WO2020257141A1 (en) | Use of rotation to correct for azimuthal non-uniformities in semiconductor substrate processing | |
US20230257900A1 (en) | Parameter adjustment model for semiconductor processing chambers | |
US20030216104A1 (en) | Method for processing a work piece in a multi-zonal processing apparatus | |
EP4269665A1 (en) | Parameter determination device, parameter determination method, and parameter determination program for epitaxial growth system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |