CN115012031B - 外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115012031B CN115012031B CN202210686166.8A CN202210686166A CN115012031B CN 115012031 B CN115012031 B CN 115012031B CN 202210686166 A CN202210686166 A CN 202210686166A CN 115012031 B CN115012031 B CN 115012031B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- information
- epitaxial
- deposition
- concentration information
- gas
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 123
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 114
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 24
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 109
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 15
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 abstract description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 26
- 239000000047 product Substances 0.000 description 25
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 5
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 4
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000006757 chemical reactions by type Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/16—Controlling or regulating
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明涉及半导体生产技术领域，具体公开了一种外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法包括以下步骤：获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息；根据所述输出浓度信息及至少一种所述主反应气体的输入浓度信息计算所述外延薄膜的沉积厚度信息；该方法基于输出浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息，其中输出浓度信息能直接反映出不可视的反应腔中的薄膜沉积的反应速率，从而实现了沉积厚度信息的实时计算，便于用户控制反应生成预期厚度的外延片，以提高外延片的生产精度。
Description
技术领域
本申请涉及半导体生产技术领域，具体而言，涉及一种外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
外延设备一般通过对真空密闭的反应腔通入反应气体以反应沉积生成对应目标生成物的薄膜，反应腔一般为高温、与外界隔绝且不可视的反应空间，现有技术无法直接获知反应腔中薄膜的沉积情况，更无法确切地获取薄膜的具体厚度，一般只能通过生产经验设定相应的反应时间来获取目标厚度的外延片，导致制备的外延片厚度精度存在较大偏差。
针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质，以实时计算获取外延片的薄膜沉积厚度，来提高外延片的生产精度。
第一方面，本申请提供了一种外延设备镀膜厚度监控方法，用于获取外延薄膜的沉积厚度信息，所述方法包括以下步骤：
获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息；
根据所述输出浓度信息及至少一种所述主反应气体的输入浓度信息计算所述外延薄膜的所述沉积厚度信息。
本申请的外延设备镀膜厚度监控方法基于输出浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息，其中输出浓度信息能直接反映出不可视的反应腔中的薄膜沉积的反应速率，从而实现了沉积厚度信息的实时计算，便于用户控制反应生成预期厚度的外延片，以提高外延片的生产精度。
所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其中，所述根据所述输出浓度信息及至少一种所述主反应气体的输入浓度信息计算所述外延薄膜的所述沉积厚度信息的步骤包括：
根据所述输出浓度信息和所述输入浓度信息获取目标生成物的沉积质量信息；
根据所述沉积质量信息、目标生成物的密度信息及沉积面积信息计算生成所述沉积厚度信息。
该示例的方法结合沉积质量信息、目标生成物的密度信息及沉积面积信息能便捷地计算出薄膜的沉积厚度信息。
所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
基于预设的沉积杂质信息补偿修正所述沉积厚度信息。
该示例的方法通过执行上述步骤补偿去除杂质对应的质量以生成更加精准的沉积厚度信息。
所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其中，所述沉积杂质信息基于反应腔尺寸设定，或基于所述反应腔尺寸及衬底尺寸设定。
该示例的方法能根据外延片的尺寸大小实现对沉积厚度信息进行精确的补偿计算。
所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
在所述沉积厚度信息达到预设阈值后，生成提醒信息和/或换片信息。
所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其中，所述获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息的步骤包括：
间歇性或持续获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息。
所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
根据所述输出浓度信息生成下一时刻的预测输出浓度信息；
在达到所述下一时刻时，若所述预测输出浓度信息和该时刻的输出浓度信息的差值大于预设阈值，生成报警信息。
第二方面，本申请还提供了一种外延设备镀膜厚度监控装置，用于获取外延薄膜的沉积厚度信息，所述装置包括：
获取模块，用于获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息；
计算模块，用于根据所述输出浓度信息及至少一种所述主反应气体的输入浓度信息计算所述外延薄膜的所述沉积厚度信息。
本申请的外延设备镀膜厚度监控装置基于输出浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息，其中输出浓度信息能直接反映出不可视的反应腔中的薄膜沉积的反应速率，从而实现了沉积厚度信息的实时计算，便于用户控制反应生成预期厚度的外延片，以提高外延片的生产精度。
第三方面，本申请还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。
第四方面，本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。
由上可知，本申请提供了一种外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法基于输出浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息，其中输出浓度信息能直接反映出不可视的反应腔中的薄膜沉积的反应速率，从而实现了沉积厚度信息的实时计算，便于用户控制反应生成预期厚度的外延片，以提高外延片的生产精度。
附图说明
图1为本申请实施例提供的外延设备镀膜厚度监控方法的流程图。
图2为一种应用本申请实施例提供的外延设备镀膜厚度监控方法的外延设备的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的外延设备镀膜厚度监控装置的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
附图标记：201、获取模块；202、计算模块；301、处理器；302、存储器；303、通信总线。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
第一方面，请参照图1和图2，图1所示是本申请一些实施例中的一种外延设备镀膜厚度监控方法，用于获取外延薄膜的沉积厚度信息，方法包括以下步骤：
S1、获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息；
具体地，本申请实施例的外延设备镀膜厚度监控方法应用在化学气相沉积的外延设备中，即利用气相主反应气体在特定条件下反应沉积生成目标生成物薄膜的设备中，如MOCVD、LPCVD、PECVD等。
更具体地，主反应气体为对应外延设备中参与反应的气态反应物，生成气体为对应外延设备中反应后生成的气态的反应生成物，步骤S1中的输出浓度信息的对象可根据对应外延设备的反应方程式进行设定。
更具体地，输出浓度信息为对应气体在尾气中的浓度值。
更具体地，本申请实施例的输出浓度信息反应了该外延设备的反应是否开始进行，在外延反应正式开始后，原本为零的生成气体的输出浓度信息会产生非零数据，主反应气体的输出浓度信息也会小于反应前的浓度值，因此，在本申请实施例的方法中，还可以根据输出浓度信息判断外延设备中的外延反应是否开始进行，以供使用者确切获知外延薄膜起始沉积的时间。
更具体地，外延设备反应需在长期稳定的工况下进行，其主反应气体输入流量、浓度为定值以确保薄膜沉积均匀进行，因此，输出浓度信息能反映相应时间中的反应腔内的薄膜沉积效率，故可作为沉积厚度信息计算的数据基础。
S2、根据输出浓度信息及至少一种主反应气体的输入浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息。
具体地，根据主反应气体的输入浓度信息能获取对应主反应气体的单位时间的输入总量（质量或物质的量），而输出浓度信息能反映对应检测采集时间的外延设备排出的尾气中的生成气体的占有量或反应后的残余的主反应气体的占有量，结合上述数据可计算出对应单位时间内外延反应的进行情况，计算出有多少主反应气体参与了外延反应或生成了多少生成气体，两者均能根据反应方程式计算出生成的目标生成物的总量（质量或物质的量），从而能计算获取基于目标生成物构成的外延薄膜的沉积厚度信息。
本申请实施例的外延设备镀膜厚度监控方法基于输出浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息，其中输出浓度信息能直接反映出不可视的反应腔中的薄膜沉积的反应速率，从而实现了沉积厚度信息的实时计算，便于用户控制反应生成预期厚度的外延片，以提高外延片的生产精度。
另外，本申请实施例的外延设备镀膜厚度监控方法，基于输出浓度信息的变化情况能准确获知外延反应的发生时间，可避免反应腔状态建立过程中外延反应未开始的无效反应时间引起沉积厚度信息的计算偏差。
此外，现有技术还存在对反应腔进行打孔等方式增加可视化观察或原位检测等手段进行沉积薄膜的厚度检测，但这些处理手段均要对反应腔结构进行调整，容易引起反应腔内温度分布不均匀等缺陷，从而导致外延片的厚度分布不均，而本申请实施例的外延设备镀膜厚度监控方法通过获取尾气中的输出浓度信息来计算沉积厚度信息，无需对反应腔结构进行修改，在保证了外延片的加工质量的同时实现了厚度检测。
值得一提的是，步骤S2为在主反应气体的输出浓度信息小于预设值或生成气体的输出浓度信息为非零值时启用，即确保在反应腔内外延反应正式开始后才进行沉积厚度信息的计算。
在一些优选的实施方式中，输出浓度信息和输入浓度信息均优选为质量浓度。
在一些优选的实施方式中，步骤S1获取的输出浓度信息根据反应类型进行确定，如一种反应中，参与反应的反应物包含气体及生成物包含气体，则输出浓度信息可对应于主反应气体或生成气体，又如另一种反应中，参与反应的反应物包含气体但生成物中不包含气体，则输出浓度信息仅能对应于主反应气体。
具体地，在外延反应中，输入的气体一般包括载气和主反应气体，且为了保证外延反应顺利进行，气体之间的流量配比为定值，因此，外延反应中的各种气体的流量及总流量属于已知量，在确定气体流量和主反应气体的输入浓度信息的情况下，能直接计算获取对应主反应气体的总量；在不考虑外延反应进行反应的情况下，根据任一主反应气体的流量能计算尾气的总流量，从而使得步骤S2结合输入浓度信息、输出浓度信息能精确计算出外延反应中目标生成物的总量。
在一些优选的实施方式中，本申请实施例的方法优选为应用在制备SiC（碳化硅）薄膜的外延设备中，尤其适用于利用三氯氢硅（SiHCl3）和乙烯（C2H4）反应制备SiC的外延设备中，其该设备基于2SiHCl3+C2H4=2SiC+6HCl反应式制备SiC，其中SiHCl3、C2H4、HCl均为气态，固态的SiC为目标生成物，在该实施方式中，SiHCl3、C2H4为主反应气体，HCl为生成气体，因此，步骤S1优选为：获取反应腔输出尾气中的SiHCl3和/或C2H4和/或HCl的输出浓度信息。
在一些优选的实施方式中，外延设备反应的薄膜沉积效率较低，且反应腔前后一般需要保证在低压环境中，以及主反应气体在输入的所有气体中占量较少，因此，反应腔输入与输出的气体流量变化较小，因此，在本申请实施例中，可将反应腔输入及输出的气体流量视为一致值以简化整个沉积厚度的计算过程。
在一些优选的实施方式中，根据输出浓度信息及至少一种主反应气体的输入浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息的步骤包括：
S21、根据输出浓度信息和输入浓度信息获取目标生成物的沉积质量信息；
具体地，由前述内容可知，根据输入浓度信息和已知的输入气体流量值能获取主反应气体的单位时间的输入质量，同理，根据输出浓度信息和已知的输出气体流量值能获取对应的主反应气体或生成气体的单位时间的输出质量，故根据输入浓度信息和输出浓度信息能计算出目标生成物的沉积质量信息；其中，当步骤S1获取的是主反应气体的输出浓度信息时，步骤S21可根据输入浓度信息和输出浓度信息的差值计算出主反应气体的消耗量，再根据对应的化学反应方程式便能计算出生成的目标生成物的沉积质量信息；当步骤S1获取的是生成气体的输出浓度信息时，步骤S21可根据输出浓度信息直接计算出生成气体的质量或主反应气体的消耗量，再根据对应的化学反应方程式便能计算出生成的目标生成物的沉积质量信息；当步骤S1获取的是多个输出浓度信息时，可分别根据不同输出浓度信息计算出对应的目标生成物的初步沉积质量信息，再基于多个初步沉积质量信取平均值计算生成目标生成物的沉积质量信息，以进一步提高沉积质量信息的可靠性。
更具体地，沉积质量信息表征了目标生成物的在反应腔中的总沉积质量。
更具体地，该沉积质量信息为累计值，即步骤S21在外延反应过程中持续根据输出浓度信息和输入浓度信息计算单位时间的薄膜沉积质量，并通过累积单位时间的薄膜沉积质量计算生成沉积质量信息。
S22、根据沉积质量信息、目标生成物的密度信息及沉积面积信息计算生成沉积厚度信息。
具体地，通过步骤S21计算获取了代表整个反应腔中生成的目标生成物的总质量的沉积质量信息，结合目标生成物的密度信息及沉积面积信息能便捷地计算出薄膜的沉积厚度信息，其中，密度信息和沉积面积信息均为预设值，密度信息对应为根据该外延设备的在前生产的外延片的计算所得，沉积面积信息为衬底的用于沉积薄膜的面积。
在一些优选的实施方式中，方法还包括以下步骤：
S3、基于预设的沉积杂质信息补偿修正沉积厚度信息。
具体地，在实际外延反应中，除却衬底上会沉积薄膜外，反应腔内壁也沉积附着一定的目标生成物，这些生成物属于反应腔中的杂质，一定程度上影响了薄膜沉积厚度信息的计算精度，故本申请实施例的方法在执行步骤S2后需要执行步骤S3来补偿去除这些杂质对应的质量以生成更加精准的沉积厚度信息。
更具体地，预设的沉积杂质信息为单位时间内产生的杂质质量。
更具体地，在外延反应中，杂质主要附着在反应腔内壁上，且气体的输入流量为定值，因此，在外延反应开始后，杂质的附着效率相对稳定，故本申请实施例中，将沉积杂质信息设定为定值，以步骤S3在实际外延反应开始后根据代表单位时间产生的杂质质量的沉积杂质信息补偿计算沉积厚度信息。
在一些优选的实施方式中，沉积杂质信息基于反应腔尺寸设定，或基于反应腔尺寸及衬底尺寸设定。
具体地，由前述内容可知，杂质主要沉积在反应腔内壁中，因此杂质的沉积效率取决于反应腔中可附着杂质的内壁的面积，而衬底尺寸除了决定沉积面积信息的大小的同时，还影响了反应腔中可附着杂质的内壁的面积的大小，因此，为了进一步提高步骤S3中的补偿精度，本申请实施例中，沉积杂质信息优选为基于反应腔尺寸及衬底尺寸设定，使得本申请实施例的方法中的步骤S3能根据外延片的尺寸大小实现对沉积厚度信息进行精确的补偿计算。
在一些优选的实施方式中，方法还包括以下步骤：
S4、在沉积厚度信息达到预设阈值后，生成提醒信息和/或换片信息。
具体地，本申请实施例的方法执行步骤S1-步骤S2或步骤S1-步骤S3能精确计算出反应腔中外延片的薄膜沉积厚度信息，因此，可根据该沉积厚度信息实现反馈控制，如生成用于告知用户外延设备运行进度的提醒信息，或生成用于控制外延片转移交换的换片信息。
更具体地，若反应腔中外延片为外延设备中最后一片外延片时，步骤S4可改变为：在沉积厚度信息达到预设阈值后，生成提醒信息和/或生产终止信息；其中，生产终止信息可以是控制外延设备停机的信息，还可以是控制外延设备开始清洗的信息。
在一些优选的实施方式中，获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息的步骤包括：
S11、间歇性或持续获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息。
具体地，由于外延设备的薄膜沉积属于较为稳定的反应过程，因此，本申请实施例的方法可通过间歇性获取输出浓度信息来实现间歇性的沉积厚度信息的计算，以降低设备的检测资源，从而降低设备功耗；其中，间歇性获取输出浓度信息为根据预设的时间间隔采集输出浓度信息，此时步骤S2为根据该输出浓度信息和预设的时间间隔计算并累积对应时间段的薄膜沉积厚度以生成对应的沉积厚度信息。
更具体地，本申请实施例的方法通过持续性获取输出浓度信息来实时计算沉积厚度信息，可进一步提高沉积厚度信息的计算精度，以避免未检测到输出浓度信息出现瞬时波动而引起沉积厚度信息的计算误差。
在一些优选的实施方式中，方法还包括以下步骤：
S12、根据输出浓度信息生成下一时刻的预测输出浓度信息；
S13、在达到下一时刻时，若预测输出浓度信息和该时刻的输出浓度信息的差值大于预设阈值，生成报警信息。
具体地，下一时刻为根据预设的判定时间间隔设定的时刻。
更具体地，步骤S12执行于步骤S11之后，步骤S13不限于执行在步骤S2之前，而是在达到步骤S12对应的下一时刻时生效。
更具体地，由于外延设备的反应过程相对稳定，在不产生生产事故和设备故障的情况下，输出浓度信息应在合理范围内波动或表现为平稳变化的特点；本申请实施例的方法，基于步骤S12预测未来的预测输出浓度信息，结合步骤S13分析对应时间产生的输出浓度信息差值是否在合理范围内能便捷地判断外延过程是否出现问题，若出现问题则生成报警信息告知用户进行检修或调整，提高设备运行的安全性，提高外延片的生产良率。
更具体地，步骤S12优选为通过根据当前时刻及在预设数量的邻近且连续采集的在前时刻的输出浓度信息分析获取输出浓度信息的变化特点来预测生成下一时刻的预测输出浓度信息；该实施方式中，基于多个连续时刻采集输出浓度信息生成预测输出浓度信息，能有效提高预测输出浓度信息的准确性。
在一些优选的实施方式中，本申请实施例的方法还包括执行于步骤S2或S3之后的步骤：
S4’、根据尾气数据采集位置、气体输入流量补偿修正沉积厚度信息。
具体地，尾气数据采集位置为输出浓度信息的采集位置，输出浓度信息与反应腔中气体浓度信息之间存在一定滞后性，即反应腔中气体流动至尾气数据采集位置需要耗费一定时间，因此，步骤S2或S3获取的沉积厚度信息也存在一定滞后性，因此，本申请实施例的方法基于尾气数据采集位置、气体输入流量换算气体流动的滞后特点，来补偿修正沉积厚度信息以提高沉积厚度信息的准确度。
在一些优选的实施方式中，步骤S4’包括：
根据沉积厚度信息当前递增速率，结合尾气数据采集位置与反应腔距离及气体输入流量补偿修正沉积厚度信息。
具体地，沉积厚度信息当前递增速率反映了薄膜当前厚度的增长速度，综合尾气数据采集位置与反应腔距离及气体输入流量能计算反应腔中气体流动至尾气采集位置需要的时间，结合该时间和沉积厚度信息当前递增速率能补偿该气体流动该距离而产生的滞后性误差，从而使得本申请实施例的方法能获取更准确的沉积厚度信息。
在一些优选的实施方式中，如图2所示为其中一种能实施本申请实施例的方法的外延设备的结构示意图，其从外延设备反应腔一侧通入反应气体（包括载气和主反应气体）进行化学气相沉积，并从反应腔另一侧排出尾气，然后利用尾气成分分析器采集输出浓度信息，再利用处理单元执行本申请实施例的方法来实时计算外延厚度，即生成对应的沉积厚度信息。
第二方面，请参照图3，图3所示是本申请一些实施例中提供的一种外延设备镀膜厚度监控装置，用于获取外延薄膜的沉积厚度信息，装置包括：
获取模块201，用于获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息；
计算模块202，用于根据输出浓度信息及至少一种主反应气体的输入浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息。
本申请实施例的外延设备镀膜厚度监控装置基于输出浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息，其中输出浓度信息能直接反映出不可视的反应腔中的薄膜沉积的反应速率，从而实现了沉积厚度信息的实时计算，便于用户控制反应生成预期厚度的外延片，以提高外延片的生产精度。
在一些优选的实施方式中，本申请实施例的装置还包括：
补偿模块，用于基于预设的沉积杂质信息补偿修正沉积厚度信息。
在一些优选的实施方式中，本申请实施例的装置还包括：
通知模块，用于在沉积厚度信息达到预设阈值后，生成提醒信息和/或换片信息。
在一些优选的实施方式中，本申请实施例的装置还包括：
预测报警模块，用于根据输出浓度信息生成下一时刻的预测输出浓度信息，并在达到下一时刻时，若预测输出浓度信息和该时刻的输出浓度信息的差值大于预设阈值，生成报警信息。
在一些优选的实施方式中，本申请实施例的装置还包括：
滞后补偿模块，用于根据尾气数据采集位置、气体输入流量补偿修正沉积厚度信息。
在一些优选的实施方式中，本申请实施例的外延设备镀膜厚度监控装置用于执行上述第一方面提供的外延设备镀膜厚度监控方法。
第三方面，请参照图4，图4所示为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，本申请提供一种电子设备，包括：处理器301和存储器302，处理器301和存储器302通过通信总线303和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器302存储有处理器301可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器301执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory, 简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory, 简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
综上，本申请实施例提供了一种外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质，其中，方法基于输出浓度信息计算外延薄膜的沉积厚度信息，其中输出浓度信息能直接反映出不可视的反应腔中的薄膜沉积的反应速率，从而实现了沉积厚度信息的实时计算，便于用户控制反应生成预期厚度的外延片，以提高外延片的生产精度。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种外延设备镀膜厚度监控方法，用于获取外延薄膜的沉积厚度信息，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息；
根据所述输出浓度信息及至少一种所述主反应气体的输入浓度信息计算所述外延薄膜的所述沉积厚度信息；
基于预设的沉积杂质信息补偿修正所述沉积厚度信息，所述沉积杂质信息基于反应腔尺寸设定，或基于所述反应腔尺寸及衬底尺寸设定。
2.根据权利要求1所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其特征在于，所述根据所述输出浓度信息及至少一种所述主反应气体的输入浓度信息计算所述外延薄膜的所述沉积厚度信息的步骤包括：
根据所述输出浓度信息和所述输入浓度信息获取目标生成物的沉积质量信息；
根据所述沉积质量信息、目标生成物的密度信息及沉积面积信息计算生成所述沉积厚度信息。
3.根据权利要求1所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
在所述沉积厚度信息达到预设阈值后，生成提醒信息和/或换片信息。
4.根据权利要求1所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其特征在于，所述获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息的步骤包括：
间歇性或持续获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息。
5.根据权利要求1所述的外延设备镀膜厚度监控方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
根据所述输出浓度信息生成下一时刻的预测输出浓度信息；
在达到所述下一时刻时，若所述预测输出浓度信息和该时刻的输出浓度信息的差值大于预设阈值，生成报警信息。
6.一种外延设备镀膜厚度监控装置，用于获取外延薄膜的沉积厚度信息，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取反应腔输出尾气中的至少一种主反应气体和/或至少一种生成气体的输出浓度信息；
计算模块，用于根据所述输出浓度信息及至少一种所述主反应气体的输入浓度信息计算所述外延薄膜的所述沉积厚度信息；
补偿模块，用于基于预设的沉积杂质信息补偿修正所述沉积厚度信息，所述沉积杂质信息基于反应腔尺寸设定，或基于所述反应腔尺寸及衬底尺寸设定。
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-5任一项所述方法中的步骤。
8.一种存储介质，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运行如权利要求1-5任一项所述方法中的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210686166.8A CN115012031B (zh) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210686166.8A CN115012031B (zh) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115012031A CN115012031A (zh) | 2022-09-06 |
| CN115012031B true CN115012031B (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=83075260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210686166.8A Active CN115012031B (zh) | 2022-06-16 | 2022-06-16 | 外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115012031B (zh) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284986B1 (en) * | 1999-03-15 | 2001-09-04 | Seh America, Inc. | Method of determining the thickness of a layer on a silicon substrate |
| CN109099709A (zh) * | 2018-09-20 | 2018-12-28 | 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 | 一种还原实验炉 |
| CN109444342A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-08 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种检测气体分子组分变化的方法及装置 |
| CN113029070B (zh) * | 2019-12-25 | 2023-04-18 | 中国科学院微电子研究所 | 一种监测原子层沉积薄膜生长厚度的方法 |
| CN113774478A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-10 | 季华实验室 | 外延设备的反应工况调节方法、装置、系统及电子设备 |
-
2022
- 2022-06-16 CN CN202210686166.8A patent/CN115012031B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115012031A (zh) | 2022-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8382909B2 (en) | Use of spectroscopic techniques to monitor and control reactant gas input into a pre-pump reactive gas injection system | |
| US6937963B2 (en) | Method for avoiding irregular shutoff of production equipment and system for avoiding irregular shutoff | |
| US20050267607A1 (en) | Dynamic offset and feedback threshold | |
| US20110231124A1 (en) | Battery model identification method | |
| CN115012031B (zh) | 外延设备镀膜厚度监控方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN110687555A (zh) | 一种导航卫星原子钟弱频率跳变在轨自主快速检测方法 | |
| JP2018152326A (ja) | 燃料電池における電気化学系の状態の監視方法及び監視装置 | |
| CN111412052B (zh) | 结晶速率参数的确定方法和装置 | |
| US20220349051A1 (en) | Reactor systems and methods for cleaning reactor systems | |
| CN112433472B (zh) | 半导体生产控制方法及控制系统 | |
| Yin et al. | Confidence interval estimation of NHPP-based software reliability models | |
| Dobbelaere et al. | Plasma-enhanced atomic layer deposition of vanadium phosphate as a lithium-ion battery electrode material | |
| JP2000228227A (ja) | 電池容量予測装置 | |
| CN113774478A (zh) | 外延设备的反应工况调节方法、装置、系统及电子设备 | |
| Peev et al. | Kinetics of the chemical reaction between dichlorosilane and ammonia during silicon nitride film deposition | |
| Sakakibara et al. | Theoretical study on the effect of H2 and NH3 on trimethylgallium decomposition process in GaN MOVPE | |
| CN113029070B (zh) | 一种监测原子层沉积薄膜生长厚度的方法 | |
| US20230296687A1 (en) | Information processing method, and charge control device | |
| CN115979533A (zh) | 漏率检测方法及半导体工艺设备 | |
| US7935642B2 (en) | Replenishment method for an advanced coating removal stripping solution | |
| CN114965901B (zh) | Pecvd设备的清洗时间预测方法、装置、设备及介质 | |
| Su et al. | C2D5I dissociation and D+ CH3→ CH2D+ H at high temperature: Implications to the high-pressure rate constant for CH4 dissociation | |
| CN114875382A (zh) | 化学气相沉积设备清洁方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| CN106529026A (zh) | 混合集成电路模块可靠性评估方法和系统 | |
| US20190127837A1 (en) | Method and system of adjusting process gas flow of vacuum coating equipment |
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 | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240301 Address after: Room 102, Building 20, No. 23 Gangkou Road, Guicheng Street, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province, 528200 Patentee after: Ji huahengyi (Foshan) semiconductor technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No.28 Huandao South Road, Guicheng Street, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee before: Ji Huashiyanshi Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right |