CN116246952A - 晶圆刻蚀的控制方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种晶圆刻蚀的控制方法、装置、计算机设备和存储介质。晶圆刻蚀的控制方法包括：获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；确定反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数调节反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，中心比率为反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。本申请提供的晶圆刻蚀的控制方法能够使得边缘刻蚀参数始终保持在目标边缘刻蚀参数附近，并使得中心刻蚀参数始终保持在目标中心刻蚀参数附近，从而能够避免晶圆的刻蚀均匀性下降。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种晶圆刻蚀的控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
在半导体制造领域中，介质层通孔干法刻蚀（via etch）是不可或缺的步骤，通孔的尺寸直接受反应腔介质层刻蚀速率的影响。具体表现为介质层刻蚀速率快则通孔尺寸大，介质层刻蚀速率慢则通孔尺寸小，因此反应腔刻蚀速率的均匀性会直接影响通孔尺寸的均匀性，刻蚀速率均匀性影响着最终芯片的质量。
目前，晶圆的直径逐渐变得越来越大，更大直径的晶圆对刻蚀均匀性提出了更高的要求。传统技术中，由于刻蚀反应腔新更换的耗材（例如电极、顶部边缘石英环（top edgering）等）在使用过程中存在消耗，反应腔的刻蚀速率会随着刻蚀机台所包括的耗材（如电极）的运行时数增加而逐渐降低，且反应腔不同区域降低的幅度快慢不同，从而导致晶圆的各个区域的刻蚀速率之间存在较大差别，从而导致晶圆的刻蚀均匀性下降。
发明内容
基于此，有必要针对晶圆的刻蚀均匀性下降的问题提供一种晶圆刻蚀的控制方法、装置、计算机设备和存储介质。
第一方面，本申请提供了一种晶圆刻蚀的控制方法，包括：
获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定所述反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数调节所述反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，所述中心比率为所述反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。
在其中一个实施例中，所述根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数调节所述反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率，包括：
根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数增加所述反应腔内的刻蚀气体流量，并减小所述中心比率。
在其中一个实施例中，所述刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比用如下公式表示：
所述中心比率相对于基准中心比率减少的百分比用如下公式表示：
其中，x为所述刻蚀气体流量相对于所述基准刻蚀气体流量增加的百分比，y为所述中心比率相对于所述基准中心比率减少的百分比，En为所述目标边缘刻蚀参数，Eb为所述边缘刻蚀参数，Cn为所述目标中心刻蚀参数，Cb为所述中心刻蚀参数。
在其中一个实施例中，所述边缘刻蚀参数包括所述边缘区域的实际刻蚀速率，所述中心刻蚀参数包括所述中心区域的实际刻蚀速率，所述目标边缘刻蚀参数包括所述边缘区域的目标刻蚀速率，所述目标中心刻蚀参数包括所述中心区域的目标刻蚀速率。
在其中一个实施例中，所述边缘刻蚀参数包括所述边缘区域的实际刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比，所述中心刻蚀参数包括所述中心区域的实际刻蚀速率相对于所述基准刻蚀速率的百分比，所述目标边缘刻蚀参数包括所述边缘区域的目标刻蚀速率相对于所述基准刻蚀速率的百分比，所述目标中心刻蚀参数包括所述中心区域的目标刻蚀速率相对于所述基准刻蚀速率的百分比。
在其中一个实施例中，所述目标边缘刻蚀参数小于所述目标中心刻蚀参数。
在其中一个实施例中，所述边缘区域包括至少一个第一采集点，所述中心区域包括至少一个第二采集点；所述边缘刻蚀参数为各所述第一采集点的平均刻蚀参数，所述中心刻蚀参数为各所述第二采集点的平均刻蚀参数。
第二方面，本申请还提供了一种晶圆刻蚀的控制装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定模块，用于确定所述反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
调节模块，用于根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数调节所述反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，所述中心比率为所述晶圆的中心区域与所述边缘区域的刻蚀气体流量之比。
第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定所述反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数调节所述反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，所述中心比率为所述反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定所述反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数调节所述反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，所述中心比率为所述反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。
上述晶圆刻蚀的控制方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数，确定所述反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数，并根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数调节所述反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，所述中心比率为所述反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。从而能够使得边缘刻蚀参数始终保持在目标边缘刻蚀参数附近，并使得中心刻蚀参数始终保持在目标中心刻蚀参数附近，从而能够避免晶圆的刻蚀均匀性下降。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中在不更换耗材的前提下反应腔各个区域的刻蚀速率随着刻蚀机台运行时数增加的变化趋势图；
图2为一实施例中晶圆的各个区域的划分示意图；
图3为一实施例中晶圆刻蚀的控制方法的流程示意图；
图4为一实施例中晶圆的各个区域所包括的采集点的分布示意图；
图5为一个实施例中晶圆刻蚀的控制装置的结构框图；
图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
在半导体制造领域中，介质层通孔干法刻蚀（via etch）是不可或缺的步骤，通孔的尺寸直接受反应腔介质层刻蚀速率的影响。具体表现为介质层刻蚀速率快则通孔尺寸大，介质层刻蚀速率慢则通孔尺寸小，因此反应腔刻蚀速率的均匀性会直接影响通孔尺寸的均匀性，从而影响最终芯片的质量。
在实际的生产过程中，随着刻蚀机台的运行时数逐渐增加，刻蚀反应腔内的耗材（例如电极、顶部边缘石英环等）逐渐被损耗，从而导致反应腔内晶圆的各个区域的刻蚀速率均会逐渐下降，而晶圆的各个区域的刻蚀速率即可用于对应表征反应腔的各个区域的刻蚀速率，也就是说，随着反应腔内的耗材逐渐被损耗，反应腔的各个区域的刻蚀速率均会逐渐下降。如图1所示，图1为在不更换耗材的前提下，反应腔各个区域的刻蚀速率随着刻蚀机台运行时数增加的变化趋势图，其中，横坐标为刻蚀机台的运行时数，纵坐标为刻蚀速率，图1中的每个点代表晶圆的固定某一区域（随机抽样而得）的刻蚀速率。由图1可以看出，在不更换耗材的前提下，随着刻蚀机台运行时数的增加，反应腔的各个区域的刻蚀速率整体处于下降趋势。
并且，经过大量的数据对比后发现，反应腔各个区域的刻蚀速率的下降幅度并不一致。例如，如图2所示，可以将晶圆由中心向边缘可以分为4个区域，随着刻蚀机台运行时数的增加，图2中区域1和区域2的刻蚀速率下降得较慢，区域3和区域4的刻蚀速率下降得较快。这是由于区域3和区域4对应的耗材部分（如电极）损耗较快，其产生的等离子体更少，因此该区域的刻蚀速率下降得较快。因此，随着刻蚀机台的运行时数的增加，反应腔的各个区域的刻蚀速率之间的差距也将会越来越大，从而导致晶圆的刻蚀均匀性下降。
请参阅图3，本申请提供一种晶圆刻蚀的控制方法，包括如下步骤：
S101：获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数。
其中，反应腔的边缘区域与中心区域可以与反应腔内的晶圆的中心区域与边缘区域相对应，反应腔的边缘区域与中心区域的划分方式可以基于反应腔内的晶圆的尺寸以及具体工艺机台等参数而确定。
示例性的，如图2所示，反应腔内的晶圆的边缘区域可以为图2中的区域4，则反应腔的边缘区域可以为图2中的区域4所对应的区域。进一步地，反应腔内的晶圆的中心区域可以为图2中的区域1，或者，反应腔内的晶圆的边缘区域可以为图2中的区域3和区域4的组合区域，反应腔内的晶圆的中心区域可以为图2中的区域1和区域2的组合区域，而反应腔的各个区域的划分方式也可以与上述区域划分相对应。当然，根据不同的工艺参数，反应腔内的晶圆的边缘区域以及中心区域还可以有其他合适的划分方式，本实施例在此不做限制。
其中，边缘刻蚀参数可以用于表征反应腔的边缘区域的刻蚀速率的快慢程度，中心刻蚀参数可以用于表征反应腔的中心区域的刻蚀速率的快慢程度，而反应腔的各个区域的刻蚀速率的快慢程度通常可以采用反应腔内的晶圆的各个区域的刻蚀速率来表征。例如，可以直接将反应腔内的晶圆的边缘区域的刻蚀速率作为反应腔的边缘刻蚀参数，将反应腔内的晶圆的中心区域的刻蚀速率作为反应腔的中心刻蚀参数；或者，可以根据实际的生产情况设定一个基准刻蚀速率，此基准刻蚀速率的大小可以基于具体的工艺机台以及工艺过程而确定，并将反应腔内的晶圆的边缘区域的刻蚀速率相对于此基准刻蚀速率的百分比作为反应腔的边缘刻蚀参数，将反应腔内的晶圆的中心区域的刻蚀速率相对于此基准刻蚀速率的百分比作为反应腔内的中心刻蚀参数。当然，边缘刻蚀参数以及中心刻蚀参数还可以有其他合适的表示方法，本实施例在此不做限制。设定上述边缘刻蚀参数以及中心刻蚀参数的核心目的在于利用边缘刻蚀参数表征反应腔的边缘区域的刻蚀速率的快慢程度，以及利用中心刻蚀参数表征反应腔的中心区域的刻蚀速率的快慢程度。
S102：确定反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数。
其中，反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数指反应腔的边缘刻蚀参数在此目标边缘刻蚀参数附近时，能够避免晶圆的刻蚀均匀性下降；反应腔的中心区域的目标边缘刻蚀参数指反应腔的中心刻蚀参数在此目标中心刻蚀参数附近时，能够避免晶圆的刻蚀均匀性下降。反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数可以根据具体的应用场景而确定，本实施例在此不作限制。
S103：根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数调节反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，中心比率为反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。
其中，反应腔的刻蚀速率的快慢与反应腔内的刻蚀气体流量的大小呈一定的相关性，也就是说，通过调节刻蚀气体流量的大小即可对反应腔的刻蚀速率进行调节。而中心比率（Center Weighting，CW）可以反映反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比，也就是说，中心比率越大，中心区域的刻蚀气体流量越大，边缘区域的刻蚀气体流量越小，从而进一步通过调节中心比率的大小以分别对反应腔的中心区域以及边缘区域的刻蚀速率进行调节。
可以理解的是，根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数调节反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率，使得边缘刻蚀参数始终能够保持在目标边缘刻蚀参数附近，并使得中心刻蚀参数始终能够保持在目标中心刻蚀参数附近，从而能够避免晶圆的刻蚀均匀性下降。同时，还能够避免反应腔各个区域的刻蚀速率下降。
本实施例中的晶圆刻蚀的控制方法，通过获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数，确定反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数，并根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数调节反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，中心比率为反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。从而能够使得边缘刻蚀参数始终保持在目标边缘刻蚀参数附近，并使得中心刻蚀参数始终保持在目标中心刻蚀参数附近，从而能够避免晶圆的刻蚀均匀性下降。
可选的，反应腔为电容耦合等离子体反应腔。
在一个实施例中，上述步骤S103，包括：根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数增加反应腔内的刻蚀气体流量，并减小中心比率。
由上可知，随着刻蚀机台运行时数的增加，各耗材也在不断被损耗，因而导致反应腔的各个区域的刻蚀速率下降。此时，通过增加反应腔内的刻蚀气体流量，从而能够对反应腔内的刻蚀气体流量进行补偿，从而能够提高反应腔的各个区域的刻蚀速率。同时，由于中心区域的刻蚀速率下降得较慢，而边缘区域的刻蚀速率下降得较快，从而进一步采用减小中心比率的方式，使得中心区域被补偿的气体流量小于边缘区域被补偿的气体流量，以使得中心区域与边缘区域的刻蚀速率保持在相近的水平，从而能够避免刻蚀均匀性下降。
在上述实施例的基础上，在一个实施例中，刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比用如下公式（1）表示：
中心比率相对于基准中心比率减少的百分比用如下公式（2）表示：
其中，x为刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比，y为中心比率相对于基准中心比率减少的百分比，En为目标边缘刻蚀参数，Eb为边缘刻蚀参数，Cn为目标中心刻蚀参数，Cb为中心刻蚀参数。
其中，基准刻蚀气体流量的大小可以根据实际的制备工艺而确定，也可以将每次更换新耗材后反应腔的初始刻蚀气体流量作为基准刻蚀气体流量。基准中心比率可以根据实际的制备工艺而确定，也可以将每次更换新耗材后晶圆的中心区域的初始刻蚀气体流量与边缘区域的初始刻蚀气体流量之比作为基准中心比率。
随着刻蚀机台运行时数的增加，中心区域及边缘区域的刻蚀速率之间的差距逐渐增大。在刻蚀机台运行一段时间（例如运行48h、96h、144h、192h或240h）之后，通过上述公式（1）得到刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比，以及通过公式（2）得到中心比率相对于基准中心比率减少的百分比，从而能够准确地对反应腔的各个区域的刻蚀速率进行调节，从而能够避免晶圆的刻蚀均匀性下降。
在一个实施例中，边缘刻蚀参数包括边缘区域的实际刻蚀速率，中心刻蚀参数包括中心区域的实际刻蚀速率，目标边缘刻蚀参数包括边缘区域的目标刻蚀速率，目标中心刻蚀参数包括中心区域的目标刻蚀速率。
在一些合适的应用场景下，例如在刻蚀机台已经稳定运行了一段时间时，其中心区域的目标刻蚀速率、边缘区域的目标刻蚀速率、基准刻蚀气体流量以及基准中心比率已经可以通过大量数据分析而分别确定为某一具体数值的情况下，则可以直接将测得的边缘区域的实际刻蚀速率作为边缘刻蚀参数，并将测得的中心区域的实际刻蚀速率作为中心刻蚀参数，从而通过上述公式（1）以及公式（2）准确地对反应腔的刻蚀气体流量以及中心比率进行调节，从而避免晶圆的刻蚀均匀性下降。
在一个实施例中，边缘刻蚀参数包括边缘区域的实际刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比，中心刻蚀参数包括中心区域的实际刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比，目标边缘刻蚀参数包括边缘区域的目标刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比，目标中心刻蚀参数包括中心区域的目标刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比。
其中，基准刻蚀速率可以根据实际生产需求直接设定为某一数值，或者，也可以在更换了新耗材后，将晶圆的中心区域的初始刻蚀速率作为基准刻蚀速率，其他的刻蚀速率均以此基准刻蚀速率进行百分比折算。这是由于在一些合适的应用场景下，例如，在刻蚀机台属于新装机台，还未产生大量实际生产数据以直接确定基准刻蚀速率的大小时，或者，在刻蚀机台更换了其他型号的耗材，导致刻蚀速率发生变化时，可以先将中心区域的初始刻蚀速率作为基准刻蚀速率，其他测得的刻蚀速率均以此基准刻蚀速率进行百分比的折算后作为对应的刻蚀参数。这样做的好处是能够保证通过本实施例的方法进行调节后，随着刻蚀机台运行时长的增加，反应腔各个区域的刻蚀速率也能够基本保持在基准刻蚀速率附近，从而能够避免刻蚀均匀性下降，同时能够避免反应腔各个区域的刻蚀速率的整体性下降。
示例性的，以晶圆的中心区域为图2中的区域1，晶圆的边缘区域为图2中的区域4为例，对反应腔的刻蚀速率进行监测以及验证本方法的调整效果：
如表1所示，可以视为更换新耗材（如电极）后，反应腔的各个区域的刻蚀参数随刻蚀机台运行240h内的变化表，其中，基准刻蚀速率可以为0h时中心区域的刻蚀速率，表格中的所有刻蚀参数均为各个区域的刻蚀速率基于此基准刻蚀速率进行折算后的百分比。例如，在0h时，由于采用区域1的刻蚀速率作为基准刻蚀速率，因此进行百分比折算后区域1的刻蚀参数为100%，此时区域2的刻蚀参数为98%，区域3的刻蚀参数为96%，区域4的刻蚀参数为95%。由表1可以看出，若直接让刻蚀机台自然运行240h后，反应腔区域3和区域4的刻蚀参数分别下降了10%和9%左右，区域1和区域2蚀刻速率分别下降了5%和7%左右，这与0g时的基准刻蚀速率100%相差较大。并且，由表1进一步地可以看出，在刻蚀机台自然运行了240h的过程中，区域1和区域2的刻蚀速率的下降幅度较慢，区域3和区域4的刻蚀速率的下降幅度较快，这将会导致晶圆的刻蚀均匀性下降。
表 1 反应腔的不同区域的刻蚀参数随运行时数变化表
如表2所示，根据表1中的数据以及公式（1）和公式（2），得到刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比以及中心比率相对于基准中心比率减少的百分比。其中，基准刻蚀气体流量可以为0h时反应腔的刻蚀气体流量，基准中心比率可以为0h时的中心比率。例如，在表2中，由于在0h时，刻蚀气体流量为基准刻蚀气体流量，中心比率为基准中心比率，因此刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比为0%，中心比率相对于基准中心比率减少的百分比0%；而在48h时，通过本方法对刻蚀气体流量以及中心比率进行调节后，刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比为4.3%，中心比率相对于基准中心比率减少的百分比6.4%。
表 2 反应腔补偿参数与运行时数变化表
如表3所示，为采用表2中的补偿参数调节了反应腔刻蚀气体流量以及中心比率后，再次监测的反应腔的各个区域的刻蚀速率的随运行时数的变化表。结合表1和表3中的数据对比可以看出，经过本方法进行调节后，尽管刻蚀机台的运行时数不断增加，但反应腔的各个区域的刻蚀速率均能接近100%的基准刻蚀速率。例如，即使在经过240h后，区域1的刻蚀参数仍能保持为98%，而区域4的刻蚀速率仍能保持为96%。因此，经本方法补偿后可以避免晶圆的刻蚀均匀性下降。
表 3 补偿刻蚀气体后反应腔的不同区域的刻蚀速率随运行时数的变化表
另外，可以理解的是，在本示例中，尽管将区域1划分为中心区域，将区域4划分为边缘区域，但在调节中心比率后，此时区域2与区域3的刻蚀速率也是随着中心比率的变化而相应发生变化的。进一步地，这种中心区域以及边缘区域的划分方式只是一种示例，在其他合适的应用环境中，中心区域以及边缘区域的划分方式还可以为其他合适的划分方式。其最终目的都是为了更好地提高刻蚀均匀性。
此外，还可以通过表2以及表3的调试结果得到如下调试规律：刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量每提高1%，晶圆整体的刻蚀速率会提高0.58%。中心比率相对于基准中心比率每降低1%，区域1和区域2的刻蚀速率会分别降低0.5%和0.3%，区域3和区域4的刻蚀速率会分别提高0.1%和0.2%。基于此调试规律以及上述的公式（1）和公式（2），可以更准确地对晶圆的各个区域的刻蚀速率进行调节，从而进一步地避免晶圆的刻蚀均匀性下降。
在一个实施例中，目标边缘刻蚀参数小于目标中心刻蚀参数。这是由于边缘区域的刻蚀速率的下降幅度通常比中心区域的刻蚀速率的下降幅度要大，因此在设定目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数时，通常需要使目标边缘刻蚀参数小于目标中心刻蚀参数。
示例性地，仍以表1-表3的数据为例，其对应的目标中心刻蚀参数可以设为99%，对应的目标边缘刻蚀参数可以设为97%。也就是说，在实际的工艺制备过程中，随着刻蚀机台运行时数的增加，反应腔的中心区域的刻蚀速率需要保持在基准刻蚀速率的99%附近，反应腔的边缘区域的刻蚀速率需要保持在基准刻蚀速率的97%附近，从而能够保证晶圆的刻蚀均匀性。
进一步地，仍以目标中心刻蚀参数为99%，目标边缘刻蚀参数为97%为例，此时的公式（1）可以简化为下述公式（3）：
此时的公式（2）可以简化为下述公式（4）：
其中，x为刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比，y为中心比率相对于基准中心比率减少的百分比，Eb为边缘刻蚀参数，Cb为中心刻蚀参数。
可以理解的是，在目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数确定了以后，可以直接将公式（1）简化为公式（3），并将公式（2）简化为公式（4），这样在计算时就不必每次都重新加入目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数进行计算，从而能够提高计算效率。
当然，在其他合适的应用场景中，目标边缘刻蚀参数还可以大于或者等于目标中心刻蚀参数，目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数的数值都是可以依据具体的应用场景而确定的，本实施例在此不做限制。
在一个实施例中，边缘区域包括至少一个第一采集点，中心区域包括至少一个第二采集点；边缘刻蚀参数为各第一采集点的平均刻蚀参数，中心刻蚀参数为各第二采集点的平均刻蚀参数。
示例性地，仍以图2中的晶圆的各个区域的划分方式为例，请结合图2并参阅图4，可以将图2中的晶圆的各个区域内设置多个采集点，通过采集各个区域的采集点的刻蚀参数，得到各个区域对应的多个采集点的平均刻蚀参数，并将此平均刻蚀参数对应作为此区域的刻蚀参数。例如，若将区域1作为晶圆的中心区域，区域4作为晶圆的边缘区域，则在图4中边缘区域包括12个第一采集点，从而可以将这12个第一采集点的平均刻蚀参数作为反应腔的边缘刻蚀参数；中心区域包括1个第二采集点，从而可以将这1个第二采集点的刻蚀参数直接作为反应腔的中心刻蚀参数。同理，区域2以及区域3对应的各采集点的平均刻蚀参数可以分别作为区域2的刻蚀参数以及区域3的刻蚀参数。当然，在不同的应用环境中，晶圆的各个区域的划分方式可以不同，以及各个区域需要设置的采集点的数目也可以不同，本实施例在此不做限制。
可选的，中心区域为晶圆中最内层的区域，边缘区域为晶圆中最外层的区域，中心区域可以包括一个第二采集点，边缘区域可以包括十二个第一采集点。进一步地，中心区域的这一个第二采集点可以设置在晶圆的圆心位置，边缘区域的十二个第一采集点可以均匀分布在边缘区域内，且使相邻的第一采集点之间的距离相等。通过将中心区域设置如图4所示的一个第二采集点，并将边缘区域设置如图4所示的十二个第一采集点，从而能够保证上述公式（1）以及公式（2）的准确性，从而能够进一步地避免晶圆的刻蚀均匀性下降。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的晶圆刻蚀的控制方法的晶圆刻蚀的控制装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个晶圆刻蚀的控制装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于晶圆刻蚀的控制方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种晶圆刻蚀的控制装置，包括：获取模块和调节模块，其中：
获取模块，用于获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定模块，用于确定反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
调节模块，用于根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数调节反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，中心比率为反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。
在一个实施例中，调节模块包括调节单元，调节单元用于根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数增加反应腔内的刻蚀气体流量，并减小中心比率。
在一个实施例中，调节单元用于根据如下公式（1）调节刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比：
以及根据如下公式（2）调节中心比率相对于基准中心比率减少的百分比：
其中，x为刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比，y为中心比率相对于基准中心比率减少的百分比，En为目标边缘刻蚀参数，Eb为边缘刻蚀参数，Cn为目标中心刻蚀参数，Cb为中心刻蚀参数。
在一个实施例中，边缘刻蚀参数包括边缘区域的实际刻蚀速率，中心刻蚀参数包括中心区域的实际刻蚀速率，目标边缘刻蚀参数包括边缘区域的目标刻蚀速率，目标中心刻蚀参数包括中心区域的目标刻蚀速率。
在一个实施例中，边缘刻蚀参数包括边缘区域的实际刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比，中心刻蚀参数包括中心区域的实际刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比，目标边缘刻蚀参数包括边缘区域的目标刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比，目标中心刻蚀参数包括中心区域的目标刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比。
在一个实施例中，目标边缘刻蚀参数小于目标中心刻蚀参数。
在一个实施例中，边缘区域包括至少一个第一采集点，中心区域包括至少一个第二采集点；边缘刻蚀参数为各第一采集点的平均刻蚀参数，中心刻蚀参数为各第二采集点的平均刻蚀参数。
上述实施例中提供的晶圆刻蚀的控制装置，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
上述晶圆刻蚀的控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种晶圆刻蚀的控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数调节反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，中心比率为反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。
上述实施例提供的计算机设备，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数调节反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，中心比率为反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。
上述实施例提供的计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
根据边缘刻蚀参数、中心刻蚀参数、目标边缘刻蚀参数以及目标中心刻蚀参数调节反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，中心比率为反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。
上述实施例提供的计算机程序产品，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器（ReRAM）、磁变存储器（Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM）、铁电存储器（Ferroelectric Random Access Memory，FRAM）、相变存储器（Phase Change Memory，PCM）、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random AccessMemory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic RandomAccess Memory，DRAM）等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种晶圆刻蚀的控制方法，其特征在于，包括：
获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定所述反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数调节所述反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，所述中心比率为所述反应腔的中心区域与边缘区域的刻蚀气体流量之比。
2.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀的控制方法，其特征在于，所述根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数调节所述反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率，包括：
根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数增加所述反应腔内的刻蚀气体流量，并减小所述中心比率。
3.根据权利要求2所述的晶圆刻蚀的控制方法，其特征在于，所述刻蚀气体流量相对于基准刻蚀气体流量增加的百分比用如下公式表示：
所述中心比率相对于基准中心比率减少的百分比用如下公式表示：
其中，x为所述刻蚀气体流量相对于所述基准刻蚀气体流量增加的百分比，y为所述中心比率相对于所述基准中心比率减少的百分比，En为所述目标边缘刻蚀参数，Eb为所述边缘刻蚀参数，Cn为所述目标中心刻蚀参数，Cb为所述中心刻蚀参数。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的晶圆刻蚀的控制方法，其特征在于，所述边缘刻蚀参数包括所述边缘区域的实际刻蚀速率，所述中心刻蚀参数包括所述中心区域的实际刻蚀速率，所述目标边缘刻蚀参数包括所述边缘区域的目标刻蚀速率，所述目标中心刻蚀参数包括所述中心区域的目标刻蚀速率。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的晶圆刻蚀的控制方法，其特征在于，所述边缘刻蚀参数包括所述边缘区域的实际刻蚀速率相对于基准刻蚀速率的百分比，所述中心刻蚀参数包括所述中心区域的实际刻蚀速率相对于所述基准刻蚀速率的百分比，所述目标边缘刻蚀参数包括所述边缘区域的目标刻蚀速率相对于所述基准刻蚀速率的百分比，所述目标中心刻蚀参数包括所述中心区域的目标刻蚀速率相对于所述基准刻蚀速率的百分比。
6.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀的控制方法，其特征在于，所述目标边缘刻蚀参数小于所述目标中心刻蚀参数。
7.根据权利要求1所述的晶圆刻蚀的控制方法，其特征在于，所述边缘区域包括至少一个第一采集点，所述中心区域包括至少一个第二采集点；所述边缘刻蚀参数为各所述第一采集点的平均刻蚀参数，所述中心刻蚀参数为各所述第二采集点的平均刻蚀参数。
8.一种晶圆刻蚀的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取反应腔的边缘区域的边缘刻蚀参数以及中心区域的中心刻蚀参数；
确定模块：用于确定所述反应腔的边缘区域的目标边缘刻蚀参数以及中心区域的目标中心刻蚀参数；
调节模块，用于根据所述边缘刻蚀参数、所述中心刻蚀参数、所述目标边缘刻蚀参数以及所述目标中心刻蚀参数调节所述反应腔内的刻蚀气体流量以及中心比率；其中，所述中心比率为所述晶圆的中心区域与所述边缘区域的刻蚀气体流量之比。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，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实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
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| CN202310507292.7A CN116246952A (zh) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | 晶圆刻蚀的控制方法、装置、计算机设备和存储介质 |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| CN104576279A (zh) * | 2013-10-22 | 2015-04-29 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种气体调节装置及其所处的等离子体反应器 |
| US20190189401A1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-06-20 | Applied Materials, Inc. | Multi-zone gas distribution systems and methods |
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- 2023-05-08 CN CN202310507292.7A patent/CN116246952A/zh active Pending
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