CN117174621A - 一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法及系统 - Google Patents

一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法及系统,涉及晶圆蚀刻技术领域,该方法包括:获取晶圆蚀刻概念图;生成待蚀刻区域坐标集;标定蚀刻速率信息;获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量;生成单位流量平面蚀刻预测范围;生成单位流量斜面蚀刻预测范围;生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息;根据所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息,控制所述蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻,解决了现有技术中存在由于无法实现预先性的蚀刻状态预测,导致无法进行自适应的蚀刻参数调整的技术问题,由此通过对晶圆平面及斜面进行蚀刻剂的蚀刻范围预测,达到提升流量控制精度和控制准确性,进而提升蚀刻质量的技术效果。

Description

一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法及系统
技术领域
本公开涉及晶圆蚀刻技术领域,具体涉及一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法及系统。
背景技术
晶圆刻蚀工艺是一种制造集成电路的重要工艺,其基本原理是将蚀刻液浸入晶圆表面,使其与晶圆表面发生化学反应,蚀刻液浸入过多会导致过度蚀刻,蚀刻液浸入过少会导致蚀刻效果不合格。传统的晶圆蚀刻工艺,无法实现预先性的蚀刻状态预测,导致无法进行自适应的蚀刻参数调整,进而导致蚀刻结果存在偏差。
综上,现有技术中存在由于无法实现预先性的蚀刻状态预测,导致无法进行自适应的蚀刻参数调整,进而导致蚀刻流量控制效果不佳的技术问题。
发明内容
本公开提供了一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法及系统,用以解决现有技术中存在由于无法实现预先性的蚀刻状态预测,导致无法进行自适应的蚀刻参数调整,进而导致蚀刻流量控制效果不佳的技术问题。
根据本公开的第一方面,提供了一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法,包括:从用户端,获取晶圆蚀刻概念图;构建待蚀刻晶圆数字孪生模型,在虚拟空间坐标系中进行定位,基于所述晶圆蚀刻概念图进行标记,生成待蚀刻区域坐标集;获取蚀刻剂配方信息,提取最低浓度反应物类型和预设反应温度,标定蚀刻速率信息;根据所述蚀刻剂配方信息,获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量;根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围;根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围;根据所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息;根据所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息,控制所述蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻。
根据本公开的第二方面,提供了一种晶圆蚀刻工艺的流量控制系统,包括:晶圆蚀刻概念图获取模块,所述晶圆蚀刻概念图获取模块用于从用户端,获取晶圆蚀刻概念图;待蚀刻区域坐标集生成模块,所述待蚀刻区域坐标集生成模块用于构建待蚀刻晶圆数字孪生模型,在虚拟空间坐标系中进行定位,基于所述晶圆蚀刻概念图进行标记,生成待蚀刻区域坐标集;蚀刻速率标定模块,所述蚀刻速率标定模块用于获取蚀刻剂配方信息,提取最低浓度反应物类型和预设反应温度,标定蚀刻速率信息;单滴蚀刻剂质量获取模块,所述单滴蚀刻剂质量获取模块用于,根据所述蚀刻剂配方信息,获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量;平面区域蚀刻范围预测模块,所述平面区域蚀刻范围预测模块用于根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围;斜面区域蚀刻范围预测模块,所述斜面区域蚀刻范围预测模块用于根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围;蚀刻寻优模块,所述蚀刻寻优模块用于根据所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息;蚀刻控制模块,所述蚀刻控制模块用于根据所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息,控制所述蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻。
根据本公开采用基于上述分析可知,本公开提供的一个或多个技术方案,其可达到的有益效果如下:
1.从用户端,获取晶圆蚀刻概念图;构建待蚀刻晶圆数字孪生模型,在虚拟空间坐标系中进行定位,基于晶圆蚀刻概念图进行标记,生成待蚀刻区域坐标集;获取蚀刻剂配方信息,提取最低浓度反应物类型和预设反应温度,标定蚀刻速率信息;根据蚀刻剂配方信息,获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量;根据蚀刻速率信息和单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围;根据蚀刻速率信息和单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围;根据单位流量平面蚀刻预测范围和单位流量斜面蚀刻预测范围,结合待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息;根据蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息,控制蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻。由此通过对晶圆平面及斜面进行蚀刻剂的蚀刻范围预测,进而实现对蚀刻剂滴头的滴液位置和滴数的寻优,从而达到提升流量控制精度和控制准确性,进而提升蚀刻质量的技术效果。
2.根据蚀刻速率信息和单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围,根据蚀刻速率信息和单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围,由此实现对平面蚀刻以及斜面蚀刻下蚀刻剂的蚀刻范围预测,为后续的蚀刻流量控制提供支持,便于根据单位流量平面蚀刻预测范围和单位流量斜面蚀刻预测范围进行蚀刻剂流量的寻优,达到提升蚀刻流量控制精度和控制准确性的技术效果。
3.加载蚀刻剂滴速约束区间;从待蚀刻区域坐标集中提取表面坐标,设为一级蚀刻位置约束区间;基于一级蚀刻位置约束区间进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻位置时序赋值结果;基于蚀刻剂滴速约束区间遍历一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻剂滴数时序赋值结果;基于单位流量平面蚀刻预测范围和单位流量斜面蚀刻预测范围,结合一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集;当一级蚀刻区域预测坐标集与待蚀刻区域坐标集一致,将一级蚀刻剂滴数时序赋值结果设为蚀刻剂滴数时序信息,将一级蚀刻位置时序赋值结果设为蚀刻位置时序信息;基于单位流量平面蚀刻预测范围和单位流量斜面蚀刻预测范围,结合一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集,由此实现对蚀刻区域的预测,便于根据预测结果判断一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、一级蚀刻位置时序赋值结果和蚀刻效果,从而寻优得到最佳的蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息,达到提升蚀刻流量的控制准确性,进而提升蚀刻质量的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法的流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种晶圆蚀刻工艺的流量控制系统的结构示意图。
附图标记说明:晶圆蚀刻概念图获取模块11,待蚀刻区域坐标集生成模块12,蚀刻速率标定模块13,单滴蚀刻剂质量获取模块14,平面区域蚀刻范围预测模块15,斜面区域蚀刻范围预测模块16,蚀刻寻优模块17,蚀刻控制模块18。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显,下面将参照附图详细描述本发明的示例实施例。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是本发明的全部实施例,应理解,本发明不受这里描述的示例实施例的限制。
说明书中使用的术语用于描述实施例,而不是限制本发明。如在说明书中所使用的,单数术语“一”“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另有清楚指示。当在说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”指定了步骤、操作、元件和/或组件的存在,但是不排除一个或多个其他步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。
除非另有定义,本说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)应具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。术语,如常用词典中定义的术语,不应以理想化或过于正式的意义来解释,除非在此明确定义。在整个说明书中,相同的附图标记表示相同的元件。
需要说明的是,本发明所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
实施例一
图1为本申请实施例提供的一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法图,所述方法应用于晶圆蚀刻工艺的流量控制系统,所述系统包括用户端和服务端,所述服务端和晶圆蚀刻装置通信连接,所述晶圆蚀刻装置包括蚀刻剂滴头,所述方法包括:
从用户端,获取晶圆蚀刻概念图;
构建待蚀刻晶圆数字孪生模型,在虚拟空间坐标系中进行定位,基于所述晶圆蚀刻概念图进行标记,生成待蚀刻区域坐标集;
本申请实施例提供了一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法,所述方法应用于晶圆蚀刻工艺的流量控制系统,所述系统是用于执行所述方法中的任意一项步骤、流程的系统平台,所述系统包括用户端和服务端,用户端是指与服务器相对应,为用户提供服务的平台;服务端是指通过计算机实现晶圆蚀刻工艺的流量控制的系统平台,用户端和服务端需要配合运行,比如,可通过用户端向服务端传输需求的信息、数据,辅助服务端对晶圆蚀刻装置的流量进行控制,所述服务端和晶圆蚀刻装置通信连接,所述晶圆蚀刻装置包括蚀刻剂滴头。
从用户端,获取晶圆蚀刻概念图,晶圆蚀刻概念图是指标记了待蚀刻位置的待蚀刻晶圆图像,可由用户结合实际情况直接获取后通过用户端上传至服务端。
基于数字孪生技术构建待蚀刻晶圆数字孪生模型,待蚀刻晶圆数字孪生模型是对待蚀刻晶圆实体进行智能化和虚拟化的表示,可通过采集获取待蚀刻晶圆的形状、尺寸等基础信息后通过现有的数字孪生平台构建,数字孪生模型的构建是本领域技术人员常用技术手段,故在此不进行展开。基于待蚀刻晶圆数字孪生模型,自行构建虚拟空间坐标系,在虚拟空间坐标系中进行定位,基于所述晶圆蚀刻概念图进行标记,生成待蚀刻区域坐标集,简单来说,就是基于所述晶圆蚀刻概念图获取待蚀刻位置,将待蚀刻位置映射至待蚀刻晶圆数字孪生模型中,并在虚拟空间坐标系中获取待蚀刻晶圆数字孪生模型以及待蚀刻位置的坐标,以待蚀刻位置的坐标组成待蚀刻区域坐标集。
获取蚀刻剂配方信息,提取最低浓度反应物类型和预设反应温度,标定蚀刻速率信息;
晶圆刻蚀工艺是一种制造集成电路的重要工艺,蚀刻剂又是晶圆刻蚀工艺中重要用料,通过蚀刻剂与晶圆表面发生化学反应完成晶圆蚀刻,蚀刻剂配方信息需要用户根据实际应用的蚀刻剂类型确定后通过用户端上传,进一步提取最低浓度反应物类型和预设反应温度,最低浓度反应物类型是指蚀刻剂配方信息中浓度最低的反应物的浓度,举例如,如果蚀刻剂由硝酸和氢氟酸组成,需要硝酸和氢氟酸均与晶圆表面进行反应,那么硝酸和氢氟酸会影响蚀刻速率,比如其中一种反应物消耗完,另一种反应物难以单独完成反应,根据蚀刻剂配方信息可提取硝酸和氢氟酸的浓度,获取其中浓度小的反应物的浓度作为最低浓度反应物类型。蚀刻剂与晶圆表面发生化学反应时对温度也会有需求,比如温度越高,反应速率越快,预设反应温度是指用户根据实际情况确定的蚀刻温度,可以理解为实际进行蚀刻工艺时的温度,需要用户自行确定后通过用户端上传。进一步的,最低浓度反应物类型和预设反应温度,标定蚀刻速率信息,蚀刻速率与最低浓度反应物类型和预设反应温度相关,具体地,可基于最低浓度反应物类型和预设反应温度进行蚀刻测试,获取蚀刻速率信息,或者通过调取同类型蚀刻剂的历史蚀刻记录,获取最低浓度反应物类型和预设反应温度所对应的蚀刻速率信息。
根据所述蚀刻剂配方信息,获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量;
根据所述蚀刻剂配方信息,获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量,具体来说,可根据蚀刻剂滴头通过测试获取单滴蚀刻剂的质量。
根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围;
在一个优选实施例中,还包括:
基于预设蚀刻滴液高度,结合所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行待蚀刻晶圆材料的平面区域蚀刻样本采集,生成多个平面区域蚀刻样本,其中,所述多个平面区域蚀刻样本包括多个平面记录蚀刻范围;从所述多个平面记录蚀刻范围提取第一平面记录蚀刻范围和第二平面记录蚀刻范围,基于蚀刻平面和蚀刻剂初始位置进行重合,获取所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围的非重合像素数量比;当所述非重合像素数量比小于或等于非重合像素数量比阈值,将所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围,添加进相同平面蚀刻范围分组;当所述非重合像素数量比大于所述非重合像素数量比阈值,将所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围,添加进不同平面蚀刻范围分组;提取组内蚀刻范围记录数最大值的所述相同平面蚀刻范围分组的任意一个蚀刻范围,设为所述单位流量平面蚀刻预测范围。
根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围,此处进行蚀刻范围预测,是基于晶圆表面是完全的平面的情况下进行预测的,具体过程如下:
基于预设蚀刻滴液高度,预设蚀刻滴液高度是指滴液从蚀刻剂滴头滴落时的滴液高度,只有对滴液高度进行限制,才能保证每个滴液的大小相同,预设蚀刻滴液高度可根据蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量确定,可通过测试采集获取滴液质量为单滴蚀刻剂质量时的滴液高度作为预设蚀刻滴液高度。进一步结合所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行待蚀刻晶圆材料的平面区域蚀刻样本采集,简单来说,就是按照所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量在晶圆样品上进行多次蚀刻试验,生成多个平面区域蚀刻样本,其中,所述多个平面区域蚀刻样本包括多个平面记录蚀刻范围。每个平面记录蚀刻范围均包括蚀刻平面和蚀刻剂初始位置,蚀刻剂初始位置是指蚀刻剂滴落至晶圆样品上的位置,就是没有发生反应时蚀刻剂的覆盖区域位置,蚀刻平面则是指蚀刻反应停止后蚀刻作业完成的区域位置。
从所述多个平面记录蚀刻范围提取任意两个平面记录蚀刻范围记为第一平面记录蚀刻范围和第二平面记录蚀刻范围,基于蚀刻平面和蚀刻剂初始位置进行重合,获取所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围的非重合像素数量比,就是判断蚀刻平面和蚀刻剂初始位置是否完全重合,如果没有完全重合,获取未重合区域的像素数量,可以理解为未重合区域范围大小,然后计算所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围的未重合像素数量比值作为非重合像素数量比。
当所述非重合像素数量比小于或等于非重合像素数量比阈值,非重合像素数量比阈值由本领域技术人员自行设定,比如0.9,就是说,如果非重合像素数量比越接近1,说明所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围的蚀刻范围比较接近,将所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围,添加进相同平面蚀刻范围分组;当所述非重合像素数量比大于所述非重合像素数量比阈值,说明所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围的蚀刻范围差异较大,将所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围,添加进不同平面蚀刻范围分组。基于此,将多个平面记录蚀刻范围进行两两之间非重合像素数量比的比较,得到相同平面蚀刻范围分组和不同平面蚀刻范围分组。
提取组内蚀刻范围记录数最大值的所述相同平面蚀刻范围分组的任意一个蚀刻范围,就是说,通过两两之间非重合像素数量比的比较分析,多次将两个非重合像素数量比小于或等于非重合像素数量比阈值的平面记录蚀刻范围添加至相同平面蚀刻范围分组,在相同平面蚀刻范围分组中选择蚀刻范围记录数最大值对应的蚀刻范围设为所述单位流量平面蚀刻预测范围,由此实现对平面蚀刻下蚀刻剂的蚀刻范围预测,为后续的蚀刻流量控制提供支持,便于提升蚀刻流量控制精度。
根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围;
在一个优选实施例中,还包括:
构建斜面运动距离预测函数:
其中,表征斜面运动预测距离,/>表征重力加速度,/>表征斜面与垂直面的夹角值,/>表征单滴蚀刻剂质量,/>表征蚀刻速率信息,/>表征斜面摩擦系数,表征斜面加速度;基于所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量对斜面摩擦系数进行赋值,生成斜面摩擦系数赋值结果;
结合所述斜面摩擦系数赋值结果和所述斜面运动距离预测函数,基于斜面与垂直面的预设夹角进行斜面运动预测,获取蚀刻剂斜面位置序列和蚀刻剂质量分布序列;基于所述蚀刻剂斜面位置序列和所述蚀刻剂质量分布序列进行蚀刻范围预测,生成所述单位流量斜面蚀刻预测范围。
在一个优选实施例中,还包括:
构建斜面摩擦系数统计公式:
其中,表征斜面摩擦系数,/>表征重力加速度,/>表征斜面与垂直面的夹角记录值,/>表征单滴蚀刻剂在斜面上的运动加速度监测值;
根据所述斜面摩擦系数统计公式,基于所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻样本采集,生成多个斜面夹角记录值和多个蚀刻剂加速度记录值;根据所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值,结合所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数分析,生成摩擦系数赋值结果。
在一个优选实施例中,还包括:
根据所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值,结合所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数统计,生成多个摩擦系数统计值;对所述多个摩擦系数统计值进行方差统计,生成摩擦系数分布方差;当所述摩擦系数分布方差大于或等于方差阈值,删除所述多个摩擦系数统计值的最大值或/和最小值,直到所述摩擦系数分布方差小于所述方差阈值,获取摩擦系数分选结果;对所述摩擦系数分选结果进行均值计算,生成所述摩擦系数赋值结果。
进行蚀刻工艺的过程中,晶圆表面在被蚀刻剂腐蚀后,表面部分区域会变为斜面,再次向同一位置滴入蚀刻剂后,就不能按照单位流量平面蚀刻预测范围进行蚀刻范围预测,否则会导致预测结果不准确,因此,需要根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围,具体过程如下:
首先构建斜面运动距离预测函数:
;
其中,表征斜面运动预测距离,即蚀刻剂滴头的滴液落到晶圆表面上以后的运动距离,/>表征重力加速度,/>表征斜面与垂直面的夹角值,可基于实际情况通过现有的检测仪器检测获取,/>表征单滴蚀刻剂质量,前述步骤中已进得到,/>表征蚀刻速率信息,前述步骤中已进得到,/>表征斜面摩擦系数,/>表征斜面加速度。
基于所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量对斜面摩擦系数进行赋值,生成斜面摩擦系数赋值结果,即斜面摩擦系数与所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量相关,具体赋值过程如下:
首先构建斜面摩擦系数统计公式:
其中,表征斜面摩擦系数,/>表征重力加速度,/>表征斜面与垂直面的夹角记录值,/>表征单滴蚀刻剂在斜面上的运动加速度监测值。根据所述斜面摩擦系数统计公式,基于所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻样本采集,简单来说,在晶圆样品上按照所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面的蚀刻测试,通过蚀刻剂滴管将单滴蚀刻剂滴落至斜面,在这个过程中通过现有的传感器对蚀刻剂的运动加速度、斜面与垂直面的夹角进行监测记录,得到多个斜面夹角记录值和多个蚀刻剂加速度记录值。根据所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值,结合所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数分析,生成摩擦系数赋值结果,由此实现对不同角度的斜面的摩擦系数赋值分析,从而提升斜面蚀刻范围预测准确性,进而提升蚀刻流量控制精度和准确度。
根据所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值,结合所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数分析,生成摩擦系数赋值结果的过程如下:将所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值代入所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数统计,生成多个摩擦系数统计值,对所述多个摩擦系数统计值进行方差计算,以方差统计算结果作为摩擦系数分布方差。方差阈值由本领域技术人员结合历史经验自行设定,摩擦系数分布方差一定是大于等于0的,其越接近0,说明多个摩擦系数统计值的数值差异越小。当所述摩擦系数分布方差大于或等于方差阈值,说明多个摩擦系数统计值的数值差异较大,此时删除所述多个摩擦系数统计值的最大值或/和最小值,然后继续对剩下的摩擦系数统计值进行方差计算,更新摩擦系数分布方差,如果更新的摩擦系数分布方差还是大于或等于方差阈值,继续删除剩下的摩擦系数统计值中的最大值或/和最小值,然后继续更新摩擦系数分布方差,直到所述摩擦系数分布方差小于所述方差阈值,将剩下的摩擦系数统计值作为摩擦系数分选结果,对所述摩擦系数分选结果进行均值计算,以均值计算结果作为所述摩擦系数赋值结果。
进一步地,结合所述斜面摩擦系数赋值结果和所述斜面运动距离预测函数,基于斜面与垂直面的预设夹角进行斜面运动预测,计算得到斜面运动预测距离,预设夹角是指待蚀刻晶圆中的斜面与垂直面的夹角,需要根据实际情况确定,由此获取蚀刻剂斜面位置序列和蚀刻剂质量分布序列。简单来说,刻剂斜面位置仅受力摩擦力、重力、单滴蚀刻剂质量和蚀刻速率信息的影响,当S小于等于0时,则蚀刻剂滴管滴至待蚀刻晶圆表面的滴液不会移动,视为全部的蚀刻剂质量都分布于蚀刻初始位置;当S大于0时,则滴液存在受力方向,结合斜面运动预测距离进行运动距离预测,得到斜面运动预测距离,以斜面运动预测距离上每一个位置顺序连接而成蚀刻剂斜面位置序列,并根据蚀刻速率信息(即蚀刻剂消耗速率)进行蚀刻剂质量分配,获取每一个位置的蚀刻剂质量,生成蚀刻剂质量分布序列。
基于所述蚀刻剂斜面位置序列和所述蚀刻剂质量分布序列进行蚀刻范围预测,生成所述单位流量斜面蚀刻预测范围,简单来说,就是基于预设蚀刻滴液高度,结合所述蚀刻剂斜面位置序列和所述蚀刻剂质量分布序列进行待蚀刻晶圆材料的斜面区域蚀刻样本采集,生成多个斜面区域蚀刻样本,其中,所述多个斜面区域蚀刻样本包括多个斜面记录蚀刻范围。从多个斜面记录蚀刻范围中提取任意两个斜面记录蚀刻范围,基于蚀刻平面和蚀刻剂初始位置进行重合,获取任意两个斜面记录蚀刻范围的斜面非重合像素数量比,当斜面非重合像素数量比小于或等于非重合像素数量比阈值,将任意两个斜面记录蚀刻范围添加进相同斜面蚀刻范围分组;当斜面非重合像素数量比大于非重合像素数量比阈值,将任意两个斜面记录蚀刻范围添加进不同斜面蚀刻范围分组。提取组内蚀刻范围记录数最大值的所述相同斜面蚀刻范围分组的任意一个斜面蚀刻范围,设为所述单位流量斜面蚀刻预测范围。
由此实现对斜面蚀刻下蚀刻剂的范围预测,为后续的蚀刻流量控制提供支持,便于提升蚀刻流量控制精度。
根据所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息;
在一个优选实施例中,还包括:
加载蚀刻剂滴速约束区间;从所述待蚀刻区域坐标集中提取表面坐标,设为一级蚀刻位置约束区间;基于所述一级蚀刻位置约束区间进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻位置时序赋值结果;基于所述蚀刻剂滴速约束区间遍历所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻剂滴数时序赋值结果;基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集;当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集一致,将所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果设为所述蚀刻剂滴数时序信息,将所述一级蚀刻位置时序赋值结果设为所述蚀刻位置时序信息;
其中,基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集,包括:
采集单位流量平面蚀刻范围记录值,单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值,蚀刻剂滴数时序记录值、蚀刻位置时序记录值和蚀刻区域记录值;构建训练损失函数,其中,所述训练损失函数的输出值与蚀刻区域偏离坐标数量正相关;基于长短时记忆神经网络,调取所述单位流量平面蚀刻范围记录值,所述单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值,所述蚀刻剂滴数时序记录值、所述蚀刻位置时序记录值进行训练,获取蚀刻区域映射结果;基于所述训练损失函数,基于所述蚀刻区域记录值,评估所述蚀刻区域映射结果的映射损失值;当所述映射损失值连续预设次数小于或等于映射损失阈值,生成蚀刻区域预测节点,基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成所述一级蚀刻区域预测坐标集。
在一个优选实施例中,还包括:
当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集不一致,且所述一级蚀刻区域预测坐标集包含于所述待蚀刻区域坐标集,基于所述一级蚀刻区域预测坐标集进行二级蚀刻寻优,生成所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息;当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集不一致,且所述一级蚀刻区域预测坐标集不包含于所述待蚀刻区域坐标集,更新所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果,基于所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息。
根据所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息,具体过程如下:
加载蚀刻剂滴速约束区间,蚀刻剂滴速约束区间是指实际蚀刻剂滴管单位时间内的滴数区间,可通过实际测试确定,也可根据同型号的蚀刻剂滴头的历史滴速获取。在蚀刻流量控制过程中,蚀刻剂滴管的滴速一定是在蚀刻剂滴速约束区间内的,因此,进行蚀刻寻优过程中,需要保证滴速在蚀刻剂滴速约束区间范围内。从所述待蚀刻区域坐标集中提取任意位置的位置坐标作为表面坐标,设为一级蚀刻位置约束区间,基于所述一级蚀刻位置约束区间随机提取多个蚀刻位置进行蚀刻位置赋值,得到由多个蚀刻位置组成的一级蚀刻位置时序赋值结果,基于所述蚀刻剂滴速约束区间遍历所述一级蚀刻位置时序赋值结果,对每一个蚀刻位置进行蚀刻剂滴数赋值,保证每一个位置的蚀刻剂滴数在蚀刻剂滴速约束区间内,由此得到所述一级蚀刻位置时序赋值结果对应的一级蚀刻剂滴数时序赋值结果。
基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集。当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集一致,说明所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果与所述一级蚀刻位置时序赋值结果,对应的蚀刻效果较好,满足了蚀刻区域要求,将所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果设为所述蚀刻剂滴数时序信息,将所述一级蚀刻位置时序赋值结果设为所述蚀刻位置时序信息,由此实现蚀刻寻优,便于进行蚀刻流量控制,提升蚀刻流量控制精度。
其中,基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集的过程如下:
采集单位流量平面蚀刻范围记录值、单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值、蚀刻剂滴数时序记录值、蚀刻位置时序记录值和蚀刻区域记录值,单位流量平面蚀刻范围记录值、单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值、蚀刻剂滴数时序记录值、蚀刻位置时序记录值和蚀刻区域记录值均为历史中进行蚀刻工艺时的历史记录。构建训练损失函数,其中,所述训练损失函数的输出值与蚀刻区域偏离坐标数量正相关,即蚀刻区域偏离坐标数量越多,训练损失函数的输出值越大。
基于长短时记忆神经网络,调取所述单位流量平面蚀刻范围记录值、所述单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值、所述蚀刻剂滴数时序记录值、所述蚀刻位置时序记录值进行训练,获取蚀刻区域映射结果,长短时记忆神经网络是一种时间循环神经网络,即上一个节点的输出作为下一个节点的输入,在本实施例中,上一个滴液对应的蚀刻区域作为下一个滴液的蚀刻起点区域,继续进行下一个滴液的蚀刻区域预测,以蚀刻区域记录值作为长短时记忆神经网络的输出,以所述单位流量平面蚀刻范围记录值、所述单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值、所述蚀刻剂滴数时序记录值、所述蚀刻位置时序记录值作为长短时记忆神经网络的输入,对长短时记忆神经网络的进行训练,获得对应的输出结果即为蚀刻区域映射结果,蚀刻区域映射结果与对应的蚀刻区域记录值的百分误差记为训练损失函数的映射损失值。
映射损失阈值由本领域人员自行设定,即允许存在的蚀刻范围误差,当所述映射损失值连续预设次数小于或等于映射损失阈值,预设次数由本领域技术人员自行设定,比如当连续训练100次的映射损失值均小于或等于映射损失阈值,生成蚀刻区域预测节点。在蚀刻区域预测节点下,基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果通过长短时记忆神经网络进行蚀刻区域预测,对一个蚀刻位置的蚀刻区域预测完成后,根据一级蚀刻位置时序赋值结果、一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围进行下一个蚀刻位置的蚀刻区域预测,根据每一个蚀刻位置的蚀刻区域预测结果组成所述一级蚀刻区域预测坐标集。由此实现对蚀刻区域预测的预测,便于进行蚀刻寻优,提升蚀刻流量控制效果。
当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集不一致,且所述一级蚀刻区域预测坐标集包含于所述待蚀刻区域坐标集,即所述一级蚀刻区域预测坐标集是所述待蚀刻区域坐标集的子集,说明虽然所述一级蚀刻区域预测坐标集不满足蚀刻要求,但是并没有超出所述待蚀刻区域坐标集的范围,比如蚀刻深度没有达到要求,可基于所述一级蚀刻区域预测坐标集进行二级蚀刻寻优,更新一级蚀刻剂滴数时序赋值结果,比如增加每一个蚀刻位置对应的蚀刻剂滴数,或者在所述一级蚀刻区域预测坐标集重新选取蚀刻位置,基于此再次生成更新后的一级蚀刻位置时序赋值结果,利用更新后的一级蚀刻剂滴数时序赋值结果和一级蚀刻位置时序赋值结果再次进行蚀刻区域预测,如果更新后的一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集一致,即可得到所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息。
当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集不一致,且所述一级蚀刻区域预测坐标集不包含于所述待蚀刻区域坐标集,即所述一级蚀刻区域预测坐标集不是所述待蚀刻区域坐标集的子集,说明所述一级蚀刻区域预测坐标集超出了所述待蚀刻区域坐标集的蚀刻范围,此时重新基于所述一级蚀刻位置约束区间进行蚀刻位置赋值、基于所述蚀刻剂滴速约束区间遍历更新后的一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻位置赋值,由此更新所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果。基于所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,就是利用更新后的一级蚀刻剂滴数时序赋值结果和一级蚀刻位置时序赋值结果再次进行蚀刻区域预测,如果更新后的一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集一致,即可得到所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息,如果两者不一致,继续进行更新,直至所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息相同。
由此实现对所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息的寻优,便于提升蚀刻流量控制效果。
根据所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息,控制所述蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻。
根据所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息,控制所述蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻,由此实现晶圆蚀刻工艺的流量控制,提升晶圆蚀刻准确性。
基于上述分析可知,本公开提供的一个或多个技术方案,其可达到的有益效果如下:
1.从用户端,获取晶圆蚀刻概念图;构建待蚀刻晶圆数字孪生模型,在虚拟空间坐标系中进行定位,基于晶圆蚀刻概念图进行标记,生成待蚀刻区域坐标集;获取蚀刻剂配方信息,提取最低浓度反应物类型和预设反应温度,标定蚀刻速率信息;根据蚀刻剂配方信息,获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量;根据蚀刻速率信息和单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围;根据蚀刻速率信息和单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围;根据单位流量平面蚀刻预测范围和单位流量斜面蚀刻预测范围,结合待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息;根据蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息,控制蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻。由此通过对晶圆平面及斜面进行蚀刻剂的蚀刻范围预测,进而实现对蚀刻剂滴头的滴液位置和滴数的寻优,从而达到提升流量控制精度和控制准确性,进而提升蚀刻质量的技术效果。
2.根据蚀刻速率信息和单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围,根据蚀刻速率信息和单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围,由此实现对平面蚀刻以及斜面蚀刻下蚀刻剂的蚀刻范围预测,为后续的蚀刻流量控制提供支持,便于根据单位流量平面蚀刻预测范围和单位流量斜面蚀刻预测范围进行蚀刻剂流量的寻优,达到提升蚀刻流量控制精度和控制准确性的技术效果。
3.加载蚀刻剂滴速约束区间;从待蚀刻区域坐标集中提取表面坐标,设为一级蚀刻位置约束区间;基于一级蚀刻位置约束区间进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻位置时序赋值结果;基于蚀刻剂滴速约束区间遍历一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻剂滴数时序赋值结果;基于单位流量平面蚀刻预测范围和单位流量斜面蚀刻预测范围,结合一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集;当一级蚀刻区域预测坐标集与待蚀刻区域坐标集一致,将一级蚀刻剂滴数时序赋值结果设为蚀刻剂滴数时序信息,将一级蚀刻位置时序赋值结果设为蚀刻位置时序信息;基于单位流量平面蚀刻预测范围和单位流量斜面蚀刻预测范围,结合一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集,由此实现对蚀刻区域的预测,便于根据预测结果判断一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、一级蚀刻位置时序赋值结果和蚀刻效果,从而寻优得到最佳的蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息,达到提升蚀刻流量的控制准确性,进而提升蚀刻质量的技术效果。
实施例二
基于与前述实施例中一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法同样的发明构思,如图2所示,本申请还提供了一种晶圆蚀刻工艺的流量控制系统,所述系统包括:
晶圆蚀刻概念图获取模块11,所述晶圆蚀刻概念图获取模块11用于从用户端,获取晶圆蚀刻概念图;
待蚀刻区域坐标集生成模块12,所述待蚀刻区域坐标集生成模块12用于构建待蚀刻晶圆数字孪生模型,在虚拟空间坐标系中进行定位,基于所述晶圆蚀刻概念图进行标记,生成待蚀刻区域坐标集;
蚀刻速率标定模块13,所述蚀刻速率标定模块13用于获取蚀刻剂配方信息,提取最低浓度反应物类型和预设反应温度,标定蚀刻速率信息;
单滴蚀刻剂质量获取模块14,所述单滴蚀刻剂质量获取模块14用于根据所述蚀刻剂配方信息,获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量;
平面区域蚀刻范围预测模块15,所述平面区域蚀刻范围预测模块15用于根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围;
斜面区域蚀刻范围预测模块16,所述斜面区域蚀刻范围预测模块16用于根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围;
蚀刻寻优模块17,所述蚀刻寻优模块17用于根据所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息;
蚀刻控制模块18,所述蚀刻控制模块18用于根据所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息,控制所述蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻。
进一步而言,所述平面区域蚀刻范围预测模块15还用于:
基于预设蚀刻滴液高度,结合所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行待蚀刻晶圆材料的平面区域蚀刻样本采集,生成多个平面区域蚀刻样本,其中,所述多个平面区域蚀刻样本包括多个平面记录蚀刻范围;
从所述多个平面记录蚀刻范围提取第一平面记录蚀刻范围和第二平面记录蚀刻范围,基于蚀刻平面和蚀刻剂初始位置进行重合,获取所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围的非重合像素数量比;
当所述非重合像素数量比小于或等于非重合像素数量比阈值,将所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围,添加进相同平面蚀刻范围分组;
当所述非重合像素数量比大于所述非重合像素数量比阈值,将所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围,添加进不同平面蚀刻范围分组;
提取组内蚀刻范围记录数最大值的所述相同平面蚀刻范围分组的任意一个蚀刻范围,设为所述单位流量平面蚀刻预测范围。
进一步而言,所述斜面区域蚀刻范围预测模块16还用于:
构建斜面运动距离预测函数:
;
其中,表征斜面运动预测距离,/>表征重力加速度,/>表征斜面与垂直面的夹角值,/>表征单滴蚀刻剂质量,/>表征蚀刻速率信息,/>表征斜面摩擦系数,表征斜面加速度;
基于所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量对斜面摩擦系数进行赋值,生成斜面摩擦系数赋值结果;
结合所述斜面摩擦系数赋值结果和所述斜面运动距离预测函数,基于斜面与垂直面的预设夹角进行斜面运动预测,获取蚀刻剂斜面位置序列和蚀刻剂质量分布序列;
基于所述蚀刻剂斜面位置序列和所述蚀刻剂质量分布序列进行蚀刻范围预测,生成所述单位流量斜面蚀刻预测范围。
进一步而言,所述斜面区域蚀刻范围预测模块16还用于:
构建斜面摩擦系数统计公式:
其中,表征斜面摩擦系数,/>表征重力加速度,/>表征斜面与垂直面的夹角记录值,/>表征单滴蚀刻剂在斜面上的运动加速度监测值;
根据所述斜面摩擦系数统计公式,基于所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻样本采集,生成多个斜面夹角记录值和多个蚀刻剂加速度记录值;
根据所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值,结合所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数分析,生成摩擦系数赋值结果。
进一步而言,所述斜面区域蚀刻范围预测模块16还用于:
根据所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值,结合所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数统计,生成多个摩擦系数统计值;
对所述多个摩擦系数统计值进行方差统计,生成摩擦系数分布方差;
当所述摩擦系数分布方差大于或等于方差阈值,删除所述多个摩擦系数统计值的最大值或/和最小值,直到所述摩擦系数分布方差小于所述方差阈值,获取摩擦系数分选结果;
对所述摩擦系数分选结果进行均值计算,生成所述摩擦系数赋值结果。
进一步而言,所述蚀刻寻优模块17还用于:
加载蚀刻剂滴速约束区间;
从所述待蚀刻区域坐标集中提取表面坐标,设为一级蚀刻位置约束区间;
基于所述一级蚀刻位置约束区间进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻位置时序赋值结果;
基于所述蚀刻剂滴速约束区间遍历所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻剂滴数时序赋值结果;
基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集;
当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集一致,将所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果设为所述蚀刻剂滴数时序信息,将所述一级蚀刻位置时序赋值结果设为所述蚀刻位置时序信息;
其中,基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集,包括:
采集单位流量平面蚀刻范围记录值,单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值,蚀刻剂滴数时序记录值、蚀刻位置时序记录值和蚀刻区域记录值;
构建训练损失函数,其中,所述训练损失函数的输出值与蚀刻区域偏离坐标数量正相关;
基于长短时记忆神经网络,调取所述单位流量平面蚀刻范围记录值,所述单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值,所述蚀刻剂滴数时序记录值、所述蚀刻位置时序记录值进行训练,获取蚀刻区域映射结果;
基于所述训练损失函数,基于所述蚀刻区域记录值,评估所述蚀刻区域映射结果的映射损失值;
当所述映射损失值连续预设次数小于或等于映射损失阈值,生成蚀刻区域预测节点,基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成所述一级蚀刻区域预测坐标集。
进一步而言,所述蚀刻寻优模块17还用于:
当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集不一致,且所述一级蚀刻区域预测坐标集包含于所述待蚀刻区域坐标集,基于所述一级蚀刻区域预测坐标集进行二级蚀刻寻优,生成所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息;
当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集不一致,且所述一级蚀刻区域预测坐标集不包含于所述待蚀刻区域坐标集,更新所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果,基于所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息。
前述实施例一中的一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法具体实例同样适用于本实施例的一种晶圆蚀刻工艺的流量控制系统,通过前述对一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法的详细描述,本领域技术人员可以清楚地知道本实施例中一种晶圆蚀刻工艺的流量控制系统,所以为了说明书的简洁,在此不再详述。
应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤,只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法,其特征在于,应用于晶圆蚀刻工艺的流量控制系统,所述系统包括用户端和服务端,所述服务端和晶圆蚀刻装置通信连接,所述晶圆蚀刻装置包括蚀刻剂滴头,包括:
从用户端,获取晶圆蚀刻概念图;
构建待蚀刻晶圆数字孪生模型,在虚拟空间坐标系中进行定位,基于所述晶圆蚀刻概念图进行标记,生成待蚀刻区域坐标集;
获取蚀刻剂配方信息,提取最低浓度反应物类型和预设反应温度,标定蚀刻速率信息;
根据所述蚀刻剂配方信息,获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量;
根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围;
根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围;
根据所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息;
根据所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息,控制所述蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围,包括:
基于预设蚀刻滴液高度,结合所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行待蚀刻晶圆材料的平面区域蚀刻样本采集,生成多个平面区域蚀刻样本,其中,所述多个平面区域蚀刻样本包括多个平面记录蚀刻范围;
从所述多个平面记录蚀刻范围提取第一平面记录蚀刻范围和第二平面记录蚀刻范围,基于蚀刻平面和蚀刻剂初始位置进行重合,获取所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围的非重合像素数量比;
当所述非重合像素数量比小于或等于非重合像素数量比阈值,将所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围,添加进相同平面蚀刻范围分组;
当所述非重合像素数量比大于所述非重合像素数量比阈值,将所述第一平面记录蚀刻范围和所述第二平面记录蚀刻范围,添加进不同平面蚀刻范围分组;
提取组内蚀刻范围记录数最大值的所述相同平面蚀刻范围分组的任意一个蚀刻范围,设为所述单位流量平面蚀刻预测范围。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围,包括:
构建斜面运动距离预测函数:
;
其中,表征斜面运动预测距离,/>表征重力加速度,/>表征斜面与垂直面的夹角值,/>表征单滴蚀刻剂质量,/>表征蚀刻速率信息,/>表征斜面摩擦系数,/>表征斜面加速度;
基于所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量对斜面摩擦系数进行赋值,生成斜面摩擦系数赋值结果;
结合所述斜面摩擦系数赋值结果和所述斜面运动距离预测函数,基于斜面与垂直面的预设夹角进行斜面运动预测,获取蚀刻剂斜面位置序列和蚀刻剂质量分布序列;
基于所述蚀刻剂斜面位置序列和所述蚀刻剂质量分布序列进行蚀刻范围预测,生成所述单位流量斜面蚀刻预测范围。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,基于所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量对斜面摩擦系数进行赋值,生成斜面摩擦系数赋值结果,包括:
构建斜面摩擦系数统计公式:
其中,表征斜面摩擦系数,/>表征重力加速度,/>表征斜面与垂直面的夹角记录值,/>表征单滴蚀刻剂在斜面上的运动加速度监测值;
根据所述斜面摩擦系数统计公式,基于所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻样本采集,生成多个斜面夹角记录值和多个蚀刻剂加速度记录值;
根据所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值,结合所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数分析,生成摩擦系数赋值结果。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值,结合所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数分析,生成摩擦系数赋值结果,包括:
根据所述多个斜面夹角记录值和所述多个蚀刻剂加速度记录值,结合所述斜面摩擦系数统计公式进行摩擦系数统计,生成多个摩擦系数统计值;
对所述多个摩擦系数统计值进行方差统计,生成摩擦系数分布方差;
当所述摩擦系数分布方差大于或等于方差阈值,删除所述多个摩擦系数统计值的最大值或/和最小值,直到所述摩擦系数分布方差小于所述方差阈值,获取摩擦系数分选结果;
对所述摩擦系数分选结果进行均值计算,生成所述摩擦系数赋值结果。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息,包括:
加载蚀刻剂滴速约束区间;
从所述待蚀刻区域坐标集中提取表面坐标,设为一级蚀刻位置约束区间;
基于所述一级蚀刻位置约束区间进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻位置时序赋值结果;
基于所述蚀刻剂滴速约束区间遍历所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻位置赋值,生成一级蚀刻剂滴数时序赋值结果;
基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集;
当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集一致,将所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果设为所述蚀刻剂滴数时序信息,将所述一级蚀刻位置时序赋值结果设为所述蚀刻位置时序信息;
其中,基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成一级蚀刻区域预测坐标集,包括:
采集单位流量平面蚀刻范围记录值,单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值,蚀刻剂滴数时序记录值、蚀刻位置时序记录值和蚀刻区域记录值;
构建训练损失函数,其中,所述训练损失函数的输出值与蚀刻区域偏离坐标数量正相关;
基于长短时记忆神经网络,调取所述单位流量平面蚀刻范围记录值,所述单位流量预设斜度斜面蚀刻范围记录值,所述蚀刻剂滴数时序记录值、所述蚀刻位置时序记录值进行训练,获取蚀刻区域映射结果;
基于所述训练损失函数,基于所述蚀刻区域记录值,评估所述蚀刻区域映射结果的映射损失值;
当所述映射损失值连续预设次数小于或等于映射损失阈值,生成蚀刻区域预测节点,基于所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果进行蚀刻区域预测,生成所述一级蚀刻区域预测坐标集。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括:
当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集不一致,且所述一级蚀刻区域预测坐标集包含于所述待蚀刻区域坐标集,基于所述一级蚀刻区域预测坐标集进行二级蚀刻寻优,生成所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息;
当所述一级蚀刻区域预测坐标集与所述待蚀刻区域坐标集不一致,且所述一级蚀刻区域预测坐标集不包含于所述待蚀刻区域坐标集,更新所述一级蚀刻剂滴数时序赋值结果、所述一级蚀刻位置时序赋值结果,基于所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息。
8.一种晶圆蚀刻工艺的流量控制系统,其特征在于,用于执行权利要求1至7所述的一种晶圆蚀刻工艺的流量控制方法中任意一项方法的步骤,所述系统包括用户端和服务端,所述服务端和晶圆蚀刻装置通信连接,所述晶圆蚀刻装置包括蚀刻剂滴头,所述系统包括:
晶圆蚀刻概念图获取模块,所述晶圆蚀刻概念图获取模块用于从用户端,获取晶圆蚀刻概念图;
待蚀刻区域坐标集生成模块,所述待蚀刻区域坐标集生成模块用于构建待蚀刻晶圆数字孪生模型,在虚拟空间坐标系中进行定位,基于所述晶圆蚀刻概念图进行标记,生成待蚀刻区域坐标集;
蚀刻速率标定模块,所述蚀刻速率标定模块用于获取蚀刻剂配方信息,提取最低浓度反应物类型和预设反应温度,标定蚀刻速率信息;
单滴蚀刻剂质量获取模块,所述单滴蚀刻剂质量获取模块用于,根据所述蚀刻剂配方信息,获取蚀刻剂滴头的单滴蚀刻剂质量;
平面区域蚀刻范围预测模块,所述平面区域蚀刻范围预测模块用于根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行平面区域蚀刻范围预测,生成单位流量平面蚀刻预测范围;
斜面区域蚀刻范围预测模块,所述斜面区域蚀刻范围预测模块用于根据所述蚀刻速率信息和所述单滴蚀刻剂质量进行斜面区域蚀刻范围预测,生成单位流量斜面蚀刻预测范围;
蚀刻寻优模块,所述蚀刻寻优模块用于根据所述单位流量平面蚀刻预测范围和所述单位流量斜面蚀刻预测范围,结合所述待蚀刻区域坐标集进行蚀刻寻优,生成蚀刻位置时序信息和蚀刻剂滴数时序信息;
蚀刻控制模块,所述蚀刻控制模块用于根据所述蚀刻位置时序信息和所述蚀刻剂滴数时序信息,控制所述蚀刻剂滴头对待蚀刻晶圆进行蚀刻。
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