CN117187787A - 薄膜沉积设备及其控制方法以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种薄膜沉积设备的控制方法、一种薄膜沉积设备及一种计算机可读存储介质。所述薄膜沉积设备的控制方法包括以下步骤:获取工艺腔室在标准工况下的腔室阻抗随时间的标准阻抗曲线,以及所述静电卡盘在所述标准工况下的驱动电流随时间的标准电流曲线;向所述工艺腔室放入待加工晶圆,并采集所述工艺腔室在实际工况下的实际阻抗值,以及所述静电卡盘在所述实际工况下的实际驱动电流;响应于所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线,而所述实际阻抗值偏离所述标准阻抗曲线,调节所述静电卡盘的驱动电压;响应于所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线,且所述实际阻抗值符合所述标准阻抗曲线,启动射频电路在所述工艺腔室中形成等离子体。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件的加工技术,尤其涉及一种薄膜沉积设备的控制方法、一种薄膜沉积设备,以及一种计算机可读存储介质。
背景技术
薄膜沉积是将一层薄膜材料沉积在晶圆表面的过程,是半导体加工过程中重要的流程。薄膜沉积设备通常包括工艺腔室、静电卡盘(Electrostatic Chuck,ESC)以及射频电路。在操作期间,射频电路将射频电压施加于工艺腔室中,使被通入的大量反应源气体被电离,以生成等离子体。然而,由于晶圆中心与边缘存在电位差,晶圆上方的等离子体分布不均匀,因此可能导致射频鞘层在边缘处的弯曲或静电卡盘上方电场的不均匀分布,从而降低晶圆的成膜质量。
为了克服现有技术存在的上述缺陷,本领域亟需一种改进的薄膜沉积设备的控制方法,用于保持静电卡盘上方电场均匀分布,从而提升晶圆成膜质量。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览,并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
为了克服现有技术存在的上述缺陷,本发明提供了一种薄膜沉积设备的控制方法、一种薄膜沉积设备及一种计算机可读存储介质,能将实际工况下获取的实际阻抗值和实际驱动电流值与标准工况下获取的标准阻抗曲线和标准电流曲线进行对比,动态调节静电卡盘驱动电压,以调节静电卡盘对待加工晶圆的吸附力,从而保持静电卡盘上方电场均匀分布,并提升晶圆成膜质量。
具体来说,根据本发明的第一方面提供的上述薄膜沉积设备的控制方法包括以下步骤:获取工艺腔室在标准工况下的腔室阻抗随时间的标准阻抗曲线,以及所述静电卡盘在所述标准工况下的驱动电流随时间的标准电流曲线;向所述工艺腔室放入待加工晶圆,并采集所述工艺腔室在实际工况下的实际阻抗值,以及所述静电卡盘在所述实际工况下的实际驱动电流;响应于所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线,而所述实际阻抗值偏离所述标准阻抗曲线,调节所述静电卡盘的驱动电压,以调节所述静电卡盘对所述待加工晶圆的吸附力;以及响应于所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线,且所述实际阻抗值符合所述标准阻抗曲线,启动射频电路在所述工艺腔室中形成等离子体,以对所述待加工晶圆进行薄膜沉积处理。
进一步地,在本发明的一些实施例中,所述获取工艺腔室在标准工况下的腔室阻抗随时间的标准阻抗曲线,以及所述静电卡盘在所述标准工况下的驱动电流随时间的标准电流曲线的步骤包括:将未沉积薄膜且无翘曲的标准晶圆放入所述工艺腔室,并开始记录所述工艺腔室的腔室阻抗;在所述标准晶圆表面施加所述静电卡盘的驱动电压,以吸附所述标准晶圆,并开始记录所述静电卡盘的驱动电流;启动所述射频电路,并在晶圆吸附正常且等离子体正常的工况下,对所述标准晶圆进行薄膜沉积处理;以及在完成所述薄膜沉积处理后,关闭所述射频电路及所述驱动电压,并停止记录所述工艺腔室的腔室阻抗及所述静电卡盘的驱动电流,以获得所述标准阻抗曲线及所述标准电流曲线。
进一步地,在本发明的一些实施例中,所述对所述标准晶圆进行薄膜沉积处理的步骤包括:将放有所述标准晶圆的工艺腔室抽成真空状态,并预加热所述标准晶圆;向所述工艺腔室中通入非主反应源气体;以及在启动所述射频电路向所述工艺腔室中施加射频电压后,向所述工艺腔室中通入主反应源气体,以进行薄膜沉积反应。
进一步地,在本发明的一些实施例中,所述在完成所述薄膜沉积处理后,关闭所述射频电路及所述驱动电压的步骤包括:停止通入所述主反应源气体;待所述工艺腔室中残留的主反应源气体或非主反应源气体耗尽后,断开所述静电卡盘的驱动电压;以及逐渐降低所述射频电路输出的射频电压,直至断开所述射频电路。
进一步地,在本发明的一些实施例中,所述启动射频电路在所述工艺腔室中形成等离子体,以对所述待加工晶圆进行薄膜沉积处理的步骤包括:将放有所述待加工晶圆的工艺腔室抽成真空状态,并预加热所述待加工晶圆;向所述工艺腔室中通入非主反应源气体;以及在启动所述射频电路向所述工艺腔室中施加射频电压后,向所述工艺腔室中通入主反应源气体,以进行薄膜沉积反应。
进一步地,在本发明的一些实施例中,还包括以下步骤:在启动所述射频电路之后,继续采集所述工艺腔室在实际工况下的实际阻抗值,以及所述静电卡盘在所述实际工况下的实际驱动电流。
进一步地,在本发明的一些实施例中,所述在启动所述射频电路之后,继续采集所述工艺腔室在实际工况下的实际阻抗值,以及所述静电卡盘在所述实际工况下的实际驱动电流的步骤包括:连续采集第一数量个实际阻抗值或实际驱动电流的采样点;以及计算其中较后采集的第二数量个采样点的均值,以确定所述实际阻抗值或所述实际驱动电流。
进一步地,在本发明的一些实施例中,还包括以下步骤:响应于所述实际驱动电流在启动所述射频电路之前偏离所述标准电流曲线,输出所述待加工晶圆位置异常的第一报警提示;以及响应于所述实际驱动电流在启动所述射频电路之后偏离所述标准电流曲线,输出所述工艺腔室中等离子体异常的第二报警提示。
进一步地,在本发明的一些实施例中,还包括以下步骤:响应于所述实际驱动电流与所述标准电流曲线的标准值的差异小于或等于预设的电流阈值,判定所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线;以及响应于所述实际驱动电流与所述标准电流曲线的标准值的差异大于所述电流阈值,判定所述实际驱动电流偏离所述标准电流曲线。
进一步地,在本发明的一些实施例中,还包括以下步骤:响应于所述实际阻抗值在所述标准阻抗曲线的预设比例上限及预设比例下限之间,判定所述实际阻抗值符合所述标准阻抗曲线;以及响应于所述实际阻抗值大于所述预设比例上限或小于所述预设比例下限,判定所述实际阻抗值偏离所述标准阻抗曲线。
进一步地,在本发明的一些实施例中,所述响应于所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线,而所述实际阻抗值偏离所述标准阻抗曲线,调节所述静电卡盘的驱动电压,以调节所述静电卡盘对所述待加工晶圆的吸附力的步骤包括:响应于所述实际阻抗值大于所述预设比例上限或小于所述预设比例下限,根据预设的第一步幅步进地增大所述静电卡盘的驱动电压;以及响应于所述实际阻抗值回到所述预设比例上限及预设比例下限之间,根据预设的第二步幅步进地减少所述静电卡盘的驱动电压,直到找到临界的驱动电压。
此外,根据本发明的第二方面提供的上述薄膜沉积设备包括:工艺腔室,其中设有静电卡盘,用于承载并吸附待加工晶圆;射频电路,连接所述工艺腔室,用于在所述工艺腔室中形成等离子体,以对所述待加工晶圆进行薄膜沉积;存储器,其上存储有计算机指令;以及控制器,连接所述静电卡盘、所述射频电路及所述存储器,用于执行所述存储器上存储的计算机指令,以实施本发明第一方面提供的薄膜沉积设备的控制方法。
此外,根据本发明的第三方面提供的上述计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时,实施本发明第一方面提供的薄膜沉积设备的控制方法。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后,能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中,各组件不一定是按比例绘制,并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1示出了根据本发明的一些实施例提供的薄膜沉积设备的示意图。
图2示出了根据本发明的一些实施例提供的获取标准曲线的流程示意图。
图3示出了根据本发明的一些实施例提供的标准阻抗曲线示例图。
图4示出了根据本发明的一些实施例提供的标准电流曲线示例图。
图5示出了根据本发明的一些实施例提供的异常情况下实际驱动电流随时间变化曲线示例图。
图6示出了根据本发明的一些实施例提供的不同驱动电压下实际阻抗值随时间变化曲线示例图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施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示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合优选实施例一起介绍,但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反,结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解,以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外,为了避免混乱或模糊本发明的重点,有些具体细节将在描述中被省略。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外,在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用,其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作,因此不应理解为对本发明的限制。
能理解的是,虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分,这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定,且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此,以下讨论的第一组件、区域、层和/或部分可在不偏离本发明一些实施例的情况下被称为第二组件、区域、层和/或部分。
如上所述,现有的薄膜沉积设备的控制方法会导致晶圆上方的等离子体分布不均匀,进而导致射频鞘层在边缘处的弯曲或静电卡盘上方电场的不均匀分布,从而降低晶圆的成膜质量。
为了克服现有技术存在的上述缺陷,本发明提供了一种薄膜沉积设备的控制方法、一种薄膜沉积设备及一种计算机可读存储介质,能将实际工况下获取的实际阻抗值和实际驱动电流值与标准工况下获取的标准阻抗曲线和标准电流曲线进行对比,动态补偿静电卡盘吸附电压,从而保持静电卡盘上方电场均匀分布,并提升晶圆成膜质量。
在一些非限制性的实施例中,本发明的第一方面提供的上述薄膜沉积设备的控制方法,可以基于本发明的第二方面提供的上述薄膜沉积设备来实施。具体来说,该薄膜沉积设备中可以配置有工艺腔室、射频电路、存储器及控制器。该存储器包括但不限于本发明的第三方面提供的上述计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令。该控制器处理器连接该静电卡盘、该射频电路及该存储器,并被配置用于执行该存储器上存储的计算机指令,以实施本发明的第一方面提供的上述薄膜沉积设备的控制方法。
具体请参考图1,图1示出了根据本发明的一些实施例提供的薄膜沉积设备的示意图。
在图1所示的实施例中,本发明提供的上述薄膜沉积设备中包括工艺腔室1、静电卡盘2、供热系统3、静电卡盘滤波器4、静电卡盘驱动电压源5、集成运算系统6、射频匹配电路7及射频电路8。在此,该供热系统3可以连接静电卡盘2,以提供薄膜沉积反应所需要的温度。该静电卡盘滤波器4用于滤除电源信号中的噪声,以提供稳定的电压。该静电卡盘驱动电压源5经由静电卡盘滤波器4连接静电卡盘2,以提供静电卡盘2对晶圆的吸附力。该集成运算系统6分别连接静电卡盘滤波器4、静电卡盘驱动电压源5及射频匹配电路7,用于采集静电卡盘滤波器4输出端及射频匹配电路7输出端的数据,以运算并控制动态调节静电卡盘驱动电压源5端的输出电压。该射频匹配电路7用于调节电路的阻抗,以确保最大的功率传输和能量转移。该射频电路8经由射频匹配电路7连接工艺腔室1,用于在工艺腔室1中形成等离子体,以对待加工晶圆进行薄膜沉积。
以下将结合一些薄膜沉积设备的控制方法的实施例来描述上述薄膜沉积设备的工作原理。本领域的技术人员可以理解,这些控制方法的实施例只是本发明提供的一些非限制性的实施方式,旨在清楚地展示本发明的主要构思,并提供一些便于公众实施的具体方案,而非限制该薄膜沉积设备的全部功能或全部工作方式。同样地,该薄膜沉积设备也只是本发明提供的一种非限制性的实施方式,不对这些薄膜沉积设备的控制方法中各步骤的执行主体和执行顺序构成限制。
在一些非限制性的实施例中,本发明的第一方面提供的上述薄膜沉积设备的控制方法,可以分为获取标准曲线、获取实际值和对比标准值和实际值三个阶段来实施。技术人员可以首先获取工艺腔室1在标准工况下的腔室阻抗随时间的标准阻抗曲线,以及静电卡盘2在标准工况下的驱动电流随时间的标准电流曲线,再采集工艺腔室1在实际工况下的实际阻抗值,以及静电卡盘2在实际工况下的实际驱动电流,最后将实际工况下获取的实际阻抗值和实际驱动电流值与标准工况下获取的标准阻抗曲线和标准电流曲线进行对比,并根据对比结果调节静电卡盘2的驱动电压,以调节静电卡盘2对待加工晶圆的吸附力。如此,本发明即可在实际工况下获取的实际阻抗值和实际驱动电流值与标准工况下获取的标准阻抗曲线和标准电流曲线相符合的情况下,确认晶圆位置正常且吸附力达标,再对待加工晶圆进行高质量的薄膜沉积处理。
请进一步参考图2,图2示出了根据本发明的一些实施例提供的获取标准曲线的流程示意图。
如图2所示,在获取标准曲线阶段,薄膜沉积设备可以首先将未沉积薄膜且无翘曲的标准晶圆放入工艺腔室1,并开始从射频匹配电路7的输出端,以10ms/采样点的频率探测并记录工艺腔室1的腔室阻抗。然后,薄膜沉积设备可以在标准晶圆表面施加静电卡盘2的驱动电压,以吸附标准晶圆,并开始从静电卡盘滤波器4的输出端,以50ms/采样点的频率探测并记录静电卡盘2的驱动电流。接着,薄膜沉积设备可以启动射频电路8,在晶圆吸附正常且等离子体正常的工况下,对标准晶圆进行薄膜沉积处理,在完成薄膜沉积处理后关闭射频电路8及驱动电压源5,并停止记录工艺腔室1的腔室阻抗及静电卡盘2的驱动电流,以获得上述标准阻抗曲线及标准电流曲线,并将其输入集成运算系统6。
具体来说,在对上述标准晶圆进行薄膜沉积处理的过程中,薄膜沉积设备可以首先将放有标准晶圆的工艺腔室1抽成真空状态,并预加热标准晶圆。然后,薄膜沉积设备可以向工艺腔室1中通入O2、N2、Ar、NH3、N2O等非主反应源气体,并启动射频电路8向工艺腔室1中施加射频电压,以形成等离子体。再之后,薄膜沉积设备可以向工艺腔室1中通入薄膜沉积反应的主反应源气体,以对工艺腔室中的晶圆进行薄膜沉积反应。
进一步地,在完成薄膜沉积处理后关闭射频电路8及驱动电压源5时,薄膜沉积设备可以首先停止通入主反应源气体,然后待工艺腔室1中残留的主反应源气体或非主反应源气体耗尽后,再断开驱动电压源5。再之后,薄膜沉积设备可以逐渐降低射频电路8输出的射频电压,直至断开射频电路8。
如此,薄膜沉积设备即可在关闭射频电路8及驱动电压源5,并停止记录工艺腔室1的腔室阻抗及静电卡盘2的驱动电流后,获得标准阻抗曲线及标准电流曲线。
具体请参考图3及图4。图3示出了根据本发明的一些实施例提供的标准阻抗曲线示例图。图4示出了根据本发明的一些实施例提供的标准电流曲线示例图。
在图3所示的实施例中,通过对三种不同尺寸的标准晶圆施加-800V的驱动电压发现,在对不同尺寸的标准晶圆施加相同的驱动电压,并保证标准被静电卡盘2吸附住时,工艺腔室1的腔室阻抗随时间呈现一致的阻抗曲线。在图4所示的实施例中,通过标准晶圆施加-1000V的驱动电压发现,从静电卡盘滤波器4输出的最大驱动电流值不大于10mA。
之后,在获取待加工晶圆的实际工况的实际测量值的阶段,薄膜沉积设备可以如上所述地将待加工晶圆放入薄膜沉积设备的工艺腔室1,并开始从射频匹配电路7的输出端,以10ms/采样点的频率探测并记录工艺腔室1的腔室阻抗。然后,薄膜沉积设备还可以如上所述地在待加工晶圆表面施加静电卡盘2的驱动电压,以吸附标准晶圆,并开始从静电卡盘滤波器4的输出端,以50ms/采样点的频率探测并记录静电卡盘2的驱动电流。再之后,薄膜沉积设备可以将放有待加工晶圆的工艺腔室1抽成真空状态,并预加热该待加工晶圆,然后向工艺腔室1中通入O2、N2、Ar、NH3、N2O等非主反应源气体。
此时,集成运算系统6可以首次将采集的驱动电流值与预先标定的标准电流曲线进行比较。响应于实际驱动电流在启动射频电路8之前偏离标准电流曲线,薄膜沉积设备可以输出指示待加工晶圆位置异常的第一报警提示,并经由机械臂调节晶圆的位置和/或取出并重新摆放晶圆。
请结合参考图4及图5,图5示出了根据本发明的一些实施例提供的异常情况下实际驱动电流随时间变化曲线示例图。
在图5所示的实施例中,集成运算系统6可以连续采集多个实际驱动电流的采样值。响应于连续出现三个200mA以上的驱动电流采样值,或者连续三个采样点偏离标准电流曲线200%以上,集成运算系统6可以判定工艺腔室1中出现晶圆位置的异常,并输出上述第一报警提示。
反之,若实际驱动电流与标准电流曲线的标准值的差异均在预设的电流阈值范围内(例如:≤200mA,或偏离比例≤200%),集成运算系统6可以判定实际驱动电流符合标准电流曲线,从而允许启动射频电路8向工艺腔室1中施加射频电压,并向工艺腔室1中通入主反应源气体,以进行薄膜沉积反应。
进一步地,在启动射频电路8之后,集成运算系统6还可以继续从射频匹配电路7的输出端,以10ms/采样点的频率采集工艺腔室1在实际工况下的实际阻抗值,并以50ms/采样点的频率从静电卡盘滤波器4的输出端采集静电卡盘2在实际工况下的实际驱动电流,以进行腔室阻抗及驱动电流的持续监控。
具体请参考图6,图6示出了根据本发明的一些实施例提供的不同驱动电压下实际阻抗值随时间变化曲线示例图。
在图6所示的实施例中,集成运算系统6可以连续采集多个实际腔室阻抗的采样值。响应于连续出现三个采样点偏离标准阻抗曲线的预设阈值范围(例如:90%~110%),集成运算系统6可以判定工艺腔室1中出现晶圆吸附的异常,从而调节静电卡盘2对待加工晶圆的吸附力,以保持静电卡盘2上方电场的均匀分布。
具体来说,响应于实际驱动电流符合标准电流曲线,而实际阻抗值偏离标准阻抗曲线,薄膜沉积设备可以根据预设的第一步幅(例如:+100V)步进地增大静电卡盘2的驱动电压。之后,薄膜沉积设备可以再连续采集至少五个实际腔室阻抗的采样点,并比较后面三个点的均值跟标准曲线的差异。如果该均值仍然偏离标准阻抗曲线的预设阈值范围(例如:90%~110%的),则薄膜沉积设备可以继续以+100V的跨度增加静电卡盘的驱动电压,直到采集的实际阻抗值回到上述标准阻抗曲线的预设阈值范围(例如:90%~110%的)之内。
之后,响应于实际阻抗值回到上述标准阻抗曲线的预设阈值范围(例如:90%~110%的)之内,薄膜沉积设备还可以优选地根据预设的第二步幅(例如:-20V)步进地减少静电卡盘2的驱动电压,直到找到使实际阻抗值贴近标准阻抗曲线的90%或110%的临界驱动电压。
如此,通过先以较大的第一步幅快速增大晶圆吸附力,再以较小的第二步幅反向地精确逼近临界吸附力,本发明可以在优先确保晶圆吸附力足以维持静电卡盘2上方电场均匀分布的前提下,进一步防止过大的吸附力导致待加工晶圆背面与加热盘强力摩擦而带来的背面颗粒度问题。
与此同时,在本发明的一些实施例中,集成运算系统6还可以如上所述地在对工艺腔室1中的晶圆进行薄膜沉积的过程中,以50ms/采样点的频率持续监测实际驱动电流是否偏离上述标准电流曲线。
如图5所示,响应于连续出现三个200mA以上的驱动电流采样值,或者连续三个采样点偏离标准电流曲线200%以上,集成运算系统6可以在之前判定工艺腔室1中未出现晶圆位置异常的前提下,进一步判定工艺腔室1中出现等离子体异常,并对应地输出第二报警提示,从而及时提醒技术人员及时关闭、维护相关设备,以避免造成薄膜沉积设备的损坏。
之后,在完成薄膜沉积处理后关闭射频电路8及驱动电压源5时,薄膜沉积设备可以如上所述地先停止通入主反应源气体,然后待工艺腔室1中残留的主反应源气体或非主反应源气体耗尽后,再断开静电卡盘的驱动电压源5。此时,集成运算系统6即可停止采集工艺腔室1的实际阻抗值及,并停止进行阻抗值比对。再之后,薄膜沉积设备可以逐渐降低射频电路8输出的射频电压,直至断开射频电路8。
综上,本发明提供的上述薄膜沉积设备的控制方法、薄膜沉积设备及计算机可读存储介质,均能通过将实际工况下获取的实际阻抗值和实际驱动电流值与标准工况下获取的标准阻抗曲线和标准电流曲线进行对比,动态调节静电卡盘的驱动电压,以调节静电卡盘对待加工晶圆的吸附力,从而提升晶圆成膜质量。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作,但是应理解并领会,这些方法不受动作的次序所限,因为根据一个或多个实施例,一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的,且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此,本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计,而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
Claims (13)
1.一种薄膜沉积设备的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
获取工艺腔室在标准工况下的腔室阻抗随时间的标准阻抗曲线,以及所述静电卡盘在所述标准工况下的驱动电流随时间的标准电流曲线;
向所述工艺腔室放入待加工晶圆,并采集所述工艺腔室在实际工况下的实际阻抗值,以及所述静电卡盘在所述实际工况下的实际驱动电流;
响应于所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线,而所述实际阻抗值偏离所述标准阻抗曲线,调节所述静电卡盘的驱动电压,以调节所述静电卡盘对所述待加工晶圆的吸附力;以及
响应于所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线,且所述实际阻抗值符合所述标准阻抗曲线,启动射频电路在所述工艺腔室中形成等离子体,以对所述待加工晶圆进行薄膜沉积处理。
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述获取工艺腔室在标准工况下的腔室阻抗随时间的标准阻抗曲线,以及所述静电卡盘在所述标准工况下的驱动电流随时间的标准电流曲线的步骤包括:
将未沉积薄膜且无翘曲的标准晶圆放入所述工艺腔室,并开始记录所述工艺腔室的腔室阻抗;
在所述标准晶圆表面施加所述静电卡盘的驱动电压,以吸附所述标准晶圆,并开始记录所述静电卡盘的驱动电流;
启动所述射频电路,并在晶圆吸附正常且等离子体正常的工况下,对所述标准晶圆进行薄膜沉积处理;以及
在完成所述薄膜沉积处理后,关闭所述射频电路及所述驱动电压,并停止记录所述工艺腔室的腔室阻抗及所述静电卡盘的驱动电流,以获得所述标准阻抗曲线及所述标准电流曲线。
3.如权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述对所述标准晶圆进行薄膜沉积处理的步骤包括:
将放有所述标准晶圆的工艺腔室抽成真空状态,并预加热所述标准晶圆;
向所述工艺腔室中通入非主反应源气体;以及
在启动所述射频电路向所述工艺腔室中施加射频电压后,向所述工艺腔室中通入主反应源气体,以进行薄膜沉积反应。
4.如权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述在完成所述薄膜沉积处理后,关闭所述射频电路及所述驱动电压的步骤包括:
停止通入所述主反应源气体;
待所述工艺腔室中残留的主反应源气体或非主反应源气体耗尽后,断开所述静电卡盘的驱动电压;以及
逐渐降低所述射频电路输出的射频电压,直至断开所述射频电路。
5.如权利要求4所述的控制方法,其特征在于,所述启动射频电路在所述工艺腔室中形成等离子体,以对所述待加工晶圆进行薄膜沉积处理的步骤包括:
将放有所述待加工晶圆的工艺腔室抽成真空状态,并预加热所述待加工晶圆;
向所述工艺腔室中通入非主反应源气体;
在启动所述射频电路向所述工艺腔室中施加射频电压后,向所述工艺腔室中通入主反应源气体,以进行薄膜沉积反应。
6.如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,还包括以下步骤:
在启动所述射频电路之后,继续采集所述工艺腔室在实际工况下的实际阻抗值,以及所述静电卡盘在所述实际工况下的实际驱动电流。
7.如所述权利要求6,其特征在于,所述在启动所述射频电路之后,继续采集所述工艺腔室在实际工况下的实际阻抗值,以及所述静电卡盘在所述实际工况下的实际驱动电流的步骤包括:
连续采集第一数量个实际阻抗值或实际驱动电流的采样点;以及
计算其中较后采集的第二数量个采样点的均值,以确定所述实际阻抗值或所述实际驱动电流。
8.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,还包括以下步骤:
响应于所述实际驱动电流在启动所述射频电路之前偏离所述标准电流曲线,输出所述待加工晶圆位置异常的第一报警提示;以及
响应于所述实际驱动电流在启动所述射频电路之后偏离所述标准电流曲线,输出所述工艺腔室中等离子体异常的第二报警提示。
9.如权利要求8所述的控制方法,其特征在于,还包括以下步骤:
响应于所述实际驱动电流与所述标准电流曲线的标准值的差异小于或等于预设的电流阈值,判定所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线;以及
响应于所述实际驱动电流与所述标准电流曲线的标准值的差异大于所述电流阈值,判定所述实际驱动电流偏离所述标准电流曲线。
10.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,还包括以下步骤:
响应于所述实际阻抗值在所述标准阻抗曲线的预设比例上限及预设比例下限之间,判定所述实际阻抗值符合所述标准阻抗曲线;以及
响应于所述实际阻抗值大于所述预设比例上限或小于所述预设比例下限,判定所述实际阻抗值偏离所述标准阻抗曲线。
11.如权利要求10所述的控制方法,其特征在于,所述响应于所述实际驱动电流符合所述标准电流曲线,而所述实际阻抗值偏离所述标准阻抗曲线,调节所述静电卡盘的驱动电压,以调节所述静电卡盘对所述待加工晶圆的吸附力的步骤包括:
响应于所述实际阻抗值大于所述预设比例上限或小于所述预设比例下限,根据预设的第一步幅步进地增大所述静电卡盘的驱动电压;以及
响应于所述实际阻抗值回到所述预设比例上限及预设比例下限之间,根据预设的第二步幅步进地减少所述静电卡盘的驱动电压,直到找到临界的驱动电压。
12.一种薄膜沉积设备,其特征在于,包括:
工艺腔室,其中设有静电卡盘,用于承载并吸附待加工晶圆;
射频电路,连接所述工艺腔室,用于在所述工艺腔室中形成等离子体,以对所述待加工晶圆进行薄膜沉积;
存储器,其上存储有计算机指令;以及
控制器,连接所述静电卡盘、所述射频电路及所述存储器,用于执行所述存储器上存储的计算机指令,以实施如权利要求1~11中任一项所述的薄膜沉积设备的控制方法。
13.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,所述计算机指令被处理器执行时,实施如权利要求1~11中任一项所述的薄膜沉积设备的控制方法。
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CN202311137731.6A CN117187787A (zh) | 2023-09-04 | 2023-09-04 | 薄膜沉积设备及其控制方法以及存储介质 |
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