FR3036200A1 - Methode de calibration pour equipements de traitement thermique - Google Patents

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Abstract

Méthode de calibration pour déterminer des corrections de consignes de température à appliquer aux consignes nominales de chacune des N zones de chauffe d'un équipement de traitement thermique présentant L emplacements de substrat ; l'équipement de traitement thermique et les consignes nominales définissent un procédé visant à établir une caractéristique cible de substrat. La méthode est remarquable en ce qu'elle comprend les étapes suivantes : • établissement d'un modèle de sensibilité reliant des variations de la caractéristique de substrat en chacun de M emplacements représentatifs des L emplacements, à des variations de consignes de température appliquées en chacune des N zones de chauffe ; les variations traduisant respectivement des écarts vis-à-vis de la caractéristique cible et vis-à-vis des consignes nominales ; • mise en œuvre du procédé sur l'équipement de traitement thermique et à partir des consignes nominales ; • mesure de la caractéristique de substrat au moins en un emplacement de mesure représentatif de chaque zone de chauffe de l'équipement, pour fournir M mesures; • détermination des corrections de consignes de température à partir du modèle de sensibilité, des mesures et de la caractéristique de substrat cible.

Description

1 METHODE DE CALIBRATION POUR EQUIPEMENTS DE TRAITEMENT THERMIQUE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine de la micro- électronique et des micro-technologies. Plus particulièrement, l'invention concerne les procédés de traitement thermique et en particulier les traitements thermiques appliqués à des plaques de silicium ou de SOI (acronyme de « Silicon On Insulator » selon la terminologie anglo-saxonne, ou « silicium sur isolant» en français).
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Les procédés micro-électroniques de traitements thermiques, permettant l'élaboration de diverses couches (par exemple, d'oxyde de silicium) ou le traitement de surface de substrats, 20 visent des paramètres de plus en plus sévères d'uniformité. En effet, l'évolution de la micro-électronique implique la réduction des dimensions caractéristiques des composants, dans le but d'améliorer à la fois la densité d'intégration et la rapidité 25 des circuits ; en parallèle, le diamètre des plaques de silicium et/ou de SOI augmente, passant de 200mm à 300mm et même 450mm, dans le but de fabriquer toujours plus de puces par plaque. Le besoin est donc d'obtenir des couches toujours plus fines, d'épaisseur toujours plus contrôlée et uniforme sur des surfaces 30 toujours plus grandes. Les procédés de traitements thermiques sont donc confrontés à la non uniformité des réactions prenant place au sein du réacteur de l'équipement. Cette non uniformité peut avoir 35 plusieurs origines : - la non uniformité intrinsèque de l'équipement, liée, 3036200 2 par exemple, à la puissance non uniforme des zones de chauffe, à la précision intrinsèque des capteurs de température, à la forme du réacteur, aux flux variables des gaz, etc. 5 - la variation de la cinétique de la réaction attendue au sein du réacteur par effet dilutif (c'est-à-dire par appauvrissement du (des) réactant(s)), ou par effet inhibiteur (c'est-à-dire par augmentation de la concentration des résidus de la réaction). 10 Les équipements de traitements thermiques habituellement utilisés dans l'industrie micro-électronique sont constitués de réacteurs de grande dimension, pouvant contenir une grande quantité de substrats (communément jusqu'à 200). Du fait de leurs 15 dimensions, ce type d'équipements comporte plusieurs éléments chauffants disposés régulièrement le long du réacteur ; ces éléments déterminent plusieurs zones de chauffe. Les consignes de température appliquées à chacune des zones de chauffe d'un équipement de traitement thermique définissent un procédé qui vise à établir une caractéristique de substrat cible. Cette caractéristique de substrat cible peut être une épaisseur de couche déterminée (par exemple un oxyde), ou une valeur de rugosité de surface inférieure à un seuil déterminé.
Pour les procédés les plus exigeants en terme de caractéristique de substrat, il est usuel d'apporter des corrections de consignes dans chacune des zones de chauffe, lors de l'optimisation initiale du procédé ou encore entre deux mises en oeuvre du procédé quand une dérive de la caractéristique est observée. Cette étape de correction est généralement appelée « calibration ». Une méthode de calibration typiquement utilisée est basée 35 sur une relation empirique liant globalement la température et la caractéristique de substrat en question. Ainsi, lorsque la 3036200 3 caractéristique de substrat est une épaisseur d'oxyde générée lors du traitement thermique, il est établi de manière empirique que, pour un procédé donné, un écart de température déterminé DT vis-à-vis de la température nominale génère un écart d'épaisseur 5 d'oxyde DX. En cas de dérive observée sur la caractéristique de substrat après la réalisation d'un procédé, l'opérateur apporte des corrections approximatives aux consignes de température de toutes les zones de chauffe, en se basant sur cette relation globale, de sorte à compenser cette dérive. Cette méthode 10 purement manuelle, dépend de l'appréciation de l'opérateur en charge de la calibration de l'équipement : selon le ou les DX mesuré(s) sur les plaques traitées dans différentes positions du four, la valeur de correction DT apportée pourra varier selon l'expérience de cet opérateur. Or certains procédés 15 microélectroniques exigeants ne peuvent pas tolérer un niveau d'approximation sur le résultat obtenu car le rendement de l'opération s'en trouve fortement impacté. Par ailleurs, cette méthode fonctionne imparfaitement. En 20 effet, elle ne tient pas compte du fait que les zones de chauffe ne sont pas indépendantes les unes des autres. Appliquer un DT1 à une première zone de chauffe peut influencer une ou plusieurs zones de chauffe i de l'équipement. Plus les corrections de consignes seront importantes, plus l'influence mutuelle des zones 25 de chauffe perturbera le résultat final en générant un écart significatif versus le résultat attendu par l'opérateur suite à ses corrections de consignes de température. L'invention vise à remédier aux différents inconvénients de 30 l'art antérieur présenté ci-dessus. Un objet de la présente invention est notamment de fournir une méthode fiable de calibration d'un procédé mis en oeuvre sur un équipement de traitement thermique.
Un autre objet de la présente invention est de fournir une 3036200 4 méthode de calibration automatisée afin de la rendre plus industrielle et compatible avec des besoins de production en forts volumes.
5 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION L'invention concerne une méthode de calibration pour déterminer des corrections de consignes de température à 10 appliquer aux consignes nominales de chacune des N zones de chauffe d'un équipement de traitement thermique présentant L emplacements de substrat ; l'équipement de traitement thermique et les consignes nominales définissent un procédé visant à établir une caractéristique cible de substrat. La méthode est 15 remarquable en ce qu'elle comprend les étapes suivantes : - établissement d'un modèle de sensibilité reliant des variations de la caractéristique de substrat en chacun de M emplacements représentatifs des L emplacements, à des variations de consignes de température appliquées en 20 chacune des N zones de chauffe ; les variations traduisant respectivement des écarts vis-à-vis de la caractéristique cible et vis-à-vis des consignes nominales ; - mise en oeuvre du procédé sur l'équipement de traitement thermique et à partir des consignes nominales ; 25 - mesure de la caractéristique de substrat au moins en un emplacement de mesure représentatif de chaque zone de chauffe de l'équipement, pour fournir M mesures; - détermination des corrections de consignes de température à partir du modèle de sensibilité, des mesures et de la 30 caractéristique de substrat cible. Selon des caractéristiques avantageuses de l'invention, prises séparément ou combinées les unes aux autres : - l'étape de détermination est suivie d'une étape de mise en 35 oeuvre du procédé sur l'équipement de traitement thermique à partir des consignes nominales corrigées des corrections de 3036200 5 consignes de température ; - les corrections de consignes sont définies comme les variations de consignes qui, appliquées au modèle, 5 conduisent à compenser l'écart entre les mesures et la caractéristique cible ; - l'étape de détermination des corrections de consignes est réalisée lorsque l'écart entre les mesures et la 10 caractéristique cible est supérieur à un seuil déterminé ; - le modèle de sensibilité est établi par application d'une même variation de consigne de température, séparément et successivement en chaque zone de chauffe, les autres zones 15 de chauffe étant maintenues à leurs consignes nominales ; - le modèle de sensibilité comprend une matrice de sensibilité Sil, déterminée par : (AxAT:)i - Sil= ATi , où 1 < < N et 1 < j < M et 20 - (LUATi)i est la variation de la caractéristique X de substrat situé en un emplacement de mesure j de l'équipement de traitement thermique, pour une variation ATi de température appliquée à la zone i de chauffe ; 25 - le modèle de sensibilité comprend une matrice de gains définie à partir de la matrice de sensibilité normalisée selon l'équation : - G. u 30 - dans laquelle la matrice de normalisation est S- = omATIoi ATN , où : - (AXATN)j est la variation de la caractéristique X de substrat situé en un emplacement de mesure j de l'équipement de traitement thermique, pour une 35 variation ATA, de température appliquée aux N zones de 3036200 6 chauffe ; - la matrice de normalisation est S= .7 où .7 est la moyenne des termes de Si sur tous les emplacement de mesure j de 5 l'équipement de traitement thermique ; - la détermination des corrections de consignes comprend la minimisation du résidu ri selon l'équation : O ri = Gij X(c or r) Axjdans laquelle : 10 0 (Tcorr)± est la correction de consigne de température à appliquer dans la zone de chauffe i ; o DXj est l'écart entre la mesure en un emplacement de mesure j de l'équipement de traitement 15 thermique et la caractéristique cible ; - la détermination des corrections de consignes comprend la minimisation d'un résidu global R, défini comme la somme des carrés des résidus ri pour chaque emplacement de mesure 20 j de l'équipement de traitement thermique ; - les corrections de consignes sont automatiquement envoyées à l'interface de contrôle de l'équipement de traitement thermique au lancement du procédé.
25 La méthode de calibration selon l'invention permet ainsi une détermination automatique des corrections de consignes à appliquer en cas de dérive d'un procédé de traitement thermique, basée sur un modèle de sensibilité préalablement établi pour 30 l'équipement et le procédé considérés. Cette méthode ne dépend pas de l'appréciation d'un individu et prend en considération l'influence mutuelle des différentes zones de chauffe de l'équipement de traitement thermique. Cette méthode de calibration est compatible avec une gestion et 35 un contrôle industriels d'un parc de plusieurs équipements de 3036200 7 traitement thermique, en environnement de production à fort volume. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, prises séparément ou combinées les unes aux autres : 5 - la valeur mesurée de la caractéristique de substrat est un point de mesure sur le substrat ou une moyenne de points de mesure sur le substrat ; 10 - la caractéristique de substrat est une épaisseur d'oxyde généré sur le substrat au cours du procédé ; - la caractéristique de substrat est une épaisseur dissoute d'oxyde enterré d'un substrat SOI au cours du procédé ; 15 - la caractéristique de substrat est une épaisseur restante d'oxyde enterré d'un substrat SOI après le procédé ; - la caractéristique de substrat est la rugosité de surface 20 du substrat, obtenue après le procédé ; BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
30 Figure 1 : Equipement de traitement thermique comportant plusieurs zones de chauffe et plusieurs emplacements de substrats. Figure 2 (a) à (e) : Représentation graphique des gains établis 35 en chaque emplacement de mesure j, pour une variation de consigne de température appliquée séparément et successivement à chaque 3036200 8 zone de chauffe i, définis pour un procédé donné dans un équipement de traitement thermique. Figure 3 : Profil de mesure de la caractéristique X de substrats 5 issus de M emplacements, après un procédé donné dans l'équipement de traitement thermique (dit « avant calibration ») ; et profil de mesure de cette même caractéristique X de substrats issus de M emplacements, après application de la méthode de calibration selon l'invention au procédé (dit « après calibration »).
10 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Un équipement de traitement thermique 1 est habituellement 15 constitué d'un réacteur 3 de grande taille, dans lequel un support de chargement 4 peut recevoir un grand nombre de substrats à traiter : nous considèrerons par la suite que le nombre d'emplacements de substrat 5 est L. Habituellement, dans des fours horizontaux ou verticaux, L peut aller de 50 à 200.
20 La taille du réacteur 3 impose également d'avoir plusieurs zones de chauffe 2 le long de celui-ci, afin de pouvoir régler plus finement les consignes de température et obtenir des profils de température plus uniformes sur toute la longueur du réacteur 3, c'est-à-dire pour tous les emplacements L de substrat 5. Nous 25 considèrerons par la suite que le nombre de zones de chauffe 2 au niveau du réacteur du four 3 est N. Habituellement, N varie de 3 à 6. Chaque procédé de traitement thermique vise à établir une 30 caractéristique cible de substrat. A titre d'exemple, un procédé donné aurait pour cible la formation d'un oxyde de 200nm sur un substrat de silicium. La caractéristique cible de substrat est ici l'épaisseur d'oxyde de 200nm. Le procédé est également caractérisé par les paramètres de 35 température, de débits de gaz et de temps définis et enregistrés dans la recette du four, relative à ce procédé. A titre 3036200 9 d'exemple, un procédé donné est un procédé d'oxydation à 950°C, comportant des rampes de montée et descente en température à 5°/min sous atmosphère neutre d'argon puis un palier à 950°C pendant 30min sous atmosphère oxydante humide. A l'établissement 5 du procédé, on définit les paramètres nominaux qui permettent l'obtention de la caractéristique cible de substrat, sur tous les emplacements L de substrat. Parmi ces paramètres nominaux, on trouve notamment les consignes nominales de température pour chacune des N zones de chauffe.
10 Comme pour tout procédé, il est habituel de définir des seuils ou limites au-delà desquels la caractéristique de substrat obtenue par le procédé n'est plus à l'objectif et nécessite une nouvelle calibration de la recette. Ces limites sont habituellement appelées limites de contrôle ; elles permettent de 15 réagir rapidement face à des dérives naturelles ou inhabituelles de l'équipement de traitement thermique. Après la réalisation d'un procédé de traitement thermique, une étape de mesure de la caractéristique de substrat est 20 effectuée, pour établir la performance du procédé : cette étape permet de vérifier que la caractéristique est toujours à la cible, c'est à dire dans les limites de contrôle définies pour ce procédé. L'étape de mesure peut être réalisée sur l'ensemble des substrats traités, issus des L emplacements répartis sur la 25 longueur du réacteur. De manière avantageuse, pour limiter le temps de cette étape, la mesure est réalisée sur un nombre plus limité M de substrats traités. Les M emplacements de mesure sont sélectionnés de sorte que le profil de mesure obtenu soit représentatif de la performance du procédé quant à la 30 caractéristique de substrat, sur toute la longueur du réacteur. Avantageusement, les M substrats mesurés sont également issus d'emplacements du fours représentatifs des N zones de chauffe. Typiquement, les M emplacements seront régulièrement répartis sur toute la longueur du réacteur.
35 3036200 10 Lorsqu'une dérive est observée sur la caractéristique de substrat à la suite de la réalisation d'un procédé, il est nécessaire de déterminer les corrections de consignes de température à rentrer sur l'équipement avant le prochain 5 lancement du procédé, pour compenser la dérive et revenir à la caractéristique cible. La méthode de calibration selon l'invention permet de déterminer les corrections de consignes de température à 10 appliquer aux consignes nominales de chacune des N zones de chauffe d'un équipement de traitement thermique présentant L emplacements de substrat. La première étape de cette méthode consiste en 15 l'établissement d'un modèle de sensibilité, pour un procédé donné, reliant, pour chacun des M emplacements de mesure, des variations de la caractéristique de substrat à des variations de consignes de température, appliquées individuellement aux N zones de chauffe.
20 Le procédé générant la caractéristique cible de substrat est initialement défini par des paramètres nominaux, parmi lesquels, les consignes de températures dans chacune des N zones de chauffe. On applique une variation AT de consigne de température à une première zone de chauffe, les autres zones de chauffe 25 conservant leurs consignes nominales propres. On applique ce procédé à des substrats, répartis dans les L emplacements du réacteur ou au moins dans les M emplacements de mesure. Ces substrats constituent habituellement des substrats tests pour l'établissement du modèle de sensibilité. On réalise ensuite la 30 mesure de la caractéristique de substrat sur les substrats traités. Avantageusement, la mesure est faite sur M substrats issus d'emplacements du fours représentatifs des N zones de chauffe, M étant inférieur ou égal à L. Les M emplacements de mesure choisis sont également représentatifs de toute la longueur 35 du réacteur c'est-à-dire, représentatifs des L emplacements du réacteur. A titre d'exemple, 25 emplacements de mesure seront 3036200 11 choisis, uniformément répartis sur toute la longueur du réacteur comportant 150 emplacements. Les M mesures de la caractéristique X de substrat, comparées à la caractéristique cible obtenue avec les paramètres nominaux, 5 permettent de calculer la variation de la caractéristique AX en chacun des M emplacements mesurés, pour une variation AT de consigne de température dans la première zone de chauffe, les autres zones de chauffes conservant leurs consignes nominales. Cette première série de données de variations, reliant les 10 variations de la caractéristique X de substrat sur M emplacements du four à la variation de consigne de température appliquée individuellement à la première zone de chauffe, permet d'alimenter le modèle de sensibilité. Une seconde série de données est ensuite générée, en 15 appliquant cette fois la variation de consigne de température à une deuxième zone de chauffe, toutes les autres zones conservant leurs consignes nominales propres, et en réitérant le procédé et la mesure subséquente. Il en va de même pour chaque zone i de chauffe, i étant compris entre 1 et N.
20 A ce stade, on peut définir, pour un procédé donné, une matrice dite de sensibilité, Sii constituée de i lignes (i étant compris entre 1 et N) et j colonnes (j étant compris entre 1 et M), comportant N x M termes définis par : G1XAT/ $ = ATi 25 Chaque terme de la matrice de sensibilité est donc le rapport entre la variation de la caractéristique en l'emplacement j induite par la variation de consigne de température de la zone i de chauffe GUATI, et ladite variation de consigne ATi. Cette matrice de sensibilité constitue l'un des éléments 30 importants du modèle de sensibilité. Un autre élément constitutif du modèle de sensibilité est la matrice de normalisation, dépendante elle-aussi du procédé. Pour établir cette dernière, on applique la variation de consigne de 3036200 12 température AT à toutes les N zones de chauffe simultanément, et on réitère le procédé et les M mesures de la caractéristique de substrat. Cela permet l'obtention de la variation de la 5 caractéristique en chacun des M emplacements mesurés, pour la variation AT de consigne de température appliquée simultanément dans les N zones de chauffe. La matrice de normalisation, Si constituée de j colonnes (j étant compris entre 1 et M), comporte M termes définis par : = ATN 10 Chaque terme de la matrice de normalisation est donc le rapport entre la variation de la caractéristique en l'emplacement j induite par la variation de consigne de température des N zones de chauffe (AXATN)i, et ladite variation de consigne ATN.
15 Les matrices de sensibilité et de normalisation définies pour un procédé donné, sont utilisées pour établir la matrice de gain, rapport entre ces 2 matrices, définie par : 1 Gij= Siix-- s. Cette matrice de gain, sans dimension, traduit l'impact de variations de consignes dans les différentes zones de chauffe sur 20 le profil de la caractéristique pour un procédé donné : le profil dans le présent contexte est défini par les valeurs de la caractéristique X de substrats issus des différents emplacements M de mesure, sur toute la longueur du réacteur de l'équipement de traitement thermique.
25 Plus l'amplitude du gain est importante (avec une valeur supérieure ou inférieure à 0) en un emplacement de substrat donné, plus une variation de consigne de température appliquée dans la zone de chauffe considérée induit une variation forte de la caractéristique du substrat traité dans l'emplacement donné. 30 (AXATN)i A ce stade, les éléments constitutifs du modèle de sensibilité, pour un procédé donné, sont établis.
3036200 13 Après la mise en oeuvre du procédé et la mesure subséquente de la caractéristique de substrat, si une dérive de la caractéristique de substrat est observée, c'est-à-dire que 5 l'écart entre la caractéristique mesurée en au moins un emplacement j et la caractéristique cible est supérieur à la limite de contrôle définie pour ce procédé, l'étape de détermination des corrections de consignes de la méthode de calibration selon l'invention est implémentée.
10 Cette étape consiste à comparer le profil de dérive de la caractéristique et un profil de variation de la caractéristique 15 basé sur la matrice de gain couplée à des variations AX de consignes variables. Pour cela, on s'appuie sur la relation suivante : rj = [131 - [A] = [Gij x(ATcorr)iil - dérive de la Le terme A correspond au profil entre la mesure en caractéristique, dans lequel AX.i est l'écart de S 1 un emplacement de mesure j de l'équipement de traitement thermique et la caractéristique cible ; cet écart est normalisé 20 par Si, matrice de normalisation précédemment définie. Le terme B correspond au profil de variation de la caractéristique basé sur la matrice de gain Gi couplée à des variations de consignes variables (ATcorr)i en chaque zone i de chauffe.
25 L'objectif est de minimiser le résidu ri entre ces deux termes, en faisant varier (ATcorr)i , c'est-à-dire en testant différentes combinaisons de variations de consignes qui, d'après la matrice de gain établie pour le procédé, permettrait de compenser l'écart entre la caractéristique mesurée et la caractéristique cible, en 30 chaque emplacement j. Pour définir les variations de consignes optimales pour les M emplacements de substrat, le calcul de minimisation des résidus est effectué sur le résidu global R, défini comme étant le carré 3036200 14 des résidus ri en chaque emplacement j. Les variations de consignes optimales obtenues (3.T'')i représentent les corrections de consigne de température à appliquer dans les zones i de chauffe. C'est le résultat de l'étape de détermination de la 5 méthode de calibration. Selon un premier mode de réalisation, l'étape de détermination des corrections est issue d'un logiciel mettant en oeuvre une méthode d'optimisation numérique bien connue en soi 10 (par exemple la méthode du gradient). Suite à la mesure des caractéristiques de substrat, l'opérateur rentre la référence du procédé utilisé, les mesures obtenues et lance un programme de calcul effectuant cette étape de détermination des corrections. Le programme comprend notamment la matrice de gain prédéfinie 15 pour ledit procédé. Les corrections à apporter pour les N zones de chauffe s'affichent à l'écran permettant à l'opérateur de rentrer celles-ci dans l'équipement de traitement thermique. Selon un second mode de réalisation, les corrections déterminées par le logiciel lors de cette étape de détermination 20 sont automatiquement transmises de l'interface logicielle à l'interface de contrôle de l'équipement de traitement thermique, évitant toute saisie manuelle. Enfin, selon un troisième mode de réalisation, un système d'automation relie les différents équipements : l'équipement de 25 traitement thermique, l'équipement de mesure et l'interface logicielle apte à réaliser l'étape de détermination des corrections. Les substrats traités, souvent regroupés par lots de 25, sont mesurés. Le code barre de chaque lot portent les informations du procédé via le système de gestion de production 30 (MES : « Manufacturing execution system »). Une étape de contrôle automatique est effectuée suite à la mesure, vérifiant l'écart entre la valeur de la caractéristique obtenue et la caractéristique cible. Si l'écart est au-delà des limites de contrôle fixées, une routine lance le logiciel de calcul : les 35 données de mesure sont récupérées de l'équipement de mesure, la matrice de gain relative au procédé appelé (lequel fait partie 3036200 15 des informations portées par le lot) est utilisée. Quand le calcul est terminé, la routine communique les corrections de consignes à l'interface de contrôle du four.
5 Exemple 1 : Parmi les traitements usuels de finition appliqués aux substrats SOI, on connaît les traitements de recuit lissant consistant à exposer la couche supérieure de silicium à une 10 atmosphère neutre ou réductrice portée à une température élevée, typiquement supérieure à 1100°C. Ce traitement permet entre autres, par reconstruction de surface, de réduire la rugosité de la couche exposée à l'atmosphère haute température. Ce traitement modifie également par effet de dissolution 15 d'oxyde, les caractéristiques de la couche diélectrique sous- jacente, telles que son épaisseur. Ce phénomène est notamment reporté dans le document « Novel trends in SOI Technology for CMOS applications » de O. Kononchuck et Al. paru dans la revue Solid State Phenomena, volume 156 - 158 (2010) p 69 à 76. Ce 20 document explique en effet que, dans l'atmosphère de traitement neutre ou réductrice à haute température, les atomes d'oxygène de la couche diélectrique sont susceptibles de diffuser à travers la couche supérieure et de réagir avec la surface de celle-ci pour produire des espèces volatiles qui sont évacuées par l'atmosphère 25 du four. Parmi les différentes caractéristiques de substrat contrôlées après ce type de traitement, la perte en épaisseur de l'oxyde enterré de la structure SOI en est une importante.
30 La perte en épaisseur de l'oxyde enterré est mesurée en plusieurs points sur le substrat traité, par exemple en 40 points. Une valeur moyenne est extraite de ces mesures, elle correspond à la caractéristique de substrat contrôlée pour ce procédé. Elle doit typiquement être comprise entre des limites de 35 contrôle, définies pour ce procédé selon une loi normale à +/- 3 sigma, bien connu de l'homme du métier.
3036200 16 Dans le type d'équipement de traitement thermique considéré pour ce procédé, le nombre d'emplacements de substrat est typiquement 150 et le nombre de zones de chauffe est typiquement 5, comme représenté sur la figure 1.
5 L'élaboration du modèle de sensibilité se fait à partir de 25 emplacements de mesure, régulièrement répartis tout le long du réacteur du four et représentant correctement les 5 zones de chauffe. Les matrices de sensibilité et de normalisation ont été 10 définies pour une variation de consigne de température AT égale à 3°C. Cette variation a été choisie du fait qu'elle correspond à la gamme de correction attendue pour ce type de procédé ; ainsi, le modèle de sensibilité est élaboré dans la gamme de variation adéquate et assure une meilleure précision.
15 La figure 2 montre une représentation graphique de la matrice de gain obtenue pour ce procédé. Le gain est exprimé en ordonnées, pour chaque emplacement de mesure noté en abscisses. Chaque courbe (a) à (e) représente le gain obtenu lors de l'application d'une variation de consigne de température de 3°C 20 dans une zone de chauffe i donnée (i de 1 à 5). Par exemple, la courbe en figure 2 (b) correspond à l'application de la variation de consigne de température dans la deuxième zone de chauffe (i=2), les autres zones de chauffe ayant conservé leurs consignes nominales propres.
25 Plus l'amplitude du gain est importante (avec une valeur supérieure ou inférieure à 0) en un emplacement de substrat donné, plus une variation de consigne de température appliquée dans la zone de chauffe considérée induit une variation forte de la caractéristique du substrat traité dans l'emplacement donné.
30 La figure 3 illustre un cas de dérive de la caractéristique de substrat pour le procédé de dissolution considéré. La courbe avec des carrés vides montre un écart significatif entre la perte d'épaisseur d'oxyde mesurée et la perte d'épaisseur d'oxyde cible 35 (représenté en unité arbitraire en ordonnées), en plusieurs 3036200 17 emplacements de mesure. Cet écart est supérieur aux limites de contrôle définies pour ce procédé (notées en traits pointillés). La méthode de calibration selon l'invention est alors mise 5 en oeuvre, pour déterminer les corrections de consigne de température à appliquer pour compenser cet écart et revenir dans les limites de contrôle du procédé, le plus proche possible de la caractéristique cible : la courbe résultante sur la figure 3 doit donc être le plus proche possible de O.
10 Les caractéristiques de substrat mesurées sont injectées dans le logiciel de calcul qui, faisant appel à la matrice de gain relative au procédé considéré, produit les corrections de consignes permettant de compenser au mieux l'écart constaté de caractéristique. Ces corrections sont ensuite entrées dans 15 l'interface de contrôle de l'équipement de traitement thermique avant de relancer un nouveau procédé sur une nouvelle série de substrats. Ces substrats sont mesurés à la sortie du four. La courbe avec des triangles pleins de la figure 3 montre l'écart entre la perte d'épaisseur d'oxyde mesurée et la perte 20 d'épaisseur d'oxyde cible : on constate que cet écart est uniforme sur les 25 emplacements mesurés et très proche de 0 suite à la mise en oeuvre de la méthode de calibration. La caractéristique de substrat est dans ce cas à la cible, dans les limites de contrôle définies pour ce procédé.
25 Exemple 2 : L'oxydation thermique constitue un autre type de traitement thermique usuel dans le domaine du silicium et du SOI. Pour fabriquer des substrats SOI, notamment par le procédé Smart Cut, 30 il est habituel de faire croitre une couche d'oxyde thermique sur au moins l'un des substrats à assembler. Cette couche d'oxyde constituera la couche d'oxyde enterrée de la structure SOI finale. L'épaisseur d'oxyde est mesurée en plusieurs points sur le 35 substrat après traitement, par exemple en 40 points. Une valeur moyenne est extraite de ces mesures, elle correspond à la 3036200 18 caractéristique de substrat contrôlée pour ce procédé. Elle doit typiquement être comprise entre des limites de contrôle, définies pour ce procédé selon une loi normale à +/- 3 sigma. Dans le type d'équipement de traitement thermique considéré 5 pour ce procédé, le nombre d'emplacements de substrat est 150 et le nombre de zones de chauffe est 5. L'élaboration du modèle de sensibilité se fait à partir de 25 emplacements de mesure, régulièrement répartis tout le long du réacteur du four et représentant correctement les 5 zones de 10 chauffe. Les matrices de sensibilité et de normalisation ont été définies pour une variation de consigne de température AT égale à 3°C. Cette variation a été choisie du fait qu'elle correspond à la gamme de correction attendue pour ce type de procédé, ainsi, 15 le modèle de sensibilité est élaboré dans la gamme de variation adéquate et assure une meilleure précision. La matrice de gain peut ensuite être établie. Dans le cas d'une dérive de la caractéristique de substrat pour le procédé d'oxydation considéré, on observe un écart 20 significatif entre l'épaisseur d'oxyde mesurée et l'épaisseur d'oxyde cible, supérieur à la limite de contrôle définie pour ce procédé. La méthode de calibration selon l'invention est alors mise 25 en oeuvre, pour déterminer les corrections de consigne de température à appliquer pour compenser cet écart et revenir dans les limites de contrôle du procédé, le plus proche possible de la caractéristique cible. Les caractéristiques sont injectées dans le logiciel de 30 calcul qui, faisant appel à la matrice de gain relative au procédé considéré, produit les corrections de consignes permettant de compenser au mieux l'écart constaté de caractéristique. Ces corrections sont ensuite entrées dans l'interface de contrôle de l'équipement de traitement thermique 35 avant de relancer un nouveau procédé sur une nouvelle série de substrats. Ces substrats sont mesurés à la sortie du four.
3036200 19 Après calibration, la caractéristique de substrat est à la cible, inférieure à la limite de contrôle définie pour ce procédé.
5 Exemple 3 : Cette méthode de calibration peut également être appliquée à des équipements de traitement thermique monoplaque, tels que des RTA (« Rapid Thermal Anneal ») ou RTP (« Rapid Thermal Process »), permettant par exemple la réalisation de procédés de 10 lissage de surface, à très haute température, pendant des durées très courtes. Dans ce cas de figure, le réacteur n'est pas un tube de grande dimension mais une chambre pouvant accueillir une seule plaque. L'uniformité de chauffe n'en est pas moins critique, car les procédés dans ces équipements sont réalisés à 15 très haute température, avec des montées en température très rapides : les cinétiques de réaction également rapides peuvent générer de fortes non-uniformités si la température n'est pas contrôlée sur le substrat. Les éléments chauffants sont constitués de lampes de type halogène.
20 La caractéristique de substrat contrôlée est la rugosité de surface mesurée par DRM (Differential Reflectance Microscopy), technique basée sur la dépendance entre la réflectivité optique de la couche et l'épaisseur de celle-ci, comme expliqué dans le document W02014/072109.
25 Pour définir le modèle de sensibilité, chaque élément chauffant ou groupe d'éléments chauffants est traité comme une zone de chauffe. Les emplacements de mesure correspondent à différentes zones sur la plaque traitée, couvrant toute la 30 surface de la plaque. Les matrices de sensibilité et de normalisation sont définies pour une variation de consigne de température AT égale à 3°C. Cette variation est choisie du fait qu'elle correspond à la gamme de correction attendue pour ce type de procédé, ainsi, le 35 modèle de sensibilité est élaboré dans la gamme de variation 3036200 20 adéquate et assure une meilleure précision. La matrice de gain peut ensuite être établie. Dans le cas d'une dérive de la caractéristique de substrat pour le procédé de lissage monoplaque considéré, on observe un 5 écart significatif entre la rugosité mesurée et la rugosité cible, supérieur à la limite de contrôle définie pour ce procédé. La méthode de calibration selon l'invention est alors mise en oeuvre, pour déterminer les corrections de consigne de 10 température à appliquer pour compenser cet écart et revenir dans les limites de contrôle du procédé, le plus proche possible de la caractéristique cible. Les caractéristiques sont injectées dans le logiciel de calcul qui, faisant appel à la matrice de gain relative au 15 procédé considéré, produit les corrections de consignes permettant de compenser au mieux l'écart constaté de caractéristique. Ces corrections sont ensuite entrées dans l'interface de contrôle de l'équipement de traitement thermique avant de relancer un nouveau procédé sur une nouvelle série de 20 substrats. Ces substrats sont mesurés à la sortie du four. Après calibration, la caractéristique de substrat est à la cible, inférieure à la limite de contrôle définie pour ce procédé. La méthode de calibration selon l'invention peut s'appliquer 25 à nombre d'autres procédés de traitement thermique, pour définir automatiquement et avec précision les corrections de consignes de température à appliquer aux différentes zones de chauffe en cas de dérive observée sur la caractéristique du substrat traité. 30

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de calibration pour déterminer des corrections de consignes de température à appliquer aux consignes nominales de chacune des N zones de chauffe (2) d'un équipement de traitement thermique (1) présentant L emplacements de substrat (5) ; l'équipement de traitement thermique (1) et les consignes nominales définissant un procédé de traitement 10 thermique visant à établir une caractéristique cible de substrat ; le procédé de calibration étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : établissement d'un modèle de sensibilité reliant des variations de la caractéristique de substrat en chacun 15 de M emplacements représentatifs des L emplacements (5), à des variations de consignes de température appliquées en chacune des N zones de chauffe (2); les variations traduisant respectivement des écarts vis-à-vis de la caractéristique cible et vis-à-vis des 20 consignes nominales ; - mise en oeuvre du procédé de traitement thermique sur l'équipement de traitement thermique (1) et à partir des consignes nominales ; - mesure de la caractéristique de substrat au moins en un 25 emplacement de mesure représentatif de chaque zone de chauffe (2) de l'équipement (1), pour fournir M mesures-; - détermination des corrections de consignes de température à partir du modèle de sensibilité, des 30 mesures et de la caractéristique de substrat cible.
  2. 2. Procédé de calibration selon la revendication 1, dans lequel les corrections de consignes sont définies comme les variations de consignes qui, appliquées au modèle, 35 conduisent à compenser l'écart entre les mesures et la caractéristique cible. 3036200 22
  3. 3. Procédé de calibration selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'étape de détermination des corrections de consignes est réalisée lorsque l'écart entre les mesures et la caractéristique cible est supérieur à un seuil déterminé.
  4. 4 Procédé de calibration selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le modèle de sensibilité est établi par application d'une même variation de consigne de température, séparément et successivement en chaque zone de chauffe (2), les autres zones de chauffe (2) étant maintenues à leurs consignes nominales.
  5. 5. Procédé de calibration, selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le modèle de sensibilité comprend une matrice de sensibilité Sij, déterminée par : ij gmeAridi - S où 1 < < N et 1 <i et - - QVATd1 est la variation de la caractéristique X de substrat situé en un emplacement de mesure j de l'équipement de traitement thermique (1), pour une variation An de température appliquée à la zone i de chauffe (2).
  6. 6. Procédé de calibration, selon la revendication pécédente, dans lequel le modèle de sensibilité comprend une matrice de gains Gij, définie à partir de la matrice de sensibilité normalisée selon l'équation : - niJ - cv j - dans laquelle la matrice de normalisation est Si= (Uàrp)i LTN r où : O (/X/TN) est la variation de la caractéristique X de substrat situé en un emplacement de mesure j de l'équipement de traitement thermique (I), pour un variation Ani de température appliquée aux N zones de 3036200 23 chauffe (2).
  7. 7 Procédé de calibration, selon la revendication pécédente, dans lequel la matrice de normalisation est où 3"; est 5 la moyenne des termes de Si sur tous les emplacements de mesure j de l'équipement de traitement thermique (1).
  8. 8. Procédé de calibration selon l'une des revendications 5 à 7, dans laquelle la détermination des corrections de consignes 10 comprend la minimisation du résidu ri selon l'équation : o r1=GiiX(Tc',1-'f, dans laquelle : o (T'')i est la correction de consigne de température à appliquer dans la zone de chauffe i (2) ; 15 o AXJ est l'écart entre la mesure en un emplacement de mesure j de l'équipement de traitement thermique (1) et la caractéristique cible.
  9. 9 Procédé de calibration selon la revendication précédente 20 dans lequel la détermination des corrections de consignes comprend la minimisation d'un résidu global R, défini comme la somme des carrés des résidus ri pour chaque emplacement de mesure j de l'équipement de traitement thermique (1). 25 10. Procédé de calibration selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la valeur mesurée de la caractéristique de substrat est un point de mesure sur le substrat ou une moyenne de points de mesure sur le substrat. 30 11. Procédé de calibration selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la caractéristique de substrat est une épaisseur d'oxyde généré sur le substrat au cours du procédé de traitement thermique. 35 12. Procédé de calibration selon l'une des revendications I 3036200 24 à 10, dans lequel la caractéristique de substrat est une épaisseur dissoute d'oxyde enterré d'un substrat SOI au cours du procédé de traitement thermique. 5 13. Procédé de calibration selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la caractéristique de substrat est une épaisseur restante d'oxyde enterré d'un substrat SOI après le procédé de traitement thermique.
  10. 10 14. Procédé de calibration selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la caractéristique de substrat est la rugosité de surface du substrat obtenue après le procédé de traitement thermique. 15 15. Procédé de calibration selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les corrections de consignes sont automatiquement envoyées à l'interface de contrôle de l'équipement de traitement thermique (1) au lancement du procédé de traitement thermique. 20
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6618336B2 (ja) * 2015-11-19 2019-12-11 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板の温度分布調整方法
CN107910280B (zh) * 2017-11-20 2020-01-21 上海华力微电子有限公司 一种建立全局调节模型进行优化快速热退火的方法
CN117751333A (zh) * 2021-09-17 2024-03-22 西门子股份公司 设定点曲线更新方法、系统及存储介质
DE102022130987A1 (de) 2022-11-23 2024-05-23 Aixtron Se Verfahren zum Einrichten eines CVD-Reaktors
CN116845007A (zh) * 2023-07-14 2023-10-03 北京屹唐半导体科技股份有限公司 一种用于半导体工艺的温度控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0801419A1 (fr) * 1996-04-11 1997-10-15 Commissariat A L'energie Atomique Procédé d'obtention d'un film mince de matériau semiconducteur comprenant notamment des composants électroniques
FR2888663A1 (fr) * 2005-07-13 2007-01-19 Soitec Silicon On Insulator Procede de diminution de la rugosite d'une couche epaisse d'isolant
FR2912258A1 (fr) * 2007-02-01 2008-08-08 Soitec Silicon On Insulator "procede de fabrication d'un substrat du type silicium sur isolant"

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5618461A (en) 1994-11-30 1997-04-08 Micron Technology, Inc. Reflectance method for accurate process calibration in semiconductor wafer heat treatment
JP4232307B2 (ja) * 1999-03-23 2009-03-04 東京エレクトロン株式会社 バッチ式熱処理装置の運用方法
JP4847803B2 (ja) * 2000-09-29 2011-12-28 株式会社日立国際電気 温度制御方法、熱処理装置、及び半導体装置の製造方法
JP4149687B2 (ja) * 2001-07-19 2008-09-10 シャープ株式会社 熱処理方法
WO2005010970A1 (fr) * 2003-07-28 2005-02-03 Hitachi Kokusai Electric Inc. Appareil de traitement d'un substrat et procede de traitement de substrat
US7577493B2 (en) * 2004-12-27 2009-08-18 Hitachi Kokusai Electric Inc. Temperature regulating method, thermal processing system and semiconductor device manufacturing method
WO2007059027A2 (fr) * 2005-11-11 2007-05-24 Dsg Technologies Systeme de traitement thermique, composants et methodes associes
US7312422B2 (en) * 2006-03-17 2007-12-25 Momentive Performance Materials Inc. Semiconductor batch heating assembly
JP4786499B2 (ja) * 2006-10-26 2011-10-05 東京エレクトロン株式会社 熱処理板の温度設定方法、プログラム、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び熱処理板の温度設定装置
JP4796476B2 (ja) * 2006-11-07 2011-10-19 東京エレクトロン株式会社 熱処理板の温度設定方法、プログラム、プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び熱処理板の温度設定装置
EP2095415B1 (fr) * 2006-12-26 2010-10-27 S.O.I.Tec Silicon on Insulator Technologies Procédé de production d'une structure semiconducteur sur isolant
JP5274213B2 (ja) * 2008-11-14 2013-08-28 株式会社日立国際電気 基板処理装置および半導体装置の製造方法、温度制御方法
KR20110115570A (ko) * 2008-11-26 2011-10-21 엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈, 인크. 절연체-상-실리콘 구조의 가공 방법
US20100240224A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-23 Taiwan Semiconductor Manufactruing Co., Ltd. Multi-zone semiconductor furnace
US8888360B2 (en) * 2010-12-30 2014-11-18 Veeco Instruments Inc. Methods and systems for in-situ pyrometer calibration
JP5788355B2 (ja) * 2012-03-29 2015-09-30 東京エレクトロン株式会社 熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラム
JP2014093471A (ja) * 2012-11-06 2014-05-19 Ulvac Japan Ltd 誘導加熱炉、ＳｉＣ基板のアニール方法
FR2998047B1 (fr) 2012-11-12 2015-10-02 Soitec Silicon On Insulator Procede de mesure des variations d'epaisseur d'une couche d'une structure semi-conductrice multicouche

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0801419A1 (fr) * 1996-04-11 1997-10-15 Commissariat A L'energie Atomique Procédé d'obtention d'un film mince de matériau semiconducteur comprenant notamment des composants électroniques
FR2888663A1 (fr) * 2005-07-13 2007-01-19 Soitec Silicon On Insulator Procede de diminution de la rugosite d'une couche epaisse d'isolant
FR2912258A1 (fr) * 2007-02-01 2008-08-08 Soitec Silicon On Insulator "procede de fabrication d'un substrat du type silicium sur isolant"

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