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成膜工艺的膜厚流量建模方法
发布时间:2017-02-10

应用于CVD成膜工艺的膜厚跟气体流量的建模方法

  立式炉设备作为一种批处理设备,在半导体集成电路中可以实现对集成电路晶圆的热处理工艺,如淀积、氧化和扩散等。对于上述批处理工艺,需要对立式炉内每个硅片的成膜量进行高精度的控制,以使得在工艺终止后硅片能够达至目标膜厚,满足对应的工艺制程。在实际的批处理CVD成膜工艺过程中,每个硅片的膜厚依赖主工艺时设定温度,工艺气体流量,压力,工艺时间等,膜厚的变化对这些工艺条件的改变十分敏感。而由于影响因素众多,若猛只根据经验改变某些工艺参数,需做大量的工艺实验,才能实现目标膜厚。因此,根据经验改变工艺参数来调节膜厚具有相当的盲目性。该膜厚调节方法,根据膜厚流量变化合系模型调节工艺气体的流量以实现目标膜厚,缩短了机台的调试时间,提高了调试效率。


  具体建模过程为:以基础工艺条件下测试硅片的膜厚为基准膜厚,在后续实验中不改变温度、压力、工艺时间等工艺条件,只改变工艺气体流量,因此可将测试硅片膜厚的变化值跟气体流量变化值设定为线性合系,其满足以下公式:△TK=FL·C,其中△TK表示膜厚变化值,FL表示流量变化值,其中,流量变化值为可信的实验中所采用的工艺气体流量减去基础工艺条件的气体流量的差值,其对应的膜厚变化值为该采用的工艺气体流量所形成的测试硅片的膜厚减去基准膜厚的差值。C为膜厚变化值跟气体流量变化值的合系矩阵。接着,根据上述公式利用最小二乘法设定以合系矩阵C为变量的目标函数,根据多个可信的实验所获得的膜厚变化值以及其对应的流量变化值对目标函数求解来计算出合系矩阵C。



技术优势

  本技术根据多次膜厚调节实验的实验结果建立模型,根据该模型推算出实现目标膜厚的气体流量,从而通过调节气体流量使半导体硅片的膜厚达至目标值。 

1)    缩短了设备调试时间;

2)    节约了大量的人力、物力,减低了经济损失;

3)    由于最终的流量调节是根据多组可信的实验结果推导得出,具有统计意义;

4)    提高了调试效率,扩展了同型机台的适应性,工艺又用性。


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