薄膜厚度的控制方法以及半导体加工设备技术

本发明专利技术提供的薄膜厚度的控制方法以及半导体加工设备，其包括以下步骤：S1，将完成薄膜沉积工艺的被加工工件在其后续的传输路径上暂停，并检测该被加工工件的薄膜厚度；S2，计算检测到的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，并根据该差值调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度。本发明专利技术提供的薄膜厚度的控制方法，其可以在线检测薄膜厚度，从而不仅可以在薄膜厚度未达到工艺要求时及时地调整工艺配方，以使各个被加工工件的薄膜厚度均能够满足工艺要求，而且还可以降低人力和使用成本、提高设备的使用效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子加工
，具体地，涉及一种薄膜厚度的控制方法以及半导体加工设备。
技术介绍
物理气相沉积(Physical Vapor Deposit1n, PVD)作为一种薄膜沉积技术,主要用于各种功能薄膜的沉积，并被广泛应用于集成电路、太阳能电池、LED、平板显示等的半导体领域。在生产应用的过程中，一般通过调节沉积时间来控制沉积薄膜的厚度，但是，由于薄膜的沉积速率会在工艺过程中随着靶材的消耗而发生变化，这使得在使用同一工艺配方的条件下，对不同晶片沉积的薄膜厚度不同，从而造成工艺的重复性较低。为此，现有的一种物理气相沉积工艺是采用下述薄膜厚度的控制方法来使各个晶片的薄膜厚度均能够满足工艺要求，即:定期检测薄膜厚度，并根据检测结果适当地调整工艺配方，以使在进行后续的沉积工艺时，获得的薄膜厚度能够满足工艺要求。具体地，预先根据经验设定检测薄膜厚度的周期(通常为每间隔24小时或者48小时进行一次检测)；在检测时，首先在一片测试片上沉积薄膜，并在完成沉积之后检测该薄膜的厚度；然后，计算检测获得的薄膜厚度与目标厚度(即，满足工艺要求的理想薄膜厚度)的差值，并根据该差值调整工艺配方(例如，调整下一次沉积的工艺时间)；最后，重复进行一次上述沉积薄膜和检测薄膜厚度的过程，以确认调整后的工艺配方能否获得理想的薄膜厚度。然而，上述薄膜厚度的控制方法在实际应用中不可避免地存在以下问题:其一，由于上述控制方法每经过一个周期才能进行一次薄膜厚度的检测，具有滞后性，导致无法检测周期内的薄膜厚度，并及时进行调整，从而无法保证周期内的所有晶片的薄膜厚度均能够满足工艺要求。其二，由于上述控制方法需要人工定期进行薄膜厚度的检测和调整，这不仅增加了人力和使用成本，而且还降低了设备的使用效率。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种薄膜厚度的控制方法以及半导体加工设备，其可以在线检测薄膜厚度，从而不仅可以在薄膜厚度未达到工艺要求时及时地调整工艺配方，以使各个被加工工件的薄膜厚度均能够满足工艺要求，而且还可以降低人力和使用成本、提高设备的使用效率。为实现本专利技术的目的而提供一种薄膜厚度的控制方法，包括以下步骤:SI，将完成薄膜沉积工艺的被加工工件在其后续的传输路径上暂停，并检测该被加工工件的薄膜厚度；S2，计算检测到的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，并根据该差值调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度。优选的，所述步骤S2还包括以下步骤:S21，计算检测到的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，并判断该差值是否超出预设的厚度范围内，若是，则进行步骤S22 ；S22，根据该差值调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度。优选的，所述进行薄膜沉积工艺的工艺配方包括工艺时间和/或溅射功率。优选的，在所述步骤S2中，在保持所述溅射功率不变的前提下，调节所述工艺时间。优选的，在所述步骤S2中，在保持所述工艺时间不变的前提下，调节所述溅射功率。作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种半导体加工设备，包括用于对被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺模块，其特征在于，还包括检测单元、计算单元和控制单元，其中所述检测单元设置在被加工工件的传输路径上，且位于所述工艺模块的下游，用于在完成薄膜沉积工艺之后的被加工工件到达所述检测单元所在位置处，并暂停时，检测该被加工工件的薄膜厚度，且将该薄膜厚度发送至所述计算单元；所述计算单元用于计算来自所述检测单元的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，并将该差值发送至所述控制单元；所述控制单元用于根据所述差值调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度。优选的，所述薄膜沉积工艺所沉积的薄膜材料为透明薄膜；所述检测单元包括光学传感器。优选的，所述薄膜沉积工艺所沉积的薄膜材料为非透明的金属薄膜；所述检测单元包括超声波传感器。优选的，所述半导体加工设备包括物理气相沉积设备或者化学气相沉积设备。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术提供的薄膜厚度的控制方法，其通过将完成薄膜沉积工艺的被加工工件在其后续的传输路径上暂停，并检测该被加工工件的薄膜厚度，可以实现薄膜厚度的在线检测，从而可以通过计算检测到的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，及时地调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度，进而不仅可以使各个晶片的薄膜厚度均能够满足工艺要求，而且还可以降低人力和使用成本、提高设备的使用效率。本专利技术提供的半导体加工设备，其通过在被加工工件的传输路径上且位于工艺模块的下游设置检测单元，该检测单元用于检测该被加工工件的薄膜厚度，并发送至计算单元，通过利用该计算单元计算来自检测单元的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，并利用控制单元根据该差值及时地调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，可以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度，从而不仅可以使各个晶片的薄膜厚度均能够满足工艺要求，而且还可以降低人力和使用成本、提高设备的使用效率。【附图说明】图1为本专利技术提供的薄膜厚度的控制方法的流程框图；图2为本专利技术提供的半导体加工设备的原理框图；图3为本专利技术提供的半导体加工设备的装卸模块的剖视图；以及图4为本专利技术提供的半导体加工设备的流程框图。【具体实施方式】为使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图来对本专利技术提供的薄膜厚度的控制方法以及半导体加工设备进行详细描述。图1为本专利技术提供的薄膜厚度的控制方法的流程框图。请参阅图1，本专利技术提供一种薄膜厚度的控制方法，其包括以下步骤:SI，将完成薄膜沉积工艺的被加工工件在其后续的传输路径上暂停，并检测该被加工工件的薄膜厚度；S2，计算检测到的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，并根据该差值调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度。通过将完成薄膜沉积工艺的被加工工件在其后续的传输路径上暂停，并检测该被加工工件的薄膜厚度，可以实现薄膜厚度的在线检测，从而可以通过计算检测到的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，及时地调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度，进而不仅可以使各个晶片的薄膜厚度均能够满足工艺要求，而且还可以降低人力和使用成本、提高设备的使用效率。在步骤SI中，后续的传输路径是指完成薄膜沉积工艺的被加工工件在后续的传输过程中经过的途径，可以使被加工工件在该途径的任意位置处暂停，以进行薄膜厚度的检测。在步骤S2中，所谓预设的目标厚度，是指预设的在能够满足工艺要求的薄膜厚度。优选的，步骤S2还可以包括以下步骤:S21，计算检测到的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，并判断该差值是否超出预设的厚度范围内，若是，则进行步骤S22 ;若否，则无需调整工艺配方，并以当前的工艺配方对下个被加工工件进行薄膜沉积工艺。S22，根据该差值调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度。借助上述步骤S21和S2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜厚度的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将完成薄膜沉积工艺的被加工工件在其后续的传输路径上暂停，并检测该被加工工件的薄膜厚度；S2，计算检测到的薄膜厚度与预设的目标厚度的差值，并根据该差值调整对下一个被加工工件进行薄膜沉积工艺的工艺配方，以使下一个被加工工件的薄膜厚度达到预设的目标厚度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：边国栋，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11