电压自动修正方法技术

本发明专利技术涉及半导体生产和加工领域。本发明专利技术揭示了一种电压自动修正方法，涉及N个同款的半导体设备，N为不小于2的整数，包括步骤：选取其中一部半导体设备作为基准设备，并控制基准设备与其他半导体设备的工艺条件均相同；对基准设备和其他半导体设备施加一个相同的基准电压函数V1，并测量基准电压函数V1下基准设备和其他半导体设备的电流函数I1，I2，I3，…，IN；根据欧姆定律进行一系列的计算，得到其他半导体设备关于基准设备的电压修正系数β2，β3，…，βN。采用本发明专利技术的技术方案，在相同的工艺条件下，能够将同款的多台不同半导体设备的工艺结果调节一致，使半导体设备做出的工艺结果更具说服力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体生产和加工领域，更具体的说，涉及一种适用于半导体设备的电压自动修正方法。
技术介绍
大至政府对智能城市的规划，小至普通消费者对智能家居的向往，智能生活的美好愿景激发了半导体电子产品的爆发式增长，这也为半导体生产制造厂商带来了福音，大大提高了他们生产更多半导体设备的意愿。半导体设备多用于对晶圆进行加工处理。在某些情况下，为了达到更好的工艺效果，需要牺牲调节的方便、舍弃恒流源的设计，而采用恒压源对半导体设备中的电流进行调节。这种情况比较典型地，出现在对晶圆进行无应力电化学抛光的工艺中。如图1所示的是一台无应力电化学抛光机台的电路示意图，该电路包括抛光腔负载101、电路负载102以及抛光电源103。其中，抛光腔负载101处的电流需要控制，但为了达到更好的抛光效果，抛光电源103选用的是恒压源，因此抛光腔负载101处的电流需要通过调节抛光电源103的输出电压来加以实现。但是，采用恒压源的设计也有一定的弊端，需要克服。具体而言，假设有A、B两台同款的无应力电化学抛光机台，二者的结构设计、电路排布、性能参数以及工作模式等理论上应该是相同的，因此可简单的认为二者在电路负载102部分的电阻是基本相同的，那么在由抛光电源103提供的给定的电压下，抛光腔负载101部分的电流就与抛光腔负载101的电阻逆相关。然而，能够影响抛光腔负载101电阻的因素很多，主要涉及具体的抛光条件，例如所使用的晶圆的结构、抛光液的浓度和粘度、以及抛光所使用的电极性能等都会对抛光腔负载101的电阻产生影响。作为半导体设备的生产厂商，对于其所生产的两台同款的无应力电化学抛光机台，当然希望在给定相同的抛光条件时，由A、B两台设备进行工艺处理后所得的抛光结果是相同的，亦即需要保证流经抛光腔负载101的电流完全相同。遗憾的是即使抛光条件控制得再严格，误差的存在也会使A、B两台设备的抛光腔负载101的电阻(或者抛光腔负载101和电路负载102组成的总电阻)有所不同，从而导致流经抛光腔负载101的电流不同，最终造成A、B两台设备在相同的抛光条件下对晶圆进行抛光处理，所得的抛光结果却存在差别，不相一致。上述缺陷在同一半导体机台的多个工艺腔室之间体现的更为严重，因为施加至各个工艺腔室的电压往往由半导体机台的控制终端统一发出指令，也即施加至各个工艺腔室的电压完全相同，未经任何修正。那么，在这样的电压配置下，由于各腔室负载的电阻不同，当然地各腔室所获得的工艺结果也将不同。最终由同一半导体机台处理过后的晶圆，呈现出的工艺结果则会千差万别，无法统一。
技术实现思路
本专利技术揭示了一种电压自动修正方法，能够对同款的多台半导体设备的电压进行修正。经过修正后，各台半导体设备能够在给定的相同工艺条件下，获得相同的工艺结果，从而消除了各台半导体设备之间存在的差异所造成的影响。为了达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种电压自动修正方法，涉及N个同款的半导体设备，N为不小于2的整数，包括步骤：选取其中一部半导体设备作为基准设备，并控制基准设备以及剩余的其他半导体设备的工艺条件均相同；对基准设备施加基准电压函数V1，并测量此基准电压函数V1下基准设备对应的目标电流函数I1，同时对剩余的其他半导体设备也施加相同的基准电压函数V1并测量获得此基准电压函数V1下剩余的其他半导体设备对应的电流函数I2，I3，…，IN；根据基准电压函数V1以及剩余的其他半导体设备对应的电流函数I2，I3，…，IN计算剩余的其他半导体设备的电阻函数R2，R3，…，RN；根据目标电流函数I1以及剩余的其他半导体设备的电阻函数R2，R3，…，RN计算剩余的其他半导体设备的修正电压函数V2，V3，…，VN；根据基准电压函数V1以及剩余的其他半导体设备的修正电压函数V2，V3，…，VN计算剩余的其他半导体设备的电压修正系数β2，β3，…，βN；在工艺条件不变的情况下，应用所得的剩余的其他半导体设备的电压修正系数β2，β3，…，βN，根据施加至基准设备的任意电压函数U1将剩余的其他半导体设备的电压函数修正至对应的再修正电压函数U2，U3，…，UN，以使此状态下基准设备以及剩余的其他半导体设备的电流函数均相同。进一步地，剩余的其他半导体设备的电阻函数R2，R3，…，RN，以及剩余的其他半导体设备的修正电压函数V2，V3，…，VN通过欧姆定律计算获得。进一步地，剩余的其他半导体设备再修正电压函数为Ui＝βi*U1，i为2至N。进一步地，剩余的其他半导体设备的电压修正系数βi＝Vi/V1，i为2至N。进一步地，N个同款的半导体设备为N个独立的半导体工艺机台。进一步地，N个同款的半导体设备为一台半导体工艺机台中的N个工艺腔室。进一步地，工艺条件包括以下一个或多个：每个半导体设备中所使用的晶圆的结构，每个半导体设备中所使用的化学药剂的用量及性质，每个半导体设备中的温度及压强，每个半导体设备中的电极的性能，以及每个半导体设备的运作模式。进一步地，电压自动修正方法写入半导体设备的计算机程序，以自动对半导体设备的电压进行校正。采用本专利技术申请提供的技术方案，能够确保同款的多台半导体设备在恒压源供电的情况下仍能便捷准确地控制电流，解决不同设备之间的差异性问题。附图说明图1是无应力电化学抛光机台的电路示意图；图2是本专利技术具体实施方式中所使用的抛光设备的结构示意图；图3是本专利技术第一具体实施方式的步骤框图；图4是本专利技术第一具体实施方式中在基准电压函数下测得的两台抛光设备的电流函数对应关系表；图5是本专利技术第一具体实施方式中在目标电流函数下所得的修正电压函数对应关系表；图6是本专利技术第一具体实施方式中的电压修正系数表；图7是本专利技术第二具体实施方式的步骤框图；图8是本专利技术第二具体实施方式在基准电压函数下测得的三台抛光设备的电流函数对应关系表；图9是本专利技术第二具体实施方式中计算所得的三台设备的电阻函数数据表；图10是本专利技术第二具体实施方式中在目标电流函数下所得的修正电压函数对应关系表；图11是本专利技术第二具体实施方式中的电压修正系数表。具体实施方式下面将介绍本专利技术的具体实施方式，并结合附图以辅助理解：由于本专利技术的两个具体实施方式均以半导体抛光工艺为例而进行揭示的，所以首先结合图2对抛光工艺中涉及到的抛光设备进行介绍，以便更好地理解本专利技术的两个具体实施方式。该抛光设备包括晶圆转盘201、阴极喷头204以及恒压源205。晶圆转盘201用于固持晶圆202，并带动晶圆202绕中心轴旋转。阴极喷头204在抛光过程中向基板202的表面喷射抛光液203，在恒压源205供电的情况下，晶圆转盘201、阴极喷头204、抛光液203以及恒压源205之间构成一个完整的电路。该抛光设备可以独立的构成一台半导体抛光机台；抑或将多部该抛光设备分设与某一大型抛光机台的多个抛光腔室，实现规模化加工。由于晶圆202持续旋转且阴极喷头204沿着晶圆202直径所在的水平方向移动，抛光液203可以打到晶圆202表面的每一个点，从而实现对晶圆202表面的抛光。而抛光过程是一个不断变化的过程，当阴极喷头204运动到晶圆202的不同位置处时，不同位置处的电压以及电流也将随之发生变化，因此抛光过程中施加至抛光设备的电压、以及流经抛光设备的电流，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电压自动修正方法，涉及N个同款的半导体设备，N为不小于2的整数，其特征在于，包括步骤：选取其中一部半导体设备作为基准设备，并控制所述基准设备以及剩余的其他半导体设备的工艺条件均相同；对所述基准设备施加基准电压函数V1，并测量此基准电压函数V1下所述基准设备对应的目标电流函数I1，同时对剩余的其他半导体设备也施加相同的基准电压函数V1并测量获得此基准电压函数V1下剩余的其他半导体设备对应的电流函数I2，I3，…，IN；根据基准电压函数V1以及剩余的其他半导体设备对应的电流函数I2，I3，…，IN计算所述剩余的其他半导体设备的电阻函数R2，R3，…，RN；根据目标电流函数I1以及剩余的其他半导体设备的电阻函数R2，R3，…，RN计算所述剩余的其他半导体设备的修正电压函数V2，V3，…，VN；根据基准电压函数V1以及剩余的其他半导体设备的修正电压函数V2，V3，…，VN计算剩余的其他半导体设备的电压修正系数β2，β3，…，βN；在所述工艺条件不变的情况下，应用所得的剩余的其他半导体设备的电压修正系数β2，β3，…，βN，根据施加至所述基准设备的任意电压函数U1将剩余的其他半导体设备的电压函数修正至对应的再修正电压函数U2，U3，…，UN，以使此状态下所述基准设备以及剩余的其他半导体设备的电流函数均相同。...

【技术特征摘要】
1.一种电压自动修正方法，涉及N个同款的半导体设备，N为不小于2的整数，其特征在于，包括步骤：选取其中一部半导体设备作为基准设备，并控制所述基准设备以及剩余的其他半导体设备的工艺条件均相同；对所述基准设备施加基准电压函数V1，并测量此基准电压函数V1下所述基准设备对应的目标电流函数I1，同时对剩余的其他半导体设备也施加相同的基准电压函数V1并测量获得此基准电压函数V1下剩余的其他半导体设备对应的电流函数I2，I3，…，IN；根据基准电压函数V1以及剩余的其他半导体设备对应的电流函数I2，I3，…，IN计算所述剩余的其他半导体设备的电阻函数R2，R3，…，RN；根据目标电流函数I1以及剩余的其他半导体设备的电阻函数R2，R3，…，RN计算所述剩余的其他半导体设备的修正电压函数V2，V3，…，VN；根据基准电压函数V1以及剩余的其他半导体设备的修正电压函数V2，V3，…，VN计算剩余的其他半导体设备的电压修正系数β2，β3，…，βN；在所述工艺条件不变的情况下，应用所得的剩余的其他半导体设备的电压修正系数β2，β3，…，βN，根据施加至所述基准设备的任意电压函数U1将剩余的其他半导体设备的电压函数修正至对应的再修正电压函数U2，U3，…，UN，以使此状态下所述基准设备以及剩余的其他半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：金一诺，王坚，王晖，
申请(专利权)人：盛美半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31