半导体工艺设备及其晶舟旋转速度的确定方法技术

本申请公开一种半导体工艺设备及其晶舟旋转速度的确定方法，属于半导体工艺技术。该方法包括：获取目标晶圆在预设晶舟转速下一次薄膜沉积的第一膜厚分布数据；根据第一膜厚分布数据和薄膜沉积周期，对目标晶圆进行多个不同的晶舟转速下的M次薄膜沉积的膜厚分布计算，得到多个第二膜厚分布数据，M为大于或等于第一预设阈值的正整数；计算并比对所有第二膜厚分布数据的均匀度值，找出均匀度值最小的第二膜厚分布数据对应的晶舟转速作为目标晶舟转速。本技术方案，其可大大减少实验时间和实验耗材的同时，大大提升实验效率，以及确保晶舟在薄膜沉积过程中能以最优转速旋转，进而大大提升产品的薄膜沉积均匀性。大提升产品的薄膜沉积均匀性。大提升产品的薄膜沉积均匀性。

【技术实现步骤摘要】
半导体工艺设备及其晶舟旋转速度的确定方法


[0001]本申请属于半导体工艺
，尤其涉及一种半导体工艺设备及其晶舟旋转速度的确定方法。

技术介绍

[0002]目前半导体工业界大规模应用的立式炉原子层沉积设备如图1所示，通过控制第一反应气体和第二反应气体交替式的通入反应腔室，两个反应气体通入反应腔室之间会穿插吹扫步骤，以保证反应腔室内除了表面吸附的反应物外，没有其余反应气体残留，从而实现原子层沉积过程。由于反应气体主要从气体喷射器10进入反应腔室并喷射到晶圆表面，因此必然导致靠近气体喷射器10的一端，反应气体供应相对更加充足，进而致使靠近气体喷射器10的一侧的晶圆表面生长的膜厚更厚。因此，为了进一步提高沉积薄膜的均匀性，业界普遍采用旋转晶舟的方法，即设定一定的晶舟旋转速度，使得晶圆随着晶舟转动，进而使得每次反应气体喷射的时候对应的晶圆位置不同，以抵消此种膜厚分布的不均匀问题。
[0003]现有技术中，虽然业界对于晶舟转速的设定有一定的经验值：首先，不可以使得每进行一次原子层沉积循环后，晶舟正好旋转一圈或是一圈的整数倍(如：原子层沉积循环的循环时间为30秒，则转速不可设为2转/分钟)，因为这样会导致每次循环沉积的膜厚分布重叠，即与不旋转的情况相当，导致膜厚均匀性差。其次，可以通过逐个实验的方法寻找最佳晶舟转速，使得膜厚均匀性最好。然而，此种方法需要消耗大量的实验时间和实验耗材，同时，实验效率低下，导致实际使用中很少能够找到最优的晶舟转速，进而影响产品的薄膜沉积均匀性。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种半导体工艺设备及其晶舟旋转速度的确定方法，旨在解决现有晶舟旋转速度的确定方法需要消耗大量的实验时间和实验耗材，同时，实验效率低下，导致实际使用中很少能够找到最优的晶舟转速，进而影响产品的薄膜沉积均匀性的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种晶舟旋转速度的确定方法，应用于半导体工艺设备中，所述确定方法包括：
[0006]获取目标晶圆在预设晶舟转速下一次薄膜沉积的第一膜厚分布数据；
[0007]根据所述第一膜厚分布数据和薄膜沉积周期，对所述目标晶圆进行多个不同的晶舟转速下的M次薄膜沉积的膜厚分布计算，得到多个第二膜厚分布数据，M为大于或等于第一预设阈值的正整数；
[0008]计算并比对所有所述第二膜厚分布数据的均匀度值，将所述均匀度值最小的所述第二膜厚分布数据对应的晶舟转速作为目标晶舟转速。
[0009]可选的，在一些实施例中，所述获取目标晶圆在预设晶舟转速下一次薄膜沉积的第一膜厚分布数据包括：
[0010]在所述目标晶圆的表面设定多个厚度检测点，并在预设晶舟转速下，对所述目标晶圆进行N次薄膜沉积，得到沉积晶圆，N为小于或等于第二预设阈值的正整数，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；
[0011]检测所述沉积晶圆在每个所述厚度检测点下的厚度数据，得到多个晶圆厚度值；
[0012]根据所述多个晶圆厚度值、所述目标晶圆的初始厚度值以及N的取值，计算得到所述目标晶圆在一次薄膜沉积后，每个所述厚度检测点的膜厚生长值，以形成所述第一膜厚分布数据。
[0013]可选的，在一些实施例中，所述多个厚度检测点划分为多个不同的厚度检测组，不同的所述厚度检测组的多个所述厚度检测点等间隔分布在所述目标晶圆表面的不同半径的圆周上。
[0014]可选的，在一些实施例中，所述在所述目标晶圆的表面设定多个厚度检测点，包括：
[0015]以所述目标晶圆的表面中心为原点，以极坐标的形式记录每个所述厚度检测点的坐标。
[0016]可选的，在一些实施例中，所述根据所述多个晶圆厚度值、所述目标晶圆的初始厚度值以及N的取值，计算得到所述目标晶圆在一次薄膜沉积后，每个所述厚度检测点的膜厚生长值包括：
[0017]计算当前厚度检测点的膜厚生长值时，将当前厚度检测点的对应测得的所述晶圆厚度值减去所述目标晶圆的初始厚度值后，再除以所述N的取值，得到当前厚度检测点的膜厚生长值。
[0018]可选的，在一些实施例中，所述根据所述第一膜厚分布数据和薄膜沉积周期，对所述目标晶圆进行多个不同的晶舟转速下的M次薄膜沉积的膜厚分布计算，得到多个第二膜厚分布数据包括：
[0019]在对所述目标晶圆进行每个所述晶舟转速下的M次薄膜沉积的膜厚分布计算时，根据每个所述厚度检测点的膜厚生长值、薄膜沉积周期、当前晶舟转速的数值以及M的取值，计算得到当前晶舟转速下对应的所述第二膜厚分布数据；
[0020]逐一根据每个所述厚度检测点的膜厚生长值、薄膜沉积周期、每个晶舟转速的数值以及M的取值，计算得到每个所述晶舟转速下对应的所述第二膜厚分布数据，进而得到所述多个第二膜厚分布数据。
[0021]可选的，在一些实施例中，所述根据每个所述厚度检测点的膜厚生长值、薄膜沉积周期、当前晶舟转速的数值以及M的取值，计算得到当前晶舟转速下对应的所述第二膜厚分布数据包括：
[0022]根据每个所述厚度检测点的膜厚生长值、薄膜沉积周期、当前晶舟转速的数值以及M的取值，依次计算第一次薄膜沉积到第M次薄膜沉积过程中，每一次薄膜沉积形成的膜厚生长分布数据，以得到M个膜厚生长分布数据；
[0023]将所述M个膜厚生长分布数据依次叠加，得到当前晶舟转速下对应的所述第二膜厚分布数据。
[0024]可选的，在一些实施例中，所述根据每个所述厚度检测点的膜厚生长值、薄膜沉积周期、当前晶舟转速的数值以及M的取值，依次计算第一次薄膜沉积到第M次薄膜沉积过程
中，每一次薄膜沉积形成的膜厚生长分布数据包括：
[0025]将所述第一膜厚分布数据中每个所述厚度检测点的膜厚生长值作为第一次薄膜沉积形成的膜厚生长分布数据；
[0026]根据所述薄膜沉积周期和当前晶舟转速的数值，计算得到相邻两次薄膜沉积时所述目标晶圆转动的转动角度；
[0027]将第i
‑
1次薄膜沉积形成的膜厚生长分布数据转动所述转动角度后，计算得到第i次薄膜沉积形成的膜厚生长分布数据，i为2～M的正整数。
[0028]可选的，在一些实施例中，所述晶舟转速与所述预设晶舟转速之间的差值的绝对值小于或等于预设阈值。
[0029]第二方面，本申请实施例提供一种半导体工艺设备，包括控制器、薄膜沉积工艺组件、反应腔室以及厚度检测组件，其中，
[0030]所述薄膜沉积工艺组件，用于对所述反应腔室内的晶舟上的目标晶圆进行薄膜沉积工艺处理；
[0031]所述厚度检测组件，用于对所述反应腔室内的晶舟上的目标晶圆进行厚度检测；
[0032]所述控制器，用于分别控制所述薄膜沉积工艺组件和所述厚度检测组件工作，并在工作时执行上述的晶舟旋转速度的确定方法。
[0033]在本申请中，其在进行晶舟旋转速度的确定时，只需先获取目标晶圆在预设晶舟转速下一次薄膜沉积的第一膜厚分布数据后，便可根据该第一膜厚分布数据和薄膜沉积周期，对该目标晶圆进行多个不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶舟旋转速度的确定方法，应用于半导体工艺设备中，其特征在于，所述确定方法包括：获取目标晶圆在预设晶舟转速下一次薄膜沉积的第一膜厚分布数据；根据所述第一膜厚分布数据和薄膜沉积周期，对所述目标晶圆进行多个不同的晶舟转速下的M次薄膜沉积的膜厚分布计算，得到多个第二膜厚分布数据，M为大于或等于第一预设阈值的正整数；计算并比对所有所述第二膜厚分布数据的均匀度值，将所述均匀度值最小的所述第二膜厚分布数据对应的晶舟转速作为目标晶舟转速。2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述获取目标晶圆在预设晶舟转速下一次薄膜沉积的第一膜厚分布数据包括：在所述目标晶圆的表面设定多个厚度检测点，并在所述预设晶舟转速下，对所述目标晶圆进行N次薄膜沉积，得到沉积晶圆，N为小于或等于第二预设阈值的正整数，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值；检测所述沉积晶圆在每个所述厚度检测点下的厚度数据，得到多个晶圆厚度值；根据所述多个晶圆厚度值、所述目标晶圆的初始厚度值以及N的取值，计算得到所述目标晶圆在一次薄膜沉积后，每个所述厚度检测点的膜厚生长值，以形成所述第一膜厚分布数据。3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述多个厚度检测点划分为多个不同的厚度检测组，不同的所述厚度检测组的多个所述厚度检测点等间隔分布在所述目标晶圆表面的不同半径的圆周上。4.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述在所述目标晶圆的表面设定多个厚度检测点，包括：以所述目标晶圆的表面中心为原点，以极坐标的形式记录每个所述厚度检测点的坐标。5.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述根据所述多个晶圆厚度值、所述目标晶圆的初始厚度值以及N的取值，计算得到所述目标晶圆在一次薄膜沉积后，每个所述厚度检测点的膜厚生长值包括：计算当前厚度检测点的膜厚生长值时，将当前厚度检测点的对应测得的所述晶圆厚度值减去所述目标晶圆的初始厚度值后，再除以所述N的取值，得到当前厚度检测点的膜厚生长值。6.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述根据所述第一膜厚分布数据和薄膜沉积周期，对所述目标晶圆进行多个不同的晶舟转速下的M次薄膜沉积的膜厚分布计算，得到多个第二膜厚分布数据包括：在对所述目标晶圆进行每个所述晶舟转速下的M次薄膜沉积的膜厚分布计算时，根据每...

【专利技术属性】
技术研发人员：程诗垚，史小平，翟立君，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：