一种LPCVD炉管自动调控沉积膜厚的方法与流程

技术特征：
1.一种lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，包括：执行步骤s1：提供lpcvd炉管，并在所述lpcvd炉管之反应腔的顶部、中上部、中部、中下部、底部分别设置第一tc1热电偶、第二tc2热电偶、第三tc3热电偶、第四tc4热电偶、第五tc5热电偶，在所述lpcvd炉管之产品放置区的顶部、中上部、中部、中下部、底部分别设置第一m1监控片、第二m2监控片、第三m3监控片、第四m4监控片、第五m5监控片，且所述间隔设置的第一m1监控片、第二m2监控片、第三m3监控片、第四m4监控片、第五m5监控片将所述产品放置区自上而下划分为第一z1控制区域、第二z2控制区域、第三z3控制区域、第四z4控制区域；执行步骤s2：在第一z1控制区域、第二z2控制区域、第三z3控制区域、第四z4控制区域内填充未图案化的晶圆，进行对应制程的测试运行；执行步骤s3：量测第一m1监控片、第二m2监控片、第三m3监控片、第四m4监控片、第五m5监控片之沉积膜的厚度，并反馈至调控系统；执行步骤s4：调控系统根据所量测的沉积膜之厚度与目标厚度的差异执行作业时间和温度的调节，并将调节后的时间和温度作为基准时间温度；执行步骤s5：lpcvd炉管之机台进行跑货时将晶圆单元产品(lot)数目，晶圆单元产品(lot)所处产品放置区的位置，晶圆数量及晶圆图案化密度发送至调控系统，所述调控系统计算获得各区域的平均图案化密度，进而通过不同区域的平均图案化密度计算获得各监控片需要补偿的沉积膜之厚度；执行步骤s6：调控系统根据补偿的沉积膜之厚度，在基准时间和温度的基础上执行作业时间和温度的调节，所述调节方式与步骤s4的调节方式一致；执行步骤s7：调控系统将调节后的沉积时间和温度赋值给lpcvd炉管之机台相应ppid执行作业。2.如权利要求1所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，所述第一m1监控片、第二m2监控片、第三m3监控片、第四m4监控片、第五m5监控片的沉积膜之量测厚度分别为tk1、tk2、tk3、tk4、tk5，所述沉积膜之目标厚度分别为tg1、tg2、tg3、tg4、tg5，则所述沉积膜的调节厚度分别为δtk1＝tk
1-tg1，δtk2＝tk
2-tg2，δtk3＝tk
3-tg3，δtk4＝tk
4-tg4，δtk5＝tk
5-tg5，定义调动时间的计算为δtime＝δtk3/s
time
，则调动后的基准时间如下，基准时间＝预设时间 δtime；式中，s
time
为作业时间与膜厚的线型关系，单位为a/min。3.如权利要求2所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，通过时间初步调节后，各段需要通过温度调节的沉积膜之厚度如下，δtk1'＝δtk
1-δtime
×
s
time
，δtk2'＝δtk
2-δtime
×
s
time
，δtk3'＝δtk
3-δtime
×
s
time
，δtk4'＝δtk
4-δtime
×
s
time
，δtk5'＝δtk
5-δtime
×
s
time
。4.如权利要求3所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，各段需调节的温度如下，δtemp1＝a
11
×
δtk1'/s
temp
a
12
×
δtk2'/s
temp
，δtemp2＝a
21
×
δtk1'/s
temp
a
22
×
δtk2'/s
temp
a
23
×
δtk3'/s
temp
，δtemp3＝a
32
×
δtk2'/s
temp
a
33
×
δtk3'/s
temp
a
34
×
δtk4'/s
temp
，δtemp4＝a
43
×
δtk3'/s
temp
a
44
×
δtk4'/s
temp
a
45
×
δtk5'/s
temp
，
δtemp5＝a
54
×
δtk4'/s
temp
a
55
×
δtk5'/s
temp
；式中，s
temp
为作业温度与膜厚的线性关系，单位为a/℃；a
11
为tc1温度与m1厚度的影响系数；a
12
为tc1温度与m2厚度的影响系数；a
21
为tc2温度与m1厚度的影响系数；a
22
为tc2温度与m2厚度的影响系数；a
23
为tc2温度与m3厚度的影响系数；a
32
为tc3温度与m2厚度的影响系数；a
33
为tc3温度与m3厚度的影响系数；a
34
为tc3温度与m4厚度的影响系数；a
43
为tc4温度与m3厚度的影响系数；a
44
为tc4温度与m4厚度的影响系数；a
45
为tc4温度与m5厚度的影响系数；a
54
为tc5温度与m4厚度的影响系数；a
55
为tc5温度与m5厚度的影响系数。5.如权利要求1～4任一权利要求所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，所述系数均通过跑货收集的实际膜厚与反应时间、温度的关系获得。6.如权利要求4所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，调节后的基准温度设定如下，基准温度temp1＝预设温度 δtemp1，基准温度temp2＝预设温度 δtemp2，基准温度temp3＝预设温度 δtemp3，基准温度temp4＝预设温度 δtemp4，基准温度temp5＝预设温度 δtemp5。7.如权利要求1所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，步骤s5中各段监控片的补偿厚度如下，δtk1＝(pd1×
c
11
pd2×
c
21
pd3×
c
31
pd4×
c
41
)
×
y1，δtk2＝(pd1×
c
12
pd2×
c
22
pd3×
c
32
pd4×
c
42
)
×
y2，δtk3＝(pd2×
c
23
pd3×
c
33
pd4×
c
43
)
×
y3，δtk4＝(pd3×
c
34
pd4×
c
44
)
×
y4，δtk5＝pd4×
y5，其中，c
11
c
21
c
31
c
41
＝1，c
12
c
22
c
32
c
42
＝1，c
23
c
33
c
43
＝1，c
34
c
44
＝1；0≤c
nn
≤1，n＝1，2,3,4；式中，pd1为第一z1控制区的平均图案化密度；pd2为第二z2控制区的平均图案化密度；pd3为第三z3控制区的平均图案化密度；pd4为第四z4控制区的平均图案化密度；c
11
为第一z1控制区的平均图案化密度对m1厚度的影响系数；c
21
为第二z2控制区的平均图案化密度对m1厚度的影响系数；
c
31
为第三z3控制区的平均图案化密度对m1厚度的影响系数；c
41
为第四z4控制区的平均图案化密度对m1厚度的影响系数；c
12
为第一z1控制区的平均图案化密度对m2厚度的影响系数；c
22
为第二z2控制区的平均图案化密度对m2厚度的影响系数；c
32
为第三z3控制区的平均图案化密度对m2厚度的影响系数；c
42
为第四z4控制区的平均图案化密度对m2厚度的影响系数；c
23
为第二z2控制区的平均图案化密度对m3厚度的影响系数；c
33
为第三z3控制区的平均图案化密度对m3厚度的影响系数；c
43
为第四z4控制区的平均图案化密度对m3厚度的影响系数；c
34
为第三z3控制区的平均图案化密度对m4厚度的影响系数；c
44
为第四z4控制区的平均图案化密度对m4厚度的影响系数；y1，y2，y3，y4分别为图案化密度与沉积膜之厚度的线性关系。8.如权利要求7所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，所述各控制区的平均图案化密度可用对应掩膜板的净开口率表示，数值范围为0～100％。9.如权利要求7所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，所述系数均通过跑货收集的实际膜厚与图案化密度的关系获得。10.如权利要求7所述lpcvd炉管自动调控沉积膜厚的方法，其特征在于，调控系统根据补偿的沉积膜之厚度，在基准时间与温度的基础上进一步计算出当前批次所需要的作业时间与温度，所述调节方式与权利要求4、权利要求5、权利要求6的调节方式一致。

技术总结
一种LPCVD炉管自动调控沉积膜厚的方法，包括：提供LPCVD炉管，并设置热电偶及监控片，且各监控片将放置区划分为各控制区域；在各控制区域填充未图案化晶圆，进行对应制程测试运行；量测各监控片之沉积膜厚，并反馈至调控系统；调控系统根据量测厚度与目标厚度的差异执行作业时间和温度的调节，并作为基准时间温度；跑货时将Lot数目、位置，晶圆数量、图案化密度发送至调控系统，计算获得各区域平均图案化密度，进而计算获得各监控片需补偿的厚度；调控系统根据补偿厚度计算出需要补偿的时间与温度，在基准时间与温度的基础上进一步计算出当前批次的沉积时间和温度；调控系统将调节后的沉积时间和温度赋值给机台相应PPID执行作业。本发明可实现LPCVD炉管自动调控沉积膜之厚度。厚度。厚度。


技术研发人员：徐兴国 张凌越 姜波
受保护的技术使用者：上海华虹宏力半导体制造有限公司
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2022/4/1