[发明专利]工艺控制方法与工艺控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体工艺控制方法与系统，特别是涉及一种沉积工艺控制方法与系统。

背景技术

在半导体工艺中，炉管工艺是一个重要性的工艺步骤。作为半导体工艺中的热处理工具，例如是炉管，可利用加热氧化来制作半导体元件的例如栅极氧化层﹑侧壁氧化层等构造。

然而，现有技术的炉管工艺采用固定的工艺参数，往往忽略了负载效应(loading effect：总晶圆片数及晶圆上的图形差异，将造成沉积速率的不同)而导致如果晶圆在炉管中摆放位置不同，则晶圆上的形成的膜厚会有不同的差异。这种差异包含了晶圆间(wafer to wafer)及晶圆内(within wafer)的差异。此外，再加上先前工艺的各种线宽与膜厚的差异因素，都将导致所制作的半导体元件的临界电压或其它特性的差异。

随着半导体元件尺寸不断缩小，炉管工艺所形成的膜的品质的要求也更为严格。因此，炉管工艺的重点将关注在实际产品上沉积的厚度，而不单纯只是监控晶圆的厚度。但是，在生产过程中，非常难以抽测各产品的实际沉积厚度，而无法及时调整工艺的最佳参数，造成工艺结果的沉积厚度严重偏离了标准值。

发明内容

本发明提供一种工艺控制方法，可降低工艺所导致的电性与物性差异，提高工艺精准度。

本发明提供一种工艺控制系统，可降低工艺时间并提高合格率与产量。

本发明提出一种工艺控制方法，适用于对批次的多个晶圆进行沉积工艺，该方法包括：根据机台的历史信息与批次的产品信息来决定批次的晶圆的摆放位置；根据所述批次的晶圆的摆放位置与所述机台的历史信息来求出各摆放位置的目标值；根据所述机台的历史信息、所述批次的产品信息以及所述各摆放位置的目标值来求出工艺参数；根据所述批次的晶圆的摆放位置与所述工艺参数进行沉积工艺。

在本发明的一实施例中，在根据所述生产机台的历史信息与所述批次的产品信息来决定所述批次的晶圆的摆放位置的步骤中，由式(1)求出最小差异组合，来对批次的晶圆进行位置排序：

式(1)中，L(i)为各批次在工艺前的特性，F(j)为工艺位置均匀性特性，w(k)为各产品对差异的要求的权重。

在本发明的一实施例中，上述的工艺控制方法，其中，晶圆摆放的特定位置L的目标值是由式(2)所算出：

Monitor Target^L＝α+γ(厚度目标值)+β(产品|厚度目标值)(2)

式(2)中，α为特定工艺方法下，监控晶圆的基本沉积厚度值；γ为所有产品在不同目标值下，监控晶圆的沉积厚度的调整值；β为各产品在特定目标值下，产品上沉积厚度的调整值。

在本发明的一实施例中，所述工艺参数包括依据负载效应关系所求出的加热区温度与沉积时间，所述工艺参数先计算沉积时间，再计算加热区所需温度。

在本发明的一实施例中，所述沉积时间是由式(3)所算出：

式(3)中，time_t为第t个批次的沉积时间，g(x)的函数为反馈控制，m(x)的函数为前馈控制，time_t-i为第t-i个批次的沉积时间，为第t-i个批次中间位置沉积厚度的目标值，为第t个批次中间位置沉积厚度的目标值，为第(t-i)个批次的中间位置的沉积厚度值，wafer count_t为第t个批次的晶圆片数，wafer count_t-i为第t-i个批次的晶圆片数，Pattern_t为第t个批次的特征值，Pattern_t-i为第t-i个批次的特征值。

在本发明的一实施例中，所述加热区温度是由式(4)所算出：

式(4)中，为第t个批次的特定位置L的加热区的温度，f(x)的函数为反馈控制，y(x)的函数为前馈控制，time_t-i为第t-i个批次的沉积时间，为第t-i个批次的特定位置L的加热区的温度，为第t-i个批次的特定位置L沉积厚度的目标值，为第t个批次的特定位置L沉积厚度的目标值，为第(t-i)个批次的特定位置L的沉积厚度值，wafer count_t为第t个批次的晶圆片数，wafer count_t-i为第t-i个批次的晶圆片数，Pattern_t为第t个批次的特征值，Pattern_t-i为第t-i个批次的特征值。

在本发明的一实施例中，所述机台包括炉管。