[发明专利]CVD成膜工艺的膜厚调节优化方法

权利要求书

1.一种CVD成膜工艺的膜厚调节优化方法，所述CVD成膜工艺为通过导入工艺气体在多个半导体硅片的表面形成薄膜，其特征在于，所述膜厚调节优化方法包括以下步骤：

S1：进行基准实验以获取所述多个半导体硅片中测试硅片的基准膜厚，其中所述基准实验采用的工艺气体流量为基准流量；

S2：进行多组测试实验以获取所述测试硅片的膜厚，其中每组所述测试实验的实验条件为仅改变基准实验的工艺气体流量；

S3：以相对于所述基准流量的流量变化值以及该流量变化值所造成的相对于所述基准膜厚的膜厚变化值为变量建立基于关系矩阵的目标函数，并确定该目标函数的约束条件，其中所述约束条件为所述膜厚变化值与所述流量变化值呈线性关系；

S4：根据所述多组测试实验的结果及所述约束条件计算所述目标函数的值最小时的最优解以得到相对于所述基准气体流量的最优流量变化值；

S5：以所述最优流量变化值调节所述基准流量为最优气体流量并获取所述测试硅片的最优膜厚；以及

S6：判断所述最优膜厚与目标膜厚的膜厚差值，若大于预定范围则将所述最优气体流量作为所述基准实验采用的工艺气体流量，并重复进行步骤S1至步骤S5直至所述最优膜厚与目标膜厚的膜厚差值处于所述预定范围内；

其中所述测试硅片的数量为n，所述工艺气体通过m个管路进气导入n个所述测试硅片的表面；第i组的所述测试实验的流量变化值ΔX_i表达为：ΔX_i＝[ΔX₁,ΔX₂.....ΔX_m]^T，其中ΔX₁,ΔX₂.....ΔX_m是第1路，第2路……第m路气体流量中每路气体流量相对于基准流量的流量变化值，T表示矩阵的转置；第i组的所述测试实验获得的所述测试硅片的膜厚变化值ΔY_i表达为：ΔY_i＝[ΔY₁,ΔY₂.......ΔY_n]^T，其中ΔY₁,ΔY₂.......ΔY_n是第1个，第2个……第n个测试硅片中每个测试硅片的膜厚相对于基准膜厚的膜厚变化值，T表示矩阵的转置，所述目标函数的表达式为：其中|ΔX_k|为第k路工艺气体的流量变化值的绝对值，是实验中m路中每路气体流量相对于每路基准流量的变化差值绝对值的加和，|ΔY_j|为第j片测试硅片的膜厚变化值的绝对值，是n个测试硅片每片膜厚相对于基准膜厚差值绝对值的加和，λ为大于0的正数，m和n均为正整数。

2.根据权利要求1所述的膜厚调节优化方法，其特征在于，步骤S3中该目标函数的约束条件表达为：ΔX×W-ΔY＝0，其中ΔX为相较于所述基准膜厚的膜厚变化值矩阵，ΔY为相较于所述基准流量的流量变化值矩阵，W为所述膜厚变化值与所述气体流量变化值的关系矩阵，所述关系矩阵通过步骤S2中的所述多组测试实验的结果计算得出，所述关系矩阵表达为：W＝ΔY_i^T×invΔX_i^T；其中T代表矩阵的转置，ΔY_i为第i组的所述测试实验所获得的膜厚变化值，ΔX_i为第i组的所述测试实验所采用的工艺气体的流量变化值，inv代表逆矩阵。

3.根据权利要求1所述的膜厚调节优化方法，其特征在于，所述基准膜厚与所述目标膜厚的膜厚差值小于等于所述目标膜厚的20％。

4.根据权利要求1所述的膜厚调节优化方法，其特征在于，所述预定范围为所述目标膜厚的2％。

5.根据权利要求1所述的膜厚调节优化方法，其特征在于，所述测试硅片的数量小于所述工艺气体进气的管路数量m。