半导体器件的制造系统以及制造方法与流程

专利检索2026-05-13  5


本发明涉及半导体晶片处理系统中的晶片温度的设定法。


背景技术:

1、伴随半导体器件的构造的三维化,对在晶片面内均匀地制作复杂的器件构造的制造技术的要求年年提高。在半导体器件的制造中,通过重复利用了曝光装置、热处理装置、干式蚀刻装置、湿式清洗装置、成膜装置、cmp(chemical mechanical polishing,化学机械抛光)装置等多个半导体制造装置的工艺,来在晶片整面形成目标图案,制作芯片。

2、此外,为了确认所制作的芯片是满足目标要求的良品芯片,使用cd-sem(criticaldimensionscanning electron microscope,关键尺寸扫描电子显微镜)、ocd(optical critical dimension,光学关键尺寸)、stem(scanning transmission electronmicroscope,扫描透射电子显微镜)、tem(transmission electron microscope,透射电子显微镜)、光学式膜厚计、椭圆计等半导体检查装置,来进行形成于晶片的表面的多层的膜的图案的尺寸、膜厚等特定的物理量的测量。在利用了这些半导体检查装置的测定中,为了检查能从晶片面内取得的芯片的良品数,一般不是仅测定晶片面内的1处,而是测定多处。

3、此外,将如此得到的尺寸、膜厚度等测定的结果反馈或前馈给各半导体制造装置,来反应在对晶片进行处理的条件(工艺条件)中。调节半导体制造装置的动作以使得接近于能得到所期望的处理后的晶片表面的形状的处理的条件,从而更加增大能从1个晶片面取得的芯片的良品数,使处理的成品率提升。在这样的各半导体制造装置中,具备能基于所测量的数据进行反馈或前馈的控制、使特定的物理量的关于晶片面内的分布为所期望的分布的装置的控制方法。

4、作为将图案尺寸、膜厚等特定的物理量的晶片面内分布控制成所期望的分布的方法之一,过去以来,已知在半导体制造装置中对晶片进行处理时控制针对晶片的面内方向的温度分布。作为这样的现有技术的示例,抑制jp特开2006-228816号公报(专利文献1)中公开的技术。在专利文献1中,公开了如下方法:在曝光装置中将抗蚀剂图案曝光后促进抗蚀剂膜内的化学反应的曝光后烘烤工序中,控制分成多个区域各自进行加热的热处理板的面内温度,控制保持于热处理板的上方的晶片的面内的方向的图案尺寸;根据为了均匀形成针对晶片的面内方向的图案尺寸而预先取得的热处理板的温度与图案尺寸的关系式来算出成为在晶片面内形成均匀的图案的目标的针对面内方向的温度分布,设定热处理板的各区域的温度,以使得成为该温度的分布。

5、此外,在jp特开2009-302390号公报(专利文献2)中,公开了如下方案:在作为干式蚀刻装置之一的等离子蚀刻装置中,根据用于冷却样品台的冷媒的温度、为了加热样品台而配置于覆盖样品台的上表面的电介质膜内的中央、中间、边缘的圆形以及环状的3个区域的加热器的各电力、和为了测定样品台的温度而配置于样品台的传感器的温度,来算出晶片面内的温度分布。进而,在jp特表2013-513967号公报(专利文献3)中,公开了如下技术:在等离子蚀刻装置中,根据预先取得的晶片温度与图案尺寸的关系式来算出在晶片面内形成均匀的图案的面内温度分布,控制加热器电力的输出,以使得成为目标的面内温度分布。

6、先行技术文献

7、专利文献

8、专利文献1:jp特开2006-228816号公报

9、专利文献2:jp特开2009-302390号公报

10、专利文献3:jp特表2013-513967号公报


技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、在上述的现有技术中,由于关于接下来的点考虑不充分,因此产生问题。

3、即,在上述现有技术中,根据预先取得的晶片的温度与图案的尺寸值例如cd(critical dimension,关键尺寸)值的关系式来算出在晶片面内形成所期望的半导体器件的电路的图案的目标的面内温度分布,调节加热器电力的输出,以使得成为目标的面内温度分布。但实际上,晶片的处理中中作为目标而算出的温度或为了实现其而求得的给加热器的电力的大小有时会成为超出等离子处理装置能实现的范围的值。在该情况下,会不能实现该目标的温度、所形成的电路图案不能达成所期望的性能等,处理的成品率受损。

4、如此地,为了实现晶片的目标的温度所需的晶片的温度、加热器的输出的值被算出成超出装置能实现的范围的值的原因之一在于,由于晶片内的热传递,为了实现1个晶片的区域的目标温度所需的热的量在物理上难以凭借与该区域对应的加热器的发热量实现。即,通过发明者们的研讨判明了:由于从与1个区域对应的加热器形成的热的一部分移动到相邻或近傍的其他区域,为了使晶片的该1个区域的温度为目标的值所需的加热器的发热的量有时会超过可能的最大的值,或者反过来,即使发热量为0,该区域的温度也会超出目标的值,有时不再能调节对与多个区域对应的多个加热器供给的电力以及由此带来的发热的量来实现目标的晶片的温度分布。

5、如此地,在现有技术中,关于不能使处理中的晶片的温度的分布成为初始的分布从而有损晶片的处理的成品率这样的问题,并未考虑。

6、本发明的目的在于,提供使处理的成品率提升的半导体器件的制造系统以及半导体器件的制造方法。

7、用于解决课题的手段

8、为了解决上述的课题,在发明中提供将成为难以实现的目标的晶片的温度的分布修正成能实现的分布的手段。

9、即,上述目的通过如下半导体器件的制造系统而达成,其具备半导体器件制造装置和晶片温度计算系统,其中,所述半导体器件制造装置具备在上表面载置晶片的晶片载台、配置于该晶片载台内部且配置于所述上表面的多个区域的下方的多个加热器、以及调节供给到这多个加热器的多个加热器电源的输出的控制器,对所述晶片进行处理,所述晶片温度计算系统判定为了实现所述晶片的处理中的目标的温度而预先算出的所述多个加热器电源的第1输出值是否处于容许范围内,在处于容许范围外的情况下,算出全部所述第1输出值被修正为容许范围内的值的第2输出值。

10、发明的效果

11、根据本发明,使用预先取得的晶片温度与特定的物理量的关系,针对晶片的面内方向算出能形成所期望的形状的目标的温度分布,之后,算出能实现该目标的温度分布的对多个加热器的电力的供给量。进而,使用该电力的供给量的值来在对晶片进行处理前判断实现的可否,其结果,在判断为不能实现来自加热器用的电源的输出的值的情况下,算出能在能实现的加热器电源的输出中使目标函数最小的第2目标温度分布以及能实现其的对多个加热器的电力的供给量。

12、由此,抑制了无法实现处理中的晶片的目标的温度分布,减少了晶片处理停止。此外,抑制了晶片的处理中的温度从所期望的温度偏离,处理的成品率提升。



技术特征:

1.一种半导体器件的制造系统,其特征在于,具备半导体器件制造装置和晶片温度计算系统,其中,

2.根据权利要求1所述的半导体器件的制造系统,其特征在于,

3.根据权利要求1或2所述的半导体器件的制造系统,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的半导体器件的制造系统,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的半导体器件的制造系统,其特征在于,

6.根据权利要求1或2所述的半导体器件的制造系统,其特征在于,

7.根据权利要求1所述的半导体器件的制造系统,其特征在于,

8.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,使用半导体器件制造装置对晶片进行处理,所述半导体器件制造装置具备在上表面载置所述晶片的晶片载台、配置于该晶片载台内部且配置于所述上表面的多个区域的下方的多个加热器、以及调节供给到这多个加热器的多个加热器电源的输出的控制器,

9.根据权利要求8所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,

10.根据权利要求8或9所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,

11.根据权利要求10所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,

12.根据权利要求10所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,

13.根据权利要求8或9所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,

14.根据权利要求8或9所述的半导体器件的制造方法,其特征在于,


技术总结
为了提供使处理的成品率提升的半导体器件的制造系统以及半导体器件的制造方法,具备半导体器件制造装置和晶片温度计算系统,该半导体器件制造装置具备在上表面载置晶片的晶片载台、配置于该晶片载台内部且配置于所述上表面的多个区域的下方的多个加热器、以及调节供给到这多个加热器的多个加热器电源的输出的控制器,对所述晶片进行处理,该晶片温度计算系统判定为了实现所述晶片的处理中的目标的温度而预先算出的所述多个加热器电源的第1输出值是否处于容许范围内,在处于容许范围外的情况下,算出全部所述第1输出值被修正为容许范围内的值的第2输出值。

技术研发人员:佐竹真,赵普社,一野贵雅,森月政博
受保护的技术使用者:株式会社日立高新技术
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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