半导体工艺设备及其晶舟旋转速度的确定方法与流程

1.本技术属于半导体工艺技术领域，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。


背景技术：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.本技术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。
5.第一方面，本技术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：
6.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；
7.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；
8.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。
9.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：
10.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；
11.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；
12.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。
13.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。
14.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：
15.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。
16.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：
17.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。
18.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：
19.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；
20.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。
21.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：
22.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；
23.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。
24.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：
25.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；
26.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；
27.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。
28.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。
29.第二方面，本技术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，
30.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；
31.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；
32.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。
33.在本技术中，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。最后，再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，该目标晶舟转速即为晶舟旋转的最优转速。可见，本技术方案，可通过一次实验数据和计算机模拟辅助计算方式即可得到晶舟旋转的最优转速，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。
附图说明
34.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其有益效果显而易见。
35.图1是现有立式炉原子层沉积设备的薄膜沉积原理示意图。
36.图2是本技术实施例提供的半导体工艺设备的晶舟旋转速度的确定方法的流程框图。
37.图3是图2所示的晶舟旋转速度的确定方法的步骤s110的流程框图。
38.图4是图2所示晶舟旋转速度的确定方法中目标晶圆的厚度检测点的分布示意图。
39.图5是图2所示的晶舟旋转速度的确定方法的步骤s120的流程框图。
40.图6是图2所示的晶舟旋转速度的确定方法中目标晶圆一次薄膜沉积的膜厚分布效果图。
41.图7是图2所示的晶舟旋转速度的确定方法中目标晶圆模拟计算的120次薄膜沉积的膜厚分布效果图。
42.图8是图2所示的晶舟旋转速度的确定方法中目标晶圆真实120次薄膜沉积的膜厚分布效果图。
具体实施方式
43.下面结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。
44.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。
45.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。
46.基于此，有必要提供一种新的晶舟旋转速度的确定解决方案，以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。
47.在一个实施例中，如图2所示，本技术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，该晶舟旋转速度的确定方法具体可包括：
48.步骤s110：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。
49.可以理解的是，为获得本方法步骤中的第一膜厚分布数据，其需要对目标晶圆进行一次真实的薄膜沉积实验，来获取相应的实验数据，为此，除了使目标晶圆以预设晶舟转速进行旋转外，还需使晶圆处于相应的工艺条件下，该相应的工艺条件具体指可实现对目标晶圆进行相应薄膜沉积工艺的条件，包括但不限于控制目标晶圆所在的反应腔室处于合适的温度区间、使得该反应腔室内保持特定的气体压力以及向该反应腔室内通入特定的气体等。当在该相应的工艺条件及预设晶舟转速下，对该目标晶圆进行完相应的薄膜沉积工艺后，可进一步对该目标晶圆的各部位进行相应的厚度检测及简单的计算，便可得到在预设晶舟转速下，目标晶圆在一次薄膜沉积后形成的第一膜厚分布数据。
50.步骤s120：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。
51.可以理解的是，薄膜沉积周期具体可指目标晶圆进行一次薄膜沉积所持续的时间。现有技术通过实验数据，为了更准确地确定目标晶圆在不同晶舟转速下的薄膜沉积后的成膜均匀度，其一般会使目标晶圆在每个不同的晶舟转速下均进行较大次数(如100次或120次)薄膜沉积后，再测量相应的成膜均匀度，这会消耗大量的实验时间和实验耗材。而本技术方法步骤则可根据该第一膜厚分布数据(即一次薄膜沉积的厚度分布数据)和薄膜沉积周期，通过计算机模拟来对该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应该为大于或等于第一预设阈值的正整数，且第一预设阈值应该为取值较大的正整数，如100。
52.另外，由于一次薄膜沉积(如ald循环，即原子层沉积循环)的完整过程具体可包括沉积过程和吹扫过程，其中，实际的沉积过程一般仅为2秒，相对于晶舟转速一般为每分钟转动两三圈的转速而言，目标晶圆在实际沉积过程中改变的角度可几乎忽略不计，可认为这些改变对膜厚分布数据几乎无影响。因而，上述提到的预设晶舟转速具体可以为0，以在晶舟不旋转的情形下，采集得到目标晶圆一次薄膜沉积的第一膜厚分布数据后，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晶舟转速下的m次薄膜沉积后的膜厚分布计算，得到多个第二膜厚分布数据。上述多个不同的晶舟转速具体可包括1rpm，1.1rpm，1.2rpm，
……
，2.8rpm，2.9rpm等。一般而言，为确保数据推测得更加准确，该晶舟转速与预设晶舟转速之间的差值的绝对值应小于或等于预设阈值，由于该晶舟转速与该预设晶舟转速之间的差值的绝对值越小时，对该目标晶圆进行该晶舟转速下的m次薄膜沉积后的膜厚分布计算得到的第二膜厚分布数据更接近于真实薄膜沉积实验得到真实膜厚分布数据，因而，可根据实际计算精度需要，选取合适的预设阈值。此时，该预设晶舟转速具体也可以不限于为0，即可以合理选取多个中间值，以通过每个中间值形成的第一膜厚分布数据，来分别模拟计算得到相应的多个第二膜厚分布数据，这样便可确保这些计算得到的第二膜厚分布数据更接近于真实薄膜沉积实验得到真实膜厚分布数据。
53.步骤s130：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。
54.可以理解的是，当通过上述方法步骤得到多个第二膜厚分布数据后，便可计算并比对每个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，该目标晶舟转速即为晶舟旋转的最优转速。
55.这样一来，在本技术实施例中，其可通过一次实验数据和计算机模拟辅助计算方式即可得到晶舟旋转的最优转速，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。
56.在一些示例中，为更好地得到更真实可靠的第一膜厚分布数据，如图3所示，执行上述方法步骤“获取目标晶圆在预设工艺条件下一次薄膜沉积的第一膜厚分布数据”的过程具体如下：
57.步骤s111：在该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，对该目标晶圆进行n次薄膜沉积，得到沉积晶圆。
58.可以理解的是，为避免消耗大量的实验时间和实验耗材，n应该为小于或等于第二预设阈值的正整数，且该第二预设阈值小于上述方法步骤提到的第一预设阈值，即第二预
设阈值应该是取值较小的正整数，如10。
59.为确保所得的第一膜厚分布数据更能反应目标晶圆表面各部位的膜厚分布，可如图4所示，在该目标晶圆的表面设定多个厚度检测点。进一步地，多个厚度检测点具体可划分为多个不同的厚度检测组，不同的厚度检测组的多个厚度检测点等间隔分布在目标晶圆表面的不同半径的圆周上。同时，一般而言，可如图4所示，以x坐标-y坐标的坐标系标记不同的厚度检测点，但为便于降低后续模拟计算的难度，亦可采用以下方式进行厚度检测点的坐标记录，即以目标晶圆的表面中心为原点，以极坐标的形式记录每个厚度检测点的坐标。因而，可通过下表一的方式，将图4所示的49个厚度检测点的x坐标-y坐标转换为相应的极坐标：
60.表一
[0061][0062]
步骤s112：检测沉积晶圆在每个厚度检测点下的厚度数据，得到多个晶圆厚度值。
[0063]
可以理解的是，当通过上述方法步骤得到沉积晶圆后，便可检测沉积晶圆在每个厚度检测点下的厚度数据，得到多个晶圆厚度值，具体可为，在每个厚度检测点下，对该沉积晶圆进行相应的厚度测量，得到一个晶圆厚度值，并对应记录在相应的厚度检测点下。
[0064]
步骤s113：根据多个晶圆厚度值、目标晶圆的初始厚度值以及n的取值，计算得到目标晶圆在一次薄膜沉积后，每个厚度检测点的膜厚生长值，以形成第一膜厚分布数据。
[0065]
可以理解的是，当通过上述方法步骤得到多个晶圆厚度值后，便可根据多个晶圆厚度值、目标晶圆的初始厚度值以及n的取值，计算得到目标晶圆在一次薄膜沉积后，每个厚度检测点的膜厚生长值，以形成第一膜厚分布数据，具体过程如下：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晶圆厚度值减去目标晶圆的初始厚度值后，再除以n的取值，得到当前厚度检测点的膜厚生长值。
[0066]
由于每次薄膜沉积后的目标晶圆各部位的厚度变化有限，因而，本示例通过进行n次薄膜沉积后取平均值的方式得到每个厚度检测点的膜厚生长值，可确保最终形成第一膜厚分布数据更真实可靠。
[0067]
在一些示例中，为更好地计算得到更为精准的多个第二膜厚分布数据，执行上述方法步骤“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”的过程如下：在对该目标晶圆进行每个晶舟转速下的m次薄膜沉积的膜厚分布计算时，根据每个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第二膜厚分布数据。并以此方式，逐一根据每个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，计算得到每个晶舟转速下对应的第二膜厚分布数据，进而得到多个第二膜厚分布数据。
[0068]
进一步地，如图5所示，执行上述方法步骤中“根据每个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第二膜厚分布数据”的过程具体如下：
[0069]
步骤s121：根据每个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。
[0070]
步骤s122：将m个膜厚生长分布数据依次叠加，形成当前晶舟转速下对应的第二膜厚分布数据。
[0071]
可以理解的是，为得到当前晶舟转速下对应的第二膜厚分布数据，优选的方式是，先计算得到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后，再通过将m个膜厚生长分布数据依次叠加，便可形成当前晶舟转速下对应的第二膜厚分布数据。
[0072]
为此，为更好地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，可具体采用如下方式进行计算：首先，将第一膜厚分布数据中每个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。其次，根据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目标晶圆转动的转动角度。最后，再将第i-1次薄膜沉积形成的膜厚生长分布数据转动该转动角度后，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。
[0073]
以当前晶舟转速为1rpm，薄膜沉积周期为16s为例，则每次薄膜沉积与上一次薄膜沉积的晶圆角度相差1*360*16/60＝96
°
，因此将本次薄膜沉积的膜厚生长分布数据旋转96
°
后便可得到下一次薄膜沉积的膜厚生长分布数据，但是由于两次膜厚生长分布数据可能不重合，即没有在相同位置，为了推算下一次薄膜沉积在本次薄膜沉积的数据点位置的膜厚，具体可利用线性计算得到，具体计算方法如下：
[0074]
1.根据图4分布的厚度检测点的坐标分布，依据极径的大小将图4中所示的49个厚度检测点分为4组(第1点、第2-9点，第10-25点、第26-49点)，由于晶圆旋转是以圆心为中心周向旋转，因此将坐标转化为极坐标后，在每一组内各个点之间只有极角坐标不同，计算过程中只需要考虑组内每一点角度相对旋转量即可，这样就可以大大降低计算量和运算过程产生的误差。
[0075]
2.根据上文，第一组(点1)旋转过程中位置不变，因此每次薄膜沉积生长的膜厚均相同；第二组(点2-点9)依照晶圆旋转的角度如上文为96
°
，则点2在下一次薄膜沉积中的极坐标变为186
°
，所以此时点2的位置落在本次薄膜沉积中的点4和点5之间，依据线性计算(点2膜厚-点4膜厚)/(点5膜厚-点4膜厚)＝(点2极角-点4极角)/(点5极角-点4极角)，将点2极角＝186
°
代入上式推导则点2膜厚值为{(点5膜厚-点4膜厚)*(186
°‑
点4极角)/(点5极角-点4极角)+点4膜厚}，以此类推可以计算出第二组所有点下一次薄膜沉积中的膜厚值，第三组和第四组同理也可以计算得出相应的膜厚值，最终，便可得到下一次薄膜沉积在本次薄膜沉积的数据点位置的膜厚。
[0076]
当通过上述方式得到每一次薄膜沉积形成的膜厚生长分布数据，即得到m个膜厚生长分布数据后，便可通过将m个膜厚生长分布数据依次叠加，以形成当前晶舟转速下对应的第二膜厚分布数据。
[0077]
还是，以当前晶舟转速为1rpm，薄膜沉积周期为16s为例，可在下表二所示的真实的目标晶圆一次薄膜沉积的第一膜厚分布数据(即表中所示一次循环膜厚对应的数据)及图6所示的目标晶圆一次薄膜沉积的膜厚分布效果图的基础上，按上述方法方式模拟计算得到如下表二所示的目标晶圆120次薄膜沉积的第二膜厚分布数据(即表中所示120个循环膜厚对应的数据)及图7所示的目标晶圆模拟计算的120次薄膜沉积的膜厚分布效果图，同时，将其与下表二中目标晶圆真实的在120次薄膜沉积后的膜厚分布数据(即表中所示实验120个循环膜厚对应的数据)与图8所示的目标晶圆真实120次薄膜沉积的膜厚分布效果图进行对比，可以看到计算的膜厚数据与实际的实验数据相吻合，计算得到的第二膜厚分布数据的均匀度值(unif％)为1.06，而目标晶圆真实的在120次薄膜沉积后的膜厚分布数据的均匀度值(unif％)为1.05，可见，两者均匀性误差很小，即本技术通过模拟计算所得第二膜厚分布数据能真实反应目标晶圆在相应晶舟转速下进行相应次薄膜沉积后的膜厚分布数据，因此，本技术示例通过计算并比对其计算得到的多个第二膜厚分布数据的均匀度值，来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，该目标晶舟转速即为晶舟旋转的最优转速。
[0078]
表二
[0079][0080]
在一个实施例中，本技术实施例还提供一种半导体工艺设备，该半导体工艺设备具体可包括控制器、薄膜沉积工艺组件、反应腔室以及厚度检测组件，其中，该薄膜沉积工艺组件具体可用于对该反应腔室内的晶舟上的目标晶圆进行薄膜沉积工艺处理。该厚度检测组件具体可用于对该反应腔室内的晶舟上的目标晶圆进行厚度检测。该控制器具体可用于分别控制该薄膜沉积工艺组件和厚度检测组件工作，并在工作时执行上述实施例中的晶舟旋转速度的确定方法，此处不再赘述。
[0081]
在一些示例中，以薄膜沉积工艺组件具体可用于对该反应腔室内的晶舟上的目标晶圆进行原子层沉积工艺处理为例，该薄膜沉积工艺组件具体可包括气体输送组件，以将原子层沉积工艺所需的反应气体输送到该反应腔室中。
[0082]
尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本技术，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本技术包括所有这样的修
改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本说明书的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。
[0083]
即，以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。
[0084]
另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。另外，对于特性相同或相似的结构元件，本技术可采用相同或者不相同的标号进行标识。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0085]
在本技术中，“示例性”一词是用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何一个实施例不一定被解释为比其它实施例更加优选或更加具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本技术，本技术给出了以上描述。在以上描述中，为了解释的目的而列出了各个细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本技术。在其它实施例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本技术的描述变得晦涩。因此，本技术并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。

技术特征：
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；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。
7.根据权利要求6所述的确定方法，其特征在于，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：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；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。8.根据权利要求7所述的确定方法，其特征在于，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：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；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；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。9.根据权利要求1-8任一项所述的确定方法，其特征在于，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。10.一种半导体工艺设备，其特征在于，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，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；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；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，并在工作时执行如权利要求1-9任一项所述的晶舟旋转速度的确定方法。

技术总结
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。


技术研发人员：程诗垚 史小平 翟立君
受保护的技术使用者：北京北方华创微电子装备有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/8/4