CN112504213B - 半导体膜平面度计算方法、***及半导体机台调整方法 - Google Patents

半导体膜平面度计算方法、***及半导体机台调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体膜平面度计算方法和***及半导体机台调整方法。所述半导体膜平面度的获取方法包括，获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标，对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面，获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离，对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度。通过本发明所提供的半导体膜平面度的计算方法获取半导体膜的平面度工序简单，不需要对各个点的膜厚都进行测量，起到节约人力和物力，提高效率的作用。

Description

半导体膜平面度计算方法、***及半导体机台调整方法
技术领域
本发明涉及平面度计算方法领域，尤其涉及一种半导体膜平面度计算方法、***及半导体机台调整方法。
背景技术
半导体膜是构成集成电路芯片上元件的基本材料。随着技术发展，大规模集成电路芯片上元件的集成度越来越高，对芯片的质量要求越来越高，对半导体膜平面度的要求也越来越高。而机台的位置会直接影响半导体膜的平面度，为了得到平面度在标准范围内的半导体膜，需要不断调整机台的位置。现有技术中，需要对半导体膜上各个点的膜厚进行测量，获得膜厚分布，通过比较机台在调整前后产出的半导体膜膜厚分布，不断对机台位置进行调整，最终使机台产出的半导体膜的平面度在标准范围内。这样不仅费时费力，还造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体膜平面度计算方法、***及半导体机台调整方法，以解决现有技术中，半导体膜平面度获取方法繁琐，费时费力且效率低的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种半导体膜平面度的获取方法，包括，获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标，对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面，获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离，对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度。
在一种可能的实施方式中，“获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标”包括，获取所述半导体膜的至少三个测量点的位置坐标，且至少三个所述测量点不在同一条直线上。
在一种可能的实施方式中，“对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面”包括：对多个所述测量点的位置坐标根据平面方程z＝ax+by+c进行平面拟合，以得到平面拟合参数a、b和c，所述平面方程z＝ax+by+c所在的平面表征所述拟合平面。
在一种可能的实施方式中，“对多个所述测量点的位置坐标根据平面方程z＝ax+by+c进行平面拟合，以得到平面拟合参数a、b和c”包括，采用最小二乘法，对多个所述测量点的位置坐标根据平面方程z＝ax+by+c进行平面拟合，以得到平面拟合参数a、b和c。
在一种可能的实施方式中，“获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离”包括，将多个所述待测测量点投影到所述拟合平面上以得到多个投影点，其中，每个所述待测测量点在垂直于所述拟合平面的方向上投影，多个所述待测测量点与多个所述投影点一一对应；获取多个所述待测测量点与对应的所述投影点之间的垂直距离，以得到所述半导体膜表面多个所述待测测量点到所述拟合平面的垂直距离。
在一种可能的实施方式中，所述“对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度”包括，获取多个所述垂直距离的平均值；获取所述待测测量点到所述拟合平面的垂直距离与所述平均值的差值，其中，所述差值用于表征所述半导体膜表面待测测量点的平面度。
本发明还提供一种半导体膜平面度的获取***，所述获取***包括获取模块以及与所述获取模块连接的处理模块，所述获取模块用于获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标，所述处理模块用于对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面。所述获取模块还用于获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离，所述处理模块还用于对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度。
在一种可能的实施方式中，所述处理模块通过最小二乘法拟合所述拟合平面的平面方程。
本发明还提供一种半导体机台的调整方法，包括，在半导体机台上的晶圆表面形成半导体膜，获取所述半导体膜表面的平面度，其中，所述半导体膜的平面度根据上述任一实施方式所述的半导体膜平面度的获取方法获取；根据所述半导体摸的平面度调节所述半导体机台的位置。
在一种可能的实施方式中，“获取所述半导体膜表面的平面度”包括，根据所述半导体膜的待测测量点的平面度获取所述半导体膜表面的平面度分布图。“根据所述半导体膜的平面度调节所述机台”包括，根据所述半导体膜的平面度分布图调整所述机台的位置。
综上所述，本发明通过半导体膜上部分点的坐标得到拟合平面，再根据拟合平面获取半导体膜表面待测测量点的平面度及半导体膜表面的平面度分布图，然后再根据平面度分布对机台的位置进行调整。起到简化工序，节约人力物力和提高效率的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的半导体膜平面度的获取方法的流程图；
图2为根据图1获取方法获取的半导体膜表面的平面度分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种半导体膜平面度的获取方法，包括以下步骤：
S1：获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标；
S2：对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面；
S3：获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离；
S4：对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度。
采用以上步骤获取半导体膜平面度工序简单，不需要对各个点的膜厚都进行测量，起到节约人力和物力的作用。
以具体实施例来说明本发明所提供的半导体膜平面度的获取方法。
S1，获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标，所述测量点至少为三个，且至少有三个所述测量点不在同一条直线上。
当获取的测量点为三个时，三个测量点构成一个平面，该平面即为拟合平面。由于半导体膜的膜厚一般是分布不均匀的，且获取的测量点的位置坐标具有随机性，因此在实际操作中通常会获取多个具有代表性的测量点的位置坐标，例如半导体膜的边缘处和中心处。半导体膜测量点的个数，及各个区域测量点的个数可以根据实际情况做调整，在膜厚分布较为均匀的区域可以减少测量点的个数，在膜厚分布不均匀的区域，可以适当增加测量点的个数，以尽量较小在S2步骤中获得的拟合平面的误差。所获取的测量点的位置坐标的个数越多且越具有代表性，在S2步骤中获得的拟合平面误差越小，最后获得的各个点的平面度与实际平面度的差距越小。
S2，对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面。S2过程包括，将多个所述测量点的位置坐标根据平面方程z＝ax+by+c进行平面拟合，以得到平面拟合参数a、b和c，所述平面方程z＝ax+by+c所在的平面表征所述拟合平面。
具体的，采用最小二乘法，对多个所述测量点的位置坐标根据平面方程z＝ax+by+c进行平面拟合，以得到平面拟合参数a、b和c。
多个所述测量点的位置坐标为Gi＝{(xi,yi,zi),i＝1,2,…,n}，将所述位置坐标Gi＝{(xi,yi,zi),i＝1,2,…,n}带入公式
Figure BDA0002828304770000041
令S最小，即满足
Figure BDA0002828304770000042
得到线性方程
Figure BDA0002828304770000043
根据所述线性方程得到所述平面拟合参数a、b和c的值。
S3，获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离。
S3过程包括，将多个所述待测测量点投影到所述拟合平面上以得到多个投影点，其中，每个所述待测测量点在垂直于所述拟合平面的方向上投影，多个所述待测测量点与多个所述投影点一一对应。获取多个所述待测测量点与对应的所述投影点之间的垂直距离，以得到所述半导体膜表面多个所述待测测量点到所述拟合平面的垂直距离。
具体的，将所述半导体膜表面每一待测测量点Pj＝{(xj,yj,zj),j＝1,2,…,n}沿着垂直所述拟合平面方向投影至所述拟合平面z＝ax+by+c上，得到每一待测测量点对应的投影点(xj,yj)，根据所述投影点(xj,yj)与所述拟合平面方程z＝ax+by+c，得到所述半导体膜表面每一待测测量点到所述拟合平面的垂直距离。本实施例中，将所述半导体膜表面每一待测测量点Pj沿着垂直所述拟合平面方向投影至所述拟合平面，可以得到每一待测测量点对应的投影点(xj,yj)中xj和yj的具体值，将xj和yj的值代入平面方程z＝ax+by+c中，即可得到zj的值，zj即为所述半导体膜表面待测测量点到所述拟合平面的垂直距离。
S4，对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度。具体的，S4包括获取多个所述垂直距离的平均值，根据所述半导体膜表面待测测量点到所述拟合平面的垂直距离与所述平均值的差值，其中，所述差值用于表征所述半导体膜表面待测测量点的平面度。多个所述垂直距离根据S3所述方法获取。从而，本申请通过获取半导体膜上部分点的坐标，再对坐标进行拟合得到拟合平面，然后根据拟合平面通过计算得到半导体膜任一点的平面度，本申请所述的半导体膜平面度获取方法简化了平面度获取工序，节约了人力物力，效率高。
另一实施例中，本发明提供一种半导体膜平面度的获取***，所述获取***包括获取模块以及与所述获取模块连接的处理模块；所述获取模块用于获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标；所述处理模块用于对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面；所述获取模块还用于获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离；所述处理模块还用于对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度。
所述半导体膜平面度的获取***在获取半导体膜平面度过程中，按照以下顺序进行。首先，获取模块获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标，多个测量点的个数和位置分布可以根据实际进行调整；然后，处理模块通过最小二乘法对多个测量点的位置坐标进行拟合，得到半导体膜的拟合平面及拟合平面方程；接着，获取模块再获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离；最后，处理模块根据多个垂直距离得到所述半导体膜表面每一待测测量点的平面度。
具体的，“处理模块根据多个垂直距离得到所述半导体膜表面每一待测测量点的平面度”包括，处理模块计算出多个垂直距离的平均值，然后将待测测量点到所述拟合平面的垂直距离减去所述平均值，得到待测测量点的平面度。
本实施例提供的半导体膜平面度的获取***结构简单，只需要获取半导体膜表面部分点的测量点的位置坐标，即可通过拟合和计算得到半导体膜表面任一待测测量点的平面度。
另一实施例中，本发明还提供一种半导体机台的调整方法，包括，在半导体机台上的晶圆表面形成半导体膜；获取所述半导体膜的平面度；其中，所述半导体膜的平面度根据上述任一实施例所述的半导体膜平面度的获取方法获取；根据所述半导体膜的平面度调节所述机台的位置。
具体的，根据所述半导体膜的待测测量点的平面度获取所述半导体膜表面的平面度分布图；“根据所述半导体摸的平面度调节所述机台”包括，根据所述半导体膜的平面度分布图调整所述机台的位置。
请参阅图2，本实施例中，所述半导体膜的平面度划分为9个区域，每个区域对应不同的平面度范围。其中，区域(1)平面度小于-278.0，区域(2)的平面度范围在-278.0～-156.4之间，区域(3)的范围在-156.4～-95.7之间，以此类推，区域(9)的平面度范围在208.2～269.0之间。
所述调整方法为首先获取半导体膜表面多个待测测量点的平面度，然后再根据所述平面度获得半导体膜表面的平面度分布图，再根据所述平面度分布图对机台的位置进行调整，使得调整后的机台所产出的半导体膜表面的平面度在标准范围内。这里获取的多个待测测量点的个数和位置可以根据实际情况来确定，当多个点的个数越多，位置随机性越高，获得的平面度分布图与实际的平面度分布图越接近。本实施例所提到的标准范围为人为规定的，当对半导体膜平面度要求较高时，标准范围较小；当对半导体膜平面度要求不高时，标准范围可适当放宽。
本实施例所提供的调整方法，可以直接根据半导体膜表面的平面度分布图对机台进行调整，而不需要不断对比机台调整前后半导体膜膜厚分布，来不断调整机台，以使机台产出平面度分布在标准范围内的半导体膜，起到节约资源，节约人力和物力的作用。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种半导体膜平面度的获取方法，其特征在于，包括：
获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标；
对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面；
获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离；
对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度；
所述“对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度”包括：
获取多个所述垂直距离的平均值；
获取所述待测测量点到所述拟合平面的垂直距离与所述平均值的差值，其中，所述差值用于表征所述半导体膜表面待测测量点的平面度。
2.根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，“获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标”包括：
获取所述半导体膜的至少三个测量点的位置坐标，且至少三个所述测量点不在同一条直线上。
3.根据权利要求2所述的获取方法，其特征在于，“对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面”包括：对多个所述测量点的位置坐标根据平面方程z＝ax+by+c进行平面拟合，以得到平面拟合参数a、b和c，所述平面方程z＝ax+by+c所在的平面表征所述拟合平面。
4.根据权利要求3所述的获取方法，其特征在于，“对多个所述测量点的位置坐标根据平面方程z＝ax+by+c进行平面拟合，以得到平面拟合参数a、b和c”包括：
采用最小二乘法，对多个所述测量点的位置坐标根据平面方程z＝ax+by+c进行平面拟合，以得到平面拟合参数a、b和c。
5.根据权利要求4所述的获取方法，其特征在于，“获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离”包括：
将多个所述待测测量点投影到所述拟合平面上以得到多个投影点，其中，每个所述待测测量点在垂直于所述拟合平面的方向上投影，多个所述待测测量点与多个所述投影点一一对应；
获取多个所述待测测量点与对应的所述投影点之间的垂直距离，以得到所述半导体膜表面多个所述待测测量点到所述拟合平面的垂直距离。
6.一种半导体膜平面度的获取***，其特征在于，包括获取模块以及与所述获取模块连接的处理模块；
所述获取模块用于获取半导体膜表面的多个测量点的位置坐标；
所述处理模块用于对多个所述测量点的位置坐标进行拟合，以得到所述半导体膜表面的拟合平面；
所述获取模块还用于获取所述半导体膜表面多个待测测量点到所述拟合平面的垂直距离；
所述处理模块还用于对多个所述垂直距离处理以得到所述半导体膜表面待测测量点的平面度；
所述处理模块具体用于获取多个所述垂直距离的平均值；获取所述待测测量点到所述拟合平面的垂直距离与所述平均值的差值，其中，所述差值用于表征所述半导体膜表面待测测量点的平面度。
7.根据权利要求6所述的获取***，其特征在于，所述处理模块通过最小二乘法拟合所述拟合平面的平面方程。
8.一种半导体机台的调整方法，其特征在于，包括：
在半导体机台上的晶圆表面形成半导体膜；
获取所述半导体膜表面的平面度；其中，所述半导体膜的平面度根据权利要求1-5任一项所述的半导体膜平面度的获取方法获取；
根据所述半导体膜的平面度调节所述半导体机台的位置。
9.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，“获取所述半导体膜表面的平面度”包括：
根据所述半导体膜的待测测量点的平面度获取所述半导体膜表面的平面度分布图；
“根据所述半导体膜的平面度调节所述半导体机台的位置”包括：根据所述半导体膜的平面度分布图调整所述机台的位置。
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