相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2014年12月19日提交的編號為62/094,466的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的公開內(nèi)容通過引用被整體并入于此。

本公開的領(lǐng)域一般涉及用于處理半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法，更具體地，涉及用于對絕緣體上硅結(jié)構(gòu)執(zhí)行外延平滑工藝的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體晶片一般由單晶錠制備出，該單晶錠(例如，硅錠)然后被切分成單獨的晶片。在一些應(yīng)用中，可以使用多層結(jié)構(gòu)(有時一般被稱為多層結(jié)構(gòu)或簡稱為晶片)。多層結(jié)構(gòu)的常用形式為絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的最常用的形式之一為絕緣體上硅(soi)晶片。soi晶片通常包括硅的薄層，其位于電介質(zhì)層(即，絕緣層)頂上，該電介質(zhì)層繼而被設(shè)置在襯底(即，處理晶片)上。通常，該襯底或處理晶片為硅。

制作soi晶片的示例工藝包括在施主晶片的拋光前表面上沉積氧化物層。將顆粒(例如，氫原子或氫原子和氦原子的組合物)以特定的深度注入到施主晶片的前表面的下方。所注入的顆粒在施主晶片中的被注入的特定深度處形成裂開(cleave)平面。清洗施主晶片的表面以去除在注入工藝中沉積在晶片上的有機化合物。

然后，通過親水接合工藝將施主晶片的前表面接合到處理晶片，以形成接合晶片。在一些工藝中，施主晶片和處理晶片通過將晶片的表面暴露于包含例如氧或氮的等離子體而接合在一起。在通常被稱為表面活化的工藝中，暴露于等離子體修飾了表面的結(jié)構(gòu)。然后，將晶片壓在一起并且在其間形成接合。之后，沿著裂開平面從接合晶片分離(即，裂開)施主晶片，以形成soi晶片。

產(chǎn)生的soi晶片包括設(shè)置在氧化物層和處理晶片頂上的硅的薄層(裂開后保留的施主晶片的部分)。硅的薄層的裂開表面具有粗糙表面，其不適于最終用途應(yīng)用。對表面的損傷可能是顆粒注入和硅的晶體結(jié)構(gòu)中合成位錯的結(jié)果。因此，需要額外的處理以平滑裂開表面。

用于使硅的表面層(即，裂開表面)平滑和變薄的已知方法包括退火、化學(xué)機械拋光、高溫氣相蝕刻的組合(即，外延平滑或“epi平滑”)以及在裂開表面上的犧牲氧化物層的形成。對于每個soi晶片，這些平滑工藝通常使用相同的工藝參數(shù)進行。也就是，當(dāng)前平滑工藝的處理條件通常不在同一批次內(nèi)的soi晶片之間進行調(diào)整。

對于大多數(shù)應(yīng)用，當(dāng)前用于soi晶片的制造工藝已提供頂部硅層中令人滿意的厚度均勻性。然而，對于某些應(yīng)用，當(dāng)前平滑工藝提供小于最優(yōu)厚度均勻性的厚度均勻性，例如極薄soi(etsoi)應(yīng)用或要求完全耗盡晶體管柵極的應(yīng)用，因為對于這類應(yīng)用，厚度均勻性要求有時更嚴(yán)格。例如，對于部分耗盡soi(pdsoi)應(yīng)用，工業(yè)規(guī)范允許30埃以上的頂層厚度均勻性，而對于完全耗盡soi(fdsoi)應(yīng)用，工業(yè)規(guī)范要求以下的頂層厚度均勻性。因此，對于使包括具有提高的厚度均勻性的硅層的soi晶片的生產(chǎn)成為可能的soi晶片處理系統(tǒng)和方法存在需要。

該背景技術(shù)部分旨在為讀者介紹可能涉及到下面描述和/或要求保護的本公開的各方面的現(xiàn)有技術(shù)的各方面。相信該討論有助于向讀者提供背景信息，以利于更好地理解本公開的各方面。因此，應(yīng)理解，這些陳述應(yīng)被清楚地閱讀，而不作為對現(xiàn)有技術(shù)的承認。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一方面中，提供了一種用于處理絕緣體上硅(soi)結(jié)構(gòu)的方法。所述soi結(jié)構(gòu)包括處理晶片、硅層以及在所述處理晶片與所述硅層之間的電介質(zhì)層。所述硅層具有限定所述soi結(jié)構(gòu)的外表面的裂開表面。所述方法包括確定關(guān)于所述絕緣體上硅結(jié)構(gòu)的所述硅層的期望去除圖形(map)輪廓(profile)，基于所述期望去除圖形輪廓確定用在外延平滑工藝中的工藝參數(shù)組，以及通過對所述裂開表面執(zhí)行使用所述確定的工藝參數(shù)組的外延平滑工藝而根據(jù)所述去除圖形輪廓選擇性地從所述硅層去除材料。

在另一方面中，提供了一種用于處理絕緣體上硅(soi)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。所述soi結(jié)構(gòu)包括處理晶片、硅層以及在所述處理晶片與所述硅層之間的電介質(zhì)層。所述硅層具有限定所述結(jié)構(gòu)的外表面的裂開表面。所述系統(tǒng)包括被配置為測量所述硅層的厚度輪廓的晶片測量裝置、晶片處理裝置以及被以通信的方式連接到所述厚度測量裝置的計算裝置。所述計算裝置被配置為基于所述硅層的所述厚度輪廓確定關(guān)于所述soi結(jié)構(gòu)的所述硅層的期望去除圖形輪廓，以及基于所述期望去除圖形輪廓確定用在外延平滑工藝中的工藝參數(shù)組。所述晶片處理裝置被配置為通過對所述裂開表面執(zhí)行使用所述確定的工藝參數(shù)組的外延平滑工藝而根據(jù)所述去除圖形輪廓選擇性地從所述硅層去除材料。

關(guān)于上述方面提到的特征存在各種細化。另外，進一步的特征也可并入到上述方面中。這些細化和附加特征可以單獨地存在或以任意組合存在。例如，下面關(guān)于所示例的任何實施例而討論的各種特征也可單獨地或以任意組合的形式被并入到上述任何方面。

附圖說明

圖1是以絕緣體上硅(soi)結(jié)構(gòu)的形式示出的示例性半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的橫截面圖；

圖2是包括晶片處理裝置和計算裝置的晶片處理系統(tǒng)的示意圖；

圖3是以化學(xué)氣相沉積(cvd)反應(yīng)器的形式示出的適用于圖2的晶片處理系統(tǒng)的示例性晶片處理裝置的橫截面；

圖4是適用于圖1的晶片處理系統(tǒng)的示例性計算處理裝置的框圖；

圖5-8是示出用于soi結(jié)構(gòu)的硅層的特性去除圖形輪廓的圖；

圖9是用于處理圖1的soi結(jié)構(gòu)的示例性方法的流程圖；

圖10是用于處理圖1的soi結(jié)構(gòu)的另一示例性方法的流程圖；

圖11是用于處理圖1的soi結(jié)構(gòu)的另一示例性方法的流程圖；以及

圖12是用于處理圖1的soi結(jié)構(gòu)的另一示例性方法的流程圖。

貫穿附圖的幾個視圖，對應(yīng)的參考標(biāo)號指示對應(yīng)的部件。

具體實施方式

參考圖1，適用于本公開的實施例的半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)一般由1指示。結(jié)構(gòu)1包括半導(dǎo)體層2、電介質(zhì)層3(也稱為絕緣層)以及襯底4。結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體層2通常為其上或其中形成有微電子器件的部分。用在本公開中的一個典型的半導(dǎo)體層2(也稱為器件層)為硅。在示例性實施例中，結(jié)構(gòu)1為具有硅半導(dǎo)體層2的絕緣體上硅(soi)結(jié)構(gòu)，由此半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)1在此可互換地被稱為soi結(jié)構(gòu)，盡管本公開的方面適用于除了soi結(jié)構(gòu)之外的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。此外，盡管貫穿本公開將半導(dǎo)體層2描述作為硅層，但是半導(dǎo)體層2可以包括其他半導(dǎo)體層或包括，例如但不限于，硅、鍺、砷化鎵、氮化鋁、硅鍺、氮化鎵及其組合的多個層。

襯底4(也稱為處理晶片)可以為適于形成包括，例如但不限于，硅、鍺、砷化鎵、氮化鋁、硅鍺、氮化鎵、藍寶石及其組合的層結(jié)構(gòu)的任何材料。

電介質(zhì)層3(也稱為絕緣層)被設(shè)置在半導(dǎo)體層2與處理晶片4之間。電介質(zhì)層3可以為適用于包括，例如但不限于，sio2、si3n4、氧化鋁、氧化鎂及其組合的絕緣體上半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的任何電絕緣材料。典型地，soi結(jié)構(gòu)包括諸如部分sio2或全部sio2作為絕緣層的絕緣層。

可以使用包括氧化和/或表面活化的本領(lǐng)域公知的任何適合的手段接合soi結(jié)構(gòu)1的層。例如，在一些實施例中，在接合之前，通過施主晶片、處理晶片或施主晶片和處理晶片兩者接合soi結(jié)構(gòu)。在其它實施例中，可以通過表面活化將soi結(jié)構(gòu)與施主晶片、處理晶片或施主晶片和處理晶片兩者上的電介質(zhì)層接合。

制作soi結(jié)構(gòu)的示例性工藝包括在施主晶片的拋光前表面上沉積電介質(zhì)層(例如，氧化物層)。以特定的深度在施主晶片的前表面下方注入顆粒(例如，氫離子或氫離子和氦離子的組合)。所注入的顆粒在施主晶片中的被注入的特定深度處形成裂開平面。在一個或多個清洗操作中清洗施主晶片的表面以去除在注入工藝中沉積在晶片上的污染物(例如，有機化合物和其他污染顆粒)。

然后，通過例如親水接合工藝將施主晶片的前表面接合到處理晶片，以形成接合晶片。在一些實施例中，施主晶片和處理晶片通過將晶片的表面暴露于在通常被稱為表面活化的工藝中修飾表面的結(jié)構(gòu)的等離子體而接合在一起。然后，將晶片壓在一起并且在其間形成接合。該接合通常為相對弱的，因此在將結(jié)構(gòu)裂開以去除施主晶片的部分之前可以被加強。

在一些工藝中，通過對接合晶片對加熱或退火來強化施主晶片與處理晶片之間的親水接合(即，接合晶片)，以在施主晶片和處理晶片的臨界表面之間形成共價鍵，由此穩(wěn)固施主晶片與處理晶片之間的鍵合。接合晶片的加熱或退火的同時，之前注入到施主晶片中的顆粒使裂開平面變?nèi)酢Ｈ缓?，沿著裂開平面從接合晶片分離(即，裂開)施主晶片的部分，以形成soi結(jié)構(gòu)。

沿著裂開平面裂開施主晶片的一種方法包括將接合結(jié)構(gòu)置于固定裝置中，該固定裝置中，為了將施主晶片的部分從接合晶片拉出而對基本上垂直于接合晶片的相對側(cè)施加機械力。在不偏離本應(yīng)用的范圍的情況下，相對力不需要完全垂直于相對側(cè)。根據(jù)一些實施例，吸盤用于施加機械力。為了初始化沿著裂開平面的裂紋的傳播，可以通過在接合晶片的裂開平面的邊緣施加機械楔而初始化施主晶片的部分的分離。通過吸盤施加的機械力然后將施主晶片的部分從接合晶片拉開，由此形成soi結(jié)構(gòu)。根據(jù)其他方法，替代地，可以使接合對持續(xù)一段時間經(jīng)歷高溫，以從接合晶片分離施主晶片的部分。暴露于高溫導(dǎo)致沿著裂開平面的裂紋的初始化和傳播，由此分離施主晶片的部分。

產(chǎn)生的soi結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在電介質(zhì)層3和處理晶片4頂上的硅的薄層2(裂開之后保留的施主晶片的部分)。硅層2的裂開表面5限定soi結(jié)構(gòu)的外表面，并且最初具有粗糙的、不均勻的表面。裂開表面5可以經(jīng)歷諸如預(yù)外延平滑退火和化學(xué)機械拋光的預(yù)外延平滑工藝以及外延平滑(“epi平滑”)工藝，以獲得與初始的、未處理的裂開表面相比相對平滑的、均勻的表面。在一個特定的實施例中，硅層2的裂開表面5經(jīng)歷氧化層薄化工藝(例如，通過氧化裂開表面5并且剝離氧化物)，接下來在氬氣環(huán)境中經(jīng)受高溫退火工藝，接著經(jīng)歷第二氧化層薄化步驟。然后，硅層2經(jīng)歷epi平滑工藝以使硅層2變薄為目標(biāo)厚度并且提高厚度均勻性。

諸如soi結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)通常被分批處理。在一些例子中，在soi結(jié)構(gòu)的同一批次內(nèi)的soi結(jié)構(gòu)之間不調(diào)整epi平滑工藝。這樣批次的epi平滑工藝對于具有較不嚴(yán)格的晶片內(nèi)厚度均勻性要求的應(yīng)用是充分的，諸如僅要求部分耗盡soi結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。然而，對于某些應(yīng)用，期望的是外硅層2具有厚度均勻性，該厚度均勻性可能要求在逐個晶片的基礎(chǔ)上調(diào)整或“調(diào)諧”epi平滑工藝。例如，關(guān)于諸如要求完全耗盡soi結(jié)構(gòu)的應(yīng)用的應(yīng)用的工業(yè)規(guī)范要求約或更小的晶片內(nèi)厚度均勻性。這樣的厚度均勻性可能要求基于被處理的soi結(jié)構(gòu)的初始厚度輪廓而調(diào)整或調(diào)諧epi平滑工藝。

本公開的系統(tǒng)和方法有利于包括具有高度均勻厚度輪廓的半導(dǎo)體器件層(即，硅層)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)。在此描述的系統(tǒng)和方法特別適用于包括具有約到約之間，更適合地約到約之間的預(yù)epi平滑(pre-epi-smoothing)厚度的硅層的soi結(jié)構(gòu)。在此描述的系統(tǒng)和方法也適用于生產(chǎn)包括具有約到約之間，更適合地約到約之間的后epi平滑(post-epi-smoothing)厚度，以及約更適合地約的硅層厚度均勻性的硅層的soi結(jié)構(gòu)。盡管參考soi晶片描述本公開的系統(tǒng)和方法，但是本公開的方面也適用于除了soi晶片之外的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

參考圖2，用于對諸如圖1的soi結(jié)構(gòu)1的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)執(zhí)行平滑工藝的晶片處理系統(tǒng)被示意性示出并且一般由100指示。示例性晶片處理系統(tǒng)100特別適于使用epi平滑工藝處理soi晶片，盡管晶片處理系統(tǒng)100可以用于處理除了soi結(jié)構(gòu)之外的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，以及可以用于執(zhí)行除了epi平滑工藝之外的平滑工藝。

所示例出的晶片處理系統(tǒng)100包括晶片測量裝置102、晶片處理裝置104以及計算裝置106。晶片測量裝置102和晶片處理裝置104通過任何合適的通信系統(tǒng)(例如，有線和/或無線網(wǎng)絡(luò))而被以通信的方式連接到計算裝置106，用于向計算裝置106發(fā)送以及從計算裝置106接收諸如關(guān)于soi結(jié)構(gòu)或用在處理soi結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)的信息。在使用時，晶片處理系統(tǒng)100用于基于輸入的(即，預(yù)epi平滑)soi結(jié)構(gòu)108的厚度輪廓而對soi結(jié)構(gòu)執(zhí)行epi平滑工藝。具體而言，使用晶片測量裝置102測量輸入的soi結(jié)構(gòu)108的厚度輪廓，以及使用計算裝置106確定用于輸入的soi結(jié)構(gòu)108的硅層2(在圖1中示出)的去除圖形輪廓。使用計算裝置106確定工藝參數(shù)組或“配方”(recipe)，以及使用晶片處理裝置104根據(jù)所確定的工藝參數(shù)組處理soi結(jié)構(gòu)。

所示例出的晶片處理系統(tǒng)100為“前饋”系統(tǒng)，其包括去除圖形輪廓庫110，該去除圖形輪廓庫110通過合適的通信系統(tǒng)(例如，有線和/或無線網(wǎng)絡(luò))被以通信的方式連接到計算裝置106和晶片處理裝置104，以用于向計算裝置106和晶片處理裝置104發(fā)送或者從計算裝置106和晶片處理裝置104接收信息。去除圖形輪廓庫110包括多個去除圖形輪廓112和多個工藝參數(shù)組114，其中每個工藝參數(shù)組114與去除圖形輪廓112中的一者相關(guān)聯(lián)。更具體地，每個工藝參數(shù)組114被設(shè)計為使用epi平滑工藝獲取soi結(jié)構(gòu)的硅層2(圖1)的去除圖形輪廓，該去除圖形輪廓基本上匹配與工藝參數(shù)114相關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓112。由此，在正常工作條件下，使用給定的工藝參數(shù)組114處理的soi結(jié)構(gòu)將具有基本上匹配與工藝參數(shù)組相關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓112的去除圖形輪廓。

在示例性實施例中，去除圖形輪廓112中的每一者一般是已知的或者根據(jù)使用與去除圖形輪廓112相關(guān)聯(lián)的工藝參數(shù)組114預(yù)先進行的epi平滑工藝而確定。由此，去除圖形輪廓112和工藝參數(shù)組在此可互換地被稱為預(yù)確定去除圖形輪廓和預(yù)確定工藝參數(shù)組。

去除圖形輪廓庫110被配置為存儲去除圖形輪廓112和工藝參數(shù)組114，以使得除圖形輪廓112和工藝參數(shù)組114能夠通過計算裝置106和/或晶片處理裝置104而被檢索、修改或者訪問。去除圖形輪廓庫110可以包括任何合適的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠使晶片處理系統(tǒng)100起到在此描述的包括，例如但不限于，在此更詳細地描述的計算裝置400(圖4)的處理器、存儲裝置以及其他組件的功能。

晶片測量裝置102被配置為測量輸入的soi結(jié)構(gòu)108的厚度輪廓。術(shù)語“厚度輪廓”指在穿過硅層2的各點處測量的頂部硅層2(在圖1中示出)的厚度，提供了硅層2的裂開表面5(在圖1中示出)的總體輪廓的代表性樣本。soi結(jié)構(gòu)的厚度輪廓一般包括硅層2的多個厚度，其中每個厚度與沿著硅層2測量的所關(guān)聯(lián)的厚度的點相關(guān)聯(lián)。厚度輪廓可以包括任何合適的厚度數(shù)量，該數(shù)量能夠使晶片處理系統(tǒng)起到在此描述的功能。在一個實施例中，厚度輪廓包括17個厚度測量，其包括在離硅層2的中心的4個不同半徑處得到的4組厚度測量以及在硅層2的中心處得到的一個厚度測量。

晶片測量裝置102可以包括能夠使晶片處理系統(tǒng)100起到在此描述的功能的任何合適的測量裝置。用于測量soi結(jié)構(gòu)中的頂層硅的厚度的合適的晶片測量裝置的一個例子為光譜橢圓計。用于測量soi結(jié)構(gòu)中的頂層硅的厚度的其他合適的晶片測量裝置包括，例如但不限于，基于測量裝置的反射儀以及基于測量裝置的傅里葉變換紅外(ftir)光譜儀。

晶片處理裝置104被配置為使用非接觸平滑工藝從輸入的soi結(jié)構(gòu)108的硅層2(在圖1中示出)去除材料。具體而言，晶片處理裝置104被配置為通過使用基于輸入的soi結(jié)構(gòu)108的厚度輪廓的工藝參數(shù)對裂開表面5(在圖1中示出)執(zhí)行epi平滑工藝而選擇性地從soi結(jié)構(gòu)的硅層2(在圖1中示出)去除材料。

圖3是以化學(xué)氣相沉積(cvd)反應(yīng)器300的形式示出的適用于圖2的晶片處理系統(tǒng)100的示例性晶片處理裝置的示意橫截面。根據(jù)本公開的適用的cvd反應(yīng)器的一個例子為由asminternational出售的asmepsilon3000。盡管在此參考cvd反應(yīng)器描述示例性的晶片處理裝置，但是晶片處理裝置104可以包括除了cvd反應(yīng)器之外的晶片處理裝置。

如圖3所示，cvd反應(yīng)器300包括反應(yīng)或處理室302、位于處理室302內(nèi)且被配置為在處理室302內(nèi)支撐諸如圖1的soi結(jié)構(gòu)1的襯底306的可旋轉(zhuǎn)基座304、設(shè)置在處理室302的一端的氣體噴射端口308以及設(shè)置在處理室302的相對端的氣體排放端口310。

基座304被連接到軸312，其被連接到被配置為圍繞旋轉(zhuǎn)軸314旋轉(zhuǎn)軸312和基座304的旋轉(zhuǎn)裝置(未示出)?？梢允褂弥T如圖1中示出的計算裝置106的合適的控制器控制基座304的旋轉(zhuǎn)速度。

cvd反應(yīng)器300還包括設(shè)置在氣體噴射端口308與處理室302之間的氣體歧管316。氣體歧管316被配置為將諸如氣態(tài)蝕刻劑的輸入的氣體318從氣體噴射端口308導(dǎo)入到處理室302。在一些實施例中，氣體歧管316可以限定多條氣體噴射流動路徑320，圖3中示出了其中一者，用于控制處理室302內(nèi)的氣體的分布。在一些實施例中，氣體噴射端口308可以為包括兩條或更多條單獨的工藝線(未示出)的多端口噴射器，其中工藝線中的每一者被以流體連通的方式與諸如氣態(tài)蝕刻劑的源或氫氣源的處理氣體源(未示出)連接。這些工藝線可以被連接到相同的處理氣體源或不同的處理氣體源。這些工藝線中的每一者被以流體連通的方式與氣體噴射流動路徑320中的一者連接，以便在氣體歧管316中創(chuàng)建多個氣體噴射流動區(qū)。可以使用諸如圖1的計算裝置106的合適的控制器彼此獨立地改變和控制不同流動區(qū)中的處理氣體的組成和流速，以控制襯底306上方的氣體的徑向流動分布，由此控制襯底表面的相對蝕刻速率。

cvd反應(yīng)器300還包括被配置為對襯底306和/或被饋入到處理室302中的氣體318進行加熱的加熱元件322。在一個實施例中，加熱元件322包括被配置為對基座304和/或cvd反應(yīng)器300中的諸如預(yù)熱環(huán)324和/或基座304的其他熱輻射吸收元件進行加熱的高強度輻射熱燈。由基座304和預(yù)熱環(huán)324吸收的熱在氣體318通過預(yù)熱環(huán)324和基座304時被傳遞到輸入的氣體318。在一些實施例中，加熱元件322可以包括除了包括，例如但不限于，電阻加熱器和電感加熱器的高強度輻射熱燈之外的設(shè)備。

再次參考圖1，計算裝置106被以通信的方式連接到晶片測量裝置102、晶片處理裝置104和去除圖形輪廓庫110中的每一者，并且被配置為向晶片測量裝置102、晶片處理裝置104和去除圖形輪廓庫110發(fā)送或者從晶片測量裝置102、晶片處理裝置104和去除圖形輪廓庫110接收信息，以便有利于使用晶片處理系統(tǒng)100處理soi結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，例如，計算裝置106可以被配置為根據(jù)由用戶選擇或輸入的工藝參數(shù)組來控制晶片處理裝置104的諸如基座304、氣體噴射端口308和加熱元件322的組件。

在一些實施例中，計算裝置106可以被配置為將工藝參數(shù)組傳送給晶片處理裝置104，并且晶片處理裝置104可以包括被配置為根據(jù)所傳輸?shù)墓に噮?shù)組控制晶片處理裝置104的組件的集成控制器。在其他實施例中，計算裝置106可以被集成到晶片處理裝置104中，以及被配置為控制晶片處理裝置104的組件。

在一些實施例中，計算裝置106可以被配置為從晶片測量裝置102接收關(guān)于輸入的soi襯底108的信息，諸如輸入的soi結(jié)構(gòu)108或被處理的soi結(jié)構(gòu)116。計算裝置106還可以被配置為確定工藝參數(shù)組，該工藝參數(shù)組用于基于從晶片測量裝置102接收到的信息對soi結(jié)構(gòu)執(zhí)行epi平滑工藝。在一些實施例中，例如，計算裝置106被配置為基于輸入的soi結(jié)構(gòu)108的初始厚度輪廓確定用于輸入的soi結(jié)構(gòu)108的期望去除圖形輪廓，其中去除圖形輪廓表示要從硅層2的穿過硅層2的不同位置處去除的材料的量，以及計算裝置106被配置為基于期望去除圖形輪廓確定工藝參數(shù)組。在一些實施例中，計算裝置106可以被配置為從去除圖形輪廓庫110中識別基本上與用于輸入的soi結(jié)構(gòu)108的期望去除圖形輪廓匹配的去除圖形輪廓112，以及選擇用于對soi結(jié)構(gòu)執(zhí)行epi平滑工藝的與所識別的去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)的工藝參數(shù)組114。

在一些實施例中，計算裝置106可以被配置為基于被處理的soi結(jié)構(gòu)116的實際厚度輪廓(即，在epi平滑工藝之后的厚度輪廓)與被處理的soi結(jié)構(gòu)116的預(yù)期厚度輪廓的比較(即，基于與用作處理soi結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)組114相關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓112)來初始化更新事件。在一個實施例中，例如，計算裝置106可以被配置為如果實際厚度輪廓與預(yù)期厚度輪廓之差超過一個或多個閾值限制，就向晶片處理系統(tǒng)100的用戶輸出通知或警告。該閾值限制可以為絕對或固定限制(例如，對應(yīng)于晶片規(guī)范要求的平均晶片厚度差異)，或者為基于例如跟蹤晶片上的多個點處的蝕刻速率以及使用諸如westernelectric規(guī)則的決策規(guī)則根據(jù)統(tǒng)計的工藝控制參數(shù)來分析數(shù)據(jù)的閾值限制。當(dāng)計算裝置106向用戶輸出通知或警告時，用戶然后可以評價用于處理soi結(jié)構(gòu)的晶片處理裝置104的soi結(jié)構(gòu)和/或處理歷史，以便確定晶片處理裝置104是否需要維護和/或確定是否應(yīng)該更新去除圖形輪廓庫110。

在其它實施例中，計算裝置106可以被配置為通過將新的去除圖形輪廓和/或工藝參數(shù)組存儲在去除圖形輪廓庫110中，或者通過修改去除圖形輪廓庫112和工藝參數(shù)組114中的一者或多者而自動修改或更新去除圖形輪廓庫110。在一些實施例中，例如，計算裝置106可以被配置為(例如，基于與用于處理soi結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)組114相關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓112)將被處理的soi結(jié)構(gòu)116的實際后epi平滑厚度輪廓與預(yù)期后epi平滑厚度輪廓進行比較，并且被配置為在預(yù)期厚度輪廓與實際厚度輪廓超過一個或多個閾值限制時替換或修改與用于處理soi結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)組114相關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓112。例如，當(dāng)預(yù)期厚度輪廓與實際厚度輪廓之差超過一個或多個閾值限制時，計算裝置106可以被配置為(例如，基于soi結(jié)構(gòu)的前和后epi平滑厚度輪廓)確定新的去除圖形輪廓，并且將該新的去除圖形輪廓存儲在去除圖形輪廓庫110中，以使得新的去除圖形輪廓與用于處理soi結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)組相關(guān)聯(lián)。

此外或者可替代地，計算裝置106可以基于用于soi結(jié)構(gòu)的預(yù)期去除圖形輪廓與實際去除圖形輪廓的比較而初始化更新事件。在一些實施例中，例如，計算裝置106可以被配置為(例如，基于soi結(jié)構(gòu)的前和后epi平滑厚度輪廓)確定用于被處理的soi結(jié)構(gòu)116的實際去除圖形輪廓，將實際去除圖形輪廓與跟用于epi平滑工藝的工藝參數(shù)組114相關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓112進行比較，以及在預(yù)期去除圖形輪廓與實際去除圖形輪廓之差超過一個或多個閾值限制時替換或更新去除圖形輪廓庫110中的去除圖形輪廓112。

此外，計算裝置106可以被配置為分析或跟蹤所計算的用于被晶片處理系統(tǒng)100處理的多個soi結(jié)構(gòu)的實際厚度輪廓與預(yù)期厚度輪廓之差，并且使用例如統(tǒng)計的工藝控制估計或預(yù)測晶片處理裝置106的未來維護要求。

雖然圖2中示出了單個計算裝置106，但是晶片處理系統(tǒng)100可以包括能夠使晶片處理系統(tǒng)100起到在此描述的作用的任何合適數(shù)量的計算裝置。另外，盡管所示例出的計算裝置106被示出為與晶片測量裝置102、晶片處理裝置104和去除圖形輪廓庫110分隔開，但是一個或多個計算裝置也可以被集成到晶片測量裝置102、晶片處理裝置104和去除圖形輪廓庫110的一個或多個中。

圖4是適用于圖2的晶片處理系統(tǒng)100的計算裝置400的示例性實施例的框圖。例如，計算裝置400是在上面參考圖2示出和描述的計算裝置106的表示。晶片測量裝置102、晶片處理裝置104和去除圖形輪廓庫110可以包括計算裝置400的組件的全部或子集。計算裝置400包括用于執(zhí)行指令的處理器405。在一些實施例中，可執(zhí)行的指令被存儲在存儲器區(qū)域410中。處理器405可以包括一個或多個處理單元(例如，以多核配置)。存儲器區(qū)域410為任何允許存儲和檢索諸如可執(zhí)行的指令和/或數(shù)據(jù)的信息的裝置。存儲器區(qū)域410可以包括一個或多個計算機可讀存儲裝置或者其他包括暫時性和非暫時性計算機可讀介質(zhì)的計算機可讀介質(zhì)。

在至少一些實施中，計算裝置400還包括至少一個用于向用戶401呈現(xiàn)信息的媒體輸出組件415。媒體輸出組件415為任何能夠向用戶401傳送信息的組件。在一些實施例中，媒體輸出組件415包括諸如視頻適配器和/或音頻適配器的輸出適配器。輸出適配器以操作的方式被連接到處理器405并且以操作的方式可連接到諸如顯示裝置(例如，液晶顯示器(lcd)、有機發(fā)光二極管(oled)顯示器、陰極射線管(crt)或“電子墨”顯示器)或音頻輸出裝置(例如，揚聲器或耳機)的輸出裝置。在一些實施例中，至少一個這樣的顯示裝置和/或音頻裝置被包括在媒體輸出組件415中。

在一些實施例中，計算裝置400包括用于接收來自用戶401的輸入的輸入裝置420。輸入裝置420可以包括例如鍵盤、指向裝置、鼠標(biāo)、觸控筆、觸敏面板(例如，觸摸板或觸摸屏)、陀螺儀、加速計、位置檢測器或音頻輸入裝置。諸如觸摸屏的單個組件可以擔(dān)任輸入裝置420和媒體輸出組件415的輸出裝置兩者。

計算裝置400還可以包括通信接口425，其可以被以通信的方式連接到一個或多個遠程裝置，諸如晶片測量裝置102、晶片處理裝置104和/或去除圖形輪廓庫110。通信接口425可以包括例如有線或無線網(wǎng)絡(luò)適配器或者用于移動手機網(wǎng)絡(luò)(例如，全球移動通信系統(tǒng)(gsm)、3g、4g或藍牙)或其他移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(例如，微波存取全球互通(wimax))的無線數(shù)據(jù)收發(fā)器。

存儲在存儲器區(qū)域410中的為例如用于經(jīng)由媒體輸出組件415向用戶401提供用戶接口，以及可選地用于接收且處理來自輸入裝置420的輸入的處理器可執(zhí)行的指令。存儲器區(qū)域410可以包括但不限于任何適于存儲和/或檢索處理器可執(zhí)行的指令和/或數(shù)據(jù)的計算機操作硬件。存儲器區(qū)域410可以包括諸如動態(tài)ram(dram)或靜態(tài)ram(sram)的隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦除可編程只讀存儲器(eprom)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)以及非易失性ram(nvram)。此外，存儲器區(qū)域410可以包括多個諸如以廉價磁盤冗余陣列(raid)配置的硬盤或固態(tài)盤的存儲單元。存儲器區(qū)域410可以包括存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(san)和/或附網(wǎng)存儲(nas)系統(tǒng)。在一些實施例中，存儲器區(qū)域410包括被集成在計算裝置400中的存儲器。例如，計算裝置400可以包括作為存儲器區(qū)域410的一個或多個硬盤驅(qū)動。存儲器區(qū)域410還可以包括在計算裝置400外部并且可以被多個計算裝置訪問的存儲器。上面的存儲器類型僅為示例性的，由此不被限定為可用于處理器可執(zhí)行的指令和/或數(shù)據(jù)的存儲的存儲器的類型。

再次參考圖1-3，為了對輸入的soi結(jié)構(gòu)108執(zhí)行epi平滑工藝，soi結(jié)構(gòu)位于處理室302內(nèi)的基座304上，其中裂開表面5(圖1)面向上方以使得裂開表面5在epi平滑工藝中暴露于處理氣體318。然后，使用加熱元件322將反應(yīng)器內(nèi)的溫度設(shè)定為期望處理溫度。根據(jù)一些實施例，在約900℃至約1050℃之間的處理溫度下進行epi平滑工藝。

接下來，初始化進入處理室302的處理氣體的流動。根據(jù)一些實施例，在soi結(jié)構(gòu)被插入到反應(yīng)器中之后緊接著初始化處理氣體的流動。在這些實施例中，反應(yīng)器的溫度已經(jīng)被設(shè)定在適合的溫度，以便保證在期望的處理溫度下進行蝕刻反應(yīng)。

處理氣體至少包括一種氣態(tài)蝕刻劑。氣態(tài)蝕刻劑可以為氯化氫氣體(hcl)、氯氣(cl2)和氫氣(h2)的混合物。處理氣體還可以包括諸如h2的載體氣體。在一個合適的實施例中，hcl用作氣態(tài)蝕刻劑，h2用作用于蝕刻劑的載體氣體?？梢允褂煤线m的控制器控制每個處理氣體的絕對和相對流速，以便控制穿過裂開表面5的蝕刻速率的均勻性。

然后，進入cvd反應(yīng)器300的氣態(tài)蝕刻劑的流動持續(xù)一段時間。時間段的長度可以基于要從soi結(jié)構(gòu)1的裂開表面5去除的硅的量以及蝕刻硅的速度來確定。例如，如果蝕刻速率為/秒以及要被去除的硅的量為然后將在初始化氣態(tài)蝕刻劑的流動之后約300秒時停止進入cvd反應(yīng)器300的氣態(tài)蝕刻劑的流動。

在epi平滑工藝期間，基座304被以期望的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)以提供穿過soi結(jié)構(gòu)的裂開表面5的更均勻的蝕刻速率。根據(jù)一些實施例，基座被以約10轉(zhuǎn)每分鐘(rpm)至約40rpm之間的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。

一旦完成epi平滑工藝，則從cvd反應(yīng)器300移除soi結(jié)構(gòu)。被處理的結(jié)構(gòu)116然后被進一步處理或用于器件制造。

epi平滑工藝根據(jù)去除圖形輪廓導(dǎo)致材料被從硅層2去除。與特定的epi平滑工藝相關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓表示從硅層2的穿過硅層2的裂開表面5的不同位置處去除的材料的量。epi平滑工藝一般與特性去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)，其包括：凹去除圖形輪廓，凸去除圖形輪廓，其中硅層2的邊緣和中心的蝕刻速率較高的“m”形輪廓，以及其中硅層2的邊緣和中心的蝕刻速率較低的“w”形輪廓。epi平滑工藝可以具有依賴于例如其中進行epi平滑處理的反應(yīng)器的其他特性去除圖形輪廓。

圖5-8是示出用于在不同的處理氣體流速和不同的基座旋轉(zhuǎn)速度下進行的epi平滑工藝的不同的特性去除圖形輪廓的圖。更具體地，每個圖示出從四個不同soi結(jié)構(gòu)的頂部硅層去除的以及基于各個硅層的中心處的厚度歸一化的硅的量。每個圖示出作為到各個硅層的中心處的徑向距離的函數(shù)的歸一化的硅去除。在圖5-8中示例出的圖中的每一者示出關(guān)于以不同的基座旋轉(zhuǎn)速度和相同的工藝氣體流速處理的四個soi結(jié)構(gòu)的歸一化的硅去除。由圖5-8示出的圖描繪的四個基座旋轉(zhuǎn)速度為10rpm、20rpm、30rpm和40rpm。圖5示出用于使用80標(biāo)準(zhǔn)升每分鐘(sl/m)的處理氣體流速處理的soi結(jié)構(gòu)的去除圖形輪廓，圖6示出用于使用100sl/m的處理氣體流速處理的soi結(jié)構(gòu)的去除圖形輪廓，圖7示出用于使用120sl/m的處理氣體流速處理的soi結(jié)構(gòu)的去除圖形輪廓，以及圖8示出用于使用140sl/m的處理氣體流速處理的soi結(jié)構(gòu)的去除圖形輪廓。

如圖5-8所指示，用于處理soi結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)的變化導(dǎo)致不同的用于soi結(jié)構(gòu)的去除圖形輪廓。在此描述的系統(tǒng)和方法有利于通過調(diào)整或“調(diào)諧”epi平滑工藝參數(shù)獲得用于soi結(jié)構(gòu)的期望去除圖形輪廓而提高soi結(jié)構(gòu)的厚度均勻性。在一些實施例中，例如，在此描述的系統(tǒng)和方法能夠使epi平滑工藝的工藝參數(shù)被調(diào)整為獲得與硅層2的預(yù)epi平滑工藝厚度輪廓互補的去除圖形輪廓，以使得產(chǎn)生的(即，后epi平滑)硅層的厚度輪廓為基本上均勻的(例如，的晶片內(nèi)厚度均勻性)。如在此更詳細描述的，在此描述的系統(tǒng)和方法有利于確定要被應(yīng)用到soi結(jié)構(gòu)的去除圖形輪廓，以及確定要被用在epi平滑工藝中以獲取期望去除圖形輪廓的工藝參數(shù)組。

圖9是用于處理圖1示出的soi結(jié)構(gòu)1的示例性方法900的流程圖。方法900一般包括：910確定用于soi結(jié)構(gòu)1的硅層2的期望去除圖形輪廓；920基于期望去除圖形輪廓確定用在epi平滑工藝中的工藝參數(shù)組；以及930通過使用所確定的工藝參數(shù)組對裂開表面5執(zhí)行epi平滑工藝根據(jù)期望去除圖形輪廓選擇性地從硅層2去除材料。

在一些實施例中，910確定用于soi結(jié)構(gòu)1的硅層2的期望去除圖形輪廓包括確定與硅層的初始厚度輪廓(即，預(yù)epi平滑厚度輪廓)互補的去除圖形輪廓。參考圖2，例如，輸入的soi結(jié)構(gòu)108的初始厚度輪廓可以使用晶片處理系統(tǒng)100的晶片測量裝置102確定。確定輸入的soi結(jié)構(gòu)的初始厚度輪廓可以包括在沿著硅層的多個點處測量頂部硅層2(圖1)的厚度。在一個特定的實施例中，在17個不同的點處測量硅層的厚度，包括硅層的中心處和離硅層的中心的四個不同的徑向距離。然后，期望去除圖形輪廓基于輸入的soi結(jié)構(gòu)108的初始厚度輪廓而確定，以使得期望去除圖形輪廓與輸入的soi結(jié)構(gòu)108的初始厚度輪廓互補。

在其它實施例中，用于soi結(jié)構(gòu)1的硅層2的期望去除圖形輪廓可以基于一個或多個具有對soi結(jié)構(gòu)的厚度均勻性已知的或可預(yù)測的效果的后epi平滑工藝，以使得最終的soi結(jié)構(gòu)具有基本上均勻的厚度。例如，確定期望去除圖形輪廓，以使得產(chǎn)生的soi結(jié)構(gòu)的后epi平滑厚度輪廓與后epi平滑工藝的去除圖形輪廓互補。由此，即使當(dāng)在epi平滑工藝之后對soi結(jié)構(gòu)進行一個或更多工藝時，epi平滑工藝也可以用于準(zhǔn)確地控制soi結(jié)構(gòu)的最終厚度均勻性。

920基于期望去除圖形輪廓確定工藝參數(shù)組一般包括根據(jù)期望去除圖形輪廓確定用于將導(dǎo)致從soi結(jié)構(gòu)1的硅層2去除材料的epi平滑工藝的工藝參數(shù)。影響穿過硅層2的去除速率的均勻性以及由此影響去除圖形輪廓的工藝參數(shù)包括，例如但不限于，絕對和相對處理氣體流速、基座旋轉(zhuǎn)速度、其中處理soi結(jié)構(gòu)的處理室的清掃(purge)流速以及用于處理soi結(jié)構(gòu)的基座相對于soi結(jié)構(gòu)的高度。影響用于epi平滑工藝的去除圖形輪廓的其他工藝參數(shù)包括在基座上的soi結(jié)構(gòu)相對于基座的旋轉(zhuǎn)軸的相對位置，以及進行epi平滑工藝時的處理溫度。由此，工藝參數(shù)組可以包括氣態(tài)蝕刻劑(例如，hcl)流速、載體(例如，h2)流速、通過諸如圖3的氣體噴射流動路徑320的多個氣體噴射流動路徑中的每一者的相對氣體流速、基座旋轉(zhuǎn)速度、soi結(jié)構(gòu)相對于基座的旋轉(zhuǎn)軸的相對位置、處理溫度、清掃流速以及基座相對于soi結(jié)構(gòu)的高度。

根據(jù)一些實施例，用于期望去除圖形輪廓的工藝參數(shù)組通過試錯法確定。具體地，使用不同的工藝參數(shù)組對測試晶片執(zhí)行epi平滑工藝，直到在測試晶片中的一者上獲得期望去除圖形輪廓?？梢曰诒绢I(lǐng)域技術(shù)人員的常識和技能而改變工藝參數(shù)，或者可以使用諸如試驗設(shè)計理論的系統(tǒng)方法改變工藝參數(shù)。所使用的測試晶片可以包括具有與輸入的soi結(jié)構(gòu)108的硅層基本上相同的尺寸(即，厚度和直徑)的硅晶片，或者測試晶片可以為與輸入的soi結(jié)構(gòu)108基本上一致的soi結(jié)構(gòu)。在其他實施例中，920確定工藝參數(shù)組包括從存儲在諸如去除圖形輪廓庫110的去除圖形輪廓庫中的多個預(yù)定工藝參數(shù)組中選擇工藝參數(shù)組，其中每個預(yù)定工藝參數(shù)組與預(yù)定去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)(例如，參見圖10)。

一旦確定關(guān)于期望去除圖形輪廓的工藝參數(shù)組，則使用所確定的工藝參數(shù)組處理soi結(jié)構(gòu)。具體而言，930通過使用所確定的工藝參數(shù)組對裂開表面執(zhí)行epi平滑工藝而根據(jù)期望去除圖形輪廓來從硅層去除材料。epi平滑工藝可以在圖3中的cvd反應(yīng)器300中進行。

根據(jù)所確定的工藝參數(shù)組設(shè)定和/或控制在epi平滑工藝期間使用的工藝參數(shù)。由此，選擇性地從soi結(jié)構(gòu)的硅層去除材料可以包括：控制氣態(tài)蝕刻劑(例如，hcl)的流速，控制載體氣體(例如，h2)的流速，控制通過多個氣體噴射流動路徑的相對氣體流速，控制cvd反應(yīng)器的處理室的清掃流速，控制基座旋轉(zhuǎn)速度，將soi結(jié)構(gòu)放置在基座的關(guān)于基座的旋轉(zhuǎn)軸的相對位置上，以及控制epi平滑工藝的處理溫度。其中執(zhí)行epi平滑工藝的cvd反應(yīng)器的工藝參數(shù)和組件可以使用包括，例如但不限于，計算裝置106(圖2)的任何合適的控制器來控制。

圖10是用于處理圖1的soi結(jié)構(gòu)的示例性方法1000的流程圖。方法1000一般包括：1010確定用于soi結(jié)構(gòu)1的硅層2的期望去除圖形輪廓；1020從多個預(yù)定工藝參數(shù)組中選擇工藝參數(shù)組，每個預(yù)定工藝參數(shù)組與預(yù)定去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)；以及1030通過使用所選擇的工藝參數(shù)組對裂開表面5執(zhí)行epi平滑工藝而根據(jù)期望去除圖形輪廓選擇性地從硅層2去除材料。

1010確定期望去除圖形輪廓和1030選擇性地從硅層去除材料的步驟可以以與如上參考圖9所述的基本上相同的方式進行。

在一些實施例中，1020選擇工藝參數(shù)組包括從包括多個諸如晶片處理系統(tǒng)100中的去除圖形輪廓庫110(兩者都在圖2中示出)的預(yù)定工藝參數(shù)組的庫或數(shù)據(jù)庫中選擇工藝參數(shù)組?？梢曰谄谕コ龍D形輪廓使用諸如計算裝置106(圖2)的合適的計算裝置自動選擇工藝參數(shù)組。例如，一旦1010確定期望去除圖形輪廓，計算裝置106則可以從去除圖形輪廓庫110中識別一個基本上與期望去除圖形輪廓匹配的去除圖形輪廓112。然后，計算裝置106可以選擇與去除圖形輪廓112對應(yīng)的工藝參數(shù)組114，并且將所選擇的工藝參數(shù)組傳送到用于執(zhí)行epi平滑工藝的晶片處理裝置104。工藝參數(shù)組可以被直接從去除圖形輪廓庫110傳送到晶片處理裝置104，或者工藝參數(shù)組可以經(jīng)由計算裝置106被傳送到晶片處理裝置104。

在一些實施例中，去除圖形輪廓庫110通過使用關(guān)于每個測試晶片的不同的工藝參數(shù)組對多個測試晶片執(zhí)行epi平滑工藝而建立。具體而言，使用例如圖2的晶片測量裝置102測量每個測試晶片的預(yù)epi平滑厚度輪廓。然后，使用特定的工藝參數(shù)組對每個測試晶片執(zhí)行epi平滑工藝。在epi平滑工藝之后測量每個測試晶片的后epi平滑厚度輪廓，并且基于測試晶片的預(yù)epi平滑厚度輪廓與后epi平滑厚度輪廓之差確定與用在測試晶片上的工藝參數(shù)組相關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓。然后，每個測試晶片的去除圖形輪廓和所關(guān)聯(lián)的工藝參數(shù)組被存儲在去除圖形輪廓庫中，并且在去除圖形輪廓庫中彼此相關(guān)聯(lián)。改變用在不同的測試晶片上的工藝參數(shù)以獲得各種不同的去除圖形輪廓?？梢允褂冒?，例如但不限于，試驗設(shè)計理論的任何合適的方法改變工藝參數(shù)。

圖11是用于處理圖1的soi結(jié)構(gòu)1的示例性方法110的流程圖。方法1100一般包括：1110確定用于soi結(jié)構(gòu)1的硅層2的期望去除圖形輪廓；1120選擇與要在epi平滑工藝的第一部分期間使用的第一去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)的第一工藝參數(shù)組；1130選擇與要在epi平滑工藝的第二部分期間使用的第二去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)的第二工藝參數(shù)組；以及1140通過使用用于epi平滑工藝的第一部分的第一工藝參數(shù)組和在epi平滑工藝的第二部分期間的第二工藝參數(shù)組對裂開表面5執(zhí)行epi平滑工藝而根據(jù)期望去除圖形輪廓選擇性地從硅層2去除材料。

圖11的方法1100特別適用于從其中選擇工藝參數(shù)組的庫(例如，圖2的去除圖形輪廓庫110)不包括與期望去除圖形輪廓基本上匹配的去除圖形輪廓的情況。具體而言，在去除圖形輪廓庫不包括與期望去除圖形輪廓基本上匹配的去除圖形輪廓的情況下，圖11的方法1100將兩個或更多個預(yù)定工藝參數(shù)組結(jié)合到單個epi平滑工藝(也被稱為“多組處理”的工藝)中，以便獲取期望去除圖形輪廓。

在一些實施例中，例如，1120選擇第一工藝參數(shù)組和1130選擇第二工藝參數(shù)組每一者都包括從多個預(yù)定工藝參數(shù)組中選擇工藝參數(shù)組，其中每個預(yù)定工藝參數(shù)組與預(yù)定去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)。預(yù)定工藝參數(shù)組和去除圖形輪廓可以被存儲在例如諸如去除圖形輪廓庫110(圖2)的庫中。

第一和第二工藝參數(shù)組基于期望去除圖形輪廓和與各個第一和第二工藝參數(shù)組相關(guān)聯(lián)的每個預(yù)定去除圖形輪廓而選擇。在一些實施例中，選擇第一和第二工藝參數(shù)組以使得所關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓給期望去除圖形輪廓的劃界。也就是說，選擇第一和第二工藝參數(shù)組以使得與期望去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)的值落在與第一和第二工藝參數(shù)組所關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)的值之間。作為示例性的例子，下面的表格示出由全局蝕刻速率(即，穿過soi結(jié)構(gòu)的裂開表面5的硅去除的平均速率)表示的預(yù)定工藝參數(shù)組和所關(guān)聯(lián)的預(yù)定去除圖形輪廓的列表。

示例性例子包括由參數(shù)組“0”和參數(shù)組“1”指定的兩個預(yù)定工藝參數(shù)組。參數(shù)組和所關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓可以被存儲在諸如去除圖形輪廓庫110(圖2)的庫或數(shù)據(jù)庫中。在示例性例子中，每個工藝參數(shù)組包括h2流速、hcl流速以及基座旋轉(zhuǎn)速度。應(yīng)理解，在其他實施例中，工藝參數(shù)組可以包括除了h2流速、hcl流速以及基座旋轉(zhuǎn)速度之外的工藝參數(shù)。

如果諸如輸入的soi結(jié)構(gòu)108(圖2)的輸入的soi結(jié)構(gòu)具有的期望去除圖形輪廓，則沒有預(yù)定去除輪廓圖形匹配期望去除圖形輪廓。然而，可以使用預(yù)定去除圖形輪廓和預(yù)定參數(shù)組獲取期望去除圖形輪廓。具體而言，可以將參數(shù)組“0”和參數(shù)組“1”結(jié)合到單個epi平滑工藝中，以便獲取的期望去除圖形輪廓。例如，參數(shù)組“0”被選擇用于epi平滑工藝的第一部分，參數(shù)組“1”被選擇用于epi平滑工藝的第二部分。然后，使用用于epi平滑工藝的第一部分的參數(shù)組“0”的工藝參數(shù)和用于epi平滑工藝的第二部分的參數(shù)組“1”的工藝參數(shù)進行epi平滑工藝。

用于在epi平滑工藝期間使用的每個工藝參數(shù)組的相對持續(xù)時間可以通過插入或推算已知工藝參數(shù)組和/或已知去除圖形輪廓確定。例如，在示例性例子中，可以插入關(guān)于基座旋轉(zhuǎn)速度的值，以便確定與的期望全局蝕刻速率對應(yīng)的用于epi平滑工藝的平均基座旋轉(zhuǎn)速度。在示例性例子中，將導(dǎo)致的全局蝕刻速率(globaletchrate)(使用插入確定)的平均基座旋轉(zhuǎn)速度為約30rpm。為了獲取用于整個epi平滑工藝的30rpm的平均基座旋轉(zhuǎn)速度以及近似為的全局蝕刻速率，使用參數(shù)組“0”持續(xù)epi平滑工藝的50％的持續(xù)時間以及使用參數(shù)組“1”持續(xù)epi平滑工藝的50％的持續(xù)時間來執(zhí)行epi平滑工藝。

在其他的實施例中，可以通過插入和/或推算已知工藝參數(shù)組和/或去除圖形輪廓的值確定關(guān)于期望去除圖形輪廓的單個工藝參數(shù)組。也就是說，要被用于整個epi平滑工藝的持續(xù)時間的單個工藝參數(shù)組可以通過插入和/或推算已知工藝參數(shù)組和/或去除圖形輪廓的值而確定。在另外的其他的實施例中，諸如被存儲在去除圖形輪廓庫110中的去除圖形輪廓112和工藝參數(shù)組114(全部在圖2中示出)的已知工藝參數(shù)組和/或去除圖形輪廓可以被用于創(chuàng)建工藝“響應(yīng)表面”，其中工藝參數(shù)組以及它們的產(chǎn)生的去除圖形輪廓通過最小二乘法或其他標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)方法被簡化(reduce)至它們的函數(shù)關(guān)系。然而，通常地，用于epi平滑工藝的工藝參數(shù)顯示與來自soi結(jié)構(gòu)的硅的去除速率的非線性關(guān)系。由此，使用由插入、推算或其他數(shù)學(xué)方法確定的用于epi平滑工藝的單個工藝參數(shù)組可能導(dǎo)致去除圖形輪廓顯著不同于期望去除圖形輪廓。圖11的方法1100通過將兩個或更多個預(yù)定工藝參數(shù)組結(jié)合到單個epi平滑工藝中來克服與非線性工藝參數(shù)響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的這些問題。

方法1100還可以包括使用新的去除圖形輪廓和所關(guān)聯(lián)的工藝參數(shù)組更新去除圖形輪廓庫。在一些實施例中，例如，方法1100包括使用多個預(yù)定工藝參數(shù)組確定關(guān)于soi結(jié)構(gòu)的硅層的所產(chǎn)生的或?qū)嶋H去除圖形輪廓，以及將實際去除圖形輪廓和所關(guān)聯(lián)的多組工藝參數(shù)組存儲在去除圖形輪廓庫中，再次參考上面的示例性例子，下面的表格列出由參數(shù)組“0/1”指定的新的多組工藝參數(shù)組，以及使用該工藝參數(shù)組獲取的所產(chǎn)生的去除圖形輪廓。在示例性例子中，使用參數(shù)組“0/1”獲取的去除圖形輪廓為

上面表格中提供的工藝參數(shù)組和去除圖形輪廓僅為示例性的目的且非限制性的。應(yīng)理解，工藝參數(shù)組可以包括除了h2流速、hcl流速以及基座旋轉(zhuǎn)速度之外的工藝參數(shù)，并且去除圖形輪廓可以包括除了全局蝕刻速率之外的信息。

圖12是用于處理圖1的soi結(jié)構(gòu)1的示例性方法1200。方法1100一般包括：1210確定用于soi結(jié)構(gòu)1的硅層2的期望去除圖形輪廓；1220從多個預(yù)定工藝參數(shù)組中選擇工藝參數(shù)組，每個預(yù)定工藝參數(shù)組與預(yù)定去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)；1230通過使用所選擇的工藝參數(shù)組對裂開表面5執(zhí)行epi平滑工藝而選擇性地從硅層2去除材料；1240將soi結(jié)構(gòu)1的實際去除圖形輪廓與跟所選擇的工藝參數(shù)組相關(guān)聯(lián)的預(yù)定去除圖形輪廓進行比較，以確定實際去除圖形輪廓與預(yù)定去除圖形輪廓之差；以及1250如果實際去除圖形輪廓與預(yù)定去除圖形輪廓之差超過閾值限制，則更新與epi平滑工藝期間使用的所選擇的工藝參數(shù)組相關(guān)聯(lián)的預(yù)定去除圖形輪廓。

圖12的方法1200具體適用于諸如圖2的其中存儲有預(yù)定工藝參數(shù)組和預(yù)定去除圖形輪廓的去除圖形輪廓庫110的去除圖形輪廓庫。具體而言，用于處理soi結(jié)構(gòu)的晶片處理裝置的條件可以隨著時間而改變或“漂移”，導(dǎo)致在相同的工藝參數(shù)組下處理的soi結(jié)構(gòu)的不同的去除圖形輪廓。例如，用于對cvd反應(yīng)器300進行加熱的加熱元件322(在圖3中示出)可能隨著加熱元件322老化而使熱在cvd反應(yīng)器300內(nèi)分布不同。結(jié)果，使用預(yù)定工藝參數(shù)組中的一者處理的soi結(jié)構(gòu)的實際去除圖形輪廓可能與預(yù)期去除圖形輪廓(即，與用于處理soi結(jié)構(gòu)的預(yù)定工藝參數(shù)組相關(guān)聯(lián)的預(yù)定去除圖形輪廓)不同。圖12的方法1200有利于最小化cvd反應(yīng)器對關(guān)于使用epi平滑工藝處理的soi結(jié)構(gòu)的晶片到晶片和晶片內(nèi)厚度均勻性的影響。

1210確定期望去除圖形輪廓、1220選擇工藝參數(shù)組以及1230選擇性地從硅層2去除材料的步驟可以以與如上參考圖9和10所述的基本上相同的方式進行。

1240將soi結(jié)構(gòu)1的實際去除圖形輪廓與預(yù)定去除圖形輪廓包括確定soi結(jié)構(gòu)1的實際去除圖形輪廓進行比較。soi結(jié)構(gòu)1的實際去除圖形輪廓例如可以通過測量soi結(jié)構(gòu)(具體地，soi結(jié)構(gòu)中的硅層2)的預(yù)epi平滑厚度輪廓、測量soi結(jié)構(gòu)的后epi平滑厚度輪廓以及從預(yù)epi平滑厚度輪廓減去后epi平滑厚度輪廓而確定。可以使用，包括但不限于，上面參考圖2描述的晶片測量裝置102測量預(yù)和后外延厚度輪廓。

在一些實施例中，1240將實際去除圖形輪廓與預(yù)定去除圖形輪廓進行比較包括將與實際去除圖形輪廓和預(yù)定去除圖形輪廓中的每一者相關(guān)聯(lián)的硅去除值進行比較。在一個實施例中，例如，每個去除圖形輪廓包括多個硅去除值，其中每個硅去除值表示硅層上的具體位置處的硅去除的實際或預(yù)期量(例如，埃)。來自實際去除圖形輪廓和預(yù)定去除圖形輪廓的相應(yīng)的硅去除值(即，與硅層上的相同位置相關(guān)聯(lián)的硅去除值)可以彼此相減，以便將實際去除圖形輪廓與預(yù)定去除圖形輪廓進行比較。1240將實際去除圖形輪廓與預(yù)定去除圖形輪廓進行比較可以使用諸如上面參考圖2描述的計算裝置106的計算裝置執(zhí)行。

除了1240將實際去除圖形輪廓與預(yù)定去除圖形輪廓進行比較之外，或者作為1240將實際去除圖形輪廓與預(yù)定去除圖形輪廓進行比較的替代，方法1200還可以包括將soi結(jié)構(gòu)的實際厚度輪廓與soi結(jié)構(gòu)的預(yù)期厚度輪廓進行比較。

1250更新預(yù)定去除圖形輪廓可以包括使用例如計算裝置106(圖2)人工更新去除圖形輪廓或自動更新去除圖形輪廓。在一些實施例中，例如，用戶可以人工比較用于soi結(jié)構(gòu)的實際與預(yù)期去除圖形輪廓(或?qū)嶋H與預(yù)期厚度輪廓)，并且在實際與預(yù)期去除圖形輪廓之差超過閾值限制的情況下，更新預(yù)定去除圖形輪廓?？梢酝ㄟ^修改預(yù)定去除圖形輪廓或者通過用實際去除圖形輪廓替代預(yù)定去除圖形輪廓來更新預(yù)定去除圖形輪廓。

在其他實施例中，諸如計算裝置106(圖2)的計算裝置自動比較用于soi結(jié)構(gòu)的實際與預(yù)期去除圖形輪廓(或?qū)嶋H與預(yù)期厚度輪廓)，并且如果實際與預(yù)期去除圖形輪廓之差超過閾值限制，則向用戶輸出指示實際去除圖形輪廓與預(yù)期去除圖形輪廓之差超過閾值極限的通知或警告(例如，音頻或可視通知)。然后，用戶可以評價soi結(jié)構(gòu)和/或用于處理soi結(jié)構(gòu)的晶片處理裝置的處理歷史，以便判定晶片處理裝置是否需要維護和/或是否應(yīng)該更新預(yù)定去除圖形輪廓。在另外的其它實施例中，如果實際與預(yù)期去除圖形輪廓之差超過閾值限制，則諸如計算裝置106(圖2)的計算裝置自動更新預(yù)定去除圖形輪廓。

在預(yù)定去除圖形輪廓被存儲在諸如去除圖形輪廓庫(圖2)的庫的情況下，1250更新預(yù)定去除圖形輪廓可以包括修改或替代與用于處理soi結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)組相關(guān)聯(lián)的去除圖形輪廓。在一個實施例中，例如，1250更新預(yù)定去除圖形輪廓包括(例如，通過將實際去除圖形輪廓存儲在去除圖形輪廓庫中)用實際去除圖形輪廓替代預(yù)定去除圖形輪廓。在其它實施例中，1250更新預(yù)定去除圖形輪廓包括通過使用例如與預(yù)定去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)的工藝參數(shù)組對測試晶片進行一次或多次epi平滑工藝而確定新的去除圖形輪廓。

用于判定是否應(yīng)該更新預(yù)定去除圖形輪廓的閾值極限可以為能夠如在此描述的進行方法1200的任何合適的閾值。在一些實施例中，閾值限制可以為實際與預(yù)期去除圖形輪廓的硅去除值之間的最大差。

在此描述的系統(tǒng)和方法有利于其中半導(dǎo)體器件層(例如，頂部硅層)具有高度均勻的厚度輪廓的諸如soi結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)。具體而言，在此描述的系統(tǒng)和方法有利于確定要被施加至器件層(例如，soi結(jié)構(gòu)的頂部硅層)去除圖形輪廓以獲取高度均勻的厚度輪廓，以及有利于確定要被用在epi平滑工藝中的工藝參數(shù)組以獲得期望去除圖形輪廓。在一些實施例中，例如，去除圖形輪廓被用于通過識別基本上匹配期望去除圖像輪廓的預(yù)定去除圖形輪廓以及選擇與預(yù)定去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)的預(yù)定工藝參數(shù)組來確定用在epi平滑工藝中的工藝參數(shù)組。利用預(yù)定去除圖形輪廓和所關(guān)聯(lián)的工藝參數(shù)組使單獨的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的目標(biāo)處理成為可能，同時減少或消除與使用測試晶片確定用于每個單獨的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工藝參數(shù)相關(guān)聯(lián)的浪費。

此外，在此描述的系統(tǒng)和方法即使在對半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)進行一次或多次后epi平滑工藝時，也使要基于半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的預(yù)epi平滑厚度輪廓和/或基于對半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的厚度均勻性具有已知或可預(yù)測的效果的后epi平滑工藝而選擇的期望去除圖形輪廓成為可能，以使得最終的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有基本上均勻的厚度輪廓。

另外，在一些實施例中，每一個都與已知去除圖形輪廓相關(guān)聯(lián)的兩個或更多個工藝參數(shù)組被結(jié)合到單個epi平滑工藝中，以便獲取不同于已知去除圖形輪廓的預(yù)期去除圖形輪廓。與使用借助數(shù)學(xué)方法或模型(例如，通過插入)確定的單個工藝參數(shù)組相比，在單個epi平滑工藝中使用多個工藝參數(shù)組，或者使用多組處理通常提供更可預(yù)測的且更準(zhǔn)確的去除圖形輪廓。

此外，在此描述的系統(tǒng)和方法有利于通過在檢測到實際與預(yù)期去除圖形輪廓之間的差異時更新預(yù)定去除圖形輪廓而最小化cvd反應(yīng)器漂移對半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的厚度均勻性的影響。另外，在一些實施例中，在此描述的系統(tǒng)和方法有利于預(yù)測或估計諸如cvd反應(yīng)器的用于處理半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的設(shè)備何時需要維護，從而有利于管理整個半導(dǎo)體制造過程。

術(shù)語處理器在本文中使用時指中央處理器、微處理器、微控制器、簡化指令集電路(risc)、專用集成電路(asic)、邏輯電路及能夠執(zhí)行本文中所述功能的任何其它電路或處理器。

如本文所使用的，術(shù)語“軟件”和“固件”可交換，并且包括由處理器執(zhí)行的被存儲在存儲器中的任何計算機程序，該存儲器包括ram存儲器、rom存儲器、eprom存儲器、eeprom存儲器和非易失性ram(nvram)存儲器。上述存儲器類型僅為示例性的，并且因此不作為對可用于存儲計算機程序的存儲的存儲器的類型的限制。

正如基于上述說明書將意識到的一樣，本公開的上述實施例可使用計算機編程或工程技術(shù)實現(xiàn)，包括計算機軟件、固件、硬件或其任何組合或子集。具有計算機可讀和/或計算機可執(zhí)行的指令的任何此類型的結(jié)果程序可在一個或多個計算機可讀介質(zhì)內(nèi)實施或提供，由此根據(jù)本公開的所述實施例做出計算機程序產(chǎn)品，即制品。這些計算機程序(也被稱為程序、軟件、軟件應(yīng)用或代碼)包括用于可編程處理器的機器指令，并可在高級程序和/或面向?qū)ο缶幊陶Z言、和/或集成/機器語言上實現(xiàn)。如在這里所使用的，術(shù)語“機器可讀介質(zhì)”、“計算機可讀介質(zhì)”和“計算機可讀媒體”涉及用于將機器指令和/或數(shù)據(jù)提供給可編程處理器的任何計算機程序產(chǎn)品、裝置和/或設(shè)備(例如，磁盤、光盤、存儲器、可編程邏輯設(shè)備(pld))，包括接收機器指令作為機器可讀信號的機器可讀介質(zhì)。然而，“機器可讀介質(zhì)”、“計算機可讀介質(zhì)”和“計算機可讀媒體”不包括瞬時信號(即，它們是“非瞬時的”)。術(shù)語“機器可讀信號”指用于向可編程處理器提供機器指令和/或數(shù)據(jù)的任何信號。

本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明，以及還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實踐本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明可取得專利的范圍由權(quán)利要求確定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果此類其它示例具有與權(quán)利要求字面語言無不同的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求字面語言無實質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)要素，則它們在權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。

當(dāng)介紹本發(fā)明或其實施例的要素時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”旨在表示存在一個或多個要素。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”旨在非包容性的，且意味著可以存在除了所列出的要素之外的其它要素。

由于在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對上述結(jié)構(gòu)作出各種改變，以上描述中所包含的和附圖中所示出的所有內(nèi)容都旨在被解釋為示例性的而非限制性的。