一种纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法与流程

本发明属于温度检测，具体涉及一种纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法。

背景技术：

1、随着纳米压印技术的应用和推广，其越来越被广泛地应用在半导体生产中。在半导体的工艺中，随着半导体尺寸的不断降低，压印过程中的压印力误差大，对压印过程中的温度控制不精准，而晶圆加热温度的控制对于压印的质量具有直接的影响，因此，晶圆温度分布的检测越来越重要，检测晶圆在制造过程中的温度检测是解决半导体工艺制程各种问题的必要手段。

技术实现思路

1、本发明为了解决以上问题，提出了一种纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法。

2、本发明的技术方案是：一种纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法包括以下步骤：

3、s1、采集晶圆的温度集，确定各个历史时刻的温度限制模型，并利用各个历史时刻的温度限制模型为晶圆生成温度交换函数；

4、s2、利用温度交换函数生成控制温度矩阵；

5、s3、基于控制温度矩阵，检测晶圆生产是否合格。

6、进一步地，所述s1包括以下子步骤：

7、s11、采集晶圆表面在各个历史时刻的实时温度，作为温度集；

8、s12、采集晶圆表面所处环境在各个历史时刻的环境温度；

9、s13、根据温度集以及各个历史时刻的环境温度，生成各个历史时刻的温度限制模型；

10、s14、根据所有历史时刻的温度限制模型，为晶圆生成温度交换函数。

11、上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，根据每个历史时刻的晶圆表面实时温度以及环境温度，为每个历史时刻生成温度限制模型，再综合考虑所有历史时刻的温度限制模型以及晶圆所采用材料本身特性，生成更能反映晶圆温度特征的交换函数。

12、进一步地，所述s13中，x时刻的温度限制模型lx的表达式为：；式中，ux为晶圆表面在x时刻的实时温度，vx为x时刻的环境温度，max(·)为最大值函数。

13、进一步地，所述s14中，温度交换函数g的表达式为：，；式中，r为晶圆材料的热传导率，zx为x时刻的温度限制矩阵，lx为x时刻的温度限制模型，x为总时刻。

14、进一步地，所述s2包括以下子步骤：

15、s21、将温度交换函数值的倒数作为温度集的温度控制因子，生成控制温度集；

16、s22、根据控制温度集，生成控制温度矩阵。

17、上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，利用温度交换函数值对所有历史时刻的实时温度进行修正，并根据修正后的控制温度生成控制温度矩阵，该矩阵尽可能地包含更准确的晶圆表面温度。在控制温度矩阵生成时，如第1时刻的控制温度值应位于控制温度矩阵的第一行第一列，第2时刻的控制温度值应位于控制温度矩阵的第二行第二列，第x时刻的控制温度值应位于控制温度矩阵的第x行第x列，其余位置用0填充。

18、进一步地，所述s21中，控制温度集中x时刻晶圆表面的控制温度kx的计算公式为：；式中，ux为晶圆表面在x时刻的实时温度，为温度集的温度控制因子，ln(·)为对数函数。

19、进一步地，所述s22中，生成控制温度矩阵的方法为：将总时刻作为控制温度矩阵的行数和列数，将每个历史时刻的控制温度填入控制温度矩阵的对角线，其余位置用0填充。

20、进一步地，所述s3包括以下子步骤：

21、s31、将控制温度矩阵划分为若干个分块矩阵；

22、s32、提取各个分块矩阵的最大奇异值，生成特征向量；

23、s33、根据特征向量，确定温度检测因子；

24、s34、将温度检测因子与温度集中最大实时温度值的均值作为预测温度；

25、s35、在预测温度超过晶圆的最佳工作温度时，确定晶圆生产不合格。

26、上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，s32中，控制向量的表达式为：；式中，y1为第一个分块矩阵的最大奇异值，yn为第n个分块矩阵的最大奇异值。控制温度矩阵为对角矩阵，对对角矩阵进行合理拆分，利用拆分得到的多个分块矩阵的奇异值来生成预测温度，奇异值作为矩阵中很重要的参数，可以完成复杂的数据处理。晶圆的最佳工作温度由晶圆自身决定或人为设置。

27、进一步地，所述s33中，温度检测因子η的计算公式为：；式中，y为特征向量，为对特征向量进行f2范数运算。

28、本发明的有益效果是：该纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法对晶圆表面的实时温度以及环境温度进行特征提取，生成温度交换函数；又对实时温度进行分析处理，生成控制温度矩阵，由此确定下一时刻的预测温度；该方法不需要过于依赖当前时刻的实测温度数据，而是结合整个历史时长内温度的变化情况，使得预测温度精确，可用于指导晶圆的生产进程，减少温度对晶圆生成质量的影响。

技术特征：

1.一种纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，其特征在于，所述s1包括以下子步骤：

3.根据权利要求2所述的纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，其特征在于，所述s13中，x时刻的温度限制模型lx的表达式为：；式中，ux为晶圆表面在x时刻的实时温度，vx为x时刻的环境温度，max(·)为最大值函数。

4.根据权利要求2所述的纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，其特征在于，所述s14中，温度交换函数g的表达式为：，；式中，r为晶圆材料的热传导率，zx为x时刻的温度限制矩阵，lx为x时刻的温度限制模型，x为总时刻。

5.根据权利要求1所述的纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，其特征在于，所述s2包括以下子步骤：

6.根据权利要求5所述的纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，其特征在于，所述s21中，控制温度集中x时刻晶圆表面的控制温度kx的计算公式为：；式中，ux为晶圆表面在x时刻的实时温度，为温度集的温度控制因子，ln(·)为对数函数。

7.根据权利要求5所述的纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，其特征在于，所述s22中，生成控制温度矩阵的方法为：将总时刻作为控制温度矩阵的行数和列数，将每个历史时刻的控制温度填入控制温度矩阵的对角线，其余位置用0填充。

8.根据权利要求1所述的纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，其特征在于，所述s3包括以下子步骤：

9.根据权利要求8所述的纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，其特征在于，所述s33中，温度检测因子η的计算公式为：；式中，y为特征向量，为对特征向量进行f2范数运算。

技术总结本发明公开了一种纳米压印晶圆生产的表面温度检测方法，属于温度检测技术领域，包括以下步骤：S1、采集晶圆的温度集，确定各个历史时刻的温度限制模型，并利用各个历史时刻的温度限制模型为晶圆生成温度交换函数；S2、利用温度交换函数生成控制温度矩阵；S3、基于控制温度矩阵，检测晶圆生产是否合格。本发明可用于指导晶圆的生产进程，减少温度对晶圆生成质量的影响。技术研发人员：冀然,房臣,孙俊杰受保护的技术使用者：青岛天仁微纳科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1