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TWI713581B - 用於半導體設備之匹配腔室性能的方法 - Google Patents

用於半導體設備之匹配腔室性能的方法 Download PDF

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TWI713581B
TWI713581B TW105129935A TW105129935A TWI713581B TW I713581 B TWI713581 B TW I713581B TW 105129935 A TW105129935 A TW 105129935A TW 105129935 A TW105129935 A TW 105129935A TW I713581 B TWI713581 B TW I713581B
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路雪松
林 張
安德魯Ｖ 樂
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

本發明之實施例係提供匹配及校準處理腔室中之處理腔室性能的方法。在一實施例中，用於校準半導體製造處理之處理腔室的方法包含以下步驟：執行第一預定處理於處理腔室中、收集第一組信號且同時執行預定處理(該第一組信號係自第一組部署在處理腔室中之感測器傳送至控制器)、分析所收集之該第一組信號、將所收集之該第一組信號與儲存在控制器中之資料庫做比較以確認來自第一組感測器的感測器回應、當發現不匹配感測器回應時基於所收集之該第一組信號來校準感測器、隨後執行第一系列處理於處理腔室中，及收集第二組信號且同時執行系列處理(該第二組信號係自感測器傳送至控制器)。

Description

用於半導體設備之匹配腔室性能的方法
本發明之實施例大體上相關於偵測處理腔室中之處理性能的方法；更確切地說，為一種用於偵測處理腔室中之處理性能以為半導體製造及工廠管理來做腔室至腔室匹配的方法。
在積體電路(IC)或晶片製造中，由晶片設計者來建立代表晶片之不同層的圖案。自該等圖案建立一系列之可重複使用的遮罩或光罩，以在製造處理期間轉移每個晶片層的設計於半導體基板上。遮罩圖案產生系統使用精確雷射或電子束以反映晶片之每層設計在個別遮罩上。之後很像攝影底片似地使用遮罩以轉移用於半導體基板上之每層的電路圖案。使用一系列處理來建立該等層，及該等層轉變成包含每個完成晶片的微小電晶體及電子電路。典型地，藉由一系列微影術處理步驟來製造半導體基板上之裝置，其中裝置係由每者具有個別圖案的複數個覆蓋層形成。一般來說，使用一組15至100個遮罩來建立晶片且可重複使用該組遮罩。
在一層及覆蓋前一層的下一層間，必須對齊該一層及該下一層的個別圖案。可藉由量測工具得到對齊遮罩之量測，該量測工具之後由微影術工具所使用以在曝光期間對齊之後的層及再次於微影術處理後再次確認對齊的性能。然而，層之間的疊對誤差(或圖案對位誤差)為必然的，且製造必須滿足的誤差範圍係由IC設計者計算。裝置結構之疊對誤差可源於不同的誤差來源，如來自先前曝光工具/量測工具及目前曝光工具/量測工具的疊對誤差、底層膜屬性不匹配、可導致經沉積膜屬性差異的量測工具或處理腔室間的匹配誤差或不匹配的經利用以處理形成在基板上的不同膜層及諸如此類之處理腔室的基線設定。
隨著臨界尺寸(CD)縮小，裝置結構之臨界層的疊對誤差必須為最小或被消除，以可靠地產生帶有最小特徵尺寸(如裝置中之控制閘極的寬度)的裝置。為了消除疊對誤差的可能性，經常請求專用於製造特定膜層於相同基板上之單一處理腔室，以嘗試消除工具至工具的製造錯誤或不匹配。然而，此方法常建立邏輯錯誤及不利地增加製造週期時間。此外，疊對規格已變得更加具有挑戰性；膜屬性不匹配貢獻(即，膜折射率或消光係數)及疊對誤差可能會單獨超過誤差範圍。在半導體製造中，必須以最小不匹配來控制所使用的生產處理設備，使得該生產處理設備之由每個工具所產生的變數維持在某些操作限制內。不能在生產線中之每個處理腔室中維持於操作限制內可輕易導致在不同製造階段利用不同處理腔室處理的裝置及/或晶圓的損失或傷害。
因此，存在用最小處理變數不匹配來改善校正及匹配生產線中之處理腔室之基線之方法的需求，以改善裝置性能及維持可預測的產品可靠度、一致性及產量。
本發明之實施例提供匹配及校準處理腔室中之處理腔室性能的方法。在一實施例中，用於半導體製造處理之校準處理腔室的方法包含以下步驟：執行第一預定處理於處理腔室中；收集第一組信號且同時執行該預定處理，該第一組信號係自第一組部署於該處理腔室中之感測器傳送至控制器；分析所收集的該第一組信號；將所收集的該第一組信號與儲存於該控制器中的資料庫做比較，以確認來自該第一組感測器的感測器回應；當發現不匹配感測器回應時，基於所收集的該第一組信號來校準感測器；隨後執行第一系列處理於該處理腔室中；及收集第二組信號且同時執行該系列處理，該第二組信號由該等感測器傳送至該控制器。
在另一實施例中，有一種電腦可讀取儲存媒體，該電腦可讀取儲存媒體儲存程式，當藉由處理器執行該程式時，該程式執行操作以操作處理腔室，該操作包含以下步驟：藉由基於從操作該處理腔室中之第一預定處理中所收集及分析的感測器回應來校準處理腔室中的感測器而執行第一硬體校準處理；及藉由基於從操作該處理腔室中之第一預定處理中所收集及分析的感測器回應來校準該處理腔室中的該等感測器而執行第二硬體校準處理。
在另一實施例中，一種處理系統包含耦合至處理腔室的控制器，該控制器包含具有指令的系統記憶體及處理器，該處理器經配置以當執行該等指令時使該處理腔室執行方法，該方法包含以下步驟：當執行第一預定處理於該處理腔室中時接收第一組信號，該第一組信號係由處理腔室所傳送；分析所收集的該第一組信號；將所收集的該第一組信號與儲存於該控制器中的資料庫做比較以確認來自該第一組感測器的感應器回應；當發現不匹配感測器回應時，基於所收集的該第一組信號來校準感測器；隨後執行第一系列處理於該處理腔室中；及收集第二組信號且同時執行該系列處理，該第二組信號係自該等感測器傳送至該控制器。
本發明之實施例提供用於偵測處理腔室中之性能及有效匹配處理腔室性能至製造生產線中之標準要求集的方法。方法提供系統偵測程序，該系統偵測程序包含硬體匹配程序及晶圓上結果匹配程序。如所提供之方法可有效及快速偵測在處理期間所發生的不匹配項目(不論該等不匹配項目是源自於硬體設定、硬體實施錯誤、軟體設定、感測器錯誤或處理參數設定匹配或諸如此類)，以便快速校準及校正處理腔室中的不匹配。因此，在執行一系列匹配程序後，可將處理腔室性能及感測器設定匹配至用於生產線中其他處理腔室的標準設定，因此消除及減少在生產線之處理腔室間之腔室不匹配的可能性及促進處理準確度。
如下文所進一步描述地，圖1為示例性之適於執行選擇性氧化處理的處理系統132的橫截面視圖。處理系統132可為CENTURA® 、Producer® SE 或Producer® GT沉積系統，所有該等上述系統皆可自加州聖塔克拉拉市的應用材料公司得到。預期可調整其他處理系統以實施發明，該等其他處理系統包含可從其他製造商得到的系統。
處理系統132包含耦合至氣體分配盤130的處理腔室100及控制器110。處理腔室100一般包含定義內部容積126的頂部124、側101及底壁122。
提供支撐基座150於腔室100的內部容積126中。可由鋁、陶瓷及其他合適材料來製造支撐基座150。在一實施例中，由陶瓷材料(如氮化鋁)來製造基座150，該陶瓷材料係適於高溫環境(如電漿處理環境)中使用而不會熱損傷基座150的材料。可使用升降機構(未展示)來在腔室100內之垂直方向中移動基座150。
基座150可包含適於控制經支撐於基座150上之基板190之溫度的嵌入式加熱器元素170。在一實施例中，可藉由施加來自電源106的電流至加熱器元素170來電阻加熱基座150。在一實施例中，加熱器元素170可由封裝於鎳鐵鉻合金(例如INCOLOY®)護管中的鎳鉻絲所製造。藉由控制器110來調節自電源106所供應的電流以控制由加熱器元素170所產生的熱，從而在膜沉積期間於任何合適的溫度範圍而維持基板190及基座150於基本恆定的溫度。在另一實施例中，基座150可如所需地維持於室溫。在另一實施例中，基座150可如所需地亦包含冷卻器(未展示)，以如所需地將基座150冷卻至低於室溫的一範圍。可調整經供應的電流以選擇性地控制基座150的溫度在約100攝氏度至約900攝氏度之間(如在約300攝氏度至約800攝氏度之間)。
可將溫度感測器172(如熱電偶)嵌入至支撐基座150中以用方便方式監控基座150的溫度。藉由控制器110來使用經量測的溫度以控制由加熱器元素170所供應的功率，以維持基板於所欲溫度。
將真空泵102耦合至腔室100之牆101中所形成之端口。使用真空泵102以在處理腔室100中維持所欲氣體壓力。真空泵102亦從腔室100排出後處理氣體及處理的副產品。
具有複數個孔128的噴灑頭120經耦合至基板支撐基座150上方之處理腔室100之頂部124。使用噴灑頭120之孔128以引入處理氣體至腔室100中。孔128可具有不同尺寸、數量、分佈、形狀、設計及直徑，以助於為了不同處理需求之各種處理氣體的流。將噴灑頭120連接至氣體分配盤130，該氣體分配盤130係允許在處理期間將各種氣體供應至內部容積126。自離開噴灑頭120的處理氣體混合物形成電漿以強化處理氣體的熱分解，導致材料沉積於基板190之表面191上。
噴灑頭120及基板支撐基座150可形成為一對間隔開的電極於內部容積126中。一或多個RF電源140透過匹配網路138來提供偏置電位給噴灑頭120，以助於在噴灑頭120及基座150間產生電漿。作為替代地，可將RF電源140及匹配網路138耦合至噴灑頭120、基板支撐基座150或耦合至噴灑頭120及基板支撐基座150兩者或耦合至部署在腔室100外部的天線(未展示)。在一實施例中，RF電源140可在約30kHz至約13.6MHz頻率處提供約10瓦特至約3000瓦特。
可選的水蒸氣產生(WVG)系統152經耦合至處理腔室132，該處理腔室132流體連通至處理腔室100中所定義的內部容積126。WVG系統152藉由O2 及H2 之催化反應的手段來產生超高純度的水蒸氣。在一實施例中，WVG系統152具有在線催化劑反應器或催化劑筒，其中水蒸氣係藉由化學反應手段產生。催化劑可包含金屬或合金，如鈀、鉑、鎳、上述金屬之結合及上述金屬之合金。
控制器110包含經使用以控制處理順序及調節來自氣體分配盤130及WVG系統152之氣流的中央處理單元(CPU)112、記憶體116及支撐電路114。CPU 112可為任何形式之可在工業設定中使用的通用電腦處理器。可將軟體常式儲存於記憶體116中，該記憶體116如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、軟碟、或硬碟驅動或其他形式的數位存儲。支撐電路114通常耦合到CPU 112，及該支撐電路可包含快取、時鐘電路、輸入/輸出系統、電源供應器及諸如此類。透過多個信號電纜(統稱為信號匯流排118)來處理在控制器110及處理系統132的各種部件間的雙向通訊，該等信號匯流排的一些匯流排圖示說明於圖1中。
圖2為方法200之一實施例的流程圖，該方法200係用於決定及/或校準處理腔室(如於圖1中繪製的處理腔室100)之基線，以在半導體製造生產線中將處理腔室的基線匹配至所需水平(例如，需要被匹配至用於所有處理腔室的製造水平)。腔室100可為新實施及/或放置在生產線中之新組裝的處理腔室。作為替代地，處理腔室100可為生產線中現有的處理腔室，該現有的處理腔室之處理性能被要求校準及被要求檢修故障以匹配生產線中之工業或設定標準。
方法200藉由執行預定處理而開始於方塊202，該預定處理如在處理腔室100中之BKM(最著名的方法)處理。BKM處理可為沉積處理、蝕刻處理、塗佈處理或感興趣的處理腔室100經配置以當完成基線校準及/或匹配程序及釋放處理腔室至用於處理生產基板的生產線時後續執行的任何合適處理。在一範例中，此處執行的BKM程序為CVD沉積程序，如經配置以形成無定形碳層、氧化矽層、矽層、氮化矽層、低k材料或其他合適材料的沉積程序。
在處理腔室100經配置以執行單一層沉積程序以形成單一層於基板上的範例中，可選擇單一層配方以為感測器值匹配、感測器回應匹配及處理回應匹配而執行。在處理腔室100經配置以執行雙層、多層或複合結構沉積處理以形成雙層/複合結構於基板上之範例中，可選擇多層配方以為感測器匹配、及感測器回應匹配及處理回應匹配而循序地或重複地執行。舉例而言，當意欲單一層形成於基板上時，可使用儲存於控制器110中的單一層配方以執行一次性沉積處理。作為替代地，當意欲多層(例如，用於3D記憶體閘極應用的樓梯結構，該樓梯結構包含重複在基板上形成第一層及第二層，直到達到所欲厚度才停止)形成於基板上時，可使用儲存於控制器110中之經選擇的多個不同沉積配方(例如，在作為範例的樓梯結構中用於形成第一層的第一沉積配方及用於形成第二層的第二沉積配方)來執行循環或迴圈多層配方沉積處理。
在方塊202操作期間，可為匹配偵測如MFC(質流控制器)、光發射光譜(OES)、RF信號偵測器、壓力偵測器或相關於處理腔室之合適感測器或偵測器的感測器及/或偵測器。在操作中，感測器可為匹配至所欲值設定之分析來傳送信號至控制器(如圖1所繪製的控制器110)。根據本發明可被調整以控制處理腔室100之操作的控制器110之一範例為可自加州聖塔克拉拉市的應用材料公司得到的先進製程控制(APC)E3TM 統計處理控制模組。偵測到的感測器及自感測器傳送的信號可包含處理參數及感測器回應，如氣體流速、處理壓力、RF電力信號、基板溫度、RF回饋信號、離子濃度及其他在方塊202處理期間可收集的合適信號。在方塊202中的子方塊203處，控制器110可比較及分析在處理腔室100之操作期間所接收到的信號，以執行感測器值/回應匹配程序。
在一範例中，將藉由控制器110所接收之自感測器傳送的信號與儲存在資料庫藏中的資料做比較與分析。可自控制器110中的E3TM 統計處理控制模組監控及下載信號，及如所需地即時或離線分析該等信號。可將資料庫藏儲存於控制器110的記憶體116中，或該資料庫藏係來自儲存於製造設施或EDA(電子設計自動化)系統中之其他統計處理控制(SPC)資料庫。可從腔室參數之歷史數值(係來自其他處理腔室的過去處理執行)或從經配置在生產線中用於生產之允許生產中的其他處理腔室匹配該等其他處理腔室之感測器值/對該等感測器值的回應的標準處理腔室(例如，或所謂金腔室)來得到儲存於資料庫藏中的資料。可自腔室參數的這些歷史數值來決定及選擇腔室參數的標準值(例如，規格)及硬體設定，以最適合執行在處理腔室中的每個處理。
因此，在於子方塊203處分析及比較經接收信號後，可發現來自目標處理腔室(如處理腔室100)之感測器的偏差及不匹配值/回應。隨後地，稍後執行校正/校準處理以將處理腔室100之感測器之值/回應匹配至預定的標準值。
舉例而言，圖3A及圖3B描繪在方塊202處於BKM執行期間個別自標準/經校準處理腔室及感興趣的處理腔室100所偵測到的多個感測器之一者的信號的軌跡線302及軌跡線304。在圖3A的軌跡線302中，如自標準/經校準處理腔室所偵測到的信號係指示沒有隨時間推移之顯著干擾的尖銳、清晰的信號。對之，圖3B中的軌跡線304指示當處理進行時所發現的顯著雜訊(如圓圈306 所展示)。雜訊可來自腔室的不穩定性、不正確的腔室參數設定、感測器錯誤、有缺陷的感測器、腔室部件缺陷、不相容的腔室部分及諸如此類，因而最終導致系統錯誤或可能在操作期間產生顆粒。因此，如所偵測到的信號可幫助技術人員快速檢修故障及校正感測器錯誤及問題。在校正/匹配處理後，可設定自感測器所傳送的值及將該等值調整為所欲值及性能。
在方塊204處，在執行BKM後，執行DOE(實驗設計)分裂實驗以用感興趣的處理腔室100的不同處理裕度來執行處理。當以處理參數的不同設定(該等不同設定可提供較寬的用於在處理腔室100中所執行之處理的處理裕度)操作處理腔室100時，DOE分裂實驗可幫助自不同感測器偵測腔室性能的變異。
在一範例中，DOE分裂實驗典型地包含5個測試樣本，該等5個測試樣本包含BKM設定中的處理參數集、20%以上及20%以下的BKM設定及10%以上及10%以下的BKM設定。注意到DOE分裂實驗可為任何大於2的數量。在DOE分裂實驗後，稍後收集、監控、分析自感興趣的處理腔室100中之感測器所傳送的所有信號，及在子方塊205中將該等信號與儲存在資料庫中的標準值做比較。子方塊205中的操作與子方塊203中的操作相似，但測試樣本數量不同(例如，用於BKM處理執行之子方塊203中的一測試樣本及子方塊205中之用於得到相較於來自BKM的處理參數範圍之較寬的處理參數範圍的多個測試樣本)。
此外，在子方塊205處理期間，執行感測器至感測器回應校準。在每個分裂實驗中，變化處理參數或感測器設定的至少一者，以便將得到對應至處理參數變化或感測器設定的至少一個感測器回應。如本文所描述的感測器回應可包含任何所偵測到的信號、結果或任何合適形式的回應，如腔室參數值、變數或任何所偵測到的數字。注意到若需要的話，可變化超過一個處理參數或感測器設定。
在得到感測器回應後，分析感測器回應及將感測器回應與資料庫中的所欲標準做比較。將每個感測器回應與來自每個DOE分裂中之主要感測器的標準值(例如，DOE分裂中的變數集合)做比較。當發現到不匹配時，有缺陷的感測器被快速發現及辨識。因此，將執行對應的感測器校準或感測器替換處理，以校準有問題之特定感測器的性能或替換特定感測器以如所欲匹配標準感測器性能。感測器校準程序為有效的檢修故障程序，該檢修故障程序係經利用以快速辨識有缺陷的感測器，以替換或校準、修復發生在處理腔室100中的問題、異常或錯誤。在比較、分析及校準每個感測器回應後，稍後將在操作204處利用BKM分裂處理的感測器校準處理視為完成。
注意到如圖2中所繪製的括弧210所指示地，方塊202及方塊204的操作係屬於硬體匹配程序。因此，可在此兩個操作中發現大部分的硬體錯誤，如感測器錯誤、腔室設定錯誤及諸如此類。如圖2中所繪製的括弧212所指示地，後文所述之方塊206及方塊208之操作係屬於晶圓上結果匹配程序，該晶圓上結果匹配程序係指示基於自在半導體晶圓(該等半導體晶圓係在感興趣的處理腔室100中處理)上所形成之膜層所量測到的資料/結果來微調或調整腔室參數及設定。
在方塊206處，校正及校準硬體設定及腔室參數、執行DOE(實驗設計)分裂實驗以用不同處理裕度執行處理，以在感興趣的處理腔室100中形成帶有不同水平膜屬性的膜層。此DOE分裂實驗可致動處理腔室形成帶有預定之不同膜屬性的膜層，因此當形成帶有相似膜屬性的膜層時提供較寬之用於處理腔室100中所執行的處理的處理裕度。
在一範例中，DOE分裂實驗典型地包含5個測試樣本，該等5個測試樣本包含BKM設定中之處理參數集、20%以上及20%以下之BKM設定及10%以上及10%以下之BKM設定的樣本實驗。注意到在DOE分裂實驗期間所處理的基板數量可為任何大於2的數量。在DOE分裂實驗後，透過多個量測工具傳送在不同樣本基板上形成的所有膜層，以執行一系列的量測/偵測處理以決定在樣本基板上形成的膜層之膜屬性。
隨後在子方塊207中，透過統計處理控制模組來分析及比較如自樣本基板上形成的膜層所量測到的膜屬性。與子方塊205相似地，執行感測器至感測器回應校準以收集、監控、分析所量測的膜屬性及將該等所量測的膜屬性與資料庫中所儲存的標準值做比較。在每個分裂實驗中，變化處理參數或感測器設定之至少一者(例如變數)以便將得到至少一個對應至處理參數變化或感測器設定之感測器回應。在一特定範例中，在DOE分裂實驗處要被偵測或變化之本文所選擇的感測器被視為臨界感測器，以準確偵測可準確致動及執行處理之處理性能。舉例而言，當執行沉積處理時，MFC感測器通常為所選擇之要被調整、改變、偵測及包含在DOE分裂實驗中之臨界變數之一者，如MFC感測器在沉積處理經常起到在沉積及形成材料層後可顯著支配膜屬性之關鍵作用的期間所控制的氣體流速。臨界感測器之其他範例可包含壓力感測器、溫度感測器、RF感測器或諸如此類。
在量測所沉積材料層的膜屬性後，稍後分析經量測的資料及將該經量測的資料與資料庫中的所欲標準做比較，以計算及監控每個DOE分裂中之每個變數(例如，臨界感測器)集的性能。經量測資料之分析可指示來自感測器回應之不匹配值，以自每個DOE分裂中之變數集快速辨識有缺陷之有問題的感測器，以有效發現不匹配。當發現不匹配時，快速發現及辨識有缺陷的感測器。因此，對應的感測器校準或感測器替換處理將執行，以校準有問題之特定感測器之性能或以替換特定感測器從而如所欲地匹配至標準感測器性能。如上文所論述地，感測器校準程序為有效的檢修故障處理，該檢修故障處理經利用以快速辨識有缺陷的感測器，以替換及修復、辨識發生在處理腔室中100之處理或感測器問題、不正常或錯誤。在基於來自DOE分裂實驗中之經處理晶圓的經量測資料來比較、分析及校準每個感測器回應後，可將操作206處利用BKM分裂處理之感測器校準程序視為完成。
經量測的膜屬性可包含膜厚度、膜均勻度、折射率、有效係數、膜壓力、濕蝕刻速率(WER)或乾蝕刻速率、微影術疊對、電導率、電阻率、密度及諸如此類之至少一或多個。在分析經量測資料後，若發現任何資料錯誤則可執行檢修故障處理，以修復在處理腔室100中所發生的問題、不正常或錯誤及進一步地將處理腔室性能匹配至所欲的標準範圍。
在方塊208處，基於經分析的資料，可執行校準處理以個別校正處理腔室中及BKM配方中之腔室參數及處理參數集。校準處理可如所需地利用單一層配方或多層配方。可將校準處理後在基板上形成之結果膜屬性之值控制在所欲範圍，以控制處理準確率、匹配度、一致性、可靠性及穩定性。
圖4描繪表格，該表格列出示例性的或控制在所欲允差內的膜屬性集。即使是在腔室校準/匹配處理後，允差仍允許用於處理偏差(該處理偏差係源於每個腔室條件的輕微變化)的軟限制。舉例而言，可將每個自DOE分裂實驗之樣本基板所得到的量測資料控制在所欲允差範圍內，如在具有用於膜屬性之上限及下限集之目標值的某些百分比內。基於歷史資料的檢視來設定膜屬性的這些上限及下限。當超過限制時，在校準處理期間或後校準處理期間，可將警報形式的通知(如軟體系統中的視覺信號) 及處理腔室中之問題的通知發送給工程師或晶圓廠自動系統，以要求進一步的腔室校準/匹配處理。
在來自DOE分裂實驗之樣本基板之所有膜屬性皆落入圖4之表格中之所欲範圍/限制集中後，整體的腔室匹配/校準處理(包含圖2中之括弧210中所辨識的硬體匹配程序及括弧212中所辨識的晶圓上結果匹配程序)被視為完成且完成匹配處理。
在已完成圖2中之硬體匹配處理210及晶圓上結果匹配處理212但一些不匹配仍存在於處理腔室100中之情況中，可安裝額外集合的腔室感測器於處理腔室100中，以得到額外資訊。額外集合的腔室感測器可不同於已存在於處理腔室100中的感測器。作為替代地，額外集合的腔室感測器可與已存在於處理腔室100中的感測器相似，但相較於該等已存在於處理腔室100中的感測器而言，該等額外集合的腔室感測器帶有更先進的控制及偵測。舉例而言，若習知MFC不能偵測流量故障，則可可選地利用具有較高敏感度的數位MFC以幫助診斷腔室校準及匹配的問題。在將額外集合的腔室感測器安裝在處理腔室100後，可再次執行BKM處理以傳送信號至處理腔室100中之控制器110。控制器110稍後可再次分析經接收到的信號及感測器回應，以決定及快速辨識要如所需地被微調或調整至處理腔室100或BKM處理之有缺陷的感測器。
本發明之實施例提供用於決定處理腔室中之基線及有效匹配處理腔室性能至製造生產線中之標準要求集的方法。方法中之硬體匹配程序伴隨著晶圓上結果匹配程序而有效及快速地辨識在處理期間發生的不匹配項目，以基於所得到感測器回應來快速辨識有缺陷的感測器，以校準及校正處理腔室中的不匹配。因此，可有效消除及減低由處理腔室中之腔室性能不匹配所產生之處理偏差的可能性，因而提升處理準確度。
儘管上文係針對本發明之實施例，但可在沒有背離本發明之基本範疇的情況下設計本發明之其他及進一步的實施例，且本發明之範疇係由下文所述之申請專利範圍所決定。
100‧‧‧處理腔室101‧‧‧側102‧‧‧真空泵106‧‧‧電源110‧‧‧控制器112‧‧‧中央處理單元114‧‧‧支撐電路116‧‧‧記憶體118‧‧‧信號匯流排120‧‧‧噴灑頭122‧‧‧底壁124‧‧‧頂部126‧‧‧內部容積128‧‧‧孔130‧‧‧氣體分配盤132‧‧‧處理系統138‧‧‧ 匹配網路140‧‧‧RF電源150‧‧‧支撐基座152‧‧‧水蒸氣產生(WVG)系統170‧‧‧加熱器元素172‧‧‧溫度感測器190‧‧‧基板200‧‧‧方法202‧‧‧方塊203‧‧‧子方塊204‧‧‧方塊205‧‧‧子方塊206‧‧‧方塊207‧‧‧子方塊208‧‧‧方塊210‧‧‧括弧212‧‧‧括弧302‧‧‧軌跡304‧‧‧軌跡306‧‧‧圓圈
為了可仔細瞭解本發明之上述特徵其中之方式，上文所簡要總結之本發明之更具體的描述可參考實施例；一些該等實施例經圖示說明於附加圖式中。然而，應注意到附加圖式僅圖示說明示例性實施例，因而該等附加圖式不被視為限制本發明之範疇；可承認其他等同有效的實施例。
圖1描繪可經使用以執行處理於基板上的電漿處理腔室；
圖2為根據本發明之一實施例之用於校準及匹配處理腔室性能至所欲標準之方法的流程圖；
圖3A至圖3B根據本發明之實施例來描繪軌跡線，該等軌跡線係描繪在處理腔室之操作期間所接收到的腔室參數；及
圖4描繪表格，該表格列出在完成腔室校準處理後控制在所欲允差/限制處之示例性的膜屬性。
為了助於瞭解，在可能的情況下已使用相同部件編號，以指派圖示中共通的相同部件。預期可有益地將一實施例的元素及特徵整合至其他實施例中而無須進一步的描述。
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(請換頁單獨記載) 無
200‧‧‧方法
202‧‧‧方塊
203‧‧‧子方塊
204‧‧‧方塊
205‧‧‧子方塊
206‧‧‧方塊
207‧‧‧子方塊
208‧‧‧方塊
210‧‧‧括弧
212‧‧‧括弧

Claims (17)

  1. 一種用於校準半導體製造處理之一電漿處理腔室的方法，該方法包含以下步驟：執行一第一預定電漿處理於一電漿處理腔室中；在該電漿處理腔室中維持一所欲氣體壓力；收集一第一組信號且同時執行該預定電漿處理，該第一組信號係自一第一組部署於該電漿處理腔室中之感測器傳送至一控制器；分析所收集的該第一組信號；將所收集的該第一組信號與儲存於該電漿處理腔室的該控制器中的資料庫做比較，以確認來自該第一組感測器的感測器回應；當發現一不匹配感測器回應時，基於所收集的該第一組信號來校準感測器；隨後執行包含至少兩個處理的一第一系列電漿處理於該電漿處理腔室中，其中該第一系列電漿處理包含多個處理，該多個處理包含該第一預定電漿處理中之處理參數集、高於及低於該第一預定電漿處理中之該處理參數集的20%及高於及低於該第一預定電漿處理中之該處理參數集的10%；及收集一第二組信號且同時執行該第一系列電漿處理，該第二組信號由該等感測器傳送至該控制器。
  2. 如請求項1所述之方法，進一步包含以下步驟：執行一第二系列電漿處理於在該電漿處理腔室中所個別傳送的一組基板上；及以不同膜屬性形成一膜層於該組中之每個基板上。
  3. 如請求項2所述之方法，進一步包含以下步驟：量測部署在每個基板中之每個膜層的膜屬性；將該等膜屬性與儲存於該控制器中的該資料庫做比較以確認來自該第一組感測器的感測器回應；及當發現一不匹配感測器回應時，基於該等經量測到的膜屬性來校準該電漿處理腔室中之該第一組感測器。
  4. 如請求項2所述之方法，進一步包含以下步驟：量測部署於每個基板中的每個膜層的膜屬性；及當發現一不匹配感測器回應時，基於該等經量測到的膜屬性來校準該第一預定電漿處理中的處理參數集。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該第一預定電漿處理為用於該電漿處理腔室之一BKM處理集。
  6. 如請求項2所述之方法，其中該第二系列電漿處理包含複數個個處理，該複數個個處理包含該第一預定電漿處理中之該處理參數集、高於及低於該第一預定電漿處理中之該處理參數集的20%及高於及低於該第一預定電漿處理中之該處理參數集的10%。
  7. 如請求項3所述之方法，其中自由該等基板上所形成之該等膜層所量測到的該等膜屬性包含膜厚度、膜均勻度、折射率、有效係數、膜壓力、濕蝕刻率(WER)或乾蝕刻率、微影術疊對、電導率、電阻率及密度之至少一者。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該第一預定電漿處理包含一單一層配方或多層配方。
  9. 如請求項3所述之方法，進一步包含以下步驟：實施一第二組腔室感測器於該電漿處理腔室中。
  10. 如請求項9所述之方法，進一步包含以下步驟：執行該第一預定電漿處理於該電漿處理腔室中；收集一第三組信號，該第三組信號由該第二組感測器所傳送。
  11. 如請求項10所述之方法，進一步包含以下步驟： 藉由該控制器分析該第三組信號，以確認來自該第二組感測器的感測器回應；將該感測器回應與儲存於該控制器中的該資料庫做比較；及當發現一不匹配時，校準該電漿處理腔室中之該第二組感測器。
  12. 一種電腦可讀取儲存媒體，該電腦可讀取儲存媒體儲存一程式，當藉由一處理器執行該程式時，該程式執行一操作以操作一處理腔室，該操作包含以下步驟：藉由基於從操作一電漿處理腔室中之一第一預定處理中所收集及分析的感測器回應來校準該電漿處理腔室中的感測器而執行一第一硬體校準處理；及藉由基於從操作該電漿處理腔室中之一第一組處理中所收集及分析的感測器回應來校準該電漿處理腔室中的該等感測器而執行一第二硬體校準處理，該第一組處理包含至少兩個處理，其中該第一組處理包含多個處理，該多個處理包含該第一預定處理中之處理參數集、高於及低於該第一預定處理中之該處理參數集的20%及高於及低於該第一預定處理中之該處理參數集的10%；及在該電漿處理腔室中維持一所欲氣體壓力，同時執 行該第一硬體校準處理及該第二硬體校準處理。
  13. 如請求項12所述之電腦可讀取儲存媒體，進一步包含以下步驟：藉由基於自形成於一組基板上之膜層所收集及分析的資料來調整該第一預定處理中之處理參數集或該電漿處理腔室中之感測器，而執行一晶圓上結果校準處理，該組基板係具有執行於個別部署於該電漿處理腔室中之該組中之每個基板上之一第二組處理。
  14. 如請求項13所述之電腦可讀取儲存媒體，其中該第二組處理包含複數個處理，該複數個處理包含該第一預定處理中之該處理參數集、高於及低於該第一預定處理中之該處理參數集的20%及高於及低於該第一預定處理中之該處理參數集的10%。
  15. 如請求項12所述之電腦可讀取儲存媒體，更包含具有一資料庫藏的一軟體，該資料庫藏係儲存於該軟體中，以用於資料比較及分析。
  16. 一種處理系統，包含：一控制器，該控制器係耦合至一電漿處理腔室，該控制器包含具有指令的一系統記憶體及一處理器，該處理器經配置以當執行該等指令時使該電漿處理腔室執行一方法，該方法包含以下步驟：當執行一第一預定處理於一電漿處理腔室中時接 收一第一組信號，該第一組信號係自該電漿處理腔室所傳送；分析所收集的該第一組信號；將所收集的該第一組信號與儲存於該控制器中的資料庫做比較以確認來自該第一組感測器的感測器回應；當發現一不匹配感測器回應時，基於所收集的該第一組信號來校準感測器；隨後執行一第一系列處理於該電漿處理腔室中，該第一系列處理包含至少兩個處理，其中藉由該第一預定處理而以處理參數集執行第一組處理樣本、藉由該第一預定處理來設定約20%以上及以下的該處理參數集，及設定約10%以上及以下之該第一預定處理中的該處理參數集；在該電漿處理腔室中維持一所欲氣體壓力，同時執行該第一系列處理；及收集一第二組信號且同時執行該系列處理，該第二組信號係自該等感測器傳送至該控制器。
  17. 如請求項16所述之處理系統，其中藉由該第一預定處理而以處理參數集執行第二組處理樣本、藉由該第一預定處理來設定約20%以上及以下的處理參數集，及設定約10%以上及以下之該第一預定處理 中的處理參數集。
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