CN112106179A - 基板变形检测和校正 - Google Patents

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Abstract

公开了用于检测和校正进入基板变形的方法和设备。将基板定位在第一工艺腔室中,在第一工艺腔室中检测基板弯曲的存在和类型。基于基板弯曲检测、以及基板是否具有压缩弯曲或拉伸弯曲的确定,来选择用于执行的基板处理程序。可在第一工艺腔室中或在第二工艺腔室中执行基板处理程序,以在基板的进一步处理之前或期间校正或减轻弯曲。

Description

基板变形检测和校正
背景技术
技术领域
本公开的实施例总体上涉及用于制造基板的工艺腔室,并且更具体地,涉及用于在工艺腔室中的基板变形检测和校正的方法和设备。
相关技术说明
可从供货商接收具有变形轮廓或具有平坦轮廓的基板。在一些示例中,在各种处理操作之后,基板可能变形或进一步变形(包括弯曲)。变形可能降低处理精度并且导致基板损坏。可以处理进入(incoming)基板,以减少或去除这种弯曲。然而,这些处理经常导致过度校正变形或欠校正变形,从而无法充分解决弯曲问题。
因此,需要能够检测和校正进入基板变形。
发明内容
本公开总体上涉及检测和校正进入基板变形。在一个示例中,一种用于基板处理的方法包括:在第一工艺腔室中生成等离子体,同时基板被定位在第一工艺腔室中;以及基于在第一工艺腔室中的多个传感器来生成基板的指纹。所述方法可进一步包括将指纹与多个存储的指纹模型进行比较,以确定基板是否变形;以及基于确定基板是变形的,选择用于基板的基板处理程序以校正基板变形。在另一示例中,一种用于基板处理的方法包括:生成定位在第一工艺腔室中的基板的指纹;将指纹与多个存储的指纹模型进行比较,其中每个指纹模型与压缩弯曲或拉伸弯曲相关联;以及基于所述比较,选择用于基板的基板处理程序。
在另一示例中,一种计算机可读存储介质被配置为执行指令以使系统进行以下操作:在第一工艺腔室中生成等离子体,基板被定位在第一工艺腔室中;以及基于在第一工艺腔室中的多个传感器来生成基板的指纹,所述多个传感器被配置为检测低频反射功率或高频反射功率。系统可进一步被配置为将指纹与多个存储的指纹模型进行比较,以确定基板是否变形;以及基于确定基板是变形的,选择用于基板的基板处理程序以校正基板变形。
附图说明
为了以能够详细地理解本公开的上述特征的方式,可以通过参考实施例得到上文简要总结的本公开的更具体的描述,这些实施例中的一些在附图中示出。然而,应注意,附图仅示出了示例性实施例,而因此不应视为对范围的限制,因为本公开可允许其他等效的实施例。
图1A和图1B示出了根据本公开的实施例的可检测的基板变形。
图2是根据本公开的实施例的用于检测和校正进入基板变形的系统的局部示意图。
图3是根据本公开的实施例的分析多个低频(LF)折射并且在第一工艺腔室中对多个LF折射进行分类的方法。
图4是根据本公开的实施例的针对具有拉伸弯曲和压缩弯曲两者的多个基板的第一工艺腔室输出功率百分比随时间变化的曲线图。
图5是根据本公开的实施例的针对多个基板反射的峰值低频功率的曲线图。
图6是根据本公开的实施例的检测进入基板变形的方法。
具体实施方式
本公开涉及检测和校正进入基板变形(弯曲)。用于制造电子器件的基板(包括半导体和固态存储器装置)经历多个处理操作。从基板制造供货商或从内部供货商或上游操作接收的基板可作为平坦的基板接收。然而,在一些示例中,基板可能在上游操作期间变形,导致劣质装置和/或在下游操作(包括检查)中报废(scrapping)基板。这种变形(包括弯曲)可能由于将弯曲基板安置在基板支撑基座上的挑战,而导致损坏或报废。如果没有将基板适当地安置在基座上,则基板的后续处理(包括材料沉积和图案化)可能是具有挑战性的。在原子层沉积(ALD)、化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)系统、以及设计用于形成薄金属、电介质或组合层的其他系统(包括使用等离子体的那些系统)中尤其如此。
例如,如果将基板定位在基板支撑基座(或其他支撑件)上,使得基板不平坦地抵靠支撑表面,则可能发生背侧缺陷,所述背侧缺陷可能导致基板质量降低并且这可能对进一步处理操作生成负面影响。例如,如果在基板与基板支撑件之间存在间隙或多个间隙,则可能在基板的底部上形成污染。当基板在腔室之间移动时,这种污染可能在制造系统的多个腔室之间扩散。可以校正进来的基板弯曲,然而,具有不同类型和程度的弯曲的基板可能对校正措施作出不同的响应。常规的处理方法将单个校正方案应用到全部进入基板,而不管缺陷的存在、类型或程度如何。弯曲的程度可以高度为单位(诸如微米或纳米)来测量。取决于弯曲的类型,弯曲的程度可以是正的或负的。
图1A和图1B示出了可通过本文讨论的系统和方法来检测的基板变形。如图1A和图1B所示,基板变形可采用弯曲形状,如图1A所示的压缩弯曲或如图1B所示的拉伸弯曲。在图1A中的压缩弯曲中,基板102的底部中心表面104与腔室的基板支撑基座106接触。然而,基板102的边缘108朝上且远离基板支撑基座106并且不与基板支撑基座106接触。这可能使基板102的传送和处理具有挑战性并且可能在薄膜沉积期间引起问题。相反地,图1B中所示的拉伸弯曲导致基板110的底部中心表面114不与基板支撑基座106接触。相反,基板110的边缘112与基板支撑基座106接触。此外,由于基板弯曲,因此在基板110的底部中心表面114下方形成空腔116。
本文讨论的系统和方法可采用可选地耦合到第二工艺腔室和/或附加的工艺腔室的第一工艺腔室。工艺腔室具有能够对工艺腔室施加电压的基板支撑基座,并且被配置为在工艺腔室中生成等离子体。如下文讨论,监测用于在第一工艺腔室中生成等离子体的功率量。这种功率监测用于确定基板弯曲的存在、类型和程度。通过将用于在第一工艺腔室中生成等离子体的功率的曲线图(其可被称为指纹)与基于指纹生成的历史和对跨一个或多个第一工艺腔室的多个基板的分析的多个模型进行比较,来做出所述确定。从关于基板变形和变形校正的多个历史数据生成模型。在一个示例中,模型是通过实验确定和保存的数据库以供稍后参考。当使用本文讨论的系统和方法来处理附加基板时,动态地更新模型。用于压缩弯曲和拉伸弯曲中的每一者的指纹与有助于基于模型的指纹表征的不同的特征相关联。模型至少针对压缩弯曲和拉伸弯曲类型,并且在一些示例中,一些或全部模型可进一步针对每种类型内的弯曲的程度。每个模型可与被配置为校正弯曲的至少一个基板处理程序相关联(例如,链接)。基于所述比较,选择和执行基板处理程序,以校正或减轻基板弯曲。在这样的示例中,基板经历处理(诸如沉积或蚀刻处理),同时减少弯曲。这样的处理改善了处理均匀性。
本文讨论的方法包括确定:(1)基板何时弯曲、(2)基板弯曲的类型(其可以是拉伸或压缩的)、以及(3)弯曲的程度。基于这些确定中的一者或多者来选择基板处理程序,并且可以在测量弯曲的第一工艺腔室中校正弯曲。可将第一工艺腔室耦合到第二工艺腔室,诸如CVD、PVD或PE-CVD工艺腔室,以及其他腔室。传送腔室可用于在多个或两个腔室之间传送基板。替代地,可以在第二工艺腔室中校正基板弯曲。
在可与其他示例组合的一个示例中,在第一工艺腔室的操作期间获得包括前向功率和反射功率的功率测量。前向功率是从例如RF功率源供应到第一工艺腔室中的元件(例如,基板支撑基座)的功率。反射功率是在等离子体维护期间损失的功率,包括由于电阻损耗和电容损耗引起的那些损耗等。因此,前向功率和反射功率之间的差是传递到负载的功率。反射功率读数(其可用于如本文讨论的低频或高频功率)用于生成指纹,所述指纹用于生成模型。这些模型与促进弯曲校正的基板处理程序相关联。在压缩弯曲与拉伸弯曲之间生成的指纹中的差异用于生成模型。模型指示要选择哪个基板处理程序,以校正所识别的基板弯曲。
在本文讨论的方法中,监测定位在第一工艺腔室中的每个基板的反射功率。将通过监测由每个基板的功率反射来生成的指纹与模型进行比较,以确定弯曲的存在、类型、以及在一些示例中,弯曲的范围,以便选择基板处理程序(例如,模型)来校正弯曲,因为模型与基板处理程序相关联。在一些实施例中,在第一工艺腔室中执行基板处理程序来校正弯曲,这可节省处理成本,因为将至少压缩地弯曲的基板从第一工艺腔室传送(机器人处理)到第二工艺腔室可导致基板损坏。在替代实施例中,在工艺腔室中而不是在第一工艺腔室中执行基板处理程序来校正弯曲。
每个基板处理程序与一个或多个变量相关联。变量可包括:施加到基板支撑基座的静电电压、用于形成等离子体的功率水平和频率、气体混合物、在气体混合物中每种气体或气体组合的气体流速、压力、与施加电压相关的时间或多个时间、以及其他适当的参数。可使用来自先前处理的基板的数据通过实验确定与每个基板处理程序相关联的工艺参数的类型和工艺参数的范围。这样的数据可存储在数据库中,在数据库中说明性或示例指纹与处理程序相关联。根据本文的示例,可使用来自针对基板变形而处理的基板的数据来动态地更新这些工艺参数的类型和范围。本文讨论的作为进入基板的基板可具有在其上形成的一个或多个层。所述层可包括由正硅酸乙酯(TEOS)和其氧化物层形成的硅,以及氮化物层(诸如氮化硅),或交替的氧化物-氮化物层的堆叠。
图2是用于检测和校正进入基板变形的系统200的局部示意图。系统200包括第一工艺腔室206和可选的第二工艺腔室208。第一工艺腔室206和第二工艺腔室208可用于形成和维持等离子体并且用于在基板上沉积薄膜金属、电介质和复合层和/或用于图案化基板。在一个示例中,系统200包括基板分级设备202(例如,用于接收基板盒的前端)和耦合到基板分级设备202的基板传送设备204。基板传送设备204被配置为将基板逐个或分批地移动到第一工艺腔室206中。第一工艺腔室206包括耦合到一个或多个阻抗匹配电路219的多个传感器210(其组合可以称为“自动匹配”」)。多个传感器210可被配置为当在第一工艺腔室206中生成等离子体时,检测低频或高频反射功率。第二工艺腔室208可类似地配备。
第一工艺腔室206被配置为从基板传送设备204接收基板。在实施例中,从基板传送设备204接收的基板已经过先前的操作。先前的操作可包括沉积处理,以在基板表面上形成一个或多个层,包括SixOy和SixNy的层。在一些示例中,在先前的操作中,一个或多个层可能已被图案化。由第一工艺腔室206接收的进入基板可包括沉积到从0.1微米到10微米或其他厚度的厚度的层。本文讨论的方法减轻在这样的基板上的弯曲,而不会对在基板上的层或层的堆叠的结构和功能产生负面影响。
在可与其他实施例组合的实施例中,第一工艺腔室206被配置为一次或多次加热基板,以检测在基板中的弯曲的存在和类型,并且在一些配置中可被配置为在基板上形成层或去除层。在一个示例中,第一工艺腔室206被配置为在其中生成电容耦合等离子体。在此示例中,第一工艺腔室206包括一个或多个电极222(示出了两个)、气体歧管218和定位在第一工艺腔室206的壁或基板支撑件220中的多个热电偶。可将电极222完全或部分地嵌入在基板支撑件220内,或者耦合到基板支撑件220,或者两者。气体歧管218促进多种可离子化气体到第一工艺腔室206中的分配。这样的气体包括氩(Ar)、氦(He)、氪(Kr)、氙(Xe)或可形成等离子体的其他气体或气体的组合。
一个或多个RF功率生成设备214被耦合到第一工艺腔室206和第二工艺腔室208,并且被配置为施加功率,以在腔室206和208中生成等离子体。虽然示出了两个RF功率生成设备214,但是可预期的是,第一工艺腔室206和第二工艺腔室208中的每一者可共享RF功率生成设备214。当在第一工艺腔室206和/或第二工艺腔室208中存在诸如氩(Ar)、氦(He)、氪(Kr)、氙(Xe)之类的一种或多种气体时,一个或多个RF功率生成设备214促进在第一工艺腔室206和/或第二工艺腔室208内的等离子体的形成。
控制器224被耦合到基板分级设备202、基板传送设备204、第一工艺腔室206和第二工艺腔室208。多个基板处理程序被存储在非瞬态存储器216中,并且可由被配置为执行多个基板处理程序的控制器224访问。每个基板处理程序被配置为调整在第一工艺腔室206或第二工艺腔室208内的状态的一个或多个特性,以减轻基板弯曲。控制器224可被配置为执行与系统200的一个或多个应用/程序相关联的指令。
采用耦合到或设置在第一工艺腔室206中的多个传感器210来确定进入基板是否具有弯曲。如下文讨论,多个传感器210进一步用于确定弯曲是否存在、弯曲是否为压缩的或拉伸的。随后,基于进入基板的弯曲的存在和类型,执行存储在非瞬态存储器216中的多个逻辑(非瞬态计算机可读介质)来选择基板处理程序,以校正所确定的弯曲。每个基板处理程序可与在第一工艺腔室206或第二工艺腔室208中的任一者或两者中的基板处理(例如,膜形成、图案化、清洁等)相关联。所存储的基板处理程序各自与弯曲的类型(压缩或拉伸)相关联。在一些示例中,至少一些基板处理程序可进一步与弯曲的程度相关联。弯曲的程度可定义为正的或负的,和/或定义为数值或值的范围。
在一个示例中,基于由传感器210检测到的弯曲的类型或程度中的一者或多者来选择基板处理程序。由控制器224执行所选择的程序来处理基板,以通过施加到第一工艺腔室206的基板支撑件220(例如,其静电卡盘)和/或第二工艺腔室208的基板支撑基座226的电压来减轻弯曲。例如,可将预定量的电压施加到静电卡盘(基板定位在其上)。根据所选择的程序,预定电压的施加减少或消除基板的弯曲,而不施加过度的应力,否则在没有采用定制的程序选择时可能会发生过度的应力。除了电压之外,也可采用其他工艺参数校正基板弯曲。此外,处理程序还可引导在第一工艺腔室206或第二工艺腔室208中的等离子体的形成。
图3是一种在第一工艺腔室中分析多个低频(LF)反射和分类多个LF反射的方法300。本文讨论的低频功率是指低于约500kHz的功率,并且本文讨论的高频功率等于或高于约13.56MHz。在方法300中,在操作302处,将一个或多个基板逐个装载到第一工艺腔室中。可选地,第一工艺腔室被配置为在200℃到500℃的温度范围内控制一个或多个基板,同时在第一工艺腔室中维持真空。可选的加热促进基板的处理中的一个或多个、模拟处理基板所处的处理状态、以及减少基板弯曲。在操作304处,在操作302处的基板接收之后,在第一工艺腔室中生成电容等离子体。在一个示例中,在操作304处,通过对第一工艺腔室施加约500kHz的电流,同时在约1托到约20托的压力下流动氩(Ar)、氦(He)、氪(Kr)、氙(Xe)或其他气体,来生成等离子体。
在操作306中,测量所生成的等离子体的反射功率量。生成曲线图,以创建正在处理的对应基板的指纹。所生成的曲线图可被称为指纹,因为所述曲线图与基于基板的变形类型和程度的基板和腔室中的等离子体的独特反应相关联。在一个示例中,指纹是(总输出功率的)反射功率百分比相对于时间的曲线图。其他指纹(包括加热温度或加热器输出百分比相对于时间)也是可预期的,并且可单独使用或与根据本文的各种示例和示例的组合的反射功率百分比的曲线图组合使用。使用自动匹配传感器、其他传感器、或配备用于这样的测量的阻抗匹配硬件来测量反射功率。
在操作308中,分析在操作306处生成的曲线图(例如,指纹)。所述分析用于确定指纹的多个特征,所述多个特征指示弯曲是(1)存在的和(2)弯曲是压缩的还是拉伸的。在操作310处,使用所述分析来生成在压缩指定或拉伸指定与多个指纹特征和特征的组合之间的关联。在操作310中使用在操作308处的分析来生成在基板的弯曲特征与指纹特征之间的关联。在一个示例中,操作310是建模操作。每个模型与弯曲的类型(压缩或拉伸)相关联,并且在一些实施例中,进一步与弯曲的程度相关联。换句话说,操作310将基板的弯曲对应到特定的指纹。因此,可基于稍后处理的基板的相应指纹来识别稍后处理的基板的弯曲。
在操作312处,将在操作310处生成的在基板的弯曲特征与指纹特征之间的关联链接到基板处理程序。诸如,关联可通过实验来确定。存储这些链接的关联以供稍后参考。将基板处理程序和关联存储在例如非瞬态存储器中。模型与基板处理程序的关联促进基板弯曲的校正。例如,每个基板处理程序可包括用于基于识别的模型或指纹来校正特定类型和程度的弯曲的处理配方(以及其他处理细节)。因此,当识别出基板模型和/或指纹时,可识别基板的弯曲,并且可通过执行对应的基板处理程序来减轻基板的弯曲。
在方法300的操作314处,从下游操作接收多个检查参数,包括涂层均匀性数据或基板损坏/报废数据。在操作314处接收信息,并且将信息存储在存储器中。在可与其他实施例组合的实施例中,可采用来自在操作314处接收的下游操作的信息,来修改在操作310生成的关联和/或处理程序,以便改进处理。在可与本文的其他示例组合的其他示例中,可使用来自在操作314处接收的下游操作的信息,来修改在操作312处生成的弯曲类型和/或弯曲范围与基板处理的关联。因此,可连续改进弯曲校正的程度和范围,以改善工艺性能。
本文讨论的多个基板处理程序中的每个基板处理程序包括用于要被供应到基板支撑基座或其他基板支撑件的电压的处理配方或指令。所选择的处理程序还可包括其他参数,诸如气体或气体混合物成分、气体流速率、处理时间、温度和工艺腔室的压力,以便在进行弯曲校正时促进基板的处理。在一些示例中,基板处理程序进一步包括与将基板从第一工艺腔室传送到第二工艺腔室相关联的参数。
图4是针对具有拉伸弯曲和压缩弯曲两者的多个基板的第一工艺腔室输出功率百分比随时间变化的曲线图。图4示出了针对压缩弯曲和拉伸弯曲两者的多个基板数据。如本文讨论的,分析曲线的特征以生成与压缩弯曲相关联的指纹和与拉伸弯曲相关联的指纹。曲线的特征可与弯曲的类型和程度相关联。通过方法300生成如图4所示的每个指纹,并且在操作308处分析每个指纹以获得多个特征,所述多个特征包括曲线下的面积、在各种时间段测量的斜率、峰值、斜率变化、以及其他特征。这样的分析促进基板弯曲的确定和校正。
图5是针对多个基板反射的峰值低频功率的曲线图,所述多个基板具有沉积在基板的表面上的约3微米的膜。图5的峰值功率轴示出了从第一工艺腔室中的等离子体反射了多少功率。在等离子体维护期间损失的功率越大,则基板弯曲越严重。图5的进入基板弯曲是在以下情况下的基板的弯曲:(1)在没有电压施加到在工艺腔室中的基板支撑基座(“没有ESC”)的情况下,(2)在将350伏特或600伏特施加到基板支撑基座的静电卡盘的情况下,以及(3)在将350伏特施加到基板支撑基座的静电卡盘并且等离子体稳定在工艺腔室中的情况下。
在各种示例中,使用本文的方法和系统检测到的基板弯曲可以是-200微米到+290微米或更大。将多个阻抗匹配电路(图2中的219)和与所述多个阻抗匹配电路相关联的多个传感器210耦合到第一工艺腔室,以促进输出(正向)功率和峰值低频反射功率的确定,分别如图4和图5所示。
图6是根据本公开的实施例的检测进入基板变形的方法600。在方法600的操作602处,在第一工艺腔室中接收基板,所述第一工艺腔室可类似地被配置为图2中的第一工艺腔室206。在操作602处接收到的基板可具有在其上形成的一个或多个层。在其他示例中,所述一个或多个层可包括氧化硅层(SixOy)、氧化镍(NixOy)、氮化硅(SixNy)、氧氮化物层、或者交替的氧化物-氮化物层的堆叠。当基板定位于第一工艺腔室(例如,图2中的206)中时,可将第一工艺腔室加热到200℃到500℃的温度。在操作604处,在操作602处的基板接收之后,在第一工艺腔室206中生成电容等离子体。
在第一工艺腔室206的操作期间,在操作606处,多个传感器检测反射功率,并且绘制反射功率以生成指纹,诸如图5中所示的指纹。在操作608处分析指纹。所述分析包括将指纹的多个特征与一个或多个建立的指纹模型(例如,相对于图3建立的那些指纹模型)进行比较。基于在操作608处的分析,在操作610处选择基板处理程序。在操作612处,在第一工艺腔室206中执行在操作610处选择的程序。所选择的程序导致基板的处理(诸如沉积、蚀刻等),同时夹持基板以去除弯曲。挑选所选择的程序,使得在处理期间最小化或消除基板弯曲,但是没有过度夹持基板到损坏基板的程度、或没有欠夹持基板,使得令人不满意的弯曲仍然保留。
在操作614处,在操作612处执行所选择的基板处理程序之后,可评估所处理的基板的多个属性。在一些示例中,在诸如膜沉积、图案化或清洁操作之类的后续下游操作之后,操作614可替代地或附加地发生。在操作616处,可将基于在操作614处的评估的多个信息(包括基板平坦性分析)存储以供进一步使用和分析,和/或用于更新现有的指纹模型、处理程序或其他信息。
在一个示例中,在操作610处选择基板处理程序之后,将基板传送到第二工艺腔室。在这样的示例中,操作612可发生在第二工艺腔室中。第二工艺腔室可类似于图2中的第二工艺腔室208。
在附加的示例中,当如图6中的方法600中所讨论的检测到压缩基板时,可采用多个传送操作参数。由于基板的弯曲本质,由于基板的弯曲底部可能导致发生摇摆或移位,因此基板在传送期间可能不稳定。选择传送操作参数以减少基板的摇摆或移位。传送操作参数可包括传送机器人的一个或多个臂的传送速度、握持压力和/或握持位置。
在一个示例中,分析具有压缩弯曲的第一基板并且将所述第一基板与第一基板处理程序相关联。第一基板处理程序对应于第一处理配方,所述第一处理配方具有第一电压、第一持续时间、第一压力和第一气体或气体混合物成分,以及第一温度,以促进弯曲减轻。在一个示例中,第一基板处理程序包括将基板加热到200℃到500℃。第一电压是500V到1000V,并且可被施加5秒到3分钟。可在从He和Ar形成的等离子体中在1托到20托的压力下施加第一电压。在另一示例中,具有拉伸弯曲的第二基板与基板处理程序相关联。第二基板处理程序对应于第二处理配方,所述第二处理配方具有第二电压、第二持续时间、第二压力和第二气体或气体混合物,在加热基板时使用第二处理配方,以促进弯曲减轻。第二基板处理程序指示工艺腔室将基板加热到200℃到500℃的温度。将150伏特到500伏特的第二电压施加到基板支撑件达5秒到3分钟。可在1托到20托的腔室压力下施加第二电压,而不在工艺腔室的内部生成等离子体,以校正基板弯曲。
因此,使用本文讨论的系统和方法,可分析进入基板以检测基板的弯曲的存在、类型和程度。一旦检测到弯曲,就可基于弯曲的类型和程度来选择基板处理程序,并且执行基板处理程序以减轻弯曲。与将相同的校正方法应用于一些或全部基板而不管基板状态的常规方法相比,基于弯曲的类型和范围来检测和校正弯曲基板提高在下游形成和/或图案化的层的质量、降低报废且提高装置质量。
为了促进理解,在可能的情况下,使用相同附图标记来表示附图共有的相同元件。可预期的是,一个实施例的元件和特征可有利地并入其他实施例中,而无需进一步叙述。
虽然前述内容是针对本公开的实施例,但是可在不脱离本公开的基本范围的情况下,设计本公开的其他和进一步实施例,并且由所附权利要求来确定本公开的范围。

Claims (15)

1.一种用于基板处理的方法,包括:
在第一工艺腔室中生成等离子体,同时将基板定位在所述第一工艺腔室中;
基于在所述第一工艺腔室中的多个传感器来生成所述基板的指纹;
将所述指纹与多个存储的指纹模型进行比较,以确定所述基板是否变形;以及
基于确定所述基板是变形的,选择用于所述基板的基板处理程序以校正所述基板变形。
2.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
在所述第一工艺腔室中执行所选择的基板处理程序;以及
响应于执行所选择的基板处理程序,校正所述基板变形。
3.如权利要求2所述的方法,进一步包括:
在校正所述基板变形之后,将所述基板传送到第二工艺腔室,所述第二工艺腔室经由传送腔室耦合到所述第一工艺腔室;以及
在所述第二工艺腔室中执行第二操作。
4.如权利要求1所述的方法,进一步包括:
将所述基板传送到第二工艺腔室;
在所述第二工艺腔室中执行所选择的基板处理程序;以及
响应于执行所选择的基板处理程序,校正所述基板变形。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述多个传感器被配置为检测低频反射功率或高频反射功率。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述基板变形是压缩弯曲或拉伸弯曲中的一者,并且每个指纹模型与压缩弯曲或拉伸弯曲相关联。
7.一种用于基板处理的方法,包括:
生成定位在第一工艺腔室中的基板的指纹;
将所述指纹与多个存储的指纹模型进行比较,其中每个指纹模型与所述基板的弯曲的种类相关联;以及
基于所述比较来选择用于所述基板的基板处理程序,以校正基板弯曲。
8.如权利要求7所述的方法,进一步包括:基于在所述第一工艺腔室中的多个传感器来生成所述指纹,所述多个传感器被配置为检测低频反射功率或高频反射功率以确定所述基板弯曲。
9.如权利要求8所述的方法,进一步包括:
在所述第一工艺腔室中执行所选择的基板处理程序;以及
响应于执行所选择的基板处理程序,校正所述基板弯曲。
10.如权利要求7所述的方法,进一步包括:
将所述基板传送到第二工艺腔室;
将所述基板设置在所述第二工艺腔室中的基板支撑件上;
在所述第二工艺腔室中执行所选择的基板处理程序;以及
响应于执行所选择的基板处理程序,校正所述基板弯曲。
11.如权利要求12所述的方法,进一步包括:
在校正所述基板弯曲之后,在所述第二工艺腔室中执行第二操作,其中所述第二操作包括沉积、蚀刻或清洁。
12.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质被配置为执行指令以使系统进行以下操作:
在第一工艺腔室中生成等离子体,基板被定位在所述第一工艺腔室中;
基于在所述第一工艺腔室中的多个传感器来生成所述基板的指纹,所述多个传感器被配置为检测低频反射功率或高频反射功率;
将所述指纹与多个存储的指纹模型进行比较,以确定所述基板是否变形;以及
基于确定所述基板是变形的,选择用于所述基板的基板处理程序,以校正基板变形。
13.如权利要求15所述的计算机可读存储介质,进一步包括所述系统被配置成进行以下操作:
在所述第一工艺腔室中执行所选择的基板处理程序;以及
响应于执行所选择的基板处理程序,校正所述基板变形。
14.如权利要求15所述的计算机可读存储介质,进一步包括所述系统被配置成进行以下操作:
将所述基板传送到第二工艺腔室;
将所述基板设置在所述第二工艺腔室中的基板支撑件上;
在所述第二工艺腔室中执行所选择的基板处理程序;以及
响应于执行所选择的基板处理程序,校正所述基板变形。
15.如权利要求15所述的计算机可读存储介质,其中所述基板变形是压缩弯曲或拉伸弯曲中的一者,其中每个指纹模型与压缩弯曲或拉伸弯曲相关联。
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Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03228347A (ja) * 1990-02-02 1991-10-09 Hitachi Ltd 半導体素子内部応力制御方式
JPH09129528A (ja) * 1995-11-02 1997-05-16 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法及びその装置
US6996472B2 (en) * 2000-10-10 2006-02-07 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Drift compensation method for fingerprint spectra
JP4575984B2 (ja) * 2009-02-12 2010-11-04 三井造船株式会社 原子層成長装置および薄膜形成方法
CN102870205B (zh) 2010-03-26 2016-01-27 株式会社爱发科 基板保持装置
JP2013046047A (ja) * 2011-08-26 2013-03-04 Toshiba Corp 加熱装置および半導体装置の製造方法
US10497747B2 (en) * 2012-11-28 2019-12-03 Invensense, Inc. Integrated piezoelectric microelectromechanical ultrasound transducer (PMUT) on integrated circuit (IC) for fingerprint sensing
US10726231B2 (en) * 2012-11-28 2020-07-28 Invensense, Inc. Integrated piezoelectric microelectromechanical ultrasound transducer (PMUT) on integrated circuit (IC) for fingerprint sensing
US10266802B2 (en) * 2013-01-16 2019-04-23 Orteron (T.O) Ltd. Method for controlling biological processes in microorganisms
US9909173B2 (en) * 2013-02-08 2018-03-06 Cornell University Biomolecular processing platform and uses thereof
US20160329206A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-10 Lam Research Corporation Methods of modulating residual stress in thin films
GB201615114D0 (en) * 2016-09-06 2016-10-19 Spts Technologies Ltd A Method and system of monitoring and controlling deformation of a wafer substrate
JP6690488B2 (ja) 2016-09-29 2020-04-28 株式会社リコー 情報処理システム、閲覧制御方法、情報処理装置及びプログラム
JP7085824B2 (ja) 2017-11-28 2022-06-17 東京エレクトロン株式会社 成膜方法

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