TW201342513A - 在半導體製造設備中偵測晶圓電弧之方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示用於在半導體製造工具中進行準確電弧偵測之方法及系統。該等方法及系統在半導體製造過程期間提供即時電弧偵測及幾乎即時之通知，以用於進行校正動作。該等方法及系統利用具有高取樣率之資料及小波分析來提供更準確之電弧偵測，該更準確之電弧偵測帶來更有效且具成本效益的半導體製造操作。

Description

在半導體製造設備中偵測晶圓電弧之方法 【交叉參考部分】
本申請案主張於2012年3月15日申請之標題為「METHOD TO DETECT WAFER ARCING IN SEMICONDUCTOR MANUFACTURING EQUIPMENT」的臨時美國專利申請案第61/611,441號之優先權，該申請案之全部揭示內容為了所有目的在此以引用之方式併入，如同在文中充分闡述一樣。
本發明大體而言係關於使用半導體製造設備之薄膜處理，且本發明特定言之係針對偵測在使用例如物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition；PVD)工具之半導體製造工具時可能發生的電弧現象。
由於在製造操作期間於半導體製造設備的處理腔室中的兩個緊密隔開的點之間的高電壓差，電弧問題可能存在於半導體處理設備內的幾乎所有電漿環境中。舉例而言，若PVD工具的沉積及/或蓋環上存在過量沉積或污染物，則可能 發生直流(DC)雙極電弧。結果，此種DC雙極電弧可能引起下伏材料的脫落、晶圓斷裂，及/或處理腔室損壞。為了最小化此等不良事件，開發了電弧偵測系統。然而，此等系統通常並不偵測細微的電弧事件或提供許多錯誤的電弧偵測。
未能偵測薄膜處理期間的電弧事件導致成批的半導體晶圓不可用或良率低，此又可導致潛在地損失數千美元的收入。此外，錯誤電弧偵測可能中止處理及生產、浪費資源來檢查製造工具，且由於過多檢查而引起製造工具中的機械缺陷。
以下呈現一些實施例的簡單概述以提供基本理解。此概述並不意欲識別關鍵/必需元素或描繪實施例的範疇。該概述之唯一目的為以簡化形式提供一些態樣及實施例，以作為對稍後呈現的更詳細描述的序言。
可使用本發明的實施例來識別電弧事件。詳言之，可使用本發明的實施例來解決數個電弧偵測相關問題，如此可產生更有效且具成本效益的製造過程。電弧偵測中的一個問題為，電弧僅可持續短暫瞬間(約15毫秒)，此瞬間可能由於事件的短持續時間而未報告。本發明的實施例尋求藉由以高捕獲率取樣處理參數來解決此問題。電弧偵測中的另一問題為錯誤肯定(false positive)電弧偵測，此錯誤肯定電弧偵測可中斷處理且可導致將不應被廢棄的產品廢棄。本發明的實施例尋求藉由使用獨特的數學技術來改良信號及/或減小雜訊來解決此問題。在電弧偵測中可能發生的另一問題與電弧 的配方或製程相依性特性有關。亦即，不同製程及/或配方可能具有不同電弧標記。本發明的實施例結合製程或配方之改變而動態地改變指示電弧之參數。
此概述、圖式及詳細描述包括本發明之實施例的進一步描述。
在一些實施例中，對電弧事件的偵測以高電弧捕獲率發生且最小化錯誤肯定電弧偵測。能夠以可調整取樣率收集多個製程參數的資料之特定高捕獲率的資料獲取及收集(DAC)系統可與處理器及/或複雜錯誤偵測及分類系統介面連接，該等錯誤偵測及分類系統用於在電弧事件偵測的情況下進行資料分析及通知。舉例而言，1000 Hz取樣率可用於偵測持續時間為約15毫秒的電弧事件，而無量值之重大損失。在其他實施例中，取樣率可增加至約250 kHz以用於偵測具有極短持續時間的微電弧。
電弧偵測分析可包括使自整合式DAC系統接收之資料與特定經處理晶圓及配方組件及/或子組件同步，該等特定經處理晶圓及配方組件及/或子組件與自DAC系統接收的資料相關聯。以此方式，可分析每一個別晶圓及製程配方組件以使用自DAC系統捕獲之資料來偵測電弧事件，以便允許更嚴格的產品品質控制。
電弧偵測分析可進一步包括使用偵測演算法利用多個製程參數對經取樣之資料進行小波分析，以改良電弧偵測及訊雜比。舉例而言，可使用離散小波分析來使用特定數目之小波等級將經取樣之資料分解為近似且詳細的係數，以有 效地隔離雜訊且促進電弧事件判定。
在許多實施例中，可包括額外特徵。舉例而言，在半導體製造操作期間，可提供事件警報通知且將該通知發送至製造執行系統以用於製造工具阻絕，以降低晶圓廢棄及良率損失。作為另一實例，在於半導體製造工具中執行特定配方組件(recipe component)的同時，可推薦或執行校正動作以避免未來電弧事件。
100‧‧‧處理系統
102‧‧‧前開式晶圓傳送盒
104‧‧‧機器人臂
107a~107f‧‧‧晶圓處理腔室
108a‧‧‧基板支撐件
109a‧‧‧感測器
110‧‧‧系統控制器
200‧‧‧PECVD腔室
201‧‧‧基板
202‧‧‧側壁
204‧‧‧底壁
206‧‧‧腔室蓋
208‧‧‧處理區域
210‧‧‧氣體分配系統
211‧‧‧前驅物源
212‧‧‧氣體箱
214‧‧‧氣體入口
216‧‧‧噴淋頭
218‧‧‧氣體通道
220‧‧‧氣體箱加熱器
222‧‧‧RF電力供應器
224‧‧‧自動調諧RF匹配網路
226‧‧‧通道
228‧‧‧柱桿
230‧‧‧基座加熱器
232‧‧‧接地網
234‧‧‧加熱元件
250‧‧‧控制系統
252‧‧‧中央處理單元
254‧‧‧記憶體
256‧‧‧支援電路
305‧‧‧感測器
310‧‧‧DAC系統
315‧‧‧處理器
400‧‧‧製程
405~440‧‧‧步驟
1100‧‧‧計算系統
1105‧‧‧匯流排
1110‧‧‧處理器
1115‧‧‧輸入裝置
1120‧‧‧輸出裝置
1125‧‧‧儲存裝置
1130‧‧‧通信子系統
1135‧‧‧工作記憶體
1140‧‧‧作業系統
1145‧‧‧應用程式
1210~1290‧‧‧步驟
為了更充分地理解本發明，對附圖進行參考。應理解，此等圖式不應視為限於本發明之範疇，藉由使用附圖而以額外細節來描述當前描述的實施例及當前所理解的本發明之最佳模式。
第1圖圖示根據本發明的一些實施例之示例性電弧偵測系統。
第2圖圖示根據本發明的一些實施例之另一示例性電弧偵測系統。
第3圖圖示根據本發明的一些實施例之電弧偵測系統中的示例性資料流。
第4圖為根據本發明之一些實施例的用於偵測電弧事件的過程之流程圖。
第5A圖及第5B圖圖示根據本發明之一些實施例的以5 Hz之取樣率與1000 Hz之取樣率取樣的資料之比較。
第6A圖及第6B圖圖示根據本發明之一些實施例的以5 Hz之取樣率與1000 Hz之取樣率取樣的資料之另一比較。
第7A圖及第7B圖圖示根據本發明之一些實施例的在原始信號中添加之電弧事件與藉由小波分析識別出之電弧事件的示例性比較。
第8A圖及第8B圖圖示根據本發明之一些實施例的在原始信號中添加之電弧事件與藉由小波分析識別出之電弧事件的示例性比較。
第9圖圖示根據本發明之一些實施例的對於具有電弧事件的信號的示例性小波分析。
第10圖圖示根據本發明之一些實施例的3級小波分解的實例。
第11圖圖示用於執行功能以促進實施本文描述的實施例之說明性計算系統。
第12圖為根據本發明之一些實施例的用於偵測電弧事件的過程之又一流程圖。
此處具體描述本發明之實施例的標的以滿足法定要求，但此描述未必意欲限制申請專利範圍之範疇。所主張之標的可以其他方式體現，可包括不同元件或步驟，且可結合其他現有或未來技術使用。此描述不應解釋為意味著各種步驟或元件之間的任何特定次序或佈置，惟當明確描述個別步驟的次序或元件的佈置時除外。
本發明之實施例尤其係針對改良半導體製造中之電弧偵測。電弧係指諸如空氣之通常非導電媒體的電擊穿。電弧可產生發光放電，諸如火花，該放電係由電流流過通常非 導電的媒體而產生。作為一實例，在電流承載線斷裂的情況下，串行電弧隨著負載電流串行地發生。由此，串行電弧電流可不高於負載電流。
相反，平行電弧發生於帶相反電荷的導體之間，諸如電路與接地元件之間，且平行電弧可以高電流尖峰及小或無負載阻抗為特徵。
電弧通常發生於半導體製造過程中。舉例而言，DC雙極電弧可歸因於(例如)以下數個因素而發生於物理氣相沉積(PVD)腔室中：(1)半導體晶圓置放不當引起與PVD工具的沉積環上的沉積物接觸，(2)在PVD工具的沉積環上的過量沉積，(3)沉積環上的沉積物自觸碰半導體晶圓之PVD工具脫落，及(4)沉積環上的沉積物與PVD工具的靜電卡盤(ESC)上的「壞」沉積物接觸。形成於半導體晶圓上的電弧量值可自圍繞晶圓邊緣的小電弧變化到覆蓋大部分晶圓表面的大電弧。
當前，習知電弧偵測系統並不適於捕獲所有晶圓電弧事件。在大多數情況下，典型DC雙極電弧在約5毫秒至600毫秒內發生，且典型資料收集頻率為約5 Hz，從而導致至多為分散的電弧事件偵測。此外，所量測的製程參數的不足的訊雜比不能捕獲在系統處理條件中的典型異常，從而導致電弧事件漏報及顯著的錯誤肯定偵測。此等錯誤肯定可能引起用來分析資料及判定實際是否發生電弧事件之過多的設備停機時間。
第1圖圖示可用於本發明之實施例中的處理系統 100之實例。處理系統100可包括一對FOUP(前開式晶圓傳送盒)102來供應基板(例如，300 mm直徑的晶圓)，該等基板由機器人臂104接收且該等基板在置放至晶圓處理腔室107a-f中之一者之前置放至低壓力固持區域中。每一處理腔室107a-f可經配備以執行數個基板處理操作，該等基板處理操作除包括循環層沉積(CLD)、原子層沉積(ALD)、化學氣相沉積(CVD)、PVD、蝕刻、預清潔、除氣、定向及其他基板製程之外，還包括本文中描述的遠端電漿製程。
處理腔室107a-f可包括用於沉積、退火、固化及/或蝕刻基板晶圓之一或更多個系統組件。在一設置中，兩對處理腔室(例如，107c-d及107e-f)可用以在基板上沉積介電材料，且第三對處理腔室(例如，107a-b)可用以蝕刻所沉積之介電質。在另一設置中，所有三對腔室(例如，107a-f)可經設置以提供對基板之蝕刻製程。該等製程中之任何一或更多者可在與不同實施例中展示的製造系統分離的一或更多個腔室中進行。
每一處理腔室(例如，107a)可包括基板支撐件(例如，108a)，該基板支撐件經設置以在製程期間將基板支撐於處理腔室內。舉例而言，基板支撐件108a可為靜電卡盤(ESC)，該靜電卡盤將基板固持且支撐於處理腔室107a內。除了基板支撐件之外，每一處理腔室(例如，107a)亦可包括至少一個感測器(例如，109a)，該至少一個感測器經設置以量測與處理腔室(例如，107a)中發生的基板處理相關聯的一或更多個關鍵參數，以產生表示所量測參數的類比輸 出信號。
系統控制器110可用以控制馬達、閥、流量控制器、電力供應器及藉由處理系統進行製程配方所需的其他功能。系統控制器110可依賴於來自光學感測器的反饋來判定及調整處理腔室107a-f中的可移動機械總成之位置。機械總成可包括機器人、節流閥及在系統控制器110的控制下藉由馬達而移動之接受器。
在一些實施例中，系統控制器110包括記憶體(例如，硬碟機)、輸入埠及輸出埠，以及處理器。系統控制器110可包括類比輸入/輸出板及數位輸入/輸出板、介面板及步進馬達控制器板。多腔室處理系統的各部分由系統控制器110控制。系統控制器執行呈儲存於電腦可讀媒體(諸如，硬碟、軟碟或快閃記憶體隨身碟)上的電腦程式之形式的系統控制軟體。亦可使用其他類型的記憶體。電腦程式包括指令集，該等指令集指示特定製程的時序、氣體混合物、腔室壓力、腔室溫度、RF功率位準、接受器位置及其他參數。
處理腔室(例如，107a)可為任何類型的處理腔室。一個實例為圖2中所示的PECVD腔室。PECVD腔室200包括側壁202、底壁204及腔室蓋206，以上各者共同界定處理區域208。氣體分配系統210經安置穿過腔室蓋206以將氣體遞送至處理區域208中。氣體分配系統210包括具有氣體入口214之氣體箱212，該氣體入口214自前驅物源211接收處理氣體且將處理氣體引入至氣體箱212中。氣體分配系統210亦包括噴淋頭216，該噴淋頭216具有複數個氣體通道218 以用於將處理氣體自氣體箱212分配至處理區域208中。氣體分配系統210亦可包括氣體箱加熱器220(諸如環形電阻式加熱器)以將處理氣體加熱至所需溫度。
噴淋頭216耦接至RF電力供應器222以將電能提供至噴淋頭216以促進在處理區域208中的電漿形成。因此，噴淋頭216充當上部供電電極。自動調諧RF匹配網路224定位於RF電力供應器222與噴淋頭216之間。在一實施例中，以約23.56 MH的頻率供應RF電力。
底壁204界定用於支撐基座加熱器230之柱桿228的通道226。基座加熱器230經設置以將基板201支撐於處理區域208中。基座加熱器230包括嵌入於其中之接地網232，該接地網232連接至RF接地。因此，接地網232充當接地電極以促進噴淋頭216與基座加熱器230之間的處理區域208中的電漿形成。基座加熱器230亦包括諸如電阻式加熱元件之一或更多個加熱元件234，以將基板201加熱至所需處理溫度。
控制系統250(包括中央處理單元(CPU)252、記憶體254及支援電路256)耦接至腔室200之各組件以促進控制腔室200內之處理。記憶體254可為在腔室200或CPU 252本端或遠端之任何電腦可讀媒體，諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟、硬碟，或任何其他形式的數位儲存器。支援電路256耦接至CPU 252以用於以習知方式支援CPU 252。此等電路包括快取記憶體、電源供應器、時鐘電路、輸入/輸出電路及子系統，及其類似者。儲存於記 憶體254中之軟體常式或一系列程式指令在由CPU 252執行時使得腔室200在其中執行電漿製程。
可受益於本發明之沉積腔室包括經設置以沉積氧化物(諸如碳摻雜氧化矽)、含矽薄膜及其他介電材料(包括高級圖案化薄膜(APF))的腔室。沉積腔室之一實例為可購自Applied Materials公司(Santa Clara，Calif)之PRODUCERTM腔室。PRODUCERTM腔室為具有兩個隔離處理區域的PECVD腔室，該PECVD腔室可用以沉積碳摻雜氧化矽及其他材料。腔室之一實例描述於全部內容以引用方式併入本文中的美國專利第5,855,681號中。儘管腔室200示意性地描繪為PECVD腔室，但本發明之使用對於諸如電漿蝕刻或PVD腔室之其他腔室同等地有效。
第3圖圖示根據一些實施例之資料流。在方塊305處，藉由感測器收集資料。感測器可返回類比輸出信號。可感測例如跨電流流過之電阻式元件的電壓。作為另一實例，可使用來自射頻(RF)供電電極的偏壓作為輸出信號。作為又一實例，可在腔室內的任何位置處感測電壓或電流。此外，可感測多個製程參數以判定電弧事件。舉例而言，電流中之尖峰且因此根據歐姆定律跨電阻式元件的電壓可指示電弧事件。作為另一實例，可使用RF反射功率、靜電卡盤電流、探針電壓等。此外，可收集且使用一個以上參數來偵測電弧。
DAC 310可接收類比輸出信號(例如，電壓信號)且以一取樣率取樣該信號。高取樣率(例如)可高於20 kHz、50 kHz、100 kHz、200 kHz、300 kHz、400 kHz、500 kHz、 600 kHz或700 kHz。收集多個製程參數之高取樣率允許捕獲幾乎所有電弧事件，該等電弧事件包括使用習知方法及系統可能無法偵測之極短持續時間的電弧。DAC 310可將來自感測器之類比輸出信號數位轉換且輸出數位信號。DAC 310可與儲存數位資料之快速緩衝器耦接。
DAC系統310可與處理器315介面連接。處理器315可分析來自DAC 310之數位輸出信號。此處理可包括對資料進行濾波、將資料與製程/配方資料比較、判定是否發生電弧事件，及/或按照使用者指定產生通知警報或工具動作。處理器315可能要求使用高速率收集來收集資料、在獲取系統中同化資料、處理所得信號並接著執行適當預防性動作。
第4圖圖示根據本發明之一些實施例的用於在半導體處理腔室中偵測電弧之製程400的流程圖。製程400在方塊405處開始。在方塊410處，以高取樣率取樣電壓資料。此電壓資料可與一或更多個處理參數相關聯。高取樣率可為本文指出之任一取樣率或更高之取樣率。可首先藉由例如感測器305的感測器(例如，電壓感測器)來感測取樣之資料，及/或可(例如)藉由DAC 310將取樣之資料轉換為數位資料。
第5A圖圖示使用5 Hz的低取樣率自製程參數取樣之資料曲線。如該曲線中所指出，由於取樣率低，波形在各個點處經削峰。因為此削峰，可能不能偵測出潛在的短持續時間的電弧事件。第5B圖圖示使用1000 Hz的高取樣率收集的相同資料，該曲線上覆於第5A圖中所示的資料上。如高取樣率線所示，可於低取樣率線的經削峰資料點中的許多點中 發現快速資料尖峰。藉由使用高取樣率，可偵測諸如短持續時間電弧事件之更多潛在電弧事件。
本發明之實施例可使用高取樣率來偵測短持續時間電弧事件。在第6A圖中，圖示原始的1000 Hz之取樣信號；且在第6B圖中，圖示分解成5 Hz之取樣率的相同信號。自取樣理論可眾所周知，5 Hz取樣率可能不足以可靠地偵測小於約400毫秒的電弧事件。如第6B圖中所示，在5 Hz取樣率下的所有模擬的電弧事件皆無法可靠地偵測。
返回至第4圖，在方塊415處，對取樣之資料進行濾波以減少錯誤肯定之可能性。儘管使用高取樣可提供更多潛在電弧事件，但使用高取樣亦可能提供更多雜訊，該雜訊可能產生更多錯誤肯定電弧事件。可藉由使用各種濾波技術來解決此難題。在一些實施例中，可使用離散小波變換來對資料進行濾波。
離散小波分析可自原始信號獲得低通近似及帶通詳情。近似可含有原始信號的一般趨勢，而詳情體現原始信號的高頻內容。藉由小波定標函數，小波分析可將信號分解為不同時間窗及頻帶，該等時間窗及頻帶為母小波之經定標及轉變之版本。
在離散小波分析中，可藉由信號卷積以及低通及高通濾波器的脈衝回應來將信號分解為近似及詳情係數。在小波分解的第一級別，將數位信號分解為A1及D1，且在第二分解級別，將A1分別分解為A2及D2。大體而言，可藉由如下所示之卷積方程式(1)及方程式(2)來表達在級別j+1下的近似 (Aj+i)及詳情(Dj+i)：，及 其中h及g分別為低通濾波器及高通濾波器之脈衝回應，該等脈衝回應為定標函數及小波之離散等效物。
可使用具有不同小波數目之小波級別的小波分析來分離雜訊且改良所捕獲資料之訊雜比。可藉由隔離嵌入於原始信號(例如，自PVD工具量測之電壓)中的電弧信號來改良訊雜比。舉例而言，第7A圖圖示在特定配方組件期間記錄之數位資料，且第7B圖圖示插入於資料內的具有不同持續時間及量值之模擬電弧事件的數位資料。如圖所示，存在如下添加於1000 Hz原始資料中之四個模擬電弧：(1)電弧1：40 ms之持續時間及2.5伏特之量值；(2)電弧2：20 ms之持續時間及5.5伏特之量值；(3)電弧3：15 ms之持續時間及3.75伏特之量值，及(4)電弧4：100 ms之持續時間及5.75伏特之量值。
返回第4圖，在方塊420處，在收集資料的同時針對在腔室之內使用的特定配方及/或製程自資料庫提取資料。此資料可包括(例如)特定配方或製程對於一或更多個製程參數之尖峰臨限值。此等臨限值可取決於沉積製程之細節。舉例而言，可基於歷史資料訓練來判定臨限值。此資料可允許藉由指出資料尖峰是否高於或低於特定製程或配方之臨限值來進行電弧偵測，如方塊425中指出。作為另一實例，該資料可包括自工具之多個部分收集的任何信號(例如，RF線 圈電壓、RF線圈反射功率等)。
在一些實施例中，資料庫可包括識別在腔室中正在發生的製程之製程ID及/或識別為該製程之部分的子集合(或配方)的製程子步驟ID。此外，資料庫可包括識別正在腔室中被處理之基板的基板ID。以此方式，可自特定基板、製程及/或製程子步驟的資料擷取適當資料。可將取樣之資料與此資料同步及/或比較，以判定是否發生電弧事件。
在方塊430處，若尖峰高於或低於特定臨限值，則可將信號發送至使用者、使用者介面、系統控制器(例如，系統控制器110)或資料庫，從而指示已發生電弧事件。若在方塊425處未發現高於臨限值之尖峰，則製程400進行至方塊435，該方塊435判定製程是否完成。若製程未完成，則製程400返回至方塊410；否則，製程400移動至方塊440。
第8圖圖示添加於原始信號中之電弧事件與藉由小波分析識別之電弧事件的比較。亦即，第8A圖圖示在將原始電弧事件添加至第7A圖中所示的信號之前的原始電弧事件，且第8B圖圖示在對第7B圖中所示的資料執行小波分析之後再現的此等尖峰。小波分析方法可提供顯著改良之訊雜比，此情況可有助於電弧事件之高捕獲率，同時具有最小錯誤肯定偵測甚至無錯誤肯定偵測。
如第9圖中所圖示，可將小波分析應用於添加了半導體資料集之電弧事件的原始資料，以允許分離雜訊、電弧標誌及原始跡線資料。
由高取樣率獲得之原始信號具有放大之雜訊，該放 大之雜訊可使得難以可靠地偵測電弧事件且使得不報告錯誤肯定。可使用小波分析來自信號分離雜訊，此舉可改良訊雜比以便具有電弧事件之高捕獲率，同時使錯誤肯定最少。如可看出，第9圖之左下曲線展示雜訊分量，且第9圖之右下曲線圖示在使用小波變換之後的晶圓資料集之電弧標誌。
由於雜訊與晶圓資料集之電弧信號的頻率重疊，因此較長持續時間電弧事件在電弧量值上可具有更好解析度，且較短持續時間電弧事件在1000 Hz取樣頻率下可具有降級之電弧事件量值。應注意，1000 Hz取樣頻率可能能夠偵測短達15毫秒之電弧事件。為偵測較短持續時間電弧事件，可相應地增加取樣頻率。舉例而言，可將取樣頻率增加至高達約250 kHz以實現恰當的電弧事件偵測。
第10圖圖示根據本發明之一些實施例的3級小波分解的實例。
第11圖中所示的計算系統1100可整體地使用、部分地使用，或與各種實施例的其他組件結合使用。舉例而言，處理器315可包括計算系統1100之所有或部分。計算系統1100圖示為包括可經由匯流排1105電耦接之硬體元件(或可視情況以其他方式通信)。該等硬體元件可包括：一或更多個處理器1110，包括(但不限於)一或更多個通用處理器及/或一或更多個專用處理器(諸如數位信號處理晶片、圖形加速晶片及/或其類似者)；一或更多個輸入裝置1115，可包括(但不限於)滑鼠、鍵盤及/或其類似者；及一或更多個輸出裝置1120，可包括(但不限於)顯示裝置、印表機及/或其類 似者。
計算系統1100可進一步包括一或更多個儲存裝置1125(及/或與一或更多個儲存裝置1125通信)，該一或更多個儲存裝置1125可包括(但不限於)本端及/或網路可存取儲存器及/或可包括(但不限於)磁碟機、驅動陣列、光學儲存裝置、固態儲存裝置，諸如隨機存取記憶體(「RAM」)及/或唯讀記憶體(「ROM」)，以上各種可程式化、可快速更新等。計算系統1100亦可包括通信子系統1130，該通信子系統1130可包括(但不限於)數據機、網路卡(無線或有線)、紅外線通信裝置、無線通信裝置及/或晶片組(諸如藍牙裝置、802.11裝置、WiFi裝置、WiMax裝置、蜂巢式通信設施，等)及/或其類似者。通信子系統1130可准許與網路(舉一實例，諸如下文描述之網路)及/或本文描述之任何其他裝置交換資料。在許多實施例中，計算系統1100將進一步包括工作記憶體1135，該工作記憶體1135可包括如上所述之RAM或ROM裝置。
計算系統1100亦可包括圖示為當前位於工作記憶體1135內之軟體元件，包括作業系統1140及/或其他程式碼，諸如一或更多個應用程式1145，該一或更多個應用程式1145可包括本發明之電腦程式及/或可經設計以實施本發明之方法及/或設置本發明之系統，如本文中所描述。舉例而言，關於上文論述之一或更多種方法描述的一或更多個程序可實施為可由電腦(及/或電腦內之處理器)執行之程式碼及/或指令。此等指令及/或程式碼之一集合可儲存於電腦可讀儲存媒體 上，諸如上文描述之一或更多個儲存裝置1125。
在一些情況下，儲存媒體可併入於計算系統1100中或與計算系統1100通信。在其他實施例中，儲存媒體可與計算系統1100分離(例如，可移除式媒體，諸如光碟，等)，及/或可提供於安裝封裝中，使得儲存媒體可用以藉由其上儲存之指令/程式碼來程式化通用電腦。此等指令可採用可由計算系統1100執行之可執行碼之形式，及/或可採用源及/或可安裝程式碼之形式，採用源及/或可安裝程式碼之形式的指令在編譯及/或安裝於計算系統1100(例如，使用各種通常可用編譯器、安裝程式、壓縮/解壓縮公用程式，等)上后則採用可執行碼之形式。
可根據特定要求進行實質變化。舉例而言，亦可使用客製化硬體，及/或可以硬體、軟體(包括攜帶型軟體，諸如小型應用程式，等)或兩者來實施特定元件。此外，可使用到諸如網路輸入/輸出裝置之其他計算裝置的連接。
在一態樣中，本發明使用計算系統1100來執行本發明之方法。根據一組實施例，回應於處理器1110執行含於工作記憶體1135中的一或更多個指令(該等指令可能併入於作業系統1140及/或其他程式碼中，諸如應用程式1145)之一或更多個序列，該等方法的一些或所有程序由計算系統1100執行。該等指令可自另一機器可讀媒體(諸如一或更多個儲存裝置1125中的一或多者)讀取至工作記憶體1135。舉例而言，執行含於工作記憶體1135中的指令的序列可使一或更多個處理器1110執行本文中描述的方法的一或更多個程序。
如本文中所用，術語「機器可讀媒體」及「計算機可讀媒體」係指參與提供使機器以特定方式操作的資料之任何媒體。在使用計算系統1100實施之實施例中，各種機器可讀媒體可涉及於提供指令/程式碼至一或更多個處理器1110以供執行及/或各種機器可讀媒體可用以儲存及/或攜載該等指令/程式碼(例如，作為信號)。在許多實施方案中，電腦可讀媒體為實體及/或有形儲存媒體。此媒體可採用多種形式，包括(但不限於)非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括(例如)光碟或磁碟，諸如一或更多個儲存裝置1125。揮發性媒體包括(但不限於)動態記憶體，諸如工作記憶體1135。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖(包括包含匯流排1105之線)以及通信子系統1130之各種組件(及/或通信子系統1130藉以提供與其他裝置之通信的媒體)。
實體及/或有形電腦可讀媒體之常見形式包括(例如)軟碟、軟性碟、硬碟、磁帶或任何其他磁性媒體、CD-ROM、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案的任何其他實體媒體、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如下文描述之載波，或可供電腦讀取指令及/或程式碼之任何其他媒體。
各種形式的電腦可讀媒體可用於將一個或多個序列的一個或多個指令載送到一或更多個處理器1110以供執行。舉例而言，指令可最初攜載於遠端電腦之磁碟及/或光碟上。遠端電腦可將指令載入於遠端電腦之動態記憶體中且將指令 作為信號經由傳輸媒體發送以由計算系統1100接收及/或執行。通信子系統1130(及/或該通信子系統1130之元件)通常將接收信號，且匯流排1105接著可將信號(及/或由信號攜載的資料、指令等)攜載至工作記憶體1135，一或更多個處理器1105自工作記憶體1135擷取指令且執行指令。由工作記憶體1135接收的指令可任選地在由一或更多個處理器1110執行之前或之後儲存於儲存裝置1125上。
第12圖為根據本發明之一些實施例的用於偵測電弧事件的過程之又一流程圖。在方塊1210處，在基板處理系統中處理至少一基板。在方塊1220處，輸出對應於所量測參數的輸出信號。在方塊1230處，可使用DAC取樣所產生的輸出。在方塊1240處，使用經取樣的類比輸出信號產生取樣之信號。
在方塊1250處，使經取樣信號與特定對應製程及經處理基板同步。在方塊1260處，改良經取樣信號之訊雜比。在方塊1280處，使用經改良信號與統計資料之比較1270判定是否已發生電弧事件。若已發生電弧事件，則在方塊1290處，發送儲存於資料庫中及/或發送至使用者介面之信號。
在實施例中，本文中描述的實體中之任一者可由執行所揭示之功能及步驟中的任一者或所有的電腦來實施。
對「一(a)」、「一(an)」或「該」之任何引述意欲意謂「一或更多個」，除非特定相反地指示。
以上描述為說明性而非限制性的。熟習此項技術者在審閱本案後將明白本發明之許多變化。因此，本發明之範 疇不應參考以上描述來判定，而應參考申請中之申請專利範圍以及該申請專利範圍之整個範疇或等效物來判定。
在以上說明書中，參考本發明之特定實施例描述了本發明，但熟習此項技術者將認識到，本發明不限於該等特定實施例。可個別地或聯合地使用上述本發明之各種特徵及態樣。此外，在不偏離本說明書之較廣精神及範疇之情況下，本發明可用於超出本文中描述之環境及應用的任何數目個環境及應用中。因此，應將說明書及圖式視為說明性而非限制性的。
400‧‧‧製程
405‧‧‧步驟
410‧‧‧步驟
415‧‧‧步驟
420‧‧‧步驟
425‧‧‧步驟
430‧‧‧步驟
435‧‧‧步驟
440‧‧‧步驟

Claims (24)

  1. 一種方法，該方法包含以下步驟：在一特定製程期間取樣一半導體處理腔室內的一處理參數；對該經取樣資料進行濾波；判定該特定製程之一預定警報值；將該經濾波資料與該預定警報值比較；以及基於該比較之步驟判定是否發生一電弧事件。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該製程參數為一電壓。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該製程參數為一電極之一偏壓。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該濾波之步驟包含以下步驟：應用一小波變換。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該取樣之步驟以大於200 kHz之一取樣率取樣該製程參數。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該取樣之步驟以大於500 kHz之一取樣率取樣該製程參數。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該預定警報值包含複數個預 定警報值。
  8. 如請求項1所述之方法，其中用於該特定製程之該預定警報值不同於用於一第二特定製程之一第二預定警報值。
  9. 一種製程監視系統，包含：一製程參數感測器；一資料庫；以及一處理器，與該製程參數感測器及該資料庫耦接，其中該處理器經配置以：自該製程參數感測器接收經取樣資料；對該經取樣資料進行濾波；判定取樣該經取樣資料期間之一特定製程；自該資料庫查找一預定警報值以用於該特定製程；將該經濾波資料與該預定警報值比較；以及基於該比較之步驟判定是否發生一電弧事件。
  10. 如請求項9所述之製程監視系統，其中該製程參數感測器包含一資料獲取單元，該資料獲取單元以大於200 kHz之一速率取樣該資料。
  11. 如請求項9所述之製程監視系統，其中該製程參數感測器包含一資料獲取單元，該資料獲取單元以大於500 kHz之一速率取樣該資料。
  12. 如請求項9所述之製程監視系統，其中該處理器使用一小波變換來對該經取樣資料進行濾波。
  13. 如請求項9所述之製程監視系統，其中該製程參數包含一電壓。
  14. 如請求項9所述之製程監視系統，其中該製程參數為一電極之一偏壓。
  15. 如請求項9所述之製程監視系統，其中該預定警報值包含複數個預定警報值。
  16. 如請求項9所述之製程監視系統，其中用於該特定製程之該預定警報值不同於用於一第二特定製程之一第二預定警報值。
  17. 一種電弧偵測系統，包含：用於處理複數個基板之一基板處理系統：一資料獲取系統，可操作地耦接以自該基板處理系統接收一類比輸出信號，且以至少500 Hz之一取樣率取樣該類比輸出信號以產生一經取樣信號；以及一故障偵測系統，可操作地耦接以自該資料獲取系統接收該經取樣信號且自該處理系統接收一基板識別(ID)及製程 ID，該故障偵測系統經配置以：使該經取樣信號與該基板ID及該製程ID同步；對該經取樣信號應用一小波分析演算法以改良訊雜比；以及將該小波分析之結果與相關聯於該製程ID之統計資料比較，以判定是否發生一電弧事件。
  18. 如請求項17所述之電弧偵測系統，其中該基板處理系統包含：一基板處理腔室；一基板支撐件，經配置以在一基板處理操作期間將一基板支撐於該腔室中；一處理器，經配置以執行一製程配方以在該腔室中執行一基板處理操作，該處理器包含一電腦可讀記憶體，該電腦可讀記憶體經配置以儲存識別正在該腔室中處理之一基板的該基板ID及識別用以在該腔室中處理該基板之該製程配方的該製程ID；以及一感測器，量測與該基板處理操作相關聯之一參數且產生表示該經量測參數之該類比輸出信號。
  19. 如請求項17所述之電弧偵測系統，其中該故障偵測系統進一步經配置以在判定已發生一電弧事件時產生一通知信號。
  20. 如請求項17所述之電弧偵測系統，其中該通知信號為一電子郵件或一文字訊息。
  21. 如請求項18所示之電弧偵測系統，其中該通知信號包括該基板ID。
  22. 如請求項17所述之電弧偵測系統，其中該小波分析演算法使用離散小波變換來分離雜訊與一基準電壓信號以隔離嵌入於該經取樣信號中的電弧信號。
  23. 如請求項18所述之電弧偵測系統，其中(i)當一製程配方包括多個子步驟時，該電腦可讀記憶體進一步儲存識別一製程配方子步驟之一子步驟ID，且(ii)該故障偵測系統經配置以使該經取樣信號與該基板ID、該製程ID及該子步驟ID同步。
  24. 如請求項18所述之電弧偵測系統，其中該基板支撐件為一靜電卡盤，且該感測器量測與該靜電卡盤相關聯之一偏壓信號。
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