TW202243758A - 半導體裝置製造設備 - Google Patents

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許家偉
劉定一
許凱翔
曾銀彬
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台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

本揭示內容描述了一種半導體裝置製造設備及一種用於處理半導體裝置製造設備中的污染的方法。半導體裝置製造設備可以包括沈積設備及處理器。沈積設備可以包括腔室、用以檢測腔室中的雜質的檢測模組及用以移除雜質的氣體洗滌裝置。處理器可用以自檢測模組接收與雜質相關聯的雜質特性，比較雜質特性與基線特性及基於雜質特性與基線特性的比較，指示氣體洗滌裝置向腔室供應淨化氣體。

Description

提高產量的半導體製造設備
無
隨著半導體技術的進步，對用於製造半導體裝置的沈積製程的高產量的需求不斷增長。為滿足該需求，至關重要的是防止沈積設備故障以確保可靠的沈積製程。
無
以下揭示內容提供了用於實現提供之標的的不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下描述組件及佈置的特定實例用以簡化本揭示內容。當然，這些僅為實例，並不旨在進行限制。例如，在下面的描述中在第二特徵上方或之上形成第一特徵可包括其中第一及第二特徵直接接觸形成的實施例，並且亦可包括其中在第一與第二特徵之間形成附加特徵的實施例，以使得第一及第二特徵可以不直接接觸。如本文所使用，在第二特徵上形成第一特徵係指第一特徵形成為與第二特徵直接接觸。此外，本揭示內容可以在各個實例中重複元件符號及/或字母。此重複係出於簡單及清楚的目的，其本身並不指定所討論之各種實施例或組態之間的關係。
此外，為了便於描述，本文中可以使用諸如「在...下方」、「在...下」、「下方」、「在...上方」、「上方」之類的空間相對術語，來描述如圖中所示的一個元件或特徵與另一個元件或特徵的關係。除了在附圖中示出的方位之外，空間相對術語意在涵蓋裝置在使用或操作中的不同方位。設備可以其他方式定向(旋轉90度或以其他方位)，並且在此使用的空間相對描述語亦可被相應地解釋。
應注意，說明書中對「一個實施例」、「一實施例」、「實例實施例」、「例示性」等的參考指示所描述的實施例可包括特定的特徵、結構或特性。但每一實施例可能不一定包括特定的特徵、結構或特性。而且，這些片語不一定指代同一實施例。此外，當結合實施例描述特定的特徵、結構或特性時，無論是否明確描述，結合其他實施例來實現這些特徵、結構或特性在熟習此項技術者的知識範圍內。
應理解，本文中的片語或術語係出於描述而非限制的目的，使得本說明書的術語或片語將由相關領域的技術人員根據本文的教導進行解釋。
在一些實施例中，術語「大約」及「實質上」可指示給定數量的值，該給定數量的值在該值的5%之內變化(例如，該值±1%、±2%、±3%、±4%、±5%)。這些值僅為示例，並不旨在進行限制。術語「大約」及「實質上」可以指根據本文的教導，由相關領域的技術人員解釋的值的百分比。
在半導體裝置的製造期間，半導體晶圓在不同的半導體製造設備中經受不同的製造製程(例如，薄膜沈積及化學機械研磨)。半導體裝置的品質取決於半導體製造設備的性能及始終如一地在半導體晶圓上實現高產量的可操作半導體裝置的能力。
製造半導體裝置的總產量不僅取決於每一製造製程的準確性，而且取決於半導體製造設備的清潔度。例如，半導體製造設備可以為諸如化學氣相沈積設備的沈積模組，該沈積模組依靠原位熱分配器來確保在由沈積模組進行的沈積製程期間半導體晶圓的溫度均勻性。然而，沈積製程可能會導致污染物累積在原位熱分配器上，從而降低了熱分配器在沈積製程期間保持半導體晶圓的溫度均勻性的能力。這種劣化可能導致在由沈積模組沈積的膜中厚度不均勻性，從而導致半導體裝置製造缺陷。
本揭示內容涉及一種沈積設備及解決沈積設備中的污染物的方法。在一些實施例中，沈積設備可包括腔室及容納在該腔室中的熱分配器。沈積設備可進一步包括氣體洗滌裝置，該氣體洗滌裝置容納在腔室中且用以供應淨化氣體以移除熱分配器的污染物。沈積設備可進一步包括卡盤，該卡盤用以將半導體晶圓保持在卡盤的前側上方，其中氣體洗滌裝置設置在卡盤的背側上方。沈積設備可進一步包括檢測模組，該檢測模組用以監控熱分配器上累積的污染物。由檢測模組記錄的資料可以由電腦系統接收，該電腦系統用以運行用於對沈積設備進行淨化的程序。本揭示內容的益處尤其在於提供一種機制，以動態地淨化沈積設備，從而在有效利用淨化氣體的情況下提高沈積設備的產量。
第1圖示出了根據一些實施例的半導體裝置製造設備 100的平面圖。半導體裝置製造設備 100可包括用以在襯底 111(例如，半導體晶圓)上進行沈積製程的處理模組 102。在一些實施例中，處理模組 102可以進行沈積製程以在襯底 111(例如，半導體晶圓)上沈積材料層(第1圖中未示出)，其中該材料層可為任何合適的膜，諸如金屬材料層、半導體材料層及介電材料層。半導體裝置製造設備 100可進一步包括用以經由通訊機制 172與處理模組 102通訊的控制器單元 170。
處理模組 102可包括腔室 160及容納在腔室 160中的卡盤 104。腔室 160可為處理腔室，以提供工作環境(諸如，真空環境及充滿處理氣體的環境)以在襯底 111上進行沈積製程。卡盤 104可包括用以保持襯底 111在襯底 111上進行沈積製程的前側 104 F 。卡盤 104可進一步包括用以將襯底 111加熱至目標溫度以進行沈積製程的加熱單元(例如，電熱器及熱度計，第1圖中未示出)。在一些實施例中，卡盤 104可進一步包括與前側 104 F 相對的背側 104 B ，其中處理模組 102可進一步包括設置在卡盤 104的背側 104 B 上方的熱分配器 140。熱分配器 140可接收來自卡盤 104的熱輻射，並且可以將接收到的熱輻射朝襯底 111反射，以增強襯底 111的溫度均勻性。熱分配器 140可以由能夠反射熱輻射的任何合適的材料(諸如，金屬板或鏡面塗層)製成。
處理模組 102可進一步包括容納在腔室 160中的噴頭 106。噴頭 106可用作氣體單元，以在腔室 160中提供一或多種氣體以在襯底 111上進行沈積製程。例如，噴頭 106可以提供處理氣體(諸如六氟化鎢)，以在襯底 111上沈積與處理氣體相關的材料層(第1圖中未示出)，諸如鎢膜。在一些實施例中，由噴頭 106提供的一或多種氣體可進一步包括惰性氣體(例如，氮氣或空氣)或蝕刻氣體(例如，三氟化氮或氯化氫)，該氣體可以與由處理模組 102進行的沈積製程或其他製程(諸如淨化製程)相關聯。在一些實施例中，噴頭 106可用作電漿單元，以在襯底 111上提供用於沈積製程或蝕刻製程的電漿。在一些實施例中，噴頭 106可用作滲出單元，以在襯底 111上提供用於沈積製程或蝕刻製程的原子束或分子束通量。噴頭 106可設置在腔室 160中的任何合適位置。在一些實施例中，噴頭 106可設置在卡盤 104的前側 104 F 上方。在一些實施例中，噴頭 106可設置成靠近腔室 160的側面 159，該側面 159在卡盤 104的前側 104 F 上方。在一些實施例中，噴頭 106可設置成靠近腔室 160的側面 159，該側面 159在卡盤 104的前側 104 F 上方，其中熱分配器 140可設置成靠近腔室 160的側面 161，該側面 161與側面 159相對且在卡盤 104的背側 104 B 上方。在一些實施例中，噴頭 106可提供處理氣體(諸如六氟化鎢)，以在襯底 111上沈積與處理氣體相關聯的材料層(第1圖中未示出)，諸如鎢膜，而噴頭 106可同時且非有意地在熱分配器 140上塗佈與處理氣體相關聯的材料層 105(本文稱為「殘留物 105」)，例如鎢殘留物。殘留物 105會降低熱分配器 140向襯底 111反射熱輻射的能力。因此，塗佈在熱分配器 140上的殘留物 105會降低襯底 111的溫度均勻性，從而不利地影響由處理模組 102進行的沈積製程的產量(例如，殘留物 105可能導致沈積在襯底 111上的材料層的厚度不均勻性(第1圖中未示出))。
處理模組 102可進一步包括用以提供淨化氣體以移除熱分配器 140的殘留物 105的氣體洗滌裝置 130。由氣體洗滌裝置 130供應的淨化氣體可包括可與殘留物 105反應的任何合適的材料。例如，殘留物 105可包括鎢，其中由氣體洗滌裝置 130供應的淨化氣體可包括三氟化氮，該三氟化氮可反應並移除含鎢殘留物 105。在一些實施例中，殘留物 105可包括半導體材料，諸如矽鍺，其中由氣體洗滌裝置 130供應的淨化氣體可包括氯化氫，該氯化氫可反應並移除含鍺殘留物 105。可將氣體洗滌裝置 130設置成靠近熱分配器 140，以有效淨化熱分配器 140。例如，熱分配器 140可以靠近腔室 160的側面 161，以有效地移除熱分配器 140的殘留物 105。在一些實施例中，熱分配器 140及氣體洗滌裝置 130皆可設置在卡盤 104的背側 104 B 下方，其中噴頭 106可設置在卡盤 104的前側 104 F 上方。在一些實施例中，處理模組 102可包括複數個氣體洗滌裝置 130，以增強熱分配器 140的清潔度。例如，處理模組 102可包括複數個氣體洗滌裝置 130，其中第一及第二組氣體洗滌裝置 130可(例如，沿著x方向及/或沿著y方向)設置在熱分配器 140的兩相對側上。在一些實施例中，處理模組 102可包括複數個氣體洗滌裝置 130，其中第一組氣體洗滌裝置 130可設置在熱分配器 140下方，且第二組氣體洗滌裝置 130可設置在熱分配器 140上方。
氣體洗滌裝置 130可包括氣體導管 152、穿過腔室 160的側面形成的開口 120及經由氣體導管 152連接開口 120的氣體調節器 154。氣體洗滌裝置 130可經由開口 120向腔室 160提供淨化氣體，其中氣體調節器 154可用以控制流過開口 120的淨化氣體的流量(例如，氣流的開始、流動速率及/或流動時間)。在一些實施例中，氣體調節器 154可包括閥(例如，氣動閥，第1圖中未示出)或氣流控制器(例如，質量流控制器，第1圖中未示出)。在一些實施例中，氣體洗滌裝置 130可用以清洗腔室 160。例如，氣體洗滌裝置 130可提供惰性氣體(例如，氬氣)以清洗腔室 160，其中惰性氣體可為用於處理模組 102的載氣，以進行沈積製程。在一些實施例中，惰性氣體可為清洗氣體以排出腔室 160中的氣體殘留物(例如，氧氣或濕氣)。在一些實施例中，處理模組 102可包括複數個氣體洗滌裝置 130。該些氣體洗滌裝置 130中的每一者可設置成靠近腔室 160的側面的任何部分。在一些實施例中，該些氣體洗滌裝置 130中的每一者可設置在腔室 160的側面 161上方(例如，設置在卡盤 104的背側 104 B 下方)，以有效地移除熱分配器 140的殘留物 105。
處理模組 102可進一步包括氣體提取系統 110及氣體供應系統 112。氣體提取系統 110可經由形成於腔室 160的側面的出氣口 122自腔室 160排出氣體，從而為腔室 160提供目標真空環境。氣體提取系統 110至出氣口 122的黑色虛線可以示出氣體導管。氣體提取系統 110可包括可以控制自腔室 160提取氣體的任何合適的組件，諸如真空泵(第1圖中未示出)及閘閥(第1圖中未示出)。氣體供應系統 112可用以向腔室 160供應氣體(諸如，處理氣體、惰性氣體、蝕刻氣體及淨化氣體)，以進行沈積製程或淨化製程。在一些實施例中，氣體供應系統 112可耦合至噴頭 106以在襯底 111上進行沈積製程，其中氣體供應系統 112至噴頭 106的黑色虛線可以示出氣體導管。在一些實施例中，氣體供應系統 112可經由氣體調節器 154耦合至氣體洗滌裝置 130，以進行清洗製程來清洗腔室 160或進行淨化製程以移除熱分配器 140的殘留物 105，其中氣體供應系統 112至氣體洗滌裝置 130的黑色虛線可以示出氣體導管。氣體供應系統 112可包括可以向腔室 160提供氣體的任何合適的組件，諸如氣源(例如，氣瓶，第1圖中未示出)及氣流控制器(例如，質量流控制器，第1圖中未示出)。
處理模組 102可進一步包括遠端電漿源 108，該遠端電漿源 108用以提供與處理氣體相關聯的自由基或與淨化氣體相關聯的自由基，以在腔室 160中分別進行沈積製程或淨化製程。在一些實施例中，氣體供應源可以經由遠端電漿源 108耦合至噴頭 106，其中氣體供應系統 112至遠端電漿源 108的黑色虛線可以示出氣體導管。因此，耦合至遠端電漿源 108的噴頭 106可用作滲出單元，以向腔室 160提供原子/分子束通量以在襯底 111上進行沈積製程。在一些實施例中，氣體供應源可經由遠端電漿源 108耦合至氣體洗滌裝置 130。因此，由耦合至遠端電漿源 108的氣體洗滌裝置 130供應的淨化氣體(例如三氟化氮)可為原子形式或自由基形式(例如，F、F 2、NF x、N或N 2)，以加強移除熱分配器 140的殘留物 105。在一些實施例中，遠端電漿源 108、噴頭 106及氣體洗滌裝置 130中的每一者可經由氣體導管 152相互連接。
處理模組 102可進一步包括檢測模組 126，該檢測模組 126用以檢測腔室 160中的雜質量(例如，殘留物 105的量)。在一些實施例中，檢測模組 126可監控塗佈在熱分配器 140上的殘留物 105的表面覆蓋率。檢測模組 126可設置在腔室 160的外部。例如，腔室 160可包括穿過腔室 160的側面形成的視窗 124，其中檢測模組 126可設置成靠近視窗 124且設置在腔室 160的外部。在一些實施例中，視窗 124可穿過腔室 160的側面形成且定位在熱分配器 140的頂表面上的更高的垂直位置(例如，在z方向上)，該頂表面面對著卡盤 104。因此，檢測模組 126可用以經由視窗 124監控塗佈在熱分配器 140的頂表面上的殘留物 105的表面覆蓋率。檢測模組 126可為任何合適的感測器，該感測器可記錄與塗佈在熱分配器 140上的殘留物 105的表面覆蓋相關聯的特徵。例如，檢測模組 126可包括溫度感測器(諸如光纖溫度感測器)、高溫計及用以記錄熱分配器 140的溫度特徵的任何合適的遠端溫度感測器。由於塗佈在熱分配器 140上的殘留物 105會降低熱分配器 140的反射熱輻射的能力，因此熱分配器 140的表面溫度會受到塗佈的殘留物 105的影響。因此，包括溫度感測器的檢測模組 126可監控塗佈在熱分配器 140上的殘留物 105的表面覆蓋率。
在一些實施例中，檢測模組 126可包括影像感測器(諸如電荷耦合裝置(charge coupled device，CCD)感測器)，該影像感測器用以記錄熱分配器 140的表面的視覺特徵，諸如熱分配器 140的頂表面的視覺特徵，該頂表面面對著夾盤 104。視訊特徵可包括塗佈在熱分配器 140上的殘留物 105的影像或視訊，從而表示塗佈在熱分配器 140上的殘留物 105的表面覆蓋率。由檢測模組 126記錄的影像/視訊可具有任何合適的格式，諸如合適的解析度(例如，640像素×480像素)、灰階(例如，256種灰度陰影組合)、色度或幀率(例如每秒30張圖片)。
在一些實施例中，檢測模組 126可包括光學模組(諸如光學干擾儀)，該光學模組用以發送及接收與量測殘留物 105的表面覆蓋率或殘留物 105在熱分配器 140上的厚度相關聯的一或多個光訊號。例如，檢測模組 126可用以向熱分配器 140的表面發送光訊號且接收熱分配器 140的表面反射、偏轉或折射的另一光訊號。發射及接收的光訊號之間的強度差或相位差可以與熱分配器 140上殘留物 105的表面覆蓋率相關聯。
處理模組 102可進一步包括負載埠 162及傳送模組 164。負載埠 162可用以容納晶圓存儲裝置(例如，前開口統一吊艙(front opening unified pod，FOUP))，該晶圓存儲裝置用於在半導體裝置製造製程之間的間隔期間，在受控環境下以指定的氣壓、氣體環境、濕度及/或溫度暫時存儲一批半導體晶圓。負載埠 162可包括用於保持晶圓存儲裝置的台架(第1圖中未示出)。在一些實施例中，負載埠 162可包括腔室(第1圖中未示出)，以在真空或惰性氣體環境中(例如，在氮氣環境下)容納晶圓存儲裝置。傳送模組 164可用以提供中央傳送導管以在負載埠 162與腔室 160之間傳送襯底 111。在一些實施例中，傳送模組 164可包括機器手臂及晶圓取向台(均未在第1圖中示出)，其中機器手臂可用以在負載埠 162、晶圓取向台與腔室 160之間傳送晶圓。在一些實施例中，傳送模組 164可用以處於大氣壓或真空環境。
控制器單元 170可包括任何合適的電腦系統(例如，工作站或可攜式電子裝置)來存儲用於半導體裝置製造設備 100的各種操作的程式及資料。控制器單元 170可指示半導體裝置製造設備 100在襯底(諸如襯底 111)上進行各種製造製程。例如，控制器單元 170可用以指示處理模組 102在襯底 111上進行沈積製程。在一些實施例中，控制器單元 170可用以指示處理模組 102進行淨化製程，以移除處理模組 102的殘留物 105，諸如移除熱分配器 140的殘留物 105。控制器單元 170的不同功能不應受到本揭示內容的實施例的限制。通訊機制 172可包括控制器單元 170與半導體裝置製造設備 100的每一模組之間的任何合適的網路連接。例如，通訊機制 172可包括區域網路(local area network，LAN)、WiFi網路及/或有線網路。在一些實施例中，控制器單元 170可經由通訊機構 172發送控制訊號，以控制處理模組 102的每一元件(例如，卡盤 104、氣體洗滌裝置 130或檢測模組 126)。
在一些實施例中，控制器單元 170可用以執行計算程序以分析資料(諸如溫度特徵資料、視覺特徵資料及光學資料)，以判定熱分配器 140的污染特性。計算程序可包括一或多個數學運算、圖形識別程序、大資料挖掘程序或機器學習程序(諸如神經網路算法或迴歸算法)，以對視覺特徵/光學/聲學/流體運動/真空特徵資料進行分析、分類及/或聚類。
第2圖示出了根據一些實施例的基於處理模組 102的使用量來判定熱分配器 140處的殘留物 105的污染位準的圖表 200。如第2圖所示，圖表 200指示處理模組 102已經執行了三個沈積製程。每一沈積製程可以與處理氣體的使用量相關聯，該處理氣體在襯底 111上沈積膜且在熱分配器 140上塗佈相應的殘留物 105。每一沈積製程的處理氣體可以彼此相同或不同。即使執行了三個沈積製程，圖表 200亦可記錄由處理模組 102執行的任何數量的沈積製程。
可基於噴頭 106輸出的處理氣體的容積來判定每一處理氣體使用量U 1-U 3。在一些實施例中，每一處理氣體使用量U 1-U 3可與處理氣體的流動速率成比例，該處理氣體傳輸至遠端電漿源 108及噴頭 106，其中氣體供應系統 112可量測流動速率。在一些實施例中，每一處理氣體使用量U 1-U 3可為處理氣體的流動速率及流動時間的乘積，其中流動時間可由控制器單元 170及/或氣體供應系統 112判定。
處理氣體可具有各自的黏附係數X 1-X 3。每一黏附係數X 1-X 3可為吸附至熱分配器 140的表面的處理氣體的原子/分子的數量與處理氣體的原子/分子的總數的比。在一些實施例中，可基於與各個沈積製程相關聯的溫度(例如，卡盤 104的溫度及/或熱分配器 140的溫度)來判定每一黏附係數X 1-X 3。例如，每一黏附係數X 1-X 3可與溫度正相關(例如，基本上呈線性比例或指數比例)，該溫度與沈積製程相關聯。在一些實施例中，可基於在沈積製程期間腔室 160中的操作壓力來判定每一黏附係數X 1-X 3。例如，每一黏附係數X 1-X 3可與在沈積製程期間腔室 160中的操作壓力正相關(例如，基本上呈線性比例)。
每一沈積製程可導致塗佈在熱分配器 140上的相應數量的殘留物 105。例如，每一單獨的殘留物 105的位準可與相應處理氣體的使用量(例如U 1)成比例。在一些實施例中，每一單獨的殘留物 105的位準可與處理氣體的加權使用量(例如，U 1X 1)成比例。因此，基於各自的黏附係數(例如，X 1-X 3)，與黏著至熱分配器 140的總殘留物 105相關聯的污染位準可與處理氣體的使用量(例如，U 1-U 3)的加權和成比例。換言之，具有高黏附係數的處理氣體可產生更多的殘留物 105，從而導致較高的污染位準。因此，如圖表 200所示，由三個沈積製程中的每一者導致的污染位準可與每一單獨的殘留物 105位準的累積和(例如，X 1U 1+X 2U 2+X 3U 3)成比例。
第3圖為用於操作參考第1圖及第2圖所描述的半導體裝置製造設備的處理模組的方法 300。根據一些實施例，方法 300中所示的操作並非窮舉的。其他操作亦可在任何所示操作之前、之後或之間進行。而且，可能不需要所有操作來執行本文提供的揭示內容。進一步地，一些操作可以同時執行，或者以與第3圖所示的順序不同的順序執行。在一些實施例中，方法 300的操作可以不同的順序執行。方法 300的變化在本揭示內容的範圍內。
方法 300自操作 310開始，在操作 310中判定處理模組中的雜質特性。雜質特性可包括處理模組 102中的污染物(例如，殘留物 105)的表面覆蓋率。在一些實施例中，雜質特性可包括塗佈在處理模組 102的熱分配器 140上的污染物(例如，殘留物 105)的表面覆蓋率。在一些實施例中，操作 310可以與由處理模組 102進行的製造製程(諸如沈積製程)同時執行。在一些實施例中，可以在處理模組 102空閒時執行操作 310(例如，卡盤 104不保持襯底 111)。
判定雜質特性的製程可包括以下步驟：收集處理模組 102中包括的元件的熱特徵。例如，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：經由檢測模組 126量測熱分配器 140的熱特徵(例如溫度)。如先前所討論，塗佈在熱分配器 140上的殘留物 105會降低熱分配器 140反射熱輻射的能力，從而導致熱分配器 140的溫度下降。因此，藉由量測熱分配器 140的溫度，可判定殘留物 105(例如，雜質特性)在熱分配器 140上的覆蓋率。在一些實施例中，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：量測熱分配器 140的表面的溫度，該表面面對著卡盤 104。在一些實施例中，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：量測熱分配器 140的表面溫度，而卡盤 104可以在適合於沈積製程的溫度(諸如約100℃至約900℃、約250℃至約650℃及約300℃至約600℃)下操作。若卡盤 104的溫度低於上述下限，則處理模組 102可能無法進行沈積製程。若卡盤 104的溫度高於上述上限，則藉由沈積製程形成的膜可能會劣化。在一些實施例中，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：量測腔室 160的一部分側面的溫度，該部分側面靠近卡盤 104。在一些實施例中，操作 310的細節至少可以參考熱分配器 140及檢測模組 126的描述，如第1圖及第2圖中所示。
在一些實施例中，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：收集處理模組 102中的元件的視覺特徵。例如，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：經由檢測模組 126收集熱分配器 140的表面的視覺特徵(例如，影像或視訊)。視覺特徵可包括與塗佈在熱分配器 140上的污染物(例如，殘留物 105)的覆蓋率相關聯的顏色飽和度、色階、對比度或亮度的資訊。在一些實施例中，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：量測腔室 160的一部分側面的視覺特徵，該部分側面靠近卡盤 104。
在一些實施例中，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：收集處理模組 102中的元件的光學特徵。例如，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：(i)向熱分配器 140發射光訊號；及(ii)量測來自熱分配器 140的反射或散射光訊號。基於發射的光訊號及量測的光訊號的波長，可藉由計算發射的光訊號與量測的光訊號之間的強度差或相位差來推斷塗佈在熱分配器 140上的污染物(例如殘留物 105)的表面覆蓋率及/或厚度。光發射、光學量測及強度/相位差的計算可以由檢測模組 126進行。在一些實施例中，計算可以由電腦系統(例如，控制器單元 170)進行。
在一些實施例中，判定雜質特性的製程可包括以下步驟：量測由處理模組 102進行的沈積製程所沈積的材料的量。如前所述，噴頭 106可提供處理氣體(諸如六氟化鎢)進行沈積與襯底 111上的處理氣體相關聯的材料層(第1圖中未示出)，諸如鎢膜，而噴頭 106可同時且非有意地塗佈與熱分配器 140上的處理氣體相關聯的材料層 105(例如，殘留物 105)，諸如鎢殘留物。因此，由處理模組 102沈積的材料層(例如，鎢膜)的累積量可以與污染物(例如，殘留物 105)的表面覆蓋率正相關，該污染物塗佈在熱分配器 140上。在一些實施例中，量測由處理模組 102沈積的材料的累積量的製程可包括以下步驟：(i)經由氣體供應系統 112的氣流控制器(第1圖至第3圖未示出)，量測與由處理模組 102進行的每一沈積製程相關聯的處理氣體的流動速率及流動時間；及(ii)藉由計算處理氣體的流動速率的加權和(例如，該加權和的權重可為處理氣體的流動時間)來判定處理模組 102沈積的材料的累積量。
在第3圖的操作 320中，比較雜質特性與基線特性。基線特性可與對熱分配器 140的表面清潔度要求相關聯，以確保熱分配器 140維持襯底 111的溫度均勻性的能力，從而維持由處理模組 102進行的沈積製程的產量要求。基線特性可包括熱分配器 140的預定義熱特徵(例如，可為襯底 111提供合格溫度均勻性的熱分配器 140的預定義表面溫度)、熱分配器 140的預定義視覺特徵(例如，未黏著殘留物 105的熱分配器 140的影像)、塗佈在熱分配器 140上的殘留物 105的表面覆蓋率及/或厚度的預定義上限，或處理模組 102沈積的材料的累積量的預定義上限。
比較雜質特性與基線特性的製程可包括以下步驟：自雜質特性減去基線特性。例如，雜質特性可為由操作 310收集的熱分配器 140的溫度，其中比較製程可包括以下步驟：自預定義溫度閾值減去熱分配器 140的溫度。在一些實施例中，雜質特性可為由操作 310收集的熱分配器 140的一組溫度的平均值，其中比較製程可包括以下步驟：自預定義溫度閾值減去熱分配器 140的一組溫度的平均值。在一些實施例中，雜質特性可為由操作 310收集的熱分配器 140的一組溫度的中位數，其中比較製程可包括以下步驟：自預定義溫度閾值減去熱分配器 140的一組溫度的中位數。在一些實施例中，雜質特性可為由操作 310收集的熱分配器 140的一組溫度中的最大值，其中比較製程可包括以下步驟：自預定義溫度閾值減去熱分配器 140的一組溫度中的最大值。在一些實施例中，雜質特性可為由操作 310收集的熱分配器 140的一組溫度中的最小值，其中比較製程可包括以下步驟：自預定義溫度閾值減去熱分配器 140的一組溫度中的最小值。在一些實施例中，雜質特性可為由操作 310收集的熱分配器 140的影像(例如，視覺特徵)，其中比較製程可包括以下步驟：所收集的影像與未黏著殘留物 105的熱分配器 140的預定義影像之間的像素相減。在一些實施例中，雜質特徵可為由操作 310收集的熱分配器 140上塗佈的污染物(例如，殘留物 105)的表面覆蓋率/厚度，其中比較製程可包括以下步驟：自表面覆蓋率/厚度的預定義上限減去污染物(例如殘留物 105)的所判定的表面覆蓋率/厚度，該些污染物覆蓋在熱分配器 140上。在一些實施例中，比較製程可包括以下步驟：自處理模組 102沈積的材料的量的預定義上限減去所判定的由處理模組 102沈積的材料的累積量。在一些實施例中，比較製程可藉由電腦系統(例如，控制器單元 170)進行。在一些實施例中，操作 320的細節可以至少參考第1圖所示的控制器單元 170的描述。
在第3圖的操作 330中，基於操作 320中的比較在處理模組 102中執行淨化製程。淨化製程可包括以下步驟：基於污染物(例如殘留物 105)的材料判定淨化氣體，該些污染物可塗佈在腔室 160中。例如，殘留物 105可為塗佈在熱分配器 140上的鎢殘留物，其中可經由控制器單元 170及/或氣體提取系統 110將淨化氣體判定為三氟化氮氣體、三氟化氮電漿、三氟化氮的原子束、三氟化氮的分子束或三氟化氮的自由基。淨化製程可進一步包括以下步驟：基於操作 320中的比較，經由氣體洗滌裝置 130將判定的淨化氣體供應至腔室 160以移除熱分配器 140的污染物(例如，殘留物 105)。例如，控制器單元 170可基於操作 320中的比較，指示氣體洗滌裝置 130供應淨化氣體一定時間以淨化熱分配器 140的污染物，其中可經由控制器單元 170判定時長。在一些實施例中，供應淨化氣體的時長可以與由操作 320判定的熱分配器 140的量測溫度與預定義溫度閾值之間的差正相關(例如，線性關係)。在一些實施例中，控制器單元 170可指示氣體洗滌裝置 130以流動速率供應淨化氣體，以淨化熱分配器 140的污染物，其中基於操作中 320的比較，經由控制器單元 170來判定流動速率。在一些實施例中，用於供應淨化氣體的流動速率可與由操作 320判定的熱分配器 140的量測溫度與預定義溫度閾值之間的差正相關(例如，線性關係)。在一些實施例中，控制器單元 170可指示氣體洗滌裝置 130供應與遠端電漿源 108的射頻(radio frequency，RF)功率/電壓相關聯的淨化氣體，以淨化熱分配器 140的污染物，其中，可基於操作 320中的比較，經由控制器單元 170判定RF功率及/或遠端電漿源 108。在一些實施例中，RF功率/電壓可與由操作 320判定的熱分配器 140的量測溫度與預定義溫度閾值之間的差正相關(例如，線性關係)。在一些實施例中，操作 330的細節至少可以參考第1圖所示的氣體洗滌裝置 130的描述。
在第3圖的操作 340中，判定與處理模組相關聯的產量，並將該產量與基線製造標準進行比較。判定產量的製程可包括以下步驟：(i)經由處理模組 102執行沈積製程以在襯底 111上沈積膜，(ii)量測沈積於襯底 111上方的膜的表面形態(例如，不同位置處的一或多個膜厚度、厚度均勻性、表面粗糙度及/或顆粒數)或電氣特性(例如片電阻)，及(iii)計算表面形態的平均值、中位數、最大值或最小值以判定與處理模組 102相關聯的產量；或計算電氣特性的平均值、中位數、最大值或最小值以判定與處理模組 102相關聯的產量。比較雜質特性與基線製造標準的製程可包括以下步驟：計算所判定的產量與基線製造標準之間的差異。基線製造標準可為與處理模組 102的合格製造要求相關聯的預定義產量閾值。在一些實施例中，基線製造標準可包括預定義膜厚度、預定義膜厚度均勻性、預定義膜表面粗糙度、預定義顆粒數及/或預定義片電阻。在一些實施例中，操作 340的細節可至少參考第1圖所示的處理模組 102的描述。
在第3圖的操作 350中，基於操作 340中的比較(例如，操作 340的產量與基線製造標準之間的比較)來調整處理模組 102的一或多個操作。在一些實施例中，該調整步驟可包括以下步驟：(i)基於操作 340中的比較來更新基線特性，及(ii)進行操作 310以繼續監視處理模組 102中的污染物(例如，殘留物 105)。例如，回應於在操作 340中判定的產量小於基線製造標準(例如，沈積在襯底 111上的膜的厚度均勻性小於預定義厚度均勻性)，該調整步驟可包括以下步驟：增加預定義溫度閾值(例如，操作 320中的基線特性)並進行操作 310，其中增加的預定義溫度閾值可移除熱分配器 140的殘留物 105。在一些實施例中，操作 350的細節可至少參考第1圖所示的處理模組 102的描述。
在一些實施例中，回應於在操作 340中判定的產量大於或基本上等於基線製造標準(例如，沈積在襯底 111上的膜的厚度均勻性大於或基本上等於預定義厚度均勻性)，該調整步驟可包括以下步驟：維持預定義溫度閾值(例如，操作 320中的基線特性)並進行操作 310。在一些實施例中，回應於在操作 340中判定的產量大於或基本等於基線製造標準(例如，沈積在襯底 111上的膜的厚度均勻性大於或基本上等於預定義厚度均勻性)，該調整步驟可包括以下步驟：降低預定義溫度閾值(例如，操作 320中的基線特性)並進行操作 310，其中降低的溫度閾值可在方法 300的下一次迭代中減少淨化氣體的使用量。
在一些實施例中，回應於在操作 340中判定的產量小於基線製造標準(例如，沈積在襯底 111上的膜的厚度均勻性小於預定義厚度均勻性)，該調整步驟可包括以下步驟：進行手動控制的淨化製程(例如，以手動控制的流動速率及/或手動控制的流動時間供應淨化氣體)以進一步淨化處理模組 102中的熱分配器 140，並進行操作 340以重新評估處理模組 102的產量。
第4圖為根據本揭示內容的一些實施例的用於操作沈積設備(例如，半導體裝置製造設備 100)的方法 400。方法 400中所示的操作並非窮舉的。其他操作亦可在任何所示操作之前、之後或之間進行。在一些實施例中，方法 400的操作可以不同的順序執行。方法 400的變化在本揭示內容的範圍內。
方法 400自操作 410開始，在操作 410中在沈積設備中進行一或多個沈積製程。一或多個沈積製程中的每一者可包括以下步驟：將襯底 111置放在處理模組 102的卡盤 104上，經由噴頭 106向襯底 111供應處理氣體，及經由卡盤 104將襯底 111加熱至合適的沈積製程溫度。在一或多個沈積製程中的每一者之後，可以在襯底 111上沈積膜，而可以在沈積設備中沈積相應的殘留物 105，諸如沈積在熱分配器 140上方。在一些實施例中，操作 410的細節可至少參考第1圖所示的處理模組的描述。
在操作 420中，判定與一或多個沈積製程相關聯的污染位準。可藉由將複數個單獨的殘留物 105的位準進行累加來判定污染位準，該些殘留物 105與沈積在熱分配器 140上的一或多個沈積製程中的每一者相關聯。每一單獨的殘留物 105的位準可以與一或多個沈積製程中的每一者的相應處理氣體的使用量相關聯。在一些實施例中，可藉由量測沈積製程消耗的處理氣體的容積來判定沈積製程的處理氣體的使用量，其中可藉由量測沈積製程期間處理氣體的流動速率及流動時間來進一步判定該容積。在一些實施例中，可藉由量測沈積製程消耗的處理氣體的重量來判定處理氣體的使用量，其中可基於量測的容積、處理氣體的分子量或原子量及處理氣體的密度來判定該重量。每一單獨的殘留物 105的位準可進一步與沈積製程期間相應的處理氣體的黏附係數相關聯。例如，在沈積製程中具有較高黏附係數的處理氣體會在沈積設備中引入較高的殘留物 105。在一些實施例中，可基於與沈積製程關聯的溫度及/或基於與沈積製程相關聯的操作壓力來判定沈積製程期間處理氣體的黏附係數。因此，判定污染位準之步驟可包括以下步驟：基於黏附係數及在沈積設備執行的每一沈積製程中處理氣體的使用量來計算累積加權和。在一些實施例中，污染位準的判定可至少參考第2圖的描述。
在操作 430中，基於污染位準與預定義清潔度要求之間的比較來調整沈積設備的一或多個操作。回應於污染位準高於預定義清潔度要求，該調整之步驟可包括以下步驟：自處理模組 102的熱分配器 140移除污染物。在一些實施例中，移除污染物之步驟可包括以下步驟：經由氣體洗滌裝置 130向腔室 160供應淨化氣體，以移除熱分配器 140的污染物(例如，殘留物 105)。在一些實施例中，該調整之步驟可包括以下步驟：中止進行中的沈積製程。例如，回應於污染高於預定義清潔度，處理模組 102可繼續執行進行中的沈積製程以滿足製造進度，並且可中止後續的沈積製程以避免與污染相關聯的潛在的製造產量問題。該調整之步驟可進一步包括以下步驟：互鎖沈積設備的操作，諸如觸發預防性維護警報以手洗沈積設備的熱分配器 140，禁止使用具有高黏附係數的處理氣體，及/或調整使用沈積設備的半導體裝置的製造進度。例如，該調整可以通知供應鏈管理以準備新的淨化氣體存量，以進一步淨化沈積設備。
此外，在操作 430之後，可基於操作 430中一或多個操作的調整來重置污染位準。例如，若淨化氣體基本上移除了污染物(例如，藉由操作 430完全移除污染物)，則可將污染位準重置為零。在一些實施例中，可將污染位準重置為原始污染位準的分數(例如，藉由操作 430部分移除污染物)。
第5圖為根據一些實施例的例示性電腦系統 500的圖解，其中可實現本揭示內容的各種實施例。例如，電腦系統 500可在第1圖的控制器單元 170中使用。電腦系統 500可為能夠執行本文描述的功能及操作的任何公知的電腦。例如，電腦系統 500可用於執行半導體裝置製造設備 100及/或方法 300及 400的一或多項操作。
電腦系統 500包括一或多個處理器(亦稱為中央處理單元或CPU)，諸如處理器 504。處理器 504連接至通訊基礎設施或匯流排 506。電腦系統 500亦包括一或多個輸入/輸出裝置 503，諸如監視器、鍵盤、指向裝置等，該些輸入/輸出裝置 503經由一或多個輸入/輸出介面 502與通訊基礎設施或匯流排 506通訊。控制工具可接收指令以經由一或多個輸入/輸出裝置 503實現本文所述的功能及操作，例如第1圖中描述的半導體裝置製造設備 100的功能及第3圖及第4圖中描述的方法/製程。電腦系統 500亦包括主或初級記憶體 508，諸如隨機存取記憶體(random access memory，RAM)。主記憶體 508可包括一或多個位準的快取。主記憶體 508中存儲有控制邏輯(例如，電腦軟體)及/或資料。在一些實施例中，控制邏輯(例如，電腦軟體)及/或資料可包括以上關於半導體裝置製造設備 100描述的一或多個功能。在一些實施例中，處理器 504可用以執行存儲在主記憶體 508中的控制邏輯。
電腦系統 500亦可包括一或多個輔助存儲裝置或輔助記憶體 510。輔助記憶體 510可包括例如硬磁碟驅動機 512及/或可抽取儲存裝置或驅動機 514。可抽取儲存裝置或驅動機 514可為軟式磁碟驅動機、磁帶驅動機、光碟驅動機、光學存儲裝置、磁帶備份裝置及/或任何其他存儲裝置/驅動機。
可抽取儲存裝置或驅動機 514可與可抽取儲存單元 518交互。可抽取儲存單元 518包括存儲有電腦軟體(控制邏輯)及/或資料的電腦可用或可讀存儲裝置。可抽取儲存單元 518可為軟磁碟、磁帶、光碟、DVD，光學存儲磁碟及/或任何其他電腦資料存儲裝置。可抽取儲存裝置或驅動機 514以已知方式自可抽取儲存單元 518讀取及/或寫入可抽取儲存單元 518。
根據一些實施例，輔助記憶體 510可包括用於允許電腦程式及/或其他指令及/或資料由電腦系統 500存取的其他機制、工具或其他方式。這些機制、工具或其他方式可包括例如可抽取儲存單元 522及介面 520。可抽取儲存單元 522及介面 520的實例可包括程式盒及盒介面(諸如在視訊遊戲裝置中發現的介面)、可移記憶體晶片(諸如EPROM或PROM)及相關插槽、存儲棒及USB埠、記憶卡及相關記憶體卡槽，及/或任何其他可抽取儲存單元及相關介面。在一些實施例中，輔助記憶體 510、可抽取儲存單元 518及/或可抽取儲存單元 522可包括以上關於濕式工作台結構所描述的一或多個功能。
電腦系統 500可進一步包括網路通訊介面 524。通訊介面 524使電腦系統 500能夠與遠端裝置、遠端網路、遠端實體等的任意組合(由元件符號 528單獨及共同地表示)進行通訊及交互。例如，通訊介面 524可允許電腦系統 500經由通訊路徑 526與遠端裝置 528通訊，該通訊路徑 526可為有線及/或無線的且可包括LAN、WAN、網際網路等的任意組合。可經由通訊路徑 526向/自電腦系統 500發送資料。
前述實施例中的功能/操作可以各種組態及架構實現。因此，前述實施例中的一些或全部操作(例如，第1圖中描述的半導體裝置製造設備 100及第3圖及第4圖中描述的方法/製程的功能)可以硬體、軟體或兩者執行。在一些實施例中，包括其上存儲有控制邏輯(軟體)的有形電腦可用或可讀介質的有形製造設備或製品在本文中亦稱為電腦程式產品或程式存儲裝置。這包括但不限於電腦系統 500、主記憶體 508、輔助記憶體 510及可抽取儲存單元 518及 522，以及體現上述任意組合的有形製造品。當由一或多個資料處理裝置(諸如電腦系統 500)執行時，此控制邏輯使這些資料處理裝置如本文所述進行操作。例如，硬體/設備可以連接至電腦系統 500的元件 528(遠端裝置、網路、實體 528)或作為電腦系統 500的元件 528的一部分。
本揭示內容提供一種沈積設備及方法，以提高半導體裝置製造製程的產量。沈積設備可包括：用以保持襯底的卡盤及用以在襯底上進行沈積製程的噴頭。沈積設備可進一步包括：用以增強襯底的溫度均勻性的熱分配器、用以對熱分配器進行淨化的氣體洗滌裝置及用以監視熱分配器表面清潔度的檢測模組。在一些實施例中，氣體洗滌裝置可設置在熱分配器的背側上方，其中噴頭可設置在熱分配器的前側上方。沈積設備可進一步包括：用以進行沈積製程的控制器單元。控制器單元可進一步用以藉由指示檢測模組及氣體洗滌裝置來執行淨化製程以淨化熱分配器。沈積設備及方法的益處尤其在於，改善了由沈積製程沈積的膜的厚度均勻性，從而提高了在襯底上製造半導體裝置的總產量。
在一些實施例中，半導體裝置製造設備可包括沈積設備及處理器。沈積設備可包括腔室、用以檢測腔室中的雜質的檢測模組及用以移除雜質的氣體洗滌裝置。處理器可用以：(i)自檢測模組接收與雜質相關聯的雜質特性；(ii)比較雜質特性與基線特性；及(iii)基於雜質特性與基線特性的比較，指示氣體洗滌裝置向腔室供應淨化氣體。
在一些實施例中，半導體裝置製造設備可包括沈積設備及處理器。沈積設備可包括：用以固持襯底的卡盤、用以控制襯底的溫度均勻性的熱分配器、用以檢測與熱分配器上的雜質相關聯的特性的檢測模組，及用以減少雜質的氣體洗滌裝置。熱分配器可設置在卡盤下方。處理器可用以：(i)自檢測模組接收與雜質相關聯的特性；(ii)將與雜質相關聯的特性與基線特性進行比較；及(iii)基於與雜質相關聯的特性與基線特性的比較，指示氣體洗滌裝置供應淨化氣體。
在一些實施例中，一種用於半導體裝置製造設備的污染處理方法可包括以下步驟：(i)經由沈積設備進行沈積製程以沈積材料膜；(ii)判定與沈積設備上的材料殘留物相關聯的污染特性；(iii)比較污染特徵與基線特性；及(iv)基於該比較，進行淨化製程以移除沈積設備上的材料殘留物。
上文概述了數個實施例的特徵，使得熟習此項技術者可以更好地理解本揭示內容的各態樣。熟習此項技術者應理解，熟習此項技術者可以容易地將本揭示內容用作設計或修改其他製程及結構的基礎，以實現與本文介紹的實施例相同的目的及/或實現相同的優點。熟習此項技術者亦應認識到，這些等效構造不脫離本揭示內容的精神及範疇，並且在不脫離本揭示內容的精神及範疇的情況下，這些等效構造可以進行各種改變、替代及變更。
100:半導體裝置製造設備 102:處理模組 104:卡盤 104 B:背側 104 F:前側 105:殘留物 106:噴頭 108:遠端電漿源 110:氣體提取系統 111:襯底 112:氣體供應系統 120:開口 122:出氣口 124:視窗 126:檢測模組 130:氣體洗滌裝置 140:熱分配器 152:氣體導管 154:氣體調節器 159:側面 160:腔室 161:側面 162:負載埠 164:傳送模組 170:控制器單元 172:通訊機制 200:圖表 300:方法 310:操作 320:操作 330:操作 340:操作 350:操作 400:方法 410:操作 420:操作 430:操作 500:電腦系統 502:輸入/輸出介面 503:輸入/輸出裝置 504:處理器 506:通訊基礎設施或匯流排 508:主記憶體 510:輔助記憶體 512:硬磁碟驅動機 514:可抽取儲存裝置 518:可抽取儲存單元 520:介面 522:可抽取儲存單元 524:通訊介面 526:通訊路徑 528:遠端裝置、網路、實體 x:x方向 y:y方向 z:z方向
結合附圖，根據以下詳細描述可最好地理解本揭示內容的各態樣。 第1圖示出了根據一些實施例的半導體裝置製造設備的平面圖。 第2圖示出了根據一些實施例的用於判定半導體裝置製造設備中的污染位準的圖表。 第3圖示出了根據一些實施例的用於操作半導體裝置製造設備的方法。 第4圖示出了根據一些實施例的用於操作半導體裝置製造設備的方法。 第5圖示出了根據一些實施例的用於實現本揭示內容的各種實施例的電腦系統。 現將參考附圖描述說明性實施例。在附圖中，相似的元件符號通常表示相同的、功能相似及/或結構相似的元件。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:半導體裝置製造設備
102:處理模組
104:卡盤
104B:背側
104F:前側
105:殘留物
106:噴頭
108:遠端電漿源
110:氣體提取系統
111:襯底
112:氣體供應系統
120:開口
122:出氣口
124:視窗
126:檢測模組
130:氣體洗滌裝置
140:熱分配器
152:氣體導管
154:氣體調節器
159:側面
160:腔室
161:側面
162:負載埠
164:傳送模組
170:控制器單元
172:通訊機制
x:x方向
y:y方向
z:z方向

Claims (20)

  1. 一種半導體裝置製造設備，包含： 一沈積設備，包含： 一腔室； 一檢測模組，用以檢測該腔室中的多個雜質；及 一氣體洗滌裝置，用以移除該些雜質；及 一處理器，用以： 自該檢測模組接收與該些雜質相關聯的一雜質特性； 比較該雜質特性與一基線特性；及 基於該雜質特性與該基線特性的該比較，指示該氣體洗滌裝置向該腔室供應一淨化氣體。
  2. 如請求項1所述之半導體裝置製造設備，其中該檢測模組包含一光纖感測器，用以檢測與該腔室中的該些雜質相關聯的一溫度特徵。
  3. 如請求項1所述之半導體裝置製造設備，其中該檢測模組包含一影像感測器，用以檢測與該腔室中的該些雜質相關聯的一視覺特徵。
  4. 如請求項1所述之半導體裝置製造設備，其中該氣體洗滌裝置包含一開口及耦合至該開口的一電漿產生器，其中該開口穿過該腔室的一側面形成。
  5. 如請求項1所述之半導體裝置製造設備，其中該沈積設備進一步包含： 一卡盤，容納於該腔室中；及 一噴頭，設置於該卡盤上方； 其中該氣體洗滌裝置設置在該卡盤下方。
  6. 如請求項5所述之半導體裝置製造設備，其中該沈積設備進一步包含一遠端電漿源，其中該遠端電漿源耦合至該噴頭及該氣體洗滌裝置。
  7. 如請求項1所述之半導體裝置製造設備，其中該沈積設備進一步包含一卡盤，其中該卡盤的一第一側面用以固持一襯底，並且其中該氣體洗滌裝置設置在該卡盤的與該第一側面相對的該第二側面下方。
  8. 一種半導體裝置製造設備，包含： 一沈積設備，包含： 一卡盤，用以固持一襯底； 一熱分配器，用以控制該襯底的一溫度均勻性，其中該熱分配器設置在該卡盤下方； 一檢測模組，用以檢測與該熱分配器上的一雜質相關聯的一特性；及 一氣體洗滌裝置，用以減少該雜質；及 一處理器，用以： 自該檢測模組接收與該雜質相關聯的該特性； 比較與該雜質相關聯的該特性與一基線特性；及 基於與該雜質相關聯的該特性與該基線特性的該比較，指示該氣體洗滌裝置供應一淨化氣體。
  9. 如請求項8所述之半導體裝置製造設備，其中該檢測模組包含一光纖感測器，用以檢測與該熱分配器上的該雜質相關聯的一溫度特徵。
  10. 如請求項8所述之半導體裝置製造設備，其中該檢測模組包含一影像感測器，用以檢測與該熱分配器上的該雜質相關聯的一視覺特徵。
  11. 如請求項8所述之半導體裝置製造設備，其中該氣體洗滌裝置包含： 一開口，位於該卡盤下方；及 一遠端電漿源，耦合至該開口。
  12. 如請求項8所述之半導體裝置製造設備，其中該沈積設備進一步包含一噴頭，設置在該卡盤上方且用以提供一處理氣體以在該襯底上沈積一材料膜。
  13. 如請求項12所述之半導體裝置製造設備，其中該沈積設備進一步包含一遠端電漿源，耦合至該噴頭及該氣體洗滌裝置。
  14. 如請求項8所述之半導體裝置製造設備，其中該沈積設備進一步包含一腔室，用以容納該熱分配器，並且其中該檢測模組設置在該腔室的外部。
  15. 一種方法，包含以下步驟： 經由一沈積設備進行一沈積製程以沈積一材料膜； 判定與該沈積設備上的一材料殘留物相關聯的一污染特性； 比較該污染特性與一基線特性；及 基於該比較，進行一淨化製程以移除該沈積設備上的該材料殘留物。
  16. 如請求項15所述之方法，其中進行該淨化製程之步驟包含以下步驟：沈積一金屬材料。
  17. 如請求項15所述之方法，其中判定該污染特性之步驟包含以下步驟：收集該沈積設備上的該材料殘留物的一視覺特徵。
  18. 如請求項15所述之方法，其中判定該污染特性之步驟包含以下步驟：量測該沈積設備的一熱分配器的一或多個溫度。
  19. 如請求項18所述之方法，其中比較該污染特性之步驟包含以下步驟： 計算該一或多個溫度的一平均值；及 計算一預定溫度閾值與該一或多個溫度的該平均值之間的差值。
  20. 如請求項15所述之方法，其中進行該淨化製程之步驟包含以下步驟： 基於該比較判定一淨化氣體的一流動時間；及 在一定的流動時間內將該淨化氣體供應至該沈積設備。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022178406A (ja) * 2021-05-20 2022-12-02 東京エレクトロン株式会社 温度制御方法及び温度制御装置
CN115863224A (zh) * 2023-02-24 2023-03-28 广州粤芯半导体技术有限公司 一种半导体工艺设备反应腔的杂质污染监测方法及装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6778272B2 (en) * 1999-03-02 2004-08-17 Renesas Technology Corp. Method of processing a semiconductor device
CN100410421C (zh) * 2001-05-04 2008-08-13 拉姆研究公司 处理室残留物的两步式等离子清洗
US6868856B2 (en) * 2001-07-13 2005-03-22 Applied Materials, Inc. Enhanced remote plasma cleaning
US6590344B2 (en) * 2001-11-20 2003-07-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Selectively controllable gas feed zones for a plasma reactor
EP1318211B1 (en) * 2001-12-07 2008-08-27 Infineon Technologies SC300 GmbH & Co. KG Arrangement for monitoring a thickness of a layer depositing on a sidewall of a processing chamber
US7175875B2 (en) * 2002-02-15 2007-02-13 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for plasma processing
JP2005527983A (ja) * 2002-05-29 2005-09-15 東京エレクトロン株式会社 データハンドリング、ストレージ及び操作のための方法とシステム
US7967996B2 (en) * 2007-01-30 2011-06-28 Applied Materials, Inc. Process for wafer backside polymer removal and wafer front side photoresist removal
JP4913695B2 (ja) * 2007-09-20 2012-04-11 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及びそれに用いる基板載置台
JP5026326B2 (ja) * 2008-04-04 2012-09-12 株式会社日立ハイテクノロジーズ エッチング処理状態の判定方法、システム
US8900886B2 (en) * 2012-06-01 2014-12-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method of monitoring and controlling atomic layer deposition of tungsten
EP2827359B1 (en) * 2013-07-17 2019-06-12 Applied Materials, Inc. Cleaning method for thin-film processing applications and apparatus for use therein
KR101877862B1 (ko) * 2014-12-19 2018-07-12 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 장치의 운전 방법
CN114551206A (zh) * 2015-12-04 2022-05-27 应用材料公司 用以防止hdp-cvd腔室电弧放电的先进涂层方法及材料
US10043641B2 (en) * 2016-09-22 2018-08-07 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for processing chamber cleaning end point detection
US11532459B2 (en) * 2017-11-09 2022-12-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Chemical vapor deposition apparatus with cleaning gas flow guiding member
US20200020512A1 (en) * 2018-07-13 2020-01-16 Applied Materials, Inc. Chamber cleaning process

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