TW202307397A - 用於量測蝕刻參數的多反射量測法 - Google Patents

用於量測蝕刻參數的多反射量測法 Download PDF

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Abstract

一種系統包括記憶體和至少一個處理設備，該至少一個處理設備可操作地耦合該記憶體，以藉由執行多個操作來促進一蝕刻配方開發過程。該等操作包括：接收使用蝕刻配方來啟動蝕刻製程的迭代以蝕刻複數種材料的請求，每種材料位於複數個反射量測法量測點中的相應反射量測法量測點處；獲得由該蝕刻製程的該迭代產生的該複數種材料中的每種材料的材料厚度資料；以及基於該材料厚度資料確定一或多個蝕刻參數。

Description

用於量測蝕刻參數的多反射量測法
本揭露大體而言係關於電子元件製造，且更特定言之係關於用於量測蝕刻參數的多反射量測法。
製造系統基於製造參數生產產品。例如，基板處理系統基於製程配方的許多參數來生產基板。產品具有基於生產期間使用哪些參數的效能資料。蝕刻處理設備可用於經由例如化學反應和/或物理轟擊從基板的區域移除材料。例如，真空蝕刻製程可以使用電漿來產生氣相反應物。在蝕刻處理期間，蝕刻速率係指材料移除速率，並且蝕刻選擇性係指在兩種材料中觀察到的蝕刻速率比。在蝕刻期間可能有複數種感興趣的材料。該等材料包括：(1)待蝕刻的靶標材料；(2)靶標材料下面的材料；(3)遮罩材料；以及(4)可能暴露於蝕刻處理的與靶標材料相鄰的材料（例如，製程氣體）。
以下是本揭露的簡要概述，以便提供對本揭露的一些態樣的基本理解。該概述不是本揭露的廣泛綜述。它既不意欲標識本揭露的關鍵或重要要素，亦不意欲描繪本揭露的特定實施方案的任何範疇或申請專利範圍的任何範疇。其唯一目的是以簡化形式呈現本揭露的一些概念，作為稍後呈現的更詳細描述的序言。
在本揭露的一個態樣，一種系統包括記憶體和可操作地耦合到該記憶體的處理設備。該處理設備藉由執行複數個操作來促進蝕刻配方開發過程，該複數個操作包括：接收使用蝕刻配方來啟動蝕刻製程的迭代以蝕刻複數種材料的請求，每種材料位於複數個反射量測法量測點中的相應反射量測法量測點處；獲得由該蝕刻製程的該迭代產生的該複數種材料中的每種材料的材料厚度資料；以及基於該材料厚度資料確定一或多個蝕刻參數。
在本揭露的另一態樣中，一種方法包括由至少一個處理設備接收使用蝕刻配方來啟動蝕刻製程的迭代以蝕刻複數種材料的請求，每種材料位於複數個反射量測法量測點中的相應反射量測法量測點處。該蝕刻製程與蝕刻配方開發過程相關聯。該方法進一步包括由該至少一個處理設備獲得由該蝕刻製程的該迭代產生的該複數種材料中的每種材料的材料厚度資料；以及由該處理設備基於該材料厚度資料確定一或多個蝕刻參數。
在本揭露的另一態樣，一種系統包括感測器頭，該感測器頭包括與位於複數個反射量測法量測點上方的複數個收集圓筒對應的複數個準直器；該複數個反射量測法量測點對應於複數種材料的位置。該系統進一步包括光學偵測器；開關設備，該開關設備可操作地耦合到該感測器頭和該光學偵測器，以使得能夠使用該光學偵測器來選擇性地量測該複數個反射量測法量測點；以及處理設備，該處理設備可操作地耦合到該光學偵測器和該開關設備，以使用該複數個反射量測法量測點的選擇性量測結果來促進一蝕刻配方開發過程。
本文所述的實施例係關於用於量測蝕刻參數的多反射量測法。隨著蝕刻製程配方被開發以實現期望的蝕刻圖案，獲得反饋的方法受到限制。例如，獲取反饋的方法包括：(1)用晶圓進行外部計量法；(2)用試樣進行外部計量法；(3)單點原位反射量測法；和(4)橢偏儀。
為了用晶圓執行外部計量法，可使用橢偏儀或其他外部計量法對具有感興趣的材料膜的晶圓進行預量測。可以用所提議的蝕刻製程來蝕刻晶圓，隨後用外部計量法重新量測。然後可以藉由比較具有不同材料的膜的晶圓來確定蝕刻選擇性。
為了使用試樣執行外部計量法，類似於使用晶圓進行外部計量法，將具有感興趣的材料膜的試樣放置在載體晶圓上。可以用橢偏儀或其他外部計量法對每個試樣的膜厚度進行基線化。可以藉由比較每種材料的蝕刻速率來確定選擇性。
為了執行單點原位反射量測法，使用單點反射量測法原位量測載體上的晶圓或試樣，該單點反射量測法用於監測蝕刻製程期間的蝕刻速率。然後可以藉由單獨地量測每個試樣/晶圓來確定蝕刻選擇性。此種方法可能需要載體晶圓上的一個晶圓或一個試樣，以及每種材料一個製程。
關於橢偏儀，可將原位橢偏儀添加到蝕刻腔室上，以量測與藉由反射量測法量測的點相鄰的點。然而，橢偏儀可能體積龐大且難以對準，可能需要進行腔室修改，並且該量測方法不同且必須校準。因此，橢偏量測法可能實際上被限制為允許僅一個額外的量測點。
本文所述的實施例可允許對多個反射量測法量測點彼此相鄰地進行原位蝕刻參數（例如，蝕刻速率和/或選擇性）量測。例如，可以展示四個反射量測法量測點，但是反射量測法量測點的數量可以取決於特定應用（例如，至少七個反射量測法量測點可以適合一個窗口端口）。更特別地，具有不同膜的多個試樣（例如，至少四個試樣）可以放置在感測器頭下面的載體晶圓上。感測器頭可包括多個準直器（例如，四個準直器）。試樣可以放置在相對於晶圓凹口的位置處。因為相對於晶圓凹口定位晶圓的試樣是量測設置的一部分，所以可以使用夾具或其他合適的設備將試樣精確地放置在載體晶圓上。可以使用至少一個燈來產生從載體晶圓表面反射的光，以執行反射量測法。諸如光學多工器（「多工器」）的開關設備可以用於在多個反射量測法量測點中的各反射量測法量測點之間進行切換，從而使得能夠用單個光學偵測器來量測多個反射量測法量測點。或者，可以使用多個光學偵測器來代替開關設備。開關設備亦可以用於在連接到至少一個燈的光學通道中的各光學通道之間切換。
在一些實施例中，該系統包括單個燈和單個光學偵測器。在一些實施例中，該系統包括多個燈和單個分光計。在一些實施例中，該系統包括單個燈和多個分光計。在一些實施例中，該系統包括多個燈和多個分光計。
此外，本文所述的實施例使用多反射量測法提供用於蝕刻製程配方開發和/或最佳化。說明性地，個人（例如，製程工程師）可以鑒定許多感興趣的材料以確定蝕刻參數（例如，蝕刻選擇性和/或蝕刻速率）。例如，感興趣的材料的數量可以是至少四種。感興趣的材料的實例包括但不限於氧化物、光阻劑、氮化物、多晶矽等。對於每種感興趣的材料，確定每個試樣需要多少面積來匹配模擬過程中彼等感興趣的材料的「負載」。試樣可以被切割並放置在載體晶圓上（例如，使用用於精確試樣放置的夾具），使得每個量測位置有一種感興趣的材料。可以添加額外的試樣來模擬適當的材料負載和/或不同的試樣大小。然後可以將載體晶圓放置在殼體（例如，前開式晶圓傳送盒(front opening unified pod, FOUP)）中，並使用機器人裝載到腔室中。然後可以啟動資料收集以量測膜厚度，並且可以執行蝕刻製程的第一迭代。膜厚度可以用多反射量測法即時量測。當蝕刻製程配方完成時，一或多個蝕刻參數（例如，蝕刻速率和/或蝕刻選擇性）可被確定為時間的函數。基於該等結果，可以手動修改（例如，由製程工程師修改）或自動修改蝕刻製程配方的一或多個參數（例如，氣體類型、氣體濃度、壓力、射頻(radio frequency, RF)功率、RF脈衝），以實現期望的蝕刻速率和/或蝕刻選擇性。自動修改可以使用多變數實驗設計(design of experiment, DoE)方法和/或機器學習技術。
本文所述的實施例藉由實施用於量測蝕刻參數的多反射量測法技術，有利地克服了其他量測技術的限制。本文所述的實施例可實現具有為靶標蝕刻材料提供良好移除速率，與此同時限制其他材料（例如，下方材料和相鄰材料）的移除速率的化學和製造設備參數的蝕刻製程。
第1圖是實施用於量測蝕刻參數的多反射量測法的多重干涉終點(MIEP)系統（「系統」）100的高階概述圖。更特別地，如將在下面進一步詳細描述的，系統100可以使用蝕刻配方分析在蝕刻腔室中執行的電漿蝕刻製程，並且可以使用分析的結果來開發和/或最佳化蝕刻配方。如圖所示，系統100包括載體晶圓110、感測器頭120和蝕刻配方開發子系統（「子系統」）130。載體晶圓110可以放置在靜電卡盤或其他合適的裝置（未圖示）上，以緊固載體晶圓110。
載體晶圓110和感測器頭120被容納在蝕刻腔室內。如將在下面參考第2圖進一步詳細描述的，可以將多個試樣放置在載體晶圓110上，並且可以將材料樣品（「樣品」）放置在每個試樣上。在一些實施例中，將四個試樣放置在載體晶圓上，每個試樣對應於一種特定的樣品。然而，試樣的數量不應被認為是限制性的。每種樣品可包括不同的感興趣的材料，以用於量測一或多個蝕刻參數（例如，蝕刻速率和/或蝕刻選擇性）。例如，每種樣品可以是薄膜。
感測器頭120容納有多個平行佈置的準直器（未圖示）。在一些實施例中，感測器頭120容納有至少四個準直器。每個準直器可以可操作地耦合到對應的光學通道（例如，光纖纜線）。經由每個光學通道行進的光學信號可以被其對應的準直器接收，並且由準直器接收的光學信號可以被準直器的透鏡平行化成包括經準直的光學信號的經準直射束。下面將參照第3圖描述容納在感測器頭120內的準直器的實例。
子系統130包括可操作地耦合至開關設備134的光學偵測器132、可操作地耦合至部件132和134的處理設備136，以及可操作地耦合至處理設備136的記憶體設備138。在一些實施例中，光學偵測器132是分光計。如進一步所示，燈133被提供作為光學偵測器132的子部件。或者，燈133可以被體現為與光學偵測器132分離或獨立的部件。燈133可被配置為產生具有最小輸出（例如，約75%飽和）的強信號。在一些實施例中，燈133包括閃光燈管或閃光燈。
在該說明性實例中，系統100包括單個燈133和單個光學偵測器132。在其他實施例中，系統100包括多個燈和單個分光計。在其他實施例中，系統100包括單個燈和多個分光計。在其他實施例中，系統100包括多個燈和多個分光計，從而不需要開關設備134。
系統100可用於基於對蝕刻製程迭代的分析來開發和/或最佳化蝕刻配方。在此實例中，假設四個試樣被放置或安裝在載體晶圓110上，並且感測器頭120包括四個準直器。然而，此類實施例不應該被認為是限制性的。亦假設已經基於儲存在記憶體138中的蝕刻配方139啟動了蝕刻製程的迭代。蝕刻配方139具有蝕刻配方條件（例如，氣體類型、氣體濃度、壓力、功率、脈衝等），該等蝕刻配方條件在蝕刻製程的迭代期間控制對材料的蝕刻效果。如下文將進一步詳細描述的，對每種材料的材料厚度隨時間推移的分析可用於確定一或多個蝕刻參數（例如，蝕刻選擇性和/或蝕刻速率）是否滿足蝕刻製程的蝕刻參數目標。
可由處理設備136接收啟動蝕刻製程的迭代的請求。處理設備136可以基於蝕刻配方139確定的方式使載體晶圓110暴露於蝕刻劑。為了在蝕刻製程的迭代期間量測一或多個蝕刻參數，可以使用多反射量測法來執行資料收集過程。例如，感測器頭120可以經由光學通道（例如，一束光纖纜線）接收由燈133產生的輸入信號。感測器頭120的準直器中的每個準直器對應於收集圓筒，以用於獲得在載體晶圓110上方與相應取樣點對應的不同位置處的反射量測法量測結果。在此說明性實例中，有收集圓筒122-1至122-3，該等收集圓筒對準與設置在載體晶圓110上的樣品中的三種樣品對應的相應位置。儘管未圖示，但是與載體晶圓110上的第四樣品對應的第四收集圓筒被收集圓筒122-2封閉。因此，可以實施四個收集圓筒。
輸出信號是基於由燈133產生的輸入信號從它們對應的材料的光譜反射率產生的。更特別地，當輸入信號從載體晶圓110的相應位置反射時，輸入信號中的一些輸入信號從入射表面反射，並且一些輸入信號透射到材料中。當該等經透射的信號到達材料的底部時，可發生另一種反射。取決於諸如波長、傳播距離等因素，入射光學信號反射和經透射的光學信號反射相長地和/或相消地彼此干涉，從而產生輸出信號。
輸出信號經由光學通道路由至開關設備134，以將輸出信號分配和路由至光學偵測器132。在一些實施例中，開關設備134是多工器。更特別地，開關設備134可以切換耦合到燈133的單獨光學通道（例如，光纖），並且切換耦合到光學偵測器132的單獨光學通道，以用於對串行輸出信號執行分析（例如，光譜分析）。然而，在替代實施方案中，可以使用多個光學偵測器和/或燈來代替開關設備134，使得每個光學通道和/或燈耦合到對應的光學偵測器。
可基於對由光學偵測器132獲得的輸出信號的分析，使用（光譜）反射量測法來量測載體晶圓110上的每個樣品隨時間推移的厚度。更特別地，可以使用任何合適的模型或方程來量測每個樣品的厚度，以基於輸出信號的強度和/或波長來確定材料厚度。例如，信號的數量可以隨著厚度的增加而增加。可以從每次反射量測法量測結果中減去發射（例如，電漿發射），以便量測從表面反射並進入收集圓筒的光的量。
處理設備136可使用蝕刻製程的厚度隨時間推移的變化來量測相應材料樣品的一或多個蝕刻速率參數。亦即，當蝕刻配方完成時，可以量測作為時間的函數的一或多個蝕刻參數。蝕刻配方139的步驟可以導致不同的蝕刻速率。基於該等結果，蝕刻配方條件（例如，氣體類型、氣體濃度、壓力、功率、脈衝等）中的一或多個蝕刻配方條件可以被修改，以便實現期望的蝕刻參數目標。在一些實施例中，蝕刻配方條件是手動修改的（例如，製程工程師可以手動修改蝕刻配方條件並重複資料收集過程）。在一些實施例中，由處理設備136自動修改蝕刻配方條件。例如，可以由處理設備136使用任何合適的統計方法（例如，多變數DoE方法）和/或機器學習方法來自動修改蝕刻配方條件。
第2圖是根據一些實施例的載體晶圓裝置200的俯視圖。如圖所示，載體晶圓裝置200包括載體晶圓210，諸如上面參考第1圖所述的載體晶圓110。載體晶圓210可以具有晶圓凹口220，並且多個試樣230-1至230-4可以放置或安裝在載體晶圓210的中心處。儘管在該說明性實例中圖示了四個試樣230-1至230-4，但是根據本文所述的實施例，任何合適數量的試樣都可以放置在載體晶圓210上。試樣230-1至230-4中的每個試樣可以具有設置在其上的相應樣品240-1至240-4。載體晶圓210上的試樣230-1至230-4相對於晶圓凹口220的位置可以用作本文所述的多反射量測法量測過程的一部分。例如，夾具可以用於相對於晶圓凹口220精確地放置試樣230-1至230-4。
每個樣品240-1至240-4可包含不同的感興趣的材料，以用於量測一或多個蝕刻參數（例如，蝕刻速率和/或蝕刻選擇性）。可以使用多反射量測法量測過程來分析與樣品240-1至240-4中的一個樣品對應的蝕刻配方，並且可以隨著蝕刻配方的每個步驟的執行，隨時間推移量測樣品240-1至240-4中的每個樣品的厚度。可以針對與樣品240-1至240-4中的其他樣品對應的其他蝕刻配方重複該過程。因此，可以用MIEP系統，諸如第1圖的系統100來監測每個蝕刻配方的移除速率，並且可以針對蝕刻配方中的每種蝕刻配方確定蝕刻參數。因此，可以進行多次配方分析來鑒定最佳蝕刻選擇性。例如，使用多次原位量測，可以使用統計方法（例如，多變數DoE）和/或機器學習來自動獲得最佳蝕刻配方解決方案。
作為說明性實例，樣品240-1可為氧化物膜樣品，樣品240-2可為光阻劑膜樣品，樣品240-3可為氮化物膜樣品，並且樣品240-4可為多晶矽膜樣品。氧化物膜樣品、光阻劑膜樣品、氮化物膜樣品和多晶矽膜樣品中的每一者都可以具有可以被分析的對應蝕刻配方。關於此實例的進一步細節將在下面參考第5圖進行描述。
第3圖是示例性準直器組件300的示意圖。如圖所示，準直器組件300包括包含透鏡312的準直器310。光學通道320（例如，光纖纜線）耦合到準直器310。光學通道320可以承載光學信號。透鏡312被設計成將所接收的光學信號平行化，以產生經準直的射束。焦距「FL」被定義為光纖320到準直器310的連接與透鏡312之間的距離。諸如光學通道的大小、透鏡類型、焦距等參數可以經調節以實現足夠的準直。
準直器310可容納在感測器頭內，諸如上文參考第1圖所述的感測器頭120。更特別地，準直器310中的多個準直器可以容納在感測器頭內，每個準直器具有與其耦合的對應光學通道320，並且與指向設置在載體晶圓上的樣品的位置的收集圓筒相關聯。
第4圖是蝕刻配方開發子系統（「子系統」）400的示意圖。如圖所示，子系統400包括燈410、開關設備420（例如，多工器）、蝕刻腔室430和光學偵測器440（例如，分光計）。
燈410被配置以產生燈信號412，該燈信號經由光學通道（例如，光纖纜線）發送到開關設備420。一旦接收到該燈信號，開關設備420就可以產生多個輸入信號422。輸入信號422的數量可以等於設置在位於蝕刻腔室430內的載體晶圓上（例如，在相應的試樣上）的樣品的數量。在此說明性實施例中，有四個輸入信號422與設置在載體晶圓上的四個相應樣品相對應。輸出信號432是在蝕刻腔室430內執行蝕刻製程期間產生的，其中輸出信號432中的每個輸出信號由與準直器相關聯的對應收集圓筒接收，並經由光學通道425中的相應光學通道發送到開關設備420。開關設備420可以一次選擇輸出信號432中的一個輸出信號，作為要經由光學通道435發送到光學偵測器440進行分析的選擇信號424。在替代實施例中，代替具有開關設備420，輸出信號432中的每個輸出信號可以被發送到相應的光學偵測器。輸入路徑和輸出路徑可以級聯式切換。
第5圖是圖示根據一些實施例，對於應用於多個樣品的蝕刻配方觀察到的厚度隨時間推移的變化的圖表500。更特別地，對於由表示為「Mux 1」510-1的開關設備（在本實例中為多工器）選擇的第一樣品、由表示為「Mux 2」510-2的開關設備選擇的第二樣品、由表示為「Mux 3」510-3的開關設備選擇的第三樣品以及由表示為「Mux 4」510-4的開關設備選擇的第四樣品，觀察到了厚度隨時間推移的變化。圖表500的x軸表示時間(s)，並且圖表500的y軸表示以毫米(mm)為單位的厚度變化500。
在此說明性實施例中，Mux 1 510-1可為氧化物，Mux 2 510-2可為光阻劑，Mux 3 510-3可為氮化物，並且Mux 4可為多晶矽，並且蝕刻配方可為與氧化物對應的氧化物蝕刻配方。氧化物蝕刻配方可包括迭代適當次數的多個步驟。例如，在該實例中，第一步驟（「2」）可以是四氟化碳(CF 4)-氬氣(Ar)步驟，第二步驟（「4」）可以是CF 4-三氟甲烷(CHF 3)-Ar步驟，並且第三步驟（「6」）可以是迭代三次的CHF 3-Ar步驟（亦即，步驟「8」和「14」亦是CF 4-Ar步驟，步驟「10」和「16」亦是CF 4-CHF 3-Ar步驟，並且步驟「12」和18」亦是CHF 3-Ar步驟）。圖表500上的線表示每個步驟的起點和終點。
如圖表500中所示，對於使用該氧化物蝕刻配方的樣品Mux 1 510-1至Mux 2 510-4中的每個樣品，已經觀察到從時間0開始的厚度變化，此意味著氧化物蝕刻配方具有不良的蝕刻選擇性。需注意，對於一些其他蝕刻配方，僅可在樣品Mux 1 510-1至Mux 2 510-4中的一個樣品中觀察到顯著的厚度變化，從而表現出良好的蝕刻選擇性。例如，光阻劑蝕刻配方可以導致僅在Mux 2 510-2中觀察到實質性厚度變化，從而表明了良好的蝕刻選擇性。
第6圖是根據一些實施例的使用多反射量測法來實施蝕刻配方開發過程的方法600的流程圖。方法600可以由處理邏輯來執行，該處理邏輯可包括硬體（例如，處理設備、電路系統、專用邏輯、可程式化邏輯、微碼、設備的硬體、積體電路等）、軟體（例如，在處理設備上運行或執行的指令）或其組合。在一些實施例中，方法600由第1圖的處理設備136執行。儘管以特定的順序或次序示出，但是除非另有說明，否則過程的次序可以被修改。因此，所說明的實施例應該被理解為僅僅是實例，並且所說明的過程可以以不同的次序執行，並且一些過程可以並行執行。此外，在各種實施例中可以省略一或多個過程。因此，不是每個實施例中都需要所有的過程。其他製造流程亦是可能的。
在操作610處，處理邏輯接收使用蝕刻配方來啟動蝕刻製程的迭代，以蝕刻位於多個反射量測法量測點中的相應反射量測法量測點處的多種材料的的請求。該多種材料被預先確定為感興趣的材料，以確定蝕刻速率和/或蝕刻選擇性。該多種材料可以對應於放置在載體晶圓上的相應試樣。更特別地，每個量測點可以放置不同的材料。可以添加額外的試樣來模擬適當的材料負載（或不同的試樣大小）。然後可以將載體晶圓放置在殼體（例如，前開式晶圓傳送盒(FOUP)）中，並用機器人裝載到蝕刻腔室中以進行蝕刻製程。
在操作620處，處理邏輯獲得由蝕刻製程的迭代產生的材料中的每種材料的材料厚度資料。例如，在接收到請求之後，處理邏輯可以使多種材料暴露於由蝕刻配方確定的蝕刻劑。由於所使用的蝕刻配方，一或多種材料的厚度會隨著時間推移而減小。
更特別地，處理邏輯可基於由至少一個光學偵測器執行的分析來獲得材料厚度資料。例如，在蝕刻製程期間，至少一個燈可以產生用於從載體晶圓反射的光，與多個準直器對應的收集圓筒可以收集反射光以產生輸出信號，並且輸出信號可以被傳輸到至少一個光學偵測器以基於對輸出信號的波長和/或強度的分析產生結果。例如，至少一個光學偵測器可以是分光計，並且多個準直器可以被容納在感測器頭中。處理邏輯可以處理由至少一個光學偵測器產生的結果，以獲得材料厚度資料。在一些實施例中，至少一個光學偵測器是可操作地耦合到開關設備（例如，多工器）的單個光學偵測器。在替代實施例中，至少一個光學偵測器包括多個光學偵測器，每個光學偵測器被配置為接收輸出信號中的相應輸出信號。
在操作630處，處理邏輯基於材料厚度資料確定一或多個蝕刻參數。該一或多個蝕刻參數可包括蝕刻速率和蝕刻選擇性中的至少一者。例如，給定材料的蝕刻速率可以基於厚度隨時間推移的變化來計算。可以藉由比較材料中的至少兩種材料之間厚度隨時間推移的變化來計算蝕刻選擇性。例如，若給定材料回應於蝕刻配方而顯示出高移除率，而其他材料回應於蝕刻配方而顯示低移除率，則給定材料具有相對較高的蝕刻選擇性。
在操作640處，處理邏輯確定一或多個蝕刻參數是否滿足蝕刻參數目標。例如，蝕刻參數目標可以包括要實現的閾值蝕刻選擇性和/或閾值蝕刻速率。蝕刻參數目標可以是一或多個值（例如，特定的蝕刻選擇性和/或特定的蝕刻速率），或者可以是值範圍（例如，蝕刻選擇性的範圍和/或蝕刻速率的範圍）。
若在操作640處，一或多個蝕刻參數未能滿足蝕刻參數目標，則在操作650處，處理邏輯獲得經修改的蝕刻配方，並且在操作610處，處理邏輯可接收使用該經修改的蝕刻配方啟動蝕刻製程的另一迭代的另一請求。在一些實施例中，可以藉由接收一或多個蝕刻配方條件的手動修改來獲得經修改的蝕刻配方。蝕刻配方條件的實例包括但不限於氣體類型、氣體濃度、壓力、RF功率和RF脈衝。在一些實施例中，獲得經修改的蝕刻配方包括自動修改蝕刻配方。更特別地，可以基於蝕刻參數目標自動修改或調整一或多個蝕刻配方條件。例如，根據本文所述的實施例，可以使用任何合適的統計方法（例如，多變數DoE方法）和/或機器學習方法來執行自動配方修改。
若一或多個蝕刻參數滿足蝕刻參數目標，則此意味著蝕刻配方條件令人滿意。因此，蝕刻配方開發過程可以在方塊660處終止。
第7圖是圖示根據某些實施例的電腦系統700的方塊圖。在一些實施例中，電腦系統700被包括在第1圖的子系統130中。
在一些實施例中，電腦系統700（例如，經由網路，諸如區域網路(Local Area Network, LAN)、內聯網、外聯網或網際網路）連接至其他電腦系統。在一些實施例中，電腦系統700在客戶端-伺服器環境中以伺服器或客戶端電腦的身份操作，或者在同級間或分佈式網路環境中作為同級電腦操作。在一些實施例中，電腦系統700由個人電腦(personal computer, PC)、平板PC、機上盒(Set-Top Box, STB)、個人數位助理(Personal Digital Assistant, PDA)、蜂窩電話、網路設備、伺服器、網路路由器、交換機或網橋、或者能夠執行指定要由該設備採取的動作的一組指令（順序的或其他方式的）的任何設備來提供。此外，術語「電腦」應包括單獨或聯合執行一組（或多組）指令以執行本文所述的方法中的任何一或多種方法的任何電腦集合。
在另一態樣中，電腦系統700包括處理設備702、揮發性記憶體704（例如，隨機存取記憶體(Random Access Memory, RAM)）、非揮發性記憶體706（例如，唯讀記憶體(Read-Only Memory, ROM)或電可擦除可程式化ROM (Electrically-Erasable Programmable ROM, EEPROM)）和資料儲存設備716，它們經由匯流排708與彼此通訊。
在一些實施例中，處理設備702由一或多個處理器提供，該一或多個處理器為諸如通用處理器（例如，複雜指令集計算(Complex Instruction Set Computing, CISC)微處理器、精簡指令集計算(Reduced Instruction Set Computing, RISC)微處理器、超長指令字(Very Long Instruction Word, VLIW)微處理器、實施其他類型的指令集的微處理器、或實施例多種指令集組合的微處理器）或專用處理器（例如，特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)、現場可程式化閘控陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)、數位信號處理器(Digital Signal Processor, DSP)、或網路處理器）。
在一些實施例中，電腦系統700進一步包括網路介面設備722（例如，耦合到網路774）。在一些實施例中，電腦系統700亦包括視訊顯示單元710（例如，LCD）、字母數字輸入設備712（例如，鍵盤）、游標控制設備714（例如，滑鼠）和信號產生設備720。
在一些實施方式中，資料儲存設備716包括非暫時性電腦可讀取儲存媒體724，該非暫時性電腦可讀取儲存媒體上儲存有編碼本文所述的方法或功能中的任何一種或多種方法或功能的指令726。例如，指令726可以包括第1圖的蝕刻配方部件139，該蝕刻配方部件當被執行時，可以實施用於蝕刻配方開發的方法，諸如第6圖的方法600。
在一些實施例中，指令726在由電腦系統700執行期間，亦完全或部分地駐留在揮發性記憶體704和/或處理設備702內，因此，在一些實施例中，揮發性記憶體704和處理設備702亦構成機器可讀取儲存媒體。
雖然電腦可讀取儲存媒體724在說明性實例中圖示為單個媒體，但是術語「電腦可讀取儲存媒體」應包括儲存一或多組可執行指令的單個媒體或多個媒體（例如，集中式或分佈式資料庫，和/或相關聯的快取和伺服器）。術語「電腦可讀取儲存媒體」亦應包括能夠儲存或編碼一組由電腦執行的指令的任何有形媒體，該等指令使該電腦執行本文所述的方法中的任何一或多種方法。術語「電腦可讀取儲存媒體」應包括但不限於固態記憶體、光學媒體和磁性媒體。
在一些實施例中，本文所述的方法、部件和特徵由分立硬體部件實施，或整合在其他硬體部件（諸如ASIC、FPGA、DSP或類似設備）的功能性中。在一些實施例中，方法、部件和特徵由硬體設備內的軔體模組或功能電路系統來實施。在一些實施例中，方法、部件和特徵在硬體設備和電腦程式部件的任意組合中或者在電腦程式中實施。
除非另有特別說明，否則術語諸如「訓練」、「鑒定」、「進一步訓練」、「重新訓練」、「導致」、「接收」、「提供」、「獲得」、「最佳化」、「確定」、「更新」、「初始化」、「產生」、「添加」等，係指由電腦系統執行或實施的動作和過程，該等動作和過程將電腦系統暫存器和記憶體內表示為實體（電子）量的資料操縱和轉換為電腦系統記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存裝置、傳輸或顯示設備內類似表示為實體量的其他資料。在一些實施例中，術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等如本文所用，意謂作為標籤來區分不同的元件，並且不根據它們的數字名稱具有順序的含義。
本文所述的實例亦係關於一種用於執行本文所述的方法的裝置。在一些實施例中，該裝置被特別構造用於執行本文所述的方法，或者包括由儲存在電腦系統中的電腦程式選擇性程式化的通用電腦系統。此類電腦程式儲存在電腦可讀取有形儲存媒體中。
本文所述的方法和說明性實例並非固有地與任何特定的電腦或其他裝置相關。在一些實施例中，根據本文所述的教示，使用各種通用系統。在一些實施例中，更專用的裝置被構造成執行本文所述的方法和/或它們的單獨功能、常式、子常式或操作中的每一者。以上描述中闡述了各種該等系統的結構的實例。
上述說明意欲說明，而非限制。儘管已經參考特定說明性實例和實施方式描述了本揭露，但是將會認識到，本揭露不限於所描述的實例和實施方式。本揭露的範疇應當參照以下申請專利範圍以及請求項的等同物的全部範疇來確定。
100:多重干涉終點(MIEP)系統 110:載體晶圓 120:感測器頭 122-1:收集圓筒 122-2:收集圓筒 122-3:收集圓筒 130:蝕刻配方開發子系統 132:光學偵測器 133:燈 134:開關設備 136:處理設備 138:記憶體設備 139:蝕刻配方 200:載體晶圓裝置 210:載體晶圓 220:晶圓凹口 230-1:試樣 230-2:試樣 230-3:試樣 230-4:試樣 240-1:樣品 240-2:樣品 240-3:樣品 240-4:樣品 300:準直器組件 310:準直器 312:透鏡 320:光學通道 400:蝕刻配方開發子系統 410:燈 412:燈信號 420:開關設備 422:輸入信號 424:選擇信號 425:光學通道 430:蝕刻腔室 432:輸出信號 435:光學通道 440:光學偵測器 500:圖表 510-1:Mux 1 510-2:Mux 2 510-3:Mux 3 510-4:Mux 4 600:方法 610:操作 620:操作 630:操作 640:操作 650:操作 660:操作 700:電腦系統 702:處理設備 704:揮發性記憶體 706:非揮發性記憶體 708:匯流排 710:視訊顯示單元 712:字母數字輸入設備 714:游標控制設備 716:資料儲存設備 720:信號產生設備 722:網路介面設備 724:非暫時性電腦可讀取儲存媒體 726:指令 774:網路 FL:焦距
本揭露內容在附圖的各圖中以舉例方式而非限制方式進行說明，附圖中相同的附圖標記表示相似的元件。應當注意，在本揭露中對「一」或「一個（種）」實施例的不同提及不一定是指同一實施例，並且此種引用意謂至少一個（種）。
第1圖是根據一些實施例的實施用於量測蝕刻參數的多反射量測法的多重干涉終點(multiple interferometric endpoint, MIEP)系統的高階概述圖。
第2圖是根據一些實施例的用於在第1圖的MIEP系統中使用的載體晶圓裝置的俯視圖。
第3圖是根據一些實施例的準直器組件的剖視圖。
第4圖是根據一些實施例的蝕刻配方開發子系統的示意圖。
第5圖是圖示根據一些實施例，對於應用於多個樣品的蝕刻配方觀察到的厚度隨時間推移的變化的圖表。
第6圖是根據一些實施例的實施用於量測蝕刻參數的多反射量測法的方法的流程圖。
第7圖是圖示出根據某些實施例的電腦系統的方塊圖。
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:多重干涉終點(MIEP)系統
110:載體晶圓
120:感測器頭
122-1:收集圓筒
122-2:收集圓筒
122-3:收集圓筒
130:蝕刻配方開發子系統
132:光學偵測器
133:燈
134:開關設備
136:處理設備
138:記憶體設備
139:蝕刻配方

Claims (20)

  1. 一種系統，包括： 一記憶體；以及 至少一個處理設備，該至少一個處理設備可操作地耦合到該記憶體，以藉由執行複數個操作來促進一蝕刻配方開發過程，該複數個操作包括： 接收使用一蝕刻配方來啟動一蝕刻製程的一迭代以蝕刻複數種材料的一請求，每種材料位於複數個反射量測法量測點中的一相應反射量測法量測點處； 獲得由該蝕刻製程的該迭代產生的該複數種材料中的每種材料的材料厚度資料；以及 基於該材料厚度資料確定一或多個蝕刻參數。
  2. 如請求項1所述之系統，其中該複數種材料中的每種材料都設置在一載體晶圓上的一對應試樣上。
  3. 如請求項1所述之系統，其中該複數個反射量測法量測點屬於與位於該複數個反射量測法量測點上方的複數個準直器相關聯的複數個收集圓筒。
  4. 如請求項1所述之系統，其中該至少一個處理設備可操作地耦合到一光學偵測器，以用於獲得該複數種材料中的每種材料的材料厚度資料。
  5. 如請求項4所述之系統，其中該至少一個處理設備可操作地耦合到一開關設備，以使得能夠使用該光學偵測器來選擇性地量測該複數個反射量測法量測點。
  6. 如請求項1所述之系統，其中該一或多個蝕刻參數包括以下中的至少一者：蝕刻選擇性或蝕刻速率。
  7. 如請求項1所述之系統，其中該複數個操作進一步包括： 確定該一或多個蝕刻參數未能滿足一蝕刻參數目標； 回應於確定該一或多個蝕刻參數未能滿足該蝕刻參數目標，獲得一經修改的蝕刻配方；以及 啟動該經修改的蝕刻製程的一迭代以蝕刻該複數種材料。
  8. 如請求項7所述之系統，其中獲得該經修改的蝕刻配方進一步包括自動修改該蝕刻配方的一或多個蝕刻配方條件。
  9. 如請求項8所述之系統，其中該一或多個蝕刻配方條件包括以下中的至少一者：氣體類型、氣體濃度、壓力、RF功率、或RF脈衝。
  10. 如請求項1所述之系統，其中該複數個操作進一步包括：確定該一或多個蝕刻參數滿足一蝕刻參數目標；以及回應於確定該一或多個蝕刻參數滿足該蝕刻參數目標，終止該蝕刻配方開發過程。
  11. 一種方法，包括以下步驟： 由至少一個處理設備接收使用一蝕刻配方來啟動一蝕刻製程的一迭代以蝕刻複數種材料的一請求，每種材料位於複數個反射量測法量測點中的一相應反射量測法量測點處，該蝕刻製程與一蝕刻配方開發過程相關聯； 由該至少一個處理設備獲得由該蝕刻製程的該迭代產生的該複數種材料中的每種材料的材料厚度資料；以及 由該處理設備基於該材料厚度資料確定一或多個蝕刻參數。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該複數種材料中的每種材料對應於設置在一載體晶圓上的複數個試樣中的一個試樣。
  13. 如請求項11所述之方法，其中該一或多個蝕刻參數包括以下中的至少一者：蝕刻選擇性或蝕刻速率。
  14. 如請求項11所述之方法，進一步包括以下步驟： 由該處理設備確定該一或多個蝕刻參數未能滿足一蝕刻參數目標； 回應於確定該一或多個蝕刻參數未能滿足該蝕刻參數目標，由該處理設備獲得一經修改的蝕刻配方；以及 由該處理設備啟動該經修改的蝕刻製程的一迭代以蝕刻該複數種材料。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該一或多個蝕刻配方條件包括以下中的至少一者：氣體類型、氣體濃度、壓力、RF功率、或RF脈衝。
  16. 如請求項11所述之方法，進一步包括以下步驟： 由該至少一個處理設備確定該一或多個蝕刻參數滿足一蝕刻參數目標；以及 回應於確定該一或多個蝕刻參數滿足該蝕刻參數目標，由該至少一個處理設備終止該蝕刻配方開發過程。
  17. 一種系統，包括： 一感測器頭，該感測器頭包括與位於複數個反射量測法量測點上方的複數個收集圓筒對應的複數個準直器，其中該複數個反射量測法量測點對應於複數種材料的位置； 一光學偵測器； 一開關設備，該開關設備可操作地耦合到該感測器頭和該光學偵測器，以使得能夠使用該光學偵測器來選擇性地量測該複數個反射量測法量測點；以及 至少一個處理設備，該至少一個處理設備可操作地耦合到該光學偵測器和該開關設備，以使用該複數個反射量測法量測點的選擇性量測結果來促進一蝕刻配方開發過程。
  18. 如請求項17所述之系統，其中該複數種材料中的每種材料設置在一載體晶圓上的一試樣上。
  19. 如請求項17所述之系統，其中該至少一個處理設備藉由執行複數個操作來促進該蝕刻配方開發過程，該複數個操作包括： 使用一蝕刻配方啟動一蝕刻製程的一迭代，以蝕刻該複數種材料； 獲得由該蝕刻製程的該迭代產生的該複數種材料中的每種材料的材料厚度資料； 基於該材料厚度資料確定一或多個蝕刻參數； 確定該一或多個蝕刻參數未能滿足一蝕刻參數目標； 回應於確定該一或多個蝕刻參數未能滿足該蝕刻參數目標，藉由自動修改該蝕刻配方的一或多個蝕刻配方條件來獲得一經修改的蝕刻配方；以及 啟動該經修改的蝕刻製程的一迭代以蝕刻該複數種材料。
  20. 如請求項17所述之系統，其中該至少一個處理設備藉由執行複數個操作來促進該蝕刻配方開發過程，該複數個操作包括： 使用一蝕刻配方啟動一蝕刻製程的一迭代，以蝕刻該複數種材料； 獲得由該蝕刻製程的該迭代產生的該複數種材料中的每種材料的材料厚度資料； 基於該材料厚度資料確定一或多個蝕刻參數； 確定該一或多個蝕刻參數滿足一蝕刻參數目標；以及 回應於確定該一或多個蝕刻參數滿足該蝕刻參數目標，終止該蝕刻配方開發過程。
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