TW202314565A - 在半導體處理系統中的電漿的基於模型的表徵 - Google Patents

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Abstract

一種在半導體製程期間表徵電漿之方法可包括接收用於半導體製程之操作條件，其中半導體製程可經配置以在半導體處理系統之腔室內部產生電漿。該方法亦可包括將用於半導體製程之操作條件作為輸入提供至模型，其中模型可能已經訓練以表徵腔室中之電漿。該方法亦可包括使用模型產生由半導體製程的操作條件引起之腔室中的電漿之表徵。

Description

在半導體處理系統中的電漿的基於模型的表徵
本揭示案係關於半導體處理系統中的電漿之基於模型的表徵。
本申請案主張於2021年9月27日提交且題為「MODEL-BASED CHARACTERIZATION OF PLASMAS IN SEMICONDUCTOR PROCESSING SYTEMS（半導體處理系統中的電漿之基於模型的表徵）」之美國非臨時申請案第17/486,473號的權益及優先權，該案之全部內容出於所有目的以引用方式併入本文中。
藉由在基板表面上產生複雜圖案化之材料層的製程，使得積體電路成為可能。在基板上產生經圖案化的材料需要用於移除已暴露材料之受控方法。舉例而言，出於多種目的而使用化學蝕刻，包括將光阻劑中之圖案轉印至下層中，使層變薄，或使已存在於表面上之特徵的橫向尺寸變薄。通常，需要具有蝕刻一種材料比另一種更快之蝕刻製程，以促進（例如）圖案轉印製程。此蝕刻製程被視為對第一材料有選擇性。由於材料、電路及製程之多樣性，蝕刻製程已發展成對多種材料有選擇性。相比於濕式蝕刻，在基板處理區域內形成之本端電漿中所產生的乾式蝕刻可穿透更受約束之溝槽並表現出精緻剩餘結構之更少變形。
在一些實施例中，一種在半導體製程期間表徵電漿之方法可包括接收用於半導體製程之操作條件。該半導體製程可經配置以在半導體處理系統之腔室內部產生電漿。該方法亦可包括將半導體製程之操作條件作為輸入提供至模型。該模型可能已經訓練以表徵腔室中之電漿。該方法可進一步包括使用模型產生由半導體製程的操作條件引起之腔室中的電漿之表徵。
在一些實施例中，一種非暫時性電腦可讀媒體可包括指令，當由一或更多個處理器執行時，該等指令導致一或更多個處理器執行操作，包括接收用於半導體製程之操作條件。該半導體製程可經配置以在半導體處理系統之腔室內部產生電漿。該等操作亦可包括將半導體製程之操作條件作為輸入提供至模型。該模型可能已經訓練以表徵腔室中之電漿。該等操作可進一步包括使用模型產生由半導體製程的操作條件引起之腔室中的電漿之表徵。
在一些實施例中，一種系統可包括一或更多個處理器及一或更多個記憶體元件，該一或更多個記憶體元件可包括指令，當由該一或更多個處理器執行時，該等指令可導致該一或更多個處理器執行操作，包括接收用於半導體製程之操作條件。該半導體製程可經配置以在半導體處理系統之腔室內部產生電漿。該等操作亦可包括將半導體製程之操作條件作為輸入提供至模型。該模型可能已經訓練以表徵腔室中之電漿。該等操作可進一步包括使用模型產生由半導體製程的操作條件引起之腔室中的電漿之表徵。
在任何實施例中，可以任何組合且在無限制的情況下實施以下特徵中之任一者及/或全部。腔室中的電漿之表徵可指示電漿是否在腔室中在晶圓上方均勻地分佈。半導體製程之該等操作條件可為將在半導體處理系統上執行之配方的一部分。該配方可包括用於該腔室之壓力及氣體特性。來自該配方之操作條件可被提供至該模型以測試該配方對電漿的影響，而不需要使該配方首先被半導體處理系統執行。該模型可經訓練以在特定壓力下表徵電漿。該模型可經訓練以在特定氣體特性下表徵電漿。半導體製程之操作條件可包括經配置以向腔室中之電漿提供射頻(radio frequency; RF)功率的RF產生器之RF功率輸出；且該方法/該等操作可進一步包括基於RF功率輸出及來自於阻抗匹配網路之阻抗來計算RF電壓。該模型可包括K最近鄰模型。該方法/該等操作亦可包括使用訓練資料訓練該模型，該訓練資料包括來自於已在半導體處理系統上執行之先前半導體製程的操作特性。當經由半導體處理系統之絕緣體中的視窗檢視時，可藉由所得電漿之表徵來標記該訓練資料。可基於來自光發射光譜儀之量測值標記訓練資料。可藉由決定對應RF電壓作為RF功率的函數係處在線性區域中還是處在平直區域中來標記該訓練資料。決定對應RF電壓處在線性區域中還是處在平直區域中可包括為包括一頻率之AC信號提供該RF功率；及決定該頻率是否存在於該RF電壓中。操作條件可自來自於半導體製程在半導體處理系統上之先前執行的日誌被提供至模型。電漿之表徵可指示在半導體製程在半導體處理系統上之先前執行期間電漿是否為晶圓失效的原因。操作條件可當在半導體處理系統上執行半導體製程時自即時感測器量測值被提供至模型。電漿之表徵可導致反饋信號，其更改半導體製程之操作條件。
本文描述用於表徵半導體處理系統中的電漿之實施例。半導體處理系統中之腔室內部的操作壓力可能很高，以便促進電漿反應。另外，可能在腔室中包括反應性氣體（例如，NF 3），作為涉及電漿之製程的一部分。在腔室內部添加反應性氣體及高壓力皆可能導致電漿變得不穩定。電漿之不穩定性可能導致其在腔室內部相對於正在處理的晶圓旋轉、偏移或傾斜其位置或形狀。因為晶圓上之電漿的濃度會隨時間變化，所以此會在晶圓上產生不均勻的膜厚度並降低製程之可重複性。使電漿穩定需要在腔室內部維持非常特定之環境條件。然而，使用當前技術難以預測電漿對一組環境條件之回應。
為了使電漿穩定，本文所述實施例提供一模型，該模型經訓練以回應於半導體製程之一組操作條件來表徵電漿。該模型可接收操作條件作為輸入，如，射頻(radio frequency; RF)電壓、RF功率設定、來自RF匹配網路之阻抗、腔室壓力、腔室中之氣體特性，及/或其他條件。該模型可經訓練以處理此些操作條件並將電漿條件表徵為穩定的或不穩定的，從而指示電漿是否在腔室中在晶圓上方均勻地分佈。可預測性地使用該模型以決定已提出之配方是否可能導致不穩定的電漿。亦可診斷性地使用該模型以決定電漿是否可能已造成製程變化或晶圓失效。一些實施例亦可在半導體製程期間即時使用該模型以表徵電漿之狀態。
第1圖以橫剖面視圖示意性地繪示根據一些實施例的半導體處理系統100之簡化圖式。半導體處理系統100亦可稱作電漿處理系統。應注意，僅舉例而言提供半導體處理系統100，且並不意謂限制性的。本文所述實施例可應用於使用電漿之任何半導體處理系統，包括蝕刻系統、沉積系統等。
半導體處理系統100可包括製程腔室105及電漿源110。如第1圖中所示，電漿源110可直接引入氣體155-1，及/或氣體155-2，該等氣體155-2視情況藉由上游遠端電漿源102離子化，作為經過RF電極115之電漿源氣體112。在一些實施例中，不需要包括上游遠端電漿源102，且不需要施加功率以在上游遠端電漿源102中點燃電漿。RF電極115可包括（或可電連接至）第一氣體擴散體120及面板125，該面板可用以重新導向源氣體的流，以使得氣流在電漿源110上為均勻的，如藉由箭頭131所指示。在流經面板125之後，絕緣體130可使RF電極115與擴散體136電絕緣，該擴散體136被保持為電接地（例如，擴散體136可充當與RF電極115之面板125相對的第二電極）。RF電極115、擴散體136及/或絕緣體130之表面可限定電漿產生空腔，當存在源氣體且經由RF電極115提供RF能量時，可在該電漿產生空腔中形成電漿145。RF電極115及擴散體136可由任何導體形成，且在一些實施例中可由鋁或鋁合金形成，如已知的「6061」合金類型。面板125及擴散體136之面向電漿空腔或以其他方式暴露於反應性氣體的表面可能塗佈有釔(Y 2O 3)或氧化鋁(Al 2O 3)，用於抵抗反應性氣體及在電漿空腔中產生之電漿產物。絕緣體130可為任何絕緣體，且在一些實施例中可由陶瓷形成。來自電漿145之最佳發射可進入光纖170中，且可使用光發射光譜儀181進行分析。
電漿145中所產生之電漿產物可通過擴散體136，此有助於促成電漿產物的均勻分佈且可輔助電子溫度控制。在通過擴散體136之後，電漿產物可通過促成均勻性（如藉由小箭頭127指示）之另一擴散體160，且可進入製程腔室105，該等電漿產物在該製程腔室105中與晶圓基座135頂上之工件180（如，半導體晶圓）反應。擴散體160可包括另外的氣體通道150，該等通道可用以在電漿產物進入製程腔室105時向該等電漿產物引入一或更多種額外氣體155-3，如藉由極小箭頭129所指示。
半導體處理系統100之部件可重新佈置，且可在各種實施例中形成多種不同配置。舉例而言，RF電極115及擴散體136在第1圖中所示之配置中可大體上徑向對稱，且絕緣體130可包括具有上部及下部平坦表面之環，該環可經安置而抵靠面板125及擴散體136之周邊區域。此配置可經調適以處理如工件180之圓形半導體晶圓。然而，僅舉例而言提供此配置，且並不意謂限制性的。此些特徵可為與用作電漿源相一致之任何形狀。此外，用於引入及/或分佈氣體及/或電漿產物之特徵（如，擴散體、面板及/或其類似者）的確切數目及放置亦可在數目及配置方面變化。又，正如擴散體160可包括氣體通道150以在來自電漿145之電漿產物進入腔室105時向該等電漿產物添加氣體155-3，半導體處理系統100之其他部件可經配置以在其他氣體及/或電漿產物通過該系統進入製程腔室105時添加氣體155或將氣體155與該等其他氣體及/或電漿產物混合。
當引入電漿源氣體並在面板125及擴散體136上提供電功率時，可在其中形成電漿145。絕緣體130可形成徑向孔隙，且光學視窗166可密封至該孔隙之上的絕緣體130。光學視窗166可由藍寶石形成，然而，應瞭解，亦可將其他材料用於光學視窗166，可基於對電漿源氣體及/或電漿145的電漿產物之電阻及/或對光發射之透射率進行選擇。
光纖170經定位而使得當在電漿產生空腔中存在電漿145時，起源於電漿145之光發射可傳播穿過徑向孔隙及光學視窗166進入光纖170中，以在其中產生光學信號。光纖170可將光發射傳輸至光發射光譜儀181。在一些實施例中，光纖170可包括400 μm的核心光纖；然而，可針對光發射之透射率選擇其他核心尺寸及各種光纖材料並管理光纖170內之信號強度。舉例而言，可利用核心相對寬（例如，400 μm）的光纖170來監控產生低位準光發射之電漿，而可利用相對較窄的核心（例如，110 μm、100 μm、62.5 μm、50 μm、9 μm或其他核心尺寸）來監控產生較高位準光發射之電漿以便限制到達光發射光譜儀181之光學信號。可在光發射光譜儀181處利用一或更多個濾光片以吸收雜散光及/或不在所關注光譜頻帶以內之發射。
光發射光譜儀181可分析自光纖170接收之光學信號，以識別信號內之發射峰值，包括識別如對應於特定元件的能量躍遷之特定發射峰值。在一些實施例中，可在光學發射光譜儀181上檢視及/或操縱光譜及/或表徵其中的發射峰值之資訊。在一些實施例中，可將發射峰值資訊傳送至電腦190以用於分析、操縱、儲存及/或顯示。電腦190可包括處理器，且電腦190可發送信號及自半導體處理系統100之其他部分接收信號。
準確地識別電漿設備何時運行穩定製程在半導體行業中係有價值的。不可用設備具有高成本，且具有高價值之工件在處理並非最佳時會處於風險中，可由此二者來表徵半導體處理。舉例而言，單個半導體處理系統可能代表數十萬或幾百萬美元之資金投資，而數百萬美元的晶圓製造區之產出僅取決於少數幾個此類系統。然而，單個半導體晶圓可能會累積數千美元的投資處理成本，且一台電漿設備可能每小時處理數十個此種晶圓。因此，設備停機的成本或利用未正確操作之設備的成本均非常高。本文所述實施例藉由準確表徵穩定電漿並識別產生穩定電漿之操作條件而改良了半導體處理系統之功能。
第2圖繪示根據一些實施例由於向電漿施加RF功率而導致之RF電壓的曲線圖。如上所述，RF產生器可向半導體處理系統之腔室內部的電漿施加RF功率。RF功率可用以產生並控制電漿，以使得可藉由晶圓上之電漿來執行所需製程（例如，沉積、蝕刻）。所施加之RF功率可為本文中稱作用於操作半導體處理系統之「配方」的一部分。配方可包括一組輸入操作條件，其可應用於半導體處理系統以執行特定製程。舉例而言，配方可包括操作條件，如RF功率的量、來自阻抗匹配網路之阻抗、操作溫度、半導體處理系統之腔室內部的操作壓力、氣體特性（如流動速率、濃度、氣體物種）等。
用於RF產生器之阻抗匹配網路可變化，以便匹配電漿之阻抗。匹配電漿之阻抗會防止RF功率反射回RF產生器中。因為電漿之阻抗隨時間及腔室中的其他條件改變，所以匹配網路之阻抗亦可隨時間且隨輸入RF功率改變而改變。因此，RF產生器之RF電壓（如RMS電壓或峰值對峰值電壓Vpp）可作為阻抗匹配網路之對應阻抗及RF產生器之RF功率設定（以及其他變數）的函數而隨時間變化。
第2圖繪示出垂直軸上之RF電壓(Vpp)作為水平軸上RF產生器之RF功率輸出的函數如何變化。當施加不同腔室壓力時，電漿之阻抗可能改變。因此，電壓曲線亦可在不同腔室壓力下改變。第2圖繪示針對2托之腔室壓力的電壓曲線202、針對4托之腔室壓力的電壓曲線204、針對6托之腔室壓力的電壓曲線206、針對8托之腔室壓力的電壓曲線208，及針對10托之腔室壓力的電壓曲線210。
大體而言，如第2圖中所繪示，作為所施加RF功率的函數之RF電壓的回應可再分成諸多不同區域。可藉由RF電壓如何回應RF功率來表徵此些區域。舉例而言，RF電壓可回應於增大/減小RF功率而以線性方式回應。在其他區域中，在回應隨著RF功率增大/減小而大致恆定的情況下，RF電壓可被表徵為「平直」。取決於其他操作條件（如腔室壓力），特定電壓曲線中之不同線性及/或平直區域的數目可變化。舉例而言，10托處之電壓曲線210可包括線性區域，其後為平直區域。對比而言，電壓曲線202可包括平直區域，其後為線性區域。第2圖之實例針對6托處之電壓曲線206表徵出此些區域。電壓曲線206包括線性區域212，其後為平直區域214，其後為另一線性區域216。
本文所述實施例利用電壓曲線的類型與腔室中之所得電漿的對應狀態之間已發現的相關性。舉例而言，電漿傾向於在線性區域212、216中在晶圓之表面區域上方均勻地分佈。對比而言，電漿傾向於在平直區域214中在晶圓之表面區域上方不均勻地分佈、傾斜或具有不相等的濃度。因此，此些實施例可訓練模型以接受RF電壓（連同其他可能的操作條件）作為輸入並產生表徵腔室中之電漿的狀態之輸出。
第3圖繪示根據一些實施例用於半導體處理系統中之RF產生器的阻抗匹配網路之電路圖。RF產生器306可包括輸出阻抗（例如，50歐姆），且可將RF信號提供至半導體處理系統之腔室中的電漿。可將電漿之阻抗表示為負載阻抗308。如上所述，在整個半導體製程中，表示電漿之負載阻抗308可改變。為了防止RF功率反射回RF產生器306中，阻抗匹配網路314可動態地調整負載阻抗308。舉例而言，阻抗匹配網路314可包括具有並聯阻抗312之並聯支腳302，及具有串聯阻抗310之串聯支腳304。可使用調諧電容器實施並聯阻抗312及/或串聯阻抗310，且可在半導體製程期間設定此些電容器之值，以使得當電漿改變時，此組合電路之總輸出阻抗匹配負載阻抗308。
通常，阻抗匹配網路314可提供組合的並聯支腳312及串聯支腳304所產生之電流阻抗的輸出。另外，阻抗匹配網路314之一些實施例可提供指示RF輸出電壓之輸出。為了維持恆定RF功率，RF電壓可隨著阻抗匹配網路314之阻抗改變而改變。因此，一些實施例可簡單地使用來自阻抗匹配網路314之電壓輸出作為對以下所描述之模型的輸入。
替代於讀取自阻抗匹配網路314輸出之RF電壓，一些實施例可基於RF輸入功率及由阻抗匹配網路314產生之即時阻抗來計算即時RF電壓。可使用標準複功率方程式及技術自RF功率及阻抗匹配網路314之阻抗計算RF電壓。
第4圖繪示根據一些實施例用於表徵半導體處理腔室中的電漿之基於模型的系統之簡化方塊圖400。可使用任何數目個不同分類模型來實施模型402。在機器學習中，分類模型可經訓練以接收來自環境之輸入並產生表徵彼環境之分類。此模型402可產生對電漿分類之電漿表徵412。一些實施例可使用將電漿表徵為「良」或「差」之二元分類。舉例而言，模型402可經訓練以將具有臨限值均勻性位準或均勻地覆蓋晶圓上方的區域之電漿表徵為「良」。其他實施例可使用多類分類，其（例如）按數值或枚舉尺度（例如，在1.0與10.0之間）來表徵電漿。
可使用各種模型類型來實施模型402。舉例而言，可使用K最近鄰(K-Nearest Neighbor model; KNN)模型、邏輯迴歸模型、神經網路模型、樸素貝葉斯模型、決策樹模型、支援向量機(symPoly)模型、梯度推進模型、隨機森林模型及其他模型類型。在一個特定實施例中，在表徵腔室中之電漿方面，已將KNN模型訓練成準確度高於99%。
在此配置中，可接收RF功率408作為來自RF產生器之輸入。類似地，可接收阻抗匹配網路所產生之阻抗410作為來自阻抗匹配網路之輸入。電壓轉換過程404可基於阻抗410、RF功率408及RF產生器之任何其他已知參數（如輸出阻抗）計算RF功率。電壓轉換過程404可將RF電壓406作為輸入提供至模型402。
在此配置中，可針對特定壓力(P)及特定氣體特性(G)訓練模型402。舉例而言，配方可能要求腔室壓力為大致2.0托。氣體特性可指示腔室中之一或更多種氣體的任何特性。此可包括氣體物種之類型、氣體濃度、氣體流動速率，及/或腔室內部之氣體環境的任何其他特性。舉例而言，配方可能要求NF 3之100 SCCM的氣體流動速率。因此，可使用腔室內部之此些氣體特性及/或壓力針對此特定類型的配方訓練模型402。
第5圖繪示根據一些實施例與不同壓力/氣體組合相容之模型502的方塊圖500。模型502類似於第4圖中之模型504，差別在於可連同RF電壓406一起將腔室之壓力520及/或腔室之一或更多個氣體特性520作為輸入提供至模型502。如以上在第2圖中所繪示，壓力及/或氣體特性可影響電壓曲線及對電漿表徵之預測。因此，可將壓力520及/或氣體特性522作為輸入提供給模型502。舉例而言，可自半導體製程之配方檔案接收壓力520及/或氣體特性522。或者，可自實時半導體製程之即時感測器或設定提供此些輸入。一些實施例亦可自來自於先前半導體製程之日誌檔案提供此些輸入。
儘管第5圖繪示出將壓力520及氣體特性522提供為輸入，但其他實施例可以不同方式使用操作條件之組合。舉例而言，當針對特定氣體特性訓練模型502時，一些實施例可提供壓力520作為輸入，此將去除對於輸入氣體特性522的需求。實情為，氣體特性522將用以自在不同氣體特性下訓練之複數個模型中選擇模型502。相反，當在特定壓力下被訓練時，模型502可接收氣體特性522作為輸入，而非接收壓力520作為輸入。可替代地使用來自配方之壓力自複數個模型中選擇模型522，其中每一者可針對不同腔室壓力進行訓練。另外，其他操作條件可作為輸入被提供或可導致針對彼些操作條件特定地訓練模型。其他操作條件可包括溫度、夾緊電壓、晶圓尺寸、處理時間，及/或半導體製程之任何其他特性。
第6圖繪示根據一些實施例直接自阻抗匹配網路314接收電壓量測值之模型602的方塊圖600。此方塊圖600類似於以上在第5圖中所繪示之方塊圖500。然而，模型604可直接自阻抗匹配網路接收RF電壓量測值602，而非包括特定電壓轉換過程404。如上所述，一些阻抗匹配網路可提供輸出，該輸出指示由於阻抗匹配網路314所產生的輸出阻抗而施加之即時電壓。因此，模型604可接收來自任何來源之RF電壓604作為輸入。
儘管未在第6圖中明確示出，但模型604亦可經訓練以接收RF功率及來自於阻抗匹配網路314之阻抗而非接收RF電壓602，作為輸入。舉例而言，RF產生器或被測試之配方可提供RF電壓作為輸入，且匹配網路之輸出阻抗可提供阻抗值。可使用以下所述過程來訓練模型604，以內在地表示將被執行以決定RF電壓之計算。
第7圖繪示根據一些實施例用於訓練模型702之方法的方塊圖700。模型702可使用在前述諸圖中所述之輸入或配置中的任一者。為了訓練模型，可自諸多不同來源提供訓練資料702。在一些實施例中，訓練資料702可表示已在半導體處理系統上運行之配方。該配方可包括對RF功率、阻抗值、氣體特性、腔室壓力等之設定。可將每一不同配方作為一組訓練資料提供給模型702。或者，可自來自於實時腔室測試之即時感測器量測值或設定接收訓練資料702。因為此些設定或量測值係由半導體處理系統設定/接收，所以其亦可在訓練時段中被提供至模型702。在一些實施例中，亦可自來自於先前半導體製程之量測值、配方及/或設定的日誌獲取訓練資料702。
可藉由檢查所得電漿之狀態來標記訓練資料702。在一些實施例中，可直接以可視方式觀測電漿之狀態。舉例而言，如以上在第1圖中所述，可在絕緣體中提供一或更多個透明視窗，其授權對電漿的可視存取。當不同操作條件應用於半導體處理系統時，操作員或OES 181可以可視方式檢查電漿之狀態。舉例而言，操作員可視電漿在腔室中之位置以可視方式將電漿分類為「良」或「差」。
一些實施例可藉由使用自動化方法表徵電漿來標記訓練資料702。舉例而言，OES 181可接收由腔室中之電漿產生的光發射。均勻的光發射可指示均勻的電漿狀態，而光發射的變化可指示較不穩定或可變之電漿狀態。或者，可使用光強度感測器記錄自腔室中之電漿接收到的光之強度。若電漿不穩定且開始旋轉或移動，則光強度將隨時間變化或「閃爍」。可將光強度感測器及/或OES 181與臨限值或公認操作範圍進行比較，以便標記訓練資料702。
在一些實施例中，可在不必觀測腔室中之實體電漿的情況下標記訓練資料702。實情為，可使用電壓曲線之線性及/或平直區域與以上在第2圖中所述的電漿狀態之間的關係自動地標記訓練資料702。舉例而言，若來自配方之操作條件704產生處於線性區域中之電壓，則可假設電漿表徵為良。若來自配方之操作條件704產生處於平直區域中之電壓，則可假設電漿表徵為差。當RF功率輸入在配方中不改變時，可藉由在RF功率輸入408上施加小的正弦AC信號識別出電壓曲線之所得區域。若所得電壓406亦以類似頻率變化，則可假設電壓曲線處於線性區域中，且可將訓練資料標記為「良」。相反，若所得電壓406在類似頻率下不顯示出任何變化，則可假設電壓曲線處於平直區域中，且可將訓練資料標記為「差」。
第8圖繪示根據一些實施例用於監控半導體處理系統的即時效能之系統的方塊圖800。可自來自於半導體處理系統之實時感測器資料802向模型502提供輸入。類似地，RF產生器804可提供輸出，該輸出直接提供作為模型502之RF功率輸入408。類似地，半導體處理系統中之壓力感測器可將壓力作為輸入提供至模型502。作為回應，模型502可針對電漿之即時狀態產生電漿表徵412。
一些實施例可向半導體處理系統之操作提供反饋811。舉例而言，若配方要求RF功率的變化，則電漿表徵512可提供指示配方的改變已導致電漿變得不穩定或不均勻之反饋。此可導致半導體製程之控制器恢復回配方中之先前設定。
或者或另外，可在半導體製程完成之後檢查電漿表徵412之日誌而非提供反饋811，以便決定晶圓失效或其他反常結果之原因。舉例而言，日誌檔案可指示輸入配方中之特定改變與電漿的表徵中之改變相對應。在一些實施例中，電漿表徵412之日誌可指示電漿可能已造成或可能並未造成晶圓失效。許多不同系統在半導體處理系統中之複雜環境下相互作用，且此模型502可用以裁定或排除電漿為晶圓失效之原因，從而允許故障排除技術聚焦於半導體處理系統之其他部分。
第9圖繪示根據一些實施例用於在處理系統上執行新配方之前測試該等新配方的系統之方塊圖900。除了將模型502用作即時監控工具及/或後期製程診斷工具以外，亦可在由半導體處理系統執行配方之前預測性地使用模型502。舉例而言，可向模型502提供測試配方902。操作條件可作為輸入被提供至模型502，該模型502可產生針對彼些操作條件之電漿表徵412。若電漿表徵中之任一者指示配方可導致電漿變得不穩定或不均勻，則可改進或更改該配方，直至其會維持腔室中之均勻電漿為止。此允許測試該測試配方902以決定在該測試配方902在實際晶圓上執行之前是否會產生不穩定或不均勻之電漿。
第10圖繪示根據一些實施例用於在半導體製程期間表徵電漿之方法的流程圖1000。該方法可由計算系統執行，如，用於以上在第1圖中所述之半導體處理系統的控制系統。或者，可在與半導體處理系統分離之任何計算系統上分析及/或表徵資料。舉例而言，可使用以下在第11圖中所繪示之計算系統來實施本文所論述之實施例中的任一者。
該方法可包括接收半導體製程之操作條件(1002)。該半導體製程可經配置以在半導體處理系統之腔室內部產生電漿。該等操作條件可包括上述條件中之任一者，如，壓力、溫度、氣體特性、RF功率、RF電壓、阻抗等。可在藉由半導體處理系統執行配方之前自該配方提供操作條件。亦可在藉由半導體處理系統執行期間或之後自配方提供操作條件。在一些實施例中，可自實時感測器或自半導體處理系統記錄或接收之設定提供操作條件。半導體處理系統可產生電漿，其被維持在晶圓附近以執行半導體製程，如蝕刻、沉積及/或其類似者。
該方法可進一步包括將半導體製程之操作條件作為輸入提供至模型(1004)。該模型可經訓練以表徵腔室中之電漿。如以上在第3圖至第9圖中所描述，該模型可接受操作條件中之一些作為輸入，而同時訓練特定模型以表示其他操作條件。舉例而言，模型可經訓練以在特定壓力下表徵電漿，而非接受彼壓力作為輸入。該模型亦可經訓練以用特定氣體特性來表徵電漿，而非接收該等氣體特性作為輸入。
可使用半導體處理系統先前所執行之配方來訓練該模型。可使用電漿腔室中之所得電漿的表徵來標記訓練資料。舉例而言，可憑藉腔室之絕緣體中的透明視窗或材料以可視方式表徵電漿。亦可使用光學量測自動化地表徵電漿，該等光學量測偵測電漿相對於晶圓位置之旋轉或變化。在一些情形下，可使用電壓曲線的形狀與所得電漿狀態之間的相關性自動化地標記電漿，而無需在半導體處理系統上執行配方。
該方法亦可包括使用模型產生由半導體製程的操作條件引起之腔室中的電漿之表徵(1006)。電漿之表徵可為二元表徵，其指示電漿是否在晶圓之上均勻地分佈（例如，良或差）。其他表徵可包括多個狀態，如，提供在數值範圍內之分數。電漿之表征可為預測性的，以使得其係在使用來自配方之操作條件在腔室中實際上存在電漿之前產生。電漿之表徵亦可在半導體製程已完成之後產生，且因此可使用來自先前製程之日誌資料或其他操作條件以診斷電漿是否已導致晶圓失效。電漿之表徵亦可在執行半導體製程時即時地產生。此可用以在電漿進入不穩定狀態時產生警告或警報。此亦可用以產生反饋信號，該反饋信號相應地調整操作條件以維持電漿之穩定狀態。
應瞭解，第10圖中所繪示之特定步驟提供了根據各種實施例之在半導體製程期間表徵電漿的特定方法。亦可根據替代實施例執行其他步驟序列。舉例而言，替代實施例可以不同次序執行以上所列步驟。此外，第10圖中所繪示之個別步驟可包括多個子步驟，其可在適用於個別步驟之各種序列中執行。另外，可取決於特定應用而添加或移除額外步驟。各種變化、修改及替代亦在本揭示案之範疇內。
可藉由電腦系統來實施本文所述方法中之每一者。此些方法之每一步驟可由電腦系統自動執行，及/或可具備涉及使用者之輸入/輸出。舉例而言，使用者可為方法中之每一步驟提供輸入，且此些輸入中之每一者可回應於請求此輸入之特定輸出，其中輸出係由電腦系統產生。可回應於對應請求輸出接收每一輸入。另外，輸入可自使用者接收，作為資料串流自另一電腦系統接收，自記憶體位置擷取，在網路上擷取，自網路服務請求，及/或其類似者。同樣，可將輸出提供給使用者，作為資料串流提供給另一電腦系統，保存在記憶體位置中，在網路上發送，提供給網路服務，及/或其類似者。簡言之，本文所述方法之每一步驟可由電腦系統執行，且可涉及至電腦系統（可涉及使用者或可不涉及使用者）之任何數目個輸入、輸出及/或請求及來自該電腦系統之任何數目個輸入、輸出及/或請求。不涉及使用者之彼些步驟可被視為由電腦系統自動執行而無需人工介入。因此，將理解，根據本揭示案，本文所述之每一方法的每一步驟可被更改以包括至使用者之輸入及來自使用者之輸出，或可由電腦系統自動完成而無需人工干預，其中任何決定皆由處理器作出。另外，可將本文所述方法中之每一者的一些實施例實施為儲存在有形的、非暫時性儲存媒體上之指令集合以形成有形軟體產品。
第11圖繪示可在其中實施各種實施例之例示性電腦系統1100。電腦系統1100可用以實施上述電腦系統中之任一者。如圖中所示，電腦系統1100包括處理單元1104，該處理單元1104經由匯流排子系統1102與諸多周邊子系統通訊。此些周邊子系統可包括處理加速單元1106、I/O子系統1108、儲存子系統1118及通訊子系統1124。儲存子系統1118包括有形的電腦可讀儲存媒體1122及系統記憶體1110。
匯流排子系統1102提供了用於使電腦系統1100之各種部件及子系統按預期彼此通訊之機制。儘管示意性地將匯流排子系統1102示為單個匯流排，但匯流排子系統之替代實施例可利用多個匯流排。匯流排子系統1102可為若干類型之匯流排結構中之任一者，包括記憶體匯流排或記憶體控制器、周邊匯流排，及使用多種匯流排架構中之任一者的局域匯流排。舉例而言，此些架構可包括工業標準架構(Industry Standard Architecture; ISA)匯流排、微通道架構(Micro Channel Architecture; MCA)匯流排、增強型ISA(Enhanced ISA; EISA)匯流排、視訊電子標準協會(Video Electronics Standards Association; VESA)局域匯流排，及周邊部件互連(Peripheral Component 25 Interconnect; PCI)匯流排，其可被實施為經製造以符合IEEE P1386.1標準之夾層匯流排。
可被實施為一或更多個積體電路（例如，習知微處理器或微控制器）之處理單元1104控制電腦系統1100之操作。處理單元1104中可包括一或更多個處理器。此些處理器可包括單核或多核處理器。在某些實施例中，處理單元1104可被實施為一或更多個獨立處理單元1132及/或1134，其中每一處理單元中包括單個或多個處理器。在其他實施例中，處理單元1104亦可實施為藉由將兩個雙核處理器整合至單個晶片中而形成之四核處理單元。
在各種實施例中，處理單元1104可回應於程式碼執行多種程式，且可維持多個同時執行之程式或進程。在任何給定時間處，要執行之程式碼的部分或全部可駐存在（數個）處理器1104中及/或儲存子系統1118中。經由適當程式化，（數個）處理器1104可提供上述各種功能。電腦系統1100可另外包括處理加速單元1106，該處理加速單元1006可包括數位信號處理器(digital signal processor; DSP)、專用處理器及/或其類似者。
I/O子系統1108可包括使用者介面輸入裝置及使用者介面輸出裝置。使用者介面輸入裝置可包括鍵盤、諸如滑鼠或軌跡球之定點設備、併入顯示器中之觸控板或觸控式螢幕、滾輪、點選輪、撥盤、按鈕、開關、小鍵盤、具有語音命令識別系統之音訊輸入裝置、麥克風，及其他類型的輸入裝置。使用者介面輸入裝置可包括（例如）運動感測及/或手勢識別裝置（如Microsoft Kinect ®運動感測器），其使得使用者能夠使用手勢及口頭命令經由自然的使用者介面來控制輸入裝置（如Microsoft Xbox ®360遊戲控制器）並與之交互。使用者介面輸入裝置亦可包括眼睛姿勢識別裝置，如Google Glass ®眨眼偵測器，其可偵測來自使用者之眼睛活動（例如，在拍照及/或進行選單選擇時「眨眼」）並將眼睛姿勢轉化為至輸入裝置（如Google Glass ®）中之輸入。另外，使用者介面輸入裝置可包括語音識別感測裝置，其使得使用者能夠經由語音命令與語音識別系統（例如，Siri ®導航器）交互。
使用者介面輸入裝置亦可包括但不限於三維(three dimensional; 3D)滑鼠、操縱桿或定點桿、遊戲手柄及圖形平板電腦，及音訊/視訊裝置，如，揚聲器、數位照相機、數位攝影機、可攜式媒體播放器、網路攝像頭、影像掃描儀、指紋掃描儀、條碼閱讀器3D掃描儀、3D印表機、雷射測距儀及眼動追蹤裝置。另外，使用者介面輸入裝置可包括（例如）醫學成像輸入裝置，如電腦斷層攝影術、磁共振成像、位置發射斷層攝影術、醫學超聲波檢查裝置。使用者介面輸入裝置亦可包括（例如）音訊輸入裝置，如，MIDI鍵盤、數位樂器，及其類似者。
使用者介面輸出裝置可包括顯示器子系統、指示燈，或非可視顯示器（如音訊輸出裝置，等）。顯示器子系統可為陰極射線管(cathode ray tube; CRT)，諸如使用液晶顯示器(liquid crystal display; LCD)或電漿顯示器之平板裝置、投影裝置、觸控式螢幕，及其類似者。通常，術語「輸出裝置」的使用意欲包括用於將來自電腦系統1100之資訊輸出至使用者或其他電腦之所有可能類型的裝置及機制。舉例而言，使用者介面輸出裝置可包括但不限於在視覺上傳達文本、圖形及音訊/視訊資訊之多種顯示裝置，如，監控器、印表機、揚聲器、頭戴式耳機、汽車導航系統、繪圖儀、語音輸出裝置及數據機。
電腦系統1100可包括儲存子系統1118，該儲存子系統1118包括軟體元件，被示為目前位於系統記憶體1110內。系統記憶體1110可儲存在處理單元1104上可加載且可執行之程式指令，及在此些程式的執行期間所產生之資料。
取決於電腦系統1100之配置及類型，系統記憶體1110可為揮發性的（如隨機存取記憶體(random access memory; RAM)）及/或非揮發性的（如唯讀記憶體(read-only memory; ROM)、快閃記憶體，等）。RAM通常含有處理單元1104可立即存取及/或目前正在操作並執行之資料及/或程式模組。在一些實施中，系統記憶體1110可包括多種不同類型之記憶體，如，靜態隨機存取記憶體(static random access memory; SRAM)或動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory; DRAM)。在一些實施中，基本輸入/輸出系統(basic input/output system; BIOS)可通常被儲存在ROM中，該基本輸入/輸出系統(basic input/output system; BIOS)含有諸如在啟動期間幫助在電腦系統1100內的元件之間傳送資訊的基本常用程式。舉例而言且並非限制，系統記憶體1110亦繪示應用程式1112，該等應用程式1112可包括客戶端應用、網路瀏覽器、中間層應用、關係資料庫管理系統(relational database management system; RDBMS)等、程式資料1114及作業系統1116。舉例而言，作業系統1116可包括各種版本之Microsoft Windows ®、Apple Macintosh ®及/或Linux作業系統；多種商購UNIX ®或類UNIX作業系統（包括但不限於多種GNU/Linux作業系統、Google Chrome ®OS，及其類似者）；及/或行動作業系統，如，iOS、Windows ®電話、Android ®OS、BlackBerry ®10 OS及Palm ®OS作業系統。
儲存子系統1118亦可提供有形的電腦可讀儲存媒體，用於儲存提供一些實施例之功能的基礎程式化及資料構造。可將當由處理器執行時會提供上述功能之軟體（程式、代碼模組、指令）儲存在儲存子系統1118中。此些軟體模組或指令可由處理單元1104執行。儲存子系統1118亦可提供用於儲存根據一些實施例使用之資料的儲存庫。
儲存子系統1100亦可包括電腦可讀儲存媒體讀取器1120，該電腦可讀儲存媒體讀取器1120可進一步連接至電腦可讀儲存媒體1122。與系統記憶體1110一起及視情況與系統記憶體1100相組合，電腦可讀儲存媒體1122可全面代表遠端的、本端的、固定的及/或可移除的儲存裝置加上用於臨時及/或更永久地含有、儲存、傳輸及擷取電腦可讀資訊之儲存媒體。
含有代碼或代碼部分之電腦可讀儲存媒體1122亦可包括任何適當媒體，包括儲存媒體及通訊媒體，諸如但不限於以用於儲存及/或傳輸資訊的任何方法或技術實施之揮發性及非揮發性的、可移除的及不可移除的媒體。此可包括有形的電腦可讀儲存媒體，如，RAM、ROM、電子可抹除可程式化ROM (electronically erasable programmable ROM; EEPROM)、快閃記憶體或其他記憶體技術、CD-ROM、數位化通用光碟(digital versatile disk; DVD)，或其他光學儲存器、盒式磁帶、磁帶、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置，或其他有形的電腦可讀媒體。此亦可包括無形的電腦可讀媒體，如，資料信號、資料傳輸，或可用以傳輸所需資訊並可由電腦系統1100存取之任何其他媒體。
舉例而言，電腦可讀儲存媒體1122可包括：硬碟驅動器，其自不可移除的、非揮發性磁性媒體讀取或寫入至該不可移除的、非揮發性磁性媒體；磁碟驅動器，其自可移除的、非揮發性磁碟讀取或寫入至該可移除的、非揮發性磁碟；及光碟驅動器，其自可移除的、非揮發性光碟（如CD ROM、DVD及Blu-Ray ®磁碟或其他光學媒體）讀取或寫入至該可移除的、非揮發性光碟。電腦可讀儲存媒體1122可包括但不限於Zip ®驅動器、快閃記憶卡、通用串列匯流排(universal serial bus; USB)快閃驅動器、安全數位(secure digital; SD)卡、DVD磁碟、數位視訊磁帶，及其類似者。電腦可讀儲存媒體1122亦可包括：基於非揮發性記憶體之固態驅動器(solid-state drive; SSD)，如，基於快閃記憶體之SSD、企業級快閃驅動器、固態ROM及其類似者；基於揮發性記憶體之SSD，如，固態RAM、動態RAM、靜態RAM、基於DRAM的SSD、磁阻式RAM(magnetoresistive RAM; MRAM)SSD；及混合SSD，其使用基於DRAM及快閃記憶體之SSD的組合。磁碟驅動器及其相關聯的電腦可讀媒體可為電腦系統1100提供對電腦可讀指令、資料結構、程式模組及其他資料之非揮發性儲存。
通訊子系統1124提供與其他電腦系統及網路之介面。通訊子系統1124充當用於自其他系統接收資料及將資料自電腦系統1100傳輸至其他系統之介面。舉例而言，通訊子系統1124可使電腦系統1100能夠經由網際網路連接至一或更多個裝置。在一些實施例中，通訊子系統1124可包括：用於存取無線語音及/或資料網路（例如，使用蜂巢式電話技術、進階資料網路技術，如，3G、4G或EDGE（用於全球演進之增強資料速率））之射頻(radio frequency; RF)收發器部件；WiFi（IEEE 802.11系列標準，或其他行動通訊技術，或其任何組合）；全球定位系統(global positioning system; GPS)接收器部件；及/或其他部件。在一些實施例中，除了無線介面以外或替代於無線介面，通訊子系統1124可提供有線網路連接（例如，乙太網路）。
在一些實施例中，通訊子系統1124亦可代表可使用電腦系統1000之一或更多個使用者接收呈結構化及/或非結構化資料餽入1126、事件串流1128、事件更新1130及其類似者的形式之輸入通訊。
舉例而言，通訊子系統1124可經配置以自社交網路及/或其他通訊服務（如Twitter ®餽入、Facebook ®更新、網路餽入（如豐富網站摘要(Rich Site Summary; RSS)餽入））之使用者即時地接收資料餽入1126，及/或來自一或更多個第三方資訊源之即時更新。
另外，通訊子系統1124亦可經配置以接收呈連續資料串流形式之資料，其可包括即時事件之事件串流1128及/或事件更新1130，其本質上可為連續的或無界的，無明確的終點。產生連續資料之應用的實例可包括（例如）感測器資料應用、財務自動收錄器、網路效能量測工具（例如，網路監控及交通管理應用）、點選串流分析工具、汽車交通監控，及其類似者。
通訊子系統1124亦可經配置以將結構化及/或非結構化之資料餽入1126、事件串流1128、事件更新1130及其類似者輸出至一或更多個資料庫，該一或更多個資料庫可與耦接至電腦系統1100之一或更多個串流資料源電腦通訊。
電腦系統1100可為各種類型中之一者，包括手持可攜式裝置（例如，iPhone ®蜂巢式電話、iPad ®計算平板電腦、PDA）、可穿戴裝置（例如，Google Glass ®頭戴式顯示器）、PC、工作站、主機、資訊站、伺服器機架，或任何其他資料處理系統。
由於電腦及網路之不斷變化的本質，圖中所描繪之對電腦系統1100的描述意欲僅作為特定實例。具有比圖中所描繪系統更多或更少部件之許多其他配置係可能的。舉例而言，亦可使用定製硬體，及/或可以硬體、韌體、軟體（包括小應用程式）或其組合來實施特定元件。另外，可採用與其他計算裝置（如網路輸入/輸出裝置裝置）之連接。基於本文中所提供之揭示內容及教示，將顯而易見用以實施各種實施例之其他方式及/或方法。
在前述描述中，出於解釋目的，闡述諸多特定細節，以便提供對各種實施例的透徹理解。然而，將顯而易見，可在無此些特定細節中之一些的情況下實踐一些實施例。在其他情形下，以方塊圖形式示出熟知結構及裝置。
前述描述僅提供例示性實施例，且並不意欲限制本揭示案之範疇、適用性或配置。實情為，各種實施例之前述描述將提供用於實施至少一個實施例之賦權揭示案。應理解，在不脫離如在附加申請專利範圍中所闡述之一些實施例的精神及範疇的情況下，可在元件之功能及佈置方面作出各種改變。
在前述描述中給出特定細節以提供對實施例之透徹理解。然而，將理解，可在無此些特定細節的情況下實踐實施例。舉例而言，可能已以方塊圖之形式將電路、系統、網路、製程及其他部件示為部件，以便不會在不必要的細節上混淆實施例。在其他情形下，為了避免混淆實施例，可能已在無不必要細節的情況下示出了熟知的電路、製程、演算法、結構及技術。
又，應注意，個別實施例可能已被描述為被描繪為流程圖表(flowchart)、流程圖(flow diagram)、資料流程圖、結構圖或方塊圖之製程。儘管流程圖可能已將操作描述為依序的製程，但許多操作可並行地或同時地執行。另外，可重新佈置操作之次序。當製程之操作完成後該製程會終止，但可具有圖中未包括之額外步驟。製程可對應於方法、函數、程序、子常式、子程式等。當製程對應於函數時，其終止可對應於函數返回至調用函數或主函數。
術語「電腦可讀媒體」包括但不限於可攜式或固定的儲存裝置、光學儲存裝置、無線通道及能夠儲存、含有或攜載（數個）指令及/或資料之各種其他媒體。代碼段或機器可執行指令可表示程序、函數、子程式、程式、常式、子常式、模組、軟體包、類別，或指令、資料結構或程式說明之任何組合。可藉由傳遞及/或接收資訊、資料、自變數、參數或記憶體內容將代碼段耦合至另一代碼段或硬體電路。可經由任何適當手段傳遞、轉發或傳輸資訊、自變數、參數、資料等，包括記憶體共享、訊息傳遞、符記傳遞、網路傳輸，等。
另外，可藉由硬體、軟體、韌體、中間體、微代碼、硬體描述語言或其任意組合來實施實施例。當以軟體、韌體、中間體或微代碼來實施時，用以執行必要任務之程式代碼或代碼段可被儲存在機器可讀媒體中。（數個）處理器可執行必要任務。
在前述說明書中，參考特徵之特定實施例對特徵進行了描述，但應認識到，並非所有實施例皆限於此。可個別地或共同地使用一些實施例之各種特徵及態樣。另外，在不脫離本說明書之更寬泛精神及範疇的情況下，可將實施例用在本文所述環境及應用之外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的而非限制性的。
另外，出於說明目的，以特定次序描述方法。應瞭解，在替代實施例中，可以與所述次序不同之次序來執行該等方法。亦應瞭解，上述方法可藉由硬體部件來執行，或可體現在機器可執行指令之序列中，該等機器可執行指令可用以使機器（如通用或專用處理器或藉由指令程式化之邏輯電路）執行該等方法。此些機器可執行指令可儲存在一或更多個機器可讀媒體上，如，CD-ROM或其他類型之光碟、軟碟、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁性或光學記憶卡、快閃記憶體，或適合於儲存電子指令之其他類型的機器可讀媒體。或者，可藉由硬體與軟體之組合來執行該等方法。
100:半導體處理系統 102:上游遠端電漿源 105:製程腔室 110:電漿源 112:電漿源氣體 115:RF電極 120:第一氣體擴散體 125:面板 127:小箭頭 129:很小箭頭 130:絕緣體 135:晶圓基座 136:擴散體 145:電漿 150:氣體通道 155-1:氣體 155-2:氣體 160:擴散體 166:光學視窗 170:光纖 180:工件 181:光發射光譜儀 190:電腦 202:電壓曲線 204:電壓曲線 206:電壓曲線 208:電壓曲線 210:電壓曲線 212:線性區域 214:平直區域 216:線性區域 302:並聯支腳 304:串聯支腳 306:RF產生器 308:負載阻抗 310:串聯阻抗 312:並聯阻抗 314:阻抗匹配網路 400:方塊圖 402:模型 404:電壓轉換過程 406:RF電壓 408:RF功率 410:阻抗 412:電漿表徵 500:方塊圖 502:模型 520:壓力 522:氣體特性 600:方塊圖 602:RF電壓量測值 604:模型 700:方塊圖 702:模型 702:訓練資料 704:操作條件 800:方塊圖 802:實時感測器資料 804:RF產生器 811:反饋 900:方塊圖 902:測試配方 1000:流程圖 1002:步驟 1004:步驟 1006:步驟 1100:電腦系統 1102:匯流排子系統 1104:處理單元 1106:處理加速單元 1108:I/O子系統 1110:系統記憶體 1112:應用程式 1114:程式資料 1116:作業系統 1118:儲存子系統 1120:電腦可讀儲存媒體讀取器 1122:電腦可讀儲存媒體 1124:通訊子系統 1126:資料餽入 1128:事件串流 1130:事件更新 1132:獨立處理單元 1134:獨立處理單元
可藉由參考本說明書之其餘部分及圖式實現對各種實施例之本質及優勢的進一步理解，其中貫穿數個圖式使用相同元件符號來指示類似部件。在一些情形下，子標記與元件符號相關聯，以表示多個類似部件中之一者。當在不說明現有子標記的情況下引用元件符號時，意欲指示所有此種多個類似部件。
第1圖以橫剖面視圖示意性地繪示根據一些實施例的半導體處理系統之簡化圖式。
第2圖繪示根據一些實施例由於向電漿施加RF功率而導致之RF電壓的曲線圖。
第3圖繪示根據一些實施例用於半導體處理系統中之RF產生器的阻抗匹配網路之電路圖。
第4圖繪示根據一些實施例用於表徵半導體處理腔室中的電漿之基於模型的系統之簡化方塊圖。
第5圖繪示根據一些實施例與不同壓力/氣體組合相容之模型的方塊圖。
第6圖繪示根據一些實施例直接自阻抗匹配網路接收電壓量測值之模型的方塊圖。
第7圖繪示根據一些實施例用於訓練模型之方法的方塊圖。
第8圖繪示根據一些實施例用於監控半導體處理系統的即時效能之系統的方塊圖。
第9圖繪示根據一些實施例用於在處理系統上執行新配方之前測試新配方的系統之方塊圖。
第10圖繪示根據一些實施例用於在半導體製程期間表徵電漿之方法的流程圖。
第11圖繪示可在其中實施各種實施例之例示性電腦系統。
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
404:電壓轉換過程
406:RF電壓
408:RF功率
410:阻抗
412:電漿表徵
520:壓力
522:氣體特性
700:方塊圖
702:模型
702:訓練資料
704:操作條件

Claims (20)

  1. 一種在半導體製程期間表徵電漿之方法，該方法包括以下步驟： 接收用於一半導體製程之操作條件，其中該半導體製程經配置以在一半導體處理系統之一腔室內部產生一電漿； 將用於該半導體製程之該等操作條件作為輸入提供至一模型，其中該模型已經訓練以表徵該腔室中之電漿；及 使用該模型產生由該半導體製程的該等操作條件引起之該腔室中的該電漿之一表徵。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該腔室中的該電漿之該表徵指示該電漿是否在該腔室中在一晶圓上方均勻地分佈。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該半導體製程之該等操作條件為將在該半導體處理系統上執行之一配方的一部分。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該配方包括用於該腔室之一壓力及一氣體特性。
  5. 如請求項3所述之方法，其中來自該配方之該等操作條件被提供至該模型以測試該配方對該電漿的一影響，而不需要使該配方首先被該半導體處理系統執行。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該模型經訓練以在一特定壓力下表徵該電漿。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該模型經訓練以在一特定氣體特性下表徵該電漿。
  8. 一種包括指令之非暫時性電腦可讀媒體，當由一或更多個處理器執行時，該等指令導致該一或更多個處理器執行操作，包括： 接收用於一半導體製程之操作條件，其中該半導體製程經配置以在一半導體處理系統之一腔室內部產生一電漿； 將用於該半導體製程之該等操作條件作為輸入提供至一模型，其中該模型已經訓練以表徵該腔室中之電漿；及 使用該模型產生由該半導體製程的該等操作條件引起之該腔室中的該電漿之一表徵。
  9. 如請求項8所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中： 該半導體製程之該等操作條件包括經配置以向該腔室中之該電漿提供射頻(RF)功率的一RF產生器之一RF功率輸出；及 該等操作進一步包括基於該RF功率輸出及來自於一阻抗匹配網路之一阻抗來計算一RF電壓。
  10. 如請求項8所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中該模型包括一K最近鄰模型。
  11. 如請求項8所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中該等操作進一步包括： 使用訓練資料訓練該模型，該訓練資料包括來自於已在該半導體處理系統上執行之先前半導體製程的操作特性。
  12. 如請求項11所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中當經由該半導體處理系統之一絕緣體中的一視窗檢視時，藉由所得電漿之表徵來標記該訓練資料。
  13. 如請求項11所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中基於來自一光發射光譜儀之量測值標記該訓練資料。
  14. 如請求項11所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中藉由決定一對應RF電壓作為RF功率的一函數係處在一線性區域中還是處在一平直區域中來標記該訓練資料。
  15. 如請求項14所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中決定一對應RF電壓處在一線性區域中還是處在一平直區域中包括： 為包括一頻率之一AC信號提供該RF功率；及 決定該頻率是否存在於該RF電壓中。
  16. 一種系統，包括： 一或更多個處理器；及 包括指令之一或更多個記憶體元件，當由該一或更多個處理器執行時，該等指令導致該一或更多個處理器執行操作，包括： 接收用於一半導體製程之操作條件，其中該半導體製程經配置以在一半導體處理系統之一腔室內部產生一電漿； 將用於該半導體製程之該等操作條件作為輸入提供至一模型，其中該模型已經訓練以表徵該腔室中之電漿；及 使用該模型產生由該半導體製程的該等操作條件引起之該腔室中的該電漿之一表徵。
  17. 如請求項16所述之系統，其中該等操作條件係自來自於該半導體製程在該半導體處理系統上之一先前執行的一日誌提供給該模型。
  18. 如請求項17所述之系統，其中該電漿之該表徵指示在該半導體製程在該半導體處理系統上之該先前執行期間該電漿是否為一晶圓失效的一原因。
  19. 如請求項16所述之系統，其中該等操作條件係自當在該半導體處理系統上執行該半導體製程時之即時感測器量測值提供給該模型。
  20. 如請求項19所述之系統，其中該電漿之該表徵導致一反饋信號，其更改該半導體製程之該等操作條件。
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