TW202336898A - 用以監測基板處理系統中靜電卡盤之效能的系統 - Google Patents
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Abstract
一種用以監測處理腔室的台座之健康度的系統，其包含：儲存指示的一記憶體及一處理器。該處理器配置為執行該等指示以感測通過配置在該台座中之一或更多電極的一或更多電流；基於該一或更多電流而產生一或更多度量；及基於該一或更多度量判定該台座的健康度。
Description
本揭露大致上係關於基板處理系統，並且更具體地關於用以監測基板處理系統中靜電卡盤之效能的系統。
此處所提供之先前技術說明係為了大體上介紹本揭露內容之背景。在此先前技術章節所敘述之範圍內之本案列名之發明人的成果、以及在申請時不適格作為先前技術之說明書的實施態樣，皆非有意地或暗示地被承認為對抗本揭露內容之先前技術。
基板處理系統(亦稱為工具)包含處理腔室(亦稱為站或處理模組)。在處理腔室中，半導體基板(亦稱為晶圓)配置在台座(例如，靜電夾盤或ESC)上。該ESC包含複數的夾持電極以在處理期間將基板夾持至ESC。一或更多處理氣體從噴淋頭供應到處理腔室。電漿在噴淋頭和ESC之間激發，以在基板上沉積材料或從基板上去除(蝕刻)材料。
一種用以監測處理腔室的台座之健康度的系統，其包含：儲存指令的一記憶體及一處理器。該處理器配置為執行該等指令以感測通過配置在該台座中之一或更多電極的一或更多電流；基於該一或更多電流而產生一或更多度量；及基於該一或更多度量判定該台座的健康度。
在附加特徵中，該等電極包括在該處理腔室中的一基板之處理期間將該基板夾持至該台座的夾持電極。
在附加特徵中，該處理器配置為基於該一或更多度量而偵測由於該處理腔室中的化學、電、和熱環境之至少一者所導致之該台座的退化。
在附加特徵中，該處理器配置為基於該一或更多度量而預測該台座的問題。
在附加特徵中，該處理器配置為基於該一或更多度量而預測在該台座上被處理的一基板中發生缺陷的可能性。
在附加特徵中，該處理器配置為基於該一或更多度量而偵測將一基板夾持至該台座的問題。
在附加特徵中，該處理器配置為基於該一或更多度量而預測當一基板在該台座上被處理時，在該處理腔室中發生電弧的可能性。
在附加特徵中，該處理器配置為基於該一或更多度量而偵測在該等電流中的不平衡。該不平衡指示由於該處理腔室中的化學、電、和熱環境之至少一者而導致該台座的退化。
在附加特徵中，該處理器配置為在配置於該台座上的一基板上執行之一或更多處理步驟期間感測該等電流。
在附加特徵中，該處理器配置為在配置於該台座上的一基板上執行之下列操作的至少一者之期間感測該等電流：將該基板夾持至該台座；將被夾持的該基板固持在該台座上；將一處理氣體供應至該處理腔室；及透過在該處理腔室中激發電漿而使用該處理氣體來處理該基板。
在附加特徵中，該處理器配置為基於該等電流的平均值與該等電流之間的差值之至少一者而產生該一或更多度量。
在附加特徵中，該處理器配置為基於該等電流的統計分析而產生該一或更多度量。
在附加特徵中，該處理器配置為透過比較該一或更多度量與對應的閾值而判定該台座的該健康度。
在附加特徵中，該處理器配置為基於從一或更多處理腔室接收的數據而判定該對應的閾值。
在附加特徵中，該處理器配置為透過比較該一或更多度量與對應的預定範圍而判定該台座的該健康度。
在附加特徵中，該處理器配置為基於從一或更多處理腔室接收的數據而判定該對應的預定範圍。
在附加特徵中，通過該等電極之二者的該等電流之二者以相反的方向流動。該度量之至少一者偵測該等電流之該二者中的不平衡。該不平衡指示由於該處理腔室中的化學、電、和熱環境之至少一者而導致該台座的退化。
在附加特徵中，通過該等電極之該二者的該等電流的方向在每個接續基板的處理中被反轉。
在附加特徵中，在該台座上的一基板之處理期間，該等電極之至少一者暴露於電漿。通過該等電極之至少一者的該等電流之一者包含電漿成分。
在附加特徵中，該處理器配置為判定該電漿成分並透過該電漿成分補償通過該等電極之二者的該等電流。
透過實施方式、申請專利範圍及圖式，本揭露內容之其它應用領域將變得顯而易見。實施方式及特定範例僅用於說明之目的，其用意不在於限制揭示內容之範圍。
靜電夾盤(ESC)在處理腔室(也稱為站)中暴露於嚴酷的操作條件。例如， ESC暴露於諸多處理化學物、高電壓(例如，大約幾百伏特)和高溫(例如，大約幾百攝氏度)。久而久之，暴露於如此嚴苛的化學、電、和熱條件往往會降解和損壞ESC。例如，ESC的夾持能力下降。由於在若干基板的處理期間發生的電弧，通常平衡的通過夾持電極的電流趨向於增加且變得不平衡。這些問題導致基板的缺陷。目前，沒有單一的ESC電流可直接預測哪些基板具有更高的電弧傾向或可表示ESC損壞。因此，問題往往會持續存在，並且無法主動監控和維護ESC來避免這些問題。
本揭露提供透過使用由ESC電流導出的複數度量而解決上述問題的系統。該等度量有助於檢測ESC中電流的不平衡，並指示ESC的健康度和退化。這些度量提供了關於ESC故障可能性的預測。此外，度量還可預測可能發生在基板中的缺陷之可能性並可識別哪些基板可能引起電弧。這些預測可助於規劃生產與維修。下文詳細描述本揭露的系統之這些和其他特徵。
圖1顯示具有底盤208之半導體處理系統(工具)的處理腔室(站)200的示意圖。站200包括靜電卡盤ESC 202，在處理期間基板212配置在該靜電卡盤ESC 202上。ESC 202包括至少兩個夾持電極E1 220和E2 222，也稱為雙極電極。若干ESC包括稱為外電極(OE)224的第三夾持電極。OE 224是環形的並且圍繞電極220、222。電極220、222、和224稱為三極電極。
站200包含供應一或更多處理氣體的噴淋頭206。跨噴淋頭206和ESC 202施加射頻(RF)功率(圖未示出)以激發噴淋頭206和ESC 202之間的電漿214，並且材料沉積在基板212上或從基板212移除。
ESC 202包含分別向電極220、222供應電力的兩個電源230、232。互補電源(CPS)204基於電漿電壓(下文解釋)向電源230、232提供補償。OE 224連接到CPS 204和電源230、232之間的節點236。換言之，OE 224連接到CPS 204的輸出，CPS 204也連接到電源230、232的輸入。
電源230、232分別將電壓240、242供應至電極220、222。電壓240、242具有相反的極性。因此，電流244、246以相反方向流過電極220、222。電流248流過OE 224和CPS 204，稱為CPS電流248。OE 224的外徑(OD)大於基板212的OD。因此，OE 224的外部暴露於電漿214，並且CPS電流248包括電漿成分。
控制器210控制電源230、232、204。控制器210控制彼此獨立的電源230、232。根據經驗測量並且對處理是固定的電漿電壓的值被儲存在控制器中。基於電漿電壓的值，CPS 204向電源230、232提供補償。在處理每個基板之後，控制器210切換提供給電極220、222的電壓240、242之極性。因此，電流244、246的方向也在處理每個基板之後反轉。
久而久之，由於站內的嚴苛化學環境(各種處理化學物)、電環境(高電壓和電流)、及熱環境(高溫)，ESC 202趨於磨損。例如，電弧放電發生在若干基板的處理期間。電弧影響電流244、246、248(統稱為ESC電流)，並且ESC 202的夾持能力降低。通常平衡的電流244、246趨於增加且變得不平衡，這易於導致基板不均勻。在現有技術中，沒有單一的電流可以直接預測哪些基板具有更大的電弧傾向或可以標示損壞的ESC。
本揭露提供一系統，該系統提供由ESC電流導出的度量。該等度量監測電流的不平衡並指示ESC 202的健康狀態(例如，ESC 202是正常運行還是正在退化)。度量的閾值和/或閾值範圍是基於從數個工具中的站點收集的數據而以經驗判定的。在使用中，從站200中感測的ESC電流計算(例如，透過控制器210)度量。將計算出的度量與相應的閾值或閾值範圍進行比較。ESC 202的健康度是基於比較而判定的。也基於比較而提供關於ESC 202的退化位準之預測和ESC 202的剩餘使用壽命之估計。該等預測有助於規畫生產和維修，如下所述。此外，度量還可預測哪些基板可能引起電弧。
圖2顯示通常在基板212上執行的處理步驟之範例。以下描述的處理步驟以描述的順序依序執行。在夾持步驟C中，電壓V1被施加到夾持電極。在固持步驟H中，施加到夾持電極的電壓從V1降低到V2以保持基板212夾持到ESC 202。在步驟P中，通過噴淋頭206供應一或更多處理氣體。在步驟Ｄ中，透過在噴淋頭206和ESC 202之間施加RF功率來激發電漿，並且材料沉積在基板212上或從基板212上移除。步驟D的持續期間通常比步驟C、H、和P長。
圖2中，步驟C、H、P、和D期間的電流244、246之間的差值顯示在250處。在步驟C、H、P、和D期間的電流244、246之平均值顯示在252處。在步驟C、H、P、和D期間的CPS電流248顯示在254處。
參照圖3A-5F，定義了指示ESC 202的健康度和預測ESC 202的退化與故障的各種度量。首先，描述度量的定義。隨後，解釋度量之閾值的計算和使用度量來指示ESC 202的健康度和預測ESC 202的退化與故障。
圖3A-5F之若干者顯示了圖2中所示曲線的縮寫和簡化版本。在圖3A-5F和它們的描述中，保持步驟的命名法C、H、P、和D。在若干情況下，術語夾持(Clamp)、固持(Hold)、沉積(Dep)明確地分別用於表示步驟C、H、和D；並且使用術語供應(Sup)代替P來表示處理氣體供應步驟。此外，在度量的公式中，符號A、B、和CPS分別用於表示電流244、246、和248。符號ave和diff分別用於表示平均值和差值。
參照圖3A-3D，顯示的曲線與在圖2的252處顯示的曲線相似。曲線顯示在步驟C、H、P、和D期間ESC電流244、246的平均值。度量M1定義如下。
參照圖3A，度量M1= (Mean(I
ABave[沉積]) – Mean(I
ABave[固持])) / Mean(I
ABave[固持])
其中I
ABave[沉積]是步驟D期間電流244、246的平均值(如260所示)，且I
ABave[固持]是步驟H期間電流244、246的平均值之均值(如262所示)。度量M1指示由電漿214在電流244、246中引起的變化。
度量M1也可替代地由下式表示。
M1 = (Max(I
ABave[沉積]) – Mean(I
ABave[固持])) / Mean(I
ABave[固持])
其中Max(I
ABave[沉積])是步驟D期間電流244、246的平均值之最大值(如264所示)，且 I
ABave[固持]是步驟H期間電流244、246的平均值之均值(如262所示)。
或者，M1 = Mean(I
ABave[沉積]) – Mean(I
ABave[固持])。術語如上所定義。
作為另一替代方案，M1 = Max(I
ABave[沉積]) – Mean(I
ABave[固持])。術語如上所定義。
參照圖3B，度量M2定義如下。
M2 = ((Max(I
ABave[供應]) – Mean(I
ABave[固持])) / Mean(I
ABave[固持])
其中Max(I
ABave[供應])是步驟P期間電流244、246的平均值之最大值(如266所示)，且I
ABave[固持]是步驟H期間電流244、246的平均值之均值(如262所示)。度量M2指示步驟P中ESC電流244、246的相對最大值。
度量M2也可替代地由下式表示。
M2 = Max(I
ABave[供應]) – Mean(I
ABave[固持])。術語如上所定義。
參照圖3C，度量M3定義如下。
M3 = Mean(I
ABave[夾持]) 或 Mean(I
ABave[固持]) 或Mean(I
ABave[沉積])，它們分別是步驟C、H、和D期間電流244、246的平均值之均值(分別如268、262、和260所示)。
參照圖3D，第一曲線272示出在第一基板處理期間電流244、246的平均值。第二曲線274顯示在第二基板的後續處理期間電流244、246的平均值。在第二基板處理期間，ESC電流244、246相對於第一基板的處理相反，如上文參照圖1所解釋的。
Mean(I
ABave[沉積])從第一基板到第二基板的處理的偏移顯示在276處，Mean(I
ABave[沉積])為步驟D期間電流244、246的平均值之均值。如果Mean(I
ABave[沉積])如圖所示(向下)減小，則Mean(I
ABave[沉積])的斜率為負，這表示ESC 202正常運行(或健康的)。如果Mean(I
ABave[沉積])增加(例如，在與所示方向相反的方向上移動-向上相對於向下)，則Mean(I
ABave[沉積])的斜率為正，這表示ESC 202在退化。因此，另一度量可被定義為Mean(I
ABave[沉積])的斜率，其可指示ESC 202的健康度和預測ESC 202的退化與故障。
參照圖4A-4D，所示曲線與圖2中250處所示的曲線類似。曲線顯示在步驟C、H、P、和D期間ESC電流244、246的差值。圖4A顯示電流244、246的絕對值(不包括相反極性)之差值(顯示為A+B)。圖4B顯示電流244、246的實際值(包括相反極性)之差值(顯示為A-B)。
參照圖4A，度量M4定義如下。
M4 = Mean(I
ABdiff[夾持]) 或Mean(I
ABdiff[固持]) 或Mean(I
ABdiff[沉積])，它們分別是步驟C、H、和D期間電流244、246的絕對值之差的均值(分別如280、282、和284所示)。度量M4提供步驟C、H、和D中ESC電流的差異。
或者，參照圖4A和4B，度量M4也可以下式表示。
M4 = Mean(I
ABdiff[沉積]) / Mean(I
ABave[沉積])。兩個術語如上所定義。
參照圖4C，度量M4亦可定義如下。
M4 = Max(I
ABdiff[沉積], 最初T時間單位) – Mean(I
ABdiff[固持])
其中Max(I
ABdiff[沉積], 最初T時間單位)是從步驟D開始的最初T時間單位(例如，10秒)中I
ABdiff[沉積]的最大值(如286所示)，且I
ABdiff[固持]是步驟H期間電流244、246的絕對值之差的均值(如282所示)。該度量表示步驟D的最初T時間單位內ESC電流差值的相對最大值。
參照圖4D，度量M4也可以定義如下。
M4 = Mean(I
ABdiff[沉積], 最後T時間單位) – Mean(I
ABdiff[固持])
其中Mean(I
ABdiff[沉積], 最後T時間單位)是步驟D結束前最後T時間單位(例如10秒)中I
ABdiff[沉積]的均值(如288所示)，且I
ABdiff[固持]是步驟H期間電流244、246的絕對值之差的均值(如282所示)。該度量表示步驟D的最後T時間單位內ESC電流差值的相對均值。
參照圖5A-5F，所示曲線與圖2中254處所示的曲線類似。該曲線顯示了步驟C、H、P和D期間的CPS電流248。
參照圖5A，度量M5可定義如下。
M5 = Max(I
CPS[沉積])，其為在步驟D中CPS電流248的最大值(如290所示)。
參照圖5B-5D，度量M5也可定義如下。
參照圖5B，M5 = Max(I
CPS[沉積], 最初T時間單位) – Mean(I
CPS[固持])
其中Max(I
CPS[沉積], 最初T時間單位)是從步驟D開始的最初T時間單位(例如，10秒)中CPS電流248的最大值(如292所示)，且Mean(I
CPS[固持])是步驟H期間CPS電流248的均值(如294所示)。該度量表示步驟D的最初T時間單位內CPS電流248的相對最大值。
參照圖5C，M5 = Mean(I
CPS[沉積],最後T時間單位) – Mean(I
CPS[固持])
其中Mean(I
CPS[沉積], 最後T時間單位)是步驟D結束前最後T時間單位(例如10秒)中I
CPS[沉積]的均值(如296所示)，且Mean(I
CPS[固持])如上所定義。該度量表示步驟D的最後T時間單位內CPS電流248的相對均值。
參照圖5D，M5 = Max(I
CPS[沉積], 最初T1時間單位) - Mean(I
CPS[沉積], 最後T2時間單位)，其中T1＞T2；Max(I
CPS[沉積], 最初T1時間單位)是從步驟D開始的最初T1時間單位(例如，90秒)中CPS電流248的最大值(如293所示)；且Mean(I
CPS[沉積], 最後T2時間單位)是步驟D結束前最後T2時間單位(例如10秒)中I
CPS[沉積]的均值(如296所示)。該度量指示從步驟D開始的最初T1時間單位(例如，90秒)中的CPS電流248之最大值(如293所示)與在步驟D結束前最後T2時間單位(例如10秒)中CPS電流248之均值之間的差值。
參照圖5E和5F，度量M5可透過以下其他方式定義。
參照圖5E，M5 = Mean(I
CPS[夾持]) 或Mean(I
CPS[固持]) 或 Mean(I
CPS[沉積])，它們分別是步驟C、H、和D期間CPS電流248的均值(分別如298、300、和302所示)。度量M5的這些值指示在步驟C、H、和D中OE 224和基板212之間的電流。
參照圖5F，第一曲線304示出在第一基板之處理期間的CPS電流248。第二曲線306示出在第二基板之後續處理期間的CPS電流248。在第二基板之處理期間，ESC電流244、246相對於第一基板的處理是相反的，如上文參照圖1所解釋的。Max(I
CPS[沉積])從第一基板到第二基板的處理之差值顯示在308處，Max(I
CPS[沉積])為步驟D期間CPS電流248的最大值。因此，另一度量可定義為Split(Max(I
CPS[沉積]))，其為電流244、246反向時最大I
CPS的差值或分值。此度量可指示ESC 202的健康度和預測ESC 202的退化與故障。
所有上述度量的閾值和/或閾值範圍是基於從若干工具收集的數據而以經驗判定的。閾值和/或閾值範圍儲存在控制器210中。度量以及度量的相應閾值和/或閾值範圍是處理特定的。在使用中，控制器210感測ESC電流244、246、248，並計算上述任何度量。控制器210將度量與相應的閾值和/或閾值範圍進行比較。基於比較，控制器210判定ESC 202的健康度並預測ESC 202的退化位準和故障可能性(例如，估計之剩餘使用壽命)。度量還可預測電弧發生的可能性。例如，度量可預測哪些基板更可能引起電弧。該等度量還可預測在使用ESC 202處理的基板上出現缺陷的可能性。
應注意，並非所有度量都需要被使用。由於在制定上述各種度量時使用的平均值、差值、和統計參數，若干度量可能會重疊。此外，若干度量在指示ESC的健康和預測ESC故障方面可能比其他度量更可靠。因此，只有選定的度量(例如，比其他度量更可靠的度量)可用於判定ESC的健康度和故障可能性。此外，一組度量可用於若干ESC，而另一組度量可用於其他ESC。可以用其他方式選擇和使用度量。
在若干實施例中，閾值可被縮放或分級。本段中對閾值的以下敘述也適用於閾值範圍。例如，若干度量的閾值可具有三個連續增加的值。當度量超過第一(最低)閾值時，發出簡單警報。當度量超過大於第一閾值的第二閾值時，發出比簡單警報更嚴重的警告。響應於更嚴重的警告，可計劃生產和維修。例如，若干生產(待處理的基板)可轉移到具有健康ESC的另一個站或工具，並且可安排對有問題的ESC之維修。當度量超過大於第二閾值的第三(最高)閾值時，發出最嚴重的警告。為了響應最嚴重的警告，所有生產都轉移到另一個具有健康ESC的站或工具，並對有問題的ESC進行維修。在使用單一閾值的實施例中，當度量超過閾值時，發出警告，可將生產都轉移到另一個具有健康ESC的站或工具，並對有問題的ESC進行維修。
圖6顯示計算度量的閾值和閾值範圍的方法400。在402，方法400從已知ESC是健康的數個工具收集ESC電流的測量值。在404，方法400從已知ESC有問題的數個工具收集ESC電流的測量值。在406，方法400計算健康和有問題的ESC之度量。在408，方法400透過針對健康的和有問題的ESC所計算的度量值進行比較來判定度量的閾值和閾值範圍。在410，方法400儲存度量的閾值和閾值範圍，方法400結束。
圖7顯示用於判定ESC健康度和預測ESC的問題之方法450。在452，方法450感測站中的ESC電流。在454，方法450基於感測到的電流計算一或更多度量。在456，方法450將一或更多度量與相應的閾值或閾值範圍進行比較。在458，基於比較，方法450判定ESC的健康度並預測ESC的故障可能性、電弧發生的可能性、基板中出現缺陷的可能性、以及哪個基板更可能引起電弧，方法450結束。
上述系統和方法可在控制器210中實現或可在雲端中實現並部署為軟體即服務，或者可使用控制器210和雲端的伺服器兩者的的組合來實現。在基於雲端的實施例中，控制器210可僅執行電流感測。感測到的電流之數據可經由諸如網際網路和/或其他合適的一或更多網路的分布式通訊系統被傳輸到雲端的伺服器。在伺服器中，計算度量並將其與相應的閾值和/或閾值範圍進行比較。基於比較，控制器210可經由分布式通訊系統從伺服器接收ESC健康度的指示和預測。指示和預測也可從伺服器或控制器210傳輸到其他計算設備，包括但不限於工具操作者的移動設備。
前述的實施方式在本質上僅為說明性的，且並非意旨對本揭露、其應用、或使用進行限制。本揭露內容的廣義教示得以各種形式而實施。因此，雖然本揭露內容包括特定範例，惟本揭露內容的真實範圍應當不因此而受限，原因在於在對圖式、說明書、及下列申請專利範圍進行研讀後，其他的修正將變得顯而易知。應理解，在不變更本揭露內容之原理的情況下，一方法中的一或更多的步驟得以不同順序(或同時地)執行。此外，雖然係將各實施例在上方描述成具有某些特徵，但可將對於本揭露內容之任何實施例所描述的任一或更多這些特徵實施在、及/或組合至任何其他實施例的特徵，即使該組合並未明確地描述。換言之，所描述的實施例並非為彼此互斥的，且一或更多實施例彼此的置換仍在本揭露內容的範圍內。
複數元件之間(例如，在模組、電路元件、半導體膜層之間…等)的空間與功能性關係使用諸多用語來描述，包括「連接」、「接合」、「耦合」、「相鄰」、「在…旁」、「在…的頂部」、「在…之上」、「在…之下」、以及「配置」。除非明確描述為「直接」，否則在上述揭露內容中描述第一與第二元件之間的關係時，該關係可為在第一和第二元件之間不存在其他中間元件的直接關係，亦可為一或更多中間元件存在(不論空間上或功能上)於第一和第二元件之間的非直接關係。如本文所用，片語「A、B及C其中至少一者」應解釋為表示使用非排他邏輯「或(OR)」之邏輯(「A或B或C」)，而不應解釋為表示「至少一A、至少一B、及至少一C」。
在有些實施例中，控制器為系統的一部分，該系統可為上述範例之一部分。此系統可包含半導體處理設備，包括一或更多處理工具、一或更多腔室、一或更多處理平台、和/或特定處理構件(晶圓基座、氣體流動系統等)。可將這些系統與電子元件進行整合以在處理半導體晶圓或基板之前、期間、及之後控制它們的操作。所述電子元件可被稱為「控制器」，其可控制一或更多系統的各種構件或子部件。
取決於處理需求和/或系統類型，可將控制器進行編程以控制本文所揭露之任何處理，包括處理氣體的輸送、溫度設定(例如，加熱和/或冷卻)、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻(RF)產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流率設定、流體輸送設定、定位與操作設定、與特定系統連接或接合的一工具及其他運送工具及/或負載鎖室的晶圓運送進出。
廣義而言，可將控制器定義成具有各種積體電路、邏輯、記憶體、和/或軟體的電子元件，其接收指令、發送指令、控制操作、啟用清潔操作、啟用終點測量等。所述積體電路可包括以韌體形式儲存程序指令的晶片、數位訊號處理器(DSPs)、定義為特殊應用積體電路(ASICs)的晶片、和/或執行程式指令(例如，軟體)的一或更多微處理器或微控制器。程式指令可為以各種獨立設定(或程式檔案)形式而與控制器通訊的指令，而定義出用於在半導體晶圓上、或針對半導體晶圓、或對系統執行特定處理的操作參數。在一些實施例中，操作參數可為製程工程師所定義的配方之一部分，以在將一或更多膜層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、和/或晶圓的晶粒之製造期間完成一或更多的處理步驟。
在有些實施例中，控制器可為電腦的一部分或耦合至電腦，該電腦係與系統整合、耦合至所述系統、或以網路連接到系統、或是其組合。例如，控制器可位於「雲端」中、或晶圓廠主電腦系統的全部或一部分中，其可允許晶圓處理的遠端存取。電腦可對系統進行遠端存取，以監控製造操作的當前進展、檢視過去製造操作的歷史、由複數製造操作檢視趨勢或性能指標、改變當前處理的參數、設定處理步驟以依循當前處理、或開始新處理。
在一些範例中，遠端電腦(例如，伺服器)可通過網路向系統提供處理配方，該網路可包括區域網路或網際網路。遠端電腦可包括使用者介面，而能夠對參數和/或設定進行輸入或編程，所述參數和/或設定則接著從遠端電腦通訊至系統。在一些範例中，控制器接收數據形式的指令，該指令係指明一或更多操作期間待執行的各處理步驟所用之參數。應理解，可將所述參數特定於待執行的處理之類型以及控制器所設置以與之接合或控制的工具之類型。
因此，如上所述，控制器可例如藉由包括一或更多離散控制器而進行分佈，其中所述離散控制器係彼此以網路連接且朝向共同的目的而作業，例如此處所述的處理和控制。為此目的所分佈的控制器之示例係位於腔室上的一或更多積體電路，其與遠端設置(例如，位於平台層或作為遠端電腦的一部分)的一或更多積體電路通訊，且結合以控制腔室上之處理。
不具限制地，例示系統可包括電漿蝕刻腔室或模組、沉積腔室或模組、旋轉-沖洗腔室或模組、金屬電鍍腔室或模組、清潔腔室或模組、斜角邊緣蝕刻腔室或模組、物理氣相沉積 (PVD)腔室或模組、化學氣相沉積(CVD)腔室或模組、原子層沉積(ALD)腔室或模組、原子層蝕刻(ALE)腔室或模組、離子植入腔室或模組、軌道腔室或模組、以及可能有關於或使用於半導體晶圓之加工及/或製造中的任何其他半導體處理系統。
如前所述，取決於工具待執行的一或更多處理步驟，控制器可通訊至一或多其他工具電路或模組、其他工具構件、群集式工具、其他工具介面、相鄰工具、鄰近工具、遍布於工廠的工具、主電腦、另一控制器、或用於材料傳送中的工具，該等工具將晶圓的容器來回傳送於半導體生產工廠中的工具位置和/或裝載埠。
200:站
202:ESC
204:電源(CPS)
206:噴淋頭
208:底盤
210:控制器
212:基板
214:電漿
220:電極(E1)
222:電極(E2)
224:OE
230:電源
232:電源
236:節點
240:電壓
242:電壓
244:電流
246:電流
248:電流
272:第一曲線
274:第二曲線
304:第一曲線
306:第二曲線
400:方法
402-410:步驟
450:方法
452-458:步驟
由實施方式及隨附圖式，將能更完整地理解本揭露內容，其中：
圖1顯示基板處理系統的處理腔室之示意圖；
圖2顯示圖1的處理腔室之靜電夾盤(ESC)中感測到的數個電流之圖；
圖3A-3D顯示在ESC中感測的平均電流，其用於計算可指示ESC之健康度和預測ESC之故障的度量；
圖4A-4D顯示在ESC中感測的電流之差值，其用於計算可指示ESC之健康度和預測ESC之故障的額外度量；
圖5A-5F顯示通過與ESC一起使用的互補電源之電流，其用於計算可指示ESC之健康度和預測ESC之故障的額外度量；
圖6顯示用於計算度量的閾值和閾值範圍之方法；
圖7顯示基於該等度量和各自的閾值和閾值範圍，用於判定ESC之健康度和預測ESC之故障之方法；
在圖式中，元件符號可能重複使用，以標示類似和/或相同的元件。
200:站
202:ESC
204:電源(CPS)
206:噴淋頭
208:底盤
210:控制器
212:基板
214:電漿
220:電極(E1)
222:電極(E2)
224:OE
230:電源
232:電源
236:節點
240:電壓
242:電壓
244:電流
246:電流
248:電流
Claims (20)
- 一種用以監測處理腔室的台座之健康度的系統，該系統包含： 一記憶體，該記憶體儲存指令；及 一處理器，該處理器配置為執行該等指令以進行： 感測通過配置在該台座中之一或更多電極的一或更多電流； 基於該一或更多電流而產生一或更多度量；及 基於該一或更多度量判定該台座的健康度。
- 如請求項1之系統，其中該等電極包括在該處理腔室中的一基板之處理期間將該基板夾持至該台座的夾持電極。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為基於該一或更多度量而偵測由於該處理腔室中的化學、電、和熱環境之至少一者所導致之該台座的退化。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為基於該一或更多度量而預測該台座的問題。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為基於該一或更多度量而預測在該台座上被處理的一基板中發生缺陷的可能性。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為基於該一或更多度量而偵測將一基板夾持至該台座的問題。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為基於該一或更多度量而預測當一基板在該台座上被處理時，在該處理腔室中發生電弧的可能性。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為基於該一或更多度量而偵測在該等電流中的不平衡，其中該不平衡指示由於該處理腔室中的化學、電、和熱環境之至少一者而導致該台座的退化。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為在配置於該台座上的一基板上執行之一或更多處理步驟期間感測該等電流。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為在配置於該台座上的一基板上執行之下列操作的至少一者之期間感測該等電流： 將該基板夾持至該台座； 將被夾持的該基板固持在該台座上； 將一處理氣體供應至該處理腔室；及 透過在該處理腔室中激發電漿而使用該處理氣體來處理該基板。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為基於該等電流的平均值與該等電流之間的差值之至少一者而產生該一或更多度量。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為基於該等電流的統計分析而產生該一或更多度量。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為透過比較該一或更多度量與對應的閾值而判定該台座的該健康度。
- 如請求項13之系統，其中該處理器配置為基於從一或更多處理腔室接收的數據而判定該對應的閾值。
- 如請求項1之系統，其中該處理器配置為透過比較該一或更多度量與對應的預定範圍而判定該台座的該健康度。
- 如請求項15之系統，其中該處理器配置為基於從一或更多處理腔室接收的數據而判定該對應的預定範圍。
- 如請求項1之系統，其中通過該等電極之二者的該等電流之二者以相反的方向流動，其中該度量之至少一者偵測該等電流之該二者中的不平衡，且其中該不平衡指示由於該處理腔室中的化學、電、和熱環境之至少一者而導致該台座的退化。
- 如請求項1之系統，其中通過該等電極之該二者的該等電流的方向在每個接續基板的處理中被反轉。
- 如請求項1之系統，其中在該台座上的一基板之處理期間，該等電極之至少一者暴露於電漿，且其中通過該等電極之至少一者的該等電流之一者包含電漿成分。
- 如請求項19之系統，其中該處理器配置為判定該電漿成分並透過該電漿成分補償通過該等電極之二者的該等電流。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202163279003P | 2021-11-12 | 2021-11-12 | |
| US63/279,003 | 2021-11-12 |
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| US5737177A (en) * | 1996-10-17 | 1998-04-07 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for actively controlling the DC potential of a cathode pedestal |
| US20090308734A1 (en) * | 2008-06-17 | 2009-12-17 | Schneider Automation Inc. | Apparatus and Method for Wafer Level Arc Detection |
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2022
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- 2022-11-11 TW TW111143153A patent/TW202336898A/zh unknown
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