TWI243003B - Integrated stepwise statistical process control in a plasma processing system - Google Patents

Description

(2) 1243003 於基體之更小區域中。而且，爲達成更高之速度，電路設 計者常依賴外來及昂貴之材料，以沉積及/或蝕刻各層， 形成結果之1C。爲滿足此等需求，電漿處理系統在製造 及操作上亦變爲更複雜及更昂貴。 在半導體工業中，，特定電漿處理系統之擁有成本爲 電漿處理裝備之販賣者及1C製造者同樣之一重要問題。 在非常簡單之情形，特定電漿處理系統之擁有成本可視爲 在時間，工作，金錢花費上之成本，在每單位生產，例如 每成功處理之基體上，獲得及操作該電漿處理系統。 對裝備之販賣者，降低擁有成本之一方法爲降低有關 製造’安裝，及檢定電漿處理系統在生產使用上之時間及 工作量。例如，一裝備販賣者力求減少製造可滿足特定系 統規格之電漿處理系統所需之時間及工作。在安裝程序之 期間中，裝備販賣者亦嘗試減少有關在客戶場所組合所製 造之電漿處理系統之各零件爲一工作單位之時間及工作至 最低程度。在檢定程序之期間中，裝備之販賣者力求減少 確保所安裝之電漿處理系統可滿意執行客戶，/IC製造者所 需之特定程序所需之時間及工作至最低程度。由減少製造 ，安裝，檢定電漿處理系統供生使用所需之時間及工作量 ，裝備之販賣者可減少系統獲得成本，且可轉移一些或所 有節省於其客戶上（即是，採購電漿處理系統用於生產IC 之1C製造者），從而降低電漿處理系統之擁有成本。 在一特定電漿處理系統付諸生產使用後，進一步降低 電漿處理系統之擁有成本之一方法爲增加良率’即增加每 -5 - (3) 1243003 任何特定時間成功處理之基體之數量。在此方法下，獲得 電漿處理系統之成本視爲一下降成本，且如電漿處理系統 可最佳化，俾每單位時間生產更多之市面可接受之處理基 體，則降低生產每一市面可接受之處理基體之有效成本。 進一步降低擁有成本之又另一方法爲增加電漿處理系 統之使用，減少維護及/或升級時停止該系統之生產之時 間量至最低程度，俾可在較大百分率之時間中使用該系統 於生產。維護爲一大問題，因爲涉及例如淸潔一電漿處理 室，診斷及更換損壞之零件，並在維護後檢定該系統供其 後生產使用之程序非常費時。一方面，一些維護不可避免 保持電漿處理系統於良好工作情況，並減少1C缺陷數至 最低程度。然而，不需要之維護不必需地減少特定系統可 用於生產之時間量。更壞者，在一些副系統上不正確之維 護程序及/或過程導致嚴重損害電漿處理系統及/或毀損許 多昂貴之基體。 在方法上，裝備之販賣者及1C製造勢同樣檢查處理 之基體’以尋找不可接受之缺陷，並使用自此檢查所獲得 之資訊，作爲製造，安裝，檢定，操作，及升級程序之反 饋。例如’一或更多基體可作爲系統製造程序之一部份處 理’並使裝備之販賣者可檢查處理之基體，並決定所製造 之電漿處理系統是否符合預定之系統規格。作爲另一例， 在製造之電漿處理系統之各機件裝運至客戶場所並組合後 ’可在其中處理一或更多基體，並可檢登處理之基體，以 決定電漿處理系統是否在客戶場所正確組合。作爲又另一 -6- (4) 1243003 例’在特定處理方法之檢定週期之期間中’可處理一或更 多基體’俾程序工程師可決定電漿處理系統是否可滿意執 行客戶所需之處理。如基體顯示不可接受之缺陷程度，則 可召請專家尋找電漿處理系統之故障，處理基體之循迴路 ’檢查處理之基體，並根據自處理基體所獲得之資料，可 繼續尋找電漿處理系統之故障，直至電漿處理系統符合規 格，並視爲可滿意用於生產爲止。 雖處理之基體可提供一些資料，可用於製造，安裝， 及檢定電漿處理系統，但主要依賴基體資料來引導製造， 安裝，及檢定程序有缺點。如，如一程序涉及多個步驟， 各具有其自已之氣體混合，氣體壓力，RF電壓及功率設 定，及持續時間，則難以由檢查處理後基體，確實確定在 何步驟中之何參數並不符合規格，且故此可爲缺陷之來源 。在方法上，可回頭參考記錄檔，以獲得更多資訊，但該 程序並不整合’且需要一或更多晶圓操作（且可能損壞一 或更多晶圓），然後找出問題。 而且，處理一基體，檢查處理之基體，根據自處理基 體所獲得之資料尋找故障可花費大量之時間。需要多個循 迴路來改正一製造，安裝，或檢定問題，多個循迴路時間 增加修復電漿處理系統所需之總時間及工作，從而，在製 造一單個生產1C之前構成擁有之更高成本。 一旦電漿處理系統置於生產，定期檢查由電漿處理系 統所輸出之處理之基體，以獲得有關系統性能之資訊，雖 裝備製造者嘗試製造一維護時程，此在問題發生前淸潔並 (5) 1243003 更換零件，但裝備仍有時發生失效。由於原基體，處理氣 體，及電漿處理系統均昂貴，1C製造者欲儘速偵得故障 ，以減少再損壞基體及/或電漿處理系統之其他副系統， 並改正所發現之故障，使電漿處理系統迅速恢復。 在普通情形，一旦確定處理之基體包含不可接受之高 量缺陷，可召請專家找尋電漿處理系統之故障。有經驗之 專家可根據其經驗及自缺陷之基體所獲得之資料，相當精 確猜到缺陷之可能來源，並執行適當之維護步驟，以處理 缺陷之可能來源。一旦執行維護步驟，可處理一或更多基 體，並可再檢查輸出之基體，以決定缺陷是否已改正。如 缺陷仍存在，則可執行其他維護步驟，並可處理其他基體 ，以再確定缺陷是否改正。可繼續執行一或更多維護步驟 及檢查輸出基體是否有缺陷之循迴路，直至缺陷改正爲止 〇 1C製造者及/或系統販賣者有時可希望升級電漿處理 系統之硬體或軟體，以處理一問題或改善系統能量。一旦 安裝新硬體及/或軟體時，通常操作一或更多批基體通過 新升級之電漿處理系統，並檢查處理之基體，以確保升級 之電漿處理系統如所設計執行。 而且，雖處理之基體可提供一些資料，可用以監視在 安裝及/或升級之電漿處理系統中生產IC，但主要依賴基 體資料來引導操作及/或維護電漿處理系統有缺點。如前 例中所討論，如一程序涉及多個步驟，各具有其自已之氣 體混合，氣體壓力，RF電壓及功率設定，及持續時間， -8- (6) 1243003 則不易由檢查處理後基體，確實確定何步驟中之何參數並 不符合規格，且故此可能爲缺陷之來源。而且，處理一基 體，檢查處理之基體，並根據自處理之基體所獲得之資料 找出電漿處理系統之故障可花費大量之時間。如需要多個 循迴路，則多個循迴路時間增加改正故障並恢復電漿處理 系統生產使用所需之總時間及工作，從而構成每成功處理 之基體之較高平均成本。 鑒於上述，需要改善之裝置及方法，用以提高製造， 安裝，檢定，操作，維護，及/或升級電漿處理系統之程 序之效率。 【發明內容】 在一實施例，本發明係有關一種方法，用以控制具有 一室之電漿處理系統，該室構造用以處理基體。該方法包 含提供一第一感測器於該室內，第一感測器構造用以在處 理理期間中監測該室內之一第一參數，並輸出資料。該方 法另包含提供邏輯電路，用以分析自感測器所獲得之第一 資料，該分析在處理期間中執行。如第一資料指示該處理 有一缺失，則該方法包含反應該分析而輸出一第一信號。 在另一實施例，本發明係有關一種自動程序控制系統 ，構造用以控制具有一室之電漿處理系統，該室構造用以 處理基體。自動程序控制系統包含一第一感測器置於該室 內，第一感測器構造用以執行屬於有關至少部份置於該室 內之一結構之一第一參數之一第一多個測量。執行該第一 (7) 1243003 多個測量在基體之處理期間中執行。自動程序控制系統另 包含第一邏輯電路，經連接而接收來自第一感測器之第一 多個測量値。第一邏輯電路構造用以在該處理期間中分析 第一多個測量値。並包含第二邏輯電路，經連接而接收來 自第一邏輯電路之第一信號，如第一信號指示該處理有錯 誤’則第二邏輯電路構造用以在完成該處理之前停止該處 理。 以下在本發明之詳細說明及附圖中，更詳說明本發明 之此等及其他特色。 【實施方式】 現參考少數較佳實施例，如顯示於附圖，詳細說明本 發明。在以下說明中，列出許多特定細節，以便澈底明瞭 本發明。然而，精於本藝之人士顯然知道可實施本發明， 而無需一些或所有此等特定細節。在其他情形，並未詳細 說明熟悉之程序步驟及/或結構，俾不致模糊本發明。 爲方便討論本發明之優點’圖1爲先前技藝圖，顯示 先前技藝中如何使用統計程序控制（s P C)。一般言之， SPC在先前技藝中應用於生產後基體及資料記錄檔，此跟 隨生產後基體。參考圖1，其中顯示基體1〇2，104，及110 ，代表一記錄中之多個基體。基體1〇2，1〇4，及110普通 爲欲在電漿處理系統1 1 2中處理之生產晶圓，以生產處理 之基體122，124，及130。處理之基體122，124，及130其 後用以製造成品IC或平板產品。產生一資料記錄檔丨4 〇， -10- Ο) 1243003 之S P c系統，即使電漿處理系統已合格用於生產亦然。 對客戶/IC製造者，該負擔高度不方便，因爲計算迴路境 ，資料庫之管理，及SPC之整合於記錄檔輸出之上述實 施普通並非1C製造者之核心能力之一部份。 更重要者，由於先前技藝應用SPC於生產後資料上 ，故如有一問題，同時一基體或一批基體在處理中，則在 下次SPC應用於生產後基體或資料上之前，並不偵出此 問題。視s P C應用於先前技藝中之頻率而定，在偵出問 題之前，此可導致一個，一打，或多打生產晶圓毀損。由 於生產晶圓，用於其處理上之處理氣體，及電漿處理系統 運轉時間爲昂貴之物品，故先前技藝之方法甚多尙待改進 〇 而且，即使先前技藝在完成每一基體後在逐個晶圓之 基礎上應用SPC，生產後SPC方法意爲在偵出問題之前 ，至少一基體需通過有缺陷之處理循迴路，且因而毀損。 由於生產晶圓昂貴，即使不必要毀損僅一個生產晶圓仍非 所欲。而且，如在處理循迴路之較早步驟之一之期間中發 生該問題’則在整個處理循迴路完成前，此問題無法由先 前技藝之生產後SPC方法偵出。如熟悉半導體工業之人 士所明瞭，先前技藝需要長循迴路時間來偵出及改正生產 問題，此爲高度缺點。 而且，如容許該處理繼續進行至完畢，則一特定副系 統所帶之問題可引起其他副系統進一步受損。此乃由於電 漿處理涉及高度腐蝕性氣體，常爲高密度電漿及非常高電 -12- (10) 1243003 壓及RF功率程度。故此，如不及時停止處理，一副系統 之失效可對其他副系統具有骨牌效應。 與應用SPC於生產後基體或資料上之先前技藝方法 不同，圖2A爲一簡單圖’顯不本發明之一方面之SPC之 逐步整合逐步應用於製造，安裝，檢定，操作，維護，及 升級程序之期間中之各種步驟上。爲提高資料顆粒化，發 明者等在此認爲SPC之逐步應用應宜與電漿處理系統本 身之自動控制系統整合。此與經由加上S P C系統應用 SPC於輸出基體/資料上，而與電漿處理系統之自動控制 機構不相關聯之先前技藝方法不同。 如此處使用之術語，統計分析或統計程序控制（S P C ) 指所量得之參數或其導數，或一群所量得之參數之統計行 爲之分析，並比較此行爲及歷史統計限度。此統計分析或 SPC可產生有關所量得之參數是否在可接受之範圍內，或 一特定副系統或系統呈現行爲或傾向是否指示失效或其他 問題之特定程序狀態之資訊。 SPC之整合逐步應用一方面有關即時或近即時，及大 致連續或定期（具有高度顆粒化）記錄及統計分析，在測試 一室之程序是否符合預定之規格之過程期間中，或處理測 試基體或生產基體之期間中，有關之個別參數。可使用例 如置於室中之一或更多感測器執行記錄，同時可使用例如 適當之計算電路或電腦系統執行統計分析。 在測試一室之性能之情形，可不涉及基體，但電漿處 理系統之各種副系統可以某方法演習，俾使用SPC方法 (11) 1243003 記錄及統計分析有關之參數。在處理測試基體之情形，一 非生產基體（此可爲毛坯基體，以降低成本，或特殊基體 ，以方便有效及精確測量）通過電漿處理系統處理。其不 同爲處理一生產基體，此涉及使用生產基體，以製造一處 理之基體，適用於生產成品1C或平板產品。 SPC之逐步應用意指使用SPC方法，大致即時或資 料記錄後即刻記錄及統計分析參數資料，以迅速確定所量 得之參數是否在許可容差內。與光前技藝方法不同，其中 ，獲得生產資料記錄檔聯同處理循迴路之結束，及其後統 計分析，SPC之逐步應用確保量得之參數資料在處理期間 ，且宜在測量發生之同一處理步驟之期間中統計分析，以 提高資料顆粒化，並使與其整合之控制系統能及時採取行 動，以防止基體之不必要毀損，或電漿處理系統之可能損 壞。在較宜之實施例，有關之每一參數在每一處理步驟之 期間中測量多次，且在每一測量後，宜即時或接近即時執 行統計分析。 整合意指埋置或合倂逐步SPC系統於電漿處理系統 之自動控制機構中。由整合SPC功能於系統之自動控制 系統中，可使用逐步S P C系統之輸出，以控制電漿處理 室之操作（諸如，如由量得參數之一偵得一緊要問題，即 時停止處理循迴路中間之處理）。反之，亦可操縱控制系 統及/或使用特殊方法，以提高資料收集及統計分析之效 率及/或精確度。而且，S P C功能之整合於控制系統中解 除客戶/IC製造者獲取SPC及統計分析整經驗，獲取分開 (12) 1243003 之s PC系統，及整合SPC系統於生產後資料記錄檔之負 擔’如先前技藝所需。 回頭參考圖2A，本發明之IS-SPC(此整合於電漿處理 統之控制系統中）可在電漿處理系統之製造處理期間中應 用。在此，即使在擊發任何電漿或進行任何處理之前，測 試副系統並執行測量，以建立一基線資料庫，及/或測試 各種副系統是否符合規定之規格。在測試期間中，感測器 在每一處理步驟之期間中宜多次測量有關每一測量參數之 各種統計元素。例如，可接通氣體處理壓力系統，以測量 各種氣體壓力之平均，最大，最小，標準偏差値等。作爲 另一例，其次，可接通氨冷卻系統，以測量在冷卻期間中 屬於夾定電壓之反應，氨流率，氦壓力，漏流，晶體溫度 等。作爲另一例，其次，可接通RF系統，以測量前向RF 功率，反射性RF功率，RF匹配調諧位置等。當然，此處 所述之順序僅爲範例，且當然可有其他執行順序，以測量 參數資料。 應注意以逐步之方式記錄並統計分析參數資料，俾如 在任一步驟之期間中由任一量得之參數偵得一統計明顯偏 離，則可立刻停止該程序，，以改正所發現之問題。由於 本發明之IS-SPC方法與系統之自動控制機構整合，故可 以針對有效及/或精確統計測量及分析定製之方式個別演 習副系統，且即使在處理及/或可能浪費一單個基體之前 ，遠較容易停止該程序，隔離問題之來源，並立刻處理該 問題。 -15- (13) 1243003 一旦電漿處理系統通過無電獎之測試時’其次可擊發 電漿，以方便在電漿接通中之參數資料測量及統分析。依 據一實施例，可使用設計之一或更多測試方法’處理一或 更多測試基體，以方便有效及精確記錄及統計分析有關參 數。由於本發明之I s - s P C與系統之自動控制系統整合’ 故無需限制該處理於生產基體及生產方法。故此’整合宜 使系統製造者能以自動及簡單之方式利用測試基體及/或 測試方法有關之特性，以探測測試下之電漿處理系統之限 度。 所收集及統計分析之參數資料使系統製造者可探測電 漿處理系統之應用於其他處理，而非簡單測試手邊程序之 適當性。此使系統製造者可加強在一電漿處理系統中之發 展投資於例如多個市場上。而且’一測試基體可遠較生產 基體低廉。另一方面，如需要’系統製造者亦可在Ϊ S -SPC測試週期之期間中使用一生產基體及一生產方法。 系統製造者在製造期間中普通建立各種有關參數之基 線資料庫。此基線資料庫包含可接受之系統性能之預期資 料範圍，且可製造用於測試基體/方法組合或生產基體/方 法組合。對每一資料參數，提供各種預期之統計元素（例 如，平均，中間，最大，最小，上警告限度，下警告限度 等）。基線資料庫亦可包含專家智識資訊，俾使SPC邏輯 電路可迅速診斷一失效。例如，在製造程序之期間中，在 故障之RF電源之反射RF功率信號特性中所觀察之一特 定形態可記錄，並提供於基線資料庫中，俾使S P C邏輯 (14) 1243003 電路在生產期間中可迅速診斷一 RF電源已失效。 基線資料庫可使用於安裝期間中，以確定安裝正確， 及在其後檢定，生產，維護，及升級程序中。一般言之， 控制-整合IS-S PC邏輯或演算法，測試基體，測試基體隨 帶之特定方法，及/或測試基體/方法組合或生產基體/方法 組合之基線資料庫可由系統製造者提供，作爲一資料包， 供其後安裝，檢定，生產，維護，及升級程序之期間中使 用。 在安裝期間中，再應用IS-SPC，如顯示於圖2A。在 安裝程序之期間中，以逐步之方式再測量及統計分析參數 資料，使用測試基體/方法組合之基線資料庫或生產基體/ 方法組合之基線資料庫，以確保安裝程序正確。由於依所 供應之基線資料庫（以逐步之方式且在每一副系統演習時 大致即時或記錄後短時，）個別測量並統計分析參數，故執 行安裝之工程師可迅速偵出問題，並隔離所發現之任何問 題之來源。 在許多情形，可偵出並改正誤差，而不浪費一單個基 體（諸如在引進一基體於室中之前或在電漿點燃之前，偵 出問題時之情形）。偵出之問題及症狀故此亦可加於資料 庫中，以建立有關在安裝期間中可能遭遇之問題之智識基 礎。此資訊可由製造者衡量，以例如重新設計一些副系統 ’俾在將來減少安裝誤差至最低程度。 在每一生產進行中，再應用IS-SPC。而且，依據所 供應之基線資料庫，大致即時或記錄後短時間中依逐步之 -17- (15) 1243003 方式個別測量及統計分析參數資料。參考圖2B，其中顯示 一示範程序，具有三步驟：步驟1，步驟2，及步驟3。屬於 一特定參數之多個測量可在時間2 5 0 -266中執行，如所示 。此等測量値輸入至一統計分析模組26 0，此使用一基準 基線資料庫270，俾在大致即時或測量後短時間確定所量 得之參數是否在可接受之範圍內。當然，在普通情形，可 在該程序之步驟1 -3之期間中不同之時刻測量多個參數。 統計分析產生一信號280，此可輸入至電漿處理系統之自 動控制機構及/或使用者介面模組，以告知使用者狀態。 由於IS-SPC邏輯及基線資料庫由系統製造者供應， 故大爲降低在客戶，/IC製造者方面實施SPC所需之工作量 至最低程度。而且，由於本發明整合統計分析系統於電漿 處理統之控制系統，故如在生產程序之任何步驟之期間中 ，在任何測量參數中偵得統計上之明顯偏差，可在由已缺 陷之程序處理浪費任額外時間之前，或電漿處理系統之其 他副系統可發生進一步損壞之前，停止該程序。 在處理氣體釋放之前及/或電漿點燃之前，當偵得該 問題時之情形，可節省生產基體，如在一特定步驟之期間 中由量得之參數偵得一問題，由於依所供應之資料庫大致 即時或記錄後短時間以逐步之方式個別測量並統計分析參 數，故當參 數値開始偏離預期範圍時，處理工程師可迅速精確指出有 關之特定參數，此參數所屬之特定副系統，及特定程序步 驟之特定步驟或甚至副步驟。此資訊可大爲加速修理程序 -18- 1243003 (16) ’使電漿處理系統可迅速恢復生產。 在生產期間中，所記錄之參數資料（此可包含每一量 得之參數有關之許多統計元素，諸如最大，最小，平均， 標準偏差等）或其導數或分析亦可加於資料庫中，使系統 製造者可更淸楚明瞭特定副系統有關之退化傾向。此以箭 頭2 8 2顯不於圖2 B。此資訊使系統製造者可在時間上最佳 化維護週期，俾可維持及/或在適當之時間換用正確之副 系統，以減少停機及避免執行不必要之維護（此不必要地 中斷生產時程）至最低程度。此資訊亦可由系統之製造者 衡重’俾如退化傾向指不一些副系統不斷過早磨損，重新 設計一些副系統。 回頭參考圖2A，IS-SPC亦可應用於排定之維護時間 之期間中，以偵測未排定更換及/或維護之其他副系統是 否需要處理。由使用所供應之基線資料庫於測試基體/方 法組合或生產基體/方法組合，並由逐步之方式測量及統 計分析參數資料，維護工程師可迅速找出問題，並施行任 何所需之維護。 由於測試基體/方法組合及其基線資料庫可產生與由 ，IS-SPC在生產期間中所獲得不同之資訊，故IS-SPC之維 護時間應用，尤其是使用測試基體/方法之IS-SPC之維護 時間應用特別有利。在許多情形，可偵得及/或處理此等 問題’而不浪費一單個測試或生產基體（例如，如在處理 氣釋放或電漿點燃前之步驟中偵得該問題）。在維護期間 使用測試基體/方法或生產基體/方法所量得之參數資料亦 -19- (17) 1243003 可加於資料庫中，以提高退化傾向之瞭解，並最佳化將來 之維護週期。 系統製造者可執行升級至工廠中之基準電漿處理系統 ，且在其上執行IS-SPC，以獲得升級之更新基線資料庫 。一旦系統製造者滿意此升級時，此可提供升級硬體及/ 或軟體及/或方法，以及更新之基線資if庫（及可選擇之任 何更新之測試基體/方法）給其客戶，以方便此方面之迅速 及有效之升級。升級硬體及/或軟體可安裝於客戶之系統 上，及/或升級之測試或生產基體/方法可在客戶之系統中 執行，及可應用IS-SPC，以迅速找出並隔離任何問題， 供工程師改正。 由IS-SPC，可偵測並改正升級誤差，而不浪費一單 個基體（諸如在引進基體於室中之前或在電漿點燃之前， 偵得問題時之情形）。而且，由於製造者供應更新基線資 料庫及任何更新測試基體/方法，故客戶/IC製造者更新 SPC所需之時間及工作量以及任何隨帶之生產中斷最少。 此與先前技藝之情形不同，其中，即使正確執行升級，客 戶/IC製造者仍被迫投資大量之時間及工作，以升級加上 之SPC系統，俾正確執行升級所隨帶之生產後資料記錄 檔之統計分析。 應注意本發明對可測量之參數之型式，可測量之頻率 ，或可測量之特定步驟並無限制。如所熟知，不同型式之 探測或測量安排可由電漿處理系統之不同實施提供，以測 -20- (18) 1243003 量不同之參數。此等探測或測量安排容易供應市面，且其 資訊可見之於文件中。可測量之參數之例包含各種壓力有 關或體積有關或流率有關之參數（諸如氦氣體壓力，各種 處理氣體壓力，氦流率，每一處理氣體之流率），各種AC ’ DC，及/或RF有關之參數（例如電壓，電流，功率等）， 各種溫度有關之參數（例如卡盤溫度，電漿溫度，基體溫 度等），各種電漿有關之參數（例如各種光發射測量，離子 密度等）。此等參數各可由單個測量裝置或分佈於電漿處 理系統之各位置上之多個裝置測量。 有關資料測量之頻率，較高頻率大體提供量得參數之 較詳細影像，唯花費較大之資料儲存及處理需求。然而， 資料儲存及計算能力並不昂貴，且每日進步，且在一些系 統’可每數分鐘，每分鐘，每秒，每微秒，每奈秒，或甚 至每微微秒，及其間之任何時間測量一參數，視願付出多 少計算能力及測量工具之能量而定。有關步驟或或可作一 或更多測量之步驟，一或更多測量可在每一副系統發動之 前’期間，及之後執行，例如，基體引進及移出之前，期 間’及之後，處理氣體釋放之前，期間，及之後，RF電 力接通之前，期間，及之後，電漿點燃之前，期間，及之 後等執行。 依據本發明之一方面，圖3顯示改良之自動控制系統 (ACS)之邏輯電路圖，此整合於本發明之iS-Spc方法。參 考圖3，整合之IS-SPC/ACS系統3 00包含二主模組：一叢工 具控制器，3 0 2及一處理模組控制器，3 〇 4。叢工具控制器 (19) 1243003 3 02包含大部份使用者介面組成件，而處理模組控制器 ,3 04,則包含用以執行IS-SPC之邏輯電路，以及用以執行 自動程序控制之電路。 叢工具控制器3 02可包含熟悉之叢工具控制模組，諸 如使用者介面模組3 06，供人類操作者可與電漿處理系統 互動。叢工具控制器3 02亦可包含一工廠自動模組3 0 8，用 以執行處理排程，處理順序等。亦可包含一叢控制模組 3 1 0，用以控制基體在構成電漿處理系統之該叢室之各室 間之路由。叢工具控制器，3 0 2亦可包含一方法管理模組 3 12，用以管理生產方法。模組3 06-3 12及其他叢工具控制 模組爲本藝中所熟知，且不在此詳細說明，以求簡單。屬 於此等模組之其他資訊可見之於例如2 3 0 0運輸模組操作手 冊，由加州Fremond之Lam硏究公司提供，並列作參考 〇 除上述所知之前端模組外，依據本發明之一方面，叢 工具控制器3 0 2亦可包含一埋置之，；[s - S P C，方法管理編輯 器，314，，此使人類操作者可輸入及編輯iS-Spc所用之方 法。IS-SPC方法管理/編輯器314使客戶/IC製造者可定製 I S - S P C專用之特定處理方法，諸如方便測量參數，以監 視工具退化。IS-SPC方法管理/編輯器314亦執行方法管理 功能’諸如方法版本控制等。如此，如需要記錄之測量資 料與用以產生此測量資料之特定方法關聯，可容易追蹤編 輯及/或使用於IC-S PC上之方法。 依據本發明之一方面，叢工具控制器3〇2可另包含一 (20) 1243003 埋置之IS-SPC輸出處理器316，此構造與使用者及/或以 IS-SPC引擎輸出之資料爲基礎之其他系統配接。，IS-SPC 輸出處理器316及IS-SPC管理編輯器314可視爲IS-SPC系 統之前端部份之主要組成件。IS-SPC輸出處理器316此後 進一步討論之。 處理模組控制器3 04包含熟悉之後端模組，諸如普通 用於即時處理控制者。故此，可包含一處理控制模組3 3 0 ，用以根據特定之方法參數，控制及監視處理迴路境；一 資料管理模組3 3 2，在執行壽命時間中管理及追蹤基體；一 資料收集模組3 34，用以收集屬於處理進行之資料。模組 3 3 0-3 3 4及其他後端模組爲本藝中所熟悉，且不在此詳細 說明，以求簡單。屬於此等模組及其他之另外資訊可見之 於例如23 00 Versy處理模組操作手冊，亦由上述加州 Fremond之Lam硏究公司提供，並列作參考。 除上述所知之後端模組外，依據本發明之一方面，處 理模組控制器3 0 4亦可包含一埋置之I S - S P C模組3 5 0，此 包含一埋置之IS-SPC方法資料庫352，埋置之IS-SPC方 法資料庫代表方法之資料庫，製造者供應及由客戶/IC製 造者製造/編輯，用於IS-SPC。爲協助執行此等方法，依 據本發明之一方面，並提供一埋置之IS-SPC控制模板資 料庫3 54。模板具體表現方法之SPC策略，及一特定之模 板可應用於若干方法，以方便其執行。 依據本發明之一方面，處理模組控制器3 04另包含一 埋置之IS-SPC基線資料庫3 5 6。一般言之，埋置之is- (23) 1243003 器及其他資料來源，諸如操作於原資料上之算術功能之大 量資料，及需要以一方式抽樣資料，以達成所需之資料顆 粒化’供狀態顯示，SPC使用，及回饋控制之用，而不擠 塞處理邏輯電路。另一挑戰係有關需要自感測器，致動器 ’及其他資料來源適時發送資料至SPC引擎，供分析之 用’而不管通訊波道可能時時遭遇未不確定之擁擠及/或 潛伏時間 在一較宜之實施例中，感測器及/或致動器依據例如 功能’抽樣需求之類似性，或區域性分爲各群。每群感測 器及/或致動器宜連接至一 I/O模組控制器5 02。如此，一 電漿處理系統可具有多個I/O模組控制器5 02分佈於整個 系統中。每一 I/O模組控制器5 02執行自其所連接之感測 器及/或致動器收集地區資料，並輸出資料至其所連接之 致動器。例如，一特定之I/O模組控制器5 02可快至每5ms 掃描其所連接之所有感測器及/或致動器。掃描間之時間 可由所涉及之感測器及/或致動器之數量及特定之，I/O模 組控制器5 0 2之計算能力及即時控制之需求決定。 I/O模組控制器5 02構造報告所收集之資料至處理模 組控制器（PMC) 5 04，宜僅自上次掃描後已改變之收集資 料。I/O模組控制器5 02及PMC5 04之間有至少二通訊方法 。對時間關要之資料’ I/O模組控制器5 02可經本地匯流 排技術，諸如VME連接至PMC5 04，且可經由直接記憶 器進出（DMA)技術直接上載資料於PMC5 04記憶器。使用 直接連接I/O，潛伏時間可維持低，在微秒或更低之範圍 (24) 1243003 1/0,模組控制器，5 02,亦可經網路連接，諸如使用加州 之，San，Jose，之 Echelon 公司之 LonWorks(LON)，連接至 PMC 5 04。LonWorks技術較宜，因爲隨帶之延遲及潛伏時 間特性可較之訊包網路技術，諸如乙太網路確定。具有必 需之潛伏/延遲特性之其他網路技術亦可使用。由於例如 特定I/O模組控制器之遙控性質及其他電纜有關問題，網 路連接可較宜。 爲進一步調變各種I/O模組控制器及PMC間轉移之 資料量，對來自一些感測器及/或致動器之資料，PMC軟 體亦可規定此僅有興趣接收保持改變長於一特定時間之資 料，或幅度改變大於一特定臨限之資料。 由PMC5 04所接收之資料然後沿至少二不同之徑路處 理。對狀態資料徑路5 06，一獨立執行線獲得來自各種 I/O模組控制器之所有感測器及/或致動器資料，欲傳送至 使用者介面模組5 0 8，供顯示之用。由於狀態資料用於顯 示，此狀態資料執行線在PMC 5 04中具有較低優先，且資 料收集（經輪詢或事件驅動）以適於顯示之速率，例如每！ 秒進行。 對追蹤資料徑路5 1 0，經由另一獨立執行線收集追蹤 資料，並用於SPC。故此，較快之資料收集率較宜（例如 1 〇〇ms或更快對如在狀態資料之情形中之1秒）。然而，資 料收集率可依需要訂定。而且，收集追蹤資料之執行線在 PMC中可具有較之狀態資料之執行線爲高之優先。在一 (25) 1243003 實施例，收集追蹤資料之執行線可具有甚至較之控制致動 窃1之控制線（此亦顯不於圖5 )爲高之優先。 然而’快速追蹤資料收集率可導致PMC之大處理負 荷。故此，依據本發明之一方面，操作者可過濾該資料， ί曰疋僅應收集來自某感測器及/或致動器及/或其他資料來 源之資料供，S P C使用。而且，使用者亦可指定以不同之 收集率收集或不同處理來自不同之感測器及/或致動器及/ 或其他資料來源之資料，及/或收集僅如改變幅度超過一 特定臨限或改變持續時間超過某一週期之來自某感測器及 /或致動器及/或其他資料來源之資料。而且，資料收集可 經由輪詢達成，或資料收集可由事件驅動。 最重要者，沿追蹤資料徑路5 1 0上所收集供s P C使用 之每件資料加有時戳，以反映其相對時間。當追蹤資料由 UI508接收用於逐步SPC時，時戳使追蹤資料可精確重建 。故此’即使PMC504及UI508間之通訊波道（由乙太網路 連接5 1 2顯示）遭遇擁擠或延遲，每件資料所帶之時戳使該 資料可在各件資料間相關時間上精確重建。在SPC用途 上’各件資料間之關係時間最爲重要，尤其是當處理構造 簡化時。 一旦資料加時戳，資料保持完好，且有時戳之追蹤資 料然後可以適用於SPC之任何速率報告給UI5 0 8。在一例 中’每1秒報告有時戳之追蹤資料至UI 5 08。 PMC 5 04亦可使用收集之資料於控制用途上。如此， 顯示一控制資料徑路5 1 6，此可收集，與追蹤資料收集及 1243003 (26) 狀態資料收集不相關聯。控制用之資料收集之頻率取決於 §午多變數，包括當特定感測器所屬之感測資料改變時，是 否需迅速反應。 由於本發明分PMC 5 04內之資料收集及處理於不同之 功能徑路上，故可調節有關此等不同功能徑路之資料收集 及處理率，以滿足不同功能之不同需要，而不擠塞PMC 之處理容量。在狀態顯示上，一較低優先執行線及一較低 資料收集率確保PMC5 04不擁塞。在SPC用途上，執行線 具有較高優先及資料收集率亦較快速，但資料可由操作者 過濾。故此，SPC用之追蹤資料以較高之解像度及較低之 潛伏性，但以不擁塞PMC之方式收集。 時間印戳之追蹤資料可保存相對時間，即使PCM 5 04 及S PC引擎間之通訊徑路具有不確定之潛伏及/或延遲時 間亦然。故此，本發明使低廉且廣泛供應之訊包網路裝備 (諸如乙太網路裝備）可使用，而不管此訊包基礎之網路之 不確定之潛伏及/或延遲性質。由使用精確重建之追蹤資 料取代狀態資料供SPC使用，本發明方便高度精確SPC 處理，此在處理構造縮小時甚重要。 雖已以若千較宜實施例說明本發明，但在本發明之範 圍內有改變，變換，及相等者。且應注意有許多其他方式 實施本發明之方法及裝置。故此，以下所附之申請專利應 解釋爲包含在本發明之精神及範圍內之所有此等改變’變 探，及相等者。 -29- (28) 使用者介面模組 工廠自動模組 叢控制模組 方法管理模組 埋置之IS-SPC方法管理編輯器 埋置之IS-SPC輸出處理器 程序控制模組 資料管理模組 資料收集模組 埋置之I S - S P C模組 埋置之IS-SPC方法資料庫 埋置之I S - S P C控制樣板資料庫 埋置之I S - S P C基線資料庫 IS-SPC 弓| 擎 I/O模組控制器 狀態資料徑路 追蹤資料徑路 控制資料徑路 -31 -

Claims (1)

1. P243003 L/ 4 … （1) 拾、申請專利範圍 附件4A: 第92 1 1 5076號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 民國94年4月4日修正 1 . 一種用以製造具有一室之電漿處理系統之方法，該 室被組構來處理基體，該方法包含： 提供一第一感測器於該室內，該第一感測器被組構而 在測試步驟期間監視該室內之第一參數，並輸出第一資料 ，該測試步驟爲該電漿處理系統之製造程序的一部分，且 被實施而不會觸發該室內的電漿；及 提供邏輯電路，用以分析自該感測器所獲得之該第一 資料，該分析包含鑒於基準基線資料庫而在該測試步驟期 間實施該第一資料之分段統計分析； 如果該第一資料指示在該測試步驟期間有錯誤，則輸 出第一信號以回應於該分析，以致使該電漿處理系統之控 制模組能夠在比規定的終止時間還早的時間終止該測試步 驟，該規定的終止時間表示如果該第一資料已經指示沒有 錯誤才會發生的終止時間。 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一 參數測量流入該室中之處理氣體的流率。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一 參數測量氦冷卻氣體的流率。 4 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一 /1243003 Ckl α Ψ …(2) 參數測量該室內之壓力。 5 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一 參數測量與一至少部份置於該室內之結構相關的電壓。 6 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一 參數測量與一至少部份置於該室內之結構相關的溫度。 7 . —種用以製造具有一室之電漿處理系統之方法，該 室被組構來處理基體，該方法包含： 提供多個感測器於該室內，該多個感測器被組構而在 測試步驟期間監視該室內之至少第一參數及第二參數，並 輸出第一資料，該測試步驟爲該電漿處理系統之製造程序 的一部分，且被實施而不會觸發該室內的電漿； 提供邏輯電路，用以分析自該多個感測器所獲得之該 第一資料及第二資料，該第二資料係和該第二參數有關， 該分析包含鑒於基準基線資料庫而在該測試步驟期間實施 該第一資料及該第二資料之分段統計分析；及 如果該分析指示在該測試步驟期間有錯誤，則輸出第 一信號以回應於該分析，以致使該電漿處理系統之控制模 組能夠在比規定的終止時間還早的時間終止該測試步驟， 該規定的終止時間表示如果該第一資料及該第二資料已經 指示沒有錯誤才會發生的終止時間。 8 .如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該第一 參數測量流入該室中之處理氣體的流率。 9 .如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該第一 參數測量氦冷卻氣體的流率。 -2- (3) ! χΙ243003 m '丄 φ I Ο .如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該第一 參數測量該室內之壓力。 II .如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該第一 參數測量與一至少部份置於該室內之結構相關的電壓。 1 2 .如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該第一 參數測量與一至少部份置於該室內之結構相關的溫度。 1 3 .如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，該第一 參數測量一組參數中的其中一個參數，該第二參數測量該 組參數中的另一個參數，該組參數包含流入該室中之處理 氣體的流率、氦冷卻氣體的流率、該室內之壓力、與一至 少部份置於該室內之結構相關的電壓、及與一至少部份置 於該室內之結構相關的溫度。 1 4 . 一種用以製備用來處理基板之電漿處理系統之方 法，該電漿處理系統具有一室，該方法包含： 提供多個感測器於該室內，該多個感測器被組構而在 測試步驟期間監視該室內之至少第一參數及第二參數，並 輸出第一資料，該測試步驟被實施而不會觸發該室內的電 漿，且表示安裝程序和檢定程序之其中一程序的一部分； 提供邏輯電路，用以分析自該多個感測器所獲得之該 第一資料及第二資料，該第二資料係和該第二參數有關， 該分析包含鑒於由該電漿處理系統之製造商所提供的基準 基線資料庫而在該測試步驟期間實施該第一資料及該第二 資料之分段統計分析；及 如果該分析指示在該測試步驟期間有錯誤，則輸出第 ^1243003 料.丨丄 一信號以回應於該分析，以致使該電漿處理系統之控制模 組能夠在比規定的終止時間還早的時間終止該測試步驟， 該規定的終止時間表示如果該第一資料及該第二資料已經 指示沒有錯誤才會發生的終止時間。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中，該第 一參數測量流入該室中之處理氣體的流率。

   1 6 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中，該第 一參數測量氨冷卻氣體的流率。 1 7 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中，該第 一參數測量該室內之壓力。 1 8 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中，該第 一參數測量與一至少部份置於該室內之結構相關的電壓。 1 9 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中，該第 一參數測量與一至少部份置於該室內之結構相關的溫度。

   2 0.如申請專利範圍第14項所述之方法，其中，該第 一參數測量一組參數中的其中一個參數，該第二參數測量 該組參數中的另一個參數，該組參數包含流入該室中之處 理氣體的流率、氦冷卻氣體的流率、該室內之壓力、與一 至少部份置於該室內之結構相關的電壓、及與一至少部份 置於該室內之結構相關的溫度。