TWI327604B - Method and apparatus for monolayer deposition (mld) - Google Patents

Description

1327604 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 、本發明係關於一種在半導體裴置中於基板上沈積單層用之方 法，更具體而言，係關於一種單層沈積_£))處理系統。 【先前技術】 業^^發展出數種在製造半導體裝置中使用之在基板上產生薄 、的方法。其中發展最完善之技術為化學氣相沈積(CVD)。 所灸化出之原子層沈積(ALD)為目前新興之技術，為具有潛力之可 達成均勻、保形膜之較佳沈積方法。 ALD展示了在複雜微地形上維持超均勻沈積薄層的優秀能 =。由於ALD不如CVD般依賴通量，故上述之優點至少部分為 真。ALD不依賴通量的本質使其可在較習知方法所使用之 溫度更低的溫度下進行處理。 ALD技術係根據由反應$驅物分子之化學吸附作用而形成飽 和單層的原理。例如，-般在基板上形成仙膜之从〇處理，由 I列J所組成：在-段時間内注射前驅物或反應物八⑹，在此段 A之飽和單層形絲基板上；接著，使用惰性氣體Gi使前 驅^或反應物A(Ra)自腔室排出；接著亦在—段時_將前驅物或 反應物B(Rb)注射進人腔室中，使a結合而在基板上形 ϋ，接著」將前驅物或反應物B(Rb)自腔室排出。重覆下列處i 獲得期^之仙膜厚度：通人前驅物或反應物a(ra)、排空 反應裔、通入前驅物或反應物B讲B)，以及排空反應哭。 ^而’習知之ALD處理為數個缺點。由於^膜 度較⑽慢-個階次的大小。此對處理產 ，位量測在基板上無法使前驅物單層達職 此抑制了控祕理條件及使其最適化以達到最佳絲及產量= 力。 5 1327604 :此需較長之時間來使“層產====圓 【發明内容】 含:圓處施理系:之方法，包 第二排空處理、*二前驅物處理2 物處理、 流量。第二排空處理係由具有第二組智慧設定點之第二户 物處理#'由具有第 =一 ^ 第，慧設定點在第三“期 =i;V=:ii度之膜沈積在複數=圓=^ Γ;=;ί;ίί:;!;;=2:;理處方所控 ，第-流量及在第二時間期間建“== 第i流量及在第四時間期間建立含第二前驅物之氣 ，的第四流罝。第二排空處理係由具有第四組智慧 f所控制。本發明更提制以減少MLD處理之循環時間& 本發明亦提供一種單層沈積(MLD)處理系統，i 將複數個基板放置到處理室中之裝置；用以施行由/第_處理處方 所控制之第一前驅物處理的裝置；用以施行由第二處理二 制j第一排空處理的裝置；用以施行由第三處理處方所控制之g ~~如驅物處理的裝置；用以施行由第四處理處方所控制之第二排 空處理的裝置；及用以重複施行步驟直到將具有期望厚度之膜 積至複數個基板上的裝置。 ' 【實施方式】 6 1327604 -1顯示根據本發明之一實施例之]^!)系統的簡化方塊圖。 在所示之實施例中’ MLD系統1〇〇包含：mld反應器110 ;溫度 控制次系統120 ;氣體分配次系統13〇 ;壓力控制次系統14〇 ;感 ，斋次系統150;及控制器19〇。如圖丨所示，溫度控制次系統12〇、 氣體分配次系統130、壓力控制次系統14〇、感測器次系統15〇、 及控制器190係連接至MIX)反應器11〇。此外，ID反應器11〇、 溫度控制次系統120、氣體分配次系統13〇、壓力控制次系統14〇、 感測器次系統150可連接至控制器19〇。 MLD/反應器110可包含用以載入及卸載半導體晶圓w之載 入及卸載系統(未圖示PMLD反應器110 一次可處理多個晶圓w。 ^溫度控制次系統120可控制MLD反應器11〇中之晶圓界的 f。溫度控制次系統120可使具有-❹個智慧設定點的處方 仃且可使溫度設定點及時改變，該—或多個智慧設定點在不同 =時建立不同之溫度。例如’在触步驟綱及/或在前驅 2動步驟_可改變晶圓之溫度，且可將溫度變化控制在處理 ^^=^卜，在—#鳩咖麵期間可使晶 氣體分配次系統130可控制前驅物氣體流量。 ί二，Γ控制智慧設定點之裝置，智慧設= ί理成、前驅物種類及前驅物濃度；且吾人可 日年改k奴點喊少在晶社產生飽和單層所需 如，-控制方法將相關之氣體流動步驟分 以. —次步驟具有不同組之智慧設定點。在另」步 氣體流動步驟_可將次步驟設定點維持在^定值^ ’在膝驅物 氣體分配次系統13〇亦可控制惰性氣體流量控 二人系統130包含用以控制惰性氣體之設定點 J =，刀配 ^统(FCSs)及/或質量流量控制器(娜项未圖;且 ,設定點以減少稀釋及排空反應騎需之如^人 方法將相關之惰性氣體流動步驟分割成一 7 1327604 具有不同組之智慧設定點。在另一實施例中，在惰性氣體流 驟期間可將次步驟設定點維持在固定值。 〆 • 此外，氣體分配次系統130可包含多孔口注射器，下列會有 更詳細之討論。例如，可將單壁及雙壁之多孔口注射器包含&批 • 次處理用之反應器室中。多孔口注射器可加速將前驅物輪送至晶 圓而減少循環時間。且，可使用多孔口注射器在排空處理期間二 ' 速輸送惰性氣體至晶圓而減少循環時間。 ’曰 . 壓力控制次系統丨4〇係用以控制反應器110之腔室壓力。壓 力控制次系統140包含用以控制腔室壓力設定點之裝置，且吾人 -可及時改變壓力控制設定點以減少飽和及排空時間。一控制^法 擎將相關之處理步驟分割為一組次步驟，每一次步驟具有不同組之 控制壓力用之智慧壓力控制設定點。在另一實施例中，在—處理 步驟期間可將壓力控制次步驟設定點維持在固定值。 例如，一種用以控制腔室壓力之方法包含控制排氣閥之位 ，。在本發明之一實施例中，該閥之位置係由前饋控制方法所決 定，在該方法中將期望閥之初始位置快速地改變，接著施行壓力、 控制處理。 。感測器次系統150可包含質量感測器及/或光學監控儀。感測 器次系統150可提供反應器no中之氣體環境的質與量之分析。 • 例如’感測器次系統⑼可包含氣體濃度感測器(GCShGCS可連 接到附加於反應器110之排氣系統(未圖示)的前管線，且可使用 ' Gcs以判斷前驅物分子之濃度程度、處理氣體組成之濃度程度及 處理副產物之濃度程度中至少一者。可使用Gcs以判斷一或$個 處理步驟(如氣體流動步驟)之終點。 - 控制器19〇可接收自處理系統控制器(未圖示)來的進入晶圓 之前饋資，。控制器190可自前饋資料萃取層資訊。控制器19〇 可使用層資訊以估計晶圓狀態。例如，控制器可根據其所接收之 層資訊及溫度資料以建立進入晶圓之處理處方。接著&制器19〇 可使用此所述之方法以產生具有用於MLD系統1〇〇之^慧^定點 8 1327604 的處理處方。 如’控制器190可包含：計算裝置、記憶裝置，以及可 件之介面裝置。此外，可使用儲存於記憶體中或i 之憶體巾之程式，根魏理處方輯制前述之紙10系統_ MLD系、统勘可包含實體及/或虛擬感測器(未圖示 該感測咖控制器190之量測資料來源，)丄定用 MLD反應器11〇中之不同點的即時狀態。控制器 反應器11G中對不同處理作控制判斷。例如，由^ ΐ ΪΪίΐΐΐ在控制器19°之記憶體中的動態熱模型，可3 ;=貫=====使用的虛擬感測 控制器190可使用來自實體感測^之J料正 動態熱模型中之計算。 t ^ 修正 /根據本發明之數個實施例，產生包含處理中之 ϊί統ίί她模型。職型魏祕魏m操作參數， MLD 可根ί狐0祕之流動雜及晶15，而計算遍及整個 之處理處系統中所使用 理夹數者J二慧=使用在糸統中之特&點處的處 際1測值，以檢赵修改計算而使模型操作I誤。五人 中之演數Ϊ?術之組合理論上或經驗上地推導出包含在模型 用i法。該系統歷經待控制之處理循環時，可藉著採 用在測,式晶圓上之實際量測值而獲得該推導。 曰 應t制$ 190可用以產生及/或使用動態模型而控制MLD轉 统卿H190可用以產生及/或使用虛擬感測器而控制MLD系 5而控制動系統100。虛擬感測器 ; ==統虛擬模型的此類處理參數增性，以即時1由^= 數/特性而減少在製造綱對校正晶圓之需求。 ’、」 少 9 ^27604 侧ΐί扭控制器19G可用以··分析處理資料，·將處理資料與所 預測之貝料、與所量測之資料及/或歷史處理資料作比 認及/或改變動態模型、虛擬感測器、處理處方及/ ㈣it控制器19G可用以：分析處理資料；將處理資料與所 預測之貝料、與所量測之資料及/或歷史處理資料 ，較結果以預測及/或宣判終點^再者，控用以 ί;ΐ;料=資=所預測之資料、與所量測二及= 圖2 ^作H ΐ使用比較結果以預測及/或宣判錯誤。 示圖如Ϊ ί一實施例之多孔口注射系統200的例 系統2㈨。如圖2中所1干之系統13G可包含多孔口注射 ^11 110^^^220 ； 配個包含—批次晶圓250之反應器110，。 _處理一^例之$智慧設定點控制器之 F晋(DTΤΓ、命* M A 圖在所示之貫施例中顯示在控制中之 例如，該器。 汉應态(如圖1中所示之反應器110)。 處理可為MLD'二糸巧包含處理操作及使用感測器。例如，該 料及/或錯誤資在提供來自動處理之輸出資 感測器可提供厚度及組；VI感測器可為光學感測器，而光學 變數斋可計算隨時間改變之智慧設定點及對多 定點。智慧設定點控制器及多變數控制器可 温度變數控制器提供晶圓表面飽和資料、晶圓 圖。月之—實施例之虛擬感測器之概略示意 Q在所较^例帽示，虛包含：動祕型元件、 1327604 貫體感測70件、操作變數元件，及軟體演算法元件。 個「二含來自多 為可提供歷史資料、即時資料性S擬感測器 測=使用可量測變數及模型而使得無 ，至j、「i測」及控制。吾人建構模型以詳細描述可 j = 面態互動。虛擬感測提供-種及時獲得“表 減少在製造期間對校正晶圓之需求。例如， I久產生胤0,系統用之動態「金」模型及虛擬感測哭.在 例中’可使用不同數目之元件且可以州之方式設i 及Y，叫或者1 可使且用所:同之 = 葺為.2娜^^ 電力=2=為==氣；，加熱器 數及/二，二及調變輸出可可為肢室參 性。例^'统,之/狀態」、及輸人與輸出間之相關 來估:夕及可使用估C 4 量特二ϊ數(如晶圓位置、腔室流 多變數控嶋=^中。.可使用 點下的驗賴啦動。可制智紐定 1327604 參數化，使用有效之最佳化方法及處理資料而產生智慧點； 及在處理時間期間選擇適合之模型及設定點。 _ 智慧^定點控制(ISC)方法中之-步驟為產生可描述處理系統 •(如熱處理系統)之動態行為的模型。可使用此類模型而設計多變數 控制器，接著以產生敏感矩陣及智慧設定點。 一實施例包含··藉由MLD系統，產生在處理中之晶圓上 ' ΐ飽和狀翻。在-案射，可使職正晶®來測試及/或 .確，動祕型。動態模型可包含：在多晶圓腔室中之氣體流量: 在多晶圓腔室中之溫度及晶κ表面特性間互動。可使_態模型 •卩產生多變數控制器，該㈣器及時控亂經預測之晶圓表面^件。 • 例如，可產生用於不同種類之待處理晶圓的一組模型，此可 考慮到晶圓之組成且可即時補償表面飽和回應之變異。

圖6顯示根據本發明之一實施例之反應器模型之例示性方塊 圖。在所示之實施例中，反應器模型包含：晶圓構件61〇、「晶圓 間」構件620及壁構件630。圖顯示反應器中心線640盘氣體产量 輸入650及氣體流量輸出660。 ；，L 如圖6中所示，可將反應器分割成有限的體積構件，包含： a曰圓構件610、晶圓間構件620及壁構件630。吾人可彈性配置晶 圓構件610之數目。藉由假設氣體及前驅物兩者皆以轴向對稱方 φ 式進入及離開反應器而將氣體流動模型化。藉由假設表面通量與 局部前驅物分壓成比例而將表面飽和模型化。 〃 - 此外，假設在反應器中之流動條件為層流；沿著反應器壁為 塞式流動；而在晶圓間之空間中為擴散。 ’ ' 晶圓表面飽和模型假設：表面通量與局部前驅物分壓之比 例’化學吸附作用與通量之比例；及模型記錄表面飽和狀態。 該模型包含可用以檢驗各種反應器及流制之可配置參數。該 參數與幾何相關(如晶圓數目及晶圓間之空間）。該參數可包含處理 條件(如壓力、溫度及惰性氣體與前驅物流量）。此外，可包含流動 參數(如擴散係數）。再者，可包含表面反應參數(如化學吸附率）。 12

L 132/604 、、主射ίίίίί流附處理，吾人可產生反應器及氣體 ，主射糸統之_。在此章_巾將_此翻化方法。應 使用其他方法(包含全計算㈣動力學(CFD)方法)來產1模型。 在產生例示性的模型中，可作_或多個下列假設及/或簡化. ^可假設紐遵循「理想謎」定律財接近氮氣之輸送性質 、輸送性質，且當氣體進人處理室時吾人可忽略氣體之熱膨服。、 此外>1吾人可假設在腔室巾普遍為層流條件；介於腔室壁及晶圓 間之氣體触絲式流祕件；且介於晶目間之主要輸 在載氣中之反應物的擴散。 风利马 此外，可使用Fick’s定律將介於晶圓間之反應物(前驅物)擴 模型化。Fick’s定律如下： ' dn dt

=D d1 η d2 x 其中， n如驅物》農度 D前驅物擴散係數 X距離 t時間

可藉由計算流量來描述塞式流動，因而在腔室中之滯流時間

L res F ^

u = 7,及 t A 其中， u氣體流動數速度 ^res沛*流時間 F流量 A塞式流動之橫剖面積 13 1327604 L反應器長度 下列g本模型吾人可輸人期望之反應物流以至模型中而檢查 士局部反應物/前驅物濃度”：將反應物/前驅物導 2示核型制記錄局部反應物/前驅物濃度且將其以[莫耳7毫升]來 例如自0百分比至100百分比。 果表不 根據處理室之-模型，可獲得紙0處理之_ ΐΐίίί]數及獲得下列結果·· ^對流氣體流‘可 、，、勺20[ Α刀/❼]及2)滯流時間Q可約2_3秒。 在一實施例中，當流量為實質上常數時可 -實施例巾’當流量奴點可_間改變模另 定點而非使流量設定二= 應直露物分子可與表面反 完全·時使處理步驟停止名====面 面飽和態樣以控制膜特性。例如，為用自我限制表 過飽和之前驅物分子’可使前驅物步驟較所：日冗3和微 案例:^果可不，，表面之前驅物的:以^ 在本明中，為了縮短前驅物步驟所 曰 時間’吾人更智慧地控制前驅物之#仏丨=驟所需 之前驅物流量以及在堆疊中介於單二;之驅:::腔 腔室内之壓力條件以及在堆疊中單_ B 動’及在 -些其他變數(包含神物雜、叙壓力條件’與 處理、腔麵及腔室内之流量控 14 1327604 在此方式中，在每一沈積循環中可沈積均勻之厚度。由於膜 以一層接著一層的方式成長，且藉由沈積循環的數目來決定總膜 厚，故本發明使用之智慧設定點藉著一次處理數個晶圓及減少每 一沈積循環所需時間而增加產量。此外，在MLD處理中使用智慧 設$點可在具有高深寬比圖型之晶圓上提供改善之均勻度及階^ ^蓋。再者’在MLD處理中使用智慧設定點可在高深寬比圖型内 提供改善之均勻度，其包含改良之臨界尺寸(CD)控制及圖型之均 勻度控制。 吻M^)處理及沈積速率與晶圓上之溫度部分相關。處理

之溫度範圍可非常廣。可減前驅物開始熱解之溫度在該處建立 上限’而在分解速率減慢至發生在沈積财之雜f程度增高的溫 度點處建立下限。 此外，可使用不同方法來使模型最適化，而使用時變設定點 來使循環時間最小化。例如可使卿懷晶圓，在另—方法中可使 用先學技^标。 在使循環時間最小化的方法中，使用多位置量測基板 躺型之絲，其可原地制在橫越基板之多 個位置處所化學吸附之前驅物質濃度。 在圖7中根據本發明之一實施例顯示。在所示之 $中丄可使_晶圓基板作為MLMS ，但此並非本發明所必 f If另:Ϊ施例中，可使用其他材料如玻璃。基板具有橫 且上均勻的第一膜710。在選定之位置處，基板700 ΐ f積苐—膜72G。在所示之實施例中，在晶圓上之中央及兩 ’但此並非必須。在另一實施例中，可提供 必須。祕域可為不_狀，包含幾何與非 15 1327604 通4 I、】位置處所开>成的如驅物膜厚提供在該些位置的前驅物淨 曰置於反應器中以量測前驅物化學吸附。對於多 ;可將顧㈣置在晶圓堆疊中之多個位置 設定點的值:獲二操控前驅物氣體流量 之前小化的！法中’可將GCS連接至反應器 流量設定點的值以獲環:且可操控前驅物 其及處理氣體的方法， 處方。五人ϊ 峰供時變」氣體流量之處理 間及排氣時;化:⑶，處理處方，藉㈣^ 吾人認及更新動態模型：在—或多個時期終點， (上、中及下、的苗·^面气和狀惑’及2)在堆疊中之三晶圓位置處 而期望之料㈣//值财之表面姊值可約為一， 表動率】 用智慧設定點控梅sc)，藉由將處 建及:======= =及來重新調整=^正智=:檢 法8==本二===_之方 可包含：將複數個晶圓放置到處理室中步驟_ -前驅物處理820，接下來為第一排氣中處至中施行第 施行第二胸物處理_，接下_二_理 16 1327604 中產生關，以判斷MLD處理是否完成。若未完成，重覆步驟 =0至850。g步驟860中之詢問得到完成之答覆，貝^程序細^ 步驟870結束。以下將更詳細地描述此處之每一步驟。 除了將晶®放置到處理室中外，步驟⑽亦包 ;複=晶Γ之至少一者的前鑛資料。前饋資料可=二 ϋ圖型^料，及光學資料(如折射率幢料及消光係 可處，前饋資料以自其萃取出晶圓組成資訊。例如，、晶)圓 爲訊可包I晶圓數f、晶圓位置、層數、膚位置、層組成、 i姑i度、ΐ、密度及層厚度。層可包含基板材料、光阻材料、介 及/或抗反射層(ARC)材料。此外，可萃取一或多層 可驟Γ中，可施行第—沈積處理。在第-沈積處理期間， 生卢Ϊ^Ι'θΒΙ中之至少—者的表面上判斷表面飽和區，且可產 生虛以判斷-或多個表面餘和區之—或多個參數。 =一沈積處理期間，可將第一處理氣體導入至處理官中， 中可:包含在第一處理氣體中之第-反應物 面Hi ，將—均勻膜沈積至複數個晶圓之表 1者了使心饋貧料及虛擬感測器中至少 1)達=望1使用虛擬感測器以判斷何時表面麵狀態(前驅物濃 轸入中所示具有模型元件(Μι、崦、μ3、μ4)、控制 ▲生虛擬二：輸* (ζ)及量測輸*⑺之動態模ΐ以 HM4D。或者，可使用模型結構用之不H 來估計D值可之量測資料;可使用Y=M2U+M4Dest 輸入心4第It卿3物 不可置測變數，至少—量擾動輸人(D)可為 度，且至少一，增銓出（Y)T為弟一處理氣體之氣體濃 調可如關斷表面麵狀態(前驅物漢度） 17 1327604 之虛擬感測器。在本發明之另一實施例中，可使用不同數目之模 型元件，且可使用不同架構來配置模型元件。 、 θ ί人可獲得調變輸出中至少—者用的量測資料；且可使用該 罝測資料來確認動態模型。在一案例中，可使用來獲得量 測=貝料’ MLMS可在數個位置原位量測經化學吸附之前驅物質的 浪度。或者，可使用GCS或其他光學技術來獲得量測資料。 …此外，鞠態模型可包含：將處理㈣m氣體之流 里模型化’其中_第-處理氣體包含第—反應物質(前驅物分子）； 將介於晶Μ之流動模型化為擴散處理；決定第—反應物質(前驅 滞流時間；判斷一或多個表面餘和區之反應物質(前驅物 /刀子)浪度，及判斷一或多個表面飽和區之化學吸附速率。 例如，表面飽和(前驅物濃度)虛擬感測器可量測百分比，且告 表面飽和到達約100百分比時可結束第一沈積處理。在另一實^ 二不:Ζ分比。在某些案例中’沈積處理係決定於基 ϊ 應。—案例可為自我限制化學吸附反 前丄特定期間吾謂處理參數設定點，如含 |驅物軋體之抓里（約250 seem)及腔室壓力（約j T〇fr)維括固定。 ，而本發明錢動||智慧設定點，其可使流量卩之 標稱值附近變動，以在達成膜均勺产秘=門之以數在 力-實 二ZiSrrr之第，處理_的基板 並不需標稱值。在另-實施例中，可使用不 、在一實施例中，可使用至少在一晶圓上之押南分参 =物濃$ ’且在每一徑向元素⑻處可定義前驅：产：量二 或者，可處理非環形項並可使用非徑向元素。辰度向里 18 1327604 D1

D 使動，定點之軌跡，而將前驅物濃度向量財之 以將Ξ ’祕、:ί Γ賴型化基礎的線性或祕性多變數控制方法 = 型化，其中該控制器包含待控制之系統的數學

巧二衫㈣11可根齡何現代之㈣輯絲，如線性 法、線性二次調節器(吻)法、法等。前 入°夕^ ^型可為線性或非線性’可為單輸人單輸出(SIS0)或多輸 。多變數控财法(即雇⑺考貞料輸^其 在輸出上之效果。尚可使用數個將前驅物濃度模型化的豆他方 法，如物理模型及資料驅動模型。

古旦在一實施例中，在第一前驅物處理步驟82〇期間允許前驅物 設定點在標稱值附近之小範圍内變動，而此在達到執行終端 之别驅物濃度均句度中提供了渺卜的自由度。在其他實施例中， f第二前驅物處理步驟820期間使用額外的設定點。當使用智慧 %變設定點執跡而將前驅物濃度模型化時，可將前驅物流量之標 稱，J點參數化為中斷點向量，且可定義包含前驅物流量用之^ 慧δ又疋點(rrrm)的向量r，該設定點在標稱設定點附近作時變擾動： 或者’在第一前驅物處理82〇期間使用智慧設定點時，一或 多個處理變數可具有智慧時變設定點。例如，可使用智慧設定點 以控制腔室溫度、腔室壓力、處理氣體化學品及晶圓溫度。 可藉由在每一控制區用之每一中斷點處製造小擾動而產生處 理敏感度矩陣Μ。使用閉迴路系統之模型，可判斷由該些擾動所 19 l3276〇4 玎以向量形式來表不 dx 處理特徵(如飽和狀態)中之擾動結Wn) Λ Μ

(L 現在最it化任務成為解出向之最佳值巾之—者，以 物濃度向量β中所見之橫越晶圓變異移除，； 值軌跡所獲得。例如’可使用量測資 當產生智慧設定,晴’在晶圓上所得之沈積層料度盘沈積 "ίίίΐ目當大的關聯，該均勻度依次與餘和速率、晶圓溫度、前 驅物浪度，及在晶圓表面上不同位置處之分壓有關。以上描述了 橫越晶®位置處計算飽和料，以及計算表面飽和速率對 ^置設賴魏之敏敍財法。標麵和狀態值([可 稱别驅物濃度程度(乃成)成比例，其中α為其比例常數。此外， 飽和狀態值(Wn)中之變異可與在前驅物濃度程度⑻⑷中之變異 成比例，其中α為其比例常數。接著，可將飽和狀態值中之變異 表示為： 〃 V • = αΆί ·· -°n_ r - 可猎著使用敏感度矩陣而計算智慧設定點，以縮減飽和狀態 值(q-Q)中之變異及/或在前驅物濃度程度(名-4)橫越晶圓表面之 變異。可藉由解出以下之限定二次最適化問題而將智慧設定點最 適化： ~ 「ιηϊπ II d· α · Mr |丨，其中 rmin < r，而 r < ax 20 1327604 因此找出智慧設定點之程序變為： 1)使用‘稱5又疋點來執行處理 — 射光譜(㈣）、光學數蝴_p)); 放 值與===:生=，該向量為： 取小值、最纽、鮮差㈣鹏)值，或另

3)解出上示之最適化問題以找到智慧設定點γ。 在齡射職狀智慧設定點更新齡並重新執行 處理^如’可藉由執行—經更新之處方而獲得經更新之值。 5)豐代直到吾人獲得·之均勻度為止。例如，期望 了，含前驅物濃度冑異用之標準差(3_啦一值。或者，該期望又 勻度可為平均值、最小值、最大值或另一計算值。 在疊代收斂且達到期望之均勻度後，將結果儲存作為接 使用。 、 乂圖9顯示根據本發明之一實施例之一處方步驟，其包括含第 一前驅物之氣體用的氣體流量。顯示通常用於先前技藝之處 理的典型固定流量91〇。具有智慧設定點(922、924、及926)之流 量920作為操作mld處理用之本發明之一實施例。在另一實施二 中，可使用不同數目之智慧設定點。此外，可使用不同流量值及 使用不同時間。 一 ，顯示根據本發明之一實施例之第一前驅物的濃度值。顯 示通常在先前技術之ALD處理使用之典型前驅物濃度值1〇1〇,其 中流量維持固定。顯示前驅物濃度值1020作為本發明之實施例， 其中使用操作MLD處理用之智慧設定點。在兩案例⑼1〇及1〇2〇) 中，顯示在堆疊之上、中及下的晶圓資料。在另一實施例中，可 使用不同之前驅物濃度值及可使用不同時間。 21 1327604 顯示根據*發明之一實施例之第一前驅物之表面飽和 值。，，.、員不通⑦在先前技術之ALD處理使用之典型表面飽和值 1110 中流I維持固定。顯示表⑽和值測作為本發明之實 =,]|;二5使用-操作狐〇處理用之智慧設定點。在兩案例(1110 i ^中田顯示在堆疊之上、中及下之晶圓資料。在另一實施例 中，可使用不同之表面飽和值及可使用不同時間。 辟二Τ 間差1130作為使用本發明之一實施例而達到省 祀ΐ :尤其在此例中’藉由本發明之優點使吾人以少、75秒之 更快迷度_ 1GG百分比飽和。使用智慧設定點提供實ff上省時 之優點。 …ΐ圖8 ’在步驟請中可施行第一腔室排空處理。例如， 腔，排乳處理可包含腔室排氣處理、腔室清理處理及排空處理中 第—腔室排氣處理㈣期間，至少在複數個晶圓中 ^者的表面上可判斷表面飽和區，且可產生第 表面飽和區用之—或多個參數。在第 間可將苐二處理氣體導人至處理室中，且第二處 f ，理室消除第-處理氣體。例如，此可使得在每1表 處的第-反應物質(前驅物)濃度近接零。可朗虛擬制器 虛擬感測益、濃度值、前饋資料及量測資料中之至一冰— 第二處理時間。 有木决疋 .曲译ΓΓίΙ擬感測器來判斷：未反應之第-前驅物分子的 /辰度耘度、弟一處理氣體之濃度程度、第二處理氣 及自處理所產生之副產物的濃度程度中之至少 到^二 值。在-實施例中，該期望值可約零。在另—實施。到 值可大於零。 成期里 可使用具有如圖5中所描述之模型元件^^^乂 控制輸入⑼、擾動輸入(D)、調變輸出(Z)及量測輸3 4)二 型來產生»二虛誠測ϋ。賴型結構可麵為：^ ) 及Y=M2U+M4D。或者，可使用模型結構用之不同表示\ 3 22 1327604 例如’可獲得U及Y用之量測資料；可使用Y=M2U+M4Dest 來估計D值；及可使用Zest=MlU+M3Dest來估計z值。至少一控制 ，入(U)可為第二處理氣體用之氣體流量，其中該第二處理氣^包 3 h性氣體，至少一擾動輸入(d)可為一不可量測變異；至少一量 ，輸出(Y)可為離開處理室之氣體的未反應前驅物濃度；及至少一 调，輸出(Z)可為一虛擬感測器，該感測器用以在一或多個表面飽 和區判斷未反應第一前驅物分子之濃度程度、第一處 度程度及來自第-處理氣體之副產物之濃度程辰 •it可獲得調變輸出中至少-者用之量測資料；及使用該量 u 1料來確認該動態模型。在一實施例中，可使用Gcs來獲得量 ϊ貧料。在另—實施财，可使用其他量測裝置。在其他實施例 可使用GCS作為一或多個處理步驟用之終點偵測器。 可使用MLMS來獲得量測資料。 〆 第二虛氣感測器可量測百分比，而當第二虛擬感測值達到約 零百/刀比時，可結束步驟83〇中之第—腔室排氣處理。在另一實 ，例中，可使用不同百分比，並使用不同濃度程度。在某些案例 中，排氣處理係決定於流入腔室之流量、流出腔室之 内之流量及基板間之流量。 &至 通常處方巾，在減處理_會使處理參數設定點(如排 工氣體之流量及腔室壓力）在一段已知時間内維持固定。 士然而本發明使用動態智慧設定點，其可使排空氣體流量作 數在標稱_近_，以在達成朗勻度及更快速之處 供？外ί自由度。在另一實施例中，可使用智慧設定 點末控制其他處理參數，如腔室壓力、腔室溫度及在第一 之基板溫度。在㈣的實施射，並不需標稱值:在 另一貫施例中，可使用不同之標稱值。 心i二實施例中，使用第—排氣步驟㈣以自晶圓表面及自處 理至移除污染物，如第-處理氣體成分、前驅物分子及域 產物。可將不同反應參數與動態模型結合以在第一排氣處理83^ 23 1327604 期間判斷在不同位置處之污染物的濃度程度。藉由在第一 氣處理830期間包含智慧設定點以控制排空氣體之流量， 確地控制污染物的濃度程度。 文準 在-實施例中’可使用至少一晶圓上之徑向元素⑻來決 米程度(濃度）。污染程度可包含已反應第一前驅物分子的濃度程 度、未反應第一前驅物分子的漠度程度、第一處理氣體之濃声 度及來自第一處理之副產物的濃度程度中之至少一者。在 向元素(η)處可定義污染程度(濃度)向量或者，處. 項並可制非触讀。 i m理非姉

^可藉著使用動態設定點之執跡，而將污染物程度向量中之 變數最小化。可使用模型化基礎的線性或非線性多變數控制方法 =將污f物程度模型化，其中該控制器包含待控制之系統的數學 模型、。該多變數控制器可根據任何如此處所述之現代控制設計方 ，。污染物程度模型可為線性或非線性，可為SISO或ΜΙΜΟ。多 變數控制綠(即JVHMCI)考慮所有輸人及其在輸丨上之效果。尚可 使1數個將污染物程度模型化之其他方法，如物理模型及資料驅 動模型。 广在一實施例中，在第一排氣處理步驟830期間允許第二處理 氣體^流量設定點在標稱值附近之小範圍内變動，而此在達到較 快j較，效之排氣中提供了額外的自由度。在其他實施例中，在 排氣處理步驟830期間使用額外的設定點。當使用智慧時變 言跡而將污染物程度模型化時’可將第二處理氣體流量之 =稱攻定點參數化為中斷點向量，且可定義包含第二處理氣體流 里用之智慧設定點0*1-心〇的向量r，該設定點在標稱設定點附近作 時變擾動： 24 1327604 r 個處氣處理830期間使用智慧設定點時，-或多 押制炉Ϊ二，、9慧時變^定點。例如，可使用智慧設定點以 控制土腔室壓力、處理氣體化學品及晶瓣。 理敏:控制區用之每—中斷點處製造小擾動而產生處 產生p，用閉迴路系統之模型，可判斷由該些擾動所 處理特徵(如污染程度(濃度))中之擾動結果 ri r d' Μ d. =最適化任務成為解出向量r之最佳值中之—者，以使姓 物濃度向量^中所見之橫越晶圓變異移除，i =算==標稱值轨跡所獲得。例如，可使用量測資 處理得之沈積層均勻度與排氣 i有關的關聯，該均勻度依次與排空氣體之流 及4曾了㈣在橫越晶®位置處計算污祕程度，以 程度對排空氣體流量設定點變異之敏感度的方法。 iSiiL其+^其_常數。此外，污_狀態值(心) 例當ί〃Ι:染物程度㈣n)中之變異成比例，其^為其比 例吊數。接者，可將污染物狀態值中之變異表示為· ~ rx ~ ·· =a •Μ :· -c« _ _ rm _ 25 丄以/004 如可使用敏感度矩陣而計算智慧設定點，以賴污毕壯4 rminl|d— a . Mr|| ,其中 rmin < 而 〈^max 因此找出智慧設定點之程序變為： 選定稱設定點來執行處理，且至少在橫越—晶®表面之所 或污染物狀態可使用數種‘ -方法可使用G&。U方法為使用已知氣體分析技術；另 ΐίϊ ϋ 可制紙⑽麵得量測資料。 值盘度^觀並纽差異向量心該向量為期望 為平均值、最小值、最大值、^ 3)解出上示之最適化問題以找到智慧設定點” 在前步驟中所找到之智慧設定點更新處方並重新執行 处。=，可猎由執行一經更新之處方而獲得經更新之值。 到吾人獲職望之污練度為止。例如，期望之污¥ J度可標準差(3询_、最大值、最小值、平均值中至少二 蚀田在且達到期望之均勻度後，將結果儲存作為接續之 笛凡成後’吾人已將多餘材料排出至腔室外並使 弟一則驅物材料之單層吸附到複數個晶圓之表面上。 义 圖12顯示根據本發明之—實施例之—處方步驟， 排空Ϊ體ί氣體流量。其顯示通常用於先前技藝之ALD處理的典 型固定流1 1210。具有智慧設定點(1222、1224、及122 2 1220作為操作MLD處理用之本發明之—實施•在另―實^^ 中’可使用不目之智慧設定點。此外，可朗不同流量值及 26 使用不同時間。 設定i f 施ϊ ΐ ’在第—腔室排氣處理830 間可使用智慧 猶产^ :制腔至望力。® 13顯示根據本發明之-實施例之排氣 部分狀壓力對時_。圖14顯示根據本發明之一實 例之用於兩例示性排空處理之壓力穩定時間圖。 處理照圖8 ’在步驟_中可實施第二沈積處理。在第二沈積 J理期間，可判斷複數個晶圓巾至少—者之表面上的表面飽和

Li可產生用以決定—或多個表面飽和區用之-或多個參數的 弟二虛擬感測器。 雜Z將第三處理氣體通人至處理室中；在第三處理時間期間使 .in"®暴露至t含在第三處理氣體中之第二反應物質(第二前 m /及可將一貫質上均勻之膜沈積至複數個晶圓的表面上。 二粗二ΐ ί前驅物可與吸附在複數個晶圓之表面上的第-前驅物 t早層作反應’因此在複數個晶圓中的每—者的表面上形成期 望材料之早層，如SlsN4、Al2〇3、Ta2〇5及HfSiON。可使用下列 ,至）-者來決定第二處理時間：第—虛擬感測器、第二虛擬威 測器、第三虛擬感測器及量測資料。 心 …在-實施例中，可產生用以判斷反應狀態之第三虛擬感測 益，且可使用其來判斷表面反應狀態何時達到期望值。可使用表 面反應狀態來判斷第二前驅物何時與複數個晶圓表面上之第一前 驅物材料單層完成反應，以及判斷實質上均勻之膜何時沈積至複 數個晶圓表面上。再者，可使用下列至少—者來決定第三處理時 間：前饋資料、虛擬感測H、第二虛擬感測器及第 可使用如圖5中所示具有模型元件(Ml、％、控制 輸入⑼、擾動輸入⑼、調變輸出(z)及量測輪出 產生第三虛擬感測器。可將模頻構表示為：ziM)iU+^ Y=M2U+M4D。或者，可使用模型結構用之不同表丄。3 例如’可獲得U及Y用之量測資料；可使用y=M2U+M4D 來估計D值；可使用Zesi=MlU+M3Dest來估計z值。至少一控^st 27 1327604 可使用不㈤雜絲韻型轉。 m U7G仟且 量測中的量測資料；且3使用該

=貝的濃度。或者，可制Gcs或其他光學技術來獲得量測資 模型ί且ΐΐϊΐ二:將處理室内之第三處理氣體之流量 W中該第二處乳體包含第二反應物質(第二前驅物分 之it模型化為擴散處理；決定第二反應物質 =心-心物》子)痕度；及判斷_或多個表面飽和區之反應 例如 ·衣囬久應狀·％座擬感測器可量測百分比，且當表面反 ^狀恶到達約⑽百分比時可結束第二沈積處理。在另一實施例 且2用不同百分土。在某些案例中，沈積處理係決定於沈積 ^土=面上之第-前驅物及第二前驅物間的飽和表面反應。例 如，戎處理可為自我限制反應。 义在-通常處方中’在特定期間吾人將處理參數設定點，如含 刖驅物氣體之流量(約1GG seem)及腔室壓力（約1Tgit)維持固定。 然而本發明使用動g智慧^^點，其可使流量作為時間之函數在 標稱值附近變動’以在達成膜均勻度時提供額外的自由度。在另 一實施例中，可使用智慧設定點來控制其他處理參數，如腔室壓 力、腔室溫度及在步驟840中之第二沈積處理賴的基板溫度。 在額外的貫施例中，並不需標稱值。在其他實施例中，可使用不 同之標稱值。 28 1327604 々在一實施例中，可使用至少在一晶圓上之徑向元素(n)來決定 第二前驅物漠度，且在每—徑向元素⑻處可定義第二前驅物濃度 向量D。或者，可處理非環形項並可使用非徑向元素。

D

D 可藉著使用動態設定點之軌跡，而將第二前 中之變數最小化。可使賴型化基礎的雜 方法以將第二前驅物漠度值模型化，其中該 计方法。第一則驅物濃度模型可為線性或非 f 效果。尚可制數個將第二前驅婦度值模 物理模型及雜_模型。戰&化之其他方法，如 驅物$量:第二前驅物處理步驟840期間允許第二前 終端之小範圍内變動，而此在達到執行 中，在第L‘二:二又中提供了額外的自由度。在其他實施例 智4ί;ϊ==步驟840期間使用額外的設定點。當使用 度值模型化時，可將第二 二則驅物量用之智慧設&點(心)的 二$ 疋點附近作時變擾動： 里 該°又疋點在彳示％δ又 多個口==智;=設;: 29 以控制腔室溫度、腔室壓力、虛 可藉由在每-控制區用之ί—度； 產生之結果。接著在-處理巧，可判^該些擾動所 動結果㈣n)可以向量形絲表示卓—m驅物之浪度程度)中之擾 Λ Μ

(L u m. 果向ϊΐίΐ亡任務成為解出向量r之最佳值中之-者’以使結 曲驅物濃度向量乃中所見之橫越晶圓變異移除，該 料以標稱值轨跡所獲得。例如，可使用量測資 备產生智慧設定點時’在晶圓上所得之沈積層均勻度與反應 3¾圓溫度、前驅物濃度，及在晶圓表面上不同位置處之分 j相當大的^。以上描述了肋在橫越細位置處計算反應 k率，以及汁异表面反應速率對流量設定點變異之敏感度的方 ^。軚稱反應狀態值(Ci_q可與標稱第二前驅物濃度程度⑺1_乃 ，比例丄其中α為其比例常數。此外，反應狀態值(q-Cn)中之變異 可^在第二前驅物濃度程度(4-0中之變異成比例，其中α為其比 例常數。接著，可將反應狀態值中之變異表示為··

Cl' rx : ~aM Λ_ 可藉著使用敏感度矩陣而計算智慧設定點，以縮減反應狀態 值(q-cj中之變異及/或在第二前驅物濃度程度橫越晶圓表 面中之變異。可藉由解出以下之限定二次最適化問題而將智慧設 定點最適化： 30 1327604 rmin||d-a .MrL 其中 ‘ο，而r <r願 因此找出智慧設定點之程序變為： 者之執行4理’且至少在横越__中一 巧驅物濃度程度及/或反應狀態值。可 綠為朗光學感測 2) 選擇第二前驅物濃度之標稱值並產生差異向量心該 J望=量繼_差異。在―#關巾稱f 3) 解出上示之最適化問題以找到智慧設定點广。 产理Si在所找到之智慧設定點更新處方並重新執行 處理。，^可錯由執行—經更狀處方而獲得經更新之值。 二應狀態用之平均值、最小值、最大值、^差^=) 在疊代收斂且達職望之均自度後，將結果^ 存作為接續之使用。 _ 二寸LL5=Iflf^ri之—實施例之—處方步驟，其包括含第 i體的讀流其顯科常用於先前技藝之勘處 固定流量⑽。具有智慧設定點⑽2、1524、及1526) 為操^•胤巧則之本發明之—實施例。在所示 馨二―·】中’ 3弟—祕物氣體之流量自—智慧設賴至另一智 階，。在另一實施例中，智慧設定點間之轉變可為 L貝卜ΪΪ二 實施例中，可使用μ數目之智慧設定點。 卜可使用_不同之流量值，且可使用不同之時間。 复顯圖據本發明之—實施例H驅物狀濃度值。 ;6;0:Ϊ:=前技藝之⑽處理的典型前驅物濃度值 /、中讀維固定。顯示作為本發明之—實施例範例的 31 1327604 前驅物濃度值1620 ’其中智慧設定點係用以操作狐〇處理。在 兩案例(I610及1620)中，顯示在堆疊之上、中、下處的晶圓資料。 在另一貫施例中，可使用不同前驅物濃度，且可使用不同時間。 . 圖17顯示根據本發明之一實施例之第二前驅物之表面飽和 . 值。其顯示通常用於先前技藝之ALD處理的典型表面飽和值 1710 ’其中該流量持_定。顯示作為本發明之—實施例範例的 '表面飽和值1720，其中智慧設定點係用以操作MLD處理。在兩 •案例(171Q及1720)中’顯示在堆疊之上、巾、下處的晶圓資料。 .在另一實施例中，可使用不同前驅物濃度，且可使用不同時間。 ，外，顯示時間差1730作為使用本發明之一實施例而達到省 牯之範例。尤其在範例中，藉由本發明之優點而使吾人以少75秒 之更快速度達到100百分比飽和。使用智慧設定點提供實質上省 時之優點。 ， 、、 再參照圖8 ’在步驟850中可施行第二腔室排氣處理。例如， 腔室排氣處理可包含腔室排氣處理、腔室清理處理及排空處理中 至少一者。在第二腔室排氣處理85〇期間，至少在複數個晶圓中 之二者的表面上可判斷表面飽和區，且可產生第四虛擬感測器以 決定一，多個表面飽和區用之一或多個參數。在第四處理時間期 間可將第四處理氣體導入至處理室中，且第四處理氣體可實質上 • 自處理室消除第三處理氣體。例如，此可使得在—或多個表面飽 -^區^的第二反應物質(第二前驅物)濃度近接零。可使用虛擬感測 器、第二虛擬感測器、第三虛擬感測器、第四虛擬感測器、濃度 . 值、前饋資料及量測資中之至少一者來決定第四處理時間。 . ^可使用第四虛擬感測器來判斷：未反應之第二前驅物分子的 濃度程度、第三處理氣體之濃度程度、第四處理氣體之濃度程度 及自處理所產生之副產物遭度程度中之至少一者何時到達期望 值。在一貫施例中，該期望值可約零。在另一實施例中，該期望 值可大於零。 ’ 可使用具有如圖5中所描述之模型元件(Μ!、Μ2、Μ3及、 32 1327604

ϊΐ輸入、擾動輸入(D)、調變輸出(z)及量測輸出(Y)之動態模 里來產生第四虛擬感測器。該模型結構可表示為：z=MiU+]v^D 及Y=M2U+M4D。或者，可使用模型結構用之不同表示。 例如，可獲得U及γ用之量測資料；可使用Y=M2U+M4Dest 來估計D值；及可使用Zest=MiU+M3Dest來估計z值。至少一控制 =(υ)τ為第四處理氣體用之氣體流量，其中該第四處理氣體包 5十3性氣體；至少一擾動輸入(D)可為一不可量測變異；至少一量 測輸出⑺可為離開處理室之氣體之—未反應第二前^物濃度；及 至少-調變輸出(Z)可為-虛擬感測器，該感測器用以在一或多個 表面飽和區判斷未反應第二前驅物分子及/或副產物之濃度。 —ft可獲得調變輸出中至少—者用之制資料；及^用該量 ’4貝料來_認該動態模型。在—實施例中，彳使用GCS來獲得量 ^貧料。在另一實施财，可使祕他量測裝置。在另一實施例 中，可使用GCS作為一或多個處理步驟用之終點偵測器。 判斷未反應第二前驅物分子及/或副產物之紐的虛擬感 =可罝測百分比’而當未反應第二前驅物分子及/或副產物 度達到約零百分比時’可結束第二腔室排氣處理85〇。在另一實施 ，中’可使用不同百分比，並使用不同濃度。在某些案例中，排 氣處理係決定於流入腔室之流量、流出腔室f 量及基板間之流量。 腔至内之抓 一通f處方巾，在職處理_會使處理錄設定點(如排 二氣體之流量及腔室壓力）在一段已知時間内維持固定q

然而本發·_態智慧奴點，其可使排空氣體流量作 時間之函數在標稱值附近變動’以在達成膜均 J 理時間時提供額外的自由度。在另一實施例中，可使=以 點來控制其他處理參數，如腔室壓力、腔室溫度及在第 驟850期間之基板溫度。在額外的實施例中，並不需標稱值 其他實施例中，可使用不同之標稱值。 在-實施例中’使料二排空步驟85(Ux自晶圓表面及自處 1327604

理至移除污染物，如第三處理氣體成分、第二前驅物分子及/或處 理副產物。可將不同反應參數與動態模型結合，以在第二排氣處 理850期間判斷在不同位置處之污染物的濃度程度。藉由在第二 腔室排氣處理8 5 0期間包含智慧設定點以控制排空氣^之流量了 可更準確地控制污染物的濃度程度。 ’ /；，L 一 一在一實施例中，可使用至少一晶圓上之徑向元素(11)來決定第 :污染程度(濃度)。第二污染程度可包含未反應第二前驅物分子的 /辰度f王度、第二處理氣體之濃度程度、第四處理氣體之濃度程度 及來自處理之副產物的濃度程度中之至少一者。在每一徑^元素 (η)處可定義第二污染程度(濃度)向量D。或者，可處理環形項 並可使用非徑向元素。

A

D D. "T藉著使用動態设疋點之執跡，而將第二污染物程度向量P 中之變數最小化。可使賴型化基礎的線性或魏 方法以將污染物程度模型化，其中該控制器包含待控制之系&的 數學模型。該多變數控可減任何如此搞叙贼於制設 計方法。污染物程度模型可為線性或非線性，可為sis〇或"° ΜΙΜΟ。多變數控制方法(即MM〇)考慮所有輸入及盆在^ 柄獅侧斷崎法，如物理 丄在第二排氣處理步驟㈣期間允許第四處理 在標稱值附近之小範圍内變動，而此在達到較 ，及之排氣中提供了額外的自由度。在其他實施例中，在 弟-排乳處理步驟850期間使關外的設定點。當 設定點軌跡而將污染物程度模型化時，可將第四; 之標稱設定點參數化為中斷點向量，且可定義包含第四處理^體 34 1327604 慧設定^)的向^稱設定點附近 Μ在第二排氣處理850期間使用智慧設定點時，一或多 具有ΐ慧時變設定點。例如，可使用智慧設定點以 控制ότΐΐΐ:腔室屋力、第四處理氣體化學品及晶圓溫度。 "tr控制區用之每—中斷點處製造小擾動而產生處 產生果接二二:：迴路系統之模型，可判斷由該些擾動所 ί果^可特徵(如第二污染程度(濃度))中之擾動 Μ d.. U. I,t 一 杲内if 任務成為解出向量r之最佳值中之一者，以使έ士 果向里β將在刖驅物濃度向量乃 ^使'、、。 前驅物濃度向量Z)#由m絲If見之&越晶0類移除，該 料以^算敏感度矩卩=_值軌跡所獲得。例如，可使用量測資 處理所得之沈積層均勻度與排氣 (排空氣體)之流量有關。以上&二均勻度依次與第四處理氣體 染物程度’以及計算污毕物田产在橫越晶圓位置處計算污 感度的方法。在氣，量，點變動之敏 標稱第二污染物程度( 木物狀悲值(CK:n)可與 第二污染紙紐其晴數。此外， 之變異絲例，其中α為其數物程度(«)中 敎接者，可將污染物狀態值 35 中之變異表示為

Cl' Λ ~α·Μ • - Λ. 狀態值(:二用二么t車二:博智J設定點，以縮減第二污染 面中之變異。可與由紐山或在弟一仏物程度黃越晶圓表 定點最適^ : θ 町之限定二次最適化問題而將智慧設

Ud—α .Mr||，其中 w<r ，而 r <r_ 因此找出智慧設定點之程序變為： 1)使用標稱設定點來執行處理， a f定位置處找到第二污染物程度及 之所 數種方法來蚊污_程度可使用 ί術；另-綠可錢⑽。或者，可―㈣=== 期望的ΐΐ度生巧向量心該向.為 t ’期望值可為平均值、最t值貫:=標稱值。或 或另一計算值。 取大值私卓差(3-sigma)值， 之最適化問題以找到智慧設定點广。 處理。例如，設定點更新處方並重新執行 祕代直财人獲^之值。 ;亏染;度:，差㈣㈣义大 。在步驟850完成後’吾人已將多餘材料排;： 。钕數個晶圓之表面上沈積單層期望之材料，如秘4、、 36 1327604

Ta205 及 HfSiON 〇 在另一實施例中，在第二腔室排氣處理850期間可使用智慧 設定點以類似用於第一腔室排氣處理830之控制方式來控制& 壓力。 工 圖18顯示根據本發明之一實施例之一處方，其包括第二排办 氣體之氣體流量。其顯示通常用於先前技藝之ALD'處理的:型^ 定流量1810。具有智慧設定點(1822、1824及1826)之流量^82〇 作為用以操作MLD處理之本發明實施例之範例。在另施例 中，可使用不同數目之智慧設定點。此外，可使用不同之流量 且可使用不同時間。 再參照圖13及14，圖13亦顯示第二排氣循環之第一部分的 時間圖，而圖Η亦顯示第二排氣循環之第二部分的壓力對 呀間圖。 —再參照圖8 ’在步驟860中執行一詢問以決定ID處理是否 =成。當MLD處理完成時，程序800結束於步驟87〇。當go 程序細之分支回到步驟82G且程序_如圖8中所 ^^^氣步謂至85G’相步麵之詢問顯 ·- 驟可中’可沈積—或多個單層且圖8中所示之處理步 模型。 列如’可產生用以判斷紙0處理是否完成之動態 膜厚2倕：苎外之虛擬感測器以決定至少-表面飽和區之 S “。 感測器及額外虛擬感測器中至少-者來判斷 處理S含動態模型、虛擬感測器及/或智慧設定點之 -人興批-人間，異，且改變MLD之產量。 體而。m體系統為動態性之複雜與非線性系統。其暫態 37 1327604 響應對於效能而言極重要但往往卻難以決定。系統之輸出受到未 .:^動所影響。大致上對MIM。系統而言，每-輸人(如氣體流量 了不·/響夕輸出(如氣體流量、膜厚）。根據本發明產生描述處理 - (如MLD系統)之動態行為的模型。 ’、、、、 . ^可使用數種方式來產生動態模型，其包含：根據溫度、壓力、 . 氣體流量及反應動力學之第一原理；及收集來自處理系統(如mld 處理系統)之即時資料所產生的線上模型。 . 在了模型方法中’可藉著使用資料驅動線上模型化，由已知 • 之晶圓參數來產生模型資料庫，並可使用一組模型來涵蓋吾人所 φ 預期之晶圓變異範圍。在建立模型期間，可在合適之微處理器上 以合適之模擬應用軟體(如Matlab)數值上地執行模型。應用軟^位 於合適之電腦或微處理器上，使吾人得操作之以實質上施行近似 法。然而本發明亦考慮其他的數值方法。 依照上述之教示本發明可有許多之修改及變化。因此應了 解：在隨附之申請專利範圍的範疇中，可脫離此處所述之細節而 實施本發明。 【圖式簡單說明】 圖1顯示根據本發明之一實施例之MLD系統的簡化方塊圖。 鲁·圖2顯示根據本發明之一實施例之多孔口注射系統的例示圖。 圖3顯示根據本發明之一實施例之包含多變數控制之mld處 理糸統的概略不意圖。 . 圖4顯示根據本發明之一實施例之虛擬感測器之概略示意圖。 圖5顯示根據本發明之一實施例之MLD處理系統之動態模型 • 的概略示意圖。 圖6顯示根據本發明之一實施例之反應器模型之例示性方塊 圖。 圖7顯示根據本發明之一實施例之多位置量測基板(MLMS)。 圖8顯示根據本發明之一實施例之操作單層沈積(MLD)處理 38 1J27604 系統用之方法的簡化流程圖。 顯ί根據本發明之—實施例之—處方步驟，1包括含第 一前驅物之氣體的氣體流量。 1 /、已枯3弟 = ===之一;施例之第一前驅物之濃度值。 值。 *X月之一貫施例之第一前驅物之表面飽和 糊之—實綠-處綱，其包括第一

力對日^ d不根據本發明之一實施例之排空循玉袠的第一部分之壓 壓力本發明之-實施例之用於兩例示性排氣處理之 圖15顯示根據本發明之—每 二前驅物之氣體的氣體流量。之—處方步驟，其包括含第 =之-實施例之第二前驅物之雜。 值。圖顯讀據本發明之—實施例之第二前驅物之表面飽和 圖18顯示根據本發明之—每 氣體之氣體流量。 A 列之-處方’其包括第二排空 【主要元件符號說明】 100 : MLD 系統 110 : MLD反應器 120 :溫度控制次系統 130 :氣體分配次系統 140 :壓力控制次系統 150 :感測器次系統 190 :控制器 200 :多孔口注射系統 39 1327604 220:供給管線 230 :分配裝置 240 :多注射器 250 .晶圓 610 :晶圓構件 620 :晶圓間構件 630 :壁構件 640 :反應器中心線 650 :氣體流量輸入 660 :氣體流量輸出 700 ： MLMS 710 :第一膜 720 :第二膜 8〇〇 :操作MLD處理系統用之方法 810 :開始 820 :施行第一前驅物處理 830 :施行第一排氣 840 :施行第二前驅物處理 850 :施行第二排氣 860 :處理完成 870 :結束 910 :固定流量 920 :具有智慧設定點之流量 922 :智慧設定點 924 :智慧設定點 926 :智慧設定點 1010 :前驅物濃度值 1020 :前驅物濃度值 1110 :表面飽和值 1327604 1120 :表面餘和值 1130 :時間差 • 1210 :固定流量 . 1220 :具有智慧設定點之流量 . 1222:智慧設定點 1224 ··智慧設定點 • 1226:智慧設定點 1510 :固定流量 ' 1520 :具有智慧設定點之流量 • 1522:智慧設定點 • 1524:智慧設定點 1526 :智慧設定點 1610 :前驅物濃度值 1620 :前驅物濃度值 1710 ··表面飽和值 1720 :表面飽和值 1730 :時間差 1810 :固定流量 1820 :具有智慧設定點之流量 φ 1822:智慧設定點 ' 1824:智慧設定點 - 1826:智慧設定點 41

Claims (1)

1327604 附件一：第95102436號專利申請案中文申請專利範圍修正本（無劃線） 96年7月12日修訂

十、申請專利範圍： 1. 一種操作單層沈積(MLD)處理系統之方法 將複數個晶圓放置到一處理室中； 施行一第一前驅物處理，其中該第一前驅物處理係由具有一 第一組智慧設定點的一第一處理處方所控制，該第一組智慧設定 點建立在一第一時間期間之一含第一前驅物氣體的一第一流量及 在一第一時間期間之該含第一前驅物氣體的一第二流量中至少一 者； 施行一第一排氣處理，其中該第一排氣處理係由具有一第二 組智慧，定點的一第二處理處方所控制，該第二組智慧、設定點建 立在該第-排氣處理第-部分期間之—第—排空氣體的一第 二流|及=，-排氣處理之一第二部分期間之—第二排空氣體 的一第一流罝中至少一者； 施1丁 7第二前驅物處理，其中該第二前驅物處理係由且有-第三組智慧設定點的-第三處理處方所控制 ^ 點建立在:第三時間期間之一含第二前驅物氣體匕且:曰J二 艾第四時間期間之該含第二前驅物氣體的—第四流 者， 施打-第二排氣處理，其中該第二排氣處理係由且 組智慧設定點的一第四處理處方所控制；及 /、有第四 重覆該施行步驟直到將具有―期望 個晶圓上為止， 吁又〈膘沈積在该複數 其中该施行一第一排氣處理更包含·· 廣生該第-排氣處則之—賴模 元件(见、M2、此及m4)、控制輸入⑻、擾動^ ，具有模型 及量測輸_，且具有—z 調變輸出⑵ 其中該控制輸入⑻‘i構 二排空氣體之該第二流4 ^祕量、該第 驅物類型、-化學吸附速率、:反應i率、一巧!Ϊ度;； 42 1327604 少一者； 其中該擾動輸入(D)包含處理漂移、腔室污染及晶圓溫度差異 中至少一者； λ 其中該量測輸出00包含進入晶圓之溫度、進入晶圓之組成、 進入晶圓之厚度、進入晶圓之均勻度、輪出流量、在一腔室輸出 處之排空氣體濃度、在一腔室輸出處之前驅物濃度、前驅物層組 成及前驅物層均勻度中至少一者；及 其中該調變輸出（Ζ)包含一污染狀態、未反應前驅物分子之一 濃度私度、處理副產物之一濃度程度、一前驅物濃度值、一前驅 物濃度均勻度值及一污染狀態均勻度值中至少一者。 2. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，該施行一第一前驅物處理更包含： 至少在一晶圓之一表面上建立表面飽和區； 決定該表面飽和區中至少一者的一期望前驅物濃度程度； 將前驅物分子沈積至該飽和區上，直到達到該期望之前驅物 》辰度私度為止。 3. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，該施行一第一前驅物處理更包含： 在至少一晶圓之一表面上建立表面飽和區； 決定該表面飽和區中至少一者的一期望前驅物濃度程度； 使用虛擬感測器以估計該表面飽和區中至少一者的一前驅 物濃度程度，將該估計前驅物濃度程度與該期望前驅物濃度程度 作比較；及 將第一前驅物分子沈積至該表面飽和區上，直到該估計前驅 物濃度程度近乎等於該期望前驅物濃度程度為止。 4. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 43 1327604 法，該施行一第一前驅物處理更包含： 至少在一晶圓表面上建立表面飽和區； 決定該表面飽和區中至少一者的一期望飽和狀態值； 將第一前驅物分子沈積至該表面飽和區上，直到達到該期望 飽和狀態值為止。 ’ 5·如申請專利範圍第4項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，其中該期望飽和狀態值接近一百百分比。

6.如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法’該施行一第一前驅物處理更包含： 在至少一晶圓之一表面上建立表面飽和區； 決定該表面飽和區中至少一者的一期望飽和狀態； 使用一虛擬感測器以估計該表面飽和區中至少一者的一飽 狀態值； 將該估計飽和狀態值與該期望飽和狀態值作比較以判斷何 使該含第一前驅物之氣體停止流動。 ’ 7‘如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 •法〃’其中該含第一前驅物氣體之該第一流量與該第二流量實質上 相等。 、工 8^如，專利範圍第丨項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法’其中該含第—前驅物氣體在該第—時間期間包含—第 而在該第二時間期間包含一第二濃度。 晨八 如^ f利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 中該含第—前驅物氣體在該第—時間期間包含—第一前驅 物而在該第二時間期間包含—第二前驅物。 與 10.如申凊專利範圍第1項之择作显思、a 士 法，該第__慧奴點在^—=^動)處㈣統之方 體的一流量而在該第二時間期間建立:第體=氣 法”中料-惰性氣體及該第二惰性氣體包含不同之惰性氣體。 =·如範圍第1項之操作單層沈積(mld)處理系統之方 物氣；定點更在一額外時間期齡 清專利範圍第13項之操作單層沈積(mld)處理系統之方 l 組智*設定點更在—*二額外時間_建立該含第- 刖驅物氣體之一第二額外流量。 ;5. ^气請專概圍第1項之操料l_(MLD)處理系統之方 法I亥第"且智慧&又疋點更建立該第一前驅物處理之一第一部分 的一第一腔室壓力及建立該第一前驅物處理之一第二部分的一 二腔室壓力。 16. 請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，f第一組智慧設定點更建立該第一前驅物處理之一第一部分 的一第一腔室溫度及建立該第一前驅物處理之一第二部分的一第 二腔室溫度。 45 1327604 17.如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系统之方 法，該第一組智慧設定點更建立該第一前驅物處理之一第一部分 的一第一基板溫度及建立該第一前驅物處理之一第二部分的一第 二基板溫度。 I8·如申請專利範圍第！項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，該施行一第一前驅物處理更包含： 一產生該第一前驅物處理用之一動態模型，該動態模型具有模 ^70件”、、Μ2、M3及M0、控制輸入(^、擾動輸入(D)、調變輸 出(Z)及1測輸出(γ)，且具有一模型結構包含：Ζ=Μ μ及 Y=M2U+M4D ； 曰其中該控制輸入(U)包含該含第一前驅物氣體之該第一流 ^ °亥έ第刖驅物氣體之該第二流量、一流動時間、一前驅物 浪度、一前驅物類型、一化學吸附速率、一反應速率、一壓力及 一溫度中至少一者； δ玄擾動輸入(D)包含處理漂移、腔室污染及晶圓溫度差異 甲至^ '一者， ^該量測輸出⑺包含進人日日日圓之溫度、進人日日日圓之組成、 忿Ζ 4厚i、進人_之㈣度、輸出流量、腔錄出處之 别驅物浪度、如驅物層組成及前驅物層均勻度中至少一者；及 其中該6周憂輸出(Z)包含-前驅物濃度值、一前驅物均勻度 值、一飽和狀態及一飽和狀態均勻度值中至少一者。 專利範圍第1項之操作單層沈積(紙1^處理系統之方 法，戎把行一第一前驅物處理更包含： 使前驅物分子化學吸附至該晶圓表面上。 方 20·如申”專利圍第1項之操作單層沈積叫切處理系統之 46 1327604 法，該施行一第一排氣處理更包含： 在至少一晶圓之該表面上建立表面飽和區； 決定該表面飽和區中至少一者的一期望污染狀態值，該期望 污染狀態值與未反應第一刖驅物分子之一濃度程度、已反應第一 前驅物分子之一濃度程度、該含第一前驅物氣體的一濃度程度、 一排空氣體濃度程度、來自該第一前驅物處理之副產物的一濃度 程度、及來自該第一排氣處理之副產物的一濃度程度中至少一者 成比例；及 使排空氣體流入該處理室中直到達到該期望污染狀態值為 止。 21. 如申請專利範圍第20項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法’其中該期望污染物狀態值接近零百分比。 22. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法’該施行一第一排氣處理更包含： 在至少一晶圓之該表面上建立表面飽和區； 決定該表面飽和區中至少一者的一期望污染程度，該期望污 染程度與未反應第一前驅物分子之一濃度程度、已反應第一前驅 物分子之一濃度程度、該含第一前驅物氣體的一濃度程度、一排 空氣體濃度程度、來自該第一前驅物處理之副產物的一濃度程 度、及來自該第-排氣處理之副產物的—濃度程度中至少一者成 比例； 使用一虛擬感測器來估計該表面飽和區中至少一者的一污染 程度； 將該^十污ΐ程度與該期望污染程度作比較；及 使排空氣體流入至該處理室中，直到該估計污染程度近乎與 該期望污染程度相等為止。 < 3 ) 47 1327604 法 性氣體 統之方 體 24·如申^翻職第i項讀料層沈積陣切處理 法’其中該第- 第二触氣魏含不同^性S ΐ.如第」項ί操作單層沈積(動)處理系統之方 'Hr、、且日D慧設疋點在該第—排空處理之—額外部分期間更 建立一第三排空氣體之一額外流量。 功門更 26. 如申請專利範圍第25項之操作單層沈積(MLD)處理 第ΐ組智慧設^點在該第—排空處理之—第二額外部分期 間建立一弟四排空氣體之一第二額外流量。 1刀功 27. 如申明專利範圍第1項之操作單層沈積(肌⑺處理系統之 ^ ’該第二組智慧設定點建立該第_排氣處理之—第—部 ^-腔室壓力及該第-排氣處理之—第二部分的―第 中至少一者。 王1刀 28. 如申，專利範圍第i項之操作單層沈積(mld)處理系統之方 ，，该第二組智慧設定點建立該第—排氣處理之一第一部分 =-腔室溫度及建立該第-排氣處理之—第二部分的—第二腔室 溫度。 29·如申請專利範圍第i項之操作單層沈積(紙〇)處理系統之方 法’該第二組智慧設定點建立該第—魏處理之_第—部分的一 第二基板溫度及建立該第-魏處理之_第二部分的—第二基 溫度。 48 1327604 30. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(^D)處理系統之方 法，該施行一第二前驅物處理更包含： 在至少一晶圓表面上建立表面飽和區； • 決定該表面飽和區中至少一者的一期望前驅物濃度程度； 將第二前驅物分子沈積至該表面飽和區上，直到達到該期望 ' 前驅物濃度程度為止。 31. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，該施行一第二前驅物處理更包含： • 在至少一晶圓表面上建立表面飽和區； 決定該表面飽和區中至少一者的第二前驅物分子之一期望前 驅物濃度程度； 使用一虛擬感測器來估計該表面飽和區中至少一者的一前驅 物濃度程度； ” 將該估計前驅物濃度程度與該期望前驅物濃度程度作比較； 及 將第二前驅物分子沈積至該表面飽和區上，直到該估計前驅 物濃度程度近乎相等於該期望前驅物濃度程度為止。 • 32.如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法’該施行一第二前驅物處理更包含： 在至少一晶圓表面上建立表面飽和區； ' 決定該表面飽和區中至少一者的一期望反應狀態值； 將第二前驅物分子沈積至該表面飽和區上，直到達到該期望 反應狀態值為止。 33.如申請專利範圍第32項之操作單層沈積(mld)處理系統之方 法，其中該期望反應狀態值接近一百百分比。

49 1327604 34.如7請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，遠施行一第二前驅物處理更包含： 在至少一晶圓表面上建立表面飽和區； 決定該表面飽和區中至少一者的一期望反應狀態值； 使用一虛擬感測器來估計該表面飽和區中至少一者的一反應 狀態值； 將ΐ估!t反應狀態值與該期望反應狀態值作比較；及 將第二前驅物分子沈積至該表面飽和區上，直到該估計反應 狀九 、值近乎相等於該期望反應狀態值為止。 如^ 專利翻第丨項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 /八中5亥含第二前驅物氣體之該第三流量與該四流量實質上相 專利5圍第1項之操作單層沈積(mld)處理系統之方 电2玄含第二前驅物氣體包含在該第三時間期間之一第一濃 度與包S在該第四時間期間之一第二濃度。 fL乾圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 二二^第二前驅物氣體在該第三時間期間包含一第一前驅 物而在该第四時間期間包含一第二前驅物。 3如圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 氣心-點更建立在該第三時間期間之一第一惰性 體之nj，11體流量及在該第四__之—第二惰性氣 篮之第一軸性氧體流量中至少一者。 如申"月專利範圍第38項之操作單層沈積(紙0)處理系統之方 50 Ϊ氣it鄉—惰㈣體及該第二惰氧體包含實質上相同之惰 利範㈣38項之操作單層沈積(紙D)處理系統之方 去’八中该第-惰性氣體及該第二惰性氣體包含不同之惰性氣^ US專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法二=三組智慧設^點更在-額外時間期間建立該 物軋體之一額外流量。 J 42.如^請專利棚第41項之操作單層沈積(Μ〇))處理系統之方 ^ ’该第二組智慧設定點更在-第二額外時間細建立該含第二 月|j驅物氣體之一第二額外流量。 43·如申請，利範圍第1項之操作單層沈積(胤〇)處理系統之方 法，s玄第二組智慧設定點更建立該第二前驅物處理之一第一部分 的一第一腔室壓力及該第二前驅物處理之一第二部分的一第二腔 室壓力中至少一者。 44.如申請，利範圍第1項之操作單層沈積(ip)處理系統之方 法，f第二組智慧設定點更建立該第二前驅物處理之一第一部分 的一苐一腔室溫度及該第二前驅物處理之一第二部分的一第二腔 室溫度中至少一者。 I32/0U4 圍第1項之操作單層沈積_)處理系統之方 法a施仃一第二前驅物處理更包含： 划元二前驅物處理用之—動態模型，該動型模型具有模 出(z)及旦山、M3及M4)'控制輸入(u)、擾動輸入(D)、調變輸 旦ϋΪ控制輸入(U)包含該含第二前驅物氣體之該第三流 3 ΐ二前驅物氣體之該第四流量、-流動時間、-前驅物 展度、-禮物類型一化學吸附速率一反應 一溫度中至少一者；

其中該擾動輸入(D)包含處理漂移、腔室污染及晶圓溫度差里 中至少一者； 〃 其^该量測輸出(Υ)包含進入晶圓之溫度、進入晶圓之組成、 ，入晶^之厚度、進入晶圓之均勻度、輸出流量、腔室輸出處之 前驅物濃度、前驅物層組成及前驅物層均勻度中至少一者；及 其中該調變輸出(Ζ)包含一前驅物濃度值、 一前驅物濃度均勻 度值、一飽和狀態值、一飽和狀態均勻度值、一反應狀態值及一 反應狀態均句度值中至少一者。 47. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，該施行一第二前驅物處理更包含： 使一含第二前驅物氣體之分子與來自該含第一前驅物氣體經 化學吸附而附著在該晶圓表面上之前驅物分子進行反應。 48. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，該施行一第二排氣處理更包含： 在至少一晶圓之該表面上建立表面飽和區； 決定該表面飽和區中至少一者的一期望污染狀態值，該期望 污染狀態值與未反應第二前驅物分子之一濃度程度、已反應第二 52 1327604 前驅物分子之-濃度雜、該含第二前_氣體的_濃度程度、 -排空氣體濃度，度、來自該第二前驅物處理之副產物的一濃度 程度、及來自該第二排氣處理之副產物之一濃度程度中至少一 成比例；及 使排空氣體叙該處理室巾，直到達到該雛污染狀態值為 止0 49.如申請專利範圍第48項之操作單層沈積叫切處理系統之方 法，其中该期望污染狀態值接近零百分比。 _ 50·如申請專利範圍帛48項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，該施行一第二排氣處理更包含： 在士少一晶圓之該表面上建立表面飽和區； 听決定該表面飽和區中至少一者的一期望污染程度，該期望污 染程度與未反應第二前驅物分子之—濃度程度、已反應第二前驅 物ί子之一濃度程度、該含第二前驅物氣體的一濃度程度、一排 空氣體濃度程度、來自該第二前驅物處理之副產物的一濃度程 度、及來自該第二排氣處理之副產物的一濃度程度中至少一者成 比例； _ 使用一虛擬感測器來估計該表面飽和區中至少一者的一污染 备·度， 將該估計污染程度與該期望污染程度作比較；及 • 使排空氣體流入至該處理室中，直到該估計污染程度近乎盥 該期望污染程度相等為止。 〃 51.如申請專利範圍第1項之操作單層沈積^^d)處理系統之方 法，該第四組智慧設定點建立在該第二排空處理之一第一部分期 間之一第一排空氣體的一第一流量及在該第二排空處理之一第二 部分期間之一第二排空氣體的一第二流量中至少一者。 53 1327604 52.如申，專利範圍第51項之操作單層沈積(MLD)處理系統之 ί氣It ·—排空氣體及該第二排空氣體包含實壯相同之惰 利範圍第51項之操作單層沈積(mld)處理系統之方 法’，、中辟-排空氣體及該第二排空氣體包含不同之紐氣體。 54.如申請專娜圍第51項之操解層沈積(MLD)驗 法，5玄第四組智慧設定點在該第二排空處理之一 建立-第三敏氣體之-額外流量。 丨刀期間更 55·如申，專利範圍第54項之操作單層沈積降巧處理 法’=第四組智慧'設定點在該第二排空處理之一第二額外部 間更建立一第四排空氣體之一第二額外流量。 刀’月 56. 如申請專利範圍第！項之操作單層沈積叫切處理 法，該第四組智慧設定點建立該第二排氣處理之一第二部八 力及該第二排氣處理之一第二部分的一第二腔二壓; 57. 如申請專利範圍第i項之操作單層沈積(MLD)處理 法’該第四組智慧設定點更建立該第二排氣處理之 j-腔室溫度及建立該第二排氣處理之—第二部分的4 = 室溫度。 58·如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理 法，該第四組智慧設定點更建立該第二排氣處理之一第二I -第-基板溫度及建立該第二排氣處理之—第二部 ^ 1 54 1327604 板溫度。 59·如;申凊專利|巳圍第項之操作單層沈積⑽^處理系統之方 法，s亥施行一第二排氣處理更包含：

一產生該第二排氣處理用之一動態模型，該動型模型具有模型 3t(i、:ϋ、Μ及M4)、控制輸入(U)、擾動輸入(D)、調變輸出 (Z)及董測輸出⑺，且具有一模型結構包含：z u 〇及 y=m2u+m4d ； -其中該控制輸入(u)包含該第一排空氣體之該第一流量、該第 -排空氣體之销二流量、—流動時間、—排空氣體組成 '一前 驅物類型、-化學吸附速率、—反應速率、一壓力及—溫度 少一者； 其中该擾動輸人(D)包含處理漂移、腔室污染及晶圓溫度差里 中至少一者； 、其中遠篁測輸出(Y)包含進入晶圓之溫度、進入晶圓之組成、 進入晶圓^厚^、進人晶圓之均勻度、輸出流量、在—腔室輸出 處之排^氣體濃度、在—腔室輪出處之前輸濃度、前驅物層組 成及前驅物層均勻度中至少一者；及 ^中該調變輸出(Z)包含-污餘態、未反應第二前驅物分子 之二浪度程度、已反應第二前驅物之一濃度程度、處理副產物之 一派度程度、一前驅物濃度值、一前驅物濃度均勻度值及一 狀態均勻度值中至少一者。 60.如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，該施行一第一前驅物處理更包含： 使用該含第一前驅物氣體來提供複數個前驅物分子； 將介於s亥晶圓間之如驅物分子流量模型化為一擴散處理； 決定該前驅物分子之一滯留時間；及 決定該前驅物分子之一化學吸附速率。 55 1327604 61. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，該方法更包含： 接收該晶圓中至少一者之前饋資料； 自該前饋資料中萃取折射率(n)資料及消光係數(k)資料；及 使用該折射率(η)資料及消光係數(k)資料來決定晶圓組成。 62. 如申請專利範圍第61項之操作單層沈處理系統之方 法，其中該前饋資料包含晶圓組成資訊，該晶圓資訊包含層數、 詹位置、層組成、層均勻度、層密度及層厚度中至少一者。 63. 如申請專利範圍第61項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，其中該前饋資料包含至少一晶圓之臨界尺寸(CD)資訊及 資訊。 64.如申請專利範圍第61項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，其中該如饋資料包含至少在一晶圓上位於徑向上之複數個位 置的資料。 65·如申請專利範圍第61項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，其中該前饋資料包含至少在—晶圓上位於非徑向 位置的資料。 66. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法’其中-晶15包含-圓形’且該表面飽和區包含—中心區，而 複數個環形區徑向地圍繞該中心區。 67. 如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法’其中一晶圓包含一矩形，且該表面飽和區包含複數個均句分 56 1327604 布的矩形部分。 68.如申請專利範圍第1項之操作單層沈積(MLD)處理系統之方 法，其中一晶圓包含一矩形，且該表面飽和區包含複數個非均勻 分布的矩形部分。 ， 十一、圖式： 57