TWI337301B - System and method for detecting a lifetime of a slab consumable material used by a process tool - Google Patents

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TWI337301B
TWI337301B TW095129164A TW95129164A TWI337301B TW I337301 B TWI337301 B TW I337301B TW 095129164 A TW095129164 A TW 095129164A TW 95129164 A TW95129164 A TW 95129164A TW I337301 B TWI337301 B TW I337301B
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Taiwan
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consumable material
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slab
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Yi Li Hsiao
Chen Hua Yu
Jean Wang
Lawrance Sheu
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Taiwan Semiconductor Mfg
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking

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1337301 • * · 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 • 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種材料沉積’且特別是有關於一 種靶材使用壽命偵測的方法。 * 【先前技術】 物理氣相沉積(physical vap〇T deposition’以下可簡 稱PVD)是一種熟知用以沉積薄膜材料於基底上之製 鲁 程,其一般使用於製造半導體元件’ PVD製程係在南真 空室(chamber)中進行,高真空室包含基底(例如晶圓)、固 態源或是沉積於基底之材料的厚板(slab,例如PVD靶 材)。在PVD製程中,PVD靶材係從固態物理性的轉換 成氣態,而靶材材料之氣體係由PVD靶材傳送至基底, 並在基底上聚集成為一薄膜。 有許多進行PVD的方法’包括蒸鍍、電子槍蒸鍍 (e-beam evaporation)、電漿喷灑沉積(plasma spray _ deposition)和賤鍍。目前’难鑛是最常使用完成PVD的 方法,在濺鍍過程中,沉積室中會產生電漿,導向PVD 靶材,而由於高能量的電漿粒子(離子)的碰撞作用,電装 會物理性的移動或侵#(满:擊)PVD粗材的反應表面的原 子或分子’而成為乾封材料之氣體。歡材材料之濺擊出 的原子或分子氣體會經由一減壓的區域移動至基底上, 然後,於基底上聚集,形成靶材材料之薄膜。 PVD靶材之使用毒命有限,如果過度使用pvD把材 0503-A32481TWF1 /Wayne 5 I3373〇i 第95129164號專利說明書修正本 修正日$ . / (例如使用超過PVD靶材的使用壽命)會產 先· 4·6 全性的考量,舉例來說,PVD乾材過度使用;和安 乾材的穿孔(perforation)以及系統放電(arcjng),而 大的產品損失、P V D系統或是機台損壞和安全性致巨 ,目前’決定崎材的使用壽命之方式為,追二: 糸統或是製程機台消耗之累積能量(例如千瓦叫、 υ 量),然而,上述追蹤累積能量之方法需 時之數 間精通,並且此種方法之準確性係完全=, 經驗。即使精通此方法,判定的 人貝之 能夠達到之壽命要少,而浪費約蘭百;比=所 使用乾材(依照PVD靶材的種類)。 之PVD可 乾材的使帛率低是心縮短ρν 會造成高刚料消耗成本。事f上,二此 用是半導體製造最顯著/VD乾材$耗費 利用大多數浪費之料材料,則果二 消耗费用,降低铸料造μ,且增加=⑽把材 PVD㈣之低利用率亦會導致頻繁的更換PVD靶 材,所以卿系統或機台的維護更為頻繁。更甚著,當 更換PVD乾材’需要花費時間針對新的π讨調整 PVD製程。 因此,需要-方法可谓測使用乾材之壽命。 【發明内容】 有鑑於此,本發明的實施例之一提供一種偵測製糕 0503-A32481TWF1 /Wayne 6 1337301 • · « 第95Π9164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 '· 機合使用之消耗性材料厚板壽命的方法,包括以下步 驟。提供一消耗性材料厚板,其具有至少一指示器。在 操作一製程機台時,藉由連結於至少一指示器之一偵測 器所產生之訊號數值,判定其是否等於一警示設定數 值、介於一警示設定數值和一警報設定數值間、等於一 ‘ 警報設定數值或是超出一警報設定數值。若是訊號數值 等於警示設定數值或是介於警示設定數值和警報設定數 值間,提供一第一警示,第一警示表示消耗性材料厚板 ^ 接近一預定量,預定量小於消耗性材料厚板原本的量。 本發明的另一實施例提供一種系統,包括一製程機 台;一製程機台使用之消耗性材料厚板;至少一指示器, 位於消耗性材料厚板中;一和指示器連結之偵測器;一 電腦,與偵測器相通,以探測消耗性材料厚板之壽命。 I實施方式】 以下將以實施例詳細說明做為本發明之參考,且範 ® 例係伴隨著圖式說明之。在圖式或描述中,相似或相同 之部分係使用相同之圖號。在圖式中,實施例之形狀或 是厚度可擴大,以簡化或是方便標示。圖式中各元件之 部分將以分別描述說明之,值得注意的是,圖中未繪示 或描述之元件,可以具有各種熟習此技藝之人士所知的 形式,另外,特定之實施例僅為揭示本發明使用之特定 方式,其並非用以限定本發明。 在此係揭示一種偵測靶材或是其它消耗性材料使用 0503-A32481TWF1 /Wayne 7 第95129164號專利說明書修正纟 , 壽命之方法,靶材可以是 修正日期:99.4.6 積製輕,P 4J·,;况積製程(例如物理氣相沉 範例具有領測壽命: = 圖係為本發明一實施 10。乾材10包括-消耗性:料:二圖’乾材標號為 厚板)和-個或是多個使用壽命ϋ板下可稱乾材 係可指示靶材屋柘η Β 檢測盗或疋指示器12,其 板已經使㈣達預㈣量卩㈣達其制壽命和/絲材厚 面反應表面112、-相對於反應表 面⑴間延伸之側壁表著反應表面⑴和基座表 何適合或恰當的形狀,例如:。:/厚板11可形成為任 形、三角形、不規則㈣/ 方形、矩形、擴圓 係為圓形,其直徑二 一择祐如士 々央吋,且厚度為0.25英吋。在另 寸。乾材厚板?i材厚板11可以為其它適合或恰當的尺 括,例如鋅、鉾知可人包^任何適合或恰當的來源材料,包 鎳、鎳鉑合金、鎳鈦合金、鈷、鋁、銅、鈦、 :矽二:錫氧化物㈦—⑴丨—汀⑺或硫化鋅-氧 化矽(ZnS-Si〇2) 〇 -L只施範例中’每個指示器12均包括-氣體指示 :,:係部份或全部鑲嵌妹材厚板11之基座表面114 a ^而’上述一個或是多個指示器12亦可包括其它型 匕=私不态,例如細絲(filament)、電極和/或第二材料指 示器可探測出靶材即將到達使用壽命和/或靶材厚板 11已到達預定的量。如g 1B圖之平面圖所*,若使用 0503-A3248ITW7i/Wa' 8 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 超過一個指示器12,指示器12係分佈於靶材厚板11, 具有平均間隔,以增加偵測之判別率。 請參照第1A圖和第1B圖,在一實施範例中,每個 氣體指示器12可包括一個具有相對之開口端22a、22b 之管子(tube)或是圍封物(enclosure)。在一實施範例中, 管子22可由和靶材厚板11相同之材料組成,管子.22之 開口端22a、22b可以是封閉的且是以封閉物件(未繪示) 密封。管子22係填滿例如氦、氪等之惰性氣體24,惰性 ® 氣體24係不影響材料沉積製程結果。在其它的實施例 中,管子22可填滿或是包含液體或是固體,而此液體或 是固體需從管子22逸散出為可偵測到的。 管子22之直徑應該要夠小,如此,直到幾乎所有的 靶材厚板Π消耗完之前,管子22不會暴露,在一實施 範例中,管子22之直徑約為0.5mm。 在製程進行時,製程室中的例如濺擊電漿之製程力 $ (process force)會侵钱或是消耗乾材厚板11,當指示器12 之管子22尚未破裂時,惰性氣體24會包持在管子中不 受干擾。當靶材厚板11侵蝕或是消耗導致鑲I於靶材厚 板11中指示器12之管子22暴露且之後為製程力破壞, 指示器12之管子2.2會散發或是漏出其中之惰性氣體24 於製程室中,提供一可偵測之訊號,其係指示靶材10即 將到達其使用壽命之終點。此偵測可用來調整和/或限制 以此特定靶材10更進一步進行製程之晶圓(或是相類似 的物品)批數。 0503-A32481TWF1 /Wayne 9 1337301 第95129164號專利說明書修正本 L正日期:99.4.6 乾材1〇持續進行製程會侵蝕或是消耗靶材厚板^ 和管子22 ’侵蝕到一定量,會發生額外的惰性氣體(例如 從其它指示器12之管子22)逸散或是漏出,和/或加迷惰 性氣體(例如從又另其它指示器之管子22)逸散或是漏 出,因此提供一偵測訊號,指出靶材1〇已達到壽命終點。 此偵測可用來更進一步來調整和/或限制以此特定乾材 1 〇進行製程之晶圓(或是相類似物件)批數,或是完全停 止製程室,且將此靶材更換為新的靶材。 在一實施例中,一個或是多個指示器12提供之使用 壽命終點(end of service life,以下可簡稱EOL)j貞測能力 可使靶材厚板11使用到原靶材厚板量的0.5%,因此,可 最佳化靶材的利用、減少靶材的浪費、增加維修保養的 循環時間(cycle time)、縮短製程調整時間和增加相關生 產機台和製程室的利用率。 靶材10可在不顯著的調整和/或更換硬體的條件τ 於例如PVD等之材料沉積製程中使用,更甚著,靶材1〇 可使用於不同型態的磁性系統,包括磁控管系統 (magnetron systems)、電容搞合電漿(capacitively coupled plasma,CCP)和電感麵合電漿(inductively coupled plasma,ICP),在此僅舉列數項。靶材10亦可用於所有 型態的電源供應系統,包括但不限於:直流電源系統、 父流電源糸統和射頻電源糸統。 第2圖係為本發明一實施範例晶圓製程系統之方塊 圖,其晶圓製程系統100使用包括一個或是多個指示器 0503-A32481TWF1/Wayne 10 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 的靶材,此系統]00包括製造自動化系統110、製程機台 120和電腦控制探測元件130,其中製造自動化系統110 包括一電腦,製程機台120例如為一製程室。 如第3圖所示,製程室120包括室内部121和位於 室内部121用以支撐進行製程之晶圓124的晶圓台 122(wafer stage)。本發明之把材10可固定於製程室120 内部121晶圓台122上方。氣體探測/檢測元件130(氣體 偵測器)可固定於製程室120外部,需注意的是,氣體探 • 測/檢測元件130的設置係需可偵測或是探測製程室120 内部121散發之惰性氣體24,舉例來說,氣體探測/檢測 元件130可包括光學放射光譜儀(Optical Emissions Spectrometer,OES)或殘餘氣體分析儀(residual gas analyzer,RGA ),另外,氣體探測/檢測元件130可包括 壓力檢測元件(GP),以探測指示器12管子22中惰性氣 體24逸散至製程室中造成之壓力(/分壓)變化。在製程 中,氣體探測/檢測元件130係針對靶材10 —個或是多個 指示器12逸散.出惰性氣體24之量產生一探測值範圍。 如第2圖所示,晶圓製程系統100可採用自動系統 通訊架構或是網路提供製造自動化系統110和氣體探測/ 檢測元件130間之雙向通訊,和製造自動化系統110和 製程室120間之雙向通訊。自動系統通訊架構係使氣體 探測/檢測元件130能夠自動化的控制在包括靶材10之製 程室中進行製程的半導體晶圓批數,或是進行製程物件 或材料的批數,氣體探測/檢測元件130可探測出從靶材 0503-Α32481TWF1 /Wayne 11 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 10之一個或是多個指示器12逸散之氣體。因此,可最佳 化靶材10的利用、減少靶材10成本、增加維修保養的 循環時間(cycle time)、縮短製程調整時間和增加製程室 120的利用率。例如’’一批晶圓”可以定義為在單一卡匣 (cassette)或載體(Carrier)進行製程之預定數量的晶圓,其 中一批晶圓的最大數量可以是25片。 第4A圖和第4B圖係為本發明一實施範例自動系統 通訊架構中控制氣體探測/檢測元件130和製程室/機台 120的方法流程圖。可採用製造自動化系統之電腦執行此 控制方法,且可以例如軟體程式執行上述方法。此方法 首先於步驟200開始:開啟自動系統通訊架構中之氣體 探測/檢測元件130。在步驟205,初始化的設定氣體探測 /檢測元件130之某些參數,在一實施範例中,氣體偵測 器之初始化設定包括: 將連接旗標(Flag)設定為1(其中1=致能(enable),0= 去能(disable)); 將警示數目(warning number)設定為0(其中此數目可 以為0、1和2); 將計算數目(counter number)設定為4(或是大於3批 _晶圓的數目), 將警示旗標(warning flag)設定為0(其中1 =致能 (enable),0=去能(disable)); 將初始氣體偵測器/惰性氣體背景(background)設定 為數值B,其可以是輸入或是預設的設定; 0503-A32481TWF1 /Wayne 12 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 將氣體偵測器/惰性氣體警示(warning)設定為數值 W,其可以是輸入或是預設的設定; 將氣體偵測器/惰性氣體警報(alarm)設定為數值A, 其可以是一輸入或是預設的設定; 一訊息係傳送至製程室/機台作為第一警示(例如 1S),其可稱為”第一靶材警示”; 一訊息係傳送至製程室/機台作為第二警示(例如 2S),其可稱為”第二靶材警示’’; 一訊息係傳送至製程室/機台作為警報(例如A),其 可稱為”靶材警報”。 對應於來自於氣體偵測器相對應的訊號(當氣體偵測 器探測出一定程度數量從相示器管子逸散出之惰性氣 體),製造自動化系統110之電腦會送.出上述的對應訊號 之一,且停止製程室/機台進行更進一步的製程。 第5圖係為一曲線圖,其繪示本發明一實施例氣體 偵測器偵測到惰性氣體之訊號值,請注意,本發明不限 於此圖表之訊號,本發明亦可包括其它實施例相對於時 間之氣體偵測器訊號值,如圖所示,氣體偵測器對於惰 性氣體之背景設定訊號數值可以是數值B,氣體偵測器 對於惰性氣體之警示設定訊號數值可以是數值W,且氣 體偵測器對於惰性氣體之警報設定訊號數值可以是數值 A。在製程開始時(圖示中B’期間),並氣體指示器之管子 沒有逸散例如氪之惰性氣體,而因此,所偵測之訊號數 值(例如訊號強度為1(Τη)低於背景訊號值B。在進行製程 0503-A3248ITWFl/Wayne 13 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 一段時間後,例如2600Kw-Hr,靶材係消耗且惰性氣體 從指示器之管子逸散,當逸散之惰性氣體超出警示設 定,例如,當氣體偵測器之強度值是1(Γ8,氣體偵測器會 送出第一警示訊號(例如1S)給製程室/機台,當逸散之惰 性氣體超出警示設定W二次,氣體偵測器會送出第二警 示訊號(例如2S)給製程室/機台,當逸散之惰性氣體超出 警報設定,舉例來說,當氣體偵測器之強度值是1〇_7,氣 體偵測器會送出警報訊號(例如Α’)給製程室/機台。 在一實施例中,當氣體偵測器送出第一警示訊號(1S) 時,製程室/機台在製程現有批晶圓後,會停止運作,且 製造自動化系統11 〇之電腦計數會啟動,其中大於3之 初始參數設定係預設為3批晶圓(使用上述初始參數設定 的範例)。第1次警示代表會以現有(殘餘)的靶材僅能再 製程3批晶圓,當氣體偵測器送出第2次警示訊號(2S), 製程室/機台在目前的該批晶圓製程完後,會停止運作, 且第2次警示代表會以現有(殘餘)的靶材僅能再製程2批 晶圓。當送出警報訊號(Α),在目前批晶圓製程後,製程 室和機台會停止,且警報表示會以目前剩餘的靶材僅能 再製程1批晶圓。 請再參照第4Α圖和第4Β圖,在本方法之步驟210 中,會判定上述連接和警報旗標設定是否正確,若是連 接和警報旗標設定不正確,之後,會於步驟265檢查連 接和警報旗標,且在步驟205再一次設定此連接和警報 旗標。若是連接和警報旗標設定正確,則之後會於步驟 0503-Α32481TWF1 /Wayne 14 1337301 I · · 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 215讀取氣體偵測器數值。 一般來說,若是製程力尚未破壞靶材指示器12的管 子22,氣體探測/檢測元件130數值會低於背景設定數值 B,當靶材厚板Γ1之侵蝕和消耗導致指示器12的管子 22暴露,且之後為製程力破壞,其儲存於其中之惰性氣 體24會逸散入製程室120中。氣體探測/檢測元件130 會偵測逸散至製程室120之惰性氣體,而產生超過背景 設定數值B之偵測器數值,偵測器數值取決於逸散至製 ® 程室120之惰性氣體的量。 在步驟220,會判定步驟215讀取之氣體偵測器數值 是否介於惰性氣體警示設定數值W和惰性氣體警報設定 數值A間。若是氣體偵測器數值位於惰性氣體警示設定 數值W和惰性氣體警報設定數值A間,在步驟275中, 會根據警示數.目是否等於〇做出判定。 若是步驟275之警示數目等於0,之後,會於步驟 • 280停止製程室120之製程,如此,可能會將”第一靶材 警示”訊息傳送至製程室120,且將警示數目可設定為1。 步驟280中之”第一靶材警示’’訊息會開啟一計數,其大 於3之初始參數就設定為3,表示剩餘之可製程晶圓批數 N1,例如,目前剩餘的靶材10僅能再製程.3批晶圓。 之後,於步驟285中,判定之工程師或是技術員需 檢查製程室120,且之後重新啟動之,此步驟可確保工程 師/技術員注意到警示之狀態且親自檢查此狀態,上述之 狀態例如為警示的指示下可能會繼續進行之剩餘的晶圓 0503-A32481TWF 1/Wayne 15 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 批數。之後,工程師/技術員解除製程室之停止狀態,而 重新啟動製程室進行製程。若是重新啟動製程室,此方 法會返回至氣體偵測器數值讀取步驟215。若未重新啟動 製程室120,此方法會迴圈至判定製程室重新開始步驟 285,直到判別工程師/技術員檢查和重新啟動製程室 120。在完成目前這批晶圓製程後,步驟285後之製程晶 圓剩餘批數N1的計數會自動減1。 再次返回步驟275,若是警示數目不等於0,則之後 會在步驟290停止製程室120中的製程,而”第二靶材警 示”之訊息可送至製程室120,此時,此警示數目不等於 0,其必定是1。”第二靶材警示”訊號表示會以目前剩餘 的靶材所能再進行製程之晶圓的批數,其例如為2批晶 圓。比較在步驟290中進行製程之剩餘晶圓的批數和在 步驟285後進行製程之剩餘晶圓的批數N1,兩個數目中 較少者會變更為其計數值,且此剩餘之晶圓會於工程師/ 技術員重新啟動製程室120後繼續進行製程。之後,於 步驟235中,判別工程師/技術員需檢查和重新啟動製程 室 120。 返回步驟220,若是步驟215中讀取之氣體偵測器數 值不介於惰性氣體警示設定數值W和惰性氣體警報設定 數值A間,則會於步驟225中判定讀取之氣體偵測器數 值是否超過惰性氣體警報設定數值A。若是讀取之氣體 偵測器數值未超過惰性氣體警報設定數值A,則再一次 進行215,220等步驟,然而,若是讀取之氣體偵測器數 0503-A32481TWF1 /Wayne 16 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 值超過惰性氣體警報設定數值A,則於步驟230中,製 程室120中之製程會停止,而”警報”訊息可送至製程室。” 警報”訊息表示為以目前剩餘的靶材可再進行製程之晶 圓的批數,其例如為1批晶圓。 比較在步驟230中進行製程之剩餘晶圓的批數和在 步驟285後進行製程之剩餘晶圓的批數N1(或是此批數 N1現在為4,表示其尚未啟動),兩個數目中較少者會變 更為其計數值,且此剩餘之晶圓會於工程師/技術員重新 啟動製程室120後繼續進行製程。之後,於步驟235中, 判別工程師/技術員檢查和再重新啟動製程室120。 若是製程室120於步驟235中重新啟動,則之後於 步驟240中讀取偵測器數值,若是製程室120尚未重新 啟動,則本方法係迴圈至判定製程室重新開始之步驟 235,其會等判定工程師或是計術員檢查和再重新啟動製 程室120。 在步驟240中,讀取氣體探測/檢測元件130數值, 且於步驟245中,判定步驟240中之氣體探測/檢測元件 130數值是否超過惰性氣體警示設定數值W。若是步驟 24.5中之氣體偵測器數值未超過惰性氣體警示設定數值 W,則於步驟246會判定製程中之該批晶圓是製程室120 中進行製程之最後一批晶圓,其表示剩餘晶圓之計數N1 等於0。若是製程中之該批晶圓是步驟246之最後一批, 則之後本方法會進行步驟247,完成現行批晶圓之製程且 停止製程室,進行預防保養。若是目前進行之該批晶圓 0503-A32481TWF 1/Wayne 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 不是步驟246中的最後一批,則此方法返回至步驟240。 若是步驟245中之氣體偵測器數值超過惰性氣體警 示設定數值W,於步驟250中,會送出”僅能製程目前批 晶圓”訊息至製程室,此代表僅允許目前這批晶圓可使用 此靶材進行製程。在步驟250此時,剩餘批晶圓之計數 會自動設定為0。在完成步驟250之後,本方法會進行步 驟247,完成現行批晶圓之製程且停止製程室120,準備 進行機台之預防保養/或更換靶材。機台自動化系統和/ 或製造自動化系統110會停止製程室120。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用 以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之 精神和範圍内,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明 之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 0503-A32481TWF1 /Wayne 1337301 > · · 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.4.6 【圖式簡單說明】 第1A圖係為本發明一實施範例具有偵測壽命之靶 材能力的剖面圖。 第1B圖係為本發明一實施範例具有複數個使用壽 命指示器之乾材的平面圖。 第2圖係為本發明一實施範例晶圓製程系統之方塊 圖,其使用一個或是多個使用壽命指示器。 第3圖係為本發明一實施範例製程室之示意圖,其 • 使用具有偵測壽命能力之靶材。 第4A及4B圖係為本發明一實施範例自動系統通訊 架構中控制氣體檢測器和製程室/機台的方法流程圖。 第5圖係為一曲線圖,其繪示本發明一實施例氣體 偵測器探測到惰性氣體之訊號數值。 【主要元件符號說明】 10〜靶材; 12〜荞示器; _2_2 a〜開口端; 24〜惰性氣體; 110〜自動化系統; 114〜基座表面; 120〜製程室; 122〜晶圓台; 11〜消耗性材料厚板; 22〜管子; 22b〜開口端; 100〜晶.圓製程糸統, 112〜反應表面; 116〜侧壁表面; 121〜室内部; 124〜晶圓; 130〜氣體探測/檢測元件; 0503-A32481TWF1 /Wayne 19 1337301 第95129164號專利說明書修正本 W〜警示設定訊號數值 B〜背景設定訊號數值 A〜警報設定訊號數值 B’〜背景訊號值; A ’〜警報訊號值。 0503-A32481TWF1 /Wayne

Claims (1)

1337301 修正日期·· 99.7.23 '第95129】64號專利說明書修正本 十、申請專利範園·· 、1. -種_製程機台使用之消耗性材料厚板壽命的 方法’包括: 提供一消耗性材料厚板,其具有至少一指示器; 在操作一製程機台時,藉由連結於該至少一指示哭 之-偵測器所產生之訊號數值,判定其是否等於二; J定數值、介於一警示設定數值和一警報設定數值間: 等於一警報设定數值或是超出一警報設定數值;及 若是該訊號數值等於該警示設定數值或是介於㈣ 不設定數值和該警報設定數值間,提供—第—逖_ 第-警示表示該消耗性材料厚板接近—預定量^預定/ 量小於該消耗性材料厚板原本的量, ^預疋 若該訊號數值等於該警報設缝值或是超出該 設定數值,該偵測製程機台使用之消耗性材料 的方法更包括-步驟,用以提供一第一警報,:‘ =該消耗性材料厚板接近該預定量,或是 2.如中請專利範圍第]項所述 之消耗性材料厚板壽命的方法…若第: 不,該製程機台之操作會停止。 、'^第& ::使用該消耗性材料厚板之製程機台二 4 ·如申凊專利範圍第】項所述之制 之消耗性材料厚板壽命的方法,更包括二::機:使: 步驟,用以減 yne 0503-A3248ITWF]/Wa' 21 3U1 第9)129164號專利說明書修正本 . =使用該消耗性材料厚板—行=: 之消= = 使用 報’該製程機台之操作會停止。 &供該第一警 之消,機台使用 批數。 材料板之製《台進行製程之晶圓 7.如申請專利範圍第6 之消耗性材料厚板壽命 斤製程機台使用 料厚板之製程機台提:使用該消耗性材 H1的如如A 这第一警報’貫際進行萝鞀^曰 iV:於預定再進行製程之晶圓的抵數 .申凊專利範圍第4項所述之偵測# 2耗性材料厚板壽命的方法,更包括機用: =使用該消耗性材料厚板之製程機台二= 之消之读測製程機台使用 料厚板之製該;耗性材 圓的批數會略小於箱一 r貫際進仃製程之晶 1〇 ‘由」疋取可進行製程之晶圓的批數。 用之消耗性材=範^第1項所述之偵測製程機台使 介於該邀亍的方法’其中若是該訊號數值 檣“: 該警報設定數值間,該偵測势程 =:=耗:材料:板壽命的方法更包括」步; ’、Ρ不該第一警不表不該消耗性材料厚 〇503-A32481TWFl/Wayne 22 1337301 -第95丨29丨64號專利說明書修正本 板接近一預定量。 修正曰期:99.7.23 Π.如申請專利範圍第】 用之消耗性材料厚板壽命的、所述之偵測製裎機台使 示,該製程機台之操作會停止法,其令若提供該第二警 1 2.如申請專利範圍第 用之消耗性材料厚板壽命的方、所述之谓剩製程機台使 減少再使用該消耗性材料厚 制^包括—步騾’用以 圓批數。 衣私機台進行製程之晶 用之嚷2 專利乾圍*】2 ’所述之搞例制r嫌二你 用之4耗性材料厚板壽命的方 、刃衣各機台使 材料厚板之製程機台提供該 邀;;=使用該消耗性 晶圓的批數會略小於最大可進之日貫際進行製程之 14.如申請專利範圍第1〇 圓的批數。 用之消耗性材料厚板壽命的方法,程機台使 =使用該消耗性材料厚板之製“= 1 5.如申請專利範圍第M頊 用之消耗性材料厚板壽命的方法,:中:貞:程機台使 材料厚板之製程機台提供該第二h,實=該:耗性 晶圓ΓίΠ小於最大可進行製程之晶二 用之!範,1G項所述之偵測製程機台使 f程機過該警報設定數值,該_ 衣私機。使用之消耗性材料厚板壽命的 驟,用以提供一第一篮報, 更匕括一V 板接近-s報表不該消耗性材料厚 板接I預疋置’或減少至該預定量。 0503-A32481TWFl/Wa' 23 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.7.23、 用,申請專利範圍第16項所述之偵測製程機台、使 ==料厚板壽命的方法’其令若是提供該第-S報該裝程機台之操作會停止。 =之桃性㈣厚板壽命的方法,更包括―步驟 減少再使㈣消耗性材料厚板之製程 圓批數。 、叮衣牙王之日日 用之1L11請專利範圍第18項所述之偵測製程機台使 用之4耗性材料厚板壽命的方法,其中 製程機台提供該第一警報,實際進;程之 日日困批:由會格小於最大可進行製程之晶圓的批Ϊ 用之為耗專厂利範圍第16項所述之侦測製程機台使 ::用該消耗性材料厚板之製程機台進行製程I: 21.如申請專利範圍第2〇項所述之 用之消耗性材料厚板壽命的方法,苴、j衣私機口使 材料厚板之製程機台提供該第一馨報U該f耗性 晶圓二批如數會, 用之消耗性材;厚所台使 板包括-物理氣相沉積靶材。耗性材料厚 23.如申請專利範圍第1項所述之伯 =消耗性材料厚板壽命的方法=:程機台使 包括: /、r 4至少一指示器 一圍封物,至少部份料於㈣耗師料厚板令; 0503-A3248]TWFl/Wayne 24 1337301 修正日期:99.7.23 '•第95129164號專利說明書修正本 及· 24 :、二:電極疋件’設置於該圍封物中。 24.如申㈣專利範圍第幻 用之消耗性材料厚板壽 機台使 消耗性材料所組成。 忐,、中該圍封物係由該 25,如^專利範圍帛1項所述之^ 用之消耗性材料厚柘軎i ^仴列1¾機台使 包括: 叫板可叩的方法,其中該至少一指示器 及II封物’至少部份鑲嵌於該消耗性材料厚板中; 1體、液體或是固體,設置於該圍封物令。 26.如申印專利範圍第25項所述之偵測製 用之消耗性材料厚板壽命的方法,其中:::機台使 或是:體物逸散,其是可為該偵測器探測:夜體 的系統,包括製程機台使用之㈣性材料厚板壽命 一製程機台; -該製,機台使用之消耗性材料厚板; 至少一指示器,位於該消耗性材料厚板中; 一偵測器,與該指示器連結;及 板之2腦’與該_器相通1探龍消耗性材料厚 其中該電腦與該製程機台相聯通。 28.如申凊專利範圍第27項所述之偵測 用之消耗性材料厚板壽命的系統,台:吏 作中’該電腦判定該偵測器產生之訊=== 〇503-A3248]TWFJ/Wayne 25 1337301 第·164號專利說明書修正本 修正曰期:99.7.23 誓不設定數值、介於_警示設^數值和—警報設定數值 間、等於—警報設定數值或是超過-警報設定數值;且 若該訊號數值等於該警示設定數值或是介㈣警示設定 ^值和該警報設定數值間,該電腦會提供—第—邀示, 第-警示表示該消健㈣厚板接近—預定量,該預定 量小於該消耗性材料厚板原本的量。 29·如中β專利範圍第27項所述之偵測製程機台使 之’耗!·生材料厚板母命的系統,其中該電腦與該製程 你且右提供該第一警示,該電腦會停止該製程 機台之運作。 用之月專利範圍第28項所述之偵測製程機台使 用之4耗性材料厚板壽命的系統 於該警報設定數值0m 提供-链報,過該警報設定數值,該電腦會 :、: 該s報表示該消耗性材料厚板接近一預定 董或疋減、至該預定量。 31.如申請專利範圍第3〇 用之消耗性材料厚⑭機σ使 通’且若提供該警報,該電腦會停止該製程機台 用之ϊ耗t 項所述之偵測製程機台使 預定量。以〜不表示該消耗性材料厚板接近該 3:.〜申請專利範圍帛3 用之消耗性材料厚%主入AA么彳貝浏衣機台使 板的系統,其中該電腦與該製程 0503-A3248]TWFi/Wayne 26 1337301 ,第9測64號專利說明書修正本 修正日期初.23 機台相通,且若提供該第二警示,該電腦會停止該 機台之運作。 34.如申請專利範圍第32項所述之偵測製程機台 用之消耗性材料厚板壽命的系統,其中若該訊號數值等 =該警報設定數值或是超過該警報設定數值,該電腦會 提供-警報’該警報表示該消耗性材料厚板接近 二 量’或是減少至該預定量。 、 35如申請專利範圍第%項所述之偵測製程 性材!?厚板壽命的系統,其中該電腦與該製程 之;作? ’且若提供該警報,該電腦會停止該製程機台 用二62二請專利範圍第27項所述之偵測製程機台使 柄勺括-⑻料厚板#命的彡統’其㈣消耗性材料厚 板ο括一物理氣相沉積靶材。 用之乂請專利範圍第27項所述之鑛程機台使 包括材料厚板壽命的系統,其中該至少一指示器 及1}封物’至少部份鑲嵌於該消耗性材料厚板令; 72#和—電極元件’設置於該圍封物令。 38. ⑹申請專利範圍帛37 用之消耗性材料厚柘I八沾金^ 、心彳貝肉衣私機σ使 該消耗性材料的錢,其中該關封物係由 39. 〜申請專利範圍帛27 用之消耗性材料厚拓I 機台使 包括·· 们仏板”的乐統,其中該至少-指示器 avne 0503-A32481 丁 WFl/Wi 21 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正日期:99.7.23、 一圍封物,至少部份鑲嵌於該消耗性材料厚板中; 及 一氣體、液體或是固體,設置於該圍封物中。 40.如申請專利範圍第39項所述之偵測製程機台使 用之消耗性材料厚板壽命的系統,其中當該氣體、液體 或是固體從該圍封物逸散,其是可為該偵測器探測。 0503-A32481 TWFl/Wayne 28 1337301 第95129164號圖式修正頁 修正3期:99.4.6
(fill 器(rg娜)200 始化"ά定參數
停止製程室且傳送警 示訊號1S至製程室, 設定警示數目為1;僅 可再製程3批晶圓
停止製-程室且傳送嬖 示訊號2S至製程室7 僅可再製程2批晶II 、,止製者室且傳送警 報訊號至製程室,僅 程一批晶圓 © 第4A圖 1337301 第95129164號圖式修正頁 修正日期:99.7.23
第4B圖 247 1337301 第95129164號專利說明書修正本 修正曰期:99.4.6 between the warring setting value and an alarm setting value, is equal to an alarm setting value, or is above the alarm setting value. A first warning is provided if the value of the signal is equal to the warning setting value or between the warring setting value and the alarm setting value, the first warning indicate that the slab of consumable material is approaching a predetermined quantity which is less than original quantity of the slab of consumable material. A second warning is provided if the value of the signal is between the warning setting value and the alaTm setting value, the second warning indicating that the slab of consumable material is approaching the predetermined quantity. An alarm is provided if the value or the signal is equal to the alarm setting value or above the alarm setting value, the alarm indicating that the slab of consumable material is approaching the predetermined quantity or has been reduced to the predetermined quantity. 七、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:第(4A)圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明:略 ~、本案若有化學式時,請揭示最絲示料特徵的化學式: 0503-A32481TWF1 /Wayne 4
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