TWI776619B - 用於針對移動的工序套件測量侵蝕及校準位置的方法及裝置 - Google Patents

用於針對移動的工序套件測量侵蝕及校準位置的方法及裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI776619B
TWI776619B TW110128339A TW110128339A TWI776619B TW I776619 B TWI776619 B TW I776619B TW 110128339 A TW110128339 A TW 110128339A TW 110128339 A TW110128339 A TW 110128339A TW I776619 B TWI776619 B TW I776619B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
process kit
sensor
sensor wafer
wafer
gap distance
Prior art date
Application number
TW110128339A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202143375A (zh
Inventor
查爾斯Ｇ 波特
艾利 莫爾
瑟吉歐 羅佩茲卡爾巴賈
Original Assignee
美商應用材料股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商應用材料股份有限公司 filed Critical 美商應用材料股份有限公司
Publication of TW202143375A publication Critical patent/TW202143375A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI776619B publication Critical patent/TWI776619B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus 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
    • H01L21/68—Apparatus 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 for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus 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 for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

本文中所揭露的實施例包括一種校準處理腔室的方法。在一個實施例中，該方法包括以下步驟：將感測器晶圓安置到該處理腔室中的支撐面上，其中可以在Z方向上位移的工序套件定位在該支撐面周圍。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：用該感測器晶圓的邊緣面上的感測器測量該感測器晶圓與該工序套件之間的第一間隙距離。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：使該工序套件在該Z方向上位移。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：測量該感測器晶圓與該工序套件之間的額外間隙距離。

Description

用於針對移動的工序套件測量侵蝕及校準位置的方法及裝置
此申請案主張於2018年9月4日所提出的第62/726,892號的美國臨時申請案的優先權，該美國臨時申請案的整體內容茲以引用方式併入本文中。
實施例與半導體製造的領域相關，且詳細而言是與用於測量移動的工序套件的位置及侵蝕的方法及裝置相關。
在基板（例如半導體晶圓）的處理中，基板被安置在處理腔室中的支撐面（例如靜電吸盤（ESC））上。一般而言，工序套件被安置在支撐面周圍以在基板處理期間提供所需的處理特性。例如，工序套件可以用來幫助塑形電漿腔室中的電漿，以跨晶圓提供更均勻的工序。如此，通常須要控制工序套件的頂面相對於受處理的基板的頂面的定位，以實現所需的處理結果。
在安裝工序套件之後，可以實施各種測試（例如蝕刻速率測試或顆粒測試）以確認工序套件相對於受處理的基板適當地定位。然而，此類測試是昂貴的，且可能要花數小時來完成。並且，工序套件可能在基板的處理期間被侵蝕。如此，可能需要調整工序套件以重設基板表面與工序套件的頂面之間的關係。目前，並未適當界定侵蝕速率，且可能未作出調整，直到在受處理的基板上發現可觀察的缺陷之後為止。
本文中所揭露的實施例包括一種校準處理腔室的方法。在一個實施例中，該方法包括以下步驟：將感測器晶圓安置到該處理腔室中的支撐面上，其中可以在Z方向上位移的工序套件定位在該支撐面周圍。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：用該感測器晶圓的邊緣面上的感測器測量該感測器晶圓與該工序套件之間的第一間隙距離。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：使該工序套件在該Z方向上位移。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：測量該感測器晶圓與該工序套件之間的額外間隙距離。
本文中所揭露的實施例包括一種用於測量工序套件的侵蝕的方法。在一個實施例中，該方法包括以下步驟：將感測器晶圓安置在處理工具中的支撐面上。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：使用該感測器晶圓上的感測器將環繞該支撐面的工序套件的頂面與感測器晶圓的頂面對準。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：從該支撐面移除該感測器晶圓。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：在該處理工具中處理一或更多個設備基板。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：將感測器晶圓安置在該支撐面上。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：用該感測器晶圓的邊緣面上的感測器測量該感測器晶圓與該工序套件之間的間隙距離。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：使該工序套件在該Z方向上位移。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：測量該感測器晶圓與該工序套件之間的該間隙距離第二次。在一個實施例中，該方法更包括以下步驟：重複使該工序套件位移及測量該間隙距離的操作，直到連續的間隙距離測量值彼此相等為止。
本文中所揭露的實施例包括一種感測器晶圓。在一個實施例中，該感測器晶圓包括：基板，具有第一表面及與該第一表面相對的第二表面，該第一表面及該第二表面藉由邊緣面連接。在一個實施例中，該感測器晶圓更包括：複數個感測器，位在該基板的周邊周圍，其中該等感測器中的每一者是面向外部的位置感測器。
依據各種實施例描述了包括具有邊緣感測器的感測器晶圓的系統及使用此類感測器晶圓來測量工序套件相對於感測器晶圓的定位的方法。在以下的說明中，闡述了許多具體細節以提供實施例的完整瞭解。本領域中的技術人員將理解到，可在沒有這些具體細節的情況下實行實施例。在其他的實例中，不詳細描述眾所周知的態樣以不會不必要地模糊了實施例。並且，要瞭解到，附圖中所示的各種實施例是說明性的表示且不一定是依比例繪製的。
如上所述，為了確認工序套件相對於基板正確地定位，在處理工具中處理複數個基板以監測蝕刻速率及/或運行顆粒測試。只有在處理了許多基板之後，才能確認工序套件被正確對準為提供所需的處理結果。此工序需要處理工具數小時的停機時間，且是昂貴的。
因此，本文中所揭露的實施例包括能夠直接測量工序套件的感測器晶圓。在一個實施例中，可以使用感測器晶圓來確認，工序套件的頂面與感測器晶圓的頂面實質共面。因為感測器晶圓可以具有與腔室中所處理的晶圓實質相同的形狀因子，工序套件相對於感測器晶圓的測量值提供了生產晶圓相對於工序套件的位置的足夠接近的近似值。如此，可以在抽空處理工具之後實施單個測試程序，以確認工序套件相對於生產晶圓的位置是否達到所需的容差。因此，減少了校準處理工具的時間，且可以增加處理工具的吞吐能力。
因為工序套件被用於製造半導體設備，所以處理環境可能造成工序套件的侵蝕，且工序套件與設備晶圓之間的所需關係可能漂移。因此，實施例包括了也可以用來偵測工序套件的侵蝕速率的感測器晶圓。在使用感測器晶圓來決定侵蝕速率之後，可以隨後調整工序套件以考慮預測的侵蝕而不需要重新校準處理工具。如此，可以增加處理工具的吞吐能力。
現參照圖1A，依據一個實施例示出了具有複數個邊緣感測器區域1351 -135n 的感測器晶圓110的平面圖。在一個實施例中，邊緣感測器區域135分佈在感測器晶圓110的周邊周圍。每個感測器區域135均包括一或更多個面向外部的感測器。在一個實施例中，感測器區域135中的感測器可以用來測量感測器晶圓110的邊緣與環繞感測器晶圓110的工序套件（未示出）之間的間隙。邊緣感測器區域135中的該一或更多個感測器可以是電容式感測器。在一個詳細的實施例中，邊緣感測器區域135可以包括自參考電容式感測器。
在所繪示的實施例中，示出了三個邊緣感測器區域135。然而，要理解到，可以使用一或更多個邊緣感測器區域135來決定工序套件的頂面何時與感測器晶圓110的頂面實質共面，如下文將更詳細描述的。
在一個實施例中，可以用跡線137將邊緣感測器區域135中的每一者通訊耦接到感測器晶圓110上的計算模組138。在一個實施例中，計算模組138可以包括以下項目中的一或更多者：電源132（例如電池）、處理器/記憶體134（例如用於實施及/或儲存用邊緣感測器區域135進行的測量的電路系統、記憶體等等）、及無線通訊模組133（例如藍芽、WiFi等等）。在一個實施例中，可以將計算模組138嵌入在感測器晶圓110中。此外，雖然示為位在感測器晶圓110的中心中，但要理解，計算模組138可以定位在感測器晶圓110中任何合宜的位置處。
現參照圖1B，依據一個實施例示出了強調示例性邊緣感測器區域135的細節的感測器晶圓110的透視圖。在一個實施例中，感測器晶圓110可以包括第一表面111（例如頂面）、第二表面113（例如底面）、及將第一表面111連接到第二表面113的邊緣面112。在一個實施例中，邊緣感測器區域135可以沿著邊緣面112形成。
在一個詳細的實施例中，邊緣感測器區域135可以包括探針141。探針141（即每個邊緣感測器區域中的探針）可以是自參考電容式探針。也就是說，供應到第一邊緣感測器區域135中的第一探針141的電流的輸出相位可以相對於供應到相鄰的第二邊緣感測器區域135中的第二探針141的電流的輸出相位偏移180度。如此，可以進行從邊緣面112到工序套件（未示出）的表面的距離測量，而不需要將工序套件接地。在所繪示的實施例中，邊緣感測器區域135被示為具有單個探針。然而，在一些實施例中，每個邊緣感測器區域135均可以包括多於一個的探針141。雖然在本文中特別指涉自參考電容式感測器，但要理解，本文中所揭露的實施例也包括任何合適的感測器技術（例如雷射感測器、光學感測器等等）。
現參照圖2A-2D，依據各種實施例示出了感測器晶圓210的示例性部分橫截面圖。在圖2A中，部分橫截面圖描繪了與邊緣面212實質共面的感測器區域235。在一個實施例中，感測器區域235從邊緣面212發射電場249，使得感測器可以測量邊緣面212與工序套件的表面之間的間隙。
現參照圖2B，依據一個實施例示出了具有電場防護擋板247的感測器晶圓210的部分橫截面圖。在一個實施例中，電場防護擋板247可以是形成於感測器晶圓210的底面213與邊緣感測器區域235之間的導電層。可以藉由電場防護擋板247修改邊緣感測器區域235的電場249。詳細而言，電場防護擋板247可以修改邊緣感測器區域235的電場249，使得該電場從邊緣面212朝向工序套件側向延伸出去。因此，電場防護擋板247防止邊緣感測器區域235中的感測器偵測感測器晶圓210下方的可能提供錯誤讀數的物體。
現參照圖2C，依據一個實施例示出了具有頂面凹口248的感測器晶圓210的部分橫截面圖。在一個實施例中，可以將頂面凹口248形成到緊鄰感測器區域235的第一表面211中。可以將頂面凹口248製作為防止感測器區域235的感測器感測頂面211及提供錯誤的讀數。在一個實施例中，頂面凹口248可以回向延伸達距離R。例如，距離R可以大約等於邊緣感測區域235的最大感測距離。在一個實施例中，距離R可以是2.0 mm或更小、或1.0 mm或更小。
現參照圖2D，依據一個實施例示出了具有感測器區域235的感測器晶圓210的部分橫截面圖，該感測器區域形成在感測器晶圓210的第一表面211上方。將感測器區域235定位在感測器晶圓210上方對於需要將工序套件的頂面定位在設備晶圓的頂面上方的時候可以是有益的。在一個實施例中，感測器區域235可以具有厚度T，該厚度不顯著變更感測器晶圓210的形狀因子。例如，厚度T可以小於5 mm、小於2 mm、小於1 mm、或小於0.5 mm。因此，感測器晶圓210可以仍然穿過處理工具中的任何裝載鎖氣室。
現參照圖3A-3C，一系列的橫截面圖描繪用於校準處理工具使得工序套件360的頂面361與感測器晶圓310的第一表面311（即頂面）實質共面的工序。
現參照圖3A，依據一個實施例示出了感測器晶圓310的由支撐面322所支撐的一部分的橫截面圖。在一個實施例中，感測器晶圓310可以是具有一或更多個邊緣感測器區域335的任何感測器晶圓。例如，可以依據各種實施例使用上文針對圖1A-1D所描述的感測器晶圓中的任一者。在圖3A中所繪示的詳細實施例中，感測器晶圓310包括邊緣感測器區域335及電場防護擋板347，然而實施例不限於此類配置。在一個實施例中，感測器晶圓310可以具有與要在處理工具中處理的晶圓的形狀因子實質類似的形狀因子。例如，感測器晶圓310可以具有300 mm的直徑及小於1 mm的厚度。在一個實施例中，支撐面322可以是靜電吸盤（ESC）或用於支撐及固定感測器晶圓310的任何其他合適的表面。
在一個實施例中，支撐面322可以被工序套件支撐物350環繞，工序套件360擱置在該工序套件支撐物上。支撐面322可以包括設置到工序套件支撐物350中的開口353中的複數個升降銷352。在一個實施例中，升降銷352可以位於工序套件360下方。在升降銷352用致動器（未示出）伸長時，工序套件在Z方向上位移。
在圖3A中，升降銷352完全回縮，使得工序套件完全擱置在工序套件支撐物表面350上。在此類實施例中，工序套件360的頂面361可以位在感測器晶圓310的頂面311下方。因此，在邊緣感測器區域335向外朝向工序套件360感測時，邊緣感測器區域偵測工序套件360的頂面361上的第一點371。在一個實施例中，第一點371可以與工序套件360的內表面362相距第一距離V1 。
現參照圖3B，依據一個實施例示出了在升降銷伸長且工序套件360在Z方向上升起達距離D1 之後的部分橫截面圖。如所示，邊緣感測器區域335現在感測工序套件360的頂面361上的第二點372。在一個實施例中，第二點372可以與工序套件360的內緣相距第二距離V2 。如本領域中的技術人員將理解的，工序套件360在Z方向位移達距離D1 使得第二距離V2 小於圖3A中所示的第一距離V1 。也就是說，第二點372比第一點371更靠近工序套件360的內表面362。
現參照圖3C，依據一個實施例示出了在工序套件在Z方向上位移達第二距離D2 之後的部分橫截面圖。如所示，位移D2 使得工序套件360的頂面361與感測器晶圓的頂面311實質共面。此時，邊緣感測器區域335開始測量感測器晶圓310的邊緣面312與工序套件360的邊緣面362之間的真實間隙G。現在，邊緣感測器區域335的視野完全被工序套件360阻擋，在工序套件進一步在Z方向上位移時，來自邊緣感測器區域335的後續讀數將是實質一致的。
例如，圖4示出相對於Z方向上的工序套件位移的間隙測量值的圖表。如所示，在工序套件360處於D0 時（即在工序套件360擱置在工序套件支撐物表面350上時，如圖3A中所示），所測量到的間隙等於真實間隙G加上第一距離V1 。在工序套件360位移達距離D1 （即如圖3B中所示）時，所測量到的間隙等於真實間隙G加上第二距離V2 。在工序套件360位移達距離D2 （即如圖3C中所示）時，所測量到的間隙等於真實間隙G。後續的測量值（例如Dn ）將維持在真實間隙G，因為工序套件360的內表面362是實質垂直的，且邊緣感測器在工序套件在Z方向上進一步推進時「看見」不變的表面。如本文中所使用的，要理解，感測器可以不照字義地「看見」表面。例如，在利用電容式感測器（例如本文中所述的彼等電容式感測器）的情況下，感測器的導電墊的電壓測量值可以與「被看見」的表面與感測器之間的距離相關。一旦連續的間隙測量回傳相同的值（即在間隙測量距離與工序套件位移的關係線的斜率為零時），可以推斷，重複的測量值的第一實例的位移（D）是感測器晶圓310的頂面與工序套件360的頂面361實質共面的位移。
在工序套件的頂面需要位在設備晶圓的頂面上方時，可以將邊緣感測器區域安置在感測器晶圓的第一表面（即頂面）上方。此類實施例示於圖5中。如所示，感測器區域535被安置在感測器晶圓510的第一表面511上方。因此，直到工序套件560位移達使得工序套件560的頂面561位於感測器晶圓的頂面511上方的距離D，感測器區域535才「看見」工序套件560的內表面562。
現參照圖6，依據一個實施例示出了用於將工序套件的頂面與感測器晶圓的頂面對準的工序680的工序流程圖。
在一個實施例中，工序680可以從操作681開始，該操作包括以下步驟：將感測器晶圓安置在支撐面上，其中可位移的工序套件環繞該支撐面。在一個實施例中，感測器晶圓可以是任何感測器晶圓，例如本文中所述的包括一或更多個邊緣感測器區域的彼等感測器晶圓。在一個實施例中，感測器晶圓可以具有與處理工具中所處理的晶圓實質相同的形狀因子。如此，可以用晶圓搬運機器人將感測器晶圓安置在支撐面（例如靜電吸盤）上。在一個實施例中，可以將工序套件擱置在工序套件支撐物表面上。工序套件支撐物表面可以包括用於使工序套件在Z方向上位移的複數個升降銷。
在一個實施例中，工序680可以繼續進行操作682，該操作包括以下步驟：用感測器晶圓的邊緣感測器獲得感測器晶圓與工序套件之間的第一間隙距離。在一個實施例中，邊緣感測器可以是自參考電容式感測器。在一個實施例中，工序套件的頂面可以位於感測器晶圓的頂面下方。如此，可以藉由感測沿著工序套件的頂面的第一點而不是感測工序套件的內緣，來獲得第一間隙距離。
在一個實施例中，工序680可以繼續進行操作683，該操作包括以下步驟：使工序套件在Z方向上位移達一定距離。在一個實施例中，可以用工序套件支撐物表面中的升降銷使工序套件在Z方向上位移。
在一個實施例中，工序680可以繼續進行操作684，該操作包括以下步驟：用邊緣感測器獲得感測器晶圓與工序套件之間的額外間隙距離。
在一個實施例中，工序680可以繼續進行操作685，該操作包括以下步驟：比較最後兩個測量到的間隙距離。在最後兩個測量到的間隙距離不同的一個實施例中，工序680可以重複操作683-685。例如，工序680可以重複以下操作：使工序套件在Z方向上位移、獲得額外的間隙距離、及比較最後兩個測量到的間隙距離（例如將第三間隙距離與第二間隙距離進行比較、將第四間隙距離與第三間隙距離進行比較等等）。在最後兩個測量到的間隙距離相同的一個實施例中，工序680可以結束，因為工序套件的頂面現在與感測器晶圓的頂面實質共面。
現參照圖7，依據一個實施例示出了用於決定工序套件的侵蝕量的工序780的工序流程圖。
在一個實施例中，工序780從操作781開始，該操作包括以下步驟：將感測器晶圓安置在支撐面上，及使用感測器晶圓的邊緣感測器來將工序套件的頂面與感測器晶圓的頂面對準。用於將工序套件的頂面與感測器晶圓的頂面對準的工序可以與上文針對圖6所描述的工序680實質類似。
在一個實施例中，工序780可以繼續進行操作782，該操作包括以下步驟：從支撐面移除感測器晶圓。在一個實施例中，可以用晶圓搬運機器人等等移除感測器晶圓。
在一個實施例中，工序780可以繼續進行操作783，該操作包括以下步驟：在支撐面上處理複數個晶圓。在一個實施例中，處理該複數個晶圓的步驟可以包括任何半導體製造工序。例如，工序可以包括蝕刻工序。在一個實施例中，處理可能造成侵蝕工序套件。在一個實施例中，該複數個晶圓可以包括數十個晶圓、數百個晶圓、或數千個晶圓。
在一個實施例中，工序780可以繼續進行操作784，該操作包括以下步驟：將感測器晶圓安置在支撐面上。在一個實施例中，感測器晶圓可以是操作781中所使用的相同感測器晶圓。然而，要理解，也可以在一些實施例中使用不同的感測器晶圓。
在一個實施例中，工序780可以繼續進行操作785，該操作包括以下步驟：用感測器晶圓的邊緣感測器獲得感測器晶圓與工序套件之間的第一間隙距離。在一個實施例中，侵蝕可以使得工序套件的頂面位於感測器晶圓的頂面下方。因此，第一間隙距離可以感測工序套件的頂面而不是工序套件的內表面。
在一個實施例中，工序780可以繼續進行操作786，該操作包括以下步驟：使工序套件在Z方向上位移達一定距離。在一個實施例中，可以用工序套件支撐物表面中的升降銷使工序套件位移。
在一個實施例中，工序780可以繼續進行操作787，該操作包括以下步驟：用邊緣感測器獲得感測器晶圓與工序套件之間的額外間隙距離。
在一個實施例中，工序780可以繼續進行操作788，該操作包括以下步驟：比較最後兩個測量到的間隙距離。在最後兩個測量到的間隙距離不同的一個實施例中，工序780可以重複操作786-788。例如，工序780可以重複以下操作：使工序套件在Z方向上位移、獲得額外的間隙距離、及比較最後兩個測量到的間隙距離（例如將第三間隙距離與第二間隙距離進行比較、將第四間隙距離與第三間隙距離進行比較等等）。
在最後兩個測量到的間隙距離相同的一個實施例中，工序780可以繼續進行操作789，該操作包括以下步驟：計算侵蝕速率。在一個實施例中，可以藉由以下步驟來計算侵蝕速率：決定工序套件在Z方向上的總位移，且除以在操作783中處理的該複數個晶圓中的晶圓的數量。如此，可以就單位數量的受處理晶圓的侵蝕距離的角度表示侵蝕速率。在一個額外的實施例中，可以藉由以下步驟來計算侵蝕速率：決定工序套件的總位移，且除以處理該複數個晶圓所花費的時間。在此類實施例中，可以將侵蝕速率表示為單位處理分鐘的侵蝕速率。
在一個實施例中，可以將侵蝕速率儲存在資料庫中以供日後使用。例如，可以儲存侵蝕速率，且後續的處理可以自動使工序套件位移以考慮預期的侵蝕。如此，可以不須要另外用感測器晶圓進行的測量，且可以增加處理工具吞吐能力。
現參照圖8，依據一個實施例繪示了處理工具的示例性電腦系統860的方塊圖。在一個實施例中，可以使用電腦系統860來實施一或更多種工序，例如工序680及780。在一個實施例中，電腦系統860耦接到處理工具且控制處理工具中的處理。電腦系統860可以連接（例如聯網）到網路861（例如區域網路（LAN）、內部網路、外部網路、或網際網路）中的其他機器。電腦系統860可以用客戶端-伺服器網路環境中的伺服器或客戶端機器的身分運作，或操作為點對點（或分佈式）網路環境中的同級機器。電腦系統860可以是個人電腦（PC）、平板PC、機上盒（STB）、個人數位助理（PDA）、胞式電話、網頁設備、伺服器、網路路由器、交換器或橋接器、或能夠執行一組指令（有順序的或其他的指令）的任何機器，該組指令指定要由該機器所採取的動作。進一步地，雖然僅針對電腦系統860繪示了單個機器，但用詞「機器」也應被視為包括了個別地或聯合地執行一組（或多組）指令以執行本文中所論述的方法中的任一者或更多者的任何系列的機器（例如電腦）。
電腦系統860可以包括具有非暫時性機器可讀取媒體的電腦程式產品或軟體822，該非暫時性機器可讀取媒體具有儲存在其上的指令，該等指令可以用來程式化電腦系統860（或其他電子設備）以執行依據實施例的工序。機器可讀取媒體包括用於用可以由機器（例如電腦）所讀取的形式來儲存或傳送資訊的任何機構。例如，機器可讀取（例如電腦可讀取）媒體包括機器（例如電腦）可讀取儲存媒體（例如唯讀記憶體（「ROM」）、隨機存取記憶體（「RAM」）、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體、快閃記憶設備等等）、機器（例如電腦）可讀取傳輸媒體（電氣、光學、聲學、或其他形式的傳播訊號（例如紅外線訊號、數位訊號等等））等等。
在一個實施例中，電腦系統860包括經由匯流排830來彼此通訊的系統處理器802、主記憶體804（例如唯讀記憶體（ROM）、快閃記憶體、動態隨機存取記憶體（DRAM）（例如同步DRAM（SDRAM）或Rambus DRAM（RDRAM））等等）、靜態記憶體806（例如快閃記憶體、靜態隨機存取記憶體（SRAM）等等）、及輔助記憶體818（例如資料儲存設備）。
系統處理器802表示一或更多個一般用途處理設備，例如微型系統處理器、中央處理單元等等。更具體而言，系統處理器可以是複雜指令集計算（CISC）微型系統處理器、精簡指令集計算（RISC）微型系統處理器、超長指令詞（VLIW）微型系統處理器、實施其他指令集的系統處理器、或實施指令集組合的系統處理器。系統處理器802也可以是一或更多個特殊用途的處理設備，例如應用特定積體電路（ASIC）、現場可程式化邏輯閘陣列（FPGA）、數位訊號系統處理器（DSP）、網路系統處理器等等。系統處理器802被配置為執行處理邏輯826以供執行本文中所述的操作。
電腦系統860可以更包括系統網路介面設備808以供與其他設備或機器通訊。電腦系統860也可以包括視訊顯示單元810（例如液晶顯示器（LCD）、發光二極體顯示器（LED）或陰極射線管（CRT））、文數字輸入設備812（例如鍵盤）、游標控制設備814（例如滑鼠）、及訊號產生設備816（例如揚聲器）。
輔助記憶體818可以包括機器可存取儲存媒體831（或更具體而言是電腦可讀取儲存媒體），在該媒體上儲存了實施本文中所述的方法或功能中的任一者或更多者的一或更多組指令（例如軟體822）。軟體822也可以（完全地或至少部分地）在由電腦系統860執行該軟體期間常駐於主記憶體804內及/或系統處理器802內，主記憶體804及系統處理器802也構成機器可讀取儲存媒體。可以進一步經由系統網路介面設備808在網路861上傳送或接收軟體822。
雖然機器可存取儲存媒體831在一個示例性實施例中被示為單種媒體，但也應將用語「機器可讀取儲存媒體」視為包括儲存該一或更多組指令的單種媒體或多種媒體（例如集中式或分佈式資料庫及/或相關聯的快取記憶體及伺服器）。也應將用語「機器可讀取儲存媒體」視為包括能夠儲存或編碼用於由機器執行的一組指令且使得機器執行方法中的任一者或更多者的任何媒體。應該因此將用語「機器可讀取儲存媒體」視為包括（但不限於）固態記憶體以及光學及磁式媒體。
在前述的說明書中，已經描述了具體的示例性實施例。顯然，可以在不脫離以下請求項的範圍的情況下對該等實施例作出各種修改。因此，應就說明的角度而非限制的角度看待說明書及附圖。
110:感測器晶圓 111:第一表面 112:邊緣面 113:第二表面 132:電源 133:無線通訊模組 134:處理器/記憶體 135:邊緣感測器區域 137:跡線 138:計算模組 141:探針 210:感測器晶圓 211:第一表面 212:邊緣面 213:底面 235:邊緣感測器區域 247:電場防護擋板 248:頂面凹口 249:電場 310:感測器晶圓 311:第一表面 312:邊緣面 322:支撐面 335:邊緣感測器區域 347:電場防護擋板 350:工序套件支撐物 352:升降銷 353:開口 360:工序套件 361:頂面 362:內表面 371:第一點 372:第二點 510:感測器晶圓 511:頂面 535:感測器區域 560:工序套件 561:頂面 562:內表面 680:工序 681:操作 682:操作 683:操作 684:操作 685:操作 780:工序 781:操作 782 操作 783:操作 784:操作 785:操作 786:操作 787:操作 788:操作 789:操作 802:處理器 804:主記憶體 806:靜態記憶體 808:系統網路介面設備 810:視訊顯示單元 812:文數字輸入設備 814:游標控制設備 816:訊號產生設備 818:輔助記憶體 822:軟體 826:處理邏輯 830:匯流排 831:機器可存取儲存媒體 860:電腦系統 861:網路 1351:邊緣感測器區域 1352:邊緣感測器區域 135n:邊緣感測器區域 D:位移 D1:距離 D2:第二距離 G:真實間隙 R:距離 T:厚度 V1:第一距離 V2:第二距離
圖1A是依據一個實施例具有邊緣感測器的感測器晶圓的平面圖。
圖1B是依據一個實施例的具有邊緣感測器的感測器晶圓的透視圖。
圖2A是依據一個實施例具有邊緣感測器的感測器晶圓的部分橫截面圖。
圖2B是依據一個實施例具有邊緣感測器及電場防護擋板的感測器晶圓的部分橫截面圖。
圖2C是依據一個實施例具有邊緣感測器及頂面凹口的感測器晶圓的部分橫截面圖。
圖2D是依據一個實施例具有邊緣感測器的感測器晶圓的部分橫截面圖，該邊緣感測器形成在感測器晶圓的頂面上方。
圖3A是依據一個實施例的感測器晶圓的橫截面圖，該感測器晶圓測量感測器晶圓與完全凹陷的工序套件之間的間隙距離。
圖3B是依據一個實施例的圖3A的感測器晶圓及工序套件在工序套件藉由升降銷垂直位移達第一距離之後的橫截面圖。
圖3C是依據一個實施例的圖3B的感測器晶圓及工序套件在工序套件垂直位移達第二距離使得工序套件的頂面及感測器晶圓的頂面實質共面之後的橫截面圖。
圖4是繪示依據一個實施例相對於工序套件的垂直位移所測量到的間隙距離的圖表。
圖5是依據一個實施例的感測器晶圓及工序套件的橫截面圖，該感測器晶圓在感測器晶圓的頂面上方具有邊緣感測器，該工序套件凸起於感測器晶圓上方。
圖6是依據一個實施例用於相對於感測器晶圓定位工序套件的工序的工序流程圖。
圖7是依據一個實施例用於針對給定的處理操作決定工序套件的侵蝕速率的工序的工序流程圖。
圖8繪示依據一個實施例的示例性電腦系統的方塊圖，該電腦系統可以與包括以下步驟的工序結合使用：測量感測器晶圓相對於工序套件的關係。
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
680:工序
681:操作
682:操作
683:操作
684:操作
685:操作

Claims (16)

  1. 一種校準一處理腔室的方法，該方法包括以下步驟： 將一感測器晶圓安置到該處理腔室中的一支撐面上，其中可以在一Z方向上位移的一工序套件定位在該支撐面周圍； 測量該感測器晶圓的一邊緣面與該工序套件之間的一第一間隙距離； 使該工序套件在該Z方向上位移；及 測量該感測器晶圓的該邊緣面與該工序套件之間的一額外間隙距離。
  2. 如請求項1所述的方法，進一步包括以下步驟： 比較該額外間隙距離與該第一間隙距離。
  3. 如請求項2所述的方法，進一步包括以下步驟： 當該第一間隙距離等於該額外間隙距離時，從該支撐面移除該感測器晶圓。
  4. 如請求項2所述的方法，進一步包括以下步驟： 重複使該工序套件在該Z方向上位移及測量該額外間隙距離的操作，直到該額外間隙距離的連續測量值彼此相等為止。
  5. 如請求項1所述的方法，其中該感測器晶圓包含一電容式感測器。
  6. 如請求項5所述的方法，其中該電容式感測器是一自參考電容式感測器。
  7. 如請求項6所述的方法，其中該電容式感測器包括一第一墊及一第二墊，及其中供應到該第一墊的電流具有與供應到該第二墊的電流的一輸出相位相差180度的一輸出相位。
  8. 如請求項5所述的方法，其中該電容式感測器延伸於該感測器晶圓的一頂面上方。
  9. 一種用於測量一工序套件的侵蝕的方法，該方法包括以下步驟： 將一感測器晶圓安置在一處理工具中的一支撐面上； 使用該感測器晶圓上的感測器將環繞該支撐面的該工序套件的一頂面與感測器晶圓的一頂面對準； 從該支撐面移除該感測器晶圓； 在該處理工具中處理一或更多個設備基板； 將一感測器晶圓安置在該支撐面上； 測量該感測器晶圓的一邊緣面與該工序套件之間的一間隙距離； 使該工序套件在一Z方向上位移；及 測量該感測器晶圓的該邊緣面與該工序套件之間的該間隙距離第二次；及 重複使該工序套件位移及測量該間隙距離的操作，直到該間隙距離的連續測量值彼此相等為止。
  10. 如請求項9所述的方法，進一步包括以下步驟： 計算該工序套件在該Z方向上的一總位移。
  11. 如請求項10所述的方法，進一步包括以下步驟： 根據該工序套件在該Z方向上的該總位移及所處理的設備基板的一數量，計算一侵蝕速率。
  12. 如請求項11所述的方法，進一步包括以下步驟： 將該侵蝕速率儲存在一資料庫中。
  13. 如請求項9所述的方法，其中該感測器晶圓包含一電容式感測器。
  14. 如請求項13所述的方法，其中該電容式感測器是一自參考電容式感測器。
  15. 如請求項14所述的方法，其中該電容式感測器包括一第一墊及一第二墊，及其中供應到該第一墊的電流具有與供應到該第二墊的電流的一輸出相位相差180度的一輸出相位。
  16. 如請求項13所述的方法，其中該電容式感測器延伸於該感測器晶圓的該頂面上方。
TW110128339A 2018-09-04 2019-09-04 用於針對移動的工序套件測量侵蝕及校準位置的方法及裝置 TWI776619B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862726892P 2018-09-04 2018-09-04
US62/726,892 2018-09-04
US16/545,827 US11521872B2 (en) 2018-09-04 2019-08-20 Method and apparatus for measuring erosion and calibrating position for a moving process kit
US16/545,827 2019-08-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202143375A TW202143375A (zh) 2021-11-16
TWI776619B true TWI776619B (zh) 2022-09-01

Family

ID=69640048

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108131808A TWI738047B (zh) 2018-09-04 2019-09-04 用於針對移動的工序套件測量侵蝕及校準位置的方法及裝置
TW110128339A TWI776619B (zh) 2018-09-04 2019-09-04 用於針對移動的工序套件測量侵蝕及校準位置的方法及裝置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108131808A TWI738047B (zh) 2018-09-04 2019-09-04 用於針對移動的工序套件測量侵蝕及校準位置的方法及裝置

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11521872B2 (zh)
JP (2) JP7089632B2 (zh)
KR (2) KR102651492B1 (zh)
CN (1) CN112514042A (zh)
TW (2) TWI738047B (zh)
WO (1) WO2020051001A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10847393B2 (en) * 2018-09-04 2020-11-24 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for measuring process kit centering
CN114318279B (zh) * 2021-11-17 2023-09-08 北京北方华创微电子装备有限公司 一种用于反应腔室的电机控制装置及半导体设备
KR20230102776A (ko) 2021-12-30 2023-07-07 세메스 주식회사 테스트 기판을 포함하는 기판 처리 장치 및 거리측정센서를 이용한 오토 티칭 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170032987A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Dry etching apparatus
TW201716774A (zh) * 2015-06-11 2017-05-16 Tokyo Electron Ltd 靜電電容測量用之感應晶片及具備該感應晶片之測量器
TW201810493A (zh) * 2012-07-31 2018-03-16 Ａｓｍ智慧財產控股公司 用於在處理狀態下計算處理室內之晶圓位置的裝置及方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4956328U (zh) 1972-08-28 1974-05-18
JP3468056B2 (ja) 1997-09-23 2003-11-17 東京エレクトロン株式会社 基板検出装置
JP3388228B2 (ja) 2000-12-07 2003-03-17 株式会社半導体先端テクノロジーズ プラズマエッチング装置、及びプラズマエッチング方法
JP2004071755A (ja) * 2002-08-05 2004-03-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
US7135852B2 (en) 2002-12-03 2006-11-14 Sensarray Corporation Integrated process condition sensing wafer and data analysis system
US7352440B2 (en) 2004-12-10 2008-04-01 Asml Netherlands B.V. Substrate placement in immersion lithography
CN101410690B (zh) 2006-02-21 2011-11-23 赛博光学半导体公司 半导体加工工具中的电容性距离感测
US7893697B2 (en) 2006-02-21 2011-02-22 Cyberoptics Semiconductor, Inc. Capacitive distance sensing in semiconductor processing tools
JP2010519768A (ja) 2007-02-23 2010-06-03 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション プロセス条件測定デバイス
US7778793B2 (en) 2007-03-12 2010-08-17 Cyberoptics Semiconductor, Inc. Wireless sensor for semiconductor processing systems
US20080246493A1 (en) 2007-04-05 2008-10-09 Gardner Delrae H Semiconductor Processing System With Integrated Showerhead Distance Measuring Device
JP4956328B2 (ja) 2007-08-24 2012-06-20 東京エレクトロン株式会社 搬送アームの移動位置の調整方法及び位置検出用治具
KR100934222B1 (ko) 2007-08-29 2009-12-29 한국전자통신연구원 고해상도의 정전용량-시간 변환 회로
US8224607B2 (en) * 2007-08-30 2012-07-17 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for robot calibrations with a calibrating device
US20110074341A1 (en) 2009-09-25 2011-03-31 Kla- Tencor Corporation Non-contact interface system
US20110261344A1 (en) 2009-12-31 2011-10-27 Mapper Lithography Ip B.V. Exposure method
US8889021B2 (en) 2010-01-21 2014-11-18 Kla-Tencor Corporation Process condition sensing device and method for plasma chamber
EP2569618B1 (en) 2010-05-08 2017-03-01 The Regents of the University of California Sem scanner sensing apparatus, system and methodology for early detection of ulcers
US9245786B2 (en) 2011-06-02 2016-01-26 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for positioning a substrate using capacitive sensors
US9685362B2 (en) 2014-02-19 2017-06-20 International Business Machines Corporation Apparatus and method for centering substrates on a chuck
JP6383647B2 (ja) 2014-11-19 2018-08-29 東京エレクトロン株式会社 測定システムおよび測定方法
US10658222B2 (en) 2015-01-16 2020-05-19 Lam Research Corporation Moveable edge coupling ring for edge process control during semiconductor wafer processing
KR102307737B1 (ko) 2015-06-11 2021-10-01 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 정전 용량 측정용의 센서 칩 및 센서 칩을 구비한 측정기
US10014198B2 (en) * 2015-08-21 2018-07-03 Lam Research Corporation Wear detection of consumable part in semiconductor manufacturing equipment
US10067070B2 (en) 2015-11-06 2018-09-04 Applied Materials, Inc. Particle monitoring device
WO2017131927A1 (en) * 2016-01-26 2017-08-03 Applied Materials, Inc. Wafer edge ring lifting solution
US10312121B2 (en) * 2016-03-29 2019-06-04 Lam Research Corporation Systems and methods for aligning measurement device in substrate processing systems
JP6596375B2 (ja) * 2016-03-31 2019-10-23 株式会社荏原製作所 ティーチング装置およびティーチング方法
JP6712939B2 (ja) 2016-06-20 2020-06-24 東京エレクトロン株式会社 静電容量測定用の測定器、及び、測定器を用いて処理システムにおける搬送位置データを較正する方法
US20180061696A1 (en) * 2016-08-23 2018-03-01 Applied Materials, Inc. Edge ring or process kit for semiconductor process module
KR101841607B1 (ko) 2017-02-03 2018-03-26 (주)제이디 전원제어기능을 가지는 회로 임베디드 웨이퍼

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201810493A (zh) * 2012-07-31 2018-03-16 Ａｓｍ智慧財產控股公司 用於在處理狀態下計算處理室內之晶圓位置的裝置及方法
TW201716774A (zh) * 2015-06-11 2017-05-16 Tokyo Electron Ltd 靜電電容測量用之感應晶片及具備該感應晶片之測量器
US20170032987A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Dry etching apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US11978647B2 (en) 2024-05-07
JP7089632B2 (ja) 2022-06-22
KR102651492B1 (ko) 2024-03-25
JP7340660B2 (ja) 2023-09-07
JP2022160389A (ja) 2022-10-19
KR20230026543A (ko) 2023-02-24
US11521872B2 (en) 2022-12-06
KR20210016061A (ko) 2021-02-10
WO2020051001A1 (en) 2020-03-12
JP2021536121A (ja) 2021-12-23
KR102501157B1 (ko) 2023-02-16
TW202032684A (zh) 2020-09-01
US20200075367A1 (en) 2020-03-05
TWI738047B (zh) 2021-09-01
US20230052210A1 (en) 2023-02-16
CN112514042A (zh) 2021-03-16
TW202143375A (zh) 2021-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI789094B (zh) 用於測量處理套組中心的方法及設備
TWI776619B (zh) 用於針對移動的工序套件測量侵蝕及校準位置的方法及裝置
TW202025325A (zh) 晶圓型態偵測器系統內的遠程電容隙測量
US11908724B2 (en) Method and apparatus for measuring placement of a substrate on a heater pedestal
TWI735033B (zh) 使用震動資料量測晶圓移動和置放的方法及設備

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent