TWI806248B - 減少基板處理腔室中之反射射頻功率的方法、系統及電腦可讀取媒體 - Google Patents

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Abstract

一種減少基板處理腔室中之反射射頻(RF)功率的方法可包括存取處理腔室之輸入參數，該等輸入參數係自配方導出以在基板上執行製程。可將輸入參數提供至模型，已使用該腔室之先前輸入參數及對應感測器量測值訓練該模型。可自模型接收反射RF功率之預測量，且可決定預測的反射RF功率是否經最佳化。可藉由模型重複調整及處理輸入參數，直至找到最佳化反射RF功率之輸入參數值為止。可接著將經最佳化之輸入參數提供至腔室以處理基板。

Description

減少基板處理腔室中之反射射頻功率的方法、系統及電腦可 讀取媒體
本申請案主張2020年11月22日提交且題為「PLASMA IGNITION OPTIMIZATION IN SEMICONDUCTOR PROCESSING CHAMBERS(半導體處理腔室中的電漿點燃最佳化)」之美國非臨時申請案第17/100,927號的權益及優先權，該案之全部內容出於所有目的以引用方式併入本文中。
本揭示案係關於半導體系統、製程及設備。更特定而言，本揭示案係關於訓練及/或使用模型以最佳化在電漿點燃期間返回至射頻(RF)源之被反射RF功率的量。
在積體電路及其他電子元件的製造中，通常將電漿製程用於各種材料層之沉積或蝕刻。電漿增強化學氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition；PECVD)製程為一種化學製程，其中將電磁能施加至至少一種前驅物氣體或前驅物蒸汽以將前驅物轉換成反應性電漿。電漿可在處理腔室內部(亦即，原位地)產生，或在被定位成遠離處理腔室之遠端電漿產生器中產生。此製程廣泛用以將材料沉積在基板上以產生高品質及高效能之半導體元件。
可藉由將射頻(radio frequency; RF)能量自RF源提供至腔室來點燃處理腔室中所使用之電漿。可嚴格控制RF源所提供之電壓/電流以使得可將能量均勻地提供至電漿。然而，處理腔室及/或設備之條件在基板製程之間的變化可導致點燃電漿的速度發生變化。控制系統及RF源之輸入參數可能會在一個場次中快速點燃電漿，接著在使用等同參數之後續場次期間導致電漿點燃的延遲。當電漿未能快速點燃時，RF能量可被反射回RF源中。此可能損壞RF源，導致基板中之缺陷，並增大點燃電漿之難度。
因此，需要可用以最佳化輸入參數（其為用於處理腔室之配方的一部分）以最小化反射回RF源中之RF功率的量之改良系統及方法。藉由本文所揭示之實施例來解決此些及其他技術問題。
在一些實施例中，一種減少基板處理腔室中之反射射頻(RF)功率的方法可包括存取處理腔室之複數個輸入參數，其中該複數個輸入參數可部分地自處理腔室之配方導出以在基板上執行製程。該方法亦可包括將處理腔室之複數個輸入參數提供至模型，其中可能已使用先前複數個輸入參數及對應複數個感測器量測值訓練了該模型。該方法可另外包括自該模型接收一或更多個第一輸出，該一或更多個第一輸出指示當點燃處理腔室中之電漿時將自處理腔室反射回RF源的RF功率之經預測的第一量。該方法可進一步包括決定自處理腔室反射回之RF功率之經預測的第一量未經最佳化。該方法亦可包括調整處理腔室之複數個輸入參數以產生經調整之輸入參數，將處理腔室之經調整之輸入參數提供至該模型，及自該模型接收一或更多個第二輸出，該一或更多個第二輸出指示將自處理腔室反射回RF源的RF功率之經預測的第二量。該方法可另外包括決定自處理腔室反射回之RF功率的經預測的第二量經最佳化，及將經調整之輸入參數提供至處理腔室以在基板上執行製程。
在一些實施例中，一種系統可包括一或更多個處理器及包括指令之一或更多個記憶體元件，當由該一或更多個處理器執行時，該等指令導致一或更多個處理器執行操作，包括存取處理腔室之複數個輸入參數，其中該複數個輸入參數可部分地自處理腔室之配方導出以在基板上執行製程。該等操作亦可包括將處理腔室之複數個輸入參數提供至模型，其中可能已使用先前複數個輸入參數及對應複數個感測器量測值訓練了該模型。該等操作可另外包括自該模型接收一或更多個第一輸出，該一或更多個第一輸出指示當點燃處理腔室中之電漿時將自處理腔室反射回RF源的RF功率之經預測的第一量。該等操作可進一步包括決定自處理腔室反射回之RF功率之經預測的第一量未經最佳化。該等操作亦可包括調整處理腔室之複數個輸入參數以產生經調整之輸入參數，將處理腔室之經調整之輸入參數提供至該模型，及自該模型接收一或更多個第二輸出，該一或更多個第二輸出指示將自處理腔室反射回RF源的RF功率之經預測的第二量。該等操作可另外包括決定自處理腔室反射回之RF功率的經預測的第二量經最佳化，及將經調整之輸入參數提供至處理腔室以在基板上執行製程。
在一些實施例中，一種非暫時性電腦可讀媒體可包括指令，當由一或更多個處理器執行時，該等指令導致一或更多個處理器執行操作，包括存取處理腔室之複數個輸入參數，其中該複數個輸入參數可部分地自處理腔室之配方導出以在基板上執行製程。該等操作亦可包括將處理腔室之複數個輸入參數提供至模型，其中可能已使用先前複數個輸入參數及對應複數個感測器量測值訓練了該模型。該等操作可另外包括自該模型接收一或更多個第一輸出，該一或更多個第一輸出指示當點燃處理腔室中之電漿時將自處理腔室反射回RF源的RF功率之經預測的第一量。該等操作可進一步包括決定自處理腔室反射回之RF功率之經預測的第一量未經最佳化。該等操作亦可包括調整處理腔室之複數個輸入參數以產生經調整之輸入參數，將處理腔室之經調整之輸入參數提供至該模型，及自該模型接收一或更多個第二輸出，該一或更多個第二輸出指示將自處理腔室反射回RF源的RF功率之經預測的第二量。該等操作可另外包括決定自處理腔室反射回之RF功率的經預測的第二量經最佳化，及將經調整之輸入參數提供至處理腔室以在基板上執行製程。
在任何實施例中，可以任何組合而非限制來實施以下特徵中之任一者或全部。方法/操作亦可包括存取複數個訓練資料集合，其中該複數個訓練資料集合中之每一者可包括來自先前製程之複數個先前輸入參數及對應的感測器資料，其表示在該過程期間自處理腔室反射回之RF功率的量。方法/操作亦可包括使用複數個訓練資料集合來訓練模型。方法/操作亦可包括組織該複數個訓練資料集合以使得複數個訓練資料集合包括至少閾值數目個訓練資料集合，其包括感測器資料，該感測器資料表示在處理腔室中反射回之RF功率的高於平均之量。模型可包括神經網路，該神經網路可包括複數個隱藏層及對應於輸入參數之輸入。神經網路可包括指示經預測的最大RF功率之第一輸出及指示經預測的RF功率持續時間之第二輸出。可能已使用最佳化過程訓練了該神經網路以設定在該神經網路的內部節點之間的權重。該過程可包括在基板上的電漿蝕刻製程。該複數個輸入參數可包括用於處理腔室之RF源的設置。該複數個輸入參數可包括晶圓計數，其表示先前在處理腔室中之基板上執行的製程數目。該複數個輸入參數可包括腔室空閒時間，其表示自在處理腔室中完先前電漿製程以來的一時間。該複數個輸入參數可包括在處理腔室中執行之先前配方的識別符。該複數個輸入參數可包括處理腔室中之一或更多個調諧電容器的預設值。該複數個輸入參數可包括處理腔室中之一或更多個調諧電感器的預設值。決定最佳化自處理腔室反射回的RF功率之經預測的第二量可包括決定RF功率之該第二量表示由模型在複數個輸入參數中之每一者的值範圍內預測之反射RF功率的最小值，及/或決定RF功率之第二量小於預定閾值。該預定閾值可為大致50 W。方法/操作進一步可包括量測感測器資料，其表示在過程期間自處理腔室反射回之RF功率的量；及比較經量測之感測器資料與RF功率之經預測的第二量。方法/操作亦可包括在經量測之感測器資料超過RF功率之經預測的第二量多於預定閾值量時，產生提供給使用者介面之指示。
在電漿腔室中，功率可能被反射回RF源。當點燃電漿時，反射功率之不可預測的變化連同反射功率之量值代表了一種技術挑戰，其可能以諸多方式負面地影響製程及處理腔室本身。首先，已觀察到反射功率的量值與製程中之對應基板的缺陷率之間存在相關性。反射功率在電漿點燃期間愈高，則對應基板中傾向於存在愈高的缺陷率。其次，當更多功率被反射時，電漿變得更難以點燃，從而導致更長的點燃時間且進一步增加被反射功率的量。第三，反射功率本身可能對RF源有害。若反射功率變得過量及/或過於頻繁，則RF源可能受損。因此，需要改良以減少在電漿點燃期間被反射功率之量值並更準確地預測反射功率之量值。
本文所述實施例藉由解決此些及其他技術問題而改良了處理腔室技術。特定而言，此些實施例藉由使用經訓練模型以基於當前場次之輸入參數的至少一部分來預測反射功率輸出而減少反射功率之量值並增大此過程之可預測性。若模型輸出未經最佳化之值，則可調整輸入參數。舉例而言，可增大RF源輸出之電壓。可接著將經調整之輸入參數傳回模型中，以預測新的反射功率量。使用模型處理輸入參數並決定對應輸出是否經最佳化之此過程可繼續，直至發現一組最佳的輸入參數為止。可接著使用經最佳化之輸入參數來執行該過程以實現反射RF功率之最小且可預測的量。
第1圖根據一些實施例繪示沉積、蝕刻、烘烤及固化腔室之處理系統100的俯視平面圖。一對前開式晶圓傳送盒102可供應多種大小之基板，該等基板被機械臂104接收並放置至低壓保持區域106中，然後被放置至定位於串聯部分109a～109c中之基板處理腔室108a～108f中的一者中。第二機械臂110可用以將基板晶圓自保持區域106運輸至基板處理腔室108a～108f並返回。每一基板處理腔室108a～108f可經配備以執行諸多基板處理操作，包括半導體材料之堆疊的形成、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、蝕刻、預清潔、除氣、定向及/或其他基板製程（包括退火、灰化，等）。
基板處理腔室108a～108f可包括一或更多個系統部件，用於在基板上沉積、退火、固化及/或蝕刻介電質或其他薄膜。在一種配置中，兩對處理腔室（例如，108c～108d及108e～108f）可用以在基板上沉積介電材料，且第三對處理腔室（例如，108a～108b）可用以蝕刻已沉積之介電質。在另一配置中，所有三對腔室（例如，108a～108f）可經配置以在基板上沉積交替介電薄膜之堆疊。所述製程中之任何一或更多者可在與不同實施例中所示之製造系統分離的腔室中進行。將瞭解，系統100預期用於介電薄膜之沉積、蝕刻、退火及固化腔室的額外配置。
第2A圖根據一些實施例繪示在處理腔室內具有分區的電漿產生區域之例示性製程腔室系統200的橫截面圖。在薄膜蝕刻（例如，氮化鈦、氮化鉭、鎢、矽、多晶矽、氧化矽、氮化矽、氧氮化矽、氧碳化矽，等）期間，製程氣體可經由氣體入口組件205流入第一電漿區域215中。可視情況在系統中包括遠端電漿系統(remote plasma system; RPS)201，且其可處理第一氣體，該第一氣體接著行進經過氣體入口組件205。氣體入口組件205可包括兩個或更多個相異的氣體供應通道，其中第二通道（未示出）可繞過RPS 201（若包括）。
根據實施例，示出冷卻板203、面板217、離子抑制器223、噴頭225及其上安置有基板255之基座265或基板支撐件，且以上可各自被包括在內。基座265可具有熱交換通道，熱交換流體流經該熱交換通道以控制基板溫度，該熱交換流體可用以在處理操作期間加熱及/或冷卻基板或晶圓。亦可使用內嵌式電阻式加熱器元件以電阻方式加熱基座265之晶圓支撐板（可包括鋁、陶瓷、或其組合）以便實現相對高的溫度，諸如，自高達100℃或約100℃至高於或約1100℃。
面板217可為金字塔形、圓錐形或具有擴展到寬闊底部部分的狹窄頂部部分之另一類似結構。面板217可另外如所示出為平直的且包括用以分配製程氣體之複數個直通通道。取決於RPS 201的使用，電漿產生氣體及/或電漿激發物質可通過面板217中之複數個孔（在第2B圖中示出）以用於更均勻地輸送至第一電漿區域215中。
例示性配置可包括具有氣體入口組件205，該氣體入口組件205敞開至藉由面板217與第一電漿區域215分區之氣體供應區域258中，以使得氣體/物質流經面板217中之孔流至第一電漿區域215中。可選擇結構性及操作性特徵以防止電漿自第一電漿區域215明顯回流至氣體供應區域258、氣體入口組件205及流體供應系統210中。面板217或腔室的導電頂部部分及噴頭225被示為具有位於特徵之間的絕緣環220，其允許相對於噴頭225及/或離子抑制器223將AC電位施加至面板217。絕緣環220可定位在面板217與噴頭225及/或離子抑制器223之間，從而使得能夠在第一電漿區域中形成電容耦合電漿(capacitively coupled plasma; CCP)。另外，隔板（未示出）可位於第一電漿區域215中或以其他方式與氣體入口組件205耦接，以影響流體經由氣體入口組件205進入該區域中的流動。
離子抑制器223可包括在整個結構中限定複數個孔隙之板或其他幾何形狀，該複數個孔隙經配置以抑制帶離子電荷的物質遷移出第一電漿區域215，而同時允許不帶電的中性物質或自由基物質通過離子抑制器223至抑制器與噴頭之間被激活的氣體輸送區域中。在實施例中，離子抑制器223可包括具有多種孔隙配置之穿孔板。此些不帶電荷的物質可包括高反應性物質，其與較低反應性載氣一起經運輸經過該等孔隙。如上所述，可減少離子物質經由孔之遷移，且在一些情況下會被完全抑制。控制經過離子抑制器223之離子物質的量可有利地提供對與下伏晶圓基板接觸之氣體混合物增強的控制，此繼而可增強對氣體混合物之沉積及/或蝕刻特性的控制。舉例而言，對氣體混合物之離子濃度的調整可明顯變更其蝕刻選擇性，例如，SiNx:SiOx蝕刻比率、Si:SiOx蝕刻比率，等。在其中執行沉積之替代實施例中，其亦可偏移介電材料之保形至可流動型沉積的平衡。
離子抑制器223中之複數個孔隙可經配置以控制被激活氣體（亦即，離子物質、自由基物質及/或中性物質）通過離子抑制器223。舉例而言，可控制孔之深寬比或孔之直徑與長度，及/或孔之幾何形狀，以使得減少通過離子抑制器223之被激活氣體中帶離子電荷的物質之流動。離子抑制器223中之孔可包括面向電漿激發區域（諸如，第一電漿區域215）之錐形部分，及面向噴頭225之圓柱形部分。該圓柱形部分可經成形及決定尺寸以控制離子物質流至噴頭225的流動。亦可將可調電偏壓施加至離子抑制器223，作為控制離子物質流過抑制器之額外手段。
離子抑制器223可用以減少或消除自電漿產生區域行進至基板之帶離子電荷物質的量。不帶電的中性物質及自由基物質仍可通過離子抑制器中之開口以與基板反應。應注意，在實施例中可不完全消除環繞基板的反應區域中之帶離子電荷的物質。在某些情況下，離子物質旨在到達基板以便執行蝕刻及/或沉積製程。在此些情況下，離子抑制器可有助於將反應區域中離子物質的濃度控制在協助製程之程度。
噴頭225與離子抑制器223結合可允許電漿存在於第一電漿區域215中以避免直接激發基板處理區域233中之氣體，而同時仍允許已激發物質自第一電漿區域215行進至基板處理區域233中。以此方式，腔室可經配置以防止電漿接觸被蝕刻之基板255。此可有利地保護在基板上圖案化之多種複雜結構及薄膜，若直接與已產生之電漿接觸，則其可能受損、錯位或以其他方式翹曲。另外，當允許電漿接觸基板或接近基板位準時，氧化物物質蝕刻之速率可增大。因此，若材料之暴露區域為氧化物，則可藉由維持電漿遠離基板進一步保護此材料。
處理系統可進一步包括電源供應器240，其與處理腔室電耦接以向面板217、離子抑制器223、噴頭225及/或基座265提供電力以便在第一電漿區域215或基板處理區域233中產生電漿。該電源供應器可經配置以取決於所執行之製程將可調量的電力輸送至腔室。此配置可允許在所執行製程中使用可調諧之電漿。不同於通常呈現為具有接通或關斷功能之遠端電漿單元，可調諧電漿可經配置以將特定量的電力輸送至第一電漿區域215。此繼而可允許開發特定電漿特性，以使得前驅物可以特定方式解離以便增強由此些前驅物產生之蝕刻輪廓。
可在噴頭225上方之第一電漿區域215中或噴頭225下方之基板處理區域233中點燃電漿。電漿可存在於第一電漿區域215中以自（例如）含氟前驅物或其他前驅物的流入產生自由基前驅物。可在處理腔室之導電頂部部分（諸如，面板217）與噴頭225及/或離子抑制器223之間施加通常處於射頻(radio frequency; RF)範圍中的AC電壓，以在沉積期間點燃第一電漿區域215中之電漿。RF電源供應器可產生13.56 MHz之高RF頻率，而且亦可單獨地或與13.56 MHz頻率組合地產生其他頻率。
第2B圖根據一些實施例繪示影響經過面板217之處理氣體分配的特徵之詳細視圖253。如第2A圖及第2B圖中所示，面板217、冷卻板203及氣體入口組件205交叉以限定可將製程氣體自氣體入口組件205輸送至其中之氣體供應區域258。氣體可填充氣體供應區域258並經由面板217中之孔隙259流至第一電漿區域215中。孔隙259可經配置而以大體上單向的方式導向流動，以使得製程氣體可流至基板處理區域233中，而且可部分地或完全地防止製程氣體在橫穿面板217之後回流至氣體供應區域258中。
諸如用於處理腔室部分200中之噴頭225的氣體分配組件可稱作雙通道噴頭並在第3圖中所述之實施例中另外詳述。雙通道噴頭可提供蝕刻製程，該等蝕刻製程允許蝕刻劑在基板處理區域233以外分離以在被輸送至處理區域中之前提供與腔室部件以及彼此之間的受限相互作用。
噴頭225可包括上部板214及下部板216。該等板可彼此耦接以限定板之間的空間218。該等板之耦接可用以提供經過上部板及下部板之第一流體通道219，及經過下部板216之第二流體通道221。所形成之通道可經配置以單獨地經由第二流體通道221提供自空間218經過下部板216之流體通路，且第一流體通道219可與板及第二流體通道221之間的空間218流體隔離。可經由噴頭225的一側流體地接取空間218。
第3圖根據一些實施例繪示處理腔室300的一部分之橫截面圖。如所示出，處理腔室300可為適合於蝕刻基板354之蝕刻腔室。預期其他處理腔室亦可經調適而受益於此些實施例。處理腔室300可用於各種電漿製程。舉例而言，處理腔室300可用以藉由一或更多種蝕刻劑執行乾式蝕刻。處理腔室可用於自前驅物C xF y（其中x及y表示已知化合物之值）、O 2、NF 3或其組合點燃電漿。在另一實例中，處理腔室300可用於藉由一或更多種前驅物之電漿增強化學氣相沉積(plasma-enhanced chemical vapor deposition; PECVD)製程。
處理腔室300可包括腔室主體302及支撐組件304。該處理腔室亦可包括蓋組件，及電極、氣體分配板、用於接納製程氣體進入處理空間320中之開口、導管、加熱器、氣體分配板，及/或上述處理腔室之其他元件中的任一者。為了簡化而自第3圖省略此些元件，以便聚焦於用於將RF功率提供至處理空間320之電學系統。
支撐組件304可經由軸344耦接至升舉機構，該軸344延伸穿過腔室主體302之底表面。升舉機構可藉由防止真空自軸344周圍洩漏之波紋管靈活地密封至腔室主體302。該升舉機構可允許支撐組件304在腔室主體302內在移送位置與諸多製程位置之間垂直移動，以將基板354放置成接近於電極308。
支撐組件304可由金屬或陶瓷材料形成。舉例而言，可使用金屬氧化物、氮化物或氧化物/氮化物混合物，諸如，鋁、氧化鋁、氮化鋁、氧化鋁/氮化物混合物，及/或其他類似材料。在典型實施中，可在支撐組件304中包括一或更多個基座電極。一或更多個基座電極可經配置以將RF能量輸送至處理空間320中之電漿。舉例而言，可在腔室主體302外部設置RF源360，以將RF能量提供至支撐組件304中之一或更多個基座電極372、374。可經由一或更多個基座電漿將RF能量移送至處理空間320中之氣體以產生電漿。電漿可維持在基板354上方以在基板354上沉積材料層。為了在基板354上均勻地沉積材料，應在基板354之表面區域上均勻地維持被移送至電漿之能量。
可連同第一基座電極372及第二基座電極374一起使用稱作雙極卡緊之方法。雙極卡緊為在第一基座電極372與第二基座電極374之間施加DC電壓差的方法。此靜電差用以將基板354保持至支撐組件304。此可能與僅使用單個基座電極或僅將DC電壓施加至單個基座電極之單極卡緊形成對比。單極卡緊僅在向電漿施加能量以完成電路時才變得有效。雙極卡緊使用自RF源至第一基座電極372及第二基座電極374中之每一者的兩個單獨電路徑。在第3圖之實例中，將第一DC電壓源362施加至用於第一基座電極372之第一電路徑。將第二DC電壓源364施加至用於第二基座電極374之第二電路徑。雖然第3圖中未明確示出，但第一及第二電路徑可包括電容器、電感器或用於使DC電壓源362、364彼此隔離之其他方法。舉例而言，一對相對大的電容器（例如，50 nF）會合放置在每一電路徑中，以彼此阻斷DC電壓。
第一基座電極372及第二基座電極374可設置在支撐組件304中。第一基座電極372及第二基座電極374可內嵌在支撐組件304內及/或耦接至支撐組件304之表面。第一基座電極372及第二基座電極374可為板、穿孔板、網、絲網，或任何其他分散式導電佈置。儘管第3圖僅繪示出兩個基座電極，但如以下詳細描述，其他實施例可在支撐組件304中使用具有不同幾何形狀及/或佈置之兩個以上基座電極。
RF源360可將RF功率提供至基座電極372、374，其中每一者可放置在支撐組件304之不同部分中。為了精細調諧輸送至基座電極372、374中之每一者的RF功率，可在電路路徑中設置調諧電容器390、394及/或調諧電感器392、396。儘管在第3圖中針對電路徑中之每一者繪示出兩個調諧電容器390、394及調諧電感器392、396，但此並不意謂為限制性的。一些實施例可僅使用調諧電容器390、394，而其他實施例可以任何組合且非限制地使用調諧電容器390、394及/或調諧電感器392、396之組合。調諧電容器390、394及/或調諧電感器390、396可為可調整的，以使得其電容值/電感值可由操作者改變或由控制系統自動改變。調整此些值允許系統平衡提供給第一基座電極372及/或第二基座電極374之RF能量，以便補償電路路徑長度、電阻或用於將RF功率提供至處理空間320之不同電路徑的其他物理性質之微小差異。
RF源360可由本端控制系統384控制。該本端控制可包括通訊介面以與控制系統382通訊。控制系統382可包括如以下在第10圖中所述之計算系統。舉例而言，控制系統382可包括一或更多個處理器及儲存指令之一或更多個記憶體元件，該等指令導致該一或更多個處理器執行操作，諸如，將輸入參數輸送至RF源360。控制系統382可經由通訊匯流排380(例如，使用EtherCAT通訊協定)輸送命令。控制系統382可將輸入參數提供至RF源360，該等輸入參數控制RF源360之輸出的輸出頻率、輸出電壓、輸出電流及/或時序。舉例而言，控制系統382可將串列命令發送至RF源360，該等串列命令導致RF源360輸出具有13.56MHz之頻率的正弦輸出信號。
如本文中所使用，「場次」可代表在處理腔室300中執行之製程，諸如，電漿蝕刻或其他類似製程。舉例而言，可將基板354或晶圓裝載至如上所述之支撐組件304上，可向處理空間320提供氣體，可藉由自RF源360提供RF能量來點燃電漿，且其後加以控制以執行電漿蝕刻。在場次結束時，可自處理腔室300移除基板354，且處理腔室主體302可經歷晶圓間腔室清潔(inter-wafer chamber cleaning; ICC)製程以自處理腔室300移除氣體並使處理腔室300準備好在後續場次中接收另一基板。
控制系統382可包括資料庫388，該資料庫388經配置以儲存用於每一場次之輸入資料及/或輸出資料。可儲存之輸入資料可包括在場次期間用於處理腔室300之輸入參數中的任一者或全部。此些輸入參數可包括用於RF源360之設置，包括輸出量值、頻率、時序及/或其他電特性；氣體混合物、流動速率、時序、壓力、類型及/或其他氣體性質；及腔室壓力、腔室溫度、施加至腔室之電壓的時序、場次時序及/或處理腔室300之其他操作特性。一些實施例亦可儲存輸入參數，該等輸入參數包括在處理腔室300上執行之場次的歷史晶圓計數、在處理腔室300上運行中先前配方、如上所述用於調諧RF功率之電容器/電感器預設值、先前場次之間的腔室空閒時間，及/或當前場次之其他特性。此些輸入參數可為定義處理腔室300在場次期間之操作特性的「配方」的一部分。可將不同配方加載至控制系統382中，且處理腔室300可經配置以藉由在每一場次期間自控制系統382提供不同配方在不同基板上執行不同製程。此些輸入參數可儲存在資料庫388中並在每個場次完成時與其相關聯。所得資料庫388可因此包括處理腔室在每一先前場次期間之輸入參數中的每一者之歷史或記錄。
一些實施例亦可提供一或更多個感測器386。感測器386可包括電壓感測器及/或電流感測器，其經配置以偵測反射回控制360之RF能量。當最初點燃電漿時，導向至處理腔室300之RF能量中的一些可能並非最初被電漿吸收，而實情為可能被反射回RF源360。感測器386可量測自處理空間320接收回來之反射功率脈衝的量值及寬度。感測器386可被實施為具有此項技術中所已知之任何電壓及/或電流感測器。舉例而言，一些RF源可具備內部反射功率感測器，其可監控來自腔室之反射功率多達一秒。一些實施例亦可包括反射功率感測器，其為EtherCAT相容的，其可量測大約1 ms或更短時間之反射功率量測值。感測器386可量測電壓及/或電流波形並計算反射回RF源360之最大功率（瓦特）。資料庫388亦可儲存在每一場次期間記錄之感測器量測值。因此，對於每一場次而言，資料庫388可包括已儲存之輸入參數集合連同已儲存之感測器量測值集合。
理想情況下，在同一處理腔室上重複執行同一配方會產生相似的結果。特定而言，理想情況下，對RF源使用相同輸入參數在點燃電漿時總會產生相同的反射RF功率。此可允許對配方及處理腔室之輸入參數進行一次最佳化，並接著在未來重複地重新使用以產生類似結果。然而，已發現，在同一製程腔室中執行同一配方通常會導致不同場次中被反射之RF功率的量有很大變化。第4A圖根據一些實施例繪示針對不同配方由感測器量測之最大反射RF功率的圖表400。圖表400示出12個不同配方之反射功率的最大量，其中每一者係在同一處理腔室上運行的。儘管每個配方之反射功率的大部分資料點可分組在一起，低於50 W～100 W，但亦可觀察到許多離群值資料點。此說明同一過程可如何導致來自RF源之反射功率量大不相同。類似地，第4B圖根據一些實施例繪示針對輸入參數中的一者之不同值由感測器量測之最大反射功率的圖表402。特定而言，對於資料分組中之每一者而言，繪示出至支撐組件之兩條不同電路徑上的調諧電容器之值。雖然54/59.5值說明了低於50 W之資料點的緊密分組，但圖表402中之其他兩個電容器值說明了大於100 W之更廣泛分組及離群值。注意，此些值代表可調電容之可調位置的百分比，佔總範圍之百分比。舉例而言，對於範圍為0～1000 pF之可調電容器而言，第4B圖中引用之數字54將對應於大致540 pF。
當點燃電漿時，反射功率之不可預測的變化連同反射功率之量值代表了一種技術挑戰，其可能以諸多方式負面地影響製程及處理腔室本身。首先，已觀察到反射功率的量值與製程中之對應基板的缺陷率之間存在相關性。反射功率在電漿點燃期間愈高，則對應基板中傾向於存在愈高的缺陷率。其次，當更多功率被反射時，電漿變得更難以點燃，從而導致更長的點燃時間且被反射功率的量進一步增加。第三，反射功率本身可能對RF源有害。若反射功率變得過量及/或過於頻繁，則RF源可能受損。因此，需要改良以減少在電漿點燃期間被反射功率之量值並更準確地預測反射功率之量值。
本文所述實施例藉由解決此些及其他技術問題而改良了處理腔室技術。特定而言，此些實施例藉由使用經訓練模型以基於當前場次之輸入參數的至少一部分來預測反射功率輸出而減少反射功率之量值並增大此製程之可預測性。若模型輸出未經最佳化之值，則可調整輸入參數。舉例而言，可增大RF源輸出之電壓。可接著將經調整之輸入參數傳回模型中，以預測新的反射功率量。使用模型處理輸入參數並決定對應輸出是否經最佳化之此製程可繼續，直至發現一組最佳的輸入參數為止。可接著使用經最佳化之輸入參數來執行該製程以實現反射RF功率之最小且可預測的量。
第5圖根據一些實施例繪示可如何訓練模型以輸出預測反射RF功率。例如，在一些實施中，可使用神經網路作為模型516。該神經網路可為具有複數個隱藏層之前餽神經網路。一些實施例可使用5～10個隱藏層，每一隱藏層中具有6～10個節點。神經網路中之每一節點可包括施加至節點與後續層之間的連接之複數個權重。舉例而言，節點510可包括具有個別權重512（例如，w 1、w 2、w 3、w 4、w 5及w 6）之複數個連接。當訓練模型506時，訓練製程可如下所述設定權重512之值。應理解，僅藉助於實例提供第5圖中所繪示之神經網路，且並不意謂限制性的。其他實施例可使用其他類型之模型，而非神經網路。
模型506可接收複數個輸入參數502，作為對模型506之輸入。輸入參數502可包括上述輸入參數中之任一者。在一些實施例中，輸入參數502可包括腔室空閒時間502-1，其表示自點燃電漿時之先前場次以來經過的時間。大體上，腔室空閒時間502-1愈長，則電漿愈難以點燃，且更多功率將反射回RF源。可在場次之間量測腔室空閒時間502-1。或者，一些場次可包括多次電漿點燃，且可在停止將RF功率施加至前一電漿與開始施加至後一電漿之間量測腔室空閒時間502-1，而無論點燃係在單個場次中還是跨多個場次。
輸入參數502亦可包括調諧預設值502-2。調諧預設值502-2可包括可存在於處理腔室中之調諧電容器及/或調諧電感器的設置。預設情況下，調諧預設值502-2可被設定為相等的值，接著經調諧以在基座中之每個RF網格中產生類似的結果，以補償不同電路徑中之變化。如以上在第4B圖中所繪示，可藉由每一場次調整此些值以最小化反射RF功率的量。
輸入參數502亦可包括RF源之RF功率設置502-3。RF功率設置502-3可包括波形特性、頻率、週期、電壓幅度、電流、輸出阻抗及/或可藉由給予RF源之命令所設定的任何其他特性。
輸入參數502亦可包括晶圓計數502-4。晶圓計數502-4可表示在處理腔室中處理之基板或晶圓的數目。由於處理腔室之物理特性可能隨時間漂移，因此晶圓計數可為表示老化、疲勞、退化之影響及/或可能隨著時間及使用而逐漸引入處理腔室中之其他影響的參數。
輸入參數502亦可包括先前配方502-5。舉例而言，可藉由數字或其他識別符來識別先前配方502-5。識別先前配方502-5可用作可能由於運行特定類型的配方引起之不同效應的代理。舉例而言，先前配方502-5可包括ICC清潔製程，該ICC清潔製程使用He、NF 3及額外的惰性氣體移除在處理腔室之壁上積聚的氫。在ICC製程期間，處理腔室之表面可能會變成氟化而非氫化，且在清潔製程期間調諧電容器之阻抗值將漸進偏移。在另一實例中，引用先前配方502-5提供了一種用以包括存在於處理腔室中之帶負電氣體的量之方式。應注意，不需要量測此些值，而藉由識別先前配方502-5並使用彼識別符作為對模型506之輸入，可自動訓練模型以在預測反射功率輸出時慮及來自先前配方之所有此些固有因素。
在一些實施例中，模型506可包括一或更多個輸出504，該一或更多個輸出504可指示當點燃處理腔室中之電漿時可能自處理腔室反射回RF源之RF功率的預測量。舉例而言，輸出504可包括反射功率量值504-1，其表示將反射回RF源之最大反射功率。輸出504亦可包括反射功率持續時間504-2，其表示反射功率信號之持續時間。一些實施例可一起考慮反射功率量值504-1及反射功率持續時間504-2，並最小化此些兩個值之組合。舉例而言，一些實施例可使用此些輸出504計算可最小化及/或最佳化之功率曲線下的面積。
應理解，僅作為實例提供第5圖中所繪示之輸入參數502及/或輸出504，且並不意欲為限制性的。其他實施例可包括上述輸入參數中之任一者，包括配方中之設置連同可針對處理腔室設定或量測之任何其他特性。亦可產生其他輸出，包括來自RF源之反射功率的任何可量測特性。舉例而言，一些實施例亦可預測基板之缺陷率。
第6圖根據一些實施例繪示可如何使用歷史輸入參數及來自先前場次之已量測輸出來訓練模型。如上所述，控制系統382可儲存先前所執行之場次的歷史成對輸入參數及已量測之感測器資料。為了訓練模型506，控制系統382可提供輸入/輸出資料之訓練對，其包括來自個別場次之輸入參數602及已量測之感測器資料604。可提供輸入參數602作為模型506之輸入參數502。可提供已量測之感測器資料604（例如，反射功率量值、反射功率持續時間，等）作為用於訓練模型506之輸出。
為了訓練模型506，最佳化製程612可設定或調整模型506中之連接中的每一者之權重610。最佳化製程612可表示一演算法或方法，用以改變權重610以使得訓練資料所提供之輸入參數502使模型產生訓練資料對中的對應輸出504。舉例而言，最佳化演算法可用以最小化訓練資料對之集合的輸入參數502與輸出504之間的誤差。最佳化製程612可使用許多不同類型之最佳化演算法。一些實施例可使用梯度下降演算法或隨機梯度下降演算法。一些實施例可使用小批量梯度下降演算法或Nesterov加速梯度演算法。其他實施例可使用諸如Adagrad、AdaDelta、Adam或其他最佳化演算法之演算法。
控制系統382所提供之訓練資料可包括來自先前場次之任何數目個訓練對，直至模型506之誤差得以最小化為止。舉例而言，一些訓練製程可使用10個訓練對、20個訓練對、50個訓練對、75個訓練對、100個訓練對，等等。在一些實施例中，可整理訓練資料以使得其包括表示反射RF功率之高位準及低位準的已測量感測器資料604。如以上在第4A圖中所繪示，大多數訓練資料集合可包括在正常或預期範圍內之反射RF功率的已量測量，而較少數目之訓練資料集合可包括高的或非預期之反射RF功率的已量測量。因此，一些實施例可過濾訓練資料集合以提供包括大量反射RF功率之至少閾值數目個訓練資料集合。舉例而言，一些實施例可確保訓練資料集合之閾值百分比（例如，大致10%、15%、20%、25%、30%、40%等）包括高於平均值或高於另一預定閾值（例如，高於大致100 W、110 W、120 W、130 W等）之已量測反射RF功率。在訓練模型506之後，該模型可表示處理腔室在電漿點燃期間之操作並可用以產生預測反射RF功率。
在一些實施例中，可針對每一處理腔室產生獨特模型。因此，可使用處理腔室之歷史資料來訓練特定針對彼處理腔室之模型506。在其他實施例中，模型506可更為一般化，且可提供特定處理腔室之識別符作為輸入參數602中之一者。在此些實施例中，可使用來自處理腔室群組之歷史資料來訓練可適用於該處理腔室群組之單個模型。此對於一組等同處理腔室可為有用的，對於該等處理腔室而言，諸如RF功率設置及腔室空閒時間之運行時間輸入參數對於反射RF功率的量影響最大。
第7圖根據一些實施例繪示訓練模型之方法的流程圖700。此方法可由控制系統執行，諸如，以上在第3圖中所繪示之本端控制系統384及/或控制系統382。該方法可在晶圓處理場次之間執行或離線執行，且該方法可使用儲存在資料庫或其他資料儲存結構中之資料。
該方法可包括存取複數個訓練資料集合。該等訓練資料集合中之每一者可包括來自先前製程之歷史或先前輸入參數(702)。該等訓練資料集合中之每一者亦可包括歷史或先前的對應感測器資料，其表示自處理腔室反射回之RF功率的量(704)。該方法亦可包括使用複數個訓練資料集合來訓練模型(706)。訓練模型可包括執行最佳化演算法以將模型之權重與來自訓練資料集合之輸入參數及感測器資料擬合。可如以上關於第6圖所述來執行此些操作。
應瞭解，第6圖中所繪示之特定步驟提供了根據各種實施例減少基板處理腔室中之反射RF功率的特定方法。亦可根據替代實施例執行其他步驟序列。舉例而言，替代實施例可以不同次序執行以上所列步驟。此外，第6圖中所繪示之個別步驟可包括多個子步驟，其可根據個別步驟以各種順序執行。另外，可取決於特定應用而添加或移除額外步驟。許多變化、修改及替代亦在本揭示案之範疇內。
第8圖根據一些實施例繪示可如何使用經訓練模型來預測反射RF功率並調整輸入參數以最小化反射RF功率。不使用歷史訓練集合來訓練模型506，此製程可在訓練發生之後使用模型560以使用即將在處理腔室上執行之場次的輸入參數來預測反射RF功率的量。舉例而言，可如上所述將基板或晶圓加載至處理腔室中。控制系統382可接收將執行以處理晶圓或基板之當前配方。在導致將由處理腔室執行該配方之前，控制系統382可匯集模型506之輸入參數802。舉例而言，控制系統382可匯集輸入參數，包括腔室空閒時間、電容器/電感器預設值、RF功率設置、晶圓計數、先前配方，等等。輸入參數802可包括作為配方一部分之RF功率的預設值及電容器預設值。對於處理腔室所執行之每一製程，可增加晶圓計數，且當前值可用作輸入參數。先前配方之識別符可由控制系統382儲存並作為輸入參數802中之一者提供。控制系統382亦可提供計時器，該計時器記錄自前一電漿製程以來之時間，且此計時器之值可作為腔室空閒時間提供。
可提供輸入參數802作為模型506之輸入803。先前可能已使用以上在第6圖至第7圖中所述之製程訓練了模型506。模型506可接著產生一或更多個輸出，該一或更多個輸出指示當點燃處理腔室中之電漿時可能自處理腔室反射回RF源之RF功率的預測量。控制系統382可接著比較模型506之輸出804與一或更多個閾值，以決定反射RF功率之預測量是否在最佳範圍內。
決定輸出804所指示之反射RF功率的量是否經最佳化可包括以下比較或操作中之任一者及/或全部。在一些實施例中，可比較預測反射RF功率與閾值（例如，大致50 W、60 W、75 W、100 W等）。若反射RF功率低於閾值，則可將其視為最佳化的，而若反射RF功率高於閾值，則可將其視為未經最佳化或不可接受。可參考已針對此同一配方量測之歷史反射RF功率來決定該閾值。舉例而言，可將閾值設定為高於歷史反射RF功率平均值之諸多標準差（例如，大致1標準差、2標準差、3標準差、4標準差等）。在一些實施例中，最佳化反射RF功率的量可包括如以下更詳細描述之最小化反射RF功率的預測量。
若已決定反射RF功率之預測量經最佳化或在最佳範圍內，則可使用輸入參數802來執行該製程。然而，若已決定RF功率之預測量未經最佳化或在最佳範圍外，則可對輸入參數作出調整806。為了簡化此製程並縮小解空間，可決定輸入參數中的一些在此階段不太可能被調整。舉例而言，大體應最小化腔室空閒時間，且此時間由計時器自前一電漿製程以來進行管控。類似地，在此階段通常將不調整處理腔室之晶圓計數。先前配方亦並非通常將藉由對輸入參數的調整806而改變之參數。對比而言，在此階段，可能更有可能調整可由控制系統382設定為用於下一操作之操作條件的參數。舉例而言，可調整RF功率設置及/或電容器/電感器預設值。此會最小化對於比輸入參數總數更少數目個變數的調整範圍，並提高可計算最佳解之速度。
在一些實施例中，可藉由以一系列可能的值遞增來調整輸入參數802。舉例而言，RF功率設置之輸入參數可以最小輸出（例如，最小電壓）開始，並逐漸遞增直至達到最大電壓為止。舉例而言，一些實施例可使用100 V（峰值對峰值）直至1000 V（峰值對峰值）之範圍。在一些實施例中，可簡化解空間，以使得在遞增電壓的同時可識別局部最小值。舉例而言，RF電壓可在反射RF功率降低的同時自起始最小電壓向上遞增，且一旦觀察到反射功率開始增加便可停止。類似地，調諧電容器/電感器之預設值可能在窄的調整範圍內，且輸入調整806可循環遍歷此範圍以找到反射RF功率之最佳輸出值。一些實施例可在繼續進行至額外輸入參數之前一次對一個輸入參數作出調整。或者，一些實施例可對輸入參數作出調整，接著循環遍歷另一輸入參數之可能值增量，以測試兩個輸入參數之每個值組合。舉例而言，RF源之電壓輸出可增加一伏特，且調諧電容值可接著步進遍歷彼電壓下之每個增量值。
一些實施例可藉由最小化預測反射RF功率而決定反射RF功率之預測量是否經最佳化。此可藉由循環遍歷輸入參數之增量值以測試不同可用輸入參數值之每個組合來計算。舉例而言，RF源上之電容器預設值及輸出設置的每個組合可通過模型506以產生預測輸出。產生最小預測反射RF功率之此些輸入參數的值之組合可被視為最佳值。
一些實施例可將來自配方之預設值用作第8圖中之有缺陷製程的初始值。其他實施例可使用先前決定為同一配方之最佳化輸入值的值。舉例而言，當運行配方A時，輸入參數802可使用自先前運行配方A所決定之最佳輸入參數作為起始點。此可藉由將模型過程之起點移至更靠近解空間中之局部最小值來減少識別最佳化解所需的時間。
一旦識別了產生最佳化預測反射RF功率之輸入參數，此些輸入參數便可用以在處理腔室300上執行該配方。舉例而言，作為配方的一部分，可將RF源設置之最佳化值及電容器/電感器預設值發送至處理腔室300。識別產生反射RF功率之最佳量的最佳輸入參數的此過程可由控制系統382自動執行，而在該過程期間無需額外的人工輸入。舉例而言，操作員可提供指示控制系統382執行配方A之輸入。控制系統382可接著自動地加載模型506並執行上述最佳化製程。RF源之最佳化控制值及/或電容器/電感器預設值可接著在配方中被取代並自動被提供給處理腔室300以供執行。
在一些實施例中，控制系統382可經由控制系統382之使用者介面提供推薦以改變當前配方的執行。控制系統382亦可提供請求以授權自動實施所推薦之改變。舉例而言，控制系統382可改變先前配方之識別符（即使已執行了實際的先前配方）。此可識別運行配方之序列中可能影響效能之模式。舉例而言，模型506可表明重複運行配方A會不斷增加每次運行之反射RF功率的量。藉由改變輸入參數802中之先前配方的識別符，模型506可表明以配方B替代配方A可降低兩個配方之反射RF功率。當此情況被控制系統382識別時，可經由使用者介面作出推薦以改變配方執行次序。
訓練模型506之過程可為進行中的過程，以使得在執行每一配方之後遞增地訓練模型506。舉例而言，在處理室300已使用如上所述之最佳化輸入參數執行配方之後，處理腔室300可提供指示用於該配方之彼運行的反射RF功率之實際量測量的感測器資料。可將輸入參數802及感測器資料作為另一訓練對儲存在資料庫中，該另一訓練對可被提供至以上在第6圖至第7圖中所述之模型506的訓練過程。另外，一些實施例可使用已量測之感測器資料以識別處理腔室之故障或失效。舉例而言，可比較已量測之感測器資料與來自模型506之預測輸出804中的預測反射RF功率。若預測輸出804偏離已量測之感測器資料超過一定的百分比或閾值量，則控制系統382可產生此偏差之指示，且可將此指示傳輸給使用者。此偏差可指示關於處理腔室300之問題及/或可用以隨著處理腔室300老化來追蹤隨時間之效能退化。
第9圖根據一些實施例繪示減少基板處理腔室中之反射RF功率的方法之流程圖900。此方法可由控制系統執行，諸如，以上在第3圖中所繪示之本端控制系統384及/或控制系統382。此方法可在處理腔室中的配方執行之前在運行時被執行。如上所述，此方法可在接收到配方之後執行，以在執行配方之前對輸入參數作出調整。
該方法可包括存取處理腔室之複數個輸入參數(902)。該複數個輸入可部分地自處理腔室之配方導出以在基板上執行製程。舉例而言，輸入參數可包括來自配方之RF源設置及/或電容器/電感預設值。輸入參數亦可部分地自控制系統所儲存之值（諸如，晶圓計數、腔室空閒時間、先前配方及/或其類似者）中導出。
該方法亦可包括將複數個輸入參數提供給模型(904)。可使用以上在第6圖至第7圖中所述之過程來訓練該模型。舉例而言，可能已使用先前的輸入參數訓練對及對應的感測器量測值訓練了模型。感測器量測值可包括在電漿點燃期間所量測之反射RF功率的特性。該模型可特定針對處理腔室及/或特定針對配方。
該方法可另外包括自該模型接收一或更多個第一輸出，該一或更多個輸出指示當點燃處理腔室中之電漿時將自處理腔室反射回RF源的RF功率之經預測的第一量(906)。此些輸出可包括預測的最大反射RF功率及/或預測的反射RF功率持續時間。可根據以上第8圖來執行向模型提供輸入參數及接收預測輸出之過程。應注意，如此指定RF功率之「第一」量僅為了區分此預測結果與將稍後在此過程中產生之預測結果。
該方法可進一步包括決定自處理腔室反射回之RF功率之經預測的第一量未經最佳化(908)。舉例而言，可決定預測的反射RF功率超過預定閾值（例如，50 W），且因此未經最佳化。在一些情形下，可決定對於將由模型處理之可能輸入參數值的範圍而言，預測的反射RF功率之最小值尚未決定。可如以上根據第8圖所述來執行此最佳化過程。
在決定輸出未經最佳化之後，該方法可包括調整處理腔室之複數個輸入參數以產生經調整之輸入參數(910)。如上所述，此過程可包括一次選擇一個輸入參數並對其作出調整。如第9圖中所繪示，此過程可能會隨著對各種輸入參數作出調整而重複地循環。因此，在作出調整之後，該方法可包括將處理腔室之經調整的輸入參數提供給模型，並自模型接收一或更多個第二輸出，該一或更多個第二輸出指示預測將自處理腔室反射回RF源之RF功率的第二量(906)。應注意，如此指定RF功率之「第二」量僅為了區分模型之後一結果與模型之前一結果。應理解，自模型產生「第二」輸出之此過程可視需要重複多次，以識別並最佳化結果。
該方法亦可包括決定反射回處理腔室之RF功率之經預測的「第二」量中之至少一者經最佳化(908)。如以上關於第8圖所述，可藉由與閾值進行比較而識別此最佳化值。亦可藉由決定在由模型處理之輸入參數調整範圍內所產生的最小預測反射RF功率來識別此最佳化值。可接著將經調整之輸入參數提供至處理腔室以在基板上執行製程(912)。舉例而言，作為配方的一部分，可將RF功率設置及/或電容器/電感器預設值提供至處理腔室以執行該製程。
應瞭解，第9圖中所繪示之特定步驟提供了根據各種實施例減少基板處理腔室中之反射RF功率的特定方法。亦可根據替代實施例執行其他步驟序列。舉例而言，替代實施例可以不同次序執行以上所列步驟。此外，第9圖中所繪示之個別步驟可包括多個子步驟，其可根據個別步驟以各種順序執行。另外，可取決於特定應用而添加或移除額外步驟。許多變化、修改及替代亦在本揭示案之範疇內。
可藉由電腦系統來實施本文所述方法中之每一者。此些方法之每一步驟可由電腦系統自動執行，及/或可具備涉及使用者之輸入/輸出。舉例而言，使用者可為方法中之每一步驟提供輸入，且此些輸入中之每一者可響應於請求此輸入之特定輸出，其中輸出係由電腦系統產生。可響應於對應請求輸出接收每一輸入。另外，輸入可自使用者接收，作為資料流自另一電腦系統接收，自記憶體位置擷取，在網路上擷取，自web服務請求，及/或其類似者。同樣，可將輸出提供給使用者，作為資料流提供給另一電腦系統，保存在記憶體位置中，在網路上發送，提供給web服務，及/或其類似者。簡言之，本文所述方法之每一步驟可由電腦系統執行，且可涉及至電腦系統（可涉及使用者或可不涉及使用者）之任何數目個輸入、輸出及/或請求及來自該電腦系統之任何數目個輸入、輸出及/或請求。不涉及使用者之彼些步驟可被視為由電腦系統自動執行而無需人工干預。因此，將理解，根據本揭示案，本文所述之每一方法的每一步驟可被更改以包括至使用者之輸入及來自使用者之輸出，或可由電腦系統自動完成而無需人工干預，其中任何決定皆由處理器作出。另外，可將本文所述方法中之每一者的一些實施例實施為儲存在有形的、非暫時性儲存媒體上之指令集合以形成有形軟體產品。
第10圖繪示可在其中實施各種實施例之例示性電腦系統1000。電腦系統1000可用以實施上述電腦系統中之任一者。如圖中所示，電腦系統1000包括處理單元1004，該處理單元1004經由匯流排子系統1002與諸多週邊子系統通訊。此些週邊子系統可包括處理加速單元1006、I/O子系統1008、儲存子系統1018及通訊子系統1024。儲存子系統1018包括有形的電腦可讀儲存媒體1022及系統記憶體1010。
匯流排子系統1002提供了用於使電腦系統1000之各種部件及子系統按預期彼此通訊之機制。儘管示意性地將匯流排子系統1002示為單個匯流排，但匯流排子系統之替代實施例可利用多個匯流排。匯流排子系統1002可為若干類型之匯流排結構中之任一者，包括記憶體匯流排或記憶體控制器、週邊匯流排，及使用多種匯流排架構中之任一者的局域匯流排。舉例而言，此些架構可包括工業標準架構(Industry Standard Architecture; ISA)匯流排、微通道架構(Micro Channel Architecture; MCA)匯流排、增強型ISA(EISA)匯流排、視訊電子標準協會(Video Electronics Standards Association; VESA)局域匯流排，及週邊部件互連(Peripheral Component Interconnect; PCI)匯流排，其可被實施為被製造成符合IEEE P1386.1標準之夾層匯流排。
可被實施為一或更多個積體電路（例如，習知微處理器或微控制器）之處理單元1004控制電腦系統1000之操作。處理單元1004中可包括一或更多個處理器。此些處理器可包括單核或多核處理器。在某些實施例中，處理單元1004可被實施為一或更多個獨立處理單元1032及/或1034，其中每一處理單元中包括單個或多個處理器。在其他實施例中，處理單元1004亦可被實施為藉由將兩個雙核處理器整合至單個晶片中而形成之四核處理單元。
在各種實施例中，處理單元1004可響應於程式碼執行多種程式，且可維持多個同時執行之程式或過程。在任何給定時間，要執行之程式碼的部分或全部可駐存在處理單元1004中及/或儲存子系統1018中。經由適當程式化，處理單元1004可提供上述各種功能。電腦系統1000可另外包括處理加速單元1006，該處理加速單元1006可包括數位信號處理器(digital signal processor; DSP)、專用處理器及/或其類似者。
I/O子系統1008可包括使用者介面輸入設備及使用者介面輸出設備。使用者介面輸入設備可包括鍵盤、諸如滑鼠或軌跡球之指示設備、併入顯示器中之觸控板或觸控螢幕、滾輪、點擊輪、撥盤、按鈕、開關、小鍵盤、具有語音命令識別系統之音訊輸入設備、麥克風，及其他類型的輸入設備。使用者介面輸入設備可包括（例如）運動感測及/或手勢識別設備（諸如，Microsoft Kinect ®運動感測器），其使得使用者能夠使用手勢及口頭命令經由自然的使用者介面來控制輸入設備（諸如，Microsoft Xbox ®360遊戲控制器）並與之交互。使用者介面輸入設備亦可包括眼睛姿勢識別設備，諸如，Google Glass ®眨眼偵測器，其可偵測來自使用者之眼睛活動（例如，在拍照及/或進行選單選擇時「眨眼」）並將眼睛姿勢轉化為至輸入設備（諸如，Google Glass ®）中之輸入。另外，使用者介面輸入設備可包括語音識別感測設備，其使得使用者能夠經由語音命令與語音識別系統（例如，Siri ®導航器）交互。
使用者介面輸入設備亦可包括但不限於三維(3D)滑鼠、操縱桿或指點桿、遊戲手柄及圖形平板電腦，以及音訊/視訊設備，諸如，揚聲器、數位照相機、數位攝影機、可攜式媒體播放器、web攝像頭、影像掃描儀、指紋掃描儀、條碼閱讀器3D掃描儀、3D印表機、雷射測距儀及眼睛注視追蹤設備。另外，使用者介面輸入設備可包括（例如）醫學成像輸入設備，諸如，電腦斷層攝影術、磁共振成像、正電子發射斷層攝影術、醫學超聲檢查設備。使用者介面輸入設備亦可包括（例如）音訊輸入設備，諸如，MIDI鍵盤、數位樂器，及其類似者。
使用者介面輸出設備可包括顯示器子系統、指示燈，或非可視顯示器（諸如，音訊輸出設備，等）。顯示器子系統可為陰極射線管(cathode ray tube; CRT)，諸如使用液晶顯示器(liquid crystal display; LCD)或電漿顯示器之平板設備、投影設備、觸控螢幕，及其類似者。通常，術語「輸出設備」的使用旨在包括用於將來自電腦系統1000之資訊輸出至使用者或其他電腦之所有可能類型的設備及機制。舉例而言，使用者介面輸出設備可包括但不限於在視覺上傳達文本、圖形及音訊/視訊資訊之多種顯示設備，諸如，監控器、印表機、揚聲器、頭戴式耳機、汽車導航系統、繪圖儀、語音輸出設備及數據機。
電腦系統1000可包括儲存子系統1018，該儲存子系統1018包括軟體元件，被示為目前位於系統記憶體1010內。系統記憶體1010可儲存在處理單元1004上可加載並可執行之指令，以及在此些程式的執行期間所產生之資料。
取決於電腦系統1000之配置及類型，系統記憶體1010可為揮發性的（諸如，隨機存取記憶體(random access memory; RAM)）及/或非揮發性的（諸如，唯讀記憶體(read-only memory; ROM)、快閃記憶體，等）。RAM通常含有處理單元1004可立即存取及/或當前正在操作及執行之資料及/或程式模組。在一些實施中，系統記憶體1010可包括多種不同類型之記憶體，諸如，靜態隨機存取記憶體(static random access memory; SRAM)或動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory; DRAM)。在一些實施中，基本輸入/輸出系統(basic input/output system; BIOS)可通常被儲存在ROM中，該基本輸入/輸出系統(BIOS)含有諸如在啟動期間幫助在電腦系統1000內的元件之間傳送資訊的基本常式。藉助於實例且並非限制，系統記憶體1010亦繪示應用程式1012，該等應用程式1012可包括客戶端應用、web瀏覽器、中間層應用、關係資料庫管理系統(relational database management system; RDBMS)等、程式資料1014及作業系統1016。藉助於實例，作業系統1016可包括各種版本之Microsoft Windows ®、Apple Macintosh ®及/或Linux作業系統；多種商購UNIX ®或類UNIX作業系統（包括但不限於多種GNU/Linux作業系統、Google Chrome ®OS，及其類似者）；及/或行動作業系統，諸如，iOS、Windows ®電話、Android ®OS、BlackBerry ®10 OS及Palm ®OS作業系統。
儲存子系統1018亦可提供有形的電腦可讀儲存媒體，用於儲存提供一些實施例之功能的基本程式化及資料構造。可將當由處理器執行時會提供上述功能之軟體（程式、代碼模組、指令）儲存在儲存子系統1018中。此些軟體模組或指令可由處理單元1004執行。儲存子系統1018亦可提供用於儲存根據一些實施例使用之資料的儲存庫。
儲存子系統1018亦可包括電腦可讀儲存媒體讀取器1020，該電腦可讀儲存媒體讀取器1020可進一步連接至電腦可讀儲存媒體1022。與系統記憶體1010一起及視情況與系統記憶體1022相組合，電腦可讀儲存媒體1022可全面代表遠端的、本端的、固定的及/或可移除的儲存設備加上用於臨時及/或更為永久地含有、儲存、傳輸及擷取電腦可讀資訊之儲存媒體。
含有代碼或代碼部分之電腦可讀儲存媒體1022亦可包括任何適當媒體，包括儲存媒體及通訊媒體，諸如但不限於以用於儲存及/或傳輸資訊的任何方法或技術實施之揮發性及非揮發性的、可移除及不可移除之媒體。此可包括有形的電腦可讀儲存媒體，諸如，RAM、ROM、電子可抹除可程式化ROM(electronically erasable programmable ROM; EEPROM)、快閃記憶體或其他記憶體技術、CD-ROM、數位化通用光碟(digital versatile disk; DVD)，或其他光學儲存器、盒式磁帶、磁帶、磁碟儲存器或其他磁性儲存設備，或其他有形的電腦可讀媒體。此亦可包括無形的電腦可讀媒體，諸如，資料信號、資料傳輸，或可用以傳輸所需資訊並可由電腦系統1000存取之任何其他媒體。
藉助於實例，電腦可讀儲存媒體1022可包括：硬碟驅動器，其自不可移除的、非揮發性磁性媒體讀取或寫入至該不可移除的、非揮發性磁性媒體；磁碟驅動器，其自可移除的、非揮發性磁碟讀取或寫入至該可移除的、非揮發性磁碟；及光碟驅動器，其自可移除的、非揮發性光碟（諸如，CD ROM、DVD及Blu-Ray ®磁碟或其他光學媒體）讀取或寫入至該可移除的、非揮發性光碟。電腦可讀儲存媒體1022可包括但不限於Zip®驅動器、快閃記憶卡、通用串列匯流排(universal serial bus; USB)快閃驅動器、安全數位(secure digital; SD)卡、DVD磁碟、數位視訊磁帶，及其類似者。電腦可讀儲存媒體1022亦可包括：基於非揮發性記憶體之固態驅動器(solid-state drive; SSD)，諸如，基於快閃記憶體之SSD、企業級快閃驅動器、固態ROM及其類似者；基於揮發性記憶體之SSD，諸如，固態RAM、動態RAM、靜態RAM、基於DRAM的SSD、磁阻式RAM(MRAM)SSD；及混合SSD，其使用基於DRAM及快閃記憶體之SSD的組合。磁碟驅動器及其相關聯的電腦可讀媒體可為電腦系統1000提供對電腦可讀指令、資料結構、程式模組及其他資料之非揮發性儲存。
通訊子系統1024提供與其他電腦系統及網路之介面。通訊子系統1024充當用於自其他系統接收資料及將資料自電腦系統1000傳輸至其他系統之介面。舉例而言，通訊子系統1024可使電腦系統1000能夠經由網際網路連接至一或更多個設備。在一些實施例中，通訊子系統1024可包括：用於存取無線語音及/或資料網路（例如，使用蜂巢式電話技術、進階資料網路技術，諸如，3G、4G或EDGE（用於全球演進之增強資料速率））之射頻(RF)收發器部件；WiFi（IEEE 802.11系列標準，或其他行動通訊技術，或其任何組合）；全球定位系統(global positioning system; GPS)接收器部件；及/或其他部件。在一些實施例中，除了無線介面以外或替代於無線介面，通訊子系統1024可提供有線網路連接（例如，乙太網路）。
在一些實施例中，通訊子系統1024亦可代表可使用電腦系統1000之一或更多個使用者接收呈結構化及/或非結構化資料餽入1026、事件串流1028、事件更新1030及其類似者的形式之輸入通訊。
藉助於實例，通訊子系統1024可經配置以自社交網路及/或其他通訊服務（諸如，Twitter ®餽入、Facebook ®更新、web餽入（諸如，豐富網站摘要(RSS)餽入））之使用者即時地接收資料餽入1026，及/或來自一或更多個第三方資訊源之即時更新。
另外，通訊子系統1024亦可經配置以接收呈連續資料流形式之資料，其可包括即時事件之事件串流1028及/或事件更新1030，其本質上可為連續的或無界的，無明確的終點。產生連續資料之應用的實例可包括（例如）感測器資料應用、財務自動收錄器、網路效能量測工具（例如，網路監控及交通管理應用）、點擊流分析工具、汽車交通監控，及其類似者。
通訊子系統1024亦可經配置以將結構化及/或非結構化之資料餽入1026、事件串流1028、事件更新1030及其類似者輸出至一或更多個資料庫，該一或更多個資料庫可與耦接至電腦系統1000之一或更多個流資料源電腦通訊。
電腦系統1000可為各種類型中之一者，包括手持可攜式設備（例如，iPhone ®蜂巢式電話、iPad ®計算平板電腦、PDA）、可穿戴設備（例如，Google Glass ®頭戴式顯示器）、PC、工作站、主框架、資訊站、伺服器機架，或任何其他資料處理系統。
由於電腦及網路之不斷變化的本質，圖中所描繪之對電腦系統1000的描述旨在僅作為特定實例。具有比圖中所描繪系統更多或更少部件之許多其他配置係可能的。舉例而言，亦可使用定製硬體，及/或可以硬體、韌體、軟體（包括小應用程式）或其組合來實施特定元件。另外，可採用與其他計算設備（諸如，網路輸入/輸出設備）之連接。基於本文中所提供之揭示內容及教示，將顯而易見用以實施各種實施例之其他方式及/或方法。
在前述描述中，出於解釋目的，闡述諸多特定細節，以便提供對各種實施例的透徹理解。然而，將顯而易見，可在無此些特定細節中之一些的情況下實踐一些實施例。在其他情形下，以方塊圖形式示出熟知結構及設備。
如本文中所使用，術語「大致」可指示在特定值的10%以內之值。舉例而言，大致50 W暗指在45 W與55 W之間的範圍。
前述描述僅提供例示性實施例，且並不意欲限制本揭示案之範疇、適用性或配置。實情為，各種實施例之前述描述將提供用於實施至少一個實施例之申報揭示案。應理解，在不脫離如在附加申請專利範圍中所闡述之一些實施例的精神及範疇的情況下，可在元件之功能及佈置方面作出各種改變。
在前述描述中給出特定細節以提供對實施例之透徹理解。然而，將理解，可在無此些特定細節的情況下實踐實施例。舉例而言，可能已以方塊圖之形式將電路、系統、網路、過程及其他部件示為部件，以便不會在不必要的細節上混淆實施例。在其他情形下，為了避免混淆實施例，可能已在無不必要細節的情況下示出了熟知的電路、過程、演算法、結構及技術。
又，應注意，個別實施例可能已被描述為被描繪為流程圖(flowchart)、流程圖(flow diagram)、資料流程圖、結構圖或方塊圖之過程。儘管流程圖可能已將操作描述為順序的過程，但許多操作可並行地或同時地執行。另外，可重新佈置操作之次序。當過程之操作完成後該過程會終止，但可具有圖中未包括之額外步驟。過程可對應於方法、功能、程序、子常式、子程式，等。當過程對應於函數時，其終止可對應於函數返回至調用函數或主函數。
術語「電腦可讀媒體」包括但不限於可攜式或固定的儲存設備、光學儲存設備、無線通道及能夠儲存、含有或攜載（若干）指令及/或資料之各種其他媒體。代碼區段或機器可執行指令可表示程序、函數、子程式、程式、常式、子常式、模組、軟體包、類，或指令、資料結構或程式說明之任何組合。可藉由傳遞及/或接收資訊、資料、引數、參數或記憶體內容將代碼區段耦合至另一代碼區段或硬體電路。可經由任何適當手段傳遞、轉發或傳輸資訊、自變數、參數、資料等，包括記憶體共享、訊息傳遞、令牌傳遞、網路傳輸，等。
另外，可藉由硬體、軟體、韌體、中間體、微代碼、硬體描述語言或其任意組合來實施實施例。當以軟體、韌體、中間體或微代碼來實施時，用以執行必要任務之程式代碼或代碼區段可被儲存在機器可讀媒體中。（若干）處理器可執行必要任務。
在前述說明書中，參考特徵之特定實施例對特徵進行了描述，但應認識到，並非所有實施例皆限於此。可單獨地或共同地使用一些實施例之各種特徵及態樣。另外，在不脫離本說明書之更寬泛精神及範疇的情況下，可將實施例用在本文所述環境及應用之外的任何數目之環境和應用中。因此，應將說明書及圖式視為說明性的而非限制性的。
另外，出於說明目的，以特定次序描述方法。應瞭解，在替代實施例中，可以與所述不同之次序來執行該等方法。亦應瞭解，上述方法可藉由硬體部件來執行，或可體現在機器可執行指令之序列中，該等機器可執行指令可用以使機器（諸如，通用或專用處理器或藉由指令程式化之邏輯電路）執行該等方法。此些機器可執行指令可儲存在一或更多個機器可讀媒體上，諸如，CD-ROM或其他類型之光碟、軟碟、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁性或光學記憶卡、快閃記憶體，或適用於儲存電子指令之其他類型的機器可讀媒體。或者，可藉由硬體與軟體之組合來執行該等方法。
100:處理系統 102:前開式晶圓傳送盒 104:機械臂 106:低壓保持區域 108a:基板處理腔室 108b:基板處理腔室 108c:基板處理腔室 108d:基板處理腔室 108e:基板處理腔室 108f:基板處理腔室 109a:串聯部分 109b:串聯部分 109c:串聯部分 110:第二機械臂 200:製程腔室系統 201:遠端電漿系統(RPS) 203:冷卻板 205:氣體入口組件 210:流體供應系統 214:上部板 215:第一電漿區域 216:下部板 217:面板 218:空間 219:第一流體通道 220:絕緣環 221:第二流體通道 223:離子抑制器 225:噴頭 233:基板處理區域 240:電源供應器 253:詳細視圖 255:基板 258:氣體供應區域 259:孔隙
265:基座
300:處理腔室
302:腔室主體
304:支撐組件
308:電極
320:處理空間
344:軸
354:基板
360:RF源
362:DC電壓源
364:DC電壓源
372:基座電極
374:基座電極
380:通訊匯流排
382:控制系統
384:本端控制系統
386:感測器
388:資料庫
390:調諧電容器
392:調諧電感器
394:調諧電容器
396:調諧電感器
400:圖表
402:圖表
502:輸入參數 502-1:腔室空閒時間 502-2:調諧預設值 502-3:RF功率設置 502-4:晶圓計數 502-5:先前配方 504:輸出 504-1:反射功率量值 504-2:反射功率持續時間 506:模型 510:節點 512:權重 516:模型 602:輸入參數 604:已量測之感測器資料 610:權重 612:最佳化過程 700:流程圖 702:步驟 704:步驟 706:步驟 802:輸入參數 803:輸入 804:輸出 806:調整 900:流程圖 902:步驟 904:步驟 906:步驟 908:步驟 910:步驟 912:步驟 1000:電腦系統 1002:匯流排子系統 1004:處理單元 1006:處理加速單元 1008:I/O子系統 1010:系統記憶體 1012:應用程式 1014:程式資料 1016:作業系統 1018:儲存子系統 1020:電腦可讀儲存媒體讀取器 1022:電腦可讀儲存媒體 1024:通訊子系統 1026:資料餽入 1028:事件串流 1030:事件更新 1032:處理單元 1034:處理單元 W 1:權重 W 2:權重 W 3:權重 W 4:權重 W 5:權重 W 6:權重
可藉由參考本說明書之其餘部分及圖式實現對各種實施例之本質及優勢的進一步理解，其中貫穿若干圖式使用相同元件符號來代表類似部件。在一些情形下，子標記與元件符號相關聯，以表示多個類似部件中之一者。當在特別說明現有子標記的情況下引用元件符號時，旨在代表所有此種多個類似部件。
包括諸圖中之若干者作為示意圖。應理解，諸圖係出於說明性目的，且除非明確說明係按比例，否則不應被視為按比例。另外，作為示意圖，提供諸圖以幫助理解，且與現實表示相比較而言可能並不包括所有態樣或資訊，且可出於說明目的而包括誇示的材料。
第1圖根據一些實施例繪示沉積、蝕刻、烘烤及固化腔室之處理系統的俯視平面圖。
第2A圖根據一些實施例繪示在處理腔室內具有分區的電漿產生區域之例示性製程腔室系統200的橫截面圖。
第2B圖根據一些實施例繪示影響經過面板之處理氣體分配的特徵之詳細視圖。
第3圖根據一些實施例繪示處理腔室的一部分之橫截面圖。
第4A圖根據一些實施例繪示針對不同配方由感測器量測之最大反射RF功率的圖表。
第4B圖根據一些實施例繪示針對輸入參數中的一者之不同值由感測器量測之最大反射功率的圖表。
第5圖根據一些實施例繪示可如何訓練模型以輸出預測反射RF功率。
第6圖根據一些實施例繪示可如何使用歷史輸入參數及來自先前場次之已量測輸出來訓練模型。
第7圖根據一些實施例繪示訓練模型之方法的流程圖。
第8圖根據一些實施例繪示可如何使用經訓練模型來預測反射RF功率並調整輸入參數以最小化反射RF功率。
第9圖根據一些實施例繪示減少基板處理腔室中之反射RF功率的方法之流程圖。
第10圖繪示可在其中實施各種實施例之例示性電腦系統。
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300:處理腔室
302:腔室主體
304:支撐組件
320:處理空間
344:軸
354:基板
360:RF源
362:DC電壓源
364:DC電壓源
372:基座電極
374:基座電極
380:通訊匯流排
382:控制系統
384:本端控制系統
386:感測器
388:資料庫
390:調諧電容器
392:調諧電感器
394:調諧電容器
396:調諧電感器

Claims (19)

  1. 一種減少基板處理腔室中之反射射頻(RF)功率的方法，該方法包括以下步驟：存取一處理腔室之複數個輸入參數，其中該複數個輸入參數係部分地自該處理腔室之一配方導出以在一基板上執行一製程；將該處理腔室之該複數個輸入參數提供至一模型，其中已使用先前複數個輸入參數及對應複數個感測器量測值訓練了該模型，其中該模型包括一神經網路，該神經網路包括複數個隱藏層及對應於該等輸入參數之輸入；自該模型接收一或更多個第一輸出，該一或更多個第一輸出指示當點燃該處理腔室中之一電漿時將自該處理腔室反射回一RF源的RF功率之一經預測的第一量；決定自該處理腔室反射回之RF功率的該經預測的第一量未經最佳化；調整該處理腔室之該複數個輸入參數以產生經調整之輸入參數；將該處理腔室之該等經調整之輸入參數提供至該模型；自該模型接收一或更多個第二輸出，該一或更多個第二輸出指示將自該處理腔室反射回該RF源的RF功率之一經預測的第二量；決定自該處理腔室反射回之RF功率的該經預測的第二量經最佳化；以及 將該等經調整之輸入參數提供至該處理腔室以在該基板上執行該製程。
  2. 如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟：存取複數個訓練資料集合，其中該複數個訓練資料集合中之每一者包括：來自一先前過程之複數個先前輸入參數；以及對應的感測器資料，其表示在該過程期間自該處理腔室反射回之RF功率的一量；以及使用該複數個訓練資料集合訓練該模型。
  3. 如請求項2所述之方法，進一步包括以下步驟：組織該複數個訓練資料集合以使得該複數個訓練資料集合包括至少一數量的訓練資料集合，其包括感測器資料，該感測器資料表示在該處理腔室中反射回之RF功率的高於平均之量。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該神經網路包括指示一經預測的最大RF功率之一第一輸出及指示一經預測的RF功率持續時間之一第二輸出。
  5. 如請求項1所述之方法，其中已使用一最佳化過程訓練了該神經網路以設定在該神經網路的內部節點之間的權重。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該製程包括在該基板上之一電漿蝕刻製程。
  7. 一種減少基板處理腔室中之反射射頻(RF) 功率的系統，包括：一或更多個處理器；以及包括指令之一或更多個記憶體元件，當由該一或更多個處理器執行時，該等指令導致該一或更多個處理器執行操作，包括以下步驟：存取一處理腔室之複數個輸入參數，其中該複數個輸入參數係部分地自該處理腔室之一配方導出以在一基板上執行一製程；將該處理腔室之該複數個輸入參數提供至一模型，其中已使用先前複數個輸入參數及對應複數個感測器量測值訓練了該模型，其中該模型包括一神經網路，該神經網路包括複數個隱藏層及對應於該等輸入參數之輸入；自該模型接收一或更多個第一輸出，該一或更多個第一輸出指示當點燃該處理腔室中之一電漿時將自該處理腔室反射回一RF源的RF功率之一經預測的第一量；決定自該處理腔室反射回之RF功率的該經預測的第一量未經最佳化；調整該處理腔室之該複數個輸入參數以產生經調整之輸入參數；將該處理腔室之該等經調整之輸入參數提供至該模型；自該模型接收一或更多個第二輸出，該一或更多個 第二輸出指示將自該處理腔室反射回該RF源的RF功率之一經預測的第二量；決定自該處理腔室反射回之RF功率的該經預測的第二量經最佳化；以及將該等經調整之輸入參數提供至該處理腔室以在該基板上執行該製程。
  8. 如請求項7所述之系統，其中該複數個輸入參數包括用於該處理腔室之一RF源的設置。
  9. 如請求項7所述之系統，其中該複數個輸入參數包括一晶圓計數，其表示先前在該處理腔室中之基板上執行的製程的一數目。
  10. 如請求項7所述之系統，其中該複數個輸入參數包括一腔室空閒時間，其表示自在該處理腔室中完成一先前電漿製程以來的一時間。
  11. 如請求項7所述之系統，其中該複數個輸入參數包括在該處理腔室中執行之一先前配方的一識別符。
  12. 如請求項7所述之系統，其中該複數個輸入參數包括該處理腔室中之一或更多個調諧電容器的預設值。
  13. 如請求項7所述之系統，其中該複數個輸入參數包括該處理腔室中之一或更多個調諧電感器的預設值。
  14. 一種包括指令之非暫時性電腦可讀媒體，當 由一或更多個處理器執行時，該等指令導致該一或更多個處理器執行操作，包括以下步驟：存取一處理腔室之複數個輸入參數，其中該複數個輸入參數係部分地自該處理腔室之一配方導出以在一基板上執行一製程；將該處理腔室之該複數個輸入參數提供至一模型，其中已使用先前複數個輸入參數及對應複數個感測器量測值訓練了該模型，其中該模型包括一神經網路，該神經網路包括複數個隱藏層及對應於該等輸入參數之輸入；自該模型接收一或更多個第一輸出，該一或更多個第一輸出指示當點燃該處理腔室中之一電漿時將自該處理腔室反射回一RF源的RF功率之一經預測的第一量；決定自該處理腔室反射回之RF功率的該經預測的第一量未經最佳化；調整該處理腔室之該複數個輸入參數以產生經調整之輸入參數；將該處理腔室之該等經調整之輸入參數提供至該模型；自該模型接收一或更多個第二輸出，該一或更多個第二輸出指示將自該處理腔室反射回該RF源的RF功率之一經預測的第二量；決定自該處理腔室反射回之RF功率的該經預測的第二量經最佳化；以及將該等經調整之輸入參數提供至該處理腔室以在該基 板上執行該製程。
  15. 如請求項14所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中決定自該處理腔室反射回的RF功率之該經預測的第二量經最佳化之步驟包括以下步驟：決定RF功率之該第二量表示由該模型在該複數個輸入參數中之每一者的一值範圍內預測之反射RF功率的一最小值。
  16. 如請求項14所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中決定自該處理腔室反射回的RF功率之該經預測的第二量經最佳化包括：決定RF功率之該第二量小於一預定閾值。
  17. 如請求項16所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中該預定閾值為大致50W。
  18. 如請求項14所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中該等操作進一步包括以下步驟：量測感測器資料，其表示在該過程期間自該處理腔室反射回之RF功率的一量；以及比較該經量測之感測器資料與RF功率之該經預測的第二量。
  19. 如請求項18所述之非暫時性電腦可讀媒體，其中該等操作進一步包括以下步驟：在該經量測之感測器資料超過RF功率之該經預測的第二量多於一預定閾值量時，產生提供給一使用者介面之一指示。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11587765B2 (en) 2020-11-22 2023-02-21 Applied Materials, Inc. Plasma ignition optimization in semiconductor processing chambers
CN117373917B (zh) * 2023-12-07 2024-03-08 天津吉兆源科技有限公司 一种半导体器件加工方法、系统及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7624003B2 (en) * 2005-01-10 2009-11-24 Applied Materials, Inc. Split-phase chamber modeling for chamber matching and fault detection
US20150084509A1 (en) * 2012-06-18 2015-03-26 Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. High-frequency power supply device and reflected wave power control method
US20170228482A1 (en) * 2016-02-08 2017-08-10 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for etch profile optimization by reflectance spectra matching and surface kinetic model optimization
TW201801573A (zh) * 2016-04-13 2018-01-01 蘭姆研究公司 使用射頻值降低狀態變遷期間之反射功率的系統及方法
TW201820937A (zh) * 2016-08-03 2018-06-01 美商蘭姆研究公司 用於監視電漿處理系統與先進製程及工具控制的方法及系統

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6273022B1 (en) * 1998-03-14 2001-08-14 Applied Materials, Inc. Distributed inductively-coupled plasma source
US7127358B2 (en) * 2004-03-30 2006-10-24 Tokyo Electron Limited Method and system for run-to-run control
JP4838525B2 (ja) 2005-03-31 2011-12-14 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置及び可変整合器におけるインピーダンスのプリセット値を決定するためのプログラム
US9711332B2 (en) * 2013-05-09 2017-07-18 Lam Research Corporation Systems and methods for tuning an impedance matching network in a step-wise fashion for multiple states of an RF generator
US10276350B2 (en) * 2013-05-09 2019-04-30 Lam Research Corporation Systems and methods for using computer-generated models to reduce reflected power towards an RF generator during state transitions of the RF generator by controlling RF values of the RF generator
US9721759B1 (en) 2016-04-04 2017-08-01 Aixtron Se System and method for distributing RF power to a plasma source
US10410836B2 (en) 2017-02-22 2019-09-10 Lam Research Corporation Systems and methods for tuning to reduce reflected power in multiple states
JP7094179B2 (ja) 2018-08-28 2022-07-01 東京エレクトロン株式会社 インピーダンス整合方法およびインピーダンス整合装置
US20200185196A1 (en) 2018-12-07 2020-06-11 Advanced Micro-Fabrication Equipment Inc. China Method and device for matching impedance of pulse radio frequency plasma
US11229094B2 (en) * 2018-12-20 2022-01-18 Nxp Usa, Inc. Combined RF and thermal heating system and methods of operation thereof
US11361940B2 (en) * 2020-10-13 2022-06-14 Applied Materials, Inc. Push-pull power supply for multi-mesh processing chambers
US11587765B2 (en) 2020-11-22 2023-02-21 Applied Materials, Inc. Plasma ignition optimization in semiconductor processing chambers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7624003B2 (en) * 2005-01-10 2009-11-24 Applied Materials, Inc. Split-phase chamber modeling for chamber matching and fault detection
US20150084509A1 (en) * 2012-06-18 2015-03-26 Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. High-frequency power supply device and reflected wave power control method
US20170228482A1 (en) * 2016-02-08 2017-08-10 Lam Research Corporation Methods and apparatuses for etch profile optimization by reflectance spectra matching and surface kinetic model optimization
TW201801573A (zh) * 2016-04-13 2018-01-01 蘭姆研究公司 使用射頻值降低狀態變遷期間之反射功率的系統及方法
TW201820937A (zh) * 2016-08-03 2018-06-01 美商蘭姆研究公司 用於監視電漿處理系統與先進製程及工具控制的方法及系統

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