用于针对移动的工艺套件测量侵蚀并校准位置的方法和装置制造方法及图纸

本文中所公开的实施例包括一种校准处理腔室的方法。在实施例中，该方法包括以下步骤：将传感器晶片放置到处理腔室中的支撑表面上，其中在Z方向上能移位的工艺套件定位在支撑表面周围。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：用该传感器晶片的边缘表面上的传感器测量传感器晶片与工艺套件之间的第一间隙距离。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：使工艺套件在Z方向上移位。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：测量传感器晶片与工艺套件之间的额外间隙距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于针对移动的工艺套件测量侵蚀并校准位置的方法和装置相关申请的交叉引用本申请要求于2019年8月20日提交的美国非临时申请第16/545,827号的优先权，该美国非临时申请要求于2018年9月4日提交的美国临时申请第62/726,892号的权益，这些美国申请的整体内容由此以引用方式并入本文中。
技术介绍
实施例与半导体制造领域相关，并且具体而言与用于测量移动的工艺套件的位置和侵蚀的方法和装置相关。
技术介绍
在基板(诸如，半导体晶片)的处理中，基板被放置在处理腔室中的支撑表面(例如，静电吸盘(ESC))上。一般而言，工艺套件被放置在支撑表面周围以在基板处理期间提供所需的处理特性。例如，工艺套件可以用来帮助在等离子体腔室中对等离子体塑形，以跨晶片提供更均匀的工艺。如此，通常需要控制工艺套件的顶表面相对于正被处理的基板的顶表面的定位，以实现所需的处理结果。在安装工艺套件之后，可以实现各种测试(诸如，蚀刻速率测试或颗粒测试)以确认工艺套件相对于经处理的基板适当地定位。然而，此类测试是昂贵的，并且可能要花数小时来完成。并且，工艺套件可能在基板的处理期间被侵蚀。如此，可能需要调整工艺套件以重设基板表面与工艺套件的顶表面之间的关系。目前，直到在经处理的基板上发现可观察的缺陷之后才适当地界定侵蚀速率并且可作出调整。
技术实现思路
本文中所公开的实施例包括一种校准处理腔室的方法。在实施例中，该方法包括以下步骤：将传感器晶片放置到处理腔室中的支撑表面上，其中在Z方向上能移位的工艺套件定位在支撑表面周围。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：用传感器晶片的边缘表面上的传感器测量传感器晶片与工艺套件之间的第一间隙距离。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：使工艺套件在Z方向上移位。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：测量传感器晶片与工艺套件之间的额外间隙距离。本文中所公开的实施例包括一种用于测量工艺套件的侵蚀的方法。在实施例中，该方法包括以下步骤：将传感器晶片放置在处理工具中的支撑表面上。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：使用传感器晶片上的传感器将环绕支撑表面的工艺套件的顶表面与传感器晶片的顶表面对准。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：从支撑表面移除传感器晶片。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：在处理工具中处理一个或多个器件基板。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：将传感器晶片放置在支撑表面上。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：用传感器晶片的边缘表面上的传感器测量传感器晶片与工艺套件之间的间隙距离。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：使工艺套件在Z方向上移位。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：再次测量传感器晶片与工艺套件之间的间隙距离。在实施例中，该方法进一步包括以下步骤：重复使工艺套件移位以及测量间隙距离的操作，直到连续的间隙距离测量值彼此相等为止。本文中所公开的实施例包括一种传感器晶片。在实施例中，该传感器晶片包括：基板，具有第一表面以及与第一表面相对的第二表面，第一表面和第二表面通过边缘表面连接。在实施例中，该传感器晶片进一步包括：多个传感器，位于基板的周边周围，其中这些传感器中的每一个是面向外部的位置传感器。附图说明图1A是根据实施例的具有边缘传感器的传感器晶片的平面图。图1B是根据实施例的具有边缘传感器的传感器晶片的立体图。图2A是根据实施例的具有边缘传感器的传感器晶片的部分横截面图。图2B是根据实施例的具有边缘传感器和电场防护挡板的传感器晶片的部分横截面图。图2C是根据实施例的具有边缘传感器和顶表面凹口的传感器晶片的部分横截面图。图2D是根据实施例的具有边缘传感器的传感器晶片的部分横截面图，该边缘传感器形成在传感器晶片的顶表面上方。图3A是根据实施例的传感器晶片的横截面图，该传感器晶片测量传感器晶片与完全凹陷的工艺套件之间的间隙距离。图3B是根据实施例的图3A的传感器晶片和工艺套件在工艺套件通过升降销竖直移位第一距离之后的横截面图。图3C是根据实施例的图3B的传感器晶片和工艺套件在工艺套件竖直移位第二距离使得工艺套件的顶表面和传感器晶片的顶表面实质共面之后的横截面图。图4是图示根据实施例的相对于工艺套件的竖直移位所测量到的间隙距离的图表。图5是根据实施例的传感器晶片和工艺套件的横截面图，该传感器晶片在传感器晶片的顶表面上方具有边缘传感器，该工艺套件提升于传感器晶片上方。图6是根据实施例的用于相对于传感器晶片定位工艺套件的过程的过程流程图。图7是根据实施例的用于针对给定的处理操作确定工艺套件的侵蚀速率的过程的过程流程图。图8图示根据实施例的示例性计算机系统的框图，该计算机系统可以与包括测量传感器晶片相对于工艺套件的关系的步骤的过程结合使用。具体实施方式根据各种实施例描述了包括具有边缘传感器的传感器晶片的系统以及使用此类传感器晶片来测量工艺套件相对于传感器晶片的定位的方法。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对实施例的透彻理解。对本领域中的技术人员将显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实行实施例。在其他的实例中，不详细描述众所周知的方面以免不必要地使实施例含糊。并且，要了解到，附图中所示的各种实施例是说明性的表示且不一定是按比例绘制的。如上所述，为了确认工艺套件相对于基板适当地定位，在处理工具中处理多个基板以监测蚀刻速率和/或运行颗粒测试。仅在处理了许多基板之后，才可能确认工艺套件被适当地对准以提供所需的处理结果。该过程需要处理工具数小时的停机时间，并且是昂贵的。因此，本文中所公开的实施例包括能够直接测量工艺套件的传感器晶片。在实施例中，可以使用传感器晶片来确认工艺套件的顶表面与传感器晶片的顶表面实质共面。因为传感器晶片可以具有与腔室中所处理的晶片实质相同的形状因子，所以工艺套件相对于传感器晶片的测量值提供了生产晶片相对于工艺套件的位置的足够接近的近似值。如此，可以在抽空处理工具之后实现单个测试程序，以确认工艺套件相对于生产晶片定位到所需的容差。因此，减少了校准处理工具的时间，并且可以增加处理工具的吞吐容量。因为工艺套件被用于制造半导体器件，所以处理环境可能造成工艺套件的侵蚀，并且工艺套件与器件晶片之间的所需关系可能漂移。因此，实施例包括也可以用来检测工艺套件的侵蚀速率的传感器晶片。在使用传感器晶片来确定侵蚀速率之后，可以随后调整工艺套件以考虑预测的侵蚀而不需要重新校准处理工具。如此，可以增加处理工具的吞吐容量。现在参照图1A，根据实施例示出了具有多个边缘传感器区域1351-135n的传感器晶片110的平面图。在实施例中，边缘传感器区域135分布在传感器晶片110的周边周围。每个传感器区域135均包括一个或多个面向外部的传感器。在实施例中，传感器区域135中的传感器可以用来测量传感器晶片110的边缘与环绕传感器晶片110的工艺套件(未示出)之间的间隙。边缘传感器区域135中的一个或多个传感器可以是电容式传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种校准处理腔室的方法，所述方法包括以下步骤：/n将传感器晶片放置到所述处理腔室中的支撑表面上，其中在Z方向上能移位的工艺套件定位在所述支撑表面周围；/n用所述传感器晶片的边缘表面上的传感器测量所述传感器晶片与所述工艺套件之间的第一间隙距离；/n使所述工艺套件在所述Z方向上移位；以及/n测量所述传感器晶片与所述工艺套件之间的额外间隙距离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180904 US 62/726,892;20190820 US 16/545,8271.一种校准处理腔室的方法，所述方法包括以下步骤：
将传感器晶片放置到所述处理腔室中的支撑表面上，其中在Z方向上能移位的工艺套件定位在所述支撑表面周围；
用所述传感器晶片的边缘表面上的传感器测量所述传感器晶片与所述工艺套件之间的第一间隙距离；
使所述工艺套件在所述Z方向上移位；以及
测量所述传感器晶片与所述工艺套件之间的额外间隙距离。


2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
将所述额外间隙距离与所述第一间隙距离进行比较。


3.如权利要求2所述的方法，进一步包括以下步骤：
在所述第一间隙距离等于所述额外间隙距离时，从所述支撑表面移除所述传感器晶片。


4.如权利要求2所述的方法，进一步包括以下步骤：
重复使所述工艺套件在所述Z方向上移位以及测量额外间隙距离的操作，直到所述间隙距离的连续测量值彼此相等为止。


5.如权利要求1所述的方法，其中所述传感器是电容式传感器。


6.如权利要求5所述的方法，其中所述电容式传感器是自参考电容式传感器。


7.如权利要求6所述的方法，其中所述电容式传感器包括第一垫和第二垫，并且其中供应到所述第一垫的电流具有与供应到所述第二垫的电流的输出相位相差180度的输出相位。


8.如权利要求5所述的方法，其中所述电容式传感器在所述传感器晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·G·波特，E·莫，S·洛佩兹卡巴加尔，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US