沉积方法、沉积缺陷侦测方法及沉积系统技术方案

提供一种沉积方法、沉积缺陷侦测方法及沉积系统，沉积系统能够测量在沉积系统中的至少一种薄膜特性(例如：厚度、电阻和组成)。依照本揭露的沉积系统包含基材处理腔室。依照本揭露的沉积系统包含在基材处理腔室中的基材底座，基材底座是配置以支承基材；和封闭基材处理腔室的靶材。提供包含有原位(in situ)量测装置的遮盘。的遮盘。的遮盘。

【技术实现步骤摘要】
沉积方法、沉积缺陷侦测方法及沉积系统


[0001]本揭露的实施方式是关于沉积方法、沉积缺陷侦测方法和沉积系统。

技术介绍

[0002]为了生产半导体元件，半导体元件的原料的半导体基材，例如：硅晶圆，必须经过一连串复杂且精确的制程步骤，例如：扩散、离子植入、化学气相沉积、微影、蚀刻、物理气相沉积、化学机械研磨和电化学镀覆。
[0003]物理气相沉积(PVD)通常用来沉积一或多个层(例如：薄膜)于半导体基材上。举例而言，化学气相沉积的一种形式的溅镀，通常用于半导体制造制程中，以沉积复杂的合金及金属于基材上，例如：银、铜、黄铜、钛、氮化钛、硅、氮化硅和氮化碳。溅镀包含靶材(源)及彼此平行位于真空封闭空间(腔室)中的适当位置的基材(晶圆)。当基材(阳极)具有正电位时，靶材(阴极)电性接地。相对重且为化学惰性气体的氩气通常用作溅镀制程中的溅镀离子种类。将氩气导入腔室时，与从阴极释放的电子发生碰撞。这使得氩气失去其外层电子，而变成带正电的氩离子。带正电的氩离子被阴极靶材的负电位强烈吸引。当带正电的氩离子撞击靶材表面时，带正电的氩离子的动量转移至靶材材料，以从靶材材料逐出最终会沉积于基材上的一或多个原子。
[0004]为了维持半导体元件的品质，在沉积制程期间，使用多个量测机台来测量沉积于基材上的层的厚度、均匀度、及其他特性。

技术实现思路

[0005]依照本揭露的一或多个实施方式，一种增加基材上的薄膜的均匀度的方法包含沉积薄膜在基材上。使用任意适合的方法来沉积薄膜在基材上，例如：溅镀。此方法包含安置基材以进行原位测量。为了安置基材以进行原位测量，支承基材的基材底座改变其位置至原位测量位置(例如：下位置)。此方法包含当基材底座位于测量位置时，在多个位置上测量基材上的薄膜的厚度。此方法包含基于在不同位置处的测量，来决定基材上的薄膜的平均厚度。基于来自原位量测装置的量测数据，控制器决定基材上的薄膜的平均厚度。此方法包含决定多个位置中的至少一个位置，在此至少一个位置上的薄膜的厚度小于薄膜的平均厚度。基于平均厚度，控制器决定应沉积更多靶材材料的一或多个位置。此方法包含基于平均厚度在至少一个位置上施加额外沉积，在此至少一个位置上应沉积更多靶材材料。
[0006]依照本揭露的一或多个实施方式，一种侦测沉积腔室中的沉积缺陷的方法包含沉积薄膜在基材上。此方法包含安置基材以进行原位测量。为了安置基材置以进行原位测量，支承基材的基材底座改变其位置至原位测量位置(例如：下位置)。此方法包含当基材底座位于原位测量位置时，测量基材上的薄膜的厚度。此方法包含当基材底座位于原位测量位置时，测量基材上的薄膜的组成。此方法包含当基材底座位于原位测量位置时，测量基材上的薄膜的电阻。此方法包含透过将制程规格与所测量的薄膜的厚度、所测量的薄膜的组成和所测量的薄膜的电阻做比较，来决定缺陷。此方法包含发送回应所决定的缺陷的警示信
号，以停止沉积腔室。
[0007]依照本揭露的一或多个实施方式，提供一种沉积系统，其能够测量在沉积系统中的至少一种薄膜特性(例如：厚度、电阻和组成)。依照本揭露的沉积系统包含基材处理腔室。依照本揭露的沉积系统包含基材处理腔室中的基材底座，基材底座是配置以支承基材；和封闭基材处理腔室的靶材。提供包含原位量测装置的遮盘。
附图说明
[0008]下列详细的描述配合附图阅读可使本揭露的态样获得最佳的理解。需注意的是，依照业界的标准实务，许多特征并未按比例绘示。事实上，可任意增加或减少各特征的尺寸，以使讨论清楚。
[0009]图1是绘示依照本揭露中的一或多个实施方式的沉积系统100的剖视图；
[0010]图2是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的遮盘800与原位量测装置810一起的剖面视图，原位量测装置810包含一个以上的光学量测装置840；
[0011]图3是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的遮盘800与原位量测装置810一起的下视图，原位量测装置810包含一个以上的光学量测装置840；
[0012]图4绘示是依照本揭露中的一或多个实施方式的使用遮盘800来测量薄膜904的厚度的沉积系统100的剖视图；
[0013]图5是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的第二沉积(例如：再沉积)后的沉积系统100的例示结果的剖视图；
[0014]图6是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的遮盘800与原位量测装置810一起的剖面视图，原位量测装置810包含一个以上的x光量测装置830；
[0015]图7是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的遮盘800与原位量测装置810一起的下视图，原位量测装置810包含一个以上的x光量测装置830；
[0016]图8是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的遮盘800与原位量测装置810一起的剖面视图，原位量测装置810包含一个以上的电阻量测装置820；
[0017]图9是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的遮盘800与原位量测装置810一起的下视图，原位量测装置810包含一个以上的电阻量测装置820；
[0018]图10是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的遮盘800与原位量测装置810一起的下视图，原位量测装置810包含一个电阻量测装置820、一个x光量测装置830和一个光学量测装置840；
[0019]图11是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的遮盘800与原位量测装置810一起的剖面视图，原位量测装置810包含一个电阻量测装置820、一个x光量测装置830和一个光学量测装置840；
[0020]图12是绘示图11中的遮盘800从储存位置(准备位置)移动到测量位置的示意图；
[0021]图13是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的遮盘800与可拆式遮盖802一起的剖面视图；
[0022]图14是绘示遮盘800如何覆盖基材底座202的上表面的示意图；
[0023]图15是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的增加基材902上的薄膜904均匀性的方法的流程图；
[0024]图16是绘示依照本揭露的一或多个实施方式的侦测在基材处理腔室200中被沉积的薄膜904中的沉积缺陷的方法的流程图。
[0025]【符号说明】
[0026]100:沉积系统
[0027]200:基材处理腔室
[0028]202:基材底座
[0029]203:鳍片
[0030]204:靶材
[0031]206:磁铁构件
[0032]207:可伸缩手臂
[0033]208:覆盖环
[0034]209:旋转机构
[0035]300:控制器
[0036]302:输入电路
[0037]304:记忆体
[0038]306:处理器
[0039]308:输出电路
[0040]402:永久磁铁构件
[0041]404:电磁铁构件
[0042]700:制程屏蔽
[0043]800:遮盘
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉积方法，借以在一基材处理腔室中沉积来自一靶材的一材料至一基材上，其特征在于，该沉积方法包含：沉积由该材料所组成的一薄膜于该基材上；安置该基材，以进行在该基材处理腔室中的一原位测量；在多个位置上测量该基材上的该薄膜的一厚度，其中该基材位于一原位测量位置；基于在所述多个位置上的测量，来决定该基材上的该薄膜的一平均厚度；以及决定所述多个位置中的至少一位置，其中在该至少一位置上的该薄膜的该厚度不同于该薄膜的该平均厚度。2.如权利要求1所述的沉积方法，其特征在于，该沉积方法还包含施加一额外沉积至该至少一位置，施加该额外沉积包含：施加较多电流至一磁铁构件；以及增加位于所判定的该至少一位置正上方的该靶材上的一区域上的一离子轰击的大小。3.一种沉积缺陷侦测方法，借以侦测一沉积腔室中的一沉积缺陷，其特征在于，该沉积缺陷侦测方法包含：沉积一薄膜于一基材上；安置该基材以进行一原位测量；测量该基材上的该薄膜的一厚度，其中该基材是位于一原位测量位置；测量该基材上的该薄膜的一组成，其中该基材是位于该原位测量位置；测量该基材上的该薄膜的一电阻，其中该基材是位于该原位测量位置；基于所测量的该薄膜的该厚度、所测量的该薄膜的该组成和所测量的该薄膜的该电阻的一或多者，来决定一缺陷；以及发送一警示信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文豪，陈彦羽，戴逸明，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：