一种基板处理系统包含被配置为在基板上执行蚀刻处理的蚀刻腔室，所述蚀刻腔室包含光学传感器以在蚀刻处理期间及/或之后产生基板上的膜的一或多个光学测量。系统进一步包含操作地连接到蚀刻腔室的计算装置，其中计算装置用于：接收膜的一或多个光学测量；针对一或多个光学测量的每个光学测量，确定膜的膜厚度；使用一或多个光学测量的每个光学测量的确定的膜厚度基于一或多个光学测量来确定膜的蚀刻速率；以及基于蚀刻速率来确定在基板上执行的先前执行的处理的至少一个处理参数的处理参数值。参数值。参数值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制上游处理的蚀刻反馈
[0001]本揭示案的实施方式涉及基于在蚀刻处理期间产生的传感器测量对上游处理进行的反馈控制。
技术介绍
[0002]为了开发制造处理顺序以在基板上形成部件，工程师将执行一或多个实验设计(designs of experiments；DoE)以确定用于制造处理顺序中的每个处理的处理参数值。对于DoE，通常通过针对每个制造处理使用不同处理参数值处理基板来测试多个不同的处理参数值。此举包括执行基板的破坏性测量，这些破坏性测量破坏基板。一旦确定了处理参数值，就将根据制造处理顺序处理基板，其中基于DoE的结果确定的预定处理参数值被用于制造处理顺序中的每个处理。随后，工程师期望经处理的基板具有与在DoE期间处理的基板的性质类似的性质。然而，在DoE期间确定的膜性质与产品基板上的膜的膜性质之间经常有变化。另外，每个处理腔室可与其他处理腔室略微不同，并且会产生具有不同膜性质的膜。此外，处理腔室可随时间改变，从而导致通过这些处理腔室产生的膜亦随着时间改变，即时使用相同的处理方案亦如此。
[0003]有时，非产品基板(亦称为虚拟晶片)可使用针对处理的预定处理参数值来处理，并且可使用在DoE期间使用的相同破坏性测量技术测量经处理的基板以确定所设计的处理是否按预期执行。然而，处理非产品基板花费时间，在此期间处理腔室不用于处理产品基板。此外，执行破坏性测量亦花费时间及人力资源。
技术实现思路
[0004]本文描述的一些实施方式涵盖一种基板处理系统，该基板处理系统包含蚀刻腔室及操作地连接到蚀刻腔室的计算装置。蚀刻腔室被配置为在基板上执行蚀刻处理，并且蚀刻腔室包含光学传感器以在蚀刻处理期间或蚀刻处理之后中的至少一者产生基板上的膜的一或多个光学测量。计算装置接收膜的一或多个光学测量。计算装置针对一或多个光学测量的每个光学测量确定膜的膜厚度。计算装置使用一或多个光学测量的每个光学测量的确定的膜厚度基于一或多个光学测量来确定膜的蚀刻速率。计算装置基于蚀刻速率来确定在基板上执行的先前执行的处理的至少一个处理参数的处理参数值。所述至少一个处理参数的所确定的处理参数值可用于调节用于未来基板的所述至少一个处理参数。
[0005]在额外或有关的实施方式中，一种方法包含：执行蚀刻处理以蚀刻基板上的膜，其中所述膜先前使用沉积处理形成在基板上；在蚀刻处理期间或蚀刻处理之后中的至少一者产生基板上的膜的一或多个光学测量；针对一或多个光学测量的每个光学测量，确定膜的膜厚度；使用一或多个光学测量的每个光学测量的确定的膜厚度基于一或多个光学测量来确定膜的蚀刻速率；以及基于蚀刻速率来确定在基板上执行的沉积处理的至少一个处理参数的处理参数值。
[0006]在一些实施方式中，一种方法包含接收或产生包含多个数据项的训练数据集，多
个数据项的每个数据项包含用于在基板上形成膜的制造处理的至少一个处理参数的处理参数值、由使用所述至少一个处理参数的所述处理参数值执行的制造处理形成的膜的膜品质值、及用于蚀刻膜的蚀刻处理的蚀刻速率。方法进一步包含基于训练数据集来训练模型采用蚀刻速率作为输入以基于蚀刻速率输出预测的膜品质值或至少一个处理参数的预测的处理参数值的至少一者。
[0007]根据本揭示案的这些及其他方面提供数个其他特征。本揭示案的其他特征及方面将从以下详细描述、权利要求书、及附图变得更加显而易见。
附图说明
[0008]本揭示案在附图的图中通过实例示出并且不作为限制，在附图中相同标记指示类似元件。应当注意，在本揭示案中，对“一(an)”或“一个(one)”实施方式的不同参考并非必须为相同实施方式，并且此种参考意味着至少一个。
[0009]图1A是根据一实施方式的第一示例性制造系统的俯视示意图。
[0010]图1B是根据一实施方式的第二制造系统的俯视示意图。
[0011]图2图示了根据一实施方式的包括多晶硅插塞(poly plug)、DRAM位线堆叠、及硬掩模层的基板的一部分的示意性侧视图。
[0012]图3是根据一实施方式的蚀刻腔室及执行与蚀刻处理相关联的在线光学测量的光学传感器的简化侧视图。
[0013]图4A是根据一实施方式的基于在蚀刻处理期间及/或之后产生的光学测量来执行上游处理的反馈控制的方法的流程图。
[0014]图4B是根据一实施方式的基于在蚀刻处理期间及/或之后产生的光学测量来确定上游处理的一或多个处理参数的处理参数值的方法的流程图。
[0015]图5是根据一实施方式的执行与在基板上形成膜的制造处理及蚀刻膜的下游蚀刻处理相关联的实验设计(DoE)的方法的流程图。
[0016]图6是根据一实施方式的训练模型以基于在蚀刻处理期间测量的膜的蚀刻速率来确定膜的膜品质值及/或形成膜的上游处理的一或多个处理参数的处理参数值的方法的流程图。
[0017]图7示出了呈计算装置的示例性形式的机器的图形表示，在该计算装置中可执行指令集用于导致机器执行本文论述的任何一或多种方法。
具体实施方式
[0018]本文描述的实施方式涉及使用从蚀刻处理确定的膜的蚀刻速率来确定膜的一或多个性质及/或确定被执行以形成膜的上游制造处理的一或多个处理参数的处理参数值的方法。实施方式额外涉及实施本文描述的方法的制造系统。实施方式进一步涉及训练模型以将膜的蚀刻速率与膜的一或多个性质及/或被执行以形成膜的一或多个上游制造处理的处理参数值关联的方法。例如，模型可为机器学习模型或回归模型。可训练的模型的实例包括线性回归模型、高斯回归模型及神经网路，诸如卷积神经网路。
[0019]习惯上，执行一次性DoE以确定制造处理(例如，沉积处理)的处理参数的方案设定点。一旦针对方案配置了方案设定点，则运行该方案的每个处理腔室使用所确定的处理参
数设定点，并且假设对于制造处理实现在DoE时确定的膜品质。然而，在处理腔室之间经常存在变化且/或处理腔室的处理参数随着时间而漂移。此种变化及/或漂移导致这些处理腔室获得与实际在处理方案中设定的处理参数值不同的处理参数值。例如，用于制造处理的处理方案可包括到200℃的目标温度，但当设定到200℃时，第一处理腔室可实际上获得205℃的真实温度。此外，当设定到200℃时，第二处理腔室可实际上获得196℃的真实温度。与处理方案的预定处理参数值的此种偏差可以导致使用制造处理沉积的的膜的一或多个性质不同于目标性质。例如，温度增加可增大膜的晶粒大小并且温度降低可减小膜的晶粒大小。膜可为最终形成的装置的一个层，并且膜性质的此种改变可以对最终形成的装置具有不利影响。
[0020]可以用于测量指示膜品质的膜性质的测量技术(诸如X射线绕射(X
‑
ray diffraction；XRD)、透射电子显微镜(transmission electron microscopy；TEM)、原子力显微镜(atomic force microscopy；AFM)等等)是破坏其上执行测量的基板的破坏性测量技术。此外，此种测量技术通常是非常耗时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基板处理系统，包含：蚀刻腔室，被配置为在基板上执行蚀刻处理，其中所述蚀刻腔室包含光学传感器以在所述蚀刻处理期间或所述蚀刻处理之后中的至少一者产生所述基板上的膜的一或多个光学测量；以及计算装置，操作地连接到所述蚀刻腔室，其中所述计算装置用于：接收所述膜的所述一或多个光学测量；针对所述一或多个光学测量的每个光学测量来确定所述膜的膜厚度；使用所述一或多个光学测量的每个光学测量的确定的膜厚度基于所述一或多个光学测量来确定所述膜的蚀刻速率；以及基于所述蚀刻速率来确定在所述基板上执行的先前执行的处理的至少一个处理参数的处理参数值。2.如权利要求1所述的基板处理系统，其中为了基于所述蚀刻速率来确定在所述基板上执行的所述先前执行的处理的所述至少一个处理参数的所述处理参数值，所述计算装置进一步用于：基于所述蚀刻速率来确定所述膜的膜品质值；以及基于所述膜品质值来确定所述至少一个处理参数的所述处理参数值。3.如权利要求2所述的基板处理系统，其中所述膜品质值是与所述膜的晶粒大小、晶粒取向、或平均表面粗糙度的至少一者相关联的值。4.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述计算装置进一步用于：确定在所确定的处理参数值与所述至少一个处理参数的目标处理参数值之间的差；确定对所述基板执行所述先前执行的处理的处理腔室；以及基于所述差来确定对用于未来基板的所述至少一个处理参数的调节，所述未来基板待由所述处理腔室处理。5.如权利要求1所述的基板处理系统，其中为了使所述计算装置确定所述至少一个处理参数的所述处理参数值，所述蚀刻速率将被输入经训练的机器学习模型中，已经基于输入的蚀刻速率训练所述机器学习模型来输出处理参数值，其中所述经训练的机器学习模型输出所述至少一个处理参数的所述处理参数值。6.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述光学传感器包含被配置为使用反射测量法来测量所述膜厚度的分光计。7.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述膜的所述一或多个光学测量包含所述膜的多个光学测量，并且其中所述计算装置进一步用于：基于时间戳记及与所述多个光学测量的两个或更多个光学测量相关联的膜厚度值来周期性地确定所述膜的区域的瞬时蚀刻速率。8.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述先前执行的处理包含沉积处理，并且其中所述先前执行的处理的所述至少一个处理参数包含温度。9.如权利要求8所述的基板处理系统，其中所述先前执行的处理的所述至少一个处理参数进一步包含压力或等离子体功率的至少一者。10.一种方法，包含：执行蚀刻处理以蚀刻基板上的膜，其中所述膜先前使用沉积处理形成在所述基板上；
在所述蚀刻处理期间或所述蚀刻处理之后中的至少一者产生所述基板上的所述膜的一或多个光学测量；针对所述一或多个光学测量的每个光学测量确定所述膜的膜厚度；使用所述一或多个光学测量的每个光学测量的确定的膜厚度基于所述一或多个光学测量来确定所述膜的蚀刻速率；以及基于所述蚀刻速率来确定在所述基板上执行的所述沉积处理的至少一个处理参数的处理参数值。11.如权利要求10所述的方法，其中基于所述蚀刻速率来确定在所述基板上执行的所述先前执行的处理的所述至少一个处理参数的所述处理参数值的步骤包含：基于所述蚀刻速率来确定所述膜的膜品质值；以及基于所述膜品质值来确定所述至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：普里亚达希，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：
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