DE60033166T2 - Verfahren und gerät zur steuerung der behandlungsgleichmässigkeit von wafern mittels räumlich aufgelöster sensoren - Google Patents

Verfahren und gerät zur steuerung der behandlungsgleichmässigkeit von wafern mittels räumlich aufgelöster sensoren Download PDF

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen die Halbleiterherstellung und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Scheibengleichmäßigkeit unter Anwendung räumlich aufgelöster bzw. verteilter Sensoren.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen werden Scheiben, etwa Siliziumscheiben, einer Reihe von Prozessschritten unterzogen. Die Verarbeitungsschritte enthalten das Abscheiden oder das Herstellen von Schichten, das Strukturieren der Schichten und das Entfernen von Bereichen der Schichten, um Strukturelemente auf der Scheibe zu definieren. Ein derartiger Prozessschritt ist die Herstellung einer Schicht durch das chemische Dampfabscheiden, wobei reaktive Gase in einen Behälter eingeführt werden, der die Halbleiterscheiben enthält. Die reaktiven Gase ermöglichen eine chemische Reaktion, die die Ausbildung einer Schicht auf den Scheiben verursacht.
  • Überlicherweise entsteht eine Variation der Dicke der abgeschiedenen Schicht über die Scheibe hinweg. Beispielsweise kann die Dicke der auf dem Rand abgeschiedenen Schicht größer sein als die Dicke der Schicht, die im Zentrum der Scheibe abgeschieden wird. Derartige Dickenunterschiede können, wenn diese entsprechend groß sind, zu Defekten in den diversen Chipbereichen führen, die auf der Scheibe definiert sind. Eine Dickenvariation über die Scheibe hinweg macht auch nachfolgende Prozessschritte der Scheibe komplizierter. Beispielsweise sind Lackentfernungsprozessdauern oder Polierprozessdauern auf der Grundlage einer angenommenen oder geplanten Dicke der zuvor geformten Schichten eingestellt. Wenn die Dicke in einem gewissen Gebiet entsprechend kleiner ist als die Entwurfsdicke kann eine zu starke Lackentfernung oder ein zu starkes Polieren auftreten, wodurch die darunter liegende Topologie geschädigt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung stellt darauf ab, eines oder mehrere der zuvor genannten Probleme zu überwinden oder zumindest die Auswirkungen davon zu reduzieren.
  • WO-A-9 704 478, PAJ ( JP 07 31 316811 ), PAJ ( JP 60 245778 ) und PAJ ( JP 11 222673 ) offenbaren Verarbeitungssysteme mit einem Sensor, der ausgebildet ist, eine Prozessei genschaft zu messen, und offenbaren eine Prozesssteuerung, um die Eigenschaft zu empfangen und um die Eigenschaft während des Bearbeitens der Schicht einzustellen.
  • Überblick über die Erfindung
  • Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verarbeitungssystem für eine Scheibe mit einem Sensor, einer Prozessanlage und einer automatischen Prozesssteuerung. Der Sensor besitzt mehrere Sensorgebiete. Die Prozessanlage ist ausgebildet, mindestens eine Prozessschicht auf einer Scheibe zu bearbeiten. Die Prozessanlage umfasst eine Prozesssteuerungseinrichtung, die durch eine Prozesssteuerungsvariable steuerbar ist. Der Sensor ist ausgebildet, eine Dicke der Prozessschicht in mindestens zwei der Sensorgebiete während des Bearbeitens der Prozessschicht zu messen. Die automatische Prozesssteuerung ist ausgebildet, die von dem Sensor gemessene Dicke zu empfangen, die Oberflächengleichmäßigkeit der Prozessschicht über die mehreren Sensorpositionen hinweg zu bestimmen und die Prozesssteuerungsvariable auf der Grundlage der ermittelten Oberflächengleichmäßigkeit einzustellen, um damit die Bearbeitungsrate der Prozessschicht in mindestens einem der Sensorgebiete zu beeinflussen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Scheibengleichmäßigkeit. Das Verfahren umfasst das Bearbeiten einer Prozessschicht auf einer Scheibe; das Messen einer Dicke der Prozessschicht an mehreren Erfassungspositionen während des Bearbeitens der Prozessschicht, um die Oberflächengleichmäßigkeit der Prozessschicht über die mehreren Erfassungspositionen hinweg zu bestimmen, und das Ändern einer Prozesssteuerungsvariable einer Prozesssteuerungseinrichtung auf der Grundlage der ermittelten Oberflächengleichmäßigkeit, um die Bearbeitungsrate der Prozessschicht an mindestens einer der Erfassungspositionen zu beeinflussen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Verarbeitungssystem für eine Scheibe, mit:
    einer Prozessanlage, die ausgebildet ist, mindestens eine Prozessschicht auf einer Scheibe zu bearbeiten;
    einem Sensor mit mehreren Sensorgebieten bzw. Erfassungsgebieten, wobei der Sensor ausgebildet ist, eine Dicke der Prozessschicht in mindestens zwei der Erfassungsgebiete während des Bearbeitens der Prozessschicht zu messen; wobei die Prozessanlage umfasst:
    eine Prozesssteuerungseinrichtung, die durch eine Prozesssteuerungsvariable steuerbar ist, und
    eine automatische Prozesssteuerung, die ausgebildet ist, die von dem Sensor gemessene Dicke zu empfangen, die Oberflächengleichmäßigkeit der Prozessschicht über die mehreren Erfassungspositionen hinweg zu bestimmen und die Prozesssteuerungsvariable auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit einzustellen, um die Bearbeitungsrate der Prozessschicht an mindestens einer der Erfassungspositionen zu beeinflussen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern der Scheibengleichmäßigkeit bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst:
    Bearbeiten einer Prozessschicht auf einer Scheibe; Messen einer Dicke der Prozessschicht an mehreren Sensorpositionen bzw. Erfassungspositionen während des Bearbeitens der Prozessschicht, um die Oberflächengleichmäßigkeit der Prozessschicht über die mehreren Erfassungspositionen hinweg zu bestimmen; und Ändern einer Prozesssteuerungsvariable einer Prozesssteuerungseinrichtung auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit, um die Bearbeitungsrate der Prozessschicht in mindestens einem der Erfassungspositionen zu beeinflussen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen:
  • 1 eine vereinfachte Blockansicht eines Verarbeitungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Prozessanlage und eines Sensors aus 1 ist;
  • 3 eine Draufsicht eines Heizelements der Prozessanlage aus 2 ist;
  • 4 eine Ansicht von unten ist, die eine Gasverteilungsleitung der Prozessanlage aus 2 zeigt; und
  • 5 eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Prozessanlage aus 1 ist.
  • Obwohl die Erfindung diversen Modifizierungen und alternativen Formen unterliegen kann, sind dennoch spezielle Ausführungsformen beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt und hierin detailliert beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Beschreibung spezieller Ausführungsformen nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die speziellen offenbarten Formen einzuschränken, sondern die Erfindung soll vielmehr alle Modifizierungen, Äquivalente und Alternativen abdecken, die innerhalb des Grundgedankens und Schutzbereichs der Erfindung liegen, wie sie durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
  • Art bzw. Arten zum Ausführen der Erfindung
  • Es werden nun anschauliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Im Interesse der Klarheit werden nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung in dieser Beschreibung erläutert. Es ist jedoch zu beachten, dass bei der Entwicklung einer derartigen tatsächlichen Ausführungsform zahlreiche implementationsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die speziellen Ziele der Entwickler zu erreichen, etwa die Verträglichkeit mit systembezogenen und geschäftsinternen Rahmenbedingungen, die sich von einer Implementierung zur anderen unterscheiden können. Ferner ist zu beachten, dass ein derartiger Entwicklungsaufwand komplex und zeitaufwendig sein kann, aber dennoch für den Fachmann eine Routinemaßnahme darstellt, wenn er im Besitz der vorliegenden Offenbarung ist.
  • Es sei nun auf die Figuren verwiesen und insbesondere auf 1, in der eine vereinfachte Blockansicht eines Verarbeitungssystems 10 gezeigt ist. Das Verarbeitungssystem 10 um fasst eine Prozessanlage 15, die ausgebildet ist, eine Scheibe 20 (d. h. ein Los aus Scheiben 20) aufzunehmen und mindestens eine Prozessaufgabe an der Scheibe 20 auszuführen. Die spezielle Prozessaufgabe, die von der Prozessanlage 15 ausgeführt wird, kann unterschiedlich sein, wobei beispielsweise Funktionen enthalten sind, etwa die chemische Dampfabscheidung, das thermische Aufwachsen einer Oxidschicht, das Ätzen oder andere Prozesse, die zur Herstellung oder Entfernung einer Schicht führen. Ein Sensor 25 ist in der Nähe der Prozessanlage 15 angeordnet, um die Gleichmäßigkeit des Prozesses, der gerade an der Scheibe 20 ausgeführt wird, zu messen. Im Allgemeinen ist die Gleichmäßigkeit der Scheibe 20 entlang eines Weges gegeben, der den gleichen Radius besitzt. Beispielsweise ist die Dicke einer Prozessschicht, die gerade abgeschieden wird, im Allgemeinen um den Rand der Scheibe 20 herum konsistent, und die Dicke im Zentrum ist im Allgemeinen gleichmäßig, jedoch kann die Dicke zwischen dem Zentrum und dem Rand unterschiedlich sein. Die Dicke der Prozessschicht in dem Zwischengebiet zwischen dem Rand und dem Zentrum kann ebenso in Bezug auf die anderen Gebiete variieren. Der Sensor ist ausgebildet, die Dicke der Prozessschicht in zwei oder mehr Gebieten zu messen und einen Dickenrückkopplungswert für eine automatische Prozesssteuerung 30 bereitzustellen. Die automatische Prozesssteuerung 30 stellt das Rezept ein, das die Prozessanlage 15 steuert, in Reaktion auf die Dickenschwankung, um damit die Gleichmäßigkeit über die Scheibe 20 hinweg zu beeinflussen.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Prozessanlage 15 und des Sensors 25 aus 1. Die Darstellung der Prozessanlage 15 dient nur für Anschauungszwecke und soll nicht alle Aspekte einer tatsächlichen Prozessanlage darstellen. In der Ausführungsform aus 2 ist die Prozessanlage 15 ausgebildet, eine Materialschicht auf der Scheibe 20 abzuscheiden. Die Prozessanlage 15 umfasst ein Heizelement 35, das zum Aufheizen der Scheibe 20 ausgebildet ist. Die spezielle Temperatur des Heizelements 35 hängt von dem speziellen Prozess ab, der von der Prozessanlage 15 ausgeführt wird. Der Fachmann kennt diverse Prozesse und die damit verbundenen Temperaturen.
  • Eine Gasverteilungsleitung 40 führt reaktive Gase von einer Gaszufuhrleitung 45 in die Prozessanlage 15 ein. Wiederum weiß der Fachmann, dass spezielle Prozessgase und ihre entsprechenden Konzentrationen von dem speziellen Prozess abhängen, der auszuführen ist.
  • Sensoranschlüsse bzw. Eingänge 50, die durchlässige oder halbdurchlässige Membranen 51 enthalten, erstrecken sich durch die Prozessanlage 15 und die Gasverteilungsleitung 40, um eine Überwachung der Scheibe 20 durch den Sensor 25 zu ermöglichen. Alternativ kann der Sensor 25 in der Prozessanlage 15 an einer Position angeordnet sein, die die Funktion der Gasverteilungsleitung 40 nicht stört. Für einige Prozesse kann die Prozessanlage 15 lediglich das Heizelement 35 oder die Gasverteilungsleitung 40 aufweisen. Der Sensor 25 umfasst Sensorelemente bzw. Erfassungselemente 52, 53, 54 zum Messen der Dickeneigenschaften der Scheibe 20 an unterschiedlichen Punkten auf der Scheibe 20. Es können mehr oder weniger Sensorelemente 52, 53, 54 vorgesehen sein, abhängig von dem Maß an Steuerungsintensität für die radiale Gleichmäßigkeit.
  • 3 zeigt eine Draufsicht des Heizelements 35. Das Heizelement 35 umfasst drei konzentrische Gebiete 55, 60, 65, wovon jedes unabhängig steuerbar ist. Die drei Gebiete 55, 60, 65 entsprechen räumlich der Position der Sensorelemente 52, 53, 54. D. h., das Sensorelement 52 ist ausgebildet, die Dicke der sich in einer Position innerhalb des peripheren Gebiets 55 des Heizelements 35 bildenden Schicht zu messen. In gleicher Weise misst das mittlere Sensorelement 54 die Dicke an einer Position, die dem zentralen Gebiet 65 des Heizelements 35 entspricht. Zu beachten ist, dass die Anzahl der Gebiete 55, 60, 65 und der entsprechenden Sensorelemente 52, 53, 54 in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung und dem Maß an Steuerung, das für den radialen Temperaturgradienten gewünscht ist, variieren kann. Die automatische Prozesssteuerung 30 beeinflusst die Sollwerttemperaturen der Gebiete 55, 60, 65 in Reaktion auf Gleichmäßigkeitsänderungen, die von dem Sensor 25 erfasst werden.
  • Der Sensor 25 kann einer von mehreren allgemein verfügbaren Sensoren sein, die in der Lage sind, die Dicke einer abgeschiedenen Schicht in-situ bzw. Vorort zu messen. Beispielsweise kann der Sensor 25 ein optisches Interferometer oder ein optisches Emissionsspektrometer sein. Die Sensorelemente 52, 53, 54 können in einem einzelnen Sensor 25 integriert sein, oder können alternativ unabhängige Einrichtungen repräsentieren. Für langsam ablaufende Prozesse kann ein einzelnes Sensorelement 52, 53, 54 automatisch unter den Sensoranschlüssen 50 abwechselnd angeordnet werden, um die Dicke jedes Gebiets 55, 60, 65 zu messen.
  • Während der Herstellung einer Schicht auf der Scheibe 20 überwachen die Sensorelemente 52, 53, 54 die Dicke in ihren entsprechenden Gebieten 55, 60, 65. Die automatische Prozesssteuerung 30 stellt die Temperaturen eines oder mehrerer der Gebiete 55, 60, 65 auf dem Heizelement 35 auf der Grundlage von Unterschieden in den gemessenen Dicken ein. Wenn beispielsweise das periphere Sensorelement 52 eine Dicke misst, die kleiner ist als jene der zwischenliegenden Sensorelemente oder der zentralen Sensorelemente 53, 54, erhöht die automatische Prozesssteuerung 30 die Temperatur des peripheren Gebiets 55 des Heizelements 35, um damit die Abscheiderate in diesem Gebiet 55 zu erhöhen. Der Betrag der Temperaturerhöhung und die Rate, mit der die Temperatur erhöht wird, sind abhängig von dem Prozess, der angewendet wird, um die Schicht auf der Scheibe 20 zu bilden. Zu beachten ist, dass die automatische Prozesssteuerung 30 auch die Temperatur eines der Heizelemente in den Gebieten 55, 60, 65 auch absenken kann, um eine Reduzierung der Abscheiderate zu bewirken.
  • 4 zeigt eine Ansicht von unten der Gasverteilungsleitung 40. Die Gasverteilungsleitung 40 umfasst konzentrische Ausgabeköpfe 70, 75, 80 mit Anschlüssen 85, die darüber angeordnet sind. Wiederum ist die Darstellung der Gasverteilungsleitung 40 nur für anschauliche Zwecke angegeben und kann sich bei tatsächlichen Einrichtungen unterscheiden. Die Durchflussrate der reaktiven Gase durch jeden der Köpfe 70, 75, 80 ist unabhängig steuerbar, und jeder der Köpfe 70, 75, 80 entspricht räumlich einem der Sensorelemente 52, 53, 54. Zu beachten ist, dass die Anzahl der Gebiete 55, 60, 65 und der entsprechenden Sensorelemente 52, 53, 54 in Abhängigkeit der speziellen Anwendung und dem Maß, mit welchem die Steuerung des radialen Durchflussgradienten erwünscht ist, variieren kann.
  • Der Sensor 25 misst die Dicke der Schicht, die gerade auf der Scheibe 20 gebildet wird, wie dies zuvor beschrieben ist und stellt die Durchflussrate des reaktiven Gases ein, das durch die Köpfe 70, 75 und 80 zugeführt wird und auf die Scheibe 20 trifft, um damit die Gleichmäßigkeit der Schicht zu steuern. Wenn beispielsweise das Sensorelement 52 am Rand eine Dicke misst, die kleiner ist als die Dicke von dem dazwischenliegenden Sensorelement oder dem zentralen Sensorelement 53, 54, erhöht die automatische Prozesssteuerung 30 die Durchflussrate des Randkopfes 70 der Gasverteilungsleitung 40, um damit die Abscheiderate in dem entsprechenden Gebiet zu erhöhen. Der Betrag der Erhöhung der Durchflussrate und die Rate, mit der die Durchflussrate erhöht wird, sind abhängig von dem angewendeten Prozess, um die Schicht auf der Scheibe 20 zu bilden. Wiederum ist zu beach ten, dass die automatische Prozesssteuerung 30 die Durchflussrate in einem der Köpfe 70, 75, 80 auch reduzieren kann, um damit eine Verringerung der Abscheidrate zu bewirken.
  • Wie zuvor angegeben ist, kann die Prozessanlage 15 das Heizelement 35 oder die Gasverteilungsleitung 40 oder beides aufweisen, die allgemein als Prozesssteuerungseinrichtungen 35, 40 zur Beeinflussung der Dickengleichmäßigkeit einer Prozessschicht bezeichnet werden, die auf der Scheibe 20 gebildet ist. Die automatische Prozesssteuerung 30 ist ausgebildet, eine oder beide Prozesssteuerungseinrichtungen 35, 40 zu steuern, um damit die Gleichmäßigkeit der auf der Scheibe 20 gebildeten Prozessschicht zu beeinflussen. Die Temperatur und die Durchflussrate können allgemein als Prozesssteuerungsvariablen bezeichnet werden. Jede Prozesssteuerungsvariable ist räumlich einem der Sensorelemente 52, 53, 54 zugeordnet. Durch das unabhängige Steuern jeder der Prozesssteuerungsvariablen verbessert die automatische Prozesssteuerung 30 die Gleichmäßigkeit der Scheibe 20, wodurch die Ausbeute gesteigert und die nachfolgende Bearbeitung vereinfacht wird.
  • 5 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Prozessanlage 15. In der Ausführungsform aus 5 besitzt die Prozessanlage 15 keine separaten Steuerungsgebiete, sondern das Prozessrezept der Prozessanlage 15 kann modifiziert werden, um damit die Scheibengleichmäßigkeit zu beeinflussen. Es wird eine räumlich nicht auflösbare Steuerungsvariable beeinflusst, um ein räumlich unterschiedliches Prozessergebnis zu erreichen. Wenn beispielsweise die Prozessanlage eine Plasmaätzanlage ist, zeigt ein experimentelles Ergebnis, das in einem mathematischen Modell wiedergegeben wird, dass das Reduzieren der Plasmasleistung in einem Ätzprozess die Ätzrate im Zentrum im Vergleich zur Ätzrate am Rand erhöht. Die spezielle Abhängigkeit zwischen der Leistung und der Ätzrate hängt von Faktoren ab, etwa der speziellen Ätzanlage und dem angewendeten Rezept. Die Abhängigkeit für eine spezielle Konfiguration kann empirisch bestimmt werden und es kann ein mathematisches Modell erstellt werden.
  • Der Sensor 25 ist ein Zweipunkt-Sensor mit räumlicher Auflösung mit Sensoranschlüssen 50, wobei ein Sensorelement 52 am Rand und ein Sensorelement 54 im Zentrum angeordnet ist. Ein Plasmagenerator 90 liefert ein Plasma, um den Entfernungsprozess zu ermöglichen. Der spezielle Aufbau und die Funktionswiese des Plasmagenerators 90 sind dem Fachmann vertraut und werden daher nicht detailliert beschrieben. Die Leistung des Plasmagenerators 90 kann durch die automatische Prozesssteuerung 30 modifiziert werden, um damit die Ätzrate zu ändern. Wenn beispielsweise die Ätzrate im Zentrum sich von jener am Rand unterscheidet, wird das zuvor beschriebene mathematische Modell verwendet, um die Plasmaleistung entsprechend dem erforderlichen Betrag zur Angleichung der Ätzraten zu ändern. In der mit Bezug zu 5 beschriebenen Ausführungsform fungiert der Plasmagenerator 90 als die Prozesssteuerungseinrichtung.
  • Die Steuerung, die durch die automatische Prozesssteuerung 30 bewerkstelligt wird, kann in Echtzeit oder auf Stapelmodusbasis eingerichtet werden. In einem Echtzeitbetriebsmodus werden Einstellungen an den Prozesssteuerungseinrichtungen 35, 40, 90 durchgeführt, um den aktuellen Abscheideprozess in der Prozessanlage 15 zu steuern. In dem Stapelbetriebsmodus aktualisiert die automatische Prozesssteuerung 30 das Rezept der Prozessanlage 15 für die nächste Scheibe oder das nächste Los aus Scheiben auf der Grundlage der Ergebnisse, die von dem Sensor 25 gewonnen werden. Der Stapelbetriebsmodus kann eingesetzt werden, wenn die Prozessanlage 15 keine Möglichkeit hat, Rezeptaktualisierungen in Echtzeit vorzunehmen, oder wenn die Reaktionszeit des Sensors 25 nicht ausreichend ist, um Aktualisierungen in Echtzeit durchzuführen. Beispielsweise kann das Signal aus dem Sensor 25 deutlich dem Prozess hinterherhinken, jedoch kann durch zeitliches Integrieren des Signals eine gute Charakterisierung der gesamten Bearbeitung an der Scheibe 20 (beispielsweise die Gesamtdicke oder die Gesamtätzrate) ermittelt werden.
  • Zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen Rückkopplungsmodus wird in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ein Vorwärtskopplungssteuerungsmechanismus berücksichtigt, der ungleichmäßige Prozessergebnisse in vorhergehenden Operationen kompensiert. Beispielsweise erhält die Ätzprozessanlage 15 aus 15 eine spezielle Scheibe oder ein Los aus Scheiben 20 mit einer bestimmten Ungleichmäßigkeit der abgeschiedenen Schichtdicke zur Bearbeitung. Beispielsweise kann in einem Falle eine abgeschiedene Prozessschicht auf der Scheibe oder Scheiben 20 vorhanden sein, deren Dicke im Zentrum größer ist als am Rand. In einem derartigen Falle kann das Einstellen der Prozessanlage 15 auf eine höhere Ätzrate im zentralen Bereich im Vergleich zum Rand der Scheibe 20 zu einer Angleichung der Schichtdickenschwankung führen, so dass nach dem Ende des Scheibenätzprozesses alle offenen Gebiete über die Scheibenoberfläche hinweg gleichmäßig geätzt sind.
  • In einem derartigen Funktionsmodus der Vorärtskopplung werden Daten, die die räumliche Ungleichmäßigkeit kennzeichnen, während eines vorhergehenden Bearbeitungsvorgangs ermittelt. Die letzten gemessenen Werte von räumlich verteilten Prozessraten (beispielsweise Ätzraten) in dem vorliegenden Prozess werden zusammen mit den Werten von manipulierten Rezeptvariablen gesammelt, die angewendet werden, um diese Ergebnisse zu erhalten. Ein Prozessmodell, das die Auswirkung der Prozessrezeptvariablen auf die räumlich verteilte Gleichmäßigkeit des aktuellen Prozesses quantitativ angibt (beispielsweise die Auswirkung der RF-Leistung auf die Ätzrate im Mittelpunkt oder am Randgebiet quantitativ angibt), wird verwendet, um die Werte der manipulierten Variable zu berechnen, die notwendig sind, um die ungleichmäßigen Ergebnisse des bzw. der vorhergehenden Prozessschritte zu bestimmen. Die automatische Prozesssteuerung 30 bestimmt die geeigneten Rezeptwerte für die gegebene Scheibe oder das Los aus Scheiben und konfiguriert entsprechend die Prozessanlage 15.
  • Die speziellen zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich anschaulicher Natur, da die Erfindung in unterschiedlichen aber äquivalenten Arten modifiziert und praktiziert werden kann, wie sich dies dem Fachmann erschließt, der im Besitze der vorliegenden Offenbarung ist. Ferner sind keine Einschränkungen hinsichtlich der Details des Aufbaus oder der hierin gezeigten Gestaltungsformen beabsichtigt, sofern diese nicht in den nachfolgenden Ansprüchen beschrieben sind. Es ist daher klar, dass die speziellen offenbarten Ausführungsformen modifiziert und geändert werden können und dass alle derartigen Variationen als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung liegend betrachtet werden.

Claims (10)

  1. Verarbeitungssystem (10) für eine Scheibe, mit einer Prozessanlage (15), die ausgebildet ist, mindestens eine Prozessschicht auf einer Scheibe (20) zu bearbeiten, einem Sensor (25) mit mehreren Erfassungsgebieten (52, 53, 54), wobei der Sensor (25) ausgebildet ist, eine Dicke der Prozessschicht in mindestens zwei der Erfassungsgebieten (52, 53, 54) während des Bearbeitens der Prozessschicht zu messen; wobei die Prozessanlage (15) umfasst: eine Prozesssteuereinrichtung (35, 40, 90), die durch eine Prozesssteuervariable steuerbar ist, und eine automatische Prozesssteuerung (30), die ausgebildet ist, die durch den Sensor (25) gemessene Dicke zu empfangen, die Oberflächengleichmäßigkeit der Prozessschicht über die mehreren Erfassungsgebiete hinweg zu bestimmen und die Prozesssteuervariable auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit einzustellen, um die Rate der Bearbeitung der Prozessschicht zu beeinflussen.
  2. Verarbeitungssystem (10) nach Anspruch 1, wobei die Prozesssteuereinrichtung (35, 40) mehrere Steuergebiete aufweist, wovon jedes durch eine Prozesssteuervariable steuerbar ist, wobei jedes Erfassungsgebiet (52, 53, 54) einem der Steuergebiete zugeordnet ist, und wobei die automatische Prozesssteuerung (30) ausgebildet ist, eine der Prozesssteuervariablen, die einem der Steuergebiete zugeordnet ist, auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit einzustellen, wobei die Oberflächengleichmäßigkeit aus der Dicke bestimmt ist.
  3. Verarbeitungssystem (10) nach Anspruch 2, wobei die Prozesssteuereinrichtung (35) ein Heizelement (35) aufweist, und wobei die automatische Prozesssteuerung (30) ausgebildet ist, die Temperatur jedes Steuergebiets (55, 60, 65) des Heizelements (35) auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit zu steuern.
  4. Verarbeitungssystem (10) nach Anspruch 2, wobei die Prozesssteuereinrichtung eine Gasverteilung (40) mit mehreren Gasauslasseinheiten (70, 75, 80) aufweist, wobei jedes Steuergebiet eine zugeordnete Gasauslasseinheit (70, 75, 80) aufweist, und wobei die automatische Prozesssteuerung (30) ausgebildet ist, die Durchflussrate von Gas in jeder Gasauslasseinheit (70, 75, 80) auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit zu steuern.
  5. Verarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Prozesssteuereinrichtung (90) einen Plasmagenerator (90) aufweist, und wobei die automatische Prozesssteuerung (30) ausgebildet ist, die Leistung des Plasmagenerators (90) auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit zu steuern.
  6. Verfahren zum Steuern einer Scheibengleichmäßigkeit, mit: Bearbeiten einer Prozessschicht auf einer Scheibe (20); Messen einer Dicke der Prozessschicht an mehreren Erfassungspositionen (52, 53, 54) während der Bearbeitung der Prozessschicht, um die Oberflächengleichmäßigkeit der Prozessschicht über die mehreren Erfassungspositionen hinweg zu bestimmen; und Ändern einer Prozesssteuervariablen einer Prozesssteuereinrichtung (35, 40, 90) auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit, um die Rate der Bearbeitung der Prozessschicht an mindestens einer der Erfassungspositionen zu beeinflussen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Prozesssteuereinrichtung (35, 40) mehrere Steuergebiete aufweist, wobei jedes Steuergebiet einer der Erfassungspositionen (52, 53, 54) zugeordnet ist und eine zugeordnete Prozesssteuervariable besitzt, und wobei Ändern der Prozesssteuervariable Ändern der Prozesssteuervariable eines der Steuergebiete umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Prozesssteuereinrichtung (90) einen Plasmagenerator (90) aufweist, und wobei Ändern der Prozesssteuervariable Ändern der Leistung des Plasmagenerators (90) auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, die Prozesssteuereinrichtung ein Heizelement (35) aufweist, und wobei Ändern der Prozesssteuervariable Ändern der einem ausgewählten Steuergebiet (55, 60, 65) des Heizelements (35) entsprechenden Temperatur auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Prozesssteuereinrichtung (40) eine Gasverteilung (40) mit mehreren Gasauslasseinheiten (70, 75, 80) aufweist, wobei jedes Steuergebiet eine zugeordnete Gasauslasseinheit (70, 75, 80) aufweist, und wobei Ändern der Prozesssteuervariable Ändern einer einer ausgewählten Gasauslasseinheit (70, 75, 80) entsprechenden Gasdurchflussrate auf der Grundlage der bestimmten Oberflächengleichmäßigkeit umfasst.
DE60033166T 1999-10-20 2000-04-18 Verfahren und gerät zur steuerung der behandlungsgleichmässigkeit von wafern mittels räumlich aufgelöster sensoren Expired - Lifetime DE60033166T2 (de)

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US421803 1999-10-20
US09/421,803 US6706541B1 (en) 1999-10-20 1999-10-20 Method and apparatus for controlling wafer uniformity using spatially resolved sensors
PCT/US2000/010364 WO2001029873A1 (en) 1999-10-20 2000-04-18 Method and apparatus for controlling wafer uniformity using spatially resolved sensors

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DE60033166D1 DE60033166D1 (de) 2007-03-15
DE60033166T2 true DE60033166T2 (de) 2007-11-08

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