專利名稱：控制等離子制程系統(tǒng)中的制程條件的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于用于控制等離子制程系統(tǒng)中制程條件的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前已經(jīng)投入許多努力發(fā)展光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以作為電子基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的替代物。在此新興技術(shù)中，光脈沖(而非電流脈沖)是被使用以實(shí)施如此多樣的網(wǎng)絡(luò)功能，例如傳送、數(shù)據(jù)排序與其它型式的傳輸與處理。這樣的功能可以藉由許多分離的組件來達(dá)成，但是對(duì)于幾乎所有發(fā)展的光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為不可或缺的是光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其中該光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)用以導(dǎo)引光線自一位置傳播至另一位置。例如，在一積極被發(fā)展的特定應(yīng)用中，光波導(dǎo)被用以限制與攜帶符合密波長分割多任務(wù)(dense wavelength division multiplexed，DWDM)協(xié)議的光信號(hào)。這樣的一協(xié)議藉由分離的波長組件多任務(wù)化而增加了以個(gè)別光信號(hào)攜帶的信息的量，藉以增加由光學(xué)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容納的有效頻寬。
為了說明光波導(dǎo)在這樣系統(tǒng)中的使用，圖1A提供一典型光纖波導(dǎo)100的截面圖。光波導(dǎo)包括兩主要構(gòu)件，即光線傳播通過的核心104與限制住光線的包覆層。包覆層至少包含圍繞核心104的上包覆層102與下包覆層106。為了確保光線能被限制住，包覆層通常完全地圍繞住核心104，其中該包覆層一般亦具有較低的折射率(refractive index，RI)。核心104與包覆層的折射率的差異使得光線能藉由在核心104之中完全內(nèi)反射而被限制住。圖1A繪示了示范性光線108的完全內(nèi)反射的概念，限制角θc表示光線所能入射至核心/包覆界面而不漏光的角度上限。
當(dāng)更多的波長組件被并入DWDM系統(tǒng)中光波導(dǎo)信道中時(shí)，對(duì)于光學(xué)組件執(zhí)行排序、切換、增加/下降與其它功能的需求有對(duì)應(yīng)的增加。許多光子組件具有執(zhí)行這樣功能的能力，例如包括有濾光器、調(diào)制器、放大器、耦合器、多任務(wù)化器、交叉連接器(cross connects)、數(shù)組波導(dǎo)光柵(arrayedwaveguide gratings)、能源分割器、星型耦合器(star couplers)與其它組件。然而，當(dāng)光學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟時(shí)，目標(biāo)即是去整體地整合不同光子組件至單一結(jié)構(gòu)(例如硅芯片或玻璃基材)上。
對(duì)于這樣的發(fā)展已經(jīng)付出了許多努力，但是企圖將光波導(dǎo)與光子組件整合至單一芯片上卻面臨很大挑戰(zhàn)。有一些方式嘗試著去修正整體整合電子組件的技術(shù)，但是卻遭遇許多困難。這些困難常常來自于光子與電子應(yīng)用的基本差異。例如，光子應(yīng)用在規(guī)模上比電子應(yīng)用大得多，有時(shí)候是大至1-2大小次方。這個(gè)在規(guī)模上的差異使得需要在光子應(yīng)用中沉積更厚的膜層，其中膜層通常具有數(shù)至數(shù)十微米的厚度。
這個(gè)增加的厚度的結(jié)果為在結(jié)構(gòu)均勻性的更大的變化。此外，用以整體整合電子組件的技術(shù)已經(jīng)著重于將材料的介電常數(shù)最佳化(這是因?yàn)槠湓陔娮討?yīng)用中的重要性)。相對(duì)地，光子應(yīng)用卻對(duì)于材料的光學(xué)特性(例如折射率與雙折射)敏感。對(duì)于由SiO2膜層制成的典型波導(dǎo)，核心與包覆層可以具有差異小于1％的折射率，有時(shí)候產(chǎn)品規(guī)格使用重要的五數(shù)字來定義所需要的折射率。常發(fā)現(xiàn)的是，用以制造在電子應(yīng)用中結(jié)構(gòu)的方法與材料僅是不符合光子應(yīng)用的光學(xué)需求。
廣泛被使用于制造光波導(dǎo)的習(xí)知技術(shù)為火焰水解(flame hydrolysis)。該技術(shù)不僅消耗成本，且在對(duì)于大基材而言所制造結(jié)構(gòu)的均勻性并不佳。其它技術(shù)已被使用以企圖減輕熱應(yīng)力，其是分別地沉積光核心形成于其上的下方包覆層，以及后續(xù)沉積上方包覆層于光核心上方與光核心之間。被使用的特定技術(shù)即為等離子強(qiáng)化化學(xué)氣相沉積(PECVD)。使用PECVD形成的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的實(shí)例是顯示于圖1B中。
圖1B中結(jié)構(gòu)110的截面圖顯示了三個(gè)光核心104，藉以對(duì)應(yīng)于三個(gè)光波導(dǎo)100。光線以垂直于頁面的方向而傳送通過每一光核心104。光核心104是形成于下方包覆層106上方，該下方包覆層106本身是形成于基材112上方。上方包覆層102是利用PECVD而被沉積。PECVD技術(shù)的使用眾所皆知的是會(huì)制造具有大量氫雜質(zhì)的膜層，大量氫雜質(zhì)造成了了包覆層中所不希望的折射率的不均勻性。這樣的不均勻性的負(fù)面效應(yīng)會(huì)因PECVD沉積的非均勻特性而會(huì)更加惡化，這是因?yàn)椴糠职矊釉诮咏恳徊糠趾诵目赡軙?huì)非常薄。這些特征會(huì)干擾光傳送且造成不符合要求的傳播損失。
因此，對(duì)于用以制造光波導(dǎo)的改良方法與系統(tǒng)是有持續(xù)需要的，其中該光波導(dǎo)滿足嚴(yán)格折射率需求、能抵抗碎裂、并且在制造環(huán)境擁有高效能使用性。

發(fā)明內(nèi)容
這些標(biāo)準(zhǔn)在本發(fā)明不同實(shí)施例中被滿足，其是藉由在處理室中并入有監(jiān)控裝置以在處理膜層過程中(例如在制造光波導(dǎo)的過程中)監(jiān)控一或更多參數(shù)。監(jiān)控裝置收集的信息被用于回饋安排中以調(diào)整制程條件并在膜層沉積時(shí)藉以達(dá)到膜層所希望光學(xué)性質(zhì)。該回饋安排大致上依賴先前決定而藉由監(jiān)控裝置量測(cè)、所希望光學(xué)特征與制程條件的參數(shù)之間關(guān)系。這樣的關(guān)系可以經(jīng)由發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)來管理，其中該發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)具有自我修正能力而使得額外數(shù)據(jù)的累積能改善其效能，例如藉由專家系統(tǒng)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)施。該回饋安排允許了形成步階折射率光波導(dǎo)(其中該光波導(dǎo)對(duì)于核心與包覆層具有狹隘限制折射率性質(zhì))或允許了形成漸進(jìn)式折射率(graded-index)光波導(dǎo)(其中核心具有以精確控制方式變化的折射率)。
因此，在一實(shí)施例中，是提供一種用于處理膜層的方法，其中該膜層是位于在處理室中的基材上方。等離子是被形成在處理室中，而且適用于處理膜層的制程氣體是根據(jù)設(shè)定有制程條件的預(yù)設(shè)算法流入處理室中。制程氣體可以包括含硅氣體與含氧氣體以沉積硅玻璃，其在某些狀況中亦可以被摻雜以獲得特定希望的光學(xué)性質(zhì)。該預(yù)設(shè)算法可以被最佳化以控制膜層的垂直輪廓，或在一些實(shí)施例中被最佳化以控制膜層的水平輪廓。在處理膜層厚度超過3μm過程中是監(jiān)控參數(shù)，使得該些制程條件可以根據(jù)參數(shù)值、膜層的光學(xué)性質(zhì)與該些制程條件之間的關(guān)系而被改變。這樣的改變可以藉由發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)來付諸實(shí)行。該參數(shù)可以至少包含制程參數(shù)(例如有關(guān)等離子偵測(cè)的制程參數(shù))或可以至少包含膜層性質(zhì)參數(shù)(例如由反射儀或橢圓儀量測(cè)值所決定者)。在一實(shí)施例中，該參數(shù)至少包含膜層的應(yīng)力。在其它實(shí)施例中，該參數(shù)至少包含膜層的均勻性。
本發(fā)明方法可以在具有處理室、等離子生成系統(tǒng)、基材支撐件、氣體輸送系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、感應(yīng)器與控制器的厚膜層制程系統(tǒng)中實(shí)施。存儲(chǔ)器是與控制器耦接并包括計(jì)算機(jī)可讀儲(chǔ)存媒體，其中該計(jì)算機(jī)可讀儲(chǔ)存媒體具有內(nèi)嵌的計(jì)算機(jī)可讀程序以根據(jù)上述實(shí)施例來指示厚膜層制程系統(tǒng)的操作。


本發(fā)明的本質(zhì)與優(yōu)點(diǎn)將可由前述說明與所伴隨的圖式而更佳了解，其中圖1A為光纖波導(dǎo)的內(nèi)部圖，其說明了完全內(nèi)反射的原理；圖1B為光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的截面圖，其中該光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)是使用PECVD以形成包覆層；圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的示意圖；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明一特定實(shí)施例用于控制設(shè)備的軟件的分級(jí)控制結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖4為用于處理膜層的本發(fā)明特定實(shí)施例的一流程圖；圖5顯示PECVD沉積結(jié)果，其說明了氧化硅膜層被沉積時(shí)對(duì)于氧化硅膜層的折射率的效應(yīng)；圖6A-6C顯示PECVD沉積結(jié)果，其說明了沉積時(shí)間、沉積速率、折射率與應(yīng)力的效應(yīng)；以及圖7A-7C顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的PECVD沉積結(jié)果，其說明了功率步長對(duì)于沉積速率、折射率與應(yīng)力的效應(yīng)。
主要組件符號(hào)說明100 光纖波導(dǎo)102 上包覆層104 核心106 下包覆層108 光線110 結(jié)構(gòu)112 基材204 處理室208 參數(shù)監(jiān)控裝置212 室管理件216 制程條件220 發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)224 知識(shí)數(shù)據(jù)庫327 監(jiān)控裝置370 計(jì)算機(jī)程序373 制程選擇件次程序375 制程排序件次程序377a 室管理件次程序377b 室管理件次程序377c 室管理件次程序380 基材定位次程序383 制程氣體控制次程序384 監(jiān)控裝置控制次程序385 壓力控制次程序387 加熱器控制次程序390 等離子控制次程序404 區(qū)塊
408 區(qū)塊412 區(qū)塊416 區(qū)塊420 區(qū)塊424 區(qū)塊428 區(qū)塊具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施例允許了在處理室中沉積厚膜層于基材上而能在膜層沉積時(shí)對(duì)于光學(xué)性質(zhì)維持嚴(yán)格控制。如同本文中使用的，“厚”膜層具有大于3μm的厚度，且在光子應(yīng)用中具有比在電子應(yīng)用中更厚1-2次方大小。在一些實(shí)施例中，膜層被沉積為具有大于5μm的厚度。本發(fā)明實(shí)施例允許了當(dāng)沉積膜層時(shí)在垂直方向上提供了仔細(xì)的光學(xué)性質(zhì)控制，亦在水平方向上橫越晶圓表面提供了仔細(xì)的光學(xué)性質(zhì)控制。這樣的特征在控制晶圓折射率的二維均勻性是有用的。這樣的二維控制亦被提供于本發(fā)明實(shí)施例中以確保整體厚度均勻性、摻雜質(zhì)濃度均勻性與應(yīng)力均勻性，這些控制會(huì)比在電子應(yīng)用中更為為精確地被控制。
該控制可以根據(jù)本發(fā)明使用一或多個(gè)下述機(jī)制來加以達(dá)成。第一，本發(fā)明實(shí)施例可以由預(yù)設(shè)算法來起始，其中該算法的是被建構(gòu)為用來控制膜層的垂直輪廓。第二，制程條件與/或膜層性質(zhì)的原位監(jiān)控及回饋可以被用來修正該算法，以能更精確控制這些性質(zhì)。在一些狀況中，雖然也可以利用其它型式人工智能技術(shù)，可以被包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法在定義這樣的回饋。
這些機(jī)制被實(shí)施于本發(fā)明實(shí)施例中，其具有整合于制程設(shè)備的發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)，是繪示于圖2中。如圖2所示，室管理件212是根據(jù)特定制程條件216用以控制處理室204的操作。該些制程條件216足以定義出如何在處理室204中有效沉積膜層。例如，在使用PECVD方法來沉積的一實(shí)施例中，制程條件216可以規(guī)定進(jìn)入處理室204的前驅(qū)物氣體的流率、生成等離子的RF電源、以及由室與/或基材加熱系統(tǒng)所維持的溫度，還可以規(guī)定其它可能的制程條件。為了說明，雖然應(yīng)當(dāng)了解本發(fā)明實(shí)施例亦可以應(yīng)用于其它用于光子與光學(xué)應(yīng)用的制程(包括蝕刻、退火等等)，以下描述有時(shí)候是指沉積膜層而言。
起始沉積膜層可以藉由預(yù)設(shè)算法以控制垂直輪廓來進(jìn)行。接著，當(dāng)膜層正被沉積時(shí)，能夠與該膜層光學(xué)性質(zhì)與制程條件216有相關(guān)性的參數(shù)值是以參數(shù)監(jiān)控裝置208加以監(jiān)控，其中該參數(shù)監(jiān)控裝置208可以被包含在處理室204之中。在一些實(shí)施例中，參數(shù)監(jiān)控裝置208可以至少包含量測(cè)膜層性質(zhì)(例如反射儀或橢圓儀)的裝置。在其它實(shí)施例中，參數(shù)監(jiān)況裝置208可以至少包含等離子偵測(cè)系統(tǒng)以量測(cè)RF符合輸出參數(shù)，例如RF阻抗、負(fù)載與微調(diào)電容、RF電流、峰至峰電壓、直流偏壓等等。參數(shù)值、膜層光學(xué)性質(zhì)與制程條件之間的關(guān)系以發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220繪制出，其中該發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220可以依據(jù)傭以繪制關(guān)系的儲(chǔ)存在知識(shí)數(shù)據(jù)庫224中的數(shù)據(jù)。例如，發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220可以至少包含準(zhǔn)備估算所監(jiān)測(cè)的參數(shù)的專家系統(tǒng)或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，藉以決定所監(jiān)測(cè)的參數(shù)應(yīng)為何值以達(dá)到所希望的膜層光學(xué)性質(zhì)，并決定如何修正制程條件以達(dá)到或維持適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)參數(shù)值。這樣的監(jiān)控與估算可以經(jīng)由沉積厚膜層(周期性地或持續(xù)性地)來加以執(zhí)行，以達(dá)到嚴(yán)密的控制完全被沉積的膜層的光學(xué)性質(zhì)。
許多不同型式CVD設(shè)備的任何一個(gè)可以并入于本發(fā)明實(shí)施例中。例如，CVD設(shè)備可以至少包含PECVD設(shè)備，其中該P(yáng)ECVD設(shè)備是被建構(gòu)以沉積厚膜層、蝕刻厚膜層、退火厚膜層、與/或其它光學(xué)應(yīng)用。適當(dāng)?shù)奶幚硎业膶?shí)例是詳細(xì)地被描述于共同受讓的美國專利US5,558,717與US5,853,607之中，其在此是被并入本文以作為參考。
為了建構(gòu)用以沉積厚膜層的設(shè)備，相對(duì)于類似的用于沉積相當(dāng)薄的膜層的CVD設(shè)備，可以進(jìn)行許多修正。例如，厚膜層的光學(xué)性質(zhì)已知在基材邊緣是很敏感的。因此，希望能夠在水平方向上擴(kuò)大等離子橫越基材以在許多方面上(例如厚度、摻雜質(zhì)濃度與應(yīng)力)能改善均勻性。基材可以藉由夾環(huán)而被維持在處理室的承載座上。在一實(shí)施例中，與膜層沉積配置比較時(shí)，該配置是為平坦的且水平地延伸，使得能最終改善晶圓邊緣的光學(xué)性質(zhì)而改善均勻性。
同樣地，當(dāng)使用使用于膜層層沉積的配置時(shí)，沉積厚膜層傾向于制造在基材邊緣為松弛的膜層。邊緣膜層品質(zhì)會(huì)造成松弛副產(chǎn)物的累積，該松弛副產(chǎn)物降低了沉積系統(tǒng)的泵抽真空能力。本案發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了增加用來生成等離子的電極間隙開口可改善膜層品質(zhì)，尤其是在邊緣，因而減低邊緣松弛副產(chǎn)物的累積。因此，在本發(fā)明一些實(shí)施例中，PECVD設(shè)備而具有延伸且平坦的承載座與增加的電極間隙開口(這兩者都會(huì)改善厚膜層的沉積)是被使用。在一些實(shí)施例中，這些方法亦可以容納甚至更大的沉積區(qū)域。
處理膜層可以使用計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)施，其中該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品是由利用系統(tǒng)控制軟件的控制器來執(zhí)行，系統(tǒng)控制軟件的示范性結(jié)構(gòu)即顯示于圖3中。根據(jù)本發(fā)明的一特定實(shí)施例，該圖包括該系統(tǒng)控制軟件、計(jì)算機(jī)程序370的階層控制結(jié)構(gòu)的方塊圖。
為了實(shí)施一制程，使用者輸入制程數(shù)字與處理室數(shù)字以進(jìn)入制程選擇件次程序373以響應(yīng)于選單。該制程設(shè)定是為預(yù)設(shè)的用以實(shí)行特定制程的初始制程條件216，且是由預(yù)定義的設(shè)定數(shù)字加以辨識(shí)。
每一制程設(shè)定包括預(yù)設(shè)的算法，該算法用以控制被處理的膜層的垂直輪廓。此外，如以下所將更詳細(xì)描述者，這些制程條件216可以在制程過程中利用發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220而互動(dòng)地被修正藉以能夠更有效地控制。制程選擇件次程序373定義了(i)所欲處理室；以及(ii)所欲初始制程條件216的制程設(shè)定藉以操作處理室來執(zhí)行所希望的制程。對(duì)于制程設(shè)定的初始制程條件216可以至少包含例如制程氣體組成與流率、溫度、壓力、等離子狀況(例如RF電力程度與低頻率RF頻率)、冷卻氣體壓力、及室壁溫度。這些初始制程條件是以適合的界面被提供給使用者。
制程排序件次程序375至少包含程序代碼，其中該程序代碼是用以接受自制程選擇件次程序373所辨識(shí)出的處理室與初始制程條件組，與用以控制操作不同處理室。多個(gè)使用者可以輸入制程設(shè)定數(shù)字與處理室數(shù)字，或者一個(gè)使用者可以輸入多個(gè)制程設(shè)定數(shù)字與處理室數(shù)字，因此排序件次程序375能將所選擇的制程排序?yàn)樗Ｍ捻樞颉］^佳者，排序件次程序375包括一程序代碼以執(zhí)行下述步驟(i)監(jiān)控處理室的操作以決定該些室是否正被使用；(ii)決定何制程正在使用的處理室中被實(shí)施；以及(iii)根據(jù)處理室與所希望執(zhí)行的制程型式來執(zhí)行所希望的制程。也可使用傳統(tǒng)監(jiān)控處理室的方法，例如輪詢(polling)。當(dāng)將哪一欲被執(zhí)行的制程排序時(shí)，排序件次程序375會(huì)將目前使用的處理室狀態(tài)與對(duì)于一所選定制程的所希望制程條件互相比較、或考慮每一特定輸入要求的使用者的”年齡”、或考慮任何其它系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)者所希望包括以決定排序優(yōu)先權(quán)的相關(guān)因素。
一旦排序件次程序375決定哪一處理室與制程設(shè)定組合將接著被執(zhí)行，排序件次程序375藉由傳送該特定制程設(shè)定至一室管理件次程序377a-c，其中該室管理件次程序377a-c根據(jù)由排序件次程序375決定的制程設(shè)定而控制了在處理室中的多個(gè)制程工作。例如，室管理件次程序377a至少包含用于在處理室中光波導(dǎo)沉積制程操作的程序代碼。室管理件次程序377亦控制了不同室組件次程序的執(zhí)行，其中該不同室組件次過程控制了需要用來實(shí)施所選擇程序設(shè)定的室組件的操作。室組件次程序的實(shí)例為基材定位次程序380、制程氣體控制次程序383、監(jiān)控裝置控制次程序384、壓力控制次程序385、加熱器控制次程序387與等離子控制次程序390。熟習(xí)該技藝的人士將可了解的是，根據(jù)在處理室中欲執(zhí)行何制程而可以包含有其它室控制次程序。
于操作時(shí)，室管理件次程序377a根據(jù)被執(zhí)行的特定制程設(shè)定而選擇性地排序或呼叫制程組件次程序。室管理件次程序377a排序了制程組件次程序類似于排序件次程序375排序了何處理室與制程設(shè)定將接著被執(zhí)行。典型地，室管理件次程序377a包括有以下步驟監(jiān)控不同室組件、根據(jù)制程參數(shù)而決定何組件需要被操作以執(zhí)行制程設(shè)定、與執(zhí)行一室組件次程序以響應(yīng)于監(jiān)控與決定步驟。
室管理件次程序377a亦接收了來自發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220的指令以修正制程條件。這樣的修正是藉由發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220自監(jiān)控裝置327接收的數(shù)據(jù)而被決定，以確保在制程過程中達(dá)到特定希望的特征。來自發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220的指令可以連續(xù)的或周期性的更新制程條件。發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220與室管理件377a之間互動(dòng)的效應(yīng)在制程中能夠?qū)⒅瞥烫卣鱾€(gè)體化，而非嚴(yán)格地遵循制造程序。每一制程藉由實(shí)施指定的初始制程條件而起始，但是在那些對(duì)于每一實(shí)施的制程條件造成了個(gè)體化的變更。這些變更可以在每一次執(zhí)行制程時(shí)而不一樣，本質(zhì)地考慮到可能影響制程的外部參數(shù)的微小差異。在整個(gè)制程包括這樣的個(gè)體化變更致使了結(jié)果的更大均勻性。這樣改善的均勻性在不同實(shí)施例中可以至少包含改善的整體厚度均勻性、改善的摻雜質(zhì)濃度均勻性、改善的應(yīng)力均勻性等等。
以下將描述特定室組件次程序的操作?；亩ㄎ淮纬绦?80至少包含用于控制室組件的程序代碼，其中該室組件是用來在處理室中負(fù)載基材于所希望高度。制程氣體控制次程序383具有用來控制制程氣體組成與流率的程序代碼。制程氣體控制次程序383控制了安全關(guān)閉閥的開啟/關(guān)閉位置，并且亦能上升/下降質(zhì)量流控制器以獲得所希望的氣體流率。如同所有室組件次程序一樣，制程氣體控制次程序383是由室管理件次程序377a所激活，制程氣體控制次程序383并自室管理件次程序接收制程條件的規(guī)格，其定義了所希望的氣體流率。典型地，制程氣體控制次程序383是藉由以下來操作開啟氣體供給管線與重復(fù)地(i)讀出所需要的質(zhì)量流控制器；(ii)將讀數(shù)與自室管理件次程序377a接收及或許藉由發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)216修正的所希望流率相互比較；(iii)調(diào)整氣體供給管線的流率至所需要程度。再者，制程氣體控制次程序383包括了以下步驟用于監(jiān)控非安全流率的氣體流率、與當(dāng)偵測(cè)出非安全狀態(tài)時(shí)用于激活安全關(guān)閉閥。
在一些制程中，在反應(yīng)性氣體導(dǎo)入反應(yīng)室的前，惰性氣體(例如氦或氬)流入處理室中以穩(wěn)定化處理室的壓力。對(duì)于這些制程，制程氣體控制次程序383是被程序設(shè)計(jì)為包括以下步驟將惰性氣體流入反應(yīng)室中持續(xù)一段需要的時(shí)間以穩(wěn)定化反應(yīng)室壓力，以及前述步驟可以接著被執(zhí)行。此外，當(dāng)制程氣體(例如四乙氧基硅烷(TEOS))自液體前驅(qū)物揮發(fā)時(shí)，制程氣體控制次程序383被寫入為包括以下步驟在氣泡化組件使傳送氣體(例如氦)經(jīng)由液體前驅(qū)物氣泡化，或?qū)胼d流氣體(例如氦或氮)至液體注入系統(tǒng)。
監(jiān)控裝置控制次程序384至少包含用于控制監(jiān)控裝置的程序代碼。程序代碼的特定本質(zhì)可依據(jù)何種監(jiān)控裝置型式是被控制而定，且在某些情況中，程序代碼可以包括提供控制不同型式的監(jiān)控裝置。例如，若監(jiān)控裝置至少包含反射儀，監(jiān)控裝置是藉由將多色彩光線反射遠(yuǎn)離基材并光譜地分析反射的光譜而作動(dòng)，因此程序代碼設(shè)定了何時(shí)進(jìn)行量測(cè)與若反射儀具有多個(gè)光源時(shí)應(yīng)使用何光源。若監(jiān)控裝置至少包含橢圓儀，裝置是藉由將單一色彩光線反射遠(yuǎn)離基材并計(jì)算基材厚度而作動(dòng)，因此程序代碼設(shè)定了何時(shí)進(jìn)行量測(cè)與使用何波長的光線。在一些情況中，監(jiān)控裝置可以至少包含組合的橢圓儀/反射儀，在此情況中程序代碼額外地協(xié)調(diào)了是否要激活橢圓儀功能或反射儀功能。
壓力控制次程序385至少包含用于控制處理室壓力的程序代碼，其中控制處理室壓力是藉由調(diào)整在處理室中排氣系統(tǒng)的節(jié)流閥開口的大小。根據(jù)總制程氣體流量、處理室尺寸、與排氣系統(tǒng)的抽氣設(shè)定點(diǎn)壓力，節(jié)流閥開口的大小是被設(shè)定以控制處理室壓力至所希望程度。當(dāng)壓力控制次程序385被激活時(shí)，所希望的或目標(biāo)壓力程度是自室管理件次程序377a接收。壓力控制次程序385是藉由讀出連接至反應(yīng)室的一或多個(gè)傳統(tǒng)壓力計(jì)而操作以量測(cè)反應(yīng)室壓力、將量測(cè)值與目標(biāo)壓力比較、自對(duì)應(yīng)于目標(biāo)壓力的儲(chǔ)存的壓力表獲得PID值、以及根據(jù)自壓力表獲得的PID值調(diào)整節(jié)流閥?；蛘撸瑝毫刂拼纬绦?85可以被寫入以開啟或關(guān)閉節(jié)流閥至特定開口大小以調(diào)整反應(yīng)室至所希望壓力。制程過程中的壓力變化可以根據(jù)自發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)216接收的指令來進(jìn)行。
加熱器控制次程序387至少包含用于控制電流至加熱單元的程序代碼，其中該加熱單元是用來加熱基材320。加熱器控制次程序387亦藉由室管理件次程序377a而被激活，且接收目標(biāo)或設(shè)定點(diǎn)溫度參數(shù)。加熱器控制次程序387藉由量測(cè)位于承載座內(nèi)熱電偶的電壓輸出量測(cè)了溫度，其中該承載座是用來支撐處理室內(nèi)的基材，并將所量測(cè)溫度與設(shè)定點(diǎn)溫度相互比較，以及增加或減少施加至加熱單元的電流以獲得設(shè)定點(diǎn)溫度。藉由查閱在儲(chǔ)存的轉(zhuǎn)換表中對(duì)應(yīng)的溫度，或是藉由使用四次多項(xiàng)式計(jì)算溫度，即自所量測(cè)電壓獲得溫度。當(dāng)使用內(nèi)嵌回路以加熱承載座時(shí)，加熱器控制次程序387漸漸地控制了施加至該回路的電流上升/下降。此外，可以包括內(nèi)建失去安全模式以偵測(cè)制程安全符合性，且若處理室沒有適當(dāng)?shù)卦O(shè)定的話，該內(nèi)建失去安全模式可以關(guān)閉加熱單元的操作。在制程過程中基材溫度可以根據(jù)自發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)216所接收的指令而被修正。
等離子控制次程序390至少包含用于設(shè)定低與高頻率RF電力位階的程序代碼，與用于設(shè)定所使用的低頻率RF頻率，其中該低與高頻率RF電力位階是被施加至處理室中的制程電極。類似于前述處理室組件次程序的是，等離子控制次程序390是由室管理件次程序377a所激活，且其操作可以在制程過程中根據(jù)自發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)216所接收的指令來修正。
以上反應(yīng)器描述主要是為了示范目的用，且本發(fā)明方法并不限定于任何特定設(shè)備或任何特定等離子激化方法。
以上根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例有關(guān)于程序代碼如何實(shí)施膜層的處理的概述是如圖4的流程圖所示。在區(qū)塊404，是在處理室中形成等離子；并且，在區(qū)塊408，制程氣體是流入處理室中。在制程過程中膜層的垂直輪廓是利用預(yù)設(shè)的算法而被控制，如區(qū)塊412所示。在區(qū)塊416，參數(shù)在制程過程中是被監(jiān)控，例如制程參數(shù)或膜層性質(zhì)參數(shù)。例如，這樣的參數(shù)可以藉由使用反射儀與/或橢圓儀量測(cè)而被監(jiān)控。在區(qū)塊420，制程條件可以根據(jù)參數(shù)之間關(guān)系、所希望膜層的光學(xué)性質(zhì)與目前制程條件而被改變。這樣的關(guān)系的辨識(shí)可以藉由例如施加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基底學(xué)習(xí)算法以提供回饋與/或前饋信息(區(qū)塊424)來達(dá)到。一旦形成膜層，膜層可以被退火(區(qū)塊428)，通常是退火于800-1100℃的溫度。
這樣的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基底算法可以使用圖案辨識(shí)算法以辨識(shí)哪制程條件的值可以最有效地達(dá)到所希望的沉積膜層的性質(zhì)。在圖案辨識(shí)算法的特定實(shí)施中，可靠性因此藉由以一組有保證的數(shù)據(jù)來發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220而被確保，其中該數(shù)據(jù)是對(duì)所沉積膜層的性質(zhì)影響的不同因素負(fù)責(zé)，如同特定量測(cè)參數(shù)所定義者。以下將詳細(xì)地討論這些數(shù)據(jù)的一些實(shí)例。尤其，是使用不同樣本制程條件以實(shí)驗(yàn)性地決定對(duì)膜層性質(zhì)(例如光學(xué)膜層性質(zhì))的效應(yīng)。對(duì)應(yīng)于膜層性質(zhì)的可量測(cè)參數(shù)與制程條件之間的結(jié)果關(guān)系是用以發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)220。結(jié)果被儲(chǔ)存在知識(shí)數(shù)據(jù)庫224中以待當(dāng)評(píng)估系統(tǒng)220呈現(xiàn)以新數(shù)據(jù)而被使用。在已知值之間內(nèi)插與以新結(jié)果修正知識(shí)數(shù)據(jù)庫224的能力使評(píng)估系統(tǒng)220能可靠地決定適當(dāng)?shù)闹瞥虠l件及當(dāng)累積新數(shù)據(jù)時(shí)能自我更正。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以自適應(yīng)的方式作動(dòng)。例如，網(wǎng)絡(luò)能夠以期待得到特定膜層性質(zhì)的特定方式指示室管理件改變制程條件。若膜層性質(zhì)后續(xù)被量測(cè)且被發(fā)現(xiàn)是不同于期待值(例如具有帶大的折射率)，該信息能夠被回饋至網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)接著自我修正而隨著時(shí)間其改善了定義制程條件的精確性。亦可以使用其它發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)的型式。例如，在實(shí)施例中，發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)至少包含專家系統(tǒng)。在其它實(shí)施例中，亦有該技藝人士熟知的人工智能系統(tǒng)被適用于本文描述的功能。
示范性膜層沉積結(jié)果許多實(shí)驗(yàn)已經(jīng)被實(shí)施以說明可被發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)使用的效應(yīng)。結(jié)果是使用未摻雜硅玻璃(USG)的沉積而針對(duì)實(shí)驗(yàn)被特別地呈現(xiàn)，且本案發(fā)明人已經(jīng)證實(shí)對(duì)于摻雜硅玻璃(包括磷硅玻璃(PSG)與溴磷硅玻璃(BPSG))的沉積存在有類似的趨勢(shì)。在以下揭示的特定實(shí)施例中，是使用USG、PSG與BPSG的組合來形成光波導(dǎo)。
與第5-7C圖關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)是被執(zhí)行以于類似狀態(tài)下在200mm硅晶圓上沉積USG。前驅(qū)物氣體SiH4與N2O是在相同電源、壓力與基材溫度狀態(tài)下以實(shí)質(zhì)上相同流率被供給至處理室。在每一實(shí)驗(yàn)中，是針對(duì)不同沉積時(shí)間執(zhí)行一些次數(shù)，且所沉積膜層的性質(zhì)是被量測(cè)。
圖5與第6A-6C圖的結(jié)果繪示了折射率、沉積速率與當(dāng)靜態(tài)沉積狀態(tài)時(shí)所沉積膜層應(yīng)力的趨勢(shì)。這些結(jié)果證明了在真實(shí)制程條件下，在制程條件、所量測(cè)參數(shù)與膜層的光學(xué)性質(zhì)之間具有復(fù)雜的相互影響作用。圖5顯示的數(shù)據(jù)是摘要出一些結(jié)果，且是藉由量測(cè)介于750mm與23000mm之間厚度的USG膜層的折射率來得到。折射率是以一提供反射儀數(shù)據(jù)的監(jiān)控裝置來決定，且厚度是以提供橢圓儀數(shù)據(jù)的監(jiān)控裝置來決定。是繪示有平均折射率值(鉆石形)與1-σ標(biāo)準(zhǔn)差值(方塊形)。左方縱坐標(biāo)是指量測(cè)值的絕對(duì)值，且右方縱坐標(biāo)是指自RI＝1.4585的參考值的相對(duì)變化。如同所示者，折射率顯示出隨著膜層厚度而大致上增加的趨勢(shì)。增加的大小是在超過15000nm的厚度增加約為ΔRI＝0.0025。以電子應(yīng)用而言，這樣的折射率變化將遠(yuǎn)超過可接受者，但是對(duì)于光學(xué)應(yīng)用的效能具有不利的影響。比靜態(tài)沉積參數(shù)對(duì)于折射率更精確的控制是以本發(fā)明實(shí)施例中發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)所提供。
圖6A-6C提供了作為沉積時(shí)間函數(shù)的沉積速率、折射率與應(yīng)力的個(gè)別結(jié)果。數(shù)據(jù)是被收集于兩不同速率上，該兩不同速率是被標(biāo)示為”Date 1”與”Date 2”，其中”Date 1”在三個(gè)圖中是以圓形來顯示，而”Date 2”在三個(gè)圖中是以方塊形來顯示。在所有情況中，數(shù)據(jù)是使用實(shí)心符號(hào)來顯示，而對(duì)于圖6A與圖6B顯示的沉積速率與折射率結(jié)果，1-σ標(biāo)準(zhǔn)差結(jié)果是以空心符號(hào)來顯示。這樣的1-σ結(jié)果是被直接提供予圖6B的折射率結(jié)果，但是與膜層差異相關(guān)聯(lián)以供予圖6A的沉積速率結(jié)果。此外，所有結(jié)果包括一些標(biāo)示為”2nd膜層”的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于完成第一膜層沉積的后而形成在第一膜層上的第二膜層，因此就某種意義而言，第二膜層的沉積可以被視為第一膜層沉積的延伸，且其反應(yīng)于數(shù)據(jù)中。
圖6A、6B、6C的結(jié)果為數(shù)據(jù)的實(shí)例，其中數(shù)據(jù)是在具有膜層性質(zhì)的相關(guān)聯(lián)條件下被提供以發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)顯示了增加沉積速率、增加折射率、與當(dāng)所沉積膜層厚度增加時(shí)減少壓縮應(yīng)力的清楚趨勢(shì)。這些差異趨勢(shì)可以被解釋為導(dǎo)因于在沉積過程中當(dāng)膜層成長時(shí)有效等離子RF電力的減少。因此，一旦評(píng)估系統(tǒng)被發(fā)展了，其藉由在沉積過程中改變制程條件而響應(yīng)以解釋效應(yīng)。在一實(shí)施例中，發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)在沉積過程中實(shí)施了功率步長程序，因此等離子RF電力增加了以解釋其在膜層成長過程中有效減少。這樣的功率步長可以非連續(xù)地被執(zhí)行或連續(xù)性地被執(zhí)行，且在此顯示出的結(jié)果證明了在此描述的控制機(jī)制的有效性。當(dāng)然，可了解的是，這樣的功率步長實(shí)例僅為示范說明用，許多其它在制程參數(shù)上不同型式的變化可以被應(yīng)用在其它實(shí)施例中。
圖7A-7C的不同參數(shù)的結(jié)果是繪示出實(shí)施功率步長的成功性。這些結(jié)果是被顯示為圖6A-6C中靜態(tài)制程條件下結(jié)果的對(duì)等物，其中圖7A顯示了沉積速率作為沉積時(shí)間函數(shù)的結(jié)果，圖7B顯示了折射率作為沉積時(shí)間函數(shù)的結(jié)果，圖7C顯示了應(yīng)力作為沉積時(shí)間函數(shù)的結(jié)果。沉積速率為制程參數(shù)的例子，且折射率為膜層性質(zhì)參數(shù)的例子。在每一圖中，實(shí)心鉆石形用以顯示使用靜態(tài)制程條件而沉積的結(jié)果以作為比較，且空心圓形用以顯示使用非連續(xù)功率步長而沉積的結(jié)果。RF功率步長是使用了四個(gè)步長，分別為(P0-5％)、P0、(P0+5％)、(P0+10％)，其中P0為使用于產(chǎn)生圖6A-6C的靜態(tài)RF功率步長。電力是被步進(jìn)于160秒的固定間隔。
如圖7A所示，這樣的一個(gè)功率步長造成了約13000/min的約恒定沉積速率。當(dāng)與使用靜態(tài)制程條件而產(chǎn)生的增加的沉積速率比較時(shí)，該恒定性是尤其值得注意的。圖7B額外地顯示出功率步長所沉積膜層的折射率可以比靜態(tài)制程狀態(tài)更能夠緊密地被限制住。例如，圖7B顯示出對(duì)于靜態(tài)制程狀態(tài)約0.0013的折射率差異，但是當(dāng)使用功率步長時(shí)顯示出小于0.0003的差異。此外，當(dāng)使用功率步長時(shí)，應(yīng)力差異是降低了，如同圖7C中與靜態(tài)制程狀態(tài)的結(jié)果來比較所顯示者。
圖7A-7C中結(jié)果大致上顯示了制程條件上有利的變化可以藉由圖6A-6C數(shù)據(jù)獲得的發(fā)展信息的型式直接來達(dá)到。甚至可以藉由持續(xù)地調(diào)整RF功率位階(而非使用非連續(xù)步長)而更嚴(yán)格地控制參數(shù)。另外，該緊密的控制可以藉由使用發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)提供的其它制程條件(例如基材溫度、前驅(qū)物流量程度、壓力等等)的回饋來進(jìn)行。再者，可以執(zhí)行發(fā)展使得其它參數(shù)可以被監(jiān)控且被用于改變制程條件。這可包括制程參數(shù)(例如等離子偵測(cè)法所提供者)，且可包括除了折射率的外的其它膜層性質(zhì)參數(shù)。
而且，圖7A-7C已經(jīng)被呈現(xiàn)以繪示出維持參數(shù)的恒定值，而在替代的實(shí)施例中，制程條件是藉由發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)而被控制以達(dá)到膜層中參數(shù)的特定希望的差異。例如，在許多光波導(dǎo)應(yīng)用中，核心的折射率RIcore與包覆層的折射率RIclad皆較佳為恒定值，且RIclad＜RIcore。這樣的光波導(dǎo)一般被稱為”步階-折射率”波導(dǎo)。然而，在其它應(yīng)用中，較佳是形成“漸進(jìn)-折射率”波導(dǎo)，其中核心的折射率RIcore會(huì)改變。在一應(yīng)用中，半徑為rcore的核心的折射率的所希望差異大約是以方程式RIcore=RIcore(0)1-2RIcore(0)-RIcladRIclad(r/rcore)2]]>來表示而作為通過核心的半徑r的函數(shù)。在波導(dǎo)中這樣的一個(gè)特定漸進(jìn)-折射率差異能夠以本發(fā)明實(shí)施例提供的回饋來達(dá)到，且不容易以靜態(tài)制程狀態(tài)來實(shí)施。
在一特定實(shí)施例中，本發(fā)明的方法與系統(tǒng)是用以形成具有圖1B結(jié)構(gòu)的光波導(dǎo)。下方包覆層106至少包含USG膜層，其是形成在硅基材112上而以SiH4與N2O為前驅(qū)物氣體。核心104至少包含PSG，其是以SiH4、N2O與PH3前驅(qū)物氣體來形成。上方包覆層102至少包含BPSG，其是以SiH4、N2O、PH3與B2H6前驅(qū)物氣體來形成。下方包覆層、核心與上方包覆層的每一者已經(jīng)狹隘地限制住藉由發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)所建立的折射率。典型的厚度為USG下方包覆層約15μm、PSG核心約7μm、BPSG上方包覆層約15μm。
在閱讀過以上描述之后，熟習(xí)該技藝的人士可在不脫離本發(fā)明精神下進(jìn)行其它變更。例如，雖然本發(fā)明是針對(duì)等離子沉積制程進(jìn)行詳細(xì)描述，本發(fā)明原理亦可以被應(yīng)用于其它非等離子沉積制程(例如MOCVD制程)。而且，雖然本文描述是著重于含硅的厚膜層的沉積，本發(fā)明的方法與系統(tǒng)亦可以被應(yīng)用于非含硅的厚膜層的沉積(例如III-V與/或II-VI族半導(dǎo)體厚膜層)。這些均等物與替代方式亦被包括于本發(fā)明范圍之中。因此，本發(fā)明的范圍不應(yīng)僅受限于所描述的實(shí)施例，而應(yīng)由權(quán)利要求來定義。
權(quán)利要求
1.一種用于處理處理室中基材上方膜層的方法，該方法至少包含下列步驟根據(jù)設(shè)定有制程條件的預(yù)設(shè)算法將制程氣體流入該處理室中，其中該制程氣體是適用于處理位于該基材上方的該膜層；在處理膜層厚度超過3μm的過程中監(jiān)控參數(shù)；以及根據(jù)參數(shù)值、膜層的光學(xué)性質(zhì)與該些制程條件之間的關(guān)系改變?cè)撔┲瞥虠l件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法更包含自該制程氣體于該處理室中形成等離子的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中監(jiān)控該參數(shù)至少包含在處理膜層厚度超過5μm的過程中監(jiān)控該參數(shù)的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該預(yù)設(shè)算法是被最佳化以控制該膜層的垂直輪廓。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該預(yù)設(shè)算法是被最佳化以控制該膜層的水平輪廓。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中改變?cè)撔┲瞥虠l件是被執(zhí)行以響應(yīng)于該參數(shù)的改變。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該參數(shù)至少包含制程參數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該參數(shù)至少包含膜層性質(zhì)參數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該參數(shù)至少包含反射儀量測(cè)值。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該參數(shù)至少包含橢圓儀量測(cè)值。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該參數(shù)至少包含該膜層的應(yīng)力均勻性。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中改變?cè)撔┲瞥虪顥l件藉由一發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)(trained evaluation system)而被執(zhí)行。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)至少包含專家系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)至少包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中改變?cè)撔┲瞥虠l件是被執(zhí)行以在處理該膜層過程中維持該膜層光學(xué)性質(zhì)的實(shí)質(zhì)上恒定值。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中改變?cè)撔┲瞥虠l件是被執(zhí)行以在處理該膜層過程中經(jīng)由該膜層光學(xué)性質(zhì)的所欲差異來沉積該膜層。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該制程氣體至少包含含硅氣體與含氧氣體。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中處理該膜層至少包含沉積該膜層。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中處理該膜層至少包含蝕刻該膜層。
20.如權(quán)利要求1所述的方法，該方法更包含將該膜層退火。
21.一種用于在處理室中的基材上方形成光波導(dǎo)的方法，該方法至少包含下列步驟在該處理室中形成等離子；根據(jù)設(shè)定有制程條件的預(yù)設(shè)算法將含硅氣體與含氧氣體流入該處理室，以在該基材上形成膜層；在處理膜層厚度超過3μm的過程中是監(jiān)控該膜層的折射率值；以及根據(jù)該折射率值與該些制程條件之間的關(guān)系來改變?cè)撔┲瞥虠l件。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中監(jiān)控該折射率值的步驟至少包含在處理膜層厚度超過5μm的過程中監(jiān)控該膜層的該折射率值。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該預(yù)設(shè)算法是被最佳化以控制該膜層的垂直輪廓。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中該預(yù)設(shè)算法是被最佳化以控制該膜層的水平輪廓。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中改變?cè)撔┲瞥虠l件是藉由發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)而被執(zhí)行。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)至少包含專家系統(tǒng)。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其中該發(fā)展評(píng)估系統(tǒng)至少包含神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
28.如權(quán)利要求21所述的方法，其中改變?cè)撔┲瞥虠l件是被執(zhí)行以在沉積過程中維持該折射率值的實(shí)質(zhì)上恒定值。
29.如權(quán)利要求21所述的方法，其中改變?cè)撔┲瞥虠l件是被執(zhí)行以在沉積過程中經(jīng)由該折射率值的所欲差異來沉積該膜層。
30.如權(quán)利要求21所述的方法，其中改變?cè)撔┲瞥虠l件的步驟至少包含增加用于維持該等離子的RF電源。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中該RF電源是被非連續(xù)性地增加。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中該RF電源是被持續(xù)性地增加。
33.如權(quán)利要求21所述的方法，其更包含將該膜層退火。
34.一種厚膜層制程系統(tǒng)，至少包含殼體，定義出處理室；等離子生成系統(tǒng)，被操作地耦接至該處理室；基材支撐件，用以在基材處理過程中固持基材；氣體輸送系統(tǒng)，用以引導(dǎo)氣體進(jìn)入該處理室；壓力控制系統(tǒng)，用以在該處理室中維持選定壓力；感應(yīng)器，用以在該處理室內(nèi)的處理過程中監(jiān)控參數(shù)；控制器，用以控制該等離子生成系統(tǒng)、該氣體輸送系統(tǒng)、該感應(yīng)器與該壓力控制系統(tǒng)；以及存儲(chǔ)器，與該控制器耦接，該存儲(chǔ)器至少包含一計(jì)算機(jī)可讀媒體，該計(jì)算機(jī)可讀媒體具有內(nèi)嵌其中的計(jì)算機(jī)可讀程序，用以指示該厚膜層制程系統(tǒng)的操作，其中該計(jì)算機(jī)可讀程序包括數(shù)個(gè)控制該等離子生成系統(tǒng)以在該處理室中形成一等離子的指令；數(shù)個(gè)控制該氣體輸送系統(tǒng)以根據(jù)設(shè)定有制程條件的預(yù)設(shè)算法將制程氣體流動(dòng)的指令，其中該制程氣體是適用以在該基材上沉積該膜層；數(shù)個(gè)控制該感應(yīng)器以在處理膜層厚度超過3μm的過程中監(jiān)控該參數(shù)的指令；以及數(shù)個(gè)根據(jù)參數(shù)值、膜層的光學(xué)性質(zhì)與該些制程條件之間的關(guān)系來改變?cè)撔┲瞥虠l件的指令。
35.如權(quán)利要求34所述的厚膜層制程系統(tǒng)，其中監(jiān)控該參數(shù)的所述指令至少包含數(shù)個(gè)用于在處理膜層厚度超過3μm時(shí)監(jiān)控參數(shù)的指令。
36.如權(quán)利要求34所述的厚膜層制程系統(tǒng)，其中該預(yù)設(shè)算法是被最佳化以控制該膜層的垂直輪廓。
37.如權(quán)利要求34所述的厚膜層制程系統(tǒng)，其中該預(yù)設(shè)算法是被最佳化以控制該膜層的水平輪廓。
38.如權(quán)利要求34所述的厚膜層制程系統(tǒng)，其中所述改變?cè)撔┲瞥虠l件的指令是被執(zhí)行以響應(yīng)于該參數(shù)的改變。
39.如權(quán)利要求34所述的厚膜層制程系統(tǒng)，其中該感應(yīng)器至少包含反射儀。
40.如權(quán)利要求34所述的厚膜層制程系統(tǒng)，其中該感應(yīng)器至少包含橢圓儀。
41.如權(quán)利要求34所述的厚膜層制程系統(tǒng)，其中該感應(yīng)器是用以量測(cè)該膜層的應(yīng)力。
42.如權(quán)利要求34所述的厚膜層制程系統(tǒng)，其中所述改變?cè)撔┲瞥虠l件的指令是被執(zhí)行以在沉積該膜層過程中維持該膜層光學(xué)性質(zhì)的實(shí)質(zhì)上恒定值。
43.如權(quán)利要求34所述的厚膜層制程系統(tǒng)，其中所述改變?cè)撔┲瞥虠l件的指令是被執(zhí)行以經(jīng)由該膜層光學(xué)性質(zhì)的所欲差異來沉積該膜層。
全文摘要
本發(fā)明是提供使用等離子沉積來處理位于處理室中基材上方的膜層的方法與系統(tǒng)。等離子是被形成在處理室中，而且適用于處理膜層的制程氣體混合物是在一組制程條件下流入處理室中。制程氣體混合物可以包括含硅氣體與含氧氣體以沉積硅玻璃，其在某些狀況中亦可以被摻雜以獲得特定所欲的光學(xué)性質(zhì)。在處理膜層過程中是監(jiān)控參數(shù)，使得該些制程條件可以根據(jù)參數(shù)值、膜層的光學(xué)性質(zhì)與該些制程條件之間的關(guān)系而被改變。
文檔編號(hào)G02B6/132GK1947215SQ200580012179
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者S·孫, C·馬克, K·勞 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司