專利名稱：等離子體處理系統(tǒng)中的整合階梯式統(tǒng)計過程控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于提高在襯底上制造集成電路的效率的設備和方法，這種襯底例如在IC制造中使用的半導體襯底或在平板顯示器制造中使用的玻璃板。具體而言，本發(fā)明涉及將階梯式統(tǒng)計處理功能整合到等離子體處理系統(tǒng)環(huán)境中的設備和方法，以使制造、安裝、檢驗(qualifying)、維護、和/或升級等離子體處理系統(tǒng)更有效。
背景技術：
等離子體處理系統(tǒng)已使用了相當一段時間。這些年來，已經在不同程度上引入并采用了使用感應耦合等離子體源、電子回旋共振(electron cyclotron resonance，縮寫為ECR)源、電容源、和類似物等的離子體處理系統(tǒng)，以處理半導體襯底和玻璃板。在處理期間，典型地采用多個沉積和/或蝕刻步驟。在沉積期間，將材料沉積到襯底表面(例如玻璃板或晶片表面)上。例如，包含各種形式的硅、二氧化硅、金屬、和類似物的沉積層可在襯底表面上形成。相反，可采用蝕刻來有選擇地從襯底表面上的預定區(qū)域去除材料。例如，可在襯底的各層中形成例如通孔、觸點、或溝槽等蝕刻特征。在沉積和蝕刻應用中，可執(zhí)行多個步驟，以在一個或多個層中獲得材料的適當沉積和/或可接受的蝕刻特性。
當集成電路變得更復雜且其操作速度提高時，電路設計者將更大數(shù)目的器件(例如晶體管、電阻器、電容器、和類似物等)封裝到襯底上的更小的區(qū)域內。并且，為了獲得更高的速度，電路設計者頻繁地利用特殊并昂貴的材料來沉積和/或蝕刻用于形成最終的IC的層。為了滿足這些需要，就制造和操作而言，等離子體處理系統(tǒng)也變得很復雜和昂貴。
在半導體工業(yè)中，給定等離子體處理系統(tǒng)的所有權成本(thecost of ownership，銷售成本)對于等離子體設備出售者和IC制造者都是主要問題。簡單地講，就獲得和操作每單位產品(例如，成功處理的每個襯底)的等離子體處理系統(tǒng)所花費的時間、勞動強度、和金錢而言，給定等離子體處理系統(tǒng)的所有權成本可視作成本。
對于設備出售者，降低所有權成本的一種方式是減少與制造、安裝、和檢驗用于生產的等離子體處理系統(tǒng)有關的時間和勞動強度。例如，設備出售者努力使生產滿足特定系統(tǒng)規(guī)格的等離子體處理系統(tǒng)所需要的時間和勞動強度最小。在安裝過程中，設備出售者也試圖使在將所制造的等離子體處理設備的各個部件安裝到客戶位置處的工作單元中涉及的時間和勞動強度最小。在檢驗過程中，設備出售者努力使確保所安裝的等離子體處理系統(tǒng)能滿意地執(zhí)行客戶/IC制造者所需要的特定過程所需要的時間和勞動強度最小。通過減少制造、安裝、和檢驗用于生產的等離子體處理系統(tǒng)所需要的時間和勞動強度，設備出售者能降低系統(tǒng)獲得成本，且能夠將所節(jié)約的成本的一些或全部傳遞給其客戶(即，購買用于制造IC的等離子體系統(tǒng)的IC制造者)，從而降低了等離子體處理系統(tǒng)的所有權成本。
在將給定等離子體處理系統(tǒng)投入生產使用后，進一步降低等離子體處理系統(tǒng)的所有權成本的一種方式是提高產量，即，提高任一給定時間段成功處理的襯底的數(shù)量。在此方法中，將獲得等離子體處理系統(tǒng)的成本視作沉入成本(sunk cost)，且如果能優(yōu)化該等離子體處理系統(tǒng)，以每單位時間制造更大量的商業(yè)上可接受的已處理襯底，則降低了制造每個商業(yè)上可接受的已處理襯底的實際成本。
進一步降低所有權成本的另一方式是提高等離子體處理系統(tǒng)的使用，例如，通過使系統(tǒng)不生產進行維護和/或升級的時間最小以便可使用系統(tǒng)在百分比更大的時間內進行生產。由于與例如清潔等離子體處理室、診斷和更換破損部分、和為隨后的生產使用進行維護后重新檢驗系統(tǒng)的過程是非常耗時的，所以維護是個大問題。在某種意義上，使等離子體處理系統(tǒng)保持情況良好和使IC瑕疵數(shù)最小的某種維護是不可避免的。然而，不必要的維護不必要地減少了采用給定系統(tǒng)進行生產的時間。更糟的是，對某些系統(tǒng)的不正確的維護步驟和/或間隔可導致對等離子體處理系統(tǒng)的嚴重損壞和/或損壞很多昂貴的襯底。
在計量學中，設備出售者和類似的IC制造者檢查已處理的襯底，以尋找不可接受的瑕疵，并將從這樣的檢查得到的信息作為制造、安裝、檢驗、操作、和升級過程中的反饋。例如，可作為系統(tǒng)制造過程的一部分對一個或多個襯底進行處理，以使得設備出售者能檢查已處理的襯底，和確定所制造的等離子體處理系統(tǒng)是否復合預定的系統(tǒng)規(guī)格。又例如，在將所制造的等離子體處理系統(tǒng)的各個部件運送到客戶位置并重新安裝后，可在其中處理一個或多個襯底，且可檢查已處理的襯底，以確定等離子體處理系統(tǒng)是否已經正確地安裝在客戶位置。再例如，在特定過程方法的檢驗周期中，可處理一個或多個襯底，以使得程序工程師能確定等離子體處理系統(tǒng)是否能令人滿意地符合預定系統(tǒng)規(guī)格。如果襯底顯示不可接受的瑕疵等級，則可約請專家來檢修等離子體系統(tǒng)和處理襯底的周期，且可繼續(xù)檢查已處理的襯底，根據從已處理的襯底得到的數(shù)據檢修等離子體處理系統(tǒng)，直到使等離子體處理系統(tǒng)符合規(guī)格并認為對生產使用是滿意的為止。
盡管已處理的襯底可供給在等離子體處理系統(tǒng)的制造、安裝、和檢驗中有用的某些數(shù)據，但是仍存在與主要依賴于襯底數(shù)據來指導制造、安裝、和檢驗過程的缺點。例如，如果一過程包括多個步驟，每個步驟都具有自己的氣體混合物、氣體壓力、RF電壓和動力調整、和持續(xù)時間，則通過檢查后加工的襯底，難以準確地確定，哪個步驟中的哪個參數(shù)不符合規(guī)格，從而可能是瑕疵源。在計量學中，人們可回頭查閱日志文件來獲得更多的信息，但是此過程不是整合的，且在發(fā)現(xiàn)問題之前需要一個或多個晶片生產(且可能生產一個或多個晶片)。
并且，處理襯底、檢查已處理的襯底、和根據從已處理的襯底獲得的數(shù)據檢修等離子體處理系統(tǒng)的整個周期可花費大量時間。如果需要多個周期來糾正制造、安裝、或檢驗問題，則多個周期時間增加了使等離子體處理系統(tǒng)在生產線上進行生產所需要的總時間和勞動強度，從而即使在產生單個IC之前，也造成所有權成本較高。
一旦將等離子體處理系統(tǒng)置于生產中，就周期性地檢查由等離子體處理系統(tǒng)輸出的已處理襯底，以獲得關于系統(tǒng)性能的信息。盡管設備制造者試圖在問題出現(xiàn)之前創(chuàng)建清潔和/或更換部件的維護時間表，但有時仍會發(fā)生設備故障。由于原襯底、已處理襯底、和等離子體處理系統(tǒng)都是昂貴的，所以促使IC制造者盡可能迅速地檢測故障，使對襯底和/或等離子體系統(tǒng)的其它子系統(tǒng)的進一步的損害最小，并糾正已發(fā)現(xiàn)的故障，使等離子體處理系統(tǒng)迅速恢復在線。
在典型的情況下，一旦確定已處理的襯底包含不可接受的大量瑕疵，則可約請專家來檢修等離子體處理系統(tǒng)。有經驗的專家根據其經驗和從有瑕疵的襯底獲得的數(shù)據，能相當精確地猜到可能的瑕疵源，并執(zhí)行適當?shù)木S護步驟來解決這些可能的缺陷源。一旦執(zhí)行了維護步驟，則可處理一個或多個襯底，且可再次檢查輸出襯底，以確定是否已經糾正了瑕疵。如果它們繼續(xù)存在，則可執(zhí)行其它維護步驟，且可處理其它襯底，以再次確定是否已經糾正了瑕疵。
有時，IC制造者和/或系統(tǒng)出售者可能希望升級等離子體處理系統(tǒng)的硬件和/或軟件，以解決問題或提高系統(tǒng)能力。一旦安裝了新硬件和/或軟件，通常，通過最新升級的等離子體處理系統(tǒng)生產一批或多批襯底，以檢查已處理的襯底，確保升級的等離子體處理系統(tǒng)如所設計的那樣工作。
再者，盡管已處理的襯底能提供在監(jiān)控在安裝的和/或升級的等離子體處理系統(tǒng)中IC的生產中有用的某些數(shù)據，也存在與主要依賴于襯底數(shù)據來指導等離子體處理系統(tǒng)的操作和/或維護有關的缺點。如前面的實例中所討論的，如果過程涉及多個步驟，每個步驟都具有自己的氣體混合物、氣體壓力、RF電壓和動力調整、和持續(xù)時間，則通過檢查后加工的襯底，難以準確地確定，哪個步驟中的哪個參數(shù)不符合規(guī)格，從而可能是瑕疵源。并且，處理襯底、檢查已處理的襯底、和根據從已處理的襯底獲得的數(shù)據檢修等離子體處理系統(tǒng)可能花費大量時間。如果需要多個周期，則多個周期時間增加了修復故障和使等離子體處理系統(tǒng)恢復在線進行生產使用所需要的總時間和勞動強度，從而造成每個成功處理的襯底的平均成本更高。
鑒于上述，提供了一種理想的改進設備和方法，用于提高制造、安裝、檢驗、操作、維護、和/或升級等離子體處理系統(tǒng)的過程中的效率。

發(fā)明內容
在一個實施例中，本發(fā)明涉及一種用于控制具有室的等離子體處理系統(tǒng)，該室用于處理襯底。該方法包括在室內設置第一傳感器，該第一傳感器用于在處理期間監(jiān)控室內的第一參數(shù)和用于輸出第一數(shù)據。該方法還包括提供用于分析從傳感器獲得的第一數(shù)據的邏輯電路，該分析在處理期間執(zhí)行。如果第一數(shù)據表示處理有錯誤，則該方法包括輸出響應于該分析的第一信號。
在另一實施例中，本發(fā)明涉及用于控制具有室的等離子體處理系統(tǒng)的自動程序控制系統(tǒng)，該室用于處理襯底。自動程序控制系統(tǒng)包括設置在室中的第一傳感器，該第一傳感器用于對與至少部分設置在室內的結構有關的第一參數(shù)進行第一組測量。在處理襯底期間執(zhí)行第一組測量。自動程序控制系統(tǒng)還包括邏輯電路，該邏輯電路被耦合以接收來自第一傳感器的第一組測量結果。第一邏輯電路用于在處理期間分析第一組測量結果。也包括第二邏輯電路，該邏輯電路被耦合以接收來自第一傳感器的第一信號，且如果第一信號表示處理有錯誤，則在完成處理之前停止處理。
下面將結合附圖和本發(fā)明的詳細描述更詳細地描述本發(fā)明的這些和其它特點。


實施例用于說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明進行不當?shù)南拗?，在附圖中，相同標號表示相同的部件，其中圖1是描述現(xiàn)有技術如何使用統(tǒng)計過程控制(SPC)的現(xiàn)有技術示意圖。
圖2A是簡化圖，示出了根據本發(fā)明的一個方面，在制造、安裝、檢驗、操作、維護、和升級過程中，SPC到各個步驟的整合階梯式應用。
圖2B是簡化圖，示出了根據本發(fā)明的一方面，SPC到生產流程的各個步驟的整合階梯式應用。
圖3示出了根據本發(fā)明的一方面的用于改進的自動控制系統(tǒng)(ACS)的邏輯電路圖，該ACS與本發(fā)明的IS-SPC整合在一起。
圖4A至圖4C示出用于IS-SPC使用的三個典型測試方法以及期望值的不同表格。
圖5示出了根據本發(fā)明的一個實施例，數(shù)據收集是如何在采用IS-SPC的等離子體處理系統(tǒng)中執(zhí)行的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參看在附圖中示出的根據本發(fā)明的多個優(yōu)選實施例詳細描述本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對本發(fā)明的透徹理解，闡述了許多具體細節(jié)。然而，對本領域技術人員而言顯而易見的是，本發(fā)明沒有這些具體細節(jié)的一些或全部也可實施。在其它實例下，為了避免不必要地模糊本發(fā)明，沒有詳細描述眾所周知的過程步驟和/或結構。
為了便于討論本發(fā)明的優(yōu)點，圖1示出了描述現(xiàn)有技術中如何使用統(tǒng)計過程控制(statistical process control，縮寫為SPC)的現(xiàn)有技術示意圖。一般而言，SPC在現(xiàn)有技術中應用于后生產襯底和伴隨后生產襯底的數(shù)據日志文件。參看圖1，示出了襯底102、104、和110，表示大量襯底中的多個襯底。襯底102、104、和110通常是所生產的晶片，將在等離子體系統(tǒng)112中進行處理，以產生處理過的襯底122、124、和130。隨后利用處理過的襯底122、124、和130產生所完成的IC或平板產品。數(shù)據日志文件140作為襯底處理部分產生。
在典型的現(xiàn)有技術實例中，將SPC應用于數(shù)據日志文件140，在處理每組襯底(其可具有10、20、或50個襯底)后輸出該數(shù)據日志文件140。在某些切割邊緣的現(xiàn)有技術系統(tǒng)中，在通過等離子體處理系統(tǒng)112完成每個襯底的處理時，甚至可以一個襯底接一個襯底地執(zhí)行SPC。通過檢查后生產襯底，可能確定處理過的襯底是否包含數(shù)量不可接受的瑕疵。如果檢測到數(shù)量不可接受的瑕疵，則可檢查后生產數(shù)據日志文件，以更好地理解瑕疵的原因。
如所述的，在理想情況下，有經驗的專家能十分迅速地減少造成瑕疵的原因，并能采取適當?shù)募m正措施，例如適當?shù)木S護步驟或某些子系統(tǒng)的更換。一旦采取了糾正措施，則處理新的生產襯底，并再次檢查處理過的襯底以及其數(shù)據日志文件，以確定是否已經糾正問題。如果問題繼續(xù)存在，則可采取其它糾正措施，且在整個周期重復，直到問題得到矯正。
這里，本發(fā)明人已觀察到，現(xiàn)有技術方法具有某些固有的缺點。例如，在后生產數(shù)據日志文件和后生產襯底上整合SPC系統(tǒng)對于IC制造者來說通常是漫長而艱難的過程。一旦運送、安裝、和檢驗等離子體處理系統(tǒng)，則客戶/IC制造者必須處理足夠多的樣本襯底，以產生足夠多的參考數(shù)據，從而對后生產襯底和數(shù)據日志文件執(zhí)行SPC系統(tǒng)。并且，由于在后生產數(shù)據上執(zhí)行SPC系統(tǒng)需要使用經過培訓的員工來實現(xiàn)適當?shù)挠嬎悱h(huán)境、管理數(shù)據庫、以及操縱過程方法以獲得必要數(shù)據，并將數(shù)據日志文件與SPC系統(tǒng)整合在一起，所以即使已經證明等離子體處理系統(tǒng)對于生產是合格的，也通常需要大量等待時間和勞動強度來實現(xiàn)附加SPC系統(tǒng)。對于客戶/IC制造者而言，由于上述計算環(huán)境的實現(xiàn)、數(shù)據庫的管理、和將SPC與日志文件輸出整合一般不是IC制造者的核心能力，所以負擔是相當重的。
更重要地，由于現(xiàn)有技術在后產生數(shù)據上應用SPC，所以如果在處理一個襯底或許多或一批襯底時存在問題，則這種問題直到下一次將SPC應用于后產生襯底或數(shù)據時才被檢測到。根據SPC在現(xiàn)有技術中是每隔多久就被應用的，這可導致在檢測到問題之前一個、一打、多打生產晶片被損壞。由于生產晶片、用于其處理的處理氣體、以及等離子體系統(tǒng)運行時間是昂貴的，所以現(xiàn)有技術方法還有很多有待改進之處。
并且，即使現(xiàn)有技術在完成每個襯底的處理后以襯底為基礎應用SPC，后生產SPC方法意味著至少一個襯底將必須通過有缺陷的處理周期，從而在檢測到問題之前被損壞。由于生產晶片是昂貴的，所以即使毀壞一個生產晶片也是不希望的。再者，如果問題在處理周期中一個較早的步驟中出現(xiàn)，則直到完成整個處理周期這種問題才被現(xiàn)有技術后生產SPC方法檢測到。如半導體工業(yè)中的技術人員所理解的，現(xiàn)有技術中檢測和消除生產問題所需要的長周期時間是非常不利的。
更進一步，如果允許過程繼續(xù)直到完成，則給定子系統(tǒng)所存在的問題可能導致對其它子系統(tǒng)造成進一步的損害。這是因為，等離子體處理涉及腐蝕性非常強的氣體、經常是高密度等離子體、以及非常高的電壓和RF功率電平。因此，如果沒有及時停止處理，則一個子系統(tǒng)的故障可能對其它子系統(tǒng)產生多米諾效應。
和將SPC應用于后生產襯底或數(shù)據的現(xiàn)有技術方法相比，圖2A是根據本發(fā)明的一個方面的簡化圖，示出在制造、安裝、檢驗、操作、維護、和升級工藝期間將SPC整合階梯式應用于各個步驟。為了提高數(shù)據粒度，本發(fā)明人認識到，SPC的階梯式應用應優(yōu)選與用于等離子體處理系統(tǒng)自身的自動控制系統(tǒng)整合在一起。這與經由獨立于等離子體處理系統(tǒng)的自動控制機構的附加SPC系統(tǒng)將SPC應用于輸出襯底/數(shù)據的現(xiàn)有技術方法大不相同。
作為術語在本文中使用時，統(tǒng)計分析或統(tǒng)計過程控制(statisticalprocess control，SPC)是指對所測得的參數(shù)或其導出物或所測量的一組參數(shù)的統(tǒng)計行為進行分析，并將這種行為與具有歷史統(tǒng)計限制的行為進行比較。這樣的統(tǒng)計分析或SPC可產生關于所測得的參數(shù)是否在可接受的范圍內或特定子系統(tǒng)或系統(tǒng)是否顯示出表示特定處理狀態(tài)或表示故障或其它問題的行為或趨勢。
SPC的整合階梯式應用在一方面涉及在為了與預定規(guī)格一致而測試室的工藝期間或在處理測試襯底或生產襯底期間對感興趣的各種參數(shù)以高粒度實時或接近實時或大致連續(xù)或周期性地進行記錄和統(tǒng)計分析。舉例來說可使用設置在室中的一個或多個傳感器執(zhí)行記錄，同時舉例來說可使用適當?shù)挠嬎汶娐坊蛴嬎銠C系統(tǒng)執(zhí)行統(tǒng)計分析。
在為了一致性測試室的情形下，不涉及襯底，但是可以一定的方式訓練等離子體處理系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)，以使用SPC方法記錄和統(tǒng)計分析相關參數(shù)。在處理測試襯底的情形下，非生產襯底(其中該襯底是用來降低成本的坯料襯底或便于有效和/或精確測量的特定襯底)通過等離子體系統(tǒng)進行處理。對比是生產襯底的處理，這涉及使用生產襯底來產生在生產完成的IC或平板產品中使用的加工過的襯底。
SPC的階梯式應用是指大致實時或數(shù)據被記錄后不久使用SPC方法對參數(shù)數(shù)據記錄和統(tǒng)計分析，以迅速確定所測得的參數(shù)是否在允許容差內。與其中隨著處理周期的結束而獲得生產數(shù)據日志文件然后將該生產數(shù)據日志文件進行統(tǒng)計分析的現(xiàn)有技術方法相比，SPC的階梯式應用確保了所測得的參數(shù)數(shù)據在處理期間(優(yōu)選在其中發(fā)生測量的相同處理步驟期間)被統(tǒng)計分析，以提高數(shù)據粒度，并使控制系統(tǒng)能與之整合，及時采取行動，以防止對襯底造成不必要的損害或對等離子體處理系統(tǒng)造成潛在損壞。在優(yōu)選實施例中，在每個處理步驟期間對每個參數(shù)進行多次測量，且在進行每個測量后優(yōu)選實時或接近實時執(zhí)行統(tǒng)計分析。
整合是指將階梯式SPC系統(tǒng)嵌入或結合到等離子體處理系統(tǒng)的自動控制機構中。通過將SPC功能整合到系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)中，可能使用階梯式SPC系統(tǒng)的輸出來控制等離子體處理系統(tǒng)的操作(例如，如果檢測到所測得的一個參數(shù)具有嚴重問題，則在處理周期中間立即停止處理)。相反，也可能和/或使用特定方法操縱控制系統(tǒng)，以提高數(shù)據收集和統(tǒng)計分析的效率和/或精度。并且，將SPC功能整合到控制系統(tǒng)中減輕了客戶/IC制造者獲得SPC和統(tǒng)計分析的負擔、獲得分離的SPC的負擔、和與現(xiàn)有技術中所獲得的相同將SPC系統(tǒng)與后生產數(shù)據日志文件整合的負擔。
再參看圖2A，在等離子體處理系統(tǒng)的制造工藝期間，可應用整合到等離子體處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中的本發(fā)明的IS-SPC。這里，即使在撞擊任何等離子體或進行任何工藝之前，可測量子系統(tǒng)和得出測量結果，以建立基線數(shù)據庫和/或測試與預定規(guī)格一致的各種子系統(tǒng)。在測試期間，在每個處理步驟期間，傳感器優(yōu)選多次測量與每個測得的參數(shù)有關的各種統(tǒng)計元素。例如，可打開氣體處理壓力系統(tǒng)，以測量各種氣體壓力的平均值、最大值、最小值、標準偏差等。再例如，可接著打開氦冷卻系統(tǒng)，以測量與箝位電壓、氦流、氦壓力、漏流、冷卻期間的晶片問題等有關的響應。又例如，可接著打開RF系統(tǒng)，以測量前向RF功率、反射的RF功率、RF匹配調諧位置等。當然，這里提到的順序僅為示范性的，為了測量參數(shù)數(shù)據，其它執(zhí)行順序無疑也是可能的。
重要的是指出，以階梯式方式記錄參數(shù)數(shù)據并對其進行統(tǒng)計分析，從而，如果在任何步驟中檢測到任何測量的參數(shù)有統(tǒng)計學上重要的偏差，則可立即停止處理，以消除發(fā)現(xiàn)的問題。由于本發(fā)明的IS-SPC方法與系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)整合，可以為有效的和/或精確的統(tǒng)計測量定制的方式單獨訓練子系統(tǒng)，且更容易停止處理，以分離問題源，且甚至在單個襯底被處理和/或可能被浪費之前立即解決問題。
一旦等離子體處理系統(tǒng)經過沒有等離子體的測試，則可接著撞擊等離子體，以便于隨著開啟等離子體而進行參數(shù)數(shù)據測量和統(tǒng)計分析。根據一個實施例，可使用設計為便于對相關參數(shù)進行有效和精確的記錄和統(tǒng)計分析的一個或多個測試方法處理一個或多個測試襯底。由于本發(fā)明的IS-SPC與系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)整合，所以不需要限制對生產襯底和生產方法的處理。因此，整合有利地允許系統(tǒng)制造者以自動并簡化的方式利用與測試襯底和/或測試方法有關的特定特征，以探測測試下的等離子體處理系統(tǒng)的限制。
所收集和統(tǒng)計分析的參數(shù)數(shù)據可允許系統(tǒng)制造者開發(fā)等離子體系統(tǒng)到其它處理的應用，而不是簡單地測試正在進行的處理的適合性。例如，這允許系統(tǒng)制造者平衡一個等離子體處理系統(tǒng)到多個市場的開發(fā)投資。并且，測試襯底可能比生產襯底便宜得多。另一方面，系統(tǒng)制造者也可根據需要在IS-SPC測試期間采用生產襯底和生產方法。
系統(tǒng)制造者通常在制造期間建立用于各個相關參數(shù)的基線數(shù)據庫。所述基線數(shù)據庫包括可接受的系統(tǒng)性能的期望的數(shù)據范圍，且可為測試襯底/方法組合或生產襯底/方法組合而產生。對于每個數(shù)據參數(shù)，提供了各種期望的統(tǒng)計元素(即，平均值、中值、最大值、最小值、上警戒線、下警戒線等)。基線數(shù)據庫也可包括專業(yè)知識信息，允許SPC邏輯電路迅速診斷故障。例如，在出故障的RF電源的反射的RF功率信號特征中觀察到的特定圖案可在制造工藝期間被記錄，并在基線數(shù)據庫中被提供，以允許SPC邏輯電路在生產期間迅速診斷電源已經出故障。
可在確保安裝正確的安裝工藝期間、在隨后的檢驗、生產、維護、和升級工藝中使用基線數(shù)據庫。一般而言，控制整合IS-SPC邏輯電路或算法、測試襯底、伴隨測試襯底的特定方法、和/或用于測試襯底/方法組合或用于生產襯底/方法組合的基線數(shù)據庫可被系統(tǒng)制造者裝成打包，用于隨后的安裝、檢驗、生產、維護、和升級工藝中。
在安裝期間，如圖2A中所示再次使用IS-SPC。在安裝工藝中，使用用于測試襯底/方法組合的基線數(shù)據庫或用于生產襯底/方法組合的基線數(shù)據庫，以階梯式方式再次測量參數(shù)數(shù)據并對其進行統(tǒng)計分析，以確保安裝工藝是正確的。由于以大致實時的方式或在以階梯式方式記錄后單獨測量參數(shù)并根據所提供的基線數(shù)據庫對其進行統(tǒng)計分析，所以當訓練每個子系統(tǒng)時，執(zhí)行安裝的工程師能迅速地檢測到問題，并分離發(fā)現(xiàn)的任何問題源。
在很多情形下，無需浪費單個襯底就可檢測安裝錯誤并消除安裝錯誤(例如在將襯底放入室中之前或等離子體點火之前檢測到問題的情形)。所檢測到的問題及其癥狀也可添加到數(shù)據庫中，以建立有關安裝期間遇到的可能問題的知識庫。所述信息可由制造者平衡，例如為了重新設計某些子系統(tǒng)，以使將來的某些安裝錯誤最小。
在每個生產運行期間，再次應用IS-SPC。以實時的方式或在以階梯式方式被記錄后不久再次單獨測量參數(shù)數(shù)據，并根據所提供的基線數(shù)據庫對其進行統(tǒng)計分析。參看圖2B，示出具有三個步驟步驟1、步驟2、步驟3的示范性工藝。如所示出的，可在時間250-266進行多個有關特定參數(shù)的測量。將這些測量結果輸入統(tǒng)計分析模塊260，該統(tǒng)計分析模塊260利用參考基線數(shù)據庫270大致實時或在作出測量之后不久確定所測得的參數(shù)是否落在可接受的范圍內。當然，在典型實例中，在處理步驟1-3中在各個時間測量多個參數(shù)。統(tǒng)計分析形成信號280，該信號280可輸入等離子體處理系統(tǒng)的自動控制機構和/或用戶接口模塊，以通知用戶狀態(tài)。
由于IS-SPC邏輯電路和基線數(shù)據庫由系統(tǒng)制造者提供，所以使在客戶/IC制造者的部分上要求的用來執(zhí)行SPC的努力度極大地最小化。并且，由于本發(fā)明將統(tǒng)計分析系統(tǒng)與用于等離子體系統(tǒng)的控制系統(tǒng)整合，所以如果在任何生產工藝步驟中在任何測得的參數(shù)中檢測到統(tǒng)計上重要的偏差，則在浪費任何另外的繼續(xù)已經有缺陷的工藝的時間之前或在可對等離子體處理系統(tǒng)的其它子系統(tǒng)造成進一步的損壞之前，可停止該工藝。
在釋放處理氣體之前和/或等離子體點火之前檢測到問題的情形下，可節(jié)約生產襯底。如果在特定步驟中檢測到所測得的參數(shù)有問題，則由于以大致實時的方式或在被記錄后不久以階梯式方式單獨測量參數(shù)，并根據所提供的數(shù)據庫對其進行統(tǒng)計分析，所以當特定參數(shù)值開始偏離所期望的范圍時，工藝工程師能迅速查明所關注的特定參數(shù)、與這種參數(shù)有關的特定子系統(tǒng)、以及特定步驟、或甚至特定工藝步驟的子步驟。這種信息能極大地加速修復工藝，以使等離子體處理系統(tǒng)能迅速恢復生產。
在生產期間，被記錄的參數(shù)數(shù)據(這可包括與例如最大值、最小值、平均值、標準偏差等每個測得的參數(shù)有關的很多統(tǒng)計元素)，或也可將導出物或其分析添加到數(shù)據庫中，以使得系統(tǒng)制造者能更清楚地理解與給定子系統(tǒng)有關的降級趨勢。這在圖2B中用箭頭282示意性地表示。所述信息使得制造者能隨著時間的推移優(yōu)化維護周期，以便可維護正確的子系統(tǒng)，和/或在適當時間更換其，以使故障最小，以及避免進行不必要的維護，這不必要地中斷了生產進度。如果降級趨勢表示某些子系統(tǒng)一貫過早地磨損，所述信息也可由系統(tǒng)制造者平衡，以重新設計某些子系統(tǒng)。
再參看圖2A，在預定維護時間中也可將IS-SPC應用于檢測是否需要致力于可能預定更換和/或維護的其它子系統(tǒng)。通過將供給的基線數(shù)據庫用于測試襯底/方法組合或生產襯底/方法組合，和通過以階梯式方式測量和統(tǒng)計分析參數(shù)數(shù)據，維護工程師可迅速發(fā)現(xiàn)問題并應用任何必要的維護。
由于測試襯底/方法組合及其基線數(shù)據庫可產生不同于生產期間從IS-SPC獲得的信息的信息，所以IS-SPC的維護時間應用，特別是使用測試襯底/方法組合的IS-SPC的維護時間應用，是特別有利的。在很多情形下，無需浪費單個測試襯底或生產襯底(例如，如果在處理氣體釋放或等離子體點火之前的步驟中檢測到問題)，可檢測到這些問題和/或將其解決。也可將使用測試襯底/方法或生產襯底/方法在維護期間測量的參數(shù)數(shù)據添加到數(shù)據庫中，以提高對降級趨勢的理解和優(yōu)化未來的維護周期。
系統(tǒng)制造者可對工廠中的參考等離子體處理系統(tǒng)進行升級，并在其上運行IS-SPC系統(tǒng)，為此升級獲得更新的基線數(shù)據庫。一旦系統(tǒng)制造者對升級滿意，則其可提供升級硬件和/或軟件和/或方法以及更新的基線數(shù)據庫(以及可選地任何更新的測試襯底/方法)給其客戶，以便于在現(xiàn)場進行迅速而有效的升級。升級硬件和/或軟件可安裝在客戶系統(tǒng)上和/或升級測試或生產襯底/方法可在客戶系統(tǒng)中執(zhí)行，且可將IS-SPC應用于迅速發(fā)現(xiàn)和分離工程師待消除的任何問題。
利用IS-SPC，無需浪費單個襯底(例如在將襯底放入室中之前或等離子體點火之前)，就可檢測到升級錯誤并將此錯誤消除。并且，由于制造者供應更新的基線數(shù)據庫和任何更新的測試襯底/方法，所以可使客戶/制造者更新SPC系統(tǒng)所需要的時間和努力度、以及對生產的任何伴隨的中斷最小。這與現(xiàn)有技術情況大不相同，在現(xiàn)有技術中，即使正確進行升級，客戶/IC制造者仍被迫投入大量時間和努力來升級附加SPC系統(tǒng)，以對與升級有關的后生產數(shù)據日志文件正確進行統(tǒng)計分析。
應當注意，本發(fā)明沒有對可測量的參數(shù)類型、可進行測量的頻率、或可進行測量的具體步驟進行限制。如眾所周知的，不同類型的探測器或測量裝置可具有不同的等離子體處理系統(tǒng)執(zhí)行方式，以測量不同參數(shù)。這些探測器或測量裝置在商業(yè)上易于得到，且其信息可在文獻中發(fā)現(xiàn)?？蓽y量的參數(shù)的實例包括各種壓力相關的或體積相關的或流量相關的參數(shù)(例如氦氣壓力、各種處理氣體壓力、氦流、每種處理氣體流)、各種AC、DC、和/或RF相關參數(shù)(例如，電壓、電流、功率等)、各種溫度相關參數(shù)(例如，卡盤溫度、等離子體溫度、襯底溫度等)、各種等離子體相關參數(shù)(例如，各種發(fā)光測量、離子密度等)。這些參數(shù)中的每個可用單個測量裝置測量，或通過分布在等離子體處理系統(tǒng)中的各個位置處的多個裝置測量。
關于數(shù)據測量頻率，盡管以較高的數(shù)據存儲和處理要求為代價，較高的頻率仍通常提供所測得的參數(shù)的更詳細的圖片。然而，數(shù)據儲存和計算能力是便宜的，且每天都在提高，且對于一些系統(tǒng)，可能每幾分鐘、每分鐘、每秒、每微秒、每納秒、或甚至每皮秒、和在之間的任何時間(這取決于人們希望付出多少計算能力和測量儀器的能力)測量參數(shù)。關于其中可作出一個或多個測量的步驟，可在開動每個子系統(tǒng)之前、期間、和之后(例如，在襯底放入和去除之前、期間、和之后，在處理氣體釋放之前、期間、和之后，在打開RF功率之前、期間、和在之后，在等離子體點火之前、期間、和之后，等)進行一個或多個測量。
圖3示出根據本發(fā)明的一方面用于與本發(fā)明的IS-SPC方法整合的改進的自動控制系統(tǒng)(ACS)的邏輯框圖。參看圖3，整合的IS-SPC/ACS系統(tǒng)300包括兩個主模塊群組工具控制器302和制程模塊控制器304。群組工具控制器302包括大多數(shù)用戶接口部件，而制程模塊控制器304包括用于執(zhí)行IS-SPC的邏輯電路、以及用于執(zhí)行自動進程控制的電路。
群組工具控制器302可包括例如用于允許人工操作者與等離子體處理系統(tǒng)交互的用戶接口模塊306等慣用的群組工具控制模塊。群組工具控制器302也可包括用于執(zhí)行進程調度、工藝步驟等的工廠自動化模塊308。也可包括群組控制模塊310，用于控制襯底在組成等離子體處理系統(tǒng)的這組室中的各個室中的路線。群組工具控制器302也可包括用于管理生產方法的方法管理模塊312。模塊306-312和其它群組工具控制模塊在本領域中是眾所周知的，且為了簡潔起見這里沒有詳細描述。與這些模塊相關的另外的信息舉例來說可在可從加利福尼亞州弗里蒙特市的Lam ResearchCorporation得到的2300 Transport Module操作手冊中找到，結合于此處作為參考。
除了上述的已知前端模塊外，根據本發(fā)明的一方面，群組工具控制器302也可包括嵌入的IS-SPC方法管理編輯器314，其允許人工操作員輸入和編輯IS-SPC采用的方法。IS-SPC方法管理編輯器314允許客戶/IC制造者定制專用于IS-SPC目的的特定處理方法，例如為了便于參數(shù)的測量，以監(jiān)控工具降級。IS-SPC方法管理編輯器314也執(zhí)行方法管理功能，例如方法版本控制、方法釋放控制等。以此方式，如果需要使已記錄的測量數(shù)據與用于產生這種測量數(shù)據的具體方法相關，則為IS-SPC目的編輯和/或使用的方法可易于被跟蹤。
根據本發(fā)明的一個方面，群組工具控制器302可進一步包括嵌入的IS-SPC輸出處理程序316，該輸出處理程序316用于根據IS-SPC引擎的數(shù)據輸出與用戶和/或其它系統(tǒng)交互。IS-SPC輸出處理程序316和IS-SPC方法管理編輯器314可被認為是IS-SPC系統(tǒng)的前端部分的主要部件。IS-SPC輸出處理程序316將在下文中進一步進行討論。
制程模塊控制器304包括例如實時進程控制所典型采用的模塊等慣用的后端模塊。因此，可包括用于根據指定的方法參數(shù)控制和監(jiān)控進程環(huán)境的制程控制模塊330、用于通過運行壽命管理和跟蹤襯底的數(shù)據管理模塊332、用于收集與進程運行有關的數(shù)據的數(shù)據收集模塊334。模塊330-334和其它后端模塊在現(xiàn)有技術中是眾所周知的，且為了簡潔起見這里沒有詳細描述。與這些模塊和其它模塊有關的另外的信息舉例來說可在也可從上述加利福尼亞州弗里蒙特市的Lam Research Corporation得到2300 VersysTMProcessModule操作手冊。
除了上述已知的后端模塊外，根據本發(fā)明的一方面，制程模塊控制器304還可包括嵌入的IS-SPC模塊350，所述IS-SPC模塊350包括嵌入的IS-SPC方法數(shù)據庫352。嵌入的IS-SPC方法數(shù)據庫352表示在IS-SPC中使用的制造者供給且由客戶/IC制造者創(chuàng)建/編輯的方法數(shù)據庫。為了幫助執(zhí)行這些方法，根據本發(fā)明的一方面，也提供了嵌入的IS-SPC控制模板數(shù)據庫354。模板體現(xiàn)出SPC的方法策略，且可將給定模板應用于多個方法，以便于其執(zhí)行。
根據本發(fā)明的一個方面，制程模塊控制器304進一步包括嵌入的IS-SPC基線數(shù)據庫356。一般而言，嵌入的IS-SPC基線數(shù)據庫356可包括與所測得的參數(shù)有關的很多統(tǒng)計元素，且在執(zhí)行采用特定IS-SPC方法的特定IS-SPC進程時表示與測量的參數(shù)有關的期望。嵌入的IS-SPC基線數(shù)據庫通常但非必要地由系統(tǒng)制造者提供，且可由在使用一個或多個等離子體處理系統(tǒng)期間收集的數(shù)據不時補充。
IS-SPC引擎360可執(zhí)行從嵌入的IS-SPC方法數(shù)據庫352和嵌入的IS-SPC模板數(shù)據庫354選擇的給定方法相關模板，以產生測量數(shù)據和便于統(tǒng)計分析。IS-SPC引擎360進一步包括統(tǒng)計分析邏輯電路或算法，以對照嵌入的IS-SPC數(shù)據日志文件356統(tǒng)計分析測量的數(shù)據。測量數(shù)據被記錄在嵌入的IS-SPC數(shù)據日志文件362中，這可隨后被分析以查明故障源，從而進一步理解等離子體處理系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)的降級趨勢，從而便于優(yōu)化維護時間表表等。
在生產襯底上執(zhí)行生產方法或在非生產襯底上執(zhí)行為IS-SPC目的定制的方法期間，大致實時或在進行數(shù)據測量后不久對測量數(shù)據進行統(tǒng)計分析。為了通知此狀態(tài)的人工操作員，可將分析結果裝入前端群組工具控制器302中的IS-SPC輸出處理程序316中，以警告人工操作員任何錯誤情況，或完全停止處理。
圖4A-4C示出三種不同的表格(matrix，矩陣)，示出為了IS-SPC用途提供的三個示范性測試方法及其期望值。在制造、安裝、檢驗、生產、維護、和升級期間，這些表格舉例來說可由作為用于IS-SPC用途的基線數(shù)據庫的部分的系統(tǒng)制造者提供。在圖4A中，提供用于測試壓力控制系統(tǒng)的方法和期望的響應。注意到在圖4A中，在六步驟進程中不需要將晶片用于測試壓力控制系統(tǒng)。用于各個參數(shù)的設定點和期望的平均壓力響應，如標稱限制環(huán)位置和晶片區(qū)域壓力(WAP)所表示的，是已知的。當然，所提供的基線數(shù)據庫也可包括與那些期望的參數(shù)(例如，平均值、中值、最大值、最小值、上警戒線、下警戒線等)有關的其它統(tǒng)計元素。
在圖4B中，提供用于測量氦冷卻控制系統(tǒng)的方法和期望的響應。注意到，在圖4B中，出現(xiàn)晶片，但在兩步驟進程中不要求將等離子體點火用于測試氦冷卻系統(tǒng)。各種參數(shù)的設定點和期望的平均壓力響應，如標稱He流和標稱He壓力所表示的，是已知的。當然，所提供的基線數(shù)據庫也可包括與那些期望的參數(shù)(例如，平均值、中值、最大值、最小值、上警戒線、下警戒線等)有關的其它統(tǒng)計元素。
在圖4C中，提供用于測量RF電壓和功率的方法和期望的響應、以及室壓力。與圖4A和圖4B相反，在圖4C的測試期間出現(xiàn)晶片，且將等離子體點火。各種參數(shù)的設定點和期望的平均響應，如標稱偏壓、標稱限制環(huán)位置(confinement ring position)、2MHz反射功率和27MHz反射功率所表示的，是已知的。當然，所提供的基線數(shù)據庫也可包括與那些期望的參數(shù)(例如，平均值、中值、最大值、最小值、上警戒線、下警戒線等)有關的其它統(tǒng)計元素。
根據本發(fā)明的一個實施例，圖5示出如何在采用IS-SPC的等離子體處理系統(tǒng)中執(zhí)行數(shù)據收集。數(shù)據收集的挑戰(zhàn)和在階梯式SPC中使用的分析包括對來自不同傳感器和不同制動器和例如在原始數(shù)據上操作的算術函數(shù)等其它數(shù)據源的大量數(shù)據的管理、和以為狀態(tài)顯示、SPC用途、和反饋控制獲得所需要的數(shù)據粒度而無需控制處理邏輯電路的方式對數(shù)據取樣的需要。另一挑戰(zhàn)涉及這樣一種需要，盡管通信信道可能不時經歷不確定的擁塞和/或等待時間，仍將來自傳感器、激勵器、和其它數(shù)據源的數(shù)據以及時的方式傳輸?shù)絊PC引擎進行分析。
在優(yōu)選實施方式中，舉例來說根據功能性、取樣要求中的類似性、或位置將傳感器和/或制動器分為各個組。每組傳感器和/或制動器優(yōu)選連接到分布在整個系統(tǒng)中的I/O模塊控制器502。每個I/O模塊控制器502從連接到其的傳感器和/或制動器執(zhí)行局部數(shù)據收集，并將數(shù)據輸出到連接到其的制動器。例如，給定I/O模塊控制器502可能快得像每5ms就掃描所有連接到其的傳感器和/或制動器。掃描之間的時間可由傳感器數(shù)量、和/或涉及的制動器、給定I/O模塊控制器502的計算能力、和實時控制要求確定。
I/O模塊控制器502配置為向制程模塊控制器(process modulecontroller，PMC)504報告收集的數(shù)據，優(yōu)選僅報告收集的自從最后一次掃描已改變的數(shù)據。存在至少兩種方式在I/O模塊控制器502和PMC 504之間通信。對于時間臨界(time-critical)數(shù)據，I/O模塊控制器502可通過例如VME等局部總線技術連接到PMC 504，和可通過直接內存存取(direct memory access，DMA)技術將數(shù)據直接下載到PMC 504。使用直接連接I/O，可將等待時間保持在微秒范圍內或更低。
I/O模塊控制器502也可通過網絡連接連接到PMC 504，該網絡連接例如利用加利福尼亞州圣何塞的Echelon Corporation的LonWorks(LON)技術的網絡連接。優(yōu)選使用LonWorks技術，因為相關的延遲和等待時間特征比例如以太網等包交換網絡技術更確定。也可利用其它具有必要等待/延遲特征的網絡連接技術。例如，由于給定I/O模塊控制器的遠程性質或其它電纜相關問題，網絡連接是優(yōu)選的。
為了進一步調制在各個I/O模塊控制器和PMC之間傳輸?shù)臄?shù)據量，對于來自一些傳感器和/或制動器的數(shù)據，PMC軟件也可指定僅對接收保持改變的時間長于給定時間段的數(shù)據、或改變幅度大于指定閾值的數(shù)據。
接著，將由PMC 504接收的數(shù)據沿至少兩條不同路徑進行處理。對于狀態(tài)數(shù)據路徑506，獨立執(zhí)行的線程獲得來自各個I/O模塊控制器的所有傳感器和/或制動器數(shù)據，該數(shù)據到用戶界面模塊508進行顯示。由于為了顯示目的而利用狀態(tài)數(shù)據，所以這種執(zhí)行線程的狀態(tài)數(shù)據在PMC 504中具有較低的優(yōu)先級，且以適于顯示的速度(例如以每1秒的速度)繼續(xù)數(shù)據收集(或經過輪詢，或經過事件驅動)。
對于跟蹤數(shù)據路徑510，跟蹤數(shù)據通過另一獨立執(zhí)行的線程被收集，且為SPC目的使用。因此，較快的數(shù)據收集速度是優(yōu)選的(例如，100ms或與狀態(tài)數(shù)據情形下的1秒相比更快)。然而，數(shù)據收集速度可能根據需要被配置。并且，用于收集跟蹤數(shù)據的執(zhí)行線程可在PMC 504中比用于狀態(tài)數(shù)據的執(zhí)行線程具有更高的優(yōu)先級。在一個實施例中，用于收集跟蹤數(shù)據的執(zhí)行線程可具有甚至比控制致動器(也在圖5中示出)的控制線程更高的優(yōu)先級。
然而，快速的跟蹤數(shù)據收集速度可導致大的PMC 504處理負荷。因此，根據本發(fā)明的一方面，通過指定為了SPC目的待收集的僅來自某些傳感器和/或制動器和/或其它數(shù)據源的數(shù)據，操作者可過濾數(shù)據。并且，用戶也可指定來自不同傳感器和/或制動器和/或其它數(shù)據源的數(shù)據被以不同速度收集或以不同方式處理，和/或僅當改變幅度超過給定閾值或改變持續(xù)時間超過一定時間段時收集來自某些傳感器和/或致動器和/或其它數(shù)據源的數(shù)據。再次，數(shù)據收集可通過輪詢獲得，或數(shù)據收集可以是事件驅動的。
更重要的是，沿跟蹤數(shù)據路徑510為SPC目的收集的每片數(shù)據被加蓋時間戳，以反映其相對時間。在為了階梯式SPC目的跟蹤數(shù)據被UI 508接收時，加蓋時間戳使得跟蹤數(shù)據被精確地重新構造。因此，即使在PMC 504和UI 508之間的通信信道(由以太網連接512示出)經歷擁塞或延遲時，與每片數(shù)據有關的時間戳使得數(shù)據相對于各片數(shù)據之間的相對時間被精確地重新構造。為了SPC目的，各片數(shù)據之間的相對時間是最重要的，尤其在進程大小減少時更是如此。
一旦數(shù)據被加蓋時間戳，則保持了數(shù)據的完整性，且接著可以任何適于SPC目的的速度將加蓋時間戳的跟蹤速據報告給UI 508。在一個實例中，每1秒就將加蓋時間戳的跟蹤數(shù)據報告給UI 508。
PMC 504也可利用為控制目的而收集的數(shù)據。因此，示出控制數(shù)據路徑516，該控制數(shù)據路徑可獨立于跟蹤數(shù)據收集和狀態(tài)數(shù)據收集被收集。用于控制目的的數(shù)據收集頻率取決于很多變量，包括當與給定傳感器相關的傳感器數(shù)據改變時快速響應是否是重要的。
由于本發(fā)明將PMC 504內的數(shù)據收集和處理沿不同的功能路徑分開，所以可調整與這些不同的功能路徑有關的數(shù)據收集和處理，以滿足不同功能的不同需要，而不降低PMC的處理能力。對于狀態(tài)顯示，較低優(yōu)先級執(zhí)行線程和較低的數(shù)據收集速度確保PMC504沒有被壓倒(overwhelm)。為了SPC目的，執(zhí)行線程具有較高的優(yōu)先級，且數(shù)據收集速度也較快，但是該數(shù)據可由操作者過濾。因此，用于SPC目的的跟蹤數(shù)據以較高的分辨率和較低的等待時間但以不壓倒PMC 504的方式被收集。
將跟蹤數(shù)據印上時間戳使得相對的時間信息即使在PMC 504和SPC引擎之間的通信路徑具有不確定的延遲和/或等待時間時也被保存。因此，盡管這種基于包的交換網絡具有不確定的等待時間和/或延遲，本發(fā)明也允許使用廉價且可廣泛得到的包交換網絡設備(例如以太網設備)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于控制具有室的等離子體處理系統(tǒng)的方法，所述室用于處理襯底，所述方法包括以下步驟在所述室內設置第一傳感器，所述第一傳感器用于在所述處理期間在所述室內監(jiān)控第一參數(shù)和用于輸出第一數(shù)據；提供用于分析從所述傳感器獲得的所述第一數(shù)據的邏輯，所述分析在所述處理期間被執(zhí)行；如果所述第一數(shù)據表示所述處理有錯誤，則輸出響應于所述分析的第一信號。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括響應于收到所述第一信號，在完成所述處理之前，停止所述處理。
3.根據權利要求1所述的方法，還包括在數(shù)據庫中儲存所述第一數(shù)據。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一參數(shù)用于測量所述室內的壓力。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一參數(shù)用于測量與至少部分設置在所述室內的結構相關的電壓。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一參數(shù)用于測量與至少部分設置在所述室內的結構相關的溫度。
7.一種用于使用自動程序控制系統(tǒng)控制具有室的等離子體處理系統(tǒng)的方法，所述室用于在多步驟程序中處理襯底，所述方法包括以下步驟在所述室中設置第一傳感器，所述第一傳感器用于進行關于第一參數(shù)的第一組測量，所述第一參數(shù)與至少部分設置在所述室內的結構相關，在所述多步驟程序的給定步驟中執(zhí)行所述第一組測量；提供用于分析從所述傳感器獲得的第一組測量結果的邏輯，所述分析在所述處理期間被執(zhí)行；如果所述對所述第一組測量結果的分析表示所述處理有錯誤，則將響應于所述分析的第一信號輸出到所述自動程序控制系統(tǒng)。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述分析在所述多步驟程序的所述給定步驟中被執(zhí)行。
9.根據權利要求7所述的方法，還包括在完成所述處理之前使用所述自動程序控制系統(tǒng)停止所述處理，所述停止響應于所述第一信號的接收。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，使用統(tǒng)計方法執(zhí)行所述分析。
11.根據權利要求10所述的方法，其中所述分析包括將由所述第一組測量計算出的第一值與在基線數(shù)據庫中提供的第一基線值進行比較，所述第一基線值由所述等離子體處理系統(tǒng)的制造者提供。
12.根據權利要求7所述的方法，還包括在日志文件中儲存所述第一組測量結果。
13.根據權利要求12所述的方法，還包括在確定所述錯誤源的過程中利用所述第一組測量結果。
14.根據權利要求12所述的方法，還包括在優(yōu)化與所述等離子體處理系統(tǒng)相關的維護時間表的過程中利用所述日志文件。
15.根據權利要求7所述的方法，其中所述第一參數(shù)和壓力有關。
16.根據權利要求7所述的方法，其中所述第一參數(shù)和電壓有關。
17.根據權利要求7所述的方法，其中所述第一參數(shù)和溫度有關。
18.一種自動程序控制系統(tǒng)，用于控制具有室的等離子體處理系統(tǒng)，所述室用于處理襯底，所述系統(tǒng)包括第一傳感器，設置在所述室內，所述第一傳感器用于進行與第一參數(shù)有關的第一組測量，所述第一參數(shù)與至少部分設置在所述室內的結構有關，在所述處理所述襯底期間執(zhí)行所述第一組測量；第一邏輯電路，被耦合以接收來自所述第一傳感器的第一組測量結果，所述第一邏輯電路用于在所述處理期間分析所述第一組測量結果；第二邏輯電路，被耦合以接收來自所述第一邏輯電路的第一信號，所述第二邏輯電路用于如果所述第一信號表示所述處理有錯誤，在完成所述處理之前，則停止所述處理。
19.根據權利要求18所述的自動程序控制系統(tǒng)，其中，所述處理包括多個步驟，在將所述襯底放置在所述室中的期間，所述分析在所述多個步驟的給定步驟中被執(zhí)行。
20.根據權利要求19所述的自動程序控制系統(tǒng)，其中，使用統(tǒng)計方法執(zhí)行所述分析。
21.根據權利要求20所述的自動程序控制系統(tǒng)，其中，所述分析包括將由所述第一組測量計算出的第一值與在基線數(shù)據庫中提供的第一基線值進行比較，所述第一基線值由所述等離子體處理系統(tǒng)的制造者提供。
22.根據權利要求18所述的自動程序控制系統(tǒng)，還包括用于儲存所述第一組測量結果的日志文件。
23.根據權利要求18所述的自動程序控制系統(tǒng)，其中，所述第一參數(shù)和壓力有關。
24.根據權利要求18所述的自動程序控制系統(tǒng)，其中，所述第一參數(shù)和電壓有關。
25.根據權利要求18所述的自動程序控制系統(tǒng)，其中，所述第一參數(shù)和溫度有關。
全文摘要
一種自動程序控制系統(tǒng)，用于控制具有用于處理襯底的室的等離子體處理系統(tǒng)。該自動程序控制系統(tǒng)包括在所述室內設置的第一傳感器，該第一傳感器用于進行與第一參數(shù)有關的第一組測量，該第一參數(shù)與至少部分設置在所述室內的結構有關。在處理該襯底期間執(zhí)行第一組測量。自動程序控制系統(tǒng)還包括第一邏輯電路，被耦合以接收來自第一傳感器的第一組測量結果。第一邏輯電路用于在處理期間使用SPC方法分析該第一組測量結果。自動程序控制系統(tǒng)還包括第二邏輯電路，被耦合以接收來自第一邏輯電路的第一信號，該第二邏輯電路用于在該第一信號表示該處理有錯誤的情況下，在完成所述處理之前則停止進行處理。
文檔編號H01J37/32GK1672252SQ03817980
公開日2005年9月21日 申請日期2003年5月6日 優(yōu)先權日2002年6月7日
發(fā)明者黃忠河, 約翰·A·詹森 申請人:朗姆研究公司