專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于單層沉積的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于在半導(dǎo)體器件中的襯底上沉積膜的方法，更具體而言，涉及單層沉積(MLD)處理系統(tǒng)。技術(shù)背景若干種方法已被開(kāi)發(fā)用于在用在制造半導(dǎo)體器件的襯底上創(chuàng)建薄膜。在建立的技術(shù)中有一種是化學(xué)氣相沉積(CVD)。作為CVD的變體，原子層沉積(ALD)是一種相對(duì)較新的技術(shù)，這種技術(shù)目前正成為一種實(shí)現(xiàn)均勻的保形膜沉積的潛在優(yōu)秀技術(shù)。ALD己經(jīng)表明了在復(fù)雜拓?fù)渖暇S持超均勻的薄沉積層的有杰出能力。這至少部分是因?yàn)锳LD不像CVD那樣依賴(lài)于通量(flux)。ALD的這種與通量無(wú)關(guān)的性質(zhì)允許以比傳統(tǒng)CVD方法更低的溫度進(jìn)行處理。ALD的技術(shù)是基于通過(guò)化學(xué)吸附(chemisorption)而形成反應(yīng)性前驅(qū)體分子的飽和單層的原理的。例如，用于在襯底上形成AB膜的典型ALD工藝包括注入前驅(qū)體或反應(yīng)物A(RA)—段時(shí)間，在這段時(shí)間中，A的飽和單層被形成在襯底上。然后，利用惰性氣體^將前驅(qū)體或反應(yīng)物A(RA)從室中凈化出去。接著將前驅(qū)體或反應(yīng)物B(RB)注入室中一段時(shí)間，以將B與A相組合從而在襯底上形成層AB。然后，將前驅(qū)體或反應(yīng)物B(Rb)從室中凈化出去。這一引入前驅(qū)體或反應(yīng)物A(RA)、凈化反應(yīng)器、引入前驅(qū)體或反應(yīng)物B(RB)以及再凈化反應(yīng)器的過(guò)程可以重復(fù)多次，以實(shí)現(xiàn)期望厚度的AB膜。然而，傳統(tǒng)的ALD工藝有若干缺點(diǎn)。由于膜一次只創(chuàng)建一層，因此膜生長(zhǎng)比CVD慢的多，經(jīng)常要慢一個(gè)數(shù)量級(jí)。這對(duì)于工藝的產(chǎn)量有明顯的負(fù)面影響。指示襯底上前驅(qū)體單層的飽和何時(shí)完成的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量是不可得的；這阻礙了控制并優(yōu)化處理?xiàng)l件以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能和產(chǎn)量的能力。對(duì)于典型的批處理反應(yīng)器，單孔注入器被用于將前驅(qū)體引入反應(yīng)器中；該方法花費(fèi)了較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)利用前驅(qū)體填充反應(yīng)器，因而可能花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)在位于反應(yīng)器中的多個(gè)晶片上創(chuàng)建飽和單層。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種操作單層沉積(MLD)處理系統(tǒng)的方法，包括在處理室中定位多個(gè)晶片，其后執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝、第一凈化工藝、第二前驅(qū)體工藝和第二凈化工藝，并重復(fù)執(zhí)行步驟直到在多個(gè)晶片上沉積了具有期望厚度的膜為止。第一前驅(qū)體工藝由具有第一組智能設(shè)置點(diǎn)的第一工藝方案控制，第一組智能設(shè)置點(diǎn)建立了第一時(shí)間段期間第一含前驅(qū)體氣體的第一流率，并且建立了第二時(shí)間段期間第一含前驅(qū)體氣體的第二流率。第一凈化工藝由具有第二組智能設(shè)置點(diǎn)的第二工藝方案控制。第二前驅(qū)體工藝由具有第三組智能設(shè)置點(diǎn)的第三工藝方案控制，第三組智能設(shè)置點(diǎn)建立了第三時(shí)間段期間第二含前驅(qū)體氣體的第三流率，并且建立了第四時(shí)間段期間第二含前驅(qū)體氣體的第四流率。第二凈化工藝由具有第四組智能設(shè)置點(diǎn)的第四工藝方案控制。本發(fā)明還提供了一種用于減少M(fèi)LD工藝的周期時(shí)間的裝置。本發(fā)明還提供了一種單層沉積(MLD)處理系統(tǒng)，包括用于在處理室中定位多個(gè)晶片的裝置、用于執(zhí)行由第一工藝方案控制的第一前驅(qū)體工藝的裝置、用于執(zhí)行由第二工藝方案控制的第一凈化工藝的裝置、用于執(zhí)行由第三工藝方案控制的第二前驅(qū)體工藝的裝置、用于執(zhí)行由第四工藝方案控制的第二凈化工藝的裝置以及用于重復(fù)執(zhí)行步驟直到在多個(gè)晶片上沉積了具有期望厚度的膜為止的裝置。參考下面的具體實(shí)施方式(尤其當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí))，對(duì)本發(fā)明的更完全理解和其許多附帶優(yōu)點(diǎn)將變得非常清楚，在附圖中圖l示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MLD系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多孔注入系統(tǒng)的示例性視圖；圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括多變量控制的MLD處理系統(tǒng)的示意圖；圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的虛擬傳感器的示意圖；圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MLD處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型的示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)器模型的示例性框圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多位置測(cè)量襯底(MLMS);圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于操作單層沉積(MLD)處理系統(tǒng)的方法的簡(jiǎn)化流程圖；圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括第一含前驅(qū)體氣體的氣體流率的方案步驟；圖IO圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一前驅(qū)體的濃度值；圖11圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一前驅(qū)體的表面飽和度值；圖12圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括第一凈化氣體的氣體流率的方案步驟；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)于凈化周期的第一部分壓強(qiáng)相對(duì)于時(shí)間的圖；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)于兩個(gè)示例性?xún)艋^(guò)程的壓強(qiáng)穩(wěn)定時(shí)間的圖；圖15圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括第二含前驅(qū)體氣體的氣體流率的方案步驟；圖16圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二前驅(qū)體的濃度值；圖17圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二前驅(qū)體的表面飽和度值；以及圖18圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括第二凈化氣體的氣體流率的方案步驟。具體實(shí)施方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MLD系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖。在圖示實(shí)施例中，示出的MLD系統(tǒng)100包括MLD反應(yīng)器110、溫度控制子系統(tǒng)120、氣體分配子系統(tǒng)130、壓強(qiáng)控制子系統(tǒng)140、傳感器子系統(tǒng)150和控制器190。如圖1所示，溫度控制子系統(tǒng)120、氣體分配子系統(tǒng)130、壓強(qiáng)控制子系統(tǒng)140、傳感器子系統(tǒng)150和控制器190耦合到MLD反應(yīng)器110。另外，MLD反應(yīng)器110、溫度控制子系統(tǒng)120、氣體分配子系統(tǒng)130、壓強(qiáng)控制子系統(tǒng)140、傳感器子系統(tǒng)150可以耦合到控制器190。MLD反應(yīng)器IIO可以包括用于加載和卸載半導(dǎo)體晶片W的加載/卸載系統(tǒng)(未示出)。MLD反應(yīng)器110可以一次處理多個(gè)晶片W。溫度控制子系統(tǒng)120能夠控制MLD反應(yīng)器110中晶片W的溫度。溫度控制子系統(tǒng)120允許運(yùn)行具有一個(gè)或多個(gè)智能設(shè)置點(diǎn)的方案，這些設(shè)置點(diǎn)在不同的時(shí)間點(diǎn)建立了不同的溫度，并且允許溫度設(shè)置點(diǎn)隨時(shí)間變化。例如，晶片的溫度可以在凈化步驟期間改變和/或在前驅(qū)體氣體流步驟期間改變，并且溫度斜率可以保持在可允許的工藝需求限度內(nèi)。另外，晶片溫度可以在一個(gè)或多個(gè)工藝方案步驟期間保持恒定。氣體分配子系統(tǒng)130可以控制前驅(qū)體氣體流。氣體分配子系統(tǒng)130包括用于控制處理氣體流率、處理氣體組分、前驅(qū)體類(lèi)型和前驅(qū)體濃度的智能設(shè)置點(diǎn)的裝置，并且這些設(shè)置點(diǎn)可以隨時(shí)間變化以減少在晶片上創(chuàng)建飽和單層所花費(fèi)的時(shí)間。例如，一種控制方法將關(guān)聯(lián)的氣體流步驟劃分為一系列子步驟一每個(gè)子步驟具有不同的一組智能設(shè)置點(diǎn)。在替換實(shí)施例中，子步驟設(shè)置點(diǎn)可以在前驅(qū)體氣體流步驟期間保持恒定。氣體分配子系統(tǒng)130還可以控制惰性氣體流控制。氣體分配子系統(tǒng)130包括用于控制惰性氣體的設(shè)置點(diǎn)的裝置，例如流控制系統(tǒng)(FCS)和/或質(zhì)量流控制器(MFC)(未示出)，并且這些設(shè)置點(diǎn)可以隨時(shí)間變化以減少稀釋和凈化反應(yīng)器所花費(fèi)的時(shí)間。例如，一種控制方法將關(guān)聯(lián)的惰性氣體流步驟劃分為一系列子步驟一每個(gè)子步驟具有不同的一組智能設(shè)置點(diǎn)。在替換實(shí)施例中，子步驟設(shè)置點(diǎn)可以在惰性氣體流步驟期間保持恒定。另外，氣體分配子系統(tǒng)130可以包括下面將更詳細(xì)討論的多孔注入器。例如，單壁和雙壁多孔注入器可以被包括在反應(yīng)室中以用于批處理。多孔注入器可以加速前驅(qū)體到晶片的傳輸從而減少周期時(shí)間。另外，多孔注入器可以用于加速凈化工藝期間惰性氣體到晶片的傳輸從而減少周期時(shí)間。壓強(qiáng)控制子系統(tǒng)140被用于控制反應(yīng)器IIO的室壓強(qiáng)。壓強(qiáng)控制子系統(tǒng)140包括用于控制室壓強(qiáng)設(shè)置點(diǎn)的裝置，并且壓強(qiáng)控制設(shè)置點(diǎn)可以隨時(shí)間變化以減少飽和和凈化時(shí)間。一種控制方法將關(guān)聯(lián)的工藝步驟劃分為一系列子步驟一每個(gè)子步驟具有不同的一組"智能"壓強(qiáng)控制設(shè)置點(diǎn)以控制壓強(qiáng)。在替換實(shí)施例中，壓強(qiáng)控制子步驟設(shè)置點(diǎn)可以在工藝步驟期間保持恒定。例如，一種用于控制室壓強(qiáng)的方法包括控制排氣閥位置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，閥位置是由前饋控制方法確定的一其中初始位置被快速改變到期望閥位置，然后執(zhí)行壓強(qiáng)控制工藝。傳感器子系統(tǒng)150可以包括質(zhì)量傳感器和/或光學(xué)監(jiān)視。傳感器子系統(tǒng)150可以提供反應(yīng)器110中氣相環(huán)境的定性和定量分析。例如，傳感器子系統(tǒng)150可以包括氣體濃度傳感器(GCS)。GCS可以耦合到附接到反應(yīng)器110的排氣系統(tǒng)(未示出)的前部管線(xiàn)，并且GCS可以用于確定前驅(qū)體分子的濃度水平、處理氣體成分的濃度水平和工藝副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)。GCS還可以用于確定一個(gè)或多個(gè)工藝步驟(例如氣體流步驟)的結(jié)束點(diǎn)?？刂破?90可以從處理系統(tǒng)控制器(未示出)接收用于輸入晶片的前饋數(shù)據(jù)?？刂破?90可以從前饋數(shù)據(jù)中提取層信息。控制器190可以使用層信息來(lái)估計(jì)晶片狀態(tài)。例如，控制器190可以基于其接收的層信息和溫度數(shù)據(jù)建立用于輸入晶片的工藝方案。然后，控制器190可以利用這里描述的方法創(chuàng)建具有用于MLD系統(tǒng)100的智能設(shè)置點(diǎn)的工藝方案。例如，控制器190可以包括能夠控制MLD系統(tǒng)組件的計(jì)算裝置、存儲(chǔ)器裝置和接口裝置。另外，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中或被加載到存儲(chǔ)器中的程序可以用于根據(jù)工藝方案控制MLD系統(tǒng)100的前述組件。MLD系統(tǒng)100可以包括可以為物理傳感器和/或虛擬傳感器的傳感器(未示出)。這些傳感器可以是控制器190所用的測(cè)量數(shù)據(jù)的源，并且可以代表MLD反應(yīng)器110中各種點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀況?？刂破?90可以使用測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行判決以控制MLD反應(yīng)器110中的各種工藝。例如，由軟件計(jì)算并被維持在控制器190的存儲(chǔ)器中的動(dòng)態(tài)熱模型可以包括虛擬傳感器，虛擬傳感器可用來(lái)替代不能可靠使用的實(shí)際物理傳感器。然而，多個(gè)實(shí)際物理傳感器可以用于測(cè)量附加的工藝參數(shù)。來(lái)自這些物理傳感器的數(shù)據(jù)可以被控制器190用于調(diào)整、檢驗(yàn)和/或校正動(dòng)態(tài)熱模型中的計(jì)算。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例，創(chuàng)建包括待處理晶片的MLD處理系統(tǒng)的數(shù)字仿真模型。該模型以動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)復(fù)制了系統(tǒng)的操作參數(shù)。例如，模型可以基于晶片和MLD系統(tǒng)的流特性計(jì)算整個(gè)MLD系統(tǒng)和待處理晶片的工藝參數(shù)。其計(jì)算用在MLD系統(tǒng)中的工藝方案的"智能"設(shè)置點(diǎn)。系統(tǒng)中選定點(diǎn)處的工藝參數(shù)的實(shí)際測(cè)量結(jié)果可以用于檢査并修正計(jì)算，以使得模型將會(huì)正確工作。包含在模型中的算法可以理論或經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)出，并且優(yōu)選地通過(guò)這些技術(shù)的組合導(dǎo)出。該導(dǎo)出可以通過(guò)以下方式來(lái)進(jìn)行對(duì)測(cè)試晶片進(jìn)行實(shí)際測(cè)量，同時(shí)操作該系統(tǒng)經(jīng)歷要控制的工藝周期。控制器190可以被配置為創(chuàng)建和/或使用動(dòng)態(tài)模型來(lái)控制MLD系統(tǒng)100?？刂破?90可以被配置為創(chuàng)建和/或使用虛擬傳感器來(lái)控制MLD系統(tǒng)100?？刂破?90可以被配置為創(chuàng)建和/或使用具有智能設(shè)置點(diǎn)的工藝方案來(lái)控制MLD系統(tǒng)100。虛擬傳感器允許用戶(hù)根據(jù)系統(tǒng)的虛擬模型通過(guò)計(jì)算/估計(jì)工藝參數(shù)/特性來(lái)實(shí)時(shí)"測(cè)量"這些工藝參數(shù)/特性，從而消除在生產(chǎn)期間用儀器測(cè)量晶片的需要。另外，控制器190可以被配置為分析工藝數(shù)據(jù)；將工藝數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)和/或歷史工藝數(shù)據(jù)相比較；并使用比較結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)和/或改變動(dòng)態(tài)模型、虛擬傳感器、工藝方案和/或智能設(shè)置點(diǎn)。另外，控制器190可以被配置為分析工藝數(shù)據(jù)；將工藝數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)和/或歷史工藝數(shù)據(jù)相比較；并使用比較結(jié)果來(lái)預(yù)測(cè)和/或斷言結(jié)束點(diǎn)。此外，控制器190可以被配置為分析工藝數(shù)據(jù)；將工藝數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)和/或歷史工藝數(shù)據(jù)相比較；并使用比較結(jié)果來(lái)預(yù)測(cè)和/或斷言故障。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多孔注入系統(tǒng)200的示例性視圖。如上所述，圖1的氣體分配子系統(tǒng)130可以包括多孔注入系統(tǒng)200。如圖2所示，多孔注入系統(tǒng)200可以包括耦合到反應(yīng)器110的供應(yīng)管線(xiàn)220、分配裝置230和多個(gè)注入器240，以用于將氣體分配到整個(gè)反應(yīng)器110中，反應(yīng)器110包含一批晶片250。圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括智能設(shè)置點(diǎn)控制器的MLD處理系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖。在圖示實(shí)施例中，示出了被控設(shè)備(DUC)以及虛擬傳感器、多變量控制器和智能設(shè)置點(diǎn)控制器。例如，DUC可以是MLD反應(yīng)器，例如圖1中所示的反應(yīng)器110。另外，該系統(tǒng)包括工藝的操作和傳感器的使用，如圖所示。例如，工藝可以是MLD工藝，傳感器可以提供來(lái)自MLD工藝的輸出數(shù)據(jù)和/或誤差數(shù)據(jù)。在一種情況下，傳感器可以是光學(xué)傳感器，并且該光學(xué)傳感器可以提供厚度和組分?jǐn)?shù)據(jù)。智能設(shè)置點(diǎn)控制器可以計(jì)算時(shí)變智能設(shè)置點(diǎn)并向多變量控制器提供智能設(shè)置點(diǎn)。智能設(shè)置點(diǎn)控制器和多變量控制器可以包括硬件和軟件組件。虛擬傳感器可以向多變量控制器提供晶片表面飽和度數(shù)據(jù)、晶片溫度和/或氣體流數(shù)據(jù)。圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的虛擬傳感器的示意圖。在圖示實(shí)施例中，示出的虛擬傳感器包括動(dòng)態(tài)模型分量、物理傳感器分量、被操縱變量分量和軟件算法分量。虛擬傳感器可被視作復(fù)合設(shè)備，其包括來(lái)自多個(gè)"物理"傳感器的信息的基于算法的合并。虛擬傳感器是可以提供歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)性數(shù)據(jù)的適應(yīng)性設(shè)備。虛擬傳感器允許利用可測(cè)的變量和模型來(lái)"測(cè)量"和控制不可測(cè)的變量。構(gòu)造的模型詳細(xì)描述了可測(cè)變量和不可測(cè)變量之間的動(dòng)態(tài)交互。虛擬傳感提供了一種用于實(shí)時(shí)獲得晶片表面飽和度數(shù)據(jù)的方法。虛擬傳感器消除了在生產(chǎn)期間用儀器測(cè)量晶片的需要。例如，對(duì)于MLD系統(tǒng)可以一次創(chuàng)建動(dòng)態(tài)"Gold"模型和虛擬傳感器；在特定設(shè)備的初始鑒定期間可以利用若干晶片調(diào)節(jié)模型；然后系統(tǒng)準(zhǔn)備好進(jìn)行生產(chǎn)?；诜?wù)器的軟件可以用于任何重新調(diào)節(jié)。圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型的示意圖。在圖示實(shí)施例中，示出了四個(gè)模型分量(M"M2、M3和M4)。在替換實(shí)施例中，可以使用不同數(shù)目的分量，并且可以按不同方式布置這些分量。另外，示出的動(dòng)態(tài)模型具有控制輸入(U)和干擾輸入(D)，并且具有調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)。另外，模型結(jié)構(gòu)被示為Z-M,U+M3D以及Y-M2U+M4D?；蛘撸梢允褂貌煌哪Ｐ?。在圖示實(shí)施例中，控制輸入可以包括氣體流數(shù)據(jù)和加熱器功率數(shù)據(jù)；干擾輸入可以是不可測(cè)的變化；測(cè)量輸出可以是室參數(shù)和/或晶片數(shù)據(jù)；調(diào)控輸出可以是晶片表面狀況。動(dòng)態(tài)模型跟蹤系統(tǒng)的"狀態(tài)"，并且實(shí)時(shí)地將輸入與輸出相關(guān)聯(lián)。例如，可以測(cè)量U、Y，并且利用模型，可以利用Y-MsU+MUDest來(lái)估計(jì)D，并利用Zes產(chǎn)M，U+M3Dest來(lái)估計(jì)Z。當(dāng)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)模型時(shí)，諸如晶片位置、室流特性、氣體流率、氣體濃度和晶片組分之類(lèi)的多個(gè)工藝變量可以被結(jié)合在模型中。多變量控制器可以用于確定在工藝期間(例如在沉積和凈化模式期間)的不同時(shí)刻工藝變量之間的交互。智能設(shè)置點(diǎn)控制器可以用于參數(shù)化標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)；利用高效的優(yōu)化方法和工藝數(shù)據(jù)創(chuàng)建智能設(shè)置點(diǎn)；并在運(yùn)行期間選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ秃驮O(shè)置點(diǎn)。智能設(shè)置點(diǎn)控制(ISC)方法中的一個(gè)步驟是創(chuàng)建描述處理系統(tǒng)(例如熱處理系統(tǒng))的動(dòng)態(tài)行為的模型。這些模型可以用于設(shè)計(jì)多變量控制器，并用于創(chuàng)建敏感性矩陣和智能設(shè)置點(diǎn)。一個(gè)實(shí)施例包括創(chuàng)建由MLD系統(tǒng)處理的晶片上的表面飽和狀況的動(dòng)態(tài)模型。在一種情況下，該動(dòng)態(tài)模型可以利用測(cè)試晶片來(lái)測(cè)試和/或檢驗(yàn)。動(dòng)態(tài)模型可以包括多晶片室中的氣體流、多晶片室中的溫度和晶片表面特性之間的交互。動(dòng)態(tài)模型可以用于創(chuàng)建實(shí)時(shí)控制晶片的估計(jì)表面狀況的多變量控制器。例如，對(duì)于要處理的各種晶片類(lèi)型可以創(chuàng)建一組模型一這可以考慮到晶片組分，并且可以實(shí)時(shí)補(bǔ)償表面飽和響應(yīng)中的變化。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的反應(yīng)器模型的示例性框圖。在圖示實(shí)施例中，反應(yīng)器模型包括晶片元素610、"晶片間(between-wafer)"元素620和壁元素630。反應(yīng)器中心線(xiàn)640被示為沿著氣體流輸入650和氣體流輸出660。如圖6所示，反應(yīng)器可以被劃分為包括壁元素630、晶片間元素620和晶片元素610的有限元。晶片元素610的數(shù)目是可配置的。氣體流可以通過(guò)假定氣體和前驅(qū)體都軸向?qū)ΨQ(chēng)地進(jìn)入和退出反應(yīng)器來(lái)加以建模。表面飽和可以通過(guò)假定表面通量正比于局部前驅(qū)體分壓來(lái)加以建模。另外，流狀況假定在反應(yīng)器中有層流；沿著反應(yīng)器壁有對(duì)流性的"活塞流(plug-flow)";并且在晶片間空間中有擴(kuò)散。晶片表面飽和模型假定表面通量正比于局部前驅(qū)體分壓；化學(xué)吸附正比于通量；并且模型跟蹤表面飽和的狀態(tài)。該模型包括可以用于檢査各種反應(yīng)器和流機(jī)制的可配置參數(shù)。參數(shù)是與幾何形狀有關(guān)的，例如晶片數(shù)和其間的間隔。參數(shù)可以包括工藝條件，例如壓強(qiáng)、溫度和流率(惰性氣體和前驅(qū)體)。另外，可以包括諸如擴(kuò)散率之類(lèi)的流參數(shù)。此外，可以包括諸如化學(xué)吸附速率之類(lèi)的表面反應(yīng)參數(shù)。為了描述氣體流和化學(xué)吸附工藝，可以創(chuàng)建反應(yīng)器和氣體注入系統(tǒng)的模型。在這一部分中，我們說(shuō)明了建模方法。應(yīng)當(dāng)清楚，模型可以利用其他方法創(chuàng)建，包括全計(jì)算流體動(dòng)方學(xué)(CFD)方法。在創(chuàng)建示例性模型時(shí)，可以進(jìn)行下面的一種或多種假定和/或簡(jiǎn)化可以假定氣體遵循"理想氣體"法則，其輸運(yùn)屬性接近于氮?dú)獾膶傩?，并且可以忽略氣體在進(jìn)入處理室時(shí)的熱膨脹。另外，可以假定層流在室中占主導(dǎo)；室壁和晶片之間的氣體流是活塞流狀況；并且在晶片之間，主要的輸運(yùn)機(jī)制是通過(guò)載氣中反應(yīng)物物質(zhì)的擴(kuò)散進(jìn)行的。另外，F(xiàn)ick定理可以用于對(duì)晶片之間反應(yīng)物物質(zhì)(前驅(qū)體)的擴(kuò)散建模。Fick定理描述如下其中:前驅(qū)體濃度Z)-前驅(qū)體擴(kuò)散率距離"時(shí)間活塞流可以通過(guò)計(jì)算流速?gòu)亩?jì)算室中的駐留時(shí)間而被描述為其中m:氣體流速U:駐留時(shí)間F:流率A活塞流橫截面積丄反應(yīng)器長(zhǎng)度利用該模型，可以將反應(yīng)物物質(zhì)的期望流率F輸入到模型中并檢査下面的內(nèi)容局部反應(yīng)物/前驅(qū)體濃度m隨著反應(yīng)物/前驅(qū)體被引入到室中，模型跟蹤局部反應(yīng)物/前驅(qū)體濃度，并且這一項(xiàng)用摩爾/cc表達(dá)。局部飽和度隨著表面被暴露于反應(yīng)物/前驅(qū)體物質(zhì)，化學(xué)吸附過(guò)程將反應(yīng)物/前驅(qū)體分子結(jié)合到表面。局部飽和度被表達(dá)為百分比，例如從0%到100%?；谔幚硎业哪Ｐ停瑢?duì)于一組特定參數(shù)可以獲得一組示例性的MLD工藝的結(jié)果。例如，可以獲得下面的結(jié)果1)對(duì)流性氣體流速"可以約為20cm/sec，以及2)駐留時(shí)間"可以約為2-3秒。在一個(gè)實(shí)施例中，在流率基本恒定時(shí)可以開(kāi)發(fā)模型，而在另一個(gè)實(shí)施例中，在流率設(shè)置點(diǎn)被允許隨時(shí)間變化時(shí)可以開(kāi)發(fā)模型。例如，對(duì)于前驅(qū)體暴露步驟可以假定150秒的時(shí)間段，并且本發(fā)明的一種方法創(chuàng)建了一系列流率設(shè)置點(diǎn)，這一系列流率設(shè)置點(diǎn)在150秒的時(shí)間段內(nèi)改變，而不是將流率設(shè)置點(diǎn)保持在恒定值?；蛘撸?50秒的時(shí)間段不是必需的。在每個(gè)前驅(qū)體暴露步驟(Ra和Rb)中，前驅(qū)體分子可以與表面發(fā)生反應(yīng)，直到表面飽和為止。例如，前驅(qū)體和工藝條件可以被選擇為在表面完全飽和時(shí)停止工藝步驟。單層沉積工藝有時(shí)使用自限制表面飽和方式來(lái)控制膜特性。例如，可以使前驅(qū)體步驟比所需時(shí)間長(zhǎng)，以確保表面略微被前驅(qū)體分子過(guò)飽和。在某些情況下，工藝結(jié)果可以與提供給表面的前驅(qū)體的量的輕微變化相對(duì)無(wú)關(guān)。在本發(fā)明中，所提供的前驅(qū)體的量被更加智能地控制，以縮短前驅(qū)體步驟所需的時(shí)間和凈化步驟所需的時(shí)間。例如，室內(nèi)的前驅(qū)體流和堆棧中各個(gè)晶片之間的前驅(qū)體流以及室內(nèi)的壓強(qiáng)條件和堆桟中各個(gè)晶片表面處的壓強(qiáng)條件可以被包括在MLD模型以及多個(gè)其他變量中，這多個(gè)其他變量包括前驅(qū)體特性、表面特性、表面化學(xué)、凈化工藝、室設(shè)計(jì)和室內(nèi)的流控制。以這種方式，在每個(gè)沉積循環(huán)中可以沉積均勻的厚度。由于膜是按照逐層(layer-by-layer)模式生長(zhǎng)的，并且總的膜厚由沉積循環(huán)的數(shù)目確定，因此在本發(fā)明中使用智能設(shè)置點(diǎn)通過(guò)一次處理多個(gè)晶片并減少每個(gè)沉積循環(huán)所需的時(shí)間而增大了產(chǎn)量。另外，在MLD工藝中使用智能設(shè)置點(diǎn)可以改善具有大高寬比特征的晶片上的均勻性和階梯覆蓋性。此外，在MLD工藝中使用智能設(shè)置點(diǎn)可以改善大高寬比特征內(nèi)的均勻性，包括改善臨界尺寸(CD)控制和形狀均勻性控制。MLD工藝和沉積速率可以部分取決于晶片溫度。MLD工藝溫度范圍可以是很寬的。上限可以基于前驅(qū)體開(kāi)始熱分解的溫度建立。下限可以基于沉積速率放慢到在沉積的膜中發(fā)生雜質(zhì)水平增大的點(diǎn)時(shí)的溫度來(lái)建立。另外，各種方法可以用于優(yōu)化模型和時(shí)變?cè)O(shè)置點(diǎn)以最小化周期時(shí)間。例如，可以使用測(cè)試晶片，而在另一種方法中，可以使用光學(xué)技術(shù)。在一種用于最小化周期時(shí)間的方法中，使用多位置測(cè)量襯底(MLMS)。MLMS是一種新型襯底，其可以在襯底上的多個(gè)位置處現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量化學(xué)吸附的前驅(qū)體物質(zhì)的濃度。在圖7中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MLMS。在圖示實(shí)施例中，硅晶片襯底可被用作MLMS700，但是這并不是本發(fā)明所必需的。在替換實(shí)施例中，可以使用其他材料，例如玻璃。襯底700具有在襯底上基本均勻的第一膜710。在選定位置處，襯底700具有小面積的第二膜720。在圖示實(shí)施例中，九個(gè)位置排列在晶片上的中心和兩個(gè)同心圓中，但是這并不是必需的。在替換實(shí)施例中，可以提供具有不同類(lèi)型材料和不同圖案的任何數(shù)目的區(qū)域。在圖7中，示出了方形區(qū)域，但是這并不是必需的。這些區(qū)域可以是不同形狀的，包括幾何形狀和非幾何形狀。在MLMS700上，第一膜710上前驅(qū)體的化學(xué)吸附速率不同于第二膜720上的速率。當(dāng)這種襯底被引入到反應(yīng)器中時(shí)，在多個(gè)測(cè)量位置處形成在襯底上的前驅(qū)體膜的厚度提供了在這些位置處凈前驅(qū)體通量的測(cè)量結(jié)果。MLMS可以被放置在反應(yīng)器中以測(cè)量前驅(qū)體化學(xué)吸附。對(duì)于多晶片和批處理反應(yīng)器，MLMS可以被放置在晶片堆棧中的多個(gè)位置處。在一個(gè)實(shí)施例中，MLMS可以被放置在晶片堆棧的頂部、中部和底部。當(dāng)這些測(cè)量襯底位于反應(yīng)器中時(shí)，可以操縱前驅(qū)體氣體流設(shè)置點(diǎn)的值以獲得最小化周期時(shí)間的值。在另一種用于最小化周期時(shí)間的方法中，GCS可以耦合到反應(yīng)器的前部管線(xiàn)。利用這一儀器設(shè)置，可以測(cè)量排出氣體成分，并且可以操縱前驅(qū)體氣體流設(shè)置點(diǎn)的值以獲得最小化周期時(shí)間的值。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種方法，其中前驅(qū)體和處理氣體利用具有智能設(shè)置點(diǎn)的工藝方案加以控制以提供"時(shí)變"的氣體流率。具有智能設(shè)置點(diǎn)的工藝方案被設(shè)計(jì)為通過(guò)最小化晶片飽和時(shí)間和凈化時(shí)間來(lái)增大產(chǎn)量。動(dòng)態(tài)模型可以按以下方式檢驗(yàn)和更新在一個(gè)或多個(gè)時(shí)間段的結(jié)朿時(shí)，可以測(cè)量/確定1)表面飽和狀態(tài)和2)堆棧中三個(gè)晶片位置處(頂部、中部和底部)的摩爾物質(zhì)濃度狀態(tài)，并且表面飽和度的預(yù)期值可以約為l，摩爾物質(zhì)濃度的預(yù)期值可以約為O。該方法包括創(chuàng)建結(jié)合了流條件(包括局部前驅(qū)體濃度)并且結(jié)合了局部化學(xué)吸附速率和表面飽和條件的動(dòng)態(tài)模型；通過(guò)參數(shù)化工藝參數(shù)的標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)，并利用高效的優(yōu)化方法和工藝數(shù)據(jù)創(chuàng)建智能設(shè)置點(diǎn)，來(lái)建立使用智能設(shè)置點(diǎn)控制(ISC)的控制程序；以及利用測(cè)量數(shù)據(jù)(即，來(lái)自測(cè)試晶片)檢查飽和狀態(tài)并細(xì)化和驗(yàn)證動(dòng)態(tài)模型和/或智能設(shè)置點(diǎn)，對(duì)反應(yīng)器驗(yàn)證控制程序。圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于操作MLD處理系統(tǒng)的方法800的簡(jiǎn)化流程圖。程序800開(kāi)始于步驟810。例如，步驟810可以包括在處理室中布置多個(gè)晶片。然后在處理室中執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝820，接著執(zhí)行第一凈化工藝830。然后在處理室中執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝840，接著執(zhí)行第二凈化工藝850。在步驟860中進(jìn)行査詢(xún)以確定MLD工藝是否完成。如果未完成，則重復(fù)步驟820到850。當(dāng)步驟860的查詢(xún)?yōu)榭隙〞r(shí)，程序800在步驟870中結(jié)束。現(xiàn)在將詳細(xì)描述這些步驟中的每一歩。除了在處理室中布置晶片以外，步驟810還可以包括接收并處理多個(gè)晶片中的至少一個(gè)的前饋數(shù)據(jù)。前饋數(shù)據(jù)可以包括CD數(shù)據(jù)、形狀數(shù)據(jù)和光學(xué)數(shù)據(jù)，例如折射率(n)數(shù)據(jù)和消光系數(shù)(k)數(shù)據(jù)。前饋數(shù)據(jù)可以例如被處理以從其提取晶片組分信息。例如，晶片組分信息可以包括晶片數(shù)目、晶片位置、層數(shù)目、層位置、層組分、層均勻性、層密度和層厚度。這些層可以包括襯底材料、抗蝕劑材料、介電材料和/或抗反射涂層(ARC)材料。另外，可以提取一層或多層的n和k值。在步驟820中，可以執(zhí)行第一沉積工藝。在第一沉積工藝期間，在多個(gè)晶片的至少一個(gè)的表面上可以確定多個(gè)表面飽和區(qū)，并且可以創(chuàng)建虛擬傳感器以確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。在第一沉積工藝期間，第一處理氣體可以被引入到處理室中，并且這多個(gè)晶片可以被暴露于包含在第一處理氣體中的第一反應(yīng)物物質(zhì)。在第—處理時(shí)間內(nèi)，在多個(gè)晶片的表面上沉積均勻膜。此外，第一處理時(shí)間可以利用前饋數(shù)據(jù)和虛擬傳感器中的至少一個(gè)確定。虛擬傳感器可以用于確定表面飽和狀態(tài)(前驅(qū)體濃度)何時(shí)達(dá)到期望值。虛擬傳感器可以利用動(dòng)態(tài)模型創(chuàng)建，該動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(M卜M2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，如圖5所述。模型結(jié)構(gòu)可以表達(dá)為Z=M,U+M3D和Y=M2U+M4D?；蛘?，可以使用模型結(jié)構(gòu)的不同表達(dá)。例如，對(duì)于U和Y可以獲得測(cè)量數(shù)據(jù)；可以利用Y二M2U+M4Dest來(lái)估計(jì)D的值；并且可以利用Zes產(chǎn)MiU+M3D改來(lái)估計(jì)Z的值。至少一個(gè)控制輸入(U)可以是第一處理氣體的氣體流，至少一個(gè)干擾輸入(D)可以是不可測(cè)的變化，至少一個(gè)測(cè)量輸出(Y)可以是第一處理氣體的氣體濃度，并且至少一個(gè)調(diào)控輸出(Z)可以是用于確定表面飽和狀態(tài)(前驅(qū)體濃度)的虛擬傳感器。在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，可以使用不同數(shù)目的模型分量，并且模型分量可以按不同體系結(jié)構(gòu)布置。對(duì)于至少一個(gè)調(diào)控輸出可以獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，并且可以利用該測(cè)量數(shù)據(jù)檢驗(yàn)動(dòng)態(tài)模型。在一種情況下，測(cè)量數(shù)據(jù)可以利用MLMS獲得，MLMS可以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量多個(gè)位置處化學(xué)吸附的前驅(qū)體物質(zhì)的濃度?；蛘?，測(cè)量數(shù)據(jù)可以利用GCS或其他光學(xué)技術(shù)獲得。另外，動(dòng)態(tài)模型可以包括對(duì)處理室內(nèi)第一處理氣體的流建模，其中第一處理氣體包括第一反應(yīng)物物質(zhì)(前驅(qū)體分子)；對(duì)晶片之間的流作為擴(kuò)散過(guò)程建模；確定第一反應(yīng)物物質(zhì)(前驅(qū)體分子)的駐留時(shí)間；確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)的反應(yīng)物物質(zhì)(前驅(qū)體分子)濃度；以及確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)的化學(xué)吸附速率。例如，表面飽和度(前驅(qū)體濃度)虛擬傳感器可以測(cè)量百分比，并且第一沉積工藝可以在表面飽和度達(dá)到約100%時(shí)結(jié)束。在替換實(shí)施例中，可以使用不同的百分比。在某些情況下，沉積工藝取決于襯底和前驅(qū)體之間的飽和表面反應(yīng)。一種情況可以是自限制化學(xué)吸附反應(yīng)，其中沉積速率/周期由飽和時(shí)間確定，并且與飽和之后的反應(yīng)物暴露時(shí)間無(wú)關(guān)。在一般方案中，諸如含前驅(qū)體氣體的流率(約為250sccm)和室壓強(qiáng)(約為1Torr)之類(lèi)的工藝參數(shù)設(shè)置點(diǎn)在給定時(shí)間段內(nèi)保持恒定。然而，本發(fā)明使用動(dòng)態(tài)的智能設(shè)置點(diǎn)，其可以作為時(shí)間函數(shù)圍繞標(biāo)稱(chēng)值改變流率，以提供在實(shí)現(xiàn)膜均勻性方面額外的自由度。在替換實(shí)施例中，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于在步驟820中的第一沉積工藝期間控制其他工藝參數(shù)，例如室壓強(qiáng)、室溫和襯底溫度。在附加實(shí)施例中，標(biāo)稱(chēng)值不是必需的。在其他實(shí)施例中，可以使用不同的標(biāo)稱(chēng)值。在一個(gè)實(shí)施例中，前驅(qū)體濃度可以利用至少一個(gè)晶片上的多個(gè)徑向元素(w)確定，并且在每一個(gè)徑向元素(w)上可以定義一個(gè)前驅(qū)體濃度向量D?；蛘?，可以處理非圓形對(duì)象并使用非徑向元素。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage35</formula>前驅(qū)體濃度向量Z)中的變化可以利用動(dòng)態(tài)設(shè)置點(diǎn)軌跡被最小化?；谀Ｐ偷木€(xiàn)性或非線(xiàn)性多變量控制方法可以用于對(duì)前驅(qū)體濃度建模，其中控制器包括要控制的系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。多變量控制器可以基于現(xiàn)代控制設(shè)計(jì)方法中的任何一種，例如線(xiàn)性二次高斯(LQG)方法、線(xiàn)性二次規(guī)范(LQR)方法、H-infmity(H-inf)方法等等。前驅(qū)體濃度模型可以是線(xiàn)性或非線(xiàn)性的，并且可以是單輸入單輸出(SISO)或多輸入多輸出(MIMO)的。多變量控制方法(即MIMO)考慮到所有輸入以及其對(duì)輸出的影響?？梢允褂萌舾煞N用于對(duì)前驅(qū)體濃度建模的其他方法，例如物理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型。在一個(gè)實(shí)施例中，前驅(qū)體流率設(shè)置點(diǎn)被允許在第一前驅(qū)體工藝歩驟820期間在圍繞標(biāo)稱(chēng)值的一個(gè)小窗口內(nèi)變化，這提供了在實(shí)現(xiàn)運(yùn)行結(jié)束(end-of-run)前驅(qū)體濃度均勻性方面額外的自由度。在其他實(shí)施例中，在第一前驅(qū)體工藝步驟820期間使用額外的設(shè)置點(diǎn)。當(dāng)利用智能時(shí)變?cè)O(shè)置點(diǎn)軌跡對(duì)前驅(qū)體濃度建模時(shí)，前驅(qū)體流率的標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)可以被參數(shù)化為一個(gè)斷點(diǎn)向量，并且可以定義包含作為圍繞標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)的時(shí)變擾動(dòng)的前驅(qū)體流率的智能設(shè)置點(diǎn)(n-rm)的向量r。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage35</formula>或者，當(dāng)在第一前驅(qū)體工藝820期間使用智能設(shè)置點(diǎn)時(shí)，一個(gè)或多個(gè)工藝變量可以具有智能時(shí)變?cè)O(shè)置點(diǎn)。例如，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于控制室溫、室壓強(qiáng)、處理氣體化學(xué)和晶片i^度。工藝敏感性矩陣M可以通過(guò)對(duì)于每個(gè)控制區(qū)在每個(gè)斷點(diǎn)處進(jìn)行微小的擾動(dòng)來(lái)加以創(chuàng)建。利用閉環(huán)系統(tǒng)的模型，可以確定由這些擾動(dòng)引起的結(jié)果。所得到的一種工藝特性(例如飽和狀態(tài))的擾動(dòng)(A-dn)隨后可以被寫(xiě)為如下的向量形式<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>現(xiàn)在，優(yōu)化任務(wù)變?yōu)檎业较蛄縭的適當(dāng)值，以使得所得到的向量cT去除了在從標(biāo)稱(chēng)軌跡獲得的前驅(qū)體濃度向量D中看見(jiàn)的跨晶片(across-wafer)變化。例如，測(cè)量數(shù)據(jù)可以用于計(jì)算敏感性矩陣M。當(dāng)創(chuàng)建智能設(shè)置點(diǎn)時(shí)，所得到的晶片上沉積層的均勻性明顯取決于沉積速率，沉積速率又取決于晶片表面上各個(gè)位置處的飽和率、晶片溫度、前驅(qū)體濃度和分壓。用于計(jì)算跨晶片的各個(gè)位置處的飽和率和表面飽和率對(duì)流設(shè)置點(diǎn)變化的敏感性的方法已經(jīng)在上面進(jìn)行了描述。標(biāo)稱(chēng)飽和狀態(tài)值(C,-C)可以正比于標(biāo)稱(chēng)前驅(qū)體濃度水平(A-化)，其中a是比例常數(shù)。另外，飽和狀態(tài)值的變化。/-c)可以正比于前驅(qū)體濃度水平的變化(A，其中《是比例常數(shù)。貝lj，飽和狀態(tài)值的變化可以寫(xiě)為VVII晶片表面上飽和狀態(tài)值的變化(q-c)和/或前驅(qū)體濃度水平的變化(力-A)可以通過(guò)利用敏感性矩陣A/計(jì)算智能設(shè)置點(diǎn)來(lái)減小。智能設(shè)置點(diǎn)可以通過(guò)解受約束二次優(yōu)化問(wèn)題來(lái)加以?xún)?yōu)化，該受約束二次優(yōu)化問(wèn)題由下式給定rmin^—a.Mi,其中Lin<f，"<rmax從而，找到智能設(shè)置點(diǎn)的程序變?yōu)?)利用標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)運(yùn)行工藝并找到至少一個(gè)晶片的表面上多個(gè)選定位置處的前驅(qū)體濃度水平和/或飽和狀態(tài)值。前驅(qū)體濃度水平可以利用若千種方法測(cè)量；一種這樣的方法是使用光學(xué)傳感器(光學(xué)發(fā)射譜(OES)、光學(xué)數(shù)字仿形儀(ODP));另一種方法可以使用MLMS。2)選擇前驅(qū)體濃度的標(biāo)稱(chēng)值并創(chuàng)建變化向量A變化向量J是期望值和測(cè)量數(shù)據(jù)之間的差。在一個(gè)實(shí)施例中，期望值是標(biāo)稱(chēng)值?；蛘?，期望值可以是平均值、最小值、最大值、3-sigma值或另一計(jì)算值。3)解以上示出的優(yōu)化問(wèn)題以找到智能設(shè)置點(diǎn)r。4)利用在前一步驟中找到的智能設(shè)置點(diǎn)更新方案并重新運(yùn)行工藝。例如，更新后的值可以通過(guò)運(yùn)行更新后的方案而獲得。5)進(jìn)行迭代，直到獲得了期望的均勻性。例如，期望均勻性可以包括用于前驅(qū)體濃度變化的3-sigma值?；蛘撸谕鶆蛐钥梢允瞧骄?、最小值、最大值或另一計(jì)算值。在迭代已收斂并且獲得了期望均勻性之后，可以存儲(chǔ)結(jié)果以供以后使用。圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括第一含前驅(qū)體氣體的氣體流率的方案步驟。示出的恒定流率910是用于現(xiàn)有技術(shù)的常用ALD工藝的典型值。具有智能設(shè)置點(diǎn)(922、924和926)的流率920舉例說(shuō)明了本發(fā)明的用于操作MLD工藝的實(shí)施例。在替換實(shí)施例中，可以使用不同數(shù)目的智能設(shè)置點(diǎn)。另外，可以使用不同的流率值，并且可以使用不同的時(shí)間。圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一前驅(qū)體的濃度值。示出的前驅(qū)體濃度值1010是流率保持恒定的現(xiàn)有技術(shù)的常用ALD工藝的典型值。示出的前驅(qū)體濃度值1020舉例說(shuō)明了其中智能設(shè)置點(diǎn)被用于操作MLD工藝的本發(fā)明實(shí)施例。在這兩種情況(1010和1020)下，示出了用于堆棧的頂部、中部和底部的晶片的數(shù)據(jù)。在替換實(shí)施例中，可以使用不同的前驅(qū)體濃度值，并且可以使用不同的時(shí)間。圖11圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一前驅(qū)體的表面飽和度值。示出的表面飽和度值1110是流率保持恒定的現(xiàn)有技術(shù)的常用ALD工藝的典型值。示出的表面飽和度值1120舉例說(shuō)明了其中智能設(shè)置點(diǎn)被用于操作MLD工藝的本發(fā)明實(shí)施例。在這兩種情況(1110和1120)下，示出了用于堆棧的頂部、中部和底部的晶片的數(shù)據(jù)。在替換實(shí)施例中，可以使用不同的表面飽和度值，并且可以使用不同的時(shí)間。另外，示出的時(shí)間差1130舉例說(shuō)明了利用本發(fā)明實(shí)施例獲得的時(shí)間節(jié)省量。具體而言，在該示例中，利用本發(fā)明快了75秒達(dá)到100%飽和度。智能設(shè)置點(diǎn)的使用提供了明顯的時(shí)間節(jié)省。再次參考圖8，在步驟830中，可以執(zhí)行第一室凈化工藝。例如，室凈化工藝可以包括室放氣工藝、室清洗工藝和抽空工藝中的至少一個(gè)。在第一室凈化工藝830期間，在多個(gè)晶片的至少一個(gè)的表面上可以確定多個(gè)表面飽和區(qū)，并且可以創(chuàng)建第二虛擬傳感器以確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。第二處理氣體可以在第二處理時(shí)間內(nèi)被引入到處理室中，并且第二處理氣體可以從處理室中基本去除第一處理氣體。例如，這可以使得在每個(gè)表面飽和區(qū)處第一反應(yīng)物物質(zhì)(前驅(qū)體)的濃度約為0。第二處理時(shí)間可以利用虛擬傳感器、第二虛擬傳感器、濃度值、前饋數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)來(lái)確定。第二虛擬傳感器可以用于確定在何時(shí)未反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、第一處理氣體的濃度水平、第二處理氣體的濃度水平和來(lái)自工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)達(dá)到期望值。在一個(gè)實(shí)施例中，期望值可以約為o。在替換實(shí)施例中，期望值可以大于o。第二虛擬傳感器可以利用動(dòng)態(tài)模型創(chuàng)建，該動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(Mi、M2、M3和M4)、控制輸入(U)、千擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，如圖5所述。模型結(jié)構(gòu)可以表達(dá)為7尸M,U+M3D和Y-M2U+M4D?；蛘撸梢允褂媚Ｐ徒Y(jié)構(gòu)的不同表達(dá)。例如，對(duì)于U和Y可以獲得測(cè)量數(shù)據(jù)；可以利用Y-M2U+M4Dest來(lái)估計(jì)D的值；并且可以利用Zes產(chǎn)M,U+M3Dest來(lái)估計(jì)Z的值。至少一個(gè)控制輸入(U)可以是第二處理氣體的氣體流，其中第二處理氣體包括惰性氣體，至少一個(gè)千擾輸入(D)可以是不可測(cè)的變化，至少一個(gè)測(cè)量輸出(Y)可以是留在處理室中的氣體的未反應(yīng)前驅(qū)體濃度，并且至少一個(gè)調(diào)控輸出(Z)可以是用于確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)處的未反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、第一處理氣體的濃度水平和來(lái)自第一處理氣體的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)的虛擬傳感器。對(duì)于至少一個(gè)調(diào)控輸出可以獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，并且可以利用測(cè)量數(shù)據(jù)檢驗(yàn)動(dòng)態(tài)模型。在一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量數(shù)據(jù)可以利用GCS獲得。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用其他測(cè)量設(shè)備。在替換實(shí)施例中，GCS可以用作用于一個(gè)或多個(gè)工藝步驟的結(jié)束點(diǎn)檢測(cè)器。或者，測(cè)量數(shù)據(jù)可以利用MLMS獲得。第二虛擬傳感器可以測(cè)量百分比，并且步驟830中的第一室凈化工藝可以在第二虛擬傳感器值達(dá)到約0%時(shí)結(jié)束。在替換實(shí)施例中，可以使用不同的百分比，并且可以使用不同的濃度水平。在某些情況下，凈化工藝取決于進(jìn)入室的流率、離開(kāi)室的流率、室內(nèi)的流率和襯底之間的流率。在典型方案中，諸如凈化氣體的流率和室壓強(qiáng)之類(lèi)的工藝參數(shù)設(shè)置點(diǎn)在凈化工藝期間在己知時(shí)間內(nèi)保持恒定。然而，本發(fā)明使用動(dòng)態(tài)的智能設(shè)置點(diǎn)，其可以作為時(shí)間函數(shù)圍繞標(biāo)稱(chēng)值改變凈化氣體流率，以提供在實(shí)現(xiàn)膜均勻性和更快的處理時(shí)間方面額外的自由度。在替換實(shí)施例中，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于在第一凈化工藝830期間控制其他工藝參數(shù)，例如室壓強(qiáng)、室溫和襯底溫度。在附加實(shí)施例中，標(biāo)稱(chēng)值不是必需的。在其他實(shí)施例中，可以使用不同的標(biāo)稱(chēng)值。在一個(gè)實(shí)施例中，第一凈化步驟830被用于從晶片表面和處理室中去除污染物，例如第一處理氣體成分、前驅(qū)體分子和/或工藝副產(chǎn)物。各種反應(yīng)參數(shù)可以與動(dòng)態(tài)模型相組合以確定在第一凈化工藝830期間各個(gè)位置處污染物的濃度水平。污染物的濃度水平可以通過(guò)包括智能設(shè)置點(diǎn)來(lái)控制第一室凈化工藝830期間凈化氣體的流率而更加精確地控制。在一個(gè)實(shí)施例中，污染水平(濃度)可以利用至少一個(gè)晶片上的多個(gè)徑向元素(w)來(lái)確定。污染水平可以包括已反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、未反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、第一處理氣體的濃度水平和來(lái)自第一工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)。污染水平(濃度)向量D可以在每一個(gè)徑向元素(w)處定義?；蛘?，可以處理非圓形對(duì)象并使用非徑向元素。污染水平向量Z)中的變化可以利用動(dòng)態(tài)設(shè)置點(diǎn)軌跡而被最小化?；谀Ｐ偷木€(xiàn)性或非線(xiàn)性多變量控制方法可以用于對(duì)污染水平建模，其中控制器包括要控制的系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。多變量控制器可以基于這里描述的現(xiàn)代控制設(shè)計(jì)方法中的任何一種。污染水平的模型可以是線(xiàn)性的或非線(xiàn)性的，并且可以是SISO或MIMO的。多變量控制方法(即MIMO)考慮到所有輸入以及其對(duì)輸出的影響。可以使用若干種用于對(duì)污染水平建模的其他方法，例如物理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型。在一個(gè)實(shí)施例中，第二處理氣體的流率設(shè)置點(diǎn)被允許在第一凈化工藝步驟830期間在圍繞標(biāo)稱(chēng)值的一個(gè)小窗口內(nèi)變化，這提供了在實(shí)現(xiàn)更快并且更高效的凈化方面額外的自由度。在其他實(shí)施例中，在第一凈化工藝步驟830期間可以使用額外的設(shè)置點(diǎn)。當(dāng)利用智能時(shí)變?cè)O(shè)置點(diǎn)軌跡對(duì)污染水平建模時(shí)，用于第二處理氣體的流率的標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)可以被參數(shù)化為一個(gè)斷點(diǎn)向量；并且可以定義包含作為圍繞標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)的時(shí)變擾動(dòng)的第二處理氣體的流率的智能設(shè)置點(diǎn)(n-rm)的向量n、r=或者，當(dāng)在第一凈化工藝830期間使用智能設(shè)置點(diǎn)時(shí)，一個(gè)或多個(gè)工藝變量可以具有智能時(shí)變?cè)O(shè)置點(diǎn)。例如，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于控制室溫、室壓強(qiáng)、處理氣體化學(xué)和晶片溫度。工藝敏感性矩陣M可以通過(guò)對(duì)于每個(gè)控制區(qū)在每個(gè)斷點(diǎn)處進(jìn)行微小的擾動(dòng)來(lái)加以創(chuàng)建。利用閉環(huán)系統(tǒng)的模型，可以確定由這些擾動(dòng)引起的結(jié)果。所得到的一種工藝特性(例如污染水平(濃度))的擾動(dòng)(44)于是可以被寫(xiě)為如下形式V二《現(xiàn)在，優(yōu)化任務(wù)變?yōu)檎业较蛄縭的適當(dāng)值，以使得所得到的向量"去除了在從標(biāo)稱(chēng)軌跡獲得的污染水平(濃度)向量D中看見(jiàn)的跨晶片變化。例如，測(cè)量數(shù)據(jù)可以用于計(jì)算敏感性矩陣M。當(dāng)創(chuàng)建智能設(shè)置點(diǎn)時(shí)，所得到的晶片上沉積層的均勻性明顯取決于凈化工藝830的有效性，凈化工藝830的有效性又取決于凈化氣體的流率。用于計(jì)算跨晶片的各個(gè)位置處的污染水平和污染水平對(duì)凈化氣體流設(shè)置點(diǎn)變化的敏感性的方法已經(jīng)在上面進(jìn)行了描述。在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)稱(chēng)污染狀態(tài)值(C,-C)可以正比于標(biāo)稱(chēng)污染水平(A-D)，其中a是比例常數(shù)。另外，污染狀態(tài)值的變化(c/-c)可以正比于污染水平的變化(rf/-A)，其中《是比例常數(shù)。貝ij，污染狀態(tài)值的變化(c;-c?？梢詫?xiě)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage41</formula>晶片表面上污染狀態(tài)值的變化(q-c)和/或污染水平的變化(A-d)可以通過(guò)利用敏感性矩陣M計(jì)算智能設(shè)置點(diǎn)來(lái)減小。智能設(shè)置點(diǎn)可以通過(guò)解受約束二次優(yōu)化問(wèn)題來(lái)加以?xún)?yōu)化，該受約束二次優(yōu)化問(wèn)題由下式給定rnuj"—a-A^I,其中rmin<r，r<rmax從而，找到智能設(shè)置點(diǎn)的程序變?yōu)?)利用標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)運(yùn)行工藝并找到至少一個(gè)晶片的表面上多個(gè)選定位置處的污染水平和/或污染狀態(tài)值。污染水平可以利用若干種方法確定；一種這樣的方法使用已知的氣體分析技術(shù)；另一種方法可以使用GCS?；蛘撸瑴y(cè)量數(shù)據(jù)可以利用MLMS獲得。2)選擇污染水平的標(biāo)稱(chēng)值并創(chuàng)建變化向量d，變化向量d是期望值和測(cè)量數(shù)據(jù)之間的差。在一個(gè)實(shí)施例中，期望值是標(biāo)稱(chēng)值?；蛘?，期望值可以是平均值、最小值、最大值、3-sigma值或另一計(jì)算值。3)解以上示出的優(yōu)化問(wèn)題以找到智能設(shè)置點(diǎn)r。4)利用在前一步驟中找到的智能設(shè)置點(diǎn)更新方案并重新運(yùn)行工藝。例如，更新后的值可以通過(guò)運(yùn)行更新后的方案而獲得。5)進(jìn)行迭代，直到獲得了期望的污染水平。例如，期望的污染水平可以包括3-sigma值、最大值、最小值和平均值中的至少一個(gè)。在迭代已收斂并且獲得了期望均勻性之后，可以存儲(chǔ)結(jié)果以供以后使用。在步驟830完成后，過(guò)量的材料已從室中被凈化出去，并且第一前驅(qū)體材料的單層已經(jīng)吸附在多個(gè)晶片的表面上。圖12圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括第一凈化氣體的氣體流率的方案步驟。示出的恒定流率1210是現(xiàn)有技術(shù)的常用ALD工藝的典型值。具有智能設(shè)置點(diǎn)(1222、1224和1226)的流率1220舉例說(shuō)明了本發(fā)明的用于操作MLD工藝的實(shí)施例。在替換實(shí)施例中，可以使用不同數(shù)目的智能設(shè)置點(diǎn)。另外，可以使用不同的流率值，并且可以使用不同的時(shí)間。在替換實(shí)施例中，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于在第一室凈化工藝830期間控制室壓強(qiáng)。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)于凈化周期的第一部分壓強(qiáng)相對(duì)于時(shí)間的圖。圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于兩種示例性?xún)艋に嚨膲簭?qiáng)穩(wěn)定時(shí)間的圖。再次參考圖8，在步驟840中，可以執(zhí)行第二沉積工藝。在第二沉積工藝期間，可以在多個(gè)晶片的至少一個(gè)的表面上確定多個(gè)表面飽和區(qū)，并且可以創(chuàng)建第三虛擬傳感器以確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。第三處理氣體可以被引入到處理室中，并且這多個(gè)晶片可以在第三處理時(shí)間內(nèi)被暴露于包含在第三處理氣體中的第二反應(yīng)物物質(zhì)(第二前驅(qū)體)；并且在多個(gè)晶片的表面上可以沉積基本均勻的膜。例如，第二前驅(qū)體可以與已經(jīng)吸附在多個(gè)晶片的表面上的第一前驅(qū)體材料的單層發(fā)生反應(yīng)，從而在多個(gè)晶片中的每一個(gè)的表面上形成期望材料的單層，例如Si3N4、A1203、Ta20s和HfSiON。第三處理時(shí)間可以利用第一虛擬傳感器、第二虛擬傳感器、第三虛擬傳感器和測(cè)量數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)確定。在一個(gè)實(shí)施例中，第三虛擬傳感器可以被創(chuàng)建用于確定反應(yīng)狀態(tài)，并且可以用于確定表面反應(yīng)狀態(tài)何時(shí)達(dá)到期望值。表面反應(yīng)狀態(tài)可以用于確定第二前驅(qū)體何時(shí)與多個(gè)晶片表面上的第一前驅(qū)體材料的單層完全反應(yīng)，并且基本均勻的膜被沉積到這多個(gè)晶片的表面上。此外，第三處理時(shí)間可以利用前饋數(shù)據(jù)、虛擬傳感器、第二虛擬傳感器和第三虛擬傳感器中的至少一個(gè)確定。第三虛擬傳感器可以利用動(dòng)態(tài)模型創(chuàng)建，該動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(MhM2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，如圖5所述。模型結(jié)構(gòu)可以表達(dá)為Z=M,U+M3D和Y-M2U+M4D?；蛘?，可以使用模型結(jié)構(gòu)的不同表達(dá)。例如，對(duì)于U和Y可以獲得測(cè)量數(shù)據(jù)；可以利用Y-M2U+M4Dest來(lái)估計(jì)D的值；并且可以利用Zes產(chǎn)M,U+M3Dest來(lái)估計(jì)Z的值。至少一個(gè)控制輸入(U)可以是第三處理氣體的氣體流，至少一個(gè)干擾輸入(D)可以是不可測(cè)的變化，至少一個(gè)測(cè)量輸出(Y)可以是第三處理氣體的氣體濃度，并且至少一個(gè)調(diào)控輸出(Z)可以是用于確定表面反應(yīng)狀態(tài)的虛擬傳感器。在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，可以使用不同數(shù)目的模型分量，并且模型分量可以按不同體系結(jié)構(gòu)布置。對(duì)于至少一個(gè)調(diào)控輸出可以獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，并且可以利用測(cè)量數(shù)據(jù)檢驗(yàn)動(dòng)態(tài)模型。在一種情況下，測(cè)量數(shù)據(jù)可以利用MLMS獲得，MLMS可以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量多個(gè)位置處的已反應(yīng)和/或未反應(yīng)前驅(qū)體物質(zhì)的濃度。另外，MLMS可以用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量多個(gè)位置處的表面反應(yīng)狀態(tài)和/或膜厚?；蛘?，測(cè)量數(shù)據(jù)可以利用GCS或其他光學(xué)技術(shù)獲得。另外，動(dòng)態(tài)模型可以包括對(duì)處理室內(nèi)第三處理氣體的流建模，其中第三處理氣體包括第二反應(yīng)物物質(zhì)(第二前驅(qū)體分子)；對(duì)晶片之間的流作為擴(kuò)散過(guò)程建模；確定第二反應(yīng)物物質(zhì)(第二前驅(qū)體分子)的駐留時(shí)間；確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)的第二反應(yīng)物物質(zhì)(第二前驅(qū)體分子)濃度；以及確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)的反應(yīng)速率。例如，表面反應(yīng)狀態(tài)虛擬傳感器可以測(cè)量百分比，并且第二沉積工藝可以在表面反應(yīng)狀態(tài)達(dá)到約100%時(shí)結(jié)束。在替換實(shí)施例中，可以使用不同的百分比。在某些情況下，沉積工藝取決于沉積在晶片表面上的第一前驅(qū)體和第二前驅(qū)體之間的飽和表面反應(yīng)。例如，這一過(guò)程可以是自限制反應(yīng)。在典型方案中，諸如含前驅(qū)體氣體的流率(約100sccm)和室壓強(qiáng)(約1Torr)之類(lèi)的工藝參數(shù)設(shè)置點(diǎn)在給定時(shí)間段內(nèi)保持恒定。然而，本發(fā)明使用動(dòng)態(tài)的智能設(shè)置點(diǎn)，其可以作為時(shí)間函數(shù)圍繞標(biāo)稱(chēng)值改變流率，以提供在實(shí)現(xiàn)膜均勻性方面額外的自由度。在替換實(shí)施例中，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于在步驟840中的第二沉積工藝期間控制其他工藝參數(shù)，例如室壓強(qiáng)、室溫和襯底溫度。在附加實(shí)施例中，標(biāo)稱(chēng)值不是必需的。在其他實(shí)施例中，可以使用不同的標(biāo)稱(chēng)值。在一個(gè)實(shí)施例中，第二前驅(qū)體濃度可以利用至少一個(gè)晶片上的多個(gè)徑向元素確定，并且在每一個(gè)徑向元素(《)上可以定義一個(gè)第二前驅(qū)體濃度向量Z)。或者，可以處理非圓形對(duì)象并使用非徑向元素。第二前驅(qū)體濃度向量/)中的變化可以利用動(dòng)態(tài)設(shè)置點(diǎn)軌跡被最小化?；谀Ｐ偷木€(xiàn)性或非線(xiàn)性多變量控制方法可以用于對(duì)第二前驅(qū)體的濃度值建模，其中控制器包括要控制的系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。多變量控制器可以基于上述的現(xiàn)代控制設(shè)計(jì)方法中的任何一種。第二前驅(qū)體濃度模型可以是線(xiàn)性或非線(xiàn)性的，并且可以SISO或MIMO的。多變量控制方法(即MIMO)考慮到所有輸入以及其對(duì)輸出的影響。可以使用若干種用于對(duì)第二前驅(qū)體的濃度值建模的其他方法，例如物理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型。在一個(gè)實(shí)施例中，第二前驅(qū)體的流率設(shè)置點(diǎn)被允許在第二前驅(qū)體工藝步驟840期間在圍繞標(biāo)稱(chēng)值的一個(gè)小窗口內(nèi)變化，這提供了在實(shí)現(xiàn)運(yùn)行結(jié)束前驅(qū)體濃度均勻性方面額外的自由度。在其他實(shí)施例中，在第二前驅(qū)體工藝步驟840期間使用額外的設(shè)置點(diǎn)。當(dāng)利用智能時(shí)變?cè)O(shè)置點(diǎn)軌跡對(duì)第二前驅(qū)體的濃度值建模時(shí)，第二前驅(qū)體的流率的標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)可以被參數(shù)化為一個(gè)斷點(diǎn)向量，并且可以定義包含作為圍繞標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)的時(shí)變擾動(dòng)的第二前驅(qū)體的流率的智能設(shè)置點(diǎn)(n-4)的向量r?！獈—或者，當(dāng)在第二前驅(qū)體工藝840期間使用智能設(shè)置點(diǎn)時(shí)，一個(gè)或多個(gè)工藝變量可以具有智能時(shí)變?cè)O(shè)置點(diǎn)。例如，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于控制室溫、室壓強(qiáng)、處理氣體化學(xué)和晶片溫度。工藝敏感性矩陣M可以通過(guò)對(duì)于每個(gè)控制區(qū)在每個(gè)斷點(diǎn)處進(jìn)行微小的擾動(dòng)來(lái)加以創(chuàng)建。利用閉環(huán)系統(tǒng)的模型，可以確定由這些擾動(dòng)引起的結(jié)果。所得到的一種工藝特性(例如第二前驅(qū)體的濃度水平)的擾動(dòng)(AA)隨后可以被寫(xiě)為如下形式<table>tableseeoriginaldocumentpage44</column></row><table>現(xiàn)在，優(yōu)化任務(wù)變?yōu)檎业较蛄縭的適當(dāng)值，以使得所得到的向量c/去除了在從標(biāo)稱(chēng)軌跡獲得的向量Z)中看見(jiàn)的跨晶片變化。例如，測(cè)量數(shù)據(jù)可以用于計(jì)算敏感性矩陣M。當(dāng)創(chuàng)建智能設(shè)置點(diǎn)時(shí)，所得到的晶片上沉積層的均勻性明顯取決于晶片表面上各個(gè)位置處的反應(yīng)速率、晶片溫度、前驅(qū)體濃度和分壓。用于計(jì)算跨晶片的各個(gè)位置處的反應(yīng)速率和表面反應(yīng)速率對(duì)流設(shè)置點(diǎn)變化的敏感性的方法己經(jīng)在上面進(jìn)行了描述。標(biāo)稱(chēng)反應(yīng)狀態(tài)值(G-CJ可以正比于第二前驅(qū)體的標(biāo)稱(chēng)濃度水平(i^-Z)》，其中《是比例常數(shù)。另外，反應(yīng)狀態(tài)值的變化(Q-c)可以正比于第二前驅(qū)體的濃度水平的變化(A-A)，其中《是比例常數(shù)。貝l」，反應(yīng)狀態(tài)值的變化可以寫(xiě)為晶片表面上反應(yīng)狀態(tài)值的變化(C/-c)和/或第二前驅(qū)體的濃度水平的變化(力-A)可以通過(guò)利用敏感性矩陣M計(jì)算智能設(shè)置點(diǎn)來(lái)減小。智能設(shè)置點(diǎn)可以通過(guò)解受約束二次優(yōu)化問(wèn)題來(lái)加以?xún)?yōu)化，該受約束二次優(yōu)化問(wèn)題由下式給定r油IP—Mr||，其中rmin<r，r<rmax從而，找到智能設(shè)置點(diǎn)的程序變?yōu)?)利用標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)運(yùn)行工藝并找到多個(gè)晶片的至少一個(gè)的表面上多個(gè)選定位置處的第二前驅(qū)體濃度水平和/或反應(yīng)狀態(tài)值。前驅(qū)體濃度可以利用若干種方法測(cè)量；一種這樣的方法是使用光學(xué)傳感器(OES、ODP);另一種方法可以使用MLMS。2)選擇第二前驅(qū)體的濃度水平的標(biāo)稱(chēng)值并創(chuàng)建變化向量A變化向量c/是期望值和測(cè)量數(shù)據(jù)之間的差。在一個(gè)實(shí)施例中，期望值是標(biāo)稱(chēng)值。或者，期望值可以是平均值、最小值、最大值、3-sigma值或另一計(jì)算值。3)解以上示出的優(yōu)化問(wèn)題以找到智能設(shè)置點(diǎn)r。4)利用在前一步驟中找到的智能設(shè)置點(diǎn)更新方案并重新運(yùn)行工藝。例如，更新后的值可以通過(guò)運(yùn)行更新后的方案而獲得。5)進(jìn)行迭代，直到獲得了期望的均勻性。例如，期望均勻性可以包括用于表面反應(yīng)狀態(tài)的平均值、最小值、最大值、3-sigma值或另一計(jì)算值。在迭代已收斂并且獲得了期望均勻性之后，可以存儲(chǔ)結(jié)果以供以后使用。圖15圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括第二含前驅(qū)體氣體的氣體流率45的方案步驟。示出的恒定流率1510是現(xiàn)有技術(shù)的常用ALD工藝的典型值。具有智能設(shè)置點(diǎn)(1522、1524和1526)的流率1520舉例說(shuō)明了本發(fā)明的用于操作MLD工藝的實(shí)施例。在圖示實(shí)施例中，第二含前驅(qū)體氣體的流率從一個(gè)智能設(shè)置點(diǎn)步進(jìn)到另一個(gè)智能設(shè)置點(diǎn)。在其他實(shí)施例中，智能設(shè)置點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)變可以是基本線(xiàn)性的。在替換實(shí)施例中，可以使用不同數(shù)目的智能設(shè)置點(diǎn)。另外，可以使用不同的流率值，并且可以使用不同的時(shí)間。圖16圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二前驅(qū)體的濃度值。示出的前驅(qū)體濃度值1610是流率保持恒定的現(xiàn)有技術(shù)的常用ALD工藝的典型值。示出的前驅(qū)體濃度值1620舉例說(shuō)明了其中智能設(shè)置點(diǎn)被用于操作MLD工藝的本發(fā)明實(shí)施例。在這兩種情況(1610和1620)下，示出了堆棧的頂部、中部和底部的晶片數(shù)據(jù)。在替換實(shí)施例中，可以使用不同的前驅(qū)體濃度值，并且可以使用不同的時(shí)間。圖17圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第二前驅(qū)體的表面飽和度值。示出的表面飽和度值1710是流率保持恒定的現(xiàn)有技術(shù)的常用ALD工藝的典型值。示出的表面飽和度值1720舉例說(shuō)明了其中智能設(shè)置點(diǎn)被用于操作MLD工藝的本發(fā)明實(shí)施例。在這兩種情況(1710和1720)下，示出了堆棧的頂部、中部和底部的晶片數(shù)據(jù)。在替換實(shí)施例中，可以使用不同的表面飽和度值，并且可以使用不同的時(shí)間。另外，示出的時(shí)間差1730舉例說(shuō)明了利用本發(fā)明實(shí)施例獲得的時(shí)間節(jié)省量。具體而言，在該示例中，利用本發(fā)明快了75秒達(dá)到100%飽和度。智能設(shè)置點(diǎn)的使用提供了明顯的時(shí)間節(jié)省。再次參考圖8，在步驟850中，可以執(zhí)行第二室凈化工藝。例如，室凈化工藝可以包括室放氣工藝、室清洗工藝和抽空工藝中的至少一個(gè)。在第二室凈化工藝850期間，在多個(gè)晶片的至少一個(gè)的表面上可以確定多個(gè)表面飽和區(qū)，并且可以創(chuàng)建第四虛擬傳感器以確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。第四處理氣體可以在第四處理時(shí)間內(nèi)被引入到處理室中，并且第四處理氣體可以從處理室中明顯去除第三處理氣體。例如，這可以使得在一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)處第二反應(yīng)物物質(zhì)(第二前驅(qū)體)的濃度約為0。第四處理時(shí)間可以利用虛擬傳感器、第二虛擬傳感器、第三虛擬傳感器、第四虛擬傳感器、濃度值、前饋數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)來(lái)確定。第四虛擬傳感器可以用于確定未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、第三處理氣體的濃度水平、第四處理氣體的濃度水平和來(lái)自工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)何時(shí)達(dá)到期望值。在一個(gè)實(shí)施例中，期望值可以約為o。在替換實(shí)施例中，期望值可以大于o。第四虛擬傳感器可以利用動(dòng)態(tài)模型創(chuàng)建，該動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(M"M2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，如圖5所述。模型結(jié)構(gòu)可以表達(dá)為Z=M,U+M3D和Y-M2U+M4D?；蛘撸梢允褂媚Ｐ徒Y(jié)構(gòu)的不同表達(dá)。例如，對(duì)于U和Y可以獲得測(cè)量數(shù)據(jù)；可以利用Y:M2U+M4^t來(lái)估計(jì)D的值；并且可以利用Zes產(chǎn)M,U+M3Dd來(lái)估計(jì)Z的值。至少一個(gè)控制輸入(U)可以是第四處理氣體的氣體流，其中第四處理氣體包括惰性氣體，至少一個(gè)干擾輸入(D)可以是不可測(cè)的變化，至少一個(gè)測(cè)量輸出(Y)可以是留在處理室中的氣體的未反應(yīng)第二前驅(qū)體濃度，并且至少一個(gè)調(diào)控輸出(Z)可以是用于確定一個(gè)或多個(gè)表面飽和區(qū)處的未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子和/或副產(chǎn)物的濃度的虛擬傳感器。對(duì)于至少一個(gè)調(diào)控輸出可以獲得測(cè)量數(shù)據(jù)，并且可以利用測(cè)量數(shù)據(jù)檢驗(yàn)動(dòng)態(tài)模型。在一個(gè)實(shí)施例中，領(lǐng)懂?dāng)?shù)據(jù)可以利用GCS獲得。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用其他測(cè)量設(shè)備。在替換實(shí)施例中，GCS可以用作用于一個(gè)或多個(gè)工藝步驟的結(jié)束點(diǎn)檢測(cè)器。用于確定未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子和/或副產(chǎn)物的濃度的虛擬傳感器可以測(cè)量百分比，并且第二室凈化工藝850可以在未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子和/或副產(chǎn)物的濃度水平達(dá)到約0。％時(shí)結(jié)束。在替換實(shí)施例中，可以使用不同的百分比，并且可以使用不同的濃度。在某些情況下，凈化工藝取決于進(jìn)入室的流率、離開(kāi)室的流率、室內(nèi)的流率和襯底之間的流率。在典型方案中，諸如凈化氣體的流率和室壓強(qiáng)之類(lèi)的工藝參數(shù)設(shè)置點(diǎn)在凈化工藝期間在已知時(shí)間內(nèi)保持恒定。然而，本發(fā)明使用動(dòng)態(tài)的智能設(shè)置點(diǎn)，其可以作為時(shí)間函數(shù)圍繞標(biāo)稱(chēng)值改變凈化氣體流率，以提供在實(shí)現(xiàn)膜均勻性和更快的處理時(shí)間方面額外的自由度。在替換實(shí)施例中，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于在第二凈化工藝850期間控制其他工藝參數(shù)，例如室壓強(qiáng)、室溫和襯底溫度。在附加實(shí)施例中，標(biāo)稱(chēng)值不是必需的。在其他實(shí)施例中，可以使用不同的標(biāo)稱(chēng)值。在一個(gè)實(shí)施例中，第二凈化步驟850被用于從晶片表面和處理室中去除污染物，例如第三處理氣體成分、第二前驅(qū)體分子和/或工藝副產(chǎn)物。各種反應(yīng)參數(shù)可以與動(dòng)態(tài)模型相組合以確定在第二凈化工藝850期間各個(gè)位置處污染物的濃度水平。污染物的濃度水平可以通過(guò)包括智能設(shè)置點(diǎn)來(lái)控制第二室凈化工藝850期間凈化氣體的流率而更加精確地控制。在一個(gè)實(shí)施例中，第二污染水平(濃度)可以利用至少一個(gè)晶片上的多個(gè)徑向元素(《)來(lái)確定。第二污染水平可以包括未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、第三處理氣體的濃度水平、第四處理氣體的濃度水平和來(lái)自工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)。第二污染水平(濃度)向量可以在每一個(gè)徑向元素(w)處定義?；蛘?，可以處理非圓形對(duì)象并使用非徑向元素。第二污染向量D中的變化可以利用動(dòng)態(tài)設(shè)置點(diǎn)軌跡而被最小化。基于模型的線(xiàn)性或非線(xiàn)性多變量控制方法可以用于對(duì)污染水平建模，其中控制器包括要控制的系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。多變量控制器可以基于這里描述的現(xiàn)代控制設(shè)計(jì)方法中的任何一種。污染水平的模型可以是線(xiàn)性的或非線(xiàn)性的，并且可以是SISO或MIMO的。多變量控制方法(即MIMO)考慮到所有輸入以及其對(duì)輸出的影響?？梢允褂萌舾煞N用于對(duì)污染水平建模的其他方法，例如物理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型。在一個(gè)實(shí)施例中，第四處理氣體的流率設(shè)置點(diǎn)被允許在第二凈化工藝步驟850期間在圍繞標(biāo)稱(chēng)值的一個(gè)小窗口內(nèi)變化，這提供了在實(shí)現(xiàn)更快并且更高效的凈化方面額外的自由度。在其他實(shí)施例中，在第二凈化工藝步驟850期間可以使用額外的設(shè)置點(diǎn)。當(dāng)利用智能時(shí)變?cè)O(shè)置點(diǎn)軌跡對(duì)第二污染水平建模時(shí)，用于第四處理氣體的流率的標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)可以被參數(shù)化為—個(gè)斷點(diǎn)向量；并且可以定義包含作為圍繞標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)的時(shí)變擾動(dòng)的第四處理氣體的流率的智能設(shè)置點(diǎn)(^-〃m)的向量^或者，當(dāng)在第二凈化工藝850期間使用智能設(shè)置點(diǎn)時(shí)，一個(gè)或多個(gè)工藝變量可以具有智能時(shí)變?cè)O(shè)置點(diǎn)。例如，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于控制室溫、室壓強(qiáng)、第四處理氣體化學(xué)和晶片溫度。工藝敏感性矩陣M可以通過(guò)對(duì)于每個(gè)控制區(qū)在每個(gè)斷點(diǎn)處進(jìn)行微小的擾動(dòng)來(lái)加以創(chuàng)建。利用閉環(huán)系統(tǒng)的模型，可以確定由這些擾動(dòng)引起的結(jié)果。所得到的一種工藝特性(例如第二污染水平(濃度))的擾動(dòng)(4-《)于是可以被寫(xiě)為如下形式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage49</formula>現(xiàn)在，優(yōu)化任務(wù)變?yōu)檎业较蛄縭的適當(dāng)值，以使得所得到的向量d去除了在從標(biāo)稱(chēng)軌跡獲得的第二污染水平(濃度)向量D中看見(jiàn)的跨晶片變化。例如，測(cè)量數(shù)據(jù)可以用于計(jì)算敏感性矩陣M。當(dāng)創(chuàng)建智能設(shè)置點(diǎn)時(shí)，所得到的晶片上沉積層的均勻性明顯取決于第二凈化工藝850的有效性，第二凈化工藝850的有效性又取決于第四處理氣體(凈化氣體)的流率。用于計(jì)算跨晶片的各個(gè)位置處的污染水平和污染水平對(duì)凈化氣體流設(shè)置點(diǎn)變化的敏感性的方法已經(jīng)在上面進(jìn)行了描述。在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)稱(chēng)第二污染狀態(tài)值(G-C")可以正比于標(biāo)稱(chēng)第二污染水平，其中《是比例常數(shù)。另外，第二污染狀態(tài)值的變化(q-c)可以正比于第二污染水平的變化(力-a)，其中《是比例常數(shù)。貝U，污染狀態(tài)值的變化(q-c)可以寫(xiě)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage49</formula>晶片表面上第二污染狀態(tài)值的變化(q-c)和/或第二污染水平的變化-A)可以通過(guò)利用敏感性矩陣M計(jì)算智能設(shè)置點(diǎn)來(lái)減小。智能設(shè)置點(diǎn)可以通過(guò)解受約束二次優(yōu)化問(wèn)題來(lái)加以?xún)?yōu)化，該受約束二次優(yōu)化問(wèn)題由下式給定r曲||d—a臉|，其中rminrraax從而，找到智能設(shè)置點(diǎn)的程序變?yōu)?)利用標(biāo)稱(chēng)設(shè)置點(diǎn)運(yùn)行工藝并找到至少一個(gè)晶片的表面上多個(gè)選定位置處的第二污染水平和/或第二污染狀態(tài)值。第二污染水平可以利用若千種方法確定；一種這樣的方法使用已知的氣體分析技術(shù)；另一種方法可以使用GCS?；蛘撸I(lǐng)懂?dāng)?shù)據(jù)可以利用MLMS獲得。2)選擇第二污染水平的標(biāo)稱(chēng)值并創(chuàng)建變化向量d，變化向量d是期望值和測(cè)量數(shù)據(jù)之間的差。在一個(gè)實(shí)施例中，期望值是標(biāo)稱(chēng)值?；蛘?，期望值可以是平均值、最小值、最大值、3-sigma值或另一計(jì)算值。3)解以上示出的優(yōu)化問(wèn)題以找到智能設(shè)置點(diǎn)r。4)利用在前一步驟中找到的智能設(shè)置點(diǎn)更新方案并重新運(yùn)行工藝。例如，可以通過(guò)運(yùn)行更新后的方案獲得更新后的值。5)進(jìn)行迭代，直到獲得了期望的第二污染水平。例如，期望的污染水平可以包括3-sigma值、最大值、最小值和平均值中的至少一個(gè)。在迭代已收斂并且獲得了期望均勻性之后，可以存儲(chǔ)結(jié)果以供以后使用。在步驟850完成后，過(guò)量的材料已從室中被凈化出去，并且期望材料(例如Si3N4、A1203、Ta20s和HfSiON)的單層已被沉積在多個(gè)晶片的表面上。在替換實(shí)施例中，智能設(shè)置點(diǎn)可以用于在第二室凈化工藝850期間控制室壓強(qiáng)，這與對(duì)第一室凈化工藝830的控制類(lèi)似。圖18圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括第二凈化氣體的氣體流率的方案步驟。示出的恒定流率1810是現(xiàn)有技術(shù)的常用ALD工藝的典型值。具有智能設(shè)置點(diǎn)(1822、1824和1826)的流率1820舉例說(shuō)明了本發(fā)明的用于操作MLD工藝的實(shí)施例。在替換實(shí)施例中，可以使用不同數(shù)目的智能設(shè)置點(diǎn)。另外，可以使用不同的流率值，并且可以使用不同的時(shí)間。再次參考圖13和14，圖13還示出了對(duì)于第二凈化周期的第一部分壓強(qiáng)相對(duì)于時(shí)間的圖，圖14還示出了對(duì)于第二凈化周期的第二部分壓強(qiáng)相對(duì)于時(shí)間的圖。再次參考圖8，在步驟860中，執(zhí)行查詢(xún)以確定MLD工藝是否己完成。當(dāng)MLD工藝已完成時(shí)，程序800在步驟870中結(jié)束。當(dāng)MLD工藝未完成時(shí)，程序800分叉回步驟820，并且程序800如圖8所示繼續(xù)，重復(fù)前驅(qū)體和凈化步驟820到850，直到步驟860的査詢(xún)指示MLD工藝已經(jīng)完成為止。在MLD工藝中，可以沉積一個(gè)或多個(gè)單層，并且可以多次重復(fù)圖8中所示的處理步驟。例如，可以創(chuàng)建動(dòng)態(tài)模型以確定MLD工藝何時(shí)完成。另外，可以創(chuàng)建額外的虛擬傳感器以確定至少一個(gè)表面飽和區(qū)的膜厚，并且可以利用前饋數(shù)據(jù)、虛擬傳感器、第二虛擬傳感器、第三虛擬傳感器、第四虛擬傳感器和額外的虛擬傳感器中的至少一個(gè)進(jìn)行工藝完成確定。本發(fā)明可以使用包括動(dòng)態(tài)模型、虛擬傳感器和/或智能設(shè)置點(diǎn)的工藝方案以減少晶片內(nèi)的變化，減少晶片到晶片(wafer-to-wafer)的變化，減少批次到批次(lot-to-lot)的變化，并提高M(jìn)LD產(chǎn)量。通常，真實(shí)系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)、復(fù)雜并且非線(xiàn)性的。其瞬時(shí)響應(yīng)對(duì)于性能來(lái)說(shuō)是很重要的，并且經(jīng)常很難確定。系統(tǒng)的輸出受未知干擾的影響。通常，對(duì)于MIMO系統(tǒng)，每個(gè)輸入(例如，氣體流)可以影響多個(gè)輸出(例如，氣體流、膜厚)。根據(jù)本發(fā)明，創(chuàng)建了描述諸如MLD系統(tǒng)之類(lèi)的處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為。若干種方法可用于創(chuàng)建動(dòng)態(tài)模型一這些方法包括基于溫度、壓強(qiáng)、氣體流和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的第一原理模型以及利用從諸如MLD處理系統(tǒng)之類(lèi)的處理系統(tǒng)收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)創(chuàng)建的在線(xiàn)模型。在模型方法中，可以利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的在線(xiàn)建模通過(guò)己知的晶片參數(shù)創(chuàng)建一個(gè)模型庫(kù)，并且可以利用一組模型覆蓋預(yù)期的晶片變化范圍。在模型開(kāi)發(fā)期間，模型可以在合適的軟件仿真應(yīng)用(例如Matlab)中在合適的微處理器上數(shù)字實(shí)現(xiàn)。軟件應(yīng)用駐留在合適的電子計(jì)算機(jī)或微處理器上，該電子計(jì)算機(jī)或微處理器操作來(lái)執(zhí)行物理性能近似。然而，本發(fā)明預(yù)期了其他數(shù)字方法。在上述教導(dǎo)的基礎(chǔ)上可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行大量的修改和變化。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以利用除以上具體描述的以外的其他方式來(lái)實(shí)施。權(quán)利要求1.一種操作單層沉積(MLD)處理系統(tǒng)的方法，包括在處理室中定位多個(gè)晶片；執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝，其中所述第一前驅(qū)體工藝由具有第一組智能設(shè)置點(diǎn)的第一工藝方案控制，所述第一組智能設(shè)置點(diǎn)建立了第一時(shí)間段期間第一含前驅(qū)體氣體的第一流率和第二時(shí)間段期間所述第一含前驅(qū)體氣體的第二流率中的至少一個(gè)；執(zhí)行第一凈化工藝，其中所述第一凈化工藝由具有第二組智能設(shè)置點(diǎn)的第二工藝方案控制；執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝，其中所述第二前驅(qū)體工藝由具有第三組智能設(shè)置點(diǎn)的第三工藝方案控制，所述第三組智能設(shè)置點(diǎn)建立了第三時(shí)間段期間第二含前驅(qū)體氣體的第三流率和第四時(shí)間段期間所述第二含前驅(qū)體氣體的第四流率中的至少一個(gè)；執(zhí)行第二凈化工藝，其中所述第二凈化工藝由具有第四組智能設(shè)置點(diǎn)的第四工藝方案控制；以及重復(fù)所述執(zhí)行步驟，直到在所述多個(gè)晶片上沉積了具有期望厚度的膜為止。2.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝還包括在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望前驅(qū)體濃度水平；以及將前驅(qū)體分子沉積到所述飽和區(qū)中，直到達(dá)到了所述期望前驅(qū)體濃度水平為止。3.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝還包括在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的第一前驅(qū)體分子的期望前驅(qū)體濃度水平;利用虛擬傳感器來(lái)估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的前驅(qū)體濃度水平，將所估計(jì)的前驅(qū)體濃度水平與所述期望前驅(qū)體濃度水平相比較；以及將第一前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到所述估計(jì)的前驅(qū)體濃度水平約等于所述期望前驅(qū)體濃度水平為止。4.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝還包括在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望飽和狀態(tài)值；以及將第一前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到達(dá)到了所述期望飽和狀態(tài)值為止。5.如權(quán)利要求4所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述期望飽和狀態(tài)值約為100%。6.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝還包括在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望飽和狀態(tài)值；利用虛擬傳感器來(lái)估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的飽和狀態(tài)值；以及將所估計(jì)的飽和狀態(tài)值與所述期望飽和狀態(tài)值相比較以確定何時(shí)停止所述第一含前驅(qū)體氣體的流入。7.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一含前驅(qū)體氣體的第一流率和第二流率是基本相等的。8.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一含前驅(qū)體氣體在所述第一時(shí)間段期間包括第一濃度，在所述第二時(shí)間段期間包括第二濃度。9.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一含前驅(qū)體氣體在所述第一時(shí)間段期間包括第一前驅(qū)體，在所述第二時(shí)間段期間包括第二前驅(qū)體。10.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第一組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第一時(shí)間段期間第一惰性氣體的流率，并且建立了所述第二時(shí)間段期間第二惰性氣體的流率。11.如權(quán)利要求10所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一惰性氣體和所述第二惰性氣體包括基本相同的惰性氣體。12.如權(quán)利要求10所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一惰性氣體和所述第二惰性氣體包括不同的惰性氣體。13.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第一組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了額外時(shí)間段期間所述第一含前驅(qū)體氣體的額外流率。14.如權(quán)利要求13所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第一組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了第二額外時(shí)間段期間所述第一含前驅(qū)體氣體的第二額外流率。15.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第一組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第一前驅(qū)體工藝的第一部分的第一室壓強(qiáng)，并且建立了所述第一前驅(qū)體工藝的第二部分的第二室壓強(qiáng)。16.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第一組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第一前驅(qū)體工藝的第一部分的第一室溫，并且建立了所述第一前驅(qū)體工藝的第二部分的第二室溫。17.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第一組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第一前驅(qū)體工藝的第一部分的第一襯底溫度，并且建立了所述第一前驅(qū)體工藝的第二部分的第二襯底溫度。18.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝還包括創(chuàng)建所述第一前驅(qū)體工藝的動(dòng)態(tài)模型，所述動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(M^M2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y),并且具有包括Z-M,U+M3D和Y=M2U+M4D的模型結(jié)構(gòu)；其中所述控制輸入(U)包括所述第一含前驅(qū)體氣體的第一流率、所述第一含前驅(qū)體氣體的第二流率、流時(shí)間、前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體類(lèi)型、化學(xué)吸附速率、反應(yīng)速率、壓強(qiáng)和溫度中的至少一個(gè)；其中所述干擾輸入(D)包括工藝漂移、室污染和晶片溫度差中的至少一個(gè)；其中所述測(cè)量輸出(Y)包括輸入晶片溫度、輸入晶片組分、輸入晶片厚度、輸入晶片均勻性、輸出流率、室輸出處的前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體層組分和前驅(qū)體層均勻性中的至少一個(gè)；并且其中所述調(diào)控輸出(z)包括前驅(qū)體濃度值、前驅(qū)體濃度均勻性值、飽和狀態(tài)和飽和狀態(tài)均勻性值中的至少一個(gè)。19.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝還包括將前驅(qū)體分子化學(xué)吸附到所述晶片表面上。20.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一凈化工藝還包括在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望污染狀態(tài)值，所述期望污染狀態(tài)值正比于未反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、已反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、所述第一含前驅(qū)體氣體的濃度水平、凈化氣體濃度水平、來(lái)自所述第一前驅(qū)體工藝的副產(chǎn)物的濃度水平和來(lái)自所述第一凈化工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)；以及使凈化氣體流入所述處理室中，直到達(dá)到了所述期望污染狀態(tài)值為止。21.如權(quán)利要求20所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述期望污染狀態(tài)值約為0%。22.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一凈化工藝還包括-在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望污染水平，所述期望污染水平正比于未反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、己反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、所述第一含前驅(qū)體氣體的濃度水平、凈化氣體濃度水平、來(lái)自所述第一前驅(qū)體工藝的副產(chǎn)物的濃度水平和來(lái)自所述第一凈化工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)；利用虛擬傳感器來(lái)估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的污染水平；將所估計(jì)的污染水平與所述期望污染水平相比較；以及使凈化氣體流入所述處理室中，直到所述估計(jì)的污染水平約等于所述期望污染水平為止。23.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第二組智能設(shè)置點(diǎn)建立了所述第一凈化工藝的第一部分期間第一凈化氣體的第一流率和所述第一凈化工藝的第二部分期間第二凈化氣體的第二流率中的至少一個(gè)。24.如權(quán)利要求23所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一凈化氣體和所述第二凈化氣體包括基本相同的惰性氣體。25.如權(quán)利要求23所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一凈化氣體和所述第二凈化氣體包括不同的惰性氣體。26.如權(quán)利要求23所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第二組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第一凈化工藝的額外部分期間第三凈化氣體的額外流率。27.如權(quán)利要求26所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第二組智能設(shè)置點(diǎn)建立了所述第一凈化工藝的第二額外部分期間第四凈化氣體的第二額外流率。28.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第二組智能設(shè)置點(diǎn)建立了所述第一凈化工藝的第一部分的第一室壓強(qiáng)和所述第一凈化工藝的第二部分的第二室壓強(qiáng)中的至少一個(gè)。29.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第二組智能設(shè)置點(diǎn)建立了所述第一凈化工藝的第一部分的第一室溫和所述第一凈化工藝的第二部分的第二室溫中的至少一個(gè)。30.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第二組智能設(shè)置點(diǎn)建立了所述第一凈化工藝的第一部分的第一襯底溫度和所述第一凈化工藝的第二部分的第二襯底溫度中的至少一個(gè)。31.如權(quán)利要求23所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一凈化工藝還包括創(chuàng)建所述第一凈化工藝的動(dòng)態(tài)模型，所述動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(M!、M2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，并且具有包括Z-M,U+M3D和Y=M2U+M4D的模型結(jié)構(gòu)；其中所述控制輸入(U)包括所述第一凈化氣體的第一流率、所述第二凈化氣體的第二流率、流時(shí)間、凈化氣體組分、前驅(qū)體類(lèi)型、化學(xué)吸附速率、反應(yīng)速率、壓強(qiáng)和溫度中的至少一個(gè)；其中所述干擾輸入(D)包括工藝漂移、室污染和晶片溫度差屮的至》一々；其中所述測(cè)量輸出(Y)包括輸入晶片溫度、輸入晶片組分、輸入品片厚度、輸入晶片均勻性、輸出流率、室輸出處的凈化氣體濃度、室輸出處的前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體層組分和前驅(qū)體層均勻性中的至少一個(gè)；并且其中所述調(diào)控輸出(Z)包括污染狀態(tài)、未反應(yīng)前驅(qū)體分子的污染水平、工藝副產(chǎn)物的污染水平、前驅(qū)體濃度值、前驅(qū)體濃度均勻性值和污染狀態(tài)均勻性值中的至少一個(gè)。32.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝還包括-在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望前驅(qū)體濃度水平；以及將第二前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到達(dá)到了所述期望前驅(qū)體濃度水平為止。33.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝還包括-在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的第二前驅(qū)體分子的期望前l(fā)i體濃度水平；利用虛擬傳感器來(lái)估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的前驅(qū)體濃度水平；將所估計(jì)的前驅(qū)體濃度水平與所述期望前驅(qū)體濃度水平相比較；以及將第二前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到所述估計(jì)的前驅(qū)體濃度水平約等于所述期望前驅(qū)體濃度水平為止。34.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝還包括在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望反應(yīng)狀態(tài)值；以及將第二前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到達(dá)到了所述期望反應(yīng)狀態(tài)值為止。35.如權(quán)利要求34所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述期望反應(yīng)狀態(tài)值約為100%。36.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝還包括-在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望反應(yīng)狀態(tài)值；利用虛擬傳感器來(lái)估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的反應(yīng)狀態(tài)值；將所估計(jì)的反應(yīng)狀態(tài)值與所述期望反應(yīng)狀態(tài)值相比較；以及將第二前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到所述估計(jì)的反應(yīng)狀態(tài)值約等于所述期望反應(yīng)狀態(tài)值為止。37.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第二含前驅(qū)體氣體的第三流率和第四流率是基本相等的。38.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第二含前驅(qū)體氣體在所述第三時(shí)間段期間包括第一濃度，在所述第四時(shí)間段期問(wèn)包括第二濃度。39.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第二含前驅(qū)體氣體在所述第三時(shí)間段期間包括第一前驅(qū)體，在所述第四時(shí)間段期間包括第二前驅(qū)體。40.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第三組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第三時(shí)間段期間第一惰性氣體的第一惰性氣體流率，并且建立了所述第四時(shí)間段期間第二惰性氣體的第二惰性氣體流率。41.如權(quán)利要求40所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一惰性氣體和所述第二惰性氣體包括基本相同的惰性氣體。42.如權(quán)利要求40所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一惰性氣體和所述第二惰性氣體包括不同的惰性氣體。43.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第三組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了額外時(shí)間段期間所述第二含前驅(qū)體氣體的額外流率。44.如權(quán)利要求43所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第三組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了第二額外時(shí)間段期間所述第二含前驅(qū)體氣體的第二額外45.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第三組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第二前驅(qū)體工藝的第一部分的第一室壓強(qiáng)和所述第二前驅(qū)體工藝的第二部分的第二室壓強(qiáng)中的至少一個(gè)。46.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第三組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第二前驅(qū)體工藝的第一部分的第一室溫和所述第二前驅(qū)體工藝的第二部分的第二室溫中的至少一個(gè)。47.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第三組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第二前驅(qū)體工藝的第一部分的第一襯底溫度和所述第二前驅(qū)體工藝的第二部分的第二襯底溫度中的至少一個(gè)。48.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝還包括創(chuàng)建所述第二前驅(qū)體工藝的動(dòng)態(tài)模型，所述動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(Mi、M2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，并且具有包括Z-M,U+M3D禾BY=M2U+M4D的模型結(jié)構(gòu)；其中所述控制輸入(U)包括所述第二含前驅(qū)體氣體的第三流率、所述第二含前驅(qū)體氣體的第四流率、流時(shí)間、前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體類(lèi)型、化學(xué)吸附速率、反應(yīng)速率、壓強(qiáng)和溫度中的至少一個(gè)；其中所述干擾輸入(D)包括工藝漂移、室污染和晶片溫度差中的至少一個(gè)；其中所述測(cè)量輸出(Y)包括輸入晶片溫度、輸入晶片組分、輸入晶片厚度、輸入晶片均勻性、輸出流率、室輸出處的前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體層組分和前驅(qū)體層均勻性中的至少一個(gè)；并且其中所述調(diào)控輸出(Z)包括前驅(qū)體濃度值、前驅(qū)體濃度均勻性值、飽和狀態(tài)值、飽和狀態(tài)均勻性值、反應(yīng)狀態(tài)值和反應(yīng)狀態(tài)均勻性值中的至少一個(gè)。49.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝還包括使第二含前驅(qū)體氣體的分子與所述晶片表面上來(lái)自所述第一含前驅(qū)體氣體的化學(xué)吸附的前驅(qū)體分子相互反應(yīng)。50.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第二凈化工藝還包括在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望污染狀態(tài)值，所述期望污染狀態(tài)值正比于未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、已反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、所述第二含前驅(qū)體氣體的濃度水平、凈化氣體濃度水平、來(lái)自所述第二前驅(qū)體工藝的副產(chǎn)物的濃度水平和來(lái)自所述第二凈化工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)；以及使凈化氣體流入所述處理室中，直到達(dá)到了所述期望污染狀態(tài)值為止。51.如權(quán)利要求50所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述期望污染狀態(tài)值約為0%。52.如權(quán)利要求50所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第二凈化工藝還包括在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望污染水平，所述期望污染水平正比于未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、己反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、所述第二含前驅(qū)體氣體的濃度水平、凈化氣體濃度水平、來(lái)自所述第二前驅(qū)體工藝的副產(chǎn)物的濃度水平和來(lái)自所述第二凈化工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)；利用虛擬傳感器來(lái)估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的污染水平；將所估計(jì)的污染水平與所述期望污染水平相比較；以及使凈化氣體流入所述處理室中，直到所述估計(jì)的污染水平約等于所述期望污染水平為止。53.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第四組智能設(shè)置點(diǎn)建立了所述第二凈化工藝的第一部分期間第一凈化氣體的第一流率和所述第二凈化工藝的第二部分期間第二凈化氣體的第二流率中的至少一個(gè)。54.如權(quán)利要求53所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一凈化氣體和所述第二凈化氣體包括基本相同的惰性氣體。55.如權(quán)利要求53所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述第一凈化氣體和所述第二凈化氣體包括基本不同的惰性氣體。56.如權(quán)利要求53所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第四組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第二凈化工藝的額外部分期間第三凈化氣體的額外流率。57.如權(quán)利要求56所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第四組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第二凈化工藝的第二額外部分期間第四凈化氣體的第二額外流率。58.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第四組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第二凈化工藝的第一部分的第一室壓強(qiáng)和所述第二凈化工藝的第二部分的第二室壓強(qiáng)中的至少一個(gè)。59.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第四組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第二凈化工藝的第一部分的第一室溫和所述第二凈化工藝的第二部分的第二室溫中的至少一個(gè)。60.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述第四組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第二凈化工藝的第一部分的第一襯底溫度和所述第二凈化工藝的第二部分的第二襯底溫度。61.如權(quán)利要求53所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第二凈化工藝還包括創(chuàng)建所述第二凈化工藝的動(dòng)態(tài)模型，所述動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(M"M2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，并且具有包括Z-M,U+M3D和Y=M2U+M4D的模型結(jié)構(gòu)；其中所述控制輸入(U)包括所述第一凈化氣體的第一流率、所述第二凈化氣體的第二流率、流時(shí)間、凈化氣體組分、前驅(qū)體類(lèi)型、化學(xué)吸附速率、反應(yīng)速率、壓強(qiáng)和溫度中的至少一個(gè)；其中所述干擾輸入(D)包括工藝漂移、室污染和晶片溫度差中的至少一個(gè)；其中所述測(cè)量輸出(Y)包括輸入晶片溫度、輸入晶片組分、輸入晶片厚度、輸入晶片均勻性、輸出流率、室輸出處的凈化氣體濃度、室輸出處的前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體層組分和前驅(qū)體層均勻性中的至少一個(gè)；并且其中所述調(diào)控輸出(Z)包括污染狀態(tài)、未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、已反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、工藝副產(chǎn)物的濃度水平、前驅(qū)體濃度值、前驅(qū)體濃度均勻性值和污染狀態(tài)均勻性值中的至少一個(gè)。62.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，所述執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝還包括利用所述第一含前驅(qū)體氣體提供多個(gè)前驅(qū)體分子；對(duì)所述晶片之間的前驅(qū)體分子流作為擴(kuò)散過(guò)程建模；確定所述前驅(qū)體分子的駐留時(shí)間；以及確定所述前驅(qū)體分子的化學(xué)吸附速率。63.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，還包括接收所述晶片中的至少一個(gè)的前饋數(shù)據(jù)；從所述前饋數(shù)據(jù)中提取出折射率(n)數(shù)據(jù)和消光系數(shù)(k)數(shù)據(jù)；以及利用所述折射率(n)數(shù)據(jù)和消光系數(shù)(k)數(shù)據(jù)確定晶片組分。64.如權(quán)利要求63所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述前饋數(shù)據(jù)包括晶片組分信息，所述晶片組分信息包括以下信息中的至少一個(gè)層數(shù)目、層位置、層組分、層均勻性、層密度和層厚。65.如權(quán)利要求63所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述前饋數(shù)據(jù)包括至少一個(gè)晶片的臨界尺寸(CD)信息和形狀信息。66.如權(quán)利要求63所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述前饋數(shù)據(jù)包括徑向地定位在至少一個(gè)晶片上的多個(gè)位置的數(shù)據(jù)。67.如權(quán)利要求63所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中所述前饋數(shù)據(jù)包括非徑向地定位在至少一個(gè)晶片上的多個(gè)位置的數(shù)據(jù)。68.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中晶片包括圓形形狀，并且表面飽和區(qū)包括中心區(qū)和圍繞所述中心區(qū)徑向間隔的多個(gè)環(huán)形區(qū)。69.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中晶片包括矩形形狀，并且所述表面飽和區(qū)包括多個(gè)均勻間隔的矩形分段。70.如權(quán)利要求1所述的操作MLD處理系統(tǒng)的方法，其中晶片包括矩形形狀，并且所述表面飽和區(qū)包括多個(gè)非均勻間隔的矩形分段。71.—種單層沉積(MLD)處理系統(tǒng)，包括-用于在處理室中定位多個(gè)晶片的裝置；用于執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝的裝置，其中所述第一前驅(qū)體工藝由具有第一組智能設(shè)置點(diǎn)的第一工藝方案控制，所述第一組智能設(shè)置點(diǎn)建立了第一時(shí)間段期間第一含前驅(qū)體氣體的第一流率和第二時(shí)間段期間所述第一含前驅(qū)體氣體的第二流率中的至少一個(gè)；用于執(zhí)行第一凈化工藝的裝置，其中所述第一凈化工藝由具有第二組智能設(shè)置點(diǎn)的第二工藝方案控制；用于執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝的裝置，其中所述第二前驅(qū)體工藝由具有第三組智能設(shè)置點(diǎn)的第三工藝方案控制，所述第三組智能設(shè)置點(diǎn)建立了第三時(shí)間段期間第二含前驅(qū)體氣體的第三流率和第四時(shí)間段期間所述第二含前驅(qū)體氣體的第四流率中的至少一個(gè)；用于執(zhí)行第二凈化工藝的裝置，其中所述第二凈化工藝由具有第四組智能設(shè)置點(diǎn)的第四工藝方案控制；以及用于重復(fù)所述執(zhí)行步驟，直到在所述多個(gè)晶片上沉積了具有期望厚度的膜為止的裝置。72.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝的裝置還包括用于在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望前驅(qū)體濃度水平的裝置；以及用于將前驅(qū)體分子沉積到所述飽和區(qū)中，直到達(dá)到了所述期望前驅(qū)體濃度水平為止的裝置。73.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝的裝置還包括用于在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的第一前驅(qū)體分子的期望前驅(qū)體濃度水平的裝置；用于估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的前驅(qū)體濃度水平的虛擬傳感器；用于將所估計(jì)的前驅(qū)體濃度水平與所述期望前驅(qū)體濃度水平相比較的裝置；以及用于將第一前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到所述估計(jì)的前驅(qū)體濃度水平約等于所述期望前驅(qū)體濃度水平為止的裝置。74.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝還包括在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)；確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望飽和狀態(tài)值；以及將第一前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到達(dá)到了所述期望飽和狀態(tài)值為止。75.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝的裝置還包括用于在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望飽和狀態(tài)值的裝置；用于估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的飽和狀態(tài)值的虛擬傳感器；以及用于將所估計(jì)的飽和狀態(tài)值與所述期望飽和狀態(tài)值相比較以確定何時(shí)停止所述第一含前驅(qū)體氣體的流入的裝置。76.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述第一組智能設(shè)置點(diǎn)還建立了所述第一時(shí)間段期間第一惰性氣體的流率，并且建立了所述第二時(shí)間段期間第二惰性氣體的流率。77.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝的裝置還包括用于創(chuàng)建所述第一前驅(qū)體工藝的動(dòng)態(tài)模型的裝置，所述動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(Mi、M2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，并且具有包括7尸M,U+M3D和Y=M2U+M4D的模型結(jié)構(gòu)；其中所述控制輸入(U)包括所述第一含前驅(qū)體氣體的第一流率、所述第一含前驅(qū)體氣體的第二流率、流時(shí)間、前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體類(lèi)型、化學(xué)吸附速率、反應(yīng)速率、壓強(qiáng)和溫度中的至少一個(gè)；其中所述干擾輸入(D)包括工藝漂移、室污染和晶片溫度差中的至鄉(xiāng)一々；其中所述測(cè)量輸出(Y)包括輸入晶片溫度、輸入晶片組分、輸入晶片厚度、輸入晶片均勻性、輸出流率、室輸出處的前驅(qū)體濃度、前驅(qū)休層組分和前驅(qū)體層均勻性中的至少一個(gè)；并且其中所述調(diào)控輸出(Z)包括前驅(qū)體濃度值、前驅(qū)體濃度均勻性值、飽和狀態(tài)和飽和狀態(tài)均勻性值中的至少一個(gè)。78.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第一凈化工藝的裝置還包括用于在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望污染狀態(tài)值的裝置，所述期望污染狀態(tài)值正比于未反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、己反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、所述第一含前驅(qū)體氣體的濃度水平、凈化氣體濃度水平、來(lái)自所述第一前驅(qū)體工藝的副產(chǎn)物的濃度水平和來(lái)自所述第一凈化工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)；以及用于使凈化氣體流入所述處理室中，直到達(dá)到了所述期望污染狀態(tài)值為止的裝置。79.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第一凈化工藝的裝置還包括用于在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望污染水平的^置，所述期望污染水平正比于未反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、已反應(yīng)第一前驅(qū)體分子的濃度水平、所述第一含前驅(qū)體氣體的濃度水平、凈化氣體濃度水平、來(lái)自所述第一前驅(qū)體工藝的副產(chǎn)物的濃度水平和來(lái)自所述第一凈化工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)；用于估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的污染水平的虛擬傳感器；用于將所估計(jì)的污染水平與所述期望污染水平相比較的裝置；以及用于使凈化氣體流入所述處理室中，直到所述估計(jì)的污染水平約等于所述期望污染水平為止的裝置。80.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述第二組智能設(shè)置點(diǎn)建立了所述第一凈化工藝的第一部分期間第一凈化氣體的第一流率和所述第一凈化工藝的第二部分期間第二凈化氣體的第二流率中的至少一個(gè)。81.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第一凈化工藝的裝置還包括用于創(chuàng)建所述第一凈化工藝的動(dòng)態(tài)模型的裝置，所述動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(M!、M2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，并且具有包括Z-MtU+MsD和Y=M2U+M4D的模型結(jié)構(gòu)；其中所述控制輸入(U)包括所述第一凈化氣體的第一流率、所述第二凈化氣體的第二流率、流時(shí)間、凈化氣體組分、前驅(qū)體類(lèi)型、化學(xué)吸附速率、反應(yīng)速率、壓強(qiáng)和溫度中的至少一個(gè)；其中所述干擾輸入(D)包括工藝漂移、室污染和晶片溫度差中的至少一個(gè)；其中所述測(cè)量輸出(Y)包括輸入晶片溫度、輸入晶片組分、輸入晶片厚度、輸入晶片均勻性、輸出流率、室輸出處的凈化氣體濃度、室輸出處的前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體層組分和前驅(qū)體層均勻性中的至少一個(gè)；并且其中所述調(diào)控輸出(Z)包括污染狀態(tài)、未反應(yīng)前驅(qū)體分子的濃度水平、工藝副產(chǎn)物的濃度水平、前驅(qū)體濃度值、前驅(qū)體濃度均勻性值和污染狀態(tài)均勻性值中的至少一個(gè)。82.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝的裝置還包括用于在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望前驅(qū)體濃度水平的裝置；以及用于將第二前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到達(dá)到了所述期望前驅(qū)體濃度水平為止的裝置。83.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝的裝置還包括用于在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的第二前驅(qū)體分子的期望前驅(qū)體濃度水平的裝置；用于估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的前驅(qū)體濃度水平的虛擬傳感器；用于將所估計(jì)的前驅(qū)體濃度水平與所述期望前驅(qū)體濃度水平相比較的裝置；以及用于將第二前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到所述估計(jì)的前驅(qū)體濃度水平約等于所述期望前驅(qū)體濃度水平為止的裝置。84.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝的裝置還包括-用于在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望反應(yīng)狀態(tài)值的裝置；以及用于將第二前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到達(dá)到了所述期望反應(yīng)狀態(tài)值為止的裝置。85.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝的裝置還包括用于在至少一個(gè)晶片表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望反應(yīng)狀態(tài)值的裝置；用于估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的反應(yīng)狀態(tài)值的虛擬傳感器；用于將所估計(jì)的反應(yīng)狀態(tài)值與所述期望反應(yīng)狀態(tài)值相比較的裝置；以及用于將第二前驅(qū)體分子沉積到所述表面飽和區(qū)中，直到所述估計(jì)的反應(yīng)狀態(tài)值約等于所述期望反應(yīng)狀態(tài)值為止的裝置。86.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第二前驅(qū)體工藝的裝置還包括用于創(chuàng)建所述第二前驅(qū)體工藝的動(dòng)態(tài)模型的裝置，所述動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(M!、M2、M3和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，并且具有包括Z二M,U+M3D和Y=M2U+M4D的模型結(jié)構(gòu)；其中所述控制輸入(U)包括所述第二含前驅(qū)體氣體的第三流率、所述第二含前驅(qū)體氣體的第四流率、流時(shí)間、前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體類(lèi)型、化學(xué)吸附速率、反應(yīng)速率、壓強(qiáng)和溫度中的至少一個(gè)；其中所述干擾輸入(D)包括工藝漂移、室污染和晶片溫度差中的至少一個(gè)；其中所述測(cè)量輸出(Y)包括輸入晶片溫度、輸入晶片組分、輸入晶片厚度、輸入晶片均勻性、輸出流率、室輸出處的前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體層組分和前驅(qū)體層均勻性中的至少一個(gè)；并且其中所述調(diào)控輸出(Z)包括前驅(qū)體濃度值、前驅(qū)體濃度均勻性值、飽和狀態(tài)值、飽和狀態(tài)均勻性值、反應(yīng)狀態(tài)值和反應(yīng)狀態(tài)均勻性值中的至少一個(gè)。87.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第二凈化工用于在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望污染狀態(tài)值的裝置，所述期望污染狀態(tài)值正比于未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、已反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、所述第二含前驅(qū)體氣體的濃度水平、凈化氣體濃度水平、來(lái)自所述第二前驅(qū)體工藝的副產(chǎn)物的濃度水平和來(lái)自所述第二凈化工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)；以及用于使凈化氣體流入所述處理室中，直到達(dá)到了所述期望污染狀態(tài)值為止的裝置。88.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第二凈化工藝的裝置還包括-用于在至少一個(gè)晶片的表面上建立表面飽和區(qū)的裝置；用于確定所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的期望污染水平的裝置，所述期望污染水平正比于未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、已反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、所述第二含前驅(qū)體氣體的濃度水平、凈化氣體濃度水平、來(lái)自所述第二前驅(qū)體工藝的副產(chǎn)物的濃度水平和來(lái)自所述第二凈化工藝的副產(chǎn)物的濃度水平中的至少一個(gè)；用于估計(jì)所述表面飽和區(qū)中的至少一個(gè)的污染水平的虛擬傳感器；用于將所估計(jì)的污染水平與所述期望污染水平相比較的裝置；以及用于使凈化氣體流入所述處理室中，直到所述估計(jì)的污染水平約等于所述期望污染水平為止的裝置。89.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第二凈化工藝的裝置還包括-用于創(chuàng)建所述第二凈化工藝的動(dòng)態(tài)模型的裝置，所述動(dòng)態(tài)模型具有模型分量(M。M2、Ms和M4)、控制輸入(U)、干擾輸入(D)、調(diào)控輸出(Z)和測(cè)量輸出(Y)，并且具有包括Z-M,U+M3D和Y=M2U+M4D的模型結(jié)構(gòu)；其中所述控制輸入(U)包括所述第一凈化氣體的第一流率、所述第二凈化氣體的第二流率、流時(shí)間、凈化氣體組分、前驅(qū)體類(lèi)型、化學(xué)吸附速率、反應(yīng)速率、壓強(qiáng)和溫度中的至少一個(gè)；其中所述干擾輸入(D)包括工藝漂移、室污染和晶片溫度差中的至少一個(gè)；其中所述測(cè)量輸出(Y)包括輸入晶片溫度、輸入晶片組分、輸入晶片厚度、輸入晶片均勻性、輸出流率、室輸出處的凈化氣體濃度、室輸出處的前驅(qū)體濃度、前驅(qū)體層組分和前驅(qū)體層均勻性中的至少一個(gè)；并且其中所述調(diào)控輸出(Z)包括污染狀態(tài)、未反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、已反應(yīng)第二前驅(qū)體分子的濃度水平、工藝副產(chǎn)物的濃度水平、前驅(qū)體濃度值、前驅(qū)體濃度均勻性值和污染狀態(tài)均勻性值中的至少一個(gè)。90.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，所述用于執(zhí)行第一前驅(qū)體工藝的裝置還包括用于利用所述第一含前驅(qū)體氣體提供多個(gè)前驅(qū)體分子的裝置；用于對(duì)所述晶片之間的前驅(qū)體分子流作為擴(kuò)散過(guò)程建模的裝置；用于確定所述前驅(qū)體分子的駐留時(shí)間的裝置；以及用于確定所述前驅(qū)體分子的化學(xué)吸附速率的裝置。91.如權(quán)利要求71所述的MLD處理系統(tǒng)，還包括用于接收所述晶片中的至少一個(gè)的前饋數(shù)據(jù)的裝置；用于從所述前饋數(shù)據(jù)中提取出折射率(n)數(shù)據(jù)和消光系數(shù)(k)數(shù)據(jù)的裝置；以及用于利用所述折射率(n)數(shù)據(jù)和消光系數(shù)(k)數(shù)據(jù)確定晶片組分的裝置o全文摘要給出了一種包括多變量控制器的適應(yīng)性實(shí)時(shí)熱處理系統(tǒng)。該方法包括創(chuàng)建單層沉積(MLD)處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型并在動(dòng)態(tài)模型中結(jié)合虛擬傳感器。該方法包括使用包括智能設(shè)置點(diǎn)、動(dòng)態(tài)模型和/或虛擬傳感器的工藝方案。文檔編號(hào)C23C16/52GK101111628SQ200580047264公開(kāi)日2008年1月23日申請(qǐng)日期2005年12月21日優(yōu)先權(quán)日2005年1月26日發(fā)明者帕迪普·帕恩戴伊,杉島賢次,薩恩吉夫·考沙爾申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社