專利名稱：：進(jìn)行實(shí)際流量檢驗(yàn)的方法進(jìn)4亍實(shí)際流量檢驗(yàn)的方法
背景技術(shù)：
：等離子處理的發(fā)展促進(jìn)了半導(dǎo)體工業(yè)的成長。等離子處理期間，半導(dǎo)體制造商會(huì)采用某種制法以在基片上蝕刻和/或沉積材料。該制法可包括多個(gè)計(jì)量，例如，包括RF功率等級(jí)、氣體、溫度、壓力、氣體流率等。該制法的每個(gè)計(jì)量共同運(yùn)轉(zhuǎn)以產(chǎn)生優(yōu)良的裝置(例如，MEM等)。因此，不精確的計(jì)量會(huì)產(chǎn)生不夠標(biāo)準(zhǔn)的裝置和/或有缺陷的裝置。為了使不準(zhǔn)確度最小，必須監(jiān)測(cè)和/或檢驗(yàn)提供計(jì)量的各個(gè)不同部件。氣體流率就是這樣的必須檢驗(yàn)的計(jì)量。在基片處理期間，供給該反應(yīng)室的工藝氣體量通常要仔細(xì)地控制。指示氣體流率(即，工藝氣體流率)一般由質(zhì)量流量控制器(MFC)控制。考慮這種情況，其中，例如關(guān)鍵工藝步驟需要40標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm)的流率。工藝工程師會(huì)/人用戶界面將該流率輸入該工藝制法并將該制法應(yīng)用到該等離子工具。在l敘入該制法流率中，該工藝工^f呈師有Ii殳該質(zhì)量流量控制器(MFC)將以所需速率4吏氣體流進(jìn)該反應(yīng)室。然而，實(shí)際的氣體流率會(huì)不同于該MFC的指示流率。如這里所討論的，指示流率指的是顯示在該等離子工具的用戶界面上的示為MFC流率的那個(gè)流率。該指示流率的精確度取決于該MFC的精確度。在MFC的制造過程中，在MFC上沖丸行一個(gè)或多個(gè)才企-驗(yàn)以確^人MFC^是供的該氣體流率控制在所建立的MFC設(shè)計(jì)規(guī)范公差內(nèi)。MFC檢驗(yàn)通常在受控實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中使用惰性氣體進(jìn)行，如N2氣體。為了將這個(gè)4企-驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)5化為用于其他氣體(可以是在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中采用的)對(duì)應(yīng)結(jié)果，可以應(yīng)用變換因子。然而，所轉(zhuǎn)化的對(duì)應(yīng)結(jié)果會(huì)有誤差，因?yàn)樽兓蜃颖旧砭陀幸欢ǔ潭鹊牟淮_定性。隨著時(shí)間流逝，MFC性能會(huì)衰退，產(chǎn)生流率不準(zhǔn)確度。也就是說，MFC的指示流率會(huì)由于校準(zhǔn)漂移、零點(diǎn)漂移或氣體-校準(zhǔn)漂移而超出該MFC的設(shè)計(jì)規(guī)范公差，而MFC必須重新才交準(zhǔn)或更換。需要一種流量檢驗(yàn)方法來確定MFC流率的誤差百分?jǐn)?shù)，從而可進(jìn)行流量修正以修正該氣體輸送系統(tǒng)中的不準(zhǔn)確度。一種已經(jīng)用來確iLMFC的指示流率的方法是上升率(ROR)流禾呈。利用ROR流程，充滿反應(yīng)室容積并且測(cè)量該氣體的壓力上升率。利用ROR方法，可確定該氣體的實(shí)際:流率。ROR流程是很長的過程，會(huì)用去十個(gè)小時(shí)或更多。這么長的時(shí)間是由于反應(yīng)室容積大造成的，例如，高達(dá)60升。別的因素包括-等離子工具中有許多氣體管線和許多氣體箱，以及某些反應(yīng)室較高的運(yùn)4亍S顯度。除了ROR流程是很長的過程之夕卜，ROR流程在室與室之間匹配過程結(jié)果時(shí)也會(huì)遇到不準(zhǔn)確度的問題。在一個(gè)示例中，由于室部件的制造公差而導(dǎo)致同樣尺寸的室之間容積會(huì)有變化。在一個(gè)示例中，室中的大溫差會(huì)導(dǎo)致容積的變化。因此，ROR流程是一種很麻煩的方法，它會(huì)由于較高的反應(yīng)室運(yùn)行溫度而導(dǎo)致更長的持續(xù)時(shí)間。并且，ROR流程要求在4丸4亍該ROR流程之前冷卻等離子工具。該冷卻時(shí)間大約是兩個(gè)小時(shí)或更多，這〗戈表該反應(yīng)室不能處理晶片的額外時(shí)間。結(jié)果，ROR流程會(huì)增加經(jīng)營成本而沒有實(shí)際才是供真正的確i人MFC指示流率的方法。[9]另一種可用來檢驗(yàn)MFC的指示流率的方法包括利用小的外部ROR室或流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)(例如，Molbloc)來^^,實(shí)際的反應(yīng)室。利用外部流量測(cè)量裝置方法，該外部裝置可用作測(cè)試裝置，其可以直才妻連4妻到該MFC以測(cè)試氣體流率。因此，該外部裝置可用作流量檢驗(yàn)裝置。通過利用該外部裝置，需要多個(gè)壓力傳感壓強(qiáng)計(jì)以#"確測(cè)量涵蓋從1sccm到10,OOOsccm的半導(dǎo)體制造設(shè)備流率的壓力測(cè)量值。為了使每個(gè)壓力測(cè)量的持續(xù)時(shí)間最小，多個(gè)室容積必須設(shè)計(jì)成較小的室ROR裝置。另夕卜，通過采用4交小的室ROR裝置，減少充滿該室的時(shí)間并且將對(duì)該室的溫度影響降至最低。然而，僅惰性氣體可以在該纟交小的室中測(cè)試。因此，不能測(cè)試在蝕刻中實(shí)際采用的氣體(例如蝕刻劑氣體)。結(jié)果，該外部流量測(cè)試裝置方法由于氣體的壓縮性對(duì)流率的影響而無法進(jìn)行測(cè)試。另夕卜，該較小的室ROR裝置通常需要使用單獨(dú)的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由此不能提供與該等離子處理系統(tǒng)集成的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及確定等離子處理系統(tǒng)的反應(yīng)室中實(shí)際氣體流率的方法。該方法包括在質(zhì)量流量控制器(MFC)的控制下由氣流輸送系統(tǒng)將氣體輸送至小孔，其設(shè)在該反應(yīng)室的上;袢。該方法還包4舌只于該氣體力卩壓以在該小孑L內(nèi)建立才厄^^犬態(tài)。該方法進(jìn)一步包括用一組壓力傳感器測(cè)量該氣體的一組上游壓力值。該方法還又包4舌應(yīng)用一組才交準(zhǔn)因子的一個(gè)才交準(zhǔn)因子來確定該實(shí)際流率。該校準(zhǔn)因子是這組上游壓力值的平均值與一組極佳上游壓力值的平均值的比，其與MFC的指示流率相關(guān)，這個(gè)指示流率是由該MFC標(biāo)示的流率。上面的概要僅涉及這里公開的本發(fā)明許多實(shí)施例之一并且不是為了限制本發(fā)明的范圍，其范圍在權(quán)利要求書中闡述。下面將在本發(fā)明詳細(xì)描述中結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些和其他特征。在附圖中，本發(fā)明作為示例而不是作為限制來i兌明，其中類似的參考標(biāo)號(hào)指出相似的元件，其中圖1示出，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，確定該誤差百分?jǐn)?shù)的精確小孑L方法。圖2示出，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，確定該誤差百分?jǐn)?shù)的才吏準(zhǔn)小^L方法。圖3示出，在一個(gè)實(shí)施例中，說明根據(jù)基于實(shí)驗(yàn)的方法生成一組準(zhǔn)確氣體表的步驟的簡(jiǎn)化流程圖。圖4示出，在一個(gè)實(shí)施例中，說明根據(jù)基于計(jì)算模型生成一組準(zhǔn)確氣體表的步驟的簡(jiǎn)化流程圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將4艮據(jù)其如在附圖中i兌明的幾個(gè)實(shí)施方式來具體描述本發(fā)明。在下面的描述中，闡述許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的徹底理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域:技術(shù)人員，顯然，本發(fā)明可不利用這些具體細(xì)節(jié)的一些或者全部而實(shí)施。在有的情況下，7>知的工藝步驟」和/或結(jié)構(gòu)沒有說明，以避免不必要的混淆本發(fā)明。下面描述了各種實(shí)施例，包4舌方法和沖支術(shù)。應(yīng)當(dāng)記住，本發(fā)明還覆蓋包括計(jì)算才幾可讀介質(zhì)的制造品，在該介質(zhì)上存4諸有用于8實(shí)施該創(chuàng)新性二技術(shù)的實(shí)施例的計(jì)算才幾可讀指令。該計(jì)算才幾可讀介質(zhì)可包括，例如，半導(dǎo)體、光磁、光學(xué)或其他形式的用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀代碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。進(jìn)而，本發(fā)明還覆蓋凈丸行本發(fā)明的設(shè)備或系統(tǒng)。這種設(shè)備包括專用和/或可編程電路以執(zhí)行與本發(fā)明實(shí)施例有關(guān)的操作。這種設(shè)備的示例包括適當(dāng)編程的通用目的計(jì)算機(jī)和/或?qū)Ｓ糜?jì)算裝置，并且包括計(jì)算機(jī)/計(jì)算裝置和適于與本發(fā)明實(shí)施例有關(guān)的各種操作的專用/可編程電^各的組合。按照本發(fā)明一個(gè)方面，在這里，發(fā)明人實(shí)現(xiàn)了當(dāng)該小孔處于扼流狀態(tài)時(shí)，這種狀態(tài)下離開小孔的氣體以音速流動(dòng)，該氣體的實(shí)際流率可由上游壓力(即，該在小孔輸入通道的壓力)確定。因此，發(fā)明人認(rèn)識(shí)到可通過確定實(shí)際流率實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確并且耗時(shí)更少的工藝，其轉(zhuǎn)而使得能夠在小孔中計(jì)算誤差百分?jǐn)?shù)，而不是在工藝室(例如，ROR流程)和/或流量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)(例如，Molbloc)中測(cè)量流率。按照本發(fā)明的實(shí)施例，提供精確小孔方法用以確認(rèn)具有質(zhì)量流量控制器的氣體輸送系統(tǒng)輸入進(jìn)反應(yīng)室的實(shí)際氣體流率。在一個(gè)實(shí)施例中，該精確小孔方法包括測(cè)量處于扼流狀態(tài)下的小孔的上游壓力并且計(jì)算該指示流率和該預(yù)測(cè)流率之間的"i吳差。在一個(gè)實(shí)施例中，上游壓力和流率之間存在線性關(guān)系或直線殺牛率。該預(yù)測(cè)流率(即，實(shí)際流率)可基于這樣的假設(shè)而使用數(shù)學(xué)方法計(jì)算，即流率等于該上游壓力乘以該直線斜率，再加上一個(gè)常凄t。在另一個(gè)實(shí)施例中，與該測(cè)4尋流率有關(guān)的予貞測(cè)流率可乂人準(zhǔn)確氣體表取出。如這里所討論的，準(zhǔn)確氣體表指的是基于實(shí)際氣體屬性和準(zhǔn)確MFC(準(zhǔn)確、穩(wěn)定和可重復(fù)的MFC)和精確小孔(假設(shè)直徑已知并且沒有瑕瘋的小孔)的壓力對(duì)流率的表。見，用以討論如4可建立準(zhǔn)確氣體表的氣體表部分。[23]在一個(gè)實(shí)施例中，誤差百分ft可通過如下方式計(jì)算，首先找出該預(yù)測(cè)和指示流率之間的差。4妾著，用這兩個(gè)流率之間的差除以該MFC的指示流率。利用誤差百分H該工藝工程師現(xiàn)在能夠調(diào)節(jié)該指示流率以》f正該i吳差。按照本發(fā)明的實(shí)施例，提供校準(zhǔn)的小孔方法以得出校準(zhǔn)因子，其可用作對(duì)測(cè);彈上游壓力的l奮正并產(chǎn)生預(yù)測(cè)流率。與該;睛確小孔方法不同，該校準(zhǔn)小孔方法說明每個(gè)小孔中存在的直徑和幾何上的差別。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)給定的指示流率，該4交準(zhǔn)因子可通過在纟會(huì)定的小孔內(nèi)測(cè)量一組上游壓力值來計(jì)算，該小孔處于4厄流狀態(tài)。這組測(cè)得上游壓力值可以累加并平均以確定對(duì)于該給定小孔的平均壓力。為了計(jì)算該才交準(zhǔn)因子，該給定小孔的平均壓力值可除以來自與指示流率有關(guān)的準(zhǔn)確氣體表的一組壓力值。利用該才交準(zhǔn)因子，^f'f正測(cè);彈上游壓力,人而可/人該氣體表獲得預(yù)測(cè)流率。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)小孔，該校準(zhǔn)因子可在該小孔安裝在該反應(yīng)室中之前預(yù)先確定。在一個(gè)實(shí)施例中，利用該校準(zhǔn)因子，可根據(jù)上述精確小孔方法計(jì)算誤差百分?jǐn)?shù)。參照下面的附圖和討論可更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。圖1示出，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，確定該誤差百分?jǐn)?shù)的精確小孔方法。該精確小孔方法假設(shè)所有的小孔具有相同的幾何形狀。在第一步102,通過壓力傳感器(例如，壓力計(jì))測(cè)量該上游壓力。[30]考慮這種情況，其中例如，氣體以40sccm的指示流率從MFC流進(jìn)小孔。該氣體可在才厄流狀態(tài)下流經(jīng)并離開該小孔。在該才厄流狀態(tài)，所獲得的氣體速度是音速。在扼流狀態(tài)中，該流率與通過該小3L的下游壓力無關(guān)而耳又決于上游壓力(在該小孔的l俞入端)。因此，小孔的llr入端的流率與該上游壓力相關(guān)。在一個(gè)示例中，如果上游壓力高，那么流率高。如果上游壓力低，那么流率低。在一個(gè)實(shí)施例中，在上游壓力和流率之間存在線性關(guān)系。當(dāng)該小孔處于扼流狀態(tài)時(shí)，通過在該小孔上游設(shè)置壓力傳感器，可測(cè)量氣體壓力。在下一步104,可乂人該上游壓力確定該予貞測(cè)流率。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于給定的小孔尺寸，對(duì)于每種氣體，該壓力對(duì)流率是具有一定殺牛角的線性關(guān)系。該預(yù)測(cè)流率可基于這才羊的，b殳以凄t學(xué)方法計(jì)算，即流率等于測(cè)得上游壓力乘以斜率，再加上一個(gè)常凌t。在另一實(shí)施例中，與該測(cè)得上游壓力有關(guān)的預(yù)測(cè)流率可從具有《合定小孔尺寸每種氣體的壓力值和對(duì)應(yīng)流率的準(zhǔn)確氣體表取得。在一個(gè)示例中，該MFC設(shè)定值，或指示流率是39sccm和該測(cè)得上游壓力是151torr。然而，根據(jù)該準(zhǔn)確氣體表，151torr的壓力與40預(yù)測(cè)流率相關(guān)耳關(guān)d見用以討"i侖如何建立該準(zhǔn)確氣體表的氣體表部分。在下一步106,可計(jì)算該預(yù)測(cè)流率和該MFC的指示流率之間的差。在一個(gè)示例中，該予貞測(cè)流率是40sccm和該MFC的指示流率^39sccm。因J;匕，差A(yù)lsccm。在最后一步108，計(jì)算誤差百分lt。該誤差百分lt可通過將該預(yù)測(cè)流率和該MFC的指示流率之間的差(其是lsccm，例如)除以該MFC的指示流率而算纟尋。在一個(gè)示例中，該預(yù)測(cè)和指示流率之間的差是lsccm。因此，該誤差百分凄丈是1/40，即0.025。利用該誤差百分lt,可據(jù)此調(diào)節(jié)該MFC的指示流率，由此在工藝制法中輸出更準(zhǔn)確的Wu率。11[34]該4青確小孔方法是一種簡(jiǎn)單、快速并且歲文費(fèi)比高的方法，其不像現(xiàn)有技術(shù)的ROR流程那樣需要該反應(yīng)室停機(jī)很長時(shí)間。例如，(1)對(duì)于精確小孔方法所需的計(jì)算該誤差百分?jǐn)?shù)的氣體體積與較大的反應(yīng)室(其可高達(dá)60升)相比是微不足道的和(2)該精確小孔方法也不需要冷卻該反應(yīng)室的時(shí)間，因?yàn)樵摐y(cè)量在該小孑L中執(zhí)^亍而非i亥反應(yīng)室。如圖1中提到的，該精確小孔方法假設(shè)給定尺寸的小孔的直徑和幾何結(jié)構(gòu)對(duì)各個(gè)小孔是相同的。然而，現(xiàn)實(shí)中，由于制造/>差、形狀和邊^(qū)彖質(zhì)量而導(dǎo)致小孔直徑和幾^f可結(jié)構(gòu)上不同。例如，一些小孔可能具有平滑的邊緣，而其他小孔具有較鋒利的邊緣。在另一示例中，一些小孔具有稍小的圓角，或者比精確小孔稍小或稍大。因此，在該等離子工具中采用的小孔在不同工具之間會(huì)不同。為了說明該小孔直徑和幾何上的差異，該校準(zhǔn)因子必須從每個(gè)小孔得出。圖2示出，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，確定指示流率和該預(yù)測(cè)流率之間誤差百分?jǐn)?shù)的校準(zhǔn)小孔方法。該校準(zhǔn)小孔方法包括確定才交準(zhǔn)因子、應(yīng)用該;f交準(zhǔn)因子以找出》f正的預(yù)測(cè)流率、然后計(jì)算該指示流率和該預(yù)測(cè)流率之間校準(zhǔn)百分?jǐn)?shù)或誤差的過程。在第一步202,在給定的MFC流率，對(duì)每個(gè)小孔測(cè)量一組上游壓力值。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)該小孔處于4厄流狀態(tài)時(shí)，可采集這組測(cè)纟尋的上游壓力^IL下面的表1示出，在一個(gè)示例中，某個(gè)指示流率(即，40sccm)的多個(gè)壓力值。如可見的，該指示流率是采集測(cè)得上游壓力值的流率。該極佳壓力值表示基于該準(zhǔn)確氣體表與該指示流率相關(guān)的壓力值。表1_對(duì)于給定小孔壓力對(duì)流率的示例指示流率(sccm)才及^f圭壓力(torr)測(cè)得上游壓力(torr)40151.0151.240151.0153.040151.0152,0在下一步204，該組測(cè)得上游壓力值可以累加并且求平均。一旦對(duì)于給定的指示流率采集完該組測(cè)得上游壓力值，就可以計(jì)算平均值?；谏厦姹韑的值，這組上游壓力的平均值是152.1torr。并且，基于表l,這組極佳壓力值的平均值是150torr。在下一步206，可計(jì)算才交準(zhǔn)因子。該4交準(zhǔn)因子通過確定這組通常，該校準(zhǔn)因子是大約百分之l(有時(shí)稍高或稍低)。在這個(gè)示例中，該校準(zhǔn)因子是0.99。(見下面的才交準(zhǔn)因子部分)。對(duì)于給定小孔的每個(gè)氣體流率，可計(jì)算校準(zhǔn)因子。注意在計(jì)算該校準(zhǔn)因子時(shí)，可以采用的氣體可以是任何氣體。一個(gè)理由是該才交準(zhǔn)因子是小孔幾何結(jié)構(gòu)的因子而非該氣體的因子。然而，通過采用惰性氣體(例如，N2)而不是反應(yīng)性或腐蝕性氣體(例如，CH4)可消除由氣體帶來的可能的污染。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)小孔，該才交準(zhǔn)因子可在該小孔安裝進(jìn)該反應(yīng)室之前預(yù)先確定。在下一步208,可將在給定指示流率的給定小孔的校準(zhǔn)因子應(yīng)用于測(cè)得上游壓力以計(jì)算々務(wù)正壓力?？紤]這種情況，其中，例如，才丸行MFOf企-驗(yàn)以確定該MFC的準(zhǔn)確度。采集在指示流率(例如，40sccm)測(cè);彈的上游壓力，并乘以才交準(zhǔn)因子(例如，0.99)以確定該13修正壓力。在一個(gè)示例中，151.2torr的測(cè)得上游壓力乘以0.99的才交準(zhǔn)因子以獲得149.7torr的^f奮正壓力值。在下一步210,4吏用準(zhǔn)確氣體表確定該預(yù)測(cè)流率。在一個(gè)示例中，在該準(zhǔn)確氣體表上，149.7的^f'f正流率與39sccm的流率相關(guān)。因此，該預(yù)測(cè)流率應(yīng)當(dāng)是39sccm而不是40sccm的指示流率。在最后一步212，可計(jì)算該i吳差百分H利用該預(yù)測(cè)流率和該MFC的指示流率，可計(jì)算這兩個(gè)流率之間的差。該i吳差百分凄丈可通過卩尋該MFC的指示流率和該予貞測(cè):流率之間的差除以該MFC的指示流率來計(jì)算。類似于該精確小孔方法，該校準(zhǔn)小孔方法也是簡(jiǎn)單、快速、不昂貴的方法，其不像現(xiàn)有技術(shù)ROR流程那樣需要該等離子工具停工很長時(shí)間。另外，該才交準(zhǔn)小孔方法考慮到該小孔的形狀，因此^是供更現(xiàn)實(shí)的誤差百分?jǐn)?shù)，用以確定該MFC的指示流率的精確度。進(jìn)而，該校準(zhǔn)小孔方法可進(jìn)一步簡(jiǎn)化，因?yàn)椴槐卦诿看螜z驗(yàn)來自該MFC的流率時(shí)重新計(jì)算該7艮準(zhǔn)因子。在一個(gè)實(shí)施例中，該4交準(zhǔn)因子可以預(yù)先計(jì)算并且在將等離子工具運(yùn)給客戶之前集成在該等離子工具中。如從本發(fā)明的實(shí)施例中認(rèn)識(shí)到的，確認(rèn)由具有MFC的氣體專#送系統(tǒng)llr入進(jìn)處理室的氣體的實(shí)際流率的方法可通過測(cè)量處于4厄流狀態(tài)的小孔內(nèi)的上游壓力來進(jìn)行。該^青確d、孔方法和該4交準(zhǔn)'J、孔方法兩者者卩是4交快的確i人氣體實(shí)際流率的方法，因?yàn)閮煞N方法者(5是集中于測(cè)量該小孔處的壓力而不是測(cè)量較大的處理室內(nèi)的壓力。并且，因?yàn)?壬一種小孔方法都不需要在實(shí)iE見該4壬一方法之前冷卻該等離子工具，所以實(shí)施任一種小孔方法所需的時(shí)間長度進(jìn)一步縮短。進(jìn)而，該小孔方法4是供更準(zhǔn)確的誤差百分lt,具有更少的未知因素。另夕卜，在該小孔方法中采用制法中所需要的實(shí)際氣體(例如，惰性氣體、反應(yīng)性氣體等)而不是將該誤差百分?jǐn)?shù)僅基于惰性氣體。此外，該小孔方法可集成進(jìn)該等離子工具，因此提供集成度更高的解決方案。結(jié)果，該小孔方法4是供更有效和更高效的方法，用以確i人實(shí)際流率，而不顯著增加生產(chǎn)成本。校準(zhǔn)因子如前面所提到的，該校準(zhǔn)因子是通過計(jì)算該組測(cè)得上游壓力值的平均值與該組極佳壓力值平均值的比來確定，見方程l。在一個(gè)實(shí)施例中，在給定的流率，為每個(gè)小孔計(jì)算該校準(zhǔn)因子。也就是說，設(shè)在該小孔上游的壓力傳感器在該氣體流過該小孔時(shí)可采集多個(gè)上游壓力測(cè)量^f直。在一個(gè)實(shí)施例中，可在該小孑L處于纟厄流狀態(tài)時(shí)進(jìn)行該測(cè)量。在一個(gè)示例中，氣體的流量i殳在40sccm的指示流率。當(dāng)該小孔處于才厄流狀態(tài)時(shí)，采集三個(gè)上游測(cè)量^直(例如，151.8torr,152.5torr,和153torr)。對(duì)這組測(cè)4f上游測(cè)量4直求平均以產(chǎn)生平均上游測(cè)量4直，152.43torr。為了確定該校準(zhǔn)因子，用該平均上游壓力152.43torr除以該極佳上游壓力。如前所述的，該極佳上游壓力使用精確小孔(具有已知直徑并且沒有J艮-匕)計(jì)算。在這個(gè)示例中，在40sccm指示流率的小孔的極佳上游壓力是150torr。通過采用152.43的平均上游壓力和才及佳上游壓力的比，可計(jì)算4交準(zhǔn)因子。在這個(gè)示例中，該沖交準(zhǔn)因子是0.984。利用4交準(zhǔn)因子，可如方程2所示的才艮據(jù)4交準(zhǔn)因子調(diào)節(jié)該上游壓力以確定小孔的才交準(zhǔn)預(yù)測(cè)流率。'J、孑L(氣體)=附尸氣體(1±#)_義方禾呈2在一個(gè)實(shí)施例中，氣體(Pg)的上游壓力測(cè)量值可是單個(gè)凄史據(jù)點(diǎn)或者可以是一組數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均。由于上游壓力和流率之間存在線性關(guān)系或直線殺牛率，該預(yù)測(cè)流率(即，實(shí)際流率)可基于這才羊的假設(shè)以數(shù)學(xué)方法計(jì)算，即流率等于該上游壓力乘以該直線斜率，加上常數(shù)(人)。算得預(yù)測(cè)流率-MFC流量MFC流量—旦確定校準(zhǔn)預(yù)測(cè)流率，該預(yù)測(cè)流率和該實(shí)際流率的誤差百分?jǐn)?shù)，如上面方程3所示。如前面提到的，該誤差百分?jǐn)?shù)可通過^!夸該預(yù)測(cè)流率和該MFC的指示流率之間的差除以該MFC的指示流率來計(jì)算。也就是"i兌，一旦確定4交準(zhǔn)f頁測(cè)流率，該4交準(zhǔn)預(yù)測(cè)流率可除以該指示流率(即，MFC流量)。然后，該i吳差百分lt可通過采用該比減l的絕對(duì)值計(jì)算。如前面^是到的，利用該誤差百分凄t,該MFC的指示流率可據(jù)此調(diào)節(jié)，由此能夠?qū)⒏鼫?zhǔn)確的流率豸俞入工藝制法。氣體表在一個(gè)實(shí)施例中，該準(zhǔn)確氣體表的數(shù)據(jù)可通過基于實(shí)驗(yàn)的方法計(jì)算。圖3示出，在一個(gè)實(shí)施例中，說明根據(jù)基于實(shí)驗(yàn)的方法生成一組準(zhǔn)確氣體表的步驟的簡(jiǎn)化流程圖。附尸氣體(l7-)一A方程3[56]在第一步302，通過將MFC調(diào)至指示流率將氣體釋放進(jìn)測(cè)試環(huán)境，如AFV(絕對(duì)流量檢驗(yàn))模塊。在一個(gè)示例中，從MFC流進(jìn)具體尺寸d、孔的氣體可以1sccm的速率流動(dòng)。在下一步304,利用壓力傳感器采集上游壓力值，如壓力計(jì)。在一個(gè)示例中，1sccm的才旨示;^L率上〉游壓力是6.63torr。在下一步306,將該指示流率和該上游壓力^直^己錄在表中。在下一步308,通過改變?cè)撝甘玖髀识芍甘玖髀手挥谝绘疑嫌螇毫直的凝j且。在一個(gè)示例中，改變?cè)揗FC以允i午流率為2sccm。通過在不同的指示流率測(cè)量該上游壓力，利用對(duì)應(yīng)的壓力增加生成準(zhǔn)確氣體表。下表2是0.007英寸小孔的02氣體的準(zhǔn)確氣體表示例。表2:0.007''小孑匕的02(氣體)的準(zhǔn)確氣體表示例<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>[60]在下一步310,對(duì)于不同氣體類型重復(fù)步艱《302-308,由此為不同氣體類型創(chuàng)建準(zhǔn)確氣體表。在一個(gè)示例中，可為惰性氣體、腐蝕性氣體等創(chuàng)建準(zhǔn)確氣體表。在下一步312,對(duì)不同的小孔尺寸重復(fù)步驟302-310。例如，該小孔尺寸可在0.007英寸至大約0.05英寸的范圍內(nèi)。因此，該小孔的尺寸會(huì)根據(jù)工具要求改變。如從前述可以認(rèn)識(shí)到的，這組準(zhǔn)確氣體表可擴(kuò)展為在工具要求改變時(shí)包括額外小孔尺寸。[62]這個(gè)基于實(shí)驗(yàn)的方法允許為每個(gè)氣體類型和每個(gè)小孔尺寸生成壓力/流率的陣列組成的準(zhǔn)確氣體表。利用這組準(zhǔn)確氣體表，當(dāng)未知數(shù)量的氣體流過小孔時(shí)，可計(jì)算其流率。在一個(gè)示例中，可通過將測(cè)得的02流經(jīng)0.007英寸小孔的116.58torr上游壓力值與準(zhǔn)確氣體表比壽交來確定該流率。在這個(gè)示例中，該流率是30sccm。在一個(gè)實(shí)施例中，可在兩個(gè)最4妾近的流率之間采用線性插<直法推頂'J該流率。在一個(gè)示例中，如果該上游壓力值是50.35torr,那么確定該流率更4妄近10sccm而不是15sccm。如從前述可以:〖人識(shí)到的，該基于實(shí)-驗(yàn)的方法作支i殳一個(gè)4及佳測(cè)試環(huán)境。然而，產(chǎn)生這組準(zhǔn)確氣體表的測(cè)試環(huán)境并不始終是極好的，因?yàn)樵摐y(cè)試環(huán)境的部件會(huì)稍偏離該極佳狀態(tài)。在一個(gè)示例中，MFC的指示流率i殳為lsccm。然而，該MFC可以稍孩i偏差，該指示流率可實(shí)際上為1.005sccm。在另一示例中，，支i殳該小孔尺寸為0.007英寸；然而，該小3L的尺寸實(shí)際可以是0.0075英寸。在一個(gè)實(shí)施例中，4是供基于計(jì)算才莫型的方法用以在才及佳測(cè)試環(huán)境中生成一組準(zhǔn)確氣體表。通過采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)才莫型，利用所建立的邊界條件創(chuàng)建極佳測(cè)試環(huán)境。該CFD模型是計(jì)算機(jī)模擬的模型，其通過為每個(gè)部件定義值創(chuàng)建極佳測(cè)試環(huán)境。在一個(gè)示例中，該指示流率可定義為lsccm。在另一示例中，該小^L尺寸可定義為0.007英寸。因?yàn)樵揅FD才莫型是才莫擬環(huán)境，所以該測(cè)試環(huán)境是不會(huì)出現(xiàn)由于部件的不精密而導(dǎo)致的誤差。圖4示出，在一個(gè)實(shí)施例中，基于計(jì)算才莫型方法生成一組準(zhǔn)確氣體表的步驟的簡(jiǎn)化流程圖。在第一步402，在CFD模型中定義指示流率。在一個(gè)示例中，該指示流率可設(shè)為lsccm。19[67]在下一步404，計(jì)算壓力值。在一個(gè)實(shí)施例中，指示流率的壓力值可通過應(yīng)用數(shù)學(xué)方程計(jì)算，如Navier-Stokes方程。Navier-Stokes方程是本領(lǐng)域^^知的方程，并且通常應(yīng)用于描述氣體和液體的牛頓第二運(yùn)動(dòng)定;f聿。在下一步406，將該指示流率和該算^尋壓力^直i己錄在表中。在下一步408,通過改變指示流率來生成該指示流率對(duì)一組算得壓力值的數(shù)組。在一個(gè)示例中，該CFD沖莫型的指示流率改變?yōu)?sccm。在下一步410,對(duì)不同的氣體類型重復(fù)步-驟402-408，由此為不同的氣體類型創(chuàng)建準(zhǔn)確氣體表。在一個(gè)示例中，對(duì)02、N2、He2等創(chuàng)建準(zhǔn)確氣體表。在下一步412，為不同的小3L尺寸重復(fù)步艱《302-310。該基于計(jì)算模型的方法允許為每個(gè)氣體類型和每個(gè)小孔尺寸生成由壓力/流率的陣列組成的準(zhǔn)確氣體表。利用該基于計(jì)算模型的方法，這組準(zhǔn)確氣體表沖是供一組可靠的值，其可用于在該精確小孔方法確定預(yù)測(cè)流率和該4交準(zhǔn)'J、孔方法中確定該才交準(zhǔn)因子。如從前述可以認(rèn)識(shí)到的，利用一組準(zhǔn)確氣體表，可在能夠比較預(yù)測(cè)流率和MFC的指示流率的生產(chǎn)環(huán)境中確定預(yù)測(cè)流率。利用從該預(yù)測(cè)和指示流率之間的比較算得的誤差百分?jǐn)?shù)，可精細(xì)調(diào)節(jié)該MFC,由此去掉由于氣體流率導(dǎo)致的制法處理誤差。盡管本發(fā)明根據(jù)多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例描述，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)還存在改變、置換和等同方式。盡管這里4是供了多個(gè)不同示例，[75]并且，這里為了方便而提供的標(biāo)題和概要不應(yīng)當(dāng)用來解釋這里的權(quán)利要求的范圍。進(jìn)而，摘要是以高度簡(jiǎn)化的形式書寫的，并且為了方便而^是供在這里，因此不應(yīng)當(dāng)用來解釋或限制總的發(fā)明，該發(fā)明在權(quán)利要求中表述。如果這里使用了術(shù)語"組"，那么這樣的術(shù)語具有通常所理解的數(shù)學(xué)含義，即涵蓋零個(gè)、一個(gè)或更多個(gè)要素。還應(yīng)當(dāng)注意有許多實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法和設(shè)備的可選方式。所以，意圖是接下來所附的權(quán)利要求解釋為包含落入本發(fā)明主旨和范圍內(nèi)的所有這樣的改變、置換和等同方式。權(quán)利要求1.一種確定等離子處理系統(tǒng)的反應(yīng)室中實(shí)際氣體流率的方法，包括在質(zhì)量流量控制器(MFC)的控制下由氣流輸送系統(tǒng)將氣體輸送至小孔，所述小孔位于所述反應(yīng)室的上游；對(duì)所述氣體加壓以在所述小孔內(nèi)創(chuàng)建扼流狀態(tài)；通過一組壓力傳感器測(cè)量所述氣體的一組上游壓力值；和應(yīng)用一組校準(zhǔn)因子的一個(gè)校準(zhǔn)因子以確定所述實(shí)際流率，所述校準(zhǔn)因子是該組上游壓力值的平均值與一組極佳上游壓力值的平均值的比，所述極佳壓力值表示與指示流率相關(guān)聯(lián)的壓力值，所述指示流率是所述MFC標(biāo)示的流率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該組校準(zhǔn)因子的每個(gè)校準(zhǔn)因子與一組小孔各個(gè)具體的'J、孔相關(guān)，所述每個(gè)校準(zhǔn)因子依賴于所述各個(gè)具體小3L的直徑和幾4可形狀的至少一個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述校準(zhǔn)因子應(yīng)用于該組上游壓力值以確定{務(wù)正壓力^直。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中通過將所述修正壓力值與準(zhǔn)確氣體表對(duì)比來確定所述實(shí)際流率，所述準(zhǔn)確氣體表表示基于實(shí)際氣體屬性和準(zhǔn)確MFC和精確小孔的多個(gè)壓力值和流率值組成的表。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述壓力值組成的表是所述才及佳壓力〗直組成的表。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括通過用所述實(shí)際流率和所述指示流率之間的差除以所述指示流率為所述MFC計(jì)算誤差百分凌丈。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述誤差百分?jǐn)?shù)被用以調(diào)節(jié)所述MFC。8.4艮據(jù);f又利要求1所述的方法，其中該組壓力傳感器是一組壓力計(jì)。9.4艮據(jù)—又利要求7所述的方法，其中該組壓力傳感器i殳在所述小孑L上游。10.—種確i人等離子處理系統(tǒng)的反應(yīng)室中實(shí)際氣^^流率的方法，包括在質(zhì)量流量控制器(MFC)的控制下由氣流輸送系統(tǒng)將氣體輸送至小孔，所述小孔位于所述反應(yīng)室的上游；對(duì)所述氣體加壓以在所述小孔內(nèi)創(chuàng)建扼流狀態(tài)；通過一組壓力傳感器測(cè)量所述氣體的上游壓力以采集一組上游壓力值；才艮據(jù)所述小孔的該組上游壓力值計(jì)算所述實(shí)際流率；和將所述實(shí)際流率與指示流率對(duì)比，所述指示流率是所述MFC才示示的;危率。11.才艮據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述小孔是精確小孔。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述小孔面積大小小于所述反應(yīng)室。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中該組壓力傳感器設(shè)在所述小孔上游。14.4艮據(jù)斥又利要求13所述的方法，其中該組壓力傳感器是一組壓力計(jì)。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中該組上游壓力值與所述實(shí)際流率具有線性關(guān)系。16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述實(shí)際流率通過將該組上游壓力值應(yīng)用于準(zhǔn)確氣體表而得出，所述準(zhǔn)確氣體表表示基于實(shí)際氣體屬性和準(zhǔn)確MFC和精確小孔的多個(gè)壓力值和多個(gè)流率值組成的表。17.才艮據(jù)斥又利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括通過用所述實(shí)際流率和所述指示流率之間的差除以指示流率為所述MFC計(jì)算誤差百分凄t。18.才艮據(jù)^又利要求17所述的方法，其中所述誤差百分?jǐn)?shù),皮用以調(diào)節(jié)所述MFC。19.才艮據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括應(yīng)用一組4交準(zhǔn)因子的一個(gè)校準(zhǔn)因子以確定所述實(shí)際流率，所述才交準(zhǔn)因子是該組上游壓力值的平均值與一組才及佳上游壓力值的平均值的比，所述極佳壓力值表示與指示流率相關(guān)的壓力值，所述指示流率是所述MFC標(biāo)示的流率。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括通過將所述實(shí)際流率和所述指示流率之間的差除以所述指示流率為所述MFC計(jì)算誤差百分?jǐn)?shù)。全文摘要提供一種確定等離子處理系統(tǒng)的反應(yīng)室中實(shí)際氣體流率的方法。該方法包括在質(zhì)量流量控制器(MFC)的控制下由氣流輸送系統(tǒng)將氣體輸送至小孔，其設(shè)在該反應(yīng)室的上游。該方法還包括對(duì)該氣體加壓以在該小孔內(nèi)建立扼流狀態(tài)。該方法進(jìn)一步包括用一組壓力傳感器測(cè)量該氣體的一組上游壓力值。該方法還又包括應(yīng)用一組校準(zhǔn)因子的一個(gè)校準(zhǔn)因子來確定該實(shí)際流率。該校準(zhǔn)因子是這組上游壓力值的平均值與一組極佳上游壓力值的平均值的比，其與MFC的指示流率相關(guān)。文檔編號(hào)H01L21/3065GK101536159SQ200780042782公開日2009年9月16日申請(qǐng)日期2007年11月14日優(yōu)先權(quán)日2006年11月17日發(fā)明者伊克巴爾·A·謝里夫,吉姆·蒂茨,里奇·邁內(nèi)克,韋爾農(nóng)·翁申請(qǐng)人:朗姆研究公司