專利名稱：用于等離子體處理工具原位工藝監(jiān)控和控制的方法和裝置的制作方法
用于等離子體處理工具原位工藝監(jiān)控和控制的方法和裝置
背景技術(shù)：
在競爭性市場中，半導(dǎo)體器件制造商需要將廢棄物減到最少并堅(jiān)持生產(chǎn)高質(zhì)量的半導(dǎo)體器件以保持競爭優(yōu)勢。因此，處理環(huán)境的嚴(yán)格控制有利于達(dá)到襯底處理過程中的最佳效果。所以，制造企業(yè)已花費(fèi)時(shí)間和資源來找出改善襯底處理的方法和/或裝置。為了提供對處理環(huán)境的嚴(yán)格控制，會需要處理環(huán)境的特征描述。為了提供表征處理室的處理環(huán)境所需的數(shù)據(jù)，可以使用傳感器來獲取方案(recipe)執(zhí)行期間的處理數(shù)據(jù)。 可以分析所述數(shù)據(jù)并相應(yīng)地調(diào)整處理環(huán)境(例如，“調(diào)整方案”)。通常在單個(gè)襯底或襯底組被處理后進(jìn)行分析。通常由一或多種計(jì)量工具離線進(jìn)行測量。該方法通常需要時(shí)間和技術(shù)來進(jìn)行測量和/或分析測量數(shù)據(jù)。如果問題被識別，則需要額外的時(shí)間來交叉參考測量數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)以確定所述問題的原因。通常而言，該分析會是復(fù)雜的，會需要專家詮釋。此外，該分析通常直到至少一個(gè)襯底、或許若干襯底被處理后才被執(zhí)行。由于該分析不是被原位地(in-situ)和實(shí)時(shí)地執(zhí)行，對襯底和/或處理室 /處理室部件的損害和/或非期望的影響可能已經(jīng)發(fā)生。在一些等離子體處理工具中，傳感器可以被集成為工藝控制環(huán)路(process control loop)的一部分。因此，傳感器不僅收集處理數(shù)據(jù)，還可被用作監(jiān)控工具。在實(shí)施例中，壓力計(jì)可被用于收集壓力數(shù)據(jù)。但是，壓力計(jì)所收集的數(shù)據(jù)可在諸如方案的執(zhí)行過程中被工藝模塊控制器用來調(diào)整壓力設(shè)定點(diǎn)(set point)。為便于討論，圖1示出了處理室的簡單框圖。該圖并非是處理室的精確再現(xiàn)。相反地，該圖意在圖解為了便于工藝方案的執(zhí)行，成組的傳感器怎樣可以在處理室中被實(shí)施。思量所述情形，其中，舉例來說，襯底組會在處理室100中被處理。在處理前，可以使用計(jì)量工具102(其可以是一或多個(gè)計(jì)量工具)來執(zhí)行預(yù)處理測量。來自計(jì)量工具102 的預(yù)處理測量數(shù)據(jù)可通過鏈路104被上傳至制造設(shè)備主機(jī)控制器106。用戶可以使用制造設(shè)備主機(jī)控制器106來選擇方案用以執(zhí)行，以開始處理襯底組。在一些情況下，為了彌補(bǔ)來料差異，制造設(shè)備主機(jī)控制器106可以使用測量數(shù)據(jù)來調(diào)整方案設(shè)定點(diǎn)。在實(shí)施例中，襯底的預(yù)處理測量數(shù)據(jù)可表明所述襯底的物理特征不同于所述方案所期望的物理特征。因此，可調(diào)整所述方案設(shè)定點(diǎn)以處理所述襯底中的所述已知差異。一旦所述方案被選定并且基于預(yù)測量數(shù)據(jù)對該方案進(jìn)行了調(diào)整，制造設(shè)備主機(jī)控制器106可通過鏈路110將方案發(fā)送至工藝模塊(PM)控制器108?？梢詫⒁r底112載入處理室100中。襯底112可位于下部電極114(比如靜電卡盤)和上部電極116之間。在處理過程中，可以形成等離子體118以處理(例如蝕刻)襯底112。在處理過程中，可以使用多個(gè)傳感器來監(jiān)控處理室100、等離子體118和/或襯底112的狀況。傳感器的實(shí)例可包括但不限于氣流控制器(120)、溫度傳感器(122和 1 )、壓力傳感器(1 )、成組的匹配箱控制器(1 )、射頻(RF)控制器(130)、閥門控制器 (132)、渦輪泵控制器(134)，等等。在實(shí)施例中，壓力傳感器1 可獲取處理室100內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)。在另一實(shí)施例中，RF產(chǎn)生器控制器130和/或成組的匹配箱控制器1 可收集關(guān)于反射功率、阻抗、諧波等的數(shù)據(jù)。
由每個(gè)傳感器所收集的數(shù)據(jù)可沿著通信線路(比如140、142、144、146、148、150和 152)轉(zhuǎn)發(fā)至控制數(shù)據(jù)中心(control data hub) 136用以分析。如果需要基于所述分析對任一方案設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，則控制數(shù)據(jù)中心136可將分析結(jié)果發(fā)送至工藝模塊控制器108(通過鏈路138)，工藝模塊控制器108可相應(yīng)地調(diào)整所述方案設(shè)定點(diǎn)。在實(shí)施例中，根據(jù)所述方案的所期望的壓力設(shè)定點(diǎn)可以被設(shè)置為30毫托。但是，根據(jù)壓力傳感器126，壓強(qiáng)測量結(jié)果實(shí)際上是26毫托。因此，工藝模塊控制器108會調(diào)整壓力控制致動器以將壓力調(diào)回至所期望的方案設(shè)定點(diǎn)。單變量正交控制模式是典型的在方案設(shè)定點(diǎn)和傳感器之間貫徹的處理控制關(guān)系。 換句話說，方案設(shè)定點(diǎn)可以與從單個(gè)傳感器收集的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，所述單個(gè)傳感器被認(rèn)為是只響應(yīng)單個(gè)參數(shù)的。在確定特定方案設(shè)定點(diǎn)是否被遵循時(shí)通常不考慮從任何其他傳感器收集的數(shù)據(jù)。在上述的實(shí)施例中，基于由壓力傳感器1 提供的數(shù)據(jù)對室壓進(jìn)行調(diào)整。在進(jìn)行所述調(diào)整時(shí)，工藝模塊控制器108會假定壓力傳感器1 提供精確的數(shù)據(jù)且壓力傳感器126 不受漂移和/或部件磨損的影響。但是，如果壓力傳感器126實(shí)際上有漂移，那么，為力圖將室狀況調(diào)回所期望的狀況而由工藝模塊控制器108實(shí)施的增壓會在襯底112上導(dǎo)致不希望的結(jié)果，并且異常狀況與室壁和室中的部件(包括傳感器自身)有關(guān)。


在附圖中通過舉例的方式而非通過限定的方式來說明本發(fā)明，在這些附圖中，類似的參考數(shù)字符號指代類似的元件，其中圖1示出了處理室的簡單框圖。圖2示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中，具有原位控制工藝設(shè)備的處理室的簡單框圖。圖3示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中，傳感器之間的層次關(guān)系(hierarchical relationship)0圖4示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中，圖解用于執(zhí)行虛擬計(jì)量的原位控制工藝方法的一實(shí)施方式的簡單流程圖。圖5示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中，圖解用于提供實(shí)時(shí)控制能力的原位控制工藝的一實(shí)施方式的簡單流程圖。
具體實(shí)施例方式在此將根據(jù)附圖中所示的本發(fā)明的一些實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。在下面的描述中，陳述了大量具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯而易見的是本發(fā)明可以在沒有一些或全部所述具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)行。在其它情況下，為了不令本發(fā)明產(chǎn)生不必要的含糊，公知的工藝步驟和/或結(jié)構(gòu)不會被詳細(xì)描述。下文將描述各種實(shí)施方式，包括方法和技術(shù)。應(yīng)當(dāng)記住的是本發(fā)明也可涵蓋包含有計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的制品，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的實(shí)施方式的計(jì)算機(jī)可讀指令。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括用于存儲計(jì)算機(jī)可讀代碼的諸如半導(dǎo)體、磁性物質(zhì)、光磁物質(zhì)、光學(xué)物質(zhì)或其他形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。此外，本發(fā)明還可涵蓋用于實(shí)行本發(fā)明實(shí)施方式的裝置。這樣的裝置可包括執(zhí)行與本發(fā)明實(shí)施方式有關(guān)的任務(wù)的專用和/或可編程電路。所述裝置的實(shí)施例包括被適當(dāng)編程的通用計(jì)算機(jī)和/或?qū)Ｓ糜?jì)算設(shè)備，且可包括計(jì)算機(jī)/計(jì)算設(shè)備的組合，并且專用/可編程電路適于與本發(fā)明實(shí)施方式有關(guān)的各種任務(wù)。如前所述，為了使襯底處理的執(zhí)行具有一致的結(jié)果，對處理環(huán)境的嚴(yán)格控制是所期望的。然而，考慮到傳感器可以是不準(zhǔn)確的、會對多個(gè)參數(shù)有敏感性、會隨時(shí)間漂移和/ 或變成有缺陷的，通?；趩巫兞總鞲衅鲾?shù)據(jù)的方案調(diào)整已經(jīng)證明有時(shí)是不可靠的。本領(lǐng)域技術(shù)人員明白在襯底的特征描述中，某些參數(shù)比其他參數(shù)更為重要。在一實(shí)施例中，與較不直接的控制壓力水平的能力相比較，控制作為處理參數(shù)的電子密度的能力可以提供襯底處理結(jié)果上的更為嚴(yán)格的控制。然而，并不是所有參數(shù)都可以很容易地被單個(gè)傳感器直接測量。而且，不是所有參數(shù)都可被單個(gè)的直接的物理致動器/控制器所控制。例如，壓力水平可被壓力計(jì)測量。因此，如果壓力測量結(jié)果顯示壓力已經(jīng)偏離所期望的壓力水平，則可使用壓力控制器來調(diào)整室中的壓力以進(jìn)行補(bǔ)償。但是，電子密度是單個(gè)傳感器不可直接測量的參數(shù)。相反地，為了確定電子密度，可能需要進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，因?yàn)殡娮用芏瓤赡苄枰獜膩碜砸换蚨鄠€(gè)傳感器的多個(gè)處理數(shù)據(jù)點(diǎn)得出。而且，簡單的直接的物理致動器對于在襯底處理過程中控制電子密度來說可以是不可用的。在本發(fā)明的一個(gè)方面，發(fā)明人在此意識到通過利用獨(dú)立的數(shù)據(jù)流(從獨(dú)立于直接的工藝控制環(huán)路的一或多個(gè)傳感器處獲得的獨(dú)立的數(shù)據(jù)流)，可以在進(jìn)行方案調(diào)整之前和之后提供確認(rèn)(validation)。此外，發(fā)明人在此意識到通過執(zhí)行多變量非正交分析，可以利用基于計(jì)算的算法/模型得出不可被直接測量的參數(shù)并將其用于執(zhí)行方案的調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了用于使得原位工藝控制可能的方法和裝置。本發(fā)明的實(shí)施方式包括用于提供獨(dú)立數(shù)據(jù)流的裝置。獨(dú)立數(shù)據(jù)流可包括從控制環(huán)路傳感器和/ 或獨(dú)立傳感器收集的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的實(shí)施方式還包括自動的多變量非正交控制模式，用于提供虛擬傳感器和/或虛擬致動器以執(zhí)行故障檢測、故障分類和/或方案調(diào)整。此處所討論的控制環(huán)路傳感器是指同時(shí)也是工藝控制環(huán)路的一部分的傳感器。換句話說，來自控制環(huán)路傳感器的數(shù)據(jù)被用來在方案執(zhí)行過程中監(jiān)控方案的設(shè)定點(diǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，從控制環(huán)路傳感器收集的數(shù)據(jù)通常被用來對方案設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。此處所討論的獨(dú)立傳感器是指到現(xiàn)在為止一般不是常規(guī)工藝控制環(huán)路的一部分的傳感器。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，從室到室對獨(dú)立傳感器進(jìn)行匹配和校準(zhǔn)。在另一實(shí)施方式中，獨(dú)立傳感器可以是冗余傳感器。例如，獨(dú)立傳感器可以是與工藝控制環(huán)路中可使用的壓力計(jì)相同的模式或類型。但是，獨(dú)立的壓力計(jì)是獨(dú)立于工藝控制環(huán)路的。在一實(shí)施方式中，冗余的獨(dú)立傳感器帶著作出獨(dú)立但相同的(duplicate)測量的期望可位于控制環(huán)路傳感器附近。此處所討論的虛擬傳感器是指用軟件實(shí)施的傳感器，其不是硬件組件。在一實(shí)施方式中，虛擬傳感器可以是復(fù)合傳感器或是多個(gè)傳感器的衍生品，并為通常不可被直接測量的參數(shù)提供虛擬傳感器測量結(jié)果。在一實(shí)施方式中，可以從多個(gè)數(shù)據(jù)源計(jì)算出和/或推斷出虛擬參數(shù)。因此，利用虛擬傳感器，可以得出不可被單個(gè)傳感器物理測量的參數(shù)。虛擬參數(shù)的實(shí)例可包括但不限于諸如離子通量、離子能量、電子密度、蝕刻速率與沉積速率的比，等等。
此處所討論的虛擬致動器是指用軟件實(shí)施的控制器，所述控制器可被用來執(zhí)行對不能以其他方式被單個(gè)物理致動器直接測量或控制的參數(shù)的控制。物理致動器(例如離子通量控制器)可以不為參數(shù)(例如離子通量)而存在，因?yàn)閰?shù)不可用物理傳感器直接測量，舉例來說，參數(shù)可能需要計(jì)算，例如從不同數(shù)據(jù)源間接地得出。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，提供了用于原位工藝控制機(jī)制的方法和裝置。傳統(tǒng)上， 控制環(huán)路傳感器被用來獲取處理數(shù)據(jù)并提供反饋給工藝模塊控制器以根據(jù)需要調(diào)整方案設(shè)定點(diǎn)。一般來說，使用單變量正交控制模式。換句話說，一對一的關(guān)系存在于方案設(shè)定點(diǎn)和傳感器之間。在調(diào)整設(shè)定點(diǎn)時(shí)通常不使用來自其他傳感器的數(shù)據(jù)。但是，來自控制環(huán)路傳感器的數(shù)據(jù)會不足以驗(yàn)證所關(guān)注的室/等離子體/襯底參數(shù)。因此，嚴(yán)格地基于來自控制環(huán)路傳感器的數(shù)據(jù)來調(diào)整方案設(shè)定點(diǎn)會有消極結(jié)果(例如，不好的處理結(jié)果、或甚至損傷襯底、損傷室壁、損傷室部件，等等)。在一實(shí)施方式中，提供了用于確定關(guān)于室/等離子體/襯底狀態(tài)的一定狀況的獨(dú)立數(shù)據(jù)流。在一實(shí)施方式中，獨(dú)立數(shù)據(jù)流也可包括只從獨(dú)立傳感器收集的數(shù)據(jù)。如前所述， 獨(dú)立傳感器是指不是傳統(tǒng)工藝控制環(huán)路的一部分的傳感器。在一實(shí)施方式中，根據(jù)通用標(biāo)準(zhǔn)對獨(dú)立傳感器進(jìn)行匹配和校準(zhǔn)。換句話說，獨(dú)立傳感器可被用于獲取室的具體特征。在一實(shí)施方式中，獨(dú)立數(shù)據(jù)流可包括從控制環(huán)路傳感器和/或獨(dú)立傳感器收集的數(shù)據(jù)。在一實(shí)施例中，關(guān)于壓力水平的數(shù)據(jù)可被各種控制環(huán)路傳感器所收集，即使只有來自壓力計(jì)的壓力數(shù)據(jù)會被利用來諸如設(shè)定壓力設(shè)定點(diǎn)。因此，由控制環(huán)路傳感器收集的數(shù)據(jù)可(但不是必須)作為獨(dú)立數(shù)據(jù)流的一部分進(jìn)行利用，以驗(yàn)證由該實(shí)施方式中的單個(gè)控制環(huán)路傳感器所提供的數(shù)據(jù)。在一實(shí)施方式中，可以分析獨(dú)立數(shù)據(jù)流以建立用于確定關(guān)于室/等離子體/襯底狀態(tài)的一定狀況的虛擬傳感器。如前所述，某些室/等離子體/襯底狀態(tài)不可被直接測量。 相反地，會需要執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算以得出可表征這些室/等離子體/襯底狀態(tài)的參數(shù)。在一實(shí)施方式中，發(fā)明人在此意識到傳感器之間存在層次關(guān)系使得虛擬計(jì)量變得容易。在一實(shí)施例中，通過將獨(dú)立數(shù)據(jù)流應(yīng)用到現(xiàn)象學(xué)模型(phenomenological model)，可以得出諸如離子通量分配、電子密度、蝕刻速率、中性密度等虛擬傳感器。在一實(shí)施方式中，獨(dú)立數(shù)據(jù)流可以被單獨(dú)分析或結(jié)合來自控制環(huán)路傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以創(chuàng)建虛擬傳感器數(shù)據(jù)用于調(diào)整不可被傳感器直接測量的方案參數(shù)。一旦虛擬傳感器被創(chuàng)建，工藝控制就可以基于能被限定的虛擬傳感器設(shè)定點(diǎn)。在方案執(zhí)行過程中，由虛擬傳感器提供的傳感器數(shù)據(jù)可與虛擬傳感器設(shè)定點(diǎn)相比較，并可計(jì)算其間的差異。然后， 可以使用虛擬致動器來控制一或多個(gè)物理致動器以調(diào)整這些虛擬設(shè)定點(diǎn)。參考附圖和接下來的討論可以更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。圖2示出了在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，具有原位控制工藝設(shè)備的處理室的簡單框圖。本發(fā)明并不受所示裝置和/或部件所限。相反地，該圖意在方便關(guān)于本發(fā)明的作為例子的一實(shí)施方式的討論。思量所述情形，其中，舉例來說，襯底組會在處理室200中被處理。在襯底會被處理前，可由成組的計(jì)量工具202來獲取預(yù)處理測量數(shù)據(jù)(外部數(shù)據(jù))。來自計(jì)量工具202的測量數(shù)據(jù)可通過鏈路204被上傳至制造設(shè)備主機(jī)控制器206。預(yù)處理測量數(shù)據(jù)對于實(shí)施本發(fā)明不是必需的。但是，在一實(shí)施方式中，如果需要的話，處理室200可以在計(jì)量工具202和制造設(shè)備主機(jī)控制器206之間提供通信鏈路Q04)以將計(jì)量數(shù)據(jù)整合到襯底處理中。這樣做為補(bǔ)償引入的襯底之間的變化以及減少出產(chǎn)產(chǎn)品中的不希望的變化提供了基礎(chǔ)。為了初始化處理，可以由制造設(shè)備主機(jī)控制器206來選擇方案。如果預(yù)處理測量數(shù)據(jù)可用，則可以對方案進(jìn)行調(diào)整以應(yīng)對(例如)襯底間的來料物理變化。一旦完成，制造設(shè)備主機(jī)控制器206可以通過鏈路210將方案發(fā)送至工藝模塊(PM)控制器208。鏈路210 是雙向鏈路，便于制造設(shè)備主機(jī)控制器206和工藝模塊控制器208之間的數(shù)據(jù)交換。襯底212可被載入處理室200中。襯底212可位于下部電極214 (比如靜電卡盤) 和上部電極216之間。在處理過程中，可以形成等離子體218以處理(例如蝕刻)襯底212?？梢允褂枚鄠€(gè)傳感器在方案執(zhí)行過程中監(jiān)控關(guān)于處理室200、等離子體218和/或襯底212的各個(gè)參數(shù)。傳感器的實(shí)例可包括但不限于氣流控制器020)、溫度傳感器022 和224)、壓力傳感器(226)、成組的匹配箱控制器(228)、射頻(RF)控制器Q30)、閥門控制器032)、渦輪泵控制器034)，等等。在一實(shí)施例中，溫度傳感器222可收集處理室200內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)。在另一實(shí)施例中，渦輪泵控制器234可收集關(guān)于泵的速度以及流率的數(shù)據(jù)。為了便于討論，將前述的傳感器被組合在一起并在下文中稱之為控制環(huán)路傳感器。此處所討論的控制環(huán)路傳感器是指作為工藝控制環(huán)路一部分的傳感器，且傳統(tǒng)上被用于在方案執(zhí)行過程中監(jiān)控方案設(shè)定點(diǎn)。除了作為工藝控制環(huán)路一部分的控制環(huán)路傳感器之外，還可以提供獨(dú)立傳感器 (例如，260、262和沈4)。在一實(shí)施方式中，獨(dú)立傳感器不是傳統(tǒng)上工藝控制環(huán)路的一部分。 獨(dú)立傳感器的數(shù)量可變。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，可以相對于絕對基準(zhǔn)來匹配和校準(zhǔn)獨(dú)立傳感器并在獨(dú)立傳感器自身之間進(jìn)行匹配和校準(zhǔn)，以給出從室到室的一致的結(jié)果。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，選擇并提供獨(dú)立傳感器使得為一些或全部數(shù)據(jù)項(xiàng)提供至少部分重疊的數(shù)據(jù)。換句話說，可以由多于一個(gè)的傳感器來獲取有關(guān)具體虛擬傳感器參數(shù)的數(shù)據(jù)。在一實(shí)施例中，獨(dú)立傳感器262可被配置來收集數(shù)據(jù)(包括壓力相關(guān)數(shù)據(jù))。所收集的數(shù)據(jù)會與由諸如壓力傳感器2 收集的壓力數(shù)據(jù)重疊。在一實(shí)施方式中，獨(dú)立傳感器可以是冗余傳感器。例如，獨(dú)立傳感器可以是與工藝控制環(huán)路中可使用的壓力計(jì)相同的類型。但是，獨(dú)立傳感器壓力計(jì)是獨(dú)立于傳統(tǒng)的工藝控制環(huán)路的。在一實(shí)施方式中，獨(dú)立傳感器可以由不與控制環(huán)路傳感器直接重疊的傳感器組成。在一實(shí)施例中，作為所使用的獨(dú)立傳感器之一，電壓/電流探針可結(jié)合壓力傳感器被用來得出虛擬傳感器測量結(jié)果。由控制環(huán)路傳感器收集的數(shù)據(jù)可沿著通信線路(比如M0、M2、M4、M6、M8、250 和25 轉(zhuǎn)發(fā)至控制數(shù)據(jù)中心236用以分析(類似于現(xiàn)有技術(shù))。此外，來自獨(dú)立傳感器 060、262和沈4)的數(shù)據(jù)也可沿著通信線路O70、272和274)轉(zhuǎn)發(fā)至測量傳感器數(shù)據(jù)中心 2800在一實(shí)施方式中，由控制環(huán)路傳感器收集的某些數(shù)據(jù)可通過通信線路邪4從控制數(shù)據(jù)中心236轉(zhuǎn)發(fā)至測量傳感器數(shù)據(jù)中心觀0。在另一實(shí)施方式中，由控制環(huán)路傳感器收集的全部數(shù)據(jù)可經(jīng)由控制數(shù)據(jù)中心236轉(zhuǎn)發(fā)至測量傳感器數(shù)據(jù)中心觀0。在收集所述數(shù)據(jù)且可選地執(zhí)行一些預(yù)處理任務(wù)(比如數(shù)字格式轉(zhuǎn)換)之后，數(shù)據(jù)可通過通信線路284轉(zhuǎn)發(fā)至分析處理器，所述分析處理器可在單獨(dú)的專用的計(jì)算機(jī)觀2內(nèi)實(shí)施。在一實(shí)施方式中，由控制環(huán)路傳感器收集的數(shù)據(jù)也可通過通信線路256從控制數(shù)據(jù)中心236轉(zhuǎn)發(fā)至分析計(jì)算機(jī)觀2。從前述可知，控制環(huán)路傳感器和獨(dú)立傳感器可收集大容量的數(shù)據(jù)。在一實(shí)施方式中，由獨(dú)立傳感器收集的數(shù)據(jù)會是高度微?；臄?shù)據(jù)。在一實(shí)施方式中，分析計(jì)算機(jī)282會是可被配置來處理大容量數(shù)據(jù)的快速處理模塊。所述數(shù)據(jù)可以從傳感器直接被發(fā)送，而不必首先通過制造設(shè)備主機(jī)控制器或甚至工藝模塊控制器。由Huang等人在2009年9月8 日提交的申請?zhí)枮?2/555,674的美國專利申請描述了適于執(zhí)行分析計(jì)算機(jī)觀2的示例性分析計(jì)算機(jī)。在一實(shí)施方式中，除了從傳感器收集的數(shù)據(jù)外，分析計(jì)算機(jī)282還可通過通信線路290接收來自計(jì)量工具202的計(jì)量數(shù)據(jù)。在一實(shí)施方式中，可提供給制造設(shè)備主機(jī)控制器206的計(jì)量數(shù)據(jù)也可被轉(zhuǎn)發(fā)至分析計(jì)算機(jī)觀2。因此，分析計(jì)算機(jī)282可被配置來處理已先被制造設(shè)備主機(jī)控制器206執(zhí)行的方案調(diào)整。在一實(shí)施方式中，分析計(jì)算機(jī)282被配置來分析獨(dú)立數(shù)據(jù)流且分析結(jié)果可通過通信鏈路286發(fā)送至工藝模塊控制器208。圖3討論了分析計(jì)算機(jī)282在執(zhí)行其分析時(shí)可以使用的層次關(guān)系的實(shí)例。在一實(shí)施方式中，為了將實(shí)時(shí)更新提供給工藝模塊控制器208，高速通信鏈路被使用。來自分析計(jì)算機(jī)觀2的結(jié)果可包括虛擬傳感器設(shè)定點(diǎn)調(diào)整、故障檢測和分類以及多傳感器端點(diǎn)。根據(jù)所述結(jié)果，工藝模塊控制器208可調(diào)整方案和/或停止處理。不同于現(xiàn)有技術(shù)，在限定方案設(shè)定點(diǎn)和傳感器之間的關(guān)系時(shí)可以使用多變量非正交控制模式。多變量非正交模式可具有兩個(gè)特征(a)方案設(shè)定點(diǎn)和虛擬傳感器參數(shù)之間沒有一對一的關(guān)系，以及(b)來自多個(gè)傳感器的參數(shù)被用來確定虛擬傳感器參數(shù)。換句話說，方案設(shè)定點(diǎn)可以與從多個(gè)傳感器收集的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。不同于現(xiàn)有技術(shù)，對方案設(shè)定點(diǎn)的調(diào)整不會再只取決于由控制環(huán)路傳感器所收集的數(shù)據(jù)。相反地，由獨(dú)立傳感器(以及在一實(shí)施方式中，由控制環(huán)路傳感器)收集的數(shù)據(jù)可以被單獨(dú)使用或結(jié)合控制環(huán)路傳感器來確和控制一定的室/等離子體/襯底狀況。為了便于討論，圖3示出了在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，傳感器/致動器之間的層次關(guān)系。思量所述情形，其中，舉例來說，襯底212在處理室200中進(jìn)行處理。當(dāng)方案一開始被初始化，方案設(shè)定點(diǎn)便被提供。所述方案設(shè)定點(diǎn)傳統(tǒng)上取決于來自控制環(huán)路傳感器的測量結(jié)果。傳統(tǒng)上，工藝模塊控制器208可以在使用來自控制環(huán)路傳感器的數(shù)據(jù)對襯底或襯底組進(jìn)行處理之后調(diào)整方案設(shè)定點(diǎn)(方框30幻。為討論方便，方框302可被稱為向量S。然而，如前面所討論的，來自控制環(huán)路傳感器的數(shù)據(jù)不會一直準(zhǔn)確，并且這是不可檢測的，尤其是倘若單變量正交關(guān)系存在于方案設(shè)定點(diǎn)和控制環(huán)路傳感器之間。因此，如果控制環(huán)路傳感器(比如壓力傳感器226)發(fā)生故障，對由控制環(huán)路傳感器所提供的數(shù)據(jù)的依賴會導(dǎo)致不好的處理結(jié)果，甚至損壞襯底且可能甚至是損傷室部件。為了提供獨(dú)立數(shù)據(jù)源，舉例來說，以在調(diào)整方案壓力設(shè)定點(diǎn)之前驗(yàn)證壓力數(shù)據(jù)，可以通過其他的控制環(huán)路傳感器以及獨(dú)立傳感器來提供額外的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)可在方案的執(zhí)行之前或執(zhí)行期間獲取但獨(dú)立于用于具體方案設(shè)定點(diǎn)的工藝控制環(huán)路(方框304)。為討論方便，方框304可被稱為向量V。在一實(shí)施方式中，經(jīng)驗(yàn)關(guān)系(向量Q)可存在于方框302和304之間。由于特定室狀況和個(gè)體傳感器特征會因制造公差(manufacturing tolerance)而變化，因此向量S(302)和向量V(304)之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系(向量Q)趨向于針對室是特定的。如前所述，方框304可被用來驗(yàn)證在方框302中由控制環(huán)路傳感器提供的數(shù)據(jù)。在一實(shí)施例中，獨(dú)立傳感器264可以提供對由壓力傳感器2 所提供的數(shù)據(jù)不予確認(rèn)的數(shù)據(jù)。 換句話說，由獨(dú)立傳感器264所提供的數(shù)據(jù)表明不需要調(diào)整壓力，即使壓力傳感器2 可能表明的正相反。但是，僅僅分析一個(gè)參數(shù)(比如壓力水平)或多個(gè)直接可測量的參數(shù)不會提供全部需要將襯底和/或等離子體導(dǎo)向期望狀態(tài)的數(shù)據(jù)。為了更直接或更有效地將工藝導(dǎo)向期望狀態(tài)，可以提供虛擬傳感器和/或虛擬致動器(方框306)。為討論方便，方框306可被稱為向量R。此處所討論的虛擬傳感器是指復(fù)合傳感器或多個(gè)傳感器的衍生品，可以以虛擬方式測量不可被單個(gè)傳感器直接測量的參數(shù)。相反地，可以從來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)計(jì)算出和/或推斷出虛擬傳感器參數(shù)。虛擬參數(shù)的實(shí)例可包括但不限于諸如離子通量、離子能量、 電子密度、蝕刻速率與沉積速率的比，等等。在一實(shí)施方式中，現(xiàn)象學(xué)關(guān)系(向量M)可存在于向量R和向量V之間。此處所討論的現(xiàn)象學(xué)關(guān)系是指這樣的關(guān)系其中參數(shù)可以是相關(guān)聯(lián)的且所述參數(shù)可以是可彼此互相推導(dǎo)得到的，即使該關(guān)系是非線性或高度復(fù)雜的。因此，為了建立虛擬傳感器，會需要對方案的現(xiàn)象學(xué)表現(xiàn)(比如基礎(chǔ)性的物理現(xiàn)象)的理解，并且假如所述基礎(chǔ)模型(underlying model)具有有效性，一般來說可以期待所述理解會在純統(tǒng)計(jì)學(xué)分析上獲得改進(jìn)。所以，向量 M趨向于針對工藝類型是特定的。在一實(shí)施例中，室的幾何形狀、易耗部件的狀況、氣流控制器的精確性、壓力控制器的精確性、襯底以及其他類似的數(shù)據(jù)均可影響離子通量分配。經(jīng)過考慮所有的這些影響而對離子通量分配進(jìn)行準(zhǔn)確建?？赡苁歉叨葟?fù)雜的且會花費(fèi)很長時(shí)間。但是，舉例來說，可定義現(xiàn)象學(xué)關(guān)系，其中對RF電壓和電流連同處理室的一些電學(xué)模型的測量以及在一位置處的離子通量的測量可被用來推導(dǎo)出關(guān)于離子通量的虛擬傳感器。從圖3可知，以可靠方式從方框302橫跨至方框306會需要獨(dú)立數(shù)據(jù)流(由方框 304提供)。來自獨(dú)立數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)可被用于為方框306中的虛擬傳感器計(jì)算測量結(jié)果。換句話說，當(dāng)層次關(guān)系從方框302經(jīng)過方框304橫跨至方框306時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)量能力會被提供。在一實(shí)施方式中，當(dāng)執(zhí)行相反的層次關(guān)系時(shí)，實(shí)時(shí)工藝控制能力會被提供。換句話說，當(dāng)系統(tǒng)從方框306經(jīng)過方框304橫跨至方框302時(shí)，成組的虛擬傳感器可被實(shí)施來調(diào)整方案。在一實(shí)施例中，電子密度(虛擬傳感器值)可被識別為超出期望的范圍。設(shè)定點(diǎn)的電子密度和虛擬的電子密度值之間的差距可以被計(jì)算出。在一實(shí)施方式中，如果控制環(huán)路傳感器沒有漂移，那么所計(jì)算出的差距可以被虛擬致動器用來將工藝調(diào)整至期望的設(shè)定點(diǎn)。但是，如果控制環(huán)路傳感器有些微漂移(如被獨(dú)立傳感器所指出的)，那么在方案被調(diào)整之前，為了應(yīng)對所述漂移，會不得不修正所計(jì)算出的差距。在一實(shí)施方式中，虛擬致動器可在少量增額下被驅(qū)動。在一實(shí)施例中，不是將計(jì)算出的全部差距應(yīng)用于調(diào)整方案(在前述的實(shí)施例中)，而是首先可應(yīng)用少量值以確保虛擬致動器不會在不經(jīng)意間加劇問題。如果少量變化之后的分析表明諸如襯底正向期望的狀況進(jìn)展，則可以向調(diào)整方案施加進(jìn)一步的調(diào)整。在使參數(shù)空間表現(xiàn)良好之處，可以使用諸如最速下降技術(shù)之類的高級非線性“往前飛躍(leap ahead)”調(diào)整，但在參數(shù)空間更為復(fù)雜且狀況不佳的地方，有限的逐步推進(jìn)的方法會產(chǎn)生更好的結(jié)果。圖4示出了在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，圖解用于執(zhí)行虛擬計(jì)量的原位控制工藝方法的一實(shí)施方式的簡單流程圖。此處所討論的虛擬計(jì)量是指不經(jīng)執(zhí)行實(shí)際的測量而獲取測量數(shù)據(jù)(包括那些不是直接可測量的數(shù)據(jù))。在第一步驟402，方案被下載到工藝模塊控制器上。在一實(shí)施例中，制造設(shè)備主機(jī)控制器206可通過通信鏈路210將方案發(fā)送至工藝模塊控制器208。在下一步驟404，提供了傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(向量Q)。在一實(shí)施方式中，控制環(huán)路傳感器和獨(dú)立傳感器之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系被提供給分析計(jì)算機(jī)觀2。在下一步驟406，所下載的方案被執(zhí)行，且所述方案被調(diào)整至方案設(shè)定點(diǎn)(如方框 302中所指出的)。在下一步驟408，通過傳感器在處理過程中獲取數(shù)據(jù)。在下一步驟410，系統(tǒng)進(jìn)行檢查以確定工藝是否已經(jīng)停止。如果工藝還未停止，則系統(tǒng)返回步驟408以繼續(xù)獲取數(shù)據(jù)。但是，如果工藝已經(jīng)停止，則系統(tǒng)進(jìn)入步驟412以確定是否達(dá)到了所期望的結(jié)果。 為了不經(jīng)實(shí)際的測量而得出該確定，可以應(yīng)用層次關(guān)系，其中將現(xiàn)象學(xué)模型(向量M)應(yīng)用到方框304(向量V)，以計(jì)算虛擬測量結(jié)果(向量R)。在下一步驟414，系統(tǒng)(比如分析計(jì)算機(jī)觀2)可以將虛擬“測量結(jié)果”和預(yù)定義的閾值相比較。在這個(gè)步驟，系統(tǒng)可檢查處理結(jié)果以確定所述處理結(jié)果是否在控制范圍內(nèi)。如果所述處理結(jié)果在控制范圍內(nèi)，則在下一步驟416，載入另一襯底用于處理，且系統(tǒng)返回步驟406。但是，如果虛擬測量結(jié)果落在預(yù)定義的閾值之外，那么在下一步驟418，系統(tǒng)會觸發(fā)警告或警報(bào)(警告和警報(bào)的區(qū)別典型地在于警告會向系統(tǒng)和操作者報(bào)警需要調(diào)整、診斷調(diào)查和維修，而警報(bào)則會在校正行為期間停止處理以防止襯底和/或機(jī)器損壞)。在一實(shí)施方式中，警告或警報(bào)的觸發(fā)可導(dǎo)致故障檢測、故障分類和/或方案的調(diào)整。從圖4可知，原位控制工藝提供了用于虛擬地執(zhí)行處理(processing)的測量的方法。不同于現(xiàn)有技術(shù)，襯底不需要從室中移走并用物理計(jì)量工具進(jìn)行測量。因此，由本發(fā)明系統(tǒng)所提供的虛擬計(jì)量能力可減少昂貴的計(jì)量工具的成本。而且，虛擬計(jì)量能力可顯著減少執(zhí)行計(jì)量分析所需的時(shí)間和資源。此外，無需人員來執(zhí)行所述測量和分析。相反地，系統(tǒng) (例如，通過分析計(jì)算機(jī))可被配置來自動地聚集并計(jì)算虛擬測量數(shù)據(jù)。本發(fā)明的額外優(yōu)點(diǎn)是在處理過程中進(jìn)行干預(yù)的能力。因?yàn)楹蜆?biāo)準(zhǔn)相比的偏差能在方案執(zhí)行過程中被檢測到， 所以能夠在晶片被不可挽回地?fù)p壞之前作出關(guān)于是否繼續(xù)處理的決定。在許多工序中，最能影響臨界尺寸的步驟通常是掩模打開步驟。如果所述偏差在掩模處理步驟中被檢測到， 則通過返工，晶片仍然是可恢復(fù)的。圖5示出了在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，圖解用于提供實(shí)時(shí)工藝控制能力的原位控制工藝的一實(shí)施方式的簡單流程圖。在第一步驟502，方案被下載到工藝模塊控制器上。在一實(shí)施例中，制造設(shè)備主機(jī)控制器206可通過通信鏈路210將方案發(fā)送至工藝模塊控制器208。在下一步驟504，提供了傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(向量Q)。在一實(shí)施方式中，控制環(huán)路傳感器和獨(dú)立傳感器之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系被提供給分析計(jì)算機(jī)觀2。
在下一步驟506，方案被執(zhí)行且所述方案被調(diào)整至方案設(shè)定點(diǎn)(如方框302中所指出的)。在下一步驟508，在處理過程中獲取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可在不同的時(shí)間間隔被獲取。在一實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)在諸如大約10赫茲的頻率被獲取。在數(shù)據(jù)集的第一集合被分析計(jì)算機(jī)282獲得之后，在下一步驟510，可以獲得虛擬測量數(shù)據(jù)。換句話說，可以應(yīng)用層次關(guān)系，其中可將現(xiàn)象學(xué)模型(向量M)應(yīng)用到方框 304(向量V)以計(jì)算虛擬測量結(jié)果(向量R)。在下一步驟512，系統(tǒng)可進(jìn)行檢查以確定工藝是否處于期望狀況。如果工藝在期望狀況內(nèi)，那么在下一步驟514，系統(tǒng)可進(jìn)行檢查以確定工藝是否已
經(jīng)停止。如果方案仍在執(zhí)行中，那么系統(tǒng)可繼續(xù)回到步驟508以獲取下一集合的數(shù)據(jù)。但是，如果工藝已經(jīng)停止，則在下一步驟516，系統(tǒng)停止處理?；氐讲襟E512，如果工藝不在期望狀況內(nèi)，那么在下一步驟518，系統(tǒng)會執(zhí)行檢查以確定是否已經(jīng)檢測到故障。如果故障已被檢測到，則在下一步驟520，系統(tǒng)會觸發(fā)警報(bào)，并在下一步驟522，所述故障會被分類。但是，如果沒有檢測到任何故障，那么在下一步驟524，會計(jì)算出調(diào)整后的方案設(shè)定點(diǎn)。為了確定可被用來調(diào)整方案的虛擬致動器，可以應(yīng)用層次模型。在一實(shí)施例中，數(shù)據(jù)已從控制環(huán)路傳感器和獨(dú)立傳感器處被收集。此外，虛擬傳感器已經(jīng)基于所收集的數(shù)據(jù)以及可存在于獨(dú)立數(shù)據(jù)流和控制環(huán)路傳感器之間的現(xiàn)象學(xué)模型被計(jì)算。一旦虛擬傳感器被確定，就可以將虛擬傳感器測量結(jié)果與期望值進(jìn)行比較。比較后的差異可被虛擬致動器用來調(diào)整方案。如前所述，原始差異可能不是被發(fā)送給工藝模塊控制器用以調(diào)整方案的實(shí)際值。 相反地，還會必須考慮任何的潛在噪聲或漂移(向量V)以得出新的方案設(shè)定點(diǎn)。在新的方案設(shè)定點(diǎn)被確定后，在下一步驟526，系統(tǒng)可將新的方案設(shè)定點(diǎn)發(fā)送至工藝模塊控制器。在下一步驟528，方案被調(diào)整至新的方案設(shè)定點(diǎn)。一旦方案被調(diào)整至新的方案設(shè)定點(diǎn)，系統(tǒng)就可返回步驟508以獲取新的數(shù)據(jù)集。從圖5可知，在方案的執(zhí)行過程中可以進(jìn)行方案微調(diào)(實(shí)時(shí)地)。不同于現(xiàn)有技術(shù)，方案的調(diào)整可以由獨(dú)立數(shù)據(jù)流進(jìn)行確認(rèn)。而且，可被調(diào)整的設(shè)定點(diǎn)不再限于可被直接測量的參數(shù)。相反地，可依賴多個(gè)參數(shù)的參數(shù)可以出于設(shè)定點(diǎn)的目的被計(jì)算并被使用。此外，致動器不限制于可得到的物理的致動器。可以使用當(dāng)被激活時(shí)會依次激活多個(gè)其他物理致動器的虛擬致動器。用這種方式，工藝監(jiān)控和控制基本上是去技能化了。從前述可知，本發(fā)明提供了用于提供自動的原位工藝控制模式的方法和裝置。利用原位工藝控制模式，在將每個(gè)襯底加工到期望的方案狀況的過程中，提供了實(shí)時(shí)控制。原位工藝控制還可提供用于實(shí)時(shí)地執(zhí)行故障檢測和分類的原位方法。此外，原位控制工藝可提供具有虛擬計(jì)量能力的工具，用于確定被處理襯底的狀況。雖然本發(fā)明以若干優(yōu)選實(shí)施方式的形式進(jìn)行描述，但是變化方式、置換方式和等同方式也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。雖然在此提供了多種實(shí)施例，但是這旨在說明這些實(shí)施例而非限定本發(fā)明。 此外，為方便起見，在此提供了標(biāo)題和概要，所述標(biāo)題和概要不應(yīng)當(dāng)被用來解釋文中權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。而且，摘要是以高度濃縮的形式寫就，在此提供摘要是為了方便起見，因此摘要不應(yīng)當(dāng)被用來解釋或限定整體發(fā)明，整體發(fā)明在權(quán)利要求書中進(jìn)行陳述。如果在此使用了術(shù)語“組(set) ”，該術(shù)語旨在具有其被公知的數(shù)學(xué)上的意義，包括零個(gè)構(gòu)件、 一個(gè)構(gòu)件或者多于一個(gè)的構(gòu)件。還應(yīng)當(dāng)注意的是，實(shí)施本發(fā)明的方法和裝置有許多替代方式。所以，意思是下面所附的權(quán)利要求書可被理解為包括落在本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍之內(nèi)的所有這樣的變化方式、置換方式和等同方式。
權(quán)利要求
1.用于在等離子體處理系統(tǒng)的處理室內(nèi)的襯底上執(zhí)行方案的過程中實(shí)施自動的原位工藝控制模式的裝置，包括多個(gè)控制環(huán)路傳感器，其被配置來至少在所述方案的所述執(zhí)行過程中收集傳感器數(shù)據(jù)的第一集合以便于監(jiān)控設(shè)定點(diǎn)，其中所述多個(gè)控制環(huán)路傳感器是工藝控制環(huán)路的一部分；成組的獨(dú)立傳感器，其被配置來至少收集傳感器數(shù)據(jù)的第二集合，所述成組的獨(dú)立傳感器不是所述工藝控制環(huán)路的一部分；中心，其被配置來至少接收傳感器數(shù)據(jù)的所述第一集合和傳感器數(shù)據(jù)的所述第二集合中的至少一者；與所述中心可通信地耦合的分析計(jì)算機(jī)，其被配置為對傳感器數(shù)據(jù)的所述第一集合和傳感器數(shù)據(jù)的所述第二集合中的至少一者執(zhí)行分析，其中所述分析計(jì)算機(jī)包括高速處理器用以分析大容量數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包括制造設(shè)備主機(jī)控制器，其被配置來至少選擇所述方案；工藝模塊控制器，其被配置來至少基于方案設(shè)定點(diǎn)的給定集合執(zhí)行所述方案；以及成組的計(jì)量工具，其被配置為提供測量數(shù)據(jù)至所述制造設(shè)備主機(jī)控制器和所述分析計(jì)算機(jī)中的至少一者，其中所述測量數(shù)據(jù)可以被整合到所述方案中。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中由所述成組的獨(dú)立傳感器收集的傳感器數(shù)據(jù)的所述第二集合被配置為包括已由所述多個(gè)控制環(huán)路傳感器收集的數(shù)據(jù)的集合的至少一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中由所述成組的獨(dú)立傳感器收集的傳感器數(shù)據(jù)的所述第二集合被配置為不包括已由所述多個(gè)控制環(huán)路傳感器收集的數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述分析計(jì)算機(jī)被配置為至少接收傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其中所述傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括在所述成組的控制環(huán)路傳感器和所述成組的獨(dú)立傳感器之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對于室是特定的。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述分析計(jì)算機(jī)被配置為至少利用傳感器數(shù)據(jù)的所述第二集合來核實(shí)傳感器數(shù)據(jù)的所述第一集合。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述分析計(jì)算機(jī)被配置為至少建立成組的虛擬傳感器，其中所述成組的虛擬傳感器的每個(gè)虛擬傳感器與從由多個(gè)傳感器收集的傳感器數(shù)據(jù)確定的成組的虛擬參數(shù)相關(guān)聯(lián)，其中所述多個(gè)傳感器包括來自所述成組的獨(dú)立傳感器和所述成組的控制環(huán)路傳感器中的至少一者的傳感器。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述成組的虛擬參數(shù)包括離子通量、離子能量、電子密度、和蝕刻速率與沉積速率的比中的至少一者。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述分析計(jì)算機(jī)被配置為至少建立所述虛擬傳感器和傳感器數(shù)據(jù)的所述第二集合之間的現(xiàn)象學(xué)關(guān)系，其中所述現(xiàn)象學(xué)關(guān)系包括下述項(xiàng)中的至少一項(xiàng)相關(guān)聯(lián)的參數(shù)，以及可以彼此互相推導(dǎo)得到的參數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述分析計(jì)算機(jī)被配置為至少計(jì)算虛擬測量以提供實(shí)時(shí)計(jì)量。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述分析計(jì)算機(jī)被配置為如果虛擬傳感器值集合超過預(yù)定義的閾值，則至少通過建立成組的虛擬致動器來提供實(shí)時(shí)工藝控制能力以調(diào)整所述方案。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述分析計(jì)算機(jī)被配置為將來自所述分析的輸出發(fā)送至所述工藝模塊控制器，其中所述輸出包括成組的虛擬傳感器設(shè)定點(diǎn)調(diào)整、故障檢測、 分類以及多傳感器端點(diǎn)中的至少一者。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述成組的虛擬傳感器設(shè)定點(diǎn)調(diào)整被用來調(diào)整至少一個(gè)方案設(shè)定點(diǎn)。
15.用于在等離子體處理系統(tǒng)的處理室內(nèi)的襯底上執(zhí)行方案的過程中實(shí)施自動的原位工藝控制模式的方法，其包括檢索所述方案用于所述襯底的襯底處理；提供傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)至分析計(jì)算機(jī)，其中所述傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)包括在成組的控制環(huán)路傳感器和成組的獨(dú)立傳感器之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系； 調(diào)整所述方案至成組的方案設(shè)定點(diǎn)； 執(zhí)行所述方案；從所述成組的控制環(huán)路傳感器接收傳感器數(shù)據(jù)的第一集合，以及從所述成組的獨(dú)立傳感器接收傳感器數(shù)據(jù)的第二集合；分析傳感器數(shù)據(jù)的所述第一集合和傳感器數(shù)據(jù)的所述第二集合中的至少一者，以計(jì)算成組的虛擬測量結(jié)果；比較所述成組的虛擬測量結(jié)果與預(yù)定義的閾值；以及如果所述成組的虛擬測量結(jié)果超過所述預(yù)定義的閾值，則產(chǎn)生警告和警報(bào)中的至少一者ο
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述分析在預(yù)定義的時(shí)間間隔發(fā)生。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述虛擬測量結(jié)果基于現(xiàn)象學(xué)模型的應(yīng)用進(jìn)行計(jì)算。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其進(jìn)一步包括如果所述成組的虛擬測量結(jié)果超過所述預(yù)定義的閾值，則確定故障的存在。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其進(jìn)一步包括確定成組的調(diào)整后的方案設(shè)定點(diǎn)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其進(jìn)一步包括確定成組的虛擬致動器用以調(diào)整所述方案。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于在方案的執(zhí)行過程中實(shí)施自動的原位工藝控制模式的裝置。所述裝置包括被配置為至少在方案執(zhí)行過程中收集傳感器數(shù)據(jù)的第一集合以便于監(jiān)控設(shè)定點(diǎn)的控制環(huán)路傳感器，其中所述控制環(huán)路傳感器是工藝控制環(huán)路的一部分。所述裝置也包括被配置為至少收集傳感器數(shù)據(jù)的第二集合的獨(dú)立傳感器，所述獨(dú)立傳感器不是工藝控制環(huán)路的一部分。所述裝置還包括被配置為至少接收傳感器數(shù)據(jù)的第一集合和傳感器數(shù)據(jù)的第二集合中的至少一者的中心。所述裝置還進(jìn)一步包括與所述中心可通信地耦合的分析計(jì)算機(jī)，且所述分析計(jì)算機(jī)被配置為對傳感器數(shù)據(jù)的第一集合和傳感器數(shù)據(jù)的第二集合中的至少一者執(zhí)行分析。
文檔編號H01L21/00GK102473631SQ201080029444
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者尼爾·馬丁·保羅·本杰明, 維甲壓庫馬爾·C·凡尼高泊 申請人:朗姆研究公司