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公開番号2025107174
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-17
出願番号2025058341,2025500946
出願日2025-03-31,2023-08-22
発明の名称基板測定を使用した基板配置の最適化
出願人アプライドマテリアルズインコーポレイテッド,APPLIED MATERIALS,INCORPORATED
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/02 20060101AFI20250710BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】コンピュータ可読媒体が、実行時に、処理デバイスに動作を実行させる命令を含む。
【解決手段】動作は、プロセスチャンバ内で第1の基板を、基板支持体によって第1の配置箇所で支持されている間に処理することを含む。第1の基板は、処理後に第1の表面プロファイルを含む。動作は、基板測定システムを使用して、第1の表面プロファイルの第1の表面プロファイルマップを生成することをさらに含む。動作は、第1の基板上の複数の箇所に対応する複数のエッチング速度を判定することをさらに含む。動作は、モデルを使用して複数のエッチング速度に関連付けられたデータを処理することをさらに含み、モデルは、1つまたは複数の推定配置箇所に関連付けられた1つまたは複数の推定表面プロファイルを出力するためのものである。動作は、1つまたは複数の推定配置箇所に基づいて、基板支持体上の基板に対する推奨される配置を判定することをさらに含む。
【選択図】図10A
特許請求の範囲【請求項１】
方策に従って基板処理システムのプロセスチャンバ内で第１の基板を、前記第１の基板が前記プロセスチャンバの基板支持体によって支持されている間に処理することであって、前記第１の基板が、前記処理後に第１の表面プロファイルを含む、処理することと、
前記基板処理システムの基板測定システムを使用して、前記第１の基板の前記第１の表面プロファイルの第１のプロファイルマップを生成することと、
モデルを使用して、前記第１のプロファイルマップからのデータを処理することであって、前記モデルが、前記基板支持体の１つまたは複数の構成要素に対する前記第１の基板の配置のための第１の推定される基板配置値を出力する、処理することと、
前記第１の推定される基板配置値に基づいて、前記基板支持体上の基板に対する推奨される配置を判定することと
を含む方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記推奨される配置に従って、前記プロセスチャンバ内に第２の基板を配置させることをさらに含み、前記基板支持体の前記１つまたは複数の構成要素が、プロセスキットリングを含み、前記第２の基板が、前記推奨される配置に従って、前記プロセスキットリングの内径内に位置決めされる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方策に従って前記プロセスチャンバ内で前記第２の基板を処理することであって、前記第２の基板が、前記処理後に第２の表面プロファイルを含む、処理することと、
前記基板処理システムの前記基板測定システムを使用して、前記第２の表面プロファイルの第２のプロファイルマップを生成することと、
前記モデルを使用して、前記第２のプロファイルマップからのデータを処理することであって、前記モデルが、第２の推定される基板配置値を出力する、処理することと、
前記第１の推定される基板配置値と前記第２の推定される基板配置値を比較することと、
前記比較に基づいて、前記推奨される配置を更新することと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板支持体の中心を判定することと、
前記第１の基板の前記処理の前に、前記第１の基板を前記基板支持体の前記中心と位置合わせすることと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記基板に対する前記推奨される配置のために、前記基板の中心が前記基板支持体の前記中心からずれている、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記推奨される配置に基づいて、基板受け渡しオフセットを判定することをさらに含み、前記基板受け渡しオフセットが、第１のロボット受け渡し配向から第２のロボット受け渡し配向へのロボットアームに対するオフセットである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の表面プロファイルが、第１の厚さプロファイルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のプロファイルマップに基づいて、前記第１の基板のエッジ付近でエッチング速度プロファイルに対する前記第１の基板の第１のエッチング速度プロファイルを判定することをさらに含み、前記モデルが、前記第１のエッチング速度プロファイルに基づいて、前記第１の推定される基板配置値を出力する、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記モデルが、訓練された機械学習モデル、物理学ベースのモデル、または統計モデルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記モデルが、訓練された機械学習モデルを含み、前記方法が、
前記訓練された機械学習モデルを作成するように、機械学習モデルを訓練することをさらに含み、前記機械学習モデルが、前記方策に従って処理された複数の処理された基板からのデータを使用して訓練される、請求項１に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、一般に、処理チャンバ内の基板の配置を最適化することに関し、詳細には、チャンバを使用して処理された基板のマップおよび／または数値プロファイリングを生成し、基板のマップおよび／または数値プロファイリングに基づいて処理チャンバ内の基板の配置を最適化することに関する。
続きを表示（約 4,200 文字）【背景技術】
【０００２】
基板処理は、回路設計に従って半導体内に電気回路を製作する一連のプロセスを含むことができる。これらのプロセスは、一連のプロセスチャンバ内で実施することができる。現代の半導体製造設備のうまくいく動作は、ウエハ内に電気回路を形成して製品を形成する過程で、１つのチャンバから別のチャンバへウエハの安定した流れを動かすことを容易にすることを目的とすることができる。多くの基板プロセスを実行するプロセスでは、処理チャンバの条件が変更されることがあり、その結果、処理された基板は、ターゲット条件および結果を満たすことができなくなる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
基板は、処理のためにプロセスチャンバ内に配置される。チャンバ部品に対する基板の配置の結果、プロセスチャンバを使用して製作される製品の品質のばらつき、および／またはプロセスチャンバを使用して処理された基板の廃棄につながる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下は、本開示のいくつかの態様に関する基本的な理解を提供するための本開示の簡略化された概要である。この概要は、本開示の広範な概説ではない。この概要は、本開示の主要なまたは重要な要素を識別することも、本開示の特定の実施形態の範囲または特許請求の範囲を示すことも意図するものではない。その唯一の目的は、本開示のいくつかの概念を、後に提示する、より詳細な説明への導入として簡略化された形態で提示することである。
【０００５】
例示的な実施形態では、コンピュータ可読媒体は、処理デバイスによって実行されたとき、処理デバイスに動作を実行させる命令を含む。これらの動作は、基板処理システムのプロセスチャンバ内で第１の基板を、第１の基板が基板支持体によって基板支持体上の第１の配置箇所で支持されている間に処理することを含む。第１の基板は、処理後に第１の表面プロファイルを含む。これらの動作は、基板測定システムを使用して、第１の表面プロファイルの第１の表面プロファイルマップを生成することをさらに含む。これらの動作は、第１の表面プロファイルマップに基づいて、第１の基板上の第１の複数の箇所に対応する第１の複数のエッチング速度を判定することをさらに含む。これらの動作は、モデルを使用して、第１の複数のエッチング速度に関連付けられたデータを処理することをさらに含む。このモデルは、第１の複数のエッチング速度に基づいて、基板支持体上の１つまたは複数の推定配置箇所に関連付けられた１つまたは複数の推定表面プロファイルを出力するためのものである。これらの動作は、１つまたは複数の推定配置箇所に基づいて、基板支持体上の基板に対する推奨される配置を判定することをさらに含む。
【０００６】
例示的な実施形態では、システムは、基板支持体を含むプロセスチャンバを含む。システムは、基板測定ツールと、メモリと、メモリに動作可能に結合された処理デバイスとをさらに含む。処理デバイスは、プロセスチャンバ内で第１の基板を、第１の基板が基板支持体によって基板支持体上の第１の配置箇所で支持されている間に処理させるためのものである。第１の基板は、処理後に第１の表面プロファイルを含む。処理デバイスはさらに、基板測定ツールを使用して、第１の表面プロファイルの第１の表面プロファイルマップを生成するためのものである。処理デバイスはさらに、第１の表面プロファイルマップに基づいて、第１の基板上の第１の複数の箇所に対応する第１の複数のエッチング速度を判定するためのものである。処理デバイスはさらに、モデルを使用して、第１の複数のエッチング速度に関連付けられたデータを処理するためのものである。モデルは、第１の複数のエッチング速度に基づいて、基板支持体上の１つまたは複数の推定配置箇所に関連付けられた１つまたは複数の推定表面プロファイルを出力するためのものである。処理デバイスはさらに、１つまたは複数の推定配置箇所に基づいて、基板支持体上の基板に対する推奨される配置を判定するためのものである。
【０００７】
例示的な実施形態では、方法は、プロセスチャンバ内で第１の基板を、第１の基板が基板支持体によって基板支持体上の第１の配置箇所で支持されている間に処理させることを含む。第１の基板は、処理後に第１の表面プロファイルを含む。この方法は、基板測定システムを使用して、第１の表面プロファイルの第１の表面プロファイルマップを生成することをさらに含む。この方法は、第１の表面プロファイルマップに基づいて、第１の基板上の第１の複数の箇所に対応する第１の複数のエッチング速度を判定することをさらに含む。この方法は、モデルを使用して、第１の複数のエッチング速度に関連付けられたデータを処理することをさらに含む。このモデルは、第１の複数のエッチング速度に基づいて、基板支持体上の１つまたは複数の推定配置箇所に関連付けられた１つまたは複数の推定表面プロファイルを出力するためのものである。この方法は、１つまたは複数の推定配置箇所に基づいて、基板支持体上の基板に対する推奨される配置を判定することをさらに含む。
【０００８】
本開示は、限定ではなく例として示されており、添付の図面の図では、同様の参照が類似の要素を示す。本開示における「実施形態（ａｎｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「一実施形態（ｏｎｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への様々な参照は、必ずしも同じ実施形態を指すわけではなく、そのような参照は少なくとも１つを意味することに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の態様による、例示的なコンピュータシステムアーキテクチャを示す図である。
本開示の態様による、例示的な製造システムの概略上面図である。
本開示の態様による、図２Ａの例示的な製造システム内に含まれる基板測定システムの概略断面側面図である。
本開示の態様による、基板測定サブシステムの概略断面側面図である。
本開示の態様による、処理チャンバ用の基板配置予測のための例示的なシステムアーキテクチャを示す図である。
一実施形態による、基板配置判定のためのモデル訓練ワークフローおよびモデル適用ワークフローを示す図である。
本開示の態様による、機械学習モデルを訓練するための訓練データセットを生成する方法のフローチャートである。
一実施形態による、基板配置を判定するように機械学習モデルを訓練する方法の流れ図である。
本開示の態様による、推奨される基板配置を判定する方法の流れ図である。
本開示の態様による、第１の推定される基板配置と第２の推定される基板配置を比較する方法の流れ図である。
本開示の態様による、処理された基板のプロファイルマップ（たとえば、ヒートマップ）の図である。
本開示の態様による、最適な基板配置を判定する方法の流れ図である。
本開示の態様による、最適な基板配置を判定する方法の流れ図である。
本開示の態様による、実験の基板配置設計の例示的なプロット図である。
本開示の態様による、θに対する基板エッチング速度の例示的な放射状プロットを示す図である。
本開示の態様による、θに対する基板エッチング速度の例示的なプロットを示す図である。
本開示の態様による、θに対する正規化された基板エッチング速度の例示的なプロットを示す図である。
本開示の態様による、実験の基板配置設計の正規化された基板エッチング速度の例示的なプロットを示す図である。
本開示の態様による、実験の基板設計の例示的なプロット図である。
本開示の態様による、基板エッチング速度に対する線形適合の例示的なプロットを示す図である。
本開示の態様による、最適な基板配置を判定する方法の流れ図である。
本明細書に論じる技法の任意の１つまたは複数を機械に実行させるための１組の命令を実行することができる、コンピューティングデバイスの例示的な形態の機械の図表示である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の実施形態は、基板測定を使用してプロセスチャンバ内で基板配置を最適化するためのシステムおよび方法を対象とする。製造プロセスのプロセス結果は、プロセス方策、チャンバパラメータ設定、チャンバ部品条件、およびプロセスチャンバ内の基板配置を含む、多くの要因に依存する。たとえば、プロセス結果は、プロセスキットリングに対する基板の配置に基づいて、基板の表面にわたって変動することがある。基板のエッジとプロセスキットリングとの間の間隙は、基板のエッジ付近の基板処理の影響に関係することが多い。加えて、プロセス結果は、シャワーヘッドの条件、基板を支持する基板支持体の条件、チャンバライナの条件、ポンプおよび／またはバルブの条件などに基づいて、基板の表面にわたって変動することがある。基板の最適化された配置は、本明細書に記載するプロセスチャンバ部品の条件による影響を受ける可能性がある。たとえば、静電チャック、クランプ、真空チャック、ヒータ、支持体のエッジにリップを有するポケットを含む支持体、および／または１つもしくは複数の埋め込まれた特徴（たとえば、ヒータ、冷却板、電気要素など）を含む基板支持体などの基板支持体の任意の経時的な変化は、処理された基板の表面にわたる温度変化、基板のエッジにおける無線周波（ＲＦ）場などによって、基板結果にゆっくりと影響を与える。基板結果に対するこれらの影響は、最善のプロセス結果のための最適化された基板配置にゆっくりと影響を与える。したがって、基板支持体上の基板の最適な配置は、時間と共に変化する傾向を有することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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