在装置制造期间对多层堆叠结构的前馈控制的制作方法

本公开内容的实施方式涉及在装置制造期间对多层堆叠结构的前馈控制。实施方式另外涉及基于在多工艺制造序列中的上游工艺之后所执行的光学测量对多工艺制造序列中的下游工艺的前馈控制。

背景技术：

1、为了开发制造工艺序列以在基板上形成部件，工程师将执行一或多个实验设计(designs of experiment；doe)以确定要在制造工艺序列中执行的一系列工艺中的每一工艺的工艺参数值。对于doe而言，通常通过使用每一制造工艺的不同工艺参数值来处理基板而针对制造工艺中的每一者测试多个不同工艺参数值。接着在下线(end-of-line)处测试包括在制造工艺序列期间沉积及/或蚀刻的一或多个层的装置或部件，其中下线对应于部件或装置的完成。这样的测试造成确定一或多个下线性能度量值。doe(s)的结果可用以确定制造工艺序列中的制造工艺中的一或多者的工艺参数的目标工艺参数值，及/或确定通过制造工艺序列中的制造工艺中的一或多者沉积及/或蚀刻的层的目标层性质(本文中也称作膜性质)。

2、一旦确定了目标工艺参数值及/或目标层性质，则将可根据制造工艺序列来处理基板，其中将基于doe的结果所确定的预定工艺参数值及/或层性质用于制造工艺序列中的每一工艺。工程师接着预期经处理的基板具有与在doe期间所处理的基板的那些性质类似的性质，并且进一步预期包括通过制造工艺序列形成的层的已制造装置或部件具有目标下线性能度量值。然而，在doe期间确定的膜性质与产品基板上的膜的膜性质之间通常存在变化，这造成下线性能度量值改变。另外，每一工艺腔室可能与其他工艺腔室略微不同，且可能产生具有不同膜性质的膜。此外，工艺腔室可能随时间而改变，从而造成由那些工艺腔室产生的膜也随时间而改变，即便使用同一工艺配方也是如此。

技术实现思路

1、本文所述实施方式中的一些涵盖一种基板处理系统，所述基板处理系统包括至少一个传送腔室；连接至所述至少一个传送腔室的第一工艺腔室；连接至所述至少一个传送腔室的第二工艺腔室；光学传感器，经配置以在第一层已沉积在基板上之后在第一层上执行光学测量；及计算装置，所述计算装置操作性地连接至第一工艺腔室、第二工艺腔室、传送腔室或光学传感器中的至少一者。第一工艺腔室经配置以执行第一工艺以在基板上沉积多层堆叠结构的第一层，且第二工艺腔室经配置以执行第二工艺以在基板上沉积多层堆叠结构的第二层。所述计算装置用以当已在基板上执行了第一工艺之后接收第一层的第一光学测量结果，其中所述第一光学测量结果指示第一层的第一厚度；基于第一层的第一厚度确定多层堆叠结构的第二层的目标第二厚度；及引起第二工艺腔室执行第二工艺以将近似具有目标第二厚度的第二层沉积至第一层上。

2、在额外或相关的实施方式中，一种方法包括在第一工艺腔室中使用第一沉积工艺处理基板以在所述基板上沉积多层堆叠结构的第一层；自第一工艺腔室移除基板；使用光学传感器测量第一层的第一厚度；基于第一层的第一厚度确定多层堆叠结构的第二层的目标第二厚度；确定将实现第二层的第二目标厚度的第二沉积工艺的一或多个工艺参数值；及在第二工艺腔室中使用具有所述一或多个工艺参数值的第二沉积工艺处理基板以在第一层之上沉积多层堆叠结构的近似具有目标第二厚度的第二层。

3、在一些实施方式中，一种方法包括接收或生成包括多个数据项目的训练数据集，所述多个数据项目中的每一数据项目包括多层堆叠结构的多个层的层厚度的组合及包括所述多层堆叠结构的装置的下线性能度量值；及基于所述训练数据集训练机器学习模型以接收多层堆叠结构的单个层的厚度或至少两个层的厚度作为输入，且输出以下项中的至少一者：多层堆叠结构的单个剩余层的目标厚度、多层堆叠结构的至少两个剩余层的目标厚度或包括多层堆叠结构的装置的所预测的下线性能度量值。

4、根据本公开内容的这些及其他方面提供了诸多其他特征。本公开内容的其他特征及方面将自以下具体说明、权利要求及附图变得更加清楚。

技术特征：

1.一种基板处理系统，包括：

2.如权利要求1所述的基板处理系统，进一步包括：

3.如权利要求2所述的基板处理系统，其中为了确定所述多层堆叠结构的所述第三层的所述目标第三厚度，所述计算装置用以：

4.如权利要求2所述的基板处理系统，其中：

5.如权利要求4所述的基板处理系统，其中为了确定包括所述多层堆叠结构的所述装置的所述所预测的下线性能度量值，所述计算装置用以：

6.如权利要求5所述的基板处理系统，其中所述多层堆叠结构包括动态随机存取存储器(dram)位线堆叠结构，且其中所述所预测的下线性能度量值包括感测容限。

7.如权利要求1所述的基板处理系统，其中为了确定所述多层堆叠结构的所述第二层的所述目标第二厚度，所述计算装置用以：

8.如权利要求7所述的基板处理系统，其中所述经训练的机器学习模型包括神经网络。

9.如权利要求7所述的基板处理系统，其中所述经训练的机器学习模型进一步经训练以输出以下中的至少一者：所述多层堆叠结构的第三层的目标第三厚度或包括所述多层堆叠结构的装置的下线性能度量值。

10.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述光学传感器包括光谱仪，所述光谱仪经配置以使用反射计测量来测量所述第一厚度。

11.如权利要求1所述的基板处理系统，其中所述光学传感器是所述传送腔室、装载锁定腔室或连接至所述传送腔室的通过站的部件。

12.一种方法，包括以下步骤：

13.如权利要求12所述的方法，进一步包括以下步骤：

14.如权利要求13所述的方法，其中确定所述多层堆叠结构的所述第三层的所述目标第三厚度的步骤包括以下步骤：

15.如权利要求13所述的方法，进一步包括以下步骤：

16.如权利要求15所述的方法，其中确定包括所述多层堆叠结构的所述装置的所述所预测的下线性能度量值的步骤包括以下步骤：

17.如权利要求16所述的方法，其中所述多层堆叠结构包括动态随机存取存储器(dram)位线堆叠结构，且其中所述所预测的下线性能度量值包括感测容限值。

18.如权利要求12所述的方法，其中确定所述多层堆叠结构的所述第二层的所述目标第二厚度的步骤包括以下步骤：

19.如权利要求18所述的方法，其中所述经训练的机器学习模型包括神经网络。

20.如权利要求18所述的方法，其中所述经训练的机器学习模型进一步经训练以输出以下中的至少一者：所述多层堆叠结构的第三层的目标第三厚度或包括所述多层堆叠结构的装置的下线性能度量值。

21.如权利要求18所述的方法，进一步包括以下步骤：

22.如权利要求12所述的方法，其中所述光学传感器是传送腔室、装载锁定腔室或连接至所述传送腔室的通过站的部件，且其中在不自群集工具移除所述基板的情况下在所述基板上形成所述第一层及所述第二层，所述群集工具包括所述第一工艺腔室、所述第二工艺腔室及连接至所述第一工艺腔室及所述第二工艺腔室的传送腔室。

23.一种方法，包括以下步骤：

24.如权利要求23所述的方法，进一步包括通过以下步骤来生成所述训练数据集的步骤：

25.如权利要求23所述的方法，其中所述多层堆叠结构包括动态随机存取存储器(dram)位线堆叠结构，且其中所述所预测的下线性能度量值包括感测容限值。

技术总结
一种在基板上形成多层堆叠结构的方法包括：在第一工艺腔室中使用第一沉积工艺处理基板以在该基板上沉积多层堆叠结构的第一层；自第一工艺腔室移除基板；使用光学传感器测量第一层的第一厚度；基于第一层的第一厚度确定多层堆叠结构的第二层的目标第二厚度；确定将实现第二层的第二目标厚度的第二沉积工艺的一或多个工艺参数值；及在第二工艺腔室中使用具有该一或多个工艺参数值的第二沉积工艺处理基板以在第一层之上沉积多层堆叠结构的近似具有目标第二厚度的第二层。

技术研发人员：普里亚达希·潘达,连磊,莱昂纳德·迈克尔·泰德斯基
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13