半導體制造氣流分配系統和方法技術方案

一種用于將單一氣流分成兩個或更多所需比例的次級氣流的系統，包括：入口，適用于接收所述單一氣流；至少兩個次級流管線，與所述入口相連；輸入裝置，適用于接收至少一個所需流量比；至少一個原位工藝監視器，用于提供對由所述每條流管線產生的產品的測量；以及控制器，與所述輸入裝置和所述原位工藝監視器相連。該控制器被程序化用于：接收通過所述輸入裝置的所需的流量比；接收來自所述工藝監視器的產品測量值；基于所述的所需流量比和所述的產品測量值計算校正的流量比。如果產品的測量值是不相等的，那么校正的流量比將不同于所需的流量比。

Semiconductor manufacturing airflow distribution system and method

For the system, a single flow into two or more required proportion of secondary flows including: entrance, adapted to receive the single flow; at least two secondary flow lines connected with the entrance; an input device for receiving at least a desired ratio of flow; at least one in-situ process the monitor, to provide measurement of each flow generated by the pipeline products; and a controller, and the input device is connected with the in-situ process monitor. The controller is programmed to receive through the input device of the desired ratio of flow; measurement of products from the process monitor receiving value; the required flow ratio and the product measurements to calculate the correction ratio based on the. If the product measurements are not equal, then the corrected flow ratio will be different from the required flow ratio.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術總體上涉及半導體制造設備，具體涉及用于向半導體工藝室精確輸送定量的工藝氣體的系統和方法。更具體地，本專利技術涉及一種系統和方法，該系統和方法用于將單一的工藝氣流分成兩個或更多所需比例的氣流，其中，原位工藝監視器被用于提供對由每個氣流產生的處理結果的實時監測，并且如果由每個氣流產生的處理結果是不等的，那么該系統和方法實時地調整氣流的比例，用以獲得所需的處理結果。
技術介紹
半導體器件的制造或制作通常需要對向工藝室輸送的多種氣體進行嚴格的同步和精確的測量。各種配方被用在制造過程中，并且可能需要許多分立的工藝步驟，在這些工藝步驟中半導體器件被清洗、拋光、氧化、掩蔽、刻蝕、摻雜以及金屬化等。所用的步驟、它們特定的順序以及包括的材料都對特定器件的制備有影響。相應地，晶片制造設施一般規劃為包括一些區域，在這些區域中進行化學氣相淀積、等離子淀積、等離子刻蝕、濺射以及其它類似的氣體制造工藝。必須向諸如化學氣相淀積反應堆、真空濺射機、等離子刻蝕機或等離子增強化學氣相淀積等工藝工具提供各種工藝氣體。必須向這些工具提供精確計量的純凈氣體。在典型的晶片制造設施中，氣體被存放在儲氣罐中，儲氣罐通過管道或導管與氣箱相連。氣箱從制造設施的儲氣罐中將精確計量的純凈惰性或反應氣體送到工藝工具中。氣箱或氣體計量系統包括多個具有氣體計量單元的氣體通道，這些氣體計量單元例如是閥、壓力調節器和轉換器、質量流量控制器以及過濾器/純化器等。每個氣體通道有它自己的用于連接單獨的氣體源的入口，但是所有的氣體通道將會聚成用于連接工藝工具的單一出口。有時需要將組合的工藝氣體分成相等的氣流或者分成不等但按一定比例的氣流。例如，也許需要將來自氣箱的單一氣流分到多個工藝室中，其中每個工藝室得到等量的氣流。還可能需要將來自氣箱的單一氣流分配到單個工藝室的單獨的部分，其中工藝室的每部分獲得相等的氣流或不等但按一定比例的氣流。例如低或常壓化學氣相淀積、刻蝕以及外延等各種半導體制造工藝利用反應室中的噴頭向反應室中要被處理的半導體晶片均勻分配工藝氣體。噴頭可以包括單個區域，或者可以包括兩個或多個區域。多區域噴頭的實例包括但不僅限于那些在美國專利NO.5,453,124(Mosleshi等)、美國專利NO.5,624,498(Lee等)、美國專利NO.5,976,261(Mosleshi等)、美國專利NO.6,251,187(Li等)、美國專利NO.6,302,964(Umotoy等)以及美國專利NO.6,676,760(Kholodenko等)中所示的噴頭。氣流分配系統被用于確保在各個工藝室或單個工藝室的各個部分間按需分配氣箱的主要氣流。氣流分配系統的實例包括但不僅限于那些在美國專利NO.4,369,031(Goldman等)、美國專利NO.6,333,372(McMillin等)、美國專利NO.6,418,954(Taylor等)以及已公開的美國專利申請NO.2003/0130807中所示的氣流分配系統。仍然需要一種新的和改進的氣流分配系統和方法，該系統和方法可以用于例如在各個工藝室或單個工藝室的各個部分間劃分單一的工藝氣流。優選地，該氣流分配系統和方法將結合原位工藝(晶片一致性)監測，如果需要，用以立即調整由氣流分配系統和方法產生的流量比例，并實時校正半導體晶片的不一致。
技術實現思路
本專利技術提供了一種用于將單個質量流量分成兩種或更多所需比例的次級流量。該系統包括用于接收單個質量流量的入口和與該入口相連的至少兩個次級流管線。該系統還包括輸入裝置，用于接收至少一個所需比例的流量(如設定點)；至少一個原位工藝監視器，用于提供對由每條流管線產生的產品的測量(如半導體晶片的薄膜測量)；以及控制器，其與輸入裝置和原位工藝監視器相連。控制器被程序化以接收通過輸入裝置的所需流量比，并接收來自原位工藝監視器的產品測量值，從而基于所需的流量比和產品測量值計算出校正的流量比。根據本專利技術的一個方面，該系統包括與每條流管線相連的單獨的工藝室，且每個工藝室包括至少一個原位工藝監視器，該原位工藝監視器用于提供對在每個工藝室中的半導體晶片的測量。根據另一方面，該系統包括與所有流管線相連的單一工藝室，位于該工藝室中的半導體晶片被劃分為相應于這些流管線的多個區域。根據額外的方面，這些流管線與工藝室的噴頭相連，且該工藝室包括至少一個原位工藝監視器，該原位工藝監視器用于提供在工藝室中的半導體晶片的每個區域的測量。本專利技術的其它方面和優點包括，該系統提供了對半導體晶片工藝不一致性的實時校正。該系統可以在各工藝室間或單個工藝室的各部分間分配單一工藝氣流，并結合原位工藝(晶片一致性)監測，如果需要，用以立即調整由氣流分配系統產生的流量比例，以實時校正半導體晶片的不一致。根據本專利技術的再一方面，原位工藝監視器包括差動傳感器。因此，本專利技術使用只需相對校準的傳感器，而避免使用需要絕對校準的傳感器，因為需要絕對校準的傳感器麻煩、昂貴且常常是不可靠的。根據以下的具體說明，其中將簡單地通過示意的方式顯示和描述本專利技術的示例實施例，本專利技術的其它方面和優點對本專業的技術人員而言將是顯而易見的。要認識到，本專利技術可以包括其它不同的實施例，它的一些細節可以在各個方面進行修改，這些都不背離本專利技術。相應地，附圖和描述只是示意性的說明本專利技術，而不是限制本專利技術。附圖說明將參考以下附圖，其中具有相同參考符號的組件表示類似的組件，并且其中圖1是根據本專利技術構造的氣流分配系統的示意圖，示出了氣流分配系統連接在氣體計量盒和單個工藝室的噴頭間；圖2是用于分配圖1系統的氣流的方法的流程圖；和圖3是示出為連接在氣體計量盒和兩個工藝室間的圖1的氣流分配系統的示意圖。具體實施例方式參考圖1和圖2，本專利技術提供了氣流分配系統10和方法12，用于將單一氣流(也稱質量流量)分成所需比例的兩個或更多氣流。系統10和方法12特別設計用于與氣體計量系統配合使用，用于向半導體工藝室輸送無污染的、精確計量的工藝氣體。本專利技術的系統10和方法12結合原位工藝(晶片一致性)監測，用以在需要的情況下即時調整流量比例，以實時校正半導體晶片的不一致。圖1是氣流分配系統10的示例性實施例的示意圖，示出了氣流分配系統10連接在氣體計量盒110的示例實施例和單個工藝室106的噴頭107的示例實施例間，工藝室106示為具有待處理的半導體晶片200。氣體計量盒110例如從氣體供應裝置(如儲氣罐)104a、104b、104c、104d(雖然示出了四個罐，然而系統可以按需要包括多于或少于四個罐)接收多種氣體，包括例如工藝氣體和凈化氣體，然后混合并精確計量這些氣體，將其送到氣流分配系統10。氣箱110具有多個氣棒112a、112b、112c、112d(雖然示出了四個棒，然而氣箱可以包括多于或少于四個棒)。每個棒包括例如質量流量控制器(MFC)114、位于MFC前的閥116以及位于MFC后的閥118。氣棒112a、112b、112c、112d分別與氣體源104a、104b、104c、104d相連并提供可控的氣體通道，使得可以將無污染、精確計量的氣體或多種氣體的混合氣從氣箱110提供到氣流分配系統10。盡管未在圖中顯示，然而棒112a、112b、112c、112d也可每個分別配置有用于監測或控制氣本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于將單一流分成兩個或更多所需比例的次級氣流的系統，包括：入口，用于接收所述單一流；至少兩個次級流管線，與所述入口相連；輸入設備，用于接收至少一個所需流量比；至少一個原位工藝監視器，用于提供對由所述每條流 管線產生的產品的測量；以及控制器，與所述輸入設備和所述原位工藝監視器相連，并被程序化用于：接收通過所述輸入裝置的所需的流量比；接收來自所述工藝監視器的產品測量值；基于所述的所需流量比和所述的產品測量值計算校正 的流量比。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿里沙吉，西達爾斯納加爾卡蒂，
申請(專利權)人：MKS儀器公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]