校准和使用半导体处理系统的方法技术方案

提供了一种避免高温计温度读取错误的方法。上部高温计用于检测来自在标准处理条件下形成在测试基底上的测试层的红外辐射。来自测试层的红外辐射具有周期，该周期的长度表示该层的生长速率。该周期一般与生长速率成反比。则生长速率直接与温度有关。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。2).
技术介绍
通常在半导体晶片基底的内部和上面制造集成电路。然后将晶片基底切割成单独的小片，每个小片承载着各自的集成电路。有各种用于处理晶片基底的系统。一种上述系统是由美国加利福尼亚州Santa Clara的应用材料有限公司制造的Epi Centura系统。EpiCentura系统具有传送腔，有若干单晶片处理腔导出该传送腔。各晶片处理腔是用上部和下部石英窗口来形成的。处理腔外部的红外灯通过上述石英窗口将红外辐射射入该处理腔中。在处理腔中设置有基座，可将晶片基底置于其上。可以从上方加热晶片基底，而且可以从下方加热基座。基座和晶片基底都相对较薄，因此它们的温度大致相同。上部高温计被设置于上部石英窗口之上，而下部高温计被设置于下部石英窗口之下。红外辐射通过上部石英窗口，从形成在晶片基底上的一层射到上部高温计上。红外辐射还通过下部石英窗口，从基座的下表面射向下部高温计。各上述高温计产生信号，这些信号的强度根据红外辐射的强度而改变。因而，红外辐射大致表示出基底的上述层以及下表面的温度。温度值的错误是由多种因素造成的。造成温度值错误的一个原因是由于重复使用之后在腔室内部淀积的薄膜造成的。在基座的下表面和石英窗口的内表面上形成多个层。在基座上的层改变了它的发射率，即使温度保持不变，也将导致从其上发射的红外辐射量改变。石英窗口上的层也会衰减红外辐射，以致即使在相同温度下，到达高温计的红外辐射的强度也被减弱。造成温度值错误的另一原因是由于在某些类型的晶片基底上所形成的层的发射率改变造成的。层的发射率通常可能在它形成时就改变了。即使在不变的温度下，层的发射率的改变也会引起上部高温计所检测到的红外辐射改变。
技术实现思路
提供了一种避免高温计的温度错误的方法。使用上部高温计在标准处理条件下检测来自形成在测试基底上的测试层的红外辐射。来自测试层的红外辐射具有一定周期，该周期所具有的长度表示该层的生长速率。上述周期一般与生长速率成反比。而生长速率直接与温度相关。因此上述周期就与温度成反比。一组相对于实际温度的参考周期的参考数据被储存在计算机中。形成测试层时的红外辐射的周期与参考数据相比较以确定实际温度。然后该实际温度与期望温度相比较以确定实际温度和期望温度之间的温度差。然后使用该温度差计算由于污染造成的有效的修正发射率。然后在处理基底上形成实际处理层时使用期望温度和修正发射率来控制基座的加热。附图说明下面将参照附图通过实施例进一步介绍本专利技术，其中图1是用于实施本专利技术的方法的半导体处理系统的各部件的侧面剖视图；图2是表示系统各部件的方框图，这些部件被用于校准系统的下部高温计；图3是一个系统各部件的方框图，这些部件被用来根据由系统的上部高温计所接收的信号的实际温度，而产生参考周期的参考数据；图4是一个系统各部件的方框图，这些部件被用于在基座上的污染和系统上的其它污染之后计算修正的发射率值；而图5是在处理基底上形成处理层时所使用的部件的方框图。具体实施例方式设备图1是表示半导体处理系统8的附图，该系统被用于实施依据本专利技术的方法。系统8包括半导体处理腔10、位于处理腔10内的基座12、电源14、电源控制器16、红外灯加热器18、下部高温计20、上部高温计22和计算机24。处理腔10包括基础环26、上部石英窗口28和下部石英窗口30。石英窗口28、30具有用基础环26密封的周边。基础环26和石英窗口28、30一起限定了内部容积32。形成穿过基础环26进入内部容积32的气体入口34，而在内部容积32的与气体入口34相对的一侧则形成通向内部容积32外部的气体出口36。形成穿过基础环26的槽阀(slitvalve)开口(未示出)。晶片基底可通过槽阀开口插入内部容积32，然后再通过槽阀开口从内部容积32中取出。基座12基本上以水平取向安装在内部容积32之内。晶片基底可以设置在基座12的顶部。电源14通过电源控制器16连接到加热器18。电源14通过电源控制器16向加热器18提供功率。电源控制器16可以改变提供给加热器18的电量。加热器18通过下部石英窗口30而将红外辐射38投射到基座12的下表面上。可以在上部石英窗口28的上面设置更多的加热器并向内部容积32里面辐射。下部高温计20位于下部石英窗口30的下面。红外辐射40从基座12的下表面穿过下部石英窗口30辐射。下部高温计20被置于可接收红外辐射40的位置。红外辐射40当基座12的温度上升时趋于增加，而当基座12的温度下降时趋于降低。高温计20响应红外辐射40而产生信号42。信号42在红外辐射40增加的时候增强，而在红外辐射40降低的时候减弱。电源控制器16连接到高温计20，以使得信号42被提供给电源控制器16。电源控制器16连接在电源14和加热器18之间，并且能利用信号42来保持基座12的温度稳定和不变。在使用时，将晶片基底插入内部容积32中并安置在基座12的顶部。槽阀则闭合槽阀开口(晶片是通过该槽阀开口插入到内部容积32中的)。连接到气体出口36的泵(未示出)工作，而使得内部容积32保持在所要求的恒定压力。基座12将晶片基底加热到晶片处理温度。然后通过气体入口34引入处理气体。处理气体以恒定速度流过晶片基底的上表面，然后从气体出口36流出。这些气体彼此混合并依据与化学汽相淀积有关的常规原理而在晶片基底的顶部淀积成层。形成层的速度取决于内部容积32内的压力和晶片基底的温度。红外辐射44从形成在晶片基底上的层通过上部石英窗口28辐射。上部高温计22被置于可以接收红外辐射44的位置。上部高温计22连接到计算机24。上部高温计22响应红外辐射40而产生信号46。信号46当红外辐射44的强度增加时增强，而当红外辐射44的强度减弱时减弱。红外辐射44的强度取决于两个因素(i)在晶片基底上形成的层的温度，和(ii)在晶片基底上形成的层的发射率。该发射率随着所述层的形成而改变，以致红外辐射44的强度也随着层的形成而改变——即使是在恒定温度下。因此红外辐射44的强度不是层的温度的良好指示器。但是，本专利技术人已经发现红外辐射44的强度是有周期性的。如将在下面更详细说明的，红外辐射44的强度的周期性被用来确定层的生长速率。而层的生长速率可以用于间接地确定层的温度。下部高温计校准基座12的发射率随着薄膜在其上淀积而改变。下部石英窗口30上的层也使穿过该窗口的红外辐射衰减。为便于进一步讨论，将下部石英窗口30上的层的影响与基座12的发射率结合起来。尽管后面对基座12的发射率进行论述，应该意识到的是，它是基座12的实际发射率和下部石英窗口30上的层的影响相结合的有效发射率。图2表示下部高温计如何被校准以及如何获得最初的干净基座12的初始发射率数值εs。将热电偶50插入基座12，并且将基座12加热到例如660℃的温度。热电偶50给计算机24提供信号51。热电偶50受到校准，而令信号51提供基座12的温度的准确表示。下部高温计20的信号42与来自热电偶50的信号51相比较。信号42与红外辐射40的强度相关。红外辐射40的强度取决于基座12的温度及其发射率εs。因此信号42的强度是基座12的温度及其发射率εs的函数。而信号51提供了基座12的温度的表示，所以要计算的唯一变量是基座12的发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：测量测试层的测试变量，该测试层形成于处理腔中的测试基底上；使用该测试变量，以相对于参考处理变量，而在参考变量的统一数据集中选择一种参考处理条件，所述参考处理条件在所述参考变量中的位置取决于所述测试变量在所述参 考变量中的位置；和在处理腔中的处理基底上形成处理层，用以形成该处理层的处理变量是以所述参考处理条件为基础的。

【技术特征摘要】
US 2002-2-13 10/078,0711.一种方法，包括测量测试层的测试变量，该测试层形成于处理腔中的测试基底上；使用该测试变量，以相对于参考处理变量，而在参考变量的统一数据集中选择一种参考处理条件，所述参考处理条件在所述参考变量中的位置取决于所述测试变量在所述参考变量中的位置；和在处理腔中的处理基底上形成处理层，用以形成该处理层的处理变量是以所述参考处理条件为基础的。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测试变量表示所述测试层的生长速率。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述测试变量表示来自一种高温计的信号的周期长度，其中所述高温计检测来自所述测试层的红外辐射。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述测试变量是当所述测试层开始形成时开始的所述信号的第一周期的长度。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理变量影响流过所述处理基底的表面的热流。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述处理变量是提供给加热器的功率。7.一种以计算机执行的方法，包括测量测试层的测试变量，该测试层形成于处理腔中的测试基底上；使用该测试变量，以相对于参考处理变量，而在参考变量的统一数据集中选择一种参考处理条件，所述参考处理条件在所述参考变量中的位置取决于所述测试变量在所述参考变量中的位置；和在处理腔中的处理基底上形成处理层，用以形成该处理层的处理变量是以所述参考处理条件为基础的。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述处理变量是由计算机选择的。9.一种方法，包括设定加热器，以产生流经基底处理腔中的测试基底的测试热流；在所述加热器产生流过所述测试基底的表面的所述测试热流的同时，在该表面上形成测试层；在产生流过所述参考基底的表面的参考热流的同时，将表示所述测试层的生长速率的测试变量与表示参考层的生长速率的参考变量相比较；将处理基底插入所述处理腔中；设定所述加热器，以产生流过所述处理基底的表面的处理热流，该处理热流是基于所述测试变量与所述参考变量的比较而选择的；在所述处理基底的表面上形成处理层，同时所述加热器产生流过所述处理基底的表面的处理热流；而且在所述处理层形成之后，将所述处理基底从所述处理腔取出。10.一种方法，包括设定加热器，以产生流过处理腔中的测试基底的表面的测试热流；在所述加热器产生流过所述测试基底的表面的测试热流的同时，在所述测试基底的表面上形成测试层；在所述测试层正在形成的同时，利用高温计来检测发自该测试层的红外辐射，该高温计产生信号，该信号随着所述红外辐射的强度的变化而变化；计算表示所述信号的周期长度的测试值；从不同的参考处理值的数据中选择期望处理值；根据对应所述期望处理值，且不同于对应其它所述处理值的参...

【专利技术属性】
技术研发人员：JR瓦图斯，DK卡尔森，AV萨莫伊洛夫，LA斯卡德，PB科米塔，AA卡尔帕蒂，
申请(专利权)人：应用材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]