[发明专利]用于空间分辨晶片温度控制的虚拟传感器

说明书

本公开内容涉及用于在基板处理期间进行温度感测和控制的方法和设备。处理期间难以直接测量的基板温度可通过检查沉积的膜性质或通过测量基板加热设备随时间的功率输出的变化来确定。在处理期间确定许多基板的温度，从而显示基板温度如何随时间变化，且接着通过机器学习技术来使用温度变化建立模型。所述模型用于调整加热设备设定点以用于将来的处理操作。

背景技术

技术领域

本公开内容的实施例涉及在基板处理期间进行温度感测和控制的方法和设备。

相关技术的描述

在基板的处理中，基板通常被放置在工艺腔室中的基板支撑件上，同时在工艺腔室中保持合适的工艺条件以在基板的表面上沉积、蚀刻、形成层或以其他方式处理基板的表面。例如，可使用高温等离子体处理环境来处理基板。通常希望控制在处理期间影响基板性质的各种工艺条件，诸如基板温度。

随着基板的特征尺寸减小且工艺复杂性随着先进节点而增加，将正被处理的基板的温度保持在目标基板温度的问题日益受到关注。在这种先进工艺中对基板的处理是对处理期间的温度波动高度敏感的，且利用控制基板的温度来实现在处理期间基本上不显示温度漂移的工艺。另外，随着工艺腔室部件老化并最终被替换，工艺腔室部件的热性质随时间改变，增加了维持精确温度控制的难度。此外，难以直接测量基板温度(特别是对于基于等离子体的工艺)。

因此，本领域中需要用于在处理期间控制基板温度的方法和设备。

发明内容

在一个实施例中，提供一种方法。所述方法包括：在工艺腔室中的多个基板上执行多个基板处理操作，其中在所述多个基板处理操作中的每个基板处理操作期间处理所述多个基板中的一个。所述方法还包括：在所述多个基板处理操作期间确定所述多个基板中的每个基板的基板温度变化以及基于所述多个基板中的每个基板的所述基板温度将所测量的工艺变量输入到基板温度变化模型中，所述基板温度变化模型包括：

其中W₁是第一基板的第一基板计数、W₂是所述第一基板的第二基板计数、ΔT_i和ΔT_o分别是内部区域和外部区域的温度从W₁到W₂的总变化，并且和分别是内部区域温度和外部区域温度的变化率。所述方法进一步包括：响应于所述基板温度变化模型的输出，控制所述工艺腔室的基板支撑件中的加热器设备的温度或功率设定点中的一个或多个。

在另一实施例中，提供一种方法。所述方法包括：在工艺腔室中的多个基板上执行多个基板处理操作，其中在所述多个基板处理操作中的每个基板处理操作期间处理所述多个基板中的一个；在所述多个基板处理操作期间确定所述多个基板中的每个基板的内部区域的温度；以及在所述多个基板处理操作期间确定所述多个基板中的每个基板的外部区域的温度。所述方法还包括：基于所述多个基板中的每个基板的所述内部区域的所述温度来确定内部区域温度模型；基于所述多个基板中的每个基板的所述外部区域的所述温度来确定外部区域温度模型；基于所述内部区域温度模型控制所述工艺腔室的基板支撑件中的加热器设备的内部区域设定点；以及基于所述外部区域温度模型控制所述工艺腔室的所述基板支撑件中的所述加热器设备的外部区域设定点。

在另一个实施例中提供一种非暂态机器可读取存储介质。所述介质其上存储有计算机程序。所述计算机程序被配置为：在工艺腔室中的多个基板处理操作中的每个基板处理操作期间，基于多个基板中的每个基板的基板温度来确定基板温度变化模型；以及基于基板温度模型来控制所述工艺腔室的基板支撑件中的加热器设备的设定点，基板温度变化模型包括：