[发明专利]自我诊断的半导体设备

说明书

技术领域

本发明的实施例一般与半导体处理设备有关，且特别是与具有预测性维护能力的半导体处理设备有关。

背景技术

相对于预防维护(preventive maintenance)而言，预测性维护(predictive maintenance)已经成为半导体工业中许多讨论或研讨会的主题。长久以来都需要利用处理工具的数据来存取工具的状态以及其对于维护的需求。然而，对于有效率且有效果地执行适当符合此目的的设备，使用于任何给定工具的许多制程配方以及随时间来特征化工具的行为所需花费的努力是一项巨大的障碍。

举例而言，一般已频繁(例如在每一次轮班中)使用处理工具的晶圆上性能(on-wafer performance)来在允许处理一批次的晶圆前尝试持续调整处理工具。然而，对于预测性维护的成功执行而言，为根据使用的制程配方及/或使用的制程配方混合而将工具行为特征化为时间的函数所需花费的心力是一项禁止性障碍。

举例而言，工具监视一般包括追踪工具数据，包括射频(RF)功率、压力、气体流量等。不幸的是，工具组件(例如质量流量控制器、压力传感器等)是个别地校正的。若校正错误或组件失效，则工具数据可能是无效的，并且监视这种数据将产生对维护的错误需求。此外，在类似于质量流量控制器的组件中，一般是在离开该工具的处理容积的位置处(例如在质量流量控制器中)监视流率，因此，这样的监视并不代表工具中处理容积内的条件。

因此，需要一种具有有效预测性维护能力的半导体设备。

发明内容

本文提供了半导体处理设备的预测性维护的方法与装置。在部分实施例中，一种用于对半导体处理设备进行预测性维护的方法包括：在所述设备中未存在衬底的状态下，对所述半导体处理设备进行至少一个自我诊断测试。该自我诊断测试包括：从所述半导体处理设备测量一个或多个预测参数和一个或多个响应参数。利用预测性模型并根据所测量的预测参数计算一个或多个预期响应参数。将一个或多个所测量的响应参数与所述一个或多个预期响应参数相比较。根据所述比较来决定是否需要设备维护。其它及进一步的变化与实施例也揭示于以下实施方式中。

在部分实施例中，提供了一种计算机可读取介质，其上储存有指令；当处理器执行这些指令时，可使所述处理器执行一种用于半导体处理设备的预测性维护的方法，包括：在设备内无衬底存在的状态下，对该半导体处理设备进行至少一个自我诊断测试。所述自我诊断测试是如前所述的。

在本发明的部分构想中，提供了一种用于处理半导体衬底的系统。在部分实施例中，一种用于处理半导体衬底的系统包括处理腔室以及耦接至所述处理腔室并被配置以控制所述处理腔室的运转的控制器。该控制器包括计算机可读取介质，所述计算机可读取介质具有储存于其上的指令，当所述控制器执行所述指令时，使得所述控制器执行一种用于所述处理腔室的预测性维护的方法。对半导体处理设备所进行的预测性维护的方法是如前述说明的。

附图说明

为能详细了解本发明的上述特征，参照实施例来进行本发明的特定描述，其中在附图中示出了部分实施例。然而，应注意，这些图式仅用于说明本发明的典型实施例，因此不应视为限定其范畴，本发明也允许其它等效实施例。

图1的流程图根据本发明部分实施例说明一种用于执行预测性维护的程序；

图2的流程图根据本发明部分实施例说明一种用于执行自我诊断测试的程序；

图3说明了适合于结合本发明部分实施例使用的蚀刻腔室；以及

图4说明了适合于结合本发明的部分实施例使用的示例集成半导体衬底处理系统(例如丛集工具(cluster tool))的示意图。

为增进理解，图式中使用了相同的组件符号来代表相同的组件。附图不一定按照比例绘制并且可以为了清楚而进行简化。应知在实施例中揭露的组件可有利地用于其它实施例，其无须特别指明载述。

具体实施方式

本发明的实施例提供了可执行预测性维护的设备以及用于对设备进行预测性维护的方法。该设备可为下文中将进一步详细说明的任何适当的处理设备，例如半导体处理设备。该方法被储存于用以控制该设备的控制器的存储器中。本发明的方法与设备藉由使用有限次(一次或多次)的无晶圆(或无衬底)制程配方或其它指令，来以可管理方式促进预测性维护的执行，以助于随时间获得整体工具动态性质与特征化工具性能。将经特征化的工具性能与特定工具的基线特征比较，以决定是否需要维护。(一个或多个)制程配方或指令可自动运行(例如由工具行使)及/或手动运行(例如由操作者行使)。