CN102177576A - 检测处理设备闲置模式的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供检测处理设备的闲置模式的方法及装置。在一些实施例中，一种监视处理系统的装置可包括第一系统适配器，其用于监视第一过程腔室及确定其状态；及第一支持适配器，其用于与连接至该第一过程腔室的第一支持系统及该第一系统适配器通信，该支持适配器经配置以响应于处于闲置模式的该第一过程腔室的该状态而将在低功率模式下操作该第一支持系统的预备状态传达至该支持系统的控制器。

Description

检测处理设备闲置模式的方法及装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年10月8日递交的美国临时申请序列号61/103,912的优先权，通过引用结合于此。
技术领域
本发明的实施例大体而言是关于处理设备，且更特定言是关于一种监视此处理设备的装置。
背景技术
在(例如)半导体、平板、光电及其它硅或薄膜处理系统中，可能需要在处理设备处于闲置状态时以低功率模式来操作该处理设备。举例而言，可能需要在所有过程腔室处于闲置状态时，以低功率模式来操作连接至一个或多个过程腔室的削减处理系统(abatement system)或其它设备。在一些系统中，监视晶圆匣的存在或缺乏以用信号通知削减处理系统以低功率模式操作(例如，在晶圆匣不存在时)。然而，此指示器并非为闲置设备的可靠量测，因为该设备可能正操作无晶圆过程，诸如腔室清洁或调节。此外，可(例如)通过使监视装置与指示信号断开而偶然或有意地旁路或蒙骗一些监视装置。
因此，本发明的发明者已提供一种监视处理设备的装置，其可提供设备闲置且预备以低功率模式操作的可靠指示。
发明内容
在本文中提一供种检测半导体处理设备的闲置模式的方法及装置。在一些实施例中，一种监视处理系统的装置可包括第一系统适配器，其用于监视第一过程腔室及确定其状态；及第一支持适配器，其用于与该第一系统适配器及连接至该过程腔室的第一支持系统通信，其中该第一支持适配器经配置以响应处于闲置模式的该第一过程腔室的该状态，而将在低功率模式下操作该第一支持系统的预备状态传达至该支持系统的控制器。在一些实施例中，该装置进一步包含第二系统适配器，其用于监视第二过程腔室及确定其状态，其中该第二系统适配器经配置以与该第一系统适配器通信。
在一些实施例中，该装置进一步包含第二系统适配器，其用于监视第二过程腔室及确定其状态；及第二支持适配器，其用于与该第二系统适配器及连接至该第二过程腔室的第二支持系统通信，该第二支持适配器经配置以响应于该第二过程腔室的该状态，而传达在低功率模式下操作该第二支持系统的预备状态。
在一些实施例中，种在基板处理系统中保存能量的方法可包括以下步骤：提供连接至第一过程腔室的第一系统适配器；提供连接至第一支持系统的第一支持适配器；在该第一系统适配器与该第一支持适配器之间形成安全通信链路；监视该第一过程腔室与该第一系统适配器以确定其状态；及响应于处于闲置模式的该过程腔室的该状态，而将在低功率模式下操作该支持系统的预备状态传达至该支持系统的控制器。
下文中提供本发明的发明方法及装置的其它实施例。
附图说明
所以，上述简介的本发明的特征可参考对本发明更具体描述的实施例进一步理解和叙述，部分实施例示出于附图中。然而要指出的是，附图仅说明本发明的典型实施例，因此不应被视为其范围的限制，本发明亦适用于其它具有同等功效的实施例。
图1示出根据本发明的一些实施例使用的半导体处理系统。
图2A至图2C示出用于监视根据本发明的一些实施例的半导体处理系统的装置。
图3示出用于监视根据本发明的一些实施例的半导体处理系统的装置。
图4示出用于监视根据本发明的一些实施例的半导体处理系统的装置。
为清楚起见，附图已简化且未按比例绘制。为了便于理解，已经在可能的情况下，使用相同的组件符号指示各图中相同的组件。意即，在一个实施例中所揭示的组件亦可用于其它实施例而无需特别指明。
具体实施方式
在本文中提供检测处理设备的闲置模式的方法及装置。该发明装置有利地监视多个指示器以在以低功率模式操作支持设备(诸如削减处理系统)之前证实过程腔室处于闲置状态。此外，该发明装置是故障安全的(failsafe)，以确保削减处理或其它支持系统不以低功率模式不适当地操作。通过提供系统适配器以用于确定过程腔室的状态，及提供支持适配器以用于与该系统适配器通信并用于以低功率模式操作时指导连接至该过程腔室的支持系统(例如，削减处理系统)，可将该装置改型装配于现有处理系统上。因此，该发明装置有助于在闲置处理系统中减少能量消耗。
图1示出示范性处理系统100及用于监视其的装置101。可与本发明一起利用的示范性处理系统包括经配置以用于半导体、平板、光电、太阳能、其它硅及薄膜处理及类似处理的那些处理系统。处理系统100包括连接至支持系统(诸如削减处理系统108)的过程腔室(诸如半导体过程腔室104)。用于监视处理系统100的装置101包括系统适配器102及支持适配器(诸如削减处理适配器106)。系统适配器102连接至半导体过程腔室104以用于监视该腔室的状态。举例而言，系统适配器102可监视一或多个指示器以确定腔室104是否处于闲置状态。削减处理适配器106连接至削减处理系统108以用于将信号选择性提供予削减处理系统108，以便削减处理系统108可在证实腔室104闲置后即以低功率模式操作。如下文所论述，系统适配器102及削减处理适配器106通过信号传输方法(如由105所指示)来通信以确保正确操作。在一些实施例中，系统适配器102及削减处理适配器106可利用系统适配器102与削减处理适配器106之间的故障安全的双程通信协议来通信，以确保仅在过程腔室104处于闲置状态时削减处理系统108以低功率模式操作。如本文中所使用，故障安全是指任何组件(包括系统适配器102或削减处理适配器106的信号传输组件)的失效会引起削减处理系统108以正常功率模式运作，以避免削减处理系统108的任何偶然(或有意)旁路，此旁路可归因于削减处理系统108不适当地以低功率模式运作而导致将未经削减处理的流出物(effluent)引入环境中。
过程腔室104可为用于处理基板(诸如半导体基板)的任何适合腔室。举例而言，过程腔室104可经配置以用于执行气相或液相过程。该气相过程的非限制性实例可包括干式化学蚀刻、等离子体蚀刻、等离子体氧化、等离子体氮化、快速热氧化、外延沉积及类似过程。该液相过程的非限制性实例可包括湿式化学蚀刻、物理液体沉积及类似过程。示范性过程腔室104可(例如)包括基板支撑件、用于提供一或多种过程气体的气体面板，及将该过程气体分配于过程腔室中的工具(例如，莲蓬头或喷嘴)。该腔室可经配置以用于提供电容性连接、电感性连接或远程等离子体。该腔室可(例如)在经配置以用于快速热过程(RTP)或外延沉积过程时包括一或多个加热灯。
在过程腔室104中处理的基板可为在半导体过程腔室中处理的任何适合基板。该基板可包含诸如以下物质的材料：结晶硅(例如，Si<100>或Si<111>)、氧化硅、应变硅、锗化硅、掺杂或未掺杂多晶硅、掺杂或未掺杂硅晶圆、经图案化或未经图案化的晶圆、绝缘物上硅(SOI)、碳掺杂氧化硅、氮化硅、掺杂硅、锗、砷化镓、玻璃、蓝宝石或类似物。该基板亦可为晶圆，显示器基板(诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示器、电致发光(EL)灯显示器或类似物)，太阳能电池阵列基板，发光二极管(LED)基板或类似物。该基板可具有各种尺寸，诸如200mm或300mm直径的晶圆，以及矩形或正方形面板。
过程腔室104可经配置以(例如)将材料的层沉积于基板上，以将掺杂剂引入至基板，以蚀刻基板或沉积于基板上的材料，以用其它方式处理基板，或类似处理。沉积于基板上的层可包括用于半导体器件(例如，金氧半导体场效晶体管(MOSFET)或闪存器件)中的层。该层可包括含硅层，诸如多晶硅、氮化硅、氧化硅、氧氮化硅、金属硅化物；或另外，含金属层，诸如含铜、镍、金或锡层；或金属氧化物层，例如，氧化铪。其它沉积层可包括(例如)牺牲层，诸如蚀刻终止层、光阻层、硬质罩幕层及类似层。
过程腔室104可使用任何适合过程气体及/或过程气体混合物，例如以形成在基板的顶上的层，以从基板移除材料，或另外与暴露于基板上的材料层反应，或类似处理。该过程气体可包括含硅气体，诸如硅烷(SiH4)、二氯硅烷(Cl2SiH2)或类似物；及/或含金属的气体，诸如有机金属、金属卤化物或类似物。其它过程气体可包括惰性气体，诸如氦(He)、氩(Ar)、氮(N2)或类似物；及/或反应性气体，诸如含卤素气体、氧(O2)、氟化氢(HF)、氯化氢(HCl)、溴化氢(HBr)或类似物。
因此，任何过程气体或液体、过程气体或液体混合物、基板、沉积材料、经移除材料或其组合可包含及/或组合，以形成从过程腔室排出的流出物。该流出物可包括用于处理基板或清洁腔室及/或腔室组件(诸如可重用的过程套组或过程套组遮板)的过程气体或化学剂的未反应或过量部分。在该过程中产生的流出物可包括易燃及/或腐蚀性化合物、次微米尺寸的过程残余物微粒及气相晶核材料，及其它有害或环境污染化合物的不同组合物。举例而言，该流出物可含有含卤素气体、全氟化合物(PFC)、氯氟化合物(CFC)、有害空气产物(HAP)、挥发性有机化合物(VOC)、全球暖化气体(GWG)、易燃及毒性气体及类似物的不同组合物。
来自过程腔室104的流出物(例如，经由气体或液体排气系统排出)被导向至削减处理系统108。削减处理系统108操作以将该流出物转化为环境安全材料。举例而言，在经配置以用于气相过程的过程腔室中，气态流出物可经由过程腔室的泵口排出且可从过程腔室流动至削减处理系统108中。
削减处理系统108可为用于接收及处理来自半导体过程腔室(例如，过程腔室104)的流出物的任何适合的削减处理系统。削减处理系统108可用以削减处理单一过程腔室或工具，或多个过程腔室及/或工具。削减处理系统108可使用(例如)用于处理流出物的热、湿式洗涤、干式洗涤、催化、等离子体及/或类似方式，以及用于将流出物转化为较小毒性形式的过程。削减处理系统108可进一步包括用于处理来自过程腔室104的特定类型的流出物的多个削减处理系统。
示范性削减处理系统(例如)可包括洗涤器、热反应器(亦即，燃烧反应器)、氢化反应器或类似物中的一或多者。举例而言，从经配置以用于蚀刻过程的腔室排出的流出物可包括诸如氯(Cl2)的卤素及诸如乙烯(C2H4)或丙烯(C3H6)的不饱和烃。举例而言，可首先将流出物注入至氢化反应器中，该氢化反应器可用以将不饱和烃转化为饱和烃，或将卤素转化为含氢气体。举例而言，可将氯(Cl2)转化为氢氯酸(HCl)，且可将乙烯(C2H6)转化为乙烷(C2H6)。
在氢化反应器中处理的流出物可接着流动至洗涤器(诸如液体洗涤器(亦即，水洗涤器)或类似物)中。举例而言，在水洗涤中，使用诸如经由喷水器或类似物来气泡化流出物的方法使流出物与水接触。可溶于水的一些流出物可由洗涤器移除。举例而言，诸如HCl的流出物可溶于水中且从流出物流予以移除。
未由洗涤器移除的流出物(例如，饱和烃)可流动至热反应器(亦即，燃烧反应器)中。或者，在流出物不需要氢化或洗涤的实施例中，流出物可直接从过程腔室流动至热反应器。示范性热反应器可(例如)在含氧气体(诸如氧(O2))的气氛下燃烧诸如饱和烃的流出物，以形成可释放至环境中的二氧化碳(CO2)及水(H2O)。
上文所描述的削减处理系统仅仅为示范性的，且其它削减处理或支持系统可受益于本文中所述的发明方法及装置。举例而言，催化削减处理系统可(例如)与洗涤器组合使用。可在流出物流动至催化反应器中之前或之后使用洗涤器以移除流出物的气态组份或微粒组份，该组份可损坏反应器或降低催化反应器的有效性。催化反应器可包含催化表面，该催化表面催化反应，使流出物转化为环境安全材料或转化为可通过(例如)洗涤器或燃烧反应器移除的材料。该催化表面可呈以下形式：由催化材料制成的或支撑精细分开的催化剂的结构、泡沫或团粒(pellet)的床，或催化反应器的壁或组件上的涂层。催化表面可位于(例如)包含陶瓷材料(诸如堇青石、Al2O3、碳化硅、氮化硅或类似物)的支撑结构上。
如上文所提及，用于监视半导体处理系统100的装置101包括可连接至过程腔室104的系统适配器102及可连接至削减处理系统108的削减处理适配器106。系统适配器102连接至削减处理适配器106且如105所指示与其通信。在一些实施例中，装置101可有利地连接至现有处理设备(例如，过程腔室104及削减处理系统108)，从而有助于节省能量而无需投入全新的处理及/或削减处理设备。
在图2A中，进一步详细地示出用于监视半导体处理系统100的装置101。装置101包括可通过信号传输方法105通信的系统适配器102及削减处理适配器106。为了开始以低功率模式操作削减处理系统108的证实过程，系统适配器102通过从过程腔室104监视指示器2021-N而证实过程腔室104的闲置状态。指示器2021-N可包括从压力感应器、数字输出、光学感应器、RF发电机、排气隔离阀、净化气源阀或类似物接收的一或多个输入信号。举例而言，光学感应器可连接至用于监视晶圆匣的存在的负荷锁定腔室。或者或以组合方式，数字输出可将信号提供予电动阀，其中电动阀驱动气动阀，例如，使气体面板(未图示)与过程腔室104隔离的气动阀。此处，例如，指示器2021-N可为来自数字输出的信号、来自安置于气体面板与气动阀之间的压力感应器的信号，或来自两者的信号。若压力感应器欲感应压力，则过程腔室104可处于操作状态。其它指示器是可能的，例如，从系统控制器至过程腔室104及/或腔室组件的信号。或者或以组合方式，指示器可包括监视腔室排气隔离阀(例如，其安置于处理容积与排气容积(亦即，排气埠)之间)。若关闭隔离阀，则腔室可处于闲置状态。其它指示器可包括(例如)控制前级管道净化气源的监视阀。净化气源可用以净化将排气埠连接至泵及/或削减处理系统的排气前级管道。即使关闭排气隔离阀，亦可使净化气体流动。因此，控制前级管道净化气源的监视阀可进一步证实过程腔室的闲置状态。
指示器2021-N进入系统适配器102。如图2A中所图示，系统适配器102包括连接至心跳产生器206及逻辑产生器208的状态确定系统204。状态确定系统204可接收并将指示器2021-N转换为单一输出信号，可将该单一输出信号传输至心跳产生器206及逻辑产生器208。由状态确定系统204产生的输出信号将过程腔室104的状态指示为闲置或运作。
状态确定系统204将指示器2021-N转换为单一输出信号，其中该输出信号指示过程腔室104预备在低功率下削减处理。在图2B中，进一步详细地图示状态确定系统204，且在一些实施例中，其包含用于接收各指示器2021-N的缓冲器2031-N及连接至各缓冲器2031-N的逻辑门205以用于将指示器2021-N转换为用于在低功率下削减处理的过程腔室104的预备状态所指示的单一输出信号。各缓冲器2031-N可为用于制造具有适合信号强度或类型的各指示器2021-N以使得指示器可由逻辑门205处理的任何适合缓冲器。示范性缓冲器可包括增益放大器、模拟数字转换器或类似物。
在缓冲之后，逻辑门205接收各指示器2021-N且将指示器2021-N转换为单一输出信号。逻辑门205可为任何适合逻辑门或逻辑门的组合，该逻辑门可用以证实过程腔室104预备在低功率下削减处理。举例而言且如图2B中所图示，可将逻辑门205配置为“非或”门(NOR gate)。以此配置，当所有指示器2021-N指示过程腔室104闲置时，从逻辑门205产生用于在低功率下操作削减处理系统108的输出信号。若至少一个指示器2021- N不指示腔室104闲置，则从逻辑门205产生指示腔室仍运作一或多个过程的输出信号。逻辑门205有利地提供故障安全机构，从而在信号遗失、断开或另外不同于预期的情况下，系统适配器102将不向削减处理适配器106信号通知低功率预备状态。如上文所论述，该逻辑门可包括经配置以处理指示器2021-N的一或多个逻辑门，例如，经配置以用于“与”(AND)”门、“或(OR)”门、“非与(NAND)”门及类似物的逻辑门。
回到图2A，逻辑门205所产生的输出信号由心跳产生器206及逻辑产生器208接收。心跳产生器206可为(例如)波形产生器或其类似物。心跳产生器206能够将信号传输至削减处理适配器106且从削减处理适配器106接收信号。举例而言，心跳产生器206可在一或多个频率及/或一或多个振幅下发送或接收周期信号，诸如方形波、正弦波或类似物。如下文关于图3至图4所论述，可在预定速率下重复发送周期信号，或根本不发送，从而等待确认系统配置。逻辑产生器208可为(例如)微控制器、微处理器、逻辑状态机或类似物。逻辑产生器208能够将讯息传输至削减处理适配器106，且从削减处理适配器106接收讯息。该讯息可包括加密讯息，诸如位串行讯息或类似物。如下文关于图3至图4所论述，可在预定速率下重复发送讯息，或根本不发送，从而等待确认系统配置。
心跳产生器206及逻辑产生器208所发送的周期信号及讯息皆由削减处理适配器106接收。如图2A中所示出，削减处理适配器106包括心跳产生器210、逻辑产生器212及削减处理控制系统214。心跳产生器210可将周期信号发送至系统适配器102，且从系统适配器102接收周期信号。举例而言，心跳产生器210可将周期信号发送至系统适配器102的心跳产生器206，且从系统适配器102的心跳产生器206接收周期信号。逻辑产生器212可将讯息发送至系统适配器102，且从系统适配器102接收讯息。举例而言，逻辑产生器212可将讯息发送至系统适配器102的逻辑产生器212，且从系统适配器102的逻辑产生器212接收讯息。心跳产生器210及逻辑产生器212连接至削减处理控制系统214，其中削减处理控制系统214可用信号通知削减处理系统108可基于从心跳产生器210及逻辑产生器212接收的输出信号而进入低功率模式。
心跳产生器210及逻辑产生器212分别类似于心跳产生器206及逻辑产生器208。举例而言，心跳产生器210可在一或多个频率及/或一或多个振幅下发送或接收周期信号，诸如方形波、正弦波或类似物。如下文关于图3至图4所论述，可在预定速率下重复发送周期信号，或根本不发送，从而等待确认系统配置。逻辑产生器212可为(例如)微控制器、微处理器、逻辑状态机或类似物。逻辑产生器212能够将讯息传输至逻辑产生器208，且从逻辑产生器208接收讯息。该讯息可包括加密讯息，诸如位串行讯息或类似物。如下文关于图3至图4所论述，可在预定速率下重复发送讯息，或根本不发送，从而等待确认系统配置。
在图2C中，进一步详细地图示削减处理控制系统214，且其可包括逻辑门213及继电器215或其它输出开关器件。逻辑门213可为(例如)所示的“与”门。然而，可利用用以执行“与”操作的其它适合逻辑门或逻辑门的组合。逻辑门213连接至继电器215，且控制其操作。继电器215可为(例如)适合的安全率固态器件，诸如固态继电器或半导体开关、接触器或类似物。举例而言，当由逻辑门213从心跳产生器210及逻辑产生器212接收的输出信号证实过程腔室104的闲置状态时，在继电器215关闭的情况下，逻辑门213激活继电器215。继电器215的预设位置可打开，且因此其可通过激活继电器215而关闭。举例而言，当由逻辑门213接收的输出信号中的至少一者不证实过程腔室104的闲置状态时，逻辑门213将不激活继电器215，且削减处理系统108在全功率下继续操作。另外，继电器215的失效将不会信号通知削减处理系统108可进入低功率模式。
回到图2A，系统适配器102及削减处理适配器106使用信号传输方法105通信。如图2A中所图示，信号传输方法105为双程信号传输方法，其中信号行进至系统适配器102及削减处理适配器106且从系统适配器102及削减处理适配器106行进。信号传输方法105可包括发送于系统适配器102的心跳产生器206与削减处理适配器106的心跳产生器210之间的周期信号216；及发送于系统适配器102的逻辑产生器208与削减处理适配器106的逻辑产生器212之间的讯息218。
上文所论述的周期信号216可为方形波、正弦波或类似物。可在约1-1000Hz之间的频率下发送周期信号216。在一些实施例中，周期信号216的频率可在心跳产生器206与心跳产生器210之间的各次传递中变化。举例而言，心跳产生器206可在第一频率(例如，1Hz)下将周期信号216发送至心跳产生器210。接着，心跳产生器210可在同一频率(亦即，1Hz)下将周期信号216传回至心跳产生器206。可将上述实例视为周期信号于心跳产生器206与心跳产生器210之间的一次“传递”。心跳产生器206在接收从心跳产生器210返回的周期信号216后，即可将周期信号216的频率调整(例如)至10Hz，且将经调整的周期信号216发送至心跳产生器210。在接收经调整的周期信号216后，心跳产生器210将经调整的周期信号传回至心跳产生器206。因此，已在心跳产生器206与心跳产生器210之间以10Hz经调整的周期信号完成第二次传递。可在心跳产生器之间执行更多次传递，从而调整各次传递的周期信号216的频率。心跳产生器之间的周期信号传输可提供故障安全操作的方式。举例而言，周期信号随心跳产生器之间的各次传递而调整，因此使得此调整信号难以通过另一方式来复制。另外，心跳产生器处于双程通信，且在心跳产生器之间的传递调整周期信号。调整周期信号的双程通信的任何中断将继续在全功率下操作削减处理系统108。在一些实施例中，心跳产生器经进一步配置以预期在某一规定间隔下从另一心跳产生器接收信号。因而，一个心跳产生器未能用信号通知下一心跳产生器将防止用信号通知削减处理系统可进入低功率模式。如本文中所论述，在规定时段后，心跳产生器可再次开始倾听来自邻近心跳产生器的信号。
上文所论述的讯息218可为加密讯息，诸如位串行讯息或类似物。在一些实施例中，讯息218可随逻辑产生器208与逻辑产生器212之间的各次传递而变化。举例而言，逻辑产生器208可将具有字符、数字、符号或类似物的第一加密串的讯息218发送至逻辑产生器212。接着，逻辑产生器212可将第一加密串(亦即，同一讯息)传回至逻辑产生器208。可将上述实例视为讯息218于逻辑产生器208与逻辑产生器212之间的一次“传递”。逻辑产生器208在接收从逻辑产生器212返回的具有第一串的讯息218后，即可将讯息218改变为(例如)具有字符、数字或类似物的第二串，且将第二串发送至逻辑产生器212。在接收第二串后，逻辑产生器212将经调整的周期信号传回至逻辑产生器208。因此，已在逻辑产生器208与逻辑产生器212之间用第二串完成第二次传递。可在逻辑产生器之间执行更多次传递，从而调整各次传递的讯息218。类似于上文所述的周期信号传输，逻辑产生器之间的讯息传递可提供故障安全操作的方式。举例而言，讯息218是唯一的且不可能予以复制。另外，讯息218在诸次传递之间变化，其在系统适配器102与削减处理适配器106之间提供安全通信的额外方式。另外，变化讯息218的双程通信的任何中断将继续引起在全功率下操作削减处理系统108。
在操作中，指示器2021-N可由状态确定系统204监视以确定过程腔室104是否处于闲置状态。若任何一个指示器202用信号通知系统并非闲置，则不可从状态确定系统204产生输出信号，或替代地，可产生指示过程腔室104并非处于闲置状态的输出信号且将其发送至心跳产生器206及逻辑产生器208。因此，心跳产生器206及逻辑产生器208不可将任何周期信号216或讯息218传达至削减处理适配器106，或替代地，可在系统适配器与削减处理适配器218之间连续地通信同一(亦即，未变化的)周期信号216及讯息218作为保持系统适配器102与削减处理适配器106之间的通信链路的方式。举例而言，作为故障安全操作的方式，若欲停用通信链路，则削减处理系统108将继续在全功率下操作。
举例而言，若由状态确定系统204监视的指示器2021-N证实过程腔室104处于闲置状态，则从状态确定系统204产生输出信号且将其发送至心跳产生器206及逻辑产生器208。心跳产生器206及逻辑产生器208接着通过发送第一周期信号及第一讯息，或替代地，发送新周期信号(例如，在不同频率下)及新讯息(例如，不同讯息)而与削减处理适配器106的相应心跳产生器210及逻辑产生器212通信。举例而言，第一周期信号及第一讯息向削减处理适配器指示过程腔室闲置且预备以低功率模式削减处理。心跳产生器210及逻辑产生器212将第一周期信号及第一讯息传达回至心跳产生器206及逻辑产生器208，从而证实已接收第一周期信号及第一讯息。因此，如上文所论述，已使用第一周期信号及第一讯息完成第一次传递。
在接收返回的第一周期信号及第一讯息后，心跳产生器206及逻辑产生器208接着将第二周期信号及第二讯息发送至心跳产生器210及逻辑产生器212。第二周期信号及第二讯息不同于第一周期信号及第一讯息。举例而言，第二周期信号可具有不同频率且第二讯息可为不同讯息。削减处理适配器106的心跳产生器210及逻辑产生器212接收第二周期信号及第二讯息，且将两者发回至系统适配器102，因此完成第二次传递。可在系统适配器102与削减处理适配器106之间执行多次传递，各次传递具有与上述传递不同的周期信号及不同的讯息。在一些实施例中，各连续周期信号可比上述信号处于更高频率。在一些实施例中，在系统适配器102与削减处理适配器106之间传递的各连续讯息可在内容、电压位准、位速率或其组合上改变(例如)以便排除逻辑功能因临时方式失败。在一些实施例中，各连续适配器(例如，系统适配器102及削减处理适配器106)可于讯息内改变或添加位字段以便指示主动及兼容器件(例如，系统适配器102或削减处理适配器106中的任一者)已读取传入讯息且在再传输其之前确认其有效性。在一些实施例中，可利用改变讯息的以上技术以达额外功能，诸如用于根据连接至其(例如，系统适配器102或削减处理适配器106中的另一者)的接收器件或削减处理设备的身分或状态，将反馈提供给讯息发起者(例如，系统适配器102或削减处理适配器106中的一者)。
在系统适配器102与削减处理适配器106之间变化周期信号及变化讯息足够数量的传递后，系统适配器102已向削减处理适配器106传达过程腔室104处于闲置状态且预备低功率削减处理。在一些实施例中，可将足够数量的传递界定为约一次，或介于约1次至约100次之间，或100次以上。在一些实施例中，足够数量的传递为约50次。接着，心跳产生器210及逻辑产生器212用信号通知削减处理控制系统214可以较低功率模式操作削减处理系统108。作为故障安全操作的另一方式，心跳产生器210与逻辑产生器212必须认定过程腔室104处于闲置状态，以用信号通知削减处理系统108以较低功率模式操作。因此，削减处理控制系统214的逻辑门213将仅在其接收来自心跳产生器210与逻辑产生器212的证实信号时关闭继电器215。在接收来自各产生器的证实信号后，继电器215关闭且用信号通知削减处理系统108可将其切换为低功率模式。
削减处理系统108可以低功率模式操作，其限制条件为指示器2021-N指示过程腔室104处于闲置状态。若至少一个指示器202改变或被断开，则削减处理系统108将恢复在全功率下的削减处理。若系统适配器102与削减处理适配器106之间的通信链路断开，或心跳产生器或逻辑产生器之间的双程通信中的至少一者断开及/或中断，则削减处理系统108将恢复在全功率下的削减处理。另外，若对于过程腔室、过程腔室组件、系统适配器、削减处理适配器或经配置以与处理系统100一起操作的任何器件而言，功率中断(例如，断开)，则削减处理系统108将恢复在全功率下的操作。因此，若干冗余的故障安全机构包括在装置101中以用于在可证实过程腔室104处于闲置状态时以较低功率模式操作削减处理系统108。
如下文在图3及图4中所述，本文中所述的发明装置可与具有连接至一个削减处理系统的两个或两个以上过程腔室，或连接至两个或两个以上削减处理系统的两个或两个以上过程腔室的半导体处理系统一起利用。举例而言且如图3中所图示，装置300可用于监视包含第一过程腔室302、第二过程腔室304及削减处理系统306的半导体处理系统，其中各过程腔室连接至削减处理系统306以用于向其将流出物排出。过程腔室302、304及削减处理系统306可为如上文所述的过程腔室或削减处理系统的任何适合配置。
装置300包括用于监视第一过程腔室302的状态的第一系统适配器308及用于监视第二过程腔室304的状态的第二系统适配器310。第一系统适配器308及第二系统适配器310经配置以与削减处理适配器312通信，其中削减处理适配器312连接至削减处理系统308且经配置以响应于过程腔室的状态而传达在低功率模式下操作削减处理系统的预备状态。第一系统适配器308、第二系统适配器310及削减处理适配器312通过信号传输方法313通信。
第一系统适配器308可类似于上文所论述的系统适配器102的实施例。因而，第一系统适配器308包括连接至心跳产生器318及逻辑产生器320的状态确定系统316。状态确定系统316可接收来自第一过程腔室302的一或多个指示器3141-N并将其转换为单一输出信号，该单一输出信号可传输至心跳产生器318与逻辑产生器320。由状态确定系统316产生的输出信号将第一过程腔室302的状态指示为闲置或运作。另外，状态确定系统316、心跳产生器318及逻辑产生器320可类似于上文关于图2A至图2B所述的那些器件。举例而言，心跳产生器318可发送及接收周期信号，且逻辑产生器320可发送及接收加密讯息。
第二系统适配器310可类似于上文所论述的系统适配器102的实施例。因而，第二系统适配器310包括连接至心跳产生器326及逻辑产生器328的状态确定系统324。状态确定系统324可接收来自第二过程腔室304的一或多个指示器3221-N并将其转换为单一输出信号，该单一输出信号可传输至心跳产生器326与逻辑产生器328。由状态确定系统316产生的输出信号将第二过程腔室304的状态指示为闲置或运作。另外，状态确定系统324、心跳产生器326及逻辑产生器328可类似于上文关于图2A至图2B所述的那些器件。举例而言，如上文所论述，心跳产生器326可发送及接收周期信号，且逻辑产生器328可发送及接收加密讯息。
削减处理适配器312可类似于上文关于图2A及图2C所论述的削减处理适配器106的实施例。因而，削减处理适配器312包括心跳产生器330、逻辑产生器332及削减处理控制系统334。心跳产生器330及逻辑产生器332连接至削减处理控制系统334，其中削减处理控制系统334可基于从心跳产生器330及逻辑产生器332接收的输出信号而将削减处理系统306切换为低功率模式。另外，削减处理控制系统334、心跳产生器332及逻辑产生器334可类似于上文关于图2A及图2C所述的那些器件。举例而言，如上文所论述，心跳产生器330可发送及接收周期信号，且逻辑产生器332可发送及接收加密讯息。
信号传输方法313可大体上类似于信号传输方法105。信号传输方法313可包括周期信号315与讯息317于装置300的适配器之间的通信。然而，与系统适配器102与削减处理适配器106之间的双程信号传输相反，信号传输方法313包括循环或“向前传递(pass it along)”信号传输机制。举例而言，可在第一系统适配器308处产生周期信号315或讯息317且接着将其传递至削减处理适配器312。可接着从削减处理适配器312将周期信号315或讯息317传递至第二系统适配器310且最终传回至第一系统适配器308。因而，如图3中所图示，信号传输方法313经由装置300的适配器以顺时针方向运动前进。然而，该顺时针方向运动仅仅为说明性的，且信号传输方法的其它配置是可能的。举例而言，周期信号315或讯息317可起源于第二系统适配器310处。可将周期信号315或讯息317从第二系统适配器310向前传递至第一系统适配器308(亦即，呈顺时针方向运动)，或替代地，向前传递至削减处理适配器312(亦即，呈逆时针方向运动)。因此，周期信号315及讯息317可起源于第一系统适配器或第二系统适配器中的任一者处，其指示第一过程腔室或第二过程腔室中的任一者闲置且预备以低功率模式削减处理。作为故障安全操作的方式，装置300将用信号通知削减处理系统306仅在第一过程腔室及第二过程腔室皆处于闲置状态时以低功率模式操作。
在操作中且在一示范性配置中，指示器3141-N可由第一系统适配器308的状态确定系统316监视。如上文所论述，若指示器3141-N证实第一过程腔室302处于闲置状态，则状态确定系统316将输出信号发送至心跳产生器318及逻辑产生器320以开始周期信号315及讯息317，或替代地，调整现有周期信号及讯息。举例而言，心跳产生器318可将周期信号317调整至较高频率(例如，从1Hz至10Hz)，且逻辑产生器320可改变讯息315，其中经调整的周期信号及新讯息指示第一过程腔室302处于闲置状态且预备在低功率下削减处理。
将经调整的周期信号及新讯息从第一系统适配器308传递至削减处理适配器312的相应心跳产生器330及逻辑产生器332。削减处理适配器312接收经调整的周期信号及新讯息且经由心跳产生器330及逻辑产生器332而将经调整的周期信号及新讯息再传输至第二系统适配器310的相应心跳产生器326及逻辑产生器328。若指示器3221-N指示第二过程腔室处于闲置状态且预备在低功率下削减处理，则心跳产生器326及逻辑产生器328将经调整的周期信号及新讯息再传回至第一系统适配器308。因此，向第一系统适配器308传达第二过程腔室302亦处于闲置状态且预备在低功率下削减处理。
然而，若第二过程腔室304并非处于闲置状态，则第二系统适配器310不将经调整的周期信号及新讯息再传输至第一系统适配器302。在该实施例中，第二系统适配器310可继续传输原始周期信号(亦即，在1Hz下)及原始讯息，或替代地，可不将任何周期信号及讯息传输至第一系统适配器308，以作为用信号通知第二过程腔室304仍运作且未预备在低功率下削减处理的方式。当第一系统适配器308接收与所发送的经调整的周期信号及新讯息相反的原始周期信号及原始讯息时，第一系统适配器308可继续发送经调整的周期信号及新讯息直至第一系统适配器308接收来自第二系统适配器310的经调整的周期信号及新讯息，其指示第二过程腔室304处于闲置状态且预备在低功率下削减处理。
在一些实施例中，在第二过程腔室304处于闲置状态且预备在低功率下削减处理的情况下，则第二系统适配器308将经调整的周期信号及新讯息再传输至第一系统适配器308，经调整的周期信号及新讯息起源于第一系统适配器308。因此，如上文所论述，经调整的周期信号及新讯息已绕装置300的适配器进行一次“传递”。在接收证实第二过程腔室304亦处于闲置状态的经调整的周期信号及新讯息后，第一系统适配器308即(例如)在20Hz的频率下将第二经调整的周期信号及第二新讯息传输至削减处理适配器312。在用第二经调整的周期信号及第二新讯息完成第二次传递后，第一系统适配器308即传输第三经调整的周期信号及第三新讯息。第一系统适配器308继续随各次成功的传递传输新调整的周期信号及新讯息直至削减处理适配器312已证实第一过程腔室及第二过程腔室皆处于闲置状态且预备在低功率下削减处理。当已进行证实时，削减处理适配器312的心跳产生器330及逻辑产生器332将输出信号传输至削减处理控制系统334以用信号通知削减处理系统306可以低功率模式操作。
如上文所论述，装置300的适配器之间的通信回路的任何中断、功率损失、第一过程腔室或第二过程腔室中的任一者上指示器的断开均将使削减处理系统306恢复在全功率下的操作。
本文中所述的发明装置可与具有多个过程腔室及多个削减处理或支持系统的半导体或其它处理系统一起利用。举例而言且如图4中所图示，装置400可用于监视包含第一过程腔室402、第二过程腔室404、第一削减处理系统406及第二削减处理系统408的半导体处理系统。举例而言，在一些实施例中，第一过程腔室及第二过程腔室可将流出物排出至第一削减处理系统或第二削减处理系统中的任一者及/或两者。第一过程腔室402、第二过程腔室404及第一削减处理系统406、第二削减处理系统408可为上文所述的过程腔室或削减处理系统的任何适合配置。
装置400包括用于监视第一过程腔室402的状态的第一系统适配器410及用于监视第二过程腔室404的状态的第二系统适配器412。第一系统适配器410及第二系统适配器412经配置以与第一削减处理适配器414及第二削减处理适配器416通信，其中第一削减处理适配器414连接至第一削减处理系统406且第二削减处理适配器416连接至第二削减处理系统408。第一削减处理适配器及第二削减处理适配器可经配置以响应于过程腔室的状态而传达以低功率模式操作第一削减处理系统406及第二削减处理系统408的预备状态。第一系统适配器410、第二系统适配器412、第一削减处理适配器414及第二削减处理适配器416通过信号传输方法445通信。信号传输方法445包括在装置400的适配器之间传递周期信号446及讯息448。
第一系统适配器410及第二系统适配器412可类似于上文所论述的任何系统适配器的实施例。因而，第一系统适配器410包括连接至心跳产生器422及逻辑产生器424的状态确定系统420。状态确定系统420可接收来自第一过程腔室402的一或多个指示器4181-N并将其转换为单一输出信号，该单一输出信号可传输至心跳产生器422及逻辑产生器424。由状态确定系统420产生的输出信号将第一过程腔室402的状态指示为闲置或运作。类似地，第二系统适配器412包括连接至心跳产生器430及逻辑产生器432的状态确定系统428。状态确定系统428可接收来自第二过程腔室404的一或多个指示器4261-N并将其转换为单一输出信号，该单一输出信号可传输至心跳产生器430与逻辑产生器432。由状态确定系统428产生的输出信号将第二过程腔室404的状态指示为闲置或运作。此外，状态确定系统420、428、心跳产生器422、430及逻辑产生器424、432可类似于上文关于图2A至图2B所述的那些器件。举例而言，各心跳产生器可发送及接收周期信号，且各逻辑产生器可发送及接收加密讯息。
第一削减处理适配器414及第二削减处理适配器416可类似于上文所论述的任何削减处理适配器的实施例。因而，第一削减处理适配器414包括心跳产生器434、逻辑产生器436及削减处理控制系统438。心跳产生器434及逻辑产生器436连接至削减处理控制系统438，其中削减处理控制系统438可基于从心跳产生器434及逻辑产生器436接收的输出信号而将削减处理系统406切换为低功率模式。类似地，第二削减处理适配器416包括心跳产生器440、逻辑产生器442及削减处理控制系统444。心跳产生器440及逻辑产生器442连接至削减处理控制系统444，其中削减处理控制系统444可基于从心跳产生器440及逻辑产生器442接收的输出信号而将削减处理系统408切换为低功率模式。此外，削减处理控制系统438、444、心跳产生器434、440及逻辑产生器436、442可类似于上文关于图2A及图2C所述的那些装置。举例而言，如上文所论述，各心跳产生器可发送及接收周期信号，且各逻辑产生器可发送及接收加密讯息。
信号传输方法445可大体上类似于信号传输方法313。信号传输方法445可包括周期信号446与讯息448在设备400的适配器之间的通信。信号传输方法445包括循环或“向前传递”信号传输机制。举例而言，可在第一系统适配器410处产生周期信号445或讯息448且接着将其传递至第一削减处理适配器414。可接着从第一削减处理适配器414将周期信号446或讯息448传递至第二削减处理适配器416。可从第二削减处理适配器416将周期信号446或讯息448传递至第二系统适配器412且最终传回至第一系统适配器410。因而，如图4中所图示，信号传输方法445经由装置400的适配器以顺时针方向运动前进。然而，如上文关于图3所论述，此顺时针方向运动仅仅为说明性的，且信号传输方法的其它配置是可能的。举例而言，周期信号445或讯息448可起源于第二系统适配器412处。可将周期信号445或讯息448从第二系统适配器412向前传递至第一系统适配器410(亦即，以顺时针方向运动)，或替代地，向前传递至第二削减处理适配器416(亦即，以逆时针方向运动)。因此，周期信号445及讯息448可起源于第一系统适配器或第二系统适配器中的任一者处，其指示第一过程腔室或第二过程腔室中的任一者闲置且预备以低功率模式削减处理。作为故障安全操作的方式，装置400将用信号通知第一削减处理系统406及第二削减处理系统408仅在第一过程腔室与第二过程腔室皆处于闲置状态时可以低功率模式操作。
在操作中且在一示范性配置中，指示器4181-N可由第一系统适配器410的状态确定系统420监视。如上文所论述，若指示器4181-N证实第一过程腔室402处于闲置状态，则状态确定系统420将输出信号发送至心跳产生器422及逻辑产生器424以开始周期信号446及讯息448，或替代地，调整现有周期信号及讯息。举例而言，心跳产生器422可将周期信号445调整至较高频率(例如，从1Hz至10Hz)，且逻辑产生器424可改变讯息448，其中经调整的周期信号及新讯息指示第一过程腔室402处于闲置状态且预备在低功率下削减处理。
如图4中所示出，可绕装置400的适配器以顺时针方向运动传输经调整的周期信号及新讯息。类似于信号传输方法313，经调整的周期信号及新讯息的一次“传递”由各适配器所传输及/或接收且传回至适配器(亦即，第一系统适配器410)的经调整的周期信号及新讯息组成，其中经调整的周期信号及新讯息起源于该适配器(亦即，第一系统适配器410)处。举例而言且如上文所论述，若第二过程腔室412不处于闲置状态，则将不允许经调整的信号及新讯息完成一次传递。
当经调整的周期信号及新讯息完成一次传递时，经调整的周期信号及新讯息所起源的适配器可通过发送第二经调整的周期信号及第二新讯息而作出响应。随各次成功的传递，起源适配器(亦即，第一系统适配器410)可调整周期信号且改变讯息直至第一削减处理适配器414及第二削减处理适配器416已证实第一过程腔室402与第二过程腔室404皆处于闲置状态且预备以低功率削减。如上文所论述，在证实后，第一削减处理适配器414及第二削减处理适配器416即将第一削减处理系统406及第二削减处理系统408切换为低功率模式。
如上文所论述，装置400的适配器之间的通信回路的任何中断、功率损失、第一过程腔室或第二过程腔室中的任一者上指示器的断开将使削减处理系统406、408恢复在全功率下的操作。
本文中所述的发明装置可与具有任何所要数量的过程腔室及削减处理系统的任何适合半导体处理系统一起利用。因而，该发明装置可在处理系统可需要时包括任何适当数量的系统适配器及削减处理适配器。如上文所述，系统适配器及削减处理适配器可经配置以将周期信号及讯息“传递”至发明装置的各适配器，以使得各削减处理适配器可在各系统适配器已证实各过程腔室处于闲置状态且预备在低功率下削减处理时，以低功率模式操作各削减处理系统。
如上文所述，发明方法及装置亦可用以控制额外支持设备，诸如与处理设备相关联的其它能量消耗设备。此支持设备的非限制以下实例，包括：涡轮泵、低真空泵、净化气体供应、过程水冷却器、设施冷却水回路、腔室冷却回路、热交换器以及其它设备。该设备亦可在晶圆处理闲置时间期间在切换至低能量模式时产生显著能量节省。该发明装置亦由于其模块及可缩放设计而尤其有利地适于控制除控制削减处理设备的外的该器件。
另外，发明方法及装置无需限于半导体设备，且可与广泛范围的设备一起利用。举例而言，该发明装置可对发电设备、化学处理设备、精炼厂及类似设备上的削减处理及支持设备作改型装配。该发明装置可有利地比通常用于上述应用中的传统的电压或电流回路连锁装置更稳固、安全且更容易扩展。
因此，在本文中已提供用于监视半导体过程腔室的方法及装置。该发明装置有利地监视多个指示器以在以低功率模式操作削减处理系统之前证实过程腔室事实上处于闲置状态。另外，该发明装置包括故障安全机构，以使得在任何指示器、系统与削减处理适配器之间的通信链路、系统功率或类似物断开的情况下，削减处理系统将恢复在全功率下的操作。
尽管上述内容针对本发明的实施例，但可在不脱离本发明的基本范畴的情况下设计本发明的其它及另外的实施例。

Claims (15)

1.一种监视处理系统的装置，其包含：
第一系统适配器，其用于监视第一过程腔室及确定其状态；及
第一支持适配器，其用于与所述第一系统适配器及连接至所述第一过程腔室的第一支持系统通信，所述支持适配器经配置以响应处于闲置模式的所述过程腔室的所述状态而将在低功率模式下操作所述支持系统的预备状态传达至所述支持系统的控制器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一支持系统为削减处理系统。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一系统适配器进一步包含：
状态确定系统，其用于接收来自所述第一过程腔室的一个或多个指示信号且将所述一个或多个指示信号转换为单输出信号，所述单输出信号指示所述第一过程腔室的闲置或操作状态。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，在所述一个或多个指示信号中的全部皆指示所述第一过程腔室处于闲置状态时，所述单输出信号指示在低功率模式下操作所述支持系统的预备状态。
5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第一系统适配器进一步包含：
第一波形产生器，其连接至能够发送及接收周期信号的所述状态确定系统；及
第一逻辑产生器，其连接至能够发送及接收讯息的所述状态确定系统；
并且其中，所述支持适配器进一步包含：
第二波形产生器，其能够接收及再传输所述周期信号；及
第二逻辑产生器，其能够接收及再传输所述讯息。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述支持适配器进一步包含：
控制系统，其连接至所述第二波形产生器及所述第二逻辑产生器，以用于用信号通知所述支持系统以低功率模式操作。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，在所述第一过程腔室确定为处于操作状态时，无周期信号及无讯息由所述系统适配器发送至所述支持适配器，或者其中，在所述第一过程腔室确定为处于操作状态时，在所述系统适配器与所述支持适配器之间中继相同的周期信号及相同的讯息。
8.根据权利要求5所述的装置，其中，第一周期信号及第一讯息由所述系统适配器发送至所述支持适配器，且其中，所述第一周期信号及所述第一讯息由所述支持适配器再传输至所述系统适配器。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，在所述第一过程腔室已确定为处于闲置状态时，在接收所述经再传输的第一周期信号及所述经再传输的第一讯息后，所述系统适配器发送不同于所述第一周期信号及第一讯息的第二周期信号及第二讯息。
10.根据权利要求1所述的装置，其进一步包含：
第二系统适配器，其用于监视第二过程腔室及确定其状态，其中，所述支持系统是对于所述第一过程腔室和所述第二过程腔室两者的共享资源，其中，所述第二系统适配器经配置以与所述第一系统适配器通信并与所述第一支持适配器通信，并且其中，在所述第一过程腔室与所述第二过程腔室皆确定为处于闲置状态时，所述第一支持适配器用信号通知所述支持系统以低功率模式操作。
11.根据权利要求1所述的装置，其进一步包含：
第二系统适配器，其用于监视第二过程腔室及确定其状态；及
第二支持适配器，其用于与所述第二系统适配器及连接至所述第二过程腔室的第二支持系统通信，所述第二支持适配器经配置以响应于所述第二过程腔室的所述状态而传达在低功率模式下操作所述第二支持系统的预备状态。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述第二系统适配器经配置以与所述第一系统适配器通信，并且其中，所述第二支持适配器经配置以与所述第一支持适配器通信。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，在所述第一过程腔室及所述第二过程腔室皆确定为处于闲置状态时，所述第一支持适配器及所述第二支持适配器用信号通知所述第一支持系统及所述第二支持系统以低功率模式操作。
14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一系统适配器经配置以通过在所要频率下将周期信号发送至所述第一支持适配器，且通过将讯息发送至所述第一支持适配器，来将所述第一过程腔室的所述状态传达至所述第一支持适配器，并且其中，所述第一支持适配器经配置以通过在所述所要频率下将所述周期信号再传输至所述第一支持适配器，且通过将所述讯息再传输至所述第一支持适配器，来将在所述低功率模式下操作所述第一支持系统的所述预备状态传达至所述第一系统适配器。
15.一种在基板处理系统中保存能量的方法，其包含以下步骤：
提供连接至第一过程腔室的第一系统适配器；
提供连接至第一支持系统的第一支持适配器；
在所述第一系统适配器与所述第一支持适配器之间形成安全通信链路；
以所述第一系统适配器监视所述第一过程腔室以确定其状态；及
响应于处于闲置模式的所述过程腔室的所述状态，将在低功率模式下操作所述支持系统的预备状态传达至所述支持系统的控制器。
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