CN103855048B - 使用残余气体分析仪的真空室测量 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用残余气体分析仪的真空室测量。具体而言，一种用于测量真空工具的客体真空室中的气氛的方法包括：使用残余气体分析仪(RGA)来测量在主体真空室中气氛的第一组成。在测量第一组成期间，主体真空室和客体真空室并不联接。将主体真空室联接到客体真空室，因此在每一个中的气氛可在主体真空室中混合。在联接了室后，使用RGA来测量在主体真空室中的气氛的第二组成。使用处理器，使用测量的第一组成和第二组成来自动确定客体气氛的组成。真空工具可包括主体室和客体室、阀、RGA和处理器，处理器被配置成控制阀以执行这种方法或其它方法。

Description

使用残余气体分析仪的真空室测量

相关申请的交叉引用

本申请为要求在2012年12月6日提交的且名称为“Using Residual Gas AnalyzerFor Vacuum Chamber Leak Detection”的美国临时专利申请序列号No. 61/734,205的权益的非临时申请，该申请全文以引用的方式合并到本文中。

技术领域

本申请涉及测量在室，例如在半导体处理中使用的真空室中的气体浓度或气体分压。

背景技术

制造半导体，例如集成电路晶体管的处理涉及在很低压力下执行的许多处理。在通常被称作“真空室”的室中维持这些压力。一般而言，真空室为连接到抽吸系统(例如包括低温泵或涡轮泵的抽吸系统)的封壳。抽吸系统维持低压或极低压力，例如对于基准压力为例如10^-8托或者在处理期间为5毫托。抽吸系统可维持室中选定气体的规定浓度。“真空工具”为包括一个或多个真空室并且便于转移工件进出(多个)真空室的装置。真空工具的示例，具体而言组合(cluster)工具，为由APPLIED MATERIALS制造的ENDURA物理气相沉积(PVD)机器。例如，用于沉积铜(Cu)和氮化钽(Ta(N))的PVD工艺需要真空，例如~5毫托。在整个本公开中，“真空”指远低于大气压(1 atm = 760 Torr)的压力，例如，<20托。

上升率(ROR)为帮助监视真空系统的健康状况的最简单的工具之一。可通过将系统抽吸到预选的压力(基准压力)并且然后闭合真空阀并且随着时间来监视压力来获得ROR曲线(或“回复曲线”)。ROR曲线提供气体负荷的测量，其易于与给定系统的“标准的”先前获得的曲线比较。

可通过抽空持续至少十分钟然后闭合所有的阀以隔离待测试的室来产生ROR曲线。对于2至3分钟的测试，不执行抽吸。随时间绘制在室中的压力。在一示例中，<=2000纳托(n Torr)/分为可接受的上升速率；超过它表示需要校正措施。压力升高可由于从室中的水分或其它材料，例如，诸如涂覆室或处理套件表面的烃的材料脱气而造成。压力升高也可由于在室与外部气氛之间或者在室与其抽吸部件或其它部件之间的泄漏造成。例如，在截止阀中的泄漏可使工艺气体，例如氮气(N₂)或氩气(Ar)泄漏到室内。在阀中的微粒可机械地阻挡其完全闭合，例如来自化学气相沉积(CVD)系统的微粒(例如，图2)。未能闭合也可为阀寿命终止的结果。气体泄漏也可由于最终截止阀上游的质量流量控制器(MFC)故障造成。

许多半导体制造厂(“fab”)对每个室执行ROR测试以在用它生产硅晶片之前证明室合格。即使同时测试多个室，这也可花费大量时间，例如每个室从数十分钟到数小时。ROR测试必须周期性地重复执行，例如每天或者每2至3天一次，从而延长了所消耗的时间。晶片不能在ROR测试期间运行，从而降低了fab处理量。ROR测试也可不通知操作者在ROR测试之间出现的故障。由于300mm晶片可花费数千美元，早期检测到故障可显著地改进fab的经济可行性。此外，所测量的ROR曲线可反映多种故障模式，并不是所有故障模式都可只基于ROR测试来区分。例如，由于N₂进入造成的压力升高可为工艺气体泄漏或外侧空气泄漏。其它压力升高可来自泄漏或脱气。因此ROR故障可需要另外的耗时测试来确定故障原因。在一些方案中，如果指示故障，则重复ROR测试。这可需要额外30分钟延迟并且重复抽空。因此，需要改进的测试室的方式。

许多fab使用残余气体分析仪(RGA)来测试室。RGA对室中的分子进行质谱分析以确定那些分子的组成或其分压。许多方案将RGA安装到每个处理室上以替换ROR测试。但是，这需要大量设备。因此需要利用更少设备来测试多个室的方式。一些系统使用在转移室上的RGA来提供PVD室的原位(in-situ)空气泄漏检测。但是，由于在晶片转移期间在短时间段的动压变化(例如，小于10秒)，这些系统具有性能局限性，这阻碍它们用于代替生产中的ROR测试。例如，一些系统不够敏感而不能检测在涉及N₂处理例如Ta(N)或TiN PVD的亚硝化室(nitritation chamber)中的泄漏。此外，这些系统并不提供附连到缓冲室的处理室中的泄漏检测。此外，如果处理配方(recipe)需要多个处理室同时打开，可难以独立地确定在每个室中的气氛。同样，在晶片移动期间的压力瞬态或来自工具的其它行动的干扰可降低这种测量的准确度。如本文中所用的“测量室”可包括测量室中的压力、各种气体的分压、室中气氛的组成、或者测试或检测泄漏。

发明内容

根据一方面，提供一种测量客体真空室中的气氛的方法，该方法包括：接收真空工具，真空工具具有可选择性地联接到主体真空室的客体真空室，当不联接主体真空室与客体真空室时使用残余气体分析仪(RGA)来测量在主体真空室中气氛的第一组成，将主体真空室联接到客体真空室，使得在主体真空室中的气氛与在客体真空室中的气氛混合以便在主体真空室中形成混合气氛；在联接了室之后使用RGA来测量在主体真空室中的混合气氛的第二组成；以及使用处理器，使用所测量的第一组成和第二组成来自动确定在客体真空室中的气氛的组成。

该方法可包括：在测量了第二组成后，将主体真空室抽空。该方法可包括：在主体真空室联接到客体真空室时机械移动在主体真空室或客体真空室内的部件。该方法可包括：使用处理器在联接步骤与测量第二组成步骤之间自动等待选定时间。该方法可包括：将主体真空室抽空至选定压力并且同时使用RGA来测量在主体真空室中的气氛的第一组成。该方法可包括：接收来自主机接口(host interface)的命令输入并且响应于所接收的命令输入来执行测量第一组成、联接、测量第二组成和确定步骤。真空工具可包括多个客体真空室并且该方法可包括从设备控制器接收命令输入和多个客体真空室中的一个的指示并且响应于接收的命令输入来执行测量第一组成、联接、测量第二组成和确定步骤，联接步骤包括将指示的客体真空室中的一个联接到主体真空室。联接步骤可包括联接室持续至少15秒。

根据另一方面，提供一种真空工具。该真空工具包括：第一主体真空室；第一客体真空室；第一阀，其通过操作以选择性地联接第一主体真空室与第一客体真空室；第一残余气体分析仪(RGA)，其配置成测量第一主体真空室中的气氛的组成；以及，处理器，其配置为自动操作阀以分离第一室，使用第一RGA来测量在第一主体真空室中的气氛的第一组成，操作阀以联接室，使用第一RGA来测量在第一主体真空室中的气氛的第二组成，以及使用在第二主体真空室中气氛的测量的第一组成和第二组成来确定在第一客体真空室中的气氛的组成。

该工具可包括布置于第一客体真空室中的一个或多个提升销并且处理器还配置成在联接室时移动提升销。该工具可包括第二主体真空室；第二客体真空室；第二阀，其可通过操作以将第二主体真空室选择性地联接到第二客体真空室；以及第二RGA，其配置成测量第二主体真空室中的气氛的组成，并且处理器还可被配置为：自动操作第二阀以分离第二主体室与第二客体室，使用第二RGA来测量在第二主体真空室中的气氛的第一组成，操作第二阀以联接第二主体室与第二客体室，使用第二RGA来测量在第二主体真空室中的气氛的第二组成，以及使用第二主体真空室中气氛的测量的第一组成和第二组成来确定在第二客体真空室中的气氛的组成。该工具可包括第二客体真空室；以及第二阀，其可通过操作以选择性地联接主体真空室与第二客体真空室，并且处理器可被配置成操作第一阀和第二阀使得第一客体真空室和第二客体真空室中的仅一个在任何给定时间联接到第一主体真空室。第一主体室或第二主体室包括多个工作间。第一RGA或第二RGA可为开放型离子源RGA或闭合型离子源RGA。第一阀或第二阀可为狭缝(slit)阀。该工具可包括存储器，其联接到处理器并且存储测量的配方，其中处理器还可配置成对所存储的配方排序(sequence)以确定在客体真空室中的气氛的组成。

本文中的许多方面有利地允许使用主体室中的RGA来测试或测量客体室。与使用多种RGA的先前工具相比，这降低了真空工具的成本和复杂性。与使用ROR测试的先前工具相比，这也提高了测量的敏感性。

附图说明

当结合下文的描述和附图来理解时，本发明的上述和其它目的、特征和优点将会变得更加显然，在附图中在可能的情况下使用相同的附图标记来表示附图共同的相同特征，并且在附图中：

图1和图2示出了根据许多方面的组合工具；

图3示出了根据许多方面的测量室的方式的示例；

图4为根据许多方面的组合工具的示例；

图5为示出适用于许多方面的数据处理系统的部件的高层次(high-level)图；以及

图6示出了说明用于测量真空工具的客体真空室中的气氛的示例性方法的流程图。

附图是出于说明目的并且未必按照比例绘制。

具体实施方式

在下文的描述中，将以通常实施为软件程序的方式来描述一些方面。本领域技术人员将易于认识到这样的软件的等效物也可被构造为硬件、固件或微代码。由于数据操纵算法和系统为人熟知，所以本描述将特别地针对于形成本文所描述的系统和方法的部分或者更直接地与本文所描述的系统和方法合作的算法和系统。并未在本文中具体地示出或描述的这样的算法和系统的其它方面，和用于产生和另外处理其所涉及的信号的硬件或软件选自本领域中已知的这样的系统、算法、部件和元件。已知如本文中所描述的系统和方法，适用于实施任何方面但在本文中并未具体地示出、暗示或描述的软件为常规的并且在这些领域的普通技术内。

图1示出了具有两个负载锁定装置118、119的示例性组合工具100。组合工具为真空工具的示例。如箭头所示，硅晶片或其它基板(在本文中都被称作“晶片”)通过负载锁定装置118、119进出工具，负载锁定装置118、119为室。对室101、102、103、104、113、114、115和116中的晶片执行各种操作。由缓冲室190和转移室191中的机器人臂或其它促动器来在这些室之间转移晶片。晶片通过室111和112在缓冲室190与转移室191之间转移，如由穿过室111、112的箭头所示。在许多方面，泵130和131(例如，真空泵)分别在操作期间维持缓冲室190和转移室191在极低压力，例如小于10^-5托，小于10^-6托或者小于10^-7托。

RGA 120、121被配置成分别测量缓冲室190和转移室191中的气氛。每个RGA 120、121在相对应的室190、191中具有相应测量探头122、123。RGA 120、121可例如在以引用方式合并在本文中的美国专利No. 6091068中描述。可使用INFICON的RGA，例如INFICONTRANSPECTOR 2、TRANSPECTOR XPR3或TRANSPECTOR CPM。

在许多方面，RGA 120、121中的至少一个为开放型离子源RGA。开放型离子源RGA可用于例如压力小于约10^-5托或小于约10^-6托的高真空室中。这样的室可在正常操作期间维持在高真空或者可在操作RGA之前被抽空到高真空。在其它方面，RGA 120、121中的至少一个为闭合型离子源RGA。闭合型离子源RGA可用于更高压力，例如约100毫托至2托。在下文中讨论开放型离子源和闭合型离子源RGA。

设备控制器186控制组合工具100和其室101、102、103、104、111、112、113、114、115、116、118、119、190和191、泵130以及气体供应135的操作来执行配方。“配方”为晶片移动顺序和当晶片在具体室中时执行的操作。配方的示例在Herrmann等人的“Evaluatingthe Impact of Process Changes on Cluster Tool Performance”, IEEE Transactionson Semiconductor Manufacturing(ISSN 0894–6507),第13卷，第2期，2000年5月(其以引用的方式合并到本文中)中给出。控制器186可包括微处理器、微控制器、可编程的逻辑装置(PLD)、可编程的逻辑阵列(PLA)、可编程的阵列逻辑(PAL)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或者被编程、接线或配置成执行本文所描述的功能的其它计算或逻辑装置。RGA控制器187连接到设备控制器186。RGA控制器187或设备控制器186也可经由通信链路，使用例如SEMI设备通信标准(SECS)协议连接到主控制器188。主控制器188或设备控制器186，或者二者可向RGA控制器187提供信息。RGA控制器187也控制RGA 120和121，并且从RGA 120和121收集信息。在许多方面，设备控制器186和RGA控制器187为两个逻辑模块、子例程、线程或单个控制器的其它处理部件。

在此文献中，缓冲室190和转移室191被称作“主体”室。主体室具有RGA 120、121。室101、102、103、104被称作转移室191的“客体”室或者“客体”。室113、114、115、116、118和119为缓冲室190的客体。室111和112可被称作转移室191或缓冲室190的客体。

各种装置可用于RGA 120、121。例如，INFICON TRANSPECTOR XPR3气体分析系统可测量高达~20毫托压力的气氛。这个单元可在抽空和溅射期间检测泄漏。开放型离子源RGA可用于在抽空期间监视，并且能以高真空，例如约10^-7托操作。在使用中，在沉积工艺中，处理室(例如，室101或室113或另一客体室)可保持在特定压力，例如4毫托持续30秒至2到3分钟，具有选定气体的规定浓度，然后在将晶片移动到缓冲室之前抽空。

返回参看图1，在许多方面，使用RGA 120、121来依次检测附连的室中的泄漏。当组合工具闲置时，可执行泄漏检查和其它测量。在许多方面，通过在工具闲置期间执行测试配方来进行泄漏检查，其逐一打开在客体室(例如，室101、102)上的相应狭缝阀(例如，狭缝阀244，图2)，每一个持续特定时间，并且允许气体扩散至相对应的主体室(例如，室191)内并且由其中的RGA(例如，RGA 121)检测到。在滑阀打开期间，可执行其它行动，诸如晶片销提升，以便检测来自移动零件的泄漏。这种泄漏可有利地由RGA检测到，但并非由标准ROR测试检测到，标准ROR测试并不移动零件以便不引入降低ROR准确度的压力瞬态。

例如，在工具闲置期间，RGA 121可用于检测室101、102、103、104和112中的泄漏。RGA 120可用于检测在室113、114、115、116、111以及室118、119中的泄漏。室113、114、115、116中的每一个可例如为预清洁或除气室。室101、102、103、104中的每一个可例如为沉积室。循序地或同时对不同主体室190、191执行测试。

图2示出了真空工具，具体而言组合工具200的示例，其具有两个负载锁定装置118、119，一个转移室191和四个处理室201、202、203、204。RGA 221，如下文所讨论可为闭合型离子源RGA，用于使用测量探头223来测量转移室191并且对应于图1中示出的RGA 121。RGA 221可为闭合型离子源RGA，例如INFICON TRANSPECTOR CPM紧凑处理监视器。在转移晶片通过主体室时，气体可以以所希望的速率供应给转移室以维持选定压力。泵130如在图1中所示。

狭缝阀244被示出在转移室191与处理室204之间，并且图形表示为矩形。狭缝阀可定位于图1、图2或图5中的任一对室之间；为了附图清楚起见，并未示出其它狭缝阀。在整个本公开中，室在它们并非彼此隔离时被称作“联接”。例如，当狭缝阀244打开时，室191与204联接，而当狭缝阀244闭合时室191与204不联接。术语“联接”指能混合两个联接的室的气氛的事实。

组合工具200可包括或可操作性地连接到主结构(mainframe)组件(负载锁定装置、转移室、处理室)和相关联的成组远程支持设备(RF电源、真空泵、热交换器、计算机)。例如，许多方面可结合APPLIED MATERIALS CENTURA、LAM RESEARCH 2300、TOKYO ELECTRONTELIUS或其它工具使用。处理室201、202、203、204配置成用于蚀刻、化学气相沉积(CVD)、热处理或其它处理。在泵130操作时，气体供应135将所希望的气氛组分供应到转移室191。在示例中，气态供应135供应氩气(Ar)或氮气(N₂)，使得转移室191被填充低压氩气或N₂而不是空气。工具可包括围绕单个中央转移室191(主体室)的3-4个处理室201、202、203、204(客体室)，中央转移室191被抽空到~10毫托。RGA 221用于该主体室中以测量所有处理室201、202、203、204，如本文中所描述地那样。在许多方面，在晶片转移期间，在转移中涉及的所有室或者在工具中的所有室中被抽空气流，以设置室中气氛的组成和压力。在工具闲置期间，气体可抽吸通过室以维持选定气氛。

图3示出了测量室的方法的许多示例。在图3中的步骤可以以图示的次序或者以其它次序来执行。可跳过步骤。在示例中，步骤310、320、330、340、350、360、370、380、390以该次序执行。在另一示例中，步骤310、320、330、340、350、370、360、380、390以该次序执行。在许多示例中，步骤350、355、360(或那些步骤中的任何两个)同时执行或者以任何相对次序执行。为了清楚地解释，在本文中参考在图1和图2中示出的许多部件，这些部件可执行或参与示例性方法的步骤。但应当指出的是可使用其它部件；即，图3中所示的(多种)示例性方法并不限于由标识的部件来执行。

在步骤310，选定主体室(例如，室190、191)被抽空以获得稳定的基准压力。泵130可连续操作，在此情况下，步骤310包括等待到达基准压力。在步骤320，接收启动命令。RGA控制器187可在开始配方之前等待开始命令。在许多方面，RGA控制器187和设备控制器186通信以循序进行工具操作、室打开和RGA测量以有效地测量室。

在步骤330，测量主体气氛。主体气氛为在主体室(例如，室191)中的气体。利用相对应的RGA来测量其压力或组成。在主体室与任何附连的客体室(例如，室101)隔离时进行这种操作。例如，在步骤330期间，将客体连接到主体的所有狭缝阀(例如，狭缝阀244)可闭合。

在步骤340中，打开狭缝阀中的一个(例如，狭缝阀244)或者采取其它适当行动来允许主体气氛(例如在转移室191中，图2)与客体气氛(例如，在处理室204)混合。客体气氛为在对应于打开的狭缝阀的客体室中的气体。

在步骤350，在被选择为允许主体气氛与客体气氛充分混合的扩散时间执行等待(即，不采取行动)。该混合物在本文中称作“混合气氛”，由于在主体室和客体室中的压力通常很低，在其中的相应气氛中的气体分子通常具有较长的平均自由行程。因此，扩散通常快速进行。例如，对于10^-5托的高真空或者更低压力而言，自由路径可比1m更长。增加真空(降低压力)可适用于提高RGA测量的敏感性。

在步骤360，在主体室中利用RGA测量混合气氛。这在步骤350期间或者之后，并且其中狭缝阀打开或闭合(步骤370)时进行。然后从此步骤360的测量减去自步骤330的测量以推断客体气氛的组成。客体气氛可在相关的处理室上包括残余气体。这种残余气体的测量允许确定客体室的真空健康状况。

在关于图2的许多方面，用于诸如图示那种工具的转移室191以Ar或N₂气体流动维持在特定压力，例如从数百毫托至数十托。更高的压力具有比更低压力更短的平均自由行程，因此花费更多的时间用于气体从客体室(例如，处理室204)扩散到主体室(例如，转移室191)。因此，与处于较低压力的工具或室相比，对于更高压力的工具或室而言，步骤360可花费更长时间。

在步骤370，闭合狭缝阀。在步骤380，执行等待直到主体气氛返回到稳态，即，在混合气氛中客体气氛的足够组分被抽出并且被替换以主体气氛。RGA测量可在步骤380期间进行。

在决策步骤390，判断是否存在更多的客体室要检查。若是，下一步骤为步骤330。在许多方面，在步骤380期间进行RGA测量，并且下一步骤为步骤340。这些方面可组合地使用。可在步骤330或步骤340之前执行抽空。RGA控制器187可使用定时器来执行等待并且能进行测量并且将狭缝阀排序。RGA控制器187、设备控制器186或者二者可包括或可操作性地连接到存储器，存储器存储测量配方并且可通过该配方排序。RGA控制器187可向设备控制器186提供指令来控制阀和工具的其它移动零件。设备控制器186可提供室狭缝阀和工具的其它移动零件的控制并且也可向RGA控制器187提供指令以控制RGA或RGA气动阀(如果安装RGA气动阀)。在一些情况下，RGA结果，例如室的空气泄漏可被发送到设备控制器187或主控制器188(例如，工业PC或HMI)用于另外的行动。RGA气动阀可用于控制气体从主体室到RGA的离子源的流动。

在许多方面，方法包括步骤355，步骤355可在步骤340、350、360或370或者其任何组合期间执行。在步骤355，在客体室或主体室中的一个或多个部件机械地移动。例如，在客体室中的提升销可移动通过操作循环的部分或全部或者多于一个循环。这允许检测仅在那些零件运动期间的特定点处发生的泄漏。这特别地允许检测并非在移动零件处于其闲置或原始(home)位置时发生的这些泄漏。

返回参看图1，在作比较的先前方案中，由于当室向空气打开以进行晶片转移时室118的高压(例如，760托)，所以当室118的狭缝阀(未图示)向缓冲室190打开时可存在压力爆发。在此作比较的方案中，由于在室中较大压力瞬态，难以在缓冲室190中使用RGA用于在晶片之间或者在工具操作时在缓冲室190上的处理室(例如，处理室113)上的原位泄漏检测。这限制了比较方案在运行每个晶片时进行“原位再检查”的能力。

在发明示例中，在工具闲置时，例如在晶片批次之间或者在客户认为需要时，RGA控制器187使用在缓冲室190上的RGA 120来检查ENDURA PVD工具中的室113、114、115、116和111。在闲置时测试并不经历这些较大压力瞬态。在许多方面，可以以少于5分钟进行客体室的RGA测试，并且因此替换当前的ROR测试。在另一示例中，RGA控制器187使用在转移室191上的RGA 121来检查在ENDURA中的室101、102、103、104和112。

在许多方面，使用RGA降低了对于来自其它室的压力干扰或者来自工具动作(诸如移动的机器人臂)的压力噪音的敏感性。因此，在缓冲室190或转移室191上的RGA可提供比用于处理室空气泄漏检测的ROR测试更高的准确度和敏感性。

在许多示例中，处理室101、102、103、104为PVD、金属有机化学气相沉积(MOCVD)、CVD或原子层沉积(ALD)沉积室。在许多示例中，室113、114为蚀刻处理室，例如预清洁II、反应性预清洁、SICONI或CVD/等离子体蚀刻。室113、114也可为CVD、MOCVD或ALD处理室。CVD可沉积金属(例如，Ti)或有机材料。处理室可附连到缓冲室190或转移室191。处理室，例如沉积或蚀刻处理室可在处理中以规定的气体流量在从数毫托至若干托的特定压力进行处理，然后它们被抽吸到基准压力，例如在ENDURA工具中，或者以一定气体流量维持特定压力，例如在CENTURA工具中。

仍参看图1，在ENDURA PVD的示例中，以下示例性配方用于以转移室191作为主体室的测试：

接收开始命令。

转移室191被抽空持续30秒到基准压力。RGA 121可在整个这段时间运行或者周期性地运行或者在经过了这段时间后进行。

室101狭缝阀打开持续15秒(或10秒-1分钟，并且贯穿各处亦如是)。这允许在主体气氛与客体气氛之间扩散以形成混合气氛。由于在真空下分子的平均自由行程可较长，扩散可较为快速。压力变化；在许多示例中，在气氛中的H₂O量变化。H₂O量(来自留在处理室中的水脱气)在具有更佳真空的室中更低。可在这段时间内进行RGA测量。

室101狭缝阀闭合；抽空回到转移基准压力持续15秒。

室102狭缝阀打开持续15秒；进行RGA测量。

室102狭缝阀闭合；抽空回到转移基准压力持续15秒。

室103狭缝阀打开持续15秒；进行RGA测量。

室103狭缝阀闭合；抽空回到转移基准压力持续15秒。

室104狭缝阀打开持续15秒；进行RGA测量。

室104狭缝阀闭合；抽空回到转移基准压力持续15秒。

室112狭缝阀打开15秒；进行RGA测量。

室112狭缝阀闭合；抽空回到转移基准压力持续15秒。

仍参看图1，在ENDURA PVD的示例中，以下示例性配方用于以缓冲室190作为主体室进行测试。RGA 120可持续操作以进行测量。示例性配方包括下列：

所有室被抽空到基准压力，例如10^-7托或更低。

接收开始命令。

缓冲室190抽空持续30秒(或10秒-1分钟，如上文所描述)。在许多方面，缓冲室被抽吸到高真空<10^-7托或<10^-6托。

预清洁室113狭缝阀打开持续15秒；若需要，进行RGA测量。

预清洁室113狭缝阀闭合；抽空回到缓冲基准压力持续15秒。这个步骤通过从主体室移除预清洁C气氛来改进随后测量的准确度(并且贯穿各处亦如是)。

预清洁室114狭缝阀打开持续15秒；进行RGA测量。

预清洁室114狭缝阀闭合；抽空回到缓冲基准压力持续15秒。

室111狭缝阀打开持续15秒；进行RGA测量。

室111狭缝阀闭合；抽空回到缓冲基准压力持续15秒。

除气室115狭缝阀打开持续15秒；进行RGA测量。

除气室115狭缝阀闭合；抽空回到缓冲基准压力持续15秒。

除气室116狭缝阀打开持续15秒；进行RGA测量。

除气室116狭缝阀闭合；抽空回到缓冲基准压力持续15秒。

在许多方面，在每批晶片之间运行测试配方。这允许在需要校正措施的室中处理大量晶片之前检测故障。在此室中处理的晶片可为非功能性的并且因此不太贵重。减少晶片批次的数量有利地改进处理产量并且可降低每个晶粒的制造成本。

缓冲室190或转移室191的RGA测试可同时或在不同时间执行。那些测试中的一个可在没有其它测试的情况下进行。一般而言，如果在PVD处理室中的空气泄漏是所关心的，则在每批晶片处理开始时或者在一批中的第一或第二晶片的除气或预清洁中晶片处理期间使用RGA对转移室191进行测试。

在许多方面，在较脏的室之前测量较清洁的室。例如，可在除气室之前测量预清洁室。这是因为除气室可包括预清洁室可不包括的烃或光致抗蚀剂(photoresist)污染物。这些污染物可难以抽除，因此在预清洁之后测量除气降低了错误地指示预清洁室包括那些污染物的可能性。RGA可测量压力和组成，因此选择测试次序可改进结果准确度。

在示例中，CVD或ALD处理室在PVD处理室之后和室B之后测量。CVD或ALD处理室可附连到缓冲室190或转移室191。

图4示出了示例性组合工具400。室101、102、103、104、113、114、115、116、118、119；设备控制器186；RGA控制器187；RGA 120、121；以及泵130如图1所示。工具400具有单个主体室490，室101、102、103、104、113、114、115、116、118、119例如经由狭缝阀(例如狭缝阀244，图2)连接到单个主体室490。RGA 120、121的探头可都位于主体室490中。RGA控制器187、设备控制器186或主控制器188可比较来自RGA 120和121的读数以研究在主体室490中的扩散时间。主体室490可包括一个或多个工作间491、492。每个工作间491、492为主体室490的区域。在图示示例中，工作间491、492自由共享主体室490中的气氛。每个工作间491、492可包括适于在相邻室之间移动晶片的相应机器人或促动器。在一示例中，在工作间491中的机器人可在室101、102、103与104之间移动晶片，并且在工作间492中的机器人可在室113、114、115与116和负载锁定装置118、119之间移动晶片。在工作间491、492中的机器人可在设备控制器186的控制下彼此交换晶片。

这种和类似配置的组合工具和在线工具可用于平板显示器生产(例如，OLED或LCD)生产。主体室490可具有例如6m²或8m²的面积(用于LCD生产的Gen 10玻璃)。主体室490的大小适于保持具有2.2m×2.5m面积的Gen 8.5基板，例如用于LCD显示器制造中，或者Gen8基板。

适用于本文所描述的许多方面的示例性残余气体分析仪(RGA)测量混合物中的个别气体分压。RGA系统包括：探头，其在高真空下操作；电子器件，其操作探头；以及，软件，其与外部计算机(未图示)协同工作以显示数据并且控制电子器件。RGA包括离子源、分析仪和检测器。离子源发射电子，电子与真空系统中的气体分子碰撞，从而给予它们净电荷，即产生离子。本公开并不限于离子上电荷的任何特定符号或量值。分析仪根据其质量与净电荷比例分离离子。质量在本文中被表示为“m”而净电荷表示为“z”。在本文中的对“质量与电荷”的提及指质量与净电荷的比例，即，m/z。分析仪可包括线性四极滤质器、并非线性四极滤质器的四极分析仪、扇形磁场分析仪、离子阱或飞行时间分析仪。

具有选定质量与电荷比的离子通过分析仪到检测器，其中，它们在电极处被中和并且引起与所存在的气体组分成比例的电流以及识别所存在的气体组分。可通过连续操作分析仪以取样不同的m/z比来分析多种气体组分。例如CO₂ ⁺具有m/z=44，N2⁺具有m/z=28，并且O2⁺具有m/z=32。氩气(Ar)具有若干同位素，因此Ar气氛的测量通常示出某些离子在m/z=36，更少的在m/z=38，并且更多在m/z=40。

在开放型离子源RGA中，电离体积维持在与被测量的室相同的压力。在室中的工艺气体自由流动通过电离体积，其中，一些分子被电子撞击以形成离子。在闭合型离子源RGA中，电离体积仅通过较小孔口向处理室打开，并且泵抽真空以降低在分析仪和离子检测器中的压力低于离子体积中的压力。这允许以比四极滤质器的操作压力更高的压力测量室。离子源的更多细节在上文参考的US5850084中给出。

检测器的示例包括法拉第杯和电子倍增器。例如，撞击法拉第杯的离子在法拉第杯上沉积电荷，使相对应的电荷移位作为电流沿着读出(readout)电极流动。在通道电子倍增器中，高直流电压外加到圆锥上以吸引离子。每个正离子冲击圆锥内侧，释放更多电子。电子从圆锥顺着通道行进到读出电极。

可用于各种实施例的残余气体分析仪和测量技术的其它示例在2003年1月9日公开的名称为“Detection of nontransient processing anomalies in vacuummanufacturing process”的US20030008422A1；在2002年10月22日公开的名称为“Detection of nontransient processing anomalies in vacuum manufacturingprocess”的US6468814B1；在2004年5月25日公开的名称为“Detection of nontransientprocessing anomalies in vacuum manufacturing process”的US6740195B2；在2005年11月17日公开的名称为“Inter-process sensing of wafer outcome”的US20050256653A1；在2007年8月14日公开的名称为“Inter-process sensing of wafer outcome”的US7257494B2；在2009年1月15日公开的名称为“IN-SITU ION SOURCE CLEANING FORPARTIAL PRESSURE ANALYZERS USED IN PROCESS MONITORING”的US20090014644A1；在1998年12月15日公开的名称为“Ion lens assembly for gas analysis system”的US5850084A；在1999年3月30日公开的名称为“Method for linearization of ioncurrents in a quadrupole mass analyzer”的US5889281A；在1998年9月15日公开的名称为“Dual ion source”的US5808308A；在2005年11月24日公开的名称为“Replaceableanode liner for ion source”的US20050258374A1；在2002年10月24日公开的名称为“Apparatus for measuring total pressure and partial pressure with commonelectron beam”的US20020153820A1；在1987年9月8日公开的“Wavelength specificdetection system for measuring the partial pressure of a gas excited by anelectron beam”的US4692630A；在1991年1月29日公开的名称为“Gas partial pressuresensor for vacuum chamber”的US4988871A；在2003年11月4日公开的名称为“Apparatusfor measuring total pressure and partial pressure with common electron beam”的US6642641B2；在2003年6月10日公开的名称为“Method for linearization of ioncurrents in a quadrupole mass analyzer”的USRE38138E1；以及，在2006年5月9日公开的名称为“Replaceable anode liner for ion source”的US7041984B2中给出，其中每一个以引用的方式合并到本文中。

图5为示出用于分析数据和执行如本文中所描述的其它分析的数据处理系统的部件的高层次图。该系统包括数据处理系统510、外围系统520、用户接口系统530和数据存储系统540。外围系统520、用户接口系统530和数据存储系统540通信地连接到数据处理系统510。RGA控制器187、设备控制器186和接收器130可各包括系统510、520、530、540中的一个或多个。

数据处理系统510包括一个或多个数据处理装置，其实施许多方面的处理，包括本文中所描述的示例处理。短语“数据处理装置”或“数据处理器”预期包括任何数据处理装置，例如中央处理单元(“CPU”)、台式计算机、膝上型计算机、大型计算机、个人数字助理、黑莓^TM、数字照相机、蜂窝电话、或者用于处理数据、管理数据或处置数据的任何其它装置，无论是以电气、磁性、光学、生物部件或其它部件来实施。

数据存储系统540包括一个或多个处理器可访问存储器，其被配置成存储信息，包括执行许多方面的处理所需的信息，包括本文中所描述的示例处理。数据存储系统540可为分布式处理器可访问的存储器系统，包括经由多个计算机或装置通信地连接到数据处理系统510的多个处理器可访问的存储器。另一方面，数据存储系统540无需为分布式处理器可访问的存储系统并且因此可包括位于单个数据处理器或装置内的一个或多个处理器可访问的存储器。

短语“处理器可访问的存储器”预期包括任何处理器可访问的数据存储装置，无论是易失性的还是非易失性的、电子、磁性、光学或其它类型，包括(但不限于)寄存器、软盘、硬盘、光盘、DVD、闪速存储器、ROM和RAM。

短语“通信地连接”预期包括在装置、数据处理器或程序之间的任何类型的连接，有线的或无线的，在连接中可传送数据。短语“通信地连接”预期包括在单个数据处理器内的装置或程序之间的连接，位于不同数据处理器中的装置或程序之间的连接以及并非位于数据处理器中的装置之间的连接。就此而言，尽管数据存储系统540被示出单独于数据处理系统510，本领域技术人员将意识到数据存储系统540可完全地或部分地存储在数据处理系统510内。另外，就此而言，尽管外围系统520和用户接口系统530被示出单独于数据处理系统510，本领域技术人员将意识到这样的系统中的一个或两个可完全或部分地存储于数据处理系统510内。

外围系统520可包括配置成向数据处理系统510提供数字内容记录的一个或多个装置。例如，外围系统520可包括数字静物照相机、数字摄像机、蜂窝电话或其它数据处理器。数据处理系统510在从外围系统520中的装置接收数字内容记录后，可在数据存储系统540中存储这样的数字内容记录。

用户接口系统530可包括鼠标、键盘、另一计算机或任何装置或装置的组合，数据从那里输入到数据处理系统510。就此而言，尽管外围系统520被示出为单独于用户接口系统530，但外围系统520可包括为用户接口系统530的部分。

用户接口系统530还可包括显示装置、处理器可访问的存储器或者数据处理系统510可向其输出数据的任何装置或装置组合。就此而言，如果用户接口系统530包括处理器可访问的存储器，这样的存储器可为数据存储系统540的部分，即使用户接口系统530和数据存储系统540在图4中单独地示出。

鉴于前文描述，许多方面提供了人对于由与该人相关的监视系统捕获的数据改进的控制。一种技术效果在于提供监视视频流，其有利地使不愿(which)捕获在视频上的人模糊。

本领域技术人员将意识到本发明的方面可实现为系统、方法、计算机程序产品。因此，本发明的方面可呈完全硬件方面、完全软件方面(包括固件、常驻软件、微代码等)或者组合软件与硬件方面的方面的形式，它们在本文中全都被大体上称作“服务”、“电路”、“线路”、“模块”和/或“系统”。而且，本发明的方面可呈现计算机程序产品的形式，计算机程序产品实施为一个或多个计算机可读介质中，计算机可读介质具有实施在其上的计算机可读程序代码。

计算机程序产品可包括一个或多个存储介质，例如磁性存储介质，例如磁盘(例如，软盘)或磁带；光学存储介质，例如光盘、光带或机器可读条码；固态电子存储装置，例如随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)；或者用于存储计算机程序的任何其它物理装置或介质，计算机程序具有用于控制一个或多个计算机以实践根据许多方面的(多种)方法的指令。

可利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可为计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可为例如(但不限于)电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置或者前述的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例(非详尽的列表)将包括下列：具有一根或多根线的电连接件、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程的只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁性存储装置或前述的任何合适组合。在本文献的上下文中，计算机可读存储介质可为任何有形介质，其可包含或存储由指令执行系统、设备或装置使用或者结合指令执行系统、设备或装置使用的程序。

实施于计算机可读介质上的程序代码和/或可执行指令可使用任何适当介质来传输，包括(但不限于)无线、线路、光纤电缆、RF或适当介质的任何合适组合。

用于执行本发明的方面的操作的计算机程序代码可以以一个或多个编程语言的任何组合写入。程序代码可完全在用户计算机(装置)，部分地在用户计算机上执行，或者作为单独的软件包来执行，部分地在用户计算机上并且部分地在远程计算机上执行或者完全在远程计算机上或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可通过任何类型的网络连接到用户计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)或者连接可向外部计算机(例如，使用因特网服务提供商，通过因特网)做出。

计算机程序指令可存储于计算机可读介质中，计算机程序指令可指导计算机、其它可编程的数据处理设备或其它装置以特定方式起作用。计算机程序指令也可加载到计算机上，其它可编程的数据处理设备上或其它装置上以使得一系列操作步骤在计算机上、其它可编程的设备或其它装置上执行以产生计算机实施的过程，以使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供实施本文所规定的功能/行为的过程。

图6示出了示出用于测量在真空工具的客体真空室中的气氛的示例性方法的流程图。该步骤可以以任何次序执行，除了当另外规定时，或者当来自前面的步骤的数据由后面的步骤使用时。在至少一个示例中，处理始于步骤610或步骤605。为了清楚地解释说明，在本文中参考在图1至图5中示出的各种部件，这些部件可执行或参与示例性方法的步骤。但应当指出地是可使用其它部件，即，图6中所示的(多种)示例性方法并不限于由标识的部件来执行。

在步骤605，从主机接口接收命令输入。下文描述的步骤610、620、630和640响应于所接收的命令输入来执行。这可如上文参考步骤320(图3)所讨论地那样进行。在许多方面，真空工具包括多个客体真空室，例如室201、202、203、204(图2)。步骤605包括接收命令输入和多个客体真空室中的一个的指示。指示可从设备控制器186接收。步骤610、620、630和640响应于所接收的命令输入而执行，并且步骤620包括将指示的客体真空室中的一个联接到主体真空室。

在步骤610，使用RGA 221测量在真空工具的主体真空室191中气氛的第一组成(也参看图2，部件编号为示例性的而非限制性的)。主体真空室191和客体真空室201(分别地)在测量第一组成期间并不联接。这种气氛可被称作“主体气氛”。在许多方面，步骤610还包括将主体真空室191抽空到选定压力并且同时使用RGA 211测量在主体真空室191中的气氛。

在步骤620，将主体真空室191联接到客体真空室201。在主体真空室191中的气氛与在客体真空室201中的气氛(“客体气氛”)混合以在主体真空室191中形成混合气氛。步骤620可包括联接室持续至少15秒。

在许多方面，在主体真空室191联接到客体真空室201时，在主体真空室191或客体真空室201内的部件被机械地移动。这在上文中参考步骤355描述(图3)。在许多方面，在联接步骤620与下文中讨论的测量第二组成的步骤630之间允许经过选定时间。这可通过将设备控制器186或者其中的例如数据处理系统510的处理器编程以等待软件或硬件计时器期满来进行。

在步骤630，在联接了室191、201之后，使用RGA来测量在主体真空室中的气氛的第二组成。例如，在步骤610中执行的第一组成的测量为如上文所讨论的主体气氛的测量。可比较第一组成与第二组成来确定如本文中所讨论的客体气氛的组成，例如关于步骤640。在许多方面，步骤630还包括在测量了第二组成后将主体真空室191抽空。

在步骤640，使用处理器(例如，图1的控制器186或187，或者图5的系统510)，使用测量的第一组成和第二组成来自动确定客体气氛的组成。例如，可比较各种质量与电荷比处测量的RGA信号以确定每个m/z的信号的什么部分是由于客体气氛造成的。

本发明包括本文所描述的方面的组合。对于“特定方面”和类似词语的提及指其存在于本发明的至少一个方面中的特征。单独地提及“一方面”或“特定方面”或类似词语未必指相同的一个或多个方面；但是，这样的方面并非相互排斥的，除非这样指示，或者对于本领域技术人员而言显而易见。提及“方法”或“(多种)方法”时使用单数或复数并无限制意义。词语“或”在本公开中以非排斥性意义使用，除非另外明确地指出。

特别地参考本发明的某些优选方面详细地描述了本发明，但应了解在本发明的精神和范围内，可由本领域技术人员实现变型、组合和修改。

Claims (17)

1.一种测量真空工具的客体真空室中的气氛的方法，所述方法包括：

使用残余气体分析仪来测量在所述真空工具的主体真空室中的气氛的第一组成，其中，在测量所述第一组成期间，所述主体真空室和客体真空室不联接；

将所述主体真空室联接到所述客体真空室，使得在所述主体真空室中的气氛与所述客体真空室中的气氛混合，以在所述主体真空室中形成混合气氛；

在联接了所述室之后，使用所述残余气体分析仪来测量在所述主体真空室中的混合气氛的第二组成；以及

使用处理器，使用所述测量的第一组成和第二组成来自动确定在所述客体真空室中的气氛的组成。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在测量了所述第二组成后，将所述主体真空室抽空。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述主体真空室联接到所述客体真空室时机械移动在所述主体真空室或所述客体真空室内的部件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使用所述处理器在联接步骤与测量第二组成的步骤之间自动等待选定时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将所述主体真空室抽空至选定压力并且同时使用所述残余气体分析仪来测量在所述主体真空室中的气氛的第一组成。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括接收来自主机接口的命令输入并且响应于所接收的命令输入来执行测量第一组成、联接、测量第二组成和确定步骤。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空工具包括多个客体真空室并且所述方法还包括：从设备控制器接收命令输入和所述多个客体真空室中的一个的指示并且响应于所接收的命令输入来执行测量第一组成，联接、测量第二组成和确定步骤，联接步骤包括将所指示的客体真空室中的一个联接到所述主体真空室。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，联接步骤包括联接所述室持续至少15秒。

9.一种真空工具，包括：

a) 第一主体真空室；

b) 第一客体真空室；

c) 第一阀，其通过操作以选择性地联接所述第一主体真空室与所述第一客体真空室；

d) 第一残余气体分析仪，其配置成测量所述第一主体真空室中的气氛的组成；以及

e) 处理器，其被配置为：自动操作所述第一阀以分离所述室，使用所述第一残余气体分析仪来测量在所述第一主体真空室中的气氛的第一组成，操作所述第一阀来联接所述第一主体真空室与所述第一客体真空室，使用所述第一残余气体分析仪来测量在所述第一主体真空室中的气氛的第二组成，以及使用所述第一主体真空室中所述气氛的测量的第一组成和第二组成来确定在所述第一客体真空室中的气氛的组成。

10.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，还包括：布置于所述第一客体真空室中的一个或多个提升销，所述处理器还被配置成在联接所述室时移动所述提升销。

11.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，还包括：第二主体真空室；第二客体真空室；第二阀，其可通过操作以将所述第二主体真空室选择性地联接到所述第二客体真空室；以及，第二残余气体分析仪，其被配置成测量所述第二主体真空室中的气氛的组成，其中，所述处理器还配置成自动操作所述第二阀以分离所述第二主体室与所述第二客体室，使用所述第二残余气体分析仪来测量在所述第二主体真空室中的气氛的第一组成，操作所述第二阀以联接所述第二主体室与所述第二客体室，使用第二残余气体分析仪来测量在所述主体真空室中的气氛的第二组成，以及使用所述第二主体真空室中所述气氛的测量的第一组成和第二组成来确定在所述第二客体真空室中的气氛的组成。

12.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，还包括：第二客体真空室；以及第二阀，其可通过操作以选择性地联接所述主体真空室与所述第二客体真空室，其中，所述处理器被配置成操作所述第一阀和所述第二阀，使得所述第一客体真空室和所述第二客体真空室中的仅一个在任何给定时间联接到所述第一主体真空室。

13.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述第一主体室包括多个工作间。

14.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述第一残余气体分析仪为开放型离子源残余气体分析仪。

15.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述第一残余气体分析仪为闭合型离子源残余气体分析仪。

16.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述第一阀为狭缝阀。

17.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，还包括存储器，其联接到所述处理器并且存储用于测量的配方，其中，所述处理器还被配置成对所述存储的配方排序以确定在所述第一客体真空室中的气氛的组成。