CN109791900B - 用于处理腔室清洁终点检测的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

实施方式提供用于检测在处理腔室内执行的清洁工艺的清洁终点的系统、方法和设备。实施方式包括光谱仪和透镜系统，光谱仪用于测量在清洁工艺期间处理腔室中的清洁反应的随时间变化的光谱响应，透镜系统与光谱仪耦接并且被设置以经由观察口聚焦于处理腔室中的选定区域，并放大在清洁工艺期间来自选定区域的辐射强度。选定区域是基于被预测为在处理腔室(例如是在长方形腔室中的角落)中的清洁工艺期间最后的清洁反应的位置而选择的。提供数种其他方面。

Description

用于处理腔室清洁终点检测的方法和设备
相关申请
本申请要求于2016年9月22日提交的名称为“METHODS AND APPARATUS FORPROCESSING CHAMBER CLEANING END POINT DETECTION”(代理人案号24312/USA)的美国非临时专利申请第15/273,631号的优先权，出于所有目的通过引用将上述申请并入于此。
技术领域
本发明的实施方式涉及电子装置处理腔室，特别是涉及用于腔室清洁终点检测的方法和设备。
背景技术
化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)广泛用于半导体工业以沉积多种膜，例如是基板上的本征的和掺杂的非晶硅(a-Si)、氧化硅(SixOy)、氮化硅(SirNs)、氮氧化硅等。半导体化学气相沉积(CVD)处理通常在真空腔室内通过使用前驱气体来完成，上述前驱气体游离(dissociate)并反应以形成所欲得到的膜。为了在低温以相对高的沉积速率沉积膜，在沉积期间，可在腔室中由前驱气体形成等离子体。这样的等离子体工艺的一种形式是等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced CVD,PECVD)。这样的等离子体工艺的另一种形式是高密度等离子体化学气相沉积(High Density Plasma CVD,HDP-CVD)。
许多处理腔室以铝制成，并且包括用于支撑基板的支撑件和用于使所需的前驱气体进入的口。当使用等离子体时，气体入口和/或基板支撑件与电源连接，电源例如是射频(Radio Frequency,RF)电源。真空泵也与腔室连接以控制腔室中的压力和移除各种气体和沉积期间产生的污染物。
在电子装置处理中，希望使腔室中的污染物维持在最低量。然而在沉积工艺期间，膜不仅沉积在基板上，而且沉积于腔室内的壁和各种部件上，例如屏蔽物(shield)和基板支撑件等。在随后的沉积期间，在壁上和各种部件上的膜可能裂开或剥落，造成污染物掉落在基板上。这会对基板上的特定装置造成问题和损害。不得不丢弃受损害的装置。
当处理大的玻璃基板时，举例来说，形成用于平板显示器等装置的薄膜晶体管，可在单个基板上形成多于一百万个晶体管。在这种情况下，处理腔室中的污染物的存在可能更产生问题，由于平板显示器如果被微粒状物质损害，可能会无法使用。在这种情况下，可能不得不丢弃整片玻璃基板。
因此，周期性地清洁处理腔室以去除由先前沉积累积的膜。清洁可通过把蚀刻气体通入腔室而执行，蚀刻气体例如是含氟气体，例如是三氟化氮(NF3)。执行这种清洁过程的标准方法是使恒定流量的三氟化氮通入腔室。由含氟气体激发等离子体，等离子体与先前的沉积过程中于腔室壁和固定装置上形成的涂层反应，例如是硅(Si)、氧化硅(SixOy)、氮化硅(SirNs)和氮氧化硅(SiON)等的涂层，以及在腔室中的任何其他材料的涂层。特别地，三氟化氮(NF3)产生自由的氟自由基“F*”，上述氟自由基与含硅残留物反应。
或者，许多电子装置处理腔室使用远程等离子体清洁系统(Remote PlasmaCleaning System,RPCS)以在基板处理后清除腔室内部的残留累积物。在清洁过程中，远程等离子体源(Remote Plasma Source,RPS)耦接至处理腔室并且等离子体(例如是含氟气体等离子体，例如是NF3)被送入腔室以与先前沉积过程的残留物反应。所产生的气体接着经由排放出口而被泵送出腔室。
清洁循环(cleaning cycle)的频率和持续时间一般通过试错法(trial anderror)或使用历史数据来确定。举例来说，腔室可被排在处理预定数量的基板后清洁，而不论腔室的状况。关于持续时间，可能难以准确地确定何时完成清洁。为确保彻底地清洁腔室，可为清洁循环增加预计的清洁时间的额外20％至30％，而不考虑额外的清洁时间可能对腔室和腔室内部的部件造成损害。因此，需要用于检测清洁终点的方法和设备。
发明内容
在一些实施方式中，提供处理腔室清洁终点检测的方法。上述方法包括在处理腔室中执行清洁工艺；在清洁工艺期间，经由观察口将透镜系统聚焦在处理腔室内的选定区域上；在清洁工艺期间，增强来自选定区域处的清洁反应的辐射强度；和在清洁工艺期间，使用与透镜系统耦接的光谱仪测量在处理腔室中的清洁反应的随时间变化的光谱响应。选定区域是基于被预测为在处理腔室中的清洁工艺期间最后的清洁反应的位置而选择的。
在其他实施方式中，提供用于处理基板的系统。上述系统包括处理腔室，上述处理腔室操作以处理基板；和清洁终点检测设备，上述清洁终点检测设备包括用于在清洁工艺期间测量在清洁腔室中的清洁反应的随时间变化的光谱响应的光谱仪，和与光谱仪耦接的透镜系统，上述透镜系统被设置以经由观察口聚焦于在处理腔室中的选定区域，并且增强在清洁工艺期间来自选定区域处的清洁反应的辐射强度。选定区域是基于被预测为在处理腔室中的清洁工艺期间最后的清洁反应的位置而选择的。
在又其他的实施方式中，提供用于处理腔室清洁终点检测的设备。上述设备包括光谱仪和透镜系统，所述光谱仪用于在清洁工艺期间测量在清洁腔室中的清洁反应的随时间变化的光谱响应，所述透镜系统与光谱仪耦接并且被设置以经由观察口聚焦于在处理腔室中的选定区域，并且增强在清洁工艺期间来自选定区域的辐射强度。选定区域是基于被预测为在处理腔室中的清洁工艺期间最后的清洁反应的位置而选择的。
在一些其他实施方式中，可提供计算机可读介质，上述计算机可读介质具有储存于所述计算机可读介质上的指令，当执行所述指令时，引起处理系统执行监测在处理腔室中实行的清洁工艺的方法，以检测清洁终点。上述方法可包括任何本文公开的实施方式。
依据本发明的这些方面和其他方面，提供数种其他方面。本发明的其他特征和方面将由下文的详细说明、附加的权利要求书和附图而更为完全清楚。为了帮助理解，已尽可能使用相同的参考标号，以指示附图共有的相同元件。附图未依比例绘制并且可能为了清楚明了而被简化。预期一个实施方式的元件和特征可有利地合并于其他实施方式中，而不进一步阐述。
附图说明
图1是绘示根据本发明的实施方式的处理腔室清洁终点检测系统的示例的图表。
图2是绘示根据本发明的实施方式的处理腔室清洁终点检测方法的示例的流程图。
图3A是根据本发明的实施方式的在清洁期间处理腔室中随时间变化的等离子体压力的曲线图。
图3B至图3D是绘示根据本发明的实施方式的在清洁期间三个不同时间点所测量的不同波长的强度(即所测量的光谱响应)的曲线图。
图4是绘示根据本发明的实施方式的在清洁期间处理腔室中所测量的光谱响应的曲线图。
图5是绘示根据本发明的实施方式的与随时间变化的不同测量波长的强度的示例曲线重叠的随时间变化的腔室压力的第一示例曲线的曲线图。
图6是图5的曲线图的放大图。
图7是根据本发明的实施方式所绘示的与随时间变化的不同测量波长的强度的示例曲线重叠的随时间变化的腔室压力的第二示例曲线的曲线图。
图8是图7的曲线图的放大图。
具体实施方式
本发明的实施方式涉及用于确定处理腔室清洁工艺的终点的方法和设备。方法和设备的实施方式可有利于提供准确的清洁工艺的终点检测，使得可在最小化由于处理腔室清洁不足造成的工艺漂移和缺陷的同时最小化处理腔室部件因清洁工艺产生的磨损。为了促进理解本发明实施方式的原理，现将参考附图中图示的范例并且将使用具体的文字说明所述范例。然而应理解的是，附图和文字说明并非本发明范围的限制，如本发明所属技术领域技术人员通常会想到的，图示的实施方式的任何替代方式或进一步的修改和如在此说明的本发明的原理的任何进一步的应用是本文所预期的。
本发明的实施方式提供用于准确确定何时电子装置处理腔室已被彻底清洁的系统、设备和方法。换言之，实施方式提供用于检测最佳清洁终点的系统、设备和方法。并非在付出对腔室造成额外损耗的代价、使用的气体和能源的额外花费和附加的时间本身的额外花费下实施延长时间的清洁循环以确保腔室被彻底清洁，本发明的实施方式使用光谱仪和放大(amplified)的光信号(例如是使用放大透镜(magnifying lenses))以监测处理腔室中将会是最后被完全清洁的区域，上述对腔室的额外损耗造成“系统可调的可用性和一致性权衡(system tunable availability and consistency tradeoffs,TACT)”下降，而增加运行成本(cost of operation,COO)。举例来说，依据腔室的几何形状和清洁等离子体(或其他清洁化学品)所供应/导入腔室之处，腔室的角落或边缘区域可能需要最多时间以使用等离子体(或其他清洁反应)清洁。因此，本发明的实施方式将清洁反应的检测聚焦于所预测的最后的清洁反应之处。
不同于试图在移动通过排放出口的流中检测清洁反应物的现有技术系统，本发明的实施方式提供大体上更灵敏的确定腔室是否清洁的方法。监测反应物的排放出口是困难的，尤其是当腔室具有足够的容积容纳大的基板时，因为特别是当最后的区域(例如是角落)正被清洁时，反应物粒子的浓度下降至难以可靠地检测的程度，尤其是在大的腔室中。因此，现有技术的监测排放的方法可能无法提供何时腔室清洁的确实的指示，并且可能需要延长清洁时间以确保彻底的清洁。相反，本发明的实施方式减少材料花费，并通过提供精确的何时已达清洁终点的指示而改善系统可调的可用性和一致性权衡(TACT)。
图1图示的示例性系统100绘示本发明的实施方式。在一些实施方式中，执行应用104的计算机102(例如是个人计算机、主机、控制器、处理器等)通信地(communicatively)与光谱仪108耦接(例如是经由有线连接器106，例如是通用串行总线(USB,universalserial bus)电缆，或经由无线连接器，例如是无线局域网(WLAN)。在一些实施方式中，光谱仪108可包括整合在光谱仪108的壳内的计算机102。
光谱仪108还可包括光源，例如是激光器，以投射至目标清洁反应地点，上述目标清洁反应地点的光谱响应将被测量。在一些实施方式中，可使用波长大约为635纳米(即红色)、大约为520纳米(即绿色)或大约为445纳米(即蓝色)的激光。在如图1所示的一些实施方式中，可使用任何商业上可获得的与光谱仪108分开的激光源109，包括例如是常见的激光笔。需注意的是，激光是用于帮助在一开始瞄准在清洁工艺期间将被监测的区域，在实际的监测清洁工艺期间是被关掉的。可使用其他瞄准的方法来取代激光，因此激光源109是可选择的。举例来说，可使用机械框架来瞄准。
光谱仪108经由光纤电缆(例如是光纤110)与放大变焦透镜(magnifying zoomlens)112耦接。激光源109也可经由光纤电缆与变焦透镜112耦接，或如图所示地直接透过变焦透镜112瞄准。
变焦透镜112可被实施为多透镜系统，上述多透镜系统可将目标放大约2倍至约20倍，并将光谱响应的强度增强大约3倍至大约10倍。可使用其他放大倍率与增强倍率。商业上可获得的变焦透镜适用于本发明的实施方式的范例包括由位于美国新泽西州巴灵顿的爱特蒙特光学(Edmund Optics)制造的型号为VZMTM1000i的变焦成像透镜。其他商业上可获得的透镜系统也可与适配器接合后，用于本发明的实施方式。
变焦透镜112经由处理腔室116的观察口(view port)114瞄准，使得由光谱仪108(或其他激光源109)发射的激光束118投射束斑(beam spot)120于处理腔室116内的选定目标区域上。应注意的是，束斑120用于将变焦透镜112聚焦在选定的目标区域上(例如是调整放大倍率、视场等)，并验证光谱仪108和变焦透镜112是否适当地排列。激光束118在监测清洁期间内被关掉。观察口114可设置以提供从处理腔室116外部至选定目标区域的直接、无阻挡的视线。虽然为了清楚而将图1中的变焦透镜112示出为与观察口114间隔开，但是变焦透镜112可设置为紧邻观察口114或与观察口114接触。在一些实施方式中，观察口114以介于腔室的电极(例如是扩散器板和基座(susceptor))之间或处理腔室116的主要等离子体处理区域的高度(level)设置于处理腔室116的一侧。在一些实施方式中，变焦透镜112可设置于相对于观察口114的平面具有角度的方向上，以使得变焦透镜112可瞄准于选定的区域。在一些实施方式中，可在变焦透镜112与观察口114之间使用罩、适配器或偶联器(coupling)(未示出)，以限制周围的光到达光谱仪108并且更容易地帮助变焦透镜112的精确排列和瞄准。在一些实施方式中，适配器和/或框架可用于稳固地将变焦透镜112安装至处理腔室116并将变焦透镜112保持在合适的位置。
变焦透镜112可经配置以在束斑120的位置上具有聚焦区域，聚焦区域为大约100纳米×大约100纳米至大约200纳米×大约200纳米。在一些实施方式中，聚焦区域可为大约150纳米×大约150纳米。可使用其他聚焦区域大小。通过使用较小的聚焦区域，使系统更加灵敏并且可具有改善的终点检测性能。然而，较小的聚焦区域对于位置转移较为脆弱，可能导致误检测(misdetection)和降低的终点准确度。使用较广的聚焦区域允许覆盖较大的区域以检测终点，然而信号强度相较于使用较小的聚焦区域时可能较弱。在初始设置中使用激光束118允许光谱仪108/变焦透镜112在相对小的聚焦区域(例如是大约150纳米×大约150纳米)上非常准确的瞄准和聚焦。使用激光束118还允许验证变焦透镜112是否在清洁循环之间适当地排列和聚焦。
在一些实施方式中，可使用多于一个的光谱仪108和/或变焦透镜112以瞄准处理腔室中的不同选定区域。举例来说，如果不确定最后的清洁反应将在哪里，第一光谱仪108/变焦透镜112对可瞄准在第一预测的最后反应位置，而其他对可瞄准在其他预测的最后反应位置处。
远程等离子体源(Remote Plasma Source,RPS)122可与处理腔室116耦接以在清洁期间将清洁等离子体供应至处理腔室116。处理腔室116也包括用于支撑基板(未示出)的基座124和用于在处理期间分配沉积气体的扩散器板126。基座124和扩散器板126耦接至射频(Radio Frequency,RF)能量供应(未示出)并且还作为电极以在处理期间将处理气体激发成等离子体。处理气源(未示出)也与处理腔室116经由背板128耦接。
在图1所示的一些实施方式中，清洁等离子体也可经由背板128被朝向扩散器板126供应。因此，在此布置下，在等离子体中的游离气体(三氟化氮、四氟化碳或其他气体)与残留物膜的清洁反应从腔室中心向外朝向腔室边缘扩散，最后进入腔室角落。因此，在长方形腔室(例如是用于处理用于平板显示器的玻璃基板的长方形腔室)中，扩散器板126和基座124(和阴影框架(shadow frame))的角落是最后被清洁的区域。在圆形腔室中，由中心位置供应的清洁气体一般使得反应对称地向外朝向腔室的壁流动。因此，腔室壁区域(即外部边缘)是恰巧达到清洁终点之前最后的清洁反应发生的区域。因此，壁区域可被选择/使用作为用变焦透镜112/光谱仪108监测的目标。
在替代的实施方式中，清洁等离子体可横向地(即从侧面)被供应至介于基座124与扩散器板126之间的处理区域中。在此布置中，清洁反应可从腔室的一侧穿越至另一侧(如果腔室是长方形的，那么清洁反应向外至远处的角落)。在又一替代的实施方式中，清洁等离子体可横向地(即从侧面)被供应于扩散器板126与背板128之间。如同前述的实施方式，清洁反应可由腔室的一侧穿越至另一侧(如果腔室是长方形的，那么清洁反应向外至远处的角落)。
经由腔室控制器130控制处理腔室116的操作，上述腔室控制器130通信地耦接至处理腔室116的控制输入、传感器以及耦接至远程等离子体源122。举例来说，腔室控制器130可控制狭缝阀115的操作以将基板装载至处理腔室116中。在一些实施方式中，清洁工艺可使用完全来自于远程等离子体源122的等离子体，在其他实施方式中，处理腔室116可连同远程等离子体源122一起(称为“等离子体辅助(plasma assist)”)产生清洁等离子体或在没有远程等离子体源122的情况下产生清洁等离子体。腔室控制器130可通信地与计算机102耦接，以指示应用104清洁已开始和接收来自应用104的已检测到清洁终点的信号。在一些实施方式中，腔室控制器130可于计算机102内部或作为计算机102的部分实现。
在替代的实施方式中，处理腔室116可适于实施在集成半导体装置和电路的制造中实施的以下处理中的至少一种：沉积处理、蚀刻处理、等离子体增强沉积和/或蚀刻处理和热处理等等。特别地，这样的处理可包括但不限于快速热处理(Rapid Thermal Process,RTPs)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)处理和退火处理等。
图2的流程图中图示检测处理腔室清洁终点的方法200。在操作中，处理腔室116的清洁起始于使等离子体由远程等离子体源122流入处理腔室116(步骤202)。光学放大光谱仪108用于增强和监测处理腔室116中选定区域上的宽的光谱响应，上述选定区域是被预测为最后被清洁等离子体清洁的区域(例如是被预测为最后的清洁反应发生的地点)(步骤204)。
在一些具有长方形处理腔室116的实施方式中，举例来说，被监测的区域是扩散器板126的角落或基座124的角落。在一些实施方式中，被监测的区域是基座124上的阴影框架的角落。在一些具有圆形处理腔室116的实施方式中，被监测的区域是处理腔室116的壁。如果清洁反应倾向于最后结束在壁的上边缘(例如是壁与处理腔室的盖相会之处)，壁的上边缘是被选定以监测的区域。同样地，如果清洁反应倾向于最后结束在壁的下边缘(例如是壁与处理腔室的底面相会之处)，壁的下边缘是被选取以监测的区域。
来自光谱仪108(或其他源109)的激光束经由变焦透镜112被投射至处理腔室116中，以在初始设置中帮助瞄准变焦透镜112至选定的区域上。变焦透镜112在初始设置期间聚焦在束斑120的选定区域上，并在清洁期间适于聚集来自选定位置(即束斑120所在的位置)处清洁反应的辐射。变焦透镜112还将聚集的辐射经由光纤110导引回至光谱仪108。
计算机102所执行的应用104接收来自光谱仪108的信号，上述信号表示选定区域处的清洁反应的增强的宽光谱(例如是紫外光、可见光、红外光等)响应随时间的变化，并等待光谱响应降至在阈值以下，上述阈值指示没有清洁等离子体反应物并且检测到清洁终点(步骤206)。在一些实施方式中，阈值可以是通过测量清洁的(clean)处理腔室116的宽光谱响应而确定的预定的值。在一些实施方式中，基于所使用的清洁气体和被清洁的残留物材料(即清洁反应)，可监测具体到清洁反应的特定的波长。在一些实施方式中，这些特定的波长将在清洁期间光谱响应中具有强度峰值，并且应用104可监测这些具体的强度峰值以确定何时所述峰值不再出现并且清洁反应已经结束(即已达到终点)。在一些实施方式中，强度峰值可全部在特定范围内(例如是全部在红外光(Infrared,IR)、紫外光(ultraviolet,UV)、可见光等的范围内)或分布在多个范围。
当达到清洁终点，应用104产生信号至腔室控制器130，指示腔室是清洁的并且应终止清洁工艺(步骤208)。在一些实施方式中，可接着执行额外的清洁工艺以去除其他残留物。在一些实施方式中，任何剩余的清洁反应副产物可接着被泵送出处理腔室116。
现在转向图3A至图8，提供图示使用本发明的实施方式的方法和设备而产生的光谱响应的示例性曲线图。图3A绘示在清洁循环之前(点A)、在清洁循环期间(点B)和在清洁循环之后(点C)的腔室气体压力随时间变化的曲线图300。图3B的曲线图302中绘示使用本发明的终点检测实施方式而产生的、对应于清洁开始之前(即点A处)并且在清洁开始之前所采集的光谱响应。图3C的曲线图304绘示使用本发明的终点检测实施方式而产生的、对应于清洁期间(即点B处)并且在清洁期间所采集的光谱响应。图3D的曲线图306绘示使用本发明的终点检测实施方式而产生的、对应于清洁反应完成之后(即点C处)并且在清洁反应完成之后所采集的光谱响应。可见在清洁之前和清洁之后的光谱响应相对平坦，而代表清洁期间的光谱响应曲线图304具有明显的强度峰值，在此例中，尤其是跨IR范围具有明显的强度峰值。
图4绘示使用本发明的终点检测实施方式而产生的、对应于清洁期间并且在清洁期间所采集的光谱响应的示例性的曲线图400的放大图。在此特定的范例中，主要信号峰值(例如是在772纳米、871纳米、888纳米、911纳米、952纳米和998纳米处)显示存在清洁反应，全部发生在宽的IR范围内(例如是从大约700纳米至大约1000纳米)。注意的是，这些特定的峰值代表氮化硅薄膜封装(thin film encapsulation of silicon nitride,TFE-SiN)(即低温氮化硅薄膜)和氮氧化硅薄膜封装(thin film encapsulation of siliconoxynitride,TFE-SiON)(即低温氮氧化硅)清洁反应的光谱响应。注意不同反应物可具有不同波长强度峰值。
图5是绘示在以清洁等离子体(例如是由四氟乙烯、三氟化氮、六氟丙烯等形成的清洁等离子体)清洁氮化硅残留物期间腔室压力随时间变化的示例性的曲线(plot)的曲线图500，上述曲线与所测量的六个不同波长的强度随时间变化的示例性曲线重叠。图6中的曲线图600是图5的曲线图500的放大图。标绘的波长对应于在图4的曲线图400中识别的具有IR范围强度峰值的波长，即772纳米、871纳米、888纳米、911纳米、952纳米和998纳米。图6的曲线图600是图5的曲线图500的放大图。注意当腔室压力相对恒定时，清洁期间相对于清洁之后的光谱强度明显地不同，其中终点是基于人类视觉检查而确定的。还要注意可基于反应物(例如是要清洁的膜残留物和清洁等离子体的化学性质)而监测不同的波长。所描绘的波长仅为针对特定残留物和清洁等离子体反应(即TFE-SiN)的代表性范例。
图7是绘示在以清洁气体等离子体清洁氮氧化硅(SiOxNy)残留物期间腔室压力随时间变化的示例性曲线的曲线图700，上述曲线所测量的六个不同波长的强度的示例性曲线重叠。图8中的曲线图800是图7中的曲线图700的放大图。在一些实施方式中，可使用从两个至十个的范围中的任意波长。标绘的特定示例性波长对应于在图4的曲线图400中识别的具有IR范围强度峰值的波长，即772纳米、871纳米、888纳米、911纳米、952纳米和998纳米。图8的曲线图800是图7的曲线图700的放大图。注意当腔室压力相对恒定时，清洁期间相对于清洁之后的光谱强度明显地不同，其中终点是基于人类视觉检查而确定的。还要注意可基于反应物(例如是要清洁的膜残留物和清洁等离子体的化学性质)而监测不同的波长。所描绘的波长仅为针对特定残留物和清洁等离子体反应(即TFE-SiON)的代表性范例。
本公开内容描述数种仅用于说明的实施方式。所描述的实施方式不是并且无意作为本发明在任何意义上的限制。由本公开内容容易地得知，现在所公开的发明可广泛适用于数种实施方式。本领域一般技术人员将认识到所公开的发明可以各种修改和变化而实行，例如是结构、逻辑、软件和电气修改。虽然所公开的发明的特定特征可参考一个或多个特定实施方式和/或图片描述，应理解的是，除非另外明确说明，否则这样的特征不受特征所参考而描述的一个或多个特定实施方式或图片的用途所限制。
本公开内容既不是所有实施方式的文字描述，也不是必须存在于所有实施方式中的本发明的特征的列表。名称(置于本公开内容第一页的开头)不应以任何方式视为所公开的发明范围的限制。
如美国法典第35卷第101节(35U.S.C.§101)所考虑的，除非另外明确说明，术语“产品(product)”指的是任何机器、制品和/或物质组成。
各工艺(无论被称为方法、类行为(class behavior)、算法或其他)固有地包括一个或多个步骤，并且因此所有对工艺的“步骤”或“多个步骤”的引用仅叙述“工艺”或相似的术语，即具有固有的引用基础。因此，权利要求中任何对工艺的“步骤”或“多个步骤”的引用具有充分的引用基础。
当在术语前使用序数(例如“第一”、“第二”、“第三”等)作为形容词时，所述序数仅用于(除非另外明确说明)指出特定的特征，例如为了区分特定特征与由相同或相似术语描述的另一特征。举例来说，“第一小器具(widget)”可仅为了与例如是“第二小器具”区分而如此命名。因此，在术语“小器具”之前仅使用序数“第一”和“第二”不指出两个小器具之间的任何其他关系，并且相似地不指出其中任一个或两个小器具的任何其他特性。举例来说，在术语“小器具”之前仅使用序数“第一”和“第二”(1)并非指出其中任一个小器具在顺序上或位置上在任何其他小器具之前或之后；(2)并非指出其中任一个小器具在时间上出现或作用在任何其他部件之前或之后；并且(3)并非指出其中任一个小器具在重要性或质量上的等级高于或低于任何其他部件。此外，仅使用序数并非对以序数标识的特征限定数量限制。举例来说，在术语“小器具”之前仅使用序数“第一”和“第二”并非指定必须有不多于两个的小器具。
当在本文中描述单个装置、部件、结构或物件时，多于一个的装置、部件、结构或物件(不论它们是否共同操作)可以替代地被用于代替所描述的单个装置、部件或物件。因此，多于一个的装置、部件或物件(不论它们是否共同操作)可以替代地具有如一个装置所被描述而具有的功能。
相似地，在本文中描述多于一个的装置、部件、结构或物件(不论他们是否共同操作)的情况下，单个装置、部件、结构或物件可以替代地被用于代替所描述的多于一个的装置、部件、结构或物件。举例来说，多个以计算机为基础的装置可由单个以计算机为基础的装置替代。因此，单个装置、部件、结构或物件替代地可具有如多于一个的装置、部件、结构或物件所被描述而具有的各种功能。
所描述的单个装置的功能和/或特征可以替代地由一个或多个被描述但未明确地被描述为具有如此的功能和/或特征的其他装置体现。因此，其他实施方式不需要包括所描述的装置本身，而可包括一个或多个可在其他实施方式中具有如此的功能/特征的其他装置。
除非另外明确说明，彼此通信的装置不需连续地彼此通信。反之，这样的装置仅需在需要或希望时向彼此传输，并且大部分时间实际上可避免交换数据。举例来说，与另一台机器经由互联网通信的机器可一次数周不传输数据至其它机器。此外，彼此通信的装置可直接通信或间接地经由一个或多个媒介通信。
具有若干部件或特征的实施方式的描述并非暗示需要所有或甚至任一个这样的部件和/或特征。反之，描述各种可选用的部件以说明本发明的多种可能实施方式。除非另外明确说明，没有部件和/或特征是必要的或需要的。
此外，尽管工艺步骤、算法等可以某个顺序描述，然而这样的工艺可经配置而以不同序列顺序工作。换言之，可被明确描述的步骤的任何序列或顺序并非必定地指出步骤需以所述的顺序实施。本文所述的工艺的步骤可以任何可行的顺序实施。此外，尽管一些步骤被描述或暗示为非同时发生(例如是因为在其他步骤之后描述一个步骤)，这些步骤可同时地实施。此外，通过图片中的描绘对的工艺的图示并未暗示所图示的工艺不包括对所述工艺的其他变化或修改，并非暗示所图示的工艺或所述工艺的任何步骤对于本发明是必需的，而且并非暗示所图示的工艺是优选的。
尽管工艺可被描述为包括多个步骤，这不表示所有甚至任一个步骤是必要的或需要的。所描述的发明的范围内的各种其他实施方式包括其他删除一些或所有所描述的步骤的工艺。除非另外明确说明，没有步骤是必要的或需要的。
尽管产品可被描述为包括多个部件、方面、质量、特性和/或特征，这不表示所有的上述的多个是必要的或需要的。所描述的发明的范围内的各种其他实施方式包括其他产品，所述其他产品删除一些或所有所描述的多个所包含的内容。
除非另外明确说明，项目列举清单(可能编号或可能不编号)未暗示所述项目中的任一个或所有项目是相互具有排他性的。相似地，除非另外明确说明，项目列举清单(可能编号或可能不编号)未暗示所述项目中的任一个或所有项目包含任何类别。举例来说，列举清单“计算机、膝上型计算机、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)”未暗示此清单中的三个项目中的任一个或所有项目是相互具有排他性的并且未暗示清单中的三个项目中的任一个或所有项目包含任何类别。
本公开内容所提供的章节标题仅为了方便，而不视为以任何方式限制本公开内容。
“确定”某事物可以数种方式实施，并且因此术语“确定”(及相似的术语)包括计算、运算、推导、查找(例如是表格、数据库或数据结构)、查明和识别等。
如本文所使用的术语“显示器”是向观众传达信息的区域。信息可为动态的，在这种情况下，可使用液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、阴极射线管(CRT)、数字光处理(Digital Light Processing,DLP)、背投影或前投影等形成上述显示器。
本公开内容可能涉及“控制系统”、应用或程序。本文所使用的术语控制系统、应用或程序可为与操作系统耦接的计算机处理器、装置驱动器和适当的程序(统称为“软件”)，具有指令以提供所描述用于控制系统的功能。软件储存于关联的存储器装置(有时指的是计算机可读介质)。虽然考虑可使用适当编程的通用计算机或计算装置，也考虑可使用硬连线电路或定制的硬件(例如是专用集成电路(ASIC))可以取代或结合软件指令，以实施各种实施方式的工艺。因此，实施方式不限于任何特定的硬件和软件的组合。
“处理器”指的是任何一种或多种微处理器、中央处理器(CPU)装置、计算装置、微控制器、数字信号处理器等装置。示例的处理器为英特尔奔腾(INTEL PENTIUM)或超微半导体速龙(AMD ATHLON)处理器。
术语“计算机可读介质”指的是任何参与提供可由计算机、处理器等装置读取的数据(例如是指令)的法定介质。这样的介质可采用许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和特定法定类型的传输介质。非易失性介质包括，举例来说，光盘或磁盘和其他持久性存储器。易失性介质包括一般构成主存储器的动态随机存储器(DRAM)。法定类型的传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含与处理器耦接的系统总线的线。计算机可读介质的常见形式包括，举例来说，软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、只读光盘(CD-ROM)、数字视频光盘(DVD)、其他任何光学介质、打孔卡片、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、快闪可擦可编程只读存储器(FLASH-EEPROM)、通用串行总线记忆棒(USB memorystick)、软件保护器(dongle)、任何其他记忆芯片或盒式磁带(cartridge)、载波或任何其他计算机可读取的介质。术语“计算机可读介质”和/或“有形的介质”尤其排除了虽然可由计算机读取的信号、波和波形或其他无形的或非暂时性的存储器。
计算机可读介质的各种形式可涉及携带指令序列至处理器。举例来说，指令序列(i)可从随机存取存储器(RAM)传递至处理器，(ii)可被携带通过无线的传输介质并且/或者(iii)可根据数种格式、标准或协议而被格式化。为了提供协议的更详尽的清单，术语“网络”在下文中被定义且包括许多可适用于此的示例性的协议。
可以明确知道的是，本文所述的各种方法和算法可通过控制系统实施并且/或者软件的指令可被设计以执行本发明的工艺。
在描述数据库和/或数据结构之处，本领域一般技术人员将理解的是(i)可容易地采用所描述的数据库结构的替代的数据库结构，并且(ii)可容易地采用除了数据库外的其他存储结构。本文中存在的任何样本数据库/数据结构的任何说明或描述是所储存的信息(information)的表示的说明性布置。除了那些由例如是图片或其他地方图示表格建议的布置之外，也可采用任何数量的其他布置。相似地，任何图示的数据库的项仅代表示例性的信息；本领域一般技术人员将理解项的数量或内容可与本文所述的数量或内容不同。此外，不管表格描绘任何数据库，可使用其他格式(包括关系数据库、基于对象的模型、分层电子文件结构和/或分布式数据库)以储存和处理本文所述的数据类型。同样地，对象方法或数据库的行为可被用于实施各种工艺，例如是本文所述的那些工艺。此外，数据库可以已知的方式从本地或远程地从在这样的数据库中存取数据的装置而存储。此外，虽然可考虑统一数据库，数据库也可能可以是分布式的和/或在各种装置之间复制的。
本文所使用的“网络”一般指的是可用于提供环境的信息或计算网络，其中一个或多个计算装置可彼此通信。这种装置可直接或间接地经由有线或无线的媒介或经由任何合适的通信方法或通信方法的组合来进行通信，所述媒介例如是互联网(Internet)、局域网(LAN)、广域网(WAN)或以太网(Ethernet)(或IEEE 802.3)、令牌环(Token Ring)。示例性的协议包括但不限于：蓝牙(BluetoothTM)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、增加数据率的GSM演进(EDGE)、通用分组无线服务(GPRS)、宽带CDMA(WCDMA)、先进移动电话系统(AMPS)、数字AMPS(D-AMPS)、IEEE 802.11(WI-FI)、IEEE 802.3、会话通知协议(Session Announcement Protocol,SAP)、单项优势(best of breed,BOB)、系统对系统(S2S)等。注意如果经由网络传送视频信号或大的文件，可使用宽带网络以减轻与传递大的文件相关的延迟，然而，这并非严格的要求。各装置适于用这样的通信方式来通信。任何数量和类型的机器可经由网络通信。在网络是互联网的情况下，经由互联网通信可通过由远程服务器上的计算机维护的网站或经由包括商业网络服务提供商的线上数据网络、电子公告板等。在又其他的实施方式中，装置可经由射频(RF)、有线电视、卫星连线等彼此通信。可提供适当的加密或其他安全措施(例如登录和密码)以保护私有的或机密的信息。
计算机和装置之间的通信可被加密以确保隐私并且预防本领域中熟知的各种方式的诈骗。用于加强系统安全的适当的密码协定描述于由John Wiley&Sons,公司于1996年出版的由Schneier所著的APPLIED CRYPTOGRAPHY,PROTOCOLS,ALGORITHMS,AND SOURCECODE IN C第二版，上述APPLIED CRYPTOGRAPHY,PROTOCOLS,ALGORITHMS,AND SOURCE CODEIN C第二版的全文以引用方式并入。
可明确得知的是，各种本文所述的方法和算法可由例如是适当编程的通用计算机和计算装置实施。一般地，处理器(例如是一个或多个微处理器)将从存储器或类似的装置接收指令，并执行这些指令，因而执行由这些指令限定的一个或多个工艺。此外，实施这样的方法和算法的程序可以数种方式使用各种介质(例如是计算机可读介质)存储和传输。在一些实施方式中，可使用硬接线电路或定制的硬件以取代或结合软件指令以实施各种实施方式的工艺。因此，实施方式并不限于任何特定组合的硬件和软件。因此，工艺的描述同样地描述了至少一种用于执行所述工艺的设备，并且同样地描述了至少一种用于执行所述工艺的计算机可读介质和/或存储器。执行工艺的设备可包括适于执行所述工艺的部件和装置(例如是处理器、输入和输出装置)。计算机可读介质可存储适于实施所述工艺的程序元素。
对于本领域一般技术人员，本公开内容提供若干实施方式和/或发明的可实施的描述。这些实施方式和/或发明中的一些可能没有在本申请中要求保护，但仍可在一个或多个要求本申请的优先权的延续的申请中要求保护。申请人欲提交额外的申请以求获得在本申请中已公开且可据以实施却未要求保护的主题的专利。
前述说明仅公开本发明的示例性实施方式。上述公开的设备和方法在本发明范围内的修改对于本领域一般技术人员是显而易见的。举例来说，虽然前文所讨论的范例针对清洁等离子体增强化学气相沉积(PECVD)腔室说明，本发明的实施方式可实施于其他类型的腔室，像是蚀刻腔室和用于制造平板显示器、太阳能板和其他半导体基板的腔室。
因此，虽然本发明已通过本发明的示例性实施方式公开，应理解，其他实施方式可落在由随附的权利要求书限定的本发明的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种用于检测清洁工艺的清洁终点的设备，所述清洁工艺在处理腔室内实施，所述设备包括：
光谱仪，适用于测量在清洁工艺期间处理腔室中的清洁反应的随时间变化的光谱响应；和
变焦透镜系统，与所述光谱仪耦接，所述变焦透镜系统被设置以经由观察口聚焦于在所述处理腔室中的选定区域上，并且聚集来自在所述清洁工艺期间所述选定区域内的清洁反应的辐射，
其中，所述选定区域是基于被预测为在所述处理腔室中的所述清洁工艺期间最后的清洁反应的位置而选择的。
2.如权利要求1所述的设备，进一步包括计算机，所述计算机操作以执行应用并且通信地与所述光谱仪耦接，
其中，所述应用包括储存在所述计算机的存储器内的指令，并且所述指令适用于指示所述计算机监测所述光谱仪的光谱测量。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述指令包括进一步的指令，以当所述光谱测量在预定的阈值以下时产生信号，指示已达到所述清洁终点。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述透镜系统包括多个透镜，所述多个透镜操作以放大所述选定区域。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述选定区域在所述处理腔室的角落中。
6.如权利要求5所述的设备，其中所述选定区域在基座、扩散器板和所述处理腔室的壁的至少其中之一上。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述清洁工艺是等离子体清洁工艺。
8.一种检测清洁工艺的清洁终点的方法，所述清洁工艺在处理腔室内实施，所述方法包括：
在所述处理腔室内实施清洁工艺；
在所述清洁工艺期间，将变焦透镜系统经由观察口聚焦于在所述处理腔室中的选定区域上；
在所述清洁工艺期间，聚集来自所述选定区域内的清洁反应的辐射；和
在所述清洁工艺期间，使用与所述透镜系统耦接的光谱仪测量在所述处理腔室中的所述清洁反应的随时间变化的光谱响应，
其中，所述选定区域是基于被预测为在所述处理腔室中的所述清洁工艺期间最后的清洁反应的位置而选择的。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括执行储存在计算机的存储器中的指令，所述计算机与所述光谱仪可交换地耦接，并且所述指令适用于指示所述计算机监测由所述光谱仪测量的所述光谱响应。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述指令包括进一步的指令以当光谱测量在预定的阈值以下时产生信号，指示已达到清洁终点。
11.如权利要求8所述的方法，其中聚集来自所述选定区域内的所述清洁反应的辐射包括使用所述透镜系统内的多个透镜以放大所述选定区域。
12.如权利要求8所述的方法，其中所述选定区域在所述处理腔室的角落中。
13.如权利要求8所述的方法，其中所述选定区域在基座、扩散器板和所述处理腔室的壁的至少其中之一上。
14.如权利要求8所述的方法，其中所述清洁工艺是等离子体清洁工艺。
15.一种用于处理基板的系统，所述系统包括：
处理腔室，操作以处理基板；和
清洁终点检测设备，包括光谱仪和变焦透镜系统，所述光谱仪适用于测量在清洁工艺期间所述处理腔室中的清洁反应的随时间变化的光谱响应，所述变焦透镜系统与所述光谱仪耦接，并且所述变焦透镜系统被设置以经由观察口聚焦于在所述处理腔室中的选定区域上，并且聚集来自在所述清洁工艺期间所述选定区域内的清洁反应的辐射，
其中，所述选定区域是基于被预测为在所述处理腔室中的所述清洁工艺期间最后的清洁反应的位置而选择的。
16.如权利要求15所述的系统，进一步包括计算机，所述计算机操作以执行应用并且通信地与所述光谱仪耦接，
其中，所述应用包括储存在所述计算机的存储器内的指令，所述指令适用于指示所述计算机监测所述光谱仪的光谱测量。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述指令包括进一步的指令以当所述光谱测量在预定的阈值以下时产生信号，指示已达到清洁终点。
18.如权利要求15所述的系统，其中所述透镜系统包括多个透镜，所述多个透镜操作以放大所述选定区域。
19.如权利要求15所述的系统，其中所述选定区域在所述处理腔室的角落中。
20.如权利要求15所述的系统，其中所述选定区域在壁、基座和所述处理腔室的扩散器板的至少其中之一上。
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