CN110778783B - 真空阀监控系统以及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种用于清洁以及检视环框架的真空阀监控系统以及真空阀监控方法。在一些实施例中，真空阀包括至少一个密封O形环以及位在真空处理腔室的配合表面上的压力监控带，其中所述压力监控带配置以在所述真空处理腔室的配合表面以及所述真空阀上的所述至少一个密封O形环的表面之间进行压力分布对映，以决定所述真空阀的关闭条件。

Description

真空阀监控系统以及方法
技术领域
本公开实施例涉及一种真空阀监控系统以及方法。
背景技术
在半导体集成电路(integrated circuit，IC)业界中，有对更小的装置尺寸及更高的电路封装密度的持续需求。这种需求促使半导体业界发展新材料及复杂的工艺。举例来说，当要在晶圆上形成特征(例如晶体管的栅极/漏极/源极特征、水平内连线或垂直导孔等)时，晶圆通常会经过包括多个工艺站点的生产线。上述生产线通常使用不同的工艺工具以执行各种操作，例如清洁、微影、沉积介电层、干/湿蚀刻和沉积金属。
由粒子引起的“杀手缺陷”(killer defect)可能发生在沿着生产线的一或多个故障的工艺站点中的半导体表面上。在真空工艺站点中，因为颗粒不对准于真空腔室上的配合表面(例如泄漏、摩擦等)，所以颗粒可以从一或多个真空阀被引入真空处理腔室中。一般来说，是由人手动执行真空阀的检视以确定真空阀的关闭状态(例如对准和压力)。真空阀的这种手动检视的分辨率是差的。此外，这种“手动”检视通常会中断自动的生产线，而这也增加了晶圆污染的可能性。
因此，与手动检视相反，集成电路业界一直希望得到可以检测真空阀关闭条件的自动检视，其可提供对各种工艺特性(如工具及条件)的关键见解，而不会显着地干扰生产线或影响其生产量。虽然已有这种需求相当久，但没有合适的系统可满足这些需求。
发明内容
本公开一些实施例提供一种真空阀监控系统，包括：真空阀，包括至少密封O形环；以及压力监控带，位在真空处理腔室的配合表面上，其中压力监控带配置以在真空处理腔室的配合表面以及真空阀上的至少一个密封O形环之间进行压力分布对映，以决定真空阀的关闭条件。
本公开一些实施例提供一种真空阀监控方法，包括：关闭真空处理腔室上的真空阀，其中真空阀包括至少一个密封O形环；以及使用压力监控带决定真空阀的关闭条件，其中压力监控带配置在真空处理腔室上的配合表面，以在真空处理腔室上的配合表面以及至少一个密封O形环的表面之间进行压力分布对映。
本公开一些实施例提供一种真空阀监控系统，包括：真空阀，包括至少一个密封O形环；压力监控带，配置在真空处理腔室上的配合表面以及至少一个密封O形环的表面之间；数据获取单元，配置以分别从压力监控带的压力感测元件收集信号；数据处理单元，配置以分别处理来自压力感测元件的信号，以决定压力值；以及本地电脑，配置以基于压力值决定真空阀的关闭条件。
附图说明
以下将配合附图详述本公开的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，多种特征并未按照比例示出且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本公开的特征。
图1示出根据本公开的一些实施例的真空处理系统的剖面图。
图2A示出根据本公开的一些实施例的用于监控真空阀的关闭状态的压力监控带的剖面图，其中真空阀的底表面上具有用于与真空处理腔室上的配合表面密封的O形环。
图2B示出根据本公开的一些实施例的用于监控真空阀的关闭状态的压力监控带的剖面图，其中真空阀的侧表面上具有用于与真空处理腔室上的配合表面密封的O形环。
图3示出根据本公开的一些实施例的用于监控真空处理系统中的真空阀的关闭状态的监控系统的剖面图。
图4示出根据本公开的一些实施例的在真空处理系统中使用压力监控感测带以监控真空处理腔室中的真空阀的关闭状态的方法的流程图。
附图标记说明：
100 真空处理系统
102 真空处理腔室
104 传送端
106 真空阀
108 真空端
110 压力控制单元
112 半导体晶圆
114 晶圆传送机构
116 晶圆座
201 轴
202 O形环凹槽
204 O形环
206 配合表面
208 压力监控带
300 监控系统
302 保护涂层
304 感测元件
310 数据获取单元
312 数据处理单元
314 本地电脑
316 沉积控制单元
400 方法
402、404、406、408、410、412 操作
具体实施方式
应理解的是，以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本公开。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本公开的范围。举例来说，应理解的是，当元件被称为“连接到”或“耦接到”另一个元件时，其可直接连接到或耦接到另一个元件，或亦可存在一或多个中间的元件。
本公开提供了用于监控真空处理系统中的真空阀的关闭状态的方法和系统的各种实施例。需要检视广泛用于真空处理的真空阀，以防止由于阀和作为腔室壁的一部分的配合表面之间的不对准引起的摩擦或泄漏引起的潜在颗粒污染。传统上是通过手动的方式以检视阀门与配合表面的对准。真空阀的这种手动检视通常具有差的分辨率。此外，这种「手动」检视通常会中断自动生产线，这也增加了晶圆污染的可能性。与传统的手动检视相比，本公开提供了一种集成电路业界期望的自动检测真空阀及其配合表面的对准的系统和方法，其可提供对各种工艺特征(例如工具和条件)的关键见解，而不会显著地中断生产线或影响其产出。因此，可以有利地避免上述问题。
示例性实施例的描述被设置为结合附图来理解，上述附图被认为是整个说明书的一部分。在说明书中，可能用到与空间相关的用词，例如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“在上方”、“在下方”、“上方”、“下方”、“顶部”和“底部”及类似的用词(例如“水平地”、“向下”、“向上”等)。上述空间相关用词应解释为代表如所描述的或如所讨论的附图中所示的方向。这些相对术语仅是为了便于描述，并非要求上述设备需以特定方向构造或操作。
图1示出根据本公开的一些实施例的真空处理系统100的剖面图。根据一些实施例，真空处理系统100包括真空处理腔室102，其可为物理气相沉积(physical vapordeposition，PVD)腔室或化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)腔室。在一些实施例中，可在直流电磁控溅镀系统(DC magnetron sputtering system)、等离子体增强溅镀系统(plasma enhanced sputtering system)等中使用物理气相沉积腔室。在一些实施例中，真空处理腔室102可为原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)腔室。在一些其他实施例中，真空处理腔室102可用于干蚀刻工艺、例如深反应离子蚀刻(deep reactiveion etching，DRIE)工艺。在一些实施例中，真空处理腔室102可以连接到负载的锁定腔室(load lock chamber，未示出)并且进一步连接到周围环境或另一个真空处理腔室(未示出)。真空处理腔室102包括具有相应的真空阀106的至少一个传送端104、连接到压力控制单元110(例如真空泵)的至少一个真空端108。在一些实施例中，取决于应用和系统，真空处理腔室102可包括至少一个气体供应端、温度控制单元、功率控制单元、匹配电路。在一些实施例中，通过气体供给端而供应到真空处理腔室102的气体可包括O2、Ar、N2、H2、NH3、N2O、CF4、SF6、CCl4、CH4、H2S、SiH4、含金属前驱物等的至少一者或其组合。尽管在图中未示出，但对于本领域通常知识者来说，可理解真空处理腔室102亦可具有多个压力计、厚度监控系统(石英晶体监控仪(quartz crystal monitor)、光谱椭偏仪(spectroscopicellipsometer)，反射高能电子衍射仪(reflection high-energy electron diffractiondetector，RHEED))、快门、旋转机械手臂、视端(viewport)、传送端等。
根据本文描述的示例性实施例，真空处理系统100可用于处理半导体晶圆112的表面层。举例来说，基于需求可以根据特定的配方在蚀刻步骤之前或之后，对任何光阻层、掩模层半导体晶圆的其他层或其任何组合进行处理。上述配方还定义了用于在真空处理腔室102中建立适当环境的参数，以在半导体晶圆112上实现期望的特征和特征尺寸。上述配方可以确定要引入真空处理腔室102的反应气体的类型及其流速、反应期间的压力、温度和功率。
参考图1，半导体晶圆112可以通过传送端104而传送到真空处理腔室102以进行所需的处理。在一些实施例中，真空阀106包括用以打开和关闭真空阀的机构。在一些实施例中，真空处理系统100还包括用于将半导体晶圆112从真空处理腔室102中的晶圆座116加载到半导体晶圆112以及从晶圆座116卸载半导体晶圆112的晶圆传送机构114。半导体晶圆112可为块体(bulk)硅基板，但是也可以使用包括三族、四族和五族元素的其他半导体材料。或者半导体晶圆112可为绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)基板。在一些实施例中，装置层可为设置在半导体晶圆上以在晶圆中形成一或多个多晶硅栅极的多晶硅层(未示出)。在其他实施例中，装置层可为用于形成内连线结构(例如金属线及/或导孔)的金属化层(metallization layer)，例如层间介电层(inter-layer dielectric，ILD)或金属间介电层(inter-metal dielectric，IMD)。在其他实施例中，装置层可为可使用微影和蚀刻工艺而被图案化的半导体晶圆112中的任何层。晶圆可包括数层装置层。此外，装置层可以包括缓冲层(例如未示出的氧化物界面层)、蚀刻停止层(例如氮化硅层、碳化硅层等)等。可以在装置层上形成硬掩模以作为图案化掩模。硬掩模可以包括氧化物、氮氧化硅(SiON)、氮化硅(Si3N4)、氮化钛(TiN)等。
图2A示出根据本公开的一些实施例的用于监控真空阀106的关闭状态的压力监控带208的剖面图，其中真空阀106的底表面上具有用于与真空处理腔室102上的配合表面206密封的O形环204。在一些实施例中，真空阀106是传送阀、传送门、闸阀、(gate valve)、摆阀(pendulum valve)等，并具有单轴或多轴的关闭机构。在一些实施例中，真空阀106沿垂直于传送端104的轴201关闭。在一些实施例中，根据工艺配置，用于传送半导体晶圆112的传送端104可具有不同的形状，例如矩形、三角形和六边形。在一些实施例中，真空阀106可由不锈钢形成。在一些实施例中，真空阀106可以由铝形成，以用于对磁性敏感的工艺。
根据压力的范围和应用，可以在真空阀106和真空处理腔室102上的配合表面206上的压力监控带208之间(例如凸缘上)使用不同类型的密封元件。O形环是最常用的密封元件。在所示的实施例中，O形环204可由具有不同硬度的弹性体形成。在一些实施例中，O形环204的硬度是选择为使得O形环204能够适应配合表面206的不均匀性，从而确保了无缝接触。O形环204的表面不会释放油脂，是光滑的且无裂缝/无刮痕。在一些实施例中，O形环204涂覆有低蒸气压的油脂(例如硅脂(silicon grease)、基于矿物油或全氟聚醚(perfluoropolyether)的油脂)的薄膜，以使O形环204的表面和配合表面206上的压力监控带208上小的不规则处变得平滑。在一些实施例中，O形环204的环带直径(cord diameter)在2-12毫米(mm)的范围内，上述环带直径是选择以确保O形环204提供适当的密封效果并且不会被过度压缩。在一些实施例中，取决于真空阀106相对于配合表面的闭合运动，O形环204被放置在轴向的或径向的O形环凹槽202中。在一些实施例中，O形环凹槽202大于O形环204的直径，以确保固定组装。在一些实施例中，O形环凹槽202中的多个O形环204可以配置在真空阀106上。
在一些实施例中，在真空阀106的关闭状态下，O形环204与压力监控带208对准，使得压力监控带208可以测量O形环204和配合表面206间的压力，以评估真空阀106的对准度和压力。在一些实施例中，压力监控带208包括配置为阵列的多个感测元件。在一些实施例中，每个感测元件包括厚度为10微米到数百微米的薄膜感测器。在一些实施例中，压力监控带208的背面包括粘合剂，以允许容易地整合到真空处理腔室102上的配合表面206。在一些实施例中，黏合剂是真空级的并且具有低的蒸气压，以避免发生脱气(degassing)而进入真空系统。在一些实施例中，压力监控带208是可挠的(flexible)。在一些实施例中，一旦适当地校准，压力监控带208中的感测元件308可以感测接触处以及测量O形环204的表面和配合表面206之间的表面接触压力。感测元件是可基于不同的技术和材料的接触力(tactileforce)感测器，例如电容式(capacitive)或压阻式(piezoresistive)感测器，其将在随后的图4中进一步详细讨论。
根据本公开的一些实施例，图2B示出用于监控真空阀106的关闭状态的压力监控带208的剖面图，其中O形环204在侧表面上，以与真空处理腔室102上的配合表面206密封。在一些实施例中，真空阀106(例如单轴闸阀或摆阀)的关闭动作可以沿着不垂直于传送端104的轴201进行。O形环凹槽202中的O形环204可以位于真空阀106的边缘表面上，以与配合表面206形成适当的密封。压力监控带208根据O形环204的位置而配置在配合表面206上。在所示的实施例中，压力监控带208放置在附接到传送端104的凸缘的内表面上。
图3示出根据本公开的一些实施例的用于监控真空处理系统100中的真空阀106的关闭状态的监控系统300的剖面图。根据所示的实施例，监控系统300包括配合表面206上的压力监控带208、数据获取单元310、数据处理单元312、本地电脑314和沉积控制单元316。
压力监控带208包括排列成阵列的感测元件304。在一些实施例中，感测元件304是基于各种技术的触觉感测器。在一些实施例中，感测元件304可为具有两个平行板的电容式触觉感测器，其可通过施加力量以改变两个平行板之间的距离，进而改变存储在电容中的电荷。在一些实施例中，感测元件304可为压电式(piezoelectric)触觉感测器，其根据所施加的应力(stress)或应变(strain)而形成电位。在一些实施例中，感测元件304可为压阻式触觉感测器，其中电阻率是根据所施加的应力或应变而变化。在一些实施例中，可使用半导体的互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)技术以制造感测元件304。尽管在所示实施例中示出排成一行的三个感测元件，但是应注意的是一行中可具有任何数量的感测元件，且阵列中可具有任何数量的列/行，并且仍在本公开的范围内。感测元件的阵列是根据感测元件304的尺寸/数量和空间分辨率的要求来配置。
压力监控带208中的感测元件304的阵列可涂覆有保护涂层302。需要进行适当的校准，以在固定的压力下长时间持续补偿性质(例如电容、电阻等)变化的固定浮动。在一些实施例中，感测元件304是可挠的薄膜式压力感测器或电子皮肤(electronic skin)。在一些实施例中，感测元件是由柔性薄膜或铁氟隆(Teflin)涂层保护。
根据一些实施例，感测元件304的阵列随后连接到数据获取单元310。数据获取单元310包括扫描电路(scanning circuit)、位址产生器(address generator)、解码器(decoder)等，其允许从阵列中的每个感测元件304读出数据。整个阵列的扫描速度可为几十千赫兹(kilohertz)，并且可以由使用者根据感测元件的数量和它们的响应时间以进行配置。数据获取单元310还连接到数据处理单元312和本地电脑314，其中可由模拟数字(analog-to-digital，A/D)转换器处理测量的数据，以显示并存储在本地电脑314上。
上述数据可以实时(real-time)显示在本地电脑314的屏幕上，以监控真空腔室的关闭过程、真空阀106的状态、表面之间的接触面积，以将测量到的力量转换为压力。此外，本文公开的系统还可以提供监控O形环204的寿命的可能性，以便及早对O形环204中的故障进行监控，从而防止对真空处理系统100泄漏或污染。
除了压力分布之外，本地电脑314还可以配置成获得平均压力值、最大压力值、最小压力值和压力值的偏差(deviation)。在一些实施例中，可以将这些数值与预定的或使用者预先配置的阈值进行比较，以确定是否可以执行真空处理腔室102中的处理。如果一数值在预定的或使用者预先配置的阈值内，则本地电脑314可以进一步指示沉积控制单元316执行真空处理。如果一数值超出预定的或使用者预先配置的阈值，则本地电脑314可以进一步警告操作者并触发预先配置的维护程序。
沉积控制单元316是代表性的装置，并且可包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口及系统总线(system bus)。处理器可包括任何可操作以控制真空处理系统100的沉积控制单元316的操作及性能的处理电路。在各个实施例中，处理器可实现为通用处理器、芯片多处理器(chip multiprocessor，CMP)、专属处理器(dedicated processor)、嵌入式处理器(embedded processor)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、网络处理器、输入/输出(input/output，I/O)处理器、媒体存取控制(media access control，MAC)处理器、无线电基频处理器(radio baseband processor)、协同处理器(co-processor)、例如复杂指令集电脑(complex instruction set computer，CISC)微处理器、精简指令集计算(reduced instruction set computing，RISC)微处理器、及/或超长指令字(very long instruction word，VLIW)微处理器或其他处理装置的微处理器。处理器还可由控制器、微控制器、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可程序化逻辑门阵列(field programmable gate array，FPGA)、可程序化逻辑装置(programmable logic device，PLD)等实现。
在各个实施例中，处理器可被安排以执行作业系统(operating system，OS)及各种应用程序。作业系统的范例包括例如通常以商标名Apple OS、Microsoft Windows OS、Android OS而为人所知的作业系统及任何其他专属或开源的作业系统。应用程序的范例包括例如电话应用程序、相机(如数码相机、摄影机)应用程序、浏览器应用程序、多媒体播放器应用程序、游戏应用程序、信息应用程序(如电子邮件、简讯、多媒体)、阅读器应用程序等。
在一些实施例中，提供包含电脑可执行指令的至少一个非暂态电脑可读取存储媒体，其中当由至少一个处理器执行上述电脑可执行指令时，会使得至少一个处理器进行本文描述的方法的实施例。此电脑可读取存储媒体可被包含在存储器中。
在一些实施例中，存储器可包括能存储数据的任何机器可读取或电脑可读取媒体，包括易失性/非易失性存储器及可移除/不可移除存储器。存储器可包括至少一个非易失性存储器单元。非易失性存储器单元能存储一或多个软件程序。仅举几个例子来说，软件程序可包含例如应用程序、使用者数据、装置数据及/或配置数据或其组合。软件程序可包含可由真空处理系统100的控制电路的各种元件所执行的指令。
举例来说，存储器可包括只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random-access memory，RAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、双倍数据率动态随机存取存储器(Double-Data-Rate DRAM，DDR-RAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、可规划式只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可规划式只读存储器(erasable programmable ROM，EPROM)、电可擦除可规划式只读存储器(electrically erasable programmable ROM，EEPROM)、快闪存储器(flash memory，如NOR或NAND快闪存储器)、内容可定址存储器(content addressable memory，CAM)、聚合物存储器(polymer memory，如铁电聚合物存储器，ferroelectric polymer memory)、相变存储器(phase-change memory，如双向存储器(ovonic memory))、铁电存储器、硅-氧化物-氮化物-氧化物-硅(silicon-oxide-nitride-oxide-silicon，SONOS)存储器、磁盘存储器(disk memory，如磁片(floppy disk)、硬盘(hard drive)、光盘(optical disk)、磁盘(magnetic disk))或存储卡(如磁存储卡、光存储卡)或适于存储信息的任何其他类型的媒体。
在一些实施例中，存储器可包含文件形式的指令集，用于执行如本文所述的生成一或多个时序库的方法。指令集可由任何可接受形式的机器可读指令所存储(包括原始码或各种适当的程序语言)。可用于存储指令集的程序语言之一些范例包括但不限于：Java、C、C++、C#、Python、Objective-C、Visual Basic或.NET程序。在一些实施例中包括编译器或直译器，以将指令集转为让处理器执行的机器可执行代码。
在一些实施例中，I/O接口可包括任何合适的机构或元件，以至少让使用者可向监控系统300的沉积控制单元316和沈积控制单元316提供输入，并使沉积控制单元316可向使用者提供输出。举例来说，I/O接口可包括任何合适的输入机构，包括但不限于按钮、小键盘、键盘、点按式选盘、触控屏幕或动作感测器。在一些实施例中，I/O接口可包括电容检测机构或多点触控电容检测机构(如触控屏幕)。
在一些实施例中，I/O接口可包括用于提供使用者可见的显示的可视周边输出装置(visual peripheral output device)。举例来说，可视周边输出装置可包括屏幕，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)屏幕，其结合到监控系统300的沉积控制单元316中。在另一个范例中，可视周边输出装置可包括可移动显示器或投影系统，用于在远离真空处理系统100的沉积控制单元316的表面上显示内容。在一些实施例中，可视周边输出装置可包括编码器/解码器(也称为编解码器(Codec))，以将数字媒体数据转换为模拟信号。举例来说，可视周边输出装置可包括影片编解码器、音频编解码器或任何其他合适类型的编解码器。
可视周边输出装置还可包括显示器驱动程序、用于驱动显示器驱动程序的电路或包括上述两者。可视周边输出装置可用于在处理器的指导下显示内容。仅举几例来说，可视周边输出装置可播放媒体回放信息、在监控系统300的沉积控制单元316上实现的应用程序的应用程序屏幕、关于正在进行的通信操作的信息、关于进入的通信请求的信息、或装置的操作屏幕。
在一些实施例中，通信接口可包括能够将监控系统300的沉积控制单元316耦合到一或多个网络及/或附加装置的任何合适的硬件、软件或硬件及软件的组合。通信接口可安排成使用任何合适的技术来操作，以使用所需的一组通信协定、服务或操作程序以控制信息信号。通信接口可包括适当的物理连接器，以与对应的通信媒体连接(无论是有线的还是无线的)。
根据一些实施例，通信系统及方法包括网络。在各种实施例，网络可包括区域网络(local area networks，LAN)以及广域网络(wide area networks，WAN)，包括但不限于网际网络、有线通道、无线通道、包括电话、电脑、有线、无线电、光学或其他电磁通道的通信装置及其组合、包括能与传送数据相容/相关的其他装置及/或元件。举例来说，通信环境包括体内(in-body)通信、各种装置及各种通信模式，例如无线通信、有线通信及其组合。
无线通信模式包括点(如节点)之间的任何通信模式，其至少部分地利用包括与无线传输、数据及装置相关的各种协定及协定组合的无线技术。这些点包括如无线装置(例如无线耳机)、音频及多媒体装置及设备(例如音频播放器及多媒体播放器)、电话(包括移动电话及无线电话)、以及电脑及电脑相关装置及元件(例如印表机、网络连接机器)及/或任何其他合适的装置或第三方装置。
有线通信模式包括利用有线技术的点之间的任何通信模式，所述有线技术包括与有线传输、数据及装置相关联的各种协定及协定的组合。这些点包括如音频及多媒体装置及设备(例如音频播放器及多媒体播放器)、电话(包括移动电话及无线电话)、以及电脑及电脑相关装置及元件(例如印表机、网络连接的机器)、及/或任何其他合适的装置或第三方装置。在各种实施例中，有线通信模块可根据多个有线协定进行通信。有线协定的一些范例可包括通用序列总线(Universal Serial Bus，USB)通信、RS-232、RS-422、RS-423、RS-485串行的协定、火线(FireWire)、以太网络、光纤通道、MIDI、ATA、串行的ATA、PCI Express、T-1(及变体)、工业标准结构(Industry Standard Architecture，ISA)并列通信、小型电脑系统接口(Small Computer System Interface，SCSI)通信或外设元件互连(PeripheralComponent Interconnect，PCI)通信。
因此在各种实施例中，通信接口可包括一或多个接口，如无线通信接口、有线通信接口、网络接口、发送接口、接收接口、媒体接口、系统接口、元件接口、切换接口、芯片接口、控制器等。举例来说，当通信接口是由无线装置或无线系统实现时其可包括无线接口，上述无线接口包括天线、发射器、接收器、收发器、放大器、滤波器、控制逻辑等的一或多者。
在各种实施例中，通信接口可根据多个无线协定提供语音及/或数据通信功能。无线协定的范例可包括各种无线区域网络(wireless local area network，WLAN)协定，包括电机电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)802.xx系列协定，例如IEEE 802.11a/b/g/n、IEEE802.16、IEEE 802.20等。无线协定的其他范例可包括各种无线广域网络(wireless wide area network，WWAN)协定，如具有GPRS的GSM蜂巢式无线电话系统协定、具有1xRTT的CDMA蜂巢式无线电话通信系统、EDGE系统、EV-DO系统、EV-DV系统、HSDPA系统等。无线协定的其他范例可包括无线个人区域网络(wireless personal area network，PAN)协定(例如红外线协定)、来自蓝牙技术联盟(Special Interest Group，SIG)系列协定的协定、包括v1.0、v1.1、v1.2、v2.0、具有改进型数据传输率(Enhanced Data Rate，EDR)的v2.0版本的蓝牙规格，以及一或多种蓝牙规范等。无线协定的又一个范例可包括近场通信(near-field communication)技术及协定，例如电磁感应(electromagnetic induction，EMI)技术。电磁感应技术的范例可包括被动或主动射频识别(radio-frequency identification，RFID)协定及装置。其他合适的协定可包括超宽频(Ultra Wide Band，UWB)、数字办公室(Digital Office，DO)、数字家庭、可信平台模块(Trusted Platform Module、TPM)、ZigBee等。
在一些实施例中，监控系统300的沉积控制单元316可包括耦接各种系统元件(包括处理器、存储器及I/O接口)的系统总线。上述系统总线可为几种类型的总线结构中的任何一种，上述总线结构包括存储器总线或存储器控制器、外围总线或外部总线、及/或使用各种可用总线架构的本地总线(包括但不限于9位元总线、工业标准结构(ISA)、微通道架构(Micro-Channel Architecture，MCA)、扩展工业标准结构(Extended ISA，EISA)、整合驱动电子装置(Integrated Drive Electronics，IDE)、VESA本地总线(VESA Local Bus，VLB)、个人电脑存储卡国际协会(Personal Computer Memory Card InternationalAssociation，PCMCIA)总线、小型电脑系统接口(SCSI)或其他专用总线、或适用于计算装置应用程序的任何定制总线。
根据本公开一些实施例，图4示出根据一些实施例的使用真空处理系统100中的压力监控带208，以监控真空处理腔室102中的真空阀106的关闭状态的方法400的流程图。应理解的是，可以在图4的方法400之前、之中、和之后提供额外的操作，并且可以省略或仅在此简要描述一些其他的操作。
根据一些实施例，方法400从准备用于真空处理的真空处理腔室102操作402开始。根据一些实施例，此准备操作包括但不限于使用原位干蚀刻(in-situ dry etching)以清洁真空处理腔室102、使用压力控制单元110在真空处理腔室102中配置压力、在晶圆座116上配置温度、通过向真空处理腔室102提供至少一种气体以配置真空处理腔室102中的环境、使用沉积控制单元316配置反应配方。
根据一些实施例，方法400继续进行到操作404，其中真空处理腔室102通过传送端104接收半导体晶圆112以进行处理。在一些实施例中，真空阀106是打开的，使得晶圆传送机构114将半导体晶圆112从装载锁定腔室或另一个处理腔室输送到真空处理腔室102。半导体晶圆112被输送到晶圆座116并固定在晶圆座116上。在一些实施例中，晶圆传送机构114从真空处理腔室102缩回并且关闭真空阀106，以通过压力监控带208与真空处理腔室102上的配合表面206形成密封。
根据一些实施例，方法400继续进行到操作406，其中使用压力监控带208执行压力分布对映图的对映(mapping)。压力监控带208包括多个感测元件304。操作406还测量O形环204的表面和压力监控带208的顶表面之间的压力分布。取决于感测元件304的感测技术，施加在感测元件上的应力或应变产生可由数据获取单元310收集的可测量的电信号。在一些实施例中，可以通过适当的校准(例如接触区域)，使用数据处理单元312从上述电信号获得来自每个感测元件304的压力值，以创建压力分布对映图(pressure profile mapping)。然后可以在附接到本地电脑314的屏幕上显示二维或三维的压力分布(即压力与位置的关系)。
根据一些实施例，方法400继续进行到操作408，其中将压力的数据与预定的或使用者预先配置的阈值进行比较，以决定真空阀106的关闭状态。本地电脑314还配置成对压力分布对映图进行分析，以获得如平均压力值、最大压力值、最小压力值、标准差等的数值。然后将这些数值与预定的阈值进行比较，以决定真空阀106和配合表面206之间的对准度以及真空阀106的关闭状态。如果测量到的数值在预定的阈值内，则本地电脑314指示反应控制单元继续在半导体晶圆112上执行真空处理的操作510。如果测量到的数值超出预定的阈值，则上述方法继续进行到由本地电脑314触发使用反应沉积控制单元316的维护程序的操作512，例如检视真空阀106上的关闭机构，清洁或替换O形环204等。在一些实施例中，在进行维护程序之后，通过操作506再次测量压力分布对映图，并且当测量值在预定阈值内时，在半导体晶圆112上进一步执行真空处理。
前文仅说明了本公开的原理。因此，应理解的是，本领域通常知识者将能够设计各种布置，这些布置虽然未在本文中明确描述或示出，但仍体现了本公开的原理并且包括在本公开的构思及范围内。此外，本文所述的所有范例及条件语言主要是用以明确地仅用于教学目的并帮助读者理解本公开的原理及发明概念，并且应解释为不限于这些具体引述的范例及条件。此外，本文叙述本公开的原理、方面及实施例的所有陈述以及其具体范例旨在包含结构及功能的等同物。此外，这些等同物旨在包括当前已知的等同物及将来所发展的等同物，即不管结构如何，只要是所发展的可执行相同功能的任何元件即可。
示例性实施例的描述被设置为结合附图来理解，上述附图被认为是整个说明书的一部分。在说明书中，可能用到与空间相关的用词，例如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“在上方”、“在下方”、“上方”、“下方”、“顶部”和“底部”及类似的用词(例如“水平地”、“向下”、“向上”等)。上述空间相关用词应解释为代表如所描述的或如所讨论的附图中所示的方向。这些相对术语仅是为了便于描述，并非要求上述设备需以特定方向构造或操作。
本公开一些实施例提供一种真空阀监控系统，包括：真空阀，包括至少密封O形环；以及压力监控带，位在真空处理腔室的配合表面上，其中压力监控带配置以在真空处理腔室的配合表面以及真空阀上的至少一个密封O形环的表面之间进行压力分布对映，以决定真空阀的关闭条件。
本公开一些实施例提供一种真空阀监控方法，包括：关闭真空处理腔室上的真空阀，其中真空阀包括至少一个密封O形环；以及使用压力监控带决定真空阀的关闭条件，其中压力监控带配置在真空处理腔室上的配合表面，以在真空处理腔室上的配合表面以及至少一个密封O形环的表面之间进行压力分布对映。
本公开一些实施例提供一种真空阀监控系统，包括：真空阀，包括至少一个密封O形环；压力监控带，配置在真空处理腔室上的配合表面以及真空阀上的至少一个密封O形环的表面之间；数据获取单元，配置以分别从压力监控带的压力感测元件收集信号；数据处理单元，配置以分别处理来自压力感测元件的信号，以决定压力值；以及本地电脑，配置以基于压力值决定真空阀的关闭条件。
如本公开一些实施例所述的真空阀监控系统，真空阀还包括机构，以打开和关闭真空阀。在一些实施例中，压力监控带包括压力感测元件。在一些实施例中，压力监控带是可挠的。在一些实施例中，压力感测元件的每一者包括电容式感测器、压阻式感测器、以及压电式感测器的至少一者。在一些实施例中，是根据在真空阀上的至少一个密封O形环的位置来配置压力监控带在真空处理腔室上的配合表面的位置。在一些实施例中，真空阀监控系统还包括：数据获取单元，用以分别从压力监控带的压力感测元件收集信号；数据处理单元，用以处理信号，从而分别决定压力值；以及本地电脑，用以决定压力分布对映。在一些实施例中，本地电脑是进一步配置以比较压力值与预定的压力阈值以及决定真空阀的关闭条件。
如本公开一些实施例所述的真空阀监控方法，是通过机构进行关闭真空阀的操作。压力监控带包括压力感测元件。在一些实施例中，压力监控带是可挠的。在一些实施例中，压力感测元件的每一者包括电容式感测器、压阻式感测器、以及压电式感测器的至少一者。在一些实施例中，是根据在真空阀上的至少一个密封O形环的位置来配置压力监控带在真空处理腔室上的配合表面的位置。在一些实施例中，决定操作还包括：分别从压力监控带上的压力感测元件收集信号；处理来自压力感测元件的信号，以分别决定压力值；基于压力值决定压力分布对映；以及比较压力值以及预定的压力阈值。
如本公开一些实施例所述的真空阀监控系统，压力监控带是可挠的。在一些实施例中，压力感测元件的每一者包括电容式感测器、压阻式感测器、以及压电式感测器的至少一者。在一些实施例中，是根据在真空阀上的至少一个密封O形环的位置来配置压力监控带在真空处理腔室上的配合表面的位置。在一些实施例中，真空阀还包括机构，以打开和关闭真空阀。
如本公开一些实施例的真空阀监控系统，该压力监控带是可挠的。
如本公开一些实施例的真空阀监控系统，该等压力感测元件的每一者包括电容式感测器、压阻式感测器、以及压电式感测器的至少一者。
如本公开一些实施例的真空阀监控系统，该本地电脑是进一步配置以：比较该等压力值与复数个预定的压力阈值；以及决定该真空阀的该关闭条件。
如本公开一些实施例的真空阀监控方法，其中是通过一机构进行关闭该真空阀的该操作。
如本公开一些实施例的真空阀监控方法，其中该压力监控带包括复数个压力感测元件。
如本公开一些实施例的真空阀监控方法，其中是根据在该真空阀上的该至少一个密封O形环的位置以配置该压力监控带在该真空处理腔室上的该配合表面的位置。
如本公开一些实施例的真空阀监控系统，其中该压力监控带是可挠的。
如本公开一些实施例的真空阀监控系统，其中该等压力感测元件的每一者包括电容式感测器、压阻式感测器、以及压电式感测器的至少一者。
如本公开一些实施例的真空阀监控系统，其中是根据在该真空阀上的该至少一个密封O形环的位置以配置该压力监控带在该真空处理腔室上的该配合表面的位置。
如本公开一些实施例的真空阀监控系统，其中该真空阀还包括一机构，用于打开和关闭该真空阀。
虽然已经根据示例性实施例描述了本公开，但是本公开并不限于此。反之，应对权利要求作广义地解释，以包括本公开的其他变化例及实施例，本领域通常知识者可在不脱离本公开的均等物的范围及界限的情况下做出这些变化例及实施例。

Claims (18)

1.一种真空阀监控系统，包括：
一真空阀，包括至少一个密封O形环；以及
一压力监控带，位在一真空处理腔室的一配合表面上，其中该压力监控带配置以在该真空处理腔室的该配合表面以及该真空阀上的该至少一个密封O形环的一表面之间进行一压力分布对映，以决定该真空阀的一关闭条件，并且该压力监控带直接接触该至少一个密封O形环的该表面，其中该压力监控带包括：
复数个压力感测元件；以及
一保护涂层，接触该复数个压力感测元件，并隔开该复数个压力感测元件以及该至少一个密封O形环。
2.如权利要求1所述的真空阀监控系统，其中该真空阀还包括一机构，用于打开和关闭该真空阀。
3.如权利要求1所述的真空阀监控系统，其中该压力监控带是可挠的。
4.如权利要求1所述的真空阀监控系统，其中该等压力感测元件的每一者包括电容式感测器、压阻式感测器、以及压电式感测器的至少一者。
5.如权利要求1所述的真空阀监控系统，其中该压力监控带在该真空处理腔室上的该配合表面的位置是根据在该真空阀上的该至少一个密封O形环的位置来配置。
6.如权利要求1所述的真空阀监控系统，还包括：
一数据获取单元，用以分别从该压力监控带的复数个压力感测元件收集复数个信号；
一数据处理单元，用以处理该等信号，从而分别决定复数个压力值；以及
一本地电脑，用以决定该压力分布对映。
7.如权利要求6所述的真空阀监控系统，其中该本地电脑是进一步配置以：
比较该等压力值与复数个预定的压力阈值；以及
决定该真空阀的该关闭条件。
8.一种真空阀监控方法，包括：
关闭一真空处理腔室上的一真空阀，其中该真空阀包括至少一个密封O形环；以及
使用一压力监控带决定该真空阀的一关闭条件，其中该压力监控带配置在该真空处理腔室上的一配合表面上，并且该压力监控带直接接触该至少一个密封O形环的一表面，以在该真空处理腔室上的该配合表面以及该至少一个密封O形环的该表面之间进行一压力分布对映，其中该压力监控带包括：
复数个压力感测元件；以及
一保护涂层，接触该复数个压力感测元件，并隔开该复数个压力感测元件以及该至少一个密封O形环。
9.如权利要求8所述的真空阀监控方法，其中是通过一机构进行关闭该真空阀的该操作。
10.如权利要求8所述的真空阀监控方法，其中该压力监控带是可挠的。
11.如权利要求8所述的真空阀监控方法，其中该等压力感测元件的每一者包括电容式感测器、压阻式感测器、以及压电式感测器的至少一者。
12.如权利要求8所述的真空阀监控方法，其中是根据在该真空阀上的该至少一个密封O形环的位置以配置该压力监控带在该真空处理腔室上的该配合表面的位置。
13.如权利要求8所述的真空阀监控方法，其中该决定操作还包括：
分别从该压力监控带上的该等压力感测元件收集复数个信号；
处理来自该等压力感测元件的该等信号，以分别决定复数个压力值；
基于该等压力值决定该压力分布对映；以及
比较该等压力值以及复数个预定的压力阈值。
14.一种真空阀监控系统，包括：
一真空阀，包括至少一个密封O形环；
一压力监控带，配置在一真空处理腔室上的一配合表面以及该真空阀上的该至少一个密封O形环的一表面之间，并且该压力监控带直接接触该至少一个密封O形环的该表面，其中该压力监控带包括：
复数个压力感测元件；以及
一保护涂层，接触该复数个压力感测元件，并隔开该复数个压力感测元件以及该至少一个密封O形环；
一数据获取单元，配置以分别从该压力监控带的该复数个压力感测元件收集复数个信号；
一数据处理单元，配置以分别处理来自该等压力感测元件的该等信号，以决定复数个压力值；以及
一本地电脑，配置以基于该等压力值决定该真空阀的一关闭条件。
15.如权利要求14所述的真空阀监控系统，其中该压力监控带是可挠的。
16.如权利要求14所述的真空阀监控系统，其中该等压力感测元件的每一者包括电容式感测器、压阻式感测器、以及压电式感测器的至少一者。
17.如权利要求14所述的真空阀监控系统，其中是根据在该真空阀上的该至少一个密封O形环的位置以配置该压力监控带在该真空处理腔室上的该配合表面的位置。
18.如权利要求14所述的真空阀监控系统，其中该真空阀还包括一机构，用于打开和关闭该真空阀。
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