CN111323173A - 气密性探测装置及半导体设备控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种气密性探测装置，用于探测半导体设备的狭缝阀的气密性，狭缝阀隔离半导体设备的两个腔室，狭缝阀根据半导体设备的加工流程选择性地开闭，气密性探测装置包括至少一个光学气体成像件，至少一个光学气体成像件位于腔室之外，至少一个光学气体成像件的探测区域覆盖狭缝阀，且通过一视窗探测狭缝阀，视窗能够透过位于光学气体成像件的探测区域内的特定气体的辐射。本发明降低了装置的安装难度，提升了探测效率。本发明还提供一种半导体设备控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，特别是一种气密性探测装置及半导体设备控制方法。
背景技术
半导体设备一般包括至少两个腔室，且两个腔室之间或者腔室与设备外部之间设有狭缝阀。狭缝阀用于隔离两个腔室或者腔室与外部空间，并根据加工流程选择性的开闭。腔室内的气体环境，例如真空、充入卤素气体或充入惰性气体等依据加工流程改变。半导体设备对气体环境的要求高，而狭缝阀可能会具有各种原因造成的气密性不足的问题，导致各腔室的气体环境的不期望的改变，例如，两个腔室之间的气体混合、腔室内的气体泄漏至外部或外部的气体进入到腔室内等。上述气体环境的改变会造成设备腐蚀、处理气体混合比变动从而导致作业成本提高及良率降低。
现有的气体感测装置通常与泄漏或进入的气体发生反应实现感测气体。因此，需要将现有气体感测装置安装至靠近狭缝阀的位置，尤其是设于腔室之内靠近狭缝阀的位置。但是，由于腔室内的各种环境依加工流程发生改变，或其他结构上的影响，设置气体感测装置很难。此外，现有气体感测装置的效率也并不高。
发明内容
鉴于上述状况，实有必要提供一种气密性探测装置，以解决上述问题。
一种气密性探测装置，用于探测半导体设备的狭缝阀的气密性，所述狭缝阀隔离所述半导体设备的两个腔室，所述狭缝阀根据所述半导体设备的加工流程选择性地开闭，所述气密性探测装置包括至少一个光学气体成像件，所述至少一个光学气体成像件位于所述腔室之外，所述至少一个光学气体成像件的探测区域覆盖所述狭缝阀，且通过一视窗探测所述狭缝阀，所述视窗能够透过位于所述光学气体成像件的探测区域内的特定气体的辐射。
一种半导体设备控制方法，所述半导体设备包括两个腔室与一个狭缝阀，所述两个腔室互相连通，包括以下步骤：
探测所述狭缝阀处的气体辐射；
分析所述气体辐射得到至少包含气体类型、气体位置及气体量的信息；
判断得到的所述气体类型中包含不期望存在的气体的量超过预定值时，控制所述半导体设备停止运行。
本发明设置光学气体成像件探测狭缝阀处的气体辐射以分析判断是否有泄漏的特定气体，降低了装置的安装难度，提升了探测效率，从而降低了成本，保证了良率。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的气密性探测装置及其应用于的半导体设备的狭缝阀关闭的示意图。
图2为图1所示的半导体设备的狭缝阀开启的示意图。
图3为为本发明另一实施例提供的气密性探测装置及其应用于的半导体设备的狭缝阀关闭的示意图。
图4为图3所示的半导体设备的狭缝阀开启的示意图。
图5为图1所示的气密性探测装置与半导体设备的结构框图。
图6为本发明提供的半导体设备控制方法的流程图。
主要元件符号说明
| 气密性探测装置 | 100 |
| 光学气体成像件 | 10 |
| 第一光学气体成像件 | 10a |
| 第二光学气体成像件 | 10b |
| 控制机构 | 20 |
| 显示器 | 30 |
| 半导体设备 | 200 |
| 第一腔室 | 210 |
| 开口 | 211,221 |
| 第二腔室 | 220 |
| 狭缝阀 | 230 |
| 视窗 | 240 |
| 通道 | 250 |
| 处理器 | 260 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件或者可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1与图2，本发明的实施例提供一种气密性探测装置100，用于探测半导体设备200的气密性。半导体设备200用于对晶圆(图未示)进行各种半导体处理。半导体设备200包括第一腔室210与第二腔室220，且第一腔室210与第二腔室220之间设有狭缝阀230。狭缝阀230隔离第一腔室210与第二腔室220，并根据加工流程选择性的开闭。气密性探测装置100包括至少一个光学气体成像件10，能够通过探测气体的辐射确定是否有特定气体的存在、特定气体的位置与气体量的信息。光学气体成像件10具有如图1中虚线所示的探测区域，需要说明的是，图1中仅是对探测区域的示意性的描绘，实际的探测区域可能不为图示的三角形。半导体设备200还包括视窗240，位于狭缝阀230与光学气体成像件10之间。视窗240能够透过位于光学气体成像件10的探测区域内的特定气体的辐射。光学气体成像件10通过视窗240探测狭缝阀230。
半导体设备200还包括一通道250。第一腔室210的侧壁上设有开口211。第二腔室220的相对第一腔室210的侧壁上设有开口221。通道250的一端与开口211连接，另一端与开口221连接。第一腔室210与第二腔室220经通道250相连通。狭缝阀230位于通道250内。依据加工流程，需要隔离第一腔室210与第二腔室220时，如图1所示，狭缝阀230关闭，使得通道250封闭；需要连通第一腔室210与第二腔室220时，狭缝阀230开启。狭缝阀230开启时，至少能容许半导体设备200处理或待处理的晶圆通过。视窗240设于通道250的侧壁上，且靠近狭缝阀230。
光学气体成像件10根据探测信号分析得到所述探测区域的气体分布图，所述气体分布图至少包含气体类型、气体位置及气体量的信息。由于气体分子受到特定波长的光辐射时会产生相应的分子振动，而气体分子振动所需的能量是一定的，即为其分子特征谱线。不同的气体分子受到辐射时产生的振动各不相同，使其分子特征谱线具有唯一性。由于不同的气体对特定波长的辐射的吸收能力不同，使气体受到特定波长的辐射，再接收经气体反射的辐射后，即能确定是否存在某种特定气体。
在一些实施例中，光学气体成像件10可以为红外热像仪。红外热像仪可以向探测区域内发射红外线，再利用红外热像仪的探测器探测经气体反射的红外线。一般红外热像仪的感测精度大致为100ppm，在一些实施例中，可通过改进的光学系统、气体红外图像增强算法等方式提高感测精度。
在一些实施例中，光学气体成像件10可以连续或周期性地探测狭缝阀230。在一些实施例中，光学气体成像件仅在狭缝阀230关闭的状态下进行探测，以节约运行成本。
请参见图5，在一些实施例中，气密性探测装置还包括控制机构20与显示器30。控制机构20与光学气体成像件10、显示器30、半导体设备200分别通信连接。控制机构20在判断得到所述探测区域内有不期望存在的气体的量超过一预定值时，向半导体设备200发送警示信息。显示器30显示上述气体分布图，以供相关作业人员及时发现是否有气体泄漏、泄漏的气体类型及分布。
在一些实施例中，半导体设备200还包括处理器260。处理器260与狭缝阀230、气密性探测装置100电性或通信连接。处理器260依据加工流程控制狭缝阀230的开启与关闭。处理器260接收到控制机构20发送的警示信息时，控制半导体设备200停止运行。
在一些实施例中，第一腔室210为传输腔室，第二腔室220为处理腔室。
请参见图3与图4，气密性探测装置100包括两个光学气体成像件10，分别命名为第一光学气体成像件10a与第二光学气体成像件10b。光学气体成像件10，即第一光学气体成像件10a与第二光学气体成像件10b分别与对应的第一腔室210、第二腔室220相邻设置。第一光学气体成像件10a与第二光学气体成像件10b的探测区域覆盖狭缝阀230的对应侧，以改善光学气体成像件10仅设于狭缝阀230的某一侧时，光学气体成像件10无法探测被狭缝阀230遮挡的区域。
在一些实施例中，多个光学气体成像件10的位置可以分别设置在狭缝阀230的两侧。在一些实施例中，一或多个光学气体成像件10可以设置在对应位置以对气密性要求较高的区域进行探测。在一些实施例中，光学气体成像件10的数量及位置不作限制，只要探测区域可以覆盖所需探测的位置即可。本发明设置光学气体成像件10探测狭缝阀230处泄漏的特定气体，容易安装，提升了效率，从而降低了成本，保证了良率。
在一些实施例中，第一腔室210及/或第二腔室220朝向设备外部的侧壁上还另外设有狭缝阀，以便从设备外部接收晶圆及使处理后的晶圆通过。在一些实施例中，气密性探测装置100的探测区域还可以覆盖第一腔室210及/或第二腔室220朝向设备外部的侧壁上的狭缝阀，以探测是否有特定气体从设备外部进入第一腔室210及/或第二腔室220，或者第一腔室210及/或第二腔室220是否有特定气体泄漏至设备外部。
请参见图6，本发明还提供一种半导体设备控制方法，应用于所述半导体设备200上。所述方法包括以下步骤：
S1:探测狭缝阀处的气体辐射。
在本实施例中，可以使用红外成像仪探测特定气体的红外线。
S2:分析所述气体辐射得到至少包含气体类型、气体位置及气体量的信息。
在本步骤中，将探测得到的气体辐射的信息转换成数字信号，经快速傅里叶变换分析得到气体红外光谱，并与数据库对比，从而识别出气体类型。
S3:判断得到的所述气体类型中包含不期望存在的气体的量超过预定值时，控制所述半导体设备200停止运行。
S4:显示分析所述气体辐射得到的至少包含气体类型、气体位置及气体量的信息。
本发明通过探测半导体设备的狭缝阀处的气体辐射即可分析判断是否有特定气体泄漏，较现有与气体产生反应之后才能探测的方式，提高了探测效率，降低了装置的安装难度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其它单元或步骤，单数不排除复数。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种气密性探测装置，用于探测半导体设备的狭缝阀的气密性，所述狭缝阀隔离所述半导体设备的两个腔室，所述狭缝阀根据所述半导体设备的加工流程选择性地开闭，其特征在于，所述气密性探测装置包括至少一个光学气体成像件，所述至少一个光学气体成像件位于所述腔室之外，所述至少一个光学气体成像件的探测区域覆盖所述狭缝阀，且通过一视窗探测所述狭缝阀，所述视窗能够透过位于所述光学气体成像件的探测区域内的特定气体的辐射。
2.如权利要求1所述的气密性探测装置，其特征在于，所述光学气体成像件根据探测信号分析得到所述探测区域的气体分布图，所述气体分布图至少包含气体类型、气体位置及气体量的信息。
3.如权利要求2所述的气密性探测装置，其特征在于，所述气密性探测装置还包括控制机构，所述控制机构与所述光学气体成像件、所述半导体设备通信连接，所述控制机构在判断得到的所述探测区域内有不期望存在的气体的量超过预定值时，向所述半导体设备发送警示信息。
4.如权利要求2所述的气密性探测装置，其特征在于，所述气密性探测装置还包括显示器，能够显示所述气体分布图。
5.如权利要求1所述的气密性探测装置，其特征在于，所述气密性探测装置包括两个光学气体成像件，分别探测所述狭缝阀的两侧。
6.如权利要求1所述的气密性探测装置，其特征在于，所述光学气体成像件连续或周期性地探测所述狭缝阀。
7.如权利要求6所述的气密性探测装置，其特征在于，所述光学气体成像件仅在所述狭缝阀关闭的状态下探测所述狭缝阀。
8.一种半导体设备控制方法，所述半导体设备包括两个腔室与一个狭缝阀，所述两个腔室互相连通，其特征在于，包括以下步骤：
探测所述狭缝阀处的气体辐射；
分析所述气体辐射得到至少包含气体类型、气体位置及气体量的信息；
判断得到的所述气体类型中包含不期望存在的气体的量超过预定值时，控制所述半导体设备停止运行。
9.如权利要求8所述的半导体设备控制方法，其特征在于，对所述狭缝阀的气体辐射的探测为周期性的或连续的。
10.如权利要求8所述的半导体设备控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：显示分析所述气体辐射得到的至少包含气体类型、气体位置及气体量的信息。
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