TW201436084A - 監控聲音的半導體基板處理系統及方法 - Google Patents

Abstract

揭示具有聲音監控的半導體基板處理系統。系統包含經調適以在基板上執行處理之處理腔室、處理流體源、將處理流體源與處理腔室耦合之流體管道、及沿著流體管道定位之流控制閥，且調適該流控制閥以為可操作的以控制處理流體源及處理腔室間之處理流體流。系統包含一或更多個聲音感測器，該等聲音感測器係可操作的以感測雜訊，該等聲音感測器耦合至處理流體源、流體管道、流控制閥及聲音處理器中的至少一個，該聲音處理器經調適以自一或更多個聲音感測器接收至少一個信號。提供聲音監控方法以作為其他態樣。

Description

監控聲音的半導體基板處理系統及方法 【相關申請案】

本申請案主張對於2013年3月13日申請之美國臨時申請案61/779,229之優先權，該美國臨時申請案61/779,229之題目為「監控聲音的半導體基板處理系統及方法(ACOUSTICALLY-MONITORED SEMICONDUCTOR SUBSTRATE PROCESSING SYSTEMS AND METHODS)(代理人卷號：16077/L)」，為所有目的於此將此臨時申請案整合至本文中。

本發明大體上與半導體基板處理有關；更確切地說，本發明係與基板處理系統及操作此基板處理系統之方法有關。

習知電子裝置製造系統可包含複數個處理腔室，舉例而言，該複數個處理腔室可分散在中央移送室四周。作為半導體裝置製造的一部分，這些處理腔室可經使用以在基板(例如，圖案化或無圖案的半導體晶圓、玻璃面板、高分子基 板、掩膜(reticules/mask)、玻璃板或諸如此類)上執行處理。作為蝕刻或沉積處理的一部分，許多的這些處理涉及控制提供至腔室之相當數量的氣體。可嘗試使用質流控制器及或其他閥以準確控制供應至腔室之氣體量及時間。然而，氣體之不當供應可導致基板上的缺陷或其他異常。

因此，使氣體傳送至處理腔室之控制之改善準確為可能之基板處理系統及方法是有必要的。

在第一個態樣中，提供半導體基板處理系統。半導體基板處理系統包含經調適以在基板上執行處理之處理腔室、處理流體源、將處理流體源與處理腔室耦合之流體管道、沿著流體管道定位之流控制閥(該流控制閥經調適以為可操作的以控制來自處理流體源至處理腔室之流體流)，及一或更多個聲音感測器，該一或更多個聲音感測器係可操作的以感測聲音雜訊，且該一或更多個聲音感測器耦合至處理流體源、流體管道、流控制閥及聲音處理器中的至少一個，該聲音處理器經調適以自一或更多個聲音感測器接收至少一個信號。

在另一個態樣中，提供監控半導體處理系統之方法。方法包含以下步驟：提供經調適以在基板上執行處理之處理腔室、供應處理流體之處理流體源、耦合處理流體源與處理腔室之流體管道、沿著流體管道定位之流控制閥(該流控制閥經調適以為可操作的以控制來自處理流體源至處理腔室之處理流體流)；監控來自一或更多個聲音感測器之聲音雜訊，該等聲音感測器操作地耦合至處理流體源、流體管道及 流控制閥中的至少一個。

在另一個態樣中，提供半導體基板處理系統。半導體基板處理系統包含經調適以在基板上執行處理之處理腔室、提供處理流體流至處理腔室之流體管道、沿著流體管道定位之流控制閥(該流控制閥經調適以為可操作的以控制處理流體至處理腔室之流)、一或更多個聲音感測器(該一或更多個聲音感測器可操作地感測聲音能量，且該一或更多個聲音感測器耦合至流體管道、流控制閥及聲音處理器中的至少一個，及該聲音處理器經調適以自一或更多個聲音感測器接收至少一個信號)。

根據本發明之這些及其他實施例，提供多種其他態樣。本發明之實施例之其他特徵及態樣將自下列細節描述、附加之申請專利範圍及附加圖式中變得更顯而易見。

100‧‧‧半導體基板處理系統

102‧‧‧基板

104‧‧‧處理腔室

105‧‧‧主體

106‧‧‧接口

108‧‧‧流量閥

110‧‧‧移送室

111‧‧‧流體入口

112‧‧‧流體管道

114‧‧‧處理流體

116‧‧‧處理流體源

118‧‧‧流體管道

120‧‧‧閥

120L‧‧‧接線

122‧‧‧質流控制器

124‧‧‧聲音感測器

124L‧‧‧電氣接線/接線

125‧‧‧電漿源

126‧‧‧聲音感測器

126L‧‧‧電氣接線/接線

127‧‧‧聲音產生器

128‧‧‧聲音感測器

128L‧‧‧電氣接線/接線

130‧‧‧聲音處理器

132‧‧‧流量控制器

134‧‧‧處理控制器

135‧‧‧系統控制器

136‧‧‧加熱器

140‧‧‧托架升降致動器

142‧‧‧渦輪泵

245‧‧‧聲音能量臨界值

246‧‧‧軌跡

248‧‧‧軌跡

250‧‧‧聲音能量臨界值

352‧‧‧較低的臨界值

354‧‧‧較高的臨界值

355‧‧‧聲音軌跡

445‧‧‧臨界值

450‧‧‧臨界值

456‧‧‧控制軌跡

551‧‧‧控制(觸發)信號

560‧‧‧第一觸發邊緣

562‧‧‧不變部分

564‧‧‧關閉邊緣

645‧‧‧預設的能量臨界值

650A‧‧‧臨界值

650B‧‧‧臨界值

665‧‧‧上升部分斜率/開啟軌跡斜率

668‧‧‧下降部分斜率

670‧‧‧穩定狀態臨界值

720‧‧‧流控制閥

724‧‧‧聲音感測器

820‧‧‧流控制閥

824‧‧‧聲音感測器

875‧‧‧波導

900‧‧‧方法

902‧‧‧步驟

904‧‧‧步驟

根據實施例，第1圖係圖示包含聲音監控之基板處理系統之局部剖面側視圖。

根據實施例，第2圖係圖示絕對聲音發射能量之聲音軌跡相對於用於流體控制閥之開啟及關閉兩者之時間。

根據實施例，第3圖係圖示絕對聲音發射能量之聲音軌跡相對於用於基板處理系統之不同流體流動速率(例如，500sccm至5000sccm)之時間。

根據實施例，第4圖係圖示絕對聲音發射能量之聲音軌跡相對於用於流體控制閥之重複開啟及關閉之6個週期之時間。

根據實施例，第5圖圖示觸發信號以初始化流體控制閥之開啟及關閉。

根據實施例，第6圖係圖示回應觸發信號之流體控制閥之單一開啟及關閉事件之聲音軌跡。

根據實施例，第7圖係圖示耦合至流體控制閥之聲音感測器之局部剖面之部分側視圖。

根據實施例，第8圖係圖示藉由波導遠端耦合至流體控制閥之聲音感測器之局部剖面之部分側視圖。

根據實施例，第9圖係圖示描繪監控半導體處理系統之方法之流程圖。

在電子裝置製造中，供應流體(氣體及/或液體)至處理腔室或帶有高精密度的腔室係為所欲的。特別的是，氣體及流體輸送元件可失效或故障及在基板(例如，晶圓)處理上可有不良反應。舉例而言，黏滯閥、流徑阻塞或洩漏(例如，在孔或其他流徑連接處)可能未被偵測出及影響晶圓品質及/或晶圓良率。

可經由感測器或校准基準間接偵測這些失效及/或故障(該等感測器或校准基準如質流檢驗器(MFV)、質流感測器、光放射光譜、殘留氣體分析)，但舉例而言，在假使量測需要專用存取工具(如MFV中)則這些技術可能減少處理工具可用性之情況中，這些技術可能被放棄。此外，這些技術可能無法隔離任何在流體輸送系統中之失效的根源，或在流體輸送系統中之興趣點處直接監控(例如，有洩漏，但該洩漏位 於何處？)。在一些情況中，這些技術在處理期間可能不支持即時被動監控，故可能無法偵測僅發生於執行處理期間之問題。舉例而言，每次(除了當正在執行處理時)僅看腔室中的上升率之洩漏確認處理程序無法監控處理中之洩漏。此外，在一些態樣中，監測可需要如MFV或光發射(OE)偵測器之專用硬體，該專用硬體在特定工具上可能無法為可用的或無法在特定工具上輕易改裝。此外，可於惡劣環境中(例如，在高溫處；舉例而言，如超過約70度C)直接執行監控係為所欲的。此外，流體流之習知監控可要求直接通訊及以經測量之流體流(例如，MFC)將處理流體接觸潛在干擾，且該流體流之習知監控可進一步地為進一步可能的額外洩漏之來源。

此外，因無關於元件故障之原因，流體液面或流體性質亦可改變。可自流體源(舉例而言如安瓿)耗盡流體。此外，可藉由反饋系統之能力限制或妨礙流體流之精準控制以量測流體流或流體液面。

為一或更多個上述原因，提供經調適以監控一或更多個態樣之流體輸送至經調適以在基板上執行處理之處理腔室之經改善的監控系統及方法。特定言之，提供包含聲音感測之流體監控系統及方法。根據本發明之實施例，包含聲音感測之方法及裝置可在其他感測器因上述原因可能失效之區域中，提供液面及流體流之經改善的準確度或更直接的量測。此外，可監控流體控制閥之開啟及關閉。可監控氣體輸送及流。

本發明之實施例提供用於監控至基板處理系統之處 理腔室之處理流體(流體或氣體，在大多數情況下為氣體)之供應之系統及方法。特定言之，本發明之實施例提供半導體基板處理系統，該半導體處理系統包含用於在基板上執行處理(例如，原子層沉積、蝕刻或諸如此類)之處理腔室、處理流體源、將處理流體源與處理腔室耦合之流體管道、及沿著流體管道定位之流控制閥、且調適該流控制閥以為可操作的以控制自處理流體源至處理腔室之處理流體流，及一或更多個聲音感測器，該一或更多個聲音感測器係可操作的以感測聲音雜訊。一或更多個聲音感測器耦合至處理流體源、流體管道、流控制閥中的至少一個，及在一些實施例中可耦合該一或更多個聲音感測器至該上述之全部三個或該上述三個之子集。聲音處理器經調適以自一或更多個聲音感測器接收至少一個信號。聲音處理器係為可操作的以驗證適當之操作；及該聲音處理器可診斷不同的系統故障，如起泡器中之低液位、來自不同的管道及連接之系統洩漏、不適當的流動速率、阻塞閥或黏滯閥，及諸如此類。

參考第1-9圖，於下描述包含聲音監測之系統及方法之這些及其他實施例。圖式並不需要依比例繪製。在整份說明書中使用相稱元件符號以表示相稱元件。

現在參考第1圖之具體細節，根據本案之實施例，展示可使用半導體基板處理系統100以於基板102(圖案化或無圖案的半導體晶圓、玻璃面板、高分子基板、掩膜(reticules/mask)、玻璃板或諸如此類)上執行處理。半導體基板處理系統100包含處理腔室104，該處理腔室104經調適以 接收將要處理之基板102。處理腔室104可於主體105內形成，該主體105可包含具有流量閥108之接口106，該流量閥108係隨著接口可操作的以關閉及/或密封處理腔室104。提供接口106及流量閥108，以在處理之前及處理之後自移送室110將基板102傳入及傳出處理腔室104。任何數量的處理可發生在處理腔室104內之基板102上(例如，基板102)，該任何數量的處理如沉積、蝕刻、氧化、硝化或諸如此類。可在處理腔室內執行其他處理。

更詳細地說，處理腔室104可藉由機器入(未圖示)提供服務，基板102可藉由該機器人被放入處理腔室104中及自處理腔室104取出。如應當認識的，可耦合一個以上的處理腔室至移送室110，及每個處理腔室可包含基板(如基板102)，該基板經調適以經歷在處理腔室內之處理。處理腔室104可包含流體入口111，該流體入口111經調適以供應處理流體114至處理腔室104。處理流體114可包含氣體或液體。特別的是，在一些實施例中，處理流體114可為如氯(Cl2)、三氟化氯(ClF3)、六氟乙烷(C2F6)、三氟甲烷(CHF3)、四氫化矽(SiH4)、氬(Argon)、氦(Helium)、氮(Nitrogen)、氫(Hydrogen)、上述氣體之結合及諸如此類之氣體。可實現其他氣體類型。流體入口111係流體耦合至處理流體源116。處理流體源116可為起泡器、壓力容器或諸如此類。流體聯結器可為藉由將處理流體源116與處理腔室104耦合之流體管道118。沿著流體管道118定位且經調適為可操作的以控制來自處理流體源116至處理腔室104間之處理流體114之流係為 流控制閥120。舉例而言，流控制閥120可為二位閥。可藉由質流控制器(MFC)122控制流動速率，該MFC 122亦被提供於處理流體源106及處理腔室104間之流徑中，及該MFC 122大體地被提供於流控制閥120之上游。可使用任何適合的習知質流控制器122。

一或更多個聲音感測器124、126及128可操作的感測聲音能量，該一或更多個聲音感測器耦合至處理流體流元件。一或更多個聲音感測器可實體耦合至流體管道118(例如，聲音感測器124)、流控制閥(例如，聲音感測器126)或處理流體源(例如，聲音感測器128)中的至少一個。在一些實施例中，可耦合聲音感測器至一個以上的處理流體流元件，如流體管道118(例如，聲音感測器124)及流控制閥120(例如，聲音感測器126)。在其他的實施例中，可耦合聲音感測器至三個或更多個處理流體流元件，如流體管道118(例如，聲音感測器124)、流控制閥120(例如，聲音感測器124)及處理流體源116(例如，聲音感測器128)。

半導體基板處理系統100亦包含聲音處理器130，該聲音處理器130經調適以自一或更多個聲音感測器(例如，聲音感測器124、126及128)接收至少一個信號。信號可包含被攜帶於電氣接線124L、126L及128L中之電子信號，該等電子信號之強度可能會隨著時間改變。聲音處理器130經調適以接收隨時間改變之信號，該等信號係與聲音能量有關；及該聲音處理器130經調適以處理信號。聲音處理器130可包含合適之過濾、放大及轉換(例如，類比/數位轉換)電子元 件，及該聲音處理器130可包含經調適以儲存資料及執行資料處理之合適的處理器及記憶體。

在一或更多個實施例中，此處理涉及在聲音處理器130處接收與聲音能量相關之信號，及涉及對比一或更多個臨界值及/或臨界頻帶以比較該信號之振幅。在一些實施例中，處理可涉及接收與聲音能量相關之信號，及涉及比較隨時間推移之聲音能量軌跡之某些態樣或區域與預設之臨界值。可儲存收集之資料及分析(舉例而言)於聲音處理器130之任何合適之存儲媒體(例如，RAM、ROM或其他記憶體)內。此經儲存之分析及資料可用來藉由在一或更多個位置監控聲音能量，而監控隨時間推移之系統流體輸送效能。監控可涉及若超出一或更多個臨界值，則用信號發出警告。舉例而言，可顯示警告於耦合至系統控制器135之視覺顯示器上或該警告可為聽得見的。

半導體基板處理系統100可包含流控制器132，該流控制器132包含經調適以導致流動速率內之控制調整及處理流體114之傳送之電子元件及電路。舉例而言，流控制器132可經由質流控制器122調整流，及控制流控制閥120之操作。半導體基板處理系統100亦可包含經調適以控制整體處理之處理控制器134，該整體處理在處理腔室104內發生。舉例而言，處理控制器134可藉由遠端或其他電漿源125控制電漿產生、於托架138之中或托架138之上提供加熱器136之控制、流量閥108之開啟與關閉、控制托架升降致動器140或控制渦輪泵142。以及其他處理功能可經控制。在一些實施 例中，全部的這些功能可體現於一般系統控制器135中。舉例而言，全部功能(聲音處理、流控制處理及處理控制)可經由一般處理器及記憶體完成。可選擇的，可使用可彼此溝通之分離的控制器。可同步不同功能至意欲監控及控制適當的系統操作之程度。

現在參考第1圖至第8圖，以更仔細描述聲音監控半導體基板處理系統100之細部結構及操作。在第一態樣中，如第2圖所示，可監控流控制閥120(第1圖)之絕對能量。在接線126L中與聲音能量相關之信號可經處理為時間及絕對能量之函數，可自此處判定。可藉由下述方法判定絕對發射能量。舉例而言，藉由使用1Mhz取樣率的聲音處理器130中的電子取樣可獲得在接線124L、126L及128L中的信號。可使用其他取樣率。取決於聲音感測器124、126及128所接觸到的材料類型，可完成一些調整係數因素。針對金屬、塑料或諸如此類變化因素，及藉由感測器供應商預定義及描述該因素。可適當地過濾接線124L、126L及128L內之輸入信號。舉例而言，為最小化雜訊，可使用具有約10Khz至約450Khz帶通之帶通濾波器。過濾器設定可取決於特定應用及特定信號的信噪比。可於硬體內或軟體內完成過濾。

一旦過濾出一或更多個供應信號(例如，使用帶通過濾器)，則使用時間常數計算絕對能量。用於時間常數，計算一些如絕對能量或甚至在特定頻帶處之譜密度之參數。在描繪實施例中，應用50ms之時間常數。可實驗地判定其他時間常數，及該等其他時間常數取決於特定應用及回應行為。

包含於一或更多個信號中的絕對能量之量化量測可以導出為電壓信號之修改之數學積分。舉例而言，可計算絕對能量為隨選擇的時間常數(例如，50ms的時間常數)推移之信號之平方電壓之積分。可使用其他能量計算或估計。上述計算對識別被監控的特定元件的條件係有用的。在其他實施例中，如當嘗試識別元件(例如，流控制閥)失效之特定模式時，可應用小波分析至在一或更多個頻帶中所觀察到的聲音能量。

之後可比較絕對聲音能量之一或更多個瞬時值與一或更多個預設之臨界值，如能量臨界值245。聲音感測器124耦合(聲音地耦合以便可監控該聲音感測器之雜訊)至流控制閥120，及基於量測到的聲音發射能量，聲音處理器130可判定流控制閥120之開啟及關閉。

第2圖圖示在接收觸發信號後，在特定時間開啟流控制閥120之能量(軌跡246)及關閉流控制閥120之能量(軌跡248)。如可見的，軌跡彼此不同，且以聲音可量測的形狀及大小及特徵兩者而言，軌跡係為可區分的。舉例而言，在一實施例中，可監控流控制閥120之開啟，及可判定該流控制閥120之故障。特別的是，若在預定義的時間區間內，臨界值245之振幅未被觸發信號(經調適以初始化閥之開啟)超過，則可標示閥故障警告。同樣地，可聲音地監控流控制閥120之關閉。若在預定義的時間區間內，關閉臨界值250之振幅未被觸發信號超過，可判定關閉期間之故障。若注意到故障，則可標示閥故障警告。因此，聲音處理器130可基於比較量 測過的聲音發射能量與一或更多個預設的聲音能量臨界值245及250，以驗證流控制閥120之開啟及該流控制閥120之關閉兩者。此外，聲音處理器130可基於比較超出預設的聲音能量臨界值245及250之時間與預設的開啟及關閉時間臨界值，以驗證流控制閥120之開啟及關閉。除了這些臨界值或替代這些臨界值的，可使用一或更多個軌跡246及248之一或更多個形狀、軌跡246及248之在一或更多個軌跡部分處之斜率或上述之結合。

在另一個態樣中，半導體基板處理系統100聲音感測器124耦合至流體管道112。聲音感測器130之後可基於監控隨時間推移之經量測聲音發射能量，判定流體之流速度(流動速率)。特別的是，聲音處理器130係可操作的，以比較量測過的絕對發射能量與臨界值範圍，以驗證及預期流動速率。舉例而言，第3圖圖示量測過後的絕對能量相對於用於處理流體114經由流體管道118之多個不同流體速度之時間。基於比較特定流體條件之量測後的絕對發射能量與預期的臨界值，流動速率可經監控及驗證。舉例而言，較低的臨界值352及較高的臨界值354可定義臨界值範圍，該臨界值範圍可於比較器軟體中設定，該比較器軟體係藉由聲音處理器130執行；及舉例而言，可判定具有屬於臨界值範圍之值之聲音軌跡355為適當設定，而在此範圍之外之值可標示為質流控制器122、閥120或系統100之洩漏之流故障。可設定單一範圍或複數個範圍，以驗證一或複數個處理流體114之流動速率。

第4圖圖示流控制閥120之開啟及關閉之隨時間推移之控制軌跡456，及圖示可設定開啟臨界值及關閉臨界值。此允許隨時間推移地監控流體控制閥120之操作。舉例而言，第6圖圖示範例流控制閥120之單一開啟及關閉週期。為圖示說明之目的，展示不同的振幅臨界值(虛線水平線)及時間臨界值(虛線垂直線)。隨著經由在接線120L中之來自流量控制器132之控制(觸發)信號開啟閥120，聲音感測器126監控隨時間推移之聲音能量及產生隨時間變化之信號。流量控制器132係為可操作的，以傳遞觸發信號至聲音處理器130。

控制(觸發)信號551顯示於第5圖中，及該控制(觸發)信號551包含第一觸發邊緣560(其中應用於流控制閥120之電壓(或電流)在很短暫的時間間隔內自較低水平斜線上升至較高水平)、不變部分562(其中應用電壓保持於大約不變的水平)及關閉邊緣564(其中應用電壓退回至較低水平，該較低水平可為零電壓條件)。控制信號551之第一觸發邊緣560在時間T1時觸發流控制閥120之開啟。聲音感測器124持續地感測聲音能量及傳遞聲音信號至聲音處理器130。若預設的能量臨界值645在時間T2時未被超過，則此可為閥故障之指示。

可選擇的，平均而言可藉由取絕對能量在T1處之振幅(即，在控制信號551之觸發邊緣560處)與在預設的能量臨界值645被超出時之絕對能量之差，以判定軌跡之上升部分斜率665，及藉由自T1到當臨界值被超出時之時間之時間差異劃分該上升部分斜率665。若斜率臨界值被超出，則可於其中設定斜率臨界值，因此指出閥花太久時間開啟，可標記閥 故障。可建立相同的臨界值功能以用於閥關閉。

特別的是，在時間T3處(對應至關閉邊緣564)，藉由控制(觸發)信號551初始化閥關閉。正常地，將在可被監控的關閉處建立聲音軌跡輪廓。可監控經量測之絕對能量是否超出一或更多個臨界值(例如，臨界值650A及650B)以判定適當操作及關閉。若關閉花太久時間或閥120打開卡住，則臨界值650B在時間T4處可不會被超出。亦可監控關閉軌跡之下降部分斜率668，以用如開啟軌跡斜率665之相同方式判定閥120之適當關閉。此外，或作為代替的，可量測聲音能量軌跡之其他部分，及該等聲音能量軌跡可與一或更多個臨界值相比較。

舉例而言，可監控在閥開啟及閥關閉間之穩定狀態絕對能量條件。舉例而言，可監控在時間T2及時間T3間之平均能量水平，及該平均能量水平可與穩定狀態臨界值670相比較。可監控此以確保閥120係適當地被開啟及處理流體114經由閥120之流體流動速率係足夠的。亦可使用上臨界值(未圖示)。此可確保流動速率不會太高。同樣地，可使用一或更多個臨界值，以監控閥120保持關閉。

舉例而言，在T4及下一個閥開啟週期之開始之期間，對照臨界值(例如，如臨界值670)可監控穩定狀態聲音能量，以判定流控制閥120之聲音能量係足夠低的以指出閥關閉(例如，低的或實質上無流)。軌跡之其他部分可經偵測、量測及與一或更多個預設臨界值或儲存模式相比較，以判定及驗證適當閥功能或閥老化，從而允許在適當間隔處之維持， 及/或閥失效。

在另一態樣中，聲音感測器128可耦合至處理流體源116。耦合至處理流體源116之聲音感測器128監控自處理流體源116發出之聲音能量，使得聲音感測器130可基於監控經量測之聲音發射能量，判定處理流體源116之流體液面。在一些實施例中，如振動質量或揚聲器之聲音產生器127可耦合至處理流體源116及激發處理流體源116內之空間，如藉由執行包含聲音共振之頻率掃描；及可量測及使用處理流體源116內之空間之回應，以判定處理流體源116之容器內之流體液面。

因此，系統100係能夠監控來自一或更多個聲音感測器124、126及128之聲音能量，該一或更多個聲音感測器係操作地耦合至處理流體源116、流體管道112及流控制閥120中的至少一個。

第7圖圖示另一個實施例，其中聲音感測器724係安置於MFC之下游，但其中流控制閥720係直接地耦合至包含處理腔室104之主體105。以這種方式，可在直接鄰近處理腔室104之一般位置處監控流體流(例如，氣流)及閥開啟及關閉兩者。

第8圖圖示另一個實施例，其中遠離流體流閥820安置聲音感測器824，及使用包含氣道或通道之波導875以將聲音能量自流控制閥820攜帶至聲音感測器824，該聲音感測器824之後可安置於較低溫度(相較於流控制閥820)之位置。

根據一或更多個實施例，第9圖所示之流程圖圖示 監控半導體處理系統100之方法900。方法900包括以下步驟：在步驟902處，提供經調適以在基板(例如，基板102)上執行處理(例如，沉積程序、蝕刻程序、減排程序、清洗程序及諸如此類)之處理腔室(例如，處理腔室104)、供應處理流體(例如，處理流體114)之處理流體源(例如，處理流體源116)、將處理流體源與處理腔室耦合之流體管道(流體管道118)及沿著流體管道定位之流控制閥(例如，流控制閥120、720及820)，且調適該流控制閥以為可操作的以控制自處理流體源至處理腔室間之處理流體流。

方法900更包括以下步驟：在步驟904處，監控來自於一或更多個聲音感測器(例如，聲音感測器124、126、128、724或824)之聲音能量，該一或更多個聲音感測器係操作地耦合至處理流體源、流體管道及流控制閥中的至少一個。

方法900藉由聲音處理器130之操作監控聲音發射能量，該聲音處理器130經調適以自一或更多個聲音感測器(124、126、128、724或824)接收至少一個信號。如以上所討論的，方法監控聲音發射能量，以在一或更多個實施例中判定流控制閥120之開啟及關閉、在一或更多個實施例中驗證處理流體(處理流體114)之流動速率及/或驗證處理流體源(例如，處理流體源116)中之處理流體之流體液面。

在流控制閥監控之情況下，藉由比較聲音發射能量之經量測的絕對能量之振幅與一或更多個預定義的臨界值(例如，臨界值445及臨界值450)，監控如第4圖繪製之聲音發射能量。根據另一個態樣，如第6圖所展示的，判定超出預 定義臨界值(例如，預設的能量臨界值645)之時間(在時間T1及時間T2之間)。在一些實施例中，判定從觸發信號之時間(例如，在T1處)至超出預定義臨界值之時間(例如，預設的能量臨界值645)，及將之與時間臨界值比較。因此，可自量測過的聲音發射能量判定流控制閥120之開啟時間及/或關閉時間或上述兩者。

雖本發明之實施例容許不同修改及調整形式，但本發明之特定實施例及方法已用範例之方式展示於圖式中及於本發明中被更詳細地描述。然而應瞭解的是，此不意欲限制本發明為特定的裝置、系統或揭示之方法；但與此相反的，本發明係包含屬於本發明範疇之所有的修改、相等物及替代。

100‧‧‧半導體基板處理系統

102‧‧‧基板

104‧‧‧處理腔室

105‧‧‧主體

106‧‧‧接口

108‧‧‧流量閥

110‧‧‧移送室

111‧‧‧流體入口

112‧‧‧流體管道

114‧‧‧處理流體

116‧‧‧處理流體源

118‧‧‧流體管道

120‧‧‧閥

120L‧‧‧接線

122‧‧‧質流控制器

124‧‧‧聲音感測器

124L‧‧‧電氣接線/接線

125‧‧‧電漿源

126‧‧‧聲音感測器

126L‧‧‧電氣接線/接線

127‧‧‧聲音產生器

128‧‧‧聲音感測器

128L‧‧‧電氣接線/接線

130‧‧‧聲音處理器

132‧‧‧流量控制器

134‧‧‧處理控制器

135‧‧‧系統控制器

136‧‧‧加熱器

140‧‧‧托架升降致動器

142‧‧‧渦輪泵

Claims (20)

1. 一種半導體基板處理系統，包含：一處理腔室，該處理腔室經調適以在一基板上執行一處理；一處理流體源；一流體管道，該流體管道將該處理流體源耦合至該處理腔室；一流控制閥，該流控制閥沿著該流體管道定位，且該流控制閥經調適以為可操作的以控制來自該處理流體源至該處理腔室間之該處理流體之一流；一或更多個聲音感測器，該一或更多個聲音感測器係為可操作的以感測聲音能量，該一或更多個聲音感測器耦合至下述中的至少一個：該處理流體源；該流體管道；及該流控制閥；及一聲音處理器，該聲音處理器經調適以自該一或更多個聲音感測器接收至少一個信號。
2. 如請求項1所述之半導體基板處理系統，其中該聲音感測器係被耦合至流控制閥，及該聲音處理器基於經量測的聲音發射能量判定該流控制閥之開啟及關閉。
3. 如請求項2所述之半導體基板處理系統，其中該聲音處 理器基於比較該經量測的聲音發射能量與預設的聲音能量臨界值，驗證該流控制閥之開啟及關閉。
4. 如請求項3所述之半導體基板處理系統，其中該聲音處理器基於比較超出該預設的聲音能量臨界值之一時間與預設的開啟及關閉時間臨界值，驗證該流控制閥之開啟及關閉。
5. 如請求項1所述之半導體基板處理系統，其中該聲音感測器係耦合至該流體管道，及該聲音處理器基於監控隨時間推移之該經量測的聲音發射能量，判定一流體流速度。
6. 如請求項1所述之半導體基板處理系統，其中該聲音感測器係為可操作的，以比較該經量測的發射能量與一臨界值範圍，以驗證一預期的流動速率。
7. 如請求項1所述之半導體基板處理系統，包含：一流控制器，該流控制器經調適以控制該控制閥，該流控制器係為可操作的，以傳遞一觸發信號至該聲音處理器。
8. 如請求項1所述之半導體基板處理系統，其中該聲音感測器係耦合至該處理流體源，及該聲音處理器基於監控該經量測的聲音發射能量判定該處理流體源之一流體液面。
9. 如請求項1所述之半導體基板處理系統，更包含耦合至 該一或更多個聲音感測器之一波導。
10. 如請求項1所述之半導體基板處理系統，更包含耦合至該處理液體源之一聲音產生器。
11. 一種監控一半導體處理系統之方法，該方法包括以下步驟：提供經調適以在一基板上執行一處理之一處理腔室、供應一處理流體之一處理流體源、將該處理流體源耦合至該處理腔室之一流體管道，及一流控制閥，該流控制閥沿著該流體管道定位，且該流控制閥經調適以為可操作的以控制來自該處理流體源至該處理腔室間之該處理流體之一流；及監控來自一或更多個聲音感測器之聲音能量，該一或更多個聲音感測器操作地耦合至下述中的至少一個：該處理流體源；該流體管道；及該流控制閥。
12. 如請求項11所述之方法，其中藉由一聲音處理器監控該聲音能量，該聲音處理器經調適以自該一或更多個聲音感測器接收至少一個信號。
13. 如請求項12所述之方法，其中經監控之該聲音能量包含聲音發射能量。
14. 如請求項13所述之方法，其中監控該聲音發射能量，以判定該流控制閥之開啟及關閉。
15. 如請求項13所述之方法，其中監控該聲音發射能量，以驗證該處理流體之一流動速率。
16. 如請求項13所述之方法，其中監控該聲音發射能量，以驗證該處理流體之一流體液面。
17. 如請求項13所述之方法，其中藉由比較該聲音發射能量之經量測的絕對能量之一振幅與一預定義的臨界值，監控該聲音發射能量。
18. 如請求項17所述之方法，其中判定將要超出一預定義的臨界值之一時間。
19. 如請求項17所述之方法，其中判定自一觸發信號之一時間至將要超出一預定義的臨界值之一時間，及將該自一觸發信號之一時間至將要超出一預定義的臨界值之一時間與一時間臨界值作比較。
20. 一種半導體基板處理系統，包含：一處理腔室，該處理腔室經調適以在一基板上執行一處理； 一流體管道，該流體管道提供一處理流體之一流至該處理腔室；一流控制閥，該流控制閥沿著該流體管道定位，且該流控制閥經調適以為可操作的以控制至該處理腔室之該處理流體之一流；一或更多個聲音感測器，該一或更多個聲音感測器係為可操作的以感測聲音能量，該一或更多個聲音感測器耦合至下述中的至少一個：該流體管道；及該流控制閥；及一聲音處理器，該聲音處理器經調適以自該一或更多個聲音感測器接收至少一個信號。