TW202403273A - 用於氣棒洩漏的洩漏偵測 - Google Patents
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Abstract
提供了一種用於監測和偵測氣棒（gas stick）組件中的氣體洩漏的方法和系統。該方法包括以下步驟：在不同時間點測量氣棒組件的質量流量控制器中的壓力；以及決定不同時間點的壓力是否有超過差異閥值的差異。
Description
本揭示內容總體上涉及一種用於監測氣體洩漏的方法和硬體。特別是，本揭示內容涉及一種用於在半導體基板的處理期間和/或處理之間快速原位偵測氣體洩漏的方法和硬體。
半導體基板通常在處理系統中進行處理。這些系統包括一個或多個處理腔室，每個處理腔室都執行基板處理操作，如蝕刻、化學氣相沉積或物理氣相沉積，這些操作可以包括溫度和壓力循環以及將各種化學成分引入腔室。一些處理腔室還包括氣體面板，以執行基板處理操作。處理腔室經歷定期維護，並且這種處理腔室的健康狀況被定期監測。
處理腔室中的氣體面板要在整個處理腔室中輸送各種氣體。這些氣體包括有毒和無毒的氣體兩者。在氣體面板中（例如在氣棒（gas stick）組件中）發生氣體洩漏的情況並不少見，這導致氣體面板出現問題。當氣體面板中出現氣體洩漏時，氣體面板很可能需要修理或替換，從而減緩了半導體基板的生產。另外，如果氫溴化物是氣體面板中洩漏的氣體，那麼它可能會與氣體面板內大氣中的水分發生反應，從而形成氫溴酸，然後氫溴酸可能會腐蝕氣體面板的材料（例如不銹鋼）。
目前，還沒有原位方法來偵測氣體面板中的這種洩漏。相反地，一旦安裝了氣體面板，檢查氣棒或氣體面板中是否發生氣體洩漏的典型檢驗過程是通過對氣體面板的視覺檢驗。在視覺檢驗期間，使用者檢查氣體面板中或氣棒上是否有任何腐蝕。這樣的檢驗技術並不能發現氣體洩漏，直到洩漏一直持續和/或變得過度。
本文所述的一些實施例涉及一種用於偵測處理腔室的氣體面板和/或氣棒組件（也簡稱為氣棒）中的氣體洩漏的方法。
在本揭示內容的一些實施例中，提供了一種用於監測氣棒組件中的氣體洩漏的方法。該方法可以包括以下步驟：關閉該氣棒組件的第一閥門，該第一閥門位在該氣棒組件的流動路徑中的質量流量控制器（MFC）或壓力感測器的下游；打開該氣棒組件的位在該MFC或壓力感測器的上游的一個或多個額外閥門，持續第一時間段，直到該氣棒組件被氣體加壓；關閉該一個或多個閥門中的第二閥門，其中在關閉該第二閥門之後，該氣棒組件介於該第一閥門與該第二閥門之間的至少一部分被加壓；由流動路徑中的該MFC的壓力感測器或其他壓力感測器測量該氣棒組件的至少該部分內的壓力，以收集第二時間段內的壓力資料；以及分析該壓力資料，以決定該氣棒組件的至少該部分是否有洩漏。
在本揭示內容的一些實施例中，提供了一種用於監測氣棒組件中的氣體洩漏的方法。在這個方法中，該方法可以包括以下步驟：關閉該氣棒組件的第一閥門，該第一閥門位在該氣棒組件的該流動路徑中的質量流量控制器（MFC）或其他壓力感測器的上游；打開該氣棒組件的一個或多個閥門中的第二閥門，該第二閥門位於該MFC或其他壓力感測器的下游；將該氣棒組件的輸出端與泵連接；將該氣棒組件泵抽到第一壓力；關閉該氣棒組件的該一個或多個閥門中的該第二閥門，其中在關閉該第二閥門之後，該氣棒組件介於該第一閥門與該第二閥門之間的至少一部分處於真空狀態；由流動路徑中的該MFC的壓力感測器或其他壓力感測器測量該氣棒組件的至少該部分內的壓力，以收集第二時間段內的壓力資料；以及分析該壓力資料，以決定該氣棒組件的至少該部分是否有洩漏。
在本揭示內容的一些實施例中，提供了一種系統。該系統包括記憶體和可操作地與該記憶體耦合的處理設備。該處理設備導致氣棒組件的第一閥門關閉，該第一閥門位在該氣棒組件的質量流量控制器（MFC）或其他壓力感測器的下游或上游的中的第一者。該處理設備進一步導致該氣棒組件的一個或多個額外閥門保持打開，持續第一時間段，直到該氣棒組件達到目標壓力。一旦該氣棒組件達到該目標壓力，該處理設備就進一步導致該一個或多個額外閥門中的第二閥門關閉，其中在關閉該第二閥門之後，該氣棒介於該第一閥門與該第二閥門之間的至少一部分具有該目標壓力。該處理設備進一步在第二時間段內從該MFC的壓力感測器或其他壓力感測器接收該氣棒組件的至少該部分內的壓力的壓力資料。該處理設備分析該壓力資料，以決定該氣棒組件的至少該部分是否有洩漏。
本文描述的是一種用於監測/偵測製造腔室（也稱為製程腔室）的氣體面板和/或氣棒組件中的氣體洩漏的方法和系統。在某些實施例中，本揭示內容涉及適合於快速偵測氣體面板的氣棒組件中的氣體洩漏的方法。
本揭示內容的方法和系統在製造過程期間和/或在製造過程的各運行之間給出主動的、原位的、實時的反饋，這可以用來快速（例如，在幾分鐘內）決定氣體面板中的氣棒組件是否有洩漏。本文所述的方法和系統藉由提供對氣體洩漏的早期偵測來減少系統維護時間。這種對氣體洩漏的早期偵測可以防止對零件進行不必要的早期維護或替換，和/或可以觸發對零件的維護。本文所述的方法和系統比用於偵測氣體洩漏的傳統技術和系統更具成本效益，從而使其更加可行，並有可能在大量的腔室上得到利用。
本文的術語「原位（in-situ）」，就處理腔室保持完整並且處理腔室不需要拆解或曝露於大氣以實現所揭露的方法的意義而言，意味著「就地（in place）」。原位方法可以在基板處理之間執行，甚至可以作為在製程腔室中執行的製程中的一個步驟（例如，蝕刻製程、沉積製程等中的一個步驟）執行。
在某些實施例中，本文描述了一種系統，該系統包括製造腔室（例如，半導體處理腔室）。製造腔室可以包括允許氣體流入腔室的一個或多個輸入和/或允許氣體流出腔室的一個或多個輸出。在實施例中，一個或多個氣棒組件可以與製造腔室連接，每個氣棒組件可以向製造腔室輸送不同的氣體。該系統可以包括自動實施本文所述的氣體洩漏技術的控制器或處理設備。
與先前對處理腔室、氣體面板和/或氣棒組件進行洩漏偵測的方法相比，本揭示內容的方法具有優勢，因為實施例中的處理腔室不需要停機來執行洩漏偵測。事實上，在實施例中，用於偵測/監測氣體洩漏的方法可以在處理腔室上運行製程（以例如在基板上沉積和/或蝕刻一個層）之間的理想時間期間執行，而不必抽出氣棒內的氣體和/或不擾亂處理腔室內的真空環境。在實施例中，這種方法的另一個優點是，可以同時或並行地檢查每個氣棒組件。如果在任何一個或多個氣棒組件中偵測到洩漏，那麼系統可以識別特定的一個或多個氣棒組件上的洩漏。相比之下，傳統的洩漏偵測技術無法識別氣體面板中的哪個氣棒組件在洩漏。
與傳統的解決方案相比，本揭示內容的態樣產生了技術優勢。本揭示內容導致了更高效的基板製造過程，其中氣體洩漏可以被早期防止和/或偵測。如果在製造腔室中偵測到氣體洩漏，那麼可以防止浪費材料、曝露於有毒/無毒氣體、製造腔室部件的磨損等。氣體洩漏也可能被偵測到，並且可能表明老化的部件。因此，藉由比傳統上所能實現的情況更早地偵測到氣體洩漏，可以減少計畫外的停機時間，可以避免與快遞替換零件相關聯的費用，等等。
圖1描述了依據本揭示內容的一些態樣，製造腔室100（例如半導體處理腔室）的截面圖。製造腔室100可以是蝕刻腔室（例如電漿蝕刻腔室）、沉積腔室（包括原子層沉積、化學氣相沉積、物理氣相沉積或其電漿增強版本）、退火腔室或類似腔室中的一者或多者。例如，製造腔室100可以是用於電漿蝕刻器的、電漿清潔器、原子層沉積（ALD）設備、化學氣相沉積（CVD）設備等的腔室。腔室部件的例子可以包括基板支撐件104、靜電卡盤、環（如製程套件環）、腔室壁、基部、蓮蓬頭106、氣體分佈板、襯墊、襯墊套件、護罩、電漿屏、流量等化器、冷卻基部、腔室視口、腔室蓋、噴嘴等。
在一個實施例中，製造腔室100可以包括腔室主體108和蓮蓬頭106，它們包圍內部容積110。在一些腔室中，蓮蓬頭106可以由蓋子和噴嘴取代。腔室主體108可以由鋁、不銹鋼或其他合適的材料構成。腔室主體108一般包括側壁112和底部114。
排氣口116可以被界定在腔室主體108中，並且可以將內部容積110耦合到泵系統118。泵系統118可以包括一個或多個泵和閥門，這些泵和閥門用於抽空和調節製程腔室100的內部容積110的壓力。用於控制流出腔室的氣體流量和/或腔室中的壓力的致動器可以設置在排氣口116處或附近。
蓮蓬頭106可以被支撐在腔室主體508的側壁112上或腔室主體的頂側部分上。蓮蓬頭106（或在一些實施例中，蓋體）可以打開以允許進入製造腔室100的內部容積110，並且可以在關閉時為製造腔室100提供密封。
氣體面板120可以與製造腔室100耦合，以通過蓮蓬頭106（或蓋子和噴嘴）向內部容積110提供製程氣體或清潔氣體。氣體面板120可以與製造腔室100耦合，以經由一個或多個供應管道通過蓮蓬頭106向內部容積110提供製程氣體和/或清潔氣體。氣體面板120可以包括一個或多個流量控制裝置或與之連接。流量控制裝置可以用於測量和控制從一個或多個氣體源到內部容積110的一種或多種氣體的流量。在一個實施例中，氣體面板120包括多個氣棒組件，下文將參考圖2-3B詳細描述。每個氣棒組件可以包括一個或多個閥門、過濾器、質量流量控制器（MFC）和/或其他部件，如下所述。
整個蓮蓬頭106內可以包括多個氣體輸送孔。可以用於在製造腔室100中處理基板的處理氣體的例子可以包括有毒氣體、無毒氣體或其組合。例如，處理氣體可以包括含鹵素的氣體，如C
2F
6、SF
6、SiCl
4、HBr、NF
3、CF
4、CHF
3、F
2、Cl
2、CCl
4、BCl
3和SiF
4等，以及其他氣體，如O
2或N
2O。載氣的例子包括N
2、He、Ar和其他對製程氣體惰性的氣體（例如，非反應性氣體）。
基板支撐組件104可以設置在製造腔室100的內部容積110中，位於蓮蓬頭106下方。在一些實施例中，基板支撐組件104包括承載器122和軸桿124。基板支撐組件104在處理期間支撐基板。在一些實施例中，在製造腔室100內還設置了一個或多個加熱器126和反射器128。
在一些實施例中，蓮蓬頭106被配置為經由射頻放電產生電漿。最大的功率輸送取決於射頻源與電漿之間的匹配阻抗。阻抗匹配可以由閉環控制系統執行。測量與射頻阻抗匹配（射頻匹配）有關的性質的感測器可以被監測。製造腔室100內的阻抗與腔室壓力高度相關。監測與射頻阻抗匹配（例如射頻匹配電壓、射頻匹配電流、射頻匹配電容器位置）有關的性質可以提供對製造腔室內的壓力的洞察。
圖2是可以用於圖1的製造腔室的氣體面板200的示意圖。如上所述，氣體面板向蓮蓬頭和/或處理腔室的其他部件提供製程氣體和/或清潔氣體。為了有效地提供製程氣體或清潔氣體，可以利用氣棒組件。氣棒組件
本揭示內容的氣棒組件可以用於有毒氣體（例如，與氣棒組件202a-g一樣），或者可以用於惰性氣體或無毒氣體（例如，與氣棒組件203a-c一樣）。在實施例中，每個氣棒組件202a-g、203a-c可以用於使不同的氣體流入處理腔室。為了通過氣體面板200提供氣流，氣體通過面板的一端201b進入面板。例如，如果使用清潔氣體，那麼它可以進入氣棒組件，在那裡，它流過適當的氣棒組件202a-g、203a-c，然後通過輸出端201b流入處理腔室。淨化氣體可以通過輸入端201a進入氣體面板200，淨化氣體在其中行進到適當的氣棒組件202a-g。淨化氣體可以是N
2，並且可以通過淨化閥205進入氣棒組件202a-g，以在服務系統之前移除任何有毒氣體。。
氣體面板可以包括單個氣棒組件202a-g、多個氣棒組件202a-g、單個惰性氣棒組件203a-c和/或多個惰性氣棒組件203a-c。例如，圖2描述了七（7）個氣棒組件202a-g和三（3）個惰性氣棒組件203a-c。然而，這並不意味著限制可以包括在氣體面板200中的氣棒組件的數量或類型。在一些實施例中，氣體面板200可以包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20個氣棒組件202a-g和1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20個惰性氣棒組件203a-c。進一步地，為了明確起見，圖2的每個氣棒組件202a-g和惰性氣棒組件203a-c的各部件在本文沒有標記出來，但應該理解，每個氣棒組件202a-g和惰性氣棒組件203a-c可以包括與本文針對一些氣棒組件描述的部件相同或不同的部件。在實施例中，氣棒組件202a-g可以包括混合閥204、淨化閥205、調節器206、過濾器或淨化器207、上游閥208、質量流量控制器209和下游閥210。混合閥204如果處於打開位置，可以使氣體能夠流過氣棒組件，如果處於關閉位置，則可以阻止氣體流入氣棒組件中。混合閥204可以包括手動閥和可以自動致動的閥門（例如氣動閥、電動閥等）的組合。在對有毒的氣棒組件進行工作之前，可以使用淨化閥205來清除有毒氣體。調節器206可以是可以控制氣棒組件200內的壓力的壓力調節器。過濾器或淨化器207可以減少任何污染物的進入。上游閥208可以處於打開或關閉的位置，以使氣體能夠離開或留在質量流量控制器209中，這取決於製程。質量流量控制器209可以包括提供氣棒組件的壓力資料的壓力感測器。下游閥210可以處於打開或關閉的位置，以使氣體能夠離開或留在質量流量控制器209中，這取決於製程。在實施例中，惰性氣棒組件203a-c可以包括人工閥211、調節器206、過濾器或淨化器207、上游閥208、質量流量控制器209和下游閥210。
圖3A-B說明了依據本揭示內容的實施例的氣棒組件300。氣棒組件300說明了圖2的氣棒組件202a-g。也就是說，氣棒組件300代表了用於使有毒氣體流動的氣棒組件。對於無毒氣體在其中流動的氣棒組件，可能不存在淨化閥302。從圖3中可以看出，氣棒組件300包括輸入端308和輸出端309。如圖3中的箭頭所示，氣體可以從輸入端308流過氣棒組件300到輸出端309。流過氣棒組件的氣體可以是就圖2的氣棒組件描述的氣體。氣棒組件300可以包括混合閥301，它位在質量流量控制器306的上游。混合閥可以包括手動閥和可以自動致動的閥門（例如氣動閥、電動閥等）的組合。
如果有毒氣體要通過氣棒組件，那麼可以包括一個淨化閥302，在對有毒氣棒組件進行工作之前，該淨化閥可以清除有毒氣體。接下來，氣棒組件300中包括了調節器303。調節器303可以是本領域中已知的壓力調節器。在氣棒組件300中，質量流量控制器306的上游還包括過濾器304，以從氣體過濾任何污染物。在氣棒組件300中，隔離閥305被包括在質量流量控制器306的上游，隔離閥307位在質量流量控制器306的下游。隔離閥307位於氣棒組件300的輸出端309。本揭示內容的質量流量控制器306包括壓力感測器、控制器（例如，處理設備）和/或可變閥或比例閥，其可以基於來自MFC的控制器的指令控制流過質量流量控制器的氣體量。MFC 306是一種用於測量和控制氣體流量的儀器。在實施例中，MFC 306可以針對特定類型的氣體進行設計和校準。氣棒組件300的MFC 306可以連接到計算設備、處理設備或額外的控制器330（例如，用於處理設備、工具集群等的控制器）。MFC 306可以產生壓力測量，並將壓力測量發送到控制器330。
控制器330可以處理來自MFC 306的資料，以對氣棒組件300執行洩漏檢查。在實施例中，控制器330可以額外與氣棒組件300的一個或多個閥門（例如，混合閥門301、閥門302、閥門305和/或閥門307）連接。控制器330與氣棒組件300的再一個部件之間的所有此類連接可以是有線連接或無線連接（例如，經由Wi-Fi、藍牙、Zigbee或另一種無線協定的連接）。通過這樣的連接，控制器330可以導致一個或多個操作在氣棒組件300上執行，以實現本文實施例中闡述的洩漏測試。因此，控制器330可以測量和監測質量流量控制器306的壓力，無論是在加壓系統中還是在真空系統中，正如就圖4和5的流程圖所描述的那樣。
在一個替代性的實施例中，壓力錶（未畫出）可以包括在氣棒組件300中。附加於或替代於氣棒組件內的MFC 306，可以包括壓力錶。如果壓力錶被包括在氣棒組件中，那麼它可以被包括在調節器303的下游和過濾器304的上游。進一步地，如果包括壓力錶，那麼MFC可以不包括內部壓力感測器。在一些實施例中，壓力錶可以連接到計算設備、處理設備或額外的控制器330（例如，用於處理設備、工具集群等的控制器）。壓力錶可以產生壓力測量，並將壓力測量發送到控制器330，正如就MFC 306描述的那樣。MFC的壓力錶和壓力感測器可以位在氣棒組件300中氣體的流動路徑中。
本文參考包括內部壓力感測器的MFC來討論實施例。應理解，參考使用MFC來測量氣棒組件內的壓力而討論的實施例可以替代地使用不是MFC的一部分的其他壓力感測器。
在一些實施例中，控制器330包括中央處理單元（CPU）、微控制器、可程式化邏輯控制器（PLC）、系統單晶片（SoC）、伺服器電腦或其他合適類型的計算設備。控制器330可以被配置為執行與本文所述的一個或多個氣體洩漏檢查有關的程式化指令。控制器330可以接收來自MFC 306的反饋訊號，並可以在氣體洩漏檢查期間多次計算氣棒組件的至少一部分內的壓力。在一些實施例中，控制器330被配置為執行氣體洩漏檢查配方，或氣體洩漏檢查配方的一個或多個步驟。這種氣體洩漏檢查配方可以在產品上執行製程配方之前、之後或期間，在氣棒組件中原位執行。例如，氣體洩漏檢查可以作為在產品上執行的製程配方中的一個步驟執行。
對其執行洩漏檢查的氣棒組件部分可以取決於哪些閥門被致動。例如，可以檢查閥門305與307之間的區域是否有洩漏，可以檢查閥門302與307之間的區域是否有洩漏，和/或可以檢查閥門301與307之間的區域是否有洩漏（有效地檢查整個氣棒組件是否有洩漏）。如果發現洩漏（例如，藉由在閥門301與307之間加壓或導致真空，那麼可以對閥門302與307之間和/或閥門305與307之間的區域執行進一步的洩漏檢查，以縮小洩漏來源的範圍。例如，可以在閥門301與閥門307之間執行第一洩漏檢查。如果發現有洩漏，那麼可以對閥門305與閥門307之間的區域執行進一步的洩漏檢查。如果第二洩漏檢查表明有洩漏，那麼洩漏將是來自閥門305與307之間的區域，但如果第二洩漏檢查沒有表明有洩漏，那麼第一洩漏檢查偵測到的洩漏將是在閥門301與閥門305之間。
圖 4說明了依據本揭示內容的實施例，用於偵測氣棒組件中的氣體洩漏的方法400的流程圖。氣棒組件可以包括第一端、第二端以及該第一端與該第二端之間的複數個部件，該第一端包括配置為接收來自氣體源的氣體的輸入，該第二端包括配置為向目的地（例如向處理腔室）輸送氣體的輸出，其中該複數個部件包括至少兩個閥門和一個質量流量控制器（MFC）。圖4的方法400描述了監測和/或偵測加壓條件400下的氣體洩漏。將對圖4進行一般性解釋，並將使用圖3A-B的氣棒部件對一個示例性實施例進行解釋。圖4的方法可以在處理腔室中原位執行。在實施例中，方法400的操作由與製程腔室相關聯的一個或多個部件（例如，由製程腔室的控制器）和/或由外部的控制器或處理設備執行。
在方法400的方塊402中，關閉氣棒組件位在質量流量控制器（MFC）的下游的第一閥門。例如，控制器可以導致閥門致動以關閉閥門。這個閥門可能是氣棒組件的最終閥門。然後，在方塊404中，打開位在MFC的上游的一個或多個額外閥門，持續第一時間段，直到氣棒組件被加壓。例如，控制器可以導致該一個或多個額外閥門致動以打開。當該一個或多個額外閥門打開時，氣體可以流入氣棒組件，在氣棒組件內累積壓力，因為下游閥是關閉的。例如，控制器可以導致氣體源使氣體流入氣棒組件。氣棒組件的壓力可以為約30 psia至約50 psia，或為約35 psia、約40 psia或約45 psia，或其中的任何值。第一時間段可以為約5秒至約60秒，或為約10秒、約15秒、約20秒、約25秒、約30秒、約35秒、約40秒、約45秒、約50秒或約60秒，或其中的任何值。一旦氣棒組件被加壓，就在406中關閉該一個或多個額外閥門中的第二閥門。例如，控制器可以導致第二閥門致動並關閉。在實施例中，第二閥門是氣棒組件的第一閥門（其位於MFC的上游）。更多額外閥門和/或其他部件中的一者可以與第二閥門與MFC之間的氣棒組件附接。
然後，在方塊408中在第二時間段內使用MFC中的壓力感測器來測量氣棒組件的至少一部分的壓力。在實施例中，MFC在第二時間段內定期地或連續地產生壓力測量並將壓力測量發送給控制器。第二時間段可以為約5秒至約60秒，或為約10秒、約15秒、約20秒、約25秒、約30秒、約35秒、約40秒、約45秒、約50秒或約60秒，或其中的任何值。然後，在方塊410中，由處理邏輯（例如由控制器）分析壓力資料，以決定氣棒組件的該部分是否有洩漏。可以使用控制器的處理設備來分析壓力資料，以比較在該時間段內收到的壓力資料。
在實施例中，處理邏輯藉由至少將在第二時間段的後期（例如在第二時間段的結束）產生的第二壓力與在第二時間段的早期（例如在第二時間段的開始）產生的第一壓力進行比較，來決定是否有洩漏。基於該比較，處理邏輯決定兩個（或多個）壓力測量之間是否有差異（例如，第二壓力是否比第一壓力至少低一個閾值量）。如果偵測到差異，那麼處理邏輯基於偵測到的壓力差是否超過壓力差異閾值來決定氣棒組件的至少一部分是否有洩漏。如果壓力差異超過了壓力差異閾值，那麼偵測到了洩漏。如果沒有壓力差異，或者壓力差異不超過壓力差異閾值，那麼就沒有偵測到洩漏。在實施例中，壓力差異閾值為約5 psi至約15 psi。也可以使用其他的壓力差異閾值。
在一些實施例中，可以根據多個壓力測量繪製出壓力隨時間變化的曲線，以決定洩漏的一個或多個性質，例如洩漏的程度。如果偵測到洩漏，那麼可以向系統發送訊號以提醒使用者。如果有洩漏，那麼使用者可以停止處理腔室或將氣流分流到替代的氣棒組件。如果沒有偵測到洩漏，那麼處理腔室可以繼續操作而無需進行分佈。
作為一個例子，可以依據方法400對圖3的氣棒組件進行如下監測。在第一步驟中，關閉氣棒組件300的隔離閥307。混合閥301、淨化閥302、隔離閥305或其組合可以打開，直到氣棒組件如上所述被加壓。一旦被加壓，混合閥301、閥門302或隔離閥305就被關閉。然後，在一段時間內測量質量流量控制器306的壓力，並在處理設備中收集這個壓力資料。然後，對壓力資料進行分析，以決定氣棒組件（或其一部分）是否有洩漏（例如是否隨著時間的推移觀察到壓降）。
圖 5說明了依據本揭示內容的另一個實施例，用於偵測氣棒組件中的氣體洩漏的方法500的流程圖。圖5的方法描述了監測和/或偵測真空條件下的氣體洩漏。在第一方塊502中，關閉氣棒組件的位於氣棒組件的質量流量控制器（MFC）的上游的第一閥門。然後，在方塊504中，打開位於MFC的下游的第二閥門。然後，可以將氣棒組件的輸出端與泵連接506。或者，輸出端可能已經與真空系統連接（例如與保持在真空狀態下的處理腔室連接），在該真空系統中，由泵保持真空。然後，將氣棒組件泵抽到第一壓力，其中在一些實施例中，第一壓力小於約6 psia，使得MFC處於真空條件下508。一旦達到真空條件，就關閉氣棒組件的第二閥門，使得在關閉後，氣棒組件介於第一閥門與第二閥門之間的至少一部分處於真空狀態510。第二閥門可以是位於MFC的下游的閥門。因此，第一閥門與第二閥門之間的氣棒組件會處於真空狀態（至少在最初）。然後，在方塊512處，在一段時間內使用MFC中的壓力感測器來測量壓力。該時間段可以為約5秒至約60秒，或為約10秒、約15秒、約20秒、約25秒、約30秒、約35秒、約40秒、約45秒、約50秒或約60秒，或其中的任何值。然後，在方塊514中，分析壓力資料，以決定氣棒組件的該部分是否有洩漏。可以使用處理設備（例如控制器）來分析壓力資料，以比較資料。
在實施例中，處理邏輯藉由至少將在第二時間段的後期（例如在第二時間段的結束）產生的第二壓力與在第二時間段的早期（例如在第二時間段的開始）產生的第一壓力進行比較，來決定是否有洩漏。基於該比較，處理邏輯決定兩個（或多個）壓力測量之間是否有差異（例如，第二壓力是否比第一壓力至少大一個閾值量）。如果偵測到差異，那麼處理邏輯基於偵測到的壓力差是否超過壓力差異閾值來決定氣棒組件的至少一部分是否有洩漏。如果壓力差異超過了壓力差異閾值，那麼偵測到了洩漏。如果沒有壓力差異，或者壓力差異不超過壓力差異閾值，那麼就沒有偵測到洩漏。在實施例中，壓力差異閾值為約5 psi至約15 psi。也可以使用其他的壓力差異閾值。
在一些實施例中，可以根據多個壓力測量繪製出壓力隨時間變化的曲線，以決定洩漏的一個或多個性質，例如洩漏的程度。如果偵測到洩漏，那麼可以向系統發送訊號以提醒使用者。如果有洩漏，那麼使用者可以停止處理腔室或將氣流分流到替代的氣棒組件。如果沒有偵測到洩漏，那麼處理腔室可以繼續操作而無需進行分佈。
作為一個例子，可以依據方法500對圖3的氣棒組件進行如下監測。在第一步驟中，關閉氣棒組件300的混合閥301。輸出端309與泵或處於真空狀態的區域連接，其中淨化閥302以及隔離閥305和307打開，使得氣棒組件300的壓力降低到目標壓力（例如小於約6 psia）。一旦達到目標壓力，就關閉位於質量流量控制器306的下游的隔離閥307。然後，在一段時間內測量質量流量控制器306的壓力，並在處理設備中收集這個壓力資料。然後，對壓力資料進行分析，以決定氣棒組件是否有洩漏（例如是否隨著時間的推移觀察到壓力上升）。
圖 6說明了依據本揭示內容的實施例，用於測量氣棒組件中的壓力的方法。用於測量壓力的方法600可以用於上述的加壓方法或真空條件中的任一者。在第一方塊602中，在如圖4和5所述地關閉第二閥門之後，使用質量流量控制器的壓力感測器在第一時間測量質量流量控制器（MFC）的第一壓力。這個第一時間可以是在氣棒組件正被加壓時或正被帶入真空條件下時。因此，第一壓力可以對應於加壓系統或真空系統中的任一者。在一些實施例中，第一壓力可以為約30 psia至約50 psia，或約30 psia、約35 psia、約40 psia、約45 psia或約50 psia，或其中的任何值。在另一個實施例中，第一壓力可以小於約6 psia。在另一個實施例中，第一壓力可以為約3 psia至約60 psia、約5 psia至約55 psia、約10 psia至約50 psia、約15 psia至約45 psia、約20 psia至約40 psia、約25 psia至約35 psia或其中的任何值或範圍。在達到壓力條件並且關閉氣棒組件中的第二閥門之後，進行第二壓力測量604。第二壓力測量也是使用MFC的壓力感測器進行的。如上所述，MFC在第二時間段內定期地或連續地產生壓力測量並將壓力測量發送給控制器。然後，由處理邏輯（例如由控制器）對第一壓力測量和第二壓力測量進行比較606和分析。在比較資料時，應該在608中檢查第一壓力與第二壓力之間是否有差異。這可以由監測資料的使用者或由處理設備實現。
在實施例中，處理邏輯藉由至少將在第二時間段的後期（例如在第二時間段的結束）產生的第二壓力與在第二時間段的早期（例如在第二時間段的開始）產生的第一壓力進行比較，來決定是否有洩漏。基於該比較，處理邏輯決定兩個（或多個）壓力測量之間是否有差異（例如，第二壓力是否比第一壓力至少低一個閾值量）。如果偵測到差異，那麼處理邏輯基於偵測到的壓力差是否超過壓力差異閾值來決定氣棒組件的至少一部分是否有洩漏。如果壓力差異超過了壓力差異閾值，那麼偵測到了洩漏。如果沒有壓力差異，或者壓力差異不超過壓力差異閾值，那麼就沒有偵測到洩漏。在實施例中，壓力差異閾值為約5 psi至約15 psi。也可以使用其他的壓力差異閾值。
如果測量結果沒有差異，那麼氣棒組件中就沒有氣體洩漏。如果測量結果有差異，則檢查差異閾值以確認是否有氣體洩漏。差異閾值可以為約5 psi、約6 psi、約7 psi、約8 psi、約9 psi、約10 psi、約11 psi、約12 psi、約13 psi、約14 psi、約15 psi、約16 psi、約17 psi、約18 psi、約19 psi、約20 psi、約21 psi、約22 psi、約23 psi、約24 psi、約25 psi、約26 psi、約27 psi、約28 psi、約29 psi、約30 psi、約31 psi、約32 psi、約33 psi、約34 psi、約35 psi、約36 psi、約37 psi、約38 psi、約39 psi或約40 psi。如果滿足差值閾值，那麼氣棒組件中就有氣體洩漏。
在本揭示內容的另一實施例中，提供了一種系統。該系統可以包括記憶體和處理設備。該處理設備可操作地與該記憶體耦合。該處理設備被配置為導致依據本揭示內容的氣棒組件的位在氣棒組件的質量流量控制器的下游或上游中的任一者的閥門關閉。該處理設備還被配置為導致該氣棒組件系統的一個或多個額外閥門保持打開，持續一段時間，直到該氣棒組件達到目標壓力。一旦該氣棒組件達到該目標壓力，該處理設備還可以導致該一個或多個額外閥門中的第二閥門關閉，其中在關閉該第二閥門之後，該氣棒介於該第一閥門與該第二閥門之間的至少一部分具有該目標壓力。然後，該處理設備可以在第二時間段內從該MFC接收該氣棒組件的至少該部分內的壓力的壓力資料；以及分析該壓力資料，以決定該氣棒組件的至少該部分是否有洩漏。在一些實施例中，目標壓力可以為約10 psia至約50 psia，或約10 psia、約15 psia、約20 psia、約25 psia、約30 psia、約35 psia、約40 psia、約45 psia或約50 psia，或其中的任何值。
前述說明闡述了諸如特定的系統、部件、方法等的例子之類的許多具體細節，以便讓人們很好地了解本發明的幾個實施例。然而，本領域的技術人員將理解，可以在沒有這些具體細節的情況下實行本發明的至少一些實施例。在其他的情況下，不詳細描述眾所周知的部件或方法，或將該等部件或方法以簡單的方塊圖格式呈現，以避免不必要地使本發明模糊。因此，所闡述的具體細節僅是示例性的。特定的實施方式可以不同於這些示例性的細節，並且仍然被認為是在本發明的範圍之內。
本說明書通篇提到的「一個（one/a）實施例」意味著，與該實施例結合描述的特定特徵、結構或特性被包括在至少一個實施例中。因此，本說明書通篇的各種地方出現的語句「在一個（one/a）實施例中」不一定都指相同的實施例。此外，術語「或」旨在意指包括性的「或」而不是排他性的「或」。在本文中使用術語「約（about）」或「大致（approximately）」時，此術語旨在意味著，所呈現的標稱值的精度在±10%內。
雖然本文中的方法的操作是以特定的順序示出和描述的，但也可以改變每個方法的操作順序，使得可以以相反的順序執行某些操作，或使得某個操作可以至少部分地與其他操作並行地執行。在另一個實施例中，相異操作的指令或子操作可以以間歇和/或交替的方式進行。在一個實施例中，將多個金屬黏合操作作為單一步驟執行。
要理解，以上描述旨在是說明性的，而非限制性的。在閱讀和理解了以上描述之後，本領域的技術人員將發現許多其他的實施方式。因此，將參照隨附的請求項以及這樣的請求項所賦予的等效物的整個範圍來決定本發明的範圍。
100:製造腔室
104:基板支撐件
106:蓮蓬頭
108:腔室主體
110:內部容積
112:側壁
114:底部
116:排氣口
118:泵系統
120:氣體面板
122:承載器
124:軸桿
126:加熱器
128:反射器
200:氣體面板
204:混合閥
205:淨化閥
206:調節器
207:過濾器或淨化器
208:上游閥
209:質量流量控制器
210:下游閥
211:人工閥
300:氣棒組件
301:混合閥
302:淨化閥
303:調節器
304:過濾器
305:隔離閥
306:質量流量控制器
307:隔離閥
308:輸入端
309:輸出端
330:控制器
400:方法
402:方塊
404:方塊
406:方塊
408:方塊
410:方塊
500:方法
502:方塊
504:方塊
506:方塊
508:方塊
510:方塊
512:方塊
514:方塊
600:方法
602:方塊
604:方塊
606:方塊
608:方塊
610:方塊
612:方塊
201a:輸入端
201b:輸出端
202a:氣棒組件
202b:氣棒組件
202c:氣棒組件
202d:氣棒組件
202e:氣棒組件
202f:氣棒組件
202g:氣棒組件
203a:惰性氣棒組件
203b:惰性氣棒組件
203c:惰性氣棒組件
藉由示例的方式而非限制的方式在附圖的圖式中說明本發明，在該等附圖中，類似的附圖標記表示類似的元素。應注意，在本揭示內容中對於「一個（a/one）」實施例的不同指稱不一定指相同的實施例，並且這種指稱是指至少一個。
圖 1描述了依據某些實施例，製造腔室的截面圖。
圖 2說明了依據本揭示內容的實施例，製造腔室的氣體面板的示意圖。
圖 3A說明了依據本揭示內容的實施例，用於氣體面板中的氣棒組件的示意圖。
圖 3B說明了依據本揭示內容的實施例，用於氣體面板中的氣棒組件。
圖 4說明了依據本揭示內容的實施例，用於偵測氣體洩漏的方法的流程圖。
圖 5說明了依據本揭示內容的另一實施例，用於偵測氣體洩漏的方法的流程圖。
圖 6說明了依據本揭示內容的實施例，用於測量氣棒組件中的壓力的方法的流程圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
300:氣棒組件
301:混合閥
302:淨化閥
303:調節器
304:過濾器
305:隔離閥
306:質量流量控制器
307:隔離閥
308:輸入端
309:輸出端
Claims (20)
- 一種用於監測一氣棒組件中的一氣體洩漏的方法，其中該方法包括以下步驟： 關閉該氣棒組件的一第一閥門，該第一閥門位在該氣棒組件的一流動路徑中的一壓力感測器的下游； 打開該氣棒組件的位在該壓力感測器的上游的一個或多個額外閥門，持續一第一時間段，直到該氣棒組件被一氣體加壓； 關閉該一個或多個閥門中的一第二閥門，其中在關閉該第二閥門之後，該氣棒組件介於該第一閥門與該第二閥門之間的至少一部分被加壓； 由該壓力感測器測量該氣棒組件的至少該部分的壓力，以收集一第二時間段內的壓力資料；以及 分析該壓力資料，以決定該氣棒組件的至少該部分是否有一洩漏。
- 如請求項1所述的方法，其中： 測量該氣棒組件的至少該部分內的該壓力的步驟包括以下步驟： 在關閉該第二閥門之後在一第一時間使用該壓力感測器測量該氣棒組件的至少該部分內的一第一壓力；以及 在關閉該第二閥門之後在一第二時間使用該壓力感測器測量該氣棒組件的至少該部分內的一第二壓力；以及 分析該壓力資料的步驟包括以下步驟： 將該第二壓力與該第一壓力進行比較； 基於該比較步驟決定該第二壓力與該第一壓力之間是否有一差異；以及 基於該第二壓力與該第一壓力之間是否有超過一差異閥值的一差異，決定該氣棒組件的至少該部分是否有一洩漏。
- 如請求項1所述的方法，其中該氣棒組件進一步包括一第一端、一第二端以及該第一端與該第二端之間的複數個部件，該第一端包括配置為接收來自一氣體源的該氣體的一輸入，該第二端包括配置為向一目的地輸送該氣體的一輸出，並且其中該壓力感測器是一質量流量控制器（MFC）的一壓力感測器。
- 如請求項2所述的方法，其中該第一閥門位於該輸出處，其中該第二閥門是一混合閥，該混合閥包括經由一第一類型的輸入致動的一第一機構和經由一第二類型的輸入致動的一第二機構，其中該混合閥位於該輸入處，並且其中該氣棒組件的至少該部分包括該氣棒組件介於該輸入與該輸出之間的一整體。
- 如請求項4所述的方法，其中該第一時間段為約5秒至約30秒。
- 如請求項4所述的方法，其中該氣棒組件的至少該部分被加壓到約3 psia至約60 psia的一壓力。
- 如請求項6所述的方法，其中在產品上執行的製程之間，在不停止該等製程的情況下，為一處理腔室原位地執行該方法。
- 如請求項2所述的方法，其中該差異閥值包括約5 psi至約15 psi。
- 如請求項2所述的方法，其中該氣體包括一無毒氣體或一有毒氣體。
- 一種用於監測一氣棒組件中的一氣體洩漏的方法，其中該方法包括以下步驟： 關閉該氣棒組件的一第一閥門，該第一閥門位在該氣棒組件的一流動路徑中的一壓力感測器的上游； 打開該氣棒組件的一個或多個閥門中的一第二閥門，該第二閥門位於該壓力感測器的下游； 將該氣棒組件的一輸出端與一泵連接； 將該氣棒組件泵抽到一第一壓力； 關閉該氣棒組件的該一個或多個閥門中的該第二閥門，其中在關閉該第二閥門之後，該氣棒組件介於該第一閥門與該第二閥門之間的至少一部分處於真空狀態； 由該壓力感測器測量該氣棒組件的至少該部分的壓力，以收集一時間段內的壓力資料；以及 分析該壓力資料，以決定該氣棒組件的至少該部分是否有一洩漏。
- 如請求項10所述的方法，其中： 測量該氣棒組件的至少該部分內的該壓力的步驟包括以下步驟： 在關閉該第二閥門之後在一第一時間使用該壓力感測器測量該氣棒組件的至少該部分內的一第一壓力；以及 在關閉該第二閥門之後在一第二時間使用該壓力感測器測量該氣棒組件的至少該部分內的一第二壓力；以及 分析該壓力資料的步驟包括以下步驟： 將該第二壓力與該第一壓力進行比較； 基於該比較步驟決定該第二壓力與該第一壓力之間是否有一差異；以及 基於該第二壓力與該第一壓力之間是否有超過一差異閥值的一差異，決定該氣棒組件的至少該部分是否有一洩漏。
- 如請求項10所述的方法，其中該氣棒組件進一步包括一第一端、一第二端以及該第一端與該第二端之間的複數個部件，該第一端包括配置為接收來自一氣體源的該氣體的該輸入，該第二端包括配置為向一目的地輸送該氣體的一輸出，並且其中該壓力感測器是一質量流量控制器（MFC）的一壓力感測器。
- 如請求項11所述的方法，其中該第二閥門位於該輸出處，其中該第一閥門是一混合閥，該混合閥包括經由一第一類型的輸入致動的一第一機構和經由一第二類型的輸入致動的一第二機構，其中該混合閥位於該輸入處，並且其中該氣棒組件的至少該部分包括該氣棒組件介於該輸入與該輸出之間的一整體。
- 如請求項13所述的方法，其中該泵送步驟的執行持續約5秒至約30秒的一第二時間段。
- 如請求項13所述的方法，其中該第一壓力是低於約6 psia的一真空壓力。
- 如請求項15所述的方法，其中在產品上執行的製程之間，為一處理腔室原位地執行該方法。
- 如請求項11所述的方法，其中該差異閥值包括約5 psi至約15 psi。
- 如請求項11所述的方法，其中該氣體包括一無毒氣體或一有毒氣體。
- 一種系統，包括： 一記憶體；以及 一處理設備，可操作地與該記憶體耦合，其中該處理設備被配置為： 導致一氣棒組件的一第一閥門關閉，該第一閥門位在該氣棒組件的一質量流量控制器（MFC）的一下游或上游的中的一第一者； 導致該氣棒組件的一個或多個額外閥門保持打開，持續一第一時間段，直到該氣棒組件達到一目標壓力； 一旦該氣棒組件達到該目標壓力，就導致該一個或多個額外閥門中的一第二閥門關閉，其中在關閉該第二閥門之後，該氣棒介於該第一閥門與該第二閥門之間的至少一部分具有該目標壓力； 在一第二時間段內從該MFC的一壓力感測器接收該氣棒組件的至少該部分內的一壓力的壓力資料，其中該壓力感測器位於該氣棒組件中的一流動路徑中；以及 分析該壓力資料，以決定該氣棒組件的至少該部分是否有一洩漏。
- 如請求項19所述的系統，其中該目標壓力為約10 psia至約50 psia。
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