TW202412130A - 用於半導體晶圓處理工具的系統及製造半導體晶圓的方法 - Google Patents

Abstract

對包括處理室及處理氣體管線的半導體晶圓處理工具執行洩漏檢查，且若洩漏檢查通過，則使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓進行處理。每一氣體管線包括質量流量控制器及常閉閥，常閉閥包括位於質量流量控制器上游及下游的上游閥及下游閥。洩漏檢查包括：在多個氣體管線的上游閥關閉且下游閥關閉的情況下，對氣體管線的直至下游閥進行洩漏檢查；以及在所述多個處理氣體管線的上游閥關閉且多個處理氣體管線中的被進行洩漏檢查的一個的下游閥開啟並且每一其他處理氣體管線的下游閥關閉的情況下，對每一處理氣體管線的直至上游閥進行洩漏檢查。

Description

用於半導體晶圓處理工具的系統及製造半導體晶圓的方法

本揭露實施例是有關於半導體晶圓處理工具的系統以及造半導體晶圓的方法。

下文是有關於半導體處理技術、洩漏偵測技術及相關技術。

本揭露實施例的一種製造半導體晶圓的方法，方法包括：對半導體晶圓處理工具執行洩漏檢查，半導體晶圓處理工具包括具有處理氣體管線的處理室，處理氣體管線包括：質量流量控制器（MFC）；常閉氣動閥，包括位於質量流量控制器上游的上游閥及位於質量流量控制器下游的下游閥；氣動控制管線，具有幹線、上游分支及下游分支，上游分支連接成向上游閥輸送氣動壓力，下游分支連接成向下游閥輸送氣動壓力；電致動閥，對經由幹線的氣動壓力進行控制，電致動閥能夠在關閉位置與開啟位置之間切換，以及電致動繼電器，對經由上游分支的氣動壓力進行控制；以及因應於通過洩漏檢查，使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓執行處理；其中執行洩漏檢查包括：在電致動閥關閉的情況下，對直至下游閥執行洩漏檢查；以及在電致動閥開啟且電致動繼電器開啟的情況下，對直至上游閥執行洩漏檢查。

本揭露實施例的另一種製造半導體晶圓的方法，方法包括：對包括處理室及多個處理氣體管線的半導體晶圓處理工具執行洩漏檢查，多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線包括質量流量控制器（MFC）及常閉閥，常閉閥包括位於質量流量控制器上游的上游閥及位於質量流量控制器下游的下游閥；以及因應於通過洩漏檢查，使用半導體晶圓處理工具在半導體晶圓上沉積至少一種材料；其中執行洩漏檢查包括：在多個處理氣體管線的上游閥關閉且多個處理氣體管線的下游閥關閉的情況下，對多個處理氣體管線的直至下游閥執行洩漏檢查；以及在多個處理氣體管線的上游閥關閉且多個處理氣體管線中的被進行洩漏檢查的一個處理氣體管線的下游閥開啟且每一其他處理氣體管線的下游閥關閉的情況下，對多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線的直至上游閥執行洩漏檢查。

本揭露實施例的一種用於半導體晶圓處理工具的氣體輸送系統，氣體輸送系統包括：多個處理氣體管線，各自包括質量流量控制器（MFC）及常閉氣動閥，常閉氣動閥包括位於質量流量控制器上游的上游閥及位於質量流量控制器下游的下游閥；以及氣動閥控制器，包括氣動壓力入口，且對於多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線而言包括：氣動控制管線，具有自氣動壓力入口接收氣動壓力的幹線且分支成上游分支及下游分支，上游分支連接成將氣動壓力輸送至處理氣體管線的上游閥，下游分支連接成將氣動壓力輸送至處理氣體管線的下游閥；電致動閥，對經由幹線的氣動壓力進行控制，電致動閥具有關閉位置及開啟位置；以及電致動繼電器，對經由上游分支的氣動壓力進行控制。

以下揭露內容提供用於實施所提供標的物的不同特徵的諸多不同實施例或實例。以下闡述組件及排列的具體實例以簡化本揭露。當然，該些僅為實例且不旨在進行限制。舉例而言，以下說明中將第一特徵形成於第二特徵之上或第二特徵上可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且亦可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵進而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可能在各種實例中重複使用參考編號及/或字母。此種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。

此外，為易於說明，本文中可能使用例如「位於…之下（beneath）」、「位於…下方（below）」、「下部的（lower）」、「位於…上方（above）」、「上部的（upper）」及類似用語等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個裝置或特徵與另一（其他）裝置或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的定向外亦囊括裝置在使用或操作中的不同定向。設備可具有其他定向（旋轉90度或處於其他定向），且本文中所使用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。

本文中所使用的閥是一種流量控制裝置，其在處於開啟位置時使流量經過閥，而在處於關閉位置時阻擋流量經過閥。可變閥可部分地開啟，且經過閥的流率（flow rate）端視閥的開啟程度而定（即，相較於可變閥更小程度地開啟時而言，當可變閥更大程度地開啟時，可變閥使更高的流率經過）。

本文中所使用的繼電器是一種流量控制裝置，其在處於關閉位置時使流量經過繼電器，而在處於開啟位置時阻擋流量經過繼電器。

半導體晶圓及裝置的製造工作流程通常包括使用各種半導體晶圓處理工具對半導體晶圓或裝置執行處理。每一半導體晶圓處理工具被設計成執行工作流程的特定步驟，例如對特定的材料層或材料層序列進行沉積、執行蝕刻操作等。典型的半導體晶圓處理工具包括處理室及連接成將處理氣體輸送至處理室的一或多個處理氣體管線（process gas line）。流經每一處理氣體管線的處理氣體的流量由質量流量控制器（Mass Flow Controller，MFC）精確地控制。MFC通常經由一或多個閥連接至上游氣體源及下游處理室，所述上游氣體源以固定的壓力（例如在一些標準商業設計中為28磅/平方英吋（psi））提供處理氣體。MFC是一種複雜的儀器，其包括質量流量感測器及可調閥以提供自MFC流出的處理氣體的精確的回饋控制流量。MFC的流量輸出可在零（或某個最低限度的）流率與最大流率之間進行調節，其中流率是由電性設定點輸入進行設定，將質量流量感測器的讀數與電性設定點輸入進行比較來產生用於流率的回饋控制的誤差訊號。除了該些組件之外，半導體晶圓處理工具亦可包括其他組件，例如真空泵、用於將液體試劑輸送至處理室的起泡器系統、各種氣體感測器（例如，壓力感測器、流量感測器、對特定氣體物質敏感的氣體感測器等）、具有受控氣氛的室外殼（chamber housing）等。

在半導體晶圓處理工具的典型流程佈局中，可藉由關閉位於MFC上游（即，位於氣體源與MFC之間）的上游閥及位於MFC下游（即，位於MFC與處理室之間）的下游閥來將每一處理氣體管線的MFC隔離開。上游閥與下游閥通常是由單個氣動控制管線一起控制的常閉閥。舉例而言，在潔淨室環境（cleanroom environment）中，氣動工作流體可為潔淨乾燥空氣（Clean Dry Air，CDA）。當上游閥及下游閥關閉時，MFC與上游氣體源以及下游混合歧管及處理室二者隔離開。當半導體晶圓處理工具用於對晶圓批組進行處理時，上游閥及下游閥因施加氣動壓力（至少當對應的處理氣體管線向處理室供應處理氣體時）而開啟，其中MFC的可變閥用於對流經處理氣體管線的處理氣體的流量進行調節。在半導體晶圓處理期間，可對相應的處理氣體管線的MFC進行預程式化以根據處理方案（process recipe）在處理過程中對所輸送的處理氣體的流率進行調節。

在半導體製造代工廠中，通常使用半導體晶圓處理工具同時處理一批次或一批組半導體晶圓。亦即，一批組或一批次晶圓被裝載至處理室中並被一起進行處理。用於生產最終半導體晶圓的整個工作流程可包括諸多此種處理步驟的冗長序列，例如使用為各種步驟設計的相應的處理室而執行的微影曝光及顯影步驟、材料蝕刻步驟、材料沉積步驟等的各種序列，且常常在工作流程的關鍵點處插入晶圓特徵步驟。使用任何給定的處理室執行的晶圓處理是此複雜工作流程中的一個步驟，且最終產品是所述一批組晶圓的最終晶圓，然後可對最終晶圓進行切割、封裝、運輸、將最終晶圓安裝於電子產品中及/或以其他方式利用最終晶圓。

若在使用半導體晶圓處理工具對晶圓批組進行處理期間在此工具中存在氣體洩漏，則此可能會潛在地導致高成本。舉例而言，周圍空氣洩漏至半導體晶圓處理工具中可能會引入有害的高位準的氧氣、水蒸氣或其他空氣成分，該些空氣成分可能會與所述一批組晶圓的表面發生反應以在晶圓的表面上形成沉積物、殘留物等，及/或可能會在晶圓的表面中產生化學蝕刻。該些類型的晶圓損壞可能發生於所述一批組晶圓中的諸多晶圓或所有晶圓上。因此，半導體晶圓處理工具中的洩漏可能會導致整批晶圓（或其中的大部分晶圓）被廢棄，此對於半導體製造代工廠而言是很高的成本，且對於期望對完成的半導體晶圓或自最終晶圓被單體化的積體電路（Integrated Circuit，IC）裝置進行及時運輸的客戶而言亦可能是很高的成本。

鑒於此，通常的做法是在各晶圓批運行（wafer lot runs）之間不定期地對半導體晶圓處理工具執行洩漏檢查。目標是在半導體晶圓處理工具中的洩漏對晶圓良率及生產量產生不利影響之前偵測到洩漏。在典型的洩漏檢查中，藉由關閉上游閥及下游閥來將處理氣體管線的MFC隔離開，上游閥與下游閥被共用氣動控制管線控制成一起開啟及關閉，藉此將半導體晶圓處理工具的下游組件（例如混合歧管及處理室）隔離開。然後對經隔離的下游組件執行洩漏檢查，且若洩漏檢查通過，則對下一批組晶圓進行處理。

關閉每一處理氣體管線的上游閥及下游閥會隔離開MFC。如先前所述，上游閥與下游閥通常由單個氣動控制管線一起控制，使得上游閥及下游閥二者一起關閉。此意味著洩漏檢查無法偵測到源自MFC本身的洩漏。MFC是一種複雜的精密儀器，其具有至少一個電性可調閥，所述至少一個電性可調閥對由MFC輸出的流量提供連續或多步調節。MFC的質量流量感測器可包括例如毛細管（capillary tube）及內建加熱器等組件。由於MFC的複雜性，MFC本身發生洩漏並不罕見。另一潛在的洩漏位置是上游閥，上游閥對相對高壓力的氣體源（例如，在一些設計中為28磅/平方英吋）進行密封。然而，由於上游閥與下游閥一起操作，因此僅對直至關閉的下游閥執行洩漏檢查，而不對MFC或上游閥進行洩漏檢查。此外，由半導體晶圓處理工具執行的預程式化方案通常被編碼成使用單個氣動控制管線來操作上游閥及下游閥—因此，不期望對半導體晶圓處理工具進行修改來為每一處理氣體管線的相應的上游閥及下游閥採用單獨的氣動控制管線。

本文中所揭露的一些實施例提供一種經修改的氣動控制管線，同時亦提供一種用於將洩漏檢查延伸至上游閥的機構，所述經修改的氣動控制管線有利地保留了用於一起控制上游閥與下游閥的單個氣動管線。此需要在將氣動壓力輸送至上游閥的氣動控制管線的分支中添加一個繼電器。當此繼電器關閉時，氣動控制管線作為一起控制上游閥與下游閥的單個氣動管線進行操作。然而，當此繼電器開啟時，流經上游閥的流量被阻擋且所述單個氣動管線僅用於開啟下游閥。其中上游閥關閉（由於氣動壓力被開啟的繼電器阻擋）且下游閥開啟的最終配置使得能夠對直至上游閥進行洩漏檢查，包括對MFC及上游閥進行洩漏檢查。本文中所揭露的進一步的實施例提供一種有利地利用此種硬體來高效地執行以下檢查的洩漏檢查方法：對位於處理氣體管線的下游閥下游的半導體晶圓處理工具執行洩漏檢查；以及對每一各別的處理氣體管線的MFC及上游閥執行洩漏檢查。此不僅提供包括MFC的洩漏檢查在內的更徹底的洩漏檢查，而且亦可提供任何所偵測到的洩漏的大致位置的指示。

參照圖1，簡化流程圖概略地示出具有質量流量控制器MFC的半導體晶圓處理工具，質量流量控制器MFC連接成經由處理氣體管線自氣體源10將處理氣體的受控流量輸送至處理室12，處理氣體管線包括質量流量控制器MFC、位於質量流量控制器MFC上游的常閉氣動上游閥VU及位於質量流量控制器MFC下游的常閉氣動下游閥VD。圖1的部分（A）及部分（B）示出第一實施例。部分（A）示出第一實施例，在第一實施例中上游閥VU及下游閥VD處於開啟位置以使用處理氣體管線將處理氣體供應至處理室12來執行半導體處理。上游閥VU及下游閥VD通常是常閉閥，此乃因此種設計確保在失去可用氣動壓力的情況下，上游閥VU及下游閥VD關閉以將氣體源10與處理室12隔離開。常閉上游閥VU及常閉下游閥VD中的每一者具有兩個位置：常閉位置，其阻擋處理氣體流經所述閥；以及致動開啟位置，其使處理氣體流經所述閥。為了開啟常閉閥VU及VD，電致動閥EV控制氣動壓力源14將氣動壓力輸送至氣動控制管線20，氣動控制管線20具有幹線22、連接成將氣動壓力輸送至上游閥VU的上游分支24、及連接成將氣動壓力輸送至下游閥VD的下游分支26。（應注意，所指的「上游分支」24指示此分支24將氣動壓力輸送至上游閥VU，且同樣地，所指的「下游」分支26指示此分支26將氣動壓力輸送至下游閥VD。該些用語並不意味著分支24及分支26在空間上或相對於彼此的任何特定的實體排列）。電致動閥EV具有兩個位置：關閉位置，其阻擋CDA（或其他所選擇的工作流體）流經電致動閥EV；以及開啟位置，使CDA（或其他所選擇的工作流體）流經電致動閥EV。半導體晶圓處理工具可包括額外的閥，例如位於下游閥VD下游的例示性的最終閥VF。舉例而言，如圖3及圖4的實施例所示，最終閥VF可控制混合歧管的輸出，由質量流量控制器MFC調節的處理氣體管線（視需要與在圖1中未示出但在圖3及圖4中可見的其他處理氣體管線一起）饋入至所述混合歧管中。

在圖1的部分（A）及部分（B）的實施例中，氣動控制管線20藉由相應的上部分支24及下部分支26一起驅動上游氣動閥VU與下游氣動閥VD。上游氣動閥VU及下游氣動閥VD是常閉閥，此意味著在未施加氣動壓力的情況下，上游氣動閥VU及下游氣動閥VD關閉以使得處理氣體如圖1的部分（B）所示無法經過；然而，當藉由氣動控制管線20施加氣動壓力28時，上游氣動閥VU及下游氣動閥VD開啟以使得處理氣體如圖1的部分（A）所示能夠經過。（應注意，在圖1的部分（A）及本文中的其他圖式中，氣動壓力28由經過氣動控制管線20的虛線概略地指示。）在圖1的部分（A）的實施例中，氣動壓力28包含加壓的潔淨乾燥空氣（CDA）。電致動閥EV對經由幹線22的氣動壓力進行控制。電致動閥EV可在關閉位置與開啟位置之間切換，在關閉位置中不輸送氣動壓力（即，氣動壓力被關閉的電致動閥EV阻擋），在開啟位置中輸送氣動壓力28（即，氣動壓力28經過開啟的電致動閥EV，如部分（A）所示）。儘管本文中所呈現的例示性實例採用CDA作為用於使上游氣動閥VU及下游氣動閥VD致動的工作流體，但亦可使用例如以下流體等其他工作流體來提供氣動壓力28：氮氣（N ₂）、空氣、極淨乾燥空氣（Extreme Clean Dry Air，XCDA）等。在一個非限制性的例示性實例中，CDA以80磅/平方英吋進行輸送，但亦可使用適合地設定成與為上游氣動閥VU及下游氣動閥VD規定的氣動控制壓力範圍一致的其他壓力值。

特別參照圖1的部分（A），其示出處理氣體管線的操作配置。在此操作配置中，電致動閥EV開啟以經由氣動控制管線20將氣動壓力28施加至上游氣動閥VU及下游氣動閥VD二者。更具體而言，氣動壓力28經由上游分支24被施加至上游閥VU且氣動壓力28經由下游分支26被施加至下游閥VD。當電致動閥EV對氣動控制管線20的幹線22進行控制時，電致動閥EV同時控制上游分支24及下游分支26二者中的氣動壓力28（或無氣動壓力），藉此藉由經由氣動控制管線20施加氣動壓力28來同時關閉上游氣動閥VU及下游氣動閥VD二者。在圖1的部分（A）所示的操作配置中，提供自氣體源10經由開啟的上游閥VU、質量流量控制器MFC（假設其可調閥至少部分地開啟）、開啟的下游閥VD並由此經由例示性的最終閥VF進入處理室12中的流動路徑。在所述操作配置中，質量流量控制器MFC適合地控制自氣體源10至處理室12的處理氣體的流率（或者更精確地，通常是質量流率）。因此，質量流量控制器MFC可被程式化成在使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓（或者更通常，一批組或一批次半導體晶圓）進行處理期間調節處理氣體的流量。

如先前所論述，期望對半導體晶圓處理工具執行不定期的洩漏檢查。圖1的部分（B）示出被配置成用於執行洩漏檢查的第一實施例。在此洩漏檢查配置中，電致動閥EV關閉以阻擋氣動壓力經由氣動控制管線20到達上游氣動閥VU及下游氣動閥VD二者。更具體而言，氣動壓力在氣動控制管線20的幹線22處被阻擋，且藉此同時被阻止到達與上游閥VU連接的上游分支24及與下游閥VD連接的下游分支26。因此，常閉氣動閥VU及VD二者處於其常閉位置，藉此防止處理氣體自氣體源10到達處理室12，且更一般而言防止處理氣體自氣體源10到達半導體晶圓處理工具的流程佈局中位於下游閥VD下游的任何點。

可使用位於半導體晶圓處理工具的氣體流動路徑中的處理室12中或其他位置的感測器自動進行洩漏檢查。在一種適合的方法中，設置於處理室12中或另外排列成對處理室12中的壓力進行量測的例示性壓力感測器P用於洩漏檢查。在一種方法中，在關閉閥VU及VD之後且在最終閥VF開啟的情況下（即，在將所述工具置於部分（B）所示的洩漏檢查配置中之後），使用真空泵（圖1中未示出，但在圖3及圖4的實施例中可見）來在半導體晶圓處理工具中抽吸真空達第一時間間隔，此後停止抽吸真空。在等待週期（即，第二時間間隔）期間，所述泵與處理室12斷開連接。在閥VU及VD二者關閉的情況下，不應存在饋入至處理室12中的氣體流量。更一般而言，不應存在饋入至氣體流動路徑的位於閥VU及VD下游的任何部分中的氣體流量。在第二時間間隔過去之後，使用壓力感測器P對半導體晶圓處理工具中的壓力進行量測。若所量測的壓力不超過閾值壓力，則洩漏檢查通過。基本原理是，由於已經在閥VU及VD處切斷了氣體流入，因此在第一時間間隔期間由真空泵抽吸的真空應保持不變，使得被排空的壓力保持不變達第二時間間隔（例如，其在一些非限制性的例示性實施例中可為一分鐘）。另一方面，若在所述工具中的位於下游閥VD下游的任何位置處存在洩漏，則此將導致壓力在第二時間間隔期間上升，進而導致由壓力感測器P量測的壓力超過閾值。基於半導體晶圓處理工具的設計基礎密封性（design-basis leak-tightness），或者基於欲使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓（或一批組晶圓）執行的處理的可接受洩漏量，來選擇此洩漏檢查的閾值壓力。

例示性的洩漏檢查採用處理室12中的例示性壓力感測器P。然而，應理解，壓力感測器可位於氣體路徑中的位於下游閥VD下游的任何位置。舉例而言，若存在饋入至位於最終閥VF（例如，圖3及圖4的實施例）上游的混合歧管中的多個處理氣體管線，則壓力感測器可適合地位於混合歧管中或者位於最終閥VF下游。通常，處理室12將包括例示性壓力感測器P以在對晶圓進行處理期間監控處理室12中的壓力（且可提供對所述壓力的回饋控制），並且因此此壓力感測器P可方便地用於自動洩漏檢查。亦應理解，所闡述的洩漏檢查方法僅為例示性實例，且可另外地或替代地採用其他自動或半自動的洩漏檢查方法。舉例而言，若處理室12包括對特定氣體物質敏感的氣體分析儀或氣體嗅探器（sniffer）感測器，則此感測器可與在處理氣體管道外部手動施加的該氣體物質的劑量一起用於洩漏檢查，以偵測洩漏。

如部分（B）所示，在上游閥VU及下游閥VD二者關閉的情況下，僅對直至下游氣動閥VD執行洩漏檢查，而不會在上游閥VU中或上游閥VU與下游閥VD之間的管道的部分中偵測到洩漏。舉例而言，洩漏檢查不會在質量流量控制器MFC中偵測到洩漏。如先前所述，質量流量控制器MFC是一種複雜的精密儀器，其通常包括電性可調閥及質量流量感測器，質量流量感測器可包括例如毛細管及內建加熱器等組件。因此，質量流量控制器MFC可能是相對常見的洩漏位置。在圖1的部分（A）及部分（B）的實施例中執行的洩漏檢查在部分（B）所示的配置中亦不會在上游閥VU中偵測到洩漏。

在使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓進行處理期間以及在一些其他類型的維護期間利用圖1的部分（A）及部分（B）的實施例的閥控制是有利的。可為此設計編寫預程式化的晶圓處理及/或工具維護方案，在此設計中由單個電致動閥EV輸送的單個控制訊號一起開啟上游閥VU及下游閥VD二者。因此，使用分別用於控制上游閥VU及下游閥VD的兩個電致動閥來代替此單個電致動閥EV需要修改該些預程式化方案。另外，此種修改將涉及對氣動控制管線的複製以分別為上游閥VU及下游閥VD提供兩個單獨的氣動控制管線。

在圖1的部分（C）及部分（D）中概略地示出的半導體晶圓處理工具的第二實施例提供關於洩漏檢查的進一步的有益效果，同時有利地保留了用於在晶圓處理及其他維護任務期間一起關閉上游閥VU及下游閥VD二者的單個電致動閥EV。因此，可在不進行修改的情況下使用用於晶圓處理及維護（並非洩漏檢查程式）的預程式化方案，且此種程式仍然僅對單個電致動閥EV進行控制。部分（C）及部分（D）所示的第二實施例包括與部分（A）及部分（B）的第一實施例相同的組件中的諸多組件，包括氣體源10、常閉氣動上游閥VU、常閉氣動下游閥VD、具有壓力感測器P的處理室12、及氣動控制管線20，氣動控制管線20具有由電致動閥EV控制的幹線22、連接成將氣動壓力28輸送至上游閥VU的上游分支24、及連接成將氣動壓力輸送至下游閥VD的下游分支26。

然而，圖1的部分（C）及部分（D）所示的半導體晶圓處理工具的第二實施例另外包括由電致動器EA控制的繼電器30。繼電器30對經由與上游閥VU連接的上游分支24的氣動壓力28進行控制。繼電器30可因電致動器EA的作用而在阻擋氣動壓力28的關閉位置與使氣動壓力28經過的開啟位置之間切換。在圖1的部分（C）及部分（D）中的每一者中，繼電器30關閉，因此若氣動壓力28因電致動閥EV的作用而經過幹線22，則使氣動壓力28經過上游分支24。因此，在繼電器30閉合的情況下，圖1的部分（C）所示的半導體晶圓處理工具的第二實施例的操作與圖1的部分（A）所示的半導體晶圓處理工具的第一實施例的操作相同；且同樣地，圖1的部分（D）所示的第二實施例的操作與圖1的部分（B）所示的第一實施例的操作相同。

繼電器30及致動器EA可例如被實施為電致動閥。應注意，處於其開啟位置的繼電器30對應於將繼電器30實施為關閉的閥，藉此阻擋氣動壓力經過上游分支24以開啟上游閥VU；然而，處於其關閉位置的繼電器30對應於將繼電器30實施為開啟的閥，藉此使氣動壓力（若幹線22中存在）經過上游分支24以開啟上游閥VU。

因此，圖1的部分（C）示出第二實施例的處理氣體管線的操作配置，在所述配置中電致動閥EV開啟以經由氣動控制管線20將氣動壓力28施加至上游氣動閥VU及下游氣動閥VD二者。由於繼電器30在部分（C）的操作配置中關閉，因此氣動控制管線20的幹線22中的氣動壓力28經由上游分支24進行傳遞以使上游閥VU關閉，如先前對部分（A）所示的第一實施例的操作配置所述。

圖1的部分（D）示出與部分（B）所示的第一實施例的洩漏檢查配置相同的第二實施例的洩漏檢查配置。在此配置中，電致動閥EV關閉，使得氣動壓力不經由氣動控制管線20的幹線22被施加且因此亦不被施加至上游分支24或下游分支26。因此，上游閥VU及下游閥VD二者處於其常閉位置。如已經對部分（B）所示的第一實施例的此配置所述，部分（D）的此洩漏檢查配置能夠對直至下游閥VD進行洩漏檢查，但不能對直至上游閥VU進行洩漏檢查。此乃因關閉的下游閥VD將阻止洩漏檢查偵測到質量流量控制器MFC中的任何洩漏或上游閥VU中的任何洩漏。

亦應注意，儘管圖1的部分（D）示出其中繼電器30處於其關閉位置的洩漏檢查配置，但繼電器30的設定在部分（D）的洩漏檢查配置中實際上並不重要，此乃因氣動壓力不存在於氣動控制管線20的幹線22中。因此，若藉由開啟繼電器30來修改部分（D）所示的配置，則此對洩漏檢查沒有影響。

更一般而言，回顧圖1的部分（C）及部分（D），其表明在繼電器30關閉的情況下，第二實施例的上游閥VU及下游閥VD的氣動控制與第一實施例的上游閥VU及下游閥VD的氣動控制完全相同。亦即，由單個電致動閥EV對上游閥VU及下游閥VD二者進行控制。當電致動閥EV如圖1的部分（C）所示開啟時，氣動壓力28被施加至氣動閥VU及VD二者以一起開啟上游閥VU及下游閥VD二者。相反，當電致動閥EV如圖1的部分（D）所示關閉時，氣動壓力自氣動閥VU及VD二者移除以使上游閥VU及下游閥VD二者一起回復至其常閉位置。因此，每當繼電器30關閉時，為部分（A）及部分（B）的第一實施例編寫的用於執行晶圓處理或各種維護操作的預程式化方案可不加修改地用於部分（C）及部分（D）的第二實施例，編寫所述預程式化方案的預期意圖是由單個電致動閥EV一起控制上游閥VU及下游閥VD二者。

現在參照圖2，其對繼電器30的目的進行闡述。圖2示出處於第二洩漏檢查配置的第二實施例（即，與圖1的部分（C）及部分（D）的實施例相同的實施例）。在此第二洩漏檢查配置中，電致動閥EV開啟以使氣動壓力28經過，且繼電器30開啟以阻擋氣動壓力28到達上游閥VU。因此，氣動壓力28經過下游分支26並使下游閥VD開啟，但繼電器30阻擋氣動壓力28開啟上游閥VU。因此，使用圖2的配置中的半導體晶圓處理工具執行的洩漏檢查可偵測到直至上游閥VU且包括上游閥VU的洩漏。

此外，藉由使用圖1的部分（D）的配置執行第一洩漏檢查及使用圖2的配置執行第二洩漏檢查，可辨識出洩漏處於以下位置：（i）下游閥VD的下游（且可能包括下游閥VD），或者（ii）上游閥VU與下游閥VD之間（且可能包括上游閥VU及下游閥VD）。為此，可使用以下型樣。若使用圖1的部分（D）的配置及圖2的配置二者偵測到洩漏，則辨識出洩漏位於下游閥VD的下游（或可能位於下游閥VD處）。此乃因藉由使用圖1的部分（D）的配置的洩漏檢查不會偵測到更上游的洩漏。另一方面，若僅使用圖2的配置而不使用圖1的部分（D）的配置偵測到洩漏，則辨識出洩漏位於上游閥VU處或者位於上游閥VU與下游閥VD之間（例如，可能位於質量流量控制器MFC處）。此乃因若洩漏位於更下游，則使用圖1的部分（D）的配置亦能夠偵測到洩漏。

參照圖1的部分（C）及部分（D）以及圖2，在一些實施例中，電致動閥EV及繼電器30以及其電致動器EA、連同氣動控制管線20的一部分構造於電路板、支撐板或類似板上以形成整體積體電路（IC）控制器32。以此種方式，僅藉由使用IC控制器32來替代電致動閥EV，便可對現有的半導體晶圓處理工具進行升級以提供使用圖2的配置執行的第二洩漏檢查的功能。

圖1的部分（A）及部分（B）的第一實施例及圖1的部分（C）及部分（D）的第二實施例以及圖2包括單個處理管線，所述單個處理管線包括質量流量控制器MFC及常閉氣動閥VU及VD，所述單個處理管線將處理氣體自氣體源10輸送至處理室12。

參照圖3及圖4，其示出根據第三實施例的半導體晶圓處理工具，所述半導體晶圓處理工具包括多個處理氣體管線，即氫氣（H ₂）氣體管線、氮氣（N ₂）氣體管線及氦氣（He）氣體管線。應注意，圖3及圖4概略地示出氣體源10，氣體源10將對應於連接至H ₂處理氣體管線的氫氣源（例如，H ₂氣瓶）、連接至N ₂處理氣體管線的氮氣源（例如，N ₂氣瓶）、以及連接至He處理氣體管線的氦氣源（例如，He氣瓶）。在大型半導體代工廠中，亦可自穿過製作廠進行佈線的氣體配送管（gas distribution tubing）供應該些處理氣體中的一或多者作為「室內」氣體源。該些處理氣體管線中的每一者包括質量流量控制器MFC以及上游常閉氣動閥VU及下游常閉氣動閥VD。例示性的H ₂管線更包括更上游的閥VUU，但可省略更上游的閥VUU。

圖3及圖4所示例示性半導體晶圓處理工具是化學氣相沉積（CVD）工具，其中處理室12是CVD室（處理室）12。圖3及圖4所示例示性CVD工具被配置成對氮化鈦（TiN）進行沉積。如圖3及圖4所示，TiN-CVD工具更包含呈四(二甲基胺基)鈦（TDMAT）起泡器氣瓶40形式的鈦源，TDMAT起泡器氣瓶40與氦氣（He）載氣一起操作，所述氦氣（He）載氣藉由圖3及圖4中被標示為He #2的第二氦氣（He）處理氣體管線輸送至TDMAT起泡器氣瓶40。用於He #2處理氣體管線的氣體源可為對He處理氣體管線進行供氣的同一He氣瓶等，或者可使用不同的氣瓶。儘管圖3及圖4所示例示性TiN-CVD室使用TDMAT作為鈦源，但在其他實施例中，可使用另一種含有鈦的金屬有機化合物作為TiN沉積中的鈦前驅物。由於TDMAT起泡器氣瓶40隨著液體TDMAT的耗盡而相對頻繁地更換，因此提供了入口及出口手動閥M，當更換TDMAT起泡器氣瓶40時可關閉入口及出口手動閥M。TDMAT起泡器氣瓶40的入口與出口之間設置有氣動旁通閥V _bypass以使得能夠對起泡器提供旁路來進行各種維護或其他操作。在使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓執行處理的操作中（具體而言，在包括使用圖3及圖4所示TiN-CVD工具在半導體晶圓上沉積TiN的此種情形中），對He #2載氣管線的質量流量控制器MFC以及例如TDMAT起泡器氣瓶40的溫度等其他操作參數進行調整，以提供具有TDMAT試劑的期望質量流量的氦氣流量。各種其他處理氣體的流量亦使用相應的處理氣體管線的質量流量控制器MFC根據所確定的方案來設定，以產生校準的TiN沉積速率。

圖3及圖4所示TiN-CVD工具更包括氣體混合歧管42，氣體混合歧管42接收並混合由H ₂、N ₂與He處理氣體管線供應的處理氣體，且然後所混合的氣體經由最終閥VF流動至處理室。例示性TiN-CVD工具此外更包括真空泵44，真空泵44經由泵閥V _pump連接至位於最終閥VF下游及CVD室（處理室）12上游的點。處理室閥V _ch恰好設置於處理室12的上游以能夠在維護或其他操作期間將處理室12隔離開。圖3及圖4是簡化的流程圖，且TiN-CVD工具可包括未示出的其他組件及/或特徵，例如離開處理室12的排氣管線、用於將一批次或一批組晶圓裝載至處理室12中的裝載鎖等。

由於在圖3及圖4所示TiN-CVD工具中存在多個處理氣體管線（即四條此種氣體管線：H ₂、N ₂、He及H ₂#2載氣管線），因此存在具有電致動閥EV及繼電器30以及電致動器EA的對應數目的氣動控制管線20的例子。圖3及圖4僅示出具有電致動閥EV及繼電器30以及電致動器EA的氣動控制管線20的例子，電致動器EA可操作地與He氣體管線進行連接，但應理解，存在連接至其他處理氣體管線（H ₂、N ₂及He #2）中的每一者的額外的例子。

簡要參照圖5，在一些實施例中，可將用於多個處理氣體管線的氣動控制管線20整合至單個IC控制器32中。圖5示出具有潔淨乾燥空氣（CDA）母管線50的此種佈置，CDA經由CDA入口接頭52饋入至CDA母管線50中。CDA母管線50與氣動控制管線20的兩個例示性例子的幹線22連接，各自具有其自身的電致動閥EV及繼電器30（其中電致動器EA未在圖5中示出）。如圖5中的省略號（…）所指示，所述兩個例示性氣動控制管線20可延伸至各自具有其自身的電致動閥EV及繼電器30的氣動控制管線20的額外的例子（例如四個此種例子），來對圖3及圖4所示TiN-CVD室的所述四個處理氣體管線進行處置。所述兩個（或更多個）例示性氣動控制管線20的分支24及分支26包括用於分別連接至上游閥VU及下游閥VD的出口接頭54。圖5所示IC控制器32更包括被程式化成對電致動閥EV及繼電器30進行控制的機載微處理器（onboard microprocessor）56；作為另外一種選擇，此處理硬體可設置於任何其他位置，例如設置於可操作地與電致動閥EV及繼電器30連接的電腦處。

因此，本文中揭露了一種用於半導體晶圓處理工具的氣體輸送系統。所述氣體輸送系統包括多個處理氣體管線，所述多個處理氣體管線各自包括質量流量控制器MFC及常閉氣動閥，常閉氣動閥包括位於質量流量控制器MFC上游的上游閥VU及位於質量流量控制器MFC下游的下游閥VD。氣動閥控制器（IC控制器）32包括氣動壓力入口（出口接頭）54，且對於所述多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線而言包括：氣動控制管線20，具有自氣動壓力入口（出口接頭）54接收氣動壓力的幹線22，且分支成上游分支24及下游分支26，上游分支24連接成將氣動壓力輸送至處理氣體管線的上游閥VU，下游分支26連接成將氣動壓力輸送至處理氣體管線的下游閥VD；電致動閥EV，對經由幹線22的氣動壓力進行控制，電致動閥EV具有關閉位置及開啟位置；以及電致動繼電器30，對經由上游分支24的氣動壓力進行控制。

返回參照圖3，與第二實施例的圖1的部分（D）的比較表明，圖3所示的閥的配置被配置成對所述四個處理氣體管線的直至下游閥VD執行第一洩漏檢查。此藉由將電致動閥EV設定為關閉來完成，藉此關閉所有四個處理氣體管線的常閉上游閥VU及常閉下游閥VD。此在圖3中僅對He氣體管線明確示出。為了執行洩漏檢查，泵閥V _pump開啟達第一時間間隔（例如，在非限制性的例示性實施例中為1分鐘）以在包括氣體混合歧管42的半導體晶圓處理工具的直至下游閥VD（經由開啟的最終閥VF）的部分中抽吸真空以及在處理室12（經由開啟的處理室閥V _ch）中抽吸真空。在第一時間間隔結束之後，藉由關閉泵閥V _pump來停止抽吸真空。此後，進行第二時間間隔的延遲，例如在非限制性的例示性實施例中為1分鐘。在第二時間間隔結束之後，讀取對處理室12中的壓力進行監控的壓力感測器P。若所述工具直至下游閥VD皆為密封的，則所量測的壓力應為低的。另一方面，若所述工具中的直至下游閥VD的某個位置存在洩漏，則此種洩漏將在泵閥V _pump關閉之後導致壓力升高—因此，當所量測的壓力超過閾值壓力（其中閾值壓力根據經驗或基於所計算的/模擬的洩漏速率而確定以辨識具有足以使洩漏檢查失敗的流率的洩漏）時，可偵測到洩漏。如先前所論述，使用圖3的配置執行的洩漏檢查僅檢查直至（且包括）下游閥VD的洩漏。

參照圖4，與第二實施例的圖2的比較表明，圖4所示的閥的配置被配置成對氦氣（He）氣體管線的直至上游閥VU執行第二洩漏檢查。此藉由將He氣體管線的電致動閥EV設定為開啟且亦將繼電器30設定為開啟來完成，藉此使He管線的上游閥VU關閉（因繼電器30開啟），同時開啟He管線的下游閥VD。在圖4的實例中，其餘處理氣體管線（即，H ₂、N ₂及He #2管線）保持與圖3的第一洩漏檢查中所使用的配置相同的配置，即在所述配置中電致動閥EV關閉以使該三個其他管線的上游閥VU及下游閥VD保持關閉。為了執行所述洩漏檢查，重複已經闡述的製程：開啟泵閥V _pump達第一時間間隔以在包括處理室12及氣體混合歧管42的半導體晶圓處理工具的直至下游閥VD（且在圖4的設置中亦延伸至He管線的上游閥VU）的部分中抽吸真空，然後藉由關閉泵閥V _pump來停止抽吸真空，等待第二時間間隔，並使用壓力感測器P量測壓力。若所述工具直至其他管線的下游閥VD以及亦直至He管線的上游閥VU皆為密封的，則所量測的壓力應為低的。另一方面，若所量測的壓力超過閾值壓力，則偵測到洩漏。若是此種情形，則若所述工具先前已經通過了使用圖3的配置執行的洩漏檢查，則可推斷出洩漏位於He管線的上游閥VU與He管線的下游閥VD之間，或者可能位於He管線的上游閥VU處。

藉由以下操作，參照圖4對He氣體管線闡述的此製程可對每一其他處理氣體管線重複進行：（i）關閉除被測試管線（被直至其上游閥進行測試的管線）以外的所有其他管線的電致動閥EV以關閉該些其他氣體管線的上游管線VU及下游管線VD；（ii）開啟被測試氣體管線的電致動閥EV，同時亦開啟此氣體管線的繼電器30，使得上游閥VU因繼電器開啟而關閉且下游閥VD因氣動壓力的作用而開啟；以及（iii）執行洩漏檢查。有利地，若通過了圖3的第一洩漏檢查但未通過圖4的第二洩漏檢查，則可推斷出洩漏位於在檢查失敗時當前正被測試的管線的上游閥VU與下游閥VD之間（或者上游閥VU處）。

在執行第二洩漏檢查的變型方法中，所有氣體管線可使其閥如圖4所示被配置用於He管線，即，電致動閥EV全部開啟以開啟所有下游閥VD且所有繼電器30開啟以關閉所有上游閥VU。在此變型中，第二洩漏檢查可僅執行一次，但若失敗，則無法知曉哪一氣體管線在其上游閥與下游閥之間具有洩漏。若偵測到洩漏，則可執行先前所闡述的各別地檢查每一管線的序列，以將含有洩漏的管線隔離開。

在He #2載氣管線的情形中，基於圖3及圖4的流程圖，若此管線欲包括於洩漏檢查中，則入口氣動閥V _inlet及出口氣動閥V _outlet可關閉且旁通閥V _bypass開啟，使得經由旁通閥V _bypass對He #2氣體管線進行洩漏檢查。

現在參照圖6，其呈現出包括本文中所揭露的洩漏偵測的半導體處理方法的流程圖。參照操作60、操作62及操作64闡述所述工具執行TiN沉積的正常操作。在操作60處，關閉繼電器30（或者在多個處理氣體管線的情形中的多個繼電器30，例如圖3及圖4）。在操作62處，執行一TiN沉積運行以將TiN沉積於晶圓上或裝載至處理室12中的一批次或一批組晶圓中的晶圓上。在此處理中，可使用對應的電致動閥EV一起控制每一處理氣體管線的上游閥VU與下游閥VD，此乃因閉合的繼電器30確保電致動閥EV一起控制上游閥VU與下游閥VD。在對每一晶圓（或者一批次或一批組晶圓）進行處理之後，自處理室12移除晶圓，且在判定操作64處，判斷是否到了執行洩漏檢查的時間。作為非限制性的例示性實例，可在每16批組之後進行洩漏檢查。在其他實施例中，操作64可使用另一標準（例如自上次洩漏檢查以來已經過去的絕對時間量）來判定是否應進行洩漏檢查。若在操作64處確定出未到洩漏檢查的時間，則流程返回至操作62以對下一晶圓（或者一批次或一批組晶圓）進行處理。

另一方面，若在判定操作64處確定出應執行洩漏檢查，則流程進行至操作70、操作72、操作74，該些操作是先前參照圖3闡述的第一洩漏檢查的流程圖。在操作70處，對於所有的處理氣體管線而言，電致動閥EV關閉，藉此將常閉上游閥VU及常閉下游閥VD恢復至其關閉狀態。如先前所述，對於第一洩漏檢查而言，繼電器30可保持關閉（例如，如圖1的部分（D）所示）或者可開啟（如圖3所示）。在操作72中，例如藉由如先前所述抽吸真空、關閉泵閥、等待及檢查因洩漏而引起的壓力升高來執行圖3所示第一洩漏檢查。若所量測的壓力超過閾值壓力，則在操作74處偵測到洩漏。此不僅告知操作者存在洩漏，而且亦告知操作者洩漏位於下游閥VD或更下游的位置中的一者中。

另一方面，若洩漏檢查操作72通過（例如，所量測的壓力不超過閾值壓力），則流程進行至操作80、操作82、操作84、操作86，該些操作是先前參照圖4闡述的第二洩漏檢查的流程圖。操作80、操作82、操作84、操作86對應於對一個處理氣體管線執行第二洩漏檢查。在操作80中，繼電器30至少對於被直至其上游閥VU進行洩漏檢查的氣體管線開啟，且在操作82中，被進行洩漏檢查的氣體管線的電致動閥EV開啟。此將被進行檢查的氣體管線置於圖4所示的He氣體管線的配置中，在所述配置中He氣體管線的上游閥VU因開啟的繼電器而關閉且He氣體管線的下游閥VD因藉由開啟的電致動閥EV所施加的氣動壓力而開啟。其他氣體管線的電致動閥EV保持關閉，且其他氣體管線的繼電器可開啟或關閉，原因與已經闡述的執行第一洩漏檢查的原因相同。在操作84中，例如藉由如先前所述抽吸真空、關閉泵閥、等待及檢查因洩漏而引起的壓力升高來執行第二洩漏檢查。若所量測的壓力超過閾值壓力，則在操作86處偵測到洩漏。此不僅告知操作者存在洩漏，而且亦告知操作者洩漏位於被測試氣體管線的上游閥VU中或者位於被測試氣體管線的上游閥與下游閥之間的區中（例如，位於其質量流量控制器MFC處）。另一方面，若被測試氣體管線通過了第二洩漏檢查操作84，則流程進行至判定操作88以判斷是否已經使用第二洩漏檢查測試了所有氣體管線。若沒有，則流程返回至操作80以根據操作80及操作82配置用於第二氣體測試的下一氣體管線，且根據操作84測試此氣體管線，並且此操作循環過所有欲進行洩漏檢查的氣體管線。若所有氣體管線皆通過了第二洩漏檢查，則流程進行至操作90，其中半導體晶圓處理工具的電子日誌記錄有所有洩漏檢查已通過，且流程返回至操作60以因應於洩漏檢查通過，使用半導體晶圓處理工具對（下一）半導體晶圓（或一批次或一批組晶圓）執行處理。

在變型實施例中，操作80、操作82、操作84、操作86的第二洩漏檢查可在以下情況下執行：所有氣體管線根據操作80及操作82如圖4所示進行配置，即每一繼電器開啟且每一電致動閥EV關閉。此將每一上游閥VU配置成因開啟的繼電器而關閉，且將每一下游閥VD配置成因藉由開啟的電致動閥EV所施加的氣動壓力而開啟。在此種情形中，操作84對直至（且包括）其上游閥VU的每一氣體管線進行洩漏檢查。此使得操作80、操作82、操作84、操作86的第二洩漏檢查能夠在單次通過時執行，但在此種情形中，若第二洩漏檢查失敗，則操作者無法知曉哪一氣體管線具有洩漏的上游閥或質量流量控制器。然後，可藉由然後使用已經闡述的第二洩漏檢查各別地測試每一氣體管線來進行此確定。

第一洩漏檢查（操作70、操作72、操作74）及第二洩漏檢查（操作80、操作82、操作84、操作86）的次序可視需要進行顛倒，即第二洩漏檢查可在第一洩漏檢查之前執行。

圖3、圖4及圖6示出具有多個處理氣體管線的半導體晶圓處理工具的實例，其中此工具是TiN-CVD工具。然而，應理解，所揭露的方法可用於實質上任何類型的半導體晶圓處理工具，所述半導體晶圓處理工具具有饋入至處理室中的一個、兩個、三個或更多個處理氣體管線，所述一個、兩個、三個或更多個處理氣體管線具有支配處理氣體管線的質量流量控制器。舉例而言，所揭露的方法可用於以下工具：用於沉積其他材料的其他類型的CVD製程工具、用於沉積各種材料的物理氣相沉積（physical vapor deposition，PVD）製程工具、採用蝕刻劑處理氣體的乾法蝕刻工具等等。

在下文中，闡述了一些進一步的實施例。

在非限制性的例示性實施例中，揭露了一種製造半導體晶圓的方法。所述方法包括對半導體晶圓處理工具執行洩漏檢查，所述半導體晶圓處理工具包括具有處理氣體管線的處理室，處理氣體管線包括：質量流量控制器（MFC）；常閉氣動閥，包括位於MFC上游的上游閥及位於MFC下游的下游閥；氣動控制管線，具有幹線、上游分支及下游分支，上游分支連接成向上游閥輸送氣動壓力，下游分支連接成向下游閥輸送氣動壓力；電致動閥，對經由幹線的氣動壓力進行控制，電致動閥可在關閉位置與開啟位置之間切換；以及電致動繼電器，對經由上游分支的氣動壓力進行控制。因應於通過所述洩漏檢查，使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓執行處理。執行洩漏檢查包括：在電致動閥關閉的情況下，對直至下游閥執行洩漏檢查；以及在電致動閥開啟且電致動繼電器開啟的情況下，對直至上游閥執行洩漏檢查。

在一些實施例中，處理室是沉積室，且使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓執行處理包括使用沉積室在半導體晶圓上沉積至少一種材料。在一些實施例中，沉積室是化學氣相沉積（CVD）室，且使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓執行處理包括使用化學氣相沉積室在半導體晶圓上沉積氮化鈦（TiN）。在一些實施例中，使用半導體晶圓處理工具在半導體晶圓上沉積TiN包括使用半導體晶圓處理工具的起泡器系統將含有鈦的金屬有機化合物輸送至化學氣相沉積室。

在一些實施例中，對直至下游閥執行洩漏檢查及對直至上游閥執行洩漏檢查各自包括：使用壓力感測器對半導體晶圓處理工具中的壓力進行量測，若所量測的壓力不超過閾值壓力，則洩漏檢查通過。

在一些實施例中，對直至下游閥執行洩漏檢查及對直至上游閥執行洩漏檢查各自包括：使用真空泵在半導體晶圓處理工具中抽吸真空達第一時間間隔且然後停止抽吸真空；以及在經過停止抽吸真空之後的第二時間間隔後，使用壓力感測器對半導體晶圓處理工具中的壓力進行量測；其中若所量測的壓力不超過閾值壓力，則洩漏檢查通過。

在一些實施例中，使用至少一個電子感測器自動執行洩漏檢查。在一些實施例中，使用半導體晶圓處理工具對半導體晶圓執行處理是在電致動閥開啟且電致動繼電器關閉的情況下執行的。在一些實施例中，至少一個電子感測器包括氣體分析儀或氣體嗅探器感測器。

在非限制性的例示性實施例中，揭露了一種製造半導體晶圓的方法。所述方法包括：對包括處理室及多個處理氣體管線的半導體晶圓處理工具執行洩漏檢查，每一處理氣體管線包括質量流量控制器（MFC）及常閉閥，所述常閉閥包括位於MFC上游的上游閥及位於MFC下游的下游閥；以及因應於通過所述洩漏檢查，使用半導體晶圓處理工具在半導體晶圓上沉積至少一種材料。執行所述洩漏檢查包括：在多個處理氣體管線的上游閥關閉且多個處理氣體管線的下游閥關閉的情況下，對多個處理氣體管線的直至下游閥執行洩漏檢查；以及在多個處理氣體管線的上游閥關閉且多個處理氣體管線中的被進行洩漏檢查的一個處理氣體管線的下游閥開啟並且每一其他處理氣體管線的下游閥關閉的情況下，對每一處理氣體管線的直至上游閥執行洩漏檢查。

在一些實施例中，半導體晶圓處理工具是化學氣相沉積（CVD）工具，處理室是化學氣相沉積室，且至少一種材料包括氮化鈦（TiN）。在一些實施例中，沉積TiN包括使用起泡器系統將四(二甲基胺基)鈦（TDMAT）輸送至化學氣相沉積室。

在一些實施例中，多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線的上游閥及下游閥是氣動閥，被配置成被由用於處理氣體管線的氣動控制管線輸送的氣動壓力一起致動，氣動控制管線由電致動閥控制，且其中氣動控制管線包括分支，分支連接成僅將氣動壓力輸送至上游閥，且其中繼電器對分支進行控制；在多個處理氣體管線的電致動閥關閉以使得多個處理氣體管線的上游閥及下游閥關閉的情況下，對多個處理氣體管線的直至下游閥執行洩漏檢查；並且在以下情況下對多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線的直至上游閥執行洩漏檢查：（i）被進行洩漏檢查的一個處理氣體管線的電致動閥開啟且對被進行洩漏檢查的一個處理氣體管線的氣動控制管線的分支進行控制的繼電器開啟，以及（ii）每一其他處理氣體管線的電致動閥關閉以使得每一其他處理氣體管線的上游閥及下游閥關閉。

在一些實施例中，對直至下游閥執行洩漏檢查及對直至上游閥執行洩漏檢查各自包括：使用壓力感測器對半導體晶圓處理工具中的壓力進行量測；其中若所量測的壓力不超過閾值壓力，則洩漏檢查通過。

在一些實施例中，對直至下游閥執行洩漏檢查及對直至上游閥執行洩漏檢查各自包括：使用真空泵對半導體晶圓處理工具抽吸真空達第一時間間隔且然後停止抽吸真空；以及在經過停止抽吸真空之後的第二時間間隔後，使用壓力感測器對半導體晶圓處理工具中的壓力進行量測；其中若所量測的壓力不超過閾值壓力，則洩漏檢查通過。

在一些實施例中，利用至少一個電子感測器及利用上游閥及下游閥的自動致動來自動執行洩漏檢查，且因應於通過洩漏檢查，自動開始使用半導體晶圓處理工具在半導體晶圓上的沉積。

在非限制性的例示性實施例中，揭露了一種用於半導體晶圓處理工具的氣體輸送系統。所述氣體輸送系統包括多個處理氣體管線，所述多個處理氣體管線各自包括質量流量控制器及常閉氣動閥，所述常閉氣動閥包括位於MFC上游的上游閥及位於MFC下游的下游閥。氣動閥控制器包括氣動壓力入口，且對於所述多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線而言包括：氣動控制管線，具有自氣動壓力入口接收氣動壓力的幹線且分支成下游分支及上游分支，下游分支連接成將氣動壓力輸送至處理氣體管線的下游閥，上游分支連接成將氣動壓力輸送至處理氣體管線的上游閥；電致動閥，對經由幹線的氣動壓力進行控制，所述電致動閥具有關閉位置及開啟位置；以及電致動繼電器，對經由上游分支的氣動壓力進行控制。

在一些實施例中，氣動閥控制器更包括：電子處理器，被程式化成對多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線的電致動閥及電致動繼電器進行控制以實施包括以下模式的可選模式：對處理氣體管線的直至下游閥進行洩漏檢查的模式，其中電致動閥關閉；以及對處理氣體管線的直至上游閥進行洩漏檢查的模式，其中電致動閥開啟且電致動繼電器開啟。在一些實施例中，電子處理器被程式化成對多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線的電致動閥及電致動繼電器進行控制以實施更包括以下模式的可選模式：操作模式，其中電致動閥開啟且電致動繼電器關閉。

在一些實施例中，氣體輸送系統更包括氣體混合歧管，多個處理氣體管線中的每一處理氣體管線饋入至氣體混合歧管中。

本揭露概述了各種實施例，以使熟習此項技術者可更佳地理解本揭露的態樣。熟習此項技術者應理解，他們可容易地使用本揭露作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文中所介紹的實施例相同的目的及/或達成與本文中所介紹的實施例相同的優點。熟習此項技術者亦應認識到，此種等效配置並不背離本揭露的精神及範圍，而且他們可在不背離本揭露的精神及範圍的條件下對其作出各種改變、取代及變更。

10:氣體源 12:處理室 14:氣動壓力源 20:氣動控制管線 22:幹線 24、26:分支 28:氣動壓力 30:繼電器 32:積體電路（IC）控制器 40:四(二甲基胺基)鈦（TDMAT）起泡器氣瓶 42:氣體混合歧管 44:真空泵 50:潔淨乾燥空氣（CDA）母管線 52:CDA入口接頭 54:出口接頭 56:機載微處理器 60、62、64、70、72、74、80、82、84、86、88、90:操作 EA:致動器 EV:電致動閥 M:入口及出口手動閥 MFC:質量流量控制器 P:壓力感測器 V _bypass:旁通閥 V _ch:室閥 VD、VU:閥 VF:最終閥 V _inlet:入口氣動閥 V _outlet:出口氣動閥 V _pump:泵閥 VUU:更上游的閥

藉由結合附圖閱讀以下詳細說明，會最佳地理解本揭露的態樣。應注意，根據行業中的標準慣例，各種特徵並非按比例繪製。事實上，為使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。 圖1概略地示出半導體晶圓處理工具的簡化流程圖，所述半導體晶圓處理工具具有質量流量控制器（MFC），質量流量控制器連接成自氣體源將處理氣體的受控流量輸送至處理室，圖1包括：（A）其中閥被設定成執行半導體處理的第一實施例；（B）其中閥被設定成對保護MFC的下游閥的下游進行洩漏偵測的第一實施例；（C）其中閥被設定成執行半導體處理的第二實施例；以及（D）其中閥被設定成對保護MFC的下游閥的下游進行洩漏偵測的第二實施例。 圖2概略地示出圖1的部分（C）及部分（D）的第二實施例的簡化流程圖，在第二實施例中閥被設定成對MFC中或保護MFC的上游閥的下游進行洩漏偵測。 圖3概略地示出用於在半導體晶圓上沉積氮化鈦（TiN）的化學氣相沉積（CVD）工具的簡化流程圖。CVD室具有連接成自相應的氣體源將處理氣體的受控流量輸送至CVD室的MFC，其中閥被設定成對保護處理氣體管線的MFC的下游閥的下游進行洩漏偵測。 圖4概略地示出圖3所示CVD工具的簡化流程圖，在所述CVD工具中閥被設定成對直至保護氦氣（He）氣體管線的MFC的上游閥進行洩漏偵測。 圖5概略地示出適用於圖3及圖4所示CVD室的氣動閥控制器的實施例。 圖6概略地示出包括本文中所揭露的洩漏偵測的半導體處理方法的流程圖。

60、62、64、70、72、74、80、82、84、86、88、90:操作

Claims (1)

1. 一種製造半導體晶圓的方法，所述方法包括： 對半導體晶圓處理工具執行洩漏檢查，所述半導體晶圓處理工具包括具有處理氣體管線的處理室，所述處理氣體管線包括：質量流量控制器（MFC）；常閉氣動閥，包括位於所述質量流量控制器上游的上游閥及位於所述質量流量控制器下游的下游閥；氣動控制管線，具有幹線、上游分支及下游分支，所述上游分支連接成向所述上游閥輸送氣動壓力，所述下游分支連接成向所述下游閥輸送氣動壓力；電致動閥，對經由所述幹線的氣動壓力進行控制，所述電致動閥能夠在關閉位置與開啟位置之間切換，以及電致動繼電器，對經由所述上游分支的氣動壓力進行控制；以及 因應於通過所述洩漏檢查，使用所述半導體晶圓處理工具對所述半導體晶圓執行處理； 其中所述執行所述洩漏檢查包括： 在所述電致動閥關閉的情況下，對直至所述下游閥執行洩漏檢查；以及 在所述電致動閥開啟且所述電致動繼電器開啟的情況下，對直至所述上游閥執行洩漏檢查。

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