TWI744382B - 用以偵測清洗製程之腔室清洗終點之方法與裝置及其對應系統 - Google Patents

用以偵測清洗製程之腔室清洗終點之方法與裝置及其對應系統 Download PDF

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Abstract

實施例提供了用以偵測被實施於處理腔室內之清洗製程之清洗終點的系統、方法及裝置。實施例包括一光譜儀及一鏡片系統，光譜儀用以量測在清洗製程之期間內處理腔室中的清洗反應之時間內之光譜響應。鏡片系統與光譜儀耦接且被設置以經由視窗聚焦於在處理腔室中的被選定的區域，並放大在清洗製程之期間內來自被選定的區域之輻射強度。被選定的區域是基於被預測為在處理腔室(例如是在一個長方形腔室中之角落)中的清洗製程中的最後一個清洗反應之位置而選定。提供了數種其他方面。

Description

用以偵測清洗製程之腔室清洗終點之方法與裝置 及其對應系統
本發明之實施例是有關於一種電子裝置處理腔室，且特別是有關於一種用以偵測腔室清洗終點之方法及裝置。
化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,CVD)被廣泛用在半導體工業以沉積多種薄膜，例如是基板上的本質及摻雜的非晶矽(a-Si)、氧化矽(SixOy)、氮化矽(SirNs)、氧氮化矽等。半導體化學氣相沉積(CVD)處理通常在真空腔室內藉由使用前驅氣體操作，上述前驅氣體游離並反應以形成所欲得到的薄膜。為了在低溫以相對高的沉積速率沉積薄膜，在沉積過程的腔室中，電漿可能由前驅氣體形成。此種電漿製程的一種形式是電漿輔助化學氣相沉積(Plasma Enhanced CVD,PECVD)。此種電漿製程的另一種形式是高密度電漿化學氣相沈積(High Density Plasma CVD,HDP-CVD)。
許多處理腔室係以鋁製成，且包括用以支撐基板之支撐件及用以使所需的前驅氣體進入之端口。當電漿被使用時，氣體入口和/或基板支撐件與電源連接，例如是射頻(Radio Frequency,RF)電源連接。真空幫浦亦與腔室連接以控制腔室中的壓力及移除各種氣體和沉積過程中產生的汙染物。
在電子裝置處理中，希望使腔室中的汙染物維持在最低量。然而在沉積製程中，薄膜不僅是沉積在基板上，且沉積於腔室內之壁面及各種元件上，例如遮罩(shield)及基板支撐件等。在接下來的沉積過程中，在壁面上及各種元件上的薄膜可能裂開或剝落，造成汙染物掉落在基板上。這會對基板上的特定裝置造成問題及損害，而需要丟棄受損害的裝置。
當處理大的玻璃基板時，舉例來說，形成用在平板顯示器等裝置的薄膜電晶體，多於一百萬的電晶體可被形成在單一基板上。處理腔室中的汙染物之出現在此種情況下可能更有問題，由於平板顯示器若是被微粒狀物質損害時，可能會無法正常操作。在此種情況下，整片玻璃基板可能需要丟棄。
因此，處理腔室係週期性地被清洗以去除在先前沉積過程中累積的薄膜。清洗可藉由把蝕刻氣體通入腔室而被施行，蝕刻氣體例如是含氟氣體，例如是三氟化氮(NF3)。標準施行此種清洗程序的方法為使流量恆定的三氟化氮通入腔室。電漿由含氟氣體啟動，上述含氟氣體與先前的沉積過程中於腔室壁面與固定裝置上所形成的塗層反應，例如是矽(Si)、氧化矽(SixOy)、氮化矽(SirNs)及氮氧化矽(SiON) 等塗層，以及在腔室中的任何其他材料的塗層。尤其是，三氟化氮(NF3)產生自由的氟自由基「F*」，上述氟自由基與含矽殘留物反應。
可替代地，許多電子裝置處理腔室，使用遠端電漿清洗系統(Remote Plasma Cleaning System,RPCS)以清除在基板處理後腔室內部的殘留累積物。在清洗過程中，遠端電漿源(Remote Plasma Source,RPS)與處理腔室及電漿(例如是含氟氣體電漿，例如是NF3)耦接，且被送入腔室以與先前沉積過程的殘留物反應。所產生的氣體接著經由排氣出口而被排出腔室。
清洗週期(cleaning cycle)的頻率及持續時間一般藉由試誤法(trial and error)或使用歷史資料來決定。舉例來說，腔室可被排在處理一預定數量的基板後清洗，而不論腔室的狀況。關於持續時間，可能難以精確地決定何時該完成清洗。為確保腔室有徹底地被清洗，可增加預計的清洗時間的20%至30%至清洗週期，而不考慮額外的清洗時間可能對腔室以及其內部的元件造成損害。因此，改善的用以偵測清洗結束之時間點之方法及裝置是需要的。
在一些實施例中，提供了偵測處理腔室清洗終點之方法。上述方法包括在處理腔室中實施清洗製程；在清洗製程之期間內，將鏡片系統經由視窗聚焦在處理腔室中被選定的區域上；在清洗製程之期間內，放大來自被選定的區域內之清洗反應之輻射強度；及在清洗製程之期間內，使用與鏡片系統耦接之光 譜儀量測在處理腔室中的清洗反應之時間內之光譜響應。被選定的區域是基於被預測為在處理腔室中之清洗製程之期間內之最後清洗反應之位置而選定。
在其他實施例中，提供了用以處理基板的系統。上述系統包括處理腔室，上述處理腔室操作以處理基板；以及清洗終點偵測裝置，上述清洗終點偵測裝置包括用以量測在清洗腔室中的清洗製程中的一段清洗反應時間內的光譜響應之光譜儀，以及與光譜儀耦接之鏡片系統，上述鏡片系統被設置以經由視窗聚焦於在處理腔室中的被選定的區域，並放大在清洗製程中由被選定的區域上之清洗反應所產生之輻射之強度。被選定的區域是基於被預測為在處理腔室中的清洗製程中的最後一個清洗反應之位置而選定。
在又其他實施例中，提供了用以實施腔室清洗終點偵測之裝置。上述裝置包括一種光譜儀及一鏡片系統。上述之光譜儀用以量測在清洗腔室中的清洗製程中的一段清洗反應之時間內的光譜響應。鏡片系統與光譜儀耦接且被設置以經由視窗聚焦於在處理腔室中的被選定的區域，並放大在清洗製程之期間內來自被選定的區域之輻射強度。被選定的區域是基於被預測為在處理腔室中的清洗製程中的最後一個清洗反應之位置而選定。
在部份其他實施例中，可提供電腦可讀取媒體，上述電腦可讀取媒體具有儲存於其內部的指令。當被操作時，指示處理系統實施監測被實施於處理腔室中的清洗製程之方法，以偵測清洗終點。上述方法可包括任何本揭露之實施例。
依據本發明此些與其他方面，提供了數種其他方面。本發明之其他特徵以及方面，將在下文詳細描述、附加的請求項及對應之圖式中更加完整而明顯。為了幫助理解，使用一致的參考標號，以區分在圖式中共同的相同元件。圖示未依比例繪製且可能為了清楚明瞭而被簡化。可預期的是，一實施例之元件及特徵，可有利地合併於其他實施例中，而不再次闡述。
100:系統
102:電腦
104:應用程式
106:有線連接器
108:光譜儀
109:雷射源
110:光纖
112:放大鏡片
114:視窗
115:狹縫閥
116:處理腔室
118:雷射光束
120:光點
122:遠端電漿源
124:基座
126:擴散器板件
128:背板
130:腔室控制器
200:方法
202、204、206、208:步驟
300、500、600、700、800:腔室氣體壓力曲線圖
302、304、306、400:曲線
第1圖是根據本發明之實施例所繪示之處理腔室清洗終點偵測系統之一例之示意圖。
第2圖是根據本發明之實施例所繪示之處理腔室清洗終點偵測方法之一例之流程圖。
第3A圖是根據本發明之實施例之在清洗之期間內處理腔室中一段時間內的電漿壓力之曲線圖。
第3B至3D圖是根據本發明之實施例所繪示的在清洗之期間內三個相異點所量測的不同波長之強度(即所量測的光譜響應)之曲線圖。
第4圖是根據本發明之實施例所繪示的在清洗之期間內處理腔室中所量測的光譜響應之曲線圖。
第5圖是根據本發明之實施例所繪示的與一段時間內所量測的不同波長之強度之示例標繪圖重疊之一段時間內的腔室壓力之第一示例標繪圖之曲線圖。
第6圖是第5圖之曲線圖之放大圖。
第7圖是根據本發明之實施例所繪示的與一段時間內所量測的不同波長之強度之示例標繪圖重疊之一段時間內的腔室壓力之第二示例標繪圖之曲線圖。
第8圖是第7圖之曲線圖之放大圖。
本發明之實施例是有關決定處理腔室清洗製程之終點的方法及裝置。方法及裝置之實施例可有利於提供精確的清洗製程之終點偵測，當因處理腔室清洗不足所造成之製程飄移及缺陷最小化時，可使處理腔室元件因清洗製程所產生的磨損最小化。為了幫助理解本發明實施例之原理，將參考圖示範例說明以及具體的文字說明之。然而應理解的是，圖式及文字說明並非本發明範圍之限制。如本發明所屬技術領域之通常知識者所常見的，以圖式說明之實施例之任何替代方式或進一步的修改以及任何基於本發明所闡釋的原理之進一步的應用是可預期的。
本發明之實施例提供了用以精確決定何時電子裝置處理腔室已徹底地被清洗之系統、裝置及方法。換言之，實施例提供了用以偵測最佳清洗終點之系統、裝置及方法。並非在付出對腔室造成額外損耗的代價下實施需要延長的時間的清洗週期，以確保腔室徹底地被清洗，上述對腔室之額外損耗造成「系統可調整的可用性和一致性權衡」(system tunable availability and consistency tradeoffs,TACT)下降，而增加操作成本(cost of operation,COO)、氣體及能源使用之 額外花費以及附加的時間本身之額外花費，本發明之實施例使用光譜儀和放大(amplified)的光訊號(例如是使用放大透鏡(magnifying lenses))，以監控處理腔室中將會是最後一個被徹底地清洗的區域。舉例來說，依據腔室的幾何形狀以及清洗電漿(或其他清洗化學品)所供應/導入腔室之處，腔室的角落或邊緣區域可能需要最多時間以使用電漿(或其他清洗反應)清洗。因此，本發明之實施例將偵測清洗反應聚焦於所預測的最後一個清洗反應物之處。
不同於先前技術之系統，上述系統試圖偵測在流經排氣出口之流體中的清洗反應物，本發明之實施例提供了實質上更敏銳的決定腔室是否乾淨之方法。監測反應物之排氣出口是困難的，尤其是當腔室具有足夠的容積容納大的基板時，因為特別當最後一個區域(例如是角落)正被清洗時，反應物微粒之濃度下降至難以可靠地偵測的程度，尤其是在大的腔室中。因此，先前技術之監控排氣之方法可能無法提供清楚的何時腔室乾淨之指示，且可能需要延長清洗時間以確保徹底的清洗。反之，本發明之實施例減少了材料花費，並藉由提供精確的何時已達清洗終點之指示，改善了系統可調整的可用性和一致性權衡(TACT)。
第1圖繪示了描述本發明之實施例之示例性的系統100。在一些實施例中，執行應用程式104的電腦102(例如是個人電腦、主要框架、控制器、處理器等)可通信地(communicatively)與光譜儀108耦接(例如是經由有線連接器106，例如是通用串列匯流排(USB,universal serial bus)電纜，或經由無線連接器，例如是無線區域網路 (WLAN)。在一些實施例中，光譜儀108可包括與光譜儀之外罩整合的電腦102。
光譜儀108亦可包括光源，例如是雷射，以投影至目標的清洗反應處，上述目標的清洗反應處之光譜響應將被量測。在一些實施例中，可使用波長大約為635奈米(例如是紅光)、大約為520奈米(例如是綠光)或大約為445奈米(例如是藍光)之雷射。在如第1圖所示的一些實施例中，可使用任何商業上可獲得的與光譜儀108分開的雷射源109，包括例如是常見的雷射筆。需注意的是，雷射是用以幫助在一開始瞄準在清洗製程之期間內將被監測的區域，但其在實際的監測清洗製程之過程中是被關掉的。可使用其他瞄準的方法來取代雷射，因此雷射源109是非必須的。舉例來說，可使用機械框架來瞄準。
光譜儀108經由光纖電纜(例如是光纖110)與放大鏡片(magnifying zoom lens)112耦接。雷射源109亦可經由光纖電纜與放大鏡片112耦接，或如圖所示地直接透過放大鏡片112瞄準。
放大鏡片112可被實施為多鏡片系統，上述多鏡片系統可將靶材放大約2倍至約20倍，並放大光譜響應之強度大約3倍至大約10倍。可使用其他放大倍率與放大倍率。商業上可獲得的放大鏡片適用於本發明之實施例的範例包括由位於美國紐澤西州巴靈頓的Edmund Optics公司所製造的型號為VZMTM 1000i的放大成像鏡片。其他商業上可獲得的鏡片系統亦可與轉接器接合後，用於本發明之實施例。
放大鏡片112經由處理腔室116之視窗(view port)114被瞄準，使得由光譜儀108(或其他雷射源109)所發出的雷射光束118投影一光點120至處理腔室116內一選定的目標區域上。須注意的是，光點120被用以調節在被選定的目標區域上的放大鏡片112的焦距(例如是調整放大倍率、可視範圍等)，並驗證光譜儀108及放大鏡片112是否適當地排列。雷射光束118在監測清洗之期間內被關掉。視窗114可被設置以提供從處理腔室116外部至被選定的靶材區域一直接、無遮蔽的視線。雖然為了清楚解釋而將第1圖中的放大鏡片112繪示在與視窗114相隔一段距離之處，然而放大鏡片112可設置為緊鄰視窗114或與視窗114接觸。在一些實施例中，視窗114被以介於腔室的多個電極(例如是擴散器板件及基座(susceptor))之間或處理腔室116的主要電漿處理區域以一高度(at a level)設置於處理腔室116的一側。在一些實施例中，放大鏡片112可設置於相對於視窗114之一平面具有一角度之方向上，以使得放大鏡片112可被瞄準於被選定的區域。在一些實施例中，覆蓋物、轉接器或聯接器(coupling)(未繪示)可被用於介於放大鏡片112及視窗114之間，以限制周遭的光到達光譜儀108以及使放大鏡片112更容易精準地排列和瞄準。在一些實施例中，轉接器和/或框架可被用以穩固地將放大鏡片112設置在處理腔室116並將其固定在處理腔室116的位置。
放大鏡片112可用以在光點120位置上具有一對焦區域，其面積為大約100奈米x大約100奈米至大約200奈米x大約200奈米。在一些實施例中，對焦區域可為大約150奈米x大約150奈米。可使 用其他對焦區域大小。藉由使用較小的對焦區域，系統會更加敏感且可具有更佳的終點偵測性能。然而，較小的對焦區域對於位置轉移較為脆弱，可能導致誤偵測及降低的終點準確度。使用較廣的對焦區域，可提供較大區域的覆蓋以偵測終點，然而訊號強度相較於使用較小的對焦區域時可能較弱。在初步設置中使用雷射光束118可提供光譜儀108/放大鏡片112在相對小的對焦區域上(例如是大約150奈米x大約150奈米)非常準確之瞄準及聚焦。使用雷射光束118亦可驗證放大鏡片112是否在清洗週期之間適當地排列以及對焦。
在一些實施例中，可使用多於一個的光譜儀108和/或放大鏡片112以瞄準處理腔室中不同被選定的區域。舉例來說，若不確定哪個將會是最後進行清洗反應之位置，第一光譜儀108/放大鏡片112組可被瞄準在第一個預測為最後反應之位置，而其他組可被瞄準在其他預測為最後反應之位置。
遠端電漿源(Remote Plasma Source,RPS)122可與處理腔室116耦接以在清洗過程中提供清洗電漿至處理腔室116。處理腔室116亦包括基座124以支撐基板(未繪示)及擴散器板件126，以在處理過程中散佈沉積氣體。基座124及擴散器板件126與射頻(Radio Frequency,RF)能量供應(未繪示)耦接且亦作為電極以在處理過程中激發處理氣體至電漿態。處理氣體供應(未繪示)亦與處理腔室116經由背板128耦接。
在第1圖所示的一些實施例中，清洗電漿亦可經由背板128被供應至擴散器板件126。因此，在此配置下，在電漿中的游離氣 體(三氟化氮、四氟化碳或其他氣體)與殘留物薄膜之清洗反應，從腔室中心向外散佈至腔室邊緣，最後至腔室角落。因此，在長方形腔室中(例如是處理用於平板顯示器之玻璃基板)，擴散器板件126以及基座124(及遮罩框架)之角落為最後被清洗之區域。在圓形腔室中，由中心位置供應之清洗氣體一般使得反應對稱地向外流動至腔室之壁面。因此，腔室壁面區域(即外部邊緣)為恰巧達到清洗終點之前最後清洗反應發生之區域。因此，壁面區域可被選擇/使用作為以放大鏡片112/光譜儀108監測的目標。
在替代的實施例中，清洗電漿可橫向地(即從側面)被供應至介於基座124及擴散器板件126之間的處理區域。在此配置方式中，清洗反應可從腔室的一側穿越至另一側(若腔室是長方形的，清洗反應將達到遠處的角落)。在又另一替代的實施例中，清洗電漿可橫向地(即從側面)被供應在介於擴散器板件126及背板128之間。如同前述的實施例，清洗反應可由腔室的一側到達至另一側(若腔室是長方形的，清洗反應將越至遠處的角落)。
處理腔室116之操作是經由腔室控制器130而控制，上述腔室控制器130可通信地與控制入口、處理腔室116之感測器以及遠端電漿源122耦接。舉例來說，腔室控制器130可控制狹縫閥115之操作以載入基板至處理腔室116中。在一些實施例中，清洗製程可使用完全來自於遠端電漿源122的電漿，且在其他實施例中，處理腔室116可與遠端電漿源122一起(又稱為「電漿支援」)或不與遠端電漿源122一起產生清洗電漿。腔室控制器130可通信地與電腦102耦接，以指示應用程 式104清洗已開始並接收由應用程式104發出的清洗終點已被偵測到的訊號。在一些實施例中，腔室控制器130可於電腦102內部或電腦102的部分實現。
在替代的實施例中，處理腔室116可用以在整合性半導體裝置及電路的製造中被實施的其他處理之中，執行沉積處理、蝕刻處理、電漿輔助沉積和/或蝕刻處理及熱處理至少其中之一。特別是，如此的處理可包括，但不限於，高速熱處理(Rapid Thermal Process,RTPs)、化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition,CVD)處理及退火處理等。
第2圖之流程圖繪示了偵測處理腔室清洗終點之方法200。在操作中，清洗處理腔室116起始於將電漿由遠端電漿源122流入處理腔室116(步驟202)。光學放大光譜儀108被用以放大及監測處理腔室116中所選區域上的寬的光譜響應，上述所選區域為被預測為最後被清洗電漿(例如是被預測為最後清洗反應發生之處)(步驟204)清洗的區域。
在部分具有長方形處理腔室116的實施例中，舉例來說，被監測的區域為擴散器板件126之角落或基座124之角落。在一些實施例中，被監測的區域為基座124上的遮罩框架的角落。在部分具有圓形處理腔室116的實施例中，被監測的區域為處理腔室116之壁面。若清洗反應傾向於最後結束在壁面的上邊緣(例如是壁面與處理腔室之蓋子相接之處)，壁面之上邊緣為被選取以監測之區域。同樣地，若 清洗反應傾向於最後結束在壁面的下邊緣(例如是壁面與處理腔室之底面相接之處)，壁面之下邊緣為被選取以監測之區域。
由光譜儀108(或其他來源109)所發出之雷射光束經由放大鏡片112被投影至處理腔室116，以在初步設置中幫助瞄準放大鏡片112至所選取的區域上。放大鏡片112在初步設置中，被對焦在光點120之被選取的區域上，並在清洗過程中用以收集由被選取位置上(即光點120的位置)之清洗反應所產生的輻射。放大鏡片112也將收集來的輻射經由光纖110導引回至光譜儀108。
電腦102所執行的應用程式104接收來自光譜儀108之訊號，上述訊號表示被選取區域上的清洗反應的一段時間內的被放大的寬的光譜(例如是紫外光、可見光、紅外光等)反應，並等待光譜響應降至低於一門檻值，上述門檻值指示沒有清洗電漿反應物及偵測到清洗終點(步驟206)。在一些實施例中，門檻值可以是由量測清洗過的處理腔室116之寬的光譜響應所決定的事先預定的值。在一些實施例中，基於所使用的清洗氣體及被清洗的殘留物材料(即清洗反應)，對於清洗反應為特有之特定的波長可被監測。在一些實施例中，此些特定的波長在清洗過程中的光譜響應中將具有強度峰值，且應用程式104可監測此些特定的強度峰值以決定其不再出現且清洗反應已結束(即已達到終點)之時間點。在一些實施例中，強度峰值可為特定範圍內的全部(例如是在紅外光(Infrared,IR)、紫外光(ultraviolet,UV)、可見光等的範圍內的全部)或分佈在多個範圍。
當達到清洗終點，應用程式104產生訊號至腔室控制器130，指示腔室係為乾淨且應終止清洗製程(步驟208)。在一些實施例中，可接著執行額外的清洗製程以去除其他殘留物。在一些實施例中，任何剩餘的清洗反應之副產物可被排出處理腔室116。
第3A至8圖，提供了繪示使用本發明之實施例的方法及裝置所產生的光譜響應之示例性的曲線圖。第3A圖繪示了在清洗週期之前(點A)、之中(點B)及之後(點C)的一段時間內的腔室氣體壓力曲線圖300。第3B圖的曲線302繪示了使用本發明之終點偵測實施例所產生，且在對應於清洗開始之前(即點A)被捕捉到的之光譜響應。第3C圖的曲線304繪示了使用本發明之終點偵測實施例所產生，且在對應於清洗過程之中(即點B)被捕捉到的之光譜響應。第3D圖的曲線306繪示了使用本發明之終點偵測實施例所產生，且在對應於清洗反應完成之後(即點C)被捕捉到的之光譜響應。可見在清洗之前和之後的光譜響應相對平坦，而代表清洗過程之中的光譜響應曲線304具有明顯的強度峰值，在此例中，尤其是在跨越IR範圍之處。
第4圖繪示了使用本發明之終點偵測實施例所產生，且在對應於清洗過程之中(即點B)被捕捉到的光譜響應的示例性的曲線400之放大圖。在此特定的範例之中，主要訊號峰值(例如是在772奈米、871奈米、888奈米、911奈米、952奈米及998奈米)顯示存在清洗反應，全部發生在寬的IR範圍內(例如是從大約700奈米至大約1000奈米)。須注意的是，這些特定的峰值代表氮化矽薄膜封裝(thin film encapsulation of silicon nitride,TFE-SiN)(即低溫氮化矽薄膜)及氮氧 化矽薄膜封裝(thin film encapsulation of silicon oxynitride,TFE-SiON)(即低溫氮氧化矽)清洗反應之光譜響應。須注意的是，不同反應物可具有不同波長強度峰值。
第5圖是繪示在以清洗電漿(例如是由四氟乙烯、三氟化氮、六氟丙烯等所形成的清洗電漿)清洗氮化矽殘留物的一段時間內的腔室壓力之示例性的標繪圖(plot)之曲線圖500，上述曲線圖500與一段時間內所量測的六個不同波長之強度的示例性的標繪圖重疊。第6圖中的曲線圖600為第5圖之曲線圖500之放大圖。被標出點的波長對應於在第4圖的曲線400中被識別為具有在IR範圍內的強度峰值的波長，即772奈米、871奈米、888奈米、911奈米、952奈米及998奈米。第6圖中的曲線圖600為第5圖之曲線圖500之放大圖。須注意的是，當腔室壓力相對為定值時，清洗過程中相對於清洗後之光譜強度明顯地不同，其中終點是基於人類視覺檢視而決定的。亦須注意的是，基於反應物(例如是將被清洗的膜殘留物及清洗電漿的化學物)可監測不同波長。所描述的波長僅為針對特定殘留物及清洗電漿反應(即TFE-SiN)之代表性的範例。
第7圖是繪示在以清洗氣體電漿清洗氮氧化矽(SiOxNy)殘留物的過程中的一段時間內，腔室壓力示例性的標繪圖曲線圖700，上述曲線圖700與一段時間內所量測的六個不同波長之強度的示例性的標繪圖重疊。第8圖的曲線圖800為第7圖之曲線圖700之放大圖。在一些實施例中，可使用兩個至十個波長於任何地方。被標出點的特定波長對應於在第4圖的曲線400中被識別為具有在IR範圍內的強度峰值 的波長，即772奈米、871奈米、888奈米、911奈米、952奈米及998奈米。第8圖的曲線圖800為第7圖之曲線圖700之放大圖。須注意的是，當腔室壓力相對為定值時，清洗過程中相對於清洗後之光譜強度明顯地不同，其中終點是基於人類視覺檢視而決定的。亦須注意的是，基於反應物(例如是將被清洗的膜殘留物及清洗電漿的化學物)的不同波長可被監測。所描述的波長僅為針對特定殘留物及清洗電漿反應(即TFE-SiON)之代表性的範例。
本揭露描述了數種僅用以說明之實施例，所描述的實施例非且無意作為本發明之在任何意義上的限制。由本揭露即可輕易得知，本揭露之發明可廣泛適用於數種實施例。本領域具有通常知識者可理解所揭露之發明可以各種修改及變更的方式被實施，例如是結構、邏輯、軟體及與電性修改。雖然所揭露之發明的特定特徵可以一或多個特定實施例和/或圖式描述，應被理解的是，除非明確說明，否則如此的特徵並不受描述其的一或多個特定實施例或圖式之用途所限制。
本揭露並非所有實施例之文字敘述，亦非本發明必須在所有實施例中表現出的特徵之列表。標題(置於本揭露第一頁的開頭)不應被視為所揭露之發明範圍之限制。
依照美國專利法第101條(35 U.S.C.§101)，除非明確說明，「產品(product)」一詞指的是任何機器、製品和/或物質組成。
各製程(無論被稱為方法、分類行為、演算法或其他等)本質地包括一或多個步驟，且因此所有與製程之步驟相關者僅重述「製 程」或相似的詞，即具有本質的前置基礎。因此，任何與請求項中製程之步驟或多個步驟相關者具有充分的前置基礎。
當一般的數字(例如第一、第二、第三等)被使用於名詞前作為形容詞，此一般的數字僅用以(除非明確說明)指出特定的特徵，例如由以相同或相似詞彙描述之其他特徵中，分辨出特定的特徵。舉例來說，「第一部件」可能僅用以與例如是「第二部件」區分而如此命名。因此，在「部件」一詞之前的一般數字「第一」及「第二」的使用並非指出任何其他兩個部件之關係，且相似地非指出其中一個或兩個部件之任何其他特徵。舉例來說，在「部件」一詞之前僅使用一般數字「第一」及「第二」(1)並非指出其中一個與任何其他部件具有順序或位置的前後之分；(2)並非指出其中一個部件與任何其他部件的出現時間點或動作具有前後之分；以及(3)並非指出其中一個部件在重要性或品質上的等級較任何其他部件為高或低。此外，只使用一般數字並非用以在數字上限制以數字標出之特徵。舉例來說，在「部件」一詞之前的一般數字「第一」及「第二」的使用並非用以指定在此兩個部件之外不存在其他部件。
當單一裝置、元件、結構或物件於此被敘述，多於一個裝置、元件、結構或物件(不論他們是否共同操作)選擇性地可被用以替代所述的裝置、元件、結構或物件。因此，多於一個裝置、元件或物件(不論他們是否共同操作)可選擇性地具有一個裝置所被描述具有的功能。
相似地，多於一個裝置、元件、結構或物件於此被敘述之處(不論他們是否共同操作)，單一裝置、元件、結構或物件可選擇性地被用以替代所述的多於一個裝置、元件、結構或物件。舉例來說，多個以電腦為基礎之裝置可以單一個以電腦為基礎之裝置替代。因此，單一裝置、元件、結構或物件選擇性地可具有多於一個裝置、元件、結構或物件所被描述具有之各種功能。
單一裝置所被描述之功能和/或特徵，可替代地由一或多個被描述但未明確地被描述為具有如此的功能和/或特徵之其他裝置體現。因此，其他實施例不須包括所述的裝置本身，但可包括一或多個可能在其他實施例中具有如此的功能/特徵之其他裝置。
除非明確說明，彼此互相通訊之裝置不需連續地彼此互相通訊。反之，如此的裝置僅需在需要或想要時彼此傳送，且大部分時間實際上可禁止交換資料。舉例來說，與另一台機器經由網際網路通訊之機器可能數週不傳輸資料至其它機器。此外，彼此相互通訊之裝置可直接或間接地經由一或多個媒介通訊。
一個具有數個元件或特徵之實施例之描述並非暗示需要所有或甚至任何所述的此種元件和/或特徵。反之，各種可選用的元件被描述以說明本發明多種可能的實施例。除非明確說明，沒有元件和/或特徵是必要的或需要的。
此外，儘管製程步驟、演算法等可以特定的順序描述，然而此種製程可以不同順序被操作。換言之，任何可能被明確描述之步驟之順序並非指出步驟需以所述的順序操作。於此所述的製程之步 驟可以任何可行的順序實施。此外，儘管部分步驟被描述或暗示為非同時發生(例如是因為在其他步驟之後描述一步驟)，其可同時地被實施。此外，以圖式描述之製程說明並未暗示所說明之製程不包括其他變化或修正，未暗示所說明之製程或其任何步驟對於本發明是必須的，且未暗示所說明之製程是較佳的。
儘管製程可被描述為包括複數個步驟，其未指出所有甚至任何步驟是必要的或需要的。所敘述之發明範圍內之各種其他實施例包括其他刪除部分或所有所述步驟之製程。除非明確說明，沒有步驟是必要的或需要的。
儘管產品可被描述為包括多個元件、方面、品質、性質和/或特徵，其未指出上述所有複數個所包含之內容為必要的或需要的。所述發明範圍內之各種其他實施例包括其他刪除部分或所有所述多個所包含之內容的其他產品。
除非明確說明，物件列舉清單(可能或可能不被編號)未暗示任何或所有物件為相互具有排他性的。相似地，除非明確說明，物件列舉清單(可能或可能不被編號)未暗示任何或所有物件綜合地包括任何類別。舉例來說，列舉清單「電腦、筆記型電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant,PDA)」未暗示此清單中的三個物件之任何或所有物件為相互具有排他性的且未暗示清單中的任何或所有物件綜合地包括任何類別。
本揭露所提供之章節標題僅為了方便，非用以以任何方式限制本揭露。
「決定」某事物可以數種形式實施，且因此「決定」一詞(及相似的詞彙)包括計算、運算、推導、查閱(例如是表格、資料庫或資料結構)、查明和識別等。
於此所述的「顯示器」為傳播資訊給觀看者的一區域。資訊可為動態的，在這種情況下，液晶顯示器(LCD)、發光二極體(LED)、陰極射線管(CRT)、數位光處理(Digital Light Processing,DLP)、背投影或前投影等可被用以形成上述顯示器。
本揭露可能涉及「控制系統」、應用程式或程式。於此所使用的用語「控制系統、應用程式或程式」可為與作業系統耦接之電腦處理器、裝置驅動器和適當的程式(統稱為「軟體」)，具有指令以提供所描述用於控制系統之功能。軟體被儲存於相關的記憶裝置(有時指的是電腦可讀取媒體)。雖思及可使用適當編程的一般用途的電腦或計算裝置，亦思及硬體接線線路或定制的硬體(例如是特殊應用積體電路(ASIC))可被用以取代。或結合軟體指令，以實施數種實施例之流程。因此，實施例並不限於任何特定之硬體及軟體的組合。
「處理器」指的是任何一種或多種微處理器、中央處理器(CPU)裝置、計算裝置、微控制器、數位訊號處理器等裝置。示例的處理器為英特爾奔騰(INTEL PENTIUM)或超微半導體速龍(AMD ATHLON)處理器。
「電腦可讀取媒體」一詞指的是任何參與提供可以電腦、處理器等裝置讀取的資料(例如是指令)之法定媒體。此種媒體可為多種形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及特定法定形式之傳 輸媒體。非揮發性媒體包括，舉例來說，光學或磁性的磁碟及其他永久性記憶體。揮發性媒體包括構成主要記憶體之動態隨機存取記體體(DRAM)。法定形式之傳輸媒體包括同軸電纜、銅線及光纖，包括了包括與處理器耦接之系統匯流排的導線。電腦可讀取媒體之常見的形式包括，舉例來說，軟磁碟、可撓的磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、唯讀光碟(CD-ROM)、數位多功能影音光碟(DVD)、其他任何光學媒體、打孔卡片、紙帶、任何其他具有孔洞圖案之實體記憶體、隨機存取記憶體(RAM)、可程式唯讀記憶體(PROM)、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)、快閃電子式可抹除可程式化唯讀記憶體(FLASH-EEPROM)、通用串列匯流排記憶條(USB memory stick)、伺服器鑰(dongle)、任何其他記憶體晶片或盒式磁帶、載體波或任何其他電腦可讀取之媒體。用語「電腦可讀取媒體」和/或「有形的媒體」尤其排除了可由電腦讀取之訊號、波及波形或其他無形的或非暫時性的記憶體。
電腦可讀取媒體之各種形式可被包括於攜帶指令序列至處理器。舉例來說，指令序列(i)可由隨機存取記憶體(RAM)傳遞至處理器，(ii)可被攜帶通過無線的傳輸媒體和/或(iii)可根據各種格式、標準或協定而被格式化。為了提供關於協定之更加完整的表單，「網路」一詞在下文中被定義且包括許多可適用於此的示例性的協定。
可以明確知道的是，於此所述的數種方法及演算法可以控制系統實施和/或軟體之指令可被設計以執行本發明之流程。
資料庫和/或資料結構所被描述之處，可被本領域具備 通常知識者理解的是(i)所描述的資料結構的替代的資料庫結構可輕易地被採用，且(ii)除了資料庫外的其他記憶體結構可被輕易地採用。於此揭露的任何樣本資料庫/資料結構的任何說明或描述為所儲存的信息(information)代表之說明配置。除了那些被例如是圖式或其他地方所繪示之表格所建議的配置，任何數量的其他配置可被採用。相似地，任何所繪示的資料庫之項目僅代表示例性的信息；本領域具備通常知識者可理解項目之數量或內容可與於此所述之數量或內容不同。此外，儘管任何如表格所述之資料庫，其他形式(包括關係資料庫、基於對象之模型、分層的電子檔案結構和/或分散式的資料庫)可被用以儲存和處理於此所述之資料型態。同樣地，對象方法或資料庫之行為可被用以實施不同的流程，例如是本文所述的那些流程。此外，資料庫可以已知的方式被區域性的或遠距地由取得資料之裝置存儲於上述之資料庫中。此外，雖然可思及一體的資料庫，資料庫也可能是分散式的和/或從各種裝置之中複製的。
於此所使用的「網路」一詞一般指的是可被用以提供環境之信息或計算網路，上述環境可使一或多個計算裝置可互相地通信。此種裝置可直接或間接地經由接線或無線的媒介，例如是網際網路(Internet)、區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)或以太網路(Ethernet)(或IEEE 802.3)、符記環(Token Ring)或經由任何合適的通信之方法或通信之方法之組合來進行通信。示例性的協定包括但不限於：藍芽(BluetoothTM)、分時多工存取(TDMA)、分碼多工存取(CDMA)、全球移動通訊系統(GSM)、增加資料速度之全球移動通訊系統進化版 (EDGE)、通用封包無線服務(GPRS)、寬頻多重分碼存取(WCDMA)、進階行動電話系統(AMPS)、數位進階行動電話系統(D-AMPS)、IEEE 802.11(WI-FI)、IEEE 802.3、會話通知協議(Session Announcement Protocol,SAP)、最佳品種(best of breed,BOB)、系統對系統(S2S)等。注意若經由網路傳送視頻訊號或大的檔案，可使用寬頻網路以減輕與傳遞大的檔案相關之延遲，然而，這並非嚴格的要求。各裝置適以用如此的通信方式來通信。任何數量及形式的機器可被用於經由網路通信。在網路為網際網路之處，經由網際網路通信可能經過由遠端伺服器上的電腦維護之網站或經由包括商業線上服務提供者之線上資料網路、佈告欄系統等。在又其他實施例中，裝置可經由射頻(RF)、有線電視、衛星連線等互相通信。可提供適當的加密或其他安全措施例如登入及密碼以保護私有的或機密的信息。
電腦及裝置之間的通信可被加密以確保隱私及預防本領域中所被熟知各種方式之騙局。用以放大系統安全之適當的以密碼撰寫的協定被描述於由約翰威立公司(John Wiley & Sons,Inc.)於1996年所出版之由Schneier所著之「APPLIED CRYPTOGRAPHY,PROTOCOLS,ALGORITHMS,AND SOURCE CODE IN C」第二版，上述「APPLIED CRYPTOGRAPHY,PROTOCOLS,ALGORITHMS,AND SOURCE CODE IN C」第二版。
可明確得知的是，各種於此所述的方法以及演算法可被例如是適當程式化的一般用途之電腦以及計算裝置所實施。一般處理器(例如是一或多個微處理器)將由記憶體或其他類似的裝置接收指令， 並執行這些指令，因而執行由這些指令所定義的一或多個流程。此外，實施方法及演算法的程式可以各種媒體(例如是電腦可讀取媒體)以各種方式存儲及傳送。在一些實施例中，硬體接線線路或定制的硬體可被用以取代或結合軟體指令以實施各種實施例之流程。因此，實施例並不限於任何特定組合之硬體及軟體。因此，製程之描述同樣地描述了至少一種用以執行方法之裝置，且同樣地描述了至少一種用以執行方法的電腦可讀取媒體和/或記憶體。執行方法之裝置可包括適於執行方法之元件及裝置(例如是處理器、輸入及輸出裝置)。電腦可讀取媒體可存儲程式元件以適於執行方法。
對於本領域具備通常知識者，本揭露提供了數種實施例和/或發明之一種可實施的描述。這些實施例和/或發明的部分可能未被本申請案所主張專利保護，但可在一或多個主張本申請案之優先權之利益之延續的申請案中主張專利保護。申請人欲申請額外的申請案以求獲得已揭露於申請案且可據以實施卻未被主張權利之標的之專利。
先前之敘述僅揭露本發明示例性的實施例。上述所揭露之裝置及方法在本發明範疇內之修改對於本領域具備通常知識者為顯而易見的。舉例來說，雖然前文所討論的範例針對清洗電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)腔室說明，本發明之實施例可實施於其他類型的腔室，像是蝕刻腔室及用以製造平板顯示器、太陽能板及其他半導體基板之腔室。
因此，雖然本發明已藉由其示例性的實施例揭露如上，應被理解的是，其他實施例可能落在如下述發明申請專利範圍所定義 之本發明之精神及範疇內。
100:系統
102:電腦
104:應用程式
106:有線連接器
108:光譜儀
109:雷射源
110:光纖
112:放大鏡片
114:視窗
115:狹縫閥
116:處理腔室
118:雷射光束
120:光點
122:遠端電漿源
124:基座
126:擴散器板件
128:背板
130:腔室控制器

Claims (20)

  1. 一種用以偵測一清洗製程之一清洗終點之裝置，該清洗製程被實施於一處理腔室內，該裝置包括：一光譜儀，用以量測在該清洗製程之期間內該處理腔室中的一清洗反應之時間內之一光譜響應；以及一鏡片系統，包括一放大鏡片與該光譜儀耦接，該鏡片系統被設置以經由一視窗聚焦於在該處理腔室中的一被選定的區域，並放大來自在該清洗製程之期間內之該被選定的區域內之該清洗反應之輻射強度；其中，該被選定的區域是基於被預測為一在該處理腔室中之該清洗製程之期間內之一最後清洗反應之位置而選定。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置更包括一電腦，該電腦操作以執行一應用程式並可通信地與該光譜儀耦接，其中，該應用程式包括儲存在該電腦之一記憶體內之指令，且該指令用以指示該電腦監測該光譜儀之一光譜量測。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該指令包括進一步的指令，以當該光譜量測低於一預先設定之門檻值時產生一訊號，指示已達到該清洗終點。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該放大鏡片包括多個鏡片，該多個鏡片操作以放大該被選定的區域。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該被選定的區域係在該處理腔室之一角落內。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中該被選定的區域係在一基座、一擴散器板件及該處理腔室之一壁面的至少其中之一上。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該清洗製程係一電漿清洗製程。
  8. 一種用以偵測一清洗製程之一清洗終點之方法，該清洗製程係於一處理腔室內實施，該方法包括：在該處理腔室內實施一清洗製程；在該清洗製程之期間內，將包括一放大鏡片的一鏡片系統經由一視窗聚焦於在該處理腔室中一被選定的區域上；在該清洗製程之期間內，放大來自該被選定的區域內之一清洗反應之一輻射強度；以及在該清洗製程之期間內，使用與該鏡片系統耦接之一光譜儀量測在該處理腔室中的該清洗反應之時間內之一光譜響應；其中，該被選定的區域是基於被預測為一在該處理腔室中之該清洗製程之期間內之一最後清洗反應之位置而選定。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法更包括執行儲存在一電腦之一記憶體之指令，該電腦與該光譜儀可通信地耦接，且該電腦用以指示該電腦監測由該光譜儀所量測之該光譜響應。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中該指令包括進一步的指令以當光譜量測低於一預先設定之門檻值時產生一訊號，指示已達到該清洗終點。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中放大來自該被選定的區域內之該清洗反應之一輻射強度包括使用該放大鏡片內的多個鏡片以放大該被選定的區域。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該被選定的區域係在該處理腔室之一角落內。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該被選定的區域係在一基座、一擴散器板件及該處理腔室之一壁面的至少其中之一上。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該清洗製程係一電漿清洗製程。
  15. 一種用以處理基板之系統，該系統包括：一處理腔室，可供操控以處理基板；以及一清洗終點偵測裝置，包括一光譜儀及一鏡片系統，該光譜儀用以量測在一清洗製程之期間內一處理腔室中的一清洗反應之時間內之一光譜響應，該鏡片系統包括一放大鏡片與該光譜儀耦接，且該鏡片系統被設置以經由一視窗聚焦於在該處理腔室中的一被選定的區域，並放大來自在該清洗製程之期間內之該被選定的區域內之該清洗反應之輻射強度；其中，該被選定的區域是基於被預測為一在該處理腔室中之該清洗製程之期間內之一最後清洗反應之位置而選定。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之系統更包括一電腦，該電腦操作以執行一應用程式並可通信地與該光譜儀耦接； 其中，該應用程式包括儲存在該電腦之一記憶體內之指令，且指令用以指示該電腦監測該光譜儀之光譜量測。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之系統，其中該指令包括進一步的指令以當該光譜量測低於一預先設定之門檻值時產生一訊號，指示已達到一清洗終點。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該放大鏡片包括多個鏡片，該多個鏡片操作以放大該被選定的區域。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該被選定的區域係在該處理腔室之一角落內。
  20. 如申請專利範圍第15項所述之系統，其中該被選定的區域係在一基座、一擴散器板件及該處理腔室之一壁面的至少其中之一上。
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