[发明专利]用于处理腔室清洁终点检测的方法和设备

说明书

实施方式提供用于检测在处理腔室内执行的清洁工艺的清洁终点的系统、方法和设备。实施方式包括光谱仪和透镜系统，光谱仪用于测量在清洁工艺期间处理腔室中的清洁反应的随时间变化的光谱响应，透镜系统与光谱仪耦接并且被设置以经由观察口聚焦于处理腔室中的选定区域，并放大在清洁工艺期间来自选定区域的辐射强度。选定区域是基于被预测为在处理腔室(例如是在长方形腔室中的角落)中的清洁工艺期间最后的清洁反应的位置而选择的。提供数种其他方面。

相关申请

本申请要求于2016年9月22日提交的名称为“METHODS AND APPARATUS FORPROCESSING CHAMBER CLEANING END POINT DETECTION”(代理人案号24312/USA)的美国非临时专利申请第15/273,631号的优先权，出于所有目的通过引用将上述申请并入于此。

技术领域

本发明的实施方式涉及电子装置处理腔室，特别是涉及用于腔室清洁终点检测的方法和设备。

背景技术

化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)广泛用于半导体工业以沉积多种膜，例如是基板上的本征的和掺杂的非晶硅(a-Si)、氧化硅(Si_xO_y)、氮化硅(Si_rN_s)、氮氧化硅等。半导体化学气相沉积(CVD)处理通常在真空腔室内通过使用前驱气体来完成，上述前驱气体游离(dissociate)并反应以形成所欲得到的膜。为了在低温以相对高的沉积速率沉积膜，在沉积期间，可在腔室中由前驱气体形成等离子体。这样的等离子体工艺的一种形式是等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced CVD,PECVD)。这样的等离子体工艺的另一种形式是高密度等离子体化学气相沉积(High Density Plasma CVD,HDP-CVD)。

许多处理腔室以铝制成，并且包括用于支撑基板的支撑件和用于使所需的前驱气体进入的口。当使用等离子体时，气体入口和/或基板支撑件与电源连接，电源例如是射频(Radio Frequency,RF)电源。真空泵也与腔室连接以控制腔室中的压力和移除各种气体和沉积期间产生的污染物。

在电子装置处理中，希望使腔室中的污染物维持在最低量。然而在沉积工艺期间，膜不仅沉积在基板上，而且沉积于腔室内的壁和各种部件上，例如屏蔽物(shield)和基板支撑件等。在随后的沉积期间，在壁上和各种部件上的膜可能裂开或剥落，造成污染物掉落在基板上。这会对基板上的特定装置造成问题和损害。不得不丢弃受损害的装置。

当处理大的玻璃基板时，举例来说，形成用于平板显示器等装置的薄膜晶体管，可在单个基板上形成多于一百万个晶体管。在这种情况下，处理腔室中的污染物的存在可能更产生问题，由于平板显示器如果被微粒状物质损害，可能会无法使用。在这种情况下，可能不得不丢弃整片玻璃基板。

因此，周期性地清洁处理腔室以去除由先前沉积累积的膜。清洁可通过把蚀刻气体通入腔室而执行，蚀刻气体例如是含氟气体，例如是三氟化氮(NF₃)。执行这种清洁过程的标准方法是使恒定流量的三氟化氮通入腔室。由含氟气体激发等离子体，等离子体与先前的沉积过程中于腔室壁和固定装置上形成的涂层反应，例如是硅(Si)、氧化硅(Si_xO_y)、氮化硅(Si_rN_s)和氮氧化硅(SiON)等的涂层，以及在腔室中的任何其他材料的涂层。特别地，三氟化氮(NF₃)产生自由的氟自由基“F*”，上述氟自由基与含硅残留物反应。