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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明係有關於一監測與一壓力室連接以供給氣體至該室的一質流控制器(MFC)的方法，係在一無抽吸的情況下，包括循環地切換該MFC用以產生連續的充填循環持續一段測試期間以及在測試期間間或地測量該室壓力，其特徵在於該MFC的總切換時間係至少為該充填循環的10%以及特徵在於該方法包括獲得壓力測量的平均值，並將之與歷史資料比較以確定該MFC有無正常地運行。
    公开号:TW201300981A
    申请号:TW101116181
    申请日:2012-05-07
    公开日:2013-01-01
    发明作者:Simon Jones；Yiping Song
    申请人:Spts Technologies Ltd；
    IPC主号:G01L13-00
    专利说明:
    質流控制器監測技術
    本發明係有關於用於監測與一壓力室連接以供給氣體至該室的一質流控制器(MFC)的方法。
    質流控制器係用以供給已測定的氣流至壓力室供包括蝕刻半導體基材及於其上沉積薄膜的製程範圍所用。精確流率在製程之可再製性係極其重要的，同樣地流率的不精確性會造成由於在該氣室內的化學品之比例的改變而執行不同的製程。
    因此已發展出複數系統以監測質流控制器，用以辨識在其之作業中的問題。典型地，該等系統包含在該MFC處安排所需的流率，容許穩定的氣流，容許該固定容積室以氣體充填持續一段固定的時間或是直至達到設定的壓力為止並決定該氣體充填進入該室的速率。在此測試期間，該室並未抽吸。此速率值可與一已知的良好數值比較以驗證該MFC是否正確地作業。
    US7822570，6955072及5684245指示不同方法以探索操作質流控制器。
    該一系統係極為實用的而有一歷史上相對長的處理時間。然而，當使用該廣為熟知的切換波希法(switched Bosch process)時，需要減少循環加工時間從而假若該MFC開啟或閉合時間係違反其之設計的時間長短，由於以上的原因導致加工上的變形。換句話說假若在針對將持續數分鐘的一製程或循環供給氣體到該室期間具有毫秒的變化，則如此將導致微不足道的變化。然而，假如該製程或循環時間係顯著地減少，則該MFC的操作過程中領先或緩慢期變成整個導致製程變化的一重要部分。
    本發明人已發展能夠阻止此問題的方法。
    由一觀點而言本發明在於監測與一壓力室連接以供給氣體至該室的一質流控制器(MFC)的方法，係在一無抽吸的情況下，包括循環往復地切換該MFC用以產生連續的充填循環持續一段測試期間；並在測試期間間或地測量該室壓力；其特徵在於該MFC的總切換時間係至少為該充填循環的10%以及特徵在於該方法包括獲得壓力測量的平均值，並將之與歷史資料比較以確定該MFC有無正常地運行。
    應瞭解的是在測試期間頻繁地讓該MFC循環，強制該切換期間變成氣體流動期間的一重要部分，從而將必然出現不精確的切換。
    於一較佳的具體實施例中，該測試期間可在該室達到一預定的壓力時或是在已進行一預定數目之循環時結束。
    每一循環可包括一充填步驟及一延遲(無充填)步驟。在該測試循環期間，可變化該充填及/或延遲步驟的長短。應瞭解的是，如於該切換波希法中係為典型的，在該循環期間該MFC不必然完全地閉合或是完全地開啟。假若該MFC係實質地閉合以及實質地開啟，則將進行該測試。
    循環時間可由約0.1秒變化至約60秒。在先進的切換波希法中，高度地需要小於1秒的加工時間。視該切換時間與該預期的加工時間的相對長短，能夠選擇適合的循環數目。必需具有至少二循環。
    針對該MFC的切換時間可為自約10毫秒至約200毫秒。MFC切換時間對循環時間的比率可介於約0.00017到約2。
    此外，該方法可包括獲得壓力梯度測量並將該梯度與歷史資料相比較以確定該MFC是否正常地運行。
    因此，藉由描繪隨著時間所獲得的梯度，能夠確定該MFC是否變成開啟緩慢或變成開啟快速。
    於一進一步的觀點中，本發明在於監控連接至一供給氣體之室的一質流控制器(MFC)之作業的方法，包括開始一測試階段，其中該MFC循環地開啟及閉合持續一段時間；間或測量該室壓力；確定該壓力梯度增加；及確定測量梯度隨著時間的歷史趨勢以指示在MFC的性能中漸進的變化。
    儘管本發明已如上定義，但其可包括如上所闡述或在接下來的敘述中該等特性之結合。 圖式簡單說明
    本發明可以各種方式執行以及特定的具體實施例現將描述，藉由實例，相關於該等伴隨的圖式，其中：第1圖圖示室壓對一迴路或是循環充填率的一上升情況；以及第2圖顯示充填率梯度隨著時間之變化。
    如已指出者，本發明提出一“短步驟/多重循環”充填率檢查的概念，其能夠用以辨識MFC其係放慢以開啟或是閉合。
    因此本申請者提出一測試室充填率係由大量的短製程步驟組成，藉此該MFC針對每一連續的步驟打開或關掉(或轉變成極低的流動)。此意指用於打開/關掉該MFC所需的時間構成該整個MFC“開啟”時間的一重要部分。因此在開/關時間上任何延遲或變動應顯現為一低/高充填率讀數從而讓使用者注意一問題。
    該測試係經特別地設計用以在包括該加工室的該機器之一段長的作業期間，檢存MFC性能方面的飄移(drift)。因此，於第1圖中，描繪一MFC緩慢以開啟的反應。該充填率之每一循環包含一“充填”及“測量”的步驟，其分別能夠為一可變的長短。該等循環的數目可加以改變，某種程度上作為於該室中執行的該製程之時段長短的一表達。可藉由所達壓力或是一固定數目的循環促使該充填率測試期間的結束。
    源自於該充填率中每一迴路或是循環的資料因而能夠由資料記錄器(data logger)記錄。此資料係用以描繪在第1圖中顯示的該壓力/時間圖表。該等圖表能夠用以計算測試線的梯度並儲存此資訊。
    如於第2圖中可見，經過一段期間的測試資料可描繪在梯度對經過時間的一圖表上。假若該MFC係一貫地運作，則所描繪之線形將為一直線。然而，假若其變得開啟緩慢，則此將產生具有一負梯度的標繪圖，反之，如果變得開啟快速，則該標繪圖將具有一正梯度。可設定限制以警示機器操作者該充填率係在正常界限之外。
    假如該MFC係變成開啟緩慢以及變成閉合緩慢，則在第2圖中顯示的梯度將不受影響。
    此變化可藉在每一步驟期間將該MFC流動成階梯方式而不需設定至零而可識別，因此該數值僅取決於該MFC的開啟動作。在相等的步驟中該MFC係躍立直至達到一最終室壓力為止。此數值係記錄在一資料記錄器中並運行一測試複數次以得到該平均值。接著記錄該平均值並根據高與低界限判斷。假若該最終壓力係自先前測試減小，則該MFC可說是緩慢地開啟。假若該最終壓力係自先前測試增加，則該MFC可說是快速地開啟。
    利用目前的技術，一MFC的開啟時間典型地為~100毫秒但可位於50到400毫秒的範圍。閉合時間視該MFC而定位於30到600毫秒的範圍，而一般樣式具有50毫秒之關閉時間。因此，於一典型的循環製程中，該MFC可在100毫秒之後完全地開啟並可維持開啟直到600毫秒為止並接著在650毫秒時完全地閉合。通常在再一次開始該循環之前會等候約5秒。可理想地縮短開啟期間，或許在t=200毫秒時開始關閉。
    最為典型的故障之本質在於讓該MFC開啟緩慢，但上述迴路充填法亦能夠確認洩漏或是該MFC閉合緩慢。因此就一傳統製程(假設充填率循環與該加工時間相似)而言，該MFC開啟與閉合的時間可在1秒的範圍內，而該整個充填循環可為60秒。然而，當進行該測試製程時，該充填時間可大大地加以縮短，因此1秒的MFC時間與500毫秒的整個充填循環形成對照。結果是該MFC開啟與閉合的時間係為該整體時間的一較大比例。據認為就有效測試而言，所需要的是讓該整個MFC開啟與閉合的時間大於該充填步驟(亦即充填時間加上MFC時間)的10%。
    以上所說明的方法假設該室將為該工作室，但其亦可是最有用的為一分隔室並且如此將防止在工作室中洩漏缺點，對測試的結果以及或許錯誤地指出該質流控制器的問題有幫助。
    第1圖圖示室壓對一迴路或是循環充填率的一上升情況；以及第2圖顯示充填率梯度隨著時間之變化。
    权利要求:
    Claims (14)
    [1] 一種監測與一壓力室連接以供給氣體至該室的一質流控制器(MFC)的方法，係在一無抽吸的情況下，包括：循環地切換該MFC用以產生連續的充填循環持續一段測試期間；以及在該測試期間間或地測量該室壓力；其特徵在於該MFC的總切換時間係至少為該充填循環的10%以及特徵在於該方法包括獲得壓力測量的平均值，並將之與歷史資料比較以確定該MFC有無正常地運行。
    [2] 如申請專利範圍第1項之方法，其中該測試期間係在該室達到一預定的壓力時結束。
    [3] 如申請專利範圍第1項之方法，其中該測試期間係在一預定數目之循環之後結束。。
    [4] 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中每一循環包括一充填步驟及一延遲(無充填)步驟。
    [5] 如申請專利範圍第4項之方法，其中在該測試期間，變化該充填及/或該延遲步驟的長短。
    [6] 如申請專利範圍第1至5項中任一項之方法，其中在該循環期間該MFC並未完全地閉合及/或開啟。
    [7] 如申請專利範圍第1至6項中任一項之方法，其中該循環時間係由約0.1秒至約60秒。
    [8] 如申請專利範圍第1至7項中任一項之方法，其中至少執行二循環。
    [9] 如申請專利範圍第1至8項中任一項之方法，其中針對該MFC的該切換時間係介於約10毫秒與約200毫秒之間。
    [10] 如申請專利範圍第1至9項中任一項之方法，其中該MFC切換時間對循環時間的比率係介於0.00017與2之間。
    [11] 如申請專利範圍第1至10項中任一項之方法，包括獲得壓力梯度測量並將該梯度與歷史資料相比較以確定該MFC是否正常地運行。
    [12] 一種監控連接至一室以供給氣體至該室的一質流控制器(MFC)之作業的方法，包括開始一測試階段，其中該MFC循環地開啟及閉合持續一段時間；間或地測量該室壓力；確定該壓力梯度增加；以及確定測量梯度隨著時間的歷史趨勢以指示在MFC的性能中漸進的變化。
    [13] 如申請專利範圍第1至12項中任一項之方法，其中該室係為一蝕刻或沉積工具的一工作室。
    [14] 如申請專利範圍第1至12項中任一項之方法，其中該室係為一測試室。
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