专利名称：工艺室的泄漏检测方法
技术领域：
本发明涉及一种泄漏检测方法，更具体地讲，涉及一种工艺室的泄漏检测方法， 该方法能够在使用光学发射光谱仪(optical emission spectrometry, 0ES)方法或智能 HMS(smart HMS)来检测专用工艺室的泄漏时准确并迅速地检测是否发生泄漏。
背景技术：
使用等离子体的半导体制造工艺可大致分为干式蚀刻工艺(dry etchingprocesses)、化学气相沉禾只工艺(chemical vapor deposition processes)以及滅 身寸工艺(sputtering processes)。 使用等离子体的半导体制造装置分为根据产生等离子体的电极的构造在彼此面 对的平行板之间施加射频(radio frequency, RF)功率来产生等离子体的电容耦合等离子 体(c即acitively coupled plasma, CCP)型装置、通过施加RF功率至反应管外部的线圈来 产生等离子体的电感耦合等离子体(inductively coupled plasma, ICP)型装置、通过耦合 RF功率和磁场来产生等离子体的磁强化反应离子蚀刻(magnetically enhanced reactive ion etching, MERIE)型装置以及通过耦合微波和磁场来产生等离子体的电子回旋共振 (electron cyclotron resonance, ECR)型装置。 在使用等离子体的干式蚀刻工艺中，反应气体被供应至工艺室，工艺室提供进行 蚀刻工艺的封闭空间。然后，施加RF功率至上电极和下电极，从而形成电场，上电极和下电 极被安装成在工艺室内彼此间隔预定距离。 反应气体被电场活化，以变成等离子体。处于等离子体状态的离子与位于下电极 上的晶片上的薄膜反应，使得晶片上的薄膜被蚀刻成期望的形状。 在这种情况下，使用等离子体的半导体制造装置需要实时监测并控制等离子体工 艺，使得能够以期望的方式进行等离子体工艺。 也就是说，在等离子体蚀刻工艺及等离子体CVD工艺中产生大量的反应副产物， 其随后与反应气体或光致抗蚀剂(photoresist)反应，从而产生聚合物。因为该聚合物附 着于玻璃表面或工艺室的内壁，所以可能使工艺参数发生变化，并且可能产生颗粒。因此， 在半导体制造工艺期间，这些情况成为玻璃的缺陷因素(defective factor)，从而导致良 率下降。 因此，为了减少这些缺陷因素，要以预定时间重复地进行工艺室的预防性维护 (preventive maintenance, PM)。 此时，在工艺室内沉积预定量的膜后，进行类似于蚀刻工艺的干式清洗工艺，以移 除工艺室内出现的聚合物。在干式清洗工艺中，需通过终点检测器(end point detector) 来检测蚀刻终点(etching end point)，使得工艺室所使用的部件的磨损(worn-out)状态、 反应气体的消耗以及生产力得以增强。 然而，当在工艺室中进行PM前后用0ES分析等离子体并且通过该分析检测泄漏 时，检测的精度下降，并且难以检测清洗工艺的蚀刻终点。
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也就是说，因为在对工艺室进行PM时部件的状态发生明显变化，所以即使未发生 泄漏，等离子体也与进行PM之前大不相同。在这种情况下，可能出现检测到存在泄漏的错误。 此外，随着周期性或非周期性地进行干式清洗工艺，发生等离子体的分布。在这种 情况下，通过OES进行的泄漏检测的规格范围(spec range)应大于此分布。因此，通过OES 检测不到细微泄漏。 此外，当发生运行停止(run down)时，工艺室的温度及残余气体量与进行连续运 行时相比发生变化。在运行停止后立即进行处理的玻璃的等离子体分布与一般情况相比略 微增加。当该分布略微地增加时，无法精确地控制泄漏检测的规格范围。
发明内容
技术问题 本发明是关于一种工艺室的泄漏检测方法，其考虑到在半导体制造工艺中部件的 状态在进行PM前后发生明显变化，通过在进行PM后以预定周期或时间设置对泄漏有影响 的泄漏检测的规格范围，直至等离子体稳定为止，而能够在无错误的情况下准确且迅速地 检测工艺室内是否发生泄漏。
技术方案 根据本发明的一方面，提供了一种工艺室的泄漏检测方法，其避免了在以预定时 间重复地进行预防性维护(PM)以使半导体制造工艺期间的工艺室的缺陷因素减少时，部 件的状态发生明显变化的情况下，即使未发生泄漏也检测到泄漏的错误。该泄漏检测方法 包括第一步骤，在进行PM之前的半导体制造工艺期间，设置警报规格、故障规格及PM规 格，警报规格、故障规格及PM规格是在任意设置的特征值的基础上扩大至预定范围；第二
步骤，基于第一步骤中设置的警报规格、故障规格及PM规格的范围来判断是否发生泄漏；
第三步骤，在进行PM后的半导体制造工艺期间，在自动重设的特征值的基础上，将警报规 格及故障规格重设至预定范围；第四步骤，基于在第三步骤中设置的警报规格及故障规格 的范围判断是否发生泄漏。 第一步骤中任意设置的特征值可通过以下方式获得在半导体制造工艺的系统操 作的初始阶段引入的若干取样玻璃的等离子体光发射中搜寻对泄漏有影响的有效波段，并 且通过对所述波段中的强度进行积分来计算面积，或计算峰值强度。 第一步骤中设置的警报规格可在第一步骤中设置的特征值的基础上设置在 ±5_7%的范围内。 第一步骤中设置的故障规格可在第一步骤中设置的特征值的基础上设置在 12_15%的范围内。 第一步骤的PM规格可被应用于PM的起点及终点并持续预定周期或时间，该预定
周期或时间是从用于新工艺的半导体制造系统的操作持续直至等离子体稳定。 PM规格可在第一步骤中设置的特征值的基础上设置在± 15-20%的范围内。 在通过稳定等离子体来进行半导体制造工艺的系统操作时，可通过自动分析引入
的若干取样玻璃的等离子体的光发射并对所述光发射进行平均，来获得第三步骤中自动重
设的特征值。
第三步骤中重设的警报规格可在所述重设的特征值的基础上设置在±5_7%的范 围内。 第三步骤中重设的故障规格可在所述重设的特征值的基础上设置在±12_15%的 范围内。 第二步骤及第四步骤可包括当在半导体制造工艺正在进行的状态下于预定时间 内未输入数据时，认为所述状态为运行停止，当在认为运行停止的状态下输入数据时，忽略 警报规格，且仅当变化偏离故障规格的范围时，判断发生泄漏并产生警报。
有益的效果 根据本发明，考虑到进行PM前后部件的状态发生显著改变，在预定周期或时间内 将在进行PM后对泄漏有影响的泄漏检测的警报规格、故障规格以及PM规格的范围扩大，直 至等离子体稳定为止。因此，可以准确并迅速地判断工艺室内是否发生泄漏并可以检测细 微泄漏。
图1是示出根据本发明示例实施例的工艺室内泄漏检测型态的示意图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图描述本发明的示例实施例。
图1是示出根据本发明示例实施例的工艺室内泄漏检测型态的示意图。
参照图1，当以预定时间重复地进行预防性维护(preventive maintenance, PM) 使得半导体制造工艺期间的工艺室的缺陷因素减少时，部件的状态会发生明显变化。在这 种情况下，即使未发生泄漏，也可能检测到泄漏。进行根据本发明示例实施例的工艺室的泄 漏检测方法，以避免这种检测错误，该方法包括第一至第四步骤。 第一步骤包括在系统操作的初始阶段所引入的若干取样玻璃的等离子体光发射 中，搜寻对泄漏有影响的有效波段(wavelength band)，且通过对波段中的强度进行积分来 计算面积或计算峰值强度，从而提取并设置特征值(eigenvalue)的过程，以及在进行PM之 前的半导体制造工艺中，设置警报规格(warning spec)、故障规格(fault spec)及PM规格 的过程，其中，警报规格、故障规格和PM规格是在设置的特征值的基础上扩大至预定范围。
当仅提取一个特征值时，在确定泄漏时可能出现大量错误，并且准确性及可靠性 会降低。因此，引入若干取样玻璃，并且从取样玻璃中搜寻对泄漏有影响的若干有效波段。 然后，通过对波段中的强度进行积分来计算面积或计算峰值强度而提取若干特征值。在此 若干特征值中，任一特征值是任意设置的。可依据工艺室来改变设置标准。
此时，警报规格可在设置的特征值的基础上设置在±5-7%的范围内，而故障规格 可在设置的特征值的基础上设置在±12_15%的范围内。 PM规格被应用于PM的起点及终点并被应用达预定周期(例如，当引入第300片玻 璃时的时间点)或预定的时间段(例如，两天)，该预定周期是从用于新工艺的半导体制造 系统的操作直至等离子体稳定。PM规格可在设置的特征值的基础上设置在±15_20%的范 围内。 也就是说，当假定在PM进行期间部件的状态发生变化，使得等离子体的变化接近±15%，并且如果发生导致±5%的变化的泄漏时，总变化为±20%。因此，当在一般情况 下将PM规格设置在±5%的范围内来检测泄漏时，设置的±5%的规格范围包括在总变化 的±20%范围内。因此，当进行工艺室的PM时，出现检测错误，其中即使未发生泄漏，但由 于超出规格而检测到发生泄漏。 因此，由于当进行PM时未应用警报规格及故障规格，因此考虑到进行PM后部件的 状态发生变化，PM规格范围在特征值的基础上扩大至± 15-20% 。 第二步骤包括基于在第一步骤中设置的警报规格、故障规格及PM规格的范围来 判断是否发生泄漏的过程。 也就是说，在进行PM之前对工艺室的等离子体进行光发射分析。仅当所分析的等
离子体光发射的变化在设置的特征值的基础上偏离警报规格的范围(±5-7%)及故障规
格的范围(±12-15%)时，由于超出规格，泄漏检测器判断工艺室内发生泄漏。 此外，当所分析的等离子体光发射的变化在设置的特征值的基础上未偏离警报规
格的范围(±5-7%)及故障规格的范围(±12-15%)时，泄漏检测器判断工艺室内未发生泄漏。 此时，在第二步骤中，当在半导体制造工艺正在进行的状态下于预定时间内未输 入数据时，泄漏检测器认为其运行停止。当在认为运行停止的状态下输入数据时，泄漏检测 器忽略±5-7%的警报规格，并且仅当变化偏离故障规格的范围(±12-15%)时产生警报。
也就是说，当发生运行停止时，工艺室的温度及残余气体量与进行连续运行时相 比发生变化，并且在运行停止后立即进行处理的玻璃的等离子体分布与一般情况相比略微 地增加。因此，考虑到出现由分布导致的泄漏检测错误，在忽略±5_7%的警报规格的状态 下，仅当变化偏离故障规格的范围(±12-15%)时，泄漏检测器才判断发生泄漏。接着，半 导体制造系统的系统控制单元在泄漏检测器判断已发生泄漏后产生警报。
第三步骤包括在进行PM之后的半导体制造工艺期间，在自动重设的特征值的基 础上重设警报规格及故障规格的过程。 也就是说，当在进行PM之后，通过等离子体的稳定进行半导体制造工艺的系统操 作时，自动地分析若干引入的取样玻璃的等离子体的光发射，然后进行平均，以提取并设置 特征值。此外，将警报规格及故障规格在设置的特征值的基础上扩大至预定范围。
此时，警报规格可在重设的特征值的基础上设置在± 5-7 %的范围内，并且故障规 格可在重设的特征值的基础上设置在± 12-15 %的范围内。 第四步骤包括基于在第三步骤中设置的警报规格及故障规格的范围判断是否发 生泄漏的过程。 也就是说，当进行PM之后在等离子体稳定的状态下进行新工艺时，对工艺室的等 离子体进行光发射分析。当所分析的等离子体光发射的变化在重设的特征值的基础上偏离 警报规格的范围(±5-7%)及故障规格的范围(±12-15%)时，由于超出规格，泄漏检测 器判断工艺室内发生泄漏。 此外，当所分析的等离子体光发射的变化在重设的特征值的基础上没有偏离警报 规格的范围(±5-7%)及故障规格的范围(±12-15%)时，泄漏检测器判断工艺室内未发 生泄漏。 此时，在第四步骤中，当进行PM之后在半导体制造工艺正在进行的状态下，于
6预定的时间内未输入数据时，泄漏检测器认为其运行停止。当在认为运行停止的状态下 输入数据时，泄漏检测器忽略±5-7%的警报规格，并且仅当变化偏离故障规格的范围 (±12-15% )时产生警报。 也就是说，当发生运行停止时，工艺室的温度及残余气体量与进行连续运行时相
比发生变化，并且在运行停止后立即进行处理的玻璃的等离子体分布与一般情况相比略微
地增加。因此，考虑到出现由分布导致的泄漏检测错误，在忽略±5_7%的警报规格的状态
下，仅当变化偏离故障规格的范围(±12-15%)时，泄漏检测器才判断发生泄漏。接着，半
导体制造系统的系统控制单元在泄漏检测器判断已发生泄漏后产生警报。 在本示例实施例中，于PM前后设置任意特征值之后，在设置的特征值的基础上扩
大用于泄漏检测的警报规格、故障规格及PM规格的范围，并且考虑PM之后的部件的变化来
避免即使未发生泄漏也检测到泄漏的错误。 虽然已经示出并描述了本发明的几个范例性实施例，但本领域技术人员应该理解 的是，在不脱离由权利要求书及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可对这些 实施例进行各种修改。
权利要求
一种工艺室的泄漏检测方法，所述泄漏检测方法避免在以预定时间重复地进行预防性维护以使半导体制造工艺期间的工艺室的缺陷因素减少时，部件的状态发生显著变化的情况下，即使未发生泄漏也检测到泄漏的错误，所述泄漏检测方法包括第一步骤，在进行预防性维护之前的半导体制造工艺期间，设置警报规格、故障规格及预防性维护规格，警报规格、故障规格及预防性维护规格是在任意设置的特征值的基础上扩大至预定范围；第二步骤，基于第一步骤中设置的警报规格、故障规格及预防性维护规格的范围来判断是否发生泄漏；第三步骤，在进行预防性维护后的半导体制造工艺期间，在自动重设的特征值的基础上，将警报规格及故障规格重设至预定范围；第四步骤，基于在第三步骤中设置的警报规格及故障规格的范围判断是否发生泄漏。
2. 根据权利要求1所述的泄漏检测方法，其中，第一步骤中任意设置的特征值是通过 以下方式获得在半导体制造工艺的系统操作的初始阶段引入的若干取样玻璃的等离子体 光发射中搜寻对泄漏有影响的有效波段，并且通过对所述波段中的强度进行积分来计算面 积，或计算峰值强度。
3. 根据权利要求1所述的泄漏检测方法，其中，第一步骤中设置的警报规格在第一步 骤中设置的特征值的基础上设置在5-7%的范围内。
4. 根据权利要求1所述的泄漏检测方法，其中，第一步骤中设置的故障规格在第一步 骤中设置的特征值的基础上设置在12_15%的范围内。
5. 根据权利要求1所述的泄漏检测方法，其中，第一步骤的预防性维护规格被应用于 预防性维护的起点及终点并持续预定周期或时间，所述预定周期或时间是从用于新工艺的 半导体制造系统的操作持续直至等离子体稳定。
6. 根据权利要求5所述的泄漏检测方法，其中，预防性维护规格在第一步骤中设置的 特征值的基础上设置在15_20%的范围内。
7. 根据权利要求1所述的泄漏检测方法，其中，在通过稳定等离子体来进行半导体制 造工艺的系统操作时，通过自动分析引入的若干取样玻璃的等离子体的光发射并对所述光 发射进行平均，来获得第三步骤中自动重设的特征值。
8. 根据权利要求1所述的泄漏检测方法，其中，第三步骤中重设的警报规格在所述重 设的特征值的基础上设置在5-7%的范围内。
9. 根据权利要求1所述的泄漏检测方法，其中，第三步骤中重设的故障规格在所述重 设的特征值的基础上设置在12-15%的范围内。
10. 根据权利要求1所述的泄漏检测方法，其中，第二步骤及第四步骤包括 当在半导体制造工艺正在进行的状态下于预定时间内未输入数据时，认为所述状态为运行停止，当在认为运行停止的状态下输入数据时，忽略警报规格，且仅当变化偏离故障规 格的范围时，判断发生泄漏并产生警报。
全文摘要
本发明提供了一种工艺室的泄漏检测方法，其中考虑到部件的状态在进行预防性维护(PM)前后发生明显变化，在预定周期或时间内将在进行PM之后对泄漏有影响的泄漏检测的警报规格、故障规格以及PM规格的范围扩大，直至等离子体稳定为止。因此，可以准确且迅速地判断工艺室内是否发生泄漏并可以检测细微泄漏。
文档编号H01L21/66GK101790782SQ200880007790
公开日2010年7月28日 申请日期2008年9月11日 优先权日2008年8月27日
发明者李淳钟, 禹奉周, 金学权, 金泰东 申请人:塞米西斯科株式会社