TW202414635A - 用於腔室狀態監測的光譜感測器晶圓或機器人 - Google Patents

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Abstract

本文所揭示的實施例包括一種診斷基板。在一實施例中，診斷基板包括基板、基板上的電路板和耦接至電路板的光譜儀。在一實施例中，診斷基板進一步包括處理器，該處理器位於電路板上並通訊耦合至光譜儀。

Description

用於腔室狀態監測的光譜感測器晶圓或機器人
實施例係關於半導體製造領域，並且特定言之，係關於一種感測器基板，該感測器基板包括用於量測腔室內的表面的光譜儀。
在半導體製造環境中，腔室通常用於將材料沉積到基板上、蝕刻基板上的材料或處理基板上的材料層。在各種處理操作期間，腔室的特性可能會改變。例如，材料可以沉積到內部腔室表面上。在一些情況下，層可以是內部腔室表面上的陈化層。陈化層可經部分蝕刻，或過量材料可沉積在陈化層上。亦即，難以在腔室內維持期望的製程條件。改變腔室的內表面可能導致改變在腔室中處理的基板的處理結果。因此，期望監測腔室內表面的變化。
為了監測腔室的內表面，可以使用光譜儀和診斷基板。然而，光譜儀（例如，光發射光譜儀(optical emission spectrometer, OES)感測器）是安裝在腔室外部的笨重且龐大的儀器。光路可以穿過腔室中的窗口。過去亦已經藉由在基板上整合CMOS或CCD成像器開發了一些診斷基板。然而，此類診斷基板不具有監測光譜的能力。因此，只能獲得腔室內表面或體積的有限細節。
本文所揭示的實施例包括一種診斷基板。在一實施例中，診斷基板包括基板、基板上的電路板和耦接至電路板的光譜儀。在一實施例中，診斷基板進一步包括處理器，該處理器位於電路板上並通訊耦合至光譜儀。
本文所揭示的實施例進一步包括研究處理腔室的內表面的方法。在一實施例中，該方法包括將診斷裝置***處理腔室中。在一實施例中，該診斷裝置包括光譜儀，該光譜儀被配置為接收來自光源的光，該光從處理腔室的內表面反射並傳播到該光譜儀；以及用該光譜儀偵測光譜。
本文所揭示的實施例可進一步包括控制腔室的清潔和/或調理製程的方法。在一實施例中，該方法包括在腔室中啟動清潔和/或調理製程。在一實施例中，將診斷裝置***腔室中。在一實施例中，診斷裝置用於確定腔室的內表面上的一或多個層的材料組成和/或厚度。在一實施例中，該方法進一步包括當該一或多個層的材料組成和/或厚度處於期望值時結束清潔和/或調理製程。
本文所述的系統包括感測器基板，該感測器基板包括用於量測腔室內的表面的光譜儀。在以下描述中，闡述了許多特定細節，以便提供對實施例的透徹理解。對於本領域技藝人士而言將顯而易見的是，實施例可以在沒有該等特定細節的情況下實踐。在其他情況下，為了不會不必要地模糊實施例，沒有詳細描述眾所周知的態樣。此外，應當理解的是，附圖中所示的各種實施例是說明性的表示，並且不一定按比例繪製。
如上所述，為了維持嚴格受控的處理輸出，有必要仔細監測半導體處理腔室的內表面或體積。然而，現有腔室監測解決方案是有限的。外部光發射光譜學(optical emission spectroscopy, OES)感測器包括穿過腔室中的窗口的光路。因此，被監測的腔室的位置限於穿過窗口的光路。因此，不可能在腔室內進行空間監測。此外，在現有診斷基板裝置中，使用了相機。此類相機僅限於光學成像，並且因此不適用於偵測層厚度或層組成。
因此，本文所揭示的實施例包括能夠提供內部腔室表面的光譜反射率分析以及提供內部腔室層的增強細節的診斷裝置。此是藉由使用包括一或多個整合光譜儀的診斷裝置來實施的。光譜儀可以偵測從腔室的內表面反射的光的光譜。空間解析度可以藉由穿過腔室掃描診斷裝置來獲得。其他實施例可包括複數個光源以便提供空間細節而不需要掃描診斷基板。與光學相機不同，光譜儀的使用允許獲得關於內部表面層的詳細資訊（例如，組成、厚度等）。
在一實施例中，診斷裝置可包括類晶圓的形狀因數。在此類實施例中，可以使用現有機器人臂將診斷裝置***腔室中和從腔室收縮。當診斷裝置***腔室中和從腔室收縮時，診斷裝置可以掃描腔室的內表面。在另一實施例中，診斷裝置可以整合到機器人臂本身中。在此類實施例中，***和收縮機器人臂可以提供關於內表面組成、厚度等的資訊。應當理解的是，由診斷裝置獲得的光譜反射率可用於確定材料組成。例如，不同的材料組成將具有不同的光譜反射率，該等不同的光譜反射率可用於材料組成確定。此外，光譜反射率可用於量測層厚度。
在一實施例中，光譜儀操作所必需的光源可以整合到診斷裝置中。專用的光源（或多個光源）可被配置為傳播從腔室表面反射並繼續到光譜儀的光。然而，在其他實施例中，可以使用外部光源來操作光譜儀。亦即，光源不需要直接整合在診斷裝置上。例如，腔室內的電漿可以是光譜儀所使用的光源。在替代實施例中，外部雷射/寬帶源可以經由光纖或波導投射到腔室中。
在一實施例中，可以週期性地使用診斷裝置來監測腔室的狀況。例如，可以在腔室中已處理了預定數量的基板之後***診斷裝置。在其他實施例中，診斷裝置可用於持續監測腔室的內表面。此類實施例對於在腔室中的調理和/或清潔製程期間監測腔室狀況可為特別有益的。
現在參考第1A圖，根據一實施例，圖示了診斷裝置100的透視圖。在一實施例中，診斷裝置100可以設置在基板110上。基板110可具有類似於在腔室中處理的晶圓的形狀因數的形狀因數。例如，基板110的直徑可為約200 mm或約300 mm。然而，其他直徑也可用於基板110。在一些實施例中，基板110的厚度可為約1 mm。在一實施例中，基板110可具有任何合適的材料組成。在一特定實施例中，基板110可包含矽。亦即，基板110可以是矽晶圓。然而，亦可以使用其他實施例。例如，基板110可以包括玻璃、陶瓷等。
在一實施例中，一或多個光譜儀120可以設置在基板110的表面上。在所圖示的實施例中，圖示了四個光譜儀120，其中在基板110的每個象限中有一個光譜儀120。然而，應當理解的是，可以使用任何數量的光譜儀120，並且可以使用光譜儀120的任何合適的佈置。
在一實施例中，光譜儀120可以是任何合適的光譜儀架構。光譜儀120可以是低剖面光譜儀。例如，光譜儀120的厚度可以是約5 mm或更小，或者約1 mm或更小。光譜儀120的低剖面允許用現有機器人處置裝置（例如，機器人臂或刀片）將診斷裝置100***進出所監測的腔室。在一實施例中，可以使用可以被製造為低剖面裝置的任何光譜儀120類型。例如，光譜儀120可以包括繞射和/或光柵型光譜儀、光子晶體和/或濾波器型光譜儀、多光譜成像器型光譜儀或基於干涉儀的光譜儀。
在一實施例中，光譜儀120可以通訊耦合至處理器130。處理器130可設置在基板110的大致中心處。然而，應當理解的是，處理器130可以設置在任何期望的位置，如將在下文參考第7A圖至第7C圖更詳細描述的。在一實施例中，處理器130可以藉由任何合適的互連架構通訊耦合至光譜儀120。在一實施例中，在光譜儀120與處理器130之間提供纜線或撓曲電路（未圖示）。在其他實施例中，光譜儀120可以經由印刷電路板(printed circuit board, PCB)（未圖示）耦接至處理器130。
處理器130可包括適合於處理由光譜儀120獲得的光譜的晶粒。處理器130亦可以包括功能性以便控制和/或處理來自光譜儀120的資料。例如，處理器130可以指示光譜儀120何時收集資料。在具有光源（在第1A圖中未圖示）的實施例中，處理器130亦可控制光源。處理器130可包括記憶體或使用外部記憶體來儲存資料。在其他實施例中，處理器130可包括無線通訊介面以便將資料（原始光譜資料或經處理的資料）傳輸到外部裝置。
在所圖示的實施例中，光譜儀120被取向在面朝上的位置。亦即，光譜儀120被取向為觀察從腔室的頂表面反射的光。然而，應當理解的是，可以使用其他取向（或不同取向的組合）以便偵測腔室內的各個表面或體積的表面狀況。例如，光譜儀120可以放置在一個取向上以便向下看（例如，以看到放置診斷裝置200的基座），或者取向為從診斷裝置的邊緣面向外（例如，以看到腔室的側壁）。
現在參考第1B圖，根據額外實施例，圖示了診斷裝置100的剖視圖圖示。如圖所示，診斷裝置100包括基板112。在一實施例中，PCB 112可以設置在基板112上方。PCB 112可以將光譜儀120耦接至處理器130。例如，PCB 112上方的電連接件可以將處理器130電耦合和通訊耦合至光譜儀120。儘管圖示為單個PCB 112，但是應當理解的是，光譜儀120和處理器130可具有不同的PCB 112。例如，每個光譜儀120可以具有專用PCB 112，並且處理器130可以具有專用PCB 112。在此類實施例中，光譜儀120可以藉由纜線等耦接至處理器130，如將在下文更詳細描述的。
現在參考第1C圖，根據額外實施例，圖示了診斷裝置100的剖視圖圖示。第1C圖中的診斷裝置100可以實質上類似於第1B圖中的診斷裝置100，除了添加光源122之外。在一實施例中，光源122可以是任何合適的光源架構。在一特定實施例中，光源122是發光二極體(light emitting diode, LED)，但在其他實施例中可包括具有不同光譜的光源。
在所圖示的實施例中，各個光譜儀120與不同的光源122相鄰。在此類實施例中，各個光譜儀120具有專用光源122。然而，在其他實施例中，單一光源122可以光學耦合至複數個光譜儀120。此類實施例將在下文更詳細地描述。在又一實施例中，複數個光源122可耦接至單一光譜儀120。在此類實施例中，可以確定內部腔室表面的空間分析，而不需要穿過腔室掃描診斷裝置100。此類實施例將在下文更詳細地描述。
在第1C圖中，光源122與診斷裝置100整合在一起。然而，應當理解的是，亦可以使用沒有光源122的實施例（例如，在第1B圖中圖示）。此類實施例可以使用外部光源（例如，腔室內的電漿）作為光源以便操作一或多個光譜儀。
現在參考第1D圖，根據額外實施例，圖示了診斷裝置100的剖視圖圖示。如圖所示，診斷裝置100可包括蓋子117。蓋子117可用於保護診斷裝置100的下方部件免受電漿環境影響。在一實施例中，可以提供穿過蓋子117的開口118以允許反射光（例如，來自電漿本身、來自外部光源、或診斷裝置內部的光源）到達光譜儀120。
現在參考第2圖，根據一實施例，圖示了半導體處理腔室280的剖視圖圖示。在一實施例中，腔室280可包括腔室主體281。腔室主體281可包括用於處理半導體基板（例如，晶圓）等的殼體。在所圖示的實施例中，腔室主體281被圖示為實質上整體的腔室。然而，應當理解的是，電漿處理腔室280可包括單獨的部件以製造腔室主體281。例如，蓋可以作為與腔室主體281的側壁不同的部件提供。在一實施例中，腔室主體281可包括狹縫閥門282等。當狹縫閥門282打開時，可將基板（例如，處理基板或診斷裝置200）***腔室主體281中。
在一實施例中，腔室280可以是任何適合於處理半導體基板或在半導體製造環境中可用的其他基板的腔室。例如，腔室280可以是電漿腔室，諸如電漿沉積或電漿蝕刻腔室。在其他實施例中，腔室280可以是化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)腔室、原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)腔室、物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)腔室、熱處理腔室（例如，快速熱處理(rapid thermal processing, RTP)腔室），或在半導體處理環境中使用的任何其他處理腔室。在一實施例中，腔室280可以是群集工具中的一個腔室。亦即，複數個腔室280可以經由中央腔室耦接在一起。
在所圖示的實施例中，診斷裝置200設置在升降銷284上。升降銷284可以處於接收診斷裝置200以離開機器人臂的位置（在第2圖中未圖示）。升降銷284可支撐診斷裝置200並將診斷裝置200降低到基座283的表面上。
在一實施例中，診斷裝置200可以類似於本文詳細描述的診斷裝置中的任何診斷裝置。例如，診斷裝置200可包括基板210。基板210可具有類似於矽晶圓的形狀因數（例如，為200 mm或300 mm的直徑）的形狀因數。在一實施例中，PCB 212可以設置在基板210上方。PCB 212可包括電路系統以便將光譜儀220和光源222電耦合和通訊耦合至處理器230。儘管被圖示為具有光源222，但是應當理解的是，可以省略光源222以利於外部光源（例如，電漿）。
在所圖示的實施例中，各個光源222光學耦合至光譜儀220中的一個光譜儀。如本文所用，光學耦合可係指起始於第一部件且結束於第二部件的光路225。例如，光路225開始於光源222，從腔室主體281的內表面反射，並且結束於光譜儀220。在第2圖所示的配置中，可以在複數個離散位置處確定腔室主體281的內表面的狀況（例如，腔室主體281的內表面上方的層的材料組成、腔室主體281的內表面上方的一或多個層的厚度等）。離散位置的數量可以等於在診斷裝置200上設置的光譜儀220的數量。亦即，光譜儀220偵測來自光源222的光譜。可以分析光譜以確定腔室主體281的內表面上方的層的材料組成、厚度等。
儘管複數個離散位置處的腔室狀況是可能的，但是應當理解的是，穿過腔室主體281掃描診斷裝置可以提供對腔室主體281的內表面的空間分析。此類實施例的實例在第3A圖和第3B圖中圖示。
現在參考第3A圖，根據一實施例，圖示了半導體處理腔室380的剖視圖圖示。腔室380可基本上類似於上文詳細描述的腔室280。例如，腔室380可包括具有狹縫閥門382的腔室主體381。亦可以包括基座383和升降銷384。如第3A圖所示，狹縫閥門382打開，並且機器人臂370將診斷裝置300支撐在基座383上方。
在一實施例中，診斷裝置300可以類似於本文所述的診斷裝置中的任何診斷裝置。在一特定實施例中，診斷裝置300包括基板310。基板310可以具有晶圓形狀因數。在一實施例中，PCB 312設置在基板310上方。可以在PCB 312上提供處理器330、複數個光譜儀320和複數個光源322。在一實施例中，光源322光學耦合至光譜儀320。例如，光路325開始於光源322中的一個光源，從腔室主體381反射，並結束於光譜儀320中的一個光譜儀。
現在參考第3B圖，根據一實施例，圖示了在診斷裝置300的掃描期間腔室380的剖視圖圖示。如由箭頭所示，機器人臂370正在將診斷裝置300從腔室主體381中收縮。在診斷裝置300的橫向位移期間，處理器330啟動光源322和光譜儀320。如此，可以用診斷裝置300獲得腔室主體381的頂表面（例如，蓋）的空間分析。在一實施例中，空間分析可以提供腔室主體381的內表面上的一或多個層的材料組成和/或腔室主體381的內表面上的一或多個層的厚度。
儘管以面朝上的取向圖示，但應當理解的是，亦可以使用面朝下的取向（例如，以監測基座383）或面朝外的取向（例如，以監測腔室主體381的側壁）。此外，在其他實施例中，可以使用面朝上、面朝下和/或面朝外取向的組合以監測腔室380的多個內表面。
在以上關於第3A圖和第3B圖描述的實施例中，描述了診斷裝置300的掃描（藉由在腔室380內移動基板）。然而，應當理解的是，實施例可以提供對腔室內部的空間分析，而不需要移動診斷裝置。在第4圖中提供了此類實施例的實例。
現在參考第4圖，根據一個實施例，圖示了腔室主體481內的診斷裝置400的剖視圖圖示。在一實施例中，腔室主體481可類似於以上更詳細描述的腔室主體中的任何腔室主體。在一特定實施例中，層485可沉積在腔室主體481的內表面上。層485可以是調理層，或者可以是處理操作的副產物（例如，蝕刻副產物、再沉積等）沉積的結果。儘管圖示為單層485，但應當理解的是，不同材料的多個層亦可被包括作為層485的一部分。
在一實施例中，診斷裝置400可以由基座或升降銷（未圖示）支撐。在其他實施例中，診斷裝置400可保持由機器人臂支撐。在一實施例中，診斷裝置400可包括基板410。基板410可具有晶圓形狀因數。在一實施例中，光譜儀420被圖示在基板410上。雖然圖示為直接在基板410上，但在其他實施例中，光譜儀420可以在PCB等上。
在一實施例中，複數個光源422 A至422 F可以設置在基板410上（或視情況設置在PCB上）。在一實施例中，光源422可各自光學耦合至單一光譜儀420。例如，光路425開始於光源422中的每個光源，從層485上的不同位置反射，並結束於光譜儀420。因此，可以分析層485上的複數個位置，而不需要橫向移動診斷裝置400。光源422中的每個光源可包括透鏡426以聚焦光，使得光路425結束於光譜儀420。在所圖示的實施例中，圖示了六個光源422。然而，應當理解的是，可以使用任何數量的光源422（例如，兩個或更多個光源422）以便提供層485的空間分析。
與上述實施例類似，光譜儀420可以不同取向設置，以便監測腔室主體481的不同表面。例如，可以使用面朝上、面朝下和面朝外的光譜儀420取向的組合來確定蓋、腔室主體481的側壁和/或基座的表面性質。
現在參考第5圖，根據額外的實施例，圖示了診斷裝置500的平面圖圖示。如圖所示，診斷裝置500包括基板510。基板510可以具有晶圓形狀因數，類似於以上更詳細描述的實施例。在所圖示的實施例中，為了簡單起見，僅圖示了光源522和一組中繼器529。然而，診斷裝置500亦可包括光譜儀和處理器，類似於上述實施例。
在一實施例中，可以使用單個光源522以便將光饋送到複數個中繼器529。例如，三個中繼器529 A至529 C在第5圖中圖示。中繼器529中的每個中繼器可以耦接至不同的光譜儀。在其他實施例中，多個中繼器529可以耦接至單一光譜儀。在一實施例中，中繼器529藉由光波導527光學耦合至光源522。中繼器529可包括透鏡等以便與光譜儀光學耦合。雖然第5圖中圖示了三個中繼器529 A至529 C，但應當理解的是，光源522可以饋送至任何數量的中繼器529。
現在參考第6圖，根據又一實施例，圖示了診斷裝置670的平面圖圖示。診斷裝置670不是整合在獨立的基板上，而是與機器人臂671整合在一起。例如，可以在機器人臂671上設置一或多個光譜儀620。額外實施例可以包括一或多個光源622的存在。然而，在一些實施例中亦可以使用外部光源。
將診斷裝置670與機器人臂671整合在一起是有益的，因為不需要專用基板來分析腔室的內表面。相反，機器人臂671可以在不支撐基板的情況下在腔室內位移。類似於上述實施例，光譜儀620可以處於面朝上、面朝下或面朝外的取向。
現在參考第7A圖至第7C圖，根據一實施例圖示了描繪用於將光譜儀720通訊耦合至處理器730的架構的一系列平面圖圖示。
現在參考第7A圖，根據一實施例，圖示了診斷裝置700的平面圖圖示。診斷裝置700可包括基板710。複數個光譜儀720 A至720 C可以在星形網路中與處理器730通訊耦合。在一實施例中，彼此相同的光譜儀720 A至720 C可以藉由纜線733耦接至處理器730。纜線733可以是連接到部件中的每個部件的單一纜線733。
現在參考第7B圖，根據一實施例，圖示了診斷裝置700的平面圖圖示。代替單一纜線733，提供一組三根纜線733。兩條第一纜線733 1將三個光譜儀720 A至720 C連接在一起，並且第二纜線733 2將光譜儀720 B中的一個光譜儀直接連接到處理器730。兩個其他光譜儀720 A和720 C可以經由中央光譜儀720 B耦接至處理器730，該中央光譜儀充當網狀網路中的集線器。儘管圖示了星形網路和網狀網路的實例，但是應當理解的是，可以在不同的實施例中使用任何網路配置（例如，環、線、樹、匯流排等）。
現在參考第7C圖，根據一實施例，圖示了診斷裝置700的平面圖圖示。如圖所示，光譜儀720可以菊鏈架構連接至處理器730，其中在部件中的各個部件之間具有連接器733。同樣，在此的720 A、720 B和720 C可能與彼此相同，唯一的區別是將需要終止到720 C的匯流排。
現在參考第8圖，根據一實施例，圖示了用於分析腔室的內表面的製程890的製程流程圖。在一實施例中，製程890開始於操作891，該操作包括將診斷裝置***處理腔室中。在一實施例中，診斷裝置包括一或多個光譜儀。在一實施例中，該診斷裝置可以基本上類似於以上更詳細描述的診斷裝置中的任何診斷裝置。例如，診斷裝置可以整合在具有晶圓形狀因數的基板上或整合在機器人臂上。
在一實施例中，製程890可以操作892繼續，該操作包括用光譜儀偵測光譜。在一些實施例中，偵測光譜可以在診斷裝置橫向移動穿過腔室時發生。在其他實施例中，可以在診斷裝置靜止時偵測頻譜。由一或多個光譜儀偵測到的光譜（或多個光譜）可以（例如，由處理器）用於確定腔室的內表面上的一或多個層的材料組成、材料厚度等。
現在參考第9圖，根據一實施例，圖示了製程960的製程流程圖。在一實施例中，製程960可以開始於操作961，該操作包括在腔室中啟動清潔和/或調理製程。可以週期性地實施清潔製程以移除腔室的內表面上的一或多層堆積材料。調理製程可用於在腔室的裸表面上添加或細化層。
在一實施例中，製程960以操作962繼續，該操作包括將診斷裝置***腔室中。在一實施例中，診斷裝置可以類似於本文更詳細描述的診斷裝置中的任何診斷裝置。例如，診斷裝置可以整合在具有晶圓形狀因數的基板上，或者整合為機器人臂的一部分。
在一實施例中，製程960可以操作963繼續，該操作包括使用診斷裝置來確定腔室的內表面上的一或多個層的材料組成和/或厚度。例如，製程963可包括使診斷裝置橫向位移穿過腔室。在其他實施例中，可以在診斷裝置靜止時提供量測。
在一實施例中，製程960可以操作964繼續，該操作包括當一或多個層的材料組成和/或厚度處於期望值時結束清潔和/或調理製程。期望值可對應於被認為適合清潔以恢復晶圓處理的腔室。在其他實施例中，期望值可以對應於已經獲得期望調理或陳化以便開始處理晶圓的腔室。
現在參考第10圖，根據實施例圖示了處理工具的示例性電腦系統1000的方塊圖。在一實施例中，電腦系統1000被耦接到處理工具並控制處理工具中的處理。電腦系統1000可以連接（例如，聯網）到區域網路(Local Area Network, LAN)、內部網路、商際網路或網際網路中的其他機器。電腦系統1000可以以客戶端-伺服器網路環境中的伺服器或客戶端機器的容量操作，或者作為同級間（或分佈式）網路環境中的同級機器操作。電腦系統1000可以是個人電腦(personal computer, PC)、平板PC、機上盒(set-top box, STB)、個人數位助理(Personal Digital Assistant, PDA)、蜂巢式電話、網路設備、伺服器、網路路由器、交換機或網橋，或者能夠執行指定要由該機器採取的動作的一組指令（順序的或以其他方式）的任何機器。此外，儘管針對電腦系統1000僅圖示了單個機器，但是術語「機器」亦應當被理解為包括單獨或聯合執行一組（或多組）指令以執行本文所述的方法中的任何一或多種方法的機器（例如，電腦）的任何集合。
電腦系統1000可以包括電腦程式產品或軟體1022，該電腦程式產品或軟體具有其上儲存有指令的非暫時性機器可讀取媒體，該等指令可用於對電腦系統1000（或其他電子裝置）程式化以執行根據實施例的製程。機器可讀取媒體包括用於以機器（例如，電腦）可讀取形式儲存或傳輸資訊的任何機構。例如，機器可讀取（例如，電腦可讀取）媒體包括機器（例如，電腦）可讀取儲存媒體（例如，唯讀記憶體（read-only memory, 「ROM」）、隨機存取記憶體（random access memory, 「RAM」）、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體、快閃記憶體裝置等）、機器（例如，電腦）可讀取傳輸媒體（電氣、光學、聲學或其他形式的傳播信號（例如，紅外信號、數位信號等。））等。
在一實施例中，電腦系統1000包括系統處理器1002、主記憶體1004（例如，唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory, DRAM)，諸如同步DRAM (synchronous DRAM, SDRAM)或Rambus DRAM (RDRAM)）等）、靜態記憶體1006（例如，快閃記憶體、靜態隨機存取記憶體(static random access memory, SRAM)等）、及輔助記憶體1018（例如，資料儲存裝置），它們經由匯流排1030與彼此通訊。
系統處理器1002表示一或多個通用處理裝置，諸如微系統處理器、中央處理單元等。更特別地，系統處理器可以是複雜指令集計算(complex instruction set computing, CISC)微系統處理器、精簡指令集計算(reduced instruction set computing, RISC)微系統處理器、超長指令字(very long instruction word, VLIW)微系統處理器、實施其他指令集的系統處理器、或實施指令集的組合的系統處理器。系統處理器1002亦可以是一或多個專用處理裝置，諸如特殊應用積體電路(application specific integrated circuit, ASIC)、現場可程式化閘陣列(field programmable gate array, FPGA)、數位信號系統處理器(digital signal system processor, DSP)、網路系統處理器等。系統處理器1002被配置為執行處理邏輯1026以執行本文描述的操作。
電腦系統1000可以進一步包括用於與其他裝置或機器通訊的系統網路介面裝置1008。電腦系統1000亦可以包括視訊顯示單元1010（例如，液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)、發光二極體顯示器(light emitting diode display, LED)或陰極射線管(cathode ray tube, CRT)）、字母數字輸入裝置1012（例如，鍵盤）、游標控制裝置1014（例如，滑鼠）及信號生成裝置1016（例如，揚聲器）。
輔助記憶體1018可包括機器可存取儲存媒體1032（或者更特別地，電腦可讀取儲存媒體），該機器可存取儲存媒體上存儲了體現本文所述的方法中的任何一種或多種方法或功能的一或多組指令（例如，軟體1022）。在由電腦系統1000執行期間，軟體1022亦可以完全或至少部分地駐留在主記憶體1004及/或系統處理器1002內，主記憶體1004及系統處理器1002亦構成機器可讀取儲存媒體。軟體1022亦可以經由系統網路介面裝置1008在網路1020上發送或接收。在一實施例中，網路介面裝置1008可以使用RF耦接、光耦接、聲學耦接或電感耦接來操作。
雖然機器可存取儲存媒體1032在例示性實施例中被圖示為單個媒體，但是術語「機器可讀取儲存媒體」應該被理解為包括儲存一或多組指令的單個媒體或多個媒體（例如，集中式或分佈式資料庫，及/或相關聯的快取及伺服器）。術語「機器可讀取儲存媒體」亦應被理解為包括能夠儲存或編碼一組指令的任何媒體，該一組指令用於供機器執行並使機器執行方法中的任何一或多種方法。因此，術語「機器可讀取儲存媒體」應被理解為包括但不限於固態記憶體以及光學及磁性媒體。
在前述說明書中，已經描述了特定的示例性實施例。很明顯，在不脫離所附申請專利範圍的範疇的情況下，可以對其進行各種修改。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的，而不是限制性的。
100:診斷裝置 110:基板 112:基板/PCB 117:蓋子 118:開口 120:光譜儀 122:光源 130:處理器 210:基板 212:PCB 220:光譜儀 222:光源 225:光路 280:腔室 281:腔室主體 282:狹縫閥門 283:基座 284:升降銷 300:診斷裝置 310:基板 312:PCB 320:光譜儀 322:光源 325:光路 330:處理器 370:機器人臂 380:腔室 381:腔室主體 382:狹縫閥門 383:基座 384:升降銷 400:診斷裝置 410:基板 420:光譜儀 422 A:光源 422 B:光源 422 C:光源 422 D:光源 422 E:光源 422 F:光源 425:光路 426:透鏡 481:腔室主體 485:層 500:診斷裝置 510:基板 522:光源 527:光波導 529 A:中繼器 529 B:中繼器 529 C:中繼器 620:光譜儀 622:光源 670:診斷裝置 671:機器人臂 700:診斷裝置 710:基板 720 A:光譜儀 720 B:光譜儀 720 C:光譜儀 730:處理器 733:纜線 733 1:第一纜線 733 2:第二纜線 890:製程 891:操作 892:操作 960:製程 961:操作 962:操作 963:操作 964:操作 1000:電腦系統 1002:系統處理器 1004:主記憶體 1006:靜態記憶體 1008:系統網路介面裝置 1010:視訊顯示單元 1012:字母數字輸入裝置 1014:光標控制裝置 1016:信號生成裝置 1018:輔助記憶體 1022:軟體 1026:處理邏輯 1030:匯流排
第1A圖是根據一實施例的可***到腔室中以偵測關於腔室襯裡的資訊的診斷裝置的透視圖圖示。
第1B圖是根據一實施例的具有基板、電路板、光譜儀和處理器的診斷裝置的剖視圖圖示。
第1C圖是根據一實施例的具有電路板、光譜儀、處理器和光源的診斷裝置的剖視圖圖示。
第1D圖是根據一實施例的診斷裝置的剖視圖圖示，該診斷裝置在部件上方具有蓋。
第2圖是根據一實施例的***到腔室中以偵測腔室的內表面狀況的診斷裝置的剖視圖圖示。
第3A圖是根據一實施例的***到腔室中的機器人臂上的診斷裝置的剖視圖圖示。
第3B圖是根據一實施例的由機器人臂收縮到腔室外部的診斷裝置的剖視圖圖示。
第4圖是根據一實施例的具有複數個光源以便提供對內部腔室表面的多點分析的診斷裝置的剖視圖圖示。
第5圖是根據一實施例的診斷裝置的平面圖圖示，該診斷裝置具有藉由光波導耦接至複數個中繼器的單一光源。
第6圖是根據一實施例的整合到機器人臂中的診斷裝置的平面圖圖示。
第7A圖至第7C圖是根據一實施例的診斷裝置的平面圖圖示，該平面圖圖示了光譜儀係耦接至處理器的各種方式。
第8圖是根據一實施例的用於偵測腔室內表面的特性的製程的製程流程圖。
第9圖是根據一實施例的用於監測處理腔室中的清潔和/或調理製程的製程的製程流程圖。
第10圖圖示了根據一實施例的可以與處理工具結合使用的示例性電腦系統的方塊圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:診斷裝置
110:基板
120:光譜儀
130:處理器

Claims (20)

  1. 一種診斷基板，包括： 一基板； 一電路板，在該基板上； 一光譜儀，耦接至該電路板；及 一處理器，在該電路板上並通訊耦合至該光譜儀。
  2. 如請求項1所述之診斷基板，其中該光譜儀被取向為面朝上、面朝下或在側向上遠離該基板。
  3. 如請求項1所述的診斷基板，其中該基板具有一半導體晶圓的一形狀因數，其中該基板的一直徑為200 mm或300 mm，並且其中該基板的一厚度為1 mm。
  4. 如請求項1所述之診斷基板，進一步包括： 一光源。
  5. 如請求項4所述之診斷基板，其中該光源被配置為發射光，並且其中該所發射的光被反射回該光譜儀。
  6. 如請求項4所述之診斷基板，進一步包括： 複數個光源，其中該複數個光源中的每個光源被配置為光學耦合至該光譜儀，並且其中該複數個光源被配置為將光從一腔室內部的不同區域反射。
  7. 如請求項4所述之診斷基板，進一步包括複數個光源和複數個光譜儀，其中該複數個光譜儀以一菊花鏈配置、一網狀配置或一星形配置耦接。
  8. 如請求項4所述之診斷基板，其中該光源耦接至一光波導，並且其中該光波導被配置為將發射的光饋送到該基板上的多於一個光譜儀。
  9. 如請求項1所述之診斷基板，進一步包括： 複數個光譜儀，在該電路板上。
  10. 如請求項9所述之診斷基板，其中該複數個光譜儀中的每個光譜儀具有一專用光源，或者其中該複數個光譜儀共享一共用光源。
  11. 如請求項1所述之診斷基板，其中該光譜儀是一繞射和/或一光柵型光譜儀、一光子晶體和/或一濾波器型光譜儀、一光譜成像儀型光譜儀或一基於干涉儀的光譜儀。
  12. 一種研究一處理腔室的一內表面的方法，包括以下步驟： 將一診斷裝置***該處理腔室中，其中該診斷裝置包括： 一光譜儀，被配置為接收來自一光源的光，該光從該處理腔室的一內表面反射並傳播到該光譜儀；以及 用該光譜儀偵測一光譜。
  13. 如請求項12所述之方法，其中研究該處理腔室的一內表面之步驟包括以下步驟：確定沉積在該內表面上的一材料和/或確定沉積在該內表面上的一或多個材料層的一厚度。
  14. 如請求項12所述之方法，其中當該診斷裝置位移穿過該處理腔室時，在複數個時間點處偵測該光譜。
  15. 如請求項12所述之方法，其中該診斷裝置是一診斷基板，或者其中該診斷裝置是一機器人臂，該機器人臂被配置為承載一晶圓。
  16. 如請求項12所述之方法，其中在該診斷裝置靜止時偵測該光譜。
  17. 如請求項16所述之方法，其中該診斷裝置上的複數個光源光學耦合至該光譜儀以便在不移動該診斷裝置的情況下提供該內表面的一多點分析。
  18. 如請求項12所述之方法，其中該光源是該診斷裝置的部分，或者其中該光源並非源自該診斷裝置。
  19. 一種控制一腔室的一清潔和/或調理製程的方法，包括以下步驟： 在該腔室中啟動一清潔和/或調理製程； 將一診斷裝置***該腔室中； 使用該診斷裝置來確定該腔室的一內表面上的一或多個層的一材料組成和/或一厚度；以及 當該一或多個層的該材料組成和/或該厚度處於一期望值時，結束該清潔和/或調理製程。
  20. 如請求項19所述之方法，其中該診斷裝置包括： 一基板； 一電路板，在該基板上； 一光源，耦接至該電路板； 一光譜儀，耦接至該電路板並取向為背對該基板，其中該光源被配置為發出從一表面反射並被引導至該光譜儀的光；及 一處理器，耦接至該電路板，其中該處理器控制該光源和該光譜儀。
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