专利名称：用于对室清洁处理进行控制的方法和处理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及室清洁处理，更具体地说，本发明涉及放热性的室清洁处理。
背景技术：
许多半导体制造工艺是在例如等离子刻蚀系统、等离子沉积系统、热处理系统、化学气相沉积系统、原子层沉积系统等处理系统中进行的。处理系统常常使用可以为衬底(例如晶片)提供支撑和加热的衬底支架。衬底支架可以含有陶瓷材料，该陶瓷材料具有低的热膨胀、高的耐热性、低的介电常数、高的热发射率、化学“洁净”的表面、硬度和尺寸稳定性较好，这些性能使陶瓷材料成为许多半导体应用中优选的衬底支架材料。陶瓷衬底支架中常用的陶瓷材料包括氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、氧化铍(BeO)和硼化镧(LaB6)。
处理系统中的衬底处理可能导致处理室中暴露于处理环境的衬底支架和其他系统元件上形成材料沉积物。可以周期性进行室清洁来从处理室除去材料沉积物。在材料沉积物预示有颗粒物问题之后、依次进行的不相容处理之间、损害性处理条件之后、或者观察到处理结果较差之后，常常会对系统元件进行替换或清洁。可以采用根据固定时间周期确定清洁处理长度的办法来进行干法清洁处理，所述固定时间周期是已经被证明可以使系统元件获得足够清洁的时间周期。但是，由于不能对清洁处理进行实际监视，所以固定时间周期可能长到超过实际所需的程度，导致系统元件受到不期望的刻蚀(腐蚀)。
发明内容
本发明提供了用于对处理室中的放热性室清洁处理进行控制的方法和系统。所述方法包括将系统元件暴露于放热性室清洁处理中的清洁气体以从系统元件除去材料沉积物；对室清洁处理中至少一个与温度有关的系统元件参数进行监视，其中与温度有关的系统元件参数可以是系统元件温度、加热功率水平或冷却功率水平中的一项或多项；根据对与温度有关的(多个)参数进行的监视来确定系统元件的清洁状态；以及根据所确定的状态进行下列步骤之一a)继续进行所述的暴露和监视，b)停止室清洁处理。
所述处理系统包括带有系统元件的处理室，系统元件上具有材料沉积物；气体注入系统，设置为将处理室中的系统元件暴露于室清洁处理中的清洁气体，以从系统元件除去材料沉积物；以及控制器，设置为对室清洁处理中至少一个与温度有关的系统元件参数进行监视以确定系统元件的清洁状态。控制器还设置为根据所述状态对处理系统进行控制。
处理系统还可以包括电源和热交换系统，电源设置为向系统元件施加加热功率，热交换系统设置为向系统元件施加冷却功率。系统元件可以包括衬底支架、喷头、屏蔽、环、挡板、电极或室壁。
在下面的附图中图1示出了根据本发明一种实施例的处理系统的示意图；图2示出了根据本发明另一种实施例的处理系统的示意图；图3A和图3B示出了根据本发明一种实施例的衬底支架的示意性剖视图；图4A的曲线图示意性示出了根据本发明一种实施例的室清洁处理中，系统元件参数随时间的变化；图4B的曲线图示意性示出了根据本发明一种实施例的室清洁处理中，调整过的系统元件参数随时间的变化；图5的曲线图示出了根据本发明一种实施例的室清洁处理中，衬底支架参数随时间的变化；图6的曲线图示意性示出了根据本发明一种实施例的室清洁处理中，系统元件参数随时间的变化；图7的流程图示出根据本发明一种实施例的室清洁处理中，对系统元件的清洁状态进行监视的方法；图8的流程图示出根据本发明一种实施例的室清洁处理中，对系统元件的清洁状态进行监视的方法；图9是一种可用于实施本发明的通用计算机的示意图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明一种实施例的处理系统的示意图。处理系统1包括处理室10、气体注入系统40和真空抽气系统50，处理室10具有用于安装支撑并控制衬底25温度的所用衬底支架20的基座5，气体注入系统40用于向处理室10引入处理气体15。处理气体15可以是，例如用于在处理室10中进行清洁处理(包括从处理室10中的衬底支架20和其他系统元件除去材料沉积物)的清洁气体，或者用于对衬底25进行处理的气体。气体注入系统允许对从外部气源(未示出)向处理室10发送处理气体15的过程进行独立控制。气体可以经过气体注入系统40引入处理室10中并使室压得到调整。控制器55用于对真空抽气系统50和气体注入系统40进行控制。气体注入系统40还可以包含用于对气体进行激发的远程等离子源(未示出)。
可以由自动化衬底传送系统95经过狭缝阀(未示出)和室馈送装置(未示出)将衬底25传送进出室10，其中衬底25由衬底支架20中容纳的衬底升降销(未示出)接收，并由其中容纳的装置进行机械传递。一旦从衬底传送系统接收到衬底25，就将其降低到衬底支架20的上表面。在一种结构中，可以通过静电夹具(未示出)将衬底25固定到衬底支架20。
衬底支架20包含有加热元件30，加热元件30用来对衬底支架20和置于衬底支架20上的衬底25进行加热。加热元件30可以是例如电阻加热元件，通过从电源70施加加热功率(交流或直流)来为电阻加热元件供电。衬底支架20还包含热电偶35用于对衬底支架的温度进行测量和监视。或者，也可以用高温计来测量衬底支架的温度。
图1的处理系统1还包括用于通过向衬底支架20施加冷却功率来冷却衬底支架20的装置。这可以通过使冷却液从热交换系统80流向衬底支架入口85，并从衬底支架出口90流回热交换系统80的循环流动来实现。此外，可以将气体(例如氦气He)发送到衬底25的背面来提高衬底25与衬底支架20之间的气隙导热性。
继续参考图1，从气体注入系统40将处理气体15引入处理区域60。可以经过气体注入增压室(未示出)、一系列挡板(未示出)和多孔喷头气体注入板65将处理气体15引入处理区域60。真空抽气系统50可以包括能够以高达每秒5000升(以及更高)的速度抽气的涡轮分子真空泵(TMP)和用于对室压力起节流作用的闸门阀。
控制器55包括微处理器、存储器和数字I/O端口，能够产生控制电压，足以激活输入并将其传送到处理系统1，还可以对处理系统1的输出进行监视。此外，控制器55还耦合到处理室10、气体注入系统40、热交换系统80、电源70、热电偶35、衬底传送系统95和真空抽气系统50，并与它们交换信息。例如，可以根据储存的处理配方，用存储器中储存的程序对处理系统1的上述元件进行控制。控制器55的一种示例是可以从TexasInstruments，Dallas，Texas获得的TMS 320型数字信号处理器(DSP)。
图2示出了根据本发明另一种实施例的处理系统的示意图。在图2所示实施例中，处理气体15从气体注入系统40引入处理区域60，处理室10包含加热灯，用于对衬底支架20和衬底25进行辐射加热。通过由控制器55控制的电源98为加热灯提供功率。
在图1和图2中，控制器55设置为对各种与温度有关的系统元件参数进行控制和监视。这些与温度有关的参数都与系统元件受到由清洁处理产生的放热影响时将元件维持在期望的温度有关。对于衬底支架的情况，系统元件参数可以包括例如由热电偶35测得的衬底支架温度、由电源70或98对衬底支架20施加的加热功率和/或由热交换系统80对衬底支架20施加的冷却功率。控制器55可以设置为对施加到加热元件30或加热灯96的加热功率(例如电流、电压)水平进行监视。此外，控制器55可以设置为对该功率的特性进行监视，例如电压的幅值和相位。另外，控制器55还可以设置为，通过对从热交换系统80向衬底支架20流动的冷却流体流量进行测量，或者对进入衬底支架入口85的冷却流体与流出衬底支架出口90的冷却流体之间的温度差进行测量，来监视冷却功率。
在本发明的一种实施例中，在处理室10中进行的室清洁处理中，衬底25可以处于衬底支架20上。在本发明的另一种实施例中，可以在衬底支架20上没有衬底25的情况下进行室清洁处理。
图3A和图3B示出了根据本发明一种实施例的衬底支架的剖视示意图。衬底支架20由基座5支撑。衬底支架20可以含有陶瓷材料，例如Al2O3、AlN、SiC、BeO和LaB6。图3A示出了部分覆盖衬底支架20的材料沉积物45。图3A中的材料沉积物45可以是在对衬底支架20上支撑的衬底进行的制造过程中形成于衬底支架20上的，其中制造过程可以包括例如在衬底上沉积材料的沉积系统中进行的沉积处理，或者从衬底上去除材料的刻蚀系统中进行的刻蚀处理。此外，支撑衬底的衬底支架表面47在衬底处理期间与处理环境隔开，可以基本上没有材料沉积物45。
材料沉积物45可能含有单一的层，或者也可能含有多个层。材料沉积物45的厚度可以从几个埃到几百个埃或者更厚，并可以含有一种或多种材料，例如含硅材料，如硅(Si)、硅锗(SiGe)、氮化硅(SiN)、二氧化硅(SiO2)或掺杂的硅；包括高k金属氧化物的介质材料，如HfO2、HfSiOx、ZrO2或ZrSiOx；金属，如Ta、Cu或Ru；金属氧化物，如Ta2O5、CuOx或RuO2；或者金属氮化物，如TiN或TaN。
图3B示意性地示出了根据本发明一种实施例的洁净衬底支架的剖视图。由于室清洁处理，已经通过将衬底支架20暴露于清洁气体而从衬底支架20除去了图3A中示意性示出的材料沉积物45，所以洁净衬底支架20没有材料沉积物45或者基本没有材料沉积物45。
室处理领域的技术人员会明白，本发明的实施方式不限于例如衬底支架这样的系统元件，因为也可以使用处理系统中的其他系统元件，例如喷头、屏蔽、挡板、环、电极和处理室壁。
图4A的曲线图示意性示出了根据本发明一种实施例的室清洁处理中，与温度有关的系统元件参数随时间的变化。室清洁处理可以在图1和图2所示的示例性处理系统中进行。图4A所示的系统元件参数是系统元件温度和施加到系统元件的加热功率。图4A所描述的室清洁处理可以是放热的清洁处理，这种处理是通过将含有材料沉积物的系统元件暴露于清洁气体，以便与来自系统元件的材料沉积物发生反应并将其除去而进行的。在时间420，将清洁气体暴露于系统元件，以加热功率水平435将系统元件维持在预选温度405。清洁气体可以包括例如含卤素的气体(例如ClF3、F2、NF3和HF)，清洁气体还可以含有选自Ar、He、Ne、Kr、Xe和N2中至少一种的惰性气体。在图4A所描述的清洁处理中，系统元件上的材料沉积物与清洁气体之间的放热反应使系统元件温度400升高到预选温度405以上。由于系统元件温度升高到预选温度405以上，所以控制器被设置为降低施加到系统元件的加热功率410。在图4A所示的示例性实施例中，降低加热功率410不足以将系统元件温度维持在预选温度405。
系统元件的清洁状态可以表示室清洁处理期间系统元件表面上剩余的材料沉积物的相对数量。在室清洁处理期间，从系统元件除去材料沉积物，当材料沉积物大部分从系统元件除去的时候，由于放热清洁处理对系统元件的加热减弱，所以图4A中的系统元件温度400降低。控制器设置为响应于系统元件温度400的降低而提高施加到系统元件的加热功率410，以便防止系统元件温度降低至预选温度405以下。
因此，如图4A示意性所示，可以用系统元件温度400和加热功率410中之一或者全部二个参数来确定时间430处的清洁终点。系统元件温度400和加热功率410分别接近或达到预选温度405和加热功率水平435的情况表示清洁终点430。通常，标志着清洁终点的系统元件参数(例如系统元件温度400或加热功率410)阈值强度可以是例如预选的系统元件参数强度值(例如温度405或功率水平435)，也可以采用数学运算来使至少两个系统元件参数相联系产生调整过的系统元件参数，以便帮助确定清洁终点。示例性数学运算包括代数运算，例如除法、乘法、加法或减法。
图4B的曲线图示意性示出了根据本发明一种实施例的室清洁处理中，调整过的与温度有关的系统元件参数随时间的变化。图4B中调整过的系统元件参数曲线440是用图4A中的系统元件温度曲线400除以加热功率曲线410而计算得到的。调整过的系统元件参数曲线400接近或达到预选阈值450的情况表示清洁终点430，阈值450可以例如用图4A中预选温度405除以加热功率水平435来计算得到。
在图4A和图4B中，示例性清洁终点430可以表示例如对于期望的清洁处理，已经知道系统元件处于可接受的洁净程度。应当明白，取决于处理室中进行的生产工艺，可接受的洁净程度可能不同。可以通过例如用于确定可接受洁净程度的其他方法将曲线400、曲线410或曲线440相联系以确定可接受的洁净程度，所述方法包括光谱分析法和视觉检测。如果从某个系统元件除去材料沉积物比从处理室中的其他系统元件更快，则清洁处理可能需要多运行一段时间。虽然图4A中曲线400和曲线410示出的信号强度基本对称，但是应当明白，曲线400和曲线410是由清洁处理和处理系统的特性决定的，可能是不对称的。通常，曲线400和曲线410的精确形状可能取决于材料沉积物的数量、类型、厚度和表面覆盖率，以及清洁处理的特性。此外，曲线400和曲线410还可能与系统元件加热器的功率需求和响应时间、以及处理系统的其他特性有关。
图5的曲线图示出了根据本发明一种实施例的室清洁处理期间，与温度有关的衬底支架参数随时间的变化关系。图5所示衬底支架参数是衬底支架温度500和施加到衬底支架的加热器功率510。在图5所示放热清洁处理中，通过远程等离子源激发三氟化氮(NF3)清洁气体，并使其流入处理室以从衬底支架和处理室中的其他系统元件除去钨(W)金属沉积物。在约100秒的时刻，使NF3清洁气体流入处理室中，在处理室中已将衬底支架以电阻方式加热到约200℃，如曲线500所示。
图5所示清洁处理放出的热足以使衬底支架温度500升高到约200℃的预选温度以上，因此控制器减少施加到衬底支架的加热功率510。由图5可见，加热功率510从约100秒的时刻约为14％的最大可用功率降低到约400秒的时刻约为0％。在清洁处理中，衬底支架温度500在约1100秒的时刻达到约203℃的最大值。在约1100秒的时刻之后，衬底支架温度500开始下降，当它接近200℃的预选温度时，控制器增大加热功率510，以便使衬底支架温度500保持在约200℃。由图5可见，衬底支架温度500最低比200℃的预选温度低了约2℃，这种情况是部分因为对衬底支架进行电阻加热所用的时间常数比较长。如加热功率510和衬底支架温度500所确定的，在约1450秒和约1600秒之间的时刻可以看到清洁处理终点530。衬底支架温度500和加热功率510分别接近或达到200℃的预选温度和约14％的加热功率水平的情况表示清洁终点530。图5还示出用衬底支架温度500除以加热功率510计算得到的调整过的与温度有关的衬底支架参数540。每隔100秒对调整过的衬底支架参数540进行计算。可以看到，在约1600秒时再次达到处理开始时调整过的值(即100秒时的值)，从而标志着放热清洁处理的结束。这样，调整过的参数标志了与各个预选参数基本上相同的终点530。
与上面对图4A的说明一样，可接受的洁净程度可能根据处理室中进行的生产工艺而改变，可接受的洁净程度可以通过例如有关的曲线500、曲线510或全部二者来确定，也可以通过对曲线500和曲线510进行数学运算而计算出调整过的系统元件参数540来确定清洁终点。
图6的曲线图示意性示出了在根据本发明一种实施例的室清洁处理期间，与温度有关的系统元件参数随时间的变化关系。在图6所示实施例中，通过向系统元件施加加热功率水平635和冷却功率水平645而将系统元件维持在预选温度605处。在时刻630，通过将系统元件暴露于清洁气体来启动放热清洁过程。随后，减小加热功率610并增大冷却功率650以便将系统元件温度600维持在预选温度605。在时刻640接近室清洁处理的终点时，增大加热功率610并减小冷却功率650以便将系统元件温度600维持在预选温度605。加热功率610和/或冷却功率650分别返回初始加热功率水平635和冷却功率水平645标志着放热清洁处理的结束。
因此，图6所示本发明的实施例允许对系统元件施加加热功率和冷却功率以便在室清洁处理期间将系统元件温度600维持在预选温度605，还提供了一种方法用于确定系统元件的清洁状态并确定室清洁处理的终点。在图6中，可以用加热功率610、冷却功率650或全部二者来在时刻640确定清洁终点。此外，例如可以如上所述对两个不同的系统元件参数(即加热功率和冷却功率)进行上述数学运算，从而计算出调整过的系统元件参数来确定清洁终点。
除了上述系统元件之外，也可以专门在处理室中设计、制造和安装其他系统元件用于监视室清洁处理。与图1和图2中的衬底支架20相似，可以向这些辅助性系统元件施加加热功率和冷却功率并例如用热电偶来监视其温度。系统元件可以制成具有很快的温度响应时间以便更好地检测终点。通过用高导热性材料制造系统元件，并选择能够良好地检测终点的系统元件温度，可以获得很快的响应时间。
此外，室处理领域的技术人员应当明白，本发明的实施例可以用这样的系统元件来实施，该系统元件含有用于对系统元件的温度进行监视的装置，视情况还可以含有用于对系统元件进行加热或冷却的装置。在一种示例中，可以通过在含有热电偶的喷头暴露于清洁气体期间对喷头的温度进行监视，对室清洁处理进行控制。
图7的流程图示出根据本发明一种实施例的室清洁处理中，对系统元件的清洁状态进行控制的方法。该工艺700开始于步骤702。在步骤704，在室清洁处理中将系统元件暴露于清洁气体以便从系统元件除去材料沉积物。在步骤706，在室清洁处理中对至少一个与温度有关的系统元件参数进行监视，其中与温度有关的系统元件参数包括系统元件温度、向系统元件施加的加热功率或向系统元件施加的冷却功率。在步骤708，根据监视情况来确定系统元件的清洁状态。在步骤710，根据监视所得的状态，进行下列操作之一(a)继续进行暴露和监视，(b)在步骤712停止处理。
图8的流程图示出根据本发明一种实施例的室清洁处理中，对系统元件的清洁状态进行控制的方法。工艺800开始于步骤802。在步骤804，在室清洁处理中对系统元件参数进行监视。在步骤806，如果检测到的与温度相关的系统元件参数值(例如系统元件温度、加热功率或冷却功率)未达到阈值，则继续进行监视。如果在步骤806达到了阈值，表明对材料沉积物的去除已经完成或接近完成，则在步骤808对于继续进行清洁处理和监视还是在步骤810停止清洁处理作出判定。
可以根据室中要进行的生产工艺，在步骤808中确定是否应当继续进行处理。可以通过在对至少一个系统元件参数和系统元件的清洁状态进行监视的同时进行测试处理，在系统元件参数与清洁处理的终点之间建立联系。例如，通过对测试处理期间的系统元件进行检查，并将检查结果与观察到期望的清洁处理终点时记录下来的测得阈值强度相联系，可以对系统元件的清洁状态作出评价。阈值强度可以是，例如固定的系统元件参数强度值，也可以是像图4B和图5所述施加到至少两个系统元件参数以产生调整过的系统元件参数值的数学运算。
图9图示了计算机系统1201，本发明的一种实施例可以在其上实施。计算机系统1201可以用作图1和图2的控制器55，也可以作为可用于进行上述任一操作或所有操作的类似控制器。计算机系统1201包括总线1202或其他用于传递信息的通讯机构，与总线1202耦合的处理器1203用于对信息进行处理。计算机系统1201还包括耦合到总线1202用于对信息和处理器1203要执行的指令进行储存的主存储器1204，例如随机存取存储器(RAM)或其他动态储存装置(例如动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)和同步DRAM(SDRAM))。另外，主存储器1204可以在处理器1203执行指令期间用来储存临时变量或其他中间信息。计算机系统1201还包括耦合到总线1202用于储存处理器1203所用静态信息及指令的只读存储器(ROM)1205或其他静态存储装置(例如可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)和电可擦除PROM(EEPROM))。
计算机系统1201还包括耦合到总线1202用于对储存信息和指令所用的一个或多个存储装置进行控制的盘控制器1206，例如硬盘1207和可移动介质驱动器1208(例如软盘驱动器、只读光盘驱动器、读/写光盘驱动器、磁带机和可移动磁光驱动器)。存储装置可以用适当的设备接口(例如小型计算机系统接口(SCSI)、集成设备电子器件(IDE)、增强型IDE(E-IDE)、直接存储器访问(DMA)或ultra-DMA)添加到计算机系统1201。
计算机系统1201还可以包括专用逻辑器件(例如专用集成电路(ASIC))或可设置的逻辑器件(例如简单可编程逻辑器件(SPLD)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)和现场可编程门阵列(FPGA))。计算机系统还可以包括一个或多个数字信号处理器(DSP)，例如来自TexasInstruments的TMS320系列芯片；来自Motorola的DSP56000、DSP56100、DSP56300、DSP56600和DSP56900系列芯片；来自LucentTechnologies的DSP1600和DSP3200系列或者来自Analog Devices的ADSP2100和ADSP21000系列。也可以使用专门设计来对已转换到数字域的模拟信号进行处理的其他处理器。计算机系统还可以包括一个或多个数字信号处理器(DSP)，例如来自Texas Instruments的TMS320系列芯片；来自Motorola的DSP56000、DSP56100、DSP56300、DSP56600和DSP56900系列芯片；来自Lucent Technologies的DSP1600和DSP3200系列或者来自Analog Devices的ADSP2100和ADSP21000系列。也可以使用专门设计来对已转换到数字域的模拟信号进行处理的其他处理器。
计算机系统1201还可以包括耦合到总线1202对显示器1210——例如阴极射线管(CRT)——进行控制以将信息显示给计算机使用者的显示控制器1209。计算机系统包括输入装置(例如键盘1211和指点装置1212)用于与计算机使用者进行交互并为处理器1203提供信息。指点装置1212例如可以是鼠标、轨迹球或指点杆，用于将方向信息和命令选择传送到处理器1203并用于控制显示器1210上的光标运动。另外，打印机可以提供计算机系统1201存储和/或产生的数据的打印列表。
计算机系统1201响应于执行存储器(例如主存储器1204)中所含一个或多个指令的一个或多个序列的处理器1203，而进行本发明的部分或全部处理步骤。这些指令可以从另外的计算机可读介质(例如硬盘1207或可移动介质驱动器1208)读取到主存储器1204中。也可以采用多处理结构中的一个或多个处理器来执行主存储器1204中所含的指令序列。在可替换的实施例中，可以用硬连线电路来取代软件指令组合。因此，实施方式不限于硬件电路和软件的任何具体组合形式。
如上所述，计算机系统1201包括至少一个计算机可读介质或存储器，用于容纳根据本发明的教导而编程的指令，并用于容纳本文所述的数据结构、表、记录或其他数据。计算机可读介质的示例是光盘、硬盘、软盘、磁带、磁光盘、PROM(EPROM、EEPROM、flash EPROM)、DRAM、SRAM、SDRAM，或者任何其他的磁性介质、光盘(例如CD-ROM)，或者任何其他光介质、穿孔卡片、纸带，或者带有孔状图样的其他物理介质、载波(将在下面说明)，或者计算机可以由之读取的任何其他介质。
本发明包括软件，所述软件存储在计算机可读介质中任一种或其组合之上，用于控制计算机系统1201、驱动用于实施本发明的器件或装置、以及使计算机系统1201能够与人类用户(例如打印工作人员)交互。这些软件可以包括但不限于设备驱动器、操作系统、开发工具以及应用软件。这些计算机可读介质还包括本发明中的计算机程序产品，用于进行实施本发明所需进行的全部或部分(如果处理是分布式的)处理。
本发明的计算机代码装置可以是任何可解释或可执行的代码机制，包括但不限于脚本、可解释的程序、动态链接库(DLL)、Java类以及完整的可执行程序。此外，本发明的各部分处理可以是分布式以便获得更好的性能、可靠性和/或成本。
此处所用的术语“计算机可读介质”指参与了向处理器1203提供指令用于执行的任何介质。计算机可读介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质以及传输介质。非易失性介质包括例如光盘、磁盘和磁光盘，例如硬盘1207或可移动介质驱动器1208。易失性介质包括动态存储器，例如主存储器1204。传输介质包括同轴电缆、铜导线和光纤，包括构成总线1202的电线。传输介质也可以采取声波或光波的形式，例如那些在无线电波和红外数据传输中产生的波。
在将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器1203用于执行的过程中，可能涉及多种形式的计算机可读介质。例如，一开始可以在远程计算机的磁盘上携带指令。远程计算机可以从远程将实施本发明的全部或部分内容所需的指令装入动态存储器并使用调制解调器经过电话线发送该指令。计算机系统1201本地的调制解调器可以接收电话线上的数据并使用红外发送器将数据转换为红外信号。耦合到总线1202的红外检测器可以接收红外信号中携带的数据并将数据安排到总线1202上。总线1202将数据传送到主存储器1204，处理器1203从主存储器1204取回并执行指令。主存储器1204接收的指令在处理器1203执行之前或之后根据情况也可以存储在存储装置1207或1208上。
计算机系统1201还包括耦合到总线1202的通信接口1213。通信接口1213提供了耦合到网络连接1214的双向数据通信，所述网络连接1214连接到例如局域网(LAN)1215或另一个通信网络1216例如互联网。例如，通信接口1213可以是网络接口卡以加入到任何分组交换LAN。作为另一个例子，通信接口1213可以是非对称数字用户线路(ADSL)卡、综合业务数字网(ISDN)卡或调制解调器，它向相应类型的通信线路提供数据通信连接。也可以使用无线连接。在任何的这些实施方式中，通信接口1213发送和接收电的、电磁的或光的信号，所述信号携带了表示各种类型信息的数字式数据流。
网络连接1214通常经过一个或多个网络向其他数据装置提供数据通信。例如，网络连接1214可以提供经过本地网络1215(例如LAN)或服务提供商操作的设备而通到另一计算机的连接，所述服务提供商经过通信网络1216提供通信服务。本地网络1214和通信网络1216使用携带了数字式数据流的例如电的、电磁的或光的信号以及相关的物理层(例如CAT 5电缆、同轴电缆、光纤等)。经过各种网络的信号，以及网络连接1214上并经过通信接口1213的信号，它们携带了来自或送往计算机系统1201数字式数据，可以用基带信号或基于载波的信号的形式实现。基带信号将数字式数据以未调制的电脉冲形式进行传送，所述电脉冲描述数字式的数据位流，其中术语“位”应当广义解释为意味着符号，每个符号传送至少一个或多个信息位。数字式数据也可以用来对载波进行调制，例如由幅值的、相位的和/或频移键控的信号进行，其中所述信号经过导体介质传播，或者作为电磁波经过传播介质传递。因此，数字式数据可以作为未调制的基带信号经过“有线”连接通道发送和/或不同于基带方式地通过对载波进行调制而在预定频带内发送。计算机系统1201可以经过(多个)网络1215和1216、网络连接1214以及通信接口1213发送和接收数据，包括程序代码。此外，网络连接1214可以提供经过LAN 1215到移动装置1217的连接，所述移动装置1217例如个人数字助理(PDA)、膝上型计算机或蜂窝电话。
计算机系统1201可以设置为通过对室清洁处理中的系统元件参数进行监视，而进行本发明中用于控制室清洁处理的方法。根据本发明，计算机系统1201可以设置为对室清洁处理中的系统元件进行监视、根据监视来确定系统元件的清洁状态、并响应于这种状态确定来控制室清洁处理。
显然，按照上述教导，本发明可以有多种更改和变化。因此，应当理解，在权利要求的范围之内，本发明可以采用不同于此处具体所述的形式来实施。
权利要求
1.一种用于对放热性室清洁处理进行控制的方法，所述方法包括下列步骤在所述放热性室清洁处理中，将系统元件暴露于清洁气体，用于从所述系统元件除去材料沉积物；在所述室清洁处理中对至少一个与温度有关的系统元件参数进行监视；根据所述监视步骤确定所述系统元件的清洁状态；以及根据所述确定步骤得到的所述状态，进行下列步骤之一a)继续所述暴露步骤和所述监视步骤，b)停止所述室清洁处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述监视步骤包括对所述系统元件的温度进行监视。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述系统元件施加加热功率、或施加冷却功率、或二者都施加的步骤，其中，所述监视步骤包括监视所述加热功率、或监视所述冷却功率、或对二者都进行监视。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述的施加加热功率的步骤包括给电阻加热器或加热灯通电。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述的施加冷却功率的步骤包括使冷却液接触所述系统元件。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述暴露步骤包括将所述系统元件暴露于含有ClF3、F2、NF3或HF或者这些成分中至少两种的组合的清洁气体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述清洁气体还包括惰性气体，所述惰性气体含有Ar、He、Ne、Kr、Xe或N2，或者这些成分中至少两种的组合。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述监视步骤包括对所述至少一个与温度有关的系统元件参数的改变进行监视。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定步骤包括将所述至少一个与温度有关的系统元件参数与阈值进行比较。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述阈值包括预选的系统元件参数值。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述阈值包括预选的系统元件温度值。
12.根据权利要求3所述的方法，其中，所述确定步骤包括将所述监视到的加热功率、或所述监视到的冷却功率、或所有这两项与阈值进行比较。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述阈值包括将所述系统元件暴露于所述清洁气体之前为了维持预选的系统元件温度而向所述系统元件施加的加热功率、或冷却功率、或所有这两项。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，进行所述b)步骤包括在达到阈值之后停止所述室清洁处理。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述监视步骤还包括，通过把针对于两个或更多个与温度有关的系统元件参数监视到的值相联系而计算出调整过的系统元件参数，并将所述调整过的系统元件参数与调整过的阈值进行比较，所述调整过的阈值是通过把针对于所述两个或更多个与温度有关的系统元件参数的预选值相联系而计算的。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述系统元件包括衬底支架、喷头、屏蔽、挡板、环、电极或室壁。
17.一种用于对放热性室清洁处理进行控制的方法，所述方法包括下列步骤向衬底支架施加预选水平的加热功率以获得预选衬底支架温度，所述衬底支架上具有材料沉积物；在所述放热性室清洁处理中，以所述预选衬底支架温度将所述衬底支架暴露于清洁气体，用于在所述清洁气体与所述衬底支架上的沉积物之间产生反应从而除去所述材料沉积物，其中，所述反应期间产生的热量使所述衬底支架的温度升高到高于所述预选衬底支架温度；对所述加热功率进行调整，用于补偿所述反应期间产生的所述热量；对所述室清洁处理期间所述衬底支架的温度或所述加热功率中至少一项进行监视；根据所述监视步骤确定所述衬底支架的清洁状态，所述确定步骤是通过下列至少一项对比进行的将监视到的所述衬底支架温度与所述预选衬底支架温度进行的对比，或者将监视到的所述加热功率与所述预选水平的加热功率进行的对比；根据所述确定步骤得到的所述状态，进行下列步骤之一a)继续所述暴露步骤和所述监视步骤，b)停止所述处理。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述监视步骤包括对所述加热功率和所述衬底支架的温度都进行监视。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述确定步骤表明监视到的所述加热功率等于所述预选水平的加热功率时，进行所述停止处理的步骤。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括向所述衬底支架施加预选水平的冷却功率的步骤，用于获得所述预选衬底支架温度；对所述冷却功率进行调整以补偿所述反应期间产生的热量的步骤；在所述室清洁处理期间对所述冷却功率进行监视的步骤；其中，所述确定步骤包括将监视到的所述冷却功率与所述预选水平的冷却功率进行比较。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，在所述确定步骤表明监视到的所述冷却功率等于所述预选水平的冷却功率时，进行所述停止处理的步骤。
22.一种计算机可读介质，含有用于在处理器上执行的程序指令，所述程序指令在由所述处理器执行时使处理系统进行权利要求1所述的步骤。
23.一种具有处理室的处理系统，包括系统元件，其上具有材料沉积物；气体注入系统，设置为在放热性室清洁处理中将所述处理室中的所述系统元件暴露于清洁气体，以从所述系统元件除去材料沉积物；控制器，设置为在所述室清洁处理中对至少一个与温度有关的系统元件参数进行监视以确定所述系统元件的清洁状态，其中，所述控制器还设置为根据所述状态对所述处理系统进行控制。
24.根据权利要求23所述的处理系统，还包括电源，所述电源设置为向所述系统元件施加处于预选值的加热功率并在所述室清洁处理期间对所述加热功率进行调整，其中，所述控制器设置为对所述调整过的加热功率进行监视。
25.根据权利要求24所述的处理系统，其中，所述电源设置为给电阻加热器或加热灯供电。
26.根据权利要求24所述的处理系统，还包括热交换系统，所述热交换系统设置为向所述系统元件施加处于预选值的冷却功率并在所述室清洁处理期间对所述冷却功率进行调整，其中，所述控制器设置为对所述调整过的冷却功率进行监视。
27.根据权利要求23所述的处理系统，还包括热交换系统，所述热交换系统设置为向所述系统元件施加处于预选值的冷却功率并在所述室清洁处理期间对所述冷却功率进行调整，其中，所述控制器设置为对所述调整过的冷却功率进行监视。
28.根据权利要求23所述的处理系统，其中，所述气体注入系统设置为将所述系统元件暴露于含有ClF3、F2、NF3或HF或者这些成分中至少两种的组合的清洁气体。
29.根据权利要求28所述的处理系统，其中，所述气体注入系统还设置为将所述系统元件暴露于含有Ar、He、Ne、Kr、Xe或N2或者这些成分中至少两种之组合的清洁气体。
30.根据权利要求23所述的处理系统，其中，所述控制器设置为通过检测所述至少一个与温度有关的系统元件参数的改变，而对所述至少一个与温度有关的系统元件参数进行监视。
31.根据权利要求23所述的处理系统，其中，所述控制器设置为通过将所述至少一个监视到的与温度有关的系统元件参数与阈值进行比较，来确定所述系统元件的清洁状态。
32.根据权利要求31所述的处理系统，其中，所述阈值包括预选的系统元件温度值。
33.根据权利要求26所述的处理系统，其中，所述控制器设置为通过将所述监视到的调整过的加热功率、或调整过的冷却功率、或所有这两项与将所述系统暴露于所述清洁气体之前向所述系统元件施加的相应的预选值进行比较，来确定所述系统元件的清洁状态。
34.根据权利要求31所述的处理系统，其中，所述控制器设置为通过在达到所述阈值之后停止所述室清洁处理而对所述处理系统进行控制。
35.根据权利要求23所述的处理系统，其中，所述控制器还设置为，通过把针对于两个或更多个与温度有关的系统元件参数监视到的值相联系而计算出调整过的系统元件参数、并将所述调整过的系统元件参数与调整过的阈值进行比较，而确定清洁状态，所述调整过的阈值是通过把针对于所述两个或更多个与温度有关的系统元件参数的预选值相联系而计算的。
36.根据权利要求23所述的处理系统，其中，所述系统元件包括衬底支架、喷头、屏蔽、挡板、环、电极或室壁。
37.根据权利要求23所述的处理系统，其中，所述系统元件包括陶瓷衬底支架，所述陶瓷衬底支架含有Al2O3、AlN、SiC、BeO或LaB6中的至少一种或者其组合物。
38.根据权利要求23所述的处理系统，其中，所述材料沉积物含有含硅沉积物、高k沉积物、金属沉积物、金属氧化物沉积物或金属氮化物沉积物中的至少一种。
39.一种具有处理室的处理系统，包括系统元件，其上具有材料沉积物；用于在放热性室清洁处理中将所述处理室中的所述系统元件暴露于清洁气体以从所述系统元件除去所述材料沉积物的装置；处理装置，用于在所述室清洁处理中对至少一个与温度有关的系统元件参数进行监视；根据所述监视而确定所述系统元件的清洁状态；根据所述状态对所述处理系统进行控制。
40.根据权利要求39所述的处理系统，还包括用于向所述系统元件施加加热功率的装置。
41.根据权利要求39所述的处理系统，还包括用于向所述系统元件施加冷却功率的装置。
全文摘要
本发明公开了用于对处理室(10)中的放热性室清洁处理进行控制的方法(700、800)和系统(1)。本方法(700、800)包括在室清洁处理过程中将系统元件(20)暴露于清洁气体(15)以从系统元件(20)除去材料沉积物(45)，在室清洁处理中对至少一个与温度有关的系统元件参数进行监视，根据监视来确定系统元件(20)的清洁状态，并根据确定得到的状态进行下列步骤之一a)继续进行暴露和监视；b)停止处理。
文档编号C23F4/00GK1942603SQ200580011000
公开日2007年4月4日 申请日期2005年4月14日 优先权日2004年6月17日
发明者以马利·盖德帝 申请人:东京毅力科创株式会社