间歇性停滞流的制作方法

间歇性停滞流
优先权要求
1.本技术要求于2020年7月1日提交的美国临时专利申请序列号62/705,519的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
2.本文公开的主题总体涉及与使用清洗气体的间歇性停滞流来清洗反应室内表面的残留沉积物有关的系统、方法、设备和机器可读介质。


背景技术：

3.半导体衬底加工设备用于通过以下技术来加工半导体衬底，包括蚀刻、物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)、等离子体增强化学气相沉积(pecvd)、原子层沉积(ald)、等离子体增强原子层沉积(peald)、脉冲沉积层(pdl)、等离子体增强脉冲沉积层(pepdl)加工和抗蚀剂清除。
4.在半导体衬底加工过程中，反应室中存在的前体气体导致了室内表面的残留沉积物。例如，在应用于衬底的非晶质硬掩膜(ahm)加工后，反应室可能覆盖碳残留沉积物。在传统的室内清洗技术中，引入反应室的大部分清洗气体(诸如远程等离子体源(rps)激活的清洗气体自由基物质(如原子氧或氟化物))在扩散到室内表面并与必须清除的室内壁上的残留沉积物反应之前就已经离开了反应室。
5.本文中提供的背景描述是大体呈现本公开的上下文。应当注意，呈现本节中描述的信息是为了向本领域技术人员提供以下公开主题的一些上下文，并且不应将其视为公认的现有技术。更具体地说，当前提名的发明人的工作，就该工作在这个背景部分中被描述的程度而言，以及在提交时可能没有以其它方式被限定为现有技术的本描述的各方面，既没有明确地承认也没有暗示地承认作为针对本发明的现有技术。


技术实现要素：

6.本文提出了用于半导体衬底加工的方法、系统和计算机程序，包括用于加工半导体衬底的化学品隔离室的化学品输送系统的加热器设计解决方案技术。
7.在示例性实施方案中，一种用于清除反应室中的残留沉积物的方法包括从远程等离子体源(rps)通过直接输送将清洗气体供应至反应室。清洗气体在反应室中形成多个气流流线。多个气流流线中的每个气流流线起始于注入点并终止于室泵口，注入点流体耦接至rps以接收清洗气体，室泵口耦接至前线以排空反应室中的清洗气体。修改清洗气体的至少一个流动特性(例如，反应室的有效泵送速度或压力)以重定向至少部分多个气流流线，以在反应室的内周附近循环，从而清除残留沉积物。内周可以沿着反应室的一个或多个垂直面设置，其中一个或多个垂直面正交于包括注入点的反应室的水平面。
8.在另一个示例性实施方案中，半导体衬底加工设备包括被配置为产生清洗气体的远程等离子体源(rps)。半导体衬底加工设备进一步包括反应室，在该反应室中对半导体衬
底进行加工并形成残留沉积物。反应室流体耦接至远程等离子体源，以便通过下管将清洗气体直接输送到反应室。半导体衬底加工设备还包括通过前线与反应室流体耦接的泵。泵配置为控制从反应室排空清洗气体。前线可以终止于反应室的室泵口。半导体衬底加工设备还包括通过前线与反应室和泵流体耦接的闸阀。半导体衬底加工设备还包括与rps、反应室、闸阀和泵耦接的控制器模块。控制器模块配置为使rps通过下管向反应室提供清洗气体。清洗气体在反应室中形成多个气流流线。多个气流流线中的每个气流流线起始于下管的注入点并终止于室泵口。控制器模块配置为修改清洗气体的至少一个流动特性，以使多个气流流线中的至少一部分重定向，以在反应室的内周附近循环，从而清除残留沉积物。内周可以设置在反应室的一个或多个垂直面上或附近(或沿其设置)。一个或多个垂直面是正交于包括注入点的反应室的水平面。
9.在又另一个示例性实施方案中，一种用于从反应室清除残留沉积物的方法包括通过远程等离子体源(rps)将清洗气体直接输送供应至反应室。清洗气体在反应室中形成多个气流流线。检测与通过清洗气体从反应室清除残留沉积物有关的清洗均匀度。控制反应室的闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以基于清洗的均匀度，调节反应室内的气流流线的移动或位置，并且调节清洗气体的有效泵送速度。
附图说明
10.附图中的各种附图仅图示本公开的示例性实施方案，并不能认为是限制其范围。
11.图1是衬底加工系统的示例的功能框图，其中可使用本公开的示例。
12.图2a、图2b和图2c是根据示例性实施方案的衬底加工系统的反应室的功能框图，其中，在清洗循环中可操纵气流流线以清除残留沉积物。
13.图3是根据示例性实施方案的可使用本公开技术来清洗残留沉积物的具有多个基座以及狭缝阀口和填充板的反应室的俯视图。
14.图4是示出根据示例性实施方案的可使用本公开技术来清洗残留沉积物的狭缝阀口和沿反应室的垂直表面的内周的透视图。
15.图5是示出根据示例性实施方案的衬底平均蚀刻率(作为残留沉积物清除率的指标)与室压的变化的图。
16.图6是根据示例性实施方案的与由室内间歇性停滞流引起的可变室压力有关的压力-时间历程图。
17.图7是示出根据示例性实施方案的不同的蚀刻率(作为测试反应室内部清洗气体的间歇性停滞流清洗晶片外围的残留沉积物清洗率的指标)图。
18.图8是根据示例性实施方案的用于清除残留沉积物的方法的流程图。
19.图9是根据示例性实施方案的用于清除残留沉积物的另一方法的流程图。
20.图10是图示可实施一个或多个示例性方法实施方案或由此控制一个或多个示例性实施方案的机器的示例的框图。
具体实施方式
21.以下描述包括实施本公开内容的说明性实施方案的系统、方法、技术、指令序列和计算机机器程序产品(例如，存储在机器可读介质上)。在下文的描述中，出于解释的目的，
概述了众多具体细节以提供针对反应室内清洗气体间歇性停滞流以清除反应室表面的残留沉积物的示例性实施方案的透彻了解。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明的实施方案可以在没有这些具体细节的情况下实施。
22.在本技术中，术语“半导体晶片”、“晶片”、“衬底”、“半导体衬底”和“晶片衬底”可互换使用。术语“室”、“反应室”、“沉积室”、“反应器”、“化学隔离室”、“加工室”和“衬底加工室”也可互换使用。
23.一种类型的衬底加工设备包括包含顶部和底部电极的反应室，在电极之间施加射频(rf)功率以将工艺气体激发为等离子体，从而用于加工反应室内的半导体衬底。另一种类型的衬底加工设备包括ald工具，其是专业型cvd加工系统，其中在反应室(例如ald反应室)内作为工艺气体引入的两个或多个化学物质之间发生ald反应。cvd加工系统可以配置为在没有等离子体的情况下操作，而等离子体增强cvd(或pe-cvd)加工系统则配置为在有等离子体的情况下操作。同样地，ald加工系统可以配置为在有或没有等离子体的情况下操作。工艺气体(例如，前体气体)用于在衬底上形成(例如，在多个ald循环中)薄膜沉积材料，诸如半导体工业中使用的硅晶片。前体气体依次从气体源引入ald加工室，使气体与衬底表面反应，结合后形成沉积层。例如，衬底通常暴露于第一化学品(或化学品的组合)以形成吸收层。第一化学品或多种化学品的过剩部分通过泵送或吹扫来清除。引入第二化学品或化学品组合以与吸收层反应形成沉积材料层。具体选择两种化学品或化学品组合来相互反应，以形成沉积材料层。结合图1，对带有反应室的衬底加工设备进行了更详细的描述。
24.在衬底的加工过程中(例如，在图1、图2a、图2b或图2c所示的反应室中加工)，反应室的表面上形成残留沉积物。流体模拟表明，原子氧(以及其他用作残留沉积物清洗剂的活性自由基种)更有可能被吸入室的泵口，而不是扩散到室的外部区域(例如，狭缝阀口、填充板或其他沿室的内周设置的结构)。本文公开的技术，包括定期关闭室泵口，提供清洗气体的间歇性停滞流，从而导致室内的清洗气流流线重定向，使清洗气体能够扩散到室的外部区域，并有利于更均匀地清除残留沉积物。
25.图1是衬底加工系统的示例的功能框图，其中，在该系统100中可以使用本公开的示例。现在参考图1，如图所示的示例的衬底加工系统100配置为执行沉积。尽管pecvd衬底加工系统示出为系统100，但peald衬底加工系统或其他衬底加工系统(例如，不使用等离子体进行沉积或蚀刻的加工系统)可与本文讨论的清洗技术一起使用。衬底加工系统100包括反应室102，该反应室包围衬底加工系统100的其他组件并含有等离子体。反应室102包括气体分配设备104和衬底支撑件106，诸如静电卡盘(esc)。在操作过程中，衬底108布置在衬底支撑件106上。在一些实施方案中，衬底支撑件可以包括一个或多个基座(例如，如图2a至图2c所示)。
26.在一些示例中，气体分配设备104可以包括动力喷头109，喷头109在衬底108上分配工艺气体，并作为电极施加诱导离子轰击的射频场。喷头109可以包括杆部，该杆部包括与反应室102的顶面连接的一端。基部大体是圆柱形的，在与反应室102的顶面间隔开的位置处从杆部的相反端径向向外延伸。喷头109的基部的面向衬底的表面或面板包括多个分布的孔，(一种或多种)工艺气体通过这些孔流动。气体分配设备104可以由金属材料制成，并可以作为上电极。另外，气体分配设备104可以由非金属材料制成，并可以包括嵌入式电
极。在其他示例中，上电极可以包括导电板，工艺气体可以以其他方式引入。
27.衬底支撑件106包括作为下电极的导电基板110。基板110支撑可相当于陶瓷多区加热板的加热板112。热阻层114可以布置在加热板112和基板110之间。基板110可以包括一个或多个冷却剂通道116，用于使冷却剂流经基板110。
28.射频(rf)产生系统120产生并输出rf电压到上电极(例如，气体分配设备104)和下电极(例如，衬底支撑件106的基板110)之一中。上电极和下电极中的另一个可以在143处直流(dc)接地，交流(ac)接地，或浮动。在一些示例中，rf生成系统120可以提供双频电源，包括高频(hf)发生器121和低频(lf)发生器122，产生hf和lf电源(分别以预定的频率和功率水平)，通过匹配和分配网络124供给到上电极或下电极(或喷头)。
29.化学品输送系统130(也称为化学品输送模块)包括工艺气体源(诸如一个或多个前体罐)132-1、132-2、
……
和132-n(统称为工艺气体源132)，其中n是大于零的整数。工艺气体源流体耦接至(例如，通过多个气体线)相应的阀134-1、134-2、
……
和134-n。
30.工艺气体源132提供一种或多种工艺气体混合物、掺杂物、载气、液体前体、前体气体、清洗气体和/或净化气体。在一些示例中，化学品输送系统130输送前体气体，诸如正硅酸四乙酯(teos)气体、在沉积过程期间包括氧物质和氩气(ar)气体的气体以及包含磷酸三乙酯(tepo)和/或硼酸三乙酯(teb)的掺杂物的混合物。在一些示例中，从气相中发生掺杂物的扩散。例如，载气(如氮气、氩气或其他)富含所需的掺杂物(也是气态，如磷酸三乙酯(tepo)和/或硼酸三乙酯(teb))，并提供给硅晶片并在硅晶片上面可实现浓度平衡。在随后的加工中，晶片可放置在被加热到一定温度的石英管中。
31.回到图1，工艺气体源132通过阀134-1、134-2、
……
和134-n(统称为阀134)和质量流量控制器(mfc)136-1、136-2、
……
和136-n(统称为mfc 136)连接到混合歧管140，该混合歧管140与反应室102流体连通。工艺气体供应至混合歧管140并在其中混合。混合歧管140的输出供给到反应室102(例如，通过下管)。在某些方面，混合歧管加热到预定温度，以便在特定温度(或温度范围)下向反应室提供前体气体。在一些示例中，混合歧管140的输出供给到喷头109。二次净化气体170可以通过阀172和mfc 174供应至加工室102，例如在喷头109后。虽然是单独说明，但混合歧管140可以是化学品输送系统130的一部分。
32.温度控制器142可以与布置在加热板112中的多个热控制元件(tce)144连接。例如，tce 144可以包括，但不限于，对应于多区加热板中每个区的各自的宏观tce和/或设置在多区加热板的多个区的微观tce阵列。温度控制器142可用于控制多个tce 144，以控制衬底支撑件106和衬底108的温度。即使图1图示了衬底支撑结构中的tce，本公开并不限于此，并且tce可以配置在室的其他区域(例如室壁)。配置在室壁上的这种tce可以控制室壁温度，其可以抑制沉积，并有助于本文讨论的室清洗技术(例如，通过增加到达壁面的清洗气体的反应性)。
33.温度控制器142可与冷却剂配件146通信，以控制通过通道116的冷却剂流量。例如，冷却剂配件146可以包括冷却剂泵和储存器。温度控制器142操作冷却剂配件146，使冷却剂选择性地流经通道116，以冷却衬底支撑件106。阀150(例如，闸阀)和泵152(例如，排气泵)可用于控制压力，并将反应物从加工室102排空。在示例性实施方案中(例如，如图2c所示)，反应室可以包括多于一个闸阀(或其他类型的阀)，用于从室中排出反应物。
34.系统控制器160可用于控制衬底加工系统100的组件，包括动态监测和调整化学品
输送系统130内气体管线的加热元件的表面温度，以及执行与清除反应室内的残留沉积物有关的控制功能(例如，控制室的一个或多个闸阀的开启期和关闭期的持续时间，室内压力等)，如本文所讨论。系统控制器160也可以执行压力控制功能，诸如监测和调整反应室102内的压力。虽然示出为单独的控制器，但温度控制器142可以在系统控制器160内实施。
35.在示例性实施方案中，反应室102可以包括残留物传感器176和178，其可以安装在室的一个或多个表面上。在示例性实施方案中，残留物传感器可以配置为在残留物沉积在其上时改变表面颜色。可替代地，这些传感器可以设计成测量沉积在其上的残留物的厚度。在这方面，残留物传感器176和178可以包括光学传感器，并可以提供关于感应到的表面颜色或其他物理特性的信息，这些信息表明室内存在的残留物的数量。在一些实施方案中，残留物传感器176和178可以包括带有光学传感器的衬底标签(例如，衬底的部分)，其中光学传感器可以检测标签上的残留沉积物，并将检测到的残留沉积物(例如，衬底标签上残留物沉积的厚度)报告给配置为控制反应室内清洗均匀度的控制器模块(例如，系统控制器160)。例如，系统控制器160可以根据从残留物传感器176和178收到的残留沉积物信息检测反应室102内的清洗均匀度。系统控制器160可以控制引入到反应室中的清洗气体的至少一个流动特性，并沿反应室的表面使气流流线重定向，以实现与清除残留沉积物有关的清洗均匀度。在某些方面，系统控制器160可以控制反应室102的阀150(和/或一个或多个附加闸阀)的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以调节反应室内气流流线的移动或位置，调节室的有效泵送速度，并提高与清除室表面的残留沉积物有关的清洗均匀度。在另一个示例性实施方案中，系统控制器160可以基于室内的清洗均匀度(例如，基于来自残留物传感器176和178的残留沉积物信息)或基于将室内的压力保持在一定范围内(例如，当压力达到上限阈值时开启阀150，当压力达到下限阈值时关闭阀150)动态地调整阀150的开启期的持续时间和关闭期的持续时间。结合图2a、图2b和图2c，说明与清除残留沉积物有关的反应室的示例性实施方案。
36.图2a、图2b和图2c是根据示例性实施方案的衬底加工系统的反应室的功能框图，其中，在清洗循环期间可操纵气流流线以清除残留沉积物。参照图2a，框图200a示出了反应室206，该反应室可以是衬底加工系统的一部分，类似于图1的衬底加工系统100。在示例性实施方案中，反应室206可以包括围绕主轴毂216设置的多个基座(例如，基座212和214)，其中每个基座可以用于支撑反应室206内的衬底。即使图2a示出了两个基座，但本公开并不限于此，反应室206可以包括不同数量的基座(例如，如图3中示出了四个基座)。反应室206进一步包括沿室的水平面234设置的喷头218和220。
37.反应室206进一步包括填充板222和224，以及残留物传感器236和238，这些都是沿反应室206的垂直面230和232设置。如图2a所示，垂直面230和232大体正交于水平面234。残留物传感器236和238在功能上与结合图1讨论的残留物传感器176和178相似。填充板222和224可以设置在靠近基座212和214，并用于改善反应室206内的气体流动均匀度。
38.反应室206进一步包括室泵口228，通过前线229流体连接闸阀208和泵210。闸阀208和泵210在功能上相似于图1中的阀150和泵152。
39.反应室206配置为接收由远程等离子体源(rps)204使用工艺气体202产生的清洗气体。例如，rps 204可以使用工艺气体202产生包括活性自由基物质(例如原子氧或氟)的清洗气体。清洗气体通过下管205输送到反应室206中，该下管终止于设置在反应室206的水
平面234上的注入点226。在另一个实施方案中，清洗气体通过喷头218和220输送入反应室206。
40.在操作过程中并且如图2a所示，闸阀208开启，泵210向室206持续泵送。清洗气体从rps 204通过下管205输送到室206。在此方面，产生清洗气体的多个气流流线232，其中每个气流流线都起始于注入点226，并终止于通过前线229与闸阀208和泵210流体耦接的室泵口228。由于闸阀208是连续开启的，多个气流流线232倾向于形成沿着注入点226和室泵口228之间障碍最小的路径。例如，如图2a所示，多个气流流线232的大多数在空隙间通过，该空隙设置为在主轴毂216与基座212和214之间以及基座212与填充板222之间。因此，反应室206内的残留沉积物没有被均匀地清洗，特别是在气流流线232没有通过的区域，并且清洗气体没有在这些区域附近扩散(例如，沿着垂直面230和232的区域)。
41.图2b示出了反应室206在清洗气体间歇性停滞流期间的框图200b，此时闸阀208暂时关闭，但清洗气体仍通过注入点226引入室206。在示例性实施方案中，如图2b所示，可以修改引入反应室206内的清洗气体的至少一个流动特性，以使多个气流流线240的至少一部分被重定向到反应室的多个表面，从而达到与清除残留沉积物有关的清洗均匀度(例如，使多个气流流线240的至少一部分重定向到反应室206的内周，其中内周包括反应室206的垂直壁230和232圆周)。结合图3和图4，更详细地示出了内周。
42.在示例性实施方案中，至少一个流动特性是反应室206的有效泵送速度。更具体地说，系统控制器160可以配置为控制闸阀208的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，其中闸阀208在开启期期间开启，允许泵210从反应室中排空清洗气体，并且闸阀208在关闭期期间关闭。从另一角度看，在这种情况下，控制参数可以视为关闭时间与开启时间的比率，以及关/开周期的频率。在示例性的实施方案中，闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间各在约1秒至约2秒之间。
43.与图2a中在闸阀208开启时的多个气流流线232相比，如图2b所示，当闸阀208关闭时，使多个气流流线240重定向朝向反应室的更多内表面，包括垂直面230和232。此外，随着清洗气体继续进入反应室，清洗气体242扩散到反应室206内的大多数结构和表面，并且反应室内的压力增加，从而有更好的清洗均匀度和更高程度的清除残留沉积物。
44.在示例性实施方案中，系统控制器160可以从残留物传感器236和238接收传感器信息，以检测反应室206内的清洗均匀度。在示例性实施方案中，残留物传感器236和238可以安装在垂直面230和232上，靠近反应室的一个或多个填充板(例如填充板222和224)或一个或多个狭缝阀口(例如，如图3和图4中所示)。残留物传感器236和238可以监测它们所安装的区域附近的残留沉积物(例如，残留沉积物的厚度或存在)，并可以向系统控制器160提供传感器信息。系统控制器160基于表明清洗均匀度和剩余残留沉积物的传感器信息，控制泵210的开启期的持续时间和关闭期的持续时间。在示例性实施方案中，可以动态地配置开启期的持续时间和关闭期的持续时间(例如，基于来自残留物传感器236和238的传感器信息)。
45.在示例性的实施方案中，至少一个流动特性是在供应清洗气体242期间反应室206内的压力。更具体地说，系统控制器160(例如，基于来自残留物传感器236和238的传感器信息)可以配置并控制反应室的闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以调节反应室206内的压力，使其保持在下限阈值和上限阈值之间。例如，当反应室内的压力达到下限
阈值时，系统控制器160可以启动闸阀208的关闭期(例如，关闭闸阀208)。同样，当反应室内的压力达到上限阈值时，系统控制器160可以启动闸阀208的开启期(例如，开启闸阀208)。在示例性实施方案中，可以动态地配置下限阈值和上限阈值(例如，基于来自残留物传感器236和238的传感器信息)。在示例性实施方案中，下限阈值为约1.2托，上限阈值为约6托。
46.在示例性实施方案中，当闸阀关闭时，清洗气体扩散到室壁上，而当闸阀开启时，清洗气体在有可能会扩散到室的两侧之前就被抽走。在此方面，开启和关闭(一个或多个)闸阀之间的振荡以及每个开启和关闭期的持续时间可以基于室壁表面附近清洗气体的扩散程度(可以通过传感器监测或检测)。
47.图2c示出了包括多个闸阀的反应室206的框图200c。例如，图2c示出了具有闸阀208、244、246和248的反应室206。闸阀244可以设置在闸阀208的另一端，并在反应室206的同一水平面上。闸阀246可以沿垂直面230设置，并且闸阀248可以沿垂直面232设置。尽管图2c示出了反应室206具有四个独立的闸阀，本公开并不限于此，反应室206可以包括不同数量的闸阀(例如，大于或等于1)。在示例性实施方案中，所有的闸阀208、244、246和248都可以流体耦接至泵210，或者每个闸阀都可以流体耦接至其泵，其中系统控制器160管理所有的泵。这些阀可以同时开启和关闭，或以接次顺序开启和关闭，以便在可能需要的情况下重新分配流线以改善室的清洗。
48.在示例性实施方案中，系统控制器160基于反应室206内的清洗均匀度和残留沉积物的存在，可以独立配置每个闸阀的开启期和关闭期的持续时间。例如，一个或多个残留物传感器可置于靠近每个闸阀的表面上，并且系统控制器160可以基于残留物传感器的传感信息独立配置每个闸阀的持续时间。可替代地，可以预先配置持续时间(例如，结合图5、图6和图7所讨论得，基于衬底蚀刻率作为反应室206内清洗均匀度的指标)。在示例性实施方案中，系统控制器160可以在图2c所示的开启至少两个闸阀之间振荡，以能够调节流线型，因为从侧面泵送至室将具有与从底部泵送不同的流线型。
49.图3是根据示例性实施方案的可使用本公开技术来清洗残留沉积物的具有多个基座以及狭缝阀口和填充板的反应室300的俯视图。参照图3，反应室包括基座302、304、306和308，这些基座配置为在室内加工期间支撑衬底。图3进一步示出了沿反应室300的垂直面设置的填充板312、314、316和318。此外，图3示出了狭缝阀口320和322，这些狭缝阀口也是沿着反应室300的垂直面设置的，并且用于允许衬底从反应室300移入和移出。
50.在示例性实施方案中，残留物传感器可以设置在反应室300的垂直面上，接近填充板312-318和狭缝阀口320和322。例如，残留物传感器(例如，残留物传感器236和238)可以沿着反应室300的内周324设置。图4中示出了内周324的透视图。
51.图4是示出根据示例性实施方案的可使用本公开技术来清洗残留沉积物的狭缝阀口和沿反应室300的垂直表面的内周的透视图400。如图4所示，狭缝阀口320(以及在图4中不可见的狭缝阀口322)设置在反应室300的垂直面402上。垂直面402(可以是图2中的垂直面230或232之一)正交于反应室的水平面404，反应室包括主轴毂310和基座306和308。在示例性实施方案中，本公开的技术可用于修改清洗气体的至少一个流动特性，以使多个气流流线的至少一部分重定向，以在沿反应室的垂直面(例如，垂直面402)设置的内周324附近循环。
52.图5是示出根据示例性实施方案的衬底平均蚀刻率(作为残留沉积物清除率的指
标)与室压的变化的图500。参照图5，图500图示了反应室内衬底的平均蚀刻率随着室压的增大而降低。由于衬底平均蚀刻率可作为反应室内残留沉积物清除率的指标，衬底平均蚀刻率和室压的反向相关性可用于配置闸阀开启和关闭期的持续时间，以及反应室压力的下限和上限阈值。
53.图6是根据示例性实施方案的与由室内间歇性停滞流引起的可变室压力有关的压力-时间历程图600。参考图6，压力-时间历程图600与示例操纵闸阀占空比有关，从而造成反应室内清洗气体的间歇性停滞流，以引发残留沉积物的均匀清洗。更具体地说，在示例性实施方案中，闸阀的停歇时间(例如，开启和关闭阀之间的时间)可以保持恒定在约2秒，并且初始反应室压力可设置为约1.2托(例如，下限阈值)。在示例性实施方案中，上限阈值可以设置为约5.5或6托，但也可以使用其他上限和下限阈值。在另一示例性实施方案中，系统控制器160可以只配置闸阀的开启和关闭期的持续时间(未设置下限和上限阈值的具体数值)。
54.图7是示出根据示例性实施方案的不同的蚀刻率(作为对反应室内部清洗气体的间歇性停滞流使用不同配置的残留沉积物清洗率的指标)图700。参照图7，副图702是基线图，表示衬底蚀刻率沿衬底直径的依赖性，其中闸阀持续开启并且未操纵闸阀的占空比(例如，使闸阀在开启和关闭状态之间循环)。副图704是表示在基于闸阀的9个脉冲(或占空比的操作)的清洗循环(即闸阀被开启和关闭9次)中，衬底蚀刻率沿衬底直径的依赖性的图，关闭状态持续时间为约1秒，并且反应室压力的上限阈值为约6托。副图706是表示在基于闸阀的6个脉冲(或占空比的操作)的清洗循环(即闸阀被开启和关闭6次)中，衬底蚀刻率沿衬底直径的依赖性的图，关闭状态持续时间为约3秒，并且反应室压力的上限阈值为约7托。在示例性实施方案中，系统控制器160可以基于用于获得副图704或706的加工参数，设置闸阀的开启期和关闭期的持续时间或室压的上限阈值。
55.图8是根据示例性实施方案的用于清除残留沉积物的方法800的流程图。方法800包括可由控制逻辑执行的操作802、804和806(或控制逻辑配置或引起其他模块执行此功能)，诸如管理衬底加工设备100的操作的图1的系统控制器160，包括执行与从设备的反应室清除残留沉积物有关的操作(例如反应室102或图2a-2c中示出的任何反应室)。
56.在操作802，从远程等离子体源(rps)通过直接输送将清洗气体供应至反应室。例如，清洗气体242通过带有注入点226的下管205供应至反应室206。清洗气体在反应室内形成多个气流流线(例如，气流流线232)。多个气流流线中的每个气流流线起始于注入点(例如，注入点226)并终止于室泵口(例如，室泵口228)，该注入点流体耦接至rps以接收清洗气体，该室泵口耦接至前线(例如，前线229)以排空反应室中的清洗气体。
57.在操作804，修改清洗气体的至少一个流动特性，以使多个气流流线的至少一部分重定向，以在反应室的内周附近循环，从而清除残留沉积物。例如，修改至少一个流动特性(例如，反应室的有效泵送速度)使多个气流流线240的至少一部分被重定向到内周(例如，内周324)。内周可沿着反应室的一个或多个垂直面(例如，表面230和232)设置，一个或多个垂直面正交于包括注入点的反应室的水平面(例如，表面234)。
58.在示例性实施方案中，至少一个流动特性是反应室的有效泵送速度。在操作806，控制(例如，由系统控制器160控制)反应室的闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以调节反应室内气流流线的移动或位置，并调节有效泵送速度，其中闸阀在开启期期间
开启，并且闸阀在关闭期期间关闭。例如，系统控制器160可以基于例如来自残留物传感器236和238的传感器信息来配置闸阀208的开启期和关闭期的持续时间。
59.图9是根据示例性实施方案的用于清除残留沉积物的另一方法900的流程图。方法900包括可由控制逻辑执行的操作902、904和906(或控制逻辑配置或引起其他模块执行此功能)，诸如管理衬底加工设备100的操作的图1的系统控制器160，包括执行与从设备的反应室清除残留沉积物有关的操作(例如反应室102或图2a-2c中的任何反应室)。
60.在操作902，从远程等离子体源(rps)通过直接输送将清洗气体供应至反应室，清洗气体在反应室内形成多个气流流线。例如，清洗气体242通过带有注入点226的下管205供应至反应室206。清洗气体在反应室内形成多个气流流线(例如，气流流线232)。多个气流流线中的每个气流流线起始于注入点(例如，注入点226)并终止于室泵口(例如，室泵口228)，该注入点流体耦接至rps以接收清洗气体，该室泵口耦接至前线(例如，前线229)以排空反应室中的清洗气体。
61.在操作904，检测与通过清洗气体从反应室清除残留沉积物有关的清洗均匀度。例如，系统控制器160可使用来自残留物传感器236和238的传感器信息来确定残留沉积物的量和反应室内的清洗均匀度。
62.在操作906，控制反应室的闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以基于清洗的均匀度，调节反应室内的气流流线的移动或位置，并且调节清洗气体的有效泵送速度。例如，系统控制器160基于使用传感器信息确定的清洗均匀度来控制闸阀208的开启和关闭期的持续时间。
63.图10是图示可实施一个或多个示例性方法实施方案或由此控制一个或多个示例性实施方案的机器1000的示例的框图。在替代性实施方案中，机器1000可作为独立设备进行操作或者可以连接(例如，联网)至其他机器。在联网部署中，机器1000可以在服务器-客户端网络环境中以服务器机器、客户端机器或两者的性能进行操作。在示例中，机器1000可以充当对等(p2p)(或其他分布式)网络环境中的对等机器。此外，尽管仅示出了单个机器1000，但术语“机器”还可被认为包括机器的任何集合，其可独立地或结合地执行一组(或多组)指令来执行本文所讨论的方法中的任何一项或多项方法(诸如云计算、软件即服务(saas)或其他计算机集群配置)。
64.如本文所描述的示例可以包括或可以通过逻辑或多个组件或机制操作。电路是在包括硬件(例如，简单电路、门、逻辑)有形实体中实现的回路的集合。电路成员关系可随着时间和潜在的硬件可变性而变得灵活。电路包括可单独或组合地在操作时执行指定的操作的成员。在示例中，电路的硬件可以永恒地设计成执行特定操作(例如，硬接线的)。在示例中，电路的硬件可以包括可变连接的物理组件(例如，执行单元、晶体管、简单电路)，该物理组件包括被物理地修改的(例如，磁性地、电气地，通过可移动地放置不变的大量粒子)以对特定操作的指令进行编码的计算机可读介质。在连接物理组件时，改变了硬件成分的底层电气性质(例如从绝缘体变成导体或反之亦然)。该指令使得嵌入式硬件(例如，执行单元或加载机制)能够通过可变连接在硬件中创造电路的成员，从而在操作时执行特定操作的部分。因此，当设备操作时，计算机可读介质通信耦接至电路的其他组件。在某些方面，任何物理组件可以用在多于一个电路的多于一个的成员中。例如，在操作时，执行单元可以在一个时间点用于第一电路的第一回路，并在不同的时间供第一电路中的第二回路、或由第二电
路中的第三回路重新使用。
65.机器(例如，计算机系统)1000可以包括硬件处理器1002(例如，中央处理单元(cpu)、硬件处理器核、图形处理单元(gpu)或其任何组合)、主存储器1004和静态存储器1006，该组件的一些或全部组件可以经由互连链路(例如，总线)1008彼此通信。机器1000可以进一步包括显示设备1010、字母数字输入设备1012(例如，键盘)和用户界面(ui)导航设备1014(例如，鼠标)。在示例中，显示设备1010、字母数字输入设备1012和ui导航设备1014可以是触摸屏显示器。机器1000可以附加地包括大容量存储设备(例如，驱动单元)1016、信号生成设备1018(例如，扬声器)、网络接口设备1020以及一个或多个传感器1021。机器1000可以包括输出控制器1028，诸如，串行(例如，通用串行总线(usb))、并行或其他有线或无线(例如，红外(ir)、近场通信(nfc)等)连接以便通信或控制一个或多个外围设备(例如，打印机、读卡器等)。
66.在示例性实施方案中，硬件处理器1002可以执行系统控制器160的功能或本文上述讨论的任何控制逻辑，以配置并控制本文描述的功能，例如配置与从反应室中清除残留沉积物有关的清洗气体的间歇性停滞流(例如，如结合至少图1-图9所的讨论)。
67.大容量存储设备1016可以包括机器可读介质1022，上面存储有实施本文所描述的技术或功能中的任何一种或多种或供其利用的一组或多组数据结构或指令1024(例如，软件)。指令1024还可以完全地或至少部分地驻留在主存储器1004内、在静态存储器1006内或在由机器1000执行期间驻留在硬件处理器1002内。在示例中，硬件处理器1002、主存储器1004、静态存储器1006或大容量存储设备1016的一个或任何组合可以构成机器可读介质。
68.虽然机器可读介质1022图示为单个介质，但是术语“机器可读介质”可以包括被配置成用于存储一个或多个指令1024的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库、和/或相关联的缓存和服务器)。
69.术语“机器可读介质”可以包括能够存储、编码或承载用于由机器1000执行的指令1024且使机器1000执行本公开的技术中的任何一种或多种的任何介质或能够存储、编码或承载由这种指令1024使用或与这种指令相关联的数据结构的任何介质。非限制性机器可读介质示例可以包括固态存储器以及光介质和磁介质。在示例中，大容量机器可读介质包括带有具有不变(例如，静止)质量的多个粒子的机器可读介质1022。因此，大容量的机器可读介质不是瞬态传播信号。大容量的机器可读介质的特定示例可包括：非易失性存储器，诸如半导体存储器设备(例如，电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom))和闪速存储器设备；磁盘，诸如内置硬盘和可移除磁盘；磁光盘；以及cd-rom和dvd-rom磁盘。
70.可以进一步通过网络接口设备1020使用传输介质在通信网络1026上传输或接收指令1024。
71.可以通过任何数量的硬件和软件的规格、配置或示例部署来完成前述技术的实施。应当理解，在本说明书中所描述的功能单元或能力可被称为或标记为组件或模块，从而特别强调其实现方式的独立性。此类组件可由任何数量的软件或硬件形式来具体化。例如，组件或模块可以被实现成硬件电路，该硬件电路包括定制的超大规模集成(vlsi)电路或门阵列，诸如逻辑芯片、晶体管之类的现成的半导体，或其他分立的组件。组件或模块也可被实现在可编程硬件设备中，诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。
组件或模块也可被实现在由各种类型的处理器所执行的软件中。可执行代码的所标识的组件或模块可以例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑框，其可被组织成例如对象、过程、或函数。然而，所标识的组件或模块的可执行码不必在物理上在一起，而是可包括存储在不同位置处的不同指令，当这些指令在逻辑上结合在一起时，构成组件或模块，并且为该组件或模块实现所声称的目的。
72.实际上，可执行代码的组件或模块可以是单条指令或许多指令，并且甚至可以分布在多个不同的代码段上，分布在不同的程序之间以及跨多个存储器设备或处理系统分布。具体而言，所描述的过程的一些方面(诸如代码重写和代码分析)可能在与在其中部署代码的处理系统(例如，在嵌入在传感器或机器人的计算机中)不同的处理系统(例如，在数据中心中的计算机中)上进行。类似地，操作数据在本文可被标识并示出在组件或模块内，并且能以任何合适的形式被具体化以及可以被组织在任何合适类型的数据结构内。操作数据可作为单个数据集被收集，或者可被分布不同的位置上(包括在不同存储设备上)，并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。组件或模块可以是无源或有源的，包括可操作以执行期望功能的代理。
73.附加说明和示例
74.示例1是一种从反应室清除残留沉积物的方法，所述方法包括：从远程等离子体源(rps)通过直接输送将清洗气体供应至所述反应室，所述清洗气体在所述反应室内形成多个气流流线，其中多个气流流线中的每个气流流线起始于注入点并终止于室泵口，注入点流体耦接至rps以接收清洗气体，室泵口与前线耦接以排空反应室中的清洗；并且修改所述清洗气体的至少一个流动特性，以使所述多个气流流线中的至少一部分重定向，以在所述反应室的内周附近循环，从而清除所述残留沉积物，所述内周沿着所述反应室的一个或多个垂直面设置，所述一个或多个垂直面正交于包括所述注入点的所述反应室的水平面。
75.在示例2中，根据示例1所述的主题，其中所述至少一个流动特性是所述反应室的有效泵送速度，并且所述方法进一步包括：控制所述反应室的闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以调节有效泵送速度，所述闸阀流体耦接至所述前线和泵，所述泵配置为执行所述清洗气体的排空，其中，所述闸阀在开启期是开启的，并且所述闸阀在关闭期是关闭的。
76.在示例3中，根据示例2所述的主题包括以下主题：所述闸阀的开启期的持续时间在约1秒至约2秒之间。
77.在示例4中，根据示例2-3所述的主题包括检测与从所述反应室清除残留沉积物有关的清洗均匀度；并且基于所检测到的清洗均匀度，控制所述开启期的持续时间和所述关闭期的持续时间。
78.在示例5中，根据示例4所述的主题，其中检测所述清洗均匀度包括：监测所述反应室的一个或多个填充板附近的所述残留沉积物，所述一个或多个填充板至少部分设置在所述一个或多个垂直面上。
79.在示例6中，根据示例4-5所述的主题，其中检测清洗均匀度包括：监测所述反应室的一个或多个狭缝阀口附近的残留沉积物，所述狭缝阀口至少部分设置在所述一个或多个垂直面上。
80.在示例7中，根据示例4-6所述的主题，其中检测清洗均匀度包括：使用至少一个残
留物传感器检测所述残留沉积物的厚度，所述至少一个残留物传感器安装在所述反应室的一个或多个垂直面上；并且基于所检测到的残留沉积物的厚度，控制所述开启期的持续时间和所述关闭期的持续时间。
81.在示例8中，根据示例1-7所述的主题，其中所述至少一个流动特性是在供应所述清洗气体期间所述反应室内的压力，并且所述方法进一步包括：控制所述反应室的闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以调节所述反应室内的压力，所述闸阀流体耦接至所述前线和泵，所述泵配置为执行所述清洗气体的排空，其中，所述闸阀在开启期是开启的，并且所述闸阀在关闭期是关闭的。
82.在示例9中，根据示例8所述的主题包括：当所述反应室内的压力达到下限阈值时启动所述闸阀的关闭期；并且当所述反应室内的压力达到上限阈值时，启动所述闸阀的开启期。
83.在示例10中，根据示例9所述的主题，其中下限阈值为约1.2托，而上限阈值为约6托。
84.示例11是一种半导体衬底加工设备，所述设备包括：远程等离子体源(rps)，所述远程等离子体源被配置为产生清洗气体；反应室，在所述反应室中，加工半导体衬底并形成残留沉积物，所述反应室流体耦接至所述远程等离子体源，以便通过下管将所述清洗气体直接输送到所述反应室；泵，所述泵通过前线流体耦接至所述反应室，并且配置为控制所述清洗气体从所述反应室排空，所述前线终止于所述反应室的室泵口；闸阀，所述闸阀通过所述前线流体耦接至所述反应室和所述泵；以及与所述rps、所述反应室、所述闸阀和所述泵耦接的控制器模块，所述控制器模块配置为：使所述rps通过所述下管将清洗气体供应至所述反应室中，所述清洗气体在所述反应室内形成多个气流流线，其中，所述多个气流流线中的每个气流流线起始于所述下管的注入点并终止于所述室泵口；并且修改所述清洗气体的至少一个流动特性，以使所述多个气流流线中的至少一部分重定向，以在所述反应室的内周附近循环，从而清除所述残留沉积物，所述内周沿着所述反应室的一个或多个垂直面设置，所述一个或多个垂直面正交于包括所述注入点的所述反应室的水平面。
85.在示例12中，根据示例11所述的主题包括以下主题：所述至少一个流动特性是所述反应室的有效泵送速度，并且所述控制器模块进一步配置为控制所述反应室的闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以调节所述反应室的有效泵送速度；并且其中，所述闸阀在开启期是开启的，并且所述闸阀在关闭期是关闭的。
86.在示例13中，根据示例12所述的主题包括以下主题：所述闸阀的开启期的持续时间在约1秒至约2秒之间。
87.在示例14中，根据示例12-13所述的主题，其中所述控制器模块进一步配置为：检测与从所述反应室清除残留沉积物有关的清洗均匀度；并且基于所检测到的清洗均匀度，控制所述开启期的持续时间和所述关闭期的持续时间。
88.在示例15中，根据示例14所述的主题，其中为了检测所述清洗均匀度，所述控制器模块进一步配置为：监测所述反应室的一个或多个填充板附近的所述残留沉积物，所述一个或多个填充板至少部分设置在所述一个或多个垂直面上。
89.在示例16中，根据示例14-15所述的主题，其中为了检测所述清洗均匀度，所述控制器模块进一步配置为：监测所述反应室的一个或多个狭缝阀口附近的残留沉积物，所述
狭缝阀口至少部分设置在所述一个或多个垂直面上。
90.在示例17中，根据示例11-16所述的主题，其中所述至少一个流动特性是在供应所述清洗气体期间所述反应室内的压力，并且所述控制器模块进一步配置为：控制所述反应室的闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以调节所述反应室内的压力；并且其中，所述闸阀在开启期是开启的，并且所述闸阀在关闭期是关闭的。
91.在示例18中，根据示例17所述的主题，其中所述控制器模块进一步配置为：当所述反应室内的压力达到下限阈值时，启动所述闸阀的关闭期；当所述反应室内的压力达到上限阈值时，启动所述闸阀的开启期，并且其中，所述下限阈值为约1.2托，所述上限阈值为约6托。
92.在示例19中，根据示例11-18所述的主题包括：与所述反应室和所述泵流体耦接的至少第二闸阀，其中所述至少一个流动特性是所述反应室的有效泵送速度，并且所述控制器模块进一步配置为：控制所述闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以及所述反应室的所述至少第二闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以调节所述反应室的有效泵送速度；并且其中，所述闸阀和所述至少第二闸阀在所述开启期是开启的，并且在所述关闭期是关闭的。
93.示例20是一种从反应室清除残留沉积物的方法，所述方法包括：从远程等离子体源(rps)通过直接输送将清洗气体供应至所述反应室，所述清洗气体在所述反应室内形成多个气流流线；检测与通过清洗气体从所述反应室清除残留沉积物有关的清洗均匀度；并且控制所述反应室的闸阀的开启期的持续时间和关闭期的持续时间，以基于清洗均匀度调节所述清洗气体的有效泵送速度。
94.在示例21中，根据示例20所述的主题，其中检测所述清洗均匀度包括：监测安装在所述反应室的至少一个表面上的一个或多个传感器附近的所述残留沉积物。
95.在示例22中，根据示例20-21所述的主题，其中检测所述清洗均匀度包括：监测所述反应室的一个或多个狭缝阀口或一个或多个填充板、所述狭缝阀口和至少部分地设置在所述反应室的一个或多个垂直面上的所述一个或多个填充板附近的所述残留沉积物。
96.示例23是包含指令的至少一种机器可读介质，该指令在由处理电路执行时使该处理电路执行操作以实现示例1-22中的任一项。
97.示例24是一种设备，包括用于实现示例1-22中任一项的装置。
98.示例25是一种用于实现示例1-22中任一项的系统。
99.示例26是一种用于实现示例1-22中任一项的方法。
100.在整个说明书中，多个实例可以实现被描述为单个实例的组件、操作或结构。虽然将一个或多个方法的单独操作示出和描述为单独的操作，但可以同时执行一个或多个单独的操作，并且不需要以所示顺序执行操作。作为示例配置中的单独组件呈现的结构和功能可以被实现为组合的结构或组件。类似地，作为单个组件呈现的结构和功能可以被实现为分离的多个组件。这些和其它变化、修改、添加和改进落入本文主题的范围内。
101.在此示出的实施方案足够详细地描述，以使本领域技术人员能够实践所公开的教导。可以使用和从中导出其它实施方案，使得可以在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。因此，具体实施方式不应被认为是限制性的，并且各种实施例的范围仅由所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来限定。
102.权利要求书可能没有列出本文所公开的每一个特征，因为实施方案可以以所述特征的子集为特征。此外，实施方案可以包括比特定示例中公开的更少的特征。因此，所附权利要求由此并入到具体实施方式中，其中权利要求其本身作为的单独的实施方案。
103.如在本文所使用的，术语“或”可以以包含或排除的方式来解释。此外，可以为在本文所述的资源、操作或结构提供多个实例作为单个实例。此外，各种资源、操作、模块、引擎和数据存储之间的边界是一定程度上任意的，并且在特定说明性配置的上下文中示出了特定的操作。可以设想功能的其它分配，并且这些其它分配可以落入本公开的各种实施方案的范围内。通常，作为示例配置中的分离的资源呈现的结构和功能可以被实现为组合的结构或资源。类似地，作为单个资源呈现的结构和功能可以被实现为分离的资源。这些和其它变化、修改、添加和改进落入由所附权利要求所表示的本公开的实施方案的范围内。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。