[发明专利]质量流控制器监视

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监视连接到压力腔室的用于向所述腔室供气的质量流控制器（MFC）的方法。

背景技术

质量流控制器用于向压力腔室提供测量的气流，用于一系列过程，包括蚀刻半导体基底和在其上沉积薄膜。精确的流速在过程的再现性中可能极为重要，同样，流速的不精确可能导致由于腔室内化学品的比例改变而执行不同的过程。

因此，已经开发了用于监视质量流控制器以识别其运行中的问题的系统。典型情况下，这包括在MFC安排所期望的流速、让气流稳定、让固定容积的腔室某固定时间内或直到达到某设定压力进行填充气体、以及确定气体填充腔室的速率。在这项测试期间，腔室不受抽吸。这个速率值可以与已知的良好值比较以验证MFC是否正确运行。

US7822570、6955072和5684245表明了试图运行质量流控制器的多种方法。

这样的系统对历史上的相对长的过程时间非常实用。然而，当使用众所周知的切换Bosch过程时，期望缩短周期过程时间，结果如果MFC的打开或关闭时间与其设计长度不同，则此偏离可能变为周期时间的显著部分，由于以上阐述的原因导致过程的畸变。换句话说，对于要持续许多分钟的过程或周期，如果在向腔室供气时段内有几毫秒的变化，这导致可以忽略不计的变化。然而，如果过程或周期时间显著缩短，则MFC运行中的超前或滞后时段就变为整体的导致过程变化的显著部分。

本申请人已经研发了能够减缓这个问题的方法。

发明内容

从一方面，本发明包括一种监视连接到压力腔室的用于向处于不受抽吸状态的所述腔室供气的质量流控制器（MFC）的方法，包括周期地切换所述MFC以为测试时段创建连续的填充周期；以及在测试时段期间间隔地测量腔室压力；其特征在于，MFC的总切换时间为填充周期的至少百分之10，以及所述方法包括获得压力测量结果的平均值并把它们与历史数据比较以判断MFC是否正常运转。

应当理解，通过在测试时段期间频繁地周期化MFC，迫使切换时段变为气流时段的显著部分，结果切换中的不精确将不可避免地显露。

在优选实施例中，在腔室达到预定压力或已经发生了预定数量的周期时，测试时段可以终止。

每个周期都可以包括填充步骤和延迟（不填充）步骤。填充和/或延迟步骤的长度可以在测试周期期间变化。应当理解，正如在切换Bosch过程中的典型情况，周期期间MFC不一定完全关闭和/或完全打开。如果MFC基本上关闭和基本上打开，则测试将有效。

周期时间可以从约0.1秒变化到约60秒。在高级的切换Bosch过程中，非常期望<1s的时间。取决于计划过程时间和切换时间的相对长度，可以选择适当的周期数量。至少必须有两个。

MFC的切换时间可以从约10毫秒到约200毫秒。MFC切换时间与周期时间之比可以在约0.00017与约2之间。

另外，所述方法可以包括获得压力测量结果的梯度并把所述梯度与历史数据比较以判断MFC是否正常运转。

因此，通过绘制随时间获得的梯度，有可能判断MFC是打开变慢还是打开变快。

在另一方面，本发明包括一种监视连接到向其供气的腔室的质量流控制器（MFC）的运行的方法，包括启动测试阶段，其中MFC周期地打开和关闭一段时间；间隔地测量所述腔室压力；确定所述压力增加的梯度；以及确定测量的梯度随时间的历史趋势，以表明MFC性能的逐渐变化。

尽管以上已经定义了本发明，但是它可以包括以上或以下描述中阐述的特征的发明性结合。

附图说明

本发明可以以多种方式实行，现在将参考附图举例介绍特定实施例，其中；

图1为50SCCM循环填充速率的图，其展示了腔室压力的升高对循环或周期填充速率；以及

图2为随时间的循环填充速率梯度的图，其显示了填充速率梯度随时间的变化。

正如已经表明的，本发明引入了“短步骤/多周期”填充速率检验的概念，它能够用于识别打开或关闭慢的MFC。

因此，本申请人提议，测试腔室填充速率由大量的短过程步骤组成，从而对于每个连续的步骤，MFC都被打开或关闭（或关小到非常低的流量）。这意味着MFC打开/关闭所花的时间组成了MFC‘开启’总时间的显著部分。因此，打开/关闭时间中的任何延迟或变化都应当显露为低/高填充速率读数，从而向用户报警出现了问题。