[发明专利]使用计算机视觉系统的原位室清洁终点检测系统和方法

说明书

本发明涉及使用计算机视觉系统的原位室清洁终点检测系统和方法。一种系统包括安装在处理室的窗外部并邻近所述窗的相机，所述处理室被配置成处理半导体衬底。所述窗使得所述相机能观察到所述处理室内的部件。所述相机被配置为于在正在所述处理室内执行的处理期间生成指示所述部件的状态的视频信号。该系统还包括耦合到所述处理室上的控制器。该控制器被配置成：控制所述相机；处理来自所述相机的所述视频信号；根据对所述视频信号的所述处理确定所述部件的状态；以及根据所述部件的所述状态确定是否终止所述处理。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月20日提交的美国临时申请No.62/575,190的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及衬底处理系统，更具体地涉及用于使用计算机视觉系统检测残留膜去除的终点的检测系统和方法。

背景技术

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的描述的各方面中描述的范围内的当前指定的发明人的工作既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

衬底处理系统用于执行诸如在诸如半导体晶片之类的衬底上沉积和蚀刻膜之类的处理。例如，可以使用化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)或其他沉积处理来执行沉积以沉积导电膜、介电膜或其他类型的膜。在沉积期间，可以在一个或多个处理步骤期间将一种或多种前体气体供应到处理室。等离子体可用于引发化学反应。

在执行沉积之后，将工艺气体抽空并从处理室移除衬底。当膜沉积在衬底上时，膜也沉积在位于处理室中的部件上。随着时间的推移，残留的膜积聚在这些部件上并且需要被去除以防止颗粒污染、机械变形和/或衬底缺陷。周期性地执行室清洁处理以从处理室中的部件上去除残留膜。

目前，使用固定时间清洁处理。使用室观察口或使用化学传感器(例如红外吸收检测器和/或残留气体分析仪(RGA))手动执行清洁的验证。基于定时的清洁需要手动验证处理室状态是否清洁。这种方法的另一个限制是无法预测在处理或硬件发生变化时的清洁时间。对工艺配方或室配置的任何修改都可导致残留膜的不同累积和室清洁处理的不同蚀刻速率。这导致需要手动表征的不同清洁时间。

化学传感器通常很昂贵并且可能具有受限的应用。例如，红外吸收检测器通常限于特定的气体种类。RGA也限于探测器可以分析的特定原子质量。

发明内容

一种系统包括安装在处理室的窗外部并邻近所述窗的相机，所述处理室被配置成处理半导体衬底。所述窗使得所述相机能观察到所述处理室内的部件。所述相机被配置为于在正在所述处理室内执行的处理期间生成指示所述部件的状态的视频信号。该系统还包括耦合到所述处理室上的控制器。该控制器被配置成：控制所述相机；处理来自所述相机的所述视频信号；根据对所述视频信号的所述处理确定所述部件的状态；以及根据所述部件的所述状态确定是否终止所述处理。

在其他特征中，响应于所述处理是被执行以去除通过先前执行的处理沉积在所述部件上的材料的清洁处理，所述控制器被配置为：将所述部件的通过所述视频信号的多个帧观察到的特征的属性的变化与预定阈值进行比较；基于所述比较确定是否去除了沉积在所述部件上的所述材料；以及响应于确定去除了沉积在所述部件上的所述材料，终止所述清洁处理。

在其他特征中，响应于所述处理是被执行以去除通过先前执行的处理沉积在所述部件上的材料的清洁处理，所述控制器被配置为：将从所述视频信号捕获的图像与预定图像进行比较；基于所述比较确定是否去除了沉积在所述部件上的所述材料；以及响应于确定去除了沉积在所述部件上的所述材料，终止所述清洁处理。