[发明专利]用于制造工艺监测的石英晶体微天平传感器及相关方法

说明书

一种用于监测制造系统中的制造工艺的监测装置。所述监测的制造系统包括工艺室和多个流程部件。石英晶体微天平(QCM)传感器监测制造系统的多个流程部件中的一个流程部件，并且被配置用于在制造工艺期间暴露到该一个流程部件中的工艺化学品。控制器测量由于在制造工艺期间QCM传感器和该一个流程部件中的工艺化学品之间的相互作用而导致的QCM传感器的谐振频率偏移。控制器确定工艺室中的制造工艺的参数，所述工艺室中的制造工艺的参数是作为该一个流程部件内的QCM传感器的所测量的谐振频率偏移的函数。

相关申请的交叉引用

本申请是美国临时专利申请N0. 62/550,194和美国临时专利申请No. 62/550,226（每个在2017年8月25日提交）的非临时性专利申请并且要求其优先权和权益，并且每个这样的申请的全部内容由此通过引用结合在本文中。

背景技术

本公开涉及用于使用一个或多个石英晶体微天平(QCM)传感器来监测制造系统的方法和系统。

在半导体工业和微电子制造中，存在监测制造工艺（例如在晶片处理期间检测空气泄漏）的需要。晶片（其充满装置）中的临界层的电特性可能受到无意的掺杂（该无意的掺杂是由于氧吸收导致）和材料改变（该材料改变是由于作为泄漏的结果的化学反应）的影响。例如，在半导体制造中的一些材料（像钛），以及在有机发光二极管(OLED)制造中的镁或有机材料与空气中的组分高度反应。为了减轻损失，许多工具使用在传送室上安装的单个集中式昂贵空气泄漏传感器（例如残留气体分析仪或光发射光谱仪），以在室狭缝阀打开时在晶片传送期间并且连续地监测空气泄漏。在晶片处理期间，其中安装传感器的传送室维持与工艺室隔离，因此，在处理的晶片上的任何潜在的空气吸收不会被知道直到异位计量传感器在检查晶片上检测到空气吸收为止。在空气泄漏的情况下，常规技术可能导致昂贵的晶片废弃。除了它们的高价格，常规传感器可能出于诸如化学相容性、压力和温度的原因而不适合用于许多工艺。

前述背景技术描述了与已知的研究、开发和设计工具和方法相关的问题、缺点和不足中的一些但未必是全部。

发明内容

在实施例中，提出了一种用于监测制造系统中的制造工艺的监测装置。所述监测的制造系统包括工艺室和多个流程部件。QCM传感器监测所述制造系统的所述多个流程部件中的一个流程部件，并且被配置用于在所述制造工艺期间暴露到所述一个流程部件中的工艺化学品。控制器测量由于在所述制造工艺期间所述QCM传感器和所述一个流程部件中的所述工艺化学品之间的相互作用而导致的所述QCM传感器的谐振频率偏移。所述控制器确定所述工艺室中的所述制造工艺的参数，所述工艺室中的所述制造工艺的参数是作为所述一个流程部件内的所述QCM传感器的所述测量的谐振频率偏移的函数。

在实施例中，本文提出的是一种用于监测制造系统中的制造工艺的监测装置被提出。所述监测的制造系统包括工艺室和多个流程部件，所述多个流程部件包括排气管线或供应管线。QCM传感器监测所述制造系统的所述多个流程部件的所述排气管线或所述供应管线，并且被配置用于在所述制造工艺期间暴露到所述排气管线或所述供应管线中的工艺化学品。控制器测量由于在所述制造工艺期间所述QCM传感器与所述排气管线或所述供应管线中的所述工艺化学品之间的相互作用而导致的所述QCM传感器的谐振频率偏移。所述控制器确定所述工艺室中的所述制造工艺的参数，所述工艺室中的所述制造工艺的参数是作为所述排气管线或所述供应管线内的所述QCM传感器的所述测量的谐振频率偏移的函数。在所述制造工艺期间所述排气管线或所述供应管线中的所述工艺化学品包括所述工艺室中的所述制造工艺的反应副产物或未消耗前体中的至少一个。所述QCM传感器的质量由于所述未消耗前体或所述反应副产物而改变。所述控制器确定由于所述QCM传感器的所述测量的谐振频率偏移而导致的所述工艺室中的所述制造工艺的所述参数，所述QCM传感器的所述测量的谐振频率偏移指示所述QCM传感器的所述变化的质量。