專利名稱：干法清洗時間的確定方法、裝置及等離子體處理設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及等離子體技術領域，具體的，涉及一種干法清洗時間的確定方法/裝 置，以及一種干法清洗方法。此外，本發明還涉及應用上述方法和/或裝置的等離子體處理 設備。
背景技術：
當今社會，集成電路已經應用到了生活中的方方面面。同時，用戶對產品的穩定性 和均一性提出了更高的要求。因此，生產企業必須不斷完善自身的生產工藝以適應新的市 場需求。在實際生產中，用于生產/加工集成電路等的等離子體處理設備需要進行定期清 洗以去除附著在內壁上的反應副產物。目前，比較有效的清潔方式是濕法清洗，其利用化學 試劑和一系列的清洗流程并借助物理機械摩擦的手段以達到清潔腔室的目的。但是，濕法 清洗需要停機并對設備進行拆卸，不但影響產能而且難以保證工藝的均一性和可重復性。 作為濕法清洗的一種補充手段，干法清洗采用能夠與附著物發生反應的工藝氣體所形成的 等離子體對腔室內壁進行刻蝕，從而實現清潔腔室的目的。干法清洗可在無需停機的基礎 上對腔室進行快速清潔，因而多在兩次濕法清洗之間使用。干法清洗的運用不僅延長了濕 法清洗的間隔時間，同時還能獲得更加穩定的片與片之間的工藝重復性和均一性。但是，在干法清洗技術的實際應用中，如何準確判定清洗終點一直是亟待技術人 員解決的重要問題之一。目前，較為常用的判定方法是通過觀察0ES(原子發射光譜)的譜 線變化，并在光譜強度穩定后加上一個過清洗時間來確定終點時間。其中，增加一段過清洗 時間的目的在于確保腔室能夠被完全清潔，至于這段時間的長度，可通過大量的統計數據 得出。然而在實際應用中，為了使該方法能夠適用于不同的工藝腔室，往往會將過清洗時間 設定得比較長，這樣不但會因延長清洗時間而降低生產效率，而且還會因過清洗而產生過 刻現象并最終縮短設備使用壽命。
發明內容
為解決上述問題，本發明提供一種用于確定干法清洗時間的方法和裝置，其能夠 較為精確地確定對工藝腔室進行干法清洗時的終點，從而提高工藝生產效率，并延長工藝 腔室及其內部的部件的使用壽命。此外，本發明還提供一種干法清洗方法及應用上述方法和/或裝置的等離子體處 理設備，其同樣具有提高工藝生產效率、延長工藝腔室及其內部的部件的使用壽命等特點。為此，本發明提供下述技術方案本發明提供一種干法清洗時間的確定方法，其包括下述步驟步驟100，借助于清 洗氣體對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理，并利用紅外光譜儀實時測定所 述腔室內壁上的附著物的紅外吸收光譜；步驟300，根據所述附著物的紅外吸收光譜確定 所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。
其中，所述步驟300具體包括步驟240，根據所述附著物的紅外吸收光譜確定吸 收率的第一驟降點和第二驟降點；步驟250，在所述第一驟降點所對應的時刻與第二驟降 點所對應的時刻之間選取一個時間點，并將其作為所述清洗氣體進行清潔處理的終點時 刻。其中，在所述步驟240之前還包括這樣的步驟步驟220，對測得的紅外吸收光譜 進行去噪處理；和/或步驟230，對經過去噪處理的紅外吸收光譜數據進行均一化處理；并 且在所述步驟240中，根據經去噪處理和/或均一化處理的紅外吸收光譜確定吸收率的第 一驟降點和第二驟降點。其中，在所述步驟220中，根據下述公式1并利用移動平均法對測得的紅外吸收光 譜進行去噪處理公式1 :Dn = [Dt (n+0) +Dt (n+1) +Dt (n+2) +......+Dt(n+n，)]/(n，+1)Dn表示t = n時刻所對應的經去噪處理后的紅外吸收光譜強度；Dt (n+n')表示t = n+n'時刻所對應的實際測量并未經去噪處理的紅外吸收光譜
強度；n’為大于等于0的整數，并且其上限的取值范圍滿足500彡n’彡1500。其中，在所述步驟230中，根據下述公式2對紅外吸收光譜進行均一化處理公式2 :Dn，= Dn/D*Dn’表示在t = n時刻所對應的經均一化處理后的紅外吸收光譜強度；Dn表示t = n時刻所對應的經去噪處理后的紅外吸收光譜強度；D*表示在均一化處理時所選取的紅外吸收光譜強度的基準值。作為另一個技術方案，本發明還提供一種工藝腔室的干法清洗方法，用以對等離 子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理，其包括下述步驟步驟10，根據采用本發明 提供的上述干法清洗時間確定方法而確定的時間設置清洗時間；步驟20，在所述清洗時間 內，利用清洗氣體對工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理。其中，在所述步驟20之后還包括步驟40 即，利用吹掃氣體對所述工藝腔室進行 吹掃處理。其中，所述附著物包括SiOBr，所述清洗氣體包括含氟氣體。其中，在所述步驟20和步驟40之間還包括步驟30 即，利用不含氟的清洗氣體繼 續對工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理。作為本發明的又一個技術方案，本發明還提供一種等離子體處理設備，其包括工 藝腔室，在該工藝腔室的側壁上或在工藝腔室上方的石英窗上設置紅外光譜儀，并采用本 發明提供的上述干法清洗時間確定方法來確定對所述工藝腔室內壁上的附著物進行清潔 處理的清洗時間。作為本發明的再一個技術方案，本發明還提供一種等離子體處理設備，其包括工 藝腔室，在該工藝腔室的側壁上或在工藝腔室上方的石英窗上設置紅外光譜儀，并采用本 發明提供的上述工藝腔室干法清洗方法來對所述工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理。此外，本發明還提供一種干法清洗時間的確定裝置，其包括清洗單元，用以借助 于清洗氣體對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理；紅外光譜儀，其設置在所 述工藝腔室的側壁上或在工藝腔室上方的石英窗上，用以實時測定所述腔室內壁上的附著
6物的紅外吸收光譜；控制和處理單元，用以根據所述附著物的紅外吸收光譜確定吸收率的 第一驟降點和第二驟降點，并在所述第一驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻 之間選取一個時間點，并將其作為所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。其中，所述干法清洗時間的確定裝置還包括數據處理單元，其設置在紅外光譜儀 與控制和處理單元之間，用以對測得的紅外吸收光譜進行去噪處理，和/或對經過去噪處 理的紅外吸收光譜數據進行均一化處理，并將處理后的數據傳輸至控制和處理單元；相應 地，所述控制和處理單元根據經去噪處理和/或均一化處理的紅外吸收光譜確定吸收率的 第一驟降點和第二驟降點。另外，本發明還提供一種等離子體處理設備，其包括工藝腔室，并設置有本發明提 供的上述干法清洗時間確定裝置，借助于該裝置來確定對等離子體工藝腔室內壁上的附著 物進行清潔處理的清洗時間。本發明具有下述有益效果本發明提供的干法清洗時間的確定方法/確定裝置中，采用紅外光譜儀實時監測 工藝腔室內壁上的附著物的紅外吸收光譜，并在紅外吸收光譜的第一驟降點所對應的時刻 與第二驟降點所對應的時刻之間選取一個時間點，將其作為清洗氣體進行清潔處理的終點 時刻。這樣，由于所確定的終點時刻處于第二驟降點(完全清洗)之前，因而清洗時間相對 較短、效率高，并且也不會產生過刻蝕現象，也就是說，本發明提供的干法清洗時間的確定 方法/確定裝置不僅可以提高系統生產效率，而且還可以延長工藝腔室及其內部的零部件 的使用壽命。類似地，由于本發明提供的干法清洗方法中所采用的清洗終點時刻是采用本發明 提供的上述干法清洗時間的確定方法而確定的，因此，其同樣具有清洗時間短、系統生產效 率高以及零部件使用壽命長等特點。此外，由于本發明提供的等離子體處理設備采用了本發明提供的上述干法清洗時 間的確定方法和/或確定裝置，因此，其同樣具有清洗時間短、生產效率高以及零部件使用 壽命長等特點。
圖1為一種設置有紅外光譜儀的等離子體處理設備；圖2為本發明提供的干法清洗時間確定方法的一個優選實施例的流程示意圖；圖3為利用紅外光譜儀所測得的附著物的紅外吸收光譜圖；圖4為經過均一化處理后的紅外吸收光譜圖；圖5為紅外光譜吸收度下降不同的幅度時腔室內的顆粒數量變化情況的示意圖； 以及圖6為本發明提供的干法清洗時間確定方法的一個優選實施例的流程示意圖。
具體實施例方式本發明的核心是利用不同化合 均具有與其特征相應的固有紅外吸收波長這一 特性，而采用紅外光譜儀實時監測工藝腔室內壁上的附著物的紅外吸收光譜，并在紅外吸 收光譜的第一驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻之間選取一個時間點，將其作為清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。在此需要指出的是，本申請中所說的腔室內壁包 括腔室側壁及腔室上方的石英窗等。為使本技術領域的人員更好地理解本發明的技術方案，下面以具有等離子體工藝 腔室的等離子體處理設備為例，并結合附圖對本發明進行詳細描述。請參閱圖1，等離子體處理設備的工藝腔室3內設置有靜電夾持裝置，在工藝腔 室3的上方設置有石英窗2。石英窗2的大致中央位置處設置有噴嘴1，并且石英窗2上 還設置有紅外光譜儀4，用以測量在等離子體加工/處理過程中附著(包括沉積)于石 英窗2上的附著物的紅外吸收光譜。由于不同化合物都有表其特征的固定的紅外吸收波 長，這樣，通過對腔室內壁上反射光線的紅外光譜分析，就可以知道腔室內壁上附著物的 量，從而可以據此確定干法清洗的終點時刻。實際應用中，該紅外光譜儀4例如可以選用 MTIR-FTIR(Multiple Total Internal Reflection-Fourier Transform Infrared，多重內 反射-傅立葉變換紅外光譜儀)。通常在等離子體處理工藝中，附著于腔室內壁上的附著物的主要成分包括C-H或 者C-C有機物和SiOBr。在對腔室內壁進行清潔處理時，通常先采用包含3&和02的清洗 氣體與SiOBr發生反應，以將其清除。眾所周知，如果該道清洗工序的時間過長，則含氟的 清洗氣體會在清除掉相應的附著物后繼續對腔室內壁及其內的零部件進行刻蝕，進而導致 腔室內壁及其內的零部件受損；如果該道清洗工序的時間過短，則不能將附著物清除干凈， 這樣便使得該附著物仍然會對腔室內的諸如硅片等的被加工工件造成污染。事實上，腔室 上方石英窗2上的附著物更易掉落到被加工工件上而對其造成污染。因此，為了較為準確 地確定上述干法清洗的時間(即，準確地確定上述干法清洗的終點時刻)并更為有效地減 小附著物的污染，故而將前述紅外光譜儀4設置在石英窗2處，以測量石英窗2上的附著物 的紅外吸收光譜，并根據紅外吸收光譜來確定該道工序中的清洗終點時刻。下面詳細描述本發明提供的干法清洗時間的確定方法。在該方法中，首先，借助于 清洗氣體對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理，并利用紅外光譜儀實時測定 所述腔室內壁上的附著物的紅外吸收光譜；其次，根據所述附著物的紅外吸收光譜確定所 述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻，具體地，可以根據所述附著物的紅外吸收光譜確定 吸收率的第一驟降點和第二驟降點，在所述第一驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應 的時刻之間選取一個時間點，并將其作為所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。下面結合圖2以一個具體實施例來詳細說明本發明提供的干法清洗時間的確定 方法。其中，采用包含SF6和02的含氟清洗氣體對附著于工藝腔室內壁上的附著物進行清 洗，該附著物的主要成份有SiOBr。如圖2所示，在步驟210中，借助于含氟的清洗氣體對腔室內壁上的附著物進行清 潔處理。同時，利用紅外光譜儀實時測定腔室上方石英窗上的附著物的紅外吸收光譜，得到 圖3所示的附著物的紅外吸收光譜圖。從圖3中可以看出，在波數大致為llOO+AlOCKcnr1) 的范圍內，Si-0鍵的紅外吸收光譜隨著時間的推移而存在較大的變化。在步驟220中，根據下述公式1并利用移動平均法對步驟210中得到紅外吸收光 譜數據進行去噪處理Dn = [Dt (n+0) +Dt (n+1) +Dt (n+2) +......+Dt (n+n，)] / (n，+1)公式 1其中，Dn表示t = n時刻所對應的經去噪處理后的紅外吸收光譜強度；
Dt (n+n')表示t = n+n’時刻所對應的實際測量并未經去噪處理的紅外吸收光譜
強度； η’為大于等于0的整數，其具體取值可以根據去噪效果自由選擇，通常η’越大，則 終點離真實越遠，但去噪效果可能更好。為此，在實際應用中考慮到軟件的處理能力，η’的 上限取值范圍最好滿足500 ^n' ^ 1500。例如，取η’ = 2，根據公式l，tl時刻所對應的經去噪處理后的紅外吸收光譜強度 Dl = (Dtl+Dt2+Dt3)/(n，+1) = (Dtl+Dt2+Dt3)/3，也就是說，將 tl、t2 和 t3 三個時刻采 集的紅外吸收光譜數據的平均值Dl作為tl的數據。類似地，t2時刻所對應的經去噪處理 后的紅外吸收光譜強度D2 = (Dt2+Dt3+Dt4)/3，即，將t2、t3和t4三個時刻采集的紅外吸 收光譜數據的平均值D2作為t2的數據。在實際應用中，在清洗過程之初，由于腔室內壁附著物的成分復雜，例如C、H、Si、 鹵族元素等各種元素組成了多種物質，使得紅外吸收光譜的噪聲較大。因此，為了減小這種 噪聲影響并精確地確定終點時刻，可以將紅外吸收光譜數據的采集時間推后，例如推遲到 5s以后，再對所采集到的紅外吸收光譜數據進行諸如去噪處理等的處理操作。在步驟230中，根據下述公式2對經過步驟220去噪處理的紅外吸收光譜數據進 行均一化處理Dn，= Dn/D*...........................................................
............公式2其中，Dn’表示在t = η時刻所對應的經均一化處理后的紅外吸收光譜強度；Dn表示t = η時刻所對應的經去噪處理后的紅外吸收光譜強度；D*表示在均一化處理時所選取的紅外吸收光譜強度的基準值。對紅外吸收光譜數據進行均一化處理是為了避免這樣的問題S卩，因FTIR硬件差 別而導致的紅外吸收光譜強度不一致，并最終影響終點時刻的判定。在實際應用中，例如可以將7s之前的數據略去并以7s時的紅外吸收光譜強度作 為基準，將7s之后每一個采樣時刻tn的紅外吸收光譜數據Dn同該基準值進行比較以實現 數據的均一化，也就是說，公式2中的D*取7s時的紅外吸收光譜強度數值，并根據公式2而 實現數據的均一化，從而減小/消除因FTIR硬件差別而導致的紅外吸收光譜強度的差別。為了直觀地示出被均一化處理后的紅外吸收光譜強度隨時間變化的情形，可以根 據步驟230得到的均一化處理后的數據，繪制出被均一化處理后的紅外吸收光譜強度隨時 間變化趨勢，如圖4所示。其中，橫坐標表示進行清洗的時間，單位為s ；縱坐標表示各時刻 紅外吸收光譜強度相對于7s時的比值。在所述步驟240中，根據經去噪處理和/或均一化處理的紅外吸收光譜確定吸收 率的第一驟降點和第二驟降點。所謂第一驟降點指的是隨時間推移，紅外光譜吸收度第 一次出現急劇下降時的點，也就是圖4所示圖線斜率第一次出現較大轉折的那個點(即A 點)，此時，石英窗上的附著物已被部分清除而成眾多島嶼狀，也就是說，在石英窗上有些區 域的附著物已被完全清除，而有的地方卻仍然存在，因附著物被部分清除而使得紅外吸收 光譜強度急劇下降，從而形成第一轉折點。所謂第二驟降點指的是隨時間推移，紅外光譜吸 收度第二次出現急劇下降時的點，也就是圖4所示圖線斜率第二次出現較大轉折的那個點 (因圖幅原因，第二驟降點在圖4中未示出)，此時，石英窗上的附著物(至少是含有Si-O鍵的附著物)已被完全清除，從而使得紅外吸收光譜因再次急劇下降而形成第二轉折點。在步驟250中，在第一驟降點A所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻之間選 取一個時間點，并將其作為清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。例如，可以選取圖4中的 tl、t2或t3作為清洗終點時刻。其中，tl為8. 8s，此時所對應的紅外光譜吸收度相對于7s 時的基準值下降了 15%;t2為9. 4s，此時所對應的紅外光譜吸收度相對于7s時的基準值下 降了 26% ；t3為10. Os，此時所對應的紅外光譜吸收度相對于7s時的基準值下降了 40%。在實際應用中，為了清洗得更為徹底，通常會選擇靠近第二驟降點的時間點作為 清洗的終點時刻。例如，在上述tl、t2或t3三個時間點中，優選地選擇紅外光譜吸收度下 降40%的時間點t3(即10. Os)作為清洗終點時刻。下面以一個具體實例來對此進行驗證。
請參閱圖5，其中示出了不同條件下顆粒度的表現，S卩，示出了紅外光譜吸收度下 降不同的幅度時腔室內的顆粒數量變化情況，具體地，隨著干洗時間逐漸增加，紅外光譜吸 收度的下降幅度逐漸增大，腔室內的顆粒數量也相應地逐漸減小。當所選清洗終點時刻 >t3(即10.0s)時，可以得到比較穩定且良好的顆粒度表現，換言之，當紅外光譜吸收度相 對于7s時的基準值下降40%以上時，可以得到比較穩定且優秀的顆粒度表現。由此可見， 對于圖4所示圖線，選取t3作為終點時刻是合適的。換言之，干法清洗后腔室內顆粒(其 粒徑> 0. 2μπι)的增加數量可以作為所選終點時刻是否合適的評價標準。當然，在實際應用中也可以根據腔室顆粒度來確定清潔處理的終點時刻，也就是 說，可以根據實際情況預先設定到達清洗終點時刻時所允許的腔室顆粒數量，而后根據圖5 所示穩定性試驗確定當實際顆粒數量達到設定的顆粒數量時所對應的清洗時間，并將該時 間作為清洗終點時刻。需要指出的是，上文以采用含氟的清洗氣體對含有SiOBr的附著物進行干法清洗 為例，對本發明提供的干法清洗時間的確定方法進行了詳細說明，然而本發明提供的上述 確定方法并不局限于此，而是也可以應用于采用其他清洗氣體對其他成分的附著物進行清 洗的過程，只是需要根據實際情況選擇并監測相應附著物在不同波數時的紅外吸收光譜， 并據此來確定其干法清洗時間。此外，本發明還提供一種工藝腔室的干法清洗方法，用以對等離子體工藝腔室內 壁上的附著物進行清潔處理。下面結合圖6對工藝腔室的干法清洗方法進行詳細描述。如圖所示，步驟610中，設置清洗時間，該清洗時間是根據本發明提供的上述干法 清洗終點的確定方法而得到的。步驟620，在所述清洗時間內，利用包括含氟氣體的清洗氣體對工藝腔室內壁上的 附著物進行清潔處理。其中，所述附著物包括有SiOBr。步驟630，利用不含氟的清洗氣體繼續對工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理。 本步驟中的清洗氣體例如可以是02，以對步驟620清洗過程后殘存的C基復合物進一步地 進行清除。步驟640，利用吹掃氣體對所述工藝腔室進行吹掃處理。其中，吹掃氣體可以是Ar 等惰性氣體和/或N2等。對于刻蝕工藝腔室，優選地采用Ar作為吹掃氣體。可以理解的是，上述步驟630和640可以根據實際需要而確定是否必需，也就是 說，如果實際應用中僅采用步驟620的清洗過程即可滿足工藝要求，則可以不必再具有步 驟630和640的清潔處理過程。
在實際應用中，為了在步驟630中易于啟輝，在上述步驟620和步驟630之間還包 括這樣的步驟即，保持步驟620中的其他工藝條件不變，而將步驟620所采用的含氟清洗 氣體改變為步驟630所采用的不含氟清洗氣體。下面結合表1詳細說明本發明提供的工藝腔室的干法清洗方法的具體實例。請參 閱表1，其中示出了本發明提供的工藝腔室的干法清洗方法的2個具體實例及采用傳統干 法清洗方法的一個對比例。對于實例1和實例2而言，步驟1中采用含氟的清洗氣體(例如200SCCm的SF6和 30sccm的O2)清洗10s，這個清洗時間IOs是基于本發明提供的前述干法清洗時間的確定 方法的一個優選實施例而得到的，其中，采樣時間延遲7s，并且以7s時的紅外吸收光譜作 為基準，并使紅外吸收光譜相對于此下降40%時所對應的時間作為清洗終點，也就是以此 作為步驟1中的清洗時間。表1 由上可知，對比例步驟1中的清洗氣體流量與實例1中步驟1的清洗氣體流量相 同，但是前者的清洗時間為15s，比后者的清洗時間長，也就是說，相比于依據本發明提供的 方法而確定的清洗時間，傳統方法中的清洗時間較長，因而易出現過刻蝕現象，從而影響工 藝腔室及其內的零部件的使用壽命。由此可見，本發明提供的方法能夠提高清洗效率及生 產效率，能夠保護工藝腔室及其內的零部件免受清洗氣體的過刻蝕的影響，從而提高工藝 腔室及其內的零部件的使用壽命。此外，本發明還提供了一種等離子體處理設備，其包括工藝腔室，在該工藝腔室的側壁上或在工藝腔室上方的石英窗上設置紅外光譜儀。該等離子體處理設備采用本發明提 供的上述干法清洗時間的確定方法，并根據該方法所確定的清洗時間對等離子體工藝腔室 內壁上的附著物進行清潔處理。另外，本發明還提供了這樣一種等離子體處理設備，其包括工藝腔室，在該工藝腔 室的側壁上或在工藝腔室上方的石英窗上設置紅外光譜儀。該等離子體處理設備采用本發 明提供的上述干法清洗方法，以對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理。作為另一個技術方案，本發明還提供了一種干法清洗時間的確定裝置，其包括下 述單元清洗單元，用以借助于清洗氣體對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處 理。其中，該清洗氣體包括含氟氣體；該附著物包含SiOBr。紅外光譜儀，用以實時測定所述腔室內壁上的附著物的紅外吸收光譜。該紅外吸 收光譜可以是波數大致為llOCHAlOiKcnr1)的Si-O的紅外吸收光譜。控制和處理單元，用以根據所述附著物的紅外吸收光譜確定所述清洗氣體進行清 潔處理的終點時刻。其中，控制和處理單元具體可以包括驟降點確定子單元，用以根據所述附著物的 紅外吸收光譜確定吸收率的第一驟降點和第二驟降點；終點確定子單元，用以在所述第一 驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻之間選取一個時間點，并將其作為所述清 洗氣體進行清潔處理的終點時刻。在實際應用中，本發明提供的干法清洗時間的確定裝置還可以包括數據處理單 元，其設置在紅外光譜儀與控制和處理單元之間，用以對測得的紅外吸收光譜進行去噪處 理，和/或對經過去噪處理的紅外吸收光譜數據進行均一化處理，并將處理后的數據傳輸 至控制和處理單元。這樣，所述控制和處理單元根據經去噪處理和/或均一化處理的紅外 吸收光譜確定吸收率的第一驟降點和第二驟降點。至于數據處理單元進行去噪處理和均一化處理的方法和過程，類似于前面結合本 發明提供的干法清洗終點的確定方法，在此不再贅述。類似于前面結合干法清洗時間的確定方法，本發明提供的干法清洗時間的確定裝 置中，所述控制和處理單元也可以根據腔室顆粒數量的情形而在所述第一驟降點所對應的 時刻與第二驟降點所對應的時刻之間確定所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。當然， 控制和處理單元也可以在所述第一驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻之間 選擇紅外吸收強度下降40%所對應的時間點，作為所述清洗氣體進行清潔處理的終點時 刻。此外，本發明還提供一種等離子體處理設備，其包括工藝腔室，在該工藝腔室內設 置有本發明提供的上述干法清洗時間確定裝置，并借助于該裝置來確定對等離子體工藝腔 室內壁上的附著物進行清潔處理的清洗時間。可以理解的是，盡管本發明前述實施例中以等離子體處理工藝中的反應腔室內壁 上的附著物為例對本發明提供的方法/裝置和設備進行了描述，但是，本發明提供的前述 方法/裝置和設備的應用并不局限于此，而是也可以用于其他工藝中的內壁清潔處理。還可以理解的是，以上實 施方式僅僅是為了說明本發明的原理而采用的示例性實 施方式，然而本發明并不局限于此。對于本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做 出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護范圍。
權利要求
一種干法清洗時間的確定方法，其特征在于，包括下述步驟步驟100，借助于清洗氣體對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理，并利用紅外光譜儀實時測定所述腔室內壁上的附著物的紅外吸收光譜；步驟300，根據所述附著物的紅外吸收光譜確定所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。
2.根據權利要求1所述的干法清洗時間的確定方法，其特征在于，所述步驟300具體包括步驟240，根據所述附著物的紅外吸收光譜確定吸收率的第一驟降點和第二驟降點； 步驟250，在所述第一驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻之間選取一個 時間點，并將其作為所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。
3.根據權利要求2所述的干法清洗時間的確定方法，其特征在于，在所述步驟240之前 還包括這樣的步驟步驟220，對測得的紅外吸收光譜進行去噪處理；和/或 步驟230，對經過去噪處理的紅外吸收光譜數據進行均一化處理；并且 在所述步驟240中，根據經去噪處理和/或均一化處理的紅外吸收光譜確定吸收率的 第一驟降點和第二驟降點。
4.根據權利要求3所述的干法清洗時間的確定方法，其特征在于，在所述步驟220中， 根據下述公式1并利用移動平均法對測得的紅外吸收光譜進行去噪處理公式 1 :Dn = [Dt (n+0) +Dt (n+1) +Dt (n+2) +......+Dt(n+n，)]/(n，+1)其中，Dn表示t = n時刻所對應的經去噪處理后的紅外吸收光譜強度；Dt(n+n')表示t = n+n'時刻所對應的實際測量并未經去噪處理的紅外吸收光譜強度；n’為大于等于0的整數，并且其上限的取值范圍滿足500 ^n' ^ 1500。
5.根據權利要求4所述的干法清洗時間的確定方法，其特征在于，在所述步驟230中， 根據下述公式2對紅外吸收光譜進行均一化處理公式 2 :Dn，= Dn/D*其中，Dn’表示在t = n時刻所對應的經均一化處理后的紅外吸收光譜強度； Dn表示t = n時刻所對應的經去噪處理后的紅外吸收光譜強度； D*表示在均一化處理時所選取的紅外吸收光譜強度的基準值。
6.根據權利要求2所述的干法清洗時間的確定方法，其特征在于，在所述步驟250中， 根據腔室內的顆粒數量而在所述第一驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻之 間確定所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。
7.根據權利要求6所述的干法清洗時間的確定方法，其特征在于，所述附著物包括 SiOBr，所述清洗氣體包括含氟氣體；所述紅外吸收光譜包括波數大致在llOO+Z-lOCKcnT1) 范圍內的Si-0的紅外吸收光譜。
8.根據權利要求7所述的干法清洗時間的確定方法，其特征在于，在所述步驟250中， 在所述第一驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻之間選擇紅外吸收強度下降 40%所對應的時間點，并將其作為所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。
9.一種工藝腔室的干法清洗方法，用以對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理，其特征在于，包括下述步驟步驟10，根據采用權利要求1-8中任意一項所述的方法而確定的時間設置清洗時間；步驟20，在所述清洗時間內，利用清洗氣體對工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理。
10.根據權利要求9所述的干法清洗方法，其特征在于，在所述步驟20之后還包括步驟 40 即，利用吹掃氣體對所述工藝腔室進行吹掃處理。
11.根據權利要求9所述的干法清洗方法，其特征在于，所述附著物包括SiOBr，所述清 洗氣體包括含氟氣體。
12.根據權利要求11所述的干法清洗方法，其特征在于，在所述步驟20和步驟40之 間還包括步驟30 即，利用不含氟的清洗氣體繼續對工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處 理。
13.根據權利要求12所述的干法清洗方法，其特征在于，在所述步驟20和步驟30之間 還包括這樣的步驟即，保持步驟20中的其他工藝條件不變，而將步驟20所采用的含氟清 洗氣體改變為步驟30所采用的不含氟清洗氣體，以便在步驟30中易于啟輝。
14.一種等離子體處理設備，包括工藝腔室，其特征在于，在工藝腔室的側壁上或在工 藝腔室上方的石英窗上設置紅外光譜儀，并采用權利要求1-8中任意一項所述的干法清洗 時間的確定方法來確定對所述工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理的清洗時間。
15.一種等離子體處理設備，包括工藝腔室，其特征在于，在工藝腔室的側壁上或在工 藝腔室上方的石英窗上設置紅外光譜儀，并采用權利要求9-13中任意一項所述的干法清 洗方法來對所述工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理。
16.一種干法清洗時間的確定裝置，其特征在于，包括清洗單元，用以借助于清洗氣體對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理；紅外光譜儀，其設置在所述工藝腔室的側壁上或在工藝腔室上方的石英窗上，用以實 時測定所述腔室內壁上的附著物的紅外吸收光譜；控制和處理單元，用以根據所述附著物的紅外吸收光譜確定吸收率的第一驟降點和第 二驟降點，并在所述第一驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻之間選取一個時 間點，并將其作為所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。
17.根據權利要求16所述的干法清洗時間的確定裝置，其特征在于，還包括數據處理 單元，其設置在紅外光譜儀與控制和處理單元之間，用以對測得的紅外吸收光譜進行去噪 處理，和/或對經過去噪處理的紅外吸收光譜數據進行均一化處理，并將處理后的數據傳 輸至控制和處理單元；相應地，所述控制和處理單元根據經去噪處理和/或均一化處理的 紅外吸收光譜確定吸收率的第一驟降點和第二驟降點。
18.根據權利要求16所述的干法清洗時間的確定裝置，其特征在于，所述附著物包括 SiOBr，所述清洗氣體包括含氟氣體；所述紅外吸收光譜包括波數大致在llOO+Z-lOCKcnT1) 范圍內的Si-0的紅外吸收光譜。
19.根據權利要求16所述的干法清洗時間的確定裝置，其特征在于，所述控制和處理 單元在所述第一驟降點所對應的時刻與第二驟降點所對應的時刻之間選擇紅外吸收強度 下降40%所對應的時間點，作為所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。
20.一種等離子體處理設備，包括工藝腔室，其特征在于，其設置有權利要求16-19中 任意一項所述的干法清洗時間的確定裝置，并借助于該裝置來確定對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理的清洗時間。
全文摘要
本發明提供一種干法清洗時間的確定方法，其包括步驟100，借助于清洗氣體對等離子體工藝腔室內壁上的附著物進行清潔處理，并利用紅外光譜儀實時測定所述腔室內壁上的附著物的紅外吸收光譜；步驟300，根據所述附著物的紅外吸收光譜確定所述清洗氣體進行清潔處理的終點時刻。本發明還提供一種工藝腔室的干法清洗方法以及應用上述方法的等離子體處理設備。此外，本發明還提供一種干法清洗時間的確定裝置，以及應用該裝置的離子體處理設備。本發明提供的上述方法/裝置及設備能夠較為精確地確定對工藝腔室進行干法清洗時的終點，從而提高工藝生產效率，并延長工藝腔室及其內部的部件的使用壽命。
文檔編號B08B5/02GK101859689SQ20091008145
公開日2010年10月13日 申請日期2009年4月7日 優先權日2009年4月7日
發明者白志民 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司