CN111397810A

CN111397810A - 一种rps气体解离的漏气检测方法

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Publication number: CN111397810A
Application number: CN202010352492.6A
Authority: CN
Inventors: 徐远波; 刘锐; 陈杰
Original assignee: Jiangsu Shenzhou Semi Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Shenzhou Semi Technology Co ltd
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2020-07-10

Abstract

本发明提出一种RPS气体解离的漏气检测方法，包括：在反应腔内加工待加工工件；将所述反应腔设置在惰性气体中；向所述反应腔内通入氧气并点燃RPS气体，再检测所述反应腔内混合气体的发射光谱数据；至少多次稳定检测到代表气体的光谱大于参考值时判断反应腔漏气。本发明具有实时监测RPS气体解离时反应腔是否发生泄漏的能力，大大提高了检测的效率且降低了检测的难度，检测的实时性好，有效提高了RPS气体解离时的安全性。

Description

一种RPS气体解离的漏气检测方法

技术领域

本发明涉及漏气检测技术领域，尤其涉及一种RPS气体解离的漏气检测方法。

背景技术

等离子体用于半导体和印刷线路板工业中的各种类型的工业类型工艺中，以及诸如医疗设备和汽车工业中的各种其他工业中。等离子体的一种常见用途是用于在隔离或受控环境中蚀刻掉材料。各种类型的材料可以通过一个或多个等离子体蚀刻，包括玻璃、硅或其他基底材料，有机物如光致抗蚀剂、蜡、塑料、橡胶、生物制剂和植物物质，以及金属如铜、铝、钛、钨和金。等离子体还用于通过各种技术（例如通过化学气相沉积）将诸如有机物和金属的材料沉积到合适的表面上，如溅射操作、表面改性操作。溅射操作可以利用等离子体产生离子，该离子从源（例如，金属或有机物）溅射掉材料并将这些材料沉积到诸如衬底的靶上。表面改性操作使用等离子体，包括诸如表面清洁、表面活化、表面钝化、表面粗糙化、表面平滑、微机械加工、硬化和图案化的操作。

半导体加工设备的反应腔漏气就是需要严格防止的情况之一，因为空气中的N₂、CO₂、水汽及其它气体泄漏到反应腔内都会对反应腔的反应过程和成分造成重大影响，最终造成加工的缺陷，所以需要在半导体或半导体基材处理流程上对空气泄漏故障进行检测和处理。

目前，一般的真空反应腔检漏方法需要先将反应腔抽至低气压，然后用压强计测量压强随时间变化而计算出漏率。这种方法需要占用很长的时间，从而影响产能，另外这种方法不能在生产过程中实时的监控有无泄漏发生。

现有技术还利用在反应腔中点燃等离子体，然后利用等离子体点燃以后反应腔的介电常数发生变化引起的反应腔微弱电压变化（把反应腔看做是一个电容器）来测得该微弱电压值，实现检漏的目的。但是该方法存在准确性较差的缺陷。所以鉴于此，亟需提供一种便于在线检测、且检测准确度高的RPS气体解离的漏气检测方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种RPS气体解离的漏气检测方法，包括：在反应腔内加工待加工工件；将所述反应腔设置在惰性气体中；向所述反应腔内通入氧气并点燃RPS气体，再检测所述反应腔内混合气体的发射光谱数据；至少多次稳定检测到代表气体的光谱大于参考值时判断反应腔漏气。

较为优选地，通入氧气后一定时间再点燃RPS气体，等所述反应腔内混合气体混合均匀后检测所述混合气体的光谱。

较为优选地，所述代表气体包括氮气或惰性气体。

较为优选地，当所述氮气为代表气体时，其的参考值为其氮气光谱峰值的至少33％、惰性气体光谱峰值的至少33％、二氧化碳光谱峰值的至少33％。

较为优选地，当所述惰性气体为代表气体时，其的参考值为其光谱峰值的至少50％。

较为优选地，还包括：在反应腔上设置有压力变送器，当所述反应腔内压力降低大于5%时，发出漏气报警。

较为优选地，所述惰性气体和所述氧气的纯度不低于99.99%。

较为优选地，所述待加工工件的加工包括化学刻蚀和化学气相沉积。

较为优选地，所述氮气的波长为316nm，337nm，355nm之一。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

综上所述，本发明实施例具有实时监测RPS气体解离时反应腔是否发生泄漏的能力，大大提高了检测的效率且降低了检测的难度，检测的实时性好，有效提高了RPS气体解离时的安全性。

同时，本发明实施例中，将反应腔设置在惰性气体中，一旦发生泄漏以后，首先进入反应腔内的是惰性气体，而惰性气体与RPS气体不发生反应，因此对待加工工件产生的影响较小，从而也大大提高了加工的安全性。

除此之外，本发明实施例中，利用光谱仪检测时，考虑到误差影响，当多次稳定检测到代表气体的光谱大于参考值时则判断反应腔漏气，从而大大提高了检测结果的准确度。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一实施例所示方法的流程图。

图2为运用本发明一个具体实施例的反应腔的结构图。

图中：反应腔1、喷头2、输气管道3、RPS气源4、支撑座5、待加工工件6、采样管7、光谱仪8、密闭容器9、压力变送器10。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的一种RPS气体解离的漏气检测方法。

在说明本发明实施例的RPS气体（远程等离子气体）解离的漏气检测方法前，有必要介绍本发明实施例应用在具体反应腔1内的结构示意图。

参阅附图2所示，其中所述的反应腔1可以是广泛应用的等离子刻蚀或化学沉积装置的腔体，反应腔1的顶部可以设有喷射RPS气体（远程等离子气体）的喷头2，喷头2通过输气管道3与RPS气源4连接，喷头2接受来自RPS气源4的反应气体并均匀分布到反应腔1内，同时喷头2也可以作为RPS等离子气体产生的上电极，反应腔1的下部设有一个支撑座5，待加工工件6设置在支撑座5上，通过一个射频电源施加到支撑座5中的下电极使得上下电极间产生高频电场点燃RPS气体（远程等离子气体）。同时在反应腔1的右侧可以设置一个采样管7，采样管7的一端连接光谱仪8，用于检测反应腔1内混合气体的发射光谱数据。同时，反应腔1设置在密闭容器9内，密闭容器9内可以充满惰性气体，以隔绝反应腔1与空气的联系。

再参阅附图1所示，本发明实施例的一种RPS气体解离的漏气检测方法，包括：

首先，在反应腔1内加工待加工工件6；

然后，将所述反应腔1设置在惰性气体中；

接着，向所述反应腔1内通入氧气并点燃RPS气体，再检测所述反应腔1内混合气体的发射光谱数据；

最后，至少多次稳定检测到代表气体的光谱大于参考值时判断反应腔漏气。

在本发明实施例中，首先，RPS气体解离时发出的光线传输给光谱仪8，利用光谱仪8提取等离子光信号的频谱分布，最后通过光谱仪8的上位机（如计算机）计算、比较来判断混合气体中各成分气体的浓度，根据混合气体中代表气体的光谱是否大于参考值来反应腔1是否发生了空气泄漏。如果反应腔1有泄漏，密闭容器9中的惰性气体或者空气就会进入反应腔，光谱中就会出现惰性气体、空气的特征谱线。惰性气体、空气的特征谱线的强弱与反应腔1的漏率成正相关。因此，通过对光谱中的代表气体的等离子谱线的实时检测，即可对反应腔1的泄漏水平进行实时检测。

综上所述，本发明实施例具有实时监测RPS气体解离时反应腔1是否发生泄漏的能力，大大提高了检测的效率且降低了检测的难度，检测的实时性好，有效提高了RPS气体解离时的安全性。

同时，本发明实施例中，将反应腔1设置在惰性气体中，一旦发生泄漏以后，首先进入反应腔1内的是密闭容器9内的惰性气体，而惰性气体与RPS气体不发生反应，因此对待加工工件6产生的影响较小，从而也大大提高了加工的安全性。

通入氧气后一定时间再点燃RPS气体，等所述反应腔内混合气体混合均匀后检测所述混合气体的光谱，这样可以确保通入的氧气被充分点燃、RPS解离，从而有利于保证光谱检测数据的准确性。

所述代表气体包括氮气或惰性气体，这是因为若泄漏进入空气时，空气的主要成分为氮气，因此可以讲氮气作为代表气体；而反应腔1设置在惰性气体中，一旦反应腔1发生泄漏，惰性气体不可避免地会进入到其内部，因此，将该惰性气体作为代表气体非常具有代表性。当所述氮气为代表气体时，说明存在空气泄漏的情况，考虑到空气中氮气、二氧化碳浓度较高，因此可以考虑检测氮气、二氧化碳的光谱峰值，而当空气泄漏时，反应腔1外的惰性气体不可避免地也会泄漏进入反应腔1，因此，也需要检测惰性气体的光谱峰值，其的参考值为其氮气光谱峰值的至少33％、惰性气体光谱峰值的至少33％、二氧化碳光谱峰值的至少33％。

当所述惰性气体为代表气体时，说明此时反应腔1外的惰性气体发生泄漏，而并不一定有空气泄漏进入，因此也可以单独将惰性气体作为代表气体，此时为提高检测的准确度，惰性气体的参考值为其光谱峰值的至少50％。考虑到氮气的波长，因此在光谱分析氮气时，氮气的波长为316nm，337nm，355nm都需要进行统计分析。

具体的，作为本发明的另一个实施例的RPS气体解离的漏气检测方法，还包括：在反应腔1上设置有压力变送器10，当所述反应腔1内压力降低大于5%时，发出漏气报警，这样可以进一步提高漏气检测的准确性和实时性。所述惰性气体和所述氧气的纯度不低于99.99%，可以减少掺杂气体对RPS气体解离过程的不利影响；同时，所述待加工工件的加工包括化学刻蚀和化学气相沉积。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

Claims

1.一种RPS气体解离的漏气检测方法，其特征在于，包括：

在反应腔内加工待加工工件；

将所述反应腔设置在惰性气体中；

向所述反应腔内通入氧气并点燃RPS气体，再检测所述反应腔内混合气体的发射光谱数据；

至少多次稳定检测到代表气体的光谱大于参考值时判断反应腔漏气。

2.根据权利要求1所述的一种RPS气体解离的漏气检测方法，其特征在于，通入氧气后一定时间再点燃RPS气体，等所述反应腔内混合气体混合均匀后检测所述混合气体的光谱。

3.根据权利要求1所述的一种RPS气体解离的漏气检测方法，其特征在于，所述代表气体包括氮气或惰性气体。

4.根据权利要求3所述的一种RPS气体解离的漏气检测方法，其特征在于，当所述氮气为代表气体时，其的参考值为其氮气光谱峰值的至少33％、惰性气体光谱峰值的至少33％、二氧化碳光谱峰值的至少33％。

5.根据权利要求3所述的一种RPS气体解离的漏气检测方法，其特征在于，当所述惰性气体为代表气体时，其的参考值为其光谱峰值的至少50％。

6.根据权利要求1所述的一种RPS气体解离的漏气检测方法，其特征在于，还包括：在反应腔上设置有压力变送器，当所述反应腔内压力降低大于5%时，发出漏气报警。

7.根据权利要求1所述的一种RPS气体解离的漏气检测方法，其特征在于，所述惰性气体和所述氧气的纯度不低于99.99%。

8.根据权利要求1所述的一种RPS气体解离的漏气检测方法，其特征在于，所述待加工工件的加工包括化学刻蚀和化学气相沉积。

9.根据权利要求3所述的一种RPS气体解离的漏气检测方法，其特征在于，所述氮气的波长为316nm，337nm，355nm之一。