TWI236039B - Substrate processing device, endpoint detection method for cleaning substrate processing device and endpoint detection method of substrate processing - Google Patents

Substrate processing device, endpoint detection method for cleaning substrate processing device and endpoint detection method of substrate processing Download PDF

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TWI236039B
TWI236039B TW092124038A TW92124038A TWI236039B TW I236039 B TWI236039 B TW I236039B TW 092124038 A TW092124038 A TW 092124038A TW 92124038 A TW92124038 A TW 92124038A TW I236039 B TWI236039 B TW I236039B
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Tadahiro Ishizaka
Yasuhiko Kojima
Yasuhiro Oshima
Takashi Shigeoka
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Tokyo Electron Ltd
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Description

1236039 五、發明說明（1) 一、【發明所屬之技術領域】 本發明係關於基板處理裝置、基板處理裝置之洗淨終 點偵測方法、及基板處理之終點偵測方法。 二、【先前技術】 以往於半導體晶圓（以下簡稱「晶圓」）上形成薄膜之 成膜裝置中，為人所知的是以化學方式形成薄膜的成膜裝 置。該成膜裝置係運用電漿等於晶圓上形成薄膜。 於晶圓上形成薄膜後，爐體之内壁等處會附著過程中 產生之物質。在爐體内壁等處附著有產生物之狀態下，於H 晶圓上形成薄膜時，當反應產生物從爐體内壁脫落時，晶 圓將受：到污染。因此必須定期洗淨爐體内部，清除附著於 爐體内壁等處之反應產生物。 關於爐體内部之洗淨，從洗淨不足或過度洗淨所導致 之爐體内壁等處之損傷及降低洗淨氣體（Clean Gas)之損 耗等觀點來看，偵測適當之洗淨終點變的相當重要。目 前’洗淨終點之偵測方法中為人所知的有，利用分光儀量 測電漿之發光強度，再根據發光強度偵測終點。 然而上述偵測洗淨終點之方法必須先產生電漿，而不“ 產生電漿即進行洗淨之情況則無法利用上述方法。 ” 三、【發明内容】 本發明之目的在：提供一即使在不產生電漿之情況下 亦可彳貞測洗淨終點之基板處理裝置及偵測洗淨終點之方
第11頁 1236039 五、發明說明（2) __ 法。本發明之另一目的在：提供一即使在不產將 況下亦可偵測基板處理終點之基板處理裝“水之情 理終點之方法。 息夂偵測基板處 本發明之基板處理裝置之特徵係具備下 處理容器：裝载基板，（2)洗淨氣體供給系轉Ί件：（1) 處f容器内部為目的之洗淨氣體提供至處理先容哭 ，軋裝置··針對處理容器進行排氣，（4)動二’（3) 器.偵測排氣裝置之動作狀態，（5 )終點偵恶夂1 之制結果進行洗淨終點之^…根據動 使未產生ΐϋ備動作狀態偵測器及終點谓測器，因此即 玍電4亦可偵測洗淨終點。 (1)處本理發容明，其他基板處理裝置之特徵係具備以下元件： 理基板為日° .裝載基板’（2)處理氣體供給系統：將以處 置：針對卢 處理氣體提供至處理容器内，（3)排氣裝 排氣骏晋=ΐ容器進行排氣’（4)動作狀態偵測器：偵測 剛器^價、>1 ΐ作狀態’（5)終點偵測器：根據動作狀態偵 裝置具備翻二果，仃處理終點之偵測。本發明之基板處理 電槳亦可扁、狀怨偵測器及終點偵測器’因此即使未產生 ^ J 1貝測基板處理終點。 動偵滴^哭乍^怨偵測器亦可具備偵測排氣裝置之振動之振 或音波了且Ϊ動偵測器所偵測出之振動可以是一般之振動 測洗淨$其f動偵測器時，可藉由排氣裝置之振動去偵 ▼戍基板處理之終點。 該振動偵測器亦可具備偵測排氣襄置之振動所產生之
第12頁 1236039 、發明說明（3) 音波之音波偵測器，當具備音波偵測器時，可藉排氣裝置 ，振動所產生之音波去偵測洗淨或基板處理之終點。 该終點偵測器亦可藉由振動之強度變化偵測終點。振動之 ^度變化包含規定頻率或高峰頻率中之振動強度之變化。 藉由振動之強度變化偵測終點之方式可確實偵測出洗淨或 基板處理之終點。 该排氣裝置具備以排氣為目的之可旋轉之旋轉體’而 f作狀態偵測器亦可具備偵測旋轉體之旋轉之旋轉偵測 器。旋轉偵測器所偵測出之旋轉體之旋轉包含旋轉體之旋 轉數或旋轉速度等。具備旋轉偵測器時，可由旋轉體之旋f 轉偵測出洗淨或基板處理之終點。 # "亥排氣裝置具備（1)進行排氣之可旋轉之旋轉體、（2) ^由電流之供給而使旋轉體進行旋轉之驅動機構。動作狀 恶^测器亦可具備偵測被供給至驅動機構之電流之電流偵 /則器’具備電流偵測器時，可從被供給至驅動機構之電流 偵測出洗淨或基板處理之終點。 該排氣裝置具備（1 )進行排氣之可旋轉之旋轉體、（2) 供給電流時會支撐旋轉體之磁性軸承。而動作狀態偵測器 ΐ I ΐ備偵測被供給至磁性軸承之電流之電流偵測器，具^ 備貞測器時，可從被供給至磁性軸承之電流偵測出洗•隊 淨或基板處理之終點。 呈播t發明之基板處理袭置之洗淨終點债測方法之特徵係 二哭二11步驟：（1)動作狀態偵測步驟：將以洗淨處理 合如 ：、、、目的之洗/r氣體（Cleaning Gas)供給至基板處
1236039 五、發明說明（4) 理裝置之處理容器内，並於利用排氣裝置對處理容器進行 排氣之狀態下，偵測排氣裝置之動作狀態；（2 )終點偵測 步驟：根據被偵測出之排氣裝置之動作狀態進行洗淨終點 之偵測。本發明之基板處理裝置之洗淨終點偵測方法具備 動作狀態偵測步驟以及終點偵測步驟，因此即使是不產生 電漿之情況亦可偵測洗淨終點。 本發明之基板處理之終點偵測方法之特徵係具備以下 二步驟：（1 )動作狀態偵測步驟：將以處理基板為目的之 處理氣體供給至收納基板之處理容器内，並於利用排氣裝 置針對處理容器進行排氣之狀態下，偵測排氣裝置之動作 狀態；（2)終點偵測步驟：根據被偵測出之排氣裝置之動 作狀態進行處理終點之偵測查。本發明之基板處理之終點 偵測方法具備動作狀態偵測步驟以及終點偵測步驟，因此 即使是不產生電漿之情況亦可偵測基板處理之終點。 四、【實施方式】 第1實施型態 以下針對本發明之第1實施型態進行說明。圖1係與本 實施型態相關之成膜裝置之示意之構成圖，圖2係與本實 施型態相關之渦輪分子幫浦以及其周邊之示意之構成圖。 如圖1所示，成膜裝置1具備以例如|g或不鏽鋼等所形 成之爐體2，而爐體2亦可施加表面滲鋁處理等之表面處 理。 另外，爐體2側面形成有開口 2A，開口 2A附近安裝有
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;=出3日專ί閑閥3於將晶圓W搬入爐體2内或將晶齡從爐 Γ:Λ痒于開及閉。爐體2外側則安裝有將爐體2加熱 至規疋溫度之加熱器4。 $ λ 1 if ί \内配置有裝載晶圓W的晶座5，晶座5由例如A 1 Ν "J ^瓷類所形成。晶座5内部配置有將晶座5加熱至 存1 /皿又之加熱器6。利用加熱器6將晶座5加熱至規定溫 度牯i裝載於晶座5上之晶圓？會被加熱至規定的溫度。 晶座5有三處之上下方向形成有使晶圓w升降之孔5八， 孔5A下方分別配置有可插入孔5A内之晶圓升降頂針（pin) 7。晶圓升降頂針7以直立的方式被固定於晶圓升降頂針支 撐台8上。 ' 曰曰圓升降頂針支撐台8上固定有氣缸9，利用氣缸9之 驅動使氣缸9的插銷9 A縮退時，晶圓升降頂針7會下降，晶 圓W會被裝載至晶座5上。而利用氣缸9之驅動使氣缸9的插 銷9 A伸長時，晶圓升降頂針7會上升，晶圓w會從晶座5上 離開。爐體2内部設置有包覆插銷9 A之可任意伸縮之伸縮 囊1 0，利用伸縮囊1 0將插銷9 A包覆時，可保持爐體2内部 之密閉性。 爐體2上方形成有一開口，開口處則插入有將τ i c 14等 氣體供給至爐體2之噴頭1 1。噴頭1 1之構造分為（1 )氣體供 給部1 1 A :供給TiCl4 &Ar，（2)氣體供給部11B :供給NH3及 C 1 F3 ;氣體供給部1 1 A、11 B上分別形成有將τ i c 14等氣體吐 出之多個氣體供給孔。 氣體供給部1 1 A與將T i C 14及A r供給至氣體供給部1 1 A之
第15頁 1236039 五、發明說明（6) " 刖端刀歧為二之氣體供給配管丨2相連接；氣體供給部丨i B 與將ΜΙ及C丨Fs供給至氣體供給部丨丨b之前端分歧為二之氣 體供給配管1 3相連接。 氣，供給配管12之一端與裝載TiCl4 iTiCl4供給源21 連接’氣體供給配管1 2配置有以供給τ丨c i4為目的之可任意 Fj，^閥門22以及調節Ticu流量之質量流量控制器23，質 量流量控制器2 3在被調節之狀況下，當閥門2 2被打開時， Τ 1 C I4會以規定之流量由τ丨c 14供給源2 1處被供給至爐體2 内0 氣體供給配管12之另一端與裝載Ar之Ar供給源31連 接’氣體供給配管1 2配置有以供給a r為目的之可任意開關 之閥門3 2以及調節ar流量之質量流量控制器（MF c ) 3 3。質 量流量控制器3 3在被調節之狀況下，當閥門3 2被打開時， A r會以規定之流量由a r供給源3 1處被供給至爐體2内。 氣體供給配管1 3之一端與裝載NH3之NH3供給源41連 接’氣體供給配管1 3配置有以供給NHS為目的之可任意開關 之閥門（Vaive )42以及調節NH3流量之質量流量控制器43。 質量流量控制器43在被調節之狀況下，當閥門42被打開 時’ N Ha會以規定之流量由n H3供給源41處被供給至爐體2 内。 氣體供給配管1 3之另一端與將附著於爐體2内壁等處 之TiN去除且裝載C1F3之ell供給源51連接。氣體供給配管 13配置有閥門52以及調節C1F3流量之質量流量控制器53。 質量流量控制器53在被調節之狀況下，當閥門52被打開
第16頁 1236039 五、發明說明（7) 日^叫會以規定之流量由C1F3供給源51處被供給至爐奶 爐體2底部透過控制爐體2内之壓力之自動壓 6 1及排氣配管6 2與針對爐體2内部進行排氣之渦彳工制封益 浦63連接。在利用自動壓力控制器61以調節導率々子帛 (C〇ndUctance)之狀態下，爐體2内會因渦輪分子 動作而保持於規定之壓力。 賀庸6 3之 如圖2所示，渦輪分子幫浦63具備外箱64， :置有定子65與對定子65進行旋轉之轉子66 相4内 定子翼6 5A，轉子66具備轉子翼絲土 子65八備 盘π姑A n /、w得于異b6A及旋轉軸66B。定早 Β間配置有馬達67。馬達67進行驅動時：子 66會繞著定子65進行旋轉。 寸轉子 公轉軸66Β附近配置有測量轉子66旋轉數之 應态68，旋轉數感應器68與馬達 锝數戊 該馬達㈣在狄心： 9有電氣性連接， 显1才工制器69係控制馬達67以修正轉子66旋轉數的差 /、 進而使轉子6 6以規定之旋轉數i隹—#絲 、 69根據旋轉數感應器68之 二二二馬達控制器 電流，以修正轉子66旋轉^;去==至馬達67之 轉數進行旋轉。 數之差"，使轉子66依規定之旋 定子65與旋轉軸66B間g?罟右你人2 tl 力磁性軸承71，將雷、、二有徑向磁性軸承70以及推 承71日* 應至徑向磁性軸承及推力磁性軸 性轴二;，轉子66藉徑向磁性軸承及推力磁 丨王罕由承7 1被非接觸性地支樘.
間配置有保護軸承72，保璦軸承二：子65與旋轉軸66B 卡W隻軸承72於未將電流供給至徑向
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磁性轴承及推力磁 旋轉軸6RR斛w 時負貝支撐轉子66。 位置之徑向位f咸庙配置有偵測位於徑向方向之轉子6 6之 軸承控^哭Μ # t二器73，徑向位置感應器73與徑向磁十4 差異，使轉;:Γ處於：：：：：向方向上之轉一置 根據徑向位置感應哭7= 徑向磁性軸承控制器74 I* 7¾ 7 0 ^ it ^ ^ Γ 之偵，則結果，控制供給至徑向磁性 气“机，並藉由控制徑向磁性軸承70之吸引力之方 ί於徑向方向上之轉子66之…異，使轉子66
嶷於規定之位置。
你罢疑f轴66β附近配置有偵測位於推力方向之轉子66之 ϋΪίΙ位置感應器75，推力位置感應器75與推力磁性 ^工/器7 6有電氣性接續，該推力磁性軸承控制器7 6控 |隹力磁性軸承71，以修正位於推力方向上之轉子66之位 置差，，使轉子6 6處於規定之位置。推力磁性軸承控制器 7 6與桎向磁性軸承控制器7 4 一樣，根據推力位置感應器7 5 之偵測結果，控制供給至推力磁性軸承7丨之電流，並藉由 控制推力磁性軸承7 1之吸引力之方式，修正位於推力方向 上之轉子66之位置差異，使轉子66處於規定之位置。 外箱64附近配置有量側從外箱64所發出之音波之強度 之麥克風81 ’麥克風81透過（1)將麥克風輸出之訊號放大 之放大器（AMP)、（2)從放大器82所放大之訊號中抽出特定 頻率之頻帶之訊號之帶通濾波器8 3之兩元件，與偵測洗淨 終點之終點偵測器8 4有電氣性連接。終點偵測器8 4則與控
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制閥門5 2等之系統控制器5 2間有電氣性連接。 終點偵測器8 4具備A / D轉換用之介面§ 4 A及C P U 8 4 B 等。A / D轉換用介面8 4 A之功能是將由帶通濾波器8 3所輪出 之類比訊號轉換為數位訊號’而C P U 8 4 B則由A / β轉換用介 面84Β之輸出訊號偵測洗淨終點。 具體來說’CPU 84Β首先從A/D轉換用介面84Α讀取音 波之強度資訊’判斷強度是否降低，當判斷音波強度未降 低時’則讀取下一音波強度資訊，並再次判斷音波強度是 否降低。另外，當判斷音波強度降低時，則再判斷音波強 度是否穩定’若判斷音波強度不穩定，則讀取下一音波強 度資訊’之後再次進行音波強度是否穩定之判斷。另外， 當判斷音波強度穩定時’洗洗淨終點會被偵測出，並將訊 號輸出至系統控制器8 5處’系統控制器8 5根據此訊號實施 將閥門關閉之控制。 以下依據圖3說明成膜裝置1之成膜流程。圖3顯示的 是以與本實施型態相關之以成膜裝置丨進行成膜之流程之 流程圖。 首先’圖示中未顯示之粗略真空用幫浦開始進行粗略 真空之抽氣，待爐體2内減壓至某種程度後，滿輪分子幫 浦6 3開始動作，爐體2内部開始進行高真空抽氣；另外， 電流流至加熱器6時，晶座5會被加熱（步驟丨〇丨）。 當爐體2内壓力降低至規定之壓力且晶座被加熱至規 定溫度後’閘閥3會開啟’保持圖示未顯示之晶圓w之搬送 手臂會伸長’晶圓W會被送入至爐體2内（步驟1〇2)。
第19頁 1236039
之後，搬送手臂會縮回，晶圓w被放置於升降頂針7 上；晶圓W被放置於晶圓升降頂針7上後，晶圓升降頂針了 會因為氣缸9之驅動而下降，晶圓w會被放置至晶座5上（牛 當晶圓W達到40 0 t：之穩定狀態、爐體2内之壓力維持 在約5 0〜4 0 0 Pa之狀態時，閥門2 2會開啟，T i C 14以約3 〇 sccm之流量被供給至爐體2内（步驟1 〇 4 )。當τ i C 14接觸至 圓W時，T i C 14會被吸附至晶圓W之表面。 經過規定時間後，閥門2 2會關閉，τ i C 14之供應會停 止’且殘留於爐體2内之TiCl4會由爐體2中被排出（步驟 1 0 5 )。另外，爐體2於排出時之壓力約維持在丨.3 3 X 1 〇 -2 Pa ° 經過規定之時間後，閥門4 2會開啟，N H3以約1 0 0 s c c m 之流量被供給至爐體2内（步驟1 〇 6 );當被供給之NH3接觸到 吸附於晶圓W上之TiCl4時，TiCl4 與NH3產生反應，而於晶圓 W上形成T i N膜。 經過規定之時間後，閥門42會關閉，NH3之供應會停 止’且殘留於爐體2内之NH3等會由爐體2中被排出（步驟
1 〇 7 )。另外，爐體2於排出時之壓力約維持在1 · 3 3 X 1 0 -2 Pa 〇 經過規定之時間後，以步驟1 0 4至步驟1 0 7之步驟為一 個循環，系統控制器8 5會判斷是否已處理了 2 0 0個循環（步 驟1 0 8 )’若判斷出尚未處理2 〇 〇個循環，則步驟1 0 4至步驟 1 0 7之步驟會被再度執行。
第20頁 1236039 五、發明說明（η) 當判斷該處理已進行過2〇〇個循環時，晶圓升降頂針7 會因為氣缸9之驅動而上升，晶圓W會由晶座5上離開（步驟 1 〇 9 )。另外，當該處理進行2 0 0個循環時，晶圓W上會形成 約1 Onm之T i Ν膜。 閘閥3開啟後，圖示中未顯示之搬送手臂會伸長，晶 圓W會被保持在搬送手臂上。最後，搬送手臂會縮回，晶 圓2會從爐體2内被搬出（步驟11 〇 )。 以下依據圖4至圖6說明以成膜裝置1進行洗淨之流 程。圖4係與第1實施型態相關之顯示利用成膜裝置1進行 洗淨之流程之流程圖；圖5A與圖5B係與本實施型態相關之 洗淨之示意之流程圖；圖6係與本實施型態相關之以圖解 方式顯示之從外箱6 4產生之音波強度之圖表。 首先，圖不未顯示的粗略真空幫浦會動作、進行粗略 真空之抽氣；待爐體2内減壓至某一程度後，渦輪分子幫 j 6。3會動作，爐體2内部開始進行高真空之抽氣。另外， f 泉流至加熱器4及加熱器6日夺，爐體2及晶座5會開始加 驟201Α)。另外，渦輪分子幫浦63動作時，旋轉次數 iir丄t量測轉子66之旋轉次數，並利用馬達控制器⑼ 及推力位署5 ί轉次數之差異。$外’徑向位置感應器73 子66之位署感應器75會偵測出徑向方向及推力方向上之轉 軸承栌制，二後利用徑向磁性軸承控制器74及推力磁性 控制竭正徑向方向及推力方向上之轉子66之位置 當爐體2内之壓力維持在15QPa、且爐㈣之溫度及晶 1236039
五、發明說明（12) 座5之溫度分別穩定在120 t及2 00 °C時，閥門32會開啟， Ar會以約1 00 seem之流量被供給至爐體2内（步驟2〇2A) 另外，於進行洗淨過程當中，A r之供給大致維持在_定的 之後，閥門5 2會開啟，C 1 F3會如圖5 A所示般，以約2 〇 〇 seem之流量被供給至爐體2内（步驟2 03A)。CIF3被供給至濟 體2内時，爐體2内會開始進行洗淨，去除附著於爐體3 2等孤 處之TiN。具體來說，當CIF3被供給至爐體2内時，ClFs與 TiN會產生反應，產生TiF4、鮮3及C1F。由於所產生之3、 T i F4、N2及C 1 F為氣體狀態，排氣時會從爐體2内迅速被排 出。另外，C 1 Fs之供給於進行洗淨過程當中大致維持在一 定的流量。 另外，如圖5 B所示，進行洗淨之狀態下，麥克風8丨會 量測外箱6 4所發出之音波之強度（步驟2 0 4 A)。以下針對外 箱6 4所發出之音波之發生原理進行說明：爐體2内所排出 之TiF4等氣體衝擊至轉子翼66A時，轉子翼66A會振動，使 外箱6 4發出音波。
由麥克風8 1所量測之音波之強度情報會透過放大器8 2 及帶通濾波器83被傳送至A/D轉換用介面84A處。CPU 84B 會解讀被傳送至A / D轉換用介面8 4 A之音波之強度情報，判 斷音波強度是否降低（步驟2 0 5 A)。當判斷音波強度未降低 時，下一音波強度情報會被解讀，並再次進行音波強度是 否降低之判斷。 當判斷音波強度有降低時，會再判斷音波強度是否穩
1236039 五、發明說明（13) 定（步驟2 0 6A)。當判斷結果是音波強度並不穩定時，下一 音波強度情報會被解讀，並再次進行音波強度是否穩定之 判斷。 如圖6所示，當判斷音波強度屬穩定時，訊號會由CPU 8 4B/皮輪出至系統控制器8 5處，閥門5 2會關閉，C 1 F3之供給 會#止（步驟2 〇 7 A )。藉此，洗淨動作會結束。最後，閥門 32會關閉，Ar之供給會停止（步驟2〇8A)。 本實施型態係量測外箱6 4所發出之音波之強度，藉由 音波強度之變化偵測洗淨終點，因此即使是不產生電漿之 情形’亦可偵測出洗淨終點。亦即，外箱64所發出之音波φ 之強度會因從爐體2内所排出之氣體之種類及量而有變 化°具體來說’衝擊至轉子翼6 6 A之氣體之分子量越小則 ^波強度會降低，而當衝擊至轉子翼66A之氣體量越減少 日^二音波強度會隨之下降。另外，所產生之T i F4等氣體會 伴^洗淨之進行而減少。因此，伴隨洗淨之進行，外箱6 4 所毛出之音波之強度會隨之降低。當被排出之產生氣體幾 乎不存在時，音波之強度會隨之穩定。藉此，可依據外箱 64所發出之音波之強度變化去偵測洗淨終點。因此，即使 未產生電漿，亦可偵測出洗淨終點。
II j 型態 以下針對本發明之第2實施型態進行說明。本實施型 態之後之實施型態當中，若與較前之實施型態有重複之處 則有可能省略。本實施型態係針對量測外箱振動強度以偵
第23頁 1236039 五、發明說明（14) 測洗淨終點之例子進行說明。圖7係與本實施型態相關之 渦輪分子幫浦及其週邊之示意之構成圖。 如圖7所示，外箱64固定有量測外箱64之振動強度之 壓電元件91，壓電元件91透過放大器82及帶通濾波器83與 終點偵測器84間有電氣性之接續。 以下依據圖8及圖9說明以成膜裝置1進行之洗淨之流 程，圖8係與本實施型態相關之以成膜裝置1進行洗淨之流 程之流程圖；圖9係與本實施型態相關之洗淨之示意之構 成圖。 首先，爐體2内會先進行粗略真空之抽氣，之後進行 $ 高真空之抽氣。另外，爐體2及晶座5會被加熱（步驟 201B)。 當爐體2内之壓力維持在i5〇Pa以下、且爐體2之溫度 及晶座5之溫度分別穩定在1 2 〇 °c及2 0 0 °C時，Ar會以約1 〇 〇 seem之流量被供給至爐體2内（步驟2〇2B)。 之後，C1F3以約20 0 sccm之流量被供給奚爐體2内（步 驟203B) ° 其次，如圖9所示，在實施洗淨之狀態下藉由壓電元 件91量測外箱64之振動強度（步驟2 04B)。 以壓電元件91所量測之振動之強度情報透過放大器82 及帶通濾波器83傳送至A/D轉換用介面8 4A處。CPU 8 4B會 解讀被傳送至A/D轉換用介面84A之振動強度情報，判斷音 波強度是否降低（步驟2〇5B)。當判斷音波強度未降低時， 下一音波強度情報會被解讀，並再次進行音波強度是否降
第24頁 1236039 五、發明說明（15) 低之判斷。 當判斷音波強度有降低時’會再判斷音波強度是否穩 定（步驟206B)。當判斷結果是音波強度並不穩定時，下一 音波強度情報會被解讀，並再次進行音波強度是否穩定之 判斷。 當判斷音波強度屬穩定時，訊號會由CPU 84B被輸出 至系統控制器85處，C1F3之供給會停止（步驟207B)。最 後’ A r之供給會停止（步驟2 0 8 B)。 第3貫却態 以下針對本發明之第3實施型態進行說明，本實施型 態係以量測轉子之旋轉數以偵測洗淨終點之例子進行說 明。圖1 0係與本實施型態相關之渦輪分子幫浦以及其周邊 之示意之構成圖。 如圖1 0所示，旋轉數感應器6 8與終點偵測器8 4有電氣 性之接續。另外，本實施型態中，不論旋轉數感應器6 8之 量測結果如何，馬達控制器6 9供給至馬達6 7之電流大致保 持在一定。 以下依據圖1 1至圖1 3說明 流程’圖11係與本實施型態相 行洗淨之流程之流程圖；圖1 2 之示意之流程圖；圖1 3係與本 的旋轉數之示意之圖表。 以成膜裝置1進行之洗淨之 關之顯示利用成膜裝置1進 係與本實施型態相關之洗淨 實施型態相關之顯示轉子6 6 首先，爐體2内會先進行粗略真空之抽氣，之後進行
1236039 五、發明說明（16) 爐體2及晶座5會被加熱（步 高真空之抽氣。另外 201C)。 當爐體2内之壓力維持在1501^以下、且爐體2之溫度 及晶座5之溫度分別穩定在12〇它及2〇〇它時，奸會以 s c c m之流量被供給至爐體2内（步驟2 〇 2 c )。 之後，C1FS以約2 0 0 sccm之流量被供給至爐 驟203C) 。 、 乂 其次，如圖1 2所示，在實施洗淨之狀態下，藉由旋轉 數感應器68量測轉子66之旋轉數（步驟2〇4C)。 僂、上由二轉Λ感人應器68量測轉子66之旋轉數之情報會被 傳达至A/D轉換用；，面84Α處，cpu 84Β會解讀被 am 轉換用介面84A之旋轉數情報，判斷旋轉數 "5C).^ 項，並再_人進灯碇轉數是否增加之判斷。 當判斷旋轉數有增加時，會再判斷旋轉數是否料定 (步驟2°6c)。當判斷結果是旋轉數並不穩定時d 數情報會被解讀，並再次進行旋轉數是否移2 如圖13所適，當判斷旋轉數屬 之判_ ° 84R姑鈐屮ί系统批生丨上 屬私時矾號會由CPU 84B被輸出至糸、-充控制器85處，c1F3之供 207C)。最後，Ar之供給會停止（步驟mc) ^止（步驟 本實把型先、係以罝測轉子6 6之旋轉數， ㈣ 化债測洗淨終點之方式，因此即使是不產生電受 亦可偵測出洗淨終點。亦即，鐘 水之情开y， 2内所排出之氣體之種類及量 疋數會隨從爐體 里而有化。具體來說，衝擊
第26頁 1236039 五、發明說明（17) 至轉子翼6 6 A之氣體之分子量越小、則旋轉數會增加，而 當衝擊至轉子翼6 6 A之氣體量越減少時，旋轉數會增加。 因為施加至轉子6 6 A之負荷減輕之故；另外，所產生之T i匕 等氣體會伴隨洗淨之進行而減少。因此，伴隨洗淨之進 行’轉子6 6之旋轉數會增加。當被排出之產生氣體幾乎不 存在時’轉子66之旋轉數會隨之穩定。藉此，可依據轉子 6 6之旋轉數之變化去偵測洗淨終點。因此，即使未產生電 漿，亦可偵測出洗淨終點。 第4實施型熊 以下針對 態係以量測被 行說明。圖1 4 周邊之示意之 如圖1 4所 達6 7及馬達控 之電流之電流 氣性接續。 以下依據 流程，圖1 5係 行洗淨之流程 之示意之流程 馬達6 7之電流 首先，爐 本發明之第4實施型態進行說明，本實施型 供給至馬達之電流以偵測洗淨終點之例子進 係與本實施型態相關之渦輪分子幫浦以 構成圖。 ^ 不:馬達67與馬達控制器69間配置有—鱼 制器69間有電氣性接續之量測供給至馬達 计1 0 1。電流計1 〇 i亦與終點偵測器84間有電 圖15 ^圖1 7說明以成膜裝置1進行之洗淨之 與ϋ施型態相關之顯示利用成膜裝置1進 • 图’圖16係與本實施型態相關之洗、、备 圖：圖1 7係與本實施型態相關之顯示供 之不意之圖表。 、〇芝 體2内會先進行粗略真空之抽氣，之後進行
第27頁 1236039 五、發明說明（18) 高真空之抽氣。另外，爐體2及晶座5會被加熱（步驟 201D)。 當爐體2内之壓力維持在i50Pa以下、且爐體2之溫度 及晶座5之溫度分別穩定在1 2 〇。(：及2 0 0 °C時，Ar會以約1 〇 〇 s c c m之流量被供給至爐體2内（步驟2 0 2 D)。 之後’ C 1 Fs以約2 0 0 sccm之流量被供給至爐體2内（步 驟2 0 3D) 〇 其次，如圖1 6所示，在實施洗淨之狀態下，藉由電流 計1 0 1量測被供給至馬達6 7之電流（步驟2 〇 4 D )。 藉由電流計1 0 1量測被供給至馬達6 7之電流情報會被 傳送至A/D轉換用；|面84A處。CPU 84B會解讀被傳送至a/d 轉換用介面84A之電流情報，判斷電流是否降低（步驟 2 0 5C)。當判斷電流未降低時，下一電流情報會被解讀， 並再次進行電流是否降低之判斷。 、 如圖1 7所示，當判斷電流有降低時，會再判 否穩定（步驟20 6D)。當判斷結果是電流並不穩定時，^一 電流情報會被解讀，並再次進行電流是否穩定之判斷。 當判斷電流屬穩定時，訊號會由cpiJ 84B被輸出至系 統控制器85處，CIF3之供給會停止（步驟2〇7D)。最後， 之供給會停止（步驟2 〇 8 D )。 本實施型態係量測被供給至馬達67之電流之變化以偵 測洗淨終點之方式’因此即使是不產生電衆之情形，亦可 偵測出洗淨終點。亦即，被供給至馬達67之電流會隨從爐 體2内所排出之氣體之種類及量而有變化。具體來說，衝*
1236039 五、發明說明（19) 擊至轉子翼6 6 A之氣體之分子量越小、則電、、☆ 當衝擊至轉子翼6 6 A之氣體量越減少時，電浐:低，而 是因為轉子翼6 6 A之負荷減輕之故，另外，1低。這 行，叫等產生氣體會隨之減少。因此伴隨洗m之—進 供給至馬達67之電流會降低。當被排出之 運仃， 乎不存在時，被供給至馬達67之電流會隨之移&，^體幾 可依據被供給至馬達67之電流之變化去偵二猎此， 此，即使未產生電漿，亦可偵測出洗淨終點。/、、、；點。因 第5實施型態 以下針對本發明之第5實施型態進行說明， > ， 態係以量測被供給至推力磁性軸承之電 知聖 之例子進行說明。圖18係與本實施型態終點 浦以及其周邊之示意之構成圖。 相關之屑輪分子幫 所i，推力磁性軸承71與推力磁性轴承控制哭 7 6間配置有一與推力磁性軸承7丨及推力 制口口 間有電氣性接續之量測供給至推力磁性 另外’電流計111亦與終點偵測:“以: 以下依據圖19至圖21說明以成膜裝置1進 流程，圖19係與本實施型態相關之顯示利用成膜/署之 行洗淨之流程之流程圖；圖20係與本實、:進 之示意之流程圖；圖21係與本實施型態相關：二=洗淨 顯示供給至推力磁性軸承7丨之電流之圖表。 θ解方式 1236039 五、發明說明（20) 首先’爐體2内會先進行粗略真空之抽氣，之後進行 高真空之抽氣。另外，爐體2及晶座5會被加熱（步驟 201E)。 當爐體2内之壓力維持在150?&以下、且爐體2之溫度 及晶座5之溫度分別穩定在1 2 〇 °c及2 0 0 °C時，A r會以約1 〇 〇 seem之流量被供給至爐體2内（步驟2 0 2E)。 之後’ C 1 F3以約2 0 0 sccm之流量被供給至爐體2内（步 驟203E) 〇 其次，如圖2 0所示，在實施洗淨之狀態下，藉由電流 計111量測被供給至推力磁性軸承7 1之電流（步驟2 04E)。 藉由電流計111量測之電流情報會被傳送至A/D轉換用 介面84A處。CPU 84B會解讀被傳送至A/D轉換用介面8 4A之 電流情報，判斷電流是否降低（步驟20 5E)。當判斷電流未 降低時，下一電流情報會被解讀，並再次進行電流是否降 低之判斷。 當判斷電流有降低時，會再判斷電流是否穩定（步驟 2 0 6E )。當判斷結果是電流並不穩定時，下一電流情報會 被解讀，並再次進行電流是否穩定之判斷。 如圖2 1所示，當判斷電流屬穩定時，訊號會由C P U 84B被輸出至系統控制器85處，C1F3之供給會停止（步驟 207E)。最後，Ar之供給會停止（步驟208E)。 本實施型態係量測被供給至推力磁性軸承71之電流之 變化以偵測洗淨終點之方式’因此即使是不產生電漿之情 形，亦可彳貞測出洗淨終點。亦即’被供給至推力磁性軸承
第30頁 1236039 五、發明說明（21) 7J之電流會隨從爐體2内所排出之氣體之種類及量而有變 化。具體來說，衝擊至轉子翼66Α之氣體之分子量越小、 =電流會降低’而當衝擊至轉子翼66Α之氣體量越減少 日守，電流會降低。這是因為轉子翼66Α之負荷減輕之故， 另外，伴隨洗進之進行，C1F4等產生氣體會隨之減少。·盆 次，伴隨洗淨之進行，供給至推力磁性軸承71之電流會降 低。當被排出之所產生之氣體幾乎不存在時，被供給至推 力磁性軸承71之電流會隨之穩定。藉此，可依據被供給至 推力磁性軸承7 1之電流之變化去偵測洗淨終點。因此，即 使未產生電漿，亦可偵測出洗淨終點。 另外’本發明不限定於以上各實施型態之内容，只要 疋構k、材為及各材料之配置等不超越本發明要旨之範 圍’均可做適當之變更。第i至第5實施型態係藉由終點偵 測器8 4偵測洗淨終點，但亦可偵測蝕刻等之晶圓w處理之 終點。此時，取代洗淨氣體，被供給至爐體2内之處理氣 體會是以處理晶圓W為目之蝕刻氣體等，至於其他部分則 與上述第1至第5實施型態中所説明之洗淨終點偵測方法相 同。 第1至第5實施型態中，C1 Fs因加熱而被激勵，但亦可 藉由電漿或光等激勵C1F3 ;另外，除了交互供給TiCl4與 N扎，亦可同時供給兩者。再者，除了晶圓W外，亦可使用 坡璃基板。 第5實施型態係量測被供給至推力磁性軸承7 1之電 /泉’但亦可量測被供給至徑向磁性轴承7 0之電流。
第31頁 1236039 五、發明說明（22) 產業上利用性 本發明之基板處理裝置、基板處理裝置之洗淨終點偵 測方法、及基板處理之終點偵測方法可運用在半導體製造 產業上。 ( 第32頁 1236039 圖式簡單說明 圖示之簡單說明】 圖1係與第1實施型態相關之成膜裝置之示意之構成 圖〇 圖2係與第1實施型態相關之渦輪分子幫浦以及其周邊 之示意之構成圖。 圖3係與第1實施型態相關之顯示利用成膜裝置進行成 膜之流程之流程圖。 圖4係與第1實施型態相關之顯示利用成膜裝置進行洗 淨之流程之流程圖。
圖5A與圖5B係與第1實施型態相關之示意之流程圖。 圖6係與第1實施型態相關之顯示外箱產生之音波強度 之示意之圖表。 圖7係與第1實施型態相關之渦輪分子幫浦以及其周邊 之示意之構成圖。 圖8係與第2實施型態相關之顯示以成膜裝置進行洗淨 之流程之流程圖。 圖9係與第2實施型態相關之洗淨之示意之流程圖。
圖1 0係與第3實施型態相關之渦輪分子幫浦以及其周 邊之示意之構成圖。 圖11係與第3實施型態相關之顯示利用成膜裝置進行 洗淨之流程之流程圖。 圖1 2係與第3實施型態相關之洗淨之示意之流程圖。 圖1 3係與第3實施型態相關之顯示轉子的旋轉數之示 意之圖表。
第33頁 1236039 圖式簡單說明 圖1 4係與第4實施型態相關之渦輪分子幫浦以及其周 邊之示意之構成圖。 圖1 5係與第4實施型態相關之顯示以成膜裝置進行洗 淨之流程之流程圖。 圖1 6係與第4實施型態相關之洗淨之示意之流程圖。 圖1 7係與第4實施型態相關之以圖解方式顯示將電流 供給至馬達之圖表。 圖1 8係與第5實施型態相關之渦輪分子幫浦以及其周 邊之示意之構成圖。 圖1 9係與第5實施型態相關之顯示以成膜裝置進行洗 淨之流程之流程圖。 圖2 0係與第5實施型態相關之洗淨之示意之流程圖。 圖2 1係與第5實施型態相關之以圖解方式顯示被供給 至推力磁性軸承之電流之圖表。 符號說明 1 成膜裝置 2 爐體 2A 開口 3 閘閥 4 加熱器 5 晶座
5A 孑L 6 加熱器
第34頁 1236039 圖式簡單說明 7 升降頂針 8 升降頂針支撐台 9 氣缸 9A 插 銷 10 伸 縮 囊 11 喷 頭 1 1 A > 1 1B 氣 體 供 給 部 12、 13 氣 體 供 給 配 管 21 供 給 源 22 閥 門 23 質 量 流 量 控 制 器 31 供 給 源 32 閥 門 33 質 量 流 量 控 制 器 41 供 給 源 42 閥 門 43 質 量 流 量 控 制 器 51 供 給 源 52 閥 門 53 質 量 流 量 控 制 器 61 白 動 壓 力 控 制 器 62 排 氣 配 管 63 /1¾ 輪 分 子 幫 浦 64 外 箱
第35頁 1236039 圖式簡單說明 65 定子 65A 定子翼 66 轉子 66A 轉子翼 66B 旋轉軸 67 馬達 68 感應器 69 馬達控制器 70 徑向磁性轴承 71 推力磁性軸承 72 保護軸承 73 徑向位置感應器 74 徑向磁性軸承控制 器 75 推力位置感應器 76 推力磁性轴承控制 器 81 麥克風 82 放大器 83 帶通濾波器 84 終點偵測器 84A 介面 84B CPU 85 系統控制器 91 壓電元件 101 電流計
1236039 圖式簡單說明 111 電流計 W 晶圓 tl <1 第37頁

Claims (1)

1236039 六、申請專利範圍 1. 一種基板處理裝置，包含： (1 )處理容器，用以裝載基板； (2) 洗淨用氣體供給系統，將洗淨用氣體供給至該處理容 器内以洗淨該處理容器； (3) 排氣裝置，用以對該處理容器進行排氣； (4) 動作狀態偵測器，用以偵測該排氣裝置之動作狀態； 及 (5) 終點偵測器，用以依據該動作狀態偵測器之偵測結果 偵測洗淨終點。 2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該動作 狀態偵測器具備一振動偵測器，用以偵測該排氣裝置之振 動。 3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，該振動 偵測器具備一音波偵測器，用以偵測因該排氣裝置之振動 所發出之音波。 4. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，該終點 偵測器係利用振動之強度變化以進行終點之偵測。 5. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該排氣 裝置具備以進行排氣為目的之可旋轉之旋轉體，且該動作 狀態偵測器具備偵測該旋轉體之旋轉之旋轉偵測器。
第38頁 1236039 六、申請專利範圍 6. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該排氣 裝置具備：（1)以進行排氣為目的之可旋轉之旋轉體；及 (2)藉由供給電流以使該旋轉體進行旋轉之驅動機構；且 該動作狀態偵測器具備一電流偵測器，用以偵測被供給至 該驅動機構之電流。 7. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，該排氣 裝置具備：（1)以進行排氣為目的之可旋轉之旋轉體；及 (2)藉由供給電流以支撐該旋轉體之磁性軸承；且該動作 狀態偵測器具備一電流偵測器，用以偵測被供給至該磁性 軸承之電流。 8. —種基板處理裝置，包含： (1) 處理容器，用以裝載基板； (2) 處理氣體供給系統，用以將處理氣體供給至該處理容 器内以處理該基板； (3) 排氣裝置，用以對該處理容器進行排氣； (4) 動作狀態偵測器，用以偵測該排氣裝置之動作狀態； 及 (5) 終點偵測器，用以依據該動作狀態偵測器之偵測結果 偵測洗淨終點。 9. 如申請專利範圍第8項之基板處理裝置，其中，該動作
第39頁 1236039 六、申請專利範圍 狀態偵測器具備一振動偵測器，用以偵測該排氣裝置之振 動。 1 0.如申請專利範圍第9項之基板處理裝置，其中，該振動 偵測器具備一音波偵測器，用以偵測該排氣裝置之振動所 發出之音波。 11.如申請專利範圍第9項之基板處理裝置，其中，該終點 偵測器藉由振動之強度變化以偵測終點。 1 2.如申請專利範圍第8項之基板處理裝置，其中，該排氣 裝置具備以進行排氣為目的之可旋轉之旋轉體，且該動作 狀態偵測器具備偵測該旋轉體之旋轉之旋轉偵測器。 1 3.如申請專利範圍第8項之基板處理裝置，其中，該排氣 裝置具備：以進行排氣為目的之可旋轉之旋轉體；及藉由 供給電流以使該旋轉體進行旋轉之驅動機構； 且該動作狀態偵測器具備一電流偵測器，用以偵測被供給 至該驅動機構之電流。 14.如申請專利範圍第8項之基板處理裝置，其中，該排氣 裝置具備：以進行排氣為目的之可旋轉之旋轉體；及藉由 供給電流以支撐該旋轉體之磁性軸承； 且該動作狀態偵測器具備一電流偵測器，用以偵測被供給
第40頁 1236039 六、申請專利範圍 至該磁性軸承之電流。 1 5. —種基板處理裝置之洗淨終點偵測方法，其特徵為包 含如下步驟： (1 )動作狀態偵測步驟，將洗淨用氣體供給至該基板處理 裝置之處理容器内以洗淨該處理容器内部，並在藉由排氣 裝置針對該處理容器進行排氣之狀態下，偵測該排氣裝置 之動作狀態；及 (2)終點偵測步驟，根據被偵測到之該排氣裝置之動作狀 態以偵測該洗淨終點。 1 6. —種基板處理之終點偵測方法，其特徵為包含如下步 驟： (1 )動作狀態偵測步驟，將處理氣體供給至裝載基板之處 理容器内以處理該基板，並在藉由排氣裝置針對該處理容 器進行排氣之狀態下，偵測該排氣裝置之動作狀態；及 (2)終點偵測步驟，根據被偵測到之該排氣裝置之動作狀 態以偵測該處理終點。
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