TWI240601B - Plasma processing system and method - Google Patents
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Description
1240601 五、發明說明（1) 一、 【發明所屬之技術領域】 尤關於一種電 本發明係關於電漿處理系統及其方法 聚處理系統之中的粒子濃度的測量方法。 二、 【先前技術】 ^ 叙而。，電漿為物質的聚集現象，其中某此物質為 用於、隹：：Ϊ: 在某些處理系統中，€漿特別適 處理。例⑹’電漿處理系統特別適用於半導 :材=路、顯示器與其它電子裝置之製造及處理過程 與^處理過·’而此兩種製程皆用於在半導體 板上進行蝕刻與薄膜沉積。 數的電漿處理系統中’從氣囊、閥彳、或壁面 ^洛=固態物質粒子在晶圓的電漿處理期間將成為粒子狀 u小從次微来至數毫米不#’且勢必沉積在形成有 電子兀件的晶圓表面上，故將破壞電子元件而降低 許多處理參數皆會引起此種粒子的產生。例如，rfd^ 壓將使靠近晶圓附近的粒子「漂浮」起來，且電聚的化與 性質通常易於引起壁面產生沉積物、進而剝落。、 在選擇用於製造電子裝置的處理參數表時， •丨， _ . j通吊必須 考慮·如何在晶圓表面附近維持低濃度的粒子。目前尚無 一種電漿處理系統之中的粒子濃度的測量系統 =°二 夠有助於選擇出足以在電子裝置製造過程維持低 的處理參數表。 一床又 三、 【發明内容】 因此’本發明之一實施樣態係提供一種與電衆診斷系
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處理系統包 具，位在處 板。此種電 一磁場；及 中的粒子之 粒子所對應 成像裝置三 一影像處理 子濃度。 一種電漿處 處理系統係 處理期間， 此電漿處理 成一磁場。 包含以下步 元件與一成 ;一形成光 理室之中的 取得被光屏 理系統之中 ，獲得光屏 子位置與其 桃相通的電 室’其具有 並用以支撐 更包含：一 元件，用以 像裝置，用 料。磁場產 此相對的位 理影像資料 本發明 的粒子濃度 電漿處理區 區之中產生 一磁場產生 理糸統之_ 步驟，使磁 彼此相對的 用片狀光學 取得影像資 子所對應的 的測量方法 濃度’例如 關係。 漿處理系統 一電漿處理 電漿處理區 磁場產生器 形成能夠照 以取得被光 生器、片狀 置上，藉以 ，俾能獲得 之另一實施 的測量方法 的處理室， 處理基板之 器，用以在 的粒子濃度 場產生器、 位置上，藉 元件形成光 料步驟，利 影像資料。 尚包含一獲 獲得該處理 。此種電漿 區；及一夾 之中的一基 ’用以形成 梵處理室之 屏照亮時之 光學元件與 運用電漿。 光屏中的粒 樣態係提供 ，其中電漿 藉以在電漿 用的電漿、 處理室中形 的測量方法 一片狀光學 以運用電漿 屏而照亮處 用成像裝置 此種電漿處 得濃度步驟 室之中的粒 含：一處理 理室之中， 漿處理系統 一片狀光學 光屏。一成 的影像資 者係位在彼 器’用以處 1里系統之中 具有一含有 在電漿處理 系統尚具有 此種電漿處 驟··一定位 像裝置位在 屏步驟，利 粒子；及一 照亮時的粒 的粒子濃度 之中的粒子 遭度的函數
四、【實施方式】
第8頁 1240601 五、發明說明（3) 圖1為本發明之一實施例的電漿處理系統之概略橫剖 面圖。標號1 0所示之電漿處理系統與圖1之中的測量系統 1 2及磁場產生器3 8兩者相通。請參考以下之詳細說明，測 量系統1 2係用以測量電漿處理系統丨〇之中的粒子濃度。 電漿處理系統1 〇係包含標號丨4的電漿處理室，其中可 界定出用以產生電漿18的電漿處理區。在處理室Η之中 設置爽具或電極30，藉以支撐位在處理室14之處理區16之 中的基板20，例如半導體晶圓。基板2〇係半導體晶圓、積 體電路、一片表面待進行塗佈處理的高分子材料、待藉由 離子植入進行表面硬化處理的金屬、或待進行蝕刻或沉積 的其它半導體材料。 雖然未圖示，但亦可經由連接至處理室丨4的冷卻劑供 應管線而將冷卻劑供應到爽具3 〇。各冷卻劑供應管線係連 接至冷卻劑供應部。例如，冷卻劑供應管線可分別連接至 冷卻劑供應部。又’冷卻劑供應管線可經由互相連接之管 線所構成的網路而互相連接，其中互相連接之管線將使冷 卻劑供應管線呈現特定之佈局。 一般而言，經由進氣口 26將任一可離子化成電漿的氣 體通入處理室14之中而形成電漿。吾人可依據實際所需而 選用適當的氣體’例如，氮氣、氙氣、氬氣、氟化碳 师、八氣化四碳（c4f8)、氣氣（心、；= (HBr )、或氧氣（〇2 )。 進氣口 2 6係連接至處理室1 4，並用以將電漿處理用氣 體通入電漿處理區16之中。由上電極28與下電極（或夾具
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)30所構成的電漿產生器係連接 子化電衆處理用氣體而在電裝乂4 ’故可藉由離 例如’藉由分別連接至上電極28與下 而將RFJ/JDC能量供應至電聚處理用氣體：：=子82 化。在某些情況下，電漿產生g & 、 或RF線圈。 能㈣天線 可 理用氣 密閉並 常經由 中。例 電容耦 (上電 量控制 足以點 電，故 使用各 體通入 由銘或 緊鄰或 如，如 合電漿 極2 8 ) 系統8 4 燃通入 得以產 Ϊ Ϊ Ϊ I Ϊ注入器與各種供氣操作將電漿處 電水處理處理至1 4之中，其中進氣口係完全 任- 3當的材料所製成。電漿處理用氣體遥 面對著基板的氣體注入器或進氣口通入苴 圖1所示，經由進氣口 26通入的氣體可注、入 源（CCP )之面對著基板的整個注入電極 之中。進氣口 26所通入的氣體係藉由氣體流 控制其流量。電源80、82供應給電漿的能量 處理室14中的產生電漿用之氣體而使其放 生電漿18。 '
又，雖然未圖示，但氣體亦可經由變壓耦合電漿源 (TCP)之面對著基板的介電窗孔注入其中、或經由電咸 搞合電漿源（ICP)之氣體注入板。其它為吾人所熟知的 氣體注入器結構亦可與搭配電漿處理室丨4使用，並可與其 它電漿源搭配使用，例如赫利孔型與電子迴旋加速共振型 的電漿源。 電漿處理室1 4係設有排氣口，俾能藉由真空泵3 3與節 流閥等控制閥35控制電漿處理室1 4中的氣體壓力。
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器專各種引線（未圖示） 例如電壓探測器或其它感測 係連接至電漿處理系統丨〇。
控制器78係連接至電漿處理系統14，而控制器78不僅 月b。產生足以通入電漿處理系統丨〇並啟動進入其中的輸入 之控制電壓、t能夠監視電漿處理系統1 0的輸出。例如， 1制裔78係分別連接至上電極28與下電極3〇的”電源8〇、 ^其交換資訊、及連接至與進氣口 26呈流體相通的氣 體 量控制系統84。雖然圖！中未顯#，但控制器78係進 一步與泵浦系統33及閘閥35相通。根據處理參數表而利用 儲存於記憶體之中的程式控制上述電漿處理系統1〇的各元 件。又，亦可設置多個控制器78，而藉由各控制器78分別 控制電漿處理系統1 〇之中的各個元件。控制器7 8的一實例 為美國加州格蘭俗爾市微電腦系統公司（Micro/SYS)之 型號PC/104的内建型PC電腦。
圖1及圖2之標號38所代表的磁場產生器係位在處理室 14的外部且實質環繞著處理室14。磁場產生器38為環狀或 甜甜圈狀的結構丄並可進行旋轉而在電漿處理區16之中形 成磁場，藉以提高電漿的均勻性。磁場產生器3 8係由電磁 鐵、載流線圈、永久磁鐵、及其它的電子裝置所構成，藉 以在處理至14的電聚處理區之中產生磁場。磁場產生器 38係產生一旋轉的磁場，而這可利用電磁體以電子方式達 成或旋轉磁場產生器而達成。 圖2顯示測量系統1 2之細部結構。光學系統丨2係包含 固定式的片狀光學元件40且其與處理室is相通，並包含光
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成像裝置46係設置在足以通到片狀光學元件4〇的位置 庵並足以經由處理室之中的窗孔取得被照亮時的粒子所 曰:之影像資料。成像裝置46與光屏44之間係夾一角度， 像,f置46係安裝在磁場產生器38的上方而使光屏44呈 像。區域47係代表被照亮之粒子影像的區域。 CCD例：’成像裝置46為類比式攝影機或（黑白或彩色） ίΓ，、Λ\有，框速率的攝影機，其連接至電聚處理室 型式二如像室14之中的粒子影像資料轉變或數位 之内=置4安6;==件4°兩者皆安裝在處理室Η 光學元件40兩者.位在声理^壁面。成像裝置46與片狀 器所具有的下於旦彡旦彡後、^ Λ由下將詳細說明之影像處理 學元件40之間二二:文補償成像裝置46與片狀光 間可夾著任意角度。 、置46與片狀光學元件40之 /則3：糸統1 2係包含I点、# 48，而影像處理器二;用U裝置46相通的影像處理器 處理器48為專用的影像處理；：所資：。影像 散式處理平台處理影像電細並可經由早一平台或分 行此種影像處理功能、麩此外，可藉由專用的硬體執 行軟體而完成影像處理:3 =工具控制電腦等泛用電腦執 理後之影像資料儲存於記；者组合而完成。將處 像資料儲存於暫存二，之中。舉例而言，將此種影 H例如電㈣統或其子系統
1240601 五、發明說明（8) 的R A Μ之中。此外 儲存用電子元件之 存用電子元件。例 讀取媒體，包括現 電路型態及方法。 影像處理器4 8 1 4之中被照亮的粒 數。接著，使拍攝 屏44與處理室η之 及向下投影出之影 度成比例的最大條 礎。 亦可將此種影像資料 ::如:，、可重心碟長或時其間它的儲 有的以:：資腦可 f粒或儲存資料用的 圖像擷取系統，用以拍攝處理室 到：ί ’而粒子影像則為其位置之函 内的2向τ投影’藉以獲得為其在光 :Ϊ:f ί函數的粒子濃度。在所取得1 、光線強度係位在與粒子的局部濃¥ 之内，藉以構成測量粒子濃度的基 的擴充卡。系統為可插入泛用電腦的擴充槽之 塞州馬冑羅市^粗=圖像擁取系、统的實料Α國麻薩 號DT31 62盥用；換公司所製造的用於黑白影像之 用之成像裝置的影像擷取的型號^3153。可依據所 取系統。 種類而選用其它型號的顏色或黑白圖像 圖像擷取系μ及^
用以供成像骏罟“糸匕含影像輸入端，例如視訊輸入端， 將接收自成像梦經由電纜而連接到其中。圖像擷取系統 成各種數位梓^ 4 6之「擷取」到的數位影像輸入數位化 圖像擷取的格式，例如TIF、BMP、JPEG、GIF等各種 處理而取出粒=格式。「榻取」到的數位影像尚可進一步 、 的 > 訊’例如局部濃度粒子。此種數位化
1240601 顯現出 強度， 像檔案 取」到 」到的 而言， 立體之 取」到 將所呈 運算處 動形狀 可參見 位影像 轉換成 的影像 在光屏 ，並不 影像。 影像下 的實際 置。 與局部 例如在 之中的 的數位 影像中 影像下 成像裝 的影像 現之影 理即為 五、發明說明（9) 影像通常足以 像之光線中的 粒子即代表影 可對「擷 藉以從「擷取 際位置。一般 理，其中沿著 方向拍攝「擷 於光屏時，則 種下投影軟體 數位化影像自 像處理的實例 葛所著的「數 轉換：四邊形 將可在轉換後 建立像素與其 如上所述 等」的下投影 像素位置進行 取」到之像素 之内的空間位 粒子濃度 某一位置 相對位置 影像進行 識別出光 投影為軟 置的光轴 ，而一旦 像轉變成 數位化影 轉換、撓屈、轉 威利一IE E E出版 撓屈」 四邊形 中得到 之内的 需要產 又，可 投影的 空間座 第一版之 °利用上述影像下投影技術， 圖2的區域47，故用以唯一地 空間性位置的關聯性。 生「擷取」到的影像與「相 直接對「擷取」到之影像中的 數學轉換運算，藉以獲得「擷 標’及其在光屏44與處理室14 成比例的拍攝粒子影 之單位體積内的更多 具有較亮的像素。 影像下投影的處理， 屏之中成像粒子的實 體處理或軟體運算處 、且不與光屏垂直的 成像裝置安裝成垂直 「相等」的影像。此 像處理，且通常稱為 換等。此種數位化影 社1 990年出版G.沃伯 第3. 4. 2. 3節。立體 、整個圖像擷取與下投影處理係藉由配備有繪圖處理器 或晶片之圖像擷取系統的硬體而執行、或藉由具有獨立的 圖像擷取器與硬體影像處理電路板之系統執行。在此種系
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例。測量系統1 1 2係用以照亮粒子並使各光屏成像。例 如’測量系統11 2包含兩個以上的片狀光學元件1 4 〇、 1 4 1 ’而分別形成光屏1 4 4、1 4 5。根據一實例，藉由單 成像裝置146即可使兩個光屏144、145成像。片狀光風-件140、141與成像裝置146係安裝在磁場產生器38的上元 方。一般而言，亦可使用複數個成像裝置46或片狀光學一 件140、141，且光屏144、145係可呈直立或水平地位 理室14之中的任意位置。 處 為了使用同一個影像感測器而使各個光屏丨4 4、1 4 5皆 能成像，故利用不同顏色之光線形成光屏。例如，使用具4瞻 有不同波長之雷射光或白光與濾色片的組合而形成各種^ j顏^的光線，故得以形成不同顏色之光屏。使用彩色攝 影機等成像裝置146取得各光屏144、145的影像。換言 之’影像資料係包含一種屬於光屏丨44的彩色光線與另一 種屬於光屏1 4 5的彩色光線。故得以藉由顏色而區分出光 屏影像之内的粒子濃度與分佈值。 例如，光屏144、145之内的強度係可藉由一般影像處 理方法中所使用的顏色辨識技術加以分辨。當使用標準的 、工、、杂、藍二原色濾光片時，則吾人將可直接看出「操 t i到影像中的紅、綠、藍三原色光線的強度差異，藉以 又得個別的光屏影像，並可對其進行進一步的處理。 圖2與圖4之兩種測量系統丨2、丨丨2皆可呈現出處理室 1/之内的粒子濃度之二維分佈狀況。此外，圖5之測量系 - 、、充2 1 2進一步呈現出處理室1 4之内的粒子濃度之三維分佈
1240601 五、發明說明（12) 狀況。 測量系統212係具有片狀光學元件24〇，藉由驅 (未圖示）使其在處理室14之内的精確方向上掃掠機構 形成光屏，其中驅動機構包含用以驅動支撐片狀^ $用以 的構件之馬達。亦可使用其它的驅動機構。 予元件 片狀光學兀件240在精確方向上的掃掠將在處 之内的各位置（或各角度）245處形成光屏244至^ 糟由驅動機構移動片狀光學元件240，藉以掃掠過位°之’ 理室14之内（由驅動機構的移動量所限定之 长處 量其濃度之粒子。 I θ中待測 雖然圖示之測量系統212顯示出：驅動機構使片 予π件240的移動方式呈現出風扇狀的掃掠運動範 先 驅動機構亦可使圓柱形透鏡等片狀光學元件24〇繞装2 ::進行旋轉。這將形成：足以繞著透鏡系統之光 扞先 轉的光屏。此種旋轉之光屏足以從不同角度，例：紋 水平、及任一角度照亮處理室14之中的各個表面。 、 使下述具有角度位置型式之回授信號與具有光屏角 =型式之回授信號同步化，即可對特定之影像進行 j理。例如，角度位置回授線路係將驅動機構所回授： =位置傳达給影像處理器，故影像處理器可接用 ”授量對影像進行下投影處理。因此，景; 1Ξ2以糟由旋轉之光屏244掃掠過空間後而獲得整個处 粒子濃度的三維分布狀態。 登個 又’使用具有揚聲音圈'電致伸縮性、或壓電性的驅
第18頁 1240601 五、發明說明（13) ΐ裝m光束轉向鏡片與片狀光學元# (例如片狀光 "狀光學元件240)搭配，藉以「反彈」從上 ^ 中個片狀光學元件浮現出來的光屏，故得以形成 知掠的光屏2 4 4。 風—圖6所不之片狀光學元件29〇與圖2及圖3所示之片狀光 ^件40係具有實質相同的結構，與掃描鏡片243搭配使 2而形成掃掠的光屏244。掃描鏡片243係可相對於片狀光 元件2 9 0而進行移動，俾能形成掃掠的光屏2 4 4。此種具 ，動鏡片之光束掃描鏡片系統的實例為美國加州歐文市 =波特公司所製造之FSM系列。又，亦可使用美國加州塔 丁市之多7G科技PI公司的各種頂斜鏡片致動系統。 具有與上述圖2之成像裝置46實質相同的構造盘操作 的成像裝置246係固定地安裝在處理室14的上方（以安 ，磁％產生器的上方）。如同光屏244在各個位置上^ =的情況，成像裝置246通常（在各角度上）橫跨過光 屏244。一旦使成像裝置246與驅動機構同步時，則杏 成1象裝置246下投影所拍攝到的光屏影像時，圖2之^ 理器4 8將足以補償光屏2 4 4的位置。 、 使用位在圖6中之掃描鏡片243與影像處理器^之 線路的角度位置回授信號進行同步處理。回授信號 ::鏡片角度位置成比例關係，故可將光屏位“授至; 像處理器48而進行影像處理。當影像處理㈣接收^ = ’影像處理器48首先讀取瞬間的鏡片及光屏： 並接者將光屏角度輸入到下投影軟體進行運算處理^ ^一
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第20頁 1240601 發明說明（15) 場產生器38之中的各通道314係可形成細縫區域，故免於 阻礙光屏進入處理室14之中。 在光源3 42與處理室壁面36 (或處理室壁面36上的窗 孔）之間設置如金屬罩的遮光罩35〇，藉以在光線未能順 利通過通道3 1 4時（換言之，當光線阻擋到時），減少從 磁場產生器38散射出來的光線數量。遮光罩35〇的結構係 足以使其局部延伸至磁場產生器38的一個以上之周邊凹槽 352之中。貫夤上，所有從磁場產生器38散射出來的光線 (即未通過通道3 1 4的光線）皆會被遮光罩3 5 〇收納到其 中，故散射出來的光線並不會射到測量系統3丨2之外。具 有快門裝置的成像裝置’例如攝影機，將可達成電子式同 步的效果，故成像裝置所攝得之各影像將完全含有處^室 1 4中被光屏照亮之所有影像。 圖7亦顯示出電磁馬達3 54與轉速控制器356，兩者互 相協同而驅動磁場產生器38。將磁場產生器38之瞬度 位置的回授信號從控制器35 6回授到成像裝置346，並用以 命令成像裝置346在每次通道314本身與光源以2 進行快照，故得以在光源342前方形▲「開口」或處理^ 通入區域。
/圖8之測量系統412為測量系統12之另一實施例。測量 系統41 2之光源4 4 2係位於處理室1 4的外加 、 生器38之下方，故光線將沿著其光軸、且位在磁場產 )而穿過光學窗孔或觀測孔424。光學窗圖8之虛線所不 里乐、、死412可經由光學窗孔
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或觀測孔424而測量出處理室1 4之中的粒子濃度。 測量系統41 2係具有複數之片狀光學元件44〇， 狀光學元件4 40皆足以形成平行於其光軸的水平光屏 圖8之虛線所示）。當光源442為產生白光的鹵素燈 各片狀光學元件440係與相對應的分光鏡444與澹色片 結合在一起。利用分光鏡4 4 4將光源4 4 2的光線加以分宝】， 並提供給複數之片狀光學元件44 0。將濾光片446在:&光 鏡444與各片狀光學元件440之間的光路徑之上。白色2源 4 4 2與濾光片4 4 6將得以藉由多種顏色照亮位在處理室ι \ 中的基板或晶圓20之上方的水平光屏。如此一來，將可夢 由圖1之成像裝置46取得同步影像。藉由影像處理器進行曰 如同圖3之軟體運鼻處理的分色軟體運算處理。 又，濾光片44 6亦可與具有不同之波長的雷射光或光 源442搭配使用。在此種配置中，可利用合光器（未圖示 )將各雷射光或光源的光束聚合成單一聚合光束，並經由 窗孔424而饋入。濾光片446係用以使唯一的雷射光通過各 片狀光學元件44 0。
亦可使用Ar+離子雷射光等多束雷射光。適用的Ar+離 子雷射光之貫例為美國新澤西州爸琳頓市之艾德蒙工業光 學公司所製造之型號A 54-167的全配型氬離子雷射光。當 使用多束雷射光時’多束雷射光中的不同顏色之光束已事 先聚合’故不需使用合光器而直接穿過窗孔424。若有需 要的話，則可使用多束雷射光當作濾光片446，藉以區分 出多彩照明用的顏色。
第22頁 1240601 五、發明說明（17) ti /1 例中，以複數之遮板（未圖示）取代濾色 ασ 人"V、燈之白色光源442搭配使用、或與雷射光之 單一顏色光源搭配伟爾。、危^ , .^ ^ ^使用遮板之中的一個在拍攝影像期間 係Ikh開啟，故-歡僅有—個光屏被照亮。在各光屏的成 像期間，遮板係可選擇性地開啟或關閉。如此一來，如黑 白攝影機或其它成像f“'、 .,^ . . ^ m 冢衷置（未圖不）可用於在不同時間點 声八佑妝能旌A侍以就各光屏表面測量其上的粒子濃 朴 ”像處理态4 8決疋選擇性地開啟那一個
遮板，藉以能夠拍攝夂伞屏 ^ ^ 1 ，U = 屏’ i進行下投影處s。例如， 了糟由拍攝各衫像的時間點區隔出各光屏。 、圖9為。本發明之電漿處理系統之中的粒子濃度之測量 方法的ί瓜私圖。此種測吾古、土么 沾物孚、曲洚 甘士 ]里方法係用於測量電漿處理系統中 室則含有電漿處理區具有處理室，而此處理 磁場。 另磁％產生态，其足以在處理室中形成 此種測量方法係開妒白牛 場產生器、片狀光學心I:: 500。在步驟50 2時，使磁 上，藉以運用電漿處理區4 =位在彼此相對的位置 之光ΐ :驟5個〇4以時上’利用足以在處理室之中形成-個以上 μ ^ 4, s ,ν 狀九予兀件照亮處理室中的粒子。 一個以上之光屏分別形成為 對於基板或晶圓不同的角;上°之顏t ’並且分別位在相 έ& ^ rt ^ φ ^ , Α 月度上。此外，使一個以上之光屏 繞著處理至中的各軸向進杆始ά 口進仃方疋轉，例如，分別繞著各片狀
1240601 五、發明說明（18) 光學元件的光軸或繞著垂直於片狀光學元
進行旋轉。 τ、平田旧刀「J 在步驟5 0 6時，利用照相機、f r D十θ ^ ^ Λ/ 成LCD或攝影機等成像裝置 拍攝被照党％的粒子所對應之影像資料。在步驟5〇8時， 理器處理上述之影像資料而獲得處理室中的粒 子浪度狀恶。如上所述，影像處理器係同時結合硬體盥軟 =^而完成影像處理。在步驟51G_，此種測量方法隨 印結釆。 ，丨曰量方法尚包含反應作用、操作或製程而得以 :置電黎處理室中的粒子。這些額外之反應作肖、操作或 ίΐΐ各種組纟。例如，可在上述測量方法中進行足以使 带=:理糸統中的粒子濃度最小化的操作、或分別進行使 電水處理系統中的粒子濃度最小化的操作與對電漿處理系 統中的粒子濃度測量方法。 ^具體而言’圖1 0為本發明之電漿處理系統之中的粒子 濃度最小化方法的流程圖。此種粒子濃度最小化方法係開 始自步驟600。在步驟6〇2時，將待處理之基板或晶圓放置 到電裝處理室之中。在步驟6〇4時，對基板或晶圓的表面 ，行電漿處理。在步驟6 〇 6時，藉由上述圖9的測量方法獲 知處理室中的粒子濃度。在步驟6 0 8時，使電漿處理速度 趨緩而降低粒子濃度，例如，使用電漿泵去除處理室中的 粒子。使處理室中的粒子濃度最小化的最佳化方法可視需 要而重覆進行、或一旦粒子濃度足夠低時，即可開始處理 基板或晶圓。在步驟6 1 〇時，此種粒子濃度最小化方法隨
第24頁 ί24〇6〇1 五、發明說明（19) 即結束。 以上所述者，僅 例，而並非將本發明ίI用於方便說明本發明之較佳實施 狹義地限制於該較佳實施例，例如， t i明之原理係可藉由方法、製程、設備等等各種實施樣 恶而據以實施。凡依本發明所做的任何變更，皆屬本發明 申請專利之範圍。
第25頁 1240601 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 圖1為本發明之一實施例的電漿處理系統之概略橫剖 面圖。 圖2為圖1之中的測量系統的立體圖。 圖3為圖1之測量系統之中的片狀光學元件的示意圖。 圖4為另一實施例之測量系統的示意圖。 圖5為再一實施例之測量系統的示意圖。 圖6為圖5之測量系統之中的片狀光學元件的示意圖。 圖7為另一實施例之測量系統與電漿處理室的局部結 合後的概略橫剖面圖。 圖8為另一實施例之測量系統與電漿處理室的局部結 合後的概略橫剖面圖。 圖9為本發明之電漿處理系統之中的粒子濃度之測量 方法的流程圖。 圖1 0為本發明之電漿處理系統之中的粒子濃度最小化 方法的流程圖。 元件符號說明： 412 測量系統 3 40、40、44 0 片狀光學元件 10 電漿處理系統 12、112 ' 212 > 312， 14 電漿處理室 16 電漿處理區 18 電漿 140 、 141 、 240 '290
第26頁 1240601 圖式簡單說明 144 、 145 44 光屏 成像裝置 244 >344 146 、 246 > 346 〜46 20 基板或晶圓 26 進氣口 2 8 上電極 243 掃描鏡片 24 5 位置（或角度） 30 下電極（或夾具） 33 真空泵 35 閥件 3 6 壁面 38 磁場產生器 314 通道 342、42、44 2 光源 3 5 0 遮光罩 3 52 凹槽 3 54 電磁馬達 3 5 6、7 8 控制器 424 光學窗孔或觀測孔 4 3 球狀透鏡 444 分光鏡 446 濾色片 45 圓柱形透鏡 47 區域
第27頁 1240601 圖式簡單說明 48 影像處理器 8 0、8 2 電源 84 氣體流量控制系統
Claims (1)
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一處理室，具有一電漿處理區； 一夾具，位在該處理室之中，並 區之中的一基板； 用以支撐垓電漿處理 一電漿產生器 以在該電漿處理區 一磁場產生器 一片狀光學元 係足以形成能夠照 一成像裝置， 影像資料，其中該 裝置係位在彼此相 一影像處理器 足以處理該影像資 2 ·如申請專利 狀光學元件具有圓 3 ·如申請專利 狀光學元件具有一 4·如申請專利 掃描鏡片，用來與 屏。 ，與該處理室相通， 進行-電聚處理期間產以生器係〗 ，用以在該處理室中形成一磁’θ 件，與該處理室相_ β y % ; _ 曰通，该片狀朵庳-, 免該處理室之中的粒子之光先于凡4
用以取得被該光屏昭宾， 磁場產生¥、兮儿粒子所對應白 對的位置上，藉以運用該電毅牛了及亥成， ’與该成像裝置相通，該影像處理器， 料，俾能獲得該光屏中的粒子濃度。 範圍第1項之電漿處理系統，其中該片 柱形透鏡、鏡片與稜鏡三者至少之一。 範圍第1項之電漿處理系統，其中該片 圓柱形透鏡與一球狀透鏡。
範圍第1項之電漿處理系統，更包含一 該片狀光學元件搭配使用而形成該光 “ 5 ·如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，更包含一 光源，係有效地與該片狀光學元件結合。 6 ·如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該成
第29頁 1240601 曰 修正 丄 案號9213^1/1^ 、'申請專利範圍 像衣置為一攝影機。 其中該磁 7·如申請專利範 場產生器係位於該處J'之電浆//系統 8. 如申請專利範圍笛1SP且只貝呈一環狀的結構。 狀光學元件與該成像】匕項/電漿處θ理系統’其令該片 9. 如申，專％ f ^白位於该磁場產生器之上方。 片狀光學SUL;第8項之電衆處理系統，其中使該 上。子兀件了移動地安裝在該處理室的至少一壁面之 少-1 額❶.::Λ專圍件第=電漿處理系統，更包含至 屏，藉以照亮該處至-額外的光 處理W之如中申Λ專/範圍第10項之電漿處理系統，其中該 :，被該光屏與至少一額外的光屏所照 ^ n 、置侍以取得該處理室之中的粒子所對應之 影像資料。 1 y·如申請專利範圍第丨丨項之電漿處理系統，其中該 光屏藉由一第一顏色光照亮該粒子，而該至少一額外的光 屏則藉由不同於該第一顏色光的一第二顏色光照亮該粒 子。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之電漿處理系統，其中該 影像處理器足以藉由顏色而區別出被不同顏色光所照亮的 粒子，故可區別出被該第一顏色光所照亮的粒子與被該第 二顏色光所照亮的粒子。 1 4 ·如申請專利範圍第1 〇項之電漿處理系統，其中該
第30頁 1240601 _案號92132445_年月日__ 六、申請專利範圍 片狀光學元件與該額外的片狀光學元件之任一個為圓柱形 透鏡、鏡片與棱鏡的至少一個。 1 5.如申請專利範圍第1 0項之電漿處理系統，更包含 一光源，其有效地與該片狀光學元件結合、及至少一額外 的光源，其有效地與該至少一額外的片狀光學元件結合。 1 6.如申請專利範圍第1 5項之電漿處理系統，其中該 光源為一具有第一波長的雷射光，且該額外的光源為一具 有第二波長的雷射光。
1 7.如申請專利範圍第1 5項之電漿處理系統，其中該 光源具有一第一濾色片，且該額外的光源具有一第二濾色 片。 1 8.如申請專利範圍第1 0項之電漿處理系統，其中該 片狀光學元件、該成像裝置與該額外的片狀光學元件的至 少之一係固定在該處理室之上。 1 9.如申請專利範圍第1項之電漿處理系統，其中該片 狀光學元件係可動地安裝在該處理室之上，故該片狀光學 元件足以在該處理室的各表面上形成該光屏。
2 0.如申請專利範圍第1 9項之電漿處理系統，其中該 片狀光學元件可繞著其光軸而旋轉，藉以使該光屏能夠掃 掠過該處理室的各表面。 2 1.如申請專利範圍第1 9項之電漿處理系統，更包含 一驅動機構，其連接至該片狀光學元件，用以使該片狀光 學元件精確地移動到正確方向。 22.如申請專利範圍第2 1項之電漿處理系統，其中該
第31頁 TV、f呀寻刊範圍 置係與該驅動機構同+ 牯，该成像裝置將得 =，故當該粒子被該光屏照有 維資料。 取件處理室之中的粒子所對應之三 23.如申請專利範圍 影像處理器係足以獲得有項之電漿處理系統，其中該 理室之相對位置的資料。於該片狀光學元件相對於該處 獲得2之4資如:4專利範圍第㈡項之電將… 产等角3包括該片狀光學元又電聚處理系統，其中所 又專角度-貝料。 π件相對於該處理室之成像角 影像處理"7/專利範圍第24項之電〇 片狀光/ -申晴專利範圍第21馆 1光屏二=件相斜於該處ί! ~員之電漿處理系統，其中該 27 處理室的= 的精確移動係足以使 “·如申請專利幻各表面。 連接^ 28·如申，先輛移動。 予70件，藉以使該片狀光 該驅動機構使;專利範圍第18項之 使該光屏槁：:亥片狀光學开杜1電漿處理系統，其中當 29 士 /、過該處理室& &移動時，該驅動機構係足以 θ 如申請專 /至的各表面。 %產生器之中 j靶圍第1項 3〇.如申过專成有〜通道。' 電水處理系統，其中該磁 ”利範圍㈣項之電裝處理系統，更包含 1240601 ---案號 92132445__年月曰_ij|i_ 六、申請專利範圍 一光源，位於該處理室的外部，故其光線係穿過該通道。 3 1 ·如申請專利範圍第3 0項之電漿處理系統，更包含 一遮光罩，其位在該光源與該電漿產生器之間，該遮光罩 係用以減少散射到該通道之外的光線。 3 2 ·如申請專利範圍第3 〇項之電漿處理系統，其中該 片狀光學元件係連接於緊鄰著該通道之處理室的壁面之 上，並有效地與該光源結合。
33·如申請專利範圍第丨〇項之電漿處理系統，更包含 一光源’用以發光且其光線穿過位在該光源、該光屏與該 至少一額外的光屏之間的光學窗孔。 34·如申請專利範圍第33項之電漿處理系統，更包含 至少一分光鏡，用於各額外的片狀光學元件之中，該至少 一分光鏡係足以將該光源之穿過該光學窗孔的光線分割成 各光束，各光束則用以區分出該額外的片狀光學元件之其 中一個。 35·如申請專利範圍第33項之電漿處理系統，其中該 光源具有至少一多束雷射光。 36·如申請專利範圍第33項之電漿處理系統，其中該
光源具有複數之雷射光，且至少兩個雷射光為不同之波 長。 37·如申請專利範圍第丨〇項之電漿處理系統，更包含 一遮板，用於該片狀光學元件與各額外的片狀光學元件之 中。 38·如申請專利範圍第37項之電漿處理系統，其中至
第33頁 1240601 六 案號921沿4沾 、申請專利範圍 修正
少一遮板呈開啟狀態而使光線能夠穿過其中，故該成像裝 置得以取得各光屏之上的影像資料，藉以測量各表面之上 的粒子濃度分佈值。 3 9 ·如申請專利範圍第1 〇項之電漿處理系統，其中該 片狀光學元件透鏡系統尚具有至少一濾光片，該至少」濾 光片係足以將該光源所發出之光線分成各顏色的光束，而 各顏色的光束則提供給各額外的片狀光學元件。 一 4 0 ·如申請專利範圍第3 9項之電漿處理系統，其中各 濾光片足以將光線分成各種顏色的光束，故得以將不 色之光束提供給該片狀光學元件與各額外的片狀光學元， 4 1 · 一種電漿處理系統之中的 名，漿處理系統係具有：一含有電漿處理區的理 =聚處理期間’在該電衆處理區之中產生處理基板： 該測：方：：場產生器，用以在該處理室中形成-磁場， 、里方法包含以下步驟： 疋诅步驟 成傍壯班 〜峨嫩臂厓玍窃、一月狀光學元件盥一 j置位在彼此相對的位置上，藉以運用該電漿；一、 古 > :形成光屏步驟，利用該片狀光學元件形成^展二 冗该處理室之中的粒子； 〜成先屏而照 :取得影像資料步驟，利用該成像裝置 …、冗巧切對應的影像資料；& 先屏 1獲得濃度步驟，獲得該光屏之中的粒子濃戶。 τ、<中的粒
•如申請專利範圍第41項之電漿處理系统 1240601 案號 92132445 年 月 曰 修正 六、申請專利範圍 子濃度的測量方法，其中該磁場改善該電漿的均勻性。 4 3.如申請專利範圍第4 1項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，其中該光屏足以順著該處理室之中的 至少一垂直或水平表面依序照亮該粒子。 4 4.如申請專利範圍第4 1項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，其中該光屏足以藉由一種有色的光線 照亮該處理室之中的粒子。 4 5.如申請專利範圍第4 1項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，更包含一形成至少一額外的光屏步 驟，俾利用至少一額外的片狀光學元件照亮該處理室之中 的粒子。 4 6.如申請專利範圍第4 5項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，其中該至少一額外的光屏係藉由一不 同於該光屏所使用的有色光線而照亮該處理室之中的粒 子。 4 7.如申請專利範圍第41項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，其中該光屏係透過該磁場產生器而照 亮該處理室之中的粒子。 4 8.如申請專利範圍第41項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，其中該光屏與該至少一額外的光屏足 以藉由不同顏色之光線照亮該處理室之中的粒子。 49.如申請專利範圍第45項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，更包含一旋轉步驟，使該光屏與該至 少一額外的光屏兩者的至少一個旋轉而掃掠過該處理室之
第35頁 1240601 案號 92132445 年 月 曰 修正 六、申請專利範圍 中的各表面。 5 0.如申請專利範圍第4 8項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，其中該旋轉步驟尚包含使該光屏與該 至少一額外的光屏兩者的至少一個繞著其光軸而掃掠過該 處理室之中的各表面。 5 1.如申請專利範圍第48項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，其中使該光屏與該至少一額外的光屏 兩者的至少一個繞著該處理室的周圍旋轉而掃掠過該處理 室之中的各表面。 5 2.如申請專利範圍第4 1項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，其中該形成光屏步驟尚包含形成平行 於該基板之該光屏與該至少一額外的光屏兩者的至少一 個。 5 3.如申請專利範圍第48項之電漿處理系統之中的粒 子濃度的測量方法，其中該光屏與該至少一額外的光屏足 以藉由不同顏色之光線照亮該處理室之中的粒子。 5 4. —種電漿處理系統之電漿處理室中的粒子濃度之 最小化方法，包含以下步驟： 一定位步驟，將該電漿處理室中的基板或晶圓加以定 位，俾能以電漿加以處理； 一電漿處理步驟，對該基板或晶圓進行電漿處理； 一獲得濃度步驟，獲得該處理室之中的粒子濃度；及 一緩和步驟，使該電漿處理趨緩，藉以使該處理室之 中的粒子濃度降低至一預定值。
第36頁 1240601 案號 92132445 Λ_ 曰 修正 六、申請專利範圍 5 5.如申請專利範圍第5 4項之電漿處理系統之電漿處 理室中的粒子濃度之最小化方法，其中該獲得濃度步驟更 包含： 一定位步 使一磁場產生器 片狀光學元件與一 成像裝置位在彼此相對的位置上，藉以運用該電漿； 一形成光屏步驟，利用該片狀光學元件形成光屏而照 亮該處理室之中的粒子； 一取得影像資料步驟，利用該成像裝置取得被該光屏 照亮之粒子所對應的影像資料；及 一獲得濃度步驟，獲得該光屏之中的粒子濃度。 利用一 57 理室中 5 6.如申請專利範圍第5 4項之電漿處理系統之電漿處 理室中的粒子濃度之最小化方法，其中該緩和步驟尚包含 電漿泵去除處理室之中的粒子。 .如申請專利範圍第54項之電漿處理系統之電漿處 的粒子濃度之最小化方法，更包含使該定位步驟、 該電漿處理步驟、該獲得濃度步驟、與該緩和步驟至少循 環一次 58 理室中 晶圓的 .如申請專利範圍第5 4項之電漿處理系統之電漿處 的粒子濃度之最小化方法，更包含一處理該基板或 步驟。
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