TWI253702B

TWI253702B - Monitoring an effluent from a chamber

Info

Publication number: TWI253702B
Application number: TW090107426A
Authority: TW
Inventors: Kenneth Tsai; Tung Bach; Quyen Pham
Original assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2006-04-21
Also published as: EP1139386A3; KR100786887B1; SG87924A1; EP1139386A2; US6592817B1; KR20010095208A; JP2002033312A

Description

A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1253702 發明說明（躉域：本發明關係於來自一處理室之排出物的監於基材，半導體之製程中，例如多晶矽，二氧化矽，鋁及/或矽化鎢之介電材料及導電材料係藉由化學氣相沉積（CVD)，物理氣相沉積（pvD)，氧化及氣化處理所形成^ 一基材上。例如，於CVD處理中，-反應氣體係用以沉積材料於基材上，及於PVD處理中，一靶材係被濺射，以沉積材料於基材上。於氧化及氮化處理中，典型分別為二氧化矽或氮化矽之氧化物或氮化物材料係藉由將基材曝露於適當氣體環境，而形成於基材上。於傳統蝕刻處理中’一光阻或氧化物硬罩之有圖案遮罩係藉由微影方法形成於基材上，及基材之曝光部份係典型藉由為激勵氣體所蚀刻’以形成閘極，導孔，接觸孔或内連線之圖案。於此等製程中，處理殘留物經常沉積於該室中之壁面，元件及其他表面上。處理殘留物係不想要的，因為它們可能剝離而污染了它們所沉積之基材。於傳統製程中，蝕刻劑殘留物係定期地被由處理室之表面清除。例如，於一方法中，在處理一批次之基材後，一乾清洗處理係使用激勵清洗氣體’以清洗室表面。於另一方法中，清洗氣體係被加入蝕刻氣體中，及所得氣體成份係被激勵以蝕刻基材，並清洗於室中之諸表面。於此等處理中，吾人經常想要於一預定期間後之一處第2頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） f請先閱讀背面之注意事裝·！寫本頁) 訂· 1253702

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 y 、士 π 妓怦止處理。例如，去埶行一罜清洗處理時，五人相 w執 D人想要沉積於室表面上物之全部或一部份被清除眭P <處理殘田除寺，即殘留物已被移除或防止積時，停止清洗處理 m止况量m洗可能縮短室元件之壽命哎使後續基材處理劣化。蚨 ^ ,^ 然而，當於處理一或其他基材時，手-變化時，吾人很困難以均句地清洗一清洗循環中之室。同時，趴舍由、丨J時於至中又不同位置之清洗處理的效率可能取決於電漿奈声芬八& m 采在度及刀佈。因此，很困難決定製程的完成。尤因此，吾人想要於一預定期間後停止處理或決定一處理端點’例如於室清洗處理的端點。同時，也想要清洗室壁及表面’而不會腐蝕室表面。發明目的及概沭：本發明滿足這些需求。於一方面中，本發明包含一排出物監測設備，其包含一腔，適用以收納一排出物，一氣體激勵器’其係能激勵於該腔中之排出物，以發出一輕射’一輻射滲透窗口，其係與腔之内壁分離一距離，其係足夠高以降低來自激勵氣體之排出殘留物之沉積於該窗口上’及一檢測器以檢測該輻射。該窗口可以位於一蜂中，其具有一足夠高之深寬比，以降低來自激勵氣體之排出殘留物沉積於窗口上。於另一方面上，本發明包含一監測處理室排出物組成的方法，其包含步驟··將排出物通入一排出物激勵腔中，第3頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------------裝--- (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 訂· 1253702 A7 五、發明說明（激勵該腔中之如距離diu 維持該#射滲透“與腔的内壁- 及檢測自激勵氣積於窗口上，孔值發射並通過該窗口之輻射。於另—士 I , 万面中，本發明包各一室清室，其且古 β至，目洗•又備，其包含一丹八有—支撐件能於處理時支撐一产給，以提供清洗氣卜室時支牙鞋，-氣體供礼月这…至’ 一氣體激勵器氣體，及一排5如”，以激勵孩凊洗去除來自該室之用過的清洗氣體. 及一處理監測“’其包含—氣體激 = 中，以收納該用過的清洗氣體，一氣體激勵器、=乳邵該腔中之氣體，-窗…甘勵"’也激勵於係心& 、，件，其包含一輻射可滲透部，其係與Μ腔分離開—足夠女> a、、、足夠大又距離，以降低排出殘留物之沉積於該輕射滲透部上，及一拾射的輻射。讀測自激勵氣體發於另万面中’本發明包含一排出物監測設備其包含一腔〃收納排出物，一或多數電極於該腔中，其係可充電以於該腔中，由排出物形成一電漿，一檢測器組件包含 -輻射滲透窗口，及一感應器於該窗口後，以檢測發射自電漿之輻射，及選用光學儀器…該檢測器組件係被設定以選擇地接收始源自腔中電極前端之輕射。於另一 w中，本發明&含—監測一排出物的方法，其包含將一排出物通入一腔，施加_偏壓至該腔中之一或多數電極，以形成排出物之電漿，提供一輻射滲透窗口於該腔中，並檢測自一電極前端發射之輻射。於另一方面中，本發明提供一室清洗設備，其包含一 &紙張尺度標準（CNS)A4規格(210 x 297公髮) (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1253702

五、發明說明（）室，其具有一支撐件，以於處理時支撐一基材，一氣體供給，以提供清洗氣體至該室中，一第一氣體激勵器，以激勵該清洗氣體，及一排氣部，以排出該清洗氣體；及一處理監測系統，包含一腔適用以收納清洗氣體，諸電極，被加偏壓以激勵於該腔中之清洗氣體，一檢測器組件，包含一輻射滲透窗口，及一檢測器，以檢測自電極前之激勵清洗氣體發射之輕射。本發明之這些特性，方面及優點將可參考以下說明，隨附之申凊專利範圍，及例示本發明特性之附圖而加以了解；二而’可以了解的是’每一特性可以用於本發明中，不僅於該特定圖之内容，及本發明包含這些特性之組合。圖式簡單說明：第la圖為一基材處理設備的一簡化圖，其具有一處理室及一排出物監測系統，其具有一排出物激勵腔；第lb圖為另一實施例之基材處理設備之簡圖，其具有一直線型排出物監測系統；第2a圖為一排出物激勵腔之一實施例的簡化剖面圖；第2 b圖為第2 a圖之排出物激勵腔之陰極組件一部份的簡化剖面圖；第2c圖為第2a圖之排出物激勵腔之簡化分解圖；第2 d圖為依據本發明之排出物激勵腔之另一實施例的簡化分解圖；第3 a至3 c圖為依據本發明之排出物監測系統之不同態樣第5頁本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1253702 A7 B7 五、發明說明（）之檢測器光學元件的簡化圖；第4a圖為依據本發明之例示基材處理設備的另一實施例的簡化剖面圖；第4b圖為一基材處理設備之簡化圖，其包含一處理系統監視器及一 CVD室；及第4c圖為依據本發明之電腦程式之階段控制結構的例示方塊圖。

(請先閱讀背面之注意事Z 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製圖號對照說明： 7 氣體源 8 氣體供給管線 9 氣體混合系 :、統 10 基材處理設備 11 歧管 12 處理室 14 處理監測系統 15 氣體源 16 真空泵 17 氣體激勵器 18 前級管道 19 微波源 20 節流閩 22 氣體激勵腔 24 氣體激勵器 25 電源 26 檢測器 27 窗口 28 控制器 29 内壁 30 匹配電路 33 陰極 36 陽極 37 電氣隔離器 40 埠 42 同軸部 43 檢測器光學件 44 橫向部 45 壁面 46 滤色器第6頁 ^寫本頁) •裝訂---------_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1253702 A7 B7 五、發明說明（）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 48 濾色器 50 氣體激勵腔部份 51 安全開關 52 圓端 53 墊片 54 中空部 55 0形密封件 56 薄壁 57 螺絲 58 凸緣 59 板 60 絕緣板 61 0形環 62 陰極板 63 外殼板 64 螺絲 65 螺絲組件 66 0形環 68 0形環 70 0形環 71 螺絲組件 72 有耳連接器 73 螺絲組件 74 滑動連接器 75 墊片 76 電線 78 中心導體 80 BNC連接器 82 外導體 84 蓋板 86 壓力板 88 外蓋螺絲 90 金屬螺絲 92 絕緣間隔件 94 肩部 96 軸環 101 托架 102 RF電源 103 關閉閥 104 圓形小孔 106 充氣室 108 室蓋 109 出口 110 開口 137 處理機 138 記憶體 150a 監視器 150b 光筆第7頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------ί---裝--------訂---------線- (請先閱讀背面之注意事本頁) 1253702 A7 B7 五、發明說明（處理選擇副程式室管理副程式處理氣體控制副程式加熱器控制副程式光學物鏡濾色器分光器第二光束濾色器感應器分光器第la圖為依據本發明、 I月貫施例乏基材處理設備丨〇之化圖，該設備10包含一處恩理至1 2及一處理監測系統1 4 其能例如藉由電漿發舢八4 水赞射刀析，監視執行於室中之處理。理室1 2係用以製造電子奘置，例如，形成一層介電材料例如氧化矽或氮化矽，一層屬金屬，例如鋁，銅，鈦，鉑或鎢或一層半導體材料，例經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 162 序向副程式 173 175 處理序向副程式 177 180 基材定位副程式 183 185 壓力控制副程式 187 190 電漿制副程式 301 303 放電區域 305 307 感應器 309 31 1 第一光束 3 13 3 15 輸入光束 317 3 19 濾色器 321 323 感應器 329 發_明詳細說明：頁 J7吵’鍺，或化合物半導體基材上，該基材係例如矽，化入化合物+導體或半導體晶圓。隨％絶處理室12包含一氣體源15， ‘ 再徒供月《』驅物氣體圣處理氣體激勵器1 7，例如—请μ他 ® ^ 遠味微波電漿產生器。漿產生器使用一微波源1 9，装任'反具係例如一磁控管，以第8貫本紙張义度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297^¾- 1253702

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（）物氣體轉換成分解物種，其係包含自由氟原子團及其他電漿物種，其係被輸送至處理室12。例如，含C2F6 , CF4 或NF3之處理氣體可以被分解，以形成氟原子團，其可以組合於處理室12中之處理殘留物，例如氧化矽，以形成例如碎-氟化物之揮發化合物，其係被排氣部所去除。典型微波電漿產生器操作於2.45 GHz並係有效以崩潰該前驅物並產生化學活性氟原子團。一真空泵16係以前級管道18連接至處理室12，前級管道係作為一真空導管，以由處理室12抽出排出物，該排出物可能包含未反應氣體及反應副產物。一選用節流闕 2 0可以提供於室壓之進一步控制，以配合為氣體源1 $所供給之氣體流，維持一氣體壓力於該處理室12中。一氣體激勵腔22包含一氣體激勵器24，以激勵經過腔22之排出物。例如，氣體激勵器24可以藉由將電磁能耦合入腔中之排出物，例如藉由電容或電感能量耦合，而由排氣部中由排出部形成電漿。於如所示之態樣中，氣體激勵器24包含例如陰極3 3之電極，其可以被激勵以於腔 22中形成電漿。典型地，氣體激勵腔22係被放置由排出物前級管道1 8中之節流閥22之下游，藉以降低與處理室 12之距離，同時隔離開腔22中之電漿與處理室12。一放置在前級管道1 8之窗口 27外的檢測器26係適用以檢測由電漿所發射之於光學，紅外線或紫外線頻譜的輻射，並將之轉換為電壓信號。一控制器28接收來自檢測器2 6之信號。控制器可以基於所接收之信號執行計算第9頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） — — — — — — — — — — Γ I I - I I ! I I I I ·11111!11 I I 4¾ (請先閱讀1S寒^|^寫本頁) Φ 1253702 A7 五、發明說明（）與比齡，I、, 1、、以控制處理參數。例如，當來自檢測器26之信；717處理終端已經發生，則控制器2 8可以關閉來自氣 m Λ、連入處理室1 2之氣體。檢測器26檢測為激勵氣 l^fr Al ' . ^ 轉射及檢測器2 6或控制器2 8可以使用此信號以/失疋於氣體中之物質類型及濃度。不同物質被激勵時，發射出具有不同波長之輻射，及被檢測波長之振幅提供於排氣流中之特定物質之數量或濃度。於一態樣中，氣體激勵腔22之氣體激勵器24包含一電源25’其係可以是用於螢光燈之進行於標準110伏60Hz 電源線之商業上可購得之轉換式電源。電源25可以例如於3 lkHz產生約30瓦之功率。電源25之操作頻率可以是一低頻（相對於RF頻率），以簡化匹配負載至電源阻抗，例如’由約10至約2000kHz，或例如由約10至約200kHz。沒有了負載匹配，吾人估計電源之由約8至約15瓦可以被輸送至電漿，例如約1〇瓦。一於電源25及氣體激勵腔 22間之匹配電路3〇可以被加入，以改良輸送至電漿之功率效率，這允許使用更小之電源，或可以允許氣體激勵腔 22於前級管道丨8中，在較寬操作條件下，例如前級壓力及排出物組成，形成一電衆。較高操作電壓可以是更好的，若氣體激勵腔22之離子蝕刻妥協於其操作壽命的話。典型地，選擇用於内壁電漿系統的操作頻率平衡幾項因素’例如，電漿產生效率，電漿均勻性，電漿處理特徵，电磁干擾’及電源之大小及成本。一常用操作頻率為 13·56ΜΗζ，其係於幾項因素中提供想要平衡，並係為聯邦第10頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------*---裝--- (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 、訂· -丨線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 1253702 五、發明說明（通訊委員會（FCC)所指定用於商業用途。本發明具有於操作頻率更寬之範圍選擇，因為想要之電漿特性係來自電漿之光學發射。電漿可能很小並被稀釋，及一更小電源可以被使用，因而，限制了不想要之電磁發射。第lb圖為一基材處理設備之簡化圖，其具有一處理監測系統1 4 ’其具有一依據本發明另一實施例之直線氣體激勵腔22。因為氣體激勵腔22係直接於處理室12下呈垂直向，所以可以取得通過氣體激勵腔22之更層流及更少擾流的排出物。這將降低排出氣體擴散回到處理室12 之可旎性。另外，一排出物層流可以允許激勵輻射被以較高強度耦合至排出物，因為排出物流連續及均勻地通過長形處理電極或陰極33之表面，該電極係實質與排氣流同軸，如由箭頭35所表示。陰極33係與氣體激勵腔22之導電壁36所電氣隔離一絕緣器37。氣體激勵腔22之電源 25係連接至陰極33 ,及至形成氣體激勵腔22之陽極的導電壁36。產生於氣體激勵腔22中之光學發射係被傳送經一窗口 27至一或多數光學檢測器26a，26b。第2a圖為排出物氣體激勵腔22之一實施例簡圖。排出物流可以藉由將輸入能量以各種方式，例如施加微波能量以电今，电感式耦合或部份組合加以激勵。示於第2a 圖中之氣體激勵腔22係以電容耦合功率至腔中之氣體地激勵排出物。陰極33係為加電電極並係藉由一電氣隔離器37與壁36分離，該壁36形成陽極或接地電極。陽極 36及陰極33係典型地由叙作成，但也可以由各種其他導第11頁參紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297^^"

• I — — — — — — — Γ I — ·1111111 ^ ·11111111 (請先閱讀背ί注意事寫本頁) A 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1253702 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（）電材料作成。陰極33具有同軸部份42及橫向部份隔離器37可以是由適當介電崩潰強度之衧^作成，該材料係可相容於前級管道内之期待環境，於〜些應用中，用於隔離器37之適當材料包含聚甲醛樹脂，氟乙烯，例如鐵弗龍’或陶瓷。陰極33之表面锖可以接近匹配於陽極36之表面積，以當使用低頻產生器以供電氣體激勵腔時’提供較大面積電極’以降低陰極或陽極之氣體腐蝕。窗口 27係由選擇以相容於電衆排出物流組成並可滲透相要之輻射發射之材料所作成。例如，窗口 27可以對紫外線，可見光或紅外線輕射所滲透，並由陶资作成，例如由Ah〇3’ Si’ Si〇2’ Ti〇2’ Zr〇2之—或多數或混合物及其他化合物作成。窗口 27之表面可以例如藉由火捣研磨，研光或，熔散法加以研磨平坦，

以徒供峰至锋RMS 粗糙度（即，於粗糙度之峰及谷間之垂亩拓齡、# 愛罝距離），其係足夠地小以降低經過窗口之輻射的散射，例如，术 4观奇窗口 27具有少於約1微米之表面粗縫度時，可男氺，略 ^ 果外線，及紅外輻射之散射被降低。於一實施例中，當σ 固 27係由經常被稱為藍寶石之單晶鋁土所作成，但它沙可ο丄一 b g以由統通為” 石英”之熔凝碎石作成。滤色器4 6，4 8 #分別、^取 0你刀別玫置於窗口及檢測器26之間，以通過由氣體激勵腔22中 ^徘出物形成之電漿之預定頻率之輻射。或者，一檢測器26可以提供一信號給光學頻譜分析儀’其可以分析未過遽光學發射之幾項頻率。雖然只有示出兩遽色器及一㈣器，：：可以使用更多或更少之檢測器及濾色器。第12頁中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）

— — — — — — — — — — ·1111111 ^ ·11111111 J. (請先閱讀背面之注意事寫本頁) AW 1253702

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（） ¥激勵排出物時，可以發現激勵排出物氣體使得排出殘留物成於窗口 27及氣體激勵腔22之相鄰壁面36上。這是不想要的，因為處理氣體係大量地空乏或用於室j 2 中。例如，當處理氣體組成被調整，以沉積材料於基材上時’處理氣體係被分解於處理室12中，以形成沉積物。分解氣體的排出物實質只包含用過氣體副產物並且，只有有限旎力以產生其他殘留物。同樣地，當蚀刻氣體用以蚀刻於基材上之材料時，來自蚀刻氣體的排出物已經降低了蚀刻能力及降低蝕刻劑物種。因此，想不到的是，此等處理氣體將當被激勵於氣體激勵腔22中時形成殘留物。當來自清洗氣體之排出物用以清洗處理室12時，於氣體激勵腔22中之排出殘留物的產生係更想要不到。典型地，清洗氣體包含含氟物種，其係分解以於處理室1 2 中形成三氟原子團及電漿物種。組合以例如二氧化碎之室 12的處理殘留物之氟原子團形成例如矽-氟化物之揮發化合物，其係出現在被激勵於氣體激勵腔22中之排出物中。吾人相k含氟化碎氣體排出物當被激勵時將不會形成排出殘留物。然而，吾人發現當排出物被激勵時，產生了大量之排出物殘留物，其沉積於氣體激勵腔22之壁面上。另外’當S 口 27為氣體激勵腔22之壁面時，排出殘留物沉積於窗口上並模糊了窗口 ^這造成由激勵氣體所發射並係處理監測系統1 4之檢測器26所檢測之輻射信號的衰減。吾人進一步發現’藉由將窗口 27定位隔開氣體激勵第13頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----II--— ΙΓΙ·裝！丨訂-----— I — ·線· (請先閱讀背面会意事寫本Ϊ* 1253702 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（）腔22之内壁29 —足夠高之距離d,降低了來自激勵氣體的排出殘留物沉積於窗口 27上β最佳距離^係取決於排出氣體流速’氣體壓力及組成，及排出氣體流之殘留時間’因為’其係相關於被激勵排出物物種之行進之平均自由路程，其分子大小及其他反應性。一般而言，碰撞之次數愈南’殘留於窗口 27上之排出物殘留物形成速率愈快。此時’吾人想要將窗口 27分離開一離内壁29較大之距離°然而’該窗不能離開太遠，因為這將增加設備1〇之足跡’而於昂貴之潔淨室處理環境中，佔用太多空間。例如’於室清洗操作中，足以降低或大量防止於激勵氣體之排出殘留物沉積於窗之適當距離d可以例如由約2mm至約 7 0 m m 〇分隔窗口 27可以較佳位於埠4〇中，該埠係由氣體激勵腔22向外延伸，如於第2a圖所示，以更大量降低排出物殘留沉積於窗口 27上。埠40形成一窄通道，其允許輻射由激勵排出物通過經窗口 27並至檢測器26 ,其可以具有一圓形，多角形，三角形，六角形，正方形或矩形之剖面。埠40作用以藉由限定或控制激勵排出物種之接近窗口 27，以降低排出殘留物形成於窗口 27上。埠4〇具有一深度，其係被設定於距離d，其係想要以維持窗口 27離開腔22之内壁。一適當深度或距離d係取決於排出物氣體壓力’組成，殘留時間及氣體流速，因為足夠長以降低或實質防止排出殘留物沉積於窗上之激勵氣體之適當深度d 係例如由約2mm至約70mm。另外，總和來自激勵排出物第14頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐）

— — — — — — — — — — — - — — — — 111 ·11111111 . (請先閱讀1S意事寫本頁)A 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1253702 A7 五、發明說明（）通過崞40之輻射強度的棒40寬度w應足夠大，以有效地操作處理監視系統1 4。寬度係表示闊度，側長度或用於室清洗處理的埠40之開口的直徑，一適當寬度係由約3mm 至約1 5 m m。埠40之形狀及大小提供其深寬比，其係為埠40之寬 (w)對深度（d)之比例，並應足夠高，以降低排出物殘留沉積於窗口 27上。大量取決於室12之處理條件之適當深寬比之選擇可以作用以調整激勵氣體物種的接近於埠40末端之窗口 27。於室清洗處理所適用之一實施例中，氣體激勵腔22之埠40包含至少約1之深寬比。對於多數室清洗處理，深寬比係大致由約1至約8例如，一具有寬度36mm 及深度7.6mm之埠40提供了 4.75之深寬比（寬/深）造成了很少或沒有排出殘留物沉積於埠40之末端的窗口 27之表面上，於一清洗處理中，室12係使用含150sccm流速，壓力由約2托耳至約20托耳之NF3之清洗氣體加以清洗。吾人進一步發現，埠40或26可以有利地朝向，以提供於氣體激勵腔22中之輻射視界，其係較佳朝向越過氣體激勵腔22中之陰極33之前端，例如，以實質排除於陰極33旁之視界。此一朝向允許檢測器26實質只檢測出來自陰極33前之激勵排出物之福射。當包圍陰極之區域’例如於陰極33旁之壁45可能造成由此區域發射之輕射強度之錯誤變動時，此實施例係有利的。例如，於一實施例中，當排出物被激勵時，形成於處理室1 2之壁45上之排出殘留物係被發現以使壁45改變特性，例如於色命第15頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------!---裝----- (請先閱讀背面之注意事ίΛ#寫本頁) 訂---------線 1253702

五、發明說明（）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製上k得更亮或更暗。這影響由壁45所反射並通過埠40及進？檢測器26視界中之輻射的強度。（可藉由將檢測器光子元件$又疋或朝向檢測器本身之）使埠或檢測器26朝向實質面對陰極33以提供覆蓋處理陰極33之視界，同時，排除多數由壁45及於陰極33旁之週邊反射之輻射，強化了來自陰極33前之激勵氣體輻射之真空信號，並增加了檢測器2 6之信雜比。氣體激勵腔22具有幾項優點。例如，氣體激勵腔22 之架構允許使用更小型有效簡單及便宜之電源25，以激勵處理氣體，例如，用以形成一電漿，該電漿係產生足夠光學發射’以允許排出氣體成份之監視。不像典型必須實體相當大及濃厚之内部電漿而有效地於室12中執行處理操作，排出物或前級管道只需要足夠大及濃，以產生足夠輻射以允許監測排出流之組成。氣體激勵腔22可以操作於一大範圍之壓力，因為操作壓力並不為一内部電漿處理要件所侷限。另外，將氣體激勵腔22及檢測器26放置於節流閥20之下游於處理室1 2内造成可忽略之氣體流分裂。結果，現行處理系統可以以一檢測器2 6，例如光學檢測器及氣體激勵腔22加以修整。然而，一處理系統可以以更上游之檢測器26及氣體激勵腔22，例如於室1 2之排氣埠或排氣充氣室加以設計。第2b圖顯示如於第2a圖所示之氣體激勵腔22之部份50的更細節，及第2c圖顯示一同軸型氣體激勵腔22 的簡化分解圖。於此腔中，陰極33之同軸部份42係被固第16頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝訂： -線· 1253702 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（）化以圓端52，其係被提供以降低若同軸部42具有正方切割端可能發生之電漿腐蝕。陰極33之橫向部份44係部份中空54，具有一相當薄壁56。薄壁56增加於陰極33之同軸部42及陰極之壁56間之熱阻。隔離器37係由鋁土陶资作成，並隔離開陰極33與氣體激勵腔壁56。一絕緣板60係由聚四氟乙婦，例如鐵弗龍作成，以絕緣鋁陰極 33與氣體激勵腔22之壁面56。聚四氟乙埽為用於諸系統中之想要材料，其中，排出物，及於氣體激勵腔22中所形成之電漿包含氟。一螺絲64機械及電氣地連接陰極33 之基部58至陰極板62。Ο形環66，68，70形成密封，其係用以防止排出物或電漿腐蝕電氣連接或由氣體激勵腔 22脫離。一有耳連接器72係以螺絲附著至陰極板62。一附著至電線76之滑動連接器74電氣連接有耳連接器72 至BNC連接器80之中心導體78。BNC連接器之外導體 82係電氣連接至一蓋板84，其隨後經蓋螺絲88電氣連接至壓力板86，然後，經由金屬螺絲90連接至氣體激勵腔 22之壁面56。螺絲90將金屬壓力板86壓靠向一絕緣間隔器92。絕緣間隔件92係由乙醯樹脂作成，但也可以由任何其他電氣絕緣材料作成。絕緣間隔件92具有肩部 94’其係隔離開螺絲90與陰極板62，及一軸環96當組合時覆蓋陰極板之邊緣。第2d圖係為氣體激勵腔22之另一實施例的簡化分解圖’其係適用以檢測及監測產生於處理室1 2中之清洗電漿的微波，其具有相同於第2c圖所示之陰極組件。於此第17頁 (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 丨裝 t^J· ··線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 1253702 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（腔中，檢測器檢測器26及檢測器光學件43係包圍於外毅 46中❶來自腔氣體激勵腔22中之電漿的輻射通過/窗口 27，其係被塗覆有保護紫外線（UV)膜及經由一 uV滤色器 46，兩者係由一〇形環61及外殼板63中之螺絲組件所密封。輻射然後通過一第二濾色器48，其例如為7〇4奈米窄帶濾色器，以選擇地通過想要之輻射，並為整片75所密封。若干螺絲組件65，73係用以保持檢測器檢測器26至一組件之板59及於外殼46中。另外，一安全開關5 i可以提供以檢測是否在電漿被激勵前，於氣體激勵腔22中有真空’例如，一 75托耳VCR-4閉合降低托耳開關可以藉由螺絲57，墊片53及0形密封件55經由凸緣58連接至氣體腔22。第3a圖為一可以用於處理監測系統中之檢測器26之簡化代表圖。檢測器檢測器26可以包含一光學物鏡3〇1，以收集來自氣體激勵腔22中之激勵氣體的輻射放電區域 303具有選定波長通過窗口 27之輻射。於一較佳實施例中，光學物鏡301並不必要，由於窗口 27接近於放電區域3 03之故。於任一實施例中，光係通過窗口 27及濾色器305進入一感應器307。感應器307可以是任意數量之輻射感應器，例如光學感應器，例如光電晶體或光二體，其檢測於可見頻譜中之輻射。雖然想要簡化資料解釋，但感應器反應並不必要是線性的。濾色器3 0 5可以為一帶通濾色器，中心為想要之波長。檢測器26可以直接放置在前級管道18中之窗口 27外，或光管或光纜（未示出）可以第18頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） — — — — — — — — — — .— 1— --------^ ·11111111 (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) •f· 1253702 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製之未為電漿所大量清洗之五、發明說明（將產生於放電區域303中之輻射傳輸至遠端位置，因而，節約於處理室1 2附近之空間。第3b圖為一包含雙感應器之檢測器的簡化代表圖。一分光器309分離由光學物鏡3〇1所收集之光成為第一光束311及第一光束313。光束強度可以幾乎相等，每一係約輸入光束3 1 5之強度的一半，但可以例如取決於特別是於想要之波長及想要波長之發射光的強度及感應器之敏感性而有不同強度。濾色器317，319係放置於第一光束 311及第一感應器321及第二束313及第二感應器323 間，使得每一感應器對應至光的不同波長。例如，感應器之一 32 1 , 323可以用以監測指示器之波長，而另一則用以量測背景輻射之波長特徵，或諸感應器可以用以監視不同指示器之波長。或者，背景輻射可以以寬帶感應器加以監測，而不必濾色器以監測發光放電的整體亮度，以確保例如氣體激勵腔之適當操作或標稱化指示器信號強度。第3 c圖為具有多感應器之檢測器2 6的簡化圖。第一分光器309分離輸入光東315成為多光束，其然後被一第二分光器329所分成額外光束。每一分光器之透射及反射特徵可以依據予以監測之峰長及峰強度，以及感應器之敏感性特徵加以調整。本處理監測系統14具有幾項優於傳統處理終端檢測之方法，例如目視檢測或定時法，因為本發明決定何時電聚作用，例如一清洗氣體電衆實質下降。^如g視室12 部份之目視檢測法可以使清裝--------訂i (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) •線卜- 1253702 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（洗處理被維持較所需為長之時間。這將不只不當地中斷產物流，也同時將增加有關於前驅氣體之可能PFC發射及成本。另一方面，固定時間清洗法可能於清洗條件或硬體（例如由於典型用於遠端電漿產生器中之磁控管之老化，而使前驅物崩潰效率下降）改變，而造成欠清洗。除了決定清洗處理之端點外’監測來自處理室1 2之排出物可以以不同方式加以使用。例如，吾人想要知道是否磁控管之功率輸出或遠端電漿產生器之效率變化。此結果可能藉由監測排出物流加以完成，以檢測未轉換之前驅物，例如，其係為氣體激勵腔可以激勵，以產生特性發射，即使氣體激勵腔並未大量分解前驅物為電漿。來自整個處理至之排出物可以被量測，以提供有關於室中之平均條件之資訊。由室外之一點所監測製程的方法必須考量檢測器放何處，造成其他的不確定性。藉由將來自整個定容積之資訊加入，本方法提供室狀況之一更明確指示。再者，排出物激勵腔22可以替換傳統檢測内部電漿之檢測器，該電漿係經由此類型清洗處理之室窗口。例示於第4a圖之依據本發明之基材處理設備1〇之一實施例為一化學氣相沉積（CVD)系統，其具有一處理室 12,其包含一配氣歧管n，用以分配處理氣體至一停放在處理室中心之電阻加熱托架101上之基材（未示出於處理時’基材(例如’半導體晶圓)係定位於托架ι〇ι之一扁平（或略凸起）表面1Gla。較佳地1架m具有例如氮化铭之陶党表面可以可控制地移動於下裝載/卸載位置及上第20頁 1— n ·ϋ ·1 n H ϋ n ϋ ϋ I · an n i_l ϋ mm— ί ϋ 一 .OJ. n i_l ·ϋ ΛΜΒ ϋ i^i I if —9 1 i (請先閱讀背面£意事寫本頁) Aw 1253702 A7 B7 五、發明說明（） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 處理位置之間，該上處理位置係接近於氣體歧管丨丨。一中心板（未顯示）可以包含感應器，以提供基材於位置上之資訊。沉積及載氣係經由傳統扁平圓形配氣面板1 3 a之穿孔 13b(第Id圖）被引入室12。更明確地說，沉積處理氣體經由氣體歧管11流入室（於第lb圖之箭頭21所示），經由傳統穿孔擋板41及於配氣面板13a中之孔13b。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製於到達歧管前，沉積及載氣由氣體源7輸入經氣體供給管線8 (第1b圖）進入氣體混合塊或系統9，其中，氣體被混合並送至氣體歧管1 1。於一些例子中，也可能及想要導引沉積及載氣直接由供給管線8至歧管11。於此時，氣體混合系統被繞過。於其他情形中，任何氣體管線8可以繞過氣體混合系統9並將氣體引經於室1 2底部中之通道 (未示出）。如於第lb圖所示，於一特定實施例中，有三個氣體供給管線8，以沉積WSix。第一管線8a供給含矽氣體（例如被稱為”CS”之二氯矽烷（Sil^Ch))進入氣體混合系統9中，而第二管線8b供給含鎢氣體（例如於氣體源7a 及7b中之氬源的氬）可以被供給至處理中，以適當地穩定氣體流並更均勻分佈於兩管線間之氣體進入混合系統9 中。室12之上游氣體（DCS及WF6)的混合係被認為造成進入室中之更均勻氣體分配，藉以造成於沉積Wsix膜之更大均勻性。一第三供給管線8c由室之底部將一惰性沖洗氣體（例如由氣體源7c來之氬），以使沉積氣體遠離加熱器 (未示出）下之室區域。於一些較佳實施例中，另一矽源（例如由源7a之矽烷（SiH4)可以供給至氣體管線8a。一般而第21頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1253702 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（）言，用於每一處理氣體之供給管線包含（i)幾安全關閉閥 (未示出），其可以用以自動或手動關閉進入室内之處理氣體流，及（ii)質流控制器（MFC)(未示出），其量測經由供給管線之氣體流量。當有毒氣體被用於製程中時，幾個安全關閉閥係以傳統架構定位於每一供給管線上。執行於室室12中之沉積處理可以是熱處理或電漿加強處理。於一電漿加強製程中，一 RF電源102施加電力於配氣面板13a及托架101之間，以激勵處理氣體混合物，以於面板13a及托架1〇1間之圓柱區域内形成電漿。 (這區域將被稱為”反應區域”）。電漿之成份反應以沉積一想要膜於被支撐於托架101之半導體晶圓表面上。RF電源102可以為一混合頻率RF電源，其典型地供給於 13·56ΜΗζ之高RF頻率（RF1)及於360KHz之低RF頻率 (RF2)之功率，以加強引入室12中之反應物種之分解。當然，RF電源102可以供給單一或混合頻率RF功率（或其他想要變數）至歧管1 1，以加強被引入室室1 2中之反應物種的分解。於一熱處理中，RF電源1 〇2並未被利用，及處理氣體混合物熱反應，以沉積想要薄膜於被支撐於托架 101之基材的表面上，該托架被電阻式加熱，以提供為反應所需之熱能。於電漿加強沉積處理時，電漿加熱該整個室12，包含包圍排氣通道23及關閉閥103之壁面。於熱沉積處理時，受熱托架101造成室12之受熱。當電漿未被導通時，或於熱沉積處理時，一熱液係被循環經室1 2之壁面，以維第22頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝訂---------線. 1253702

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（）持罜於一兩溫。用以加熱室壁之液體包含典型水為主乙二醇或油為王 < 熱傳遞流體。此加熱有利地降低或消除不想要反應產物之凝結，並且，改良了處理氣體及可能凝結於冷卻真空通遒壁上之污染物的揮發產物消除，並於沒有氣體時’遷移回到處理室中。未/儿積於一層中之氣體混合物的殘留部份，包含反應產物及排出殘留物沉積係由室12所為排氣泵16所抽出。明確地說，氣體係經由包含反應區域之環形，槽形小孔104 所排出並進入一環形排氣充氣管丨06。環形小孔i04及充氣室106係由室頂部及圓形室蓋1〇8之圓侧壁（包含於壁上之隔離件37)及底部間之間隙所定義。槽小孔1〇4及充氣主106之3 60圓形對稱及均勻性對於完成於基材上之處理氣體的均勻流量係重要的，以沉積更均勻薄膜。於排氣无氣室106之橫向擴充部21下之氣體流經一向下延伸 (氣體通道23 ,通過一真空關閉閥1〇3(其主體係與下室壁一體成型），並進入排氣出口 1〇9，其係經由前級管道18 連接至外真空泵1 6。電阻加熱托架101之晶圓支撐平台可以使用内藏單環加熱元件加以加熱，該元件係架構為兩平行同心圓之整圈。加熱器7C件之外部進行於支撐平台，而内部份執行具有較小半徑之同心圓之路徑。至加熱元件之接線通過托架 101之柄部，其係可以由鋁，陶瓷或其他組合作成。典型地，任一或全部室接線，氣體入口歧管面板，及各種其他反應器硬體係由例如銘’陽極化铭，或陶资所作成。此第23頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐了-------- ----------ΙΓΙ — 裝-----—--訂----—--線· (請先閱讀背面£意事寫本頁) Λ 1253702 A7 B7 五、發明說明（） CVD設備例係描述於共同受讓由蕭等人之美國專利第5， 558，717號案中，其名為”CVD處理室，，，其係併入作為參考。一抬舉機械及馬達（未示出）可以用以上升及下降加熱器托架101及基材抬舉銷（未示出）係為一機械手臂刀葉 (未示出）所經由於室1 2侧中之插入/去除開口 1 1 〇而進出室主體。馬達上升及下降托架101於處理及基材裝載位置之間，光學感應器可以用以決定可動組件的位置，例如，為適當馬達所移動之節流閩20及托架1〇1的位置。該設備係為一系統控制器2 8所操作，該系統控制器包含一硬碟機（記憶體138)，一軟碟機及一處理機137。處理機同時包單一板電腦（SBC)，類比及數位輸入/輸出板，界面板’及步進馬達控制板。設備1 〇之其他部份配合一維莎模組歐洲（VME)標準，該標準定義板，卡，及連接器尺寸與類型。VME標準同時定義匯流棑結構，成為具有基材16位元資料匯流排及2 4位元位址匯流排。控制器2 8 執行系統控制軟體，其係為一儲存於例如記憶體丨3 8之電腦可讀取媒體中的電腦程式。較佳地，記憶體丨3 8為硬確機’但§己憶體1 3 8也可以是其他類型之記憶體。電腦程式包含指令組，其指定時序，氣體的混合，室塵，室溫，RF 功率位準，托架位置，及一特定製程的其他參數。儲存於其他記憶體裝置之其他電腦程式包含例如軟碟機或其他適當裝置均可以用以作動控制器28。於使用者及控制器28間之界面係經由一 CRT監視器 150a及光筆150b，如於第4b圖所示，其係為CVD設備 (請先閱讀背面之注意事寫本頁)

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1253702 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（） 10之簡圖’其可以包含一或多數室。於較佳實施例中，兩監視器150a被使用，一安裝在無塵室壁，給操作者使用及另一個則在該壁面之後，給服務技術員使用。該兩監視器150a同時顯示相同資訊，但只有一光筆150b可使用。光筆1 50b以筆尖中之光感應器檢測由CRT顯示器所發射之光。為選擇一特定榮幕或功能，操作者接觸顯示勞幕之指定區域並按下在筆150b上之按鈕。被接觸之區域改變其發党色彩’或一新選單或螢幕被顯示，而確認於光筆 15 Ob及顯示螢幕間之通訊。當然，除了光筆1 6〇t>外之其他裝置’例如鍵盤’滑鼠或其他指示或通訊裝置也可以被使用，以允許使用者與控制器2 8通訊。用以沉積薄膜之處理係被使用一電腦程式產品加以實施’該產品係為控制器2 8所執行。該電腦程式碼可以被以任何傳統電腦可讀取程式語言，例如68〇〇〇組合語言，C，C + +，Pascal或福傳或其他語言加以撰寫。合適之程式碼係使用一傳統文字編輯器加以輸入一單一檔案或多檔案中，並被儲存在例如一電腦中之記憶體系統之電腦可使用媒體，例如電腦之記憶體系統中。若所輸入碼文字係高階語言，則碼被編譯，所得編譯碼然後被連結至預編輯視a庫常式之目的碼。為了執行所連結之編譯目的碼，系統使用者呼唤目的碼’使得電腦系統載入於記憶體中之碼。然後，CPU讀取並執行該碼，以執行指定於程式中之工作。第4c圖為依據一特定實施例之控制軟體電腦程式7〇第25頁 (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝 . Γ i a—9 l i·— ^ ^ IB-1 n ammmw am— MmMm» · .線氣本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 公餐^ 1253702 A7 B7 五、發明說明（）之階層控制結構之例示方塊圖。一使用者藉由使用光筆 150b而反應於顯示在CRT監視器上之選單及螢幕而輸入一處理組數目及處理室數至一處理選擇器副程式173。該處理組係需用以執行特定處理之預定組處理參數，並被預定設定數所指示。該處理選擇器副程< 173識別⑴想要之處理至及（丨丨）需用以操作執行想要處理之處理室之想要處理參數組’用以執行一特定處理之處理參數關係於處理之條件，例如處理氣體組成及流率，溫度，壓力，電漿條件，例如，RF偏壓功率位準及低頻RF頻率冷卻氣體壓力及壁室溫度。諸參數係被以程式之形式提供給使用者並利用光筆/ CRT監視界面輸入。該用以監視處理之信號係被系統控制器之類比輸入及數位輸入板所提供，及用以控制處理 < 信號被輸出在設備i 0之類比及數位輸出板上。一製程序向副程式1 75包含用以接受來自處理選擇副程式1 73您識別處理室及處理參數組，以及，用以控制各處理室操作之程式碼。多使用者可以輸入處理組號及處理室號，或一使用者可以輸入多處理組號及處理室號，使得序向副程式1 7 5操作以想要之順序，排序選定之處理。較佳地’序向副程式1 75包含一程式碼，以執行以下之步驟： (1)監視處理室之操作，以決定是否哪些室被使用，（ii)決定被使用處理室中正被執行何處理，及（iii)基於可用之處理室及予以執行之處理類型，來執行想要之處理。傳統監視處理室之方法可以加以使用，例如，輪流監視。當排定第26頁本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公餐) -----------·——裝 (請先閱讀背面之注意事？ill床寫本頁)

n n n n )5eJB n 1« flu n 1 ·ϋ n I % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1253702 A7 五、發明說明（）哪處理被執行時，序向副程式1 7 5可以被設計以考量予以使用之處理室之狀況與選定處理之想要處理狀況，或者每一特定使用者輸入要求之“年齡，，，或者是H規劃者心要I ;之其他相關因素相比較，以決定排序順序。一旦序向副程式175決定哪一處理室及處理組組合被下一個執行時，序向副程式175藉由傳送特定處理組參數至至管理田】程式ma-c，而使得處理組執行，該室管理田J程式依據由序向副程式丨7 5所決定之處理組，來控制於處理至12中之多處理工作。例如，室管理器副程式1 77a 匕占程式碼，用以控制於處理室12中之CVD操作。室管理器副程式177同時控制各種室元件副程式之執行，其控制需要以執行選定處理組之室元件之操作。於一些實施例中，至元件副程式之例子是基板定位副程式丨8 〇 ,處理氣體控制副程式183,壓力控制副程式185,加熱器控制副程式187及電漿控制副程式19〇。取決於CVD室之特定架構，一些實施例包含所有上述之副程式，而其他實施例則可以只包含部份副程式。熟習於本技藝者將知道可以包含其他之至控制副程式，這是取決於想要執行於處理室U 中之處理而定。於操作中，室管理副程式177a依據予以執行之特定處理，而選擇性地排序或呼叫處理元件副程式。由室管理副程式1 77a所執行之排序係以類似於由序向副程式1 75所使用之方式進行，以排序哪一處理室^之及處理組予以下一個被執行。典型地，室管理副程式丨包含步驟有：監視各種室元件，基於予以執行之處理組之第27頁本紙張尺度過用中國國家標準（CNS)A4規格（21Q x 297公ϋ ----------- (請先閱讀背面之注意事 --- 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

1253702 五、發明說明（）處理參數’而決定哪一元件雲i姑搞疋丨 1干茗要被掭作，以及，反應於該監視及決定步驟而使得室元件副程式執行。特定室元件副程式之操作將藉由參考第4c圖加以說明。基板定位副程< 180包含用以控制室元件之程式碼，其被用以加载基板至托架101，或可選擇地，拾起基板至室1 2中t想要高度，以控制於基板及配氣歧管11間之間隔。當一基板被加載至一處理室12時，托架101被降低，以接收基板，然後，被上升至想要高度。於操作中，基板定位副程式180反應於由室管理副程式177a傳送之有關支撐咼度之處理組參數而控制托架1〇1之動作。處理氣體控制副程式1 8 3具有程式碼，用以控制處理氣體成份及流率。處理氣體控制副程式1 8 3控制安全關閉閥之開/關位置，及同時升/降質流控制器，以取得想要之氣體流速。處理氣體控制副程式1 83係被室管理副程式 1 77a及所有室元件副程式所唤起，並接收來自相關於想要氣體流速之室管理副程式之處理參數。典型地，處理氣體控制副程式1 8 3藉由打開氣體供給管線加以操作，及重覆地（i)讀取所需之質流控制器，（ii)比較讀值與接收自室管理副程式177a之想要流速，及（ni)於需要時，調整氣體供給管線之流速。再者，處理氣體控制副程式1 8 3包含步驟：監視不安全流速之氣體流速，及當一不安全狀況被檢出時，作動安全關閉閥。於一些處理中，例如氮或氬之惰性氣體係流入室1 2 中，以在活性氣體被引入室之前穩定室中之壓力。對於這第281 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事裝—— 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1253702 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（些處理，處理氣體控制副程式1 83被規劃以包含步驟有：令惰性氣體流入室1 2中一段時間，以穩定化室中之壓力，然後執行上述之步驟。另外，當一處理氣體由液體前驅物蒸發時，例如TEOS，處理氣體控制副程式183係被寫入以包含發泡例如氦之載氣經於發泡室組中之液體前驅物，或將例如氦之載氣引入液體噴射系統之步騾。當一發泡室用以此類型處理時，處理氣體控制副程式1 8 3調整輸送氣體流速，於發泡室中之壓力，及發泡室溫度，以取得想要之處理氣體流速。如上所討論，其想要處理氣體流速係被傳送至處理氣體控制副程式1 83作為處理參數。再者，處理氣體控制副程式1 83包含步驟：取得必須輸送氣體流速，發泡室壓力，及想要處理氣體流速之發泡室溫度，藉由接取含用於給定處理氣體流速之必要值之儲存表。一旦必要值取得後，輸送氣體流速，發泡室壓力，及發泡室溫度被監測，並與必要值比較，及作對應調整。壓力控制副程式1 8 5包含用以控制室1 2中壓力之程式碼，其係藉由調節於室排氣系統中之節流閥開口之大小加以進行。節流閥2 0之孔徑大小係被設定以控制室壓力於—相對於總處理氣體流量，處理室之大小及用於排氣系先之抽氣設定點壓力之想要位準。當壓力控制副程式丄8 5 被唤起時，想要或目標壓力位準係被接收為來自室管理副程式177a之參數。壓力控制副程式185量測於室中之壓力，藉由讀取連接至該室12乏一丄也王以<一或多數傳統壓力表，比較量測值與目標壓力，由所儲左叫外墦存壓力表，取得相應於目第29頁本紙張尺纟翻（CNS)A4規格_(2— 297公餐丁 --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 訂· 1253702 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（）標壓力之比例積分微分（PID)值，並依據獲得自壓力表之 PID值，來調整節流閥。或者，壓力控制副程式1 85被寫成可以開啟或關閉節流閥孔徑至一特定開口大小，以調節室12至一想要之壓力。加熱器控制副程式1 87包含用以控制加熱基材20之加熱單元之電流。加熱器控制副程式丨8 7同時也被室管理副程式1 7 7 a所唤起，並接收一目標或設定點溫度參數。加熱器控制副程式1 87藉由量測位於托架1 〇 1中之熱電搞之電壓輸出加以量測溫度，比較量測溫度與設定點溫度’並增加或減少施加至加熱單元之電流，以取得設定點溫度。溫度係藉由查看於儲存轉換表中之相對溫度而取得量測電壓，或者，藉由使用一四階多項式來計算溫度。當一内藏環係用以加熱托架1 0 1時，加熱控制副程式1 87逐漸地控制施加至該環之電流之上升/下降。另外，可以包含一内建故障安全模式，以用以檢測處理安全要求，並可以於處理室12未適當設定時，關閉加熱單元之操作。電漿控制副程式190包含用以設定施加至室12中之處理電極之RF功率位準及設定低及高RF頻率之程式碼。電漿控制副程式19 0同時包含程式碼，用以導通，並設定 /調整施加至磁控管或其他用於本發明中之微波源之功率位準。如同前述室元件副程式，電漿控制副程式丨9 〇係為室管理副程式177a所喚醒。排出物監測副程式1 9 5包含程式碼，用以設定施加至氣體激勵腔22之電極中之RF功率及頻率位準。其同時也第30頁 (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 裝 . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1253702

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（）包含程式碼，用以導通及設定/調整檢測器檢測器26，用以例如調整感應器之操作功率位準或調整檢測器光學元件。排出物監測副程式1 95同時也為室管理副程式1 77a 所唤醒。副程式1 9 5同時送指令給控制器2 8或其他室元件，以決定其上之處理，例如，由排出物組成檢測進行於室中之處理的終點，例如一室清洗組成之終點。上述說明只是為了說明目的，其他設備，例如電子迴旋共振（ECR)電漿CVD設計，電感耦合rf高密度電漿CVD 裝置等可以用於本發明中，以提供優質設備。另外，上述系統之變化，例如於托架設計，加熱器設計，RF電源頻率’ RF電源連接及其他位置之變化係可能的。例如，基材可以被石英燈所支撐及加熱。應可以了解的是，本發明並不必然用於或修整任一特定設備。本發明已經參考較佳實施例及特定例子加以說明。其他替代例對於熟習於本技藝者係為明顯的。例如，處理室可以為PECVD或PVD室，或氣體激勵腔，及檢測器可以放置於不同位置或架構。多數檢測器可以以各方式架構，包含於發光放電區旁提供多窗口。再者，於一清洗處理時予以清洗之膜可以是矽烷為主之氧化矽，氮化矽，金屬半導體材料，或其他材料。因此，上述說明並不予以限定由以下申請專利範圍所提供之本發明。 ----- - - - - - -----I (請先閱讀背面之注意事寫本頁) 第31頁

Claims

A8 B8 C8 D8 1253702 六、申請專利範圍 1. 一種排出物監測設備，至少包含：一腔，適用以收納一排出物；一氣體激勵器，能激勵於腔中之排出物，藉以發出一輻射；一輻射滲透窗口，其係與腔之内壁分隔開一距離d，該距離d係足夠高以降低來自激勵氣體之排出物殘留物沉積於窗口上；及一檢測器，檢測該輻射。 2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之距離d 為由 3mm至 15mm 〇 3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之窗口係於一埠中。 4·如申請專利範圍第3項所述之設備，其中上述之埠包含由 3mm至 15mm之寬度。 5 ·如申請專利範圍第3項所述之設備，其中上述之埠係朝向以具有一視界，其係實質只覆蓋於該腔中之一電極。 6.如申請專利範圍第3項所述之設備，其中上述之檢測器係適用以具有一視界，其係實質只覆蓋於該腔中之一電極。第32頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ------------Ί -裝--- (請先閱讀背面之注意事項本頁) . -線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1253702 | D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍 7·如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之檢測器係適用以檢測於該光學，紅外線或紫外線頻譜中，具有預選波長之輕射。 8·如申請專利範圍第7項所述之設備，其中上述之預選波長係為由激勵氣體中之激勵函素物種所發射之波長。 9.如申請專利範圍第1項所述之設備，其中上述之氣體激勵器包含諸電極，其可以被激勵以於室中形成一電漿。 I 0. —種排出物監測設備，至少包含· 一排出物激勵腔，適用以收納一排出物；一氣體激勵器，能激勵於排出物激勵腔中之排出物，藉以發出一福射；一窗口組件，包含一輻射可滲透部，於一埠中，該埠具有一足夠高之深寬比，以降低來自激勵氣體之排出物殘留物沉積於該窗口上；及一檢測器，檢測該輻射。 II ·如申請專利範圍第1 〇項所述之設備’其中上述之埠包含2mm至70mm之深度° 1 2 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之設備’其中上述之埠包含由3mm至約15mm之寬度。第33貫請先閱讀背面之注意事項本頁) 訂· --線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公餐 1253702 A8 BS CS DS 六經濟部智慧財產局員工消費合作社印製申請專利範圍 <说述之設備，其中上述之檢測 13·如申請專利範圍第10項所u ^ ^ J 獎你t m 曰七，a R，其係實質只覆蓋於該腔中之一器係適用以具有一視界# 電極。 14·如申請專利範圍第10項所述之設備，其中上述之埠係朝向以具有一視界，其係實質只覆蓋於腔中之一電極。 1 5 ·如申請專利範圍第1 0項所述之設備，其中上述之檢測器係適用以檢測於該光學，紅外線或紫外線頻譜中，具有預選波長之輻射。 16.如申請專利範圍第15項所述之設備’其中上述之預選波長係為由激勵氣體中之激勵_素物種所發射之波長0 17·如申請專利範圍第10項所述之設備’其中上述之激勵器包含諸電極，其可以被激勵以於室中形成漿0 氣體一電 1 8. —種監視來自一處理室之排出物組成的方法，該方法少包含步驟：將排出物引入一排出物激勵腔；激勵該腔中之排出物；維持一輻射可滲透窗口與腔之内壁—距離d，該距第34頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------------- (請先閱讀背面之注意事項本頁) -線· 至離 12537〇2 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 d係足夠大，以降低排出物殘留物沉積於該窗口上；及檢則發射自激勵氣體並通過該窗口之輻射。 .甲請專利範圍第1 8項所述之方法，其中上述之維持镇射可渗透窗口之距離d係於2mm至70mm。 20 ’如申請專利範圍第1 8項所述之方法，包含檢測只由腔中之電極前端發射之輻射。 9 1 •如申請專利範圍第20項所述之方法，包含檢測於一視界中之輻射，該視界係實質只覆蓋電極之表面。 22·如申請專利範圍第1 8項所述之方法，包含檢測於該光學’紅外線或紫外線頻譜中，具有預選波長之輻射。 -----------Ί-裝.---------訂· (請先閱讀背面之注意事項本頁) 23 ·如申請專利範圍第22項所述之方法，包含檢測具有預選波長係為由激勵氣體中之激勵函素物種所發射之輕射0 線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 24.如申請專利範圍第22項所述之方法，包含激勵該氣體’以電容耦合電磁能至腔中之氣體。 2 5 . —種室清洗設備，至少包含：一室，包含一支撐件，其能於處理時，支撐一基材，第35頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） A8 B8 C8 D8 1253702 申請專利範圍 /氣體供給以提供清洗氣體至該室中，一氣體激勵器’ 以激勵清洗氣體，及一排氣部，用以由室去除用過的清洗氣體；及一處理監測系統，包含/氣體激勵腔，於該排氣部中，以收納已用過之清洗氣體，一氣體激勵器，能激勵腔中之氣體，一窗口組件包含一輻射可滲透部，其係與腔隔開一距離，該距離係足夠大，以降低排出物殘留物沉積於該輻射可滲透部，及檢測器，以檢測發射自激勵氣體之輕射β 26·如申請專利範圍第25項所述之設備，其中上述之輻射 <滲透部與腔中之内壁間之距離係由2mm至70mm。 2 7 ·如申請專利範圍第2 5項所述之設備，其中上述之檢測器係朝向以面對於腔中之一電極。 28·如申請專利範圍第27項所述之設備’其中上述之檢器包含一視界’其係被限定只實質覆蓋該電極。 ------------I* ---- (請先閲讀背面之注意事頊本頁) .線測經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 29· 一種排出物監測設備，至少包含：一腔，以收納該排出物；一或多數電極於該腔中’該腔係可充電以由腔中排出物形成一電漿；及一檢測器組件，包含一輻射可滲透窗口，及第36貫之感應本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210^^^ > 靈聚發射之輻射，及選用光學 1253702 申請專利範圍器於該窗口後，以檢測由元件，破遽定以擇地接收由腔中之電其中該檢測器組件你極前端來之輻射。 %所述之設備’其中上述之檢測 30·如申請專利範圍第29項所 U檢利器組件係適用以面對〆電拉* 31·如申請專利範圍第29項所述之設備中上述之檢測器組件包含-視界，其只覆I 一電極。 32·如申請專利範圍第29項所述之"又備其中上述之感應器係適用以檢測於光學，紅外線，紫外線中之具有預選波長之輻射。 3 3·如申請專利範圍第32項所述之設備’其中上述之預選波長係由激勵氣體中之激勳函素物種所發射之波長。 3 4·如申請專利範圍第32項所述之設備’其中上述之輻射可滲透窗口係離開腔内壁一足夠大之距離，以降低排出物殘留物沉積於窗口上。 3 5. —種監測一排出物之方法’至少包含步驟：將一排出物引入一腔中；第37頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） (請先閱讀背面之注意事項『本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1253702

36·如t請專利範圍第 ^ ^ 所述 < 万法，包含檢測P港腔中之電極表面之視界之輕、覆蓬 J/·如甲請專利範圍第器，以檢測只由電極前端來之輻射 38.如申請專利範圍第35項、产項所述（万法，包含檢測由氣禮之激勵画素物種所發射之波長的輕射。 39.如申請專利範圍第35項所述之方法，包含維持參透窗口離開腔之内壁一距離d，其係足夠大以降低出物殘留物沉積於窗口上^ · 4 Ο · —種室清洗設備，至少包含：一室，包含一支撐件，能於處理時支撐一基材，一氣體源，以提供一清洗氣體至該室中，一第一氣體激勵器，以激勵該清洗氣體，及一排氣部，以將該清洗氣體排出；及一處理監測系統，包含一腔，適用以收納該清洗氣

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本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1253702 as CBS8

六、申請專利範圍 ------------Ί-裝--- (請先閱讀背面之注意事項本頁) 體’可以被供電以激勵於該腔中之清洗氣體之諸電極，一檢測器組件包含一輻射可滲透窗口及一檢測器，以檢測由電極前端之激勵清洗氣體所發出之輻射。 41 ·如申請專利範圍第40項所述之設備，其中上述之檢測器組件為朝向以面對腔中之一電極。 42·如申請專利範圍第40項所述之設備，其中上述之檢測器組件包含一視界，其實際只覆蓋一電極。 43·如申請專利範圍第4()項所述之設備，其中上述之檢測器係適用以檢測由激勵氣體中之激勵南素物種所發射之預選波長。 :線- 44·如申請專利範圍第40項所述之設備，其中上述之輻射可滲透窗口係與排出物腔中之内壁分離開一距離d，該距離係足夠大，以降低排出物殘留物沉積於輻射讦滲透窗口上。經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 45.如申請專利範圍第44項所述之設備’其中上述之雖離 d係由2mm至70mm。第39頁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297 )