TWI291020B - Particle detecting method and storage medium storing program for implementing the method - Google Patents

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1291020 ⑴ 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種粒子偵測方法及儲存實施粒子偵測 ~ 方法之程式之儲存媒體，且更具體地，係關於一種偵測由 - 氣流所攜帶之粒子數目之粒子偵測方法。 【先前技術】 φ 一般而言，於具有一處理室之基板處理裝置，其中所 需之處理乃於作爲基板之一半導體晶圓（之後稱爲”晶圓 π)上實施，使用因晶圓與放置晶圓所在之底座平台間之 接觸，而產生之製程氣體，粒子，例如鋁之金屬粒子，以 及因製程氣體之反應而產生之反應生成物，例如碳氟聚合 物粒子。 這些粒子乃沉積於晶圓，造成形成於晶圓表面上之半 — 導體裝置之品質降低。爲避免此問題，於基板處理裝置， # 乃偵測處理室內之粒子直徑與粒子數目，以便維持粒子直 徑與粒子計數低於個別預設値。當粒子直徑與粒子計數大 於個別預設値時，乃停止基板處理裝置之操作，以清理處 理室與置換元件部分。 作爲偵測上述種類粒子之方法，習知之方法爲藉由提 供於吹淨氣流路徑中間部分之一粒子監視器，其中粒子與 氣體經由此吹淨氣流路徑，由處理室排空，測量因粒子出 現所產生之散射光線。 於測量散射光線之此方法，以薄板狀（帶狀）形成之 -5- (2) 1291020 一光束（光通量），通過流經吹淨氣流路徑之一氣流，且 當包含於氣流之粒子通過光束時所產生之散射光線強度， 藉由面對於吹淨氣流路徑放置之一感測器測量，隨後，根 據所測量之散射光線強度，計算粒子之粒子直徑（參照例 如日本先行公開專利申請案（Kokai )第 2000- 1 468 1 9 號）。 每一粒子隨著時間通過感測器前方。由於此原因，如 φ 第7圖所示之個別粒子Pf與Ps相關之散射光線強度値所 指示，藉由感測器所測量之散射光線強度，最初隨時間而 逐漸地增加，且接著於到達其最大値後，逐漸地下降。爲 正確地偵測每一粒子之粒子直徑，較佳地爲隨時間持續地 測量相關之散射光線強度。然而，於此情況，測量資料之 數量變爲非常龐大，且因此無可避免地需長時間處理資 料。此外，散射光線強度之改變，可根據複數個測量資料 之片段，使用高斯曲線近似，但於此情況，曲線匹配亦需 • 時間。 爲解決此問題，近年來，乃利用將測量時間週期劃分 爲多個測量週期之一偵測方法，每一測量週期藉由一預設 時間週期所定義，並於測量週期中之預設時間間隔（於第 7圖中爲T1至T5 )，測量散射光線強度（離散地）。於 此偵測方法，於每一測量週期期間，乃選擇測量週期期間 之散射光線強度最大値，並儲存於一記憶體等。此外，若 選擇之散射光線強度最大値，超過一預設之臨界値，其判 斷單一粒子通過，並根據散射光線強度之最大値，計算通 -6- (3) 1291020 過粒子之粒子直徑。根據此偵測方法，因於每一測量週期 期間，僅選擇與儲存一散射光線強度最大値，其得以減少 資料數量，從而縮短資料處理所需之時間週期。 此外，根據此偵測方法，就一粒子而言，例如第7圖 ” 之粒子Pf，其於單一預設週期（T1 )內通過感測器前 * 方，僅選擇一散射光線強度ΡΠ最大値，故得以正確地測 量通過感測器前方之粒子數目。 φ 然而，於上述之偵測方法，就一粒子而言，例如第7 圖之粒子Ps，其於複數個預設週期中（T2至T5 )通過感 測器前方，亦即一低速粒子而言，於個別之相關週期T2 至 T5中，選擇散射光線強度之四個最大値Pfl】至 PfU，且因此即使實際上單一粒子Ps通過感測器前方， 其錯誤地判斷最多四個粒子通過感測器前方。換言之，無 法正確地偵測低速粒子之數目。 > 若無法正確地偵測粒子數目，可能執行不必要之處理 • 室清理，或不必要之元件部分置換，導致基板處理裝置之 操作效率降低。 【發明內容】 /本發明之一目的在於提供一種粒子偵測方法，其可正 確地偵測低速粒子之數目，以及儲存實施粒子偵測方法之 程式之儲存媒體。 爲達到上述目的，於本發明之第一型態，乃提供一種 偵測由氣流所攜帶之粒子之粒子偵測方法，包含一散射光 (4) 1291020 線強度-測量步驟，乃使用一光線接收單元，於預設時間 間隔，測量當發射至氣流之光線，藉由粒子散射時，所產 生之散射光線強度，一最大強度測量時間選擇步驟，乃將 用於測量散射光線強度之一測量時間週期，劃分爲多個測 量週期，每一測量週期乃定義爲一預設時間週期，並於測 量到散射光線強度最大値之每一測量週期中，選擇一測量 時間點，以及一通過粒子計數步驟，乃根據於每一測量週 φ 期中所選擇之測量時間點，計數通過光線接收單元前方之 粒子數目。 藉由本發明第一型態之組態，乃根據每一測量週期 中，所測量到散射光線強度最大値之測量時間點，計算通 過光線接收單元前方之粒子數目，而得以防止僅根據於測 量週期所測量之個別散射光線強度値，計數粒子數目。因 此，可正確地偵測複數個測量週期中，通過光線接收單元 前方之低速粒子數目。 φ 較佳地，當於測量週期選擇之測量時間點，對應於測 量週期之起點或終點時，通過粒子計數步驟乃判斷粒子未 通過光線接收單元前方。 藉由此較佳實施例之組態，當於相關測量週期中，所 測量到散射光線強度最大値之測量時間點，對應於測量週 期之起點或終點時，其判斷無粒子通過光線接收單元前 方，故可正確地偵測複數個測量週期中，通過光線接收單 元前方之每一低速粒子數目。 較佳地，散測光線強度-測量步驟未測量低於一臨界 -8- (5) 1291020 値之散射光線強度。 藉由此較佳實施例之組態，因未測量低於預設臨界値 之散射光線強度，其得以避免測量到因粒子出現所產生之 散射光線以外之光線強度，從而可更正確地偵測粒子數 S。 較佳地，最大強度測量時間-選擇步驟不僅選擇測量 時間點，亦選擇與測量時間點相關之散射光線強度最大 ⑩値。 藉由此較佳實施例之組態，不僅測量散射光線強度最 大値之測量時間點，亦選擇散射光線強度之最大値，使其 得以輕易地連結時間點與散射光線強度最大値。 較佳地，粒子偵測方法進一步包含一粒子直徑計算步 驟，乃根據於測量週期所測量之散射光線強度最大値，計 算個別粒子之粒子直徑。 藉由此較佳實施例之組態，因粒子之粒子直徑乃根據 # 相關之散射光線強度最大値計算，其得以正確地計算通過 光線接收單元前方之粒子大小。 較佳地，散射光線強度-測量步驟，乃測量提供於一 基板處理裝置之處理室中，發射至氣流之光線之散射光線 強度。 藉由此較佳實施例之組態，乃測量基板處理裝置之處 理室內，由光線發射通過氣流之散射光線強度。因此，可 直接偵測處理室內，將導致半導體裝置品質降低之粒子數 目，使其得以可靠地防止半導體裝置之品質降低。 -9- (6) 1291020 較佳地，散射光線強度-測量步驟乃測量光線發射至 吹淨氣流路徑中之氣流之散射光線強度，吹淨氣流路徑乃 連接至提供於一基板處理裝置中之處理室。 藉由此較佳實施例之組態，乃測量由光線發射通過吹 淨氣流路徑內之氣流之散射光線強度，吹淨氣流路徑乃連 接至基板處理裝置之處理室。於基板處理裝置，於處理室 減壓前，乃經由吹淨氣流路徑，吹淨處理室內之粒子。因 φ 此，可輕易地偵測粒子。 爲達到上述目的，於本發明之第二型態，乃提供一電 腦可讀取儲存媒體，儲存一粒子偵測程式，以使電腦執行 偵測由氣流所攜帶之粒子之一種粒子偵測方法，此程式包 含一散射光線強度-測量模組，使用一光線接收單元，於 預設時間間隔，測量當發射至氣流之光線，藉由粒子散射 時，所產生之散射光線強度，一最大強度測量時間-選擇 模組，乃將用以測量散射光線強度之一測量時間週期，劃 Φ 分爲多個測量週期，每一測量週期乃定義爲一預設時間週 期，並於測量到散射光線強度最大値之每一測量週期，選 擇一測量時間點，以及一通過粒子計數模組，根據於每一 測量週期中所選擇之測量時間點，計數通過光線接收單元 前方之粒子數目。 由下列詳細說明’連同所附圖式，將更瞭解本發明之 上述與其他目的，特徵及優點。 【實施方式】 -10- (7) 1291020 本發明現在將參照顯示其較佳實施例之圖式詳細說 明。 首先，將說明應用根據本實施例之粒子偵測方法之一 基板處理裝置。 第1圖爲一截面圖式，槪要地顯示基板處理裝置之配 置。 如第1圖所示，基板處理裝置2，作爲一蝕刻裝置， φ 以於半導體晶圓W上實施蝕刻，具有一中空圓柱室1 0， 由例如鋁或不鏽鋼之金屬所形成。於氣室1 0，乃提供一 圓柱狀承載器1 1作爲一平台，於其上放置具有例如3 00 毫米直徑之半導體晶圓W。 於氣室1 0之側壁與承載器1 1間，乃形成一排空通道 1 2，作爲承載器1 1上氣體排出氣室1 〇之氣流路徑。一環 狀排氣板（分隔板）1 3乃置於排空通道1 2之中間部分， 且排氣板1 3下方之排空通道1 2空間，經由直徑例如爲 # 150毫米之一排空管路 50，乃與藉由一可變蝶閥 (variable butterfly valve )實施之一適當壓力控制（隨 後稱爲"the APC”）閥14連接。適當壓力控制閥14連接 至一渦輪分子泵（隨後稱爲”the TMP”）15作爲一排空 泵，以用於真空操作。此外，適當壓力控制閥1 4經由渦 輪分子泵15，連接至一乾式泵（隨後稱爲”the DP”）16， 作爲一排空泵。由排空管路5 0，適當壓力控制閥1 4，渦 輪分子泵，以及乾式泵1 6，所形成之吹淨氣流路徑，隨 後稱爲”主要排空線路”。主要排空線路不僅使用適當壓力 -11 - (8) 1291020 控制閥14控制氣室1 〇之壓力，且亦由氣室1 0 ’使用渦 輪分子泵15與乾式泵16，吹淨氣體與粒子，並進一步減 壓氣室1 〇至接近真空程度。於主要排空線路中，於排空 通道1 2與適當壓力控制閥1 4間延伸之排空管路5 0，乃 提供一粒子監視器40，且粒子監視器40電性地連接至一 粒子計數器4 1。 粒子監視器40傳遞一光通量通過流經排空管路50之 φ 吹淨氣流，以測量當包含於氣流之粒子通過光通量時，所 產生之散射光線強度，並傳送測量之散射光線強度至粒子 計數器4 1。粒子計數器41根據所接收之散射光線強度， 使用隨後詳細說明之粒子偵測方法，判斷通過光線接收感 測器44前方之粒子直徑與粒子P數目。 一高頻電源18經由一匹配裝置19連接至承載器 11。高頻電源18施加一預設高頻功率至承載器11，藉此 承載器11作爲一下層電極。匹配裝置19減少來自承載器 Φ 11之高頻功率反射，從而使高頻功率至承載器11之發射 效率最大化。 於承載器1 1內之上層空間’放置由一傳導薄膜形成 之圓盤狀電極板20，以藉由靜電吸引力吸引半導體晶圓 W。電極板2 0電性地連接至一直流電源2 2。半導體晶圓 W吸引至承載器1 1之上層表面，藉由自直流電源22施加 至電極板20之直流電壓，所產生之庫侖力（coulomb，s force)或詹森瑞貝克（Johnsen-Rahbek)力固定於其上。 此外，於承載器1 1之上層部分，安裝由例如砂（S i )形 -12 - (9) 1291020 成之一環狀聚焦環24。聚焦環24使得於承載器1 1上方 產生之電漿，聚集朝向半導體晶® W° 於承載器1 1內，形成一環狀冷卻室2 5 ’沿承載器11 周圍延伸。一冷卻劑，例如於一預設溫度之冷卻水’乃由 未顯示之一冷卻單元，經由管路26循環並提供至冷卻室 25。於承載器11之半導體晶圓W之處理溫度，乃藉由冷 卻劑之溫度控制。 φ 吸引半導體晶圓w之承載器11之一部份上層表面 (隨後稱爲”吸引表面，乃由未顯示之複數個熱傳導氣 體供應孔洞2 7與熱傳導氣體供應溝槽形成。熱傳導氣體 供應孔洞2 7等，乃經由提供於承載器1 1內之一熱傳導氣 體供應管路28，連接至一熱傳導氣體供應管路29，且熱 傳導氣體供應管路29供應熱傳導氣體，例如氦氣，至半 導體晶圓W之吸引表面與下方表面間之間隔。此熱傳導 氣體供應區域29，亦可於半導體晶圓W之吸引表面與下 • 方表面間抽真空。 此外，於吸引表面上，提供複數個推進接腳3 0作爲 提升接腳，可由承載器11之上層表面突出。藉由一滾珠 螺桿等’將未顯示之馬達力矩轉換爲線性運動，以移動推 進接腳30，由吸引表面突出。當需吸引半導體晶圓…並 固定於吸引表面時，推進接腳3 0乃於承載器1 1接收。接 著’當蝕刻之半導體晶圓W欲由氣室1 〇攜出時，推進接 腳30由承載器11之上層表面突出，以向上提升半導體晶 圓W，遠離承載器1 1。 (10) !291〇2〇 於氣室1 〇之頂部部分，提供一淋氣頭3 3 乃接地，使得其作爲一接地電極。 淋氣頭33具有一電極板35作爲一下層表 氣孔34形成，以及一電極支架36，可移動地 3 5。此外，於電極支架3 6內，乃形成一緩衝; δ由未顯示之製程氣體供應區域延伸之一製程 路 38。一流量控制器（Mass Flow Controller % 製程氣體引入管路3 8之中間部分。流量控制| 預設氣體，例如製程氣體或氮氣，經由緩衝室 1 〇。此外，流量控制器3 9控制氣體之流速， 力控制閥1 4配合，以控制氣室1 0內之壓力至 承載器1 1與淋氣頭3 3間之一電極間距離D， 不短於35±1毫米。 用以開啓與關閉半導體晶圓入口 /出口埠 5，乃固定於氣室1 〇之側壁。於基板處理裝3 φ 1 〇，高頻功率施加至承載器1 1，如上所述， 1 1與淋氣頭3 3間之空間S，施加之高頻功率 體產生一高·密度電漿。此外，高-密度電漿產 由基。 於基板處理裝置2，當欲實施蝕刻時，首 開啓，且欲處理之晶圓W攜帶進入氣室1 〇， 器1 1上。接著，經由主要排空線路，吹淨於_ 粒子後，製程氣體（例如，含有預設流速比例 烷（C4F8 )氣體，氧氣，與氬氣之氣體混合物 。淋氣頭3 3 面，由多個 固定電極板 室3 7，連接 氣體引入管 )3 9提供於 蓉3 9供應一 37至氣室 並與適當壓 一所需値。 設定爲例如 3 1之閘閥 I 2之氣室 且於承載器 ，由製程氣 生離子與自 先，閘閥5 並置於承載 良室10內之 之八氟環丁 )由淋氣頭 -14- (11) 1291020 3 3，以預設流速與預設流速比例，引入至氣室1 0，且氣 室1 〇之壓力，藉由適當壓力控制閥1 4等，控制於一預設 値。此外，一高頻功率由高頻電源1 8，施加至承載器 1 1，且一直流電壓由直流電源22，施加至電極板20，藉 此半導體晶圓W吸引至承載器1 1上。接著，由淋氣頭3 3 排出之製程氣體，轉變爲上述之電漿。聚焦環24使得由 此電漿產生之自由基與離子，聚集於半導體晶圓 W之表 φ 面，從而物理地或化學地蝕刻半導體晶圓W表面。 第2圖爲一圖式，槪要性地顯示第1圖所示之粒子監 視器之配置。 如第2圖所示，粒子監視器4 0由一雷射光束源4 2， 其發射十道雷射光束L 1至L 1 0安排於一直線，一投影光 學系統43，其收集由雷射光束源42，以帶狀形式（其橫 向以”d”表示）一直線發射至單一光通量L0之十道雷射光 束L1至L10，並發射光通量L0至流經排空管路50之吹 # 淨氣流A，使得光通量L0通過吹淨氣流A，同時維持其 橫向d大體上與吹淨氣流A垂直，偵測光線強度之光線 接收感測器44，以及一光學偵測系統45所構成，當包含 於吹淨氣流A之粒子P通過光通量L0時，其引入相對於 光通量L0發射方向之一預設角度（非爲180度之整數 倍）方向上，散射之一散射光線K至光線接收感測器 44 ° 投影光學系統43，使得對應於由雷射光束源42發射 之雷射光束L 1至L 1 0，彼此部分地重疊，使得帶狀光通 -15- (12) 1291020 量L0之光線強度，於光通量L0與吹淨氣流A交叉之吹 淨-氣體通道區域R，於光通量L0之橫向d之分佈，實質 上變爲一致。更具體地，十道光束L1至L10，於形成部 分投影光學系統43之單一鏡頭上，通過個別不同區域， 從而將每一光束L1至L10，轉換爲具微小發散角度之一 光通量，且進一步地，乃調整雷射光束源42與吹淨·氣體 通道區域R間之距離，及/或單一鏡頭與吹淨·氣體通道區 φ 域R間之距離，藉此，對應之光束L 1至L1 0部分地彼此 疊置。 此外，光學偵測系統45，設計爲使得於吹淨-氣體通 道區域R產生之散射光線K，於光線接收感測器44之光 線接收表面轉換。光線接收感測器44於每一測量週期之 預設時間間隔，測量散射光線K之散射光線強度，每一 測量週期乃定義爲一預設時間週期，藉由劃分用以測量包 含於吹淨氣流A之粒子P之測量時間週期獲得，並傳送 φ 散射光線強度之測量値，以及所測量散射光線強度之個別 相關測量時間點（隨後稱爲’’時間資訊”），作爲至粒子計 數器4 1之散射光線強度資料。 再次參照第1圖，粒子計數器41由一最大散射光線 強度-選擇區域46，其由每一測量週期所獲得之散射光線 強度資料，選擇散射光線強度最大値之散射光線強度資料 (隨後稱爲’’最大散射光線強度資料”：與散射光線強度資 料相似，最大散射光線強度資料由散射光線強度値與相關 時間資訊所構成），其由光線接收感測器44傳送，一記 -16- (13) 1291020 憶體47，其儲存最大散射光線強度資料，一粒子偵測區 域48，其根據儲存於記憶體47，包含於相關最大散射光 線強度資料之散射光線強度，計算每一粒子P之粒子直 徑，並計數粒子P之數目，以及一顯示區域49所構成， 其顯示藉由粒子偵測區域48，所獲得之粒子P粒子直 徑，以及粒子P之數目。 爲便於對應於散射光線強度最大値之時間資訊，以及 φ 散射光線強度最大値本身間之連結，乃共同選擇對應於散 射光線強度最大値之時間資訊，以及最大散射光線強度， 作爲最大散射光線強度資料。 最大散射光線強度-選擇區域46爲一計算電路，例如 一中央處理器或一現場可程式閘陣列 （-Field Programmable Gate Array) 。最大散射光線強度-選擇區 域46具有未顯示之一內部記憶體，以暫時地儲存於每一 測量週期所獲得，並由光線接收感測器44傳送來之散射 • 光線強度資料。當內部記憶體儲存於單一測量週期所獲得 之散射光線強度資料之片段時，由儲存之散射光線強度資 料，選擇最大散射光線強度資料。換言之，最大散射光線 強度•選擇區域46，乃選擇每一測量週期中，最大散射光 線強度資料之單一片段。 記憶體47爲一可寫入/可拭除儲存媒體，例如隨機存 取記憶體或硬碟，並儲存由最大散射光線強度-選擇區域 46，於每一測量週期，所選擇之最大散射光線強度資料。 最大散射光線強度-選擇區域46於每一測量週期，僅選擇 -17- (14) 1291020 最大散射光線強度資料之一片段，且因此記憶體4 7儲存 一些最大散射光線強度資料之片段，乃對應於以測量時間 週期，除以測量週期所獲得之一商數。 粒子偵測區域4 8，亦爲藉由中央處理器，或現場可 程式閘陣列實施之一計算電路。粒子偵測區域4 8根據儲 存於記億體4 7之最大散射光線強度資料之散射光線強度 値，計算每一粒子P之粒子直徑，並依照用於實施根據本 φ 實施例之粒子偵測方法之程式與電路組態，計數粒子P數 目。 雖然於上述之粒子計數器4 1，最大散射光線強度-選 擇區域4 6 ’以及粒子偵測區域4 8每一藉由一獨立計算電 路形成，兩區域'46與48可藉由單一計算電路形成。 接著，將說明根據本實施例之粒子偵測方法。 於習知之偵測方法，僅根據最大散射光線強度偵測粒 子數目，而於根據本實施例之粒子偵測方法，不僅根據最 φ 大散射光線強度，亦根據時間資訊偵測粒子數目。亦即， 於本偵測方法，亦根據時間資訊之片段，計算通過光線接 收感測器44前方之粒子P數目，時間資訊乃包含於個別 測量週期所獲得之最大散射光線強度資料中。 更具體地，於每一測量週期，當最大散射光線強度資 料之時間資訊，對應於測量週期之起點或終點時，其判斷 於測量週期中，無粒子P通過光線接收感測器44前方。 再更具體地，當於複數個測量週期T1至T8，如第3圖所 示，測量與通過光線接收感測器4 4前方之粒子p相關之 -18- (15) 1291020 散射光線強度時，於個別測量週期Ti所獲得之最大散射 光線強度資料Pi ( i = 1，2，…，8 )(資料Pi之每一片段 由散射光線強度Ii與時間資訊ti構成）包含最大散射光 線強度資料P2至P7，具有散射光線強度Π超過一預設臨 界値（第3圖之臨界値），且於最大散射光線強度資料 P2至P7間，個別最大散射光線強度資料p2與P3之時間 資訊t2與t3，對應於測量週期T2與T3之個別終點，且 φ 因此其判斷於測量週期T2與T3，無粒子P通過光線接收 感測器44前方。此外，最大散射光線強度資料P5至p7 之時間資訊t5至t7，對應於測量週期T5至T7之個別起 點，且因此其判斷於任何測量週期P 5至P 7，無粒子P通 過光線接收感測器44前方。另一方面，於與最大散射光 線強度資料P4相關之測量週期T4，時間資訊t4未對應 於測量週期T4之起點或終點，且因此其判斷單一粒子p 通過光線接收感測器4 4之前方。 Φ 於本實施例，光線接收感測器44放置爲直接朝向排 空管路5 0內之一中央部分，且因此藉由光線接收感測器 44所偵測之散射光線強度最大値，乃與通過排空管路50 中央部分之粒子P連結。因此，於本實施例，於其判斷粒 子P通過光線接收感測器44前方之情況，意味粒子P已 通過排空管路50中央部分之情況，而於其判斷無粒子P 通過光線接收感測器44前方之情況，包括粒子P通過排 空管路5 0內中央部分以外之區域。 於本實施例，當散射光線強度於每一測量週期測量 -19- (16) 1291020 96次時，藉由範例，並假設測量時間點對應於由0開始 之個別計數。因此，若時間資訊ti對應於計數0或計數 95，其判斷於相關之測量週期，無粒子P通過光線接收感 測器44前方。於本範例，時間資訊t2與t3之片段對應 於計數95，且時間資訊t5至t7之片段對應於計數0。因 此，於測量週期T2，T3，與T5至T7，其判斷無粒子P 通過光線接收感測器44前方。另一方面，於對應於最大 φ 散射光線強度資料P4之測量週期T4，其未對應於計數0 或計數95，其判斷粒子P通過光線接收感測器44之前 方。 因此，可正確地計數於複數個測量週期間，通過光線 接收感測器44前方之粒子P數目。 雖然於上述之實施例，當時間資訊之一片段對應於計 數〇或計數95時，其判斷於相關之測量週期，無粒子P 通過光線接收感測器44前方，可用於判斷之計數不限於 # 〇與95。例如’可設定一預設範圍之計數用於判·斷，以考 量由光線接收感測器44所接收光線之雜訊等影響。更具 體地，當時間資訊對應於計數0至1 0之範圍，或計數8 5 至9 5之範圍時，其可判斷無粒子P通過光線接收感測器 44之前方。 第4圖爲一流程圖式，顯示實施根據本實施例之粒子 偵測方法之一程式。 如第4圖所示，首先，主要排空線路由氣室1 〇吹淨 粒子等，且接著光線接收感測器4 4於個別測量週期之預 -20- (17) 1291020 設時間間隔，測量散射光線強度（步驟S 4 1 )，並傳送散 射光線強度之測量，以及與散射光線強度測量相關之時間 資訊，成爲散射光線強度資料至粒子計數器4 1。於此情 況’光線接收感測器44未測量低於預設臨界値之散射光 線強度。此得以避免測量到因粒子P出現所產生之散射光 線以外之光線強度，亦即，例如因氣室1 0內之電漿波動 所產生之雜散光（stray light )或光線強度。 接著’當內部記憶體儲存於單一測量週期所獲得之散 射光線強度資料時，最大散射光線強度-選擇區域46由儲 存之散射光線強度資料，選擇最大散射光線強度資料Pi (步驟S42)，且記憶體47儲存最大散射光線強度資料 Pi 〇 於隨後步驟S43，其判斷預設測量時間週期是否結 束。若測量時間週期未結束，程式返回步驟S4 1，而若測 量時間週期已結束，程式繼續至步驟S44。 接著，若於測量週期所獲得之最大散射光線強度資料 Pi之時間資訊ti，對應於計數〇或95，其判斷於與最大 散射光線強度資料Pi相關之測量週期，無粒子P通過光 線接收感測器44前方。另一方面，若時間資訊ti未對應 於計數〇或計數95，其判斷於與最大散射光線強度資料 Pi相關之測量週期中，單一粒子P通過光線接收感測器 44前方。因此，乃計數通過光線接收感測器44前方之粒 子P數目（步驟S44)，並根據與粒子P之時間資訊ti相 關之散射光線強度資料Π，計算判斷通過光線接收感測器 -21 - (18) 1291020 44前方之每一粒子P之粒子直徑（步驟45 )。更具 地，對應於相關散射光線強度資料Ii之粒子直徑，由 備用於顯示粒子直徑與發射光線強度數値間相關性之一 格讀取。因此，可正確地計算通過光線接收感測器4 4 方之每一粒子P大小。 接著，粒子偵測區域4 8傳送粒子p之計數，以及 算之每一粒子P之粒子直徑至顯示區域4 9，且顯示區 φ 4 9顯示粒子P之數目，以及每一粒子p之粒子直徑（ 驟S46 )，隨後結束程式。 根據上述本實施例之粒子偵測方法，乃根據於個別 量週期所獲得之最大散射光線強度資料之時間資訊，計 通過光線接收感測器44前方之粒子P數目，而非僅根 於個別測量週期所獲得之最大散射光線強度値計數。更 體地，於每一測量週期，當與最大散射光線強度資料相 之時間資訊，對應於測量週期之起點或終點時，其判斷 Φ 粒子P通過光線接收感測器4 4前方，故甚至可正確地 數於複數個測量週期，通過光線接收感測器44前方之 速粒子P數目。 雖然於上述實施例，乃說明單一粒子P於一測量時 週期內，通過光線接收感測器44前方之情況，亦即， 射光線無法產生疊置之情況，根據本實施例之粒子偵測 法，可應用於複數個粒子P於一測量時間週期內，通過 線接收感測器44前方之情況，亦即，散射光束彼此疊 之情況。 體 準 表 、/· 刖 計 域 步 測 算 據 具 關 無 計 低 間 散 方 光 置 -22- (19) 1291020 第5圖爲一圖表，顯示因兩粒子p出現而產生之散射 光束彼此疊置之情況時，散射光線強度隨時間之改變。於 第5圖’於一測量週期T3，一相當高速粒子p通過光線 接收感測器44前方，且於測量週期T5，一相當低速粒子 Ρ通過光線接收感測器4 4之前方。 如第5圖所示，當應用根據本實施例之粒子偵測方法 時’因於個別測量週期Ti ( i = 1，2, ·.·，8 )獲得之最大散 • 射光線強度資料間，最大散射光線強度資料Ρ 1至P7之片 段’每一包含超過預設臨界値之散射光線強度Π，且最大 散射光線強度資料P1與P2之時間資訊tl與t2之片段， 對應於測量週期T1與T2之個別終點，其判斷於測量週 期T1與T2 ’無粒子P通過光線接收感測器44前方。此 外，個別最大散射光線強度資料P4，P6與P7之時間資訊 t4 ’ t6與t7之片段，對應於測量週期T4，T6與T7之個 別起點，且因此其判斷於任何測量週期T4，T6與T7，無 φ 粒子P通過光線接收感測器44前方。另一方面，於與個 別最大散射光線強度資料P3與P5相關之每一測量週期 T3與T5，時間資訊Ti未對應於相關測量週期之起點或終 點，且因此其判斷單一粒子P通過光線接收感測器44前 方。因此，其判斷於測量時間週期內，總共兩個粒子P通 過。 如上所述，根據本實施例之粒子偵測方法，即使當一 測量時間週期內，複數個粒子P通過光線接收感測器44 前方，其得以正確地偵測通過光線接收感測器44前方之 -23- (20) 1291020 粒子P數目。於上述實施例，乃偵測與發射進入主要排空 線路之排空管路5 0中，吹淨氣流之光通量L0相關之散射 光線強度。於基板處理裝置2，氣室1 〇內之粒子P等， 於氣室1 〇減壓前，藉由主要排空線路吹淨。因此，可輕 易地偵測粒子P。 測量散射光線強度之位置未限於主要排空線路，可選 擇粒子P藉由氣流攜帶之任何位置。例如，基板處理裝置 Φ 2可提供一初步線路，由另一排空管路構成，以作爲排氣 板1 3與乾式泵1 6下方之排空通道1 2空間，以及置於排 空管路之閥間之溝通，且於排空管路流動之吹淨氣流產生 之散射光線強度，可藉由置於排空管路中間部分之一粒子 監視器測量。於此情況，氣室10內之粒子P等，於氣室 1 0減壓前，乃藉由初步線路吹淨。因此，可輕易地偵測 粒子P。 此外，光通量L0可經由於氣室1 0側壁形成之一窗 φ 口，發射至氣室1 0，而得以測量與光通量L0相關之散射 光線強度。因此，可直接偵測將造成半導體裝置品質降低 之氣室10內粒子數目，而得以可靠地防止半導體裝置品 質之降低。 雖然應用根據本實施例之粒子偵測方法之基板處理裝 置爲一蝕刻裝置，此爲非限制的，基板處理裝置可藉由塗 佈/顯影裝置，基板清理裝置，熱處理裝置，濕式蝕刻裝 置，或薄膜形成裝置實施。 此外，上述基板處理裝置可提供一操作控制裝置，根 -24- (21) 1291020 據粒子直徑與偵測之粒子P數目，控制基板處理裝置之操 作。例如，當粒子直徑大於預設値之粒子P數目，超過一 預設數目時，操作控制裝置停止基板處理裝置之操作。因 此，得以防止半導體裝置品質之降低。 雖然於上述實施例，粒子偵測方法應用於一基板處理 裝置，此爲非限制的，而可應用於偵測連接至基板處理裝 置，用以攜帶半導體晶圓W進出基板處理裝置之運送室 Φ 之粒子。於此情況，較佳地爲於運送室，或連接至運送室 之排空管路，偵測散射光線強度。 如第6A至6C圖所示，應用根據本實施例之粒子偵 測方法之基板處理系統，其包含基板處理裝置與運送室， 可爲一群集類型基板處理系統，具有複數個基板處理裝置 放射狀地配置於運送室周圍，並具有蛙腿顧型（frog leg-type ) 之 傳輸臂 ，以運 送半導 體晶圓 W (見第 6A 圖）， 一平行類型基板處理系統，由兩平行放置之處理船 # ( Process ship )形成，每一由一基板處理裝置與一運送 室構成，具有一數量類型（scalar-type )傳輸臂於其中 (見第6B圖），或具有雙臂類型傳輸臂之運送室之基板 處理系統，乃由兩數量類型運送臂與複數個基板處理裝置 所構成，配置爲圍繞運送室（見第6C圖）。 此外，雖然於上述實施例，欲處理之基板爲一半導體 晶圓’此爲非限制的，亦可處理玻璃基板，例如，用於液 晶顯不器（Liquid Crystal Display)或平面顯示器（Panel Display ) 〇 -25- (22) 1291020 此外，需瞭解本發明之目的亦可藉由供應粒子計數器 4 1或一外部伺服器，例如一先進製程控制（a d v a n c e Process Control)伺服器，其具有儲存實現上述實施例功 能之軟體程式碼之一儲存媒體，並使得粒子計數器4 1之 粒子偵測區域48，或先進製程控制伺服器之電腦（或中 央處理器或微處理器），讀取與執行儲存於儲存媒體之程 式碼而達成。 φ 於此情況，由儲存媒體讀取之程式碼本身，實現上述 實施例之功能，且因此程式碼與儲存程式碼之儲存媒體構 成本發明。 作爲供應程式碼之儲存媒體範例，包含軟式磁碟（註 冊商標），硬碟，磁光碟，光碟例如 CD-ROM，CD-R， CD-RW ， DVD-ROM ， DVD-RAM ， DVD-RW ，與 DVD + RW，磁帶’非揮發性記憶卡，以及唯讀記憶體。或 者，程式可經由網路，由未顯示，連接至網際網路，商用 φ 網路，區域網路等之另一電腦，資料庫等下載。 此外，需瞭解上述實施例之功能，不僅可藉由執行由 電腦讀取之程式碼而達成，亦可藉由使操作電腦之作業系 統（operating system )等，根據程式碼之指令，執行部 分或所有實際操作。 此外，需瞭解上述實施例之功能，可藉由將由儲存媒 體讀取之程式碼，寫入提供於插入電腦之擴充板之記憶 體，或提供於連接至電腦之擴充單元之記憶體，且接著使 得提供於擴充板或擴充單元之中央處理器等，根據程式碼 -26- (23) 1291020 之指令，執行部分或所有實際操作而達成。 【圖式簡單說明】 第1圖爲一截面圖式，槪要性地顯示，應用根據本發 明一實施例之粒子偵測方法之基板處理裝置配置； 第2圖爲槪要性地顯示第1圖所示之粒子監視器配置 之圖式； φ 第3圖爲一圖表，顯示於複數個測量週期，通過光線 接收感測器前方之粒子之散射光線強度，隨時間之改變； 第4圖爲一流程圖式，顯示實施根據本實施例之粒子 偵測方法之程式； 第5圖爲一圖表，顯示因出現之〃兩粒子彼此疊置，所 產生之散射光線情況時，散射光線強度隨時間之改變； 弟6A至6C圖爲平面圖式’槪要地顯不個別基板處 理系統之配置，每一基板處理系統包含複數個應用根據本 # 實施例之粒子偵測方法之基板處理裝置，以及至少一運送 室，其中： 第6A圖顯示一群集-類型之基板處理系統； 第6B圖顯示一平行-類型之基板處理系統；及 第6C圖顯示具有一雙臂類型傳輸臂之基板處理系 統；及 第7圖爲一圖表，顯示藉由習知偵測方法偵測之散射 光線強度，隨時間之改變。 •27- (24) (24)1291020 【主要元件符號說明】 2 :基板處理裝置 5 :閘閥 10 :氣室 1 1 :承載器 1 2 :排空通道 1 3 :排氣板 1 4 :適當壓力控制閥 1 5 :渦輪分子栗 1 6 :乾式栗 1 8 :局頻電源 19 :匹配裝置 2 0 :電極板 22 :直流電源 24 :聚焦環 2 5 :冷卻室 26 :管路 27 :熱傳導氣體供應孔洞 2 8 :熱傳導氣體供應管路 29 :熱傳導氣體供應管路 3 0 :推進接腳 31 :半導體晶圓入口 /出口璋 3 3 :淋氣頭 3 4 :氣孔 -28 (25) (25)1291020 3 5 :電極板 3 6 :電極支架 3 7 :緩衝室 38 :製程氣體引入管路 3 9 :流量控制器 40 :粒子監視器 4 1 :粒子計數器 42 :雷射光束源 43 :投影光學系統 44 :光線接收感測器 45 :光學偵測系統 46 :最大散射光線強度-選擇區域 47 :記憶體 48 :粒子偵測區域 4 9 :顯示區域 5 0 :排空管路 -29-

Claims (1)

1. (1) 1291020 十、申請專利範圍 1 · 一種粒子偵測方法，係用以偵測由一氣流所攜帶 之複數個粒子，包含： 一散射光線強度-測量步驟，係使用一光線接收單 元，於複數個預設時間間隔，測量當發射至該氣流之光線 由粒子所散射時，產生之散射光線強度； 一最大強度測量時間-選擇步驟，係將用以測量該_ Φ 射光線強度之一測量時間週期劃分爲複數個測量週期，該 每一測量週期係定義爲一預設時間週期，並於該每一測量 週期中，於所測量之該散射光線強度之最大値，選擇一測 量時間點；及 一通過粒子計數步驟，係根據於該每一測量週期所選 擇之該測量時間點，計數通過該光線接收單元前方之複數 個粒子之數目。 2.如申請專利範圍第1項之粒子偵測方法，其中當 φ 於該測量週期中選擇之該測量時間點，係對應於該測量週 期之起點或終點時，該通過粒子計數步驟判斷該粒子未通 過該光線接收單元前方。 3 ·如申請專利範圍第1項之粒子偵測方法，其中該 散射光線強度-測量步驟未測量低於一臨界値之散射光線 強度。 4 ·如申請專利範圍第1項之粒子偵測方法，其中該 最大強度測量-時間選擇步驟不僅選擇該測量時間點，亦 選擇與該測量時間點相關之該散射光線強度最大値。 -30- (2) 1291020 5 .如申請專利範圍第1項之粒子偵測方法，進一步 包含一粒子直徑計算步驟，係根據於該些測量週期所測量 之該散射光線強度之該些最大値，計算該些個別粒子之複 數個粒子直徑。 6 ·如申請專利範圍第1項之粒子偵測方法，其中該 散射光線強度-測量步驟係測量提供於一基板處理裝置之 處理室中’發射至該氣流之該光線之該散射光線強度。 φ 7 ·如申請專利範圍第1項之粒子偵測方法，其中該 散射光線強度-測量步驟係於連接至提供於一基板處理裝 置之處理室之吹淨氣流路徑上，測量發射至該氣流之該光 線之該散射光線強度。 8· —種電腦可讀取儲存媒體，係儲存一粒子偵測程 式’使得一電腦執行偵測由氣流所攜帶之複數個粒子之粒 子偵測方法，該程式包含： 一散射光線強度-測量模組，係使用一光線接收單 φ 元’於複數個預設時間間隔，測量當發射至該氣流之光線 由粒子所散射時，產生之散射光線強度； 一最大強度測量時間·選擇模組，係將用以測量該散 射光線強度之一測量時間週期劃分爲複數個測量週期，該 每一測量週期係定義爲一預設時間週期，並於該每一測量 週期中，所測量之該散射光線強度之最大値，選擇一測量 時間點；及 一通過粒子計數模組，係根據於該每一測量週期所選 擇之該測量時間點，計數通過該光線接收單元前方之複數 -31 · (3) 1291020 (3) 個粒子之數目。

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