TWM548269U - 一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置 - Google Patents

Description

一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測 裝置

本新型案係提供一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置。目前一般業界在應用到各種氣體時，若遇到有些特殊氣體解離的問題，各方均利用除光學方法以外之物理方法或化學方法來偵測及掌控氣體的解離狀態，進而採用包含但不限於調整氣體的流量、配比或處置等解決方案。但截至目前為止，仍然無法得到確切有效的解決方案，是目前業界亟欲努力克服的棘手問題。本新型主要是跳脫上述習知技術而改以利用光譜原理來了解氣體的解離狀態。本案的特點在於提供一種量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，利用本裝置偵測管體之氣體解離狀態並計算出解離相對量值後，作為採用各種對應處置方式時的參考，例如可適量釋出被解離的反應氣體，以排除氣體主路徑之汙染物，從而使清潔該主路徑的作業更為快捷、確實。其原理主要係藉由偵測管體內之氣體解離狀態，並藉由本裝置計算出解離相對量值，俾於氣體的主路徑污染值過高時，由一第二路徑適量釋出被解離之反應氣體，以排除該主路徑之污染物，從而使清潔該主路徑的作業更為快捷、確實。其中之主路徑及結合於該主路徑之第二路徑係供容置反應氣體，而該主路徑係供業界進行電漿輔助沉積、薄膜蝕刻及改變材料表面等作業，以達到特殊的功能及效果。由於量測氣體解離的位置有多樣態，本申請案之量測裝置可應用於各種量測氣體解離的位置，並不限於後述舉例所稱之腔室，所有設置量測氣體解離裝置之位置，均屬本案之包含範疇(參閱圖1)。本案新型的實施案例僅係以其中之一案 例作為說明，以半導體的物理氣相沉積設備、化學氣相沉積設備或蝕刻設備等相關設備為例來說明以上新型技術內容。

按；電漿(Plasma)是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質形態，其廣泛存在於宇宙中，常被視為是物質的第四態，被稱為電漿態，或者「超氣態」，也稱「電漿體」。電漿是具有等量正電荷和負電荷的離子氣體，更精確的定義，電漿是有著帶電與中性粒子之準中性氣體，電漿是這些粒子的集體行為。電漿源平臺提供自穩定輸送的原料氣體中生成的中性活性種，用於表面改性、反應室清潔、薄膜蝕刻以及電漿輔助沉積等。

如第2圖所示，習知的電漿清潔製程係包含主腔室1及連接該主腔室1之節流閥2、真空幫浦3及淨氣器4，在送入反應氣體A後，於第二腔室6解離適量反應氣體A，使其經由管體7進入主腔室1，以完成主腔室1的清潔作業，再配合真空幫浦3及淨氣器4構成真空排氣5。在前述之清潔製程進行一段時間後，由於電漿沉積物亦會殘留在主腔室1的壁面，使得該主腔室1會產生污染之狀況，因此習知方式係進行人工清潔保養，再放入積體電路晶圓測試體作測試，若測試效果不佳，則需再進一步清潔主腔室1，如此不但耗時費工，且重複放入積體電路晶圓測試體進行測試亦會增加人力及材料成本。

是以，習知作法係於主腔室1以管體7連結一第二腔室6，以供容置電漿態氣體，俾於主腔室1產生污染狀況時，由第二腔室6解離適量反應氣體A，使其經由管體7進入主腔室1，以構成對主腔室1之清潔。惟因無法得知第二腔室6需釋出多少量的反應氣體A方可確實完成主腔室1的清潔，因此需如前述，在第二腔室6解離適量反應氣體A，使其經由管 體7進入主腔室1，以完成主腔室1的清潔，再輔以人工清潔作業後，放入積體電路晶圓測試體作測試，依測試效果反應來判斷是否需再進一步的清潔。此一習知方法雖利用反應氣體A免除需要人工清潔保養的麻煩，卻同樣存在需重複放入積體電路晶圓測試體，反覆測試而增加人力及材料成本的問題。申請人有鑑於此，經不斷研究、實驗，遂萌生設計一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態(包括但不限於電漿氣體解離狀態)的量測裝置，從而使清潔該主腔室1的作業更為快捷、確實，且節省人力及材料成本。

本新型之主要目的，即在提供一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，以偵測件8偵測管體7內電漿氣體之解離狀態，並計算出解離相對量值，由第二腔室6適量釋出被解離之反應氣體A，以排除主腔室1之污染物，從而使清潔該主腔室1的作業更為快捷、確實，且節省人力及材料成本。

前述之應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，係藉由偵測管體7內電漿氣體之解離狀態，並藉由光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9計算出解離相對量值，俾於主腔室1污染值過高時，由第二腔室6適量釋出被解離之反應氣體A，以排除主腔室1之污染物，從而使清潔該主腔室1的作業更為快捷、確實。其中之主腔室1及結合於該主腔室1之第二腔室6係供容置反應氣體A，該主腔室1係供半導體積體電路製造時進行電漿輔助沉積、薄膜蝕刻及改變材料表面等作業，以達到特殊的功能及效果，該偵測件8及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9係設於主腔室1與第二腔室6之間。

前述之應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，其中主腔室1係以管體7連結第二腔室6，該偵測件8係設於該管體7之適當位置。

1‧‧‧主腔室

2‧‧‧節流閥

3‧‧‧真空幫浦

4‧‧‧淨氣器

5‧‧‧真空排氣

6‧‧‧第二腔室

7‧‧‧管體

8‧‧‧偵測件

9‧‧‧光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置

A‧‧‧反應氣體

第1圖係本新型實施及應用之相關領域圖

第2圖係習知電漿氣體裝置方塊圖

第3圖係本新型之結構圖

第4圖係本新型之一安裝點實施之方塊圖

第5圖係本新型之另一安裝點實施之方塊圖

第6圖係本新型之另一安裝點實施之方塊圖

第7圖係本新型之另一安裝點實施之方塊圖

第8圖係本新型之使用狀態圖

第9圖係本新型之清潔動作狀態圖

請同時參閱第3圖及第4圖，係為本新型之結構圖及方塊圖。如圖所示，本新型係包含供容置電漿氣體之主腔室1，以及結合於該主腔室1的第二腔室6。其中，主腔室1係供半導體積體電路製造時進行電漿輔助沉積、薄膜蝕刻及改變材料表面等作業，以達到特殊的功能及效果，其連結有節流閥2、真空幫浦3及淨氣器4，依據解離量值於第二腔室6適量釋出反應氣體A後，使其經由管體7進入主腔室1，以完成主腔室1的清潔作業，再配合真空幫浦3與淨氣器4構成真空排氣5。

藉由前述構件的組合，構成應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置。俾於製程中藉由偵測件8偵測第二腔室6之解離狀態，並 藉由光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9計算出解離相對量值，俾於主腔室1污染值過高時，依據解離量值於第二腔室6適量釋出反應氣體A解離，再經由管體7進入主腔室1，以排除主腔室1之污染物，從而使主腔室1的清潔更為快捷、確實，且節省人力及材料成本。

請參閱第4圖及第8圖，係為本新型之方塊圖及使用狀態圖。如圖所示，本新型於使用時，係如習知電漿氣體裝置，依據解離量值於第二腔室6適量釋出反應氣體A，使其經由管體7進入主腔室1，以完成主腔室1的清潔作業，再配合真空幫浦3與淨氣器4構成真空排氣5。

請參閱第4圖及第9圖，係為本新型之方塊圖及清潔動作狀態圖。如圖所示，本新型當使用一段時間後，該偵測件8係不斷偵測第二腔室6之氣體解離狀態(氣體波長)，並藉由光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9計算出解離相對量值，顯示提供予使用者，當主腔室1的污染值過高時，使用者即可開啟第二腔室6，由第二腔室6依據光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9所計算出之解離相對量值，釋出適量之反應氣體A，使其經由管體7進入主腔室1，以構成對主腔室1之清潔，並可由光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9得知第二腔室6之電漿氣體解離狀態是否足以對主腔室1達到確實的清潔效果，而不需如習知電漿氣體裝置，必須重複放入積體電路晶圓測試體作測試後，才可得知是否需再進一步的清潔，從而使主腔室1的清潔作業更為快捷、確實，且可節省人力及材料成本。

實施例一：一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，其中，如圖5所示，該偵測件8及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9係設於該第二腔室6內的適當位置，以供偵測第二腔室6中電漿氣體之解離狀態。

實施例二：一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝 置，其中，如圖6所示，該偵測件8及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9係設於該第一腔室1內的適當位置，以供偵測主腔室1中電漿氣體之解離狀態。

實施例三：一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，其中，該偵測件8及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9係設於該流體路徑的適當位置，也可應用在如圖3所示任一流體路徑上以供偵測電漿氣體之解離狀態。

綜上所述，本新型於主腔室1連結第二腔室6，並於主腔室1與第二腔室6之間，設有偵測件8及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置9，構成應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，以偵測件8偵測管體7內電漿氣體之解離狀態，並計算出解離相對量值，依據解離量值由第二腔室6適量釋出被解離之反應氣體A，使其經由管體7進入主腔室1，以排除主腔室1之污染物，從而使主腔室1的清潔更為快捷、確實，且節省人力成本。

本新型之實施應用之相關領域參閱第1圖之說明。本案的特點在於提供一種量測電漿氣體解離狀態的裝置，利用本裝置偵測管體中之氣體解離狀態並計算出解離相對量值，以作為採用各種對應處置方式的參考，例如可適量釋出被解離的反應氣體，以排除氣體主路徑之汙染物，從而使該主路徑的清潔作業更為快捷、確實。其設置範圍可應用於所有需量測電漿氣體解離狀態之設備及/或裝置，包括但不限於半導體、光電或面板等產業中的物理氣相沉積設備、化學氣相沉積設備或蝕刻設備等相關設備，也可直接設置於Remote Plasma Source(遠端電漿源)設備內。另外，本新型也可應用在生技業、化學業及應用物理之相關行業的檢驗測試設備，更可進一步應用在以上相關行業之設備維修業的檢驗設備或測試平台(參閱圖 1)。

且上述實施例僅為說明其中之一種氣體解離狀態量測裝置，本新型不僅可應用於半導體、光電或面板等產業中的物理氣相沉積設備、化學氣相沉積設備或蝕刻設備等相關設備，也可直接設置於Remote Plasma Source(遠端電漿源)設備內，只要涉及利用光譜原理量測電漿氣體解離狀態之裝置，其任意設置於可量測電漿氣體解離狀態之位置，不限於腔室，均屬本案之包含範疇。且上述實施例並非限制本新型之範圍，凡依此新型技術作些微修飾、變更，仍不失本新型之要義所在，亦不脫離本新型精神範。本新型為一實用之設計，本案誠屬一具新穎性之創作，爰依法提出專利之申請，祈鈞局予以審查，早日賜准專利，至感德便。

1‧‧‧主腔室

2‧‧‧節流閥

3‧‧‧真空幫浦

4‧‧‧淨氣器

5‧‧‧真空排氣

6‧‧‧第二腔室

7‧‧‧管體

8‧‧‧偵測件

9‧‧‧光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置

A‧‧‧反應氣體

Claims (6)

1. 一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，包含：一主路徑，係供半導體積體電路製造時，進行電漿輔助沉積、薄膜蝕刻及改變材料表面等作業，以達到特殊的功能及效果；結合於該主路徑之第二路徑，係供容置反應氣體；偵測件及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置，係設於主路徑與第二路徑之間，藉由該偵測件偵測管體內之氣體解離狀態，並由光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置計算出解離相對量值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，其中，主路徑與第二路徑之間係以管體連結，該偵測件及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置係設於該管體的適當位置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，其中，該偵測件及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置係設於該主路徑內的適當位置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，其中，該偵測件及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置係設於該第二路徑內的適當位置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，其中，該偵測件及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置係設於該流體路徑的適當位置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之一種應用光譜儀來量測電漿氣體解離狀態的量測裝置，其中，該偵測件及光譜儀量測電漿氣體解離狀態裝置可設 置在電漿源設備、電漿氣體腔室及電控系統之裝置中。