[发明专利]应用光谱仪来量测电浆气体解离状态的量测方法及装置

说明书

本发明提供一种利用光谱仪量测气体解离状态的量测方法及其装置。其原理主要藉由侦测管体内之气体解离状态，并藉由本装置计算出解离相对量值，俾于气体的主路径污染值过高时，由一第二路径适量释出被解离之反应气体，以排除该主路径之污染物其设置范围可应用于所有需量测气体解离状态之设备及/或装置，包括但不限于半导体、光电或面板等产业中的物理气相沉积设备、化学气相沉积设备或蚀刻设备等相关设备，也可直接设置于Remote Plasma Source(远端电浆源)设备内。另外，本发明也可应用在生技业、化学业及应用物理之相关行业的检验测试设备，更可进一步应用在以上相关行业之设备维修业的检验设备或测试平台。

【技术领域】

本发明提供一种应用光谱仪来量测气体解离状态的量测方法及其装置。目前一般业界在应用到各种气体时，若遇到有些特殊气体解离的问题，各方均利用除光学方法以外之物理方法或化学方法来侦测及掌控气体的解离状态，进而采用包含但不限于调整气体的流量、配比或处置等解决方案。但截至目前为止，仍然无法得到确切有效的解决方案，是目前业界亟欲努力克服的棘手问题。本发明主要是跳脱上述已知技术而改以利用光谱原理来了解气体的解离状态。本案的特点在于提供一种量测气体解离状态的量测方法及其装置，利用本装置侦测管体之气体解离状态并计算出解离相对量值后，作为采用各种对应处置方式时的参考，例如可适量释出被解离的反应气体，以排除气体主路径之污染物，从而使清洁该主路径的作业更为快捷、确实。其原理主要藉由侦测管体内之气体解离状态，并藉由本装置计算出解离相对量值，俾于气体的主路径污染值过高时，由一第二路径适量释出被解离之反应气体，以排除该主路径之污染物，从而使清洁该主路径的作业更为快捷、确实。其中之主路径及结合于该主路径之第二路径供容置反应气体，而该主路径供业界进行电浆辅助沉积、薄膜蚀刻及改变材料表面等作业，以达到特殊的功能及效果。由于量测气体解离的位置有多样态，本申请案之量测方法及其装置可应用于各种量测气体解离的位置，并不限于后述举例所称之腔室，所有设置量测气体解离装置之位置，均属本案之包含范畴(参阅图1)。本案发明的实施案例仅以其中之一案例作为说明，以半导体的物理气相沉积设备、化学气相沉积设备或蚀刻设备等相关设备为例来说明以上发明技术内容。

【背景技术】

按；电浆(Plasma)是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，其广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态，被称为电浆态，或者「超气态」，也称「电浆体」。电浆是具有等量正电荷和负电荷的离子气体，更精确的定义，电浆是有着带电与中性粒子之准中性气体，电浆是这些粒子的集体行为。电浆源平台提供自稳定输送的原料气体中生成的中性活性种，用于表面改性、反应室清洁、薄膜蚀刻以及电浆辅助沉积等。

如图2所示，已知的电浆清洁制程包含主腔室1及连接该主腔室1之节流阀2、真空帮浦3及净气器4，在送入反应气体A后，于第二腔室6解离适量反应气体A，使其经由管体7进入主腔室1，以完成主腔室1的清洁作业，再配合真空帮浦3及净气器4构成真空排气5。在前述之清洁制程进行一段时间后，由于电浆沉积物亦会残留在主腔室1的壁面，使得该主腔室1会产生污染之状况，因此已知方式进行人工清洁保养，再放入积体电路晶圆测试体作测试，若测试效果不佳，则需再进一步清洁主腔室1，如此不但耗时费工，且重复放入积体电路晶圆测试体进行测试亦会增加人力及材料成本。

是以，已知作法于主腔室1以管体7连结一第二腔室6，以供容置电浆态气体，俾于主腔室1产生污染状况时，由第二腔室6解离适量反应气体A，使其经由管体7进入主腔室1，以构成对主腔室1之清洁。惟因无法得知第二腔室6需释出多少量的反应气体A方可确实完成主腔室1的清洁，因此需如前述，在第二腔室6解离适量反应气体A，使其经由管体7进入主腔室1，以完成主腔室1的清洁，再辅以人工清洁作业后，放入积体电路晶圆测试体作测试，依测试效果反应来判断是否需再进一步的清洁。此一已知方法虽利用反应气体A免除需要人工清洁保养的麻烦，却同样存在需重复放入积体电路晶圆测试体，反覆测试而增加人力及材料成本的问题。申请人有监于此，经不断研究、实验，遂萌生设计一种应用光谱仪来量测气体解离状态(包括但不限于电浆气体解离状态)的量测方法及其装置，从而使清洁该主腔室1的作业更为快捷、确实，且节省人力及材料成本。