[发明专利]工艺腔室气体检测系统及其操作方法

说明书

本发明提供了一种工艺腔室气体检测系统及其操作方法，该检测系统包括一腔体、一抽气单元、一抽气管、一连接管以及一气体检测器。前述腔体配置于执行化学气相沉积工艺，抽气管连接腔体与抽气单元，连接管连通抽气管，气体检测器则设置于该连接管上，并用以检测来自该腔体内的气体中的氧气含量。本发明的工艺腔室气体检测系统可通过气体检测器检查腔体是否有微小外漏，因而可及时停止CVD工艺与作适当处理以避免过多不良的生成品产生，进而提升工艺品质。

技术领域

本发明关于一种工艺腔室气体检测系统与其操作方法，特别关于一种具有气体检测器的检测系统与其操作方法。

背景技术

在半导体产业中，常使用化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)来成长薄膜。一般CVD工艺是将芯片(基底)暴露在一种或多种不同的前趋物下，在基底表面发生化学反应或/及化学分解来产生欲沉积的薄膜。在反应过程中，通常会伴随地产生不同的副产品，因此会通过对反应腔体(Reaction chamber)抽气的方式将其随着气流而被带走，使其不会留在腔体中。现行的CVD工艺，常使用在低压环境下的CVD工艺的低压化学气相沉积法(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)，降低压力可减少不必要的气相反应，以增加芯片上薄膜的一致性。

随着半导体技术演进，对于工艺中的生成品的品质要求相对提高，因此腔体内的压力控制的准确度以及腔体与各管线之间密合度的要求也相对严格。然而，因为长时间使用该等元件，腔体、管线或腔体与管线的相关密合度，可能会有劣化情形发生进而产生裂缝，该裂缝可能会导致整体工艺的精度与品质下降。因此，为了提高工艺品质，在各个元件上提供精准且即时的检测机制，进而判断出元件是否有裂缝、外漏的情形日趋重要。

一般用于检测一低压化学沉积(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD)的反应炉的测漏系统，常使用一压力检测器以对反应炉炉内进行压力检测，当抽取反应炉内部气体并使其压力保持一段时间后，若在该时间内有压力变化，即可依照压力变化/该时间而计算出漏率，进而得知是否有大气侵入。然而，设置于检测系统上的压力检测器，对炉内的气体压力可能有检测误差，使得当欲执行微小测漏(例如炉内气体压力小于10^-4毫巴)时，发生测不准的情形而无法反应真实的外漏情况。

发明内容

本发明提供一种工艺腔室气体检测系统，主要包括一腔体、一抽气单元、一抽气管、一连接管以及一气体检测器。前述腔体配置于执行化学气相沉积工艺，抽气管连接腔体与抽气单元，连接管连通抽气管，气体检测器则设置于该连接管上，并用以检测该腔体内的气体中的氧气含量。当抽气单元抽取腔体内的气体且气体经过抽气管与连接管时，气体检测器检测该气体中是否含有该氧气。

于一实施例中，当前述气体检测器检测气体的氧气含量时，该腔体内的气体压力小于1x10^-8毫巴。

于一实施例中，前述气体检测器距离腔体至少25公尺以上。

于一实施例中，当前述气体检测器检测该气体的氧气含量时，腔体内的温度大于600℃。

本发明提供一种工艺腔室气体检测系统的操作方法，包括提供一抽气管，连接一腔体与一抽气单元，其中腔体配置用以执行化学气相沉积工艺；提供一连接管，连通抽气管；设置一第一阀件于抽气管上；设置一第二阀件与一气体检测器于连接管上；打开第一阀件，并使抽气单元对腔体内的一气体执行一第一次抽气；打开第二阀件，使气体从抽气管流至连接管；以及通过气体检测器检测气体中的氧气含量。

于一实施例中，执行前述第一次抽气使腔体内的压力小于10^-8毫巴。

于一实施例中，在执行前述第一次抽气的步骤后且在打开第二阀件的步骤前，施加一惰性气体至腔体内，并使抽气单元对腔体内的气体执行一第二次抽气。