CN101495849B - 原位分析电子器件制造***中的气体的方法及*** - Google Patents

原位分析电子器件制造***中的气体的方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明所揭露的***及方法包括调整在检测腔室中的样品气体的压力层级(例如利用加压惰性参考气体)，以及判定经调整的样品气体的组成。通过调整样品气体的压力层级，样品气体的组成的判定可相对于其它可能方法而更加精确。本发明亦揭露数种其它实施方面。

Description

原位分析电子器件制造***中的气体的方法及***
技术领域
本发明涉及一种电子器件制造方法及***，特别是一种针对此种***内的气体的原位(insitu)光谱分析。
背景技术
电子器件制造方法及***通常包含使用多种处理气体及产生数种副产物。为了更了解工艺且更严谨地监控工艺，会针对处理气体进行取样。然而，此种样品可能仅显示出整体工艺的有限信息。因此，需要一种能够提供关于处理气体更完整且更详细信息的方法及设备。
发明内容
在本发明的部分实施方面中，提供一种方法，包括：调整样品气体的压力层级；以及判定经调整的样品气体的组成。
在本发明的另一实施方面中，提供一种用于检测样品气体的设备，包括：腔室，适于含有待检测的气体；配件(fitting)，耦接至腔室，并适于将样品气体传送至腔室中；以及控制器，适于调整样品气体在腔室中的压力层级。
在本发明的又一实施方面中，提供一种用于检测样品气体的***，包括：处理工具，具有数个可分离的空间，且该些空间内含有待检测的气体；腔室，适于含有待检测的样品气体；配件(fitting)，选择性地将腔室耦接至该些空间；以及控制器，适于调整样品气体在腔室中的压力层级。
本发明的其它特征及实施方面是由随后的示范实施例的详细描述、权利要求及图式而变得完全明显。
附图说明
图1是绘示根据本发明的部分实施方面的示范实施例的示意框图。
图2是绘示根据本发明的部分实施方面而与图1的示范设备相关联的示范方法实施例的流程图。
图3是绘示根据本发明的部分实施方面的第二示范实施例的示意框图。
图4A及4B两者是绘示根据本发明的部分实施方面而与图3的示范设备相关联的示范方法实施例的流程图。
图5是绘示根据本发明的部分实施方面的第三示范实施例的示意框图。
图6A及6B两者是绘示根据本发明的部分实施方面而与图5的示范设备相关联的示范方法实施例的流程图。
具体实施方式
本发明提供针对电子器件制造***及方法中所使用及所产生的气体进行分析(例如红外线【IR】光谱)的***及方法。本发明的方法及***可协助从电子器件制造***内数个位置取样的气体样品的分析。再者，本发明提供将一个或多个气体成分量测装置整合至电子器件制造***的方法。举例来说，根据本发明的部分实施例，IR分光光度计通过低压力歧管而耦接至电子器件制造***的数个腔室及加载锁定室，而该些歧管操作而分别将各种气体样品流导向IR分光光度计的样品槽(sample cell)。由于IR分光光度计仅在较高压力下(例如＞100托)具精确性，而处理气体在取样位置是处于较低压力下(例如＜100托)，故本发明进一步提供使样品气体以受控方式加压至适当范围内的方法及设备，藉此，取样气体的组成部分的成分及浓度可被精确地量测。
本发明可针对数个不同目的而使用。在电子器件(例如半导体器件)的制造过程中，执行各种工艺，该些工艺可能会对工艺进行或制品通过的空间(例如：处理室、传输室、加载锁定室、工厂接口、无尘室等)造成污染。举例来说，沉积种类、沉积副产物、蚀刻剂、处理气体等皆可能会污染上述空间。因此，在部分实施例中，本发明可用于判定此空间内的污染程度。再者，若工艺并未如预期般发生，本发明可用于协助判定此工艺过程中真实发生的过程，因此可改正或改善所述工艺。另外，许多废弃物减量(abatement)处理(例如处理或中和毒性副产物的方法)可通过对废弃气体的成分的更精确信息而改善或最佳化。因此，本发明可用于判定废弃气体的成分以改善减量处理。本发明可具有除上述实例外的许多其它应用例。
参照图1，绘示了为根据本发明的示范性实施例而用于分析来自空间(例如处理室、加载锁定室、传输室等)的样品气体(例如排出气体)的***100的示意图。于本发明的部分实施例中，可分析样品气体以判定所述空间内的污染程度。***100可包括配件(fitting)102(例如低压歧管，所述低压歧管可包括数个常闭阀以及单向止回阀)，所述配件102操作而选择性地且流动地将量测装置104(例如IR分光光度计)中的样品槽耦接至各个空间，例如一个或多个处理室106、一个或多个加载锁定室108、一个或多个传输室110(图中仅示出一个)等。每个空间可包括相关联的端口(例如阀)112～122作为配件102的一部分。在本发明的部分实施例中，配件102可选择性地且流动地耦接任何数量的空间。***100亦可包括与量测装置104的样品槽为流体连通的供应源124(例如惰性参考气体，如氮气)及净化器126。***100亦可包括压力监控装置128(例如：传感器)、真空源130、冲洗气体供应器132以及可调整的孔洞134(例如：可变流速阀)，所述可调整的孔洞134操作上耦接至量测装置104的样品槽的出口。
多种组件可各自操作上耦接(例如电性地)至控制器136，并在控制器136的控制下进行操作。虽然该些耦接关系为了清楚起见并未绘示，但控制器136与压力监控装置128，以及控制器136与可调整的孔洞134之间的连接关系示于图中。如下将详细描述的，压力监控装置128操作以将量测装置104的样品槽中的气体压力信息提供(例如反馈)给控制器136。控制器136则操作而对可调整的孔洞134进行调整，以控制量测装置104的样品槽中的压力。
参照图2，绘示了本发明的范例方法200。在步骤202中，通过将真空源130选择性地耦接至(例如将阀开启)量测装置104的样品槽，而将量测装置104的样品槽抽真空。在部分实施例中，在抽真空步骤之前，可以利用惰性气体(例如氮气)冲洗量测装置104的样品槽。换句话说，可通过在抽真空步骤202之前，将冲洗气体供应器132选择性地耦接至(例如将阀开启)量测装置104的样品槽而冲洗量测装置104的样品槽。在步骤204中，控制器选择空间106、108、110而自所述处进行气体取样。在步骤206中，操作配件102而使得所选气体流至量测装置104的样品槽。所选样品气体可于低压下(例如＜100托)自行流动，和/或所选气体可由真空源130吸出。一旦所选样品气体以压力监控装置128指示的低压层级填满样品槽，则在步骤208中通过关闭样品槽的入口及出口阀而分离样品槽。在步骤210中，可量测并记录样品槽中的气体的组成及压力。
在步骤212中，将来自供应源124的加压惰性参考气体加入样品槽中，使样品槽中的压力升高至适于(例如利用IR分光光度计)可精确量测气体组成的范围。在控制器136的控制下，可变孔洞134可用于控制样品槽中的压力。一旦如压力监控装置128向控制器136所指示的，达到所期望的压力范围(例如＞100托)时，则在步骤214中再次分离样品槽(例如：关闭入口阀及出口阀)。在步骤216中，量测在样品槽中的样品气体及参考气体的组合物的组成及压力。在步骤218中，基于在步骤210及216所判定的量测值而计算样品气体的真实组成(例如：通过调整加入的参考气体而判定样品气体单独的组成)。在步骤220，控制器136判定是否有额外样品气体需进行分析。若有，则控制返回步骤202，并针对剩余样品气体重复进行方法200。若来自各个空间106、108、110的样品气体皆已被分析，则方法200在步骤220之后结束。
参照图3、4A及4B，绘示根据本发明的部分实施例的***300及方法400的选择性实施例。在图3的***300中，加压泵302耦接于配件102及量测装置104的样品槽之间，并用于对所选的样品气体进行加压(例如：取代图1的***100所用的加压参考惰性气体供应器)。如同图1的实施例，可变的孔洞134在控制器136的控制下可用于控制样品槽中的压力。一旦如压力监控装置128向控制器136所指示的，达到所期望的压力范围(例如＞100托)时，则分离样品槽(例如：关闭入口阀及出口阀)。因此，在图4及3中所示的方法400及***300中，来自压力监控装置128的反馈信息用于控制可变孔洞134。
在示范方法400的步骤402中，样品槽(例如分光光度计104的样品室)被抽真空。在步骤404中，控制器136(或使用者)选择下一个待测试其内部气体的空间。在步骤406中，利用歧管(例如图3中的配件102)而使样品气体由所选空间通过加压泵302而流至样品槽。可变孔洞134用于维持低压(例如：与待测试的空间内压力相关或相等的压力)。在步骤408中，量测样品槽中的样品气体的组成及压力。在步骤410中，基于来自压力监控装置的反馈信息而调整可变孔洞(同时，加压泵持续在固定速率下操作)，用以调整(例如：增加)样品槽中的样品气体压力。在步骤412中，监控样品槽中的压力。在步骤414中，判定压力是否达到适于精确判定样品气体组成的层级。若尚未达到，则回到步骤410。若已达到，则在步骤416中分离样品槽(例如关闭入口及出口，如关闭可变孔洞)，并关闭加压泵。在步骤418中，再次量测样品槽中的样品气体的组成及压力。在步骤420中，判定是否需分析额外空间中的气体。若有，则返回步骤402。若无，则终止方法400。
参照图5、6A及6B，绘示根据本发明的部分实施例的***500及方法600的选择性实施例。在图5的***500中，可调式加压泵502耦接于配件102及量测装置104的样品槽之间，并用以对所选样品气体进行加压(例如：取代图1所示的***100的加压参考惰性气体供应器，或图3所示的***300的加压泵302及可变孔洞134)。可调式加压泵502在控制器136的控制下可用于控制样品槽中的期望压力值。一旦如压力监控装置128向控制器136所指出的，达到所期望的压力范围(例如＞100托)时，则分离样品槽(例如：关闭入口阀及出口阀)。因此，在图6A、6B及5中所示的方法600及***500中，来自压力监控装置128的反馈信息用于控制可调式加压泵502。
在示范方法600的步骤602中，样品槽(例如分光光度计104的样品室)被抽真空。在步骤604中，控制器136(或使用者)选择下一个待测试其内部气体的空间。在步骤606中，利用歧管(例如图5中的配件102)而使样品气体由所选空间通过可变速率(例如：可调式)加压泵502而流至样品槽。可变速率(例如：可调式)加压泵502用于维持低压(例如：与待测试的空间内压力相关或相等的压力)。在步骤608中，例如通过关闭入口及出口而分离样品槽。在步骤610中，量测样品槽中的样品气体的组成及压力。在步骤612中，基于来自压力监控装置128的反馈信息而调整可变速率加压泵的操作，用以调整(例如：增加)样品槽中的样品气体压力。在步骤614中，监控样品槽中的压力。在步骤616中，判定压力是否达到适于精确判定样品气体组成的层级。若尚未达到，则回到步骤612。若已达到，则在步骤618中分离样品槽(例如关闭入口及出口)，并关闭加压泵。在步骤620中，再次量测样品槽中的样品气体的组成及压力。在步骤622中，判定是否需分析额外空间中的气体。若有，则返回步骤602。若无，则终止方法600。
上方的描述仅揭露本发明的特定实施例，落入本发明的范围的以上揭露的方法及设备的修改对于对本领域的技术人员来说是显而易见的。
因此，本发明虽以较佳实施例说明如上，但应当理解，其它实施例可落在由权利要求定义的本发明的精神和范围内。

Claims (18)

1.一种检测样品气体的方法，包括：
调整样品气体的压力层级；以及
判定经调整的所述样品气体的组成；
其中调整所述样品气体的所述压力层级包括将加压惰性气体和额外的样品气体中的至少一者加入所述样品气体中，并将所述压力层级从小于100托的较低压力调整至大于100托的较高压力，其中，在小于100托的较低压力下，分光计测量是不精确的，而在大于100托的较高压力下，所述样品气体的成分能够通过分光计被精确测量。
2.如权利要求1所述的方法，其中上述的调整所述压力层级的步骤包括在具有可变出口孔洞的腔室中将加压惰性气体加入所述样品气体中。
3.如权利要求1所述的方法，其中上述的调整所述压力层级的步骤包括在具有可变出口孔洞的腔室中将额外的样品气体加入所述样品气体中。
4.如权利要求1所述的方法，其中上述的调整所述压力层级的步骤包括控制可变出口孔洞。
5.如权利要求1所述的方法，其中上述的调整所述压力层级的步骤包括控制加压泵及可变出口孔洞。
6.如权利要求1所述的方法，其中上述的调整所述压力层级的步骤包括控制用来供应额外样品气体的可变加压泵。
7.如权利要求1所述的方法，其中上述的判定经调整的所述样品气体的组成的步骤包括在所述样品气体的所述压力层级被调整之前及之后量测所述样品气体的组成。
8.如权利要求1所述的方法，其中上述的判定经调整的所述样品气体的组成的步骤包括计算所述样品气体及加入所述样品气体的参考气体的组成，以调整所述样品气体的所述压力层级。
9.一种用于检测样品气体的设备，包括：
样品槽，适于含有待检测的气体；
配件，耦接至所述样品槽，并适于将样品气体传送至所述样品槽中；
以及
控制器，适于调整所述样品气体在所述样品槽中的压力层级；
其中所述调整包括将所述压力层级从小于100托的较低压力调整至大于100托的较高压力，其中，在小于100托的较低压力下，分光计测量是不精确的，而在大于100托的较高压力下，所述样品气体的成分能够通过分光计被精确测量。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述控制器包括加压惰性气体供应器。
11.如权利要求9所述的设备，其中所述控制器包括可变出口孔洞。
12.如权利要求9所述的设备，其中所述控制器包括加压泵。
13.如权利要求9所述的设备，其中所述控制器包括可调式加压泵。
14.一种用于检测样品气体的***，包括：
处理工具，具有数个可分离的空间，且该些空间内含有待检测的气体；
样品槽，适于含有待检测的样品气体；
配件，选择性地将所述样品槽耦接至该些空间；以及
控制器，适于调整所述样品气体在所述样品槽中的压力层级；
其中所述调整包括将所述压力层级从小于100托的较低压力调整至大于100托的较高压力，其中，在小于100托的较低压力下，分光计测量是不精确的，而在大于100托的较高压力下，所述样品气体的成分能够通过分光计被精确测量。
15.如权利要求14所述的***，其中所述控制器包括加压惰性气体供应器。
16.如权利要求14所述的***，其中所述控制器包括可变出口孔洞。
17.如权利要求14所述的***，其中所述控制器包括加压泵。
18.如权利要求14所述的***，其中所述控制器包括可调式加压泵。
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