[發(fā)明專利]分壓測量方法及分壓測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810093059.4
• 申請日: 2008-04-16
• 公開（公告）號: CN101289736A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山本昌裕;小巖崎剛;山西齊;村岸勇夫;吉永光宏
• 申請（專利權(quán)）人: 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 徐殿軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分壓測量方法及分壓測量裝置，尤其涉及測量真空腔室內(nèi)的分壓的分壓測量方法及分壓測量裝置。

背景技術(shù)

將微量的氣體導(dǎo)入到真空腔室內(nèi)并在基材表面上產(chǎn)生反應(yīng)的表面改性、通過產(chǎn)生等離子而加工表面的干式蝕刻、形成膜的陰極真空噴鍍、和CVD(化學(xué)氣相沉淀：Chemical?Vapor?Deposition)在電子部件及光學(xué)薄膜等的許多產(chǎn)品的量產(chǎn)中被廣泛地使用。

為了實現(xiàn)基板表面的均質(zhì)的處理，微量氣體的濃度優(yōu)選為在真空腔室內(nèi)是均勻的。因此，掌握真空腔室內(nèi)部的微量氣體的濃度分布、并且控制微量氣體的濃度是非常重要的。

例如，有在真空中產(chǎn)生等離子而在基板上進(jìn)行成膜的陰極真空噴鍍。作為通過陰極真空噴鍍高速地成膜氧化物或氮化物等的方法，有反應(yīng)性陰極真空噴鍍法。所謂的反應(yīng)性陰極真空噴鍍法，是對設(shè)置在真空腔室內(nèi)的金屬目標(biāo)施加DC電壓而產(chǎn)生等離子，通過使在產(chǎn)生的等離子的作用下從金屬目標(biāo)飛出的原子與導(dǎo)入到真空腔室內(nèi)的反應(yīng)性氣體反應(yīng)而成為化合物，從而使氧化物或氮化物堆積在基板上的方法。

為了使在真空腔室內(nèi)形成的化合物薄膜的組成在基板面內(nèi)為均質(zhì)，控制導(dǎo)入的氣體的分布而實現(xiàn)均質(zhì)的反應(yīng)是重要的。因此，監(jiān)視并控制實際形成化合物薄膜的裝置內(nèi)的氣體分壓分布是重要的。這里，所謂的分壓，是在混合氣體的壓力(全壓)之中、將某個氣體(gas)所占的壓力稱作該氣體的分壓。此外，所謂的分壓分布，是指真空腔室內(nèi)的空間上的分壓的分布。

所以，作為以往的分壓分布測量方法，有使用例如質(zhì)量分析器的分壓測量方法。

在質(zhì)量分析器的分壓分布測量方法中，需要將氣體導(dǎo)引到質(zhì)量分析器的分析管。因此，在測量真空腔室內(nèi)的局部的分壓的情況下，需要將配管設(shè)置到真空腔室內(nèi)部的測量部位。進(jìn)而，需要使設(shè)置的該配管的直徑較細(xì)。但是，如果配管的直徑變細(xì)，則配管的導(dǎo)電性變低，所以不能測量正確的分壓。此外，附著在配管表面上的吸附氣體會給測量帶來影響。

所以，作為不需要在真空腔室內(nèi)設(shè)置配管的分壓測量方法，提出了使用分光測量裝置的方法(例如，專利文獻(xiàn)1：日本特公平02-25249號公報)。

在專利文獻(xiàn)1中，公開了通過LIF(激光誘導(dǎo)熒光：Laser?InducedFluorescence)的分光分析方法。只要能夠進(jìn)行LIF的分光測量，就能夠測量被激光照射的部分的各部位的分壓。

圖1是以往的分光測量裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。圖1所示的分光測量裝置具備真空腔室1、透明窗2、分光器3、光纖4、激光振蕩用電源5、激光單元6及激光控制用光學(xué)單元7。

在圖1所示的分光測量裝置中，在真空腔室1的外壁上設(shè)有透明窗2，從外部將由激光單元6供給的激光8照射在氣體上。如果對氣體照射激光8，則當(dāng)氣體分子激勵而再次回落到基底狀態(tài)時產(chǎn)生發(fā)光。通過沿著激光8的路徑測量產(chǎn)生的發(fā)光的發(fā)光強(qiáng)度，能夠知道各部分的分壓分布。

但是，分光測量裝置由于一般非常昂貴并且發(fā)光強(qiáng)度較弱，所以在測量中需要較長時間。如果想要在短時間內(nèi)進(jìn)行測量，則干擾變多，所以測量精度降低。

此外，每當(dāng)測量真空腔室1內(nèi)的各部位時，需要移動、調(diào)節(jié)激光單元6或分光器3的光學(xué)系統(tǒng)的操作，所以導(dǎo)入到量產(chǎn)工序中是非常困難的。

所以，提出了能夠減輕光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)的操作、并且比分光測量裝置便宜的分壓測量方法(例如，專利文獻(xiàn)1：日本特公平02-25249號公報，專利文獻(xiàn)2：日本特開平11-236666號公報，專利文獻(xiàn)3：日本特開平05-62944號公報，專利文獻(xiàn)4：日本特開昭58-46640號公報，專利文獻(xiàn)5：日本特公2005-276618號公報)。

在上述專利文獻(xiàn)2中，公開了通過檢測等離子光的發(fā)光波譜來測量真空腔室內(nèi)的H2O分壓的分壓測量方法。

在上述專利文獻(xiàn)3中，公開了使在真空腔室內(nèi)產(chǎn)生的等離子發(fā)光集束到分光器中、將等離子發(fā)光波譜分光的方法。

在上述專利文獻(xiàn)4中，公開了分光測量從設(shè)在真空腔室中的窗放射的等離子發(fā)光的方法。

但是，在上述專利文獻(xiàn)2～4中，利用由設(shè)在真空腔室內(nèi)的處理用的等離子源(以下記作處理等離子源)產(chǎn)生的等離子的發(fā)光的一部分進(jìn)行測量。因此，由處理等離子源產(chǎn)生的等離子的發(fā)光相對較強(qiáng)，并不一定能夠高精度地測量有關(guān)想要測量的氣體的等離子的發(fā)光。即，在上述專利文獻(xiàn)2～4的分壓測量方法中，由于利用設(shè)在真空腔室內(nèi)的處理用的處理等離子源的等離子發(fā)光，所以不僅是對有關(guān)想要測量的氣體的等離子發(fā)光，包括對有關(guān)不測量的氣體的等離子發(fā)光也受光，有難以進(jìn)行希望的氣體的正確的分壓測量的問題。