Brevet FR3061548A1 — publié le 20180706

CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention [0001] La présente invention propose un procédé et un dispositif pour mesurer des degrés de dissociation de gaz avec un spectromètre optique. Dans l'application actuelle du gaz, le degré de dissociation de certains gaz spéciaux est généralement détecté et contrôlé par une méthode physique ou chimique au lieu d'une méthode optique. Les schémas de solution qui sont généralement adoptés incluent, sans que cela soit limitatif, l'ajustement des débits de gaz, des proportions de gaz ou des évacuations de gaz. Mais jusqu'à présent, il n'y a pas eu de schéma de solution définitivement efficace. Plutôt que d'adopter les méthodes mentionnées ci-dessus, la présente invention surveille des degrés de dissociation des gaz en utilisant la spectroscopie. Un objectif principal de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif pour mesurer des degrés de dissociation du gaz, dans lequel le degré de dissociation du gaz dans un corps de tube est détecté par un dispositif selon la présente invention et la valeur relative de quantité de dissociation est calculée pour servir en tant que référence pour choisir parmi diverses méthodes de manipulation correspondantes. Par exemple, une quantité appropriée de gaz réactif dissocié peut être déchargée pour éliminer les contaminants dans un chemin principal de gaz pour réaliser un nettoyage efficace et effectif. Le principe de la présente invention est de détecter le degré de dissociation du gaz dans un corps de tube et de calculer la valeur relative de la quantité de dissociation au moyen d'un dispositif selon la présente invention. Lorsque la valeur de contamination dans un chemin principal de gaz est trop élevée, une quantité appropriée de gaz réactif dissocié peut être déchargée dans un deuxième chemin de gaz pour éliminer les contaminants dans le chemin principal de gaz afin de réaliser un nettoyage efficace et effectif. Le chemin principal de gaz et le deuxième chemin de gaz relié au chemin principal de gaz sont prévus pour stocker le gaz réactif. Le chemin principal de gaz est conçu pour effectuer les processus de dépôt assisté par plasma, de gravure de membrane et de modification de surface de matériau pour obtenir des fonctions et des effets spéciaux. Du fait qu'un emplacement dans lequel des degrés de dissociation du gaz peuvent être mesurés peut varier, un procédé de mesure et 3061548 2 un dispositif selon la présente invention peuvent être appliqués à divers endroits pour mesurer les degrés de dissociation du gaz et ne sont pas limités à la chambre mentionnée dans les modes de réalisation préférés ci-dessous. Tout emplacement dans lequel un dispositif de mesure du degré de dissociation du gaz est disposé est dans la portée de la 5 présente invention (en référence à la figure 1). Les modes de réalisation préférés ci-dessous sont illustratifs de l'appareil selon la présente invention plutôt que limitatifs de la présente invention, en citant des dispositifs de dépôt physique en phase vapeur, de dépôt chimique en phase vapeur ou de gravure dans l'industrie des semi-conducteurs comme exemples. 10 2. Description de l'art antérieur connexe [0002] Le plasma est un état de la matière constitué principalement d'électrons libres et d'ions chargés. Il existe largement dans l'univers et est souvent considéré comme le quatrième état de la matière, étant appelé état plasmoïde ou ultragase. Le plasma est un gaz ionique constitué d'un nombre égal de charges électriques positives et négatives. Plus 15 précisément défini, le plasma est un gaz quasi-neutre constitué de particules chargées et neutres, et le plasma est le comportement collectif de ces particules. Une plate-forme de source de plasma fournit des espèces actives neutres générées dans du gaz brut régulièrement fourni pour les processus de modification de surface, de nettoyage de chambre de réaction, de gravure de membrane et de dépôt assisté par plasma. 20 [0003] Comme le montre la figure 2, un procédé de fabrication conventionnel à nettoyage par plasma utilise une chambre principale 1 et une soupape d'étranglement 2, une pompe à vide 3 et un purificateur de gaz 4 qui sont connectés à la chambre principale 1. Après alimentation du gaz réactif A, une quantité appropriée du gaz réactif A est dissociée dans une deuxième chambre 6. Ensuite, le gaz réactif A passe par un 25 corps de tube 7 et effectue un nettoyage dans la chambre principale 1. Le vide 5 est ensuite réalisé par la pompe à vide 3 et le purificateur de gaz 4. Après que le procédé ci-dessus ait été effectué sur une période de temps, un dépôt plasma peut également rester sur les surfaces de paroi de la chambre principale 1 et contaminer la chambre principale 1. Dans la pratique courante, la chambre principale 1 est nettoyée 3061548 3 manuellement. Après nettoyage, une sonde de plaquette de circuit intégré est placée dans la chambre principale 1 pour être testée. Si le résultat du test est insatisfaisant, un nettoyage supplémentaire de la chambre 1 est nécessaire. Cela nécessite beaucoup de temps et de travail, et le fait de devoir placer à plusieurs reprises une sonde de plaquette 5 de circuit intégré dans la chambre principale 1 augmente également les coûts de main-d'oeuvre et de matériau. [0004] Par conséquent, dans la pratique actuelle, une deuxième chambre 6 est reliée à la chambre principale 1 avec un corps de tube 7 pour stocker le gaz à l'état de plasma. Lorsque la chambre principale 1 est contaminée, un gaz réactif approprié A est dissocié 10 dans la deuxième chambre 6 et passe à travers le corps de tube 7 pour effectuer le nettoyage de la chambre principale 1. Cependant, il n'y a aucun moyen de savoir combien de gaz réactif A est à dissocier dans la deuxième chambre 6 pour accomplir efficacement le nettoyage de la chambre principale 1. Par conséquent, après avoir répété le processus de nettoyage de la chambre principale 1 en dissociant une quantité appropriée de gaz 15 réactif A dans la deuxième chambre 6 et en la faisant passer à travers le corps de tube 7 pour effectuer le nettoyage de la chambre principale 1, un nettoyage manuel est toujours nécessaire et une sonde de plaquette de circuit intégré est ensuite placée dans la chambre principale 1 pour tester si un nettoyage supplémentaire est nécessaire. Bien que l'utilisation de gaz réactif A soit une amélioration par rapport au nettoyage manuel, il est 20 toujours nécessaire de placer de manière répétée une sonde de plaquette de circuit intégré dans la chambre principale 1 pour opérer le test, ce qui augmente les coûts de main-d'oeuvre et de matériel. Au vu de cela, après des recherches et des expérimentations laborieuses, le demandeur a mis au point une méthode et un dispositif pour mesurer des degrés de dissociation des gaz (incluant, mais sans que cela soit limitatif, les degrés de 25 dissociation des gaz plasmatiques) avec un spectromètre optique afin d'obtenir un nettoyage plus efficace et effectif de la chambre 1 à coûts réduits de main-d'oeuvre et de matériel. 3061548 4 RÉSUMÉ DE L'INVENTION [0005] Un objectif principal de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif pour mesurer des degrés de dissociation de gaz avec un spectromètre optique, dans lequel le degré de dissociation du gaz plasmatiquedans un corps de tube 7 est 5 détecté par un organe de détection 8 et la valeur relative de quantité de dissociation est calculée, valeur sur la base de laquelle une quantité appropriée de gaz réactif dissocié A est déchargée dans une deuxième chambre 6 pour éliminer les contaminants dans la chambre principale 1 afin d'obtenir un nettoyage plus efficace et effectif de la chambre principale 1 à des coûts réduits de main-d'oeuvre et de matériel. 10 [0006] Un procédé ci-dessus et un dispositif pour mesurer des degrés de dissociation du gaz avec un spectromètre optique détectent le degré de dissociation du gaz plasmatiquedans un corps de tube 7 et calculent la valeur relative de la quantité de dissociation au moyen d'un spectromètre optique. Lorsque la valeur de contamination dans la chambre principale 1 est trop élevée, une quantité appropriée de gaz réactif 15 dissocié A est déchargée dans une deuxième chambre 6 pour éliminer des contaminants dans la chambre principale 1 afin de réaliser un nettoyage efficace et effectif. La chambre principale 1 et la deuxième chambre 6 reliées à la chambre principale 1 sont prévues pour stocker le gaz réactif A. La chambre principale 1 est prévue pour effectuer les processus de dépôt assisté par plasma, de gravure de membrane et de modification de surface de 20 matériau afin d'obtenir des fonctions et des effets spéciaux dans la fabrication de circuits intégrés à semi-conducteurs. L'organe de détection 8 et le dispositif 9 de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont disposés entre la chambre principale 1 et la deuxième chambre 6. [0007] Un procédé et un dispositif pour mesurer les degrés de dissociation de gaz 25 avec un spectromètre optique, décrits ci-dessus, sont tels que la chambre principale 1 est connectée à la deuxième chambre 6 avec un corps de tube 7 et que l'organe de détection 8 est disposé à un emplacement approprié dans le corps de tube 7. [0008] Précisément, le dispositif pour mesurer des degrés de dissociation de gaz à l'aide d'un spectromètre optique, comprend : 3061548 5 un chemin principal de gaz pour mettre en oeuvre les processus de dépôt assisté par plasma, de gravure de membrane et de modification de surface de matériau afin d'obtenir des fonctions et des effets spéciaux dans la fabrication de circuits intégrés à semiconducteurs ; 5 un deuxième chemin de gaz relié au chemin principal de gaz pour stocker du gaz réactif ; un organe de détection et un dispositif optique de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique disposé entre le chemin principal de gaz et le deuxième chemin de gaz, l'organe de détection détectant un degré de dissociation de gaz dans un corps de tube et le dispositif de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre 10 optique calcule une valeur relative de quantité de dissociation. [0009] Selon un autre aspect de l'invention, le chemin principal de gaz et le deuxième chemin de gaz sont connectés à un corps de tube et l'organe de détection et le dispositif de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont disposés en des emplacements appropriés dans le corps de tube. 15 [0010] Selon un autre aspect de l'invention, l'organe de détection et le dispositif de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont disposés en des emplacements appropriés dans le chemin principal de gaz. [0011] Selon un autre aspect de l'invention, l'organe de détection et le dispositif de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont disposés en des 20 emplacements appropriés dans le deuxième chemin de gaz. [0012] Selon un autre aspect de l'invention, l'organe de détection et le dispositif de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont disposés en des emplacements appropriés dans le chemin de gaz. [0013] Selon un autre aspect de l'invention, l'organe de détection et le dispositif de 25 mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont aptes à être appliqués dans un dispositif situé au niveau d'un dispositif formant une source de gaz plasmatique, une chambre à gaz plasmatique ou un système de commande électrique. 3061548 6 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0014] La figure 1 montre des domaines pertinents dans lesquels la présente invention peut être appliquée ; [0015] La figure 2 est un schéma-blocs d'un dispositif à gaz plasmatique classique ; 5 [0016] La figure 3 est un dessin structurel de l'appareil selon la présente invention ; [0017] La figure 4 est un schéma-blocs montrant la présente invention installée en un emplacement ; [0018] La figure 5 est un schéma-blocs montrant la présente invention installée en un autre emplacement ; 10 [0019] La figure 6 est un schéma-blocs montrant la présente invention installée en un autre emplacement ; [0020] La figure 7 est un schéma-blocs montrant la présente invention installée en un autre emplacement ; [0021] La figure 8 est un dessin de l'appareil selon la présente invention en cours 15 d'utilisation ; [0022] La figure 9 est un dessin de l'appareil selon la présente invention effectuant un processus de nettoyage. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DU MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉ [0023] La figure 3 et la figure 4 sont respectivement un dessin structurel et un 20 schéma-blocs de l'appareil selon la présente invention. Comme le montrent les figures, la présente invention comprend une chambre principale 1 de stockage de gaz à l'état de plasma et une deuxième chambre 6 reliée à la chambre principale 1. La chambre principale 1 est prévue pour effectuer les procédés de dépôt assisté par plasma, de gravure membranaire et modification de la surface du matériau pour obtenir des fonctions 25 et des effets spéciaux dans la fabrication de circuits intégrés à semi-conducteurs. Un clapet d'étranglement 2, une pompe à vide 3 et un purificateur de gaz 4 sont reliés à la chambre principale 1. Une quantité appropriée de gaz réactif A est déchargée dans la deuxième chambre 6 selon la valeur de quantité de dissociation et est passée à travers un 3061548 7 corps de tube 7 de façon à effectuer le nettoyage de la chambre principale 1. Un vide 5 est ensuite réalisé au moyen de la pompe à vide 3 et du purificateur de gaz 4. [0024] Une combinaison des composants précédents fournit un procédé et un dispositif pour mesurer des degrés de dissociation de gaz avec un spectromètre optique. 5 Dans un procédé de fabrication, le degré de dissociation du gaz dans la deuxième chambre 6 est détecté par un organe de détection 8 et la valeur de dissociation relative est calculée par un dispositif optique 9 de mesure de dissociation du plasma par spectre optique. Lorsque la valeur de contamination dans la chambre principale est trop élevée, une quantité appropriée de gaz réactif A est déchargée et dissociée dans la deuxième 10 chambre 6 en fonction de la valeur de la quantité de dissociation. Le gaz réactif dissocié A est ensuite passé à travers le corps de tube 7 pour éliminer les contaminants dans la chambre principale 1 afin de faciliter le nettoyage de la chambre principale 1 à des coûts de main-d'oeuvre et de matériaux réduits. [0025] La figure 4 et la figure 8 montrent respectivement un schéma-blocs de 15 l'appareil selon la présente invention et un dessin de l'appareil selon la présente invention en cours d'utilisation. Comme les figures le montrent, lorsque l'appareil selon la présente invention est utilisé, comme dans un dispositif à gaz plasmatique classique, une quantité appropriée de gaz réactif A est déchargée dans la deuxième chambre 6 en fonction de la valeur de la quantité de dissociation. Le gaz réactif dissocié A est passé à travers le corps 20 de tube 7 pour effectuer un processus de nettoyage dans la chambre principale 1. La décharge de vide 5 est ensuite réalisée à travers la pompe à vide 3 et le purificateur de gaz 4. [0026] La figure 4 et la figure 9 montrent respectivement un schéma-blocs de l'appareil selon la présente invention et un dessin de l'appareil selon la présente invention 25 effectuant un processus de nettoyage. Comme les figures le montrent, lorsque l'appareil selon la présente invention fonctionne sur une période de temps, l'organe de détection 8 détecte constamment le degré de dissociation du gaz (longueur d'onde du gaz) dans la deuxième chambre 6 et la valeur de quantité dissociation relative est calculée par le dispositif 9 de mesure de dissociation de gaz plasmatique à spectre optique. La valeur relative de la quantité de dissociation est affichée et fournie à un utilisateur. Lorsque la 3061548 8 valeur de contamination dans la chambre principale 1 est trop élevée, l'utilisateur peut ouvrir la deuxième chambre 6 et décharger une quantité appropriée de gaz réactif A dans la deuxième chambre 6 en fonction de la valeur de quantité de dissociation qui est calculée par le dispositif 9 de mesure de dissociation de gaz plasmatique à spectre 5 optique. Le gaz réactif A est ensuite passé à travers le corps de tube 7 vers la chambre principale 1 pour effectuer le nettoyage de la chambre principale 1. Pendant le processus de nettoyage, le dispositif 9 de mesure de dissociation de gaz plasmatique à spectre optique peut déterminer si le degré de dissociation de gaz plasmatique est suffisant pour le nettoyage efficace de la chambre principale 1. Contrairement à un dispositif à gaz 10 plasmatique classique, avec un dispositif selon la présente invention, il n'est pas nécessaire de placer de façon répétée une sonde de plaquette de circuit intégré pour tester si un nettoyage supplémentaire est nécessaire. Le nettoyage de la chambre principale 1 est donc plus efficace et efficient, avec des coûts réduits de main-d'oeuvre et de matériel. [0027] Un premier mode de réalisation préféré de la présente invention est un procédé 15 et un dispositif pour mesurer des degrés de dissociation des gaz plasmatique avec un spectromètre optique, dans lequel, comme représenté sur la figure 5, l'organe de détection 8 et le dispositif 9 de mesure de dissociation de gaz plasmatique à spectre optique sont disposés en des emplacements appropriés dans la deuxième chambre 6 pour y détecter les degrés de dissociation du gaz plasmatique. 20 [0028] Un deuxième mode de réalisation préféré de la présente invention est un procédé et un dispositif pour mesurer les degrés de dissociation du gaz plasmatique avec un spectromètre optique, dans lequel, comme représenté sur la figure 6, l'organe de détection 8 et le dispositif 9 de mesure de dissociation de gaz plasmatique à spectre optique sont disposés en des emplacements appropriés dans la chambre principale 1 pour 25 y détecter les degrés de dissociation du gaz plasmatique. [0029] Un troisième mode de réalisation préféré de la présente invention est un procédé et un dispositif pour mesurer les degrés de dissociation du gaz plasmatique avec un spectromètre optique, dans lequel l'organe de détection 8 et le dispositif 9 de mesure de dissociation de gaz plasmatique à spectre optique sont disposés en des emplacements 30 appropriés sur le chemin de fluide. Ils peuvent également être disposés dans l'un 3061548 9 quelconque des chemins de fluide comme représenté sur la figure 3 pour détecter les degrés de dissociation. [0030] Au vu de ce qui précède, dans la présente invention, une deuxième chambre 6 est reliée à la chambre principale 1 et un organe de détection 8 et un dispositif 9 de 5 mesure de dissociation de gaz plasmatique à spectre optique sont disposés entre la chambre principale 1 et la deuxième chambre 6 pour former un dispositif de mesure des degrés de dissociation des gaz à l'aide d'un spectromètre optique et mettre en oeuvre un procédé correspondant. L'organe de détection 8 détecte le degré de dissociation du gaz plasmatique dans le corps de tube 7, et la valeur relative de la quantité de dissociation est 10 calculée. Une quantité appropriée de gaz réactif A est déchargée dans la deuxième chambre 6 selon la valeur de quantité de dissociation et est passée à travers le corps de tube 7 vers la chambre principale 1 pour éliminer des contaminants présents dans la chambre principale 1 afin de faciliter le nettoyage de la chambre principale 1 à des coûts de main-d'oeuvre et de matériel réduits. 15 [0031] La présente invention peut être appliquée dans une large étendue de domaines, comme représenté sur la figure 1. Une caractéristique de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif pour mesurer des degrés de dissociation du gaz, le degré de dissociation du gaz dans un tube le corps étant détecté par un dispositif selon la présente invention et la valeur de quantité de dissociation relative est calculée pour servir 20 de référence pour choisir parmi diverses méthodes de manipulation correspondantes. Par exemple, une quantité appropriée de gaz réactif dissocié peut être déchargée pour éliminer les contaminants dans un chemin principal de gaz pour réaliser un nettoyage efficace et effectif. La présente invention peut être appliquée à tout dispositif et / ou appareil nécessitant la mesure des degrés de dissociation des gaz, incluant, sans que cela 25 soit limitatif, un dispositif de dépôt physique en phase vapeur, un dispositif de dépôt chimique en phase vapeur, un dispositif de gravure et tout autre dispositif pertinent dans les industries des semiconducteurs, des appareils photoélectriques, des panneaux et toute autre industrie pertinente. La présente invention peut également être directement disposée dans un dispositif distant formant source de plasma. En outre, la présente invention peut 30 également être appliquée à tout dispositif d'examen d'inspection dans les industries de la 3061548 10 biotechnologie, de la chimie, de la physique appliquée et de toute autre industrie pertinente. De plus, la présente invention peut également être appliquée à n'importe quel appareil d'inspection ou plateforme d'essai dans l'industrie de la maintenance d'équipements pour l'une quelconque des industries précédentes (en référence à la 5 figure 1). [0032] Les modes de réalisation préférés sont illustrés uniquement par l'un des procédés et dispositifs pour mesurer la dissociation selon la présente invention et ne limitent pas la présente invention. Tout dispositif de mesure de la dissociation par spectre optique disposé dans n'importe quel endroit dans lequel une dissociation peut avoir lieu, 10 incluant, sans que cela soit limitatif, une chambre, ainsi que tout dispositif de mesure de dissociation par spectre optique appliqué à un dispositif de dépôt physique en phase vapeur, un dispositif de dépôt chimique en phase vapeur, un dispositif de gravure et tout autre dispositif approprié dans le domaine les industries des semi-conducteurs, des appareils photoélectriques, des panneaux et toute autre industrie pertinente, et tout 15 dispositif de mesure de dissociation par spectre optique directement disposé dans un dispositif distant formant source de plasma sont tous compris dans la portée des revendications annexées. La présente invention est destinée à couvrir diverses modifications et changements inclus dans la portée des revendications annexées, dont la portée devrait être la plus large possible de manière à englober toutes ces modifications et 20 structures similaires. REVENDICATIONS1. Dispositif pour mesurer des degrés de dissociation de gaz à l'aide d'un spectromètre optique, comprenant : une chambre principale de gaz (1) pour mettre en oeuvre les processus de dépôt assisté 5 par plasma, de gravure de membrane et de modification de surface de matériau afin d'obtenir des fonctions et des effets spéciaux dans la fabrication de circuits intégrés à semiconducteurs ; une deuxième chambre de gaz (6) reliée à la chambre principale de gaz (1) pour stocker du gaz réactif (A) ; 10 un organe de détection (8) et un dispositif optique (9) de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique disposé entre la chambre principale de gaz (1) et la deuxième chambre de gaz (6), l'organe de détection (8) détectant un degré de dissociation de gaz dans un corps de tube (7) et le dispositif (9) de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique calcule une valeur relative de quantité de dissociation. 15 2. Dispositif pour mesurer des degrés de dissociation de gaz avec un spectromètre optique selon la revendication 1, dans lequel la chambre principale de gaz (1) et la deuxième chambre de gaz (6) sont connectées à un corps de tube (7) et l'organe de détection (8) et le dispositif (9) de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont disposés au niveau du corps de tube (7). 20 3. Dispositif pour mesurer des degrés de dissociation de gaz avec un spectromètre optique selon la revendication 1, dans lequel l'organe de détection (8) et le dispositif (9) de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont disposés au niveau de la chambre principale de gaz (1). 4. Dispositif pour mesurer des degrés de dissociation de gaz avec un spectromètre 25 optique selon la revendication 1, dans lequel l'organe de détection (8) et le dispositif (9) de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont disposés au niveau de la deuxième chambre de gaz (6). 3061548 12 5. Dispositif pour mesurer des degrés de dissociation de gaz avec un spectromètre optique selon la revendication 1, dans lequel l'organe de détection (8) et le dispositif (9) de mesure de dissociation de gaz plasmatique par spectre optique sont disposés au niveau de la chambre de gaz.