CN102956522A - 膜破裂检测装置和成膜装置 - Google Patents

Abstract

提供一种膜破裂检测装置和成膜装置。本发明的膜破裂检测装置被设置于成膜装置并进行膜破裂检测操作，该成膜装置具有收容被处理体的处理容器并且将薄膜形成在被处理体的表面上，该膜破裂检测装置具备：弹性波检测单元，其被安装于该成膜装置，检测弹性波；判断单元，其根据该弹性波检测单元的检测结果，判断是否需要对该处理容器进行清洁。

Description

膜破裂检测装置和成膜装置

本说明书基于2011年8月16日申请的日本专利申请第2011-177991号的优先权的权益，该日本申请内容全部作为参考文件被纳入于此。

技术领域

本发明涉及在半导体晶圆等上形成薄膜的成膜装置以及安装在其上的膜破裂检测装置。

背景技术

一般，为了制造半导体集成电路等半导体器件，对硅衬底等半导体晶圆反复进行成膜处理、蚀刻处理、氧化处理、扩散处理等各种处理。例如，在以批量式的成膜处理为例进行说明时，将晶圆舟所支承的多片半导体晶圆收容在纵长的石英制的处理容器内，在真空环境下将其加热到规定的温度，同时将成膜气体导入到处理容器内，形成薄膜。

在反复进行上述那样的成膜处理时，不需要的膜也逐渐地附着堆积在处理容器的内表面等，如果该不需要的膜剥落，则会产生造成产品生产率降低的颗粒。因此，在现有技术中，对晶圆成膜的膜厚度的累计值进行管理等，从而在不需要的膜发生膜剥离等之前定期或不定期地实施清洁处理等，来在发生膜剥离之前去除不需要的膜。

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述的现有的清洁处理方式中，存在以下的问题：如果用于开始清洁处理的膜厚度的累计值的估计值过厚，则会由于清洁处理过迟产生大量的颗粒而生产率发生大幅降低，或者，相反如果膜厚度的累计值的估计值过薄，则不管产生的颗粒是否大幅少于容许量，进行清洁处理的结果都是，清洁频率增加而处理能力降低，加速了处理容器的损耗。

本发明是一种膜破裂检测装置和成膜装置，其能够检测附着在处理容器的内壁等上的不需要的膜发生膜破裂，实时地识别产生颗粒的可能性。

用于解决问题的方案

本发明人对成为产生颗粒的原因的不需要的膜的膜破裂热忱地进行研究的结果是得到如下见解从而得到了本发明：发现在发生膜破裂时会产生微小的弹性波，通过对其进行检测，能够识别出膜破裂的发生。

根据本发明的一个实施方式，提供一种膜破裂检测装置，其被设置于成膜装置并进行膜破裂检测操作，该成膜装置具有收容被处理体的处理容器并且将薄膜形成于上述被处理体的表面，该膜破裂检测装置具备：弹性波检测单元，其被安装于上述成膜装置，检测弹性波；以及判断单元，其根据上述弹性波检测单元的检测结果，判断是否需要对上述处理容器进行清洁。

这样，膜破裂检测装置被设置在具有收容被处理体的处理容器并且将薄膜形成于被处理体的表面的成膜装置，进行膜破裂检测操作，该膜破裂检测装置具备：弹性波检测单元，其被安装于成膜装置，检测弹性波；判断单元，其根据弹性波检测单元的检测结果，判断是否需要对处理容器进行清洁，因此，能够检测附着在处理容器的内壁等上的不需要的膜发生膜破裂，实时地识别产生颗粒的可能性。

根据本发明的另一实施方式，提供一种成膜装置，在对被处理体形成薄膜的成膜装置中，具备：处理容器，其收容上述被处理体；保持单元，其保持上述被处理体；加热单元，其对上述被处理体进行加热；气体供给单元，其向上述处理容器内供给气体；排气系统，其排出上述处理容器内的气体；膜破裂检测装置；以及装置控制部，其对成膜装置整体的动作进行控制。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的安装有膜破裂检测装置的成膜装置的一个例子的纵截面结构图。

图2是表示膜破裂检测装置的安装状态的部分放大截面图。

图3是表示膜破裂检测装置的判断单元的模块结构图。

图4是表示本发明的膜破裂检测装置的第一变形实施例的一部分的图。

图5是表示负荷与发生的膜破裂之间的关系的曲线图。

图6是表示弹性波的强度最大的点的波形的图。

图7是表示本发明的膜破裂检测装置的第二变形实施例的一部分的框图。

图8是用于对根据在图5中得到的数据求出的微破裂发生进行分析的曲线图。

图9是表示每组的AE原形波与频率分布之间的关系的曲线图。

图10是表示弹性波检测单元的安装状态的变形例的图。

图11是表示弹性波检测单元的另一变形例的图。

具体实施方式

以下，根据附图详细说明本发明所涉及的膜破裂检测装置和成膜装置的一个实施例。图1是表示本发明所涉及的安装有膜破裂检测装置的成膜装置的一个例子的纵截面结构图，图2是表示膜破裂检测装置的安装状态的部分放大截面图，图3是表示膜破裂检测装置的判断单元的模块结构图。

如图所示，该成膜装置2具有下端开口的、有顶部的圆筒状的处理容器4。该处理容器4整体由例如石英来形成。该处理容器4由呈圆筒状的内筒4A和在其外侧隔规定的间隔、同心圆状地配置的有顶部的外筒4B形成。上述内筒4A被支承在环状地形成在外筒4B下部的内壁的支承环6上。另外，该处理容器4的下端部、即外筒4B的下端部开口。在该下端部环状地形成壁厚的凸缘部8。例如也可以构成为在该下端的开口部连接不锈钢制的圆筒状的歧管。

在上述处理容器4的下端开口部，自其下方可升降地自由插拔石英制的晶圆舟10，该晶圆舟10作为多级载置多片作为被处理体的半导体晶圆W的保持单元。在本实施例的情况下，该晶圆舟(保持单元)10的支柱(未图示)能够大致等间距地多级地支承例如50~150片左右的直径300mm的晶圆W。

该晶圆舟10经由石英制的保温筒12被载置在台14上，该台14被支承在贯穿例如不锈钢制的盖部16的旋转轴18上，该盖部16打开关闭处理容器4的下端开口部。另外，在该旋转轴18的贯穿部例如嵌设有磁性流体密封件20，该磁性流体密封件20对该旋转轴18进行气密性密封并且可旋转地被该旋转轴18所支承。另外，在盖部16的周边部分和处理容器4的下端部例如嵌设有由O环等形成的密封构件22，从而保持处理容器4内的密封性。

上述旋转轴18被安装在臂24的前端，该臂24被例如晶舟升降机等升降机构(未图示)所支承，能够使晶圆舟10和盖部16等一体地升降而插入处理容器4内或从处理容器4内拔出。此外，也可以将上述台14固定设置到上述盖部16侧，不使晶圆舟10旋转地进行晶圆W的处理。

该处理容器4下部的侧壁26设置有向处理容器4内供给成膜气体等所需要的气体的气体供给单元28。具体地说，上述气体供给单元28具有贯穿上述处理容器4下部的侧壁26到内侧的由石英管形成的气体喷嘴30。并且，能够从该气体喷嘴30的前端的气体喷射孔30A喷射气体。将气体通路32连接到上述气体喷嘴30上。并且，在气体通路32上设置有开关阀32A和如质量流量控制器那样的流量控制器32B，能够在对气体进行流量控制的同时供给气体。

图1中仅记载一个气体供给单元28，而实际上呈同样结构的单元能够设置有例如所使用的气体种类数量。例如，在形成硅氮化膜的情况下，能够使用作为硅烷类气体的二氯硅烷、作为氮化气体的阿摩尼亚、作为净化气体的氮气体等。

另外，在该处理容器4下部的侧壁26上的与内筒4A和外筒4B之间的间隙27对应的部分形成有排气口34。并且，该排气口34连接有设置了未图示的压力调整阀、真空泵等的排气系统36，使得能够对处理容器4内的气体进行抽真空操作而维持为规定的压力。因而，通过气体喷嘴30导入的气体如以下方式流动：在内筒4A内上升并在顶部折返，在内筒4A与外筒4B之间的间隙27内下降而从排气口34排出。

另外，以包围上述处理容器4的外周的方式设置有筒状的加热单元38，该加热单元38对该处理容器4及其内部的晶圆W进行加热。并且，该处理容器4设置有本发明所涉及的膜破裂检测装置40。该膜破裂检测装置40具有：弹性波检测单元42，其被安装在该成膜装置2，检测弹性波；以及判断单元44，其根据该弹性波检测单元42的检测结果，判断是否需要对上述处理容器4进行清洁。并且，上述判断单元44连接有用于显示此处的判断结果的显示部45。

具体地说，在此，上述弹性波检测单元42被安装在处理容器4的下端部的凸缘部8。在此，弹性波是指在材料变形或发生龟裂之际材料释放出积蓄在内部的应变能时所产生的波。能够使用AE(Acoustic Emission：声发射)传感器43作为该弹性波检测单元42。还如图2所示，此处凸缘部8呈高温，因此上述AE传感器43经由金属性的导波棒构件46与凸缘部8接合。

上述导波棒构件46整体由铝、不锈钢等金属形成。具体地说，该导波棒构件46具有容易传导弹性波的、长度为几厘米左右的棒体48，其两端设置有圆板状的安装板50。并且，该棒体48安装有以规定间隔排列的多个散热片52，能够冷却到AE传感器43的耐热温度以下的温度。

并且，上述安装板50与凸缘部8和AE传感器43之间的接合面隔着容易传导弹性波的密合材料54。能够使用液态玻璃、硅脂、由铜板、金板那样的软金属构成的金属板等作为该密合材料54。此外，在AE传感器43的耐热性高的情况下，也可以不使用上述导波棒构件46而直接将该AE传感器43安装在凸缘部8。上述AE传感器43例如内置有PZT(锆钛酸铅)等压电元件，具有几kHz~几十kHz的频带作为振动频带，例如能够使用AE144A(Vallen公司制)作为该AE传感器43。

该弹性波检测单元42经由信号线56连接到上述判断单元44，从而能够传达检测结果。在上述信号线56的中途存在将固定强度以上的信号作为弹性波检测信号而输出的强度过滤单元61，对噪声成分进行截止。在此，将固定增益以下的信号例如40dB以下的信号作为噪声而截止。例如能够使用高速AE测量系统AMSY-6(Vallen-systeme公司制)作为该强度过滤单元61。

另外，上述判断单元44例如由计算机等构成，具有：计数部58，其求出检测到上述弹性波检测信号的次数；以及比较部60，其将该计数部58的输出与预定的基准值进行比较。在上述计数部58中，由于发生膜破裂时产生的尖端状的脉冲波作为弹性波检测信号S1从前级的上述强度过滤单元61输送过来，因此，通过对该尖端状的脉冲波的脉冲进行计数，来测量发生膜破裂的次数。

在该情况下，在上述计数部58中，作为第一计数形式，例如求出在最近一次对上述处理容器4进行了清洁处理后的累计值。即，如果进行清洁处理，则去除附着在处理容器4的内壁面的不需要的膜，因此，检测在该清洁处理后发生的膜破裂，将其检测到的次数相加而求出累计的累计值。并且，在该计数部58中，向上述比较部60输出该累计值。不只在薄膜的成膜动作中，在即将进行成膜处理之前进行的处理容器4的升温过程中以及成膜处理之后进行的处理容器4的降温过程中，也进行该计数动作、即膜破裂检测操作。

在上述比较部60中，将根据经验求出的阈值预定为基准值，在从前级送来的该累计值达到了基准值时，该比较部60判断为“需要进行清洁处理”。在该情况下，上述累计值用的基准值例如被设定为100左右，换言之，如果检测出100次膜破裂现象，则识别为需要进行清洁处理。

并且，通过由例如计算机等构成的装置控制部70进行该成膜装置2的全体动作的控制，例如开始供给气体和停止供给气体、处理温度的设定、处理压力的设定、上述膜破裂检测装置40的动作控制等。并且，该装置控制部70具有例如软盘、CD(Compact Disc)、硬盘、快闪存储器或DVD等存储介质72，该存储介质72存储用于对上述各种气体的供给和供给停止的控制、高频的开关控制和装置整体的动作进行控制的计算机可读取的程序。

接着，以形成硅氮化膜(SiN)的情况为例说明使用上述那样构成的成膜装置2进行的成膜方法。如图1所示，使晶圆舟10从下方上升而装载到预定的温度的处理容器4内，该晶圆舟10例如处于载置有50片~150片300mm大小的晶圆W的状态，用盖部16关闭处理容器4的下端开口部，由此，使容器内密闭。

并且，对处理容器4内进行抽真空而维持为规定的处理压力，并且增大对加热单元38的供给电力，由此使处理容器4的温度和晶圆温度上升而维持处理温度，由气体供给单元28(设置有多个)分别交替间歇地供给例如硅烷类气体和NH3气体。由此，在旋转的晶圆舟10所支承的晶圆W的表面形成硅氮化膜(SiN)。

然后，在成膜处理结束时，本次相反地在停止了各气体的供给后，将处理容器4的温度和晶圆W的温度降低到安全温度，例如300°C~400°C左右。然后，如果成为了安全温度，通过使处理后的晶圆W向处理容器4的下方下降而进行卸载，并从处理容器4取出处理后的晶圆W。在此，在上述一连串的动作中，本发明所涉及的膜破裂检测装置40进行动作而进行膜破裂检测操作。即，在成膜前的处理容器4的升温过程中、薄膜的成膜过程中和成膜后的处理容器4的降温过程中，进行膜破裂检测操作。

如上所述，在薄膜的成膜处理中，不只晶圆W的表面，在处理容器4内的内壁面、气体喷嘴30的表面等容器内构造物的所有表面都堆积成为颗粒的原因的不需要的膜，其随着晶圆的处理片数的增加而积蓄。并且，该不需要的膜在成为某种程度的膜厚度时，会发生膜破裂，成为颗粒的产生原因。特别在使处理容器4的温度升温或降温时，由于热冲击而容易发生膜破裂。

在上述不需要的膜发生膜破裂时，产生弹性波，该弹性波传导到处理容器4，经由与凸缘部8接合的导波棒构件46而被膜破裂检测装置40的弹性波检测单元42检测出来。该弹性波检测单元42例如由包含压电元件的AE传感器43构成，此处的检测信号经由信号线56通过了强度过滤单元61后，输入到判断单元44。上述强度过滤单元61为了截止噪声，只使固定强度以上的信号通过，来作为弹性波检测信号S1输出。在此，例如只使40dB以上的信号通过，截止小于40dB强度的信号。

在上述判断单元44中，计数部58在输入了一个尖锐的尖端状的弹性波检测信号S1时，计数“1”，对清洁处理后的累计值进行累计，将该累计值发送到后级的比较部60。此外，在每次对处理容器4进行清洁时都对上述计数部58的累计值进行复位。

并且，在上述比较部60中，与预先设定的累计值用的基准值例如“100”进行比较，在从前级的计数部58输入的累计值为基准值以上的情况下，判断为“需要进行清洁处理”。然后，将其结果显示在显示部45中，引起操作者的注意。此外，上述基准值“100”只不过表示一个例子，并不限于此。在该情况下，即使判断为“需要进行清洁处理”，也不会立即停止升温操作、成膜处理，而是对当前处理中的晶圆完成成膜处理。然后，在接着进行成膜处理之前，进行处理容器4的清洁处理。如上所述，在升温过程、成膜处理过程、降温过程中检测不需要的膜的膜破裂，能够实时地识别颗粒产生的可能性。

这样，根据本发明，在被设置在具有收容被处理体、例如半导体晶圆W的处理容器4并且将薄膜形成在被处理体的表面的成膜装置来进行膜破裂检测操作的膜破裂检测装置中，具备：弹性波检测单元42，其被安装于成膜装置，检测弹性波；判断单元44，其根据弹性波检测单元42的检测结果，判断是否要对处理容器4进行清洁，因此，能够检测附着在处理容器4的内壁等的不需要的膜的膜破裂，实时地识别颗粒产生的可能性。

<计数方式的变形例>

接着，说明计数部58对膜破裂发生次数的计数方式的变形例。在前面说明了的第一计数方式中，求出在最近一次进行清洁处理后所发生的膜破裂的发生次数相加而得到的累计值，但并不限于此，也可以如下方式进行。

首先，作为第二计数形式，也可以在计数部58中，求出间歇地测量的每个单位时间内的累计值。具体地说，并非连续地进行膜破裂检测操作，而是每暂停例如一分钟就进行只规定的单位时间例如一秒钟内的膜破裂检测操作，并反复进行该操作。然后，将通过一秒钟的膜破裂检测操作检测出的次数进行相加累计。即，也可以在每一分钟内进行一秒钟的膜破裂检测操作。

在该情况下，比较部60中的阈值即基准值为间歇期间用的累计值，被设定为比前面的累计值用的基准值例如100次小的值，例如10次。在该情况下，也能够发挥与前面的第一计数方式相同的作用效果。

接着，作为第三计数方式，计数部58也可以求出每个单位时间内检测到弹性波检测信号的次数。例如，在此，连续地进行膜破裂检测操作，始终对每个单位时间例如每一秒钟内检测到膜破裂的次数进行计数，输出每一秒钟的计数值。在该情况下，比较部60中的阈值即基准值为单位时间用的计数值，被设定为比上述第二计数方式的基准值例如5次更小的值，例如2次。在该情况下，也能够发挥与前面的第一计数方式相同的作用效果。

接着，作为第四计数方式，计数部58求出每个单位时间内检测到弹性波检测信号的次数，并且求出每个该单位时间内检测到的次数的增加趋势。例如，在接近需要进行清洁处理的时期时，膜破裂现象的发生数量以二次曲线的形式急剧增加，因此，构成为捕获该急剧的增加。具体地说，例如连续地进行膜破裂检测操作，始终对每个单位时间例如每60秒钟内检测到膜破裂的次数进行计数，求出该每60秒钟的计数值。进而，将该计数值与前一次的60秒钟的计数值进行比较，求出并输出其增加率。例如，如果前一次的60秒钟的计数值为5次，本次的60秒钟的计数值为10次，则增加率为200%，输出该值。

比较部60中的阈值即基准值为增加率用的基准值，例如被设定为“200%”。即，如果膜破裂发生的增加率为200%以上，则判断为“需要进行清洁处理”。在此，上述单位时间60秒、基准值200%只不过表示一个例子，并不限于此。在该情况下，也能够发挥与前面的第一计数方式相同的作用效果。

<第一变形实施例>

接着，说明本发明的膜破裂检测装置的第一变形实施例。在前面的实施例中，在弹性波检测单元42和判断单元44之间为了截止噪声而设置有强度过滤单元61，但为了更可靠地截止噪声，也可以设置缩小频带的第一频率滤波单元。图4是表示这种本发明的膜破裂检测装置的第一变形实施例的一部分的图。对于与图1~图3所示的结构部分相同的结构部分，附加相同的附图标记，并省略其说明。

如图4所示，在此，在强度过滤单元61和判断单元44之间的信号线56上，设置有使从上述强度过滤单元61输出的信号中的规定频带的信号通过的第一频率滤波单元74。能够使用带通滤波器作为该第一频率滤波单元74。使用以下的装置作为该带通滤波器，即例如截止频率比200kHz小的信号和频率比400kHz大的信号，只使200kHz~400kHz的频带的信号通过。如后所述，在伴随着膜破裂发生而产生的弹性波中，特别在300kHz左右的频带中包含尖锐的尖端状的信号，因此，通过对其进行检测，能够进一步提高检测精度。

<膜破裂发生的验证实验>

接着，实际进行了膜破裂发生的验证实验，因此说明其评价结果。在此，作为实验材料，准备了外径为15mm、内径为12mm、长度为1400mm的两根石英管，在其中一根石英管的内表面和外表面整体涂抹足够厚度(3μm)的硅氮化膜(SiN膜)。不对另一根石英管涂抹任何膜而直接使用。

在水平地支承固定这些石英管的两端的状态下，在中央部向垂直方向逐渐地施加负荷，通过AE传感器检测此时产生的弹性波。图5是表示负荷与发生的膜破裂之间的关系的曲线图，图5的(A)表示施加到石英管的负荷与膜破裂的发生数量(Hits：命中数)之间的关系，横轴为时间，右纵轴为负荷，左纵轴为膜破裂的发生数量(Hits)。在图5的(B)中，横轴为时间，纵轴为信号的强度(Amp)。在此，通过滤波器(与图1的强度过滤单元61对应)截止400dB以下的信号，防止噪声的侵入。

首先，在260秒左右的期间，以从0kN不断增加直到0.05kN的方式对两个石英管施加负荷。在没有涂抹硅氮化膜的无膜的石英管的情况下，直到石英管破断为止，对于膜破裂的发生，命中数都为“无”、“0”。

与此相对，在涂抹了硅氮化膜的有膜的石英管的情况下，如图5的(A)所示，从负荷为0.01kN左右起发生了膜破裂，并随着负荷的增加离散地发生膜破裂。对于膜破裂的发生数量，在横轴为40sec、85sec、100sec、140sec的部分处，分别计数到最大为4的膜破裂发生数量。

在图5的(B)中，表示出检测到图5的(A)中的膜破裂发生数时的弹性波的强度(dB)，曲线图中的各点表示发生膜破裂。根据该曲线图，判断出在横轴当90sec(0.015kN)时弹性波的强度最大。根据这些曲线图，能够理解为能够通过检测弹性波来捕获膜破裂的发生。

接着，提取图5的(B)中弹性波的信号的强度最大的点A的弹性波的波形进行分析。图6示出其结果。图6是表示弹性波的强度最大的点的波形的图，图6的(A)示出振幅，图6的(B)示出对图6的(A)的信号进行傅立叶变换而求出的频率分布。如图6的(A)所示，对于检测出的弹性波，判断为非常尖锐的振幅大的尖端状的信号以几μsec的宽度示出，之后，振幅弱的波形持续为700μsec左右。

然后，在对此时的波形的频率进行分析时，在100kHz附近和300kHz附近显现出尖锐的峰值波形。这两个峰值波形虽然没有图示，但其他弹性波的检测信号也同样地显现有这两个峰值波形。因而，能够理解为为了更为可靠地防止噪声的混入，优选截止频率低的100kHz左右的峰值波形，检测频率高的300kHz左右的峰值波形。因此，在前面图4所示的第一变形实施例中，使用只使200kHz~400kHz的范围内的信号通过的第一频率滤波单元74，检测以300kHz为中心的峰值波形。

<第二变形实施例>

接着，说明本发明的膜破裂检测装置的第二变形实施例。在前面的实施例中，构成为具有计数部58和比较部60作为判断单元44，但也可以使用判断强度过滤单元61的输出是否具有指定频带的信号的第二频率滤波单元来代替它们。图7是表示这种本发明的膜破裂检测装置的第二变形实施例的一部分的框图。在图7中，对于与图1~图6所示的结构部分相同的结构部分附加相同的附图标记，并省略其说明。

在此，具有只使指定频带的信号通过的第二频率滤波单元80作为判断单元44。例如能够使用使70kHz~80kHz的频带的信号通过并截止除此以外的频率的信号的带通滤波器作为该第二频率滤波单元80。该70kHz~80kHz的频带的信号是如后述那样在石英制的处理容器4、石英管的表面发生微小龟裂时产生的弹性波，已知在产生该微小龟裂时其表面堆积的不需要的膜也必然发生膜破裂，因此，估计在该石英表面发生了微小龟裂时，会大量发生薄膜的膜破裂，判断为“需要进行清洁处理”。

该第二变形实施例也可以替换图1~图6中说明的实施例，或者还可以使信号线56中途分支而并列使用。

在此，对发生上述微小龟裂时的弹性波信号进行了分析，因此，说明其分析结果。图8是用于对根据图5中得到的数据求出的微小龟裂发生进行分析的曲线图，图8的(A)是表示最大振幅(Amp)与波形持续时间(Dur)之间的关系的曲线图，图8的(B)是表示最大振幅(Amp)与重心频率(F)之间的关系的曲线图，图8的(C)是表示最大振幅(Amp)与峰值频率(F)之间的关系的曲线图。在此，波形持续时间是指AE波形(弹性波)的包络线维持规定值以上的时间。另外，重心频率是指通过频率分析得到的函数的积分值的重心位置，通过以下公式给出。重心频率(kHz)=∑Ei×Fi/∑Ei，在此，Ei是频率成分的大小，Fi是频率。

在确认图8的(A)和图8的(B)所示的相关性时，能够确认如图8的(C)所示那样分为A~D四个组。具体地说，如图6所示那样对振幅的大小、波形持续时间、频率进行分析，将各检测出的AE原形波即弹性波分组。图9是表示每个组的AE原形波与频率分布之间的关系的曲线图，图9的(A)表示A组，图9的(B)表示B组，图9的(C)表示C组，图9的(D)表示D组。左侧列的图的横轴为时间，纵轴为振幅。右侧列的图的横轴为进行了傅立叶变换时的频率，纵轴为大小。

在对属于这些组的AE原形波(弹性波)的波形进行观察时，确认到如图9所示那样波形的特征不同。这些波形的不同能够认为是由AE原形波的发生机制不同所引起的，根据发生频率和时间进行判断，能够分为以下的A~D四个组。

A组：SiN膜的微小龟裂的发生和进展。

B组：石英玻璃的微小龟裂的发生和进展。

C组：未知的现象。

D组：未知的现象。

在此，确认到图8的(C)中的属于B组的弹性波使石英表面产生微小龟裂，并确认到因该龟裂而诱发了膜破裂发生。因而，判断出通过检测属于B组的频带、即如在图7中说明的那样的70kHz~80kHz的频带的弹性波，能够检测石英表面产生的微小龟裂和随之诱发的膜破裂的发生。

此外，在以上的实施例中，以弹性波检测单元42经由导波棒构件46安装在凸缘部8的情况为例进行了说明，但也可以如图10所示的弹性波检测单元的安装状态的变形例那样进行安装。在图10中，对与图2所示的结构部分相同的结构部分附加相同的附图标记。在此，将弹性波检测单元42收容在一端开口的传感器收容箱84内，通过螺钉86将该开口部侧安装固定在凸缘部8的表面。在该传感器收容箱84内，还一起收容有弹簧构件88，将上述弹性波检测单元42从其背面侧向凸缘部8侧按压，从而使弹性波检测单元42的顶端紧贴于凸缘部8的表面。在该情况下，也可以紧贴面隔着密接材料54。

另外，如图11所示的弹性波检测单元的其他变形例那样，也可以在该弹性波检测单元42设置冷却机构90，对该弹性波检测单元42进行冷却。在图11中，对与图2所示的结构部分相同的结构部分附加相同的附图标记。该冷却机构90具有被设计为围绕弹性波检测单元42的周围的冷却壳92。并且，该冷却壳92设置有制冷剂入口92A和制冷剂出口92B，使冷却介质流入冷却壳92内来进行冷却。能够通过这样对弹性波检测单元42进行冷却，防止由于热而破坏弹性波检测单元42。在此，能够使用氮气等冷却气体、冷却水等冷却液体来作为冷却介质。

另外，该弹性波检测单元42可以安装在处理容器4的任意部分，进一步地，在将歧管设置在该处理容器4的下端部的情况下，也可以安装于该歧管。另外，在本实施例中，以将硅氮化膜作为薄膜而进行成膜的情况为例进行了说明，但并不限于此，在形成何种薄膜的情况下都能够应用本发明。进一步地，在此以批量式的成膜装置为例进行了说明，但并不限于此，本发明也能够应用于对半导体晶圆逐个进行处理的所谓叶片式的成膜装置。

另外，在此以将半导体晶圆作为被处理体为例进行了说明，但该半导体晶圆也包含硅衬底、GaAs、SiC、GaN等化合物半导体衬底，进一步地，并不限于这些衬底，还能够将本发明应用于液晶显示装置所使用的玻璃基板、陶瓷基板等。

根据本发明所涉及的膜破裂检测装置和成膜装置，能够发挥如下那样的优良的作用效果。

膜破裂检测装置被设置在具有收容被处理体的处理容器并且将薄膜形成在被处理体的表面的成膜装置，进行膜破裂检测操作，该膜破裂检测装置具备：弹性波检测单元，其被安装于成膜装置，检测弹性波；以及判断单元，其根据弹性波检测单元的检测结果，判断是否需要对处理容器进行清洁，因此，能够检测附着在处理容器的内壁等的不需要的膜的膜破裂，实时地识别颗粒产生的可能性。

Claims (17)

1.一种膜破裂检测装置，其被设置于成膜装置并且进行膜破裂检测操作，该成膜装置具有收容被处理体的处理容器并且将薄膜形成于上述被处理体的表面，该膜破裂检测装置具有：

弹性波检测单元，其被安装于上述成膜装置，检测弹性波；以及

判断单元，其根据上述弹性波检测单元的检测结果，判断是否需要对上述处理容器进行清洁。

2.根据权利要求1所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

还具有强度过滤单元，该强度过滤单元将由上述弹性波检测单元输出的信号内的固定强度以上的信号作为弹性波检测信号进行输出。

3.根据权利要求2所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

还具有第一频率滤波单元，该第一频率滤波单元使从上述强度过滤单元输出的信号内的规定频带的信号通过。

4.根据权利要求2所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

上述判断单元具有：

计数部，其求出检测到上述弹性波检测信号的次数；以及

比较部，其将上述计数部的输出与预先设定的基准值进行比较。

5.根据权利要求4所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

上述计数部求出最近一次对上述处理容器进行清洁处理后检测到上述弹性波检测信号的次数的累计值。

6.根据权利要求4所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

上述计数部求出间歇地测量得到的每个单位时间内检测到上述弹性波检测信号的次数的累计值。

7.根据权利要求4所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

上述计数部求出每个单位时间内检测到上述弹性波检测信号的次数。

8.根据权利要求4所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

上述计数部求出每个单位时间内检测到上述弹性波检测信号的次数，并且求出每个单位时间内检测到的次数的增加趋势。

9.根据权利要求2所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

上述判断单元具有第二频率滤波单元，该第二频率滤波单元判断上述强度过滤单元的输出是否具有指定频带的信号。

10.根据权利要求1所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

在上述处理容器的升温过程、降温过程以及上述薄膜的成膜过程中进行上述膜破裂检测操作。

11.根据权利要求1所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

还具有显示部，该显示部显示上述判断单元的判断结果。

12.根据权利要求1所述的膜破裂检测装置，其特征在于，

上述弹性波检测单元设置有用于对上述弹性波检测单元进行冷却的冷却机构。

13.一种成膜装置，对被处理体形成薄膜，该成膜装置具备：

处理容器，其收容上述被处理体；

保持单元，其保持上述被处理体；

加热单元，其对上述被处理体进行加热；

气体供给单元，其向上述处理容器内供给气体；

排气系统，其排出上述处理容器内的气体；

根据权利要求1所述的膜破裂检测装置；以及

装置控制部，其对成膜装置整体的动作进行控制。

14.根据权利要求13所述的成膜装置，其特征在于，

上述膜破裂检测装置被安装于上述处理容器。

15.根据权利要求13所述的成膜装置，其特征在于，

上述膜破裂检测装置被安装于设置在上述处理容器的下部的歧管。

16.根据权利要求14所述的成膜装置，其特征在于，

通过金属性的导波棒构件来安装上述膜破裂检测装置。

17.根据权利要求16所述的成膜装置，其特征在于，

上述导波棒构件设置有散热片。

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