JP2001059808A - パーティクル計測装置及びその計測方法 - Google Patents

パーティクル計測装置及びその計測方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理チャンバー内の実際のパーティクル量と
高い相関関係でパーティクル数をモニタすることができ
る処理装置を提供する。 【解決手段】 被処理体Ｗに対して所定の処理を施す処
理ユニット４２と、この、処理ユニットの処理チャンバ
ー４８内の雰囲気を真空ポンプ９８により排気する排気
系４４と、排気ガス中のパーティクル数を計測するパー
ティクル計測装置４６とを有する処理装置において、前
記パーティクル計測装置を、前記排気系の内の、前記処
理チャンバー４８の排気口８６と前記真空ポンプとを連
絡する排気管９０に設けるように構成する。これによ
り、処理チャンバー内の実際のパーティクル量と高い相
関関係でパーティクル数をモニタすることを可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハに対
してガスを用いて成膜する処理装置に搭載され、この処
理装置から排気された排気ガスに含まれるパーティクル
の数を計測するパーティクル計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体集積回路の製造する場
合、被処理体となる半導体ウエハ（以下、ウエハと称す
る）に対して、膜堆積（ＣＶＤ）工程、熱酸化及び不純
物拡散工程、エッチング工程、成膜（スパッタリング）
工程、熱処理工程等の各製造工程において、種々の処理
装置による処理が施されている。膜成長工程において
は、例えばＣＶＤ（chemical vapor deposition）装置
を用いて、ウエハ表面に絶縁層や絶縁膜として、シリコ
ン酸化膜（ＳｉＯ2 ）、シリコンナイトライド（Ｓｉ
Ｎ）等の薄膜を堆積する。また、配線パターンや凹部の
埋め込みとしては、タングステン（Ｗ）、タングステン
シリサイド（ＷＳｉ）、チタン（Ｔｉ）、チタンナイト
ライド（ＴｉＮ）、チタンシリサイド（ＴｉＳｉ）等の
薄膜が堆積される。
【０００３】これらの処理装置によりそれぞれの処理を
行なう場合、製品の歩留り低下の原因となるパーティク
ルの発生は極力避けなければならない。そのため、処理
チャンバー内のパーティクル発生状況をリアルタイムで
モニタするため、或いは処理チャンバーのクリーニング
のタイミング時期を知るため等の理由より、処理装置に
パーティクル計測装置が取り付けられている。特に、Ｃ
ＶＤ装置やスパッタリング装置等の成膜処理装置にあっ
ては、これまでの成膜時に処理チャンバーの内壁やその
チャンバー内に配置された部品表面に付着した不要な膜
が次の成膜時に剥がれるなどして、パーティクルが発生
し易いので、成膜中のパーティクルの量をモニタするこ
とは重要であった。
【０００４】従来のパーティクル計測装置を有する処理
装置の一例について、図１８を参照して説明する。ほぼ
円筒体状の処理チャンバー２の内部には、ウエハＷを載
置するための載置台４と、チャンバー底部に石英ガラス
製の透過窓６とが設けられている。この透過窓６の下方
には、回転台８上に設けた複数の加熱ランプ１０が配置
されており、この加熱ランプ１０から照射された加熱用
光は、透過窓６を透過して、載置台４上のウエハＷを加
熱する。また、この載置台４に対向するチャンバー天井
部には、処理チャンバー２内へ成膜ガス等の処理ガスを
導入するためのシャワーヘッド部１２が設けられてい
る。また、処理チャンバー２の底部周辺部には、略均等
な間隙で配置された４つの排気口１４（図示例では２つ
のみ表す）が設けられており、この各排出口１４には下
方向へ延びる排気管１６が接続されている。
【０００５】それぞれの排気管１６の排出側は、１つに
集合するように大口径の集合管２０の吸入側に接続され
ている。この集合管２０内部には、圧力調整用のバタフ
ライバルブ１８が設けられている。また、この集合管２
０の排出側には真空ポンプ２２が設けられており、さら
に、この真空ポンプ２２の排出側に比較的径が大きい主
排気管２４が接続される。この真空ポンプ２２により処
理チャンバー２内の大気やガス等を排気する。この主排
気管２４の途中には、排気ガス中に含まれるパーティク
ル数をカウントするためのパーティクル計測装置２６が
設けられている。
【０００６】図１９は、上記パーティクル計測装置２６
を設けた主排気管２４の断面構成を示す図である。この
パーティクル計測装置２６は、レーザ光Ｌを発射するレ
ーザ光照射部２８と、照射されたレーザ光Ｌを吸収する
ストッパ部材３２が主排気管２４の中心Ｏを通るように
対向して配置されている。また、レーザ光Ｌの照射途中
で、そのレーザ光ＬがパーティクルＰに当たることによ
って発生した散乱光ＳＬを検出する散乱光検出部３０が
主排気管２４中心に向かって配置されている。このよう
な配置により、パーティクル測定の際には、レーザ光照
射部２８から照射されたレーザ光Ｌが主排気管２４内を
移動するパーティクルＰに当たった時に発生する散乱光
ＳＬを散乱光検出部３０で検出することにより、排気ガ
ス中のパーティクル数をカウントしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の処理装
置においては、処理チャンバー２からの排気管１６を集
合させた真空ポンプ２２の排出側となる主排気管２４に
パーティクル計測装置２６を設けている。勿論、排気に
より処理チャンバー２からパーティクル計測装置２６ま
での排気管内壁や真空ポンプやバルブの羽根にも生成物
などの異物が付着する。このため、これらの付着した異
物が不定期的に剥がれて、新たにパーティクルとして発
生する。この不定期的に発生するパーティクルが、実際
に処理チャンバー２内で発生して排気されてくるパーテ
ィクルに加算されているため、処理チャンバー２内で発
生したパーティクルを正確に把握できないという問題が
あった。
【０００８】さらに、真空ポンプ２２の排出口近傍にお
ける排気管内では、排気ガスが渦巻いている。そのた
め、同一のパーティクルが幾度もレーザ光を横切ること
となり、複数回カウントされてしまうことがあった。こ
のように、本来的には処理チャンバー２内の実際のパー
ティクル数とパーティクル計測装置２６の計測によるカ
ウント数とは、強い相関関係があるべきであるが両者の
相関関係は非常に低くなっている。このようなパーティ
クル計測装置では正確に処理チャンバー２内のパーティ
クル発生状況を把握することは困難であった。
【０００９】そこで本発明は、処理チャンバーで発生し
排出されたパーティクルを正確にカウントすることによ
り、高い相関関係からパーティクル発生状況を把握する
ことができるパーティクル計測装置及びその計測方法を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、被処理体に対して所定の処理を施す処理ユニット
と、この処理ユニットの処理チャンバー内の雰囲気を真
空ポンプにより排気する排気系と有する処理装置に搭載
され、前記処理チャンバーの排気口と前記真空ポンプと
を連絡する前記排気系の一部をなす排気管に設けられ、
前記処理チャンバー内から排気された排気ガス中のパー
ティクル数を計測するパーティクル計測装置である。
【００１１】これにより、処理チャンバーとパーティク
ル測定装置との間に余計な構成部位が含まれなくなるた
め、正確なパーティクル計測が可能となり、処理チャン
バー内の実際に発生するパーティクル量とパーティクル
計測装置による計測値との相関関係を高くすることがで
きる。
【００１２】請求項２に規定するように、例えば前記パ
ーティクル計測装置は、前記排気管の断面中心点と、前
記処理チャンバーの中心を上下方向に通る中心軸とを結
ぶ線分に沿うように前記排気管内にレーザ光を照射する
レーザ光照射部と、前記レーザ光の照射方向に対して略
直交する方向に設けられてパーティクルからの散乱光を
検出する散乱光検出部とにより構成される。これによれ
ば、パーティクルの密度が高い部分にレーザ光を照射で
きるため、上記相関関係を一層高くすることが可能とな
る。
【００１３】請求項３に規定するように、例えば前記散
乱光検出部の中心は、前記排気管の断面中心点よりも、
前記処理チャンバーの中心を上下方向に通る中心軸が位
置する方向に対して反対方向へ所定の距離だけオフセッ
トした点に向けられるように設定されている。これによ
れば、パーティクルの密度の高い部分に散乱光検出部の
中心を向けることができるので、上記相関関係を一層高
くすることが可能となる。
【００１４】請求項４に規定するように、前記パーティ
クル測定装置は、前記排気管の断面中心点よりも、前記
処理チャンバーの中心を上下方向に通る中心軸が位置す
る方向に対して反対方向へ所定の距離だけオフセットし
た点を通過するようにレーザ光を照射するレーザ光照射
部と、前記レーザ光の照射方向に対して略直交する方向
に設けられてパーティクルからの散乱光を検出する散乱
光検出部とにより構成される。これによれば、パーティ
クルの密度の高い部分にレーザ光を照射できるので、上
記相関関係を一層高くすることが可能となる。請求項５
に規定するように、例えば前記オフセットされる所定の
距離の最大値は、前記排気管の半径の０．７５倍とする
のがよい。
【００１５】請求項１３に規定する発明は、処理チャン
バー内の大気若しくはガスを真空ポンプにより排気した
雰囲気を生成し、その雰囲気内で被処理体に対して、半
導体装置製造に関する処理を施す処理装置に搭載される
パーティクル計測装置は、前記処理チャンバーに接続さ
れる排気管の途中で前記真空ポンプの前方に気密に取り
付けられ、回動機構を有するセンサマニホールド部と、
前記センサマニホールド部に取り付けられ、前記排気管
の径方向に移動可能な駆動機構を有するレーザ照射部
と、前記レーザ照射部と対向して前記センサマニホール
ド部に取り付けられ、前記レーザ照射部と正対するよう
に移動可能な駆動機構を有し照射されたレーザ光を受光
するビームストッパー部と、前記レーザ光の照射方向に
対して略直交するように前記センサマニホールド部に取
り付けられ、２次元的に移動可能な駆動機構を有し、該
レーザ光がパーティクルにより散乱した光を検出する散
乱光検出部とで構成され、さらにシミュレーションによ
り想定された前記センサマニホールド部内におけるパー
ティクルの密度が高い領域をレーザ光が通り抜けるよう
に前記レーザ照射部と前記ビームストッパー部の駆動機
構を動作させ、該密度が高い領域からの散乱光を検出す
る位置に前記散乱光検出部を移動させる位置制御部と、
前記レーザ照射部、前記散乱光検出部を制御し、得られ
た測定結果を処理する制御処理部とを備えるパーティク
ル計測装置である。
【００１６】請求項１６に規定する発明は、処理チャン
バー内の大気若しくはプロセスガスを真空排気系により
排気し半導体装置製造に関する処理を行う処理装置で、
前記処理チャンバーで生成されたパーティクルにレーザ
光の照射によりパーティクル数量を計測するためにレー
ザ照射部、散乱光検出部、ビームストッパー部を有する
装置によるパーティクル計測方法において、前記処理チ
ャンバーを含みその内部に配置された構成部位に関する
情報、前記真空排気系に関する情報及び、前記プロセス
ガスに関する情報に基づくシミュレーションにより、パ
ーティクルの密度の高い領域を選出するステップと、前
記レーザ照射部が前記シミュレーションに基づくそのパ
ーティクルの密度の高い領域にレーザ光を照射するよう
に位置調整するステップと、前記密度の高い領域を通過
したレーザ光を受光するように前記ビームストッパー部
が前記レーザ照射部と対向するように位置調整するステ
ップと、前記密度の高い領域を通過したレーザ光による
散乱光を検出するように前記散乱光検出部の位置調整す
るステップと、前記レーザ照射部が前記パーティクルの
密度の高い領域にレーザ光を照射するステップと、前記
散乱光検出部が前記密度の高い領域を通過したレーザ光
の散乱光を検出をするステップと、検出された散乱光か
らパーティクル数量を算出するステップ とからなるパ
ーティクル計測方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１
の実施形態に係るパーティクル計測装置を搭載する処理
装置の構成例を示す図である。本実施形態では、処理装
置として、被処理体となる半導体ウエハ（以下、ウエハ
と称する）に対して成膜処理を施すＣＶＤ装置を一例に
とって説明する。勿論、他にもスパッタリング装置やエ
ッチング装置等の処理装置についても同様に適用でき
る。
【００１８】このＣＶＤ装置４０は、大別して、ウエハ
Ｗに対して成膜ガスによる成膜処理を行う処理ユニット
４２と、この処理ユニット４２内の大気や成膜ガスを排
気する排気系４４とで構成され、この排気系４４を流れ
る排気ガス中のパーティクル数を計測するパーティクル
計測装置４６が搭載されている。このパーティクル計測
装置４６は、制御・処理部４１により制御され、演算処
理等を行う。また、処理結果やシミュレーションに用い
る数式や種々のパラメータを表示するための表示部４３
が設けられている。この制御・処理部４１は、処理装置
全体を制御するシステム制御部に組み込まれていてもよ
いし、別個であってもよい。
【００１９】この処理ユニット４２は、例えばアルミニ
ウム（Ａｌ）等により円筒状或いは箱状に成形された処
理チャンバー４８を有している。この処理チャンバー４
８内には、処理チャンバー底部から上方に延びる円筒状
のリフレクタ５０を配置し、さらに、このリフレクタ５
０上にウエハＷを装着する載置台５２が取り付けられて
いる。このリフレクタ５０は、熱線反射性の材料として
例えば、アルミニウムにより形成されており、また載置
台５２は厚さ１mm程度のカーボン素材や窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）等のアルミニウム合金等により形成されて
いる。
【００２０】この載置台５２の下方には、同時に上下移
動する複数本、例えば３本のリフタピン５４（図示例で
は２本のみ示す）が配置されており、図示しない駆動系
により、リフタピン５４を載置台５２に設けたリフタピ
ン穴５８を通り抜けてウエハＷを下面から持ち上げるよ
うになっている。このウエハＷは、これらのリフタピン
５４にリフトアップされ、図示しないアーム等を有する
搬送機構との受け渡しにより、処理チャンバー内外への
搬送が行われている。また載置台５２の周縁部には、ウ
エハ表面に堆積する膜の面内均一性を保証するリング状
のシールドリング６０が設けられている。
【００２１】さらに、載置台５２直下の処理チャンバー
底部には、石英等の熱線透過材料よりなる透過窓６２が
チャンバー内を気密するように設けられている。さらに
その下方には、透過窓６２を囲むように箱状の加熱室６
４が設けられている。この加熱室６４内には、加熱源と
して複数個の加熱ランプ６６が反射鏡も兼ねる回転台６
８上に取り付けられている。この回転台６８は、回転軸
によりモータ７０へ連結されており、モータ７０の回転
に従い回転される。この回転により、ウエハＷへの加熱
を均一的に行うことができる。
【００２２】この加熱ランプ６６より放出された加熱用
光は、透過窓６２を透過して載置台５２の下面側から照
射して、ウエハＷ裏面を加熱する。尚、加熱源として
は、加熱ランプ６６に換わって、載置台５２に抵抗加熱
ヒータを埋め込んでもよいし、加熱したガス等の熱媒体
を載置台５２に吹き付ける加熱方法でもよい。また載置
台５２と対向する処理チャンバー天井部には、成膜ガス
等の処理ガスを処理チャンバー４８内へ導入するための
多数のガス噴射孔７８を有するシャワーヘッド部７２が
設けられている。このシャワーヘッド部７２は、例えば
アルミニウム等により円形箱状に成形され、図示しない
ガス導入系に接続してガス供給を行うためのガス導入口
７６が設けられている。また、載置台５２の外周側に
は、多数の整流孔８０を有するリング状の整流板８２
が、環状に成形された支持コラム８４により上下方向で
支持されている。この整流板８２の下方のチャンバー底
部には、複数の排気口８６が設けられる。
【００２３】図２には、図１のＡ−Ａにおける処理チャ
ンバー内の透過窓と排気口との位置関係を示す平面図で
ある。この図２に示すように、本実施形態では、排気口
８６が底部周辺部に沿って略均等な間隙で４つ配置され
ており、各排気口８６には排気ポート８８が設けられて
いる。そして、この排気ポート８８は、図示しないカッ
プリングによりガスケットを介在させて排気系４４の一
部となる各排気管９０へ気密に接続される。これらの排
気管９０は、立ち上がり部分が直管形状となっており、
排出側が１つに集合されて比較的直径が大きい集合管９
４に接続される。この集合管９４内には、処理チャンバ
ー４８内の圧力を調整するために例えばバタフライバル
ブ９６が設けられている。この集合管９４の排出側に
は、ターボモリキュラポンプ等の真空ポンプ９８が接続
され、さらにこの真空ポンプ９８の排出側には、比較的
直径が大きい主排気管１００が接続される。チャンバー
内の大気や成膜ガス等は、この真空ポンプ９８でチャン
バーから主排気管１００を通じて外部へ排出される。
【００２４】そして、このようなＣＶＤ装置の４つの排
気管９０のうちの１本或いは複数本の途中にそれぞれ、
パーティクル計測装置４６を取り付けている。次に、こ
の実施形態のＣＶＤ装置による成膜処理について説明す
る。まず、処理チャンバー４８の側壁に設けたゲートバ
ルブＧを開いて図示しない搬送アームにより処理チャン
バー４８内にウエハＷを搬入し、上昇されたリフタピン
５４にウエハＷを受け渡す。そして、リフタピン５４を
降下させてウエハＷを載置台５２上に載置した後、搬送
アームを退去させてゲートバルブＧを閉じる。その後、
処理チャンバー４８内の大気を排気系４４で排気する。
【００２５】次に、図示しない処理ガス源から処理ガス
として、例えば、ＷＦ6 （原料ガス）、ＳｉＨ2 Ｃｌ
2 、Ａｒ等のガスをシャワーヘッド部７２へ所定量ずつ
供給して混合し成膜ガスとして、ガス噴射孔７８から処
理チャンバー４８内へ略均等に供給する。この供給され
た成膜ガスも各排気口８６から排気系４４側へ吸引排気
されて、処理チャンバー４８内を所定の真空度に設定さ
れる。且つ回転台６８を回転させながら加熱ランプ６６
を発光させて、載置台５２の裏面側からウエハＷに加熱
用光を照射して、ウエハＷを迅速に所定の温度まで昇温
させて維持する。
【００２６】このような処理チャンバー４８内の雰囲気
において、成膜ガスは所定の化学反応が生じ、例えばタ
ングステンシリサイドがウエハＷ表面に堆積する。ま
た、処理チャンバー４８内の成膜ガスは、排気ガスとし
て各排気口８６から排気管９０内を流下して集合管９４
内で全て合流し、更に、バタフライバルブ９６で圧力調
整されながら真空ポンプ９８を通過して、主排気管１０
０より系外へ排出される。ここで、排気ガス中に含まれ
るパーティクル数は、パーティクル計測装置４６により
計測される。
【００２７】次に、パーティクル計測装置４６について
説明する。このパーティクル計測装置４６は、図３に示
すように、非常に細いビーム状のレーザ光Ｌを照射する
レーザ素子を有するレーザ光照射部１０２と、排気管９
０の中心軸９１を通ってレーザ光照射部１０２と対向す
る側に配置されるストッパ部材１０４と、レーザ光Ｌの
照射方向に対して略直交する方向の管壁に設けられた受
光素子等よりなる散乱光検出部１０６とで構成される。
ここで、前記レーザ素子は、小型化されたGaAlAs等の半
導体レーザ素子を用いており、その出力は数Ｗ〜数十Ｗ
の出力のものが適正である。
【００２８】このレーザ光照射部１０２は、照射するレ
ーザ光Ｌがチャンバー中心軸９２とこの排気管９０の中
心軸９１（図１参照）の断面中心点Ｏを結ぶ線分に沿う
ように管壁に設けられている。また、照射されたレーザ
光Ｌが断面中心点Ｏを通過してチャンバー中心軸９２の
位置する方向に向かうのであれば、照射方向はどの方向
でもよい。但し、散乱光検出部１０６との相対的な位置
関係は維持される。そして、ストッパ部材１０４は、レ
ーザ光Ｌを吸収することにより、レーザ光Ｌが排気管９
０内への例えば乱反射が発生しないようにしている。
【００２９】そして、図３に示すようにレーザ光Ｌの照
射方向に対して略直交する方向の管壁には、例えば受光
素子等よりなる散乱光検出部１０６が設けられており、
排気ガス中に含まれるパーティクルＰ（１０８）にレー
ザ光Ｌが照射されることにより発生する散乱光ＳＬを受
光し得るようになっている。尚、後述するように散乱光
検出部１０６の中心は、断面中心点Ｏに向かわず、図３
に示すようにオフセットされたオフセット距離Ｈ３に配
置される。排気管９０へのパーティクル計測装置４６の
取り付け位置Ｈ２は、図４に示すようなフローチャート
に従ったコンピュータシミュレーションを行い、決定す
る。以下、その一例について説明する。
【００３０】まず、処理装置の概要を計画する。具体的
には、チャンバー容量、排気能力、成膜用ガス種、ガス
供給系、排気管長及びその径などの基礎的な装置設計
（プロセス条件）を決定する。次に、後述する数値シミ
ュレーションにより、パーティクル計測装置４６の取り
付け距離Ｈ２やオフセット距離Ｈ３を算出して、実際の
処理装置に搭載する試作を行い、パーティクル計測を実
測する。この実測による評価において、シミュレーショ
ン結果と異なる場合や求められた性能が得られなかった
場合には、その結果に基づく修正や最適化を基礎的な装
置設計に対して行う。即ち、パーティクル計測装置４６
の取り付け位置等の変更を含む設計見直しを行う。
【００３１】また、実測による評価がよければ、パーテ
ィクル計測装置４６の取り付け位置やオフセット位置等
を製造ライン上の製品（処理装置）に反映させる。次
に、図５に示すフローチャートを参照して、数値シミュ
レーションについて説明する。まず、計算用のコンピュ
ータソフトウエア（例えば、フルーエントアジアパシフ
ィック社製ＧＡＭＢＩＴ）を用いて、計算モデル（メッ
シュモデル）を作成し、例えば、フルーエントアジアパ
シフィック社製ＦＬＵＥＮＴを用いて、前述した様な基
礎的な装置設計（プロセス条件）に基づく、境界条件
（例えば、排気管の壁面温度や圧力、排気するガスの種
類等）を設定した計算式を作成する。そして、その計算
を実行させる。その算出結果を実機（試験機）に反映さ
せて、即ち、算出された位置にパーティクル計測装置４
６の取り付けて評価を行う。この評価がよければ、生産
機の設計へ適用する。
【００３２】このようなシミュレーションにより、本実
施形態においては、例えば、ＮＷ４０の排気管９０にお
いて、垂直方向の長さＨ１を例えば４３０mmとした場
合、排気口８６からパーティクル計測装置４６までの取
り付け距離Ｈ２が例えば、１３０mm程度の所が最適とし
てしている。勿論、このシミュレーションによれば、チ
ャンバー内に構成部位の配置及び形状、排気口の形状及
びその取り付け位置、排気管形状等により、異なる結果
が得られることは当然であり、本実施形態に示す取り付
け位置は、その一例である。パーティクル計測装置４６
の取り付け位置が最適とされる条件としては、処理チャ
ンバーの排気口部分に可能な限り近いこと、処理チャン
バーで発生する光、例えば、加熱用光（加熱源がランプ
ヒータの場合）やプラズマ光等のまわり込みが無いこ
と、取り付けるために周辺にスペースがあること、排気
管内でパーティクルが拡散せずに比較的密度の高い部分
であることである。
【００３３】特に、排気される成膜ガスは、ガス種（粒
子の径や重さ）、排気管の引き廻し形状、排気管径、排
気速度及び重力の影響により排気管内におけるガスの流
れの密度が異なるため、必ずしも排気管の中心がパーテ
ィクル密度が高いわけではない。以下、この点について
説明する。排気管９０内を流れる排気ガス中のパーティ
クルは、ガス中に均等に分散するのではなく、処理チャ
ンバー４８の中心軸９２から遠ざかる方向に偏在する傾
向にある。この理由は、シャワーヘッド部７２より処理
チャンバー４８内に供給された成膜ガスは、下方へ流下
しつつそのまま容器周辺部に拡散して各排気口８６へ吸
引されて排気管９０を流下することになるが、パーティ
クルには拡散方向、すなわち処理チャンバー４８の半径
方向外方へ向かう慣性力がそのまま作用しているからで
あると思われる。
【００３４】従って、排気管９０中を流下する排気ガス
中のパーティクルは、図６中において中心軸９２から遠
ざかる方向に偏在することとなり、図３中ではパーティ
クル密度が最も高い点が断面中心点０よりも下方へオフ
セット距離Ｈ３程度移動することになる。例えば、図６
は、前述したシミュレーションを行なった時の処理チャ
ンバー内と排気管のモデルを示す一例である。図中にお
いて、シャワーヘッド部７２から噴射した成膜ガスがウ
エハＷの表面に当たってその周囲に拡散し、各排気口８
６を介して排気管９０内を流下して行く。ここでは、排
気管９０の長さＨ１を４０ｃｍとし、その下端よりも距
離Ｈ５が３０ｃｍの位置の断面のパーティクル分布を見
ている。また、排気管９０の内径は４０ｍｍである。
【００３５】この例では、成膜ガスが排気管９０を流下
する際に、処理チャンバー４８の外周方向へ向かう慣性
力がそのまま作用して流下しているため、排気管内で
は、処理チャンバーの外側への密度が高くなると想定さ
れる。本実施形態では下方向に配管した例であるが、勿
論、限定されるものではなく、この排気管の取り付け位
置により排気管が上方向や横方向又は斜め方向に配管さ
れる場合もあり、排気方向はそれぞれに異なっている。
それぞれにシュミレーションを行うものとする。
【００３６】従って、図３に示すように、散乱光検出部
１０６の検出方向中心は、排気管断面中心点Ｏよりも、
チャンバー中心軸９２から外側方向に所定のオフセット
距離Ｈ３だけ移動させた点Ｐ（この点Ｐは、後述するよ
うにパーティクル密度が略最も高くなる点である）に向
けられる。この場合、散乱光検出部１０６の指向性は、
ある程度の開き角θを有しているが、オフセット位置Ｈ
３だけ移動させて配置することにより、パーティクルの
密度が略最も高い領域を検出することができる。このオ
フセットされるオフセット距離Ｈ３の最大値は、プロセ
ス条件にもよるが後述するように排気管９０の半径の
０．７５倍程度であり、従って、散乱光検出部１０６の
中心を、断面中心点Ｏから距離Ｈ３で示される点１０８
までの範囲内の領域の一点に向けるように設定すること
になる。
【００３７】ここでは、例えば８インチウエハを処理す
る処理チャンバー４８内の直径が４４０ｍｍ程度、排気
管４６の内径Ｈ４を４０ｍｍ程度とすると、オフセット
距離Ｈ３は１０ｍｍ程度に設定される。以上のことか
ら、本実施形態では、このパーティクル計測装置４６は
真空ポンプ９８よりも上流側の排気管９０に設けてある
ことから、処理チャンバー４８とパーティクル計測装置
４６の取り付け位置との間のガス流路距離が短くなるた
め、余分なパーティクルを検出することなく、図３に示
すようにレーザ光ＬがパーティクルPに照射されること
によって発生する散乱光ＳＬを散乱光検出部１０６によ
って正確に捉えることができる。
【００３８】従って、処理チャンバー４８内の実際のパ
ーティクル量と高い相関関係でパーティクル数をモニタ
することができる。本実施形態では、図３に示すよう
に、レーザ光照射部１０２から照射されたレーザ光Ｌ
は、パーティクルが最も集まる傾向にある領域を通っ
て、しかも、パーティクル密度が最も高くなる点Ｐを通
って照射されており、更に、散乱光検出部１０６の中心
は、パーティクル密度が最も高くなる点Ｐに向けられて
いるので、密集したパーティクルに対して効率的にレー
ザ光Ｌを照射することができる。しかも、発生した散乱
光ＳＬを効率的に検出することができる。
【００３９】図７は、処理チャンバー内の実際のパーテ
ィクル数と本実施形態のパーティクル計測装置により計
測したパーティクル数との相関関係を示すグラフであ
る。ここでは測定可能なパーティクルの径は０．２μｍ
以上であり、処理チャンバー内のパーティクル数は、処
理チャンバー４２内に設置したモニタウエハ表面のパー
ティクル数を計測することにより求めた。また、プロセ
ス圧力は０．７Torr（９３．３Ｐａ）である。このグラ
フから明らかなように、両者の相関係数Ｒ２は、０．６
８９４であり、かなり高い値を得ることができる事が判
明した。従って、処理チャンバー４８内の実際のパーテ
ィクル量と更に高い相関関係でパーティクル数を検出す
ることが可能となる。この場合、散乱光検出部１０６の
指向性はある程度の開き角θを有しているので、散乱光
検出部１０６の中心を、点Ｐから外れた点、例えば断面
中心点０に向けても高い相関関係でパーティクル数を検
出することができる。
【００４０】これらのシミュレーションとして、図８
（ａ）乃至（ｃ）は、処理チャンバー４２内の圧力が
０．７Torr（９３．３Pa）、成膜温度が５２０℃時の排
気管内のパーティクル分布を示し、図９（ａ）乃至
（ｃ）は処理チャンバー４２内の圧力が４．５Torr（５
９９．８Pa）、成膜温度が５８０℃の時のパーティクル
分布を示している。ここでは、成膜ガスとして共にＷＦ
6 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 、Ａｒを流している。尚、各図にお
いて、処理チャンバー中心軸９２が位置する方向は、上
方に設定されている。図８（ａ）乃至（ｃ）に示すよう
に圧力が０．７Torr（９３．３Pa）の場合には、パーテ
ィクルは、処理チャンバー中心軸９２の位置する方向に
対して反対方向（図中、下方）に比較的多く集まってお
り、特に、排気管の断面中心点Ｏよりも下方、即ち、処
理チャンバー中心軸９２よりも遠ざかる方向に位置して
いる。
【００４１】この傾向は、パーティクルの粒径が０．２
μｍ［図８（ａ）］、０．５μｍ［図８（ｂ）］及び
１．０μｍ［図８（ｃ）］の場合も同じである。この
時、排気管の断面中心点Ｏとパーティクル密度が最高と
なる点１１０との間の距離は、略１０ｍｍ程度である。
また、図９（ａ）乃至（ｃ）に示すように圧力が４．５
Torr（５９９．８Pa）の場合にもパーティクルは処理チ
ャンバー中心軸９２の位置する方向に対して反対方向
（図中、下方）に比較的多く集まっており、特に、排気
管の断面中心点Ｏよりも下方、すなわち処理チャンバー
中心軸９２よりも遠ざかる方向に位置している。この傾
向は、パーティクルの粒径が０.２μｍ［図９
（ａ）］、０．５μｍ［図９（ｂ）］及び１．０μｍ
［図９（ｃ）］の場合も同じである。この時、断面中心
点Ｏとパーティクル密度が最高となる点１１２との間の
距離は、略１５ｍｍ程度である。すなわち、パーティク
ル密度の中心点は、図８（ａ）乃至（ｃ）に示す場合よ
りも、図中、僅かに下方へ移行している。
【００４２】尚、各シミュレーションは、ＷＳｉ2 、
Ｃ、Ａｌの各パーティクル材料について行なったが略同
じような分布を示した。このように、プロセス条件にも
よるが、排気管９０の断面中心点Ｏと、これよりも図中
下方へ最大１５ｍｍ程度離れた点で挟まれる領域内にパ
ーティクル高密度領域が存在し、その領域内に散乱光検
出部１０６（図３参照）の中心を向けるようにすれば、
散乱光を効率的に検出できる。ここで、最大距離１５ｍ
ｍは、排気管９０の直径を４０ｍｍ（半径は２０ｍｍ）
とすると、その半径の０．７５倍に相当するものであ
る。
【００４３】尚、本実施形態では、レーザ光照射部１０
２から放射されるレーザ光Ｌは、排気管９０の断面中心
点Ｏを通って処理チャンバー中心軸９２の方向へ向かう
ように設定されたが、これに限定されず、レーザ光Ｌが
パーティクル密度が高くなる領域を通過するように設定
すれば、レーザ光Ｌはどのような方向でもよい。例え
ば、図１０に示すように、レーザ光照射部１０２を、排
気管９０の断面中心点Ｏよりも、処理チャンバー中心軸
９２が位置する方向に対して反対方向へ所定のオフセッ
ト距離Ｈ６だけ移動した点Ｐをレーザ光Ｌが通過するよ
うにレーザ光照射部１０２を設ける。ここでは、レーザ
光Ｌの照射方向は、断面中心点Ｏから処理チャンバー中
心軸９２に向かう方向に対して略直交する方向に沿って
いる。そして、散乱光検出部１０６は、レーザ光Ｌの照
射方向に対して略直交する方向に設置されており、ま
た、その中心はパーティクル密度が高い点Ｐに向けてい
る。尚、前述したようにオフセット距離Ｈ６は、”０”
からその最大値は排気管の半径の０．７５倍であり、こ
こでは例えばオフセット距離Ｈ６は１２ｍｍ程度に設定
されている。
【００４４】また、レーザ光Ｌの照射方向は、断面中心
点Ｏ（９１）と点Ｐ（１１４）との間の領域を通るなら
ば、その方向は特に限定されず、例えば図１１に示すよ
うに図１０に示す方向に比較して斜め方向からレーザ光
Ｌを照射するようにしてもよい。ここで、図１０に示す
パーティクル測定装置の一例に基づいて、パーティクル
数測定の評価を行なったので、その結果を図１２，１７
を参照して説明する。図１２は、図１０に示した本実施
形態によるパーティクル測定装置において排気管内のパ
ーティクル密度の高い部分（点Ｐ）にレーザ光を通した
時のパーティクル数測定の評価結果を示すグラフであ
り、図１７は、図１８に示した従来のパーティクル測定
装置において、排気管９０にレーザ光を通した時のパー
ティクル数測定の評価結果を示すグラフである。ここで
は、共に直径が０．２３μｍ以上のパーティクルについ
て測定している。
【００４５】図１２に示すように本実施形態によれば、
相関関係Ｒ２は０．７８６４となり、非常に高い良好な
値を示している。これに対して、図１７に示すように従
来のパーティクル測定装置によれば、相関関係Ｒ２は
０．００３１となって非常に低い値を示している。本実
施形態のようにパーティクル密度の高い部分にレーザ光
を通した場合には相関係数を大幅に改善できることが判
明した。尚、ここでは、ランプ加熱式の成膜装置を例に
とって説明したが、これに限定されず、抵抗加熱式やプ
ラズマを用いた成膜装置、或いは成膜装置以外の酸化拡
散、エッチング、アニール等の各種の処理装置も、さら
に処理装置に設けられるロードロック等の真空排気系に
おいても本発明を適用できるのは勿論である。また、被
処理体としては、半導体ウエハに限定されず、ＬＣＤ基
板、ガラス基板等にも適用できる。
【００４６】以上説明したように、本発明の処理装置に
よれば、次のように優れた作用効果を発揮することがで
きる。本発明によれば、パーティクル計測装置を真空ポ
ンプよりも上流側の排気管に設けるようにしたので、処
理チャンバーとパーティクル計測装置との間のガス流路
距離が非常に短くなる。従って、従来の処理装置とは異
なって配管の壁や真空ポンプの羽根、壁等から剥がれ落
ちる異物を計測することがなくなり、処理チャンバー内
の実際のパーティクル数とパーティクル計測装置の計測
値との相関関係を高くすることができる。また、レーザ
光の照射方向を、排気管の断面中心点と処理チャンバー
中心軸とを結ぶ方向に沿うように設定すれば、パーティ
クルの密度の高い部分にレーザ光を照射することができ
るのでパーティクル量を正確に捉えることができ、上記
相関関係を一層高くすることができる。
【００４７】さらに、散乱光検出部の中心を、排気管の
断面中心点よりも所定の距離だけ特定の方向にオフセッ
トさせて設けることにより、パーティクルの密度の高い
部分に散乱光検出部の中心を向けることができ、上記相
関係を一層高めることができる。また、排気管の断面中
心点よりも所定の距離だけ特定の方向にオフセットした
位置にレーザ光を通過するようにすればパーティクル密
度の高い部分にレーザ光を照射できるので、上記相関関
係を高くすることができる。
【００４８】図１３には、第２の実施形態として、取り
付けられた配管に対して、回動可能なパーティクル計測
装置の構成例を示す。図１３に示す構成において、図１
に示した構成部位と同等の部位には、同じ参照符号を付
して、その詳細な説明は省略する。このパーティクル計
測装置１１０は、前述したパーティクル計測装置４６と
同様に排気管９０に取り付けられている。このパーティ
クル計測装置１１０は、 図１４（ａ）に示すように、
レーザ光照射部１１２と対向する側に配置されると、レ
ーザ光Ｌの照射方向に対して略直交する方向の管壁に設
けられた受光素子等よりなる散乱光検出部１１６とで構
成される。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＤ−Ｄの縦
断面の構成を示す図である。
【００４９】このレーザ光照射部１１２は、マニホール
ド１１８の径方向に気密に設けられた透明部材からなる
ウインドウ１２０の外側（大気側）に配置され、そのウ
インドウ１２０に沿ってガイド機構１２２が設けられ、
モータ若しくはリニアモータを備えるドライバ１２４に
よってガイド機構１２０内を移動される。このマニホー
ルド１１８は、ステンレス、アルミニウム、アルミニウ
ム合金、又は、表面がアルマイト処理されたアルミニウ
ムやアルミニウム合金のいずれかにより形成される。ま
たウインドウ１２０は、石英ガラスや耐食性のあるサフ
ァイヤガラス等がなり、以下に記載するウインドウにつ
いても同様である。
【００５０】さらに、ストッパ部材１１４においても、
ウインドウ１２８の外側に配置され、ガイド機構１３０
に沿って常にレーザ光照射部１１２が照射したレーザ光
を受光する位置にモータ若しくはリニアモータを備える
ドライバ１３２により移動される。また、散乱光検出部
１１６においても、マニホールド１１８に設けられたウ
インドウ１３４の外側にレーザ光照射部１１２によるレ
ーザ光の照射方向と基本的に直交する位置になるように
２次元的（上下左右の方向）に移動する。尚、パーティ
クルの密度の高い部分を測定するためにレーザ光とは直
交しない位置に移動する場合もある。この散乱光検出部
１１６は、ガイド機構１３６に囲まれた領域をモータ若
しくはリニアモータを備えるドライバ１３８によりウイ
ンドウ１３４上を２次元的に移動される。
【００５１】また図１３に示すように、このパーティク
ル計測装置１１０は、排気管９０の径方向に沿って回動
するように構成されている。具体的には、真空状態を維
持する周知な磁性流体真空シール（magnetic fluid vac
uum seal）１４０を両端のフランジ側に配置して、それ
ぞれ排気管９０と回動可能になるようにパーティクル計
測装置１１０を取り付けている。この回動は、回動ドラ
イバ１４２により行われる。例えば、排気管９０側にギ
ヤ歯を設けて、これにかみ合うギヤにモータを連結し
て、モータの回転に従ってパーティクル計測装置１１０
全体が回動するようにしてもよい。また、マグネットを
利用して磁気力による回動をさせてもよい。
【００５２】これらのレーザ光照射部１１２、ストッパ
部材１１４、散乱光検出部１１６の位置調整は、それぞ
れの部位に図示しない位置センサを設けて検出し、検出
された位置信号に従い、位置調整部１４４が各ドライバ
を駆動する。また、この位置調整部１４４には、シミュ
レーションによるデータを入力して、最適ポイントの検
索に役立てることができる。
【００５３】例えば、図１５には、前述したコンピュー
タシミュレーションによる粒子分布状態の一例を示し説
明する。このシミュレーションは、重力を考慮して、チ
ャンバー内圧力が０．７Torr（９３．３Ｐａ）でＷＳi
プロセスにおけるＷＦ6／ＤＣＳ／Ａｒ：４／１５０／
４５０sccmのプロセスガスを排気した例であり、集合配
管に接続する屈曲した排気管の中心からの距離Ｈ３が３
００mmの位置におけるデータ結果である。図１６に示す
ように、このシミュレーションのデータを位置調整部１
４４に入力して、各ドライバを駆動する。この例におい
ては、レーザ光照射部１１２によるレーザ光が粒子（パ
ーティクル）の一番密度が高い領域を通過するようにレ
ーザ光照射部１１２とストッパ部材１１４を移動させ
る。また、そのレーザ光と直交する位置に散乱光検出部
１１６を移動させる。
【００５４】そして、制御・処理部４１は、レーザ光照
射部１１２、散乱光検出部１１６を制御して、パーティ
クルに関する測定データを入力して演算処理等を行う。
この制御・処理部４１は、処理装置全体を制御するシス
テム制御部に組み込まれていてもよいし、別個であって
もよい。処理結果やシミュレーションに用いる数式や種
々のパラメータを表示するための表示部４３が設けられ
ている。尚、制御・処理部４１及び位置調整部１４４
は、ユーザが操作可能な図示しない制御部、例えばパー
ソナルコンピュータ等を接続して、ソフトウエアによる
制御や管理を行うことができる。
【００５５】尚、ここで示したシミュレーションにおい
て、排気管内の量子分布は、その排気口の形状や排気口
前にガスの流れを阻害する、例えば、載置台や排気多孔
板などが存在すると、そのガスの流れが排気管内の流れ
分布に影響して、粒子密度においても影響を与えてい
る。従って、本実施形態においては、処理装置及び製造
プロセスに関するパラメータでシミュレーションを行
い、得られたシミュレーションデータに基づき、位置調
整部１４４により自動的にレーザ光照射部１１２、スト
ッパ部材１１４及び散乱光検出部１１６を移動させて、
パーティクルの密度の高い部分にレーザ光を照射させて
パーティクルを測定することができる。特に、パーティ
クルの種類、又はそのパーティクルを含む排気ガスの種
類や、それらの排気速度に応じてシミュレーションと実
測を行い、適正な測定位置を設定することができる。従
って、設計時の定点の測定ではなく、そのときの状況に
応じた適正な測定点を見いだし測定できる自由度と正確
性を実現できる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のパーティ
クル計測装置及びその計測方法によれば、次のように優
れた作用効果を発揮することができる。本発明によれ
ば、パーティクル計測装置を真空ポンプよりも上流側の
排気管に設けるようにしたので、処理チャンバーとパー
ティクル計測装置との間のガス流路距離が非常に短くな
り、従って、従来装置とは異なって配管の壁や真空ポン
プの羽根、壁等から剥がれ落ちる異物を計測することが
なくなり、処理チャンバー内の実際のパーティクル数と
パーティクル計測装置の計測値との相関関係を高くする
ことができる。
【００５７】また、レーザ光の照射方向を、排気管の断
面中心点と処理チャンバー中心軸とを結ぶ方向に沿うよ
うに設定すれば、パーティクルの密度の高い部分にレー
ザ光を照射することができるのでパーティクル量を正確
に捉えることができ、上記相関関係を一層高くすること
ができる。また、散乱光検出部の中心を、排気管の断面
中心点よりも所定の距離だけ特定の方向にオフセットさ
せて設けることにより、パーティクルの密度の高い部分
に散乱光検出部の中心を向けることができ、上記相関係
を一層高めることができる。そして、シミュレーション
で求めたパーティクル密度の高い部分にレーザ光が照射
されるようにレーザ光照射部を移動させ、さらにパーテ
ィクル密度の高い部分で発生した散乱光を検出する位置
に散乱光検出部を移動させることにより、そのときのパ
ーティクル発生状況に対応し最適な状態でパーティクル
を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るパーティクル計
測装置が搭載される処理装置の構成図である。
【図２】図１に示した処理チャンバー内の透過窓と排気
口との位置関係を示す平面図である。
【図３】パーティクル計測装置の取り付け状態を示す図
である。
【図４】パーティクル計測装置を搭載する処理装置の製
造について説明するためのフローチャートである。
【図５】処理装置へのパーティクル計測装置の取り付け
位置を算出するための数値シミュレーションについて説
明するためのフローチャートである。
【図６】シミュレーションを行なった時の処理チャンバ
ー内と排気管のモデルを示す図である。
【図７】処理チャンバー内のパーティクル数とパーティ
クル計測装置で計測したパーティクル数との相関関係を
示すグラフである。
【図８】図８（ａ）乃至８（ｃ）は、本実施形態におけ
るシミュレーションによるパーティクル分布の第１の例
を示す図である。
【図９】図９（ａ）乃至９（ｃ）は、本実施形態におけ
るシミュレーションによるパーティクル分布の第２の例
を示す図である。
【図１０】第１の実施形態におけるパーティクル計測装
置の取り付け態様の変形例を示す図である。
【図１１】第１の実施形態においてパーティクル計測装
置の取り付け態様の他の変形例を示す図である。
【図１２】図１０に示した実施形態によるパーティクル
測定装置において排気管内のパーティクル密度の高い部
分（点Ｐ）にレーザ光を通した時のパーティクル数測定
の評価結果を示すグラフである。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るパーティクル
計測装置が搭載される処理装置の構成図である。
【図１４】図１４（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施形態
のパーティクル計測装置の詳細な構成を示す図である。
【図１５】第２の実施形態におけるシミュレーションに
より得られた粒子分布状態の一例を示す図である。
【図１６】シミュレーションデータを第２の実施形態に
適用した場合のレーザ光照射部とストッパ部材と散乱光
検出部の位置関係を示す図である。
【図１７】図１９に示した従来のパーティクル測定装置
において、排気管内にレーザ光を通した時のパーティク
ル数測定の評価結果を示すグラフである
【図１８】従来のパーティクル計測装置が搭載される処
理装置の一実施形態を示す構成図である。
【図１９】従来のパーティクル計測装置の取り付け状態
を示す図である。
【符号の説明】
４０…成膜処理装置（ＣＶＤ装置） ４２…処理ユニット ４４…排気系 ４６…パーティクル計測装置 ４８…処理チャンバー ８６…排気口 ９０…排気管 ９２…中心軸 ９４…集合管 ９８…真空ポンプ １００…主排気管 １０４…ストップ部材 １０６…散乱光検出部 Ｌ…レーザ光 Ｏ…断面中心点 Ｐ…パーティクル ＳＬ…散乱光 Ｗ…半導体ウエハ（被処理体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｚ 21/66 21/302 Ｂ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 処理チャンバー内の大気若しくはガスを
    真空ポンプにより排気した雰囲気を生成し、その雰囲気
    内で被処理体に対して、半導体装置製造に関する処理を
    施す処理装置に備えられ、 前記処理チャンバーの排気口と前記真空ポンプとを連結
    する排気管に取り付けられ、排気ガスに含まれるパーテ
    ィクル数を計測することを特徴とするパーティクル計測
    装置。
  2. 【請求項２】 前記排気管の横断面中心点と、前記処理
    チャンバーの中心を上下方向に通る中心軸とを結ぶ線分
    に沿うように前記排気管内にレーザ光を照射するレーザ
    光照射部と、 前記レーザ光の照射方向に対して略直交する方向に設け
    られてパーティクルからの散乱光を検出する散乱光検出
    部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のパー
    ティクル計測装置。
  3. 【請求項３】 前記レーザ光照射部は、前記排気管内を
    排気される排気ガスに含まれるパーティクルの密度が濃
    い部分にレーザ光を照射し、 前記散乱光検出部は、前記レーザ光の照射方向とは略直
    交方向であって、前記排気管内で排気される排気ガスに
    含まれるパーティクルの密度が濃い部分に検出方向を指
    向することを特徴とする請求項２に記載のパーティクル
    計測装置。
  4. 【請求項４】 前記散乱光検出部の中心は、前記排気管
    の断面中心点よりも、前記処理チャンバーの中心を上下
    方向に通る中心軸が位置する方向に対して反対方向へ所
    定の距離だけオフセットした点に向けられるように設定
    されていることを特徴とする請求項２に記載のパーティ
    クル計測装置。
  5. 【請求項５】 前記パーティクル検出手段は、前記排気
    管の断面中心点よりも、前記処理チャンバーの中心を上
    下方向に通る中心軸が位置する方向に対して反対方向へ
    所定の距離だけオフセットした点を通過するようにレー
    ザ光を照射するレーザ光照射部と、 前記レーザ光の照射方向に対して略直交する方向に設け
    られてパーティクルからの散乱光を検出する散乱光検出
    部と、で構成されることを特徴とする請求項１に記載の
    パーティクル計測装置。
  6. 【請求項６】 前記オフセットされる所定の距離の最大
    値は、前記排気管の半径の０．７５倍であることを特徴
    とする請求項４に記載のパーティクル計測装置。
  7. 【請求項７】 前記オフセットされる所定の距離の最大
    値は、前記排気管の半径の０．７５倍であることを特徴
    とする請求項５に記載のパーティクル計測装置。
  8. 【請求項８】 前記排気管上の取り付け位置は、 前記処理チャンバー内で発生した光が到達しない、前記
    処理チャンバーに最短距離で、前記排気管内で排気ガス
    に含まれるパーティクルの密度に濃淡がある位置とする
    ことを特徴とする請求項１に記載のパーティクル計測装
    置。
  9. 【請求項９】 処理チャンバー内の大気若しくはガスを
    真空ポンプにより排気した雰囲気を生成し、その雰囲気
    内で被処理体に対して、半導体装置製造に関する処理を
    施す処理装置から排気されるパーティクルを計測する方
    法において、 パラメータのモデル化を行うステップと、 排気管内を流れるパーティクル粒子を含む排気ガスの軌
    跡を表す数値シミュレーションステップと、 排気及びパーティクルの軌跡数値シミュレーションステ
    ップと、 最適パーティクル位置確認ステップと、 センサー取り付け位置決定ステップと、 センサーの取り付けステップと、 パーティクル計測評価ステップと、を具備し 前記処理チャンバー内で生成されて排気されるパーテク
    ルが排気管内を流れる軌跡をシミュレーションし、前記
    排気管径方向で最もパーティクルが密になる領域を選出
    し、その領域を測定用レーザ光が通過する位置にレーザ
    照射部を配置させて、そのレーザ光に直交する方向に散
    乱光検出部を配置させて、パーティクルを計測すること
    を特徴とするパーティクル計測方法。
  10. 【請求項１０】 前記パラメータのモデル化を行うステ
    ップは、重力を加味していることを特徴とする請求項９
    記載のパーティクル計測方法。
  11. 【請求項１１】 前記パラメータのモデル化は、 チャンバー形状、排気ポンプ構成、排気管の引き回し構
    成に基づく排気構成のモデル化と、 ガス種、圧力、流量、温度を含むプロセス条件のモデル
    化と、 生成されるパーティクルの組成、密度、粒径を含むパー
    ティクル条件のモデル化と、 パーティクルを発生させる構成部位及び発生箇所のモデ
    ル化と、からなることを特徴とする請求項９または１０
    に記載のパーティクル計測方法。
  12. 【請求項１２】 記載の前記軌跡の数値シミュレーショ
    ンは、 前記チャンバーに設けられた排気管口の数量と、その形
    状と、その配置位置と、排気ガスの流速分布により求め
    られることを特徴とする請求項９または１０に記載のパ
    ーティクル計測方法。
  13. 【請求項１３】 処理チャンバー内の大気若しくはガス
    を真空ポンプにより排気した雰囲気を生成し、その雰囲
    気内で被処理体に対して、半導体装置製造に関する処理
    を施す処理装置に搭載されるパーティクル計測装置は、 前記処理チャンバーに接続される排気管の途中で前記真
    空ポンプの前方に気密に取り付けられ、回動機構を有す
    るセンサマニホールド部と、 前記センサマニホールド部に取り付けられ、前記排気管
    の径方向に移動可能な駆動機構を有するレーザ照射部
    と、 前記レーザ照射部と対向して前記センサマニホールド部
    に取り付けられ、前記レーザ照射部と正対するように移
    動可能な駆動機構を有し、照射されたレーザ光を受光す
    るビームストッパー部と、 前記レーザ光の照射方向に対して略直交するように前記
    センサマニホールド部に取り付けられ、２次元的に移動
    可能な駆動機構を有し、該レーザ光がパーティクルによ
    り散乱した光を検出する散乱光検出部と、を具備し、 さらにシミュレーションにより想定された前記センサマ
    ニホールド部内におけるパーティクルの密度が高い領域
    をレーザ光が通り抜けるように前記レーザ照射部と前記
    ビームストッパー部の駆動機構を動作させ、該密度が高
    い領域からの散乱光を検出する位置に前記散乱光検出部
    を移動させる位置制御部と、 前記レーザ照射部、前記散乱光検出部を制御し、得られ
    た測定結果を処理する制御処理部と、を具備することを
    特徴とするパーティクル計測装置。
  14. 【請求項１４】 前記駆動機構は、駆動源としてモータ
    又はリニアモータを有することを特徴とする請求項１３
    に記載のパーティクル計測装置。
  15. 【請求項１５】 前記センサマニホールド部は、 磁性流体シールにより回動可能に前記排気管に気密に接
    続されることを特徴とする請求項１３に記載のパーティ
    クル計測装置。
  16. 【請求項１６】 処理チャンバー内の大気若しくはプロ
    セスガスを真空排気系により排気し半導体装置製造に関
    する処理を行う処理装置で、前記処理チャンバーで生成
    されたパーティクルにレーザ光の照射によりパーティク
    ル数量を計測するためにレーザ照射部、散乱光検出部、
    ビームストッパー部を有する装置によるパーティクル計
    測方法において、 前記処理チャンバーを含みその内部に配置された構成部
    位に関する情報、前記真空排気系に関する情報及び、前
    記プロセスガスに関する情報に基づくシミュレーション
    により、パーティクルの密度の高い領域を選出するステ
    ップと、 前記レーザ照射部が前記シミュレーションに基づくその
    パーティクルの密度の高い領域にレーザ光を照射するよ
    うに位置調整するステップと、 前記密度の高い領域を通過したレーザ光を受光するよう
    に前記ビームストッパー部が前記レーザ照射部と対向す
    るように位置調整するステップと、 前記密度の高い領域を通過したレーザ光による散乱光を
    検出するように前記散乱光検出部の位置調整するステッ
    プと、 前記レーザ照射部が前記パーティクルの密度の高い領域
    にレーザ光を照射するステップと、 前記散乱光検出部が前記密度の高い領域を通過したレー
    ザ光の散乱光を検出をするステップと、 検出された散乱光からパーティクル数量を算出するステ
    ップとからなることを特徴とするパーティクル計測方
    法。
  17. 【請求項１７】 処理チャンバー内の大気若しくはガス
    を真空排気される状態の処理装置で、前記処理チャンバ
    ー内で生成されたパーティクルをレーザ位置調整装置付
    きパーティクル計測装置でパーティクルを計測する方法
    において、 シミュレーションにより最適なセンサの取り付け位置を
    決定し、その取り付け位置情報を前記レーザ位置調整装
    置の位置制御部にインプットするステップと、プロセス
    条件を前記レーザ位置調整装置の位置制御部にインプッ
    トするステップ と、 レーザ照射部、散乱光検出部、ビームストッパー部、セ
    ンサーマニホールド部を位置制御部により、最適位置に
    調整するステップと、 前記処理チャンバー内で生成されたパーティクルを前記
    センサで計測するステップとからなることを特徴とする
    パーティクル計測方法。
  18. 【請求項１８】 前記処理チャンバーに設けられる排気
    口は、処理チャンバー壁の任意の箇所に設けられ、この
    排気口に繋がる排気管は、上下方向や横方向又は斜め方
    向のいずれかに配管され、それぞれの排気方向に対する
    パーテクル軌跡のシミュレーションを行うことを特徴と
    する請求項９または１０に記載のパーティクル計測方
    法。
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