JP2002075844A - フィルタの寿命検出装置及びフィルタの寿命検出方法及び半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は雰囲気ガス中における有機物を除去
するフィルタの寿命検出装置及びフィルタの寿命検出方
法及び半導体製造装置に関し、フィルタの劣化を正確か
つ速やかに検出しすることを課題とする。 【解決手段】 空気（雰囲気流体）内に含まれる有機物
の除去を行なうケミカルフィルタ２８の寿命の検出を行
なうフィルタの寿命検出装置及び寿命検出方法におい
て、ケミカルフィルタ２８の空気の流れ方向下流側に酸
化膜が表面に形成されたシリコン基板よりなる寿命検出
用基板１０を配置し、この寿命検出用基板１０に被膜形
成される有機膜の厚さをエリプソメータ６０により検出
し、検出された有機膜の厚さに基づき、ケミカルフィル
タ２８の寿命判断を行なう構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフィルタの寿命検出
装置及びフィルタの寿命検出方法及び半導体製造装置に
係り、特に雰囲気ガス中における有機物を除去するフィ
ルタの寿命検出装置及びフィルタの寿命検出方法及び半
導体製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスの製造において
は、被処理基板である半導体ウェハに、所定の膜を成膜
した後、フォトレジスト液を塗布してレジスト膜を形成
し、回路パターンに対応してレジスト膜を露光し、これ
を現像処理することにより回路パターンが形成される。

【０００３】従来から、これらの塗布・現像処理のため
の一連の処理は、各処理ユニットを一体化した塗布・現
像処理システムにより行なわれている。このシステムは
洗浄処理、塗布処理、露光後の現像処理等の各処理を行
なうための処理ユニットと、複数のカセットが搭載され
たカセットステーションとを有している。また、このシ
ステムには、露光装置が取り付けられるインターフェイ
スを有している。

【０００４】このようなシステムにおいては、搬送機構
によりカセットから取り出された半導体ウェハが処理部
に搬送され、処理部において主種搬送機構により各処理
ユニットに対する半導体ウェハの搬入出が行なわれる。

【０００５】このような、塗布・現像処理は、半導体デ
バイスの高集積化のために、極めて重要なプロセスであ
り、例えば６４ＭＤＲＡＭから２５６ＤＲＡＭの高集積
化された製品については、従来のレジストでは不十分で
あり、より微細なパターン形成が可能な化学増幅型レジ
ストが必要となる。

【０００６】しかしながら、化学増幅型レジストは環境
依存性が高く、雰囲気中に、例えばＮＭＰ（Ｎ−メチル
ピルドン）等の有機アミンのようなアルカリ成分が存在
すると、解像度不良を起こすおそれがある。つまり、露
光された半導体ウェハの表面に現像液を供給して現像処
理を施す工程において、回路パターンの正確な線幅が得
られず、高集積化に対応することができないという問題
点がある。

【０００７】これら解像度不良を生じるアルカリ成分
は、レジスト液を半導体ウェハ必要面に塗布する前工程
として半導体ウェハ表面に疎水化処理を行なう際の溶剤
にアミン系溶剤が使用され、さらに露光処理時の異常露
光の発生を防止するために使用されることにより雰囲気
中に存在する。そして、これらアルカリ成分が露光工程
後の加熱工程や現像工程等の雰囲気に流入することによ
り、正確な線幅が得られなくなるものと考えられる。従
って、半導体素子の歩留まりの低下を招く。

【０００８】このような悪影響を防止するため、塗布・
現像システムにおいては、各処理ユニットを筐体内に配
置して、筐体内を強制的に排気すると共に、筐体の上部
の各処理ユニットへの空気取り入れ口に、例えばケミカ
ルフィルタを配置して、システム内に供給される空気中
のアルカリ成分等の解像度を低下させる不純物を極力除
去することが行なわれている。

【０００９】尚、有機系不純物の混入を嫌う、クリーン
ルーム，クリーンハウス，及びウェハストッカー等にお
いてもケミカルフィルタは配置されており、有機系不純
物を極力除去することが行なわれている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ケミカ
ルフィルタの能力は有限であり、このケミカルフィルタ
が劣化すると、有機系不純物を有効に除去することがで
きなくなる。その結果、酸化膜耐圧の劣化を引き起こ
し、半導体素子の歩留まりの低下を招く。このため、ケ
ミカルフィルタを適当な時期に交換する必要があり、そ
のために、筐体内の各処理ユニット内の雰囲気をサンプ
リングして、歩留りを低下させる有機不純物の濃度を測
定する方法が採用されている。

【００１１】しかし、この方法では濃度検出に多くの時
間を要し、上記のような半導体ウェハを連続的に処理す
るシステムにおいては、劣化したケミカルフィルタを長
時間稼働することになり、やはり歩留まりの低下及び装
置の信頼性が低下してしまうという問題点が残存する。

【００１２】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、フィルタの劣化を正確かつ速やかに検出しうるフ
ィルタの寿命検出装置及びフィルタの寿命検出方法及び
半導体製造装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴
とするものである。

【００１４】請求項１記載の発明は、流体内に含まれる
有機物の除去を行なうフィルタの寿命の検出を行なうフ
ィルタの寿命検出装置であって、前記フィルタの前記流
体の流れ方向下流側に配設された寿命検出用基板と、該
寿命検出用基板に成膜される有機膜の厚さを光学的に検
出する検出手段と、該検出手段により検出される有機膜
の厚さに基づき、前記フィルタの寿命判断を行なう寿命
判断手段とを具備することを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のフィルタの寿命検出装置において、前記フィルタ
は、ケミカルフィルタであることを特徴とするものであ
る。

【００１６】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは２記載のフィルタの寿命検出装置において、前記寿
命検出用基板は、前記フィルタと対向する面に酸化膜を
有することを特徴とするものである。

【００１７】また、請求項４記載の発明は、請求項１乃
至３のいずれかに記載のフィルタの寿命検出装置におい
て、前記寿命検出用基板は、シリコン基板であることを
特徴とするものである。

【００１８】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４のいずれかに記載のフィルタの寿命検出装置におい
て、前記検出手段として、エリプソメータを用いたこと
を特徴とするものである。

【００１９】また、請求項６記載の発明は、請求項５記
載のフィルタの寿命検出装置において、前記エリプソメ
ータを構成する光学系は、前記フィルタ及び前記寿命検
出用基板が配設された空間と気密に画成された他の空間
に配設されていることを特徴とするものである。

【００２０】また、請求項７記載の発明は、請求項１乃
至６のいずれかに記載のフィルタの寿命検出装置におい
て、前記寿命判断手段により前記フィルタが寿命である
と判断された場合、警報を発生させる警報発生手段をさ
らに設けたことを特徴とするものである。

【００２１】また、請求項８記載の発明は、流体内に含
まれる有機物の除去を行なうフィルタの寿命の検出を行
なうフィルタの寿命検出方法であって、寿命検出用基板
を前記フィルタの前記流体の流れ方向下流側に配設し、
光学的検出手段を用い、前記寿命検出用基板に成膜され
る有機膜の厚さ変化を測定し、該寿命検出用基板に成膜
される有機膜の厚さ変化に基づき、前記フィルタの寿命
判断を行なうこと特徴とするものである。

【００２２】また、請求項９記載の発明は、請求項８記
載のフィルタの寿命検出方法において、前記フィルタ
は、ケミカルフィルタであることを特徴とするものであ
る。

【００２３】また、請求項１０記載の発明では、請求項
８または９記載のフィルタの寿命検出方法において、前
記寿命検出用基板として、前記フィルタと対向する面に
酸化膜を有したものを用いたことを特徴とするものであ
る。

【００２４】また、請求項１１記載の発明は、請求項８
乃至１０のいずれかに記載のフィルタの寿命検出方法に
おいて、前記寿命検出用基板として、シリコン基板を用
いたことを特徴とするものである。

【００２５】また、請求項１２記載の発明は、請求項８
乃至１１のいずれかに記載のフィルタの寿命検出方法に
おいて、前記検出手段として、エリプソメータを用いた
ことを特徴とするものである。

【００２６】また、請求項１３記載の発明は、半導体基
板に対し所定の処理を行なう半導体製造装置であって、
所定の処理を行なう処理部と、該処理部に対して流体を
供給する送風手段と、該送風手段から送風される前記流
体に含まれる有機物を除去するフィルタと、前記フィル
タの寿命の検出を行なうフィルタの寿命検出装置とを備
えており、前記フィルタの寿命検出装置は、前記フィル
タの前記流体の流れ方向下流側に配設された寿命検出用
基板と、該寿命検出用基板に成膜される有機膜の厚さを
光学的に検出する検出手段と、該検出手段により検出さ
れる有機膜の厚さに基づき、前記フィルタの寿命判断を
行なう寿命判断手段とを具備することを特徴とするもの
である。

【００２７】また、請求項１４記載の発明は、請求項１
３記載の半導体製造装置において、前記フィルタは、ケ
ミカルフィルタであることを特徴とするものである。

【００２８】また、請求項１５記載の発明は、請求項１
３または１４記載の半導体製造装置において、前記寿命
検出用基板は、前記フィルタと対向する面に酸化膜を有
することを特徴とするものである。

【００２９】また、請求項１６記載の発明は、請求項１
３乃至１５のいずれかに記載の半導体製造装置におい
て、前記寿命検出用基板は、シリコン基板であることを
特徴とするものである。

【００３０】また、請求項１７記載の発明は、請求項１
３乃至１６のいずれかに記載の半導体製造装置におい
て、前記検出手段として、エリプソメータを用いたこと
を特徴とするものである。

【００３１】また、請求項１８記載の発明は、請求項１
７記載の半導体製造装置において、前記エリプソメータ
を構成する光学系は、前記フィルタ及び前記寿命検出用
基板が配設された空間と気密に画成された他の空間に配
設されていることを特徴とするものである。

【００３２】また、請求項１９記載の発明は、請求項１
３乃至１８のいずれかに記載の半導体製造装置におい
て、前記寿命判断手段により前記フィルタが寿命である
と判断された場合、警報を発生させる警報発生手段をさ
らに設けたことを特徴とするものである。

【００３３】上記した各手段は、次にように作用する。

【００３４】請求項１、請求項８、及び請求項１３記載
の発明によれば、流体内に含まれる有機物は、フィルタ
により除去される。しかしながら、フィルタの能力は有
限であり、寿命となると流体内に含まれる有機物はフィ
ルタを通過し、フィルタの下流側に流出してしまう。

【００３５】本発明では、フィルタの前記流体の流れ方
向下流側に寿命検出用基板が配設されている。よって、
フィルタを通過した有機物は寿命検出用基板に吹き付け
られ、寿命検出用基板上には有機膜が成膜される。この
寿命検出用基板上に形成される有機膜は、フィルタを通
過する有機物量が多いほど、換言すればフィルタの劣化
が激しいほど厚くなる。

【００３６】この寿命検出用基板上に成膜された有機膜
の厚さは、光学的検出手段を用いて測定される。光学的
検出手段を用いた膜厚測定は、有機膜を透過する際の光
の物理的変化により膜厚を測定するため、有機膜の厚さ
を正確に測定することができる。

【００３７】前記したように、有機膜の膜厚はフィルタ
の劣化の度合と相関している。よって、有機膜の膜厚変
化を測定し、この膜厚が所定の厚さ（この所定の厚さ
は、実験により求めておくことが可能）以上となった
際，フィルタが寿命であると判断することができる。従
って、フィルタの寿命を確実に知ることができる。

【００３８】また、流体のサンプリングを行なう必要は
なく、単にフィルタの流体の流れ方向下流側に寿命検出
用基板を配置することによりフィルタの寿命検出を行な
うことができる。また、光学的検出手段を用いることに
より、常時フィルタの寿命検出を行なうことも可能であ
る。これにより、フィルタの寿命検出のためにフィルタ
が設けられた処理装置等を停止させる必要がなくなり処
理装置等の効率向上を図ることができ、またフィルタの
寿命検出に要する時間短縮を図ることも可能となる。

【００３９】また、請求項２、請求項９、及び請求項１
４記載の発明のように、本発明はフィルタとして、有機
物により劣化が発生するケミカルフィルタを用いた際に
効果が大である。

【００４０】また、請求項３、請求項１０、及び請求項
１５記載の発明によれば、寿命検出用基板は、フィルタ
と対向する面に酸化膜を有している。この酸化膜は、有
機物を吸着し易い特性を有している。従って、酸化膜を
有する寿命検出用基板を用いることにより、フィルタを
通過した有機物を確実に寿命検出用基板上に成膜させる
ことができ、寿命検出精度の向上を図ることができる。

【００４１】また、請求項４、請求項１１、及び請求項
１６記載の発明のように、寿命検出用基板としては、シ
リコン基板を用いることができる。

【００４２】また、請求項５、請求項１２、及び請求項
１７記載の発明によれば、検出手段として偏光解析法の
原理に基づくエリプソメータを用いたことにより、簡単
かつ正確に有機物の膜厚測定を行なうことができる。

【００４３】また、請求項６及び請求項１８記載の発明
によれば、エリプソメータを構成する光学系を、フィル
タ及び寿命検出用基板が配設された空間と気密に画成さ
れた他の空間に配設したことにより、上記光学系から生
じる有機物が寿命検出装置内に侵入したり、逆に上記光
学系が有機物で汚染したりすることを防止できる。

【００４４】また、エリプソメータは、光源から発射さ
れた光を偏光子を介して寿命検出用基板に照射し、その
反射光を位相補償素子及び検光子を介して受光器で受光
し、膜厚検出を行なう構成である。よって、上記各空間
を画成する隔壁に光を通過させる窓（気密な構成とする
必要がある）を設けておくことにより、フィルタ及び寿
命検出用基板が配設された空間の外部にエリプソメータ
を構成する光学系を設けても、寿命検出用基板に形成さ
れる有機物の膜厚を測定することができる。

【００４５】また、請求項７及び請求項１９記載の発明
によれば、フィルタが寿命であると判断された場合に警
報を発生させる構成とされているため、フィルタが寿命
となったことを速やかに、かつ確実に装置のオペレータ
に知らせることができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面と共に説明する。

【００４７】まず、本発明の原理について説明する。本
発明者は、半導体基板の表面に形成された酸化膜の厚さ
測定を行なう実験を行なっていた際、次に述べる現象を
発見した。この実験では、半導体基板としてシリコンウ
ェハを用い、このシリコンウェハの表面に形成される二
酸化シリコン（シリカ）の膜厚をエリプソメータ(Ellip
someter)及びＸＰＳ(Ｘ線光電子分光分析法：X-ray pho
toelectron spectroscopy)を用いて測定した。

【００４８】図１は、上記した実験により得られた実験
結果を示している。尚、同図において、縦軸は二酸化シ
リコンの膜厚であり、横軸は時間を示している。

【００４９】図１に示される実験結果をから、同一のシ
リコンウェハを用い、そのシリコンウェハ上に形成され
る酸化膜の厚さ測定を行なったのにも拘わらず、ＸＰＳ
を用いて膜厚測定を行なった場合には膜厚変化が発生せ
ず、エリプソメータを用いて膜厚測定を行なった場合に
は膜厚が時間の経過と共に漸次増大する現象が発生し
た。

【００５０】本発明者は、図１に示す現象が発生する原
因を究明したところ、次のような結論を得た。

【００５１】エリプソメータは、図３に示すように、発
光側光学系（コリメータアーム）６１と受光側光学系
（テレスコープアーム）６２とにより構成されている。
発光側光学系６１は光源６３及び偏光子６４を有し、光
源６３で生成された光は偏光子６４で偏光された上で半
導体基板７０に照射される。この発光側光学系６１から
照射された光は半導体基板７０で反射されるが、この反
射光の偏光状態は半導体基板７０の表面の特性に応じて
変化する。具体的には、半導体基板７０の表面に薄膜層
が形成されている場合には、この薄膜層の特性により反
射光の偏光特性は変化する。

【００５２】半導体基板７０で反射された光は、受光側
光学系６２に入射される。受光側光学系６２は、λ/４
板６５，検光子６６，及び受光装置６７等により構成さ
れており、上記した反射光の偏光特性は受光装置６７に
より検出される。受光装置６７で検出された反射光の偏
光特性に基づき、半導体基板７０上に形成されている薄
膜層の厚さを求めることができる。

【００５３】従って、エリプソメータにより膜厚測定を
行なう場合、半導体基板７０の表面に透明膜が形成され
ている限り、酸化膜に限らず、半導体基板７０上に形成
されている全ての薄膜の膜厚を加算した厚さが求められ
ることになる。

【００５４】これに対し、ＸＰＳはＸ線を半導体基板７
０の表面に照射し、これにより半導体基板７０の表面か
ら放出される光電子のエネルギー分布を測定し、これに
基づき半導体基板７０上の酸化膜の膜厚を測定するもの
である。具体的には、シリコンと酸素との結合数を数え
ることにより、半導体基板７０上の酸化膜の膜厚を推定
するものである。従って、ＸＰＳによる膜厚測定では、
半導体基板７０上に形成されている酸化膜（二酸化シリ
コン）の膜厚のみしか測定することができない。

【００５５】上記したように、エリプソメータは酸化膜
以外の膜厚も測定するのに対し、ＸＰＳは酸化膜のみし
か測定することができない。これにより、図１に示され
るように、各測定方法を用いた際に測定結果に差が発生
するものと考えられる。

【００５６】そこで本発明者は、半導体基板７０の表面
に形成されている膜の材質を調べる実験を行なった。そ
の結果、図２に示すように、半導体基板７０の上面に
は、先ず酸化膜７１が形成されており、更に酸化膜７１
の上部には有機物膜７２が形成されていることが判っ
た。

【００５７】ところで、上記のように半導体基板７０上
に吸着し成膜される有機物は酸化膜耐圧の劣化などの有
機物は、半導体素子の歩留まりの低下を招く物質であ
る。このため、半導体製造設備には、これらの有機物を
除去するケミカルフィルタが配置されている。

【００５８】しかしながら、ケミカルフィルタの能力は
有限であり、このケミカルフィルタが劣化すると、有機
系不純物を有効に除去することができなくなる。このた
め、ケミカルフィルタの寿命を検出し、寿命となったケ
ミカルフィルタは速やかに新しいケミカルフィルタに交
換する必要があるが、従来ではケミカルフィルタの寿命
を容易かつ速やかに検出する方法がなかったことは前述
した通りである。

【００５９】本発明者は、上述してきた実験結果及びケ
ミカルフィルタの現状について考察した結果、前記した
半導体基板７０上に有機物膜７２が形成される現象を利
用してケミカルフィルタの寿命検出を行なえないかと思
考するに至った。

【００６０】そこで、本発明者は次のような実験を実施
した。図４は、本発明者が実施した実験方法を説明する
ための図である。本実験では、ケミカルフィルタ２８を
中心にその上下にシリコン基板上に酸化膜（二酸化シリ
コン膜）を形成させた基板１０Ａ，１０Ｂ（以下、この
基板を寿命検出用基板という）を配設した。そして、半
導体製造設備で用いられると同様の環境におき、ケミカ
ルフィルタ２８を用いて流体（本実施例では空気）の洗
浄処理を行なった。尚、寿命検出用基板１０Ａは空気の
流れに対して上流側に配置し、寿命検出用基板１０Ｂは
空気の流れに対して下流側に配置した。

【００６１】そして、上記のように配設された寿命検出
用基板１０Ａ，１０Ｂの時間経過に伴う膜厚の変化を、
エリプソメータを用いて測定した。その結果を図５及び
図６に示す。

【００６２】前記したようにエリプソメータは寿命検出
用基板１０Ａ，１０Ｂに被膜された膜全体の厚さを測定
するものであるが、寿命検出用基板１０Ａ，１０Ｂ上に
形成されている酸化膜（二酸化シリコン膜）の厚さは一
定であり変化しないものである。よって、図５及び図６
に示される、エリプソメータで測定される膜厚の変化
は、実質的に寿命検出用基板１０Ａ，１０Ｂに被膜形成
される有機物膜の膜厚変化となる。

【００６３】尚、図５及び図６において、縦軸は膜厚で
あり、また横軸は時間を示している。また、各図におい
て、矢印Ａで示すのは寿命検出用基板１０Ａの膜厚変化
であり、矢印Ｂで示すのは寿命検出用基板１０Ｂの膜厚
変化である。

【００６４】図５は、測定期間を比較的短く設定（例え
ば、１週間程度）した時における実験結果を示してい
る。同図に示されるように、空気の流れに対して上流側
に配置された寿命検出用基板１０Ａは、空気中に含まれ
る有機物を吸着するため、エリプソメータにより測定さ
れる膜厚は漸次増大する変化を示す。これに対し、空気
の流れに対して下流側に配置された寿命検出用基板１０
Ｂは、ケミカルフィルタ２８により浄化された空気が吹
き付けられるため膜厚は変化しない。

【００６５】一方、図６は、測定期間を比較的長く設定
（例えば、３ヶ月程度）した時における実験結果を示し
ている。尚、図６には、空気の流れに対して下流側に配
置された寿命検出用基板１０Ｂの膜厚変化のみ示してい
る。

【００６６】同図に示されるように、寿命検出用基板１
０Ｂに対する膜厚変化を長期にわたり実施したところ、
同図に示す時間ｔ１以降、寿命検出用基板１０Ｂの膜厚
が増加する現象が発生した。この時間ｔ１は、経験的に
知られているケミカルフィルタ２８の寿命時間と略一致
していた。また、時間ｔ１以降における膜厚の増加率
（これは、図中矢印θ２で示す角度と等価である）は、
図５に示した寿命検出用基板１０Ａの膜厚の増加率（こ
れは、図中矢印θ１で示す角度と等価である）と略等し
い値であった（θ２＝θ１）。

【００６７】上記実験結果より、ケミカルフィルタ２８
の空気の流れ方向下流側に寿命検出用基板１０Ｂを配設
することにより、ケミカルフィルタ２８の寿命検出を行
なえることが立証された。即ち、ケミカルフィルタ２８
が寿命となると、空気中に含まれる有機物はケミカルフ
ィルタ２８を通過するようになる。

【００６８】このケミカルフィルタ２８を通過した有機
物は、下流側に配設された寿命検出用基板１０Ｂに吹き
付けられ、寿命検出用基板１０Ｂ上には有機膜が成膜さ
れる。この寿命検出用基板１０Ｂ上に形成される有機膜
は、ケミカルフィルタ２８を通過する有機物量が多いほ
ど、換言すればケミカルフィルタ２８の劣化が激しいほ
ど厚くなる。

【００６９】この寿命検出用基板１０Ｂ上に成膜された
有機膜の厚さは、光学的検出手段であるエリプソメータ
を用いて測定される。エリプソメータを用いた膜厚測定
は、前記したように、有機膜を透過する際の光の物理的
変化により膜厚を測定するため有機膜の厚さを正確に測
定することができる。

【００７０】また、有機膜の膜厚はケミカルフィルタ２
８の劣化の度合と相関しているため、有機膜の膜厚変化
を測定し、この膜厚が所定膜厚（例えば、図６に示すＨ
_Ｒ）以上となった際、フィルタが寿命であると判断する
ことができる。従って、上記したケミカルフィルタ２８
の寿命検出方法によれば、ケミカルフィルタ２８の寿命
を確実かつ速やかに知ることができる。尚、上記の所定
膜厚Ｈ_Ｒは、実験により求めておくことが可能である。

【００７１】また、上記したケミカルフィルタ２８の寿
命検出方法によれば、従来のように半導体処理装置内を
流れる空気（流体）のサンプリングを行なう必要はな
く、単にケミカルフィルタ２８の下流側に寿命検出用基
板１０Ｂを配置することにより寿命検出を行なうことが
できる。また、エリプソメータ（光学的検出手段）を用
いて膜厚測定を行なうことにより、常時寿命検出を行な
うことも可能となる。これにより、ケミカルフィルタ２
８が設けられた半導体処理装置等を寿命検出のために停
止させる必要はなくよって半導体処理装置等の効率向
上、及び寿命検出に要する時間の短縮を図ることができ
る。

【００７２】また、寿命検出用基板１０Ｂは、ケミカル
フィルタ２８と対向する面に酸化膜が形成されたものを
用いている。この酸化膜は、有機物を吸着し易い特性を
有している。従って、酸化膜を有する寿命検出用基板１
０Ｂを用いることにより、ケミカルフィルタ２８を通過
した有機物を確実に寿命検出用基板１０Ｂ上に成膜させ
ることができ、寿命検出精度の向上を図ることができ
る。また、検出手段として偏光解析法の原理に基づくエ
リプソメータを用いることにより、簡単かつ正確に有機
物の膜厚測定を行なうことができる。

【００７３】更に、ケミカルフィルタ２８が寿命となる
ことにより発生する膜厚変化の変化率（図６に示すθ２
の角度）は、ケミカルフィルタ２８固有の値であり、予
め実験により求めておくことが可能な値である。よっ
て、測定された膜厚変化の変化率を演算し、これが実験
により求められた既定値に対して異なっている場合に
は、ケミカルフィルタ２８以外の原因に基づき有機物が
増大している可能性がある。よって、本寿命検出方法を
利用して、異常検出を行なうことも可能となる。

【００７４】続いて、上記した原理に基づきフィルタの
寿命検出を行なうフィルタの寿命検出装置について説明
する。図７は本発明の第１実施例であるフィルタの寿命
検出装置が適用された半導体ウェハ（半導体基板）の塗
布・現像処理システム（半導体製造装置）を示す平面図
であり、図８は図７におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図で
ある。

【００７５】この塗布・現像システムは、複数の半導体
ウェハＷを収納するカセットＣを載置するカセットステ
ーション１と、半導体ウェハＷにレジスト塗布及び現像
を含む一連の処理を実施するための複数の処理ユニット
を備えた処理部２と、カセットＣと処理部２との間で半
導体ウェハＷの搬送を行なうための搬送機構３と、処理
部２を挟んでカセットステーション１と反対側に設けら
れ、露光装置２１ガム連接可能なインターフェイス部４
とを備えた構成とされている。尚、本実施例では、半導
体ウェハＷとしてシリコンウェハを用いた例について説
明する。

【００７６】搬送機構３は、搬送路１２上をカセットＣ
の配列方向に沿って移動可能な搬送機構１１を有し、こ
の搬送機構１１の搬送アーム１１ａによって、カセット
ステーション１と処理部２との間で半導体ウェハＷの搬
入出が行なわれる。

【００７７】処理部２は、その略中央部に通路７が形成
されており、この通路７の両側に配設された複数の処理
ユニットを有している。また、この処理部２には、通路
７に沿って移動可能な主搬送機構５が設けられており、
この主搬送機構５は、回動移動、上下移動、及び進出退
避移動可能なウェハ支持アーム６を備えている。そし
て、この主搬送機構５のウェハ支持アーム６により、各
処理ユニットに対して半導体ウェハＷの移送が行なわれ
る。

【００７８】通路７の一方側には、ベークユニット１
３，ブラシ洗浄ユニット１４，アドビージョン処理ユニ
ット１５、その下に設けられた冷却ユニット１６，及び
ベークユニット１７が設けられており、他方側には二つ
の現像処理ユニット２０それぞれ配置されている。この
ように、通路７を挟んで一方の側にレジスト塗布ユニッ
ト１８及び現像処理ユニット２０が設けられ、他方側に
ベークユニット１３，１７が設けられているので、レジ
スト塗布ユニット１８及び現像処理ユニット２０が熱的
影響を受けることを防止することができる。

【００７９】インターフェイス部４には、半導体ウェハ
Ｗの受け渡しのための搬送台４ａが設けられており、こ
の搬送台４ａを介して露光装置２１との間で半導体ウェ
ハＷの受け渡しが行なわれる。そして、この露光装置２
１によって、フォトマスク等を使用してレジスト塗布さ
れた半導体ウェハＷ上に所定の回路パターンが形成され
る。

【００８０】このように、各処理ユニットを集約して一
体化することにより、省スペース化及び処理の効率化を
図ることができる。これら処理ユニットを有する処理部
２は、その全体が筐体２５（図８参照）内に配置されて
おり、システム全体はクリーンルーム内に配置される。
尚、クリーンルーム内には、フタル酸エステル，シロキ
酸，ＢＨＴ，リン酸エステル等の半導体ウェハの製造に
望ましくない物質が介在している。

【００８１】このような塗布・現像システムにおいて
は、カセットＣ内の半導体ウェハＷが処理部２に搬送さ
れ、先ずブラシ洗浄ユニット１４及び水洗ユニット１９
により洗浄処理され、レジストの定着性を高めるために
アドビージョン処理ユニット１５にて疎水化処理され、
冷却ユニット１６で冷却の地、レジスト塗布ユニット１
８の一方で化学増幅型レジストが塗布される。その後、
半導体ウェハＷは、ベークユニット１３の一つでプリベ
ーク処理され、冷却ユニット１６で冷却された後、イン
ターフェイス部４を介して露光装置２１に搬送され、露
光装置２１で所定のパターンが露光される。

【００８２】そして、再びインターフェイス部４を介し
て処理部２に搬入され、ベークユニット１７でポストエ
クスポージャーベーク処理が施され、レジストが化学増
幅される。その後、レジスト塗布ユニット１８で冷却さ
れた半導体ウェハＷは、現像処理ユニット２９で現像処
理され、所定の回路パターンが形成され、リンス液によ
り残余の現像液が洗い流される。

【００８３】現像処理された半導体ウェハＷは，主搬送
機構５及び搬送機構３によりカセットステーション１上
の所定のカセットＣに収納される。尚、処理部２の表面
に反射防止膜を形成する場合には、他方のレジスト塗布
ユニット１８において反射防止膜ようレジストを塗布
し、ベーキングした後、化学増感型レジストが塗布され
る。

【００８４】次に、塗布・現像システムにおける空気洗
浄機構について説明する。

【００８５】前記したように、クリーンルーム内には、
フタル酸エステル，シロキ酸，ＢＨＴ，リン酸エステル
等の半導体ウェハの製造に望ましくない物質が介在して
いる。よって、これらの物質を除去するために空気洗浄
機構が設けられている。

【００８６】図８に示すように、処理部２の上部には、
その中へ洗浄化された空気（雰囲気ガス）を供給するた
めの空気洗浄機構２７が設けられている。この空気洗浄
機構２７は、筐体２５の最上部に設けられたダクト３８
から処理部２に空気を導くための通路３９に設けられて
おり、上から順に、ケミカルフィルタ２８，送風ファン
３０，及びＵＬＰＡフィルタ２９Ａを有している。

【００８７】このような空気洗浄機構２７により洗浄化
された空気が処理部２内にダウンフロー状態で供給され
るが、この中でケミカルフィルタ２８は、化学増感型レ
ジストの解像度を低下される有機アンモニウム塩やＮＭ
Ｐ（Ｎ−メチルピロリドン）等の有機アミンのような有
機物を除去し、解像度不良を防止する機能を有してい
る。このケミカルフィルタ２８は、ユニット毎に配設さ
れている。尚、現像処理ユニット２９は、空気洗浄機構
２７の下方に位置するレジスト塗布ユニット１８の入口
部分にも設けられているが、これは省略しても構わな
い。

【００８８】また、処理部２の通路７の底部には、排気
通路３１が設けられており、この排気通路３１内に排気
ファン３２が設けられていて、上方から取り入れられた
空気が、強制的に下方へ排出されるようになっている。
従って、処理部２内で解像度を低下させる不純物が発生
しても、半導体ウェハＷに影響を及ぼすとなく装置の下
方へ排出される。

【００８９】レジスト塗布ユニット１８を例にとって説
明すると、図８に示すように、レジストの飛散を防止す
るためのカップ２２内のスピンチャック２３上に半導体
ウェハＷを真空吸着させ、その上方から空気洗浄機構２
７で洗浄化された空気をカップ２２内に取り入れつつ、
パルスモータ２４によりスピンチャック２３及び半導体
ウェハＷを回転させながら、ノズル（図示せず）からレ
ジスト液を供給することにより、レジスト膜の塗布作業
が行なわれる。尚、このような空気洗浄機構２７は、イ
ンターフェイス部４にも設けられており、インターフェ
イス部４にも洗浄化された空気が供給される。

【００９０】ところで、前記したようにケミカルフィル
タ２８の能力は有限であり、このケミカルフィルタ２８
が劣化すると、有機系不純物（以下、単に有機物とい
う）を有効に除去することができなくなる。その結果、
レジスト塗布ユニット１８を例にとって説明すると、ダ
クト３８から空気と共にダクト３８内に侵入した有機物
は、ケミカルフィルタ２８を通過し、スピンチャック２
３に載置された半導体ウェハＷに付着してしまう。

【００９１】このように半導体ウェハＷに有機物が付着
すると、その後に半導体ウェハＷに対して実施される各
製造処理が適正に行なえなくなるおそれがあり、結果と
して半導体素子の歩留まりの低下を招いてしまう。そこ
で、本実施例では、ケミカルフィルタ２８の寿命検出を
行なう寿命検出装置が設けられている。

【００９２】以下、この寿命検出装置について、図８に
示すレジスト塗布ユニット１８を例にとって説明する。
尚、以下説明する寿命検出装置は、ケミカルフィルタ２
８が設けられている各ユニットにも設けられているもの
である。寿命検出装置は、大略すると寿命検出用基板１
０，エリプソメータ６０，制御装置（以下、ＣＰＵとい
う）５０，及びアラーム装置５２等により構成されてい
る。

【００９３】寿命検出用基板１０は、本実施例で表面に
は酸化膜（二酸化シリコン膜）が形成されたシリコン基
板を用いている。前記したように、ダクト３８から流入
した空気は、送風ファン３０により下方に向け流れる
が、この寿命検出用基板１０は空気の流れ方向に対しケ
ミカルフィルタ２８の下流位置に配設されている。この
際、寿命検出用基板１０の配設位置は、可能な限りケミ
カルフィルタ２８に近接していることが望ましい。

【００９４】エリプソメータ６０は、先に図３を用いて
説明したものと同等の構成を有している。即ち、エリプ
ソメータ６０は、光源６３，偏光子６４が配設された発
光側光学系６１と、λ/４板６５，検光子６６，受光装
置６７が配設された受光側光学系６２とにより構成され
ている。

【００９５】この発光側光学系６１と受光側光学系６２
は、離間させて配設することが可能なものである。そこ
で本実施例では、通路３９の左右に空間部３３Ａ，３３
Ｂを形成し、図中左側に位置する空間部３３Ａに発光側
光学系６１を配置し、図中右側に位置する空間部３３Ｂ
に受光側光学系６２を配置した構成としている。

【００９６】通路３９と空間部３３Ａは隔壁３４Ａによ
り気密に画成されており、また通路３９と空間部３３Ｂ
は隔壁３４Ｂにより気密に画成されている。よって、空
気洗浄機構２７にエリプソメータ６０（発光側光学系６
１，受光側光学系６２）を配設しても、エリプソメータ
６０は通路３９から気密に画成された空間部３３Ａ，３
３Ｂに配設されるため、エリプソメータ６０の構成部品
から有機物が通路３９内に侵入したり、逆にダクト３８
から流入した空気に含まれる物質がエリプソメータ６０
に付着したりすることを防止できる。

【００９７】また、隔壁３４Ａ及び隔壁３４Ｂには、窓
３５Ａ，窓３５Ｂが形成されている。この窓３５Ａ，窓
３５Ｂはガラスが配設されており、空間部３３Ａ，３３
Ｂは通路３９に対して気密状態を維持している。発光側
光学系６１で生成された光は、窓３５Ａを介して寿命検
出用基板１０に照射される。また、寿命検出用基板１０
で反射された反射光は、窓３５Ｂを介して受光側光学系
６２に入射される。

【００９８】よって、寿命検出用基板１０を通路３９に
配設し、エリプソメータ６０を通路３９に対して気密に
画成された空間部３３Ａ，３３Ｂに配設しても、寿命検
出用基板１０に形成される有機物の膜厚を、エリプソメ
ータ６０を用いて測定することができる。

【００９９】また、上記エリプソメータ６０はＣＰＵ５
０に接続されており、このＣＰＵ５０により駆動制御さ
れる構成とされている。また、エリプソメータ６０で測
定された寿命検出用基板１０上の有機物膜の膜厚データ
は、ＣＰＵ５０に送信される。ＣＰＵ５０には寿命検出
処理プログラムが格納されており、ＣＰＵ５０はエリプ
ソメータ６０から送信されてくる有機物膜の膜厚データ
に基づき、寿命検出処理を実施し、ケミカルフィルタ２
８の寿命検出を行なう。

【０１００】図９は、ＣＰＵ５０が実施する寿命検出処
理を示すフローチャートである。この寿命検出処理は、
例えば数時間毎に定期的に実施される処理である。同図
に示す寿命検出処理が起動すると、ステップ１０（図で
は、ステップをＳと略称している）において、ＣＰＵ５
０はエリプソメータ６０から有機物膜の膜厚データを取
り込む。

【０１０１】続くステップ１１では、ＣＰＵ５０はエリ
プソメータ６０から取り込んだ膜厚データから寿命検出
用基板１０上に形成された膜厚（Ｈ）を演算する。続く
ステップ１２では、予め実験により求められＣＰＵ５０
に格納されているケミカルフィルタ２８が寿命となる膜
厚（Ｈ_Ｒ）とを比較する。ステップ１２において、ステ
ップ１１で演算された膜厚（Ｈ）が寿命となる膜厚（Ｈ
_Ｒ）未満であると判断された場合には、ケミカルフィル
タ２８は正常に有機物の清浄処理を行なえるため、ステ
ップ１３の処理をスキップして今回の寿命検出処理を終
了する。

【０１０２】一方、ステップ１２において、ステップ１
１で演算された膜厚（Ｈ）が寿命となる膜厚（Ｈ_Ｒ）以
上であると判断された場合には、ケミカルフィルタ２８
は寿命を迎えており、空気中に含まれる有機物がレジス
ト塗布ユニット１８内に侵入するおそれがある。このた
め、ステップ１２で肯定判断がされた場合には、処理は
ステップ１３に進み、ＣＰＵ５０はアラーム装置５２を
駆動してアラームを発する。よって、ケミカルフィルタ
２８が寿命となったことを速やかに、かつ確実に装置の
処理部２のオペレータに知らせることができる。

【０１０３】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。図１０乃至図１２は、本発明の第２実施例であるフ
ィルタの寿命検出装置を適用した縦型熱処理装置１００
（半導体製造装置）を示している。この縦型熱処理装置
１００は、例えば半導体デバイスの製造工程において、
熱拡散工程や成膜工程で使用されるものである。尚、図
１０乃至図１２において、図７及び図８に示した構成と
同一構成については同一符号を付し、その説明を省略す
るものとする。

【０１０４】縦型熱処理装置１００は、例えば石英ガラ
ス等の耐熱材料よりなる円筒状の熱処理容器１０２を有
しており、この熱処理容器１０２の外周には同心状に図
示しない発熱体が設けられている。この熱処理容器１０
２は、非処理体となる半導体ウェハ１０３を内部に装着
し、これを例えば８００℃に加熱することができるよう
構成されている。

【０１０５】熱処理容器１０２は、半導体ウェハ１０３
を複数枚挿入脱自在に収納できるウェハボード１０４が
設けられている。このウェハボード１０４は、熱処理容
器１０２に対して搬入搬出される構成となっている。そ
して、熱処理容器１０２内にウェハボード１０４が装着
された状態で熱処理が行なわれ、よってウェハボード１
０４に収納された複数の半導体ウェハ１０３に対して一
括的に熱処理が行なわれる。

【０１０６】このウェハボード１０４の下端部には、ウ
ェハボード１０４を熱処理容器１０２内に搬入搬出する
ロード・アンロード機構１０６が配設されている。この
ロード・アンロード機構１０６により、ウェハボード１
０４は熱処理容器１０２の下部にある作業空間１０７に
搬出できるよう構成されている。

【０１０７】この作業空間１０７に半導体ウェハ１０３
を搬入搬出する機構としては、先ず縦型熱処理装置１０
０の外部に半導体ウェハ１０３を２５枚搭載できるウェ
ハカセット１０８を搭載するウェハカセットＩ/Ｏポー
ト１０９が設けられている。また、このウェハカセット
Ｉ/Ｏポート１０９からウェハカセット１０８を縦型熱
処理装置１００の内部に移載する機構として、ウェハカ
セット移載機構１１０が設けられている。このウェハカ
セット移載機構１１０は、ウェハカセット１０８を縦型
熱処理装置１００の上部に設けてあるウェハカセット棚
１１１と、作業空間１０７に設けられているウェハカセ
ット台１１２との間でウェハカセット１０８を移載する
構成とされている。また、前記作業空間１０７には、熱
処理容器１０２上に載置されたウェハカセット１０８か
ら半導体ウェハ１０３をウェハボード１０４に移載する
ためのウェハ移載機構１１３が設けられている。

【０１０８】一方、縦型熱処理装置１００は、図１１に
示すように、作業空間１０７の図１１中の右側に作業空
間１０７内の空気を循環させるための吸引口１２０が設
けられている。この吸引口１２０の背面側に設けられる
吸引口空間１２１は、作業空間１０７から熱放射を受け
ないところ、例えば作業空間１０７の底部に設けられて
いるダクト部１２２に接続されている。

【０１０９】送風機１２３，１３３は、このダクト部１
２２内に配設されている。この送風機１２３は、吸引口
空間１２１から空気を吸引し、送風領域１３３は排出口
開口１３０に向け空気を送風する。この各送風機１２
３，１３３の間には、空気の流れに対し上流側からラジ
エータ１２４，第１のフィルタ１２５，第２のフィルタ
１２６，第３のフィルタ１２７，及び寿命検出用基板１
０が順番に配設されている。

【０１１０】ラジエータ１２４は、送風機１２３から送
風された空気を冷却処理する。また、第１のフィルタ１
２５は主に塵埃を除去するＵＬＰＡフィルタである。更
に、第２のフィルタ１２６及び第３のフィルタ１２７は
ケミカルフィルタであり、空気中に含まれる有機物成分
を除去するものである。

【０１１１】また、前記ダクト部１２２の空気排出側に
は、排出口開口１３０が設けられており、この排出口開
口１３０と作業空間１０７が対向する位置には排出口１
３１が設けられている。この排出口１３１には、空気を
作業空間１０７内に均圧に送り込むため、均圧板１３２
が配設されている。

【０１１２】上記構成とされた縦型熱処理装置１００
は、送風機１２３が駆動することにより吸引口１２０か
ら作業空間１０７内の空気が吸引される。この際、作業
空間１０７内の空気は、熱処理容器１０２で加熱処理さ
れた半導体ウェハ１０３が作業空間１０７内に搬出され
ることにより加熱されている。この高温の空気は、吸引
口空間１２１を通り作業空間１０７の底部に設けられた
ダクト部１２２内に流入する。

【０１１３】ダクト部１２２内に流入した空気は、作業
空間１０７の底部に設けられダクト部１２２と連通した
通路１１６内を通過する過程において、ラジエータ１２
４で冷却され、続いて第１のフィルタ１２５において塵
埃が除去され、更に第２のフィルタ１２６及び第３のフ
ィルタ１２７において有機物が除去される。

【０１１４】ところで、半導体ウェハ１０３を熱処理容
器１０２で処理する際、半導体ウェハ１０３から極微量
の有機ガスが発生する場合がある。また、各フィルタ１
２５〜１２７はその固定に接着剤を有しており、上記の
ように加熱された空気が各フィルタ１２５〜１２７を通
過する際、この接着剤から有機物（例えば、ハイドロカ
ーボン等）が発生することがある。ケミカルフィルタよ
りなる第２及び第３のフィルタ１２６，１２７は、この
半導体ウェハ１０３の熱処理に使用した極微量の有機ガ
スや、各フィルタ１２５〜１２７に使用されている接着
剤から発生する有機物（例えば、ハイドロカーボン
等）、及び前記したクリーンルーム内に存在する各物質
（フタル酸エステル，シロキ酸，ＢＨＴ，リン酸エステ
ル等）を除去する機能を有する。よって、第２及び第３
のフィルタ１２６，１２７を通過することにより、空気
に含まれる有機物は除去される。

【０１１５】上記のように第２及び第３のフィルタ１２
６，１２７を通過した空気は、送風領域１３３を介して
排出口開口１３０及び均圧板１３２を通り排出口１３１
から作業空間１０７に排出される。この際、第２及び第
３のフィルタ１２６，１２７を通過した空気の一部は、
寿命検出用基板１０に吹き付けられるよう構成されてい
る。

【０１１６】ところで、前記したようにケミカルフィル
タである第２及び第３のフィルタ１２６，１２７の能力
は有限であり、この第２及び第３のフィルタ１２６，１
２７が劣化すると、有機物を有効に除去することができ
なくなる。その結果、有機物は第２及び第３のフィルタ
１２６，１２７で除去されず作業空間１０７内に流入し
て半導体ウェハ１０３に付着し、その後の半導体製造処
理が適正に行なえなくなるおそれがある。このため、本
実施例においても、第２及び第３のフィルタ１２６，１
２７の寿命検出を行なう寿命検出装置が設けられてい
る。

【０１１７】尚、本実施例で用いられている寿命検出装
置は、図７及び図８を用いて説明した半導体ウェハの塗
布・現像処理システムに設けられたものと同一構成であ
るため、以下の説明では、寿命検出装置を構成する各構
成要素の縦型熱処理装置１００における配設位置につい
て説明するものとする。

【０１１８】前記したように、吸引口１２０から流入し
た空気は排出口開口１３０に向け流れるが、寿命検出装
置を構成する寿命検出用基板１０は空気の流れ方向に対
し第３のフィルタ１２７（ケミカルフィルタ）の下流位
置に配設されている。また、エリプソメータ６０は発光
側光学系６１と受光側光学系６２とにより構成されてお
り、発光側光学系６１は作業空間１０７の底部に位置す
る壁部１１４上に配設され、また受光側光学系６２は縦
型熱処理装置１００のハウジングの底部に位置する底板
１１５の下部に配設されている。

【０１１９】更に、壁部１１４には窓３５Ａが形成され
ており、底板１１５には窓３５Ｂが形成されている。こ
の窓３５Ａ，３５Ｂにはガラスが配設されており発光側
光学系６１で生成された光は窓３５Ａを介して寿命検出
用基板１０に照射され、また寿命検出用基板１０で反射
された反射光は窓３５Ｂを介して受光側光学系６２に入
射されるよう構成されている。

【０１２０】上記のようにケミカルフィルタよりなる第
２及び第３のフィルタ１２６，１２７についても、寿命
検出用基板１０に形成された有機膜の厚さを測定精度の
高いエリプソメータ６０を用いて測定することができる
ため、各フィルタ１２６，１２７の寿命を確実に、かつ
精度よく知ることができる。また、上記構成では寿命検
出のために縦型熱処理装置１００を停止させる必要はな
く、縦型熱処理装置１００の効率向上、及び寿命検出時
間の短縮を図ることができる。

【０１２１】一方、ウェハカセット１０８が搬入搬出さ
れるウェハカセットＩ/Ｏポート１０９の上部には、半
導体ウェハ１０３及びウェハカセット１０８を保管する
ウェハ保管場所２０５が設けられている。そして、この
ウェハ保管場所２０５及び作業空間１０７の空気を清浄
に保つため、ウェハ保管場所２０５の上部には第１のフ
ィルタユニット２０３が設けられている。また、ウェハ
保管場所２０５の下部には第２のフィルタユニット２１
０が設けられている。

【０１２２】第１のフィルタユニット２０３は、ダクト
部材２０４，ＵＬＰＡフィルタ２０７，ケミカルフィル
タ２１１，送風機２１２，及び送風領域２１３等により
構成されている。

【０１２３】ダクト部材２０４へ導入される空気は、第
１のフィルタユニット２０３により洗浄処理が行なわれ
る。第１のフィルタユニット２０３は、ケミカルフィル
タ２１１と吸い込みファン２１２とを組み合わせた構成
とされており、吸い込みファン２１２によりケミカルフ
ィルタ２１１を介してダクト部材２０４へ線状空気を供
給する構成となっている。

【０１２４】よって、ダクト部材２０４から導入される
空気中に含まれる有機物はケミカルフィルタ２１１にお
いて除去されるため、吸い込みファン２１２により吹き
出される空気は有機物の存在がない洗浄度の高い空気と
なっている。この洗浄された空気は、に導入される。よ
って、作業空間１０７内等において、半導体ウェハ１０
３が有機物により汚染されることを防止できる。この
際、吸い込みファン２１２へ吸い込まれる空気の一部
は、寿命検出装置を構成する寿命検出用基板１０に吹き
付けられるよう構成されている。

【０１２５】前記のように、ケミカルフィルタ２１１の
能力は有限であるため、本実施例においても、ケミカル
フィルタ２１１の寿命検出を行なう寿命検出装置が設け
られている。尚、本実施例で用いられている寿命検出装
置も、図７及び図８を用いて説明した半導体ウェハの塗
布・現像処理システムに設けられたものと同一構成であ
るため、以下の説明においても、寿命検出装置を構成す
る各構成要素の縦型熱処理装置１００における配設位置
について説明するものとする。

【０１２６】前記したように、吸い込みファン２１２か
ら吹き出された空気は、ウェハ保管場所２０５、ウェハ
カセットＩ/Ｏポート１０９及び作業空間１０７に向け
流れるが、寿命検出装置を構成する寿命検出用基板１０
は空気の流れ方向に対しケミカルフィルタ２１１の下流
位置に配設されている。また、エリプソメータ６０は発
光側光学系６１と受光側光学系６２とにより構成されて
おり、この発光側光学系６１及び受光側光学系６２は通
風領域２１３の底部に配設されている。

【０１２７】そして、発光側光学系６１で生成された光
は寿命検出用基板１０に照射され、また寿命検出用基板
１０で反射された反射光は受光側光学系６２に入射され
るよう構成されている。

【０１２８】これにより、寿命検出用基板１０に形成さ
れた有機膜の厚さを測定精度の高いエリプソメータ６０
を用いて測定することができ、ケミカルフィルタ２１１
の寿命を確実に、かつ精度よく知ることができる。ま
た、ケミカルフィルタ２１１の寿命検出においても縦型
熱処理装置１００を停止させる必要はなく、縦型熱処理
装置１００の効率向上、及び寿命検出時間の短縮を図る
ことができる。

【０１２９】一方、図示を省略しているが、上記した縦
型熱処理装置１００に設けられた各エリプソメータ６０
もＣＰＵにより駆動制御される構成とされている。そし
て、エリプソメータ６０で測定された寿命検出用基板１
０上の有機物膜の膜厚データはＣＰＵに送信され、寿命
検出処理を実施することにより各ケミカルフィルタ１２
６，１２７，２１１の寿命検出が行なわれる構成とされ
ている。 また第１実施例で示したように、各ケミカル
フィルタ１２６，１２７，２１１が寿命であると判断さ
れた場合に、警報を発生する構成としてもよい。

【０１３０】尚、上記した第１及び第２の各実施例で
は、寿命検出用基板１０としてシリコン基板を用いた例
を示したが、寿命検出用基板１０の材質はシリコン基板
に限定されるものではなく、他の基板を用いることも可
能である。

【０１３１】この際、例えば第１実施例においては、寿
命検出用基板として、ケミカルフィルタ２８が配設され
た処理部２で処理される半導体ウェハと等しい材料のも
のを用いることも可能である。また、第２実施例におい
ては、ウェハ保管場所２０５，ウェハカセットＩ/Ｏポ
ート１０９，及び作業空間１０７に配置される半導体ウ
ェハ１０３と等しい材料の寿命検出用基板を用いること
も可能である。この構成とした場合には、寿命検出用基
板１０上の有機物膜と、半導体ウェハ上の有機物膜の厚
さが略等しくなるため、エリプソメータ６０により半導
体ウェハの劣化を高精度に検出することができる。

【０１３２】また、上記した第１実施例ではフィルタと
してケミカルフィルタ２８を用い、また上記した第２実
施例ではフィルタとしてケミカルフィルタ１２６，１２
７，２１１を用いた例を示した。しかしながら、本発明
の適用はケミカルフィルタに限定されるものではなく、
有機物を浄化するフィルタであればケミカルフィルタ以
外のフィルタに対しても広く適用することが可能であ
る。

【０１３３】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、有機膜の厚
さを測定精度の高い光学的検出手段を用いて測定するた
め、フィルタの寿命を確実に、かつ精度よく知ることが
できる。 また、フィルタの寿命検出のためにフィルタ
が設けられた処理装置等を停止させる必要はなく処理装
置等の効率向上を図ることができると共に、フィルタの
寿命検出に要する時間短縮を図ることができる。

【０１３４】また、請求項２，９，１４記載の発明によ
れば、フィルタとしてケミカルフィルタを用いたことに
より、このケミカルフィルタは有機物により劣化が生じ
るものであるため、ケミカルフィルタの寿命検出を確実
に行なうことができる。

【０１３５】また、請求項３，１０，１５記載の発明に
よれば、寿命検出用基板は、フィルタと対向する面に酸
化膜を有している。この酸化膜は、有機物を吸着し易い
特性を有している。従って、酸化膜を有する寿命検出用
基板を用いることにより、フィルタを通過した有機物を
確実に寿命検出用基板上に成膜させることができ、寿命
検出精度の向上を図ることができる。

【０１３６】また、請求項５，１２，１７記載の発明に
よれば、検出手段として偏光解析法の原理に基づくエリ
プソメータを用いたことにより、簡単かつ正確に有機物
の膜厚測定を行なうことができる。

【０１３７】また、請求項６，１８記載の発明によれ
ば、エリプソメータを構成する光学系を、フィルタ及び
寿命検出用基板が配設された空間と気密に画成された他
の空間に配設したことにより、寿命検出装置及び光学系
が有機物で汚染することを防止できる。

【０１３８】また、請求項７，１９記載の発明によれ
ば、フィルタが寿命であると判断された場合に警報を発
生させる構成としたことにより、フィルタが寿命となっ
たことを速やかかつ確実に装置のオペレータに知らせる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】同一半導体基板の酸化膜の厚さを、エリプメー
タを用いて測定した測定結果と、ＸＰＳを用いて測定し
た測定結果とを示す図である。

【図２】有機物膜が形成された半導体基板を拡大して示
す断面図である。

【図３】エリプソロメータを説明するための図である。

【図４】ケミカルフィルタの上流側及び下流側にそれぞ
れ寿命検出用基板を配置し、各基板の膜厚変化を測定す
る実験を説明するための図である。

【図５】図４に示す実験の実験結果を示す図である。

【図６】本発明の原理を説明するための図である。

【図７】本発明の一実施例であるフィルタの寿命検出装
置を適用した半導体ウェハの塗布・現像処理システムを
示す平面図である。

【図８】図１におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図であ
る。

【図９】ＣＰＵが実施する寿命検出処理のフローチャー
トである。

【図１０】本発明の一実施例であるフィルタの寿命検出
装置を適用した縦型熱処理装置の第１実施例を示す斜視
図である。

【図１１】図１０に示す縦型熱処理装置の空気循環部分
を拡大して示す断面図である。

【図１２】図１０に示す縦型熱処理装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ カセットステーション ２ 処理部 ４ インターフェイス部 ５ 主搬送機構 ６ ウェハ支持アーム １０，１０Ａ，１０Ｂ 寿命検出用基板 １１ 搬送機構 １４ ブラシ洗浄ユニット １５ アドビージョン処理ユニット ２０ 現像処理ユニット ２１ 露光装置 ２７ 空気洗浄機構 ２８，２３４ ケミカルフィルタ ２９ 現像処理ユニット ５０ ＣＰＵ ５２ アラーム装置 ６０ エリプソメータ ６１ 発光側光学系 ６２ 受光側光学系 ７０ 半導体基板 ７１ 酸化膜 ７２ 有機物膜 １００ 縦型熱処理装置 １０２ 熱処理容器 １０４ ウェハボード １０６ ロード・アンロード機構 １０７ 作業空間 １０８ ウェハカセット １２６ 第２のフィルタ（ケミカルフィルタ） １２７ 第３のフィルタ（ケミカルフィルタ） ２０３ 第１のフィルタユニット ２０４ ダクト部材 ２０５ 保管場所 ２１０ 第２のフィルタユニット ２１１ ケミカルフィルタ ２１２ 送風機 ２２０ 通風領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲間 誠二 東京都港区赤坂５丁目３番６号ＴＢＳ放送 センター 東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者 荒木 靖範 東京都府中市住吉町２丁目30番７号 東京 エレクトロンエフイー株式会社内 (72)発明者 宮崎 忍 東京都府中市住吉町２丁目30番７号 東京 エレクトロンエフイー株式会社内 (72)発明者 長谷部 一秀 山梨県韮崎市穂坂町三ッ沢650 東京エレ クトロン東北株式会社内 (72)発明者 雨宮 政昭 山梨県韮崎市穂坂町三ッ沢650 東京エレ クトロン東北株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA30 BB13 CC00 CC19 FF49 GG01 HH12 JJ08 LL04 LL34 LL36 3L060 AA04 AA08 CC19 DD08 EE45 5F046 AA28 DB11

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体内に含まれる有機物の除去を行なう
   フィルタの寿命の検出を行なうフィルタの寿命検出装置
   であって、 前記フィルタの前記流体の流れ方向下流側に配設された
   寿命検出用基板と、 該寿命検出用基板に成膜される有機膜の厚さを光学的に
   検出する検出手段と、 該検出手段により検出される有機膜の厚さに基づき、前
   記フィルタの寿命判断を行なう寿命判断手段と、を具備
   することを特徴とするフィルタの寿命検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のフィルタの寿命検出装置
   において、 前記フィルタは、ケミカルフィルタであることを特徴と
   するフィルタの寿命検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のフィルタの寿命
   検出装置において、 前記寿命検出用基板は、前記フィルタと対向する面に酸
   化膜を有することを特徴とするフィルタの寿命検出装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のフィ
   ルタの寿命検出装置において、 前記寿命検出用基板は、シリコン基板であることを特徴
   とするフィルタの寿命検出装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のフィ
   ルタの寿命検出装置において、 前記検出手段として、エリプソメータを用いたことを特
   徴とするフィルタの寿命検出装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のフィルタの寿命検出装置
   において、 前記エリプソメータを構成する光学系は、前記フィルタ
   及び前記寿命検出用基板が配設された空間と気密に画成
   された他の空間に配設されていることを特徴とするフィ
   ルタの寿命検出装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載のフィ
   ルタの寿命検出装置において、 前記寿命判断手段により前記フィルタが寿命であると判
   断された場合、警報を発生させる警報発生手段をさらに
   設けたことを特徴とするフィルタの寿命検出装置。
8. 【請求項８】 流体内に含まれる有機物の除去を行なう
   フィルタの寿命の検出を行なうフィルタの寿命検出方法
   であって、 寿命検出用基板を前記フィルタの前記流体の流れ方向下
   流側に配設し、 光学的検出手段を用い、前記寿命検出用基板に成膜され
   る有機膜の厚さ変化を測定し、 該寿命検出用基板に成膜される有機膜の厚さ変化に基づ
   き、前記フィルタの寿命判断を行なうことを特徴とする
   フィルタの寿命検出方法。
9. 【請求項９】 請求項８記載のフィルタの寿命検出方法
   において、 前記フィルタは、ケミカルフィルタであることを特徴と
   するフィルタの寿命検出方法。
10. 【請求項１０】 請求項８または９記載のフィルタの寿
    命検出方法において、 前記寿命検出用基板として、前記フィルタと対向する面
    に酸化膜を有したものを用いたことを特徴とするフィル
    タの寿命検出方法。
11. 【請求項１１】 請求項８乃至１０のいずれかに記載の
    フィルタの寿命検出方法において、 前記寿命検出用基板として、シリコン基板を用いたこと
    を特徴とするフィルタの寿命検出方法。
12. 【請求項１２】 請求項８乃至１１のいずれかに記載の
    フィルタの寿命検出方法において、 前記検出手段として、エリプソメータを用いたことを特
    徴とするフィルタの寿命検出方法。
13. 【請求項１３】 半導体基板に対し所定の処理を行なう
    半導体製造装置であって、 所定の処理を行なう処理部と、 該処理部に対して流体を供給する送風手段と、 該送風手段から送風される前記流体に含まれる有機物を
    除去するフィルタと、 前記フィルタの寿命の検出を行なうフィルタの寿命検出
    装置とを備えており、 前記フィルタの寿命検出装置は、 前記フィルタの前記流体の流れ方向下流側に配設された
    寿命検出用基板と、 該寿命検出用基板に成膜される有機膜の厚さを光学的に
    検出する検出手段と、 該検出手段により検出される有機膜の厚さに基づき、前
    記フィルタの寿命判断を行なう寿命判断手段と、を具備
    することを特徴とする半導体製造装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の半導体製造装置にお
    いて、 前記フィルタは、ケミカルフィルタであることを特徴と
    する半導体製造装置。
15. 【請求項１５】 請求項１３または１４記載の半導体製
    造装置において、 前記寿命検出用基板は、前記フィルタと対向する面に酸
    化膜を有することを特徴とする半導体製造装置。
16. 【請求項１６】 請求項１３乃至１５のいずれかに記載
    の半導体製造装置において、 前記寿命検出用基板は、シリコン基板であることを特徴
    とする半導体製造装置。
17. 【請求項１７】 請求項１３乃至１６のいずれかに記載
    の半導体製造装置において、 前記検出手段として、エリプソメータを用いたことを特
    徴とする半導体製造装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の半導体製造装置にお
    いて、 前記エリプソメータを構成する光学系は、前記フィルタ
    及び前記寿命検出用基板が配設された空間と気密に画成
    された他の空間に配設されていることを特徴とする半導
    体製造装置。
19. 【請求項１９】 請求項１３乃至１８のいずれかに記載
    の半導体製造装置において、 前記寿命判断手段により前記フィルタが寿命であると判
    断された場合、警報を発生させる警報発生手段をさらに
    設けたことを特徴とする半導体製造装置。