JP2005150562A - Substrate processing device and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、本発明は基板処理装置内の雰囲気の有機物による汚染評価技術に関するもの
である。
The present invention relates to a technique for evaluating contamination by organic substances in the atmosphere in a substrate processing apparatus.
ICの製造方法においてウェハに絶縁膜や金属膜等のCVD膜を形成したり不純物を拡散
したりする工程には、バッチ式縦型拡散・CVD装置(以下、単にCVD装置という。)
が広く使用されている。従来のこの種のCVD装置においては、ウェハの表面を汚染しI
Cの製造方法の歩留まりに悪影響を及ぼすパーティクル(塵埃)を抑えるために、筐体の
内部にクリーンエアを吹き出すクリーンユニットが設置されている。
In the IC manufacturing method, a batch type vertical diffusion / CVD apparatus (hereinafter simply referred to as a CVD apparatus) is used for forming a CVD film such as an insulating film or a metal film on a wafer or diffusing impurities.
Is widely used. In the conventional CVD apparatus of this type, the wafer surface is contaminated and I
In order to suppress particles (dust) that adversely affect the yield of the manufacturing method of C, a clean unit that blows clean air is installed inside the housing.
近年、反応性の高いガス状汚染化学物質である酸性ガスやアルカリ性ガスおよび有機ガ
スもウェハを汚染することが解明されている。
しかしながら、ケミカルフィルタは濾過材に化学添着剤を担持させた活性繊維を使用し
て物理的吸着と化学反応により、酸やアルカリ、有機物といった化学汚染物質を除去する
ためのものであるため、物理的吸着能力および化学反応能力が経時劣化する。したがって
、ケミカルフィルタが設置されたCVD装置においても、筐体内の雰囲気中の化学汚染物
質の量や濃度を定期的または不定期的に評価する必要がある。ちなみに、化学汚染物質は
ケミカルフィルタの経時劣化による侵入に限らず、ウェハキャリアの筐体内への搬入搬出
時に筐体の内部に流入したり、また、筐体の隙間から侵入したりすることもある。
However, chemical filters are used to remove chemical contaminants such as acids, alkalis, and organic substances through the physical adsorption and chemical reaction using active fibers with a filter media carrying a chemical additive. Adsorption ability and chemical reaction ability deteriorate with time. Therefore, even in a CVD apparatus in which a chemical filter is installed, it is necessary to regularly or irregularly evaluate the amount and concentration of chemical contaminants in the atmosphere in the housing. Incidentally, chemical contaminants are not limited to intrusion due to deterioration of the chemical filter over time, but may flow into the case when the wafer carrier is loaded into or unloaded from the case, or may enter through the gap in the case. .
筐体化学汚染物質の量や濃度を評価する方法としては、筐体内の雰囲気中に存在する化
学汚染物質を筐体内に在置した吸着材(例えば、活性炭やウェハ)に吸着させてサンプリ
ングして専用の分析器によってオフラインで評価する方法が、一般的に考えられる。しか
しながら、このオフラインで評価する方法においては、専用の評価システムの構築が必要
になる。サンプリングのための吸着材の設置がCVD装置の稼動に影響を及ぼす。サンプ
リング時間の間隔が長時間にわたる場合もあり、評価結果が得られるまでに時間を要する
などの問題がある。
As a method of evaluating the amount and concentration of chemical contaminants in the casing, the chemical contaminants present in the atmosphere in the casing are adsorbed on an adsorbent (for example, activated carbon or wafer) placed in the casing and sampled. In general, an offline evaluation method using a dedicated analyzer is conceivable. However, in this offline evaluation method, it is necessary to construct a dedicated evaluation system. The installation of the adsorbent for sampling affects the operation of the CVD apparatus. There are cases where the sampling time interval is long, and there is a problem that it takes time until an evaluation result is obtained.
本発明の目的は、化学汚染物質による汚染の評価を、有機物を数段階の沸点レベルで分
類し、それぞれの濃度レベルを示すことを実現させることができる化学汚染物質計測装置
を有する基板処理装置及びその装置を用いた半導体装置の製造方法を提供することにある
。
An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus having a chemical pollutant measuring apparatus capable of realizing the evaluation of contamination by chemical pollutants, classifying organic substances by several boiling point levels, and indicating the respective concentration levels, and An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device using the device.
本発明の第1の特徴とするところは、基板を処理する処理室を形成したプロセスチュー
ブを収容する筐体と、この筐体の内部に設置され、筐体内部雰囲気に晒される振動子と、
前記振動子を加熱する加熱手段と、前記振動子の発振周波数を検出する検出部と、前記振
動子の温度を段階的に上昇させる様に前記加熱手段を制御する温度制御手段と、各段階に
おける振動子の発振周波数を前記検出部よりそれぞれ検出することにより、沸点の異なる
複数種類の有機物の量及び濃度を、それぞれ算出するよう制御する制御手段とを有するこ
とにある。
The first feature of the present invention is that a housing that houses a process tube that forms a processing chamber for processing a substrate, a vibrator that is installed inside the housing and is exposed to the atmosphere inside the housing,
A heating means for heating the vibrator; a detection unit for detecting an oscillation frequency of the vibrator; a temperature control means for controlling the heating means to raise the temperature of the vibrator in stages; It has control means for controlling to calculate the amounts and concentrations of a plurality of types of organic substances having different boiling points by detecting the oscillation frequency of the vibrator from the detection unit.
本発明の第2の特徴とするところは、第1の特徴において、前記振動子がQCMである
ことを特徴とする。
According to a second feature of the present invention, in the first feature, the vibrator is a QCM.
本発明の第3の特徴とするところは、筐体内に設けられた振動子を筐体内の雰囲気に晒す
工程と、前記振動子の温度を段階的に上昇させるとともに、各段階における前記振動子の
発振周波数を、それぞれ検出する工程と、前記検出した結果から、沸点の異なる複数種類
の有機物の量及び濃度を算出する工程と、筐体内に設けられた処理室に基板を搬入する工
程と、前記反応炉内で基板を処理する工程と、前記反応炉内から、処理後の基板を搬出す
る工程とを有することにある。
The third feature of the present invention is that the vibrator provided in the housing is exposed to the atmosphere in the housing, the temperature of the vibrator is raised in stages, and the vibrator in each stage is A step of detecting the oscillation frequency, a step of calculating amounts and concentrations of a plurality of types of organic substances having different boiling points from the detection result, a step of carrying a substrate into a processing chamber provided in a housing, and There exists a process of processing a board | substrate within a reaction furnace, and the process of carrying out the board | substrate after a process from the said reaction furnace.
本発明によれば、水晶振動子の温度を制御して段階的に上昇させることで、有機物汚染
物質の沸点の違いを利用することにより化学汚染物質による汚染の評価を行うことができ
る。また、評価結果を出力装置によりユーザに告知できるようにすると、半導体素子製造
に比較的影響の少ない低沸点有機物のレベルの警報は注意として、中沸点有機物の警報が
出たところでケミカルフィルタを交換するといったメンテナンスが可能となる。
According to the present invention, it is possible to evaluate contamination due to chemical pollutants by using the difference in boiling points of organic pollutants by controlling the temperature of the crystal resonator and increasing it stepwise. Also, if the output device can be used to notify the user of the evaluation result, the low-boiling organic substance level alarm, which has a relatively small effect on semiconductor device manufacturing, is warned, and the chemical filter is replaced when the medium-boiling organic substance alarm is issued. Such maintenance becomes possible.
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、図1で示されているように、C
VD装置(バッチ式縦型拡散・CVD装置)として構成されており、CVD装置10は気
密室構造に構築された筐体11を備えている。一般に、ウェハ(基板)1を複数枚ずつ収
容して搬送するためのキャリア(搬送治具)としては、互いに対向する一対の面が開口さ
れた略立方体の箱形状に形成されているオープンカセット(以下、カセットという。)と
、一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成されて開口面にキャップが着脱自在に装
着されているFOUP(front opening unified pod。)とがある。本実施の形態に係る
CVD装置10においては、ウェハ1のキャリアとしてはカセット2が使用されている。
In the present embodiment, the substrate processing apparatus according to the present invention includes C, as shown in FIG.
It is configured as a VD apparatus (batch type vertical diffusion / CVD apparatus), and the
筐体11の正面の下部にはカセット2を筐体11の内部に対して搬入搬出するためのカ
セット搬入搬出ポート(以下、カセットポートという。)12が構築されており、カセッ
トポート12に対応する筐体11の正面壁には、フロントシャッタ13によって開閉され
るカセット搬入搬出口14が開設されている。カセットポート12に対してはカセット2
が工程内搬送装置(図示せず)によって搬入搬出されるようになっている。筐体11の内
部のカセットポート12の後方には複数個のカセット2を保管する保管棚15複数段、そ
れぞれ水平に敷設されている。筐体11のカセットポート12と保管棚15との間にはカ
セット移載装置設置室16が設定されており、この設置室16にはスカラ形ロボット(s
elective compliance assembly robot arm 。 S
CARA)によって構成されたカセット移載装置17が設置されている。カセット移載装
置17はカセットポート12と、保管棚15と、ウェハ1をローディングおよびアンロー
ディングするためのポート(以下、ウェハポートという。)18との間でカセット2を搬
送するように構成されている。
A cassette loading / unloading port (hereinafter referred to as a cassette port) 12 for loading / unloading the cassette 2 to / from the inside of the casing 11 is constructed at the lower part of the front surface of the casing 11, and corresponds to the
Is carried in and out by an in-process carrying device (not shown). A plurality of
elective compliance assembly robot arm. S
A
ウェハポート18の後方の空間には、ボート23がプロセスチューブ26への搬入搬出
に対して待機する待機室19が設置されており、待機室19の前側の空間にはウェハ移載
装置20が設置されている。ウェハ移載装置20はウェハ1をウェハポート18とボート
23との間で搬送して、カセット2およびボート23に受け渡すように構成されている。
待機室19の後側の空間にはボートエレベータ21が垂直に設置されており、ボートエレ
ベータ21はボート23を支持したシールキャップ22を垂直方向に昇降させるように構
成されている。すなわち、シールキャップ22はマニホールド27を介してプロセスチュ
ーブ26を気密封止することができる円盤形状に形成されており、シールキャップ22の
上にはボート23が垂直に立脚されている。ボート23は多数枚のウェハ1を中心を揃え
て水平に配置した状態で保持するように構成されており、シールキャップ22のボートエ
レベータ21による昇降によってプロセスチューブ26の処理室25に対して搬入搬出さ
れるようになっている。
In the space behind the
A
筐体11の後端部の上部にはプロセスチューブ設置室24が設定されおり、プロセスチ
ューブ設置室24には処理室25を形成するプロセスチューブ26がマニホールド27を
介して垂直に立脚され待機室19の上に設置されている。マニホールド27には処理室2
5を真空排気する排気管29が接続されている。プロセスチューブ26の外側にはヒータ
ユニット30が同心円に配されて筐体11に支持されており、ヒータユニット30は処理
室25を全体にわたって均一にまたは所定の温度分布に加熱するように構成されている。
A process
An exhaust pipe 29 for evacuating 5 is connected. A heater unit 30 is concentrically arranged outside the process tube 26 and is supported by the housing 11. The heater unit 30 is configured to heat the
筐体11の内部におけるカセットポート12の下部および上部には電気機器や電気配線
および制御機器等を設置するための下側配電盤部31および上側配電盤部32がそれぞれ
形成されている。
A
上側配電盤部32とプロセスチューブ設置室24との間にはダクト33が垂直方向に延
在するように敷設されており、このダクト33の吸入口34は筐体11の上面において開
口され、ダクト33の吹出口35は保管棚15の後側において開口されている。このダク
ト33の吸入口34にはケミカルフィルタユニット36が設置されている。ケミカルフィ
ルタユニット36はケミカルフィルタ37と複数のファン38とを備えており、ケミカル
フィルタ37がファン38群の下流側になるように構成されている。ちなみに、ケミカル
フィルタ37は濾過材に化学添着剤を担持させた活性繊維を使用して、物理的吸着と化学
反応によって酸やアルカリおよび有機物といった化学汚染物質を除去するように構成され
ている。
A
ダクト33の吹出口35にはカセット移載装置室用クリーンユニット(以下、第一クリ
ーンユニットという。)40が、垂直に配置されて全面をカバーするように建て込まれて
いる。第一クリーンユニット40はパーティクルを捕集するフィルタ(以下、パーティク
ルフィルタという。)41と複数のファン42とを備えており、パーティクルフィルタ4
1がファン42群の下流側になるように構成されている。ダクト33の中間部からはサブ
ダクト43が水平に分岐されており、サブダクト43の吹出口44はカセットポート12
の真上において下向きに開口されている。サブダクト43の吹出口44にはカセットポー
ト用クリーンユニット(以下、第二クリーンユニットという。)45が、水平に配置され
て全面をカバーするように建て込まれている。第二クリーンユニット45はパーティクル
フィルタ46と複数のファン47とを備えており、パーティクルフィルタ46がファン4
7群の下流側になるように構成されている。ダクト33の下端部からは第二のサブダクト
48が斜め下方向に分岐されており、第二のサブダクト48の吹出口は待機室用クリーン
ユニット(以下、第三クリーンユニットという。)49に接続されている。第三クリーン
ユニット49は、待機室19の略全面をカバーするように垂直に設置されている。詳細な
図示は省略するが、第三クリーンユニット49もパーティクルフィルタと複数のファンと
を備えており、パーティクルフィルタがファン群の下流側になるように構成されている。
A cassette transfer device room clean unit (hereinafter referred to as a first clean unit) 40 is installed vertically at the
1 is arranged downstream of the
It is opened downwards directly above. A cassette port clean unit (hereinafter referred to as a second clean unit) 45 is installed horizontally at the
It is comprised so that it may become the downstream of 7 groups. A
図2に示されているように、カセット移載装置設置室16の床面にはフロント排気ファ
ン50が左右方向に延在するように水平に敷設されており、待機室19の床面には一対の
排気ダクト51が左右に並べられて敷設されている。フロント排気ファン50の吹出口は
左右の排気ダクト51の吸入口にそれぞれ接続されており、左右の排気ダクト51の吹出
口は筐体11の外部において開口されている。待機室19の後端部の第三クリーンユニッ
ト49と反対側の片隅には、三台のリア排気ファン52が垂直線上において上中下段に並
べられて設置されており、リア排気ファン52は待機室19の雰囲気を吸い込んで待機室
19の外部に吹き出すように構成されている。
As shown in FIG. 2, a
図1に示されているように、ダクト33の中間部、第二クリーンユニット45の吹出口
付近、カセット移載装置設置室16の下部および待機室19の下部には、図3に示された
化学汚染物質検査装置60がそれぞれ設置されている。図3に示されているように、化学
汚染物質検査装置60は筐体11内の雰囲気を採取する採取管62を備えており、採取管
62の上流側端は筐体11におけるダクト33の中間部、第二クリーンユニット45の吹
出口付近、カセット移載装置設置室16の下部および待機室19の下部にそれぞれ開設さ
れた採取口61にそれぞれ接続されている。採取管62の下流側端は止め弁63を介して
供給管65が接続されている。供給管65の途中には不活性ガス導入管66が接続されて
おり、不活性ガス導入管66には止め弁67が介設されている。供給管65の下流側端に
は密閉容器68が接続されており、密閉容器68は密閉室69を形成している。密閉容器
68および供給管65の外側には温度調節器70が設置されており、温度調節器70はヒ
ータ等が使用されて構成されている。密閉容器68には排出管71が接続されており、排
出管71はポンプ72に接続されている。
As shown in FIG. 1, the intermediate portion of the
密閉室69にも温度調節器73が設置されており、温度調節器73は外側の温度調節器
70と連携されて温度コントローラ74(第一のコントローラ)によって制御されるよう
に構成されている。密閉室69には水晶振動子75が設置されており、水晶振動子75の
端子は密閉容器68を貫通して密閉室69の外部に引き出されている。水晶振動子75の
端子が接続された発振回路76には振動数検出部77が接続されており、振動数検出部7
7の出力側は化学汚染物質量制御部(以下、制御部という。)78(第二のコントローラ
)に接続されている。制御部78の出力側はコントローラ79に接続されており、コント
ローラ79の出力側にはブザーやランプおよびプリンタ等の出力装置79aが接続されて
いる。また、制御部78は、実際に有機物の質量や濃度を計算する演算部78aと予め測
定したデータを記憶する記憶部78bを有する。
A
7 is connected to a chemical contaminant control unit (hereinafter referred to as a control unit) 78 (second controller). The output side of the
次に、前記構成に係るCVD装置によるICの製造方法における成膜工程を説明する。 Next, a film forming process in the IC manufacturing method using the CVD apparatus according to the above configuration will be described.
図1に示されているように、カセット搬入搬出口14からカセットポート12に供給さ
れたカセット2は、保管棚15へカセット移載装置設置室16のカセット移載装置17に
よって搬送されて一時的に保管される。保管棚15に保管されたカセット2はカセット移
載装置17によって適宜にピックアップされて、ウェハポート18に搬送され移載される
。ウェハポート18のカセット2に収納された複数枚のウェハ1は、ウェハ移載装置20
によってボート23に移載されて装填(チャージング)される。
As shown in FIG. 1, the cassette 2 supplied from the cassette loading / unloading port 14 to the
Is transferred to the boat 23 and charged (charged).
指定されたウェハ1がボート23に装填されると、ボート23はボートエレベータ21
によって上昇されてプロセスチューブ26の処理室25に搬入される。ボート23が上限
に達すると、ボート23を保持したシールキャップ22の上面の周辺部がプロセスチュー
ブ26をシール状態に閉塞するため、処理室25は気密に閉じられた状態になる。
When the designated
And is carried into the
次いで、プロセスチューブ26の処理室25が気密に閉じられた状態で、所定の真空度
に排気管29によって真空排気され、ヒータユニット30によって所定の温度に加熱され
、所定の原料ガスがガス導入管28によって所定の流量だけ供給される。これにより、所
定のCVD膜がウェハ1に形成される。
Next, in a state where the
そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート23がボートエレベータ21に
よって下降されることにより、処理済みウェハ1を保持したボート23が待機室19にお
ける元の待機位置に搬出(ボートアンローディング)される。
When a preset processing time elapses, the boat 23 is lowered by the
待機室19に搬出されたボート23の処理済みウェハ1は、ボート23からウェハ移載
装置20によってピックアップされてウェハボート18に搬送され、ウェハボート18に
移載された空のカセット2に収納される。処理済のウェハ1が収納されたカセット2は、
保管棚15の指定された位置にカセット移載装置17によって搬送されて一時的に保管さ
れる。処理済みウェハ1を収納したカセット2は、保管棚15からカセットポート12へ
カセット移載装置17によって搬送される。カセットポート12に移載されたカセット2
は次工程へ搬送される。
The processed
The cassette is transferred to the designated position of the
Is conveyed to the next process.
以降、前述した作用が繰り返されてウェハ1がCVD装置10によってバッチ処理され
ていく。
Thereafter, the operation described above is repeated and the
以上のバッチ処理が実施されている際には、図2の矢印で示されているように、カセッ
ト移載装置設置室16、カセットポート12および待機室19にはクリーンエア53が第
一クリーンユニット40、第二クリーンユニット45および第三クリーンユニット49か
ら吹き出され、フロント排気ファン50およびリア排気ファン52によって吸い込まれて
一対の排気ダクト51から筐体11の外部に排気される。このクリーンエア53の流れに
より、カセット2やウェハ1の表面に付着したパーティクル、カセット移載装置17やウ
ェハ移載装置20およびボートエレベータ21の稼動によって発生したパーティクル等が
吹き落とされる。
When the above batch processing is carried out, as indicated by the arrows in FIG. 2, clean air 53 is supplied to the first clean unit in the cassette transfer
第一クリーンユニット40、第二クリーンユニット45および第三クリーンユニット4
9に接続されたダクト33の吸入口34にはケミカルフィルタユニット36が設置されて
いるため、第一クリーンユニット40、第二クリーンユニット45および第三クリーンユ
ニット49から吹き出されるクリーンエア53は酸性ガスやアルカリ性ガスおよび有機ガ
ス等の化学汚染物質を予め除去した状態になっている。
First
Since the
ところで、ケミカルフィルタ37は濾過材に化学添着剤を担持させた活性繊維を使用し
て物理的吸着と化学反応とにより、酸やアルカリ、有機物といった化学汚染物質を除去す
るものであるため、物理的吸着能力および化学反応能力が経時劣化する。ケミカルフィル
タ37の物理的吸着能力および化学反応能力が劣化すると、ケミカルフィルタ37が化学
汚染物質によって汚染される事態が発生し、ICの製造方法の歩留まりの低下等が引き起
こされる。
By the way, the
ところが、本実施の形態においては、ダクト33のクリーンエア53中の化学汚染物質
量の増加をケミカルフィルタユニット36の下流に設置された化学汚染物質検査装置60
によって測定することにより、ケミカルフィルタ37の化学汚染物質の除去能力低下の有
無を検査するとともに、検査の結果、ケミカルフィルタ37の化学汚染物質の除去能力低
下が有ると判定された場合には、その旨を警報し、ケミカルフィルタ37の交換時期を知
らせるだけでなく、さらに、ICの製造方法の歩留まりの低下等の発生を未然に防止する
ことができるようにしている。
However, in the present embodiment, an increase in the amount of chemical contaminants in the clean air 53 of the
In this case, the presence or absence of a decrease in the chemical contaminant removal ability of the
以下、化学汚染物質検査装置60の作用および効果を説明する。
水晶振動子75の振動数変化量は、次式(1)によって与えられる。
−Δf=Δm×(f2/N×A×ρ)・・・(1)
(1)式中、fは基本発振周波数、Δfは振動数変化量、Δmは振動子質量変化値、Nは
振動数定数、Aは振動子表面積、ρは水晶の密度である。
ここで、振動子質量変化値Δmは雰囲気中に存在する化学汚染物質が振動子表面に付着す
ることにより変化するため、化学汚染物質の変化量はΔmを演算することにより求めるこ
とができる。
ここで、ケミカルフィルタユニット36から化学汚染物質が吹き出されると、ケミカルフ
ィルタユニット36の下流に設置された化学汚染物質検査装置60の水晶振動子75には
化学汚染物質が付着するため、基本振動数fは減少する。すなわち、化学汚染物質検査装
置60の一定のサンプリング時間において、化学汚染物質の濃度が高いほど水晶振動子7
5の表面に付着する化学汚染物質の付着レートが高いため、低濃度の化学汚染物質の汚染
環境下では振動数変化量Δfは大きくなる。したがって、一定のサンプリング時間におけ
る振動数変化量Δfの値を演算することにより、次の(2)式から化学汚染物質の濃度を
求めることができる。
表面汚染量=係数×雰囲気濃度×{ 1−exp(−a×t)}・・・(2)
(2)式中、aは係数、tは時間である。よって、化学汚染物質検査装置60のコントロ
ーラ79にサンプリング時間における振動数変化量Δfに基準値を設定しておき、制御部
78からの振動数変化量Δfがその基準値を超えた場合には、コントローラ79は出力装
置79aに警報を発生させる信号を指令する。また、化学汚染物質検査装置60は雰囲気
濃度レベルを数段階(例、高・中・低)に分けて、告知するように構築することもできる
。
Hereinafter, the operation and effect of the chemical
The amount of change in the frequency of the
−Δf = Δm × (f 2 / N × A × ρ) (1)
In the equation (1), f is the fundamental oscillation frequency, Δf is the frequency change amount, Δm is the oscillator mass change value, N is the frequency constant, A is the oscillator surface area, and ρ is the crystal density.
Here, the vibrator mass change value Δm changes when chemical contaminants present in the atmosphere adhere to the vibrator surface, and thus the amount of change in chemical contaminants can be obtained by calculating Δm.
Here, when chemical contaminants are blown out from the
Since the deposition rate of chemical contaminants adhering to the surface 5 is high, the frequency change amount Δf increases in a contaminated environment of low-concentration chemical contaminants. Therefore, the concentration of the chemical pollutant can be obtained from the following equation (2) by calculating the value of the frequency change amount Δf at a certain sampling time.
Surface contamination amount = coefficient × atmosphere concentration × {1-exp (−a × t)} (2)
In the formula (2), a is a coefficient and t is time. Therefore, when the reference value is set for the frequency change amount Δf in the sampling time in the
さらに、本実施の形態においては、表1に示されているように、第一有機物A、第二有
機物B、第三有機物Cの水晶振動子から脱離する温度がTA℃、TB℃、TC℃(TA<
TB<TCとする。)であった場合において、表2に示されているように、水晶振動子7
5の温度を温度調節器73によって調節することにより、水晶振動子75に付着する有機
物A、有機物B、有機物Cを分類して、それぞれの有機物を検出できる。
Further, in the present embodiment, as shown in Table 1, the temperatures at which the first organic substance A, the second organic substance B, and the third organic substance C are desorbed are TA ° C., TB ° C., TC ℃ (TA <
Let TB <TC. ), As shown in Table 2, the crystal resonator 7
By adjusting the temperature 5 by the
図4を用いて水晶振動子75の運用について説明する。例えば、ダクト33の中間部に
設置された化学汚染物質検査装置60において有機物の検出を行うものとする。図4は振
動子の運用についてその温度を示したものであり、横軸に時間、縦軸には水晶振動子75
の温度を示している。まず、表面に何も付着していない振動子75を温度T0で時間te
だけ暴露する。このとき、図3に示された化学汚染物質検査装置では、止め弁63が開か
れダクト33に開設された採取口61から採取されたクリーンエア53が採取管62、供
給管65を通って、密閉室69に供給される。この間は表面に付着した有機物量(温度に
よっては水分も含む)に応じて、(1)の式に従い周波数が減少する。次に、温度安定、
周波数安定となる時間tcの周期で段階的に振動子温度をT0,T1,T2,T3,・・
・と上昇させていく。この際、温度に応じて有機物の脱離が生じる。最後に、振動子を繰
り返し使用するため、250℃以上の適切な温度で表面の清浄化を行う。
The operation of the
Shows the temperature. First, the
Just expose. At this time, in the chemical contaminant inspection apparatus shown in FIG. 3, the clean air 53 collected from the
The oscillator temperature is changed to T0, T1, T2, T3,... Stepwise in the period of time tc when the frequency becomes stable.
・ I will raise it. At this time, desorption of organic substances occurs depending on the temperature. Finally, in order to repeatedly use the vibrator, the surface is cleaned at an appropriate temperature of 250 ° C. or higher.
図5により、有機物の量および濃度の算出について説明する。図5(a)は図4で振動
子の温度を段階的に上げていく際に取得できる水晶振動子の温度vs周波数特性であり、
表面に汚染のない場合をfA(T)、表面に汚染のある場合をfB(T)として示している。
ここで、fA(T)の特性は、表面清浄化処理を行った後に、事前に温度特性を取得し制御
部78に記憶させておく。尚、汚染付着には時間がかかるため大気雰囲気でもデータは取
得できると考えられるが、この温度特性の取得は、汚染のないクリーンな環境において行
われるのが望ましい。fB(T)は表面に汚染物質が付着していることからfA(T)より周
波数が低く、T0からT4へと温度を上げていくうちに有機物が脱離し、高温になるにつ
れてfA(T)の特性に近づいていく。
The calculation of the amount and concentration of organic substances will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a temperature vs. frequency characteristic of the crystal resonator that can be acquired when the temperature of the resonator is increased stepwise in FIG.
A case where the surface is not contaminated is indicated as fA (T), and a case where the surface is contaminated is indicated as fB (T).
Here, the temperature characteristic of fA (T) is acquired in advance and stored in the
図5(b)は、図5(a)のfB(T)とfA(T)の差をとったもので、この差は各温度の
ときに、振動子表面に付着している有機物の質量に相当する。図5(c)は、図5(b)
の微分をとったものであり、加熱により振動子表面から脱離した有機物量に相当する。こ
の図において、横軸の温度は有機物の振動子の付着エネルギーに相当し、このエネルギー
は一般的に有機物の沸点に相当する。したがって、以上の解析を図3の制御部78で自動
的に行うことで、振動子に付着していた有機物の量を沸点により分類した形でその分布を
ユーザに告知することができる。
FIG. 5B shows the difference between fB (T) and fA (T) in FIG. 5A, and this difference is the mass of organic matter adhering to the vibrator surface at each temperature. It corresponds to. FIG. 5 (c) is similar to FIG. 5 (b).
This corresponds to the amount of organic matter desorbed from the surface of the vibrator by heating. In this figure, the temperature on the horizontal axis corresponds to the adhesion energy of the organic oscillator, and this energy generally corresponds to the boiling point of the organic substance. Therefore, by automatically performing the above analysis by the
水晶振動子75は化学汚染物質のほかに、水分が付着するので、温度、濃度により化学
汚染物質の検査(検出)結果に影響が出る可能性がある。この場合は、前述した化学汚染
物質の検査作業を実行する前に、水晶振動子75を温度調節器73によって水晶振動子7
5の清浄化温度すなわち水晶振動子75に付着した化学汚染物質を加熱脱離させる温度よ
りも低い温度をもって加熱することにより、水晶振動子75の表面に付着した水分を除去
する。このようにして、化学汚染物質検査装置60による検査の精度を高めることができ
る。尚、この水晶振動子75の表面に付着した水分を除去するための加熱温度としては、
70℃以上の任意の温度が好ましい。
In addition to chemical contaminants, the
The water adhering to the surface of the
Any temperature above 70 ° C. is preferred.
以上のようにしてダクト33に設置された化学汚染物質検査装置60によれば、ケミカル
フィルタ37の化学汚染物質の除去能力の低下の有無を検査するとともに、単位時間当た
りの振動数の変化量に基準値を設け、その値を超えた場合に警報を発する、もしくは沸点
で分類された有機物毎に濃度を知らせることができる。
According to the chemical
ところで、化学汚染物質の筐体11の内部への侵入としては、ケミカルフィルタ37の
経時劣化による侵入に限らず、筐体11の囲い壁の継ぎ目や隙間からの侵入、カセットポ
ート12のカセット搬入搬出口14からの侵入、待機室19のメンテナンス口19aから
の侵入等がある。したがって、カセットポート12、カセット移載装置設置室16、待機
室19における化学汚染物質量の変化を自動的にモニタリングすることが望ましい。
By the way, the intrusion of chemical pollutants into the housing 11 is not limited to the intrusion due to the deterioration of the
そこで、本実施の形態に係るCVD装置10においては、化学汚染物質検査装置60が
第二クリーンユニット45の吹出口付近、カセット移載装置設置室16の下部および待機
室19の下部にそれぞれ設置されている。これらの化学汚染物質検査装置60によってカ
セットポート12やカセット移載装置設置室16および待機室19における化学汚染物質
の量を検査することができるため、これらに侵入した化学汚染物質によるウェハ1の汚染
を防止することができ、ICの製造方法における歩留りの低下を未然に防止することがで
きる。なお、これらの化学汚染物質検査装置60の作用は前述したダクト33に設置され
た化学汚染物質検査装置60と同様であるので、詳細な説明は省略する。
Therefore, in the
尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種種に変更が可能であることはいうまでもない。例えば、本発明の実施においては振動子
の温度を制御するために用いる温度コントローラ74と有機物の量及び濃度を算出すると
きに用いる制御部78及びコントローラ79を別々に構成したが、当然、一つの制御装置
により行っても構わない。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It cannot be overemphasized that it can change into a kind in the range which does not deviate from the summary. For example, in the embodiment of the present invention, the
前記実施の形態では、予めfA(T)の特性を記憶部78bに記憶させておくようにした
が、図6のように、暴露する振動子とは別に設けた蓋付の振動子からfA(T)の特性を取
得するようにしてもよい。
In the embodiment, the characteristic of fA (T) is stored in advance in the
前記実施の形態では化学汚染物質検査装置を筐体内部雰囲気の採取口毎にそれぞれ設置し
た場合について説明したが、化学汚染物質検査装置は複数個の採取口で共用するようにし
てもよい。
In the above-described embodiment, the case where the chemical pollutant inspection device is installed for each sampling port of the atmosphere inside the casing has been described. However, the chemical pollutant testing device may be shared by a plurality of sampling ports.
前記実施の形態ではバッチ式縦型CVD装置の場合について説明したが、本発明はこれ
に限らず、バッチ式縦型拡散装置や枚葉式拡散・CVD装置やアニール装置等の熱処理装
置(furnace)や枚葉式プラズマCVD装置等の基板処理装置全般に適用すること
ができる。
In the above embodiment, the case of a batch type vertical CVD apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and a heat treatment apparatus (furnace) such as a batch type vertical diffusion apparatus, a single wafer diffusion / CVD apparatus, or an annealing apparatus. And can be applied to all substrate processing apparatuses such as single-wafer plasma CVD apparatuses.
1 ウェハ(基板)
10 CVD装置(基板処理装置)
11 筐体
25 処理室
26 プロセスチューブ
60 化学汚染物質検査装置
68 密閉容器
69 密閉室
70、73 温度調整器
74 温度コントローラ
75 水晶振動子
77 振動検出部
78 化学汚染物質量制御部
79 コントローラ
1 Wafer (substrate)
10 CVD equipment (substrate processing equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11
Claims (3)
この筐体の内部に設置され、筐体内部雰囲気に晒される振動子と、
前記振動子を加熱する加熱手段と、
前記振動子の発振周波数を検出する検出部と、
前記振動子の温度を段階的に上昇させる様に前記加熱手段を制御する第一の制御手段と、
前記各段階における振動子の発振周波数を前記検出部よりそれぞれ検出することにより、
沸点の異なる複数種類の有機物の量又は/及び濃度を、それぞれ算出するよう制御する第
二の制御手段と、
を有する基板処理装置。 A housing that houses a process tube that forms a processing chamber for processing a substrate;
A vibrator that is installed inside the housing and exposed to the atmosphere inside the housing;
Heating means for heating the vibrator;
A detector for detecting an oscillation frequency of the vibrator;
First control means for controlling the heating means so as to raise the temperature of the vibrator stepwise;
By detecting the oscillation frequency of the vibrator in each stage from the detection unit,
A second control means for controlling to calculate the amounts or / and concentrations of a plurality of types of organic substances having different boiling points,
A substrate processing apparatus.
前記振動子の温度を段階的に上昇させるとともに、各段階における前記振動子の発振周波
数を、それぞれ検出する工程と、
前記検出した結果から、沸点の異なる複数種類の有機物の量又は/及び濃度を算出する工
程と、
筐体内に設けられた処理室に基板を搬入する工程と、
前記反応炉内で基板を処理する工程と、
前記反応炉内から、処理後の基板を搬出する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Exposing the vibrator provided in the housing to the atmosphere in the housing;
Increasing the temperature of the vibrator in stages, and detecting the oscillation frequency of the vibrator in each stage;
From the detected result, calculating the amount or / and concentration of a plurality of types of organic substances having different boiling points;
Carrying a substrate into a processing chamber provided in the housing;
Processing the substrate in the reactor;
And a step of carrying out the processed substrate from the inside of the reaction furnace.
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JP2003388662A JP2005150562A (en) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | Substrate processing device and method for manufacturing semiconductor device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007173805A (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Asml Netherlands Bv | System and method of detecting at least one contamination species in lithography device |
-
2003
- 2003-11-19 JP JP2003388662A patent/JP2005150562A/en active Pending
Cited By (2)
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JP2007173805A (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Asml Netherlands Bv | System and method of detecting at least one contamination species in lithography device |
JP4503582B2 (en) * | 2005-12-20 | 2010-07-14 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. | System and method for detecting at least one contaminant species in a lithographic apparatus |
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