JP2005317900A - Vacuum equipment, its particle monitoring method, program and particle monitoring window member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パーティクルモニタが設けられた真空装置、そのパーティクルモニタ方法、及びプログラム、並びにパーティクルモニタ用窓部材に関する。 The present invention relates to a vacuum apparatus provided with a particle monitor, a particle monitoring method thereof, a program, and a particle monitor window member.
半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という)にエッチング処理等の製品化処理を施すためにプラズマを用いる半導体製造装置(図10)が使用されている。製品化処理において発生したパーティクルが製品化されたウェハに付着して汚染されると歩留まりが低下するので、半導体製造装置には高い清浄度が要求される。 2. Description of the Related Art A semiconductor manufacturing apparatus (FIG. 10) using plasma is used to perform a commercialization process such as an etching process on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”). When particles generated in the commercialization process adhere to and contaminate the commercialized wafer, the yield decreases, so that high cleanliness is required for the semiconductor manufacturing apparatus.
図10は、従来の半導体製造装置の構成を概略的に示す図である。 FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional semiconductor manufacturing apparatus.
図10において、半導体製造装置800は、ウェハに製品化処理を施すための円筒形容器から成るプロセスチャンバ810を備える。プロセスチャンバ810の内部には、高電圧(HV:High Voltage)が印加可能な電極が埋設されたウェハステージが設けられており、このウェハステージにウェハが載置される。プロセスチャンバ800の上部には貫通孔が複数個設けられたシャワーヘッド811aが配置され、シャワーヘッド811aは、これらの貫通孔を介して製品化処理において使用される腐食性の処理用ガス(プロセスガス)をプロセスチャンバ810内に導入する。
In FIG. 10, a
また、プロセスチャンバ810には、上部に、パージガスを導入するための管状部材から成る吸気ラインが接続されており、この吸気ラインには、プロセスチャンバ810に供給すべきパージガスの流量を規制するバルブ811が設けられている。下部には、細い管状部材から成る粗引きライン820と、太い管状部材から成る主真空引きライン830とが接続されており、粗引きライン820と主真空引きライン830とは排気ラインに合流する。
The
粗引きライン820には、排気ラインを介してプロセスチャンバ810内のガスを排出するドライポンプ(DP:Dry Pump)822と、ドライポンプ822によって排出されるガスの流量を規制するバルブ821とが設けられている。
The
主真空引きライン830には、プロセスチャンバ810側から順に、自動圧力調整装置(APC:Auto Pressure Controller)831、ゲートバルブであるアイソレーションバルブ(ISO:Isolation Valve)832、ドライポンプ822よりも排気量が大きいターボ分子ポンプ(TMP:Turbo-Molecular Pump)833が設けられている。
From the
半導体製造装置800において、製品化処理のためにプロセスチャンバ810内を減圧するときは、粗引きライン820を介してプロセスチャンバ810を排気してバルブ821を閉じた後に、主真空引きライン830を介してプロセスチャンバ810を所望の真空度にする。製品化処理においてエッチング処理を行うときは高真空が要求される。製品化処理中においては、真空度を維持するために主真空引きライン830を介した排気は継続される。
In the
製品化処理終了後に、吸気ラインを介してパージガスをプロセスチャンバ810に供給して排気ラインを介して排気することにより、プロセスチャンバ810内を浮遊しているパーティクルをプロセスチャンバ810からパージガスと共に排出して、プロセスチャンバ810をパージガス洗浄する(例えば、特許文献1参照)。
After the commercialization process is completed, purge gas is supplied to the
また、プロセスチャンバ810の清浄度を評価するために、市販されている光学式のパーティクルモニタ装置(PM:particle monitoring device)(不図示)を設置して、パーティクルをモニタする試みがなされている。
In order to evaluate the cleanliness of the
パーティクルモニタ装置は、製品化処理中に排出されるパーティクルをリアルタイムにモニタするために、主真空引きライン830上の自動圧力調整装置831とプロセスチャンバ810との間、自動圧力調整装置831とアイソレーションバルブ832との間、又はプロセスチャンバ810に設置されることが多い。
In order to monitor particles discharged during the commercialization process in real time, the particle monitor device is isolated between the
また、パーティクルモニタ装置は、特にガラス製のレンズ等の部品が腐食性のプロセスガスによって腐食され易く、例えば、使用を開始して1週間後にはガラス製の部品が白化する。したがって、当該部品の交換やメンテナンスが必要となり、半導体製造装置800のコストが高騰化するだけでなく、稼働時間が減少する。これに対しては、パーティクルモニタ装置を粗引きライン820上に設置することにより、パーティクルモニタ装置のガラス製の部品が腐食することを防止することができる。
Further, in the particle monitoring device, particularly, parts such as a glass lens are easily corroded by a corrosive process gas. For example, the glass part is whitened one week after the start of use. Accordingly, replacement and maintenance of the parts are necessary, and not only the cost of the
パーティクルモニタ装置は、高真空下で例えば20m/secの高速で移動するパーティクルをモニタすることが困難であるため、パーティクル検出確率を向上させるために、太い管状部材から成る主真空引きライン830などの排気ラインを通過するガスの流量面積を規制してパーティクルをモニタする技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
Since it is difficult for the particle monitoring device to monitor particles moving at a high speed of, for example, 20 m / sec under high vacuum, in order to improve the particle detection probability, a main
また、図10の半導体製造装置800は、プロセスチャンバ810に対面するように設けられた石英ガラス(SiO2)から成る透明な窓部材(不図示)を備え、この窓部材は、例えばプロセスチャンバ810内にマイクロ波を導入するための窓として機能する。
Further, the
窓部材を構成する石英ガラスがフッ素系プラズマ雰囲気に曝されると、石英ガラス中のケイ素(Si)原子がフッ素系プラズマに含まれるフッ素ラジカルなどの活性な分子と反応してフッ化ケイ素(SiF4)として揮発しウェハを汚染したり、窓部材が表面から浸食され曇りを生じたりする(劣化)。 When the quartz glass constituting the window member is exposed to a fluorine-based plasma atmosphere, silicon (Si) atoms in the quartz glass react with active molecules such as fluorine radicals contained in the fluorine-based plasma to react with silicon fluoride (SiF). 4 ) Volatilizes and contaminates the wafer, and the window member is eroded from the surface to cause fogging (deterioration).
この劣化を抑制するために、通常は、石英ガラスを加熱している。また、窓部材の劣化を抑制するために、アルミナ(Al2O3)及び石英から成る第2の相の中に石英から成る第1の相が分散された部材から成る窓部材も提案されている(例えば、特許文献3参照)。また、窓部材ではないが、ペルジャー、フォーカスリングなどのプロセスチャンバ内に使用される部品として、シリカ(SiO2)にアルミニウム(Al)を含有させて溶融し、シリカ及びアルミナのアモルファス状態にした材料が提案されている(例えば、特許文献4参照)。いずれの技術も所定の部材にアルミニウムを含有させることにより、フッ素系プラズマや活性な分子に対する耐性を向上させている。
しかしながら、上記特許文献1,2記載の技術では、プロセスチャンバ810から排出されるガスと共に移動するパーティクルをモニタするだけであるので、プロセスチャンバ810の内壁に付着しているデポジット(堆積物)をモニタすることができない。
However, since the techniques described in Patent Documents 1 and 2 only monitor particles that move together with the gas discharged from the
デポジットは、製品化処理中等に該内壁から剥離してウェハを汚染する原因となるので、デポジットを積極的にパーティクルとしてモニタすることにより、プロセスチャンバ810の清浄度をより正確に評価することが求められる。
Deposits cause separation from the inner wall during productization processing and the like to contaminate the wafer. Therefore, it is required to more accurately evaluate the cleanliness of the
また、窓部材の劣化を抑制するために加熱すると、半導体製造装置800の内部に設けられた電気回路に不具合が発生したり、レーザ装置の劣化を促進させたりする。
Further, when heating is performed to suppress the deterioration of the window member, a failure occurs in the electric circuit provided in the
さらには、上述したような所定の部材にアルミニウムを含有させる技術では、シリカ又は石英中にアルミニウム原子が分散された状態にあるので、表面において効率的に耐プラズマ性や活性な分子に対する耐性を発揮することができず、該所定の部材の交換頻度が高くなる。その結果、交換に要する時間が長くなって半導体製造装置800の生産性が低下すると共に、交換費用が上昇して半導体製造装置800のコストが上昇する。さらには、半導体製造装置800の生産性低下の防止やコスト抑制の観点から、半導体製造装置800の、例えば主真空引きラインに接続されるパーティクルモニタ装置が備えるパーティクルモニタ用窓部材もその交換頻度が低いことが求められる。
Furthermore, in the technology for incorporating aluminum into the predetermined member as described above, since aluminum atoms are dispersed in silica or quartz, plasma resistance and resistance to active molecules are efficiently exhibited on the surface. This cannot be done, and the frequency of replacement of the predetermined member increases. As a result, the time required for the replacement becomes longer, the productivity of the
本発明の第1の目的は、剥離し易いデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、真空装置の清浄度を正確に評価することができる真空装置、そのパーティクルモニタ方法、及びプログラムを提供することにある。 A first object of the present invention is to provide a vacuum apparatus, a particle monitoring method thereof, and a program capable of reliably monitoring particles including deposits that are easily peeled off and accurately evaluating the cleanliness of the vacuum apparatus. It is in.
本発明の第2の目的は、効率的に活性な分子に対する耐性を発揮して交換頻度を低下させることができるパーティクルモニタ用窓部材を提供することにある。 The second object of the present invention is to provide a particle monitor window member that can exhibit resistance to active molecules efficiently and reduce the exchange frequency.
上記第1の目的を達成するために、請求項1記載の真空装置は、所定の空間を画成する容器と、前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気手段と、前記排気管に設けられ、前記排出されるガスの流量を規制する少なくとも1つの排気規制手段と、前記少なくとも1つの排気規制手段と前記排気手段の間において前記排気管に設けられ、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタ手段とを備える真空装置において、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージ手段と、前記パージ手段と前記容器との間において前記供給管に設けられ、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制手段とを備え、前記供給規制手段は、前記少なくとも1つの排気規制手段が前記ガスの排出を許容しているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。 In order to achieve the first object, the vacuum apparatus according to claim 1 is a container that defines a predetermined space, an exhaust unit that exhausts gas in the container through a predetermined exhaust pipe, and At least one exhaust regulating means for regulating a flow rate of the exhausted gas provided in the exhaust pipe; and provided in the exhaust pipe between the at least one exhaust regulating means and the exhaust means, and particles in the exhaust pipe In a vacuum device comprising a particle monitoring means for monitoring the purge means for supplying a purge gas into the container via a predetermined supply pipe, provided in the supply pipe between the purge means and the container, Supply restriction means for restricting the flow rate of the purge gas to be supplied, wherein the supply restriction means allows the at least one exhaust restriction means to discharge the gas. The Rutoki, starting the supply of the purge gas, the particles to be the monitor, characterized in that it comprises particles liberated in the container by the supply of the purge gas.
請求項2記載の真空装置は、請求項1記載の真空装置において、前記容器内に腐食性の処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段と、前記処理用ガスを排出する他の排気手段とを備え、前記少なくとも1つの排気規制手段は、前記他の排気手段により前記処理用ガスを排出しているときに、前記ガスの排出を禁止することを特徴とする。 A vacuum apparatus according to claim 2 is the vacuum apparatus according to claim 1, wherein a processing gas supply means for supplying a corrosive processing gas into the container, and another exhaust means for discharging the processing gas. The at least one exhaust restriction unit prohibits the discharge of the gas when the processing gas is discharged by the other exhaust unit.
請求項3記載の真空装置は、請求項1又は2記載の真空装置において、前記供給規制手段は、前記パージガスの圧力値が前記容器内の圧力値の2倍以上となるように、前記供給されるパージガスの流量を規制することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the vacuum device according to the first or second aspect, the supply restricting means supplies the supply gas so that the pressure value of the purge gas is twice or more the pressure value in the container. The flow rate of the purge gas is regulated.
請求項4記載の真空装置は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の真空装置において、前記容器内に放電する電力供給手段を備え、前記電力供給手段は、前記少なくとも1つの排気規制手段が前記ガスの排出を許容しているときに、前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。 A vacuum device according to claim 4 is the vacuum device according to any one of claims 1 to 3, further comprising power supply means for discharging into the container, wherein the power supply means includes the at least one exhaust restriction. The discharge is started when the means allows the gas to be discharged, and the particles to be monitored include particles released into the container by the discharge.
上記第1の目的を達成するために、請求項5記載の真空装置は、所定の空間を画成する容器と、前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気手段と、前記排気管に設けられ、前記排出されるガスの流量を規制する少なくとも1つの排気規制手段と、前記少なくとも1つの排気規制手段と前記排気手段の間において前記排気管に設けられ、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタ手段とを備える真空装置において、前記容器内に放電する電力供給手段を備え、前記電力供給手段は、前記少なくとも1つの排気規制手段が前記ガスの排出を許容しているときに、前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。
In order to achieve the first object, the vacuum device according to
請求項6記載の真空装置は、請求項5記載の真空装置において、前記電力供給手段は、前記放電により前記容器内に電磁応力を発生させることを特徴とする。 A vacuum apparatus according to a sixth aspect is the vacuum apparatus according to the fifth aspect, wherein the power supply means generates electromagnetic stress in the container by the discharge.
請求項7記載の真空装置は、請求項5又は6記載の真空装置において、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージ手段と、前記パージ手段と前記容器との間において前記供給管に設けられ、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制手段とを備え、前記供給規制手段は、前記少なくとも1つの排気規制手段が前記ガスの排出を許容しているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。
The vacuum apparatus according to claim 7 is the vacuum apparatus according to
上記第1の目的を達成するために、請求項8記載のパーティクルモニタ方法は、所定の空間を画成する容器を備える真空容器のパーティクルモニタ方法であって、前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップとを有するパーティクルモニタ方法において、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージステップと、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制ステップとを有し、前記供給規制ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記ガスの排出が許容されているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。 In order to achieve the first object, a particle monitoring method according to claim 8 is a particle monitoring method for a vacuum container including a container that defines a predetermined space, and the gas in the container is exhausted to a predetermined level. In a particle monitoring method comprising an exhaust step for exhausting through a pipe and a particle monitor step for monitoring particles in the exhaust pipe, an exhaust regulating step for regulating the flow rate of the exhausted gas, and a purge gas in the container A purge step for supplying the gas through a predetermined supply pipe; and a supply regulation step for regulating a flow rate of the supplied purge gas. In the supply regulation step, discharge of the gas is permitted in the exhaust regulation step. The purge gas supply is started when the Characterized in that it comprises particles liberated in the container by the supply of gas.
請求項9記載のパーティクルモニタ方法は、請求項8記載のパーティクルモニタ方法において、前記容器内に腐食性の処理用ガスを供給する処理用ガス供給ステップと、前記処理用ガスを排出する他の排気ステップとを有し、前記排気規制ステップでは、前記他の排気ステップにおいて前記処理用ガスを排出しているときに、前記ガスの排出を禁止することを特徴とする。 The particle monitoring method according to claim 9 is the particle monitoring method according to claim 8, wherein a processing gas supply step for supplying a corrosive processing gas into the container and another exhaust for discharging the processing gas. And the exhaust restriction step prohibits the discharge of the gas when the processing gas is discharged in the other exhaust step.
請求項10記載のパーティクルモニタ方法は、請求項8又は9記載のパーティクルモニタ方法において、前記供給規制ステップでは、前記パージガスの圧力値が前記容器内の圧力値の2倍以上となるように、前記供給されるパージガスの流量を規制することを特徴とする。
The particle monitoring method according to
請求項11記載のパーティクルモニタ方法は、請求項8乃至10のいずれか1項に記載のパーティクルモニタ方法において、前記容器内に放電する放電ステップを有し、前記放電ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記ガスの排出が許容されているときに、前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。 The particle monitoring method according to claim 11, wherein the particle monitoring method according to any one of claims 8 to 10 includes a discharging step of discharging into the container, wherein the discharging step includes: The discharge is started when the gas discharge is allowed, and the monitored particles include particles released into the container by the discharge.
上記第1の目的を達成するために、請求項12記載のパーティクルモニタ方法は、所定の空間を画成する容器を備える真空装置のパーティクルモニタ方法であって、前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップとを有するパーティクルモニタ方法において、前記容器内に放電する放電ステップを有し、前記放電ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記ガスの排出が許容されているときに、前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。 In order to achieve the first object, a particle monitoring method according to claim 12 is a particle monitoring method for a vacuum apparatus including a container that defines a predetermined space, and the gas in the container is exhausted to a predetermined level. In a particle monitoring method, comprising: an exhaust step for exhausting through a pipe; an exhaust control step for regulating the flow rate of the exhausted gas; and a particle monitor step for monitoring particles in the exhaust pipe. A discharge step, and in the discharge step, when discharge of the gas is permitted in the exhaust restriction step, the discharge is started, and the monitored particles are released into the container by the discharge. It is characterized by containing particles.
請求項13記載のパーティクルモニタ方法は、請求項12記載のパーティクルモニタ方法において、前記放電ステップでは、前記放電により前記容器内に電磁応力を発生させることを特徴とする。 A particle monitoring method according to a thirteenth aspect is the particle monitoring method according to the twelfth aspect, wherein in the discharging step, electromagnetic stress is generated in the container by the discharging.
請求項14記載のパーティクルモニタ方法は、請求項12又は13記載のパーティクルモニタ方法において、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージステップと、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制ステップとを有し、前記供給規制ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記ガスの排出が許容されているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。 A particle monitoring method according to claim 14 is the particle monitoring method according to claim 12 or 13, wherein a purge step for supplying purge gas into the container through a predetermined supply pipe and a flow rate of the supplied purge gas are regulated. The supply regulation step, and in the supply regulation step, when the gas discharge is permitted in the exhaust regulation step, the supply of the purge gas is started, and the monitored particles It is characterized by containing particles released in the container by supply.
上記第1の目的を達成するために、請求項15記載のプログラムは、所定の空間を画成する容器を備える真空容器のパーティクルモニタ方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気モジュールと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタモジュールと、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制モジュールと、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージモジュールと、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制モジュールとを備え、前記供給規制モジュールは、前記排気規制モジュールが前記ガスの排出を許容しているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。 In order to achieve the first object, a program according to claim 15 is a program for causing a computer to execute a particle monitoring method for a vacuum container including a container that defines a predetermined space, wherein the gas in the container is stored. An exhaust module that discharges the exhaust gas through a predetermined exhaust pipe, a particle monitor module that monitors particles in the exhaust pipe, an exhaust control module that regulates the flow rate of the exhausted gas, and a purge gas in the container A purge module that is supplied via a supply pipe; and a supply regulation module that regulates a flow rate of the supplied purge gas. The supply regulation module is configured to allow the gas to be discharged by the exhaust regulation module. The purge gas supply is started, and the monitored particles Characterized in that it comprises particles liberated in the container by a sheet.
上記第1の目的を達成するために、請求項16記載のプログラムは、所定の空間を画成する容器を備える真空装置のパーティクルモニタ方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気モジュールと、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制モジュールと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタモジュールと、前記容器内に放電する放電モジュールを備え、前記放電モジュールは、前記排気規制モジュールが前記ガスの排出を許容しているときに、前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。 In order to achieve the first object, a program according to claim 16 is a program for causing a computer to execute a particle monitoring method of a vacuum apparatus including a container that defines a predetermined space, the gas in the container being An exhaust module that discharges gas through a predetermined exhaust pipe, an exhaust control module that regulates the flow rate of the exhausted gas, a particle monitor module that monitors particles in the exhaust pipe, and a discharge module that discharges into the container The discharge module starts the discharge when the exhaust restriction module allows the gas to be discharged, and the monitored particles include particles released into the container by the discharge. It is characterized by that.
上記第2の目的を達成するために、請求項17記載のパーティクルモニタ用窓部材は、所定の空間を画成する筐体と、当該筐体内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタ装置との間に設けられる透明な基材から成るパーティクルモニタ用窓部材において、前記基材は、透明なベースと、該ベースにおける前記筐体内のガスに対面する面に所定の処理が施された表面処理層とから成ることを特徴とする。
In order to achieve the second object, a particle monitor window member according to
請求項18記載の窓部材は、請求項17記載の窓部材において、前記表面処理層は、炭素、イットリウム、イットリア、及びフッ化カルシウムから成る材料の群から選択された一の材料を含有することを特徴とする。
The window member according to claim 18 is the window member according to
請求項19記載の窓部材は、請求項18記載の窓部材において、前記炭素は、結晶状ダイヤモンド又はダイヤモンド状炭素から成ることを特徴とする。 The window member according to claim 19 is the window member according to claim 18, wherein the carbon is made of crystalline diamond or diamond-like carbon.
請求項20記載の窓部材は、請求項18又は19記載の窓部材において、前記一の材料は、その含有量が前記表面処理層の全質量において10〜100質量%の範囲内であることを特徴とする。
The window member according to
請求項21記載の窓部材は、請求項17記載の窓部材において、前記表面処理層はアルミニウム又はアルミナを含有することを特徴とする。
The window member according to claim 21 is the window member according to
請求項22記載の窓部材は、請求項21記載の窓部材において、前記アルミニウム又はアルミナは、その含有量が前記表面処理層の全質量において10〜100質量%の範囲内であることを特徴とする。 The window member according to claim 22 is the window member according to claim 21, wherein the content of the aluminum or alumina is in the range of 10 to 100% by mass in the total mass of the surface treatment layer. To do.
請求項23記載の窓部材は、請求項17乃至22のいずれか1項に記載の窓部材において、前記所定の処理はコーティングであることを特徴とする。
The window member according to claim 23 is the window member according to any one of
請求項24記載の窓部材は、請求項17乃至22のいずれか1項に記載の窓部材において、前記所定の処理はドーピングであることを特徴とする。
The window member according to claim 24 is the window member according to any one of
請求項25記載の窓部材は、請求項17乃至24のいずれか1項に記載の窓部材において、前記表面処理層は、その厚さが100nm〜10μmの範囲内にあることを特徴とする。
The window member according to claim 25 is the window member according to any one of
請求項26記載の窓部材は、請求項17乃至25のいずれか1項に記載の窓部材において、前記ベースはケイ素を主成分とするガラスから成り、前記表面処理層は前記筐体内のガスに含まれる活性な分子に曝されることを特徴とする。
The window member according to claim 26 is the window member according to any one of
上記第2の目的を達成するために、請求項27記載のパーティクルモニタ用窓部材は、所定の空間を画成する筐体と、当該容器内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタ装置との間に設けられる透明な基材から成るパーティクルモニタ用窓部材において、前記基材はフッ化カルシウムから成ることを特徴とする。 In order to achieve the second object, the particle monitoring window member according to claim 27 is provided between a housing that defines a predetermined space and a particle monitoring device that monitors particles in the container. In the particle monitor window member made of a transparent base material, the base material is made of calcium fluoride.
請求項28記載の窓部材は、請求項17乃至27のいずれか1項に記載の窓部材において、前記筐体は容器又は配管から成ることを特徴とする。 A window member according to a twenty-eighth aspect is the window member according to any one of the seventeenth to twenty-seventh aspects, wherein the casing is formed of a container or a pipe.
請求項1記載の真空装置、請求項8記載の真空装置のパーティクルモニタ方法、又は請求項15記載のプログラムによれば、ガスの排出が許容されているときに開始したパージガスの供給により容器内に遊離したパーティクルがモニタされるので、剥離し易いデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、真空装置の清浄度を正確に評価することができる。 According to the vacuum device according to claim 1, the particle monitoring method for a vacuum device according to claim 8, or the program according to claim 15, the supply of purge gas started when gas discharge is allowed into the container. Since the released particles are monitored, it is possible to reliably monitor particles including deposits that are easily peeled off, and to accurately evaluate the cleanliness of the vacuum apparatus.
請求項2記載の真空装置又は請求項9記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、処理用ガスが他の排気管を介して排出されているときに排気管を介したガスの排出を禁止して、パーティクルモニタ装置が腐食されるのを防止して長寿命化することができる。 According to the particle monitoring method of the vacuum device according to claim 2 or the vacuum device according to claim 9, the discharge of gas through the exhaust pipe is prohibited when the processing gas is exhausted through another exhaust pipe. Thus, the particle monitor device can be prevented from being corroded and the life can be extended.
請求項3記載の真空装置又は請求項10記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、パージガスの圧力値が容器内の圧力値の2倍以上となるように供給されるパージガスの流量を規制するので、容器内に確実に衝撃波を発生させて、デポジットを確実に剥離させることができる。
According to the vacuum device according to claim 3 or the particle monitoring method of the vacuum device according to
請求項4記載の真空装置又は請求項11記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、パージガスの供給により遊離したパーティクルに加えて、ガスの排出を許容しているときに開始した放電により容器内に遊離したパーティクルがモニタされるので、剥離し易いデポジットを含むパーティクルをより確実にモニタして、真空装置の清浄度をより正確に評価することができる。 According to the particle monitoring method of the vacuum device according to claim 4 or the vacuum device according to claim 11, in addition to the particles released by the supply of the purge gas, the inside of the container is caused by the discharge that is started when the gas discharge is allowed. Therefore, the particles including deposits that easily peel off can be more reliably monitored, and the cleanliness of the vacuum apparatus can be more accurately evaluated.
請求項5記載の真空装置、請求項12記載の真空装置のパーティクルモニタ方法、又は請求項16記載のプログラムによれば、ガスの排出を許容しているときに開始した放電により容器内に遊離したパーティクルがモニタされるので、剥離し易いデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、真空装置の清浄度を正確に評価することができる。
According to the vacuum device according to
請求項6記載の真空装置又は請求項13記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、放電により容器内に電磁応力を発生させるので、デポジットを確実に剥離させることができる。 According to the particle monitoring method of the vacuum device according to the sixth aspect or the vacuum device according to the thirteenth aspect, since the electromagnetic stress is generated in the container by the discharge, the deposit can be reliably peeled off.
請求項7記載の真空装置又は請求項14記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、ガスの排出を許容しているときに開始した放電により容器内に遊離したパーティクルに加えて、パージガスの供給により遊離したパーティクルがモニタされるので、剥離し易いデポジットを含むパーティクルをより確実にモニタして、真空装置の清浄度をより正確に評価することができる。 According to the vacuum monitor of claim 7 or the particle monitor method of the vacuum device of claim 14, supply of purge gas in addition to particles released into the container by discharge started when gas discharge is allowed Since the released particles are monitored by the above, it is possible to more reliably monitor particles including deposits that are easily peeled off, and more accurately evaluate the cleanliness of the vacuum apparatus.
請求項17記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、透明な基材が、透明なベースと、該ベースにおける容器内のガスに対面する面に所定の処理が施された表面処理層とから成るので、効率的に活性な分子に対する耐性を発揮することができ、交換頻度を低下させることができる。
According to the particle monitor window member according to
請求項18記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、表面処理層が、炭素、イットリウム、イットリア、及びフッ化カルシウムから成る材料の群から選択された一の材料を含有するので、表面処理層において活性な分子に対する耐性をより効率的に発揮して、交換頻度を確実に低下させることができる。 According to the particle monitor window member of claim 18, since the surface treatment layer contains one material selected from the group of materials consisting of carbon, yttrium, yttria, and calcium fluoride, The resistance to active molecules can be more efficiently exhibited, and the exchange frequency can be reliably reduced.
請求項20記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、表面処理層を構成する材料の含有量が表面処理層の全質量において10〜100質量%の範囲内であるので、活性な分子に対する耐性を向上させることができる。
According to the particle monitor window member according to
請求項21記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、表面処理層がアルミニウム又はアルミナを含有するので、表面処理層において活性な分子に対する耐性をより効率的に発揮して、交換頻度を確実に低下させることができる。 According to the particle monitor window member according to claim 21, since the surface treatment layer contains aluminum or alumina, the surface treatment layer more effectively exhibits resistance to active molecules, and the replacement frequency is reliably reduced. Can be made.
請求項22記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、アルミニウム又はアルミナの含有量が表面処理層の全質量において10〜100質量%の範囲内であるので、活性な分子に対する耐性を向上させることができる。 According to the particle monitor window member according to claim 22, since the content of aluminum or alumina is in the range of 10 to 100% by mass in the total mass of the surface treatment layer, the resistance to active molecules can be improved. it can.
請求項23記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、所定の処理がコーティングであるので、ベース上に表面処理層を容易に設けることができる。 According to the particle monitor window member of the twenty-third aspect, since the predetermined treatment is coating, the surface treatment layer can be easily provided on the base.
請求項24記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、所定の処理がドーピングであるので、ベース上に表面処理層を確実に設けることができる。 According to the particle monitor window member of the twenty-fourth aspect, since the predetermined treatment is doping, the surface treatment layer can be reliably provided on the base.
請求項25記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、表面処理層の厚さが100nm〜10μmの範囲内にあるので、活性な分子に対する耐性を向上させることができる。 According to the particle monitor window member of claim 25, since the thickness of the surface treatment layer is in the range of 100 nm to 10 μm, the resistance to active molecules can be improved.
請求項26記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、ベースがケイ素を主成分とするガラスから成り、表面処理層が容器内に生成されたプラズマ雰囲気に曝されるので、ケイ素がプラズマ雰囲気に曝されるのを防止しつつ表面処理層において活性な分子に対する耐性をより効率的に発揮して、交換頻度を確実に低下させることができる。 According to the particle monitor window member of claim 26, since the base is made of glass containing silicon as a main component and the surface treatment layer is exposed to the plasma atmosphere generated in the container, the silicon is exposed to the plasma atmosphere. It is possible to more efficiently exhibit the resistance to active molecules in the surface treatment layer while preventing the occurrence of the occurrence of the occurrence, and to reliably reduce the exchange frequency.
請求項27記載のパーティクルモニタ用窓部材によれば、透明な基材がフッ化カルシウムから成るので、活性な分子に対する耐性を効率的に発揮して、交換頻度を低下させることができる。 According to the particle monitor window member of the twenty-seventh aspect, since the transparent base material is made of calcium fluoride, the resistance to active molecules can be efficiently exhibited and the replacement frequency can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る真空装置を備える半導体製造装置の構成を概略的に示す図である。 FIG. 1 schematically shows a configuration of a semiconductor manufacturing apparatus including a vacuum apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1において、半導体製造装置1000は、被処理体としての半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という)に対して、エッチングやスパッタリング、CVD(化学気相成長)等のプラズマを用いた製品化処理を施すための円筒形容器から成るプロセスチャンバ100(真空装置)を備える。プロセスチャンバ100は、ウェハを搬送するアームを備えるロードロックチャンバに接続され、該ロードロックチャンバのアームによりウェハがプロセスチャンバ100に搬入される。
In FIG. 1, a
プロセスチャンバ100は、製品化処理に必要な空間を画成するチャンバ壁110と、プロセスチャンバ100の内部においてチャンバ壁110の下部上面に載置されたウェハステージ120とを備える。プロセスチャンバ100の内部には、高電圧電源112に接続された電極113が埋設されており、電極113は、高電圧電源112から印加された高電圧HVにより、上記アームによりウェハステージ120の上面に載置されたウェハをウェハステージ120に静電的に吸着(チャック)する。プロセスチャンバ100の上部には貫通孔が複数個設けられたシャワーヘッド120aが配置され、シャワーヘッド120aは、これらの貫通孔を介して製品化処理において使用される腐食性の処理用ガス(プロセスガス)をプロセスチャンバ内に導入する。
The
また、プロセスチャンバ100には、上部に、パージガスを導入するための管状部材から成る吸気ラインが接続されており、吸気ラインには、プロセスチャンバ100に供給すべきパージガスの流量を規制するバルブ120が設けられている。
In addition, an intake line made of a tubular member for introducing purge gas is connected to the
パージガスとしては、腐食性が低く入手が容易で安価なガスが用いられ、このようなガスには、窒素ガス(N2)、ヘリウムガス(He)、アルゴンガス(Ar)、乾燥空気、酸素(O2)などがある。なお、ハロゲンガスは後述するパーティクルモニタ装置のガラス製の部品を腐食するので、パージガスとして用いることは適切ではない。 As the purge gas, a gas that is low in corrosivity and is easily available and inexpensive is used. Examples of such a gas include nitrogen gas (N 2 ), helium gas (He), argon gas (Ar), dry air, oxygen ( O 2 ). In addition, since halogen gas corrodes the glass-made components of the particle monitor apparatus mentioned later, using it as purge gas is not appropriate.
プロセスチャンバ100の下部には、例えば、直径25mmの細い管状部材から成る粗引きライン200と、例えば、直径150mmの太い管状部材から成る主真空引きライン300とが接続されており、粗引きライン200と主真空引きライン300とは排気ラインに合流する。排気ラインは、粗引きライン200及び/又は主真空引きライン300からのガスを半導体製造装置1000の外部へ排出する。
For example, a
粗引きライン200には、排気ラインを介してプロセスチャンバ100内のガスを排出するドライポンプ(DP)220と、ドライポンプ220によって排出されるガスの流量、即ちプロセスチャンバ100から排気ラインへ流入するガスの流量を規制するバルブa,bと、バルブa,b間においてパーティクルをモニタする光学式のパーティクルモニタ装置(PM)210とが設けられている。
In the
主真空引きライン300には、プロセスチャンバ100側から順に、プロセスチャンバ100内の圧力をモニタする自動圧力調整装置(APC)310、ゲートバルブであるアイソレーションバルブ(ISO)320、上記ドライポンプ220に接続されたターボ分子ポンプ(TMP)330が設けられている。アイソレーションバルブ320は、ターボ分子ポンプ330によるプロセスチャンバ100の排気を規制する。自動圧力調整装置310は、プロセスチャンバ100内の圧力をモニタしながら、アイソレーションバルブ320による規制の程度を調整する。ターボ分子ポンプ330は、ドライポンプ220よりも排気量が大きい。
The
半導体製造装置1000において、製品化処理のためにプロセスチャンバ100内を減圧するときは、粗引きライン200を介してプロセスチャンバ100内の圧力が所定の圧力になるまで排気してバルブa,bを閉じた後に、主真空引きライン300を介してプロセスチャンバ100内の圧力を自動圧力調整装置310でモニタしながら所望の圧力又は真空度にする。製品化処理中においては、上記シャワーヘッド120aを介して腐食性のプロセスガスがプロセスチャンバ100に供給されるため、主真空引きライン300を介した排気は継続される。
In the
図2は、図1のパーティクルモニタ装置210の構成を概略的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the
図2において、パーティクルモニタ210は、粗引きライン200の外周を取囲むように配設された筐体211と、例えば可視光領域の波長のレーザ光を照射するレーザ光源212と、レーザ光源212から照射されたレーザ光を筐体211内の粗引きライン200に導光するミラー213と、粗引きライン200を通過した光が入射するビームダンパ214と、粗引きライン200を通過するパーティクルによって散乱されたレーザ光を筐体211に設けられた石英から成るパーティクルモニタ用窓部材219を介して受光する受光素子215と、受光素子215に入射する散乱レーザ光を合焦するレンズ216とを備え、図3で後述するように受光素子215で受光したレーザ光を検出信号として検出する。上記パーティクルモニタ用窓部材219は、レーザ光の入射方向に対して所定の角度をもって配置されている。
In FIG. 2, the
粗引きライン200は、少なくともレーザ光が照射される部分において、フッ化マグネシウム(MgF2)などから成る反射防止膜で表面の一部又は全部がコーティングされた石英ガラスから成る。
The
ミラー213は、レーザ光源212から照射されたレーザ光を用いて、排気ライン200の断面における内径の全領域をラスタスキャンするように構成されている。ビームダンパ214としては、表面に無数の凹凸を有する黒色の固体、光学的なラビリンス構造を有するものを用いることができる。また、受光素子215としては、光電子倍増管(PMT:photomultiplier tube)、CCD(charge coupled device)などを用いることができる。
The
図3は、図2のパーティクルモニタ装置210の受光素子215によって検出された検出信号の強度を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the intensity of the detection signal detected by the
図3に示すように、受光素子215によって検出される信号には、定常的に迷光によるノイズ信号が含まれている。このノイズ信号は所定のノイズ幅をもっているので、パーティクルモニタ装置210には、ノイズ幅の上限値に所定のマージン値を加えた信号強度の閾値が設定される。
As shown in FIG. 3, the signal detected by the
パーティクルモニタ装置210は、設定されている閾値以上の強度の検出信号をパーティクルとして計数するように構成されている。計数されたパーティクルの数により、プロセスチャンバ100の清浄度を評価することができる。
The
図4は、図1の半導体製造装置1000によって実行されるパーティクルのモニタ方法のシーケンスを示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing the sequence of the particle monitoring method executed by the
図4に示すように、製品化処理が終了してウェハを搬出した後において、パーティクルをモニタするときは、まず、パーティクルモニタ装置210の電源をオンにすると共にプロセスチャンバ100側のバルブa,bをオープンすると同時に、自動圧力調整装置310の電源をオフすると共にアイソレーションバルブ320(不図示)をクローズする。これにより、プロセスチャンバ100の排気は、主真空引きライン300から粗引きライン200に切り替わる。
As shown in FIG. 4, when particles are monitored after the commercialization process is completed and the wafer is unloaded, first, the
次に、バルブ120をオープンし、吸気ラインを介してパージガスを、従来のパージガス洗浄に用いる流量値よりも高い流量値、例えば70L/min(70000SCCM)でプロセスチャンバ100に供給する。プロセスチャンバ100では、通常、例えば10-1〜10-4Paの高真空雰囲気下で製品化処理がなされるので、パージガスは、プロセスチャンバ100内の圧力値よりも高い圧力値でプロセスチャンバ100内に急激に流入し、プロセスチャンバ100内の圧力値を上昇させる。この圧力値の上昇による最終的な安定到達圧力値は、133.3Pa(1Torr)以上であることが好ましい。安定到達圧力値を133.3Pa以上とすることにより、排出されるガスに大きな粘性力が付与され、このガスと共にパーティクルを排出することを容易にすることができる。
Next, the
したがって、パージガスの急激な流入は、プロセスチャンバ100内の物体全て、即ちチャンバ壁110及びウェハステージ120に衝撃波による物理的な振動を付与することになる。
Therefore, the rapid inflow of the purge gas gives physical vibrations due to shock waves to all objects in the
パージガスの圧力値がプロセスチャンバ100内の圧力値の2倍以上となるように、パージガスが吸気ラインに供給されていることが好ましい。これにより、プロセスチャンバ100内の物体に振動を確実に付与することができる。
The purge gas is preferably supplied to the intake line so that the pressure value of the purge gas is twice or more the pressure value in the
その後、バルブ120がオープンした状態で、高電圧電源112から電極113に高電圧HVを3回印加する。これらの高電圧HVの印加については、本発明の第2の実施の形態として後述する。
Thereafter, the high voltage HV is applied three times from the high
パーティクルのモニタを終了するときには、バルブ120及びバルブa,bを順次クローズし、アイソレーションバルブ320をオープンして、製品化処理終了直後の状態に戻す。
When the particle monitoring is ended, the
本シーケンスは、製品化処理が終了してウェハを搬出した後に実行されるので、ウェハの汚染を防止することができる。また、プロセスガスを用いていないときに実行されるのが好ましい。これにより、パーティクルモニタ装置210のガラス製の部品が腐食するのを防止することができる。
Since this sequence is executed after the commercialization process is completed and the wafer is carried out, contamination of the wafer can be prevented. Further, it is preferably performed when no process gas is used. Thereby, it can prevent that the glass components of the
図4によれば、パーティクルをモニタする際に、パージガスによる物理的な振動(衝撃波)をプロセスチャンバ100内の物体に付与する。
According to FIG. 4, when the particles are monitored, physical vibration (shock wave) by the purge gas is applied to the object in the
図5は、図4のシーケンスにおいて、パーティクルモニタ装置210によって測定されたパーティクルの数を示すグラフである。なお、図5は、パージガスによる振動が発生する前後における測定結果の一例を示している。
FIG. 5 is a graph showing the number of particles measured by the
図5に示すように、バルブ120のオープン後の数秒間に亘って多数の、例えば総計9000個のパーティクルが計数される。これは、パージガスによる振動によってチャンバ壁110及びウェハステージ111などから剥離したデポジットもパーティクルとして計数されるからである。これにより、剥離し易いデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、プロセスチャンバ100の清浄度を正確に評価することができる。なお、バルブ120のオープン時間は、図4に示すように、1〜5秒、好ましくは2〜5秒、即ち、振動がプロセスチャンバ100内を拡散するのに要する時間が十分に確保できる時間であるのが好ましい。
As shown in FIG. 5, a large number of particles, for example, a total of 9000 particles are counted for several seconds after the
図4及び図5によれば、バルブ120をオープンして、パージガスによる物理的な振動をプロセスチャンバ100内の物体に少なくとも1回付与することにより、デポジットを積極的に剥離させてパーティクルを確実にモニタすることができるので、プロセスチャンバ100の清浄度を正確に評価することができる。
4 and 5, the
また、製品化処理後にパーティクルをモニタするので、製品化処理中にバルブaをクローズしておくことにより、プロセスガスの流入を防止して、パーティクルモニタ装置210のガラス製の部品の腐食を確実に防止することができ、パーティクルモニタ装置210を長寿命化して、もって半導体製造装置1000の生産性を向上させることができる。
In addition, since particles are monitored after the commercialization process, by closing the valve a during the commercialization process, the inflow of process gas is prevented, and the glass parts of the
上記実施の形態では、パージガスの供給によって発生した物理的な振動を利用しているが、利用すべき振動はいかなるものであってもよい。例えば、振動を発生させるために、プロセスチャンバ100内に数十kHzの超音波を印加してもよい。また、物理的な振動を利用しているので、吸気ラインは、プロセスチャンバ100又は真空搬送チャンバ100’と接続する場所にオリフィス(Orifice)構造がないのが好ましい。
In the above embodiment, physical vibration generated by supply of the purge gas is used, but any vibration to be used may be used. For example, an ultrasonic wave of several tens of kHz may be applied in the
また、物理的な振動を複数回発生させることが好ましい。この場合、物理的な振動を発生させる度にデポジットの剥離が抑制されるので、パーティクル数は減少する傾向にある。これにより、プロセスチャンバ100の清浄度がより高いと評価した上で次回の製品化処理を行うことができる。
Moreover, it is preferable to generate physical vibrations a plurality of times. In this case, every time a physical vibration is generated, the peeling of the deposit is suppressed, so the number of particles tends to decrease. Thereby, after evaluating that the cleanliness of the
上記実施の形態は、図4に示すように、以下に説明する本発明の第2の実施の形態と組み合わせて実行することが好ましい。 As shown in FIG. 4, the above embodiment is preferably executed in combination with the second embodiment of the present invention described below.
本発明の第2の実施の形態に係る真空装置を備える半導体製造装置の構成は、上述した第1の実施の形態のものと同一であるので、その説明を省略し、半導体製造装置1000のパーティクルモニタ方法について異なる点のみ説明する。
Since the configuration of the semiconductor manufacturing apparatus including the vacuum apparatus according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the above-described first embodiment, the description thereof is omitted, and the particles of the
本実施の形態に係る半導体製造装置1000は、図4に示したように、バルブa,bがオープンしている状態にあるときに、高電圧電源112から高電圧電源112から電極113に高電圧HVを、例えば断続的に3回印加する。印加される高電圧HVは、+1kV以上、又は−1kV以下であることが好ましい。さらに好ましくは、±1kVの電圧を交互に印加する。これにより、後述する電磁応力(electromagnetic stress)を効率的に発生させることができる。
As shown in FIG. 4, the
高電圧HVの印加する度に、プロセスチャンバ100内には瞬間的にDC(Direct Current)放電が発生し、これに伴ってチャンバ壁110やウェハステージ111に瞬間的な電位勾配が形成され、電磁応力が発生する。電磁応力はチャンバ壁110やウェハステージ111などからデポジットを剥離させ、剥離したデポジットは、パーティクルとしてパージガスと共に排出され、パーティクルモニタ装置210によりモニタされる。
Each time the high voltage HV is applied, a DC (Direct Current) discharge is instantaneously generated in the
高電圧HVが1回印加されたときにおけるパーティクルモニタ装置210のパーティクル計数結果は、図5に示す結果と同様である。ただし、高電圧HVを断続的に印加した回数が増加する度に、電磁応力によるデポジットの剥離が抑制されるので、パーティクル数は減少する傾向にある。したがって、高電圧HVの印加は、1〜10回、より好ましくは2〜5回の範囲内の回数で行われることが好ましい。
The particle count result of the
本実施の形態によれば、高電圧HVの印加を少なくとも1回実行することにより、デポジットを積極的に剥離させてパーティクルを確実にモニタすることができるので、プロセスチャンバ100の清浄度を正確に評価することができる。
According to the present embodiment, by applying the high voltage HV at least once, the deposit can be positively peeled and the particles can be reliably monitored. Therefore, the cleanliness of the
また、高電圧HVの印加を断続的に複数回実行するので、プロセスチャンバ100の清浄度がより高いと評価した上で次回の製品化処理を行うことができる。
In addition, since the application of the high voltage HV is intermittently performed a plurality of times, the next commercialization process can be performed after evaluating that the cleanliness of the
なお、本実施の形態では、高電圧HV印加を、図4に示すようにバルブ120がオープンの状態で実行しているが、バルブ120がクローズの状態で実行してもよい。これにより、吸気ラインからのパージガスによって、例えばウェハが振動することを防止することができる。
In the present embodiment, the application of the high voltage HV is performed with the
また、チャンバ壁110やウェハステージ111に瞬間的な電位勾配を形成するために、高電圧HVを印加したが、高周波RF(Radio Frequency)を印加してもよい。RF印加によってRF放電が発生し、高電圧HV印加と同様に電磁応力を発生させることができる。RF印加は、RF放電を長時間持続させないことが好ましく、例えば1秒間程度実行すればよい。
Further, the high voltage HV is applied to form an instantaneous potential gradient on the
上記実施の形態は、図4に示すように、上記第1の実施の形態と組み合わせて実行することが好ましい。 As shown in FIG. 4, the above embodiment is preferably executed in combination with the first embodiment.
上記第1及び第2の実施の形態では、プロセスチャンバ100に接続する排気ラインが粗引きライン200及び主真空引きライン300の2系統であるとしたが、3系統以上であってもよい。また、1系統の排気ラインの場合は、本発明の第3の実施の形態として後述する。
In the first and second embodiments, the exhaust lines connected to the
図6は、本第3の実施の形態に係る真空装置を備える半導体処理装置の構成を概略的に示す図である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a semiconductor processing apparatus including the vacuum apparatus according to the third embodiment.
図6において、真空装置としての真空搬送装置1000’は、1系統の排気ラインを備える真空搬送チャンバ100’を備える。真空搬送チャンバ100’は、例えば、図1の半導体製造装置1000のプロセスチャンバ100に接続されるロードロックチャンバに適用され、ロードロックチャンバはウェハを搬送するアームを備える。真空搬送装置1000’は、アームによりプロセスチャンバ100のウェハステージ120にウェハを搬送する。
In FIG. 6, a
真空搬送チャンバ100’は、バルブ120’を備える吸気ラインと、ドライポンプ(DP)220’、バルブa’,b’、及びバルブa’,b’間に設けられたパーティクルモニタ装置(PM)210’を備える排気ライン200’とが接続されている。
The
すなわち、本実施の形態の構成は、上述した第1の実施の形態の構成において主真空引きライン300を省略した構成であるので、同様の符号を付したものについてはそれらの説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
That is, the configuration of the present embodiment is a configuration in which the
真空搬送チャンバ100’には、主真空引きライン300のターボ分子ポンプ330が省略されているので、パーティクルをモニタする際に真空搬送チャンバ100’が高真空であるとは限られない。その場合には、ドライポンプ220’によってある程度の真空度を達成しておき、図7のようなシーケンスを実行する。なお、図7に示すシーケンスは第1の実施の形態で図4を用いて説明した通りであるのでその説明を省略する。
Since the turbo
図6及び図7によれば、バルブ120’をオープンして、パージガスによる物理的な振動を真空搬送チャンバ100’内の物体に付与することにより、デポジットを積極的に剥離させてパーティクルを確実にモニタすることができるので、真空搬送チャンバ100’の清浄度を正確に評価することができる。
According to FIG. 6 and FIG. 7, the
なお、上記第3の実施の形態では、真空搬送チャンバ1000’は、1系統の排気ラインを備えるとしたが、複数系統の排気ラインを備えていてもよい。複数系統の排気ラインを備える場合には、排出されるガスなどの流体の流れ易さを表す係数である排気ラインのインダクタンスが通常互いに異なるが、いかなるインダクタンスの排気ラインであっても本実施の形態を適用することができる。
In the third embodiment, the
また、上記実施の形態は、上述した第2の実施の形態を組み合わせて実行することが好ましい。この場合には、真空搬送チャンバ100’内の物体に高電圧電源112と同様の高電圧電源が接続される。
Moreover, it is preferable to execute the above embodiment in combination with the above-described second embodiment. In this case, a high voltage power supply similar to the high
上記第1乃至第3の実施の形態では、ウェハが存在しないときのプロセスチャンバ100又は真空搬送チャンバ100’の清浄度を評価したが、プロセスチャンバ100又は真空搬送チャンバ100’以外の物体、例えば、ウェハの清浄度を評価することも可能である。
In the first to third embodiments, the cleanliness of the
例えば、まず、プロセスチャンバ100の清浄度が十分に高く、パーティクルの剥離がないと評価し、次いで、ウェハを搬入してウェハが存在するときのプロセスチャンバ100の清浄度を評価する。その後、評価された2つの清浄度を比較する。これによりウェハの清浄度を評価することができる。同様に、ウェハの裏面がウェハステージ111に密着している場合と密着していない場合とを比較することにより、ウェハの裏面の清浄度を評価することも可能である。
For example, first, it is evaluated that the cleanliness of the
上記第1乃至第3の実施の形態では、製品化処理終了後にパーティクルをモニタしたが、製品化処理終了前や製品化処理中にパーティクルをモニタしてもよい。 In the first to third embodiments, the particles are monitored after the commercialization process is completed. However, the particles may be monitored before the commercialization process is completed or during the commercialization process.
また、吸気ラインは、プロセスチャンバ100又は真空搬送チャンバ100’と接続する場所にオリフィス構造がないのが好ましいとしたが、プロセスチャンバ100又は真空搬送チャンバ100’内にウェハなどが存在する場合には、オリフィス構造があってもよい。これにより、パージガスがウェハなどに物理的な振動を付与することによってウェハなどが傷付くのを抑制することができる。
The intake line preferably has no orifice structure where it is connected to the
上記実施の形態では、図2におけるパーティクルモニタ用窓部材219は、石英から成るとしたが、透明な基材から成っていればいかなるものであってもよい。
In the above embodiment, the particle
また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード(図4や図7のシーケンスに対応するプログラムコード)を記録した記憶媒体を、コンピュータ、例えば後述する図9におけるPC600に供給し、そのコンピュータ(又はCPUやMPU等)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。 Another object of the present invention is to store a storage medium storing software program codes (program codes corresponding to the sequences in FIGS. 4 and 7) for realizing the functions of the above-described embodiments, such as a computer, for example, FIG. This is also achieved by reading the program code stored in the storage medium and executing it by the computer (or CPU, MPU, etc.).
また、コンピュータ、例えばPC600が読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、PC600上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
Further, by executing the program code read out by the computer, for example, the
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、PC600に挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
Further, after the program code read from the storage medium is written into a memory provided in a function expansion card inserted into the
また、上記プログラムは、上述した実施の形態の機能をPC600で実現することができればよく、その形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給されるスクリプトデータ等の形態を有するものでもよい。
The above-described program only needs to be able to realize the functions of the above-described embodiments on the
プログラムを供給する記録媒体としては、例えば、RAM、NV−RAM、フロッピー(登録商標)ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、MO、CD−R、CD−RW、DVD(DVD−ROM、DVD−RAM、DVD−RW、DVD+RW)、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。 As a recording medium for supplying the program, for example, RAM, NV-RAM, floppy (registered trademark) disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, MO, CD-R, CD-RW, DVD (DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD + RW), magnetic tape, non-volatile memory card, ROM, or the like may be used as long as the program can be stored. Alternatively, the program is supplied by downloading from another computer or database (not shown) connected to the Internet, a commercial network, a local area network, or the like.
次に、本発明の第4の実施の形態に係るパーティクルモニタ用窓部材について説明する。 Next, a particle monitor window member according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
図8は、第4の実施の形態に係るパーティクルモニタ用窓部材の構成を詳細に示す断面図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing in detail the configuration of the particle monitor window member according to the fourth embodiment.
第4の実施の形態に係るパーティクルモニタ用窓部材は、上述した第1の実施の形態における石英から成るパーティクルモニタ用窓部材219に代えて用いられる。なお、本第4の実施の形態では、第1の実施の形態に係る半導体製造装置1000と同一の構成及び要素には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
The particle monitor window member according to the fourth embodiment is used in place of the particle
図8において、パーティクルモニタ用窓部材219は、それぞれ、略円柱体形状を有し、粗引きライン200とパーティクルモニタ装置210の間に設けられ、より具体的には粗引きライン200に形成された相補形状を有する穴部に挿嵌される。なお、パーティクルモニタ用窓部材219は、粗引きライン200の穴部に挿嵌される略円柱体に限られることはなく、例えば排気ライン200と略同一の直径を有する中空の略円筒体形状を有し、排気ライン200を部分的に構成するものであってもよい。
In FIG. 8, each of the particle
また、パーティクルモニタ用窓部材219は、透明なベース219aと、ベース219a上に設けられた表面処理層219bとから成る。ベース219aは、粗引きライン200内のガスに対面するガス当接面と、パーティクルモニタ装置210に接続するモニタ面とを有し、表面処理層219bは、ベース219aのガス当接面に後述する表面処理が施されたものから成る。
The particle
ベース219aは、ケイ素を主成分とするガラス、例えば石英から成るのが好ましいが、透明な樹脂などであってもよい。
The
表面処理層219bは、炭素(C)、イットリウム(Y)、イットリア(Y2O3)、フッ化カルシウム(CaF2)、アルミニウム(Al)、及びアルミナ(Al2O3)から成る材料の群から選択された一の材料を含有する。なお、材料が炭素である場合には、結晶状ダイヤモンド又はダイヤモンド状炭素(DLC:diamond-like carbon)から成ることが好ましい。これらの材料を用いることにより、ハロゲン系プラズマに対する耐性(以下、「耐プラズマ性」という)や活性な分子に対する耐性を十分に向上させることができる。
The
上記材料の群のうち、フッ化カルシウムは、水に不溶、融点1373℃、使用可能な最高温度900℃、Knoop数で表される硬度158.3、透過可能な光の波長領域(透過波長領域)0.2〜9.0μm、及び波長1000cm-1の光に対する屈折率1.39という物理的な性質を有するだけでなく、ハロゲンに対する高い耐食性を有し、硬度が高いことから高い耐圧性を有する。また、フッ化カルシウムは、純度が高いものを容易に且つ安価に入手することができる。さらには、石英よりもフッ化水素の水溶液であるフッ化水素酸に溶けにくい。 Of the above-mentioned materials, calcium fluoride is insoluble in water, has a melting point of 1373 ° C., a maximum usable temperature of 900 ° C., a hardness expressed by Knoop number of 158.3, a wavelength range of light that can be transmitted (transmission wavelength range) ) Not only has physical properties of 0.2 to 9.0 μm and a refractive index of 1.39 with respect to light having a wavelength of 1000 cm −1 , but also has high corrosion resistance to halogens and high hardness because of its high hardness. Have. Further, calcium fluoride having a high purity can be obtained easily and inexpensively. Furthermore, it is less soluble in hydrofluoric acid, which is an aqueous solution of hydrogen fluoride than quartz.
以上のように、フッ化カルシウムは、高い耐圧性を有するので窓部材として好適であり、また、使用可能な最高温度が900℃であるので約900℃の高温雰囲気となるプロセスチャンバ100にも好適であり、さらには、透過波長領域が石英よりも広いので光学的な測定に好適である。したがって、フッ化カルシウムを用いるのが最も好ましい。
As described above, since calcium fluoride has high pressure resistance, it is suitable as a window member, and since the maximum usable temperature is 900 ° C., it is also suitable for the
また、アルミニウム単体及びアルミナ中のアルミニウム原子は、プラズマ中のフッ素と反応して、フッ化アルミニウム(AlF3)を生成する。生成したフッ化アルミニウムは、表面処理層219bに残留するために、特にフッ素に対する耐プラズマ性が高い。
Aluminum atoms in aluminum alone and alumina react with fluorine in the plasma to produce aluminum fluoride (AlF 3 ). The generated aluminum fluoride remains in the
なお、ハロゲン系プラズマは、石英ガラスを腐食するハロゲン又はその化合物を含み、例えば、CF4/Ar/O2/COプラズマ、F2プラズマ、CF4,C4F8,C5F8などのフッ化炭素系プラズマなどの、フッ素又はその化合物を含むフッ素系プラズマや、塩素(Cl2)プラズマがある。これらのハロゲン系プラズマは、ハロゲンラジカルなどの活性な分子を含み、ガラスなどの成分であるケイ素原子と反応してガラスなどを劣化させる。 The halogen-based plasma includes halogen or a compound thereof that corrodes quartz glass, and examples thereof include CF 4 / Ar / O 2 / CO plasma, F 2 plasma, CF 4 , C 4 F 8 , and C 5 F 8 . There are fluorine plasma containing fluorine or a compound thereof such as fluorocarbon plasma, and chlorine (Cl 2 ) plasma. These halogen-based plasmas contain active molecules such as halogen radicals and react with silicon atoms that are components of glass and the like to degrade glass and the like.
また、表面処理層219bを構成する材料は、その含有量が表面処理層219bの全質量において10〜100質量%の範囲内にあることが好ましい。含有量が10質量%未満であると、表面処理層219bの耐プラズマ性や活性な分子に対する耐性を十分に向上させることができないからである。
Moreover, it is preferable that the material which comprises the
また、表面処理層219bの厚さは、100nm〜100μmの範囲内にあることが好ましい。厚さが100nm未満であると、表面処理層219bが後述するコーティング膜から成る場合にはベース219aから剥離しやすくなり、ドーピング層から成る場合にはフッ素系プラズマにより浸食されやすくなるからである。一方、厚さが100μmを超えると、ベース219a上に形成するのが困難となり、製造コストが上昇すると共に、表面処理層219bの透明度が低下して、パーティクルモニタ装置210により排気ライン200内のパーティクルをモニタすることが困難となるからである。
The thickness of the
以下、ベース219aのガス当接面への表面処理について説明する。
Hereinafter, the surface treatment on the gas contact surface of the
表面処理としては、ベース219aのガス当接面上に表面処理層219bを構成する材料から成るコーティング膜を成膜するコーティングや、ベース219aのガス当接面の表面から所定の深さまで表面処理層219bを構成する材料をドーピングすることによってベース219aにドーピング層を形成するドーピングがあるが、他の任意の方法であってもよい。
As the surface treatment, a coating for forming a coating film made of a material constituting the
上記コーティングとしては、二酸化ケイ素と酸化アルミニウム等の上記材料から成る混合物をベース219aのガス当接面上で溶融し急冷する方法や、該混合物を溶融したものをベース219aのガス当接面に吹き付ける溶射方法、上記材料をスパッタリングやPVDで成膜する方法などがある。コーティングによれば、ベース219a上に表面処理層219bを容易に設けることができる。
Examples of the coating include a method in which a mixture of the above materials such as silicon dioxide and aluminum oxide is melted and rapidly cooled on the gas contact surface of the
上記ドーピングとしては、イオン注入法や、ベース219aのガス当接面を部分的に溶融させて上記材料を混合する方法などがある。なお、ベース219aに上記材料をドーピングした後に焼成(baking)を施すことが好ましい。なお、ドーピングによりドーピング層から成る表面処理層219bをベース219aに形成した場合には、それらが形成する境界は明確ではなくなるが、少なくとも表面処理層219bのガス当接面から所定の深さにおいて、ドーピングされた材料の含有量が上記範囲内にあることが好ましい。ドーピングによれば、ベース219a上に設けられた表面処理層219bが剥離することがないので、ベース219a上に表面処理層219bを確実に設けることができる。
Examples of the doping include an ion implantation method and a method of mixing the material by partially melting the gas contact surface of the
図8のパーティクルモニタ用窓部材219によれば、ベース219a上に表面処理層219bが設けられているので、新たに構成されたガス当接面である表面処理層219bにおいて効率的に耐プラズマ性や活性な分子に対する耐性を発揮してその交換頻度を低下させることができる。また、交換頻度を低下させるので、排気ライン200の真空圧力を維持する時間を長く確保することができ、半導体製造装置1000の生産性を向上させることができる。
According to the particle
さらには、パーティクルモニタ用窓部材219が耐プラズマ性や活性な分子に対する耐性を有し、その劣化が抑制されるので、パーティクルモニタ装置210は、剥離したデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、半導体製造装置1000の清浄度を正確に評価することができる。
Furthermore, since the particle
なお、上記実施の形態において、図8のパーティクルモニタ用窓部材219は、レーザ光源212が照射するレーザ光の可視光領域の波長に対する透明度が高く、真空の空間に対面する窓部材として用いるのに十分な硬度を有することが好ましい。
In the above embodiment, the particle
また、ベース219aのモニタ面上に、フッ化マグネシウムから成る膜を形成してもよい。これにより、パーティクルモニタ用窓部材219に入射する光の反射を防止することができる。
In addition, a film made of magnesium fluoride may be formed on the monitor surface of the
また、上記第4の実施の形態では、図8のパーティクルモニタ用窓部材219は、ベース219a及び表面処理層219bから成るとしたが、フッ化カルシウムから成る単一のバルク部材から成ってもよい。
In the fourth embodiment, the particle
また、上記パーティクルモニタ用窓部材219は、他の真空容器、例えば、図1におけるプロセスチャンバ100や、図6におけるパーティクルモニタ装置210’や配管などの筐体にも適用することができる。さらには、パーティクルモニタ装置以外の他の部材に用いてもよい。それらの具体例を図9を用いて説明する。
The particle
図9は、図1の半導体製造装置1000の構成を詳細に示す部分断面図である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing in detail the configuration of the
図9において、半導体製造装置1000は、図1に示す構成要素に加えて、プロセスチャンバ100内のパーティクルをその場でモニタするin situパーティクルモニタ装置(ISPM)400と、プロセスチャンバ100内の被写体、例えばパーティクルモニタ装置400からのレーザ光を撮像するCCD(charge coupled device)カメラ500とを備える。パーティクルモニタ装置400及びCCDカメラ500は、パーソナルコンピュータ(PC)600に接続されている。PC600には、さらに、信号処理部610を介してCVDツール制御部620が接続されている。
In FIG. 9, in addition to the components shown in FIG. 1, the
パーティクルモニタ装置400は、所定の波長、例えば532nmのYAGレーザ光を出力2.5kW、パルス10kHzで照射するレーザ光源410と、レーザ光を所望の形状に整形する任意の光学系420と、該光学系420を介した入射したレーザ光をプロセスチャンバ100の方向へ反射するミラー430と、プロセスチャンバ100のチャンバ壁111に設けられたパーティクルモニタ用窓部材440とを備える。パーティクルモニタ用窓部材440は、図8のパーティクルモニタ用窓部材219と同様の構成及び材料から成る。ミラー430により反射されたレーザ光は、パーティクルモニタ用窓部材440を介してプロセスチャンバ100内へ導波される。プロセスチャンバ100内部においてビーム光は、スリット114,115を介してビームダンパ116に入射する。
The
また、CCDカメラ500は、プロセスチャンバ100のチャンバ壁110に設けられた不図示のCCDカメラ用窓部材を介してプロセスチャンバ100内のレーザ光を撮像し、撮像した画像をPC600に入力する。これにより、レーザ光のパルス数を計測すると共に、プロセスチャンバ100内のパーティクルにより散乱されたレーザ光をカウントするセンサとして機能することができる。このCCDカメラ用窓部材も、図8のパーティクルモニタ用窓部材219と同様の構成及び材料から成り、例えばその表面処理層の材料がフッ化カルシウムから成り、これにより、表面の浸食を抑制して、その交換頻度を低下させることができると共に、センサの感度が低下するのを抑制することができる。なお、センサとして機能するものであれば、CCDカメラ500に代えて、光電子倍増管であってもよい。
The
また、半導体製造装置1000は、ウェハステージ111上部に配置されたフォーカスリング117を備え、このフォーカスリング117も図8のパーティクルモニタ用窓部材219と同様の構成及び材料、例えばフッ化カルシウムから成り、これにより、絶縁を達成することができると共に、表面の浸食を抑制して、その交換頻度を低下させることができる。
Further, the
図9によれば、窓部材440、CCDカメラ用窓部材、及びフォーカスリング117などのプロセスチャンバ100内の部品が、図8のパーティクルモニタ用窓部材219と同様の構成及び材料から成るので、それらの表面の浸食を抑制してそれらの交換頻度を低下させることができる。さらには、表面の浸食が抑制されるので、プロセスチャンバ100内におけるウェハ汚染を抑制することができる。
According to FIG. 9, the components in the
本発明の実施の形態に係る真空装置、そのパーティクルモニタ方法、及びプログラムは、半導体製造装置のプロセスチャンバやロードロックチャンバに限られず、排気可能な所定の空間を画成する容器、例えばフラットパネルディスプレイなどの液晶製造装置、他の基板処理装置に適用することができる。 The vacuum apparatus, the particle monitoring method thereof, and the program according to the embodiment of the present invention are not limited to the process chamber and load lock chamber of the semiconductor manufacturing apparatus, but a container that defines a predetermined space that can be evacuated, for example, a flat panel display The present invention can be applied to a liquid crystal manufacturing apparatus such as the above and other substrate processing apparatuses.
また、本発明の実施の形態に係るパーティクルモニタ用窓部材は、所定の空間を画成する筐体と、当該筐体内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタ装置との間に設けられる透明なパーティクルモニタ用窓部材に適用することができる。 In addition, the particle monitor window member according to the embodiment of the present invention is a transparent particle monitor for use provided between a housing that defines a predetermined space and a particle monitor device that monitors particles in the housing. It can be applied to a window member.
100 プロセスチャンバ
110 チャンバ壁
111 ウェハステージ
112 高電圧電源
120 バルブ
200 粗引きライン
210 パーティクルモニタ装置(PM)
219,340 パーティクルモニタ用窓部材
219a ベース
219b 表面処理層
220 ドライポンプ(DP)
300 主真空引きライン
310 自動圧力調整装置(APC)
320 アイソレーションバルブ(ISO)
1000 半導体製造装置
100
219, 340 Particle
300
320 Isolation valve (ISO)
1000 Semiconductor manufacturing equipment
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