JP2013038261A - パーティクルモニタ方法、パーティクルモニタ装置 - Google Patents

パーティクルモニタ方法、パーティクルモニタ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013038261A
JP2013038261A JP2011173888A JP2011173888A JP2013038261A JP 2013038261 A JP2013038261 A JP 2013038261A JP 2011173888 A JP2011173888 A JP 2011173888A JP 2011173888 A JP2011173888 A JP 2011173888A JP 2013038261 A JP2013038261 A JP 2013038261A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
particle
feature amount
feature
processing container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011173888A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5876248B2 (ja
Inventor
Kunio Miyauchi
國男 宮内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2011173888A priority Critical patent/JP5876248B2/ja
Priority to US14/237,422 priority patent/US9612178B2/en
Priority to TW101128582A priority patent/TWI541925B/zh
Priority to KR1020147002976A priority patent/KR101912259B1/ko
Priority to PCT/JP2012/070205 priority patent/WO2013022023A1/ja
Publication of JP2013038261A publication Critical patent/JP2013038261A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5876248B2 publication Critical patent/JP5876248B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G01M15/102—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame by monitoring exhaust gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)

Abstract

【課題】基板を処理する減圧処理容器内のパーティクルを適切にモニタリングする。
【解決手段】減圧処理容器１２からの排気に含まれるパーティクルをモニタするパーティクルモニタ方法であって、減圧処理容器１２を清浄化している間に、減圧処理容器１２からの排気に含まれるパーティクルをパーティクルモニタ１８により計数し、パーティクルの計数結果から、時間に関するパーティクル数のヒストグラムを作成し、当該ヒストグラムから、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量を抽出し、ヒストグラムから、パーティクルの計数期間と当該計数期間におけるパーティクルの分布傾向との相関を表す第２の特徴量を抽出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パーティクルモニタ方法及びパーティクルモニタ装置に関するものである。
半導体デバイスの製造においては、例えばプラズマ処理装置などの基板処理装置に設けられた減圧処理容器内で、絶縁膜をはじめとする各種成膜処理や、これら絶縁膜等のエッチング処理などが行われる。このような減圧処理容器内には、例えば処理容器内に生成されるプラズマによるスパッタや、反応性ガスによる生成物に起因する微細な粒子（パーティクル）が付着するが、このパーティクルが基板に付着してしまうと製品の歩留まりが低下してしまう。そのため、基板処理装置には高い清浄度が求められる。
処理容器内を清浄化する方法として、例えば特許文献１には、処理容器内にガスを導入する際に生じるガスの衝撃波や、高電圧を印加した際の電磁応力などを用いて処理容器内のパーティクルを飛散させることが提案されている。
また、処理容器内の清浄度を評価する方法としては、例えば処理容器内にパージガスを供給し、このパージガスの供給により処理容器から遊離したパーティクルをパーティクルモニタにより計数することが提案されている（特許文献２）。
ところで、パーティクルの計数のみではパーティクルの発生源となっている部位を特定することができず、パーティクルの発生量そのものを低減することができない。そのため、上述の基板処理装置では、通常、パーティクル発生源を特定することを目的として、基板に付着したパーティクルの成分分析や、基板上での各成分の分布状況の分析が行われている（特許文献３）。
特開２００５−１０１５３９号公報 特開２００５−３１７９００号公報 特開平１０−３２６８１２号公報
しかしながら、基板上におけるパーティクルの分布などに基づいてパーティクルの発生源を特定するには、基板処理のプロセスや装置に関する高度な知識と経験が必要であり、作業員の熟練度により判定結果にばらつきが生じていた。
また、パーティクルの分布については、パーティクルの成分や数に比べて解析も容易ではなく、その特徴も非常に分かり難いので、異常か否かの判定も困難であった。そのため、処理容器内の清浄化に際して供給するガスの条件設定や、処理容器を分解点検する時期を適切に判断する手法は確立されておらず、処理容器の清浄化が最適化されていないのが現状である。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、基板を処理する減圧処理容器内のパーティクルを適切にモニタリングすることを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明は、基板を処理する減圧処理容器内にパージガスを供給して衝撃波を与え、次いで高電圧を断続的に印加して電磁応力を与えることによりパーティクルを飛散させて前記減圧処理容器内を清浄化する際に、当該減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルをモニタするパーティクルモニタ方法であって、前記減圧処理容器を清浄化している間に、前記減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルを計数手段により計数し、前記パーティクルの計数結果から、時間に関するパーティクル数のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムから、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量を抽出し、さらに、前記ヒストグラムから、パーティクルの計数期間と当該計数期間におけるパーティクルの分布傾向との相関を表す第２の特徴量を抽出することを特徴としている。
本発明によれば、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との関係から抽出される第１の特徴量と、パーティクル数の分布傾向とパーティクルの計数期間との関係から抽出される第２の特徴量を求めるので、この第１の特徴量及び第２の特徴量を比較することで、減圧処理容器を清浄化している最中のパーティクルの傾向、より具体的には、パーティクルの飛散要因として、パージガスの衝撃波と電磁応力のいずれが支配的であるかを定量的に把握することがきる。これにより、減圧処理容器内のパーティクルを適切にモニタリングすることが可能となる。
前記第１の特徴量は、
Figure 2013038261
で示される式により求められ、
前記第２の特徴量は、
Figure 2013038261
で示される式により求められてもよい。この際、Ｘは第１の特徴量、Ｔはパーティクルの計数期間、ｔは測定時、Ｐｔは測定時におけるパーティクル数、Ｙは第２の特徴量であってもよい。
前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との差分を求め、当該差分と予め定められた閾値との関係と、前記第１の特徴量と、前記第２の特徴量との相関関係に基づいて、前記減圧処理容器内の清浄化の条件を変更してもよい。
前記処理容器内の清浄化の条件は、少なくとも前記パージガスの供給条件又は前記断続的な高電圧印加の条件であってもよい。
前記抽出された第１の特徴量と第２の特徴量を、表示手段に比較して表示してもよい。
別な観点による本発明は、基板を処理する減圧処理容器内にパージガスを供給して衝撃波を与え、次いで高電圧を断続的に印加して電磁応力を与えることによりパーティクルを飛散させて前記減圧処理容器内を清浄化する際に、当該減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルをモニタするパーティクルモニタ方法であって、前記減圧処理容器を清浄化している間に、前記減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルを計数手段により計数し、前記パーティクルの計数結果から、時間に関するパーティクル数のヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムから、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量を抽出し、さらに、前記ヒストグラムから、パーティクル計数期間において計数されたパーティクルの総数と最頻値におけるパーティクル数と相関を表す第２の特徴量を抽出し、前記第１の特徴量の抽出と前記第２の特徴量の抽出を、前記減圧処理容器内での基板処理ごとに行い、前記抽出された複数の第１の特徴量と複数の第２の特徴量を変数とする主成分分析を行って、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量の主成分負荷量をそれぞれ求め、前記各主成分負荷量に基づいて前記第１の特徴量と前記第２の特徴量について主成分得点をそれぞれ求め、前記各主成分得点に関するクラスター分析を行い、当該クラスター分析の結果に基づいて、前記減圧処理容器内のパーティクルの付着状況を推定することを特徴としている。
前記第１の特徴量は、
Figure 2013038261
で示される式により求められ、
前記第２の特徴量は、
Figure 2013038261
で示される式により求められてもよい。この際、Ｘは第１の特徴量、Ｔはパーティクルの計数期間、ｔは測定時、Ｐｔは測定時におけるパーティクル数、Ｚは第２の特徴量、ＭＡＸ（Ｐｔ）は最頻値におけるパーティクル数であってもよい。
前記クラスター分析後の主成分得点を、表示手段にプロットして表示してもよい。
また、別な観点による本発明は、基板を処理する減圧処理容器内にパージガスを供給して衝撃波を与え、次いで高電圧を断続的に印加して電磁応力を与えることによりパーティクルを飛散させて前記減圧処理容器内を清浄化する際に、当該減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルをモニタするパーティクルモニタシステムであって、前記減圧処理容器を清浄化している間に、前記減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルを計数する計数手段と、前記パーティクルの計数結果から、時間に関するパーティクル数のヒストグラムを作成する演算手段と、前記ヒストグラムから、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量を抽出し、さらに、前記ヒストグラムから、パーティクルの計数期間と当該計数期間におけるパーティクルの分布傾向との相関を表す第２の特徴量を抽出する抽出手段と、を有することを特徴としている。
前記第１の特徴量は、
Figure 2013038261
で示される式により求められ、
前記第２の特徴量は、
Figure 2013038261
で示される式により求められてもよい。この際、Ｘは第１の特徴量、Ｔはパーティクルの計数期間、ｔは測定時、Ｐｔは測定時におけるパーティクル数、Ｙは第２の特徴量であってもよい。
前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との差分を求め、当該差分と予め定められた閾値との関係と、前記第１の特徴量と、前記第２の特徴量との相関関係に基づいて、前記減圧処理容器内の清浄化の条件を変更する条件変更手段を有していてもよい。
前記処理容器内の清浄化の条件は、少なくとも前記パージガスの供給条件又は前記断続的な高電圧印加の条件であってもよい。
前記抽出された第１の特徴量と第２の特徴量を、比較して表示する表示手段を有していてもよい。
さらに、別な観点による本発明は、基板を処理する減圧処理容器内にパージガスを供給して衝撃波を与え、次いで高電圧を断続的に印加して電磁応力を与えることによりパーティクルを飛散させて前記減圧処理容器内を清浄化する際に、当該減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルをモニタするパーティクルモニタシステムであって、前記減圧処理容器を清浄化している間に、前記減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルを計数する計数手段と、前記パーティクルの計数結果から、時間に関するパーティクル数のヒストグラムを作成する演算手段と、前記ヒストグラムから、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量を抽出し、さらに、前記ヒストグラムから、パーティクル計数期間において計数されたパーティクルの総数と最頻値におけるパーティクル数と相関を表す第２の特徴量を抽出し抽出手段と、前記減圧処理容器内での基板処理ごとに抽出した複数の前記第１の特徴量と複数の前記第２の特徴量を変数とする主成分分析を行って、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量の主成分負荷量をそれぞれ求める分析手段と、前記各主成分負荷量に基づいて前記第１の特徴量と前記第２の特徴量について主成分得点をそれぞれ算出する算出手段と、前記各主成分得点に関するクラスター分析を行い、当該クラスター分析の結果に基づいて、前記減圧処理容器内のパーティクルの付着状況を推定する推定手段と、を有することを特徴としている。
前記第１の特徴量は、
Figure 2013038261
で示される式により求められ、
前記第２の特徴量は、
Figure 2013038261
で示される式により求められてもよい。この際、Ｘは第１の特徴量、Ｔはパーティクルの計数期間、ｔは測定時、Ｐｔは測定時におけるパーティクル数、Ｚは第２の特徴量、ＭＡＸ（Ｐｔ）は最頻値であってもよい。
前記クラスター分析後の主成分得点をプロットして表示する表示手段を有していてもよい。
本発明によれば、基板を処理する減圧処理容器内のパーティクルを適切にモニタリングすることができる。その結果、減圧処理容器の清浄化を適正な条件で行うことができる。
本発明を実施する基板処理システムの構成の一例を示す概略縦断面図である。 制御装置の構成の概略を示す説明図である。 パーティクル数と時間に関するヒストグラムである。 パーティクル数と時間に関するヒストグラムである。 清浄化シーケンスの一例を示すグラフである。 清浄化シーケンスの変更内容を示す表である。 パーティクルモニタ方法の工程を示すフローチャートである。 他の実施の形態にかかる制御装置の構成の概略を示す説明図である。 蓄積手段に蓄積された各特徴量を示す表である。 主成分得点をプロットした散布図である。 各主成分得点を複数のクラスターに層別した状態を示す散布図である。
以下、本発明の実施の形態の一例について、図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るパーティクルモニタシステム１を備えた基板処理システム１０の概略構成を示す縦断面図である。なお、本実施の形態における基板処理システム１０は、例えば装置内に供給された処理ガスをマイクロ波によりプラズマ化させ、ウェハＷに対してエッチング処理や成膜処理を行うプラズマ処理システムである。
基板処理システム１０は、ウェハＷを保持する保持台としてのサセプタ１１が設けられた減圧処理容器１２を有している。減圧処理容器１２は、サセプタ１１上のウェハＷに対応して上部が開口した本体部１３と、本体部１３の開口を塞ぎ、減圧処理容器１２内にマイクロ波発生源１４で発生させた例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を供給するマイクロ波供給部１５とを有している。
サセプタ１１には電極１１ａが内蔵され、電極１１ａにはウェハＷを吸着保持するための電圧を印加する電源１１ｂが接続されている。また、電源１１ｂは、電極１１ａに例えば±１ｋＶの高電圧を交互に印加可能に構成されている。そのため、電源１１ｂにより高電圧を断続的に印加し、減圧処理容器１２内に電磁応力を発生させることで、減圧処理容器１２内に付着するパーティクルを飛散させることができる。
減圧処理容器１２の本体部１３の底部には、排気室１３ａが設けられている。排気室１３ａには、排気装置１６に通じる排気管１７が接続されている。
排気装置１６は、減圧処理容器１２内を低真空まで粗引きするドライポンプ１６ａと、ウェハＷをプラズマ処理する際に高真空を得るためのターボポンプ１６ｂを備え、ターボポンプ１６ｂは、排気管１７におけるドライポンプ１６ａの上流側に配置されている。ターボポンプ１６ｂの上流側と下流側には、排気管１７における排気量の制御と遮断を行う制御弁１７ａがそれぞれ設けられている。また、排気管１７には、制御弁１７ａごとターボポンプ１６ｂを迂回するように設けられたバイパス管１７ｂが接続されている。
バイパス管１７ｂには、減圧処理容器１２からの排気に含まれるパーティクルを計数する計数手段としてのパーティクルモニタ１８が設けられている。バイパス管１７ｂにおけるパーティクルモニタ１８の上流側と下流側には、バイパス弁１７ｃが設けられている。このため、制御弁１７ａとバイパス弁１７ｃの操作により、減圧処理容器１２からの排気系統を排気管１７とバイパス管１７ｂとの間で切り替えることができる。
パーティクルモニタ１８は、バイパス管１７ｂ内にレーザ光を照射する光源（図示せず）と、バイパス管１７ｂ内を流れるパーティクルにより散乱されたレーザ光を受光して電気信号に変換する受光素子（図示せず）を備えている。受光素子で変換された電気信号は、後述する制御装置５０に入力される。
マイクロ波供給部１５は、例えば本体部１３の内側に突出して設けられた支持部材２０に、気密性を確保するためのＯリングなどのシール材（図示せず）を介して支持されるマイクロ波透過板２１と、マイクロ波透過板２１の上面に配置された、アンテナとして機能するスロット板２２と、スロット板２２の上面に配置された、遅波板として機能する誘電体板２３、及び誘電体板２３の上面に配置された金属性のプレート２４を有している。また、マイクロ波供給部１４の中央には、同軸導波管２５が接続され、当該同軸導波管２５にはマイクロ波発生装置１４が接続されている。マイクロ波透過板２１及び誘電体板２３は、例えば石英、アルミナ、窒化アルミニウムなどの誘電体により構成されている。また、スロット板２２は、導電性を有する材質、たとえば銅、アルミニウム、ニッケルなどの薄い円板からなり、表面に複数のスロット２２ａが同心円状に形成された、いわゆるラジアルラインスロットアンテナである。プレート２４の内部には、冷媒が流れる冷媒路２４ａが設けられている。
減圧処理容器１２内のサセプタ１１の周囲には、例えば石英からなるガスバッフル板２６が配置されている。ガスバッフル板２６の下面には、当該ガスバッフル板２６を支持する、例えばアルミニウムの支持部材２７が設けられている。
減圧処理容器１２の本体部１３の上部内周面には、減圧処理容器内にガスを供給するためのガス供給口３０が形成されている。ガス供給口３０は、例えば減圧処理容器１２の内周面に沿って複数箇所に形成されている。ガス供給口３０には、例えば減圧処理容器１２の外部に設置されたガス供給部３１に連通するガス供給管３２が接続されている。本実施の形態におけるガス供給部３１は、プラズマ生成用の希ガスを供給する希ガス供給部３３と、ウェハＷの処理後に減圧処理容器１２内をパージするパージガス供給部３４を有している。また、ガス供給部３１は、各ガス供給部３３、３４とガス供給口３０との間にそれぞれ設けられたバルブ３３ａ、３４ａ、マスフローコントローラ３３ｂ、３４ｂを備えている。ガス供給口３０から供給されるガスの流量は、マスフローコントローラ３３ｂ、３４ｂによって制御される。
パージガス供給部３４は、従来行われるウェハ処理後のパージよりも高い流量、例えば７０Ｌ／ｍｉｎ（７００００ＳＣＣＭ）の大流量で減圧処理容器１２にパージガスを供給することができる。そのため、大流量でパージガスを供給して減圧処理容器１２内に急激にパージガスを流入させ、減圧処理容器１２内に衝撃波を与えることで減圧処理容器１２内に付着するパーティクルを飛散させることができる。なお、上述の、サセプタ１１に内蔵された電極１１ａと電源１１ｂ、及びガス供給部３１により減圧処理容器１２内を清浄化する清浄化手段４０が構成される。
以上の基板処理システム１０には、制御装置５０が設けられている。制御装置５０は、例えば図２に示すようにパーティクルモニタ１８によるパーティクルの計数結果に基づいてヒストグラムを作成する演算手段１００と、ヒストグラムから所定の特徴量を抽出する抽出手段１０１と、抽出手段１０１で抽出した特徴量に基づいて清浄化手段４０による清浄化の条件を変更する条件変更手段１０２を有している。なお、本実施の形態にかかるパーティクルモニタシステム１は、上記の各手段１００、１０１、１０２とパーティクルモニタ１８により構成されている。
また、制御装置５０は、例えばＣＰＵやメモリなどを備えたコンピュータにより構成され、例えばメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、基板処理システム１０における基板処理や清浄化手段４０による減圧処理容器１２内の清浄化などを行うことができる。なお、基板処理システム１０における基板処理や基板搬送を実現するための各種プログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどの記憶媒体Ｈに記憶されていたものであって、その記憶媒体Ｈから制御装置５０にインストールされたものが用いられている。
演算手段１００には、パーティクルモニタ１８で計数された例えば単位時間ごとのパーティクル数が、電気信号として制御装置５０を介して入力される。演算手段１００では、入力された電気信号に基づいて、例えば図３に示すような、パーティクル数と時間に関するヒストグラムを作成する。図３のヒストグラムでは、横軸を時間、縦軸をパーティクル数として表している。
抽出手段１０１では、演算手段１００で求めたヒストグラムにおけるパーティクル数の分布傾向を分析し、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量Ｘを抽出する。この、第１の特徴量Ｘは、例えば次の式（１）により表される。
Figure 2013038261
式（１）のＴはパーティクルの計数期間、ｔは測定時、Ｐｔは測定時におけるパーティクル数である。
式（１）から分かるように、第１の特徴量Ｘは測定時ｔ、即ちパーティクルが観測された時刻を、各測定時ｔにおいて観測されたパーティクル数で加重平均したものであり、パーティクル数の最頻値が、後述する清浄化シーケンスにおけるどの時間帯に分布するかについての傾向を示している。なお、第１の特徴量Ｘにより求まる時刻は最頻値と必ずしも一致するものではなく、例えば図３のヒストグラムでは、最頻値が「２０秒」であるのに対して、式（１）により求まる第１の特徴量Ｘは例えば「２１．１秒」となる。また、第１の特徴量Ｘと最頻値との不一致は、例えば最頻値におけるパーティクル数が減少するほど大きくなる傾向がある。具体的には、例えば図４に示すように、最頻値におけるパーティクル数のみが図３の場合よりも小さく、それ以外のパーティクル数は同じとなるヒストグラムでは、第１の特徴量Ｘの値は図３に示す場合と比較して大きくなる。
また、抽出手段１０１では、ヒストグラムから、パーティクルの計数期間と計数期間におけるパーティクルの分布傾向との相関を表す第２の特徴量Ｙを抽出する。第２の特徴量Ｙは、次の式（２）で表される。
Figure 2013038261
式（２）のＰｔは、測定時におけるパーティクル数であり、Ｄ（ｔ）の値は、Ｐｔがゼロ以上、測定時ｔにおいてパーティクルが計数されると「１」となり、Ｐｔがゼロの場合は「０」となる。
式（２）から求まる第２の特徴量Ｙは、パーティクルを観測した時刻を単純平均したものであり、パーティクル数の多寡にかかわらず、パーティクルが後述する清浄化シーケンスのどの時間帯で観測されたかについての傾向を示すものである。そのため、図３に示すヒストグラムと図４に示すヒストグラムから求まる第２の特徴量Ｙは、同じ値となる。なお、図３及び図４から求まる第２の特徴量Ｙは、例えば「２７．３秒」である。
条件変更手段１０２には、例えば図５に示すような、清浄化手段４０による減圧処理容器１２内の清浄化シーケンスが予め入力されている。図５の清浄化シーケンスは、横軸を時間、縦軸を電圧及びパージガスの流量とし、パーティクルモニタ１８でのパーティクルの計測開始と共に電圧Ｖや流量Ｆがどのように変化するかを示している。この清浄化シーケンスでは、パーティクルモニタ１８でのパーティクルの計数開始１５秒後に先ず減圧処理容器１２内にパージガスを供給し、その７秒後に、電源１１ｂは、電極１１ａに極性を例えば１秒のサイクルで反転させながら±１ｋＶの高電圧を断続的に１８秒間印加する。
そして、条件変更手段１０２では、第１の特徴量Xと第２の特徴量Yに基づいてこの清浄化シーケンスの条件変更が行われる。条件変更手段１０２による清浄化シーケンスの変更について説明する。
既述のように、第１の特徴量Xからは、パーティクルが多量に発生する時間帯を傾向として捉えることができる。しかしながら、第１の特徴量Xは、パーティクルが多量に観測される時間帯だけでなく、例えば図３と図４に示すように、最頻値近傍におけるパーティクル数の多寡が変動することによってもその値が増減する。したがって、第１の特徴量Xだけでは、減圧処理容器１２から飛散するパーティクルの傾向を正確に把握することができない。一方、第２の特徴量Yからは、パーティクル数の多寡にかかわらず、パーティクルモニタ１８による計数期間中におけるパーティクルの分布傾向を知ることができる。そのため、例えば第１の特徴量Xが第２の特徴量Yより大きければ、例えばパーティクル数がピーク値を示す時間帯以降もパーティクルが計数され、その一方、例えば第１の特徴量Xが第２の特徴量Yより小さければ、パーティクル数がピーク値を示す時間帯以前においてもパーティクルが計数されていると判断できる。また、第１の特徴量Xと第２の特徴量Yとの差分が大きいほど、最頻値近傍におけるパーティクル数が支配的であり、その逆に、差分が小さいほど、最頻値近傍において計数されるパーティクル数の全体に占める割合が小さいと判断できる。
そのため、条件変更手段１０２では、先ず第１の特徴量Ｘと第２の特徴量Yとの差分を求め、その差分の絶対値が予め定められた閾値を越えるか否かを判定する。また、第１の特徴量Xの値が、パージガスによる清浄化の時間帯と高電圧印加による清浄化の時間帯とのいずれに属しているかについても判定する。これにより、減圧処理容器１２内に付着しているパーティクルの傾向、即ちパージガスの衝撃波により飛散する物理的な吸着によるものが支配的であるか、或いは静電気力により付着しているためパージガスでは飛散しないもの、換言すれば電磁応力により飛散するものが支配的であるのかの傾向を把握することができる。
そして、減圧処理容器１２内に付着するパーティクルの傾向に基づき、清浄化手段４０による清浄化シーケンスの条件を変更する。より具体的には、条件変更手段１０２には、例えば図６の表に示すように、各特徴量X、Yとそれに対応する清浄化シーケンスの変更内容が予め記憶されており、この表と各特徴量X、Yとに基づいて、パージガスの供給量及び高電圧の印加回数を変更する。図６に示す「特徴量X小」は、第１の特徴量Xの値が高電圧の印加開始以前の時間帯に属する場合を示し、「特徴量X大」は、第１の特徴量Xの値が高電圧の印加開始より後の時間帯に属する場合を示している。「特徴量Y小」、「特徴量Y大」についても、特徴量Xの場合と同様である。
なお本実施の形態では、以下のように清浄化シーケンスの変更内容を決定している。各特徴量X、Yの差分の絶対値が閾値以上で、且つ「特徴量X小」の場合、パージガスにより飛散するパーティクルが支配的であるものの、パーティクルは最頻値以外でも観測されるため、パージガスの流量と高電圧の印加回数を共に標準時（図５に示される清浄化シーケンスの状態）よりも増加させる。各特徴量X、Yの差分の絶対値が閾値以上で、且つ「特徴量X大」の場合、高電圧の印加により飛散するパーティクルが支配的であるため、高電圧の印加回数を標準時よりも増加させる。なお、この場合にパージガスの流量を増加させないのは、一般に、高電圧の印加により飛散するパーティクルの数は、パージガスにより飛散するパーティクルの数と比較して小さく、パージガスの流量を増加させても清浄化に寄与しないためである。そのためこの場合は、パージガスの流量を減少させるか、あるいはパージガス供給時間を短くして、清浄化シーケンスそのものの時間を短縮するようにしてもよい。
また、各特徴量X、Yの差分が閾値より小さく、且つ「特徴量X小」及び「特徴量Y小」の場合、パージガスにより飛散するパーティクルが支配的であり、高電圧の印加によるパーティクルがほとんど観測されないことを意味しているので、パージガスの流量のみ標準時よりも増加させる。この場合も、高電圧の印加回数を減少させてもよい。各特徴量X、Yの差分が閾値より小さく、且つ「特徴量X大」及び「特徴量Y大」の場合、高電圧の印加により飛散するパーティクルが支配的であり、パージガスによるパーティクルがほとんど観測されないことを意味しているので、高電圧の印加回数のみを標準時よりも増加させる。この場合も、パージガスの流量を減少させるか又は供給時間を短くしてもよい。
なお、各特徴量X、Yの差分が閾値より小さく、「特徴量X小」且つ「特徴量Y大」の場合、及び「特徴量X大」且つ「特徴量Y小」の場合は、パージガスの時間帯と高電圧の印加の時間帯をまたいでおり且つその差分が小さいため、支配的なパーティクルの判断がつきにくい。そのため、本実施の形態においては、清浄化シーケンスの条件変更は行わないこととしているが、図６に示される条件そのものついては任意に決定可能であり、本実施の形態に限定されるものではない。また、図６では、例えば第１の特徴量Xと第２の特徴量Yとの関係に基づいて８通りの場合分けを行ったが、場合の数や清浄化シーケンスの変更内容についても任意に設定が可能である。
本実施の形態にかかる基板処理システム１０は以上のように構成されており、次に、基板処理システム１０での清浄化及びそれに伴うパーティクルモニタの方法について説明する。図７は、パーティクルモニタ方法の主な工程の例を示すフローチャートである。
図７に示すように、ウェハＷの処理が終了してウェハＷが減圧処理容器１２から搬出（図７の工程Ｓ１）されると、制御装置５０により制御弁１７ａが閉じられると共に、バイパス弁１７ｃが開かれる。これにより、減圧処理容器１２の排気がバイパス管１７ｂによるものに切り替えられ、パーティクルモニタ１８によるパーティクルの計数が開始される（図７の工程Ｓ２）。
次いで、図５に示す清浄化シーケンスのとおり、パーティクルモニタ１８によるパーティクルの計数開始１５秒後にパージガス供給部３４の下流側に設けられたバルブ３４ａが開けられ、例えば７０Ｌ／ｍｉｎ（７００００ＳＣＣＭ）の流量で減圧処理容器１２内へのパージガスの供給を開始する（図７の工程Ｓ３）。このパージガスの導入により、減圧処理容器１２内に衝撃波が発生し、当該減圧処理容器１２内に物理的に付着していたパーティクルが飛散する。飛散したパーティクルはバイパス管１７ｂから排気され、パーティクルモニタ１８により計数される。計数されたパーティクルは制御装置５０を介して演算手段１００に入力される。
その後、パージガスの供給開始から７秒経過した時点で、電源１１ｂにより電極１１ａに高電圧が印加され（図７の工程Ｓ４）、電磁応力により減圧処理容器１２内のパーティクルが飛散する。飛散したパーティクルはバイパス管１７ｂから排気され、パーティクルモニタ１８により計数される。
高電圧の印加が所定の回数繰り返されると、パージガスの供給量が低減され、引き続き減圧処理容器１２からのパーティクルの排出とパーティクルモニタ１８による計数が継続される（図７の工程Ｓ５）。
その後、バイパス弁１７ｃが閉じられ、パーティクルモニタ１８による計数が終了する。それと共に制御弁１７ａが開かれることにより排気系統が切り替えられ、再びターボポンプ１６ｂにより減圧処理容器１２の排気が行われる（図７の工程Ｓ６）。また、排気の切り替えと並行して、パーティクルモニタシステム１によるパーティクルモニタ方法が実行される。このパーティクルモニタシステム１におけるパーティクルモニタ方法については、後述において詳しく説明する。
その後、減圧処理容器１２内に新たなウェハＷが搬入され、プラズマ処理が施される（図７の工程Ｓ７）。そして、このウェハＷの処理が終了すると、ウェハＷが減圧処理容器１２から搬出される（図７の工程Ｓ８）。そして、再び真空系統の切り替えによりパーティクルモニタ１８によるパーティクルの計数が開始され（図７の工程Ｓ９）、次いで減圧処理容器内の清浄化が行われ、この一連の工程が繰り返し行われる。
次に、上述したパーティクルモニタ方法について説明する。
上述のパーティクルモニタ１８によるパーティクルの計数が終了すると、演算手段１００において、例えば図３に示すようなパーティクル数の時間に関するヒストグラムが作成される（図７の工程Ｔ１）。
次いで、抽出手段１０１において、このヒストグラムに基づいて、第１の特徴量Ｘ及び第２の特徴量Ｙがそれぞれ求められる（図７の工程Ｔ２）。
その後、条件変更手段１０２では、第１の特徴量Ｘ及び第２の特徴量Ｙとの相関関係に基づいて、清浄化手段４０による清浄化シーケンスの条件が変更される（図７の工程Ｔ３）。そして、図７の工程Ｓ７におけるウェハＷの処理が終了し、ウェハＷが減圧処理容器１２から搬出されると（図７の工程Ｓ８）、再び真空系統の切り替えによりパーティクルモニタ１８によるパーティクルの計数が開始され（図７の工程Ｓ９）、次いで変更後の清浄化シーケンスにより減圧処理容器内の清浄化が行われる。
以上の実施の形態によれば、減圧処理容器１２を清浄化している間に当該減圧処理容器１２から排出されるパーティクルを計数してヒストグラム化し、このヒストグラムに基づいて第１の特徴量Ｘと第２の特徴量Ｙを求めるので、減圧処理容器を清浄化している最中のパーティクルの傾向、即ち、減圧処理容器１２から排出されるパーティクルとして、パージガスの衝撃波により飛散するものが支配的であるのか、或いは電磁応力により飛散するものが支配的であるのかの傾向を定量的に把握することができる。これにより、減圧処理容器１２内のパーティクルを適切にモニタリングすることが可能となる。
また、支配的なパーティクルの傾向を把握することにより、条件変更手段１０２において清浄化シーケンスの最適化を図ることができるので、効率よく減圧処理容器１２内を清浄化することができる。
なお、以上の実施の形態では、条件変更手段１０２により清浄化シーケンスの条件を変更したが、例えば図２に破線で示すように、制御装置５０に各種情報を表示したり、制御装置５０への入力操作をしたりする表示手段１０３設け、当該表示手段１０３に各特徴量Ｘ、Ｙを比較して表示することで、作業員がこの表示内容に基づいて清浄化シーケンスの条件を変更してもよい。なお、表示手段１０３は、例えばタッチパネル、モニタ又は液晶ディスプレイなどを備えた、いわゆるグラフィカルユーザインターフェイスである。
また、以上の実施の形態では、例えば図５に示す基準となる清浄化シーケンスに対してパージガスや高電圧印加の条件を変更したが、例えば、条件変更手段１０２で変更後の清浄化シーケンスを記憶しておき、この変更後の清浄化シーケンスに対してさらに条件の変更を行う、換言すれば、変更後の清浄化シーケンスを基準のシーケンスとしてもよく、基準に用いる清浄化シーケンスについては、任意に設定が可能である。
なお、以上の実施の形態では、第１の特徴量Ｘと第２の特徴量Ｙとの差分が小さくなる場合は、最頻値近傍において計数されるパーティクル数の全体に占める割合が小さいと説明したが、実際にはピーク近傍のみでしかパーティクルが計数されない場合も各特徴量X、Yの差分が小さくなる。ただし、通常、そのような場合は極めて希であるが、そのような場合を除外するために、第１の特徴量Ｘと第２の特徴量Ｙに加えて、後述する第３の特徴量Ｚを考慮するようにしてもよい。第３の特徴量Ｚは、パーティクルの計数期間中に計数されたパーティクルの総量に占める、最頻値におけるパーティクル数の割合を示すものであり、この値を考慮することで、特徴量Ｘ、Ｙの差分が小さくなる原因が、最頻値近傍にパーティクルが集中しているものであるか否かを判断できる。そして、最頻値近傍にパーティクルが集中していると判断された場合は、それに基づいて清浄化手段４０の条件を設定すればよい。
また、最頻値におけるパーティクル数そのものも考慮して、例えば最頻値近傍にパーティクルが集中していると判断されたにもかかわらずパーティクル数が従来と比較して少ない場合は、例えばパージガスの流量と高電圧の印加回数の双方を減少させるようにしてもよい。
以上の実施の形態では、減圧処理容器１２内のパーティクルの傾向を把握し、次回のウェハＷ処理後の清浄化の条件を例えばウェハＷの処理を行うごとに変更する場合について説明したが、次に他の実施の形態にかかるパーティクルモニタの方法として、減圧処理容器１２内のパーティクルについて長期的な傾向を把握する場合について説明する。
本実施の形態における、制御装置１１０は、例えば図８に示すように、既述の演算手段１００と抽出手段１０１のほかに、抽出手段で求めた特徴量を蓄積する蓄積手段１１１と、蓄積手段１１１に記憶された特徴量に対して主成分分析を行う分析手段１１２と、分析手段１１２での分析結果と蓄積手段１１１に記憶された特徴量から主成分得点を求める算出手段１１３と、主成分得点に関するクラスター分析の結果に基づいて減圧処理容器１２内のパーティクルの付着状況を推定する推定手段１１４を有している。本実施の形態にかかるパーティクルモニタシステムは、各手段１００、１０１、１１１、１１２、１１３、１１４とパーティクルモニタ１８により構成されている。なお、制御装置１１０は、上述の表示手段１０３を有していてもよい。
また、制御装置１１０における抽出手段１０１では、上述の第２の特徴量Ｙに代えて、次の式（３）により表される第３の特徴量Ｚが求められる。
Figure 2013038261
式（３）のＭＡＸ（Ｐｔ）は、ヒストグラムの最頻値におけるパーティクル数である。
式（３）から明らかなように、第３の特徴量Ｚは、パーティクルの計数期間中に計数されたパーティクルの総量に占める、最頻値におけるパーティクル数の割合である、いわゆるピーク比を示すものである。
抽出手段１０１では、図７に示される工程Ｓ１〜工程Ｓ７のウェハ処理を繰り返し実行するごとに各特徴量Ｘ、Ｚが求められ、各特徴量Ｘ、Ｚは、蓄積手段１１１に記憶される。
分析手段１１２では、蓄積手段１１１に蓄積された複数の特徴量Ｘ、Ｚを変数として主成分分析を行い、第１の特徴量Ｘと第３の特徴量Ｚのそれぞれについて主成分負荷量が求められる。
算出手段１１３では、分析手段１１２で求められた主成分負荷量と第１の特徴量Ｘと第３の特徴量Ｚに基づいて、各特徴量Ｘ、Ｚのそれぞれについて主成分得点が求められる。
推定手段１１４では、算出手段１１３で求められた各主成分得点に関するクラスター分析を実施して各主成分得点を複数のクラスターに層別化する。そして、各クラスターの特徴を確認し、各クラスターごとに減圧処理容器１２内のパーティクルの付着状況を推定する。なお、各手段１１２、１１３、１１４は、例えば汎用の数値解析ソフトを用いて構成できる。
分析手段１１２、算出手段１１３、推定手段１１４による減圧処理容器１２内のパーティクル付着状況推定の具体的な例として、例えば蓄積手段１１１に、図９の表に示すように、サンプル番号１〜８９についての各特徴量Ｘ、Ｚが記憶されている場合について説明する。なお、清浄化はサンプル番号の小さいものから大きいものの順で時系列に行われており、図９のサンプル番号１２と１３の間、サンプル番号３２と３３の間及びサンプル番号４８と４９の間には、それぞれ減圧処理容器１２の開放点検が行われている。また、サンプル１２と１３の間では、減圧処理容器１２内の一部の部品交換が実施されている。
分析手段１１２では、蓄積手段１１１の各特徴量Ｘ、Ｚから主成分負荷量が求められる。なお、第１の特徴量Ｘの第１の主成分負荷量は「０．７３４２」、第２の主成分負荷量は「−０．６７９０」である。また、第３の特徴量Ｚの主成分負荷量は、第１の特徴量Ｘの各主成分負荷量から求まる直線に直交する直線の傾きとして求められ、第１の主成分負荷量と第２の主成分負荷量は、それぞれ「０．７３４２」と「０．６７９０」となる。
次に、算出手段１１３では、分析手段１１２で求めた各主成分負荷量と各特徴量Ｘ、Ｚから、各サンプル１〜８９について第１の主成分得点（図９の「ＰＣＳ１」）と、第２の主成分得点（図９の「ＰＣＳ２」）がそれぞれ求められる。そして、算出手段１１３では、例えば図１０に示すように、各サンプル番号１〜８９の主成分得点をプロットしたデータが作成される。なお、図１０のプロットに示す番号は、図９に示す各サンプル番号と対応している。
推定手段１１４では、算出手段１１３で求められたプロットデータに対するクラスター分析がおこなわれ、例えば図１１に示されるように、複数のクラスターに層別される。本実施の形態においては、４つのクラスターに分類され、その結果、サンプル番号１〜１２は第１のクラスター、サンプル番号１３〜３２は第２のクラスター、サンプル番号３３〜４８は第３のクラスター、サンプル番号４９〜８９は第４のクラスターをそれぞれ形成する。なお、図１１の「◇」は第１のクラスター、「□」は第２のクラスター、「△」は第３のクラスター、「○」は第４のクラスターをそれぞれ表している。
次いで、推定手段１１４では、各クラスターの特徴を確認し、各クラスターごとに減圧処理容器１２内のパーティクルの付着状況を推定する。具体的には、第１のクラスターは、第１の特徴量と第３の特徴量Ｚの値が共に非常に大きいため、清浄化シーケンス後半の高電圧印加により飛散したパーティクル、或いは図７の工程Ｓ５における減圧処理容器１２の排気の過程で排出されたパーティクルが大半を占めていると判断される。これにより、第１のクラスターに属するサンプルのパーティクルは、例えば排気管１７や各バルブの汚れに起因するものと推定される。
また、第２のクラスターでは、第１の特徴量Ｘが非常に小さく、換言すれば、清浄化シーケンスのパージガス供給直後と一致し、且つ第３の特徴量Ｚが非常に大きいため、清浄化シーケンス前半のパージガスにより飛散したパーティクルが大半を占めていると判断される。これにより、第２のクラスターに属するサンプルのパーティクルは、減圧処理容器１２内に物理的に吸着しているものが支配的であると推定される。なお、パーティクルが第１のクラスターと異なる傾向を示すのは、サンプル１２と１３の間で減圧処理容器１２の部品交換に伴い、減圧処理容器の外部から塵が持ち込まれたためと推測される。
第３のクラスターでは、第１の特徴量Ｘが第２のクラスターに比べて大きく、また、第３の特徴量Ｚが第２のクラスターに比べて減少している。したがって、パージガスによるパーティクルが高電圧印加によるパーティクルと比較して支配的であるものの、高電圧印加によるパーティクルも若干計数されていると判断される。
第４のクラスターでは、第１の特徴量Ｘが第３のクラスターよりさらに大きく、また、第３の特徴量Ｚが第３のクラスターに比べてさらに減少している。この場合、パーティクルの計数期間の全域にわたってパーティクルが計数されており、高電圧印加によるパーティクルがパージガスによるパーティクルと比較して支配的であるものの、パージガスによるパーティクルも若干計数されていると判断される。これにより、第４のクラスターに属するサンプルのパーティクルは、高電圧印加により飛散したパーティクルが支配的であり、主に排気系統の汚れに起因するものと推定される。また、クラスター分析の結果から、減圧処理容器１２内の清浄化を繰り返すごとにパーティクルが高電圧印加由来のものとなってゆくこと、及び減圧処理容器１２の開放点検の際に部品交換を行うことで、パージガス由来のパーティクルが増加することが確認された。
以上の実施の形態によれば、抽出手段１０１で求めた複数の特徴量Ｘ、Ｚに基づいて主成分得点をそれぞれ求め、さらに各主成分得点に関するクラスター分析に基づいて減圧処理容器１２内のパーティクルの付着状況を推定するので、減圧処理容器１２内のパーティクルについて長期的な傾向を把握することができる。これにより、例えばウェハＷ処理を所定の回数繰り返すごとに清浄化シーケンスにおいて高電圧印加の回数を増加させ、その一方でパージガスの供給時間を減少させるといったシーケンス条件の変更を行うことが可能となる。
なお、通常は、既述のようにウェハＷへのパーティクルの付着状況を確認したりパーティクルの成分分析をしたりするために、１日に１回程度の頻度で、例えばダミーウェハを用いてウェハ処理と清浄化が行われるが、希に、何らかの要因でダミーウェハに付着するパーティクル数が極端に多くなる場合がある。この場合、ダミーウェハのパーティクルを分析するのみでは、イレギュラーでパーティクル数が増加したのか否かを判断できないため、イレギュラーか否かを判断するには、再度ダミーウェハを用いてパーティクルの確認を行う必要がある。しかしながら、その間は製品化するウェハＷの処理を行うことができないため、ウェハＷ処理のスループットの低下を招いてしまう。かかる場合、本実施の形態にかかるパーティクルモニタ方法により長期的な傾向を把握していれば、ダミーウェハの異常がイレギュラーなものであるか否かを判断することも可能となる。
なお、以上の実施の形態においても、制御装置１１０に条件変更手段１０２を設け、推定手段１１４による推定結果に基づいて、自動的に清浄化シーケンスを変更するようにしてもよい。かかる場合、図６に示す表の内容とは独立して、クラスター分析で推定された支配的なパーティクルに対応してパージガスや高電圧印加の条件が変更される。
また、制御装置１１０に表示手段１０３を設け、クラスター分析後の各主成分得点、即ち図１１に示す内容を当該表示手段１０３に表示し、この表示内容に基づいて作業員が清浄化シーケンスの条件を変更するようにしてもよい。
なお、以上の実施の形態では、パーティクルモニタ１８は、バイパス管１７ｂに設けていたが、減圧処理容器１２からのパーティクル数を計数できれば、必ずしもバイパス管１７ｂに設ける必要はなく、例えば排気室１３ａに設けてもよい。
また、以上の実施の形態では、第１の特徴量Ｘは式（１）により求めたが、例えば第１の特徴量としてヒストグラムの最頻値そのものを用いてもよい。また、清浄化シーケンスの条件を変更するにあたっては、例えば最頻値の左右方向にパーティクル数の積分を行い、積分値と計数期間中に計測されたパーティクルの総数との比が所定の値に達するまでの時間を求めることでパーティクルの分布の傾向を把握し、この分布傾向と最頻値とに基づいて条件変更を行うようにしてもよい。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。平行平板型のプラズマ装置や、他のマイクロ波プラズマ装置、例えば、ＥＣＲプラズマ装置、表面波プラズマ装置などに適用可能である。また、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１ パーティクルモニタシステム
１０ 基板処理装置
１１ サセプタ
１２ 減圧処理容器
１３ 本体部
１３ａ 排気室
１４ マイクロ波発生源
１５ マイクロ波供給部
１６ 排気装置
１７ 排気管
１８ パーティクルモニタ
２０ 支持部材
２１ マイクロ波透過板
２２ スロット板
２３ 誘電体板
２４ プレート
２５ 同軸導波管
２６ ガスバッフル板
２７ 支持部材
３０ ガス供給口
３１ ガス供給部
３２ ガス供給管
３３ 希ガス供給部
３４ パージガス供給部
５０ 制御装置
１００ 演算手段
１０１ 抽出手段
１０２ 条件変更手段
１０３ 表示手段
１１０ 制御装置
１１１ 蓄積手段
１１２ 分析手段
１１３ 算出手段
１１４ 推定手段
Ｗ ウェハ

Claims (16)

  1. 基板を処理する減圧処理容器内にパージガスを供給して衝撃波を与え、次いで高電圧を断続的に印加して電磁応力を与えることによりパーティクルを飛散させて前記減圧処理容器内を清浄化する際に、当該減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルをモニタするパーティクルモニタ方法であって、
    前記減圧処理容器を清浄化している間に、前記減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルを計数手段により計数し、
    前記パーティクルの計数結果から、時間に関するパーティクル数のヒストグラムを作成し、
    前記ヒストグラムから、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量を抽出し、
    さらに、前記ヒストグラムから、パーティクルの計数期間と当該計数期間におけるパーティクルの分布傾向との相関を表す第２の特徴量を抽出することを特徴とする、パーティクルモニタ方法。
  2. 前記第１の特徴量は、
    Figure 2013038261
    で示される式により求められ、
    前記第２の特徴量は、
    Figure 2013038261
    で示される式により求められることを特徴とする、請求項１に記載のパーティクルモニタ方法。
    Ｘ：第１の特徴量
    Ｔ：パーティクルの計数期間
    ｔ：測定時
    Ｐｔ：測定時におけるパーティクル数
    Ｙ：第２の特徴量
  3. 前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との差分を求め、当該差分と予め定められた閾値との関係と、前記第１の特徴量と、前記第２の特徴量との相関関係に基づいて、前記減圧処理容器内の清浄化の条件を変更することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のパーティクルモニタ方法。
  4. 前記処理容器内の清浄化の条件は、少なくとも前記パージガスの供給条件又は前記断続的な高電圧印加の条件であることを特徴とする、請求項３に記載のパーティクルモニタ方法。
  5. 前記抽出された第１の特徴量と第２の特徴量を、表示手段に比較して表示することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のパーティクルモニタ方法。
  6. 基板を処理する減圧処理容器内にパージガスを供給して衝撃波を与え、次いで高電圧を断続的に印加して電磁応力を与えることによりパーティクルを飛散させて前記減圧処理容器内を清浄化する際に、当該減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルをモニタするパーティクルモニタ方法であって、
    前記減圧処理容器を清浄化している間に、前記減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルを計数手段により計数し、
    前記パーティクルの計数結果から、時間に関するパーティクル数のヒストグラムを作成し、
    前記ヒストグラムから、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量を抽出し、
    さらに、前記ヒストグラムから、パーティクル計数期間において計数されたパーティクルの総数と最頻値におけるパーティクル数と相関を表す第２の特徴量を抽出し、
    前記第１の特徴量の抽出と前記第２の特徴量の抽出を、前記減圧処理容器内での基板処理ごとに行い、
    前記抽出された複数の第１の特徴量と複数の第２の特徴量を変数とする主成分分析を行って、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量の主成分負荷量をそれぞれ求め、
    前記各主成分負荷量に基づいて前記第１の特徴量と前記第２の特徴量について主成分得点をそれぞれ求め、
    前記各主成分得点に関するクラスター分析を行い、当該クラスター分析の結果に基づいて、前記減圧処理容器内のパーティクルの付着状況を推定することを特徴とする、パーティクルモニタ方法。
  7. 前記第１の特徴量は、
    Figure 2013038261
    で示される式により求められ、
    前記第２の特徴量は、
    Figure 2013038261
    で示される式により求められることを特徴とする、請求項６に記載のパーティクルモニタ方法。
    Ｘ：第１の特徴量
    Ｔ：パーティクルの計数期間
    ｔ：測定時
    Ｐｔ：測定時におけるパーティクル数
    Ｚ：第２の特徴量
    ＭＡＸ（Ｐｔ）：最頻値におけるパーティクル数
  8. 前記クラスター分析後の主成分得点を、表示手段にプロットして表示することを特徴とする、請求項６又は７のいずれかに記載のパーティクルモニタ方法。
  9. 基板を処理する減圧処理容器内にパージガスを供給して衝撃波を与え、次いで高電圧を断続的に印加して電磁応力を与えることによりパーティクルを飛散させて前記減圧処理容器内を清浄化する際に、当該減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルをモニタするパーティクルモニタシステムであって、
    前記減圧処理容器を清浄化している間に、前記減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルを計数する計数手段と、
    前記パーティクルの計数結果から、時間に関するパーティクル数のヒストグラムを作成する演算手段と、
    前記ヒストグラムから、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量を抽出し、さらに、前記ヒストグラムから、パーティクルの計数期間と当該計数期間におけるパーティクルの分布傾向との相関を表す第２の特徴量を抽出する抽出手段と、を有することを特徴とする、パーティクルモニタシステム。
  10. 前記第１の特徴量は、
    Figure 2013038261
    で示される式により求められ、
    前記第２の特徴量は、
    Figure 2013038261
    で示される式により求められることを特徴とする、請求項９に記載のパーティクルモニタシステム。
    Ｘ：第１の特徴量
    Ｔ：パーティクルの計数期間
    ｔ：測定時
    Ｐｔ：測定時におけるパーティクル数
    Ｙ：第２の特徴量
  11. 前記第１の特徴量と前記第２の特徴量との差分を求め、当該差分と予め定められた閾値との関係と、前記第１の特徴量と、前記第２の特徴量との相関関係に基づいて、前記減圧処理容器内の清浄化の条件を変更する条件変更手段を有することを特徴とする、請求項９または１０のいずれかに記載のパーティクルモニタシステム。
  12. 前記処理容器内の清浄化の条件は、少なくとも前記パージガスの供給条件又は前記断続的な高電圧印加の条件であることを特徴とする、請求項１１に記載のパーティクルモニタシステム。
  13. 前記抽出された第１の特徴量と第２の特徴量を、比較して表示する表示手段を有することを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載のパーティクルモニタシステム。
  14. 基板を処理する減圧処理容器内にパージガスを供給して衝撃波を与え、次いで高電圧を断続的に印加して電磁応力を与えることによりパーティクルを飛散させて前記減圧処理容器内を清浄化する際に、当該減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルをモニタするパーティクルモニタシステムであって、
    前記減圧処理容器を清浄化している間に、前記減圧処理容器からの排気に含まれるパーティクルを計数する計数手段と、
    前記パーティクルの計数結果から、時間に関するパーティクル数のヒストグラムを作成する演算手段と、
    前記ヒストグラムから、パーティクル数の最頻値とパーティクルの計数期間との相関を表す第１の特徴量を抽出し、さらに、前記ヒストグラムから、パーティクル計数期間において計数されたパーティクルの総数と最頻値におけるパーティクル数と相関を表す第２の特徴量を抽出し抽出手段と、
    前記減圧処理容器内での基板処理ごとに抽出した複数の前記第１の特徴量と複数の前記第２の特徴量を変数とする主成分分析を行って、前記第１の特徴量と前記第２の特徴量の主成分負荷量をそれぞれ求める分析手段と、
    前記各主成分負荷量に基づいて前記第１の特徴量と前記第２の特徴量について主成分得点をそれぞれ算出する算出手段と、
    前記各主成分得点に関するクラスター分析を行い、当該クラスター分析の結果に基づいて、前記減圧処理容器内のパーティクルの付着状況を推定する推定手段と、を有することを特徴とする、パーティクルモニタシステム。
  15. 前記第１の特徴量は、
    Figure 2013038261
    で示される式により求められ、
    前記第２の特徴量は、
    Figure 2013038261
    で示される式により求められることを特徴とする、請求項１４に記載のパーティクルモニタ方法。
    Ｘ：第１の特徴量
    Ｔ：パーティクルの計数期間
    ｔ：測定時
    Ｐｔ：測定時におけるパーティクル数
    Ｚ：第２の特徴量
    ＭＡＸ（Ｐｔ）：最頻値
  16. 前記クラスター分析後の主成分得点をプロットして表示する表示手段を有することを特徴とする、請求項１４又は１５のいずれかに記載のパーティクルモニタシステム。
JP2011173888A 2011-08-09 2011-08-09 パーティクルモニタ方法、パーティクルモニタ装置 Active JP5876248B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011173888A JP5876248B2 (ja) 2011-08-09 2011-08-09 パーティクルモニタ方法、パーティクルモニタ装置
US14/237,422 US9612178B2 (en) 2011-08-09 2012-08-08 Particle monitoring method and particle monitoring system
TW101128582A TWI541925B (zh) 2011-08-09 2012-08-08 Particle monitoring method, particle monitoring device
KR1020147002976A KR101912259B1 (ko) 2011-08-09 2012-08-08 파티클 모니터 방법, 파티클 모니터 시스템
PCT/JP2012/070205 WO2013022023A1 (ja) 2011-08-09 2012-08-08 パーティクルモニタ方法、パーティクルモニタ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011173888A JP5876248B2 (ja) 2011-08-09 2011-08-09 パーティクルモニタ方法、パーティクルモニタ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013038261A true JP2013038261A (ja) 2013-02-21
JP5876248B2 JP5876248B2 (ja) 2016-03-02

Family

ID=47668529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011173888A Active JP5876248B2 (ja) 2011-08-09 2011-08-09 パーティクルモニタ方法、パーティクルモニタ装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9612178B2 (ja)
JP (1) JP5876248B2 (ja)
KR (1) KR101912259B1 (ja)
TW (1) TWI541925B (ja)
WO (1) WO2013022023A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6258184B2 (ja) * 2014-11-13 2018-01-10 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US10553411B2 (en) 2015-09-10 2020-02-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Ion collector for use in plasma systems
US11742188B2 (en) * 2019-08-15 2023-08-29 Tokyo Electron Limited Substrate processing method, pressure control apparatus and substrate processing system
US20210087669A1 (en) * 2019-09-20 2021-03-25 Kioxia Corporation Film forming apparatus and film forming method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006153745A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Tokyo Electron Ltd パーティクル検出方法及びパーティクル検出プログラム
JP2009290086A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Tokyo Electron Ltd チャンバの内部状況推定方法及び記憶媒体

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5834642A (en) * 1997-07-25 1998-11-10 International Business Machines Corporation Downstream monitor for CMP brush cleaners
JPH1187248A (ja) * 1997-09-02 1999-03-30 Sharp Corp プラズマクリーニング装置
US6197123B1 (en) * 1997-12-18 2001-03-06 Texas Instruments Incorporated Method for cleaning a process chamber used for manufacturing substrates during nonproduction intervals
US6241827B1 (en) * 1998-02-17 2001-06-05 Tokyo Electron Limited Method for cleaning a workpiece
JP3067738B2 (ja) 1998-06-15 2000-07-24 株式会社日立製作所 検査システムおよび検査方法
TW533503B (en) * 2000-09-14 2003-05-21 Nec Electronics Corp Processing apparatus having particle counter and cleaning device, cleaning method, cleanliness diagnosis method and semiconductor fabricating apparatus using the same
JP4385086B2 (ja) * 2003-03-14 2009-12-16 パナソニック株式会社 Ｃｖｄ装置のクリーニング装置およびｃｖｄ装置のクリーニング方法
JP4754196B2 (ja) 2003-08-25 2011-08-24 東京エレクトロン株式会社 減圧処理室内の部材清浄化方法および基板処理装置
JP4547237B2 (ja) 2004-03-29 2010-09-22 東京エレクトロン株式会社 真空装置、そのパーティクルモニタ方法及びプログラム
CN101082560A (zh) 2004-03-29 2007-12-05 东京毅力科创株式会社 真空装置、其颗粒监控方法、程序以及颗粒监控用窗口部件
JP4593243B2 (ja) * 2004-11-18 2010-12-08 株式会社トプコン 気中粒子監視装置および真空処理装置
JP4225998B2 (ja) * 2004-12-09 2009-02-18 東京エレクトロン株式会社 成膜方法及び成膜装置並びに記憶媒体
JP2009039604A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Fujitsu Ltd 洗浄装置、洗浄槽、洗浄方法および洗浄制御プログラム
US20130000280A1 (en) * 2011-06-30 2013-01-03 Caterpillar, Inc. Gas monitoring method implementing soot concentration detection

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006153745A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Tokyo Electron Ltd パーティクル検出方法及びパーティクル検出プログラム
JP2009290086A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Tokyo Electron Ltd チャンバの内部状況推定方法及び記憶媒体

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140051933A (ko) 2014-05-02
TW201330140A (zh) 2013-07-16
KR101912259B1 (ko) 2018-10-26
WO2013022023A1 (ja) 2013-02-14
US9612178B2 (en) 2017-04-04
US20140182357A1 (en) 2014-07-03
JP5876248B2 (ja) 2016-03-02
TWI541925B (zh) 2016-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8751196B2 (en) Abnormality detection system, abnormality detection method, recording medium, and substrate processing apparatus
US10283421B2 (en) System to detect wafer arcing in semiconductor manufacturing equipment
JP5876248B2 (ja) パーティクルモニタ方法、パーティクルモニタ装置
US20050212450A1 (en) Method and system for detecting electrical arcing in a plasma process powered by an AC source
CN102117733B (zh) 基板处理装置及其清洁方法
JP3893276B2 (ja) プラズマ処理装置
JPWO2009110366A1 (ja) プラズマ処理装置
JP2011071361A (ja) プラズマエッチング装置用シリコン製部品の再生方法及びプラズマエッチング装置用シリコン製部品
JP5704192B2 (ja) プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置並びに記憶媒体
WO2015029777A1 (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の監視方法
TWI460789B (zh) Whether to proceed with the processing of judgment methods and memory media
CN108212912A (zh) 辉光放电质谱设备用陶瓷片的清洗方法
JP2006073751A (ja) プラズマクリーニング処理の終点検出方法及び終点検出装置
JP5013484B2 (ja) 半導体製造装置のクリーニング方法および半導体製造装置
JP2004137556A (ja) 半導体製造装置
JP4153654B2 (ja) 導電性付着物モニター、プラズマ処理装置、及びプラズマ処理方法
CN115692260A (zh) 一种具有自清理功能的静电颗粒收集系统和方法
JP5136514B2 (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP2010092633A (ja) 真空室内のガス成分測定方法、及び真空装置
JP2002367965A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JP4873025B2 (ja) プラズマ処理方法
JP2006210461A (ja) プロセス装置の洗浄方法、該方法を実行するためのプログラム、及び記憶媒体
JP2002110653A (ja) チャンバ内の清浄度管理方法およびプロセス装置
JP2004245795A (ja) 粒子測定方法及びそれを用いたプラズマ成膜装置
JP2002270580A (ja) プラズマ処理装置及び処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5876248

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250