JP2016169969A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、微細な塵埃(パーティクル)を検出するパーティクル計数装置及びそれを用いたパーティクル計数システムに関する。
例えば、イオン注入装置や有機EL用成膜装置等の半導体製造装置は、パーティクルが半導体製造装置(真空の処理室)内に存在すると、このパーティクルがウェハに付着して歩留りが低下することが知られている。特に、近年のように半導体装置の高密度化や微細化が進むと、このパーティクルによる製造歩留りの低下は大きな問題となる。
そこで、半導体製造装置には、その処理室内を浮遊するパーティクルをリアルタイムで検出するパーティクル計数装置が設けられている(例えば、特許文献1参照)。このパーティクル計数装置を用いて処理室内に存在するパーティクルを計測し、その計測値に基づいて製造プロセスの条件を最適化及びクリーニングすることにより、製造歩留りの低下を防止している。
ここで、本発明のパーティクル計数システムの一例を示す図1の概略構成図を用いて、その構成を説明する。また、図6は、図1に示すパーティクル計数装置の斜視図であり、図7は、図6の断面図である。
パーティクル計数システム1は、パーティクル計数装置10と、制御ユニット30と、パーソナルコンピュータ40と、制御ユニット30とパーソナルコンピュータ40とを接続するためのシリアルクロスケーブル33と、パーティクル計数装置10と制御ユニット30とを接続するためのコントロールケーブル34とを備える。
パーティクル計数システム1は、パーティクル計数装置10と、制御ユニット30と、パーソナルコンピュータ40と、制御ユニット30とパーソナルコンピュータ40とを接続するためのシリアルクロスケーブル33と、パーティクル計数装置10と制御ユニット30とを接続するためのコントロールケーブル34とを備える。
パーティクル計数装置10は、例えばステンレス鋼のハウジング20と、発光素子(光照射手段)となる半導体レーザ素子13と、受光素子(散乱光検出手段)となるフォトダイオード14a、14bと、光学レンズ15a、15bと、ビームストッパ19と、半導体レーザ素子13を駆動するための前置増幅器(部品)16とを備える。
ハウジング20は、水平方向に軸を有する円筒形状の測定ヘッド21と円筒形状のICF70ハーメチックフランジ(配管接続部)22と円筒形状のケース部23とを有する。
ケース部23には、コントロールケーブル34と接続されるための接続口23aが形成されている。これにより、パーティクル計数装置10と制御ユニット30とは、コントロールケーブル34を介して信号の送受信が可能となっている。
ケース部23には、コントロールケーブル34と接続されるための接続口23aが形成されている。これにより、パーティクル計数装置10と制御ユニット30とは、コントロールケーブル34を介して信号の送受信が可能となっている。
ICF70ハーメチックフランジ22は、水平方向に貫通する複数個のネジ穴22aを有する。これにより、ネジ穴22aにネジ42を通すことで、半導体製造装置41に形成されているICF70用接続口41aとICF70ハーメチックフランジ22とを固定することが可能となっている。
測定ヘッド21の内部には、ビームストッパ19と、フォトダイオード14a、14bと、光学レンズ15a、15bと、半導体レーザ素子13とがこの順に配置されている。
半導体レーザ素子13と光学レンズ15a、15bとは、図7に示すように測定ヘッド21の右端部内に配置され、所定波長のレーザ光Lを左方に出力するものである。また、ビームストッパ19は、測定ヘッド21の左端部内に配置され、レーザ光Lを吸収するものである。
半導体レーザ素子13と光学レンズ15a、15bとは、図7に示すように測定ヘッド21の右端部内に配置され、所定波長のレーザ光Lを左方に出力するものである。また、ビームストッパ19は、測定ヘッド21の左端部内に配置され、レーザ光Lを吸収するものである。
そして、測定ヘッド21の中央部付近の壁面の所定位置には、上下方向に貫通し水平方向に長い長孔状の窓部18aが形成されるとともに、窓部18aと上下方向に対向する測定ヘッド21の壁面の所定位置にも、上下方向に貫通し水平方向に長い長孔状の窓部18bが形成されている。つまり、窓部18a、18bによりパーティクルが測定ヘッド21内部の中央部分(測定対象領域)に侵入するような構成となっている。
これにより、半導体レーザ素子13から出射されたレーザ光Lは、光学レンズ15a、15bにより集光された上で、測定ヘッド21内部の中央部分(測定対象領域)を通った後、ビームストッパ19に吸収される。このとき、パーティクルが測定対象領域に存在すれば、レーザ光Lとパーティクルとが衝突し、レーザ光Lはパーティクルにより散乱されて散乱光が発生する。
これにより、半導体レーザ素子13から出射されたレーザ光Lは、光学レンズ15a、15bにより集光された上で、測定ヘッド21内部の中央部分(測定対象領域)を通った後、ビームストッパ19に吸収される。このとき、パーティクルが測定対象領域に存在すれば、レーザ光Lとパーティクルとが衝突し、レーザ光Lはパーティクルにより散乱されて散乱光が発生する。
また、窓部18aと窓部18bとの間となる測定ヘッド21内部の中央部付近の壁面の所定位置には、長方形状のフォトダイオード14aが配置されるとともに、フォトダイオード14aと前後方向に対向する所定位置にも、長方形状のフォトダイオード14bが配置されている。これにより、測定対象領域(一対のフォトダイオード14a、14bの間)に侵入したパーティクルにより発生した散乱光がフォトダイオード14a、14bで受光されるようになっている。
フォトダイオード14a、14bは、光が照射されることによりパルス状の電気信号(以下「パーティクル信号」という)を生成する構成となっている。パーティクル信号は、コントロールケーブル34を介して制御ユニット30に順次出力される。
制御ユニット30は、パーティクル信号(計測値)を整形してパーティクルの計数(処理結果)を行ったりパーティクルの粒径(処理結果)を算出したりして、それらをパーソナルコンピュータ40にシリアルクロスケーブル33を介して出力する信号処理部(図示せず)と、コントロールケーブル34を介してパーティクル計数装置10の動作を制御する制御部(図示せず)とを備える。
パーソナルコンピュータ40は、操作ボタンやキーボード等からなる入力部(図示せず)と、モニタ等からなる表示部40aと、信号処理部からの処理結果や計測値を表示部40aに表示したり入力部を用いて設定された測定条件(サンプリング周波数、閾値電圧、測定時間等)等を制御ユニット30にシリアルクロスケーブル33を介して出力したりする制御部(図示せず)と、記憶部(図示せず)とを備える。これにより、例えば、表示部40aには、パーティクル情報(例えば、一定時間の間に通過したパーティクルの数やその粒径及び通過速度等)がリアルタイムで表示される。そして、測定が終了すると、一連の測定結果(測定中の各時点におけるパーティクルの通過数、測定中に通過したパーティクル数の合計、粒径や通過速度の分布等)が測定ファイルとして記憶部に格納される。
しかしながら、半導体製造装置41にICF70用接続口41aが設けられている場合には、パーティクル計数装置10を半導体製造装置41内に配置することができるが、半導体製造装置41にICF70用接続口41aがない場合や、ICF70用接続口41aに測定ヘッド21を差し込めない場合には、パーティクル計数装置10を用いることができないという問題点があった。
また、パーティクル計数装置10を半導体製造装置41内に配置することができても、パーティクル発生源と思しき箇所が半導体製造装置41内の中央部に位置する場合には、パーティクル発生源近傍に測定ヘッド21を配置することができないという問題点があった。
そこで、本発明は、所望の位置に配置したり所望の配管接続口に接続したりすることができるパーティクル計数装置を提供することをその目的とする。
また、パーティクル計数装置10を半導体製造装置41内に配置することができても、パーティクル発生源と思しき箇所が半導体製造装置41内の中央部に位置する場合には、パーティクル発生源近傍に測定ヘッド21を配置することができないという問題点があった。
そこで、本発明は、所望の位置に配置したり所望の配管接続口に接続したりすることができるパーティクル計数装置を提供することをその目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明のパーティクル計数装置は、パーティクルを測定対象領域に導入するための窓部と、前記測定対象領域に光を出射する光照射手段と、前記測定対象領域に導入されたパーティクルによる散乱光を検出して検出信号を生成する散乱光検出手段とを有する測定ヘッドと、所定配管接続口と接続するための配管接続部と、前記光照射手段及び前記散乱光検出手段を制御する部品を有するケース部と、前記検出信号に基づいてパーティクル情報を作成する制御ユニットと前記ケース部とを接続するためのケーブルとを備えるパーティクル計数装置であって、前記ケース部と接続可能な取付部と、前記所定配管接続口以外に設置するための設置部とを有する架台を備えるようにしている。
ここで、「所定配管接続口」とは、半導体製造装置等に設けられている配管接続口であり、例えばICFフランジの「ICF70」やKFフランジの「KF40」等となる。
本発明のパーティクル計数装置によれば、半導体製造装置に所定配管接続口が設けられており、所定配管接続口近傍にパーティクル発生源が存在する場合には、まず、分析者は、配管接続部と所定配管接続口とを接続することで、測定ヘッドを半導体製造装置内に配置する。次に、分析者は、ケース部と制御ユニットとをケーブルで接続してパーティクル情報を制御ユニットに送信する。一方、半導体製造装置の中央部にパーティクル発生源が存在する場合には、まず、分析者は、ケース部と架台の取付部とを接続し、架台の設置部を半導体製造装置内の中央部に載置して測定ヘッドを半導体製造装置内に配置する。次に、分析者は、ケース部と制御ユニットとをケーブルで接続してパーティクル情報を制御ユニットに送信する。
以上のように、本発明のパーティクル計数装置は、所定配管接続口近傍にも半導体製造装置内の中央部にも配置することができる。
(その他の課題を解決するための手段及び効果)
また、本発明のパーティクル計数装置は、特定配管接続口と接続するための配管接続部と、前記制御ユニットと接続するための制御ユニット接続部とが形成されたケーブルを備えるようにしてもよい。
ここで、「特定配管接続口」とは、半導体製造装置等に設けられている配管接続口であり、所定配管接続口と同じでも異なっていてもよく、例えばKFフランジの「KF40」やICFフランジの「ICF70」等となる。
また、本発明のパーティクル計数装置は、特定配管接続口と接続するための配管接続部と、前記制御ユニットと接続するための制御ユニット接続部とが形成されたケーブルを備えるようにしてもよい。
ここで、「特定配管接続口」とは、半導体製造装置等に設けられている配管接続口であり、所定配管接続口と同じでも異なっていてもよく、例えばKFフランジの「KF40」やICFフランジの「ICF70」等となる。
本発明のパーティクル計数装置によれば、半導体製造装置に特定配管接続口が設けられている場合には、まず、分析者は、ケース部と架台の取付部とを接続し、架台の設置部を半導体製造装置内の中央部に載置して測定ヘッドを半導体製造装置内に配置する。次に、分析者は、ケーブルの配管接続部と特定配管接続口とを接続するとともに、ケーブルの制御ユニット接続部と制御ユニットとを接続する。次に、分析者は、ケーブルの配管接続部とケース部とをケーブルで接続してパーティクル情報を制御ユニットに送信する。
以上のように、本発明のパーティクル計数装置によれば、KFフランジとICFフランジのどちらでも使用することができる。
以上のように、本発明のパーティクル計数装置によれば、KFフランジとICFフランジのどちらでも使用することができる。
また、本発明のパーティクル計数装置は、前記設置部は、水平板であり、前記取付部は、前記水平板に垂直な垂直板であり、前記ケース部は前記取付部にネジ止めされるようにしてもよい。
そして、本発明のパーティクル計数システムは、上述したようなパーティクル計数装置と、前記検出信号に基づいてパーティクル情報を作成する制御ユニットとを備えるようにしてもよい。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。
図1〜3は本発明のパーティクル計数システムの一例を示す概略構成図である。また、図4は半導体製造装置内に設置する架台の斜視図である。そして図5は本発明で用いるフランジ付ケーブルの構成を示す図であって、図5(a)は所定フランジ付ケーブル、図5(b)は特定フランジ付ケーブルを示している。なお、以下において、上述した図1のパーティクル計数システムやパーティクル計数装置と同様のものについては、同じ符号を付すことにより説明を省略する。
パーティクル計数システム1は、パーティクル計数装置10と、制御ユニット30と、パーソナルコンピュータ40と、制御ユニット30とパーソナルコンピュータ40とを接続するためのシリアルクロスケーブル33と、パーティクル計数装置10と制御ユニット30とを接続するためのコントロールケーブル34と、架台50と、ICF70用接続口41aと制御ユニット30とを接続するための所定フランジ付ケーブル35と、KF40用接続口43aと制御ユニット30とを接続するための特定フランジ付ケーブル36とを備える。
パーティクル計数システム1は、パーティクル計数装置10と、制御ユニット30と、パーソナルコンピュータ40と、制御ユニット30とパーソナルコンピュータ40とを接続するためのシリアルクロスケーブル33と、パーティクル計数装置10と制御ユニット30とを接続するためのコントロールケーブル34と、架台50と、ICF70用接続口41aと制御ユニット30とを接続するための所定フランジ付ケーブル35と、KF40用接続口43aと制御ユニット30とを接続するための特定フランジ付ケーブル36とを備える。
架台50は、例えばステンレス鋼の水平板(設置部)52と、水平板52の右端部に立設された例えばステンレス鋼の垂直板(取付部)51とを有するL字形状となっている。
垂直板51は、水平方向に貫通する複数個のネジ穴51aを有する。これにより、窓部18aと窓部18bとが上下方向に並んだ状態で、ネジ穴51aにネジ53を通すことで、ケース部23の左側面と垂直板51の右側面とを固定することが可能となっている。そして、水平板52を半導体製造装置41、43内の任意の位置に載置することが可能となっている。
垂直板51は、水平方向に貫通する複数個のネジ穴51aを有する。これにより、窓部18aと窓部18bとが上下方向に並んだ状態で、ネジ穴51aにネジ53を通すことで、ケース部23の左側面と垂直板51の右側面とを固定することが可能となっている。そして、水平板52を半導体製造装置41、43内の任意の位置に載置することが可能となっている。
所定フランジ付ケーブル35の一端部には、ICF70ハーメチックフランジ(配管接続部)35aが形成されるとともに、所定フランジ付ケーブル35の他端部には、制御ユニット30の接続口に接続可能な制御ユニット接続部35dが形成されている。ICF70ハーメチックフランジ35aは、水平方向に貫通する複数個のネジ穴35bと、コントロールケーブル34に接続可能な接続口35cとを有している。これにより、ネジ穴35bにネジ42を通すことで、図2に示すように半導体製造装置41に形成されているICF70用接続口41aとICF70ハーメチックフランジ35aとを固定することが可能となる。
特定フランジ付ケーブル36の一端部には、KF40ハーメチックフランジ(配管接続部)36aが形成されるとともに、特定フランジ付ケーブル36の他端部には、制御ユニット30の接続口に接続可能な制御ユニット接続部36dが形成されている。KF40ハーメチックフランジ36aは、水平方向に貫通する複数個のネジ穴36bと、コントロールケーブル34に接続可能な接続口36cとを有する。これにより、ネジ穴36bにネジ44を通すことで、図3に示すように半導体製造装置43に形成されているKF40用接続口43aとKF40ハーメチックフランジ36aとを固定することが可能となっている。
ここで、本発明のパーティクル計数システムの使用方法について説明する。
(1)半導体製造装置にICF70用接続口が設けられ、接続口近傍にパーティクル発生源が存在する場合(図1参照)
まず、分析者は、ICF70ハーメチックフランジ22とICF70用接続口41aとをネジ42を用いて接続し、測定ヘッド21を半導体製造装置41内に配置する。次に、分析者は、ケース部23の接続口23aと制御ユニット30の接続口とをコントロールケーブル34で接続する。最後に、分析者は、制御ユニット30の接続口とパーソナルコンピュータ40の接続口とをシリアルクロスケーブル33で接続して、パーティクル情報をパーソナルコンピュータ40に送信する。
(1)半導体製造装置にICF70用接続口が設けられ、接続口近傍にパーティクル発生源が存在する場合(図1参照)
まず、分析者は、ICF70ハーメチックフランジ22とICF70用接続口41aとをネジ42を用いて接続し、測定ヘッド21を半導体製造装置41内に配置する。次に、分析者は、ケース部23の接続口23aと制御ユニット30の接続口とをコントロールケーブル34で接続する。最後に、分析者は、制御ユニット30の接続口とパーソナルコンピュータ40の接続口とをシリアルクロスケーブル33で接続して、パーティクル情報をパーソナルコンピュータ40に送信する。
(2)半導体製造装置にICF70用接続口が設けられ、半導体製造装置内の中央部にパーティクル発生源が存在する場合(図2参照)
まず、分析者は、ケース部23の左側面と架台50の垂直板51の右側面とを固定し、架台50の水平板52を半導体製造装置41内の中央部に載置して、測定ヘッド21を半導体製造装置41内に配置する。次に、分析者は、所定フランジ付ケーブル35のICF70ハーメチックフランジ35aとICF70用接続口41aとをネジ42を用いて接続する。次に、分析者は、ケース部23の接続口23aとICF70ハーメチックフランジ35aの接続口35cとをコントロールケーブル34で接続する。最後に、分析者は、制御ユニット30の接続口とパーソナルコンピュータ40の接続口とをシリアルクロスケーブル33で接続して、パーティクル情報をパーソナルコンピュータ40に送信する。
まず、分析者は、ケース部23の左側面と架台50の垂直板51の右側面とを固定し、架台50の水平板52を半導体製造装置41内の中央部に載置して、測定ヘッド21を半導体製造装置41内に配置する。次に、分析者は、所定フランジ付ケーブル35のICF70ハーメチックフランジ35aとICF70用接続口41aとをネジ42を用いて接続する。次に、分析者は、ケース部23の接続口23aとICF70ハーメチックフランジ35aの接続口35cとをコントロールケーブル34で接続する。最後に、分析者は、制御ユニット30の接続口とパーソナルコンピュータ40の接続口とをシリアルクロスケーブル33で接続して、パーティクル情報をパーソナルコンピュータ40に送信する。
(3)半導体製造装置にKF40用接続口が設けられている場合(図3参照)
まず、分析者は、ケース部23の左側面と架台50の垂直板51の右側面とを固定し、架台50の水平板52を半導体製造装置41内の中央部に載置して、測定ヘッド21を半導体製造装置43内に配置する。次に、分析者は、特定フランジ付ケーブル36のKF40ハーメチックフランジ36aとKF40用接続口43aとをネジ44を用いて接続する。次に、分析者は、ケース部23の接続口23aとKF40ハーメチックフランジ36aの接続口36cとをコントロールケーブル34で接続する。最後に、分析者は、制御ユニット30の接続口とパーソナルコンピュータ40の接続口とをシリアルクロスケーブル33で接続して、パーティクル情報をパーソナルコンピュータ40に送信する。
まず、分析者は、ケース部23の左側面と架台50の垂直板51の右側面とを固定し、架台50の水平板52を半導体製造装置41内の中央部に載置して、測定ヘッド21を半導体製造装置43内に配置する。次に、分析者は、特定フランジ付ケーブル36のKF40ハーメチックフランジ36aとKF40用接続口43aとをネジ44を用いて接続する。次に、分析者は、ケース部23の接続口23aとKF40ハーメチックフランジ36aの接続口36cとをコントロールケーブル34で接続する。最後に、分析者は、制御ユニット30の接続口とパーソナルコンピュータ40の接続口とをシリアルクロスケーブル33で接続して、パーティクル情報をパーソナルコンピュータ40に送信する。
以上のように、本発明のパーティクル計数システムによれば、パーティクル計数装置10の所望位置への配置や所望配管接続口41a、43aへの接続が可能となる。
<他の実施形態>
(1)上述したパーティクル計数システムでは、架台50はL字形状としたが、形状については特に限定されるものではなく、T字形状としてもよい。
(1)上述したパーティクル計数システムでは、架台50はL字形状としたが、形状については特に限定されるものではなく、T字形状としてもよい。
(2)上述したパーティクル計数装置10では、測定ヘッド21の左端部内にビームストッパ19が配置された構成を示したが、これに代えて、測定対象領域以外に光を反射する反射部材が配置されているような構成としてもよい。
本発明は、パーティクルを検出するパーティクル計数装置等に利用することができる。
1: パーティクル計数システム
10: パーティクル計数装置
13: 半導体レーザ素子(光照射手段)
14a、14b: フォトダイオード(散乱光検出手段)
16: 前置増幅器(部品)
18a、18b: 窓部
21: 測定ヘッド
22: ICF70ハーメチックフランジ(配管接続部)
23: ケース部
30: 制御ユニット
34: コントロールケーブル
41a: ICF70用接続口(所定配管接続口)
50: 架台
51: 垂直板(取付部)
52: 水平板(設置部)
10: パーティクル計数装置
13: 半導体レーザ素子(光照射手段)
14a、14b: フォトダイオード(散乱光検出手段)
16: 前置増幅器(部品)
18a、18b: 窓部
21: 測定ヘッド
22: ICF70ハーメチックフランジ(配管接続部)
23: ケース部
30: 制御ユニット
34: コントロールケーブル
41a: ICF70用接続口(所定配管接続口)
50: 架台
51: 垂直板(取付部)
52: 水平板(設置部)
Claims (1)
- パーティクルを測定対象領域に導入するための窓部と、前記測定対象領域に光を出射する光照射手段と、前記測定対象領域に導入されたパーティクルによる散乱光を検出して検出信号を生成する散乱光検出手段とを有する測定ヘッドと、
所定配管接続口と接続するための配管接続部と、
前記光照射手段及び前記散乱光検出手段を制御する部品を有するケース部と、
前記検出信号に基づいてパーティクル情報を作成する制御ユニットと前記ケース部とを接続するためのケーブルとを備えるパーティクル計数装置であって、
前記ケース部と接続可能な取付部と、前記所定配管接続口以外に設置するための設置部とを有する架台を備えることを特徴とするパーティクル計数装置。
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