JP3012573B2 - パーティクル測定機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程に
おいて発生するパーティクルを抑制するためにパーテイ
クルを計数するパーティクル測定機構に関し、特に製造
装置の配管に流れる気体や液体中に含まれるパーティク
ルの数を測定するパーティクル測定機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の集積回路の微細化に伴いパ
ーティクルの発生を抑制することが半導体装置の製造に
おいて重要な課題となっている。クリーンルームのよう
なある空間領域のパーテイクルイは、市販のパーティク
ルカウンタなどで容易に測定できるが、製造装置のよう
な場合は、測定する箇所によつて測定機構が変わってく
る。通常、装置の場合は、誤差の生じ難い気体が層流状
態で流れる配管に測定機構を取り付けてパーティクルを
測定していた。

【０００３】図２は従来の一例におけるパーティクル測
定機構を説明するための図である。従来、この種のパー
ティクル測定機構は、例えば、図２に示すように、レー
ザ光を照射するレーザー発振器７と、レーザ光の照射に
よりサンプリング配管１１に流れるパーティクルから反
射する散乱光を入光する受光部材８と、受光部材８から
得られ光信号を計数しパーティクルを測定するとともに
バルブ１０の開閉を制御する制御部９とから構成されて
いる。

【０００４】このパーティクル測定機構で配管１２に流
れるパーティクルを測定する場合は、まず、配管１２と
分岐されたバイパス配管に取り付けられたバルブ１０を
開き、配管１２から流れる気体をサンプリング配管１１
に流し、レーザ発振器７からレーザ光を透明管を透して
サンプリング配管１１内を照射する。このことにより、
サンプリング配管１１内のパーティクルによりレーザ光
は反射され受光部材８に入光され制御部９によりカウン
トされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のパーテ
ィクル測定機構では、パーティクルを測定しようとする
配管にサンプリング配管に継手を介して取り付けなけれ
ばならず、取り付け角度が流れの方向に対して９０度近
くになる屈曲部を形成することになる。このため、配管
より流れるパーティクルが継手の繋ぎ目に堆積し、ある
程度堆積すると、剥離しサンプリング配管に流れ異常な
計数値を示すことがある。特に、この近傍にバルブなど
が取り付けられている場合、バルブが開閉する毎に蓄積
したパーティクルが流されパーティクル数が異常値を計
数する。

【０００６】もし、このパーティクル測定機構が処理室
の上流にあれば、処理室にあるウェハに品質に重大な欠
陥をもたらす。また、この機構を装置の稼動あるいは停
止のインターロックとして使用していた場合には、装置
が稼動中に急激に停止し、処理中のウェハに不良品を発
生させるという問題がある。

【０００７】また、他の装置あるいは他の場所に取り付
けてパーティクルを測定しょうとしても、配管に取り付
けたりあるいは光軸調整したりする準備に時間がかかる
という欠点がある。

【０００８】従って、本発明の目的は、配管中に流れる
気体もしくは流体に含まれるパーティクルを正確に測定
できるとともに他の装置に移しても取付けなど要する時
間が少なくて済むパーティクル測定機構を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、中央に
透明管を有し該透明管の両端から気体や液体の流れる方
向に口径が拡がって伸びるテーパ管を具備するとともに
パーティクルを測定すべき配管と継手を介して接続する
測定用配管と、この測定用配管の該透明管を挟み込むよ
うに前記透明管を保持する二つ割されるハウジングと、
二つ割される前記ハウジングの内側にあって前記透明管
の外壁にレーザ光射出口を接して配設されるレーザ発振
器と、二つ割される前記ハウジングの内側にあって前記
透明管の外壁に接して受光部が配置されかつ前記透明管
の外周囲に等分に配設される複数の受光部材と、前記ハ
ウジングの二つ割りされた部材を互いに締め付ける手段
とを備えるパーティクル測定機構である。また、前記ハ
ウジングの内壁と前記透明管の外壁との間に弾性板部材
が介在することが望ましい。さらに、前記締め付ける手
段は、いずれかの前記部材に一端が回転自在に取り付け
られ他端にねじが形成されるラッチボルトと、他の前記
部材の溝に回転して入れ込まれる前記ラッチボルトの該
ねじにねじ込まれる蝶ナットとを有することが望まし
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。

【００１１】図１（ａ）および（ｂ）は発明の一実施の
形態におけるパーティクル測定機構を示す斜視図および
断面図である。このパーティクル測定機構は、図１に示
すように、上ハウジング１ａと下ハウジング１ｂとに二
つ割りにされるとともに両端の口径がテーパ状に拡がる
測定用配管４の中央に括れる直管部である透明管６を前
記上下ハウジングで挟み固定するハウジング１と、上ハ
ウジング１ａに取り付けられ透明管６内にレーザ光を照
射するレーザ発振器２と、レーザ光の照射によってパー
ティクルからの散乱光を入光し光を電流に変換するとと
もに上ハウジング１ａと下ハウジング１ｂの内側にあっ
て透明管６に接して取付けられる受光部材３とを備えて
いる。

【００１２】測定用配管４は、予め測定すべき装置の配
管１２に継手１３により接続されている。そして、測定
用配管４は継手１３側にテーパ状に拡がり中程の括れた
部分に直管である透明管６を繋ぎもうけている。このよ
うな測定用配管４を測定すべき場所に幾つかを設けるこ
とが望ましい。ただ、この測定用配管４は常に流れの方
向に一致するように配管１２に取り付けることが肝要で
ある。

【００１３】さらに、この測定用配管４は、内部が円滑
で層流状態で気体や液体が流れるようにする。また、中
央部の直管部は透明管６のみ石英などで制作しても良い
が、繋ぎめに段差が生じないように一体で測定用配管４
を製作することが望ましい。なお、この場合、ハウジン
グ１から露呈した測定用配管４の部分は、外部から透明
壁を透して侵入する光によってノイズとならないように
外周囲を遮蔽物で覆うことが望ましい。

【００１４】透明管６の外壁に投射口を密着させ上ハウ
ジング１ａに取り付けられるレーザ発振器２は、例え
ば、６３０ｎｍから６９０ｎｍのレーザ光を発振する半
導体レーザを使用している。また、受光部材３は、透明
管６の外周囲に４個が等分に透明管６の外壁に受光部が
接するように設けられている。そして、この受光部材３
は、受光面積の大きいフォトダイオードアレイを使用し
ている。もし、これらレーザ発振器２および受光部材３
と透明管６との間に空間があると、その空間に介在する
パーティクルを検出し反応ガスや薬液中のパーティクル
の正確な検出ができなくなる。

【００１５】一方、透明管６にハウジング１を取り付け
る機構は、下ハウジング１ｂに回転自在にピンに取り付
けられたラッチボルト５と、回転して上ハウジング１ａ
の溝に入りこんだラッチボルト５にねじ込まれる蝶ナッ
ト１４と備えている。そして、上ハウジング１ａと下ハ
ウジング１ｂとで透明管６を挟みこみ蝶ナット１４を締
め付け固定する。なお、ハウジング１がすべり位置がず
れないように、ハウジング１の内面と透明管６との間
に、図面には示さないが、ゴム板のような弾性板部材６
ａを設けることが望ましい。

【００１６】次に、このパーティクル測定機構によるパ
ーティクル測定手順を説明する。まず、予め、測定しよ
うとする装置の配管１２の目くら栓を外し、代わりに測
定用配管４を継手１３にて接続する。そして、レーザ発
振器２と受光部材３とを備えるハウジング１を透明管６
を挟み、ラッチボルト５を旋回させ上ハウジング１ａの
溝に入れ蝶ナット１４で締め付け固定する。

【００１７】次に、レーザ発振器２からレーザ光を発射
させる。透明管６に流れる薬液中にパーティクルがある
と、レーザ光はパーティクルによって乱反射し散乱光と
して外方に放射される。そして、放射された散乱光が受
光部材３に入光されて、電気変換され制御部に電気信号
として入力され、制御部の計数回路によりパーティクル
としてカウントされる。もし、パーティクルがないとレ
ーザ光はそのまま直進して受光部材３の隙間を通って通
り抜けるので反射光は発生せず、受光部材３では何も検
出しない。そして、検出されたパーティクルの数を所定
時間積算し、単位時間あたりのパーティクル数を集計す
る。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、一方向に
流れる気体または液体の配管途中に流れの抵抗となる段
差や屈曲部がなく円滑な内壁をもつ測定用配管を直結
し、この測定用配管に流れる気体あるいは液体中に含ま
れるパーティクルに透明壁を通してレーザ光を照射する
レーザ発振器とパーティクルによって反射する散乱光を
検知する受光部材とを設けることによって、段差や屈曲
部から剥離する異物を流れの中に混入することなく測定
できるので、パーティクルの測定が正確となり、プロセ
ス条件が正確に設定でき製品の歩留まりが向上するとい
う効果がある。

【００１９】また、レーザ発振器および受光部材をアラ
イメントがとれた状態で内側に取り付けるハウジング体
を二分割し、測定用配管に跨るように分割されたハウジ
ングで挟み保持し、特別な工具を用いることなく締め付
け手段を設けることによって、他の配管および他の装置
にも簡単に移すことができ汎用性が高めることができる
という効果ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるパーティクル測
定機構を示す斜視図および断面図である。

【図２】従来の一例におけるパーティクル測定機構を示
す図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １ａ 上ハウジング １ｂ 下ハウジング ２，７ レーザ発振器 ３，８ 受光部材 ４ 測定用配管 ５ ラッチボルト ６ 透明管 ６ａ 弾性板部材 ９ 制御部 １０ バルブ １１ サンプリング配管 １２ 配管 １３ 継手

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央に透明管を有し該透明管の両端から
   気体や液体の流れる方向に口径が拡がって伸びるテーパ
   管を具備するとともにパーティクルを測定すべき配管と
   継手を介して接続する測定用配管と、この測定用配管の
   該透明管を挟み込むように前記透明管を保持する二つ割
   されるハウジングと、二つ割される前記ハウジングの内
   側にあって前記透明管の外壁にレーザ光射出口を接して
   配設されるレーザ発振器と、二つ割される前記ハウジン
   グの内側にあって前記透明管の外壁に接して受光部が配
   置されかつ前記透明管の外周囲に等分に配設される複数
   の受光部材と、前記ハウジングの二つ割りされた部材を
   互いに締め付ける手段とを備えることを特徴とするパー
   ティクル測定機構。
2. 【請求項２】 前記ハウジングの内壁と前記透明管の外
   壁との間に弾性板部材が介在することを特徴とする請求
   項１記載のパーティクル測定機構。
3. 【請求項３】 前記締め付ける手段は、いずれかの前記
   部材に一端が回転自在に取り付けられ他端にねじが形成
   されるラッチボルトと、他の前記部材の溝に回転して入
   れ込まれる前記ラッチボルトの該ねじにねじ込まれる蝶
   ナットとを有することを特徴とする請求項１または請求
   項２記載のパーティクル測定機構。