JP5123618B2 - 容器清浄度計測装置、基板処理システム及び容器清浄度計測方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器清浄度計測装置、基板処理システム及び容器清浄度計測方法に関し、特に、基板を収容して該基板を外界から隔離する容器の容器清浄度計測装置に関する。

半導体デバイスの製造工場では、複数の基板処理装置間において半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）がクリーンルーム内で搬送される。搬送の際、クリーンルームに浮遊する塵芥がウエハに付着するのを防止するために、ウエハは、該ウエハを外界から隔離する容器、例えば、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）（以下、「フープ」という。）に収容される。

図９（Ａ）に示すように、フープ９０は上面視がＵ字状であり、該上面から押出した形状を呈する容器であって、屈曲した側面と反対の側面が開口する本体９１と、該本体９１の側面開口部に対向して配され、該開口部を開閉自在な蓋体９２とを備える。蓋体９２は、本体９１と接触する周縁部においてＮＢＲ等からなるシールゴムを有し、該シールゴムを介して本体９１に密着する。本体９１及び蓋体９２のいずれもＡＢＳ等の樹脂からなる。また、本体９１は内壁面から本体９１の中心部へ向けて突出する平板状の複数の担持部９４を有し、各担持部９４は互いに平行に配される（図９（Ｂ））。

複数のウエハＷがフープ９０に収容される際、各担持部９４は各ウエハＷの裏面における外縁部を担持する。これにより、フープ９０において複数のウエハＷが互いに平行に収容される。

ところで、ウエハＷにプラズマ処理、例えば、エッチング処理が施されると、ウエハＷの裏面にはパーティクルが付着し、ウエハＷのベベル部にはデポが付着する。或るロットのウエハＷがフープ９０に収容されたとき、これらのパーティクルやデポが剥離して本体９１の内壁面や各担持部９４に付着することがある。その後、次ロットのウエハＷがフープ９０に収容されたとき、本体９１の内壁面や各担持部９４に付着したパーティクル等が剥離して、次ロットのウエハＷに付着する（２次汚染する）ことが本発明者によって確認されている。

ウエハＷに付着したパーティクル等は、エッチング処理やＣＶＤ処理においてマイクロマスクとして機能するため、半導体デバイスの不具合の原因となる。そこで、或るロットのウエハＷの処理が終了した後、該ロットで使用したフープ９０を洗浄する洗浄装置が開発されている（例えば、非特許文献１参照。）。この洗浄装置ではフープ９０全体を純水で洗浄し、さらに乾燥することによって内壁面や各担持部９４に付着したパーティクル等を除去する。
"ＦＯＵＰ洗浄装置"、[online]、2007年、株式会社テクノビジョン、[平成１９年８月６日検索]、インターネット＜URL：http://www.techvision.co.jp/products/foup.htm＞

しかしながら、従来、フープ９０の洗浄を行うか否かの判断基準はフープ９０の使用時間のみであったため、フープ９０の内壁面や各担持部９４にパーティクル等がほとんど付着しておらず、２次汚染が発生する可能性がほとんど無い場合であっても、フープ９０の洗浄を行う場合がある。その結果、フープ９０の運用効率が低下するという問題がある。

一方、洗浄装置を用いてフープ９０を洗浄しても洗浄が不十分な場合があるが、十分洗浄されたか否かを確認する手段がないため、洗浄が不十分なままフープ９０が再使用され、その結果、２次汚染が発生するという問題もある。

これらの問題は、フープ９０の内壁面や各担持部９４に付着したパーティクルの量、すなわち、フープ９０の清浄度を正確に計測できないために発生する問題である。

本発明の目的は、基板を収容する容器の運用効率を向上しつつ、基板へのパーティクルの付着を防止することができる容器清浄度計測装置、基板処理システム及び容器清浄度計測方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の容器清浄度計測装置は、パーティクルの剥離を促進する剥離促進部と、剥離した前記パーティクルを採集する採集部と、前記採集されたパーティクルの量を計測する計測部とを備え、前記剥離促進部及び前記採集部は、前記パーティクルを計測する際に、基板を収容する容器内に進入することを特徴とする。

請求項２記載の容器清浄度計測装置は、請求項1記載の容器清浄度計測装置において、前記剥離促進部及び前記採集部はそれぞれ開口部を有する細長ノズル形状を呈することを特徴とする。

請求項３記載の容器清浄度計測装置は、請求項２記載の容器清浄度計測装置において、前記採集部の開口部は前記剥離促進部の開口部を含むことを特徴とする。

請求項４記載の容器清浄度計測装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置において、前記剥離促進部は少なくとも水蒸気を噴出することを特徴とする。

請求項５記載の容器清浄度計測装置は、請求項４記載の容器清浄度計測装置において、前記採集部は排気装置に接続され、前記採集部及び前記排気装置の間に水分捕集装置が配されることを特徴とする。

請求項６記載の容器清浄度計測装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置において、前記剥離促進部は加熱ガスを噴出することを特徴とする。

請求項７記載の容器清浄度計測装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置において、前記剥離促進部は気相及び液相、又は気相及び固相の２つの相状態を呈する物質を噴出することを特徴とする。

請求項８記載の容器清浄度計測装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置において、前記剥離促進部は流速をパルス波的に変動させてガスを噴出することを特徴とする。

請求項９記載の容器清浄度計測装置は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置において、前記剥離促進部及び前記採集部は所定範囲の領域を走査することを特徴とする。

請求項１０記載の容器清浄度計測装置は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置において、前記計測部は、前記採集されたパーティクルにレーザ光が照射されて発生する散乱光を観測することを特徴とする。

請求項１１記載の容器清浄度計測装置は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置において、前記計測部は、前記採集されたパーティクルが内部を流れ且つ屈曲部を有する流路と、該流路における屈曲部に配された感圧部とを有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１２記載の基板処理システムは、基板を収容する容器が接続されて前記基板を受け入れる基板受入装置と、前記受け入れた基板に処理を施す基板処理装置とを備える基板処理システムにおいて、前記基板受入装置は、パーティクルの剥離を促進する剥離促進部と、剥離した前記パーティクルを採集する採集部とを有し、前記剥離促進部及び前記採集部は、前記パーティクルを計測する際に、前記接続された容器内に進入し、基板処理システムは、前記採集されたパーティクルの量を計測する計測部をさらに備えることを特徴とする。

請求項１３記載の基板処理システムは、請求項１２記載の基板処理システムにおいて、前記基板処理装置は、エッチング装置、ＣＶＤ装置、熱処理装置、拡散処理装置及び基板洗浄装置のいずれかであることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１４記載の容器清浄度計測方法は、基板を収容する容器内の清浄度を計測する容器清浄度計測方法であって、前記パーティクルを計測する際に、パーティクルの剥離を促進する剥離促進部を前記容器内に進入させて、パーティクルの剥離を促進する剥離促進ステップと、パーティクルを採集する採集部を前記容器内に進入させて、前記剥離促進ステップで剥離したパーティクルを採集する採集ステップと、前記採集ステップで採集されたパーティクルの量を計測する計測ステップとを有することを特徴とする。

請求項１５記載の容器清浄度計測方法は、請求項１４記載の容器清浄度計測方法において、前記剥離促進ステップ及び前記採集ステップを繰り返すことを特徴とする。

請求項１６記載の容器清浄度計測方法は、請求項１４又は１５記載の容器清浄度計測方法において、前記計測されたパーティクルの量が所定の基準値以上であるときに、前記剥離促進ステップ及び前記採集ステップを少なくとも１回再実行することを特徴とする。

請求項１７記載の容器清浄度計測方法は、請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の容器清浄度計測方法において、前記剥離促進ステップに先立って、前記容器が前記基板を収容するか否かを確認する収容確認ステップをさらに有し、前記容器が前記基板を収容していないときに前記剥離促進ステップを実行することを特徴とする。

請求項１記載の容器清浄度計測装置によれば、剥離促進部及び採集部が基板を収容する容器内に進入してパーティクルの剥離を促進すると共に、剥離したパーティクルを採集し、計測部が採集されたパーティクルの量を計測するので、容器の内壁や容器の内部に配置される基板の担持部に付着したパーティクルの量を正確に計測することができる。これにより、内壁や基板の担持部にパーティクル等がほとんど付着していない容器が洗浄されるのを防止できると共に、容器が十分洗浄されたか否かを確認することができ、もって洗浄が不十分なまま容器が再使用されるのを防止することができる。その結果、基板を収容する容器の運用効率を向上しつつ、基板へのパーティクルの付着を防止することができる。

請求項２記載の容器清浄度計測装置によれば、剥離促進部及び採集部はそれぞれ開口部を有する細長ノズル形状を呈するので、容易に容器内に進入することができ、その結果、容器内の所望部位において付着したパーティクルの量を計測することができる。

請求項３記載の容器清浄度計測装置によれば、採集部の開口部は剥離促進部の開口部を含むので、剥離促進部がパーティクルを剥離して飛散させても、その飛散範囲は採集部の開口部内にほとんど留まる。これにより、採集部は開口部によって飛散したパーティクルを確実に採集することができ、さらにパーティクルの量を正確に計測することができる。

請求項４記載の容器清浄度計測装置によれば、剥離促進部は少なくとも水蒸気を噴出する。水蒸気中の水分子はパーティクル及び内壁や基板の担持部の間に入り込み、パーティクル及び内壁等の間の距離を大きくする。ここで、パーティクル及び内壁等に作用する引力としてのファンデルワールス力や静電気力はパーティクル及び内壁等の間の距離に反比例する。したがって、水蒸気中の水分子はパーティクル及び内壁等に作用する引力を小さくすることができ、もって、パーティクルの剥離を促進することができる。

請求項５記載の容器清浄度計測装置によれば、採集部及び排気装置の間に水分捕集装置が配されるので、剥離促進部から噴出された水蒸気の水分子等が付着したパーティクルから水分を除去することができる。これにより、水分が排気装置へ流入して排気装置内の構成部品が腐食するのを防止することができる。

請求項６記載の容器清浄度計測装置によれば、剥離促進部は加熱ガスを噴出するので、パーティクル及び内壁や基板の担持部の熱膨張率の差に起因する熱応力を発生させることができ、もって、パーティクルの剥離を促進することができる。

請求項７記載の容器清浄度計測装置によれば、剥離促進部は気相及び液相、又は気相及び固相の２つの相状態を呈する物質を噴出する。噴出された気相状態を呈する物質によって内壁や基板の担持部の表面には該気相状態を呈する物質が流れない境界層が発生するが、液相状態や固相状態を呈する物質は境界層に進入し、パーティクルに衝突して物理的衝撃を与えることができ、もって、衝撃力によってパーティクルの剥離を促進することができる。

請求項８記載の容器清浄度計測装置によれば、剥離促進部は流速をパルス波的に変動させてガスを噴出するので、ガスに圧力変動を発生させることができ、もって、ガスが内壁や基板の担持部に付着しているパーティクルに与える物理的衝撃を大きくすることができる。その結果、パーティクルの剥離を促進することができる。

請求項９記載の容器清浄度計測装置によれば、剥離促進部及び採集部は所定範囲の領域を走査するので、内壁や基板の担持部に付着したパーティクルの量を容器内の複数箇所において計測することができ、もって、パーティクルの量の計測の信頼性を向上することができる。

請求項１０記載の容器清浄度計測装置によれば、計測部は、採集されたパーティクルにレーザ光が照射されて発生する散乱光を観測するので、計測部をレーザ光照射部と散乱光観測部のみで構成することができ、もって、計測部の構成を簡素にすることができる。その結果、容器清浄度計測装置のコストを低減することができる。

請求項１１記載の容器清浄度計測装置によれば、計測部は、運搬されるパーティクルが内部を流れ且つ屈曲部を有する流路と、該流路における屈曲部に配された感圧部とを有する。パーティクルを運搬するガス流は屈曲部に沿って流れるが、パーティクルは慣性力によって屈曲部に沿って流れることがなく、屈曲部に配された感圧部に衝突する。このとき、感圧部によって計測される衝撃力はパーティクルに起因するもののみになるため、パーティクルのみを選択的に計測することができる。

請求項１２記載の基板処理システムによれば、剥離促進部及び採集部が基板を収容する容器内に進入してパーティクルの剥離を促進すると共に、剥離したパーティクルを採集し、計測部が採集されたパーティクルの量を計測するので、容器の内壁や容器の内部に配置される基板の担持部に付着したパーティクルの量を正確に計測することができる。これにより、基板を収容する容器の運用効率を向上しつつ、基板へのパーティクルの付着を防止することができる。また、容器が接続される基板受入装置が剥離促進部及び採集部を有するので、容器を基板受入装置に接続したまま、内壁や基板の担持部に付着したパーティクルの量を計測することができる。その結果、基板受入装置によって容器から搬出された基板に基板処理装置によって処理を施す間に、容器の内壁等に付着したパーティクルの量を計測することができ、もって、該計測を効率的に行うことができる。

請求項１４記載の容器清浄度計測方法によれば、パーティクルの剥離を促進すると共に、剥離したパーティクルを採集し、採集したパーティクルの量を計測するので、パーティクルの量を正確に計測することができる。これにより、容器の内壁や容器の内部に配置される基板の担持部にパーティクル等がほとんど付着していない容器が洗浄されるのを防止できると共に、容器が十分洗浄されたか否かを確認することができ、もって洗浄が不十分なまま容器が再使用されるのを防止することができる。その結果、基板を収容する容器の運用効率を向上しつつ、基板へのパーティクルの付着を防止することができる。

請求項１５記載の容器清浄度計測方法によれば、剥離促進ステップ及び採集ステップを繰り返すので、パーティクルの剥離及び剥離したパーティクルの採集を確実に行うことができ、もって、パーティクルの量の計測の信頼性を向上することができる。

請求項１６記載の容器清浄度計測方法によれば、計測されたパーティクルの量が所定の基準値以上であるときに、剥離促進ステップ及び採集ステップを少なくとも１回再実行するので、パーティクルの量の計測に続けて内壁や基板の担持部に付着しているパーティクルを除去して容器を洗浄することができる。

請求項１７記載の容器清浄度計測方法によれば、容器が基板を収容していないときに剥離促進ステップを実行するので、剥離促進ステップにおいて剥離したパーティクルのうち採集ステップで採集できなかったパーティクルが基板に付着するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の実施の形態に係る容器清浄度計測装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係る容器清浄度計測装置としてのフープ検査装置の外部構造を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１のフープ検査装置の内部構造を概略的に示す部分断面図である。

図１において、フープ検査装置１０は、箱状体の本体部１１と、該本体部１１よりも高さが低い箱状体のフープ載置部１２とを備える。フープ載置部１２の上面にはフープ９０が載置されるため、フープ載置部１２は載置台として機能する。本体部１１の側面には、フープ載置部１２に載置されたフープ９０に対向するように四角状の開口部１３が設けられる。開口部１３の大きさは、フープ９０の蓋体９２よりも大きいため、フープ９０をフープ載置部１２に載置した際、該フープ９０を本体部１１に接続することによって蓋体９２を本体部１１の内部へ進入させることができる。

図２において、フープ検査装置１０は内部に、フープオープナー１４と、プローブノズル１５とを備える。フープオープナー１４は、本体部１１内に進入した蓋体９２を保持する蓋体ホルダ１６と、該蓋体ホルダ１６が立設された昇降可能なベース１７とを有する。蓋体ホルダ１６が蓋体９２を保持した後、ベース１７が下降することによってフープ９０から蓋体９２が取り除かれて、フープ９０の内部と本体部１１の内部とが連通する。

プローブノズル１５は、フープ９０の内部と本体部１１の内部とが連通すると、フープ９０の内部へ進入しフープ９０の内部における計測対象部位、例えば、フープ９０の内壁の一部や担持部９４に対向する。また、プローブノズル１５は、図３（Ａ）に示すように、それぞれ開口部を有する細長ノズルであるパーティクル剥離促進ノズル１８（剥離促進部）及びパーティクル採集ノズル１９（採集部）からなる。パーティクル採集ノズル１９の直径はパーティクル剥離促進ノズル１８の直径より大きく、パーティクル剥離促進ノズル１８及びパーティクル採集ノズル１９は平行に配されると共に、パーティクル採集ノズル１９がパーティクル剥離促進ノズル１８を内包するので、パーティクル剥離促進ノズル１８及びパーティクル採集ノズル１９は二重管構造を呈し、パーティクル採集ノズル１９の開口部１９ａはパーティクル剥離促進ノズル１８の開口部１８ａを含む。なお、パーティクル採集ノズル１９の外径は約１ｃｍ〜２ｃｍに設定される。

なお、プローブノズル１５におけるパーティクル剥離促進ノズル及びパーティクル採集ノズルの関係は上述したものに限られず、例えば、パーティクル剥離促進ノズル１８’及びパーティクル採集ノズル１９’の直径がほぼ同じであり、パーティクル剥離促進ノズル１８’及びパーティクル採集ノズル１９’は並べて配されていてもよい（図３（Ｂ））。

パーティクル採集ノズル１９は、フープ検査装置１０の外部に配置される排気装置（図示しない）にフレキシブルチューブ２０及びパイプ２１を介して接続される。排気装置がパイプ２１、フレキシブルチューブ２０及びプローブノズル１５を介してフープ９０の内部のガス等を排気することにより、パーティクル採集ノズル１９がフープ９０の内部のガスと共に浮遊しているパーティクルを吸引して採集する。

計測対象部位に対向したプローブノズル１５において、パーティクル剥離促進ノズル１８は計測対象部位に向けてパーティクルの剥離を促進する物質を噴出し、計測対象部位からのパーティクルの剥離を促進する。また、パーティクル採集ノズル１９は計測対象部位から剥離して飛散したパーティクルを採集する。

通常、内壁等に付着しているパーティクルを剥離させるには、内壁等に向けてガスを高速で吹きつけることが行われるが、このとき、内壁等の表面には境界層が発生する。この境界層内ではガスがほとんど流れないことが知られている。ここで、大きいパーティクルはその一部が境界層から突出するため、高速のガス流と接触してガスの粘性力を受けて内壁等から剥離する。一方、小さいパーティクルは境界層から突出することがないため、ガスの粘性力を受けることが無く、内壁等から剥離することがない。その結果、内壁等に付着する小さいパーティクルを採集することができず、高速のガス流によって剥離したパーティクルを採集してその量を計測しても、計測された量は内壁等に付着しているパーティクルの量を正確に表していない。

本実施の形態では、これに対応して、パーティクルの大きさの大小に拘わらず全てのパーティクルを内壁等から剥離させるために、内壁等の表面に境界層を発生させることなく各パーティクルを剥離させる。

図４は、本実施の形態におけるパーティクル剥離の様子を示す工程図である。

まず、図４（Ａ）において、パーティクル剥離促進ノズル１８は計測対象部位に向け、パーティクルの剥離促進物質として加熱ガスに混合された水蒸気を低速で噴出する。噴出された水蒸気中の水分子Ｍやそのクラスタ（図示しない）はパーティクルＰ及び計測対象部位（フープ９０の内壁や担持部９４）の間に入り込み、パーティクルＰ及び計測対象部位の間の距離を大きくする（図４（Ｂ））。通常、パーティクル及び計測対象部位に作用する引力としてはファンデルワールス力や静電気力が該当するが、ファンデルワールス力や静電気力はパーティクル及び計測対象部位の間の距離に反比例する（例えば、静電気力は距離の二乗に反比例し、ファンデルワールス力は距離の六乗に反比例する）。ここで、水蒸気中の水分子ＭやクラスタはパーティクルＰ及び計測対象部位の間の距離を大きくするので、パーティクルＰ及び計測対象部位に作用する引力を小さくすることができ、もって、パーティクルＰの計測対象部位からの剥離を促進する（図４（Ｃ））。

その後、計測対象部位から剥離したパーティクルＰはパーティクル採集ノズル１９によって吸引されて採集される（図４（Ｄ））。

また、パーティクル剥離促進ノズル１８からは加熱ガスや水蒸気が低速で噴出されているため、計測対象部位の表面において境界層が形成されることがない。したがって、水蒸気中の水分子Ｍやクラスタは計測対象部位に付着する全てのパーティクルＰ及び計測対象部位の間に入り込む。その結果、全てのパーティクルＰの剥離を促進することができる。

以上より、計測対象部位に付着する全てのパーティクルＰの剥離が促進されるので、パーティクル採集ノズル１９は計測対象部位に付着する全てのパーティクルＰを採集することができる。その結果、パーティクル採集ノズル１９が採集したパーティクルＰの量を計測するだけで、計測対象部位に付着しているパーティクルＰの量を正確に計測することができる。

なお、噴出される水蒸気中のクラスタの大きさが小さいほど、該クラスタはパーティクルＰ及び計測対象部位の間に入り込みやすいので、噴出される水蒸気中のクラスタの大きさはより小さいのが好ましい。また、水蒸気が加熱ガスに混合されるが、パーティクル剥離促進ノズル１８は水蒸気の単体を噴出してもよい。但し、水蒸気を加熱ガスに混合すると、水蒸気が温度低下によって凝縮する可能性を低下させることができるため、パーティクル剥離促進ノズル１８が噴出する剥離促進物質としては加熱ガスに混合された水蒸気が好ましい。

パーティクル剥離促進ノズル１８が計測対象部位に向けて噴出するパーティクルの剥離促進物質としては、上述した加熱ガスに混合された水蒸気に限られず、低速の加熱ガス単体、気相及び液相、又は気相及び固相の２つの相状態を呈する物質（例えば、二酸化炭素や水のエアロゾル）、又は流速がパルス波的に変動するガス等も該当する。

パーティクル剥離促進ノズル１８が低速の加熱ガス単体を計測対象部位に向けて噴出する場合、パーティクル及び計測対象部位の熱膨張率の差に起因する熱応力を発生させることができ、もって、パーティクルＰの剥離を促進することができる。また、例え、計測対象部位の表面において境界層が形成されても、熱は境界層の有無に関係なくパーティクルＰに伝達されるので、全てのパーティクルＰの剥離を促進することができる。

なお、熱応力を利用して計測対象部位からパーティクルＰを剥離させる場合、加熱ガスを噴出することなくランプヒータ等で計測対象部位を照射して計測対象部位を加熱してもよい。これによっても、パーティクル及び計測対象部位の熱膨張率の差に起因する熱応力を発生させることができる。

パーティクル剥離促進ノズル１８が低速の加熱ガス単体、気相及び液相、又は気相及び固相の２つの相状態を呈する物質を計測対象部位に向けて噴出する場合、噴出された気相状態を呈する物質によって計測対象部位の表面には境界層が発生するが、液相状態や固相状態を呈する物質は質量が大きいため境界層に進入することができ、パーティクルＰに衝突して物理的衝撃を与えることができ、もって、衝撃力によって全てのパーティクルＰの剥離を促進することができる。

パーティクル剥離促進ノズル１８が、流速がパルス波的に変動するガスを計測対象部位に向けて噴出する場合、噴出されたガスは圧力変動を伴うため、ガスが計測対象部位に付着しているパーティクルＰに与える物理的衝撃を大きくすることができる。その結果、パーティクルＰの剥離を促進することができる。

なお、圧力変動を伴うガスを利用する場合、利用するガスとしては上述した流速がパルス波的に変動するガスに限られず、超音波振動が付与されたガスや高周波振動が付与されたガスも該当する。

また、パーティクル剥離促進ノズル１８は上述した複数種の剥離促進物質のうち、幾つかを組み合わせて計測対象部位に向けて噴出してもよい。

図２に戻り、プローブノズル１５及び排気装置の間におけるパイプ２１では、プローブノズル１５側から水分トラップ２２（水分捕集装置）、パーティクルカウンタ２３（計測部）及びパーティクルトラップ２４が順に配置される。

水分トラップ２２は低温体（図示しない）を備え、該低温体がパイプ２１内をガスと共に流れるパーティクルＰから水分、例えば、パーティクルＰの表面に付着している水分子Ｍやそのクラスタを吸着することにより、パーティクルＰから水分を除去する。これにより、後述のパーティクルカウンタ２３や排気装置に水分が流れ込むのを防止することができ、パーティクルカウンタ２３や排気装置の構成部品が腐食するのを防止することができる。また、パーティクルカウンタ２３が後述するようにレーザ光を利用するものであれば、散乱光観測用の窓に曇りが生じるのを防止することができ、もって、パーティクルＰの計測の信頼性を向上することができる。

パーティクルカウンタ２３は、パイプ２１内へ向けてレーザ光を照射するレーザ光照射部２５と、パイプ２１内を流れるパーティクルＰがレーザ光を照射された際に発する散乱光を観測する散乱光観測部２６とを備え、観測された散乱光の発生回数や強度に基づいてパイプ２１内を流れるパーティクルＰの量を計測する。パイプ２１内を流れるパーティクルＰはパーティクル採集ノズル１９が採集したパーティクルＰであり、パーティクル採集ノズル１９が採集したパーティクルＰは、計測対象部位に付着していた全てのパーティクルＰであるので、パーティクルカウンタ２３は計測対象部位に付着していた全てのパーティクルＰの量を計測することができる。また、パーティクルカウンタ２３はレーザ光照射部２５及び散乱光観測部２６で構成することができ、もって、パーティクルカウンタ２３の構成を簡素にすることができる。その結果、フープ検査装置１０の製造コストを低減することができる。

パーティクルカウンタ２３は、上述したレーザ光及び散乱光を利用するものに限られず、例えば、パーティクルを帯電させると共に電場を発生させ、該電場によってパーティクルを採取する手法であるＤＭＡ（Differential Mobility Analyzer）法、成長ガスによってパーティクルを成長させて大きくさせた後に該パーティクルを計測する手法であるＣＮＣ（Condensation New creation Counting）法、又はパーティクルの衝撃力を利用する方法を利用するものも該当する。

パーティクルの衝撃力を利用するパーティクルカウンタ２７は、図５に示すように、パーティクルＰを運搬するガス流が内部を流れ且つ屈曲部２８ａを有するパイプ２８（流路）と、屈曲部２８ａにおいてパイプ２８内に露出し且つパイプ２８内のガス流（図中の矢印）の上流を指向する感圧センサ２９（感圧部）とを備える。

パーティクルカウンタ２７においてガス流は屈曲部２８ａに沿って流れるが、パーティクルＰは慣性力によって屈曲部２８ａに沿って流れることがなく、ガス流の上流から直進して感圧センサ２９に衝突する。このとき、衝突による衝撃力は感圧センサ２９によって検知されるが、感圧センサ２９に衝突するものはパーティクルＰのみなので、感圧センサ２９によって計測される衝撃力はパーティクルに起因するもののみになる。したがって、パーティクルカウンタ２７はパーティクルのみを選択的に計測することができる。

パーティクルトラップ２４は、メッシュ構造を有するフィルタ（図示しない）を有し、パイプ２１内を流れるパーティクルＰをほとんど回収する。これにより、排気装置にパーティクルＰが流入するのを防止する。

フープ９０の内部における計測対象部位としては任意の場所を設定することができるが、ウエハＷのベベル部に接触する担持部９４にはパーティクルＰが転写されやすいため、計測対象部位として担持部９４を設定するのが好ましい。

また、計測対象部位としては１箇所に限られず、複数箇所を設定するのがパーティクルの量の計測の信頼性を向上する観点からは好ましく、この場合、プローブノズル１５をフープ９０の内部において所定範囲の領域を走査させるのがよい。これにより、内壁等に付着したパーティクルＰの量を容易に複数箇所で計測することができる。

さらに、フープ９０の内部において内壁等に付着したパーティクルＰを部分的ではなく全体的に計測してもよく、この場合、プローブノズルを図３（Ｃ）に示すようなシャワーヘッド３０で構成するのがよい。

本実施の形態に係る容器清浄度計測装置としてのフープ検査装置１０によれば、パーティクル剥離促進ノズル１８及びパーティクル採集ノズル１９がフープ９０の内部に進入してパーティクルＰの計測対象部位からの剥離を促進すると共に、剥離したパーティクルＰを採集し、パーティクルカウンタ２３が採集されたパーティクルＰの量を計測するので、内壁等に付着したパーティクルＰの量を正確に計測することができる。これにより、内壁等にパーティクルＰ等がほとんど付着していないフープ９０が洗浄されるのを防止できると共に、フープ９０が十分洗浄されたか否かを確認することができ、もって洗浄が不十分なままフープ９０が再使用されるのを防止することができる。その結果、フープ９０の運用効率を向上しつつ、ウエハＷへのパーティクルＰの付着を防止することができる。

また、フープ検査装置１０では、パーティクル剥離促進ノズル１８及びパーティクル採集ノズル１９はそれぞれ開口部を有する細長ノズル形状を呈するので、容易にフープ９０の内部に進入することができ、その結果、フープ９０の内部の所望部位において付着したパーティクルＰの量を計測することができる。

さらに、フープ検査装置１０では、パーティクル採集ノズル１９の開口部１９ａはパーティクル剥離促進ノズル１８の開口部１８ａを含む。したがって、パーティクル剥離促進ノズル１８がパーティクルＰを剥離して飛散させても、その飛散範囲はパーティクル採集ノズル１９の開口部１９ａ内にほとんど留まるため、パーティクル採集ノズル１９は開口部１９ａによって飛散したパーティクルＰを確実に採集することができ、これにより、さらにパーティクルＰの量を正確に計測することができる。

次に、本発明の実施の形態に係る容器清浄度計測方法について説明する。

図６は、本実施の形態に係る容器清浄度計測方法が適用されるフープの洗浄必要性判定処理のフローチャートである。図６の処理は定期的に、例えば、計測対象のフープ９０が所定回数のロット処理に使用される度にフープ検査装置１０において実行される。

図６において、まず、フープ９０がフープ載置部１２に載置されてフープ９０の内部と本体部１１の内部とが連通した後、フープ検査装置１０が備えるウエハプローブ（図示しない）がフープ９０の内部に進入する。ウエハプローブはフープ９０がウエハＷを収容しているか否かを確認し（ステップＳ６１）（収容確認ステップ）、フープ９０がウエハＷを収容している場合（ステップＳ６１でＹＥＳ）には本処理を終了し、ウエハＷを収容していない場合には、プローブノズル１５がフープ９０の内部へ進入し計測対象部位に対向する。

次いで、パーティクル剥離促進ノズル１８が計測対象部位に向けて加熱ガスに混合された水蒸気を低速で噴出して計測対象部位からのパーティクルＰの剥離を促進すると共に（ステップＳ６２）（剥離促進ステップ）、パーティクル採集ノズル１９が計測対象部位から剥離したパーティクルＰを吸引して採集する（ステップＳ６３）（採集ステップ）。

次いで、パーティクルカウンタ２３がパイプ２１内をガスと共に流れるパーティクルＰの量を計測（カウント）し（ステップＳ６４）（計測ステップ）、フープ検査装置１０が備えるコントローラ（図示しない）は計測されたパーティクルＰの量が予め設定された所定の基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６５）。

ステップＳ６５の判定の結果、計測されたパーティクルＰの量が所定の基準値以上である場合（ステップＳ６５でＹＥＳ）、フープ検査装置１０が備えるモニタ（図示しない）等を通じてオペレータにフープ９０の洗浄が必要であることを通知し（ステップＳ６６）、本処理を終了する。また、計測されたパーティクルＰの量が所定の基準値未満である場合、モニタ等を通じてオペレータにフープ９０の洗浄が不要であることを通知し（ステップＳ６７）、本処理を終了する。

図６の処理によれば、パーティクルＰの剥離を促進すると共に、剥離したパーティクルＰを採集し、該採集したパーティクルＰの量を計測するので、パーティクルＰの量を正確に計測することができる。

また、図６の処理では、フープ９０がウエハＷを収容していない場合に計測対象部位からのパーティクルＰの剥離を促進するので、剥離したパーティクルＰのうちパーティクル採集ノズル１９が採集できなかったパーティクルＰがウエハＷに付着するのを防止することができる。

上述した図６の処理では、ステップＳ６２、ステップＳ６３及びステップＳ６４を１回再実行するのみであったが、所定回数だけステップＳ６２、ステップＳ６３及びステップＳ６４を繰り返して実行してもよい。これにより、計測対象部位からのパーティクルＰの剥離と、剥離したパーティクルＰの採集を確実に行うことができ、もって、パーティクルＰの量の計測の信頼性を向上することができる。

また、上述した図６の処理では、フープ９０がウエハＷを収容している場合にはパーティクルＰの量の計測を行わないが、計測にプローブノズル１５を用いるとき、上述したように、パーティクル採集ノズル１９は飛散したパーティクルＰを確実に採集することができるため、例え、フープ９０がウエハＷを収容していても、該ウエハＷに飛散したパーティクルＰが付着するおそれはない。したがって、計測にプローブノズル１５を用いるときには、フープ９０がウエハＷを収容している場合であっても、ステップＳ６２以降の処理を実行してもよい。

また、フープ検査装置１０はフープ９０の簡易な洗浄を行うこともできる。

図７は、図１のフープ検査装置が実行するフープの洗浄処理を示すフローチャートである。本処理は、図６のステップＳ６５において計測されたパーティクルＰの量が所定の基準値以上であると判定されたときに、図６の処理に続けて実行される。

図７において、まず、プローブノズル１５がフープ９０の内部へ進入し、さらに所定の洗浄範囲内において移動を開始する（ステップＳ７１）。

次いで、パーティクル剥離促進ノズル１８が内壁等に向けて加熱ガスに混合された水蒸気を低速で噴出して内壁等からのパーティクルＰの剥離を促進すると共に（ステップＳ７２）、パーティクル採集ノズル１９が内壁等から剥離したパーティクルＰを吸引して採集する（ステップＳ７３）。これにより、内壁等に付着しているパーティクルＰが除去される。

次いで、フープ検査装置１０のコントローラは、プローブノズル１５が所定の洗浄範囲を全て走査したか否かを判定し（ステップＳ７４）、プローブノズル１５が所定の洗浄範囲を全て走査していない場合（ステップＳ７４でＮＯ）にはステップＳ７２に戻り、所定の洗浄範囲を全て走査した場合には、プローブノズル１５の移動を終了し（ステップＳ７５）、本処理を終了する。

図７の処理によれば、計測されたパーティクルＰの量が所定の基準値以上である場合に、内壁等からのパーティクルＰの剥離が促進され、剥離したパーティクルＰが吸引されて採集されることによって内壁等に付着しているパーティクルＰが除去される。すなわち、パーティクルＰの量の計測に続けて内壁等に付着しているパーティクルＰを除去してフープ９０を洗浄することができる。これにより、フープ９０の内壁等に付着しているパーティクルＰの量の計測と、フープ９０の洗浄とを効率良く行うことができる。

なお、図７の処理では、計測されたパーティクルＰの量が所定の基準値以上である場合、プローブノズル１５によってフープ９０を洗浄したが、計測されたパーティクルＰの量が非常に大きい場合、フープ９０は該フープ９０を全体的に洗浄する非特許文献１に係る洗浄装置によって洗浄するのが好ましい。

次に、本発明の実施の形態に係る基板処理システムについて説明する。

図８は、本実施の形態に係る基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。

図８において、基板処理システム３１は、平面視六角形状であって内部に搬送アーム３２を有するトランスファモジュール３３と、該トランスファモジュール３３の周りに放射状に配される４つのプロセスモジュール３４（基板処理装置）と、平面視矩形状であって内部に搬送アーム３７を有するローダーモジュール３５（基板受入装置）と、トランスファモジュール３３及びローダーモジュール３５の間に介在するように配される２つのロードロックモジュール３６とを備える。

各プロセスモジュール３４は、ウエハＷに所定の処理、例えば、エッチング、ＣＶＤ、熱処理、拡散処理又は基板洗浄を施し、トランスファモジュール３３は搬送アーム３２によって各プロセスモジュール３４やロードロックモジュール３６へのウエハＷの搬出入を行う。

ローダーモジュール３５は、ロードロックモジュール３６が接続された側面とは反対側の側面において、３つのフープ載置台３８と、各フープ載置台３８に対応する３つの開口部４０を有する。開口部４０の形状はフープ検査装置１０における開口部１３の形状と同じであるため、フープ９０をフープ載置台３８に載置した際、該フープ９０をローダーモジュール３５に接続することによって蓋体９２をローダーモジュール３５の内部へ進入させることができる。内部へ進入した蓋体９２は、フープ検査装置１０におけるフープオープナー１４と同様の構造を有するフープオープナーによって取り除かれ、これにより、フープ９０の内部とローダーモジュール３５の内部とが連通する。搬送アーム３７はフープ９０やロードロックモジュール３６へのウエハＷの搬出入を行う。

また、ローダーモジュール３５は、内部においてパーティクル剥離促進ノズル及びパーティクル採集ノズルからなるプローブノズル３９を有する。プローブノズル３９はフープ検査装置１０におけるプローブノズル１５と同様の構造を有し、フープ９０の内部へ進入しフープ９０の内部における計測対象部位に対向する。

また、基板処理システム３１は排気装置（図示しない）を備え、該排気装置は水分トラップ、パーティクルカウンタ（計測部）及びパーティクルトラップ（いずれも図示しない）が配置されるパイプを介してプローブノズル３９のパーティクル採集ノズルに接続される。ここで、排気装置がパイプ及びパーティクル採集ノズルを介してフープ９０の内部のガス等を排気することにより、パーティクル採集ノズルがフープ９０の内部のガスと共に浮遊しているパーティクルを吸引して採集する。

基板処理システム３１では、フープ９０の内部とローダーモジュール３５の内部とが連通して、フープ９０に収容されていたウエハＷがローダーモジュール３５、ロードロックモジュール３６及びトランスファモジュール３３を介してプロセスモジュール３４へ搬入され、該ウエハＷに所定の処理が施されている間、プローブノズル３９は、ウエハＷが搬出されたフープ９０の内部へ進入し、フープ９０の内部における計測対象部位に対向したプローブノズル３９のパーティクル剥離促進ノズルは計測対象部位に向けて加熱ガスに混合された水蒸気を低速で噴出して計測対象部位からのパーティクルの剥離を促進し、パーティクル採集ノズルは計測対象部位から剥離したパーティクルを吸引して採集する。また、パーティクルカウンタは、フープ検査装置１０のパーティクルカウンタ２３と同様に構成を有し、パーティクル採集ノズルによって採集されてパイプ内を流れるパーティクルの量を計測する。

本実施の形態に係る基板処理システム３１によれば、プローブノズル３９のパーティクル剥離促進ノズル及びパーティクル採集ノズルがフープ９０の内部に進入してパーティクルの剥離を促進すると共に、剥離したパーティクルを採集し、パーティクルカウンタが採集されたパーティクルの量を計測するので、フープ９０の内壁や担持部９４に付着したパーティクルの量を正確に計測することができる。

また、ローダーモジュール３５がパーティクル剥離促進ノズル及びパーティクル採集ノズルからなり、フープ９０の内部へ進入するプローブノズル３９を有するので、フープ９０をローダーモジュール３５に接続したまま、内壁等に付着したパーティクルの量を計測することができる。その結果、ローダーモジュール３５によってフープ９０から搬出されたウエハＷにプロセスモジュール３４によって処理を施す間にパーティクルの量を計測することができ、もって、該計測を効率的に行うことができる。

上述した実施の形態では、パーティクルＰの計測の対象は、ウエハＷを収容するフープ９０であったが、計測の対象はこれに限られず、ウエハＷを収容する他の種類の容器やストッカ、ストレージであってもよい。

本発明の実施の形態に係る容器清浄度計測装置としてのフープ検査装置の外部構造を概略的に示す斜視図である。 図１のフープ検査装置の内部構造を概略的に示す部分断面図である。 図２におけるプローブノズルの構成を示す拡大図であり、（Ａ）は本実施の形態におけるプローブノズルを示し、（Ｂ）はプローブノズルの第１の変形例を示し、（Ｃ）はプローブノズルの第２の変形例を示す。 本実施の形態におけるパーティクル剥離の様子を示す工程図である。 図２におけるパーティクルカウンタの変形例の構成を概略的に示す断面図である。 本実施の形態に係る容器清浄度計測方法が適用されるフープの洗浄必要性判定処理のフローチャートである。 図１のフープ検査装置が実行するフープの洗浄処理を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。 フープの構成を概略的に示す図であり、（Ａ）はフープの斜視図であり、（Ｂ）はフープの断面図である。

符号の説明

Ｐ パーティクル
Ｗ ウエハ
１０ フープ検査装置
１３，４０ 開口部
１４ フープオープナー
１５，３９ プローブノズル
１８，１８’ パーティクル剥離促進ノズル
１９，１９’ パーティクル採集ノズル
２３，２７ パーティクルカウンタ
２８ パイプ
２８ａ 屈曲部
２９ 感圧センサ
３１ 基板処理システム
３４ プロセスモジュール
３５ ローダーモジュール
９０ フープ
９４ 担持部

Claims (17)

1. パーティクルの剥離を促進する剥離促進部と、
   剥離した前記パーティクルを採集する採集部と、
   前記採集されたパーティクルの量を計測する計測部とを備え、
   前記剥離促進部及び前記採集部は、前記パーティクルを計測する際に、基板を収容する容器内に進入することを特徴とする容器清浄度計測装置。
2. 前記剥離促進部及び前記採集部はそれぞれ開口部を有する細長ノズル形状を呈することを特徴とする請求項1記載の容器清浄度計測装置。
3. 前記採集部の開口部は前記剥離促進部の開口部を含むことを特徴とする請求項２記載の容器清浄度計測装置。
4. 前記剥離促進部は少なくとも水蒸気を噴出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置。
5. 前記採集部は排気装置に接続され、前記採集部及び前記排気装置の間に水分捕集装置が配されることを特徴とする請求項４記載の容器清浄度計測装置。
6. 前記剥離促進部は加熱ガスを噴出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置。
7. 前記剥離促進部は気相及び液相、又は気相及び固相の２つの相状態を呈する物質を噴出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置。
8. 前記剥離促進部は流速をパルス波的に変動させてガスを噴出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置。
9. 前記剥離促進部及び前記採集部は所定範囲の領域を走査することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置。
10. 前記計測部は、前記採集されたパーティクルにレーザ光が照射されて発生する散乱光を観測することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置。
11. 前記計測部は、前記採集されたパーティクルが内部を流れ且つ屈曲部を有する流路と、該流路における屈曲部に配された感圧部とを有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の容器清浄度計測装置。
12. 基板を収容する容器が接続されて前記基板を受け入れる基板受入装置と、前記受け入れた基板に処理を施す基板処理装置とを備える基板処理システムにおいて、
    前記基板受入装置は、パーティクルの剥離を促進する剥離促進部と、剥離した前記パーティクルを採集する採集部とを有し、
    前記剥離促進部及び前記採集部は、前記パーティクルを計測する際に、前記接続された容器内に進入し、
    基板処理システムは、前記採集されたパーティクルの量を計測する計測部をさらに備えることを特徴とする基板処理システム。
13. 前記基板処理装置は、エッチング装置、ＣＶＤ装置、熱処理装置、拡散処理装置及び基板洗浄装置のいずれかであることを特徴とする請求項１２記載の基板処理システム。
14. 基板を収容する容器内の清浄度を計測する容器清浄度計測方法であって、
    前記パーティクルを計測する際に、パーティクルの剥離を促進する剥離促進部を前記容器内に進入させて、パーティクルの剥離を促進する剥離促進ステップと、
    パーティクルを採集する採集部を前記容器内に進入させて、前記剥離促進ステップで剥離したパーティクルを採集する採集ステップと、
    前記採集ステップで採集されたパーティクルの量を計測する計測ステップとを有することを特徴とする容器清浄度計測方法。
15. 前記剥離促進ステップ及び前記採集ステップを繰り返すことを特徴とする請求項１４記載の容器清浄度計測方法。
16. 前記計測されたパーティクルの量が所定の基準値以上であるときに、前記剥離促進ステップ及び前記採集ステップを少なくとも１回再実行することを特徴とする請求項１４又は１５記載の容器清浄度計測方法。
17. 前記剥離促進ステップに先立って、前記容器が前記基板を収容するか否かを確認する収容確認ステップをさらに有し、前記容器が前記基板を収容していないときに前記剥離促進ステップを実行することを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の容器清浄度計測方法。

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