JP7145337B2 - 真空処理装置の異物測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、真空処理装置の異物測定方法に関する。

真空容器内部に減圧される処理室を有し、当該処理室内に半導体ウエハ等の基板状の試料を搬送し処理用ガスを導入して形成したプラズマを用いて処理する真空処理ユニットを備えた真空処理装置が知られている。真空処理装置において、真空処理ユニットの真空容器内部の処理室は、別の真空容器である真空搬送容器と連結されている。処理室内で処理された試料は、減圧された真空容器内部の真空搬送室内を通り、真空搬送容器に移送されて後工程へと搬送され、また処理前の試料は、真空搬送容器から真空搬送室を通って真空容器内部の処理室と移送される。

このような真空処理装置では、処理室および真空搬送室とこれらの間の通路内を試料が移送されることから、これらの内側表面に付着した粒子やその堆積物が、試料の移送中に表面から遊離して試料表面に付着して異物を生起するという問題が有った。試料の表面に異物が付着すると、付着した箇所を含む部位から製造された半導体デバイスに不良が生じ、半導体デバイスの製造上の歩留まりが悪化するおそれがある。

このため、このような異物の生起を抑制するため、真空処理装置の内側表面から脱離する粒子を収集して、その数や材料、組成等の特性を検出することが従来から行われてきた。このような従来の技術の例としては、例えば、特許文献１に開示のものが従来から知られていた。

この従来技術では、ドライポンプで排気している真空処理装置の減圧された内部空間内を、微粒子を表面に吸着させ収集するための測定用ウエハを移送して、所定の箇所に一定期間放置（シッティング）し、測定用ウエハを回収した後、その表面に付着しているパーティクル等微粒子の数を測定することが行われる。

特開２０１９－７１４１０号公報

しかしながら、上記従来の技術では、以下のような問題がある。すなわち、シッティングする際に、ドライポンプで排気のみを行うと、分子の分散が分子流に近いものとなり分散度が高くなる。それにより、異物発生源候補が２、３か所に密集している場合、落下異物が分散しつつウエハへ付着するため、異物が落下した場所から異物の発生源を特定することが困難である。

異物の発生源を特定できないと、真空処理装置内部に用いられウエハが搬送される空間に面した部材であって、ウエハに付着する物質の粒子や欠片が発生する可能性のある部材の清掃や交換等の保守の作業を正確に行うことができず、それにより処理ウエハにおける異物の付着を招来し、処理の歩留まりが損なわれるおそれがあった。

本発明は、異物の発生源あるいはその発生を精度良く検出して、異物の生起を抑制して処理の歩留まりを向上することのできる真空処理装置の異物測定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、代表的な本発明の真空処理装置の異物測定方法は、
ウエハが処理される処理室を内部に有する真空容器、および前記処理室内を排気する排気ポンプを有する処理ユニットと、前記ウエハが搬送される搬送室を有する真空搬送ユニットと、前記ウエハを前記処理室と前記搬送室との間で搬送可能な通路を有する接続管と、を備えた真空処理装置の異物測定方法であって、
所定のタイミングで、異物採取工程と異物測定工程を実行し、
前記異物採取工程において、前記処理室の内圧よりも前記搬送室の内圧を高くすることによって、前記搬送室から前記処理室に向かって前記通路内に気体の流れを生じさせ、ウエハを前記搬送室と前記通路と前記処理室に跨った位置に搬送して、所定時間保持し、
前記異物測定工程において、前記ウエハの表面に付着した異物を測定することにより達成される。

本発明によって、異物の発生源あるいはその発生を精度良く検出して、異物の生起を抑制して処理の歩留まりを向上することのできる真空処理装置の異物測定方法を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、本発明の実施形態に係る半導体製造装置の全体構成の概略を模式的に示す平面図である。 図１に示す実施形態に係る半導体製造装置の基板処理ユニットの構成の概略を模式的に示す縦断面図である。 図１に示す半導体製造装置に対して実施される保守または点検時における異物を採取する状態を模式的に示す横断面図である。 図１に示す実施形態に係る半導体製造装置が実施する異物測定におけるウエハの周囲のガスの流れを模式的に示す縦断面図である。 図４に示す異物測定中に付着する粒子等の状態を模式的に示す縦断面図である。 図１に示す実施形態に係る真空処理装置のメンテナンス運転中に行うウエハの異物採取及び異物測定の手順の流れを示すフローチャートである。 図６に示す実施形態の異物測定において用いられるウエハＷの表面の異物を測定する異物測定器の概略を模式的に示す平面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および、図面において、同一の符号が付された構成については、実質的に同一の構成を備えており、重複した説明を省くものとする。

［実施形態１］
以下、本発明の実施形態について、図１乃至７を用いて説明する。

まず、本発明の実施形態に係る半導体製造装置１００の全体的な構成を、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る半導体製造装置の全体構成の概略を模式的に示す平面図である。

ここでは、処理対象の試料である半導体ウエハは、半導体デバイスを製造するために処理されるもの、及び基板処理ユニット内部の異物を採取するために用いられるものを含む。かかる半導体ウエハを、ウエハＷと呼称する。

図１に示す半導体製造装置１００は、真空処理装置の一例であり、所謂マルチチャンバタイプの装置であって、真空容器の内部に、処理対象となる基板状の試料であるウエハＷが配置される１つの処理室を有した複数の基板処理ユニットと、これらに連結され１つの真空搬送室を備えた真空容器とを有する。半導体製造装置１００は、シングルチャンバタイプであってもよい。

図１において、第１の真空搬送ユニット１１２、第２の真空搬送ユニット１２２、および基板処理ユニット１２８－１～１２８－４は、各々が真空容器を備えた半導体製造装置１００を構成する１つのユニットである。図１に示された４つの基板処理ユニット１２８－１～１２８－４は、以下の説明では、単に総称として基板処理ユニット１２８と呼称される場合もある。

便宜上、図１で下方を前方側とし、上方を後方側と称する。図１の半導体製造装置１００は、前方側に大気側ブロック１０１を配置し、後方側に真空側ブロック１０２を配置している。大気側ブロック１０１は、内部の大気圧にされた搬送室内をウエハＷが搬送され、収納の位置決め等が行われるブロックである。一方、真空側ブロック１０２は、大気側ブロック１０１の後方側に隣接して連結され、所定の真空度まで減圧された内部の室内でウエハＷが搬送され、予め定められた何れかの基板処理ユニット１２８内部の処理室内に配置された後、処理が施されるブロックである。そして、大気側ブロック１０１と真空側ブロック１０２との間には、これらを連結して配置され、ウエハＷを内部に有した状態で圧力を大気圧と真空圧との間で調整可能な領域が配置されている。

大気側ブロック１０１には、内部にウエハＷを搬送するための大気搬送ロボット１０５を備えた略直方体形状の筺体である大気搬送容器１０３が備えられている。この大気搬送容器１０３の前方側の面には、ウエハＷを収納したカセットをその上面に載置する複数のカセット台１０４が複数台（ここでは３個）配置されている。

大気搬送容器１０３の前面に設けたこれらカセット台１０４上面の上方の箇所には、図示しないロードポートが配置されている。ロードポートは、ウエハＷが大気搬送ロボット１０５の先端部上に保持されて、大気搬送容器１０３内部の室内空間とカセット内部との間でやり取りされる際に通過する開口を開閉可能となっている。カセット台１０４の各々の上面には、例えば２５枚のウエハＷが収納されたＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）が載置される。

大気搬送容器１０３内に配置された大気搬送ロボット１０５は、ロードポートにおける開放された開口を通して、何れかのＦＯＵＰからウエハＷを大気搬送容器１０３内部の大気搬送室内に搬入し、上下のロック室１０７の何れかに搬入する。或いは、大気搬送ロボット１０５は、何れかのロック室１０７からウエハＷを搬出して、当該ウエハＷを元のＦＯＵＰの元の位置に搬入する。

真空側ブロック１０２は、平面視した形状が凡そ矩形または方形である真空容器を備えた第１の真空搬送ユニット１１２及び第２の真空搬送ユニット１２２と、１つまたは複数のロック室１０７を備えている。ロック室１０７は、第１の真空搬送ユニット１１２と、大気側ブロック１０１の大気搬送容器１０３の背面との間に配置された別の真空容器であって、ウエハＷを内部に保持した状態で、内部の圧力を凡そ大気圧に近い値と所定の真空度の減圧された値との間で増減する機能を有する。

ロック室１０７は、内部の空間にウエハＷが複数枚、上下方向に隙間を開けて収納可能な容器を有している。またロック室１０７の前後端部には、大気搬送容器１０３および第１の真空搬送ユニット１１２に連結される箇所に、ウエハが内部を通過して搬送される通路であるゲートが設けられている。

大気側（大気搬送容器１０３側）のゲートは、ゲートバルブ１０６により開放されまたは閉止されて気密的に封止可能となり、真空側（第１の真空搬送ユニット１１２側）のゲートは、ゲートバルブ１０８により開放されまたは閉止されて気密的に封止可能となっている。ゲートバルブ１０６，１０８を閉止することで、大気側ブロックと真空側ブロックとの間を気密的に隔離している。

図１では、平面視で単一のロック室１０７のみが示されているが、本実施形態では、同一または同一とみなせる程度に近い寸法の複数のロック室が鉛直方向に重ねて配置されている。なお、以下の説明では特に断りのない場合、複数のロック室１０７についても単一のロック室１０７として説明する。このように、真空側ブロック１０２は、高い真空度の圧力に維持可能な容器が連結され、内部の全体が減圧された状態で維持された空間となっているブロックである。

第１の真空搬送ユニット１１２、第２の真空搬送ユニット１２２は、各々の平面視形状が略矩形状を有した真空容器である真空搬送容器（ここでは第１の真空搬送ユニット１１２、第２の真空搬送ユニット１２２を各々囲う筐体をいい、それらの内部を真空搬送室という）を含むユニットである。これらユニットは、実質的に同一とみなせる程度の構成上の差異を有する２つのユニットである。これら第１，第２の真空搬送ユニットの内部には、ウエハＷを搬送する真空搬送ロボット１１３，１２３が配置されている。真空搬送ロボット１１３，１２３は総称して、真空搬送ロボットともいう。

これらの真空搬送ロボット１１３，１２３は、各々が真空容器内部の搬送室内の中央部に配置された鉛直方向の軸回りに回転可能に構成され、複数の梁状に延びる腕部の両端部が鉛直方向に軸を有する関節部で接続されたアームを備えている。アームの各関節部の軸回りに各腕部が回動することにより回転、伸縮が可能なロボットアームが構成され、先端の腕部の一端部には先端の平面形がＵ字形を有したワンド１１３’，１２３’が備えられる。

真空搬送ロボット１１３，１２３は、ウエハＷをワンド１１３’，１２３’上に保持した状態で、基板処理ユニット１２８－１～１２８－４、或いはロック室１０７等の目標に対して正対させた位置になるよう、アームを中央部の軸回りに回転し伸長させて位置決めを行い、さらに目標に対してウエハＷを搬入する機能を有する。また真空搬送ロボット１１３，１２３は、目標からウエハＷを搬出して、アームを収縮させて搬送室内に搬出する機能を有している。

本実施形態の第１の真空搬送ユニット１１２は、真空搬送容器の左右（図１で左右）の側壁面各々が、その外側に配置された基板処理ユニット１２８－１，１２８－２と接続管１１４，１１５を介して連結されている。接続管１１４，１１５は内部に、ウエハＷが真空搬送ロボット１１３に載せられて搬送される通路を有している。

さらに接続管１１４，１１５の内側端部は、第１の真空搬送ユニット１１２の真空搬送容器の左右の側壁に形成された開口であるゲートを介して、各々真空搬送室と連通される。当該ゲートの開口は、真空搬送容器内部に配置されて上下方向に移動するゲートバルブ１１０，１１１により開放、或いは気密に閉止される。

さらに、第１の真空搬送ユニット１１２は、真空搬送容器の前後（図１で上下）の側壁面各々が、その外側に配置された大気搬送容器１０３、第２の真空搬送ユニット１２２の真空搬送容器と、各々ロック室１０７、バッファ室１１８を介して連結されている。ロック室１０７と同様にバッファ室１１８も、内部にウエハＷが真空搬送ロボット１１３に載せられて搬入され格納される、あるいは搬出される収納空間を有している。

バッファ室１１８の前後方向の両端部は、ロック室１０７と同様に、第１の真空搬送ユニット１１２の真空搬送容器の背面および第２の真空搬送ユニット１２２の真空搬送容器の前面の側壁に形成された開口部であるゲートを介して、それらの真空搬送室と連通される。当該ゲートの開口は、各々の真空搬送容器内部に配置されて上下方向に移動するゲートバルブ１０９，１１９により開放、或いは気密に閉止される。

同様に、本実施形態の第２の真空搬送ユニット１２２は、真空搬送容器の左右（図１で左右）の側壁面各々が、その外側に配置された基板処理ユニット１２８－３，１２８－４と接続管１２４，１２５を介して連結されている。接続管１２４，１２５は、内部にウエハＷが真空搬送ロボット１２３により搬送される通路を有している。

さらに接続管１２４，１２５の内側端部は、第２の真空搬送ユニット１２２の真空搬送容器の左右側壁に形成された開口であるゲートを介して、各々真空搬送室と連通される。当該ゲートの開口は、真空搬送容器内部に配置されて上下方向に移動するゲートバルブ１２０，１２１により開放、或いは気密に閉止される。

さらに、第２の真空搬送ユニット１２２は、真空搬送容器の前側（図１で下）の側壁面が、第１の真空搬送ユニット１１２の真空搬送容器とバッファ室１１８を介して連結されている。

本実施形態のバッファ室１１８は、平面視した形状が凡そ矩形または方形である１つの容器であるが、複数の容器が上下方向に重ねられて配置され、各々に対して真空搬送ロボット１１３，１２３がウエハＷを搬入出する構成であっても良い。また、本実施形態のゲートバルブ１０９，１１０，１１１，１１９，１２０，１２１は、各々が開閉するゲートに係る接続管１１４，１１５，１２４，１２５を介して接続された各基板処理ユニット１２８－１～１２８－４がウエハＷの処理を施す運転中は開放されて、対応する接続管１１４，１１５，１２４，１２５内部の通路は、真空搬送室内と同じ減圧された圧力にされる。

一方、接続管１１４，１１５，１２４，１２５内部の通路は、基板処理ユニット１２８－１～１２８－４の各々の真空容器の側壁に形成されたウエハＷが搬送される開口部であるゲートを介して、各真空容器内部の処理室と連通される。また、接続管１１４，１１５，１２４，１２５内部の基板処理ユニット１２８各々に近い側の端部に、上下に移動して各基板処理ユニット１２８のゲートを開放あるいは気密に閉止するプロセスバルブ１１６，１１７，１２６，１２７が備えられている。

このように、本例では、各基板処理ユニット１２８と第１，第２の真空搬送ユニット１１２，１２２間で、複数のゲートバルブおよびプロセスバルブが各ゲートを開放した状態で、ウエハＷの搬入あるいは搬出が行われる。また、ゲートバルブ１０８，１０９，１１９が開放された状態で、第１の真空搬送ユニット１１２、第２の真空搬送ユニット１２２と、ロック室１０７あるいはバッファ室１１８との間でウエハＷの搬入または搬出が行われる。

また、バッファ室１１８はロック室１０７の配置の構成と同様に、上下方向に２つの室が重なる位置に配置されている。より詳細には、バッファ室１１８は内部のウエハを収納するための空間を構成する真空容器の内部には、これを上下に区画する着脱可能な図示しない仕切り板を備えており、区画された２つの室内同士の間のガスや粒子の移動が低減されている。

すなわち、バッファ室１１８は、内部がほかの真空搬送室または真空処理室と同等の真空度まで減圧可能な真空容器であって、複数のウエハをこれらの面と面の間ですき間を開けるとともに着脱可能な仕切り板により区画された各々の室内で、ウエハＷが水平に保持される収納部を備えている。これにより、ウエハＷが第１、第２の真空搬送ユニット同士の間で搬送される際に、一旦搬入されて収納された後に搬出される、所謂受け渡される中継室の機能を奏する。

すなわち、バッファ室１１８は、複数の基板処理ユニット１２８の何れかの処理室で処理される、あるいは処理されたウエハＷが収納されるステーションである。このため、これらの処理室のうち何れか１つで処理を施される予定の処理前のウエハＷがバッファ室１１８内部の収納空間で待機している状態で、他方の処理室で処理を受けた処理済のウエハＷが当該収納空間に搬入される状態、あるいは基板処理ユニット１２８－３，１２８－４で処理されたウエハＷが当該収納空間内でいずれかのロック室１０７への搬送を待機している状態で、これらの基板処理ユニット１２８－３，１２８－４に搬入される場合が生じる可能性がある。上記のような上下に区画された収納空間を備えたことにより、処理前のウエハＷと処理後のウエハＷがバッファ室１１８内に同時に存在しても、後者の周囲に残留するガスや生成物が前者に悪影響を及ぼすことが抑制される。

なお、本実施形態のゲートバルブ１０９，１１０，１１１，１１９，１２０，１２１の何れも、各ゲートを閉止した状態で、一方の側の空間が凡そ大気圧にされ他方の側の空間が運転中と同等の真空度まで減圧された圧力で、気密な封止が維持される性能を備えている。一方、プロセスバルブ１１６，１１７，１２６，１２７は、これが内部に配置された接続管１１４，１１５，１２４，１２５の減圧されたウエハＷの通路と、各基板処理ユニット１２８の真空容器内部の先の通路内と同じかこれよりさらに高い真空度まで減圧された処理室との間を連通するゲートを閉止して気密的に封止できる。

上記の通り、各基板処理ユニット１２８とこれが連結された第１の真空搬送ユニット１１２あるいは第２の真空搬送ユニット１２２とは、対応するゲートバルブ１１０，１１１，１２０，１２１及びプロセスバルブ１１６，１１７，１２６，１２７の開放により、接続管１１４，１１５，１２４，１２５及びゲートを介した連通が確保されて、真空搬送ロボット１１３，１２３による各基板処理ユニット１２８に対するウエハＷの搬送が可能になる。また、前記プロセスバルブの閉止により、接続管１１４，１１５，１２４，１２５及びゲートが気密的に閉止される。

各基板処理ユニット１２８の真空容器内部の処理室内は、真空容器に接続されたターボ分子ポンプ等の真空ポンプを含む排気装置および排気の流量や速度を調節するバルブの動作により所定の真空度に減圧された状態が維持され、その内部に配置されたウエハＷに対して、処理室内に形成されたプラズマを用いたエッチング、あるいは成膜の施工、処理室内部のクリーニング等の処理が実施される。

次に、本実施形態に係る半導体製造装置１００の何れかの基板処理ユニット１２８の構成について、図２を用いて説明する。図２は、図１に示す実施形態に係る半導体製造装置の基板処理ユニットの構成の概略を模式的に示す縦断面図である。

本図に示す処理ユニット２００は、図１に示した基板処理ユニット１２８－１～１２８－４を代表して、例えば基板処理ユニット１２８－１と、これが接続管１１４を通して接続された第１の真空搬送ユニット１１２とを含んでいる。基板処理ユニット１２８－１は、真空容器２１１と、その上方に配置され真空容器２１１内部にプラズマを形成するための電界または磁界を供給する電界供給部と、真空容器２１１の下部の底面に接続され、真空容器内部を排気して減圧する真空ポンプを備えた排気部とを有している。

円筒形状を有した真空容器２１１の上部の円筒形の側壁の外周側または上部の蓋部上方に配置された電界供給部は、処理室内にプラズマを形成するための電界としてマイクロ波帯の特定の周波数の電界を発生させる電界発生用電源２０７と、発生した電界が内部を伝播して下方の真空容器２１１内部の処理室２０１内に導入するための導波管２０６と、真空容器２１１の外周囲に磁界を形成するソレノイドコイル２０８とを備えている。

本実施形態の基板処理ユニット１２８－１では、処理室２０１内に導入された処理用のガスの分子又は原子が、供給されたマイクロ波の電界及び磁界が相互作用により生起されたＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）によって、励起して電離または解離してプラズマが形成され、これを用いて処理室２０１内に配置されたウエハＷ上面の処理対象の膜がエッチングされる。

真空容器２１１の上部には、内部の空間であってウエハＷが配置されるとともにプラズマが形成される処理室２０１の上方を覆って配置され、真空容器２１１の蓋部を構成する円板形状の誘電体、例えば石英製の誘電体窓２０４が配置されている。真空容器２１１の上部の円筒形の側壁の上端部との間にＯリング等のシール用部材を挟んで取り付けられ、処理室２０１内部と、雰囲気が大気圧である外部との間が気密的に封止される。

誘電体窓２０４の下方の処理室２０１の上方には、処理用のガスが内部を通って導入される複数の貫通孔が配置され円板形状を有した誘電体製（例えば石英製）のシャワープレート２０５が配置されている。シャワープレート２０５は、減圧される処理室２０１内部に配置されるとともに処理室２０１の天井面を構成している。

本実施形態において、真空容器２１１の円筒形の上部に配置された誘電体窓２０４の上方には、誘電体窓２０４と近似した大きさの直径を有する円筒形の空間と、当該空間の上部に接続された導波管２０６が配置されている。

導波管２０６は、主として２つの部分からなり、その一方は処理室２０１上方の円筒形空間に接続されその軸が鉛直上方に延在する断面が円形状を有した円形導波管部分であり、他方は円形導波管部分の上端部に一端部が接続されその軸の向きが水平方向に延在し断面が矩形または方形あるいはこれらに近似した形状の方形導波管部分である。

方形導波管部分の他端部には、マイクロ波の電界を発信して形成するマグネトロン等の電界発生用電源２０７が配置され、この電界発生用電源２０７で発振されて形成された電界は導波管２０６を伝搬して円形導波管部分の下端部の下方に接続された共振用の円筒形の空間に導入され、内部で所定の電界のモードにされた後、誘電体窓２０４を透過して処理室２０１内に供給される。

さらに、真空容器２１１上方には、導波管２０６の周囲及び真空容器２１１上部の外周側壁の周囲を囲んで上下方向複数段に巻かれて配置され、マイクロ波の電界の周波数に合わせた強度の磁界を発生可能なソレノイドコイル２０８が配置されている。ソレノイドコイル２０８に供給された直流電力により形成された磁界は、処理室２０１内に導入されたマイクロ波の電界とＥＣＲを生起して、処理室内に導入された処理用のガスの粒子を励起し、これにより処理室２０１内にプラズマが形成される。

処理室２０１の内部下部には、ウエハＷがその上面に載せられる試料台２０９が配置されている。試料台２０９は円筒形の形状を有して、その円形の上面は、セラミクス等の誘電体を含む材料が溶射されて形成された被膜である誘電体膜により被覆されており、その誘電体膜の上面に処理対象のウエハＷが載せられる。

試料台２０９内部または誘電体膜内部に配置された導電体製の電極に供給された直流電力により形成された静電気力によって、ウエハＷが誘電体膜に吸着され保持された状態で、ウエハＷ裏面と誘電体膜上面との間の隙間にＨｅ等の伝熱性を有したガスが供給され、試料台２０９とウエハＷとの間の熱伝達が促進される。この状態で、ウエハＷの処理（例えばプラズマエッチング処理）が実施される。

さらに、本実施形態の真空容器２１１の内部には、複数の部材が配置されプラズマに面している。例えば、試料台２０９の上方には試料台２０９の上面をリング状に囲むようにして、フランジ２１０が配置されている。フランジ２１０は、導電体製の部材から構成され、鉛直軸から離間したＬ字状断面を鉛直軸回りに回転させたごときリング形状を有し、試料台２０９上方の処理室２０１の天井面を構成する処理室２０１の内壁面と隙間を開けてこれを覆って配置されている。さらに、フランジ２１０は、表面が酸化アルミニウムで被覆された母材が接地電極に電気的に接続されている。

フランジ２１０は、リング状の内周縁部分を含む内周側の部分が処理室２０１の内側に面するように、真空容器２１１の一部として真空容器２１１の上部の容器と下部の容器との間に挟まれて配置されている。真空容器２１１の上部は、円筒形を有した部分で内部の処理室２０１の上部であって内側にプラズマが形成される領域を囲んでいる。また、真空容器２１１の下部は、フランジ２１０を挟んで処理室２０１の下部を囲む容器であって、試料台２０９の周囲を、隙間を開けて囲む部材である。

なお、試料台２０９は、処理室２０１の鉛直方向において、真空容器２１１の天面と底面との間の中間の高さ位置で、これらの上下の面と隙間を開けて保持されている。すなわち、試料台２０９の上面と天面との間の処理室２０１の空間でプラズマが形成され、試料台２０９の外周側壁と真空容器２１１の下部の処理室２０１の内側壁面との間、および試料台２０９の下面と真空容器２１１の底面との間の空間は、上記プラズマや処理室２０１内に供給されたガス或いはウエハＷの処理中に生じた生成物の粒子が、真空容器２１１の底部であって試料台２０９の下面の直下方の箇所に配置されて円形を有した排気口２１４に向けて流れて、当該排気口２１４から排気部を介して処理室２０１の外部に排出される流路となっている。

本実施形態の排気部は、排気の流れ方向について上流及び下流側の各々に配置された複数の真空ポンプと、排気口２１４およびこれら真空ポンプを連結して相互に連通する複数の排気管とを備えている。本実施形態では、真空容器２１１底部に取り付けられた排気管は、内部の排気の流れの流路断面積を増減して排気の量や速度を調節する排気調節用バルブ（図示せず）を介して、排気口２１４とターボ分子ポンプ２０２の入り口とを連結している。

さらに、ターボ分子ポンプ２０２の出口は、別の排気管により粗引きポンプであるドライポンプ２０３の入り口と連結されて、ドライポンプ２０３からの排気されるガス等は、半導体製造装置１００が配置されたクリーンルーム等の建屋に備えられた排気用の経路を通して排出される。ターボ分子ポンプ２０２とドライポンプ２０３とで排気ポンプを構成する。

また、基板処理ユニット１２８－１に対し接続管１１４を介して、第１の真空搬送ユニット１１２が接続されている。第１の真空搬送ユニット１１２は、内部の真空搬送室２１２内に、第１の真空搬送ユニット１１２および真空搬送室２１２と接続管１１４との間を連通するゲートを開閉するゲートバルブ１０９を備える。第１の真空搬送ユニット１１２は、真空搬送室２１２と連通する図示しない排気口を介してドライポンプ２１３と連結されている。ドライポンプ２１３の動作により、真空搬送室２１２が処理室２０１内部より少しだけ高い圧力の真空度まで排気されて減圧される。

処理室２０１がウエハＷを収納して処理を実施している間は、接続管１１４内に配置されたプロセスバルブ１１６は、真空容器２１１の下部の側壁に配置された処理室２０１と接続管１１４内部を連通するゲートを閉止して両者の間を気密的に封止するため、上記圧力の差が維持される。

一方、ウエハＷを処理室２０１内部と真空搬送室２１２との間で搬送する場合には、プロセスバルブ１１６が開放されて両者が連通する。図２に示される通り、接続管１１４の下方には、プロセスバルブ１１６を駆動して鉛直方向に移動させる駆動部１１６ｄが備えられている。駆動部１１６ｄは、プロセスバルブ１１６を駆動することにより真空容器２１１の側壁に形成されたゲートの外周囲の箇所に当接させ、処理室２０１に連通する空間と、接続管１１４の内部の通路との間を気密的に封止することができる。駆動部１１６ｄと接続管１１４とを含めた１つのユニットは接続部として、基板処理ユニット１２８－１あるいは第１の真空搬送ユニット１１２に接続されている。

また、第１の真空搬送ユニット１１２の真空容器の下方であって接続管１１４に近接した箇所には、ゲートバルブ１０９を駆動して鉛直方向に移動させる駆動部１０９ｄが備えられている。駆動部１０９ｄは、ゲートバルブ１０９を駆動することにより真空容器の内側側壁のゲート周囲の箇所に当接させて、ゲートの内外を気密的に封止することができる。駆動部１０９ｄも第１の真空搬送ユニット１１２を構成する。

ここで、フランジ２１０は、処理室２０１内部を保守や点検する作業の際に、ソレノイドコイル２０８と処理室２０１の上部と共に分解されて、大気に開放され曝露される。あるいは、表面の被膜が変質したり劣化したりしている場合には、フランジ２１０が取り外して交換される。このような処理室２０１の内部の部材に対する作業の終了後は、処理室２０１の上部が下部にフランジ２１０を挟んで取り付けられ真空容器２１１が構成される。

一方、このような処理室２０１内に配置された部材は、表面を清浄にするように清掃、洗浄が施されるものの、処理室２０１内部の高い真空度までの減圧やウエハＷの処理中に生じる熱や生成物に曝されることから、当該表面から分離した粒子や部材の欠片がウエハＷの表面に付着して異物を生起させるおそれがある。

本実施形態では、このような異物の生起を抑制するため、基板処理ユニット１２８－１～１２８－４の何れかへのウエハＷの搬送経路上において、付着させた粒子の数および付着させた箇所の情報を用いて、異物の生起を予測する。これにより異物の発生が予測された場合には、当該経路に対応する基板処理ユニット１２８－１～１２８－４の何れかでウエハＷの処理を中断して、当該付着した箇所から異物の発生源と想定される箇所を含む箇所のクリーニング等の保守、点検の運転を開始する。

すなわち、ウエハＷに処理室２０１の表面から不要な物質が付着して異物が生起すると、ウエハＷ表面の半導体デバイスの回路の構造が所望の通りに形成されないおそれがある。このため、異物が生起すると、半導体デバイスの性能が損なわれ、所謂不良を生じてしまい半導体デバイスの歩留まりが低下してしまう。このような歩留まりの低下を抑制するように異物の生起を抑制する上で、半導体製造装置の内部の発生源の箇所を特定して、当該箇所を清掃あるいは部材を交換して異物の原因となる粒子や欠片を装置の内部から効率的に取り除くことが重要となる。

一方、発生源と想定される箇所や部材が相対的に狭い領域、範囲内に存在している、所謂集中している領域では、清掃し、あるいは交換する箇所を短時間で特定できることは、装置が半導体デバイスを処理して量産する運転の時間以外の時間を短縮することに繋がり、半導体製造装置の稼働率を向上するために重要である。そこで本実施形態では、このような異物の発生源と想定される箇所が複数ある場合に、発生源の箇所を効率的に精度良く検出する作業を保守または点検中に実施する。当該作業を行うために実施される異物の測定方法を、図３乃至７を用いて説明する。

図３を参照して、本実施形態の半導体製造装置１００が異物を採取する保守または点検の態様を説明する。図３は、図１に示す半導体製造装置に対して実施される保守または点検時における異物を採取する状態を模式的に示す横断面図である。特に、図３では、図２に示すＡ－Ａ線の上下方向の高さ位置の断面が示されている。

ここでは、基板処理ユニット１２８－１に対して実施された先回の保守または点検の作業の終了の後で、当該処理ユニットの処理室２０１内で処理されたウエハＷの枚数が所定の値に到達し、あるいは処理室２０１内でプラズマが形成された時間の所定の累積値に到達したときを、次の保守または点検のタイミングとする。

保守または点検のタイミングが到来したことを、半導体製造装置１００と電気的に通信可能に接続された制御装置（不図示）が検出したときは、制御装置は半導体製造装置１００に基板処理ユニット１２８－１の動作を、半導体デバイスの量産するためウエハＷを処理する製造の動作から基板処理ユニット１２８－１を保守または点検する動作に切り替える。

当該保守または点検する動作を、以下、メンテナンス運転と呼称する。なお、基板処理ユニット１２８－１のメンテナンス運転の開始前に予め、制御装置からの指令信号に応じて、当該処理ユニットで処理された後に、その処理室２０１から当該ウエハＷが取り出されたカセット台１０４上の元のＦＯＵＰまでの搬出（返却）経路上のうち、処理室２０１からロック室１０７までの経路上にあるウエハＷは全てロック室１０７まで戻される。

メンテナンス運転が開始されると、半導体製造装置１００の制御装置は、カセット台１０４上の所定のＦＯＵＰ内部から、試験用のウエハＷを取り出してロック室１０７に搬入する。さらに、試験用のウエハＷは、減圧されゲートバルブ１０８が開放されたロック室１０７から、制御装置に制御された真空搬送ロボット１１３により、そのアーム先端部のワンド１１３’上に載せられて取り出される。取り出されたウエハＷは、図３に示すように、第１の真空搬送ユニット１１２の側壁と基板処理ユニット１２８－１の真空容器２１１の側壁とに接続されて、これらの間で真空搬送室２１２と処理室２０１との間を連通する接続管１１４の内部に挿入される。

そして、ウエハＷの真空搬送ロボット１１３のアームの伸長または収縮の方向（図上左右方向）の軸線（本実施形態では、真空搬送室２１２中央部の真空搬送ロボット１１３の上下方向に沿った回転軸と試料台２０９との間を通る直線に並行な軸線）上で、当該軸方向についてのウエハＷの２つの外周端縁、すなわち、処理室２０１の試料台２０９上面の中心部に最も近い端縁と真空搬送室２１２の真空搬送ロボット１１３の上記回転軸に最も近い端縁とが各々処理室２０１および真空搬送室２１２の各々の内部に位置して、図３に示す平面視でウエハＷの投影面が、真空搬送室２１２、接続管１４４内部および処理室２０１の各々の内部に重なっている位置で、所定の時間保持される。

ここでは、ウエハＷを複数の異物の発生源がウエハＷの径より短い距離の範囲内に存在する領域において、特定の位置にウエハＷを一定時間配置して、その位置での落下異物をウエハに付着させる異物採取工程が実施される。この工程において、制御装置からの指令信号に応じて、真空搬送ロボット１１３は、ゲートバルブ１０９及びプロセスバルブ１１６が接続管１１４内部と連通するゲートを開放した状態で、ウエハＷを載せたワンド１１３’を上記の位置に移動する。

本実施形態では、異物の発生源が想定される部材は、接続管１１４の接続フランジ３０１、インナーカバー３０２、接続フランジ３０３の３部材と、フランジ２１０であり、前者の３部材の合計距離はウエハＷの直径より短いため、ウエハＷを真空搬送室２１２、接続管１１４内部、処理室２０１に跨った位置に配置することが可能となる。このような位置にウエハＷを配置して異物を採取することにより、接続フランジ３０１、インナーカバー３０２および接続フランジ３０３の何れから、或いはどの箇所から粒子や欠片が離脱して浮遊しウエハＷの表面に付着し異物が発生したかを検出する、異物検出の加速試験が可能となる。

インナーカバー３０２は、縦断面の角部が丸みを帯びた略矩形状を有した接続管１１４内部の管路の内側の表面を覆って、これに接して取り付けられた管であって、その内側の空間がウエハＷが搬送されるゲート間の通路となる。インナーカバー３０２は、アルミニウムまたはその合金による部材から構成された筒状の部材であり、その内側表面には、ウエハＷの処理に用いられる反応性のガスやこれから形成された反応性の高い粒子との反応性が低い酸化アルミニウムや酸化イットリウム等のセラミクスの粒子による被膜が、溶射等により形成されている。

接続管１１４の内部のインナーカバー３０２の真空搬送室２１２および処理室２０１各々の側の端部には、接続フランジ３０１，３０３が配置されている。これらの各々は上記ゲート間の通路の内周壁面を構成するリング状の形状を有し、接続管１１４の内側で内周壁面に接するとともに、第１の真空搬送ユニット１１２の真空搬送容器および基板処理ユニット１２８－１の真空容器２１１に接して、ウエハＷの搬送方向の軸に沿って同軸状に順に接続した筒状の容器を構成している。

なお、本実施形態の接続フランジ３０１、３０３は、接続管１１４を構成する金属製の真空容器の一部でこれと一体に成形された部分であって、第１の真空搬送ユニット１１２の真空搬送容器のゲート周囲の側壁に当接する接続管１１４の端部を構成している。これら接続フランジ３０１，３０３の接続管１１４の上記ゲート間の通路の内周壁面を構成する内側面も、反応性を低くできる部材が配置されている。例えば、接続フランジ３０１，３０３が、内側表面を覆うセラミクスの被膜を有していたり、接続フランジ３０１，３０３がセラミクス材料を焼成して形成されていたりしても良い。

上記の位置に保持されたウエハＷには、これら３部材あるいはこれらのうちの隣接する２つの部材同士が境を接する面から離脱した粒子や欠片が飛遊して付着する可能性がある。その付着量は、部材の表面に付着している異物源となる物質の量と相関性が高いと推定される。そこで、当該ウエハＷの付着物の量と成分とを検査することで、上記３つの部材の保守あるいは点検の作業の要否を判定できる。

図４に、上記異物測定中のウエハＷおよびその周囲の処理室２０１および真空搬送室２１２内部のガスの流れの一例を示す。図４は、図１に示す実施形態に係る半導体製造装置が実施する異物測定におけるウエハの周囲のガスの流れを模式的に示す縦断面図である。図４では、真空搬送室２１２、接続管１１４、処理室２０１内部におけるガスの流れが矢印で模式的に示されている。

本実施形態において、真空搬送室２１２の内部はドライポンプ２１３により排気され、処理室２０１の内部はターボ分子ポンプ２０２およびドライポンプ２０３により排気されている。さらに、真空搬送室２１２内部には不活性ガス（例えば、窒素（Ｎ_２）ガス）が供給され、処理室２０１内にはシャワープレート２０５から不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）ガス）が供給されている。

処理室２０１内を排気する量又は速度は真空搬送室２１２内を排気する量又は速度より大きいため、処理室２０１の内圧が真空搬送室２１２の内圧より高くなり、真空搬送室２１２から処理室２０１に向かうガスの流れが接続管１１４のゲート貫通路内に生じている。ここで、接続管１１４内のガス流れは中間流であると好ましい。一般的に中間流とは、クヌーセン数をＫｎとしたときに、０．０１＜Ｋｎ＜０．５を満たすガス流れを言う。

ワンド１１３’上に保持されたウエハＷは、接続管１１４の内部のゲート間の通路の天井面を構成する接続フランジ３０１、インナーカバー３０２、接続フランジ３０３の内側壁面の下方において、距離Ｌだけ離間して配置されている。

本実施形態では、真空搬送室２１２内の圧力は、ウエハＷと接続管１１４内の間を通過して処理室２０１に向かう窒素ガスの流れが、中間流の領域で所定の拡散が行われるように、窒素ガスの供給の量または速度あるいは接続されたドライポンプ２１３による排気の量又は速度が調節される。

真空搬送室２１２内の窒素ガスは、第１の真空搬送ユニット１１２の真空容器底面に接続されたドライポンプ２１３の動作により吸引され、真空搬送室２１２内部の真空搬送ロボット１１３のアームの上方の空間から下向きに流れて、接続管１１４内部の通路と連通したゲートの開口の周囲の空間を通る。この際、一部の窒素ガスは接続管１１４のゲート間の通路内に流入し、他の一部は、ウエハＷ、真空搬送ロボット１１３のワンド１１３’の周囲を下向きに流れアーム下方の空間に流入された後、ドライポンプ２１３により真空搬送室２１２外部に排出される。

一方、シャワープレート２０５のガス導入口から処理室２０１内部に供給されたアルゴンガスは、試料台２０９の周囲の空間であって処理室２０１の内側側壁と試料台２０９の外周側壁との間の空間を通り、試料台２０９下方の空間に流入する。

真空搬送室２１２内から接続管１１４のゲート間の通路に流入した一部の窒素ガスは、処理室２０１に面したゲートの開口を通して処理室２０１内に流入し、アルゴンガスと共にウエハＷ、真空搬送ロボット１１３のワンド１１３’および試料台２０９の周囲を下方に向けて流れて試料台２０９下方の処理室２０１の下部に流入する。試料台２０９下方の処理室２０１に流入したガスは、ターボ分子ポンプ２０２およびドライポンプ２０３の動作により、排気口２１４を通して処理室２０１外部に排出される。

本実施形態の真空搬送室２１２内の窒素ガスは、中間流として真空搬送室２１２から接続管１１４内部のゲート間の通路に流入し、中間流の状態で通路の内部を通過することにより、内部での分子間衝突が支配的となり、壁との衝突が支配的な分子流に比べて、拡散性が低下する。このため、３部材の内側表面から脱離した異物源となる粒子や欠片は、窒素の分子と衝突しつつ拡散するため、その拡散性がウエハ径の３００ｍｍに比べて十分小さいものとなると想定される。

このことにより、３部材の内側表面から脱離した異物としての粒子や欠片は、ウエハＷ表面の大きさを超えて拡散することが抑制され、上方から下方に降下しつつウエハＷの相対的に小さい領域内に降着する。より好ましくは、粒子や欠片は垂直落下に近い状態でまとまって付着する。これにより、ウエハＷの表面に付着した異物をマッピングした際に、異物発生源との対応関係を容易に導出できる。

また、仮にウエハＷ表面とゲート間の通路の天井面との高さが十分に広くすると、３部材の内側表面から脱離した粒子や欠片は落下してウエハＷに付着するまでの間に、ウエハＷの上面に付着せず、基板処理ユニット１２８－１の処理室２０１内に流されてしまうこともあり得る。そこで、ウエハＷと天井面との距離Ｌは、異物採取で十分な個数の粒子や欠片が得られるように設定されることが好ましい。

このようなウエハＷ上方からの粒子等の落下の状態を図５に示す。図５は、図４に示す異物測定中に付着する粒子等の状態を模式的に示す縦断面図である。図５では、図４に示す位置でウエハＷが保持されている状態で、接続フランジ３０１、インナーカバー３０２、接続フランジ３０３の各々の内周壁面に微細クラック等が生じ、そこから離脱して発生する粒子等（パーティクル）の移動を推定した一例（モデル）が示されている。

図５において、符号５０１は、処理室２０１側の接続フランジ３０１の表面から脱離して発生した複数のパーティクルから構成されたパーティクルの集合を示す。このパーティクル群５０１は、ウエハＷ表面の中心から基板処理ユニット１２８－１に近い領域に付着する。符号５０２は、インナーカバー３０２の表面から発生した複数パーティクルの集合を示す。このパーティクル群５０２は、ウエハＷ表面の中央部に付着する。符号５０３は、真空搬送室２１２側の接続フランジ３０３から発生した複数のパーティクルから構成されたパーティクルの集合を示す。このパーティクル群５０３は、ウエハＷの表面の中心から真空搬送室２１２に近い領域に付着する。

なお、接続管１１４のゲート間通路では真空搬送室２１２から処理室２０１に向けてガスの粒子の流れが生じている。このため、パーティクル群５０１，５０２，５０３は各々、離脱した後に降下しつつ処理室２０１の側に移動する。このため、各々の集合のパーティクルが付着する位置も、上方から見て脱離した位置から全体的に処理室２０１に近い方向に移動した箇所となることから、円形またはこれに近似した形状の試験用のウエハＷの場合は、これを保持する箇所は、処理室２０１のゲートの開口から処理室２０１内部に突出したウエハＷの表面の面積が真空搬送室２１２のゲートの開口から突出した面積より大きくなる位置であることが好ましい。なお、試験用のウエハＷの形状は円形に限られず、例えば矩形であってもよい。

図６を用いて、本実施形態の半導体製造装置１００が実施するウエハＷ上の異物の測定方法について説明する。図６は、図１に示す実施形態に係る真空処理装置のメンテナンス運転中に行う異物採取及び異物測定の手順の流れを示すフローチャートである。ステップＳ６０１～Ｓ６０７が異物採取工程を構成し、ステップＳ６０８以降が異物測定工程を構成する。

図４，５に示すように、基板処理ユニット１２８－１のメンテナンス運転中のウエハＷのパーティクル（異物）の測定工程について説明する。さらに、以下の動作は、上記した図示しない制御装置からの指令信号に応じて行われる。

図６において、まず、メンテナンス運転中に、制御装置は、ステップＳ６０１において、基板処理ユニット１２８－１のターボ分子ポンプ２０２を含む排気部を動作させ、処理室２０１内部を排気して、圧力を所定の真空度、特に本例では高真空状態（例えば、９Ｅ^－４Ｐａ程度）まで減圧する。同様に、ステップＳ６０２において、制御装置はドライポンプ２０３を駆動して、真空搬送室２１２内部を排気して所定の真空度、ここでは、低真空から中真空の範囲内の値（例えば、１Ｅ^－１Ｐａ程度）のまで減圧させる。なお、ステップＳ６０１，Ｓ６０２は並行して行われても良い。

次に、ステップＳ６０３において、制御装置は真空搬送室２１２内部を排気しつつ、内部に窒素ガスを導入し、その圧力が所定の範囲内の値となるように調節する。特にここでは、異物採取中にゲート間の通路内のガスやパーティクルの流れが中間流となって拡散する圧力に設定する。なお、導入される窒素ガスは、異物採取の間は止められることなく流し続けられる。

さらに、ステップＳ６０４において、制御装置は搬送ロボットを駆動して、試験用のウエハＷをＦＯＵＰ内部から取り出して、大気側ブロック１０１から真空側ブロック１０２まで搬送する。具体的には、試験用のウエハＷがロック室１０７に搬入された後、ロック室１０７内が排気されて真空搬送室２１２内部と同等の圧力まで減圧された状態にされる。なお、試験用のウエハＷは、未使用のＳｉ製の基板を用いたウエハＷである。

次に、ステップＳ６０５において、制御装置は接続管１１４内のゲート間通路と処理室２０１との間のプロセスバルブ１１６を開放する。異物採取の開始前にゲートバルブ１０９が開放されていても良いし、ステップＳ６０５に代えて、これ以前でステップＳ６０２以降のステップにおいてプロセスバルブ１１６が開放されていても良い。

次に、ステップＳ６０６において、制御装置は搬送ロボットを駆動して、試験用のウエハＷをロック室１０７から搬出して、真空搬送室２１２を通過させて、図３に示すように真空搬送室２１２，接続管１１４内部のゲート間の通路、処理室２０１の各々に跨っている位置（異物採取位置）に搬送し、当該位置に維持する。

図３の例では、順次繋げられた接続フランジ３０１、インナーカバー３０２および接続フランジ３０３の各々の内周壁面が構成する筒状の通路の天井面の下方で、試験用のウエハＷは、各部材から所定の距離で離されて保持される。

この状態を維持しつつ、ステップＳ６０７において、所定の期間だけ試験用のウエハＷを保持する。なお、この際に真空搬送室２１２には、窒素ガスが導入され続けていると共に、ドライポンプ２１３及びターボ分子ポンプ２０２の動作による真空搬送室２１２、処理室２０１各々の室内の排気は継続している。

その後、ステップＳ６０８において、試験用のウエハＷ表面に付着したパーティクルの検出を実施する。具体的には、先ず、制御装置が搬送ロボットを駆動して、試験用のウエハＷを異物採取位置から搬出して元のＦＯＵＰに搬送する。当該ＦＯＵＰから、遠隔した箇所に配置された異物測定器まで、外部から遮蔽された状態で試験用のウエハＷを搬送し、当該異物測定器によりパーティクルの解析を実施する。

異物測定器において、例えば、パーティクルを構成する物質の成分とその割合（組成）とが検出され、特定の物質の成分あるいはその比率からパーティクルの種類とその個数とが検出され、異なるパーティクルの種類とその個数とがウエハＷ上の位置と対応付けされたデータが作成される。制御装置は、かかるデータに基づいて異物マップを作成し、これを異物測定器から、通信可能に接続されたハードディスク等の記憶装置内に転送し、記憶して格納する。

このような異物測定器の例を、図７を用いて説明する。図７は、図６に示す実施形態の異物測定において用いられる、ウエハＷの表面の異物を測定する異物測定器の概略を模式的に示す平面図である。

図７に示すウエハＷ表面の異物を検出する異物検出器７００では、図６のステップＳ６０８において所定期間にパーティクルを付着させた後にＦＯＵＰに戻された試験用のウエハＷは、さらに異物検出器７００まで搬送され、図７のローダ７０１上に載置される。

その後、試験用のウエハＷがローダ７０１からハンドリングアーム７０２により取り出されてプリアライナ７０３に搬送される。プリアライナ７０３の回転テーブル７０４で、試験用のウエハＷのノッチ（アライメントマーカー）が検出されてアライメントの調節が行われた後、測定位置７０５にウエハＷが移送されてパーティクルの検出が行われる。

すなわち、試験用のウエハＷにおいてパーティクルの付着した位置、パーティクルの種類と個数(ここでは、異物検出器７００の内部の計数機により計数されたパーティクル種類毎の個数）がデータとして算出される。例えば、図３に示すウエハＷに対して、接続フランジ３０１、インナーカバー３０２、接続フランジ３０２各々の上方から見てウエハＷ上面へ投影された領域の各々を、接続フランジ３０１、インナーカバー３０２、接続フランジ３０２各々から脱離したパーティクルの付着領域として想定して、これらの付着の想定領域を座標データ上でのウエハＷ上の領域として区画する。

これらの領域の座標データは、図示しない入力装置から異物検出器７００に情報として入力され、上記記録された異物マップのデータの各パーティクルの座標から、ウエハＷ上で区画された各想定領域の範囲内に付着したパーティクルの個数が異物検出器７００により算出され、異物検出器７００の図示しない表示装置上に表示される。あるいは、通信手段を介して当該算出された領域ごとのパーティクル個数がデータとして、半導体製造装置１００に伝送されても良い。

図６のステップＳ６０８で異物の検出を終えた後、次のステップＳ６０９において、制御装置は、ウエハＷの想定領域に付着した各パーティクルの種類と個数から、異物のマップを解析する。さらに、制御装置は、各領域についてパーティクルの種類と種類ごとの個数とを検出し、これに基づいて、ステップＳ６１０において、接続フランジ３０１、インナーカバー３０２、接続フランジ３０３各々からのパーティクルの個数を、予め定められた許容範囲の上限値とを比較する。この比較により、異物源としてのパーティクルの発生の有無とその箇所とが特定される。

上記比較の結果、接続フランジ３０１、インナーカバー３０２、接続フランジ３０３のうち何れかから発生したパーティクルの個数が上限値を超えたため、異物が許容範囲外であると判定された場合には、部材の交換あるいは洗浄（保守作業）が必要であることが、半導体製造装置１００の図示しない表示器上に報知される。一方、異物が許容範囲内であると判定された場合には、保守作業は必要でないことが表示器上に報知される。

この判定および報知は、制御装置を介さず異物検出器７００が直接実行しても良い。この場合、メンテナンス運転は、当該パーティクルの解析の工程の終了後は、部材の交換または洗浄のための保守作業のモードに移行され、接続管１１４あるいは第１の真空搬送ユニット１１２は内部が大気圧と同等の圧力まで昇圧される。その後に、少なくとも上部の蓋部材が取り外されて、所謂大気開放されて、３部材が接続管１１４あるいは第１の真空搬送ユニット１１２から取り外され、洗浄されるという作業が行われる。

これに対し、接続フランジ３０１、インナーカバー３０２、接続フランジ３０３のうち何れかから発生したパーティクルの個数が上限値未満であり、異物が許容範囲内であると判定された場合には、制御装置は、次に実施される半導体デバイスを製造する量産の運転を継続して行うことが可能であると判定し、半導体製造装置１００の運転は当該量産の運転のための準備の運転に移行する。このような判定の結果も、半導体製造装置１００の図示しない表示器上に報知される。以上で、メンテナンス運転が完了する。

上記のメンテナンス運転は、所定のウエハＷを処理した枚数やプラズマを形成した時間の累積の値が所定の値に達したと、制御装置が判断した際に実施される。これに限らず、半導体製造装置１００が組み立てられた際、例えば、製造された工場において組み立てられた場合や、クリーンルーム等の量産の工程を行うために設置される箇所において最初に導入され組み立てられた場合、あるいは少なくとも１つの基板処理ユニット１２８や第１の真空搬送ユニット１１２や第２の真空搬送ユニット１２２等の半導体製造装置１００を構成するユニットの一部が取り替えられたり、新しく追加された場合において、上記メンテナンス運転の場合と同様の異物測定が実施されても良い。

本実施形態によれば、任意の基板処理ユニット１２８と真空搬送室２１２とが接続管１１４によって接続されている場合などのように、複数の部材の同士が接続された箇所がウエハＷの径より短い距離に位置している領域において、ウエハＷの上面が各部材の接続された箇所に跨る位置に、ウエハＷを搬送してパーティクルの測定を実施することができる。ウエハＷにおけるパーティクルの付着した領域と個数とを含む測定結果を解析することにより、どの部材あるいはどこの接続箇所からのパーティクル等の付着の量が許容範囲外であるかを判定できる。その判定結果に応じて、許容範囲内であれば組み立てが良好と判断でき、あるいは製品の出荷が可能と判定できるから、半導体製造装置１００の製品検査として実施できる。

以上説明した実施形態により、半導体製造装置１００内部の部材の清掃や部材の交換等の保守の作業の要否を、精度良く判定することができる。このため、ウエハＷへ異物の生起とこれによる処理への悪影響が低減され、半導体製造装置１００の処理の歩留まりが向上する。また、保守の作業に要する時間が短縮され、半導体製造装置１００がウエハＷを処理して半導体デバイスを量産する運転以外の時間、所謂ダウンタイムが短縮され、装置の稼働効率が向上する。

１００…半導体製造装置（真空処理装置）、１０１…大気側ブロック、１０２…真空側ブロック、１０３…大気搬送容器、１０４…カセット台、１０５…大気搬送ロボット、１０６，１０８，１０９，１１０，１１１，１１９，１２０，１２１…ゲートバルブ、１０７…ロック室、１１６，１１７，１２６，１２７…プロセスバルブ、１１２…第１の真空搬送ユニット、１１３…真空搬送ロボット、１１４，１１５，１２４，１２５…接続管、１１８…バッファ室、１２２…第２の真空搬送ユニット、１２３…真空搬送ロボット、１２８，１２８－１，１２８－２，１２８－３，１２８－４…基板処理ユニット、２０１・・・処理室、２０２・・・ターボ分子ポンプ、２０３・・・ドライポンプ、２０４・・・誘電体窓、２０５・・・シャワープレート、２０６・・・導波管、２０７・・・電界発生用電源、２０８・・・ソレノイドコイル、２０９・・・試料台、２１０・・・フランジ、２１１・・・真空容器、２１２・・・ドライポンプ、３０１・・・接続フランジ、３０２・・・インナーカバー、３０３・・・接続フランジ

Claims (5)

1. ウエハが処理される処理室を内部に有する真空容器、および前記処理室内を排気する排気ポンプを有する処理ユニットと、前記ウエハが搬送される搬送室を有する真空搬送ユニットと、前記ウエハを前記処理室と前記搬送室との間で搬送可能な通路を有する接続管と、を備えた真空処理装置の異物測定方法であって、
   前記処理室の内圧よりも前記搬送室の内圧を高くすることによって、前記搬送室から前記処理室に向かって前記通路内に気体の流れを生じさせ、ウエハを前記搬送室と前記通路と前記処理室に跨った位置に搬送して、所定時間保持する異物採取工程と、
   前記ウエハの表面に付着した異物を測定する異物測定工程と、を有する真空処理装置の異物測定方法。
2. 請求項１に記載の真空処理装置の異物測定方法であって、
   前記異物採取工程において、前記搬送室内部にガスを供給し、
   前記ウエハが前記搬送室と前記通路と前記処理室に跨った位置において、前記搬送室内部に供給された前記ガスの流れが中間流となるように、当該搬送室内部への前記ガスの供給または排気を調節する真空処理装置の異物測定方法。
3. 請求項２に記載の真空処理装置の異物測定方法であって、
   前記搬送室と前記処理室との間における前記通路内に配置された複数の部材を鉛直方向に投影したときに、前記投影された複数の部材は、前記搬送室と前記通路と前記処理室に跨った前記ウエハの上面の少なくとも一部と重なる真空処理装置の異物測定方法。
4. 請求項３に記載の真空処理装置の異物測定方法であって、
   前記異物採取工程において、前記複数の部材の各々から落下した異物を、前記ウエハに付着させることによって採取し、
   前記異物測定工程において、採取された前記異物の個数を検出し、検出された前記異物の個数に基づいて当該複数の部材に対する保守の作業の要否を判定する真空処理装置の異物測定方法。
5. 請求項１に記載の真空処理装置の異物測定方法であって、
   前記異物採取工程と前記異物測定工程とを、前記処理ユニットでウエハを処理した枚数あるいは時間の累積値が所定の値を超えた場合に実行する真空処理装置の異物測定方法。

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