JPH0647850U - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒子検出時のみ、粒子検出手段に導入ガス
（排気ガス）を通すことによって、真空処理室内で発生
した反応生成物質等の粒子検出手段への付着堆積を防止
する。 【構成】 粒子検出時は、初めに、本道１０２の第２の
バルブ８２を閉じる。そして、第１のバルブ７とバイパ
ス１０１の第２のバルブ８１を調節して、真空処理室１
内に導入ガスを導入する。この時、真空ポンプＰと真空
処理室１内の高い圧力のために、排気ライン１０のバイ
パス１０１にのみ、真空処理室１内の導入ガス（排気ガ
ス）が流れる。そのため、粒子が排気ライン１０のバイ
パス１０１に配置された粒子検出手段９で検出される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この発明は、半導体装置、ＬＣＤ、ディスク等の製造装置の中で、主にスッパ タリング装置、エッチング装置、ＣＶＤ装置等の真空処理装置の粒子検出方法に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、真空処理装置の粒子計測方法については面板欠陥測定器（サーフェスス キャーナ）が広く用いられてきた。これは非常に有効な検査装置であるが、ミラ ーウエハを使う方式では、実際の製造工程においてはリアルタイムで測定できず 多くの時間とコストがかかる欠点がある。更に検出可能粒径は０．１μｍと高感 度であるが、実プロセス中で発生する粒子の測定はできず、処理装置単体からの 発生粒子しか測定きない。一方、パターン付きウエハを使う方式では、粒子発生 源の主要な部分を占める実プロセス中の粒子は測定できるが、この方式は高価な うえに検出粒径は０．５〜２．０μｍ以上と言われており感度不足が指摘されて いる。これについては、「月刊 Semiconductor World」１９９２年４月，第１１ ６頁〜１２１頁にも解説されている。

【０００３】 これらの欠点を解決する方法として、真空処理装置に直接取り付けて真空処理 装置内の粒子を測定する方法がある。 この方法の粒子計測としては例えば特開平２−５５９３７号公報に開示された 計測システム、具体的にはウシオ電機（株）製のパーティクルトレンドモニター ＰＭ−１５０ＸＳ，及びその粒子検出手段であるセンサＭ−２０Ｓ，Ｍ−２５Ｓ 等が知られている。これらのセンサは真空処理室内に取り付けて、主に重力によ って落下してくる粒子を測定したり、或いは、排気ラインに取り付けて排気ガス に乗って運びだされる粒子を検出する方法で使用されている。 特に、真空処理室内に取り付ける場合にはセンサの取り付けスペースやプラズ マ光等のノイズ光の影響を受ける等の問題が生じる場合が多いので、排気ライン にセンサを取り付けて測定する場合が比較的多い。

【０００４】 以下、排気ラインにセンサを取り付けて測定する場合における、従来の一実施 例を図３を用いて説明する。 初めに、構成を説明する。 図中、１は被処理物であるウエハを処理するための真空処理室、２はウエハを 放電処理するための上部電極、３はウエハを放電処理するための下部電極、４は 導入ガスや処理ガスであるプロセスガスを吹出する吹出手段、５は吹出手段４に 設けられた導入ガスやプロセスガスを噴出する円形の噴出口、６は下部電極３を 保持する絶縁体、７は導入ガスやプロセスガスを真空処理室１に送り込む量を調 節する第１のバルブ、８は真空処理室１内を真空ポンプＰによって減圧すること を調節する排気ライン１０に設けられた第２のバルブ、９は排気ライン１０に設 けられた粒子検出手段であるセンサ、１１、１２は切替えバルブをそれぞれ示す 。 なお、上部電極２は吹出手段４を含んだ状態で上部電極と呼ばれることもある 。

【０００５】 次に、動作を説明する。 真空処理室１の構造及び真空ポンプＰの能力等で決まる基礎圧力まで減圧され た真空処理室１内の圧力を第１のバルブ７，第２のバルブ８を調節して、プロセ スガスを真空処理室１内に導入して、不図示のウエハを処理するための圧力にな るように調節する。そして、この状態で、不図示のウエハを処理する。次に、ウ エハの処理終了後は第１のバルブ７を閉じ、第２のバルブ８を全開にして真空処 理室１内を真空ポンプＰによって基礎圧力になるまで排気を行う。通常はこれら の工程を繰り返し行っているが、粒子検出時には第１のバルブ７，第２のバルブ ８を調節し、例えば、Ｎ₂ （窒素）等の導入ガスにより真空処理室１内の圧力を 排気ライン１０に設けられたセンサ９に粒子を運ぶことができる圧力まで高める 。 すなわち、この時、真空処理室１内を比較的高い圧力に一定に保つために第２ のバルブ８を適量開け真空ポンプＰの排気によって真空処理室１から排気ライン １０の方向に導入ガスが流れ、粒子がこの導入ガス流に乗ってセンサ９へと運ば れ検出される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、センサを排気ラインに配置した場合、以下のような問題が生じ る場合がある。 ウエハ表面に膜を形成するＣＶＤ（ケミカル ベイパー ディポジション）装 置の場合、どのような物質の膜を形成するかによっても異なるが、ここでは、一 例として、タングステンＣＶＤ装置について説明する。 タングステンＣＶＤ装置の場合、ウエハ表面にタングステンの膜を形成するた めに、プロセスガス中にタングステンが含まれている。そして、このプロセスガ スを真空処理室１内に導入して、薄膜形成処理を行い、ウエハ表面にタングステ ン膜を形成する。この時、プロセスガスの全てがウエハ表面のタングステン膜を 形成するために使われるのではなく、かなりの割合でタングステン化合物が真空 処理室１内に付着したり、排気ライン１０に運ばれ排気ライン１０の内壁に付着 することが知られている。

【０００７】 また、エッチング装置の場合においても、同様な問題が生じる場合がある。 ここでは、一例としてウエハ表面のＡｌ（アルミニウム）のエッチングについ て説明する。 真空処理室１内にウエハを挿入して、そのウエハ表面のＡｌ（アルミニウム） をエッチングする時、真空処理室１内には、ＡｌＣｌ₃ （塩化アルミニウム）等 の反応生成物が生成される。このＡｌＣｌ₃ は、昇華点が約摂氏８０度と高温の ため通常のエッチング処理工程では、真空処理室１内に付着したり、排気ライン １０に運ばれ排気ライン１０の内壁に付着しやすいことが知られている。

【０００８】 このような場合、これらのＣＶＤ装置やエッチング装置の排気ラインにセンサ を直接配置すると、センサの窓や光学系部品にこれらの反応生成物等が付着堆積 してしまう。従って、センサの粒子検出能力が低下し粒子検出精度が低下する。 また、その結果、得られた粒子検出データは、真空処理室内の正確な汚染状態を 示したものではない。 さらには、センサの窓や光学系部品に付着堆積したこれらの反応生成物等を取 り除くために、真空処理室装置を停止して、頻繁にセンサをクリーニングしなけ ればならかった。

【０００９】 この考案はかかる従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、 真空処理室内の粒子を排気ラインの途中に形成したバイパスもしくはそのバイパ スに対して本道となる排気ライン部分に粒子検出手段を配置して、粒子検出時の み、粒子検出手段に真空処理室内からの導入ガス（排気ガス）を通すことによっ て、真空処理室内の粒子汚染状態を正確に測定することができる真空処理装置を 提供することにある。

【００１０】

【課題を解決する手段】

この考案の真空処理装置は、被処理物を処理するための真空処理室と、該真空 処理室内の処理ガス、或いは、導入ガスを排気する真空ポンプと、前記真空処理 室と前記真空ポンプの間に設けられた排気ラインと、前記真空処理室と前記真空 ポンプとを連結する前記排気ラインの途中にバイパスを形成した真空処理装置で あって、 該バイパスもしくは該バイパスに対して本道となる排気ライン部分に、バルブ と粒子検出手段を配置してなることを特徴とする。

【００１１】

【作用】

このような真空処理装置において、真空処理室内で被処理物を処理した後、そ の真空処理室内に導入ガスを導入して、真空処理室内の圧力を高める。さらに、 排気ラインの途中に設けられているバイパスもしくはバイパスに対して本道とな る排気ライン部分に設けられているそれぞれのバルブ調節することによって、粒 子検出時のみ、粒子検出手段に真空処理室内からの導入ガス（排気ガス）を通す 。

【００１２】

【実施例】

図１は、この考案のー実施例である粒子検出装方法の概略説明図を示す。 初めに構成を説明する。 図中、１０１は排気ライン１０の途中に設けられたバイパス、１０２は排気ラ イン１０の途中に設けられたバイパス１０１に対する本道、８１はバイパス１０ １に設けられた第２のバルブ、８２は本道１０２に設けられた第２のバルブ、そ の他、図３と同一符号は同一部分を示す。 次に、動作を説明する。 真空処理室１の構造及び真空ポンプＰの能力等で決まる基礎圧力まで減圧され た真空処理室１内の圧力を第１のバルブ７と排気ライン１０の本道１０２に設け られた第２のバルブ８２を調節して、処理ガスであるプロセスガスを真空処理室 １内に導入して、不図示の被処理物であるウエハを処理するための圧力になるよ うに調節する。なお、この時、排気ライン１０のバイパス１０１に設けられた第 ２のバルブ８１は閉じられた状態である。そして、この状態で、不図示のウエハ を処理する。次に、ウエハの処理終了後は第１のバルブ７を閉じ、第２のバルブ ８２を全開にして真空処理室１内を真空ポンプＰによって基礎圧力になるまで排 気を行う。

【００１３】 通常はこれらの工程を繰り返し行っているが、粒子検出時には、初めに、排気 ライン１０の本道１０２に設けられた第２のバルブ８２を閉じた状態にする。そ して、第１のバルブ７と排気ライン１０のバイパス１０１に設けられた第２のバ ルブ８１を調節し、例えば、Ｎ₂ （窒素）等の導入ガスにより真空処理室１内の 圧力を上げて、バイパス１０１に設けられたセンサ９に粒子を運び出し、粒子を 検出する。 すなわち、粒子検出期間中、真空処理室１内を比較的高い圧力に一定に保つた めに第２のバルブ８１を適量開け真空ポンプＰの排気によって真空処理室１から 排気ライン１０のバイパス１０１にだけ導入ガス（排気ガス）を流し、粒子がこ の導入ガス流に乗ってセンサ９へと運ばれ検出される。 この粒子検出期間中は、実際のウエハ処理工程を行っていないため、導入ガス （排気ガス）がセンサ部を通過してもセンサの窓や光学系部品に反応生成物の付 着はほとんどない。

【００１４】 この一実施例は、排気ライン１０のバイパス１０１に粒子検出手段であるセン サ９を配置したが、他の実施例としては、排気ライン１０のバイパス１０１に換 えて本道１０２にセンサ９を配置しても良い。 この場合、通常の排気工程の時は、センサ９が配置されている本道１０２に設 けられた第２のバルブ８２を閉じた状態にして、バイパス１０１を使って、真空 処理室１内を排気する。 そして、粒子検出期間中は、排気ライン１０のバイパス１０１に設けられた第 ２のバルブ８１を閉じた状態にして、本道１０２に設けられた第２のバルブ８２ を調節して、真空処理室１から導入ガス（排気ガス）を本道１０２にだけ流し、 粒子がこの導入ガス流に乗ってセンサ９へと運ばれ検出される。

【００１５】 さらに、他の実施例として、図２を用いて説明する。なお、図１と同一符号は 同一部分を示す。 図２は、排気ライン１０のバイパス１０１と本道１０２が排気ライン１０の途 中で一体になって真空処理室１につながるのではなく、それぞれ独立した状態で 真空処理室１の異なる位置につながっている。 また、図２で示す真空処理装置の通常の動作方法及び粒子検出方法は、前述し た図１と同様なのでここでは説明を省略する。

【００１６】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、この考案によれば、排気ラインにバイパスを形成 することにより、通常の真空処理室内の排気工程は、排気ラインの本道を使って 排気する。一方、粒子検出期間中は、この排気ラインの本道をその本道に設けら れたバルブによって閉じ、粒子検出手段が配置されているバイパスにのみ、導入 ガス（排気ガス）を流して、粒子を検出する。この結果、粒子検出を行う時だけ 、粒子検出手段に導入ガス（排気ガス）が流れるので、粒子検出手段の窓や光学 系部品に、真空処理室内で発生した反応生成物等の付着堆積を防止することがで きる。従って、反応生成物の付着堆積の激しい装置においても、真空処理室内の 粒子汚染状態が正確に、再現性良く、測定できる。さらには、長期間、粒子検出 手段をクリーニングする必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この考案の真空処理装置の概略説明図
を示す。

【図２】図２は、この考案の真空処理装置の他の概略説
明図を示す。

【図３】図３は、従来の真空処理装置の概略説明図を示
す。

【符号の説明】

１ 真空処理室 ２ 上部電極 ３ 下部電極 ４ 吹出手段 ５ 噴出口 ６ 絶縁体 ７ 第１のバルブ ８ 第２のバルブ ８１ 第２のバルブ ８２ 第２のバルブ ９ センサ １０ 排気ライン １０１ バイパス １０２ 本道 １１ 切替えバルブ １２ 切替えバルブ Ｐ 真空ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 佐藤 信太郎 静岡県御殿場市駒門１−90 ウシオ電機株 式会社内 (72)考案者 内山 隆博 静岡県御殿場市駒門１−90 ウシオ電機株 式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物を処理するための真空処理室
   と、 該真空処理室内の処理ガス、或いは、導入ガスを排気す
   る真空ポンプと、 前記真空処理室と前記真空ポンプの間に設けられた排気
   ラインと、 前記真空処理室と前記真空ポンプとを連結する前記排気
   ラインの途中にバイパスを形成した真空処理装置であっ
   て、 該バイパスもしくは該バイパスに対して本道となる排気
   ライン部分に、バルブと粒子検出手段を配置してなるこ
   とを特徴とする真空処理装置。