JPH0656999U - パーティクルモニター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラズマ処理装置から取り外す必要がなく、
随時、容易にパージガス洗浄でき、それによってプラズ
マ処理装置から取り外して行う洗浄の回数を従来より大
幅に減らすことができ、管理に要する手間を大幅に省け
る扱い易いプラズマ処理装置用のパーティクルモニター
装置を提供する。 【構成】 プラズマＣＶＤ装置におけるプラズマ処理真
空室１に接続されるパーティクルモニター装置７であっ
て、真空室１からパーティクルを含むガスを取り込むパ
ーティクル取込み管７１、取込み管７１に接続され、取
り込んだパーティクルを含むガスを通過させてパーティ
クル量を検出するパーティクルモニター７２及びモニタ
ー７２に接続された排気ポンプ７４を含み、取込み管に
はそれを開閉する弁７６を設けるとともに弁７６とモニ
ター７２との間にパージガス供給装置８を接続したパー
ティクルモニター装置７。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はプラズマを利用したプラズマＣＶＤ装置のような成膜装置、プラズマ を利用したドライエッチング装置などのプラズマ処理装置において、プラズマ処 理用の真空室内に発生するパーティクルの量を検出するパーティクルモニター装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

プラズマを利用した成膜装置では、通常、成膜処理中に不要なパーティクルが 同時発生し、これが形成される膜に付着したり、混入したりして膜質を悪化させ る。 また、プラズマを利用したドライエッチング装置においても、エッチング処理 中に不要なパーティクルが発生し、これが被エッチング物表面に付着、混入した りしてエッチング不良を招く。

【０００３】 そのため、パーティクルの発生はできるだけ低く抑えなければならない。特に 、ＬＳＩ、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の半導体デバイス製造工程における成 膜処理等においては、パーティクルの発生は極力抑制しなければならい。このパ ーティクル抑制のために成膜条件やエッチング条件を様々に調整するのであるが 、それにはパーティクル発生量を知る必要がある。

【０００４】 ここで、パーティクル発生量を検出するパーティクルモニター装置の従来例を 図２を参照して説明する。 図２のパーティクルモニター装置はプラズマＣＶＤ装置に接続使用されている ものである。 プラズマＣＶＤ装置の部分は、真空室１、該真空室内に設置された上部高周波 電極２及びその下方の接地電極３を含んでいる。高周波電極２にはマッチングボ ックス２１を介して高周波電源２２が接続されている。電極３は接地され、成膜 対象基板Ｓを支持するサセプター３１及び基板温度制御用ヒータ３２を備えてい る。

【０００５】 また、真空室１にはプロセスガス導入部４が設けられており、それにはマスフ ローコントローラ４１１、４１２・・・・、電磁開閉弁４２１、４２２・・・・ を介してプロセスガス源４３１、４３２・・・・が接続されている。さらに、真 空室１には排気口１０があり、これに該室内を所定真空度に排気するための排気 ポンプ５が排気管５１にて接続されており、排気管５１の途中には電磁開閉弁５ ２を設けてある。

【０００６】 パーティクルモニター装置６は、排気管５１のうち、真空室排気口１０と開閉 弁５２との間の部分に接続したパーティクル取込み管６１、取込み管６１に接続 されたパーティクルモニター６２、モニター６２に電磁開閉弁６３を介して配管 接続された排気ポンプ６４及びポンプ６４を前記排気ポンプ５１からの排気管５ ３につなぐ管６５からなっている。

【０００７】 プラズマＣＶＤ装置においては、サセプター３１上に成膜対象基板Ｓを設置し 、排気系の弁５２を開いて排気ポンプ５を運転することで真空室１から真空排気 し、所定の成膜真空度に維持するとともに、プロセスガス供給系の弁４２１、４ ２２・・・・の１又は２以上を開けてプロセスガス源４３１、４３２・・・・の １又は２以上から真空室１内にプロセスガスを導入し、さらに、電極２、３間に 電源２２から高周波電力を印加することで該ガスをプラズマ化し、このプラズマ に基板Ｓを曝すことで、該基板上に成膜する。

【０００８】 一方、パーティクル発生量を検出するにあたっては、パーティクルモニター装 置６における弁６３を開くとともに排気ポンプ６４を運転することで、真空室１ 内に発生したパーティクルをガスとともにパーティクル取込み管６１から吸引し て取り込み、パーティクルモニター６２に通過させ、ここでパーティクル量を検 出する。パーティクル量検出後のガスはプラズマＣＶＤ装置排気系の排気管５３ に合流させて排出する。

【０００９】 前記パーティクルモニター６２としては、ことえば、リオン株式会社製パーテ ィクルカウンターＫＣ−９０シリーズのようなパーティクルカウンターが知られ ている。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のパーティクルモニター装置６は、パーティクルをガスと 共にモニター６２に吸引し、通過させることでパーティクル量を検出するので、 プラズマ処理装置において反応性ガスが用いられ、パーティクル発生量、付着量 が多くなるときは、短期間の使用でパーティクルモニター装置６が汚染され、使 用できなくなる。そのため、頻繁にパーティクルモニター装置６をプラズマ処理 装置の排気系から外して洗浄を行う必要があり、パーティクルモニター装置６の 管理に多大の手間を必要とする。

【００１１】 さらに、プラズマ処理中は、モニター装置６を排気系から外せないから、その 洗浄を行えない。 そこで本考案は、プラズマ処理装置から取り外す必要がなく、随時、容易にパ ージガス洗浄でき、それによってプラズマ処理装置から取り外して行う洗浄の回 数を従来より大幅に減らすことができ、管理に要する手間を大幅に省ける扱い易 いプラズマ処理装置用のパーティクルモニター装置を提供することを課題とする 。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決する本考案のパーティクルモニター装置は、プラズマ処理装置 におけるプラズマ処理真空室に接続されるパーティクルモニター装置であって、 前記真空室からパーティクルを含むガスを取り込むパーティクル取込み管、前記 取込み管に接続され、取り込んだパーティクルを含むガスを通過させてパーティ クル量を検出するパーティクルモニター及び前記モニターに接続された排気ポン プを含み、前記取込み管にはそれを開閉する弁を設けるとともに該弁と前記モニ ターとの間にパージガス供給装置を接続したことを特徴とする。

【００１３】 前記バージガス供給装置としては、代表例として、パーティクル取込み管にマ スフローコントローラ及び開閉弁を介してパージガス源を配管接続したものを挙 げることができる。 パージガスとしては窒素ガス等の不活性ガスが考えられる。 また、パージガス源からのパージガス供給にあたっては、パージガスを連続的 に所定時間供給する場合のほか、パージガスを所定時間間隔で所定回数パルス状 に供給することなどが考えられる。

【００１４】 また、パーティクルの取り込みを効率良く行うために、パーティクル取込み管 を、前記真空室から真空排気するための真空室排気口に連設された排気管に該排 気管と平行に挿入配置してもよい。

【００１５】

【作用】

本考案のパーティクルモニター装置によると、パーティクル取込み管における 弁を開いた状態で該装置中の排気ポンプを運転することで、該取込み管からプラ ズマ処理装置の真空容器内におけるパーティクルをガスと共に吸引して取り込み 、パーティクルモニターに通過させ、パーティクル量を検出できる。

【００１６】 モニター装置の検出系汚染が高じてくると、パーティクル取込み管における弁 を閉じ、該管にパージガス供給装置からパージガスを供給し、該ガスを取込み管 、パーティクルモニター及び排気ポンプへ順次流すことで検出系汚染をパージガ ス洗浄できる。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図１を参照して説明する。図１はプラズマＣＶＤ装置 に使用する本考案に係るパーティクルモニター装置７を示している。プラズマＣ ＶＤ装置の部分は図２に示すプラズマＣＶＤ装置と同一構成であり、同様に作用 する。従って、ここでは、図２のプラズマ装置における部品と同一部品について 同一参照符号を付し、詳しい説明は省略する。

【００１８】 パーティクルモニター装置７は、パーティクル取込み管７１、取込み管７１に 接続されたパーティクルモニター７２、モニター７２に電磁開閉弁７３を介して 配管接続された排気ポンプ７４、及びポンプ７４をプラズマＣＶＤ装置の排気系 における排気ポンプ５１からの排気管５３に連通させる管７５を含んでいる。パ ーティクル取込み管７１はプラズマＣＶＤ装置の排気管５１のうち真空室排気口 １０に連続している部分中に、該部分と平行姿勢で挿入配置されており、真空室 排気口１０に対向している。

【００１９】 また、パーティクル取込み管７１には電磁開閉弁７６を設けてあるとともに、 該弁７６とモニター７２との間の部分にパージガス供給装置８を接続してある。 パージガス供給装置８は、パーティクル取込み管７１に電磁開閉弁８０、マス フローコントローラ８１及び電磁開閉弁８２を順次介してパージガスボンベ８３ を配管接続したものである。

【００２０】 前記パーティクルモニター７２は、リオン株式会社製のＫＣ−９０シリーズに 属するパーティクルカウンターで、パーティクルを含むガスを取り込み通過させ る途中でこれにレーザ光を照射し、その光反射からパーティクル数をカウントし 、ディスプレイ７２１に表示するパーティクルカウンターである。 以上説明したパーティクルモニター装置７によると、パーティクル取込み管７ １の弁７６を開いた状態で排気ポンプ７４を運転し、真空室１からパーティクル を含むガスを取込み管７１から吸引してモニター７２に取り込み、通過させるこ とで、パーティクル数をカウントし、ディスプレイ７２１に表示させることがで きる。排気ポンプ７４から出たガスは成膜装置排気系の管５３に合流させ、排出 する。

【００２１】 取込み管７１は排気管５１中の気体流れに沿って配置されているので、パーテ ィクルの取込みは効率良く行われる。 モニター装置７の検出系、即ち取込み管７１からモニター７２、弁７３及び排 気ポンプ７４を経て排気管５３に到る経路がパーティクルで汚染されてくると、 たとえ真空室１において成膜処理中であるような場合でも、取込み管７１の電磁 弁７６を閉じ、パージガス供給装置８の電磁弁８０、８２を開き、パージガスボ ンベ８３からマスフローコントローラ８１で制御される流量のパージガスを取込 み管７１、モニター７２、弁７３及び排気ポンプ７４へ順次流し、これによって パーティクル汚染を容易にパージガス洗浄できる。この洗浄の間、ポンプ７４は 運転しておく。

【００２２】 かかるパージガス洗浄におけるパージガスの供給は、弁８２は開いたままとし ておいて、一回の洗浄にあたり電磁弁８０を所定時間連続的に開くことにより連 続的に供給することも、一回の洗浄にあたり電磁弁８０を所定時間間隔で所定回 数開閉させてパルス状に供給することも、さらには、これらの適当な組み合わせ により供給することもできる。また、必要に応じ、マスフローコントローラ８１ を制御してパージガス供給量をコントロールしてもよい。

【００２３】 このように、モニター装置７を成膜装置から取り外すことなく簡単に、所望の 頻度でパージガス洗浄できるので、モニター装置７を成膜装置から取り外して行 う手間の掛かる洗浄処理の回数を大幅に減らすことができる。 なお、前記弁８０はパージガス供給制御のために電磁弁としておくことが望ま しいが、他の弁は必ずしも電磁弁でなくてもよい。

【００２４】 次に、図１のプラズマＣＶＤ装置を運転し、本発明に係るモニター装置７にて パーティクル発生量を検出し、該モニター装置７についてはパージガス洗浄を行 う実験例、及び図２のプラズマＣＶＤ装置を運転し、従来モニター装置６にてパ ーティクル発生量を検出する比較実験例を示す。 図１、図２に示すプラズマＣＶＤ装置運転条件 基板Ｓの温度 ：２５０℃ 高周波電極 ：２００ワット 電極２、３のサイズ：３００ｍｍ×３００ｍｍ 成膜真空度 ：０．３５Ｔｏｒｒ プロセスガス ：シラン １００ｃｃｍ 水素 ４００ｃｃｍ 使用基板 ：コーニング７０５９ １００ｍｍ×１００ｍｍ ４枚 成膜速度 ：ａ−Ｓｉ膜、１２０Å／ｍｉｎ 本発明に係るモニター装置７のパージガス洗浄条件 検出系出入口差圧 ：０．１Ｔｏｒｒ パージガス ：Ｎ₂ 供給Ｎ₂ 圧力 ：１ｋｇ／ｃｍ² Ｎ₂ 流量 ：４００ｓｃｃｍ ガス供給方式 ：オン時間１０ｓｅｃ、オフ時間１０ｓｅｃのパルス状 供給（一回の洗浄でオン・オフを１０回繰り返す。） パージガス洗浄回数：パーティクル測定毎に一回洗浄 以上の実験によると、モニター装置をプラズマＣＶＤ装置から取り外して行わ なければならない洗浄の頻度は、パーティクル測定回数１００回に対し、従来の モニター装置６では５回であったが、本考案モニター装置７では１回で済んだ。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によると、プラズマ処理装置から取り外す必要がな く、随時、容易にパージガス洗浄でき、それによってプラズマ処理装置から取り 外して行う洗浄の回数を従来より大幅に減らすことができ、管理に要する手間を 大幅に省ける扱い易いプラズマ処理装置用のパーティクルモニター装置を提供す ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例をプラズマＣＶＤ装置と共に
示す概略構成図である。

【図２】従来例をプラズマＣＶＤ装置と共に示す概略構
成図である。

【符号の説明】

７ パーティクルモニター装置 ７１ パーティクル取込み管 ７２ パーティクルモニター ７３ 電磁開閉弁 ７４ 排気ポンプ ７５ 配管 ７６ 電磁開閉弁 ８ パージガス供給装置 ８１ マスフローコントローラ ８０、８２ 電磁開閉弁 ８３ パージガスボンベ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラズマ処理装置におけるプラズマ処理
   真空室に接続されるパーティクルモニター装置であっ
   て、前記真空室からパーティクルを含むガスを取り込む
   パーティクル取込み管、前記取込み管に接続され、取り
   込んだパーティクルを含むガスを通過させてパーティク
   ル量を検出するパーティクルモニター及び前記モニター
   に接続された排気ポンプを含み、前記取込み管にはそれ
   を開閉する弁を設けるとともに該弁と前記モニターとの
   間にパージガス供給装置を接続したことを特徴とするパ
   ーティクルモニター装置。
2. 【請求項２】 前記パーティクル取込み管を、前記真空
   室から真空排気するための真空室排気口に連設された排
   気管中に該排気管と平行に挿入配置した請求項１記載の
   パーティクルモニター装置。