KR101656033B1 - 파티클 수 계측 방법 - Google Patents

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Abstract

특정 요인으로 발생되는 파티클의 수를 정확하게 계측할 수 있는 파티클 수 계측 방법을 제공한다. 글라스창(24)을 개재하여 메인 배기 라인(16) 내에 레이저광(25)을 입사시키고, 이 레이저광(25)과 교차한 파티클(P1, P2)로부터 발생하는 산란광(L1, L2)을 광 검출기(21)에 의해 수광하여, 이 수광된 산란광에 기초하여 파티클의 수를 계측할 때, 이동하지 않는 파티클(P2)이 글라스창(24)에 부착된 오염으로 간주되어, 이동하지 않는 파티클(P2)의 수가 메인 배기 라인(16) 내에서 계측된 파티클의 수에서 제외된다.

Description

파티클 수 계측 방법{PARTICLE NUMBER MEASUREMENT METHOD}
본 발명은 파티클 수 계측 방법이며, 특히 레이저광이 조사된 파티클로부터 발생되는 산란광을 수광하여 파티클의 수를 계측하는 파티클 수 계측 방법에 관한 것이다.
종래에, 웨이퍼를 처리하는 기판 처리 장치 등에서는 처리실 내 또는 배기관 내의 상황을 파악하기 위하여 처리실 내 또는 배기관 내를 이동하는 파티클의 수가 계측되고 있다. 파티클의 수의 계측에는, 통상적으로 ISPM(In Situ Particle Monitor)이 이용된다. ISPM은 처리실 내 또는 배기관 내를 향하여 레이저광을 조사하는 레이저광 발진기와, 파티클이 레이저광을 통과할 때 이 파티클에 의해 발생되는 산란광(이하, ‘파티클 산란광’이라고 함)을 수광하는 광 검출기를 적어도 가지며, 수광된 산란광을 전기 신호로 변환하여 전기 신호의 강도 등에 기초하여 파티클의 수를 계측한다.
그런데, 플라즈마를 이용하여 웨이퍼를 처리하는 기판 처리 장치에서는 처리실 내에 플라즈마가 발생하기 때문에, 광 검출기는 파티클 산란광 외에 플라즈마 발광도 수광한다. 따라서, 플라즈마 발광을 파티클 산란광으로 오인할 우려가 있어, 파티클의 수를 정확하게 계측하는 것은 곤란하였다.
따라서, 근래에 처리실 내를 관측하여 얻어진 취득 화상과 기판 처리 장치의 가동 상태에 대응되는 표준 배경 화상의 휘도 차분(差分)을 계산하여 파티클의 관측의 감도 저하를 방지하는 파티클 모니터 방법(예를 들면, 특허 문헌 1 참조) 또는 산란광을 소정의 파장 성분으로 분리하여 원하는 주파수 성분을 추출하여 파티클 산란광을 플라즈마 발광과 구별하는 처리실 내의 오염 상황의 실시간 모니터링 방법(예를 들면, 특허 문헌 2 참조)이 개발되고 있다.
또한, 레이저 또는 산란광이 투과하는 레이저광 발진기의 창 또는 전자 배증관(倍增管)의 창에 비교적 큰 이물(파티클)이 부착되어 큰 산란광이 발생하거나, 혹은 처리실의 내부로 외부로부터의 비교적 강한 산란광, 예를 들면 우주선(宇宙線)이 진입하는 경우도 있다. 이 경우, 수광된 산란광으로부터 소정 강도 이상의 산란광을 제거함으로써, 파티클 수의 계측에서 외부로부터의 비교적 강한 산란광의 영향을 제거하는 방법이 이용된다.
한편, 웨이퍼로부터 제조되는 반도체 디바이스의 가공 미세화가 근래에 더욱 진행되어, 이러한 반도체 디바이스의 성능에 영향을 미치는 파티클의 크기도 수 10 nm 레벨까지 저하되어 있기 때문에, 수 10 nm 레벨의 크기의 파티클의 수를 정확하게 파악할 필요가 있다.
또한, 보다 정확하게 처리실 내 또는 배기관 내의 상황을 파악하기 위하여, 비산하는 복수의 파티클로부터 특정 요인으로 발생하는 파티클만을 선별하여 그 수를 정확하게 파악하는 것도 요구되고 있다.
그러나, 특정 요인 이외의 요인으로도 수 10 nm 레벨의 파티클이 발생하는 경우도 있다. 또한, 레이저광 발진기의 창 또는 전자 배증관의 창에 수 10 nm 레벨의 파티클이 부착되는 경우도 있다. 즉, 수 10 nm 레벨의 파티클의 수를 계측해도, 그 수에는 특정 요인으로 발생되는 파티클의 수와 특정 요인 이외의 요인으로 발생되는 파티클의 수가 포함된다. 따라서, 계측된 수 10 nm 레벨의 파티클의 수에서 특정 요인 이외의 요인으로 발생하는 파티클의 수를 제외할 필요가 있다.
일본특허공개공보 2000-155086호 일본특허공개공보 평11-330053호
그러나, 전술한 종래의 방법은 모두 산란광의 강도, 즉 파티클의 크기에 기초하여 산란광을 구별하기 때문에, 크기가 동일해도 발생 요인이 서로 상이한 복수의 파티클이 혼재하는 상황에서 특정 요인으로 발생하는 파티클의 수를 정확하게 계측하는 것은 곤란하다.
본 발명의 목적은 특정 요인으로 발생하는 파티클의 수를 정확하게 계측할 수 있는 파티클 수 계측 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 파티클 수 계측 방법은, 특정 요인으로 발생하고 또한 미리 설정된 공간을 이동하는 파티클의 수를 계측하는 파티클 수 계측 방법으로서, 상기 미리 설정된 공간에서 미리 설정된 이동 속도보다 느린 이동 속도로 이동하는, 혹은 미리 설정된 이동 방향과는 반대의 이동 방향을 따라 이동하는 이동 상태의 파티클의 수를 상기 미리 설정된 공간에서 계측된 파티클의 수에서 제외하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재된 파티클 수 계측 방법은, 청구항 1에 기재된 파티클 수 계측 방법에서, 창을 개재하여 상기 미리 설정된 공간에 레이저광을 입사시키고, 이 레이저광과 교차한 파티클로부터 발생하는 산란광을 수광하여, 이 수광된 산란광에 기초하여 파티클의 수를 계측하고, 이동하지 않는 파티클을 상기 창에 부착된 오염으로 간주하여, 상기 미리 설정된 공간에서 이동하지 않는 파티클의 수를 상기 미리 설정된 공간에서 계측된 파티클의 수에서 제외하는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재된 파티클 수 계측 방법은, 청구항 1에 기재된 파티클 수 계측 방법에서, 상기 특정 요인은, 기판 처리 장치의 처리실로의 대유량의 가스 퍼지를 수반하는 상기 처리실 내의 파티클 제거 처리인 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 파티클 수 계측 방법은, 청구항 3에 기재된 파티클 수 계측 방법에서, 상기 미리 설정된 공간은 상기 처리실 내이며, 상기 처리실 내는 진공 배기되고, 상기 이동 상태에서의 상기 미리 설정된 이동 속도는 1 m/초인 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 파티클 수 계측 방법은, 청구항 3에 기재된 파티클 수 계측 방법에서, 상기 미리 설정된 공간은 상기 처리실 내로부터 가스를 배기하는 배기관 내이며, 상기 처리실 내는 진공 배기되고, 상기 이동 상태에서의 상기 미리 설정된 이동 속도는 2 m/초인 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재된 파티클 수 계측 방법은, 청구항 1에 기재된 파티클 수 계측 방법에서, 상기 미리 설정된 공간은 상기 처리실 내로부터 가스를 배기하는 배기관 내이며, 상기 처리실 내는 진공 배기되고, 상기 이동 상태에서의 상기 미리 설정된 이동 방향은 상기 배기관 내에서 상기 가스가 흐르는 방향인 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재된 파티클 수 계측 방법에 따르면, 미리 설정된 공간에서 미리 설정된 이동 속도보다 느린 이동 속도로 이동하거나 혹은 미리 설정된 이동 방향과는 반대의 이동 방향을 따라 이동하는 이동 상태의 파티클의 수가 미리 설정된 공간에서 계측된 파티클의 수에서 제외된다. 파티클은 크기가 동일해도 발생 요인이 상이하면 이동 속도는 상이하므로, 미리 설정된 공간에서 미리 설정된 이동 속도보다 느린 이동 속도로 이동하거나 혹은 미리 설정된 이동 방향과는 반대의 이동 방향을 따라 이동하는 파티클의 수를 제외함으로써, 특정 요인으로 발생하는 파티클의 수를 정확하게 계측할 수 있다.
청구항 2에 기재된 파티클 수 계측 방법에 따르면, 미리 설정된 공간에서 이동하지 않는 파티클의 수가 미리 설정된 공간에서 계측된 파티클의 수에서 제외된다. 창에 부착된 오염으로서의 파티클은 이동하지 않는다. 따라서, 미리 설정된 공간에서 이동하지 않는 파티클의 수를 제외함으로써, 창에 부착된 오염으로서의 파티클의 수를 정확하게 제외할 수 있다.
청구항 3에 기재된 파티클 수 계측 방법에 따르면, 특정 요인은, 기판 처리 장치의 처리실로의 대유량의 가스 퍼지를 수반하는 처리실 내의 파티클 제거 처리이다. 이 파티클 제거 처리에 기인하여 발생하는 파티클은, 대유량의 가스 퍼지에 의해 발생하는 유속이 빠른 가스류를 타고 이동하기 때문에 이동 속도가 빠르다. 따라서, 소정의 공간에서 미리 설정된 이동 속도보다 느린 이동 속도로 이동하는 파티클의 수를 제외함으로써, 파티클 제거 처리에 기인하여 발생하는 파티클의 수를 정확하게 계측할 수 있다.
청구항 4에 기재된 파티클 수 계측 방법에 따르면, 미리 설정된 공간은 처리실 내이며, 처리실 내는 진공 배기되고, 상기 이동 상태에서의 미리 설정된 이동 속도는 1 m/초이다. 파티클 제거 처리에 기인하여 발생하는 파티클은, 대유량의 가스 퍼지에 의해 발생하는 유속이 빠른 가스류를 타고 처리실 내를 1 m/초 이상의 속도로 이동한다. 따라서, 1 m/초보다 느린 이동 속도로 이동하는 파티클의 수를 제외함으로써, 처리실 내에서 파티클 제거 처리에 기인하여 발생하는 파티클의 수를 정확하게 계측할 수 있다.
청구항 5에 기재된 파티클 수 계측 방법에 따르면, 미리 설정된 공간은 처리실 내로부터 가스를 배기하는 배기관 내이며, 처리실 내는 진공 배기되고, 상기 이동 상태에서의 미리 설정된 이동 속도는 2 m/초이다. 파티클 제거 처리에 기인하여 발생하는 파티클은, 대유량의 가스 퍼지에 의해 발생하는 유속이 빠른 가스류를 타고 배기관 내를 2 m/초 이상의 속도로 이동한다. 따라서, 2 m/초보다 느린 이동 속도로 이동하는 파티클의 수를 제외함으로써, 배기관 내에서 파티클 제거 처리에 기인하여 발생하는 파티클의 수를 정확하게 계측할 수 있다.
청구항 6에 기재된 파티클 수 계측 방법에 따르면, 미리 설정된 공간은 처리실 내로부터 가스를 배기하는 배기관 내이며, 처리실 내는 진공 배기되고, 이동 상태에서의 미리 설정된 이동 방향은 배기관 내에서 가스가 흐르는 방향이다. 배기관의 하류에 위치하는 펌프에서 고속 회전하는 회전 날개에 의해 되돌아온 파티클은 배기관 내에서 가스가 흐르는 방향과 반대의 이동 방향을 따라 이동하므로, 가스가 흐르는 방향과 반대의 이동 방향을 따라 이동하는 파티클을 펌프로부터 되돌아온 파티클의 수를 제외함으로써, 파티클 제거 처리에 기인하여 발생하는 파티클의 수를 정확하게 계측할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법이 적용되는 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에서의 ISPM을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 (a)는 당해 ISPM의 수평 단면도이고, 도 2의 (b)는 당해 ISPM에 의해 측정된 파티클의 수의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 3은 제 1 변형예에 따른 ISPM을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3의 (a)는 당해 ISPM의 수평 단면도이고, 도 3의 (b)는 당해 ISPM에 이용되는 광 검출기에서의 리니어 애노드 PMT의 정면도이며, 도 3의 (c)는 당해 ISPM에 의해 측정된 파티클의 수의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 4는 제 2 변형예에 따른 ISPM을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4의 (a)는 당해 ISPM의 수평 단면도이고, 도 4의 (b)는 당해 ISPM에 이용되는 광 검출기에서의 리니어 애노드 PMT의 정면도이며, 도 4의 (c)는 당해 ISPM에 의해 측정된 파티클의 수의 분포를 나타낸 그래프이다.
도 5는 NPPC 시퀀스를 나타낸 순서도이다.
도 6은 NPPC 파티클을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6의 (a)는 메인 배기 라인 내에서의 NPPC 파티클의 모습을 도시한 도면이고, 도 6의 (b)는 NPPC 파티클로부터 발생하는 산란광에 대응되는 신호파를 나타낸 도면이다.
도 7은 박리 파티클 또는 역류 파티클을 설명하기 위한 도면으로서, 도 7의 (a)는 메인 배기 라인 내에서의 박리 파티클의 모습을 도시한 도면이고, 도 7의 (b)는 메인 배기 라인 내에서의 역류 파티클의 모습을 도시한 도면이며, 도 7의 (c)는 박리 파티클 또는 역류 파티클로부터 발생하는 산란광에 대응되는 신호파를 나타낸 도면이다.
도 8은 챔버에 ISPM을 설치하고, 이 ISPM에 의해 챔버 내를 이동하는 파티클의 수를 계측하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법이 적용되는 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다. 본 기판 처리 장치는 기판으로서의 반도체 디바이스용의 웨이퍼(이하, 간단하게 ‘웨이퍼’라고 함)에 플라즈마 에칭 처리를 실시한다.
도 1에서 기판 처리 장치(10)는 웨이퍼(W)를 수용하는 챔버(11)(처리실)를 가지고, 이 챔버(11) 내에는 원기둥 형상의 서셉터(12)가 배치되며, 챔버(11) 내의 상부에는 서셉터(12)와 대향하도록 원판 형상의 샤워 헤드(13)가 배치되어 있다. 또한, 기판 처리 장치(10)에는 챔버(11) 내를 배기하는 배기계(14)가 접속되어 있다.
서셉터(12)는 정전 척을 내장하며, 이 정전 척은 쿨롱력 등에 의해 재치(載置, mount)된 웨이퍼(W)를 서셉터(12)의 상면에 정전 흡착시킨다. 또한, 서셉터(12)에는 고주파 전원(도시하지 않음)이 접속되어 이 서셉터(12) 및 샤워 헤드(13)의 사이의 처리 공간(S)에 고주파 전력을 인가하는 하부 전극으로서 기능한다. 샤워 헤드(13)는 처리 가스 공급 장치(도시하지 않음)에 접속되고, 이 처리 가스 공급 장치로부터 공급된 처리 가스를 처리 공간(S)을 향하여 확산시켜 도입한다.
배기계(14)는 러프 배기 라인(15)과 메인 배기 라인(16)(배기관)과 APC 밸브(17)를 가진다. 러프 배기 라인(15)은 하류측에서 드라이 펌프(도시하지 않음)에 접속되어 챔버(11) 내를 러프 배기한다. 메인 배기 라인(16)은 터보 분자 펌프(Turbo Molecular Pump, 이하 ‘TMP’라고 함)(18)를 가지며, 이 TMP(18)에 의해 챔버(11) 내를 고진공 배기한다. 구체적으로, 드라이 펌프는 챔버(11) 내를 대기압에서 중진공 상태(예를 들면, 1.3 × 10 Pa(0.1 Torr) 이하)까지 감압하고, TMP(18)는 드라이 펌프와 협동하여 챔버(11) 내를 중진공 상태보다 낮은 압력인 고진공 상태(예를 들면, 1.3 × 10-3 Pa(1.0 × 10-5 Torr) 이하)까지 감압한다.
메인 배기 라인(16)은 TMP(18)의 하류측에서 러프 배기 라인(15)과 접속되고, 러프 배기 라인(15) 및 메인 배기 라인(16)에는 각 라인을 차단 가능한 밸브(V1, V2)가 배치되어 있다. APC 밸브(17)는 버터플라이 밸브 또는 슬라이드 밸브로 이루어지고, 챔버(11) 및 TMP(18)의 사이에 개재되어 챔버(11) 내의 압력을 원하는 값으로 제어한다.
기판 처리 장치(10)에서는 배기계(14)에 의해 챔버(11)가 배기되어 챔버(11) 내가 고진공 상태까지 감압된 후, 샤워 헤드(13)에 의해 처리 공간(S)으로 처리 가스가 도입되고, 서셉터(12)에 의해 처리 공간(S)으로 고주파 전력이 인가된다. 이 때, 처리 가스가 여기되어 플라즈마가 발생하고, 이 발생한 플라즈마에 포함되는 양이온 또는 래디컬에 의해 웨이퍼(W)에 플라즈마 에칭 처리가 실시된다.
전술한 기판 처리 장치(10)의 각 구성 부품의 동작은 기판 처리 장치(10)가 구비하는 제어부(도시하지 않음)의 CPU가 플라즈마 에칭 처리에 대응되는 프로그램에 따라 제어한다.
그런데, 기판 처리 장치(10)에서는 배기계(14)가 메인 배기 라인(16)에 배치된 ISPM(In Situ Particle Monitor)(19)을 구비한다. ISPM(19)은 메인 배기 라인(16) 내를 흐르는 파티클의 수를 광학적으로 계측한다.
도 2는 도 1의 기판 처리 장치에서의 ISPM을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2의 (a)는 당해 ISPM의 수평 단면도이고, 도 2의 (b)는 당해 ISPM에 의해 측정된 파티클의 수의 분포를 나타낸 그래프이다.
먼저, 도 2의 (a)에서 ISPM(19)은 메인 배기 라인(16) 내를 향하여 레이저광을 조사하는 레이저광 발진기(20)와, 산란광을 수광하는 광 검출기(21)를 가진다. 레이저광 발진기(20)는 레이저광(25)을 사출(射出)하는 레이저 다이오드(22)와, 이 사출된 레이저광을 확산 또는 굴절시켜 메인 배기 라인(16) 내의 소정의 각도 범위를 레이저광(25)으로 주사(走査)하는 레이저광 주사부(23)와, 레이저 다이오드(22) 또는 레이저광 주사부(23)를 메인 배기 라인(16) 내로부터 구획하는 글라스창(24)을 가진다.
레이저광 발진기(20)로부터 조사된 레이저광(25)이 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클(P1)과 교차하면, 이 파티클(P1)로부터 산란광(L1)이 발생한다. 산란광의 강도는 파티클(P1)의 크기에 의존하며, 산란광(L1)의 발생 지속 시간은 파티클(P1)이 레이저광(25)을 통과하는 시간, 즉 파티클(P1)의 이동 속도에 의존한다.
광 검출기(21)에는 복수의 광전자 배증관(Photomultiplier Tube)(이하, ‘PMT’라고 함)이 배열되어 있고, 각 PMT는 수광된 산란광의 강도 등을 전기 신호로 변환하여 기판 처리 장치(10)의 제어부로 송신한다. 당해 전기 신호에서 파티클로부터의 산란광은 신호파로 나타내어진다.
이 전기 신호를 수신한 제어부는 이 전기 신호에서의 신호파의 크기, 발생 빈도, 발생 지속 시간 또는 이 전기 신호를 송신한 PMT의 위치 정보 등에 기초하여 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클의 수의 분포를 산출한다.
그런데, 글라스창(24)에도 오염으로서 파티클(P2)이 부착되어 있는 경우, 레이저광(25)은 파티클(P2)과도 교차하므로, 이 파티클(P2)로부터는 산란광(L2)이 발생한다. 이 산란광(L2)도 광 검출기(21)에 의해 수광되어 전기 신호로 변환되고, 이 전기 신호는 제어부로 송신된다. 따라서, 파티클(P2)이 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클이라고 오인될 가능성이 있다.
ISPM(19)에서 레이저광(25)의 발진 및 산란광의 수광을 반복할 때, 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클(P1)은 한 번만 레이저광(25)과 교차하지만, 글라스창(24)에 부착된 파티클(P2)은 레이저광(25)의 발진을 행할 때마다 이 레이저광(25)과 교차한다. 따라서, 소정 시간 내에서 파티클(P1)로부터는 1 회만 산란광이 발생되지만, 파티클(P2)로부터는 몇 번이나 산란광이 발생한다.
여기서, 제어부는 산란광(전기 신호에서의 신호파)의 발생 빈도가 파티클의 수에 상당한다고 간주하기 때문에, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 파티클(P1)의 위치에 대응되는 레이저광 발진 각도(파티클 검출 위치)에서는 1 개의 파티클(P1)이 검출되었다고 간주되는 한편, 파티클(P2)의 위치에 대응되는 레이저광 발진 각도에서는 수 10 ~ 수 100 개의 파티클(P2)이 검출되었다고 간주된다. 그러므로, 동일한 레이저광 발진 각도에서 수 10 ~ 수 100 개의 파티클이 검출되는 경우에는 당해 검출된 파티클은 이동하지 않는 파티클이며, 글라스창(24)에 부착된 오염으로서의 파티클(P2)이라고 간주할 수 있다.
따라서, ISPM(19)을 이용하는 파티클 수 계측 방법에서는 발생 빈도 또는 발생 지속 시간이 특이한 산란광을 제외한다. 구체적으로는, 광 검출기(21)가 수광한 복수의 산란광에서 동일한 레이저광 발진 각도로 수 10 ~ 수 100 회나 발생하는 산란광은 글라스창(24)에 부착된 이동하지 않는 파티클로부터 발생하는 산란광이라고 간주하여 제외한다. 바꾸어 말하면, 파티클의 수의 분포를 산출할 때, 이동하지 않는 파티클의 수가 메인 배기 라인(16) 내에서 계측된 파티클의 수에서 제외된다.
전술한 ISPM(19)은 레이저광(25)에 의해 메인 배기 라인(16) 내를 주사하지만, ISPM으로는 레이저광에 의해 메인 배기 라인(16) 내를 주사하지 않는 것도 이용할 수 있다.
도 3은 제 1 변형예에 따른 ISPM을 설명하기 위한 도면으로서, 도 3의 (a)는 당해 ISPM의 수평 단면도이고, 도 3의 (b)는 당해 ISPM에 이용되는 광 검출기에서의 리니어 애노드 PMT의 정면도이며, 도 3의 (c)는 당해 ISPM에 의해 측정된 파티클의 수의 분포를 나타낸 그래프이다.
먼저, 도 3의 (a)에서 ISPM(26)은 메인 배기 라인(16) 내를 향하여 레이저광(28)을 조사하는 레이저광 발진기(27)와, 조사된 레이저광(28)을 수광하는 레이저광 흡수기(29)와, 산란광을 수광하는 광 검출기(30)를 가진다. 레이저광 발진기(27)는 레이저광(28)을 사출하는 레이저 다이오드(31)와, 레이저 다이오드(31)를 메인 배기 라인(16) 내로부터 구획하는 글라스창(32)을 가진다. 레이저광 흡수기(29)는 조사된 레이저광(28)을 흡수 또는 조사 방향과는 상이한 방향으로 반사시키는 반사 방지부(도시하지 않음)와, 이 반사 방지부를 메인 배기 라인(16) 내로부터 구획하는 글라스창(33)을 가진다. 또한, 광 검출기(30)는 복수의 PMT가 일차원적으로 배치되어 형성된 리니어 애노드 PMT(34)(도 3(B) 참조)와, 이 리니어 애노드 PMT(34)를 메인 배기 라인(16) 내로부터 구획하는 글라스창(35)을 가진다.
레이저광 발진기(27)로부터 조사된 레이저광(28)이 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클(P3)과 교차하면, 이 파티클(P3)로부터 산란광(L3)이 발생한다. 리니어 애노드 PMT(34)에서의 파티클(P3)의 위치에 대응되는 PMT는 산란광(L3)을 수광하고, 이 수광한 산란광(L3)의 강도 등을 전기 신호로 변환하여 기판 처리 장치(10)의 제어부로 송신한다.
그런데, 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에 오염으로서 파티클(P4)이 부착되어 있는 경우(도 3의 (a)는 글라스창(33)에 파티클(P4)이 부착되어 있는 상태를 도시함), 레이저광(28)은 파티클(P4)과도 교차하므로, 이 파티클(P4)로부터는 산란광(L4)이 발생한다. 이 산란광(L4)도 광 검출기(30)에 의해 수광되어 전기 신호로 변환되고, 이 전기 신호는 제어부로 송신되므로, ISPM(26)에서 레이저광(28)의 발진 및 산란광의 수광을 반복할 때, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이 파티클(P4)의 위치(파티클 검출 위치)에 대응되는 PMT는 수 10 ~ 수 100 개의 파티클을 검출했다고 간주된다.
즉, ISPM(26)을 이용하는 경우에도, ISPM(19)을 이용하는 경우와 마찬가지로 특정 PMT가 수 10 ~ 수 100 개의 파티클을 검출한 경우에는, 당해 검출된 파티클은 이동하지 않는 파티클이며, 글라스창(33)에 부착된 오염으로서의 파티클(P4)이라고 간주할 수 있다.
따라서, ISPM(26)을 이용하는 파티클 수 계측 방법에서는, 특정 PMT가 수 10 ~ 수 100 회나 발생하는 산란광을 수광한 경우, 당해 산란광은 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에 부착된 이동하지 않는 파티클로부터 발생하는 산란광이라고 하여 제외한다.
도 4는 제 2 변형예에 따른 ISPM을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4의 (a)는 당해 ISPM의 수평 단면도이고, 도 4의 (b)는 당해 ISPM에 이용되는 광 검출기에서의 리니어 애노드) PMT의 정면도이며, 도 4의 (c)는 당해 ISPM에 의해 측정된 파티클의 수의 분포를 나타낸 그래프이다. 제 2 변형예에 따른 ISPM(36)은 그 구성, 작용이 전술한 ISPM(26)과 기본적으로 동일하므로, 중복된 구성, 작용에 대해서는 설명을 생략하고, 이하에 상이한 구성, 작용에 대한 설명을 행한다.
도 4의 (a)에서 ISPM(36)은 레이저광 발진기(27)와, 레이저광 흡수기(29)와, 산란광을 수광하는 광 검출기(37)를 가진다. 광 검출기(37)는 복수의 PMT가 이차원적으로 배치되어 형성된 멀티 애노드 PMT(38)(도 4의 (b) 참조)와, 이 멀티 애노드 PMT(38)를 메인 배기 라인(16) 내로부터 구획하는 글라스창(35)을 가진다. 또한, 광 검출기(37)에서는 이 멀티 애노드 PMT 외에 CCD, 이미지 인텐시파이어가 구비된 CCD 또는 CMOS 이미지 센서를 이용할 수 있다.
이 ISPM(36)에서도 레이저광(28)의 발진 및 산란광의 수광을 반복할 때, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이, 글라스창(33)에 오염으로서 부착되어 있는 파티클(P4)의 위치(파티클 검출 위치)에 대응되는 PMT는 수 10 ~ 수 100 개의 파티클을 검출했다고 간주된다.
즉, ISPM(36)을 이용하는 경우에도 특정 PMT가 수 10 ~ 수 100 개의 파티클을 검출한 경우에는 당해 검출된 파티클은 이동하지 않는 파티클이며, 글라스창(33)에 부착된 오염으로서의 파티클(P4)이라고 간주할 수 있다.
따라서, ISPM(36)을 이용하는 파티클 수 계측 방법에서는, 특정 PMT가 수 10 ~ 수 100 회나 발생하는 산란광을 수광한 경우, 당해 산란광은 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에 부착된 이동하지 않는 파티클로부터 발생하는 산란광이라고 하여 제외한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에 따르면, 이동하지 않는 파티클은 글라스창(24), 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에 부착된 오염으로서의 파티클(P2(P4))로 간주되어, 이동하지 않는 파티클의 수가 메인 배기 라인(16) 내에서 계측된 파티클의 수에서 제외된다. 이에 따라, 글라스창(24), 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에 부착된 오염으로서의 파티클의 수를 정확하게 제외하여 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클의 수를 정확하게 계측할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에서는 글라스창(24), 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에 오염이 부착되어 있어도 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클의 수가 정확하게 계측되므로, 글라스창(24), 글라스창(32) 또는 글라스창(33)을 높은 빈도로 세정할 필요가 없다. 이에 따라, 메인터넌스의 횟수를 줄일 수 있으므로, 기판 처리 장치(10)의 가동률을 향상시킬 수 있다. 또한, 글라스창(24), 글라스창(32) 또는 글라스창(33)의 세정에서 청정도를 그다지 올릴 필요가 없어, 메인터넌스에 필요로 하는 시간도 단축시킬 수 있다.
전술한 본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에서는 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클의 수가 계측되었으나, 본 파티클 수 계측 방법은 챔버(11)에 ISPM을 설치하고, 이 ISPM에 의해 챔버(11) 내를 이동하는 파티클의 수를 계측할 때에도 이용할 수 있다.
또한, 전술한 본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에서는 글라스창(24), 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에 오염으로서 부착된 파티클을 검출할 수 있으므로, 글라스창(24), 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에 오염으로서 부착된 파티클을 검출했을 때에는 기판 처리 장치(10)가 가지는 디스플레이(도시하지 않음) 등에 그 취지를 알리는 경고를 표시해도 좋다. 또한, 글라스창(24), 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에 부착된 파티클을 검출한 PMT를 특정함으로써 글라스창(24), 글라스창(32) 또는 글라스창(33)에서의 파티클의 부착 위치를 특정할 수 있으므로, 이 특정된 부착 위치를 상기 경고와 함께 상기 디스플레이에 표시해도 좋다.
이어서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에 대하여 설명한다.
본 실시예는 그 구성, 작용이 전술한 제 1 실시예와 기본적으로 동일하고, 계측 대상 외로 여겨지는 파티클의 종류가 다를 뿐이므로, 중복된 구성, 작용에 대해서는 설명을 생략하고, 이하에 상이한 구성, 작용에 대한 설명을 행한다.
근래에, 기판 처리 장치의 챔버 내에서 파티클을 제거하는 방법으로서, 플라즈마를 이용하지 않는 NPPC(Non Plasma Particle Cleaning) 시퀀스(파티클 제거 처리)가 이용된다(예를 들면, 일본특허공개공보 2005-317900호 참조). NPPC 시퀀스에서는 가스 충격력, 가스 점성력 및 전자기 응력을 이용하여 챔버 내의 구성 부품으로부터 파티클을 박리시키고 또한 챔버로부터 배출한다.
도 5는 NPPC 시퀀스를 나타낸 순서도이다. NPPC 시퀀스는 통상적으로 챔버(11)가 웨이퍼(W)를 수용하지 않은 상태에서 실행된다.
도 5에서, 먼저 APC 밸브(17)을 열어 TMP(18) 또는 드라이 펌프에 의해 챔버(11) 내의 진공 배기를 행하고(단계(S51)), 내부의 압력이 소정치까지 내려갔을 때 APC 밸브(17)를 닫고, 이후에는 드라이 펌프만으로 챔버(11) 내를 러프 배기한다(단계(S52)).
이어서, 샤워 헤드(13)로부터 챔버(11) 내로 N2 가스를 대유량으로 퍼지한다(단계(S53)). 이때, 챔버(11) 내에서는 가스 충격파가 발생하고, 이 가스 충격파가 챔버(11) 내의 구성 부품의 표면에 도달하면, 이 표면에 부착되는 파티클에 가스 충격파에 기인하는 가스 충격력이 작용하여 파티클이 표면에서 박리되어 제거되고, 그 후 배기계(14)로부터 배출된다. 또한, N2 가스의 퍼지는 계속되기 때문에, 챔버(11) 내에 N2 가스의 점성류가 발생한다. 이 점성류가 구성 부품의 표면에 도달하면, 이 표면에 부착되는 파티클에 점성류에 기인하는 가스 점성력이 작용하여 파티클이 표면에서 박리되어 제거되고, 그 후 배기계(14)로부터 배출된다.
또한, 챔버(11) 내가 소정의 압력 이상이면 점성류가 발생하기 쉬워지기 때문에, APC 밸브(17)는 챔버(11) 내의 압력이 소정의 압력, 예를 들면 133 Pa(1 Torr)를 밑돌지 않도록, 바람직하게는 챔버(11) 내의 압력이 수 만 Pa(수 백 Torr)를 밑돌지 않도록 챔버(11) 내의 압력을 제어한다.
여기서, 챔버(11) 내로 도입되는 가스는 N2 가스에 한정되지 않고 불활성 가스이면 되며, 예를 들면 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 라돈(Rn) 등의 가스 또는 O2 가스 등을 이용해도 좋다.
이어서, 도시하지 않은 직류 전원으로부터 서셉터(12)의 정전 척으로의 직류의 고전압(HV)의 인가·비인가가 반복된다(단계(S54)). 이때, 정전 척으로의 고전압의 인가에 기인해 정전장(靜電場)이 발생하여 챔버(11)의 구성 부품의 표면에 전자기 응력이 작용함으로써, 각 구성 부품의 표면으로부터 파티클이 박리되어 제거되고, 그 후 배기계(14)로부터 배출된다.
상기 전자기 응력은 정전 척으로의 고전압의 인가의 개시 시 및 정지 시에 구성 부품의 표면에 효과적으로 작용한다. 여기서, 기판 처리 장치(10)에서는 정전 척으로의 고전압의 인가가 반복적으로 행해지기 때문에, 구성 부품의 표면에 효과적인 전자기 응력이 반복적으로 작용한다. 이에 따라, 구성 부품의 표면에 부착된 파티클을 제거할 수 있다.
이어서, 샤워 헤드(13)로부터의 N2 가스의 대유량 퍼지를 중지하고(단계(S55)), APC 밸브(17)를 열어, 드라이 펌프만에 의한 러프 배기를 중지하고(단계(S56)), NPPC 시퀀스를 종료한다.
통상적으로, 챔버 내의 파티클의 수와 배기계(14)를 흐르는 파티클의 수는 상관 관계가 있다고 생각되어지기 때문에, 이 NPPC 시퀀스의 실행 중에 챔버 내의 파티클의 수를 추정하기 위하여, 메인 배기 라인(16) 내를 흐르는 NPPC 시퀀스(특정 요인)에 기인하여 발생하는 파티클(이하, ‘NPPC 파티클’이라고 함)의 수가 계측된다.
한편, NPPC 시퀀스의 초기 또는 종기에 APC 밸브(17)의 개폐가 행해지기 때문에, 개폐의 충격에 의해 이 APC 밸브(17)로부터 박리된 파티클(이하, ‘박리 파티클’이라고 함)이 APC 밸브(17)의 하류측에 위치하는 메인 배기 라인(16) 내에 존재하는 경우가 있다. 또한, NPPC 시퀀스의 전반에 걸쳐 메인 배기 라인(16)을 경유하여 TMP(18)에 흡입된 파티클이 이 TMP(18) 내에서 고속 회전하는 회전 날개에 충돌하여, 큰 운동 에너지가 부여되어 메인 배기 라인(16)으로 되돌아오는 경우가 있다.
따라서, 메인 배기 라인(16) 내를 흐르는 파티클의 수를 계측하기 위하여 메인 배기 라인(16)에 ISPM을 설치해도, NPPC 시퀀스의 실행 중에 NPPC 파티클 뿐만 아니라 역류한 파티클도 검출되고, 특히 NPPC 시퀀스의 초기 단계에서는 역류 파티클에 추가로 박리 파티클도 검출되는 경우가 있다.
그러나, NPPC 시퀀스에서는 개시 후 수 초 간에 챔버(11) 내의 구성 부품으로부터 파티클이 박리되어 배기계(14)로 다량으로 유입되기 때문에, 챔버 내의 파티클의 수를 추정하기 위해서는, NPPC 시퀀스의 초기 단계에서 발생하는 파티클의 수를 정확하게 계측할 필요가 있다. 즉, NPPC 시퀀스의 초기 단계에서 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클을, NPPC 파티클과 박리 파티클 또는 역류 파티클을 정확하게 구별할 필요가 있다.
여기서, NPPC 시퀀스의 실행 중, N2 가스의 대유량 퍼지에 의해 유속이 빠른 가스의 흐름이 챔버(11) 내에서부터 메인 배기 라인(16) 내에 걸쳐 발생하고, NPPC 파티클은 이 유속이 빠른 가스류를 타고 챔버(11) 내에서부터 메인 배기 라인(16)내로 이동하기 때문에, 이동 속도가 빠르고 또한 메인 배기 라인(16)의 하류측을 향하여 균일하게 이동한다. 한편, 박리 파티클은 챔버(11) 내에서부터 메인 배기 라인(16)으로 이동하지는 않으므로, 전술한 유속이 빠른 가스류를 타지 않아 이동 속도가 느리다. 또한, 역류 파티클은 메인 배기 라인(16) 내를 상류측을 향해 이동하여, 메인 배기 라인(16) 내를 흐르는 배기류에 의한 저항을 받기 때문에 이동 속도가 느리다.
도 6은 NPPC 파티클을 설명하기 위한 도면으로서, 도 6의 (a)는 메인 배기 라인 내에서의 NPPC 파티클의 모습을 도시한 도면이고, 도 6의 (b)는 NPPC 파티클로부터 발생하는 산란광에 대응되는 신호파를 나타낸 도면이다. 또한, 메인 배기 라인(16)에서는 ISPM(19)이 이용되지만, 설명을 간단히 하기 위하여 도 6의 (a)에서는 ISPM(19)의 일부(글라스창(24), 레이저광(25) 및 광 검출기(21))만을 도시한다.
도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, NPPC 파티클(P5)은 유속이 빠른 가스류를 타고 메인 배기 라인(16) 내를 진로(R5)를 따라 하류측(도면 중 하방)으로 이동한다. NPPC 파티클(P5)이 레이저광(25)을 통과하는 동안 NPPC 파티클(P5)로부터는 산란광(L5)이 계속 발생하는데, NPPC 파티클(P5)의 이동 속도가 빠르기 때문에 산란광(L5)의 발생 지속 시간은 짧다. 따라서, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이 광 검출기(21)에 의해 수광된 산란광(L5)으로부터 변환된 신호파(W5)의 파장은 짧다.
여기서, 신호파(W5)의 파장은 NPPC 파티클(P5)이 레이저광(25)을 통과하는데 필요로 하는 시간(t5)에 상당하는데, 통상적으로 시간(t5)은 이동 속도가 2 m/초인 파티클이 레이저광(25)을 통과하는데 필요로 하는 시간(t)보다 짧다는 것이 본 발명자에 의해 확인되었다.
한편, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 박리 파티클(P6)은 중력 등에 의해 메인 배기 라인(16) 내를 진로(R6)를 따라 하류측(도면 중 하방)으로 이동한다. 또한, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 역류 파티클(P7)은 메인 배기 라인(16) 내를 진로(R7)를 따라 상류측(도면 중 상방)으로 이동한다. 박리 파티클(P6) 또는 역류 파티클(P7)이 레이저광(25)을 통과하는 동안 박리 파티클(P6) 또는 역류 파티클(P7)로부터는 산란광(L6, L7)이 계속 발생하는데, 박리 파티클(P6) 또는 역류 파티클(P7)의 이동 속도가 느리기 때문에 산란광(L6, L7)의 발생 지속 시간은 길다. 따라서, 도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이 광 검출기(21)에 의해 수광된 산란광(L6, L7)으로부터 변환된 신호파(W6)의 파장은 길다.
여기서, 신호파(W6)의 파장은 박리 파티클(P6) 또는 역류 파티클(P7)이 레이저광(25)을 통과하는데 필요로 하는 시간(t6)에 상당하는데, 통상적으로 시간(t6)은 이동 속도가 2 m/초인 파티클이 레이저광(25)을 통과하는데 필요로 하는 시간(t)보다 길다는 것이 본 발명자에 의해 확인되었다.
따라서, 본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에서는 이동 속도에 기초하여 NPPC 파티클(P5)과 박리 파티클(P6) 또는 역류 파티클(P7)을 구별한다. 구체적으로는, 이동 속도가 2 m/초 이상인 파티클은 NPPC 파티클(P5)이라고 판별하고, 이동 속도가 2 m/초에 미치지 않는 파티클은 박리 파티클(P6) 또는 역류 파티클(P7)이라고 판별한다. 즉, 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클의 수를 계측할 때, 이동 속도가 2 m/초에 미치지 않는 파티클은 제외된다.
본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에 따르면, 이동 속도가 2 m/초에 미치지 않는 파티클은 박리 파티클(P6) 또는 역류 파티클(P7)이라고 판별되고, 이동 속도가 2 m/초에 미치지 않는 파티클의 수가 메인 배기 라인(16) 내에서 계측된 파티클의 수에서 제외된다. 이에 따라, 박리 파티클(P6) 또는 역류 파티클(P7)의 수를 제외하여 메인 배기 라인(16) 내의 NPPC 파티클(P5)의 수를 정확하게 계측할 수 있다.
또한, 역류 파티클(P7)은 반드시 메인 배기 라인(16) 내를 상류측으로 이동하여 배기류를 거슬러 올라가므로, 이동 속도에 관계없이 메인 배기 라인(16) 내를 흐르는 배기류를 거슬러 올라가는 파티클을 제외해도 좋다. 이에 따라, 역류 파티클(P7)의 수를 정확하게 제외할 수 있다.
전술한 본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에서는 메인 배기 라인(16) 내를 이동하는 파티클의 수가 계측되었으나, 본 파티클 수 계측 방법은, 도 8에 도시한 바와 같이, 챔버(11)에 레이저광 발진기(39) 및 광 검출기(40)로 이루어지는 ISPM을 설치하고, 이 ISPM에 의해 챔버(11) 내를 이동하는 파티클의 수를 계측할 때에도 이용할 수 있다. 이 경우, 챔버(11) 내의 NPPC 파티클(P5)은 유속이 빠른 가스류를 타는 시간이 짧기 때문에, 메인 배기 라인(16) 내의 NPPC 파티클(P5)보다 이동 속도가 느려져, 이 이동 속도는 최저 1 m/초 정도인 것이 본 발명자에 의해 확인되었다. 한편, 박리 파티클(P6) 또는 역류 파티클(P7)은 메인 배기 라인(16) 내의 배기류를 거슬러 올라가 챔버(11) 내로 진입하기 때문에, 이동 속도가 극단적으로 느려져, 이 이동 속도는 최고로도 1 m/초에 미치지 않는다는 것이 본 발명자에 의해 확인되었다.
따라서, NPPC 시퀀스의 실행 중에 이동 속도가 1 m/초에 미치지 않는 파티클의 수를 챔버(11) 내에서 계측된 파티클의 수에서 제외함으로써, 챔버(11) 내의 NPPC 파티클(P5)의 수를 정확하게 계측할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법에서는 챔버(11) 내가 진공 배기 되었으나, 제외되는 파티클의 이동 속도의 상한을 적절히 설정하면, 챔버(11) 내가 대기압이어도 본 실시예에 따른 파티클 수 계측 방법을 이용할 수 있다.
또한, 전술한 각 실시예에서 플라즈마 에칭 처리가 실시되는 기판은 반도체 디바이스용의 웨이퍼에 한정되지 않고, LCD(Liquid Crystal Display) 등을 포함하는 FPD(Flat Panel Display) 등에 이용하는 각종 기판 또는 포토마스크, CD 기판, 프린트 기판 등이어도 좋다.
본 발명의 목적은, 전술한 각 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램을 기록한 기억 매체를 컴퓨터 등으로 공급하고, 컴퓨터의 CPU가 기억 매체에 저장된 프로그램을 판독하여 실행하는 것에 의해서도 달성된다.
이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 자체가 전술한 각 실시예의 기능을 실현하게 되어, 프로그램 및 이 프로그램을 기억한 기억 매체는 본 발명을 구성하게 된다.
또한, 프로그램을 공급하기 위한 기억 매체로는, 예를 들면 RAM, NV-RAM, 플로피(등록상표) 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD(DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW) 등의 광디스크, 자기 테이프, 불휘발성의 메모리 카드, 다른 ROM 등의 상기 프로그램을 기억할 수 있는 것이면 된다. 혹은, 상기 프로그램은 인터넷, 상용 네트워크, 혹은 로컬 에리어 네트워크 등에 접속되는 도시하지 않은 다른 컴퓨터 또는 데이터베이스 등으로부터 다운로드함으로써 컴퓨터로 공급되어도 좋다.
또한, 컴퓨터의 CPU가 판독한 프로그램을 실행함으로써, 상기 각 실시예의 기능이 실현될 뿐만 아니라, 이 프로그램의 지시에 기초하여 CPU 상에서 가동되고 있는 OS(오퍼레이팅 시스템) 등이 실제 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 이 처리에 의해 전술한 각 실시예의 기능이 실현되는 경우도 포함된다.
또한, 기억 매체로부터 판독된 프로그램이 컴퓨터에 삽입된 기능 확장 보드 또는 컴퓨터에 접속된 기능 확장 유닛에 구비되는 메모리에 기입된 후, 이 프로그램의 지시에 기초하여 이 기능 확장 보드 또는 기능 확장 유닛에 구비되는 CPU 등이 실제 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 이 처리에 의해 전술한 각 실시예의 기능이 실현되는 경우도 포함된다.
상기 프로그램의 형태는 오브젝트 코드, 인터프리터에 의해 실행되는 프로그램, OS로 공급되는 스크립트 데이터 등의 형태로 이루어져도 좋다.
W: 웨이퍼
S: 처리 공간
P1, P2, P3, P4: 파티클
P5: NPPC 파티클
P6: 박리 파티클
P7: 역류 파티클
L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7: 산란광
10: 기판 처리 장치
11: 챔버
14: 배기계
16: 메인 배기 라인
19, 26, 36: ISPM
21, 30, 37: 광 검출기
24, 32, 33: 글라스창
25, 28: 레이저광

Claims (6)

  1. 창을 개재하여 미리 설정된 공간에 레이저광을 입사시키고, 상기 레이저광과 교차한 파티클로부터 발생하는 산란광을 수광하여, 상기 수광된 산란광에 기초하여 제 1 파티클의 수를 계측하고,
    이동하지 않는 제 2 파티클을 상기 창에 부착된 오염으로 간주하여, 상기 이동하지 않는 제 2 파티클의 수를 상기 계측된 제 1 파티클의 수에서 제외함으로써, 특정 요인으로 발생하고, 상기 미리 설정된 공간을 이동하는 파티클의 수를 계측하고,
    상기 미리 설정된 공간은 처리실 내로부터 가스를 배기하는 배기관 내이며, 상기 처리실 내는 진공 배기되고,
    상기 배기관 내에서 상기 가스가 흐르는 방향과 반대의 미리 정해진 이동 방향으로 흐르는 제 3 파티클의 수를, 상기 계측된 제 1 파티클의 수에서 제외하는 것을 특징으로 하는 파티클 수 계측 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 요인은, 기판 처리 장치의 처리실로의 대유량의 가스 퍼지를 수반하는 상기 처리실 내의 파티클 제거 처리인 것을 특징으로 하는 파티클 수 계측 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8830486B2 (en) * 2011-07-04 2014-09-09 Kla-Tencor Corporation Atmospheric molecular contamination control with local purging
US9182331B2 (en) * 2012-08-31 2015-11-10 The Boeing Company Measurement of solid, aerosol, vapor, liquid and gaseous concentration and particle size
KR20150106974A (ko) * 2014-01-29 2015-09-23 세메스 주식회사 기판처리장치 및 방법
DE102014108424B3 (de) 2014-06-16 2015-06-11 Johann Wolfgang Goethe-Universität Nicht-invasive Stoffanalyse
CN108369183B (zh) * 2015-12-09 2022-08-19 迪亚蒙泰克股份有限公司 用于分析材料的装置和方法
US11333602B2 (en) 2016-10-25 2022-05-17 Pioneer Corporation Fluid measuring apparatus
CN108336002A (zh) * 2018-03-16 2018-07-27 德淮半导体有限公司 清扫装置及清扫晶圆的方法、机械臂
CN109580500B (zh) * 2018-11-05 2019-12-13 扬州市管件厂有限公司 高频宽幅激光扫描智能检测装置及方法
JPWO2022239800A1 (ko) 2021-05-13 2022-11-17

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000155086A (ja) * 1998-11-19 2000-06-06 Nec Corp パーティクルモニタ装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4814868A (en) * 1987-10-02 1989-03-21 Quadtek, Inc. Apparatus and method for imaging and counting moving particles
CN1015405B (zh) * 1990-03-17 1992-02-05 江南大学 光纤测量粒子直径的方法及设备
JPH10170435A (ja) * 1996-12-05 1998-06-26 Daikin Ind Ltd 埃検出装置および埃検出方法
JP4041212B2 (ja) 1998-05-20 2008-01-30 株式会社日立製作所 半導体デバイスの製造方法並びにプラズマ処理方法
US6052183A (en) * 1999-04-14 2000-04-18 Winbond Electronics Corp In-situ particle monitoring
JP4320924B2 (ja) * 1999-06-15 2009-08-26 東京エレクトロン株式会社 パーティクル計測装置及び処理装置
US6661514B1 (en) * 2000-02-17 2003-12-09 Vansco Electronics Ltd. Tube blockage monitor
US7145653B1 (en) * 2000-06-09 2006-12-05 Advanced Micro Devices, Inc. In situ particle monitoring for defect reduction
JP3622696B2 (ja) * 2001-07-17 2005-02-23 株式会社島津製作所 浮遊粒子状物質の測定方法および測定装置
CN1252451C (zh) * 2002-06-05 2006-04-19 中国科学技术大学 基于激光片光成像的粒子场全场测量方法及其装置
JP4547237B2 (ja) 2004-03-29 2010-09-22 東京エレクトロン株式会社 真空装置、そのパーティクルモニタ方法及びプログラム
US7464581B2 (en) * 2004-03-29 2008-12-16 Tokyo Electron Limited Vacuum apparatus including a particle monitoring unit, particle monitoring method and program, and window member for use in the particle monitoring
ITBO20040420A1 (it) * 2004-07-07 2004-10-07 Type S R L Macchina per taglio e formatura di piattine metalliche
JP4544459B2 (ja) * 2004-11-30 2010-09-15 東京エレクトロン株式会社 パーティクル検出方法及びパーティクル検出プログラム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000155086A (ja) * 1998-11-19 2000-06-06 Nec Corp パーティクルモニタ装置

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