(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を収容する気密な処理室と、前記被処理基板に所定の処理を行なう処理部と、該処理室を排気する排気経路とを備えた処理装置において、
前記処理室にダミーガスを供給するダミーガス供給経路と、
パーティクルカウンタを有するガスサンプリング経路と、
前記ガスサンプリング経路へダミーガスを導入するための弁装置とを有することを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記ガスサンプリング経路には、処理中に前記パーティクルカウンタへパーティクルが進入するのを防止するためのパージガス供給経路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の処理装置において、ダミーガスを供給し、これをガスサンプリング経路に導いてパーティクル量を測定する工程を、処理のインターバルにおいて所定のタイミングで行なうことを特徴とする汚れの検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、高誘電体又は強誘電体薄膜の成膜処理やエッチング処理等を行う処理装置に関し、特に、処理室内の汚れを検知して保守や洗浄のタイミングを的確に図ることができる処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、例えば、チタン酸バリウム／ストロンチウム等の高誘電体又は強誘電体薄膜を形成するための成膜装置を示す図であり、原料を気化する気化器１０は原料供給ライン１２を介して成膜室１４に連絡され、成膜室１４はトラップ１６を有する排気ライン１８を介して真空ポンプ２０に連絡されている。成膜室１４には、基板Ｗを加熱・保持する保持台３０と、これに対向してノズル孔３４より原料ガスや反応ガスを噴射するシャワヘッド３２が設けられている。
【０００３】
原料供給ライン１２には、成膜室１４に酸素等の反応ガスを供給する反応ガス配管２２が設けられている。また、メインのライン１２，１８とは別に、成膜室１４をバイパスするバイパスライン２４が設けられており、開閉弁Ｖ1，Ｖ2によって気化器１０を成膜室１４又はバイパスライン２４のいずれかに選択的に接続するようにしている。２６は原料ガス中の析出しやすい成分を捕捉するトラップである。
【０００４】
このような成膜装置において例えばチタン酸バリウム（ＢaＴiＯ3）やチタン酸ストロンチウム（ＳrＴiＯ3）のような高・強誘電体を成膜する場合、原料供給ライン１２から供給された有機金属を含む原料ガスはシャワヘッド３２内で酸素を含む反応ガスと混合され、基板Ｗに向けて噴射される。基板Ｗはステージ３０により原料ガスの反応温度に加熱されており、基板表面に到達した原料ガスは反応して表面に薄膜を形成する。
【０００５】
この過程において、反応生成物は、ステージ３０の基板周辺、シャワヘッド３２の下面、成膜室１４の内壁等にも付着し、時間の経過とともにこれがパーティクルとなって成膜室１４内を浮遊する。このようなパーティクルは、成膜中に取り込まれると膜品質の低下につながり、また、原料供給ライン１２や排気ライン１８に付着すると円滑な稼動を妨げる。このため、従来は所定の処理時間ごとに成膜室内の洗浄処理を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、成膜室１４内の反応生成物の付着状況は処理時間によって一義的に定まるものではなく、種々の処理条件によって複雑に影響されるものである。従って、従来のように時間のみを指標として洗浄作業を行なうと、既に生成物で汚れた成膜室中で処理を継続していたり、あるいは逆に生成物の付着が少ないのにも拘わらず洗浄処理を行ってしまうという可能性が大きい。特に、高・強誘電体の成膜素材の洗浄は気密なままで行えるドライプロセスでは難しく、成膜室１４を大気開放する大がかりなものになるので、洗浄処理のタイミングを誤ることの弊害は大きい。
【０００７】
そこで、排気ライン１８の弁Ｖ6の上流側にパーティクルの量を検知するための検出器（パーティクルカウンタ）を設けることが考えられる。しかしながら、この場合は、成膜ガスやエッチングガス等の原料ガスの排ガス自体に多くのパーティクルが含まれていて、これが外乱となり成膜室の汚れに起因するパーティクル量を測定することが難しい。
【０００８】
また、処理ガス（原料ガス）がパーティクルカウンタ内を流れるため、パーティクルカウンタの内面にパーティクルが付着し、パーティクルカウンタの機能が低下し正確な測定ができない、あるいはパーティクルカウンタを頻繁に交換しなければならない等の不具合が有る。これは、成膜処理の間にシャワヘッド３２等からダミーガスを導入してパーティクルを測定する場合も同様である。
【０００９】
なお、トラップ装置１６の下流側にパーティクルカウンタを設置することも考えられるが、このようにすると、パーティクルがトラップ装置でトラップされ、成膜室内の汚れとパーティクルカウンタの測定値の相関が殆どとれなくなってしまう。
【００１０】
また、パーティクルカウンタ内へのパーティクルの付着を防止するため、パーティクルカウンタを加熱することも考えられるが、原料ガスによっては、パーティクルの付着を完全に防止することができない。
【００１１】
本発明は、上記に鑑み、処理室内の汚れに起因するパーティクル（バックグランド）を正確にかつ安定に計測して、洗浄処理のタイミングを適正に選択することができる処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、被処理基板を収容する気密な処理室と、前記被処理基板に所定の処理を行なう処理部と、該処理室を排気する排気経路とを備えた処理装置において、前記処理室にダミーガスを供給するダミーガス供給経路と、パーティクルカウンタを有するガスサンプリング経路と、前記ガスサンプリング経路へダミーガスを導入するための弁装置とを有することを特徴とする処理装置である。
【００１３】
これにより、ダミーガスを供給して処理の際のガス流れとは別の経路でガスをサンプリングし、処理室やガス供給経路に付着する汚れに起因するパーティクルのみを選択的に検出することができる。従って、この測定値を基に、処理室やガス供給経路に付着する汚れの程度を、他の因子に影響されずに正確に判断することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記ガスサンプリング経路には、処理中に前記パーティクルカウンタへパーティクルが進入するのを防止するためのパージガス供給経路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理装置である。処理中に前記パーティクルカウンタへパージガスを供給することにより、処理の際の処理ガスによるパーティクルカウンタの汚染を防止し、正確な測定を行なうことができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の処理装置において、ダミーガスを供給し、これをガスサンプリング経路に導いてパーティクル量を測定する工程を、処理のインターバルにおいて所定のタイミングで行なうことを特徴とするパーティクル測定方法である。これにより、一定のサイクルで処理を繰り返す処理装置において、例えば、処理後の一定時間経過後に条件を揃えて測定を行なうことにより、装置の汚れを高い精度で推定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の成膜装置を図１を参照して説明する。図２に示す同一部材には同一符号を付して説明を省略する。原料供給ライン１２にはシャワヘッド３２の上流でダミーガスライン３６が開閉弁Ｖ3を介して合流している。成膜室１４には、排気口とは別にガスサンプリング口４０が設けられ、これと真空ポンプ２０の吸気口を連絡するパーティクル測定用ライン４２が設けられている。
【００１７】
このパーティクル測定用ライン４２にはパーティクル測定用のパーティクルカウンタ４４が設けられ、さらにその下流側には開閉弁Ｖ4が設けられている。パーティクル測定用ライン４２には、パーティクルカウンタ４４の下流側に開閉弁Ｖ5を介してパージガスライン４６が合流している。また、排気ライン１８には開閉弁Ｖ6が設けられている。
【００１８】
次に、前記のような構成の実施の形態の成膜装置の使用方法について説明する。被処理物Ｗに成膜処理を施す時は、真空排気ライン１８の開閉弁Ｖ6を開き、パーティクル測定用ライン４２の開閉弁Ｖ4を閉じた状態で真空ポンプ２０を駆動し、成膜室１４内を真空排気する。そして、ステージ３０で基板Ｗを加熱しつつ、原料供給ライン１２の開閉弁Ｖ1を開いて原料ガスをシャワヘッド３２から成膜室１４内に導入し、基板Ｗ上に成膜する。
【００１９】
この時、パージガスライン４６の開閉弁Ｖ5を開いておき、パージガスをパーティクルカウンタ４４からサンプリング口４０、成膜室１４、そして排気ライン１８へと流す。これにより、パーティクルカウンタ４４内に反応生成物を多量に含む処理ガスが流れることがなく、パーティクルカウンタ４４の内部が汚れることが防止される。
【００２０】
成膜処理が終わると、原料ガスはバイパスライン２４に切り換えられ、成膜室１４では基板Ｗの交換等の所定の作業が行われる。このインターバルの間の可能な限り安定した条件が得られる所定のタイミングで、パーティクル測定工程を以下のように行う。
【００２１】
先ず、パーティクル測定用ライン４２の開閉弁Ｖ4を開き、パージガスライン４６の開閉弁Ｖ5を閉じる。排気ライン１８の開閉弁Ｖ6は、閉じるかあるいは一定の開度を保って所定流量のガスがパーティクル測定用ライン４２を流れるようにする。原料供給ライン１２の開閉弁Ｖ1は閉じたままでダミーガスライン３６の開閉弁Ｖ3を開き、Ｎ2やＡｒ等のダミーガスを所定の流量で成膜室１４内に導入する。
【００２２】
これにより、パーティクルカウンタ４４には、ダミーガスライン３６、原料供給ライン１２、シャワヘッド３２、成膜室１４、サンプリング口４０、パーティクル測定用ライン４２を経由して所定量のダミーガスが流れ、このダミーガスに含まれるパーティクルはパーティクルカウンタ４４によって測定される。ダミーガスは元々それ自体にはパーティクルが含まれておらず、測定されたパーティクル値は、上述した経路に付着する生成物に起因するものと考えられ、このような測定値は、基板Ｗの成膜に影響するパーティクルをもたらす装置の汚れを推定する好適な目安となる。
【００２３】
従って、この測定値と、例えば、シャワヘッド３２や成膜室１４の汚れの状況との関係を経験的に求め、予め所定の目標値を定めておき、測定値がその値を超えた時に洗浄作業を行なうようにすれば、最適のタイミングで洗浄を行なうことができる。
【００２４】
なお、上記実施の形態のようにシャワヘッド３２からダミーガスを流すと、シャワヘッド３２と成膜室１４の双方の汚れに起因するパーティクルを測定することになる。そこで、成膜室１４の汚れによるパーティクルを単独で測定したい場合には、ダミーガスをシャワヘッド３２を介さずに成膜室１４に流せばよい。また、両者を切り換えて行い、測定値の差を求めれば、それがシャワヘッド３２の汚れに起因するパーティクルを表す指標となると考えられる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ダミーガスを供給して処理の際のガス流れとは別の経路でガスをサンプリングし、処理室やガス供給経路に付着する汚れに起因するパーティクルのみを選択的に検出することができる。従って、一定のサイクルで処理を繰り返す処理装置において、例えば、処理後の一定時間経過後に条件を揃えて測定を行い、この測定値を基に、処理室やガス供給経路に付着する汚れの程度を、他の因子に影響されずに正確に判断して、洗浄処理のタイミングを適正に選択することができる。従って、高・強誘電体の成膜装置等の、クリーニング作業が容易でないような処理装置に適用して特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の成膜装置を示す概要図である。
【図２】従来の成膜装置を示す概要図である。
【符号の説明】
１２    原料供給ライン
１４    成膜室
１８    排気ライン
２０    真空ポンプ
３２    シャワヘッド
３６    ダミーガスライン
４２    パーティクル測定用ライン
４４    パーティクルカウンタ
４６    パージガスライン
Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4，Ｖ5，Ｖ6    開閉弁
【図１】
0003690917.tif 000002
【図２】
0003690917.tif 000003