(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置に処理を施すための処理室の内壁上の異物数を測定する第１の測定器、および上記半導体装置の処理後における上記半導体装置上の異物数を測定する第３の測定器を備え、上記２つの測定器の両測定値が何れも各規定値を超えていれば上記処理室をクリーニングする処理信号を出力する判断部を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体製造装置において、上記第３の測定器が処理室内に配設されたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
判断部の処理信号の出力回数が、所定時間内に規定値を超えると異常検出信号を出力する異常検出手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置の処理を施すための処理室のクリーニングを効率よく実施する半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の半導体製造装置の構成を示す図である。図において、１は処理室、２はこの処理室１に後述する半導体装置を出入れするためのロードロック室、３はロードロック室２内に配設され処理前の半導体装置を収納する第１のカセット、４はロードロック室２内に配設され処理後の半導体装置を収納する第２のカセット、５は処理室１内に配設された平行平板型の電極、６はこの電極５上にてエッチング処理される半導体装置、７，８は電極５に高周波電力を印加するための制御部および高周波電源、９，１０は処理室１内の排気を行うためのポンプおよび制御部である。
【０００３】
１１は処理室１内に材料ガスを導入するための導入部、１２は処理後の半導体装置６上の異物数を測定する測定器、１３はこの測定器１２の測定値が規定値を超えていれば処理室１をクリーニングする処理信号を出力する判断部、１４はこの判断部１３の処理信号により処理室１をクリーニングする処理部である。
【０００４】
次いで上記のように構成された従来の半導体製造装置の動作について説明する。まず、ロードロック室２の第１のカセット３より半導体装置６を処理室１内の電極５上に搬送する。次に、処理室１内をポンプ９および制御部１０を用いて真空とし、導入部１１から材料ガスを導入する。次に、電極５間に所定の高周波電力を制御部７および高周波電源８を用いて印加する。そして、電極５間にプラズマ放電を発生させガスプラズマを形成する。
【０００５】
そして、半導体装置６のエッチング処理を行う。この半導体装置６のエッチング処理の際に、エッチング中のデポガスのデポ物が蓄積され異物となり処理室１の内壁や、処理室１内の雰囲気中や半導体装置６上に残存する。次に、処理後の半導体装置６をロードロック室２内の第２のカセット４に収納する。次に、ロードロック室２外の測定器１２にて半導体装置６上の異物数の測定を行う。
【０００６】
次に、測定器１２にて測定された測定値が規定値を超えるか否かを判断部１３にて判断し、測定値が規定値を超える場合には処理信号を処理部１４に出力する。そして、処理部１４はこの処理信号の受信により処理室１のクリーニングを行う。
【０００７】
また、他の従来の技術としては、処理室１の内壁の異物数の測定を行い、この測定値が規定値を超えるか否かにより、処理室１のクリーニングを行うか否かの判断を行うものや、また、処理室１内の雰囲気の異物数の測定を行い、この測定値が規定値を超えるか否かにより、処理室１のクリーニングを行うか否かの判断を行うもの等があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体製造装置は以上のように構成されているので、処理室１の内壁の異物数か、処理室１内の雰囲気中の異物数か、処理後の半導体装置上の異物数かの何れか１つを測定し、その測定値が規定値を超えていれば処理室１をクリーニングするという判断を行っていた。しかしながら、半導体製造装置では偶然にその箇所の異物数の測定値が規定値を超えることにより、本来なら必要のない処理室１のクリーニングを行い、半導体製造装置の稼動率の低下を引きおこすという問題点があった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、半導体製造装置の稼動率を低下させることなく、効率よく半導体装置の製造を行うことのできる半導体製造装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る請求項１の半導体製造装置は、半導体装置に処理を施すための処理室の内壁上の異物数を測定する第１の測定器、半導体装置の処理後における半導体装置上の異物数を測定する第３の測定器を備え、２つの測定器の両測定値が何れも各規定値を超えていれば処理室をクリーニングする処理信号を出力する判断部を備えたものである。
【００１１】
また、この発明に係る請求項２の半導体製造装置は、請求項１記載の半導体製造装置において、第３の測定器が処理室内に配設されたものである。
【００１２】
また、この発明に係る請求項３の半導体製造装置は、請求項１または請求項２において、判断部の処理信号の出力回数が、所定時間内に規定値を超えると異常検出信号を出力する異常検出手段を備えたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における半導体製造装置の構成を示す図である。図において、１５は処理室、１６はこの処理室１５に後述する半導体装置を出入れするためのロードロック室、１７はロードロック室１６内に配設され処理前の半導体装置を収納する第１のカセット、１８はロードロック室１６内に配設され処理後の半導体装置を収納する第２のカセット、１９は処理室１内に配設された平行平板型の電極、２０はこの電極１９上にてエッチング処理される半導体装置、２１，２２は電極１９に高周波電力を印加するための制御部および高周波電源、２３，２４は処理室１５内の排気を行うためのポンプおよび制御部である。
【００１４】
２５は処理室１５内に材料ガスを導入するための導入部、２６ａ，ｂは処理室１５の内壁上の異物数を測定する第１の測定器、２７ａ，ｂは処理室１５内の雰囲気中の異物数を測定する第２の測定器で、例えばＩｎ−Ｓｉｔｕ−Ｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｍｏｎｉｔｏｒが利用できる。２８は第１の測定器２６ａ，ｂおよび第２の測定器２７ａ，ｂの両測定値を入力し、両測定値が各規定値を超えていれば処理室１５をクリーニングする処理信号を出力する判断部、２９はこの処理信号を入力し処理室１５をクリーニングする処理部である。
【００１５】
次いで上記のように構成された実施の形態１の半導体製造装置の動作について説明する。まず、ロードロック室１６の第１のカセット１７より半導体装置２０を処理室１５内の電極１９上に搬送する。次に、処理室１５内をポンプ２３および制御部２４を用いて真空とし、導入部２５から材料ガスを導入する。次に、電極１９間に所定の高周波電力を制御部２１および高周波電源２２を用いて印加する。そして、電極１９間にプラズマ放電を発生させガスプラズマを形成する。エッチング条件として例えば、１３．５６ＭＨZ、５００Ｗ、エッチングガスとして四塩化炭素、塩化ホウ素および塩素等を用いる条件にて行う。
【００１６】
そして、半導体装置２０のエッチング処理を行う。この半導体装置２０のエッチング処理の際に、エッチング中のデポガスのデポ物が蓄積され異物となり処理室１５の内壁や、処理室１５内雰囲気中や半導体装置２０上に残存する。次に、処理後の半導体装置２０をロードロック室１６内の第２のカセット１８に収納する。次に、第１の測定器２６ａ，ｂおよび第２の測定器２７ａ，ｂにて処理室１５の内壁上および雰囲気中の異物数を測定する。次に、第１の測定器２６ａ，ｂおよび第２の測定器２７ａ，ｂの測定値が各規定値を超えているか否かを判断部２８にて判断する。そして、一方でも超えていない場合には、次の未処理の半導体装置２０のエッチング処理を上記同様の動作にて行う。
【００１７】
また、両方とも超えている場合には判断部２８にて処理室１５をクリーニングする処理信号を出力し、処理部２９にてこの処理信号を受信し、処理室１５のクリーニングを行う。この処理室１５のクリーニング方法としては、例えば酸素、窒素、Ｈ2Ｏからなるウェットエアを５００Ｗで１０分の処理を自動的に行えるようにされている。
【００１８】
上記のように構成された実施の形態１の半導体製造装置は２つの測定器、第１の測定器２６ａ，ｂおよび第２の測定器２７ａ，ｂを備え、両測定器２６ａ，ｂ、２７ａ，ｂの両測定値が何れも各規定値を超えていれば処理室１５をクリーニングする処理信号を判断部２８が出力し、処理部２９が処理室１５をクリーニングするようにしたので、処理室１５のクリーニングを必要不可欠な時のみに行うことができるようになる。よって、不必要な処理室１５のクリーニングがなくなるため、効率よく半導体装置を製造することができる。
【００１９】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２の構成を示す図である。図において、３０は処理室、３１はこの処理室３０に後述する半導体装置を出入れするためのロードロック室、３２はロードロック室３１内に配設され処理前の半導体装置を収納する第１のカセット、３３はロードロック室３１内に配設され処理後の半導体装置を収納する第２のカセット、３４は処理室１内に配設された平行平板型の電極、３５はこの電極３４上にてエッチング処理される半導体装置、３６，３７は電極３４に高周波電力を印加するための制御部および高周波電源、３８，３９は処理室３４内の排気を行うためのポンプおよび制御部である。
【００２０】
４０は処理室３０内に材料ガスを導入するための導入部、４１ａ，ｂは処理後の処理室３０の内壁上の異物数を測定する第１の測定器、４２は処理後の半導体装置３５上の異物数を測定する第３の測定器、４３は第１の測定器４１ａ，ｂおよび第３の測定器４２の両測定値を入力し、両測定値が各規定値を超えていれば処理室３０をクリーニングする処理信号を出力する判断部、４４はこの処理信号を入力し処理室３０をクリーニングする処理部である。
【００２１】
次いで上記のように構成された実施の形態２の半導体製造装置の動作について説明する。まず、上記実施の形態１と同様に半導体装置３５のエッチング処理を行う。この半導体装置３５のエッチング処理の際に、エッチング中のデポガスのデポ物が蓄積され異物となり処理室３８の内壁や、処理室３０内の雰囲気中や半導体装置３５上に残存する。次に、処理後の半導体装置３５をロードロック室３１内の第２のカセット３３に収納する。次に、第１の測定器４１ａ，ｂにて処理室３０の内壁上の異物数およびロードロック室３１外の第３の測定器４２にて半導体装置３５上の異物数の測定をそれぞれ行う。
【００２２】
次に、第１の測定器４１ａ，ｂおよび第３の測定器４２の両測定値が各規定値を超えているか否かを判断部４３にて判断する。そして、一方でも超えていない場合には、次の未処理の半導体装置３５のエッチング処理を上記同様の動作にて行う。また、両方とも超えている場合には判断部４３にて処理室３０をクリーニングする処理信号を出力し、処理部４４にてこの処理信号を受信し、処理室３０のクリーニングを行う。この処理室３０のクリーニング方法としては、上記実施の形態１と同様に例えば酸素、窒素、Ｈ2Ｏからなるウェットエアを５００Ｗで１０分の処理を自動的に行えるようにされている。
【００２３】
上記のように構成された実施の形態２の半導体製造装置は２つの測定器、第１の測定器４１ａ，ｂおよび第３の測定器４２を備え、両測定器４１ａ，ｂ、４２の両測定値が何れも各規定値を超えていれば処理室３０をクリーニングする処理信号を判断部４３が出力し、処理部４４が処理室３０をクリーニングするようにしたので、処理室３０のクリーニングを必要不可欠な時のみに行うことができるようになる。よって、不必要な処理室３０のクリーニングがなくなるため、効率よく半導体装置を製造することができる。
【００２４】
尚、上記各実施の形態の半導体製造装置では処理室の内壁上の異物数を測定する第１の測定器と処理室内の雰囲気中の異物数を測定する第２の測定器とを組み合わせて備える例と、処理室の内壁上の異物数を測定する第１の測定器と処理後の半導体装置上の異物数を測定する第３の測定器とを組み合わせて備える例を示したが、これらに限られることはなく、例えば、処理室内の雰囲気中の異物数を測定する第２の測定器と処理後の半導体装置上の異物数を測定する第３の測定器とを組み合わせて備えるようにし、両測定器の両測定値が何れも各規定値を超えていれば処理室をクリーニングする処理信号を判断部が出力し、処理室をクリーニングするようにしても、上記各実施の形態と同様な効果を奏することは言うまでもない。
【００２５】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３の半導体製造装置の構成を示す図である。図において、４５は処理室、４６はこの処理室４５に後述する半導体装置を出入れするためのロードロック室、４７はロードロック室４６内に配設され処理前の半導体装置を収納する第１のカセット、４８はロードロック室４６内に配設され処理後の半導体装置を収納する第２のカセット、４９は処理室４５内に配設された平行平板型の電極、５０はこの電極４９上にてエッチング処理される半導体装置、５１，５２は電極４９に高周波電力を印加するための制御部および高周波電源、５３，５４は処理室４５内の排気を行うためのポンプおよび制御部である。
【００２６】
５５は処理室４５内に材料ガスを導入するための導入部、５６ａ，ｂは処理後の処理室４５の内壁上の異物数を測定する第１の測定器、５７ａ，ｂは処理後の処理室４５内の雰囲気中の異物数を測定する第２の測定器、５８は処理後の半導体装置５０上の異物数を測定する第３の測定器、５９は各測定器５６ａ，ｂ、５７ａ，ｂ、５８の各測定値を入力し、各測定値の内何れか２つの測定値が各規定値を超えていれば処理室４５をクリーニングする処理信号を出力する判断部、６０はこの処理信号を入力し処理室４５をクリーニングする処理部である。
【００２７】
次いで上記のように構成された実施の形態３の半導体製造装置の動作について説明する。まず、上記各実施の形態と同様に半導体装置５０のエッチング処理を行う。この半導体装置５０のエッチング処理の際に、エッチング中のデポガスのデポ物が蓄積され異物となり処理室４５の内壁や、処理室４５内の雰囲気中や半導体装置５０上に残存する。次に、処理後の半導体装置５０をロードロック室２内の第２のカセット４８に収納する。次に、第１の測定器５６ａ，ｂにて処理室４５の内壁上の異物数、第２の測定器５７ａ，ｂにて処理室４５内の雰囲気中の異物数およびロードロック室４６外の第３の測定器５８にて半導体装置５０の異物数の測定をそれぞれ行う。
【００２８】
次に各測定器５６ａ，ｂ、５７ａ，ｂ、５８の各測定値のうち何れか２つの測定値が各規定値を超えているか否かを判断部５９にて判断する。そして、何れか２つ以上の測定値が各規定値を超えていない場合には、次の未処理の半導体装置５０のエッチング処理を上記同様の動作にて行う。
【００２９】
また、何れか２つの測定値が各規定値を超えている場合には、判断部５９にて処理室４５をクリーニングする処理信号を出力し、処理部６０にてこの処理信号を受信し、処理室４５のクリーニングを行う。この処理室４５のクリーニング方法としては、上記各実施の形態と同様に例えば酸素、窒素、Ｈ2Ｏからなるウェットエアを５００Ｗで１０分の処理を自動的に行えるようにされている。
【００３０】
上記のように構成された実施の形態３の半導体製造装置は３つの測定器５６ａ，ｂ、５７ａ，ｂ、５８を備え、各測定器５６ａ，ｂ、５７ａ，ｂ、５８の各測定値の内何れか２つの測定値が各規定値を超えていれば、処理室４５をクリーニングする処理信号を判断部５９が出力し、処理部６０が処理室４５をクリーニングするようにしたので、処理室４５のクリーニングを必要不可欠な時のみに行うことができるようになるのはもちろんのこと、偶発的な異物の検出の見逃しを排除することができ、より一層確実に必要不可欠な時のみ処理室４５のクリーニングするという判断を行うことができる。
【００３１】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４の構成を示す図である。図において、上記実施の形態３と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。６１は判断部５９から処理信号を入力し、この処理信号の出力回数が所定時間内に規定値を超えるか否かを判断し、超えると異常検出信号をアラーム６２に出力し、超えなければ処理信号を処理部６３に出力する異常検出手段、６２は異常検出手段６１から異常検出信号を入力するとアラームを発信するアラーム、６３は異常検出手段６１から処理信号を入力し処理室４５のクリーニングを行う処理部である。
【００３２】
次いで、上記のように構成された実施の形態４の半導体製造装置の動作について説明する。まず、上記実施の形態３と同様に、半導体装置５０のエッチング処理を行い、各測定器５６ａ，ｂ、５７ａ，ｂ、５８にてそれぞれの異物数を測定し、判断部５９にて各測定値にうち何れか２つの測定値が各規定値を超えているか否かを判断し、超えている場合には判断部５９にて処理室４５をクリーニングする処理信号を出力する。次に、異常検出手段６１にてこの処理信号を受信し、この処理信号の出力回数が、所定時間内に規定値を超えるか否かを判断する。この判断する値としては例えば１時間以内に１００回を超えるか否かにて行う。
【００３３】
次に、異常検出手段６１にて処理信号の出力回数が、所定時間内に規定値を超えない場合は、上記実施の形態３と同様に処理部６３に処理信号が出力され、処理部６３は処理室４５をクリーニングにする。また、超える場合には、異常検出手段６１が異常検出信号を出力しアラーム６２がアラームを発する。このように、異常検出手段６１が異常検出信号を発する場合は明らかに何れかの箇所で異常が発生していると考えられる。例えば、半導体製造装置の処理自体の異常、各測定器５６ａ，ｂ、５７ａ，ｂ、５８の異常などが考えられる。このような異常検出の際には、処理室４５をクリーニングしても異常は解消されないため、半導体製造装置を停止し異常箇所を修繕する。
【００３４】
上記のように構成された実施の形態４の半導体製造装置は上記実施の形態３と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、各測定器５６ａ，ｂ、５７ａ，ｂ、５８を備え、各測定値の内何れか２つが規定値を超え、しかも、この回数が所定時間内に規定値を超えるか否かの判断をするようにしているので、半導体製造装置の処理の異常、および、各測定器５６ａ，ｂ、５７ａ，ｂ、５８の異常等の異常を検出することができる。
【００３５】
また、実施の形態４では上記実施の形態３に異常検出手段６１を備える例を示したけれども、これに限られることはなく、他の各実施の形態においても判断部と処理部との間に上記異常検出手段と同様のものを備えるようにすれば、同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００３６】
また、上記各実施の形態では処理後の半導体装置上の異物数を測定する第３の測定器を処理室外に備える例を示したけれども、これに限られることはなく、この第３の測定器を処理室内に備えるようにすれば、処理後直後の半導体装置上の異物検出が可能となり、より一層実質的な半導体装置上の異物数測定を行うことができ、信頼性の高い処理室のクリーニングが可能となる。
【００３７】
尚、上記各実施の形態ではエッチング処理を行う半導体製造装置について説明したがこれに限られることはなく、処理室内において異物が発生する半導体製造装置であれば同様に用いることができることは言うまでもない。例えば、ＣＶＤ装置、スパッタ装置、イオン注入装置、拡散装置などが適用可能である。
【００３８】
また、上記各実施の形態では半導体装置を特に限定しなかったが、実際に製品として使用する半導体装置、または、モニタとして使用する半導体装置の何れでも同様に行うことができる。
【００３９】
また、上記各実施の形態では処理室内の雰囲気中の異物数の測定を半導体装置の処理後に行う例を示したが、これに限られることはなく、半導体装置の処理中における処理室内の雰囲気中の異物数の測定を行うようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、半導体装置に処理を施すための処理室の内壁上の異物数を測定する第１の測定器、半導体装置の処理後における半導体装置上の異物数を測定する第３の測定器を備え、２つの測定器の両測定値が何れも各規定値を超えていれば処理室をクリーニングする処理信号を出力する判断部を備えるようにしたので、偶発的な検出による不必要な処理室のクリーニングが防止され、必要不可欠な処理室のクリーニングのみ行うことができ、効率よく半導体装置の製造を行うことのできる半導体製造装置を提供することが可能である。
【００４１】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１記載の半導体製造装置において、第３の測定器が処理室内に配設されるようにしたので、第３の測定器において一層正確な異物検出が可能となり、信頼性の高い処理室のクリーニングを行うことができ、より一層効率よく半導体装置の製造を行うことのできる半導体装置を提供することが可能である。
【００４２】
また、この発明の請求項３によれば、判断部の処理信号の出力回数が、所定時間内に規定値を超えると異常検出信号を出力する異常検出手段を備えるようにしたので、半導体製造装置および各測定器の異常による過度な処理室のクリーニングを防止することができる半導体装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による半導体製造装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２による半導体製造装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態３による半導体製造装置の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態４による半導体製造装置の構成を示す図である。
【図５】従来の半導体製造装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１５，３０，４５  処理室、２０，３５，５０  半導体装置、
２６ａ，２６ｂ，４１ａ，４１ｂ，５６ａ，５６ｂ  第１の測定器、
２７ａ，２７ｂ，５７ａ，５７ｂ  第２の測定器、２８，４３，５９  判断部、２９，４４，６０，６３  処理部、４２，５８  第３の測定部、
６１  異常検出手段、６２  アラーム。
【図１】
0003540487.tif 000002
【図２】
0003540487.tif 000003
【図３】
0003540487.tif 000004
【図４】
0003540487.tif 000005
【図５】
0003540487.tif 000006