(57)【要約】    【課題】  低速度のパーティクルの個数を正確に検出することができるパーティクル検出方法を提供する。    【解決手段】  複数の測定期間Ｔ１〜Ｔ８に亘って受光センサの前を通過するパーティクルＰの散乱光強度を測定した場合、各測定期間Ｔｉ（ｉ＝１，２，、、、，８）における最大散乱光強度の散乱光強度データＰ２〜Ｐ７について、最大散乱光強度データＰ２，Ｐ３の測定タイミングである時間情報ｔ２，ｔ３が各測定期間Ｔ２，Ｔ３における終期に該当し、最大散乱光強度データＰ５〜Ｐ７の時間情報ｔ５〜ｔ７が各測定期間Ｔ５〜Ｔ７における始期に該当する場合、各測定期間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ５〜Ｔ７においてパーティクルＰが受光センサの前を通過していないと判定する。【選択図】      図３
2006153745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気流によって運搬されるパーティクルを検出するパーティクル検出方法であって、
前記気流に照射された光が前記パーティクルによって散乱されて生じる散乱光の強度を所定のタイミング毎に受光手段によって測定する散乱光強度測定ステップと、
前記散乱光強度を測定する測定時間を所定時間毎の測定期間に区切り、各測定期間において前記測定された散乱光強度のうち最大の散乱光強度を測定した測定タイミングを選択する最大強度測定タイミング選択ステップと、
前記各測定期間において選択された測定タイミングに基づいて、前記受光手段の前を通過したパーティクルの個数を計数するパーティクル通過個数計数ステップとを有することを特徴とするパーティクル検出方法。
【請求項２】
前記パーティクル通過個数計数ステップは、前記各測定期間において、前記選択された測定タイミングが前記各測定期間における始期及び終期のいずれかに該当する場合には、前記パーティクルが前記受光手段の前を通過していないと判定することを特徴とする請求項１記載のパーティクル検出方法。
【請求項３】
前記散乱光強度測定ステップは、所定の閾値より小さい前記散乱光の強度を測定しないことを特徴とする請求項１又は２記載のパーティクル検出方法。
【請求項４】
前記最大強度測定タイミング選択ステップは、前記測定タイミングと共に、最大の散乱光強度も選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパーティクル検出方法。
【請求項５】
前記最大の散乱光強度に応じて前記パーティクルの粒径を算出するパーティクル粒径算出ステップをさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項に記載のパーティクル検出方法。
【請求項６】
前記散乱光強度測定ステップは、基板処理装置が有する処理室内における前記気流に照射された光の散乱光の強度を測定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか1項に記載のパーティクル検出方法。
【請求項７】
前記散乱光強度測定ステップは、基板処理装置が有する処理室に接続された排気流路内における前記気流に照射された光の散乱光の強度を測定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか1項に記載のパーティクル検出方法。
【請求項８】
気流によって運搬されるパーティクルを検出するパーティクル検出方法をコンピュータに実行させるパーティクル検出プログラムであって、
前記気流に照射された光が前記パーティクルによって散乱されて生じる散乱光の強度を所定のタイミング毎に受光手段によって測定する散乱光強度測定モジュールと、
前記散乱光強度を測定する測定時間を所定時間毎の測定期間に区切り、各測定期間において前記測定された散乱光強度のうち最大の散乱光強度を測定した測定タイミングを選択する最大強度測定タイミング選択モジュールと、
前記各測定期間において選択された測定タイミングに基づいて、前記受光手段の前を通過したパーティクルの個数を計数するパーティクル通過個数計数モジュールとを有することを特徴とするパーティクル検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関し、特に、気流によって運搬されるパーティクルの個数を検出するパーティクル検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、基板としての半導体ウエハ（以下「ウエハ」という。）に任意の処理を施す処理室を有する基板処理装置では、ウエハと該ウエハを載置する載置台との接触に起因するパーティクル、例えばアルミの金属片や、処理ガスの反応に起因する反応生成物、例えば、フルオロカーボン系のポリマー等が発生する。
【０００３】
これらのパーティクルは、ウエハに付着して該ウエハの表面に形成された半導体デバイスの品質を低下させるため、基板処理装置では、処理室内のパーティクルの粒径や個数を一定の値以下に保つべく、パーティクルの粒径や個数が検出され、該粒径や個数が一定の値より大きくなると、基板処理装置が停止されて、処理室内の清掃や構成部品の交換が行われている。
【０００４】
このようなパーティクルの検出方法として、従来より、処理室内のパーティクルやガスを排出する排気流路の途中に設けられたパーティクルモニタにおいて、散乱光を測定する方法が知られている。
【０００５】
この散乱光を測定する方法では、排気流路内を流れる気流にシート状（帯状）に形成された光ビーム（光束）を貫通させ、該気流内に含まれるパーティクルが光ビームを貫通する際に発生する散乱光の強度を排気流路に対向して配置されたセンサによって測定し、該測定された散乱光強度に応じてパーティクルの粒径を算出する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
ここで、パーティクルは時間の経過に応じてセンサの前を通過するため、該センサが測定する散乱光強度は、図７に示すパーティクルＰｆ，Ｐｓの散乱光強度に示すように、最初は時間の経過に応じて漸増し、やがて極値に到達するとその後は漸減する。パーティクルの粒径を正確に検出するためは、時間の経過に応じて散乱光強度を連続して測定するのが好ましいが、この場合、測定されるデータが膨大な量になって該データの処理に長時間を要する。また、複数の測定データに基づいてガウシャンカーブ等で散乱光強度の変化を近似してもよいが、カーブフィッティングにやはり時間を要する。
【０００７】
そこで、近年、測定時間を所定時間毎の測定期間に区切り、各測定期間（図７におけるＴ１，Ｔ２，、、Ｔ５）において所定のタイミング毎に（離散的に）散乱光強度を測定する検出方法が実行されている。この検出方法では、測定期間毎に該測定期間における最大散乱光強度を選択し、該選択された最大散乱光強度はメモリ等に記憶される。また、この検出方法では、所定期間毎に、選択された最大散乱光強度が所定の閾値を超えると１つのパーティクルが通過したと判別され、該最大散乱光強度に基づいて通過したパーティクルの粒径が算出される。この検出方法によれば、各測定期間において１つの最大散乱光強度が選択されて記憶されるのみなので、データ量を削減することができ、データ処理に要する時間を短縮することができる。
【０００８】
また、この検出方法によれば、例えば、図７におけるパーティクルＰｆのように、１つの所定期間（Ｔ１）内においてセンサの前を通過するパーティクルについては、最大散乱光強度ＰｆＩが１つ選択されるのみであり、センサの前を通過するパーティクルの個数を正確に計測することができる。
【特許文献１】特開２０００−１４６８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した検出方法では、図７におけるパーティクルＰｓのように、複数の所定期間（Ｔ２〜Ｔ５）に亘ってセンサの前を通過するパーティクル、すなわち低速度のパーティクルについては、各所定期間Ｔ２〜Ｔ５に対応して４つの最大散乱光強度ＰｓＩ１〜ＰｓＩ４が選択されるため、実際には１つのパーティクルＰｓがセンサの前を通過するのみであるにも拘わらず、センサの前を通過するパーティクルの個数が最大で４個と判別されるという問題、すなわち、低速度のパーティクルの個数を正確に検出することができないという問題があった。
【００１０】
パーティクルの個数が正確に検出できない場合、不必要な処理室内の清掃や構成部品の交換が行われることがあり、基板処理装置の稼働効率を低下させるという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、低速度のパーティクルの個数を正確に検出することができる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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１記載のパーティクル検出方法は、気流によって運搬されるパーティクルを検出するパーティクル検出方法であって、前記気流に照射された光が前記パーティクルによって散乱されて生じる散乱光の強度を所定のタイミング毎に受光手段によって測定する散乱光強度測定ステップと、前記散乱光強度を測定する測定時間を所定時間毎の測定期間に区切り、各測定期間において前記測定された散乱光強度のうち最大の散乱光強度を測定した測定タイミングを選択する最大強度測定タイミング選択ステップと、前記各測定期間において選択された測定タイミングに基づいて、前記受光手段の前を通過したパーティクルの個数を計数するパーティクル通過個数計数ステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載のパーティクル検出方法は、請求項１記載のパーティクル検出方法において、前記パーティクル通過個数計数ステップは、前記各測定期間において、前記選択された測定タイミングが前記各測定期間における始期及び終期のいずれかに該当する場合には、前記パーティクルが前記受光手段の前を通過していないと判定することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載のパーティクル検出方法は、請求項１又は２記載のパーティクル検出方法において、前記散乱光強度測定ステップは、所定の閾値より小さい前記散乱光の強度を測定しないことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載のパーティクル検出方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパーティクル検出方法において、前記最大強度測定タイミング選択ステップは、前記測定タイミングと共に、最大の散乱光強度も選択することを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載のパーティクル検出方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のパーティクル検出方法において、前記最大の散乱光強度に応じて前記パーティクルの粒径を算出するパーティクル粒径算出をさらに有することを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載のパーティクル検出方法は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のパーティクル検出方法において、前記散乱光強度測定ステップは、基板処理装置が有する処理室内における前記気流に照射された光の散乱光の強度を測定することを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載のパーティクル検出方法は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のパーティクル検出方法において、前記散乱光強度測定ステップは、基板処理装置が有する処理室に接続された排気流路内における前記気流に照射された光の散乱光の強度を測定することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項８記載のパーティクル検出プログラムは、気流によって運搬されるパーティクルを検出するパーティクル検出方法をコンピュータに実行させるパーティクル検出プログラムであって、前記気流に照射された光が前記パーティクルによって散乱されて生じる散乱光の強度を所定のタイミング毎に受光手段によって測定する散乱光強度測定モジュールと、前記散乱光強度を測定する測定時間を所定時間毎の測定期間に区切り、各測定期間において前記測定された散乱光強度のうち最大の散乱光強度を測定した測定タイミングを選択する最大強度測定タイミング選択モジュールと、前記各測定期間において選択された測定タイミングに基づいて、前記受光手段の前を通過したパーティクルの個数を計数するパーティクル通過個数計数モジュールとを有することを特徴とするパーティクル検出プログラム。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載のパーティクル検出方法及び請求項８記載のパーティクル検出プログラムによれば、各測定期間において測定された散乱光強度のうち最大の散乱光強度を測定した測定タイミングに基づいて、受光手段の前を通過したパーティクルの個数が計数されるので、各測定期間における散乱光強度にのみ基づいてパーティクルの個数が計数されない。したがって、複数の測定期間に亘ってセンサの前を通過する低速度のパーティクルの個数を正確に検出することができる。
【００２１】
請求項２記載のパーティクル検出方法によれば、各測定期間において、最大の散乱光強度を測定した測定タイミングが各測定期間における始期及び終期のいずれかに該当する場合に、パーティクルが受光手段の前を通過していないと判定されるので、複数の測定期間に亘ってセンサの前を通過するような低速度のパーティクルについても、受光手段の前を通過する個数を正確に検出することができる。
【００２２】
請求項３記載のパーティクル検出方法によれば、所定の閾値より小さい散乱光の強度を測定しないので、パーティクルによって発生した散乱光以外の光の強度を測定するのを避けることができ、もってパーティクルの個数をより正確に検出することができる。
【００２３】
請求項４記載のパーティクル検出方法によれば、最大の散乱光強度を測定した測定タイミングと共に、最大の散乱光強度も選択されるので、測定タイミングと最大の散乱光強度との関連づけを容易にすることができる。
【００２４】
請求項５記載のパーティクル検出方法によれば、最大の散乱光強度に応じてパーティクルの粒径が算出されるので、受光手段の前を通過するパーティクルの大きさを正確に算出することができる。
【００２５】
請求項６記載のパーティクル検出方法によれば、基板処理装置が有する処理室内における気流に照射された光の散乱光の強度が測定される。処理室内のパーティクルは半導体デバイスの品質を低下させる。したがって、半導体デバイスの品質低下の原因であるパーティクルの個数を直接検出することができ、半導体デバイスの品質低下の防止を確実に行うことができる。
【００２６】
請求項７記載のパーティクル検出方法によれば、基板処理装置が有する処理室に接続された排気流路内における気流に照射された光の散乱光の強度が測定される。基板処理装置では、処理室内の減圧に先立って排気流路によって処理室内のパーティクルがパージされる。したがって、パーティクルを容易に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
まず、本実施の形態に係るパーティクル検出方法が適用される基板処理装置について説明する。
【００２９】
図１は、本実施の形態に係るパーティクル検出方法が適用される基板処理装置の概略構成を示す断面図である。
【００３０】
図１において、半導体ウエハＷにエッチング処理を施すエッチング処理装置として構成される基板処理装置２は、金属製、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼製の円筒型チャンバ１０を有し、該チャンバ１０内に、例えば、直径が３００ｍｍの半導体ウエハＷを載置するステージとしての円柱状のサセプタ１１が配置されている。
【００３１】
チャンバ１０の側壁とサセプタ１１との間には、サセプタ１１上方の気体をチャンバ１０の外へ排出する流路として機能する排気路１２が形成される。この排気路１２の途中には環状のバッフル板１３が配置され、排気路１２のバッフル板１３より下流の空間は、直径が例えば、１５０ｍｍである排気管５０を介して可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（Automatic Pressure Control Valve）（以下「ＡＰＣ」という）１４に連通する。ＡＰＣ１４は、真空引き用の排気ポンプであるターボ分子ポンプ（以下「ＴＭＰ」という）１５に接続され、さらに、ＴＭＰ１５を介して排気ポンプであるドライポンプ（以下「ＤＰ」という）１６に接続されている。排気管５０、ＡＰＣ１４、ＴＭＰ１５及びＤＰ１６によって構成される排気流路を以下「本排気ライン」と称するが、この本排気ラインは、ＡＰＣ１４によってチャンバ１０内の圧力制御を行うだけでなくＴＭＰ１５及びＤＰ１６によってチャンバ１０内の気体やパーティクルを排出（パージ）し、さらに、チャンバ１０内をほぼ真空状態になるまで減圧する。この本排気ラインにおける排気路１２及びＡＰＣ１４の間の排気管５０には、後述するパーティクルモニタ４０が配置され、該パーティクルモニタ４０はパーティクルカウンタ４１に接続されている。
【００３２】
パーティクルモニタ４０は、排気管５０内を流れる排気流に光束を貫通させ、該気流内に含まれるパーティクルが光束を貫通する際に発生する散乱光の強度を測定し、該測定された散乱光強度等をパーティクルカウンタ４１に送信する。パーティクルカウンタ４１は、後述するパーティクル検出方法により、送信された散乱光強度等に基づいて、後述する受光センサ４４の前を通過するパーティクルＰの粒径や個数を計数する。
【００３３】
サセプタ１１には高周波電源１８が整合器１９を介して接続されており、高周波電源１８は、所定の高周波電力をサセプタ１１に印加する。これにより、サセプタ１１は下部電極として機能する。また、整合器１９は、サセプタ１１からの高周波電力の反射を低減して該高周波電力のサセプタ１１への入射効率を最大にする。
【００３４】
サセプタ１１の内部上方には、半導体ウエハＷを静電吸着力で吸着するための導電膜からなる円板状の電極板２０が配置されている。電極板２０には直流電源２２が電気的に接続されている。半導体ウエハＷは、直流電源２２から電極板２０に印加された直流電圧により発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によってサセプタ１１の上面に吸着保持される。また、サセプタ１１の上方にはシリコン（Ｓｉ）等から成る円環状のフォーカスリング２４が配置され、該フォーカスリング２４はサセプタ１１の上方に発生したプラズマを半導体ウエハＷに向けて収束させる。
【００３５】
サセプタ１１の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２５が設けられている。この冷媒室２５には、チラーユニット（図示せず）から配管２６を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給され、当該冷媒の温度によってサセプタ１１上の半導体ウエハＷの処理温度が制御される。
【００３６】
サセプタ１１の上面において半導体ウエハＷが吸着される部分（以下、「吸着面」という）には、複数の伝熱ガス供給孔２７及び伝熱ガス供給溝（図示せず）が配されている。これらの伝熱ガス供給孔２７等は、サセプタ１１内部に配置された伝熱ガス供給ライン２８を介して伝熱ガス供給部２９に接続され、該伝熱ガス供給部２９は伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスを、吸着面と半導体ウエハＷの裏面との間隙に供給する。この伝熱ガス供給部２９は吸着面と半導体ウエハＷの裏面との間隙を真空引き可能にも構成されている。
【００３７】
また、吸着面には、サセプタ１１の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン３０が配置されている。これらのプッシャーピン３０は、モータ（図示せず）の回転運動がボールねじ等によって直線運動に変換されることにより、吸着面に対して突出自在に移動する。半導体ウエハＷが吸着面に吸着保持されるときには、プッシャーピン３０はサセプタ１１に収容され、エッチング処理が施された半導体ウエハＷをチャンバ１０から搬出するときには、プッシャーピン３０はサセプタ１１の上面から突出して半導体ウエハＷをサセプタ１１から離間させて上方へ持ち上げる。
【００３８】
チャンバ１０の天井部には、シャワーヘッド３３が配置されている。シャワーヘッド３３は接地（アース）されているため、シャワーヘッド３３は接地電極として機能する。
【００３９】
シャワーヘッド３３は、多数のガス通気孔３４を有する下面の電極板３５と、該電極板３５を着脱可能に支持する電極支持体３６とを有する。また、該電極支持体３６の内部にバッファ室３７が設けられ、このバッファ室３７には処理ガス供給部（図示せず）からの処理ガス導入管３８が接続されている。この処理ガス導入管３８の途中にはＭＦＣ（Mass Flow Controller）３９が配置されている。このＭＦＣ３９は、バッファ室３７を介して、所定のガス、例えば、処理ガスやＮ２ガスをチャンバ１０へ供給すると共に、該ガスの流量を制御してチャンバ１０の圧力を上述したＡＰＣ１４と協働して所望の値に制御する。ここで、サセプタ１１及びシャワーヘッド３３の間の電極間距離Ｄは、例えば、３５±１ｍｍ以上に設定される。
【００４０】
チャンバ１０の側壁には、半導体ウエハＷの搬入出口３１を開閉するゲートバルブ５が取り付けられている。この基板処理装置２のチャンバ１０内では、上述したように、サセプタ１１に高周波電力が印加され、該印加された高周波電力によってサセプタ１１及びシャワーヘッド３３の間の空間Ｓにおいて処理ガスから高密度のプラズマが発生し、イオンやラジカルが生成される。
【００４１】
この基板処理装置２では、エッチング処理の際、先ずゲートバルブ５を開弁し、加工対象の半導体ウエハＷをチャンバ１０内に搬入してサセプタ１１の上に載置する。そして、本排気ラインによってチャンバ１０内のパーティクルをパージした後、シャワーヘッド３３より処理ガス（例えば、所定の流量比率のＣ4Ｆ8ガス、Ｏ2ガス及びＡｒガスから成る混合ガス）を所定の流量および流量比でチャンバ１０内に導入し、ＡＰＣ１４等によりチャンバ１０内の圧力を所定値にする。さらに、高周波電源１８から高周波電力をサセプタ１１に印加し、直流電源２２より直流電圧を電極板２０に印加して、半導体ウエハＷをサセプタ１１上に吸着する。そして、シャワーヘッド３３より吐出された処理ガスは上述したようにプラズマ化する。このプラズマにより生成されるラジカルやイオンは、フォーカスリング２４によって半導体ウエハＷの表面に収束され、半導体ウエハＷの表面を物理的又は化学的にエッチングする。
【００４２】
図２は、図１におけるパーティクルモニタの概略構成を示す図である。
【００４３】
図２において、パーティクルモニタ４０は、一次元状に配列された１０本のレーザ光束Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ１０を出射するレーザ光源４２と、該レーザ光源４２から出射されたインライン状に並ぶ１０本の光束Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ１０を、全体として１つの帯状（帯の幅方向ｄ）の光束Ｌ０にまとめ、該光束Ｌ０を、その幅方向ｄが排気管５０内を流れる排気流Ａと略直交して貫通するように、該排気流Ａに照射する投射光学系４３と、光の強度を検出する受光センサ４４と、排気流Ａ内に含まれるパーティクルＰが光束Ｌ０を貫通する際に、光束Ｌ０の照射方向に対して所定の角度（１８０°の整数倍以外の角度）方向に散乱した散乱光Ｋを受光センサ４４に導光する検出光学系４５とを備える。
【００４４】
投射光学系４３は、帯状の光束Ｌ０の光強度が、光束Ｌ０が排気流Ａと交差する領域である排気流通過領域Ｒにおいて、帯の幅方向ｄに関して略均一分布となるように、レーザ光源４２から出射された各光束Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ１０の一部同士を互いに重ね合わせるように構成されている。具体的には、１０本の光束Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ１０の各々を、投射光学系４３の一部を構成する単一のレンズにおける互いに異なる領域を通過させ、各光束を開き角の小さい光束に変換し、さらに、レーザ光源４２及び排気流通過領域Ｒの間の距離や、該単一レンズ及び排気流通過領域Ｒの間の距離を調整することによって、各光束Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ１０の一部同士を互いに重ね合わせるように、投射光学系４３が構成されている。
【００４５】
また、検出光学系４５は、排気流通過領域Ｒから発生した散乱光Ｋを受光センサ４４の受光面に収束させるように構成され、受光センサ４４は、予め設定された排気流Ａ内のパーティクルＰを測定する測定時間が所定時間毎に区切られた各測定期間において、所定のタイミング毎に散乱光Ｋの散乱光強度を測定し、該測定された散乱光強度及び該散乱光強度の測定タイミング（以下「時間情報」という。）を散乱光強度データとしてパーティクルカウンタ４１に送信する。
【００４６】
図１に戻り、パーティクルカウンタ４１は、受光センサ４４から送信された各測定期間分の散乱光強度データから最大散乱光強度の散乱光強度データ（以下「最大散乱光強度データ」という。なお、最大散乱光強度データも散乱光強度データと同様に、散乱光強度及び時間情報からなることは言うまでもない。）を選択する最大散乱光強度選択部４６と、最大散乱光強度データを格納するメモリ４７と、該メモリ４７に格納された最大散乱光強度データの散乱光強度に基づいてパーティクルＰの粒径を算出し、その個数を計数するパーティクル検出部４８と、該パーティクル検出部４８によって算出されたパーティクルＰの粒径や個数を表示する表示部４９とを備える。
【００４７】
なお、最大散乱光強度データとして、最大散乱光強度に対応する時間情報と共に、最大散乱光強度を選択するのは、最大散乱光強度に対応する時間情報と最大散乱光強度との関連づけを容易にするためである。
【００４８】
最大散乱光強度選択部４６は、ＣＰＵやＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の演算回路であり、受光センサ４４から送信される各所定期間における散乱光強度データを一時的に格納する内部メモリ（図示しない）を有し、該内部メモリが１つの所定期間分の散乱光強度データを格納すると、該格納された散乱光強度データから最大散乱光強度データを選択する。すなわち、最大散乱光強度選択部４６は所定期間毎に１つの最大散乱光強度データを選択する。
【００４９】
メモリ４７は、データを書込消去可能な記憶媒体、例えば、ＲＡＭやＨＤＤであり、最大散乱光強度選択部４６によって選択された各所定期間の最大散乱光強度データを格納する。ここで、最大散乱光強度選択部４６は所定期間毎に１つの最大散乱光強度データを選択するだけなので、メモリ４７は測定時間を所定時間で除した商に相当する数の最大散乱光強度データを格納する。
【００５０】
パーティクル検出部４８も、ＣＰＵやＦＰＧＡ等の演算回路であり、後述する本実施の形態に係るパーティクル検出方法を実行するプログラムや回路構成に応じて、メモリ４７に格納された各所定期間の最大散乱光強度データの散乱光強度に基づいてパーティクルＰの粒径を算出し、個数を計数する。
【００５１】
なお、上述したパーティクルカウンタ４１では、最大散乱光強度選択部４６及びパーティクル検出部４８がそれぞれ独立した演算回路によって構成されたが、最大散乱光強度選択部４６及びパーティクル検出部４８が１つの演算回路によって構成されてもよい。
【００５２】
次に、本実施の形態に係るパーティクル検出方法について説明する。
【００５３】
従来の検出方法では、最大散乱光強度のみに基づいてパーティクルの個数が検出されたが、本実施の形態に係るパーティクル検出方法では、最大散乱光強度だけでなく時間情報に基づいてパーティクルの個数が検出される。すなわち、各所定期間の最大散乱光強度データの時間情報に基づいて、受光センサ４４の前を通過するパーティクルＰの個数が計数される。
【００５４】
具体的には、各測定期間において、最大散乱光強度データの時間情報が各測定期間における始期及び終期のいずれかに該当する場合には、パーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定する。より具体的には、図３に示すように、複数の測定期間Ｔ１〜Ｔ８に亘って受光センサ４４の前を通過するパーティクルＰの散乱光強度を測定した場合、各測定期間Ｔｉ（ｉ＝１，２，、、、，８）における最大散乱光強度データＰｉ（ここで、各Ｐｉは散乱光強度Ｉｉ及び時間情報ｔｉからなる。）のうち、その散乱光強度Ｉｉが所定の閾値（図中のThreshold）を超える最大散乱光強度データＰ２〜Ｐ７について、最大散乱光強度データＰ２，Ｐ３の時間情報ｔ２，ｔ３が各測定期間Ｔ２，Ｔ３における終期に該当するため、各測定期間Ｔ２，Ｔ３においてパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定し、且つ最大散乱光強度データＰ５〜Ｐ７の時間情報ｔ５〜ｔ７が各測定期間Ｔ５〜Ｔ７における始期に該当するため、各測定期間Ｔ５〜Ｔ７においてパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定する、すなわち、時間情報が測定期間の始期及び終期のいずれにも該当しない最大散乱光強度データＰ４に対応する測定期間Ｔ４において１つのパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過したと判定する。
【００５５】
なお、本実施の形態では、受光センサ４４は排気管５０の中心部を指向するように配置されているため、受光センサ４４が検出する最大散乱光強度は排気管５０の中心部を流れるパーティクルＰに起因するものである。したがって、本実施の形態において、パーティクルＰが受光センサ４４の前を通過したと判定する場合とは、パーティクルＰが排気管５０の中心部を通過した場合であり、パーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定する場合とは、パーティクルＰが排気管５０の中心部を通過していない場合であって、排気管５０の中心部以外を通過する場合も含む。
【００５６】
ここで、本実施の形態では、例えば、各測定期間において散乱光強度が９６回測定され、各測定タイミングが０から開始される各カウント数に対応するとしたとき、時間情報ｔ２，ｔ３がカウント数９５に該当し且つ時間情報ｔ５〜ｔ７がカウント数０に該当するため、各測定期間Ｔ２，Ｔ３，Ｔ５〜Ｔ７においてパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定する、すなわち、時間情報ｔ４がカウント数０又は９５に該当しない最大散乱光強度データＰ４に対応する測定期間Ｔ４において１つのパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過したと判定する。
【００５７】
これにより、複数の測定期間に亘って受光センサ４４の前を通過するパーティクルＰの個数を正確に計数することができる。
【００５８】
なお、上述した本実施の形態では、時間情報がカウント数０又は９５に該当する場合に、パーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定したが、該判定に用いるカウント数は０又は９５に限られない。例えば、受光センサ４４が受光する光のノイズの影響等を考慮して判定に用いるカウント数に所定の幅を設定してもよい。具体的には、時間情報がカウント数０〜１０又は８５〜９５のいずれかに該当する場合には、パーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定してもよい。
【００５９】
図４は、本実施の形態に係るパーティクル検出方法のフローチャートである。
【００６０】
図４において、まず、本排気ラインがチャンバ１０内のパーティクル等をパージし、受光センサ４４は、各測定期間において所定のタイミング毎に散乱光強度を測定し（ステップＳ４１）、該測定された散乱光強度及び該散乱光強度の時間情報を散乱光強度データとしてパーティクルカウンタ４１に送信する。このとき、受光センサ４４は、所定の閾値より小さい散乱光強度を測定しない。これにより、パーティクルＰによって発生した散乱光以外の光、例えば、迷光やチャンバ１０内におけるプラズマの揺らぎに起因する光の強度を測定するのを避けることができる。
【００６１】
次いで、最大散乱光強度選択部４６は、内部メモリが１つの所定期間分の散乱光強度データを格納すると、該格納された散乱光強度データから最大散乱光強度データＰｉを選択し（ステップ４２）、メモリ４７が最大散乱光強度データＰｉを格納する。
【００６２】
続くステップ４３において、予め設定された測定時間を経過したか否かを判別し、測定時間を経過していない場合は、ステップＳ４１に戻り、測定時間を経過した場合は、ステップＳ４４に進む。
【００６３】
次いで、パーティクル検出部４８は、各測定期間における最大散乱光強度データＰｉの時間情報ｔｉが、カウント数０又は９５に該当するときには、最大散乱光強度データＰｉに対応する測定期間においてパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定し、カウント数０又は９５に該当しないときには、最大散乱光強度データＰｉに対応する測定期間において１つのパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過したと判定することにより、受光センサ４４の前を通過するパーティクルＰの個数を計数し（ステップＳ４４）、受光センサ４４の前を通過したと判定されたパーティクルＰの時間情報ｔｉに対応する散乱光強度Ｉｉに基づいて、該パーティクルＰの粒径を算出する（ステップＳ４５）。具体的には、予め準備されたパーティクル粒径−発光強度の相関関係を示すテーブルから、散乱光強度Ｉｉに対応するパーティクル粒径を読み出す。これにより、受光センサ４４の前を通過するパーティクルＰの大きさを正確に算出することができる。
【００６４】
次いで、パーティクル検出部４８は計数されたパーティクルＰの個数及び算出されたパーティクルＰの粒径を表示部４９に送信し、該表示部４９は送信されたパーティクルＰの個数及び粒径を表示し（ステップＳ４６）、本処理を終了する。
【００６５】
上述した本実施の形態に係るパーティクル検出方法によれば、各測定期間の最大散乱光強度データの時間情報に基づいて、受光センサ４４の前を通過したパーティクルＰの個数が計数されるので、各測定期間の最大散乱光強度のみに基づいてパーティクルＰの個数が計数されない。具体的には、各測定期間において、最大散乱光強度データの時間情報が各測定期間における始期及び終期のいずれかに該当する場合には、パーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定されるので、複数の測定期間に亘ってセンサの前を通過する低速度のパーティクルＰについても、受光センサ４４の前を通過する個数を正確に計数することができる。
【００６６】
上述した実施の形態では、測定時間内に１つのパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過して散乱光が重畳しない場合について説明したが、本実施の形態に係るパーティクル検出方法は、測定時間内に複数のパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過する場合、すなわち、散乱光が重畳する場合にも適用することができる。
【００６７】
図５は、２つのパーティクルＰに起因する散乱光が重畳する場合における散乱光強度の時間変化を示すグラフであり、比較的高速度のパーティクルＰが所定期間Ｔ３において受光センサ４４の前を通過し、比較的低速度のパーティクルＰが所定期間Ｔ５において受光センサ４４の前を通過する場合を示す。
【００６８】
図５において、本実施の形態に係るパーティクル検出方法が適用されると、各測定期間Ｔｉ（ｉ＝１，２，、、、，８）における最大散乱光強度データのうち、その散乱光強度Ｉｉが所定の閾値を超える最大散乱光強度データＰ１〜Ｐ７について、最大散乱光強度データＰ１，Ｐ２の時間情報ｔ１，ｔ２が各測定期間Ｔ１，Ｔ２における終期に該当するため、各測定期間Ｔ１，Ｔ２においてパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定し、且つ最大散乱光強度データＰ４，Ｐ６，Ｐ７の時間情報ｔ４，ｔ６，ｔ７が各測定期間Ｔ４，Ｔ６，Ｔ７における始期に該当するため、各測定期間Ｔ４，Ｔ６，Ｔ７においてパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過していないと判定する、すなわち、時間情報Ｔｉが測定期間の始期及び終期のいずれにも該当しない最大散乱光強度データＰ３，Ｐ５に対応する測定期間Ｔ３，Ｔ５のそれぞれにおいて１つのパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過したと判定し、その結果、測定時間内において２つのパーティクルＰが通過したと判定する。
【００６９】
以上のように、本実施の形態に係るパーティクル検出方法によれば、測定時間内に複数のパーティクルＰが受光センサ４４の前を通過する場合においても、受光センサ４４の前を通過するパーティクルＰの個数を正確に検出することができる
上述した本実施の形態では、上述したように本排気ラインの排気管５０における排気流Ａに照射された光束Ｌ０の散乱光強度を測定する。基板処理装置２では、チャンバ１０内の減圧に先立って本排気ラインによってチャンバ１０内のパーティクルＰ等がパージされる。したがって、パーティクルＰを容易に検出することができる。
【００７０】
なお、散乱光強度の測定個所は本排気ラインに限られず、パーティクルＰが気流によって運搬される箇所であれば、いずれの箇所であってもよく、例えば、基板処理装置２が上述した排気路１２のバッフル板１３より下流の空間とＤＰ１６とを連通させる他の排気管と、他の排気管の途中に配置されたバルブとからなる粗引きラインを備え、他の排気管に配置されたパーティクルモニタにより、他の排気管内を流れる排気流において発生する散乱光の強度を測定してもよい。この場合、チャンバ１０内の減圧に先立って粗引きラインによってチャンバ１０内のパーティクルＰ等がパージされる。したがって、パーティクルＰを容易に検出することができる。
【００７１】
また、チャンバ１０内に、チャンバ１０の側壁に設けられた窓を介して光束Ｌ０を照射し、該光束Ｌ０の散乱光強度を測定してもよい。ここで、チャンバ１０内のパーティクルＰは半導体デバイスの品質を低下させる。したがって、半導体デバイスの品質低下の直接的な原因であるパーティクルＰの個数を検出することができ、半導体デバイスの品質低下の防止を確実に行うことができる。
【００７２】
上述した本実施の形態に係るパーティクル検出方法が適用される基板処理装置は、エッチング処理装置であったが、該パーティクル検出方法が適用される基板処理装置はこれに限られず、例えば、塗布現像装置、基板洗浄装置、熱処理装置、蝕刻装置、成膜装置等であってもよい。
【００７３】
また、上述した基板処理装置が、検出されたパーティクルＰの粒径及び個数に応じて該基板処理装置の作動を制御する、例えば、所定の大きさを超える粒径のパーティクルＰの個数が、所定の個数より多くなった場合に基板処理装置の作動を停止する作動制御装置を備えていてもよい。これにより、半導体デバイスの品質低下を未然に防ぐことができる。
【００７４】
上述した本実施の形態に係るパーティクル検出方法は基板処理装置に適用されたが、該パーティクル検出方法が適用される装置はこれに限られず、例えば、基板処理装置に接続され且つ減圧又は真空雰囲気中において半導体ウエハＷを基板処理装置に搬出入する搬送室のパーティクルの検出に適用してもよい。この場合、散乱光強度は搬送室や該搬送室に接続された排気管において測定されるのがよい。
【００７５】
また、本実施の形態に係るパーティクル検出方法が適用される基板処理装置や搬送室を有する基板処理システムは、図６に示すように、半導体ウエハＷを搬送するフロッグレッグタイプの移載アームを有する搬送室の周りに複数の基板処理装置が略放射状に配置されたクラスタタイプの基板処理システム（図６（Ａ））、基板処理装置及びスカラタイプの移載アームを内蔵する搬送室によって構成されるプロセスシップを２つ備え、各プロセスシップが互いに平行に配置されるパラレルタイプの基板処理システム（図６（Ｂ））、２つのスカラタイプの搬送アームからなるダブルアームタイプの移載アームを有する搬送室と、搬送室を囲むように配置された複数の基板処理装置とを有する基板処理システム（図６（Ｃ））等が該当する。
【００７６】
さらに、上述した実施の形態では、処理される基板が半導体ウエハであったが、処理される基板はこれに限られず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat Panel Display）等のガラス基板であってもよい。
【００７７】
本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、パーティクルカウンタ４１や外部のサーバ、例えば、ＡＰＣ（Advance Process Control）サーバに供給し、パーティクルカウンタ４１のパーティクル検出部４８又はＡＰＣサーバのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【００７８】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７９】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等を用いることができる。この他、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。この場合、上記プログラムコードは、はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続された不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。
【００８０】
また、ＣＰＵが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８１】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、パーティクルカウンタ４１又はＡＰＣサーバに挿入された機能拡張ボードやパーティクルカウンタ４１又はＡＰＣサーバに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８２】
上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態に係るパーティクル検出方法が適用される基板処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１におけるパーティクルモニタの概略構成を示す図である。
【図３】複数の測定期間に亘って受光センサの前を通過するパーティクルの散乱光強度の時間変化を示すグラフである。
【図４】本実施の形態に係るパーティクル検出方法のフローチャートである。
【図５】２つのパーティクルに起因する散乱光が重畳する場合における散乱光強度の時間変化を示すグラフである。
【図６】本実施の形態に係るパーティクル検出方法が適用される基板処理装置や搬送室を有する基板処理システムの概略構成を示す平面図であり、図６（Ａ）はクラスタタイプの基板処理システムを示す図であり、図６（Ｂ）はパラレルタイプの基板処理システムを示す図であり、図６（Ｃ）はダブルアームタイプの移載アームを有する基板処理システムを示す図である。
【図７】従来の検出方法が適用される散乱光強度の時間変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８４】
Ａ  排気流
Ｋ  散乱光
Ｌ０〜Ｌ１０  光束
Ｐ  パーティクル
Ｒ  排気流通過領域
Ｗ  半導体ウエハ
２  基板処理装置
５  ゲートバルブ
１０  チャンバ
１１  サセプタ
１２  排気路
１３  バッフル板
１４  ＡＰＣ
１５  ＴＭＰ
１６  ＤＰ
１８  高周波電源
１９  整合器
２０，３５  電極板
２２  直流電源
２４  フォーカスリング
２５，８１  冷媒室
２６  配管
２７  伝熱ガス供給孔
２８  伝熱ガス供給ライン
２９  伝熱ガス供給部
３０  プッシャーピン
３１  搬入出口
３３  シャワーヘッド
３４  ガス通気孔
３６  電極支持体
３７  バッファ室
３８  処理ガス導入管
３９  ＭＦＣ
４０  パーティクルモニタ
４１  パーティクルカウンタ
４２  レーザ光源
４３  投射光学系
４４  受光センサ
４５  検出光学系
４６  最大散乱光強度選択部
４７  メモリ
４８  パーティクル検出部
４９  表示部
【図１】
2006153745.tif 000003
【図２】
2006153745.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006153745.tif 000006
【図５】
2006153745.tif 000007
【図６】
2006153745.tif 000008
【図７】
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