(57)【要約】【課題】排気管内を流れるパーティクルの数や大きさを正確に検出することができるパーティクルモニタシステムを提供する。【解決手段】チャンバ１１及びＤＰ１７を連通するバイパスライン１６には、レーザ光を照射するレーザ光発振装置２１と、バイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部に焦点ＦＰを有する光電子倍増管２２と、円板状部材からなるパーティクル収束部材２３とから構成されるパーティクルモニタシステムが配され、パーティクル収束部材２３は焦点ＦＰに対向する貫通穴２４を有し、バイパスライン１６とパーティクル収束部材２３の周縁部との間には間隙２５が形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを有する基板処理装置におけるパーティクルを検出するパーティクルモニタシステムであって、
前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、
前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、
前記焦点に向けて前記パーティクルを収束するパーティクル収束装置とを備え、
前記パーティクル収束装置は、前記ガスを前記排気管の上流から下流に向けて通過させるガス通過部を有することを特徴とするパーティクルモニタシステム。
【請求項２】
前記ガス通過部は前記焦点以外に向けて前記ガスを導流することを特徴とする請求項１記載のパーティクルモニタシステム。
【請求項３】
前記パーティクルの検出時、前記排気管内の圧力は、１００Ｐａ（７５０ｍＴｏｒｒ）〜１０ｋＰａ（７５Ｔｏｒｒ）に設定されることを特徴とする請求項１又は２記載のパーティクルモニタシステム。
【請求項４】
前記パーティクル収束装置は前記排気管を閉塞するように配された少なくとも１つの板状部材からなり、前記板状部材は前記焦点に対向する穴を有し、前記ガス通過部は前記板状部材の前記穴が形成された場所以外の場所に形成され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モニタシステム。
【請求項５】
前記パーティクル収束装置は複数の前記板状部材からなり、各前記穴の径は、該穴を有する前記板状部材が前記焦点に近いほど小さいことを特徴とする請求項４記載のパーティクルモニタシステム。
【請求項６】
前記パーティクル収束装置は少なくとも１つの漏斗状部材からなり、該漏斗状部材は底部に前記焦点に対向する開口部を有し、前記ガス通過部は前記漏斗状部材の前記開口部が形成された場所以外の場所に形成され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モニタシステム。
【請求項７】
前記パーティクル収束装置は複数の前記漏斗状部材からなり、各前記開口部の大きさは、該開口部を有する前記漏斗状部材が前記焦点に近いほど小さいことを特徴とする請求項６記載のパーティクルモニタシステム。
【請求項８】
前記パーティクル収束装置は複数の筒状部材からなり、各前記筒状部材は前記排気管の下流を指向する先細り形状を呈し且つ先端において前記焦点に対向する開口部を有し、各前記開口部は前記ガス通過部を兼ね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モニタシステム。
【請求項９】
基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを有する基板処理装置におけるパーティクルを検出するパーティクルモニタシステムであって、
前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、
前記排気管の中心軸及び前記レーザ光の交差部に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、
前記排気管の中心軸周りに回転する前記ガスの渦流を発生させる渦流発生装置とを備えることを特徴とするパーティクルモニタシステム。
【請求項１０】
前記パーティクルの検出時、前記排気管内の圧力は、１０００Ｐａ（７．５Ｔｏｒｒ）〜１００ｋＰａ（７５０Ｔｏｒｒ）に設定されることを特徴とする請求項９記載のパーティクルモニタシステム。
【請求項１１】
基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを有する基板処理装置におけるパーティクルを検出するパーティクルモニタシステムであって、
前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、
前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、
前記焦点の周辺雰囲気を冷却する冷却装置と、
前記焦点周辺以外の雰囲気を加熱する加熱装置とを備えることを特徴とするパーティクルモニタシステム。
【請求項１２】
基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを有する基板処理装置におけるパーティクルを検出するパーティクルモニタシステムであって、
前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、
前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、
前記焦点の上流に配され且つ前記パーティクルを帯電させる帯電装置と、
前記焦点の周辺に配された電極とを備えることを特徴とするパーティクルモニタシステム。
【請求項１３】
基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを備える基板処理装置であって、
前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、
前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、
前記焦点に向けて前記パーティクルを収束するパーティクル収束装置とを備え、
前記パーティクル収束装置は、前記ガスを前記排気管の上流から下流に向けて通過させるガス通過部を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを備える基板処理装置であって、
前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、
前記排気管の中心軸及び前記レーザ光の交差部に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、
前記排気管の中心軸周りに回転する前記ガスの渦流を発生させる渦流発生装置とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを備える基板処理装置であって、
前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、
前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、
前記焦点の周辺雰囲気を冷却する冷却装置と、
前記焦点周辺以外の雰囲気を加熱する加熱装置とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１６】
基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを備える基板処理装置であって、
前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、
前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、
前記焦点の上流に配され且つ前記パーティクルを帯電させる帯電装置と、
前記焦点の周辺に配された電極とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクルモニタシステム及び基板処理装置に関し、特に、基板処理装置の排気管内を流れるパーティクルの数を検出するパーティクルモニタシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板としてのウエハを収容するチャンバと、該チャンバ内のパーティクルやガスを排出する排気管とを有する基板処理装置が知られている。この基板処理装置では、チャンバ内にプラズマを発生させて、該プラズマによってウエハに所望のプラズマ処理を施すが、プラズマ処理を繰り返すうちに、チャンバ内には反応生成物やデポジットを起源とするパーティクルが発生する。チャンバ内のパーティクル数が増加するとウエハに付着するパーティクルが増加してウエハから製造される半導体デバイスの歩留まりが低下する。したがって、チャンバ内のパーティクル数を定期的に検出し、パーティクル数が所定の閾値を超えたときにチャンバ内をクリーニングする必要がある。
【０００３】
チャンバ内のパーティクル数の検出方法として、チャンバの横にサブチャンバを設け、該サブチャンバ内のパーティクル数を検出し（例えば、特許文献１参照。）、若しくは排気管内を流れるパーティクルの数を検出し、検出結果からチャンバ内のパーティクル数を推定する方法が知られている。
【０００４】
サブチャンバ内や排気管内のパーティクル数の検出には、通常、ＩＳＰＭ（In Situ Particle Monitor）が用いられる。ＩＳＰＭは、排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ発振器と、パーティクルがレーザ光を通過する際に発生する散乱光を観測する光電子倍増管（PMT）と、観測された散乱光の強度等からパーティクル数を検出するＰＣとを有する。
【０００５】
ＩＳＰＭでは、排気管内に向けて照射されるレーザ光は細いため、排気管内を流れるパーティクルの一部しかレーザ光を通過しない。その結果、パーティクル数を正確に検出できない。そこで、排気管内を流れるパーティクルの大部分がレーザ光を通過するように、レーザ光を帯状に広げて排気管の断面全域を照射する方法や、排気管内をレーザ光でスキャンする方法が開発されている。
【特許文献１】特開平９−２０３７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、レーザ光を帯状に広げる方法では、散乱光の強度が低下するため、微少なパーティクルを検出できない。また、排気管内をレーザ光でスキャンする方法では、高速で流れるパーティクルがレーザ光と交差すること無くスキャンされる領域を通過するため、高速で流れるパーティクルを検出できず、さらに、スキャンの際に迷光やノイズが発生するため、パーティクルがレーザ光を通過していないのに、恰もパーティクルがレーザ光を通過したと判定することがある。すなわち、依然として排気管内を流れるパーティクルの数や大きさを正確に検出することは困難である。
【０００７】
本発明の目的は、排気管内を流れるパーティクルの数や大きさを正確に検出することができるパーティクルモニタシステム及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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モニタシステムは、基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを有する基板処理装置におけるパーティクルを検出するパーティクルモニタシステムであって、前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、前記焦点に向けて前記パーティクルを収束するパーティクル収束装置とを備え、前記パーティクル収束装置は、前記ガスを前記排気管の上流から下流に向けて通過させるガス通過部を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載のパーティクルモニタシステムは、請求項１記載のパーティクルモニタシステムにおいて、前記ガス通過部は前記焦点以外に向けて前記ガスを導流することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載のパーティクルモニタシステムは、請求項１又は２記載のパーティクルモニタシステムにおいて、前記パーティクルの検出時、前記排気管内の圧力は、１００Ｐａ〜１０ｋＰａに設定されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載のパーティクルモニタシステムは、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパーティクルモニタシステムにおいて、前記パーティクル収束装置は前記排気管を閉塞するように配された少なくとも１つの板状部材からなり、前記板状部材は前記焦点に対向する穴を有し、前記ガス通過部は前記板状部材の前記穴が形成された場所以外の場所に形成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載のパーティクルモニタシステムは、請求項４記載のパーティクルモニタシステムにおいて、前記パーティクル収束装置は複数の前記板状部材からなり、各前記穴の径は、該穴を有する前記板状部材が前記焦点に近いほど小さいことを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載のパーティクルモニタシステムは、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパーティクルモニタシステムにおいて、前記パーティクル収束装置は少なくとも１つの漏斗状部材からなり、該漏斗状部材は底部に前記焦点に対向する開口部を有し、前記ガス通過部は前記漏斗状部材の前記開口部が形成された場所以外の場所に形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載のパーティクルモニタシステムは、請求項６記載のパーティクルモニタシステムにおいて、前記パーティクル収束装置は複数の前記漏斗状部材からなり、各前記開口部の大きさは、該開口部を有する前記漏斗状部材が前記焦点に近いほど小さいことを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載のパーティクルモニタシステムは、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のパーティクルモニタシステムにおいて、前記パーティクル収束装置は複数の筒状部材からなり、各前記筒状部材は前記排気管の下流を指向する先細り形状を呈し且つ先端において前記焦点に対向する開口部を有し、各前記開口部は前記ガス通過部を兼ねることを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項９記載のパーティクルモニタシステムは、基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを有する基板処理装置におけるパーティクルを検出するパーティクルモニタシステムであって、前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、前記排気管の中心軸及び前記レーザ光の交差部に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、前記排気管の中心軸周りに回転する前記ガスの渦流を発生させる渦流発生装置とを備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載のパーティクルモニタシステムは、請求項９記載のパーティクルモニタシステムにおいて、前記パーティクルの検出時、前記排気管内の圧力は、１０００Ｐａ〜１００ｋＰａに設定されることを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１１記載のパーティクルモニタシステムは、基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを有する基板処理装置におけるパーティクルを検出するパーティクルモニタシステムであって、前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、前記焦点の周辺雰囲気を冷却する冷却装置と、前記焦点周辺以外の雰囲気を加熱する加熱装置とを備え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１２記載のパーティクルモニタシステムは、基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを有する基板処理装置におけるパーティクルを検出するパーティクルモニタシステムであって、前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、前記焦点の上流に配され且つ前記パーティクルを帯電させる帯電装置と、前記焦点の周辺に配された電極とを備えることを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項１３記載の基板処理装置は、基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを備える基板処理装置であって、前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、前記焦点に向けて前記パーティクルを収束するパーティクル収束装置とを備え、前記パーティクル収束装置は、前記ガスを前記排気管の上流から下流に向けて通過させるガス通過部を有することを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するために、請求項１４記載の基板処理装置は、基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを備える基板処理装置であって、前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、前記排気管の中心軸及び前記レーザ光の交差部に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、前記排気管の中心軸周りに回転する前記ガスの渦流を発生させる渦流発生装置とを備えることを特徴とする。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項１５記載の基板処理装置は、基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを備える基板処理装置であって、前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、前記焦点の周辺雰囲気を冷却する冷却装置と、前記焦点周辺以外の雰囲気を加熱する加熱装置とを備えることを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項１６記載の基板処理装置は、基板を収容して処理を施す収容室と、該収容室内のガスを排出して減圧する排気装置と、前記収容室及び前記排気装置を連通する排気管とを備える基板処理装置であって、前記排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置と、前記レーザ光上に焦点を有し且つ前記排気管内を流れる前記パーティクルによる前記レーザ光の散乱光又は減衰光を受光する受光装置と、前記焦点の上流に配され且つ前記パーティクルを帯電させる帯電装置と、前記焦点の周辺に配された電極とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１記載のパーティクルモニタシステム及び請求項１３記載の基板処理装置によれば、排気管内において、レーザ光上の焦点に向けてパーティクルが収束されると共に、ガスはパーティクル収束装置のガス通過部を通過する。したがって、レーザ光を帯状に広げることなく且つ排気管内をレーザ光でスキャンすることなく、排気管内を流れるパーティクルの大部分にレーザ光を通過させることができ、排気管内を流れるパーティクルの数や大きさを正確に検出することができると共に、ガス流れのコンダクタンス低下を防止して収容室内からのガスの排出効率の低下を防止することができる。
【００２５】
請求項２記載のパーティクルモニタシステムによれば、ガスが受光装置の焦点以外に向けて導流されるので、焦点においてガスの流れがパーティクルの流れを乱すことがなく、もって、排気管内を流れるパーティクルの数や大きさをより正確に検出することができる。
【００２６】
請求項３記載のパーティクルモニタシステムによれば、パーティクルの検出時、排気管内の圧力は、１００Ｐａ〜１０ｋＰａに設定される。圧力が１００Ｐａ〜１０ｋＰａの場合、パーティクルに作用する慣性力は比較的大きいので、パーティクルの流れがガスの流れによって乱されることがない。したがって、レーザ光上の焦点に向けて効率良くパーティクルを収束することができる。
【００２７】
請求項４記載のパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置を構成する板状部材は焦点に対向する穴を有し、ガス通過部は板状部材の穴が形成された場所以外の場所に形成されるので、パーティクルに上記穴を通過させることにより、パーティクルをレーザ光上の焦点に向けて効率良く収束することができると共に、焦点においてパーティクルの流れを乱すガスの流れの発生を確実に防止することができる。
【００２８】
請求項５記載のパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置を構成する各板状部材の穴の径は、該穴を有する板状部材が焦点に近いほど小さいので、パーティクルに上記穴を通過させることにより、パーティクルの流れを焦点に向けて整えることができる。これにより、パーティクルをレーザ光上の焦点に向けて確実に収束することができる。
【００２９】
請求項６記載のパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置を構成する漏斗状部材は底部に焦点に対向する開口部を有し、ガス通過部は漏斗状部材の開口部が形成された場所以外の場所に形成されるので、パーティクルに上記開口部を通過させることにより、パーティクルをレーザ光上の焦点に向けて効率良く収束することができると共に、焦点においてパーティクルの流れを乱すガスの流れの発生を確実に防止することができる。
【００３０】
請求項７記載のパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置を構成する各漏斗状部材の開口部の大きさは、該開口部を有する漏斗状部材が焦点に近いほど小さいので、パーティクルに上記開口部を通過させることにより、パーティクルの流れを焦点に向けて整えることができる。これにより、パーティクルをレーザ光上の焦点に向けて確実に収束することができる。
【００３１】
請求項８記載のパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置を構成する各筒状部材は排気管の下流を指向する先細り形状を呈し且つ先端において焦点に対向する開口部を有し、各開口部はガス通過部を兼ねる。したがって、パーティクルに上記開口部を通過させることにより、パーティクルをレーザ光上の焦点に向けて効率良く収束することができると共に、複数の開口部によってガス通過部を構成することができ、ガス流れのコンダクタンス低下を確実に防止することができる。
【００３２】
請求項９記載のパーティクルモニタシステム及び請求項１４記載の基板処理装置によれば、受光装置は排気管の中心軸及びレーザ光の交差部に焦点を有し、排気管の中心軸周りに回転するガスの渦流が発生する。ガスの渦流は排気管内を流れるパーティクルに向心力を与えるため、パーティクルは排気管の中心軸上に存在する焦点に向けて収束される。したがって、レーザ光を帯状に広げることなく且つ排気管内をレーザ光でスキャンすることなく、排気管内を流れるパーティクルの大部分にレーザ光を通過させることができ、排気管内を流れるパーティクルの数や大きさを正確に検出することができる。
【００３３】
請求項１０記載のパーティクルモニタシステムによれば、パーティクルの検出時、排気管内の圧力は、１０００Ｐａ〜１００ｋＰａに設定される。圧力が１０００Ｐａ〜１００ｋＰａの場合、ガスの流れによるガス粘性力は向上するので、パーティクルは確実に向心力を受ける。したがって、排気管の中心軸上に存在する焦点に向けて確実にパーティクルを収束することができる。
【００３４】
請求項１１記載のパーティクルモニタシステム及び請求項１５記載の基板処理装置によれば、焦点の周辺雰囲気が冷却され、焦点周辺以外の雰囲気が加熱される。パーティクルは熱泳動力によって高温の雰囲気から遠ざかるため、排気管内において、レーザ光上の焦点に向けてパーティクルが収束される。したがって、レーザ光を帯状に広げることなく且つ排気管内をレーザ光でスキャンすることなく、排気管内を流れるパーティクルの大部分にレーザ光を通過させることができ、排気管内を流れるパーティクルの数や大きさを正確に検出することができると共に、排気管を閉塞する板状部材を配置する必要がないので、ガス流れのコンダクタンス低下を防止することができる。
【００３５】
請求項１２記載のパーティクルモニタシステム及び請求項１６記載の基板処理装置によれば、焦点の上流に配され且つパーティクルを帯電させる帯電装置と、焦点の周辺に配された電極と備える。帯電装置によって帯電したパーティクルは、電極に印加された電圧に基づく静電気力によって焦点の周辺に引き寄せられるため、排気管内において、レーザ光上の焦点に向けてパーティクルが収束される。したがって、レーザ光を帯状に広げることなく且つ排気管内をレーザ光でスキャンすることなく、排気管内を流れるパーティクルの大部分にレーザ光を通過させることができ、排気管内を流れるパーティクルの数や大きさを正確に検出することができると共に、排気管を閉塞する板状部材を配置する必要がないので、ガス流れのコンダクタンス低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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。
【００３７】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムについて説明する。
【００３８】
図１は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００３９】
図１において、基板処理装置１０は、例えば、直径が３００ｍｍの半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗを収容するチャンバ１１（収容室）を有し、該チャンバ１１内の下方には円柱状のサセプタ１２が配置され、チャンバ１１内の上方には、サセプタ１２と対向するように、シャワーヘッド１３が配置される。
【００４０】
サセプタ１２はチャンバ１１内に収容されたウエハＷを載置し、シャワーヘッド１３はチャンバ１１内に処理ガス等を供給する。チャンバ１１内では供給された処理ガスからプラズマが発生し、該プラズマによってウエハＷにプラズマ処理、例えば、エッチング処理が施される。この基板処理装置１０では、プラズマ処理を繰り返すうちに、チャンバ１１内に反応生成物やデポジットを起源とするパーティクルが発生する。
【００４１】
チャンバ１１は、ＡＰＣ（Adaptive Pressure Control）バルブ１４を介してＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）１５と連通すると共に、円筒状のバイパスライン１６（排気管）を介してＤＰ（Dry Pump）１７（排気装置）と連通する。また、ＴＭＰ１５はメインライン１８を介してバイパスライン１６と連通する。バイパスライン１６の途中にはバルブ１９が配される。ＡＰＣ１４はチャンバ１１内の圧力を制御し、バルブ１９はバイパスライン１６の開閉を行う。
【００４２】
ＤＰ１７は、バイパスライン１６を介してチャンバ１１内のガスやパーティクルを排出する。また、ＤＰ１７はチャンバ１１内を大気圧から低真空状態まで減圧し、ＴＭＰ１５はＤＰ１７と協働してチャンバ１１内を低真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。
【００４３】
バイパスライン１６において、バルブ１９及びＤＰ１７の間に、ＩＳＰＭ２０が配される。ＩＳＰＭ２０は、バイパスライン１６の中心軸に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振装置２１と、バイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部に焦点ＦＰを有する光電子倍増管（Photo Multiplier Tube）２２（受光装置）とを有する。光電子倍増管２２は、バイパスライン１６内において、照射されたレーザ光をパーティクルが通過する際に発生する散乱光や、パーティクルによって減衰されたレーザ光（減衰光）を受光する。受光された散乱光や減衰光は電気信号に変換されてＰＣ（図示しない）に送信される。該ＰＣは送信された電気信号に基づいてバイパスライン１６内を流れるパーティクルの数や大きさを検出する。
【００４４】
基板処理装置１０では、ＩＳＰＭ２０を用いてチャンバ１１内のパーティクルの数や大きさを推定する際に、ＡＰＣ１４を閉鎖すると共にバルブ１９を開弁し、まず、ＤＰ１７によってチャンバ１１内を減圧する一方、シャワーヘッド１３からＮ２ガスやドライエアを大量にチャンバ１１内へ導入してチャンバ１１内の圧力を１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）に維持する。圧力が１３３Ｐａ以上であると、Ｎ２ガス等の粘性力がチャンバ１１内のパーティクルに作用し、Ｎ２ガス等は、パーティクルを巻き込んだままバイパスライン１６へ吸引されるため、結果としてチャンバ１１内のパーティクルはバイパスライン１６内を流れる。このとき、バイパスライン１６内において、パーティクルはバイパスライン１６の内壁との衝突・反射を繰り返しながら流れる。ＩＳＰＭ２０はバイパスライン１６内を流れるパーティクルの数や大きさを検出する。
【００４５】
本実施の形態では、バイパスライン１６内を流れるパーティクルを収束するために、バイパスライン１６内における光電子倍増管２２の焦点ＦＰの上流に下記パーティクル収束部材２３（パーティクル収束装置）が配される。
【００４６】
図２は、本実施の形態におけるパーティクル収束部材を示す図であり、図２（Ａ）は、パーティクル収束部材の構成を概略的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束部材の配置状況を示す断面図である。なお、図２（Ｂ）において、レーザ光は白抜きの矢印で表される。
【００４７】
図２（Ａ）において、パーティクル収束部材２３は円板状部材からなり、中心部に貫通穴２４を有する。パーティクル収束部材２３の外径はバイパスライン１６の内径よりも所定値、例えば、５ｍｍだけ小さい。
【００４８】
パーティクル収束部材２３は、バイパスライン１６内において、その中心がバイパスライン１６の中心軸に一致し、且つ光電子倍増管２２の焦点ＦＰより所定値、例えば、１０ｍｍだけ上流に配される。すなわち、パーティクル収束部材２３はバイパスライン１６を閉塞するように配されるが、貫通穴２４は焦点ＦＰに対向し、バイパスライン１６とパーティクル収束部材２３の周縁部との間には間隙２５（ガス通過部）が発生する。
【００４９】
ここで、パーティクル収束部材２３はバイパスライン１６を閉塞するように配されるので、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの大部分はパーティクル収束部材２３の貫通穴２４を通過する。パーティクル収束部材２３の貫通穴２４は焦点ＦＰと対向するので、貫通穴２４を通過したパーティクルＰは必然的に焦点ＦＰの近傍を通過する。すなわち、パーティクル収束部材２３は焦点ＦＰに向けてパーティクルＰの大部分を収束する。
【００５０】
間隙２５は、図中の破線で示すように、バイパスライン１６内を流れるＮ２ガス等を上流から下流に向けて通過させる。また、間隙２５はパーティクル収束部材２３の周縁に形成されるので、Ｎ２ガス等を焦点ＦＰ以外に向けて導流する。
【００５１】
基板処理装置１０では、バイパスライン１６はチャンバ１１よりもＤＰ１７に近いため、バイパスライン１６内の圧力はチャンバ１１内の圧力よりも低い。具体的には、ＩＳＰＭ２０近傍におけるバイパスライン１６内の圧力は１００Ｐａ（７５０ｍＴｏｒｒ）〜１０ｋＰａ（７５Ｔｏｒｒ）に設定される。圧力が低ければ、Ｎ２ガス等の粘性力は小さくなるために相対的にパーティクルＰに作用する慣性力が大きくなり、１００Ｐａであれば、Ｎ２ガス等の粘性力よりもパーティクルＰに作用する慣性力の方が大きくなる。したがって、バイパスライン１６内のＩＳＰＭ２０近傍において、パーティクルＰはＮ２ガス等の流れに巻き込まれることがない。
【００５２】
なお、本実施の形態では、レーザ光発振装置２１、光電子倍増管２２及びパーティクル収束部材２３がパーティクルモニタシステムを構成する。
【００５３】
本実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムによれば、バイパスライン１６内において、バイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部の焦点ＦＰに向けてパーティクルＰの大部分が収束されるので、レーザ光を帯状に広げることなく且つバイパスライン１６内をレーザ光でスキャンすることなく、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの大部分にレーザ光を通過させることができ、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの数や大きさを正確に検出することができる。また、Ｎ２ガス等はパーティクル収束部材２３の周縁に形成される間隙２５を通過するので、ガス流れのコンダクタンス低下を防止してチャンバ１１内からのＮ２ガス等の排出効率の低下を防止することができる。
【００５４】
上述した基板処理装置１０では、Ｎ２ガス等が焦点ＦＰ以外に向けて導流されるので、焦点ＦＰにおいてＮ２ガス等の流れがパーティクルＰの流れを乱すことがなく、もって、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの数や大きさをより正確に検出することができる。
【００５５】
また、上述した基板処理装置１０では、パーティクルＰの数や大きさの検出時、ＩＳＰＭ２０近傍におけるバイパスライン１６内の圧力は、１００Ｐａ〜１０ｋＰａに設定される。圧力が１００Ｐａ〜１０ｋＰａの場合、パーティクルＰに作用する慣性力は比較的大きいので、パーティクルＰの流れがＮ２ガス等の流れによって乱されることがない。したがって、焦点ＦＰに向けて効率良くパーティクルＰを収束することができる。
【００５６】
さらに、上述した基板処理装置１０では、パーティクル収束部材２３は焦点ＦＰに対向する貫通穴２４を有し、間隙２５はパーティクル収束部材２３の周縁に形成されるので、パーティクルＰに貫通穴２４を通過させることにより、パーティクルＰを焦点ＦＰに向けて効率良く収束することができると共に、焦点ＦＰにおいてパーティクルＰの流れを乱すＮ２ガス等の流れの発生を確実に防止することができる。
【００５７】
なお、上述した基板処理装置１０では、パーティクル収束部材２３に衝突したパーティクルＰがパーティクル収束部材２３に捕捉されないように、パーティクル収束部材２３の表面を円滑な状態に設定するのが好ましい。
【００５８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムについて説明する。
【００５９】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、パーティクル収束装置の構成が異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００６０】
本実施の形態では、バイパスライン１６内を流れるパーティクルを収束するために下記パーティクル収束装置２６が配される。
【００６１】
図３は、本実施の形態におけるバイパスライン内に配されたパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。なお、図３において、レーザ光は白抜きの矢印で表される。
【００６２】
図３において、パーティクル収束装置２６は、バイパスライン１６内において縦列に配された２つの円板状部材２６ａ，２６ｂからなる。円板状部材２６ａ，２６ｂはそれぞれ中心部に貫通穴２７ａ，２７ｂを有する。円板状部材２６ａ，２６ｂの外径はバイパスライン１６の内径よりも所定値、例えば、５ｍｍだけ小さい。
【００６３】
バイパスライン１６内において、円板状部材２６ａは下流側に配され、円板状部材２６ｂは上流側に配される。特に、円板状部材２６ａは光電子倍増管２２の焦点ＦＰより所定値、例えば、１０ｍｍだけ上流に配される。また、円板状部材２６ａ，２６ｂは、それぞれの中心がバイパスライン１６の中心軸に一致するように配されるので、貫通穴２７ａ，２７ｂは焦点ＦＰに対向し、バイパスライン１６と円板状部材２６ａ，２６ｂの周縁部との間には間隙２８ａ，２８ｂ（ガス通過部）が発生する。
【００６４】
ここで、円板状部材２６ａ，２６ｂはバイパスライン１６を閉塞するように配されるので、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰは、まず、円板状部材２６ｂの貫通穴２７ｂを通過した後に円板状部材２６ａの貫通穴２７ａを通過する。２つの貫通穴２７ａ，２７ｂはバイパスライン１６の中心軸上に存在するので、該中心軸の近傍において該中心軸に略平行に移動するパーティクルＰが主として２つの貫通穴２７ａ，２７ｂを通過する。したがって、パーティクル収束装置２６は、バイパスライン１６の中心軸の近傍において該中心軸に略平行に移動するパーティクルＰを主として通過させ、これにより、焦点ＦＰに向けてパーティクルＰを確実に収束する。
【００６５】
間隙２８ａ，２８ｂは、図中の破線で示すように、バイパスライン１６内を流れるＮ２ガス等を上流から下流に向けて通過させる。また、間隙２８ａ，２８ｂはパーティクル収束部材２３の周縁に形成されるので、Ｎ２ガス等を焦点ＦＰ以外に向けて導流する。
【００６６】
なお、本実施の形態では、レーザ光発振装置２１、光電子倍増管２２及びパーティクル収束装置２６がパーティクルモニタシステムを構成する。
【００６７】
本実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置２６は、縦列に配された２つの円板状部材２６ａ，２６ｂからなり、２つの円板状部材２６ａ，２６ｂにおける貫通穴２７ａ，２７ｂは焦点ＦＰに対向するので、パーティクルＰに貫通穴２７ａ，２７ｂを通過させることにより、バイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部の焦点ＦＰに向けてパーティクルＰを確実に収束することができる。
【００６８】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムについて説明する。
【００６９】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、パーティクル収束装置の構成が異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００７０】
本実施の形態では、バイパスライン１６内を流れるパーティクルを収束するために下記パーティクル収束装置２９が配される。
【００７１】
図４は、本実施の形態におけるパーティクル収束装置を示す図であり、図４（Ａ）は、パーティクル収束装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。なお、図４（Ｂ）において、レーザ光は白抜きの矢印で表される。
【００７２】
図４（Ａ）において、パーティクル収束装置２９は、バイパスライン１６内において縦列に配された４つの円板状部材２９ａ〜２９ｄからなる。円板状部材２９ａ〜２９ｄの外径はバイパスライン１６の内径よりも所定値、例えば、５ｍｍだけ小さい。また、円板状部材２９ａ〜２９ｄはそれぞれ中心部に貫通穴３０ａ〜３０ｄを有する。
【００７３】
バイパスライン１６内において、円板状部材２９ａ〜２９ｄはこの順で下流側から配される。特に、円板状部材２９ａは光電子倍増管２２の焦点ＦＰより所定値、例えば、１０ｍｍだけ上流に配される。円板状部材２９ａ〜２９ｄは、それぞれの中心がバイパスライン１６の中心軸に一致するように配されるので、貫通穴３０ａ〜３０ｄは焦点ＦＰに対向する。ここで、貫通穴３０ａ〜３０ｄの穴径は焦点ＦＰに近いほど小さくなるように設定されている。また、バイパスライン１６と円板状部材２９ａ〜２９ｄの周縁部との間には間隙３１ａ〜３１ｄ（ガス通過部）が発生する。
【００７４】
ここで、円板状部材２９ａ〜２９ｄはバイパスライン１６を閉塞するように配されるので、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの大部分は、貫通穴３０ｂ〜３０ｄの通過及び円板状部材２９ａ〜２９ｄとの衝突を繰り返し、最終的に円板状部材２９ａの貫通穴３０ａを通過する。このとき、貫通穴３０ａ〜３０ｄの穴径は焦点ＦＰに近いほど小さいので、貫通穴３０ａ〜３０ｄを通過するパーティクルＰの流れは焦点ＦＰに向けて整えられる。その結果、貫通穴３０ａ〜３０ｄを通過したパーティクルＰは必然的に焦点ＦＰの近傍を通過する。すなわち、パーティクル収束装置２９は焦点ＦＰに向けてパーティクルＰの大部分を収束する。
【００７５】
間隙３１ａ〜３１ｄは、図中の破線で示すように、バイパスライン１６内を流れるＮ２ガス等を上流から下流に向けて通過させる。また、間隙３１ａ〜３１ｄはパーティクル収束装置２９の周縁に形成されるので、Ｎ２ガス等を焦点ＦＰ以外に向けて導流する。
【００７６】
なお、本実施の形態では、レーザ光発振装置２１、光電子倍増管２２及びパーティクル収束装置２９がパーティクルモニタシステムを構成する。
【００７７】
本実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置２９を構成する円板状部材２９ａ〜２９ｄの貫通穴３０ａ〜３０ｄの径は、焦点ＦＰに近いほど小さいので、パーティクルＰに貫通穴３０ａ〜３０ｄを通過させることにより、パーティクルＰの流れを焦点ＦＰに向けて整えることができる。これにより、パーティクルＰをバイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部の焦点ＦＰに向けて確実に収束することができる。
【００７８】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムについて説明する。
【００７９】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、パーティクル収束装置の構成が異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００８０】
本実施の形態では、バイパスライン１６内を流れるパーティクルを収束するために下記パーティクル収束装置３２が配される。
【００８１】
図５は、本実施の形態におけるパーティクル収束装置を示す図であり、図５（Ａ）は、パーティクル収束装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図５（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。なお、図５（Ｂ）において、レーザ光は白抜きの矢印で表される。
【００８２】
図５（Ａ）において、パーティクル収束装置３２は、円柱状部材に擂り鉢状の凹部３３が形成された漏斗状部材３２ａからなる。凹部３３の底部には漏斗状部材３２ａの底面３２ｂに開口する開口部３４が形成され、凹部３３は漏斗状部材３２ａの底面３２ｂに対向する空間と開口部３４を介して連通する。漏斗状部材３２ａの外径はバイパスライン１６の内径よりも所定値、例えば、５ｍｍだけ小さい。
【００８３】
バイパスライン１６内において、パーティクル収束装置３２は、漏斗状部材３２ａの底面３２ｂが光電子倍増管２２の焦点ＦＰより所定値、例えば、１０ｍｍだけ上流に位置するように配され、且つ凹部３３の中心軸がバイパスライン１６の中心軸に一致するように配される。このとき、開口部３４は焦点ＦＰに対向し、凹部３３の径は焦点ＦＰに近いほど小さくなる。また、バイパスライン１６及び漏斗状部材３２ａの間には間隙３５（ガス通過部）が発生する。
【００８４】
ここで、漏斗状部材３２ａはバイパスライン１６を閉塞するように配されるので、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの大部分は、凹部３３に進入し、凹部３３の側面と衝突するなどして、最終的に開口部３４を通過する。ここで、凹部３３の径は焦点ＦＰに近いほど小さいので、凹部３３に進入したパーティクルＰの流れは焦点ＦＰに向けて整えられる。その結果、開口部３４を通過したパーティクルＰは必然的に焦点ＦＰの近傍を通過する。すなわち、パーティクル収束装置３２は焦点ＦＰに向けてパーティクルＰの大部分を収束する。
【００８５】
間隙３５は、図中の破線で示すように、バイパスライン１６内を流れるＮ２ガス等を上流から下流に向けて通過させる。また、間隙３５はパーティクル収束装置３２の周縁に形成されるので、Ｎ２ガス等を焦点ＦＰ以外に向けて導流する。
【００８６】
なお、本実施の形態では、レーザ光発振装置２１、光電子倍増管２２及びパーティクル収束装置３２がパーティクルモニタシステムを構成する。
【００８７】
本実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置３２を構成する漏斗状部材３２ａは、擂り鉢状の凹部３３と、凹部３３の底部に形成された開口部３４を有する。凹部３３の径は焦点ＦＰに近いほど小さく、開口部３４は焦点ＦＰに対向するので、パーティクルＰに凹部３３へ進入させて開口部３４を通過させることにより、パーティクルＰをバイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部の焦点ＦＰに向けて効率良く収束することができる。また、間隙３５はパーティクル収束装置３２の周縁に形成されるので、Ｎ２ガス等を焦点ＦＰ以外に向けて導流し、焦点ＦＰにおいてパーティクルＰの流れを乱すガスの流れの発生を確実に防止することができる。
【００８８】
なお、上述したパーティクル収束装置３２において、凹部３３から漏斗状部材３２ａに貫通する貫通穴を設けてもよい。これにより、凹部３３に流れ込んだＮ２ガス等は該貫通穴から間隙３５へ流出することができ、もって、ガス流れのコンダクタンス低下を確実に防止することができる。
【００８９】
次に、本発明の第５の実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムについて説明する。
【００９０】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、パーティクル収束装置の構成が異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００９１】
図６は、本実施の形態におけるパーティクル収束装置を示す図であり、図６（Ａ）は、パーティクル収束装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。なお、図６（Ｂ）において、レーザ光は白抜きの矢印で表される。
【００９２】
図６（Ａ）において、パーティクル収束装置３６は、バイパスライン１６内において縦列に配された４つの漏斗状部材３６ａ〜３６ｄからなる。漏斗状部材３６ａ〜３６ｄはそれぞれ底部に開口部３７ａ〜３７ｄを有する。
【００９３】
バイパスライン１６内において、漏斗状部材３６ａ〜３６ｄはこの順で下流側から配される。また、漏斗状部材３６ａ〜３６ｄは、それぞれの中心がバイパスライン１６の中心軸に一致するように配されるので、開口部３７ａ〜３７ｄは焦点ＦＰに対向する。ここで、開口部３７ａ〜３７ｄの大きさは焦点ＦＰに近いほど小さくなるように設定されている。また、漏斗状部材３６ａ〜３６ｄの間には間隙３８ａ〜３８ｃ（ガス通過部）が形成される。
【００９４】
ここで、漏斗状部材３６ａ〜３６ｄはバイパスライン１６を閉塞するように配されるので、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの大部分は、開口部３７ｂ〜３７ｄの通過及び漏斗状部材３６ａ〜３６ｄとの衝突を繰り返し、最終的に漏斗状部材３６ａの開口部３７ａを通過する。このとき、開口部３７ａ〜３７ｄの大きさは焦点ＦＰに近いほど小さいので、開口部３７ａ〜３７ｄを通過するパーティクルＰの流れは焦点ＦＰに向けて整えられる。その結果、開口部３７ａ〜３７ｄを通過したパーティクルＰは必然的に焦点ＦＰの近傍を通過する。すなわち、パーティクル収束装置３６は焦点ＦＰに向けてパーティクルＰの大部分を収束する。
【００９５】
間隙３８ａ〜３８ｃは、図中の破線で示すように、バイパスライン１６内を流れるＮ２ガス等を上流から下流に向けて通過させる。
【００９６】
なお、本実施の形態では、レーザ光発振装置２１、光電子倍増管２２及びパーティクル収束装置３６がパーティクルモニタシステムを構成する。
【００９７】
本実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置３６を構成する漏斗状部材３６ａ〜３６ｄの開口部３７ａ〜３７ｄの大きさは、焦点ＦＰに近いほど小さいので、パーティクルＰに開口部３７ａ〜３７ｄを通過させることにより、パーティクルＰの流れを焦点ＦＰに向けて整えることができる。これにより、パーティクルＰをバイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部の焦点ＦＰに向けて確実に収束することができる。
【００９８】
次に、本発明の第６の実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムについて説明する。
【００９９】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、パーティクル収束装置の構成が異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【０１００】
本実施の形態では、バイパスライン１６内を流れるパーティクルを収束するために下記パーティクル収束装置３９が配される。
【０１０１】
図７は、本実施の形態におけるパーティクル収束装置を示す図であり、図７（Ａ）は、パーティクル収束装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。なお、図７（Ｂ）において、レーザ光は白抜きの矢印で表される。
【０１０２】
図７（Ａ）において、パーティクル収束装置３９は４つの筒状部材３９ａ〜３９ｄが融合されて形成される。筒状部材３９ａ〜３９ｄはそれぞれバイパスライン１６の下流を指向する先細り形状を呈するため、各筒状部材の内部に形成された通路４０ａ〜４０ｄも先細り形状を呈する。また、筒状部材３９ａ〜３９ｄの先端には開口部４１ａ〜４１ｄが形成され、通路４０ａ〜４０ｄは筒状部材３９ａ〜３９ｄの先端に対向する空間と開口部４１ａ〜４１ｄを介して連通する。
【０１０３】
バイパスライン１６内において、パーティクル収束装置３９は、その下端が光電子倍増管２２の焦点ＦＰより所定値、例えば、１０ｍｍだけ上流に位置するように配され、且つ開口部４１ａ〜４１ｄが焦点ＦＰに対向するように配される。また、パーティクル収束装置３９の上端周縁はバイパスライン１６の内面と全周に亘って当接する。すなわち、パーティクル収束装置３９はバイパスライン１６を閉塞するように配されるので、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの大部分は、通路４０ａ〜４０ｄに進入し、通路４０ａ〜４０ｄの側面と衝突するなどして、最終的に開口部４１ａ〜４１ｄを通過する。このとき、開口部４１ａ〜４１ｄは焦点ＦＰに対向するので、通路４０ａ〜４０ｄに進入したパーティクルＰの流れは焦点ＦＰに向けて整えられる。その結果、開口部４１ａ〜４１ｄを通過したパーティクルＰは必然的に焦点ＦＰの近傍を通過する。すなわち、パーティクル収束装置３９は焦点ＦＰに向けてパーティクルＰの大部分を収束する。
【０１０４】
また、パーティクル収束装置３９では、図中の破線で示すように、Ｎ２ガス等も通路４０ａ〜４０ｄに進入し、最終的に開口部４１ａ〜４１ｄ（ガス通過部）を通過する。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、レーザ光発振装置２１、光電子倍増管２２及びパーティクル収束装置３９がパーティクルモニタシステムを構成する。
【０１０６】
本実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムによれば、パーティクル収束装置３９を構成する４つの筒状部材３９ａ〜３９ｄはそれぞれバイパスライン１６の下流を指向する先細り形状を呈し且つ先端において焦点ＦＰに対向する開口部４１ａ〜４１ｄを有し、該開口部４１ａ〜４１ｄはＮ２ガス等を通過させる。したがって、パーティクルＰに開口部４１ａ〜４１ｄを通過させることにより、パーティクルＰをレーザ光上の焦点ＦＰに向けて効率良く収束することができると共に、複数の開口部４１ａ〜４１ｄにＮ２ガス等を通過させることができ、ガス流れのコンダクタンス低下を確実に防止することができる。
【０１０７】
次に、本発明の第７の実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムについて説明する。
【０１０８】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、パーティクル収束装置の代わりに渦流発生装置を備える点で異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【０１０９】
本実施の形態では、バイパスライン１６内を流れるパーティクルを収束するために下記ボルテックスジェネレータ４２が配される。
【０１１０】
図８は、本実施の形態における渦流発生装置としてのボルテックスジェネレータを示す図であり、図８（Ａ）は、ボルテックスジェネレータの構成を概略的に示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、バイパスライン内における渦流の発生状況を示す断面図であり、図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）における線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。なお、図８（Ｂ）において、レーザ光は白抜きの矢印で表される。
【０１１１】
図８（Ａ）において、ボルテックスジェネレータ４２（渦流発生装置）は、円板状の本体４３と、該本体４３の外周部に沿って等間隔に配される６つのガス導入部４４とを有する。本体４３の直径はバイパスライン１６の内径と同じである。また、ガス導入部４４は、本体４３上面に設けられた開口部４４ａと、該開口部４４ａから本体４３の円周方向に沿って所定の距離だけ離れて形成された、本体４３を貫通する貫通穴（図示しない）と、開口部４４ａ及び上記貫通穴を連結するフード４４ｂとを有する。該フード４４ｂは開口部４４ａ及び貫通穴を連結するので、本体４３の円周方向に沿って形成される。
【０１１２】
バイパスライン１６内において、ボルテックスジェネレータ４２は光電子倍増管２２の焦点ＦＰより上流においてバイパスライン１６を閉塞するように配される。このとき、バイパスライン１６内を流れるＮ２ガス等は、各ガス導入部４４に開口部４４ａから進入する。ガス導入部４４に進入したＮ２ガス等はフード４４ｂによって貫通穴に導かれ、該貫通穴から噴出する。ここで、フード４４ｂは本体４３の円周方向に沿って形成されるので、Ｎ２ガス等は貫通穴から円周方向に噴出する。したがって、各貫通穴から噴出したＮ２ガス等によってバイパスライン１６内に、該バイパスライン１６の中心軸を中心に回転する渦流が発生する（図８（Ｂ））。該発生した渦流はバイパスライン１６内を流れるパーティクルＰに向心力を与え、パーティクルＰはバイパスライン１６の中心軸に向けて移動する（図８（Ｃ））。その結果、パーティクルＰはバイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部の焦点ＦＰに向けて収束される。
【０１１３】
また、本実施の形態では、パーティクルＰの数や大きさの検出時、バイパスライン１６内の圧力は、１０００Ｐａ（７．５Ｔｏｒｒ）〜１００ｋＰａ（７５０Ｔｏｒｒ）に設定される。圧力が高ければ、Ｎ２ガス等の粘性力は大きくなり、Ｎ２ガス等の粘性力がパーティクルＰに強く作用して、向心力がパーティクルＰへ確実に伝達される。
【０１１４】
なお、本実施の形態では、レーザ光発振装置２１、光電子倍増管２２及びボルテックスジェネレータ４２がパーティクルモニタシステムを構成する。
【０１１５】
本実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムによれば、ボルテックスジェネレータ４２によってバイパスライン１６の中心軸を中心に回転するＮ２ガス等の渦流が発生する。Ｎ２ガス等の渦流はバイパスライン１６内を流れるパーティクルＰに向心力を与えるため、パーティクルＰはバイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部の焦点ＦＰに向けて収束される。したがって、レーザ光を帯状に広げることなく且つバイパスライン１６内をレーザ光でスキャンすることなく、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの大部分にレーザ光を通過させることができ、バイパスライン１６内を流れるパーティクルの数や大きさを正確に検出することができる。
【０１１６】
本実施の形態では、パーティクルＰの数や大きさの検出時、バイパスライン１６内の圧力は、１０００Ｐａ〜１００ｋＰａに設定される。圧力が１０００Ｐａ〜１００ｋＰａの場合、ガス粘性力は向上するので、パーティクルは確実に向心力を受ける。したがって、焦点ＦＰに向けて確実にパーティクルを収束することができる。
【０１１７】
なお、上述したボルテックスジェネレータ４２に限られず、凡そバイパスライン１６の中心軸を中心に回転する渦流を発生可能なものであれば、本発明における渦流発生装置として用いることができる。
【０１１８】
次に、本発明の第８の実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムについて説明する。
【０１１９】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、パーティクル収束装置の代わりに冷却装置等を備える点で異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【０１２０】
本実施の形態では、バイパスライン１６内を流れるパーティクルを収束するために下記冷却装置４５及びヒータ４６が配される。
【０１２１】
図９は、本実施の形態におけるバイパスライン内に配された冷却装置及びヒータの配置状況を示す断面図である。なお、図９において、レーザ光は白抜きの矢印で表される。
【０１２２】
図９において、バイパスライン１６内の焦点ＦＰの下流に細棒状の冷却装置４５が配され、同焦点ＦＰの上流においてバイパスライン１６の側壁近傍に２つのヒータ４６（加熱装置）が配される。
【０１２３】
冷却装置４５は先端が焦点ＦＰに対向し、該先端は冷却装置４５内を流れる冷媒や冷却装置４５に内蔵されたペルチェ素子等によって低温に維持されるため、冷却装置４５の先端は焦点ＦＰの周辺雰囲気を冷却する。ヒータ４６は内蔵された電熱線等によって高温に維持されるため、ヒータ４６はバイパスライン１６の側壁近傍の雰囲気を加熱する。ここで、焦点ＦＰはバイパスライン１６の中心軸上に位置するので、結果として、ヒータ４６は焦点ＦＰ周辺以外の雰囲気を加熱する。
【０１２４】
バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰは、ヒータ４６の近傍を通過する際、雰囲気から受熱するため、熱泳動力によってヒータ４６の近傍、すなわち、バイパスライン１６の側壁近傍の高温雰囲気から遠ざかる。一方、焦点ＦＰの周辺雰囲気は冷却されているため、パーティクルＰは焦点ＦＰの周辺雰囲気から受熱することがない。したがって、パーティクルＰは焦点ＦＰに向けて収束される。
【０１２５】
なお、本実施の形態では、レーザ光発振装置２１、光電子倍増管２２、冷却装置４５及びヒータ４６がパーティクルモニタシステムを構成する。
【０１２６】
本実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムによれば、焦点ＦＰの周辺雰囲気が冷却され、バイパスライン１６の側壁近傍の雰囲気が加熱される。パーティクルＰは熱泳動力によってバイパスライン１６の側壁近傍の高温雰囲気から遠ざかるため、バイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部に位置する焦点ＦＰに向けてパーティクルＰが収束される。したがって、レーザ光を帯状に広げることなく且つバイパスライン１６内をレーザ光でスキャンすることなく、バイパスライン１６内を流れるパーティクルの大部分にレーザ光を通過させることができ、バイパスライン１６内を流れるパーティクルの数や大きさを正確に検出することができる。また、本実施の形態では、バイパスライン１６を閉塞する板状部材等を配置する必要がないので、ガス流れのコンダクタンス低下を防止することができる。
【０１２７】
次に、本発明の第９の実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムについて説明する。
【０１２８】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、パーティクル収束装置の代わりに針状電極等を備える点で異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【０１２９】
本実施の形態では、バイパスライン１６内を流れるパーティクルを収束するために下記針状電極４７及び電荷発生装置４８が配される。
【０１３０】
図１０は、本実施の形態におけるバイパスライン内に配された針状電極及び電荷発生装置の配置状況を示す断面図である。なお、図１０において、レーザ光は白抜きの矢印で表される。
【０１３１】
図１０において、バイパスライン１６内の焦点ＦＰの下流に針状電極４７が配され、同焦点ＦＰの上流においてバイパスライン１６の側壁に電荷発生装置４８（帯電装置）が配される。
【０１３２】
針状電極４７は先端が焦点ＦＰに対向し、該先端には所定の電圧が印加される。一方、電荷発生装置４８はバイパスライン１６内を横断する電荷を発生させる。該発生した電荷を通過したパーティクルＰは帯電する。帯電したパーティクルＰには針状電極４７の先端に印加された電圧に基づく静電気力が作用し、パーティクルＰは針状電極４７の先端に引き寄せられる。その結果、パーティクルＰは焦点ＦＰの周辺に引き寄せられる。
【０１３３】
なお、本実施の形態では、レーザ光発振装置２１、光電子倍増管２２、針状電極４７及び電荷発生装置４８がパーティクルモニタシステムを構成する。
【０１３４】
本実施の形態に係る基板処理装置及びパーティクルモニタシステムによれば、焦点ＦＰの上流に配され且つパーティクルＰを帯電させる帯電装置４８と、先端が焦点ＦＰに対向する針状電極４７と備える。帯電装置４８によって帯電したパーティクルＰは、針状電極４７の先端に印加された電圧に基づく静電気力によって焦点ＦＰの周辺に引き寄せられるため、バイパスライン１６の中心軸及びレーザ光の交差部の焦点ＦＰに向けてパーティクルＰが収束される。したがって、レーザ光を帯状に広げることなく且つバイパスライン１６内をレーザ光でスキャンすることなく、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの大部分にレーザ光を通過させることができ、バイパスライン１６内を流れるパーティクルＰの数や大きさを正確に検出することができる。また、本実施の形態でも、バイパスライン１６を閉塞する板状部材等を配置する必要がないので、ガス流れのコンダクタンス低下を防止することができる。
【０１３５】
なお、上述した本実施の形態では、基板が半導体ウエハＷであったが、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。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】本実施の形態におけるパーティクル収束部材を示す図であり、図２（Ａ）は、パーティクル収束部材の構成を概略的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束部材の配置状況を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるバイパスライン内に配されたパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態におけるパーティクル収束装置を示す図であり、図４（Ａ）は、パーティクル収束装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態におけるパーティクル収束装置を示す図であり、図５（Ａ）は、パーティクル収束装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図５（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態におけるパーティクル収束装置を示す図であり、図６（Ａ）は、パーティクル収束装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態におけるパーティクル収束装置を示す図であり、図７（Ａ）は、パーティクル収束装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、バイパスライン内におけるパーティクル収束装置の配置状況を示す断面図である。
【図８】本発明の第７の実施の形態における渦流発生装置としてのボルテックスジェネレータを示す図であり、図８（Ａ）は、ボルテックスジェネレータの構成を概略的に示す斜視図であり、図８（Ｂ）は、バイパスライン内における渦流の発生状況を示す断面図であり、図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）における線Ｃ−Ｃに沿う断面図である。
【図９】本発明の第８の実施の形態におけるバイパスライン内に配された冷却装置及びヒータの配置状況を示す断面図である。
【図１０】本発明の第９の実施の形態におけるバイパスライン内に配された針状電極及び電荷発生装置の配置状況を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１３７】
Ｐ  パーティクル
Ｗ  ウエハ
１０  基板処理装置
１１  チャンバ
１６  バイパスライン
１７  ＤＰ
２１  レーザ光発振装置
２２  光電子倍増管
２３  パーティクル収束部材
２４，２７ａ，２７ｂ，３０ａ〜３０ｄ  貫通穴
２５，２８ａ，２８ｂ，３１ａ〜３１ｄ，３５，３８ａ〜３８ｃ  間隙
２６，２９，３２，３６，３９  パーティクル収束装置
２６ａ，２６ｂ，２９ａ〜２９ｄ  円板状部材
３２ａ，３６ａ〜３６ｄ  漏斗状部材
３４，３７ａ〜３７ｄ，４１ａ〜４１ｄ  開口部
３９ａ〜３９ｄ  筒状部材
４２  ボルテックスジェネレータ
４５  冷却装置
４６  ヒータ
４７  針状電極
４８  電荷発生装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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