(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空間を画成する容器と、
前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気手段と、
前記排気管に設けられ、前記排出されるガスの流量を規制する少なくとも１つの排気規制手段と、
前記少なくとも１つの排気規制手段と前記排気手段の間において前記排気管に設けられ、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタ手段とを備える真空装置において、
前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージ手段と、
前記パージ手段と前記容器との間において前記供給管に設けられ、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制手段と、を備え、
前記供給規制手段は、前記少なくとも１つの排気規制手段が前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出を許容しているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含み、
前記パーティクルモニタ手段は、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせて前記排気管内のパーティクルをモニタすることを特徴とする真空装置。
【請求項２】
前記容器内に腐食性の処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段と、
前記処理用ガスを排出する他の排気手段とを備え、
前記少なくとも１つの排気規制手段は、前記他の排気手段により前記処理用ガスを排出しているときに、前記ガスの排出を禁止することを特徴とする請求項１記載の真空装置。
【請求項３】
前記供給規制手段は、前記パージガスの圧力値が前記容器内の圧力値の２倍以上となるように、前記供給されるパージガスの流量を規制することを特徴とする請求項１又は２記載の真空装置。
【請求項４】
前記容器内に放電する電力供給手段を備え、
前記電力供給手段は、前記少なくとも１つの排気規制手段が前記ガスの排出を許容しているときに前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空装置。
【請求項５】
所定の空間を画成する容器と、
前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気手段と、
前記排気管に設けられ、前記排出されるガスの流量を規制する少なくとも１つの排気規制手段と、
前記少なくとも１つの排気規制手段と前記排気手段の間において前記排気管に設けられ、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタ手段とを備える真空装置において、
前記容器内に放電する電力供給手段を備え、
前記電力供給手段は、前記少なくとも１つの排気規制手段が前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出を許容しているときに、前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含み、
前記パーティクルモニタ手段は、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせて前記排気管内のパーティクルをモニタすることを特徴とする真空装置。
【請求項６】
前記電力供給手段は、前記放電により前記容器内に電磁応力を発生させることを特徴とする請求項５記載の真空装置。
【請求項７】
前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージ手段と、
前記パージ手段と前記容器との間において前記供給管に設けられ、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制手段とを備え、
前記供給規制手段は、前記少なくとも１つの排気規制手段が前記ガスの排出を許容しているときに前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする請求項５又は６記載の真空装置。
【請求項８】
所定の空間を画成する容器を備える真空容器のパーティクルモニタ方法であって、  前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップとを有するパーティクルモニタ方法において、
前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージステップと、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制ステップとを有し、
前記供給規制ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出が許容されているときに前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含み、
前記パーティクルモニタステップでは、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせて、前記排気管内のパーティクルをモニタすることを特徴とするパーティクルモニタ方法。
【請求項９】
前記容器内に腐食性の処理用ガスを供給する処理用ガス供給ステップと、
前記処理用ガスを排出する他の排気ステップとを有し、
前記排気規制ステップでは、前記他の排気ステップにおいて前記処理用ガスを排出して
いるときに、前記ガスの排出を禁止することを特徴とする請求項８記載のパーティクルモニタ方法。
【請求項１０】
前記供給規制ステップでは、前記パージガスの圧力値が前記容器内の圧力値の２倍以上となるように、前記供給されるパージガスの流量を規制することを特徴とする請求項８又は９記載のパーティクルモニタ方法。
【請求項１１】
前記容器内に放電する放電ステップを有し、
前記放電ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記ガスの排出が許容されているときに前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のパーティクルモニタ方法。
【請求項１２】
所定の空間を画成する容器を備える真空装置のパーティクルモニタ方法であって、前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップとを有するパーティクルモニタ方法において、
前記容器内に放電する放電ステップを有し、前記放電ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出が許容されているときに前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含み、
前記パーティクルモニタステップでは、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせて、前記排気管内のパーティクルをモニタすることを特徴とするパーティクルモニタ方法。
【請求項１３】
前記放電ステップでは、前記放電により前記容器内に電磁応力を発生させることを特徴とする請求項１２記載のパーティクルモニタ方法。
【請求項１４】
前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージステップと、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制ステップとを有し、
前記供給規制ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記ガスの排出が許容されているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする請求項１２又は１３記載のパーティクルモニタ方法。
【請求項１５】
所定の空間を画成する容器を備える真空容器のパーティクルモニタ方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップと、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージステップと、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制ステップとを実行させ、
前記供給規制ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出が許容されているときに前記パージガスの供給を開始させ、前記モニタされるパーティクルに前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含ませ、
前記パーティクルモニタステップでは、前記排気管内のパーティクルをモニタするために、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせることを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
所定の空間を画成する容器を備える真空装置のパーティクルモニタ方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップと、前記容器内に放電する放電ステップとを実行させ、
前記放電ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出が許容されているときに前記放電を開始させ、前記モニタされるパーティクルに前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含ませ、
前記パーティクルモニタステップでは、前記排気管内のパーティクルをモニタするために、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクルモニタが設けられた真空装置、そのパーティクルモニタ方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）にエッチング処理等の製品化処理を施すためにプラズマを用いる半導体製造装置（図１０）が使用されている。製品化処理において発生したパーティクルが製品化されたウェハに付着して汚染されると歩留まりが低下するので、半導体製造装置には高い清浄度が要求される。
【０００３】
図１０は、従来の半導体製造装置の構成を概略的に示す図である。
【０００４】
図１０において、半導体製造装置８００は、ウェハに製品化処理を施すための円筒形容器から成るプロセスチャンバ８１０を備える。プロセスチャンバ８１０の内部には、高電圧（ＨＶ：High Voltage）が印加可能な電極が埋設されたウェハステージが設けられており、このウェハステージにウェハが載置される。プロセスチャンバ８００の上部には貫通孔が複数個設けられたシャワーヘッド８１１ａが配置され、シャワーヘッド８１１ａは、これらの貫通孔を介して製品化処理において使用される腐食性の処理用ガス（プロセスガス）をプロセスチャンバ８１０内に導入する。
【０００５】
また、プロセスチャンバ８１０には、上部に、パージガスを導入するための管状部材から成る吸気ラインが接続されており、この吸気ラインには、プロセスチャンバ８１０に供給すべきパージガスの流量を規制するバルブ８１１が設けられている。下部には、細い管状部材から成る粗引きライン８２０と、太い管状部材から成る主真空引きライン８３０とが接続されており、粗引きライン８２０と主真空引きライン８３０とは排気ラインに合流する。
【０００６】
粗引きライン８２０には、排気ラインを介してプロセスチャンバ８１０内のガスを排出するドライポンプ（ＤＰ：Dry Pump）８２２と、ドライポンプ８２２によって排出されるガスの流量を規制するバルブ８２１とが設けられている。
【０００７】
主真空引きライン８３０には、プロセスチャンバ８１０側から順に、自動圧力調整装置（ＡＰＣ：Auto Pressure Controller）８３１、ゲートバルブであるアイソレーションバルブ（ＩＳＯ：Isolation Valve）８３２、ドライポンプ８２２よりも排気量が大きいターボ分子ポンプ（ＴＭＰ：Turbo-Molecular Pump）８３３が設けられている。
【０００８】
半導体製造装置８００において、製品化処理のためにプロセスチャンバ８１０内を減圧するときは、粗引きライン８２０を介してプロセスチャンバ８１０を排気してバルブ８２１を閉じた後に、主真空引きライン８３０を介してプロセスチャンバ８１０を所望の真空度にする。製品化処理においてエッチング処理を行うときは高真空が要求される。製品化処理中においては、真空度を維持するために主真空引きライン８３０を介した排気は継続される。
【０００９】
製品化処理終了後に、吸気ラインを介してパージガスをプロセスチャンバ８１０に供給して排気ラインを介して排気することにより、プロセスチャンバ８１０内を浮遊しているパーティクルをプロセスチャンバ８１０からパージガスと共に排出して、プロセスチャンバ８１０をパージガス洗浄する（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、プロセスチャンバ８１０の清浄度を評価するために、市販されている光学式のパーティクルモニタ装置（ＰＭ：particle monitoring device）（不図示）を設置して、パーティクルをモニタする試みがなされている。
【００１１】
パーティクルモニタ装置は、製品化処理中に排出されるパーティクルをリアルタイムにモニタするために、主真空引きライン８３０上の自動圧力調整装置８３１とプロセスチャンバ８１０との間、自動圧力調整装置８３１とアイソレーションバルブ８３２との間、又はプロセスチャンバ８１０に設置されることが多い。
【００１２】
また、パーティクルモニタ装置は、特にガラス製のレンズ等の部品が腐食性のプロセスガスによって腐食され易く、例えば、使用を開始して１週間後にはガラス製の部品が白化する。したがって、当該部品の交換やメンテナンスが必要となり、半導体製造装置８００のコストが高騰化するだけでなく、稼働時間が減少する。これに対しては、パーティクルモニタ装置を粗引きライン８２０上に設置することにより、パーティクルモニタ装置のガラス製の部品が腐食することを防止することができる。
【００１３】
パーティクルモニタ装置は、高真空下で例えば２０ｍ／ｓｅｃの高速で移動するパーティクルをモニタすることが困難であるため、パーティクル検出確率を向上させるために、太い管状部材から成る主真空引きライン８３０などの排気ラインを通過するガスの流量面積を規制してパーティクルをモニタする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１４】
また、図１０の半導体製造装置８００は、プロセスチャンバ８１０に対面するように設けられた石英ガラス（ＳｉＯ2）から成る透明な窓部材（不図示）を備え、この窓部材は、例えばプロセスチャンバ８１０内にマイクロ波を導入するための窓として機能する。
【００１５】
窓部材を構成する石英ガラスがフッ素系プラズマ雰囲気に曝されると、石英ガラス中のケイ素（Ｓｉ）原子がフッ素系プラズマに含まれるフッ素ラジカルなどの活性な分子と反応してフッ化ケイ素（ＳｉＦ4）として揮発しウェハを汚染したり、窓部材が表面から浸食され曇りを生じたりする（劣化）。
【００１６】
この劣化を抑制するために、通常は、石英ガラスを加熱している。また、窓部材の劣化を抑制するために、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）及び石英から成る第２の相の中に石英から成る第１の相が分散された部材から成る窓部材も提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、窓部材ではないが、ペルジャー、フォーカスリングなどのプロセスチャンバ内に使用される部品として、シリカ（ＳｉＯ2）にアルミニウム（Ａｌ）を含有させて溶融し、シリカ及びアルミナのアモルファス状態にした材料が提案されている（例えば、特許文献４参照）。いずれの技術も所定の部材にアルミニウムを含有させることにより、フッ素系プラズマや活性な分子に対する耐性を向上させている。
【特許文献１】実開平０６−０５６９９９号公報
【特許文献２】特開平１１−３０４６８８号公報
【特許文献３】特開２００１−２６１３６４号公報
【特許文献４】特開２００３−２９２３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記特許文献１，２記載の技術では、プロセスチャンバ８１０から排出されるガスと共に移動するパーティクルをモニタするだけであるので、プロセスチャンバ８１０の内壁に付着しているデポジット（堆積物）をモニタすることができない。
【００１８】
デポジットは、製品化処理中等に該内壁から剥離してウェハを汚染する原因となるので、デポジットを積極的にパーティクルとしてモニタすることにより、プロセスチャンバ８１０の清浄度をより正確に評価することが求められる。
【００１９】
また、窓部材の劣化を抑制するために加熱すると、半導体製造装置８００の内部に設けられた電気回路に不具合が発生したり、レーザ装置の劣化を促進させたりする。
【００２０】
さらには、上述したような所定の部材にアルミニウムを含有させる技術では、シリカ又は石英中にアルミニウム原子が分散された状態にあるので、表面において効率的に耐プラズマ性や活性な分子に対する耐性を発揮することができず、該所定の部材の交換頻度が高くなる。その結果、交換に要する時間が長くなって半導体製造装置８００の生産性が低下すると共に、交換費用が上昇して半導体製造装置８００のコストが上昇する。さらには、半導体製造装置８００の生産性低下の防止やコスト抑制の観点から、半導体製造装置８００の、例えば主真空引きラインに接続されるパーティクルモニタ装置が備えるパーティクルモニタ用窓部材もその交換頻度が低いことが求められる。
【００２１】
本発明の目的は、剥離し易いデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、真空装置の清浄度を正確に評価することができる真空装置、そのパーティクルモニタ方法及び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】
【００２３】
上記目的を達成するために、請求項１記載の真空装置は、所定の空間を画成する容器と、前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気手段と、前記排気管に設けられ、前記排出されるガスの流量を規制する少なくとも１つの排気規制手段と、前記少なくとも１つの排気規制手段と前記排気手段の間において前記排気管に設けられ、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタ手段とを備える真空装置において、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージ手段と、前記パージ手段と前記容器との間において前記供給管に設けられ、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制手段と、を備え、前記供給規制手段は、前記少なくとも１つの排気規制手段が前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出を許容しているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含み、前記パーティクルモニタ手段は、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせて前記排気管内のパーティクルをモニタすることを特徴とする。
【００２４】
請求項２記載の真空装置は、請求項１記載の真空装置において、前記容器内に腐食性の処理用ガスを供給する処理用ガス供給手段と、前記処理用ガスを排出する他の排気手段とを備え、前記少なくとも１つの排気規制手段は、前記他の排気手段により前記処理用ガスを排出しているときに、前記ガスの排出を禁止することを特徴とする。
【００２５】
請求項３記載の真空装置は、請求項１又は２記載の真空装置において、前記供給規制手段は、前記パージガスの圧力値が前記容器内の圧力値の２倍以上となるように、前記供給されるパージガスの流量を規制することを特徴とする。
【００２６】
請求項４記載の真空装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の真空装置において、前記容器内に放電する電力供給手段を備え、前記電力供給手段は、前記少なくとも１つの排気規制手段が前記ガスの排出を許容しているときに、前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。
【００２７】
上記目的を達成するために、請求項５記載の真空装置は、所定の空間を画成する容器と、前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気手段と、前記排気管に設けられ、前記排出されるガスの流量を規制する少なくとも１つの排気規制手段と、前記少なくとも１つの排気規制手段と前記排気手段の間において前記排気管に設けられ、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタ手段とを備える真空装置において、前記容器内に放電する電力供給手段を備え、前記電力供給手段は、前記少なくとも１つの排気規制手段が前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出を許容しているときに、前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含み、前記パーティクルモニタ手段は、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせて前記排気管内のパーティクルをモニタすることを特徴とする。
【００２８】
請求項６記載の真空装置は、請求項５記載の真空装置において、前記電力供給手段は、前記放電により前記容器内に電磁応力を発生させることを特徴とする。
【００２９】
請求項７記載の真空装置は、請求項５又は６記載の真空装置において、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージ手段と、前記パージ手段と前記容器との間において前記供給管に設けられ、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制手段とを備え、前記供給規制手段は、前記少なくとも１つの排気規制手段が前記ガスの排出を許容しているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。
【００３０】
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モニタ方法は、所定の空間を画成する容器を備える真空容器のパーティクルモニタ方法であって、前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップとを有するパーティクルモニタ方法において、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージステップと、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制ステップとを有し、前記供給規制ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出が許容されているときに前記パージガスの供給を開始し、前記モニタさ
れるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含み、前記パーティクルモニタステップでは、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせて、前記排気管内のパーティクルをモニタすることを特徴とする。
【００３１】
請求項９記載のパーティクルモニタ方法は、請求項８記載のパーティクルモニタ方法において、前記容器内に腐食性の処理用ガスを供給する処理用ガス供給ステップと、前記処理用ガスを排出する他の排気ステップとを有し、前記排気規制ステップでは、前記他の排気ステップにおいて前記処理用ガスを排出しているときに、前記ガスの排出を禁止することを特徴とする。
【００３２】
請求項１０記載のパーティクルモニタ方法は、請求項８又は９記載のパーティクルモニタ方法において、前記供給規制ステップでは、前記パージガスの圧力値が前記容器内の圧力値の２倍以上となるように、前記供給されるパージガスの流量を規制することを特徴とする。
【００３３】
請求項１１記載のパーティクルモニタ方法は、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のパーティクルモニタ方法において、前記容器内に放電する放電ステップを有し、前記放電ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記ガスの排出が許容されているときに、前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。
【００３４】
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方法は、所定の空間を画成する容器を備える真空装置のパーティクルモニタ方法であって、前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップとを有するパーティクルモニタ方法において、前記容器内に放電する放電ステップを有し、前記放電ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出が許容されているときに前記放電を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含み、前記パーティクルモニタステップでは、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせて、前記排気管内のパーティクルをモニタすることを特徴とする。
【００３５】
請求項１３記載のパーティクルモニタ方法は、請求項１２記載のパーティクルモニタ方法において、前記放電ステップでは、前記放電により前記容器内に電磁応力を発生させることを特徴とする。
【００３６】
請求項１４記載のパーティクルモニタ方法は、請求項１２又は１３記載のパーティクルモニタ方法において、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージステップと、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制ステップとを有し、前記供給規制ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記ガスの排出が許容されているときに、前記パージガスの供給を開始し、前記モニタされるパーティクルは、前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含むことを特徴とする。
【００３７】
上記目的を達成するために、請求項１５記載のプログラムは、所定の空間を画成する容器を備える真空容器のパーティクルモニタ方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップと、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記容器内にパージガスを所定の供給管を介して供給するパージステップと、前記供給されるパージガスの流量を規制する供給規制ステップとを実行させ、前記供給規制ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出が許容されているときに前記パージガスの供給を開始させ、前記モニタされるパーティクルに前記パージガスの供給により前記容器内に遊離したパーティクルを含ませ、前記パーティクルモニタステップでは、前記排気管内のパーティクルをモニタするために、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせることを特徴とする。
【００３８】
上記目的を達成するために、請求項１６記載のプログラムは、所定の空間を画成する容器を備える真空装置のパーティクルモニタ方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記容器内のガスを所定の排気管を介して排出する排気ステップと、前記排出されるガスの流量を規制する排気規制ステップと、前記排気管内のパーティクルをモニタするパーティクルモニタステップと、前記容器内に放電する放電ステップとを実行させ、前記放電ステップでは、前記排気規制ステップにおいて前記容器の内部を所定の真空雰囲気とするために前記ガスの排出が許容されているときに前記放電を開始させ、前記モニタされるパーティクルに前記放電により前記容器内に遊離したパーティクルを含ませ、前記パーティクルモニタステップでは、前記排気管内のパーティクルをモニタするために、レーザ光源から照射される所定の波長のレーザ光を前記排気管の断面における内径の全領域にわたってラスタスキャンさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００５１】
請求項１記載の真空装置、請求項８記載の真空装置のパーティクルモニタ方法、又は請求項１５記載のプログラムによれば、ガスの排出が許容されているときに開始したパージガスの供給により容器内に遊離したパーティクルがモニタされるので、剥離し易いデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、真空装置の清浄度を正確に評価することができる。
【００５２】
請求項２記載の真空装置又は請求項９記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、処理用ガスが他の排気管を介して排出されているときに排気管を介したガスの排出を禁止して、パーティクルモニタ装置が腐食されるのを防止して長寿命化することができる。
【００５３】
請求項３記載の真空装置又は請求項１０記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、パージガスの圧力値が容器内の圧力値の２倍以上となるように供給されるパージガスの流量を規制するので、容器内に確実に衝撃波を発生させて、デポジットを確実に剥離させることができる。
【００５４】
請求項４記載の真空装置又は請求項１１記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、パージガスの供給により遊離したパーティクルに加えて、ガスの排出を許容しているときに開始した放電により容器内に遊離したパーティクルがモニタされるので、剥離し易いデポジットを含むパーティクルをより確実にモニタして、真空装置の清浄度をより正確に評価することができる。
【００５５】
請求項５記載の真空装置、請求項１２記載の真空装置のパーティクルモニタ方法、又は請求項１６記載のプログラムによれば、ガスの排出を許容しているときに開始した放電により容器内に遊離したパーティクルがモニタされるので、剥離し易いデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、真空装置の清浄度を正確に評価することができる。
【００５６】
請求項６記載の真空装置又は請求項１３記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、放電により容器内に電磁応力を発生させるので、デポジットを確実に剥離させることができる。
【００５７】
請求項７記載の真空装置又は請求項１４記載の真空装置のパーティクルモニタ方法によれば、ガスの排出を許容しているときに開始した放電により容器内に遊離したパーティクルに加えて、パージガスの供給により遊離したパーティクルがモニタされるので、剥離し易いデポジットを含むパーティクルをより確実にモニタして、真空装置の清浄度をより正確に評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る真空装置を備える半導体製造装置の構成を概略的に示す図である。
【００７０】
図１において、半導体製造装置１０００は、被処理体としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という）に対して、エッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等のプラズマを用いた製品化処理を施すための円筒形容器から成るプロセスチャンバ１００（真空装置）を備える。プロセスチャンバ１００は、ウェハを搬送するアームを備えるロードロックチャンバに接続され、該ロードロックチャンバのアームによりウェハがプロセスチャンバ１００に搬入される。
【００７１】
プロセスチャンバ１００は、製品化処理に必要な空間を画成するチャンバ壁１１０と、プロセスチャンバ１００の内部においてチャンバ壁１１０の下部上面に載置されたウェハステージ１２０とを備える。プロセスチャンバ１００の内部には、高電圧電源１１２に接続された電極１１３が埋設されており、電極１１３は、高電圧電源１１２から印加された高電圧ＨＶにより、上記アームによりウェハステージ１２０の上面に載置されたウェハをウェハステージ１２０に静電的に吸着（チャック）する。プロセスチャンバ１００の上部には貫通孔が複数個設けられたシャワーヘッド１２０ａが配置され、シャワーヘッド１２０ａは、これらの貫通孔を介して製品化処理において使用される腐食性の処理用ガス（プロセスガス）をプロセスチャンバ内に導入する。
【００７２】
また、プロセスチャンバ１００には、上部に、パージガスを導入するための管状部材から成る給気ラインが接続されており、給気ラインには、プロセスチャンバ１００に供給すべきパージガスの流量を規制するバルブ１２０が設けられている。
【００７３】
パージガスとしては、腐食性が低く入手が容易で安価なガスが用いられ、このようなガスには、窒素ガス（Ｎ2）、ヘリウムガス（Ｈｅ）、アルゴンガス（Ａｒ）、乾燥空気、酸素（Ｏ2）などがある。なお、ハロゲンガスは後述するパーティクルモニタ装置のガラス製の部品を腐食するので、パージガスとして用いることは適切ではない。
【００７４】
プロセスチャンバ１００の下部には、例えば、直径２５ｍｍの細い管状部材から成る粗引きライン２００と、例えば、直径１５０ｍｍの太い管状部材から成る主真空引きライン３００とが接続されており、粗引きライン２００と主真空引きライン３００とは排気ラインに合流する。排気ラインは、粗引きライン２００及び／又は主真空引きライン３００からのガスを半導体製造装置１０００の外部へ排出する。
【００７５】
粗引きライン２００には、排気ラインを介してプロセスチャンバ１００内のガスを排出するドライポンプ（ＤＰ）２２０と、ドライポンプ２２０によって排出されるガスの流量、即ちプロセスチャンバ１００から排気ラインへ流入するガスの流量を規制するバルブａ，ｂと、バルブａ，ｂ間においてパーティクルをモニタする光学式のパーティクルモニタ装置（ＰＭ）２１０とが設けられている。
【００７６】
主真空引きライン３００には、プロセスチャンバ１００側から順に、プロセスチャンバ１００内の圧力をモニタする自動圧力調整装置（ＡＰＣ）３１０、ゲートバルブであるアイソレーションバルブ（ＩＳＯ）３２０、上記ドライポンプ２２０に接続されたターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）３３０が設けられている。アイソレーションバルブ３２０は、ターボ分子ポンプ３３０によるプロセスチャンバ１００の排気を規制する。自動圧力調整装置３１０は、プロセスチャンバ１００内の圧力をモニタしながら、アイソレーションバルブ３２０による規制の程度を調整する。ターボ分子ポンプ３３０は、ドライポンプ２２０よりも排気量が大きい。
【００７７】
半導体製造装置１０００において、製品化処理のためにプロセスチャンバ１００内を減圧するときは、粗引きライン２００を介してプロセスチャンバ１００内の圧力が所定の圧力になるまで排気してバルブａ，ｂを閉じた後に、主真空引きライン３００を介してプロセスチャンバ１００内の圧力を自動圧力調整装置３１０でモニタしながら所望の圧力又は真空度にする。製品化処理中においては、上記シャワーヘッド１２０ａを介して腐食性のプロセスガスがプロセスチャンバ１００に供給されるため、主真空引きライン３００を介した排気は継続される。
【００７８】
図２は、図１のパーティクルモニタ装置２１０の構成を概略的に示す図である。
【００７９】
図２において、パーティクルモニタ２１０は、粗引きライン２００の外周を取囲むように配設された筐体２１１と、例えば可視光領域の波長のレーザ光を照射するレーザ光源２１２と、レーザ光源２１２から照射されたレーザ光を筐体２１１内の粗引きライン２００に導光するミラー２１３と、粗引きライン２００を通過した光が入射するビームダンパ２１４と、粗引きライン２００を通過するパーティクルによって散乱されたレーザ光を筐体２１１に設けられた石英から成るパーティクルモニタ用窓部材２１９を介して受光する受光素子２１５と、受光素子２１５に入射する散乱レーザ光を合焦するレンズ２１６とを備え、図３で後述するように受光素子２１５で受光したレーザ光を検出信号として検出する。上記パーティクルモニタ用窓部材２１９は、レーザ光の入射方向に対して所定の角度をもって配置されている。
【００８０】
粗引きライン２００は、少なくともレーザ光が照射される部分において、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）などから成る反射防止膜で表面の一部又は全部がコーティングされた石英ガラスから成る。
【００８１】
ミラー２１３は、レーザ光源２１２から照射されたレーザ光を用いて、排気ライン２００の断面における内径の全領域をラスタスキャンするように構成されている。ビームダンパ２１４としては、表面に無数の凹凸を有する黒色の固体、光学的なラビリンス構造を有するものを用いることができる。また、受光素子２１５としては、光電子倍増管（ＰＭＴ：photomultiplier tube）、ＣＣＤ（charge coupled device）などを用いることができる。
【００８２】
図３は、図２のパーティクルモニタ装置２１０の受光素子２１５によって検出された検出信号の強度を示すグラフである。
【００８３】
図３に示すように、受光素子２１５によって検出される信号には、定常的に迷光によるノイズ信号が含まれている。このノイズ信号は所定のノイズ幅をもっているので、パーティクルモニタ装置２１０には、ノイズ幅の上限値に所定のマージン値を加えた信号強度の閾値が設定される。
【００８４】
パーティクルモニタ装置２１０は、設定されている閾値以上の強度の検出信号をパーティクルとして計数するように構成されている。計数されたパーティクルの数により、プロセスチャンバ１００の清浄度を評価することができる。
【００８５】
図４は、図１の半導体製造装置１０００によって実行されるパーティクルのモニタ方法のシーケンスを示すタイミングチャートである。
【００８６】
図４に示すように、製品化処理が終了してウェハを搬出した後において、パーティクルをモニタするときは、まず、パーティクルモニタ装置２１０の電源をオンにすると共にプロセスチャンバ１００側のバルブａ，ｂをオープンすると同時に、自動圧力調整装置３１０の電源をオフすると共にアイソレーションバルブ３２０（不図示）をクローズする。これにより、プロセスチャンバ１００の排気は、主真空引きライン３００から粗引きライン２００に切り替わる。
【００８７】
次に、バルブ１２０をオープンし、給気ラインを介してパージガスを、従来のパージガス洗浄に用いる流量値よりも高い流量値、例えば７０Ｌ／ｍｉｎ（７００００ＳＣＣＭ）でプロセスチャンバ１００に供給する。プロセスチャンバ１００では、通常、例えば１０−１〜１０−４Ｐａの高真空雰囲気下で製品化処理がなされるので、パージガスは、プロセスチャンバ１００内の圧力値よりも高い圧力値でプロセスチャンバ１００内に急激に流入し、プロセスチャンバ１００内の圧力値を上昇させる。この圧力値の上昇による最終的な安定到達圧力値は、１３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）以上であることが好ましい。安定到達圧力値を１３３．３Ｐａ以上とすることにより、排出されるガスに大きな粘性力が付与され、このガスと共にパーティクルを排出することを容易にすることができる。
【００８８】
したがって、パージガスの急激な流入は、プロセスチャンバ１００内の物体全て、即ちチャンバ壁１１０及びウェハステージ１２０に衝撃波による物理的な振動を付与することになる。
【００８９】
パージガスの圧力値がプロセスチャンバ１００内の圧力値の２倍以上となるように、パージガスが給気ラインに供給されていることが好ましい。これにより、プロセスチャンバ１００内の物体に振動を確実に付与することができる。
【００９０】
その後、バルブ１２０がオープンした状態で、高電圧電源１１２から電極１１３に高電圧ＨＶを３回印加する。これらの高電圧ＨＶの印加については、本発明の第２の実施の形態として後述する。
【００９１】
パーティクルのモニタを終了するときには、バルブ１２０及びバルブａ，ｂを順次クローズし、アイソレーションバルブ３２０をオープンして、製品化処理終了直後の状態に戻す。
【００９２】
本シーケンスは、製品化処理が終了してウェハを搬出した後に実行されるので、ウェハの汚染を防止することができる。また、プロセスガスを用いていないときに実行されるのが好ましい。これにより、パーティクルモニタ装置２１０のガラス製の部品が腐食するのを防止することができる。
【００９３】
図４によれば、パーティクルをモニタする際に、パージガスによる物理的な振動（衝撃波）をプロセスチャンバ１００内の物体に付与する。
【００９４】
図５は、図４のシーケンスにおいて、パーティクルモニタ装置２１０によって測定されたパーティクルの数を示すグラフである。なお、図５は、パージガスによる振動が発生する前後における測定結果の一例を示している。
【００９５】
図５に示すように、バルブ１２０のオープン後の数秒間に亘って多数の、例えば総計９０００個のパーティクルが計数される。これは、パージガスによる振動によってチャンバ壁１１０及びウェハステージ１１１などから剥離したデポジットもパーティクルとして計数されるからである。これにより、剥離し易いデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、プロセスチャンバ１００の清浄度を正確に評価することができる。なお、バルブ１２０のオープン時間は、図４に示すように、１〜５秒、好ましくは２〜５秒、即ち、振動がプロセスチャンバ１００内を拡散するのに要する時間が十分に確保できる時間であるのが好ましい。
【００９６】
図４及び図５によれば、バルブ１２０をオープンして、パージガスによる物理的な振動をプロセスチャンバ１００内の物体に少なくとも１回付与することにより、デポジットを積極的に剥離させてパーティクルを確実にモニタすることができるので、プロセスチャンバ１００の清浄度を正確に評価することができる。
【００９７】
また、製品化処理後にパーティクルをモニタするので、製品化処理中にバルブａをクローズしておくことにより、プロセスガスの流入を防止して、パーティクルモニタ装置２１０のガラス製の部品の腐食を確実に防止することができ、パーティクルモニタ装置２１０を長寿命化して、もって半導体製造装置１０００の生産性を向上させることができる。
【００９８】
上記実施の形態では、パージガスの供給によって発生した物理的な振動を利用しているが、利用すべき振動はいかなるものであってもよい。例えば、振動を発生させるために、プロセスチャンバ１００内に数十ｋＨｚの超音波を印加してもよい。また、物理的な振動を利用しているので、給気ラインは、プロセスチャンバ１００又は真空搬送チャンバ１００’と接続する場所にオリフィス（Orifice）構造がないのが好ましい。
【００９９】
また、物理的な振動を複数回発生させることが好ましい。この場合、物理的な振動を発生させる度にデポジットの剥離が抑制されるので、パーティクル数は減少する傾向にある。これにより、プロセスチャンバ１００の清浄度がより高いと評価した上で次回の製品化処理を行うことができる。
【０１００】
上記実施の形態は、図４に示すように、以下に説明する本発明の第２の実施の形態と組み合わせて実行することが好ましい。
【０１０１】
本発明の第２の実施の形態に係る真空装置を備える半導体製造装置の構成は、上述した第１の実施の形態のものと同一であるので、その説明を省略し、半導体製造装置１０００のパーティクルモニタ方法について異なる点のみ説明する。
【０１０２】
本実施の形態に係る半導体製造装置１０００は、図４に示したように、バルブａ，ｂがオープンしている状態にあるときに、高電圧電源１１２から高電圧電源１１２から電極１１３に高電圧ＨＶを、例えば断続的に３回印加する。印加される高電圧ＨＶは、＋１ｋＶ以上、又は−１ｋＶ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、±１ｋＶの電圧を交互に印加する。これにより、後述する電磁応力（electromagnetic stress）を効率的に発生させることができる。
【０１０３】
高電圧ＨＶの印加する度に、プロセスチャンバ１００内には瞬間的にＤＣ（Direct Current）放電が発生し、これに伴ってチャンバ壁１１０やウェハステージ１１１に瞬間的な電位勾配が形成され、電磁応力が発生する。電磁応力はチャンバ壁１１０やウェハステージ１１１などからデポジットを剥離させ、剥離したデポジットは、パーティクルとしてパージガスと共に排出され、パーティクルモニタ装置２１０によりモニタされる。
【０１０４】
高電圧ＨＶが１回印加されたときにおけるパーティクルモニタ装置２１０のパーティクル計数結果は、図５に示す結果と同様である。ただし、高電圧ＨＶを断続的に印加した回数が増加する度に、電磁応力によるデポジットの剥離が抑制されるので、パーティクル数は減少する傾向にある。したがって、高電圧ＨＶの印加は、１〜１０回、より好ましくは２〜５回の範囲内の回数で行われることが好ましい。
【０１０５】
本実施の形態によれば、高電圧ＨＶの印加を少なくとも１回実行することにより、デポジットを積極的に剥離させてパーティクルを確実にモニタすることができるので、プロセスチャンバ１００の清浄度を正確に評価することができる。
【０１０６】
また、高電圧ＨＶの印加を断続的に複数回実行するので、プロセスチャンバ１００の清浄度がより高いと評価した上で次回の製品化処理を行うことができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態では、高電圧ＨＶ印加を、図４に示すようにバルブ１２０がオープンの状態で実行しているが、バルブ１２０がクローズの状態で実行してもよい。これにより、給気ラインからのパージガスによって、例えばウェハが振動することを防止することができる。
【０１０８】
また、チャンバ壁１１０やウェハステージ１１１に瞬間的な電位勾配を形成するために、高電圧ＨＶを印加したが、高周波ＲＦ（Radio Frequency）を印加してもよい。ＲＦ印加によってＲＦ放電が発生し、高電圧ＨＶ印加と同様に電磁応力を発生させることができる。ＲＦ印加は、ＲＦ放電を長時間持続させないことが好ましく、例えば１秒間程度実行すればよい。
【０１０９】
上記実施の形態は、図４に示すように、上記第１の実施の形態と組み合わせて実行することが好ましい。
【０１１０】
上記第１及び第２の実施の形態では、プロセスチャンバ１００に接続する排気ラインが粗引きライン２００及び主真空引きライン３００の２系統であるとしたが、３系統以上であってもよい。また、１系統の排気ラインの場合は、本発明の第３の実施の形態として後述する。
【０１１１】
図６は、本第３の実施の形態に係る真空装置を備える半導体処理装置の構成を概略的に示す図である。
【０１１２】
図６において、真空装置としての真空搬送装置１０００’は、１系統の排気ラインを備える真空搬送チャンバ１００’を備える。真空搬送チャンバ１００’は、例えば、図１の半導体製造装置１０００のプロセスチャンバ１００に接続されるロードロックチャンバに適用され、ロードロックチャンバはウェハを搬送するアームを備える。真空搬送装置１０００’は、アームによりプロセスチャンバ１００のウェハステージ１２０にウェハを搬送する。
【０１１３】
真空搬送チャンバ１００’は、バルブ１２０’を備える給気ラインと、ドライポンプ（ＤＰ）２２０’、バルブａ’，ｂ’、及びバルブａ’，ｂ’間に設けられたパーティクルモニタ装置（ＰＭ）２１０’を備える排気ライン２００’とが接続されている。
【０１１４】
すなわち、本実施の形態の構成は、上述した第１の実施の形態の構成において主真空引きライン３００を省略した構成であるので、同様の符号を付したものについてはそれらの説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【０１１５】
真空搬送チャンバ１００’には、主真空引きライン３００のターボ分子ポンプ３３０が省略されているので、パーティクルをモニタする際に真空搬送チャンバ１００’が高真空であるとは限られない。その場合には、ドライポンプ２２０’によってある程度の真空度を達成しておき、図７のようなシーケンスを実行する。なお、図７に示すシーケンスは第１の実施の形態で図４を用いて説明した通りであるのでその説明を省略する。
【０１１６】
図６及び図７によれば、バルブ１２０’をオープンして、パージガスによる物理的な振動を真空搬送チャンバ１００’内の物体に付与することにより、デポジットを積極的に剥離させてパーティクルを確実にモニタすることができるので、真空搬送チャンバ１００’の清浄度を正確に評価することができる。
【０１１７】
なお、上記第３の実施の形態では、真空搬送チャンバ１０００’は、１系統の排気ラインを備えるとしたが、複数系統の排気ラインを備えていてもよい。複数系統の排気ラインを備える場合には、排出されるガスなどの流体の流れ易さを表す係数である排気ラインのインダクタンスが通常互いに異なるが、いかなるインダクタンスの排気ラインであっても本実施の形態を適用することができる。
【０１１８】
また、上記実施の形態は、上述した第２の実施の形態を組み合わせて実行することが好ましい。この場合には、真空搬送チャンバ１００’内の物体に高電圧電源１１２と同様の高電圧電源が接続される。
【０１１９】
上記第１乃至第３の実施の形態では、ウェハが存在しないときのプロセスチャンバ１００又は真空搬送チャンバ１００’の清浄度を評価したが、プロセスチャンバ１００又は真空搬送チャンバ１００’以外の物体、例えば、ウェハの清浄度を評価することも可能である。
【０１２０】
例えば、まず、プロセスチャンバ１００の清浄度が十分に高く、パーティクルの剥離がないと評価し、次いで、ウェハを搬入してウェハが存在するときのプロセスチャンバ１００の清浄度を評価する。その後、評価された２つの清浄度を比較する。これによりウェハの清浄度を評価することができる。同様に、ウェハの裏面がウェハステージ１１１に密着している場合と密着していない場合とを比較することにより、ウェハの裏面の清浄度を評価することも可能である。
【０１２１】
上記第１乃至第３の実施の形態では、製品化処理終了後にパーティクルをモニタしたが、製品化処理終了前や製品化処理中にパーティクルをモニタしてもよい。
【０１２２】
また、給気ラインは、プロセスチャンバ１００又は真空搬送チャンバ１００’と接続する場所にオリフィス構造がないのが好ましいとしたが、プロセスチャンバ１００又は真空搬送チャンバ１００’内にウェハなどが存在する場合には、オリフィス構造があってもよい。これにより、パージガスがウェハなどに物理的な振動を付与することによってウェハなどが傷付くのを抑制することができる。
【０１２３】
上記実施の形態では、図２におけるパーティクルモニタ用窓部材２１９は、石英から成るとしたが、透明な基材から成っていればいかなるものであってもよい。
【０１２４】
また、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（図４や図７のシーケンスに対応するプログラムコード）を記録した記憶媒体を、コンピュータ、例えば後述する図９におけるＰＣ６００に供給し、そのコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。
【０１２５】
また、コンピュータ、例えばＰＣ６００が読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した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、ＰＣ６００上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１２６】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、ＰＣ６００に挿入された機能拡張カードやコンピュータ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、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１２７】
また、上記プログラムは、上述した実施の形態の機能をＰＣ６００で実現することができればよく、その形態は、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、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態を有するものでもよい。
【０１２８】
プログラムを供給する記録媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）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、ＲＯＭ等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムは、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る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。
【０１２９】
次に、本発明の第４の実施の形態に係るパーティクルモニタ用窓部材について説明する。
【０１３０】
図８は、第４の実施の形態に係るパーティクルモニタ用窓部材の構成を詳細に示す断面図である。
【０１３１】
第４の実施の形態に係るパーティクルモニタ用窓部材は、上述した第１の実施の形態における石英から成るパーティクルモニタ用窓部材２１９に代えて用いられる。なお、本第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係る半導体製造装置１０００と同一の構成及び要素には同一の符号を付し、それらの説明を省略する。
【０１３２】
図８において、パーティクルモニタ用窓部材２１９は、それぞれ、略円柱体形状を有し、粗引きライン２００とパーティクルモニタ装置２１０の間に設けられ、より具体的には粗引きライン２００に形成された相補形状を有する穴部に挿嵌される。なお、パーティクルモニタ用窓部材２１９は、粗引きライン２００の穴部に挿嵌される略円柱体に限られることはなく、例えば排気ライン２００と略同一の直径を有する中空の略円筒体形状を有し、排気ライン２００を部分的に構成するものであってもよい。
【０１３３】
また、パーティクルモニタ用窓部材２１９は、透明なベース２１９ａと、ベース２１９ａ上に設けられた表面処理層２１９ｂとから成る。ベース２１９ａは、粗引きライン２００内のガスに対面するガス当接面と、パーティクルモニタ装置２１０に接続するモニタ面とを有し、表面処理層２１９ｂは、ベース２１９ａのガス当接面に後述する表面処理が施されたものから成る。
【０１３４】
ベース２１９ａは、ケイ素を主成分とするガラス、例えば石英から成るのが好ましいが、透明な樹脂などであってもよい。
【０１３５】
表面処理層２１９ｂは、炭素（Ｃ）、イットリウム（Ｙ）、イットリア（Ｙ2Ｏ3）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、アルミニウム（Ａｌ）、及びアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）から成る材料の群から選択された一の材料を含有する。なお、材料が炭素である場合には、結晶状ダイヤモンド又はダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ：diamond-like carbon）から成ることが好ましい。これらの材料を用いることにより、ハロゲン系プラズマに対する耐性（以下、「耐プラズマ性」という）や活性な分子に対する耐性を十分に向上させることができる。
【０１３６】
上記材料の群のうち、フッ化カルシウムは、水に不溶、融点１３７３℃、使用可能な最高温度９００℃、Ｋｎｏｏｐ数で表される硬度１５８．３、透過可能な光の波長領域（透過波長領域）０．２〜９．０μｍ、及び波長１０００ｃｍ-1の光に対する屈折率１．３９という物理的な性質を有するだけでなく、ハロゲンに対する高い耐食性を有し、硬度が高いことから高い耐圧性を有する。また、フッ化カルシウムは、純度が高いものを容易に且つ安価に入手することができる。さらには、石英よりもフッ化水素の水溶液であるフッ化水素酸に溶けにくい。
【０１３７】
以上のように、フッ化カルシウムは、高い耐圧性を有するので窓部材として好適であり、また、使用可能な最高温度が９００℃であるので約９００℃の高温雰囲気となるプロセスチャンバ１００にも好適であり、さらには、透過波長領域が石英よりも広いので光学的な測定に好適である。したがって、フッ化カルシウムを用いるのが最も好ましい。
【０１３８】
また、アルミニウム単体及びアルミナ中のアルミニウム原子は、プラズマ中のフッ素と反応して、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）を生成する。生成したフッ化アルミニウムは、表面処理層２１９ｂに残留するために、特にフッ素に対する耐プラズマ性が高い。
【０１３９】
なお、ハロゲン系プラズマは、石英ガラスを腐食するハロゲン又はその化合物を含み、例えば、ＣＦ4／Ａｒ／Ｏ2／ＣＯプラズマ、Ｆ2プラズマ、ＣＦ4，Ｃ4Ｆ8，Ｃ5Ｆ8などのフッ化炭素系プラズマなどの、フッ素又はその化合物を含むフッ素系プラズマや、塩素（Ｃｌ2）プラズマがある。これらのハロゲン系プラズマは、ハロゲンラジカルなどの活性な分子を含み、ガラスなどの成分であるケイ素原子と反応してガラスなどを劣化させる。
【０１４０】
また、表面処理層２１９ｂを構成する材料は、その含有量が表面処理層２１９ｂの全質量において１０〜１００質量％の範囲内にあることが好ましい。含有量が１０質量％未満であると、表面処理層２１９ｂの耐プラズマ性や活性な分子に対する耐性を十分に向上させることができないからである。
【０１４１】
また、表面処理層２１９ｂの厚さは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲内にあることが好ましい。厚さが１００ｎｍ未満であると、表面処理層２１９ｂが後述するコーティング膜から成る場合にはベース２１９ａから剥離しやすくなり、ドーピング層から成る場合にはフッ素系プラズマにより浸食されやすくなるからである。一方、厚さが１００μｍを超えると、ベース２１９ａ上に形成するのが困難となり、製造コストが上昇すると共に、表面処理層２１９ｂの透明度が低下して、パーティクルモニタ装置２１０により排気ライン２００内のパーティクルをモニタすることが困難となるからである。
【０１４２】
以下、ベース２１９ａのガス当接面への表面処理について説明する。
【０１４３】
表面処理としては、ベース２１９ａのガス当接面上に表面処理層２１９ｂを構成する材料から成るコーティング膜を成膜するコーティングや、ベース２１９ａのガス当接面の表面から所定の深さまで表面処理層２１９ｂを構成する材料をドーピングすることによってベース２１９ａにドーピング層を形成するドーピングがあるが、他の任意の方法であってもよい。
【０１４４】
上記コーティングとしては、二酸化ケイ素と酸化アルミニウム等の上記材料から成る混合物をベース２１９ａのガス当接面上で溶融し急冷する方法や、該混合物を溶融したものをベース２１９ａのガス当接面に吹き付ける溶射方法、上記材料をスパッタリングやＰＶＤで成膜する方法などがある。コーティングによれば、ベース２１９ａ上に表面処理層２１９ｂを容易に設けることができる。
【０１４５】
上記ドーピングとしては、イオン注入法や、ベース２１９ａのガス当接面を部分的に溶融させて上記材料を混合する方法などがある。なお、ベース２１９ａに上記材料をドーピングした後に焼成（baking）を施すことが好ましい。なお、ドーピングによりドーピング層から成る表面処理層２１９ｂをベース２１９ａに形成した場合には、それらが形成する境界は明確ではなくなるが、少なくとも表面処理層２１９ｂのガス当接面から所定の深さにおいて、ドーピングされた材料の含有量が上記範囲内にあることが好ましい。ドーピングによれば、ベース２１９ａ上に設けられた表面処理層２１９ｂが剥離することがないので、ベース２１９ａ上に表面処理層２１９ｂを確実に設けることができる。
【０１４６】
図８のパーティクルモニタ用窓部材２１９によれば、ベース２１９ａ上に表面処理層２１９ｂが設けられているので、新たに構成されたガス当接面である表面処理層２１９ｂにおいて効率的に耐プラズマ性や活性な分子に対する耐性を発揮してその交換頻度を低下させることができる。また、交換頻度を低下させるので、排気ライン２００の真空圧力を維持する時間を長く確保することができ、半導体製造装置１０００の生産性を向上させることができる。
【０１４７】
さらには、パーティクルモニタ用窓部材２１９が耐プラズマ性や活性な分子に対する耐性を有し、その劣化が抑制されるので、パーティクルモニタ装置２１０は、剥離したデポジットを含むパーティクルを確実にモニタして、半導体製造装置１０００の清浄度を正確に評価することができる。
【０１４８】
なお、上記実施の形態において、図８のパーティクルモニタ用窓部材２１９は、レーザ光源２１２が照射するレーザ光の可視光領域の波長に対する透明度が高く、真空の空間に対面する窓部材として用いるのに十分な硬度を有することが好ましい。
【０１４９】
また、ベース２１９ａのモニタ面上に、フッ化マグネシウムから成る膜を形成してもよい。これにより、パーティクルモニタ用窓部材２１９に入射する光の反射を防止することができる。
【０１５０】
また、上記第４の実施の形態では、図８のパーティクルモニタ用窓部材２１９は、ベース２１９ａ及び表面処理層２１９ｂから成るとしたが、フッ化カルシウムから成る単一のバルク部材から成ってもよい。
【０１５１】
また、上記パーティクルモニタ用窓部材２１９は、他の真空容器、例えば、図１におけるプロセスチャンバ１００や、図６におけるパーティクルモニタ装置２１０’や配管などの部材にも適用することができる。さらには、パーティクルモニタ装置以外の他の部材に用いてもよい。それらの具体例を図９を用いて説明する。
【０１５２】
図９は、図１の半導体製造装置１０００の構成を詳細に示す部分断面図である。
【０１５３】
図９において、半導体製造装置１０００は、図１に示す構成要素に加えて、プロセスチャンバ１００内のパーティクルをその場でモニタするｉｎ  ｓｉｔｕパーティクルモニタ装置（ＩＳＰＭ）４００と、プロセスチャンバ１００内の被写体、例えばパーティクルモニタ装置４００からのレーザ光を撮像するＣＣＤ（charge coupled device）カメラ５００とを備える。パーティクルモニタ装置４００及びＣＣＤカメラ５００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）６００に接続されている。ＰＣ６００には、さらに、信号処理部６１０を介してＣＶＤツール制御部６２０が接続されている。
【０１５４】
パーティクルモニタ装置４００は、所定の波長、例えば５３２ｎｍのＹＡＧレーザ光を出力２．５ｋＷ、パルス１０ｋＨｚで照射するレーザ光源４１０と、レーザ光を所望の形状に整形する任意の光学系４２０と、該光学系４２０を介した入射したレーザ光をプロセスチャンバ１００の方向へ反射するミラー４３０と、プロセスチャンバ１００のチャンバ壁１１１に設けられたパーティクルモニタ用窓部材４４０とを備える。パーティクルモニタ用窓部材４４０は、図８のパーティクルモニタ用窓部材２１９と同様の構成及び材料から成る。ミラー４３０により反射されたレーザ光は、パーティクルモニタ用窓部材４４０を介してプロセスチャンバ１００内へ導波される。プロセスチャンバ１００内部においてビーム光は、スリット１１４，１１５を介してビームダンパ１１６に入射する。
【０１５５】
また、ＣＣＤカメラ５００は、プロセスチャンバ１００のチャンバ壁１１０に設けられた不図示のＣＣＤカメラ用窓部材を介してプロセスチャンバ１００内のレーザ光を撮像し、撮像した画像をＰＣ６００に入力する。これにより、レーザ光のパルス数を計測すると共に、プロセスチャンバ１００内のパーティクルにより散乱されたレーザ光をカウントするセンサとして機能することができる。このＣＣＤカメラ用窓部材も、図８のパーティクルモニタ用窓部材２１９と同様の構成及び材料から成り、例えばその表面処理層の材料がフッ化カルシウムから成り、これにより、表面の浸食を抑制して、その交換頻度を低下させることができると共に、センサの感度が低下するのを抑制することができる。なお、センサとして機能するものであれば、ＣＣＤカメラ５００に代えて、光電子倍増管であってもよい。
【０１５６】
また、半導体製造装置１０００は、ウェハステージ１１１上部に配置されたフォーカスリング１１７を備え、このフォーカスリング１１７も図８のパーティクルモニタ用窓部材２１９と同様の構成及び材料、例えばフッ化カルシウムから成り、これにより、絶縁を達成することができると共に、表面の浸食を抑制して、その交換頻度を低下させることができる。
【０１５７】
図９によれば、窓部材４４０、ＣＣＤカメラ用窓部材、及びフォーカスリング１１７などのプロセスチャンバ１００内の部品が、図８のパーティクルモニタ用窓部材２１９と同様の構成及び材料から成るので、それらの表面の浸食を抑制してそれらの交換頻度を低下させることができる。さらには、表面の浸食が抑制されるので、プロセスチャンバ１００内におけるウェハ汚染を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明の実施の形態に係る真空装置、そのパーティクルモニタ方法、プログラム、及び窓部材は、半導体製造装置のプロセスチャンバやロードロックチャンバに限られず、排気可能な所定の空間を画成する容器、例えばフラットパネルディスプレイなどの液晶製造装置、他の基板処理装置に適用することができる。
【０１５９】
また、本発明の実施の形態に係るパーティクルモニタ用窓部材は、部材内のガスと受光素子との間に設けられる透明なパーティクルモニタ用窓部材に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る真空装置を備える半導体製造装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のパーティクルモニタ装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】図２のパーティクルモニタ装置の受光素子によって検出された検出信号の強度を示すグラフである。
【図４】図１の半導体製造装置によって実行されるパーティクルのモニタ方法のシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図５】図４のシーケンスにおいて、パーティクルモニタ装置によって測定されたパーティクルの数を示すグラフである。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る真空装置を備える半導体処理装置の構成を概略的に示す図である。
【図７】図６の真空搬送装置によって実行されるパーティクルのモニタ方法のシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係るパーティクルモニタ用窓部材の構成を詳細に示す断面図である。
【図９】図１の半導体製造装置の構成を詳細に示す部分断面図である。
【図１０】従来の半導体製造装置の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１００  プロセスチャンバ
１１０  チャンバ壁
１１１  ウェハステージ
１１２  高電圧電源
１２０  バルブ
２００  粗引きライン
２１０  パーティクルモニタ装置（ＰＭ）
２１９，３４０  パーティクルモニタ用窓部材
２１９ａ  ベース
２１９ｂ  表面処理層
２２０  ドライポンプ（ＤＰ）
３００  主真空引きライン
３１０  自動圧力調整装置（ＡＰＣ）
３２０  アイソレーションバルブ（ＩＳＯ）
１０００  半導体製造装置
【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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