(57)【要約】【課題】電子部品製造環境用リアルタイムモニタリングシステムに関し、クリーンルーム内の雰囲気が製品に直接及ぼす影響をリアルタイムで認識できることを可能にし、製品への影響をいち早く把握できるようにしようとする。【解決手段】環境が製品に及ぼす影響をモニタリングする場合に当該製品で使用している一部の材料、例えば絶縁膜に成膜された銅薄膜を比抵抗モニター６に於ける試料として用いる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環境が製品に及ぼす影響をモニタリングする場合に当該製品で使用している一部の材料を試料とすること                                                                を特徴とする電子部品製造環境用リアルタイムモニタリングシステム。
【請求項２】
製品で使用している一部の材料からなる試料は製品を構成する諸材料中で環境の変化に対して敏感に影響される材料から選択されたものであること
を特徴とする請求項１記載の電子部品製造環境用リアルタイムモニタリングシステム。
【請求項３】
試料に於ける比抵抗の変化量を随時測定して環境の不良発生を判定する比抵抗測定装置を備えること
を特徴とする請求項１記載の電子部品製造環境用リアルタイムモニタリングシステム。
【請求項４】
同一基板上に在って両端からリード線が導出され且つ表面が絶縁膜で覆われて雰囲気から遮断された銅からなるリファレンス用線状パターン及び両端からリード線が導出されて表面が雰囲気に曝露された銅からなるモニター用線状パターンをもつ試料と、
該試料がセットされ雰囲気が導入される１つのチャンバーと、
該試料からのリード線が接続されて比抵抗を測定する比抵抗測定装置と
を備えてなることを特徴とする電子部品製造環境用リアルタイムモニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品、例えば半導体装置の製造環境に於いて、材料が受ける影響をリアルタイムでモニタリングすることができるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばクリーンルーム内の環境は、湿度やイオン成分等がある程度コントロールされている状態にはなっているが、外気中で一時的に多くなった成分がクリーンルーム内でも増加する場合がある。
【０００３】
例えば、近年の例を挙げると、三宅島噴火の際の硫化水素や二酸化硫黄の成分などが一度に大量発生したため、クリーンルーム内も汚染されてしまった旨の経緯がある。また、二酸化窒素等の窒素酸化物は、クリーンルーム周辺の交通量、或いは、季節に依って、その量が大きく変動し、しかも、現在の空気清浄システムに依っては殆ど除去できない成分としてクリーンルーム内に残存してしまう。
【０００４】
汚染物質としては、無機成分の他に種々の有機成分も存在し、環境ガスの中で、一部の汚染が著しい成分においては、自動測定システムが開発され、それぞれの濃度を個別にリアルタイムで表示できるようなっている。
【０００５】
然しながら、汚染の成分に依る製品への影響は、湿度、イオン成分の種類、濃度等の複合的な作用に依って起こる為、それぞれの成分を個別に測定していても、それが製品へどのような影響を及ぼすかは、各成分ガスが製品へ与える影響を個々に評価し、総合的な影響を推測するしか手段がなかった。
【０００６】
ところが、各ガス成分の影響を診みるといっても、その変動パラメータは湿度、イオン成分の種類、濃度の組み合わせを考えただけでも無数にあり、それらを全て実験して製品への影響を確かめるのは不可能に近い。
【０００７】
現在まで、各種の材料について環境からの影響は、成分をコントロールしたガスを用いた暴露実験により調査され、多くの文献にデータが発表されているが、雰囲気は場所や時間によって成分が変化し、一様ではないため、参考程度にしかならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では、クリーンルーム内の雰囲気が製品に直接及ぼす影響をリアルタイムで認識できることを可能にし、製品への影響をいち早く把握できるようにしようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に依る電子部品製造環境用リアルタイムモニタリングシステムに依れば、環境が製品に及ぼす影響をモニタリングする場合に当該製品で使用している一部の材料を試料とすることが基本になっている。
【発明の効果】
【００１０】
前記手段を採ることに依り、クリーンルーム内の雰囲気が製品に直接及ぼす影響をリアルタイムで認識することができる為、製品への影響をいち早く把握できるので、その対策を早急に実施することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
例えば、電子部品に於ける銅配線工程に於いては、銅は環境中の雰囲気成分による吸着現象が腐食等の不良原因になる危険性が高い材料であるため、特に環境成分の変動に対する注意が必要である。
【００１２】
図１はシステムの一例を表す要部ブロック図であり、図に於いて、１はリファレンス用チャンバー、２はモニター用チャンバー、２Ａは雰囲気導入管、２Ｂは排気管、３は流量調整ポンプ、４は比抵抗測定装置、５はリファレンスの為の比較モニター、５Ａは比較モニター５に於ける試料に取り付けた電極、５Ｂは電極５Ａから導出したリード線、６は測定対象の比抵抗モニター、６Ａは比抵抗モニター６に於ける試料に取り付けた電極、６Ｂは電極６Ａから導出したリード線をそれぞれ示している。尚、比抵抗測定装置４から導出されている線図は、比抵抗測定装置４内で実施された作業の結果を表し、横軸には経過時間を、縦軸には比抵抗値をそれぞれ採ってあり、比較モニター５から得られたリファレンスの比抵抗値変化Ａ、及び、比抵抗モニター６から得られたモニターの比抵抗値変化Ｂの概略を表している。
【００１３】
ここで、比較モニター５や比抵抗モニター６を構成する試料とは、実際の電子部品に於ける部材と類似するものを用いていて、例えば、絶縁膜に銅薄膜を成膜したものである。
【００１４】
比較モニター５及び比抵抗モニター６は、その試料に於ける銅薄膜に電極５Ａ或いは６Ａを取り付け、リード線５Ｂ或いは６Ｂを導出して構成され、そのリード線５Ｂ及び６Ｂは比抵抗測定装置４に接続されている。尚、比較モニター５と比抵抗モニター６とは殆ど同一の構成になっている。
【００１５】
比抵抗モニター６は、モニター用チャンバー２に配設され、流量調整ポンプ３を介して流し込まれる一定量のクリーンルーム雰囲気に曝露され、その比抵抗は比抵抗測定装置４に依って常時測定されるようになっている。
【００１６】
クリーンルーム雰囲気は、流量調整ポンプ３に依って、一定量になるように調整してチャンバー２内に送るようにしてある。この理由は、比抵抗モニター６をそのままの状態でクリーンルーム雰囲気に曝露することを続けた場合、空気の流れなどにより影響される懸念がある為、モニター用チャンバー２の一定体積の中に流量を調整して流すような構成にしてある。
【００１７】
また、リファレンスとして、比抵抗モニター６と同じ構成の比較モニター５をクリーンルーム雰囲気が流れない状態に在るリファレンス用チャンバー１内に置き、比抵抗モニター６に依る測定と同時に測定すれば変化量は知得し易くなる。更に、比抵抗モニター６に於ける試料の取替え時期も、そのリファレンスに対して何倍かの数値となった時に実施することにすれば管理上の指標ともなる。
【００１８】
測定した結果は、時間に対する比抵抗値の変化をコンピューターで随時算出しておき、その値がある程度以上大きくなったら汚染があると判断する。例えば、１分ずつ積分して於き、過去１０回分のデータのばらつきに対して、３σ以上の値を３回続けて出した時にアラームを発生する、といったシステムを組み込むと１５分くらいの間隔で管理することができる。尚、上記３σのσは標準偏差を示す。
【００１９】
図２は銅の比抵抗値の変化を測定した結果を表す線図であり、横軸に経時時間、縦軸に比抵抗値をそれぞれ採ってあり、雰囲気成分にあまり変動が無い状態で抵抗を５〜６時間に亙って測定した結果と、Ｈ2 Ｓ成分を添加してチャンバー内に流した場合の比抵抗の変化を示している。
【００２０】
これにより、銅を腐食するような雰囲気に環境が変化すると比抵抗値は腐食膜厚に応じじて変動し、その変化量を見ることで製品に与える影響を直接評価できることが理解されよう。
【００２１】
ところで、図１について説明したシステムに於いては、比較モニター５と測定対象の比抵抗モニター６は、それぞれ別個のチャンバー、即ち、リファレンス用チャンバー１とモニター用チャンバー２とにセットして測定を行うようにしているが、比較モニター５と比抵抗モニター６とに若干の改変を加えることで、１つのチャンバーを用いるだけで測定を行うことが可能になる。
【００２２】
この場合、例えば、同一基板上に２本の銅の線状パターンを作製し、１本の線状パターンについては、全面をアルミナや樹脂などからなる絶縁膜で覆って雰囲気に曝露されないようにすると共に両端からリード線を導出してリファレンス用とし、そして、他の１本の線状パターンについては、全面を露出したままとし、同じく両端からリード線を導出してモニター用とし、それぞれをクリーンルーム雰囲気を流すチャンバー内にセットし、それぞれのリード線を比抵抗測定装置に接続して測定を行うようにする。
【００２３】
このようにすると、１つのチャンバーでモニタリングすることが可能になるから、測定を低コストで実施することができ、また、試料毎の測定ばらつきも小さくすることができる。尚、この実施の形態の場合、銅の線状パターンを１本だけ作製してモニター用とし、リファレンス用としては、予め標準的な銅の線状パターンを作製し、且つ、取得しておいたデータと比較すれば良いとする向きもあろうかと思われる。然しながら、銅に限らず、他の金属でも同様な傾向をもつのであるが、例えば銅薄膜を形成した場合、その寸法や成膜条件などに依って、諸特性が微妙に変わってくるので、リファレンス用とモニター用の薄膜は同時に作製したものを用いることが測定の正確を期す上で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】システムの一例を表す要部ブロック図である。
【図２】銅の比抵抗値の変化を測定した結果を表す線図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  リファレンス用チャンバー
２  モニター用チャンバー
２Ａ  雰囲気導入管
２Ｂ  排気管
３  流量調整ポンプ
４  比抵抗測定装置
５  リファレンスの為の比較モニター
５Ａ  比較モニター５に於ける試料に取り付けた電極
５Ｂ  電極５Ａから導出したリード線
６  測定対象の比抵抗モニター
６Ａ  比抵抗モニター６に於ける試料に取り付けた電極
６Ｂ  電極６Ａから導出したリード線
【図１】
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【図２】
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