パーティクル数計測方法
【課題】特定の要因で発生するパーティクルの数を正確に計測することができるパーティクル数計測方法を提供する。
【解決手段】ガラス窓２４を介して本排気ライン１６内にレーザ光２５を入射し、該レーザ光２５と交差したパーティクルＰ１，Ｐ２から発生する散乱光Ｌ１，Ｌ２を光検出器２１によって受光し、該受光された散乱光に基づいてパーティクルの数を計測する際に、移動しないパーティクルＰ２がガラス窓２４に付着した汚れと見なされ、移動しないパーティクルＰ２の数が本排気ライン１６内において計測されたパーティクルの数から除外される。
【解決手段】ガラス窓２４を介して本排気ライン１６内にレーザ光２５を入射し、該レーザ光２５と交差したパーティクルＰ１，Ｐ２から発生する散乱光Ｌ１，Ｌ２を光検出器２１によって受光し、該受光された散乱光に基づいてパーティクルの数を計測する際に、移動しないパーティクルＰ２がガラス窓２４に付着した汚れと見なされ、移動しないパーティクルＰ２の数が本排気ライン１６内において計測されたパーティクルの数から除外される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクル数計測方法であって、特に、レーザ光が照射されたパーティクルから生じる散乱光を受光してパーティクルの数を計測するパーティクル数計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウエハを処理する基板処理装置等では、処理室内や排気管内の状況を把握するために処理室内や排気管内を移動するパーティクルの数が計測されている。パーティクルの数の計測には、通常、ＩＳＰＭ（In Situ Particle Monitor）が用いられる。ＩＳＰＭは、処理室内や排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振器と、パーティクルがレーザ光を通過する際に該パーティクルにより発生する散乱光（以下、「パーティクル散乱光」という。）を受光する光検出器とを少なくとも有し、受光された散乱光を電気信号に変換して電気信号の強度等に基づいてパーティクルの数を計測する。
【０００３】
ところで、プラズマを利用してウエハを処理する基板処理装置では、処理室内にプラズマが生じるため、光検出器はパーティクル散乱光の他にプラズマ発光も受光する。したがって、プラズマ発光をパーティクル散乱光と誤認するおそれがあり、パーティクルの数を正確に計測するのは困難であった。
【０００４】
そこで、近年、処理室内を観測して得られた取得画像と、基板処理装置の稼動状態に対応する標準背景画像との輝度差分を計算してパーティクルの観測の感度低下を防止するパーティクルモニタ手法（例えば、特許文献１参照。）や、散乱光を所定の波長成分で分離し、所望の周波数成分を抽出してパーティクル散乱光をプラズマ発光と区別する処理室内の汚染状況のリアルタイムモニタリング手法（例えば、特許文献２参照。）が開発されている。
【０００５】
また、レーザや散乱光が透過するレーザ光発振器の窓や電子倍増管の窓に比較的大きな異物（パーティクル）が付着して大きな散乱光が発生し、若しくは、処理室の内部へ外部からの比較的強い散乱光、例えば、宇宙線が進入することもある。この場合、受光された散乱光から所定強度以上の散乱光を除去することにより、パーティクル数の計測において外部からの比較的強い散乱光の影響を取り除く手法が用いられる。
【０００６】
一方、ウエハから製造される半導体デバイスの加工微細化が近年、益々進み、このような半導体デバイスの性能に影響を与えるパーティクルの大きさも数１０ｎｍレベルまで低下しているため、数１０ｎｍレベルの大きさのパーティクルの数を正確に把握する必要がある。
【０００７】
また、より正確に処理室内や排気管内の状況を把握するために、飛散する複数のパーティクルから特定の要因で発生するパーティクルのみを選別し、その数を正確に把握することも求められている。
【０００８】
ところが、特定の要因以外の要因でも数１０ｎｍレベルのパーティクルが発生することもある。また、レーザ光発振器の窓や電子倍増管の窓に数１０ｎｍレベルのパーティクルが付着することもある。すなわち、数１０ｎｍレベルのパーティクルの数を計測しても、その数には特定の要因で発生するパーティクルの数と、特定の要因以外の要因で発生するパーティクルの数とが含まれる。したがって、計測された数１０ｎｍレベルのパーティクルの数から特定の要因以外の要因で発生するパーティクルの数を除外する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１５５０８６号公報
【特許文献２】特開平１１−３３００５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の手法はいずれも散乱光の強度、すなわち、パーティクルの大きさに基づいて散乱光を区別するため、大きさが同じであっても発生要因が互いに異なる複数のパーティクルが混在する状況において、特定の要因で発生するパーティクルの数を正確に計測するのは困難である。
【００１１】
本発明の目的は、特定の要因で発生するパーティクルの数を正確に計測することができるパーティクル数計測方法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数計測方法は、特定の要因で発生し、且つ所定の空間を移動するパーティクルの数を計測するパーティクル数計測方法であって、前記所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動する、若しくは所定の移動方向とは逆の移動方向に沿って移動する移動状態のパーティクルの数を、前記所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載のパーティクル数計測方法は、請求項１記載のパーティクル数計測方法において、窓を介して前記所定の空間にレーザ光を入射し、該レーザ光と交差したパーティクルから発生する散乱光を受光し、該受光された散乱光に基づいてパーティクルの数を計測し、移動しないパーティクルを前記窓に付着した汚れと見なし、前記所定の空間において移動しないパーティクルの数を、前記所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載のパーティクル数計測方法は、請求項１記載のパーティクル数計測方法において、前記特定の要因は、基板処理装置の処理室への大流量のガスパージを伴う前記処理室内のパーティクル除去処理であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載のパーティクル数計測方法は、請求項３記載のパーティクル数計測方法において、前記所定の空間は前記処理室内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動速度は１ｍ／秒であることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載のパーティクル数計測方法は、請求項３記載のパーティクル数計測方法において、前記所定の空間は前記処理室内からガスを排気する排気管内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動速度は２ｍ／秒であることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載のパーティクル数計測方法は、請求項１記載のパーティクル数計測方法において、前記所定の空間は前記処理室内からガスを排気する排気管内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動方向は前記排気管内において前記ガスが流れる方向であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動する、若しくは所定の移動方向とは逆の移動方向に沿って移動する移動状態のパーティクルの数が、所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外される。パーティクルは大きさが同じであっても発生要因が異なれば、移動速度は異なるので、所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動する、若しくは所定の移動方向とは逆の移動方向に沿って移動するパーティクルの数を除外することにより、特定の要因で発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００１９】
請求項２記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間において移動しないパーティクルの数が、所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外される。窓に付着した汚れとしてのパーティクルは移動しない。したがって、所定の空間において移動しないパーティクルの数を除外することにより、窓に付着した汚れとしてのパーティクルの数を正確に除外することができる。
【００２０】
請求項３記載のパーティクル数計測方法によれば、特定の要因は、基板処理装置の処理室への大流量のガスパージを伴う処理室内のパーティクル除去処理である。該パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルは、大流量のガスパージによって生じる流速の高いガス流に乗って移動するため、移動速度が高い。したがって、所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動するパーティクルの数を除外することにより、パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００２１】
請求項４記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間は処理室内であり、処理室内は真空引きされ、上記移動状態における所定の移動速度は１ｍ／秒である。パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルは、大流量のガスパージによって生じる流速の高いガス流に乗って処理室内を１ｍ／秒以上の速度で移動する。したがって、１ｍ／秒よりも低い移動速度で移動するパーティクルの数を除外することにより、処理室内においてパーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００２２】
請求項５記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間は処理室内からガスを排気する排気管内であり、処理室内は真空引きされ、上記移動状態における所定の移動速度は２ｍ／秒である。パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルは、大流量のガスパージによって生じる流速の高いガス流に乗って排気管内を２ｍ／秒以上の速度で移動する。したがって、２ｍ／秒よりも低い移動速度で移動するパーティクルの数を除外することにより、排気管内においてパーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００２３】
請求項６記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間は処理室内からガスを排気する排気管内であり、処理室内は真空引きされ、移動状態における所定の移動方向は排気管内においてガスが流れる方向である。排気管の下流に位置するポンプにおいて高速回転する回転翼によって跳ね返されたパーティクルは排気管内においてガスが流れる方向と逆の移動方向に沿って移動するので、ガスが流れる方向と逆の移動方向に沿って移動するパーティクルをポンプから反跳したパーティクルの数を除外することにより、パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るパーティクル数計測方法が適用され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】図１の基板処理装置におけるＩＳＰＭを説明するための図であり、図２（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図２（Ｂ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【図３】第１の変形例に係るＩＳＰＭを説明するための図であり、図３（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図３（Ｂ）は当該ＩＳＰＭに用いられる光検出器におけるリニアノードＰＭＴの正面図であり、図３（Ｃ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【図４】第２の変形例に係るＩＳＰＭを説明するための図であり、図４（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図４（Ｂ）は当該ＩＳＰＭに用いられる光検出器におけるリニアノードＰＭＴの正面図であり、図４（Ｃ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【図５】ＮＰＰＣシーケンスを示すフローチャートである。
【図６】ＮＰＰＣパーティクルを説明するための図であり、図６（Ａ）は本排気ライン内におけるＮＰＰＣパーティクルの様子を示す図であり、図６（Ｂ）はＮＰＰＣパーティクルから発生する散乱光に対応する信号波を示す図である。
【図７】剥離パーティクルや逆流パーティクルを説明するための図であり、図７（Ａ）は本排気ライン内における剥離パーティクルの様子を示す図であり、図７（Ｂ）は本排気ライン内における逆流パーティクルの様子を示す図であり、図７（Ｃ）は剥離パーティクルや逆流パーティクルから発生する散乱光に対応する信号波を示す図である。
【図８】チャンバにＩＳＰＭを設け、該ＩＳＰＭによってチャンバ内を移動するパーティクルの数を計測する場合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るパーティクル数計測方法について説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態に係るパーティクル数計測方法が適用される基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。本基板処理装置は、基板としての半導体デバイス用のウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）にプラズマエッチング処理を施す。
【００２８】
図１において、基板処理装置１０は、ウエハＷを収容するチャンバ１１（処理室）を有し、該チャンバ１１内には円柱状のサセプタ１２が配置され、チャンバ１１内の上部にはサセプタ１２に対向するように円板状のシャワーヘッド１３が配置されている。また、基板処理装置１０にはチャンバ１１内を排気する排気系１４が接続されている。
【００２９】
サセプタ１２は静電チャックを内蔵し、該静電チャックはクーロン力等によって載置されたウエハＷをサセプタ１２の上面へ静電吸着する。また、サセプタ１２には高周波電源（図示しない）が接続されて該サセプタ１２及びシャワーヘッド１３の間の処理空間Ｓに高周波電力を印加する下部電極として機能する。シャワーヘッド１３は処理ガス供給装置（図示しない）に接続され、該処理ガス供給装置から供給された処理ガスを処理空間Ｓに向けて拡散して導入する。
【００３０】
排気系１４は、粗引きライン１５と、本排気ライン１６（排気管）と、ＡＰＣバルブ１７とを有する。粗引きライン１５は下流側においてドライポンプ（図示しない）に接続されてチャンバ１１内を粗引きする。本排気ライン１６はターボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump、以下「ＴＭＰ」という。）１８を有し、該ＴＭＰ１８によってチャンバ１１内を高真空引きする。具体的には、ドライポンプはチャンバ１１内を大気圧から中真空状態（例えば、１．３×１０Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧し、ＴＭＰ１８はドライポンプと協働してチャンバ１１内を中真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１．３×１０−３Ｐａ（１．０×１０−５Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。
【００３１】
本排気ライン１６は、ＴＭＰ１８の下流側において粗引きライン１５と接続され、粗引きライン１５及び本排気ライン１６には各ラインを遮断可能なバルブＶ１，Ｖ２が配されている。ＡＰＣバルブ１７はバタフライバルブやスライドバルブからなり、チャンバ１１及びＴＭＰ１８の間に介在してチャンバ１１内の圧力を所望の値に制御する。
【００３２】
基板処理装置１０では、排気系１４によってチャンバ１１が排気されてチャンバ１１内が高真空状態まで減圧された後、シャワーヘッド１３によって処理空間Ｓへ処理ガスが導入され、サセプタ１２によって処理空間Ｓへ高周波電力が印加される。このとき、処理ガスが励起されてプラズマが生じ、該生じたプラズマに含まれる陽イオンやラジカルによってウエハＷにプラズマエッチング処理が施される。
【００３３】
上述した基板処理装置１０の各構成部品の動作は、基板処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがプラズマエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。
【００３４】
ところで、基板処理装置１０では、排気系１４が本排気ライン１６に配置されたＩＳＰＭ（In Situ Particle Monitor）１９を備える。ＩＳＰＭ１９は、本排気ライン１６内を流れるパーティクルの数を光学的に計測する。
【００３５】
図２は、図１の基板処理装置におけるＩＳＰＭを説明するための図であり、図２（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図２（Ｂ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【００３６】
まず、図２（Ａ）において、ＩＳＰＭ１９は、本排気ライン１６内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振器２０と、散乱光を受光する光検出器２１とを有する。レーザ光発振器２０は、レーザ光２５を射出するレーザダイオード２２と、該射出されたレーザ光を拡散又は屈折させて本排気ライン１６内の所定の角度範囲をレーザ光２５で走査するレーザ光走査部２３と、レーザダイオード２２やレーザ光走査部２３を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓２４とを有する。
【００３７】
レーザ光発振器２０から照射されたレーザ光２５が、本排気ライン１６内を移動するパーティクルＰ１と交差すると、該パーティクルＰ１から散乱光Ｌ１が生じる。散乱光の強度はパーティクルＰ１の大きさに依存し、散乱光Ｌ１の発生持続時間はパーティクルＰ１がレーザ光２５を通過する時間、すなわち、パーティクルＰ１の移動速度に依存する。
【００３８】
光検出器２１には複数の光電子倍増管（Photomultiplier Tube）（以下、「ＰＭＴ」という。）が配列されており、各ＰＭＴは受光した散乱光の強度等を電気信号へ変換して基板処理装置１０の制御部に送信する。当該電気信号においてパーティクルからの散乱光は信号波で表される。
【００３９】
この電気信号を受信した制御部は該電気信号における信号波の大きさ、発生頻度、発生持続時間や該電気信号を送信したＰＭＴの位置情報等に基づいて本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数の分布を算出する。
【００４０】
ところで、ガラス窓２４にも汚れとしてパーティクルＰ２が付着している場合、レーザ光２５はパーティクルＰ２とも交差するので、該パーティクルＰ２からは散乱光Ｌ２が発生する。この散乱光Ｌ２も光検出器２１によって受光されて電気信号に変換され、該電気信号は制御部へ送信される。したがって、パーティクルＰ２が本排気ライン１６内を移動するパーティクルであると誤認される可能性がある。
【００４１】
ＩＳＰＭ１９においてレーザ光２５の発振及び散乱光の受光を繰り返す際、本排気ライン１６内を移動するパーティクルＰ１は一度しかレーザ光２５と交差しないが、ガラス窓２４に付着するパーティクルＰ２はレーザ光２５の発振を行う度に該レーザ光２５と交差する。したがって、所定時間内においてパーティクルＰ１からは１回しか散乱光が発生しないが、パーティクルＰ２からは何度でも散乱光が発生する。
【００４２】
ここで、制御部は散乱光（電気信号における信号波）の発生頻度がパーティクルの数に相当するとみなすため、図２（Ｂ）に示すように、パーティクルＰ１の位置に対応するレーザ光発振角度（パーティクル検出位置）では１個のパーティクルＰ１が検出されたとみなされる一方、パーティクルＰ２の位置に対応するレーザ光発振角度では数１０〜数１００個ものパーティクルＰ２が検出されたとみなされる。それ故、同一のレーザ光発振角度において数１０〜数１００個ものパーティクルが検出される場合は、当該検出されたパーティクルは移動しないパーティクルであり、ガラス窓２４に付着した汚れとしてのパーティクルＰ２であるとみなすことができる。
【００４３】
そこで、ＩＳＰＭ１９を用いるパーティクル数計測方法では、発生頻度や発生持続時間が特異である散乱光を除外する。具体的には、光検出器２１が受光した複数の散乱光において、同一のレーザ光発振角度にて数１０〜数１００回も発生する散乱光はガラス窓２４に付着した移動しないパーティクルから発生する散乱光であるとみなして除外する。換言すると、パーティクルの数の分布を算出する際、移動しないパーティクルの数が本排気ライン１６内において計測されたパーティクルの数から除外される。
【００４４】
上述したＩＳＰＭ２６はレーザ光２８によって本排気ライン１６内を走査するが、ＩＳＰＭとしてはレーザ光によって本排気ライン１６内を走査しないものも用いることができる。
【００４５】
図３は、第１の変形例に係るＩＳＰＭを説明するための図であり、図３（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図３（Ｂ）は当該ＩＳＰＭに用いられる光検出器におけるリニアノードＰＭＴの正面図であり、図３（Ｃ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【００４６】
まず、図３（Ａ）において、ＩＳＰＭ２６は、本排気ライン１６内に向けてレーザ光２８を照射するレーザ光発振器２７と、照射されたレーザ光２８を受光するレーザ光吸収器２９と、散乱光を受光する光検出器３０とを有する。レーザ光発振器２７は、レーザ光２８を射出するレーザダイオード３１と、レーザダイオード３１を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓３２とを有する。レーザ光吸収器２９は照射されたレーザ光２８を吸収又は照射方向とは異なる方向へ反射する反射防止部（図示しない）と、該反射防止部を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓３３とを有する。また、光検出器３０は複数のＰＭＴが一次元的に配置されて形成されたリニアアノードＰＭＴ３４（図３（Ｂ）参照。）と、該リニアアノードＰＭＴ３４を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓３５とを有する。
【００４７】
レーザ光発振器２７から照射されたレーザ光２８が、本排気ライン１６内を移動するパーティクルＰ３と交差すると、該パーティクルＰ３から散乱光Ｌ３が生じる。リニアアノードＰＭＴ３４におけるパーティクルＰ３の位置に対応するＰＭＴは散乱光Ｌ３を受光し、該受光した散乱光Ｌ３の強度等を電気信号へ変換して基板処理装置１０の制御部に送信する。
【００４８】
ところで、ガラス窓３２又は３３に汚れとしてパーティクルＰ４が付着している場合（図３（Ａ）はガラス窓３３にパーティクルＰ４が付着している状態を示す。）、レーザ光２８はパーティクルＰ４とも交差するので、該パーティクルＰ４からは散乱光Ｌ４が発生する。この散乱光Ｌ４も光検出器３０によって受光されて電気信号に変換され、該電気信号は制御部へ送信されるので、ＩＳＰＭ２６においてレーザ光２８の発振及び散乱光の受光を繰り返す際、図３（Ｃ）に示すように、パーティクルＰ４の位置（パーティクル検出位置）に対応するＰＭＴは数１０〜数１００個ものパーティクルを検出したとみなされる。
【００４９】
すなわち、ＩＳＰＭ２６を用いる場合も、ＩＳＰＭ１９を用いる場合と同様、或るＰＭＴが数１０〜数１００個ものパーティクルを検出した場合は、当該検出されたパーティクルは移動しないパーティクルであり、ガラス窓３３に付着した汚れとしてのパーティクルＰ４であるとみなすことができる。
【００５０】
そこで、ＩＳＰＭ２６を用いるパーティクル数計測方法では、或るＰＭＴが数１０〜数１００回も発生する散乱光を受光した場合、当該散乱光はガラス窓３２又は３３に付着した移動しないパーティクルから発生する散乱光であるとして除外する。
【００５１】
図４は、第２の変形例に係るＩＳＰＭを説明するための図であり、図４（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図４（Ｂ）は当該ＩＳＰＭに用いられる光検出器におけるリニアノードＰＭＴの正面図であり、図４（Ｃ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。第２の変形例に係るＩＳＰＭ３６はその構成、作用が上述したＩＳＰＭ２６と基本的に同じであるので、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。
【００５２】
図４（Ａ）において、ＩＳＰＭ３６は、レーザ光発振器２７と、レーザ光吸収器２９と、散乱光を受光する光検出器３７とを有する。光検出器３７は複数のＰＭＴが二次元的に配置されて形成されたマルチアノードＰＭＴ３８（図４（Ｂ）参照。）と、該マルチアノードＰＭＴ３８を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓３５とを有する。なお、光検出器３７においては、該マルチアノードＰＭＴの他、ＣＣＤ、イメージインテンシファイア付きＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサを用いることができる。
【００５３】
このＩＳＰＭ３６でも、レーザ光２８の発振及び散乱光の受光を繰り返す際、図４（Ｃ）に示すように、ガラス窓３３に汚れとして付着しているパーティクルＰ４の位置（パーティクル検出位置）に対応するＰＭＴは数１０〜数１００個ものパーティクルを検出したとみなされる。
【００５４】
すなわち、ＩＳＰＭ３６を用いる場合も、或るＰＭＴが数１０〜数１００個ものパーティクルを検出した場合は、当該検出されたパーティクルは移動しないパーティクルであり、ガラス窓３３に付着した汚れとしてのパーティクルＰ４であるとみなすことができる。
【００５５】
そこで、ＩＳＰＭ３６を用いるパーティクル数計測方法では、或るＰＭＴが数１０〜数１００回も発生する散乱光を受光した場合、当該散乱光はガラス窓３２又は３３に付着した移動しないパーティクルから発生する散乱光であるとして除外する。
【００５６】
図２乃至図４に示された本実施の形態に係るパーティクル数計測方法によれば、移動しないパーティクルはガラス窓２４、３２又は３３に付着した汚れとしてのパーティクルＰ２（Ｐ４）であるとみなされ、移動しないパーティクルの数が本排気ライン１６内において計測されたパーティクルの数から除外される。これにより、ガラス窓２４、３２又は３３に付着した汚れとしてのパーティクルの数を正確に除外して本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、ガラス窓２４、３２又は３３に汚れが付着していても本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数が正確に計測されるので、ガラス窓２４、３２又は３３を高頻度で洗浄する必要がない。これにより、メンテナンスの回数を減らすことができるので、基板処理装置１０の稼働率を向上することができる。また、ガラス窓２４、３２又は３３の洗浄において清浄度をさほど上げる必要がなく、メンテナンスに要する時間も短縮することができる。
【００５８】
上述した本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数が計測されたが、本パーティクル数計測方法は、チャンバ１１にＩＳＰＭを設け、該ＩＳＰＭによってチャンバ１１内を移動するパーティクルの数を計測する際にも用いることができる。
【００５９】
また、上述した本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、ガラス窓２４、３２又は３３に汚れとして付着したパーティクルを検出することができるので、ガラス窓２４、３２又は３３に汚れとして付着したパーティクルを検出した際には基板処理装置１０が有するディスプレイ（図示しない）等にその旨を知らせる警告を表示してもよい。さらに、ガラス窓２４、３２又は３３に付着したパーティクルを検出したＰＭＴを特定することによってガラス窓２４、３２又は３３におけるパーティクルの付着位置を特定することができるので、該特定された付着位置を上記警告と共に上記ディスプレイに表示してもよい。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るパーティクル数計測方法について説明する。
【００６１】
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、計測の対象外とされるパーティクルの種類が異なるのみなので、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。
【００６２】
近年、基板処理装置のチャンバ内からパーティクルを除去する方法として、プラズマを用いないＮＰＰＣ（Non Plasma Particle Cleaning）シーケンス（パーティクル除去処理）が用いられる（例えば、特開２００５−３１７９００号公報参照。）。ＮＰＰＣシーケンスでは、ガス衝撃力、ガス粘性力及び電磁応力を用いてチャンバ内の構成部品からパーティクルを剥離させるとともにチャンバから排出する。
【００６３】
図５は、ＮＰＰＣシーケンスを示すフローチャートである。ＮＰＰＣシーケンスは、通常、チャンバ１１がウエハＷを収容していない状態で実行される。
【００６４】
図５において、まず、ＡＰＣバルブ１７を開いてＴＭＰ１８やドライポンプによってチャンバ１１内の真空引きを行い（ステップＳ５１）、内部の圧力が所定値まで下がったときに、ＡＰＣバルブ１７を閉じ、以後はドライポンプのみでチャンバ１１内を粗引きする（ステップＳ５２）。
【００６５】
次いで、シャワーヘッド１３からチャンバ１１内へＮ２ガスを大流量でパージする（ステップＳ５３）。このとき、チャンバ１１内ではガス衝撃波が発生し、該ガス衝撃波がチャンバ１１内の構成部品の表面に到達すると、該表面に付着するパーティクルにガス衝撃波に起因するガス衝撃力が作用してパーティクルが表面から剥離して巻き上げられ、その後、排気系１４から排出される。また、Ｎ２ガスのパージは継続されるため、チャンバ１１内にＮ２ガスの粘性流が生じる。該粘性流が構成部品の表面に到達すると、該表面に付着するパーティクルに粘性流に起因するガス粘性力が作用してパーティクルが表面から剥離して巻き上げられ、その後、排気系１４から排出される。
【００６６】
なお、チャンバ１１内が所定の圧力以上であれば粘性流が生じやすくなるため、ＡＰＣバルブ１７は、チャンバ１１内の圧力が、所定の圧力、例えば、１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）を下回らないように、好ましくは、チャンバ１１内の圧力が、数万Ｐａ（数百Ｔｏｒｒ）を下回らないように、チャンバ１１内の圧力を制御する。
【００６７】
ここで、チャンバ１１内へ導入されるガスは、Ｎ２ガスに限られず、不活性ガスであればよく、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）等のガスや、Ｏ２ガスなどを用いてもよい。
【００６８】
次いで、不図示の直流電源からサセプタ１２の静電チャックへの直流の高電圧（ＨＶ）の印加・不印加が繰り返される（ステップＳ５４）。このとき、静電チャックへの高電圧の印加に起因して、静電場が発生してチャンバ１１の構成部品の表面に電磁応力が作用することにより、各構成部品の表面からパーティクルが剥離して巻き上げられ、その後、排気系１４から排出される。
【００６９】
上記電磁応力は、静電チャックへの高電圧の印加の開始時及び停止時に、構成部品の表面に効果的に作用する。ここで、基板処理装置１０では、静電チャックへの高電圧の印加が繰り返し行われるため、構成部品の表面に効果的な電磁応力が繰り返して作用する。これにより、構成部品の表面に付着したパーティクルを除去することができる。
【００７０】
次いで、シャワーヘッド１３からのＮ２ガスの大流量パージを中止し（ステップＳ５５）、さらに、ＡＰＣバルブ１７を開き、ドライポンプのみによる粗引きを中止し（ステップＳ５６）、ＮＰＰＣシーケンスを終了する。
【００７１】
通常、チャンバ内のパーティクルの数と排気系１４を流れるパーティクルの数とは相関関係があると考えられているため、このＮＰＰＣシーケンスの実行中、チャンバ内のパーティクルの数を推定するために、本排気ライン１６内を流れる、ＮＰＰＣシーケンス（特定の要因）に起因して発生するパーティクル（以下、「ＮＰＰＣパーティクル」という。）の数が計測される。
【００７２】
一方、ＮＰＰＣシーケンスの初期や終期においてＡＰＣバルブ１７の開閉が行われるため、開閉の衝撃によって該ＡＰＣバルブ１７から剥離したパーティクル（以下、「剥離パーティクル」という。）がＡＰＣバルブ１７の下流側に位置する本排気ライン１６内に存在することがある。また、ＮＰＰＣシーケンスの全般に亘り、本排気ライン１６を経由してＴＭＰ１８に吸い込まれたパーティクルが該ＴＭＰ１８内にて高速回転する回転翼に衝突し、高い運動エネルギーを与えられて本排気ライン１６へ反跳して戻ってくることがある。
【００７３】
したがって、本排気ライン１６内を流れるパーティクルの数を計測するために本排気ライン１６にＩＳＰＭを設けても、ＮＰＰＣシーケンスの実行中、ＮＰＰＣパーティクルだけでなく逆流したパーティクルも検出し、特に、ＮＰＰＣシーケンスの初期段階においては、逆流パーティクルに加えて剥離パーティクルも検出することがある。
【００７４】
ところが、ＮＰＰＣシーケンスでは開始から数秒の間にチャンバ１１内の構成部品からパーティクルが剥離して排気系１４へ多量に流れ込むため、チャンバ内のパーティクルの数を推定するためには、ＮＰＰＣシーケンスの初期段階において発生するパーティクルの数を正確に計測する必要がある。すなわち、ＮＰＰＣシーケンスの初期段階において本排気ライン１６内を移動するパーティクルを、ＮＰＰＣパーティクルと、剥離パーティクルや逆流パーティクルとを正確に区別する必要がある。
【００７５】
ここで、ＮＰＰＣシーケンスの実行中、Ｎ２ガスの大流量パージによって流速の高いガス流がチャンバ１１内から本排気ライン１６内にかけて発生し、ＮＰＰＣパーティクルはこの流速の高いガス流に乗ってチャンバ１１内から本排気ライン１６内へ移動するため、移動速度が高く、且つ本排気ライン１６の下流側に向かって一様に移動する。一方、剥離パーティクルはチャンバ１１内から本排気ライン１６へ移動する訳ではないので、上述した流速の高いガス流に乗ることが無く、移動速度が低い。また、逆流パーティクルは本排気ライン１６内を上流側に向かって移動し、本排気ライン１６内を流れる排気流による抵抗を受けるため移動速度が低い。
【００７６】
図６は、ＮＰＰＣパーティクルを説明するための図であり、図６（Ａ）は本排気ライン内におけるＮＰＰＣパーティクルの様子を示す図であり、図６（Ｂ）はＮＰＰＣパーティクルから発生する散乱光に対応する信号波を示す図である。なお、本排気ライン１６ではＩＳＰＭ１９が用いられるが、説明を簡単にするために、図６（Ａ）ではＩＳＰＭ１９の一部（ガラス窓２４、レーザ光２５及び光検出器２１）のみを示す。
【００７７】
図６（Ａ）に示すように、ＮＰＰＣパーティクルＰ５は流速の高いガス流に乗り、本排気ライン１６内を進路Ｒ５に沿って下流側（図中下方）へ移動する。ＮＰＰＣパーティクルＰ５がレーザ光２５を通過する間、ＮＰＰＣパーティクルＰ５からは散乱光Ｌ５が発生し続けるが、ＮＰＰＣパーティクルＰ５の移動速度が高いため、散乱光Ｌ５の発生持続時間は短い。したがって、図６（Ｂ）に示すように、光検出器２１によって受光された散乱光Ｌ５から変換された信号波Ｗ５の波長は短い。
【００７８】
ここで、信号波Ｗ５の波長はＮＰＰＣパーティクルＰ５がレーザ光２５を通過するのに要する時間ｔ５に相当するが、通常、時間ｔ５は移動速度が２ｍ／秒であるパーティクルがレーザ光２５を通過するのに要する時間ｔよりも短いことが本発明者によって確認されている。
【００７９】
一方、図７（Ａ）に示すように、剥離パーティクルＰ６は重力等によって本排気ライン１６内を進路Ｒ６に沿って下流側（図中下方）へ移動する。また、図７（Ｂ）に示すように、逆流パーティクルＰ７は本排気ライン１６内を進路Ｒ７に沿って上流側（図中上方）へ移動する。剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７がレーザ光２５を通過する間、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７からは散乱光Ｌ６、Ｌ７が発生し続けるが、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７の移動速度が低いため、散乱光Ｌ６、Ｌ７の発生持続時間は長い。したがって、図７（Ｃ）に示すように、光検出器２１によって受光された散乱光Ｌ６、Ｌ７から変換された信号波Ｗ６の波長は長い。
【００８０】
ここで、信号波Ｗ６の波長は剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７がレーザ光２５を通過するのに要する時間ｔ６に相当するが、通常、時間ｔ６は移動速度が２ｍ／秒であるパーティクルがレーザ光２５を通過するのに要する時間ｔよりも長いことが本発明者によって確認されている。
【００８１】
そこで、本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、移動速度に基づいてＮＰＰＣパーティクルＰ５と、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７とを区別する。具体的には、移動速度が２ｍ／秒以上であるパーティクルはＮＰＰＣパーティクルＰ５であると判別し、移動速度が２ｍ／秒に満たないパーティクルは剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７であると判別する。すなわち、本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数を計測する際、移動速度が２ｍ／秒に満たないパーティクルは除外される。
【００８２】
本実施の形態に係るパーティクル数計測方法によれば、移動速度が２ｍ／秒に満たないパーティクルは剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７であると判別され、移動速度が２ｍ／秒に満たないパーティクルの数が本排気ライン１６内において計測されたパーティクルの数から除外される。これにより、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７の数を除外して本排気ライン１６内のＮＰＰＣパーティクルＰ５の数を正確に計測することができる。
【００８３】
また、逆流パーティクルＰ７は必ず本排気ライン１６内を上流側へ移動して排気流を遡るので、移動速度にかかわらず、本排気ライン１６内を流れる排気流を遡るパーティクルを除外してもよい。これにより、逆流パーティクルＰ７の数を正確に除外することができる。
【００８４】
上述した本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数が計測されたが、本パーティクル数計測方法は、図８に示すように、チャンバ１１にレーザ光発振器３９及び光検出器４０からなるＩＳＰＭを設け、該ＩＳＰＭによってチャンバ１１内を移動するパーティクルの数を計測する際にも用いることができる。この場合、チャンバ１１内のＮＰＰＣパーティクルＰ５は流速の高いガス流に乗る時間が短いため、本排気ライン１６内のＮＰＰＣパーティクルＰ５よりも移動速度が低くなり、該移動速度は最低で１ｍ／秒程度であることが本発明者によって確認されている。一方、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７は本排気ライン１６内の排気流を遡ってチャンバ１１内に進入するため、移動速度が極端に低くなり、該移動速度は最高でも１ｍ／秒に満たないことが本発明者によって確認されている。
【００８５】
したがって、ＮＰＰＣシーケンスの実行中、移動速度が１ｍ／秒に満たないパーティクルの数をチャンバ１１内において計測されたパーティクルの数から除外することにより、チャンバ１１内のＮＰＰＣパーティクルＰ５の数を正確に計測することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、チャンバ１１内が真空引きされたが、除外されるパーティクルの移動速度の上限を適切に設定すれば、チャンバ１１内が大気圧であっても本実施の形態に係るパーティクル数計測方法を用いることができる。
【００８７】
なお、上述した各実施の形態においてプラズマエッチング処理が施される基板は半導体デバイス用のウエハに限られず、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を含むＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。
【００８８】
本発明の目的は、上述した各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を記録した記憶媒体を、コンピュータ等に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムを読み出して実行することによっても達成される。
【００８９】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム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、プログラム及びそのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９０】
また、プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他の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コンピュータに供給されてもよい。
【００９１】
また、コンピュータのＣＰＵが読み出したプログラムを実行することにより、上記各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又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９２】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボ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又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９３】
上記プログラムの形態は、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から成ってもよい。
【符号の説明】
【００９４】
Ｗ ウエハ
Ｓ 処理空間
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ パーティクル
Ｐ５ ＮＰＰＣパーティクル
Ｐ６ 剥離パーティクル
Ｐ７ 逆流パーティクル
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７ 散乱光
１０ 基板処理装置
１１ チャンバ
１４ 排気系
１６ 本排気ライン
１９，２６，３６ ＩＳＰＭ
２１，３０，３７ 光検出器
２４，３２，３３ ガラス窓
２５，２８ レーザ光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクル数計測方法であって、特に、レーザ光が照射されたパーティクルから生じる散乱光を受光してパーティクルの数を計測するパーティクル数計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウエハを処理する基板処理装置等では、処理室内や排気管内の状況を把握するために処理室内や排気管内を移動するパーティクルの数が計測されている。パーティクルの数の計測には、通常、ＩＳＰＭ（In Situ Particle Monitor）が用いられる。ＩＳＰＭは、処理室内や排気管内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振器と、パーティクルがレーザ光を通過する際に該パーティクルにより発生する散乱光（以下、「パーティクル散乱光」という。）を受光する光検出器とを少なくとも有し、受光された散乱光を電気信号に変換して電気信号の強度等に基づいてパーティクルの数を計測する。
【０００３】
ところで、プラズマを利用してウエハを処理する基板処理装置では、処理室内にプラズマが生じるため、光検出器はパーティクル散乱光の他にプラズマ発光も受光する。したがって、プラズマ発光をパーティクル散乱光と誤認するおそれがあり、パーティクルの数を正確に計測するのは困難であった。
【０００４】
そこで、近年、処理室内を観測して得られた取得画像と、基板処理装置の稼動状態に対応する標準背景画像との輝度差分を計算してパーティクルの観測の感度低下を防止するパーティクルモニタ手法（例えば、特許文献１参照。）や、散乱光を所定の波長成分で分離し、所望の周波数成分を抽出してパーティクル散乱光をプラズマ発光と区別する処理室内の汚染状況のリアルタイムモニタリング手法（例えば、特許文献２参照。）が開発されている。
【０００５】
また、レーザや散乱光が透過するレーザ光発振器の窓や電子倍増管の窓に比較的大きな異物（パーティクル）が付着して大きな散乱光が発生し、若しくは、処理室の内部へ外部からの比較的強い散乱光、例えば、宇宙線が進入することもある。この場合、受光された散乱光から所定強度以上の散乱光を除去することにより、パーティクル数の計測において外部からの比較的強い散乱光の影響を取り除く手法が用いられる。
【０００６】
一方、ウエハから製造される半導体デバイスの加工微細化が近年、益々進み、このような半導体デバイスの性能に影響を与えるパーティクルの大きさも数１０ｎｍレベルまで低下しているため、数１０ｎｍレベルの大きさのパーティクルの数を正確に把握する必要がある。
【０００７】
また、より正確に処理室内や排気管内の状況を把握するために、飛散する複数のパーティクルから特定の要因で発生するパーティクルのみを選別し、その数を正確に把握することも求められている。
【０００８】
ところが、特定の要因以外の要因でも数１０ｎｍレベルのパーティクルが発生することもある。また、レーザ光発振器の窓や電子倍増管の窓に数１０ｎｍレベルのパーティクルが付着することもある。すなわち、数１０ｎｍレベルのパーティクルの数を計測しても、その数には特定の要因で発生するパーティクルの数と、特定の要因以外の要因で発生するパーティクルの数とが含まれる。したがって、計測された数１０ｎｍレベルのパーティクルの数から特定の要因以外の要因で発生するパーティクルの数を除外する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１５５０８６号公報
【特許文献２】特開平１１−３３００５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の手法はいずれも散乱光の強度、すなわち、パーティクルの大きさに基づいて散乱光を区別するため、大きさが同じであっても発生要因が互いに異なる複数のパーティクルが混在する状況において、特定の要因で発生するパーティクルの数を正確に計測するのは困難である。
【００１１】
本発明の目的は、特定の要因で発生するパーティクルの数を正確に計測することができるパーティクル数計測方法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数計測方法は、特定の要因で発生し、且つ所定の空間を移動するパーティクルの数を計測するパーティクル数計測方法であって、前記所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動する、若しくは所定の移動方向とは逆の移動方向に沿って移動する移動状態のパーティクルの数を、前記所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載のパーティクル数計測方法は、請求項１記載のパーティクル数計測方法において、窓を介して前記所定の空間にレーザ光を入射し、該レーザ光と交差したパーティクルから発生する散乱光を受光し、該受光された散乱光に基づいてパーティクルの数を計測し、移動しないパーティクルを前記窓に付着した汚れと見なし、前記所定の空間において移動しないパーティクルの数を、前記所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載のパーティクル数計測方法は、請求項１記載のパーティクル数計測方法において、前記特定の要因は、基板処理装置の処理室への大流量のガスパージを伴う前記処理室内のパーティクル除去処理であることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載のパーティクル数計測方法は、請求項３記載のパーティクル数計測方法において、前記所定の空間は前記処理室内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動速度は１ｍ／秒であることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載のパーティクル数計測方法は、請求項３記載のパーティクル数計測方法において、前記所定の空間は前記処理室内からガスを排気する排気管内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動速度は２ｍ／秒であることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載のパーティクル数計測方法は、請求項１記載のパーティクル数計測方法において、前記所定の空間は前記処理室内からガスを排気する排気管内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動方向は前記排気管内において前記ガスが流れる方向であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動する、若しくは所定の移動方向とは逆の移動方向に沿って移動する移動状態のパーティクルの数が、所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外される。パーティクルは大きさが同じであっても発生要因が異なれば、移動速度は異なるので、所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動する、若しくは所定の移動方向とは逆の移動方向に沿って移動するパーティクルの数を除外することにより、特定の要因で発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００１９】
請求項２記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間において移動しないパーティクルの数が、所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外される。窓に付着した汚れとしてのパーティクルは移動しない。したがって、所定の空間において移動しないパーティクルの数を除外することにより、窓に付着した汚れとしてのパーティクルの数を正確に除外することができる。
【００２０】
請求項３記載のパーティクル数計測方法によれば、特定の要因は、基板処理装置の処理室への大流量のガスパージを伴う処理室内のパーティクル除去処理である。該パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルは、大流量のガスパージによって生じる流速の高いガス流に乗って移動するため、移動速度が高い。したがって、所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動するパーティクルの数を除外することにより、パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００２１】
請求項４記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間は処理室内であり、処理室内は真空引きされ、上記移動状態における所定の移動速度は１ｍ／秒である。パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルは、大流量のガスパージによって生じる流速の高いガス流に乗って処理室内を１ｍ／秒以上の速度で移動する。したがって、１ｍ／秒よりも低い移動速度で移動するパーティクルの数を除外することにより、処理室内においてパーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００２２】
請求項５記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間は処理室内からガスを排気する排気管内であり、処理室内は真空引きされ、上記移動状態における所定の移動速度は２ｍ／秒である。パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルは、大流量のガスパージによって生じる流速の高いガス流に乗って排気管内を２ｍ／秒以上の速度で移動する。したがって、２ｍ／秒よりも低い移動速度で移動するパーティクルの数を除外することにより、排気管内においてパーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００２３】
請求項６記載のパーティクル数計測方法によれば、所定の空間は処理室内からガスを排気する排気管内であり、処理室内は真空引きされ、移動状態における所定の移動方向は排気管内においてガスが流れる方向である。排気管の下流に位置するポンプにおいて高速回転する回転翼によって跳ね返されたパーティクルは排気管内においてガスが流れる方向と逆の移動方向に沿って移動するので、ガスが流れる方向と逆の移動方向に沿って移動するパーティクルをポンプから反跳したパーティクルの数を除外することにより、パーティクル除去処理に起因して発生するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るパーティクル数計測方法が適用され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】図１の基板処理装置におけるＩＳＰＭを説明するための図であり、図２（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図２（Ｂ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【図３】第１の変形例に係るＩＳＰＭを説明するための図であり、図３（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図３（Ｂ）は当該ＩＳＰＭに用いられる光検出器におけるリニアノードＰＭＴの正面図であり、図３（Ｃ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【図４】第２の変形例に係るＩＳＰＭを説明するための図であり、図４（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図４（Ｂ）は当該ＩＳＰＭに用いられる光検出器におけるリニアノードＰＭＴの正面図であり、図４（Ｃ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【図５】ＮＰＰＣシーケンスを示すフローチャートである。
【図６】ＮＰＰＣパーティクルを説明するための図であり、図６（Ａ）は本排気ライン内におけるＮＰＰＣパーティクルの様子を示す図であり、図６（Ｂ）はＮＰＰＣパーティクルから発生する散乱光に対応する信号波を示す図である。
【図７】剥離パーティクルや逆流パーティクルを説明するための図であり、図７（Ａ）は本排気ライン内における剥離パーティクルの様子を示す図であり、図７（Ｂ）は本排気ライン内における逆流パーティクルの様子を示す図であり、図７（Ｃ）は剥離パーティクルや逆流パーティクルから発生する散乱光に対応する信号波を示す図である。
【図８】チャンバにＩＳＰＭを設け、該ＩＳＰＭによってチャンバ内を移動するパーティクルの数を計測する場合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るパーティクル数計測方法について説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態に係るパーティクル数計測方法が適用される基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。本基板処理装置は、基板としての半導体デバイス用のウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）にプラズマエッチング処理を施す。
【００２８】
図１において、基板処理装置１０は、ウエハＷを収容するチャンバ１１（処理室）を有し、該チャンバ１１内には円柱状のサセプタ１２が配置され、チャンバ１１内の上部にはサセプタ１２に対向するように円板状のシャワーヘッド１３が配置されている。また、基板処理装置１０にはチャンバ１１内を排気する排気系１４が接続されている。
【００２９】
サセプタ１２は静電チャックを内蔵し、該静電チャックはクーロン力等によって載置されたウエハＷをサセプタ１２の上面へ静電吸着する。また、サセプタ１２には高周波電源（図示しない）が接続されて該サセプタ１２及びシャワーヘッド１３の間の処理空間Ｓに高周波電力を印加する下部電極として機能する。シャワーヘッド１３は処理ガス供給装置（図示しない）に接続され、該処理ガス供給装置から供給された処理ガスを処理空間Ｓに向けて拡散して導入する。
【００３０】
排気系１４は、粗引きライン１５と、本排気ライン１６（排気管）と、ＡＰＣバルブ１７とを有する。粗引きライン１５は下流側においてドライポンプ（図示しない）に接続されてチャンバ１１内を粗引きする。本排気ライン１６はターボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump、以下「ＴＭＰ」という。）１８を有し、該ＴＭＰ１８によってチャンバ１１内を高真空引きする。具体的には、ドライポンプはチャンバ１１内を大気圧から中真空状態（例えば、１．３×１０Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧し、ＴＭＰ１８はドライポンプと協働してチャンバ１１内を中真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１．３×１０−３Ｐａ（１．０×１０−５Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。
【００３１】
本排気ライン１６は、ＴＭＰ１８の下流側において粗引きライン１５と接続され、粗引きライン１５及び本排気ライン１６には各ラインを遮断可能なバルブＶ１，Ｖ２が配されている。ＡＰＣバルブ１７はバタフライバルブやスライドバルブからなり、チャンバ１１及びＴＭＰ１８の間に介在してチャンバ１１内の圧力を所望の値に制御する。
【００３２】
基板処理装置１０では、排気系１４によってチャンバ１１が排気されてチャンバ１１内が高真空状態まで減圧された後、シャワーヘッド１３によって処理空間Ｓへ処理ガスが導入され、サセプタ１２によって処理空間Ｓへ高周波電力が印加される。このとき、処理ガスが励起されてプラズマが生じ、該生じたプラズマに含まれる陽イオンやラジカルによってウエハＷにプラズマエッチング処理が施される。
【００３３】
上述した基板処理装置１０の各構成部品の動作は、基板処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがプラズマエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。
【００３４】
ところで、基板処理装置１０では、排気系１４が本排気ライン１６に配置されたＩＳＰＭ（In Situ Particle Monitor）１９を備える。ＩＳＰＭ１９は、本排気ライン１６内を流れるパーティクルの数を光学的に計測する。
【００３５】
図２は、図１の基板処理装置におけるＩＳＰＭを説明するための図であり、図２（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図２（Ｂ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【００３６】
まず、図２（Ａ）において、ＩＳＰＭ１９は、本排気ライン１６内に向けてレーザ光を照射するレーザ光発振器２０と、散乱光を受光する光検出器２１とを有する。レーザ光発振器２０は、レーザ光２５を射出するレーザダイオード２２と、該射出されたレーザ光を拡散又は屈折させて本排気ライン１６内の所定の角度範囲をレーザ光２５で走査するレーザ光走査部２３と、レーザダイオード２２やレーザ光走査部２３を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓２４とを有する。
【００３７】
レーザ光発振器２０から照射されたレーザ光２５が、本排気ライン１６内を移動するパーティクルＰ１と交差すると、該パーティクルＰ１から散乱光Ｌ１が生じる。散乱光の強度はパーティクルＰ１の大きさに依存し、散乱光Ｌ１の発生持続時間はパーティクルＰ１がレーザ光２５を通過する時間、すなわち、パーティクルＰ１の移動速度に依存する。
【００３８】
光検出器２１には複数の光電子倍増管（Photomultiplier Tube）（以下、「ＰＭＴ」という。）が配列されており、各ＰＭＴは受光した散乱光の強度等を電気信号へ変換して基板処理装置１０の制御部に送信する。当該電気信号においてパーティクルからの散乱光は信号波で表される。
【００３９】
この電気信号を受信した制御部は該電気信号における信号波の大きさ、発生頻度、発生持続時間や該電気信号を送信したＰＭＴの位置情報等に基づいて本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数の分布を算出する。
【００４０】
ところで、ガラス窓２４にも汚れとしてパーティクルＰ２が付着している場合、レーザ光２５はパーティクルＰ２とも交差するので、該パーティクルＰ２からは散乱光Ｌ２が発生する。この散乱光Ｌ２も光検出器２１によって受光されて電気信号に変換され、該電気信号は制御部へ送信される。したがって、パーティクルＰ２が本排気ライン１６内を移動するパーティクルであると誤認される可能性がある。
【００４１】
ＩＳＰＭ１９においてレーザ光２５の発振及び散乱光の受光を繰り返す際、本排気ライン１６内を移動するパーティクルＰ１は一度しかレーザ光２５と交差しないが、ガラス窓２４に付着するパーティクルＰ２はレーザ光２５の発振を行う度に該レーザ光２５と交差する。したがって、所定時間内においてパーティクルＰ１からは１回しか散乱光が発生しないが、パーティクルＰ２からは何度でも散乱光が発生する。
【００４２】
ここで、制御部は散乱光（電気信号における信号波）の発生頻度がパーティクルの数に相当するとみなすため、図２（Ｂ）に示すように、パーティクルＰ１の位置に対応するレーザ光発振角度（パーティクル検出位置）では１個のパーティクルＰ１が検出されたとみなされる一方、パーティクルＰ２の位置に対応するレーザ光発振角度では数１０〜数１００個ものパーティクルＰ２が検出されたとみなされる。それ故、同一のレーザ光発振角度において数１０〜数１００個ものパーティクルが検出される場合は、当該検出されたパーティクルは移動しないパーティクルであり、ガラス窓２４に付着した汚れとしてのパーティクルＰ２であるとみなすことができる。
【００４３】
そこで、ＩＳＰＭ１９を用いるパーティクル数計測方法では、発生頻度や発生持続時間が特異である散乱光を除外する。具体的には、光検出器２１が受光した複数の散乱光において、同一のレーザ光発振角度にて数１０〜数１００回も発生する散乱光はガラス窓２４に付着した移動しないパーティクルから発生する散乱光であるとみなして除外する。換言すると、パーティクルの数の分布を算出する際、移動しないパーティクルの数が本排気ライン１６内において計測されたパーティクルの数から除外される。
【００４４】
上述したＩＳＰＭ２６はレーザ光２８によって本排気ライン１６内を走査するが、ＩＳＰＭとしてはレーザ光によって本排気ライン１６内を走査しないものも用いることができる。
【００４５】
図３は、第１の変形例に係るＩＳＰＭを説明するための図であり、図３（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図３（Ｂ）は当該ＩＳＰＭに用いられる光検出器におけるリニアノードＰＭＴの正面図であり、図３（Ｃ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。
【００４６】
まず、図３（Ａ）において、ＩＳＰＭ２６は、本排気ライン１６内に向けてレーザ光２８を照射するレーザ光発振器２７と、照射されたレーザ光２８を受光するレーザ光吸収器２９と、散乱光を受光する光検出器３０とを有する。レーザ光発振器２７は、レーザ光２８を射出するレーザダイオード３１と、レーザダイオード３１を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓３２とを有する。レーザ光吸収器２９は照射されたレーザ光２８を吸収又は照射方向とは異なる方向へ反射する反射防止部（図示しない）と、該反射防止部を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓３３とを有する。また、光検出器３０は複数のＰＭＴが一次元的に配置されて形成されたリニアアノードＰＭＴ３４（図３（Ｂ）参照。）と、該リニアアノードＰＭＴ３４を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓３５とを有する。
【００４７】
レーザ光発振器２７から照射されたレーザ光２８が、本排気ライン１６内を移動するパーティクルＰ３と交差すると、該パーティクルＰ３から散乱光Ｌ３が生じる。リニアアノードＰＭＴ３４におけるパーティクルＰ３の位置に対応するＰＭＴは散乱光Ｌ３を受光し、該受光した散乱光Ｌ３の強度等を電気信号へ変換して基板処理装置１０の制御部に送信する。
【００４８】
ところで、ガラス窓３２又は３３に汚れとしてパーティクルＰ４が付着している場合（図３（Ａ）はガラス窓３３にパーティクルＰ４が付着している状態を示す。）、レーザ光２８はパーティクルＰ４とも交差するので、該パーティクルＰ４からは散乱光Ｌ４が発生する。この散乱光Ｌ４も光検出器３０によって受光されて電気信号に変換され、該電気信号は制御部へ送信されるので、ＩＳＰＭ２６においてレーザ光２８の発振及び散乱光の受光を繰り返す際、図３（Ｃ）に示すように、パーティクルＰ４の位置（パーティクル検出位置）に対応するＰＭＴは数１０〜数１００個ものパーティクルを検出したとみなされる。
【００４９】
すなわち、ＩＳＰＭ２６を用いる場合も、ＩＳＰＭ１９を用いる場合と同様、或るＰＭＴが数１０〜数１００個ものパーティクルを検出した場合は、当該検出されたパーティクルは移動しないパーティクルであり、ガラス窓３３に付着した汚れとしてのパーティクルＰ４であるとみなすことができる。
【００５０】
そこで、ＩＳＰＭ２６を用いるパーティクル数計測方法では、或るＰＭＴが数１０〜数１００回も発生する散乱光を受光した場合、当該散乱光はガラス窓３２又は３３に付着した移動しないパーティクルから発生する散乱光であるとして除外する。
【００５１】
図４は、第２の変形例に係るＩＳＰＭを説明するための図であり、図４（Ａ）は当該ＩＳＰＭの水平断面図であり、図４（Ｂ）は当該ＩＳＰＭに用いられる光検出器におけるリニアノードＰＭＴの正面図であり、図４（Ｃ）は当該ＩＳＰＭによって測定されたパーティクルの数の分布を示すグラフである。第２の変形例に係るＩＳＰＭ３６はその構成、作用が上述したＩＳＰＭ２６と基本的に同じであるので、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。
【００５２】
図４（Ａ）において、ＩＳＰＭ３６は、レーザ光発振器２７と、レーザ光吸収器２９と、散乱光を受光する光検出器３７とを有する。光検出器３７は複数のＰＭＴが二次元的に配置されて形成されたマルチアノードＰＭＴ３８（図４（Ｂ）参照。）と、該マルチアノードＰＭＴ３８を本排気ライン１６内から仕切るガラス窓３５とを有する。なお、光検出器３７においては、該マルチアノードＰＭＴの他、ＣＣＤ、イメージインテンシファイア付きＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサを用いることができる。
【００５３】
このＩＳＰＭ３６でも、レーザ光２８の発振及び散乱光の受光を繰り返す際、図４（Ｃ）に示すように、ガラス窓３３に汚れとして付着しているパーティクルＰ４の位置（パーティクル検出位置）に対応するＰＭＴは数１０〜数１００個ものパーティクルを検出したとみなされる。
【００５４】
すなわち、ＩＳＰＭ３６を用いる場合も、或るＰＭＴが数１０〜数１００個ものパーティクルを検出した場合は、当該検出されたパーティクルは移動しないパーティクルであり、ガラス窓３３に付着した汚れとしてのパーティクルＰ４であるとみなすことができる。
【００５５】
そこで、ＩＳＰＭ３６を用いるパーティクル数計測方法では、或るＰＭＴが数１０〜数１００回も発生する散乱光を受光した場合、当該散乱光はガラス窓３２又は３３に付着した移動しないパーティクルから発生する散乱光であるとして除外する。
【００５６】
図２乃至図４に示された本実施の形態に係るパーティクル数計測方法によれば、移動しないパーティクルはガラス窓２４、３２又は３３に付着した汚れとしてのパーティクルＰ２（Ｐ４）であるとみなされ、移動しないパーティクルの数が本排気ライン１６内において計測されたパーティクルの数から除外される。これにより、ガラス窓２４、３２又は３３に付着した汚れとしてのパーティクルの数を正確に除外して本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数を正確に計測することができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、ガラス窓２４、３２又は３３に汚れが付着していても本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数が正確に計測されるので、ガラス窓２４、３２又は３３を高頻度で洗浄する必要がない。これにより、メンテナンスの回数を減らすことができるので、基板処理装置１０の稼働率を向上することができる。また、ガラス窓２４、３２又は３３の洗浄において清浄度をさほど上げる必要がなく、メンテナンスに要する時間も短縮することができる。
【００５８】
上述した本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数が計測されたが、本パーティクル数計測方法は、チャンバ１１にＩＳＰＭを設け、該ＩＳＰＭによってチャンバ１１内を移動するパーティクルの数を計測する際にも用いることができる。
【００５９】
また、上述した本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、ガラス窓２４、３２又は３３に汚れとして付着したパーティクルを検出することができるので、ガラス窓２４、３２又は３３に汚れとして付着したパーティクルを検出した際には基板処理装置１０が有するディスプレイ（図示しない）等にその旨を知らせる警告を表示してもよい。さらに、ガラス窓２４、３２又は３３に付着したパーティクルを検出したＰＭＴを特定することによってガラス窓２４、３２又は３３におけるパーティクルの付着位置を特定することができるので、該特定された付着位置を上記警告と共に上記ディスプレイに表示してもよい。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るパーティクル数計測方法について説明する。
【００６１】
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、計測の対象外とされるパーティクルの種類が異なるのみなので、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。
【００６２】
近年、基板処理装置のチャンバ内からパーティクルを除去する方法として、プラズマを用いないＮＰＰＣ（Non Plasma Particle Cleaning）シーケンス（パーティクル除去処理）が用いられる（例えば、特開２００５−３１７９００号公報参照。）。ＮＰＰＣシーケンスでは、ガス衝撃力、ガス粘性力及び電磁応力を用いてチャンバ内の構成部品からパーティクルを剥離させるとともにチャンバから排出する。
【００６３】
図５は、ＮＰＰＣシーケンスを示すフローチャートである。ＮＰＰＣシーケンスは、通常、チャンバ１１がウエハＷを収容していない状態で実行される。
【００６４】
図５において、まず、ＡＰＣバルブ１７を開いてＴＭＰ１８やドライポンプによってチャンバ１１内の真空引きを行い（ステップＳ５１）、内部の圧力が所定値まで下がったときに、ＡＰＣバルブ１７を閉じ、以後はドライポンプのみでチャンバ１１内を粗引きする（ステップＳ５２）。
【００６５】
次いで、シャワーヘッド１３からチャンバ１１内へＮ２ガスを大流量でパージする（ステップＳ５３）。このとき、チャンバ１１内ではガス衝撃波が発生し、該ガス衝撃波がチャンバ１１内の構成部品の表面に到達すると、該表面に付着するパーティクルにガス衝撃波に起因するガス衝撃力が作用してパーティクルが表面から剥離して巻き上げられ、その後、排気系１４から排出される。また、Ｎ２ガスのパージは継続されるため、チャンバ１１内にＮ２ガスの粘性流が生じる。該粘性流が構成部品の表面に到達すると、該表面に付着するパーティクルに粘性流に起因するガス粘性力が作用してパーティクルが表面から剥離して巻き上げられ、その後、排気系１４から排出される。
【００６６】
なお、チャンバ１１内が所定の圧力以上であれば粘性流が生じやすくなるため、ＡＰＣバルブ１７は、チャンバ１１内の圧力が、所定の圧力、例えば、１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）を下回らないように、好ましくは、チャンバ１１内の圧力が、数万Ｐａ（数百Ｔｏｒｒ）を下回らないように、チャンバ１１内の圧力を制御する。
【００６７】
ここで、チャンバ１１内へ導入されるガスは、Ｎ２ガスに限られず、不活性ガスであればよく、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）等のガスや、Ｏ２ガスなどを用いてもよい。
【００６８】
次いで、不図示の直流電源からサセプタ１２の静電チャックへの直流の高電圧（ＨＶ）の印加・不印加が繰り返される（ステップＳ５４）。このとき、静電チャックへの高電圧の印加に起因して、静電場が発生してチャンバ１１の構成部品の表面に電磁応力が作用することにより、各構成部品の表面からパーティクルが剥離して巻き上げられ、その後、排気系１４から排出される。
【００６９】
上記電磁応力は、静電チャックへの高電圧の印加の開始時及び停止時に、構成部品の表面に効果的に作用する。ここで、基板処理装置１０では、静電チャックへの高電圧の印加が繰り返し行われるため、構成部品の表面に効果的な電磁応力が繰り返して作用する。これにより、構成部品の表面に付着したパーティクルを除去することができる。
【００７０】
次いで、シャワーヘッド１３からのＮ２ガスの大流量パージを中止し（ステップＳ５５）、さらに、ＡＰＣバルブ１７を開き、ドライポンプのみによる粗引きを中止し（ステップＳ５６）、ＮＰＰＣシーケンスを終了する。
【００７１】
通常、チャンバ内のパーティクルの数と排気系１４を流れるパーティクルの数とは相関関係があると考えられているため、このＮＰＰＣシーケンスの実行中、チャンバ内のパーティクルの数を推定するために、本排気ライン１６内を流れる、ＮＰＰＣシーケンス（特定の要因）に起因して発生するパーティクル（以下、「ＮＰＰＣパーティクル」という。）の数が計測される。
【００７２】
一方、ＮＰＰＣシーケンスの初期や終期においてＡＰＣバルブ１７の開閉が行われるため、開閉の衝撃によって該ＡＰＣバルブ１７から剥離したパーティクル（以下、「剥離パーティクル」という。）がＡＰＣバルブ１７の下流側に位置する本排気ライン１６内に存在することがある。また、ＮＰＰＣシーケンスの全般に亘り、本排気ライン１６を経由してＴＭＰ１８に吸い込まれたパーティクルが該ＴＭＰ１８内にて高速回転する回転翼に衝突し、高い運動エネルギーを与えられて本排気ライン１６へ反跳して戻ってくることがある。
【００７３】
したがって、本排気ライン１６内を流れるパーティクルの数を計測するために本排気ライン１６にＩＳＰＭを設けても、ＮＰＰＣシーケンスの実行中、ＮＰＰＣパーティクルだけでなく逆流したパーティクルも検出し、特に、ＮＰＰＣシーケンスの初期段階においては、逆流パーティクルに加えて剥離パーティクルも検出することがある。
【００７４】
ところが、ＮＰＰＣシーケンスでは開始から数秒の間にチャンバ１１内の構成部品からパーティクルが剥離して排気系１４へ多量に流れ込むため、チャンバ内のパーティクルの数を推定するためには、ＮＰＰＣシーケンスの初期段階において発生するパーティクルの数を正確に計測する必要がある。すなわち、ＮＰＰＣシーケンスの初期段階において本排気ライン１６内を移動するパーティクルを、ＮＰＰＣパーティクルと、剥離パーティクルや逆流パーティクルとを正確に区別する必要がある。
【００７５】
ここで、ＮＰＰＣシーケンスの実行中、Ｎ２ガスの大流量パージによって流速の高いガス流がチャンバ１１内から本排気ライン１６内にかけて発生し、ＮＰＰＣパーティクルはこの流速の高いガス流に乗ってチャンバ１１内から本排気ライン１６内へ移動するため、移動速度が高く、且つ本排気ライン１６の下流側に向かって一様に移動する。一方、剥離パーティクルはチャンバ１１内から本排気ライン１６へ移動する訳ではないので、上述した流速の高いガス流に乗ることが無く、移動速度が低い。また、逆流パーティクルは本排気ライン１６内を上流側に向かって移動し、本排気ライン１６内を流れる排気流による抵抗を受けるため移動速度が低い。
【００７６】
図６は、ＮＰＰＣパーティクルを説明するための図であり、図６（Ａ）は本排気ライン内におけるＮＰＰＣパーティクルの様子を示す図であり、図６（Ｂ）はＮＰＰＣパーティクルから発生する散乱光に対応する信号波を示す図である。なお、本排気ライン１６ではＩＳＰＭ１９が用いられるが、説明を簡単にするために、図６（Ａ）ではＩＳＰＭ１９の一部（ガラス窓２４、レーザ光２５及び光検出器２１）のみを示す。
【００７７】
図６（Ａ）に示すように、ＮＰＰＣパーティクルＰ５は流速の高いガス流に乗り、本排気ライン１６内を進路Ｒ５に沿って下流側（図中下方）へ移動する。ＮＰＰＣパーティクルＰ５がレーザ光２５を通過する間、ＮＰＰＣパーティクルＰ５からは散乱光Ｌ５が発生し続けるが、ＮＰＰＣパーティクルＰ５の移動速度が高いため、散乱光Ｌ５の発生持続時間は短い。したがって、図６（Ｂ）に示すように、光検出器２１によって受光された散乱光Ｌ５から変換された信号波Ｗ５の波長は短い。
【００７８】
ここで、信号波Ｗ５の波長はＮＰＰＣパーティクルＰ５がレーザ光２５を通過するのに要する時間ｔ５に相当するが、通常、時間ｔ５は移動速度が２ｍ／秒であるパーティクルがレーザ光２５を通過するのに要する時間ｔよりも短いことが本発明者によって確認されている。
【００７９】
一方、図７（Ａ）に示すように、剥離パーティクルＰ６は重力等によって本排気ライン１６内を進路Ｒ６に沿って下流側（図中下方）へ移動する。また、図７（Ｂ）に示すように、逆流パーティクルＰ７は本排気ライン１６内を進路Ｒ７に沿って上流側（図中上方）へ移動する。剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７がレーザ光２５を通過する間、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７からは散乱光Ｌ６、Ｌ７が発生し続けるが、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７の移動速度が低いため、散乱光Ｌ６、Ｌ７の発生持続時間は長い。したがって、図７（Ｃ）に示すように、光検出器２１によって受光された散乱光Ｌ６、Ｌ７から変換された信号波Ｗ６の波長は長い。
【００８０】
ここで、信号波Ｗ６の波長は剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７がレーザ光２５を通過するのに要する時間ｔ６に相当するが、通常、時間ｔ６は移動速度が２ｍ／秒であるパーティクルがレーザ光２５を通過するのに要する時間ｔよりも長いことが本発明者によって確認されている。
【００８１】
そこで、本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、移動速度に基づいてＮＰＰＣパーティクルＰ５と、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７とを区別する。具体的には、移動速度が２ｍ／秒以上であるパーティクルはＮＰＰＣパーティクルＰ５であると判別し、移動速度が２ｍ／秒に満たないパーティクルは剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７であると判別する。すなわち、本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数を計測する際、移動速度が２ｍ／秒に満たないパーティクルは除外される。
【００８２】
本実施の形態に係るパーティクル数計測方法によれば、移動速度が２ｍ／秒に満たないパーティクルは剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７であると判別され、移動速度が２ｍ／秒に満たないパーティクルの数が本排気ライン１６内において計測されたパーティクルの数から除外される。これにより、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７の数を除外して本排気ライン１６内のＮＰＰＣパーティクルＰ５の数を正確に計測することができる。
【００８３】
また、逆流パーティクルＰ７は必ず本排気ライン１６内を上流側へ移動して排気流を遡るので、移動速度にかかわらず、本排気ライン１６内を流れる排気流を遡るパーティクルを除外してもよい。これにより、逆流パーティクルＰ７の数を正確に除外することができる。
【００８４】
上述した本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、本排気ライン１６内を移動するパーティクルの数が計測されたが、本パーティクル数計測方法は、図８に示すように、チャンバ１１にレーザ光発振器３９及び光検出器４０からなるＩＳＰＭを設け、該ＩＳＰＭによってチャンバ１１内を移動するパーティクルの数を計測する際にも用いることができる。この場合、チャンバ１１内のＮＰＰＣパーティクルＰ５は流速の高いガス流に乗る時間が短いため、本排気ライン１６内のＮＰＰＣパーティクルＰ５よりも移動速度が低くなり、該移動速度は最低で１ｍ／秒程度であることが本発明者によって確認されている。一方、剥離パーティクルＰ６や逆流パーティクルＰ７は本排気ライン１６内の排気流を遡ってチャンバ１１内に進入するため、移動速度が極端に低くなり、該移動速度は最高でも１ｍ／秒に満たないことが本発明者によって確認されている。
【００８５】
したがって、ＮＰＰＣシーケンスの実行中、移動速度が１ｍ／秒に満たないパーティクルの数をチャンバ１１内において計測されたパーティクルの数から除外することにより、チャンバ１１内のＮＰＰＣパーティクルＰ５の数を正確に計測することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態に係るパーティクル数計測方法では、チャンバ１１内が真空引きされたが、除外されるパーティクルの移動速度の上限を適切に設定すれば、チャンバ１１内が大気圧であっても本実施の形態に係るパーティクル数計測方法を用いることができる。
【００８７】
なお、上述した各実施の形態においてプラズマエッチング処理が施される基板は半導体デバイス用のウエハに限られず、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を含むＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。
【００８８】
本発明の目的は、上述した各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を記録した記憶媒体を、コンピュータ等に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムを読み出して実行することによっても達成される。
【００８９】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム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、プログラム及びそのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００９０】
また、プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他の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コンピュータに供給されてもよい。
【００９１】
また、コンピュータのＣＰＵが読み出したプログラムを実行することにより、上記各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又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９２】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボ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又は全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００９３】
上記プログラムの形態は、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から成ってもよい。
【符号の説明】
【００９４】
Ｗ ウエハ
Ｓ 処理空間
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ パーティクル
Ｐ５ ＮＰＰＣパーティクル
Ｐ６ 剥離パーティクル
Ｐ７ 逆流パーティクル
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７ 散乱光
１０ 基板処理装置
１１ チャンバ
１４ 排気系
１６ 本排気ライン
１９，２６，３６ ＩＳＰＭ
２１，３０，３７ 光検出器
２４，３２，３３ ガラス窓
２５，２８ レーザ光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の要因で発生し、且つ所定の空間を移動するパーティクルの数を計測するパーティクル数計測方法であって、
前記所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動する、若しくは所定の移動方向とは逆の移動方向に沿って移動する移動状態のパーティクルの数を、前記所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外することを特徴とするパーティクル数計測方法。
【請求項２】
窓を介して前記所定の空間にレーザ光を入射し、該レーザ光と交差したパーティクルから発生する散乱光を受光し、該受光された散乱光に基づいてパーティクルの数を計測し、
移動しないパーティクルを前記窓に付着した汚れと見なし、前記所定の空間において移動しないパーティクルの数を、前記所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外することを特徴とする請求項１記載のパーティクル数計測方法。
【請求項３】
前記特定の要因は、基板処理装置の処理室への大流量のガスパージを伴う前記処理室内のパーティクル除去処理であることを特徴とする請求項１記載のパーティクル数計測方法。
【請求項４】
前記所定の空間は前記処理室内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動速度は１ｍ／秒であることを特徴とする請求項３記載のパーティクル数計測方法。
【請求項５】
前記所定の空間は前記処理室内からガスを排気する排気管内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動速度は２ｍ／秒であることを特徴とする請求項３記載のパーティクル数計測方法。
【請求項６】
前記所定の空間は前記処理室内からガスを排気する排気管内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動方向は前記排気管内において前記ガスが流れる方向であることを特徴とする請求項１記載のパーティクル数計測方法。
【請求項１】
特定の要因で発生し、且つ所定の空間を移動するパーティクルの数を計測するパーティクル数計測方法であって、
前記所定の空間において所定の移動速度よりも低い移動速度で移動する、若しくは所定の移動方向とは逆の移動方向に沿って移動する移動状態のパーティクルの数を、前記所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外することを特徴とするパーティクル数計測方法。
【請求項２】
窓を介して前記所定の空間にレーザ光を入射し、該レーザ光と交差したパーティクルから発生する散乱光を受光し、該受光された散乱光に基づいてパーティクルの数を計測し、
移動しないパーティクルを前記窓に付着した汚れと見なし、前記所定の空間において移動しないパーティクルの数を、前記所定の空間において計測されたパーティクルの数から除外することを特徴とする請求項１記載のパーティクル数計測方法。
【請求項３】
前記特定の要因は、基板処理装置の処理室への大流量のガスパージを伴う前記処理室内のパーティクル除去処理であることを特徴とする請求項１記載のパーティクル数計測方法。
【請求項４】
前記所定の空間は前記処理室内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動速度は１ｍ／秒であることを特徴とする請求項３記載のパーティクル数計測方法。
【請求項５】
前記所定の空間は前記処理室内からガスを排気する排気管内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動速度は２ｍ／秒であることを特徴とする請求項３記載のパーティクル数計測方法。
【請求項６】
前記所定の空間は前記処理室内からガスを排気する排気管内であり、前記処理室内は真空引きされ、前記移動状態における前記所定の移動方向は前記排気管内において前記ガスが流れる方向であることを特徴とする請求項１記載のパーティクル数計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１８００１５（Ｐ２０１１−１８００１５Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４５４１４（Ｐ２０１０−４５４１４）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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