JP2000214092A - 気体排出物を識別する方法とシステム、およびそのようなシステムを備えた設備 - Google Patents
気体排出物を識別する方法とシステム、およびそのようなシステムを備えた設備Info
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Abstract
6)と、イオン化された気体を分析する装置(4、5)
とを備えた、制御された圧力下でエンクロージャ(3)
内の気体を分析するガス分析システムを提供すること。 【解決手段】 本発明によれば、分析すべき気体をイオ
ン化する装置(2、6)は、エンクロージャ(3)内に
含まれれた気体と接触しかつ分析すべき気体からプラズ
マを発生させる発生器(6)に結合された専用プラズマ
源(2)を備え、イオン化された気体を分析する装置
(4、5)は、プラズマが発生する領域の近傍に位置し
かつ発生したプラズマによって放出された放射スペクト
ルの変動を分析する分光計(5)に接続された放射セン
サ(4)を備える。
Description
する方法およびシステムに関する。より詳細には、本発
明は、制御された圧力下でエンクロージャ内の気体排出
物を分析する方法およびシステムに関する。本発明はま
た、圧力が制御された少なくとも1つのエンクロージャ
と、圧力が制御された前記エンクロージャ内に含まれた
気体を分析するシステムとを含んでいる工業設備に関す
る。
的には、数平方ミリメートルの構成要素に電子回路を集
積させることに関する。この集積は、次第に大きなシリ
コン基板(直径200mmから300mm)上で行われ
ている。
的ステップの数は多い(最大400ステップ)。
は、製造工程を通して連続的に生産できる点、および構
成要素の幾何的基準を満たす働きをする点で極めて重要
である。
生するとすぐにそれが認識され、したがって多数のバッ
チを生産できる反応時間が短縮される。
体製造工程の現場における実時間の監視および制御に対
して高い要望が生じている。
ャンバ内だけでなく、排気ラインを構成する様々な構成
要素に対しても高まっている。
子、カビ(mold)、金属イオン、および気体のまた
は凝縮限界にある任意の気体の分析は、以下のことを可
能にするため、重要である。
判定すること。例えば、プロセスチャンバより上流の、
真空ポンプシステム内で行われる現場分析は、シリコン
ウェハの環境をよりよく制御できるようにし、それによ
り製造歩留まりを向上させる。
グを推定すること、したがって、予知保全によって、事
態を先取りすることにより機械の保全スケジュールを効
果的に管理すること。
は、その投資コストと、工程で発生する製造コストおよ
び品質コストと比較した、欠陥を前もって検出すること
により達成される節約とにある。
合することを考慮すると、ガス分析システムはますます
小さくしていかなければならない。
囲で動作するガス分析器は、工程ステップ中に反応種を
監視できるようにし、しかも真空設備の出口まで全体に
わたって監視できるようにする。このことにより、大気
中に解放された気体のモニタリングを向上させる。
ガス分析(RGA)は、不活性ガス種および荷電ガス種
全てを検出できるようにする。分子は通常、高温フィラ
メントからの熱電子放出によって放出された電子によ
り、電離箱内でイオン化される。この技術は10−6m
barより低い圧力で適用でき、10−5mbarより
高いとき、反応は非線形になり、10−4mbarより
高いときは、フィラメントが破損する可能性がある。
0mbar)内で気体を分析する際、フィラメントの破
損を避けるために、差圧排気を準備して、分析ユニット
内部の圧力を減少させる必要がある。差圧排気装置は、
複数の真空ポンプと多数のバルブとを備える。
るため、高圧(0.1mbarから1000mbar)
で動作するガス分析器のコストは、残留真空のみを分析
するRGAタイプ分析器の6倍である。したがって、こ
のコストは、半導体製造機械のコストやその量的効率、
質的効率と比較すると問題となる。
は、体積の大きい真空構成要素をいくつか組み込んでい
るため、占有する空間が広くなる。これにより、製造室
をいくつか備えることがある現在の真空設備に、この分
析器を統合するのが困難になっている。
ス分析器を装備している真空設備はほとんどない。
ることも知られている。発光分析は、半導体構成要素ま
たは半導体回路をエッチングする工程で、エッチングの
終了を検出するために使用される。分析されるプラズマ
は、発光分光計のみを備える計測器を有する設備の反応
器によって生成されるプラズマであり、この発光分光計
はエッチング工程からの光を分析することによって、工
程自体のステップを監視できるようにする。
分析を使用して、半導体設備の製造工程またはエッチン
グ工程のステップを監視することではなく、上記設備の
真空環境の全ての気体成分を監視することである。
分析すべき気体をイオン化する装置と、イオン化された
気体を分析する装置とを備えた、制御された圧力下でエ
ンクロージャ内の気体を分析するガス分析システムを提
供する。
化する装置は、エンクロージャ内に含まれた気体と接触
しかつ分析すべき気体からプラズマを発生させる発生器
に結合された専用プラズマ源を備え、イオン化された気
体を分析する装置は、プラズマが発生する領域の近傍に
位置しかつ発生したプラズマによって放出された放射ス
ペクトルの変動を分析する分光計に接続された放射セン
サを備える。
波源、または表面波伝搬原理を用いたタイプのマイクロ
波源でよい。
タイプの高周波プラズマ源を使用する。そのようなプラ
ズマ源には、石英またはアルミナからなる誘電体が必要
である(排出物の化学的性質による。例えば、フッ素含
有ガスは石英と激しく反応する)。その誘電体はシーリ
ングとなり、電磁波は透過する。
放出された放射スペクトルをピックアップし、それを分
光計へ伝達する働きをする光ファイバでよい。
体排出物を監視すべきパイプに直列に統合される。
継手を介してパイプに取り付けられている。
も1つのエンクロージャと、圧力が制御された上記エン
クロージャ内に含まれた気体を分析するガス分析システ
ムとを含む設備を提供する。
に規定したようなものである。
低圧から大気圧まで、エンクロージャ内に存在する気体
からプラズマを発生させることを可能にする。
イオン化効率は、10−1mbarの圧力では10%に
近く、そのため、精度の高い計測が実現される。
由電子によって励起されたときに原子、分子、およびイ
オンが放出する放射の変動を実時間で分析する。
源を、発光スペクトル分析システムと組み合わせて使用
することにより、圧力が制御されたエンクロージャの内
部にある気体を連続的に診断することができるようにな
る。
用する必要はないが、これを使用することによってガス
分析器の体積が減少し、それゆえ分析器を半導体設備に
(直列にまたは標準的な継手を介して)容易に統合でき
る。
学検出器をただ1つのイオン化源のみに関連させるた
め、少なくてすむ。これにより、この技術を、半導体産
業で使用される設備の真空ラインで一般的に利用しやす
くなる。
面を参照しながら示す以下の説明から明らかとなる。
制御された圧力下で、エンクロージャ3内に含まれた気
体排出物を分析する働きをする。例えば、エンクロージ
ャ3は、半導体集積回路を製造する設備(図示せず)の
真空ライン3でよい。
イオン化すること、および気体をイオン化することで生
じる放射スペクトルを分析することに基づいている。
すべき気体をイオン化する装置を含む。この装置は、エ
ンクロージャ3内の気体と接触する専用プラズマ源2に
よって構成され、分析すべき気体からプラズマを発生さ
せる。プラズマ源2は、選択されたタイプのプラズマ源
2に合う発生器6によって電力を供給される。
洞タイプのマイクロ波源、または表面波伝搬原理を用い
たタイプのマイクロ波源である。この場合、発生器6
は、マイクロ波発生器である。
結合高周波プラズマ(ICP)タイプの高周波(RF)
プラズマ源である。この場合、発生器6はRF発生器で
ある。
析システム1は、専用プラズマ源2の近傍に位置するプ
ローブ4を有しかつ生成されたプラズマが放出する放射
スペクトルの変動を分析する分光計タイプのイオン化ガ
ス分析装置4、5を含む。イオン化ガス分析装置4、5
は、分析されるエンクロージャ3内でプラズマ源2の近
傍に位置する一端と、発光分光計5に接続された他端を
有するプローブ光ファイバ4を含む。プラズマの自由電
子によって励起された原子、分子、およびイオンが放出
する放射は、光ファイバ4を介して発光分光計5に伝達
される。発光分光計5は、放射の変動を分析し、そこか
らイオン化気体の成分に関する情報を導き出す。
に直列に統合された本発明のシステム1の図である。
のシステム1は、外部継手7を介してパイプ3に取り付
けることができる。
れるものではなく、当業者は本発明を逸脱することなく
多数の変形を実現できる。特に、プラズマを発生させる
解決法はどのようなものでも説明した方法の代わりに使
用できる。
ある。
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 分析すべき気体をイオン化する装置
(2、6)と、イオン化された気体を分析する装置
(4、5)とを備えた、制御された圧力下でエンクロー
ジャ(3)内の気体を分析するガス分析システムであっ
て、 分析すべき気体をイオン化する前記装置(2、6)が、
エンクロージャ(3)内に含まれた気体と接触しかつ分
析すべき気体からプラズマを発生させる発生器(6)に
結合された専用プラズマ源(2)を備え、 イオン化された気体を分析する前記装置(4、5)が、
プラズマが発生する領域の近傍に位置しかつ発生したプ
ラズマによって放出された放射スペクトルの変動を分析
する分光計(5)に接続された放射センサ(4)を備え
ることを特徴とするガス分析システム。 - 【請求項2】 プラズマ源(2)が共振空洞タイプのマ
イクロ波源であることを特徴とする請求項1に記載のガ
ス分析システム。 - 【請求項3】 プラズマ源(2)が表面波伝搬原理を用
いたマイクロ波源であることを特徴とする請求項1に記
載のガス分析システム。 - 【請求項4】 プラズマ源(2)が誘導結合プラズマ
(ICP)タイプの高周波プラズマ源であることを特徴
とする請求項1に記載のガス分析システム。 - 【請求項5】 放射センサ(4)が、発生したプラズマ
によって放出された放射スペクトルをピックアップして
それを分光計(5)へ伝達する働きをする光ファイバで
あることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に
記載のガス分析システム。 - 【請求項6】 気体排出物を監視すべきパイプ(3)内
に直列に統合されていることを特徴とする請求項1から
5のいずれか一項に記載のガス分析システム。 - 【請求項7】 外部継手(7)を介してパイプ(3)に
取り付けられていることを特徴とする請求項1から5の
いずれか一項に記載のガス分析システム。 - 【請求項8】 圧力が制御された少なくとも1つのエン
クロージャ(3)と、圧力が制御された前記エンクロー
ジャ内に含まれた気体を分析するガス分析システム
(1)とを含んでいる設備であって、ガス分析システム
(1)が請求項1から7のいずれか一項に記載のガス分
析システムであることを特徴とする設備。
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