JPH01227048A - 粒子組成分析装置 - Google Patents
粒子組成分析装置Info
- Publication number
- JPH01227048A JPH01227048A JP5262088A JP5262088A JPH01227048A JP H01227048 A JPH01227048 A JP H01227048A JP 5262088 A JP5262088 A JP 5262088A JP 5262088 A JP5262088 A JP 5262088A JP H01227048 A JPH01227048 A JP H01227048A
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- JP
- Japan
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- plasma
- analyzer
- particle composition
- semiconductor manufacturing
- spectrometer
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- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
半導体製造装置の真空チャンバ内に存在する塵埃粒子の
組成分析装置に関し、 半導体製造装置の真空チャンバに直結して半導体製造装
置の作動中に真空チャンバ内に存在する塵埃粒子の組成
を簡単且つ正確にしかも効率良く分析し得るようにする
ことを目的とし、半導体製造装置の真空チャンバから真
空源に至る排気管路の一部にプラズマ生成手段を有する
誘電体管路を形成すると共に、該誘電体管路の下流に上
記プラズマ生成手段により発生するプラズマの粒子組成
を分析する分析器を設け、更に必要に応じて誘電体管路
と分析器との間にプラズマ生成手段により発生するプラ
ズマの密度を高める超電導コイルを設けて構成する。
組成分析装置に関し、 半導体製造装置の真空チャンバに直結して半導体製造装
置の作動中に真空チャンバ内に存在する塵埃粒子の組成
を簡単且つ正確にしかも効率良く分析し得るようにする
ことを目的とし、半導体製造装置の真空チャンバから真
空源に至る排気管路の一部にプラズマ生成手段を有する
誘電体管路を形成すると共に、該誘電体管路の下流に上
記プラズマ生成手段により発生するプラズマの粒子組成
を分析する分析器を設け、更に必要に応じて誘電体管路
と分析器との間にプラズマ生成手段により発生するプラ
ズマの密度を高める超電導コイルを設けて構成する。
本発明は半導体製造装置の真空チャンバ内に存在する塵
埃粒子の組成を分析する粒子組成分析装置に関する。
埃粒子の組成を分析する粒子組成分析装置に関する。
半導体製造装置の真空チャンバ内には種々の塵埃粒子が
存在する可能性がある。このような塵埃粒子が半導体ウ
ェハに付着すると半導体製造プロセスの歩留まりの低下
の原因になる。そこで、従来から塵埃粒子を検出してそ
れが何であるかを特定しそれに応じた対策を講じていた
。塵埃粒子は一般にその組成粒子を分析することにより
特定出来る。
存在する可能性がある。このような塵埃粒子が半導体ウ
ェハに付着すると半導体製造プロセスの歩留まりの低下
の原因になる。そこで、従来から塵埃粒子を検出してそ
れが何であるかを特定しそれに応じた対策を講じていた
。塵埃粒子は一般にその組成粒子を分析することにより
特定出来る。
しかるに、半導体製造装置における従来の組成分析はい
ずれも半導体製造装置とは独立したプロセスとして行っ
ていた。即ち、半導体の製造終了後に半導体製造装置か
ら試料とする半導体ウェハを取り出し、その小片を切り
出し、それをＸ′！Ｆ！Ａ微量分析器（Ｘ線マイクロア
ナライザ）やオージェ電子分光器にかけて測定、調査し
ているのが実情である。
ずれも半導体製造装置とは独立したプロセスとして行っ
ていた。即ち、半導体の製造終了後に半導体製造装置か
ら試料とする半導体ウェハを取り出し、その小片を切り
出し、それをＸ′！Ｆ！Ａ微量分析器（Ｘ線マイクロア
ナライザ）やオージェ電子分光器にかけて測定、調査し
ているのが実情である。
つまり、半導体製造装置に直結し、半導体の製造中にそ
の真空チャンバ内に存在する塵埃粒子の組成を分析する
装置はなかった。
の真空チャンバ内に存在する塵埃粒子の組成を分析する
装置はなかった。
このような従来の分析法では、ウェハの切り出しや・半
導体製造装置と分析装置との間でのウニへの運搬作業と
いった面倒な工程が伴い、時間、作業性、コスト等の点
でのデメリットが多い。
導体製造装置と分析装置との間でのウニへの運搬作業と
いった面倒な工程が伴い、時間、作業性、コスト等の点
でのデメリットが多い。
本発明の目的はこれらの問題点を解消し、半導体製造装
置の真空チャンバに直結して半導体製造装置の作動中に
真空チャンバ内に存在する塵埃粒子の組成を簡単かつ正
確にしかも効率良く分析し得るようにすることにある。
置の真空チャンバに直結して半導体製造装置の作動中に
真空チャンバ内に存在する塵埃粒子の組成を簡単かつ正
確にしかも効率良く分析し得るようにすることにある。
上記の目的を達成するために、本発明に係る粒子組成分
析装置によれば、半導体製造装置の真空チャンバから真
空源に至る排気管路の一部にプラズマ生成手段を有する
誘電体管路が形成され、誘電体管路の下流に上記プラズ
マ生成手段により発生するプラズマの粒子組成を分析す
る分析器が設けられる。
析装置によれば、半導体製造装置の真空チャンバから真
空源に至る排気管路の一部にプラズマ生成手段を有する
誘電体管路が形成され、誘電体管路の下流に上記プラズ
マ生成手段により発生するプラズマの粒子組成を分析す
る分析器が設けられる。
上記誘電体管路と分析器との間にプラズマ生成手段によ
り発生するプラズマの密度を高める手段を付設すること
が出来、この手段は好ましくはプラズマを磁気収束する
超電導コイルＧこより形成される。
り発生するプラズマの密度を高める手段を付設すること
が出来、この手段は好ましくはプラズマを磁気収束する
超電導コイルＧこより形成される。
プラズマ生成手段は誘電体管路の外＠ｂカ・ら高周波を
印加する高周波励起手段番こより十湾成することが出来
る。
印加する高周波励起手段番こより十湾成することが出来
る。
分析器はプラズマの発光成分を分析する分光分析器ある
いは非発光成分を分析する質量分析８Ｋ、あるいは必要
に応じてその両方を含むこと力（出来る。
いは非発光成分を分析する質量分析８Ｋ、あるいは必要
に応じてその両方を含むこと力（出来る。
真空排気管の一部は誘電体により形成され、りを部から
プラズマ生成手段によりプラズマを発生せる。プラズマ
生成手段は高周波励起によるもの力く最も簡単かつ実用
的である。真空チャンノ＼内の塵埃粒子は排気流と共に
真空ポンプＧこひ力）れる時Ｇここのプラズマ生成部を
通る。排気流自体４よプラズマ生成に無関係に維持され
る。その結果、生成したプラズマの粒子組成を下流の分
析器Ｇこより分析することにより真空チャンノ〈内の塵
埃粒子力＜Ｉ灸出される。この構成によれば、塵埃粒子
は半導体製造中に測定することが可能である。
プラズマ生成手段によりプラズマを発生せる。プラズマ
生成手段は高周波励起によるもの力く最も簡単かつ実用
的である。真空チャンノ＼内の塵埃粒子は排気流と共に
真空ポンプＧこひ力）れる時Ｇここのプラズマ生成部を
通る。排気流自体４よプラズマ生成に無関係に維持され
る。その結果、生成したプラズマの粒子組成を下流の分
析器Ｇこより分析することにより真空チャンノ〈内の塵
埃粒子力＜Ｉ灸出される。この構成によれば、塵埃粒子
は半導体製造中に測定することが可能である。
排気管は一般に、通常の分析用サンプル管に比較して遥
かに大径であるので発生したプラズマ密度がネ食出には
不十分な程度に小さい場合があり得る。そのためプラズ
マは誘電体管路と分析器との間に設けられるプラズマ高
密度化手段により収束され、高密度となる。
かに大径であるので発生したプラズマ密度がネ食出には
不十分な程度に小さい場合があり得る。そのためプラズ
マは誘電体管路と分析器との間に設けられるプラズマ高
密度化手段により収束され、高密度となる。
このプラズマ高宝度化手段が超電導コイルにより形成さ
れる場合には小さなコイルで強力な磁界強度が得られる
。
れる場合には小さなコイルで強力な磁界強度が得られる
。
周知の如く、分光分析器はプラズマの発光成分を分析し
、一方、質量分析器はプラズマの非発光成分を分析する
。分光スペクトルあるいは質量分析器におけるピーク値
は粒子の原子分子に固有のものであるから、これら分析
器により粒子を特定することが出来る。
、一方、質量分析器はプラズマの非発光成分を分析する
。分光スペクトルあるいは質量分析器におけるピーク値
は粒子の原子分子に固有のものであるから、これら分析
器により粒子を特定することが出来る。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。
。
第１図は本発明に係る粒子組成分析装置の基本構成の一
実施例を示す。
実施例を示す。
同図において、１はそれ自体公知の半導体製造装置を示
すもので、エツチング法、スパッタ法、ＣＶＤ （化学
薄着法）等、種々の構造のものが知られているが、いず
れも真空雰囲気中で製造されることにおいては共通であ
る。半導体製造装置１の真空チャンバは排気管３により
真空ポンプ（図示せず）等の真空源に連結され、常に真
空ポンプに排気される。
すもので、エツチング法、スパッタ法、ＣＶＤ （化学
薄着法）等、種々の構造のものが知られているが、いず
れも真空雰囲気中で製造されることにおいては共通であ
る。半導体製造装置１の真空チャンバは排気管３により
真空ポンプ（図示せず）等の真空源に連結され、常に真
空ポンプに排気される。
真空排気管３の一部はガラス等の誘電体により形成され
、誘電体排気管１１を構成する。排気管３がガラス管で
ある場合はそのままガラス管３の一部を誘電体排気管１
１とすればよい。誘電体排気管１１の外周にはプラズマ
生成手段２０を形成する高周波印加用コイル１５が設け
られる。１７は高周波電源である。プラズマ生成は周知
の如く高周波を印加するのが最も簡単かつ実用的である
がマイクロ波（電磁波）を印加してもよい。排気流はプ
ラズマ生成手段の有無に関わり無く維持されるから、生
成されたプラズマは排気管下流に流れる。
、誘電体排気管１１を構成する。排気管３がガラス管で
ある場合はそのままガラス管３の一部を誘電体排気管１
１とすればよい。誘電体排気管１１の外周にはプラズマ
生成手段２０を形成する高周波印加用コイル１５が設け
られる。１７は高周波電源である。プラズマ生成は周知
の如く高周波を印加するのが最も簡単かつ実用的である
がマイクロ波（電磁波）を印加してもよい。排気流はプ
ラズマ生成手段の有無に関わり無く維持されるから、生
成されたプラズマは排気管下流に流れる。
排気管３の直径は一般に通常の分析用のサンプル管（取
り出し管）に比較して蟲かに大きいので排気管径によっ
ては、発生したプラズマの密度が低くそのまま検出に使
用するには信号強度として不十分な場合が考えられる。
り出し管）に比較して蟲かに大きいので排気管径によっ
ては、発生したプラズマの密度が低くそのまま検出に使
用するには信号強度として不十分な場合が考えられる。
そこで、好ましくは、プラズマ生成手段２ｏの下流に、
プラズマ密度を高める手段（プラズマ高密度化手段）３
０が設けられる。尚、この手段はプラズマ密度が信号強
度として十分な場合は不要である。プラズマ密度は強い
磁界内を通すことにより高められる。従って、プラズマ
高密度化手段３０は発明を実施する上ではヨークと通常
の磁界発生用コイルとから成る電磁石でよいが、好まし
くは超電導コイル３１が用いられる。即ち、通常の常電
導コイルでは強力な磁界を得るにはコイル径あるいは巻
数を大きくする必要があるが、そうすると装置全体の大
型化を招来するのみならず大きな発熱に対する大型の冷
却機構が必要となるからである。
プラズマ密度を高める手段（プラズマ高密度化手段）３
０が設けられる。尚、この手段はプラズマ密度が信号強
度として十分な場合は不要である。プラズマ密度は強い
磁界内を通すことにより高められる。従って、プラズマ
高密度化手段３０は発明を実施する上ではヨークと通常
の磁界発生用コイルとから成る電磁石でよいが、好まし
くは超電導コイル３１が用いられる。即ち、通常の常電
導コイルでは強力な磁界を得るにはコイル径あるいは巻
数を大きくする必要があるが、そうすると装置全体の大
型化を招来するのみならず大きな発熱に対する大型の冷
却機構が必要となるからである。
超電導コイルを用いれば、常電導コイルと同一の大きさ
で逼かに大きな磁界強度が得られ、従って、換言すれば
、常電導コイルより塩かに小さな超電導コイルで必要な
磁界を作り出すことが出来ることになる。また、発熱の
問題も全く考慮する必要がない。
で逼かに大きな磁界強度が得られ、従って、換言すれば
、常電導コイルより塩かに小さな超電導コイルで必要な
磁界を作り出すことが出来ることになる。また、発熱の
問題も全く考慮する必要がない。
第２図は超電導コイル３１を用いた磁気収束部３０の詳
細構造を示すものである。超電導体としてはニオブ・ジ
ルコニウム合金、ニオブ３スズ、あるいはセラミック系
超電導材料等の高温超電導体を用いるのが好ましい。超
電導体は周知の如く臨界温度まで冷却する必要があるが
、その冷却系としては第２図に示す如く、冷却ハウジン
グを形成する例えば円筒状の磁気ヨーク（鉄心等）３３
の内周面を断熱環３５により封入し、その内部３８に超
電導コイル３１を配置する。そしてヨーク３３の中空部
３８に液体ヘリウム等の冷媒を循環さればよい。３７．
３９は夫々冷媒の入口ポート、出口ポートである。冷媒
として、液体窒素を用いる場合には循環させることなく
磁気ヨーク３３内に封入すればよい。尚、この冷却系は
上述の大きな常電導コイルを用いた場合の発熱を吸収す
るために必要な冷却機構より溝かに小さくて済むという
ことに留意すべきである。
細構造を示すものである。超電導体としてはニオブ・ジ
ルコニウム合金、ニオブ３スズ、あるいはセラミック系
超電導材料等の高温超電導体を用いるのが好ましい。超
電導体は周知の如く臨界温度まで冷却する必要があるが
、その冷却系としては第２図に示す如く、冷却ハウジン
グを形成する例えば円筒状の磁気ヨーク（鉄心等）３３
の内周面を断熱環３５により封入し、その内部３８に超
電導コイル３１を配置する。そしてヨーク３３の中空部
３８に液体ヘリウム等の冷媒を循環さればよい。３７．
３９は夫々冷媒の入口ポート、出口ポートである。冷媒
として、液体窒素を用いる場合には循環させることなく
磁気ヨーク３３内に封入すればよい。尚、この冷却系は
上述の大きな常電導コイルを用いた場合の発熱を吸収す
るために必要な冷却機構より溝かに小さくて済むという
ことに留意すべきである。
排気管３を囲撓する断熱環３５は超電導コイル３１を冷
却するための冷媒により排気管３が冷却されるのを防止
するためのものである。排気管３が冷却されると、排気
流に含まれる塵埃粒子等が排気管壁に衝突した場合、付
着して再脱離しなくなり、検出すべき粒子数が低下する
ためである。
却するための冷媒により排気管３が冷却されるのを防止
するためのものである。排気管３が冷却されると、排気
流に含まれる塵埃粒子等が排気管壁に衝突した場合、付
着して再脱離しなくなり、検出すべき粒子数が低下する
ためである。
超電導磁石３０で収束されたプラズマからの発光成分は
その下流に設けられる観測窓５１を通してそれ自体公知
の分光器５３に導かれ、スペクトルとして観察（分光分
析）される。尚、５５はスペクトルを作り出すための光
学系（スリット、レンズ、プリズム等）である。分光ス
ペクトルは周知の如く粒子成分（イオン）に固有の波長
特性を示し、従って、３図に示す如くスペクトルを観察
することにより排気流に含まれる塵埃粒子（例えばＣ又
は炭素化合物）が何であるかを特定出来る。
その下流に設けられる観測窓５１を通してそれ自体公知
の分光器５３に導かれ、スペクトルとして観察（分光分
析）される。尚、５５はスペクトルを作り出すための光
学系（スリット、レンズ、プリズム等）である。分光ス
ペクトルは周知の如く粒子成分（イオン）に固有の波長
特性を示し、従って、３図に示す如くスペクトルを観察
することにより排気流に含まれる塵埃粒子（例えばＣ又
は炭素化合物）が何であるかを特定出来る。
また、収束されたプラズマの一部をそれ自体公知の質量
分析器６１に取り込みＳ８等の非発光成分の分析を行う
。超電導磁石３０の下流に配置される質量分析器６１に
おいても、第４図に示す如く、粒子（イオン）の固有の
強度（ピーク）を示し、排気流に含まれる塵埃粒子を特
定出来る。尚、分光分析器、質量分析器自体の構造は公
知であり、また本発明の直接の対象でもないので詳細は
省略する。 また、本発明においては、必ずしも分光器
及び質量分析器の双方を設ける必要はなく、用途目的に
よってはその一方で十分な場合もある。
分析器６１に取り込みＳ８等の非発光成分の分析を行う
。超電導磁石３０の下流に配置される質量分析器６１に
おいても、第４図に示す如く、粒子（イオン）の固有の
強度（ピーク）を示し、排気流に含まれる塵埃粒子を特
定出来る。尚、分光分析器、質量分析器自体の構造は公
知であり、また本発明の直接の対象でもないので詳細は
省略する。 また、本発明においては、必ずしも分光器
及び質量分析器の双方を設ける必要はなく、用途目的に
よってはその一方で十分な場合もある。
また、本発明装置を特に、ＣＶＤあるいはエツチング法
による半導体製造装置に適用する場合には、プロセスガ
スの消費量の計測を行って半導体製造条件の最適化（フ
ィードバンク制御）に供することも可能である。
による半導体製造装置に適用する場合には、プロセスガ
スの消費量の計測を行って半導体製造条件の最適化（フ
ィードバンク制御）に供することも可能である。
以上に記載した如（、本発明に係る分析装置は半導体製
造装置の排気管に直結されるので、半導体の製造中にそ
の排気流を利用して真空チャンバ内の塵埃粒子を正確か
つ簡単に測定することが出来、作業能率の向上に寄与す
るところが極めて大きい。
造装置の排気管に直結されるので、半導体の製造中にそ
の排気流を利用して真空チャンバ内の塵埃粒子を正確か
つ簡単に測定することが出来、作業能率の向上に寄与す
るところが極めて大きい。
また、誘電体管路と分析器との間に設けたプラズマ高密
度化手段によりプラズマの高密度化が図れ、計測に必要
な強度を確保することが出来る。
度化手段によりプラズマの高密度化が図れ、計測に必要
な強度を確保することが出来る。
また、プラズマ高密度化手段を超電導コイルにより形成
すれば、小さなコイルで強力な磁界強度が得られ、プラ
ズマの一層効率的な収束化が図れる。
すれば、小さなコイルで強力な磁界強度が得られ、プラ
ズマの一層効率的な収束化が図れる。
第１図は本発明に係る粒子組成分析装置の一実施例を示
す図解図、第２図は第１図に示される磁気収束部の拡大
断面図、第３図は分光器における分光スペクトルの強度
分布の一例を示す線図、第４図は質量分析器における強
度分布の一例を示す線図。 １・・・半導体製造装置、 ３・・・真空排気管、１
１・・・誘導体排気管、 １５・・・高周波コイル
、１７・・・高周波電源、 ２０・・・プラズマ生成手段、 ３０・・・プラズマ高密度化手段、 ５３・・・分光器、 ６１・・・質量分析器。
す図解図、第２図は第１図に示される磁気収束部の拡大
断面図、第３図は分光器における分光スペクトルの強度
分布の一例を示す線図、第４図は質量分析器における強
度分布の一例を示す線図。 １・・・半導体製造装置、 ３・・・真空排気管、１
１・・・誘導体排気管、 １５・・・高周波コイル
、１７・・・高周波電源、 ２０・・・プラズマ生成手段、 ３０・・・プラズマ高密度化手段、 ５３・・・分光器、 ６１・・・質量分析器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体製造装置（１）の真空チャンバから真空源に
至る排気管路（３）の一部にプラズマ生成手段（２０）
を有する誘電体管路（１１）を形成すると共に、該誘電
体管路の下流に上記プラズマ生成手段により発生するプ
ラズマの粒子組成を分析する分析器（５３、６１）を設
けたことを特徴とする粒子組成分析装置。 ２、上記誘電体管路と分析器との間にプラズマ生成手段
により発生するプラズマの密度を高める手段（３０）を
付設したことを特徴とする請求項１記載の粒子組成分析
装置。 ３、プラズマの密度を高める上記手段はプラズマを磁気
収束する超電導コイル（３１）を有することを特徴とす
る請求項２記載の粒子組成分析装置。 ４、上記プラズマ生成手段は誘電体管路の外部から高周
波を印加する高周波励起手段（１５、１７）であること
を特徴とする請求項１、２または３記載の粒子組成分析
装置。 ５、上記分析器はプラズマの発光成分を分析する分光器
（５３）であることを特徴とする請求項１、２、３また
は４記載の粒子組成分析装置。 ６、上記分析器はプラズマの非発光成分を分析する質量
分析器（６１）であることを特徴とする請求項１、２、
３または４記載の粒子組成分析装置。 ７、上記分析器はプラズマの発光成分を分析する分光器
（５３）とプラズマの非発光成分を分析する質量分析器
（６１）とを有することを特徴とする請求項１、２、３
または４記載の粒子組成分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5262088A JPH01227048A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 粒子組成分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5262088A JPH01227048A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 粒子組成分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227048A true JPH01227048A (ja) | 1989-09-11 |
Family
ID=12919850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5262088A Pending JPH01227048A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 粒子組成分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01227048A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03130552U (ja) * | 1990-04-13 | 1991-12-27 | ||
| JPH0478539U (ja) * | 1990-11-19 | 1992-07-08 | ||
| JP2010078616A (ja) * | 1999-01-22 | 2010-04-08 | Alcatel-Lucent | 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 |
-
1988
- 1988-03-08 JP JP5262088A patent/JPH01227048A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03130552U (ja) * | 1990-04-13 | 1991-12-27 | ||
| JPH0478539U (ja) * | 1990-11-19 | 1992-07-08 | ||
| JP2010078616A (ja) * | 1999-01-22 | 2010-04-08 | Alcatel-Lucent | 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 |
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