JPH02183140A - 微粒子測定装置 - Google Patents
微粒子測定装置Info
- Publication number
- JPH02183140A JPH02183140A JP1002544A JP254489A JPH02183140A JP H02183140 A JPH02183140 A JP H02183140A JP 1002544 A JP1002544 A JP 1002544A JP 254489 A JP254489 A JP 254489A JP H02183140 A JPH02183140 A JP H02183140A
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- JP
- Japan
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- plasma
- cavity
- gas
- fine particles
- microwave
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (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】
〈産業上の利用分野〉
本発明はスパッタリング装置、ＣＶＤ装置等、半導体プ
ロセスで成膜装置として使用される装置の反応槽中の微
粒子をインプロセスで検出できる微粒子測定装置に関す
る。
ロセスで成膜装置として使用される装置の反応槽中の微
粒子をインプロセスで検出できる微粒子測定装置に関す
る。
〈従来の技術〉
従来、微粒子測定装置として、反応槽中にレーザ光を照
射し、散乱光に基づきガス中の微粒子の大きさを求める
方法が公知である。しかしながら、この方法は次のよう
な欠点がある。
射し、散乱光に基づきガス中の微粒子の大きさを求める
方法が公知である。しかしながら、この方法は次のよう
な欠点がある。
■ レーザ光の波長の制約から、直径が０．１μｍ以下
の微粒子の測定は原理的に出来ない、加えて実際の測定
では測定装置を反応槽外において測定するため窓の汚れ
等によって０．５μｍ以下の微粒子は測定出来ない、一
方、半導体素子の高集積化は急速に進み、ＩＭビットＤ
ＲＡＭ、４ＭビットＤＲＡＭのプロセスでは管理すべき
微粒子の大きさが０．０５μｍのレベルとなっている。
の微粒子の測定は原理的に出来ない、加えて実際の測定
では測定装置を反応槽外において測定するため窓の汚れ
等によって０．５μｍ以下の微粒子は測定出来ない、一
方、半導体素子の高集積化は急速に進み、ＩＭビットＤ
ＲＡＭ、４ＭビットＤＲＡＭのプロセスでは管理すべき
微粒子の大きさが０．０５μｍのレベルとなっている。
■ 光学的手法による検出のため微粒子の大きさしか分
らず、微粒子の組成についての情報は得ちれない。
らず、微粒子の組成についての情報は得ちれない。
く発明が解決しようとする課題〉
本発明の解決しようとする技術的課題は、直径が０，０
５μｍ程度の微粒子をインラインで検出でき゛同時に成
分の同定も行える微粒子測定装置を実現することにある
。
５μｍ程度の微粒子をインラインで検出でき゛同時に成
分の同定も行える微粒子測定装置を実現することにある
。
く課題を解決するための手段〉
本発明の構成は、
Ａ 減圧された反応槽からサンプルガスを圧力差に基づ
き導出するキャピラリチューブ Ｂ マイクロ波発生手段 Ｃマイクロ波発生手段から導入されたマイクロ波と、マ
イクロ波の進行方向と平行に形成された磁場とによって
プラズマを生成するキャビティ Ｄ キャビティの解放端付近に設けられ、キャビティ内
のプラズマを閉じこめるミラー磁場発生手段 Ｅ＝’ｒヤビラリチューブからのサンプルガスと、キャ
リアガスとをキャビティに導く試料導入手段 Ｆ キャビティ内のプラズマによって解離、イオン化さ
れたサン１ルガス中の微粒子を定性・定量分析する分析
手段 Ｇ キャビティからガスを排気する手段とより構成され
る。
き導出するキャピラリチューブ Ｂ マイクロ波発生手段 Ｃマイクロ波発生手段から導入されたマイクロ波と、マ
イクロ波の進行方向と平行に形成された磁場とによって
プラズマを生成するキャビティ Ｄ キャビティの解放端付近に設けられ、キャビティ内
のプラズマを閉じこめるミラー磁場発生手段 Ｅ＝’ｒヤビラリチューブからのサンプルガスと、キャ
リアガスとをキャビティに導く試料導入手段 Ｆ キャビティ内のプラズマによって解離、イオン化さ
れたサン１ルガス中の微粒子を定性・定量分析する分析
手段 Ｇ キャビティからガスを排気する手段とより構成され
る。
く作用〉
前記マイクロ波の周波数と磁界の強さをサイクロトロン
共鳴条件を満足する値に選ぶと電子が加速される。この
状態で前記キャビティ内にアルゴンガス又はヘリウムガ
スのキャリアガスを流すとプラズマが生成される。プラ
ズマは例えば１０“２〜１０’Ｔｏｒｒの領域では電子
密度が低く低温プラズマとなり固体を解離する能力はな
い、ミラー磁場はプラズマを閉込め固体を解離するに充
分な高温プラズマを生成する。前記反応槽と前記キャビ
ティとの間には圧力差があり、この圧力差によってサン
プルガスはプラズマ内に導かれ、サンプルガスに含まれ
る微粒子が解離、イオン化する。
共鳴条件を満足する値に選ぶと電子が加速される。この
状態で前記キャビティ内にアルゴンガス又はヘリウムガ
スのキャリアガスを流すとプラズマが生成される。プラ
ズマは例えば１０“２〜１０’Ｔｏｒｒの領域では電子
密度が低く低温プラズマとなり固体を解離する能力はな
い、ミラー磁場はプラズマを閉込め固体を解離するに充
分な高温プラズマを生成する。前記反応槽と前記キャビ
ティとの間には圧力差があり、この圧力差によってサン
プルガスはプラズマ内に導かれ、サンプルガスに含まれ
る微粒子が解離、イオン化する。
この場合、微粒子が小さい程、解離、イオン化し易い、
イオン化された微粒子は成分固有の発光スペクトルを持
っているため、例えばこれを分光器を用いて測定すれば
、微粒子の量的測定、及び成分の同定が同時に行える。
イオン化された微粒子は成分固有の発光スペクトルを持
っているため、例えばこれを分光器を用いて測定すれば
、微粒子の量的測定、及び成分の同定が同時に行える。
〈実施例〉
以下図面に従い本発明を説明する０図は本発明実施例装
置の構成図である。−点鎖線で囲んだ部分（１）が反応
槽としてのＣＶＤ装置である０部分（２）は本発明に関
わる微粒子測定装置である。
置の構成図である。−点鎖線で囲んだ部分（１）が反応
槽としてのＣＶＤ装置である０部分（２）は本発明に関
わる微粒子測定装置である。
！１分（１） ＆オイ”Ｃ１ＣＶＤ＊ｔｌは、ｉｉ＋壁
１０１、石英の窓１０２、加熱手段としてのラン１１０
３、反応槽Ａ内に水平に設置され上面にシリコンウェハ
Ｓが載置されたサセプタ１０４、ＳｉＨ４ガス及びＮＨ
，ガスをシリコンウェハＳ上に導くパイプ１０５、真空
ポン１１０６とより構成される。
１０１、石英の窓１０２、加熱手段としてのラン１１０
３、反応槽Ａ内に水平に設置され上面にシリコンウェハ
Ｓが載置されたサセプタ１０４、ＳｉＨ４ガス及びＮＨ
，ガスをシリコンウェハＳ上に導くパイプ１０５、真空
ポン１１０６とより構成される。
部分（２）において、微粒子測定装置２は、反応槽内Ａ
からサンプルガスＳＧを微粒子測定装置に導くキャピラ
リチューブ２０１、マイクロ波源２０２、マイクロ波源
２０２からマイクロ波が導波管２０３を通して導入され
、反応管として使われる円筒状キャビティ２０４、キャ
ビティ２０４内に前記マイクロ波の進行方向と平行に磁
界を形成する磁石２０５、キャピラリーチューブ２０１
からのサンプルガスＳＧとアルゴン、ヘリウム等のキャ
リアガスＣＧとをキャビティ２０４に導く導入管２０６
、キャビティ２０゛４からガスを排気する排気手段２０
７、キャビティ２０４の解放端付近に設けられ、プラズ
マを閉込めるミラー磁場を発生する磁石２０８、導波管
２０３の開口端２０３２Ｌに向けて設けられサン１ルガ
ス中Ｇ中の微粒子を定性・定量分析する分析手段２０９
とから構成されている。尚、本実施例の場合、分析手段
２０９には回折格子２０９ａを用いた分光分析手段が用
いられている。
からサンプルガスＳＧを微粒子測定装置に導くキャピラ
リチューブ２０１、マイクロ波源２０２、マイクロ波源
２０２からマイクロ波が導波管２０３を通して導入され
、反応管として使われる円筒状キャビティ２０４、キャ
ビティ２０４内に前記マイクロ波の進行方向と平行に磁
界を形成する磁石２０５、キャピラリーチューブ２０１
からのサンプルガスＳＧとアルゴン、ヘリウム等のキャ
リアガスＣＧとをキャビティ２０４に導く導入管２０６
、キャビティ２０゛４からガスを排気する排気手段２０
７、キャビティ２０４の解放端付近に設けられ、プラズ
マを閉込めるミラー磁場を発生する磁石２０８、導波管
２０３の開口端２０３２Ｌに向けて設けられサン１ルガ
ス中Ｇ中の微粒子を定性・定量分析する分析手段２０９
とから構成されている。尚、本実施例の場合、分析手段
２０９には回折格子２０９ａを用いた分光分析手段が用
いられている。
このような構成で、ＣＶＤ装置１においてシリコンウェ
ハＳが載せられたサセプタ１０４をランプ１０３で加熱
し、パイプ１０５よりＮＨ３ガス及びＳｉＨ４ガスを導
きシリコンウェハＳ上に窒化シリコン膜を形成する０反
応槽Ａとキャビティ２０４との間には圧力差があり（反
応槽Ａ内：１０ ’ 〜Ｉ Ｔ ｏ ｒ ｒ、キャビテ
ィ２０４内＝１０−２〜１０４ＴＯｒｒ）、サンプルガ
スＳＧはこの圧力差によってキャビティ２０４内に導か
れる。
ハＳが載せられたサセプタ１０４をランプ１０３で加熱
し、パイプ１０５よりＮＨ３ガス及びＳｉＨ４ガスを導
きシリコンウェハＳ上に窒化シリコン膜を形成する０反
応槽Ａとキャビティ２０４との間には圧力差があり（反
応槽Ａ内：１０ ’ 〜Ｉ Ｔ ｏ ｒ ｒ、キャビテ
ィ２０４内＝１０−２〜１０４ＴＯｒｒ）、サンプルガ
スＳＧはこの圧力差によってキャビティ２０４内に導か
れる。
マイクロ波源２０２からマイクロ波が導波管２０３を通
してキャビティ２０４に導入され、マイクロ波の周波数
を２．４５ＧＨｚ、磁石２０５による磁場の強度を８７
５ガウスとしたとき、サイクロトロン共鳴条件が満たさ
れ電子がサイクロトロン運動により加速され、中性粒子
の解離効率が高まる。この状態で導入管２０６にアルゴ
ンガス又はヘリウムガスのキャリアガスＣＧを流すとプ
ラズマＰＬが形成される。プラズマＰＬは１０“２〜１
０″’ｒ’ ｏ ｒ ｒの領域では電子密度は１０１１
個／ｃＩ３程度で、励起温度は１０００’に以下の低温
プラズマとなりこのままでは固体を解離する能力はない
、磁石２０８によるミラー磁場によりプラズマを閉込め
ると電子は何度もこの領域で加速され高い電子密度が得
られ、１０”〜１０’ ［／Ｃ１ｌ’程度の電子密度に
なれば固体を解離するに充分な励起温度となる。プラズ
マＰＬに導かれたサンプルガスＳＧ中の微粒子はプラズ
マによって解離され、イオン化される。このような電子
サイクロトロン共鳴によるプラズマによれば減圧下でも
直径０．１〜０．０５μｍの固体を解離、イオン化させ
ることができる。
してキャビティ２０４に導入され、マイクロ波の周波数
を２．４５ＧＨｚ、磁石２０５による磁場の強度を８７
５ガウスとしたとき、サイクロトロン共鳴条件が満たさ
れ電子がサイクロトロン運動により加速され、中性粒子
の解離効率が高まる。この状態で導入管２０６にアルゴ
ンガス又はヘリウムガスのキャリアガスＣＧを流すとプ
ラズマＰＬが形成される。プラズマＰＬは１０“２〜１
０″’ｒ’ ｏ ｒ ｒの領域では電子密度は１０１１
個／ｃＩ３程度で、励起温度は１０００’に以下の低温
プラズマとなりこのままでは固体を解離する能力はない
、磁石２０８によるミラー磁場によりプラズマを閉込め
ると電子は何度もこの領域で加速され高い電子密度が得
られ、１０”〜１０’ ［／Ｃ１ｌ’程度の電子密度に
なれば固体を解離するに充分な励起温度となる。プラズ
マＰＬに導かれたサンプルガスＳＧ中の微粒子はプラズ
マによって解離され、イオン化される。このような電子
サイクロトロン共鳴によるプラズマによれば減圧下でも
直径０．１〜０．０５μｍの固体を解離、イオン化させ
ることができる。
イオン化された微粒子は成分固有の発光スペクトルを持
っている。この発光を分析手段２０９で検出する。スペ
クトル強度から微粒子の量的情報が得られ、スペクトル
の波長に基づき成分の同定を行う、尚、分析手段２０９
は分光器に限らず、質量分析装置を用いて解離した原子
イオンを測定しても同様な情報が得られる０、ｔた磁石
２０５゜２０８に永久磁石を使用すれば装置を小型化す
ることができる。
っている。この発光を分析手段２０９で検出する。スペ
クトル強度から微粒子の量的情報が得られ、スペクトル
の波長に基づき成分の同定を行う、尚、分析手段２０９
は分光器に限らず、質量分析装置を用いて解離した原子
イオンを測定しても同様な情報が得られる０、ｔた磁石
２０５゜２０８に永久磁石を使用すれば装置を小型化す
ることができる。
〈発明の効果〉
本発明によれば以下のような効果を有する。
■ 従来の光学的方法によっては原理的に測定が不可能
であった直径が０．１〜０．０５μｍレベルの微粒子を
インラインで検出することができる。
であった直径が０．１〜０．０５μｍレベルの微粒子を
インラインで検出することができる。
■ 微粒子の量的情報が得られる他、成分の同定も同時
に行える。
に行える。
■ キャピラリチューブを使って前記反応槽と前記キャ
ビティとの圧力差でサンプリングを行うのでサンプルガ
スを移送する特別の手段が要らない。
ビティとの圧力差でサンプリングを行うのでサンプルガ
スを移送する特別の手段が要らない。
■ 電子サイクロトロン共鳴に基づくプラズマ中では微
粒子の径が小さい程、解離、イオン化し易く原理的に径
の小さな微粒子の測定に向いている。
粒子の径が小さい程、解離、イオン化し易く原理的に径
の小さな微粒子の測定に向いている。
図は本発明実施例装置の構成図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 下記Ａ乃至Ｇを構成要素とすることを特徴とする微粒子
測定装置。 Ａ 減圧された反応槽からサンプルガスを圧力差に基づ
き導出するキャピラリチューブ Ｂ マイクロ波発生手段 Ｃ マイクロ波発生手段から導入されたマイクロ波と、
マイクロ波の進行方向と平行に形成された磁場とによっ
てプラズマを生成するキャビティ Ｄ キャビティの解放端付近に設けられ、キャビティ内
のプラズマを閉じこめるミラー磁場発生手段 Ｅ キャピラリチューブからのサンプルガスと、キャリ
アガスとをキャビティに導く試料導入手段 Ｆ キャビティ内のプラズマによって解離、イオン化さ
れたサンプルガス中の微粒子を定性・定量分析する分析
手段 Ｇ キャビティからガスを排気する手段
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002544A JPH0754293B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 微粒子測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1002544A JPH0754293B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 微粒子測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02183140A true JPH02183140A (ja) | 1990-07-17 |
| JPH0754293B2 JPH0754293B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=11532326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1002544A Expired - Lifetime JPH0754293B2 (ja) | 1989-01-09 | 1989-01-09 | 微粒子測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754293B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6432838B1 (en) * | 1997-10-29 | 2002-08-13 | Samsung Electronics Co., Ltd | Chemical vapor deposition apparatus for manufacturing semiconductor devices, its driving method, and method of optimizing recipe of cleaning process for process chamber |
| 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 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57108655A (en) * | 1980-12-25 | 1982-07-06 | Tsukasa Sotsuken:Kk | Device for measuring air fuel ratio of internal combustion engine or other burning apparatus |
| JPS6386864A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン源 |
-
1989
- 1989-01-09 JP JP1002544A patent/JPH0754293B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57108655A (en) * | 1980-12-25 | 1982-07-06 | Tsukasa Sotsuken:Kk | Device for measuring air fuel ratio of internal combustion engine or other burning apparatus |
| JPS6386864A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン源 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6432838B1 (en) * | 1997-10-29 | 2002-08-13 | Samsung Electronics Co., Ltd | Chemical vapor deposition apparatus for manufacturing semiconductor devices, its driving method, and method of optimizing recipe of cleaning process for process chamber |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0754293B2 (ja) | 1995-06-07 |
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