JP2000138274A

JP2000138274A - 処理装置

Info

Publication number: JP2000138274A
Application number: JP10326057A
Authority: JP
Inventors: Shuji Moriya; 修司守谷
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ光を用いることによって、リアルタイ
ムで処理容器内のパーティクルの状況を正確に認識する
ことができる処理装置を提供する。【解決手段】被処理体ボート３０に多段に載置された
複数の被処理体Ｗを処理容器２０内に収容して所定の処
理を施すようにした処理装置において、レーザ光Ｌを出
力するレーザ発光手段５４と、前記レーザ光Ｌを前記処
理容器２０内へ導入して前記被処理体Ｗ間を通過する方
向へ放射させる光導入手段５６と、前記被処理体Ｗ間を
通過したレーザ光Ｌを受けて前記処理容器２０の外へ導
出させる光導出手段５８と、この光導出手段５８に導か
れた光を検出する受光手段６０と、この受光手段６０の
検出値に基づいて前記処理容器２０内のパーティクルの
存在状態を判別するパーティクル評価手段６２とを備え
る。これにより、レーザ光を用いることによって、リア
ルタイムで処理容器内のパーティクルの状況を正確に認
識する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等を
処理する処理容器内のパーティクルの存在状況をモニタ
することが可能な処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体デバイスを製造するため
には半導体ウエハに対して成膜、エッチング、酸化、拡
散等の各種の処理が施される。例えば一度に多数枚のウ
エハ表面に成膜するＣＶＤ装置においては、ウエハボー
ト上に半導体ウエハを例えば等ピッチで多段に載置し、
これを所定の温度に加熱しながらウエハ表面に成膜用の
ガスを供給し、このガスの分解生成物、或いは反応生成
物をウエハ上に堆積させて膜形成を行なうようになって
いる。製造される半導体ウエハの歩留りを向上させるた
めには、歩留り低下の主な原因となるパーティクルの管
理を十分に行わなければならない。例えば処理容器内壁
やウエハボートにある程度以上の量の不要な膜が付着す
ると、これが剥がれたりすることによってパーティクル
が発生し、このパーティクルがウエハ表面に付着して欠
陥を生ぜしめることになる。そのため、ある程度以上の
不要な膜が処理容器内壁やウエハボートの表面に付着し
たら、これらをクリーニングして不要な膜を除去するク
リーニング操作を行なっているが、そのクリーニング時
期を決定するための一手法として、処理容器内で発生す
るパーティクル数をモニタして評価することが行なわれ
ている。

【０００３】このパーティクルの評価の方法は、非常に
清浄でパーティクルがほとんど付着していないベアウエ
ハをモニタウエハとして用い、これに製品ウエハと同時
に成膜してこの表面に付着増加したパーティクル数をカ
ウントする方法や例えば、特開平６−１３３２５号公報
に開示されているように、処理容器の排気系に排気ガス
中に含まれるパーティクル数をカウントするカウンタを
設ける方法が存在する。例えばこのカウンタを設ける手
法を図１３を用いて説明すると、図１３中において、符
号２は例えば２重管構造の縦型の処理容器であり、この
処理容器２の内部にはウエハボート４に略等ピッチで多
段に支持された多数の半導体ウエハＷが収容される。そ
して、この処理容器２に、内部雰囲気を真空引きするた
めに途中に真空ポンプ６を介設した排気系８が接続され
ており、この排気系８の途中にカウンタ１０を設けて排
ガス中のパーティクル数をカウントするようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したパ
ーティクル評価手法の内で、モニタウエハを用いる手法
は、この清浄なモニタウエハはかなり高価なので、ラン
ニングコストが高騰してしまう。特に、６インチ、８イ
ンチのウエハに対して、今後主流になると考えれる１２
インチウエハは１枚のモニタウエハ（ベアウエハ）の価
格が非常に高く、ランニングコストを大幅に高騰させて
しまう問題がある。更に、このモニタウエハを用いる場
合には、評価結果が出るまでにある程度以上の時間を要
することから、モニタウエハと同時に処理した製品ウエ
ハが後工程の製品加工にすでに流れてしまって、場合に
よっては無駄が生じたり、或いはパーティクル評価結果
が悪いことから処理容器をクリーニングすべきにもかか
わらずに、これを行なわないで次のロットの製品ウエハ
を同じ処理容器で成膜処理するなどして一層歩留りを低
下させる原因にもなっていた。

【０００５】これに対して、排気系８にカウンタ１０を
設けてパーティクルをカウントする手法は、リアルタイ
ムで処理容器２内のパーティクルの存在状況を把握でき
る点で優れている。しかしながら、処理容器内の実際の
パーティクルの状況とカウンタでカウントされるパーテ
ィクル数との相関関係はそれ程強くはなく、信頼性が十
分ではない。例えば、処理容器２内で発生したパーティ
クルがカウンタ１０へ流入する前に、どこかのガス流路
でトラップされてしまってカウンタではパーティクル数
が少なめにカウントされたり、或いは逆に、過去に堆積
したパーティクルが処理容器内壁から一気に剥がれ落ち
るなどしてカウンタでは実際の処理容器内のパーティク
ル状態よりも多めにパーティクル数がカウントされる場
合があり、パーティクル評価の信頼性がそれ程高いもの
ではなかった。

【０００６】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明
の目的は、レーザ光を用いることによって、リアルタイ
ムで処理容器内のパーティクルの存在状況を正確に認識
することができる処理装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、被処理体ボートに多段に載置された複数の被処理体
を処理容器内に収容して所定の処理を施すようにした処
理装置において、レーザ光を出力するレーザ発光手段
と、前記レーザ光を前記処理容器内へ導入して前記被処
理体間を通過する方向へ放射させる光導入手段と、前記
被処理体間を通過したレーザ光を受けて前記処理容器の
外へ導出させる光導出手段と、この光導出手段に導かれ
た光を検出する受光手段と、この受光手段の検出値に基
づいて前記処理容器内におけるパーティクルの存在状態
を判別するパーティクル評価手段とを備えるようにした
ものである。

【０００８】これにより、レーザ発光手段から出力され
たレーザ光は、光導入手段により処理容器内へ導入さ
れ、被処理体間を通過するように放射される。この放射
されたレーザ光は途中にパーティクルが浮遊していると
僅かな間だけ一時的に遮断されたり、或いは一時的に光
量が低下する。このレーザ光は、光導出手段で受けられ
て処理容器の外へ導かれ、受光手段で検出されることに
なる。そして、この受光手段の検出結果に基づいて、パ
ーティクル評価手段がリアルタイムで処理容器内のパー
ティクルの存在状態を判別することになる。この場合、
請求項２に規定するように、例えば前記光導入手段は、
前記処理容器内に垂直に起立された中空の光導入管と、
この光導入管の先端に設けられて前記レーザ光を水平方
向へ反射させる第１反射ミラーとよりなり、前記光導出
手段は、前記第１反射ミラーにより反射されたレーザ光
を垂直方向へ反射させる第２反射ミラーと、この第２反
射ミラーで反射された光を導出させるために処理容器内
に垂直に起立させて設けた中空の光導出管とより形成す
ることができる。また、請求項３に規定するように、前
記光導入管及び光導出管は、不透明材料より形成するこ
とができ、請求項４に規定するように、前記不透明材料
は、ＳｉＣより形成することができる。

【０００９】このように、光導入管及び光導出管を不透
明材料で形成することにより、外乱光の侵入を断ち、ノ
イズが混入することを防止することが可能となる。ま
た、請求項５に規定するように、前記光導入管及び光導
出管は、透明材料よりなり、その内壁面には不透明なコ
ーティング膜が形成することができる。。この場合に
も、コーティング膜により外乱光の侵入を断つことがで
きるのでノイズの混入を防止することが可能となる。こ
の場合、請求項６に規定するように、例えば前記透明材
料は、ＳｉＯ₂ よりなり、前記コーティング膜はＳｉＣ
により形成することができる。また、請求項７に規定す
るように、前記光導入管及び光導出管の先端は気密に封
止されており、この封止部には光を通過させるための透
過窓が形成されるようにしてもよい。このように、光導
入管内及び光導出管内を封止することにより、この内部
に処理ガス等が導入することを防止でき、管内に不要な
膜等が付着することを阻止することができる。

【００１０】更に、請求項８に規定するように、前記レ
ーザ光は、ビーム径が非常に小さくなされて且つ微細な
間隔で平行に走る２本のレーザビームよりなるようにし
てもよい。これによれば、外乱ノイズによる悪影響を略
確実に断つことができる。また、請求項９に規定するよ
うに、被処理体ボートに多段に載置された複数の被処理
体を処理容器内に収容して所定の処理を施すようにした
処理装置において、レーザ光を出力するレーザ発光手段
と、前記レーザ光を前記処理容器内へ導入して前記被処
理体間を通過する方向へ放射させる光導入手段と、前記
被処理体間を通過したレーザ光のパーティクルによる散
乱光を受けて前記処理容器の外へ導出させる光導出手段
と、この光導出手段に導かれた光を検出する受光手段
と、この受光手段の検出値に基づいて前記処理容器内に
おけるパーティクルの存在状態を判別するパーティクル
評価手段とを備えるようにしてもよい。これによれば、
レーザ光の散乱光によりパーティクル状態を判断するこ
とが可能となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る処理装置の
一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明
に係る処理装置を示す構成図、図２は処理装置内の本発
明の特徴部分を取り出して示した拡大図、図３は光導入
管を示す断面図、図４はレーザ光を示す拡大模式図であ
る。ここでは処理装置としてＣＶＤによる縦型の成膜装
置を例にとって説明する。図示するようにこの成膜装置
１２は、筒体状の石英製の内筒１４とその外側に所定の
間隙１８を介して同心円状に配置した石英製の外筒１６
とよりなる２重管構造の処理容器２０を有しており、そ
の外側は、加熱ヒータ等の加熱手段２２と断熱材２４を
備えた加熱炉２６により覆われている。上記加熱手段２
２は断熱材２４の内面に全面に亘って設けられている。

【００１２】処理容器２０の下端は、例えばステンレス
スチール製の筒体状のマニホールド２８によって支持さ
れており、内筒１４の下端は、マニホールド２８の内壁
より内側へ突出させたリング状の支持板２８Ａにより支
持され、このマニホールド２８の下方より多数枚の被処
理体としての半導体ウエハＷを載置した石英製のウエハ
ボート（被処理体ボート）３０が昇降可能に挿脱自在に
なされている。本実施例の場合において、このウエハボ
ート３０には、例えば１８０枚のウエハを略等ピッチで
多段に支持できるようになっている。

【００１３】このウエハボート３０は、石英製の保温筒
３２を介して回転テーブル３４上に載置されており、こ
の回転テーブル３４は、マニホールド２８の下端開口部
を開閉する蓋部３６を貫通する回転軸３８上に支持され
る。そして、この回転軸３８の貫通部には、例えば磁性
流体シール４０が介設され、この回転軸３８を気密にシ
ールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部３６の
周辺部とマニホールド２８の下端部には、例えばＯリン
グ等よりなるシール部材４２が介設されており、容器内
のシール性を保持している。

【００１４】上記した回転軸３８は、例えばボートエレ
ベータ等の昇降機構４４に支持されたアーム４６の先端
に取り付けられており、ウエハボート３０及び蓋部３６
等を一体的に昇降できるようになされている。マニホー
ルド２８の側部には、内筒１４内に流量制御された成膜
ガスや不活性ガス、例えばＮ₂ ガスを導入するガス導入
ノズル４８が設けられている。また、マニホールド２８
の側部には、内筒１４と外筒１６との間隙１８の底部か
ら容器内の雰囲気を排出する排気口５０が設けられてお
り、この排気口５０には、図示しない真空ポンプ等を介
設した真空排気系が接続されている。そして、上記蓋部
３６には、本発明の特徴とするパーティクル検出機構５
２が設けられる。図２にも示すように具体的には、この
パーティクル検出機構５２は、レーザ光Ｌを出力するレ
ーザ発光手段５４と、このレーザ光Ｌを処理容器２０内
へ導入してその長さ方向、すなわちここでは上方向へ導
いてウエハＷ間へ放射させる光導入手段５６と、放射さ
れたレーザ光を受けて処理容器２０の長さ方向、すなわ
ちここでは下方向へ導いて外へ導出させる光導出手段５
８と、この導出された光を検出する受光手段６０と、こ
の検出値に基づいて処理容器２０内のパーティクル状態
を判別するパーティクル評価手段６２とにより主に構成
されている。

【００１５】図中、３０Ａはウエハボート３０の支柱で
あり、各ウエハＷは支柱３０Ａに等ピッチで形成された
支持溝３１に載置して支持されている。上記レーザ発光
手段５４は、半導体レーザ素子よりなり、例えばＡｒレ
ーザ素子やＹＡＧレーザ素子を用いることができる。光
導入手段５６は、例えば不透明材料よりなる断面中空
（図３参照）のパイプ状の光導入管６４を有しており、
この光導入管６４を、蓋部３６の周辺部に形成した貫通
孔に挿通させて、処理容器２０の内筒１４内に垂直に起
立させた状態で設置している。この光導入管６４の取付
部には、Ｏリング等のシール部材６６を介設して気密性
を保持している。そして、この光導入管６４の下端部は
気密にシールされており、ここに上記レーザ発光手段５
４を取り付け固定して上方向へレーザ光Ｌを出力して中
空状の光導入管６４内を進行させるようになっている。

【００１６】また、光導入管６４の上端には、略４５度
で傾斜された第１反射ミラー６８が取り付けられてお
り、上記光導入管６４内を進行してきたレーザ光Ｌを水
平方向へ反射して、この反射レーザ光Ｌを所定の位置に
おけるウエハ間に通過させるようになっている。この第
１反射ミラー６８としては単なる反射鏡或いは直角プリ
ズム等を用いることができる。このように構成された上
記光導入手段５６に対して、上記光導出手段５８はウエ
ハボート３０を挟んで略反対側に設置される。この光導
出手段５８は、先の光導出手段５６と全く同様に構成さ
れ、例えば不透明材料よりなる断面中空（図３参照）の
パイプ状の光導出管７０を有しており、この光導出管７
０を、蓋部３６の周辺部に形成した貫通孔に挿通させ
て、処理容器２０の内筒１４内に垂直に起立させた状態
で設置している。この光導出管７０の取付部には、Ｏリ
ング等のシール部材７２を介設して気密性を保持してい
る。そして、この光導出管７０の下端部は気密にシール
されており、ここに上記受光手段６０を取り付け固定し
て、中空状の光導出管７０内を下方向へ進行してきたレ
ーザ光Ｌを検出するようになっている。

【００１７】また、この光導出管７０の上端には、略４
５度で傾斜された第２反射ミラー７４が上記第１反射ミ
ラー６８と対向するように取り付けられており、ウエハ
間を水平方向へ進行してきたレーザ光Ｌをこの第２反射
ミラー７４で下方向へ反射させて上記光導出管７０内を
進行させるようになっている。この第２反射ミラー７４
も、単なる反射鏡或いは直角プリズム等を用いることが
できる。また、上記受光手段６０としては、光センサ、
例えばフォトダイオード等を用いることができる。そし
て、上記受光手段６０における受光信号は、例えばマイ
クロコンピュータ等よりなるパーティクル評価手段６２
へ送られ、パーティクルの有無或いはサイズ等を検出で
きるようになっている。

【００１８】本実施例では、図３に示すように、光導入
管６４及び光導出管７０の内径Ｄ１は５ｍｍ程度、外径
Ｄ２は７ｍｍ程度に設定されている。また、レーザ発光
手段５４から出力されたレーザ光Ｌは図４に示すように
具体的には、ビーム径が非常に小さくなされて、且つ微
細な間隔で平行に走る２本のレーザビームＬ１、Ｌ２よ
りなっている。各レーザビームＬ１、Ｌ２の直径ｄ１、
ｄ２はそれぞれ１ｍｍ以下であり、また、両レーザビー
ムＬ１、Ｌ２の間隔Ｈは、１〜２ｍｍ程度である。この
場合、レーザ光Ｌがウエハ間を通過する際に、両レーザ
ビームＬ１、Ｌ２が上下に高さ方向に沿って平行になる
ように設定されている。これにより、下限の限界値とし
て直径が０．３μｍ程度までのパーティクルの存否を確
認することが可能となる。

【００１９】次に、以上のように構成された装置の動作
について説明する。まず、ウエハがアンロード状態で成
膜装置が待機状態の時には、処理容器２０はプロセス温
度、例えば６２０℃、或いはそれよりも低い温度に維持
されており、常温の多数枚、例えば１８０枚のウエハＷ
が載置された状態のウエハボート３０を処理容器２０内
にその下方より上昇させてロードし、蓋部３６でマニホ
ールド２８の下端開口部を閉じることにより容器内を密
閉する。そして、処理容器２０内を所定のプロセス圧に
維持すると共に、ウエハ温度が上昇して所定のプロセス
温度に安定するまで待機し、その後、所定の成膜ガス、
例えばシラン等をガス導入ノズル４８から流量制御しつ
つ処理容器２０内に導入し、また、希釈Ｎ₂ ガスも所定
量ずつ導入する。成膜ガスは、ノズル４８から内筒１４
内に導入され、その後にこの中を回転されているウエハ
Ｗと接触しつつ成膜反応して上昇して、天井部から内筒
１４と外筒１６との間の間隙１８を流下して、排気口５
０から容器外へ排出される。

【００２０】さて、このように成膜処理が行なわれてい
る間に、パーティクル検出機構５２により、処理容器２
０内のパーティクルの状況がリアルタイムで検出されて
いる。すなわち、図１及び図２に示すようにレーザ発光
手段５４より上方へ向けて出力されたレーザ光Ｌは、光
導入手段５６の中空状の光導入管６４内を上方へ直進
し、この上端の第１反射ミラー６８によって水平方向へ
反射される。この時、ウエハ間にパーティクルが浮遊し
ておれば、このパーティクルがレーザ光Ｌを遮断するこ
とにより、その存在を確認することができる。この反射
レーザ光Ｌは、ウエハ間を例えばその直径方向に通って
反対側に位置する光導出手段５８の第２反射ミラー７４
に当たり、これにより下方向へ反射される。この反射レ
ーザ光Ｌは、中空状の光導出管７０内を下方向へ進行
し、この下端に設けた受光手段６０により検出され、こ
の検出結果はパーティクル評価手段６２へ入力されてそ
の評価が行なわれる。

【００２１】図４は上下に略平行に配列された状態で水
平方向に走るレーザビームＬ１、Ｌ２よりなるレーザ光
の光路途中にパーティクルＰが通過した時の状態を模式
的に示している。パーティクルＰは、ガス流の流れに沿
って、ここでは例えば下方から上方へ向かって流れて行
く状態を示している。勿論、パーティクルＰが逆方向に
流れても検出することができる。上昇するパーティクル
Ｐは、まず、下方のレーザビームＬ２を一時的に遮断
し、そして、間隔Ｈだけ上昇した時に次に、レーザビー
ムＬ１を一時的に遮断することになる。この時の両レー
ザビームＬ１、Ｌ２の検出結果は、例えば図５に示すよ
うに出力され、ここではレーザビームを遮断している長
さだけパルスが立つようになっている。すなわち、先に
レーザビームＬ２の検出結果にパルスが立ち、次に僅か
な時間Ｔだけ経過した時にレーザビームＬ１の検出結果
にパルスが立っている。この時間Ｔは、間隔Ｈの間をパ
ーティクルＰが上昇するに要する時間である。このよう
に、両レーザビームＬ１、Ｌ２の検出結果に、一定の時
間遅れで２つのパルスが立った時に１つのパーティクル
の存在を認識する。

【００２２】また、上昇するパーティクルＰが必ずしも
両レーザビームＬ１、Ｌ２を横切るとは限らず、例えば
いずれか一方のレーザビームのみを遮断して上昇して行
く場合も考えられる。そのため、両レーザビームＬ１、
Ｌ２の検出結果のいずれか一方のみにパルスが立った場
合にも１つのパーティクルの存在を認識する。これに対
して、この種の信号系には一般的に外乱、すなわちノイ
ズが侵入することは避けられないが、このようなノイズ
は、例えば両レーザビームＬ１、Ｌ２の検出結果の片方
のみに侵入することは非常に少なく、ノイズが侵入する
とすれば、両レーザビームＬ１、Ｌ２の検出結果に同時
に侵入することになる。従って、両レーザビームＬ１、
Ｌ２の検出結果において、図６に示すように同時にパル
スが立つような状況があれば、これはパーティクルの存
在を示すものではなく、ノイズであるとしてパーティク
ルをカウントしないようにする。

【００２３】従って、直径が略０．３μｍ以上のパーテ
ィクルＰを、ノイズの影響を受けることなく略正確にカ
ウントすることができるので、処理容器内のパーティク
ルの状況をリアルタイムで正確にモニタして認識するこ
とが可能となり、しかもパーティクル評価の信頼性を向
上させることができる。従って、処理容器２０やウエハ
ボート３０の適正なクリーニング時期を正確に認識する
ことができる。また、処理容器２０やこの中の部材は、
例えば成膜処理を行なう場合には１０００℃程度の高温
状態になるので、この輻射光が外乱として作用する傾向
にあるが、光導入管６４や光導出管７０は外乱光をカッ
トする不透明材料、例えばＳｉＣで形成されているの
で、この点よりも、検出結果にノイズが侵入することを
防止でき、パーティクル評価の信頼性を更に向上させる
ことができる。

【００２４】更には、図５におけるパルスの高さやパル
スの幅をレーザ光Ｌの強度や遮断時間の長さに比例する
ようにしておけば、これにより、パーティクルＰの粒径
も認識することが可能となる。上記実施例においては、
光導入管６４及び光導出管７０の材料を不透明な材料、
例えばＳｉＣにより形成する場合を例にとって説明した
が、これに限定されず、例えば成形が容易な石英（Ｓｉ
Ｏ₂ ）により形成してもよい。この場合、石英は透明材
料なので、この内壁面に不透明なコーティング膜を施す
ようにする。図７はこのような光導入管（光導出管）の
変形例を示す部分側面図であり、図８は図７中のＢ−Ｂ
線矢視断面図である。この場合には、光導入管６４及び
光導出管７０は、成形が容易な石英で形成され、その内
側面に不透明材料、例えばＳｉＣよりなるコーティング
膜７６を均一に形成している。これにより、先のＳｉＣ
製の管と同様な作用効果、すなわちノイズの侵入を防止
するようになっている。

【００２５】また、以上の各実施例では、光導入管６４
及び光導出管７０の上端は、処理容器２０内へ開放され
ているが、これらの光導入管６４内や光導出管７０内へ
成膜ガスが侵入してこの内壁面に不要な膜が付着する恐
れがある。そこで、図９に示すように、各光導入管６４
及び光導出管７０のそれぞれの上端を光が通過する透明
な材料、例えば石英により気密に封止する封止部７８、
８０を設けるようにしてもよい。これによれば、各光導
入管６４内や光導出管７０の内壁に不要な膜が付着する
ことを防止できるので、レーザ光Ｌにノイズが侵入する
ことを防止でき、パーティクル評価の信頼性を一層向上
させることができる。

【００２６】また、光導入管６４、光導出管７０及びこ
れらの先端を封止する封止部７８、８０として透明な材
料、例えば石英を用いた場合には、図１０及び図１１に
示すようにコーティング膜８２、８４は、それぞれの光
導入管６４及び光導出管７０の内壁面のみならず、封止
部７８、８０の内壁面にも、その中央部を除いて形成す
る。そして、中央部は、レーザ光Ｌを透過する透過窓８
６、８８とする。尚、図１１は図１０中のＣ−Ｃ線矢視
図である。これによれば、図９に示す光導入管６４や光
導出管７０と同様な作用効果を発揮できるのみならず、
各管６４、７０の上端から侵入する外乱光を一層小さく
できるので、ノイズによる影響を更に抑制することが可
能となる。また、以上の各実施例では、光導出手段５８
は、ウエハ間を通過してくるレーザ光を反射して処理容
器２０の外へ導出しているが、これに限定されず、例え
ばレーザ光ＬがパーティクルＰに当たるときに生ずる散
乱光を上記光導出手段５８で受けて検出するようにして
もよい。図１２はこの変形例において光導入手段と光導
出手段の上端部分の平面図を示している。この場合に
は、この光導出手段５８は、光導入手段５６からのレー
ザ光Ｌの進行方向に対して同一平面内で略直交する方
向、すなわち直角方向に配置する。また、レーザ光Ｌの
進行方向には、レーザ光Ｌを吸収するストップ部材９２
を設けておけばよい。これにより、レーザ光Ｌがパーテ
ィクルＰに衝突すると散乱光ＬＳが例えば略放射状に発
生し、光導出手段５８の第２反射ミラー７４によりこの
散乱光ＬＳを反射して取り込むことができる。

【００２７】また、光導入手段５６及び光導出手段５８
の高さ位置は、特に限定されないが、例えば最もパーテ
ィクルの発生が多くなると予想される位置、例えばウエ
ハボート３０のボトム近傍に位置させるのがよく、或い
は高さ位置を変えた複数組の光導入手段と光導出手段を
設けるようにしてもよい。尚、ここでは２重管構造の処
理装置を用いて成膜処理を行なう場合を例にとって説明
したが、本発明は、この種の構造に限らず、例えば単管
構造の処理装置にも適用でき、また、成膜処理ならず、
他のエッチングや酸化拡散やアニール処理等にも適用で
きるのは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理装置
によれば、次のように優れた作用効果を発揮することが
できる。請求項１または２に規定する発明によれば、被
処理体間にレーザ光を照射してこの照射されたレーザ光
の検出結果によりパーティクルの有無を判別するように
したので、処理容器内のパーティクルの存在状態をリア
ルタイムで認識して評価することができる。従って、処
理容器や被処理体ボートの適正なクリーニング時期を正
確に認識することができる。また、請求項３乃至７に規
定する発明によれば、照射されたレーザ光に外乱光が侵
入することを防止できるので、パーティクルの評価の信
頼性を向上させることができる。更に、請求項８に規定
する発明によれば、レーザ光を２本のレーザビームで形
成しているので、外乱の侵入を更に抑制してパーティク
ルの評価の信頼性を一層向上させることができる。ま
た、請求項９に規定する発明によれば、被処理体間にレ
ーザ光を照射してその散乱光に基づいてパーティクルの
有無を判断するようにしたので、処理容器内のパーティ
クルの存在状態をリアルタイムで認識して評価すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る処理装置を示す構成図である。

【図２】処理装置内の本発明の特徴部分を取り出して示
した拡大図である。

【図３】光導入管を示す断面図である。

【図４】レーザ光を示す拡大模式図である。

【図５】パーティクルを検出した時の受光手段の出力波
形を示す図である。

【図６】ノイズが侵入した時の受光手段の出力波形を示
す図である。

【図７】光導入管（光導出管）の変形例を示す部分側面
図である。

【図８】図７中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図９】光導入管（光導出管）の先端を封止した状態を
示す断面図である。

【図１０】光導入管（光導出管）の先端を封止した状態
の他の変形例を示す断面図である。

【図１１】図１０中のＣ−Ｃ線矢視図である。

【図１２】本発明の変形例において光導入手段と光導出
手段の上端部分の平面図である。

【図１３】一般的な縦型の処理装置を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１２成膜装置（処理装置）１４内筒１６外筒２０処理容器２８マニホールド３０ウエハボート（被処理体ボート）５２パーティクル検出機構５４レーザ発光手段５６光導入手段５８光導出手段６０受光手段６２パーティクル評価手段６４光導入管６８第１反射ミラー７０光導出管７４第２反射ミラー７６コーティング膜７８，８０封止部８２，８４コーティング膜８６，８８透過窓Ｌレーザ光ＬＳ散乱光Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｍ 1/272 Ｇ０６Ｍ 1/272 Ｈ０１Ｌ 21/02 Ｈ０１Ｌ 21/02 ＤＦターム(参考） 2G043 AA03 CA06 DA08 EA14 FA03 FA05 GA02 GA04 GB03 GB17 HA02 HA05 KA09 LA01 MA01 2G059 AA05 BB09 DD15 EE02 FF04 FF06 GG01 JJ13 JJ17 KK01 LL04 NN01 4G057 AA00 4M106 AA20 BA05 CA41 DH01 DH12 DH32 DH37 DH60

Claims

【特許請求の範囲】】

【請求項１】被処理体ボートに多段に載置された複数
の被処理体を処理容器内に収容して所定の処理を施すよ
うにした処理装置において、レーザ光を出力するレーザ
発光手段と、前記レーザ光を前記処理容器内へ導入して
前記被処理体間を通過する方向へ放射させる光導入手段
と、前記被処理体間を通過したレーザ光を受けて前記処
理容器の外へ導出させる光導出手段と、この光導出手段
に導かれた光を検出する受光手段と、この受光手段の検
出値に基づいて前記処理容器内におけるパーティクルの
存在状態を判別するパーティクル評価手段とを備えたこ
とを特徴とする処理装置。
【請求項２】前記光導入手段は、前記処理容器内に垂
直に起立された中空の光導入管と、この光導入管の先端
に設けられて前記レーザ光を水平方向へ反射させる第１
反射ミラーとよりなり、前記光導出手段は、前記第１反
射ミラーにより反射されたレーザ光を垂直方向へ反射さ
せる第２反射ミラーと、この第２反射ミラーで反射され
た光を導出させるために処理容器内に垂直に起立させて
設けた中空の光導出管とよりなることを特徴とする請求
項１記載の処理装置。
【請求項３】前記光導入管及び光導出管は、不透明材
料よりなることを特徴とする請求項２記載の処理装置。
【請求項４】前記不透明材料は、ＳｉＣよりなること
を特徴とする請求項３記載の処理装置。
【請求項５】前記光導入管及び光導出管は、透明材料
よりなり、その内壁面には不透明なコーティング膜が形
成されていることを特徴とする請求項２記載の処理装
置。
【請求項６】前記透明材料は、ＳｉＯ₂ よりなり、
前記コーティング膜はＳｉＣよりなることを特徴とする
請求項５記載の処理装置。
【請求項７】前記光導入管及び光導出管の先端は気密
に封止されており、この封止部には光を通過させるため
の透過窓が形成されていることを特徴とする請求項２乃
至６のいずれかに記載の処理装置。
【請求項８】前記レーザ光は、ビーム径が非常に小さ
くなされて且つ微細な間隔で平行に走る２本のレーザビ
ームよりなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれ
かに記載の処理装置。
【請求項９】被処理体ボートに多段に載置された複数
の被処理体を処理容器内に収容して所定の処理を施すよ
うにした処理装置において、レーザ光を出力するレーザ
発光手段と、前記レーザ光を前記処理容器内へ導入して
前記被処理体間を通過する方向へ放射させる光導入手段
と、前記被処理体間を通過したレーザ光のパーティクル
による散乱光を受けて前記処理容器の外へ導出させる光
導出手段と、この光導出手段に導かれた光を検出する受
光手段と、この受光手段の検出値に基づいて前記処理容
器内におけるパーティクルの存在状態を判別するパーテ
ィクル評価手段とを備えたことを特徴とする処理装置。