專利名稱：粒子監(jiān)測(cè)裝置和真空處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粒子監(jiān)測(cè)裝置，用于布置在通常被稱為凈室等處，主要使用在半導(dǎo)體工序生產(chǎn)線中的真空處理裝置內(nèi)，對(duì)氣流中的粒子(被稱為顆粒的“塵?！钡鹊?的尺寸和數(shù)量實(shí)施監(jiān)測(cè)。本發(fā)明還涉及配置有這種粒子監(jiān)測(cè)裝置的真空處理裝置。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于可以依據(jù)粒子產(chǎn)生的散射光束的光強(qiáng)度對(duì)粒子的尺寸實(shí)施計(jì)算的氣體中所含粒子監(jiān)測(cè)裝置的改進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
舉例來說，在諸如半導(dǎo)體工序中，需要對(duì)殘存粒子的數(shù)量和尺寸實(shí)施持續(xù)監(jiān)測(cè)，以便能夠高水平的對(duì)粒子實(shí)施去除。
對(duì)這種粒子(污染物/漂浮物)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的裝置，包括一種目前已知的粒子計(jì)數(shù)器(粒子監(jiān)測(cè)裝置)。舉例來說，粒子計(jì)數(shù)器可以配置在半導(dǎo)體工序中的處理裝置氣體排出部等處。
在處理作業(yè)過程中流過該氣體排出部處的氣流，通過形狀為片狀(帶狀)的光束(光子束)時(shí)，任何包含在氣流中的粒子會(huì)使光束產(chǎn)生散射。因此，通過對(duì)散射光束實(shí)施檢測(cè)的方式，可以感測(cè)出粒子的存在(參見專利文獻(xiàn)1JP-A 2000-146819)。
目前已經(jīng)知道，所檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度與粒子的尺寸之間存在特定關(guān)系。因此，如果能夠通過測(cè)實(shí)的方式，預(yù)先計(jì)算出粒子的尺寸與散射光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就可以在實(shí)際使用中，依據(jù)檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度計(jì)算出粒子的尺寸。
而且，粒子計(jì)數(shù)器還可以通過對(duì)所識(shí)別出每一種尺寸的粒子的數(shù)目實(shí)施計(jì)數(shù)的方式，對(duì)干法刻蝕裝置內(nèi)部處的潔凈狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)。
當(dāng)預(yù)先確定粒子尺寸與散射光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，可以使用尺寸已知的測(cè)實(shí)用粒子(聚苯乙烯乳膠(Polystyrene LatexPSL))。
然而在另一方面，由上述屬于在先技術(shù)的粒子計(jì)數(shù)器形成的帶狀光束的投射光強(qiáng)度分布在橫向方向是不均勻的。由激光光束沿水平方向形成的帶狀投射光強(qiáng)度分布呈高斯分布。通過投射光學(xué)系統(tǒng)處的多膜光纖實(shí)施導(dǎo)光的光束的高斯分布，其傳播特性并不是基本模式(TEM00transverseelectromagnetic(橫向電磁波)00)，而是多模模式。
上述屬于在先技術(shù)的各種粒子計(jì)數(shù)器，在光束寬度方向中心部處的光強(qiáng)度均為最強(qiáng)，由中心朝向光束寬度方向的兩個(gè)邊緣部處的光強(qiáng)度呈下降趨勢(shì)。
因此，粒子在通過帶狀光束寬度方向的中心位置處時(shí)獲得的散射光強(qiáng)度，和粒子在通過帶狀光束寬度方向的邊緣附近位置處時(shí)獲得的散射光強(qiáng)度，即使是在前一粒子與后一粒子的尺寸為相同時(shí)也是不同的。粒子在通過帶狀光束寬度方向的中心位置處時(shí)獲得的散射光強(qiáng)度，比該粒子在通過帶狀光束寬度方向的邊緣部附近位置時(shí)獲得的散射光強(qiáng)度更大。
由于這一原因，在基于檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度確定粒子的尺寸時(shí)，會(huì)擔(dān)心在計(jì)算出的值中會(huì)包含有相當(dāng)大的誤差。
在預(yù)先確定粒子的尺寸與所檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系時(shí)，可以采用具有相同尺寸的測(cè)實(shí)用粒子重復(fù)檢測(cè)其散射光強(qiáng)度，或是采用具有相同尺寸的多個(gè)測(cè)實(shí)用粒子并分別檢測(cè)其散射光強(qiáng)度，基于所檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度的頻率分布，確定與該粒子尺寸相對(duì)應(yīng)的散射光強(qiáng)度。然而如上所述，散射光強(qiáng)度會(huì)隨粒子通過光束時(shí)的位置不同而不同，頻率的峰值不清晰。因此，存在有難以高精度地設(shè)定粒子尺寸與散射光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述技術(shù)問題，并且本發(fā)明的目的是提供一種能夠防止或降低檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度相應(yīng)于氣流通過區(qū)域中的粒子通過位置不同產(chǎn)生的變化，從而可以提高對(duì)粒子尺寸的檢測(cè)精度的粒子監(jiān)測(cè)裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種配置有上述粒子監(jiān)測(cè)裝置的真空處理裝置。對(duì)于使用在半導(dǎo)體制造或生產(chǎn)線等處的真空處理裝置，能夠?qū)ι鲜隽Ｗ舆M(jìn)行適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)是相當(dāng)重要的。
根據(jù)本發(fā)明提供的粒子監(jiān)測(cè)裝置，能夠使通過氣流的帶狀光子束在水平方向呈大致均勻的光強(qiáng)度分布。因此，能夠防止或是降低光強(qiáng)度相對(duì)位置的依賴性，從而可以提高檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度與粒子尺寸之間的相關(guān)性。
也就是說，本發(fā)明提供的第一種粒子監(jiān)測(cè)裝置，可以包括有用于射出具有預(yù)定強(qiáng)度的光束用的光源；用于按照將該光源射出的光束轉(zhuǎn)換為帶狀光束，并引導(dǎo)該帶狀光束通過預(yù)定氣流通路，從而使該預(yù)定的氣流通過該帶狀光束的投射光學(xué)系統(tǒng)；用于對(duì)光強(qiáng)度實(shí)施檢測(cè)用的光檢測(cè)器；用于對(duì)由包含在氣流中的粒子產(chǎn)生的散射光束實(shí)施導(dǎo)引，使光束通過光檢測(cè)器處的檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)；以及用于依據(jù)通過光檢測(cè)器檢測(cè)出的散射光束的強(qiáng)度，對(duì)通過光束的粒子的尺寸實(shí)施確定，并且對(duì)在預(yù)定時(shí)間里通過光束的粒子數(shù)目實(shí)施計(jì)數(shù)用的粒子檢測(cè)器；其中，帶狀光束的光強(qiáng)度被設(shè)定為在水平方向呈大致均勻分布。
這里，預(yù)定的氣流是指主要沿恒定方向流動(dòng)(沒有逆流)的氣流，例如在半導(dǎo)體工序的由凈室中的氣體排出部處排出的氣流等。
對(duì)于光束帶狀寬度方向的大致均勻的光強(qiáng)度(投射光強(qiáng)度)大致而言，是指僅需要至少相對(duì)于氣流通過的范圍(氣流通過區(qū)域)大致是均勻的，并不需要直至光束寬度方向的邊緣部位處均呈完全的均勻性。
而且，舉例來說，這種投射光強(qiáng)度的均勻性，可以通過諸如使多條光束的一部分彼此重合的方式獲得。此時(shí)，多條光束可以是通過從單一光源同時(shí)射出多條光束的方式獲得的光束，也可以是通過分別從多個(gè)光源同時(shí)獨(dú)立地射出光束的方式獲得的光束。
還可以使用投射光學(xué)系統(tǒng)，將由單一光源射出的單一光束分割成多條光束。由于這樣就不需要由一個(gè)光源射出多條光束，所以本發(fā)明從光源的成本和獲取的角度看更有利些。
然而，當(dāng)射出光束為具有高相干性能的激光光束時(shí)，通過對(duì)單一光束實(shí)施分割的方式獲得的光束(分割光束)，如果彼此之間出現(xiàn)相位對(duì)準(zhǔn)，則會(huì)出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。因此，存在有難以使這些分割光束的一部分彼此重合的問題。
在這種采用具有高相干性能光束的情況下，可以對(duì)分別由諸如兩個(gè)光源分別射出的單一光束實(shí)施分割，并且射出使由一個(gè)光源射出的分割光束與由其他光源射出的對(duì)應(yīng)的分割光束彼此鄰接，并部分的重合，而由每一個(gè)光源射出的分割光束不彼此鄰接。
對(duì)于通過投射光學(xué)系統(tǒng)使多條光束的一部分彼此重合的場(chǎng)合，還可以通過采用通過與這些光束的數(shù)目相同數(shù)目的透鏡，對(duì)多條光束分別進(jìn)行準(zhǔn)直，確保氣流通過區(qū)域與多個(gè)透鏡之間的距離足夠長，并且使各個(gè)光束散焦，以使光束的一部分彼此重合。而且，也可以使多條光束通過單一透鏡的不同部分(沿與透鏡光軸正交的半徑方向上的不同部分)，形成為彼此發(fā)散角比較小的光束，隨后通過對(duì)光源與氣流通過區(qū)域間的距離、該單一透鏡與氣流通過區(qū)域間的距離實(shí)施調(diào)整的方式，使光束的一部分彼此重合。
如果采用具有這種構(gòu)成形式的粒子監(jiān)測(cè)裝置，在氣流通過區(qū)域中的水平方向(帶狀寬度方向)的投射光強(qiáng)度大致均勻。因此，當(dāng)粒子由該氣流通過區(qū)域中寬度方向的任何位置通過時(shí)，由該通過粒子散射產(chǎn)生的被檢測(cè)出的光強(qiáng)度，在該粒子的尺寸相同時(shí)是恒定均勻的。而且與在先技術(shù)中的場(chǎng)合相同，相對(duì)光束行進(jìn)方向的投射光強(qiáng)度可以被認(rèn)為是大致相同的。
因此，可以防止或降低在該氣流通過區(qū)域中被檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度，相對(duì)于通過位置(相對(duì)光束行進(jìn)方向的位置和帶狀寬度方向的位置)的依賴性，從而可以提高所檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度與所通過的粒子尺寸之間的相關(guān)性。因此，依據(jù)檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度，可以更高精度地計(jì)算出通過帶狀光束的粒子的尺寸。
而且，相對(duì)于每種尺寸的通過粒子對(duì)其數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，由于可以提高粒子尺寸的識(shí)別精度，所以能夠更高精度地相對(duì)每種尺寸對(duì)粒子數(shù)目實(shí)施計(jì)數(shù)。
而且，上述光束較好的是采用激光光束，以利用激光光束所具有的良好的方向性。對(duì)于下面的實(shí)例，本發(fā)明提供的粒子監(jiān)測(cè)裝置較好的是使用激光光束。
本發(fā)明提供的粒子監(jiān)測(cè)裝置，較好的是使光源用于射出至少按照一維陣列的形式發(fā)射多條光束的光源，并且通過投射光學(xué)系統(tǒng)使由光源發(fā)射的多條光束部分彼此重合，從而使帶狀光束在寬度方向的光強(qiáng)度分布大致均勻。
所述多條光束在氣流通過區(qū)域中按照與帶狀光束的寬度方向相對(duì)應(yīng)的方向排列。而且，光束部分彼此重合是指光束相對(duì)排列方向彼此重合。所述多條光束可以是由單一光源射出的光束，也可以是由多個(gè)光源分別射出的光束。
根據(jù)采用具有這種構(gòu)成形式的粒子監(jiān)測(cè)裝置，可以通過光源射出按照一維陣列配置的多條光束，利用投射光學(xué)系統(tǒng)使這種射出的光束部分彼此重合，所以可以容易地形成相對(duì)該帶狀寬度方向的投射光強(qiáng)度分布大致均勻的光束。
本發(fā)明提供的粒子監(jiān)測(cè)裝置，所述投射光學(xué)系統(tǒng)較好的是包括在數(shù)量上與由光源射出的多條光束的光束數(shù)量相對(duì)應(yīng)的，分別適合于對(duì)多條光束分別實(shí)施導(dǎo)光的多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)采用具有這種構(gòu)成形式的粒子監(jiān)測(cè)裝置，由于可以具有與各個(gè)光束相對(duì)應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)，對(duì)由光源射出的各個(gè)光束的變化進(jìn)行獨(dú)立地調(diào)整，從而可以更容易的進(jìn)行調(diào)整，獲得在氣流通過區(qū)域中均勻的投射光強(qiáng)度。
而且，本發(fā)明提供的一種粒子監(jiān)測(cè)裝置，較好的是使光源包括至少兩個(gè)光源，并且投射光學(xué)系統(tǒng)用于將由各個(gè)光源射出的光束分別分割為多條光束，并且使由一個(gè)光源射出的分割光束(通過對(duì)光束實(shí)施分割的方式獲得的光束)與相應(yīng)的不同光源射出的分割光束彼此鄰接，從而使這些鄰接的分割光束部分彼此重合，使帶狀光束相對(duì)該帶狀寬度方向的光強(qiáng)度分布大致均勻。
根據(jù)采用具有這種構(gòu)成形式的粒子監(jiān)測(cè)裝置，即使由光源射出的光束為激光光束或其他具有高相干性能的光束，由每一個(gè)光源自身射出的光束之間也難以出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。因此，當(dāng)通過投射光學(xué)系統(tǒng)對(duì)由至少兩個(gè)以上光源分別射出的單一光束分別實(shí)施分割，并且使由一個(gè)光源射出的分割光束與相應(yīng)的不同光源射出的分割光束彼此鄰接，使鄰接的分割光束彼此部分重合時(shí)，可以按照不使每一個(gè)光源自身射出的光束彼此鄰接的方式，使在氣流通過區(qū)域中的投射光強(qiáng)度的分布呈均勻狀態(tài)。
由于每個(gè)光源僅射出單一光束，所以和射出多條光束的光源相比能夠以更低的成本實(shí)現(xiàn)，因此前者從制造成本的角度考慮更為有利。
本發(fā)明提供的一種粒子監(jiān)測(cè)裝置，較好的是使粒子檢測(cè)器包括一個(gè)用于對(duì)通過氣流通過區(qū)域的粒子的尺寸與通過光檢測(cè)器檢測(cè)出的光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)施預(yù)先儲(chǔ)存的儲(chǔ)存單元，而且該儲(chǔ)存在儲(chǔ)存單元中的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以按照下述方式規(guī)定，即通過使尺寸不同且已知的多個(gè)測(cè)實(shí)用粒子依次通過氣流通過區(qū)域，通過光檢測(cè)器對(duì)各測(cè)實(shí)用粒子分別通過氣流通過區(qū)域時(shí)的散射光束的光強(qiáng)度實(shí)施分別檢測(cè)，計(jì)算出通過光檢測(cè)器檢測(cè)出的光強(qiáng)度頻率分布，進(jìn)而依據(jù)頻率分布計(jì)算出呈多種尺寸的每一種粒子的尺寸與該尺寸粒子產(chǎn)生的檢測(cè)出的散射光束光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，類似的將實(shí)驗(yàn)用粒子變換為具有其他已知不同尺寸的測(cè)實(shí)用粒子并使其通過氣流通過區(qū)域中的其他檢測(cè)區(qū)域，計(jì)算出當(dāng)這些測(cè)實(shí)用粒子通過時(shí)的散射光強(qiáng)度，并計(jì)算出該另一種測(cè)實(shí)用粒子的尺寸與檢測(cè)出的散射光束光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，重復(fù)上述的后一步驟。
根據(jù)采用具有這種構(gòu)成形式的粒子監(jiān)測(cè)裝置，由于可以將規(guī)定粒子尺寸與散射光強(qiáng)度之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的參考數(shù)表(一覽表)，或是識(shí)別粒子尺寸用的閾值強(qiáng)度等等，儲(chǔ)存在配置在粒子檢測(cè)器的儲(chǔ)存單元處，所以在實(shí)際使用時(shí)能夠基于所檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度，按照與儲(chǔ)存在儲(chǔ)存單元處的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行對(duì)比的方式，計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的粒子尺寸。
儲(chǔ)存在儲(chǔ)存單元中的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是按照下述方式獲得的散射光強(qiáng)度與粒子尺寸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。即，可以采用尺寸已知的多個(gè)測(cè)實(shí)用粒子，獲得散射光強(qiáng)度的頻率分布(直方圖)，例如，基于該直方圖形成最大量頻率出現(xiàn)處的散射光強(qiáng)度與該粒子尺寸的對(duì)應(yīng)關(guān)系，或是將頻率位于該最大量頻率的80％或以上的范圍內(nèi)時(shí)的位置抽取出來作為相對(duì)應(yīng)的散射光強(qiáng)度，對(duì)所抽取出的散射光強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)頻率的積實(shí)施計(jì)算，通過用與該尺寸對(duì)應(yīng)的頻率總和除以該各個(gè)積所獲得的加權(quán)平均后的散射光強(qiáng)度。在這種預(yù)先進(jìn)行的散射光強(qiáng)度檢測(cè)時(shí)，在氣流通過區(qū)域處的光強(qiáng)度分布是均勻的。因此，當(dāng)尺寸相同的多個(gè)測(cè)實(shí)用粒子通過時(shí)被檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度是大致恒定的。上述的頻率分布呈現(xiàn)出特定的散射光強(qiáng)度具有頻率集中的分布形式。
因此，可以確定容易地使散射光強(qiáng)度與粒子尺寸呈高幾率性且高精度的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
因此，在基于這種高精度確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)實(shí)際使用時(shí)的粒子尺寸實(shí)施計(jì)算時(shí)，能夠高準(zhǔn)確性且高精度地對(duì)粒子尺寸實(shí)施確定。
本發(fā)明提供的第二種粒子監(jiān)測(cè)裝置，包括用于射出具有預(yù)定強(qiáng)度的光束的光源；用于將該光源射出的光束轉(zhuǎn)換為帶狀光束，并引導(dǎo)該帶狀光束通過預(yù)定氣流通路，從而使預(yù)定的氣流可以通過該帶狀光束的投射光學(xué)系統(tǒng)；用于對(duì)光強(qiáng)度實(shí)施檢測(cè)用的光檢測(cè)器；用于將由包含在氣流中的、通過光束的粒子產(chǎn)生的散射光束，導(dǎo)引至光檢測(cè)器處的檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)；以及，用于依據(jù)通過光檢測(cè)器檢測(cè)出的散射光束的強(qiáng)度，對(duì)通過光束的粒子的尺寸實(shí)施計(jì)算用的粒子檢測(cè)器；其中，帶狀光束的光強(qiáng)度(投射光束的光強(qiáng)度)被設(shè)定為在水平方向具有大致均勻的分布。
根據(jù)具有這種構(gòu)成形式的粒子監(jiān)測(cè)裝置，在氣流通過區(qū)域中帶狀光束在其寬度方向(帶狀寬度方向)的投射光強(qiáng)度大致均勻。因此，即使當(dāng)粒子由該氣流通過區(qū)域中寬度方向的任何位置通過時(shí)，由該通過粒子產(chǎn)生的、被檢測(cè)出的散射光束的強(qiáng)度，在對(duì)應(yīng)粒子的尺寸相同的情況下是恒定均勻的。而且與在先技術(shù)中的場(chǎng)合相同，相對(duì)光束行進(jìn)方向的投射光強(qiáng)度可以被認(rèn)為是大致相同的。
因此，可以防止或降低在該氣流通過區(qū)域中被檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度，相對(duì)通過位置(相對(duì)光束行進(jìn)方向的位置和帶狀寬度方向的位置)的依賴性，從而可以提高所檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度與所通過的粒子尺寸之間的相關(guān)性。因此，依據(jù)檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度，可以高精度地計(jì)算出通過帶狀光束的粒子的尺寸。
還有，本發(fā)明提供的真空處理裝置，可以是一種能夠?qū)τ谂渲迷谌萜鲀?nèi)部的被處理物體在預(yù)定的真空氛圍中實(shí)施處理的真空處理裝置，并且配置有如上所述的任何一種粒子監(jiān)測(cè)裝置。
這里，典型的真空處理裝置的例子可以是諸如刻蝕裝置、濺射裝置、熱CVD(化學(xué)氣相沉積)裝置等等。該真空處理裝置可以包括使用在半導(dǎo)體工序中的各種真空處理裝置，如果舉例來說，可以是由日本J-A-03-229417號(hào)公報(bào)、日本J-A2000-077395號(hào)公報(bào)等等公開的等離子體刻蝕裝置、等離子體CVD裝置、RTF(快速熱處理rapid/thermal processing)裝置、退火裝置、灰化拋光(ashing)裝置、氧化膜形成裝置、熱處理裝置等等。
而且，真空處理裝置中除了上述粒子監(jiān)測(cè)裝置之外，在特定的具體構(gòu)成形式中還可以包括有能夠進(jìn)行抽真空處理的處理腔室(容器)，搭載臺(tái)，氣體供給器，以及具有真空泵的排氣系統(tǒng)。搭載臺(tái)設(shè)置在真空處理腔室內(nèi)部處，用于搭載作為實(shí)施上述刻蝕處理和濺射處理等等預(yù)定處理的處理對(duì)象的被處理物體(比如說為半導(dǎo)體晶圓片，LCD(液晶顯示屏Liquid CrystalDisplay)基板、FPD(平板顯示屏Flat Panel Display)基板等等使用的玻璃基板等等)。氣體供給器用于將實(shí)施上述處理所需要的氣體供給至處理腔室以實(shí)施上述處理。排氣系統(tǒng)用于使真空腔室內(nèi)部的氛圍成為真空氛圍(抽真空)(并不是指完全的真空狀態(tài)，而是比大氣壓低的、適合于進(jìn)行上述處理的低壓狀態(tài))。
根據(jù)本發(fā)明提供的配置在具有呈這種構(gòu)成形式的真空處理裝置處的粒子監(jiān)測(cè)裝置，還配置有使光源射出的光束轉(zhuǎn)換為帶狀光束，并引導(dǎo)光束通過上述排氣系統(tǒng)的流路中的氣流的投射光學(xué)系統(tǒng)。
雖然真空腔室內(nèi)部處的壓力非常低，然而通過排氣系統(tǒng)的抽真空作用仍會(huì)產(chǎn)生氣流，所以如上所述的粒子監(jiān)測(cè)裝置可以對(duì)位于真空腔室內(nèi)部處的“氣流中的粒子”實(shí)施監(jiān)測(cè)。在使用真空處理裝置實(shí)施上述預(yù)定的處理過程中，可以通過氣體供給器將預(yù)定氣體導(dǎo)入至真空腔室內(nèi)部，這種氣體也通過排氣系統(tǒng)的流路。因此，這種氣體呈可以被監(jiān)測(cè)的氣流形式。
根據(jù)本發(fā)明提供的真空處理裝置，較好的是還可以進(jìn)一步包括一控制單元，其能夠依據(jù)粒子監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)結(jié)果，對(duì)真空處理裝置的操作實(shí)施控制。當(dāng)控制器在執(zhí)行真空處理裝置操作內(nèi)容的改變，或是停止操作自身等等控制時(shí)，例如，依據(jù)粒子監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)正確地反映粒子監(jiān)測(cè)裝置給出的監(jiān)測(cè)結(jié)果的操作狀態(tài)。
不言而喻，這種控制器可以通過使原配置在真空處理裝置處的、用于控制氣體供給器或排氣系統(tǒng)的操作的控制器，進(jìn)一步具有可以依據(jù)上述監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)施操作控制功能的方式實(shí)現(xiàn)。
由于根據(jù)本明采用具有這種構(gòu)成形式的真空處理裝置配備有本發(fā)明提供的粒子監(jiān)測(cè)裝置，所以前者自身就可以享有后者所能夠產(chǎn)生的作用和效果。因此，可以提高粒子的檢測(cè)精度，使真空處理裝置的處理作業(yè)更為適宜。
這種真空處理裝置大體上包括藉助處理氣體對(duì)被處理物體實(shí)施處理的處理腔室，對(duì)該處理腔室內(nèi)的排出氣體和處理氣體實(shí)施排出的排氣系統(tǒng)，以及能夠?qū)α鬟^該排氣系統(tǒng)處的排出氣體(氣流)中的粒子的尺寸實(shí)施測(cè)量并且對(duì)這些粒子的數(shù)量實(shí)施計(jì)數(shù)的粒子監(jiān)測(cè)裝置(粒子計(jì)數(shù)器)。
這種粒子監(jiān)測(cè)裝置可以具有本體部，以及對(duì)本體部的操作實(shí)施控制用的控制/處理單元(比如說控制器)。該控制/處理單元可以組裝在真空處理裝置的控制單元內(nèi)，也可以由其單獨(dú)提供。
真空處理裝置的系統(tǒng)控制器可以對(duì)真空處理裝置和粒子監(jiān)測(cè)裝置的操作實(shí)施控制，以便于對(duì)整個(gè)處理過程實(shí)施控制，即，從需要由真空處理裝置實(shí)施處理的、作為被處理物體的基板例如半導(dǎo)體晶圓片被傳送至真空處理裝置內(nèi)部處的操作，直至該被處理物體被傳送出至外部處的操作。
對(duì)于在真空處理裝置中實(shí)施除去裝置內(nèi)部的粒子的潔凈處理的場(chǎng)合，可以將粒子監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)結(jié)果(比如說為被檢測(cè)出的粒子數(shù)量，粒子尺寸等等)輸入至真空處理裝置的控制單元處，并通過APC(先進(jìn)過程控制Advanced Proess Control)控制系統(tǒng)(圖中未示出)對(duì)所輸入的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行諸如數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)處理等等的分析、解析，從而計(jì)算出適合于處理過程的潔凈狀態(tài)。
APC控制系統(tǒng)可以根據(jù)計(jì)算出的潔凈狀態(tài)確定粒子的去除操作，并且將該確定結(jié)果輸出至控制單元，控制單元在接收到與該確定結(jié)果相關(guān)的指令時(shí)，終止粒子去除操作。
控制單元可以對(duì)由APC控制系統(tǒng)給出的潔凈作業(yè)結(jié)束的信號(hào)實(shí)施接收，并且對(duì)諸如氣體供給器的氣體開/閉閥門的開閉操作、高頻輸入停止時(shí)間等等實(shí)施控制。
控制單元可以對(duì)整個(gè)真空處理裝置的操作實(shí)施控制，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)連接到主伺服計(jì)算機(jī)或APC控制系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的工作。
還可以采用預(yù)先裝入控制參數(shù)的控制系統(tǒng)。作為這些參數(shù)，通過將至少一個(gè)用于進(jìn)行膜壓計(jì)測(cè)、壓力計(jì)、處理氣體濃度和組分、薄膜質(zhì)量計(jì)測(cè)、CD等等計(jì)測(cè)的IM(集成計(jì)量Integrated Metrology)組件，設(shè)置在處理裝置內(nèi)部處或半導(dǎo)體生產(chǎn)線的機(jī)架處的方式，可以實(shí)施優(yōu)化的處理作業(yè)(半導(dǎo)體生產(chǎn)處理作業(yè))。
在這里，是以潔凈處理過程中的粒子監(jiān)測(cè)裝置的操作為例進(jìn)行說明的。這種監(jiān)測(cè)裝置也可以使用在處理作業(yè)之前對(duì)處理腔室內(nèi)部的潔凈度監(jiān)測(cè)，或是處理作業(yè)過程中對(duì)粒子的監(jiān)測(cè)。
粒子數(shù)目減少到為若干個(gè)的時(shí)間點(diǎn)，大致就是處理作業(yè)過程中最適合進(jìn)行刻蝕的時(shí)間點(diǎn)。因此，通過自動(dòng)地檢測(cè)出該時(shí)間點(diǎn)，可以依據(jù)該檢測(cè)出的時(shí)間點(diǎn)確定處理作業(yè)的終止點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明提供的粒子監(jiān)測(cè)裝置，由于可以使在氣流通過區(qū)域中的帶狀光束相對(duì)水平方向(帶狀寬度方向)的投射光強(qiáng)度大致均勻，所以當(dāng)粒子由相對(duì)寬度方向的任何位置通過時(shí)，所檢測(cè)出的散射光束的強(qiáng)度為大致一定的值。即，可以防止或降低檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度，與相對(duì)寬度方向的粒子通過位置之間的依賴性。
在光束行進(jìn)方向的光強(qiáng)度分布，與在先技術(shù)相比也更加均勻。
因此，在氣流通過范圍內(nèi)的光強(qiáng)度分布，無論是在光束行進(jìn)方向還是在帶狀寬度方向，均是大致均勻的。
因此，可以避免或降低被檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度，相對(duì)粒子通過帶狀光束時(shí)的通過位置(相對(duì)光束行進(jìn)方向的位置和帶狀寬度方向的位置)的依賴性。因此，可以提高檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度與粒子尺寸之間的相關(guān)性，從而可以依據(jù)被檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度，高精度地計(jì)算出通過帶狀光束的粒子的尺寸。
較好的是，根據(jù)本發(fā)明提供的真空處理裝置，可以提高粒子的檢測(cè)精度，從而能夠更為適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行真空處理裝置的處理作業(yè)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施形式的粒子計(jì)數(shù)器(粒子監(jiān)測(cè)裝置)的構(gòu)成形式用的示意圖。
圖2(a)至圖2(d)為如圖1所示的粒子計(jì)數(shù)器中的投射光束的示意圖，其中圖2(a)為各個(gè)射出光束的橫剖面S的輪廓用的示意圖，圖2(b)各個(gè)射出光束的強(qiáng)度分布的示意圖，圖2(c)為圖2(a)所示的光束實(shí)施合成時(shí)的示意圖，圖2(d)為圖2(b)所示的強(qiáng)度部分實(shí)施合成時(shí)的示意圖。
圖3(a)和圖3(b)為投射光束的強(qiáng)度分布的示意圖，其中圖3(a)為圖1所示實(shí)施形式時(shí)的示意圖，圖3(b)為一在先技術(shù)實(shí)例的示意圖。
圖4(a)和圖4(b)為說明能夠?qū)εc粒子尺寸對(duì)應(yīng)的散射光強(qiáng)度的頻率分布進(jìn)行識(shí)別用的示意圖，其中圖4(a)為分別表示粒子尺寸為0.100微米(μm)和0.107微米(μm)時(shí)的示意性直方圖，圖4(b)為分別表示粒子尺寸為0.294微米(μm)和0.309微米(μm)時(shí)的示意性直方圖。
圖5為表示作為本發(fā)明另一種實(shí)施形式的干法刻蝕裝置(真空處理裝置)用的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖，對(duì)本發(fā)明提供的粒子監(jiān)測(cè)裝置和真空處理裝置的最佳實(shí)施形式進(jìn)行說明。圖1為表示作為本發(fā)明的粒子監(jiān)測(cè)裝置的一種實(shí)施形式的粒子計(jì)數(shù)器100的構(gòu)成形式用的示意圖。
如圖所示的粒子計(jì)數(shù)器100配置在與外部空間分割開的半導(dǎo)體工序200處，并且包括有激光光源10、投射光學(xué)系統(tǒng)20、檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)30、光束接收器(光檢測(cè)器)40、以及粒子檢測(cè)器5。激光光源10能夠射出呈一維形式排列的10條激光光束L1、L2、……L10。投射光學(xué)系統(tǒng)20可以將由該激光光源10射出的沿一條直線并排的10條光束L1、……L10轉(zhuǎn)換為整體上呈單一形式的帶狀光束L0(帶的寬度方向“d”)，并且引導(dǎo)該光束L0通過朝向半導(dǎo)體工序200中的處理裝置氣體排出部件210的方向流動(dòng)的氣流A的流動(dòng)通路，從而使氣流A可以相對(duì)寬度方向“d”大致正交的貫穿帶狀光束L0。檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)30可以按照相對(duì)光束L0的前進(jìn)方向呈預(yù)定角度(比如說為180°的整倍數(shù)之外的角度)的方式，將由包含在氣流A中的、通過光束L0的粒子“J”產(chǎn)生的散射光束引導(dǎo)至光束接收器40處。光束接收器40(光檢測(cè)器)對(duì)光強(qiáng)度實(shí)施檢測(cè)。粒子檢測(cè)器50可以基于通過光束接收器40檢測(cè)出的散射光束K的光強(qiáng)度，算出通過光束L0的粒子“J”的尺寸，并且將在預(yù)定時(shí)間周期(時(shí)間間隔)里貫穿光束L0的粒子“J”的數(shù)量，按照粒子J的每個(gè)尺寸實(shí)施計(jì)數(shù)。該粒子檢測(cè)器50還可以具有預(yù)先儲(chǔ)存有通過在貫穿帶狀光束L0的氣流A中的區(qū)域(下面也稱為“氣流通過區(qū)域”)R的粒子J的尺寸，與通過光束接收器40檢測(cè)出的散射光束K的光強(qiáng)度間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的存儲(chǔ)器51(儲(chǔ)存單元)。
在這里，投射光學(xué)系統(tǒng)20還可以呈按照使帶狀光束L0的光強(qiáng)度，在氣流通過區(qū)域R中相對(duì)該帶狀寬度方向“d”大致呈均勻分布的方式，使由激光光源10射出的10條激光光束L1、……L10部分彼此重合的構(gòu)成形式。如果更具體的講就是，可以使10條激光光束L1、……L10通過構(gòu)成為投射光學(xué)系統(tǒng)20的一部分的、呈單一形式的透鏡的不同部分(沿與透鏡光軸正交的半徑方向上的不同部分)，形成為各個(gè)發(fā)散角比較小的光束，并且通過對(duì)激光光源10與氣流通過區(qū)域“R”間的距離、該單一透鏡與氣流通過區(qū)域“R”間的距離實(shí)施調(diào)整的方式，使各個(gè)激光光束L1……L10的一部分彼此重合。
在通過作為由與帶狀光束L0前進(jìn)方向正交的假想平面T獲得的橫剖面S上，帶狀光束L0沿寬度方向“d”的光強(qiáng)度分布如圖3(a)所示，為大致均勻的強(qiáng)度P1。即，不論是在相對(duì)寬度方向“d”的中心部處，還是在與中心相距距離為D的部分處，光強(qiáng)度均為P1，呈不受位置依賴的強(qiáng)度分布。
這種光束L0在橫剖面S上的輪廓如圖2(c)所示，是通過對(duì)如圖2(a)所示的橫剖面S上的輪廓實(shí)施部分彼此重合形成的，激光光束L1、……L10中的每一條在如圖2(b)所示的橫剖面S處均呈高斯分布。如圖2(d)(與圖3(a)相同)所示，光束L0的光強(qiáng)度分布為寬度方向“d”的位置對(duì)應(yīng)加算后的強(qiáng)度分布。如圖3(b)所示的光強(qiáng)度分布，表示的是作為一種在先技術(shù)的粒子計(jì)數(shù)器中的氣流通過區(qū)域R處的投射光束的光強(qiáng)度分布。由于該光束是用單一光束形成的投射光束，所以呈如圖所示的高斯分布。因此，在相對(duì)寬度方向“d”為中心部處的強(qiáng)度為P2，而與中心相距距離為D的部分處的強(qiáng)度，為比P2大幅度減小的P3。即，光強(qiáng)度隨位置的變化會(huì)產(chǎn)生比較大的變化。
粒子檢測(cè)器50可以依據(jù)通過光束接收器40檢測(cè)出的散射光束K的強(qiáng)度，算出貫穿通過光束L0的粒子J的尺寸。而且，可以通過下述方式，計(jì)算粒子J的尺寸。
即，可以預(yù)先通過測(cè)實(shí)的方式，經(jīng)驗(yàn)性地算出通過氣流通過區(qū)域R的粒子J的尺寸與通過光束接收器40檢測(cè)出的散射光束K的強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且將該算出的對(duì)應(yīng)關(guān)系以參考表格或是閾值的方式儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器51，以便對(duì)粒子預(yù)定的尺寸范圍實(shí)施識(shí)別。因此，粒子檢測(cè)器50可以按照相對(duì)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器51中的參考表格進(jìn)行參考分析，或是將檢測(cè)出的散射光束K的強(qiáng)度，與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器51中的閾值進(jìn)行比較分析的方式，算出與該檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的粒子J的尺寸。
下面，對(duì)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器51處的散射光強(qiáng)度與粒子J的尺寸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的設(shè)定方式，進(jìn)行具體的說明。
首先，使用該粒子計(jì)數(shù)器，使能夠替代實(shí)際使用場(chǎng)合中的粒子J的、全部具有相同的已知尺寸的多個(gè)PSL粒子(測(cè)實(shí)用粒子)，按照與實(shí)際使用場(chǎng)合相同的方式，依次通過預(yù)定的氣流通過區(qū)域R，對(duì)各個(gè)PSL粒子通過氣流通過區(qū)域R時(shí)產(chǎn)生的散射光束K的光強(qiáng)度實(shí)施分別檢測(cè)，并制作出通過光束接收器40檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度的直方圖。
同樣，對(duì)于具有其他相同尺寸(已知)的多個(gè)PSL粒子，制作出相應(yīng)的直方圖。
舉例來說，由粒子尺寸(直徑)為0.100微米(μm)和粒子尺寸(直徑)為0.107微米(μm)的PSL粒子形成的兩種直方圖，被表示在圖4(a)中。在圖4(a)中，頻率分布“a1”與直徑為0.100微米(μm)的場(chǎng)合相對(duì)應(yīng)，頻率分布“a2”與直徑為0.107微米(μm)的場(chǎng)合相對(duì)應(yīng)。頻率分布b1、b2是分別通過屬于在先技術(shù)的粒子計(jì)數(shù)器獲得的，且分別與頻率分布a1、a2相對(duì)應(yīng)。
對(duì)于采用這種方式獲得的頻率分布“a1”，尺寸與散射光強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。即，可以使最大量頻率出現(xiàn)處的散射光強(qiáng)度與該尺寸(直徑)相對(duì)應(yīng)?；蛘撸梢詫?duì)不少于最大量頻率的80％的頻率出現(xiàn)位置相對(duì)應(yīng)的散射光強(qiáng)度實(shí)施抽取，對(duì)所抽取出的散射光強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)頻率的積實(shí)施計(jì)算，通過用對(duì)應(yīng)頻率總和除以該積所獲得的加權(quán)平均散射光強(qiáng)度，相應(yīng)的計(jì)算出相對(duì)應(yīng)的尺寸(直徑為0.100微米(μm))。
這里，對(duì)于頻率分布“a2”也可以通過類似方式，獲得其尺寸(直徑為0.107微米(μm))與散射光強(qiáng)度間類似的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
當(dāng)將通過作為本實(shí)施形式的粒子計(jì)數(shù)器獲得的頻率分布“a1”，與通過屬于在先技術(shù)的粒子計(jì)數(shù)器獲得的頻率分布“b1”進(jìn)行比較時(shí)，可以清楚地發(fā)現(xiàn)通過作為本實(shí)施形式的粒子計(jì)數(shù)器獲得的頻率分布，具有更高且更清晰的頻率峰值，而且散射光強(qiáng)度的范圍窄小。
當(dāng)對(duì)頻率分布“a2”與頻率分布“b2”進(jìn)行比較時(shí)也具有類似的結(jié)果，通過作為本實(shí)施形式的粒子計(jì)數(shù)器獲得的頻率分布，與通過屬于在先技術(shù)的粒子計(jì)數(shù)器獲得的頻率分布相比，能夠極其鮮明地顯示出PSL粒子的尺寸與散射光強(qiáng)度間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此和在先技術(shù)相比，能夠更清楚地識(shí)別出與尺寸為0.100微米(μm)(頻率分布為“a1”)相對(duì)應(yīng)的散射光強(qiáng)度，和與尺寸為0.107微米(μm)(頻率分布為“a2”)相對(duì)應(yīng)的散射光強(qiáng)度。
圖4(b)表示的是由粒子尺寸(直徑)為0.294微米(μm)的PSL粒子，和由粒子尺寸為0.309微米(μm)的PSL粒子形成的直方圖，其條件產(chǎn)生有變化。和使用屬于在先技術(shù)的粒子計(jì)數(shù)器獲得的頻率分布b1(尺寸為0.294微米(μm))和頻率分布b2(尺寸為0.309微米(μm))相比，使用具有這些尺寸的PSL粒子獲得的PSL粒子尺寸與散射光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系更加清晰。如果與在先技術(shù)相比較，能夠更清楚地識(shí)別出與尺寸為0.294微米(μm)相對(duì)應(yīng)的散射光強(qiáng)度，和與尺寸為0.107微米(μm)相對(duì)應(yīng)的散射光強(qiáng)度。
而且，可以將這些獲得的對(duì)應(yīng)關(guān)系儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器51處。
下面，對(duì)作為本實(shí)施形式的粒子計(jì)數(shù)器100的作用、效果進(jìn)行說明。
首先，將這種粒子計(jì)數(shù)器100配置在半導(dǎo)體工序200內(nèi)部處的預(yù)定位置。由激光光源10發(fā)射出10條激光光束L1、……L10。這些發(fā)射出的激光光束被引導(dǎo)至投射光學(xué)系統(tǒng)20，并作為在氣流通過區(qū)域R處相對(duì)帶狀寬度方向“d”的光強(qiáng)度呈大致相同的光束L0實(shí)施投射。投射光束L0的光強(qiáng)度沿著帶狀光束L0的行進(jìn)方向是大致均勻的。因此，投射光束L0的光強(qiáng)度可以對(duì)于整個(gè)氣流通過區(qū)域R呈均勻狀態(tài)。
如果在氣流A中存在有粒子J，當(dāng)該粒子J通過氣流通過區(qū)域R時(shí)，投射光束L0會(huì)照射在該粒子J上。該投射光束L0會(huì)由于粒子J產(chǎn)生散射，由投射光束L0散射所產(chǎn)生的散射光束K，將通過檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)30被引導(dǎo)至聚光器(condenser)40處。聚光器40對(duì)入射的散射光束K的光強(qiáng)度實(shí)施檢測(cè)。
這時(shí)，投射光強(qiáng)度是均勻的，在整個(gè)氣流通過區(qū)域R中與其位置無關(guān)。因而無論粒子J通過氣流通過區(qū)域R的任一的部分，如果粒子J的尺寸是相同的，檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度常時(shí)保持大致一定值。
亦即，檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度與粒子J通過時(shí)相對(duì)氣流通過區(qū)域的通過位置(光束行進(jìn)方向位置和帶狀寬度方向位置)無關(guān)。
另外，隨著粒子J的尺寸變大，檢測(cè)出的散射光束K的強(qiáng)度也變大。
如此檢測(cè)出的散射光束K的強(qiáng)度，輸入至粒子檢測(cè)器50，由粒子檢測(cè)器50對(duì)所輸入的散射光強(qiáng)度與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器51處的閾值進(jìn)行比較參考，算出與該散射光強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的粒子J的尺寸。
粒子檢測(cè)器50還可以對(duì)已經(jīng)算出尺寸的粒子數(shù)目實(shí)施計(jì)數(shù)。
如上所述，可以計(jì)算粒子J的尺寸，并可以在預(yù)定時(shí)間里對(duì)具有所述尺寸的粒子J數(shù)目實(shí)施計(jì)數(shù)，由此可以算出通過氣流通過區(qū)域R的粒子J的尺寸，和相對(duì)各種尺寸的粒子J的通過數(shù)目。例如，還可以將結(jié)果輸出至與諸如外部相連接的檢測(cè)器和打印機(jī)處，并結(jié)束該處理。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的粒子計(jì)數(shù)器100，帶狀投射光束L0相對(duì)寬度方向“d”的光強(qiáng)度，在氣流通過區(qū)域R中是大致均勻的。因此，無論粒子J在相對(duì)氣流通過區(qū)域R的寬度方向“d”上的哪個(gè)位置通過，由該通過的粒子J產(chǎn)生的、被檢測(cè)出的散射光束K的強(qiáng)度，在粒子J的尺寸恒定時(shí)，始終為大致一定的值。
因此，可以防止或降低在該氣流通過區(qū)域R中檢測(cè)出的散射光強(qiáng)度的，與通過位置(相對(duì)光束行進(jìn)方向的位置和帶狀寬度方向的位置)的依賴性。因此，可以提高所檢測(cè)出的散射光束K的強(qiáng)度與所通過的粒子J的尺寸之間的相關(guān)性，進(jìn)而可以依據(jù)檢測(cè)出的散射光束K的強(qiáng)度，更高精度地算出通過帶狀投射光束L0的粒子J的尺寸。
而且，相對(duì)于每種尺寸的通過粒子對(duì)其數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)時(shí)，由于粒子J尺寸的識(shí)別精度高，可于更高精度地對(duì)每種粒子尺寸的通過的數(shù)目實(shí)施計(jì)數(shù)。
而且，由于配置在粒子檢測(cè)器50處的存儲(chǔ)器51儲(chǔ)存的散射光強(qiáng)度與粒子J的尺寸間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以高精度的進(jìn)行規(guī)定，所以還可以在實(shí)際使用時(shí)，依據(jù)按照這種方式高精度規(guī)定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，高準(zhǔn)確度、高精度地算出粒子J的尺寸。
而且，為了使投射光束L0的光強(qiáng)度大致均勻，作為本實(shí)施形式的粒子計(jì)數(shù)器100，是通過投射光學(xué)系統(tǒng)20，使由激光光源10射出的10條激光光束L1、……L10，分別通過呈單一形式的透鏡的不同部分(沿與透鏡光軸正交的半徑方向上的不同部分)，由此獲得彼此發(fā)散角比較小的光束，并且通過對(duì)激光光源10與氣流通過區(qū)域R間的距離和/或該單一透鏡與氣流通過區(qū)域R間的距離實(shí)施調(diào)整的方式，使10條激光光束L1、……L10中相鄰的光束(LI與L2、L2與L3、L3與L4等等)部分彼此重合的。然而，本發(fā)明的粒子監(jiān)測(cè)裝置并不僅限于此。比如說還可以采用通過與這些光束L1、……L10的數(shù)目相同數(shù)目(10個(gè))的透鏡或光纖，對(duì)10條光束L1…….L10分別進(jìn)行準(zhǔn)直，并且通過確保氣流通過區(qū)域R與這10個(gè)透鏡之間的距離足夠長的方式，對(duì)各個(gè)光束L1、……L10實(shí)施散焦，由此使相鄰光束之間產(chǎn)生彼此部分重疊的投射光學(xué)系統(tǒng)。
根據(jù)采用使用著這種投射光學(xué)系統(tǒng)的粒子計(jì)數(shù)器，可以相對(duì)各個(gè)光束L1、……L10設(shè)置有光學(xué)元件(透鏡、光纖等等)。因此，即使光束L1、……L10之間有一定的偏差，也可以通過對(duì)應(yīng)的光學(xué)元件對(duì)一個(gè)個(gè)光束容易地實(shí)施調(diào)整。因此，可以容易地按照能夠使氣流通過區(qū)域R中的投射光強(qiáng)度均勻的方式實(shí)施調(diào)整，發(fā)揮出粒子計(jì)數(shù)器的良好效果。
作為本實(shí)施形式的粒子計(jì)數(shù)器100，對(duì)帶狀寬度方向d的投射光強(qiáng)度為大致均勻的光束L0，可以通過由單一的激光光源10呈一維形式配置射出10條光束L1、……L10，并且通過投射光學(xué)系統(tǒng)20使該射出的各個(gè)光束L1、……L10部分彼此重合的方式，容易地形成。然而，本發(fā)明提供的粒子監(jiān)測(cè)裝置并不僅限于這種采用單一光源射出多條光束的構(gòu)成形式，亦可具有分別可射出一條或兩條以上光束的多個(gè)光源。
本發(fā)明并不僅限于采用通過使多條光束重合，進(jìn)而獲得沿寬度方向的強(qiáng)度分布大致均勻的單一帶狀投射光束。還可以采用通過變換或整形等方式使光強(qiáng)度分布相對(duì)寬度方向大致均勻，由此形成投射光束。
作為本實(shí)施形式的粒子計(jì)數(shù)器100，粒子監(jiān)測(cè)器50不僅能夠計(jì)數(shù)粒子J的尺寸，而且還能夠相對(duì)每一種尺寸對(duì)粒子J的數(shù)目實(shí)施計(jì)數(shù)。然而，本發(fā)明的粒子監(jiān)測(cè)裝置并不僅限于本實(shí)施形式。粒子檢測(cè)器50也可以不計(jì)數(shù)對(duì)粒子J的數(shù)目。
具有這種構(gòu)成形式的粒子監(jiān)測(cè)裝置，與如上所述的粒子計(jì)數(shù)器100相同，可以高精度地算出粒子J的尺寸。
圖5為表示作為本發(fā)明的真空處理裝置的一種實(shí)施形式的干法刻蝕裝置250用的示意圖。
如圖所示的干法刻蝕裝置250，可以對(duì)半導(dǎo)體晶圓片211(被處理物體)實(shí)施刻蝕處理，并且可以包括有可以保持為高真空氛圍的內(nèi)部區(qū)域真空處理腔室252(容器，處理腔室)；可以設(shè)置在真空處理腔室252的下部處，具有能夠?qū)⒄婵仗幚砬皇?52的內(nèi)部氣體排出至外部的、圖中未示出的真空泵等等排氣組件氣體排出部；配置在真空處理腔室252的下部處，且可以兼用作搭載半導(dǎo)體晶圓片211用的搭載臺(tái)下側(cè)電極212；按照與下側(cè)電極212相對(duì)的方式設(shè)置在真空處理腔室252內(nèi)部的上側(cè)電極213；可以將預(yù)定氣體供給至真空處理腔室252以進(jìn)行刻蝕作業(yè)的氣體供給器218；及對(duì)通過氣體排出部231的氣流中的粒子J實(shí)施檢測(cè)的粒子計(jì)數(shù)器。
這里，下側(cè)電極212通過隔直流電容器215和高頻整合回路216，與高頻電源217相連接。在上側(cè)電極213處還設(shè)置有對(duì)由氣體供給器218供給的氣體實(shí)施吹散的吹散開口部件219。
在真空處理腔室252處，還進(jìn)一步設(shè)置有對(duì)該真空處理腔室252的等離子體空間和氣體排出部231的排氣空間實(shí)施分割的氣體排出板(比如說為折流隔板等等)232；將氣體導(dǎo)入至真空處理腔室252用的導(dǎo)入配管220；與圖中未示出的排氣組件相連接的排氣開口部件221；以及通過壓力測(cè)定開口部件222對(duì)真空處理腔室252的內(nèi)部壓力實(shí)施測(cè)定用的壓力測(cè)定器223。排氣口221設(shè)于真空處理腔室252下部。
根據(jù)采用具有這種構(gòu)成形式的干法刻蝕裝置250，晶圓片211在下側(cè)電極212上承受刻蝕循環(huán)處理。因此，粒子J會(huì)逐步產(chǎn)生并浮游在真空處理腔室252的內(nèi)部。
隨后，可以通過圖中未示出的排氣單元，對(duì)氣體實(shí)施排出以降低真空處理腔室252內(nèi)部處的氣體壓力，并且由導(dǎo)入配管220向真空處理腔室252導(dǎo)入預(yù)定氣體。因此，會(huì)產(chǎn)生氣流并通過氣體排出部231排出，從而使得真空處理腔室252內(nèi)部處的粒子J可以通過氣體排出部231，與該氣流一并排出。
針對(duì)通過該氣體排出部231的氣流，如圖1所示的粒子計(jì)數(shù)器100可以對(duì)如上所述的粒子J實(shí)施監(jiān)測(cè)，高精度地檢測(cè)通過氣體排出部231處的粒子J的尺寸和數(shù)量。
可以將這種檢測(cè)結(jié)果輸入至干法刻蝕裝置250的圖中未示出的控制單元(控制器)處，由控制單元按照與該檢測(cè)結(jié)果相對(duì)應(yīng)的預(yù)先設(shè)定的處理順序，對(duì)氣體供給器218、氣體排出部231、各電極212、213等的操作實(shí)施控制。
因此，作為本實(shí)施形式的干法刻蝕裝置250可以根據(jù)真空處理腔室252的內(nèi)部中的粒子J的存在狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)牟僮鳌?br> 權(quán)利要求
1.一種粒子監(jiān)測(cè)裝置，其包括光源，用于射出具有預(yù)定強(qiáng)度的光束；投射光學(xué)系統(tǒng)，用于將所述光源射出的光束轉(zhuǎn)換為帶狀光束，并將所述帶狀光束導(dǎo)入預(yù)定氣流通路，從而使所述預(yù)定的氣流通過所述帶狀光束；光檢測(cè)器，用于檢測(cè)光強(qiáng)度；檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)，用于對(duì)由包含在所述氣流中貫穿所述光束的粒子產(chǎn)生的散射光束導(dǎo)入所述光檢測(cè)器處；以及粒子檢測(cè)器，用于依據(jù)由所述光檢測(cè)器檢測(cè)出的所述散射光束的強(qiáng)度，算出貫穿所述光束的粒子的尺寸，并且對(duì)在預(yù)定時(shí)間計(jì)數(shù)貫穿所述光束的所述粒子數(shù)目，其特征在于所述帶狀光束的光強(qiáng)度被設(shè)定為具有在水平方向呈大致均勻分布。
2.如權(quán)利要求1所述的粒子監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中所述光源為被配置為至少按照一維陣列射出多條光束的光源，并且所述投射光學(xué)系統(tǒng)被配置為使由所述光源射出的光束的一部分彼此重合，從而使所述帶狀光束寬度方向的光強(qiáng)度分布大致均勻。
3.如權(quán)利要求1或2所述的粒子監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中所述投射光學(xué)系統(tǒng)包括和所述光束的數(shù)目對(duì)應(yīng)的多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，用于對(duì)所述光源射出的多條光束分別實(shí)施導(dǎo)光。
4.如權(quán)利要求1所述的粒子監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中所述光源包括至少兩個(gè)光源，所述投射光學(xué)系統(tǒng)被配置為將所述各個(gè)光源射出的光束分別分割為多條光束，使互相不同的光源所射出的分割光束彼此鄰接，并且使這些相鄰接的分割光束的一部分彼此重合，使所述帶狀光束在所述帶狀寬度方向的光強(qiáng)度分布大致均勻。
5.如權(quán)利要求1或2所述的粒子監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于其中所述粒子檢測(cè)器包括一存儲(chǔ)單元，被配置為對(duì)通過所述氣流通過區(qū)域的粒子的尺寸與通過所述光檢測(cè)器檢測(cè)出的光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)施預(yù)先儲(chǔ)存，而且所述儲(chǔ)存在所述儲(chǔ)存單元中的對(duì)應(yīng)關(guān)系按照下述方式規(guī)定，使具有不同且已知尺寸的多個(gè)測(cè)實(shí)用粒子依次通過所述氣流通過區(qū)域，使用所述光檢測(cè)器對(duì)所述各測(cè)實(shí)用粒子分別通過所述氣流通過區(qū)域時(shí)的所述散射光束的光強(qiáng)度實(shí)施分別檢測(cè)，算出所述光檢測(cè)器檢測(cè)出的光強(qiáng)度的頻率分布，進(jìn)而依據(jù)所述頻率分布算出所述每一種粒子的尺寸與所述尺寸粒子產(chǎn)生的監(jiān)測(cè)出的散射光束光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使用另一種具有其他不同且已知尺寸的測(cè)實(shí)用粒子替換所述種測(cè)實(shí)用粒子并使其通過氣流通過區(qū)域，并計(jì)算出當(dāng)這些另一種測(cè)實(shí)用粒子通過時(shí)的散射光強(qiáng)度，并計(jì)算出所述另一種種測(cè)實(shí)用粒子的尺寸與檢測(cè)出的散射光束光強(qiáng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，重復(fù)上述的后一步驟。
6.一種粒子監(jiān)測(cè)裝置，包括光源，用于射出具有預(yù)定強(qiáng)度的光束；投射光學(xué)系統(tǒng)，用于將所述光源射出的光束轉(zhuǎn)換為帶狀光束，并將所述帶狀光束導(dǎo)入預(yù)定氣流通路，從而使所述預(yù)定的氣流通過所述帶狀光束；光檢測(cè)器，用于檢測(cè)光強(qiáng)度；檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)，用于對(duì)由包含在所述氣流中貫穿所述光束的粒子產(chǎn)生的散射光束導(dǎo)入所述光檢測(cè)器處；粒子檢測(cè)器，用于依據(jù)由所述光檢測(cè)器檢測(cè)出的所述散射光束的強(qiáng)度，算出貫穿所述光束的粒子的尺寸；其特征在于所述帶狀光束的光強(qiáng)度被設(shè)定為具有在水平方向呈大致均勻分布。
7.一種真空處理裝置，其被配置為對(duì)一設(shè)置在一容器內(nèi)部在預(yù)定的真空氛圍中的物體實(shí)施一預(yù)定處理，所述的真空處理裝置包括如權(quán)利要求1或6所述的粒子監(jiān)測(cè)裝置。
8.一種真空處理裝置，其被配置為對(duì)一設(shè)置在一容器內(nèi)部在預(yù)定的真空氛圍中的物體實(shí)施一預(yù)定處理，所述的真空處理裝置在所述容器的氣體排出部還包括如權(quán)利要求1或6所述的粒子監(jiān)測(cè)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供的粒子監(jiān)測(cè)裝置，能夠防止或降低監(jiān)測(cè)出的散射光強(qiáng)度，相應(yīng)于氣流通過區(qū)域中的粒子通過位置產(chǎn)生變化，從而可以提高對(duì)粒子尺寸的監(jiān)測(cè)精度。其方式是由激光光源(10)射出呈一維形式排列的10條激光光束(L1、......L10)，通過投射光學(xué)系統(tǒng)(20)將這些光束(L1、......L10)轉(zhuǎn)換為整體呈一條帶狀(帶狀寬度方向?yàn)閐)的光束(L0)，并且按照使所述光束(L0)的光強(qiáng)度，在半導(dǎo)體制造工序(200)的氣流貫穿區(qū)域(R)中相對(duì)其帶狀寬度方向(d)呈大致均勻分布的方式，使由激光光源(10)射出的10條激光光束(L1、......L10)部分彼此重合。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1776400SQ20051011496
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月18日
發(fā)明者巖陽一郎, 宮川一宏, 齊藤進(jìn) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社拓普康, 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社