专利名称：真空装置、其颗粒监控方法、程序以及颗粒监控用窗口部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及设置有颗粒监控的真空装置及其颗粒监控方法、程序和颗粒监控用窗口部件。
背景技术：
为了对半导体晶片(以下称为“晶片”)实施蚀刻处理等制品化处理，使用采用等离子体的半导体制造装置(图10)。在制品化处理时，由于产生的颗粒附着于已制品化的晶片上引起污染，成品率降低，因此，对于半导体制造装置要求高度的清洁度。
图10为概略地表示以往的半导体制造装置的构造示意图。
图10中，半导体制造装置800具备由用于对晶片实施制品化处理的圆筒形容器制成的处理室810。在处理室810内部，设置有埋设了可施加高电压(HVHigh Voltage)的电极的晶片台，晶片载置于该晶片台上。在处理室800的上部，配置有设置了多个贯通孔的喷头811a，喷头811a通过这些贯通孔在制品化处理时将所使用的腐蚀性的处理用气体(处理气体)导入处理室810内。
另外，处理室810上，其上部连接有由用于导入清洗气体的管状部件制成的吸气管线，该吸气管线上设置有限制要向处理室810供给的清洗气体流量的阀门811。在下部连接有由细管状部件制成的预抽管线820和由粗管状部件制成的主抽真空管线830，预抽管线820和主抽真空管线830在排气管线上合流。
预抽管线820上设置有通过排气管线排出处理室810内的气体的干式泵(DPDry Pump)822和限制由干式泵822排出的气体流量的阀门821。
主抽真空管线830上从处理室810一侧依次设置有自动压力调整装置(APCAuto Pressure Controller)831、作为闸阀的隔离阀(ISOIsolation Valve)832、排气量比干式泵822还大的涡轮分子泵(TMPTurbo-Molecular Pump)833。
在半导体制造装置800中，为了进行制品化处理，在减小处理室810内的压力时，通过预抽管线820将处理室810内的气体排出，关闭阀门821之后，通过主抽真空管线830使处理室810达到所需的真空度。在进行制品化处理时，如果进行蚀刻处理，要求高真空。在进行制品化处理中，为了维持真空度，通过主抽真空管线830继续排气。
在制品化处理结束之后，通过吸气管线将清洗气体供给处理室810，通过排气管线进行排气，这样，从处理室810与清洗气体一起排出浮游在处理室810内的颗粒，用清洗气体洗净处理室810(比如，参照专利文献1)。
另外，为了评价处理室810的清洁度，设置市场上销售的光学式颗粒监控装置(PMparticle monitoring device)(未图示)，尝试监控颗粒。
为了在制品化处理时实时地监控被排出的颗粒，颗粒监控装置多在主抽真空管线830上的自动压力调整装置831和处理室810之间、在自动压力调整装置831和隔离阀832之间、或者，在处理室810上设置。
另外，颗粒监控装置中，特别是玻璃制的透镜等部件容易被腐蚀性的处理气体蚀刻，例如，开始使用一周后，玻璃制部件发生白化。因此，需要更换该部件或者进行维修，不仅半导体制造装置800的成本飞升，而且，使用时间减少。与此相反，通过将颗粒监控装置设置在预抽管线820上，可以防止颗粒监控装置的玻璃制部件发生腐蚀。
颗粒监控装置由于难以监控在高真空下以比如20m/sec的高速移动的颗粒，所以，为了提高颗粒检测准确率，提出这样一种技术方案限制通过由粗管状部件制成的主抽真空管线830等的排气管线的气体流量面积来监控颗粒。(比如，参照专利文献2)。
另外，图10中的半导体制造装置800具备与处理室810相对面设置的由石英玻璃(SiO2)制成的透明的窗口部件(未图示)，该窗口部件比如作为用于向处理室810内导入微波的窗口发挥作用。
如果构成窗口部件的石英玻璃处于氟系等离子体的环境中，则石英玻璃中的硅(Si)原子与氟系等离子体所含有的氟自由基等的活性分子反应，作为氟化硅(SiF4)挥发，从而污染晶片，或者窗口部件从表面被腐蚀，产生发毛(劣化)。
为了抑制该劣化，通常加热石英玻璃。另外，为了抑制窗口部件的劣化，提出了氧化铝(Al2O3)及石英制成的第二相中由分散有由石英制成的第一相的部件制成的窗口部件(比如，参照专利文献3)。另外，虽然不是窗口部件，但处于如下状态的材料被提案出来作为玻璃钟罩、聚焦环等的在处理室内使用的部件，使二氧化硅(SiO2)中含有铝(Al)并进行熔融，成为二氧化硅及二氧化铝的非晶态的材料(比如，参照专利文献4)。无论哪种技术，通过使预定的部件中含有铝，提高对于氟系等离子体或者活性分子的耐受性。
(专利文献1)实开平06-056999号公报(专利文献2)特开平11-304688号公报(专利文献3)特开2001-261364号公报(专利文献4)特开2003-292337号公报可是，根据上述专利文献1、2记载的技术，仅仅监控与从处理室810排出的气体一起移动的颗粒，因此，无法监控到附着在处理室810的内壁上的沉积物(堆积物)。
沉积物在制品化处理中从该内壁剥离下来，成为污染晶片的原因，因此，要求通过将沉积物作为颗粒进行积极地监控，更加正确地评价处理室810的清洁度。
另外，如果为了抑制窗口部件的劣化进行加热，则设置在半导体制造装置800的内部的电路会发生不良情况，或者促进了激光装置的劣化。
再者，根据上述的使预定部件中含有铝的技术，在二氧化硅或者石英中铝原子处于分散的状态，因此，在表面不能有效率地发挥耐等离子体性或者对于活性分子的耐受性，该预定部件的更换频度增加。其结果，更换所需时间变长，半导体制造装置800的生产能力降低，同时，更换费用上升，半导体制造装置800的成本提高。另外，从防止半导体制造装置800的生产能力降低或者抑制成本的观点考虑，也要求降低半导体制造装置800的比如具备连接主抽真空管线的颗粒监控装置的颗粒监控用窗口部件的更换频度。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种可切实地监控包含易剥离的沉积物的颗粒，正确地评价真空装置的清洁度的真空装置及其颗粒监控方法、和程序。
本发明的第二目的在于提供一种能够有效率地发挥对于活性分子的耐受性，使更换频度降低的颗粒监控用窗口部件。
为了实现上述第一目的，本发明第1方面的真空装置具备形成预定空间的容器；通过预定排气管排出所述容器内气体的排气机构；至少一个设置在所述排气管上，限制所述被排出的气体流量的排气限制机构；在所述至少一个排气限制机构和所述排气机构之间，设置在所述排气管上，监控所述排气管内的颗粒的颗粒监控机构，其特征在于具有通过预定供给管向所述容器内供给清洗气体的清洗机构；和在所述清洗机构和所述容器之间，设置在所述供给管上，限制所述被供给的清洗气体流量的供给限制机构；所述供给限制机构在所述至少一个排气限制机构允许排出所述气体时，开始供给所述清洗气体；所述被监控的颗粒含有通过所述清洗气体的供给而游离于所述容器内的颗粒。
本发明第2方面的真空装置是根据本发明第1方面所述的真空装置，其特征在于具备向所述容器内供给腐蚀性的处理用气体的处理用气体供给机构、和排出所述处理用气体的其他排气机构；所述至少一个排气限制机构在通过所述其他排气机构排出所述处理用气体时，禁止排出所述气体。
本发明第3方面的真空装置是根据本发明第1或2方面所述的真空装置，其特征在于所述供给限制机构限制所述被供给的清洗气体的流量，使所述清洗气体的压力值达到所述容器内的压力值的2倍以上。
本发明第4方面的真空装置是根据本发明第1～3方面中任一项所述的真空装置，其特征在于具备在所述容器内放电的电力供给机构；
所述电力供给机构在所述至少一个排气限制机构允许排出所述气体时，开始进行所述放电；所述被监控的颗粒含有通过所述放电而在所述容器内游离的颗粒。
为了实现上述第一目的，本发明第5方面的真空装置具备形成预定空间的容器；通过预定排气管排出所述容器内气体的排气机构；设置在所述排气管上，限制所述被排出的气体流量的至少一个排气限制机构；在所述至少一个排气限制机构和所述排气机构之间，设置在所述排气管上，监控所述排气管内的颗粒的颗粒监控机构，其特征在于具备向所述容器内放电的电力供给机构；所述电力供给机构在所述至少一个排气限制机构允许排出所述气体时，开始进行所述放电；所述被监控的颗粒含有通过所述放电而在所述容器内游离的颗粒。
本发明第6方面所述的真空装置是根据本发明第5方面所述的真空装置，其特征在于所述电力供给机构通过所述放电在所述容器内产生电磁应力。
本发明第7方面所述的真空装置是根据本发明第5或6方面所述的真空装置，其特征在于具备通过预定供给管向所述容器内供给清洗气体的清洗机构；在所述清洗机构和所述容器之间设置在所述供给管上，限制所述被供给的清洗气体流量的供给限制机构；所述供给限制机构在所述至少一个排气限制机构允许排出所述气体时，开始供给所述清洗气体；所述被监控的颗粒含有通过所述清洗气体的供给而在所述容器内游离的颗粒。
为了实现上述第一目的，本发明第8方面是一种具备形成预定空间的容器的真空容器的颗粒监控方法，其特征在于，具有通过预定的排气管将所述容器内的气体排出的排气步骤；监控所述排气管内的颗粒的颗粒监控步骤；
限制所述被排出的气体流量的排气限制步骤；通过预定供给管向所述容器内供给清洗气体的清洗步骤；和限制所述被供给的清洗气体流量的供给限制步骤，在所述供给限制步骤中，在所述排气限制步骤允许排出所述气体时开始供给所述清洗气体；所述被监控的颗粒含有通过所述清洗气体的供给而在所述容器内游离的颗粒。
本发明第9方面的颗粒监控方法是根据本发明第8方面所述的颗粒监控方法，其特征在于具有向所述容器内供给腐蚀性的处理用气体的处理用气体供给步骤和排出所述处理用气体的其他排气步骤，所述排气限制步骤中，在所述其他排气步骤排出所述处理用气体时，禁止排出所述气体。
本发明第10方面所述的颗粒监控方法是根据本发明第8或9方面所述的颗粒监控方法，其特征在于在所述供给限制步骤中，限制所述被供给的清洗气体的流量，使所述清洗气体的压力值达到所述容器内的压力值的2倍以上。
本发明第11方面所述的颗粒监控方法是根据本发明第8～10方面中任一项所述的颗粒监控方法，其特征在于具有向所述容器内放电的放电步骤；在所述放电步骤中，在所述排气限制步骤允许排出所述气体时，开始进行所述放电；所述被监控的颗粒含有通过所述放电而在所述容器内游离的颗粒。
为了实现上述第一目的，本发明第12方面是一种具备形成预定空间的容器的真空容器的颗粒监控方法，具有通过预定的排气管将所述容器内的气体排出的排气步骤；限制所述被排出的气体流量的排气限制步骤；监控所述排气管内的颗粒的颗粒监控步骤；其特征在于，具有向所述容器内放电的放电步骤；在所述放电步骤中，在所述排气限制步骤允许排出所述气体时，开始进行所述放电；所述被监控的颗粒含有通过所述放电而在所述容器内游离的颗粒。
本发明第13方面所述的颗粒监控方法是根据本发明第12方面所述的颗粒监控方法，其特征在于在所述放电步骤中，通过所述放电在所述容器内产生电磁应力。
本发明第14方面所述的颗粒监控方法是根据本发明第12或13方面所述的颗粒监控方法，其特征在于具有通过预定供给管向所述容器内供给清洗气体的清洗步骤和限制所述被供给的清洗气体流量的供给限制步骤；在所述供给限制步骤中，在所述排气限制步骤允许排出所述气体时，开始供给所述清洗气体；所述被监控的颗粒含有通过所述清洗气体的供给而在所述容器内游离的颗粒。
为了实现上述第一目的，本发明第15方面一种使计算机运行具备形成预定空间的容器的真空容器的颗粒监控方法的程序，其特征在于具备通过预定的排气管将所述容器内的气体排出的排气程序单元、监控所述排气管内的颗粒的颗粒监控程序单元、限制所述被排出的气体流量的排气限制程序单元、通过预定供给管向所述容器内供给清洗气体的清洗程序单元和限制所述被供给的清洗气体流量的供给限制程序单元，所述供给限制程序单元，在所述排气限制程序单元允许排出所述气体时开始供给所述清洗气体；所述被监控的颗粒含有通过所述清洗气体的供给而在所述容器内游离的颗粒。
为了实现上述第一目的，本发明第16方面所述的是一种使计算机运行具备形成预定空间的容器的真空容器的颗粒监控方法的程序，其特征在于具备通过预定的排气管将所述容器内的气体排出的排气程序单元、限制所述被排出的气体流量的排气限制程序单元、监控所述排气管内的颗粒的颗粒监控程序单元和向所述容器内放电的放电程序单元；所述放电程序单元，在所述排气限制程序单元允许排出所述气体时，开始进行所述放电；所述被监控的颗粒含有通过所述放电而在所述容器内游离的颗粒。
为了实现上述第二目的，本发明第17方面所述的是一种颗粒监控用窗口部件，由在形成预定空间的框体和监控该框体内的颗粒的颗粒监控装置之间设置的透明基件制成，其特征在于所述基件由透明的基座和在与该基座上的所述框体内的气体相对面的面上实施预定处理的表面处理层构成。
本发明第18方面所述的窗口部件是根据本发明第17方面所述的窗口部件，其特征在于所述表面处理层含有选自碳、钇、氧化钇及氟化钙中的一种材料。
本发明第19方面所述的窗口部件是根据本发明第18方面所述的窗口部件，其特征在于所述碳由结晶状金刚石或金刚石状碳制成。
本发明第20方面所述的窗口部件是根据本发明第18或19方面所述的窗口部件，其特征在于所述一种材料，其含有量在所述表面处理层的整个质量中，在10～100质量％的范围内。
本发明第21方面所述的窗口部件是根据本发明第17方面所述的窗口部件，其特征在于所述表面处理层含有铝或者氧化铝。
本发明第22方面所述的窗口部件是本发明第21方面所述的窗口部件，其特征在于所述铝或者氧化铝，其含有量在所述表面处理层的整个质量中，在10～100质量％的范围内。
本发明第23方面所述的窗口部件是根据本发明第17～22方面中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述预定处理为涂敷处理。
本发明第24方面所述的窗口部件是根据本发明第17～22方面中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述预定处理为掺杂处理。
本发明第25方面所述的窗口部件是根据本发明第17～24方面中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述表面处理层，其厚度在100nm～10μm的范围内。
本发明第26方面所述的窗口部件是根据本发明第17～25方面中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述基座由以硅为主成分的玻璃制成；所述表面处理层处于所述框体内的气体所含有的活性分子中。
为了实现上述第二目的，本发明第27方面所述的是一种颗粒监控用窗口部件，由在形成预定空间的框体和监控该容器内的颗粒的颗粒监控装置之间设置的透明基件制成，其特征在于所述基件由氟化钙制成。
本发明第28方面所述的窗口部件是根据本发明第17～27方面中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述框体由容器或者配管制成。
发明的效果根据本发明第1方面所述的真空装置、本发明第8方面所述的真空装置的颗粒监控方法或者本发明第15方面所述的程序，由于在允许排出气体时通过开始供给清洗气体，在所述容器内游离的颗粒得到监控，因此，能够切实地监控含有易剥离的沉积物的颗粒，正确地评价真空装置的清洁度。
根据本发明第2方面所述的真空装置或者本发明第9方面所述的真空装置的颗粒监控方法，能够在通过其他排气管排出处理用气体时禁止通过排气管的气体的排出，防止颗粒监控装置被腐蚀，延长其寿命。
根据本发明第3方面所述的真空装置或者本发明第10方面所述的真空装置的颗粒监控方法，限制所述被供给的清洗气体的流量，使清洗气体的压力值达到容器内的压力值的2倍以上，因此，能够使容器内切实产生冲击波，切实地使沉积物剥离下来。
根据本发明第4方面所述的真空装置或者本发明第11方面所述的真空装置的颗粒监控方法，除通过供给清洗气体而游离的颗粒外，通过在允许排出气体时开始的放电而进入容器内的颗粒得到监控，因此，能够更加切实地监控含有易剥离的沉积物的颗粒，更加正确地评价真空装置的清洁度。
根据本发明第5方面所述的真空装置、本发明第12方面所述的真空装置的颗粒监控方法或者本发明第16方面所述的程序，通过在允许排出气体时开始的放电而在容器内游离的颗粒得到监控，因此，能够更加切实地监控含有易剥离的沉积物的颗粒，更加正确地评价真空装置的清洁度。
根据本发明第6方面所述的真空装置或者本发明第13方面所述的真空装置的颗粒监控方法，由于通过放电在容器内产生电磁应力，因此，能够切实地使沉积物剥离下来。
根据本发明第7方面所述的真空装置或者本发明第14方面所述的真空装置的颗粒监控方法，除通过在允许排出气体时开始的放电而在容器内游离的颗粒外，通过供给清洗气体而游离的颗粒得到监控，因此，能够更加切实地监控含有易剥离的沉积物的颗粒，更加正确地评价真空装置的清洁度。
根据本发明第17方面所述的颗粒监控用窗口部件，透明基件由透明的基座和在与该基座上的容器内的气体相对面的面上实施了预定处理的表面处理层构成，因此，能够有效率地发挥对于活性分子的耐受性，降低更换频度。
根据本发明第18方面所述的颗粒监控用窗口部件，所述表面处理层含有选自碳、钇、氧化钇及氟化钙中的一种材料，因此，在表面处理层上能够更加有效率地发挥对于活性分子的耐受性，切实地降低更换频度。
根据本发明第20方面所述的颗粒监控用窗口部件，构成表面处理层的材料的含有量在表面处理层的整个质量中，在10～100质量％的范围内，因此，能够提高对于活性分子的耐受性。
根据本发明第21方面所述的颗粒监控用窗口部件，表面处理层含有铝或者氧化铝，因此，在表面处理层上能够更加有效率地发挥对于活性分子的耐受性，切实地降低更换频度。
根据本发明第22方面所述的颗粒监控用窗口部件，铝或者氧化铝的含有量在表面处理层的整个质量中，在10～100质量％的范围内，因此，能够提高对于活性分子的耐受性。
根据本发明第23方面所述的颗粒监控用窗口部件，预定处理为涂敷处理，因此，能够容易地在基座上设置表面处理层。
根据本发明第24方面所述的颗粒监控用窗口部件，预定处理为掺杂处理，因此，能够切实地在基座上设置表面处理层。
根据本发明第25方面所述的颗粒监控用窗口部件，表面处理层的厚度在100nm～10μm的范围内，因此，能够提高对于活性分子的耐受性。
根据本发明第26方面所述的颗粒监控用窗口部件，基座由以硅为主成分的玻璃制成，表面处理层处于容器内生成的等离子体环境中，因此，能够防止硅处于等离子体环境中，同时，在表面处理层有效率地发挥对于活性分子的耐受性，切实地降低更换频度。
根据本发明第27方面所述的颗粒监控用窗口部件，透明的基件由氟化钙制成，因此，能够有效率地发挥对于活性分子的耐受性，降低更换频度。
图1为概略地表示具备涉及本发明第一实施方式的真空装置的半导体制造装置构造的示意图。
图2为概略地表示图1中颗粒监控装置构造的示意图。
图3为表示由图2中颗粒监控装置的受光元件测出的检测信号的强度的曲线图。
图4为表示由图1中半导体制造装置执行的颗粒监控方法的顺序的时间图。
图5为表示图4的顺序中，由颗粒监控装置测定的颗粒数量的曲线图。
图6为概略地表示具备涉及本发明的第三实施方式的真空装置的半导体处理装置构造的示意图。
图7为表示由图6的真空搬送装置执行的颗粒监控方法的顺序的时间图。
图8为详细地表示涉及本发明第四实施方式的颗粒监控用窗口部件的构造的截面图。
图9为详细地表示图1中半导体制造装置的构造的部分截面图。
图10为概略地表示以往的半导体制造装置的构造示意图。
符号说明100处理室，110腔室壁，111晶片台，112高压电源，120阀门，200预抽管线，210颗粒监控装置(PM)，219、340颗粒监控用窗口部件，219a基座，219b表面处理层，220干式泵(DP)，300主抽真空管线，310自动压力调整装置(APC)，320隔离阀(ISO)，1000半导体制造装置。
具体实施例方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。
图1为概略地表示具备涉及本发明第一实施方式的真空装置的半导体制造装置构造的示意图。
图1中，半导体制造装置1000具备由圆筒形容器制成的处理室100(真空装置)，其用于对作为被处理体的半导体晶片(以下称为“晶片”)实施了蚀刻或溅蚀、CVD(化学汽相沉积)等的采用了等离子体的产品化处理。处理室100连接在具备搬送晶片的搬送臂的负载锁定室上，通过该负载锁定室的搬送臂，晶片被搬入处理室100。
处理室100具备构成制品化处理所需空间的腔室壁110和在处理室100的内部，载置于腔室壁110的下部上面的晶片台120。在处理室100的内部，埋设有连接于高压电源112的电极113，电极113通过从高压电源112施加的高电压HV，将由上述搬送臂载置于晶片台120上面的晶片静电吸附在晶片台120上。在处理室100的上部，配置了设置有多个贯通孔的喷头120a，喷头120a通过这些贯通孔，在制品化处理时将所使用的腐蚀性处理用气体(处理气体)导入处理室内。
另外，在处理室100上部，连接着用于导入清洗气体的由管状部件制成的吸气管线，在吸气管线上设置有限制向处理室100应该供给清洗气体的流量的阀门120。
作为清洗气体，可以使用腐蚀性低、容易获得且价格便宜的气体，这种气体有氮气(N2)、氦气(He)、氩气(Ar)、干燥空气、氧气(O2)等。另外，卤素气体由于腐蚀后述颗粒监控装置的玻璃制的部件，所以，作为清洗气体使用不合适。
在处理室100下部，连接有比如由直径为25mm的细管状部件制成的预抽管线200和比如由直径为150mm的粗管状部件制成的主抽真空管线300，预抽管线200和主抽真空管线300在排气管线合流。排气管线将从预抽管线200及/或主抽真空管线300来的气体排出到半导体制造装置1000的外部。
预抽管线200上设置有通过排气管线排出处理室100内的气体的干式泵(DP)220、限制通过干式泵220排出的气体流量即从处理室100向排气管线流入的气体流量的阀门a、b和在阀门a、b之间监控颗粒的光学式颗粒监控装置(PM)210。
主抽真空管线300上从处理室100一侧按顺序设置有监控处理室100内的压力的自动压力调整装置(APC)310、作为闸阀的隔离阀(ISO)320、与上述干式泵220连接的涡轮分子泵(TMP)330。隔离阀320限制涡轮分子泵330所控制的处理室100的排气。自动压力调整装置310一边监控处理室100的压力，一边调整隔离阀320的限制程度。涡轮分子泵330比起干式泵220，排气量更大。
半导体制造装置1000中，为了进行制品化处理，在减小处理室100的压力时，通过预抽管线200，处理室100的压力排气至预定压力，关闭阀门a、b之后，通过主抽真空管线300，一边由自动压力调整装置310监控处理室100的压力，一边使之达到所需压力或者真空。在制品化处理进行时，由于通过上述喷头120a腐蚀性的处理气体被供给到处理室100内，所以，通过主抽真空管线300进行的排气被继续。
图2为概略地表示图1中颗粒监控装置构造的示意图。
图2中，颗粒监控装置210具备包围住预抽管线200的外周配置的框体211、照射比如可视光区域的波长的激光的激光光源212、将从激光光源212照射的激光导光在框体211内的预抽管线200上的反射镜213、通过预抽管线200的光所入射的射束挡板(damper)214、通过设置在框体211上的由石英制成的颗粒监控用窗口部件219接受被通过预抽管线200的颗粒散乱的激光的受光元件215、将入射在受光元件215上的散乱激光聚合的透镜216。如以图3后述那样，将通过受光元件215接受的激光作为检测信号测出。上述颗粒监控用窗口部件219对于激光的入射方向以预定角度配置。
预抽管线200至少在激光所照射的部分，为通过由氟化镁(MgF2)等制成的反射防止膜涂敷了其一部分表面或整个表面的石英玻璃制成。
反射镜213这样构成采用从激光光源212照射的激光进行光栅扫描排气管线200的截面上内径的整个区域。作为射束挡板214，可以采用具有表面上有无数凹凸的黑色固体、光学性的曲折构造的构件。另外，作为受光元件215，可以使用光电倍增管(PMTphotomultipliertube)、CCD(charge coupled device)等。
图3为表示由图2中颗粒监控装置210的受光元件215测出的检测信号的强度的曲线图。
如图3所示，在由受光元件215测出的信号中固定地含有因散散射产生的干扰信号。该干扰信号由于具有预定的干扰宽幅，所以在颗粒监控装置210中设定有在干扰宽幅的上限值上施加预定边缘值的信号强度的阈值。
颗粒监控装置210这样构成将设定的阈值以上强度的检测信号作为颗粒计数。通过被计数的颗粒数量，可以评价处理室100的洗净度。
图4为表示由图1中半导体制造装置1000执行的颗粒监控方法的指令顺序的时间图。
如图4所示，结束制品化处理搬出晶片之后，在监控颗粒时，首先，在接通颗粒监控装置210的电源的同时，打开处理室100一侧的阀门a、b，同时，在关闭自动压力调整装置310的电源的同时关闭隔离阀320(未图示)。这样，处理室100的排气，从主抽真空管线300切换到预抽管线200。
然后，打开阀门120，通过吸气管线将清洗气体以比用于以往的清洗气体洗净的流量值更高的流量值比如70L/min(70000SCCM)供给处理室100。处理室100通常在比如10-1-10-4Pa的高真空环境下进行制品化处理，所以，清洗气体以比处理室100内的压力值更高的压力值急速地流入处理室100内，使处理室100内的压力值上升。通过该压力值上升所达到的最终的稳定到达压力值优选在133.3Pa(1Torr)以上。通过使稳定到达压力值在133.3Pa以上，赋予排出气体以较大的粘性力，可以容易地与该气体一起排出颗粒。
因此，清洗气体的急速流入，赋予处理室100内的全部物品，即腔室壁110及晶片台120以因冲击波产生的物理性振动。
为了使清洗气体的压力值达到处理室100内的压力值的2倍以上，清洗气体优选由吸气管线供给。这样，能够切实地赋予处理室100内的物体以振动。
其后，在阀门120打开的状态下，从高压电源112向电极113施加3次高电压HV。关于这些高电压HV的施加，作为本发明的第二实施方式后述之。
在结束颗粒的监控时，按顺序关闭阀门120及阀门a、b，打开隔离阀320，返回到制品化处理结束后的状态。
本顺序由于在结束制品化处理并搬出晶片之后执行，所以，能够防止晶片的污染。另外，优选在不使用处理气体时执行。这样，可以防止颗粒监控装置210的玻璃制部件发生腐蚀。
根据图4，在监控颗粒时，将由清洗气体产生的物理性振动(冲击波)赋予处理室100内的物体。
图5为表示图4的顺序中，由颗粒监控装置210测定的颗粒数量的曲线图。另外，图5表示由基于清洗气体的振动产生的前后的测量结果之一例。
如图5所示，在阀门120打开后的数秒间，大量的比如总计9000个的颗粒被计数出。这是因为通过基于清洗气体的振动而从腔室壁110及晶片台111等剥离的沉积物也作为颗粒被计数出。这样，能够切实地监控包括容易剥离的沉积物在内的颗粒，从而正确地评价处理室100的洁净度。另外，阀门120的打开时间，如图4所示，为1～5秒，优选是2～5秒，即，优选是能够充分确保振动在处理室100内扩散所需时间的时间。
根据图4及图5，打开阀门120，通过将清洗气体所进行的物理性振动赋予处理室100内的物体至少一次，能够使沉积物积极地剥离，切实地监控颗粒，因此，可以正确地评价处理室100的清洁度。
另外，由于在制品化处理后监控颗粒，所以通过在制品化处理时预先关闭阀门a，可以防止清洗气体的流入，切实地防止颗粒监控装置210的玻璃制部件的腐蚀，延长颗粒监控装置210的寿命，因而可以提高半导体制造装置1000的生产能力。
上述实施方式中，是利用了通过清洗气体的供给产生的物理性振动，但要利用的振动是什么形式的可以。比如，为了产生振动，也可以向处理室100内施加数十kHz的超声波。另外，由于利用物理性振动，吸气管线优选在和处理室100或者真空搬送腔室100’连接的地方没有孔口(orifice)构造。
另外，优选产生数次物理性振动。在此情况下，每次产生物理性振动，沉积物的剥离得到抑制，因此，颗粒数存在减少的倾向。这样，处理室100的清洁度在获得更高的评价之后，可以进行下一次的制品化处理。
上述实施方式，如图4所示，优选和以下要说明的本发明的第二实施方式组合执行。
具备涉及本发明的第二实施方式的真空装置的半导体制造装置的构造，由于与上述第一实施方式的相同，因此，省略其说明，关于半导体制造装置1000的颗粒监控方法，仅说明相异之处。
涉及本实施方式的半导体制造装置1000，如图4所示，在处于阀门a、b打开的状态时，从高压电源112向电极113比如断续地施加3次高电压HV。施加的高电压HV优选在+1kV以上或者-1kV以下。
另外，优选交互地施加±1kV电压。这样，可以有效率地产生后述的电磁应力(electromagnetic stress)。
在施加高电压HV时，在处理室100内瞬间地产生DC(DirectCurrent)放电，与之伴随，在腔室壁110或晶片台111上瞬间地形成电位倾斜，产生电磁应力。电磁应力从腔室壁110或晶片台111等上剥离沉积物，剥离下的沉积物作为颗粒与清洗气体一起被排出，为颗粒监控装置210所监控。
在施加一次高电压HV时的颗粒监控装置210的颗粒计数结果，与图5所示结果相同。可是，在断续地施加高电压HV的次数增加时，由于由电磁应力产生的沉积物剥离被抑制，所以，颗粒数量存在减少的倾向。因此，高电压HV的施加，优选进行1～10次，更为理想的是在2～5次的次数范围内进行。
根据本实施方式，通过至少执行一次高电压HV的施加，可以积极地剥离沉积物，切实地监控颗粒，因此，能够正确地评价处理室100的清洁度。
另外，由于断续地执行多次高电压HV的施加，因此，可以在处理室100的清洁度评价为更高之后，进行下次的制品化处理。
另外，本实施方式中，如图4所示，在阀门120打开的状态下执行高电压HV的施加，但也可以在阀门120关闭的状态下执行。这样，可以通过从吸气管线来的清洗气体，防止晶片振动。
另外，为了在腔室壁110或晶片台111上瞬间地形成电位倾斜而施加高电压HV，但也可以施加高频RF(Radio Frequency)。通过施加RF产生RF放电，与施加高电压HV同样地可以产生电磁应力。施加RF，优选不长时间地持续RF放电，比如执行1秒左右即可。
上述实施方式如图4所示，优选和上述第一实施方式组合执行。
上述第一及第二实施方式中，连接在处理室100上的排气管线设置成预抽管线200及主抽真空管线300这样的二系统，但设置成三系统以上也可以。另外，在为一系统的排气管线的情况下，作为本发明的第三实施方式后述之。
图6为概略地表示具备涉及本发明第三实施方式的真空装置的半导体处理装置构造的示意图。
图6中，作为真空装置的真空搬送装置1000’具备具有一系统排气管线的真空搬送腔室100’。真空搬送腔室100’适用于比如连接在图1中半导体制造装置1000的处理室100上的负载锁定室，负载锁定室具备搬送晶片的的搬送臂。真空搬送装置1000’通过搬送臂向处理室100的晶片台120搬送晶片。
真空搬送腔室100’和具备阀门120’的吸气管线连接着，并和具备干式泵(DP)220’、阀门a’、b’以及在阀门a’、b’间设置的颗粒监控装置(PM)210’的排气管线200’连接着。
即，本实施方式的构造为上述第一实施方式的构造中省略了主抽真空管线300的构造，因此，关于赋予同样符号的构件，省略它们的说明，仅就不同部分进行说明。
真空搬送腔室100’上省略了主抽真空管线300的涡轮分子泵330，因此，在监控颗粒时真空搬送腔室100’不限于高真空。在那种情况下，通过干式泵220’预先达到某种程度的高真空，执行图7所示的顺序。另外，图7所示的顺序如同用图4说明的第一实施方式，因此省略其说明。
根据图6及图7，通过打开阀门120’，将清洗气体产生的物理性振动赋予真空搬送腔室100’内的物体，可以使沉积物积极地剥离，切实地监控颗粒，因此，可以正确地评价真空搬送腔室100’的清洁度。
另外，上述第三实施方式中，真空搬送腔室1000’设置成具备一系统排气管线，但也可以具备多系统的排气管线。在具备多系统的排气管线的情况下，作为表示被排出的气体等流体的流动难易度的系数的排气管线的感应系数通常互相不同，无论何种感应系数的排气管线，都可以适用本实施方式。
另外，上述实施方式优选和上述第二实施方式组合起来执行。在此情况下，真空搬送腔室100’内的物体上连接与高压电源112相同的高压电源。
上述第一～三实施方式中，评价了不存在晶片时的处理室100或真空搬送腔室100’的清洁度，但也可以评价处理室100或真空搬送腔室100’以外的物体，比如晶片的清洁度。
比如，首先，评价为处理室100的清洁度非常高，没有颗粒的剥离，接着，搬入晶片，评价存在晶片时的处理室100的清洁度。之后，比较被评价的两个清洁度。据此，能够评价晶片的清洁度。同样地，通过晶片的背面密接晶片台111的情况和未密接的情况，也能够评价晶片背面的清洁度。
上述第一～三实施方式中，在制品化处理之后监控颗粒，但也可以在制品化处理结束前或制品化处理中监控颗粒。
另外，吸气管线设置为优选在和处理室100或者真空搬送腔室100’连接的地方没有孔口构造，但在处理室100或者真空搬送腔室100’内存在晶片等的情况下，也可以有孔口构造。这样，通过清洗气体赋予晶片等物理性振动，可以抑制晶片等受到损伤。
上述实施方式中，图2中的颗粒监控用窗口部件219由石英制成，但如果是由透明的基体材料制成，什么都可以。
另外，本发明的目的，也可以这样达到将记录实现上述实施方式功能的软件的程序编码(与图4或图7的顺序对应的程序编码)的存储媒体供给计算机比如后述的图9中的PC600，该计算机(或者CPU、MPU等)读出收入存储媒体的程序编码进行运行。
另外，通过计算机比如PC600运行读出的程序编码，不仅前述实施方式功能得到实现，而且根据该程序编码的指示，在PC600上工作的操作系统(OS)等进行一部分或全部实际处理，不用说也包括通过该处理实现前述实施方式的功能的情况。
另外，从存储媒体读出的程序编码在写入插入PC600的功能扩展卡或具有连接计算机的工作扩展单元的储存器之后，根据该程序编码的指示，该功能扩展卡或具有连接计算机的工作扩展单元的CPU等进行一部分或全部实际处理，不用说也包括通过该处理实现前述实施方式的功能的情况。
另外，上述程序以PC600实现上述实施方式的功能即可，其方式，也可以具有向通过目标编码、译码运行的程序、供给OS的脚本(script)数据等方式。
作为提供程序的记录媒体，是能够存储上述程序的即可，比如RAM、NV-RAM、软(登记商标)盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、MO、CD-R、CD-RW、DVD(DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡、ROM等。或者，上述程序通过连接于互联网、商用网络或局域网等的其他计算机或者资料库等下载提供。
下面，关于涉及本发明的第四实施方式的颗粒监控用窗口部件进行说明。
图8为详细地表示涉及本发明第四实施方式的颗粒监控用窗口部件的构造的截面图。
涉及本发明第四实施方式的颗粒监控用窗口部件，代替上述第一实施方式中由石英制成的颗粒监控用窗口部件219使用。另外，在本第四实施方式中，对与涉及第一实施方式的半导体制造装置1000相同的构造及元件赋予同一符号，省略其说明。
图8中，颗粒监控用窗口部件219分别具有大致圆柱体形状，设置在预抽管线200和颗粒监控装置210之间，更具体地说，插嵌在具有在预抽管线200形成的相补形状的孔部。另外，颗粒监控用窗口部件219不限于插嵌在预抽管线200的孔部的大致圆柱体，比如，也可以具有与预抽管线200大致相同直径的中空的大致圆筒体形状，部分地构成预抽管线200。
另外，颗粒监控用窗口部件219由透明的基座219a和设置在基座219a上的表面处理层219b构成。基座219a具有与预抽管线200内的气体对面相接的气体接触面和连接在颗粒监控装置210上的监控面，表面处理层219b由在基座219a的气体接触面上实施后述的表面处理的材料制成。
基座219a优选由以硅为主要成分的玻璃比如石英制成，但也可以是透明的树脂。
表面处理层219b含有如下材料中选择的一种材料碳(C)、钇(Y)、氧化钇(Y2O3)、氟化钙(CaF2)、铝(Al)及氧化铝(Al2O3)。另外，在材料为碳的情况下，优选由结晶状金刚石或金刚石状碳(DLCdiamond-like carbon)制成。通过使用这些材料，可以充分提高对于卤素系等离子体的耐受性(以下称为“耐等离子体性”)或者对于活性分子的耐受性。
上述材料组中，氟化钙不仅具有这样的物理性质不溶于水，熔点为1373℃、可使用的最高温度为900℃、以Knoop数表示的硬度为158.3、可透过的光的波长区域(透过波长区域)为0.2～9.0μm以及对于波长为1000cm-1的光的折射率为1.39，而且具有对于卤素的高耐蚀性，由于硬度高还具有高耐压性。另外，关于氟化钙，可容易且便宜地获得纯度高的产品。另外，比起石英，还更难以溶于作为氟化氢的水溶液的氢氟酸。
如上所述，氟化钙由于具有较高的耐压性，所以作为窗口部件正好合适，另外，由于可使用的最高温度为900℃，所以也正好适合达到约900℃的高温环境的处理室100，另外，由于透过波长区域比石英更大，正好适合光学测定。因此，使用氟化钙最为优选。
另外，单体铝以及铝中的铝原子和等离子体中的氟反应，生成氟化铝(AlF3)。生成的氟化铝由于残留在表面处理层219b，因此，对于氟的耐等离子体性特别高。
另外，卤素系等离子体含有腐蚀石英玻璃的卤素或者其化合物，比如有含有CF4/Ar/O2/CO等离子体、F2等离子体、CF4、C4F8、C5F8等的氟化碳系等离子体等的氟或者其化合物的氟系等离子体或者氯(Cl2)等离子体。这些卤素系等离子体含有卤素自由基等的活性分子，与作为玻璃等的成分的硅原子反应，使玻璃等劣化。
另外，构成表面处理层219b的材料，其含有量优选在占表面处理层219b的整个质量的10～100质量％的范围内。这是因为，如果含有量未满10质量％，那么就不能充分提高表面处理层219b的对于耐等离子体性或活性分子的耐受性。
另外，表面处理层219b的厚度，优选在100nm～100μm的范围内。这是因为，如果厚度未满100nm，那么表面处理层219b在由后述的涂敷膜制成的情况下容易从基座219a剥离，在由掺杂层制成的情况下容易被卤素系等离子体腐蚀。另一方面，这是因为，厚度如果超过100μm，就难以在基座219a上形成，生产成本上升的同时，表面处理层219b的透明度降低，通过颗粒监控装置210监控排气管线200内的颗粒变得困难。
以下，关于对基座219a的气体接触面进行的表面处理进行说明。
作为表面处理，有这样的方法在基座219a的气体接触面上作成由构成表面处理层219b的材料制成的涂敷膜的涂敷法、通过从基座219a的气体接触面的表面到预定深度掺杂构成表面处理层219b的材料，在基座219a上形成掺杂层的掺杂法，但也可以是其他任意的方法。
作为上述涂敷法，有如下方法将二氧化硅和氧化铝等上述材料制成的混合物在基座219a的气体接触面上进行熔融、冷却的方法、将熔融该混合物后的材料吹附在基座219a的气体接触面上的熔射方法、溅射上述材料或者用PVD成膜的方法等。通过涂敷，可以容易地在基座219a上形成表面处理层219b。
作为上述掺杂法，由如下方法离子注入法、使基座219a的气体接触面部分地熔融，混合上述材料的方法等。另外，在基座219a上掺杂上述材料之后，优选进行烧制(baking)。另外，在通过掺杂在基座219a上形成由掺杂层制成的表面处理层219b的情况下，它们的形成边界变得不明确，但是，至少在从表面处理层219b的气体接触面到预定深度，被掺杂材料的含有量优选在上述范围内。通过掺杂，在基座219a上形成的表面处理层219b不会剥离，所以，能够切实地在基座219a上形成表面处理层219b。
根据图8的颗粒监控用窗口部件219，由于在基座219a上形成表面处理层219b，因此，在作为新构成的气体接触面的表面处理层219b上，可以有效率地发挥耐等离子体性或对于活性分子的耐受性，降低其更换频度。另外，由于降低了更换频度，所以能够长时间地确保维持排气管线200的真空压力的时间，能够提高半导体制造装置1000的生产能力。
另外，颗粒监控用窗口部件219具有耐等离子体性或对于活性分子的耐受性，其劣化得到抑制，因此，颗粒监控装置210可以切实地监控含有剥离的沉积物的颗粒，正确地评价半导体制造装置1000的清洁度。
另外，上述实施方式中，图8的颗粒监控用窗口部件219，优选具有足够的硬度，以作为对于激光光源212照射的激光的可视光区域的波长的透明度高，与真空的空间对面的窗口部件来使用。
另外，也可以在基座219a的监控面上形成由氟化镁制成的膜。这样，可以防止入射颗粒监控用窗口部件219的光的反射。
另外，上述第四实施方式中，图8的颗粒监控用窗口部件219由基座219a及表面处理层219b构成，但也可以由氟化钙制成的单一整体部件制成。
另外，上述颗粒监控用窗口部件219也可以适用于其他的真空容器，比如图1中的处理室100、图6中的颗粒监控装置210’、或者配管等的框体。另外，也可以用于颗粒监控装置以外的其他部件。采用图9说明它们的具体用例。
图9为详细地表示图1中半导体制造装置1000的构造的部分截面图。
图9中，半导体制造装置1000除图1所示的构成要素，还具备在其位置监控处理室100内的颗粒的现场(in situ)颗粒监控装置(ISPM)400和拍摄处理室100内的拍照对象比如从颗粒监控装置400发出的激光的CCD(charge coupled device)照相机500。颗粒监控装置400及CCD照相机500连接在个人电脑(PC)600上。PC600上，通过信号处理部610另连接有CVD工具控制部620。
颗粒监控装置400具备以输出功率2.5kW、脉冲10kHz照射预定波长比如532nm的YAG激光的激光光源410、将激光整形为所需形状的任意的光学系统420、将通过该光学系统420入射的激光向处理室100的方向反射的透镜430、设置在处理室100的腔室壁111上的颗粒监控用窗口部件440。颗粒监控用窗口部件440由与图8的颗粒监控用窗口部件219同样的构造及材料构成。由透镜430反射的激光通过颗粒监控用窗口部件440向处理室100内导波。在处理室100内部，光束通过狭缝114、115入射在射束挡板116上。
另外，CCD照相机500通过设置在处理室100的腔室壁110的CCD照相机用窗口部件(未图示)拍摄处理室100内的激光，将拍摄的画像输入PC600。这样，在计量激光的脉冲数的同时，可以作为计算被处理室100内的颗粒散射的激光的传感器发挥作用。该CCD照相机用窗口部件由与图8的颗粒监控用窗口部件219同样的构造及材料构成，这样，可以抑制表面的腐蚀，降低其更换频度，同时，可以抑制传感器的感应度降低。另外，作为传感器发挥作用的话，也可以使用光电倍增管代替CCD照相机500。
另外，半导体制造装置1000具备配置于晶片台111上部的聚焦环117，该聚焦环117也由与图8的颗粒监控用窗口部件219同样的构造及材料比如氟化钙制成，这样，可以实现绝缘的同时，可以抑制表面的腐蚀，降低其更换频度。
根据图9，窗口部件440、CCD照相机用窗口部件、及聚焦环117等处理室100内的部件由与图8的颗粒监控用窗口部件219同样的构造及材料制成，因此，可以抑制它们表面的腐蚀，降低它们的更换频度。另外，由于表面的腐蚀被抑制，所以，可以抑制处理室100内发生的晶片污染。
涉及本发明实施方式的真空装置、其颗粒监控方法及程序不限于半导体制造装置的处理室或负载锁定室，可以适用于形成可排气的预定空间的容器，比如平板显示器等的液晶制造装置、其他基板处理装置。
另外，涉及本发明实施方式的颗粒监控用窗口部件可以适用于在形成预定空间的框体和监控该框体内的颗粒的颗粒监控之间设置的透明的颗粒监控用窗口部件。
权利要求
1.一种颗粒监控用窗口部件，由在形成预定空间的框体和监控该框体内的颗粒的颗粒监控装置之间设置的透明基件制成，其特征在于所述基件由透明的基座和在与该基座上的所述框体内的气体相对面的面上实施预定处理的表面处理层构成。
2.根据权利要求1所述的窗口部件，其特征在于所述表面处理层含有选自碳、钇、氧化钇及氟化钙中的一种材料。
3.根据权利要求2所述的窗口部件，其特征在于所述碳由结晶状金刚石或金刚石状碳制成。
4.根据权利要求2或3所述的窗口部件，其特征在于所述一种材料，其含有量在所述表面处理层的整个质量中，在10～100质量％的范围内。
5.根据权利要求1所述的窗口部件，其特征在于所述表面处理层含有铝或者氧化铝。
6.权利要求5所述的窗口部件，其特征在于所述铝或者氧化铝，其含有量在所述表面处理层的整个质量中，在10～100质量％的范围内。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述预定处理为涂敷处理。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述预定处理为掺杂处理。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述表面处理层，其厚度在100nm～10μm的范围内。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述基座由以硅为主成分的玻璃制成；所述表面处理层处于所述框体内的气体所含有的活性分子中。
11.一种颗粒监控用窗口部件，由在形成预定空间的框体和监控该容器内的颗粒的颗粒监控装置之间设置的透明基件制成，其特征在于所述基件由氟化钙制成。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的窗口部件，其特征在于所述框体由容器或者配管制成。
全文摘要
提供一种可切实地监控包含易剥离的沉积物的颗粒，正确地评价真空装置的清洁度的颗粒监控用窗口部件。该颗粒监控用窗口部件，由在形成预定空间的框体和监控该框体内的颗粒的颗粒监控装置之间设置的透明基件制成，基件由透明的基座和在与该基座上的所述框体内的气体相对面的面上实施预定处理的表面处理层构成。
文档编号G01N15/06GK101082560SQ20071013913
公开日2007年12月5日 申请日期2005年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者守屋刚, 中山博之 申请人:东京毅力科创株式会社