专利名称：制造大规模集成电路的处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造LSI(大规模集成电路)的处理设备，预定气体引入其处理室对衬底进行预定处理。特别是，本发明涉及一种处理设备，该设备通过处理室的一个窗口从处理室外引入激光，以便观察严重影响预定处理的细颗粒的发生情况，可以测量到悬浮于处理室中的细颗粒散射的光。
当通过处理室的窗口引入激光，并测量处理室中细颗粒所散射(如灰尘或污物)的光时，由于各种原因发生杂散光而不是要测量的散射光。杂散光包括激光在窗口的正面和背面上的反射光；设备内壁上的不规则反射光；激光挡板上的不规则反射光等等，它们通常强于要测量的弱散射光。因此，为了测量这种来自细颗粒的弱散射光，必需抑制反射光和不规则的反射光。实现这种效果的方法一般采用这样一种方案，在激光将通过其引入的窗口上涂敷抗反射敷层(此后称之为入射侧窗)，以减少反射，或将光束挡板制成黑色，以抑制不规则的反射光。
其中，关于实现此目的方法的改进的另一方案提出了一个发明，其中为减少由于入射侧窗口造成的激光的多次反射光或由激光挡板产生的不规则反射光，一般可以采用一种称为障板、雷利角等的光束阻尼器。关于此方法，New Technology Communication公司1984年的TadaoTsuruta“light pencil”第296-306页有对此的概述。
尽管不可否认上述方法是有效的，但例如在向处理室中供应化学活性气体(此后称为活性气体)，并通过化学反应在半导体衬底上进行膜形成工艺时，会产生两个问题。
一个问题发生在激光入射侧窗口。即，由于入射侧窗口的处理室内表面暴露于活性气体，因活性气体与窗口材料化学反应造成了反应产物沉积在窗口上。结果，由沉积产物产生了散射光，这妨碍了对要求必需测量的细颗粒导致的弱散射光的测量。除此之外，由于沉积产物导致的散射使得引入处理室的激光强度减弱，因而使细颗粒产生的弱散射光强更弱，所以更难进行测量。在激光强度很强时，有时沉积产物发生散射，污染了处理室内壁。
另一个问题发生在激光挡板上。在将激光引入处理室时，光束阻尼器设置于处理室内壁上，与入射侧窗口相对，作为激光挡板。理想的是该阻尼器由100％吸光的材料形成。然而由于材料的反射系数必然不会为零，所以利用上述参考文献所述的雷利角或剃刀刀片束，通过多次反射可以实现反射系数接近零。这种情况下，由于表面积增大，产生与上述在入射侧窗口的处理室内表面上相同的问题。即，由于反应产物的沉积造成了阻尼器表面上的散射光增多，或强激光使阻尼器表面上的沉积产物产生散射，这将污染处理室内表面。
所以，在使用化学活性气体的处理设备中，测量处理室中细颗粒的弱散射光时，只用常规彩的障板、雷利角或剃刀刀片束是不够的。为了检测处理设备的处理室中细颗粒的发生情况，重要的手段是稳定衬底的处理条件。
本发明的目的是提供一种制造LSI的处理设备，可以防止由衬底处理所用气体(处理中所用气体)造成的反应产物沉积在入射侧窗口的室内表面上和光束挡板表面上，所以处理室内不会被污染，因而可以测量处理室内悬浮或落下的细颗粒的弱散射光。
为了达到上述目的，本发明提供一种制造LSI的处理设备，包括具有光导入窗的处理室；为所说处理室供应化学活性气体的装置；及吹散气体装置，用于将对于所说光导入窗材料具有化学惰性的气体吹散到作为所说处理室内表面的光导入窗内表面。
根据本发明另一方案，提供一种制造LSI的处理设备，包括排气装置，用于将所说化学活性气体排出，以便所说气体不会到达作为所说处理室内表面的光导入窗内表面附近的空间；或开关装置，用于开关所说化学活性气体到作为所说处理室内表面的光导入窗内表面的入口。
根据本发明再一方案，提供一种制造LSI的处理设备，包括处理室，具有减少导入所说处理室内的激光的光束阻尼器；用于向所说处理室供应化学活性气体的装置；及吹散气体装置，用于将对于所说光束阻尼器材料为化学惰性的气体吹散到所说光束阻尼器上。
根据本发明又一方案，提供一种制造LSI的处理设备，包括排气装置，用于将所说化学活性气体排出，以便所说气体不会到达所说光束阻尼器附近的空间；或开关装置，用于开关所说化学活性气体到所说光束阻尼器的入口。
根据本发明，利用吹散气体结构，将对于制造LIS处理设备所包括的处理室的光导入窗或光束阻尼器为化学惰性的气体吹散到光导入窗的内表面或光束阻尼器。因此，在对衬底进行预定处理时，向处理室内供应化学活性气体，活性气体不与光导入窗内表面或光束阻尼器接触，所以可以防止反应产物沉积。结果，在借助通过光导入窗向处理室导入气体测量处理室内悬浮的细颗粒的散射光时，由于不必要的不规则反射光不会到达光导入窗的内表面或光束阻尼器，所以可以测量处理室内细颗粒的弱散射光。除此之外，由于没有反应产物沉积在光导入窗的内表面上或光束阻尼器上，所以不会因强激光造成的反应产物散射而污染处理室内部，即使激光强度增大也如此。
在安装排气系统，排放光导入窗内表面或光束阻尼器附近空间中环境气体的情况下，由于在光导入窗内表面或光束阻尼器附近活性气体的浓度减小，所以，活性气体产生的反应产物沉积在光导入窗内表面或光束阻尼器上的可能性较小。结果，在利用导入到处理室中的激光测量处理室内悬浮的细颗粒的散射光时，由于没有在光导入窗内表面或光束阻尼器上产生不必要的散射反射光，所以可以测量处理室内细颗粒的弱散射光。
因为安装了开关化学活性气体到光导入窗内表面或光束阻尼器的入口的开关机构，所以，可以只在为测量处理室内细颗粒的散射光而将激光导入处理室时，打开到光导入窗内表面或光束阻尼器的入口，而在不导入激光时关闭此气体入口。因此，光导入窗内表面或光束阻尼器不会在不必暴露于气体时暴露于化学活性气体中。
如上所述，本发明提供一种制造LSI的处理设备，包括通过其导入激光的窗口，及用作激光导入挡板的光束阻尼器，其中该设备还包括使供应到处理室内用于预定处理的化学活性气体不到达所说窗口内表面和光束阻尼器的机构。用此机构，可以防止反应产物沉积在光导入窗内表面和光束阻尼器上。因此，在光导入窗内表面和光束阻尼器上不存在不必要的反射光，可以测量处理室内发生的细颗粒的弱散射光。
图1是展示本发明第一实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图；图2是展示本发明第二实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图；图3是展示本发明第三实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图；图4是展示本发明第四实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图；图5是展示本发明第五实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图；图6是展示本发明第六实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图。
下面将参照各
本发明的实施例。
第一实施例下面说明制造LSI的处理设备，该设备包括处理室，用于预定处理的活性气体将供应到其中，该设备还包括吹散气体的机构，用于将净化气体吹散到激光导入窗内表面上，以防止反应产物沉积于激光导入窗内表面上。
图1是以最佳方式展示本发明第一实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图。
如图1所示，该实施例的制造LSI处理设备包括处理室12，用于预定处理的活性气体将供应到其中。处理室12的部分外壁形成从外壁延伸到空气中的突起部件14。安装入射侧窗(由例如玻璃等透光部件构成)13，以密封突起部件14的开口端，激光11通过该窗口导入。障板15设置在突起部件14的内部，用于在激光导入窗口时，如果产生不规则反射光阻断导入处理室的不必要的那部分光。在窗口13的空气侧表面上涂抗反射敷层，以防止窗13激光透过率下降。在突起部件14中形成作为吹散气体机构的净化气体入口17，用于沿窗13内表面吹散净化气体。突起部件14具有大量进入处理室12的不规则反射光16减少的作用。
在这种设备中，活性气体以一定压力存于处理室12中，活性气体通过障板15的激光导入口引入到窗13内。然而，由于如化学惰性的氦气等净化气从净化气入口17沿窗13内表面导入，所以净化气覆盖了窗13的内表面，并由处理室12的排气系统(未示出)吸进处理室12。为此，活性气体很难到达窗13，防止了化学反应产物沉积在窗13内表面上。
上述的净化气可以是任何一种相对于窗材料为化学惰性的气体，除氦气外，例如作为第一类的氩等稀有气体、氮气等皆可以用。净化气的流量可以根据处理室的压力、活性气体的分压等确定。
用这种机构引入净化气，可以防止反应产物沉积在入射侧窗的内表面上，所以可以抑制不必要的不规则反射光，因而可以测量处理室内细颗粒的弱散射光。
第二实施例下面说明制造LSI的处理设备，该设备包括处理室，用于预定处理的活性气体引入其中，该设备还包括用于防止反应产物沉积于装在处理室上的激光导入窗的内表面上。
图2是以最佳方式展示本发明第二实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图。该图中，用相同的标记表示与第一实施例相同的部件。
在该实施例的制造LSI的处理设备中，如图2所示，在与第一实施例类似的有窗13的处理室12的突起部件14上设置有不同于处理室12的排气系统(未示出)的另一排气系统18。即，第二实施例除包括排气系统18取代第一实施例的净化气体入口外，与第一实施例有相同的结构。
这种设备中，由于因安装于突起部件14上的障板15而使突起部件14的处理室侧的开口变窄，所以在排气系统18的负压下突起部件14的真空度保持高于处理室12的真空度。即利用排气系统18实现差动排气。尽管活性气体借助差动排气系统从处理室12向突起部件14流动，但由于在达到窗13之前被排放，所以可以抑制活性气体沉积在窗13的内表面上。排气系统18的排气速率由处理室12内的预定压力和流到突起部件14的气体流速确定。
由于提供这种排气系统可以防止在入射侧窗的内表面上产生沉积，所以由于抑制了不必要的不规则反射光，因而可以测量处理室中细颗粒的弱散射光。
第三实施例下面说明制造LSI的处理设备，该设备包括处理室，用于预定处理的活性气体引入其中，该设备还包括一个开关机构，用以防止反应产物沉积在装在处理室上的激光导入窗的内表面上。
图3是以最佳方式展示本发明第三实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图。该图中，用相同的标记表示与第一实施例相同的部件。
在该实施例的制造LSI的处理设备中，如图3所示，在提供有与第一实施例类似的窗的处理室12的突起部件14中的光路径上设置关闭激光导入口的开关19，该开关形成于障板15上，作为气体入口。开关19装于线性运动导向件20上，该导向件延伸到突起部件14之外，可以图中的上下方向运动。以这种方式，该实施例包括开关19和线性运动导向件20，以取代第一例的净化气体入口。
这种设备中，线性运动导向件20只在检测细颗粒的发生情况时才工作，且关闭障板15的激光导入口的开关19打开。相反，在不检测发生情况时开关19关闭。如果障板15的激光导入口被开关19关闭，则活性气体不能进入障板15内。如果开关19以这种方式打开或关闭，由在不必要的情况下，反应产物不会沉积在窗13的内表面上。
激光11为连续光或可以被当作重复频率为几千Hz的赝连续光时，关开19在激光11辐射的过程中保持打开状态。在几Hz频率光的情况下，开关19与激光振荡时序同步开或关。
尽管该实施例中线性运动导向件20用于使开关19象图中所示的那样作垂直运动，但可以用旋转导向件取而代之，其中开关旋转，以绕作为中心的旋转导向件的端部打开或关闭。另外，可以采用沿周边依次有多个狭缝的盘在电机的驱动下绕其中心旋转的方式，电机的旋转速度调节到与激光的重复频率同步。
设置这种开关机构，可以减少入射侧窗内表面上沉积的发生，所以可以抑制不必要的不规则反射光，因而可以测量处理室中细颗粒的弱散射光。
尽管上述第一至第三实施例中，用分别采用了净化气、局部排气系统和开关的设备作实例，但如果这些设备的特征任意结合，可以更有效地防止反应产物沉积于入射侧窗的处理室内表面上。第四实施例下面说明制造LSI的处理设备，该设备包括处理室，用于预定处理的活性气体引入其中，该设备还包括用于将净化气吹到作为导入处理室的激光的挡板的阻尼器上的吹散气体机构，用以防上反应产物沉积于阻尼器的表面上。
图4是以最佳方式展示本发明第四实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图。
如图4所示，该实施例的制造LSI的处理设备包括处理室，向此处理室供应活性气体以进行要求的处理。突起部件24延伸到空气中，该部件由处理室22的外壁在与设置入射侧窗的位置相对的处理室外壁位置形成，激光21通过入射侧窗导入。阻尼器31为设置于突起部件24的底部的激光21的挡板。阻尼器31由黑金属片束构成，每片为剃刀刀片形，激光21在刀片间重复多次反射，多半激光被吸收。入射激光到达阻尼器31上的部分作为不规则反射光26返回到处理室22。为了抑制这种现象，在突起部件24中设置障板25。用于将净化气导入阻尼器31的净化气入口27形成于突起部件24中。突起部件24具有使返回处理室22中的不规则反光26的量减少的作用。
这种处理设备中，处理室22内残留活性气体(例如氧气和氢气)，活性气体通过障板25的激光导入口进入突起部件24的底侧，这里设置有阻尼器31。然而，如化学惰性的氦等净化气体通过净化气体导入口27导入阻尼器31，净化气体累积，充满设置阻尼器31的空间内，然后被处理室22的排气系统(未示出)吸到处理室22中。因此，活性气体很难到达阻尼器31，所以可以防止化学反应产物沉积于阻尼器31上，净化气体可以是任何不与阻尼器反应的气体，除He外，可以用如Ar作为第一类的稀有气体或N2。净化气体的流速只需根据处理室的压力、活性气体的分压等确定。
用这种导入净化气的机构，可以防止在阻尼器上产生沉积，所以抑制了不必要的反射光，因而可以测量处理室内细颗粒的弱散射光。
第五实施例下面说明制造LSI的处理设备，该设备包括处理室，用于预定处理的活性气体引入其中，该设备还包括排气系统，以防止反应产物沉积于作为导入到处理室的激光的挡板的阻尼器上。
图5是以最佳方式展示本发明第二实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图。该图中，用相同的标记表示与第四实施例相同的部件。
如图5所示，该实施例的制造LSI的处理设备中，在与第四实施例类似的有阻尼器31的处理室22的突起部件24上设置不同于处理室22的排气系统(未示出)的排气系统28。即，除设置排气系统28取代第四实施例的净化气导入口外，该实施例与第四实施例有相同的结构。
这种设备中，由于因安装于突起部件24上的障板25而使突起部件24的处理室侧的开口变窄，所以由排气系统28产生的突起部件24的真空度保持高于处理室22的真空度。利用排气系统28可以实现差动排气功能。由于这种差动排气，尽管活性气体从处理室22流到突起部件24，但在其到达阻尼器31之前便被吸掉，所以可以防止活性气体沉积在阻尼器31上。排气系统28的排气速率由处理室22内的预定压力和流到突起部件24的气体流速确定。
由于提供这种排气系统，可以防止在阻尼器上产生沉积，所以抑制了不必要的不规则反射光，因而可以测量处理室中细颗粒的弱散射光。
第六实施例下面说明制造LSI的处理设备，该设备包括处理室，用于预定处理的活性气体引入其中，该设备还包括一个开关机构，用以防止反应产物沉积在作为导入到处理室的激光的挡板的阻尼器上。
图6是以最佳方式展示本发明第六实施例的制造LSI处理设备的局部剖面图。该图中，用相同的标记表示与第四实施例相同的部件。
在该实施例的制造LSI的处理设备中，如图6所示，在提供有与第四实施例类似的阻尼器31的处理室22的突起部件24中的光路径上，设置关闭激光导入口的开关29，该开关形成于障板25上，作为气体入口。开关29安装于线性运动导向件30上，该导向件延伸到突起部件24之外，可以按图中的上下方向运动。以这种方式，该实施例包括开关29和线性运动导向件30，以取代第四例的净化气体入口。
这种设备中，线性运动导向件30只在检测细颗粒的发生情况时才工作，且关闭障板25的激光导入口的开关29打开。相反，在不检测发生情况时开关29关闭。如果障板25的激光导入口被开关29关闭，则活性气体不能进入障板25内。如果开关29以这种方式的打开或关闭，由在不必要的情况下，反应产物才不会沉积在窗13的内表面上。
在激光21为连续光或可以被当作重复频率为几千Hz的赝连续光时，关开29在激光21辐射的过程中保持打开状态。在几Hz频率光的情况下，开关29与激光振荡时序同步开或关。
尽管该实施例中线性运动导向件30用于使开关29象图中所示的那样作垂直运动，但可以用旋转导向件取而代之，其中开关旋转，以绕作为中心的旋转导向件的端部打开或关闭。另外，可以采用沿周边依次有多个狭缝的盘在电机的驱动下绕其中心旋转的方式，电机的旋转速度调节到与激光的重复频率同步。
设置这种开关机构，可以减少入射侧窗内表面上沉积的发生，所以可以抑制不必要的不规则反射光，因而可以测量处理室中细颗粒的弱散射光。
尽管上述第四至第六实施例中，用分别采用了净化气、局部排气系统和开关的设备作实例，但如果这些设备的特征任意结合，便能更有效地防止反应产物沉积于入射侧窗的处理室内表面上。
关于上述第一至第六实施例的处理设备所用的化学活性气体(处理气体)，可以是氢化物、卤化物、有机金属化合物等等。
权利要求
1.一种制造LSI的处理设备，包括具有光导入窗的处理室；为所说处理室供应化学活性气体的装置；及吹散气体装置，用于将对于所说光导入窗材料为化学惰性的气体吹散到作为所说处理室内表面的光导入窗内表面。
2.一种制造LSI的处理设备，包括具有光导入窗的处理室；为所说处理室供应化学活性气体的装置；及排气装置，用于将所说化学活性气体排出，以便所说气体不会到达作为所说处理室内表面的光导入窗内表面附近的空间。
3.一种制造LSI的处理设备，包括具有光导入窗的处理室；为所说处理室供应化学活性气体的装置；及开关装置，用于开关所说化学活性气体到作为所说处理室内表面的光导入窗内表面的入口。
4.如权利要求1的制造LSI的处理设备，还包括排气装置，用于将所说化学活性气体排出，以便所说气体不会到达作为所说处理室内表面的光导入窗内表面附近的空间。
5.如权利要求1的制造LSI的处理设备，还包括开关装置，用于开关所说化学活性气体到作为所说处理室内表面的光导入窗内表面的入口。
6.如权利要求2的制造LSI的处理设备，还包括开关装置，用于开关所说化学活性气体到作为所说处理室内表面的光导入窗内表面的入口。
7.一种制造LSI的处理设备，包括处理室，具有减少导入到所说处理室内的激光的光束阻尼器；用于向所说处理室供应化学活性气体的装置；及吹散气体装置，用于将对于所说光束阻尼器材料为化学惰性的气体吹散到所说光束阻尼器上。
8.一种制造LSI的处理设备，包括处理室，具有减少导入到所说处理室内的激光的光束阻尼器；用于向所说处理室供应化学活性气体的装置；及排气装置，用于将所说化学活性气体排出，以便所说气体不会到达所说光束阻尼器附近的空间。
9.一种制造LSI的处理设备，包括处理室，具有减少导入到所说处理室内的激光的光束阻尼器；用于向所说处理室供应化学活性气体的装置；及开关装置，用于开关所说化学活性气体到所说光束阻尼器的入口。
10.如权利要求7的制造LSI的处理设备，还包括排气装置，用于将所说化学活性气体排出，以便所说气体不会到达所说光束阻尼器附近的空间。
11.如权利要求7的制造LSI的处理设备，还包括开关装置，用于开关所说化学活性气体到所说光束阻尼器的入口。
12.如权利要求8的制造LSI的处理设备，还包括开关装置，用于开关所说化学活性气体到所说光束阻尼器的入口。
全文摘要
处理室中有用于预定处理的活性气体,处理室的部分外壁构成从此外壁延伸到空气中的突起部件。入射侧窗安装于突起部件上,通过该窗导入激光。障板设置于突起部件内,用于在将激光导入此窗时,如果产生不规则反射光,阻止导入到室中的光的不必要部分。在窗的空气侧表面上涂抗反射层。在突起部件上形成净化气体入口,用于将净化气体沿窗的内表面吹散。因此,可以防止处理气体沉积在入射侧窗的处理室内表面上和光束挡板的表面上,所以处理室内部不会被污染,因而以测量处理室内悬浮或落下的细颗粒的弱散射光。
文档编号G01N15/00GK1198589SQ98101758
公开日1998年11月11日 申请日期1998年5月4日 优先权日1997年5月1日
发明者上杉文彦, 伊藤奈津子 申请人:日本电气株式会社