JP2004014981A - 基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】化学汚染物質による汚染の評価を自動化することができる。
【解決手段】ダクト３３に設置された化学汚染物質検査装置６０は筐体の側壁１１ａに挿入された支持台６１に支持されダクト３３を流れるクリーンエア５３の有機物を検出する水晶振動子６２と、水晶振動子の発振回路６３と、振動数検出部６４と、化学汚染物質量演算部６５と、コントローラ６６と、出力装置６７と、水晶振動子６２を加熱するヒータ６８と、温湿度計７０とを備えている。
【効果】ダクトのクリーンエア中の化学汚染物質量の増加を化学汚染物質検査装置で測定することにより、ケミカルフィルタの化学汚染物質の除去能力の低下の有無を自動的に検査するとともに、検査の結果、ケミカルフィルタの化学汚染物質の除去能力の低下が有ると判定された場合にはその旨を警報しＩＣの製造方法の歩留りの低下等の発生を未然に防止する。
【選択図】 図３
【解決手段】ダクト３３に設置された化学汚染物質検査装置６０は筐体の側壁１１ａに挿入された支持台６１に支持されダクト３３を流れるクリーンエア５３の有機物を検出する水晶振動子６２と、水晶振動子の発振回路６３と、振動数検出部６４と、化学汚染物質量演算部６５と、コントローラ６６と、出力装置６７と、水晶振動子６２を加熱するヒータ６８と、温湿度計７０とを備えている。
【効果】ダクトのクリーンエア中の化学汚染物質量の増加を化学汚染物質検査装置で測定することにより、ケミカルフィルタの化学汚染物質の除去能力の低下の有無を自動的に検査するとともに、検査の結果、ケミカルフィルタの化学汚染物質の除去能力の低下が有ると判定された場合にはその旨を警報しＩＣの製造方法の歩留りの低下等の発生を未然に防止する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、有機物による汚染防止技術に係り、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において半導体素子を含む半導体集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したり不純物を拡散したりするバッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置に利用して有効なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣの製造方法においてウエハに絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したり不純物を拡散したりする工程には、バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置（以下、単にＣＶＤ装置という。）が広く使用されている。従来のこの種のＣＶＤ装置においては、ウエハの表面を汚染しＩＣの製造方法の歩留りに悪影響を及ぼすパーティクル（塵埃）を抑えるために、筐体の内部にクリーンエアを吹き出すクリーンユニットが設置されている。
【０００３】
近年、反応性の高いガス状汚染化学物質である酸性ガスやアルカリ性ガスおよび有機ガスもウエハを汚染することが解明されている。例えば、ＲＥＡＬＩＺＥ社発行の「ＵＬＳＩ製造における汚染の実態・製造現場の実態と今後の課題」においては、ＤＯＰ（ジオクチルフタル酸）、ＤＢＰ（ジブチルフタル酸）、多価アルコールといった有機物のウエハへの付着を低減することにより、ＩＣの電気的不良数が低減することが明らかにされている。そこで、これらの物質（以下、化学汚染物質という。）を吸着して除去するためのフィルタ（以下、ケミカルフィルタという。）のＣＶＤ装置への設置が要求されて来ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ケミカルフィルタは濾過材に化学添着剤を担持させた活性繊維を使用して物理的吸着と化学反応とにより、酸やアルカリ、有機物といった化学汚染物質を除去するものであるため、物理的吸着能力および化学反応能力が経時劣化する。したがって、ケミカルフィルタが設置されたＣＶＤ装置においても、筐体内の雰囲気中の化学汚染物質の量や濃度を定期的または不定期的に評価する必要がある。ちなみに、化学汚染物質はケミカルフィルタの経時劣化による侵入に限らず、筐体の内部にウエハキャリアの筐体内への搬入搬出時に流入したり、筐体の隙間から侵入したりすることもある。
【０００５】
筐体内の化学汚染物質の量や濃度を評価する方法としては、筐体内の雰囲気中に存在する化学汚染物質を筐体内に存置した吸着材（例えば、活性炭やウエハ）に吸着させてサンプリングして専用の分析器によってオフラインで評価する方法が、一般的に考えられる。しかしながら、このオフラインで評価する方法においては、次のような問題点がある。専用の評価システムの構築が必要になる。サンプリングのための吸着材の設置がＣＶＤ装置の稼働に影響を及ぼす。サンプリング時間の間隔が長時間にわたる場合もあり、評価結果が得られるまでに時間を要する。
【０００６】
本発明の目的は、化学汚染物質による汚染の評価の自動化を実現させることができる基板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】
本発明に係る基板処理装置は、基板を処理する処理室を形成したプロセスチューブを収容する筐体と、この筐体の内部または外部に設置されて筐体の内部または外部の雰囲気の化学汚染物質の増加を検出する水晶振動子または表面弾性波素子と、この水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した物質を加熱して除去するヒータとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
前記した手段によれば、水晶振動子または表面弾性波素子によって化学汚染物質の増加を検出することができるため、その検出結果に基づいて化学汚染物質の評価を自動化することができる。また、水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した化学汚染物質はヒータによって除去することができるため、化学汚染物質の増加の検出およびそれに基づく評価を自動的に継続することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【００１０】
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、図１に示されているように、ＣＶＤ装置（バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置）として構成されており、ＣＶＤ装置１０は気密室構造に構築された筐体１１を備えている。一般に、ウエハを収容して搬送するためのキャリア（搬送治具）としては、互いに対向する一対の面が開口された略立方体の箱形状に形成されているオープンカセット（以下、カセットという。）と、一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成され開口面にキャップが着脱自在に装着されているＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ 。）とがある。本実施の形態に係るＣＶＤ装置１０においては、ウエハ１のキャリアとしてはカセット２が使用されている。
【００１１】
筐体１１の正面の下部にはカセット２を筐体１１の内部に対して搬入搬出するためのカセット搬入搬出ポート（以下、カセットポートという。）１２が構築されており、カセットポート１２に対応する筐体１１の正面壁には、フロントシャッタ１３によって開閉されるカセット搬入搬出口１４が開設されている。カセットポート１２に対してはカセット２が工程内搬送装置（図示せず）によって搬入搬出されるようになっている。筐体１１の内部のカセットポート１２の後方には、複数個のカセット２を保管する複数段の保管棚１５が水平に敷設されている。筐体１１のカセットポート１２と保管棚１５との間にはカセット移載装置設置室１６が設定されており、この設置室１６にはスカラ形ロボット（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｒｏｂｏｔ ａｒｍ 。ＳＣＡＲＡ）によって構成されたカセット移載装置１７が設置されている。カセット移載装置１７はカセットポート１２と、保管棚１５と、ウエハ１をローディングおよびアンローディングするためのポート（以下、ウエハポートという。）１８との間でカセット２を搬送するように構成されている。
【００１２】
ウエハポート１８の後方の空間にはボート２３がプロセスチューブ２６への搬入搬出に対して待機する待機室１９が設定されており、待機室１９の前側の空間にはウエハ移載装置２０が設置されている。ウエハ移載装置２０はウエハポート１８とボート２３との間でウエハ１を搬送してカセット２およびボート２３に受け渡すように構成されている。待機室１９の後側の空間にはボートエレベータ２１が垂直に設置されており、ボートエレベータ２１はボート２３を支持したシールキャップ２２を垂直方向に昇降させるように構成されている。すなわち、シールキャップ２２はマニホールド２７を介してプロセスチューブ２６を気密封止することができる円盤形状に形成されており、シールキャップ２２の上にはボート２３が垂直に立脚されている。ボート２３は多数枚のウエハ１を中心を揃えて水平に配置した状態で保持するように構成されており、シールキャップ２２のボートエレベータ２１による昇降によってプロセスチューブ２６の処理室２５に対して搬入搬出されるようになっている。
【００１３】
筐体１１の後端部の上部にはプロセスチューブ設置室２４が設定されており、プロセスチューブ設置室２４には処理室２５を形成するプロセスチューブ２６がマニホールド２７を介して垂直に立脚され待機室１９の上に設置されている。マニホールド２７には処理室２５に原料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管２８と、処理室２５を真空排気するための排気管２９が接続されている。プロセスチューブ２６の外側にはヒータユニット３０が同心円に配されて筐体１１に支持されており、ヒータユニット３０は処理室２５を全体にわたって均一または所定の温度分布を維持するように加熱するように構成されている。
【００１４】
なお、筐体１１の内部におけるカセットポート１２の下部および上部には電気機器や電気配線および制御機器等を設置するための下側配電盤部３１および上側配電盤部３２がそれぞれ形成されている。
【００１５】
上側配電盤部３２とプロセスチューブ設置室２４との間にはダクト３３が垂直方向に延在するように敷設されており、このダクト３３の吸入口３４は筐体１１の上面において開口され、ダクト３３の吹出口３５は保管棚１５の後側において開口されている。ダクト３３の吸入口３４にはケミカルフィルタユニット３６が設置されている。ケミカルフィルタユニット３６はケミカルフィルタ３７と複数のファン３８とを備えており、ケミカルフィルタ３７がファン３８群の下流側になるように構成されている。ちなみに、ケミカルフィルタ３７は濾過材に化学添着剤を担持させた活性繊維を使用して、物理的吸着と化学反応とによって酸やアルカリおよび有機物といった化学汚染物質を除去するように構成されている。
【００１６】
ダクト３３の吹出口３５にはカセット移載装置室用クリーンユニット（以下、第一クリーンユニットという。）４０が、垂直に配置されて全面をカバーするように建て込まれている。第一クリーンユニット４０はパーティクルを捕集するフィルタ（以下、パーティクルフィルタという。）４１と複数のファン４２とを備えており、パーティクルフィルタ４１がファン４２群の下流側になるように構成されている。ダクト３３の中間部からはサブダクト４３が水平に分岐されており、サブダクト４３の吹出口４４はカセットポート１２の真上において下向きに開口されている。サブダクト４３の吹出口４４にはカセットポート用クリーンユニット（以下、第二クリーンユニットという。）４５が、水平に配置されて全面をカバーするように建て込まれている。第二クリーンユニット４５はパーティクルフィルタ４６と複数のファン４７とを備えており、パーティクルフィルタ４６がファン４７群の下流側になるように構成されている。ダクト３３の下端部からは第二のサブダクト４８が斜め下方向に分岐されており、第二のサブダクト４３の吹出口は待機室用クリーンユニット（以下、第三クリーンユニットという。）４９に接続されている。第三クリーンユニット４９は待機室１９の略全面をカバーするように垂直に設置されている。詳細な図示は省略するが、第三クリーンユニット４９もパーティクルフィルタと複数のファンとを備えており、パーティクルフィルタがファン群の下流側になるように構成されている。
【００１７】
図２に示されているように、カセット移載装置設置室１６の床面にはフロント排気ファン５０が左右方向に延在するように水平に敷設されており、待機室１９の床面には一対の排気ダクト５１、５１が左右に並べられて敷設されている。フロント排気ファン５０の吹出口は左右の排気ダクト５１、５１の吸入口にそれぞれ接続されており、左右の排気ダクト５１、５１の吹出口は筐体１１の外部において開口されている。待機室１９の後端部の第三クリーンユニット４９と反対側の片隅には、三台のリア排気ファン５２、５２、５２が垂直線上において上中下段に並べられて設置されており、リア排気ファン５２は待機室１９の雰囲気を吸い込んで待機室１９の外部に吹き出すように構成されている。
【００１８】
図１に示されているように、ダクト３３の中間部、第二クリーンユニット４５の吹出口付近、カセット移載装置設置室１６の下部および待機室１９の下部には、図３に示された化学汚染物質検査装置６０がそれぞれ設置されている。図３に示されているように、化学汚染物質検査装置６０はセラミック等の絶縁材料が使用されて形成された支持台６１を備えており、支持台６１は筐体１１の側壁１１ａに筐体１１の外側から挿入されている。支持台６１の挿入側の端面にはダクト３３等の雰囲気の有機物の増加を検出する水晶振動子（ｑｕａｒｔｚ ｃｒｙｓｔａｌ ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ ） ６２が支持されており、水晶振動子６２の端子は支持台６１を貫通して筐体１１の外部に引き出されている。水晶振動子６２の端子が接続された発振回路６３には振動数検出部６４が接続されており、振動数検出部６４の出力側は化学汚染物質量演算部（以下、演算部という。）６５に接続されている。演算部６５の出力側はコントローラ６６に接続されており、コントローラ６６の出力側にはブザーやランプおよびプリンタ等の出力装置６７が接続されている。
【００１９】
支持台６１の水晶振動子６２の下側にはヒータ６８が水晶振動子６２を加熱するように設置されており、ヒータ６８の端子は支持台６１を貫通して筐体１１の外部に引き出されている。ヒータ６８の端子が接続されたヒータ駆動回路６９にはコントローラ６６が接続されている。さらに、支持台６１のヒータ６８の下側には温湿度計７０が設置されており、温湿度計７０の端子は支持台６１を貫通して筐体１１の外部に引き出されている。温湿度計７０の端子が接続された温湿度計駆動回路７１には温湿度検出部７２が接続されており、温湿度検出部７２の出力側は演算部６５に接続されている。
【００２０】
次に、前記構成に係るＣＶＤ装置の作用を説明する。
【００２１】
図１に示されているように、カセット搬入搬出口１４からカセットポート１２に供給されたカセット２は、保管棚１５へカセット移載装置設置室１６のカセット移載装置１７によって搬送されて一時的に保管される。保管棚１５に保管されたカセット２はカセット移載装置１７によって適宜にピックアップされて、ウエハポート１８に搬送され移載される。ウエハポート１８のカセット２に収納された複数枚のウエハ１は、ウエハ移載装置２０によってボート２３に移載されて装填（チャージング）される。
【００２２】
指定された枚数のウエハ１がボート２３に装填されると、ボート２３はボートエレベータ２１によって上昇されてプロセスチューブ２６の処理室２５に搬入される。ボート２３が上限に達すると、ボート２３を保持したシールキャップ２２の上面の周辺部がプロセスチューブ２６をシール状態に閉塞するため、処理室２５は気密に閉じられた状態になる。
【００２３】
次いで、プロセスチューブ２６の処理室２５が気密に閉じられた状態で、所定の真空度に排気管２９によって真空排気され、ヒータユニット３０によって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管２８によって所定の流量だけ供給される。これにより、所定のＣＶＤ膜がウエハ１に形成される。
【００２４】
そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート２３がボートエレベータ２１によって下降されることにより、処理済みウエハ１を保持したボート２３が待機室１９における元の待機位置に搬出（ボートアンローディング）される。
【００２５】
待機室１９に搬出されたボート２３の処理済みウエハ１は、ボート２３からウエハ移載装置２０によってピックアップされてウエハポート１８に搬送され、ウエハポート１８に移載された空のカセット２に収納される。処理済みのウエハ１が収納されたカセット２は、保管棚１５の指定された位置にカセット移載装置１７によって搬送されて一時的に保管される。処理済みウエハ１を収納したカセット２は、保管棚１５からカセットポート１２へカセット移載装置１７によって搬送される。カセットポート１２に移載されたカセット２は次工程へ搬送される。
【００２６】
以降、前述した作用が繰り返されてウエハ１がＣＶＤ装置１０によってバッチ処理されて行く。
【００２７】
以上のバッチ処理が実施されている際には、図２に矢印で示されているように、カセット移載装置設置室１６、カセットポート１２および待機室１９にはクリーンエア５３が第一クリーンユニット４０、第二クリーンユニット４５および第三クリーンユニット４９から吹き出され、フロント排気ファン５０およびリア排気ファン５２によって吸い込まれて排気ダクト５１、５１から筐体１１の外部に排気される。このクリーンエア５３の流れにより、カセット２やウエハ１の表面に付着したパーティクル、カセット移載装置１７やウエハ移載装置２０およびボートエレベータ２１の稼働によって発生したパーティクル等が吹き落とされる。
【００２８】
この際、第一クリーンユニット４０、第二クリーンユニット４５および第三クリーンユニット４９に接続されたダクト３３の吸入口３４にはケミカルフィルタユニット３６が設置されているため、第一クリーンユニット４０、第二クリーンユニット４５および第三クリーンユニット４９から吹き出されるクリーンエア５３は酸性ガスやアルカリ性ガスおよび有機ガス等の化学汚染物質を予め除去された状態になっている。
【００２９】
ところで、ケミカルフィルタ３７は濾過材に化学添着剤を担持させた活性繊維を使用して物理的吸着と化学反応とにより、酸やアルカリ、有機物といった化学汚染物質を除去するものであるため、物理的吸着能力および化学反応能力が経時劣化する。ケミカルフィルタ３７の物理的吸着能力および化学反応能力が劣化すると、ケミカルフィルタ３７が化学汚染物質を充分に除去することができなくなるため、ウエハ１が化学汚染物質によって汚染される事態が発生し、ＩＣの製造方法の歩留りの低下等が引き起こされる。
【００３０】
そこで、本実施の形態においては、ダクト３３のクリーンエア５３中の化学汚染物質量の増加をケミカルフィルタユニット３６の下流に設置された化学汚染物質検査装置６０によって測定することにより、ケミカルフィルタ３７の化学汚染物質の除去能力の低下の有無を自動的に検査するとともに、検査の結果、ケミカルフィルタ３７の化学汚染物質の除去能力の低下が有ると判定された場合には、その旨を警報し、もって、ＩＣの製造方法の歩留りの低下等の発生を未然に防止することとしている。
【００３１】
以下、化学汚染物質検査装置６０の作用および効果を説明する。
水晶振動子６２の振動数変化量は、次式（１）によって与えられる。
−Δｆ＝Δｍ×（ｆ２ ／Ｎ×Ａ×ρ）・・・（１）
（１）式中、ｆは基本発振周波数、Δｆは振動数変化量、Δｍは振動子質量変化値、Ｎは振動数定数、Ａは振動子表面積、ρは水晶の密度である。
ここで、振動子質量変化値Δｍは雰囲気中に存在する水分および化学汚染物質が振動子表面に付着することで変化するため、化学汚染物質の変化量はΔｍを演算することにより求めることができる。 ここで、ケミカルフィルタユニット３６から化学汚染物質が吹き出されると、ケミカルフィルタユニット３６の下流に設置された化学汚染物質検査装置６０の水晶振動子６２には化学汚染物質が付着するため、基本振動数ｆは減少する。すなわち、化学汚染物質検査装置６０の一定のサンプリング時間において、化学汚染物質の濃度が高いほど水晶振動子６２の表面に付着する化学汚染物質の付着レートが高いため、低濃度の化学汚染物質の汚染環境下では振動数変化量Δｆは小さいが、高濃度の化学汚染物質の汚染環境下では振動数変化量Δｆは大きくなる。したがって、一定のサンプリング時間における振動数変化量Δｆの値を演算することにより、次の（２）式から化学汚染物質の濃度を求めることができる。
表面汚染量＝係数×雰囲気濃度×｛１−ｅｘｐ（−ａ×ｔ）｝・・・（２）
（２）式中、ａは係数、ｔは時間である。よって、化学汚染物質検査装置６０のコントローラ６６にサンプリング時間における振動数変化量Δｆに基準値を設定しておき、演算部６５からの振動数変化量Δｆがその基準値を超えた場合には、コントローラ６６は出力装置６７に警報を発生させる信号を指令する。また、化学汚染物質検査装置６０は雰囲気濃度レベルを数段階（例えば、高・中・低）をもって告知するように構築することもできる。
【００３２】
ところで、水晶振動子６２に付着した化学汚染物質をサンプリング後も付着したままにしておくと、基本発振周波数ｆが変動したままの状態になっているため、水晶振動子６２の化学汚染物質の検出精度が低下してしまう。そこで、本実施の形態に係る化学汚染物質検査装置６０においては、サンプリング後の適当な時期にヒータ６８によって水晶振動子６２を加熱することにより、水晶振動子６２に付着した化学汚染物質を加熱脱離させて清浄化し、基本発振周波数ｆを初期値に戻し、もって、水晶振動子６２による検出精度の低下を防止し、水晶振動子６２による繰り返しの検出を可能にする。この水晶振動子６２に付着した化学汚染物質を加熱脱離して水晶振動子６２を清浄化するための加熱温度としては、２５０℃以上で水晶振動子６２の耐熱温度以下の任意の温度が好ましい。
【００３３】
また、前述した化学汚染物質の検査作業を実行する前に、水晶振動子６２をヒータ６８によって水晶振動子６２の清浄化温度すなわち水晶振動子６２に付着した化学汚染物質を加熱脱離させる温度よりも低い温度をもって加熱することにより、水晶振動子６２の表面に付着した水分を化学汚染物質の検出作業以前に予め除去し、もって、化学汚染物質検査装置６０による検査の精度を高めることができる。この水晶振動子６２の表面に付着した水分を除去するための加熱温度としては、室温以上で１００℃以下の任意の温度が好ましい。
【００３４】
さらに、ヒータ６８の加熱温度を予め求められた所定の温度に設定することにより、ＩＣの製造方法の歩留りに大きな影響を及ぼすことが知られているＤＢＰやＤＯＰといった高沸点の有機物を残し、影響が比較的に少ないと認定されている低沸点の有機物を予め除去し、もって、高沸点の有機物だけの検出を実現することもできる。この低沸点有機物除去のための加熱温度としては、室温以上で２５０℃以下の任意の温度とするのが好ましい。
【００３５】
また、ダクト３３を流通するクリーンエア５３の温度および湿度を温湿度計７０によって測定し、この測定値を演算部６５に入力することにより、演算部６５の演算結果を補償することができる。
【００３６】
以上のようにしてダクト３３に設置された化学汚染物質検査装置６０によれば、ケミカルフィルタ３７の化学汚染物質の除去能力の低下の有無を自動的に検査することができる。
【００３７】
ところで、化学汚染物質の筐体１１の内部への侵入としては、ケミカルフィルタ３７の経時劣化による侵入に限らず、筐体１１の囲い壁の継ぎ目や隙間からの侵入、カセットポート１２のカセット搬入搬出口１４からの侵入、待機室１９のメンテナンス口１９ａからの侵入等がある。したがって、カセットポート１２、カセット移載装置設置室１６、待機室１９における化学汚染物質量の変化を自動的にモニタリングすることが望ましい。
【００３８】
そこで、本実施の形態にかかるＣＶＤ装置１０においては、化学汚染物質検査装置６０が第二クリーンユニット４５の吹出口付近、カセット移載装置設置室１６の下部および待機室１９の下部にそれぞれ設置されている。これらの化学汚染物質検査装置６０によってカセットポート１２やカセット移載装置設置室１６および待機室１９における化学汚染物質の量を検査することができるため、これらに侵入した化学汚染物質によるウエハ１の汚染を防止することができ、ＩＣの製造方法における歩留りの低下を未然に防止することができる。なお、これらの化学汚染物質検査装置６０の作用は前述したダクト３３に設置された化学汚染物質検査装置６０と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００３９】
図４は第二の実施の形態に係る化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、温湿度計の代わりに除湿器７３が水晶振動子６２の上流側に設置されている点と、雰囲気分離壁７４が支持台６１に支持されている点である。
【００４０】
本実施の形態によれば、水晶振動子６２に接触するクリーンエア５３の湿度の影響を除湿器７３によって低減することができるため、化学汚染物質検査装置６０の検査精度をより一層向上させることができる。
【００４１】
図５は第三の実施の形態に係る化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、化学汚染物質検査装置６０が筐体１１の外部（オフライン）に設置されており、水晶振動子６２が支持台６１に着脱自在に装着されるように構成されている点である。
【００４２】
本実施の形態においては、化学汚染物質のサンプリングに際しては、水晶振動子６２が支持台６１から脱装され、例えば、図５（ａ）に示されているように、サンプリング用支持台７５に装着されて筐体１１の側壁に挿入され、ダクト３３の途中に存置される。一般に、ダクト３３を流れるクリーンエア５３は湿度および温度が厳格に管理されているため、化学汚染物質のサンプリングに際して温湿度計が省略されていても、化学汚染物質のサンプリングに支障は殆どない。予め設定されたサンプリング期間が経過すると、化学汚染物質が付着した水晶振動子６２はダクト３３から取り出されて、図５（ｂ）に示されているように、筐体１１の外部に設置された化学汚染物質検査装置６０の支持台６１に装着され、前述した化学汚染物質の検査作業が実施される。
【００４３】
図６は本発明の他の実施の形態である枚葉式ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。
【００４４】
図６に示された枚葉式ＣＶＤ装置８０は筐体８１を備えており、筐体８１の正面の下部にはカセット２を筐体８１内に搬入搬出するためのカセットポート８２が構築されている。カセットポート８２に対応する筐体８１の正面壁にはフロントシャッタ８３によって開閉されるカセット搬入搬出口８４が開設されている。カセットポート８２に対してはカセット２が工程内搬送装置（図示せず）によって搬入搬出されるようになっている。筐体８１の内部のカセットポート８２の後方には予備室８５が設置されており、予備室８５にはゲートバルブ８７によって開閉されるカセット搬入搬出口８６が開設されている。予備室８５の後方にはウエハ移載装置設置室８８が設置されており、ウエハ移載装置設置室８８にはゲートバルブ９０によって開閉されるウエハ搬入搬出口８９が開設されている。ウエハ移載装置設置室８８にはウエハ移載装置９１が設置されている。ウエハ移載装置設置室８８の後方にはプロセスチューブ９２が設置されており、プロセスチューブ９２とウエハ移載装置設置室８８との間にはゲートバルブ９３が介設されている。
【００４５】
カセットポート８２の上側にはクリーンユニット９４が下向きに設置されており、クリーンユニット９４の吹出口付近には化学汚染物質検査装置６０が設置されている。本実施の形態によれば、カセットポート８２における化学汚染物質の変化量を化学汚染物質検査装置６０によってモニタリングすることができるため、化学汚染物質による枚葉式ＣＶＤ装置８０の歩留りの低下を防止することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００４７】
例えば、化学汚染物質の検出子としては、水晶振動子を使用するに限らず、表面弾性波（ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ）素子を使用してもよい。また、前記実施の形態では化学汚染物質検査装置を筐体内部に設置した場合について説明したが、化学汚染物質検査装置は、筐体外部に設置して、筐体外部の化学汚染物質の変化量をモニタリングするようにしてもよい。
【００４８】
前記実施の形態ではバッチ式縦形ＣＶＤ装置および枚葉式ＣＶＤ装置の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、バッチ式縦形拡散装置や枚葉式拡散装置やアニール装置等の熱処理装置（ｆｕｒｎａｃｅ ）や枚葉式プラズマＣＶＤ装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【００４９】
なお、前記した実施の形態には基板処理装置に限らず、次のような基板処理装置を用いた方法が含まれる。
１．基板処理装置の内部または外部の有機物量や濃度を水晶振動子または表面弾性波素子を用いて測定する工程と、水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した有機物を加熱して除去する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
２．基板処理装置の内部または外部の有機物量や濃度を水晶振動子または表面弾性波素子を用いて測定する工程と、前記測定前に水晶振動子または表面弾性波素子をそれに吸着した有機物を除去する温度よりも低い温度で加熱する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
３．前記２．において、前記水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した有機物を除去する温度よりも低い温度とは、水晶振動子または表面弾性波素子の表面に付着した水分または特定有機物の除去を行うことが可能な温度であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
４．基板処理装置の内部または外部の有機物量や濃度を水晶振動子または表面弾性波素子を用いて測定する工程と、水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した有機物を加熱して除去する工程と、を有することを特徴とする有機物量や濃度の測定方法。
５．基板処理装置の内部または外部の有機物量や濃度を水晶振動子または表面弾性波素子を用いて測定する工程と、前記測定前に水晶振動子または表面弾性波素子をそれに吸着した有機物を除去する温度よりも低い温度で加熱する工程と、を有することを特徴とする有機物量や濃度の測定方法。
６．前記５．において、前記水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した有機物を除去する温度よりも低い温度とは、水晶振動子または表面弾性波素子の表面に付着した水分または特定有機物の除去を行うことが可能な温度であることを特徴とする有機物量や濃度の測定方法。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、化学汚染物質による汚染の評価の自動化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置を示す側面断面図である。
【図２】そのクリーンエアの流れを示す一部省略斜視図である。
【図３】それに使用された化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
【図４】第二の実施の形態に係る化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
【図５】第三の実施の形態に係る化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である枚葉式ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１…ウエハ（基板）、２…カセット（ウエハキャリア）、１０…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…筐体、１１ａ…側壁、１２…カセットポート（カセット搬入搬出ポート）、１３…フロントシャッタ、１４…カセット搬入搬出口、１５…保管棚、１６…カセット移載装置設置室、１７…カセット移載装置、１８…ウエハポート、１９…待機室、１９ａ…メンテナンス口、２０…ウエハ移載装置、２１…ボートエレベータ、２２…シールキャップ、２３…ボート、２４…プロセスチューブ設置室、２５…処理室、２６…プロセスチューブ、２７…マニホールド、２８…ガス導入管、２９…排気管、３０…ヒータユニット、３１…下側配電盤部、３２…上側配電盤部、３３…ダクト、３４…吸入口、３５…吹出口、３６…ケミカルフィルタユニット、３７…ケミカルフィルタ、３８…ファン、４０…第一クリーンユニット（カセット移載装置室用クリーンユニット）、４１…パーティクルフィルタ、４２…ファン、４３…サブダクト、４４…吹出口、４５…第二クリーンユニット（カセットポート用クリーンユニット）、４６…パーティクルフィルタ、４７…ファン、４８…サブダクト、４９…第三クリーンユニット（待機室用クリーンユニット）、５０…フロント排気ファン、５１…排気ダクト、５２…リア排気ファン、５３…クリーンエア、６０…化学汚染物質検査装置、６１…支持台、６２…水晶振動子、６３…発振回路、６４…振動数検出部、６５…化学汚染物質量演算部、６６…コントローラ、６７…出力装置、６８…ヒータ、６９…ヒータ駆動回路、７０…温湿度計、７１…温湿度計駆動回路、７２…温湿度検出部、７３…除湿器、７４…雰囲気分離壁、７５…サンプリング用支持台、８０…枚葉式ＣＶＤ装置（基板処理装置）、８１…筐体、８２…カセットポート、８３…フロントシャッタ、８４…カセット搬入搬出口、８５…予備室、８６…カセット搬入搬出口、８７…ゲートバルブ、８８…ウエハ移載装置設置室、８９…ウエハ搬入搬出口、９０…ゲートバルブ、９１…ウエハ移載装置、９２…プロセスチューブ、９３…ゲートバルブ、９４…クリーンユニット。
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置に関し、特に、有機物による汚染防止技術に係り、例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において半導体素子を含む半導体集積回路が作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したり不純物を拡散したりするバッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置に利用して有効なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣの製造方法においてウエハに絶縁膜や金属膜等のＣＶＤ膜を形成したり不純物を拡散したりする工程には、バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置（以下、単にＣＶＤ装置という。）が広く使用されている。従来のこの種のＣＶＤ装置においては、ウエハの表面を汚染しＩＣの製造方法の歩留りに悪影響を及ぼすパーティクル（塵埃）を抑えるために、筐体の内部にクリーンエアを吹き出すクリーンユニットが設置されている。
【０００３】
近年、反応性の高いガス状汚染化学物質である酸性ガスやアルカリ性ガスおよび有機ガスもウエハを汚染することが解明されている。例えば、ＲＥＡＬＩＺＥ社発行の「ＵＬＳＩ製造における汚染の実態・製造現場の実態と今後の課題」においては、ＤＯＰ（ジオクチルフタル酸）、ＤＢＰ（ジブチルフタル酸）、多価アルコールといった有機物のウエハへの付着を低減することにより、ＩＣの電気的不良数が低減することが明らかにされている。そこで、これらの物質（以下、化学汚染物質という。）を吸着して除去するためのフィルタ（以下、ケミカルフィルタという。）のＣＶＤ装置への設置が要求されて来ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ケミカルフィルタは濾過材に化学添着剤を担持させた活性繊維を使用して物理的吸着と化学反応とにより、酸やアルカリ、有機物といった化学汚染物質を除去するものであるため、物理的吸着能力および化学反応能力が経時劣化する。したがって、ケミカルフィルタが設置されたＣＶＤ装置においても、筐体内の雰囲気中の化学汚染物質の量や濃度を定期的または不定期的に評価する必要がある。ちなみに、化学汚染物質はケミカルフィルタの経時劣化による侵入に限らず、筐体の内部にウエハキャリアの筐体内への搬入搬出時に流入したり、筐体の隙間から侵入したりすることもある。
【０００５】
筐体内の化学汚染物質の量や濃度を評価する方法としては、筐体内の雰囲気中に存在する化学汚染物質を筐体内に存置した吸着材（例えば、活性炭やウエハ）に吸着させてサンプリングして専用の分析器によってオフラインで評価する方法が、一般的に考えられる。しかしながら、このオフラインで評価する方法においては、次のような問題点がある。専用の評価システムの構築が必要になる。サンプリングのための吸着材の設置がＣＶＤ装置の稼働に影響を及ぼす。サンプリング時間の間隔が長時間にわたる場合もあり、評価結果が得られるまでに時間を要する。
【０００６】
本発明の目的は、化学汚染物質による汚染の評価の自動化を実現させることができる基板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】
本発明に係る基板処理装置は、基板を処理する処理室を形成したプロセスチューブを収容する筐体と、この筐体の内部または外部に設置されて筐体の内部または外部の雰囲気の化学汚染物質の増加を検出する水晶振動子または表面弾性波素子と、この水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した物質を加熱して除去するヒータとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
前記した手段によれば、水晶振動子または表面弾性波素子によって化学汚染物質の増加を検出することができるため、その検出結果に基づいて化学汚染物質の評価を自動化することができる。また、水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した化学汚染物質はヒータによって除去することができるため、化学汚染物質の増加の検出およびそれに基づく評価を自動的に継続することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【００１０】
本実施の形態において、本発明に係る基板処理装置は、図１に示されているように、ＣＶＤ装置（バッチ式縦形拡散・ＣＶＤ装置）として構成されており、ＣＶＤ装置１０は気密室構造に構築された筐体１１を備えている。一般に、ウエハを収容して搬送するためのキャリア（搬送治具）としては、互いに対向する一対の面が開口された略立方体の箱形状に形成されているオープンカセット（以下、カセットという。）と、一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成され開口面にキャップが着脱自在に装着されているＦＯＵＰ（ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｆｉｅｄ ｐｏｄ 。）とがある。本実施の形態に係るＣＶＤ装置１０においては、ウエハ１のキャリアとしてはカセット２が使用されている。
【００１１】
筐体１１の正面の下部にはカセット２を筐体１１の内部に対して搬入搬出するためのカセット搬入搬出ポート（以下、カセットポートという。）１２が構築されており、カセットポート１２に対応する筐体１１の正面壁には、フロントシャッタ１３によって開閉されるカセット搬入搬出口１４が開設されている。カセットポート１２に対してはカセット２が工程内搬送装置（図示せず）によって搬入搬出されるようになっている。筐体１１の内部のカセットポート１２の後方には、複数個のカセット２を保管する複数段の保管棚１５が水平に敷設されている。筐体１１のカセットポート１２と保管棚１５との間にはカセット移載装置設置室１６が設定されており、この設置室１６にはスカラ形ロボット（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｒｏｂｏｔ ａｒｍ 。ＳＣＡＲＡ）によって構成されたカセット移載装置１７が設置されている。カセット移載装置１７はカセットポート１２と、保管棚１５と、ウエハ１をローディングおよびアンローディングするためのポート（以下、ウエハポートという。）１８との間でカセット２を搬送するように構成されている。
【００１２】
ウエハポート１８の後方の空間にはボート２３がプロセスチューブ２６への搬入搬出に対して待機する待機室１９が設定されており、待機室１９の前側の空間にはウエハ移載装置２０が設置されている。ウエハ移載装置２０はウエハポート１８とボート２３との間でウエハ１を搬送してカセット２およびボート２３に受け渡すように構成されている。待機室１９の後側の空間にはボートエレベータ２１が垂直に設置されており、ボートエレベータ２１はボート２３を支持したシールキャップ２２を垂直方向に昇降させるように構成されている。すなわち、シールキャップ２２はマニホールド２７を介してプロセスチューブ２６を気密封止することができる円盤形状に形成されており、シールキャップ２２の上にはボート２３が垂直に立脚されている。ボート２３は多数枚のウエハ１を中心を揃えて水平に配置した状態で保持するように構成されており、シールキャップ２２のボートエレベータ２１による昇降によってプロセスチューブ２６の処理室２５に対して搬入搬出されるようになっている。
【００１３】
筐体１１の後端部の上部にはプロセスチューブ設置室２４が設定されており、プロセスチューブ設置室２４には処理室２５を形成するプロセスチューブ２６がマニホールド２７を介して垂直に立脚され待機室１９の上に設置されている。マニホールド２７には処理室２５に原料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管２８と、処理室２５を真空排気するための排気管２９が接続されている。プロセスチューブ２６の外側にはヒータユニット３０が同心円に配されて筐体１１に支持されており、ヒータユニット３０は処理室２５を全体にわたって均一または所定の温度分布を維持するように加熱するように構成されている。
【００１４】
なお、筐体１１の内部におけるカセットポート１２の下部および上部には電気機器や電気配線および制御機器等を設置するための下側配電盤部３１および上側配電盤部３２がそれぞれ形成されている。
【００１５】
上側配電盤部３２とプロセスチューブ設置室２４との間にはダクト３３が垂直方向に延在するように敷設されており、このダクト３３の吸入口３４は筐体１１の上面において開口され、ダクト３３の吹出口３５は保管棚１５の後側において開口されている。ダクト３３の吸入口３４にはケミカルフィルタユニット３６が設置されている。ケミカルフィルタユニット３６はケミカルフィルタ３７と複数のファン３８とを備えており、ケミカルフィルタ３７がファン３８群の下流側になるように構成されている。ちなみに、ケミカルフィルタ３７は濾過材に化学添着剤を担持させた活性繊維を使用して、物理的吸着と化学反応とによって酸やアルカリおよび有機物といった化学汚染物質を除去するように構成されている。
【００１６】
ダクト３３の吹出口３５にはカセット移載装置室用クリーンユニット（以下、第一クリーンユニットという。）４０が、垂直に配置されて全面をカバーするように建て込まれている。第一クリーンユニット４０はパーティクルを捕集するフィルタ（以下、パーティクルフィルタという。）４１と複数のファン４２とを備えており、パーティクルフィルタ４１がファン４２群の下流側になるように構成されている。ダクト３３の中間部からはサブダクト４３が水平に分岐されており、サブダクト４３の吹出口４４はカセットポート１２の真上において下向きに開口されている。サブダクト４３の吹出口４４にはカセットポート用クリーンユニット（以下、第二クリーンユニットという。）４５が、水平に配置されて全面をカバーするように建て込まれている。第二クリーンユニット４５はパーティクルフィルタ４６と複数のファン４７とを備えており、パーティクルフィルタ４６がファン４７群の下流側になるように構成されている。ダクト３３の下端部からは第二のサブダクト４８が斜め下方向に分岐されており、第二のサブダクト４３の吹出口は待機室用クリーンユニット（以下、第三クリーンユニットという。）４９に接続されている。第三クリーンユニット４９は待機室１９の略全面をカバーするように垂直に設置されている。詳細な図示は省略するが、第三クリーンユニット４９もパーティクルフィルタと複数のファンとを備えており、パーティクルフィルタがファン群の下流側になるように構成されている。
【００１７】
図２に示されているように、カセット移載装置設置室１６の床面にはフロント排気ファン５０が左右方向に延在するように水平に敷設されており、待機室１９の床面には一対の排気ダクト５１、５１が左右に並べられて敷設されている。フロント排気ファン５０の吹出口は左右の排気ダクト５１、５１の吸入口にそれぞれ接続されており、左右の排気ダクト５１、５１の吹出口は筐体１１の外部において開口されている。待機室１９の後端部の第三クリーンユニット４９と反対側の片隅には、三台のリア排気ファン５２、５２、５２が垂直線上において上中下段に並べられて設置されており、リア排気ファン５２は待機室１９の雰囲気を吸い込んで待機室１９の外部に吹き出すように構成されている。
【００１８】
図１に示されているように、ダクト３３の中間部、第二クリーンユニット４５の吹出口付近、カセット移載装置設置室１６の下部および待機室１９の下部には、図３に示された化学汚染物質検査装置６０がそれぞれ設置されている。図３に示されているように、化学汚染物質検査装置６０はセラミック等の絶縁材料が使用されて形成された支持台６１を備えており、支持台６１は筐体１１の側壁１１ａに筐体１１の外側から挿入されている。支持台６１の挿入側の端面にはダクト３３等の雰囲気の有機物の増加を検出する水晶振動子（ｑｕａｒｔｚ ｃｒｙｓｔａｌ ｍｉｃｒｏｂａｌａｎｃｅ ） ６２が支持されており、水晶振動子６２の端子は支持台６１を貫通して筐体１１の外部に引き出されている。水晶振動子６２の端子が接続された発振回路６３には振動数検出部６４が接続されており、振動数検出部６４の出力側は化学汚染物質量演算部（以下、演算部という。）６５に接続されている。演算部６５の出力側はコントローラ６６に接続されており、コントローラ６６の出力側にはブザーやランプおよびプリンタ等の出力装置６７が接続されている。
【００１９】
支持台６１の水晶振動子６２の下側にはヒータ６８が水晶振動子６２を加熱するように設置されており、ヒータ６８の端子は支持台６１を貫通して筐体１１の外部に引き出されている。ヒータ６８の端子が接続されたヒータ駆動回路６９にはコントローラ６６が接続されている。さらに、支持台６１のヒータ６８の下側には温湿度計７０が設置されており、温湿度計７０の端子は支持台６１を貫通して筐体１１の外部に引き出されている。温湿度計７０の端子が接続された温湿度計駆動回路７１には温湿度検出部７２が接続されており、温湿度検出部７２の出力側は演算部６５に接続されている。
【００２０】
次に、前記構成に係るＣＶＤ装置の作用を説明する。
【００２１】
図１に示されているように、カセット搬入搬出口１４からカセットポート１２に供給されたカセット２は、保管棚１５へカセット移載装置設置室１６のカセット移載装置１７によって搬送されて一時的に保管される。保管棚１５に保管されたカセット２はカセット移載装置１７によって適宜にピックアップされて、ウエハポート１８に搬送され移載される。ウエハポート１８のカセット２に収納された複数枚のウエハ１は、ウエハ移載装置２０によってボート２３に移載されて装填（チャージング）される。
【００２２】
指定された枚数のウエハ１がボート２３に装填されると、ボート２３はボートエレベータ２１によって上昇されてプロセスチューブ２６の処理室２５に搬入される。ボート２３が上限に達すると、ボート２３を保持したシールキャップ２２の上面の周辺部がプロセスチューブ２６をシール状態に閉塞するため、処理室２５は気密に閉じられた状態になる。
【００２３】
次いで、プロセスチューブ２６の処理室２５が気密に閉じられた状態で、所定の真空度に排気管２９によって真空排気され、ヒータユニット３０によって所定の温度に加熱され、所定の原料ガスがガス導入管２８によって所定の流量だけ供給される。これにより、所定のＣＶＤ膜がウエハ１に形成される。
【００２４】
そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート２３がボートエレベータ２１によって下降されることにより、処理済みウエハ１を保持したボート２３が待機室１９における元の待機位置に搬出（ボートアンローディング）される。
【００２５】
待機室１９に搬出されたボート２３の処理済みウエハ１は、ボート２３からウエハ移載装置２０によってピックアップされてウエハポート１８に搬送され、ウエハポート１８に移載された空のカセット２に収納される。処理済みのウエハ１が収納されたカセット２は、保管棚１５の指定された位置にカセット移載装置１７によって搬送されて一時的に保管される。処理済みウエハ１を収納したカセット２は、保管棚１５からカセットポート１２へカセット移載装置１７によって搬送される。カセットポート１２に移載されたカセット２は次工程へ搬送される。
【００２６】
以降、前述した作用が繰り返されてウエハ１がＣＶＤ装置１０によってバッチ処理されて行く。
【００２７】
以上のバッチ処理が実施されている際には、図２に矢印で示されているように、カセット移載装置設置室１６、カセットポート１２および待機室１９にはクリーンエア５３が第一クリーンユニット４０、第二クリーンユニット４５および第三クリーンユニット４９から吹き出され、フロント排気ファン５０およびリア排気ファン５２によって吸い込まれて排気ダクト５１、５１から筐体１１の外部に排気される。このクリーンエア５３の流れにより、カセット２やウエハ１の表面に付着したパーティクル、カセット移載装置１７やウエハ移載装置２０およびボートエレベータ２１の稼働によって発生したパーティクル等が吹き落とされる。
【００２８】
この際、第一クリーンユニット４０、第二クリーンユニット４５および第三クリーンユニット４９に接続されたダクト３３の吸入口３４にはケミカルフィルタユニット３６が設置されているため、第一クリーンユニット４０、第二クリーンユニット４５および第三クリーンユニット４９から吹き出されるクリーンエア５３は酸性ガスやアルカリ性ガスおよび有機ガス等の化学汚染物質を予め除去された状態になっている。
【００２９】
ところで、ケミカルフィルタ３７は濾過材に化学添着剤を担持させた活性繊維を使用して物理的吸着と化学反応とにより、酸やアルカリ、有機物といった化学汚染物質を除去するものであるため、物理的吸着能力および化学反応能力が経時劣化する。ケミカルフィルタ３７の物理的吸着能力および化学反応能力が劣化すると、ケミカルフィルタ３７が化学汚染物質を充分に除去することができなくなるため、ウエハ１が化学汚染物質によって汚染される事態が発生し、ＩＣの製造方法の歩留りの低下等が引き起こされる。
【００３０】
そこで、本実施の形態においては、ダクト３３のクリーンエア５３中の化学汚染物質量の増加をケミカルフィルタユニット３６の下流に設置された化学汚染物質検査装置６０によって測定することにより、ケミカルフィルタ３７の化学汚染物質の除去能力の低下の有無を自動的に検査するとともに、検査の結果、ケミカルフィルタ３７の化学汚染物質の除去能力の低下が有ると判定された場合には、その旨を警報し、もって、ＩＣの製造方法の歩留りの低下等の発生を未然に防止することとしている。
【００３１】
以下、化学汚染物質検査装置６０の作用および効果を説明する。
水晶振動子６２の振動数変化量は、次式（１）によって与えられる。
−Δｆ＝Δｍ×（ｆ２ ／Ｎ×Ａ×ρ）・・・（１）
（１）式中、ｆは基本発振周波数、Δｆは振動数変化量、Δｍは振動子質量変化値、Ｎは振動数定数、Ａは振動子表面積、ρは水晶の密度である。
ここで、振動子質量変化値Δｍは雰囲気中に存在する水分および化学汚染物質が振動子表面に付着することで変化するため、化学汚染物質の変化量はΔｍを演算することにより求めることができる。 ここで、ケミカルフィルタユニット３６から化学汚染物質が吹き出されると、ケミカルフィルタユニット３６の下流に設置された化学汚染物質検査装置６０の水晶振動子６２には化学汚染物質が付着するため、基本振動数ｆは減少する。すなわち、化学汚染物質検査装置６０の一定のサンプリング時間において、化学汚染物質の濃度が高いほど水晶振動子６２の表面に付着する化学汚染物質の付着レートが高いため、低濃度の化学汚染物質の汚染環境下では振動数変化量Δｆは小さいが、高濃度の化学汚染物質の汚染環境下では振動数変化量Δｆは大きくなる。したがって、一定のサンプリング時間における振動数変化量Δｆの値を演算することにより、次の（２）式から化学汚染物質の濃度を求めることができる。
表面汚染量＝係数×雰囲気濃度×｛１−ｅｘｐ（−ａ×ｔ）｝・・・（２）
（２）式中、ａは係数、ｔは時間である。よって、化学汚染物質検査装置６０のコントローラ６６にサンプリング時間における振動数変化量Δｆに基準値を設定しておき、演算部６５からの振動数変化量Δｆがその基準値を超えた場合には、コントローラ６６は出力装置６７に警報を発生させる信号を指令する。また、化学汚染物質検査装置６０は雰囲気濃度レベルを数段階（例えば、高・中・低）をもって告知するように構築することもできる。
【００３２】
ところで、水晶振動子６２に付着した化学汚染物質をサンプリング後も付着したままにしておくと、基本発振周波数ｆが変動したままの状態になっているため、水晶振動子６２の化学汚染物質の検出精度が低下してしまう。そこで、本実施の形態に係る化学汚染物質検査装置６０においては、サンプリング後の適当な時期にヒータ６８によって水晶振動子６２を加熱することにより、水晶振動子６２に付着した化学汚染物質を加熱脱離させて清浄化し、基本発振周波数ｆを初期値に戻し、もって、水晶振動子６２による検出精度の低下を防止し、水晶振動子６２による繰り返しの検出を可能にする。この水晶振動子６２に付着した化学汚染物質を加熱脱離して水晶振動子６２を清浄化するための加熱温度としては、２５０℃以上で水晶振動子６２の耐熱温度以下の任意の温度が好ましい。
【００３３】
また、前述した化学汚染物質の検査作業を実行する前に、水晶振動子６２をヒータ６８によって水晶振動子６２の清浄化温度すなわち水晶振動子６２に付着した化学汚染物質を加熱脱離させる温度よりも低い温度をもって加熱することにより、水晶振動子６２の表面に付着した水分を化学汚染物質の検出作業以前に予め除去し、もって、化学汚染物質検査装置６０による検査の精度を高めることができる。この水晶振動子６２の表面に付着した水分を除去するための加熱温度としては、室温以上で１００℃以下の任意の温度が好ましい。
【００３４】
さらに、ヒータ６８の加熱温度を予め求められた所定の温度に設定することにより、ＩＣの製造方法の歩留りに大きな影響を及ぼすことが知られているＤＢＰやＤＯＰといった高沸点の有機物を残し、影響が比較的に少ないと認定されている低沸点の有機物を予め除去し、もって、高沸点の有機物だけの検出を実現することもできる。この低沸点有機物除去のための加熱温度としては、室温以上で２５０℃以下の任意の温度とするのが好ましい。
【００３５】
また、ダクト３３を流通するクリーンエア５３の温度および湿度を温湿度計７０によって測定し、この測定値を演算部６５に入力することにより、演算部６５の演算結果を補償することができる。
【００３６】
以上のようにしてダクト３３に設置された化学汚染物質検査装置６０によれば、ケミカルフィルタ３７の化学汚染物質の除去能力の低下の有無を自動的に検査することができる。
【００３７】
ところで、化学汚染物質の筐体１１の内部への侵入としては、ケミカルフィルタ３７の経時劣化による侵入に限らず、筐体１１の囲い壁の継ぎ目や隙間からの侵入、カセットポート１２のカセット搬入搬出口１４からの侵入、待機室１９のメンテナンス口１９ａからの侵入等がある。したがって、カセットポート１２、カセット移載装置設置室１６、待機室１９における化学汚染物質量の変化を自動的にモニタリングすることが望ましい。
【００３８】
そこで、本実施の形態にかかるＣＶＤ装置１０においては、化学汚染物質検査装置６０が第二クリーンユニット４５の吹出口付近、カセット移載装置設置室１６の下部および待機室１９の下部にそれぞれ設置されている。これらの化学汚染物質検査装置６０によってカセットポート１２やカセット移載装置設置室１６および待機室１９における化学汚染物質の量を検査することができるため、これらに侵入した化学汚染物質によるウエハ１の汚染を防止することができ、ＩＣの製造方法における歩留りの低下を未然に防止することができる。なお、これらの化学汚染物質検査装置６０の作用は前述したダクト３３に設置された化学汚染物質検査装置６０と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００３９】
図４は第二の実施の形態に係る化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、温湿度計の代わりに除湿器７３が水晶振動子６２の上流側に設置されている点と、雰囲気分離壁７４が支持台６１に支持されている点である。
【００４０】
本実施の形態によれば、水晶振動子６２に接触するクリーンエア５３の湿度の影響を除湿器７３によって低減することができるため、化学汚染物質検査装置６０の検査精度をより一層向上させることができる。
【００４１】
図５は第三の実施の形態に係る化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
本実施の形態が前記実施の形態と異なる点は、化学汚染物質検査装置６０が筐体１１の外部（オフライン）に設置されており、水晶振動子６２が支持台６１に着脱自在に装着されるように構成されている点である。
【００４２】
本実施の形態においては、化学汚染物質のサンプリングに際しては、水晶振動子６２が支持台６１から脱装され、例えば、図５（ａ）に示されているように、サンプリング用支持台７５に装着されて筐体１１の側壁に挿入され、ダクト３３の途中に存置される。一般に、ダクト３３を流れるクリーンエア５３は湿度および温度が厳格に管理されているため、化学汚染物質のサンプリングに際して温湿度計が省略されていても、化学汚染物質のサンプリングに支障は殆どない。予め設定されたサンプリング期間が経過すると、化学汚染物質が付着した水晶振動子６２はダクト３３から取り出されて、図５（ｂ）に示されているように、筐体１１の外部に設置された化学汚染物質検査装置６０の支持台６１に装着され、前述した化学汚染物質の検査作業が実施される。
【００４３】
図６は本発明の他の実施の形態である枚葉式ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。
【００４４】
図６に示された枚葉式ＣＶＤ装置８０は筐体８１を備えており、筐体８１の正面の下部にはカセット２を筐体８１内に搬入搬出するためのカセットポート８２が構築されている。カセットポート８２に対応する筐体８１の正面壁にはフロントシャッタ８３によって開閉されるカセット搬入搬出口８４が開設されている。カセットポート８２に対してはカセット２が工程内搬送装置（図示せず）によって搬入搬出されるようになっている。筐体８１の内部のカセットポート８２の後方には予備室８５が設置されており、予備室８５にはゲートバルブ８７によって開閉されるカセット搬入搬出口８６が開設されている。予備室８５の後方にはウエハ移載装置設置室８８が設置されており、ウエハ移載装置設置室８８にはゲートバルブ９０によって開閉されるウエハ搬入搬出口８９が開設されている。ウエハ移載装置設置室８８にはウエハ移載装置９１が設置されている。ウエハ移載装置設置室８８の後方にはプロセスチューブ９２が設置されており、プロセスチューブ９２とウエハ移載装置設置室８８との間にはゲートバルブ９３が介設されている。
【００４５】
カセットポート８２の上側にはクリーンユニット９４が下向きに設置されており、クリーンユニット９４の吹出口付近には化学汚染物質検査装置６０が設置されている。本実施の形態によれば、カセットポート８２における化学汚染物質の変化量を化学汚染物質検査装置６０によってモニタリングすることができるため、化学汚染物質による枚葉式ＣＶＤ装置８０の歩留りの低下を防止することができる。
【００４６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００４７】
例えば、化学汚染物質の検出子としては、水晶振動子を使用するに限らず、表面弾性波（ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ）素子を使用してもよい。また、前記実施の形態では化学汚染物質検査装置を筐体内部に設置した場合について説明したが、化学汚染物質検査装置は、筐体外部に設置して、筐体外部の化学汚染物質の変化量をモニタリングするようにしてもよい。
【００４８】
前記実施の形態ではバッチ式縦形ＣＶＤ装置および枚葉式ＣＶＤ装置の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、バッチ式縦形拡散装置や枚葉式拡散装置やアニール装置等の熱処理装置（ｆｕｒｎａｃｅ ）や枚葉式プラズマＣＶＤ装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【００４９】
なお、前記した実施の形態には基板処理装置に限らず、次のような基板処理装置を用いた方法が含まれる。
１．基板処理装置の内部または外部の有機物量や濃度を水晶振動子または表面弾性波素子を用いて測定する工程と、水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した有機物を加熱して除去する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
２．基板処理装置の内部または外部の有機物量や濃度を水晶振動子または表面弾性波素子を用いて測定する工程と、前記測定前に水晶振動子または表面弾性波素子をそれに吸着した有機物を除去する温度よりも低い温度で加熱する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
３．前記２．において、前記水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した有機物を除去する温度よりも低い温度とは、水晶振動子または表面弾性波素子の表面に付着した水分または特定有機物の除去を行うことが可能な温度であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
４．基板処理装置の内部または外部の有機物量や濃度を水晶振動子または表面弾性波素子を用いて測定する工程と、水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した有機物を加熱して除去する工程と、を有することを特徴とする有機物量や濃度の測定方法。
５．基板処理装置の内部または外部の有機物量や濃度を水晶振動子または表面弾性波素子を用いて測定する工程と、前記測定前に水晶振動子または表面弾性波素子をそれに吸着した有機物を除去する温度よりも低い温度で加熱する工程と、を有することを特徴とする有機物量や濃度の測定方法。
６．前記５．において、前記水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した有機物を除去する温度よりも低い温度とは、水晶振動子または表面弾性波素子の表面に付着した水分または特定有機物の除去を行うことが可能な温度であることを特徴とする有機物量や濃度の測定方法。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、化学汚染物質による汚染の評価の自動化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるＣＶＤ装置を示す側面断面図である。
【図２】そのクリーンエアの流れを示す一部省略斜視図である。
【図３】それに使用された化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
【図４】第二の実施の形態に係る化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
【図５】第三の実施の形態に係る化学汚染物質検査装置を示す模式図である。
【図６】本発明の他の実施の形態である枚葉式ＣＶＤ装置を示す側面断面図である。
【符号の説明】
１…ウエハ（基板）、２…カセット（ウエハキャリア）、１０…ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…筐体、１１ａ…側壁、１２…カセットポート（カセット搬入搬出ポート）、１３…フロントシャッタ、１４…カセット搬入搬出口、１５…保管棚、１６…カセット移載装置設置室、１７…カセット移載装置、１８…ウエハポート、１９…待機室、１９ａ…メンテナンス口、２０…ウエハ移載装置、２１…ボートエレベータ、２２…シールキャップ、２３…ボート、２４…プロセスチューブ設置室、２５…処理室、２６…プロセスチューブ、２７…マニホールド、２８…ガス導入管、２９…排気管、３０…ヒータユニット、３１…下側配電盤部、３２…上側配電盤部、３３…ダクト、３４…吸入口、３５…吹出口、３６…ケミカルフィルタユニット、３７…ケミカルフィルタ、３８…ファン、４０…第一クリーンユニット（カセット移載装置室用クリーンユニット）、４１…パーティクルフィルタ、４２…ファン、４３…サブダクト、４４…吹出口、４５…第二クリーンユニット（カセットポート用クリーンユニット）、４６…パーティクルフィルタ、４７…ファン、４８…サブダクト、４９…第三クリーンユニット（待機室用クリーンユニット）、５０…フロント排気ファン、５１…排気ダクト、５２…リア排気ファン、５３…クリーンエア、６０…化学汚染物質検査装置、６１…支持台、６２…水晶振動子、６３…発振回路、６４…振動数検出部、６５…化学汚染物質量演算部、６６…コントローラ、６７…出力装置、６８…ヒータ、６９…ヒータ駆動回路、７０…温湿度計、７１…温湿度計駆動回路、７２…温湿度検出部、７３…除湿器、７４…雰囲気分離壁、７５…サンプリング用支持台、８０…枚葉式ＣＶＤ装置（基板処理装置）、８１…筐体、８２…カセットポート、８３…フロントシャッタ、８４…カセット搬入搬出口、８５…予備室、８６…カセット搬入搬出口、８７…ゲートバルブ、８８…ウエハ移載装置設置室、８９…ウエハ搬入搬出口、９０…ゲートバルブ、９１…ウエハ移載装置、９２…プロセスチューブ、９３…ゲートバルブ、９４…クリーンユニット。
Claims (3)
- 基板を処理する処理室を形成したプロセスチューブを収容する筐体と、この筐体の内部または外部に設置されて筐体の内部または外部の雰囲気の有機物の増加を検出する水晶振動子または表面弾性波素子と、この水晶振動子または表面弾性波素子に吸着した物質を加熱して除去するヒータとを備えていることを特徴とする基板処理装置。
- 前記水晶振動子または表面弾性波素子が設置された筐体の内部または外部の雰囲気の温度および湿度を測定する温湿度計を備えていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
- 前記水晶振動子または表面弾性波素子が設置された筐体の内部または外部の雰囲気中の湿気を除去する除湿器を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
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