JP2956653B2 - パーティクルモニター装置 - Google Patents
パーティクルモニター装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
-
- G—PHYSICS
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- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
- G01N15/0211—Investigating a scatter or diffraction pattern
-
- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】プロセス装置から剥離するパ
ーティクルまたは、プロセス中に発生、成長して落下す
るパーティクルを光散乱法でｉｎ−ｓｉｔｕ（その
場）、リアルタイムで計測するパーティクルモニター装
置に関する。
ーティクルまたは、プロセス中に発生、成長して落下す
るパーティクルを光散乱法でｉｎ−ｓｉｔｕ（その
場）、リアルタイムで計測するパーティクルモニター装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの製造工程中にプロセス装置内で
発生するパーティクルは、歩留まりや装置の稼働率を低
減させる大きな原因となっている。これらの低減を未然
に防止するために、パーティクルの発生状況をモニター
する装置が開発されている。
発生するパーティクルは、歩留まりや装置の稼働率を低
減させる大きな原因となっている。これらの低減を未然
に防止するために、パーティクルの発生状況をモニター
する装置が開発されている。
【０００３】これらのものはレーザ光源と光検出器から
なっており、プロセス装置の排気系に挿入するタイプ、
またはプロセス装置の雰囲気を吸引するタイプのものが
ある。いずれも、サンプリングされた被測定流体をレー
ザ光ビームが存在する空間中を通過させて、パーティク
ルが通過するたびに発生する散乱光の強度と発生数を計
数するものである。その従来例として特開平４−２９７
８５２号公報、特開平３−１１６９４４号公報、特開昭
６３−１１８３８号公報、特開昭６２−３７１６０号公
報、特開平５−２０６２３５号公報、特開平５−２０６
２３６号公報、特開平７−１２７０７号公報、特開平５
−２８８６６９号公報の開示されたものを挙げることが
できる。
なっており、プロセス装置の排気系に挿入するタイプ、
またはプロセス装置の雰囲気を吸引するタイプのものが
ある。いずれも、サンプリングされた被測定流体をレー
ザ光ビームが存在する空間中を通過させて、パーティク
ルが通過するたびに発生する散乱光の強度と発生数を計
数するものである。その従来例として特開平４−２９７
８５２号公報、特開平３−１１６９４４号公報、特開昭
６３−１１８３８号公報、特開昭６２−３７１６０号公
報、特開平５−２０６２３５号公報、特開平５−２０６
２３６号公報、特開平７−１２７０７号公報、特開平５
−２８８６６９号公報の開示されたものを挙げることが
できる。
【０００４】これらのサンプリングした被測定流体中の
パーティクルを測定する方法では、パーティクルの発生
量と歩留まりや装置稼働率との相関をとりにくいという
問題がある。これを解決するために、装置内で発生し浮
遊するパーティクルをｉｎ−ｓｉｔｕ（その場）・リア
ルタイムで計測する試みが行われている。
パーティクルを測定する方法では、パーティクルの発生
量と歩留まりや装置稼働率との相関をとりにくいという
問題がある。これを解決するために、装置内で発生し浮
遊するパーティクルをｉｎ−ｓｉｔｕ（その場）・リア
ルタイムで計測する試みが行われている。
【０００５】これはプロセス装置にレーザ光を導入する
ための窓と散乱光を計測するための窓を取り付け、パー
ティクルによって散乱されたレーザ光をＣＣＤカメラで
ビデオテープに収録し、それを再生して散乱光の発生時
刻、強度変化を知り、その結果からパーティクルの発生
を知るものである。
ための窓と散乱光を計測するための窓を取り付け、パー
ティクルによって散乱されたレーザ光をＣＣＤカメラで
ビデオテープに収録し、それを再生して散乱光の発生時
刻、強度変化を知り、その結果からパーティクルの発生
を知るものである。
【０００６】これらの従来例として、セルビン（Ｇａｒ
ｙ Ｓ．Ｓｅｌｗｙｎ）によってジャーナル オブ バ
キューム サイエンス アンド テクノロジー誌の第Ｂ
９巻（１９９１年）の３４８７頁から３４９２頁に記載
されている論文、またジャーナル オブ バキューム
サイエンス アンド テクノロジー誌の第Ａ１４巻（１
９９６年）の６４９頁から６５４頁に記載されている論
文がある。さらに、渡辺らによるアプライド フィジク
ス レターズ誌（ＡｐｐＩｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ）の第６１巻（１９９２年）の１５１０頁
から１５１２頁に記載されている論文、および白谷らに
よるジャーナル オブ バキューム サイエンス アン
ド テクノロジー誌の第Ａ１４巻（１９９６年）の６０
３頁から６０７頁に記載されている論文がある。
ｙ Ｓ．Ｓｅｌｗｙｎ）によってジャーナル オブ バ
キューム サイエンス アンド テクノロジー誌の第Ｂ
９巻（１９９１年）の３４８７頁から３４９２頁に記載
されている論文、またジャーナル オブ バキューム
サイエンス アンド テクノロジー誌の第Ａ１４巻（１
９９６年）の６４９頁から６５４頁に記載されている論
文がある。さらに、渡辺らによるアプライド フィジク
ス レターズ誌（ＡｐｐＩｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ）の第６１巻（１９９２年）の１５１０頁
から１５１２頁に記載されている論文、および白谷らに
よるジャーナル オブ バキューム サイエンス アン
ド テクノロジー誌の第Ａ１４巻（１９９６年）の６０
３頁から６０７頁に記載されている論文がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術
は、以下の問題点がある。
は、以下の問題点がある。
【０００８】従来例として取り上げた特開平４−２９７
８５２号公報、特開平３−１１６９４４号公報、特開昭
６３−１１８３８号公報、特開昭６２−３７１６０号公
報、特開平５−２０６２３５号公報、特開平５−２０６
２３６号公報、特開平７−１２７０７号公報、特開平５
−２８８６６９号公報に開示されたものでは、サンプリ
ングした被測定流体中のパーティクルを測定する方法に
ついて述ベられている。この方法はサンプリングという
操作を行った後に散乱光を計測するために、パーティク
ルの発生場所を特定することが困難である。そのため、
パーティクルの発生量と歩留まりや装置稼働率との相関
をとりにくいという問題があり、パーティクルの発生源
を特定できない。
８５２号公報、特開平３−１１６９４４号公報、特開昭
６３−１１８３８号公報、特開昭６２−３７１６０号公
報、特開平５−２０６２３５号公報、特開平５−２０６
２３６号公報、特開平７−１２７０７号公報、特開平５
−２８８６６９号公報に開示されたものでは、サンプリ
ングした被測定流体中のパーティクルを測定する方法に
ついて述ベられている。この方法はサンプリングという
操作を行った後に散乱光を計測するために、パーティク
ルの発生場所を特定することが困難である。そのため、
パーティクルの発生量と歩留まりや装置稼働率との相関
をとりにくいという問題があり、パーティクルの発生源
を特定できない。
【０００９】また、セルビン（Ｇａｒｙ Ｓ．Ｓｅｌｗ
ｙｎ）によってジャーナル オブバキューム サイエン
ス アンド テクノロジー誌の第Ｂ９巻（１９９１年）
の３４８７頁から３４９２頁に記載されている論文、ま
たジャーナル オブ バキューム サイエンス アンド
テクノロジー誌の第Ａ１４巻（１９９６年）の６４９
頁から６５４頁に記載されている論文、および、渡辺ら
によるアプライドフィジクス レターズ誌（Ａｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）の第６１巻
（１９９２年）の１５１０頁から１５１２頁に記載され
ている論文、および白谷らによるジャーナル オブ バ
キューム サイエンス アンド テクノロジー誌の第Ａ
１４巻（１９９６年）の６０３頁から６０７頁に記載さ
れている論文では、プロセス装置内で浮遊しているパー
ティクルをレーザ光散乱法で検出し、パーティクルの空
間分布やその時間変化を計測している。しかし、観測し
ているパーティクルがウエハに不良を誘起するのか、不
良を引き起こすならそのパーティクルがどこで発生し、
どのような経路でウエハに到達するかを知ることが困難
である。そのため、製品ウエハにパターン不良を引き起
こすパーティクルが発生しても、その発生場所を特定で
きず、装置の改良部分や部品を決められないままに、装
置のクリーニングを繰り返すことで対処していた。つま
り、パーティクルの発生を抑える指針を得られず、装置
のクリーニングや立ち上げ時間などによる稼働率の低下
を改善できなかった。
ｙｎ）によってジャーナル オブバキューム サイエン
ス アンド テクノロジー誌の第Ｂ９巻（１９９１年）
の３４８７頁から３４９２頁に記載されている論文、ま
たジャーナル オブ バキューム サイエンス アンド
テクノロジー誌の第Ａ１４巻（１９９６年）の６４９
頁から６５４頁に記載されている論文、および、渡辺ら
によるアプライドフィジクス レターズ誌（Ａｐｐｌｉ
ｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）の第６１巻
（１９９２年）の１５１０頁から１５１２頁に記載され
ている論文、および白谷らによるジャーナル オブ バ
キューム サイエンス アンド テクノロジー誌の第Ａ
１４巻（１９９６年）の６０３頁から６０７頁に記載さ
れている論文では、プロセス装置内で浮遊しているパー
ティクルをレーザ光散乱法で検出し、パーティクルの空
間分布やその時間変化を計測している。しかし、観測し
ているパーティクルがウエハに不良を誘起するのか、不
良を引き起こすならそのパーティクルがどこで発生し、
どのような経路でウエハに到達するかを知ることが困難
である。そのため、製品ウエハにパターン不良を引き起
こすパーティクルが発生しても、その発生場所を特定で
きず、装置の改良部分や部品を決められないままに、装
置のクリーニングを繰り返すことで対処していた。つま
り、パーティクルの発生を抑える指針を得られず、装置
のクリーニングや立ち上げ時間などによる稼働率の低下
を改善できなかった。
【００１０】また、パーティクルの空間分布の測定で
は、レーザ光を空間的に走査するか、空間的に広がりを
持たせて、レーザ光源の中に存在するパーティクルを検
出する方法を用いる。この場合、個々の散乱光の発生場
所と検出器までの距離は異なり、検出器に到達する散乱
光強度は、散乱光の発生場所から検出器までの距離の２
乗に反比例する。つまり、散乱光の強度からパーティク
ルの大きさを推定するには、距離による散乱光強度の変
化分を補正する必要がある。しかし、これまではこのよ
うな補正は行われていなかった。
は、レーザ光を空間的に走査するか、空間的に広がりを
持たせて、レーザ光源の中に存在するパーティクルを検
出する方法を用いる。この場合、個々の散乱光の発生場
所と検出器までの距離は異なり、検出器に到達する散乱
光強度は、散乱光の発生場所から検出器までの距離の２
乗に反比例する。つまり、散乱光の強度からパーティク
ルの大きさを推定するには、距離による散乱光強度の変
化分を補正する必要がある。しかし、これまではこのよ
うな補正は行われていなかった。
【００１１】さらに、散乱光の強度からパーティクルの
大きさを推定するには、形状を真球と仮定して計算され
ていた。しかし、実際にＬＳＩ製造工程中に発生するパ
ーティクルは、薄片状や針状が多いことが知られてい
る。このような形状のパーティクルでは、入射したレー
ザ光に対する空間的な位置により散乱光強度が大きく変
化する。従って、これまでのパーティクルの大きさの推
定方法では、パーティクルの粒径や粒径分布、数密度に
関し誤差が大きかった。
大きさを推定するには、形状を真球と仮定して計算され
ていた。しかし、実際にＬＳＩ製造工程中に発生するパ
ーティクルは、薄片状や針状が多いことが知られてい
る。このような形状のパーティクルでは、入射したレー
ザ光に対する空間的な位置により散乱光強度が大きく変
化する。従って、これまでのパーティクルの大きさの推
定方法では、パーティクルの粒径や粒径分布、数密度に
関し誤差が大きかった。
【００１２】また、従来の光散乱法を用いるパーティク
ルの空間分布計測では、ある所望の偏光状態にある光を
プロセス装置内に導入し、浮遊しているパーティクルに
散乱された光の偏光状態の変化を測定していた。使用す
るレーザ光源からの波長は１種類である。被測定対象の
パーティクルが照射光の波長よりも小さいときにはレー
リー散乱断面積で散乱光強度を予測し、大きくなるとミ
ー散乱断面積を用いる。ミー散乱断面積は厳密な解を与
えるが、その表式が複雑で数値計算に時間がかかり、リ
アルタイムでの散乱光強度測定結果からパーティクルの
粒径や数密度に関する情報を得ることが困難である。
ルの空間分布計測では、ある所望の偏光状態にある光を
プロセス装置内に導入し、浮遊しているパーティクルに
散乱された光の偏光状態の変化を測定していた。使用す
るレーザ光源からの波長は１種類である。被測定対象の
パーティクルが照射光の波長よりも小さいときにはレー
リー散乱断面積で散乱光強度を予測し、大きくなるとミ
ー散乱断面積を用いる。ミー散乱断面積は厳密な解を与
えるが、その表式が複雑で数値計算に時間がかかり、リ
アルタイムでの散乱光強度測定結果からパーティクルの
粒径や数密度に関する情報を得ることが困難である。
【００１３】上記従来技術の問題点に鑑み、本発明の目
的は、パーティクルの発生点と到達点と質量とを容易に
推定でき、パーティクルの大きさを推定するため距離に
よる散乱光強度の変化分を補正でき、単純な数値計算で
対応できるレーリーの散乱式を適用できる領域を拡大で
き、パーティクルの形状を推定しパーティクルの大きさ
を精密に推定できるパーティクルモニター装置を提供す
ることにある。
的は、パーティクルの発生点と到達点と質量とを容易に
推定でき、パーティクルの大きさを推定するため距離に
よる散乱光強度の変化分を補正でき、単純な数値計算で
対応できるレーリーの散乱式を適用できる領域を拡大で
き、パーティクルの形状を推定しパーティクルの大きさ
を精密に推定できるパーティクルモニター装置を提供す
ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のパーティクルモ
ニター装置は、プロセス装置にレーザ光を導入する手段
とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有する
パーティクルモニター装置において、散乱光を計測する
受光器からの信号強度が所定の値を越すと、受光器の散
乱光取り込み時間を長くする、又は、レーザ光のパルス
繰り返し周波数を大きくする、又は、レーザ光のパルス
幅を長くすることにより、パーテイクルの動きを散乱光
の軌跡として表示する手段と、軌跡の始点と終点を結ぶ
直線を軌跡に重ねて表示し、直線を始点を越えて延長し
てパーティクルの発生点を推定し、直線を終点を越えて
延長してパーティクルの到達点を推定し、直線を鉛直方
向に射影した長さを散乱光取り込み時間で除してパーテ
ィクルの質量を推定する手段とを、有する。
ニター装置は、プロセス装置にレーザ光を導入する手段
とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有する
パーティクルモニター装置において、散乱光を計測する
受光器からの信号強度が所定の値を越すと、受光器の散
乱光取り込み時間を長くする、又は、レーザ光のパルス
繰り返し周波数を大きくする、又は、レーザ光のパルス
幅を長くすることにより、パーテイクルの動きを散乱光
の軌跡として表示する手段と、軌跡の始点と終点を結ぶ
直線を軌跡に重ねて表示し、直線を始点を越えて延長し
てパーティクルの発生点を推定し、直線を終点を越えて
延長してパーティクルの到達点を推定し、直線を鉛直方
向に射影した長さを散乱光取り込み時間で除してパーテ
ィクルの質量を推定する手段とを、有する。
【００１５】また、プロセス装置にレーザ光を導入する
手段とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有
するパーティクルモニター装置において、レーザ光源の
前にミラーを配設し、ミラーを所定の回転角度の範囲内
で回転往復運動させて、レーザ光をウエハ表面上の空間
を水平面内又は垂直面内で扇状に走査する手段と、ミラ
ーの回転角をミラー回転制御器からデータ処理器へ転送
し、回転角で得られる散乱光は受光器の各素子に１対１
対応で入る手段と、レーザ光の基準位置である中心線か
ら受光器までの距離と、散乱光発生点から中心線へ降ろ
した垂線を延長した受光器までの距離と、ミラーと散乱
光発生点から中心線へ降ろした垂線との交点からミラー
までの距離と、ミラーの回転角との関係式により、散乱
光強度を全て中心線上での強度に換算する手段とを、有
してもよい。
手段とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有
するパーティクルモニター装置において、レーザ光源の
前にミラーを配設し、ミラーを所定の回転角度の範囲内
で回転往復運動させて、レーザ光をウエハ表面上の空間
を水平面内又は垂直面内で扇状に走査する手段と、ミラ
ーの回転角をミラー回転制御器からデータ処理器へ転送
し、回転角で得られる散乱光は受光器の各素子に１対１
対応で入る手段と、レーザ光の基準位置である中心線か
ら受光器までの距離と、散乱光発生点から中心線へ降ろ
した垂線を延長した受光器までの距離と、ミラーと散乱
光発生点から中心線へ降ろした垂線との交点からミラー
までの距離と、ミラーの回転角との関係式により、散乱
光強度を全て中心線上での強度に換算する手段とを、有
してもよい。
【００１６】また、プロセス装置にレーザ光を導入する
手段とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有
するパーティクルモニター装置において、レーザ光源の
前にミラーを配設し、ミラーを平行移動させることによ
って、レーザ光をウエハ表面上の空間を水平面内又は垂
直面内で帯状のシートに走査する手段と、ミラーの位置
をミラー直線移動制御器からデータ処理器へ転送し、位
置で得られる散乱光は受光器の各素子に１対１対応で入
る手段と、レーザ光の基準位置である中心線から受光器
までの距離と、散乱光発生点から中心線へ降ろした垂線
を延長した受光器までの距離と、ミラーの移動速度と、
中心線を基準にしたときのミラーの移動時間との関係式
により、散乱光強度を全て中心線上での強度に換算する
手段とを、有してもよい。
手段とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有
するパーティクルモニター装置において、レーザ光源の
前にミラーを配設し、ミラーを平行移動させることによ
って、レーザ光をウエハ表面上の空間を水平面内又は垂
直面内で帯状のシートに走査する手段と、ミラーの位置
をミラー直線移動制御器からデータ処理器へ転送し、位
置で得られる散乱光は受光器の各素子に１対１対応で入
る手段と、レーザ光の基準位置である中心線から受光器
までの距離と、散乱光発生点から中心線へ降ろした垂線
を延長した受光器までの距離と、ミラーの移動速度と、
中心線を基準にしたときのミラーの移動時間との関係式
により、散乱光強度を全て中心線上での強度に換算する
手段とを、有してもよい。
【００１７】
【００１８】また、プロセス装置にレーザ光を導入する
手段とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有
するパーティクルモニター装置において、レーザ光をパ
ルス状に照射し、散乱光を計測する受光器の散乱光取り
込み時間を数〜数十パルス分として、落下するパーティ
クルによる散乱光を軌跡、あるいは点の連続として表示
する手段と、所定時間内での散乱光の軌跡を追跡し、散
乱光強度の時間変化または散乱光強度の最大値と最小値
との比を解析してパーティクルの形状を推定する手段と
を有し、パーティクルの形状を推定する手段は、散乱光
強度時間変化または散乱光強度の最大値と最小値との比
が所定の値より小さい場合は、パーティクルの形状を球
形と推定し、散乱光強度時間変化または散乱光強度の最
大値と最小値との比が所定の値より大きい場合は、パー
ティクルの形状を円盤状と推定し、パーティクルの形状
が円盤状と推定された場合は、最大散乱光強度からパー
ティクルの円盤の面積を、最小散乱光強度からパーティ
クルの円盤の厚さを推定する手段を有してもよい。
手段とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有
するパーティクルモニター装置において、レーザ光をパ
ルス状に照射し、散乱光を計測する受光器の散乱光取り
込み時間を数〜数十パルス分として、落下するパーティ
クルによる散乱光を軌跡、あるいは点の連続として表示
する手段と、所定時間内での散乱光の軌跡を追跡し、散
乱光強度の時間変化または散乱光強度の最大値と最小値
との比を解析してパーティクルの形状を推定する手段と
を有し、パーティクルの形状を推定する手段は、散乱光
強度時間変化または散乱光強度の最大値と最小値との比
が所定の値より小さい場合は、パーティクルの形状を球
形と推定し、散乱光強度時間変化または散乱光強度の最
大値と最小値との比が所定の値より大きい場合は、パー
ティクルの形状を円盤状と推定し、パーティクルの形状
が円盤状と推定された場合は、最大散乱光強度からパー
ティクルの円盤の面積を、最小散乱光強度からパーティ
クルの円盤の厚さを推定する手段を有してもよい。
【００１９】即ち、本発明のパーティクルモニター装置
は、パーティクルの発生点と到達点と質量とを容易に推
定でき、パーティクルの大きさを推定するため距離によ
る散乱光強度の変化分を補正でき、単純な数値計算で対
応できるレーリーの散乱式を適用できる領域を拡大で
き、パーティクルの形状を推定しパーティクルの大きさ
を精密に推定できる。
は、パーティクルの発生点と到達点と質量とを容易に推
定でき、パーティクルの大きさを推定するため距離によ
る散乱光強度の変化分を補正でき、単純な数値計算で対
応できるレーリーの散乱式を適用できる領域を拡大で
き、パーティクルの形状を推定しパーティクルの大きさ
を精密に推定できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２１】（本発明の第１の実施の形態）剥離パーテ
ィクルの発生源とウエハへの到達点を推定するには、あ
る瞬間のパーティクルからの散乱光を計測するだけでは
不十分であり、ある一定時間内での散乱光の軌跡を追跡
することが必要になる。これを実現するには、パーティ
クルによる散乱光の強度が所定のそれを越した場合に、
散乱光受光器の信号取り込み時間を長くする、あるい
は、パルスレーザの繰り返し周波数を高める、または、
ＣＷレーザ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ レー
ザ、連続発振レーザ）のチョッピング周波数を低くして
散乱光の２次元分布画像を取得すればよい。
ィクルの発生源とウエハへの到達点を推定するには、あ
る瞬間のパーティクルからの散乱光を計測するだけでは
不十分であり、ある一定時間内での散乱光の軌跡を追跡
することが必要になる。これを実現するには、パーティ
クルによる散乱光の強度が所定のそれを越した場合に、
散乱光受光器の信号取り込み時間を長くする、あるい
は、パルスレーザの繰り返し周波数を高める、または、
ＣＷレーザ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ レー
ザ、連続発振レーザ）のチョッピング周波数を低くして
散乱光の２次元分布画像を取得すればよい。
【００２２】この手段を用いることによって、落下しつ
つあるパーティクルからの散乱光の軌跡を画像上に表示
させることができ、軌跡の始点と終点から発生場所と到
達場所を推定できる。さらに、軌跡の長さを計測時間幅
で除することで質量を推定できる。
つあるパーティクルからの散乱光の軌跡を画像上に表示
させることができ、軌跡の始点と終点から発生場所と到
達場所を推定できる。さらに、軌跡の長さを計測時間幅
で除することで質量を推定できる。
【００２３】パーティクルの発生源とウエハへの到達点
を推定する場合について、図１を参照しながら述ベる。
を推定する場合について、図１を参照しながら述ベる。
【００２４】レーザ光源１１はＹＡＧレーザとその第２
高調波光発生器からなっている。発信周波数は１０Ｈｚ
である。レーザ光１３は５３２ｎｍであり、そのビーム
形状を鉛直面内でシート状に整形し後にプロセス装置１
９に導入する。レーザ光１３は、この内部に浮遊もしく
は落下しつつあるパーティクル２０によって散乱され
る。散乱光２１は干渉フィルタ２２を経て散乱光受光器
である２次元光検出器１４で、ゲート開時間１００ｎｓ
で５ｓごとに計測され、その空間分布がデータ処埋器１
５に表示される。
高調波光発生器からなっている。発信周波数は１０Ｈｚ
である。レーザ光１３は５３２ｎｍであり、そのビーム
形状を鉛直面内でシート状に整形し後にプロセス装置１
９に導入する。レーザ光１３は、この内部に浮遊もしく
は落下しつつあるパーティクル２０によって散乱され
る。散乱光２１は干渉フィルタ２２を経て散乱光受光器
である２次元光検出器１４で、ゲート開時間１００ｎｓ
で５ｓごとに計測され、その空間分布がデータ処埋器１
５に表示される。
【００２５】２次元光検出器１４で、予め決めておいた
ある一定の値よりも大きな散乱光を受光しているか否か
をデータ処理器１５で判断して、大きな値であると判断
した場合には２次元光検出器１４での散乱光取り込み時
間を、ゲート開時間を２００ｎｓに長くすることによっ
て、パーティクルの動きを散乱光の軌跡２３として取得
する。ゲート開時間を長くする替わりに計測時間間隔を
１ｓごとにすることによっても同等の効果を得られる。
ある一定の値よりも大きな散乱光を受光しているか否か
をデータ処理器１５で判断して、大きな値であると判断
した場合には２次元光検出器１４での散乱光取り込み時
間を、ゲート開時間を２００ｎｓに長くすることによっ
て、パーティクルの動きを散乱光の軌跡２３として取得
する。ゲート開時間を長くする替わりに計測時間間隔を
１ｓごとにすることによっても同等の効果を得られる。
【００２６】ゲート開時間や計測時間間隔を変えて散乱
光取り込み時間を長くする替わりに、レーザ発振制御器
２４を動作させ、レーザの繰り返し周波数を１０Ｈｚか
ら１ｋＨｚに高くして散乱光の発生回数を増やすことに
よっても同様な効果を期待できる。ＣＷレーザの場合
は、レーザ発振制御器２４としてレーザ光１３をチョッ
ピングするチョッパーを使用する。チョッパーの回転数
を低くしてチョッピングされて形成されたパルス光の時
間幅を長くすることによっても同様の効果を期待でき
る。
光取り込み時間を長くする替わりに、レーザ発振制御器
２４を動作させ、レーザの繰り返し周波数を１０Ｈｚか
ら１ｋＨｚに高くして散乱光の発生回数を増やすことに
よっても同様な効果を期待できる。ＣＷレーザの場合
は、レーザ発振制御器２４としてレーザ光１３をチョッ
ピングするチョッパーを使用する。チョッパーの回転数
を低くしてチョッピングされて形成されたパルス光の時
間幅を長くすることによっても同様の効果を期待でき
る。
【００２７】こうしてデータ処理器１５の表示器に散乱
を軌跡２３として表示することが可能になる。この軌跡
２３の始点と終点を結ぶ直線を軌跡２３に重ねて表示
し、この直線を始点を越えて延長させるとパーティクル
の発生源を推定できる。逆に、直線を終点を越えて延長
すると、パーティクルの到達点を推定できる。さらに、
直線を鉛直方向に射影した長さを散乱光取り込み時間で
除するとパーティクルの質量を推定できる。
を軌跡２３として表示することが可能になる。この軌跡
２３の始点と終点を結ぶ直線を軌跡２３に重ねて表示
し、この直線を始点を越えて延長させるとパーティクル
の発生源を推定できる。逆に、直線を終点を越えて延長
すると、パーティクルの到達点を推定できる。さらに、
直線を鉛直方向に射影した長さを散乱光取り込み時間で
除するとパーティクルの質量を推定できる。
【００２８】このように、散乱光の軌跡を計測すること
によって、パーティクルの発生源とその到達点、および
それの質量を推定でき、パーティクルの発生を低減させ
るための装置材料の選定や装置形状に改良指針を与える
ことが出来る。
によって、パーティクルの発生源とその到達点、および
それの質量を推定でき、パーティクルの発生を低減させ
るための装置材料の選定や装置形状に改良指針を与える
ことが出来る。
【００２９】（本発明の第２の実施の形態）また、散乱
光の強度はパーティクルの大きさを反映する。一方で、
散乱光強度は散乱体と計測点の距離の２乗に反比例す
る。つまり、同じ大きさのパーティクルからの散乱光は
同じ強度の散乱光を発生するが、計測点との距離が異な
れば計測される散乱光強度が変化してしまう。したがっ
て、散乱光強度の２次元画像からパーティクルの大きさ
を推定するには、散乱光強度を距離で規格化することが
必要になる。これを実現する方法を図２を用いて説明す
る。
光の強度はパーティクルの大きさを反映する。一方で、
散乱光強度は散乱体と計測点の距離の２乗に反比例す
る。つまり、同じ大きさのパーティクルからの散乱光は
同じ強度の散乱光を発生するが、計測点との距離が異な
れば計測される散乱光強度が変化してしまう。したがっ
て、散乱光強度の２次元画像からパーティクルの大きさ
を推定するには、散乱光強度を距離で規格化することが
必要になる。これを実現する方法を図２を用いて説明す
る。
【００３０】レーザ光源１１はＹＡＧレーザとその第２
高調波光発生器からなっている。発振周波数は１０ｋＨ
ｚである。レーザ光１３は５３２ｎｍである。ミラー１
２でレーザ光１３を反射してプロセス装置１９の内部に
導入する。ミラー１２を中心線１７の左右に振る。最大
角度は１０゜である。このミラー１２をある回転角度の
範囲内で回転往復運動させて、レーザ光１３をウエハ表
面上の空間を水平面内で扇状に走査する２次元光検出器
１４が見込む領域にパーティクルが存在すると、それに
よる散乱光の空間分布が得られる。散乱光の空間分布を
データ処理器１５に表示させるときに、次のようにして
散乱光強度を補正する。ミラー１２の回転角θをミラー
回転制御器１６からデータ処理器１５へ転送する。ある
回転角θで得られる散乱光は２次元光検出器１４の各素
子に１対１対応で入ってくる。
高調波光発生器からなっている。発振周波数は１０ｋＨ
ｚである。レーザ光１３は５３２ｎｍである。ミラー１
２でレーザ光１３を反射してプロセス装置１９の内部に
導入する。ミラー１２を中心線１７の左右に振る。最大
角度は１０゜である。このミラー１２をある回転角度の
範囲内で回転往復運動させて、レーザ光１３をウエハ表
面上の空間を水平面内で扇状に走査する２次元光検出器
１４が見込む領域にパーティクルが存在すると、それに
よる散乱光の空間分布が得られる。散乱光の空間分布を
データ処理器１５に表示させるときに、次のようにして
散乱光強度を補正する。ミラー１２の回転角θをミラー
回転制御器１６からデータ処理器１５へ転送する。ある
回転角θで得られる散乱光は２次元光検出器１４の各素
子に１対１対応で入ってくる。
【００３１】各素子が受ける散乱光強度は距離によって
変わる。散乱光強度Ｉは、レーリー散乱でもミー散乱で
も Ｉ＝Ｆ／ｒ2 の形式を持っている。Ｆはパーティクルの大きさ、数密
度、屈折率の関数である。
変わる。散乱光強度Ｉは、レーリー散乱でもミー散乱で
も Ｉ＝Ｆ／ｒ2 の形式を持っている。Ｆはパーティクルの大きさ、数密
度、屈折率の関数である。
【００３２】中心線１７をレーザ光１３の基準位置とす
る。基準位置となる中心線ｌ７から２次元光検出器１４
の距離をｒ0、散乱光発生場所１８から中心線１７へ降
ろした垂線を延長して２次元光検出器１４までの距離を
ｒとする。またミラー１２と散乱光発生場所１８から中
心線１７へ降ろした垂線の交点までの距離をＬとする。
これらの距離と角度の間には ｒ＝ｒ0＋Ｌ・ｔａｎθ の関係がある。つまり、レーリーの式であれミーの式で
あれ、散乱光強度の計算式の中の距離をｒで置き換える
と、散乱光強度は全て中心線１７上での強度に換算さ
れ、得られた２次元の散乱光の空間分布の各点の強度を
比較できるようになる。その結果、パーティクルの大き
さ、数密度を比較できるようになる。
る。基準位置となる中心線ｌ７から２次元光検出器１４
の距離をｒ0、散乱光発生場所１８から中心線１７へ降
ろした垂線を延長して２次元光検出器１４までの距離を
ｒとする。またミラー１２と散乱光発生場所１８から中
心線１７へ降ろした垂線の交点までの距離をＬとする。
これらの距離と角度の間には ｒ＝ｒ0＋Ｌ・ｔａｎθ の関係がある。つまり、レーリーの式であれミーの式で
あれ、散乱光強度の計算式の中の距離をｒで置き換える
と、散乱光強度は全て中心線１７上での強度に換算さ
れ、得られた２次元の散乱光の空間分布の各点の強度を
比較できるようになる。その結果、パーティクルの大き
さ、数密度を比較できるようになる。
【００３３】（本発明の第３の実施の形態）本実施の形
態では散乱光強度を補正する別の場合を、図３を参照し
ながら説明する。この実施例ではミラーｌ２を平行移動
させることによってレーザ光１３を水平面内で帯状のシ
ートにする。使用するレーザ光源、波長、発振周波数は
第２の実施の形態の場合と同じである。
態では散乱光強度を補正する別の場合を、図３を参照し
ながら説明する。この実施例ではミラーｌ２を平行移動
させることによってレーザ光１３を水平面内で帯状のシ
ートにする。使用するレーザ光源、波長、発振周波数は
第２の実施の形態の場合と同じである。
【００３４】散乱光の空間分布をデータ処理器１５に表
示させるときに、次のようにして散乱光強度を補正す
る。ミラー１２の位置はミラー直線移動制御器２５から
データ処理器１５へ転送する。ある位置で得られる散乱
光は２次元光検出器１４の各素子に１対１対応で入って
くる。各素子が受ける散乱光強度は距離によって変わ
る。散乱光強度Ｉは、レーリー散乱でもミー散乱でも Ｉ＝Ｆ／ｒ2 の形式を持っている。Ｆはパーティクルの大きさ、数密
度、屈折率の関数である。散乱光発生場所１８と２次元
光検出器１４との距離ｒを補正するには、パーティクル
から検出器までの距離を ｒ＝ｒ0±ｖｔ ｖ：ミラー１２の移動速度 ｔ：中心線１７を基準にしたときの移動時間 とおいて計算すれば、図３の中心線１７上での散乱光強
度に換算できる。つまり、得られた２次元の散乱光の空
間分布の各点の強度を比較できるようになる。その結
果、パーティクルの大きさ、数密度を比較できるように
なる。
示させるときに、次のようにして散乱光強度を補正す
る。ミラー１２の位置はミラー直線移動制御器２５から
データ処理器１５へ転送する。ある位置で得られる散乱
光は２次元光検出器１４の各素子に１対１対応で入って
くる。各素子が受ける散乱光強度は距離によって変わ
る。散乱光強度Ｉは、レーリー散乱でもミー散乱でも Ｉ＝Ｆ／ｒ2 の形式を持っている。Ｆはパーティクルの大きさ、数密
度、屈折率の関数である。散乱光発生場所１８と２次元
光検出器１４との距離ｒを補正するには、パーティクル
から検出器までの距離を ｒ＝ｒ0±ｖｔ ｖ：ミラー１２の移動速度 ｔ：中心線１７を基準にしたときの移動時間 とおいて計算すれば、図３の中心線１７上での散乱光強
度に換算できる。つまり、得られた２次元の散乱光の空
間分布の各点の強度を比較できるようになる。その結
果、パーティクルの大きさ、数密度を比較できるように
なる。
【００３５】実施の形態２、３では水平面内でシート状
にレーザ光を走査する場合について述べたが、鉛直面内
でシート状にレーザ光を走査する場合についても同様に
できる。
にレーザ光を走査する場合について述べたが、鉛直面内
でシート状にレーザ光を走査する場合についても同様に
できる。
【００３６】（本発明の第４の実施の形態）次に、散乱
光強度からパーティクルの粒径や数密度などを推定する
場合、レーリーの散乱式を適用できる領域では単純な数
値計算で対応できる。しかし、パーティクルサイズが大
きくなるとミーの散乱式を用いることが必要になり、数
値計算に膨大な時間を要する。これを解決するために
は、パーティクルからの散乱光強度がある所望の値より
も大きくなったら、使用するレーザ光の波長を長波長に
変えて常にレーリーの散乱式を使用できる領域にすれば
よい。パーティクルの粒径パラメータ（ｘ＝２πａ／
λ、ａは半径、λは光の波長）が０．７程度以上になる
と、レーリー散乱光強度はミー散乱のそれよりも約５％
大きくなり、真の値からずれはじめる。そこで、レーリ
ーの散乱断面積を用いて粒径や数密度などの数値計算を
進めるデータ処理の過程で、粒径パラメータｘが０．７
または所望の指定する値よりも大きくなったら使用する
レーザ光の波長を長波長にしてｘを小さくし、常にレー
リーの散乱式を適用できるようにできる。
光強度からパーティクルの粒径や数密度などを推定する
場合、レーリーの散乱式を適用できる領域では単純な数
値計算で対応できる。しかし、パーティクルサイズが大
きくなるとミーの散乱式を用いることが必要になり、数
値計算に膨大な時間を要する。これを解決するために
は、パーティクルからの散乱光強度がある所望の値より
も大きくなったら、使用するレーザ光の波長を長波長に
変えて常にレーリーの散乱式を使用できる領域にすれば
よい。パーティクルの粒径パラメータ（ｘ＝２πａ／
λ、ａは半径、λは光の波長）が０．７程度以上になる
と、レーリー散乱光強度はミー散乱のそれよりも約５％
大きくなり、真の値からずれはじめる。そこで、レーリ
ーの散乱断面積を用いて粒径や数密度などの数値計算を
進めるデータ処理の過程で、粒径パラメータｘが０．７
または所望の指定する値よりも大きくなったら使用する
レーザ光の波長を長波長にしてｘを小さくし、常にレー
リーの散乱式を適用できるようにできる。
【００３７】本実施の形態では、パーティクルからの散
乱光の強度を２次元画像として取得した後に、パーティ
クルの大きさ、数密度、屈折率などを推定する場合に、
数値計算が比較的容易なレーリーの散乱式を用いて行え
るようにする装置構成について、図４を参照しながら述
べる。
乱光の強度を２次元画像として取得した後に、パーティ
クルの大きさ、数密度、屈折率などを推定する場合に、
数値計算が比較的容易なレーリーの散乱式を用いて行え
るようにする装置構成について、図４を参照しながら述
べる。
【００３８】ＹＡＧレーザ発振器２６からの１．０６４
μｍのレーザ光を第２高周波発生用光学素子２７に照射
し５３２ｎｍ光を発生させる。第２高調波発生用光学素
子２７の出力側には、波長変換機構２８を装着する。こ
れは、データ処理器１５からの信号を受け取って、ＹＡ
Ｇレーザ発振器２６の基本波１．０６４μｍの光と５３
２ｎｍ光を切り替えて、そのどちらか一方をプロセス装
置１９に導入する。
μｍのレーザ光を第２高周波発生用光学素子２７に照射
し５３２ｎｍ光を発生させる。第２高調波発生用光学素
子２７の出力側には、波長変換機構２８を装着する。こ
れは、データ処理器１５からの信号を受け取って、ＹＡ
Ｇレーザ発振器２６の基本波１．０６４μｍの光と５３
２ｎｍ光を切り替えて、そのどちらか一方をプロセス装
置１９に導入する。
【００３９】はじめは５３２ｎｍ光をプロセス装置１９
に導入する。パーティクルが存在し、散乱光２１が幾つ
かの光学素子を通って後に２次元光検出器１４に到達す
る。検出器１４からの信号はデータ処理器１５で数値計
算が行われ、パーティクルの粒径や数密度などの情報が
得られる。
に導入する。パーティクルが存在し、散乱光２１が幾つ
かの光学素子を通って後に２次元光検出器１４に到達す
る。検出器１４からの信号はデータ処理器１５で数値計
算が行われ、パーティクルの粒径や数密度などの情報が
得られる。
【００４０】データ処理器１５で実行されるデータ処理
のアルゴリズムの中に、図５のような粒径パラメータｘ
と所望の値ξとの判断をするステップ（Ｓ１）をいれ、
ｘ≧ξならば、波長交換機構１７を作動させて、第２高
調波光５３２ｎｍをカットして基本波１．０６４μｍを
使用する（Ｓ２）。一方、ｘ＜ξならば、そのまま第２
高調波光５３２ｎｍを使用して計測を続ける（Ｓ３）。
ξ＝０．７にすると１０％程度以下の精度でレーリーの
散乱式を用いた数値計算を実行できる。
のアルゴリズムの中に、図５のような粒径パラメータｘ
と所望の値ξとの判断をするステップ（Ｓ１）をいれ、
ｘ≧ξならば、波長交換機構１７を作動させて、第２高
調波光５３２ｎｍをカットして基本波１．０６４μｍを
使用する（Ｓ２）。一方、ｘ＜ξならば、そのまま第２
高調波光５３２ｎｍを使用して計測を続ける（Ｓ３）。
ξ＝０．７にすると１０％程度以下の精度でレーリーの
散乱式を用いた数値計算を実行できる。
【００４１】この判断を入れることによって、常に散乱
光の計測をレーリーの散乱式が成立する条件で、データ
処理器１５への過負荷を抑えたデータ処理を実現でき
る。
光の計測をレーリーの散乱式が成立する条件で、データ
処理器１５への過負荷を抑えたデータ処理を実現でき
る。
【００４２】この例では、ＹＡＧレーザとその第２高調
波光を切り替える例について述べたが、複数の発振波長
を持つアルゴンイオンレーザ光からグレーティングを用
いて、ｘ≧ξの判断が出る度に、短波長から長波長に変
えていく方法をとってもよい。また、２台以上の波長の
異なるレーザ光源を用意して、ｘ≧ξの判断が出る度
に、長波長で発振するレーザに切り替えても良い。ま
た、ξの値は０．７に固定する必要はなく、所望の精度
に合わせて値を変えて設定しても良い。
波光を切り替える例について述べたが、複数の発振波長
を持つアルゴンイオンレーザ光からグレーティングを用
いて、ｘ≧ξの判断が出る度に、短波長から長波長に変
えていく方法をとってもよい。また、２台以上の波長の
異なるレーザ光源を用意して、ｘ≧ξの判断が出る度
に、長波長で発振するレーザに切り替えても良い。ま
た、ξの値は０．７に固定する必要はなく、所望の精度
に合わせて値を変えて設定しても良い。
【００４３】（本発明の第５の実施の形態）次に、パー
ティクルが円盤状や針状であった場合、散乱光強度は、
任意のパーティクル軸方向と人射レーザ光との間の角度
によって異なる。そこで、ある一定時間内での散乱光の
軌跡を追跡し、散乱光強度の時間変化を解析すればパー
ティクル形状を推定することができる。さらに、散乱光
強度の最大値と最小値からパーティクルの大きさをより
精密に推定できる。
ティクルが円盤状や針状であった場合、散乱光強度は、
任意のパーティクル軸方向と人射レーザ光との間の角度
によって異なる。そこで、ある一定時間内での散乱光の
軌跡を追跡し、散乱光強度の時間変化を解析すればパー
ティクル形状を推定することができる。さらに、散乱光
強度の最大値と最小値からパーティクルの大きさをより
精密に推定できる。
【００４４】本実施の形態では、パーティクルからの散
乱光の強度を２次元画像として取得した後に、パーティ
クル形状を推定し、パーティクルの大きさ、数密度、屈
折率などを補正する装置構成について述ベる。
乱光の強度を２次元画像として取得した後に、パーティ
クル形状を推定し、パーティクルの大きさ、数密度、屈
折率などを補正する装置構成について述ベる。
【００４５】図１の第１の実施の形態と同様に、レーザ
光源１１はＹＡＧレーザとその第２高調波光発生器から
なっている。発信周波数はｌ０Ｈｚである。レーザ光１
３は５３２ｎｍであり、そのビーム形状を鉛直面内でシ
ート状に整形し後にプロセス装置１９に導入する。レー
ザ光１３は、この内部に浮遊もしくは落下しつつあるパ
ーティクル２０によって散乱される。散乱光２１は干渉
フイルタ２２を経て２次元光検出器１４で、ゲート開時
間１００ｎｓで１ｓごとに計測され、その空間分布がデ
ータ処理器１５に表示される。このようにして、パーテ
ィクルの動きを輝点が連続した散乱光の軌跡２３として
取得する。
光源１１はＹＡＧレーザとその第２高調波光発生器から
なっている。発信周波数はｌ０Ｈｚである。レーザ光１
３は５３２ｎｍであり、そのビーム形状を鉛直面内でシ
ート状に整形し後にプロセス装置１９に導入する。レー
ザ光１３は、この内部に浮遊もしくは落下しつつあるパ
ーティクル２０によって散乱される。散乱光２１は干渉
フイルタ２２を経て２次元光検出器１４で、ゲート開時
間１００ｎｓで１ｓごとに計測され、その空間分布がデ
ータ処理器１５に表示される。このようにして、パーテ
ィクルの動きを輝点が連続した散乱光の軌跡２３として
取得する。
【００４６】鉛直方向に落下するパーティクルが球形の
場合、入射レーザ光の方向に対し、パーティクルがどん
な向きでも散乱光強度Ｉは変化しない。一方、パーテイ
クルが円盤状の場合、入射レーザ光の方向に対し、パー
ティクルがどの方向を向いているかで散乱光強度Ｉが大
きく変化する。そこで、例えば散乱光の軌跡２３の連続
した輝点の強度変化ζが５０％未満の場合、パーティク
ルは球形と考え、粒径はレーリーの散乱式、あるいはミ
ーの散乱式を適用して推定する。また、連続した輝点の
強度変化ζが５０％以上の場合、パーティクルは円盤状
と考え、最大散乱光強度からパーティクルの円盤の面積
を、最小散乱光強度からパーティクルの円盤の厚さを推
定する。
場合、入射レーザ光の方向に対し、パーティクルがどん
な向きでも散乱光強度Ｉは変化しない。一方、パーテイ
クルが円盤状の場合、入射レーザ光の方向に対し、パー
ティクルがどの方向を向いているかで散乱光強度Ｉが大
きく変化する。そこで、例えば散乱光の軌跡２３の連続
した輝点の強度変化ζが５０％未満の場合、パーティク
ルは球形と考え、粒径はレーリーの散乱式、あるいはミ
ーの散乱式を適用して推定する。また、連続した輝点の
強度変化ζが５０％以上の場合、パーティクルは円盤状
と考え、最大散乱光強度からパーティクルの円盤の面積
を、最小散乱光強度からパーティクルの円盤の厚さを推
定する。
【００４７】パーティクル形状の判断基準は、軌跡２３
の連続した輝点の強度変化ζである必要はなく、最大強
度と最小強度の比δで設定してもよい。また、ζの値は
５０％に固定する必要はなく、所望の精度に合わせて値
を変えて設定しても良い。
の連続した輝点の強度変化ζである必要はなく、最大強
度と最小強度の比δで設定してもよい。また、ζの値は
５０％に固定する必要はなく、所望の精度に合わせて値
を変えて設定しても良い。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光散乱法
を用いたパーティクルモニター装置によって、パーティ
クルの発生点と到達点と質量とを容易に推定でき、パー
ティクルの大きさを推定するため距離による散乱光強度
の変化分を補正でき、単純な数値計算で対応できるレー
リーの散乱式を適用できる領域を拡大でき、パーティク
ルの形状を推定しパーティクルの大きさを精密に推定で
きるという効果がある。
を用いたパーティクルモニター装置によって、パーティ
クルの発生点と到達点と質量とを容易に推定でき、パー
ティクルの大きさを推定するため距離による散乱光強度
の変化分を補正でき、単純な数値計算で対応できるレー
リーの散乱式を適用できる領域を拡大でき、パーティク
ルの形状を推定しパーティクルの大きさを精密に推定で
きるという効果がある。
【００４９】従って、パーティクルの発生を低減させる
ための装置材料の選定や装置形状に改良指針を与えるこ
とができる。
ための装置材料の選定や装置形状に改良指針を与えるこ
とができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態である散乱光の軌跡
を取得する装置の模式的構成図である。
を取得する装置の模式的構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態である散乱光強度を
補正する装置の模式的構成図である。
補正する装置の模式的構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態である散乱光強度を
補正する装置の模式的構成図である。
補正する装置の模式的構成図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態であるレーリーの散
乱式適用領域で計測するための装置の模式的構成図であ
る。
乱式適用領域で計測するための装置の模式的構成図であ
る。
【図５】本発明の第４の実施の形態であるレーリーの散
乱式適用領域で数値計算を実行するために挿入するデー
タ処理アルゴリズムのフローを示す図である。
乱式適用領域で数値計算を実行するために挿入するデー
タ処理アルゴリズムのフローを示す図である。
１１ レーザ光源 １２ ミラー １３ レーザ光 １４ ２次元光検出器 １５ データ処理器 １６ ミラー回転制御器 １７ 中心線 １８ 散乱光発生場所 １９ プロセス装置 ２０ パーティクル ２１ 散乱光 ２２ 干渉フィルター ２３ 軌跡 ２４ レーザ発振制御器 ２５ ミラー直線移動制御器 ２６ ＹＡＧレーザ発振器 ２７ 第２高調波発生用光学素子 ２８ 波長変換機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 15/00 - 15/14 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】 プロセス装置にレーザ光を導入する手段
とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有する
パーティクルモニター装置において、 前記散乱光を計測する受光器からの信号強度が所定の値
を越すと、前記受光器の前記散乱光取り込み時間を長く
する、又は、前記レーザ光のパルス繰り返し周波数を大
きくする、又は、前記レーザ光のパルス幅を長くするこ
とにより、前記パーテイクルの動きを前記散乱光の軌跡
として表示する手段と、 前記軌跡の始点と終点を結ぶ直線を前記軌跡に重ねて表
示し、前記直線を前記始点を越えて延長して前記パーテ
ィクルの発生点を推定し、前記直線を前記終点を越えて
延長して前記パーティクルの到達点を推定し、前記直線
を鉛直方向に射影した長さを前記散乱光取り込み時間で
除して前記パーティクルの質量を推定する手段とを、有
することを特徴とするパーティクルモニター装置。 - 【請求項２】 プロセス装置にレーザ光を導入する手段
とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有する
パーティクルモニター装置において、 レーザ光源の前にミラーを配設し、該ミラーを所定の回
転角度の範囲内で回転往復運動させて、前記レーザ光を
ウエハ表面上の空間を水平面内又は垂直面内で扇状に走
査する手段と、 前記ミラーの回転角をミラー回転制御器からデータ処理
器へ転送し、前記回転角で得られる前記散乱光は前記受
光器の各素子に１対１対応で入る手段と、 前記レーザ光の基準位置である中心線から前記受光器ま
での距離と、前記散乱光発生点から前記中心線へ降ろし
た垂線を延長した前記受光器までの距離と、前記ミラー
と前記散乱光発生点から前記中心線へ降ろした垂線との
交点から前記ミラーまでの距離と、前記ミラーの回転角
との関係式により、前記散乱光強度を全て前記中心線上
での強度に換算する手段とを、有することを特徴とする
パーティクルモニター装置。 - 【請求項３】 プロセス装置にレーザ光を導入する手段
とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有する
パーティクルモニター装置において、 レーザ光源の前にミラーを配設し、該ミラーを平行移動
させることによって、前記レーザ光をウエハ表面上の空
間を水平面内又は垂直面内で帯状のシートに走査する手
段と、 前記ミラーの位置をミラー直線移動制御器からデータ処
理器へ転送し、前記位置で得られる前記散乱光は前記受
光器の各素子に１対１対応で入る手段と、 前記レーザ光の基準位置である中心線から前記受光器ま
での距離と、前記散乱光発生点から前記中心線へ降ろし
た垂線を延長した前記受光器までの距離と、前記ミラー
の移動速度と、前記中心線を基準にしたときの前記ミラ
ーの移動時間との関係式により、前記散乱光強度を全て
前記中心線上での強度に換算する手段とを、有すること
を特徴とするパーティクルモニター装置。 - 【請求項４】 プロセス装置にレーザ光を導入する手段
とパーティクルからの散乱光を計測する手段とを有する
パーティクルモニター装置において、 前記レーザ光をパルス状に照射し、前記散乱光を計測す
る受光器の前記散乱光取り込み時間を数〜数十パルス分
として、落下するパーティクルによる前記散乱光を軌
跡、あるいは点の連続として表示する手段と、 所定時間内での前記散乱光の軌跡を追跡し、散乱光強度
の時間変化または散乱光強度の最大値と最小値との比を
解析して前記パーティクルの形状を推定する手段とを有
し、 前記パーティクルの形状を推定する手段は、前記散乱光
強度時間変化または散乱光強度の最大値と最小値との比
が所定の値より小さい場合は、前記パーティクルの形状
を球形と推定し、前記散乱光強度時間変化または散乱光
強度の最大値と最小値との比が所定の値より大きい場合
は、前記パーティクルの形状を円盤状と推定し、 前記パーティクルの形状が円盤状と推定された場合は、
最大散乱光強度から前記パーティクルの円盤の面積を、
最小散乱光強度から前記パーティクルの円盤の厚さを推
定する手段を有することを特徴とするパーティクルモニ
ター装置。
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