JP5068466B2 - 基板ウエハの汚染を監視するための方法および装置 - Google Patents

Description

本出願は、２００５年３月１８日に出願された仏国特許出願第０５５０７０３号に基づくものである。この仏国特許出願は、その開示の全体が参照として本明細書に組み込まれており、またその優先権が、本出願により主張される。

本発明は、半導体およびマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）製造プロセス中の基板ウエハなどの部品の汚染を監視することに関する。

半導体およびマイクロ電子機械システムの能動部品が小型化し続けていることによって、半導体およびマイクロ電子機械システムは、処理中に基板ウエハを取り囲む雰囲気によって一般に運ばれる異物が、その表面またはその塊の中に存在することに対してますます敏感になる。したがって、通常汚染と称される異物の存在は、半導体およびマイクロ電子機械システムの製造プロセス中に、できるだけ低減されなければならない。

このため製造プロセスは、雰囲気が非常に低い汚染レベルで維持される防塵空調室で実施される。防塵空調室内の雰囲気の汚染レベルは、継続的に監視される。

たとえば、文献米国特許出願第２００４／００２３４１９号は、フォトリソグラフィプロセスを対象とする、光学表面上に吸着された汚染を測定する方法について記載している。この方法は、ガス汚染を引き起こしやすい化合物の高い吸着力を有するポリマーを使用する。次いで、ポリマーは、熱脱着、ガスクロマトグラフィー、および質量分析を使用して分析される。好ましくは、ポリマーは、比較的に低い濃度で雰囲気中に存在する汚染の十分な質量の収集を可能にするため、約数時間から数日、または数週の十分な時間の間、監視されるように雰囲気中にとどまるべきである。これの欠点は、測定が「実時間」には行われず、低い濃度でガス汚染が生じる場合に、調整された迅速な反応に対する備えがないことである。

文献独国特許第１０１ ３３ ５２０号は、半導体の製造用に使用される防塵空調室内の雰囲気の特性を決定する、別のシステムについて記載している。このシステムは、製造中に基板ウエハを含む搬送エンクロージャの通常の全体寸法を有するように、標準のフロントオープン型搬送エンクロージャ（ＦＯＵＰ：ｆｒｏｎｔ−ｏｐｅｎｉｎｇ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）に組み込まれる。監視システムを含む搬送エンクロージャは、防塵空調室からの空気を吸引し、それを分析し、防塵空調室にそれを戻し、それによって、基板ウエハを含む標準の搬送エンクロージャ（ＦＯＵＰ）によって取られる経路に沿って、防塵空調室内の雰囲気を監視する。測定されるパラメータは、防塵空調室内の気温、相対湿度、粒状物汚染のレベル、および特定の不要なガスによる汚染のレベルであり得る。測定システムは、標準のフロントオープン型搬送エンクロージャ（ＦＯＵＰ）内で使用可能な内部空間より小さい全体サイズを有するように構成されなければならない。

この小さいサイズのために、測定装置は、約１ｐｐｂ（ｐａｒｔ ｐｅｒ ｂｉｌｌｉｏｎ：１０億分の１）の微量中に存在する、非常に低いレベルのガス汚染を測定することができない。

さらに、上述した装置は、基板ウエハ搬送エンクロージャ自体に含まれる雰囲気については診断せず、測定は、基板ウエハ搬送エンクロージャを含む防塵空調室の雰囲気に対して全体的に行われる。

ここでは、これらの基板搬送エンクロージャは、汚染物質、具体的には有機アミンおよび有機酸汚染物質を濃縮する、多孔質の環境である。基板ウエハは、処理を待つ間、これらの雰囲気に継続的にさらされる。これらの半導体製造プロセスの後に、基板ウエハは、プロセスガスで満たされ、そのプロセスガスは、基板ウエハから漏れて搬送エンクロージャの壁を汚染する。こうした汚染は、ウエハやマスクなどの半導体基板にとって非常に有害である。

当技術分野で知られている汚染監視方法は、特に基板ウエハまたは他の部品のガス汚染のレベルが低い場合には、不十分であることが分かっている。基板ウエハの表面の置換え、追加、またはドーピングによる、こうした低レベルの分子ガス汚染は、欠陥を生じることがあり、この欠陥は、現在の製造後の測定技術を使用すると目に見えないことがあるが、このように製造される半導体および電子機械マイクロシステムの耐用年数を減少させる。

基板の置換え、追加、またはドーピングによる低レベルの分子汚染は、真の問題である。このように製造される半導体は、工場を離れるときには満足の行くものであると断言され得るが、その耐用年数は短縮され得ることが分かっている。したがって、この低レベルの分子汚染を低減させることによって、大きい利益が得られる。
仏国特許出願第０５５０７０３号明細書 米国特許出願公開第２００４／００２３４１９号明細書 独国特許出願公開第１０１３３５２０号明細書 米国特許第６２８７０２３号明細書 米国特許第５２３３１９１号明細書

本発明によって対処される問題は、搬送エンクロージャ内への基板ウエハの搬送ステップおよび／または保管ステップを含む製造プロセスによって製造される、半導体および電子機械マイクロシステム内で生じる欠陥のリスクをさらに低減するという問題である。

それと同時に本発明は、ガス吸着ポリマーなどの材料を追加することによって、基板のさらなる汚染のすべてのリスクを回避することを目的とする。

本発明はさらに、搬送エンクロージャ内に含まれる基板ウエハまたは他の部品による汚染の伝播のリスクを低減させることを目的とする。

本発明の基本の考えは、搬送エンクロージャの内部雰囲気と通じる強力な外部分析手段を使用して、搬送エンクロージャ自体内の雰囲気を監視することである。

結果として、分析手段は、標準の搬送エンクロージャの内部容量とは無関係の、また具体的には標準の搬送エンクロージャの内部容量より大きいサイズのものとすることができ、分析時に、標準搬送エンクロージャ内に含まれる基板ウエハの分離が維持される。

したがって、分析を実時間に、すなわち非常に短時間に提供し、かつ約１ｐｐｂの非常に低濃度のガス汚染を検出しかつ測定することができる分析手段を使用することが可能である。

上記および他の目的を達成するために、本発明は、搬送エンクロージャ内への基板ウエハまたは他の部品の搬送ステップおよび／または保管ステップを含む、半導体または電子機械マイクロシステム製造プロセス中の基板ウエハまたは他の部品の汚染を監視するための装置を提案し、装置は、ガス分析装置を含み、このガス分析装置は、ガスをイオン化するためのガスイオン化手段と、イオン化されたガスを、イオンのパラメータを測定することによって識別するための識別手段とを含む。

本発明によれば、ガスをイオン化するためのガスイオン化手段は、大気圧でガスをイオン化するように構成され、この装置はさらに、搬送エンクロージャの内部雰囲気中に含まれるガスの実時間分析を実施するために、ガス分析装置と搬送エンクロージャの内部雰囲気との間に直接連絡を確立するためのインターフェース手段を含む。

好ましくは、インターフェース手段は、分析されるガスの流れを、搬送エンクロージャの内部雰囲気からガス分析装置に、直接にかつ大きい外部入力なしに伝えるように構成される。表現「外部入力」は、外部から来るガスとパージガスとを同様に指すものである。

したがって、この装置は、まさに十分な量のインターフェース手段、およびガスをサンプリングし、ガス分析装置に運ぶための手段（パイプ、ソレノイドバルブ体、ポンプ体など）で使用される材料のおかげで、ポッドから来るガス、しかもポッドから来るガスだけを捕捉する。有利には、インターフェース手段は、その化学的および機械的な安定性の高さ、またガスに対するその不浸透性のために選択された、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ：ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ）からなる。したがって、その使用は、その材料によるガスの吸着および放出を最小限に抑え、それは、１ｐｐｂレベルの測定には必要不可欠である。

この特徴のため、搬送エンクロージャ内に含まれる微量の汚染ガスを、実時間に分析することが可能である。この分析は、基板ウエハまたは他の部品に最も近い雰囲気中でも実施され、環境、すなわち搬送エンクロージャの周囲雰囲気によって乱されない。

この装置は、基板ウエハ、マスク、定期的に洗浄されなければならない部品などのプロセスチャンバの構成部品、さらには搬送エンクロージャの汚染を監視するために使用され得る。

好ましくは、インターフェース手段は、分離手段を含み、この分離手段は。ガス分析装置に到達する分析されるガスの流れが、大部分は搬送エンクロージャから来るものであり、搬送エンクロージャの外部の雰囲気からの漏れによって生じる流れは、少しであることを保証する。これは、分析の感度を向上させる。

本発明の装置は、さらに、搬送エンクロージャを含む。

微量のレベルのガス汚染を検出できるほど高感度の分析を実施するため、ある選択肢は、イオンの移動度を測定するように構成されたタイプのガス分析装置を使用することである。

この説明および特許請求の範囲中で言及されるイオン移動度のパラメータは、媒体の粘性によって引き起こされる制動力のために、電界に置かれたイオンによって達せられる終端速度と、イオンがさらされる電界との間の比として規定される。

あるいは、ガス分析装置は、イオンの飛行時間を測定するように構成されるタイプのガス分析装置であり得る。飛行時間パラメータは、電界にさらされたイオンが所与の距離を移動するのに必要な時間として規定される。

分析されるガスをイオン化するある選択肢は、ＩＭＳ機器を使用する電子衝撃によって、ガス分子を分解する従来方法を使用することである。

別の選択肢は、イオン付着質量分析（ＩＡＭＳ：ｉｏｎ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）技術を使用したイオン化を実施することであり、このＩＡＭＳ技術は、分析されるガスに、たとえばＬｉ^＋やＮａ^＋イオンなどのアルカリイオンで衝撃を与え、このアルカリイオンがガス分子に付着するようになり、それによって陽イオンをもたらす。次いで、得られたイオンの質量は、質量分析計を使用して測定され、ガス分子の質量からなるパラメータは、知られているそのアルカリイオンの質量を引くことによって求められる。

実際、インターフェース手段は、有利には、
搬送エンクロージャの壁を通る通路と、
アダプタとを含むことができ、アダプタは、搬送エンクロージャがアダプタに結合され得るように、ガス分析装置につながるパイプと通じるように選択的に配置された通路と合わせられる。

第１の選択肢は、アダプタが、ガス分析装置につながるパイプのオリフィスに通路が面するように、搬送エンクロージャを配置するための位置決め手段を含むことである。

この場合、位置決め手段は、対応する穴に係合するように構成された突起を含み得る。

別の選択肢は、搬送エンクロージャが扉を有し、装置が、アダプタを含み、アダプタは、前記扉を選択的に開くための手段と、搬送エンクロージャからガスをサンプリングし、かつそのガスをガス分析装置に移動させ、周囲雰囲気から漏れ入るガスのサンプリングを制限するためのコレクタ手段とを含む。

本発明のある実施形態では、アダプタは、フロントオープンタイプの搬送ポッド、具体的にはフロントオープン型汎用ポッド（ＦＯＵＰ：ｆｒｏｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｐｏｄ）、サイドオープン型ポッド、またはＳＭＩＦタイプのボトムオープン型ポッドのためのロード手段（ｌｏａｄｉｎｇ ｍｅａｎｓ）に直接に組み込まれる。ロード手段は、半導体基板処理チャンバを備える設備への入口に位置する。それらロード手段は、基板ウエハが処理チャンバに入る前に、ポッドが開閉されることを可能にする。

したがって、チャンバの汚染を制限するために、本発明の装置は、搬送ポッドが開かれ、かつ装置の処理チャンバと通じるようにされる前に、基板および／または搬送ポッドの汚染を監視することを可能にする。同様に、処理後に、基板ウエハが搬送ポッド内に保管される前に、ポッド内部の雰囲気は、ウエハが汚染された雰囲気中をどんなどきでも通らないように、汚染の検査を受ける。

あるいは、インターフェース手段は、針を含むことができ、針は、ガス分析装置に接続され、かつ搬送エンクロージャの壁を貫通するように構成される。貫通されるように構成された壁部分を提供することによって、この解決手段は、ＦＯＵＰまたはＳＭＩＦタイプの搬送エンクロージャなど、硬質の壁の搬送エンクロージャで使用するのに適し得る。それは、可撓性壁のエンベロープタイプの搬送エンクロージャで使用するのにも適し得る。

本発明の監視装置は、有利には、パージ中性ガスをガス分析装置に選択的に注入するための手段を備え得る。中性ガスは、たとえば窒素源によって供給される窒素であり得る。

ガス分析装置の入口と搬送エンクロージャの周囲雰囲気との間の直接連絡を選択的に設定するための手段も提供されることができ、その結果として、この装置は、搬送エンクロージャの周囲の防塵空調室の雰囲気を分析することもできる。

次いで、インターフェース手段は、サンプリングされたガスを運ぶためのパイプ、およびサンプリングされたガスの流れを制御するためそれらのパイプに挿入された弁からなる。

分析の信頼性は、様々な構成要素の動作を自動化するための手段を提供することによってさらに向上される。したがって、アダプタ、ガス分析装置、およびインターフェース手段の動作を制御するための電子制御手段も提供され得る。

実際に電子制御手段は、プロセッサと関連プログラムとを備えることができ、該関連プログラムが、プロセッサが搬送エンクロージャとガス分析装置との間の連絡を命じる測定シーケンスと、以下のシーケンスの少なくとも１つとを含む。すなわち、プロセッサがガス分析装置への中性ガス注入を命じるパージシーケンス、プロセッサがガス分析装置への基準ガス注入を命じる較正シーケンス、およびプロセッサがガス分析装置と周囲雰囲気との間の連絡の設定を命じる外部監視シーケンスである。

本発明の装置は、製造ラインの作業者が、搬送ポッドの内部雰囲気の汚染レベルをいつでも検査することができる、専用の監視ステーションに設置され得る。

本発明の別の態様は、搬送エンクロージャへの搬送ステップおよび／または保管ステップを含む、半導体または電気機械マイクロシステム製造プロセス中のウエハ基板または他の部品の汚染を監視する方法を提供する。この方法は、測定ステップを含み、この測定ステップにおいて、ガスが、搬送エンクロージャの内部雰囲気からサンプリングされかつ分離され、サンプリングされたガスがイオン化され、かつサンプリングされたガスが、イオン化によって得られたイオンのパラメータを測定することによって分析される。

この方法は、外部解析ステップを含むことができ、この外部解析ステップの間に、ガスが、搬送エンクロージャの周囲雰囲気中でサンプリングされ、サンプリングされたガスが、イオン化され、かつサンプリングされたガスが、イオン化によって得られたイオンのパラメータを測定することによって分析される。

本発明の他の目的、特徴、および利点は、添付の諸図面を参照して提供される、本発明の特定の実施形態についての以下の説明から明らかになる。

図１に示す実施形態では、この装置は、搬送エンクロージャ１内で搬送される基板ウエハまたは他の部品を、防塵空調室内のあるステーションから別のステーションに移動させるときに、その汚染を監視するように構成される。

たとえば、図１に示すＦＯＵＰタイプの標準のフロントオープン型搬送エンクロージャが、このために使用される。

これらのＦＯＵＰタイプの搬送エンクロージャ１は、基板ウエハまたは他の部品の挿入および取り出しを可能にする寸法を有する正面扉４を含み、搬送エンクロージャ１の内部への汚染粒子の浸透を阻むフィルタを備えた、１つまたは複数の底部開口部２０を一般に含む。

搬送エンクロージャ１は、シールされているが、比較的に低いレベルで雰囲気からの空気を、オリフィス２０を通してかつ扉４のシールの漏れを通して通過を可能とするが、漏れは、ほとんどオリフィス２０のフィルタを介して生じる。フィルタを組み込むオリフィス２０は、具体的には扉４を開閉するときに、圧力を均等にするため、雰囲気からの空気が入りかつ出て行くことを可能にする。

図１で、搬送エンクロージャ１は、監視ステーションを構成する防塵空調室内のアダプタ５に結合される。

アダプタ５は、搬送エンクロージャ１のフィルタオリフィス２０を、ガス分析装置２の入力にガスを運ぶパイプ３に接続する。パイプ３内の弁６は、搬送エンクロージャ１から来るガスの流れを選択的に可能にしまたは中断させるために、パイプ３を開きまたは閉じる。弁６は、マイクロコントローラまたはＰＬＣタイプのプロセッサ１６によって制御される。

ガス分析装置２は、イオンの移動度を測定し、微量のガスを検出し、微量のガスの濃度を測定するために、イオン移動度スペクトルメータ（ＩＭＳ：ｉｏｎ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）機器の原理を使用する。

この類のガス分析装置では、ガスサンプルは、たとえば分子が電子衝撃によってイオン化されるチューブの反応部分に導入される。分子の分解によって生じるイオンは、その移動度を分析するため、イオンの動きが引き起こされる領域内に注入され、この移動度は、電界における陽イオン次いで負イオンによって到達される速度によって決定される。もたらされるイオンは、電極に向かって引き付けられ、電極は電流を発生させる。次いで、その電流は、ガス濃度（ｐｐｂｖで）を得るために処理される。

あるいは、サンプリングされたガスは、イオン化され、かつイオン付着質量分析（ＩＡＭＳ）技術を使用して分析され得る。

コンピュータ９は、ガス分析装置２に接続される。コンピュータ９は、ガス分析装置２によってもたらされる測定値を格納するためのメモリを含む。コンピュータ９内に格納されたソフトウェアは、ガス分析装置２によってもたらされたデータを、画面上に直接に表示し、それをメモリ内に格納する。コメントが、入力画面を介して測定値に追加され得る。したがって、コンピュータ９は、ガス分析装置によって提供される測定結果を処理しかつ格納するための電子処理手段を構成する。

またコンピュータ９のソフトウェアは、ユーザに閾値が超過されたかどうか警告するため、閾値のトリガを管理する。

コンピュータ９のソフトウェアは、コンピュータ９も接続されたプロセッサ１６のパラメータを設定するためにも使用される。

内部汚染を測定するときに、搬送エンクロージャ１内に含まれるガスは、パイプ３を介してガス分析装置２に吸引され、その後にこのガス分析装置は、放出管１７を介して防塵空調室にそれを戻す。ガスは、ガス分析装置２を通過するときに分析され、結果として生じる情報は、コンピュータ９に送信される。

パイプ３およびアダプタ５は、防塵空調室からの不要なガスが、パイプ３の内部およびガス分析装置２に透過することを防ぐのに十分なレベルにシールされる。これは、ガス分析装置２が、搬送エンクロージャ１の内部雰囲気から来るガスを事実上分析することを確実にする。したがって、ガス分析装置２によって分析されるガスの流れは、ほとんどが搬送エンクロージャ１から生じ、搬送エンクロージャ１の外部雰囲気からの漏れによって生じる流れは、より小さい。

本発明の好ましい実施形態では、搬送エンクロージャ１は、標準の位置決め突起によってアダプタ５上に配置される。

搬送エンクロージャ１のフィルタオリフィス２０の位置が、標準化されていないことを考慮すると、エンクロージャが標準のＦＵＯＰタイプのものであったとしても、アダプタ５の位置は、搬送エンクロージャ１のフィルタに接続するために調整可能である。

搬送エンクロージャ１は、その底面壁に入口オリフィス２０をもたないことがあるので、アダプタ５は、搬送エンクロージャ１の扉を開くための手段と、防塵空調室の雰囲気から十分に分離するためのコレクタ手段とを含む。次いで、測定は、部分的に開いた搬送エンクロージャ１の扉４を用いて実施される（以下参照）。

図１に示す実施形態では、パイプ３は、弁６の下流側と、それぞれの弁１０、１２、および１４に対して設けられた、３つの分岐接続７、１３、および２１とを含む。分岐接続７は、アダプタ５の近くのオリフィス８を介して、防塵空調室の内部雰囲気中に放出する。分岐接続１３は、基準ガス供給源につながる。分岐接続２１は、中性ガス供給源１１につながる。

また弁１０、１２、および１４は、プロセッサ１６によって制御される。

上記の類の構成は、以下のために使用される。すなわち、
防塵空調室の汚染レベルに対応する背景雑音を定量化するために、オリフィス８、分岐接続７、および弁１０を介して、アダプタ５と結合された搬送エンクロージャ１の付近の外部雰囲気を測定するため、
ガス分析装置２の測定セルをパージするために、中性ガス供給源１１からの窒素などの中性ガスを供給するため、
ガス分析装置２の測定セルの較正を検証するために、基準ガスを測定するためである。

プロセッサ１６は、様々な測定を実施するため、弁の操作を順序付ける。

このため、プロセッサ１６は、関連プログラムを含み、この関連プログラムは、プロセッサが搬送エンクロージャ１とガス分析装置２との間の連絡の設定を命じる測定シーケンスと、以下のシーケンスの少なくとも１つを含む。すなわち、プロセッサが、中性ガス供給源１１からガス分析装置２への中性ガス注入を命じるパージシーケンス、プロセッサが、分岐接続１３を介した基準ガス注入を命じる較正シーケンス、およびプロセッサが、分岐接続７およびオリフィス８を介した周囲雰囲気とガス分析装置２との間の連絡の設定を命じる外部監視シーケンスである。

図に示す実施形態では、パイプ３、ならびに各分岐接続７、１３、および２１は、それぞれの別個の弁６、１０、１２、および１４を有する。

あるいは、三方弁が、同じ機能を提供するために使用され得る。

次に、それぞれ異なるタイプの搬送エンクロージャに適するアダプタ５の４つの実施形態を示す、図２から図５について考慮されたい。

図２は、図１に示す構造を繰り返しており、アダプタ５が、ＦＯＵＰタイプの標準のフロントオープン型搬送エンクロージャ１を置く支持平面を構成するように合わせられている。正面扉４、および弁６を備えたパイプ３に接続するフィルタが設けられた底部オリフィス２０も見られ得る。

図３で、アダプタ５は、パイプ３に接続され得る底部オリフィス２０をもたない、フロントオープン型搬送エンクロージャ１と協働するように構成されている。この場合、アダプタ５は、正面扉４を取り囲み、かつ正面扉４の少なくとも部分的な開口を許可するサンプリングエンクロージャを提供する、コレクタ１８を備える。コレクタ１８によって画定されるサンプリングエンクロージャは、底部オリフィス１８ａを介してパイプ３に接続される。

図４で、アダプタ５は、ボトムオープン型搬送エンクロージャ１、たとえば標準のＳＭＩＦタイプのエンクロージャと協働するように合わせられる。この場合、搬送エンクロージャ１の扉は、パイプ３がアダプタ５を介して接続され得るオリフィスが設けられた底部扉４である。

図５は、ＳＭＩＦタイプ、すなわちボトムオープン型搬送エンクロージャ１と協働するように合わせられるアダプタ構造５を示しているが、この搬送エンクロージャで、底部扉４は、パイプ３に接続され得るオリフィスをもたない。この場合、アダプタ５は、搬送エンクロージャ１の開口部の周りのサンプリングエンクロージャを画定し、かつ底部扉４の少なくとも部分的な開口を許可するコレクタ１９を備える。側面のオリフィス１９ａは、パイプ３が、コレクタ１９内のサンプリングエンクロージャの内部に接続されることを可能にする。

使用時に、装置は、搬送エンクロージャ１内に存在する汚染を測定し、この測定の間、ガスが、搬送エンクロージャ１内でサンプリングされ、サンプリングされたガスは、イオン化され、イオン化されたガスは、このイオン化によって得られるイオンのパラメータを測定することによって分析される。

有利には、この測定方法は、外部分析ステップを含むことができ、この外部分析ステップの間に、搬送エンクロージャ１の周囲雰囲気中のガスが、分岐接続７およびオリフィス８を介してサンプリングされ、サンプリングされたガスがイオン化され、イオン化されたガスが、このイオン化によって得られたイオンのパラメータを測定することによって分析される。

この方法は、パージステップを含むことができ、このパージステップの間に、窒素などの中性ガスが、ガス分析装置２に注入される。

この方法は、較正ステップを含むことができ、この較正ステップの間に、基準ガスが、分岐接続１３を介してガス分析装置２に注入される。

上記で規定された方法は、搬送エンクロージャ１が含み得る基板ウエハまたは他の部品上に存在する汚染の概算である、搬送エンクロージャ１の内部雰囲気中に存在する汚染を測定するための、本発明の第１の応用例である。

第２の応用例では、この方法は、搬送エンクロージャ１内に含まれる基板ウエハに処理プロセスが適用される前の搬送エンクロージャ１内の汚染の測定と、前記処理プロセス後の搬送エンクロージャ１内の汚染の測定とを含む、差分測定シーケンス、および処理された基板ウエハを、搬送エンクロージャ１内に再挿入することを含むことができる。

別の応用例では、この方法は、予備の監視ステップを含むことができ、この予備の監視ステップの間に、開いたまたは閉じた搬送エンクロージャ１内の汚染が、基板ウエハまたは他の部品がそれに挿入される前に測定される。

別の応用例では、汚染は、基板ウエハまたは他の部品が取り除かれた後に、搬送エンクロージャ１内で測定され得る。エンクロージャは、低いコンダクタンスを有し、汚染ガスが、数時間の間、エンクロージャの内部に存在し続け得る。これは、記憶効果によって、数時間の期間に渡り基板または他の部品上の事象の形跡を提供する。

別の応用例では、開いたまたは穿孔された搬送エンクロージャが、防塵空調室の様々な領域に置かれ得る。防塵空調室の所与の領域にそれを置いた後に、エンクロージャは再び閉じられ、汚染の測定のため監視システムに運ばれ得る。このようにして、本発明は、防塵空調室のすべての領域の汚染が、決定されることを可能にする。

本発明の利点は、本発明が、複数の領域でガスによって引き起こされる低レベルの汚染を、単一の装置によって実時間に測定すること可能にすることである。

汚染の測定は、吸着ポリマーなどの試験材料を加えることによって引き起こされ得るものなど、搬送エンクロージャ内に含まれる基板または他の部品の追加の汚染のリスクなしに行われる。

汚染は、基板ウエハまたは他の部品を取り除く必要なしに、搬送エンクロージャ１の内部でも測定され得る。

本発明は、明示的に説明された諸実施形態に限定されず、当業者には明らかであるその変形および一般化を包含するものである。

本発明の汚染監視装置の一実施形態のブロック図である。 ガス分析装置とフロントオープン型搬送エンクロージャの内部雰囲気との間の連絡を確立するための手段の第１の実施形態を示す部分図である。 ガス分析装置とフロントオープン型搬送エンクロージャの内部雰囲気との間の連絡を確立するための手段の第２の実施形態を示す部分図である。 ガス分析装置とボトムオープン型搬送エンクロージャの内部雰囲気との間の連絡を確立するための手段の一実施形態を示す図である。 ガス分析装置とボトムオープン型搬送エンクロージャの内部雰囲気との間の連絡を確立するための手段の別の実施形態を示す図である。

符号の説明

１ 搬送エンクロージャ
２ ガス分析装置
３ パイプ
４ 扉
５ アダプタ
６、１０、１２、１４ 弁
７、１３、２１ 分岐接続
８、２０ オリフィス
９ コンピュータ
１１ 中性ガス供給源
１６ プロセッサ
１７ 放出管
１８、１９ コレクタ
１８ａ 底部オリフィス
１９ａ 側面オリフィス

Claims (26)

1. 基板ウエハまたは他の部品の搬送エンクロージャ内への搬送ステップおよび／または保管ステップを含む、半導体または電子機械マイクロシステム製造プロセス中の前記基板ウエハまたは他の部品の汚染を監視するための装置であって、ガス分析装置を含み、該ガス分析装置が、ガスをイオン化するためのガスイオン化手段と、イオンのパラメータを測定することによってイオン化されたガスを識別するための識別手段とを含み、ガスイオン化手段が、大気圧でガスをイオン化するように構成され、前記装置が、さらに、搬送エンクロージャの内部雰囲気中に含まれるガスの実時間分析を実施するために、前記ガス分析装置と前記搬送エンクロージャの内部雰囲気との間の直接連絡を確立するためのインターフェース手段を含み、
   前記インターフェース手段が、
   アダプタを含み、該アダプタは、前記搬送エンクロージャが前記アダプタと結合されることができるように、前記ガス分析装置につながるパイプと通じるように選択的に配置された前記搬送エンクロージャの壁を通る通路に合わせられる、装置。
2. 基板ウエハまたは他の部品の搬送エンクロージャ内への搬送ステップおよび／または保管ステップを含む、半導体または電子機械マイクロシステム製造プロセス中の前記基板ウエハまたは他の部品の汚染を監視するための装置であって、ガス分析装置を含み、該ガス分析装置が、ガスをイオン化するためのガスイオン化手段と、イオンのパラメータを測定することによってイオン化されたガスを識別するための識別手段とを含み、ガスイオン化手段が、大気圧でガスをイオン化するように構成され、前記装置が、さらに、搬送エンクロージャの内部雰囲気中に含まれるガスの実時間分析を実施するために、前記ガス分析装置と前記搬送エンクロージャの内部雰囲気との間の直接連絡を確立するためのインターフェース手段を含み、
   前記インターフェース手段が、針を含み、該針が、前記ガス分析装置に接続され、かつ前記搬送エンクロージャの壁を貫通するように構成される、装置。
3. 基板ウエハまたは他の部品の搬送エンクロージャ内への搬送ステップおよび／または保管ステップを含む、半導体または電子機械マイクロシステム製造プロセス中の前記基板ウエハまたは他の部品の汚染を監視するための装置であって、ガス分析装置を含み、該ガス分析装置が、ガスをイオン化するためのガスイオン化手段と、イオンのパラメータを測定することによってイオン化されたガスを識別するための識別手段とを含み、ガスイオン化手段が、大気圧でガスをイオン化するように構成され、前記装置が、さらに、搬送エンクロージャの内部雰囲気中に含まれるガスの実時間分析を実施するために、前記ガス分析装置と前記搬送エンクロージャの内部雰囲気との間の直接連絡を確立するためのインターフェース手段を含み、
   前記インターフェース手段が、前記ガス分析装置の入口と前記搬送エンクロージャの周囲雰囲気との間の直接連絡を選択的に設定するための手段を含む、装置。
4. 前記インターフェース手段が、分析されるガスの流れを、前記搬送エンクロージャの前記内部雰囲気から前記ガス分析装置に、直接に大きい外部入力なしに伝えるように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記インターフェース手段が、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）である材料からなる、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
6. 前記インターフェース手段が、分離手段を含み、該分離手段は、前記ガス分析装置に到達する分析されるガスの流れが、大部分は前記搬送エンクロージャから来るものであり、また前記搬送エンクロージャの外部雰囲気からの漏れによって生じる流れが少しであることを保証する、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記搬送エンクロージャをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記ガス分析装置が、前記イオンの移動度を測定するように構成されたタイプのガス分析装置である、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記ガス分析装置が、前記イオンの飛行時間を測定するように構成されたタイプのガス分析装置である、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記ガス分析装置が、前記イオンの質量を測定するように構成されたタイプのガス分析装置である、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記ガスが、電子衝撃によってイオン化される、請求項８または請求項９に記載の装置。
12. 前記ガスが、前記ガスの分子に付着するようになるアルカリイオンを用いた電子衝撃によってイオン化される、請求項８に記載の装置。
13. 前記アダプタは、前記通路が前記ガス分析装置につながる前記パイプのオリフィスに面するように、前記搬送エンクロージャを配置するための位置決め手段を含む、請求項１に記載の装置。
14. 前記位置決め手段が、対応する穴に係合するように構成された突起を含む、請求項１３に記載の装置。
15. 前記搬送エンクロージャが扉を有し、前記装置が、アダプタを含み、該アダプタが、前記扉を選択的に開くための手段と、前記搬送エンクロージャからガスをサンプリングし、前記ガスを前記ガス分析装置に移動させ、周囲雰囲気から漏れ入るガスのサンプリングを制限するためのコレクタ手段とを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記アダプタが、搬送ポッドロード手段に直接に組み込まれる、請求項１または請求項１５に記載の装置。
17. パージ中性ガスを前記ガス分析装置に選択的に注入するための手段を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
18. 中性ガスを選択的に注入するための前記手段が、窒素源を含む、請求項１７に記載の装置。
19. 前記アダプタ、前記ガス分析装置、および前記インターフェース手段の動作を制御するための電子制御手段を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
20. 前記ガス分析装置によって供給される測定結果を処理しかつ格納するための電子処理手段を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
21. 前記電子制御手段が、プロセッサと関連プログラムとを含み、前記関連プログラムが、前記プロセッサが前記搬送エンクロージャと前記ガス分析装置との間の連絡を命じる測定シーケンスと、前記プロセッサが前記ガス分析装置への中性ガス注入を命じるパージシーケンス、前記プロセッサが前記ガス分析装置への基準ガス注入を命じる較正シーケンス、および前記プロセッサが前記ガス分析装置と周囲雰囲気との間の連絡の設定を命じる外部監視シーケンスのうちの少なくとも１つのシーケンスとを含む、請求項１９に記載の装置。
22. 搬送エンクロージャへの搬送ステップおよび／または保管ステップを含む、半導体または電気機械マイクロシステム製造プロセス中のウエハ基板または他の部品の汚染を監視する方法であって、測定ステップを含み、該測定ステップにおいて、ガス分析装置と搬送エンクロージャの内部雰囲気との間の直接連絡を確立するためのインターフェース手段により、ガスが、搬送エンクロージャの内部雰囲気からサンプリングされかつ分離され、大気圧でガスをイオン化するように構成されガスイオン化手段によりサンプリングされたガスがイオン化され、前記搬送エンクロージャの内部雰囲気中に含まれるガスの実時間分析を実施するために、前記サンプリングされたガスが、イオン化によって得られたイオンのパラメータを測定することによって分析され、
    外部分析ステップをさらに含み、該外部分析ステップの間に、ガスが、前記搬送エンクロージャの周囲雰囲気中でサンプリングされ、サンプリングされたガスがイオン化され、前記サンプリングされたガスが、イオン化によって得られたイオンのパラメータを測定することによって分析される、方法。
23. パージステップをさらに含み、該パージステップの間に、窒素などの中性ガスが、前記ガス分析装置に注入される、請求項２２に記載の方法。
24. 較正ステップをさらに含み、該較正ステップの間に、基準ガスが、前記ガス分析装置に注入される、請求項２２に記載の方法。
25. 処理プロセスが前記搬送エンクロージャ内に含まれる基板ウエハに適用される前の前記搬送エンクロージャ内の汚染の測定と、前記処理プロセス後の前記搬送エンクロージャ内の汚染の測定とを含む差分測定シーケンス、および処理された基板ウエハを前記搬送エンクロージャ内に再挿入することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
26. 予備の監視ステップをさらに含み、該予備の監視ステップの間に、開いたまたは閉じた搬送エンクロージャ内の汚染が、基板ウエハまたは他の部品を搬送エンクロージャに挿入する前に測定される、請求項２２に記載の方法。

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