工序粒子计数器

　　目前,在0.2μm超微细膜片加工过程或薄膜晶体管中,400mm2的大面积均匀成膜加工工艺,已达到实用化,而表面污染控制技术对产品合格率、质量、可靠性具有直接较大的影响力。

　　仅从粒子来看,曾经竞相建立超净室,由于过程、装置无人化、自动化和传动装置的改善,作为环境和操作者引起粒子产生的比重有所下降。可是,另一方面,由材料、零件、金属附件等的制造装置本身带来的,在处理室内部的粒子污染则上升为主要问题,见表1。

　　1　保持稳定状态

　　表面污染的原因,不但要考虑静电的影响,而且还必须考虑到制造环境、湿法工艺、干法工艺等运用上某些时间产生粒子的原因。因此,现在,作为控制粒子污染的方向,是维持稳定状态,使表面不粘附粒子。因此,在线监测机能的重要性增加了。

　　这样就要求在各工序中对原始数据、操作本底的确认和突发异常及清洗时期,时效变化(劣化)时的动态检测和自动控制。

　　2　工序中的粒子计数器

　　在湿法工序中,保护膜工序和洗净工序,作为直接使粒子粘附在表面的主要原因而受到注目。另外,作为介质的纯水、药液、保护膜显影液等的清净度虽不断提高,但还不如空间本身。在该领域,在线使用液中的粒子计数器(HF0.1μm计测,KL—25型)监测工序的稳定状态。可是,在比重正在提高的干法工序中的在线实时粒子测定,与以前一样,还是不能测。

　　在反应性、腐蚀性强的材料气体中和含粒子的减压、加压、高温等严酷环境下,可直接测定漂浮粒子的计数器也是不存在的。一般来说,粒子计数器具有连续自动测定极低浓度的漂浮状态粒子的功能(见表2),但相反,在无泄漏、无排出气体、无死空间的情况下对应于压力变化方面,也不具备在前述环境下使用所需要的条件。

　　排除这样条件,以直接测定进入的材料气和工序处理室内的粒子条件为目的,开发了工序粒子计数器KC—90型系列,用于现场监控,稳定状态监测。图1示出了传感器的结构图;表3列出了KC—90型系列的规格。

3　材料气中的粒子测定

　　在外延生长的常压工艺中,当然有处理室内部产生粒子的问题,也有SiH4等气体使用量多,其供给系统的污染问题。图2示出了在外延处理室前直接测定实际气体的例子,图3示出了测定结果.

　　在实际SiH4/H2气体供给中,对应于气体控制系统的动作,显示出有显著的粒子读数。在N2等惰性气体时,没发现这种明显的现象。

　　4　CVD中的粒子测定