(57)【要約】【課題】微小なパーティクルであっても高い確実性をもって検出することができ、信頼性の高い計測を行うことができるパーティクルの検出方法を提供すること。【解決手段】基板である半導体ウエハＷの上にダミー膜１１を成膜し、次いでウエハＷの表面に真上から光を照射しながら照射位置を移動させ、その反射光を受光し、この受光した光の強度と光の照射位置とを対応付けたデータを取得して、ウエハＷ上のパーティクルを検出する。ここでダミー膜１１の膜厚をダミー膜１１の表面で反射された反射光と、ダミー膜１１とウエハＷとの界面で反射された反射光とが同位相になるかまたは逆位相になるように設定することにより、可干渉状態あるいは不干渉状態を形成しておく。パーティクルがダミー膜１１の表面あるいは前記界面のいずれかに存在すると、上記の状態が崩れるため、受光する光の強度が変化し、これにより高感度でパーティクルを検出することができる。【選択図】図８
2010283287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に付着しているパーティクルを検出する方法において、
前記基板にダミー膜を成膜する工程と、
次いで基板の表面に真上から光を照射しながら照射位置を移動させ、その反射光を受光する工程と、
基板上のパーティクルを検出するために、受光した光の強度と光の照射位置とを対応付けたデータを取得する工程と、を含み、
前記ダミー膜の膜厚は、ダミー膜の表面で反射された反射光と、ダミー膜と下地層との界面で反射された反射光と、が同位相になるかまたは逆位相になるように設定されていることを特徴とするパーティクルの検出方法。
【請求項２】
前記データを取得する工程の後に、パーティクルの評価対象の雰囲気に前記基板を置く工程と、
次いで基板の表面に真上から光を照射しながら照射位置を移動させ、その反射光を受光する工程と、
基板上のパーティクルを検出するために、受光した光の強度と光の照射位置とを対応付けたデータを取得する工程と、
基板を前記雰囲気に置く前に取得したデータと基板を前記雰囲気に置いた後に取得したデータとに基づいて、当該雰囲気において基板に付着したパーティクルの評価データを取得する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項１記載のパーティクル検出方法。
【請求項３】
前記データを取得する工程の後に前記基板を成膜装置内に搬入し、パーティクルの評価対象である成膜プロセスを行う工程と、
次いで基板の表面に真上から光を照射しながら照射位置を移動させ、その反射光を受光する工程と、
基板上のパーティクルを検出するために、受光した光の強度と光の照射位置とを対応付けたデータを取得する工程と、
前記成膜プロセスの前に取得したデータと前記成膜プロセスの後に取得したデータとに基づいて、当該成膜プロセスにおいて基板に付着したパーティクルの評価データを取得する工程と、を更に含み、
前記成膜プロセスにより成膜された薄膜の膜厚は、当該薄膜の表面で反射された反射光と、前記ダミー膜と下地層との界面で反射された反射光と、が同位相になるかまたは逆位相になるように設定されていることを特徴とする請求項１記載のパーティクルの検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に付着したパーティクルを光学的に検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置においては、基板を載置しあるいは基板を搬送する大気雰囲気については、上部に配置したファンフィルタユニット（ＦＦＵ）から例えばクリーンエアーによるダウンフローを形成し、パーティクルを下方側に排出するようにしている。しかしながらＦＦＵに不具合が生じたり、機構部品が劣化すると、パーティクルの量が多くなり、基板の汚染を引き起こすことから、例えばモニタ基板を用いて定期的にパーティクルの付着の状況を把握し、その雰囲気におけるパーティクルの評価（発塵の状況の評価）を行う必要がある。また基板の処理を行うプロセスモジュール内においても同様の評価を行う必要があるし、更に各プロセス、例えば真空成膜プロセスを行うことによるパーティクルの発生の状況についても把握する必要がある。このようなパーティクルの評価は、装置を使用するユーザ側だけでなく、装置を製造するメーカ側においても装置の調整を行う上で必要な作業である。
【０００３】
ある雰囲気またはあるプロセスを実施するときのパーティクルの評価は、先ずモニタ基板についてパーティクルの検査を行い、次いで対象とする雰囲気に基板を置くかまたは対象とするプロセスを基板に対して行い、当該基板について同様にしてパーティクルの検査を行い、両検査結果を比較して、パーティクルの増加量を求めることによって行われる。
【０００４】
パーティクルの検査手法としては、回転している基板であるシリコンウエハ（以下ウエハという）の表面にレーザ光を照射してそのスポット領域を基板の径方向にスキャンすると共に、その散乱光を検出する手法が主流である。この手法は散乱光の波高値とパーティクルの大きさとが対応していることを利用している。しかしながら散乱光の波高値はパーティクルの大きさの６乗に比例して小さくなることから、検査対象とするパーティクルのサイズがかなり小さくなってくると、例えば５０ｎｍ以下にもなってくると、Ｓ／Ｎ比が小さくなり、結果として信頼性の高い計測が困難になってくる。
【０００５】
一方ウエハの表面を検査する手法として共焦点法が知られている。この方法はウエハの表面に焦点を合わせておき、ウエハ上に傷がある場合には焦点から外れるのでその反射光の明るさが小さくなることを検出する手法である。この方法はウエハの表面に傷のように光学的段差が明確である場合には信頼性の高い検出を行うことができるが、パーティクルのように光を透過する物の検出には不向きである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２６４６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は微小なパーティクルであっても高い確実性をもって検出することができ、信頼性の高い計測を行うことができるパーティクルの検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため本発明は、基板の表面に付着しているパーティクルを検出する方法において、
前記基板にダミー膜を成膜する工程と、
次いで基板の表面に真上から光を照射しながら照射位置を移動させ、その反射光を受光する工程と、
基板上のパーティクルを検出するために、受光した光の強度と光の照射位置とを対応付けたデータを取得する工程と、を含み、
前記ダミー膜の膜厚は、ダミー膜の表面で反射された反射光と、ダミー膜と下地層との界面で反射された反射光と、が同位相になるかまたは逆位相になるように設定されていることを特徴とする。
【０００９】
ここで前記データを取得する工程の後に、パーティクルの評価対象の雰囲気に前記基板を置く工程と、次いで基板の表面に真上から光を照射しながら照射位置を移動させ、その反射光を受光する工程と、基板上のパーティクルを検出するために、受光した光の強度と光の照射位置とを対応付けたデータを取得する工程と、基板を前記雰囲気に置く前に取得したデータと基板を前記雰囲気に置いた後に取得したデータとに基づいて、当該雰囲気において基板に付着したパーティクルの評価データを取得する工程と、を更に含むようにしてもよい。
【００１０】
また前記データを取得する工程の後に前記基板を成膜装置内に搬入し、パーティクルの評価対象である成膜プロセスを行う工程と、次いで基板の表面に真上から光を照射しながら照射位置を移動させ、その反射光を受光する工程と、基板上のパーティクルを検出するために、受光した光の強度と光の照射位置とを対応付けたデータを取得する工程と、前記成膜プロセスの前に取得したデータと前記成膜プロセスの後に取得したデータとに基づいて、当該成膜プロセスにおいて基板に付着したパーティクルの評価データを取得する工程と、を更に含み、前記成膜プロセスにより成膜された薄膜の膜厚は、当該薄膜の表面で反射された反射光と、前記ダミー膜と下地層との界面で反射された反射光と、が同位相になるかまたは逆位相になるように設定されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基板の下地層の上にダミー膜を形成して、下地層とダミー膜との界面で反射した光とダミー膜の表面で反射した光とが同位相または逆位相となるように設定しているため、パーティクルが存在しない部位においては、受光した光が明るくなるかまたは暗くなる。即ち、ダミー膜により可干渉状態（明るい状態）あるいは不干渉状態（暗い状態）に設定されているため、パーティクルがダミー膜の表面あるいは前記界面のいずれに存在しても光路長が変わり、上記の状態が崩れ、例えば可干渉状態が崩れれば、パーティクルが存在する部位においては暗く（光強度が小さく）なり、不干渉状態が崩れれば逆の状態になる。従って高感度でパーティクルを検出することができ、微小なパーティクルであっても高い確実性をもって検出することができる。この結果ある雰囲気におけるパーティクルの評価（発塵状態の評価）を高い精度で行うことができる。
【００１２】
また成膜プロセスにおけるパーティクルの評価を行う場合には、成膜プロセスにより成膜された薄膜の膜厚は、当該薄膜の表面で反射された反射光と、当該薄膜→前記ダミー膜→下地層→ダミー膜→当該薄膜の経路で反射した光と、が同位相になるかまたは逆位相になるように設定されているので、同様に高感度でパーティクルを検出することができ、微小なパーティクルであっても高い確実性をもって検出することができる。従って成膜プロセスにおけるパーティクルを高い精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のパーティクル検出方法を説明する工程図である。
【図２】前記パーティクル検出方法を説明する工程図である。
【図３】前記パーティクル検出方法を説明する断面図である。
【図４】前記パーティクル検出方法を実施するシステムの構成図である。
【図５】前記パーティクル検出方法で用いられるパーティクル検出装置の一例を示す縦断面図である。
【図６】前記パーティクル検出装置の制御系の一例を示す構成図である。
【図７】ウエハ上の分割領域、ピクセルと測定マップを示す平面図である。
【図８】前記パーティクル検出方法を説明する工程図である。
【図９】前記パーティクル検出方法を説明するフローチャートである。
【図１０】前記パーティクル検出方法を説明する工程図である。
【図１１】前記パーティクル検出方法の他の例を説明する工程図である。
【図１２】前記パーティクル検出方法の他の例を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明を裏付けるデータを示す特性図である。
【図１４】本発明を裏付けるデータを示す特性図である。
【図１５】本発明を裏付けるデータを示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
先ず本発明のパーティクル検出方法の原理について図１〜図３に基づいて説明する。本発明は、パーティクル測定対象の基板例えば半導体ウエハＷ（以下「ウエハＷ」という）の表面に、所定の厚さのダミー膜１１を形成した後、光照射部１２から所定の波長の光を、前記基板表面に対して真上から照射し、ダミー膜１１の表面及びダミー膜１１と下地層との界面にて反射された光を受光部１３により受光して、このときの光量に基づいてパーティクルの有無を検出するものである。
【００１５】
前記ダミー膜１１としてはシリコン酸化膜等の酸化膜が用いられ、その膜厚は、ダミー膜１１の表面で反射された反射光と、ダミー膜１１と下地層との界面で反射された反射光とが同位相になるかまたは逆位相になるように設定されている。ここで前記下地層としては、前記光照射部１２から照射された光を反射する材質により形成される層が用いられ、以下では下地層がウエハＷのシリコン層である場合を例にして説明する。
【００１６】
前記ダミー膜１１の表面で反射された反射光と、ダミー膜１１とウエハＷとの界面で反射された反射光とが同位相になるとは、前記ダミー膜１１表面による反射光と、ウエハＷ表面による反射光が干渉により互いに強め合う状態つまり可干渉状態にある場合をいう。この可干渉状態を設定する膜厚ｄ１とは、次の（１）式により求められる膜厚である。ここでλは照射される光の波長、ｎはダミー膜１１の屈折率である。
【００１７】
２ｄ１＝（λ／２ｎ)×偶数倍  ・・・（１）
このような膜厚に設定すると、図２（ａ）に示すように、光照射部１２からウエハＷに向けて光２１を照射した場合、前記ダミー膜１１表面による反射光２２と、前記ウエハＷ表面による反射光２３とが同位相となるので、これら反射光２２，２３の振幅が２倍となり、明るい光となる。
【００１８】
一方、前記ダミー膜１１の表面で反射された反射光と、ダミー膜１１とウエハＷとの界面で反射された反射光とが逆位相になるとは、前記ダミー膜１１表面による反射光と、ウエハＷ表面による反射光が干渉により互いに弱め合う状態つまり不干渉状態にある場合をいう。この不干渉状態を設定する膜厚ｄ２とは、次の（２）式により求められる膜厚である。
【００１９】
２ｄ２＝（λ／２ｎ)×奇数倍  ・・・（２）
このような膜厚に設定すると、図２（ｂ）に示すように、前記ダミー膜１１表面による反射光２２と前記ウエハＷ表面による反射光２３とが逆位相になり、これら反射光２２，２３は互いに打ち消し合うため、波が消えて暗くなる。
【００２０】
ここでダミー膜１１の表面にパーティクル１４が存在する場合について考えると、図３（ａ）に示すように、パーティクル１４の材質はダミー膜１１と異なり、パーティクル１４を透過するときの前記光２１の屈折率が異なるため、パーティクル１４が存在する部位では、光照射部１２とウエハＷ表面との間の光路長が他の領域とは異なってくる。これに加えてパーティクル１４表面での反射も起こるため、パーティクル１４が存在する部位では、前記可干渉状態や不干渉状態が崩れてくる。
【００２１】
従って、図２（ａ）のように、ダミー膜１１の膜厚が前記可干渉状態を形成するように設定されている場合には、パーティクル１４の部分が他の領域に比べて暗くなり、図２（ｂ）のように、ダミー膜１１の膜厚が前記不干渉状態を形成すように設定されている場合には、パーティクル１４の部分が他の領域に比べて明るくなるので、これによってパーティクルの検出を行うことができる。
【００２２】
実際には、ウエハＷ上のパーティクルを検出するためには、受光した反射光２２，２３の強度（受光量）と、ウエハＷ上における光の照射位置とを対応付けたデータを取得し、この反射光２２，２３の受光量の変化により前記パーティクル１４の有無を判断している。例えば前記受光量に予めしきい値を設定しておき、図２（ａ）のように、ダミー膜１１の膜厚が前記可干渉状態になるように設定されているときには、前記しきい値よりも受光量が小さい場合に、パーティクル１４が存在すると判断し、図２（ｂ）のように、ダミー膜の膜厚１１が前記不干渉状態になるように設定されているときには前記しきい値よりも受光量が大きい場合に、パーティクル１４が存在すると判断する。
【００２３】
またこのパーティクル１４は、光照射部１２とウエハＷ（下地層）表面との間であればどの部位にあっても検出でき、図３（ｂ）のようにウエハＷ表面とダミー膜１１との界面にパーティクル１４が存在する場合であっても、ダミー膜１１はパーティクル１４の上にも他の領域と同じ膜厚で形成され、パーティクル１４の存在部位では、光照射部１２とウエハＷ表面との間の光路長が他の領域と異なってくるため、当該パーティクル１４を検出することができる。
【００２４】
ここで既述のようにダミー膜１１の膜厚は、ダミー膜１１の表面で反射された反射光と、ダミー膜１１と下地層との界面で反射された反射光とが同位相になるかまたは逆位相になるように設定されているが、ここでいう「同位相になるかまたは逆位相になるように」とは、上記の（１）式や（２）式により得られる膜厚ｄ１，ｄ２と完全に一致する場合に限られず、本発明の効果が得られる程度に概ね等しい場合も含まれる。
【００２５】
続いて本発明のパーティクル評価システムについて説明すると、図４に示すように、ウエハＷ上に前記ダミー膜１１を形成するための成膜装置３１と、パーティクル検出装置３２とを備えている。前記ダミー膜１１としてシリコン酸化膜を成膜する場合には、例えば成膜装置３１としては、例えばウエハＷ上に成膜ガス例えばモノシランガスを分解して、化学気相成長（ＣＶＤ）により成膜する装置等を用いることができる。
【００２６】
続いて前記パーティクル検出装置３２の具体例について図５及び図６を用いて説明する。以下では、基板であるウエハＷ表面にダミー膜１１が形成され、ウエハＷのシリコン層が下地層に相当する場合を例にして説明する。前記パーティクル検出装置３２は、図５に示すように、処理室３３内に、基板であるウエハＷを保持すると共に、回転機構３４により略鉛直軸周りに回転自在に構成された基板保持部３５と、この基板保持部３５に載置されたウエハＷに対向するように設けられる光学系ユニット４と、を備えている。図中３３ａはウエハＷを処理室３３内に搬入出するための開口部である。
【００２７】
前記光学系ユニット４について説明すると、この光学系ユニット４には、筐体４０内に、略水平なレーザ光を照射する光照射部をなす発光部４１と、この発光部４１からのレーザ光を下方側に反射させるハーフミラー４２と、このハーフミラー４２の下方側に設けられ、ハーフミラー４２により屈曲されたレーザ光をウエハＷ表面に集光させる対物レンズ４３と、ハーフミラー４２の上方側における、前記対物レンズ４３の焦点位置と共役な位置（像位置）に設けられた円形の開口を持つピンホール４４と、ダミー膜１１及びウエハＷ表面により反射され、ハーフミラー４２を透過した反射光を前記ピンホール４４の開口に集光させる結像レンズ４５と、前記反射光を受光する受光部４６と、を備えている。
【００２８】
このような光学系ユニット４では、発光部４１から出射されたレーザー光は、ハーフミラー４２を介して対物レンズ４３によりウエハＷ表面に集光するように照射され、これによりウエハＷには真上から光が照射されることになる。一方ウエハＷ表面にて反射された光は、同じ光路を戻り、ハーフミラー４２を透過して、ピンホール４５上に集光され、受光部４６にて受光される。ここで発光部４１から発光されるレーザ光の波長λは、４００ｎｍ〜８５０ｎｍであることが好ましい。
【００２９】
またこのような光学系ユニット４は、アーム３６に支持され、移動機構３７によりウエハＷの径方向に対して移動自在に構成されている。この例では、前記移動機構３７は、前記アーム３６を、ウエハＷの径方向に伸びるガイドレール３８に沿って移動させるように構成されている。この移動機構３７や前記基板保持部３５の回転機構３４は後述する制御部５からの指令に基づいて、その駆動が制御されるようになっている。
【００３０】
前記受光部４６は、当該受光部４６にて受光した受光信号を処理する信号処理部４７を備えている。この信号処理部４７は例えば図６に示すように、制御部５におけるバス５０に接続されており、このバス５０には、プログラム格納部５１、記憶部５２（５２Ａ〜５２Ｃ）、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）５３及び表示部５４、駆動制御部５５等が接続されている。前記プログラム格納部５１は、パーティクル検出プログラム５６、測定マップ作成プログラム５７及びパーティクル情報作成プログラム５８を備えている。
【００３１】
ここでパーティクルの測定の際には、例えば図７に示すようにウエハＷの表面を略四角形領域よりなる多数個の分割領域６１に区画し、この分割領域をさらに０．０１ｍｍ〜０．０１ｍｍ角の微小な正方形領域（詳しくは扇形状領域）からなるピクセル６２に分割し、このピクセル６２内をレーザスポットで隈なくスキャンさせる。こうして各ピクセル６２にレーザ光（パルス）を順次照射し、各照射（各パルス）毎におけるその反射光を受光部４６にて受光して、当該受光部４６にてその強度に対応する検出信号（電圧）を取得する。
【００３２】
前記パーティクル検出プログラム５６は、前記全てのピクセル６２についてデータを得るために、駆動制御部５５を介して基板保持部３５の回転や光学系ユニット４の移動を駆動制御部５５を介して制御すると共に、光学系ユニット４からの受光信号に基づいてパーティクルの有無を評価するように構成されている。この受光信号としては、例えば受光部４６において反射光の受光量が電圧として取得されるので、既述のように、予めしきい値を設定しておき、このしきい値と取得電圧とを比較して、「１」、「０」のデータを取得し、例えば前記可干渉状態が形成されている場合には、取得電圧がしきい値より小さい場合に「１」、それ以外には「０」とする。また前記不干渉状態が形成されている場合には、取得電圧がしきい値より大きい場合に「１」、それ以外には「０」とする。そして「１」のときにはパーティクルが有り、「０」のときにはパーティクルは無しと評価する。
【００３３】
前記測定マップ作成プログラム５７は、前記ピクセル６２毎に得られた「１」、「０」の検出データに基づいて、ウエハＷの表面上におけるパーティクルが付着している位置とそのパーティクルのサイズとを対応させた測定マップを作成するように構成されている。例えば既述のように各ピクセル６２毎に「１」、「０」の検出データが得られており、またパーティクルが有るとしたときには、そのピクセル数をパーティクルサイズとして認識し、分割領域６１毎にパーティクルが存在するピクセル数を把握する。つまり図７（ａ）に示す例ではパーティクルが存在するピクセル数は５であるので、当該分割領域６１には大きさ５のパーティクルが存在することになる。こうして全ての分割領域６１について、パーティクルが存在する部位には、パーティクルサイズを表示することにより例えば図７（ｂ）に示すような測定マップＭが作成される。こうしてパーティクル検出プログラム５６と測定マップ作成プログラム５７とにより、本発明における受光した光の強度と光の照射位置（ピクセル）とを対応付けたデータを取得する工程が実施される。
【００３４】
前記パーティクル情報作成プログラム５８は、前記得られた測定マップに基づいてパーティクルのサイズと個数とを対応させた情報を作成するように構成されている。つまり後述する評価雰囲気内に置いたウエハＷについて作成された測定マップから、評価雰囲気に置く前のウエハＷについて作成された測定マップを差し引きしたり、この差し引きにより得られたパーティクルのサイズと個数とを表示部５４に表示する役割を果たしている。前記プログラムは記憶媒体例えばハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、メモリーカード、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＤ）等に格納されている。
【００３５】
また記憶部５２における第１の記憶部５２Ａは評価雰囲気に置く前のウエハＷについて、前記測定マップ作成プログラム５７により作成された第１の測定マップを記憶する手段であり、第２の記憶部５２Ｂは、評価雰囲気内に置いたウエハＷについて、前記測定マップ作成プログラム５７により作成された第２の測定マップを記憶する手段である。また第３の記憶部５１Ｃは、前記第２の測定マップから第１の測定マップを差し引きし、この差し引きにより得られた第３の測定マップを記憶する手段である。
【００３６】
次に測定マップＭの取得方法について説明すると、光学系ユニット４の光照射領域は例えば直径１０μｍのスポット領域であり、例えば最初に照射する開始点であるスポット領域をウエハＷの中心部とし、ウエハＷの中心部に対して光を照射して、反射光を検出した後、光学系ユニット４をウエハＷの径方向外側に例えばスポット領域の半分だけ順次移動させると共に、ウエハＷを基板保持部３５により回転させる。
【００３７】
このときウエハＷの鉛直軸周りの回転と、光学系ユニット４のウエハＷの径方向への移動を組み合わせて、前記ピクセル６２内をレーザスポットで隈なくスキャンさせる。こうして各ピクセル６２にレーザ光を順次照射し、各照射毎におけるその反射光を受光部４６にて受光して、当該受光部４６にてその強度に対応する検出信号を取得する。こうしてウエハＷの表面全体をレーザ光によりスキャンすることにより全ピクセル６２について、パーティクルの有無を検出するためのデータを得ることができる。
【００３８】
ここで基板保持部３５の回転角と光学系ユニット４の径方向の位置とが分かっており、さらにウエハＷにはオリエンテーションフラットやノッチといった結晶方向を表す位置合わせ部位を備えているので、この位置合わせ部位を基準にして、各ピクセル６２はウエハＷ上で極座標として位置を特定でき、さらにＸ，Ｙ座標としても特定できる。
【００３９】
次に上述の実施の形態の作用について、評価雰囲気が搬送経路である場合を例にして、図８及び図９を参照しながら説明する。先ず図８（ａ）は、評価雰囲気に置く前のウエハＷの様子を示しており、当該ウエハＷの表面にはパーティクルＰ１が付着している。このウエハＷに対して図８（ｂ）に示すように、成膜装置３１にて前記ダミー膜１１を所定の膜厚例えば前記可干渉状態を形成する膜厚ｄ１で成膜する（ステップＳ１）。次いで図８（ｃ）に示すように、パーティクル検出装置３２にて既述の手法を用いてウエハ表面のパーティクルを検出して、第１の測定マップＭ１を作成し、これを第１の記憶部５２Ａに記憶する（ステップＳ２）。
【００４０】
続いて図８（ｄ）に示すように、ウエハＷを評価雰囲気である搬送経路に沿って移動し（ステップＳ３）、続いて図８（ｅ）に示すように、パーティクル検出装置３２にてウエハ表面のパーティクルを検出して第２の測定マップＭ２を作成し、これを第２の記憶部５２Ｂに格納する（ステップＳ４）。そしてパーティクル情報作成プログラム５８により、第２の測定マップＭ２から第１の測定マップＭ１を差し引いて第３の測定マップＭ３を得て、例えば第３の記憶部５２Ｃに格納し、こうして評価雰囲気である搬送経路中に付着したパーティクルの情報を取得する（ステップＳ５）。
【００４１】
ここで第１の測定マップＭ１には図１０（ａ）に示すように、パーティクル評価前の段階で既にウエハＷに付着していたパーティクルＰ１の情報が記載され、第２の測定マップＭ２には図１０（ｂ）に示すように、前記パーティクルＰ１と、評価雰囲気である所定の搬送経路の移動中に付着したパーティクルＰ２の情報とが両方記載されているので、第２の測定マップＭ２から第１測定マップＭ１を差し引くことにより、搬送経路の移動中に付着したパーティクルＰ２の情報のみが記載された第３の測定マップＭ３を取得できることになる（図１０（ｃ）参照）。そして得られた第３の測定マップＭ３に基づいて例えばパーティクルのサイズと個数とを対応付けた例えばパーティクルデータを取得し、例えば表示部５４に表示する。
【００４２】
上述の実施の形態によれば、ダミー膜１１により可干渉状態（明るい状態）あるいは不干渉状態（暗い状態）を形成しておき、パーティクルが存在する部位においては、前記可干渉状態又は不干渉状態が崩れることを利用してパーティクルを検出しているので、高感度でパーティクルを検出することができ、微小なパーティクルであっても高い確実性をもって検出することができる。この結果ある搬送経路中におけるパーティクルの評価（発塵状態の評価）を高い精度で行うことができる。なおこの図８〜図１０に示す評価方法は、搬送経路の他に、ウエハ表面に対して洗浄処理を行うチャンバ等を評価雰囲気とする場合のパーティクルの評価に適用できる。
【００４３】
続いて他の実施の形態について図１１及び図１２を参照しながら説明する。この実施の形態は、評価雰囲気が成膜装置であり、ここで行われる成膜プロセスが評価対象である場合である。図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示す工程及び図１２におけるステップＳ１１、ステップＳ１２の工程は、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示す工程及び図９におけるステップＳ１、ステップＳ２と同様であり、こうして評価雰囲気である成膜装置に搬送する前のウエハＷについて第１の測定マップＭ１１を作成し、これを第１の記憶部５２Ａに記憶しておく。
【００４４】
続いて図１１（ｄ）に示すように、ウエハＷを評価雰囲気である成膜装置１００に搬送し（ステップＳ１３）、当該成膜装置１００にて評価対象の成膜プロセスを実施して、薄膜１５を形成する（図１１（ｅ））。このとき形成される薄膜１５の膜厚は、当該薄膜１５の表面で反射された反射光と、前記ダミー膜１１と下地層との界面で反射された反射光とが同位相になるかまたは逆位相になるように設定されている。この場合には下地層がウエハＷのシリコン層であるので、当該薄膜１５の表面で反射された反射光と、前記ダミー膜１１とウエハＷとの界面で反射された反射光とが同位相になるかまたは逆位相になるように設定されている。具体的には薄膜１５の膜厚は、前記可干渉状態を形成するためには、前記（１）式により求められる膜厚ｄ１に設定され、前記不干渉状態を形成するためには、前記（２）式により求められる膜厚ｄ２に設定される。
【００４５】
続いて図１１（ｆ）に示すように、パーティクル検出装置３２に搬送して、ウエハ表面のパーティクルを検出して第２の測定マップＭ２１を作成し、これを第２の記憶部５２Ｂに格納する（ステップＳ１４）。次いで得られた第２の測定マップＭ２１から第１の測定マップＭ１１を差し引いて第３の測定マップＭ３１を得て第３の記憶部５１Ｃに格納し、こうして成膜装置１００にて付着したパーティクルの情報を得る（ステップＳ１５）。
【００４６】
ここで第１の測定マップＭ１１にはパーティクル評価前の段階で既にウエハＷに付着していたパーティクルＰ１１の情報が記載され、第２の測定マップＭ２１には前記パーティクルＰ１１と、評価対象である成膜プロセス中に付着したパーティクルＰ１２、Ｐ１３の情報が両方記載されているので、第２の測定マップＭ２１から第１の測定マップＭ１１を差し引くことにより、成膜プロセス中に付着したパーティクルＰ１２、Ｐ１３の情報のみが記載された第３の測定マップＭ３１を取得できることになる。
【００４７】
上述の実施の形態によれば、成膜プロセスにより成膜された薄膜１５の膜厚は、当該薄膜１５の表面で反射された反射光と、前記ダミー膜１１と下地層であるウエハＷとの界面で反射された反射光とが同位相になるかまたは逆位相になるように設定されている。ここでダミー膜１１の膜厚は、当該ダミー膜１１の表面で反射された反射光と、前記ダミー膜１１と下地層であるウエハＷとの界面で反射された反射光とが同位相になるかまたは逆位相になるように設定されていることから、当該薄膜１５の表面で反射された反射光と、当該薄膜１５→前記ダミー膜１１→ウエハＷ（下地層）→ダミー膜１１→当該薄膜１５の経路で反射した光と、が同位相になるかまたは逆位相になるように設定され、既述の可干渉状態又は不干渉状態が形成される。このためこの例においても、パーティクルが存在する部位のみ暗くなったり（可干渉状態の場合）、明るくなったり（不干渉状態の場合）するので高感度でパーティクルを検出することができ、微小なパーティクルであっても高い確実性をもって検出することができる。従って成膜プロセスにおけるパーティクル評価を高い精度で行うことができる。
【００４８】
なお成膜プロセスにおけるパーティクル評価のときには、薄膜１５の上にさらに上層側ダミー膜を形成し、薄膜１５の膜厚と上層側ダミー膜の膜厚とを合わせてトータルで前記可干渉状態又は不干渉状態を形成してもよい。この場合には、上層側ダミー膜の表面で反射された反射光と、前記薄膜１５の下層側のダミー膜１１と下地層との界面で反射された反射光と、が同位相になるかまたは逆位相になるように、薄膜１５及び上層側ダミー膜のトータルの膜厚が設定される。但し、この場合には、成膜プロセスの評価時に付着するパーティクル以外に、上層側ダミー膜の成膜時にも新たにパーティクルが付着するおそれがある。
【００４９】
また評価対象である成膜プロセスによって形成される薄膜の厚さが大きかったり、材質によって発光部４１からの光を透過しない場合には、当該成膜プロセスによって形成される薄膜の上に、ダミー膜を可干渉状態（又は不干渉状態）を形成する膜厚ｄ１（又はｄ２）で形成し、次いでパーティクル検出装置３２においてパーティクルの検出を行うようにしてもよい。この場合には、パーティクル件出装置３２にて検出されるパーティクルが評価対象の成膜装置において付着したパーティクルとみなす。なおこの場合には、評価対象前にダミー膜１１を形成して、パーティクルを検出する工程を実施する必要はない。
【００５０】
続いて本発明者が持っているデータの中から、本発明の原理を裏付けていると考えられるデータについて記載しておく。このデータはパーティクルとダミー膜のトータルの厚さが変化したときに、パーティクルがどのように検出されるかを評価したものである。先ずウエハＷの表面に粒子径６７ｎｍの粒子を多数付着させ、この上に厚さ１０ｎｍ、３０ｎｍ、６０ｎｍのＳｉＯ２膜よりなるダミー膜をＣＶＤ法により成膜した。
【００５１】
そして図５に示すパーティクル検出装置３２にて、既述の手法により、前記ダミー膜が形成されたウエハＷについてパーティクルの有無を検出し、既述の測定マップを作成した。この測定マップに基づいて得られた分布を図１３に示す。図１３中縦軸はピクセルサイズ、横軸はカウント数を示し、図１３（ａ）はダミー膜の厚さが１０ｎｍの場合、図１３（ｂ）はダミー膜の厚さが３０ｎｍの場合、図１３（ｃ）はダミー膜の厚さが６０ｎｍの場合を夫々示している。
【００５２】
またウエハＷの表面に粒子径１０９ｎｍの粒子を多数付着させ、この上に厚さ１０ｎｍ、３０ｎｍ、６０ｎｍのＳｉＯ２膜よりなるダミー膜を形成した場合においても同様の測定を行った。この結果を図１４に示す。図１４（ａ）はダミー膜の厚さが１０ｎｍの場合、図１４（ｂ）はダミー膜の厚さが３０ｎｍの場合、図１４（ｃ）はダミー膜の厚さが６０ｎｍの場合を夫々示している。
【００５３】
ここでダミー層としてＳｉＯ２膜（屈折率ｎ＝１．６）を用い、発光部４１から照射される光の波長λが５３２ｎｍである場合、前記ダミー層が前記可干渉状態を形成する膜厚ｄ１は、既述の（１）式により、１６６．４ｎｍ、３３２．５ｎｍ、４９８．６ｎｍとなる。一方、前記ダミー層が前記不干渉状態を形成する膜厚ｄ２は、既述の（２）式により、８３．２ｎｍ、２４９．５ｎｍ、４１６ｎｍとなる。
【００５４】
ところで、図１３及び図１４によると、ダミー膜の厚さが変化した場合、ピクセルサイズのカウント数が異なってくることが理解される。また図１３（ｃ）と図１４（ｂ）のように、パーティクルとダミー膜のトータルの厚さが同じ場合には、ピクセルサイズのカウント数が同じような検出結果となることが認められる。従ってパーティクルとダミー膜のトータルの厚さと、パーティクルがどのように検出されるかについては相関関係があると言える。
【００５５】
そこでパーティクルとダミー膜のトータルの厚さを見ると、図１３（ａ）に示すトータルの厚さが７７ｎｍの場合（パーティクルの粒子径が６７ｎｍ、ダミー膜の厚さが１０ｎｍ）が不干渉状態を形成する膜厚ｄ２（８３．２ｎｍ）に最も近くなり、図１４（ｃ）に示すトータルの厚さが１６９ｎｍの場合（パーティクルの粒子径が１０９ｎｍ、ダミー膜の厚さが６０ｎｍ）が可干渉状態を形成する膜厚ｄ１（１６６．４ｎｍ）に最も近くなっている。
【００５６】
ここで図１３（ａ）を見ると、他の例に比べてピクセルサイズの小さいもののカウント数が多く、一方図１４（ｃ）を見ると、他の例に比べてピクセルサイズの大きいもののカウント数が多いことが認められる。このことは、図１３（ａ）のように、不干渉状態を形成する膜厚ｄ２に近いときには暗く見えるため、パーティクルが小さく見えてしまい、小さい粒子として捉えられ、図１４（ｃ）のように、可干渉状態を形成する膜厚ｄ１に近いときには明るく見えるため、パーティクルが大きく見えて大きい粒子として捉えられていることを意味している。そしてパーティクルとダミー膜のトータルの厚さを調整することにより、可干渉状態、不干渉状態を形成でき、感度良くパーティクルの検出を行うことができることが裏付けられていると言える。
【００５７】
図１５は、図１３及び図１４に示すピクセルサイズとカウント数とのデータに基づいて、ピクセルサイズが１〜３の場合を小ピクセル、ピクセルサイズが４〜７の場合を中ピクセル、ピクセルサイズが８〜４１以上の場合を大ピクセルとし、これら大ピクセル、中ピクセル、小ピクセルのカウント数をトータルのカウント数で割って、検出サイズの割合を求め、この検出サイズの割合とパーティクルとダミー膜のトータルの厚さとの相関関係を示すと共に、合わせて干渉の影響を示すものである。図中◆は小ピクセル、■は中ピクセル、▲は大ピクセルを夫々示している。この図１５からも、前記パーティクルとダミー膜のトータルの厚さが可干渉状態（干渉によって強め合う）を形成する膜厚に近いときには、大ピクセルとして検出される割合が高く、不干渉状態（干渉によって弱め合う）を形成する膜厚に近いときには、小ピクセルとして検出される割合が高いことが理解される。
【００５８】
以上において本発明では、基板保持部３４又は光学系ユニット４の少なくとも一方をＸ，Ｙ方向に移動させて、基板上のパーティクルを検出するために、受光した光の強度と光の照射位置とを対応付けたデータを取得するようにしてもよい。
【００５９】
また本発明は、パーティクルを透過するときに光の屈折率が変化することにより光路長が変化し、ダミー膜により形成された可干渉状態や不干渉状態を崩すことを利用してパーティクルの検出を行っているが、パーティクルの屈折率が１に近い場合であっても、パーティクル自体が光を反射し、このパーティクルの反射光により前記可干渉状態や不干渉状態が崩れるため、結果としてパーティクルの検出を行うことができる。
【００６０】
以上において前記ダミー膜１１としてシリコン酸化膜を成膜する場合には、このシリコン酸化膜は、前記化学気相成長法に限られず、シリコン基板を熱酸化させてもよいし、ゾルゲル法やＴＥＯＳを用いて成膜するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
Ｗ          半導体ウエハ
１１        ダミー膜
１２        光照射部
１３        受光部
１４        パーティクル
１５        薄膜
２１        入射光
２２        ダミー膜により反射された反射光
２３        ダミー膜と下地層との界面により反射された反射光
３２        パーティクル検出装置
３５        基板保持部
３７        移動機構
４          光学系ユニット
４７        信号処理部
５          制御部
５６        パーティクル検出プログラム
５７        測定マップ作成プログラム
５８        パーティクル情報作成プログラム
６１        分割領域
６２        ピクセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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