(57)【要約】【課題】既存の計測装置における検出限界以下の微小な異物であっても安定且つ正確に検出することができる汎用性の高い異物検出方法を提供する。【解決手段】ウエハＷの表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧し、ウエハＷの表面温度を調整して噴霧された油脂状物質又は有機溶媒をウエハＷ表面に付着したパーティクルＰの周囲に凝縮させてパーティクルＰを強調し、強調されたパーティクルＰを表面検査装置を用いて光学的に検出する。【選択図】図４
2010118550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に付着した異物を検出する異物検出方法であって、
前記基板の表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧する噴霧ステップと、
前記基板の表面温度を調整して前記噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を前記基板表面に付着した異物の周囲に凝縮させて前記異物を強調する凝縮ステップと、
前記油脂状物質又は有機溶媒が凝縮することによって強調された異物を表面検査装置を用いて検出する表面検査ステップと、
を有することを特徴とする異物検出方法。
【請求項２】
前記表面検査ステップ後の基板表面を加熱して前記凝縮した油脂状物質又は有機溶媒を飛散させる復元ステップを、さらに有することを特徴とする請求項１記載の異物検出方法。
【請求項３】
前記復元ステップは、前記基板表面に付着した前記異物に電子ビームを照射することによって行うことを特徴とする請求項２記載の異物除去方法。
【請求項４】
前記噴霧ステップにおいて、前記ハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を、アルコール又は水に溶解もしくは分散させた後、前記基板の表面に噴霧することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の異物検出方法。
【請求項５】
前記凝縮ステップにおいて、前記基板の表面を０℃乃至３０℃に冷却することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の異物検出方法。
【請求項６】
前記噴霧ステップ及び前記凝縮ステップを減圧雰囲気で行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の異物検出方法。
【請求項７】
前記ハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒は、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）及び臭素（Ｂｒ）のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の異物検出方法。
【請求項８】
前記ハロゲン元素を含有する油脂状物質は、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、及びパーフルオロポリエーテル油のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項７記載の異物検出方法。
【請求項９】
基板の表面に付着した異物を検出する異物検出装置であって、
前記基板を収容する収容室を備え、前記基板の表面に前処理を施す表面処理装置と、
前記前処理が施された前記基板の表面を検査する表面検査装置と、を有し、
前記表面処理装置は、
前記基板の表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧する噴霧部と、
前記基板の表面温度を調整して前記噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を前記基板表面に付着した異物の周囲に凝縮させる温度調節部と、を有し、
前記表面検査装置は、
前記基板表面を検査する表面検査部と、
前記基板上の異物を加熱する加熱部と、
を有することを特徴とする異物検出装置。
【請求項１０】
基板の表面に付着した異物を検出する異物検出方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納するコンピュータで読み取り可能な記憶媒体において、
前記異物検出方法は、
前記基板の表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧する噴霧ステップと、
前記基板の表面温度を調整して前記噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を前記基板表面に付着した異物の周囲に凝縮させて前記異物を強調する凝縮ステップと、
前記油脂状物質又は有機溶媒が凝縮することによって強調された異物を表面検査装置を用いて検出する表面検査ステップと、
を有することを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物検出方法、装置及び記憶媒体に関し、特に、前処理を施して異物を強調した後、基板表面の検査を行うことによって基板の表面に付着したポリマー等の異物を検出する異物検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程における歩留まり率を低下させる原因の１つとして、半導体基板（以下、「ウエハ」という）表面へのパーティクル付着が挙げられる。パーティクルは、集積回路に対して異物であるため不良品を発生させる。従来、歩留まり率を低下させるパーティクルサイズは、例えば５０ｎｍ〜７０ｎｍ程度であり、例えばサーフスキャン装置等の表面検査装置によって検出することができていた。
【０００３】
ところが、近年、半導体業界において、チップの高集積化が加速しており、集積回路のライン幅として、例えば５０ｎｍ以下が要求されるようになった。これに伴って、集積回路に影響を及ぼすパーティクルサイズも小さくなり、将来的には粒径が２０ｎｍ以下のパーティクルが問題となることが予測される。
【０００４】
これに対して、現状の表面検査装置としての微粒子測定装置における検出限界は、例えは４０ｎｍであり、近い将来、ウエハ表面に付着した異物であるパーティクルを検出することができない状況に至ることが予測される。これでは、ウエハをはじめとする基板に所定の処理を施す基板処理装置における収容室（チャンバ）内のコンディションを十分に管理することができず、製品基板の歩留まり率が低下することにもなる。
【０００５】
そこで、現状の表面検査装置を用いて将来的に問題になると考えられる微小なパーティクルを検出する基板の表面検査方法が提案されている。このような基板の表面検査方法に関する従来技術が開示された公知文献として、例えば特許文献１が挙げられる。
【０００６】
特許文献１には、粒径が３０μｍ程度のパーティクルが付着したウエハを、例えば−２０℃以下に急冷してウエハを取り巻く大気中の水分を過冷却状態とし、この過冷却状態の水をウエハ表面のパーティクルの周りに付着させ、その後、過冷却水が過冷却状態から解放されることによって凝固してパーティクルを核とする氷の結晶に成長させ、この氷の結晶を検出することによって間接的に基板表面のパーティクルを検出する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２７３９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術における氷の結晶は、必ずしも安定ではなく、氷の結晶が付着してパーティクルが強調された基板を、前処理装置である表面処理装置からパーティクルを検出するための表面検査装置に搬送する際に、氷の結晶が融解して消失するという問題がある。また、氷の結晶を固定するために、例えばシアノアクリレートを散布することも考えられるが、シアノアクリレートと水（氷の結晶）との反応生成物は、非常に安定で、分解することができず、表面検査に適用した基板を元の状態に復元して他の検査を行ったり、製品化することができないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、基板の表面に付着した異物であって、既存の計測装置における検出限界以下の微小な異物であっても安定且つ正確に検出することができる異物検出方法、装置及び記憶媒体であって、量産時の基板検査に適した汎用性の高い異物検出方法、装置及び記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の異物検出方法は、基板の表面に付着した異物を検出する異物検出方法であって、前記基板の表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧する噴霧ステップと、前記基板の表面温度を調整して前記噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を前記基板表面に付着した異物の周囲に凝縮させて前記異物を強調する凝縮ステップと、前記油脂状物質又は有機溶媒が凝縮することによって強調された異物を表面検査装置を用いて検出する表面検査ステップと、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の異物検出方法は、請求項１記載の異物検出方法において、前記表面検査ステップ後の基板表面を加熱して前記凝縮した油脂状物質又は有機溶媒を飛散させる復元ステップを、さらに有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の異物検出方法は、請求項２記載の異物検出方法において、前記復元ステップは、前記基板表面に付着した前記異物に電子ビームを照射することによって行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の異物検出方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の異物検出方法において、前記噴霧ステップにおいて、前記ハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を、アルコール又は水に溶解もしくは分散させた後、前記基板の表面に噴霧することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の異物検出方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の異物検出方法において、前記凝縮ステップにおいて、前記基板の表面を０℃乃至３０℃に冷却することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の異物検出方法は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の異物検出方法において、前記噴霧ステップ及び前記凝縮ステップを減圧雰囲気で行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の異物検出方法は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の異物検出方法において、前記ハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒は、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）及び臭素（Ｂｒ）のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の異物検出方法は、請求項７記載の異物検出方法において、前記ハロゲン元素を含有する油脂状物質は、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、及びパーフルオロポリエーテル油のうち少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項９記載の異物検出装置は、基板の表面に付着した異物を検出する異物検出装置であって、前記基板を収容する収容室を備え、前記基板の表面に前処理を施す表面処理装置と、前記前処理が施された前記基板の表面を検査する表面検査装置と、を有し、前記表面処理装置は、前記基板の表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧する噴霧部と、前記基板の表面温度を調整して前記噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を前記基板表面に付着した異物の周囲に凝縮させる温度調節部と、を有し、前記表面検査装置は、前記基板表面を検査する表面検査部と、前記基板上の異物を加熱する加熱部と、を有することを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項１０記載の記憶媒体は、基板の表面に付着した異物を検出する異物検出方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納するコンピュータで読み取り可能な記憶媒体において、前記異物検出方法は、前記基板の表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧する噴霧ステップと、前記基板の表面温度を調整して前記噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を前記基板表面に付着した異物の周囲に凝縮させて前記異物を強調する凝縮ステップと、前記油脂状物質又は有機溶媒が凝縮することによって強調された異物を表面検査装置を用いて検出する表面検査ステップと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の異物検出方法及び請求項１０記載の記憶媒体によれば、基板の表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧する噴霧ステップと、基板の表面温度を調整して噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を基板表面に付着した異物の周囲に凝縮させて異物を強調する凝縮ステップと、油脂状物質又は有機溶媒が凝縮することによって強調された異物を表面検査装置を用いて検出する表面検査ステップと、を有するので、基板の表面に付着した異物を安定な凝縮物によって見掛け上拡大することができ、これによって、基板表面に付着した異物を正確に検出することができるようになる。
【００２０】
請求項２記載の異物検出方法によれば、表面検査ステップ後の基板表面を加熱して凝縮した油脂状物質又は有機溶媒を飛散させる復元ステップを、さらに有するので、異物の検出に使用した基板であっても製品としての価値を失わず、歩留まり率の低下を防止することができる。
【００２１】
請求項３記載の異物検出方法によれば、復元ステップを、基板表面に付着した前記異物に電子ビームを照射することによって行うので、基板表面の異物をピンポイントで加熱して異物の周囲に凝縮した油脂状物質又は有機溶媒を効果的に飛散させることができる。
【００２２】
請求項４記載の異物検出方法によれば、噴霧ステップにおいて、ハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を、アルコール又は水に溶解もしくは分散させた後、基板の表面に噴霧するようにしたので、粘度が大きく揮発し難い油脂状物質又は有機溶媒であっても適用することができる。
【００２３】
請求項５記載の異物検出方法によれば、凝縮ステップにおいて、基板の表面を０℃乃至３０℃に冷却するので、基板表面に噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を異物の周りに確実に凝縮させて、異物を見掛け上大きくすることができる。
【００２４】
請求項６記載の異物検出方法によれば、噴霧ステップ及び凝縮ステップを減圧雰囲気で行うので、噴霧した油脂状物質又は有機溶媒中の液体成分が飛散し易くなり、油脂状物質又は有機溶媒の凝縮を促進することができる。
【００２５】
請求項７記載の異物検出方法によれば、ハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）及び臭素（Ｂｒ）のうちの少なくとも１種を含むものとしたので、ハロゲン成分が水溶しやすいため、水と結合させることで噴霧しやすくなる。また、噴霧後は、異物の周りに形成された凝縮物を加熱することによって、容易に消失させることができ、これによって、異物測定に適用した基板を復元することができる。
【００２６】
請求項８記載の異物検出方法によれば、ハロゲン元素含有油脂状物質を、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、及びパーフルオロポリエーテル油のうち少なくとも１つとしたので、異物の周りに形成された凝縮物を加熱することによって凝縮物が極めて容易に消失し、これによって、異物測定に適用した基板を容易に復元することができる。
【００２７】
請求項９記載の異物検出装置によれば、基板を収容する収容室を備え、基板の表面に前処理を施す表面処理装置と、前処理が施された基板の表面を検査する表面検査装置と、を有し、表面処理装置は、基板の表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧する噴霧部と、基板の表面温度を調整して噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を基板表面に付着した異物の周囲に凝縮させる温度調節部と、を有し、表面検査装置は、基板表面を検査する表面検査部と、基板上の異物を加熱する加熱部と、を有するので、既存の計測装置における検出限界以下の微小な異物であっても安定且つ正確に検出することができる。また、この異物検出装置は、汎用性が高く、量産時の基板検査に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明者は、基板の表面に付着する異物としてのパーティクルを検出する方法について種々検討を重ねたところ、パーティクルを拡大又は強調できれば、既存の計測装置、例えば光学顕微鏡、電子顕微鏡、レーザ光散乱法等によっても検出可能になると考え、この考え方に基づいて、基板表面に付着するパーティクルの拡大若しくは強調方法、及びその検出方法等について鋭意研究した結果、基板表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧し、その後、基板の表面温度を所定温度に調整することにより、基板表面に噴霧された油脂状物質又は有機溶媒が基板表面に付着したパーティクルの周囲に凝縮してパーティクルの存在を強調することを見出し、本発明に到達した。
【００２９】
すなわち、本発明に係る異物検出方法は、基板の表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒を噴霧する噴霧ステップと、基板の表面温度を調整して噴霧された油脂状物質又は有機溶媒を基板表面に付着した異物の周囲に凝縮させて異物を強調する凝縮ステップと、を有することを特徴とする。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００３１】
まず、本発明に係る異物検出方法の実施に適用される本発明に係る異物検出装置を備えた基板処理システムについて説明する。
【００３２】
図１は、本発明に係る異物検出装置を備えた基板処理システムの概略構成を示す平面図である。
【００３３】
図１において、基板処理システム１０は、例えば半導体デバイス用のウエハＷに反応性イオンエッチング（以下、「ＲＩＥ」という。）処理等を施す２つのプロセスシップ１１と、２つのプロセスシップ１１がそれぞれ接続された矩形状の共通搬送室としてのローダーモジュール１３と、このローダーモジュール１３にそれぞれ連結された表面処理装置１７及び表面検査装置１８とから主として構成されている。
【００３４】
ローダーモジュール１３には、例えば２５枚のウエハＷを収容する容器としてのフープ（Front Opening Unified Pod）１４がそれぞれ載置される３つのフープ載置台１５と、フープ１４から搬出されたウエハＷの位置をプリアライメントするオリエンタ１６とが接続されている。なお、機能上、表面処理装置１７及び表面検査装置１８からなる部分を異物検出装置という。
【００３５】
２つのプロセスシップ１１は、ローダーモジュール１３の長手方向における一方の側壁に接続されると共に、長手方向の他方の側壁に配置された３つのフープ載置台１５と対向するように配置され、オリエンタ１６はローダーモジュール１３の長手方向における一端に配置され、表面検査装置１８はローダーモジュール１３の長手方向における他端に配置され、表面処理装置１７はローダーモジュール１３の長手方向における他方の側壁に、フープ載置台１５と並列に配置されている。
【００３６】
ローダーモジュール１３は、内部に配置された、ウエハＷを搬送するスカラ型デュアルアームタイプの搬送アーム機構１９と、各フープ載置台１５に対応するように他方の側壁に配置されたウエハＷの投入口としての３つのロードポート２０とを有する。搬送アーム機構１９は、フープ載置台１５に載置されたフープ１４からウエハＷをロードポート２０経由で取り出し、取り出したウエハＷをプロセスシップ１１、オリエンタ１６、表面処理装置１７又は表面検査装置１８へ搬入出する。
【００３７】
プロセスシップ１１は、ウエハＷにＲＩＥ処理を施すプラズマ処理室としてのプロセスモジュール２５と、該プロセスモジュール２５にウエハＷを受け渡すリンク型シングルピックタイプの搬送アーム２６を内蔵するロード・ロックモジュール２７とを有する。
【００３８】
ローダーモジュール１３の内部の圧力は大気圧に維持される一方、プロセスモジュール２５の内部圧力は真空に維持されるので、プロセスシップ１１のロード・ロックモジュール２７は、プロセスモジュール２５との連結部に真空ゲートバルブ２９を備えると共に、ローダーモジュール１３との連結部に大気ゲートバルブ３０を備える。これによって、ロード・ロックモジュール２７は、その内部圧力を調整可能な真空予備搬送室として構成されている。
【００３９】
基板処理システム１０は、プロセスモジュール２５及びロード・ロックモジュール２７を含むプロセスシップ１１と、ローダーモジュール１３と、オリエンタ１６と、表面処理装置１７及び表面検査装置１８を有する基板の周辺端部に付着した異物検出装置との動作を制御するシステムコントローラ（図示しない）、及びローダーモジュール１３の長手方向の一端に配置されたオペレーションパネル２１とを備える。
【００４０】
システムコントローラは、ＲＩＥ処理に対応するプログラムとしてのレシピに応じて各構成要素の動作を制御し、オペレーションパネル２１は、例えばＬＣＤ（Liq uid Crystal Display）からなる表示部（図示しない）を有し、該表示部は各構成要素の動作状況を表示する。
【００４１】
図２は、図１におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図である。なお、図２の説明において、便宜上、図中上方を「上側」と称し、図中下方を「下側」と称する。
【００４２】
図２において、表面処理装置１７は、筐体状の収容室３４と、該収容室３４内の下側に配置され且つウエハＷを載置するウエハステージ３５と、後述する検査剤の噴霧ユニット３６と、収容室３４の側面に配置された開閉自在のゲートバルブ３７と、収容室３４内の流体を排出する排出ユニット３８とを備える。表面処理装置１７はゲートバルブ３７を介してローダーモジュール１３と接続され、収容室３４内はゲートバルブ３７が開放されたときにローダーモジュール１３の内部と連通する。
【００４３】
ウエハステージ３５はウエハＷの載置面の下方に配された電熱ヒータ３９を内蔵し、ウエハステージ３５が載置するウエハＷの温度を所望の温度に加熱する。また、ウエハステージ３５にはウエハＷを冷却するための冷却部として、例えばペルティエ素子５０が内臓されている。ペルティエ素子５０によって、ウエハステージ３５に載置されたウエハＷが所望温度に冷却される。ペルティエ素子は、電子部品の１つであり、２種類の金属の接合部に電流を流すことによって、一方の金属から他方の金属へ熱が移動するペルティエ効果を利用した板状の半導体素子である。２種類の金属の接合部に電流を流すことによって、一方の面が吸熱し、他方面が発熱する。吸熱面側が冷却面であり、発熱面側が加熱面となる。電流の極性を逆転させると冷却面と加熱面が反転し、高精度の温度制御を行うことができる。本実施の形態におけるウエハステージ３５は、ウエハＷをペルティエ素子５０によって冷却し、電熱ヒータ３９によって加熱するものであるが、ペルティエ素子５０によって、ウエハＷの冷却と加熱の両方を行うこともできる。
【００４４】
噴霧ユニット３６は、ウエハＷの表面に後述する検査剤を噴霧する。排出ユニット３８は収容室３４内のガス等を排気するＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）４０と、ＴＭＰ４０の排気側に配置されたＤＰ（Dry Pump）（図示しない）と、収容室３４及びＴＭＰ４０の間に配置された圧力制御バルブ４１とを有する。圧力制御バルブ４１は収容室３４内の圧力を所望の圧力に設定する。
【００４５】
表面処理装置１７は、表面検査装置１８に搬入されて表面検査の対象となるウエハＷに対して、後述する検査前処理を施す。
【００４６】
図３は、図１におけるII−II線に沿う断面図である。なお、図３の説明において、便宜上、図中上方を「上側」と称し、図中下方を「下側」と称する。
【００４７】
図３において、表面検査装置１８は、筐体状の収容室４２と、収容室４２内の下側に配置され且つウエハＷを載置して回転するウエハステージ（載置台）４３と、回転するウエハＷの表面を順にレーザ光４４で照射するレーザ光照射部４５と、レーザ光４４によって照射された基板表面に付着したパーティクルＰからの散乱光４６の一部を受光する受光部（コリメータ）４７と、該受光部４７が受光した散乱光を電気信号に変換する光電変換部（フォトマルチプライヤー）４８と、収容室４２の側面に配置された開閉自在のゲートバルブ４９とを備える。光電変換部４８は図示省略したシステムコントローラに接続されている。
【００４８】
表面検査装置１８はゲートバルブ４９を介してローダーモジュール１３と接続され（図１参照）、収容室４２内はゲートバルブ４９が開放されたときにローダーモジュール１３の内部と連通する。
【００４９】
このような構成の表面検査装置１８において、ウエハステージ４３に載置されたウエハＷの表面に付着したパーティクルＰがある場合、該パーティクルＰにレーザ光４４が照射されると散乱光４６が発生する。散乱光４６の一部は受光部４７に受光され、さらに光電変換部４８によって電気信号に変換され、電気信号はシステムコントローラに送信される。散乱光４６の強度はパーティクルＰの大きさに応じて変化するので、システムコントローラは散乱光４６の大きさに対応する電気信号における電圧値に基づいて、パーティクルＰの存在及びその大きさを検出する。
【００５０】
次に、本発明に係る異物検出装置を用いた異物検出方法について説明する。
【００５１】
本発明に係る異物検出方法は、被検査体としてのウエハＷの表面に付着したパーティクルＰの周辺部にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒の凝縮物（以下、「検査剤」ともいう）を析出させて花びら状の模様を形成することによってパーティクルＰの見かけ上の大きさを拡大し、その後、見掛け上の大きさが拡大したパーティクルＰを既存の計測装置を用いて間接的に検出するものである。
【００５２】
以下、本発明の実施の形態に係る異物検出方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００５３】
図４は、基板の表面処理及び表面処理後の表面検査処理の工程図である。
【００５４】
本実施の形態において、基板の表面に付着したパーティクルＰの検出は、以下のように行われる。
【００５５】
すなわち、先ず、異物としてのパーティクルＰが表面に付着した被検査体としてのウエハＷを準備する（図４（Ａ））。
【００５６】
次に、パーティクルＰが付着したウエハＷを、搬送アーム機構１９（図１参照）によって表面処理装置１７（図２参照）の収容室３４内に搬入し、ウエハステージ３５上に載置する。次いで、収容室３４の内部圧力を圧力調整バルブ４１によって、例えば１３３〜１３ｋＰａ（１〜１００Ｔｏｒｒ）程度の中真空又は低真空に減圧する。中真空又は低真空状態の下、ウエハＷの表面にハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒（検査剤）５５を気体状物として噴霧、導入し、ウエハＷの表面に付着させる(図４（Ｂ）)（噴霧ステップ）。検査剤５５としては、例えば、パーフルオロポリエーテル油（商品名：デムナム、ダイキン工業社製）が好適に使用される。
【００５７】
検査剤５５の気体状物を噴霧してウエハＷの表面に付着させた後、ウエハステージ３５に内臓された電熱ヒータ３９又はペルティエ素子５０によって、ウエハＷの表面温度を０℃〜３０℃に冷却する。これによって、ウエハＷの表面に噴霧された検査剤が凝縮し、パーティクルＰの周辺部に花びら状の跡（凝縮物）５６を形成する（図４（Ｃ））（凝縮ステップ）。凝縮物５６によってパーティクルＰは見掛け上大きくなって強調される。検査剤が凝縮することによって形成された花びら状の凝縮物５６は安定で、大気中でも固体として維持される。
【００５８】
次に、凝縮物５６によって強調されたパーティクルＰが付着したウエハＷを、表面処理装置１７から搬出し、表面検査装置１８の収容室４２内に搬入してウエハステージ４３上に載置する。そして、ウエハステージ４３を回転させつつ、ウエハＷの表面にレーザ光照射部４５によってレーザ光４４を照射する。このとき、ウエハＷの表面のパーティクルＰの周辺部にはパーティクルＰを核として検査剤の凝縮物５６が形成されているので、レーザ光４４はパーティクルＰを見掛け上大きくした凝縮物５６によってより散乱し、大きな散乱光４６が発生する（図４（Ｄ））。これにより、受光部４７に受光される散乱光４６の光量が、パーティクルＰのみの場合に比べて格段に多くなり、光電変換部４８によって変換された電気信号の電圧値も大きくなる。その結果、ウエハＷ表面のパーティクルＰが確実に検出される（表面検査ステップ）。
【００５９】
このようにして、表面に付着したパーティクルＰが検出されたウエハＷに対し、図示省略した電子ビーム照射部からウエハＷ表面のパーティクルＰに向けて電子ビーム５７を照射してパーティクルＰを、例えば３０〜１３０℃に加熱する（図４（Ｅ））。このとき、同時に加熱された検査剤の凝縮物５６が飛散して消失し、ウエハＷは、その表面にパーティクルＰのみが付着した検査前状態に復元する（図４（Ｆ））（復元ステップ）。
【００６０】
本実施の形態によれば、ウエハＷに付着したパーティクルＰを核として、検査剤５５の凝縮物５６を析出させることによってパーティクルＰを見掛け上拡大して強調することができるので、既存の表面検査装置、例えばサーフスキャンを用いて間接的に微小なパーティクルＰを検出することができる。また、これによって、例えばウエハＷを処理する基板処理装置内のパーティクルＰの発生状況を監視し、例えばプロセスチャンバのコンディション管理を通して歩留まり率の低下を防止することができる。
【００６１】
また、本実施の形態に係る異物検出方法は、ウエハＷの表面に付着したパーティクルＰを既存の表面検査装置を用いて迅速に検出することができるので、汎用性が高く、量産時の基板検査に適している。
【００６２】
また、本実施の形態によれば、ウエハＷ表面に付着したパーティクルＰを検出した後、検査剤５５の凝縮物５６を加熱することによって、飛散、消失さてウエハＷを検査前の状態に復元することができる。これによって、パーティクルに他の検査を行うことができ、また、検査に適用したウエハＷであっても、製品価値を失うことはない。また、従来技術のように、シアノアクリレートを適用して見掛け上拡大した異物(パーティクルＰ)を固定化した場合は、元の状態に復元することができなかったが、本実施の形態では、上述のように、検査済みウエハＷを容易に復元して検査前の状態を回復することができるので、歩留まり率が低下することがない。
【００６３】
本実施の形態において、パーティクルＰを核として析出する凝縮物５６は、大気中でも安定である。従って、パーティクルＰの回りに凝縮物５６を形成する表面処理を行った後、直ちに表面検査を行う必要がなく、表面処理と表面検査の時と場所を任意に変更することもできる。
【００６４】
本実施の形態において、検査剤としてのハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒は、粘度が低く揮発し易いものであることが好ましい。揮発し難いものを適用する場合は、検査剤をアルコール又は水に溶解もしくは分散させてエアロゾル化した後、ウエハＷの表面に噴霧することが好ましい。これによって、検査剤が噴霧し易くなり、ウエハＷ表面上に良好に分散、付着させることができる。
【００６５】
検査剤としては、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）及び臭素（Ｂｒ）のうちの少なくとも１種を含有する油脂状物質又は有機溶媒が適用される。具体的には、パーフルオロポリエーテル油を主成分とする油脂状物質（商品名：デムナム、ダイキン工業社製）が挙げられるが、フォンブリン、クライトックス等を適用することもできる。
【００６６】
検査剤として、ハロゲン元素を含有する油脂状物質又は有機溶媒が好適な理由は、必ずしも明確ではないが、ＣＦ、ＣＯ、ＣＨ結合を有することによって、大気中で安定な凝縮物５６を形成でき、且つ加熱によって容易に消失するものと考えられる。
【００６７】
本実施の形態において、検査剤又はそのアルコールもしくは水の溶液又は分散液をウエハＷの表面に噴霧する際、静電噴霧方式を適用することが好ましい。これによって、分散液滴が、例えばｎｍサイズになり、且つ粒径が安定するので、均一に分散させることができる。
【００６８】
本実施の形態において、ウエハＷ上への検査剤の噴霧は、大気圧下で行うこともできるが、減圧雰囲気で行うことが好ましい。これによって、ウエハＷ表面に噴霧された検査剤中の液体成分、アルコール又は水に溶解もしくは分散させた場合は、溶媒成分の蒸発が促進して凝縮物５６が析出し易くなる。
【００６９】
本実施の形態において、検査剤噴霧後のウエハＷの冷却は、ウエハステージ３５に内臓されたペルティエ素子５０を用いて行われるが、収容室３４内を減圧することによって行うこともできる。このとき、検査剤噴霧時の減圧によって冷却用の減圧を兼用することもできる。
【００７０】
検査剤として油脂状物質又は有機溶媒を使用する本実施の形態においては、パーティクルＰを核として析出する凝縮物５６による花びら形状は、必ずしも整形状態ではないが、パーティクルＰを見掛け上拡大して検出するには十分である。
【００７１】
本実施の形態における復元ステップにおいて、電子ビームを照射する代わりに、装置構成の都合などにより簡易的には電熱ヒータによって加熱することも可能である。これによっても、凝縮物５６を消失させてウエハＷを復元することができる。しかしながら、異物に対してのみピンポイントで加熱でき不要な箇所を加熱せずに済むという点から電子ビーム照射を用いることがより好ましい。なお、表面検査装置１８におけるパーティクルＰ検出時のレーザ光は、例えば紫外線（ＵＶ）に近い低波長が適用されるが、検査剤５５の凝縮物５６を飛散、消失させるための電子ビームとしては、例えば１μｍ以上の長波長の光が適用される。また、検査剤の凝縮物５６は、加熱だけでなく、通常の洗浄操作によっても簡単に洗い流すことができる。
【００７２】
本実施の形態において、検査剤の凝縮物５６で強調されたパーティクルＰを測定する装置として、レーザ光散乱法を適用した表面検査装置を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば光学顕微鏡、電子顕微鏡等を用いることもできる。
【００７３】
上述した実施の形態では、基板処理システムが表面処理装置１７と表面検査装置１８とを備えていたが、表面処理装置１７は基板処理システムから切り離されて配置されていてもよく、また、表面検査装置１８も基板処理システムから切り離されて配置されていてもよい。さらには、切り離されている表面検査装置が上述した表面処理装置の構成要素を備えていてもよい。また、表面処理装置１７と表面検査装置１８が一体化されて１つのユニットを構成していてもよい。
【００７４】
なお、上述した実施の形態に係る基板処理システムにおいて表面が検査される基板は半導体デバイス用のウエハに限られず、ＬＣＤやＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。
【００７５】
また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。
【００７６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００７７】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００７８】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００７９】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る異物検出装置を備えた基板処理システムの概略構成を示す平面図である。
【図２】図１におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図３】図１におけるII−II線に沿う断面図である。
【図４】基板の表面処理及び表面処理後の表面検査処理の工程図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  基板処理システム
１７  表面処理装置
１８  表面検査装置
１９  搬送アーム機構
３４  収容室
３５  ウエハステージ（載置台）
４２  収容室
４３  ウエハステージ（載置台）
４５  レーザ光照射部
４７  散乱光受光部（コリメータ）
４８  光電変換部
５５  検査剤
５６  凝縮物
【図１】
2010118550.tif 000003
【図２】
2010118550.tif 000004
【図３】
2010118550.tif 000005
【図４】
2010118550.tif 000006