(57)【要約】【課題】基板の表面に光を照射し、その散乱光により基板上のパーティクルを測定するにあたって、小さなパーティクルであっても、基板の形状などの影響を少なく抑えて、正確にそのサイズや有無を測定すること。【解決手段】基板に水蒸気を供給して、基板上のパーティクルを吸湿させ、その後基板上においてパーティクル以外の領域で氷が発生しないように、基板を冷却することによって、パーティクルに吸湿された水分を凝固させて、基板上のパーティクルの数を変えることなく、基板上のパーティクルの見かけ上のサイズを大きくする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に光を照射し、その散乱光により前記基板上のパーティクルを測定するパーティクル測定方法において、
液体を加熱して蒸気を得る工程と、
基板にこの蒸気を供給し、前記基板上で前記蒸気が結露しない温度に基板を維持しながら、前記基板上のパーティクルを吸湿させる工程と、
前記パーティクルが乾燥する前に前記基板を冷却して、前記基板上において前記パーティクル以外の領域で氷が発生しないように、前記パーティクルに吸湿された水分を凝固させる工程と、
次いで、前記パーティクルの水分が凝固したまま、前記基板に光を照射して、パーティクルを測定するために、散乱光を検出する工程と、を含むことを特徴とするパーティクル測定方法。
【請求項２】
前記パーティクルを吸湿させる工程は、前記基板を加熱しながら行うことを特徴とする請求項１に記載のパーティクル測定方法。
【請求項３】
前記基板に供給される時の前記蒸気の温度は、前記基板の温度よりも高い温度であることを特徴とする請求項１または２に記載のパーティクル測定方法。
【請求項４】
前記パーティクルを吸湿させる工程の前に、前記基板を加熱して、前記基板上の液体を除去する工程を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載のパーティクル測定方法。
【請求項５】
前記散乱光を検出する工程の後に、前記基板を加熱して、前記パーティクルを乾燥させる工程を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載のパーティクル測定方法。
【請求項６】
基板の表面に光を照射し、その散乱光により前記基板上のパーティクルを測定するパーティクル測定装置において、
液体を加熱して得られた蒸気を基板に供給し、前記基板上で前記蒸気が結露しない温度に基板を維持しながら、前記基板上のパーティクルを吸湿させるための蒸気供給室と、
前記パーティクルに吸湿されている水分を凝固させるように、且つ基板上で前記蒸気が結露しないように雰囲気が形成された冷却室と、
前記パーティクルに吸湿されている水分が乾燥する前に、前記蒸気供給室内の基板を前記冷却室に搬送する搬送手段と、
パーティクルを測定するために、前記基板に光を照射して、散乱光を検出するためのパーティクル測定手段と、を備え、
前記搬送手段により基板が搬送される雰囲気は、基板上に水蒸気が結露しないように設定され、基板が前記パーティクル測定手段から光を照射される雰囲気は、基板に前記水蒸気が結露しないように、且つ前記パーティクルに吸湿された水分の凝固物が融解しないように設定されていることを特徴とするパーティクル測定装置。
【請求項７】
前記パーティクル測定手段は前記冷却室とは別個の測定室に設けられ、
前記冷却室内の基板を前記測定室に搬送するための搬送手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載のパーティクル測定装置。
【請求項８】
前記蒸気供給室は、前記基板を加熱するための加熱手段を備えていることを特徴とする請求項６または７に記載のパーティクル測定装置。
【請求項９】
前記蒸気の温度は、前記基板の温度よりも高い温度であることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか一つに記載のパーティクル測定装置。
【請求項１０】
前記基板に対して前記蒸気を供給する前に、前記蒸気供給室において前記基板を加熱して、前記基板上の液体を除去するように制御信号を出力する制御部を備えたことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか一つに記載のパーティクル測定装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記散乱光を検出した後、前記蒸気供給室において前記基板を加熱して、前記パーティクルを乾燥させるように制御信号を出力することを特徴とする請求項６ないし１０のいずれか一つに記載のパーティクル測定装置。
【請求項１２】
基板の表面に光を照射し、その散乱光により前記基板上のパーティクルを測定するパーティクル測定装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記コンピュータプログラムは、請求項１ないし５のいずれか一つに記載のパーティクル測定方法を実施するようにステップが組まれてい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、基板表面に付着しているパーティクルを測定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置は、基板の搬送系などの駆動部分からの発塵、処理容器の内壁や基板載置台などからの反応生成物の膜剥がれ、基板の裏面側の付着物の転写、液処理におけるミストの再付着など、基板にパーティクルが付着する要因が多い。そのため、装置の性能、プロセスあるいは運転状態を評価するために、その装置により処理された基板について、パーティクル検査装置によりパーティクルの付着状況を検査している。
【０００３】
パーティクル検査装置は、図９（ａ）に示すように、基板１００に対してレーザー光などの光を照射して、基板１００上のパーティクル１０１によって散乱されたレーザー光の強度を測定することで、パーティクル１０１の個数やサイズなどを測定するように構成されている。
【０００４】
しかしながら、パーティクル１０１のサイズが小さくなればなる程、パーティクル１０１からの散乱光が弱くなるので、検出が困難になる。また、基板１００は、様々な処理によって、僅かにうねっていたり、表面に微少な凹凸があったりする。そのため、パーティクル１０１のサイズが小さい場合には、図９（ｂ）に示すように、レーザー光がこの基板１００の表面で散乱してしまうので、この散乱光とパーティクル１０１によって散乱されたレーザー光との区別がつかなくなり、誤差が大きくなってしまう。このことから、例えば０．０３μｍよりも小さいパーティクル１０１については、高精度な検出が困難となっている。  
そこで、例えば照射するレーザー光の強度を強くして、パーティクル１０１からの散乱光の強度を高めるようにしている。ところが、レーザー光の出力が高い場合には、パーティクル１０１がこのレーザー光のエネルギーによって爆発（燃焼）して消失してしまい、検出できなくなるといった問題が生じている。  
一方において、パターンの微細化が進んでいることから、より一層微細なパーティクル１０１の付着状況について正確に把握する必要に迫られている。
【０００５】
特許文献１には、冷却した基板にミスト状の水を供給して、基板上のパーティクルを基点として氷を形成させることで、見かけ上のパーティクルのサイズを大きくし、その後基板の表面に気体を高圧噴射して基板の表面の洗浄を行う技術が記載されている。しかしながら、特に基板上のパーティクルに対してミストが供給されておらず、パーティクルが付着した場所以外の基板の表面にも氷が生成されていると認められることから、この技術では上述の課題を解決できない。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１８６１２３（（００４１）〜（００４４））
【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事情の下になされたものであり、その目的は、基板の表面に光を照射し、その散乱光により基板上のパーティクルを測定するにあたり、サイズが小さいパーティクルを検出できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパーティクル測定方法は、
基板の表面に光を照射し、その散乱光により前記基板上のパーティクルを測定するパーティクル測定方法において、
液体を加熱して蒸気を得る工程と、
基板にこの蒸気を供給し、前記基板上で前記蒸気が結露しない温度に基板を維持しながら、前記基板上のパーティクルを吸湿させる工程と、
前記パーティクルが乾燥する前に前記基板を冷却して、前記基板上において前記パーティクル以外の領域で氷が発生しないように、前記パーティクルに吸湿された水分を凝固させる工程と、
次いで、前記パーティクルの水分が凝固したまま、前記基板に光を照射して、パーティクルを測定するために、散乱光を検出する工程と、を含むことを特徴とする。  
吸湿とは、液滴（液体）を付着させることではなく、蒸気（気体）で満たすことを意味している。  
前記パーティクルを吸湿させる工程は、前記基板を加熱しながら行うことが好ましい。  
前記基板に供給される時の前記蒸気の温度は、前記基板の温度よりも高い温度であることが好ましい。  
前記パーティクルを吸湿させる工程の前に、前記基板を加熱して、前記基板上の液体を除去する工程を行うことが好ましい。  
前記散乱光を検出する工程の後に、前記基板を加熱して、前記パーティクルを乾燥させる工程を行うことが好ましい。
【０００９】
本発明のパーティクル測定装置は、
基板の表面に光を照射し、その散乱光により前記基板上のパーティクルを測定するパーティクル測定装置において、
液体を加熱して得られた蒸気を基板に供給し、前記基板上で前記蒸気が結露しない温度に基板を維持しながら、前記基板上のパーティクルを吸湿させるための蒸気供給室と、
前記パーティクルに吸湿されている水分を凝固させるように、且つ基板上で前記蒸気が結露しないように雰囲気が形成された冷却室と、
前記パーティクルに吸湿されている水分が乾燥する前に、前記蒸気供給室内の基板を前記冷却室に搬送する搬送手段と、
パーティクルを測定するために、前記基板に光を照射して、散乱光を検出するためのパーティクル測定手段と、を備え、
前記搬送手段により基板が搬送される雰囲気は、基板上に水蒸気が結露しないように設定され、基板が前記パーティクル測定手段から光を照射される雰囲気は、基板に前記水蒸気が結露しないように、且つ前記パーティクルに吸湿された水分の凝固物が融解しないように設定されていることを特徴とする。  
前記パーティクル測定手段は前記冷却室とは別個の測定室に設けられ、
前記冷却室内の基板を前記測定室に搬送するための搬送手段を備えていても良い。  
前記蒸気供給室は、前記基板を加熱するための加熱手段を備えていることが好ましい。  
前記パーティクル測定装置は、
前記基板に対して前記蒸気を供給する前に、前記蒸気供給室において前記基板を加熱して、前記基板上の液体を除去するように制御信号を出力する制御部を備えていることが好ましい。  
前記制御部は、前記散乱光を検出した後、前記蒸気供給室において前記基板を加熱して、前記パーティクルを乾燥させるように制御信号を出力することが好ましい。  
【００１０】
本発明の記憶媒体は、
基板の表面に光を照射し、その散乱光により前記基板上のパーティクルを測定するパーティクル測定装置に用いられるコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
前記コンピュータプログラムは、上記パーティクル測定方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、基板の表面に光を照射して、その散乱光により基板上のパーティクルを測定するにあたって、蒸気を基板に供給してパーティクルを吸湿させた後、その水分が乾燥する前に凝固させると共に、基板上におけるパーティクル以外の領域では氷が発生しないように雰囲気や基板の温度を設定しているので、パーティクルの見かけ上のサイズを大きくすることができるため、サイズが小さいパーティクルであっても、高精度に測定することができ、パーティクルの数の測定やパーティクルの付着の有無などの判断を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［パーティクル測定装置２１］
本発明のパーティクル測定方法を実施するためのパーティクル測定装置２１の一例について、図１〜図４を参照して説明する。  
パーティクル測定装置２１は、図１に示すように、蒸気供給室３１、冷却室４１及びパーティクル測定ユニット５１を備えている。これらの蒸気供給室３１、冷却室４１及びパーティクル測定ユニット５１は、第１の搬送室６１に接続されている。第１の搬送室６１には、複数枚のウェハＷが収納された密閉型キャリアであるフープＦが接続され、フープＦの蓋体が開閉できるように、開閉機構６５が設けられている。また、冷却室４１とパーティクル測定ユニット５１とは、第２の搬送室７１に接続されている。これらの蒸気供給室３１、冷却室４１及びパーティクル測定ユニット５１は、それぞれシャッターＳにより第１の搬送室６１及び第２の搬送室７１から区画されるように構成されている。
【００１３】
第１の搬送室６１及び第２の搬送室７１には、それぞれ第１の搬送手段６２及び第２の搬送手段７２が設けられており、第１の搬送手段６２及び第２の搬送手段７２は、シャッターＳを介してウェハＷの受け渡しを行うように、進退自在及び回転自在に設けられ、第１の搬送手段６１については更に昇降自在に構成されている。尚、これらの第１の搬送手段６１及び第２の搬送手段７２には、ウェハＷ間の温度を一定にするために、温調手段を設けても良い。具体的には、例えば第１の搬送手段６２には加熱手段を設けて、第２の搬送手段７２には例えば冷却手段を設けても良い。
【００１４】
パーティクル測定装置２１には、例えばコンピュータからなる制御部２３が設けられており、この制御部２３は、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部などを備えている。このプログラムには、制御部２３からパーティクル測定装置２１の各部に制御信号を送り、後述の各ステップを進行させることでウェハＷに対して上述の各工程や搬送を行うように命令が組み込まれている。また、例えばメモリには、ウェハＷの温度、保持時間、ガス流量及び純水を蒸発させるためのヒーターの温度などの処理パラメータの値が書き込まれる領域を備えており、ＣＰＵがプログラムの各命令を実行する際、これらの処理パラメータが読み出され、そのパラメータ値に応じた制御信号がこのパーティクル測定装置２１の各部位に送られることになる。このプログラム（処理パラメータの入力操作や表示に関するプログラムも含む）は、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）、ハードディスクなどの記憶部２４に格納されて制御部２３にインストールされる。
【００１５】
次に、蒸気供給室３１について説明する。蒸気供給室３１内には、図２に示すように、ウェハＷを加熱するための加熱手段であるヒーター３２が埋設された載置台３３が設けられている。ヒーター３２は、電源３２ａに接続されており、ウェハＷを例えば８０℃程度に加熱できるように構成されている。この載置台３３には、図示しないピンなどの昇降手段が設けられており、この昇降手段により、蒸気供給室３１の側壁の搬送口３４を介して載置台３３と第１の搬送手段６２との間でウェハＷの受け渡しを行うように構成されている。また、この蒸気供給室３１の側壁には、排気口８７が開口しており、排気ポンプ８７ａにより蒸気供給室３１内の雰囲気を排気できるように構成されている。
【００１６】
排気口８７に対向するように、蒸気供給室３１の側壁には、蒸気供給路８３の一端側が接続されており、この蒸気供給路８３の他端側は、バルブＶ１を介して純水などの液体が貯留された貯留槽８１の上面に接続されている。また、この貯留槽８１の上面には、キャリアガス供給路８２が接続されており、このキャリアガス供給路８２には、流量制御部８４ａとバルブ８５ａとを介して例えば窒素ガスなどのキャリアガス源８６に接続されている。このキャリアガス源８６は、バルブ８５ｂと流量制御部８４ｂとを介して乾燥ガス供給路８８により蒸気供給室３１に接続されており、貯留槽８１を介さずに窒素ガスを蒸気供給室３１に供給できるように構成されている。キャリアガス供給路８２、貯留槽８１及び蒸気供給路８３には、テープヒータなどの加熱手段８９が設けられており、例えば９０℃、相対湿度９０％の水蒸気を蒸気供給室３１内に供給できるように構成されている。また、乾燥ガス供給路８８にもテープヒーターなどの加熱手段８９ａが設けられており、例えば９０℃に加熱された乾燥した窒素ガスを蒸気供給室３１内に供給して、蒸気供給室３１内の水蒸気を凝縮させずに、この水蒸気を排気口８７に排出できるように構成されている。
【００１７】
冷却室４１は、図３に示すように、内部を例えば冷却ガスなどの冷媒が通流する冷媒溜まり４２が冷却手段として設けられた載置台４３が設置されている。この冷媒溜まり４２は、冷媒源４４との間で冷媒が循環するように、循環路４５によって冷媒源４４に接続されている。この冷媒は、載置台４３上のウェハＷを所定の冷却速度例えば２０℃／ｍｉｎで冷却できるように、冷媒源４４に設けられた図示しない冷却手段によって例えば−２０℃に設定されている。また、冷却室４１の天壁には、冷却ガスを供給するためのガス供給口４７が設けられており、冷却ガス源４８の冷却ガス例えば−２１℃に冷却された窒素ガスをガス供給口４７からガス排出口４９へと循環させて、この冷却室４１内の温度を＜２０℃に保つように構成されている。この冷却ガス源４８は、上記の冷却手段の一部をなすものであるが、例えばウェハＷの厚みが薄く、載置台４３に設けられた冷媒溜まり４２の冷却だけでパーティクル１０の水分を凍らせることができる場合には、設けなくても良い。  
載置台４３には、図示しない昇降手段が設けられており、冷却室４１の側壁の搬送口４６を介して既述の第１の搬送手段６２や第２の搬送手段７２との間でウェハＷの受け渡しを行うように構成されている。
【００１８】
測定室であるパーティクル測定ユニット５１は、図４に示すように、回転可能なテーブル５２と、例えばレーザーなどの光をウェハＷに照射するための照射部５３及びウェハＷ上のパーティクル１０による散乱光を受光するための受光部５４が設けられたパーティクル測定手段５５と、を備えている。  
パーティクル測定手段５５は、照射部５３から照射されるレーザー光によってウェハＷの表面が径方向に連続的に走査されるように、移動可能に構成されている。また、このパーティクル測定手段５５は、受光部５４によって受光された信号の処理を行う信号処理部５９に接続されている。
【００１９】
テーブル５２内には、ウェハＷを例えば−５℃に冷却して、パーティクル１０の水分が凝固した状態を保つ（パーティクル１０内やパーティクル１０の周囲に生成した氷が融解しない）ように、冷却手段である冷媒流路５６が設けられており、この冷媒流路５６は、例えば冷却ガスなどの冷媒が循環するように、冷媒源５７に接続されている。このテーブル５２には、ウェハＷの昇降を行うための図示しない昇降手段が設けられており、パーティクル測定ユニット５１の側壁の搬送口５８を介して、既述の第１の搬送手段６２や第２の搬送手段７２との間でウェハＷの受け渡しを行うように構成されている。
【００２０】
［パーティクルの測定］
次に、本発明のパーティクル測定方法について、図５〜図８を参照して説明する。このパーティクル測定方法が適用されるウェハＷの表面には、図示しない基板処理装置により様々な処理が施されているので、図６に示すように、パーティクル１０が付着している。また、このウェハＷには、様々な処理や洗浄などによって、有機溶剤や水などの微少な液滴１１が付着している場合もある。尚、図６では、パーティクル１０を簡単な形状に表したが、実際には、表面積が大きく複雑な形状を呈している。
（ステップＳ１１：ウェハＷの搬入）
先ず、上記のパーティクル測定装置２１にウェハＷが複数枚収納されたフープＦを接続して、第１の搬送手段６２により、このフープＦからパーティクル測定装置２１内にパーティクル１０の測定を行うためのモニター用のウェハＷを取り出す。
【００２１】
（ステップＳ１２：前処理）
次に、ウェハＷを蒸気供給室３１内の載置台３３に載置して、ヒーター３２によりウェハＷを８０℃に加熱して、例えば数十秒保持する。この処理により、図７（ａ）に示すように、既述の液滴１１を蒸発（揮発）させて、同図（ｂ）に示すように、ウェハＷの表面にパーティクル１０が残るようにする。この工程は、後述のステップＳ１６のパーティクル１０の測定工程において、この液滴１１がパーティクル１０として測定されないようにするためのものである。つまり、このような液滴１１がパーティクル１０として測定されると、本来測定すべき駆動機構などから発生したごみや反応生成物などのパーティクル１０を正確に測定できず、その結果装置の性能やプロセス、運転状態などの評価ができなくなるため、このようにパーティクル１０とそれ以外の液滴１１などとの切り分けを行っている。
【００２２】
（ステップＳ１３：水蒸気供給工程）
そして、ウェハＷを加熱した状態で、このウェハＷの温度よりも高い温度例えば９０℃の水蒸気を例えば窒素ガスなどのキャリアガスと共に所定の時間ウェハＷに供給する。具体的には、加熱手段８９により、キャリアガス供給路８２、貯留槽８１及び蒸気供給路８３を加熱して、例えば９０℃、相対湿度９０％の水蒸気をウェハＷに供給すると共に、排気ポンプ８７ａにより蒸気供給室３１内の雰囲気を排気する。これにより、蒸気供給室３１内の水の蒸気圧が徐々に増えていき、その後水蒸気で満たされる。  
この工程によって、図７（ｃ）に示すように、ウェハＷの表面が水蒸気で覆われて、パーティクル１０が吸湿する。
【００２３】
水蒸気圧を高くする（キャリアガス中の水蒸気の量を多くする）ために、水蒸気の温度を高く設定し、また、ウェハＷ近傍において飽和蒸気圧に近くなり、パーティクル１０が吸湿しやすいように、ウェハＷの温度よりも水蒸気の温度を高く設定しているが、水蒸気の温度とウェハＷの温度とは、ウェハＷの表面では水蒸気が凝縮しないように調整されている。  
尚、実際には水蒸気は気体であり目視できず、更にウェハＷやパーティクル１０だけでなく、蒸気供給室３１内の雰囲気全体が水蒸気で満たされているが、図７（ｃ）では理解を容易にするためウェハＷの近傍に水蒸気を示した。ここで、吸湿とは、水のミスト（液滴）を付着させることではなく、蒸気で満たすことを意味しており、換言すると、常温常圧の雰囲気よりもウェハＷの置かれる雰囲気の水蒸気圧を増やすことを意味している。
【００２４】
（ステップＳ１４：ウェハＷの取り出し）
次いで、ウェハＷを上記の蒸気雰囲気から常温常圧の雰囲気である第１の搬送室６１に取り出す。この時、蒸気供給室３１内から若干量の水蒸気が第１の搬送室６１に流れていったり、あるいは水蒸気が第１の搬送手段６２に付着したりするが、第１の搬送室６１には図示しない気流形成手段により第１の搬送室６１内における水の蒸気圧が低く（常圧となるように）設定されているため、特に水蒸気が凝縮せずにウェハＷが取り出される。
【００２５】
ウェハＷは、上記のステップＳ１３において加熱されているので、温度が第１の搬送室６１内の雰囲気よりも高くなっており、そのため周囲の雰囲気によって冷やされていく。この時、ウェハＷは、表面のパーティクル１０と比較して、体積が大きく、熱容量が大きいので、パーティクル１０よりもゆっくりと温度が低くなっていく。従って、ウェハＷよりもウェハＷの表面のパーティクル１０の温度が速やかに低くなっていく。
【００２６】
ここで、ウェハＷをこの常温常圧の雰囲気（第１の搬送室６１内）に取り出したときには、ウェハＷとパーティクル１０とは共に吸湿して（水蒸気で満たされた状態となって）いるが、前述のように、それぞれの冷やされていく速さが異なるので、図８（ａ）に示すように、ウェハＷの表面では、第１の搬送室６１内の蒸気圧の低い雰囲気に水蒸気が拡散していく一方、パーティクル１０内やパーティクル１０の周囲（パーティクル１０に接触している部分）では、水の蒸気圧が過飽和となり、水蒸気が凝縮する。つまり、ウェハＷが緩やかに冷えていくので、ウェハＷの表面の水蒸気は、飽和蒸気圧になる前に、第１の搬送室６１内の雰囲気に拡散していく。一方、パーティクル１０が急速に冷えていくので、パーティクル１０の水分（パーティクル１０内やパーティクル１０の周囲の水分）が凝縮して液体の水となる。また、パーティクル１０内やパーティクル１０の周囲では、第１の搬送室６１内の雰囲気に露出している水蒸気の表面積が小さいので、即ちパーティクル１０とウェハＷとの間の隙間やパーティクル１０の内部まで水蒸気が入り込んでいるので、水蒸気が拡散しにくくなっており、更に凝縮しやすい状態となっている。  
凝縮したパーティクル１０の水分は、表面張力によりパーティクル１０に引き寄せられて表面積が小さくなるので、ウェハＷの表面と比較して、蒸発しにくい状態となる。
【００２７】
一方、蒸気供給室３１においては、ウェハＷが搬出された後、シャッターＳを閉じると共に、バルブＶ１、バルブ８５ａを閉じて、乾燥ガス供給路８８から窒素ガスを供給して、蒸気供給室３１内の水蒸気を排出しておく。
（ステップＳ１５：ウェハＷ冷却工程）
次に、ウェハＷを冷却室４１内に搬入する。冷却室４１内では、ウェハＷが載置台４３に載置されたときに、ウェハＷの表面温度が例えば２０℃／ｍｉｎの平均降温速度で、パーティクル１０の水分が十分凍る温度例えば−１０℃まで降温するように、載置台４３及び室内雰囲気の各温度が設定されている。ウェハＷは、冷却室４１内に搬入されるまで、パーティクル１０以外の領域においては結露しないように各雰囲気が調整されてはいるが、僅かに結露していたとしても、この水分が凍らずに蒸発する一方、パーティクル１０の水分が凍るように、載置台４３及び室内雰囲気の各温度及び平均降温速度が予め実験を行っておくことにより設定される。こうして、図８（ｂ）に示すように、パーティクル１０の水分が凍り、パーティクル１０の見かけ上のサイズが大きくなる。その結果、ウェハＷ上の固体の数が増えずに、パーティクル１０のサイズが大きくなる。
【００２８】
（ステップＳ１６：パーティクル１０測定）
そして、ウェハＷをパーティクル測定ユニット５１内に搬入して、上記のステップＳ１５において見かけ上大きくなったパーティクル１０のサイズが元に戻らないように、ウェハＷを冷却した状態（パーティクル１０の水分が凝固した状態）を維持すると共に、図８（ｃ）に示すように、ウェハＷの表面にレーザーを照射して、パーティクル１０により散乱された光を検出することにより、パーティクル１０の測定を行う。具体的には、ウェハＷが予め例えば−５℃に設定されたテーブル５２上に載置されると、テーブル５２が回転し、照射部５３からレーザー光が例えばウェハＷの中央から外縁に向かって走査され、ウェハＷ表面にて散乱されたレーザー光が受光部５４によって受光される。この受光信号は、信号処理部５９により信号処理され、その処理結果に基づいて例えばパーティクル１０の大きさの範囲と個数とが対応したデータが取得される。尚、測定時にレーザー光によってウェハＷの表面のパーティクル１０などの温度が若干上昇するが、冷媒流路５６内を通流する冷媒によってウェハＷが十分に冷却されているので、ウェハＷ上の氷の融解が抑えられる。
【００２９】
この時、パーティクル１０は、氷に囲まれることによって大きくなっており、レーザー光を散乱しやすくなっている。そのため、ウェハＷが僅かに反っていたり凹凸があったりしても、パーティクル１０によって散乱されたレーザー光は、ウェハＷから散乱されるレーザー光などの雑音から容易に分離されて、パーティクル１０の検出が行われる。
（ステップＳ１７：後処理）
パーティクル１０の測定後、このウェハＷは、既述のフープＦに戻されるが、氷が溶けることによって周囲のフープＦ内の雰囲気を水蒸気により汚染するおそれがある。そのため、ウェハＷを再度既述の蒸気供給室３１に搬入して、例えば９０℃に加熱してパーティクル１０を乾燥させた後、フープＦに戻す。  
そして、所定の間隔で製品用のウェハＷからパーティクル１０測定のためのモニター用のウェハＷがフープＦから抜き取られ、同様にパーティクル１０の測定が行われる。
【００３０】
上述の実施の形態によれば、ウェハＷの表面で水蒸気が凝縮しないようにパーティクル１０を吸湿させた後、パーティクル１０が乾燥する前にウェハＷを冷却して、パーティクル１０以外の領域では氷が生成せずに、パーティクル１０の水分が氷となるように、つまりウェハＷ上の固体の数が変化しないように、ウェハＷを冷却しているので、パーティクル１０の見かけ上のサイズが大きくなり、ウェハＷの表面状態（凹凸や反りなど）からの影響が抑えられた状態で即ち精度高くパーティクル１０を測定すること例えば各サイズのパーティクル１０の数やその有無を調べることができる。
【００３１】
また、ウェハＷに水蒸気を供給する前に、予めウェハＷを加熱して、パーティクル１０以外の水や揮発物質などを除去しているので、その後ウェハＷを冷却した時にパーティクル１０以外の物質が氷となることを抑えることができるため、ウェハＷ上の固体の数の増加を抑えて、精度高くパーティクル１０の個数を測定できる。  
更に、ステップＳ１３〜ステップＳ１５までにおいて、パーティクル１０を基点として凝固する氷の大きさを制御することで、つまり、ウェハＷに供給する水蒸気の量やウェハＷの冷却時間を制御することで、パーティクル１０の大きさを調整できるので、検出するパーティクル１０のサイズ（凍らせる前のパーティクル１０の大きさ）を調整できる。従って、任意の大きさのパーティクル１０の数の測定を行うことができる。尚、前処理（ステップＳ１２）や後処理（ステップＳ１７）を行わなくても良い。
【００３２】
この例では、冷却室４１とパーティクル測定ユニット５１とを別個に設けたが、例えば冷却室４１の載置台４３を回転できるように構成し、更に冷却室４１内にパーティクル測定手段５５を設けて、冷却室４１とパーティクル測定ユニット５１とを兼用しても良いし、冷却室４１と蒸気供給室３１とを兼用しても良い。  
蒸気供給室３１内においてパーティクル１０を吸湿させる際、蒸気がウェハＷ上で結露しないようにウェハＷを加熱したが、ウェハＷの温度を調整せずに、ウェハＷに供給するキャリアガスに含まれる水蒸気の量を調整しても良いし、ウェハＷの温度及び水蒸気の量の双方を調整しても良い。  
尚、上記の例では液体として水を用いたが、アルコールなどを用いても良い。その場合には、蒸気供給室３１内におけるウェハＷの加熱温度及び冷却室４１におけるウェハＷの冷却温度は、それぞれ例えば２０℃〜８０℃及び４０℃程度に設定される。その場合には、特許請求の範囲における水分、氷及び結露との文言は、それぞれ液体分、凝固体及び凝縮と換言される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のパーティクル測定方法を実施するためのパーティクル測定装置の一例を示す平面図である。
【図２】上記のパーティクル測定装置に設けられた蒸気供給室の一例を示す縦断面図である。
【図３】上記のパーティクル測定装置に設けられた冷却室の一例を示す縦断面図である。
【図４】上記のパーティクル測定装置に設けられたパーティクル測定ユニットの一例を示す縦断面図である。
【図５】本発明のパーティクル測定方法の工程を示すフロー図である。
【図６】本発明においてパーティクルの測定が行われるウェハＷを示す側面図である。
【図７】本発明においてパーティクルが測定されるまでの工程を示すウェハＷの側面図である。
【図８】本発明においてパーティクルが測定されるまでの工程を示すウェハＷの側面図である。
【図９】従来のパーティクル測定の様子を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  パーティクル
２１  パーティクル測定装置
３１  蒸気供給室
３２  ヒーター
４１  冷却室
４２  冷媒溜まり
５１  パーティクル測定ユニット
６１  第１の搬送室
７１  第２の搬送室
８３  蒸気供給路
８８  乾燥ガス供給路
８９  加熱手段
【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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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月20日(2007.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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