(57)【要約】【課題】基体からの異物の除去を確実に行うことができる異物除去方法及びその装置を提供すること。【解決手段】基板６の機能領域４（例えば配線領域）上に付着した異物３にプローブ２を接触させ、このプローブ２から横方向にせん断力を加えて、異物３を基板６から離脱させる工程と、この離脱した異物３を付着位置から機能領域４の外、特に非機能領域５へ移動させ、ここでレーザ光照射により固着又は除去する工程とにより異物除去を行う。また、異物の除去に先立って、構造情報取得工程と、粒子情報取得工程と、位置選定工程と、経路選定工程とを行う。【選択図】  図３３
2005311320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の機能領域上に付着した異物にせん断力を加えて前記異物を前記基体から離脱させる工程と、この離脱した異物を前記付着した位置から前記機能領域外へ除去する工程とを有する
ことを特徴とする異物除去方法。
【請求項２】
前記の離脱した異物を前記基体上で前記機能領域外の非機能領域へ移動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の異物除去方法。
【請求項３】
前記非機能領域を凹部に形成し、この凹部内に前記異物を落とし込む
ことを特徴とする請求項２に記載の異物除去方法。
【請求項４】
前記非機能領域において前記異物を除去若しくは固着する
ことを特徴とする請求項２に記載の異物除去方法。
【請求項５】
前記非機能領域の表面をレーザ光良吸収性又は難吸収性材料で形成し、前記非機能領域での前記異物の除去若しくは固着をレーザ光照射によって行う
ことを特徴とする請求項４に記載の異物除去方法。
【請求項６】
前記非機能領域をスクライブ領域とする
ことを特徴とする請求項４に記載の異物除去方法。
【請求項７】
前記基体上の前記異物の付着位置を検出する工程と、前記異物の付着位置及びその移動経路を設定する工程と、前記異物の付着位置にせん断力付与手段を接近させる工程と、前記異物の付着位置を観察する工程とを更に有する
ことを特徴とする請求項２に記載の異物除去方法。
【請求項８】
所定の前記異物を前記非機能領域へ移動させた後、他の前記異物の付着位置に前記せん断力付与手段を接近させる工程から前記他の異物を前記非機能領域へ移動させる工程を繰り返す、請求項７に記載の異物除去方法。
【請求項９】
前記異物を前記非機能領域へ移動させる工程後に、この移動が行われない場合と、前記異物の移動経路に前記異物が存在している場合との少なくとも一方の場合に、前記せん断力付与手段を前記異物に接近させる工程以降の工程を再び行う
ことを特徴とする請求項７に記載の異物除去方法。
【請求項１０】
前記異物を前記基体から離脱させる工程と、前記離脱した異物を前記機能領域外へ除去する工程とに先立って、
予め検出された前記基体の表面構造の情報を取得する構造情報取得工程と、
予め検出された前記異物の情報を取得する粒子情報取得工程と、
前記異物の移動目的位置の優先順位を選定する位置選定工程と、
前記異物の前記移動目的位置までの移動経路を選定する経路選定工程とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の異物除去方法。
【請求項１１】
前記離脱および／または除去を、プローブを前記異物に接触させて行う
ことを特徴とする請求項１０に記載の異物除去方法。
【請求項１２】
前記経路選定工程で、前記異物の情報及び前記基体の表面構造の情報に基づいて、前記位置選定工程で選定した移動目的位置の優先順位を変更する
ことを特徴とする請求項１０に記載の異物除去方法。
【請求項１３】
前記粒子情報取得工程に先立って、前記異物の情報を検出する粒子情報検出工程と、前記半導体装置の表面構造の情報を検出する構造情報検出工程との、少なくとも一方を有する
ことを特徴とする請求項１０に記載の異物除去方法。
【請求項１４】
前記異物の離脱および／または除去に先立って、前記経路選定工程で選定した移動経路の確認を行う
ことを特徴とする請求項１０に記載の異物除去方法。
【請求項１５】
基体の機能領域上に付着した異物にせん断力を加えて前記異物を前記基体から離脱させるためのせん断力付与手段と、このせん断力付与手段を前記機能領域上に付着した異物に接触させるための作動手段と、前記機能領域から離脱した前記異物を前記付着した位置から前記機能領域外へ除去するための異物除去手段とを有する
ことを特徴とする異物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウェーハ、ステンシルマスク等に付着した異物の除去に好適な異物除去方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の微細化は、光リソグラフィの解像限界を超えるために、電子線又はイオンビーム等の荷電粒子線を用いて微細な回路パターンを露光して描画する微細加工技術が開発されている。
【０００３】
しかし、従来の電子線露光による直描方式においては、微細パターンになるほどデータの規模が大きくなり、その結果、描画時間が長くなり、生産性（スループット）が低くなってしまう。
【０００４】
そこで、所定の回路パターンを有する転写マスクに電子線又はイオンビーム等を照射することによってウェーハ上に回路パターンを形成する、転写型の電子線露光装置又はイオンビーム露光装置が提案されている。転写型のリソグラフィには、マスクを透過した荷電粒子線を電子／イオン光学系により縮小投影する方式のもの（Lucent Technologies社のＳＣＡＬＰＥＬ：scattering with angular limitation in projection electron-beam lithography、ＩＢＭ社のＰＲＥＶＡＩＬ：projection exposure with variable axis immersion lenses、ニコン社のＥＢステッパーおよびイオンビーム転写リソグラフィ等）と、マスク直下に近接させたウェーハに電子／イオン光学系を介さずに転写する方式のもの（リープル、東京精密社によるＬＥＥＰＬ：low-energy e-beam proximity lithography等）がある。
【０００５】
これらの転写用に共通なのは、マスク上に厚さおよそ１００ｎｍから１０μｍ程度の薄膜領域（メンブレン）を形成し、そのメンブレン上に転写パターンを配置することである。転写パターンが（１）メンブレンの開口により形成されるものはステンシルマスク（例えば：H. C. Pfeiffer, Jpn. J. Appl. Phys. 34, 6658 (1995). ）、（２）金属薄膜等の散乱体で形成されるものは散乱メンブレンマスク（例えば：L. R. Harriott, J. Vac. Sci. Technol. B 15, 2130 (1997). ）と呼ばれる。
【０００６】
上記のＬＥＥＰＬ：低加速電圧電子ビーム等倍近接露光は、１００ｎｍ以下の高スループットの電子線露光技術の一つであり、例えば、ウェーハとステンシルマスクとの間隔を約５０μｍに近接配置した状態で、平行低加速電圧電子線をウェーハに照射することにより、マスクパターンを等倍転写するものである。使用されるステンシルマスクは厚さ１００ｎｍ〜２μｍ程度であり、Ｓｉ、ＳｉＣ又はダイアモンド等の薄膜（メンブレン）にビーム貫通孔を開けたものである。
【０００７】
さて、ステンシルマスク等の半導体デバイスの製造における清浄度の要求は年々高度化している。ステンシルマスク等に付着する異物の場合の検討課題は、異物のサイズ及び付着個数である。この異物のサイズは、基板表面に作製する配線等のパターン寸法の１／２〜１／１０よりも大きいサイズの異物が除去の対象となる。従って、例えばゲート間寸法が４５ｎｍの場合に、４〜２３ｎｍよりも大きいサイズの異物が除去の対象となる。
【０００８】
また、異物の付着個数はゼロに近づけることが最大の目標であり、システムのＬＳＩ（Large Scale Integration；大規模集積回路）化によりチップ面積の増大し、それに従って付着する異物に起因する不良の発生確率が増大する。また、例えば、フォトマスクにおいては、付着する異物の個数と露光基板の枚数とに比例して露光時の欠陥点が発生する。何れも、付着により欠陥をもたらす異物の個数の絶対数をゼロにすることが望まれる。
【０００９】
そのような極めて高い清浄度が望まれる場合に、同一のウェーハ表面内のクロスコンタミネーションを防止しなくてはならない。例えば、バッチ洗浄では、同一バッチ内の低清浄度ウェーハによる汚染（クロスコンタミネーション）が問題し、そのクロスコンタミネーションを防止するために一枚ずつ洗浄する枚葉洗浄が開発されている。
【００１０】
同様に、一度除去された付着する異物が同一基板表面へ再付着するといった同一ウェーハ表面内のクロスコンタミネーションが発生する。つまり、従来のような表面の一括処理を行うウェット洗浄法であると、新たに異物が付着し、かえって清浄度が悪くなってしまう怖れがある。また、乾燥中に新たに異物が付着することも懸念される。
また、このようなウェット洗浄法は、半導体装置を構成する素子や、素子等による立体構造に影響を及ぼすおそれがある。例えば、半導体技術ロードマップ（ITRS；International Technology Roadmap for Semiconductors）によれば、４５ｎｍノードのデバイスにおけるトランジスタのソース部及びドレイン部のエッチング量は０．４Å以下とされているが、このような先端のＬＳＩにおける素子構造の微細化や、ＬＳＩを構成する材料の多様化に伴い、微細化されたパターンにおいて、ウェット洗浄によりパターン倒れ等の影響が生じるおそれがある。
さらに、例えばアンモニアと過酸化水素の水溶液などによるエッチングによる場合にも、パーティクルの基板への付着力を弱めて除去する原理が用いられるにも関わらず上述した影響が生じることから、ウェット洗浄法においては洗浄液が制限を受けることになる。
このように洗浄工程がトータルで極めて高い洗浄度を達成する洗浄技術を検討する場合、付着する異物を個別に除去する局所クリーニングが望ましい。
【００１１】
この局所クリーニングは、個別に異物を除去するために従来の技術で予備的にステンシルマスク等の表面を洗浄した後に、行うことが現実的である。
【００１２】
これは、図３４に示すように、従来の除去方法によって例えばマスク上の異物の数を例えば１０００から１５に減少させた後に、残留する少数の異物の除去にプローブを使用する構造の異物除去装置１０７である、クリーニングアセンブリ９７として提案されている（後述の特許文献１を参照）。
【００１３】
このアセンブリ９７においては、フォトマスク１０１（ステンシルマスクでもよい）を手動又は自動装填機構によって支持台１０４上に載置する。この支持台１０４はフォトマスク１０１を検査位置とクリーニング位置との間で移動させる駆動機構１０５に結合されている。最初にフォトマスク１０１を支持台１０４上の検査位置に置き、ここでフォトマスク１０１に付着する異物について検査装置９３によって検査する。
【００１４】
次に、フォトマスク１０１を検査してからフォトマスク１０１はクリーニング位置に移動し、プローブ９５を有するカンチレバー９８が開口部９６を通して保護薄膜枠１０６中に移動し配置される。その結果として、プローブ９５の先端部がフォトマスク１０１に対向して配置される。
【００１５】
次に、検査装置９３による検査の間に見出された異物の位置は中央処理装置であるＣＰＵ１０３に既に読み込まれており、カンチレバー９８は水平ＸＹ面及び垂直Ｚ面内でカンチレバー９８を移動させることのできる駆動機構１０２により移動する。この駆動機構１０２はＣＰＵ１０３に結合されているために、これにより選択された異物の座標はＣＰＵ１０３から駆動機構１０２に読み取られる。そのために、ＣＰＵ１０３の制御によりカンチレバー９８を水平Ｘ方向及びＹ方向に移動させて、フォトマスク１０１上の異物が付着する任意の位置に移動させることができる。
【００１６】
次に、カンチレバー９８のプローブ９５を垂直方向にフォトマスク１０１上の異物に接触するか又はほとんど接触する位置まで下げる。続けて、カンチレバー９８が成極されることによって生じた静電力により、異物をフォトマスク１０１から引き離してカンチレバー９８のプローブ９５の表面上に付着させることができる。
【００１７】
続いて、異物の付着したプローブ９５がフォトマスク１０１上から後退しクリーニング室９９内に移動する。このクリーニング室９９内においてプローブ９５に付着した異物を濾過板１００に付着させることにより、プローブ９５のクリーニングを行う。そしてこれらの工程をフォトマスク１０１上から異物がなくなるまで続ける。
【００１８】
こうした従来技術は、フォトマスク１０１の表面の付着異物を、近接させるプローブ９５へ吸着させて除去するものであり、付着する異物の個数をゼロにすることで欠陥点の発生を撲滅することを目的としている。つまり、プローブ９５を付着する異物へ接触させること無く接近させ、静電力やプローブ９５を被覆する接着剤等で係合する力によって、付着する異物をプローブ９５へ引き寄せた後にプローブ９５を基板から取り去って異物を除去する。
【００１９】
【特許文献１】特開平８−２５４８１７号公報（第４頁左欄２３行目〜第４頁右欄３４行目、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかし、上記のような異物除去装置１０７を用いる場合、異物とフォトマスク１０１等の基板の表面との間に作用している付着力が、分子間力（Van der Waals力）や特に液架橋力又は化学結合のように非常に強固である時には、静電力をもって異物をマスクの表面から離脱させることは難しい。これは、完全に付着した異物と基板との間において、静電力は分子間力や液架橋力よりも弱い力であるからである。
【００２１】
同装置において、プローブ９５と付着する異物とを物理的に接触させる方法が異物の除去にとって最も望ましいとしているが、マスク表面の損傷を回避するためにその方法を採用しないで異物に対し非接触にするのが望ましいとしているので、上記した理由から付着した異物をマスク表面上から除去することは困難である。
【００２２】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、半導体ウェハ、ステンシルマスク、フォトマスク等の基体からの異物の除去を確実に行うことができる異物除去方法、及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
即ち、本発明は、基体の機能領域上に付着した異物にせん断力を加えて前記異物を前記基体から離脱させる工程と、この離脱した異物を前記付着した位置から前記機能領域外へ除去する工程とを有する異物除去方法に係るものである。ここで、せん断力とは、基体と異物とが接する平面の接線方向に働く力のことを指す。
【００２４】
また、本発明は、前記異物を前記基体から離脱させる工程と、前記離脱した異物を前記機能領域外へ除去する工程とに先立って、予め検出された前記基体の表面構造の情報を取得する構造情報取得工程と、予め検出された前記異物の情報を取得する粒子情報取得工程と、前記異物の移動目的位置の優先順位を選定する位置選定工程と、前記異物の前記移動目的位置までの移動経路を選定する経路選定工程とを有する異物除去方法に係るものである。
【００２５】
本発明は又、基体の機能領域上に付着した異物にせん断力を加えて前記異物を前記基体から離脱させるためのせん断力付与手段と、このせん断力付与手段を前記機能領域上に付着した異物に接触させるための作動手段と、前記機能領域から離脱した前記異物を前記付着した位置から前記機能領域外へ除去するための異物除去手段とを有する異物除去装置に係るものである。
【００２６】
なお、本発明において、前記機能領域とは、前記基体に存在する領域の中である種の機能動作を行う領域（例えば、配線領域）のことを指し、また前記非機能領域とは、機能動作を行わない無効領域を指す。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、前記基体の前記機能領域上に付着した前記異物を除去する際に、前記異物にせん断力を加えて前記異物を前記基体から離脱させるので、前記基体上に液架橋力等により強固に付着した前記異物であっても、前記異物の付着強度を上廻るせん断力を前記異物に付与することにより、前記基体上の前記機能領域から前記異物を確実に離脱させて除去することができると共に、前記異物のみに前記せん断力を付与して前記基体には前記せん断力を付与しないために、前記せん断力の付与による前記基体の破損を防止することができ、異物の局所クリーニングにとって好適となる。
【００２８】
また、本発明に係る異物除去方法によれば、異物の移動に先立って、構造情報取得工程と、粒子情報取得工程と、位置選定工程と、経路選定工程とを行うことから、従来に比して、被処理基板の表面清浄化、つまり機能部からのパーティクルの移動ならびに除去を、より確実に行うことができる。
すなわち、基体の表面に凹凸や段差が形成されている場合にも、これらの立体構造によってパーティクルがトラップされることを、予め得た情報に基づいて経路を選定することによって回避ないし低減することができ、移動ならびに除去の効果が向上する。
【００２９】
また、本発明に係る異物除去方法によれば、構造情報取得工程において、被処理基板の材質、性状、表面マイクロラフネスならびに破壊応力などの情報を得るとともに、粒子情報取得工程において、パーティクルの材質、性状ならびに破壊応力などの情報を得て、蓄積部に蓄積されたこれらの情報を、パーティクルの移動経路選定に反映することができることから、パーティクルの移動経路が凹凸や段差を含まざるを得ない場合にも、これらの立体構造を経由する回数を低減することや、立体構造を経由して移動する際の磨耗及び変形による破砕分裂を回避することが可能となる。
【００３０】
特に、位置選定工程によって選定した移動目的位置の優先順位を、経路選定工程によって選定する移動経路に基づいて変更する場合や、例えば移動用プローブとは別に観察用プローブを用意するなどして、異物の移動に先立って移動経路の確認を行う場合には、パーティクルの移動途中における、トラップや磨耗及び変形による破砕分裂などを、より確実に回避して表面の清浄化を図ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明において、前記機能領域の機能不良を防止するために、前記の離脱した異物を前記基体上で前記機能領域外の非機能領域へ移動させるのが望ましい。
【００３２】
この場合に、前記非機能領域内に移動した前記異物が前記非機能領域から前記機能領域に再び移動しないようにするために、前記非機能領域を凹部に形成し、この凹部内に前記異物を落とし込むのが望ましい。更に、前記非機能領域において前記異物を除去若しくは固着するのが望ましい。
【００３３】
この場合に、前記非機能領域の表面をレーザ光良吸収性又は難吸収性材料で形成し、前記非機能領域での前記異物の除去若しくは固着をレーザ光照射によって行うことができる。更に、前記非機能領域を半導体ウェーハのスクライブ領域とすれば、個片化のためのスクライブと同時に異物を除去することができる。
【００３４】
また、前記基体上から前記異物を確実に除去するために、上記の各工程に加えて、前記基体上の前記異物の付着位置を検出する工程または手段と、前記異物の付着位置及びその移動経路を設定する工程又は手段と、前記異物の付着位置にせん断力付与手段を接近させる工程又は手段と、前記異物の付着位置を観察する工程又は手段とを更に有するのが望ましい。
【００３５】
この場合に、所定の前記異物を前記非機能領域へ移動させた後、前記基体上に残留する他の前記異物を残らず除去するために、前記他の異物の付着位置に前記せん断力付与手段を接近させる工程から前記他の異物を前記非機能領域へ移動させる工程を繰り返すのが望ましい。
【００３６】
また、前記異物を前記非機能領域へ移動させる工程後に、この移動が行われない場合と、前記異物の移動経路に前記異物が存在している場合との少なくとも一方の場合に、前記せん断力付与手段を前記異物に接近させる工程以降の工程を再び行うのが、確実な異物の除去のために望ましい。更に、前記せん断力付与手段が汚染されているか否かを検査し、汚染されている場合には前記せん断力付与手段を交換するのが望ましい。
【００３７】
また、前記異物の付着位置を観察する観察手段を前記せん断力付与手段とは別に設けてもよい。
【００３８】
更に、前記基体上への前記せん断力付与手段からの異物の付着を防止するために、前記せん断力付与手段を清浄化した後に、前記せん断力付与手段を前記異物の付着位置に接近させるのが望ましい。
【００３９】
加えて、前記基体上に前記異物が複数個接近して存在する場合、前記基体上に付着した前記異物の複数個をレーザ光の照射によって互いに固着させて前記非機能領域への移動中に分裂しないようにした後に、この固着物の付着位置を設定するのが望ましい。これに代えて、前記基体上に付着した前記異物の複数個を高湿度気体の吹き付けによって互いに凝集させ、この凝集物の付着位置を設定することもできる。
【００４０】
また、前記せん断力付与手段として、前記基体に対して相対的に移動するプローブを用いることができ、このプローブが原子間力顕微鏡のカンチレバーに設けられているのが望ましい。
【００４１】
更に、前記異物を確実に移動させるために、前記異物に対して前記プローブを複数箇所でほぼ線接触させるか或いは面接触させるのが望ましい。
【００４２】
また、基体表面に損傷が発生しない範囲で、基体表面に対して垂直な方向の力を前記プローブに与えるようにプローブを駆動し、前記プローブが基体表面上（異物上）を滑り去ることを防止しつつ水平方向の駆動力を大きくする機能を与えることも望ましい。更に、後述の予備観察で得た基体表面の高さ方向のデータを保持し、前記プローブが前記異物に接触している時の前記プローブの高さが一定になるように、基体表面に対して垂直な方向の力を前記プローブに付与するように駆動することも望ましい。
【００４３】
また、前記異物を前記基体から離脱させる工程と、前記離脱した異物を前記機能領域外へ除去する工程とに先立って、予め検出された前記基体の表面構造の情報を取得する構造情報取得工程と、予め検出された前記異物の情報を取得する粒子情報取得工程と、前記異物の移動目的位置の優先順位を選定する位置選定工程と、前記異物の前記移動目的位置までの移動経路を選定する経路選定工程とを有することも望ましい。
【００４４】
また、本発明は、前記異物除去装置において、予め検出された、前記基体の表面構造の情報と、前記異物の情報とが蓄積される蓄積部が設けられることも望ましい。
【００４５】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面の参照下に詳細に説明する。
【００４６】
第１の実施の形態
本実施の形態によれば、図１〜図２に示すように、原子間力顕微鏡のカンチレバー１を作動手段とし、この先端部に設けられたせん断力付与手段であるプローブ２の先端部９を、半導体ウェーハやステンシルマスク等の基板６の機能領域４に接触させることなく、機能領域４上に付着した異物３の側面のみに接触させ、この異物３に横方向にせん断力を与えて機能領域４から離脱させ、非機能領域５上に移動させることが特徴である。
【００４７】
＜クリーニング開始：プローブ下降＞
その工程を詳述すると、まず、図１（ａ）に示すように、従来の方法で予備洗浄した基板６に対し、プローブ２が設けられたカンチレバー１を図中の矢印の方向に下降させて、異物クリーニング工程（局所クリーニング）を開始する。プローブ２の下降及び後述する上昇には、例えば、ピエゾ素子等を使用することができる。
【００４８】
＜異物に接触＞
次に、図１（ｂ）に示すように、プローブ２の先端部９を機能領域４上に付着した異物３の側面に物理的に接触させる。この時に、機能領域４の破損を防止するために、プローブ２の先端部９は機能領域４上には接触させない。
【００４９】
＜非機能領域への異物の移動＞
次に、図１（ｃ）に示すように、異物３の側面に接触するプローブ２から異物３に対して水平方向のせん断力を付与することにより、機能領域４上から離脱させ、その後、図中の矢印の方向へ非機能領域５に向けて、基板６に対して相対的にプローブ２を駆動させることにより異物３を基板６の表面上で移動させる。
【００５０】
＜非機能領域での異物の移動停止＞
次に、図２（ｄ）に示すように、異物３を非機能領域５上に移動させた後、そこでプローブ２の駆動を停止して異物３の移動を停止させる。
【００５１】
＜プローブ上昇＞
次に、図２（ｅ）に示すように、図中の矢印の方向にプローブ２を上昇させて異物３から離脱する。
【００５２】
＜クリーニング終了：レーザ光照射＞
次に、図２（ｆ）に示すように、非機能領域５上に移動した異物３に対してレーザ光を照射して、異物３を非機能領域５内で例えば固着することにより、異物クリーニングを終えることができる。これにより、機能領域４への異物３の再付着を防止することができる。また、非機能領域５上に移動した異物３に高エネルギーのレーザ光照射によるアブレーションで、異物３を非機能領域５上から除去してもよい。
【００５３】
上記した異物除去工程においては、例えば、プローブ２を異物３の側面へ物理的に接触させた後に、プローブ２（又は基板６）を駆動させることにより異物３にせん断力を供与し、更に、異物３を基板６の表面上で機能領域４から非機能領域５へ移動させるが、プローブ２の側面と異物３とを確実に接触させるために、プローブ２と基板６の表面（各機能領域上）との距離は異物３のサイズより短いのが好ましい。
【００５４】
また、異物３を移動させるプローブ２については、異物３を確実に移動させるために、後述するように異物３に対し複数箇所で線接触又は面接触させ、このためにそれぞれの接触面積を大きくするような形状にするのが好ましい。
【００５５】
また、プローブ２による異物３の移動は主に基板６の表面上で行う。また、異物３の除去を行う基板６には、移動させた異物を最終的に集める領域である非機能領域５を予め作製しておくことが望ましい。また、移動させた異物３を最終的に集める領域である非機能領域５は、異物３をそこへ移動させ易くするために基板６の表面上のどの場所からも高さが低くなるようにし、かつ、異物３の非機能領域５への移動を最短距離で行うために非機能領域５を複数箇所に配置するのが望ましい。また、非機能領域５に集められた異物３は、レーザ光や集光イオンビーム等の照射によって、非機能領域５上で除去（レーザアブレーション等）又は固着させるのが望ましい。
【００５６】
本実施の形態によれば、基板６の機能領域４上に付着した異物３を除去する際に、異物３にせん断力を加えて異物３を基板６から離脱させているので、基板６上に強固に付着した異物３であっても、異物３の付着強度を上廻るせん断力を異物３に付与することにより、基板６上の機能領域４から異物３を確実に離脱させることができると共に、異物３のみにせん断力を付与して基板６にはこのせん断力を付与していないので、せん断力の付与による基板６の破損を防止することができる。
【００５７】
また、プローブ２を物理的に接触させて異物３へせん断力を付与しているために、液架橋力等のいずれの付着力よりも強い力で異物３を離脱し、移動させることができる。
【００５８】
また、基板６の表面上で異物３を横方向へ移動させるために、基板６の表面に垂直な方向に加わる力成分がなく、基板６の表面を損傷させ難い。
【００５９】
また、静電力等では除去できない強固に付着した異物３を基板６の表面の機能領域４から移動させて除去しているので、基板６の表面（機能領域）に付着した異物３の個数をほぼゼロとし、極めて高い清浄度を達成することができ、基板６の機能を回復させることができる。
【００６０】
＜クリーニングの他の例＞
図３には、異物クリーニングの他の例を示すものであって、機能領域４の凹部７よりも低く非機能領域５を形成したものである。即ち、凹部７から非機能領域５にかけて下降するように段差を設けることにより、隣接する機能領域４間の凹部７から異物３の移動を行い易くかつ異物３を集め易くするために、非機能領域５を凹部５７に形成する。
【００６１】
この場合、図３（ａ）に示すように、図中に破線で示すように、カンチレバー１に設けられたプローブ２の先端部９を機能領域４の表面に向けて下降させて、機能領域４の凸部８下の凹部７に付着した異物３の側面に接触させる。更に、図中の矢印で示すように、プローブ２によって異物３にせん断力を付与して凹部７の表面から剥離した後に、非機能領域５に向けてプローブ２を移動して非機能領域５の凹部５７内に異物３を落とし込む。
【００６２】
次に、図３（ｂ）に示すように、プローブ２の移動を非機能領域５上で停止することにより、異物３を非機能領域５上に停止させ、この後に、プローブ２を異物３から離間させてから異物３を上記したようにして除去又は固着し、異物クリーニング工程を終了することができる。
【００６３】
＜具体例＞
図４〜図５には、基板の異物クリーニングの具体例を平面図で示すものである。
【００６４】
まず、図４（ａ）に示すように、基板６上の機能領域４（例えば、配線領域）の凹部７上に付着した複数の異物３を除去するために、基板６の外周部に凹部５７を有する非機能領域５（例えば、非配線領域）を複数配置する。
【００６５】
次に、図４（ｂ）に示すように、それぞれの異物３を上記したようにして図中の矢印に示す方向に凹部７内を移動させて最寄の非機能領域５上に移動する。この時に、異物３の移動経路となる凹部７が配線パターンよりも低いために、移動途中の異物３が配線上に載ることはない。また、配線パターン上に付着した異物３については、凹部７に異物３を落とし込んでから凹部７上を非機能領域５へ移動させることができる。
【００６６】
図５（ｃ）に示すように、非機能領域５の凹部５７は凹部７より低いために、非機能領域５内に移動した異物３は再び凹部７を含む機能領域５に飛び出さない。
【００６７】
次に、図５（ｄ）に示すように、それぞれの非機能領域５内に存在する異物３にレーザ光を照射して非機能領域５に固着させ、固着異物３ａとするか、或いはレーザアブレーションにより異物３を焼灼して除去する。これにより、異物クリーニングを終了する。
【００６８】
＜異物除去装置の基本動作のフローチャート＞
次に、図６に示すように、本実施の形態による異物除去装置の基本動作のフローチャート１を説明する。
【００６９】
まず、被処理基板である半導体ウェハ等に付着した異物が多い場合に、予め従来の洗浄方法等によって、付着した異物の個数を減らす工程１（予備洗浄）を行う。
【００７０】
次に、被処理基板上の異物の付着位置を検出する手段である検査手段によって検査する工程２を行う。この検査においては、例えば、異物のサイズが４〜２３ｎｍであればＳＥＭで検査し、異物のサイズが２００ｎｍ以上であれば光学顕微鏡で検査して、異物の付着位置を検出する。
【００７１】
次に、被処理基板を裏面吸着やエッジ吸着等の公知の手段でステージ上に配置する工程３を行う。
【００７２】
次に、予め行った検査によって検出した異物の付着位置についてのデータを異物除去装置の制御部（計算機）に導入する工程１２によって、異物の付着位置を設定する工程４を行う。
【００７３】
次に、基板の重要な機能領域と、付着した異物の移動先である非機能領域との情報を装置制御部によって設定して、異物の移動経路のデータを設定する工程５を行う。
【００７４】
次に、異物の移動経路を計算する工程６を行う。これについては、異物の付着位置から非機能領域までの距離が近い経路が好ましい。加えて、四方を基板の機能領域に囲まれていて除去が困難な異物を判定する。この経路はマニュアルで設定してもよい。
【００７５】
次に、プローブを接近させる手段によって、異物の近接領域の基板上にプローブを配置する工程７を行う。例えば、異物から１０μｍ以内の位置が処理時間の観点からは好ましい。このプローブの配置は、異物の付着位置が設定された際のデータによって工程１３で行う。
【００７６】
次に、プローブを基板の表面の垂直方向に振動させて移動しながら、異物の近辺の基板の表面形状を観察し、１０μｍの精度で異物の付着位置を確認して予備観察する工程８を行う。この観察は、公知の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いる非接触モード（タッピング）で行うことができる。更に、この予備観察によって得られたデータと、異物の付着位置を設定した時のデータとを比較することにより両データの誤差を補正する工程１４を行う。
【００７７】
次に、プローブを異物の側面に接触させて、異物の移動経路を計算した時に求めた経路に沿って駆動させることにより、異物を移動させる工程９を行う。この時に、プローブと基板の表面との距離は異物のサイズよりも小さく保つのが望ましい。
【００７８】
次に、プローブを駆動終点まで駆動し終わって基板の非機能領域まで異物を移動させた後、プローブを基板の表面から離脱させる工程１０を行う。
【００７９】
次に、異物の付着位置の設定工程により指定され、異物の移動経路の計算の際に移動が可能であると判定された他の異物については、異物の近接領域にプローブを配置する工程７〜プローブ駆動終点まで移動後に、プローブを基板表面から離脱させる工程１０を繰り返して、基板上の移動可能な異物を残らず非機能領域へ移動する工程１５を行う。
【００８０】
次に、各異物が完全に除去された被処理基板をステージから搬出する工程１１を行い、異物除去工程を完了する。
【００８１】
第２の実施の形態
本実施の形態は、図７に示す異物除去装置の基本動作のフローチャート２に従って、プローブを駆動終点まで駆動し終わってプローブを基板の表面から離脱させる工程１０と、被処理基板をステージから搬出する工程１１との間に、異物の付着位置の近接領域を再度観察する工程１６を有すること以外は、上述の第１の実施の形態と同様である。
【００８２】
即ち、プローブを駆動終点まで駆動し終わってプローブを基板の表面から離脱させる工程１０を行った後に、異物の付着位置の近接領域を予備観察する工程８で行った予備観察と同じ領域を同様に再度観察する、工程１６を行う。そして、この領域の再度の観察工程において異物が移動していないことが判明した場合、プローブを異物の側面に接触させて計算した経路に従ってプローブを駆動する工程９へ、指定した回数内で戻って異物の移動を試みる、工程１７を行う。
【００８３】
仮に、指定した回数内の工程１７で異物の位置が変わらなければ、計算機へその異物の移動が不可能であったことを記録し、表示する。
【００８４】
本実施の形態によれば、異物の付着位置の近接領域を再度観察する工程１６を行うために、上記の異物の除去工程を行う際に、異物の付着位置における異物の残留の有無を確認し、残留した異物を確実に除去することができる。
【００８５】
その他、本実施の形態においては、上述した第１の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
【００８６】
第３の実施の形態
本実施の形態は、図８に示す異物除去装置の基本動作フローチャート３に従って、異物の付着位置の近接領域を再度観察する工程１６と、被処理基板をステージから搬出する工程１１との間に、プローブを駆動した経路上を観察する工程１８を有すること以外は、上述の第２の実施の形態と同様である。
【００８７】
即ち、プローブを異物の側面に接触させ、計算した経路に従ってプローブを駆動する工程９によってプローブを駆動した経路上に沿って、非接触モードにて基板の表面形状を観察する工程１８により、異物又は異物の破砕物が付着していないことを確認する。異物又は異物の破砕物が付着していれば、プローブを異物の側面に接触させて計算した経路に従ってプローブを駆動する工程９によって、それらの異物を非機能領域へ移動させる。また、異物の付着位置の近接領域を再度観察する工程１６によって得られた新しい観察データを、経路上の観察に用いることができる。
【００８８】
更に、異物の付着位置を設定する工程４で指定し、異物の移動経路を計算する工程６で移動が可能であると判定された異物について、異物の近接領域にプローブを配置する工程７〜プローブを駆動した経路上を観察する工程１８を繰り返ことにより、異物やその分裂物が存在していた場合に、それらも同様に移動する工程１９を行う。
【００８９】
本実施の形態によれば、プローブを駆動した経路上を観察する工程１８を行うために、上記の異物の除去工程を行う際に、異物の移動経路における異物の残留の有無を確認し、残留した異物を確実に除去することができる。
【００９０】
その他、本実施の形態においては、上述した第２の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
【００９１】
次に、上述した本実施の形態をより具体化した本発明の実施例を説明する。
【００９２】
実施例１
図９には、上述した第１の実施の形態〜第３の実施の形態に用いる具体的な異物除去装置１０ａの構造を示す。
【００９３】
この異物除去装置１０ａの構造においては、被処理基板２２（上述した基板６に相当）を装置１０ａ内に導入するための基板導入口１８、カンチレバーを交換するためのカンチレバー交換用窓２３、排気１７を行うための排気口１６及び清浄空気の出入り口５６がそれぞれ筐体１１に設けられている。
【００９４】
また、清浄空気の出入り口５６の外側に設けられたエアフィルタ１４と、装置１０ａのチャンバ１３の上部に設けられたディフューザ１２とを通して、清浄空気がチャンバ１３内に図中の矢印の方向に供給される。ディフューザ１２によって空気の速度を低下させかつ乱流の発生を防止することによって、観察・クリーニング部２０への擾乱を減らすことができる。
【００９５】
また、基板導入口１８からＸ及びＹ方向に移動可能なＸＹステージ１９上のサセプタ２４上に、手動又はロボットアーム等の基板ハンドリングマシンによって被処理基板２２を配置する。このＸＹステージ１９は真空チャック等で被処理基板２２を固定し、観察・クリーニング部２０に対して被処理領域を配置するために水平方向に移動できる。
【００９６】
加えて、支持具１５によって被処理基板２２に対して配置される観察・クリーニング部２０においては、現行の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）のヘッド部分を利用してもよい。ここで、原子間力顕微鏡のヘッド部分とは、例えばカンチレバーの保持又はプローブ２１の動作コントロールを行う装置部を指す。この観察・クリーニング部２０の詳細な構造については後述する。
【００９７】
実施例２
図１０には、異物のクリーニングを行う基板６上における非機能領域５の具体例を示す。
【００９８】
＜配線工程前＞
まず、図１０（Ａ）に示すように、配線工程前の基板（半導体ウェハ）６の表面においては、機能領域４を囲むようにして設けられた格子状のスクライブライン２５上を１つの非機能領域５ａとする。このスクライブライン２５は最終的にダイシングを行う場所であり、ノード部分のような高精度な加工を要しない。従って、異物をこのスクライブライン２５上に寄せ集めても、基板の表面の機能領域４の機能を損ねない。
【００９９】
＜配線工程後：Ａ部詳細図＞
次に、図１０（Ａ）のＡ部の拡大詳細図である図１０（Ｂ）に示すように、配線工程後の基板６の表面においては、配線領域（機能領域４）以外の部分に、例えば、ダミーエリア等の非機能領域５を作製することにより、図４に示したようにして、異物の効果的な除去が可能となる。
【０１００】
更に、レーザ光の照射により、非機能領域５に付着した異物を除去する場合には、非機能領域５は金属やシリコン等の如く照射レーザ光を吸収し易いレーザ光良吸収性材料で形成するのが好ましい。それに対して、レーザ光の照射により、非機能領域５に付着した異物を固着する場合には、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、サファイア等の如く照射レーザ光を吸収し難いレーザ光難吸収性材料で形成するのが好ましい。
【０１０１】
実施例３
図１１は、異物クリーニングをメンブレン構造のステンシルマスク、例えば、ＬＥＥＰＬステンシルマスク２６のような電子線露光用マスクについて行う場合の具体例を示す（但し、Ｘ線露光用のマスク等の他の露光マスクについても同様である）。
【０１０２】
図１１（Ａ）の平面図及び図１１（Ｂ）のＡ−Ａ’線断面図に示すように、例えば、ステンシルマスク２６は、露光パターン開口２８が設けられている部分が電子線露光を行う機能領域となる。この機能領域は、膜厚が例えば約５００ｎｍの物理的に脆弱なメンブレンが非機能領域としての補強梁（基板部）２７によって支持されており、このメンブレン部分はその上に固着した異物が上述したようにして補強梁２７上に集められる。従って、上述した異物除去又は固着のためのレーザ光や集束イオンビームを照射する非機能領域は補強梁２７上とすることが望ましい。
【０１０３】
実施例４
図１２には、異物除去装置のフローチャート４を示し、図１３はその異物除去装置１０ｂを示す。
【０１０４】
カンチレバー交換表示器３７及びカンチレバー交換用窓３４有する所定形状のカンチレバー交換部３０が、カンチレバー交換用窓２３の外部に設けられている。また、チャンバ１３内の観察・クリーニング部２０からカンチレバー交換部３０にかけて、観察・クリーニング部２０が水平方向に駆動するためのガイド２９が設けられている。加えて、カンチレバー交換部３０の内側底部には、カンチレバーハンドリングマシン部３２、カンチレバーハンド部（電磁石）３３、予備カンチレバー群を保持した予備カンチレバーステージ３６等が設けられ、被処理基板２２を配置するＸＹステージ１９上にレファレンス用の基板３１を設けること以外は、上述の実施例１と同様である。
【０１０５】
本実施例においては、観察・クリーニング部２０がガイド２９上で、基板２２とカンチレバー交換部３０との間を移動することができる。また、観察・クリーニング部２０のプローブ２１に異物が付着していないかを検査し、異物付着により汚染されていた場合には交換する工程１９を行うために、被処理基板２２を配置するＸＹステージ１９に、ＡＦＭ画像によって検査するためのレファレンス用の基板３１を備え、観察・クリーニング部２０をガイド２９のＰ1の位置からＰ2の位置に移動させて基板３１によって検査する。この検査は、プローブに異物が付着していると、レファレンス用の基板３１上でのプローブの観察画像が乱れることの有無を確認して行う。
【０１０６】
更に、カンチレバー交換部３０内においては、自動又は手動でカンチレバーを交換するような空間を設ける。例えば、観察・クリーニング部２０をガイド２９のＰ2の位置からＰ3の位置に移動させ、カンチレバーの交換を手動で行う場合には、プローブ２１が汚れていることをカンチレバー交換表示器３７で使用者に知らせて交換を促す。
【０１０７】
或いは、カンチレバーの交換を自動で行う場合には、例えば、汚れたカンチレバーを取外した後、東陽テクニカ社が提供しているプリマウントプローブのように、カンチレバーを適切な冶具に取り付けておき、交換を容易にすることが望ましい。
【０１０８】
例えば、観察・クリーニング部２０のプローブ２１を交換窓３４を介して取除いた後、上記のプリマウントプローブにおいて、カンチレバーハンドリングマシン部３２のカンチレバーハンド部３３を、ステンレス等の治具に磁気的に吸着固定された予備カンチレバーステージ３６上の予備カンチレバー群３５に対して作動させ、電磁石によるハンドリングで新しいカンチレバーを取出し、これを観察・クリーニング部２０の固定部に取付ける。
【０１０９】
実施例５
図１４には、異物除去装置の基本動作フローチャート５を示す。これは、異物の移動経路を計算する工程６と、異物の付着位置の近接領域を予備観察する工程８との間に、異物の近接領域に観察用プローブを配置する工程７’を有すること以外は、上述の第２の実施の形態と同様である。異物の付着位置の近接領域を再度観察する工程１６までの間に、クリーニング用プローブを異物の側面に接触させ、計算した経路に従ってプローブを駆動する工程９と、クリーニング用プローブを駆動終点まで駆動し終わった後、プローブを基板の表面から離脱させる工程１０とを有することは、上述の第２の実施の形態と同様である。
【０１１０】
本実施例においては、異物の近接領域の基板上に観察用のプローブを配置する工程７’を行うが、この配置については、異物から１０μｍ以内の位置が処理時間の観点から好ましい。
【０１１１】
また、クリーニング用のプローブを異物の側面に接触させて、異物の移動経路を計算する工程で求めた経路に沿って移動させる工程を行うことは、上述した第２の実施の形態と同様である。この時のプローブと基板の表面との距離は異物のサイズよりも小さく保つ。クリーニング用のプローブと観察用のプローブとの配置は指定した距離で調整する。
【０１１２】
本実施例によれば、プローブを観察用とクリーニング用とに分け、この観察用及びクリーニング用の各プローブを隣接して配置することによって、異物の付着位置の近接領域を予備観察する工程及び再度観察する工程、或いは、クリーニング用プローブを異物の側面に接触させ、計算した経路に従ってプローブを駆動する工程、及び異物が移動していなかった場合に指定回数内で繰り返す工程等の、異物クリーニング作業をスムーズに行うことができる。
【０１１３】
その他、本実施例においては、上述した第２の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
【０１１４】
次に、図１５について、フローチャート５に基づく具体的な異物除去装置における観察・クリーニング部２０を示す。
【０１１５】
まず、図１５（Ａ）のＡ−Ａ’線断面図に示すように、クリーニング用プローブ４０、プローブ冶具４７及びプローブ冶具固定器３８を有するクリーニング用プローブ配置部４１と、観察用プローブ３９、プローブ冶具４７及びプローブ冶具固定器３８を有する観察用プローブ配置部４２とが、支持具１５の下部に設けられている。
【０１１６】
そして、図１５（Ｂ）の底面図に示すように、クリーニング用プローブ４０と観察用プローブ３９とを、プローブ走査軸１を挟んでプローブ走査軸２上で対向して配置する。
【０１１７】
これらの各プローブの駆動については、観察又はクリーニングの片方の作業を行っている間に、もう一方の作業用のプローブはカンチレバーを持ち上げてプローブ高さを基板から最大限に離すように設定してあり、お互いの作業を邪魔しないようにする。例えば、原子間力顕微鏡の公知技術において、プローブ高さを設定するセットポイントなる値による制御を行う。セットポイントの値は、カンチレバーのサセプタの位置を制御するピエゾ素子を駆動する電圧を表す。
【０１１８】
図１５（Ｃ）に示すように、観察用プローブ３９は、ステンレス等のプローブ冶具４７に接合するカンチレバー１の先端の下部に設けられており、プローブ冶具４７のプローブ冶具固定器３８への取付けは、この固定器内の磁石による吸着力で容易に行える。これは、クリーニング用プローブ４０においても同様である。なお、こうしたプローブとその取り付け構造は、既述した各例においても同様である。
【０１１９】
図１６（Ａ）には、クリーニング用プローブ４０と観察用プローブ３９とをプローブ走査軸２を挟んで斜めに対向して配置し、プローブ走査軸１上で各プローブ３９及び４０が位置するように互いに配置した例を示す。
【０１２０】
この場合、図１６（Ｂ）に示すように、各プローブ配置部４１及び４２内において、観察用及びクリーニング用プローブ３９、４０の高さを検知するためのレーザ光照射光軸５８ａ、５８ｂをそれぞれ設定する。そして、ハーフミラーやミラー又はプリズムミラー等で構成する分岐器４４ａによって、レーザ照射光４６を１つのレーザ光源４３から２つの光軸５８ａ、５８ｂに分岐し、各プローブ３９及び４０のカンチレバー面から反射した光をそれぞれの光軸から１つの分岐器４４ｂへ導く。これにより、下記に示すように、各プローブ３９及び４０の高さの制御を１つのヘッダーで行える。なお、観察用及びクリーニング用プローブ３９及び４０間の距離は一定になるように、カンチレバーの交換時に調整する。
【０１２１】
図１６（Ｃ）に示すように、基板６の表面に対して傾斜して配置され、原子間力顕微鏡のカンチレバー１の先端部上面において、レーザ光源４３からのレーザ光４６が反射し、この反射したレーザ光４６が分岐器４４ｂから光位置検知器４５に入射して、この入射量に対応した観察用プローブ３９の高さを計測することができる。これは、クリーニング用プローブ４０においても同様である。なお、各プローブは図示しない持ち上げ機構によって上下方向への移動を制御することができる。
【０１２２】
実施例６
図１７は、上述したクリーニング用プローブ４０の具体例を示す（但し、上述した他のクリーニング用プローブも同様とする）。このプローブ４０の先端部の曲率半径は例えば１０ｎｍである。このプローブは、例えばＳｉ種結晶の上にＳｉを成長させて形成する。
【０１２３】
図１７（Ａ）は、典型的な円錐形のプローブ形状を示す。図１７（Ｂ）〜（Ｅ）はその変形例であって、図１７（Ａ）のＡ−Ａ’線に相当する断面図について、種々のプローブ形状を示すが、異物への接近及びその後の異物の移動を確実に行うには、プローブの駆動中に異物に対するプローブの接触面積を、複数箇所で線接触又は面接触となるように、大きくすることが望まれる。
【０１２４】
例えば、図１７（Ｂ）に示すように、鋭角状に尖った十字型の断面形状によれば、移動に応じてプローブ４０の深い凹部４８においてプローブ４０と異物との接触面積が増加するので、より効率良くかつ確実に異物を一方向へ移動させることができる。
【０１２５】
また、図１７（Ｃ）に示すように、図１７（Ｂ）に比べてプローブの太さを大きくした断面形状においては、浅い凹部４８ではあってもこの部分で、プローブ４０と異物との接触面積がやはり増加して効率良く異物を一方向へ移動させることができる。
【０１２６】
また、図１７（Ｄ）に示すように、長方形の断面形状としてもよい。
【０１２７】
また、図１７（Ｅ）に示すように、長方形の断面形状とし、移動方向に交差（特に直交）して長方形の長辺を配置すれば、異物との接触面積が増えてその移動を行い易い。
【０１２８】
更に、図１８（Ａ）に示すように、クリーニング用プローブ４０を複数個隣接して設け、そのＡ−Ａ’線断面図である図１８（Ｂ）に示すように、例えば４本のプローブを等角度の位置関係で集合して配置するのがよい。
【０１２９】
即ち、断面四角形の４つのプローブ４０を移動方向に対応して正方形の各頂点に規則的に配置することにより、プローブ４０と異物との接触面積が増加してより効率良く異物を移動させることができる。こうしたプローブ集合体の他に、カーボンナノチューブ等を束ねて例えば５０ｎｍ以下の糸状の束としたものをプローブとして用いることもできる。また、プローブ先端の尖鋭角を低くし、プローブの水平駆動力がもたらすプローブ表面上の分力を小さくする。例えば、尖鋭角を１０°以下にする。
【０１３０】
実施例７
図１９には、異物除去装置の基本動作フローチャート６を示す。これは、異物の移動経路を計算する工程６と、異物の近接領域に観察用プローブを配置する工程７’との間に、クリーニング用プローブの表面を清浄化する工程２０を有すること以外は、上述の実施例５と同様である。
【０１３１】
本実施例においては、クリーニング用プローブの表面を清浄にするが、これには発塵及びプローブの表面の損傷を伴わない手法が望ましく、例えば、被処理基板に併設配置する粘着テープによってプローブ表面の異物を除去する。この粘着テープとしては半導体の表面のバックグラインド用粘着テープが好ましい。従って、本実施例によれば、発塵及びプローブの表面の損傷を伴わずにクリーニング用プローブの表面を清浄にすることができる。更に、クリーニング用プローブの表面を清浄化する工程２０から、異物の付着位置の近接領域を再度観察する工程１６までを、移動可能な異物について繰り返す工程１５を行う。
【０１３２】
その他、本例においては、上述した実施例５で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
【０１３３】
図２０には、こうしたプローブの清浄化を行う異物除去装置１０ｃを示す。この装置においては、観察・クリーニング部２０がチャンバ１３内に設けられたガイド２９上を移動可能であり、サセプタ２４上の被処理基板２２の側方にプローブ清浄部４９が設けられていること以外は、上述の実施例１と同様である。
【０１３４】
上記したフローチャート６を適用して具体的に異物除去を行う際には、被処理基板２２を配置するＸＹステージ１９の側方に設けられたプローブ清浄部４９には、それ自身が発塵を生じないことが求められるために、例えば、半導体表面のバックグラインド用粘着テープを用い、このテープにプローブを接触させてプローブ表面の異物を分離することが望ましい。
【０１３５】
なお、図中のＰ1の位置にある観察・クリーニング部２０をＰ2の位置に移動させて、プローブを清浄化することができる。
【０１３６】
実施例８
図２１には、異物除去装置の基本動作フローチャート７を示す。これは、異物の付着位置の近接領域を再度観察する工程１６と、被処理基板をステージから搬出する工程１１との間に、非機能領域へ移動した異物を固着或いは除去する工程２１を有すること以外は、上述の第２の実施の形態と同様である。
【０１３７】
本実施例においては、異物を移動させた非機能領域で異物を固着あるいは除去するために、レーザ光や集束イオンビーム等を照射する。例えば、レーザ光を照射する場合には異物を離脱又は基板表面に固着し、更に、集束イオンビームを照射する場合には異物をエッチングする。
【０１３８】
本実施例によれば、非機能領域において異物を固着又は除去することができるので、機能領域への異物の再付着を防止することができる。
【０１３９】
その他、本実施の形態においては、上述した第２の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
【０１４０】
図２２には、上記のフローチャート７に基づいてレーザ光による異物の固着又は除去を行う具体的な異物除去装置の一例を示す。
【０１４１】
本例の異物除去装置１０ｄにおいては、バルブ５３を有し、ＸＹ方向に自在に移動する吸引ノズル５４を具備し、照射位置・強度制御系５０を介してレーザ光源４３からのレーザ光４６を、異物除去装置１０ｄの上部に設けられた光学窓５１を透して、被処理基板２２上の非機能領域に照射するレーザ照射手段を用いること以外は、図２０に示す異物除去装置１０ｃと同様である。
【０１４２】
照射位置・強度制御系５０は、例えば、ＮＤフィルタ等のアッテネータ、ヘリゴンミラー及びｆθレンズにより構成され、ＸＹ方向に自在に移動して被処理基板２２の表面の任意点を一様の面積と強度で照射することができる。この場合、被処理基板２２を配置するＸＹステージ１９自体もＸＹ方向に自在に移動するために、照射するレーザ光４６の光軸を固定しても構わない。
【０１４３】
照射するレーザ光４６には、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザやＹＬＦレーザ等の固体レーザの高調波を用いるのがよい。異物の固着を行う場合には第２高調波を用い、異物の除去を行なう場合には第３高調波を用いるのが望ましい。
【０１４４】
観察・クリーニング部２０は、非機能領域に移動した異物を固着又は除去する工程において、図示しないカンチレバー交換部又はその手前に退避させて、レーザ光４６を遮らないようにする。
【０１４５】
更に、レーザ光４６の照射時に、その照射位置でノズル５４によって真空排気して吸引を行なうことによって、異物の除去又は固着中に発生したガスや塵埃が被処理基板２２の表面に再付着することを防止することができる。
【０１４６】
図２３に示す異物除去装置１０ｅでは、照射するレーザ光４６の光軸を固定して、被処理基板２２に対して垂直方向からレーザ光４６を照射し、異物を除去する。この場合には、観察・クリーニング部２０をガイド５２上で移動させることによって、観察・クリーニング部２０でレーザ光４６が遮られない位置へレーザ光４６を照射することができる。
【０１４７】
図２４に示す異物除去装置１０ｆでは、異物を非機能領域に固着させるが、この場合には、被処理基板２２の表面に対するレーザ光４６の照射角度は垂直よりも低い角度である方がよい。これは、被処理基板２２の表面がレーザ光４６を吸収し難くなり、異物自体がレーザ光４６を吸収するエネルギーの割合が大きくなるからである。また、固着の場合は、全ての異物を非機能領域へ移動させた後、例えば別のチャンバにおいてレーザＣＶＤを適用して、異物をレーザＣＶＤによる局所的な堆積物質で固めるようにしてもよい。
【０１４８】
次に、上述のフローチャート７に基づいて、集束イオンビームによる異物のエッチングを行なう具体的な異物除去装置（但し、図示省略）を述べる。
【０１４９】
この例においては、異物除去装置へ集束イオンビーム加工機の鏡筒を接続し、異物を移動させた先の非機能領域の位置データを集束イオンビーム加工機の制御計算機へ導入する。その後、その導入されたデータが示す位置へ集束イオンビームを照射して、異物を被処理基板の表面からエッチング除去する。この集束イオンビームのエネルギーは、レーザ光がもたらすエネルギーよりも小さいために異物自体を除去することはできないが、１００ｎｍ以下のサイズの異物をエッチングすることは可能である。
【０１５０】
実施例９
図２５は、異物除去装置の基本動作フローチャート８を示す。これは、被処理基板をステージ上に配置する工程３と、異物の付着位置を設定する工程４との間に、低入射角で低エネルギー密度のレーザ光を異物へ繰り返し照射する工程２２を有すること以外は、上述の第２の実施の形態と同様である。
【０１５１】
本実施例においては、付着する異物へレーザ光を照射して、基板上に付着した異物を構成する異物同士を固着させて異物の凝集体を形成する。このレーザ光の被処理基板への照射角度は、被処理基板の表面の法線角度よりも低い角度であるのが好ましく、また、Ｎｄ：ＹＡＧパルスレーザの第２高調波のような、パルス幅が５ｎｓ以上のパルスレーザ光を３５０ｍＪ／ｃｍ2以下の低いエネルギー密度で繰り返し照射する。
【０１５２】
本実施例によれば、低い角度で被処理基板にレーザ照射を行うことによって、被処理基板自体がレーザ光を吸収し難くなって、基板表面の瞬間的熱膨張への寄与に対して異物がより積極的に加熱される。また、低いエネルギー密度で繰り返しレーザ照射を行うことにより、付着した異物を被処理基板の表面から離脱させずに凝集させ、この凝集体を非機能領域へ移動させて除去することが可能になる。
【０１５３】
その他、本実施の形態においては、上述した第２の実施の形態で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
【０１５４】
上記のフローチャート８に適用する具体的な異物除去装置の一例（但し、図示せず）を述べる。
【０１５５】
この異物除去装置の構造は、図２３に示したようにレーザ光の照射光軸を固定して異物を固着する異物除去装置１０ｅと同様である。そして、複数の異物からなる異物凝集体を形成するために、異物同士を凝集させるのに用いる照射レーザ光として例えばＮｄ：ＹＡＧパルスレーザの第２高調波を用い、そのエネルギー密度を３５０ｍＪ／ｃｍ2よりも小さい例えば３００ｍＪ／ｃｍ2とし、このために、照射位置・強度制御系内にＮＤフィルタを配置することができる。
【０１５６】
実施例１０
図２６は、異物除去装置の基本動作フローチャート９を示す。これは、被処理基板をステージ上に配置する工程３と、異物の付着位置を設定する工程４との間に、高湿度気体を異物へ局所的に吹き付ける工程２３を有すること以外は、上述の実施例９と同様である。
【０１５７】
本実施例においては、被処理基板の表面に付着する異物へ高湿度雰囲気を照射し、付着する異物同士を強く接着させて異物の凝集体を形成する。この時に、相対湿度が７０％以上になると、凝集体内の毛管部分で積極的に液架橋現象が発生し、この液架橋力により異物凝集体の移動中に分裂し難くなる。
【０１５８】
本実施例によれば、異物の凝集体が移動中に分裂し難くなるために、異物の移動回数を減少させることができると共に、異物を効率よく確実に非機能領域に移動させることができる。これは、上述の実施例９でも同様である。
【０１５９】
その他、本実施の形態においては、上述した実施例９で述べたのと同様の作用及び効果が得られる。
【０１６０】
次に、上記のフローチャート９に基づく具体的な異物除去装置の一例を示す。
【０１６１】
本例は、図２７に示す異物除去装置１０ｇであって、高湿度気体５５を被処理基板２２に吹き付けるノズル６４を有すること以外は、図２０に示す異物除去装置１０ｃと同様である。
【０１６２】
本例においては、相対湿度が特に７０％以上の高湿度気体を異物の付着位置へノズル６４で局所的に吹き付けて、異物同士を凝集させて凝集体を形成する。但し、被処理基板２２の表面自体が結露しないように注意する必要がある。
【０１６３】
実施例１１
本実施例では、基板表面が損傷しない範囲でその表面に垂直な方向の力をプローブに与えるように駆動し、プローブが異物表面を滑り去ることを防止する方法を示す。
【０１６４】
図２８に示すように、プローブ２が異物３に与える、基板表面に対して水平な方向の力は、プローブ表面に対して平行な方向の分力ももたらす。その前者の力を異物と基板表面の静止摩擦力よりも大きくしたときに、後者の力がプローブ表面と異物間の摩擦力よりも大きくなった場合、プローブにはプローブ表面の上方向に力が働く。この場合、プローブは異物表面上を滑ってしまい、異物を駆動できない。
【０１６５】
そのようなプローブの上滑りを防止するためには、図２９に示すように、基板表面が損傷しない範囲でその表面に垂直な方向の力をプローブに付与する手法が望ましい。その力は、プローブ表面に対して平行な方向の分力をプローブ表面の下向きに作用させるため、上記したプローブを上滑りさせる力を相殺することができる。
【０１６６】
例えば、シリコン基板表面の場合は基板の曲げ応力が約１ＧＰａであるので、プローブ先端が半径１０ｎｍとすると、損傷が発生しない範囲の基板平面に対する垂直方向の駆動力は約３００ｎＮである。基板表面に垂直な方向の力はカンチレバーの変位とそのばね係数で決まるので、変位を決定するセットポイントあるいは任意のばね係数のカンチレバーを使用することによって懸かる力を制御する。
【０１６７】
実施例１２
本実施例では、予備観察で得た基板表面の高さ方向のデータを保持し、プローブが異物へ接触している時のプローブの高さが一定になるように、基板表面に対して垂直な方向の力をプローブに与えるように駆動する方法を示す。
【０１６８】
上記の実施例で示したように基板表面に対して垂直方向の力をプローブに与える方法において、予備観察で得た基板表面の高さデータをなぞるように異物除去用のプローブの高さを制御する。プローブが異物の上を滑り始めると、プローブの高さが上昇する。この上昇を防ぐように、基板表面に垂直にプローブを駆動する。これにより、基板表面自体への損傷をより確かに防止しつつ、異物の水平方向の駆動を可能にする。
【０１６９】
図３０（ａ）〜（ｄ）に示すように、予備観察で異物３がある部分は、高さ方向の測定データで検出される。異物の付着位置に近接した位置の測定データや予め導入したデータから、異物の下の本来の高さデータは導出することができる。異物除去を行うプローブを水平に駆動していくと、異物の側面に接した時点から上方向に滑り始めて高さデータの数値が上昇し始めるが、これを妨げる押し付け力をプローブに付与するように駆動する。一般に、静止摩擦力の方が動的摩擦力よりも大きいため、動き始めた後のプローブの押し付け力は小さくて済む。
【０１７０】
実施例１３
続いて、更に好ましい実施例について説明する。
この実施例に係る異物除去方法によれば、例えば、次に挙げるような問題も改善される。
（１）半導体表面やフォトマスク表面にはパーティクルの大きさよりも大きい凹凸が存在することがほとんどである（図３５及び３６参照）。このため、図３５に示すように、単純なプローブ操作を行うとパーティクル１１３が凹凸に引っ掛かり移動が困難になる。特に、半導体表面やフォトマスク表面上のパターンの低い部分から高い部分へ、パーティクル１１３を移動することは困難である。
（２）パーティクル１１３の移動時、プローブ９５が凹凸１１８に接触しパターン破壊、もしくはプローブ破損が発生する。
（３）複数のパーティクル１１３が集合したような場合、パターンの凹凸１１８を通過するときの衝撃によって、パーティクル１１６が細かく砕けることがあり除去が難しい。
（４）パターン上に結晶粒界の凹凸、面荒れ（マイクロラフネス）などがある場合、パーティクルの移動時に転がり抵抗があるので、削れ、変形の発生が考えられ、パーティクル除去が難しい。
【０１７１】
本実施例では、異物を前記基体から離脱させる工程と離脱した異物を前記機能領域外へ除去する工程とに先立って、予め検出された前記基体の表面構造の情報を取得する構造情報取得工程と、予め検出された前記異物の情報を取得する粒子情報取得工程と、前記異物の移動目的位置の優先順位を選定する位置選定工程と、前記異物の前記移動目的位置までの移動経路を選定する経路選定工程とを行う異物除去方法を示す。
【０１７２】
本実施例に係る異物除去方法に用いる異物除去装置の例について説明する。図３１Ａに示すように、異物除去装置１０ｈと、予め検出された情報を蓄積する、例えばデータストレージによる蓄積部７３とを少なくとも有する。
また、この実施例において、本発明に係る異物除去装置１０ｈにより構成されるクリーニングアセンブリ７１は、異物除去装置１０ｈと一体とされるかもしくは別に、被処理基板となるクリーニング被処理基板例えば半導体装置の基板ウェーハの表面の平面パターンデータが入力される入力部７４と、被処理基板表面の立体構造情報を検出する、例えば表面検査装置による構造情報検出部７５と、被処理基板表面に付着した異物すなわちパーティクルの情報を検出する、例えば電子顕微鏡及び物性検査装置による粒子情報検出部７６とを有する。
【０１７３】
本実施例において、異物除去装置１０ｈは、図１Ｂに示すように、チャンバ１３内に設けられた、水平面内を２次元移動が可能なＸＹステージ１９上に、被処理基板２２が載置されるサセプタ２４を有し、このサセプタ２４に載置される被処理基板２２の表面側に対向して、例えばプローブ（図示せず）による観察・クリーニング部２０が設けられて成る。
被処理基板２２としては、例えば半導体ウェーハ、フォトマスク、その他の被処理基板等であり、以下本例では被処理基板（半導体ウェーハ）とする。
【０１７４】
観察・クリーニング部２０は、例えば公知の原子間力顕微鏡のヘッド部分を利用して構成される。このヘッド部分は、プローブと、カンチレバーの保持及びプローブの動作コントロールを行う装置部（図示せず）とを有する。このプローブは、主たる目的となるパーティクルの移動の他、パーティクルの有無を検知する機能や、被処理基板２２の表面形状や状態等を検出する機能を有する構成とすることもできる。
また、チャンバ１３内には、エアフィルター１４及びディフューザー１２により、低流速と乱流防止が図られたダウンフローによって、観察・クリーニング部２０に対する擾乱の低減が図られた清浄空気が導入される。
なお、被処理基板２２及び観察・クリーニング部２０は、必要に応じて、被処理基板導入口１８及びカンチレバー交換窓２３を通じて交換することが可能とされている。
【０１７５】
入力部７４には、被処理基板となる半導体装置８の表面に関する２次元構造情報すなわち平面パターンデータが入力されており、異物除去装置１０ｈでなされる離脱及び除去すなわちクリーニングに先立って蓄積部７３へと送られる。
構造情報検出部７５は、表面検査装置を有して構成され、被処理基板２２の表面に形成される、半導体素子や配線パターンによる凹凸や段差ならびに性状などの立体構造のパターンデータや材質及び表面ラフネス、ならびに付着しているパーティクルの位置（ＸＹ座標）、粒径及び個数などのパーティクルデータ、等を検出する機能を有し、得られた構造情報が蓄積部７３と粒子情報検出部７６へ送られる。
【０１７６】
粒子情報検出部７６は、パーティクルの観察、物性検査に用いられる電子顕微鏡及び物性検査装置から構成され、構造情報検出部７５で得られた構造情報に基づいて被処理基板表面に付着している各パーティクルについて、その材質、形状などを検出する機能を有し、得られた粒子情報が蓄積部７３へ送られ、これらの情報に基づいて被処理基板２２のクリーニングがなされる。
この際、パーティクルの組成に関連する測定結果や推定情報などが得られている場合には、これらも、必要に応じて粒子情報検出部７６または蓄積部７３に入力される。
なお、図３１Ａにおいて、実線矢印はデータの流れを示し、破線矢印は被処理基板の流れを示す。
【０１７７】
次に、本実施例に係る異物除去方法を、上述した図３１の異物除去装置１及び図３２のフローチャートを用いて説明する。
先ず、図３２のステップＳ０（粒子情報検出工程）に示すように、本実施の形態に係る異物除去方法の実施前に、上述した構造情報検出部７５及び粒子情報検出部７６によってクリーニング被処理基板この例では被処理基板（半導体ウェーハ）２２の表面に付着するパーティクルの位置、粒径、組成等の粒子情報を予め検出する。
なお、被処理基板（半導体ウェーハ）２２の表面形状、すなわち表面に形成された半導体素子やパターン等による、凹凸や段差ならびに性状などの立体構造に関する構造情報は、粒子情報の検出に更に先立って検出しておく。
【０１７８】
次に、ステップＳ１で被処理基板２２を異物除去装置本体である異物除去装置１０ｈ内のサセプタ２４上に、裏面吸着やエッジ吸着などの公知の技術で載置固定する。
【０１７９】
次に、ステップＳ２（粒子情報取得工程）で、ステップＳ０において被処理基板２２表面に付着するパーティクルに関して検出された粒子情報、すなわちパーティクルの位置座標、粒径、組成などの粒子情報を、図３１Ａの蓄積部７３より得て演算処理部（図示せず）に入力する。
【０１８０】
次に、ステップＳ３（位置選定工程）で、この粒子情報と、図３１Ａの入力部７４から蓄積部７３に送られた被処理基板２２の平面パターンデータとに基づいて、被処理基板２２表面の機能部外の複数の無機能部、すなわちパーティクルの移動の目的位置となる無機能部に関する移動目的位置情報例えば座標情報を前記演算処理部に入力する。これにより、複数の移動目的位置の優先順位を選定する。
【０１８１】
次に、ステップＳ４（構造情報取得工程）で、被処理基板２２表面の立体構造、材質、破壊応力などに関する構造情報を蓄積部７３より得て、前記演算処理部に入力する。
【０１８２】
次に、ステップＳ５（経路選定工程）で、ステップＳ２（粒子情報取得工程）、ステップＳ３（位置選定工程）及びＳ４（構造情報取得工程）で得られた情報に基づく最適移動経路の計算及び選定によって、上述した複数の移動目的位置の優先順位から目的に適った移動目的位置を選んで経路選定を行う。
【０１８３】
なお、このステップＳ５（経路選定工程）では、ステップＳ３（位置選定工程）で選定した移動目的位置の優先順位を、ステップＳ２（粒子情報取得工程）及びＳ４（構造情報取得工程）で得られた情報に基づいて変更することができる。例えば、ステップＳ３（位置選定工程）で選定した優先順位における優先度の高い移動目的位置について、とり得る経路がいずれも通過困難な段差や凹凸を含んでしまう場合や、優先順位の高い移動目的位置の優先度及びとり得る経路よりも、他の移動目的位置の優先度及びとり得る経路の方が、全体として安全または円滑にクリーニングを行える効果が高い場合などがこれに相当する。
【０１８４】
この経路選定工程では、基体表面の平面形状及び立体形状ならびにパターンや、これらを構成する材料の組成及び強度、結晶粒界や表面荒れによる表面の微細な凹凸すなわちマイクロラフネス、パーティクルの移動時に発生する摩擦力の分布など、パーティクルの移動に影響を及ぼす障害となりうる要因を考慮して上述の計算を行う。なお、これらの要因については、予め測定しておくこともできるし、光学的な方法、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope）やＳＰＭ（Scanning Probe Microscope）などの手法によってその場で測定することもできる。
【０１８５】
移動経路の選定に関しては、予め取得した情報を基に設定される経路選定基準を設定し、選択し得る移動経路ごとに移動の難易度を導出して、最も難易度の低い経路を選定する。
経路選定基準を構成する要素としては、移動距離の全長、経路上にある段差の高低差及び段差の数に基づく段差の越えやすさ、段差を構成している材質とプローブ及びパーティクルの強度、移動経路中の摩擦の多い区間の移動困難性及び距離、素子への影響と影響に係る移動距離、移動目的位置自体の優先順位などが挙げられる。
【０１８６】
これらの要素から設定される経路選定基準を基に、移動経路の移動難易度を導出し、同一の移動目的位置への他の移動経路、ならびに他の移動目的位置への移動経路など複数の経路の中で、最も難易度の低い、つまり安定して確実に移動させることが可能と考えられる移動経路を選定することができ、最短の移動距離となる移動経路よりも好ましい移動経路が存在する場合に、これを優先して選定することが可能となる。
【０１８７】
このように、粒子情報取得工程（ステップＳ２）、位置選定工程（ステップＳ３）、構造情報取得工程（ステップＳ４）、経路選定工程（ステップＳ５）によって各パーティクルについて移動目的位置と移動経路を選定した後で、図１Ｂの異物除去装置１０ｈにおいて、図３２のステップＳ６以後に示すように、クリーニング手段例えばプローブによるパーティクルの移動すなわち離脱および／または除去を行う。
【０１８８】
すなわち、ステップＳ６が、パーティクルの近傍に観察・クリーニング部２０のプローブを配置し、パーティクルの側面にプローブを接触させて、ステップＳ７で移動経路選定工程で得た経路に沿って移動させる。プローブと被処理基板表面の距離は、パーティクルの大きさよりも小とし、公知の原子間力顕微鏡の接触モードの技術を使用して距離を保つ。移動経路中に凹凸や段差がある場合には、それらの立体構造にそってプローブの高さを上下に変化させて対応する。
【０１８９】
なお、移動経路となる被処理基板表面の状態に応じて、プローブと基体表面の距離を変化させたり、プローブへの荷重を変化させることもできる。なおプローブの荷重とは、プローブの押し付け圧力である。
すなわちこの荷重が小さ過ぎると、パーティクルの付着力にプローブが負けてたわむなどして、プローブがパーティクルを移動させることなくその上を乗り越えてしまうが、荷重が大き過ぎると、被処理基板表面を傷つけてしまうことから、例えばプローブを支持するカンチレバーのたわみ量をモニターして一定に保つことで、押し付け圧力としての荷重をコントロールするとか、一定に保つことが好ましい。
【０１９０】
次に、ステップＳ８に示すように、所定の無機能部までパーティクルを移動すなわち離脱および／または除去した後、クリーニング手段のプローブを離脱させ、パーティクルへの関与を解除する。
【０１９１】
次に、ステップＳ９において、除去するパーティクルが全て移動できたか、否かを判定する。否のときには、移動の必要なパーティクルを全て移動するまで、ステップＳ２からステップＳ９の作業を繰り返す。
【０１９２】
ステップＳ９で被処理基板表面に付着した全てのパーティクルの移動が確認された段階で、作業を完了する（ステップＳ１０）。図１Ｂに示す被処理基板導入口１８から被処理基板を搬出する（ステップＳ１１）。このようにして、被処理基板２２に対するパーティクルのクリーニングが完了する。
【０１９３】
図３３Ａ，Ｂに、上述した本実施の形態の異物除去方法によって、被処理基板である被処理基板（半導体ウェーハ）２２の表面に付着したパーティクルが無機能部へ移動する状態を模式的に示す。
図３３Ａの例では、配線等の機能領域４が形成された半導体ウェーハ２２の表面に異物すなわちパーティクル３が付着している場合に、機能領域部４ａの外に設けられた所定の非機能領域５に向けて、単純例えば直線的（破線矢印図示）にパーティクルを移動させるのではなく、各パーティクル３について、複数の非機能領域５の優先順位を、パーティクル３からの距離に基づいて定めた後、半導体ウェーハ２２表面の立体構造、材質、破壊応力、ならびにパーティクル３の組成等の情報に基づいて各非機能領域５に対する移動経路（実線矢印図示）を選定する。この移動経路（実線矢印図示）に沿ってパーティクル３は各対応する非機能領域５に移動される。
【０１９４】
このように、図３３Ａの例では、平面構造に関する情報だけでなく、被処理基板表面の凹凸や段差ならびに性状などの立体構造に関する情報に基づいて移動経路の選定を行うことから、半導体ウェーハつまり被処理基板２２の表面に形成された立体構造による移動抵抗の増加と、これに伴うパーティクルの変形、磨耗、破砕、プローブ及び配線や素子などの立体構造の構成物の破損等を回避することができる。
【０１９５】
次に、図３３Ｂの例は、パーティクル３が通過不能領域７７で囲まれた内部に存在する場合である。すなわち、１つのパーティクル３について、位置選定工程で優先順位が高く選定された非機能領域５ｂとの間に極端に高低差が形成されている箇所や、半導体ウェーハ２２の中で特に繊細に構成されている箇所がある場合に、これらの箇所を構造情報取得工程で通過不能領域７７と認定する。
【０１９６】
このように、通過不能領域７７で囲まれた領域内では、位置選定工程で優先順位が低く選定された次善の非機能領域５ｃを移動目的位置に選定し、経路選定を行うことができる。これによって、クリーニングすなわちパーティクルの移動過程における、立体構造によるクリーニング作業の中断や、パーティクルの移動に伴うパーティクル及び立体構造を形成する素子ならびにパターンの破損を回避することもできる。
【０１９７】
更に、本実施例に係る異物除去方法では、選定し得る全ての移動経路が凹凸や段差を含まざるを得ない場合にも、これらの立体構造を経由する回数を低減することや、立体構造を経由して移動する際の磨耗及び変形による破砕分裂を回避することが可能となる。
すなわち、移動させるパーティクルに対して、移動中に段差に引っかかって移動できなくなるとか、段差とプローブの間にパーティクルが挟まって破砕分裂してしまうとか、引っかかり時の応力によって立体構造を構成する素子やパターンが破壊されてしまうなどのために、乗り越えることのできない段差と、これらの問題を生じることなく乗り越えることのできる段差とを識別して移動経路選定を行うことが可能となる。
【０１９８】
上述したように、本実施例に係る異物除去方法によれば、異物の移動に先立って、構造情報取得工程と、粒子情報取得工程と、位置選定工程と、経路選定工程とを行うことから、従来に比して、クリーニングの対象となる基体の表面清浄化、つまり機能部からのパーティクルの移動ならびに除去を、より確実に行うことができ、パーティクルの移動経路が凹凸や段差を含まざるを得ない場合にも、これらの立体構造を経由する回数を低減することや、立体構造を経由して移動する際の磨耗及び変形による破砕分裂ならびにパターンとプローブとの接触破損を回避することができ、歩留まりの向上も図られるものである。
【０１９９】
以上に説明した実施の形態及び実施例は、本発明の技術的思想に基づいて種々に変形が可能である。
【０２００】
例えば、異物３を機能領域４上からせん断力によって離脱させた後に、離脱位置でノズル等の吸引手段によって吸い出して収容部に収容することもできる。また、非機能領域５に集められた異物３を、吸引手段によって吸い出して収容部に収容することもできる。また、異物３を機能領域４上からせん断力によって離脱させた後に、静電力又はレーザアブレーションによって、機能領域４上から分離して収容部に収容してもよい。
【０２０１】
また、プローブ２のサイズ、形状、材質、構造、駆動方法、駆動パターン、清浄方法及び個数等、異物３の移動パターン、凝集方法及び除去方法等、各フローチャートにおける工程の増減及び入れ替え等、高湿度気体の種類及び供給量等、並びに、レーザ光４６の種類、照射方法、照射時間、照射角度及び照射強度等は、異物３の付着状況等の条件に対応して柔軟に変更することができる。
【０２０２】
また、基板６がステンシルマスクであればその表面のみを除去処理し、その他の基板等であれば表裏の両面を除去処理してもよい。この基板６はステンシルマスク以外のものでもよい。
【０２０３】
また、上述した異物除去装置は、付着物の除去処理の他に、例えば、レーザアニール処理等のレーザ光処理や素材の露光処理等にも転用することができる。
例えば、上述の実施例では、被処理基板を半導体ウェーハとした例を説明したが、被処理基板は付着異物が問題となる構造体であれば半導体ウェーハに限られず、例えばフォトマスクとすることもできる。
【０２０４】
また、例えば、上述の実施例では情報取得及びパーティクルの移動の直前に検出する情報が粒子情報のみの場合を説明したが、被処理基板の表面構造情報を、前もってではなく、粒子情報と同様に本発明に係る異物除去方法の直前で検出することもできる。
更に、本発明に係る異物除去方法の直前で検出され得るこれらの情報の中から、被処理基板の立体構造についての情報、例えばパターンの高さや溝の深さなどを、設計値や予測値などの形で取得して、粒子情報取得工程や構造情報取得工程における目安として利用することもできる。
【０２０５】
また、上述の実施例では、異物除去装置１のほかに構造情報検出部７５及び粒子情報検出部７６が設けられる構成を例として説明したが、これらの検出部が異物除去装置１と一体に設けられる構成とすることもできる。
【０２０６】
また、例えば、構造情報検出部７５及び粒子情報検出部７６により検出される情報は、互いに共同で検出することもできるし、パーティクルの位置、粒径及び個数を粒子情報検出部７６で検出する構成とすることもできるし、両検出部が同一の装置によって一体とされた構成によることもできる。
【０２０７】
また、予め得られた構造情報や粒子情報よりも高い精度の情報が必要な場合、つまり被処理基板や表面に付着したパーティクルについてより正確な情報が必要な場合には、洗浄部つまり異物除去装置本体内部で再度測定を行って、より詳細な構造情報や粒子情報を得ることも可能である。
また、上述した構造情報取得工程において、上述した蓄積部に被処理基板の立体構造の情報のみならず、被処理基板である半導体ウェーハやフォトマスクなどの本来の機能に関する情報も蓄積することが可能である。
【０２０８】
また、本発明に係る異物除去方法において、経路選定工程によって最終的な移動目的位置と移動経路を選定した後、クリーニング手段とは別に設けられる観察手段、例えばクリーニング手段と同様のプローブによって、移動経路を一巡するなどして、経路の最終確認を行うこともできるし、この観察手段を、被処理基板表面のパーティクルが全て移動できたか確認する手段として用いることもできるなど、本発明は、種々の変形及び変更をなされうる。
【図面の簡単な説明】
【０２０９】
【図１】本発明の第１の実施の形態による異物除去工程を順次示す部分断面図である。
【図２】同、異物除去工程を順次示す部分断面図である。
【図３】同、異物除去工程を順次示す部分断面図である。
【図４】同、異物除去工程を順次示す部分平面図である。
【図５】同、異物除去工程を順次示す部分平面図である。
【図６】同、異物除去装置の基本動作のフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態による異物除去装置の基本動作のフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態による異物除去装置の基本動作のフローチャートである。
【図９】本発明の実施例１による異物除去装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の実施例２よる、配線工程前の基板を示す部分平面図（Ａ）及び配線工程後の基板の一部分の拡大平面図（Ｂ）である。
【図１１】本発明の実施例３によるステンシルマスクの部分平面図（Ａ）及びそのＡ−Ａ’線に沿う部分断面図（Ｂ）である。
【図１２】本発明の実施例４による異物除去装置のフローチャートである。
【図１３】同、異物除去装置の概略断面図である。
【図１４】本発明の実施例５による異物除去装置のフローチャートである。
【図１５】同、観察・クリーニング部の部分概略断面図（Ａ）、部分概略底面図（Ｂ）及び観察用プローブの側面図である。
【図１６】同、別の観察・クリーニング部の部分概略断面図（Ａ）、光位置検知構造の概略構造図（Ｂ）及び観察用プローブの側面図である。
【図１７】本発明の実施例６によるプローブの側面図（Ａ）、プローブの断面図（Ｂ）、別のプローブの断面図（Ｃ）、別のプローブの断面図（Ｄ）及び更に別のプローブの断面図（Ｅ）である。
【図１８】同、プローブの側面図（Ａ）及びプローブの断面図（Ｂ）である。
【図１９】本発明の実施例７による異物除去装置のフローチャートである。
【図２０】同、異物除去装置の概略断面図である。
【図２１】本発明の実施例８による異物除去装置のフローチャートである。
【図２２】同、異物除去装置の概略断面図である。
【図２３】同、別の異物除去装置の概略断面図である。
【図２４】同、更に別の異物除去装置の概略断面図である。
【図２５】本発明の実施例９による異物除去装置のフローチャートである。
【図２６】本発明の実施例１０による異物除去装置のフローチャートである。
【図２７】同、異物除去装置の概略断面図である。
【図２８】本発明の実施例１１による異物除去方法を説明するための概略図である。
【図２９】同、異物除去方法を説明するための概略図である。
【図３０】本発明の実施例１２による異物除去方法を説明するための概略図（ａ）〜（ｄ）である。
【図３１】本発明の実施例１３による異物除去方法を説明するための模式図（Ａ）及び概略断面図（Ｂ）である。
【図３２】本発明の実施例１３による異物除去方法を説明するためのフローチャートである。
【図３３】本発明の実施例１３による異物除去方法を説明するための第１の例の模式図（Ａ）と第２の例の模式図（Ｂ）である。
【図３４】従来例による異物除去装置の概略正面図である。
【図３５】異物除去を異物の移動によって行う方法の、移動前の概略図（Ａ）及び移動後の概略図（Ｂ）である。
【図３６】異物除去を異物の移動によって行う方法の、段差を有する被処理基板における概略図である。
【符号の説明】
【０２１０】
１…カンチレバー、２、２１…プローブ、３…異物、３ａ…処理異物、４…機能領域、４ａ…機能領域部、５、５ａ…非機能領域、５ｂ…優先順位の高い非機能領域、５ｃ…優先順位の低い非機能領域、６…基板、７、４８、５７…凹部、８…凸部、９…先端部、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ…異物除去装置、１１…筐体、１２…ディフューザ、１３…チャンバ、１４…エアフィルタ、１５…支持具、１６…排気口、１７…排気、１８…基板導入口、１９…ＸＹステージ、２０…観察・クリーニング部、２２…被処理基板、２３、３４…カンチレバー交換用窓、２４…サセプタ、２５…スクライブライン、２６…ステンシルマスク、２７…補強梁、２８…露光パターン開口、２９、５２…ガイド、３０…カンチレバー交換部、３１…レファレンス基板、３２…カンチレバーハンドリングマシン部、３３…カンチレバーハンド部、３５…予備カンチレバー群、３６…予備カンチレバーステージ、３７…カンチレバー交換指示器、３８…プローブ冶具固定器、３９…観察用プローブ、４０…クリーニング用プローブ、４１…クリーニング用プローブ配置部、４２…観察用プローブ配置部、４３…レーザ光源、４４ａ、４４ｂ…分岐器、４５…光位置検知器、４６…レーザ光、４７…プローブ冶具、４９…プローブ清浄部、５０…照射位置・強度制御系、５１…光学窓、５３…バルブ、５４、６４…ノズル、５５…高湿度気体、５６…清浄空気出入口、５８ａ、５８ｂ…光軸、７１…クリーニングアセンブリ、７３…蓄積部、７４…入力部、７５…構造情報検出部、７６…粒子情報検出部、７７…通過不能領域、９５…プローブ、９８…カンチレバー、１０１…被処理基板、１１３…異物、１１４…機能領域、１１５…非機能領域、１１８…段差、１２０…観察・クリーニング部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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