(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、有機系粒子を選択的に膨張させることで、該有機系粒子の検出を補助する粒子検出補助方法であって、
有機系粒子に有機系ガスを接触させることで、該有機系粒子に有機系ガス成分を吸着及び浸透させる吸着浸透工程と、
有機系ガスに接触させた有機系粒子を加熱することで、該有機系粒子を発泡膨張させる発泡工程と
を有することを特徴とする粒子検出補助方法。
【請求項２】
前記発泡工程の後、
無機系粒子及び有機系粒子を酸化させることで、該有機系粒子を分解すると共に、前記無機系粒子を膨張させる酸化工程を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の粒子検出補助方法。
【請求項３】
半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、無機系粒子を選択的に膨張させることで、該無機系粒子の検出を補助する粒子検出補助方法であって、
無機系粒子及び有機系粒子を酸化させることで、該有機系粒子を分解すると共に、前記無機系粒子を膨張させる酸化工程を有する
ことを特徴とする粒子検出補助方法。
【請求項４】
半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、有機系粒子を選択的に膨張させて検出する粒子検出方法であって、
有機系粒子に有機系ガスを接触させることで、該有機系粒子に有機系ガス成分を吸着及び浸透させる吸着浸透工程と、
有機系ガスに接触させた有機系粒子を加熱することで、該有機系粒子を発泡膨張させる発泡工程と、
発泡膨張した有機系粒子に光を照射し、該有機系粒子からの散乱光を受光することで前記有機系粒子を検出する有機系粒子検出工程と
を有することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５】
前記発泡工程は、
有機系ガスに接触させた有機系粒子に加熱ガスを接触させ、又は窒素ガス雰囲気中で該有機系粒子に加熱光を照射することにより、前記有機系粒子を加熱する
ことを特徴とする請求項４に記載の粒子検出方法。
【請求項６】
前記吸着浸透工程における有機系粒子の温度は有機系ガスの沸点よりも低温である
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の粒子検出方法。
【請求項７】
前記有機系粒子検出工程の後、
無機系粒子及び有機系粒子を酸化させることで、該有機系粒子を分解すると共に、前記無機系粒子を膨張させる酸化工程と、
膨張した無機系粒子に光を照射し、該無機系粒子からの散乱光を受光することで、前記無機系粒子を検出する無機系粒子検出工程と
を有することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一つに記載の粒子検出方法。
【請求項８】
半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、無機系粒子を選択的に膨張させて検出する粒子検出方法であって、
無機系粒子及び有機系粒子を酸化させることで、該有機系粒子を分解すると共に、前記無機系粒子を膨張させる酸化工程と、
膨張した無機系粒子に光を照射し、該無機系粒子からの散乱光を受光することで、前記無機系粒子を検出する無機系粒子検出工程と
を有することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項９】
前記酸化工程は、
エキシマランプの紫外線を、酸素及び窒素の混合ガス雰囲気中で有機系粒子及び無機系粒子に照射することで、該有機系粒子及び無機系粒子を酸化させる
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の粒子検出方法。
【請求項１０】
半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、有機系粒子を選択的に膨張させることで、該有機系粒子の検出を補助する粒子検出補助装置であって、
有機系粒子及び無機系粒子を有する被検体が収容される処理室と、
処理室に有機系ガスを供給する有機系ガス供給管と、
該有機系ガス供給管を開閉する有機系ガス供給弁と、
処理室に加熱ガスを供給する加熱ガス供給管と、
該加熱ガス供給管を開閉する加熱ガス供給弁と、
前記有機系ガス供給弁を開放し、開放後に前記有機系ガス供給弁を閉止し、前記有機系ガス供給弁の閉止後に前記加熱ガス供給弁を開放させるように開閉を制御する制御部と
を備えることを特徴とする粒子検出補助装置。
【請求項１１】
被検体に紫外線を照射する紫外線ランプを備え、
前記制御部は、
前記加熱ガス供給弁の閉止後に前記紫外線ランプを点灯させるようにしてある
ことを特徴とする請求項１０に記載の粒子検出補助装置。
【請求項１２】
処理室に有機系粒子及び無機系粒子を酸化させる酸化ガスを供給する酸化ガス供給管と、
該酸化ガス供給管を開閉する酸化ガス供給弁と
を備え、
前記制御部は、
前記加熱ガス供給弁の閉止後に前記酸化ガス供給弁を開放させるようにしてある
ことを特徴とする請求項１０に記載の粒子検出補助装置。
【請求項１３】
半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、有機系粒子を選択的に膨張させることで、該有機系粒子の検出を補助する粒子検出補助装置であって、
有機系粒子及び無機系粒子を有する被検体が収容される処理室と、
処理室に有機系ガスを供給する有機系ガス供給管と、
該有機系ガス供給管を開閉する有機系ガス供給弁と、
被検体に加熱光を照射する加熱ランプと、
前記有機系ガス供給弁を開放し、開放後に前記有機系ガス供給弁を閉止し、前記有機系ガス供給弁の閉止後に前記加熱ランプを点灯させるように開閉及び点灯を制御する制御部と
を備えることを特徴とする粒子検出補助装置。
【請求項１４】
被検体に紫外線を照射する紫外線ランプを備え、
前記制御部は、
前記加熱ランプの消灯後に前記紫外線ランプを点灯させるようにしてある
ことを特徴とする請求項１３に記載の粒子検出補助装置。
【請求項１５】
処理室に有機系粒子及び無機系粒子を酸化させる酸化ガスを供給する酸化ガス供給管と、
該酸化ガス供給管を開閉する酸化ガス供給弁と
を備え、
前記制御部は、
前記加熱ランプの消灯後に前記酸化ガス供給弁を開放させるようにしてある
ことを特徴とする請求項１３に記載の粒子検出補助装置。
【請求項１６】
半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、無機系粒子を選択的に膨張させることで、該無機系粒子の検出を補助する粒子検出補助装置であって、
有機系粒子及び無機系粒子を有する被検体が収容される処理室と、
処理室に収容された被検体に紫外線を照射する紫外線ランプと
を備えることを特徴とする粒子検出補助装置。
【請求項１７】
半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、無機系粒子を選択的に膨張させることで、該無機系粒子の検出を補助する粒子検出補助装置であって、
有機系粒子及び無機系粒子を有する被検体が収容される処理室と、
処理室に有機系粒子及び無機系粒子を酸化させる酸化ガスを供給する酸化ガス供給管と、
該酸化ガス供給管を開閉する酸化ガス供給弁と
を備えることを特徴とする粒子検出補助装置。
【請求項１８】
請求項１０乃至請求項１７のいずれか一つに記載の粒子検出補助装置と、
有機系粒子及び無機系粒子に光を照射し、該有機系粒子及び無機系粒子からの散乱光を受光することで前記有機系粒子又は無機系粒子を検出する粒子検出装置と
を備えることを特徴とする粒子検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子又は無機系粒子を選択的に膨張させることで、有機系粒子又は無機系粒子の検出を補助する粒子検出補助方法、該粒子検出補助方法を用いた粒子検出方法、前記各方法を実施する粒子検出補助装置及び粒子検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造処理室の内壁から剥離した粒子が半導体ウエハ表面に付着した場合、半導体デバイスにおける配線の短絡が発生し、半導体デバイスの歩留まりが低下する。このため、半導体製造工程における粒子の発生状況、例えば粒子の数、サイズ等を検査することが求められている。粒子の検出する方法としては、粒子に光を照射し、該粒子からの散乱光に基づいて粒子を検出する光散乱法が用いられている。
【０００３】
また、半導体デバイスは高度に微細化されており、現在、加工配線幅は５０ｎｍ未満に達している。また近い将来、３０ｎｍの配線加工技術が実用化されつつある。ところが、３０ｎｍ以下の粒子を検出することができる光散乱技術は未だ存在していない。このため、歩留まりと粒子との関係を議論することができず、半導体デバイスの歩留まりが低下する虞がある。
【０００４】
一方、光散乱の検出精度を向上させるべく、半導体ウエハ上の粒子に水滴を凝着させることで、粒子の光散乱強度を向上させ、より微小な粒子を検出することを可能にした粒子検出方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−３４０８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に係る粒子検出方法においては、光散乱用のレーザー光線を粒子に照射した場合、該粒子に凝着している水滴が直ちに蒸発してしまい、粒子数を正確に検出することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、有機系粒子を発泡膨張させることで、従来の光散乱法では検出不能であった微小な有機系粒子の正確な検出を可能にする粒子検出補助方法、該粒子検出補助方法を用いることで従来の粒子検出方法に比べより正確に有機系粒子を検出することができる粒子検出方法、前記各方法を実施する粒子検出補助装置及び粒子検出システムを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の他の目的は、有機系粒子及び無機系粒子を発泡膨張及び酸化膨張させることで、従来の光散乱法では検出不能であった微小な有機系粒子及び無機系粒子の正確な検出を可能にする粒子検出補助方法、該粒子検出補助方法を用いることで従来の粒子検出方法に比べより正確に有機系粒子及び無機系粒子を検出することができる粒子検出方法、前記各方法を実施する粒子検出補助装置及び粒子検出システムを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、無機系粒子を酸化膨張させることで、従来の光散乱法では検出不能であった微小な無機系粒子の正確な検出を可能にする粒子検出補助方法、該粒子検出補助方法を用いることで従来の粒子検出方法に比べより正確に無機系粒子を検出することができる粒子検出方法、前記各方法を実施する粒子検出補助装置及び粒子検出システムを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、効果的に有機系粒子を発泡膨張させて、より微小の該有機系粒子を検出することができる粒子検出方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、効果的に無機系粒子を酸化膨張させて、より微小の該無機系粒子を検出することができる粒子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】
【００１１】
第１発明に係る粒子検出補助方法は、半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、有機系粒子を選択的に膨張させることで、該有機系粒子の検出を補助する粒子検出補助方法であって、有機系粒子に有機系ガスを接触させることで、該有機系粒子に有機系ガス成分を吸着及び浸透させる吸着浸透工程と、有機系ガスに接触させた有機系粒子を加熱することで、該有機系粒子を発泡膨張させる発泡工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
第２発明に係る粒子検出補助方法は、前記発泡工程の後、無機系粒子及び有機系粒子を酸化させることで、該有機系粒子を分解すると共に、前記無機系粒子を膨張させる酸化工程を有することを特徴とする。
【００１３】
第３発明に係る粒子検出補助方法は、半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、無機系粒子を選択的に膨張させることで、該無機系粒子の検出を補助する粒子検出補助方法であって、無機系粒子及び有機系粒子を酸化させることで、該有機系粒子を分解すると共に、前記無機系粒子を膨張させる酸化工程を有することを特徴とする。
【００１４】
第４発明に係る粒子検出方法は、半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、有機系粒子を選択的に膨張させて検出する粒子検出方法であって、有機系粒子に有機系ガスを接触させることで、該有機系粒子に有機系ガス成分を吸着及び浸透させる吸着浸透工程と、有機系ガスに接触させた有機系粒子を加熱することで、該有機系粒子を発泡膨張させる発泡工程と、発泡膨張した有機系粒子に光を照射し、該有機系粒子からの散乱光を受光することで前記有機系粒子を検出する有機系粒子検出工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
第５発明に係る粒子検出方法は、前記発泡工程は、有機系ガスに接触させた有機系粒子に加熱ガスを接触させ、又は窒素ガス雰囲気中で該有機系粒子に加熱光を照射することにより、前記有機系粒子を加熱することを特徴とする。
【００１６】
第６発明に係る粒子検出方法は、前記吸着浸透工程における有機系粒子の温度は有機系ガスの沸点よりも低温であることを特徴とする。
【００１７】
第７発明に係る粒子検出方法は、前記有機系粒子検出工程の後、無機系粒子及び有機系粒子を酸化させることで、該有機系粒子を分解すると共に、前記無機系粒子を膨張させる酸化工程と、膨張した無機系粒子に光を照射し、該無機系粒子からの散乱光を受光することで、前記無機系粒子を検出する無機系粒子検出工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
第８発明に係る粒子検出方法は、半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、無機系粒子を選択的に膨張させて検出する粒子検出方法であって、無機系粒子及び有機系粒子を酸化させることで、該有機系粒子を分解すると共に、前記無機系粒子を膨張させる酸化工程と、膨張した無機系粒子に光を照射し、該無機系粒子からの散乱光を受光することで、前記無機系粒子を検出する無機系粒子検出工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
第９発明に係る粒子検出方法は、前記酸化工程は、エキシマランプの紫外線を、酸素及び窒素の混合ガス雰囲気中で有機系粒子及び無機系粒子に照射することで、該有機系粒子及び無機系粒子を酸化させることを特徴とする。
【００２０】
第１０発明に係る粒子検出補助装置は、半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、有機系粒子を選択的に膨張させることで、該有機系粒子の検出を補助する粒子検出補助装置であって、有機系粒子及び無機系粒子を有する被検体が収容される処理室と、処理室に有機系ガスを供給する有機系ガス供給管と、該有機系ガス供給管を開閉する有機系ガス供給弁と、処理室に加熱ガスを供給する加熱ガス供給管と、該加熱ガス供給管を開閉する加熱ガス供給弁と、前記有機系ガス供給弁を開放し、開放後に前記有機系ガス供給弁を閉止し、前記有機系ガス供給弁の閉止後に前記加熱ガス供給弁を開放させるように開閉を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００２１】
第１１発明に係る粒子検出補助装置は、被検体に紫外線を照射する紫外線ランプを備え、前記制御部は、前記加熱ガス供給弁の閉止後に前記紫外線ランプを点灯させるようにしてあることを特徴とする。
【００２２】
第１２発明に係る粒子検出補助装置は、処理室に有機系粒子及び無機系粒子を酸化させる酸化ガスを供給する酸化ガス供給管と、該酸化ガス供給管を開閉する酸化ガス供給弁とを備え、前記制御部は、前記加熱ガス供給弁の閉止後に前記酸化ガス供給弁を開放させるようにしてあることを特徴とする。
【００２３】
第１３発明に係る粒子検出補助装置は、半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、有機系粒子を選択的に膨張させることで、該有機系粒子の検出を補助する粒子検出補助装置であって、有機系粒子及び無機系粒子を有する被検体が収容される処理室と、処理室に有機系ガスを供給する有機系ガス供給管と、該有機系ガス供給管を開閉する有機系ガス供給弁と、被検体に加熱光を照射する加熱ランプと、前記有機系ガス供給弁を開放し、開放後に前記有機系ガス供給弁を閉止し、前記有機系ガス供給弁の閉止後に前記加熱ランプを点灯させるように開閉及び点灯を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
第１４発明に係る粒子検出補助装置は、被検体に紫外線を照射する紫外線ランプを備え、前記制御部は、前記加熱ランプの消灯後に前記紫外線ランプを点灯させるようにしてあることを特徴とする。
【００２５】
第１５発明に係る粒子検出補助装置は、処理室に有機系粒子及び無機系粒子を酸化させる酸化ガスを供給する酸化ガス供給管と、該酸化ガス供給管を開閉する酸化ガス供給弁とを備え、前記制御部は、前記加熱ランプの消灯後に前記酸化ガス供給弁を開放させるようにしてあることを特徴とする。
【００２６】
第１６発明に係る粒子検出補助装置は、半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、無機系粒子を選択的に膨張させることで、該無機系粒子の検出を補助する粒子検出補助装置であって、有機系粒子及び無機系粒子を有する被検体が収容される処理室と、処理室に収容された被検体に紫外線を照射する紫外線ランプとを備えることを特徴とする。
【００２７】
第１７発明に係る粒子検出補助装置は、半導体製造工程で半導体の不具合を招く有機系粒子及び無機系粒子の内、無機系粒子を選択的に膨張させることで、該無機系粒子の検出を補助する粒子検出補助装置であって、有機系粒子及び無機系粒子を有する被検体が収容される処理室と、処理室に有機系粒子及び無機系粒子を酸化させる酸化ガスを供給する酸化ガス供給管と、該酸化ガス供給管を開閉する酸化ガス供給弁とを備えることを特徴とする。
【００２８】
第１８発明に係る粒子検出システムは、上述のいずれか一つの粒子検出補助装置と、有機系粒子及び無機系粒子に光を照射し、該有機系粒子及び無機系粒子からの散乱光を受光することで前記有機系粒子又は無機系粒子を検出する粒子検出装置とを備えることを特徴とする。
【００２９】
第１、４、５、１０、１３、１８発明にあっては、吸着浸透工程で有機系粒子に有機系ガスを接触させる。有機系粒子に接触した有機系ガス成分は該有機系粒子に吸着及び浸透するため、該有機系粒子は発泡膨張する。次の発泡工程では有機系粒子を加熱する。例えば、有機系粒子に加熱ガスを接触させることにより有機系粒子を加熱する。また、窒素ガス雰囲気中で有機系粒子に加熱光を照射することにより、有機系粒子を加熱する。有機系粒子が加熱された場合、該有機系粒子に吸着及び浸透した有機系ガス成分が発泡剤として作用し、前記有機系粒子は更に発泡膨張する。発泡工程で発泡膨張した有機系粒子は自身の形状が変形しているため、粒子検出時に光が照射されて有機系ガス成分が揮発しても、有機系粒子の大きさは発泡膨張後のまま維持される。従って、光散乱検出時に有機系粒子が収縮することはなく、有機系粒子の正確な検出を補助することができる。また、無機系粒子は発泡膨張しないため、有機系粒子を選択的に発泡膨張させることができる。
特に第１０発明に係る粒子検出補助装置にあっては、制御部は、有機系ガス供給弁及び加熱ガス供給弁の開閉を制御することで上述の粒子検出補助方法を実施する。制御部は、まず有機系ガス供給弁を開放することで処理室に有機系ガスを導入し、処理室内の被検体が有する有機系粒子に有機系ガスを接触させる。次いで、制御部は、有機系ガス供給弁を閉止し、加熱ガス供給弁を開放することで処理室に加熱ガスを導入し、有機系粒子を更に発泡膨張させる。
また、第１３発明に係る粒子検出補助装置にあっては、制御部は、有機系ガス供給弁の開閉、加熱ランプの点灯を制御することで上述の粒子検出補助方法を実施する。制御部は、まず有機系ガス供給弁を開放することで処理室に有機系ガスを導入し、処理室内の被検体が有する有機系粒子に有機系ガスを接触させる。次いで、制御部は、有機系ガス供給弁を閉止し、加熱ランプを点灯させることで有機系粒子を加熱し、有機系粒子を更に発泡膨張させる。
更に、第４、５、１８発明に係る粒子検出方法、粒子検出システムにあっては、発泡膨張した有機系粒子に光を照射し、該有機系粒子からの散乱光を受光することで前記有機系粒子を検出する。上述のように、光を照射しても有機系粒子は収縮しないため、有機系粒子を効果的に検出することができる。
なお、被検体には、半導体ウエハのような固体のみならず、有機系粒子及び無機系粒子を有する気体も含まれる。
【００３０】
第６発明にあっては、吸着浸透工程における有機系粒子の温度は有機系ガスの沸点よりも低温である。従って、有機系ガス成分を液体として有機系粒子に吸着及び浸透させることができ、発泡工程で効果的に有機系粒子を発泡膨張させることができる。
【００３１】
第２、７、１１、１２、１４、１５、１８発明にあっては、酸化工程で無機系粒子及び有機系粒子を酸化させる。酸化作用によって有機系粒子は分解し、無機系粒子は酸化によって膨張する。特に第１１、１４発明に係る粒子検出補助装置にあっては、制御部は、加熱ガス供給弁を閉止させた後に紫外線ランプを点灯させることで有機系粒子を分解し、無機系粒子を酸化膨張させる。また、第１２、１５発明に係る粒子検出補助装置にあっては、制御部は、加熱ガス供給弁を閉止させた後に酸化ガス供給弁を開放することで、処理室に酸化ガスを導入し、無機系粒子を酸化膨張させる。酸化工程で膨張した無機系粒子は自身の形状が変形しているため、粒子検出時に光が照射されても、無機系粒子の大きさは膨張後のまま維持される。従って、光散乱検出時に無機系粒子が収縮することはなく、無機系粒子の正確な検出を補助することができる。また、有機系粒子は酸化作用によって分解されるため、無機系粒子を選択的に膨張させることができる。
また、第７、１８発明に係る粒子検出方法、粒子検出システムにあっては、膨張した無機系粒子に光を照射し、該無機系粒子からの散乱光を受光することで前記無機系粒子を検出する。上述のように、光を照射しても無機系粒子は収縮しないため、無機系粒子を効果的に検出することができる。
【００３２】
第３、８、１６、１７、１８発明にあっては、酸化工程で無機系粒子及び有機系粒子を酸化させる。酸化作用によって有機系粒子は分解し、無機系粒子は酸化によって膨張する。特に第１６発明に係る粒子検出補助装置にあっては、制御部は、紫外線ランプを点灯させることで有機系粒子を分解し、無機系粒子を膨張させる。また、第１７発明に係る粒子検出補助装置にあっては、制御部は、酸化ガス供給弁を開放することで、処理室に酸化ガスを導入し、無機系粒子を膨張させる。酸化工程で膨張した無機系粒子は自身の形状が変形しているため、粒子検出時に光が照射されても、無機系粒子の大きさは膨張後のまま維持される。従って、光散乱検出時に無機系粒子が収縮することはなく、無機系粒子の正確な検出を補助することができる。また、有機系粒子は酸化作用によって分解されるため、無機系粒子を選択的に膨張させることができる。
また第８、１８発明にあっては、膨張した無機系粒子に光を照射し、該無機系粒子からの散乱光を受光することで前記無機系粒子を検出する。上述のように、光を照射しても無機系粒子は収縮しないため、無機系粒子を効果的に検出することができる。
【００３３】
第９発明にあっては、エキシマランプの紫外線を、酸素及び窒素の混合ガス雰囲気中で無機系粒子に照射することで、該無機系粒子を酸化させる。前記紫外線の波長は１７２ｎｍの高エネルギー短波長であり、酸素ラジカルを発生させることができるため、オゾンガス等を用いた酸化方法に比べ、無機系粒子を効果的に酸化膨張させることができる。
【発明の効果】
【００３４】
第１、４、５、１０、１３、１８発明によれば、従来の光散乱法では検出不能であった微小な有機系粒子を、検出可能な大きさに発泡膨張させることができ、有機系粒子の正確な検出を補助することができる。また、従来の光散乱法では検出不能であった微小な有機系粒子を正確に検出することができる。
このように、従来光散乱法では検出できなかった３０ｎｍ以下の有機系粒子及び無機系粒子共に検出可能となり、半導体の量産の歩留まりを上げることが容易になる。
【００３５】
第６発明によれば、効果的に有機系粒子を発泡膨張させて、より微小の該有機系粒子を検出することができる。
【００３６】
第２、７、１１、１２、１４、１５、１８発明によれば、従来の光散乱法では検出不能であった微小な有機系粒子及び無機系粒子を、検出可能な大きさに発泡膨張及び酸化膨張させることができ、有機系粒子及び無機系粒子の正確な検出を補助することができる。また、従来の光散乱法では検出不能であった微小な有機系粒子及び無機系粒子を正確に検出することができる。更に、有機系粒子及び無機系粒子を選択的に膨張させて検出することができるため、主に有機系粒子及び無機系粒子のいずれが半導体の量産の歩留まりの原因となっているかを特定することができる。
【００３７】
第３、８、１６、１７、１８発明によれば、従来の光散乱法では検出不能であった微小な無機系粒子を、検出可能な大きさに酸化膨張させることができ、無機系粒子の正確な検出を補助することができる。また、従来の光散乱法では検出不能であった微小な無機系粒子を正確に検出することができる。
【００３８】
第９発明によれば、効果的に無機系粒子を酸化膨張させて、より微小の該無機系粒子を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る粒子検出システムを模式的に示す平面図、図２は、粒子検出システムの構成を示すブロック図である。本発明に係る粒子検出システムは、被検体Ｗ、例えば半導体ウエハに付着した微小な有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２（直径３０ｎｍ以下）を検出する装置であり、本発明の実施の形態１に係る粒子検出補助方法及び粒子検出方法を実施するものである。粒子検出システムは、被検体Ｗを搬送する搬送機２が配された搬送室１を備えている。搬送室１の周りには被検体収納室３、吸着浸透処理室４、発泡処理室５、酸化処理室６、及び粒子検出処理室７が配されている。
【００４０】
吸着浸透処理室４は、処理室４１と、該処理室４１に有機系ガス、例えばブタン、ペンタン、アルコール類、アセトン、キシレン等の炭化水素系ガスを供給する有機系ガス供給部４２とを備えている。処理室４１及び有機系ガス供給部４２は、有機系ガス供給管４３にて接続されており、有機系ガス供給部４２から有機系ガス供給管４３を通じて処理室４１内に有機系ガスが供給されるように構成されている。有機系ガス供給管４３には、有機系ガス供給管４３を開閉する有機系ガス供給弁４４が設けられている。有機系ガス供給弁４４は、例えば電磁弁である。
【００４１】
発泡処理室５は、処理室５１と、該処理室５１に加熱ガス、例えば摂氏１００°以上の高温水蒸気を供給する加熱ガス供給部５２とを備えている。なお、加熱ガスには有機系粒子Ｐ１を加熱酸化させるガスが含まれないようにする。処理室５１及び加熱ガス供給部５２は、加熱ガス供給管５３にて接続されており、加熱ガス供給部５２から加熱ガス供給管５３を通じて処理室５１に加熱ガスが供給されるように構成されている。加熱ガス供給管５３には、加熱ガス供給管５３を開閉する加熱ガス供給弁５４が設けられている。加熱ガス供給弁５４は、例えば電磁弁である。
【００４２】
酸化処理室６は、処理室６１と、処理室６１の内部天井部分に設けられたエキシマランプ６５と、該処理室６１に酸素及び窒素の混合ガスを供給する酸素ガス供給部６２とを備えている。エキシマランプ６５は、１７２ｎｍの高エネルギー（７．２ｅＶ）短波長紫外線を照射することができる紫外線ランプである。処理室６１及び酸素ガス供給部６２は、酸素ガス供給管６３にて接続されており、酸素ガス供給部６２から酸素ガス供給管６３を通じて処理室６１に酸素及び酸素の混合ガスが供給されるように構成されている。酸素ガス供給管６３には、酸素ガス供給管６３を開閉する酸素ガス供給弁６４が設けられている。酸素ガス供給弁６４は、例えば電磁弁である。
【００４３】
粒子検出処理室７は、処理室７１と、処理室７１内部に設けられた光照射部７２と、被検体Ｗに付着した有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２からの散乱光を受光する受光部７３とを備えている。
【００４４】
また、粒子検出システムは、搬送機２、有機系ガス供給弁４４、加熱ガス供給弁５４等を制御する制御部８１を備えている。制御部８１は、例えばマイクロコンピュータを構成するＣＰＵであり、制御部８１にはバス８６を介して、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、入力装置８４及び出力装置８５が接続されている。ＲＯＭ８２は、コンピュータの動作に必要な制御プログラムを記憶したマスクＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリであり、ＲＡＭ８３は、制御部８１の演算処理を実行する際に生ずる各種データを一時記憶するＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の揮発性メモリである。入力装置８４は、使用者による粒子検出システムの操作を受け付ける入力ボタン、キーボード等である。出力装置８５は、粒子の検出結果を出力する表示装置である。
また、制御部８１には図示しないインタフェースを介して有機系ガス供給弁４４、加熱ガス供給弁５４、エキシマランプ６５、酸素ガス供給弁６４、光照射部７２、受光部７３及び搬送機２が接続されており、制御部８１は制御信号を送出することにより、各部の動作を制御するように構成されている。
【００４５】
なお、吸着浸透処理室４、発泡処理室５、酸化処理室６及び搬送機２によって、本発明に係る粒子検出補助方法を実施する粒子検出補助装置が構成されている。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態１に係る制御部８１の処理手順を示すフローチャート、図４は、有機系粒子Ｐ１の粒子検出補助方法及び粒子検出方法を概念的に示す説明図、図５は、無機系粒子Ｐ２の粒子検出補助方法及び粒子検出方法を概念的に示す説明図である。
【００４７】
使用者は入力装置８４にて粒子検出処理の開始を指示することができ、制御部８１は入力装置８４にて粒子検出処理指示の開始を受け付ける。入力装置８４にて粒子検出開始指示を受け付けた場合、制御部８１は、粒子検出補助及び粒子検出に係るコンピュータプログラムをＲＯＭ８２から読み出してＲＡＭ８３に展開し、以下の処理を実行する。まず、制御部８１は、搬送機２の動作を制御することで、図４（ａ）に示すように被検体Ｗを吸着浸透処理室４に搬入する（ステップＳ１１）。
【００４８】
そして、制御部８１は、有機系ガス供給弁４４を開放させる（ステップＳ１２）。有機系ガス供給弁４４が開放した場合、有機系ガスが処理室４１に供給される。処理室４１内に供給された有機系ガスは有機系粒子Ｐ１に接触して吸着及び浸透し、有機系粒子Ｐ１は図４（ｂ）に示すように膨張する。
好ましくは、被検体Ｗの温度が、有機系ガスの沸点よりも低温になるように、有機系ガスを選択し、又は被検体Ｗの温度を制御すると良い。被検体Ｗの温度が有機系ガスの沸点未満である場合、有機系ガスが効果的に有機系粒子Ｐ１に吸着及び浸透し、該有機系粒子Ｐ１が膨張する。
【００４９】
有機系ガス供給弁４４の開放後、一定時間が経過した場合、制御部８１は、有機系ガス供給弁４４を閉止する（ステップＳ１３）。そして、制御部８１は、搬送機２の動作を制御することで、被検体Ｗを吸着浸透処理室４から発泡処理室５に搬入する（ステップＳ１４）。
【００５０】
次いで、制御部８１は、加熱ガス供給弁５４を開放させる（ステップＳ１５）。加熱ガス供給弁５４が開放した場合、加熱ガスが処理室５１に供給される。処理室５１内に供給された加熱ガスは、有機系粒子Ｐ１に接触して該有機系粒子Ｐ１を加熱する。加熱された有機系粒子Ｐ１は、軟化すると共に図４（ｃ）に示すように発泡膨張する。
【００５１】
加熱ガス供給弁５４の開放後、一定時間が経過した場合、制御部８１は、加熱ガス供給弁５４を閉止する（ステップＳ１６）。そして、制御部８１は、搬送機２の動作を制御することで、被検体Ｗを発泡処理室５から粒子検出処理室７に搬入する（ステップＳ１７）。
【００５２】
次いで、制御部８１は、図４（ｄ）に示すように光照射部７２を点灯させることにより、発泡膨張した有機系粒子Ｐ１に光照射部７２の光を照射し、有機系粒子Ｐ１からの散乱光を受光部７３にて受光し、受光した光の強度に基づいて有機系粒子Ｐ１を検出する（ステップＳ１８）。
【００５３】
次いで、制御部８１は、図５（ａ）に示すように搬送機２の動作を制御することで、被検体Ｗを粒子検出処理室７から酸化処理室６に搬入する（ステップＳ１９）。
【００５４】
そして、制御部８１は、酸素ガス供給弁６３を開放させることにより処理室６１に酸素及び窒素の混合ガスを供給しながらエキシマランプ６５を点灯させることで、被検体Ｗに付着した有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２を酸化させる（ステップＳ２０）。エキシマランプ６５の紫外線によって、処理室６１内の酸素がオゾン及び酸素ラジカルとなり、有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２は酸化する。酸化作用によって、有機系粒子Ｐ１は図５（ｂ）に示すように分解し、無機系粒子Ｐ２は膨張する。
なお、処理室６１に供給する好適な酸素濃度は数パーセントである。酸素濃度が高すぎる場合、紫外線が酸素に吸収されてしまい、有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２を効果的に酸化させることができなくなるためである。
【００５５】
そして、制御部８１は、搬送機２の動作を制御することで、被検体Ｗを酸化処理室６から粒子検出処理室７に搬入する（ステップＳ２１）。
【００５６】
次いで、制御部８１は、図５（ｃ）に示すように光照射部７２を点灯させることにより、膨張した無機系粒子Ｐ２に光照射部７２の光を照射し、無機系粒子Ｐ２からの散乱光を受光部７３にて受光し、受光した光の強度に基づいて無機系粒子Ｐ２を検出し（ステップＳ２２）、処理を終える。
【００５７】
実施の形態１に係る粒子検出補助方法、粒子検出方法、粒子検出補助装置及び粒子検出システムにあっては、従来の光散乱法では検出不能であった微小な有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２を、検出可能な大きさに膨張させることができ、有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２の検出を補助することができる。
また、発泡膨張した有機系粒子Ｐ１及び酸化膨張した無機系粒子Ｐ２は自身の形状が変形しているため、粒子検出用の光を照射した場合であっても、有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２は収縮することが無く、各粒子Ｐ１，Ｐ２の正確な検出を補助することができる。
【００５８】
更に、上述のように有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２を膨張させることによって、従来の光散乱法では検出不能であった３０ｎｍ以下の微小な有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２を正確に検出することができ、半導体の量産の歩留まりを上げることが容易になる。
【００５９】
更にまた、有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２を選択的に膨張させ、各粒子Ｐ１，Ｐ２を検出するように構成してあるため、微小な有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２を選択的に検出することができる。
【００６０】
更にまた、有機系粒子Ｐ１の温度を有機系ガスの温度未満に設定した場合、効果的に有機系粒子Ｐ１を発泡膨張させて、より微小の該有機系粒子Ｐ１を検出することができる。
【００６１】
更にまた、エキシマランプ６５の紫外線にて有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２を酸化させるように構成してあるため、ラジカルによって効果的に無機系粒子Ｐ２を膨張させることができ、より微小の該無機系粒子Ｐ２を正確に検出することができる。
【００６２】
なお、実施の形態１では、吸着浸透処理室、発泡処理室、酸化処理室、粒子検出処理室を各別に設けてあるが、複数の各処理室を兼用するように構成しても良い。一つの処理室で粒子検出の補助及び粒子検出を行うように構成しても良い。
【００６３】
また、被検体として半導体ウエハを例示したが、有機系粒子及び無機系粒子を含む気体を被検体として、本発明を適用しても良い。
【００６４】
更に、実施の形態１では光散乱法にて有機系粒子及び無機系粒子を検出する例を示したが、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）、その他の装置を用いて膨張した各粒子を検出するように構成しても良い。
【００６５】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る粒子検出システムを模式的に示す平面図である。実施の形態２に係る粒子検出システムは、実施の形態１に係る粒子検出システムと同様の搬送室１、搬送機２、被検体収納室３、吸着浸透処理室４、発泡処理室５、酸化処理室２０６、粒子検出処理室７及び制御部８１等を備えており、酸化処理室２０６の構造及び制御部８１の処理手順のみが実施の形態１と異なるため、以下では主に上記相異点について説明する。
【００６６】
酸化処理室２０６は、処理室６１と、該処理室６１に酸化ガス、例えばオゾンガスを供給する酸化ガス供給部２６２とを備えている。処理室６１及び酸化ガス供給部２６２は、酸化ガス供給管２６３にて接続されており、酸化ガス供給部２６２から酸化ガス供給管２６３を通じて処理室６１に酸化ガスが供給されるように構成されている。酸化ガス供給管２６３には、酸化ガス供給管２６３を開閉する酸化ガス供給弁２６４が設けられている。酸化ガス供給弁２６４は、例えば電磁弁である。
制御部８１には、実施の形態１と同様、図示しないインタフェースを介してＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、入力装置８４、出力装置８５、有機系ガス供給弁４４、加熱ガス供給弁５４、光照射部７２、受光部７３及び搬送機２が接続され、また実施の形態１に係るエキシマランプ６５及び酸素ガス供給弁６４に代えて、酸化ガス供給弁２６４が接続されている。
【００６７】
図７は、本発明の実施の形態２に係る制御部８１の処理手順を示すフローチャートである。制御部８１は、実施の形態１で説明した有機系粒子Ｐ１の発泡膨張及び検出に係るステップＳ１１〜１９と同様の処理をステップＳ３１〜３９で実行する。
【００６８】
次いで、制御部８１は、酸化ガス供給弁２６４を開放させる（ステップＳ４０）。酸化ガス供給弁２６４が開放した場合、酸化ガスが処理室６１に供給される。処理室６１内に供給された酸化ガスは、有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２に接触して各粒子Ｐ１，Ｐ２を酸化する。酸化作用によって、有機系粒子Ｐ１は分解し、無機系粒子Ｐ２は膨張する。
【００６９】
酸化ガス供給弁２６４の開放後、一定時間が経過した場合、制御部８１は、酸化ガス供給弁２６４を閉止する（ステップＳ４１）。そして、制御部８１は実施の形態１で説明した無機系粒子Ｐ２の検出に係るステップＳ２１、２２と同様の処理をステップＳ４２、４３で実行する。
【００７０】
実施の形態２に係る粒子検出補助方法、粒子検出方法、粒子検出補助装置及び粒子検出システムにあっても、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００７１】
実施の形態２に係る粒子検出システムの他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係る粒子検出システムの構成、作用及び効果と同様であるため対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７２】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る粒子検出システムを模式的に示す平面図である。実施の形態３に係る粒子検出システムは、実施の形態１に係る粒子検出システムと同様の搬送室１、搬送機２、被検体収納室３、吸着浸透処理室４、発泡処理室３０５、酸化処理室６、粒子検出処理室７及び制御部８１等を備えており、発泡処理室３０５の構造及び制御部８１の処理手順のみが実施の形態１と異なるため、以下では主に上記相異点について説明する。
【００７３】
発泡処理室３０５は、処理室５１と、処理室５１の内部天井部分に設けられた加熱ランプ３５５と、該処理室５１に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部３５２とを備えている。加熱ランプ３５５は、窒素ガス雰囲気中で有機系粒子Ｐ１を加熱する赤外線（加熱光）を照射する赤外線ランプ、又は有機系粒子Ｐ１を分解しない紫外線（加熱光）を照射する紫外線ランプ等で構成されている。処理室５１及び窒素ガス供給部３５２は、窒素ガス供給管３５３にて接続されており、窒素ガス供給部３５２から窒素ガス供給管３５３を通じて処理室５１に窒素ガスが供給されるように構成されている。窒素ガス供給管３５３には、窒素ガス供給管３５３を開閉する窒素ガス供給弁３５４が設けられている。窒素ガス供給弁３５４は、例えば電磁弁である。
制御部８１には、実施の形態１と同様、図示しないインタフェースを介してＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、入力装置８４、出力装置８５、有機系ガス供給弁４４、エキシマランプ６５、酸素ガス供給弁６４、光照射部７２、受光部７３及び搬送機２が接続され、また実施の形態１に係る加熱ガス供給弁５４に代えて、窒素ガス供給弁３５４及び加熱ランプ３５５が接続されている。
【００７４】
図９は、本発明の実施の形態３に係る制御部８１の処理手順を示すフローチャートである。制御部８１は、実施の形態１で説明した有機系粒子Ｐ１の膨張に係るステップＳ１１〜１４と同様の処理をステップＳ５１〜５４で実行する。
【００７５】
次いで、制御部８１は、窒素ガス供給弁３５４を開放させる（ステップＳ５５）。窒素ガス供給弁３５４が開放した場合、窒素ガスが処理室５１に供給される。そして、制御部８１は、加熱ランプ３５５を点灯させる（ステップＳ５６）。窒素ガス雰囲気中で有機系粒子Ｐ１に加熱光が照射された場合、有機系粒子Ｐ１は加熱される。加熱された有機系粒子Ｐ１は、軟化すると共に発泡膨張する。
【００７６】
加熱ランプ３５５の点灯後、一定時間が経過した場合、制御部８１は、加熱ランプ３５５を消灯し、窒素ガス供給弁３５４を閉止する（ステップＳ５７）。そして、制御部８１は実施の形態１で説明した有機系粒子Ｐ１及び無機系粒子Ｐ２の検出に係るステップＳ１７〜２２と同様の処理をステップＳ５８〜６３で実行する。
【００７７】
実施の形態３に係る粒子検出補助方法、粒子検出方法、粒子検出補助装置及び粒子検出システムにあっても、実施の形態１と同様の効果を奏する。
なお、本発明の加熱ランプに係る構成を実施の形態２に適用しても良く、実施の形態１と同様の効果を奏する。
【００７８】
実施の形態３に係る粒子検出システムの他の構成、作用及び効果は、実施の形態１に係る粒子検出システムの構成、作用及び効果と同様であるため対応する箇所には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７９】
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る粒子検出システムを模式的に示す平面図である。
【図２】粒子検出システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】有機系粒子の粒子検出補助方法及び粒子検出方法を概念的に示す説明図である。
【図５】無機系粒子の粒子検出補助方法及び粒子検出方法を概念的に示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る粒子検出システムを模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態３に係る粒子検出システムを模式的に示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
１  搬送室
２  搬送機
３  被検体収納室
４  吸着浸透処理室
５，３０５  発泡処理室
６，２０６  酸化処理室
７  粒子検出処理室
４２  有機系ガス供給部
４３  有機系ガス供給管
４４  有機系ガス供給弁
５２  加熱ガス供給部
５３  加熱ガス供給管
５４  加熱ガス供給弁
６５  エキシマランプ（紫外線ランプ）
７２  光照射部
７３  受光部
８１  制御部
２６２  酸化ガス供給部
２６３  酸化ガス供給管
２６４  酸化ガス供給弁
３５２  窒素ガス供給部
３５３  窒素ガス供給管
３５４  窒素ガス供給弁
３５５  加熱ランプ
Ｐ１  有機系粒子
Ｐ２  無機系粒子
Ｗ  被検体
【図１】
0004902572.tif 000002
【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】
0004902572.tif 000007
【図７】
0004902572.tif 000008
【図８】
0004902572.tif 000009
【図９】
0004902572.tif 000010