(57)【要約】【課題】パーティクルを増大させて容易にこれを検出することが可能なパーティクル検出方法及び処理装置を提供する。【解決手段】ウエハＷにエッチング処理を施すプラズマ処理装置に、パーティクル２が付着したウエハＷ上に第１膜３が予め成膜されたウエハＷを搬送する。プラズマ処理装置は、ウエハＷ上の第１膜３をエッチバックする。続いてプラズマ処理装置は、パーティクル２近傍に残存した第１膜３をマスクとしてウエハＷをエッチングする。これにより、第１膜３を上部に有する突起物が形成される。検査装置は、照射手段により、ウエハＷに光を照射し、受光手段は突起物からの散乱光を受光する。最後に、検出手段は受光手段により受光した散乱光に基づき突起物を検出する。【選択図】図２
2009188333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料上のパーティクルを検出するパーティクル検出方法において、
パーティクルが付着した前記試料上に膜を予め形成しておき、前記試料上の前記膜をエッチバックする工程と、
該工程により前記パーティクル近傍に残存した前記膜をマスクとして前記試料をエッチングし、突起物を形成する工程と、
該工程により突起物が形成された前記試料に光を照射し、前記突起物からの散乱光に基づき突起物を検出する検出工程と
を備えることを特徴とするパーティクル検出方法。
【請求項２】
前記試料は、ウエハ及び該ウエハ上に形成された補助膜からなり、
前記エッチバックする工程は、
パーティクルが付着した前記補助膜上に前記膜を予め形成しておき、前記補助膜上の前記膜をエッチバックし、
前記突起物を形成する工程は、
前記エッチバックする工程により前記パーティクル近傍に残存した前記膜をマスクとして前記補助膜をエッチングし、突起物を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載のパーティクル検出方法。
【請求項３】
試料にエッチング処理を施すエッチング装置及び前記試料を検査する検査装置を有する処理装置において、
前記エッチング装置は、
パーティクルが付着した前記試料上に形成された膜をエッチバックする手段と、
該手段によるエッチバックにより前記パーティクル近傍に残存した前記膜をマスクとして前記試料をエッチングし、突起物を形成する手段と
を備え、
前記検査装置は、
前記突起物を形成する手段により突起物が形成された前記試料に光を照射する照射手段と、
前記試料上の突起物からの散乱光を受光する受光手段と、
該受光手段により受光した散乱光に基づき突起物を検出する検出手段と
を備えることを特徴とする処理装置。
【請求項４】
前記試料は、ウエハ及び該ウエハ上に形成された補助膜からなり、
前記エッチバックする手段は、
パーティクルが付着した前記補助膜上に形成された前記膜をエッチバックするよう構成してあり、
前記突起物を形成する手段は、
前記エッチバックする手段により前記パーティクル近傍に残存した前記膜をマスクとして前記補助膜をエッチングし、突起物を形成するよう構成してある
ことを特徴とする請求項３に記載の処理装置。
【請求項５】
前記検出手段により検出した突起物の体積を、受光手段により受光した散乱光に基づき決定する決定手段
をさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載の処理装置。
【請求項６】
前記決定手段により決定した突起物の体積に基づきパーティクルの粒径を算出する算出手段
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料上のパーティクルを検出するパーティクル検出方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、例えば、超ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）では、その表面に粒子状異物（以下「パーティクル」という）が付着した場合、回路が短絡し、当該半導体デバイスが機能しない虞がある。そのため、ウエハから半導体デバイスを製造する製造ライン、例えばプラズマ処理システムでは、製造される半導体デバイスの表面にパーティクルが付着しているか否かの検査を行う。パーティクルの検査装置としては、例えばレーザ散乱法を利用する検査装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【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】
【０００３】
ところで、より微小なパーティクルの検出を希望する場合、散乱光を検出する検査装置の感度を上昇させる必要があるが、感度の上昇にも限度が存在する。また、感度を上昇させた場合、ウエハの表面粗さが問題となる。
【０００４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パーティクルが付着した試料上に膜を形成し、この膜を利用したエッチングを実行することにより、パーティクルを増大させて容易にこれを検出することが可能なパーティクル検出方法及び処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るパーティクル検出方法は、試料上のパーティクルを検出するパーティクル検出方法において、パーティクルが付着した前記試料上に膜を予め形成しておき、前記試料上の前記膜をエッチバックする工程と、該工程により前記パーティクル近傍に残存した前記膜をマスクとして前記試料をエッチングし、突起物を形成する工程と、該工程により突起物が形成された前記試料に光を照射し、前記突起物からの散乱光に基づき突起物を検出する検出工程とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係るパーティクル検出方法は、前記試料は、ウエハ及び該ウエハ上に形成された補助膜からなり、前記エッチバックする工程は、パーティクルが付着した前記補助膜上に前記膜を予め形成しておき、前記補助膜上の前記膜をエッチバックし、前記突起物を形成する工程は、前記エッチバックする工程により前記パーティクル近傍に残存した前記膜をマスクとして前記補助膜をエッチングし、突起物を形成することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る処理装置は、試料にエッチング処理を施すエッチング装置及び前記試料を検査する検査装置を有する処理装置において、前記エッチング装置は、パーティクルが付着した前記試料上に形成された膜をエッチバックする手段と、該手段によるエッチバックにより前記パーティクル近傍に残存した前記膜をマスクとして前記試料をエッチングし、突起物を形成する手段とを備え、前記検査装置は、前記突起物を形成する手段により突起物が形成された前記試料に光を照射する照射手段と、前記試料上の突起物からの散乱光を受光する受光手段と、該受光手段により受光した散乱光に基づき突起物を検出する検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る処理装置は、前記試料は、ウエハ及び該ウエハ上に形成された補助膜からなり、前記エッチバックする手段は、パーティクルが付着した前記補助膜上に形成された前記膜をエッチバックするよう構成してあり、前記突起物を形成する手段は、前記エッチバックする手段により前記パーティクル近傍に残存した前記膜をマスクとして前記補助膜をエッチングし、突起物を形成するよう構成してあることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る処理装置は、前記検出手段により検出した突起物の体積を、受光手段により受光した散乱光に基づき決定する決定手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る処理装置は、前記決定手段により決定した突起物の体積に基づきパーティクルの粒径を算出する算出手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、試料にエッチング処理を施すエッチング装置に、パーティクルが付着した試料上に、膜が予め形成された試料を搬送する。エッチング装置は、試料の膜をエッチバックする。続いてエッチング装置は、パーティクル近傍に残存した膜をマスクとして試料をエッチングする。これにより、膜を上部に有する突起物が形成される。検査装置は、照射手段により、試料に光を照射し、受光手段は突起物からの散乱光を受光する。最後に、検出手段は受光手段により受光した散乱光に基づき突起物を検出する。
【００１２】
本発明にあっては、決定手段は、検出手段により検出した突起物の体積を、受光手段により受光した散乱光に基づき決定する。さらに、算出手段は、決定手段により決定した突起物の体積に基づき、パーティクルの粒径を算出する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にあっては、試料の膜をエッチバックし、パーティクル近傍に残存した膜をマスクとして試料をエッチングする。これにより、膜を上部に有する突起物が形成される。検出手段は受光手段により受光した散乱光に基づき突起物を検出する。これにより、検出装置の感度を必要以上に上昇させることなく微小なパーティクルを検出することが可能となる。
【００１４】
本発明にあっては、決定手段は、検出手段により検出した突起物の体積を、受光手段により受光した散乱光に基づき決定し、算出手段は突起物のサイズに基づきパーティクルの粒径を算出する。これにより、散乱強度の感度を必要以上に上昇させなくとも、パーティクルの数及び粒径を把握することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１
以下本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は処理装置１の概要を示す模式的平面図である。処理装置１は第１成膜装置６１、第２成膜装置６２、エッチング装置１０、搬入室４０１、搬出室４０２、真空搬送用ロボット４０、検査装置５０及び真空ゲートＧ等を含んで構成される。試料Ｗはシリコンウエハであり処理装置１内へ搬送され、試料Ｗ上のパーティクルが検出される。以下では試料ＷをウエハＷと読み替えて説明する。第１成膜装置６１、第２成膜装置６２、搬入室４０１、エッチング装置１０、検査装置５０及び搬出室４０２は真空搬送用ロボット４０を中心にその周囲に設けられており、各装置及び室は密閉性を有する真空ゲートＧを介して接続されている。また第１成膜装置６１、第２成膜装置６２、エッチング装置１０、及び検査装置５０は相互に通信網Ｎを介して接続されており、所定のプロトコルにより情報の送受信を行う。
【００１６】
本実施の形態においては、ウエハＷは搬入室４０１へ搬入された後、真空搬送用ロボット４０により、第１成膜装置６１へ搬送される。第１成膜装置６１では、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）または、スパッタリング等による成膜が行われる。このとき、パーティクルを焼失させないために低温で行うことが好ましい。以下では、ＣＶＤによる成膜を例に挙げて説明する。
【００１７】
図２は成膜及びエッチング工程の遷移を示す工程図である。図２（ａ）は、第１成膜装置６１へ搬送される前のウエハＷの状態を示す模式的断面図である。検査対象となるウエハＷ上には丸印で示すパーティクル２が付着している。なお、説明を容易にするために、一つのパーティクル２が付着している図を示すが、実際には形状及び大きさの異なる複数のパーティクル２、２、・・・が付着している。ウエハＷは真空搬送用ロボット４０により、第１成膜装置６１へ搬送される。図２（ｂ）は成膜後のウエハＷの状態を示す模式的断面図である。
【００１８】
第１成膜装置６１では、パーティクル２を覆うべく、パーティクル２が付着したウエハＷ上に、第１膜３を成膜（形成）する。第１成膜装置６１は、ＣＶＤによりシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン、または、タングステン等を成膜する。本実施の形態においては、シリコン酸化膜を第１膜３として成膜する形態について説明する。第１成膜装置６１は第１膜３を成膜すべく、約１００℃〜約２００℃に室内の温度を上昇させ、ＳｉＨ４＋Ｏ２の他、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケート）＋Ｏ３等のガスを供給する。なお、第１膜３を成膜する厚さは、検出対象のパーティクル２の半径以上の厚みを有することが好ましい。
【００１９】
真空搬送用ロボット４０は、第１成膜装置６１での成膜が終了した後に、第１成膜装置６１からパーティクル２上に第１膜３が成膜されたウエハＷを取り出す。そして真空搬送用ロボット４０は取り出したウエハＷをエッチング装置１０へ搬送する。なお、本実施の形態においては処理装置１が第１成膜装置６１を有し、第１成膜装置６１で成膜されたウエハＷをエッチング装置１０へ搬送する形態を示すが、処理装置１内部に第１成膜装置６１は必ずしも必要なく、外部の図示しない成膜装置でパーティクル２上に第１膜３が成膜されたウエハＷをエッチング装置１０へ直接搬送するようにしても良い。
【００２０】
エッチング装置１０では第１膜３のエッチバックが最初に行われる。エッチングはウェット式またはドライ式のいずれかが用いられるが、本実施の形態においては、ウエハＷにＲＩＥ（Reactive Ion Etching）処理を施すプラズマ処理装置を用いる形態につき説明する。以下ではエッチング装置１０をプラズマ処理装置１０と読み替えて説明する。図３はプラズマ処理装置１０の構成を示す模式的断面図である。プラズマ処理装置１０はチャンバ１１、ＣＰＵ（central processing unit）及び各種ソフトウェア処理を実行するプログラムを記憶したメモリ等を備える制御部２１０、並びに、通信網Ｎに接続されたＬＡＮ（local area network）カード等の通信部２１１等を含んで構成される。
【００２１】
プラズマ処理装置１０は、例えば、直径が３００ｍｍのウエハＷを収容するチャンバ１１を有し、チャンバ１１内にはウエハＷを載置する円柱状のサセプタ１２が配置されている。プラズマ処理装置１０では、チャンバ１１の内側壁とサセプタ１２の側面とによって、サセプタ１２上方のガスをチャンバ１１の外へ排出する流路として機能する側方排気路１３が形成される。この側方排気路１３の途中にはバッフル板１４が配置される。
【００２２】
バッフル板１４は多数の孔を有する板状部材であり、チャンバ１１を上部と下部に仕切る仕切り板として機能する。バッフル板１４によって仕切られたチャンバ１１の上部には、ウエハＷを載置するサセプタ１２等が配置され、後述するプラズマが発生する。以下、チャンバ１１の上部を「反応室」と称する。また、チャンバ１１の下部（以下、「排気室（マニホールド）」という。）にはチャンバ１１内のガスを排出する粗引き排気管１５及び本排気管１６が開口する。粗引き排気管１５にはＤＰ（Dry Pump）（図示せず）が接続され、本排気管１６にはＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）（図示せず）が接続される。また、バッフル板１４は反応室１７の後述する処理空間Ｓにおいてに発生するイオンまたはラジカルを捕捉又は反射してこれらのマニホールド１８への漏洩を防止する。
【００２３】
粗引き排気管１５、本排気管１６、ＤＰ及びＴＭＰ等は排気装置を構成し、粗引き排気管１５及び本排気管１６は反応室１７のガスを、マニホールド１８を介してチャンバ１１の外部へ排出する。具体的には、粗引き排気管１５はチャンバ１１内を大気圧から低真空状態まで減圧し、本排気管１６は粗引き排気管１５と協働してチャンバ１１内を大気圧から低真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。サセプタ１２には下部高周波電源２０が整合器（Matcher）２２を介して接続されており、下部高周波電源２０は、所定の高周波電力をサセプタ１２に供給する。これにより、サセプタ１２は下部電極として機能する。また、整合器２２は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への供給効率を最大にする。
【００２４】
サセプタ１２の内部上方には、導電膜からなる円板状のＥＳＣ電極板２３が配置されている。ＥＳＣ電極板２３には直流電源２４が電気的に接続されている。ウエハＷは、直流電源２４からＥＳＣ電極板２３に印加された直流電圧により発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によってサセプタ１２の上面に吸着保持される。また、サセプタ１２の上方には、サセプタ１２の上面に吸着保持されたウエハＷの周りを囲うように円環状のフォーカスリング２５が配設される。このフォーカスリング２５は、後述する処理空間Ｓに露出し、該処理空間ＳにおいてプラズマをウエハＷの表面に向けて収束し、ＲＩＥ処理の効率を向上させる。
【００２５】
また、サセプタ１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２６が設けられる。この冷媒室２６には、チラーユニット（図示しない）から冷媒用配管２７を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水やガルデンが循環供給され、当該冷媒の温度によってサセプタ１２上面に吸着保持されたウエハＷの処理温度が制御される。
【００２６】
サセプタ１２の上面のウエハＷが吸着保持される部分（以下、「吸着面」という。）には、複数の伝熱ガス供給孔２８が開口している。これら複数の伝熱ガス供給孔２８は、伝熱ガス供給ライン３０を介して伝熱ガス供給部（図示しない）に接続され、該伝熱ガス供給部は伝熱ガスとしてのヘリウムガスを、伝熱ガス供給孔２８を介して吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給する。吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給されたヘリウムガスはウエハＷの熱をサセプタ１２に伝熱する。
【００２７】
また、サセプタ１２の吸着面には、サセプタ１２の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン３３が配置されている。これらのプッシャーピン３３は、モータ（図示せず）とボールねじ（図示せず）を介して接続され、ボールねじによって直線運動に変換されたモータの回転運動に起因して吸着面から自在に突出する。ウエハＷにＲＩＥ処理を施すためにウエハＷを吸着面に吸着保持する場合、プッシャーピン３３はサセプタ１２に収容され、ＲＩＥ処理が施されたウエハＷをチャンバ１１から搬出する場合、プッシャーピン３３はサセプタ１２の上面から突出してウエハＷをサセプタ１２から離間させて上方へ持ち上げる。
【００２８】
チャンバ１１（反応室１７）の天井部には、サセプタ１２と対向するようにガス導入シャワーヘッド３４（処理ガス供給装置）が配置されている。ガス導入シャワーヘッド３４には整合器３５を介して上部高周波電源３６が接続されており、上部高周波電源３６は所定の高周波電力をガス導入シャワーヘッド３４に供給するので、ガス導入シャワーヘッド３４は上部電極として機能する。なお、整合器３５の機能は上述した整合器２２の機能と同じである。
【００２９】
ガス導入シャワーヘッド３４は、多数のガス穴３７を有する天井電極板３８と、該天井電極板３８を着脱可能に支持する電極支持体３９とを有する。また、電極支持体３９の内部にはバッファ室２９が設けられ、このバッファ室２９には処理ガス導入管４１が接続されている。ガス導入シャワーヘッド３４は、処理ガス導入管４１からバッファ室２９へ供給された処理ガスを、ガス穴３７を経由してチャンバ１１（反応室１７）内へ供給する。供給される処理ガスは例えば、ＣＦ４、または、Ｃ４Ｆ８,Ｏ２,Ａｒ等である。以下ではＣＦ４ガスを用いた例を説明する。
【００３０】
また、チャンバ１１の側壁には、プッシャーピン３３によってサセプタ１２から上方へ持ち上げられたウエハＷの高さに対応する位置にウエハＷの搬出入口Ｇ１が設けられ、搬出入口Ｇ１には、該搬出入口Ｇ１を開閉する真空ゲートＧが取り付けられている。このプラズマ処理装置１０のチャンバ１１内では、上述したように、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３４に高周波電力を供給する。そして、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３４の間の処理空間Ｓに高周波電力を印加することにより、処理空間Ｓにおいてガス導入シャワーヘッド３４から供給された処理ガスを高密度のプラズマにしてイオンまたはラジカルを発生させ、イオン等によってウエハＷに異方性ドライエッチングを用いたエッチバックを施す。
【００３１】
図２（ｃ）はエッチバック後の状態を示す模式的断面図である。真空ゲートＧが開いた後、真空搬送用ロボット４０は真空ゲートＧ及び搬出入口Ｇ１を経て、図２（ｂ）に示す成膜後のウエハＷをサセプタ１２上に載置する。プラズマ処理装置１０は、処理ガス導入管４１から処理ガスを供給し、第１膜３のエッチバックを行う。図２（ｂ）に示す如くパーティクル２の断面視における肩部分、すなわち２時位置及び１０時位置近傍の第１膜３は他の部分に対して厚みが大きいことから、当該他の部分に係る第１膜３がなくなるまでエッチングを行った場合、図２（ｃ）に示す略火口形状の第１膜３が残存する。なお、エッチバック工程における各種制御は、制御部２１０に記憶されたプログラムに従い実行される。
【００３２】
続いてウエハＷのエッチング工程（突起物の形成工程）について説明する。図２（ｄ）及び図２（ｅ）はウエハＷのエッチング状態を示す模式的断面図である。プラズマ処理装置１０は第１膜３のエッチバック工程の後、処理ガス導入管４１から処理ガスを供給し、第１膜３をマスクとしてウエハＷのエッチングを行う。ここで供給されるガスは、第１膜３がマスクとなり、かつ、ウエハＷをエッチングすることができるガスであればよく、例えば、ＳＦ６、Ｃ４Ｆ８等のガスが用いられる。以下ではＳＦ６ガスを用いる例を説明する。図２（ｄ）に示す如く、処理ガスの供給により第１膜３が形成されている部分を除き、ウエハＷが所定深さまでエッチングされる。なお、パーティクル２も併せてエッチングされ、パーティクル２の下方に存在したウエハＷもエッチングされる。
【００３３】
パーティクル２によっては、処理ガスによりエッチングされない場合もある。図２（ｅ）はパーティクル２がエッチングされない場合の状態を示す模式的断面図である。この場合、第１膜３及びパーティクル２がマスクとして機能し、これ以外の部分に係るウエハＷがエッチングされる。
【００３４】
図４はエッチング後のウエハＷの状態を示す模式的斜視図である。図４（ａ）は図２（ｄ）に対応するエッチング後のウエハＷの状態を示す模式的斜視図であり、図４（ｂ）は図２（ｅ）に対応するエッチング後のウエハＷの状態を示す模式的斜視図である。図４（ａ）に示すように、エッチングされたウエハＷ上には円筒状のウエハＷが突設され、さらに当該突設されたウエハＷ上端面に中央部が開口した略火口形状の第１膜３が成膜された突起物５が残存する。突起物５はパーティクル２、２、・・・の存在する箇所に対応して複数残存することになる。この突起物５はパーティクル２が小さい場合であっても図４に示す如く、ウエハＷをエッチングする深さに応じて、大きくすることができる。これにより、散乱強度を必要以上に上昇させることなく微小なパーティクル２を検出することが可能となる。
【００３５】
パーティクル２がエッチング工程においてエッチングされない場合、突起物５は図４（ｂ）に示す形状となる。すなわち、突起物５は、エッチングされたウエハＷ上端面に、パーティクル２及び第１膜３のマスクに起因して突設する円柱状のウエハＷ、当該円柱状のウエハＷの略中央部に載置されたパーティクル２、及び、当該パーティクル２の周囲を被う当該ウエハＷ上に成膜された略火口状の第１膜３から構成される。なお、説明を容易にするために、一例として球形のパーティクル２に対して形成される略円筒状または略円柱状の突起物５を説明したが、当該突起物５はこれらの形状に限るものではない。例えば、パーティクル２が、直方体状のものである場合、略４角筒状または略４角柱状の突起物５が形成される。
【００３６】
以上述べたエッチング工程における温度、ガス及び時間等の各種制御も制御部２１０に記憶したプログラムに従い実行される。制御部２１０はエッチバック工程及びエッチング工程を終えた後終了信号を、通信部２１１を介して真空搬送用ロボット４０へ送信する。真空搬送用ロボット４０は終了信号の受信をトリガにプラズマ処理装置１０内の突起物５が形成されたウエハＷを取り出す。真空搬送用ロボット４０は取り出したウエハＷを検査装置５０へ搬送する。
【００３７】
図５は検査装置のハードウェア構成を示すブロック図である。検査装置５０は大きく測定部５０１及び検出手段としてのコンピュータ５００により構成される。まず測定部５０１について説明する。測定部５０１は、ステージ１５Ｓ、照射手段としての光源２ａ、２ｂ、及び、反射ミラー４ａ、４ｂ、４ｃ、受光手段としての集光レンズ５０６、ビームスプリッタ５０７、光電変換器８ａ、８ｂ、及び、Ａ／Ｄ変換部１６ａ、１６ｂ、並びに、ステージコントローラ５１４等を含んで構成される。ステージ１５Ｓには突起物５が形成されたウエハＷが載置される。コンピュータ５００に接続されるステージコントローラ５１４は、コンピュータ５００の指示及びステージ１５Ｓにより測定される位置座標を基にステージ１５ＳをＸ方向及びＹ方向へ移動させる。
【００３８】
異なる波長の光を出力する複数の光源２ａ、２ｂは、エキシマレーザ光源の如く波長が短い方が好ましい。例えば、光源２ａとして、４８８ｎｍ、または３６５ｎｍのレーザ光を出すレーザ光源、光源２ｂとしては、ＹＡＧレーザの２倍波（５３２ｎｍ）若しくは４倍波（２６６ｎｍ）のＤＵＶレーザ光、またはＫｒＦエキシマレーザ光を出すレーザ光源で構成すればよい。光源２ｂから射出されたＵＶ光またはＤＵＶ光は、集光レンズ５０６の表面に直接照射されることなく、反射ミラー４ａ及び反射ミラー４ｃを介してウエハＷ面を法線方向、または、その近傍から照射する。以下では当該照射を落射照明光１２ｋという。一方、光源２ａから射出されたＵＶ光またはＤＵＶ光は、反射ミラー４ｂを介してウエハＷ面を斜め方向（例えば約３０度）から照射する。以下では当該照射を、斜方照明光１１ｋという。このように、異なる波長の光源２ａ、２ｂを異なる照射角度にてウエハＷを照射する。
【００３９】
落射照明光１２ｋ及び斜方照明光１１ｋによりウエハＷ上の突起物５にて散乱する散乱光は、集光レンズ５０６及び波長別の分離を行うビームスプリッタ５０７を経て、フォトマル、ＣＣＤ（charge-coupled device）カメラ、ＣＣＤセンサ、またはＴＤＩ（Time Delay Integration）センサ等から構成される光電変換器８ａ、８ｂへ入射する。光電変換器８ａ、８ｂにはそれぞれＡ／Ｄ変換部１６ａ、１６ｂが接続されている。Ａ／Ｄ変換部１６ａ、１６ｂはアナログの電気信号をデジタルデータへ変換し、変換後のデータをコンピュータ５００へ出力する。
【００４０】
次に、検出手順について説明する。検出は１枚のウエハＷについて、照明方向を切り替えて２回行う。具体的には、まず、光源２ｂから射出されるＵＶ光またはＤＵＶ光からなる落射照明光１２ｋを、ウエハＷに照射する。これにより、ウエハＷ上の突起物５から射出する散乱光（低次の回折光成分）が、集光レンズ５０６により集光され、ビームスプリッタ５０７を通じて、光電変換器８ａの受光面で受光される。光電変換器８ａの出力は、Ａ／Ｄ変換部１６ａでＡ／Ｄ変換され、突起物５毎の輝度値Ｓがコンピュータ５００へ出力される。
【００４１】
光源２ｂの照射と同時に、光源２ａから光源２ｂとは異なる波長のＵＶ光またはＤＵＶ光からなる斜方照明光１１ｋが、ウエハＷの落射照明光１２ｋと同じ座標位置に照射される。これにより、ウエハＷ上の突起物５から射出した散乱光（低次の回折光成分）が、集光レンズ５０６により集光され、ビームスプリッタ５０７を通じて、光電変換器８ｂで受光される。光電変換器８ｂの出力は、Ａ／Ｄ変換部１６ｂでＡ／Ｄ変換され、輝度値Ｔがコンピュータ５００へ出力される。
【００４２】
続いてコンピュータ５００について説明する。コンピュータ５００は例えばパーソナルコンピュータ等から構成され、制御部としてのＣＰＵ５１、ＲＡＭ（random access memory）５２、入力部５３、表示部５４、通信部５６、Ｉ／Ｆ５８、５９及び記憶部５５等を含んで構成される。ＣＰＵ５１は、バス５７を介してコンピュータ５００のハードウェア各部と接続されていて、それらを制御すると共に、記憶部５５に格納された制御プログラム５５Ｐに従って、種々のソフトウェア的機能を実行する。表示部５４は例えば液晶ディスプレイ等であり必要な情報を表示する。入力部５３はキーボード及びマウス等から構成され、入力部５３から入力された情報はＣＰＵ５１へ出力される。
【００４３】
通信部５６はＬＡＮカード等であり、プラズマ処理装置１０及び真空搬送用ロボット４０等との間で必要な情報を送受信する。記憶部５５は例えばハードディスクまたは大容量メモリで構成され、内部には上述した制御プログラム５５Ｐの他、閾値記憶部５５１、サイズ変換ファイル５５２、及びエッチングデータファイル５５３等が記憶されている。Ｉ／Ｆ５８は例えばＵＳＢ（universal serial bus）ポート等であり、ステージコントローラ５１４に接続されている。ＣＰＵ５１の指示に従い、座標情報がＩ／Ｆ５８を介してステージコントローラ５１４へ出力される。ステージコントローラ５１４はステージ１５Ｓが検出した位置座標を参照し、ＣＰＵ５１から送信された位置座標までステージ１５Ｓを移動させる。
【００４４】
Ｉ／Ｆ５９にはＡ／Ｄ変換部１６ａ、１６ｂが接続されており、Ａ／Ｄ変換部１６ａから輝度値Ｓが入力され、また、Ａ／Ｄ変換部１６ｂから輝度値Ｔが入力される。ＣＰＵ５１は測定部５０１から出力される輝度値Ｓ及び輝度値Ｔを座標値に対応づけて記憶部５５に記憶する。ＣＰＵ５１は制御プログラム５５Ｐを実行し、記憶した輝度値Ｓ及び輝度値Ｔ、並びに、閾値記憶部５５１に記憶した閾値に基づき突起物５の存否を判断する。具体的にはＣＰＵ５１は、輝度値Ｔを輝度値Ｓで除した値が、閾値記憶部５５１に記憶した閾値以上である場合に突起物５が存在すると判断する。ＣＰＵ５１は座標値に対応づけて突起物５有りとの情報を記憶部５５に記憶する。その後、ＣＰＵ５１は座標値を変更し同様の処理を行う。
【００４５】
続いて突起物５のサイズを決定する処理について説明する。図６は座標値に対する輝度値の変化を示すグラフである。図６（ａ）は座標値に対する輝度値Ｓの変化を示すグラフであり、図６（ｂ）は座標値に対する輝度値Ｔの変化を示すグラフである。ＣＰＵ５１は、記憶部５５に記憶した各座標値の輝度値Ｓに基づき、図６（ａ）に示す輝度値Ｓにより形成される突起物５毎の波形３０１の体積を算出する。同様に、ＣＰＵ５１は、記憶部５５に記憶した各座標値の輝度値Ｔに基づき、図６（ｂ）に示す輝度値Ｔにより形成される突起物５毎の波形３０２の体積を算出する。
【００４６】
図７はサイズ変換ファイル５５２のレコードレイアウトを示す説明図である。サイズ変換ファイル５５２は輝度値Ｓに基づく体積フィールド、輝度値Ｔに基づく体積フィールド、及び、突起物の体積フィールドを含んで構成される。ＣＰＵ５１はサイズ変換ファイル５５２のフィールドのキーを関連づけたスキーマにおいてＳＱＬ(Structured Query Language)等のデータベースの形式に応じたアクセスインターフェースを用いて対話することにより、必要な情報の記憶、検索等の処理を実行する。サイズ変換ファイル５５２は輝度値Ｓに基づく体積、及び、輝度値Ｔに基づく体積に対応させて突起物５の体積が予め記憶されている。なお、これらの情報は入力部５３を通じてユーザが適宜の値を入力することが可能である。
【００４７】
ＣＰＵ５１はサイズ変換ファイル５５２を参照し、算出した輝度値Ｓに基づく波形３０１の体積、及び、輝度値Ｔに基づく波形３０２の体積をアンド条件で満たす突起物の体積を読み出し、表示部５４へ出力する。なお、算出した各体積はサイズ変換ファイル５５２に記憶された体積と厳密に一致する必要はなく、±数％の余裕を持たせておけばよい。また、本実施の形態においては、予め用意したサイズ変換ファイル５５２を参照して、突起物５の体積を決定する構成を示したが、これに限るものではなく、記憶部５５に記憶した数式に輝度値Ｓに基づく体積及び輝度値Ｔに基づく体積を代入することにより算出しても良い。例えば、第１係数を輝度値Ｓから得られる体積（波形３０１の体積）に乗じ、また第１係数とは異なる第２係数を輝度値Ｔから得られる体積（波形３０２の体積）に乗じ、これら乗じた値を２で除すことにより、突起物５の体積を算出しても良い。
【００４８】
続いて、突起物５の体積からパーティクル２のサイズを算出する処理について説明する。記憶部５５のエッチングデータファイル５５３には、プラズマ処理装置１０のエッチング工程にて行われたエッチング深さに関する深さデータが記憶されている。ＣＰＵ５１はプラズマ処理装置１０から予め深さデータを、通信部５６を介して受信し、受信した深さデータをエッチングデータファイル５５３に記憶する。そして、ＣＰＵ５１は体積を決定した後、エッチングデータファイル５５３から深さデータを読み出し、下記式（１）に体積及び深さデータを代入することにより、粒径を算出する。
【００４９】
【数１】
2009188333.tif 000003
【００５０】
なお、ｒはパーティクル２の粒径、Ｖは突起物５の体積、Ｄはエッチング深さである。なお、突起物５の高さはエッチバック工程により残存した第１膜３の高さ及びエッチング深さＤの和であることから、式（１）に用いるＤに補正係数（１よりも大きい値）を乗ずる、またはＤに補正値（例えばパーティクル２の半径以下の値）を加算ようにしても良い。ＣＰＵ５１は算出した粒径を座標値の情報と共に表示部５４へ表示する。
【００５１】
以上のハードウェア構成において、突起物検出処理（検出工程）、体積決定処理及び粒径算出処理の手順を、フローチャートを用いて説明する。図８及び図９は突起物検出処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ５１は、制御プログラム５５Ｐを実行し、ステージコントローラ５１４に対し、初期座標値にステージ１５Ｓを移動させるよう指示する。ステージコントローラ５１４はステージ１５Ｓを初期座標値まで移動させる。ＣＰＵ５１は記憶部５５に座標値を記憶する（ステップＳ８１）。測定部５０１は光源２ａ、２ｂによるウエハＷへの照射を行う。ＣＰＵ５１はＩ／Ｆ５９を介して入力される光源２ａに関する輝度値Ｓ及び光源２ｂに関する輝度値Ｔを受け付ける（ステップＳ８２）。ＣＰＵ５１は受け付けた輝度値Ｓ及び輝度値Ｔを座標値に対応づけて記憶する（ステップＳ８３）。
【００５２】
ＣＰＵ５１は閾値記憶部５５１から予め記憶した補助閾値を読み出す（ステップＳ８４）。ＣＰＵ５１はステップＳ８３で記憶した輝度値Ｓ及び輝度値Ｔが補助閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ８５）。ＣＰＵ５１は輝度値Ｓ及び輝度値Ｔが補助閾値以上であると判断した場合は（ステップＳ８５でＹＥＳ）、当該座標値に係るウエハＷ上に突起物５または溝が存在する可能性があると判断し、閾値記憶部５５１からステップＳ８４で読み出した補助閾値とは異なる閾値を読み出す（ステップＳ８６）。ＣＰＵ５１は、輝度値Ｔを輝度値Ｓで除した値が読み出した閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ８７）。
【００５３】
ＣＰＵ５１は輝度値Ｔを輝度値Ｓで除した値が読み出した閾値以上であると判断した場合（ステップＳ８７でＹＥＳ）、突起物５であると判断し、当該座標値にフラグを設定する（ステップＳ８８）。一方、ＣＰＵ５１は輝度値Ｔを輝度値Ｓで除した値が読み出した閾値以上でないと判断した場合（ステップＳ８７でＮＯ）、突起物５ではなくウエハＷ上に形成された溝である可能性が高いと判断し、ステップＳ８８の処理をスキップする。また、ステップＳ８５において、ＣＰＵ５１は輝度値Ｓ及び輝度値Ｔが補助閾値以上でないと判断した場合（ステップＳ８５でＮＯ）、ウエハＷ上には突起物５及び溝が存在しないと判断し、ステップＳ８６乃至Ｓ８８の処理をスキップする。なお、本実施の形態においては溝の誤検出を防止すべく、２つの異なる波長を異なる角度で照射する例を挙げたが、必ずしもこれに限定するものではなく、一つの光源から光を照射する形態であっても良い。
【００５４】
続いてＣＰＵ５１は、記憶部５５を参照し、全ての座標値の輝度値Ｓ及び輝度値Ｔを記憶したか否かを判断する（ステップＳ８９）。ＣＰＵ５１は全ての座標値に対し輝度値Ｓ及び輝度値Ｔを記憶していないと判断した場合（ステップＳ８９でＮＯ）、ステージコントローラ５１４に対し、座標値を変更させるべくステージの移動信号を出力する。これによりステージコントローラ５１４はステージ１５Ｓを輝度値Ｓ及び輝度値Ｔがまだ計測されていない位置に移動させる（ステップＳ９１）。その後、処理をステップＳ８１に戻す。
【００５５】
ＣＰＵ５１は全ての座標値に対し輝度値Ｓ及び輝度値Ｔを記憶したと判断した場合（ステップＳ８９でＹＥＳ）、記憶部５５から座標値及びフラグを読み出し、当該読み出した全座標値のフラグの有無に基づきエッジ検出を行う（ステップＳ９２）。ＣＰＵ５１はエッジ検出により得られた領域の中心である中心座標値を算出する（ステップＳ９３）。なお、この中心座標値は必ずしも当該領域の中心である必要はない。例えば、領域の座標値の内、Ｘ座標値の最大値及び最小値の平均値を中心座標のＸ座標値とし、Ｙ座標値の最大値及び最小値の平均値を中心座標のＹ座標値とすれば良い。
【００５６】
ＣＰＵ５１は中心座標値を記憶部５５に記憶する（ステップＳ９４）。ＣＰＵ５１は中心座標値の数をパーティクル２または突起物５の数として、表示部５４に表示し、またこの座標値をも表示部５４に出力する（ステップＳ９５）。これにより、ユーザは、パーティクル２の数及び分布状態を視認することが可能となる。
【００５７】
図１０は突起物５の体積決定処理及びパーティクル２の粒径算出処理の手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ５１は通信部５６を介して、プラズマ処理装置１０からエッチング深さを受信する（ステップＳ１０１）。ＣＰＵ５１は受信したエッチング深さをエッチングデータファイル５５３に記憶する（ステップＳ１０２）。ＣＰＵ５１はステップＳ９４で記憶した中心座標値の内一の中心座標値を読み出す（ステップＳ１０３）。ＣＰＵ５１は当該中心座標値を含むステップＳ９２のエッジ検出により得られた領域内の各座標値に対応する輝度値Ｓ及び輝度値Ｔを読み出す（ステップＳ１０４）。
【００５８】
ＣＰＵ５１は領域内の全座標値の輝度値Ｓの合計値を算出する（ステップＳ１０５）。同様に、ＣＰＵ５１は領域内の全座標値の輝度値Ｔの合計値を算出する（ステップＳ１０６）。ＣＰＵ５１は算出した輝度値Ｓの合計値及び輝度値Ｔの合計値をもとに、サイズ変換ファイル５５２を検索し、輝度値Ｓ及び輝度値Ｔの合計値にアンド条件で合致する突起物５の体積を読み出す（ステップＳ１０７）。これにより突起物５の体積が決定される。
【００５９】
ＣＰＵ５１はエッチング深さをエッチングデータファイル５５３から読み出す（ステップＳ１０８）。ＣＰＵ５１は式（１）で示す粒径算出式を記憶部５５から読み出す（ステップＳ１０９）。ＣＰＵ５１はステップＳ１０７で読み出した体積、ステップＳ１０５で算出した輝度値Ｓの合計値、及び、ステップＳ１０６で算出した輝度値Ｔの合計値を式（１）へ代入することにより、パーティクル２の粒径を算出する（ステップＳ１０１１）。ＣＰＵ５１は算出した粒径を中心座標値に対応づけて記憶部５５に記憶する（ステップＳ１０１２）。
【００６０】
ＣＰＵ５１は記憶部５５を参照し、全ての中心座標値についてステップＳ１０４乃至Ｓ１０１２の処理を実行したか否かを判断する（ステップＳ１０１３）。ＣＰＵ５１は全ての中心座標値に対し処理を終了していないと判断した場合（ステップＳ１０１３でＮＯ）、他の中心座標値を記憶部５５から読み出す（ステップＳ１０１４）。そしてステップＳ１０４へ移行し、以上の処理を繰り返す。ＣＰＵ５１は全ての中心座標値に対し処理を終了したと判断した場合（ステップＳ１０１３でＹＥＳ）、中心座標値に対応する粒径全てを中心座標値と共に表示部５４に出力する（ステップＳ１０１５）。これにより、パーティクル２の存在する位置の他、粒径をも視認することが可能となる。
【００６１】
検査装置５０による上述した検査処理を終えた後、検査装置５０内部のウエハＷは真空搬送用ロボット４０により取り出される（図１参照）。真空搬送用ロボット４０は取り出したウエハＷを搬出室４０２へ搬送する。最後に搬出室４０２からウエハＷが排出される。
【００６２】
実施の形態２
実施の形態２はウエハＷ上に補助膜が形成された形態に関する。図１を参照し補助膜の成膜処理について説明する。ウエハＷは搬入室４０１へ搬送される。真空搬送用ロボット４０はウエハＷを第１成膜装置６１へ搬送し、補助膜の成膜を行う。図１１は成膜及びエッチング工程の遷移を示す工程図である。図１１（ａ）は、第１成膜装置６１により補助膜３Ｓが成膜された状態を示す模式的断面図である。補助膜３Ｓは第１膜３をマスクとしてエッチングする場合に、エッチングを行うことが可能な膜であればよく、例えば、ポリ（多結晶）シリコン等が用いられる。
【００６３】
第１成膜装置６１はウエハＷ搬入後、約１００℃〜約２００℃に温度を上昇させ、ＳｉＨ４ガスを供給し、図１１（ａ）に示す如くウエハＷ上に補助膜３Ｓを成膜する。補助膜３Ｓ成膜後のウエハＷは真空搬送用ロボット４０により取り出され、続いて第２成膜装置６２へ搬送される。ここで、第１成膜装置６１、第２成膜装置６２及び真空搬送用ロボット４０内部の汚染状況により、パーティクル２が第１成膜装置６１による成膜後のウエハＷ上に付着する場合がある。本実施形態においては定期的に、第１成膜装置６１における成膜後のパーティクル２を検出すべく以下の処理を行う。なお、本実施の形態においてはウエハＷ上に補助膜３Ｓのみを成膜する形態につき説明するが、ウエハＷの上側、すなわちウエハＷと補助膜３Ｓとの間に他の層が既に図示しない他の成膜装置により成膜されていても良いことはもちろんである。
【００６４】
図１１（ｂ）は補助膜３Ｓ上にパーティクル２が付着した状態を示す模式的断面図である。第２成膜装置６２にはパーティクル２が補助膜３Ｓに付着したウエハＷが真空搬送用ロボット４０により搬送されるものとして説明する。図１１（ｃ）は第１膜３を成膜した状態を示す模式的断面図である。第２成膜装置６２は、実施の形態１で述べた成膜処理と同じく、補助膜３Ｓ及びパーティクル２上に、例えばシリコン酸化膜等の第１膜３を成膜する。成膜後のウエハＷは真空搬送用ロボット４０によりプラズマ処理装置１０へ搬送される。図１１（ｄ）は第１膜３に対するエッチバック工程を示す模式的断面図である。
【００６５】
プラズマ処理装置１０では実施の形態１で述べたエッチバックが行われ、パーティクル２の近傍を除いて、第１膜３がエッチバックされる。エッチバックの際には第１膜３をエッチバックするが、補助膜３Ｓをエッチバックしないガス、例えばＣＦ４ガスが供給される。図１１（ｅ）は補助膜３Ｓに対するエッチング工程（突起物５の形成工程）を示す模式的断面図である。プラズマ処理装置１０は、処理ガス導入管４１から処理ガスを供給し、第１膜３をマスクとして補助膜３Ｓのエッチングを行う。ここで供給されるガスは、第１膜３がマスクとなり、かつ、補助膜３Ｓをエッチングすることができるガスであればよく、例えばＣｌ２またはＣｌ２ＨＢｒガス等が用いられる。なお、ウエハＷまでをもエッチングしても良い。
【００６６】
これにより図１１（ｅ）に示す如く、ウエハＷ上には当該ウエハＷから突設された円筒状の補助膜３Ｓ、及び、補助膜３Ｓ上端面に成膜された開口した略火口形状の第１膜３から構成される突起物５が、パーティクル２に対応して形成されることになる。なお、図２（ｅ）で述べたとおり、エッチング工程によりパーティクル２がエッチングされない場合がある。この場合は、ウエハＷ上には当該ウエハＷから突設された円柱状の補助膜３Ｓ、及び、パーティクル２、及びパーティクル２の下部周囲を被う略火口形状の第１膜３から構成される突起物５が、パーティクル２に対応して形成される。
【００６７】
プラズマ処理装置１０は、検査装置５０における粒径算出処理のため、エッチング深さに関するデータを、通信部２１１を介して検査装置５０へ送信する。具体的にはエッチング工程における補助膜３Ｓ、または補助膜３Ｓ及びウエハＷのエッチング深さ、または、補助膜３Ｓのみを全てエッチングする場合は補助膜３Ｓの成膜厚さを、エッチング深さに関するデータとして検査装置５０へ送信する。検査装置５０のＣＰＵ５１は受信したエッチング深さに関するデータをエッチングデータファイル５５３に記憶する。これにより、ウエハＷ上に一又は複数の膜が成膜され、その上に微小なパーティクル２が存在する場合であっても、必要以上にレーザ光の感度を上昇させることなく、パーティクル２を検出することが可能となり、また、その粒径を算出することが可能となる。
【００６８】
本実施の形態２は以上の如き構成としてあり、その他の構成及び作用は実施の形態１と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】処理装置の概要を示す模式的平面図である。
【図２】成膜及びエッチング工程の遷移を示す工程図である。
【図３】プラズマ処理装置の構成を示す模式的断面図である。
【図４】エッチング後のウエハＷの状態を示す模式的斜視図である。
【図５】検査装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】座標値に対する輝度値の変化を示すグラフである。
【図７】サイズ変換ファイルのレコードレイアウトを示す説明図である。
【図８】突起物検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】突起物検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】突起物の体積決定処理及びパーティクルの粒径算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】成膜及びエッチング工程の遷移を示す工程図である。
【符号の説明】
【００７０】
１      処理装置
２      パーティクル
２ａ、２ｂ  光源
３      第１膜
３Ｓ    補助膜
４ａ、４ｂ、４ｃ  反射ミラー
５      突起物
８ａ、８ｂ  光電変換器
１０    プラズマ処理装置
１１    チャンバ
１５Ｓ  ステージ
１６ａ、１６ｂ  Ａ／Ｄ変換部
４０    真空搬送用ロボット
５０    検査装置
５１    ＣＰＵ
５４    表示部
５５    記憶部
５５Ｐ  制御プログラム
５６    通信部
５８、５９  Ｉ／Ｆ
６１    第１成膜装置
６２    第２成膜装置
２１０  制御部
２１１  通信部
４０１  搬入室
４０２  搬出室
５００  コンピュータ
５０１  測定部
５０６  集光レンズ
５０７  ビームスプリッタ
５１４  ステージコントローラ
５５１  閾値記憶部
５５２  サイズ変換ファイル
５５３  エッチングデータファイル
Ｇ      真空ゲート
Ｗ      ウエハ
Ｎ      通信網
【図１】
2009188333.tif 000004
【図２】
2009188333.tif 000005
【図３】
2009188333.tif 000006
【図４】
2009188333.tif 000007
【図５】
2009188333.tif 000008
【図６】
2009188333.tif 000009
【図７】
2009188333.tif 000010
【図８】
2009188333.tif 000011
【図９】
2009188333.tif 000012
【図１０】
2009188333.tif 000013
【図１１】
2009188333.tif 000014