JP2005140778A - マクロ欠陥検出のためのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 マクロ欠陥の検出にマイナスに影響を及ぼすことのない条件を有するシステムを創出する。
【解決手段】 システムはケース(50)によって取り囲まれており、第１区域(6)、第２区域及(8)び第３区域(10)に小分けされている。第２区域(8)には、Ｘ方向とＹ方向に変位可能なステージ(2)が備えられ、その上にウェーハ(25)が置かれている。第１区域(6)に、吸引された空気を空気誘導部(37)を介して第２区域(8)内に案内する吸引装置(36)がある。空気案内部(37)は、空気流がウェーハ(25)上を平行に誘導されるように、複数の空気案内パネル(38)を有する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、マクロ欠陥の検出のためのシステムに関するものである。

ＤＥ４３１０１４９Ｃ２ ドイツ特許ＤＥ１９５３８０４０Ｃ２ ＥＰ０３３５７５２

半導体製造において、ウェーハは製造プロセスの間に複数のプロセスステップにて順次加工処理される。集積密度が増すにつれ、ウェーハに構成される特徴／機能のクオリティーに関する要求が高くなっている。構成された特徴／機能のクオリティーをチェックするのを可能にするために、また欠点を見つけるのを可能にするために、ウェーハを扱うプロセスステップやコンポーネントのクオリティー、精度及び再現性に関して相応した条件がある。これは、多数のプロセスステップ及び適用されるべき複数のホトレジスト層などを有したウェーハの製造において、個々の特徴／機能における欠陥・瑕疵の確かで時宣を得た検出が特に重要であることを意味する。複数の等しい繰返しパターン要素がパターン化された半導体基板やウェーハに備えられる。

特許文献１は、特定場所のクリーンルームの処理面にてディスク状物体を取り扱うための装置を開示する。同様に、処理面との関連で垂直に調整可能なマガジン置き場が備えられている。処理あるいは点検目的のためのワークステーションが処理面に位置する。処理面はクリーンルームを上下に位置する二つの小空間に小分けする中間フロアの上方に配置されている。クリーンルームでは空気流の一つの空気流成分が中間フロアの上方の小空間から、中間層の下方にあって駆動部品を含む小空間内へ導かれる。空気流は、駆動部品によって生じる磨減材料が処理面におけるワークステーションに移動することを防ぐ。空気調整システムはケースを備えて成り、その空気出口は空気案内パネルを有した扇形状切り抜きによって構成される。ケース内での空気流の特定の方向、誘導及び／又は方向付けに関しては何も記載されていない。

特許文献２は、特定場所のクリーンルームに供給すべく浄化された空気乱流を発生するための装置を開示する。特定場所のクリーンルームはケースによって取り囲まれている。ケースは側壁に空気用入口を有する。当該入口の後方にラジアルファンが備えられ、それによって空気が装置の内側空間に強制送風される。空気出口は入口を有した壁と反対側に配された壁に備えられている。クリーンルームの内部における空気の流れ分布は記載されておらず、考慮されていない。

特許文献３は、クリーンルーム条件下での半導体製造のためのシステムを開示する。当該システムは壁に取り囲まれた構築物を備えて成り、当該構築物の一部にクリーンルーム条件が存在する。空気はフィルターを介してクリーンルーム内に搬送される。クリーンルームのフロアにおける孔はクリーンな空気を例えば設備の他の部分へ導く。ここには空気流の案内や誘導に関して何ら開示されていない。

本発明の課題は、マクロ欠陥の検出にマイナスに影響を及ぼすことのない条件を有するシステムを創出することにある。

本発明によれば、この課題は請求項１の特徴構成によって達成される。
上記システムがケースによって取り囲まれ、第１区域、第２区域及び第３区域に小分けするならば特に有利である。第２区域にはＸ方向とＹ方向に変位可能でウェーハが置かれるステージが備えられる。第１区域には空気誘導部を介して第２区域内に吸引空気を導く吸引装置が備えられ、空気誘導部は複数の空気案内パネルを取り囲んで、空気流をウェーハ上に平行に導いている。

第１区域は第２区域から取付板によって分けられている。第２区域は同じように第３区域から分離板によって分けられている。第１区域は第１領域と第２領域に小分けされ、第２領域にはシステム空気のための吸引装置がある。

第１区域の第１領域には、実質的に複数の照明装置と少なくとも１つの検出装置が配置され、第１領域は更に照明装置と検出装置のための電子制御システムを含んでいる。

取付板は複数の通過孔を有し、これを通って空気流の第１部分が第２区域から出て第１区域の第１領域内へ移動する。分離板は同じように少なくとも１つの通過孔を有し、これを通って空気流の第２部分が第２区域から出て第３区域内へ移動する。第２区域は、隣接する第１区域内や隣接する第３区域内よりも約１Ｐａ高いの空気圧である。システムのケースはフロアを含み、空気流の第２部分はフロアを通ってケースと第３区域を離れる。

空気流の第１部分は第１区域の第１領域における電子制御システムを冷却し、空気流の第２部分はシステムの第３区域における制御ユニットを冷却する。
本発明のサブジェクトマターは図面に概略的に描かれ、図面に関連して以下に記載される。

図１はウェーハの点検のための全体システム１００におけるステージ２の配置を描写する。システム１００はケース４によって囲まれ、第１区域６、第２区域８及び第３区域１０に小分けされている。ケース４は壁（図示せず）によって外表面全てを締め切られ、特定な気候条件若しくはクリーンルーム条件がケース４の内部で実現する。ケース４の第１区域６において実質的に複数の照明装置１２と少なくとも１つの検出装置１４が収容されている。検出装置１４は普通一般にはＣＣＤカメラである。第１区域６は取付板１６によって第２区域８から分けられている。照明装置１２の光は光学手段１８を介して取付板１６を通って点検されるべきウェーハの表面上に導かれる。Ｘ方向とＹ方向に可動なステージ２が第２区域８に備えられている。ステージ２は、第２区域８と第３区域を互いに分ける分離板２２に取り付けられている。第３区域１０は、システム１００及びシステム１００の個々のコンポーネントを制御、監視及び調整する役目を果たす複数のコンピュータ又は制御ユニット２０を有する。更に同じくデータを取得可能で、それらをもって評価可能である。

図２はステージ２の側面図である。ウェーハ２５が置き場（レセプタクル）２４上に置かれている。当該置き場２４は回転軸２６回りに回転可能である。ステージ２は第１ステージ要素２ａと第２ステージ要素２ｂを備えている。第１ステージ要素２ａは、複数のエアノズル２７と少なくとも１つの第１レール２８と共働する。エアノズル２７を介してガスが一般的な標準圧よりも高い圧力で吹き出る。それで、第１ステージ要素２ａが第１レール２８に沿ってほぼ摩擦なく摺動できるエアクッションがエアノズル２７と第１レール２８の間に生じる。第１ステージ要素２ａの動きはストッパー２９によって両端で制限される。図３は図１におけるＹ方向に平行なステージ２の側面図である。第２ステージ要素２ｂは第２レール３０に沿って変位可能である。第２レール３０は、第２ステージ要素２ｂに備えられた複数のエアノズル３１と共に働く。エアノズル３１は圧力下に発するガスのため、エアクッションを生じ、第２ステージ要素２ｂが第２レール３０に沿って摺動可能となる。第２ステージ要素２ｂの動きはストッパー２９によって両端で限定される。ステージ２は更に制御ユニット３３を含み、これによって、電気要素と、第１、第２ステージ要素２ａ，２ｂのエアノズル２７，３１への空気搬送とが制御調整される。例えば図３に描写されるように、フレキシブルベルト３４が第２ステージ要素２ｂに案内される。制御ユニット３３から第２ステージ要素２ｂ及びそのエアノズル３１までの対応する電気ライン及び空気ラインがフレキシブルベルト３４に備えられる。

図４はＸ方向、Ｙ方向に可動なステージ２周りの領域におけるシステムの詳細図である。第１区域６は第１領域６ａと第２領域６ｂに小分けされている。照明装置のための電子制御システム３５が第１領域６ａに備えられている。電子制御システム３５に加えて、照明装置１２と検出装置（又はカメラ）１４とが同じく第１領域６ａに備えられている。第２領域６ｂはシステム１００の周囲空気のための吸引装置３６を含んでいる。当該吸引装置３６は第２区域８で終端している。空気は吸引装置３６を出て、第２区域内への空気誘導部３７を介して第２区域８内に導かれる。空気誘導部は、空気を適切に第２区域８内に導く複数の空気誘導パネル３８を含んでいる。ステージ２は第２区域８においてウェーハ２５用の置き場２４の真下にある。取付板１６が第１区域６を第２区域８から分けている。当該取付板１６に通過孔４０が構成され、これらを通って照明装置１２からの光と第２区域８からの光とが検出装置１４内に戻っていく。通過孔４０は透明な窓４０ａによって遮ることが可能である。検出装置１４の前の通過孔が透明窓なしに構成されていれば特に有利である。通過孔４０が窓を備えている場合、粒子がその上に留まり、検出装置１４による画像形成にマイナスに作用し得る。ステージ２は、第２区域を第３区域から分ける分離板２２によって担持されている。分離板２２は、少なくとも１つの通過孔４２が第２区域８と第３区域１０の間に形成されるように構成されている。

図５はシステム１００内での本発明に係る空気流６０とその誘導を概略的に描写する。全システムはケース５０によって囲まれている。ケース５０は外側からシステム１００を遮る複数の壁から構成されている。図４の記載において既に述べたように、空気流６０は吸引装置３６から空気誘導パネル３８を介してシステム１００の第２区域８内へ導かれる。空気は吸引装置３６によって鉛直空気導管５２に送り込まれる。鉛直空気導管５２において、空気誘導パネル３８は、第２区域８内の空気流６０が水平に偏向され、ウェーハ２５上を水平に導かれるように、挿入されている。ウェーハ２５は第２区域８内でステージ２の置き場２４上に置かれている。全システム１００の足跡（footprint）を減らすために、最高のクリーンルームクラス（例えばＤＩＮ ＩＳＯ クラス３）を有した第２区域８は可能な限り最小のスペースに限定される。この最小のスペースは第２区域８内に存在する。第２区域８において、空気圧は隣接する範囲（第１区域６と第３区域１０）におけるよりも約１Ｐａ高い。これによってウェーハ２５が位置する第２区域８の外部からの汚染が防がれる。電子システム、光源、光学システム、可動機構及び他の機器は、可能な最大の程度で第２区域８の外側に配される。相対的に低いクリーンルームクラス（例えばＤＩＮ ＩＳＯ クラス６）は第１区域６と第３区域１０に存在する。第２区域８は上面で取付板１６によって第１区域６に向かって境界を画している。照明・画像形成光学システムがこの取付板１６上に据え付けられている。この取付板１６において、窪んだ及び／又は取り付けられた光学要素（例えばガラスパネル、ミラーなど）を有する通過孔４０乃至４２によって、空気流にマイナスに作用することなくウェーハ２５の表面に画像場（image field）の照明と画像形成とが可能である。電子・光学システム、光源及び調整要素が第１区域６において取付板１６の上方に収容されている。Ｘ方向とＹ方向に可能なステージ２は、当該ステージ２が動く際に可能な限り少ない粒子が起こるにすぎないように構成され第２区域８内でウェーハ２の真下に配される。ステージ２は底部で（幾つかの通過孔４２を除いて）第２区域８を遮る分離板２２に乗っている。制御ユニット３３（電子機器、コンピュータなど）が第３区域１０内で分離板２２の下方に位置している。通過孔４２を備えることによって、空気流がシステム１００の第３区域１０内に主として送られる。空気流の第１部分６０ａがまた取付板１６を介して第１区域６内に流れる。この構成で、第２区域８内の空気流６０が最適化し、ウェーハ２５の汚染を最小限度に抑える。空気流の第１部分６０ａと空気流の第２部分６０ｂが同時に第１区域６と第３区域１０における電子システム並びに第１区域６における照明装置１２を冷却する。照明装置１２は発光表面（luminous surface）１２ｃを有するフラッシュランプ１２ａとして具現化されている。光がフラッシュランプ１２ａから光誘導ファイバー１２ｂを介して発光表面１２ｃに誘導される。フラッシュランプ１２ａはユーザーによって選択可能なスペクトル成分とパルス寿命を有する光を発する。第１区域６は更に、フラッシュランプ１２ａを制御するのに供され検出装置１４で得た信号を評価するのに供される電子システムを有する。ケース５０は脚部６４で立ち、フロア６２が据え付け表面から間隔をおかれている。

ウェーハの点検とマクロ欠陥の検出のための全体システムの構成を概略的に描写する図である。 Ｘ方向に平行なステージの側面図である。 Ｙ方向に平行なステージの側面図である。 Ｘ方向とＹ方向に可動なステージ周りの領域におけるシステムの詳細図である。 システム範囲内の空気流とその誘導を概略的に描写する図である。

符号の説明

２ ステージ
６ 第１区域
８ 第２区域
１０ 第３区域
２５ ウェーハ
３６ 吸引装置
３７ 空気誘導部
５０ ケース

Claims (10)

1. マクロ欠陥の検出のためのシステムにして、
   −第１区域、第２区域及び第３区域に小分けされているケース、
   −Ｘ方向とＹ方向に変位可能で上記第２区域内に備えられウェーハを置くステージ、
   −上記第１区域に備えられ吸引された空気を空気誘導部を介して第２区域内に案内する吸引装置、
   −空気流がウェーハ上を平行に誘導されるように上記空気誘導部内に備えられる複数の空気案内パネル、
   を備えて成るシステム。
2. 第１区域が取付板によって第２区域から分けられていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 第２区域が分離板によって第３区域から分けられていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. 第１区域が第１領域と第２領域に小分けされ、第２領域には吸引装置がシステムの空気のために含まれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 取付板が複数の通過孔を有し、これらを通って空気流の第１部分が第２区域を出て第１区域内へ移動することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 分離板が少なくとも１つの通過孔を有し、これを通って空気流の第２部分が第２区域を出て隣接する第３区域内へ移動することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 第２区域にて、空気圧が隣接する第１区域内及び隣接する第３区域内よりも約１Ｐａ高いことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 第１区域又は第３区域よりも高いクリーンルームクラスが第２区域内に存在することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. マクロ欠陥の検出のためのシステムにして、
   −第１区域、第２区域及び第３区域に小分けされ、第１区域が取付板によって第２区域から分けられ、第２区域が分離板によって第３区域から分けられているケース、
   −Ｘ方向とＹ方向に変位可能で上記第２区域内に備えられウェーハを置くステージ、
   −上記第１区域に備えられ吸引された空気を空気誘導部を介して第２区域内に案内する吸引装置、
   −空気流がウェーハ上を平行に誘導され第２区域内にて空気圧が隣接する第１区域や隣接する第３区域よりも約１Ｐａ高いように上記空気誘導部内に備えられる複数の空気案内パネル、
   を備えて成るシステム。
10. マクロ欠陥の検出のためのシステムにして、
    −第１区域、第２区域及び第３区域に小分けされ、第１区域が取付板によって第２区域から分けられ、第２区域が分離板によって第３区域から分けられているケース、
    −空気流の第１部分が第２区域を出て第１区域内に移動する取付板の複数の通過孔、
    −空気流の第２部分が第２区域を出て隣接する第３区域内に移動する少なくとも１つの通過孔、
    −Ｘ方向とＹ方向に変位可能で上記第２区域内に備えられウェーハを置くステージ、
    −上記第１区域に備えられ吸引された空気を空気誘導部を介して第２区域内に案内する吸引装置、
    −空気流がウェーハ上を平行に誘導されるように上記空気誘導部内に備えられる複数の空気案内パネル、
    を備えて成るシステム。

Images