JP2007316551A

JP2007316551A - 異物除去装置

Info

Publication number: JP2007316551A
Application number: JP2006148849A
Authority: JP
Inventors: Yoriko Tomizawa; 頼子富澤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-12-06

Abstract

【課題】効率よく異物を除去できる異物除去装置を提供する。
【解決手段】異物除去装置１０は、レチクル５１の表面にレーザ光を照射して異物１２を検出する異物検査装置１４と、レチクル５１の表面に圧縮空気を吹きつけて異物１２を吹き飛ばすブロー装置１６と、吹き飛ばされた異物１２を排気口１１ａから外部へ排出する排気ファン１８とからなる。レチクル５１の表面上に異物１２があると、散乱光が画像センサに入射して異物１２が検出される。異物１２が閾値よりも大きい場合には、コントローラ３９によりポンプ３８，揺動装置４０及び排気ファン１８が駆動され、圧縮空気がレチクル５１上に吹きつけられ、吹き飛ばされた異物１２が排気口１１ａから排出される。異物１２が閾値よりも小さい場合には、ＬＣＤ３４に表示された異物１２の画像を観察し、異物１２が回路パターンの線からはみ出ている場合には、圧縮空気がレチクル５１上に吹きつけられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体デバイスの製作工程で使用されるレチクルやウエハなどの被検査対象物（サンプル）の表面に付着した異物の有無を検出する異物除去装置に関する。

イメージセンサチップ等の半導体チップの一般的な製造手順を示すフローチャートを示す図４において、周知のように、半導体チップは、複数種類の薬液や純水等を使用してウエハを洗浄する洗浄工程、スパッタやＣＶＤ、熱酸化等の手法を用いてウエハの上面に酸化シリコンやアルミの層を形成する成膜工程、ウエハの上面に回路パターンを形成するパターニング工程、ウエハ上面に半導体回路を形成する回路形成工程、ウエハの下面を研削して薄層化を図るバックグラインド工程、各半導体回路毎にウエハを裁断するダイシング工程等を経て形成される。

パターニング工程は、スピンコータ等によってウエハの上面に感光材を塗布する感光材塗布工程と、回路パターンを露光する露光工程、現像を行なってウエハの上面に回路パターンを形成する現像工程とから構成されている。

露光工程に用いられるステッパーの構成を示す図５において、このステッパー５０は、縮小投影露光装置とも呼ばれ、透明なガラス板等の透明基板上に回路パターンを形成したレチクル５１をコンデンサレンズ５２を介した光源５３で照明し、投影レンズ５４によって縮小投影してウエハ５５の上面５５ａの感光材層を露光する装置である。ウエハ５５が載置されたウエハステージ５６は、前後左右のＹ，Ｘ方向に移動可能に設けられており、投影光学系に対してウエハ５５を移動させて露光を繰り返すことで、ウエハ５５の全域に回路パターンを露光する。

前記レチクルの回路パターンは、幅０．１〜１μｍの微細な電気回路の線がクロムなどの金属を用いて描画されたものである。レチクルの表面上にゴミや埃などの異物があり、この異物が電気回路の線の幅から外にはみ出している場合には、不良回路が作りこまれるため、異物の有無を調べる装置が必要で、レーザ光線などを用いた高精度のゴミ検査装置が使用されている（例えば特許文献１〜３参照）。
特開昭６３−１０３９５１号公報特開昭６２−２４３３３７号公報特開昭５５−５２９３４号公報

ところで、上記ゴミ検査装置によってレチクルに異物が発見された場合に、作業員がゴミ検査装置からレチクルを取り出し、手作業でレチクルの表面に圧縮空気を吹き付けて異物を吹き飛ばした後、ゴミ検査装置にレチクルを戻して再度検査を行なっている。そして、１回で異物が除去できない場合には、「ゴミ検査装置からのレチクル取り出し」，「圧縮空気の吹き付け」，「ゴミ検査装置にレチクルを戻して再度検査」を一つのサイクルとして複数サイクルを繰り返さなければならない。さらに、このサイクルが所定回数，例えば５回に達したら、このレチクルをレチクルストックに戻して別のレチクルを取り出し、これに対するゴミ検査を最初からやり直すことになる。これらの作業は作業員にとって大きな負担となるため、改善すべきであるとの要望が出されていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、効率よく異物を除去できる異物除去装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の異物除去装置は、ステージ上に支持されたサンプルの表面に異物が付着しているか否かの検査を行なう検査エリアが空間的に区画され、前記検査により異物が検出されたときに前記ステージ上のサンプルに異物除去用の圧縮気体を吹きつけるブロー装置と、前記検査エリアの内部から外部へと至る層流を生成して前記圧縮気体で吹き飛ばされた異物を検査エリア外に排出する排気設備とを備えたことを特徴とする。また、前記ブロー装置によって前記圧縮気体の吹きつけが行なわれたサンプルは、前記検査エリア内でステージ上に支持されたまま前記検査が再度実施されることを特徴とする。

本発明によれば、検査エリアを空間的に区画し、異物が検出されたときにステージ上のサンプルに異物除去用の圧縮気体を吹きつけ、異物を検査エリア外に排出するようにしたので、サンプルを異物除去装置から取り出して手動でブローする手間を省くことができ、効率よく異物を除去できる。また、圧縮気体の吹きつけが行なわれたサンプルは、検査エリア内でステージ上に支持されたまま再検査されるから、サンプルを異物除去装置から何度も取り出して手動でブローする手間を省くことができ、効率よく異物を除去できる。

本発明の実施形態である異物除去装置の概略を示す図１において、異物除去装置１０は、被検査対象物（サンプル）としてのレチクル５１の表面を検査してゴミなどの異物１２が付着しているか否かを検査する異物検査装置１４と、レチクル５１の表面に異物除去用の圧縮気体としての圧縮空気を吹きつけて異物１２を吹き飛ばすブロー装置１６と、レチクル５１の表面から吹き飛ばされた異物１２を排気口１１ａから外部へ排出する排気設備としての排気ファン１８とからなり、異物検査装置１４及びブロー装置１６は、空間的に区画された検査エリアとしての箱状の装置本体１１の内部に設けられている。なお、排気ファン１８は、モータ１９によって駆動される。

前記異物検査装置１４の下方部には、直線状に往復移動する移動台２０が設置され、この上にモータ２２が固定されている。このモータ２２の駆動軸にはステージとしての試料ホルダ２４が固定されており、この上にレチクル５１が着脱自在に装着される。これにより、レチクル５１は、異物検査時に回転及び往復直線移動され、後述するレーザ光がレチクル５１上に当たる位置がレチクル５１の中心部から徐々に周辺部に移動し、レチクル５１の表面全域にレーザ光が当てられる。なお、周辺部から中心部に向かってレーザ光が当てられるようにしてもよい。

試料ホルダ２４の上方には、レーザ光をレチクル５１上に角度をなして照射するレーザ光放出部としてのレーザ管２６と、ＣＣＤなどの画像センサ２８とが設置されている。レチクル５１の表面上に異物１２があると、レーザ管２６から放出されたレーザ光が異物１２に当たって乱反射し、この散乱光が画像センサ２８に入射する。なお、レチクル５１の表面上に異物１２がない場合には、レーザ管２６から放出されたレーザ光はレチクル５１の表面でレーザ管２６と反対側へ反射し、画像センサ２８には入射しない。

画像センサ２８からの出力信号は、プリアンプ３０を通って増幅回路３１に入力され、ここで増幅されてからフィルタ回路３２を通って論理回路３３に入力される。この論理回路３３により異物１２の大きさが後述する予め決められた所定の閾値と比較され、この閾値よりも大きい場合には、そのサイズ情報が画像センサ２８からの映像と一緒に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３４に表示される。なお、画像センサ２８が散乱光を受光した場合には、異物１２の大きさに関わらず、画像センサ２８からの映像がＬＣＤ３４に表示される。

前記ブロー装置１６は、圧縮空気をレチクル５１上に角度をなして吹きつけるブロー管３６と、これに圧縮空気を送り込むポンプ３８と、論理回路３３で判断される異物１２の大きさが所定の閾値を超えている場合に、論理回路３３からの出力信号を受けてポンプ３８を自動的に駆動するコントローラ３９と、このコントローラ３９によって制御され、ブロー管３６の口部側を揺動して圧縮空気がレチクル５１の表面全域に吹きつけられるようにする揺動装置４０とからなる。なお、前記モータ１９の駆動もコントローラ３９によって自動的に制御される。

前記閾値は、レチクル５１の回路パターンを構成している最も細い線の幅とする。この線の幅は、一般に０．１〜１μｍであるから、本実施形態では閾値を０．１μｍとする。異物１２のサイズが閾値を超えている場合には、当然にポンプ３８を駆動してレチクル５１上へのブローを行なうが、異物１２のサイズが閾値よりも小さい場合には、自動的なブローは行なわず、作業員がＬＣＤ３４に表示された異物１２と線との関係を観察してから、ブローするか否かを決定する。

異物１２が線の輪郭内に納まっている場合には、実害はないので、ブローを行なわず、そのままレチクル５１を異物除去装置１０から取り出してステッパー５０にセットする。また、異物１２が線の輪郭からはみ出している場合には、作業員が異物除去装置１０の外から手動で操作スイッチを操作することによりポンプ３８を駆動してブローを行なう。

このように構成された異物除去装置１０の作用について図２及び図３を参照して説明する。まず、異物除去装置１０の電源スイッチ（図示せず）をオンにし、作業員はレチクル５１をレチクルストッカ４２から取り出してきて異物除去装置１０の試料ホルダ２４上に装着する（ｓｔ１）。このレチクルの試料ホルダ２４への装着によってコントローラ３９内のレジスタに記憶された異物検査の回数がリセットされる（ｓｔ２）。

異物検査のスタートボタン（図示せず）をオンにすると、レーザ管２６からレチクル５１上へのレーザ光の照射が開始されると同時に、モータ２２及び移動台２０が駆動を開始し、レチクル５１が回転しながら直線運動する。これにより、レチクル５１上にレーザ光が当たる位置がレチクル５１の中心部から徐々に周辺部に移動してゆき、やがてレチクル５１の表面全域にレーザ光が当てられる（ｓｔ３）。ここで、異物検査の回数がインクリメントされる（ｓｔ４）。今の場合、レチクル５１は新しいので、異物検査の回数は１回である。

レチクル５１の表面上に異物１２があると、この異物１２でレーザ光が乱反射して、この散乱光が画像センサ２８に入射する（ｓｔ５）。画像センサ２８からの出力信号がプリアンプ３０，増幅回路３１及びフィルタ回路３２を通って論理回路３３に入力され、ここで異物１２の大きさが所定の閾値と比較される（ｓｔ６）とともに、異物１２の画像が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３４に表示される。

異物１２の大きさが閾値よりも大きい場合には、論理回路３３からの出力信号がコントローラ３９に入力され、コントローラ３９によって同じレチクル５１に対して行なった異物検査の回数が４回目であるか否かの確認がなされる（ｓｔ７）。ここで、異物検査の回数が４回目である場合には、異物検査は中止され、レチクル５１は異物除去装置１０から取り出されてレチクルストッカ４２に戻される（ｓｔ８）。そして、別の新しいレチクルがレチクルストッカ４２から取り出され、試料ホルダ２４上に装着される（ｓｔ１）。

異物検査の回数が３回以下である場合には、コントローラ３９は、ポンプ３８，揺動装置４０及びモータ１９を同時に駆動する。これにより、揺動装置４０によりブロー管３６の口部側が揺動され、ブロー管３６から圧縮空気がレチクル５１の表面全域に圧縮空気が吹きつけられ（ｓｔ９）、吹き飛ばされた異物１２は排気ファン１８により排気口１１ａから外部へ排出される。したがって、レチクル５１を異物除去装置１０から取り出して手動でブローする面倒な作業を行なう必要がなくなる。なお、画像センサ２８からの出力信号に基づいて、異物１２の位置を特定し、その位置だけに狙いを定めるように揺動装置４０でブロー管３６の口部の向きを決めるようにしてもよい。

ステップ６（ｓｔ６）において、異物１２の大きさが閾値よりも小さい場合には、作業員がＬＣＤ３４で異物１２と回路パターンの線との関係を観察し、異物１２が線の輪郭からはみ出ているか否かを確認する（ｓｔ１０）。異物１２が線の輪郭からはみ出ている場合には、ブローすべきと判断し（ｓｔ１１）、異物検査の回数が３回以下である場合には、作業員が異物除去装置１０の外部から操作スイッチを操作してポンプ３８，揺動装置４０及びモータ１９を駆動する（ｓｔ９）。また、異物検査の回数が４回目である場合には、異物検査を中止し、レチクル５１を異物除去装置１０から取り出してレチクルストッカ４２に戻す（ｓｔ８）。

また、異物１２の大きさが閾値よりも小さく、かつ異物１２が線の輪郭からはみ出ていない場合には、実害がないため、ブローする必要はないと判断し（ｓｔ１１）、レチクル５１をブローすることなく、そのまま異物除去装置１０から取り出してステッパー５０にセットする（ｓｔ１２）。

ブロー作業を行なった場合（ｓｔ９）には、再度レーザ光の照射とモータ２２及び移動台２０の駆動が開始され、異物検査が行なわれる（ｓｔ３）。ここで、異物検査の回数がインクリメントされる（ｓｔ４）。異物１２が検出された場合には（ｓｔ５）、３回の異物検査までは前述したのと同じシーケンスが実行され、異物検査の回数が４回に達したら、異物検査は中止され、レチクル５１はレチクルをストッカ４２に戻される（ｓｔ８）。異物１２が検出されない場合には（ｓｔ５）、レチクル５１はブローされることなく異物除去装置１０から取り出され、ステッパー５０にセットされる（ｓｔ１２）。

以上説明した実施形態では、空間的に区画された検査エリアとして箱状の装置本体を用いたが、本発明はこれに限定されることなく、例えばいわゆるクリーンルームでもよく、また工場内に仕切り板を組んで構成した空間でもよい。また、上記実施形態では、異物を検査する際にレチクルを回転させるようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えばテレビ受像機での電子銃のようにレーザ管を移動させてレチクルの表面をレーザ光で走査するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、異物除去用の圧縮気体として圧縮空気を用いたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば窒素を用いてもよい。また、上記実施形態では、排気ファンを異物が検出された際に駆動するようにしたが、異物除去装置に電源を投入している間は常に駆動するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、検出された異物の大きさと比較される閾値を回路パターンの線幅の最小値と同じ０．１μｍとしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば線幅の最小値よりも小さい０．０５μｍとしてもよく、また、このような数値に限定されないのは勿論である。

また、上記実施形態では、同じサンプルに対して行なう異物検査の回数を３回までとしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば２回や５回までとしてもよい。また、上記実施形態では、異物の検出及び除去するサンプルをレチクルとしたが、半導体チップを形成したウエハでもよい。

本発明を実施した異物除去装置を示すブロック図である。レチクルの流れを示す説明図である。異物除去の主なシーケンスを示すフローチャートである。半導体チップの一般的な製造手順を示すフローチャートである。ステッパーの概略的な構成を示す概略図である。

符号の説明

１０異物除去装置
１２異物
１４異物検査装置
１６ブロー装置
１８排気ファン
２４試料ホルダ
２６レーザ管
２８画像センサ
３６ブロー管
３８ポンプ
３９コントローラ
４０揺動装置
４２レチクルストッカ
５０ステッパー
５１レチクル
５５ウエハ

Claims

ステージ上に支持されたサンプルの表面に異物が付着しているか否かの検査を行なう検査エリアが空間的に区画され、前記検査により異物が検出されたときに前記ステージ上のサンプルに異物除去用の圧縮気体を吹きつけるブロー装置と、
前記検査エリアの内部から外部へと至る層流を生成して前記圧縮気体で吹き飛ばされた異物を検査エリア外に排出する排気設備と
を備えたことを特徴とする異物除去装置。
前記ブロー装置によって前記圧縮気体の吹きつけが行なわれたサンプルは、前記検査エリア内でステージ上に支持されたまま前記検査が再度実施されることを特徴とする請求項１記載の異物除去装置。