JP2008241360A - 表面検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部からのパーティクルの浸入、駆動部からのパーティクルの巻込みを防止し、表面検査部の雰囲気を清浄に維持し、基板の汚染を防止、更に検査の信頼性を向上させる。
【解決手段】光照射による表面検査部１と、基板回転用モータ４を含む駆動部と、表面検査部及び駆動部用の制御部１３と、表面検査部、駆動部、表面検査装置の駆動関連部３０と、表面検査部、駆動部、制御部、駆動関連部を収納する筐体１５を具備し、筐体は仕切板２５で表面検査部収納空間２６と格納部２８とに仕切り、表面検査部収納空間に表面検査部を収納し、格納部に駆動部、制御部、駆動関連部を収納し、天板１７にクリーンユニット３５を設け、仕切板に検査部ファン３６を設け、クリーンユニットは表面検査部収納空間にクリーンエアの下降流を送出し、検査部ファンは表面検査部収納空間の雰囲気を吸引して格納部に吐出し、表面検査部収納空間にクリーンエアの下降一様流を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体デバイスの製造工程の１つである基板表面の検査を行う表面検査装置に関するものである。

シリコンウェーハ等の基板表面に薄膜の生成、エッチング等の表面処理を行い微細なパターンを形成する等してＣＰＵ等の半導体デバイスを製造する。半導体デバイスの製造工程に於ける加工は非常に微細であり、基板表面にパーティクルが付着すると、回路の切断等の支障があり、品質の低下、歩留りの低下を招く。

従って、半導体製造工程の１つとして、基板表面にパーティクルが付着した数、或は付着の状態を検査する表面検査が組込まれる。

従来、表面検査装置としては特許文献１に示されるものがあり、図４は、表面検査装置の表面検査部１を示している。

該表面検査部１は、被検査基板、例えばウェーハ２が載置される検査テーブル３、該検査テーブル３を高速回転するモータ４、検査用レーザ光線を発するレーザ光源５、レーザ光線を前記ウェーハ２表面に照射する投光部６、前記ウェーハ２表面からのレーザ光線の反射光を受光し、受光状態を電気信号に変換してコンピュータ１１に入力する受光部７、前記ウェーハ２表面のパーティクルからの散乱光を検出する受光センサ８，９、該受光センサ８，９からの受光信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換等所要の信号処理をして前記コンピュータ１１に出力する信号処理部１２を有し、前記コンピュータ１１は前記受光部７からの信号を基に前記レーザ光源５の発光状態を制御し、又前記信号処理部１２からの信号に基づき前記ウェーハ２に付着しているパーティクルの数等を演算する。

前記検査テーブル３へは図示しないロボットハンドによりウェーハ２が搬入され、検査後は前記ロボットハンドにより搬出される。

表面検査装置は、上記した表面検査部１の他に、前記モータ４等から構成される駆動部、更に前記コンピュータ１１を含み動作シーケンス、検査シーケンスを制御する制御部１３、表面検査装置を動作させる為の、空圧系の電磁弁等、或はソレノイド等のアクチュエータ等、更に電源ユニットを含む駆動関連部（図示せず）、を格納する格納部（図示せず）等から構成される。

前記表面検査装置に於いて、被検査基板であるウェーハ２が収納される空間は、検査精度、信頼性を確保する為に、パーティクルにより汚染されない清浄な雰囲気であることが要求される。一方、前記検査テーブル３を高速回転する前記モータ４等の駆動部、或は前記検査テーブル３等の可動部は発塵源であり、パーティクルを発生する。又、電源、空圧系の電磁弁等は合成樹脂等が使用され雰囲気の汚染原因となると共に清浄雰囲気で格納する必要はない。従って、表面検査装置は、清浄雰囲気が必要な部位、発塵源となる部位、或は清浄度を要求しない部位等、要求される清浄度が異なる部位によって構成されており、前記表面検査部１にはパーティクルが浮遊しない様にすると共に前記駆動部で発生したパーティクルの巻込みがない様にしなければならない。

特開２００３−１３０８０９号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、外部からのパーティクルの浸入、駆動部からのパーティクルの巻込みを防止し、表面検査部の雰囲気を清浄に維持し、基板の汚染を防止し、更に検査の信頼性を向上させるものである。

本発明は、基板に検査光を照射して基板表面の検査を行う表面検査部と、前記基板を回転させるモータを含む駆動部と、前記表面検査部及び前記駆動部を制御する制御部と、前記表面検査部、前記駆動部、表面検査装置を動作させる為の駆動関連部と、前記表面検査部、前記駆動部、前記制御部、前記駆動関連部を収納する筐体とを具備し、該筐体内部は仕切板によって上方の表面検査部収納空間と下方の格納部とに仕切られ、前記表面検査部収納空間に前記表面検査部が収納され、前記格納部に前記駆動部、前記制御部、前記駆動関連部が収納され、前記筐体の天板にクリーンユニットが設けられ、前記仕切板に検査部ファンが設けられ、前記クリーンユニットは前記表面検査部収納空間にクリーンエアの下降流を送出し、前記検査部ファンは前記表面検査部収納空間の雰囲気を吸引して前記格納部に吐出し、前記表面検査部収納空間にクリーンエアの下降一様流れが形成される様構成した表面検査装置に係り、又前記筐体の前記表面検査部収納空間を囲繞する側壁を２重壁構造とし、該２重壁構造は中空であり、２重壁の下端は前記検査部ファンに近接して開口され、前記検査部ファンによって２重壁内部が吸引され、内部に下降流が形成される表面検査装置に係り、又前記仕切板の下方に駆動部基板を設け、該駆動部基板と前記仕切板間に駆動部収納部を形成し、該駆動部収納部に前記駆動部を収納し、前記駆動部基板に駆動部ファンを設け、該駆動部ファンにより前記駆動部収納部の雰囲気を吸引して下方に吐出する様構成した表面検査装置に係り、又前記筐体側壁の前記駆動部収納部に対峙する部分の所要箇所に採気口を設けた表面検査装置に係り、又前記筐体の底板に排気ファンを設け、前記クリーンユニット、前記検査部ファン、前記駆動部ファン、前記排気ファンの送風方向を上方から下方とした表面検査装置に係り、又前記検査部ファンは、前記筐体の側壁に沿って設けられ、前記駆動部基板は前記側壁との間に空間が形成される様に設けられ、前記検査部ファンによる下降流と、前記駆動部ファンによる下降流が併存する様構成された表面検査装置に係るものである。

本発明によれば、基板に検査光を照射して基板表面の検査を行う表面検査部と、前記基板を回転させるモータを含む駆動部と、前記表面検査部及び前記駆動部を制御する制御部と、前記表面検査部、前記駆動部、表面検査装置を動作させる為の駆動関連部と、前記表面検査部、前記駆動部、前記制御部、前記駆動関連部を収納する筐体とを具備し、該筐体内部は仕切板によって上方の表面検査部収納空間と下方の格納部とに仕切られ、前記表面検査部収納空間に前記表面検査部が収納され、前記格納部に前記駆動部、前記制御部、前記駆動関連部が収納され、前記筐体の天板にクリーンユニットが設けられ、前記仕切板に検査部ファンが設けられ、前記クリーンユニットは前記表面検査部収納空間にクリーンエアの下降流を送出し、前記検査部ファンは前記表面検査部収納空間の雰囲気を吸引して前記格納部に吐出し、前記表面検査部収納空間にクリーンエアの下降一様流れが形成される様構成したので、発塵源となる駆動部、駆動関連部が表面検査部と隔離され、又表面検査部から駆動部に向う一様流れが形成され、前記駆動部、駆動関連部から表面検査部収納空間へのパーティクルの巻込みが防止され、該表面検査部収納空間の清浄雰囲気が維持される。

又本発明によれば、前記筐体の前記表面検査部収納空間を囲繞する側壁を２重壁構造とし、該２重壁構造は中空であり、２重壁の下端は前記検査部ファンに近接して開口され、前記検査部ファンによって２重壁内部が吸引され、内部に下降流が形成されるので、筐体壁面の隙間から外気が表面検査部収納空間に浸入することが防止され、外部からのパーティクルの巻込みが防止される。

又本発明によれば、前記仕切板の下方に駆動部基板を設け、該駆動部基板と前記仕切板間に駆動部収納部を形成し、該駆動部収納部に前記駆動部を収納し、前記駆動部基板に駆動部ファンを設け、該駆動部ファンにより前記駆動部収納部の雰囲気を吸引して下方に吐出する様構成したので、前記駆動部で発生したパーティクルは滞留することなく、積極的に排出される。

又本発明によれば、前記筐体側壁の前記駆動部収納部に対峙する部分の所要箇所に採気口を設けたので、該採気口からの外気の取込みで、前記駆動部ファンによる吸引の影響を少なくして、前記検査部ファンに下降流が維持される。

又本発明によれば、前記筐体の底板に排気ファンを設け、前記クリーンユニット、前記検査部ファン、前記駆動部ファン、前記排気ファンの送風方向を上方から下方としたので、各ファンによってクリーンエアの流れ方向が上下方向に規制され、筐体内部の一様流れが促進される。

更に又本発明によれば、前記検査部ファンは、前記筐体の側壁に沿って設けられ、前記駆動部基板は前記側壁との間に空間が形成される様に設けられ、前記検査部ファンによる下降流と、前記駆動部ファンによる下降流が併存する様構成されたので、発塵源である駆動部収納部、及び駆動部収納部近傍でのクリーンエア流れの影の部分がなくなり、パーティクルの滞留が防止され、迅速に排出され、表面検査装置内部の清浄が維持されるという優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

先ず、図１、図２により表面検査装置の概略を説明する。

尚、図１は外面パネルを外した状態での前方からの斜視図であり、図２は外面パネルを外した状態での後方からの斜視図を示しており、図１、図２中、同等のものには同符号を付してある。

筐体１５は、外面パネル（図示せず）と架フレーム１６で構成され、該架フレーム１６の上面は天板１７、底面には底板１８が設けられている。

前記架フレーム１６の高さ方向の中間位置には中間枠ビーム１９が矩形枠状に設けられ、更に該中間枠ビーム１９の対向する２辺間に２本の水平ビーム２１，２１が掛渡され、該水平ビーム２１，２１に掛渡って対向する一対の門型フレーム２２，２２が立設され、該門型フレーム２２に掛渡って検査部基板２４が設けられ、該検査部基板２４には表面検査部１の光学系２３が設けられている。該光学系２３には、レーザ光源５、投光部６（図４参照）、受光部７、受光センサ８，９（図４参照）等が含まれている。

前記検査部基板２４の下方に、前記架フレーム１６を水平方向に全面に亘って横断する仕切板２５が設けられ、該仕切板２５より上方には表面検査部収納空間２６が画成される。

前記検査部基板２４と前記仕切板２５との間には検査テーブル３（図４参照）が収納される。

前記中間枠ビーム１９から下方に駆動部基板２７が支持され、該駆動部基板２７にモータ４（図４参照）等の駆動部が設けられている。前記駆動部基板２７は前記架フレーム１６の水平断面より小さく、周囲には空間を残置した状態となっている。前記駆動部基板２７の下方は格納部２８となっており、該格納部２８には制御部１３が収納され、或は電源ベース２９を介して電源ユニット３０が、或は弁配置板３１を介して電磁弁３２等が格納されている。前記電源ベース２９は前記底板１８に対して浮いた状態で取付けられ、又前記弁配置板３１は前記底板１８に２脚で立設され、いずれも後述する様にクリーンエアの流れの妨げとならない様になっている。

前記天板１７には、フィルタとブロアが一体化されたクリーンユニット３５が設けられている。該クリーンユニット３５は前記天板１７の大半を占める面積を有しており、又、前記クリーンユニット３５は下方に前記検査テーブル３が位置する様に配置されている。前記クリーンユニット３５は吸引した外気を清浄化し、前記検査テーブル３が含まれる前記表面検査部収納空間２６にクリーンエアの平行な下降流を発生させている。

前記仕切板２５の筐体１５壁面に沿って前記門型フレーム２２を囲む様に、所要間隔で検査部ファン３６が設けられ、更に前記駆動部基板２７には所要数の駆動部ファン３７が所要の配置で設けられている。又、前記底板１８の所要位置、所要箇所に排気ファン３８が設けられている。

前記クリーンユニット３５で発生されたクリーンエアの下降流は、前記検査部ファン３６、前記駆動部ファン３７で更に下降して送出され、前記排気ファン３８で吸引されて外部に排出される。

而して、前記筐体１５内部には全域に亘って、上方から下方へと流れるクリーンエアの一様流れが形成され、又、最も清浄度を要求される前記表面検査部収納空間２６には前記クリーンユニット３５で浄化された直後のクリーンエアが供給され、又、前記モータ４等の駆動部で発生したパーティクルは前記表面検査部収納空間２６には浸入することがなく、該表面検査部収納空間２６がパーティクルで汚染されることがない。

次に、図３を参照して前記筐体１５内部のクリーンエア流れについて説明する。尚、図３は、表面検査装置の模式図であり、図中、矢印は、クリーンエアの流れを示す。

前記筐体１５は、前記架フレーム１６に外面パネル４１が取付けられ、略密閉された構造となっており、前記天板１７には前記クリーンユニット３５が設けられ、前記底板１８には前記排気ファン３８が設けられている。

上記した様に、前記筐体１５内部は前記仕切板２５により上下に仕切られ、上部が前記表面検査部収納空間２６、下部が前記格納部２８となっており、該格納部２８には更に前記仕切板２５と前記駆動部基板２７によって駆動部収納部３９が形成される。前記駆動部基板２７の下方は前記格納部２８となっている。前記表面検査部収納空間２６には前記表面検査部１が収納され、前記駆動部収納部３９には前記モータ４を含む駆動部が収納される。前記格納部２８には前記制御部１３が収納され、更に駆動関連部、例えば電源ユニット３０、電磁弁等が取付けられた弁配置板３１が収納される。

前記クリーンユニット３５で吸引された外気は、清浄化されクリーンエアとして下方に吐出される。前記検査部ファン３６は前記表面検査部収納空間２６の雰囲気を吸引して下方に吐出する。従って、前記クリーンユニット３５から吐出されたクリーンエアは前記表面検査部収納空間２６を降下する一様流れを形成し、更に前記検査部ファン３６で吸引されて前記格納部２８に向って送出される。更に、前記駆動部基板２７と前記筐体１５の側壁との間には空間が形成されており、該検査部ファン３６から送出されるクリーンエアは前記駆動部基板２７に干渉されることなく下降流を形成する。

又、前記駆動部ファン３７は前記駆動部収納部３９の雰囲気を吸引して下方に吐出する。前記駆動部ファン３７が駆動して前記駆動部収納部３９内部を吸引することで、該駆動部収納部３９が負圧となり、前記検査部ファン３６から送出されたクリーンエアの一部が前記駆動部収納部３９に流入し、前記駆動部ファン３７によって下方に吐出される。該駆動部ファン３７によって形成される下降流は、前記格納部２８によって影になる部分を補充するものであり、前記検査部ファン３６によって形成される下降流と併存し、前記格納部２８内部にも滞留のない一様な下降流が形成される。

又、前記外面パネル４１の前記仕切板２５より下側に採気口４２を所要数設ける。尚、該採気口４２はパンチングメタル等で覆っていることが好ましい。

前記採気口４２が設けられることで、外気が吸引される。吸引された外気は、前記検査部ファン３６から吐出されたクリーンエアと共に下降流となって前記格納部２８を降下する。前記採気口４２から外気を吸引する様にしたので、前記駆動部ファン３７が駆動され、前記駆動部収納部３９外部からクリーンエアを吸引しても、気流に大きな乱れを生じさせることがなく、前記検査部ファン３６から吐出されたクリーンエアは一様の下降流を形成する。

前記検査部ファン３６から送出されたクリーンエア、前記駆動部ファン３７から吐出されるクリーンエアは、前記格納部２８を下降して前記排気ファン３８に吸引され、前記筐体１５外部に排出される。従って、前記格納部２８にもクリーンエアの一様な下降流が形成され、淀みなく前記筐体１５外部に排出されることで、前記表面検査部収納空間２６の一様流れが維持される。

而して、前記表面検査部収納空間２６の清浄度は維持され、パーティクル等が表面検査部収納空間２６に混入することがない。

特に、前記モータ４等の駆動部は、発塵の原因となるが、前記駆動部収納部３９の雰囲気は、前記駆動部ファン３７に吸引され、下方に吐出されるので、周囲に、或は前記表面検査部収納空間２６に拡散することなく、前記排気ファン３８より外部に排出される。

次に、前記筐体１５の前記表面検査部収納空間２６を囲む側壁は、中空の２重壁構造となっている。

前記外面パネル４１に対して所要の間隔を明け、インナパネル４３が設けられ、該インナパネル４３と前記外面パネル４１との間には平板状の空間４４が形成され、該空間４４の上端、下端は開放されている。特に前記空間４４の下端は、前記検査部ファン３６に近接して開口し、該検査部ファン３６によって前記空間４４が吸引される様になっている。

前記検査部ファン３６が駆動することで、前記空間４４も吸引され、該空間４４には前記表面検査部収納空間２６を降下する下降流とは分離された下降流４５が形成される。尚、空間４４の開口は、前記インナパネル４３の上端部に吸引口を穿設することでもよい。

前記した様に前記表面検査部収納空間２６には一様の下降流が形成されるが、下降流が維持されることで、前記表面検査部収納空間２６は負圧状態となる。従って、前記外面パネル４１の継目等から僅かであるが、外気を吸引する。外気は、パーティクルを含んでいる可能性があり、清浄度を低下させる。

一方、前記外面パネル４１に隣接する前記空間４４には下降流が形成されており、前記外面パネル４１のパネル継目等から浸入した外気は、前記下降流４５に吸収され、前記空間４４を降下し、前記検査部ファン３６により吸引され、前記格納部２８に吐出される。

従って、吸引された外気は、前記表面検査部収納空間２６に混入することはない。

而して、前記筐体１５を厳密な密閉構造にすることなく、前記表面検査部収納空間２６への外気の浸入を防止できる。

本発明の実施の形態に係る表面検査装置の前方からの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る表面検査装置の後方からの斜視図である。 該表面検査装置内部のクリーンエアの流れを示す説明図である。 表面検査部の概略を示す骨子図である。

符号の説明

１ 表面検査部
２ ウェーハ
３ 検査テーブル
４ モータ
１３ 制御部
１５ 筐体
２４ 検査部基板
２５ 仕切板
２６ 表面検査部収納空間
２７ 駆動部基板
２８ 格納部
３５ クリーンユニット
３６ 検査部ファン
３７ 駆動部ファン
４１ 外面パネル
４２ 採気口
４３ インナパネル
４４ 空間
４５ 下降流

Claims (6)

1. 基板に検査光を照射して基板表面の検査を行う表面検査部と、前記基板を回転させるモータを含む駆動部と、前記表面検査部及び前記駆動部を制御する制御部と、前記表面検査部、前記駆動部、表面検査装置を動作させる為の駆動関連部と、前記表面検査部、前記駆動部、前記制御部、前記駆動関連部を収納する筐体とを具備し、該筐体内部は仕切板によって上方の表面検査部収納空間と下方の格納部とに仕切られ、前記表面検査部収納空間に前記表面検査部が収納され、前記格納部に前記駆動部、前記制御部、前記駆動関連部が収納され、前記筐体の天板にクリーンユニットが設けられ、前記仕切板に検査部ファンが設けられ、前記クリーンユニットは前記表面検査部収納空間にクリーンエアの下降流を送出し、前記検査部ファンは前記表面検査部収納空間の雰囲気を吸引して前記格納部に吐出し、前記表面検査部収納空間にクリーンエアの下降一様流れが形成される様構成したことを特徴とする表面検査装置。
2. 前記筐体の前記表面検査部収納空間を囲繞する側壁を２重壁構造とし、該２重壁構造は中空であり、２重壁の下端は前記検査部ファンに近接して開口され、前記検査部ファンによって２重壁内部が吸引され、内部に下降流が形成される請求項１の表面検査装置。
3. 前記仕切板の下方に駆動部基板を設け、該駆動部基板と前記仕切板間に駆動部収納部を形成し、該駆動部収納部に前記駆動部を収納し、前記駆動部基板に駆動部ファンを設け、該駆動部ファンにより前記駆動部収納部の雰囲気を吸引して下方に吐出する様構成した請求項１又は請求項２の表面検査装置。
4. 前記筐体側壁の前記駆動部収納部に対峙する部分の所要箇所に採気口を設けた請求項３の表面検査装置。
5. 前記筐体の底板に排気ファンを設け、前記クリーンユニット、前記検査部ファン、前記駆動部ファン、前記排気ファンの送風方向を上方から下方とした請求項３の表面検査装置。
6. 前記検査部ファンは、前記筐体の側壁に沿って設けられ、前記駆動部基板は前記側壁との間に空間が形成される様に設けられ、前記検査部ファンによる下降流と、前記駆動部ファンによる下降流が併存する様構成された請求項３の表面検査装置。

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