JP2017161437A - Device and method for checking for surface deposits - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体の表面に付着したパーティクルその他の汚染物質を検査するための表面付着物の検査装置及び検査方法に関するものである。 The present invention relates to an inspection apparatus and inspection method for surface deposits for inspecting particles and other contaminants adhered to the surface of an object.
半導体ウェーハの表面、液晶ガラス、有機EL、磁気ディスク、ICチップ若しくは半導体装置又はこれらを製造・検査するための機器の表面に付着したパーティクルを捕捉し、パーティクルの発生源を解析する表面汚染測定器が知られている。たとえば、特許文献1には、測定対象物の近傍からの空気を吸引する吸引手段と、吸引した空気中のパーティクルの量や成分等を測定する測定部と、測定対象物の表面へ流体を吐出する吐出手段と、測定対象物の表面に近接配置されるサンプリング部材であって、当該サンプリング部材の周囲に可撓性部材で構成された遮蔽部材が設けられたことを特徴とする表面汚染測定器が開示されている。
A surface contamination measuring instrument that captures particles attached to the surface of a semiconductor wafer, liquid crystal glass, organic EL, magnetic disk, IC chip, semiconductor device, or a device for manufacturing / inspecting these, and analyzes the source of the particle It has been known. For example,
上記特許文献1に記載の表面汚染測定器では、測定対象物の表面へ流体を吐出するとともに測定対象物の近傍からの空気を吸引することで、吸引した空気中のパーティクルの量や成分等を測定する構成とされている。しかしながら、測定対象物が帯電しているとパーティクルが静電気によって強く吸着されるため、流体を吐出したとしても全てのパーティクルが捕捉される訳ではない。このため、パーティクルの測定精度が高いとは言えなかった。
In the surface contamination measuring instrument described in
本発明が解決しようとする課題は、パーティクルその他の表面付着物を正確に検査できる検査装置及び検査方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method capable of accurately inspecting particles and other surface deposits.
本発明は、カップ状の被覆部材の開口部の端縁を測定対象面に接触させ、前記測定対象面を被覆し、前記測定対象面の電位を測定し、測定された電位をゼロにする又はゼロに近づける除電エネルギを付与し、前記被覆部材の内部の空気を吸引し、吸引した空気中のパーティクルを検査することによって、上記課題を解決する。 In the present invention, the edge of the opening of the cup-shaped covering member is brought into contact with the measurement target surface, the measurement target surface is covered, the potential of the measurement target surface is measured, and the measured potential is zeroed or The problem is solved by applying static elimination energy that approaches zero, sucking air inside the covering member, and inspecting particles in the sucked air.
本発明によれば、測定対象面の電位を測定し、測定された電位をゼロにする又はゼロに近づける電位を付与することで測定対象面の電位が打ち消されるので、静電気によるパーティクルの吸着を解消することができる。その結果、パーティクルその他の表面付着物を正確に検査することができる。 According to the present invention, the potential of the surface to be measured is canceled by measuring the potential of the surface to be measured and applying the potential to make the measured potential zero or close to zero, thereby eliminating the adsorption of particles due to static electricity. can do. As a result, particles and other surface deposits can be accurately inspected.
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の表面付着物の検査装置2は、たとえば半導体ウェーハを取り扱うクリーンルーム内の壁面、床面、天井面、処理装置の面、基台の面、半導体ウェーハを収容する容器等々、半導体ウェーハの周囲の環境に存在するパーティクルの数量や成分などを分析するために用いられる。こうした面(以下、測定対象物1の測定対象面11ともいう)は、作業者の手(通常樹脂やゴム製手袋をはめている)や他の物体と接触・摩擦・剥離・衝突することで帯電する。特に温度が20〜25℃、湿度が50%以下といったクリーンルームにおいては高温多湿環境に比べて帯電し易い。こうした測定対象物が帯電していると、従来のパーティクルカウンタを用いて測定しても、パーティクルが測定対象面に静電気によって強く吸着されるため、全てのパーティクルを測定できず、測定値が実際の値より小さくなる。図4は、測定対象面の表面電位とパーティクルカウンタにて測定された単位面積あたりの平均パーティクル数の関係を示すグラフである。横軸は表面電位を示し、最左端の値xに対し、10倍(10x)から1000倍(1000x)の帯電電位になった場合について、計測されたパーティクル数を縦軸に示している。また3つの各線は、異なる測定対象物1の測定結果を示している。同図に示すとおり、いずれの測定対象物1においても、電位xの際のパーティクル数に対し、表面電位が大きくなるほど測定されるパーティクル数が小さくなることが理解される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The surface
このため、本実施形態の表面付着物の検査装置2は、図1に示すように、開口部211の端縁が測定対象面11に接し、測定対象面11を被覆するカップ状の被覆部材21と、測定対象面11の電位を測定する表面電位計22と、表面電位計22により測定された電位をゼロにする又はゼロに近づける電位を測定対象面11に付与する除電器23と、被覆部材21の内部の空気を撹拌する給気ポンプ24等と、被覆部材21の内部の空気を吸引する吸引ポンプ25等と、吸引ポンプ25により吸引した空気中のパーティクルを検査するパーティクルカウンタ26と、を備える。そして、図3に示すように、カップ状の被覆部材21の開口部211の端縁を測定対象面11に接触させて測定対象面11を被覆し(ステップST1)、測定対象面11の電位を測定し(ステップST2)、測定された電位をゼロにする又はゼロに近づける除電エネルギを測定対象面11に付与し(ステップST13)、被覆部材21の内部の空気を撹拌し(ステップST9)、被覆部材21の内部の空気を吸引し(ステップST10)、吸引した空気中のパーティクルを検査する(ステップST11)。
For this reason, as shown in FIG. 1, the surface
被覆部材21は、一端に開口部211を有するカップ状をなし、金属、セラミック又は樹脂などの剛体により構成されている。後述する除電器23として軟X線装置を用いる場合に、金属製であれば1mm以上、樹脂製であれば2mm以上の板厚であることが、軟X線の遮蔽機能の点で好ましい。被覆部材21の横断面は、円形又は矩形のいずれであってもよい。被覆部材21の開口部211の他端には、ヘッド212が設けられ、その両側に表面電位計22と除電器23が設けられている。なお、被覆部材21の開口部211を測定対象面11の形状に追従させるために、被覆部材21の開口部211に柔軟性を有する部材を装着してもよい。
The covering
ヘッド212には給気配管242と、吸引配管252が接続されている。本実施形態の被覆部材21では、ヘッド212が被覆部材21の上端に固定されているので、ヘッド212から測定対象面11までの距離が常に一定になる。したがって、測定対象面11における給気と吸引のバランスが一定となるため、捕集バラツキによるパーティクルの測定誤差を小さくすることができるという利点がある。
An
表面電位計22は、いわゆる非接触型電位形であり、開口部211で被覆された測定対象面11の表面電位を測定し、そのデータをコントローラ28へ出力する(具体的には、コントローラ28が所定タイミングで表面電位計22の測定データを読み出す)。
The
除電器23は、測定対象面11の電位をゼロにする除電エネルギ又はゼロに近づける除電エネルギを当該測定対象面に付与するものである。特に好ましくは、測定対象面11の表面電位の絶対値を0〜1kVにする。除電器23としては、コロナ放電を利用したイオナイザ、軟X線の照射又は紫外線の照射を例示することができる。コロナ放電により被覆部材21の内部の空気をイオン化するイオナイザを除電器23として用いる場合には、図1に示すように被覆部材21にイオナイザからなる除電器23を固定する他、これに代えて、後述する給気配管242にイオナイザからなる除電器を設け、給気ポンプ24から被覆部材21の内部へ供給される空気をイオン化してもよい。またこの場合に、コロナ放電に代えて軟X線により給気をイオン化してもよい。
The
測定対象物1が常圧下での空気中や酸素雰囲気中にある場合には、除電器23として、波長1nm以下、エネルギが約0.1〜5KeVの軟X線を照射する軟X線照射装置を用いることが好ましい。軟X線を照射すると、空気分子が光子吸収により光イオン化され、さらに電離した電子は高エネルギを有するため、中性の原子・分子との衝突によりこれらを電離させ、これが芋づる式に連続して生じる電子雪崩現象によって大量のイオン対が生成する。軟X線照射装置を除電器23として用いると、完全なオゾンフリー(オゾンの発生がない)でイオンのみが効率よく生成するという利点がある。
When the
これに対して、測定対象物1が窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気及び減圧下にある場合には、除電器23として、波長10〜400nm、すなわち可視光線より短波長で軟X線より長波長の紫外線を照射する紫外線照射装置を用いることが好ましい。特に減圧雰囲気における紫外線照射による除電性能は、真空状態に近づくほど飛躍的に高くなる。
On the other hand, when the
除電器23として軟X線照射装置又は紫外線照射装置を用いる場合には、安全性を考慮して、図1に示すように、被覆部材21の開口部211と測定対象物1との接触面の近傍の外部に、接触面から漏洩する軟X線量を検出するX線測定器又は紫外線を検出する紫外線測定器27を設け、その測定結果をコントローラに出力することが望ましい。そして、これらX線測定器又は紫外線測定器27により軟X線又は紫外線の漏洩が検出されたら軟X線又は紫外線の照射を停止するとともに、漏洩の旨を喚起する措置を講じることが望ましい。
In the case of using a soft X-ray irradiation device or an ultraviolet irradiation device as the
上述した表面電位計22によって測定対象面11の電位が所定閾値より高い場合には、除電器23を用いて測定対象面11に、イオン化空気、軟X線又は紫外線などの除電エネルギを付与する。このとき、被覆部材21の開口部211と測定対象面11とで囲まれた内部空間の空気を撹拌し、除電された測定対象面11に付着していたパーティクルを浮遊させるために、被覆部材21の内部に給気する。給気手段としては、給気ポンプ24と、一端が給気ポンプ24に接続され、他端がヘッド212のエア吹出孔243に接続された給気配管242と、給気配管242の途中に設けられて給気内に混入したパーティクルを除去する除塵フィルタ241と、を備える。本実施形態の被覆部材21においては、図2に示すようにヘッド212の外周に等配で4つのエア吹出孔243が設けられている。この給気手段により、給気ポンプ24で吸引された空気は、除塵フィルタ241で除塵されたのち、給気配管242を介して4つのエア吹出孔243から被覆部材21の内部へ吹き出し、この空気によって被覆部材21の内部が撹拌されることになる。
When the potential of the
一方、除電及び撹拌されることでパーティクルを含んだ被覆部材21の内部の空気はパーティクルカウンタ26へ導かれる。このための吸引手段として、吸引ポンプ25と、一端が吸引ポンプ25に接続され、他端がヘッド212のエア吸引孔253に接続された吸引配管252と、吸引配管252の途中に設けられて吸引空気に混入したパーティクルを光散乱方式で計測するパーティクルカウンタ26と、同じく吸引配管252の途中に設けられて吸引空気に混入したパーティクルを捕集するパーティクル捕集器251と、を備える。この吸引手段により、被覆部材21の内部の空気は、吸引配管252によりパーティクルカウンタ26に導かれたのち、パーティクル捕集器251を通過し、吸引ポンプ25から排気される。なお、パーティクルカウンタ26は、吸引空気に混入したパーティクルの数量を粒径サイズごとに計測するが、パーティクル捕集器251で捕集されたパーティクルは分析装置などに供され、成分等を分析することでパーティクルの発生源などの特定に利用される。
On the other hand, the air inside the covering
コントローラ28は、除電器23のON/OFF、給気ポンプ24のON/OFF、吸引ポンプ25のON/OFF及びパーティクルカウンタ26のON/OFFを制御する。また、表面電位計22の測定データを読み出し、除電器23による除電エネルギ量(たとえば除電エネルギの付与時間)を制御する。さらに、X線測定器又は紫外線測定器27の測定データを読み出し、軟X線又は紫外線の漏洩を検出した場合には除電器23の作動を停止するとともに作業者などに漏洩の旨を喚起する。
The
なお、図1に示す実施形態では、給気ポンプ24と吸引ポンプ25を別々に設け、給気系と吸引系とを互いに独立させたが、給気ポンプ24と吸引ポンプ25を一つの循環ポンプで構成し、給気系と吸引系とを接続して循環系としてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
次に、本実施形態の検査装置2の使用方法について説明する。図3は、主としてコントローラ28が実行する検査処理の一例を示すフローチャートである。まずステップST1において、被覆部材21を測定対象物1の測定対象面11にセットする。このとき、被覆部材21の開口部211の端縁が測定対象面11に接するように、特に軟X線照射装置又は紫外線照射装置を除電器23として用いる場合は好ましくは密着するようにセットする。被覆部材21の開口部211を測定対象面11に接触させ、測定対象面11を被覆したら、ステップST2において、コントローラ28は、表面電位計22の測定データを読み出し、測定対象面11の表面電位を把握する。
Next, the usage method of the
ステップST3において、セットして初回(1回目)のルーチンか否かを判断し、初回のルーチンである場合はステップST4へ進み、当該ステップST4にて測定対象面11が所定値V0より高い値で帯電しているかどうか判断する。所定値V0より高い値で帯電していなければステップST9へ進む。所定値V0より高い値で帯電している場合は、ステップST5へ進み、当該ステップST5において予め定められた短時間の軟X線または紫外線の照射を行ったのちステップST6へ進む。ステップST3において、初回のルーチンに限ってステップST4→ST5→ST6の処理を実行するのは、被覆部材21が測定対象物1の測定対象面11に適切にセットされたか否かを確認するためである。
In step ST3, the set and it is determined whether routine initial (first) and, if a routine for the first time the process proceeds to step ST4, the
なお、ステップST3においてセットしてから2回目以降のルーチンである場合は、ステップST4及びST5に代えて、ステップST13→ST6へ進む。そして、ステップST13においては、コントローラ28は、測定された電位に応じた除電エネルギを除電器23から測定対象面11へ付与するために除電器23を制御する。ここで、測定された電位に応じた除電エネルギとは、たとえば測定された測定対象面11の電位の絶対値が1kVを超える場合は、越えた数値に相関した時間だけ除電器23をONする。なお、たとえば測定された測定対象面11の電位の絶対値が1kV以下の場合の除電エネルギはゼロ、すなわち除電器23をOFFのままとする。
In the case of the second and subsequent routines after setting in step ST3, the process proceeds from step ST13 to ST6 instead of steps ST4 and ST5. In step ST <b> 13, the
ステップST3→ST4→ST5→ST6に続くステップST7において、コントローラ28は、X線測定器又は紫外線測定器27による測定データを読み出し、被覆部材21の開口部211と測定対象面11との間から軟X線又は紫外線が漏洩していないかを確認する。そして、ステップST7において、軟X線又は紫外線の漏洩が確認されたら、ステップST12へ進んで除電器23をOFFするとともに漏洩の旨を作業者等に喚起した後、処理を終了する。
In step ST7 following step ST3 → ST4 → ST5 → ST6, the
ステップST7において、軟X線又は紫外線の漏洩が確認されなかったら、ステップST8へ進み、コントローラ28は、再び表面電位計22の測定データを読み出し、その測定データの絶対値が所定値V0、たとえば上述した1kV以下であるか否かを判断する。この判断の結果、測定データの絶対値が1kV(所定値V0)を超えている場合はステップST2へ戻り、再度電位を測定し(ステップST2)、測定された電位に応じた除電エネルギの付与(ステップST13)、漏洩X線又は漏洩紫外線の測定及び判定(ステップST6及びST7)を繰り返す。ステップST8において、測定データの絶対値が1kV(所定値V0)以下の場合はステップST9へ進み、コントローラ28は、給気ポンプ24をONし、被覆部材21の内部へ給気する。給気ポンプ24のON時間は、たとえばタイマーなどを用いて設定することができる。これにより、給気ポンプ24で吸引された空気は、除塵フィルタ241で除塵されたのち、給気配管242を介して4つのエア吹出孔243から被覆部材21の内部へ吹き出し、この空気によって被覆部材21の内部が撹拌されることになる。なお、X線や紫外線以外で、漏れが人体の安全に影響しない除電方法を使用する場合は、ステップST5,ST6,ST7を省略することができる。
If no leakage of soft X-rays or ultraviolet rays is confirmed in step ST7, the process proceeds to step ST8, where the
ステップST10において、コントローラ28は、吸引ポンプ25をONし、被覆部材21の内部の空気を吸引する。吸引ポンプ25のON時間は、たとえばタイマーなどを用いて設定することができる。これにより、被覆部材21の内部の空気は、吸引配管252を介してパーティクルカウンタ26に導かれたのち、パーティクル捕集器251を通過し、吸引ポンプ25から排気される。ステップST11において、コントローラ28は、パーティクルカウンタ26をONし、パーティクル数を計測する。なお、パーティクル捕集器251で捕集されたパーティクルは、図外の分析装置などに供され、パーティクルの成分等を分析することでパーティクルの発生源などの特定に利用される。
In step ST <b> 10, the
以上のとおり、本実施形態の表面付着物の検査装置2によれば、帯電し易い環境下にあるクリーンルーム内の各種装置、壁面、基台、容器などにおいても、除電したのちパーティクルの検査を実行する構成であるため、精度の高い検査装置及び検査方法を提供することができる。特に、軟X線や紫外線を用いた除電器23によれば、測定対象物1が、常圧下での空気中や酸素雰囲気中にあるのか、窒素ガスやアルゴンガス、不活性ガス雰囲気及び減圧下にあるのかでこれらを選択し、これにより測定環境に応じて高い除電効率を発揮することができる。
As described above, according to the surface adhering
1…測定対象物
11…測定対象面
2…検査装置
21…被覆部材
211…開口部
212…ヘッド
22…表面電位計(電位測定手段)
23…除電器(除電手段)
24…給気ポンプ(撹拌手段)
241…除塵フィルタ
242…給気配管(撹拌手段)
243…エア吹出孔(撹拌手段)
25…吸引ポンプ(吸引手段)
251…パーティクル捕集器
252…吸引配管(吸引手段)
253…エア吸引孔(吸引手段)
26…パーティクルカウンタ(検査手段)
27…X線測定器,紫外線測定器
28…コントローラ
DESCRIPTION OF
23 ... Static eliminator (static elimination means)
24 ... Air supply pump (stirring means)
241 ...
243 ... Air blowing hole (stirring means)
25 ... Suction pump (suction means)
251 ...
253 ... Air suction hole (suction means)
26 ... Particle counter (inspection means)
27 ... X-ray measuring device,
Claims (9)
前記測定対象面の電位を測定する電位測定手段と、
前記電位測定手段により測定された電位をゼロにする又はゼロに近づける除電エネルギを前記測定対象面に付与する除電手段と、
前記被覆部材の内部の空気を撹拌する撹拌手段と、
前記被覆部材の内部の空気を吸引する吸引手段と、
前記吸引手段により吸引した空気中のパーティクルを検査する検査手段と、
を備える表面付着物の検査装置。 A cup-shaped covering member that is in contact with the surface to be measured, and that covers the surface to be measured;
A potential measuring means for measuring the potential of the measurement target surface;
Neutralizing means for applying to the surface to be measured neutralizing energy that makes the potential measured by the potential measuring means zero or close to zero; and
Stirring means for stirring the air inside the covering member;
Suction means for sucking air inside the covering member;
Inspection means for inspecting particles in the air sucked by the suction means;
A surface deposit inspection apparatus comprising:
前記X線量検出手段は、前記接触部から漏洩する軟X線量を検出する請求項3に記載の表面付着物の検査装置。 The static elimination means provides a constant static elimination energy immediately after setting the covering member on the measurement target surface,
The surface deposit inspection apparatus according to claim 3, wherein the X-ray dose detection unit detects a soft X-ray dose leaking from the contact portion.
前記紫外線量検出手段は、前記接触部から漏洩する紫外線量を検出する請求項6に記載の表面付着物の検査装置。 The static elimination means provides a constant static elimination energy immediately after setting the covering member on the measurement target surface,
The said ultraviolet-ray amount detection means is an inspection apparatus of the surface deposit | attachment of Claim 6 which detects the ultraviolet-ray amount which leaks from the said contact part.
前記測定対象面の電位を測定し、
測定された電位をゼロにする又はゼロに近づける除電エネルギを前記測定対象面に付与し、
前記被覆部材の内部の空気を撹拌し、
前記被覆部材の内部の空気を吸引し、
吸引した空気中のパーティクルを検査する表面付着物の検査方法。 The edge of the opening of the cup-shaped covering member is brought into contact with the measurement target surface, the measurement target surface is covered,
Measure the potential of the measurement target surface,
Applying neutralization energy that makes the measured potential zero or close to zero to the surface to be measured,
Stirring the air inside the covering member;
Aspirating the air inside the covering member;
An inspection method for surface deposits that inspects particles in the sucked air.
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