JP2663955B2 - Semiconductor manufacturing in-line particle detection device and semiconductor manufacturing device - Google Patents

Semiconductor manufacturing in-line particle detection device and semiconductor manufacturing device

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JP2663955B2
JP2663955B2 JP3054683A JP5468391A JP2663955B2 JP 2663955 B2 JP2663955 B2 JP 2663955B2 JP 3054683 A JP3054683 A JP 3054683A JP 5468391 A JP5468391 A JP 5468391A JP 2663955 B2 JP2663955 B2 JP 2663955B2
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wafer
semiconductor manufacturing
laser beam
light source
laser
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寛実 駒田
幹雄 末武
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体製造工程において
その歩留りに大きく影響を及ぼしている雰囲気中のパー
ティクル(微粒子)を計測する半導体製造用インライン
パーティクル検出装置及び半導体製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-line particle detecting apparatus for semiconductor manufacturing and a semiconductor manufacturing apparatus for measuring particles (fine particles) in an atmosphere which greatly affects the yield in a semiconductor manufacturing process.

【0002】近年、半導体の製造において、クリーンル
ームの性能向上及び作業者用の無塵着の性能向上によ
り、半導体装置の不良が激減して来ている。これに反
し、製造設備及び材料自体からの発塵がパターンサイズ
の微小化にあわせて不良原因となり、大きな問題として
クローズアップして来ている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the manufacture of semiconductors, defective semiconductor devices have been drastically reduced due to improvements in clean room performance and dust-free performance for workers. On the other hand, dust generated from the manufacturing equipment and the material itself causes a defect in accordance with the miniaturization of the pattern size, and has been highlighted as a major problem.

【0003】半導体製造における微粒子制御は近年、製
造装置及び材料からの発塵が製造歩留りに大きな影響を
与えている。このため、製造装置及び材料からの発塵を
減少させる必要がある。このためには先ず発塵している
箇所を見出す必要があり、さらにそのためにはインライ
ンでのリアルタイムな検査が必要となる。
In the control of fine particles in semiconductor manufacturing, dust from manufacturing equipment and materials has had a great influence on manufacturing yield in recent years. For this reason, it is necessary to reduce dust generation from the manufacturing apparatus and the material. For this purpose, it is necessary to first find a place where dust is generated, and for that purpose, an in-line real-time inspection is required.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来、製造装置の発塵量をモニタリング
する手段として2つの方法がある。その第1は、ベアシ
リコンウエハを、対象とする製造装置に流し、その表面
に付着したパーティクルを鏡面ウエハ検査装置で観測し
発塵量を調べる方法であり、第2はウエハ表面検査装置
によりウエハ上のパターンを検査する方法である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are two methods for monitoring the amount of dust generated in a manufacturing apparatus. The first is a method in which a bare silicon wafer is flown into a target manufacturing apparatus, and particles adhering to the surface are observed with a mirror-surface wafer inspection apparatus to check the amount of dust generation. This is a method for inspecting the above pattern.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の発塵量モニ
タリング方法において、第1の方法では、製造装置単体
での評価は可能であるが、製造プロセスを含んだ発塵量
評価には不適当である。また第2の方法は製造装置及び
製造プロセスを含んだ発塵の評価を行なうことは可能で
ある。しかしこの方法も、リアルタイムな計測を行なう
ことはできず、また製造工程が進むにつれて検出感度が
低下するという問題がある。
In the above-mentioned conventional method for monitoring the amount of generated dust, the first method enables evaluation of the production apparatus alone, but is not suitable for evaluating the amount of generated dust including the manufacturing process. It is. In the second method, it is possible to evaluate dust generation including a manufacturing apparatus and a manufacturing process. However, this method also has a problem that real-time measurement cannot be performed and that the detection sensitivity decreases as the manufacturing process proceeds.

【0006】従って、製造装置及び製造プロセスを含め
た発塵の評価を、インライン、リアルタイムで、さらに
ユースポイントでの評価を行なうことは現状では不可能
である。本発明は、発塵の評価を、インライン、リアル
タイム、ユースポイントで、高感度で行なえる半導体
用インラインパーティクル検出装置及び半導体製造
置を実現しようとする。
Therefore, it is not possible at present to evaluate dust generation including the manufacturing apparatus and the manufacturing process in-line, in real time, and at the point of use. The present invention is a semiconductor device that can evaluate dust generation in-line, in real time, at the point of use, and with high sensitivity .
To try to achieve an in-line particle detection apparatus and a semiconductor manufacturing instrumentation <br/> location for granulation.

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】 また本発明の半導体製造
用インラインパーティクル検出装置に於いては、半導体
製造装置の搬送系により搬送されるウエハの表面に対し
平行にレーザビームを照射できるように配置したレーザ
光源及びレンズ系と、該レーザ光源及びレンズ系から出
射されたレーザビームの側方に配置され、且つ前記ウエ
ハの直径以上の長さを有する受光素子アレイとを具備し
て成ることを特徴とする。また、本発明の半導体製造装
置に於いてはウエハを搬送する搬送系と、該搬送系によ
り搬送されるウエハの表面に対し平行にレーザビームを
照射できるように配置したレーザ光源及びレンズ系と、
該レーザ光源及びレンズ系から出射されたレーザビーム
の側方に配置され、且つ前記ウエハの直径以上の長さを
有する受光素子アレイとを具備してなることを特徴とす
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided an in-line particle detecting apparatus for manufacturing a semiconductor device, which is arranged so that a laser beam can be irradiated in parallel to a surface of a wafer transferred by a transfer system of the semiconductor manufacturing apparatus. A laser light source and a lens system, and a light receiving element array disposed on a side of the laser beam emitted from the laser light source and the lens system and having a length equal to or longer than the diameter of the wafer. And Further, in the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, a transfer system for transferring a wafer, a laser light source and a lens system arranged so as to be able to irradiate a laser beam parallel to the surface of the wafer transferred by the transfer system,
And a light receiving element array disposed at a side of the laser light source and the laser beam emitted from the lens system and having a length equal to or longer than a diameter of the wafer.

【0009】[0009]

【作用】図1は本発明の原理説明図である。本発明は同
図(a)に示すようにウエハ10に対し、その表面に平行
にレーザビーム11を照射しているため、同図(b)に示
すようにパーティクル12がパターン13の上又はパターの
ない部分にあった場合、あるいは同図(c)に示すよう
にウエハの鏡面上にあった場合、いずれもパーティクル
12にレーザビームが反射し散乱光となる。この散乱光を
受光素子で受光することによりパーティクルの存在を検
知することができる。これにより従来のウエハ表面検査
装置と異なり、ウエハ10からの反射光の影響を全く受け
ず、パーティクルからの散乱光のみを検出することがで
き、高感度な検出が可能となる。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. According to the present invention, the laser beam 11 is irradiated on the wafer 10 in parallel to the surface of the wafer 10 as shown in FIG. In the case where there is no particle, or when it is on the mirror surface of the wafer as shown in FIG.
The laser beam is reflected at 12 and becomes scattered light. The presence of particles can be detected by receiving the scattered light with the light receiving element. As a result, unlike the conventional wafer surface inspection apparatus, only the scattered light from the particles can be detected without being affected by the reflected light from the wafer 10 at all, and highly sensitive detection can be performed.

【0010】また従来、ウエハ全面の検出を行うために
光源からのビームをスキャニングさせる機構やウエハを
回転させる必要があったが、本発明では、図1(a)に
矢印Aで示す製造装置搬送系を利用してレーザビーム11
を照射し、パーティクル12からの散乱光を受光素子アレ
イで検出することにより、ビームのスキニング機構等は
不要となり検査装置の大幅な小型化が可能となる。これ
により製造装置のローダまたはアンローダ部、あるいは
反応チャンバー内に取り付け可能となるため、インライ
ン、リアルタイム、ユースポイントでの計測が可能とな
る。
Conventionally, it has been necessary to rotate the wafer and a mechanism for scanning the beam from the light source in order to detect the entire surface of the wafer. However, in the present invention, the transfer of the manufacturing apparatus indicated by an arrow A in FIG. Laser beam using system 11
And scattered light from the particles 12 is detected by the light receiving element array, so that a beam skinning mechanism or the like is not required, and the inspection apparatus can be significantly reduced in size. As a result, it can be mounted in the loader or unloader section of the manufacturing apparatus or in the reaction chamber, so that in-line, real-time, measurement at the point of use is possible.

【0011】[0011]

【実施例】図2は本発明の半導体製造用インラインパー
ティクル検出装置の実施例を示す図である。同図におい
て、10はウエハ、14はレーザ光源、15はシートビーム作
成用のレンズユニットであり、該レーザ光源14及びレン
ズユニット15は、矢印A方向に搬送されるウエハ10の搬
送方向に対して直角方向で、且つウエハ10の表面に対し
て平行なレーザビーム11を照射できるように配置されて
いる。なおレーザ光源14としては例えば波長830nm の半
導体レーザが用いられる。
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of an inline particle detecting apparatus for semiconductor production according to the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a wafer, 14 denotes a laser light source, 15 denotes a lens unit for producing a sheet beam, and the laser light source 14 and the lens unit 15 move in the direction of transport of the wafer 10 transported in the direction of arrow A. The laser beam 11 is arranged so as to be irradiated at right angles to the surface of the wafer 10 and parallel thereto. As the laser light source 14, for example, a semiconductor laser having a wavelength of 830 nm is used.

【0012】また、レーザビーム11の両側には受光素子
アレイ16,16′が配置されている。この受光素子アレイ
にはフォトダイオードアレイ等が用いられ、その長さL
はウエハ10の直径をカバーできるものとする。そして受
光素子アレイ16,16′及びレーザ光源14はカウンターを
含むコントロールユニット17に接続されている。
On both sides of the laser beam 11, light receiving element arrays 16, 16 'are arranged. For this light receiving element array, a photodiode array or the like is used, and its length L
Can cover the diameter of the wafer 10. The light receiving element arrays 16, 16 'and the laser light source 14 are connected to a control unit 17 including a counter.

【0013】このように構成された装置を用いた半導体
インラインパーティクル検出方法を説明する。図2にお
いて、ウエハ10が搬送系によって矢印A方向に移動して
いる間にレーザ光源14とレンズ系15によりレーザビーム
11をウエハ10の表面に平行に照射する。このときウエハ
表面にパーティクルが存在すると、レーザビーム11はそ
のパーティクルによって散乱される。この散乱された光
は受光素子アレイ16,16′で受光され、そのパーティク
ル検出信号はコントロールユット17に送られる。コント
ロールユニット17はこの信号をカウンターで数え、クリ
ーン度を評価するのである。
A method for detecting semiconductor in-line particles using the above-configured apparatus will be described. In FIG. 2, while the wafer 10 is moving in the direction of arrow A by the transfer system, the laser beam is
11 is irradiated on the surface of the wafer 10 in parallel. At this time, if particles exist on the wafer surface, the laser beam 11 is scattered by the particles. The scattered light is received by the light receiving element arrays 16, 16 ', and the particle detection signal is sent to the control unit 17. The control unit 17 counts this signal with a counter and evaluates the cleanness.

【0014】このように本実施例方法によれば、ウエハ
10が搬送系により移動している間の僅かな時間で測定す
ることができる。また計測部はレーザ光源と受光素子ア
レイのみで構成されているので検査装置の小型化が可能
になり、製造装置のローダ又はアンローダ部への取りつ
け、又は反応チャンバ内での計測が可能となり、図3の
如く製造工程中に配設してインライン、リアルタイム、
ユースポイントでの計測が可能になる。
As described above, according to the method of this embodiment, the wafer
It can be measured in a short time while 10 is moved by the transport system. In addition, since the measuring unit is composed of only a laser light source and a light receiving element array, it is possible to reduce the size of the inspection device, to attach it to the loader or unloader unit of the manufacturing device, or to perform measurement in the reaction chamber. 3) In-line, real-time,
Measurement at the point of use becomes possible.

【0015】なお上記実施例において、光源としてガス
レーザを用い光ファイバを介してレーザビームを照射す
ることもでき、光源の波長または出力をかえることも可
能である。また受光部の受光素子アレイ16を図4(a)
の如く角度をつけ、且つ同図(b)に示すように半導体
レーザ25からの出射光をレンズ26によりシート状のビー
ムを作成するように光学系を構成することにより、パー
ティクルからの散乱光の補捉効率を向上することもでき
る。また図1(d)の如くレーザビームをシート状にし
ウエハをビーム内に入れることによりウエハの厚さ平坦
度による感度(検出)の低下を防止することが出来る。
In the above embodiment, a gas laser can be used as a light source and a laser beam can be irradiated through an optical fiber, and the wavelength or output of the light source can be changed. The light receiving element array 16 of the light receiving section is shown in FIG.
By forming an optical system so that the light emitted from the semiconductor laser 25 is formed into a sheet-like beam by the lens 26 as shown in FIG. Capture efficiency can also be improved. Also, as shown in FIG. 1D, by forming the laser beam into a sheet and inserting the wafer into the beam, it is possible to prevent a decrease in sensitivity (detection) due to the flatness of the thickness of the wafer.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明に依れば、搬送中のウエハに対
し、ウエハ表面に平行にレーザビームを照射し、そのレ
ーザビームがパーティクルに反射した散乱光を受光素子
アレイで検出するようにしたことにより、ウエハ表面か
らの反射光による影響を受けないため高感度な測定がで
きる。また装置が小型化できるため、製造工程の各装置
に配設することができ、インライン、リアルタイム、ユ
ースポイントでの計測が可能となる。これにより従来行
うことの出来なかった半導体の製品管理および装置管
理、発塵源の追求を行うことができ、歩留りの向上に寄
与することができる。
According to the present invention, a laser beam is irradiated on a wafer being transported in parallel to the wafer surface, and scattered light reflected from the laser beam to particles is detected by a light receiving element array. Accordingly, high-sensitivity measurement can be performed because the measurement is not affected by the reflected light from the wafer surface. Further, since the device can be miniaturized, it can be installed in each device in the manufacturing process, and in-line, real-time, and use-point measurement can be performed. As a result, it is possible to perform semiconductor product management and device management and pursue a dust source, which could not be conventionally performed, thereby contributing to an improvement in yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】本発明の半導体用インラインパーティクル検出
装置の実施例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor inline particle detection device of the present invention.

【図3】本発明の半導体用インラインパーティクル検出
装置の実施例の製造工程中への配置例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of arrangement of an embodiment of a semiconductor inline particle detection device according to the present invention during a manufacturing process.

【図4】本発明の半導体用インラインパーティクル検出
装置における光学系の他の実施例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the optical system in the inline particle detection device for semiconductor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ウエハ 11…レーザビーム 12…パーティクル 13…パターン 14…レーザ光源 15…レンズ系 16,16′…受光素子アレイ 17…コントロールユニット 10 Wafer 11 Laser beam 12 Particle 13 Pattern 14 Laser light source 15 Lens system 16, 16 'Photodetector array 17 Control unit

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体製造装置の搬送系により搬送され
るウエハ(10)の表面に対し平行にレーザビーム(1
1)を照射できるように配置したレーザ光源(14)及
びレンズ系(15)と、該レーザ光源(14)及びレン
ズ系(15)から出射されたレーザビーム(11)の側
方に配置され、且つ前記ウエハ(10)の直径以上の長
さを有する受光素子アレイ(16,16′)とを具備し
てなることを特徴とする半導体製造用インラインパーテ
ィクル検出装置。
1. A laser beam (1) parallel to a surface of a wafer (10) carried by a carrying system of a semiconductor manufacturing apparatus.
1) a laser light source (14) and a lens system (15) arranged so as to be able to irradiate, and a laser beam (11) emitted from the laser light source (14) and the lens system (15); And a light-receiving element array (16, 16 ') having a length equal to or longer than the diameter of the wafer (10).
【請求項2】 ウエハ(10)を搬送する搬送系と、該
搬送系により搬送されるウエハ(10)の表面に対し平
行にレーザビーム(11)を照射できるように配置した
レーザ光源(14)及びレンズ系(15)と、該レーザ
光源(14)及びレンズ系(15)から出射されたレー
ザビーム(11)の側方に配置され、且つ前記ウエハ
(10)の直径以上の長さを有する受光素子アレイ(1
6,16′)とを具備してなることを特徴とする半導体
製造装置。
2. A transfer system for transferring a wafer (10), and a laser light source (14) arranged so as to be able to irradiate a laser beam (11) in parallel to the surface of the wafer (10) transferred by the transfer system. And a lens system (15) and a laser beam (11) emitted from the laser light source (14) and the lens system (15), and have a length equal to or greater than the diameter of the wafer (10). Light receiving element array (1
6, 16 ').
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