JP4099454B2 - 表面清掃および粒子計数 - Google Patents
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Description
本発明は、製品、機械ツール、および作業領域の表面上の粒子汚染を制御することに関する。より詳細には、本発明は、半導体製造、データーストレージ製造、流体フィルター検査、ディスプレイ製造、クリーンルーム、薬品製造および取り扱い、精密機械製造、光学製品製造、航空宇宙産業、および保健医療産業において、表面上の除去可能な粒子の汚染を測定することに関する。
粒子汚染の定量測定は、検査表面上で検出された粒子の総数、検査表面上の面積あたりの粒子の総数、検査表面の面積あたりで検出された粒子の総数のサイズヒストグラム、蓄積粒子容量もしくは面積、またはこれら測定の組み合わせを含み得る。表面粒子の汚染の測定は、一般に、光散乱またはイメージ分析によって実施される。
本発明は、最初に、試験表面または検査されるべき表面上の除去可能な粒子を検出する方法および装置である。この除去可能な粒子は、キャリヤー上の粘着性表面の一部分に、接着することにより移され、そして次に、上記試験表面から粘着性表面の一部分を除去する。このキャリヤーは、位置決め手段によって受容され、そしてコントローラーによって案内される表面検査手段の視野を通過する。この表面検査手段からのシグナルは、コントローラーからの座標と組み合わせられ、粒子座標を生成し、これは、最初に、上記試験表面上の粒子を示す。粘着性表面が試験表面と接触かつそれから除去される前に測定された粘着表面上の粒子座標は、粘着性表面が試験表面と接触かつそれから除去される後に測定された粒子座標と比較され得る。いくつかの試験表面が、同じキャリヤーを用い、各測定後の粒子座標を記憶すること、および最も新しい測定を、蓄積された先の測定と比較することによって連続的に検査され得る。このキャリヤーおよび関連する粒子座標は、次の分析のために他の分析機器に運搬され得る。
粒子汚染は、表面のその他の特徴とは、粒子と元の表面との間に界面があることで異なり得る。この界面における接着が、表面材料の粘着に匹敵し得る場合、この粒子は、後に除去される可能性がなく、いくつかのプロセスまたは装置における粒子汚染になるように固く接着される。接着が、粒子が除去可能であるに十分弱い場合、この粒子は、汚染制御のためにより重要である。
図1は、本発明の最も好適な実施形態を示し、ここでは、粘着表面(130)をもつキャリヤーが、表面検査手段(100)の視野中にある位置決め手段(131)上に取り付けられている。このキャリヤーは、試験表面に接着され、かつそれから除去される前、第1の試験表面に付与され、かつそれから除去される後、または、連続するいくつかの試験表面への付与およびそれからの除去の後に検査され得る。
図13は、フライングレーザースポット(flying laser spot)を使用するスキャナ手段(100)の実施形態を示す。固体レーザー(1302)は、ミラー(1306)を振動するガルボコイル(galvo coil)(1308)によって、焦点ミラー(1310)を越えて進むビーム(1304)を生成する。ミラーから戻るビームは、粘着表面を越えてかすめて通る間、焦点に来る;移動ミラーの位置は、粘着表面上のレーザーの位置を決定する。光電子増倍管(1312)は、粘着表面の表面主要点から散乱された光を回収する。
図14a〜14dは、高い曲率の表面を検査するために構成された代替的な好ましい実施形態(例えば、半導体前方開放統一ポッド(すなわち、FOUP)(1402)における溝支持ウェーハー)を示す。図14dは、斜視図である。図14bおよびcは、図14aの平面図からの断面図である。粘着表面(1410)を有する材料の可撓性チューブ状シートは、溝を付けられた材料(1402)の表面と粘着シート(130)のキャリヤーとの間の転写表面または転写ローラーとして作用する。可撓性チューブ状シート(1410)は、カラー(210)に接着されたガイドプレート(1414)によって隔離される2つのベアリングローラー(1412および1413)の周りに伸ばされる。ハンドル手段が、試験表面上のより低いローラー(1413)を回転するように操作され、可撓性チューブの粘着表面は、試験表面に累進的に接着し、試験表面から解放し、試験表面からガイドプレートに沿って粘着表面(130)のキャリヤーまで粒子を運ぶ。粘着表面(130)のキャリヤーは、一般的に、チューブ状シート(1410)が粒子に接着するより強靭に粒子に接着するように選択され、その結果、試験表面からチューブ状シートまで転写された粒子は、次いで、粘着シート(130)のキャリヤーに転写される。図14中の図面は、200mmウエハーについてFOUPにおいて見出される溝に対して、および直径および長さが25mmである粘着シートのキャリヤーに対して、スケールされる。
図15は、インサイチュ検査およびプロセスツーリング中のクリーニングのために適合される代替的に好ましい実施形態を示す。粘着表面(401)を有する可撓性シートは、1つの円柱状コア(1520)から分配され、別の円柱状コア(1521)によって巻き取られる。2つのサーボモーター(1522)は、可撓性シートの張力および進行を制御する。正角ローラー(404)は、電動化されたピボット(1512)上にフレーム(1510)によって支持される。支持体(1504)上で検査される試験表面(1502)は、製造されたプロセス流の一部としてローラーの下を通過する。粘着シートに沿う整列印(804)および低粘着性部分(802)のシーケンスは、正角ローラー(404)によって回転される試験表面のシーケンスを可能にするように存在し得、その後、2つの円柱状コアが、除去され、表面検査手段にマウントされ、粘着シートが検査される。
Claims (13)
- 試験表面から除去可能な粒子を得、該粒子を凸面表面上の粒子の座標を検出するスキャナ手段に輸送するためのサンプラーであって、該サンプラーが、回転連結を有するハンドル手段を用いるオペレーターによって操作され、該スキャナ手段がハンドル手段を機械的に受けることが可能であり、そして該スキャナ手段が、整列マーク座標に対して粒子の座標を移動させることができ、該サンプラーが、以下:
粘着性の凸面表面を有するキャリヤーであって、該キャリヤーは、ハンドル手段における該回転連結と機械的に係合する軸特徴を有するほぼ円柱形であり、該粘着性凸面表面は、接触および引き続く分離の際に除去可能な粒子を試験表面から該粘着性の凸面表面上に移動させる間に、該試験表面と該粘着性の凸面表面との間のきれいな分離を与えるよう適合されており、キャリヤー;および
粘着性の凸面表面に近接する整列マークであって、該整列マークが、該粘着性凸面表面上の粒子の特徴を再現するように構成され、これにより該オペレーターが、軸特徴に係合されるハンドル手段を操作し、該試験表面と交差する粘着性の凸面表面を回転させることによって、該試験表面を該粘着性の凸面表面の一部に接着し、そして該試験表面から該粘着性の凸面表面の一部を除去し、該オペレーターが、該ハンドル手段および該係合されたキャリヤーを該スキャナ手段に輸送し、該スキャナ手段が、該キャリヤーと係合された該ハンドル手段を機械的に受けることによって該粘着性の凸面表面を有するキャリヤーを走査し、該スキャナ手段が、該粘着性表面上の粒子の座標を検出し、該スキャナ手段が、該粘着性の表面に近接する該整列マークの整列マーク座標を検出し、そして該スキャナ手段が、整列マーク座標に対する該粒子の座標を参照する、整列マーク
を備える、サンプラー。 - 請求項1に記載の装置であって、前記凸面表面の前記粘着性の部分が、以下の組成物:親水性ポリウレタン、アクリル製感圧接着剤、シリコーン感圧接着剤およびゴム感圧接着剤の少なくとも1つを備える、装置。
- 請求項1に記載の装置であって、前記凸面表面の前記粘着性部分が、該凸面表面の該粘着性部分の表面抵抗率を1平方センチメートル当たり1012Ω以下に減少させる静的消失手段をさらに備える、装置。
- 請求項1に記載の装置であって、前記スキャナ手段が、光学的な照射を利用し、前記凸面表面の粘着性部分が、該粘着性凸面表面を通って送られる光学的照射を実質的に吸収する光学的吸収材料をさらに備える、装置。
- 請求項1に記載の装置であって、該装置が、前記凸面表面の粘着性部分を、保存および操作の間に不純物から単離する取り外し可能な保護フィルムをさらに備え、これにより該取り外し可能な保護フィルムが、該凸面表面の粘着性部分から取り外され、その後前記オペレーターが、前記試験表面と交差する該粘着性の凸面表面の該部分を回転させる、装置。
- 請求項1に記載の装置であって、該装置が、前記キャリヤーと前記凸面表面の粘着性部分との間に挿入される、コンプライアンスを持ち弾力のある重合体の発泡体円柱形シェルをさらに備える、装置。
- 請求項1に記載の装置であって、該装置が、前記粘着性の表面に近接する一連の整列マークをさらに備え、該一連の整列マークの相対的空間位置が、コードされたデータを形成する、装置。
- 除去可能な粒子を試験表面から得、該粒子を凸面表面上の粒子の座標を検出するスキャナ手段に輸送するためのサンプラーであって、該サンプラーが、回転連結を有するハンドル手段を用いるオペレーターによって操作され、そして該スキャナ手段がハンドル手段を機械的に受けることが可能であり、該サンプラーが、以下:
凸面表面を有するキャリヤーであって、該キャリヤーは、該ハンドル手段における該回転連結と機械的に係合することが可能な軸および軸特徴を有するほぼ円柱形である、キャリヤー;
軸長さを有する該凸表面の粘着性部分であって、該凸面表面の粘着性部分が、最初に除去可能な粒子を接触および引き続く分離の際に、該試験表面から該凸面表面の該接着性部分に移動させる間に、該試験表面と該凸面表面の該粘着性部分との間のきれいな分離を与えるよう適合されており、これにより、該オペレーターが最初に除去可能な粒子を該軸特徴に係合した該ハンドル手段を操作し、該試験表面と交差する該粘着性凸面表面の該部分を回転させることによって該試験表面から該凸面表面の該粘着性部分に移動させる、粘着性部分;ならびに
該凸面表面の該粘着性部分より小さい面積を有する該凸面表面の低粘着性部分であって、該凸面表面の該低粘着性部分が、該試験表面にほとんど接着しないように適合され、該凸面表面の該低粘着性部分が、該凸面表面の該粘着性部分の軸長さに広がり、これにより該オペレーターが、該凸面表面の低粘着性表面のみが該試験表面に接触する向きへ該凸面表面を最初に回転させ、続いて該キャリヤーを該試験表面から遠くへ移動させることにより、該凸面表面が、該試験表面から取り外され、続いて該オペレーターが、該キャリヤーに係合された該ハンドル手段を該スキャナ手段に輸送し、該スキャナ手段が該キャリヤーと係合した該ハンドル手段を機械的に受けることによって該粘着性表面を有する該キャリヤーを走査し、該スキャナ手段が該粘着性表面上の粒子の座標を検出する、低粘着性部分
を備え、
前記スキャナ手段は、整列マーク座標に対して粒子の座標を移動させることが可能であり、
該サンプラーが、
前記凸面表面に近接する整列マークであって、該整列マークが、該凸面表面上の粒子の特徴を再現するように構成され、これにより該スキャナ手段が、該凸面表面に近接する該整列マークの整列マーク座標を検出し、そして該スキャナ手段が、該整列マーク座標に対する該粒子の座標を参照する、整列マーク、をさらに備える、サンプラー。 - 除去可能な粒子を試験表面から得、該粒子を外部表面を有する可撓性のシート上の粒子の座標を検出するスキャナ手段に輸送するためのサンプラーであって、該サンプラーがマニピュレーター手段によって該試験表面に適用され、該スキャナ手段が整列マーク座標に対して粒子の座標を移動することが可能であり、該サンプラーが、以下:
凸面表面、軸および軸特徴を有する円柱形コアであって、該軸特徴は、該円柱形コアが該マニピュレーター手段と機械的に係合することを可能にし、該軸特徴は、円柱形コアが該スキャナ手段と機械的に係合することを可能にする、円柱形コア;
内部表面および反対側の外部表面を有する可撓性のシートであって、該内部表面の一部が該円柱形コアの該凸面表面の一部と接着しており、該可撓性のシートが該円柱形コアの該軸と並行に軸長さを有しており、該外部表面が粘着性部分および低粘着性部分を備え、該外部表面の該粘着性部分が接触および引き続く分離の際に、除去可能な粒子を該試験表面から該外部表面の該粘着性部分へ移動させる間に、該試験表面と該外部表面の該粘着性表面との間のきれいな分離を与えるよう適合されており、該外側表面の該低粘着性部分が該試験表面とほとんど接着しないように適合され、該凸面表面の該低粘着性部分が該可撓性のシートの該軸長さに広がっている、可撓性のシート;ならびに
該可撓性のシートの該外部表面に近接している整列マークであって、該整列マークが該可撓性の表面上の粒子の特徴を再現するように構成されており、それによって
該マニピュレーター手段が該円柱形コアと機械的に係合し、
該マニピュレーター手段が、最初に該試験表面に交差して該粘着性外部表面の該部分を回転させることによって、除去可能な粒子を該試験表面から該外部表面の該粘着性部分に移動させ、
該マニピュレーター手段が、該外部表面の該低粘着性部分のみが該試験表面と接触する向きに該外部表面を最初に回転させ、続いて該円柱形コアを該試験表面におよそ垂直な該試験表面から遠くに移動させることによって、該外部表面の該粘着性部分を該試験表面から取り外し、
該スキャナ手段が、該軸特徴を機械的に係合させることによって該円柱形コアを受け、そして
該スキャナ手段が、該可撓性のシートの該外部表面の該接着性部分上の粒子の座標を検出し、該スキャナ手段が、該可撓性シートの該外部表面に近接する該整列表面の整列マーク座標を検出し、そして該スキャナ手段が該整列マーク座標に対する該粒子の座標を参照する、
整列マーク
を備える、サンプラー。 - 除去可能な粒子を試験表面から得、該粒子を、外部表面を有する可撓性のシート上の粒子の座標を検出するスキャナ手段に輸送するためのサンプラーであって、該サンプラーがマニピュレーター手段によって該試験表面に適用され、該マニピュレーターが、接着解放手段を備え、該スキャナ手段が整列マーク座標に対して粒子の座標を移動させることが可能であり、該サンプラーが、以下:
凸面表面、軸および軸特徴を有する円柱形コアであって、該軸特徴は該円柱形コアが該マニピュレーター手段と機械的に係合することを可能にし、該軸特徴は該円柱形コアが該スキャナ手段と機械的に係合することを可能にする、円柱形コア;
内部表面および反対側の外部表面を有する可撓性のシートであって、該内部表面の一部が該円柱形コアの該凸面表面の一部と接着しており、該外部表面の一部が改変可能な粘着性表面を備え、該改変可能な粘着性表面が、該試験表面と該粘着性表面との間の接着の際に、除去可能な粒子を該試験表面から該改変可能な粘着性表面に移動するように適合されており、該接着開放手段が該改変可能な粘着性表面を該試験表面から容易に除去させる、可撓性のシート;ならびに
該可撓性のシートの該外部表面に近接している整列マークであって、該整列マークが該可撓性の表面上の粒子の特徴を再現するように構成されており、それにより、
該マニピュレーター手段が、該円柱形コアと機械的に係合し、
該マニピュレーター手段が、該改変可能な粘着表面を該試験表面に接着させることによって、除去可能な粒子を該試験表面から該改変可能な粘着表面に最初に移動させ、
該接着解放手段が、該粘着表面が該試験表面から容易に外れるよう該改変可能な粘着表面を改変し、
該マニピュレーター手段が、該改変された粘着性表面を該試験表面から取り外し、
該スキャナ手段が、該軸特徴を機械的に係合させることによって該円柱形コアを受け、そして
該スキャナ手段が、該改変可能な粘着性表面上の粒子の座標を検出し、該スキャナ手段が、該外部表面可撓性シートに近接する該整列マークの整列マーク座標を検出し、該スキャナ手段が該整列マーク座標に対する該粒子の座標を参照する、
整列マーク、
を備える、サンプラー。 - 除去可能な粒子をサンプラーを用いて試験表面から得、該粒子を、外部表面を有する可撓性のシート上の粒子の座標を検出するスキャナ手段に輸送するための方法であって、該サンプラーが、マニピュレーター手段によって該試験表面に適用されており、該スキャナ手段が整列マーク座標に対して粒子の座標を移動させ、該方法が、以下:
円柱形コアの軸特徴をマニピュレーター手段と係合させる工程であって、該円柱形コアが凸面表面および軸を有し、該凸面表面の一部が反対側の外部表面を有する可撓性シートの該内部表面の一部に接着しており、該外部表面が粘着性部分を備え、該粘着性部分は、接触および引き続く該試験表面と該粘着性部分との間の分離の際に、除去可能な粒子を該試験表面から該外部表面の該粘着性部分に移動させる間に、該試験表面と該外部表面の該粘着性部分との間のきれいな分離を与えるように適合されている、工程;
該試験表面に接触している該外部表面を回転させ、該試験表面を該マニピュレーター手段を用いて該外部表面の該粘着性部分に接着させることによって、該試験表面上の粒子をサンプリングする工程;
該円柱形コアを該試験表面に対する垂線にほぼ沿って、該試験表面から遠くへ移動させることによって、該試験表面から該外部表面を除去する工程;ならびに
該円柱形コアの軸特徴を該スキャナ手段と係合させる工程であって、これにより該スキャナ手段が該可撓性のシートの該外部表面の該粘着性部分上の粒子の座標を検出し、該スキャナ手段が該外部表面の可撓性シートに近接する該整列マークの整列マーク座標を検出し、該スキャナ手段が該整列マーク座標に対する該粒子の座標を参照する工程
を包含する、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、前記外部表面が粘着性部分および低粘着性部分を有し、該低粘着性部分が該外部表面の前記軸長さにわたるストリップを備え、該方法が、以下:
該外部表面を配向させ、該外部表面の該低粘着性部分が、該試験表面と接触し、その後該外部表面を前記試験表面から除去する工程、
をさらに包含する、方法。 - 除去可能な粒子をサンプラーを用いて試験表面から得、該粒子を凸面表面上の粒子の座標を検出するスキャナ手段に輸送するための方法であって、該サンプラーが、回転連結を有するハンドル手段を用いてオペレーターによって操作され、該スキャナ手段が整列マーク座標に対して粒子の座標を移動させ得、該スキャナ手段が該ハンドル手段を機械的に係合し得、該方法が、以下:
該ハンドル手段の回転連結を凸面表面を有するほぼ円柱形のキャリヤーの軸特徴と係合させる工程であって、該凸面表面が粘着部分および低粘着部分を有し、該凸面表面の該粘着性部分が、接触および引き続く該試験表面と該粘着性部分との間の分離の際に、除去可能な粒子を該試験表面から該外部表面の該粘着性部分に移動させる間に、該試験表面と該凸面表面の該粘着性部分との間のきれいな分離を与えるように適合されており、該凸面表面の該粘着性部分が該試験表面とほとんど接着しないように適合され、該凸面表面の該低粘着性部分が該凸面表面の該粘着性部分の該軸長さにわたる、工程;
該試験表面に接触している該凸面表面を回転させ、該試験表面を該ハンドル手段のオペレーターによる操作によって該凸面表面の該粘着性部分に接着させることによって、該試験表面上の粒子をサンプリングする工程;
該試験表面が該凸面表面の該低粘着性部分と接触しており、かつ該試験表面が該外部表面の該粘着性部分と接触していない構成へと、該キャリヤーを最初に回転させ、続いて該キャリヤーを該試験表面から遠くへ移動させることによって、該凸面表面を該試験表面から除去する工程;ならびに
該キャリヤーに装着された該ハンドル手段を該スキャナ手段と係合させる工程であって、これにより該スキャナ手段が該可撓性シートの該凸面表面上の粒子の座標を検出し、該スキャナ手段が該凸面表面に近接する該整列マークの整列マーク座標を検出し、該スキャナ手段が該整列マーク座標に対する該粒子の座標を参照する工程、
を包含する、方法。
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