JP5008618B2 - 基板の周辺端部に付着した異物検出方法、装置及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、基板の周辺端部に付着した異物検出方法、装置及び記憶媒体に関し、特に、前処理を施して異物を強調した後、基板周辺端部の検査を行うことによって基板の周辺端部に付着したポリマー等の異物を検出する基板の周辺端部に付着した異物検出方法、装置及び記憶媒体に関する。

エッチング処理等が施された、例えば半導体基板であるウエハの端面及び周辺の傾斜部（以下、「周辺端部」又は「ベベル部」という）に、異物としてのポリマーが付着することがあり、一般に、これらはベベル部ポリマーと呼ばれている。ベベル部ポリマーは、例えばウエハを搬送する際に搬送アーム又はウエハカセット等とこすれて微小なごみ（パーティクル）となり、また、液浸露光プロセスにおいてウエハ表面に塗り広げられること等によって欠陥となり、結果として半導体デバイスの品質に悪影響を与えている。

このような半導体基板に付着した異物の検出方法又は装置に関する従来技術が記載された公知文献として、例えば特許文献１が挙げられる。

特許文献１には、粒径約３０μｍのパーティクルＰが付着したウエハＷを、例えば−２０℃以下に急冷してウエハＷを取り巻く大気中の水分を過冷却状態とし、この過冷却状態の水をウエハＷ表面のパーティクルＰの周りに付着させ、その後、過冷却水が過冷却状態から解放されることによって凝固してパーティクルＰを中心とする氷の結晶に成長させ、この氷の結晶を検出することによって間接的に基板表面のパーティクルＰを検出する基板表面の検査方法が記載されている。
特開２００７−２７３９４７号公報

特許文献１に記載された発明は、計測装置の検出限界以下の微細なパーティクルの周りに氷の結晶を成長させて見かけ上パーティクルを拡大し、この氷の結晶を検出することによって間接的にパーティクルＰを検出するものであるが、本発明が対象とする基板周辺端部に付着したいわゆるベベル部ポリマーを検出することについては、何ら言及がなされていない。

ここで、ベベル部ポリマーを、例えばオゾン又はレーザ光を用いて除去しようとする技術の研究又は開発は進められているものの、ベベル部ポリマーが微小であること、及び微小なベベル部ポリマーが付着している基板周辺端部が曲面であることから、その管理のみならず検出操作自体が困難であり、未だ有効なベベル部ポリマーの検出方法は確立されていない。

本発明の目的は、基板の周辺端部に付着する既存の計測装置における検出限界以下の微小な異物であっても正確に検出することができる基板の周辺端部に付着した異物検出方法、装置及び記憶媒体であって、基板の量産に適した汎用性の高い基板の周辺端部に付着した異物検出方法、装置及び記憶媒体を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法は、基板の周辺端部に付着した異物を検出する異物検出方法であって、前記基板を冷却して前記基板の周辺端部に付着した異物の周りに水分を凝縮させた後、凝縮した水分を氷らせて氷の結晶を成長させる冷却ステップと、前記氷の結晶によって強調された前記基板の周辺端部に付着した異物を検出する周辺端部検査ステップと、を有することを特徴とする。

請求項２記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法は、請求項１記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法において、前記冷却ステップは、前記基板の周辺端部を−１５℃以下とし、前記基板の周辺端部を取り巻く雰囲気中の２３℃における相対湿度を１０％以下とするステップであることを特徴とする。

請求項３記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法は、請求項１記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法において、前記冷却ステップにおいて、前記水分を過冷却状態に維持し、前記基板の周辺端部を取り巻く雰囲気中の水蒸気圧を、前記基板の周辺端部に異物の付着がなくても気相中の水分が前記基板の周辺端部に凝縮する飽和蒸気圧以下であって、前記基板の周辺端部に異物の付着がある場合に気相中の水分が前記異物の周りに凝縮する飽和蒸気圧以上とすることを特徴とする。

請求項４記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法において、前記氷の結晶は、気相成長することを特徴とする。

請求項５記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法において、前記周辺端部検査ステップの前に、前記氷の結晶に、水分子と反応して固定する成分を作用させて前記氷の結晶を固定化させる結晶固定化ステップを有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項６記載の基板の周辺端部に付着した異物検出装置は、基板の周辺端部に付着した異物を検出する異物検出装置であって、前記基板を収容する収容室を備え、前記基板の周辺端部に前処理を施す周辺端部処理装置と、前記前処理が施された前記基板の周辺端部を検査する周辺端部検査装置と、を有し、前記周辺端部処理装置は、前記基板の周辺端部を−１５℃〜−３０℃に冷却する冷却部と、前記収容室内の水蒸気圧を、前記基板の周辺端部に異物の付着がなくても気相中の水分が前記基板の周辺端部に凝縮する飽和蒸気圧以下であって、前記基板の周辺端部に異物の付着がある場合に気相中の水分が前記異物の周りに凝縮する飽和蒸気圧以上となるように調整する湿度調整部と、を有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項７記載の記憶媒体は、基板の周辺端部に付着した異物を検出する異物検出方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納するコンピュータで読み取り可能な記憶媒体において、前記基板の周辺端部に付着した異物を検出する異物検出方法は、前記基板を冷却して前記基板の周辺端部に付着した異物の周りに水分を凝縮させた後、凝縮した水分を氷らせて氷の結晶を成長させる冷却ステップと、前記氷の結晶によって強調された前記基板の周辺端部に付着した異物を検出する周辺端部検査ステップと、を有することを特徴とする。

請求項１記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法及び請求項７記載の記憶媒体によれば、基板を冷却して基板の周辺端部に付着した異物の周りに水分を凝縮させた後、凝縮した水分を氷らせて氷の結晶を成長させる冷却ステップと、氷の結晶によって強調された基板の周辺端部に付着した異物を検出する周辺端部検査ステップと、を有するので、基板周辺端部に付着する既存の計測装置における検出限界以下の微小な異物であっても正確に検出することができる。また、この異物検出方法は、汎用性が高く、量産時の基板検査に適している。

請求項２記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法によれば、冷却ステップが、基板の周辺端部を−１５℃以下とし、基板の周辺端部を取り巻く雰囲気中の２３℃における相対湿度を１０％以下とするステップであるので、大気中の水分を利用して生成した氷の結晶が、強化された過冷却状態によって大きく成長するので、基板の周辺端部に付着した異物を強調して検出することができる。

請求項３記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法によれば、冷却ステップにおいて、水分を過冷却状態に維持し、基板の周辺端部を取り巻く雰囲気中の水蒸気圧を、基板の周辺端部に異物の付着がなくても気相中の水分が基板の周辺端部に凝縮する飽和蒸気圧以下であって、基板の周辺端部に異物の付着がある場合に気相中の水分が異物の周りに凝縮する飽和蒸気圧以上とするので、特定の過冷却状態によって、基板周辺端部に付着した異物を核として氷の結晶を生成させ、三次元的に成長させることができる。また、これによって周辺端部に付着した異物を強調して正確に検出することができる。

請求項４記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法によれば、氷の結晶が、気相成長するので、予め水膜を形成する必要がなく、大気中の水分を利用して氷の結晶を成長させることができる。

請求項５記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法によれば、周辺端部検査ステップの前に、氷の結晶に、水分子と反応して固定する成分を作用させて氷の結晶を固定化させる結晶固定化ステップを有するので、その後の周辺端部検査ステップが容易となり、周辺端部検査ステップにおける雰囲気管理が不要となる。

請求項６記載の基板の周辺端部に付着した異物検出装置によれば、周辺端部処理装置が、基板の周辺端部を−１５℃〜−３０℃に冷却する冷却部と、収容室内の水蒸気圧を、基板の周辺端部に異物の付着がなくても気相中の水分が基板の周辺端部に凝縮する飽和蒸気圧以下であって、基板の周辺端部に異物の付着がある場合に気相中の水分が異物の周りに凝縮する飽和蒸気圧以上となるように調整する湿度調整部と、を有するので、基板の周辺端部に付着した既存の計測装置における検出限界以下の微小な異物であっても正確に検出することができる。また、この異物検出装置は、汎用性が高く、量産時の基板検査に適している。

本発明者は、基板のベベル部に付着する異物としてのベベル部ポリマーを検出する方法について種々検討を重ねたところ、ベベル部ポリマーを拡大又は強調できれば、既存の計測装置、例えば光学顕微鏡、電子顕微鏡、レーザ光散乱法等によっても検出可能になると考え、この考え方に基づいてベベル部ポリマーの拡大若しくは強調方法、及びその検出方法等について鋭意研究した結果、基板を所定の雰囲気で冷却することによって、基板の周辺端部又はベベル部ポリマーを取り巻く気相中の水分がベベル部ポリマーの周辺部に凝縮し、その後、ベベル部ポリマーを核として氷の結晶を生成させること、この氷の結晶はベル部ポリマーを見掛け上大きく浮き上がらせるように強調すること、ベベル部ポリマーを核として成長した氷の結晶は、既存の計測装置によって十分検出可能であること等を見出し、本発明に到達した。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。

まず、本発明に係る基板の周辺端部に付着した異物検出方法の実施に適用される本発明に係る基板の周辺端部に付着した異物検出装置を備えた基板処理システムについて説明する。

図１は、本発明に係る基板の周辺端部に付着した異物検出装置を備えた基板処理システムの概略構成を示す平面図である。

図１において、基板処理システム１０は、例えば半導体デバイス用のウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗに反応性イオンエッチング（以下、「ＲＩＥ」という。）処理等を施す２つのプロセスシップ１１と、２つのプロセスシップ１１がそれぞれ接続された矩形状の共通搬送室としてのローダーモジュール１３と、このローダーモジュール１３にそれぞれ連結された周辺端部処理装置１７及び周辺端部検査装置１８とから主として構成されている。

ローダーモジュール１３には、例えば２５枚のウエハＷを収容する容器としてのフープ（Front Opening Unified Pod）１４がそれぞれ載置される３つのフープ載置台１５と、フープ１４から搬出されたウエハＷの位置をプリアライメントするオリエンタ１６とが接続されている。なお、機能上、周辺端部処理装置１７及び周辺端部検査装置１８からなる部分を基板の周辺端部に付着した異物検出装置という。

２つのプロセスシップ１１は、ローダーモジュール１３の長手方向における一方の側壁に接続されると共に、長手方向の他方の側壁に配置された、例えば３つのフープ載置台１５と対向するように配置され、オリエンタ１６はローダーモジュール１３の長手方向における一端に配置され、周辺端部検査装置１８はローダーモジュール１３の長手方向における他端に配置され、周辺端部処理装置１７はローダーモジュール１３の長手方向における他方の側壁に、フープ載置台１５と並列に配置されている。

ローダーモジュール１３は、内部に配置された、ウエハＷを搬送するスカラ型デュアルアームタイプの搬送アーム機構１９と、各フープ載置台１５に対応するように他方の側壁に配置されたウエハＷの投入口としての、例えば３つのロードポート２０とを有する。搬送アーム機構１９は、フープ載置台１５に載置されたフープ１４からウエハＷをロードポート２０経由で取り出し、取り出したウエハＷをプロセスシップ１１、オリエンタ１６、周辺端部処理装置１７又は周辺端部検査装置１８へ搬出入する。

プロセスシップ１１は、ウエハＷにＲＩＥ処理を施すプラズマ処理室としてのプロセスモジュール２５と、該プロセスモジュール２５にウエハＷを受け渡すリンク型シングルピックタイプの搬送アーム２６を内蔵するロード・ロックモジュール２７とを有する。

ローダーモジュール１３の内部の圧力は大気圧に維持される一方、プロセスモジュール２５の内部圧力は真空に維持されるので、プロセスシップ１１のロード・ロックモジュール２７は、プロセスモジュール２５との連結部に真空ゲートバルブ２９を備えると共に、ローダーモジュール１３との連結部に大気ゲートバルブ３０を備える。これによって、ロード・ロックモジュール２７は、その内部圧力を調整可能な真空予備搬送室として構成されている。

基板処理システム１０は、プロセスモジュール２５及びロード・ロックモジュール２７を含むプロセスシップ１１と、ローダーモジュール１３と、オリエンタ１６と、周辺端部処理装置１７及び周辺端部検査装置１８を有する基板の周辺端部に付着した異物検出装置との動作を制御するシステムコントローラ（図示しない）、及びローダーモジュール１３の長手方向の一端に配置されたオペレーションパネル２１とを備える。

システムコントローラは、ＲＩＥ処理に対応するプログラムとしてのレシピに応じて各構成要素の動作を制御し、オペレーションパネル２１は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）からなる表示部（図示しない）を有し、該表示部は各構成要素の動作状況を表示する。

図２は、図１におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図である。なお、図２の説明において、便宜上、図中上方を「上側」と称し、図中下方を「下側」と称する。

図２において、周辺端部処理装置１７は、筐体状の収容室３４と、該収容室３４内の下側に配置され且つウエハＷを載置するウエハステージ３５と、収容室３４の側面に配置された開閉自在のゲートバルブ３７と、収容室３４内の流体を排出する排出ユニット３８とを備える。周辺端部処理装置１７はゲートバルブ３７を介してローダーモジュール１３と接続され、収容室３４内はゲートバルブ３７が開放されたときにローダーモジュール１３の内部と連通する。

ウエハステージ３５はウエハＷの載置面の下方に配された、電熱線等からなるヒータ３９を内蔵し、ウエハステージ３５が載置するウエハＷの温度を所望の温度に加熱する。また、ウエハステージ３５にはウエハＷを冷却するための冷却部として、例えばペルティエ素子６０が内臓されている。ペルティエ素子６０によって、ウエハステージ３５に載置されるウエハＷが所望温度に冷却される。ペルティエ素子は、電子部品の１つであり、２種類の金属の接合部に電流を流すことによって、一方の金属から他方の金属へ熱が移動するペルティエ効果を利用した板状の半導体素子である。２種類の金属の接合部に電流を流すことによって、一方の面が吸熱し、他方面が発熱する。吸熱面側が冷却面であり、発熱面側が加熱面となる。電流の極性を逆転させると冷却面と加熱面が反転し、高精度の温度制御を行うことができる。本実施の形態におけるウエハステージ３５は、ウエハＷをペルティエ素子６０によって冷却し、ヒータ３９によって加熱するものであるが、ペルティエ素子６０によって、ウエハＷの冷却と加熱の両方を行うこともできる。

排出ユニット３８は収容室３４内のガス等を排気するＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）４０と、ＴＭＰ４０の排気側に配置されたＤＰ（Dry Pump）（図示しない）と、収容室３４及びＴＭＰ４０の間に配置された圧力制御バルブ４１とを有する。圧力制御バルブ４１は収容室３４内の圧力を所望の圧力に設定する。

収容室３４には、その内部空間の湿度を調整する湿度調整部が設けられている。湿度調整部は、水分の搬送媒体としての窒素ガスの貯蔵タンク５５と、該窒素ガス貯蔵タンク５５と収容室３４とを連結する窒素配管５６と、該窒素配管５６に順次設けられた加湿器５７及び恒温槽５８と、該加湿器５７及び恒温槽５８をバイパスするバイパス配管５９とから主として構成されている。窒素配管５６及びバイパス配管５９には、それぞれ圧力調整用のレギュレータ（図示省略）が設けられている。収容室３４内を加湿する場合は、窒素ガス貯蔵タンク５５から加湿器５７及び恒温槽５８を経て収容室３４内に所定の水分を含有する窒素ガスが所定量導入される。このとき収容室３４内の湿度は図示省略した湿度計によって計測、制御される。収容室３４内は排出ユニット３８によってほぼ真空状態まで減圧される。

周辺端部処理装置１７は、周辺端部検査装置１８に搬入されて周辺端部検査の対象となるウエハＷに対して、後述する検査前処理を施す。

図３は、図１におけるII−II線に沿う断面図である。なお、図３の説明において、便宜上、図中上方を「上側」と称し、図中下方を「下側」と称する。

図３において、基板の周辺端部検査装置１８は、筐体状の収容室４２と、収容室４２内の下側に配置され且つウエハＷを載置して回転するウエハステージ（載置台）４３と、回転するウエハＷの周辺端部をレーザ光４４で照射するレーザ光照射部４５と、レーザ光４４によって照射された基板の周辺端部からの散乱光４６の一部を受光する受光部（コリメータ）４７と、該受光部４７が受光した散乱光を電気信号に変換する光電変換部（フォトマルチプライヤー）４８と、収容室４２の側面に配置された開閉自在のゲートバルブ４９とを備える。光電変換部４８は図示省略したシステムコントローラに接続されている。

周辺端部検査装置１８はゲートバルブ４９を介してローダーモジュール１３と接続され（図１参照）、収容室４２内はゲートバルブ４９が開放されたときにローダーモジュール１３の内部と連通する。

このような周辺端部検査装置１８において、ウエハステージ４３に載置されたウエハＷの周辺端部に付着したベベルポリマーＢがある場合、該ベベル部ポリマーＢにレーザ光４４が照射されると散乱光４６が発生する。散乱光４６の一部は受光部４７に受光され、さらに光電変換部４８によって電気信号に変換され、電気信号はシステムコントローラに送信される。散乱光４６の強度はベベル部ポリマーＢの大きさに応じて変化するので、散乱光４６の大きさに対応する電気信号における電圧値に基づいて、システムコントローラはベベル部ポリマーＢの存在及びその大きさを検出する。

次に、本発明に係る基板の周辺端部に付着した異物検出装置を用いた異物検出方法について説明する。

本発明に係る基板の周辺端部に付着した異物検出方法は、被検査体としてのウエハＷの周辺端部に付着したベベル部ポリマーを見掛け上大きくして既存の計測装置を用いて間接的に検出するものである。

以下、本発明の実施の形態に係る基板の周辺端部に付着した異物検出方法について、図面を参照しつつ説明する。図４は、検査前の基板の周辺端部処理及び前処理工程後の周辺端部検査処理の工程図である。

本実施の形態において、基板の周辺端部に付着したベベル部ポリマーＢの検出は、以下のように行われる。

すなわち、先ず、被検査体としてのウエハＷを、搬送アーム機構１９（図１参照）によって周辺端部処理装置１７（図２参照）の収容室３４内に搬入し、ウエハステージ３５上に載置する。次いで、ベベル部ポリマーＢが付着したウエハＷ（図４Ａ）を、図示省略した冷却部によって−２０℃以下、例えば−２５℃に冷却する（冷却ステップ）。このとき、収容室３４内の２３℃における相対湿度を、１０％以下、例えば２．９％とする。これによって、ウエハＷの周辺端部に付着している水分又はウエハＷの周辺端部を取り巻く気相中に存在する水蒸気５１は、ベベル部ポリマーＢを中心としてその周りに凝縮して凝縮水５２となる(図４Ｂ)。凝縮水５２はさらに冷却され、ベベル部ポリマーＢを核とする氷の結晶５３が生成し、気相中の水分を取り込んで霜のように三次元的に気相成長する（図４Ｃ）。このようにして、ベベル部ポリマーＢが見掛け上大きくなり、その存在が強調されるが、氷の結晶は、ウエハＷの周辺端部から突出して異物としてのベベル部ポリマーＢを強調できればよく、気相成長の方向は、特に限定されない。

次いで、ベベル部ポリマーＢを核として氷の結晶が成長したウエハＷを周辺端部処理装置１７から搬出し、周辺端部検査装置１８の収容室４２内に搬入してウエハステージ４３上に載置する。そして、ウエハステージ４３を回転させつつ、ウエハＷの周辺端部にレーザ光照射部４５によってレーザ光４４を照射する。このとき、ウエハＷの周辺端部にはベベル部ポリマーＢを覆うように氷の結晶５３が形成されているので、レーザ光４４はウエハＷのベベル部ポリマーＢを見掛け上大きくした氷の結晶５３によってより散乱し、強度の強い散乱光４６が発生する（図４Ｄ）。これにより、受光部４７に受光される散乱光４６の光量が、ベベル部ポリマーＢのみの場合に比べて格段に多くなり、光電変換部４８によって変換された電気信号の電圧値も大きくなる。その結果、ベベル部ポリマーＢの存在を容易に検出することができる（周辺端部検査ステップ）。

本実施の形態によれば、周辺端部処理装置１７の収容室３４内の気相中に存在する水分を利用して、ベベル部ポリマーＢを核として、ウエハＷの周辺端部から三次元方向に突出する氷の結晶５３を成長させ、これによってベベル部ポリマーＢを拡大、強調させることができるので、既存の計測装置、例えば光学式異物検査装置を用いて間接的にベベル部ポリマーＢを検出し、これによってウエハＷの周辺端部の汚染状況を測定することできる。また、ベベル部ポリマーＢ検出後、ＥＢ（電子ビーム）を照射する等して氷の結晶を消失させ、その後、例えばＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）等を用いてベベル部ポリマーＢの粒径等を正確に測定することもできる。従って、被検査体であっても、周辺端部検査そのものによって製品価値を失うことはない。

本実施の形態に係る基板の周辺端部に付着した異物検出方法は、ベベル部ポリマーＢを既存の計測装置を用いて迅速に検出することができるので、汎用性が高く、ウエハＷの量産に適している。従って、ベベル部ポリマーＢが付着したままのウエハＷが次工程に流れて製品の歩留まり率が低下するという不都合を回避することができる。

氷の結晶は、ベベル部ポリマーＢの大きさ応じて成長段階に違いがあり、ベベル部ポリマーＢの粒径が大きいと氷の結晶の成長も大きくなるという特性があるので、生成した氷の結晶数、結晶の大きさ、高さを測定することによってベベル部ポリマーＢを測定することができる。このとき、氷の結晶の成長は、ウエハＷの材質によって左右されないので、酸化膜をはじめとする膜の有無、下地の種類等に関係なく表面粗さを検出することができる。

本実施の形態において、ベベル部ポリマーＢを核とする氷の結晶を成長させるための環境条件としては、例えばウエハＷの周辺端部の温度が−１５℃〜−３０℃、収容室３４内の２３℃（３００Ｋ）における相対湿度が１０％以下、１．５％以上であることが好ましく、より好ましくは、ウエハＷの周辺端部の温度が−２３℃〜−２８℃で、ウエハＷを取り巻く周辺の水蒸気圧が、ウエハＷの周辺端部にベベル部ポリマーＢの付着がなくても気相中の水分がウエハＷの周辺端部に凝縮する状態（以下、「ベベル部ポリマーの付着がない場合の飽和蒸気圧」という。）と、ウエハＷの周辺端部にベベル部ポリマーＢの付着がある場合に気相中の水分がベベル部ポリマーＢを核として凝縮する状態（以下、「ベベル部ポリマーがある場合の飽和蒸気圧」という。）との間の状態であることが好ましい。

図５は、基板温度が−２３℃以下−３０℃以上における、ベベル部ポリマーの付着がない場合の飽和蒸気圧曲線と、ベベル部ポリマーの付着がある場合の飽和蒸気圧曲線とを示す図である。図５において、蒸気圧曲線Ｐ１は、ベベル部ポリマーの付着がない場合の飽和蒸気圧曲線、蒸気圧曲線Ｐ２は、ベベル部ポリマーの付着がある場合の飽和蒸気圧曲線である。このように、蒸気圧曲線Ｐ１とＰ２の間の状態であれば、ウエハＷの周辺端部のベベル部ポリマーＢ以外の部分において水分の凝縮は進行せず、ウエハＷ周辺端部のベベル部ポリマーＢを核として氷の結晶が好適に成長し、例えばベベル部ポリマーＢを見掛け上、既存の計測装置の検出限界である４０ｎｍ以上に拡大して強調するので、既存の計測装置で十分検出可能となる。

本実施の形態において、ベベル部ポリマーＢを核として氷の結晶を成長させた後、氷の結晶を固定化する成分を散布して氷の結晶を固定化させることもできる。ベベル部ポリマーＢを核として形成された氷の結晶を固定化することによって、その後の周辺端部検査ステップが容易となり、例えば周辺端部検査装置１８の収容室４２又はウエハステージ４３における冷却部を省略することができる。

氷の結晶を固定化する成分としては、例えば気体状のシアノアクリレートが適用される。具体的には、以下の化学反応を利用する。

シアノアクリレートは水分と反応し、重合及び硬化してポリシアノアクリレートとなる。形成された固形物としてのポリシアノアクリレートは大気開放の際に蒸発することはない。すなわち、氷の結晶状の固形物がウエハＷの周辺端部に残留する。そして、この固形物はレーザ光４４を散乱するので、散乱光４６を大きくすることができる。従って、この固形物を検出することによってウエハＷのベベル部ポリマーＢを容易に検出することができる。

水分と反応して固形物を生成する気体は、シアノアクリレート系溶剤を気化したものである。なお、シアノアクリレート系溶剤とは、アルキルシアノアクリレート類、具体的にはメチルシアノアクリレート、エチルシアノアクリレート、オクチルシアノアクリレート、ブチルシアノアクリレート及びメトキシエチルシアノアクリレート等を主剤とし、ケトン類を希釈剤とした混合物である。

図６は、ベベル部ポリマーＢを核として形成された氷の結晶に気体状のシノアアクリレートを散布して氷の結晶を固定化する場合の概念図である。

図６において、冷却装置５５に載置されたウエハＷの周辺端部に付着したベベル部ポリマーＢを核とし、三次元的に成長した氷の結晶５３に対してシアノアクリレート５４が散布されている。これによって氷の結晶５３が固形化する(結晶固定化ステップ)。

氷の結晶は、冷却し続けると時間と共に成長し、冷却を停止して放置すると蒸発して消失するために、氷の結晶に基づいてベベル部ポリマーＢを検出するためには、ウエハＷの周辺端部の雰囲気管理が重要となるが、氷の結晶を固体化させた後、周辺端部検出ステップを実行することによって、煩雑な雰囲気管理を省略することができる。

本実施の形態において、ベベル部ポリマーＢを核として成長した氷の結晶を測定する装置として、レーザ光散乱法を適用した周辺端部検査装置を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば光学顕微鏡、電子顕微鏡等を用いることもできる。

上述した実施の形態では、基板処理システムが周辺端部処理装置と周辺端部検査装置とを備えていたが、周辺端部処理装置は基板処理システムから切り離されて配置されていてもよく、また、周辺端部検査装置も基板処理システムから切り離されて配置されていてもよい。さらには、切り離されている周辺端部検査装置が上述した周辺端部処理装置の構成要素を備えていてもよい。

なお、上述した実施の形態に係る基板処理システムにおいて表面が検査される基板は半導体デバイス用のウエハに限られず、ＬＣＤやＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。

また、本発明の目的は、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した各実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明に係る基板の周辺端部に付着した異物検出装置を備えた基板処理システムの概略構成を示す平面図である。 図１におけるＩ−Ｉ線に沿う断面図である。 図１におけるII−II線に沿う断面図である。 検査前の基板の周辺端部処理及び前処理工程後の周辺端部検査処理の工程図である。 基板温度が−２３℃以下−３０℃以上における、ベベル部ポリマーの付着がない場合の飽和蒸気圧曲線と、ベベル部ポリマーの付着がある場合の飽和蒸気圧曲線とを示す図である。 ベベル部ポリマーＢを核として形成された氷の結晶に気体状のシノアアクリレートを散布して氷の結晶を固定化する場合の概念図である。

符号の説明

１７ 周辺端部処理装置
１８ 周辺端部検査装置
１９ 搬送アーム機構
３４ 収容室
３５ ウエハステージ（載置台）
４２ 収容室
４３ ウエハステージ（載置台）
４５ レーザ光照射部
４７ 散乱光受光部（コリメータ）
４８ 光電変換部
５１ 水蒸気
５２ 凝縮水
５３ 氷の結晶
５５ 窒素ガス貯蔵タンク
５７ 加湿器
５８ 恒温槽
６０ ペルティエ素子

Claims (7)

1. 基板の周辺端部に付着した異物を検出する異物検出方法であって、
   前記基板を冷却して前記基板の周辺端部に付着した異物の周りに水分を凝縮させた後、凝縮した水分を氷らせて氷の結晶を成長させる冷却ステップと、
   前記氷の結晶によって強調された前記基板の周辺端部に付着した異物を検出する周辺端部検査ステップと、
   を有することを特徴とする基板の周辺端部に付着した異物検出方法。
2. 前記冷却ステップは、前記基板の周辺端部を−１５℃以下とし、前記基板の周辺端部を取り巻く雰囲気中の２３℃における相対湿度を１０％以下とするステップであることを特徴とする請求項１記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法。
3. 前記冷却ステップにおいて、前記水分を過冷却状態に維持し、前記基板の周辺端部を取り巻く雰囲気中の水蒸気圧を、前記基板の周辺端部に異物の付着がなくても気相中の水分が前記基板の周辺端部に凝縮する飽和蒸気圧以下であって、前記基板の周辺端部に異物の付着がある場合に気相中の水分が前記異物の周りに凝縮する飽和蒸気圧以上とすることを特徴とする請求項１記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法。
4. 前記氷の結晶は、気相成長することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法。
5. 前記周辺端部検査ステップの前に、前記氷の結晶に、水分子と反応して固化する成分を作用させて前記氷の結晶を固定化させる結晶固定化ステップを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板の周辺端部に付着した異物検出方法。
6. 基板の周辺端部に付着した異物を検出する異物検出装置であって、
   前記基板を収容する収容室を備え、前記基板の周辺端部に前処理を施す周辺端部処理装置と、
   前記前処理が施された前記基板の周辺端部を検査する周辺端部検査装置と、を有し、
   前記周辺端部処理装置は、前記基板の周辺端部を−１５℃〜−３０℃に冷却する冷却部と、
   前記収容室内の水蒸気圧を、前記基板の周辺端部に異物の付着がなくても気相中の水分が前記基板の周辺端部に凝縮する飽和蒸気圧以下であって、前記基板の周辺端部に異物の付着がある場合に気相中の水分が前記異物の周りに凝縮する飽和蒸気圧以上となるように調整する湿度調整部と、
   を有することを特徴とする基板の周辺端部に付着した異物検出装置。
7. 基板の周辺端部に付着した異物を検出する異物検出方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納するコンピュータで読み取り可能な記憶媒体において、
   前記基板の周辺端部に付着した異物を検出する異物検出方法は、
   前記基板を冷却して前記基板の周辺端部に付着した異物の周りに水分を凝縮させた後、凝縮した水分を氷らせて氷の結晶を成長させる冷却ステップと、
   前記氷の結晶によって強調された前記基板の周辺端部に付着した異物を検出する周辺端部検査ステップと、を有することを特徴とする記憶媒体。

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