JP5581713B2 - ウェーハ表面測定装置 - Google Patents
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Description
本発明のウェーハ表面測定装置は、口径300mm、あるいは口径450mmの大口径ウェーハの表面にレーザービームを照射してウェーハ表面の測定を行うウェーハ表面測定装置であって、
前記ウェーハの外周エッジを支持することで前記ウェーハの裏面とステージ面とを非接触にして該ウェーハを載置する測定ステージと、
前記ウェーハを前記測定ステージ上方に移動させるとともに該上方から前記ウェーハを前記測定ステージに載置させるウェーハ搬送手段と、
前記測定ステージを回転させる回転駆動部と、
前記ステージ面の中央に形成されて前記測定ステージに載置された前記ウェーハの裏面に向かってガスを供給する噴出孔とを備え、
前記ウェーハ搬送手段が、前記ウェーハの表面を非接触で吸引保持して、該ウェーハを上方に凸状に撓ませるチャックを備えるとともに、
前記チャックが、主面が水平方向に位置する前記ウェーハ中央部を上側から吸引することで自重により周縁部が撓んで下がった状態で前記ウェーハを支持するようにウェーハの半径の2分の1となるウェーハ中央領域内に配設され、
前記ウェーハ搬送手段によって前記ウェーハが前記測定ステージに載置される際に、前記チャックによる保持を解除する時に、該チャックによる保持状態に比べて前記ウェーハの自重で周縁部に対して高さ位置が下がるウェーハ中央部をガス圧力によって上方に押圧するように前記噴出孔よりガスが供給される。
エアーフィルタを通ったクリーンガスの清浄度は測定装置による測定に影響を及ぼさない範囲の清浄度を有しており、例えば、測定ステージにおける雰囲気ガスの清浄度と同程度に設定される。測定ステージの中央付近から噴出されるガスと同じ供給源から供給されたガスを、ベルヌーイチャックの圧力ガスとして使用してもよい。
ステージ本体21の上面には平坦状をなす円形のステージ面22が形成されており、該ステージ面22の外周部には、ステージ本体21の径方向外側に向かうに従って上方に傾斜するテーパ支持面23が形成されている。
これによって、ウェーハWの裏面とステージ面22とが非接触状態となるようにウェーハWがステージ本体21に載置される。
さらに、ステージ面22の中央には、軸線Oに沿った噴出孔26が形成されている。この噴出孔26は、ガス供給装置27から供給されるガスを上方に向かって供給するものである。ガスの圧力はガス供給装置27によって適宜調整可能である。
アーム32は、基端部が可動支柱31の上部先端に回動可能に取り付けられて水平方向に延びる第1アーム32aと、該第1アーム32aの先端に回動可能に接続されて同じく水平方向に延びる第2アーム32bとから構成されている。これら第1アーム32a及び第2アーム32bそれぞれの回動量が制御されることによって、アーム32は可動支柱31上方を自由に旋回できる。
このベルヌーイチャック40は有底円筒状をなしており、下方を向く端面であるチャック面40aの中央には下方に向けて開口する凹部41が形成されている。該凹部41の内周壁面41aと外周円筒面42とを連通する流体導入路43が形成されており、該流体導入路43の外周円筒面42側には流体配管44が接続されている。さらに、この流体配管44は、圧力ガス供給源(図示省略)に接続されている。これによって、圧力ガス供給源から供給される圧力ガスは、流体配管44、流体導入路43内を流通して凹部41内に吹き込まれる。
この点、本実施形態のウェーハ表面測定装置100においては、上記のようにウェーハWが上方に向かって凸状に撓むため、ウェーハWの載置動作の際には、必ずウェーハWの外周エッジが最初にテーパ支持面23に接触する。したがって、ウェーハWを載置する際にウェーハWの裏面がステージ面22に接触するのを防止することができる。
この際、それまでベルヌーイチャック40により上方に凸状に撓まされていたウェーハWが、復元力及び自重によってその中央部が下方に偏り、何ら対策を施さなければ、ウェーハWの中央部が下方に向かって変位してステージ面22に接触する事態を招く。この点、本実施形態においては、ウェーハWの測定時に比べてウェーハW載置時に噴出孔26から供給されるガスの圧力が大きくなるように制御されていることから、ウェーハWの裏面中央部を上方に向かって強く押圧することができる。これにより、ベルヌーイチャック40によるウェーハWの吸引保持が解除された際にウェーハWの裏面がステージ面に接触するのを確実に防止して、図8に示すようにウェーハWを水平に支持することができる。
噴出孔26からのガスの供給が維持された状態で、回転駆動部16によってステージ本体21が回転し(ステップS8)、該ステージ本体21上に載置されたウェーハWは表面にレーザービームを照射され、その散乱光を検出することでパーティクル及び欠陥の検出が行われる(ステップS9)。
図10に示すウェーハ搬送装置30Bは、正六角形の各角部に配置された6つのベルヌーイチャック40を備えており、上記同様、これらのベルヌーイチャック40の中心がウェーハWの中央付近に位置するようにウェーハWを吸引保持するように構成されている。
これらの複数のベルヌーイチャック40は例えば、ウェーハWの半径の2分の1の領域内に配設されており、これにより、複数のベルヌーイチャック40は、ウェーハWを吸引保持した際に、ウェーハWを上に凸状に撓ませることができる。
このような回転位置調整手段60及びノッチセンサ70は、単一のベルヌーイチャック40を備えたウェーハ搬送装置30に設けられていてもよい。
このウェーハ取出装置80のアーム82がカセット90内に入り込んでウェーハWを取り出した後、ウェーハ搬送装置30のベルヌーイチャック40がウェーハWを吸引保持する。これによって、ウェーハ搬送装置30のアーム32及びベルヌーイチャック40がカセット90内に入り込むことができない場合であっても、ウェーハWを測定ステージ20に搬送することが可能となる。
21 ステージ本体
22 ステージ面
23 テーパ支持面
24 突起
26 噴出孔
27 ガス供給装置
30 ウェーハ搬送装置(ウェーハ搬送手段)
30A ウェーハ搬送装置(ウェーハ搬送手段)
30B ウェーハ搬送装置(ウェーハ搬送手段)
30C ウェーハ搬送装置(ウェーハ搬送手段)
36 カバー
37 ガス供給手段
40 ベルヌーイチャック
40a チャック面
41 凹部
41a 内周壁面
42 外周円筒面
43 流体導入路
44 流体配管
60 回転位置調整手段
61 ローラ
70 ノッチセンサ
80 ウェーハ取出装置(ウェーハ取出手段)
100 ウェーハ測定装置
Claims (9)
- 口径300mm、あるいは口径450mmの大口径ウェーハの表面にレーザービームを照射してウェーハ表面の測定を行うウェーハ表面測定装置であって、
前記ウェーハの外周エッジを支持することで前記ウェーハの裏面とステージ面とを非接触にして該ウェーハを載置する測定ステージと、
前記ウェーハを前記測定ステージ上方に移動させるとともに該上方から前記ウェーハを前記測定ステージに載置させるウェーハ搬送手段と、
前記測定ステージを回転させる回転駆動部と、
前記ステージ面の中央に形成されて前記測定ステージに載置された前記ウェーハの裏面に向かってガスを供給する噴出孔とを備え、
前記ウェーハ搬送手段が、前記ウェーハの表面を非接触で吸引保持して、該ウェーハを上方に凸状に撓ませるチャックを備えるとともに、
前記チャックが、主面が水平方向に位置する前記ウェーハ中央部を上側から吸引することで自重により周縁部が撓んで下がった状態で前記ウェーハを支持するようにウェーハの半径の2分の1となるウェーハ中央領域内に配設され、
前記ウェーハ搬送手段によって前記ウェーハが前記測定ステージに載置される際に、前記チャックによる保持を解除する時に、該チャックによる保持状態に比べて前記ウェーハの自重で周縁部に対して高さ位置が下がるウェーハ中央部をガス圧力によって上方に押圧するように前記噴出孔よりガスが供給されるウェーハ表面測定装置。 - 前記ウェーハが前記測定ステージに載置される際に前記噴出孔から供給されるガスの圧力が、前記ウェーハの測定時に前記噴出孔から供給されるガスの圧力に比べて大きく設定されている請求項1に記載のウェーハ表面測定装置。
- 前記ウェーハ搬送手段が、
前記ウェーハの回転位置を変位させる回転位置調整手段と、
前記ウェーハのノッチの位置を検出するノッチセンサとを有する請求項1に記載のウェーハ表面測定装置。 - 前記チャックが静電チャックである請求項1に記載のウェーハ表面測定装置。
- 前記チャックがベルヌーイチャックである請求項1に記載のウェーハ表面測定装置。
- 前記ベルヌーイチャックに供給される圧力ガスが、エアーフィルタを通った清浄度を有するクリーンガスである請求項5に記載のウェーハ表面測定装置。
- 前記ウェーハ搬送手段が、ウェーハ主面が水平位置となるように上側から保持した際に、平面視して前記ウェーハの表面全域を覆うことができるようなウェーハよりも大きな径寸法を有し、ウェーハとほぼ平行に対向状態として設けられたカバーを有する請求項1に記載のウェーハ表面測定装置。
- 前記ウェーハ搬送手段が、ガスを供給することで前記カバーと前記ウェーハ表面との間への外気の侵入を妨げるガス供給手段を有する請求項7に記載のウェーハ表面測定装置。
- 前記ウェーハが複数収納されたカセットから前記ウェーハを取り出すウェーハ取出手段をさらに有し、
該ウェーハ取出手段が前記カセットから取り出した前記ウェーハを、前記ウェーハ搬送手段が吸引保持して搬送する請求項1に記載のウェーハ表面測定装置。
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