JPH0273141A - レーザ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ検査装置に関し、特に、半導体ウェー
ハ等の被検査部材の異物欠陥検査に使用されるレーザ検
査装置に適用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体デバイスの製造プロセスには半導体ウェーハの異
物欠陥検査が組み込まれている。異物欠陥検査は薄膜の
堆積処理工程中、移載工程中等に半導体ウェーハの表面
に付着する異物を検査するようになっている。この異物
欠陥検査はレーザ検査装置を使用して行われている。

前記レーザ検査装置は主に検査部材搬送部及び検査光学
部で構成されている。検査部材搬送部は半導体ウェーハ
（被検査部材）を検査位置まで搬送しかつ検査位置で保
持するように構成されている。

検査光学部はレーザ発振器及びレーザ発振器で出力され
たレーザ光を検査位置に保持された半導体ウェーハの表
面に走査させる走査光学系を有している。前記検査部材
搬送部の検査位置の近傍には半導体ウェーハの表面に照
射されたレーザ光のの反射された散乱光を検出するフォ
トマルチプライヤが配置されている。検査光学部は検査
部材搬送部の上側に設けられている。つまり、レーザ検
査装置は、半導体ウェーハの表面にレーザ光を走査し、
レーザ光が異物を照射した時に生じる散乱光を検出し、
半導体ウェーハの表面に付着する異物の存在を検査する
ように構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

半導体デバイスの製造プロセスは通常清浄度の高い作業
環境下であるクリーンルーム内において行われており、
前記異物欠陥検査は同様にクリーンルーム内において行
われている。ところが、この種のレーザ検査装置は、レ
ーザ光の微小な散乱光を検出する原理上、装置外部の外
乱光を遮蔽する密閉構造で構成されている。つまり、レ
ーザ検査装置内には、クリーンルーム内で使用する清浄
空気を上側から下側に層流で流す所謂ダウンフロー式の
クリーンエアーを供給することができない。

レーザ検査装置は、検査光学部においてレーザ光を走査
するための駆動系、検査部材搬送部において半導体ウェ
ーハを搬送する駆動系が内蔵させている。これらの駆動
系は、モータ、アクチエータ等に存在する塵埃や各部品
の摩擦で発生する塵埃等、発塵の発生源となっている。

このため、レーザ検査装置の内部の空気の清浄度が低下
するので、レーザ検査装置の検査精度が低下するという
問題点があった。

また、半導体デバイスは高集積化で各素子が微細化の傾
向にあり、半導体ウェーハの異物欠陥検査の基準値が厳
しくなりつつある。このため、前述のような検査精度の
低いレーザ検査装置は今後の異物欠陥検査に対応するこ
とが建しいという問題点があった。

一方、検査光学部の近傍に小型の排風ファンを備えたレ
ーザ検査装置が開発されているが、排風ファンの近傍の
塵埃が排出されるだけで、根本的な塵埃の除去にはなら
ない。また、この種のレーザ検査装置は、排風ファンの
メンテナンスが必要で、長期間の使用には適さない。

本発明の目的は、レーザ検査装置の検査精度を向上する
ことが可能な技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記レーザ検査装置の内部に存在
する塵埃や内部から発生する塵埃を排気し、前記目的を
達成することが可能な技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は１本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

レーザ検査装置において、検査光学部の上側に。

この検査光学部及び検査部材搬送部に清浄空気を層流で
供給する空気層流供給機構を設け、検査部材搬送部の下
側に、前記空気層流供給機構から検査光学部、検査部材
搬送部の夫々を通過した空気を外部に排気する空気排気
機構を設ける。

〔作　　用〕

上述した手段によれば、前記検査光学部、検査部材搬送
部の夫々に存在する塵埃や駆動系で発生する塵埃を舞い
上がらせることなく外部に排気することができるので、
検査光学部、検査部材搬送部の夫々の清浄度を向上する
ことができる。この結果、レーザ検査装置の検査精度を
向上することができる。

以下、本発明の構成について、半導体ウェーハの異物欠
陥検査に使用されるレーザ検査装置に本発明を適用した
一実施例とともに説明する。

なお、実施例を説明するための企図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

〔実施例〕

本発明の一実施例であるレーザ検査装置の概略構成を第
３図（斜視図）で示す。

第３図に示すように、レーザ検査装置は、装置本体１に
クリーンユニット１０が配置されている。

クリーンユニット１０は後に詳述するが半導体ウェーハ
（被検査部材）の異物欠陥検査を行う部分である。

前記装置本体１のクリーンユニット１０の左側の近傍に
は供給用カセット２０及び取出用カセット２０が着脱自
在にセットされている。供給用カセット２０は異物欠陥
検査を行うためにクリーンユニット１０内に供給する半
導体ウェーハを複数枚配列している。取出用カセット２
０は異物欠陥検査が終了してクリーンユニット１０内か
ら取り出された半導体ウェーハを複数枚収納することが
できる。

装置本体１のクリーンユニット１０の手前側の近傍には
操作パネル２が配置されている。操作パネル２はレーザ
検査装置の制御を行うように構成されている。

また、クリーンユニット１０の右側の近傍には表示装置
３．プリンタ装置４の夫々が配置されている。表示装置
３は、例えば半導体ウェーハの表面に付着する異物の数
等、検査結果を表示するように構成されている。プリン
タ装置４は前記検査結果を用紙に出力するように構成さ
れている。

レーザ検査装置のクリーンユニット１０は第１図（部分
断面構成図）及び第２図（要部拡大構成図）に示すよう
に、主に検査光学部１１、検査部材搬送部１２、空気層
流供給機構１３、制御部及び空気排気機構１４で構成さ
れている。

前記検査光学部１１は、第２図に示すように、レーザ発
振器１１Ａ及び走査光学系で構成されている。

レーザ発振器１１Ａは例えばＨｅ　−Ｎ　ｅガスレーザ
を使用している。走査光学系は、ポリゴンミラー１１Ｃ
１光学レンズ１１Ｆ、ＩＩＪ、反射鏡１１Ｇ、ＩＩＩ。

１１に、フォトマルチプライヤＩＮ（で構成されている
。ポリゴンミラー１１Ｃは、回転軸受１１Ｅで回転自在
に支持される回転軸１１Ｄを介在させて図示しない駆動
源（例えばモータ）に連結されている。ポリゴンミラー
１１Ｃは、駆動源により常時所定方向に高速回転し、レ
ーザ発振器１１Ａから出力されるレーザ光１１Ｂを半導
体ウェーハ（２１）の表面上で走査させるように構成さ
れている。フォトマルチプライヤＩＩＨは、レーザ発振
器１１Ａで出力されるし一ザ光１１Ｂを半導体ウェーハ
（２１）の表面（鏡面化処理が施されている）に走査し
た際、異物が存在するとレーザ光１１Ｂの反射光が散乱
するので、この散乱光を検出するように構成されている
。つまり、フォトマルチプライヤＩＩＨは半導体ウェー
ハの表面に付着する異物の存在を検出できるよう構成さ
れている。

前記検査部材搬送部１２はレーザ光１１Ｂを下側に照射
しているので前記検査光学部１１の下側に位置している
。検査部材搬送部１２は、第２図に示すように、主に、
プリアライメント部１２Ａ、移載ハンドラ１２Ｄ、検出
ステージ１２Ｆで構成されている。

前記プリアライメント部１２Ａは回転軸受１２Ｃで回転
自在に支持された回転軸１２Ｂを介在させて図示しない
駆動源（例えばモータ）に連結されている。

プリアライメント部１２Ａは、前記供給用カセット２０
から順次供給された半導体ウェーハ２１を載置し、駆動
源によりオリエンテーションフラットの位置を調整し、
異物欠陥検査時の半導体ウェーハ２１の検査方向を設定
するように構成されている。

移載ハンドラ１２Ｄは駆動源（例えばモータ）１２Ｅに
連結されている。移載ハンドラ１２Ｄは、プリアライメ
ント部１２Ａで検査方向が設定された半導体ウェーハ２
１を検査ステージ１２Ｆに搬送するように構成されてい
る。また、移載ハンドラ１２Ｄは、異物欠陥検査が終了
した半導体ウェーハ２１を検査ステージ１２Ｆから順次
取出用カセット２０に収納するように構成されている。

検査ステージ１２Ｆは、前記移載ハンドラ１２０で搬送
された半導体ウェーハ２１を載置し保持し、この半導体
ウェーハ２１の表面にレーザ光１１Ｂを走査させるよう
に構成されている。検査ステージ１２Ｆはステージ駆動
系１２Ｉによって、所定方向に回転し、上下方向に移動
し、かつ前後左右に移動するように構成されている。検
査ステージ１２Ｆの回転動作は、回転軸受１２Ｈで回転
自在に支持された回転軸１２Ｇに連結された図示しない
駆動源（例えばモータ）によって行われている。

前記空気層流供給機構１３は、第１図に示すように、検
査光学部１１の上側に配置されている。空気層流供給機
構１３は、主に分岐管１３Ａ及びその下側に配置された
パンチングメタル板１３Ｂで構成されている。

分岐管１３Ａは、クリーンユニット１０の外部に配置さ
れた空気供給管１５、制御バルブ１６及びフィルタ１７
を介在させて清浄空気Ａｉｎが流入するように構成され
ている。制御バルブ１６は清浄空気Ａｉｎの量を調整す
るように構成されている。フィルタ１７は清浄空気Ａｉ
ｎの塵埃例えば０．１［μｍ１以上のサイズの塵埃をカ
ットするように構成されている。

分岐管１３Ａはクリーンユニット１０の上側の略全域に
配管されており、清浄空気を均一に噴出するように構成
されている。分岐管１３Ａは例えば清浄されたステンレ
ス鋼で形成された中空パイプで構成されている。

前記パンチングメタル板１３Ｂは、規則的に複数の細孔
が配列され、前記分岐管１３Ａから噴出される清浄空気
を層流化し、検査光学部１１及び検査部材搬送部１２に
向ってダウンフローの清浄空気を供給するように構成さ
れている。パンチングメタル板１３Ｂはこれに限定され
ないが板厚方向に複数枚重ね合せて配置されている。パ
ンチングメタル板１３Ｂは例えば清浄されたステンレス
鋼板で形成されている。

前記検査部材搬送部１２の下側には制御部１４及び空気
排気機構１４が配置されている。制御部１４は、クリー
ンユニット１０の種々の駆動系の電源やその駆動系の動
作制御を行うように構成されている。

空気排気機構１４は、検査光学部１１及び検査部材搬送
部１２を通過した前記空気層流供給機構１３からのダウ
ンフローの清浄空気を排気空気Ａｏｕｔとして外部排気
管１８に排気するように構成されている。

このように構成されるレーザ検査装置は、明細書の末尾
に記載した第１表に示すように、従来のレーザ検査装置
に比べて内部の清浄度を向上することができる。第１表
に示す清浄度は、ダストモニタで測定した結果であり、
塵埃の個数で表されている。また、この時の測定条件は
測定風量１５０［ｎＦ、！ｌ埃の検査下限サイズが０．
１７［μｍｌである。

このように、レーザ検査装置において、検査光学部１１
の上側に、この検査光学部１１及び検査部材搬送部１２
に清浄空気を層流で供給する空気層流供給機構１３を設
け、検査部材搬送部１２の下側に、前記空気層流供給機
構１３から検査光学部１１、検査部材搬送部１２の夫々
を通過した空気を外部に排気する空気排気機構１４を設
ける。この構成により、前記検査光学部１１、検査部材
搬送部１２の夫々に存在する塵埃や駆動系で発生する塵
埃を舞い上がらせることなく外部に排気することができ
るので、検査光学部１１．検査部材搬送部１２の夫々の
清浄度を向上することができる。前記駆動系は、ポリゴ
ンミラー１１Ｃ、プリアライメント部１２Ａ、移載ハン
ドラ１２Ｄ、検査ステージ１２Ｆの夫々に連結された駆
動源や１両者間を連結する回転軸１１Ｄ、１２Ｂ。

１２Ｇ、［ｉ転軸量１１Ｅ、１２Ｃ，１２Ｈ等である。

前述のレーザ検査装置の内部の清浄度の向上はレーザ検
査装置の検査精度を向上できる。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが５本発明は。

前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

例えば、本発明は、絶縁基板、ガラス基板等の被検査部
材の異物欠陥検査に使用されるレーザ検査装置に適用し
てもよい。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

レーザ検査装置の検査精度を向上することができる。

以下、余白 【第 表１

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の一実施例であるレーザ検査装置のク
リーンユニットの部分断面構成図、第２図は、前記クリ
ーンユニットの要部拡大構成図、 第３図は、前記レーザ検査装置の概略構成を示す斜視図
である。 図中、１１・・・検査光学部、ＩＩＡ・・・レーザ発振
器、１２・・・検査部材撮送部、１２Ｆ・・・検査ステ
ージ、１３・・・空気層流供給機構、１３Ａ・・・分岐
管、１３Ｂ・・・パンチングメタル板、１４・・・空気
排気機構である。 第２図 一一−ニーー 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ発振器及びそのレーザ光を走査する光学系を
   有する検査光学部の下側に、前記レーザ光を走査する位
   置に被検査部材を搬送しかつ保持する検査部材搬送部が
   構成されたレーザ検査装置において、前記検査光学部の
   上側に、この検査光学部及び検査部材搬送部に清浄空気
   を層流で供給する空気層流供給機構を設け、前記検査部
   材搬送部の下側に、前記空気層流供給機構から検査光学
   部、検査部材搬送部の夫々を通過した空気を外部に排気
   する空気排気機構を設けたことを特徴とするレーザ検査
   装置。 ２、前記空気層流供給機構は、フィルタを通過した清浄
   空気を装置内部に均一に供給する分岐管、この分岐管か
   ら供給された清浄空気を層流化する複数の細孔が形成さ
   れたパンチングメタル板の夫々を有していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のレーザ検査装置。