WO2020095594A1 - 検査装置 - Google Patents

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WO2020095594A1
WO2020095594A1 PCT/JP2019/039433 JP2019039433W WO2020095594A1 WO 2020095594 A1 WO2020095594 A1 WO 2020095594A1 JP 2019039433 W JP2019039433 W JP 2019039433W WO 2020095594 A1 WO2020095594 A1 WO 2020095594A1
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WO
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stage
inspection
flow
airflow
substrate
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PCT/JP2019/039433
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French (fr)
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良広 佐藤
増田　俊夫
均 松野
慧 芝山
修 吉村
雄一郎 飯島
Original Assignee
株式会社日立ハイテク
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15—Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
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    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15—Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • G01N2021/151—Gas blown

Definitions

  • the present invention relates to an inspection device for inspecting a board.
  • the presence of foreign matter on the substrate causes defects such as poor wiring insulation and short circuits.
  • These foreign substances are generated in various states such as those generated from moving parts such as a transport device, those generated from the human body, those generated by reaction in the processing device by process gas, those containing chemicals and materials, etc. It is mixed.
  • the manufacturing process of the magnetic disk or the liquid crystal display element and the adhesion of the generated foreign matter to the substrate (the magnetic disk or the liquid crystal display element) causes a defect.
  • a surface inspection device is used to detect and manage foreign substances on the substrate surface, so that the dust generation status of each manufacturing device and the cleanliness of each process are monitored and controlled to reduce product quality deterioration. We are trying to control yield loss.
  • the generation of foreign matter from the movable part or the like is not absent, and the foreign matter may be attached to the substrate to be inspected (substrate to be inspected) as in the other steps.
  • Patent Document 1 describes a surface inspection device for inspecting the surface state of a substrate. This document "provides a surface inspection apparatus and a calibration method therefor capable of easily calibrating the detection sensitivity.
  • the wafer in the detection unit 14 is detected by the FFU 3 1 clean air is supplied to the periphery of the wafer chuck 7, and the air in the detection unit 14 is exhausted through an exhaust port provided below the wafer chuck 7, so that the rotation mechanism 4 provided below the wafer chuck 7 causes the wafer chuck 7 and When the wafer 1 rotates at high speed, the turbulent flow generated around the wafer 1 is made laminar. ] Technology is described (see summary).
  • Patent Document 2 in order to clean the inside of the device, a plurality of fans called a fan filter unit for supplying clean air and exhaust units are arranged, and the flow rate of each fan is controlled to suppress the turbulence of the air flow inside the device.
  • a fan filter unit for supplying clean air and exhaust units
  • the flow rate of each fan is controlled to suppress the turbulence of the air flow inside the device.
  • members such as an air flow guide 212 (FIG. 2 of the same document) and a louver 412 (FIG. 6 of the same document) guide the air flow around the wafer to the exhaust port and suppress the occurrence of turbulence. I am trying.
  • most of the suction force that guides the airflow to the exhaust port depends on the exhaust fan unit 11. Therefore, in the document, there is a possibility that the air flow around the wafer is pushed back by the air flow supplied from the FFU 9 and returns onto the wafer. This increases the possibility that the wafer will be contaminated by foreign matter.
  • Patent Document 2 the rotational airflow generated by the rotation of a stage on which a wafer is mounted in the inspection apparatus at about several thousand rpm is faster than the airflow supplied from the fan filter unit disclosed in Patent Document 1. Is high and tends to become the dominant flow in the inspection department. Therefore, only the method disclosed in Patent Document 1 cannot completely eliminate the winding of foreign matter and the turbulence of the air flow due to the rotating air flow.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in an inspection apparatus that supplies clean air to an inspection chamber, it is possible to reliably direct a clean air flow around the substrate to the lower side of the substrate. With the goal.
  • An inspection apparatus covers a part of an upper surface of a stage on which a substrate is placed so as to overlap with an outer peripheral portion, guides an air stream from a gas supply unit downward from the outer peripheral portion of the stage, and further supplies the gas supply unit. And a rectifying plate that is disposed between the stage and the stage and blocks an air flow toward the substrate.
  • the clean air supplied to the inspection chamber can be reliably directed to the lower side of the substrate around the substrate. As a result, it is possible to suppress the possibility that the air flow is returned onto the substrate and the substrate is contaminated due to adhesion of foreign matter.
  • FIG. 3 is a schematic top view showing the components of the inspection device 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective side view showing an internal configuration of the examination room 100. It is a figure explaining arrangement
  • FIG. 6 is a schematic top view illustrating the arrangement of the current plate 140.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an airflow around the flow straightening plate 140.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an airflow around the flow straightening plate 140.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an airflow around the flow straightening plate 140.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an airflow around the flow straightening plate 140.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an airflow around the flow straightening plate 140.
  • a configuration example in which the angle formed by the first portion 141 and the second portion 142 is a right angle is shown.
  • a configuration example in which the angle formed by the first portion 141 and the second portion 142 is a right angle is shown.
  • a configuration example in which the angle formed by the first portion 141 and the second portion 142 is an acute angle is shown.
  • a configuration example in which the angle formed by the first portion 141 and the second portion 142 is an acute angle is shown.
  • a configuration example in which the distance between the first portion 141 and the upper surface of the stage 120 is wider than in FIG. 4A is shown.
  • FIG. 7 shows a velocity distribution of an air flow near the stage 120.
  • a configuration example in which the overlap between the first portion 141 and the stage 120 is longer than that in FIG. 4 is shown.
  • 7 shows an example of the configuration of the current plate 140 according to the second embodiment.
  • the structural example of the current plate 140 in Embodiment 3 is shown.
  • As the configuration of the fourth embodiment an example in which the current plate 140 has a circular opening is shown.
  • the configuration of the fourth embodiment an example in which the current plate 140 has a circular opening is shown.
  • an example in which the current plate 140 has a circular opening is shown.
  • an example in which the current plate 140 has a circular opening is shown.
  • an example in which the current plate 140 has a circular opening is shown.
  • FIG. 1 is a schematic top view showing components of an inspection device 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the semiconductor wafer 20 is introduced into the inspection device 10 by the handling mechanism 300, and the semiconductor wafer 20 is aligned by the pre-aligner 310.
  • the semiconductor wafer 20 is then transferred to the inspection room 100.
  • the inspection room 100 receives the semiconductor wafer 20 at the receiving position (Transfer Position: TP), moves to the inspection position (Measurement Position: MP), and starts the inspection of the semiconductor wafer 20.
  • the semiconductor wafer 20 is inspected by translational movement while rotating from the MP position toward the TP position, and after completion of the inspection, it is delivered to the handling mechanism 300 at the TP position and collected in the cartridge 200.
  • the gas supply device 110 supplies a clean airflow into the examination room 100.
  • FIG. 2 is a perspective side view showing the internal configuration of the examination room 100.
  • FIG. 2 shows the semiconductor wafer 20 in the inspection position MP.
  • the semiconductor wafer 20 is placed on the stage 120.
  • the stage 120 can translate the semiconductor wafer 20 between the receiving position TP and the inspection position MP by the stage mechanism 121, and rotate the semiconductor wafer 20 below the optical inspection unit 130.
  • the optical inspection unit 130 inspects the surface state of the semiconductor wafer 20. With this configuration, the entire surface of the semiconductor wafer 20 is inspected by the stage 120 moving in translation while rotating from the MP position toward the TP position.
  • a clean airflow is supplied from the side of the inspection room 100 (side of the stage 120) by the gas supply device 110.
  • the gas supply device 110 can be configured by, for example, a fan filter unit (FFU).
  • the FFU sucks outside air from the wall to which it is attached, cleans it, and converts it into parallel airflow.
  • the gas supply device 110 supplies the parallel air stream of the clean air to the inspection room 100.
  • FFU fan filter unit
  • a rectifying plate 140 is arranged between the stage 120 and a supply port through which the gas supply device 110 supplies an air flow.
  • the current plate 140 guides a part of the air flow supplied by the gas supply device 110 above the stage 120 and blocks the space between the supply port of the gas supply device 110 and the stage 120, so that the air flow is generated. It is placed in a position that does not directly hit.
  • a swirling flow having a high flow velocity is discharged from the outer peripheral portion of the stage 120.
  • the straightening vane 140 has a role of guiding the airflow guided above the stage 120 to the lower side of the stage 120 through the gap between the straightening vane 140 and the outer circumference of the stage 120 by the action of the swirling flow from the outer circumferential portion of the stage 120. Further, the airflow guided to the inside of the rectifying plate 140 is guided to below the examination room 100. A narrow gap 122 is provided between the straightening vane 140 and the stage mechanism 121, and the space inside the straightening vane 140 becomes a negative pressure due to the Venturi effect, so that the airflow emitted from the swirling flow is efficiently generated in the inspection room 100. Guided down.
  • the current plate 140 guides a part of the air flow supplied by the gas supply device 110 to the lower side of the examination room.
  • the airflow guided below the inspection chamber and further below the stage mechanism 121 is discharged to the outside of the inspection chamber 100 through an exhaust port 150 arranged below the inspection chamber 100.
  • the current plate 140 may be arranged on the opposite side of the gas supply device 110 when viewed from the stage 120.
  • the airflow that has passed from the gas supply device 110 to the optical inspection unit 130 passes through the upper side of the current plate and is discharged to the outside of the inspection chamber 100.
  • the airflow guided from the opening of the straightening vane 140 through the gap between the straightening vane 140 and the outer periphery of the stage 120 to the lower side of the stage 120 (the side opposite to the gas supply device 110) passes through the lower side of the straightening vane and the inspection chamber 100. Is discharged out of the room.
  • FIG. 3AB is a diagram for explaining the arrangement of the current plate 140.
  • FIG. 3A is a side view in which the periphery of the stage 120 in FIG. 2 is enlarged.
  • FIG. 3B is a top view of the current plate 140 as viewed from above.
  • the current plate 140 includes a first portion 141, a second portion 142, and a third portion 143 having a curvature connecting the first portion 141 and the second portion 142.
  • the first portion 141 is arranged with an upper surface of the stage 120 and a gap 141G.
  • the first portion 141 has a circular opening portion 141P which is concentric with the stage 120 at the MP position, and when projected from above, a portion of the upper surface of the stage 120 and the first portion 141 are opened at a position where they overlap in the outer peripheral portion.
  • the part 141P is arranged. Further, it is desirable that it partially overlaps with the upper surface of the semiconductor wafer 20 or is almost equal thereto.
  • the second portion 142 guides the airflow from the gas supply device 110 to the first portion 141 and further above the stage 120, and blocks the space between the supply port of the gas supply device 110 and the stage 120, so that the airflow is increased. It is arranged at a position where it does not directly contact the semiconductor wafer 20.
  • the third part 143 is a part that connects the first part 141 and the second part 142 with a continuous curve, and the magnitude of the curvature is determined by the spatial distance between the second part 142 and the gas supply device 110.
  • Voids are provided between the first portion 141 and the upper surface of the stage 120, and between the second portion 142 and the side end portion of the stage 120, respectively.
  • the angle formed by the first part 141 and the second part 142 is an obtuse angle of 90 ° or more. Details of these voids and angles will be described later.
  • FIGS. 4A to 4D are diagrams for explaining the airflow around the flow straightening plate 140
  • FIG. 4B is a side view for explaining the flow of air over the semiconductor wafer 20 without the flow straightening plate 140
  • FIG. 4C is a view showing the flow straightening plate 140 and the semiconductor wafer 20
  • 4D is a side view showing the airflow over the semiconductor wafer 20 when the edges do not overlap
  • FIG. 4D is a side view showing the airflow over the semiconductor wafer 20 when the edges of the rectifying plate 140 and the semiconductor wafer 20 coincide with each other.
  • some symbols and members are omitted.
  • the horizontal airflow supplied by the gas supply device 110 is guided above the stage 120 and the semiconductor wafer 20 by the continuous curved shape from the second portion 142 to the first portion 141 through the third portion 143. ..
  • the airflow from the upper and lower surfaces of the stage is transported to the outer circumference of the stage 120, and a swirling flow is generated on the outer circumference. Due to this swirling flow, the airflow guided above the stage 120 and the semiconductor wafer 20 is drawn in, and the airflow is expelled toward the outer peripheral direction by the swirling inertial force. Since this air flow may contain dust generated from the mechanism of the stage 120, etc., it is necessary to surely guide it below the stage 120 without circulating it above the semiconductor wafer 20.
  • the opening 141P is arranged so that the first portion 141 of the rectifying plate has a gap with the upper surface of the stage 120 and overlaps a part of the stage 120 at the outer peripheral portion.
  • a negative pressure region 144 having a lower pressure than the surroundings is generated in the space between the outer peripheral portion of the stage 120 and the first portion 141.
  • This negative pressure is generated according to the Bernoulli's principle because the airflow velocity becomes faster than the surroundings due to the rotation of the stage 120 in the space between the first portion 141 of the rectifying plate and the upper surface of the stage 120.
  • the airflow reaching above the stage 120 and the semiconductor wafer 20 is drawn into the gap between the first portion 141 and the upper surface of the stage 120, and is further urged by the turning inertial force in the outer peripheral direction. Thrown into.
  • This airflow is further smoothly guided to the second portion 142 direction below the third portion 143 of the current plate, and further to the gap between the second portion 142 and the side end portion of the stage 120.
  • the airflow is guided below the stage 120 without forming a stagnation point. Since the horizontal airflow supplied by the gas supply device 110 is blocked by the second portion 142, it is unlikely that the airflow guided below the stage 120 is rewound above the semiconductor wafer 20.
  • a swirling flow is also generated on the lower surface of the stage 120, and an air flow due to the swirling inertial force toward the outer periphery is generated.
  • This airflow is directed to the second portion 142 like the airflow on the upper surface of the semiconductor wafer 20, but since this portion has an inclined shape that guides the airflow downward, the airflow from the lower surface of the stage 120 is the same as the airflow from the upper surface of the stage 120. It is guided below the stage 120 without obstructing the flow.
  • foreign matter such as dust may be generated due to the mechanism portion or the like of the stage 120, the air flow from the stage 120 is guided to the lower side of the stage 120 without circulating above the semiconductor wafer 20, and is guided from the exhaust port 150. Since the inspection device 10 is discharged, the stability and reliability of the inspection device 10 against foreign matter adhesion and contamination can be improved.
  • the opening 141P provided in the first portion 141 of the straightening vane is large,
  • the airflow emitted from the outer peripheral portion of the stage 120 is not generated because the negative pressure region 144 as shown in FIG.
  • the outer peripheral portion collides with the airflow from the gas supply device 110 and is rapidly decelerated, drifts around the outer peripheral portion, and then returns to the surface of the semiconductor wafer.
  • a rectifying plate that guides the flow of a swirl flow generated by the rotation of the stage 120 is installed, and the first part 141 of the rectifying plate has an opening so that the first part 141 overlaps the outer peripheral part of the stage 120.
  • the airflow above the stage 120 is drawn in by the negative pressure region 144 and is released in the outer peripheral direction. From this, it is understood that it is important to dispose the rectifying plate that guides the flow of the swirling flow generated by the rotation of the stage 120 so as to generate the negative pressure region 144.
  • the second portion 142 on the upstream side is configured with an obtuse angle shape larger than 90 ° with respect to the parallel airflow from the gas supply device 110, and the second portion 142 and the downstream side are configured.
  • the third portion 143 is provided between the first portion 141 and the third portion 143, and the third portion 143 is configured to be connected by a continuous curve (for example, an arc shape). The effect of this shape is explained by FIGS. 5A and 5B.
  • FIG. 5AB shows a configuration example in which the angle formed by the first portion 141 and the second portion 142 is a right angle as a comparative example.
  • the third portion 143 is not provided, and the first portion 141 and the second portion 142 are directly connected.
  • the third portion 143 connects the first portion 141 and the second portion 142 in a continuous curve.
  • the angle formed by the first portion 141 and the second portion 142 is an obtuse angle
  • the third portion 143 is connected in a continuous curve. ing.
  • the angle between the two parts is formed at a right angle as shown in FIG.
  • the airflow guided to the corner surrounded by the alternate long and short dash line may cause turbulence, which may hinder the airflow downward from the stage 120.
  • the turbulent flow at the corner is mitigated by providing the third portion 143 as shown in FIG. 5B.
  • the airflow on the lower surface of the stage 120 collides with the second portion 142 at a right angle, which causes an unstable state of the airflow. This also makes the downward flow from the upper surface of the semiconductor wafer 20 unstable. Therefore, it can be said that the configurations shown in FIGS. 5A and 5B are not desirable.
  • FIG. 5CD shows a configuration example in which the angle formed by the first portion 141 and the second portion 142 is an acute angle as a comparative example.
  • 5C shows the case where the third portion 143 is not provided
  • FIG. 5D shows the case where the third portion 143 is provided.
  • the force that guides the airflow to the lower side of the stage 120 becomes weaker than in FIGS. 4 and 5AB.
  • the portion has an inclined shape that is guided to the upper side of the stage, and an action of hindering the downward flow from the semiconductor wafer 20 occurs. Such an arrangement is even less desirable than in FIG. 5AB.
  • the flow rate of the airflow introduced to the upper surface of the semiconductor wafer is increased, and the laminar flow is introduced from the upper side to the lower side of the stage without generating turbulence. is necessary.
  • a turbulent flow occurs, it becomes impossible to smoothly flow the air flow from the upstream side to the downstream side, and a vortex flow develops due to the turbulent flow, so that the foreign matter discharged downstream can flow back to the upstream side and stay on the semiconductor wafer 20. Because there is a nature.
  • the boundary layer is a layer in a region having a velocity distribution of the air flow in the direction away from the straightening vane. When the boundary layer separates, turbulence is generated because the velocity distribution of the air flow near the straightening vane is disturbed. In order to suppress the separation of the boundary layer, it is necessary to reduce the shape change rate of the straightening vane with respect to the flow direction of the airflow so as to have a shape having no discontinuous portion and a low resistance to the airflow.
  • the shape of the third portion 143 of the rectifying plate is configured to be connected by a continuous curve (for example, an arc shape), and the airflow is guided above the semiconductor wafer 20 without separating the boundary layer and generating turbulent flow.
  • FIG. 5AB since the parallel airflow flowing above the semiconductor wafer 20 is small and the angle formed by the first portion 141 and the second portion 142 of the rectifying plate 140 is a right angle, the boundary layer is separated near this portion. Turbulence may occur.
  • the second portion 142 of the straightening vane has an acute angle with respect to the direction of the parallel air flow, and boundary layer separation is likely to occur at this portion, and since the air flow corresponding to this portion flows downward, it flows above the semiconductor wafer 20.
  • the parallel airflow is less than in the structure of Figure 5AB.
  • the shape of the current plate 140 is the configuration of FIG. 4A, that is, the second portion 142 on the upstream side is formed with an obtuse angle shape larger than 90 ° with respect to the parallel airflow, and the first portion 141 that constitutes the downstream side is formed on the second portion 142.
  • the shape up to this point may be a shape having no discontinuous portion (for example, an arc shape).
  • FIG. 6A shows a configuration example in which the distance of the gap 141G between the first portion 141 of the current plate and the upper surface of the stage 120 is wider than that in FIG. 4A as a comparative example. Similar to FIG. 4A, the size of the opening 141P is arranged so that the first portion 141 of the current plate and the outer peripheral portion of the stage 120 overlap. In this configuration example, there is a high possibility that the airflow will wind up in the space between the first portion 141 and the upper surface of the stage 120 and return to above the semiconductor wafer 20. Further, the negative pressure generated due to the large gap between the end of the stage 120 and the first portion 141 is also small, and the effect of drawing in the air flow is small. Therefore, the distance of the air gap between the first portion 141 of the current plate and the upper surface of the stage 120 may be set to an appropriate value so as to suppress the air flow and generate negative pressure as shown in FIG. 6A. desirable.
  • the distance of the void 141G in FIG. 6A can be considered from the velocity distribution in the vicinity of the semiconductor wafer 20 in the swirling flow.
  • FIG. 6B shows the vertical velocity distribution of the swirling flow generated by the rotation of the stage 120 in the vicinity of the semiconductor wafer. As the stage 120 rotates, a swirl flow is generated on the stage 120 and the semiconductor wafer 20.
  • the velocity distribution in the height direction (Z direction away from the semiconductor wafer 20) is equal to the rotation velocity of the semiconductor wafer 20 on the outermost surface of the semiconductor wafer 20, and the velocity increases as the distance from the surface of the semiconductor wafer 20 increases in the vertical direction. Is reduced to zero.
  • the height having a velocity distribution was about 3 mm under the condition that a semiconductor wafer of ⁇ 300 mm was rotated at 50 Hz (3000 rpm). Therefore, if the gap 141G between the first portion 141 of the rectifying plate and the stage 120 for drawing in the air flowing over the semiconductor wafer 20 is at least 3 mm, preferably about 6 mm which is twice this, the purpose is achieved. You can
  • FIG. 6C shows a configuration example in which the opening 141P of the current plate is made smaller and the overlap between the first portion 141 and the outer peripheral portion of the stage 120 is wider than in FIG. 4A.
  • the negative pressure generated in the negative pressure region 144 decreases in the negative direction (increases in absolute value). For this reason, the pressure difference with the surroundings becomes large, and a force for drawing in the airflow is generated from the outer peripheral portion of the stage 120.
  • the drawing effect becomes smaller because the speed of the swirling flow decreases as it approaches the center of the stage 120. Due to these actions, the airflow is likely to stay near the stage 120. Therefore, it is desirable to set the overlap between the opening of the first portion 141 of the current plate and the outer peripheral portion of the stage 120 to an appropriate value.
  • the negative pressure difference from the surroundings reached 5 Pa when the overlapping width was 3 mm and reached 20 Pa or more when 30 mm (rectifying plate).
  • the gap between the first part 141 and the stage 120 is 8 mm. Therefore, if the overlapping width of the first portion 141 of the rectifying plate and the outer peripheral portion of the stage 120 is set to about 3 mm to a maximum of 30 mm, preferably about 1 ⁇ 2 times this width, the purpose can be achieved.
  • the first portion 141 of the straightening vanes 140 is provided with the circular opening 141P at the inspection position MP, and the size of the opening is smaller than that of the stage 120.
  • the upper surface of the stage 120 has a gap and is arranged at a position overlapping with the outer peripheral portion of the upper surface of the stage 120, and when viewed from above, It has been described that the outer peripheral portion is formed so as to have an overlapping region.
  • the characteristics of the flow are often represented by a dimensionless amount or ratio using typical dimensions, not the value of the size of the space in which the fluid flows.
  • the diameter of the stage 120 as a representative dimension, the overlap and voids of the portions where the air flow flows can be represented by the ratio with the diameter of the stage 120.
  • ⁇ Overlap of the upper surface of the stage 120 and the first portion 141 1% to 10% of the diameter of the stage 120 ⁇ Gap between the upper surface of the stage 120 and the first portion 141: 1% to 10% of the diameter of the stage 120 ⁇ Diameter of opening of straightening plate 140: 98% to 80% of the diameter of stage 120 More preferably, ⁇ Overlap of the upper surface of the stage 120 and the first portion 141: 1% to 5% of the diameter of the stage 120 -Gap between the upper surface of the stage 120 and the first portion 141: 2% to 5% of the diameter of the stage 120 ⁇ Diameter of opening of straightening plate 140: 98% to 90% of the diameter of stage 120
  • the diameter of the stage 120 is 300 mm, which is the same as the diameter of the semiconductor wafer 20.
  • the diameter of the stage 120 may be larger than the diameter of the semiconductor wafer 20, but for example, it is about 350 mm or about 400 mm. The above range can be applied to the case.
  • the inspection apparatus 10 includes the current plate 140 disposed between the gas supply apparatus 110 and the stage 120, and the first portion 141 has an air gap between the stage 120 and the upper surface of the stage 120.
  • the second part 142 guides the air flow supplied by the gas supply device 110 to the first part 141 and further above the stage 120.
  • the air flow reaching the upper side of the stage 120 and the semiconductor wafer 20 from the gas supply device 110 is drawn in by the swirling flow due to the rotation of the stage 120, and is released in the outer peripheral direction with a momentum.
  • the third portion 143 and the second portion 142 discharge the sheet below the stage 120.
  • the second portion 142 blocks the air flow supplied by the gas supply device 110 from directly hitting the semiconductor wafer 20. Accordingly, when the airflow is guided to the lower side of the stage 120, it is possible to suppress the possibility that the new airflow supplied from the gas supply device 110 may wind up the airflow below the stage 120. Therefore, it is possible to reliably guide the airflow that may contain foreign matter such as dust generated from the mechanism of the stage 120, to the lower side of the stage 120. That is, it is possible to suppress the possibility that the semiconductor wafer 20 is contaminated due to the adhesion of foreign matter by the winding airflow.
  • FIG. 7A is a diagram showing a configuration example of the current plate 140 according to the second embodiment of the present invention. Since the configuration other than the flow straightening plate 140 is the same as that of the first embodiment, differences between the flow straightening plate 140 will be mainly described below.
  • the angle formed by the first portion 141 and the second portion 142 is an obtuse angle and is larger than that in the first embodiment.
  • the action of guiding the airflow to the lower side of the stage 120 occurs similarly to the first embodiment, but differs from the first embodiment in the following points.
  • the distance between the first portion 141 and the upper surface of the stage 120 is configured to gradually decrease from the center of the upper surface of the stage 120 toward the outer circumference. (That is, the first portion 141 is inclined with respect to the upper surface of the stage 120). As a result, the negative pressure that draws the airflow downward of the stage 120 gradually increases from the center of the upper surface of the stage 120 toward the outer periphery.
  • the clean airflow can be guided from the upper side of the semiconductor wafer 20 to the lower side of the stage 120 more reliably than in the first embodiment. ..
  • FIG. 7B is a diagram showing a configuration example of the current plate 140 according to the third embodiment of the present invention. Since the configuration other than the flow straightening plate 140 is the same as that of the first embodiment, differences between the flow straightening plate 140 will be mainly described below.
  • the current plate 140 is curved in an arch shape. The portion of the arch that substantially overlaps the upper surface of the stage 120 when projected onto the horizontal plane corresponds to the first portion 141, and the remaining portion corresponds to the second portion 142.
  • the action of guiding the clean airflow supplied by the gas supply device 110 from above the semiconductor wafer 20 to below the stage 120 occurs.
  • the distance between the first portion 141 and the upper surface of the stage 120 gradually decreases from the center of the upper surface of the stage 120 toward the outer circumference. As a result, as in the second embodiment, the action of guiding the airflow downward of the stage 120 becomes stronger.
  • Embodiment 2 Comparing Embodiments 2 and 3, in Embodiment 2, the pressure in the vicinity of the end of the stage 120 changes linearly according to the inclination of the first portion 141, so the pressure gradient is gentle. Therefore, it can be said that the possibility of vibration due to a sudden pressure change is lower than that in the third embodiment.
  • the second embodiment since the corner portion exists between the first portion 141 and the second portion 142, turbulent flow may occur at the corner portion.
  • FIG. 8A to 8E show a fourth embodiment of the present invention. Similar to FIG. 3, FIG. 8A is a top view of the current plate, FIG. 8B is a side view when the stage 120 is in the inspection position MP, and FIG. 8C is a side view when the stage 120 is in the receiving position TP. ing. Further, in the top view of the current plate of FIG. 8A, positions 120 (MP) and 120 (TP) at the inspection position MP / reception position TP of the stage 120 are indicated by broken lines. Further, the airflow on the upper surface of the flow straightening plate 140 is shown by a solid line and the airflow on the lower surface is shown by a broken line.
  • the current plate 140 is configured to provide a circular opening at the inspection position MP.
  • the size of the opening 141P is smaller than that of the stage 120 (broken line at the inspection position MP in the drawing), and the opening 120P is formed so that there is a region where the rectifying plate 140 overlaps with the stage 120.
  • the rotation of the stage 120 causes the airflow to be drawn in at the outer peripheral portion of the stage 120 and discharged downward, thereby cleaning the semiconductor wafer 20 placed on the stage 120. Can be maintained.
  • the stage 120 performs not only a rotating operation but also an up / down operation for mounting / demounting the semiconductor wafer 20.
  • the vertical movement is performed while the rotation of the stage 120 is stopped.
  • the rotation operation of the stage 120 is shown by a rotation arrow around the rotation axis, and the up and down operation is shown by upward and downward arrows, but these are not performed simultaneously.
  • the stage 120 is at the lower position 120 (TP-L) (shown by a broken line).
  • the semiconductor wafer 20 is placed on the stage 120 by the handling mechanism 300 (not shown here), and after the handling mechanism is retracted, the stage 120 moves up to the upper position 120 (TP-H). After that, as described with reference to FIG. 2, the stage 120 and the semiconductor wafer 20 are moved to the MP position and translated while rotating from the inspection position MP toward the receiving position TP, so that the entire surface of the semiconductor wafer 20 is inspected. It After the inspection is completed, the stage 120 returns to the TP position and the rotation of the stage 120 is stopped. Then, at the TP position, the stage 120 descends from the upper position 120 (TP-H) to the lower position 120 (TP-L), The semiconductor wafer 20 is removed from the stage 120 by the handling mechanism 300.
  • the rectifying plate is not provided with an opening above the stage 120. Therefore, the effect of drawing in the air flow at the outer peripheral portion of the stage 120 is limited.
  • the stage 120 returns to the TP position after the inspection is completed, the effect of drawing in the airflow at the outer peripheral portion of the stage 120 at the MP position remains.
  • it is difficult to obtain the effect of drawing the airflow according to the present invention at the TP position.
  • the stage 120 moves up to the upper position 120 (TP-H)
  • the effect of drawing in the airflow cannot be obtained because the stage 120 is not rotating.
  • the receiving position TP even when the stage 120 starts rotating at the receiving position TP, the airflow is not supplied from here because the opening is not provided above the stage 120. As shown in FIG. 8A, since the airflow is also supplied from the lower surface of the straightening plate 140 to the receiving position TP through the opening 141P of the inspection position MP, the receiving position TP also has the effect of drawing the airflow by rotation, but the inspection position It will be harder to obtain than MP.
  • FIG. 8DE This state is schematically shown in FIG. 8DE. That is, as shown in FIG. 8D, when the stage 120 rises, the air in the gap between the semiconductor wafer 20 and the first portion 141 is compressed, and the air flow in the direction of being pushed out to the outer peripheral portion of the stage 120 / semiconductor wafer 20 is generated. Occur. The pushed airflow is discharged below the stage 120 by the straightening plate 140. However, as shown in FIG. 8E, when the stage 120 descends, an air flow is generated in the gap between the semiconductor wafer 20 and the first portion 141 in a direction in which air is sucked from around the stage 120 and the semiconductor wafer 20. Becomes
  • a clean airflow supplied from the gas supply device 110 is provided around the stage 120 (TP) even at the receiving position TP. It flows from the opening of the inspection position MP of 140 toward the stage 120 (TP). For this reason, even if there is a restriction on the effect of drawing in the air flow at the receiving position TP as described above, or if the air flow is pushed or sucked by the vertical movement of the stage 120, foreign matter will not immediately adhere to the semiconductor wafer 20.
  • FIG. 9A to 9E show the configuration of the fifth embodiment of the present invention. Similar to FIG. 8, FIG. 9A is a top view of the current plate, FIG. 9B is a side view when the stage 120 is at the inspection position MP, and FIG. 9C is a side view when the stage 120 is at the receiving position TP. There is. Further, in the top view of the current plate of FIG. 9A, the positions 120 (MP) and 120 (TP) of the stage 120 at the inspection position MP and the receiving position TP are indicated by broken lines. Further, the airflow on the upper surface of the flow straightening plate 140 is shown by a solid line, and the airflow on the lower surface is shown by a broken line.
  • the opening 141P of the current plate 140 is formed in an elliptical shape so as to extend from the inspection position MP to the receiving position TP.
  • the size of the opening 141P is smaller than that of the stage 120 (broken line at the inspection position MP / reception position TP in the drawing) at both ends of the inspection position MP / reception position TP.
  • the opening portion 141P further has a semicircular shape at both ends, and the semicircular portion is configured to overlap the outer peripheral portion of the stage 120.
  • the outer peripheral portion of the stage 120 is formed so as to overlap in a semicircular region.
  • an opening is provided above the stage 120 on the rectifying plate even at the receiving position TP. Therefore, even when the stage 120 starts rotating at the TP position before the inspection starts, or until the stage 120 returns to the TP position and stops rotating after the inspection ends, the same as the inspection position MP in FIG. 9B. As a result of the retraction at the outer peripheral portion of the stage 120 and the flow toward the lower side of the stage 120, the effect of revolving the airflow is obtained, and the airflow is discharged downward at the outer peripheral portion of the stage 120.
  • the rectifying plate 140 is provided with the opening 141P, it is possible to reduce the influence on the air flow around the semiconductor wafer 20 due to the raising / lowering operation of the stage 120 at the receiving position TP. .. As shown in FIG. 9D, a clean airflow supplied from the gas supply device 110 flows around the stage 120 from the opening 141P at the receiving position TP toward the lower side of the stage 120. Therefore, when the stage 120 rises, the air on the upper surface of the semiconductor wafer 20 is discharged from the outer peripheral portion of the stage 120 / semiconductor wafer 20 to the lower side of the stage 120.
  • the airflow is guided by the airflow flowing from the gas supply device 110, passes through the lower surface of the current plate 140, and is discharged to the downstream side. Further, as shown in FIG. 9E, even when the stage 120 descends, a clean airflow is supplied to the upper surface of the semiconductor wafer 20 from the opening 141P, so that the airflow is discharged downward from the outer peripheral portion of the stage 120. To be done. Therefore, unlike FIG. 8DE, the air flow is unlikely to be pushed or sucked due to the vertical movement of the stage 120, and the possibility of foreign matter adhering to the semiconductor wafer 20 is greatly reduced.
  • the size of the opening and the numerical range of the overlap with the stage 120 were examined in the case where the opening of the current plate 140 was circular in FIG. Also in FIG. 9, the effect of the present invention is suitably exhibited when the size of the opening of the oval portion and the overlap with the stage 120 at both end positions of the receiving position TP / inspection position MP are within the above range.
  • FIG. 10 shows a configuration example in which the upper opening shape of the current plate 140 is a rectangle as a comparative example.
  • the upper part of the current plate 140 has an oval-shaped opening, and has a circular shape without corners.
  • the openings in FIG. 9 are rectangular and the corners are right angles (or shapes close to right angles). If the corners are thus right-angled, there is no region that overlaps the semiconductor wafer 20 at the corners, so there is a possibility that the action of guiding the airflow below the stage 120 may be weakened.
  • the rectangular opening is made small so that the entire periphery of the wafer overlaps, the region overlapping with the semiconductor wafer 20 is not uniform in the circumferential direction.
  • the same effect as in FIG. In this shape the action of guiding the airflow to the lower side of the stage 120 is varied, resulting in an unstable airflow state. Therefore, it is desirable that the upper opening of the current plate 140 has a circular shape or an elliptical shape as shown in FIGS. However, it can be said that the effect of the present invention can be obtained although the opening shape is rectangular as shown in FIG.
  • FIG. 11 shows, as an effect of this configuration, a state of the air flow at the inspection position MP when the upper portion of the current plate 140 has the circular opening portion of FIG. 8A.
  • the schematic structure of the current plate of FIG. 8A is shown together with the streamlines of the air flow in a perspective view.
  • FIG. 11 shows a streamline having the outer circumference as a starting point, assuming that dust is discharged from the outer circumference of the stage 120.
  • the streamline from the outer periphery of the stage 120 is released toward the outer periphery by the swirling flow due to the rotation, and then flows toward the lower side of the stage 120 by the action of the air flow drawing from above the stage 120 due to the negative pressure generated by the rotation of the stage 120. Further, the flow toward the straightening vane 140 is also guided and discharged below the stage 120 by the first portion 141, the third portion 143, and the second portion 142 of the straightening vane 140. As a result, even if dust is discharged from the mechanism of the stage 120 toward the outer peripheral portion, the airflow from the outer periphery of the stage 120 can be reliably guided to the lower side of the stage 120. That is, it is possible to suppress the possibility that the semiconductor wafer 20 is contaminated due to the adhesion of foreign matter due to the air current being rolled up.
  • FIG. 11 shows the result at the inspection position MP when the opening of the current plate 140 has the circular shape shown in FIG. 8, but the same result can be obtained at the receiving position TP. Further, even when the opening has the elliptical shape shown in FIG. 9, similar air flow behavior can be obtained at both the inspection position MP and the receiving position TP.
  • Quantitatively verifying the effect of reducing the adhesion of foreign matter by applying the configuration of the present invention The number of adhered foreign matters was evaluated by the foreign matter increase rate or the increased number of foreign matters when the semiconductor wafer 20 was conveyed to the inspection apparatus 10 1000 times.
  • a surface inspection apparatus for semiconductor wafers is required to minimize the adhesion of foreign matter in the inspection process, and the specification is a foreign matter increase rate of about 0.01 to 0.02 pieces / time. This corresponds to an increase in the number of foreign particles of 10 to 20 when the semiconductor wafer 20 is transported 1000 times.
  • the foreign matter increase rate was about 0.01 to 0.02 pieces / time, which satisfied the specifications.
  • the foreign matter increase rate is about 0.001 to 0.002 pieces / time. became. This is about 1/10 of that before application, and it corresponds to the fact that even if the semiconductor wafer is transported 1000 times, only 1 or 2 foreign particles adhere. According to the present invention, there is an effect that foreign matter adhesion in the inspection process can be reduced to about 1/10, which can contribute to improvement in quality of the inspection process.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are included.
  • the above embodiments have been described in detail for the purpose of explaining the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • FIG. 7A described in the second embodiment is adopted on the upstream side (gas supply device 110 side) of the straightening vane 140
  • FIG. 7B described in the third embodiment is adopted on the downstream side (the side opposite to the gas supply device 110 side).
  • the configuration of can be adopted.
  • the semiconductor wafer 20 is exemplified as the inspection object to be inspected by the inspection apparatus 10, but the inspection object is not limited to this, and the inspection apparatus 10 for inspecting inspection objects other than the semiconductor wafer 20.
  • the present invention can also be applied to.
  • inspection device 20 semiconductor wafer 100: inspection chamber 110: gas supply device 120: stage 130: optical inspection unit 140: straightening plate 150: exhaust port 200: cartridge 300: handling mechanism 310: pre-aligner

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Abstract

本発明は、清浄な空気を検査室に対して供給する検査装置において、基板周辺の清浄な空気流を基板の下方へ確実に向かわせることを目的とする。本発明に係る検査装置は、基板を載置するステージの上面の一部を覆うとともに、気体供給部と前記ステージとの間に配置され前記基板へ向かう気流を遮断する、整流板を備える（図４Ａ参照）。

Description

検査装置
　本発明は、基板を検査する検査装置に関する。
　半導体製造工程においては、基板（半導体ウエハ）上に異物が存在すると、配線の絶縁不良や短絡等の不良の原因となる。これらの異物は、搬送装置等の可動部から発生するものや、人体から発生するもの、プロセスガスにより処理装置内で反応生成されたもの、薬品や材料の混入していたもの等種々の状態で混入される。磁気ディスクや液晶表示素子の製造工程においても同様であり、発生した異物の基板（磁気ディスク、又は液晶表示素子）への付着は不良の原因となる。
　そこで、製造工程においては表面検査装置を用いて基板表面の異物を検出し、管理することにより、各製造装置の発塵状況や各工程の清浄度などを監視・制御し、製品の品質低下や歩留り低下等の抑制を図っている。しかし、そのような表面検査装置においても、可動部等からの異物の発生は皆無ではなく、他の工程と同様に検査対象の基板（被検査基板）への異物の付着が懸念される。
　検査装置の清浄技術に関する先行技術としては、主に特許文献１と２があげられる。
　特許文献１は、基板の表面状態を検査する表面検査装置について記載している。同文献は、『検出感度の校正を容易に行うことができる表面検査装置及びその校正方法を提供する。』ことを課題として、『ケース１５内の検出ユニット１４内に設けられたウエハチャック７に載置されたウエハ１を高速回転することにより検査する表面検査装置において、ＦＦＵ３により検出ユニット１４内のウエハ１周辺に清浄な空気を供給し、ウエハチャック７の下方に設けた排気口により検出ユニット１４内の空気を排出することにより、ウエハチャック７の下方に設けられ回転機構４によって、ウエハチャック７及びウエハ１が高速回転する場合に、その周辺に生じる乱流を層流にする。』という技術を記載している（要約参照）。
　特許文献２は、装置内の清浄化を図るために、ファンフィルタユニットと呼ばれる清浄空気を供給するファンと排気ユニットを複数配置し、それぞれの流量を制御することで装置内の気流の乱れを抑制し、異物付着数を低減することを開示している。
特開２０１０－２３６９４８号公報 特開２０１１－７５３５１号公報
　特許文献１においては、気流ガイド２１２（同文献の図２）やルーバ４１２（同文献の図６）などの部材によって、ウエハ周辺の気流を排気口へ導くとともに、乱流発生を抑制することを図っている。しかし同文献においては、気流を排気口へ導く吸い込み力の大部分を排気ファンユニット１１に依拠している。したがって同文献においては、ウエハ周辺の気流がＦＦＵ９から供給される気流によって押し戻され、ウエハ上に戻る可能性がある。これによりウエハが異物付着により汚染される可能性が増す。
　特許文献２においては、検査装置においてウエハを載置するステージの数千rpm程度での回転により発生する回転気流は、特許文献１に開示されるようなファンフィルタユニットから供給される気流よりも流速が高く、検査部内で支配的な流れになりやすい。よって、特許文献１に開示される方法のみでは回転気流による異物の巻き上げや気流の乱れを完全に排除することはできない。
　本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、清浄な空気を検査室に対して供給する検査装置において、基板周辺の清浄な空気流を基板の下方へ確実に向かわせることを目的とする。
　本発明に係る検査装置は、基板を載置するステージの上面の一部を外周部で重なるように覆うとともに、気体供給部からの気流を前記ステージの外周部から下方に導き、さらに気体供給部と前記ステージとの間に配置され前記基板へ向かう気流を遮断する、整流板を備える。
　本発明に係る検査装置によれば、検査室に対して供給する清浄な空気を、基板周辺において基板の下方へ確実に向かわせることができる。これにより、基板上に気流が戻されて異物付着により基板が汚染される可能性を抑制することができる。
実施形態１に係る検査装置１０の構成要素を示す概略上面図である。 検査室１００の内部構成を示す透視側面図である。 整流板１４０の配置を説明する図である。 整流板１４０の配置を説明する概略上面図である。 整流板１４０周辺の気流を説明する図である。 整流板１４０周辺の気流を説明する図である。 整流板１４０周辺の気流を説明する図である。 整流板１４０周辺の気流を説明する図である。 比較例として第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度を直角とした構成例を示す。 比較例として第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度を直角とした構成例を示す。 比較例として第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度を鋭角とした構成例を示す。 比較例として第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度を鋭角とした構成例を示す。 比較例として第１部位１４１とステージ１２０の上面との間の空隙の距離を図４Ａよりも広げた構成例を示す。 ステージ１２０近傍での気流の速度分布を示す。 比較例として第１部位１４１とステージ１２０の重なりが図４よりも長い構成例を示す。 実施形態２における整流板１４０の構成例を示す。 実施形態３における整流板１４０の構成例を示す。 実施形態４における構成として、整流板１４０が円形状の開口部を有する場合の例を示す。 実施形態４における構成として、整流板１４０が円形状の開口部を有する場合の例を示す。 実施形態４における構成として、整流板１４０が円形状の開口部を有する場合の例を示す。 実施形態４における構成として、整流板１４０が円形状の開口部を有する場合の例を示す。 実施形態４における構成として、整流板１４０が円形状の開口部を有する場合の例を示す。 実施形態５における構成として、整流板１４０が長円状の開口部を有する場合の例を示す。 実施形態５における構成として、整流板１４０が長円状の開口部を有する場合の例を示す。 実施形態５における構成として、整流板１４０が長円状の開口部を有する場合の例を示す。 実施形態５における構成として、整流板１４０が長円状の開口部を有する場合の例を示す。 実施形態５における構成として、整流板１４０が長円状の開口部を有する場合の例を示す。 比較例として整流板１４０の上部開口形状が矩形である構成例を示す。 整流板１４０の上部が図８Ａの円形状の開口部を有している場合の検査位置ＭＰにおける気流の様子を示す。
＜実施の形態１＞
　図１は、本発明の実施形態１に係る検査装置１０の構成要素を示す概略上面図である。基板である半導体ウエハ２０を搭載したカートリッジ２００が検査装置１０に装着されると半導体ウエハ２０はハンドリング機構３００により検査装置１０に導入され、プリアライナ３１０で半導体ウエハ２０の位置合わせなどが実施される。半導体ウエハ２０はその後、検査室１００に搬送される。検査室１００は、受取位置（Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＴＰ）において半導体ウエハ２０を受け取り、検査位置（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＰ）に移動して半導体ウエハ２０の検査を開始する。その後、半導体ウエハ２０はＭＰ位置からＴＰ位置に向けて回転しながら並進移動することで全面が検査され、検査終了後にＴＰ位置でハンドリング機構３００に受け渡され、カートリッジ２００に回収される。気体供給装置１１０は、検査室１００内に対して清浄な気流を供給する。
　図２は、検査室１００の内部構成を示す透視側面図である。図２は半導体ウエハ２０が検査位置ＭＰにある状態を示している。半導体ウエハ２０は、ステージ１２０上に載置される。ステージ１２０は、ステージ機構１２１により、受取位置ＴＰと検査位置ＭＰとの間で半導体ウエハ２０を並進移動させるとともに、半導体ウエハ２０を光学検査ユニット１３０の下方で回転させることができる。光学検査ユニット１３０は、半導体ウエハ２０の表面状態を検査する。この構成により、ステージ１２０がＭＰ位置からＴＰ位置に向かって回転しながら並進移動することで、半導体ウエハ２０の全面が検査される。
　検査室１００の側方（ステージ１２０の側方）からは、気体供給装置１１０によって清浄な空気流が供給される。気体供給装置１１０は、例えばファンフィルタユニット（ＦＦＵ）によって構成することができる。ＦＦＵは、取り付けられている壁から外気を吸引し、これを清浄化して平行気流に変換する。気体供給装置１１０は、その清浄空気の平行気流を検査室１００に対して供給する。
　気体供給装置１１０が気流を供給する供給口と、ステージ１２０との間には、整流板１４０が配置されている。整流板１４０は、気体供給装置１１０が供給する気流の一部をステージ１２０の上方に導くとともに、気体供給装置１１０の供給口とステージ１２０との間の空間を遮ることにより、気流が半導体ウエハ２０に対して直接当たらない位置に配置されている。一方、ステージ１２０の回転により、ステージ１２０外周部からは流速の高い旋回流が放出される。整流板１４０は、ステージ１２０の上方に導かれた気流を、ステージ１２０外周部からの旋回流の作用により、整流板１４０とステージ１２０外周の隙間を通して、ステージ１２０の下方へ導く役割を有する。さらに、整流板１４０の内側に導かれた気流は、検査室１００の下方に導かれる。整流板１４０とステージ機構１２１の間には狭い隙間１２２が設けられており、整流板１４０内側の空間はベンチュリ効果によって負圧になるため、旋回流から放出された気流が効率よく検査室１００の下方に導かれる。また整流板１４０は、気体供給装置１１０が供給する気流の一部を検査室の下方に導く。検査室の下方、さらにステージ機構１２１の下方へ導かれた気流は、検査室１００の下方に配置された排気口１５０から検査室１００外へ排出される。整流板１４０は、ステージ１２０から見て気体供給装置１１０の反対側にも配置することができる。気体供給装置１１０から光学検査ユニット１３０を通過した気流は整流板上側を通って検査室１００の外に排出される。また、整流板１４０の開口部から整流板１４０とステージ１２０外周の隙間を通して、ステージ１２０の下方（気体供給装置１１０の反対側）へ導かれた気流は、整流板下側を通って検査室１００の外に排出される。
　図３ＡＢは、整流板１４０の配置を説明する図である。図３Ａは、図２のうちステージ１２０の周辺を拡大した側面図である。図３Ｂは、整流板１４０を上方からみた上面図である。整流板１４０は、第１部位１４１、第２部位１４２および両者を接続する曲率を有する第３部位１４３で構成される。第１部位１４１は、ステージ１２０の上面と空隙１４１Ｇをもって配置される。さらに第１部位１４１はＭＰ位置においてステージ１２０と同心の円形の開口部１４１Ｐを有するとともに、上方から投影したとき、ステージ１２０の上面の一部と第１部位１４１が外周部において重なる位置に、開口部１４１Ｐが配置されている。さらには、半導体ウエハ２０の上面との一部とも重なるか、あるいはほぼ同等であることが望ましい。第２部位１４２は、気体供給装置１１０からの気流を第１部位１４１、さらにステージ１２０の上方に導くとともに、気体供給装置１１０の供給口とステージ１２０との間の空間を遮ることにより、気流が半導体ウエハ２０に対して直接当たらない位置に配置されている。第２部位１４２はさらに、ステージ１２０の底面よりも下方まで延伸していることが望ましい。第３部位１４３は第１部位１４１と第２部位１４２を連続の曲線で接続する部位であり、曲率の大きさは第２部位１４２と気体供給装置１１０の空間距離で決定される。第１部位１４１とステージ１２０の上面との間、および第２部位１４２とステージ１２０の側端部との間には、それぞれ空隙が設けられている。第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度は９０°以上の鈍角としている。これらの空隙や角度の詳細については後述する。
　次に図４Ａ～図４Ｄを用いて、整流板の作用効果を説明する。図４Ａは、整流板１４０周辺の気流を説明する図、図４Ｂは、整流板１４０が無い場合の半導体ウエハ２０上の気流を説明する側面図、図４Ｃは、整流板１４０と半導体ウエハ２０とが重ならない場合の半導体ウエハ２０上の気流を示す側面図、図４Ｄは、整流板１４０と半導体ウエハ２０のエッジが一致した場合の半導体ウエハ２０上の気流側面図である。記載の便宜上、一部の符号と部材を省略した。
　図４Ａにおいて、気体供給装置１１０が供給する水平方向の気流は、第２部位１４２から第３部位１４３を通して第１部位１４１に至る連続した曲線形状により、ステージ１２０および半導体ウエハ２０の上方に導かれる。一方、ステージ１２０の回転により、ステージ上面および下面からの気流はステージ１２０の外周に輸送されて、外周には旋回流が発生する。この旋回流により、ステージ１２０および半導体ウエハ２０の上方に導かれた気流が引き込まれるとともに、気流は旋回慣性力によって勢いをもって外周方向へ放たれる。この気流はステージ１２０の機構等から発生する塵埃を含んでいる可能性があるので、半導体ウエハ２０の上方へ循環させることなくステージ１２０の下方へ確実に導く必要がある。
　図４Ａにおいては、整流板の第１部位１４１がステージ１２０の上面と空隙をもちつつステージ１２０の一部と外周部で重なるように開口部１４１Ｐが配置されている。この配置により、ステージ１２０の旋回流に起因して、ステージ１２０の外周部と第１部位１４１との間の空間において、周囲よりも圧力が低い負圧領域１４４が発生する。この負圧は、整流板の第１部位１４１とステージ１２０の上面との空間においてステージ１２０の回転により気流速度が周囲よりも速くなることで、ベルヌーイの原理により、発生する。
　この負圧領域１４４の作用により、ステージ１２０および半導体ウエハ２０の上方に到達した気流は、第１部位１４１とステージ１２０の上面との間の空隙に引き込まれ、さらに旋回慣性力によって勢いをもって外周方向へ放たれる。この気流はさらに、整流板の第３部位１４３の下側で滑らかに第２部位１４２方向へ導かれ、さらに第２部位１４２とステージ１２０の側端部との間の空隙に導かれる。これにより、気流はよどみ点を形成することなく、ステージ１２０の下方へ導かれることになる。気体供給装置１１０が供給する水平方向の気流は第２部位１４２によって遮られているので、ステージ１２０の下方へ導かれた気流が半導体ウエハ２０の上方に再度巻き上げられる可能性は小さい。
　これに加えて、ステージ１２０下面でも旋回流が発生し、外周に向かう旋回慣性力による気流が生じる。この気流は、半導体ウエハ２０上面の気流同様に第２部位１４２に向かうが、該部位は気流を下方に導く傾斜形状となっているため、ステージ１２０下面からの気流はステージ１２０上面からの気流の流れを妨げることなくステージ１２０の下方に導かれる。ステージ１２０には機構部等があり塵埃等の異物が発生する可能性があるが、ステージ１２０からの気流は半導体ウエハ２０の上方へ循環することなくステージ１２０の下方に導かれて排気口１５０から排出されるので、検査装置１０の異物付着や汚染に対する安定性・信頼性を高めることができる。
　比較のために、図４Ｂに示すように、ステージ１２０の回転により発生する旋回流の流れを誘導する整流板がない場合は、遠心力によりステージ１２０外周に放出された気流はステージ１２０の外側部で気体供給装置１１０からの気流と衝突することで、ステージ１２０の上方あるいは下方で渦流を発生する挙動を示す。このため、ステージ１２０の機構等から塵埃等の異物が発生した場合、異物が気流にのってステージ１２０上方に舞い戻って半導体ウエハ２０に付着する可能性がある。
　また、図４Ｃに示したように、ステージ１２０の回転により発生する旋回流の流れを誘導する整流板が設置されていても、整流板の第１部位１４１に設けられた開口部１４１Ｐが大きく、整流板の第１部位１４１がステージ１２０の外周部と重ならない場合、図４Ａのような負圧領域１４４による気流の引き込み作用がないために、ステージ１２０外周部から放出された気流は、ステージ１２０外周部で気体供給装置１１０からの気流と衝突して急激に減速し、外周で漂って、再び半導体ウエハ面上に舞い戻る可能性がある。
　一方、図４Ｄに示したように、ステージ１２０の回転により発生する旋回流の流れを誘導する整流板を設置するとともに、整流板の第１部位１４１がステージ１２０の外周部と重なるように開口部１４１Ｐを配置することにより、負圧領域１４４によりステージ１２０上方の気流が引き込まれて、外周方向へ放たれる。このことから、ステージ１２０の回転により発生する旋回流の流れを誘導する整流板を、負圧領域１４４を発生させるように配置することが重要であることがわかる。
　また、図４Ａでは、整流板１４０の形状について、気体供給装置１１０からの平行気流に対し９０°より大きい鈍角形状で上流側の第２部位１４２を構成し、第２部位１４２と下流側を構成する第１部位１４１に至る間の第３部位１４３を設けるとともに、第３部位１４３の形状は連続した曲線（例えば円弧形状）で接続する構成としている。この形状の作用効果は、図５Ａ、Ｂにより説明される。
　図５ＡＢは、比較例として第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度を直角とした構成例を示す。図５Ａは第３部位１４３を設けず、第１部位１４１と第２部位１４２が直接接続される。図５Ｂは第３部位１４３により、第１部位１４１と第２部位１４２が連続した曲線で接続される。先に述べたように、図４Ａに示す本実施形態１の構成例においては、第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度は鈍角であり、第３部位１４３により連続した曲線で接続されている。これに対して図５Ａのように両部位間の角度を直角に形成した場合、一点鎖線で囲んだ角部に導かれた気流が乱流を生じさせ、ステージ１２０の下方へ向かう気流を妨げる可能性がある。この角部の乱流は、図５Ｂのように第３部位１４３を設けることで、緩和される。しかしステージ１２０下面の気流は第２部位１４２に直角に衝突することとなり、気流の不安定な状況が生じる。これによって、半導体ウエハ２０上面からの下方への流れをも不安定にさせる。したがって図５Ａ、図５Ｂのような構成は望ましくないといえる。
　図５ＣＤは、比較例として第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度を鋭角とした構成例を示す。図５Ｃは第３部位１４３を設けない場合、図５Ｄは第３部位１４３を設けた場合である。この場合も図５ＡＢと同様に角部において乱流が発生する可能性があることに加えて、図４や図５ＡＢと比較してステージ１２０の下方へ気流を導く力が弱まる。さらには、ステージ１２０下面の気流は第２部位に到達すると、該部位はステージ上方に導かれる傾斜形状となっており、半導体ウエハ２０からの下方の流れを妨げる作用が生じる。このような構成は図５ＡＢよりもさらに望ましくない。
　図４、図５Ａ、図５Ｂの整流板の構成・形状について、気体供給装置１１０からの気流の流れの観点から考察する。
　整流板前面側の気体供給装置１１０から供給される平行気流については、半導体ウエハ上面部に導かれる気流流量を増やすことと、乱流を発生させることなく層流状態でステージ上方から下方まで導くことが必要である。乱流が発生すると、上流から下流にスムーズに気流を流すことが出来なくなるとともに、乱流にともない渦流が発達して、下流に排出された異物が上流に舞い戻り、半導体ウエハ２０上に滞留する可能性があるからである。
　乱流を発生させずに層流を保つためには、整流板１４０によって導かれる気流について、整流板上での境界層の剥離を防ぐことが重要である。境界層とは、整流板から離れる方向で気流の速度分布を有する領域の層である。境界層が剥離すると、整流板近傍での気流の速度分布が乱れるために乱流が生成される。境界層の剥離を抑えるためには、気流の流れ方向に対する整流板の形状変化率を小さくして、不連続部位がなく、気流に対する抵抗が少ない形状にすることが必要である。
　この要求に対し、図４Ａでは、気体供給装置１１０から送り出される平行気流の多くが、整流板１４０により半導体ウエハ２０上方に流れる。また整流板の第３部位１４３の形状は連続した曲線（例えば円弧形状）で接続する構成としており、境界層が剥離して乱流が発生することなく、半導体ウエハ２０上方に気流が導かれる。
　これに対して、図５ＡＢでは半導体ウエハ２０上方に流れる平行気流は少なく、また整流板１４０の第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度が直角であるために、この近傍で境界層剥離による乱流が発生する可能性がある。図５ＣＤは平行気流の方向に対し、整流板の第２部位１４２が鋭角になっておりこの部分で境界層剥離が生じやすいとともに、この部位にあたる気流が下方に流れるため、半導体ウエハ２０上方に流れる平行気流は図５ＡＢの構造より少ない。
　以上から整流板１４０の形状は、図４Ａの構成、すなわち平行気流に対し９０°より大きい鈍角形状で上流側の第２部位１４２を構成し、該部位と下流側を構成する第１部位１４１に至る間の形状は不連続部位がない形状（例えば円弧形状）とすればよい。以上の構成により、整流板近傍の平行気流は、整流板で剥離することなく下流まで流れるため、下流に排出された異物が乱流の発生により上流に舞い戻り、半導体ウエハ２０上に付着する可能性が少なくなる。
　次に、図４Ａにおける、整流板の第１部位１４１とステージ１２０の上面との空隙の距離、および、整流板の第１部位１４１とステージ１２０の外周部との重なりについて考察する。図４Ａで述べたように、この配置により、ステージ１２０の旋回流に起因して、ステージ１２０外周部と第１部位１４１との間の空間において、周囲よりも圧力が低い負圧領域１４４が発生する。
　図６Ａは、比較例として整流板の第１部位１４１とステージ１２０の上面との間の空隙１４１Ｇの距離を図４Ａよりも広げた構成例を示す。開口部１４１Ｐの大きさは、図４Ａと同様に、整流板の第１部位１４１とステージ１２０の外周部が重なるように配置されている。この構成例においては、第１部位１４１とステージ１２０の上面との間の空間において気流が巻き上がり、半導体ウエハ２０の上方に戻ってくる可能性が高まる。さらに、ステージ１２０の端部と第１部位１４１との間の空隙が大きいことで発生する負圧も小さくなり、気流の引き込み効果が小さくなる。したがって、整流板の第１部位１４１とステージ１２０の上面との間の空隙の距離は、図６Ａのような巻き上がり気流を抑制し負圧を発生できるように、適正な値に設定することが望ましい。
　図６Ａの空隙１４１Ｇの距離は旋回流の半導体ウエハ２０近傍での速度分布から考察できる。図６Ｂは、ステージ１２０の回転で発生する旋回流の、半導体ウエハ近傍での垂直方向の速度分布を示している。ステージ１２０が回転することで、ステージ１２０および半導体ウエハ２０上には旋回流が発生する。ここで、高さ方向（半導体ウエハ２０から離れるＺ方向）の速度分布は、半導体ウエハ２０の最表面で半導体ウエハ２０の回転速度と同等となり、半導体ウエハ２０の表面から垂直方向に離れるにしたがって速度が減少し、ゼロとなる分布となる。数値解析の結果、φ３００ｍｍの半導体ウエハが５０Ｈｚ（３０００ｒｐｍ）で回転する条件では、速度分布を有する高さは３ｍｍ程度であった。したがって、半導体ウエハ２０上を流れる空気を引き込むための整流板の第１部位１４１とステージ１２０の間隙１４１Ｇは、少なくとも３ｍｍ、望ましくはこの２倍のおおむね６ｍｍの隙間を有すれば、目的を達することができる。
　図６Ｃは、比較例として、整流板の開口部１４１Ｐを小さくして、第１部位１４１とステージ１２０外周部との重なりを図４Ａよりも広げた構成例を示す。この構成例においては、ステージ１２０と第１部位１４１との間の重なりの領域が広いために、負圧領域１４４で発生する負圧が負方向に小さくなる（絶対値としては大きくなる）。このために周囲との圧力差が大きくなり、ステージ１２０の外周部から気流を引き込もうとする力が発生する。一方半導体ウエハ２０上方からの気流の引き込みは、ステージ１２０の中心に近づくにつれて旋回流の速度が下がるために引込み効果が小さくなる。これらの作用により、ステージ１２０の近傍で気流が滞留しやすくなる。したがって、整流板の第１部位１４１開口部とステージ１２０外周部との重なりも、適正な値に設定することが望ましい。
　数値解析の結果、φ３００ｍｍの半導体ウエハが５０Ｈｚ（３０００ｒｐｍ）で回転する条件では、周囲との負圧の差が、重なりの幅が３ｍｍでは５Ｐａに対して、３０ｍｍでは２０Ｐａ以上に達した（整流板の第１部位１４１とステージ１２０の間隙が８ｍｍの場合）。したがって、整流板の第１部位１４１とステージ１２０外周部との重なりの幅は３ｍｍ程度から最大で３０ｍｍ、望ましくはこの１／２倍のおおむね１５ｍｍに設定すれば、目的を達することができる。
　先に、図３の整流板１４０の配置説明において、整流板１４０の第１部位１４１は、検査位置ＭＰに円形の開口部１４１Ｐが設けられるとともに、開口部の大きさはステージ１２０よりも小さくなるように構成されており、側方からみたときに、ステージ１２０の上面と空隙をもちつつステージ１２０の上面の外周部において重なる位置に配置されていること、および上方からみたときに、ステージ１２０と外周部において重なる領域があるように形成することを記載した。ここで、ステージ１２０の上面と第１部位１４１との重なり、ステージ１２０の上面と第１部位１４１との空隙１４１Ｇ、整流板１４０の開口部１４１Ｐの大きさについての具体的な数値を、気流解析等に基づき、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃで検討した。この結果、ステージ１２０の回転数が数千ｒｐｍの場合に、以下の条件であるときに本発明の効果が好適にあらわれることを見出した。
　・ステージ１２０上面と第１部位１４１の重なり：３ｍｍ～３０ｍｍ
　・ステージ１２０上面と第１部位１４１の空隙：３ｍｍ～３０ｍｍ
　より望ましくは、
　・ステージ１２０上面と第１部位１４１の重なり：３ｍｍ～１５ｍｍ
　・ステージ１２０上面と第１部位１４１の空隙：６ｍｍ～３０ｍｍ
　一般に気流等の流体解析では、流れの特徴は、流体が流れる空間の大きさの値そのものではなく、代表的な寸法を用いた無次元量や比率で表されることが多い。たとえばレイノルズ数は、
　Ｒ＝ＬＵ／ν（Ｌ：代表的な長さ，Ｕ：代表的な流速，ν：流体の動粘性率）
であらわされ、慣性力と粘性力との比で定義される無次元量であり、層流・乱流等の流れを特徴づけるために利用される。本実施例では、ステージ１２０の直径を代表寸法とすることにより、気流の流れる部分の重なりや空隙を、ステージ１２０の直径との比率であらわすことができる。すなわち、ステージ１２０の回転数が数千ｒｐｍの場合に、以下の条件であるときに本発明の効果が好適にあらわれる。
　・ステージ１２０上面と第１部位１４１の重なり：ステージ１２０直径の１％～１０％
　・ステージ１２０上面と第１部位１４１の空隙：ステージ１２０直径の１％～１０％
　・整流板１４０開口部の直径：ステージ１２０の直径の９８％～８０％
　　より望ましくは、
　・ステージ１２０上面と第１部位１４１の重なり：ステージ１２０直径の１％～５％
　・ステージ１２０上面と第１部位１４１の空隙：ステージ１２０直径の２％～５％
　・整流板１４０開口部の直径：ステージ１２０直径の９８％～９０％
　なお、ここではステージ１２０の直径を半導体ウエハ２０の直径と同じく３００ｍｍとしている。実際には、ステージ１２０の外周部には半導体ウエハのクランプ機構等があるので、ステージ１２０の直径は半導体ウエハ２０の直径よりも大きくなることもあるが、例えば３５０ｍｍ程度、あるいは４００ｍｍ程度に大きくなった場合にも、上記の範囲が適用できる。
＜実施の形態１：まとめ＞
　本実施形態１に係る検査装置１０は、気体供給装置１１０とステージ１２０との間に配置された整流板１４０を備え、第１部位１４１はステージ１２０との間で空隙をもちつつステージ１２０の上面の一部を外周部で覆い、第２部位１４２は気体供給装置１１０が供給する気流を第１部位１４１、さらにステージ１２０の上方に導く。これにより、気体供給装置１１０からステージ１２０および半導体ウエハ２０上方に到達した気流がステージ１２０の回転による旋回流により引き込まれて、勢いをもって外周方向へ放たれ、整流板１４０の第１部位１４１、第３部位１４３、第２部位１４２により、ステージ１２０の下方に排出される。
　また、第２部位１４２は気体供給装置１１０が供給する気流が半導体ウエハ２０に対して直接当たらないように遮る。これにより、気流をステージ１２０下方に導いたとき、気体供給装置１１０から供給される新たな気流によってステージ１２０の下方で気流が巻き上げられる可能性を抑制することができる。したがって、ステージ１２０の機構等から発生する塵埃等の異物を含んでいる可能性のある気流をステージ１２０下方へ確実に導くことができる。すなわち、巻き上げ気流によって半導体ウエハ２０が異物付着により汚染される可能性を抑制することができる。
＜実施の形態２＞
　図７Ａは、本発明の実施形態２における整流板１４０の構成例を示す図である。整流板１４０以外は実施形態１と同じであるので、以下では整流板１４０に関する差異点について主に説明する。本実施形態２において、第１部位１４１と第２部位１４２が形成する角度は、鈍角でありかつ実施形態１よりも大きい。本実施形態２においても、実施形態１と同様に気流をステージ１２０の下方へ導く作用が生じるが、以下の点において実施形態１とは異なる。
　半導体ウエハ２０の周辺を清浄に維持するためには、清浄気流を半導体ウエハ２０の上方からステージ１２０の下方へ向かって確実に導くことが望ましい。図６に示すように、本実施形態２においては、第１部位１４１とステージ１２０の上面との間の距離が、ステージ１２０の上面の中心から外周に向かって次第に小さくなるように構成されている（すなわち第１部位１４１がステージ１２０の上面に対して傾斜している）。これにより、気流をステージ１２０下方に引き込む負圧力は、ステージ１２０の上面の中心から外周に向かって次第に強くなる。すなわち実施形態１と比較して、気流をステージ１２０下方へ導く作用が強くなるので、実施形態１よりも確実に、清浄気流を半導体ウエハ２０の上方からステージ１２０の下方へ向かって導くことができる。
　なお、気流が第１部位１４１の下方に入る開口部分があまり大きすぎると、図５Ｃと同様の巻き上がり気流が生じやすくなるので、第１部位１４１を傾斜させたことにともなって整流板１４０全体の位置も調整することが望ましい。
＜実施の形態３＞
　図７Ｂは、本発明の実施形態３における整流板１４０の構成例を示す図である。整流板１４０以外は実施形態１と同じであるので、以下では整流板１４０に関する差異点について主に説明する。本実施形態３において、整流板１４０はアーチ状に湾曲している。アーチのうち水平面に投影したとき概ねステージ１２０の上面と重なる部分が第１部位１４１に相当し、残部が第２部位１４２に相当する。
　本実施形態３においても実施形態１と同様に、気体供給装置１１０が供給する清浄気流を半導体ウエハ２０の上方からステージ１２０の下方へ導く作用が生じる。また実施形態２と同様に、第１部位１４１とステージ１２０の上面との間の距離が、ステージ１２０の上面の中心から外周に向かって次第に小さくなる。これにより実施形態２と同様に、気流をステージ１２０下方へ導く作用がより強くなる。
　実施形態２と３を比較すると、実施形態２においては、ステージ１２０端部近傍における圧力が第１部位１４１の傾斜にしたがって１次関数的に変化するので、圧力勾配が緩やかである。したがって急激な圧力変化による振動が生じる可能性が実施形態３よりも低いといえる。他方で実施形態２においては、第１部位１４１と第２部位１４２との間に角部が存在するので、角部における乱流が生じる可能性がある。
＜実施の形態４＞
　次に整流板の開口部の形状について検討した結果について述べる。図８Ａ～図８Ｅは、本発明の実施形態４を示している。図３と同様に、図８Ａは整流板の上面図、図８Ｂはステージ１２０が検査位置ＭＰにあるときの側面図を、さらに図８Ｃではステージ１２０が受取位置ＴＰにあるときの側面図を示している。また、図８Ａの整流板上面図において、ステージ１２０の検査位置ＭＰ・受取位置ＴＰにおける位置１２０（ＭＰ）、１２０（ＴＰ）を破線で示している。また、整流板１４０の上面での気流を実線で、下面での気流を破線で示している。
　図８Ａにおいて、整流板１４０は検査位置ＭＰで円形の開口を設けるように構成されている。開口部１４１Ｐの大きさはステージ１２０（図中の検査位置ＭＰにおける破線）よりも小さく、ステージ１２０と外周部で整流板１４０が重なる領域があるように形成している。これにより、図８Ｂに示す検査位置ＭＰにおいて、ステージ１２０の回転により、気流がステージ１２０の外周部で引き込まれて下方に排出されることで、ステージ１２０に載置された半導体ウエハ２０を清浄に維持することができる。
　一方、図８Ｃに示す受取位置ＴＰでは、ステージ１２０は回転動作だけでなく、半導体ウエハ２０の載置・脱着のために、上下動作も行う。ここで上下動作はステージ１２０の回転停止中に行う。図８Ｃでは、ステージ１２０の回転動作を回転軸回りの回転矢印、上下動作を上向き・下向きの矢印で示しているが、これらは同時に行われるものではない。検査開始前に、半導体ウエハ２０をステージ１２０に載置するにあたり、ステージ１２０は下方位置１２０（ＴＰ－Ｌ）にある（破線で示す）。半導体ウエハ２０はハンドリング機構３００（ここでは図示していない）によってステージ１２０に載置され、ハンドリング機構が退避した後、ステージ１２０が上方位置１２０（ＴＰ－Ｈ）に上昇する。その後、図２で説明したように、ステージ１２０と半導体ウエハ２０はＭＰ位置に移動し、検査位置ＭＰから受取位置ＴＰに向かって回転しながら並進移動することで、半導体ウエハ２０の全面が検査される。そして、検査終了後に、ステージ１２０がＴＰ位置に戻りステージ１２０の回転が停止した後、ＴＰ位置においてステージ１２０が上方位置１２０（ＴＰ－Ｈ）から下方位置１２０（ＴＰ－Ｌ）に下降して、ハンドリング機構３００により半導体ウエハ２０がステージ１２０から脱着される。
　ここで、受取位置ＴＰでは、図８ＡＣに示すように整流板にはステージ１２０の上方に開口部が設けられていない構成となっている。このため、ステージ１２０外周部での気流の引込み効果に制限が生じる。検査終了後にステージ１２０がＴＰ位置に戻ってくる際は、ＭＰ位置におけるステージ１２０外周部での気流の引込み効果が残っている。一方、検査開始前は、ＴＰ位置では本発明による気流の引込み効果が得られにくい。ステージ１２０が上方位置１２０（ＴＰ－Ｈ）に上昇した直後は、ステージ１２０が回転していないために、気流の引込み効果は得られない。さらに、ステージ１２０が受取位置ＴＰで回転を開始した場合にも、ステージ１２０の上方に開口部が設けられていないために、ここからは気流が供給されない。図８Ａで示すように、気流は検査位置ＭＰの開口部１４１Ｐを通して整流板１４０の下面から受取位置ＴＰにも供給されるので、受取位置ＴＰでも回転による気流の引込み効果が得られるが、検査位置ＭＰに比べれば得られにくいことになる。
　また、ステージ１２０の上方に開口部が設けられていないことで、ステージ１２０の上昇・下降動作が半導体ウエハ２０周囲の気流に影響する可能性がある。この様子は、図８ＤＥにより模式的に示される。すなわち、図８Ｄに示すように、ステージ１２０が上昇する場合、半導体ウエハ２０と第１部位１４１の間隙の空気は圧縮され、ステージ１２０・半導体ウエハ２０の外周部に押し出されていく方向の気流が発生する。この押し出された気流は整流板１４０によって、ステージ１２０の下方に排出される。しかし、図８Ｅに示すように、ステージ１２０が下降する場合には、半導体ウエハ２０と第１部位１４１の間隙に、ステージ１２０・半導体ウエハ２０の周囲から空気が吸い込まれる方向の気流が発生することとなる。
　ここで図８Ａに整流板１４０上面・下面での気流を示したように、受取位置ＴＰにおいてもステージ１２０（ＴＰ）の周囲には、気体供給装置１１０から供給される清浄な気流が、整流板１４０の検査位置ＭＰの開口部からステージ１２０（ＴＰ）に向かって流れている。このため、上述のように受取位置ＴＰで気流の引込み効果に制約がある場合や、ステージ１２０の上下動作による気流の押出しや吸込みがある場合でも、すぐに半導体ウエハ２０に異物が付着するものではないが、部分的に気流の乱れが発生してステージ１２０機構部からの異物が巻き上げられるなどして、半導体ウエハ２０への異物付着の確率が高まる可能性は排除しきれない。この課題は、整流板の開口部の形状により改善できる。実施形態５において具体例を説明する。
＜実施の形態５＞
　図９Ａ～図９Ｅは、本発明の実施形態５の構成を示す。図８と同様に、図９Ａは整流板の上面図、図９Ｂはステージ１２０が検査位置ＭＰにあるときの側面図、さらに図９Ｃはステージ１２０が受取位置ＴＰにあるときの側面図を示している。また、図９Ａの整流板上面図において、検査位置ＭＰ・受取位置ＴＰにおけるステージ１２０の位置１２０（ＭＰ）、１２０（ＴＰ）を破線で示している。さらに、整流板１４０の上面での気流を実線で、下面での気流を破線で示している。
　図９Ａ～図９Ｅにおいて、整流板１４０の開口部１４１Ｐは検査位置ＭＰから受取位置ＴＰまで延伸するような長円形状に構成されている。開口部１４１Ｐの大きさは、検査位置ＭＰ・受取位置ＴＰの両端位置でステージ１２０（図中の検査位置ＭＰ・受取位置ＴＰにおける破線）よりも小さく形成されている。開口部１４１Ｐはさらに、両端部において半円形状を有しており、この半円部分がステージ１２０外周部と重なるように構成されている。ステージ１２０外周部で半円状の領域で重なるように形成している。
　この構成により、図９Ｂの検査位置ＭＰにおいては、図８Ｂと同様に、ステージ１２０の手前側の整流板１４０と半円状に重なる領域で負圧が発生し、ステージ１２０の回転により気流がステージ１２０の外周部で引き込まれて下方に排出される。ステージ１２０を側方からみたときのＴＰ側（図９Ａにおいて一点鎖線の楕円で示す）では、ステージ１２０の上方に整流板１４０が配置されていないために、図４で説明した負圧領域は発生しない。しかし、整流板１４０から開口部１４１Ｐを通してステージ１２０下方に向かう流れにより、気流に下向きの力が加わる。これらの作用により、気流がステージ１２０の外周部で下方に排出されることで、ステージ１２０に載置された半導体ウエハ２０を清浄に維持することができる。
　さらにこの構成では、図９Ｃに示すように、受取位置ＴＰにおいても整流板にステージ１２０の上方に開口部が設けられている。このため、検査開始前にステージ１２０がＴＰ位置で回転を開始した場合、あるいは検査終了後にステージ１２０がＴＰ位置に戻ってきて回転を停止するまでの間も、図９Ｂの検査位置ＭＰと同様に、ステージ１２０の外周部での引き込みとステージ１２０下方に向かう流れにより、回転による気流の引込み効果が得られて、気流がステージ１２０の外周部で下方に排出される。
　さらにこの構成では、検査位置ＭＰ・受取位置ＴＰの間でステージ１２０が回転しながら移動する際にも、ステージ１２０外周部と整流板１４０が重なる領域があり、この部分で回転による気流の引込み効果が得られることになる。
　さらにこの構成の利点として、整流板１４０に開口部１４１Ｐが設けられていることにより、受取位置ＴＰにおけるステージ１２０の上昇・下降動作による半導体ウエハ２０周囲の気流への影響も少なくなることがあげられる。図９Ｄに示すように、ステージ１２０周囲には、気体供給装置１１０から供給される清浄な気流が、受取位置ＴＰにおける開口部１４１Ｐから、ステージ１２０下方に向かって流れる。このため、ステージ１２０が上昇する場合、半導体ウエハ２０上面の空気は、ステージ１２０・半導体ウエハ２０の外周部からステージ１２０下方に排出される。気流の一部が開口部１４１Ｐから上方に向かった場合でも、気体供給装置１１０から流れる気流に導かれて、整流板１４０の下面を通って下流側に排出される。また図９Ｅに示すように、ステージ１２０が下降する場合にも、半導体ウエハ２０上面には、開口部１４１Ｐから清浄な気流が供給されることで、ステージ１２０外周部から下方に向かって気流が排出される。このため、図８ＤＥと異なり、ステージ１２０の上下動作による気流の押出しや吸込みが生じにくく、半導体ウエハ２０への異物付着の可能性が大幅に低減する。
　なお、先に図３において、整流板１４０の開口部が円形である場合について、開口の大きさやステージ１２０との重なりの数値範囲を検討した。図９においても、長円部の開口の大きさや、受取位置ＴＰ・検査位置ＭＰの両端位置でのステージ１２０との重なりが上述の範囲にあるときに、本発明の効果が好適にあらわれる。
　図１０は、比較例として整流板１４０の上部開口形状が矩形である構成例を示す。図９に示す例において、整流板１４０の上部は長円形状の開口部を有し、角部がなく円形となっている。これに対して図９における開口部は矩形であり、角部は直角（または直角に近い形状）である。このように角部が直角になっていると、角部においては半導体ウエハ２０と重なる領域が無いため、気流をステージ１２０下方へ導く作用が弱まる可能性がある。一方、ウエハ周囲全てが重なるように矩形の開口部を小さくすると、半導体ウエハ２０との重なる領域は周方向で一様にならず、例えば重なる領域が大きい箇所では図５Ｄと同様の作用、それ以外は実施の形態１と同様の作用となるなど、この形状では気流をステージ１２０下方へ導く作用のバラツキが生じることで、不安定な気流状態となる。したがって整流板１４０の上部開口は、図８、図９のように円形、あるいは長円の形状を有することが望ましい。しかしながら、図１０のような開口形状が矩形であっても、本発明の効果は限定的ながらも得られるといえる。
　図１１は、本構成の効果を示すものとして、整流板１４０の上部が図８Ａの円形状の開口部を有している場合の検査位置ＭＰにおける気流の様子を示す。ここでは図８Ａの整流板の概略構造を、斜視図により、気流の流線とともに示している。図４の説明で述べたように、ステージ１２０では、機構部等からの塵埃が外周から放たれる気流にのって排出される可能性がある。そこで図１１ではステージ１２０の外周部からの塵埃放出を想定して、外周を始点にもつ流線を示している。
　ステージ１２０外周からの流線は、回転による旋回流によって外周方向へ放たれた後に、ステージ１２０の回転で発生する負圧によるステージ１２０上方からの気流引き込みの作用により、ステージ１２０の下方に向かう。また、整流板１４０に向かう流れも、整流板１４０の第１部位１４１、第３部位１４３、第２部位１４２により、ステージ１２０の下方に導かれて排出される。これらにより、ステージ１２０の機構等から外周部に向けて塵埃が放出されたとしても、ステージ１２０外周からの気流をステージ１２０下方へ確実に導くことができる。すなわち、気流の巻き上げによって半導体ウエハ２０が異物付着により汚染される可能性を抑えることができる。
　図１１は、整流板１４０の開口部が図８の円形状の場合の検査位置ＭＰでの結果であるが、受取位置ＴＰでも同様の結果が得られる。また、開口部が図９の長円形状の場合でも検査位置ＭＰ・受取位置ＴＰの両方で同様な気流の挙動が得られる。
　本発明の構成を適用することによる、異物付着の低減効果を定量的に検証した。異物付着数は、半導体ウエハ２０を検査装置１０に１０００回搬送したときの異物増加率、あるいは異物増加数で評価した。一般に半導体ウエハの表面検査装置には、検査工程での異物付着を最小におさえることが求められ、その仕様は異物増加率０．０１～０．０２個／回程度である。これは半導体ウエハ２０を１０００回搬送したときの異物増加数１０～２０個に相当する。
　本発明の構成を適用する前でも、異物増加率は０．０１～０．０２個／回程度であり、仕様を満たしていた。これに対して、本発明の実施形態５、すなわち図９に示す長円形状の開口部をもった整流板を適用することにより、異物増加率は０．００１～０．００２個／回程度となった。これは適用前の約１／１０であり、半導体ウエハを１０００回搬送した場合にも異物がわずか１～２個しか付着しないことに相当する。本発明により、検査工程における異物付着を約１／１０に低減できる効果があり、検査工程の品質向上に寄与できる。
＜本発明の変形例について＞
　本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　例えば整流板１４０の上流側（気体供給装置１１０側）に実施形態２で説明した図７Ａの構成を採用し、下流側（気体供給装置１１０側と反対側）に実施形態３で説明した図７Ｂの構成を採用することができる。
　以上の実施形態において、整流板１４０を上流側（気体供給装置１１０側）・下流側（気体供給装置１１０側と反対側）の両方に配置する例を説明したが、少なくとも上流側の整流板１４０を配置することにより、本発明の効果を相応に発揮することができる。
　以上の実施形態においては、検査装置１０が検査する被検物として半導体ウエハ２０を例示したが、被検物はこれに限る者ではなく、半導体ウエハ２０以外の被検物を検査する検査装置１０においても本発明を適用することができる。
１０：検査装置
２０：半導体ウエハ
１００：検査室
１１０：気体供給装置
１２０：ステージ
１３０：光学検査ユニット
１４０：整流板
１５０：排気口
２００：カートリッジ
３００：ハンドリング機構
３１０：プリアライナ

Claims (14)

  1. 　ステージに載置されている基板を検査する検査装置であって、
    　前記ステージを配置している検査室の内部に対して前記ステージの側方から気体の流れを供給する気体供給部、
    　前記気体を前記検査室から排出する排出部、
    　前記気体の流れを整流する整流板、
    　を備え、
    　前記整流板は、前記ステージの上面の一部を覆う第１部位を有しており、
    　前記整流板は、前記気体供給部が前記気体を噴射する供給口と前記ステージとの間に配置されることにより、前記気体供給部が供給する前記気体の流れが前記基板に対して直接当たらないようにする、第２部位を有しており、
    　前記第１部位と前記第２部位は、前記整流板の連続する部位として形成されており、
    　前記整流板は、前記第１部位と前記ステージの上面との間に第１空間が形成される位置に配置されており、
    　前記整流板は、前記第２部位と前記ステージとの間に第２空間が形成される位置に配置されている
    　ことを特徴とする検査装置。
  2. 　前記整流板は、屈折または湾曲する形状によって前記第１部位と前記第２部位が形成されることにより、前記第１部位が前記ステージの上面の一部を覆うとともに、前記第２部位が前記ステージの側方を前記気体の流れから覆うように形成されている
    　ことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
  3. 　前記整流板は、平板が鈍角に屈折することにより前記第１部位と前記第２部位が形成された形状を有する
    　ことを特徴とする請求項２記載の検査装置。
  4. 　前記整流板は、前記第１部位が前記ステージの上面に対して平行ではない傾斜角を有するように配置されている
    　ことを特徴とする請求項３記載の検査装置。
  5. 　前記整流板は、前記第２部位が前記ステージの法線方向に対して平行ではない傾斜角を有するように配置されている
    　ことを特徴とする請求項３記載の検査装置。
  6. 　前記整流板は、アーチ状に湾曲することにより前記第１部位と前記第２部位が形成された形状を有する
    　ことを特徴とする請求項２記載の検査装置。
  7. 　前記整流板は、前記第１部位と前記ステージの上面との間の距離が、前記ステージの上面の中心から外周に向かって次第に小さくなる形状に形成されている
    　ことを特徴とする請求項６記載の検査装置。
  8. 　前記整流板は、前記第２部位と前記ステージとの間の距離が、前記ステージの下方に向かうほど次第に大きくなる形状に形成されている
    　ことを特徴とする請求項６記載の検査装置。
  9. 　前記ステージは、前記検査室の外から前記基板を受け取る受け取り位置と、前記基板を検査する検査位置との間で、前記基板を相互に移動させることができるように構成されており、
    　前記整流板は、前記受け取り位置から前記検査位置まで延伸している
    　ことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
  10. 　前記整流板は、前記気体が前記供給口から前記ステージの上面へ向かって通過する開口部を有し、
    　前記開口部は、前記ステージの上面に対して投影したとき、前記基板を検査する検査位置において、前記ステージと重なる領域をもつような円形形状を有する
    　ことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
  11. 　前記整流板は、前記気体が前記供給口から前記ステージの上面へ向かって通過する開口部を有し、
    　前記開口部は、前記ステージの上面に対して投影したとき、前記検査室の外から前記基板を受け取る受け取り位置から前記基板を検査する検査位置まで延伸し、それぞれの位置において前記ステージと重なる領域をもつような長円形形状を有する
    　ことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
  12. 　前記ステージは、前記受け取り位置において上下方向に沿って第１位置から前記第１位置の上方の第２位置までに移動することができるように構成されており、
    　前記ステージは、前記第１位置において前記検査室の外から前記基板を受け取った後、前記第２位置まで移動し、さらに水平方向に沿って前記検査位置まで移動する
    　ことを特徴とする請求項１１記載の検査装置。
  13. 　前記整流板は、前記気体供給部が供給する前記気体の流れを、前記第１部位の上方、前記ステージの上面、前記第１空間、前記第２空間、の順に導くように構成されている
    　ことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
  14. 　ステージに載置された被検査基板を検査する検査装置において、
    　清浄な気体を装置内に平行流を側方から供給する供給手段と、
    　前記気体を排出する排出部と、
    　前記ステージを回転駆動する回転駆動手段と、
    　前記清浄な気体を整流する整流板と、
    　を備え、
    　前記整流板は被検査基板に対向する第1の面と、第1の面に連続で非平行な第2の面を有し、
    　前記被検査基板と前記整流板における第1の面との間に空間を有し、
    　前記清浄な空気が前記第2の面、前記空間、前記第1の面の順に通過をして、前記排出部に流入するように配置される、
    　検査装置。
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