JP4383178B2 - 表面清掃および粒子計数 - Google Patents
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Description
本発明は、製品、機械ツール、および作業領域の表面上の粒子汚染を制御することに関する。より詳細には、本発明は、半導体製造、データーストレージ製造、流体フィルター検査、ディスプレイ製造、クリーンルーム、薬品製造および取り扱い、精密機械製造、光学製品製造、航空宇宙産業、および保健医療産業において、表面上の除去可能な粒子の汚染を測定することに関する。
粒子汚染の定量測定は、検査表面上で検出された粒子の総数、検査表面上の面積あたりの粒子の総数、検査表面の面積あたりで検出された粒子の総数のサイズヒストグラム、蓄積粒子容量もしくは面積、またはこれら測定の組み合わせを含み得る。表面粒子の汚染の測定は、一般に、光散乱またはイメージ分析によって実施される。
本発明は、最初に、試験表面または検査されるべき表面上の除去可能な粒子を検出する方法および装置である。この除去可能な粒子は、キャリヤー上の粘着性表面の一部分に、接着することにより移され、そして次に、上記試験表面から粘着性表面の一部分を除去する。このキャリヤーは、位置決め手段によって受容され、そしてコントローラーによって案内される表面検査手段の視野を通過する。この表面検査手段からのシグナルは、コントローラーからの座標と組み合わせられ、粒子座標を生成し、これは、最初に、上記試験表面上の粒子を示す。粘着性表面が試験表面と接触かつそれから除去される前に測定された粘着表面上の粒子座標は、粘着性表面が試験表面と接触かつそれから除去される後に測定された粒子座標と比較され得る。いくつかの試験表面が、同じキャリヤーを用い、各測定後の粒子座標を記憶すること、および最も新しい測定を、蓄積された先の測定と比較することによって連続的に検査され得る。このキャリヤーおよび関連する粒子座標は、次の分析のために他の分析機器に運搬され得る。
粒子汚染は、表面のその他の特徴とは、粒子と元の表面との間に界面があることで異なり得る。この界面における接着が、表面材料の粘着に匹敵し得る場合、この粒子は、後に除去される可能性がなく、いくつかのプロセスまたは装置における粒子汚染になるように固く接着される。接着が、粒子が除去可能であるに十分弱い場合、この粒子は、汚染制御のためにより重要である。
図1は、本発明の最も好適な実施形態を示し、ここでは、粘着表面(130)をもつキャリヤーが、表面検査手段(100)の視野中にある位置決め手段(131)上に取り付けられている。このキャリヤーは、試験表面に接着され、かつそれから除去される前、第1の試験表面に付与され、かつそれから除去される後、または、連続するいくつかの試験表面への付与およびそれからの除去の後に検査され得る。
図13は、フライングレーザースポット(flying laser spot)を使用するスキャナ手段(100)の実施形態を示す。固体レーザー(1302)は、ミラー(1306)を振動するガルボコイル(galvo coil)(1308)によって、焦点ミラー(1310)を越えて進むビーム(1304)を生成する。ミラーから戻るビームは、粘着表面を越えてかすめて通る間、焦点に来る;移動ミラーの位置は、粘着表面上のレーザーの位置を決定する。光電子増倍管(1312)は、粘着表面の表面主要点から散乱された光を回収する。
図14a〜14dは、高い曲率の表面を検査するために構成された代替的な好ましい実施形態(例えば、半導体前方開放統一ポッド(すなわち、FOUP)(1402)における溝支持ウェーハー)を示す。図14dは、斜視図である。図14bおよびcは、図14aの平面図からの断面図である。粘着表面(1410)を有する材料の可撓性チューブ状シートは、溝を付けられた材料(1402)の表面と粘着シート(130)のキャリヤーとの間の転写表面または転写ローラーとして作用する。可撓性チューブ状シート(1410)は、カラー(210)に接着されたガイドプレート(1414)によって隔離される2つのベアリングローラー(1412および1413)の周りに伸ばされる。ハンドル手段が、試験表面上のより低いローラー(1413)を回転するように操作され、可撓性チューブの粘着表面は、試験表面に累進的に接着し、試験表面から解放し、試験表面からガイドプレートに沿って粘着表面(130)のキャリヤーまで粒子を運ぶ。粘着表面(130)のキャリヤーは、一般的に、チューブ状シート(1410)が粒子に接着するより強靭に粒子に接着するように選択され、その結果、試験表面からチューブ状シートまで転写された粒子は、次いで、粘着シート(130)のキャリヤーに転写される。図14中の図面は、200mmウエハーについてFOUPにおいて見出される溝に対して、および直径および長さが25mmである粘着シートのキャリヤーに対して、スケールされる。
図15は、インサイチュ検査およびプロセスツーリング中のクリーニングのために適合される代替的に好ましい実施形態を示す。粘着表面(401)を有する可撓性シートは、1つの円柱状コア(1520)から分配され、別の円柱状コア(1521)によって巻き取られる。2つのサーボモーター(1522)は、可撓性シートの張力および進行を制御する。正角ローラー(404)は、電動化されたピボット(1512)上にフレーム(1510)によって支持される。支持体(1504)上で検査される試験表面(1502)は、製造されたプロセス流の一部としてローラーの下を通過する。粘着シートに沿う整列印(804)および低粘着性部分(802)のシーケンスは、正角ローラー(404)によって回転される試験表面のシーケンスを可能にするように存在し得、その後、2つの円柱状コアが、除去され、表面検査手段にマウントされ、粘着シートが検査される。
Claims (14)
- 第1の試験表面上にある除去可能な粒子を検出する装置であって、
粘着面を有するキャリヤーを備え、その粘着面が前記第1の試験表面に接着した後その第1の試験表面から離間する処理(以下、付着処理と言う)を介して、前記第1の試験表面上にある除去可能な粒子が前記粘着面に移動するように構成されたものであり、
前記付着処理が施される前の前記粘着面を未付着面とし、
前記付着処理が施された後の前記粘着面を第1の付着面とすると、
該装置は、
コントローラと、
視野内の粒子を検出して、検出できた粒子の座標情報を前記コントローラに出力する表面調査手段と、
前記キャリヤーを保持し、前記コントローラからの位置決め命令に応答して、前記キャリヤーが有する前記粘着面が前記表面調査手段の視野内を通過するように動作する位置決め手段と、
前記コントローラが前記表面調査手段から受信した前記座標情報と、前記位置決め手段への位置決め命令とに基づき、前記未付着面に存在する粒子の座標(以下、未付着粒子座標と言う)と、前記第1の付着面に存在する粒子の座標(以下、第1の付着粒子座標と言う)とを算出する第1の計算手段と、
前記第1の計算手段によって算出された前記未付着粒子座標を記憶する第1のメモリ手段と、
前記第1の計算手段によって算出された前記第1の付着粒子座標と、前記第1のメモリ手段が記憶する前記未付着粒子座標とに基づき、前記第1の試験表面上にある除去可能な粒子の数を算出する第2の計算手段と、
を備えることを特徴とする装置。 - 請求項1に記載の装置において、
前記第1の試験表面とは異なる第2の試験表面上にある除去可能な粒子をさらに検出するために用いられ、
前記第1の付着面が前記第2の試験表面に接着してから離間した場合のその第1の付着面のことを第2の付着面と言い換えると、
前記第1の計算手段は、前記第2の付着面に存在する粒子の座標(以下、第2の付着粒子座標と言う)を算出し、
前記第1の付着粒子座標を記憶する第2のメモリ手段と、
前記第1の計算手段によって算出された前記第2の付着粒子座標と、前記第2のメモリ手段が記憶する前記第1の付着粒子座標とに基づき、前記第2の試験表面上にある除去可能な粒子の数を決定する第3の計算手段と、
を備えることを特徴とする装置。 - 前記粘着面には整列マークが付され、
前記整列マークの少なくとも座標を検出する整列マーク座標検出手段をさらに備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の装置。 - 前記第1の計算手段は、前記整列マーク座標検出手段によって検出された前記整列マークの座標を用いて、前記コントローラによって受信された前記表面調査手段からの座標情報が表す座標を補正することを特徴とする請求項3に記載の装置。
- 前記表面調査手段の視野の範囲内にて前記キャリヤーの粘着面の位置を制御するための焦点サーボ手段を備えていることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の装置。
- 前記キャリヤーを着脱自在に保持し、前記位置決め手段に対し着脱自在に保持されるハンドル手段を備え、該ハンドル手段は、前記粘着面が前記第1の試験表面に接着する際において前記キャリヤーの汚染防止を提供し、前記キャリヤーを前記位置決め手段に設置する際においてその設置のための機械的インターフェースとして機能することを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の装置。
- 前記ハンドル手段に対する前記キャリヤーの相対的な移動を検出及び記憶するためのキャリヤー移動測定手段と、
前記キャリヤー移動手段からのデータを伝達するためのデータ伝達手段と、
前記第2の計算手段によって算出された、前記第1の試験表面上に存在する除去可能な粒子の数と、前記キャリヤー移動測定手段により測定された、前記ハンドル手段に対する前記キャリヤーの相対的な移動量とを組み合わせて、前記第1の試験表面上にある除去可能な粒子の分布密度を算出する第4の計算手段と、
を備えることを特徴とする請求項6に記載の装置。 - 前記表面調査手段は、前記粘着面の表面の粒子の存在を感知する第1の感知素子と、前記粘着面の表面よりも下層の粒子の存在を感知する第2の感知素子と、を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項7の何れか1項に記載の装置。
- 第1の試験表面上にある除去可能な粒子を検出する方法であって、
粘着面を有するキャリヤーのその粘着面が前記第1の試験表面に接着した後その第1の試験表面から離間する処理(以下、付着処理)を介して、前記第1の試験表面上にある除去可能な粒子が前記粘着面に移動し、
前記付着処理が施される前の前記粘着面を未付着面とし、
前記付着処理が施された後の前記粘着面を第1の付着面とすると、
当該方法は、
(a)前記付着処理が施される前に、前記キャリヤーを、そのキャリヤーを保持するための位置決め手段であって、コントローラに応答するその位置決め手段上に保持し、次いで、前記付着処理を施す工程と、
(b)前記未付着面を、前記コントローラからの位置決め命令に応答して、その未付着面の粒子を検出するための表面調査手段が感知可能な視野内を通過させる工程と、
(c)前記表面調査手段の感知可能な視野内を通過している前記未付着面から、その表面調査手段によって検出された各粒子について、その表面調査手段からの粒子の座標情報と前記(b)の工程におけるコントローラからの位置決め命令とに基づき、前記未付着面に存在する粒子の座標(以下、未付着粒子座標と言う)を生成する工程と、
(d)前記未付着粒子座標を記憶する工程と、
(e)前記キャリヤーを前記位置決め手段から取り外す工程であって、前記付着処理を介して、前記第1の試験表面上にある除去可能な粒子が前記粘着面に移動し、前記第1の付着面が形成される工程と、
(f)前記キャリヤーを前記位置決め手段に保持させる工程と、
(g)前記コントローラからの位置決め命令に応答して、前記第1の付着面を、前記表面調査手段が感知可能な視野内を通過させる工程と、
(h)前記表面調査手段の感知可能な視野内を通過している前記第1の付着面から、その表面調査手段によって検出された各粒子について、その表面調査手段からの粒子の座標情報と前記(g)の工程におけるコントローラからの位置決め命令とに基づき、前記第1の付着面に存在する粒子の座標(以下、第1の付着粒子座標と言う)を生成する工程と、
(i)前記未付着粒子座標及び前記第1の付着粒子座標に基づき、前記第1の試験表面上にある除去可能な粒子の数を算出する工程と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記粘着面が、前記位置決め手段の制御によって前記表面調査手段の感知可能な視野内を通過する間、前記粘着面が前記表面調査手段の焦点の領域に残るように前記粘着面を前記表面調査手段に対して移動させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記粘着面に付された整列マークの少なくとも座標を検出する工程をさらに含むことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の方法。
- 前記整列マークについて検出されたその整列マークの座標を用いて、前記未付着面から検出された粒子の座標情報が表す座標を補正する工程をさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記第1の試験表面上にある除去可能な粒子が、前記キャリヤーの粘着面とは別の粘着性表面がその第1の試験表面に接着することによってその粘着性表面に移され、次いで、前記粘着面が前記粘着性表面に接着することによってその除去可能な粒子が前記粘着性表面から前記粘着面に移される、
ことを特徴とする請求項9ないし請求項12の何れか1項に記載の方法。 - 前記第1の試験表面上にある除去可能な粒子が、粘着性表面を備えたシートがその第1の試験表面に接着することによってそのシートに移され、次いで、前記粘着面が前記シートに接着することによってその除去可能な粒子が前記シートから前記粘着面に移される、ことを特徴とする請求項9ないし請求項13の何れか1項に記載の方法。
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