JPH07221148A - 表面汚染評価装置及び表面汚染評価方法 - Google Patents
表面汚染評価装置及び表面汚染評価方法Info
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- JPH07221148A JPH07221148A JP1193694A JP1193694A JPH07221148A JP H07221148 A JPH07221148 A JP H07221148A JP 1193694 A JP1193694 A JP 1193694A JP 1193694 A JP1193694 A JP 1193694A JP H07221148 A JPH07221148 A JP H07221148A
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体基板等の表面が汚染されていないかどう
かを光学的な手段により検出する表面汚染評価装置に関
し、ＣやＮの結合分子が主体となっている基板表面の微
量な汚染物を基板対応で確実に検出し、迅速に良否判定
する。 【構成】赤外光を出射する光源１１と、赤外光が入射さ
れる基板２９を保持する基板保持具１３と、基板２９表
面で反射された赤外光を受け、かつ受けた赤外光を反射
して所定の入射角度で基板２９表面に再び入射させるよ
うな角度に置かれた反射板１８と、反射光を分光する分
光器２５とを有する。
かを光学的な手段により検出する表面汚染評価装置に関
し、ＣやＮの結合分子が主体となっている基板表面の微
量な汚染物を基板対応で確実に検出し、迅速に良否判定
する。 【構成】赤外光を出射する光源１１と、赤外光が入射さ
れる基板２９を保持する基板保持具１３と、基板２９表
面で反射された赤外光を受け、かつ受けた赤外光を反射
して所定の入射角度で基板２９表面に再び入射させるよ
うな角度に置かれた反射板１８と、反射光を分光する分
光器２５とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面汚染評価装置及び
表面汚染評価方法に関し、より詳しくは、半導体基板等
の表面が汚染されていないかどうかを光学的な手段によ
り検出する表面汚染評価装置及び表面汚染評価方法に関
する。
表面汚染評価方法に関し、より詳しくは、半導体基板等
の表面が汚染されていないかどうかを光学的な手段によ
り検出する表面汚染評価装置及び表面汚染評価方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、デバイスの微細化に伴い、様々な
汚染が問題になってきている。例えば、微量な金属やレ
ジスト残渣、大気中の浮遊物等の汚染が半導体装置の特
性に影響を及ぼし始めている。金属汚染されたウエハに
半導体素子を作成した場合、ＰＮ接合のリーク電流の増
加や逆方向阻止電圧の低下を招く。
汚染が問題になってきている。例えば、微量な金属やレ
ジスト残渣、大気中の浮遊物等の汚染が半導体装置の特
性に影響を及ぼし始めている。金属汚染されたウエハに
半導体素子を作成した場合、ＰＮ接合のリーク電流の増
加や逆方向阻止電圧の低下を招く。
【０００３】また、大気中の浮遊物等で汚染されたウエ
ハに半導体素子を作成した場合、パターニングにおいて
ピンホール等の原因となり、或いは不純物の拡散におい
て拡散層の不均一が生じ、逆方向阻止電圧の低下やリー
ク電流の増大を招く。更に、レジスト残渣で汚染された
ウエハに半導体素子を作成するため加工を施した場合、
例えば加熱処理が加えられることにより、ウエハの導電
率の変調をきたし、半導体素子の電圧や電流が設計値通
りに作成されなくなる。
ハに半導体素子を作成した場合、パターニングにおいて
ピンホール等の原因となり、或いは不純物の拡散におい
て拡散層の不均一が生じ、逆方向阻止電圧の低下やリー
ク電流の増大を招く。更に、レジスト残渣で汚染された
ウエハに半導体素子を作成するため加工を施した場合、
例えば加熱処理が加えられることにより、ウエハの導電
率の変調をきたし、半導体素子の電圧や電流が設計値通
りに作成されなくなる。
【０００４】金属汚染に関しては、全反射蛍光Ｘ線分析
により充分な感度で検出が可能であり、確実なウエハ管
理が行われている。また、レジスト残渣や大気中の浮遊
物が汚染源となるカーボン（Ｃ）や窒素（Ｎ）の結合分
子が主体となっている汚染物に関しては、光学的な方法
での検出が行われている。
により充分な感度で検出が可能であり、確実なウエハ管
理が行われている。また、レジスト残渣や大気中の浮遊
物が汚染源となるカーボン（Ｃ）や窒素（Ｎ）の結合分
子が主体となっている汚染物に関しては、光学的な方法
での検出が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＣやＮの結合
分子が主体となっている汚染物は粒子状のものが多くて
汚染範囲が狭く、ＣやＮの結合分子の赤外光の吸収量が
小さいため、充分な検出感度が得られていない。感度向
上のため、例えば図６に示すＡＴＲ法（全反射減衰法：
Attenuated Total Reflection ）と呼ばれる方法があ
る。
分子が主体となっている汚染物は粒子状のものが多くて
汚染範囲が狭く、ＣやＮの結合分子の赤外光の吸収量が
小さいため、充分な検出感度が得られていない。感度向
上のため、例えば図６に示すＡＴＲ法（全反射減衰法：
Attenuated Total Reflection ）と呼ばれる方法があ
る。
【０００６】ＡＴＲ法は、基板１上に台形状のゲルマニ
ウム（Ｇｅ）結晶２をはりつけてＧｅ結晶２の端部斜面
から赤外光を入射し、Ｇｅ結晶２／基板１の界面とＧｅ
結晶２上面との間で反射を複数回繰り返した後他方の端
部から出射する反射光を検出する。続いて検出した反射
光を分光してその吸収ピークデータを取得した上で基板
上の汚染物を特定し、良否を判断している。
ウム（Ｇｅ）結晶２をはりつけてＧｅ結晶２の端部斜面
から赤外光を入射し、Ｇｅ結晶２／基板１の界面とＧｅ
結晶２上面との間で反射を複数回繰り返した後他方の端
部から出射する反射光を検出する。続いて検出した反射
光を分光してその吸収ピークデータを取得した上で基板
上の汚染物を特定し、良否を判断している。
【０００７】しかし、基板１上にＧｅ結晶２をはりつけ
る必要があり、ウエハ表面を汚染したり、傷つけたりす
る危険性がある。このため、測定後のウエハを使用する
ことができないので、ウエハ管理がモニタ管理となり、
個々のウエハに対応した管理ができない。また、測定の
前の作業に手間がかかる。しかも、取得データをいちい
ち分析して良否を判断し、製造プロセスにフィードバッ
クしているので、評価に時間や手間が掛かる。このた
め、量産規模での汚染物の評価法としては適当ではな
い。
る必要があり、ウエハ表面を汚染したり、傷つけたりす
る危険性がある。このため、測定後のウエハを使用する
ことができないので、ウエハ管理がモニタ管理となり、
個々のウエハに対応した管理ができない。また、測定の
前の作業に手間がかかる。しかも、取得データをいちい
ち分析して良否を判断し、製造プロセスにフィードバッ
クしているので、評価に時間や手間が掛かる。このた
め、量産規模での汚染物の評価法としては適当ではな
い。
【０００８】本発明は、係る従来例の問題点に鑑みて創
作されたものであり、ＣやＮの結合分子が主体となって
いる基板表面の微量な汚染物を基板対応で確実に検出
し、迅速に良否判定することができる表面汚染評価装置
及び表面汚染評価方法を提供することを目的とするもの
である。
作されたものであり、ＣやＮの結合分子が主体となって
いる基板表面の微量な汚染物を基板対応で確実に検出
し、迅速に良否判定することができる表面汚染評価装置
及び表面汚染評価方法を提供することを目的とするもの
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、赤
外光を出射する光源と、前記赤外光が入射される基板を
保持する基板保持具と、前記基板表面で反射された前記
赤外光を受け、かつ受けた前記赤外光を反射して所定の
入射角度で前記基板表面に再び入射させるような角度に
置かれた反射板と、前記反射光を検出して分光する分光
器とを有する表面汚染評価装置によって達成され、第２
に、少なくとも前記基板保持具が設置された室と、前記
室内を不活性ガスで置換し、又は前記室内を減圧する手
段とを有することを特徴とする第１の発明に記載の表面
汚染評価装置によって達成され、第３に、赤外光を出射
する光源と、前記赤外光が入射される基板を保持する基
板保持具と、前記基板保持具を上下に移動し、かつ前記
基板保持具の基板保持面の傾きを調節する駆動手段と、
前記基板保持具と基板収納具との間で前記基板の搬送を
行う基板搬送手段と、前記基板保持具に保持された前記
基板の表面で反射された前記赤外光を受け、かつ受けた
前記赤外光を反射して所定の入射角度で前記基板の表面
に再び入射させるような角度に置かれた反射板と、前記
反射光を分光し、前記分光光を光電変換する光検出器
と、前記駆動手段，前記基板搬送手段及び前記光源の動
作を制御し、前記光検出器により取得された分光データ
を解析し、前記基板表面の汚染の有無を判定する制御／
判定手段とを有する表面汚染評価装置によって達成さ
れ、第４に、少なくとも前記基板保持具が設置された室
と、前記室内を不活性ガスで置換し、又は前記室内を減
圧する手段と、前記基板保持具と前記基板収納具との間
での基板の搬送のときに前記制御／判定手段により駆動
されて前記基板を通過させる、前記室に設けられた開閉
自在の基板搬入／搬出口とを有することを特徴とする第
３の発明に記載の表面汚染評価装置によって達成され、
第５に、前記入射角度は、８０度以上９０度未満である
ことを特徴とする第１，第２，第３又は第４の発明に記
載の表面汚染評価装置によって達成され、第６に、前記
反射板は、前記基板表面で３回以上繰り返されるそれぞ
れの反射に対応して、それぞれの反射光を受けられるよ
うに設置されていることを特徴とする第１，第２，第
３，第４又は第５の発明に記載の表面汚染評価装置によ
って達成され、第７に、基板の周囲に赤外光の反射板を
設置し、前記基板に赤外光を第１の入射角度で入射し、
前記基板からの反射光を前記反射板に第２の入射角度で
入射させ、前記反射板からの反射光を第３の入射角度で
再び前記基板に入射させ、前記基板からの最終回の反射
光を分光し、分光データから前記基板表面の汚染を有無
を評価することを特徴とする表面汚染評価方法によって
達成され、第８に、前記第１及び第３の入射角度は、８
０度以上９０度未満であることを特徴とする第７の発明
に記載の表面汚染評価方法によって達成され、第９に、
前記基板表面での反射を３回以上繰り返し、かつそれぞ
れの前記反射に係る反射光を受けられるように前記反射
板を設置することを特徴とする第７又は第８の発明に記
載の表面汚染評価方法によって達成され、第１０に、前
記基板表面の汚染の有無の評価は、清浄な基板からの反
射光の分光データと評価すべき前記基板からの反射光の
分光データとの差により行うことを特徴とする第７，第
８又は第９の発明に記載の表面汚染評価方法によって達
成される。
外光を出射する光源と、前記赤外光が入射される基板を
保持する基板保持具と、前記基板表面で反射された前記
赤外光を受け、かつ受けた前記赤外光を反射して所定の
入射角度で前記基板表面に再び入射させるような角度に
置かれた反射板と、前記反射光を検出して分光する分光
器とを有する表面汚染評価装置によって達成され、第２
に、少なくとも前記基板保持具が設置された室と、前記
室内を不活性ガスで置換し、又は前記室内を減圧する手
段とを有することを特徴とする第１の発明に記載の表面
汚染評価装置によって達成され、第３に、赤外光を出射
する光源と、前記赤外光が入射される基板を保持する基
板保持具と、前記基板保持具を上下に移動し、かつ前記
基板保持具の基板保持面の傾きを調節する駆動手段と、
前記基板保持具と基板収納具との間で前記基板の搬送を
行う基板搬送手段と、前記基板保持具に保持された前記
基板の表面で反射された前記赤外光を受け、かつ受けた
前記赤外光を反射して所定の入射角度で前記基板の表面
に再び入射させるような角度に置かれた反射板と、前記
反射光を分光し、前記分光光を光電変換する光検出器
と、前記駆動手段，前記基板搬送手段及び前記光源の動
作を制御し、前記光検出器により取得された分光データ
を解析し、前記基板表面の汚染の有無を判定する制御／
判定手段とを有する表面汚染評価装置によって達成さ
れ、第４に、少なくとも前記基板保持具が設置された室
と、前記室内を不活性ガスで置換し、又は前記室内を減
圧する手段と、前記基板保持具と前記基板収納具との間
での基板の搬送のときに前記制御／判定手段により駆動
されて前記基板を通過させる、前記室に設けられた開閉
自在の基板搬入／搬出口とを有することを特徴とする第
３の発明に記載の表面汚染評価装置によって達成され、
第５に、前記入射角度は、８０度以上９０度未満である
ことを特徴とする第１，第２，第３又は第４の発明に記
載の表面汚染評価装置によって達成され、第６に、前記
反射板は、前記基板表面で３回以上繰り返されるそれぞ
れの反射に対応して、それぞれの反射光を受けられるよ
うに設置されていることを特徴とする第１，第２，第
３，第４又は第５の発明に記載の表面汚染評価装置によ
って達成され、第７に、基板の周囲に赤外光の反射板を
設置し、前記基板に赤外光を第１の入射角度で入射し、
前記基板からの反射光を前記反射板に第２の入射角度で
入射させ、前記反射板からの反射光を第３の入射角度で
再び前記基板に入射させ、前記基板からの最終回の反射
光を分光し、分光データから前記基板表面の汚染を有無
を評価することを特徴とする表面汚染評価方法によって
達成され、第８に、前記第１及び第３の入射角度は、８
０度以上９０度未満であることを特徴とする第７の発明
に記載の表面汚染評価方法によって達成され、第９に、
前記基板表面での反射を３回以上繰り返し、かつそれぞ
れの前記反射に係る反射光を受けられるように前記反射
板を設置することを特徴とする第７又は第８の発明に記
載の表面汚染評価方法によって達成され、第１０に、前
記基板表面の汚染の有無の評価は、清浄な基板からの反
射光の分光データと評価すべき前記基板からの反射光の
分光データとの差により行うことを特徴とする第７，第
８又は第９の発明に記載の表面汚染評価方法によって達
成される。
【００１０】
【作用】本発明の表面汚染評価装置においては、赤外光
を出射する光源と、赤外光が入射される基板を保持する
基板保持具と、基板表面で反射された赤外光を受け、か
つ受けた赤外光を反射して所定の入射角度で基板表面に
再び入射させるような角度に置かれた反射板と、前記反
射光を検出して分光する分光器とを有している。
を出射する光源と、赤外光が入射される基板を保持する
基板保持具と、基板表面で反射された赤外光を受け、か
つ受けた赤外光を反射して所定の入射角度で基板表面に
再び入射させるような角度に置かれた反射板と、前記反
射光を検出して分光する分光器とを有している。
【００１１】従って、ＡＴＲ法と異なり、評価すべき基
板には何も加工を施さず、かつ基板に損傷を与えること
もないので、良と判定された基板はそのまま使用するこ
とができる。また、加工のための手間や時間も掛からな
い。更に、基板保持具が室内に設置され、この室内を不
活性ガスで置換し、又は室内を減圧する手段とを有して
いるので、清浄な環境下で基板の汚染測定ができ、この
ため、過誤の評価も防げる。
板には何も加工を施さず、かつ基板に損傷を与えること
もないので、良と判定された基板はそのまま使用するこ
とができる。また、加工のための手間や時間も掛からな
い。更に、基板保持具が室内に設置され、この室内を不
活性ガスで置換し、又は室内を減圧する手段とを有して
いるので、清浄な環境下で基板の汚染測定ができ、この
ため、過誤の評価も防げる。
【００１２】また、基板保持具の位置を調整する駆動手
段，基板搬送手段及び光源の動作を制御し、光検出器に
より取得された分光データを解析し、基板表面の汚染の
有無を判定する制御／判定手段とを有するので、自動評
価が可能であり、評価時間の短縮が図れる。従って、量
産工程への導入が可能である。本発明の表面汚染評価方
法によれば、基板表面に第１又は第３の入射角度、例え
ば８０〜９０度で赤外光を入射させているので、基板表
面での赤外光の照射面積が大きい。このため、照射面積
内に含まれる検出に係る汚染物量が多くなる。しかも、
基板表面での電界成分は、入射光と反射光の電界成分の
ベクトル的な加算となるため、大きい入射角度の場合、
垂直入射に比べて、電界成分は２倍に近くなる。このた
め、汚染物による吸収強度は４倍程度に増加し、検出感
度が増す。
段，基板搬送手段及び光源の動作を制御し、光検出器に
より取得された分光データを解析し、基板表面の汚染の
有無を判定する制御／判定手段とを有するので、自動評
価が可能であり、評価時間の短縮が図れる。従って、量
産工程への導入が可能である。本発明の表面汚染評価方
法によれば、基板表面に第１又は第３の入射角度、例え
ば８０〜９０度で赤外光を入射させているので、基板表
面での赤外光の照射面積が大きい。このため、照射面積
内に含まれる検出に係る汚染物量が多くなる。しかも、
基板表面での電界成分は、入射光と反射光の電界成分の
ベクトル的な加算となるため、大きい入射角度の場合、
垂直入射に比べて、電界成分は２倍に近くなる。このた
め、汚染物による吸収強度は４倍程度に増加し、検出感
度が増す。
【００１３】また、基板表面での反射光を第２の入射角
度をもって反射板に入射させることにより、反射板から
の反射光は基板表面上前の照射領域とは異なる領域に入
射する。従って、より広範囲に渡って、沢山の種類の汚
染物を検出できる。更に、基板表面での反射を３回以上
繰り返すことにより、吸収を受けていない波数を有する
反射光の強度と吸収を受けた波数を有する反射光の強度
の差が増倍され、一層検出感度が増す。
度をもって反射板に入射させることにより、反射板から
の反射光は基板表面上前の照射領域とは異なる領域に入
射する。従って、より広範囲に渡って、沢山の種類の汚
染物を検出できる。更に、基板表面での反射を３回以上
繰り返すことにより、吸収を受けていない波数を有する
反射光の強度と吸収を受けた波数を有する反射光の強度
の差が増倍され、一層検出感度が増す。
【００１４】また、清浄な基板からの反射光の分光デー
タと評価すべき基板からの反射光の分光データとの差に
より基板表面の汚染の有無を判定している。従って、基
板の材質により影響を受けず、汚染物のみを選択的に検
出することができる。
タと評価すべき基板からの反射光の分光データとの差に
より基板表面の汚染の有無を判定している。従って、基
板の材質により影響を受けず、汚染物のみを選択的に検
出することができる。
【００１５】
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例に
係る表面汚染評価装置及び表面汚染評価方法について説
明する。 （１）本発明の実施例に係る表面汚染評価装置について
の説明 本発明の実施例に係る表面汚染評価装置について図１
（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。図１（ａ）は
上面図、図１（ｂ）は側面図である。
係る表面汚染評価装置及び表面汚染評価方法について説
明する。 （１）本発明の実施例に係る表面汚染評価装置について
の説明 本発明の実施例に係る表面汚染評価装置について図１
（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。図１（ａ）は
上面図、図１（ｂ）は側面図である。
【００１６】図１（ａ），（ｂ）において、１１は赤外
光を出射する光源で、振動数ほぼ4000〜400 カイザ（ｃ
ｍ-1）の範囲をカバーすることができる。１２は評価す
べきウエハ（基板）２９を導入し、そのウエハ２９表面
に赤外光を照射するための円筒状の室壁を有する測定室
（室）であり、測定室１２の中央部にはウエハ２９を保
持する基板保持具１３が設置されている。
光を出射する光源で、振動数ほぼ4000〜400 カイザ（ｃ
ｍ-1）の範囲をカバーすることができる。１２は評価す
べきウエハ（基板）２９を導入し、そのウエハ２９表面
に赤外光を照射するための円筒状の室壁を有する測定室
（室）であり、測定室１２の中央部にはウエハ２９を保
持する基板保持具１３が設置されている。
【００１７】基板保持具１３は、ウエハを保持する基板
保持面と、基板保持面に平行なＸ軸を中心に基板保持面
を回動し、又は基板保持面に平行で、かつＸ軸に垂直な
Ｙ軸を中心に基板保持面を回動させることにより基板保
持面の傾きを調整する手段１５と、かつ基板保持面の高
さを調整する手段１６と、両手段１５，１６を駆動する
駆動手段１７とを有する。駆動手段１７として、例えば
ステッピングモータ（ＤＣサーボモータ）がある。これ
らの手段を用いてウエハ２９表面への赤外光の入射角度
等を調整することにより、最大の反射光強度が得られる
ようにすることが可能である。
保持面と、基板保持面に平行なＸ軸を中心に基板保持面
を回動し、又は基板保持面に平行で、かつＸ軸に垂直な
Ｙ軸を中心に基板保持面を回動させることにより基板保
持面の傾きを調整する手段１５と、かつ基板保持面の高
さを調整する手段１６と、両手段１５，１６を駆動する
駆動手段１７とを有する。駆動手段１７として、例えば
ステッピングモータ（ＤＣサーボモータ）がある。これ
らの手段を用いてウエハ２９表面への赤外光の入射角度
等を調整することにより、最大の反射光強度が得られる
ようにすることが可能である。
【００１８】１８は円筒状の測定室１２の内壁面に沿っ
て周回するように連続的に設置されたミラー（反射板）
である。ミラー１８は、ウエハ２９表面で反射した赤外
光を受け、その赤外光を反射して基板保持具１３に保持
されたウエハ２９表面にほぼ８０°〜９０°の入射角度
で再入射させるような角度を保持して設けられている。
なお、ミラー18ａ〜18ｆは、図２（ａ）に示すように、
室壁の周囲の必要な箇所だけに分離して設置されていて
もよい。
て周回するように連続的に設置されたミラー（反射板）
である。ミラー１８は、ウエハ２９表面で反射した赤外
光を受け、その赤外光を反射して基板保持具１３に保持
されたウエハ２９表面にほぼ８０°〜９０°の入射角度
で再入射させるような角度を保持して設けられている。
なお、ミラー18ａ〜18ｆは、図２（ａ）に示すように、
室壁の周囲の必要な箇所だけに分離して設置されていて
もよい。
【００１９】また、室壁の一部には開口１９が形成され
ており、この開口１９を介して光源１１から出射した赤
外光が通過し、かつウエハ２９表面での最終回の反射光
が通過する。２０は測定室１２に設置されたウエハ搬送
アーム（基板搬送手段）であり、ミラー１８下部の室壁
の一部に形成された開閉自在のウエハ搬入／搬出口（基
板搬入／搬出口）２１を介して室外のウエハを室内に搬
入したり、測定が終わった室内のウエハを室外に搬出す
る。
ており、この開口１９を介して光源１１から出射した赤
外光が通過し、かつウエハ２９表面での最終回の反射光
が通過する。２０は測定室１２に設置されたウエハ搬送
アーム（基板搬送手段）であり、ミラー１８下部の室壁
の一部に形成された開閉自在のウエハ搬入／搬出口（基
板搬入／搬出口）２１を介して室外のウエハを室内に搬
入したり、測定が終わった室内のウエハを室外に搬出す
る。
【００２０】２２は開口１９を介して測定室１２に連接
する赤外光導入／導出室であり、室壁には赤外光の入射
側に形成された透過窓３０と、出射側に形成された透過
窓３１とを有し、室内に入射した赤外光を開口１９を介
して測定室１２に導入するミラー23ａと、測定室１２内
で生成された反射光を開口１９を介して分光器２５に導
くミラー23ｂが設置されている。また、測定室１２内を
窒素ガスで置換し、室内の環境を清浄にするための窒素
ガスを導入するガス導入口２４が設けられている。な
お、室内を適当な圧力にするため不要な窒素ガスを排出
するための排気口が設けられてもよい。
する赤外光導入／導出室であり、室壁には赤外光の入射
側に形成された透過窓３０と、出射側に形成された透過
窓３１とを有し、室内に入射した赤外光を開口１９を介
して測定室１２に導入するミラー23ａと、測定室１２内
で生成された反射光を開口１９を介して分光器２５に導
くミラー23ｂが設置されている。また、測定室１２内を
窒素ガスで置換し、室内の環境を清浄にするための窒素
ガスを導入するガス導入口２４が設けられている。な
お、室内を適当な圧力にするため不要な窒素ガスを排出
するための排気口が設けられてもよい。
【００２１】２５は測定室１２から出射した赤外光を分
光する分光器と、分光器で分光された光を焦電効果によ
り光電変換する検出器の両方が集合された光検出器であ
る。光検出器２５からのデータがコンピュータ２８に送
られる。なお、光検出器２５として、例えばＭＣＴ検出
器又はＴＧＳ検出器（ともに商品名）が用いられる。２
６はウエハ搬入／搬出口２１の近くに設置された未測定
のウエハを格納するウエハ収納具、２７は測定済のウエ
ハを格納するウエハ収納具である。
光する分光器と、分光器で分光された光を焦電効果によ
り光電変換する検出器の両方が集合された光検出器であ
る。光検出器２５からのデータがコンピュータ２８に送
られる。なお、光検出器２５として、例えばＭＣＴ検出
器又はＴＧＳ検出器（ともに商品名）が用いられる。２
６はウエハ搬入／搬出口２１の近くに設置された未測定
のウエハを格納するウエハ収納具、２７は測定済のウエ
ハを格納するウエハ収納具である。
【００２２】２８は測定を制御するコンピュータ（制御
／判定手段）で、光源１１，基板保持具１３の駆動部，
ウエハ搬送アーム２０の駆動部及びウエハ搬入／搬出口
２１の開閉駆動部を適宜作動させる。また、光検出器２
５からの分光データを取り込み、例えば、清浄なウエハ
からの反射光の分光データと評価すべきウエハからの反
射光の分光データとの差によりウエハ２９表面の汚染の
有無を判定する。従って、ウエハの材質により影響を受
けず、汚染物のみを選択的に検出することができる。
／判定手段）で、光源１１，基板保持具１３の駆動部，
ウエハ搬送アーム２０の駆動部及びウエハ搬入／搬出口
２１の開閉駆動部を適宜作動させる。また、光検出器２
５からの分光データを取り込み、例えば、清浄なウエハ
からの反射光の分光データと評価すべきウエハからの反
射光の分光データとの差によりウエハ２９表面の汚染の
有無を判定する。従って、ウエハの材質により影響を受
けず、汚染物のみを選択的に検出することができる。
【００２３】なお、上記の表面汚染評価装置において、
ウエハ収納具２６，２７は清浄な測定室１２内に設置さ
れていないが、ウエハ収納具２６，２７は測定室１２内
に設置されてもよいし、測定室１２と別の清浄な室に設
置されてもよい。また、分光機能を有する分光器と光電
変換する機能を有する検出器とが集合された光検出器２
５が出射側に設けられているが、分光器と検出器とを分
離し、分光器のみを光源１１のすぐ後に設置し、分光さ
れた光を測定室１２に入射するようにしてもよい。この
とき、光電変換する機能を有する検出器のみが出射側に
設置されることになる。
ウエハ収納具２６，２７は清浄な測定室１２内に設置さ
れていないが、ウエハ収納具２６，２７は測定室１２内
に設置されてもよいし、測定室１２と別の清浄な室に設
置されてもよい。また、分光機能を有する分光器と光電
変換する機能を有する検出器とが集合された光検出器２
５が出射側に設けられているが、分光器と検出器とを分
離し、分光器のみを光源１１のすぐ後に設置し、分光さ
れた光を測定室１２に入射するようにしてもよい。この
とき、光電変換する機能を有する検出器のみが出射側に
設置されることになる。
【００２４】更に、基板保持具１３が測定室１２内に設
置され、測定室１２内を窒素ガスで置換することが可能
であるが、基板保持具１３が設置された測定室１２に排
気口を設け、この排気口に測定室１２内を減圧する排気
装置が接続されるようにしてもよい。これにより、測定
室１２内の浮遊物を除去して測定室１２内を清浄にする
ことができ、過誤の汚染物評価を避けることができる。
置され、測定室１２内を窒素ガスで置換することが可能
であるが、基板保持具１３が設置された測定室１２に排
気口を設け、この排気口に測定室１２内を減圧する排気
装置が接続されるようにしてもよい。これにより、測定
室１２内の浮遊物を除去して測定室１２内を清浄にする
ことができ、過誤の汚染物評価を避けることができる。
【００２５】次に、測定室１２内のミラーとウエハ２９
との間の詳細な位置関係及び赤外光の照射方法の一例に
ついて図２（ａ）を参照しながら説明する。図２（ａ）
ではミラー18ａ〜18ｆは室壁の周囲の必要な箇所、即ち
６箇所だけに個々に分離して設置されているが、図１の
ように連続的に設置されていても図２（ａ）と全く同じ
ように赤外光を反射する。
との間の詳細な位置関係及び赤外光の照射方法の一例に
ついて図２（ａ）を参照しながら説明する。図２（ａ）
ではミラー18ａ〜18ｆは室壁の周囲の必要な箇所、即ち
６箇所だけに個々に分離して設置されているが、図１の
ように連続的に設置されていても図２（ａ）と全く同じ
ように赤外光を反射する。
【００２６】図２（ａ）の上図はミラー18ａ，18ｄとウ
エハ２９との位置関係を示す側面図であり、入射光と反
射光とを含む面（入射面）においてウエハ２９表面に垂
直な方向から測った入射角度（第３の入射角度）θ3 が
８０度以上，９０度未満になるようにミラー18ａ〜18ｆ
の角度が設定されている。このように、ウエハ２９表面
への入射角度を大きくする理由について図２（ｂ），
（ｃ）を参照しながら説明する。第１の理由は、図の一
点鎖線で示す垂直入射や入射角度の小さい入射に比べて
ウエハ２９上の照射面が大きくなるためである。これに
より、より多くの汚染物質が、かつより広範囲の種類の
汚染物質が照射面に含まれるようになり、検出感度が向
上し、検出範囲が広がる。第２の理由は、図２（ｃ）に
示すように、基板表面での電界成分は、入射光と反射光
の電界成分のベクトル的な加算となるため、大きい入射
角度の場合、垂直入射に比べて、電界成分は２倍に近く
なる。このため、汚染物による吸収強度は４倍程度に増
加し、検出感度が増す。
エハ２９との位置関係を示す側面図であり、入射光と反
射光とを含む面（入射面）においてウエハ２９表面に垂
直な方向から測った入射角度（第３の入射角度）θ3 が
８０度以上，９０度未満になるようにミラー18ａ〜18ｆ
の角度が設定されている。このように、ウエハ２９表面
への入射角度を大きくする理由について図２（ｂ），
（ｃ）を参照しながら説明する。第１の理由は、図の一
点鎖線で示す垂直入射や入射角度の小さい入射に比べて
ウエハ２９上の照射面が大きくなるためである。これに
より、より多くの汚染物質が、かつより広範囲の種類の
汚染物質が照射面に含まれるようになり、検出感度が向
上し、検出範囲が広がる。第２の理由は、図２（ｃ）に
示すように、基板表面での電界成分は、入射光と反射光
の電界成分のベクトル的な加算となるため、大きい入射
角度の場合、垂直入射に比べて、電界成分は２倍に近く
なる。このため、汚染物による吸収強度は４倍程度に増
加し、検出感度が増す。
【００２７】図２（ａ）の下図は測定室１２の上面図で
あり、ミラー18ａ〜18ｆは室壁の周囲の必要な箇所、即
ち６箇所だけに個々に分離して設置されている。ウエハ
２９表面での反射光を第２の入射角度θ2 をもって反射
板に入射させることにより、ミラー18ａ〜18ｆからの反
射光はウエハ２９表面の異なる箇所に入射する。従っ
て、汚染物の種類をより広範囲に検出できる。更に、ウ
エハ２９表面での反射を３回以上、この場合７回繰り返
すことにより、吸収を受けていない反射光の強度と吸収
を受けた反射光の強度の差が増倍され、一層検出感度が
増す。
あり、ミラー18ａ〜18ｆは室壁の周囲の必要な箇所、即
ち６箇所だけに個々に分離して設置されている。ウエハ
２９表面での反射光を第２の入射角度θ2 をもって反射
板に入射させることにより、ミラー18ａ〜18ｆからの反
射光はウエハ２９表面の異なる箇所に入射する。従っ
て、汚染物の種類をより広範囲に検出できる。更に、ウ
エハ２９表面での反射を３回以上、この場合７回繰り返
すことにより、吸収を受けていない反射光の強度と吸収
を受けた反射光の強度の差が増倍され、一層検出感度が
増す。
【００２８】次に、図２（ａ）に示す表面汚染評価装置
を用いてウエハ表面に赤外光を照射する方法について説
明する。まず、光源１１からの赤外光を透過窓３０を介
してミラー23ａに入射する。赤外光はミラー23ａで反射
され、反射光はウエハ２９に約８５°の入射角度（第１
の入射角度）θ1 で入射する。更に、入射した赤外光は
ウエハ２９表面で反射して第４のミラー18ｄに所定の入
射角度（第２の入射角度）θ2 で入射する。
を用いてウエハ表面に赤外光を照射する方法について説
明する。まず、光源１１からの赤外光を透過窓３０を介
してミラー23ａに入射する。赤外光はミラー23ａで反射
され、反射光はウエハ２９に約８５°の入射角度（第１
の入射角度）θ1 で入射する。更に、入射した赤外光は
ウエハ２９表面で反射して第４のミラー18ｄに所定の入
射角度（第２の入射角度）θ2 で入射する。
【００２９】入射した赤外光は第４のミラー18ｄ面で反
射してウエハ２９表面に約８５°の入射角度（第３の入
射角度）θ3 で再び入射する。更に、入射した赤外光は
ウエハ２９表面で反射して第４のミラー18ｄとはほぼ対
向する室壁面上に設置された第１のミラー18ａに所定の
入射角度（第２の入射角度）θ2 で入射し、反射する。
このとき、赤外光は第１のミラー18ａに所定の入射角度
（第２の入射角度）θ 2 で入射しているので、入射方向
と異なる方向に反射され、従ってウエハ２９表面で前の
照射領域とは異なる領域を照射する。
射してウエハ２９表面に約８５°の入射角度（第３の入
射角度）θ3 で再び入射する。更に、入射した赤外光は
ウエハ２９表面で反射して第４のミラー18ｄとはほぼ対
向する室壁面上に設置された第１のミラー18ａに所定の
入射角度（第２の入射角度）θ2 で入射し、反射する。
このとき、赤外光は第１のミラー18ａに所定の入射角度
（第２の入射角度）θ 2 で入射しているので、入射方向
と異なる方向に反射され、従ってウエハ２９表面で前の
照射領域とは異なる領域を照射する。
【００３０】ウエハ２９表面で再び反射された赤外光
は、第５のミラー18ｅ−ウエハ２９−第２のミラー18ｂ
−ウエハ２９−第６のミラー18ｆ−ウエハ２９−第３の
ミラー18ｆという順序で上記と同様の反射を繰り返した
後、ミラー23ｂ及び透過窓３１を経て光検出器２５に入
射する。次に、上記の表面汚染評価方法により試料面で
の赤外光の反射回数による感度比較について実験した結
果について説明する。
は、第５のミラー18ｅ−ウエハ２９−第２のミラー18ｂ
−ウエハ２９−第６のミラー18ｆ−ウエハ２９−第３の
ミラー18ｆという順序で上記と同様の反射を繰り返した
後、ミラー23ｂ及び透過窓３１を経て光検出器２５に入
射する。次に、上記の表面汚染評価方法により試料面で
の赤外光の反射回数による感度比較について実験した結
果について説明する。
【００３１】図４は、試料としてイソプロピルアルコー
ル（汚染物）を塗布したシリコン基板を用い、試料面で
の赤外光の反射回数が１７回の場合と７回の場合とを比
較した結果について示す分光特性図である。図４におい
て、横軸は比例目盛りの波数（ｃｍ-1）を表し、縦軸は
任意単位の吸収強度を表す。図４に示す結果によれば、
１７回反射の場合は７回反射の場合と比較して、吸収強
度を示すピークが大幅に高くなっており、感度が上がっ
ていることを示している。
ル（汚染物）を塗布したシリコン基板を用い、試料面で
の赤外光の反射回数が１７回の場合と７回の場合とを比
較した結果について示す分光特性図である。図４におい
て、横軸は比例目盛りの波数（ｃｍ-1）を表し、縦軸は
任意単位の吸収強度を表す。図４に示す結果によれば、
１７回反射の場合は７回反射の場合と比較して、吸収強
度を示すピークが大幅に高くなっており、感度が上がっ
ていることを示している。
【００３２】以上のように、本発明の表面汚染評価装置
によれば、赤外光を出射する光源１１と、赤外光が入射
されるウエハ２９を保持する基板保持具１３と、ウエハ
２９表面で反射された赤外光を受け、かつ受けた赤外光
を反射して大きい入射角度でウエハ２９表面に再び入射
させるような角度に置かれたミラー１８又は18ａ〜18ｆ
と、反射光を検出して分光する光検出器（分光器）２５
とを有している。
によれば、赤外光を出射する光源１１と、赤外光が入射
されるウエハ２９を保持する基板保持具１３と、ウエハ
２９表面で反射された赤外光を受け、かつ受けた赤外光
を反射して大きい入射角度でウエハ２９表面に再び入射
させるような角度に置かれたミラー１８又は18ａ〜18ｆ
と、反射光を検出して分光する光検出器（分光器）２５
とを有している。
【００３３】従って、ＡＴＲ法と異なり、評価すべきウ
エハ２９には何も加工を施さず、かつウエハ２９に損傷
を与えることもないので、良と判定されたウエハ２９は
そのまま使用することができる。また、加工のための手
間や時間も掛からない。更に、室内を窒素置換して清浄
にすることが可能な測定室１２に基板保持具１３が設置
されているので、清浄な環境でウエハ２９表面の汚染測
定ができる。このため、過誤の評価も防げる。
エハ２９には何も加工を施さず、かつウエハ２９に損傷
を与えることもないので、良と判定されたウエハ２９は
そのまま使用することができる。また、加工のための手
間や時間も掛からない。更に、室内を窒素置換して清浄
にすることが可能な測定室１２に基板保持具１３が設置
されているので、清浄な環境でウエハ２９表面の汚染測
定ができる。このため、過誤の評価も防げる。
【００３４】また、基板保持具１３の位置を調整する駆
動手段１７，ウエハ搬送アーム２０及び光源１１の動作
を制御するとともに、光検出器２５に取得された分光デ
ータを解析し、ウエハ２９表面の汚染の有無を判定する
コンピュータ２８とを有するので、自動測定が可能であ
り、評価時間の短縮が図れる。従って、量産工程への導
入が可能である。例えば、ウエハの受入れ検査，ホトリ
ソグラフィー工程後のウエハ検査，ウエハ洗浄後の検査
等への導入が考えられる。 （２）本発明の実施例に係る表面汚染評価方法について
の説明 図１及び図２（ａ）の表面汚染評価装置を用いた、本発
明の実施例に係る表面汚染評価方法について図１，図２
（ａ），図２（ｂ），図３のフローチャート及び図５を
参照しながら説明する。
動手段１７，ウエハ搬送アーム２０及び光源１１の動作
を制御するとともに、光検出器２５に取得された分光デ
ータを解析し、ウエハ２９表面の汚染の有無を判定する
コンピュータ２８とを有するので、自動測定が可能であ
り、評価時間の短縮が図れる。従って、量産工程への導
入が可能である。例えば、ウエハの受入れ検査，ホトリ
ソグラフィー工程後のウエハ検査，ウエハ洗浄後の検査
等への導入が考えられる。 （２）本発明の実施例に係る表面汚染評価方法について
の説明 図１及び図２（ａ）の表面汚染評価装置を用いた、本発
明の実施例に係る表面汚染評価方法について図１，図２
（ａ），図２（ｂ），図３のフローチャート及び図５を
参照しながら説明する。
【００３５】まず、清浄なウエハを用いて標準分光デー
タを取得する。そのための第１の作業として、最大の分
光感度が得られるようにするため、ウエハの高さ及びウ
エハ表面の傾きの調整を行う。以下、調整の方法につい
て説明する。即ち、測定室１２内に、常時、窒素を導入
して、測定室１２内を常に清浄な雰囲気に保持する。続
いて、ウエハ収納具２６にウエハを搬入した後、ウエハ
収納具２６内に窒素を導入し、ウエハ収納具２６内を清
浄な雰囲気にする。
タを取得する。そのための第１の作業として、最大の分
光感度が得られるようにするため、ウエハの高さ及びウ
エハ表面の傾きの調整を行う。以下、調整の方法につい
て説明する。即ち、測定室１２内に、常時、窒素を導入
して、測定室１２内を常に清浄な雰囲気に保持する。続
いて、ウエハ収納具２６にウエハを搬入した後、ウエハ
収納具２６内に窒素を導入し、ウエハ収納具２６内を清
浄な雰囲気にする。
【００３６】次に、コンピュータ２８からの信号により
ウエハ搬入／搬出口２１を開けてウエハ搬送アーム２０
によりウエハ収納具２６から清浄なウエハを取り出す。
続いて、ウエハ搬入／搬出口２１を通過してウエハを測
定室１２内の基板保持具１３の基板保持面上に搬送し、
基板保持面に載置する。このとき、ウエハは減圧による
吸着手段等により基板保持面に固定される。その後、ウ
エハ搬入／搬出口２１はコンピュータ２８からの信号に
より閉じられる。
ウエハ搬入／搬出口２１を開けてウエハ搬送アーム２０
によりウエハ収納具２６から清浄なウエハを取り出す。
続いて、ウエハ搬入／搬出口２１を通過してウエハを測
定室１２内の基板保持具１３の基板保持面上に搬送し、
基板保持面に載置する。このとき、ウエハは減圧による
吸着手段等により基板保持面に固定される。その後、ウ
エハ搬入／搬出口２１はコンピュータ２８からの信号に
より閉じられる。
【００３７】次いで、コンピュータ２８からの信号によ
り光源１１を点灯する。赤外光は測定室１２内に入射さ
れ、（１）で説明したと同様にしてウエハ表面での７回
の反射を繰り返し、分光器（光検出器）２５に入射す
る。次に、基板保持具１３の上下の位置及び基板保持面
の傾きを調整し、光検出器２５からの出力が最大となる
ようにウエハ位置を決定する。
り光源１１を点灯する。赤外光は測定室１２内に入射さ
れ、（１）で説明したと同様にしてウエハ表面での７回
の反射を繰り返し、分光器（光検出器）２５に入射す
る。次に、基板保持具１３の上下の位置及び基板保持面
の傾きを調整し、光検出器２５からの出力が最大となる
ようにウエハ位置を決定する。
【００３８】続いて、最大の分光感度となるウエハ位置
を保持した状態で、コンピュータ２８からの信号により
光源１１を点灯し、赤外光を測定室１２に入射する。上
記したように、赤外光は測定室１２内のウエハ表面上で
７回の反射を繰り返して光検出器２５に入射する。光検
出器２５に入射した赤外光は分光され、かつ光電変換さ
れて分光データが取得される。分光データはコンピュー
タ２８に取り込まれ、基準分光データとして保存され
る。清浄なウエハ表面には汚染物質が存在しないので、
ウエハがシリコンウエハの場合、分光データの4000〜40
0 カイザの範囲では汚染物を示す吸収ピークは現れな
い。なお、ウエハとしてシリコン酸化膜の形成されたシ
リコンウエハを用いた場合、波数1080ｃｍ-1近辺にＳｉ
Ｏピークが、波数3600ｃｍ-1近辺に，ＳｉＯＨピーク等
が現れる。
を保持した状態で、コンピュータ２８からの信号により
光源１１を点灯し、赤外光を測定室１２に入射する。上
記したように、赤外光は測定室１２内のウエハ表面上で
７回の反射を繰り返して光検出器２５に入射する。光検
出器２５に入射した赤外光は分光され、かつ光電変換さ
れて分光データが取得される。分光データはコンピュー
タ２８に取り込まれ、基準分光データとして保存され
る。清浄なウエハ表面には汚染物質が存在しないので、
ウエハがシリコンウエハの場合、分光データの4000〜40
0 カイザの範囲では汚染物を示す吸収ピークは現れな
い。なお、ウエハとしてシリコン酸化膜の形成されたシ
リコンウエハを用いた場合、波数1080ｃｍ-1近辺にＳｉ
Ｏピークが、波数3600ｃｍ-1近辺に，ＳｉＯＨピーク等
が現れる。
【００３９】次に、コンピュータ２８からの信号により
ウエハ搬入／搬出口２１が開くとともに、ウエハ搬送ア
ーム２０が作動し、清浄なウエハを搬出するとともに、
評価すべきウエハ２９をウエハ収納具２６から測定室１
２内の基板保持具１３の基板保持面に搬送する。次い
で、評価すべきウエハ２９について、上記と同様にして
最大感度が得られるウエハ位置の決定後、分光データを
取得する。このとき、評価すべきウエハ２９表面上にＮ
−Ｈ，Ｃ−Ｈ結合を含む汚染物が存在している場合、表
１に示すように、結合分子に相当する波数のところに吸
収ピークが現れる。
ウエハ搬入／搬出口２１が開くとともに、ウエハ搬送ア
ーム２０が作動し、清浄なウエハを搬出するとともに、
評価すべきウエハ２９をウエハ収納具２６から測定室１
２内の基板保持具１３の基板保持面に搬送する。次い
で、評価すべきウエハ２９について、上記と同様にして
最大感度が得られるウエハ位置の決定後、分光データを
取得する。このとき、評価すべきウエハ２９表面上にＮ
−Ｈ，Ｃ−Ｈ結合を含む汚染物が存在している場合、表
１に示すように、結合分子に相当する波数のところに吸
収ピークが現れる。
【００４０】
【表１】
【００４１】続いて、分光データをコンピュータ２８に
取り込み、図５に示すように、評価すべきウエハ２９か
らの反射光の分光データと清浄なウエハからの反射光の
分光データの差をとる。これにより、汚染物を表す分子
結合に相当する波数のところにのみ吸収ピーク（吸収強
度）が現れる。良品と判定する吸収強度の上限値を判定
基準として予めコンピュータに入力しておき、この基準
と上記のようにして取得された汚染を示す吸収ピークと
を比較することによりウエハ２９表面汚染の良否を判定
する。
取り込み、図５に示すように、評価すべきウエハ２９か
らの反射光の分光データと清浄なウエハからの反射光の
分光データの差をとる。これにより、汚染物を表す分子
結合に相当する波数のところにのみ吸収ピーク（吸収強
度）が現れる。良品と判定する吸収強度の上限値を判定
基準として予めコンピュータに入力しておき、この基準
と上記のようにして取得された汚染を示す吸収ピークと
を比較することによりウエハ２９表面汚染の良否を判定
する。
【００４２】なお、良品は製造工程でそのまま使用す
る。一方、不良とされたウエハは洗浄するか、廃棄す
る。洗浄したウエハは再度上記の評価をした上で良品と
なれば使用する。以上のように、本発明の実施例に係る
表面汚染評価方法によれば、ウエハ２９に８５°の大き
い入射角度θ1 及びθ3 で赤外光を入射させているの
で、高い検出感度が得られる。
る。一方、不良とされたウエハは洗浄するか、廃棄す
る。洗浄したウエハは再度上記の評価をした上で良品と
なれば使用する。以上のように、本発明の実施例に係る
表面汚染評価方法によれば、ウエハ２９に８５°の大き
い入射角度θ1 及びθ3 で赤外光を入射させているの
で、高い検出感度が得られる。
【００４３】また、ウエハ２９表面での反射光を第２の
入射角度θ2 をもってミラー18ａ〜18ｆに入射させるこ
とにより、ミラー18ａ〜18ｆからの反射光はウエハ２９
表面の異なる領域に入射する。従って、より多くの種類
の汚染物を検出できる。更に、ウエハ２９表面での反射
を７回繰り返しているので、吸収を受けていない反射光
の強度と吸収を受けた反射光の強度との差が増倍され、
検出感度が一層増す。
入射角度θ2 をもってミラー18ａ〜18ｆに入射させるこ
とにより、ミラー18ａ〜18ｆからの反射光はウエハ２９
表面の異なる領域に入射する。従って、より多くの種類
の汚染物を検出できる。更に、ウエハ２９表面での反射
を７回繰り返しているので、吸収を受けていない反射光
の強度と吸収を受けた反射光の強度との差が増倍され、
検出感度が一層増す。
【００４４】また、清浄なウエハからの反射光の分光デ
ータと評価すべきウエハ２９からの反射光の分光データ
との差によりウエハ２９表面の汚染の有無を判定してい
る。従って、ウエハ２９の材質により影響を受けず、汚
染物のみを選択的に検出することができる。
ータと評価すべきウエハ２９からの反射光の分光データ
との差によりウエハ２９表面の汚染の有無を判定してい
る。従って、ウエハ２９の材質により影響を受けず、汚
染物のみを選択的に検出することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上のように、本発明の表面汚染評価装
置においては、赤外光を出射する光源と、赤外光が入射
される基板を保持する基板保持具と、基板表面で反射さ
れた赤外光を受け、かつ受けた赤外光を反射して所定の
入射角度で基板表面に再び入射させるような角度に置か
れた反射板と、前記反射光を分光する分光器とを有して
いる。
置においては、赤外光を出射する光源と、赤外光が入射
される基板を保持する基板保持具と、基板表面で反射さ
れた赤外光を受け、かつ受けた赤外光を反射して所定の
入射角度で基板表面に再び入射させるような角度に置か
れた反射板と、前記反射光を分光する分光器とを有して
いる。
【００４６】従って、評価すべき基板には何も加工を施
さず、かつ基板に損傷を与えることもないので、良と判
定された基板はそのまま使用することができる。また、
加工のための手間や時間も掛からない。更に、室内の雰
囲気を制御可能な室に基板保持具が設置されることによ
り、清浄な環境で基板の汚染測定ができるので、過誤の
評価も防げる。
さず、かつ基板に損傷を与えることもないので、良と判
定された基板はそのまま使用することができる。また、
加工のための手間や時間も掛からない。更に、室内の雰
囲気を制御可能な室に基板保持具が設置されることによ
り、清浄な環境で基板の汚染測定ができるので、過誤の
評価も防げる。
【００４７】また、基板保持具の位置を調整する駆動手
段，基板搬送手段及び赤外線光源の動作を制御し、光検
出器に取得された分光データを解析し、基板表面の汚染
の有無を判定する制御／判定手段とを有するので、自動
測定が可能であり、評価時間の短縮が図れる。従って、
量産工程への導入が可能である。本発明の表面汚染評価
方法によれば、基板に大きい第１及び第３の入射角度で
赤外光入射させているので、基板表面での赤外光の照射
面積が大きい。このため、検出にかかる汚染物の種類及
び量が多くなる。しかも、基板表面での電界成分は、入
射光と反射光の電界成分のベクトル的な加算となるた
め、大きい入射角度の場合、垂直入射に比べて、電界成
分は２倍に近くなる。このため、汚染物による吸収強度
は４倍程度に増加し、検出感度が増す。
段，基板搬送手段及び赤外線光源の動作を制御し、光検
出器に取得された分光データを解析し、基板表面の汚染
の有無を判定する制御／判定手段とを有するので、自動
測定が可能であり、評価時間の短縮が図れる。従って、
量産工程への導入が可能である。本発明の表面汚染評価
方法によれば、基板に大きい第１及び第３の入射角度で
赤外光入射させているので、基板表面での赤外光の照射
面積が大きい。このため、検出にかかる汚染物の種類及
び量が多くなる。しかも、基板表面での電界成分は、入
射光と反射光の電界成分のベクトル的な加算となるた
め、大きい入射角度の場合、垂直入射に比べて、電界成
分は２倍に近くなる。このため、汚染物による吸収強度
は４倍程度に増加し、検出感度が増す。
【００４８】また、基板表面での反射光を第２の入射角
度をもって反射板に入射させることにより、反射板から
の反射光は基板表面の異なる箇所に入射する。従って、
汚染物の種類をより広範囲に検出できる。更に、基板表
面での複数回の反射が可能になり、これにより、吸収を
受けていない反射光の強度と吸収を受けた反射光の強度
の差が増倍され、一層検出感度が増す。
度をもって反射板に入射させることにより、反射板から
の反射光は基板表面の異なる箇所に入射する。従って、
汚染物の種類をより広範囲に検出できる。更に、基板表
面での複数回の反射が可能になり、これにより、吸収を
受けていない反射光の強度と吸収を受けた反射光の強度
の差が増倍され、一層検出感度が増す。
【００４９】また、清浄な基板からの反射光の分光デー
タと評価すべき基板からの反射光の分光データとの差に
より基板表面の汚染の有無を判定しているので、基板の
材質により影響を受けず、汚染物のみを選択的に検出す
ることができる。
タと評価すべき基板からの反射光の分光データとの差に
より基板表面の汚染の有無を判定しているので、基板の
材質により影響を受けず、汚染物のみを選択的に検出す
ることができる。
【図１】本発明の実施例に係る表面汚染評価装置の構成
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例に係る表面汚染評価装置の測定
室の詳細構成図及び作用・効果を説明する図である。
室の詳細構成図及び作用・効果を説明する図である。
【図３】本発明の実施例に係る表面汚染評価方法につい
て示すフローチャートである。
て示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る表面汚染評価方法を用い
て試料面での赤外光の反射回数による感度比較について
実験した結果について説明する特性図である。
て試料面での赤外光の反射回数による感度比較について
実験した結果について説明する特性図である。
【図５】本発明の実施例に係る表面汚染評価方法を用い
て取得された分光データから分光データの差を算出した
結果についての説明図である。
て取得された分光データから分光データの差を算出した
結果についての説明図である。
【図６】従来例に係る表面汚染評価方法について示す断
面図である。
面図である。
１１ 光源、 １２ 測定室（室）、 １３ 基板保持具、 １５ 傾きを調整する手段、 １６ 高さを調整する手段、 １７ 駆動手段、 １８，18ａ〜18ｆ ミラー（反射板）、 １９ 開口、 ２０ ウエハ搬送アーム（基板搬送アーム）、 ２１ ウエハ搬入／搬出口（基板搬入／搬出口）、 ２２ 赤外光導入／導出室、 23ａ，23ｂ ミラー、 ２４ ガス導入口、 ２５ 光検出器、 ２６，２７ ウエハ収納具、 ２８ コンピュータ（制御／判定手段）、 ２９ ウエハ（基板）、 ３０，３１ 透過窓。
Claims (10)
- 【請求項１】 赤外光を出射する光源と、 前記赤外光が入射される基板を保持する基板保持具と、 前記基板表面で反射された前記赤外光を受け、かつ受け
た前記赤外光を反射して所定の入射角度で前記基板表面
に再び入射させるような角度に置かれた反射板と、 前記反射光を分光する分光器とを有する表面汚染評価装
置。 - 【請求項２】 少なくとも前記基板保持具が設置された
室と、 前記室内を不活性ガスで置換し、又は前記室内を減圧す
る手段とを有することを特徴とする請求項１記載の表面
汚染評価装置。 - 【請求項３】 赤外光を出射する光源と、 前記赤外光が入射される基板を保持する基板保持具と、 前記基板保持具を上下に移動し、かつ前記基板保持具の
基板保持面の傾きを調節する駆動手段と、 前記基板保持具と基板収納具との間で前記基板の搬送を
行う基板搬送手段と、 前記基板保持具に保持された前記基板の表面で反射され
た前記赤外光を受け、かつ受けた前記赤外光を反射して
所定の入射角度で前記基板の表面に再び入射させるよう
な角度に置かれた反射板と、 前記反射光を分光し、前記分光光を光電変換する光検出
器と、 前記駆動手段，前記基板搬送手段及び前記光源の動作を
制御し、前記光検出器により取得された分光データを解
析し、前記基板表面の汚染の有無を判定する制御／判定
手段とを有する表面汚染評価装置。 - 【請求項４】 少なくとも前記基板保持具が設置された
室と、 前記室内を不活性ガスで置換し、又は前記室内を減圧す
る手段と、 前記基板保持具と前記基板収納具との間での基板の搬送
のときに前記制御／判定手段により駆動されて前記基板
を通過させる、前記室に設けられた開閉自在の基板搬入
／搬出口とを有することを特徴とする請求項３記載の表
面汚染評価装置。 - 【請求項５】 前記入射角度は、８０度以上９０度未満
であることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３
又は請求項４記載の表面汚染評価装置。 - 【請求項６】 前記反射板は、前記基板表面で３回以上
繰り返されるそれぞれの反射に対応して、それぞれの反
射光を受けられるように設置されていることを特徴とす
る請求項１，請求項２，請求項３，請求項４又は請求項
５記載の表面汚染評価装置。 - 【請求項７】 基板の周囲に赤外光の反射板を設置し、 前記基板に赤外光を第１の入射角度で入射し、 前記基板からの反射光を前記反射板に第２の入射角度で
入射させ、 前記反射板からの反射光を第３の入射角度で再び前記基
板に入射させ、 前記基板からの最終回の反射光を分光し、分光データか
ら前記基板表面の汚染の有無を評価することを特徴とす
る表面汚染評価方法。 - 【請求項８】 前記第１及び第３の入射角度は、８０度
以上９０度未満であることを特徴とする請求項７記載の
表面汚染評価方法。 - 【請求項９】 前記基板表面での反射を３回以上繰り返
し、かつそれぞれの前記反射に係る反射光を受けられる
ように前記反射板を設置することを特徴とする請求項７
又は請求項８記載の表面汚染評価方法。 - 【請求項１０】 前記基板表面の汚染の有無の評価は、
清浄な基板からの反射光の分光データと評価すべき前記
基板からの反射光の分光データとの差により行うことを
特徴とする請求項７，請求項８又は請求項９記載の表面
汚染評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193694A JPH07221148A (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | 表面汚染評価装置及び表面汚染評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193694A JPH07221148A (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | 表面汚染評価装置及び表面汚染評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221148A true JPH07221148A (ja) | 1995-08-18 |
Family
ID=11791550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1193694A Withdrawn JPH07221148A (ja) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | 表面汚染評価装置及び表面汚染評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07221148A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235430A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Nikon Corp | 光学式検査装置および光学式表面検査装置 |
| JP2002148191A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-22 | Dowa Mining Co Ltd | 半導体の特性評価方法およびその装置 |
| US6753194B2 (en) | 2001-03-02 | 2004-06-22 | Fab Solutions, Inc. | Surface contamination analyzer for semiconductor wafers, method used therein and process for fabricating semiconductor device |
| WO2018217466A3 (en) * | 2017-05-25 | 2019-01-03 | Applied Materials, Inc. | MEASURING RADICAL CONCENTRATIONS IN SEMICONDUCTOR PROCESSING |
| CN113161253A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-07-23 | 上海磬采电力科技开发有限公司 | 一种晶圆片表面杂质污染程度检测*** |
-
1994
- 1994-02-03 JP JP1193694A patent/JPH07221148A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235430A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Nikon Corp | 光学式検査装置および光学式表面検査装置 |
| JP2002148191A (ja) * | 2000-11-08 | 2002-05-22 | Dowa Mining Co Ltd | 半導体の特性評価方法およびその装置 |
| US6753194B2 (en) | 2001-03-02 | 2004-06-22 | Fab Solutions, Inc. | Surface contamination analyzer for semiconductor wafers, method used therein and process for fabricating semiconductor device |
| US6943043B2 (en) | 2001-03-02 | 2005-09-13 | Fab Solutions, Inc. | Surface contamination analyzer for semiconductor wafers, method used therein and process for fabricating semiconductor device |
| US7700380B2 (en) | 2001-03-02 | 2010-04-20 | Topcon Corporation | Surface contamination analyzer for semiconductor wafers, method used therein and process for fabricating semiconductor device |
| US7795593B2 (en) | 2001-03-02 | 2010-09-14 | Topcon Corporation | Surface contamination analyzer for semiconductor wafers |
| WO2018217466A3 (en) * | 2017-05-25 | 2019-01-03 | Applied Materials, Inc. | MEASURING RADICAL CONCENTRATIONS IN SEMICONDUCTOR PROCESSING |
| US10685819B2 (en) | 2017-05-25 | 2020-06-16 | Applied Materials, Inc. | Measuring concentrations of radicals in semiconductor processing |
| CN113161253A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-07-23 | 上海磬采电力科技开发有限公司 | 一种晶圆片表面杂质污染程度检测*** |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |