JP3019772B2 - パーティクルサンプラ用ノズル - Google Patents
パーティクルサンプラ用ノズルInfo
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- JP3019772B2 JP3019772B2 JP8165545A JP16554596A JP3019772B2 JP 3019772 B2 JP3019772 B2 JP 3019772B2 JP 8165545 A JP8165545 A JP 8165545A JP 16554596 A JP16554596 A JP 16554596A JP 3019772 B2 JP3019772 B2 JP 3019772B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体のウエハや液
晶のガラス基板上に付着したパーティクルをフィルタに
捕集するためのパーティクルサンプラ用ノズルに関し、
更に詳しくは、ウエハやガラス基板上等に付着したパー
ティクルを効率よくフィルタに捕集し、捕集した微粒子
サンプルを例えばマイクロ波誘導プラズマ利用元素分析
計等に供給するパーティクルサンプラのノズル部分の改
良に関する。
晶のガラス基板上に付着したパーティクルをフィルタに
捕集するためのパーティクルサンプラ用ノズルに関し、
更に詳しくは、ウエハやガラス基板上等に付着したパー
ティクルを効率よくフィルタに捕集し、捕集した微粒子
サンプルを例えばマイクロ波誘導プラズマ利用元素分析
計等に供給するパーティクルサンプラのノズル部分の改
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体回路を形成するウエハ上のゴミ
は、配線回路の断線を生じ、液晶パネルを構成するガラ
ス基板上のゴミは、画素の欠落を生じる。このため、製
造工程におけるゴミ対策は歩留り等において重要な課題
になっている。
は、配線回路の断線を生じ、液晶パネルを構成するガラ
ス基板上のゴミは、画素の欠落を生じる。このため、製
造工程におけるゴミ対策は歩留り等において重要な課題
になっている。
【０００３】この解決のため、ウエハ上やガラス基板上
のゴミ（以下、パーティクルという）をフィルタ上に収
集してその成分や量を測定し、パーティクル発生の原因
を本質的に解析する試みがなされている。図５，図６は
分析に先立ってウエハ上やガラス基板上のパーティクル
をフィルタ上に捕集するパーテイクルサンプラであり、
本出願人が特願平６−３２４５３２号（出願日平成６年
１２月２７日）として出願している。
のゴミ（以下、パーティクルという）をフィルタ上に収
集してその成分や量を測定し、パーティクル発生の原因
を本質的に解析する試みがなされている。図５，図６は
分析に先立ってウエハ上やガラス基板上のパーティクル
をフィルタ上に捕集するパーテイクルサンプラであり、
本出願人が特願平６−３２４５３２号（出願日平成６年
１２月２７日）として出願している。
【０００４】この出願の内容について簡単に説明する。
図５は、パーティクルサンプラの正面図、図６は平面図
である。尚、図ではウエハ上のパーティクルをフィルタ
上に採取する場合を例に挙げて説明する。図中、１は被
測定体であるウエハ、２はウエハ１を搭載する第１のス
テージで、搭載したウエハを回転軸Ｏ1を中心に回転す
る。３は第１のステージの回転軸Ｏ1を変位する第２の
ステージで、第１のステージ２を搭載し、回転軸Ｏ2を
中心に回転角θで第１のステージ２を回転する。
図５は、パーティクルサンプラの正面図、図６は平面図
である。尚、図ではウエハ上のパーティクルをフィルタ
上に採取する場合を例に挙げて説明する。図中、１は被
測定体であるウエハ、２はウエハ１を搭載する第１のス
テージで、搭載したウエハを回転軸Ｏ1を中心に回転す
る。３は第１のステージの回転軸Ｏ1を変位する第２の
ステージで、第１のステージ２を搭載し、回転軸Ｏ2を
中心に回転角θで第１のステージ２を回転する。
【０００５】４はウエハ１上に付着したパーティクルを
吸引する吸引ノズル、５は吸引機、６は吸引ノズルで吸
引したパーティクルを捕集するフィルタである。吸引ノ
ズル４は、ウエハ１との間隔（ギャップ）が任意に調整
できるようになっていて、ウエハ１上に付着したパーテ
ィクルが吸引しやすい間隔にギャップ制御機構７で設定
される。８はサンプリング中にウエハ１が汚染されない
ように設けられたチャンバで、内部はクリンエアー等で
置換される。
吸引する吸引ノズル、５は吸引機、６は吸引ノズルで吸
引したパーティクルを捕集するフィルタである。吸引ノ
ズル４は、ウエハ１との間隔（ギャップ）が任意に調整
できるようになっていて、ウエハ１上に付着したパーテ
ィクルが吸引しやすい間隔にギャップ制御機構７で設定
される。８はサンプリング中にウエハ１が汚染されない
ように設けられたチャンバで、内部はクリンエアー等で
置換される。
【０００６】次に、このように構成されたパーティクル
サンプラの動作について説明する。先ず、ウエハ１が第
１のステージ２に搭載され、吸引ノズル４によってパー
ティクルの吸引が開始される。この状態で、ウエハ１
は、回転軸Ｏ1を中心に回転されると共に、第２のステ
ージ３によってＸ−Ｘ’方向に回転される。
サンプラの動作について説明する。先ず、ウエハ１が第
１のステージ２に搭載され、吸引ノズル４によってパー
ティクルの吸引が開始される。この状態で、ウエハ１
は、回転軸Ｏ1を中心に回転されると共に、第２のステ
ージ３によってＸ−Ｘ’方向に回転される。
【０００７】このような動作によって、吸引ノズル４が
ウエハ１上に描く軌跡は、渦巻き状になる。この時、第
２のステージ３の移動速度に対して、第１のステージ２
の回転速度を十分に早くすれば、渦巻きの目を細かくす
ることができ、ウエハ１全面をくまなくスキャンでき
る。
ウエハ１上に描く軌跡は、渦巻き状になる。この時、第
２のステージ３の移動速度に対して、第１のステージ２
の回転速度を十分に早くすれば、渦巻きの目を細かくす
ることができ、ウエハ１全面をくまなくスキャンでき
る。
【０００８】吸引ノズル４は、これらの移動に追従し
て、ウエハ１とのギャップが制御されていて、吸引ノズ
ル４の吸引流は、ウエハ１の表面に沿って流れる。この
ため、ウエハ１上のパーティクルは、効率よく吸引ノズ
ル４によって吸引される。尚、図示の例では、第２のス
テージ３が第１のステージ２を搭載した形になっている
が、上下関係は逆の形でもよく、また、第２のステージ
３はＸＹステージでもよい。
て、ウエハ１とのギャップが制御されていて、吸引ノズ
ル４の吸引流は、ウエハ１の表面に沿って流れる。この
ため、ウエハ１上のパーティクルは、効率よく吸引ノズ
ル４によって吸引される。尚、図示の例では、第２のス
テージ３が第１のステージ２を搭載した形になっている
が、上下関係は逆の形でもよく、また、第２のステージ
３はＸＹステージでもよい。
【０００９】ところで、上記パーティクルサンプラ用の
吸引ノズルとしては図７に示すようなものが用いられて
いた。図において、吸引ノズル４とウエハ１表面間のギ
ャップをギャップ制御機構７にて制御する。吸引機５
（図５参照）で吸引すると、ノズルの周辺部から吸引ノ
ズルに向かう吸引流が発生する。吸引ノズル４がウエハ
１に接近すれば、この流れはウエハ表面に沿って流れ
る。この流れの中にパーティクル９が存在すれば流れに
対してパーティクル前後面で圧力差が発生し、この圧力
差によりパーティクル９は吸引ノズル４により吸引され
る。
吸引ノズルとしては図７に示すようなものが用いられて
いた。図において、吸引ノズル４とウエハ１表面間のギ
ャップをギャップ制御機構７にて制御する。吸引機５
（図５参照）で吸引すると、ノズルの周辺部から吸引ノ
ズルに向かう吸引流が発生する。吸引ノズル４がウエハ
１に接近すれば、この流れはウエハ表面に沿って流れ
る。この流れの中にパーティクル９が存在すれば流れに
対してパーティクル前後面で圧力差が発生し、この圧力
差によりパーティクル９は吸引ノズル４により吸引され
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記吸
引ノズル４ではフィルタ６を介して吸引するので吸引機
５としてパワーの強いものを用いたとしても吸引力は限
られたものとなる。また、吸引力を強くするためにウエ
ハとノズルの先端のギャップＤ1を狭くするとギャップ
の制御が難しいという問題がある。また、比較的大きな
（例えば粒径に換算した直径が５μｍ程度）のパーティ
クルであれば吸引できるが、１μｍ以下のパーティクル
は捕集率が悪いという問題があった。
引ノズル４ではフィルタ６を介して吸引するので吸引機
５としてパワーの強いものを用いたとしても吸引力は限
られたものとなる。また、吸引力を強くするためにウエ
ハとノズルの先端のギャップＤ1を狭くするとギャップ
の制御が難しいという問題がある。また、比較的大きな
（例えば粒径に換算した直径が５μｍ程度）のパーティ
クルであれば吸引できるが、１μｍ以下のパーティクル
は捕集率が悪いという問題があった。
【００１１】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、吹き出しノズルと吸引ノズルを２重管構造
とし、さらに、吸引量に対する吹き出し量の比率、吹き
出し穴の寸法および吹き出しノズルと吸引ノズルの基板
に対する距離を最適化することによりパーティクル捕集
率の向上を図ったパーティクルサンプラ用ノズルを提供
することを目的とする。
れたもので、吹き出しノズルと吸引ノズルを２重管構造
とし、さらに、吸引量に対する吹き出し量の比率、吹き
出し穴の寸法および吹き出しノズルと吸引ノズルの基板
に対する距離を最適化することによりパーティクル捕集
率の向上を図ったパーティクルサンプラ用ノズルを提供
することを目的とする。
【００１２】このような目的を達成するために本発明
は、パーティクルが付着した基板に向かって流体を吹き
付ける吹き出しノズルと、この吹き出しノズルから吹き
出された流体によって浮上したパーティクルを吸引する
吸引ノズルを有するパーティクルサンプラ用ノズルにお
いて、前記吹き出しノズルの外周部を吸引ノズルで囲ん
で２重管となるように固定し、吸引量に対する吹き出し
量の比率を任意に設定する流量制御装置を設けると共に
前記吹き出しノズルの吹き出し穴の直径を０．１〜０．
５ｍｍとし、基板表面から吹き出しノズルの先端までの
距離を吸引ノズルの先端までの距離と同一若しくは僅か
に突出させて形成したことを特徴とするものである。
は、パーティクルが付着した基板に向かって流体を吹き
付ける吹き出しノズルと、この吹き出しノズルから吹き
出された流体によって浮上したパーティクルを吸引する
吸引ノズルを有するパーティクルサンプラ用ノズルにお
いて、前記吹き出しノズルの外周部を吸引ノズルで囲ん
で２重管となるように固定し、吸引量に対する吹き出し
量の比率を任意に設定する流量制御装置を設けると共に
前記吹き出しノズルの吹き出し穴の直径を０．１〜０．
５ｍｍとし、基板表面から吹き出しノズルの先端までの
距離を吸引ノズルの先端までの距離と同一若しくは僅か
に突出させて形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は吸引ノズル部を拡大した要
部構成図である。図中、４ａは吸引ノズルで、中心部に
はウエハ１に向かって流体を吹きつける吹き出しノズル
１０が形成されている。流体（この例ではエアー）が吹
き出しノズル１０から吹きつけられると、ウエハ１上に
付着したパーティクル９は、ウエハ１上から剥離し、吹
き上げられる。
部構成図である。図中、４ａは吸引ノズルで、中心部に
はウエハ１に向かって流体を吹きつける吹き出しノズル
１０が形成されている。流体（この例ではエアー）が吹
き出しノズル１０から吹きつけられると、ウエハ１上に
付着したパーティクル９は、ウエハ１上から剥離し、吹
き上げられる。
【００１４】吹き上げられたパーティクル９は、吸引ノ
ズル４ａで吸い上げられ、フィルタ６に捕集される。１
２は流量制御手段で、吹き出しノズル１０から吹き出す
流体の流量を制御する。７はギャップ制御装置で、吸引
ノズル４ａと吹き出しノズル１０とを制御して、ウエハ
１との相対位置（ＸＹ方向及びＺ方向）を変化する。
ズル４ａで吸い上げられ、フィルタ６に捕集される。１
２は流量制御手段で、吹き出しノズル１０から吹き出す
流体の流量を制御する。７はギャップ制御装置で、吸引
ノズル４ａと吹き出しノズル１０とを制御して、ウエハ
１との相対位置（ＸＹ方向及びＺ方向）を変化する。
【００１５】例えば、吹き出しノズル１０を左右に振動
するように制御すれば、ウエハ１表面には乱流が発生し
て、各方向からパーティクル９に風圧力が加わる。この
力によって、パーティクル９は、１μｍ以下の付着力の
強いものであっても、数μｍのものと同様にウエハ１上
から簡単に剥離する。ここで説明した吸引ノズル４ａと
吹き出しノズル１０は、一体となった２重管構造のもの
でもよいし、別体となったものでもよい。また、吸引流
量と吹き出し流量との比は、１：２、１：３というよう
な割合で、パーティクル径及び形状に応じて任意に定め
られる。
するように制御すれば、ウエハ１表面には乱流が発生し
て、各方向からパーティクル９に風圧力が加わる。この
力によって、パーティクル９は、１μｍ以下の付着力の
強いものであっても、数μｍのものと同様にウエハ１上
から簡単に剥離する。ここで説明した吸引ノズル４ａと
吹き出しノズル１０は、一体となった２重管構造のもの
でもよいし、別体となったものでもよい。また、吸引流
量と吹き出し流量との比は、１：２、１：３というよう
な割合で、パーティクル径及び形状に応じて任意に定め
られる。
【００１６】図２は、吹き出しノズル１０の孔径（横
軸）と捕集効率（縦軸）の関係を示す実験結果であり、
パーティクルの素材としては市販されているＳｉＯ2の
粉末（公称粒径０．８μｍ…但し０．３〜数μｍまで分
布している）を使用し、約５０μｍ平方で１０数個を散
布した。また、この実験では吹き出しノズルに供給する
空気圧を５〜６ｋｇｆ／ｃｍ2、吸引ノズルの吸引流量
を３〜１０ｌ／ｍｉｎとした。更に吸引ノズルの内径Ｄ
は吹き出しノズルの外径ｄの数倍〜１０倍とし、吸引ノ
ズルと吹き出しノズルの先端の段差Ｓ1を０〜１００μ
ｍ、被測定体とノズル吹き出しノズルの先端のギャツプ
Ｓ2を１０〜１００μｍとした。上記の条件で吹き出し
ノズルの孔径ｄ1を０．１、０．３、０．５、１．０ｍ
ｍの４種類作製し、夫々の孔径について実験を行った。
軸）と捕集効率（縦軸）の関係を示す実験結果であり、
パーティクルの素材としては市販されているＳｉＯ2の
粉末（公称粒径０．８μｍ…但し０．３〜数μｍまで分
布している）を使用し、約５０μｍ平方で１０数個を散
布した。また、この実験では吹き出しノズルに供給する
空気圧を５〜６ｋｇｆ／ｃｍ2、吸引ノズルの吸引流量
を３〜１０ｌ／ｍｉｎとした。更に吸引ノズルの内径Ｄ
は吹き出しノズルの外径ｄの数倍〜１０倍とし、吸引ノ
ズルと吹き出しノズルの先端の段差Ｓ1を０〜１００μ
ｍ、被測定体とノズル吹き出しノズルの先端のギャツプ
Ｓ2を１０〜１００μｍとした。上記の条件で吹き出し
ノズルの孔径ｄ1を０．１、０．３、０．５、１．０ｍ
ｍの４種類作製し、夫々の孔径について実験を行った。
【００１７】実験結果から明らかなように、孔径０．１
ｍｍでは直径０．３μｍ以上のパーティクルが５１％、
直径０．５μｍ以上では７５％、孔径０．３ｍｍでは直
径０．３μｍ以上のパーティクルが６２％、直径０．５
μｍ以上では８６％、孔径０．５ｍｍでは直径０．３μ
ｍ以上のパーティクルが５０％、直径０．５μｍ以上で
は７９％、孔径１．０ｍｍでは直径０．３μｍ以上のパ
ーティクルが４１％、直径０．５μｍ以上では７１％収
集していることがわかる。従って本発明では孔径を０．
１〜０．５ｍｍと規定する。
ｍｍでは直径０．３μｍ以上のパーティクルが５１％、
直径０．５μｍ以上では７５％、孔径０．３ｍｍでは直
径０．３μｍ以上のパーティクルが６２％、直径０．５
μｍ以上では８６％、孔径０．５ｍｍでは直径０．３μ
ｍ以上のパーティクルが５０％、直径０．５μｍ以上で
は７９％、孔径１．０ｍｍでは直径０．３μｍ以上のパ
ーティクルが４１％、直径０．５μｍ以上では７１％収
集していることがわかる。従って本発明では孔径を０．
１〜０．５ｍｍと規定する。
【００１８】図３は捕集前のパーティクルの個数と本発
明のノズルにより捕集した場合の捕集個数を比較したも
のである。なお、ウエハ１上のパーティクルは上述のＳ
ｉＯ 2の粉末を約５０μｍ平方で１０数個を散布したも
のを使用し直径及び個数は予め電子顕微鏡によって目視
で計数してある。試験結果からも分かるように、１μｍ
以上のパーティクルは完全にサンプリングできているこ
とが分かる。尚、吹き出しノズル１０を用いない従来の
ノズルでは、１〜２、３μｍのパーティクルが取りきれ
ないという結果であった。
明のノズルにより捕集した場合の捕集個数を比較したも
のである。なお、ウエハ１上のパーティクルは上述のＳ
ｉＯ 2の粉末を約５０μｍ平方で１０数個を散布したも
のを使用し直径及び個数は予め電子顕微鏡によって目視
で計数してある。試験結果からも分かるように、１μｍ
以上のパーティクルは完全にサンプリングできているこ
とが分かる。尚、吹き出しノズル１０を用いない従来の
ノズルでは、１〜２、３μｍのパーティクルが取りきれ
ないという結果であった。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パーティクルが付着した基板に向かって流体を吹き付け
る吹き出しノズルと、この吹き出しノズルから吹き出さ
れた流体によって浮上したパーティクルを吸引する吸引
ノズルを有するパーティクルサンプラ用ノズルにおい
て、前記吹き出しノズルの外周部を吸引ノズルで囲んで
２重管となるように固定し、吸引量に対する吹き出し量
の比率を任意に設定する流量制御装置を設けると共に前
記吹き出しノズルの吹き出し穴の直径を０．１〜０．５
ｍｍとし、基板表面から吹き出しノズルの先端までの距
離を吸引ノズルの先端までの距離と同一若しくは僅かに
突出させて形成したので、パーティクルの捕集率の向上
を図ったパーティクルサンプラ用ノズルを実現すること
ができる。
パーティクルが付着した基板に向かって流体を吹き付け
る吹き出しノズルと、この吹き出しノズルから吹き出さ
れた流体によって浮上したパーティクルを吸引する吸引
ノズルを有するパーティクルサンプラ用ノズルにおい
て、前記吹き出しノズルの外周部を吸引ノズルで囲んで
２重管となるように固定し、吸引量に対する吹き出し量
の比率を任意に設定する流量制御装置を設けると共に前
記吹き出しノズルの吹き出し穴の直径を０．１〜０．５
ｍｍとし、基板表面から吹き出しノズルの先端までの距
離を吸引ノズルの先端までの距離と同一若しくは僅かに
突出させて形成したので、パーティクルの捕集率の向上
を図ったパーティクルサンプラ用ノズルを実現すること
ができる。
【００２０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、被測定体の上に付着したパーティクルを気体に
よって浮上させる吹き出しノズルと、浮上したパーテイ
クルを吸引する吸引ノズルからなり、、前記吹き出しノ
ズルの吹き出し孔の直径を０．１〜０．５ｍｍとしたの
で、捕集力の向上を図ったパーティクルサンプラ用ノズ
ルを実現することができる。
よれば、被測定体の上に付着したパーティクルを気体に
よって浮上させる吹き出しノズルと、浮上したパーテイ
クルを吸引する吸引ノズルからなり、、前記吹き出しノ
ズルの吹き出し孔の直径を０．１〜０．５ｍｍとしたの
で、捕集力の向上を図ったパーティクルサンプラ用ノズ
ルを実現することができる。
【図１】本発明のパーティクルサンプラ用ノズルの実施
の態様の一例を示した断面図である。
の態様の一例を示した断面図である。
【図２】本発明のノズルを用いた吹き出しノズルの孔径
（横軸）と捕集効率（縦軸）の関係を示す実験結果であ
る。
（横軸）と捕集効率（縦軸）の関係を示す実験結果であ
る。
【図３】捕集前のパーテイクルの個数と本発明のノズル
により捕集した場合の捕集個数を比較した図である。
により捕集した場合の捕集個数を比較した図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の一例を示すパーティ
クルサンプラ用ノズルである。
クルサンプラ用ノズルである。
【図５】パーティクルサンプラの一例を示す正面図であ
る。
る。
【図６】図５の平面図である。
【図７】従来のパーティクルサンプラ用ノズルの一例を
示す説明図である。
示す説明図である。
１ ウエハ ４ａ 吸引ノズル ６ フィルタ ７ ギャップ制御装置 ９ パーティクル １０ 吹き出しノズル １２ 流量制御手段
Claims (3)
- 【請求項１】 パーティクルが付着した基板に向かって
流体を吹き付ける吹き出しノズルと、この吹き出しノズ
ルから吹き出された流体によって浮上したパーティクル
を吸引する吸引ノズルを有するパーティクルサンプラ用
ノズルにおいて、前記吹き出しノズルの外周部を吸引ノ
ズルで囲んで２重管となるように固定し、吸引量に対す
る吹き出し量の比率を任意に設定する流量制御装置を設
けると共に前記吹き出しノズルの吹き出し穴の直径を
０．１〜０．５ｍｍとし、基板表面から吹き出しノズル
の先端までの距離を吸引ノズルの先端までの距離と同一
若しくは僅かに突出させて形成したことを特徴とするパ
ーティクルサンプラ用ノズル。 - 【請求項２】前記吹き出しノズルの先端に吹き出し穴を
複数個設けたことを特徴とする請求項１記載のパーティ
クルサンプラ用ノズル。 - 【請求項３】前記吹き出しノズルと吸引ノズルを基板表
面に対して水平方向に振動させるように構成したことを
特徴とする請求項1記載のパーティクルサンプラ用ノズ
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8165545A JP3019772B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | パーティクルサンプラ用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8165545A JP3019772B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | パーティクルサンプラ用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1010018A JPH1010018A (ja) | 1998-01-16 |
| JP3019772B2 true JP3019772B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=15814420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8165545A Expired - Fee Related JP3019772B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | パーティクルサンプラ用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019772B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000321180A (ja) | 1999-05-12 | 2000-11-24 | Nec Kyushu Ltd | 器機の表面汚染測定器 |
| JP2012159421A (ja) * | 2011-02-01 | 2012-08-23 | Ulvac Japan Ltd | パーティクル測定装置 |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP8165545A patent/JP3019772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1010018A (ja) | 1998-01-16 |
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