(57)【要約】【課題】  基板のサイズに影響されずに異物の有無を検査することができる異物検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光源１とＣＣＤ型固体撮像素子（ＣＣＤ）２との相対的な位置を固定するフレーム３を備え、そのフレーム３によって上述した相対的な位置を固定しながら基板Ｗの検査面ＷS上を走査して、基板Ｗ上の異物の有無を検査する。相対的な位置が固定なので、検査の対象である基板Ｗのサイズによらずに光の減衰は一定である。したがって、減衰によって検出誤差が生じることなく、基板Ｗのサイズに影響されずに異物の有無を検査することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の検査面に対して略平行に光を基板に照射する光照射手段と、基板の検査面から散乱した光を検出する光検出手段とを備え、前記光照射手段から光を基板の検査面に照射して、基板上の異物によって散乱した光を前記光検出手段が検出することでその異物の有無を検査する異物検査装置であって、光照射手段と光検出手段との相対的な位置を固定する固定手段を備え、その固定手段によって前記相対的な位置を固定しながら基板の検査面上を走査して、基板上の異物の有無を検査することを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の異物検査装置において、前記異物の有無の情報を示す異物識別情報を演算処理で求める演算処理手段を備え、前記光検出手段で検出された光に基づいて前記演算処理手段は前記異物識別情報を求めて、異物の有無を検査することを特徴とする異物検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の異物検査装置において、前記光検出手段を複数備え、これら光検出手段が並行して光を検出することで、異物検査を並行して行うことを特徴とする異物検査装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の異物検査装置において、光を照射して前記異物を除去する第１異物除去手段を備え、前記光検出手段による光の検出に基づいて異物の有無を検査した際に、その異物を前記第１異物除去手段が除去することを特徴とする異物検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の異物検査装置において、前記第１異物除去手段で照射する光の照視野の大きさを設定する照視野設定手段を備え、前記光検出手段による光の検出に基づいて検査された異物の大きさに応じて前記照視野設定手段は前記照視野の大きさを変更設定することを特徴とする異物検査装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の異物検査装置において、加圧された気体を供給して前記異物を除去する第２異物除去手段を備え、前記第１異物除去手段および第２異物除去手段をともに用いて異物を除去することを特徴とする異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体基板、液晶表示器のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、光ディスク用の基板（以下、単に『基板』と称する）の検査面に付着した異物の有無を検査する異物検査装置に係り、特に、光を照射して、異物によって散乱した光を検出することでその異物の有無を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、集積回路の高集積化に伴って、基板上にパターン形成されるパターン回路などの微細化が要求される。微細化に伴って、基板に異物が付着することで集積回路の機能が低下する。そこで、異物が付着した面を検査面として、基板の検査面にスポット光を照射して、異物によって散乱した光を検出することでその異物の有無を検査する異物検査装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述した特許文献１の場合には、スポット光を基板の検査面に対して斜め方向から照射するので、検査可能な領域は狭く、基板に形成されたパターンと異物との認識が困難である。そこで、透明な板状部材を基板の検査面に対して平行に配置して、板状部材と基板の検査面との隙間にスポット光を略平行に照射して、その隙間で全反射を繰り返しながら異物の有無を検出する、あるいは略平行にスポット光を照射して異物の有無を検出することで、検査可能な領域を広くして、パターンと異物との認識を容易にする異物検査装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−１５１６９号公報（第２−３頁、図９）
【特許文献２】特開平９−８９７９３号公報（第２−３頁、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したように基板の検査面に対して略平行にスポット光を照射した場合でも、検査の対象である基板のサイズによって光の減衰等が異なり、減衰等で検出誤差が生じてしまう。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、基板のサイズに影響されずに異物の有無を検査することができる異物検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、基板の検査面に対して略平行に光を基板に照射する光照射手段と、基板の検査面から散乱した光を検出する光検出手段とを備え、前記光照射手段から光を基板の検査面に照射して、基板上の異物によって散乱した光を前記光検出手段が検出することでその異物の有無を検査する異物検査装置であって、光照射手段と光検出手段との相対的な位置を固定する固定手段を備え、その固定手段によって前記相対的な位置を固定しながら基板の検査面上を走査して、基板上の異物の有無を検査することを特徴とするものである。
【０００７】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、光照射手段は、基板の検査面に対して略平行に光を基板に照射するので、検査可能な領域を広くして、異物とそれ以外との認識が可能になる。また、光照射手段と光検出手段との相対的な位置を固定する固定手段を備え、その固定手段によって上述した相対的な位置を固定しながら基板の検査面上を走査して、基板上の異物の有無を検査するので、検査の対象である基板のサイズによらずに光の減衰は一定である。したがって、減衰によって検出誤差が生じることなく、基板のサイズに影響されずに異物の有無を検査することができる。なお、本明細書中での『略平行』とは、基板の検査面と照射される光軸とのなす角度が０°から１０°までの範囲を示す。
【０００８】
上述した発明の一例は、異物の有無の情報を示す異物識別情報を演算処理で求める演算処理手段を備え、光検出手段で検出された光に基づいて演算処理手段は異物識別情報を求めて、異物の有無を検査することである（請求項２に記載の発明）。このような演算処理手段を備えることで、異物の有無の検査を容易に行うことができる。
【０００９】
各発明において、光検出手段を複数備え、これら光検出手段が並行して光を検出することで、異物検査を並行して行うのが好ましい（請求項３に記載の発明）。並行して行うことで異物検査に要する時間を低減させることができる。
【００１０】
各発明において、光を照射して異物を除去する第１異物除去手段を備え、光検出手段による光の検出に基づいて異物の有無を検査した際に、その異物を第１異物除去手段が除去するのが好ましい（請求項４に記載の発明）。かかる第１異物検査手段を備えることで、検査の他に異物を除去することができて、異物が存在したと検査して検査落ちになった基板を検査後に低減させることができる。
【００１１】
また、かかる第１異物検査手段を備えた場合には、第１異物除去手段で照射する光の照視野の大きさを設定する照視野設定手段を備え、光検出手段による光の検出に基づいて検査された異物の大きさに応じて照視野設定手段は照視野の大きさを変更設定するのが好ましい（請求項５に記載の発明）。異物の大きさに応じて照視野の大きさを設定するので、異物が小さいにも関わらず異物以外にも損傷を与えることや、異物が大きいにも関わらず異物を除去しきれないことを防止することができて、異物の除去を適切に行うことができる。
【００１２】
さらに、かかる第１異物検査手段を備えた場合には、加圧された気体を供給して異物を除去する第２異物除去手段を備え、第１異物除去手段および第２異物除去手段をともに用いて異物を除去するのが好ましい（請求項６に記載の発明）。光を照射して異物を除去するとともに、加圧された気体を供給してその異物を除去することで、異物をより確実に除去することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る異物検査装置によれば、光照射手段と光検出手段との相対的な位置を固定する固定手段を備え、その固定手段によって上述した相対的な位置を固定しながら基板の検査面上を走査して、基板上の異物の有無を検査するので、基板のサイズに影響されずに異物の有無を検査することができる。
【実施例】
【００１４】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係る異物検査装置の概略図であり、図２は、実施例に係る異物検査装置の概略構成を示すブロック図であり、図３は、複数のＣＣＤ型固体撮像素子による並行走査の一例を示した平面図である。なお、図１（ａ）は、概略平面図であり、図１（ｂ）は、概略側面図である。
【００１５】
実施例に係る異物検査装置は、図１（ｂ）に示すように、基板Ｗの検査面（表面）ＷSとは逆側の裏面を支持するステージＳを備えており、図示を省略する移動機構によってステージＳを水平面（図１、図３中のＸＹ平面）内に移動させることで、ステージＳに支持された基板Ｗを水平面内に移動させる。
【００１６】
ステージＳの上方には、基板Ｗの検査面ＷSに対して略平行にスポット光Ｏを基板Ｗに照射する光源１を配設しているとともに、基板Ｗの検査面ＷSから垂直方向に散乱した光ＯS（図２を参照）を検出するＣＣＤ（Charge Coupled Device）型固体撮像素子（以下、『ＣＣＤ』と略記する）２を配設している。本実施例では、水平面内に走査する際に異物検査が並行して行えるように、図１（ａ）に示すように、Ｙ方向に複数の光源１を備えるとともに、同方向に複数のＣＣＤ２を備える。本明細書中での『略平行』とは、基板Ｗの検査面ＷSと照射される光軸ＡX（図２を参照）とのなす角度が０°から１０°までの範囲を示す。本実施例では、検査面ＷSと光源１やＣＣＤ２との干渉を考慮して、５°から１０°までの範囲に設定する。もちろん、角度をより小さくして平行になるのがより好ましいので、上述した干渉がなければ、０°を超えれば５°未満でもよい。光源１は、この発明における光照射手段に相当し、ＣＣＤ２は、この発明における光検出手段に相当する。
【００１７】
本実施例では、光源１として、金属蒸気とハロゲン化物の生成物との励起によって発光する放電ランプ（メタルハライドランプ〔metal halide lamp〕）を採用する。なお、励起させる物質はハロゲン化物以外にも、Ｈｅ−Ｎｅレーザなどのように、特に限定されない。また、光源１としては、本実施例のメタルハライドランプに限定されず、異物を検査するのに用いられる通常の光照射手段であれば特に限定されない。ＣＣＤ２は、入射した光を受光して光学像を取り込み電気信号に変換することで、基板Ｗの検査面ＷSから散乱した光ＯSを検出する。光検出手段の場合も、本実施例のＣＣＤ２に限定されず、異物を検査するのに用いられる通常の光検出手段であれば特に限定されない。
【００１８】
光源１からスポット光Ｏを基板Ｗの検査面ＷSに照射して、基板Ｗ上の異物によって散乱した光ＯSをＣＣＤ２が検出することでその異物の有無を検査する。ステージＳに支持された基板Ｗを水平面内に移動させることで、光源１やＣＣＤ２が基板Ｗの検査面ＷS上を相対的に走査して、基板Ｗ上の異物の有無を検査する。基板Ｗが水平面内に移動する場合には、光源１やＣＣＤ２については固定であってもよいし、基板Ｗの水平面内の移動方向とは逆方向に光源やＣＣＤ２を水平面内に移動させてもよい。また、基板Ｗを固定する場合には、光源１やＣＣＤ２を水平面内に移動させればよい。すなわち、基板Ｗの検査面ＷS上を走査して、基板Ｗ上の異物の有無を検査するためには、光源１やＣＣＤ２または基板Ｗの少なくともいずれか一方を移動させればよい。
【００１９】
本実施例では、基板Ｗの検査面ＷSから垂直方向に散乱した光ＯSを検出するようにＣＣＤ２を配設したが、異物によって散乱した光ＯSは垂直方向のみでないので、斜め方向にＣＣＤ２を配設してもよい。
【００２０】
本実施例では、上述した光源１やＣＣＤ２の他に、フレーム３を備えている。このフレーム３は、図１（ｂ）、図２に示すように『コの字』状に屈曲形成されており、屈曲形成された一方の下端にバーＢRを配設するとともに、屈曲形成された他方の下端にもバーＢLを配設する。両方のバーＢR，ＢLは、図１（ａ）に示すようにＹ方向に延在して構成されており、バーＢRに各光源１がそれぞれ支持されるとともに、バーＢLに各ＣＣＤ２がそれぞれ支持される。この屈曲形成されたフレーム３を、図１（ａ）に示すように、２本分配設している。このように形成することで、フレーム３は、光源１とＣＣＤ２との相対的な位置を固定する。フレーム３は、この発明における固定手段に相当する。
【００２１】
本実施例では、上述した光源１やＣＣＤ２やフレーム３の他に、レーザ４を有した顕微鏡５と、加圧されたガスを供給する供給ノズル６（図１（ｂ）を参照）とを備えている。レーザ４の照射部分には、レーザ４からのレーザ光Ｌ（図２を参照）の照視野の大きさを設定するコリメータ７を配設している。レーザ４はレーザ光Ｌを照射して異物を除去するとともに、供給ノズル６は加圧されたガスを噴出させて供給して異物を除去する。本実施例では、レーザ４および供給ノズル６は、フレーム３によって固定された光源１およびＣＣＤ２の移動に伴って一体化して移動する。レーザ４は、この発明における第１異物除去手段に相当し、供給ノズル６は、この発明における第２異物除去手段に相当し、コリメータ７は、この発明における照視野設定手段に相当する。
【００２２】
本実施例では、レーザ４として波長５３２ｎｍ〜３５５ｎｍのＹＡＧレーザを採用する。ただし、レーザの波長とレーザの種類はこれに限定されない。ガスとしては、基板Ｗに対して化学反応を起さない不活性ガスが好ましく、窒素ガス、あるいはヘリウム（Ｈｅ）やアルゴン（Ａｒ）などに代表される希ガスなどがよい。
【００２３】
本実施例では、レーザ４および供給ノズル６をともに用いて異物を除去する。異物を除去する際には、供給ノズル６からガスを噴出させながらレーザ４からレーザ光Ｌを照射してもよいし、レーザ４からのレーザ光Ｌの照射前後に供給ノズル６からガスを噴出させてもよい。
【００２４】
この他に、本実施例では、演算処理回路１１と制御回路１２とを備えている。演算処理回路１１および制御回路１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。演算処理回路１１は、ＣＣＤ２で検出された光に基づいて、異物の有無の情報を示す異物識別情報を演算処理で求めて、異物の有無を検査する。演算処理回路１１は、この発明における演算処理手段に相当する。
【００２５】
より具体的に説明すると、予め設定された所定値以上の電気信号を有したとき異物が存在するという異物識別情報を設定し、異物が存在したときにその異物によって散乱した光ＯSをＣＣＤ２が電気信号に光電変換する。したがって、異物が存在しないときには、散乱した光ＯSをＣＣＤ２が検出しない、あるいは微弱な散乱光をＣＣＤ２が検出して光電変換された電気信号は所定値未満であるので、異物が存在しないという異物識別情報が求まる。逆に、異物が存在する場合には、異物によって散乱した光ＯSをＣＣＤ２が検出して電気信号に光電変換するので、変換されたその電気信号は所定値以上だとして、異物が存在するという異物識別情報が求まる。
【００２６】
また、本実施例では、８つのＣＣＤ２を備えるとともに、２つの演算処理回路１１を備える。したがって、４つのＣＣＤ２で検出された光を各演算処理回路１１が演算処理する。なお、本実施例のようなＣＣＤ２および演算処理回路１１の形態に限定されず、ＣＣＤ２の数や演算処理回路１１の能力に応じて形態を適宜変更することが可能である。したがって、複数のＣＣＤ２で検出された光を１つの演算処理回路１１が演算処理してもよいし、ＣＣＤ２と演算処理回路１１とを一対一に対応させて各ＣＣＤ２で検出された光を各演算処理回路１１が演算処理してもよい。
【００２７】
制御回路１２は、本実施例装置を構成する各部分を統括制御する。この他に、本実施例では、制御回路１２は、ステージＳに支持された基板Ｗを水平面内に移動させることで、基板Ｗの検査面ＷS上の走査を制御し、上述した演算処理回路１１によって求められた異物識別情報に基づいて異物除去の制御を行う。異物が存在するという異物識別情報を演算処理回路１１から制御回路１２が受信したときには、レーザ４を操作することでレーザ光Ｌを照射させて異物を除去するとともに、供給ノズル６を操作することでガスを噴出させて異物を除去する。また、異物の大きさに応じて、例えば電気信号の値を変更するなどのように異物識別情報を区別するようにしたときには、異物の大きさに応じてコリメータ７がレーザ光Ｌの照視野の大きさを変更設定するように、制御回路１２がコリメータ７を操作してもよい。
【００２８】
上述したように、Ｙ方向に複数のＣＣＤ２を備えた場合には、本実施例では、図３に示す方向に走査して、異物検査を並行して行う。図３の並行走査は、相対的な走査であって、光源１やＣＣＤ２または基板Ｗの少なくともいずれか一方の移動であることに留意されたい。図３の場合には、先ず、各ＣＣＤ２を（正の）Ｘ方向に一斉に走査する。基板Ｗの端縁まで走査したら各ＣＣＤ２をＹ方向にわずかに走査して、各ＣＣＤを（負の）Ｘ方向に一斉に走査する。走査の際には、フレーム３によって光源１とＣＣＤ２との相対的な位置を固定しながら基板Ｗの検査面ＷS上を走査する。図３の走査の際には、基板Ｗを支持するステージＳをＸ，Ｙ方向に移動させることで走査を実現してもよいし、光源１やＣＣＤ２を支持するフレーム３または基板Ｗを支持するステージＳのいずれか一方をＸ方向に移動させるとともに他方をＹ方向に移動させることで走査を実現してもよい。また、フレーム３をＸ，Ｙ方向に移動させることで走査を実現してもよい。
【００２９】
基板Ｗの検査面ＷS全体を走査した後に、各ＣＣＤ２による光の検出に基づいて異物の有無を検査した際に、その異物をレーザ４および供給ノズル６がともに除去する。この除去の際にも、基板Ｗの検査面ＷSをレーザ４および供給ノズル６が走査する。この異物除去のための走査の場合にも、レーザ４や供給ノズル６または基板Ｗの少なくともいずれか一方を移動させればよい。
【００３０】
また、異物検査のための走査の際に、並行してレーザ４および供給ノズル６による異物除去を行ってもよい。図１に示すように、ＣＣＤ２による検出箇所と、レーザ４および供給ノズル６による異物除去の箇所とは場所が異なるので、ＣＣＤ２による検出箇所をレーザ４および供給ノズル６が走査する際に異物を除去すればよい。
【００３１】
以上のように構成された本実施例装置によれば、光源１は、基板Ｗの検査面ＷSに対して略平行にスポット光Ｏを基板Ｗに照射するので、検査可能な領域を広くして、異物とそれ以外（例えば基板Ｗのパターン）との認識が可能になる。また、光源１とＣＣＤ２との相対的な位置を固定するフレーム３を備え、そのフレーム３によって上述した相対的な位置を固定しながら基板Ｗの検査面ＷS上を走査して、基板Ｗ上の異物の有無を検査するので、検査の対象である基板Ｗのサイズによらずに光の減衰は一定である。したがって、減衰によって検出誤差が生じることなく、基板Ｗのサイズに影響されずに異物の有無を検査することができる。
【００３２】
本実施例では、異物の有無の情報を示す異物識別情報を演算処理で求める演算処理回路１１を備え、ＣＣＤ２で検出された光に基づいて演算処理回路１１は異物識別情報を求めて、異物の有無を検査する。このような演算処理回路１１を備えることで、異物の有無の検査を容易に行うことができる。
【００３３】
本実施例では、ＣＣＤ２を複数備え、これらＣＣＤ２が並行して光を検出することで、異物検査を並行して行う。並行して行うことで異物検査に要する時間を低減させることができる。
【００３４】
本実施例では、レーザ光Ｌを照射して異物を除去するレーザ４を備え、ＣＣＤ２による光の検出に基づいて異物の有無を検査した際に、その異物をレーザ４が除去する。かかるレーザ４を備えることで、検査の他に異物を除去することができて、異物が存在したと検査して検査落ちになった基板Ｗを検査後に低減させることができる。さらに、本実施例では、加圧されたガスを供給して異物を除去する供給ノズル６を備え、レーザ４および供給ノズル６をともに用いて異物を除去する。レーザ光Ｌを照射して異物を除去するとともに、加圧されたガスを供給してその異物を除去することで、異物をより確実に除去することができる。
【００３５】
また、異物の大きさに応じてコリメータ７がレーザ光Ｌの照視野の大きさを変更設定する場合には、異物が小さいにも関わらず異物以外（例えば基板Ｗのパターン）にも損傷を与えることや、異物が大きいにも関わらず異物を除去しきれないことを防止することができて、異物の除去を適切に行うことができる。
【００３６】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００３７】
（１）上述した実施例では、検査の他に異物を除去するようにレーザ４および供給ノズル６を備えたが、これらを必ずしも備える必要はない。検査のみを行う装置に適用してもよい。
【００３８】
（２）上述した実施例では、異物を除去するのに、レーザ４および供給ノズル６をともに用いたが、レーザ４のみで異物を除去してもよい。
【００３９】
（３）上述した実施例では、ＣＣＤ２を複数備え、これらＣＣＤ２が並行して光を検出することで、異物検査を並行して行ったが、ＣＣＤ２を１つのみ備えてもよい。ＣＣＤ２を１つ備えた場合の並行走査の一例を、図４に示す。図４の場合も、実施例の図３と同様に、光源１やＣＣＤ２または基板Ｗの少なくともいずれか一方を移動させればよい。
【００４０】
（４）この発明における固定手段は、実施例のフレーム３に限定されず、光源１に代表される光照射手段とＣＣＤ２に代表される光検出手段との相対的な位置を固定するものであればよい。例えば、下方に開口部を有する筐体に、光源１およびＣＣＤ２をそれぞれ収容することで、光源１とＣＣＤ２との相対的な位置を固定してもよい。この場合には、筐体が、この発明における固定手段に相当する。
【００４１】
（５）上述した実施例で、光源１から照射されるスポット光Ｏは、エネルギーが小さく異物を検査するのに適しており、レーザ４から照射されるレーザ光Ｌは、スポット光よりもエネルギーが大きく異物を除去するのに適している。したがって、一般的には、異物検査のために照射される光と、異物除去のために照射される光とは互いに別であるが、レーザ光Ｌよりもエネルギーが小さく、スポット光Ｏよりもエネルギーが大きい光を採用して、その光で異物検査および異物除去を兼用してもよい。そして、その光による異物検査および異物除去の後に、レーザ光Ｌなどのエネルギーの大きい光を照射して、異物除去を改めて行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は実施例に係る異物検査装置の概略平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図２】実施例に係る異物検査装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】複数のＣＣＤ型固体撮像素子による並行走査の一例を示した平面図である。
【図４】１つのＣＣＤ型固体撮像素子による並行走査の一例を示した平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  …  光源
２  …  ＣＣＤ型固体撮像素子（ＣＣＤ）
３  …  フレーム
４  …  レーザ
６  …  供給ノズル
７  …  コリメータ
１１  …  演算処理回路
Ｗ  …  基板
ＷS  …  検査面
Ｏ  …  スポット光
ＯS  …  散乱した光
Ｌ  …  レーザ光
【図１】
2006300705.tif 000003
【図２】
2006300705.tif 000004
【図３】
2006300705.tif 000005
【図４】
2006300705.tif 000006