(57)【要約】【課題】従来は、検査対象物１全面に対して有効な遮光マスクパターンを形成しており、遮光マスクパターンが検査対象物１全面に有効であるため効果は限られていた。さらに、異物が微小になると異物からの散乱光が微小になるため、従来の検査対象物１全面に対して有効な遮光マスクパターンでは検査感度の向上には限界があった。【解決手段】検出手段に空間フィルタ１２を備え、検査対象物１上の回路パターンから発生する回折光を遮光する遮光マスクパターンを前記回路パターンに合わせて空間フィルタ１２上で変化させる制御手段１３を備えたことにより、微小な異物の検出が可能となる異物検査装置を提供する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンを有する検査対象物を斜方から照射する照明手段と、前記照明手段と角度をなし前記検査対象物の斜方に位置し前記照射された照明光により前記検査対象物から発生する反射光を検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号を２値化し前記反射光から前記検査対象物上の異物からの散乱光を弁別する判定手段とを有する異物検査装置において、前記検出手段に空間フィルタと、前記検査対象物上の回路パターンから発生する回折光を遮光する複数の遮光マスクパターンを前記回路パターンに合わせて前記空間フィルタ上で変化させる制御手段とを備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】
回路パターンを有する検査対象物を斜方から照射する照明工程と、前記照射された照明光により前記検査対象物から発生する反射光を検出する検出工程と、前記検出工程からの検出信号を２値化し前記反射光から前記検査対象物上の異物からの散乱光を弁別する判定工程とを有する異物検査方法において、前記検出工程に前記検査対象物上の回路パターンから発生する回折光を遮光する遮光マスクパターンを前記回路パターンに合わせて変化させることを特徴とする異物検査方法。
【請求項３】
１つの検査対象物に対し、少なくとも２つの遮光マスクパターンを用いることを特徴とする請求項３記載の異物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、半導体ウエハ等の電子機器デバイスに含まれる回路パターン上の異物を検出する異物検査装置及び異物検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、半導体ウエハ等の電子機器デバイス製造における異物検査工程は、人による目視検査で行うか、又は自動機による画像処理で行うかのいずれかの方法で実施されていた。人による目視検査で行う場合は、異物の詳細位置を特定するには時間がかかり、スループットが悪いという欠点があった。また、検査基準に曖昧さがあり、検査品質にばらつきが発生するため検査品質の維持が困難であるという課題があった。一方、自動機による画像処理で行う場合は、不良位置の特定を素早く行え、また、検査品質にばらつきが少ないため検査品質の維持が容易であるという利点があった。
【０００３】
しかしながら、最近の液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、半導体ウエハ等の電子機器デバイスの微細化、高集積化にともない、人による目視検査ではますますスループットが悪いという欠点が顕著化してきており、さらに、より微小な異物の存在も許容されなくなってきているため、自動機の性能向上に大きな期待が寄せられている。
【０００４】
このため、回路パターンの異物検査は、検査面に対しレーザ光のように指向性の良い光源で斜め上方から照射して異物に散乱光を発生させ、異物からの散乱光を検出する方法が検査速度及び感度の観点から有利であるとされているが、回路パターンを有する検査対象物を照射した場合に異物から散乱光が発生するだけでなく、回路パターンのエッジ部からも回折光が発生するため、前記回折光と前記散乱光が混在する反射光の中から前記散乱光のみを弁別し異物のみを検出する方法として、検査対象物に照明光を照射する光源として直線偏光レーザを用い、直線偏光レーザを照射した際に回路パターンからの回折光と異物からの散乱光とで光の偏光方向が異なることを利用し、異物だけを輝かせて検出する方法を用いた異物検査装置が提案されていた。
【０００５】
ここで、従来の異物検査装置について図９から図１１を用いて説明する。
【０００６】
図９は従来の異物検査装置の構成を示す図である。１は検査対象物、２は検査対象物１に照明光を照射する照明用レーザ光源、３は照明用レーザ光源２から照射された照明光であるレーザビームのレーザスポット、４はレーザスポット３を走査させる走査エリア、５は照明用レーザ光源２から照射されたレーザビームを平行光とするためのコリメータレンズ、６はレーザスポット３が検査対象物１上の走査エリア４で所定のスポット径になるように集光させるための集光レンズ、７はレーザスポット３を走査エリア４の全面を走査させるためのポリゴンミラーである。レーザビームの検査対象物１への入射角度は、検査対象物１とほぼ平行に近い微小な角度、例えば２°程度で照射する。
【０００７】
８は照明用レーザ光源２より走査エリア４に照射されたレーザビームの反射光を受光し結像させるための受光系レンズ群、９は受光系レンズ群８を通して受光した光を光電変換して電気信号に変換する光電子増倍管である。受光系レンズ群８の検査対象物１に対する角度は、レーザビームの検査対象物１への入射角度よりも大きな鋭角をなす角度、例えば３０°に設定される。
【０００８】
１０は光電子増倍管９にて光電変換された電気信号を所定のサンプリング時間でサンプリングしＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部、１１はＡ／Ｄ変換部１０でサンプリングされたデータを処理する信号処理部であり、信号処理部１１にてサンプリングされたデータをもとに異物の判定を行う。また、検査対象物１上の異物検査を行う際には、走査エリア４が検査対象物１上の検査対象領域全面をカバーするように走査することにより異物検査を行う。
【０００９】
ここで、異物から発生する散乱光は信号成分であるのでＳ成分、回路パターンから発生する回折光はノイズ成分であるのでＮ成分とした場合に、異物検出のＳ／Ｎ比に大きな影響を与えるレーザビームのスポット径について説明する。理想的に結像した場合のスポット径の半径ｒは下記の計算式（数１）により計算できる。
【００１０】
【数１】
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【００１１】
ここで、λはレーザビームの波長、ｆは集光レンズ６の焦点距離、Ｄは集光レンズ６の直径であり、単位は全てｍｍである。集光レンズ６の直径Ｄについては照明光の検査対象物１への入射角度から制約を受けるものであり、ここでは照明光の入射角度を２°すると、集光レンズ６の直径Ｄは下記の計算式（数２）を満たす必要がある。
【００１２】
【数２】
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【００１３】
ここで、焦点距離ｆは装置上での他の構成要素や検査対象物１との干渉を避けるためには最低１００ｍｍ必要であるため焦点距離ｆを１００ｍｍとすると、集光レンズ６の直径Ｄは７ｍｍ以下である必要がある。そこで、集光レンズ６の直径Ｄを７ｍｍ、波長λを５３２×１０−６ｍｍとし、これらの条件でスポット径の半径ｒを計算式（数１）で計算すると、スポット径の半径ｒは０．０１２４ｍｍとなり、スポット径は約２５μｍとなる。
【００１４】
検出手段に光電子増倍管９を使用した場合には、照明のスポット径に応じて分解能が低下するためＳ／Ｎ比が低下するが、照明のスポット径は容易に小さくできないため、従来の異物検査装置の構成ではＳ／Ｎ比の低下を回避することが困難であった。
【００１５】
そこで、検査感度を向上させるため、検査対象物１の回路パターンが周期性を有していることに着目し、周期性を有している回路パターンからの回折光がそれぞれの回路パターンの形状に固有の位置に集光する原理を利用し、それぞれの検査対象物１に対応した遮光マスクパターンを作成し、回路パターンからの回折光を遮光して検出能力の向上を狙った方法があった。例えば、回路パターンからの回折光が図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すようなパターンであった場合、図１１に示すような遮光マスクパターンを作成し、回路パターンからの回折光を遮光して検査能力の向上を図っていた。しかし、回路パターンからの回折光は回路パターン中の各パターンによって、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように集光する部位が異なるため、検査感度を向上させるためには、回路パターンからの規則的な回折光を遮光する遮光マスクパターンを回路パターン中の各パターンによって変化させる必要があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示したように従来の方法では、検査対象物上の全面検査を行う際、検査対象物全面に対して有効な遮光マスクパターンを形成していた。しかし、遮光マスクパターンが検査対象物全面に有効であるため効果は限られており、さらに、異物が微小になると異物からの散乱光が微小になるため、従来の検査対象物全面に対して有効な遮光マスクパターンでは検査感度の向上には限界があった。
【００１７】
そこで本発明は、異物検査装置における検出手段に空間フィルタを備え、検査対象物全面で検査感度を向上させるため、検査対象物全面の各検査エリアで最適な遮光マスクパターンを空間フィルタ上に形成し、次検査エリアに移動する際に次検査エリアで最適な遮光マスクパターンに空間フィルタ上で変化させ、各検査エリアで最適な遮光マスクパターンを形成させる空間フィルタを用いて検査エリアからの回折光を低減し、微小な異物の検出を可能にする異物検査装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、検出手段に空間フィルタと、検査対象物上の回路パターンから発生する回折光を遮光する複数の遮光マスクパターンを前記回路パターンに合わせて前記空間フィルタ上で変化させる制御手段とを備えたことにより、微小な異物の検出が可能となる異物検査装置を提供する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について、図１から図８を用いて説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施の形態における異物検査装置の構成を示す図である。図１において図９と同一物については同一番号を付し説明を省略する。
【００２１】
本発明の一実施の形態において、従来の異物検査装置と異なるところは、次の２点である。１２は遮光マスクパターンを変化させるための空間フィルタであり、１３は空間フィルタ１２上で遮光マスクパターンを変化させる制御手段である。本発明の実施の形態においては、空間フィルタ１２を受光系レンズ群８と光電子増倍管９の間に配置しているが、受光系レンズ群８と検査対象物１の間に配置してもよい。空間フィルタ１２は遮光マスクパターンを変化させることが可能なものを用い、各検査エリアの回路パターンより発生する回折光に応じた遮光マスクパターンを形成し、回路パターンに合せて空間フィルタ１２上で遮光マスクパターンを制御手段１３により変化させる。
【００２２】
図２は検査対象物１上に形成されている回路パターンの一部を概念的に示した図である。２１ａ〜２１ｄは回路パターンであり周期性を有している。２２ａ〜２２ｆは回路パターン２１ａ中に存在するパターンを概念的に示しており、回路パターン２１ｂ〜２１ｄも同様のパターンを有している。パターン２２ａ〜２２ｆは異物検査を行う際の検査エリアに相当する。本発明の一実施の形態においては、回路パターン中のパターンを２×３としているが、これに限られるものではない。
【００２３】
パターン２２ａ〜２２ｆにレーザビームを照射するとそれぞれ回折光が発生する。パターン２２ａから発生する回折光を図１０（ａ）、パターン２２ｂから発生する回折光を図１０（ｂ）とすると、図１０（ａ）に対しては図３（ａ）の遮光マスクパターン、図１０（ｂ）に対しては図３（ｂ）の遮光マスクパターンを生成することによりパターンから発生する回折光を遮光し、異物とのＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００２４】
しかし、従来は検査対象物１全面において同一の遮光マスクパターンを用いており、図３（ａ）の遮光マスクパターンと図３（ｂ）の遮光マスクパターンを合成した図１１のような遮光マスクパターンを用いて検査を行っていた。図１１の遮光マスクパターンを用いることにより、検査エリアより入射する異物からの散乱光も遮光してしまうため、Ｓ／Ｎ比はそれほど向上しない結果になっていた。
【００２５】
そこで、検査エリア毎にパターンから発生する回折光に応じて遮光マスクパターンを生成することにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることが可能となる。つまり、パターン２２ａには図３（ａ）の遮光マスクパターンを、パターン２２ｂには図３（ｂ）の遮光マスクパターンを適用すればよいため、検査エリア毎でパターンに対応した遮光マスクパターンを形成するための空間フィルタを用いる。
【００２６】
ここで、遮光マスクパターンを自動で生成する手順について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２７】
まず、遮光マスクパターンが無い状態で画像を入力する（Ｓ１）。例えば、図２で示した検査対象物１の回路パターンを入力した画像が図５であるとする。図５において、黒色になるほど光量が弱く、白色に近いほど光量が大きくなっているとすると、パターンからの光量を出来るだけ弱く、つまり黒色に近づける程、異物に対してのＳ／Ｎ比が向上することになる。仮に異物が５３のようにあらわれているとすると、パターン５２の回折光のため、閾値で異物の弁別を行うことは困難である。
【００２８】
次に、異物に対するＳ／Ｎ比を向上させるには、回折光の光量が大きいパターンの回折光を遮光することが最も効果があるため、最大光量パターンを選択する（Ｓ２）。選択の方法としては、パターンは一般的に矩形で面積が大きいため、面積が一定の大きさ以上で、かつ光量が最大値のパターンを選択する。図５においてはパターン５２を選択する。
【００２９】
次に、Ｓ２にて選択したパターン５２について、空間フィルタを等分し、一部のみを開口させ再度画像入力を行い（Ｓ３）、パターンからの回折光の光量を測定し、遮光位置を選択する（Ｓ４）。例えば、図６（ａ）〜図６（ｄ）のように空間フィルタを４等分し、一部のみを開口させ画像入力を行い、パターンからの回折光の光量を測定する。選択されたパターン５２の回折光の光量がマスクパターン無しの時に２００という光量であったとし、図６（ａ）から図６（ｄ）のそれぞれの光量が１５０、４０、１００、８０という光量であったとすると、図６（ａ）をマスクした時が回折光を最も遮光でき、図６（ｂ）には回折光がほとんど入っていないことになるため、図６（ａ）が遮光位置として選択される。ここで、遮光位置を図６（ａ）としたが、検査精度、感度等により、数ヶ所選択してもよい。
【００３０】
次に、マスクエリアが大きくなれば回折光を遮光すると同時に異物からの散乱光も遮光してしまうため、異物の光量をどこまで遮光して良いか、感度から設定されるマスクエリアに達するまで繰返し行うため、設定されたマスクエリアに到達しているかを判定する（Ｓ５）。設定されたマスクエリアに到達していない場合には、Ｓ４において選択された遮光位置である図６（ａ）に対して、図７（ａ）〜図７（ｄ）のように空間フィルタを更に４等分し、一部のみを開口させ画像入力を行い、パターンからの回折光を測定する。図７（ａ）から図７（ｄ）のそれぞれの光量が２０、６０、４０、１００、という光量であったとすると図７（ｄ）をマスクした時が回折光を最も遮光できるため、図７（ｄ）が遮光位置として選択される。ここで、遮光位置を図７（ｄ）としたが、検査精度、感度等により、数ヶ所選択してもよい。
【００３１】
次に、設定されたマスクエリアに到達したと判定された場合に、マスクパターンを生成する（Ｓ６）。Ｓ３からＳ５を繰り返し行い、パターン５２については、図７（ｄ）をマスクした場合が最も効果があると判断できるため、図８に示すような遮光マスクパターンを生成する。
【００３２】
以上のように本発明の一実施の形態によれば、回路パターン中の各パターンによって遮光マスクパターンを生成し、パターンによって遮光マスクパターンを変化させることにより、異物検出のＳ／Ｎ比を向上させることが可能となり、微小な異物の検出が可能となる。
【００３３】
また、本発明に一実施の形態においては、最大光量パターンであるパターン５２についてのみ遮光マスクパターンを生成する方法を説明したが、これに限られるものではなく、検査精度、検査感度、検査時間等の条件により、複数のパターンについて遮光マスクパターンを生成してもよい。
【００３４】
また、本発明の一実施の形態においては、走査方法としてポリゴンミラーを用いたが、音響光学素子やガルバノミラーやレゾナント等の他の走査手段を用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、検査対象物全面の各検査エリアで最適な遮光マスクパターンを空間フィルタ上に形成し、次検査エリアに移動する際に次検査エリアで最適な遮光マスクパターンに空間フィルタ上で変化させ、各検査エリアで最適な遮光マスクパターンを形成させる空間フィルタを用いて検査エリアからの回折光を低減し、検査対象物全面での検査感度を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、検査感度が向上されるため、微小な異物の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における異物検査装置の構成図
【図２】検査対象物上の回路パターン概念図
【図３】本発明の実施の形態における遮光マスクパターン図
【図４】本発明の実施の形態におけるフローチャート
【図５】回路パターンから発生する回折光の閾値処理結果図
【図６】第一の分割マスクパターン図
【図７】第二の分割マスクパターン図
【図８】本発明の実施の形態において生成した遮光マスクパターン図
【図９】従来の異物検査装置の構成図
【図１０】回路パターンから発生する回折光を示す図
【図１１】従来の方法における遮光マスクパターン図
【符号の説明】
１　　　　　検査対象物
２　　　　　検査ブロック
３　　　　　照明用レーザ光源
４　　　　　レーザスポット
５　　　　　コリメータレンズ
６　　　　　集光レンズ
７　　　　　ポリゴンミラー
８　　　　　受光系レンズ群
９　　　　　光電子増倍管
１０　　　　Ａ／Ｄ変換部
１１　　　　信号処理換部
１２　　　　空間フィルタ
１３　　　　制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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