(57)【要約】【課題】  非接触状態で精度よくかつ高速に欠陥を測定することができる基板の欠陥検査方法および検査装置を提供することにある。【解決手段】  この発明は、回転テーブルの中心に対して所定量のオフセットを持たせて基板の中心を位置決めして実質的に基板の外周から基板の中心までの範囲を螺旋走査した後に、オフセットに応じて発生する未検査領域を基板の中心に対して反対側へ移動させて未検査領域を螺旋走査することで基板を全面走査して欠陥を検出するものである。【選択図】      図２
2005084281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を螺旋走査して欠陥を検出する基板の欠陥検査方法において、
回転テーブルの中心に対して所定量のオフセットを持たせて前記基板の中心を位置決めして実質的に前記基板の外周から前記基板の中心までの範囲を螺旋走査した後に、前記オフセットに応じて発生する未検査領域を前記基板の中心に対して反対側へ移動させて前記未検査領域を螺旋走査することで前記基板を全面走査して欠陥を検出する基板の欠陥検査方法。
【請求項２】
前記基板は、マスク基板であり、前記未検査領域の反対側への移動は、前記基板の中心と前記回転テーブルの中心とを一致させて、前記基板を実質的に１８０゜回転した後に、前記オフセット分元の方向に戻すか、あるいは前記回転テーブルの中心の方向へ前記オフセット量の２倍の分移動させた後に前記回転テーブルを実質的に１８０゜回転させることにより、前記未検査領域の走査は、前記オフセットに相当する前記所定量に亙って行われる請求項１記載の基板の欠陥検査方法。
【請求項３】
前記回転テーブルには、前記基板を前記所定量のオフセット分ずらせて位置決めする位置決め手段を有し、前記基板はマスク基板であり、前記未検査領域の反対側への移動は、前記基板を前記回転テーブルから浮かして、前記回転テーブルを実質的に１８０゜回転させた後に前記位置決め手段により前記基板を位置決めすることにより行われ、前記未検査領域の走査は、前記オフセットに相当する前記所定量に亙って行われる請求項１記載のの基板の欠陥検査方法。
【請求項４】
前記基板の欠陥検出は、前記基板の表面の変位量を測定する非接触の測定装置で測定された測定データに基づいて行われる請求項２あるいは３記載の基板の欠陥検査方法。
【請求項５】
前記測定データに応じて欠陥の形状が検出される請求項４記載の基板の欠陥検査方法。
【請求項６】
請求項１〜５記載のいずれかの請求項記載の基板の欠陥検査方法を用いた基板検査装置。                
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板の欠陥検査方法および検査装置に関し、詳しくは、マスク基板上の凹凸や突起、内部欠陥を非接触の光干渉による変位量測定装置により精度よくかつ高速に検出することができるような基板の欠陥検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積化されるＩＣの線密度は、年々向上し、サブミクロンオーダとなると、ウエハに回路パターンを形成するために露光工程で使用されるホトマスクにあっては、これに付着する微小な疵やゴミ、異物などの影響がより大きな問題となってくる。そのためホトマスクの欠陥検査には特に高い精度が要求される。
【０００３】
非接触状態でホトマスクを検査する装置としては、テーブル上にホトマスクを載置して垂直方向に配置したカメラにより検査領域の映像を採取して、その映像からホトマスクを検査する技術が公知である（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−３４７３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レジスト付きホトマスクにあっては、特に、レジスト内部の気泡による内包突起欠陥が問題になる。そこで、ホトマスクの欠陥検査を欠陥の位置や種別、大きさの他に、最近では、欠陥形状を測定する要請がある。しかし、ホトマスクにダメージを与えることなく、欠陥の形状を測定するには、非接触状態でホトマスクの全面を検査しなければならず、高精度な位置走査と分解能とが要求される。その分解能をサブミクロン、例えば、０．１〜０．３μｍ程度とした場合、走査エリアの大きさを数百μオーダに設定して光干渉による変位量測定でホトマスクの表面の凹凸状態を測定したとしても、その全面走査には時間がかかり、検査スループットが低下する。特に、ＸＹ走査では時間がかかり過ぎる。
この走査時間を短縮するために螺旋走査をしたとしても欠陥形状を測定するような高精度な走査には回転速度に上限がある上に中心部へ向かうほど周速が落ちかつ測定不可能なエリアが生じる問題がある。
しかも、レジスト付きホトマスクでは、１枚のホトマスクの測定に時間をかけると、レジストが感光していまう欠点がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、非接触状態で精度よくかつ高速に欠陥を検出することができる基板の欠陥検査方法および検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するためのこの発明の基板の欠陥検査方法および検査装置の特徴は、回転テーブルの中心に対して所定量のオフセットを持たせて基板の中心を位置決めして実質的に基板の外周から基板の中心までの範囲を螺旋走査した後に、オフセットに応じて発生する未検査領域を基板の中心に対して反対側へ移動させて未検査領域を螺旋走査することで基板を全面走査して欠陥を検出するものである。
【発明の効果】
【０００６】
このように、この発明では、オフセットを持たせて基板を回転テーブル上に載置して螺旋走査をして基板の中心まで走査し、オフセットにより生じた未検査領域を反対側へと移動させて螺旋走査をする。このような２分割螺旋走査により基板全面の螺旋走査が可能になる。このような走査では、回転中心に近いところまでの螺旋走査が行われないので、中心部で周速が大きく落ちて時間がかかることも、測定不可能なエリアも発生しない。
なお、オフセットを持たせることにより生じる未検査領域の基板の中心に対して反対側への移動は、後述するように１８０゜回転による位置決めとなるため、多くの時間は要しない。
そこで、欠陥形状を検出する場合などのように高精度な走査をして欠陥を検出するときに螺旋走査が可能になり、ＸＹ走査をするよりも時間短縮ができる。
その結果、非接触状態で精度よくかつ高速に欠陥を検出することができる基板の欠陥検査方法および検査装置を容易に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、この発明の基板の欠陥検査方法を適用した一実施例のホトマスクの欠陥形状測定装置のブロック図、図２は、ワークテーブルとこれに載置されれるホトマスクの関係の説明図、そして図３は、その内包突起欠陥の形状測定状態の説明図である。
図１において、１０は、ホトマスクの欠陥形状測定装置であって、１は、光干渉による光学変位量測定装置であり、装置に固定されたフレーム９に支持され、ワークテーブル３の上部に設けられている。
光学変位量測定装置１は、ここでは、分解能０．１２５μｍの測定光Ｌをホトマスク２に照射して、ホトマスク２を測定光Ｌにより螺旋走査して、ホトマスク２の表面までの光路長の変化を走査に対応して測定する。その測定データは、Ａ／Ｄ変換回路４を経てデジタル値に変換されてデータ処理装置１１に転送されて、各測定点の測定値がメモリに記憶され、走査位置に応じて検出される欠陥から欠陥の形状が算出され、表示される。
【０００８】
図２（ａ）に示されるように、ホトマスク２は、ワークテーブル３に載置されている。ワークテーブル３は、図１に示すように、直線移動テーブル５とθ回転テーブル６とに支持されている。直線移動テーブル５は、Ｒ方向に直線移動し、θ回転テーブル６は、この直線移動テーブル５の上に設けられている。θ回転テーブル６には、回転角度を示す信号を発生するエンコーダ６ａが設けられ、直線移動テーブル５には、Ｒ方向の移動位置を示すエンコーダ５ａが設けられている。各エンコーダ５ａ，６ａの信号は、データ処理装置１１（インタフェース１４）に走査位置信号として送出される。なお、２ａは、ホトマスク２がワークテーブル３に載置されていることを検出するセンサである。
８は、θ回転テーブル６を駆動するθ方向駆動回路であり、ワークテーブル３の回転方向と回転速度、停止位置等がこの駆動回路を介して制御される。７は、直線移動テーブル５をＲ方向に直線移動させるＲ方向駆動回路である。これら駆動回路は、データ処理装置１１からの制御信号に応じて制御される。
【０００９】
図３は、ホトマスクの測定状態の説明図である。図３（ａ）に示すように、測定光Ｌをレジスト付きのホトマスク２に照射して、レジスト膜２０の走査エリアに内包２１が存在する突起欠陥２２がある場合には、図３（ｂ）に示す光路長がＢから図３（ａ）に示す光路長Ａに変化する。ただし、Ｂは、内包２１が存在していない場合のレジスト膜２０の平均高さに相当する基準値である（図３（ｂ）参照）。
ホトマスク２の全面に渡って、分解能０．１２５μｍ単位で走査して得られる測定データとして光路長の測定値Ａが得られる。この測定値Ａに対して記憶されている基準値Ｂから、各走査位置での検出値ＣをＣ＝Ａ−Ｂとして算出してＣが所定値以上のものを欠陥として抽出する。これにより、分解能０．１２５μｍ単位で欠陥を検出することができる。検出された欠陥のデータからさらに形状を算出するデータ処理をするのがデータ処理装置１１である。
なお、Ｃ＝Ａ−Ｂにより欠陥として抽出されるものには、前記のような欠陥のほかに、凹部欠陥もある。凹部欠陥も光路長の測定値Ａが長くなるからである。凹部欠陥か突起欠陥（凸部欠陥）か否かは、測定光Ｌにより測定される測定基準点から測定値点までの距離の相違にり判定することができる。また、内包２１を含む突起欠陥は、次の走査位置では内包２１の上部からの反射光を受けるので測定値Ａが短くなる。これにより、内包２１を含む突起欠陥であると判定される。
【００１０】
図２は、ワークテーブル３とこれに載置されれるホトマスク２の関係の説明図である。
図２（ａ）に示すホトマスク２は、その中心Ｏ2がワークテーブル３の中心Ｏ1に対してオフセットＯＦ分ずらせて位置決めされ載置されている。このオフセットＯＦ分ずらせる基準となるのが、基準ピン３ａ、補助ピン３ｂであり、基準ピン３ａと補助ピン３ｂとはホトマスク２が位置決めされたときにその一辺をＹ軸に沿った直線上に配置する突当て位置決めのために設けられている。
ホトマスク２は、データ処理装置１１によりθ回転テーブル６が駆動されてワークテーブル３が回転することで測定光Ｌにより螺旋走査され、直線移動テーブル５が駆動されて、Ｒ方向において、外周の位置から位置Ｏ2（ホトマスク２の中心）まで螺旋走査が行われる。これにより図２（ａ）に示す斜線部分の領域Ｓ1が走査されて、光路長の測定値Ａの測定データがホトマスク２の各走査位置で得られる。このときに、オフセットＯＦにより生じる未検査領域Ｎが残される。
【００１１】
そこで、ホトマスク２の中心Ｏ2に対して未検査領域Ｎを１８０゜回転して反対側へと移動する。そうすると、図２（ｂ）に示すように、未検査領域Ｎが位置Ｏ2（ホトマスク２の中心）に対して反対側の点対称の位置となる。今度は、中心から外周方向へ２×ＯＦ分、逆方向に螺旋走査をして未検査領域Ｎを測定する。その結果、測定される領域は、未検査領域Ｎを含めた領域Ｓ2となる。
ホトマスク２の中心Ｏ2に対して未検査領域Ｎを１８０゜回転する方法としては２つの方法がある。
第１は、直線移動テーブル５を駆動してワークテーブル３をＯＦ分中心Ｏ1の方向へ移動させてホトマスク２をその中心Ｏ2とワークテーブル３の中心Ｏ1と合わせた後にθ回転テーブル６を１８０゜回転させて、ＯＦ分逆方向にＯＦ分移動させて元に戻すか、θ回転テーブル６の中心の方向へ中心Ｏ1−Ｏ2を結ぶ線上を２×ＯＦ分移動させた後にθ回転テーブル６を１８０゜回転させる方法。
第２は、ホトマスク２をワークテーブル３から持ち上げてθ回転テーブル６を１８０゜回転させて、基準ピン３ａと補助ピン３ｂとの位置を１８０゜回転させた状態でワークテーブル３にホトマスク２を、基準ピン３ａ、補助ピン３ｂに対して位置決めする方法。このとき、ホトマスク２は、図２（ａ）の位置より２×ＯＦ分、中心線Ｏ1−Ｏ2上を図面右方向へシフトして新たに位置決めされて、未検査領域Ｎは図２（ｂ）の状態になる。
【００１２】
データ処理装置１１は、ＭＰＵ１２とメモリ１３、インタフェース１４、ＣＲＴディスプレイ１５等がバス１６を介して相互に接続されている。
図では、内蔵ディスク装置（ＨＤＤ）は省略してあるが、これに記憶されたプログラムがメモリ１３にロードされ、データが作業領域に設定され、各種の処理が行われる。そこで、ここでは、メモリ１３におけるプログラムは、内蔵ディスク装置に記憶され、ロードされたプログラムも含まれる。
【００１３】
メモリ１３には、定周速螺旋走査プログラム１３ａ、未検査領域反転プログラム１３ｂ、欠陥形状表示処理プログラム１３ｃ等が記憶されている。また、作業領域１３ｄのほか、パラメータ領域１３ｅ等が設けられている。
定周速螺旋走査プログラム１３ａは、ＭＰＵ１２により実行されて、ＭＰＵ１２は、Ｒ方向駆動回路７とθ方向駆動回路８とを制御してホトマスク２をその外周から中心Ｏ2までの範囲を一定の定周速で螺旋走査をしてこの螺旋走査に応じて測定データとエンコーダ５ａ，６ａの信号をインタフェース１４を介して得る。そして、エンコーダ５ａ，６ａから得られる走査座標位置とともにメモリ１３の作業領域に測定データを記憶し、未検査領域反転プログラム１３ｂをコールする。
未検査領域反転プログラム１３ｂは、ＭＰＵ１２により実行されて、ＭＰＵ１２は、ホトマスク２の中心Ｏ2に対して未検査領域Ｎを１８０゜回転する処理を実行して、図２（ａ）の状態から図２（ｂ）の状態にして定周速螺旋走査プログラム１３ａにリターンする。
ＭＰＵ１２は、ここで、再び定周速螺旋走査プログラム１３ａを実行して、ホトマスク２を２×ＯＦ分、現在の走査位置から外周方向へ向かう走査を開始し、測定データとエンコーダ５ａ，６ａとの信号をインタフェース１４を介して得て、走査座標位置とともにメモリ１３の作業領域に測定データを記憶する。そして、欠陥形状表示処理プログラム１３ｃをコールする。
なお、前記の２×ＯＦ分の未検査領域Ｎの走査は、未検査部分をなくすために、最初の検査済み領域Ｓ1に対しては、領域が一部重複する形で走査が行われる。
【００１４】
欠陥形状表示処理プログラム１３ｃは、ＭＰＵ１２により実行されて、ＭＰＵ１２は、領域Ｓ2から未検査領域Ｎの測定データを、検出された座標位置とともに抽出する。これにさらに領域Ｓ1の測定データを加えて、ホトマスク２の全面の測定データを得て、この測定データのうちから欠陥データをその座標値とともに得る。そして、連続する欠陥データをグルーピングして輪郭を形成、整形した後にそれぞれの欠陥を形状としてＣＲＴディスプレイ１５上に、検出された座標位置に応じてマップ表示する。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
以上、説明してきたが、実施例における未検査領域反転処理は一例であって、他の反転処理あるいは反転機構を用いることができる。また、変位量の測定は、光学的なものに限定されない。非接触状態で測定できれば、例えば、静電センサのようなものであってもよい。
また、実施例では、一定周速の螺旋走査を行っているが、高い精度で欠陥形状を測定するために行っているものであって、一般的な欠陥検出では、回転速度一定の螺旋走査であってもよい。
さらに、実施例では、ホトマスクの例を挙げているが、この発明は、ホトマスクに限定されるものではなく、ウエハや液晶基板、その他の基板であってもよく、これら基板の異物検査装置や欠陥検査装置にもこの発明を適用できる。なお、この発明の欠陥には基板に付着した異物も含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、この発明の基板の欠陥検査方法を適用した一実施例のホトマスクの欠陥形状測定装置のブロック図である。
【図２】図２は、ワークテーブルとこれに載置されれるホトマスクの関係の説明図である。
【図３】図３は、その内包突起欠陥の形状測定状態の説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１…光学変位量測定装置、
２…ホトマスク、３…ワークテーブル、
４…Ａ／Ｄ変換回路、
５…直線移動テーブル、６…θ回転テーブル、
７…Ｒ方向駆動回路、８…θ方向駆動回路、
９…フレーム、１０…ホトマスクの欠陥形状測定装置、
１１…データ処理装置、１２…ＭＰＵ、
１３…メモリ、１４…インタフェース、
１３ａ…定周速螺旋走査プログラム、
１３ｂ…未検査領域反転プログラム、
１３ｃ…欠陥形状表示処理プログラム、
１３ｄ…作業領域、１３ｅ…パラメータ領域、
１５…ＣＲＴディスプレイ、１６…バス、
２０…レジスト膜、２１…内包、２２…突起欠陥。
【図１】
2005084281.tif 000003
【図２】
2005084281.tif 000004
【図３】
2005084281.tif 000005