JP2004170111A

JP2004170111A - 異物検査装置

Info

Publication number: JP2004170111A
Application number: JP2002333387A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Mase; 健一郎間瀬; Tatsuo Nagasaki; 達夫長崎; Yoshihiro Ikemoto; 義寛池本; 和政 ▲高▼田; Kazumasa Takada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】検査対象物１全面の各検査エリアで最適な遮光マスクパターンを透過型空間フィルタ１２上に形成していたが、液晶を用いた透過型空間フィルタ１２では遮光性能が低く、回折光の一部が遮光マスクパターンを透過してノイズ成分となり、遮光マスクパターン以外の部分を通った散乱光は、液晶のガラスを透過するために光量が低下していた。さらに、液晶のガラスの収差により結像特性が低下し、散乱光の集光が困難であるため信号成分が減少し、Ｓ／Ｎ比が低下するため、透過型空間フィルタによる検査感度の向上には限界があった。
【解決手段】検出手段に反射型空間フィルタ１４を用い、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複数の遮光マスクパターンを回路パターンに合わせて反射型空間フィルタ１４上で変化させて、回折光の８０％以上を遮光し、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

Description

【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、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】
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。そこで、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、回路パターンに対応する偏光方向にフィルタを用いて、異物の散乱光のみを透過さ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（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかし、回路パターンの高精細化により回折光の強度が増し、偏光特性のみで回路パターンからの回折光を遮光することが困難になってきたため、回路パターンから発生する回折光がスポット状になることを利用し、特定のパターンからの回折光に対して一定位置に固定した空間フィルタを用い、スポット回折光部分のみ光を透過させず、検査感度を向上させる方法が提案されていた（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
しかしながら、最近の回路パターンはパターン形状が複雑になってきており、回路パターンにより様々な位置にスポット回折光が発生するため、遮光マスクパターンを動的に変化させる必要があり、例えば、未公開自社出願の特願２００２−２０６７８３号明細書に記載された方法がある。
【０００７】
ここで、未公開自社出願の特願２００２−２０６７８３号明細書に記載された異物検査装置について図３から図６を用いて説明する。
【０００８】
図３は従来の遮光マスクパターンを動的に変化させる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が走査する走査エリア、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°程度に設定される。
【０００９】
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、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。
【００１０】
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。
【００１１】
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透過型液晶フィルタを用い、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、回路パターンに合わせて空間フィルタ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。
【００１２】
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図っている。
【００１３】
図４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。４１ａ〜４１ｄは回路パターンであり周期性を有している。４２ａ〜４２ｆは回路パターン４１ａ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４１ｂ〜４１ｄも同様のパターンを有している。パターン４２ａ〜４２ｆは異物検査を行う際の検査エリアに相当する。ここで、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。
【００１４】
パターン４２ａ〜４２ｆ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４２ａから発生する回折光を図５（ａ）、パターン４２ｂから発生する回折光を図５（ｂ）とすると、図５（ａ）に対しては図６（ａ）の遮光マスクパターン、図５（ｂ）に対しては図６（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。
【００１５】
そこで、パターン４２ａには図６（ａ）の遮光マスクパターンを、パターン４２ｂには図６（ｂ）の遮光マスクパターンを適用すればよく、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ていた。
【００１６】
【特許文献１】
特開平９−１５１６３号公報
【特許文献２】
特開平６−１６７４５８号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示したような従来の方法では、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ていたが、従来の液晶を用いた透過型空間フィルタでは遮光性能が低く、回折光の一部が遮光マスクパターンを透過してノイズ成分となり、遮光マスクパターン以外の部分を通った散乱光は、液晶のガラスを透過するために光量が低下していた。さらに、液晶のガラスの収差により結像特性が低下し、散乱光の集光が困難であるため信号成分が減少し、Ｓ／Ｎ比が低下するため、透過型空間フィルタによる検査感度の向上には限界があった。
【００１８】
そこで本発明は、異物検査装置における検出手段に反射型空間フィルタを備え、検査エリアの回路パターンより発生する回折光によるノイズ成分の８０％以上を遮光し、異物から発生する散乱光による信号成分の減少を抑制し、異物検出のＳ／Ｎ比を向上させ、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。
【００１９】
【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、検出手段に反射型空間フィルタを用い、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反射型空間フィルタ上で変化させて、前記回折光を完全に遮光し、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。
【００２０】
【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２を用いて説明する。
【００２１】
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３と同一物については同一番号を付し説明を省略する。
【００２２】
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１点である。１４は遮光マスクパターンを変化させるための反射型空間フィルタである。本発明の実施の形態においては、反射型空間フィルタ１４としてデジタルマイクロデバイス（以下、ＤＭＤとする）を用いて説明する。
【００２３】
ＤＭＤとは、画像投影方式デジタルライトプロセッシング（以下、ＤＬＰとする）に用いられているデバイスであり、液晶投影方式とは原理が根本的に異なっている。ＤＭＤは数十万枚の微細な鏡をワンチップに集積しており、ミラー群は１６μｍ平方のアルミニウムミラーが１７μｍピッチで数十万個（最大ＳＸＧＡで１２８０×１０２４画素）の配列で構成され、メモリアドレス出力に応じてミラーの角度を±１０°の二方向に変化させることが可能であり、ＤＭＤの１枚の鏡がそれぞれ１つの画素に対応する。半導体上に搭載されたそれぞれの鏡について角度を変えることにより、光源から発せられた光をレンズに通すか通さないかを選択する。光を反射させるＤＬＰ方式は、光を透過させる液晶方式に比べて光のロスが少ない。
【００２４】
従来の液晶を用いた透過型空間フィルタ１２では、検査エリアの回路パターンより発生する回折光の遮光率は６０％程度であったが、ＤＭＤを用いた反射型空間フィルタ１４では、ミラー角度により受光部と別方向に反射させるため、遮光率は実質上１００％となり、ノイズ成分を完全に遮光することが可能となる。また、異物から発生する散乱光による信号成分は、液晶を用いた透過型空間フィルタ１２では、透過率が７０％程度であり光量が低下していたが、ＤＭＤを用いた反射型空間フィルタ１４では、ミラーの表面がアルミニウムコーティングであれば反射率が９０％程度であり信号成分の減少を抑制することが可能である。また、数値では表せないが、透過型空間フィルタ１２では液晶のガラスの収差により結像特性が低下するが、反射型空間フィルタ１４では収差は発生せず、散乱光の集光度合を高くすることが可能である。したがって、透過型空間フィルタ１２を用いた場合より反射型空間フィルタ１４を用いた場合のほうが、Ｓ／Ｎ比を向上させることが可能となる。
【００２５】
また、ＤＭＤの動作速度は２μｓ程度の光学スイッチング時間と１５μｓ程度の機械的安定スイッチング時間の高速スイッチング素子で数十μｓであり、液晶の動作速度は数十ｍｓであるため、液晶よりも高速に遮光マスクパターンを設定、変更することが可能となる。
【００２６】
ここで、ＤＭＤを用いた反射型空間フィルタ１４による回折光の遮光方法について図２を用いて説明する。
【００２７】
図２（ａ）は遮光マスクパターンがない状態のＤＭＤであり、入射してきた光を全て光電子増倍管９に反射し受光させる。検査エリアの回路パターンによる回折光が発生し、遮光マスクパターンが必要な場合には、図２（ｂ）に示すように一部のミラーの角度を変化させ、入射してきたノイズ成分である回折光を光電子増倍管９に受光させないように反射させる。
【００２８】
ここで、ＤＭＤを４×４画素として説明しているが、ＤＭＤは実際には最大１２８０×１０２４画素であり、この値に限るものではない。
【００２９】
遮光マスクパターンを生成する方法は従来と同様であり、回折光のパターンに合わせて、図６（ａ）や図６（ｂ）のような遮光マスクパターンを適用すればよい。
【００３０】
また、受光系レンズ群８と光電子増倍管９の間にスリットを用いて異物からの散乱光以外のノイズ光を遮光する場合には、受光系レンズ群８とスリットの間かスリットと光電子増倍管９の間のどちらに設置してもよい。
【００３１】
以上のように本発明の一実施の形態によれば、ＤＭＤを用いた反射型空間フィルタ１４により、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。
【００３２】
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。
【００３３】
【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、反射型空間フィルタ上に形成し、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。
【００３４】
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】本発明の実施の形態におけるＤＭＤを用いた遮光方法を示す図
【図３】従来の異物検査装置の構成図
【図４】検査対象物上の回路パターン概念図
【図５】回路パターンから発生する回折光を示す図
【図６】遮光マスクパターン図
【符号の説明】
１検査対象物
２照明用レーザ光源
３レーザスポット
４走査エリア
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
１０Ａ／Ｄ変換部
１１信号処理換部
１３制御手段
１４反射型空間フィルタ

Claims

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変化させる反射型空間フィルタを備えたことを特徴とする異物検査装置。
反射型空間フィルタがデジタルマイクロデバイスであることを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。