JP2006313107A - Inspection device, inspection method, and method of manufacturing pattern substrate using them - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は検査装置及び検査方法並びにそれを用いたパターン基板の製造方法に関し、特に詳しくは、光ビームを走査して検査を行う検査装置及び検査方法並びにそれを用いたパターン基板の製造方法に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus, an inspection method, and a pattern substrate manufacturing method using the same, and more particularly to an inspection apparatus and an inspection method that perform inspection by scanning a light beam and a pattern substrate manufacturing method using the same.
従来、フォトマスクやカラーフィルタ用の基板を検査する検査装置として、光ビームを入射させ、異物等で散乱する散乱光を検出するものがある。また、検査装置では、通常、光ビームを走査するスキャナーが用いられている。従来のスキャナーでは、例えば、ガルバノミラーなどの振動ミラーが利用されている。この振動ミラーでは、反射面を入射光に対して一定の角度変化させ、一定範囲の走査を行っている。しかしながら、近年の液晶表示装置等の基板の大型化に伴い、より広範囲の走査を行うことができるスキャナーが望まれている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as an inspection apparatus for inspecting a substrate for a photomask or a color filter, there is an apparatus that detects a scattered light scattered by a foreign substance or the like by making a light beam incident. In the inspection apparatus, a scanner that scans a light beam is usually used. In a conventional scanner, for example, a vibrating mirror such as a galvanometer mirror is used. In this oscillating mirror, the reflecting surface is changed by a certain angle with respect to incident light, and scanning within a certain range is performed. However, with the recent increase in the size of substrates such as liquid crystal display devices, a scanner capable of performing a wider range of scanning is desired.
広範囲を走査することができるスキャナーとして、ポリゴンミラーを用いた突起検出装置が開示されている（特許文献１）。このスキャナーでは、ポリゴンミラーを回転させて入射ビームを偏光させているため、広範囲の走査を行うことができる。そして、偏光した光ビームを軸外し球面凹面鏡及び軸外し収差補正レンズを備えるコリメータ光学系で光軸に対して平行な光ビームとしている。このスキャナーを用いた突起検出装置では、突起による発生する散乱光パターンに対応する光透過部分を有する遮光マスクを用いて、この遮光マスクを透過する光を検出器で受光して、突起を検出している。これにより、カラーフィルター等に付着した突起欠陥を検出することができる。 As a scanner capable of scanning a wide range, a protrusion detection device using a polygon mirror is disclosed (Patent Document 1). In this scanner, since the incident beam is polarized by rotating the polygon mirror, a wide range of scanning can be performed. The polarized light beam is off-axis and collimated by a collimator optical system including a spherical concave mirror and an off-axis aberration correction lens, so that the light beam is parallel to the optical axis. In the protrusion detection device using this scanner, a light-shielding mask having a light transmission part corresponding to the scattered light pattern generated by the protrusion is used, and the light transmitted through the light-shielding mask is received by the detector to detect the protrusion. ing. Thereby, the protrusion defect adhering to the color filter or the like can be detected.
また、別の構成の検査装置が開示されている（特許文献２）。この検査装置では、ポリゴンミラーで走査した光ビームをレンズで集光させている。そして、集光させた光ビームを試料に照射して、異物等からの散乱光を光検出器で検出している。 Also, an inspection apparatus having another configuration is disclosed (Patent Document 2). In this inspection apparatus, a light beam scanned by a polygon mirror is condensed by a lens. Then, the sample is irradiated with a condensed light beam, and scattered light from a foreign substance or the like is detected by a photodetector.
さらに、異なる構成の異物検査装置が開示されている（特許文献３）。この異物検査装置では、光ビームをポリゴンミラーで走査して試料に入射させ、その試料からの散乱反射光を光ファイバを介して検出している。
しかしながら、ポリゴンミラーを用いたスキャナーを有する検査装置では、走査範囲が広いため、以下に示す問題点があった。特許文献１に示す異物検出装置では、試料で散乱した散乱光のうち、ポリゴンミラーまで伝播された散乱光を光検出器で検出している。したがって、十分な散乱光強度を得ることができない場合があった。すなわち、試料に入射した入射光に近い角度で散乱した散乱光しか、ポリゴンミラーまで到達しない。よって、一定の散乱角の散乱光しか検出することができない。さらに、回折パターンに対応する透過パターンを有する遮光マスクを介して散乱光を検出しているため、より散乱光強度が低下してしまうという問題点あった。
However, an inspection apparatus having a scanner using a polygon mirror has the following problems due to a wide scanning range. In the foreign substance detection apparatus shown in
また、特許文献２の検査装置では、散乱光を集光レンズによって集光させて検出器で検出している。そのため、走査されている位置に応じて、異なる角度の散乱光が集光レンズに入射してしまう。したがって、散乱光が一定の角度分布を持つ場合、走査位置に応じて散乱光の強度がばらつくてしまう。例えば、異物の種類によって特定の散乱角における散乱光強度が高くなる場合、上記の検査装置では、十分な散乱光強度を得るこができないという問題点があった。 Moreover, in the inspection apparatus of patent document 2, scattered light is condensed by a condensing lens and detected by a detector. For this reason, scattered light of different angles enters the condenser lens depending on the position being scanned. Therefore, when the scattered light has a certain angular distribution, the intensity of the scattered light varies depending on the scanning position. For example, when the scattered light intensity at a specific scattering angle is increased depending on the type of foreign matter, the above-described inspection apparatus has a problem that sufficient scattered light intensity cannot be obtained.
特許文献３の検査装置では、試料からの散乱光が光ファイバを介して検出されている。従って、この検査装置では、光ファイバが設けられている領域に入射した散乱光しか検出することができない。よって、十分な散乱光を得ることができないという問題点があった。 In the inspection apparatus of Patent Literature 3, scattered light from a sample is detected via an optical fiber. Therefore, this inspection apparatus can detect only scattered light incident on the region where the optical fiber is provided. Therefore, there is a problem that sufficient scattered light cannot be obtained.
このように、広範囲に走査可能なスキャナーを有する従来の検査装置では十分な散乱光強度を得ることができないという問題点があった。よって、従来の検査装置では、Ｓ／Ｎを上げることができず、欠陥を誤検出してしまう場合があった。 As described above, a conventional inspection apparatus having a scanner capable of scanning over a wide range has a problem that sufficient scattered light intensity cannot be obtained. Therefore, in the conventional inspection apparatus, the S / N cannot be increased, and a defect may be erroneously detected.
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、正確に検査を行うことができる検査装置及び検査方法並びにそれを用いたパターン基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method capable of performing an accurate inspection, and a method of manufacturing a pattern substrate using the inspection apparatus.
本発明の第１の態様にかかる検査装置は、光ビームを出射する光源と、前記光源からの光ビームを反射する回転反射面を複数有し、出射ビームの伝播軸線を時間とともに回転させて前記光ビームを走査するポリゴンミラーと、球面凹面鏡と収差補正レンズを有し、前記ポリゴンミラーから出射された出射ビームを光軸に平行で、当該光軸からの距離が時間と共に変化する光ビームとして、試料に出射するコリメータ光学系と、前記光ビームの前記走査方向に沿って設けられ、前記試料で散乱した散乱光を集光するシリンドリカルレンズと、前記シリンドリカルレンズから出射された散乱光が入射するよう配置されたバンドルファイバと、前記バンドルファイバから出射した散乱光を検出する検出器とを備えるものである。これにより、散乱光強度を向上することができるので、正確に検査を行うことができる。 The inspection apparatus according to the first aspect of the present invention includes a light source that emits a light beam, and a plurality of rotational reflection surfaces that reflect the light beam from the light source, and the propagation axis of the emitted beam is rotated with time to As a light beam that has a polygon mirror that scans the light beam, a spherical concave mirror, and an aberration correction lens, the output beam emitted from the polygon mirror is parallel to the optical axis, and the distance from the optical axis changes with time, A collimator optical system that emits light to the sample, a cylindrical lens that is provided along the scanning direction of the light beam and collects the scattered light scattered by the sample, and the scattered light emitted from the cylindrical lens is incident thereon. A bundle fiber arranged and a detector for detecting scattered light emitted from the bundle fiber. Thereby, since scattered light intensity can be improved, it can test | inspect accurately.
本発明の第２の態様にかかる検査装置は、上記の検査装置において、前記バンドルファイバの前記シリンドリカルレンズ側の端部が当該シリンドリカルレンズの形状に対応するよう、当該バンドルファイバに含まれる複数の光ファイバが配設されているものである。これにより、バンドルファイバに含まれる光ファイバの本数を少なくすることができる。 The inspection apparatus according to a second aspect of the present invention is the inspection apparatus according to the above-described inspection apparatus, wherein a plurality of lights included in the bundle fiber are arranged such that an end of the bundle fiber on the cylindrical lens side corresponds to a shape of the cylindrical lens. A fiber is disposed. Thereby, the number of optical fibers included in the bundle fiber can be reduced.
本発明の第３の態様にかかる検査装置は、上記の検査装置において、前記シリンドリカルレンズが前記光ビームの走査方向と垂直な方向に対向するように２つ配置され、前記試料上の前記光ビームが走査された領域の両側にそれぞれシリンドリカルレンズが設けられているものである。これにより、散乱光強度をより向上することができるので、より正確に検査を行うことができる。 An inspection apparatus according to a third aspect of the present invention is the above-described inspection apparatus, wherein two cylindrical lenses are arranged so as to face each other in a direction perpendicular to a scanning direction of the light beam, and the light beam on the sample is arranged. Cylindrical lenses are provided on both sides of the scanned area. Thereby, since scattered light intensity can be improved more, a test | inspection can be performed more correctly.
本発明の第４の態様にかかる検査装置は、上記の検査装置において、前記ポリゴンミラーの回転反射面のうち、同一の回転反射面における前記検出器からの検出信号の差分に基づいて検査を行うものである。これにより、回転反射面に異物等が付着している場合でも、その異物の影響を除去することができるため、より正確に検査を行うことができる。 An inspection apparatus according to a fourth aspect of the present invention performs the inspection based on a difference in detection signals from the detector on the same rotational reflection surface of the polygon mirror in the inspection device described above. Is. As a result, even when foreign matter or the like adheres to the rotary reflecting surface, the influence of the foreign matter can be removed, so that the inspection can be performed more accurately.
本発明の第５の態様にかかる検査方法は、光源から光ビームを出射するステップと、前記光源からの光ビームを複数の回転反射面を有するポリゴンミラーに入射させ、出射ビームの伝播軸線を時間と共に回転させて前記光ビームを走査するステップと、前記走査された光ビームを光軸に平行で、前記光軸からの距離が時間と共に変化する光ビームとして出射するステップと、前記光軸からの距離が時間と共に変化する光ビームを試料に入射させるステップと、前記光ビームの走査方向に沿って設けられたシリンドリカルレンズで、前記試料で散乱した散乱光を集光するステップと、前記シリンドリカルレンズで集光された散乱光を、複数の光ファイバを有するバンドルファイバに入射させるバンドルファイバに入射させるステップと、前記バンドルファイバを伝播した散乱光を検出するステップとを有するものである。これにより、散乱光強度を向上することができるので、正確に検査を行うことができる。 An inspection method according to a fifth aspect of the present invention includes a step of emitting a light beam from a light source, causing the light beam from the light source to enter a polygon mirror having a plurality of rotating reflecting surfaces, and setting a propagation axis of the emitted beam to time. Scanning with the light beam, emitting the scanned light beam as a light beam that is parallel to the optical axis and whose distance from the optical axis varies with time, and from the optical axis. A step of causing a light beam whose distance changes with time to enter the sample; a step of collecting scattered light scattered by the sample with a cylindrical lens provided along the scanning direction of the light beam; and the cylindrical lens Making the scattered light incident on a bundle fiber incident on a bundle fiber having a plurality of optical fibers; and The dollar fiber in which a step of detecting a propagating scattered light. Thereby, since scattered light intensity can be improved, it can test | inspect accurately.
本発明の第６の態様にかかる検査方法は、上記の検査方法において、前記バンドルファイバの前記シリンドリカルレンズ側の端部が当該シリンドリカルレンズの形状に対応するよう、当該バンドルファイバに含まれる複数の光ファイバが配設されているものである。これにより、バンドルファイバに含まれる光ファイバの本数を少なくすることができる。 The inspection method according to a sixth aspect of the present invention is the inspection method according to the above-described inspection method, wherein a plurality of light beams included in the bundle fiber are arranged such that an end portion of the bundle fiber on the cylindrical lens side corresponds to a shape of the cylindrical lens. A fiber is disposed. Thereby, the number of optical fibers included in the bundle fiber can be reduced.
本発明の第７の態様にかかる検査方法は、上記の検査方法において、前記ポリゴンミラーの回転反射面のうち、同一の回転反射面における前記検出器からの検出信号の差分に基づいて検査を行うものである。これにより、回転反射面に異物が付着している場合でも、その異物の影響を除去することができるため、より正確に検査を行うことができる。 An inspection method according to a seventh aspect of the present invention is the inspection method according to the above-described inspection method, wherein the inspection is performed based on a difference between detection signals from the detector on the same rotary reflection surface of the polygon mirror. Is. As a result, even when foreign matter is attached to the rotary reflecting surface, the influence of the foreign matter can be removed, so that the inspection can be performed more accurately.
本発明の第８の態様にかかるパターン基板の製造方法は、上記のいずれかの検査方法により、マスクに設けられた異物付着防止膜を検査するステップと、前記マスクを非露光体に位置合わせするステップと、前記マスクによって露光するステップとを備えるものである。これにより、パターン基板を生産性よく製造することができる。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a pattern substrate manufacturing method comprising: a step of inspecting a foreign matter adhesion preventing film provided on a mask by any one of the inspection methods described above; and aligning the mask with a non-exposed body. And a step of exposing with the mask. Thereby, a pattern substrate can be manufactured with high productivity.
本発明によれば、正確に検査を行うことができる検査装置及び検査方法、並びにそれを用いたパターン基板の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inspection apparatus and inspection method which can test | inspect correctly, and the manufacturing method of a pattern board | substrate using the same can be provided.
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能であろう。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略される。 Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described. The following description is to describe the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. For clarity of explanation, the following description is omitted and simplified as appropriate. Further, those skilled in the art will be able to easily change, add, and convert each element of the following embodiments within the scope of the present invention. In addition, what attached | subjected the same code | symbol in each figure has shown the same element, and abbreviate | omits description suitably.
本発明にかかる検査装置の構成について図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明にかかる検査装置のスキャナーである走査ヘッドの構成を模式的に示す側面図である。図１は本発明にかかる検査装置の走査ヘッドの構成を模式的に示す平面図である。走査ヘッドは光源１、角度調整ミラー２、ポリゴンミラー５、平面ミラー６、コリメータ光学系７及び光検出器１１を備えている。コリメータ光学系７は、球面凹面鏡８、補正レンズ９を備えている。なお、１０は検査対象となる試料である。
The configuration of the inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of a scanning head which is a scanner of an inspection apparatus according to the present invention. FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of a scanning head of an inspection apparatus according to the present invention. The scanning head includes a
図１に示す光源１は例えば、レーザ光源であり、試料１０を照明する光ビームを鉛直方向下方に出射する。光源１から下方に出射された光ビームは、ビームエキスパンダ（図示せず）により拡大され、角度調整ミラー２に入射する。角度調整ミラー２は、光源１からの光ビームをポリゴンミラー５の方向に反射する。この時、角度調整ミラー２は、光ビームが水平方向より下方向に傾斜して伝播するよう反射させる。このように、角度調整ミラー２は鉛直方向の角度を調整して、光源１からの光ビームを反射する。すなわち、光ビームの位置補正ミラー２に対する入射角が４５°以上になるよう、光軸に対して傾いて角度調整ミラー２が配置される。
The
ポリゴンミラー５は、角度調整ミラー２の傾斜に対応して、鉛直方向から傾いて配置されている。ポリゴンミラー５は回転多面鏡５ａと回転多面鏡５ａを回転させるモータ５ｂを備えている。モータ５ｂを駆動して、回転多面鏡５ａを図２の矢印の方向に回転させる。これにより、入射した光ビームをその伝播軸線が時間と共に回転する光ビームに変換することができる。ポリゴンミラー５の回転に応じて光ビーム反射角が時間とともに変化していくので、光ビームを走査することができる。本例では、回転多面鏡５ａに４面の回転反射面が設けられているものとする。すなわち、回転多面鏡５ａは回転軸と垂直な断面が正方形となる。
The
図１に示すようポリゴンミラー５で反射された光ビームは平面ミラー６を経てコリメータ光学系７に入射する。コリメータ光学系７は球面凹面鏡８及び補正レンズ９を備えている。図２に示すよう球面凹面鏡８は球面鏡から切り出した軸外し凹面鏡とする。補正レンズ９も同様に軸外しメニスカスレンズとする。ポリゴンミラー５は各回転反射面が球面凹面鏡８の焦点に位置するよう配置する。従って、図２に示すよう、ポリゴンミラー５からの光ビームは球面凹面鏡８により光軸に平行な光ビームに変換される。さらに、補正レンズ９の入射面及び出射面の曲率の中心は、球面凹面鏡８の曲率の中心と一致している。
As shown in FIG. 1, the light beam reflected by the
図２に示すように球面凹面鏡８に入射する光ビームは、ポリゴンミラー５の回転によって、その入射位置が時間と共に光軸を含む面内で変化する。そのため、球面凹面鏡８から光軸に平行で光軸からの距離が時間と共に変化する光が反射される。球面凹面鏡８によって反射された平行な光ビームは補正レンズ９に入射する。補正レンズ９は球面凹面鏡８によって反射された光ビームの収差を補正する。これにより、試料１０上で、平行な光ビームがポリゴンミラー５の回転方向に対応した方向に等速でスキャンされる。すなわち、ポリゴンミラー５の回転に伴って、垂直入射ビームが試料１０で１次元的にスキャンされる。ポリゴンミラー５の回転角によって、試料１０上での垂直ビームの入射位置が異なる。よって、ポリゴンミラー５が一定の角速度で回転することによって、一定速度で光ビームの試料１０上における入射位置が移動する。
As shown in FIG. 2, the incident position of the light beam incident on the spherical
上記の走査ヘッドにより、例えば、試料上における走査範囲を１８０ｍｍとすることができる。上記の構成を有する走査ヘッドを鉛直に立てられた試料１０の側面に配置する。これにより、水平方向に光ビームが走査される。そして、走査ヘッドを鉛直方向に移動させることによって、２次元スキャンを行なうことができる。試料面上の広い領域を光ビームで走査することができ、試料１０の全体を検査することができる。よって、走査速度を向上することができる。
With the above scanning head, for example, the scanning range on the sample can be set to 180 mm. The scanning head having the above-described configuration is disposed on the side surface of the
さらに、図２に示すように、球面凹面鏡８と補正レンズ９の間には光検出器１１が設けられている。光検出器１１はビームスキャンの限界位置に配置し、１スキャンごとに光ビームが入射するように構成する。すなわち、ポリゴンミラー５での反射面が変わる毎に光ビームが入射する。従って、４面のポリゴンミラーを用いた場合、ポリゴンミラー５の回転周期の４倍が光検出器１１の出力信号の周期となる。この光検出器１１からの出力信号を水平同期信号として利用する。
Further, as shown in FIG. 2, a
平面ミラー６は補正レンズ９の上に載置されている。平面ミラー６をその反射面に対して垂直方向に移動可能に設ける。これにより、焦点位置を調整することができる。よって、走査ビームを平行にするための調整を容易に行なうことができる。また、平面ミラー６を配置することによって、装置の構成を小型化することができる。すなわち、平面ミラー６がない場合、球面凹面鏡８及び補正レンズ９に曲率半径に応じて、ポリゴンミラー５から球面凹面鏡８及び補正レンズ９までの距離が長くなってしまう。この場合、補正レンズ９と試料１０の位置を近づけると、試料１０の位置とポリゴンミラー５の位置が重なってしまうため、補正レンズ９と試料１０とを近づけることができない。上記の構成のように位置調整ミラー２、ポリゴンミラー５、平面ミラー６及び球面凹面鏡８で光ビームを反射させることによって、補正レンズ９から試料１０までの距離を近づけることができる。よって、装置の構成を小型化できる。
The
次に、検査装置の検出系の構成について図３を用いて説明する。図３（ａ）は検出系の構成を示す正面図であり、図（ｂ）は検出系の構成を示す上面図である。なお、図３では走査ヘッドを省略して図示している。ここでは、図３（ａ）において、光ビームが矢印の方向に走査されているものとして説明する。ここで、走査された光ビームの試料１０の表面における軌跡を走査線２８とする。本実施の形態では、試料１０をフォトマスク１３上に設けられたペリクル１５として説明する。
Next, the configuration of the detection system of the inspection apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a front view showing the configuration of the detection system, and FIG. 3B is a top view showing the configuration of the detection system. In FIG. 3, the scanning head is omitted. Here, in FIG. 3A, description will be made assuming that the light beam is scanned in the direction of the arrow. Here, the locus of the scanned light beam on the surface of the
試料１０はフォトマスク１３とフォトマスク１３の上に設けられたペリクルフレーム１４とペリクルフレーム１４によってフォトマスク１３の取り付けられたペリクル１５とを備えている。フォトマスク１３には、従来の透過型のフォトマスク基板を用いることができる。例えば、石英ガラスの基板上にＣｒなどの遮光膜パターンが形成されたものを用いることができる。図３（ｂ）に示すようにフォトマスク１３の端部近傍には、額縁状のペリクルフレーム１４が設けられている。フォトマスク１３の上に設けられたペリクルフレーム１４によって、ペリクル１５が張設されて配置される。すなわち、ペリクル１５は、ペリクルフレーム１４に支持されて、フォトマスク１３と一定の距離を隔てて配設される。ペリクル１５は例えば、従来公知のニトロセルロースや、酢酸セルロースなどの透明な有機薄膜から構成される。ペリクルはフォトマスクへの異物の付着を防止する。この、試料１０が試料ホルダなどによって鉛直方向に沿って固定される。すなわち、ペリクル１５の表面が鉛直方向と平行に配置される。また、光ビームの走査線２８は図３（ａ）に示すよう水平方向となる。
The
ペリクル１５の側方には、シリンドリカルレンズ２１及びシリンドリカルレンズ２２が設けられている。シリンドリカルレンズ２１は走査線２８の近傍に配設される。具体的には、シリンドリカルレンズ２１は走査線２８の斜め上及び斜め下にそれぞれ配置される。すなわち、図３（ａ）に示すように２つのシリンドリカルレンズ２１が走査線２８の両側に配置される。換言すると、２つのシリンドリカルレンズ２１は図３（ａ）の正面図において走査線２８に垂直な方向に対向するように設けられている。すなわち、シリンドリカルレンズ２１は、試料１０の光ビームが入射する面側に設けられ、試料１０に入射する前の光ビームを挟むように、光ビームの両側に配置される。シリンドリカルレンズ２１は、その長手方向が走査線２８に沿うように配置されている。すなわち、シリンドリカルレンズ２１の長手方向と走査ヘッドによる光ビームの走査方向が平行になる。そして、シリンドリカルレンズ２１の長手方向の長さは走査範囲と略一致するよう、あるいは走査範囲よりも長くなるように構成する
A
ペリクル表面にゴミなどの異物がある位置では、上記の走査ヘッドによって走査された光ビームがペリクル表面で散乱する。散乱光の一部は、シリンドリカルレンズ２１に入射する。シリンドリカルレンズ２１は長手方向と垂直な方向に散乱光を屈折させる。シリンドリカルレンズ２１から出射した散乱光はシリンドリカルレンズ２２に入射する。シリンドリカルレンズ２２はシリンドリカルレンズ２１と略同じ長さになっている。シリンドリカルレンズ２２は、シリンドリカルレンズ２１と同様に長手方向と垂直な方向に散乱光を屈折させる。
At a position where foreign matter such as dust is present on the pellicle surface, the light beam scanned by the scanning head is scattered on the pellicle surface. Part of the scattered light is incident on the
シリンドリカルレンズ２１及びシリンドリカルレンズ２２によって集光された散乱光はバンドルファイバ２３に入射する。バンドルファイバ２３は複数のファイバを束ねることにより構成される。バンドルファイバ２３のシリンドリカルレンズ２２側の端部は、シリンドリカルレンズ２２の長手方向に沿って複数の光ファイバが配列されている。すなわち、バンドルファイバ２３の入射側の端部ではシリンドリカルレンズ２２の出射面の形状に対応して光ファイバが配列されている。
The scattered light collected by the
バンドルファイバ２３を構成する光ファイバは、各光ファイバのＮＡ（開口数）に対応する角度で入射した光を、全反射によって伝播していく。すなわち、ＮＡに対応する角度以上の入射角の光は、光ファイバ内で減衰するため、出射側の端面まで伝播しない。よって、ペリクル１５での散乱光のみを伝播させることができる。すなわち、シリンドリカルレンズ２２から出射された光がＰＭＴ２４に入射するよう、光ファイバのＮＡを選択する。これにより、ペリクル１５の表面での散乱光以外の光はバンドルファイバ２３で減衰するため、ＰＭＴ２４に入射するのを防ぐことができる。例えば、フォトマスク１３で反射された光の入射角は、光ファイバ２３のＮＡに対応する角度よりも大きくなる。このため、ペリクル１５からの散乱光以外の外光がＰＭＴ２４に入射するのを防ぐことができる。さらに、バンドルファイバ２３で散乱光を導くことにより、ＰＭＴ２４を外光の影響が小さいところに配置することができる。これにより、外光の影響を低減することができ、より正確に検査を行うことができる。なお、２つのバンドルファイバ２３からの散乱光を１つのＰＭＴ２４で検出するようにしてもよい。すなわち、２つのバンドルファイバ２３の出射端を束ねて、１つのＰＭＴ２４の受光面の前に配置する。これにより、検出器を共通化することができ、検査装置の構成を簡易なものとすることができる。さらに、一つのＰＭＴ２４を用いればよいため、信号処理を容易に行うことができる。
The optical fiber constituting the
バンドルファイバ２３の出射側の端部には、光電子増倍管２４（ＰＭＴ）が配置されている。ＰＭＴ２４はバンドルファイバ２３の出射端から出射した散乱光を検出する。ＰＭＴ２４は検出した散乱光の強度に応じた検出信号を出力する。この検出信号を、例えば、比較回路で比較することによって、異物を検出することができる。すなわち、異物が存在する位置では、散乱光強度が高くなるため、予め設定されたしきい値よりも検出信号が大きくなる。よって、比較回路に比較結果によって、異物が存在すると判定することができる。一方、異物が存在しない箇所では、光ビームがペリクル１５を透過するため、ＰＭＴ２４で光が検出されない。この場合、ＰＭＴ２４の検出信号がしきい値より小さくなるため、異物が存在しないと判定する。
A photomultiplier tube 24 (PMT) is disposed at the end of the
バンドルファイバ２３の出射側の端部の断面形状は、ＰＭＴ２４の受光面の形状に対応させることができる。例えば、ＰＭＴ２４の受光面が円形の場合、バンドルファイバ２３の出射面がＰＭＴ２４の受光面に対応して円形状になるよう、バンドルファイバ２３を構成する複数の光ファイバを束ねる。これにより、散乱光をロスなくＰＭＴ２４に入射させることができる。光検出器として、０次元のポイントセンサを用いることができ、簡易な構成の検出系を用いることができる。さらに、比較回路でしきい値と比較することによって異物の有無を判別することができるため、信号処理を容易に行うことができる。このように、本実施の形態では、バンドルファイバ２３の入射面と出射面の形状が異なるようにしている。具体的には、バンドルファイバ２３の入射面をシリンドリカルレンズ２２の出射面に対応する形状とし、出射面をＰＭＴ２４の受光面に対応する形状とする。これによって、簡易な構成で散乱光強度を高くすることができるため、正確な検査を行うことができる。
The cross-sectional shape of the end portion on the emission side of the
さらに、本実施の形態では、シリンドリカルレンズ２１、２２によって集光された散乱光をバンドルファイバ２３に入射させている。散乱光強度を上げるため、散乱角の範囲を広くした場合でも、少ない本数のファイバで散乱光を検出することができる。すなわち、シリンドリカルレンズ２１、２２で集光しているため、検出する散乱角の範囲を広くしても、バンドルファイバ２３の光ファイバの本数を増やす必要がない。よって、簡易な構成で散乱光強度を向上させることができるため、正確な検査を行うことができる。例えば、シリンドリカルレンズ２１の幅を広くすること、あるいは、シリンドリカルレンズ２１をペリクル１５に対して近づけることによって、散乱光強度を上げることができる。これにより、正確に検査を行うことができる。このように、本実施の形態では、シリンドリカルレンズを用いているため、光ファイバの本数を増やすことなく検出する散乱光の散乱角を広くすることができる。このように、シリンドリカルレンズを用いて散乱光を集光する構成は、広範囲な走査を行うスキャナーを有する検査装置に好適である。なお、シリンドリカルレンズの数は、片側２個に限られるものではない。
Further, in the present embodiment, scattered light collected by the
さらに、走査方向と垂直な方向から傾いてシリンドリカルレンズ２１に入射した散乱光がシリンドリカルレンズ２１に入射した場合、その散乱光はバンドルファイバ２３で減衰する。すなわち、シリンドリカルレンズ２１及びシリンドリカルレンズ２２は、その長手方向に光を屈折しないため、図３（ａ）で走査方向と垂直な方向からある角度以上傾いて散乱した散乱光は光ファイバのＮＡに対応する角度以上で光ファイバに入射する。走査方向と垂直な方向からある一定以上の角度傾いて散乱された場合、その散乱光の光ファイバに対する入射角は光ファイバのＮＡに対応する角度よりも大きくなる。したがって、光ファイバ内で減衰し、ＰＭＴ２４に検出されない。このように、バンドルファイバを介して散乱光を検出することによって、検出する散乱光の角度を制限することができる。
Further, when scattered light that is inclined from the direction perpendicular to the scanning direction and is incident on the
検出する散乱光の角度を制限することによって、特定の異物からの散乱光のみを検出することができる。例えば、ペリクル１５に付着した異物の種類に応じて、その異物からの散乱光の散乱角が特定の角度に集中することがある。この特定の角度の散乱光がシリンドリカルレンズ２１に入射するように配置する。その角度の散乱光が検出されるようなＮＡを有する光ファイバから構成されるバンドルファイバを用いる。そして、特定の角度以外の散乱角で散乱される散乱光はＰＭＴ２４に入射しないようにする。これにより、特定の角度で散乱する散乱光のみを検出することができる。よって、特定の角度に集中して散乱する異物を精度よく検出することができる。
By limiting the angle of the scattered light to be detected, only scattered light from a specific foreign object can be detected. For example, depending on the type of foreign matter attached to the
このように本実施の形態では、ペリクル１５の近傍に配置されたシリンドリカルレンズ２１を介して散乱光を検出することによって、走査方向と垂直な方向に散乱された散乱光のうち、検出される散乱光の散乱角を広くすることができる。これにより、散乱光強度を向上することができるため、正確に検査を行うことができる。また、バンドルファイバ２３を介して散乱光を検出することによって、ペリクル１５表面からの散乱光以外の光を制限することができるため、正確に検査を行うことができる。すなわち、外光によるノイズを除去することができるため、異物が誤検出されるのを防ぐことができる。さらに、特定の角度に集中する散乱光を検出することができる。
As described above, in this embodiment, the scattered light detected from the scattered light scattered in the direction perpendicular to the scanning direction by detecting the scattered light through the
次に、本発明にかかる検査装置における信号処理の一例について図４を用いて説明する。図４は検査装置に用いられる信号処理回路の構成を模式的に示す図である。バンドルファイバ２３を介して散乱光を検出したＰＭＴ２４は、光の強度に応じた検出信号をアンプ３２に出力する。ここで、光源１からのレーザ光は基準信号生成回路３１によってチョッピングされている。基準信号生成回路３１で生成される基準信号は２ＭＨｚのパルス波形とすう。基準信号の周波数は、ポリゴンミラー５の回転周波数に比べて十分高いものとする。
Next, an example of signal processing in the inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a signal processing circuit used in the inspection apparatus. The
基準信号生成回路３１からの基準信号はアンプ３２にも入力されている。アンプ３２はＰＭＴ２４からの検出信号に対して基準信号に同期した同期検波を行なう。アンプ３２からの出力信号は、コンパレータ３３に入力される。コンパレータ３３は予め設定されたスレッショールドレベルとアンプ３２からの出力信号を比較する。そして、コンパレータ３３による比較結果に応じて異物が付着しているか否かが判定される。具体的にはアンプ３２からの出力信号がスレッショールドレベルよりも高い場合、異物が付着していると判定する。コンパレータ３３による比較結果に基づく比較信号を座標カウンター３４に入力する。座標カウンター３４は試料上における走査ヘッドの位置を記憶している。そして、座標カウンター３４は光検出器１１からの水平同期信号に基づいて、光ビームが入射する座標を特定している。座標カウンター３４は、コンパレータ３３からの比較信号に基づいて異物が存在する箇所の座標を特定し、その座標を処理装置３５に出力する。処理装置３５はパーソナルコンピュータ等の情報処理装置であり、異物が存在する箇所の座標を記憶する。これにより、試料１０上に付着した異物の位置を特定することができる。
The reference signal from the reference
このようにして、ペリクル１５に付着した異物を検査することができる。そして、検査結果に基づいて異物を除去する。そして、異物が付着していないペリクル付きのフォトマスク１３を用いて露光する。すなわち、このフォトマスク１３を感光性樹脂を設けた非露光体に位置合わせした後、露光する。そして、現像等を行ない、基板上に所定のパターンを形成する。これにより、生産性よく、半導体装置や表示装置などに用いられるパターン基板を製造する。また、検査対象はフォトマスク用ペリクルに限られるものではない。例えば、フォトマスク、カラーフィルタ基板、マスクサブストレート、マスクブランクスなどの基板を試料として検査を行ってもよい。
In this way, the foreign matter attached to the
さらに、本実施の形態では、より正確に欠陥を検出するため、以下の信号処理を行なっている。この信号処理について図５を用いて説明する。本実施の形態では、ポリゴンミラー５の反射面に異物等が付着して光ビームが散乱した場合でも、正確に欠陥を検出するため、２つの検出信号の差分を取っている。図５（ａ）は１回目の走査における検出信号、図５（ｂ）は２回目の走査における検出信号、図５（ｃ）は２回目の検出信号と１回目の検出信号との差である。ここでは、１回目の走査では試料１０上に異物がないラインを走査し、２回目の走査では試料１０上に１つの異物があるラインを走査しているものとする。すなわち、図５（ａ）に示すピークはポリゴンミラー５における散乱の影響により出現するものである。一方、図５（ｂ）に示す左側のピークはポリゴンミラー５における散乱の影響により出現しているものであり、右側のピークは試料１０上の異物の影響により出現しているものである。
Furthermore, in the present embodiment, the following signal processing is performed in order to detect defects more accurately. This signal processing will be described with reference to FIG. In the present embodiment, even when a foreign substance or the like adheres to the reflection surface of the
１回目の走査及び２回目の走査はポリゴンミラー５の同一面による走査とする。すなわち、ポリゴンミラー５の一つの回転反射面による１回目の走査から、ポリゴンミラー５が回転して、１回目の走査面と同じ回転反射面による走査を２回目の走査とする。回転反射面の一箇所に異物が付着している場合、その箇所では、毎回異物の影響によるピークが発生してしまう。すなわち、図４（ａ）に示すように１回目の走査での検出信号にピークが発生し、図４（ｂ）に示すように２回目の走査での検出信号にもピークが生じる。ポリゴンミラー5に付着した異物等によるノイズは、１回目と２回目の走査で同じ位置に発生する。回転反射面に付着した異物の影響によるピークは、その回転反射面に光源１からの光ビームが入射してから毎回同じタイミングで発生する。
The first scan and the second scan are scans on the same surface of the
したがって、1回目の走査による検出信号と２回目の走査による検出信号の差分を取ることにより、図４（ｃ）に示すようにノイズの影響を除去することができる。すなわち、同じタイミングで表れるピークは試料１０に付着した異物とは判定されない。この場合、図４（ｂ）に示すよう２回目の走査で検出される異物のみが図４（ｃ）に示す差分信号で表れる。この差分信号をしきい値と比較して、異物の有無を判別する。ポリゴンミラー５に付着した異物等による影響を除去することができ、試料１０の異物のみを正確に検出することができる。
Therefore, by taking the difference between the detection signal from the first scan and the detection signal from the second scan, the influence of noise can be removed as shown in FIG. That is, the peaks appearing at the same timing are not determined to be foreign matters attached to the
このようにして、ポリゴンミラー５に付着した異物の影響を除去することができる。もちろん、補正レンズ９、球面凹面鏡８及び平面ミラー６に異物等が付着した場合でも、検出信号の差分を取ることによって、異物の影響を除去することができる。さらに、同一面における検出信号の差分を取ることによって、ポリゴンミラー５に付着した異物の影響も除去することができる。なお、１回目の走査による検出信号と２回目の走査による検出信号とは光検出器１１からの出力信号によって同期させることができる。
In this way, the influence of foreign matter attached to the
上記の処理を実行するため、例えば、検出信号をＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換する。そして、そのデジタル信号をＲＡＭなどに記憶し、２つの検出信号の差分を算出する。そして、差分の値としきい値とを比較して、欠陥判定を行ってもよい。 In order to execute the above processing, for example, the detection signal is converted into a digital signal by an A / D converter. Then, the digital signal is stored in a RAM or the like, and the difference between the two detection signals is calculated. Then, the defect determination may be performed by comparing the difference value with a threshold value.
１ 光源、２ 角度調整ミラー、５ ポリゴンミラー、６ 平面ミラー、
７ コリメータ光学系、８ 球面凹面鏡、９ 補正レンズ、１０ 試料、１１ 検出器
１３ フォトマスク、１４ ペリクルフレーム、１５ ペリクル、
２１ シリンドリカルレンズ、２２ シリンドリカルレンズ、２３ バンドルファイバ、
２４ ＰＭＴ、２８ 走査線、３１ 基準信号生成器、３２ アンプ、
３３ コンパレータ、３４ アドレス、
1 light source, 2 angle adjustment mirror, 5 polygon mirror, 6 plane mirror,
7 collimator optical system, 8 spherical concave mirror, 9 correction lens, 10 sample, 11
21 cylindrical lens, 22 cylindrical lens, 23 bundle fiber,
24 PMT, 28 scan lines, 31 reference signal generator, 32 amplifier,
33 comparator, 34 addresses,
Claims (8)
前記光源からの光ビームを反射する回転反射面を有し、出射ビームの伝播軸線を時間とともに回転させて前記光ビームを走査するポリゴンミラーと、
球面凹面鏡と収差補正レンズを有し、前記ポリゴンミラーから出射された出射ビームを光軸に平行で、当該光軸からの距離が時間と共に変化する光ビームとして、試料に出射するコリメータ光学系と、
前記光ビームの前記走査方向に沿って設けられ、前記試料で散乱した散乱光を集光するシリンドリカルレンズと、
前記シリンドリカルレンズから出射された散乱光が入射するよう配置されたバンドルファイバと、
前記バンドルファイバから出射した散乱光を検出する検出器とを備える検査装置。 A light source that emits a light beam;
A polygon mirror that has a rotary reflection surface that reflects the light beam from the light source, and scans the light beam by rotating the propagation axis of the outgoing beam with time;
A collimator optical system having a spherical concave mirror and an aberration correction lens, and emitting the emitted beam emitted from the polygon mirror to the sample as a light beam that is parallel to the optical axis and whose distance from the optical axis changes with time;
A cylindrical lens that is provided along the scanning direction of the light beam and collects scattered light scattered by the sample;
A bundle fiber arranged so that scattered light emitted from the cylindrical lens is incident thereon;
An inspection apparatus comprising: a detector that detects scattered light emitted from the bundle fiber.
回転反射面を有するポリゴンミラーに前記光源からの光ビームを入射させ、出射ビームの伝播軸線を時間と共に回転させて前記光ビームを走査するステップと、
前記走査された光ビームを光軸に平行で、前記光軸からの距離が時間と共に変化する光ビームとして出射するステップと、
前記光軸からの距離が時間と共に変化する光ビームを試料に入射させるステップと、
前記光ビームの走査方向に沿って設けられたシリンドリカルレンズで、前記試料で散乱した散乱光を集光するステップと、
前記シリンドリカルレンズで集光された散乱光を、複数の光ファイバを有するバンドルファイバに入射させるバンドルファイバに入射させるステップと、
前記バンドルファイバを伝播した散乱光を検出するステップとを有する検査方法。 Emitting a light beam from a light source;
Scanning the light beam by causing the light beam from the light source to enter a polygon mirror having a rotary reflecting surface, rotating the propagation axis of the outgoing beam with time, and
Emitting the scanned light beam as a light beam that is parallel to the optical axis and whose distance from the optical axis varies with time;
Injecting into the sample a light beam whose distance from the optical axis varies with time;
Condensing the scattered light scattered by the sample with a cylindrical lens provided along the scanning direction of the light beam;
Making the scattered light collected by the cylindrical lens enter a bundle fiber that enters a bundle fiber having a plurality of optical fibers;
Detecting the scattered light propagated through the bundle fiber.
前記マスクを非露光体に位置合わせするステップと、
前記マスクによって露光するステップとを備えるパターン基板の製造方法。
A step of inspecting the foreign matter adhesion preventing film provided on the mask by the inspection method according to claim 5;
Aligning the mask with a non-exposed body;
And a step of exposing with the mask.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013072868A (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-22 | Micobiomed Co Ltd | Surface plasmon resonance sensor system |
| JP2017096912A (en) * | 2016-06-09 | 2017-06-01 | 列真株式会社 | Flaw detecting device |
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