JP2009121941A - Substrate inspection apparatus and manufacturing method of substrate for mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板検査装置、およびマスク用基板の製造方法に関する。さらに詳細には、本発明は、液晶表示素子のようなデバイスをリソグラフィー工程で製造するための液晶露光装置に用いられるマスク用基板のキズの検出に関するものである。 The present invention relates to a substrate inspection apparatus and a method for manufacturing a mask substrate. More specifically, the present invention relates to detection of a scratch on a mask substrate used in a liquid crystal exposure apparatus for manufacturing a device such as a liquid crystal display element in a lithography process.
液晶露光装置に用いられるマスク用基板(転写パターンの形成されていない状態の透明ガラス基板)には、例えば2μm程度の長さのキズ(欠陥)も存在してはならないという要求がある。ただし、基板の表面に形成された線状(またはスリット状)のキズを検出することは非常に困難である。微小な線状のキズからの散乱光が形成する像のコントラストが低いだけでなく、キズに対する照明の方向や観察の方向によってコントラストが著しく変化するからである。 There is a demand that a mask substrate (transparent glass substrate on which a transfer pattern is not formed) used in a liquid crystal exposure apparatus should not have any scratches (defects) having a length of about 2 μm, for example. However, it is very difficult to detect a linear (or slit-shaped) scratch formed on the surface of the substrate. This is because not only the contrast of the image formed by the scattered light from the minute linear scratches is low, but also the contrast changes remarkably depending on the illumination direction and the observation direction with respect to the scratches.
そのため、高照度照明装置を用いた目視検査が主流であり、基板の検査領域に対する照明の方向や観察の方向を手作業で変化させつつ目視で検査を行っているのが現状である。手作業による目視検査の手法は、再現性、コストなどの観点から望ましくない。そこで、複数の方向から基板の検査領域に検査光を照射し、キズからの前方散乱光を暗視野観察する基板検査装置が提案されている(特許文献1を参照)。 For this reason, visual inspection using a high-illuminance illumination device is the mainstream, and the current situation is that visual inspection is performed while manually changing the illumination direction and the observation direction with respect to the inspection area of the substrate. Manual visual inspection methods are undesirable from the standpoint of reproducibility and cost. In view of this, a substrate inspection apparatus that irradiates inspection light onto a substrate inspection region from a plurality of directions and observes the forward scattered light from scratches in a dark field has been proposed (see Patent Document 1).
特許文献1に開示された基板検査装置では、基板の法線に対する複数の検査光の角度を規定している。しかしながら、この基板検査装置では、本発明の作用と関連して後述するように、あらゆる方向に沿って延びる微小な線状のキズを確実に検出することはできない。
In the substrate inspection apparatus disclosed in
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、あらゆる方向に沿って延びる微小な線状のキズを確実に検出することのできる基板検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a substrate inspection apparatus capable of reliably detecting minute linear scratches extending in all directions.
前記課題を解決するために、本発明の第1形態では、基板の異物を検査する基板検査装置において、
前記基板を照明する照明系と、
前記照明系により照明された前記基板上の領域を暗視野観察する複数の撮像系とを備え、
前記複数の撮像系は、いずれか1つの撮像系の瞳面において、前記照明系により照明された異物からの散乱光の範囲と結像光束の範囲とが少なくとも部分的に重なり合うように配置されていることを特徴とする基板検査装置を提供する。
In order to solve the above problems, in the first embodiment of the present invention, in the substrate inspection apparatus for inspecting the foreign matter on the substrate,
An illumination system for illuminating the substrate;
A plurality of imaging systems for dark field observation of the area on the substrate illuminated by the illumination system;
The plurality of imaging systems are arranged such that the range of scattered light from the foreign object illuminated by the illumination system and the range of the imaging light beam overlap at least partially on the pupil plane of any one imaging system. A substrate inspection apparatus is provided.
本発明の第2形態では、基板の異物を検査する基板検査装置において、
前記基板を照明する複数の照明系と、
前記複数の照明系により照明された前記基板上の領域を暗視野観察する撮像系とを備え、
前記複数の照明系は、前記撮像系の瞳面において、いずれか1つの照明系により照明された異物からの散乱光の範囲と結像光束の範囲とが少なくとも部分的に重なり合うように配置されていることを特徴とする基板検査装置を提供する。
In the second embodiment of the present invention, in the substrate inspection apparatus for inspecting the foreign matter on the substrate,
A plurality of illumination systems for illuminating the substrate;
An imaging system for dark field observation of the area on the substrate illuminated by the plurality of illumination systems;
The plurality of illumination systems are arranged on the pupil plane of the imaging system so that a range of scattered light from a foreign object illuminated by any one illumination system and a range of imaging light beams at least partially overlap each other. A substrate inspection apparatus is provided.
本発明の第3形態では、マスク用基板の製造方法において、
第1形態または第2形態の基板検査装置を用いて、前記マスク用基板の異物を検査する検査工程を含むことを特徴とする製造方法を提供する。
In the third embodiment of the present invention, in the method for manufacturing a mask substrate,
There is provided a manufacturing method including an inspection step of inspecting a foreign substance on the mask substrate using the substrate inspection apparatus according to the first aspect or the second aspect.
本発明の基板検査装置では、いずれか1つの撮像系の瞳面において、照明系により照明された異物(微小な線状のキズなど)からの散乱光の範囲と結像光束の範囲とが少なくとも部分的に重なり合うように、複数の撮像系が配置されている。あるいは、撮像系の瞳面において、いずれか1つの照明系により照明された異物からの散乱光の範囲と結像光束の範囲とが少なくとも部分的に重なり合うように、複数の照明系が配置されている。その結果、本発明の基板検査装置では、あらゆる方向に沿って延びる微小な線状のキズを確実に検出することができる。 In the substrate inspection apparatus of the present invention, at least on the pupil plane of any one imaging system, the range of scattered light from the foreign matter (such as a minute linear scratch) illuminated by the illumination system and the range of the imaging light flux are at least A plurality of imaging systems are arranged so as to partially overlap. Alternatively, on the pupil plane of the imaging system, a plurality of illumination systems are arranged so that the range of scattered light from the foreign object illuminated by any one illumination system and the range of the imaging light beam at least partially overlap each other. Yes. As a result, the substrate inspection apparatus of the present invention can reliably detect minute linear scratches extending along all directions.
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる基板検査装置の構成を概略的に示す図である。本実施形態では、液晶露光装置に用いられるマスク用基板(以下、単に「基板」という)のキズを検査する基板検査装置に対して本発明を適用している。図1を参照すると、本実施形態の基板検査装置は、検査対象である基板30を照明する照明系1と、照明系1により照明された基板30上の領域を暗視野観察する複数の撮像系2とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the present invention is applied to a substrate inspection apparatus that inspects a scratch on a mask substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) used in a liquid crystal exposure apparatus. Referring to FIG. 1, a substrate inspection apparatus according to the present embodiment includes an
照明系1は、照明光(検査光)を供給する光源として、例えばハロゲンランプ11を備えている。ハロゲンランプ11は、楕円鏡12の第1焦点位置に配置されている。ハロゲンランプ11からの光は、楕円鏡12で反射された後、楕円鏡12の第2焦点位置に光源像を形成する。この光源像からの光は、例えばコリメータレンズのような集光光学系13により集光され、基板30上に照明領域を形成する。
The
複数の撮像系2は、例えば照明系1の光軸AX1と直交する直交面において光軸AX1を中心として多角形の頂点位置に配置されている。以下、説明の理解を容易にするために、複数の撮像系2は、光軸AX1を中心とした正七角形の頂点位置に配置された7つの撮像系2a〜2gを備え、各撮像系2a〜2gの光軸AX2と光軸AX1とがなす角度はαであるものとする。
The plurality of
各撮像系2a〜2gとして、例えばCCDカメラを用いることができる。図1では、図面の明瞭化のために、図1の紙面内に配置された撮像系2aと図1の紙面外に配置された撮像系2dとを図示し、その他の撮像系2b,2c,2e,2f,2gの図示を省略している。一般に、基板30の表面に形成された線状のキズの検出、特にキズ口が比較的滑らかで孤立した線状キズの検出が原理的に最も困難である。
As each
図2は、照明光の照射を受けて線状のキズから散乱光(回折光)が発生する様子を模式的に示す図である。図2に示すように、基板30の表面に形成された線状キズ31に照明光32を照射すると、照明光32は線状キズ31の短手方向(基板30の表面においてキズ31が細長く延びる長手方向と直交する方向)に回折される。すなわち、照明光32が照射された線状キズ31からの散乱光(回折光)は、線状キズ31の短手方向に沿って一次元的に広がる。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a state in which scattered light (diffracted light) is generated from linear flaws when irradiated with illumination light. As shown in FIG. 2, when the
図3は、本発明の基板検査装置において線状のキズを検出するのに必要な条件を説明する図である。図3に示すように、基板30の表面上において図中鉛直方向に沿って細長く延びる線状キズ31に照明光が垂直入射すると、撮像系2の瞳面における線状キズ31からの散乱光の範囲34は図中水平方向に沿って細長く延びる直線状になる。実際には、線状キズ31に照射される照明光束は所定の開口数を有するため、撮像系2の瞳面における散乱光の範囲35は、垂直入射した照明光に対する散乱光の強度分布と照明光束の強度分布とのコンボリューション(畳み込み)により定まる。
FIG. 3 is a diagram for explaining conditions necessary for detecting a linear flaw in the substrate inspection apparatus of the present invention. As shown in FIG. 3, when illumination light vertically enters a
なお、図3において、参照符号36で示す円は、照明系1の瞳面(照明瞳)における照明光束の範囲である。参照符号37で示す円は、基板30の表面上に形成される照明領域(または基板30の表面上における撮像視野)である。参照符号38で示す円は、撮像系2の瞳面における結像光束の範囲である。あらゆる方向の微小な線状のキズ31を確実に検出するには、いずれか1つの撮像系2の瞳面において、照明系1により照明された線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うことが必要である。
In FIG. 3, a circle indicated by
図4は、本実施形態の基板検査装置において線状のキズを検出するのに必要な条件を説明する図である。図4において、参照符号38aは、撮像系2aの瞳面における結像光束の範囲である。同様に、参照符号38b〜38gは、それぞれ撮像系2b〜2gの瞳面における結像光束の範囲である。この場合、照明系1の光軸AX1と直交する直交面において、隣り合う2つの結像光束範囲38の中心位置(ひいては隣り合う2つの撮像系の位置)が照明系1の光軸AX1を中心としてなす角度はθoc(具体的には、θoc=360/7≒51.4度)である。
FIG. 4 is a diagram for explaining conditions necessary for detecting a linear flaw in the substrate inspection apparatus according to the present embodiment. In FIG. 4,
したがって、あらゆる方向の微小な線状のキズ31を確実に検出するために、いずれか1つの撮像系2の瞳面において、照明系1により照明された線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うには、次の条件式(1)を満たす必要がある。条件式(1)において、Daは照明系1の瞳面における照明光束の範囲36の直径であり、Dbは撮像系2の瞳面における結像光束の範囲38の直径である。
Da+Db>θoc・sinα/2 (1)
Therefore, in order to reliably detect minute
Da + Db> θoc · sin α / 2 (1)
条件式(1)の右辺におけるsinαは図4における照明光束範囲36の中心と各結像光束範囲38の中心とを結ぶ線分の長さに対応し、θoc・sinαは隣り合う2つの結像光束範囲38の中心を結ぶ円弧の長さに対応している。したがって、条件式(1)は、照明光束範囲を示す円36が、円弧の中心と各結像光束範囲38との間を通り抜けることのできない条件にほぼ対応している。
The sin α on the right side of the conditional expression (1) corresponds to the length of the line segment connecting the center of the illumination
本実施形態の基板検査装置では、照明系1の光軸AX1と直交する直交面において、光軸AX1を中心とした正七角形の頂点位置に、条件式(1)を満たすように配置された7つの撮像系2a〜2gを備えている。その結果、いずれか1つの撮像系2の瞳面において、照明系1により照明された微小な線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うことになり、ひいてはあらゆる方向に沿って延びる微小な線状のキズ31を確実に検出することができる。換言すれば、特許文献1に開示された従来の基板検査装置では、基板の法線に対する複数の検査光の角度を規定しているが、上述のような所要の条件を満足しない限り、あらゆる方向に沿って延びる微小な線状のキズを確実に検出することはできない。
In the substrate inspection apparatus of this embodiment, 7 is arranged so as to satisfy the conditional expression (1) at the apex position of a regular heptagon centered on the optical axis AX1 on the orthogonal plane orthogonal to the optical axis AX1 of the
なお、上述の説明では、照明系1の光軸AX1を中心とした正七角形の頂点位置に、7つの撮像系2a〜2gを配置している。しかしながら、これに限定されることなく、照明系1の光軸AX1と直交する直交面において光軸AX1を中心として奇数角の正多角形(正五角形、正九角形など)の頂点位置に複数の撮像系2を配置する場合にも、条件式(1)を満たすことにより、あらゆる方向に沿って延びる微小な線状のキズを確実に検出することができる。奇数角の正多角形の頂点位置に複数の撮像系を配置する構成では、基板による他の撮像系の反射像が視野背景に入り難いという利点がある。
In the above description, the seven
一方、照明系1の光軸AX1と直交する直交面において光軸AX1を中心として偶数角の正多角形(正六角形、正八角形など)の頂点位置に複数の撮像系2を配置する場合、いずれか1つの撮像系2の瞳面において線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うには、次の条件式(2)を満たす必要がある。
Da+Db>θec・sinα (2)
On the other hand, when a plurality of
Da + Db> θec · sinα (2)
条件式(2)において、θecは、隣り合う2つの結像光束範囲38の中心位置(ひいては隣り合う2つの撮像系の位置)が照明系1の光軸AX1を中心としてなす角度である。すなわち、例えば正八角形の頂点位置に8つの撮像系2を配置する場合には、θec=360/8=45度になる。条件式(2)は、照明光束範囲を示す円36が、隣り合う2つの結像光束範囲38の間を通り抜けることのできない条件にほぼ対応している。
In the conditional expression (2), θec is an angle formed by the center position of the two adjacent imaging light beam ranges 38 (and consequently the positions of the two adjacent imaging systems) about the optical axis AX1 of the
さらに一般的に、照明系1の光軸AX1と直交する直交面において光軸AX1を中心として多角形(正多角形ではなく)の頂点位置に複数の撮像系2を配置する場合、いずれか1つの撮像系2の瞳面において線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うには、条件式(2)に類似した次の条件式(3)を満たす必要がある。
Da+Db>θmc・sinα (3)
More generally, when a plurality of
Da + Db> θmc · sinα (3)
条件式(3)において、θmcは、隣り合う2つの結像光束範囲38の中心位置(ひいては隣り合う2つの撮像系2の位置)が照明系1の光軸AX1を中心としてなす角度の最大値である。条件式(3)は、照明光束範囲を示す円36が、最も大きな間隔を隔てて隣り合う2つの結像光束範囲38の間を通り抜けることのできない条件にほぼ対応している。
In conditional expression (3), θmc is the maximum value of the angle formed by the center position of the two adjacent imaging light beam ranges 38 (and thus the position of the two adjacent imaging systems 2) about the optical axis AX1 of the
また、上述の説明では、1つの照明系の光軸を中心とした多角形の頂点位置に、複数の撮像系を配置している。しかしながら、これに限定されることなく、1つの撮像系の光軸を中心とした多角形の頂点位置に複数の照明系を配置することにより、あらゆる方向に沿って延びる微小な線状のキズを確実に検出することもできる。図5は、1つの撮像系の光軸を中心とした多角形の頂点位置に複数の照明系を配置する変形例にかかる基板検査装置の構成を概略的に示す図である。 In the above description, a plurality of imaging systems are arranged at the vertex positions of a polygon centered on the optical axis of one illumination system. However, the present invention is not limited to this, and by arranging a plurality of illumination systems at the vertex positions of a polygon centered on the optical axis of one imaging system, minute linear scratches extending in all directions can be generated. It can also be detected reliably. FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a substrate inspection apparatus according to a modification example in which a plurality of illumination systems are arranged at polygonal vertex positions around the optical axis of one imaging system.
図5の変形例にかかる基板検査装置は、基板30を照明する複数の照明系1と、複数の照明系1により照明された基板30上の領域を暗視野観察する撮像系2とを備えている。複数の照明系1は、例えば撮像系2の光軸AX2と直交する直交面において光軸AX2を中心として多角形の頂点位置に配置されている。以下、説明の理解を容易にするために、複数の照明系1は、光軸AX2を中心とした正七角形の頂点位置に配置された7つの照明系1a〜1gを備え、各照明系1a〜1gの光軸AX1と光軸AX2とがなす角度はβであるものとする。
The substrate inspection apparatus according to the modification of FIG. 5 includes a plurality of
照明系1a〜1gとして、例えば図1に示す内部構成を有する照明系を採用することができる。図5では、図面の明瞭化のために、図5の紙面内に配置された照明系1aと図5の紙面外に配置された照明系1dとを図示し、その他の照明系1b,1c,1e,1f,1gの図示を省略している。この場合、あらゆる方向の微小な線状のキズ31を確実に検出するには、撮像系2の瞳面において、いずれか1つの照明系1により照明された線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うことが必要である。
As the illumination systems 1a to 1g, for example, an illumination system having an internal configuration shown in FIG. 1 can be employed. 5, for the sake of clarity, the illumination system 1a arranged in the plane of FIG. 5 and the
図6は、図5の変形例にかかる基板検査装置において線状のキズを検出するのに必要な条件を説明する図である。図6において、参照符号36aは、照明系1aの瞳面における照明光束の範囲である。同様に、参照符号36b〜36gは、それぞれ照明系1b〜1gの瞳面における照明光束の範囲である。この場合、撮像系2の光軸AX2と直交する直交面において、隣り合う2つの照明光束範囲36の中心位置(ひいては隣り合う2つの照明系の位置)が撮像系2の光軸AX2を中心としてなす角度はθoi(具体的には、θoi=360/7≒51.4度)である。
FIG. 6 is a diagram for explaining conditions necessary for detecting a linear flaw in the substrate inspection apparatus according to the modification of FIG. In FIG. 6,
したがって、あらゆる方向の微小な線状のキズ31を確実に検出するために、撮像系2の瞳面において、いずれか1つの照明系1により照明された線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うには、次の条件式(4)を満たす必要がある。条件式(4)において、Daは照明系1の瞳面における照明光束の範囲36の直径であり、Dbは撮像系2の瞳面における結像光束の範囲38の直径である。
Da+Db>θoi・sinβ/2 (4)
Therefore, in order to reliably detect minute
Da + Db> θoi · sinβ / 2 (4)
条件式(4)の右辺におけるsinβは図6における各照明光束範囲36の中心と結像光束範囲38の中心とを結ぶ線分の長さに対応し、θoi・sinβは隣り合う2つの照明光束範囲36の中心を結ぶ円弧の長さに対応している。したがって、条件式(4)は、結像光束範囲を示す円38が、円弧の中心と各照明光束範囲36との間を通り抜けることのできない条件にほぼ対応している。
The sin β on the right side of the conditional expression (4) corresponds to the length of the line segment connecting the center of each illumination
図5の変形例にかかる基板検査装置では、撮像系2の光軸AX2と直交する直交面において、光軸AX2を中心とした正七角形の頂点位置に、条件式(4)を満たすように配置された7つの照明系1a〜1gを備えている。その結果、撮像系2の瞳面において、いずれか1つの照明系1により照明された微小な線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うことになり、ひいてはあらゆる方向に沿って延びる微小な線状のキズ31を確実に検出することができる。
In the substrate inspection apparatus according to the modified example of FIG. 5, in the orthogonal plane perpendicular to the optical axis AX2 of the
同様に、撮像系2の光軸AX2と直交する直交面において光軸AX2を中心として奇数角の正多角形(正五角形、正九角形など)の頂点位置に複数の照明系1を配置する場合にも、条件式(4)を満たすことにより、あらゆる方向に沿って延びる微小な線状のキズを確実に検出することができる。
Similarly, in the case where a plurality of
一方、撮像系2の光軸AX2と直交する直交面において光軸AX2を中心として偶数角の正多角形(正六角形、正八角形など)の頂点位置に複数の照明系1を配置する場合、撮像系2の瞳面において、いずれか1つの照明系1により照明された線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うには、次の条件式(5)を満たす必要がある。
Da+Db>θei・sinβ (5)
On the other hand, when a plurality of
Da + Db> θei · sinβ (5)
条件式(5)において、θeiは、隣り合う2つの照明光束範囲36の中心位置(ひいては隣り合う2つの照明系1の位置)が撮像系2の光軸AX2を中心としてなす角度である。すなわち、例えば正八角形の頂点位置に8つの照明系1を配置する場合には、θei=360/8=45度になる。条件式(5)は、結像光束範囲を示す円38が、隣り合う2つの照明光束範囲36の間を通り抜けることのできない条件にほぼ対応している。
In the conditional expression (5), θei is an angle formed by the center position of the two adjacent illumination light beam ranges 36 (and hence the position of the two adjacent illumination systems 1) about the optical axis AX2 of the
さらに一般的に、撮像系2の光軸AX2と直交する直交面において光軸AX2を中心として多角形(正多角形ではなく)の頂点位置に複数の照明系1を配置する場合、撮像系2の瞳面において、いずれか1つの照明系1により照明された線状キズ31からの散乱光の範囲35と結像光束の範囲38とが少なくとも部分的に重なり合うには、条件式(5)に類似した次の条件式(6)を満たす必要がある。
Da+Db>θmi・sinβ (6)
More generally, when a plurality of
Da + Db> θmi · sinβ (6)
条件式(6)において、θmiは、隣り合う2つの照明光束範囲36の中心位置(ひいては隣り合う2つの照明系1の位置)が撮像系2の光軸AX2を中心としてなす角度の最大値である。条件式(6)は、結像光束範囲を示す円38が、最も大きな間隔を隔てて隣り合う2つの照明光束範囲36の間を通り抜けることのできない条件にほぼ対応している。
In conditional expression (6), θmi is the maximum value of the angle formed by the center position of the two adjacent illumination light beam ranges 36 (and hence the position of the two adjacent illumination systems 1) about the optical axis AX2 of the
なお、上述の実施形態および変形例では、基板の表面に形成された線状のキズの検出に着目して、本発明にかかる基板検査装置の作用を説明した。しかしながら、実際には、線状のキズだけでなく、他の様々な形態のキズ、基板に付着した様々な形態の微小物体などの異物も同様に検出することができる。基板に形成されたキズを他の異物(ゴミのような付着物など)と判別する必要がある場合には、例えば洗浄前の基板表面の画像と洗浄後の基板表面の画像とを比較すれば良い。また、基板の表面の全体または広い範囲に亘って検査を行う場合には、検査対象である基板と検査手段である基板検査装置とを相対的にステップ移動させつつ異物の検査を繰り返せば良い。 In the above-described embodiments and modifications, the operation of the substrate inspection apparatus according to the present invention has been described focusing on detection of linear flaws formed on the surface of the substrate. However, in practice, not only linear flaws, but also various other forms of flaws and foreign objects such as various forms of minute objects attached to the substrate can be detected in the same manner. If it is necessary to discriminate scratches formed on the substrate from other foreign matters (such as foreign matter), the image of the substrate surface before cleaning can be compared with the image of the substrate surface after cleaning. good. Further, when the inspection is performed over the entire surface of the substrate or over a wide range, the inspection of the foreign matter may be repeated while relatively moving the substrate to be inspected and the substrate inspection apparatus as the inspection means step by step.
また、上述の実施形態および変形例では、1つの照明系と複数の撮像系との組合せ、または1つの撮像系と複数の照明系との組合せの構成を採用している。しかしながら、これに限定されることなく、複数の照明系と複数の撮像系との組合せの構成を採用することもできる。また、上述の実施形態および変形例では、照明系の光軸または撮像系の光軸と直交する面に沿って基板が配置されているが、これに限定されることなく、基板の姿勢については様々な形態が可能である。 In the above-described embodiment and modification, a combination of one illumination system and a plurality of imaging systems or a combination of one imaging system and a plurality of illumination systems is employed. However, the present invention is not limited to this, and a configuration in which a plurality of illumination systems and a plurality of imaging systems are combined may be employed. In the above-described embodiment and modification, the substrate is arranged along a plane orthogonal to the optical axis of the illumination system or the optical axis of the imaging system. Various forms are possible.
また、上述の実施形態では、複数の撮像系を検査領域(基板上の観察されている領域)からほぼ等距離の位置に配置している。しかしながら、これに限定されることなく、いずれか1つの撮像系の瞳面において、照明系により照明された異物からの散乱光の範囲と結像光束の範囲とが少なくとも部分的に重なり合うように、複数の撮像系を検査領域から互いに異なる距離の位置に配置することもできる。 In the above-described embodiment, the plurality of imaging systems are arranged at substantially equal distances from the inspection region (the region observed on the substrate). However, the present invention is not limited to this, and in the pupil plane of any one imaging system, the range of scattered light from the foreign object illuminated by the illumination system and the range of the imaging light beam overlap at least partially. A plurality of imaging systems can also be arranged at different distances from the inspection area.
また、上述の変形例では、複数の照明系を検査領域(基板上の観察されている領域)からほぼ等距離の位置に配置している。しかしながら、これに限定されることなく、撮像系の瞳面において、いずれか1つの照明系により照明された異物からの散乱光の範囲と結像光束の範囲とが少なくとも部分的に重なり合うように、複数の照明系を検査領域から互いに異なる距離の位置に配置することもできる。 Further, in the above-described modification, the plurality of illumination systems are arranged at substantially equal distances from the inspection region (the region observed on the substrate). However, the present invention is not limited to this, and on the pupil plane of the imaging system, the range of scattered light from the foreign object illuminated by any one illumination system and the range of the imaging light beam overlap at least partially. A plurality of illumination systems may be arranged at different distances from the inspection region.
また、上述の実施形態および変形例では、液晶露光装置に用いられるマスク用基板のキズを検査する基板検査装置に対して本発明を適用している。しかしながら、これに限定されることなく、様々な形態を有する基板の異物を検査する基板検査装置に対して本発明を適用することができる。すなわち、検査対象は、光透過型の基板に限定されることなく、例えばミラーのような反射型の基板であっても良い。 Further, in the above-described embodiments and modifications, the present invention is applied to a substrate inspection apparatus that inspects a scratch on a mask substrate used in a liquid crystal exposure apparatus. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a substrate inspection apparatus that inspects foreign matters on substrates having various forms. That is, the inspection target is not limited to the light transmission type substrate, but may be a reflection type substrate such as a mirror.
図7は、本実施形態にかかるマスク用基板の製造方法の各工程を示すフローチャートである。図7を参照すると、本実施形態にかかるマスク用基板の製造方法は、準備工程S11と、研磨工程S12と、洗浄工程S13と、検査工程S14とを含んでいる。例えば液晶露光装置に用いられるマスク(フォトマスク)用基板の製造には、光学特性の均一な素材が要求される。 FIG. 7 is a flowchart showing each step of the mask substrate manufacturing method according to the present embodiment. Referring to FIG. 7, the method for manufacturing a mask substrate according to the present embodiment includes a preparation step S11, a polishing step S12, a cleaning step S13, and an inspection step S14. For example, a material having uniform optical characteristics is required for manufacturing a mask (photomask) substrate used in a liquid crystal exposure apparatus.
準備工程S11では、光学特性の均一な素材として、石英の合成により石英ガラス素材(インゴット)を製造する。具体的には、例えば、多重管バーナから四塩化ケイ素や有機ケイ素化合物などのケイ素化合物の原料ガスと、酸素等の支燃性ガスと、水素等の燃焼ガスを含むガスとを噴出させ、火炎中で反応を行い、回転させているターゲット上にガラス微粒子を堆積させ且つ溶融させることにより、石英ガラス素材を得る。 In the preparation step S11, a quartz glass material (ingot) is manufactured by synthesizing quartz as a material having uniform optical characteristics. Specifically, for example, a raw material gas of a silicon compound such as silicon tetrachloride or an organosilicon compound, a combustion-supporting gas such as oxygen, and a gas containing a combustion gas such as hydrogen are ejected from a multi-tube burner to form a flame. A quartz glass material is obtained by reacting in the glass and depositing and melting glass particles on a rotating target.
このような石英の合成方法として、特開2004−28786号公報、特開平10−279319号公報、特開平11−292551号公報などに記載された方法を用いることができる。さらに、準備工程S11では、石英ガラス素材を切断して板状にする。具体的には、バンドソーあるいはブレード等を用いて、ターゲット上に作成されたインゴットからフォトマスクとして使用する部分を、例えば矩形板状または円板状の形状に切り出す。 As such a method for synthesizing quartz, methods described in JP-A No. 2004-28786, JP-A No. 10-279319, JP-A No. 11-292551, and the like can be used. Further, in the preparation step S11, the quartz glass material is cut into a plate shape. Specifically, a portion to be used as a photomask is cut into, for example, a rectangular plate shape or a disk shape from an ingot created on the target using a band saw or a blade.
次いで、研磨工程S12では、準備工程S11を経て切り出された板状の石英ガラスの表面を、ラッピングやポリッシングを含む多段階の工程により研磨する。板状の石英ガラスの表面をラッピングあるいはポリッシングする装置として、特開2007−98542号公報、特開2007−98543号公報などに記載された研磨装置を使用することができる。 Next, in the polishing step S12, the surface of the plate-like quartz glass cut out through the preparation step S11 is polished by a multi-step process including lapping and polishing. As an apparatus for lapping or polishing the surface of a plate-like quartz glass, a polishing apparatus described in JP 2007-98542 A, JP 2007-98543 A, or the like can be used.
研磨装置では、板状の石英ガラスの外形を保持する開口部を有するキャリアに、板状の石英ガラス基板を配置する。そして、このキャリアおよび石英ガラスの上下を、キャリアおよび石英ガラスに接する表面に研磨面を有する定盤で挟み、研磨面と石英ガラスの表面とを接触させながら上下の定盤を回転させることにより、ラッピングあるいはポリッシングを行う。ラッピングおよびポリッシングでは、石英ガラスの表面粗さに応じて、定盤の研磨面に使用する研磨パッドやスラリーを適宜選択する。 In the polishing apparatus, a plate-like quartz glass substrate is disposed on a carrier having an opening for holding the outer shape of the plate-like quartz glass. And by sandwiching the top and bottom of the carrier and quartz glass with a surface plate having a polishing surface on the surface in contact with the carrier and quartz glass, by rotating the top and bottom surface plates while contacting the polishing surface and the surface of the quartz glass, Wrapping or polishing. In lapping and polishing, a polishing pad and slurry used for the polishing surface of the surface plate are appropriately selected according to the surface roughness of the quartz glass.
研磨工程S12を経た石英ガラス基板の表面には、スラリーに含まれる微粒子等が残留している。このため、洗浄工程S13では、石英ガラス基板の表面に付着している微粒子等を除去するための洗浄を行う。具体的には、石英ガラス基板の表面に加圧した水を噴射したり、洗浄液へ石英ガラス基板を浸漬させたりすることにより、洗浄を行うことができる。 The fine particles contained in the slurry remain on the surface of the quartz glass substrate that has undergone the polishing step S12. For this reason, in the cleaning step S13, cleaning is performed to remove fine particles adhering to the surface of the quartz glass substrate. Specifically, cleaning can be performed by spraying pressurized water onto the surface of the quartz glass substrate or immersing the quartz glass substrate in a cleaning liquid.
最後に、検査工程S14では、上述の実施形態または変形例にかかる基板検査装置を用いて、石英ガラス基板の異物、特に表面のキズを検査する。具体的には、検査対象である石英ガラス基板を固定的に支持し、検査手段である基板検査装置を二次元的にステップ移動させつつ、石英ガラス基板の表面の全体に亘って異物の検査を行う。あるいは、検査手段である基板検査装置を固定的に支持し、検査対象である石英ガラス基板を二次元的にステップ移動させつつ、石英ガラス基板の表面の全体に亘って異物の検査を行う。 Lastly, in the inspection step S14, the substrate glass inspection apparatus according to the above-described embodiment or modification is used to inspect foreign matter, particularly scratches on the surface of the quartz glass substrate. Specifically, the quartz glass substrate to be inspected is fixedly supported, and the substrate inspection apparatus as the inspection means is stepped two-dimensionally, and foreign matter is inspected over the entire surface of the quartz glass substrate. Do. Alternatively, a foreign substance is inspected over the entire surface of the quartz glass substrate while the substrate inspection apparatus as the inspection means is fixedly supported and the quartz glass substrate to be inspected is stepped two-dimensionally.
なお、準備工程S11で板状に切り出した石英ガラスをプレス成形して表面の面積を大きくすることにより、大型のマスク用基板を得ることができる。プレス成形は、例えば平面状のプレス面を有するグラファイト製のモールドを用意し、不活性ガス雰囲気のもとで石英ガラスの結晶化温度以上に昇温した状態でモールドを介して加圧した後に冷却することにより行われる。このようなプレス成形方法として、特開2004−307266号公報に記載された方法などを用いることができる。プレス成形された石英ガラス基板には、上述の研磨工程S12、洗浄工程S13、および検査工程S14が施される。 In addition, a large-sized mask substrate can be obtained by press-molding the quartz glass cut into a plate shape in the preparation step S11 to increase the surface area. For press molding, for example, a graphite mold having a flat press surface is prepared, and after being pressurized through the mold in a state of being heated to a temperature higher than the crystallization temperature of quartz glass under an inert gas atmosphere, cooling is performed. Is done. As such a press molding method, a method described in JP-A No. 2004-307266 can be used. The above-described polishing step S12, cleaning step S13, and inspection step S14 are performed on the press-molded quartz glass substrate.
1 照明系
2 撮像系
11 ハロゲンランプ
12 楕円鏡
13 集光光学系
30 基板
31 線状のキズ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記基板を照明する照明系と、
前記照明系により照明された前記基板上の領域を暗視野観察する複数の撮像系とを備え、
前記複数の撮像系は、いずれか1つの撮像系の瞳面において、前記照明系により照明された異物からの散乱光の範囲と結像光束の範囲とが少なくとも部分的に重なり合うように配置されていることを特徴とする基板検査装置。 In a board inspection device that inspects foreign substances on a board,
An illumination system for illuminating the substrate;
A plurality of imaging systems for dark field observation of the area on the substrate illuminated by the illumination system;
The plurality of imaging systems are arranged such that the range of scattered light from the foreign object illuminated by the illumination system and the range of the imaging light beam overlap at least partially on the pupil plane of any one imaging system. A board inspection apparatus.
前記照明系の瞳面における照明光束の範囲の直径をDaとし、前記撮像系の瞳面における結像光束の範囲の直径をDbとし、前記直交面において隣り合う2つの撮像系の位置が前記照明系の光軸を中心としてなす角度の最大値をθmcとし、前記照明系の光軸と前記撮像系の光軸とがなす角度をαとするとき、
Da+Db>θmc・sinα
の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。 The plurality of imaging systems are arranged at a vertex position of a polygon around the optical axis of the illumination system in an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the illumination system,
The diameter of the illumination light beam range on the pupil plane of the illumination system is Da, the diameter of the imaging light beam range on the pupil plane of the imaging system is Db, and the positions of two adjacent imaging systems on the orthogonal plane are the illuminations. When the maximum value of the angle formed around the optical axis of the system is θmc, and the angle between the optical axis of the illumination system and the optical axis of the imaging system is α,
Da + Db> θmc · sinα
The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記照明系の瞳面における照明光束の範囲の直径をDaとし、前記撮像系の瞳面における結像光束の範囲の直径をDbとし、前記直交面において隣り合う2つの撮像系の位置が前記照明系の光軸を中心としてなす角度をθecとし、前記照明系の光軸と前記撮像系の光軸とがなす角度をαとするとき、
Da+Db>θec・sinα
の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。 The plurality of imaging systems are arranged at vertex positions of regular polygons with even angles around the optical axis of the illumination system in an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the illumination system,
The diameter of the illumination light beam range on the pupil plane of the illumination system is Da, the diameter of the imaging light beam range on the pupil plane of the imaging system is Db, and the positions of two adjacent imaging systems on the orthogonal plane are the illuminations. When the angle formed around the optical axis of the system is θec, and the angle formed between the optical axis of the illumination system and the optical axis of the imaging system is α,
Da + Db> θec · sin α
The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記照明系の瞳面における照明光束の範囲の直径をDaとし、前記撮像系の瞳面における結像光束の範囲の直径をDbとし、前記直交面において隣り合う2つの撮像系の位置が前記照明系の光軸を中心としてなす角度をθocとし、前記照明系の光軸と前記撮像系の光軸とがなす角度をαとするとき、
Da+Db>θoc・sinα/2
の条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。 The plurality of imaging systems are arranged at the vertex positions of an odd-numbered regular polygon centered on the optical axis of the illumination system in an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the illumination system,
The diameter of the illumination light beam range on the pupil plane of the illumination system is Da, the diameter of the imaging light beam range on the pupil plane of the imaging system is Db, and the positions of two adjacent imaging systems on the orthogonal plane are the illuminations. When the angle formed around the optical axis of the system is θoc and the angle formed between the optical axis of the illumination system and the optical axis of the imaging system is α,
Da + Db> θoc · sin α / 2
The substrate inspection apparatus according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
前記基板を照明する複数の照明系と、
前記複数の照明系により照明された前記基板上の領域を暗視野観察する撮像系とを備え、
前記複数の照明系は、前記撮像系の瞳面において、いずれか1つの照明系により照明された異物からの散乱光の範囲と結像光束の範囲とが少なくとも部分的に重なり合うように配置されていることを特徴とする基板検査装置。 In a board inspection device that inspects foreign substances on a board,
A plurality of illumination systems for illuminating the substrate;
An imaging system for dark field observation of the area on the substrate illuminated by the plurality of illumination systems;
The plurality of illumination systems are arranged on the pupil plane of the imaging system so that a range of scattered light from a foreign object illuminated by any one illumination system and a range of imaging light beams at least partially overlap each other. A board inspection apparatus.
前記照明系の瞳面における照明光束の範囲の直径をDaとし、前記撮像系の瞳面における結像光束の範囲の直径をDbとし、前記直交面において隣り合う2つの照明系の位置が前記撮像系の光軸を中心としてなす角度の最大値をθmiとし、前記照明系の光軸と前記撮像系の光軸とがなす角度をβとするとき、
Da+Db>θmi・sinβ
の条件を満たすことを特徴とする請求項5に記載の基板検査装置。 The plurality of illumination systems are arranged at vertex positions of a polygon around the optical axis of the imaging system in an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the imaging system,
The diameter of the range of the illumination light beam on the pupil plane of the illumination system is Da, the diameter of the range of the imaged light beam on the pupil plane of the imaging system is Db, and the positions of two adjacent illumination systems on the orthogonal plane are the imaging When the maximum value of the angle formed around the optical axis of the system is θmi, and the angle between the optical axis of the illumination system and the optical axis of the imaging system is β,
Da + Db> θmi · sinβ
The board inspection apparatus according to claim 5, wherein the following condition is satisfied.
前記照明系の瞳面における照明光束の範囲の直径をDaとし、前記撮像系の瞳面における結像光束の範囲の直径をDbとし、前記直交面において隣り合う2つの照明系の位置が前記撮像系の光軸を中心としてなす角度をθeiとし、前記照明系の光軸と前記撮像系の光軸とがなす角度をβとするとき、
Da+Db>θei・sinβ
の条件を満たすことを特徴とする請求項5に記載の基板検査装置。 The plurality of illumination systems are arranged at vertex positions of regular polygons with even angles around the optical axis of the imaging system in an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the imaging system,
The diameter of the range of the illumination light beam on the pupil plane of the illumination system is Da, the diameter of the range of the imaged light beam on the pupil plane of the imaging system is Db, and the positions of two adjacent illumination systems on the orthogonal plane are the imaging When the angle formed around the optical axis of the system is θei, and the angle formed between the optical axis of the illumination system and the optical axis of the imaging system is β,
Da + Db> θei · sinβ
The board inspection apparatus according to claim 5, wherein the following condition is satisfied.
前記照明系の瞳面における照明光束の範囲の直径をDaとし、前記撮像系の瞳面における結像光束の範囲の直径をDbとし、前記直交面において隣り合う2つの照明系の位置が前記撮像系の光軸を中心としてなす角度をθoiとし、前記照明系の光軸と前記撮像系の光軸とがなす角度をβとするとき、
Da+Db>θoi・sinβ/2
の条件を満たすことを特徴とする請求項5に記載の基板検査装置。 The plurality of illumination systems are arranged at the apex positions of odd-numbered regular polygons around the optical axis of the imaging system in an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the imaging system,
The diameter of the range of the illumination light beam on the pupil plane of the illumination system is Da, the diameter of the range of the imaged light beam on the pupil plane of the imaging system is Db, and the positions of two adjacent illumination systems on the orthogonal plane are the imaging When the angle formed around the optical axis of the system is θoi and the angle formed between the optical axis of the illumination system and the optical axis of the imaging system is β,
Da + Db> θoi · sinβ / 2
The board inspection apparatus according to claim 5, wherein the following condition is satisfied.
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の基板検査装置を用いて、前記マスク用基板の異物を検査する検査工程を含むことを特徴とする製造方法。 In the mask substrate manufacturing method,
The manufacturing method characterized by including the test | inspection process which test | inspects the foreign material of the said board | substrate for masks using the board | substrate inspection apparatus of any one of Claims 1 thru | or 8.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2007296161A JP2009121941A (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Substrate inspection apparatus and manufacturing method of substrate for mask |
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JP2007296161A JP2009121941A (en) | 2007-11-15 | 2007-11-15 | Substrate inspection apparatus and manufacturing method of substrate for mask |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015163029A1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-10-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Examination device |
-
2007
- 2007-11-15 JP JP2007296161A patent/JP2009121941A/en active Pending
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