JP2009145141A - 欠陥検査装置及び欠陥検査プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】装置の冗長性及び長期安定性を確保しつつ、基板表面Ｗａ上又は裏面Ｗｂ上の欠陥を区別することができる。
【解決手段】基板表面Ｗａに検査光Ｌ１を照射した場合の光検出信号から表面照射検出欠陥の位置、基板裏面Ｗｂに検査光を照射した場合の光検出信号から裏面照射検出欠陥の位置を算出し、その表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥が前記各測定系により共通して検出された同一欠陥であるか否かを判断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、レティクル／マスク等の表面上又は裏面上の異物や傷などの欠陥を検査するための欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関するものである。

この種の欠陥検査装置としては、例えば特許文献１に示すように、レティクル／マスク等の基板表面上の異物を検査する異物検査装置がある。この異物検査装置は、レティクル／マスクの表面上に検査光を走査しながら照射して、そのレティクル／マスク表面から生じる反射散乱光を光検出部により検出して、異物を検出するものである。

従来の異物検査装置は、レティクル／マスクの最も薄い規格である２ｍｍ〜３ｍｍ厚の基板に対しては、表面上に照射した検査光が、基板の裏面上にある異物により反射し、その反射散乱光が基板表面から射出したとしても、光検出部の光を検出可能な範囲である見込み範囲との関係で、光検出部に検出されることはない。つまり、レティクル／マスクの最も薄い規格である２ｍｍ〜３ｍｍ厚の基板を検査する場合には、裏面上の異物を誤検出することはなく、表面異物のみを検出することができる。

そして近年、測定対象基板が液晶用ガラス基板や、透明な結晶のウエハ等、その厚みが１ｍｍを下回り、０．７ｍｍや０．６ｍｍ等となり、図９に示すように、裏面上の異物による反射散乱光が、光検出部の見込み範囲に含まれてしまい、表面側に設けられた光検出器により検出され、裏面に存在する異物が、表面の異物として誤検出してしまうという問題がある。

この問題を解決するためには、単純に図１０に示すように、反射散乱光の光路と、光検出器が見込み範囲が基板の狭い領域で重なるようにすることで、裏面上の異物による反射散乱光が光検出部に入らなくなり、裏面の異物を誤検出しなくなると考えられる。

しかしながら、上記の方法では、液晶用ガラスや、透明な結晶のウエハ等の透明薄板において、反射散乱光の光路と、光検出器が見込む範囲とを狭い範囲で重なるようにすることは機械的精度の観点から難しく、裏面からの反射散乱光が光検出器に入射することを完全に排除することはできない。また、装置の冗長性を失うことになり、長期安定性の点で不利となってしまう。

その上、裏面の異物が誤検出されてしまう結果、検出した異物を除去するにせよ、その面での異物の大きさに係る検査規格と照合するにせよ、異物が表面又は裏面のいずれに存在するかを判別しなければ、その後の処理において不都合が生じてしまう。
特開２００１−２７２３５５号公報

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、装置の冗長性及び長期安定性を確保しつつ、簡単な構成でありながら、基板の表面上又は裏面上の欠陥を区別することができることをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る欠陥検査装置は、基板の表面側及び裏面側から検査光を当該基板に対して傾斜させて照射する光照射部と、前記基板の表面側及び裏面側から出る反射散乱光を検出する光検出部と、前記光検出部からの光検出信号を受信して、前記基板の表面及び裏面の欠陥を検出する演算装置と、を備え、前記演算装置が、前記基板の表面側から検査光を照射した場合の光検出信号から表面照射検出欠陥の位置、及び前記基板の裏面側から検査光を照射した場合の光検出信号から裏面照射検出欠陥の位置を算出する欠陥位置算出部と、前記欠陥位置算出部の算出結果を受信して、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、その表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥を同一欠陥であるか否かを判断する欠陥判断部と、を備えていることを特徴とする。

なお、ここで「基板」とは、半導体ウエハ等の半導体製造に用いる薄板又はレティクル、マスク、ディスプレイ用ガラス、ディスクストレージ用記録メディア、透明な結晶ウエハ等である。「欠陥」とは、異物、塗布のムラ、露光不良、傷等である。

また、本発明に係る欠陥検査装置は、基板の表面側及び裏面側から検査光を当該基板に対して傾斜させて照射する光照射部と、前記基板の表面側及び裏面側から出る反射散乱光を検出する光検出部と、前記光検出部からの光検出信号を受信して、前記基板の表面及び裏面の欠陥を検出する演算装置と、を備え、前記演算装置が、前記基板の表面側から検査光を照射した場合の光検出信号から表面照射検出欠陥の位置、及び前記基板の裏面側から検査光を照射した場合の光検出信号から裏面照射検出欠陥の位置を算出する欠陥位置算出部と、前記欠陥位置算出部の算出結果を受信して、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、欠陥が前記基板の表面又は裏面のいずれに存在するかを判断する欠陥判断部と、を備えていることを特徴とする。

このようなものであれば、たとえ透明な透明薄板の欠陥検査であっても、基板の表面上又は裏面上の欠陥を区別することができるようになり、洗浄すべき面の判定や、各面毎の検査規格に応じた検査を正しく行うことができる。その結果、無駄な洗浄工程、無駄な複数の検査、後工程への不良品の流出を防ぐことができる。また、光検出部の反射散乱光を検出可能な見込み範囲を狭くする必要が無く、装置の冗長性及び長期安定性を確保することができる。さらに、反射散乱光の強度により表面照射検出欠陥又は裏面照射検出欠陥を判断する場合には、欠陥の形状等によって反射散乱光の強度が異なり、誤検出を抑えることができないという問題があるが、表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置をパラメータとして、欠陥の表裏面の区別を行っているので、その誤検出を低減することができる。

欠陥判断部の具体的な実施の態様としては、前記欠陥判断部が、前記表面照射検出欠陥及び前記裏面照射検出欠陥を同一欠陥と判断した場合において、その同一欠陥が前記基板の表面又は裏面のいずれに存在するかを判断するものであることが望ましい。

さらに、欠陥判断部の具体的な実施の態様としては、前記欠陥判断部が、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置が、前記検査光の基板の法線に対する傾斜方向に所定値ずれている場合に、その表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥を同一欠陥と判断するものであることが望ましい。

表面照射検出欠陥の位置と裏面照射検出欠陥の位置との位置関係は、光照射部から照射される検査光の基板に対する傾斜角、基板の厚さ及び基板の屈折率により定まる。つまり、表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置が、検査光の基板法線に対して傾斜している方向（検査光の照射方向に沿った基板の面方向）にｈ±αだけずれている場合には、それら表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置が同一欠陥であると判断する。ここで、ｈは以下の式（１）で表されるものである。式（１）中、ｄは基板の厚さであり、ｎは基板の屈折率であり、θは検査光の基板への入射角である。

また、係数αは、検査光や欠陥の性状により定まるパラメータであり、裏面における検査光の広がり、欠陥の検出のしやすさ（例えば非常に良く光る欠陥で、僅かな光がかすっただけで検出されるものや、欠陥の中央部に光が当たらないと検出できない等）の要因に基づいて予め定められるものである。

欠陥判断部における欠陥の表裏判断の具体的な実施の態様としては、前記表面照射検出欠陥の位置が、前記裏面照射検出欠陥の位置よりも前記基板の表面側に照射された検査光の基板法線に対して傾斜している方向にずれている場合には、前記基板の裏面に欠陥があると判断し、前記表面照射検出欠陥の位置が、前記裏面照射検出欠陥の位置よりも前記基板の表面側に照射された検査光の基板法線に対して傾斜している方向とは反対方向にずれている場合には、前記基板の表面に欠陥があると判断するものであることが望ましい。

欠陥検査装置の汎用性を高めるためには、前記演算装置が、前記欠陥位置算出部の算出結果及び前記欠陥判断部の判断結果を受信して、前記基板表面上の欠陥分布及び／又は前記基板裏面上の欠陥分布を作成する欠陥マッピング部を備えていることが望ましい。これならば、表面上の欠陥分布及び裏面上の欠陥分布を正確に且つ短時間に作成することができる。

同一欠陥と判断される表面照射検出欠陥の位置と、同一欠陥と判断される裏面照射検出欠陥の位置との差（ずれ量）を可及的に大きくして、明確に区別して検出するためには、前記光照射部が、前記検査光を前記基板に対して、当該表面又は裏面の法線に対して４５度以上傾斜させて照射するものであることが望ましい。

また、本発明に係る欠陥検査プログラムは、基板の表面側及び裏面側から検査光を当該基板に対して傾斜させて照射する光照射部と、前記基板の表面側及び裏面側から出る反射散乱光を検出する光検出部と、前記光検出部からの光検出信号を受信して、前記基板の表面及び裏面の欠陥を検出する演算装置と、を備える欠陥検査装置に用いられる欠陥検査プログラムであって、前記演算装置に、前記基板の表面側から検査光を照射した場合の光検出信号から表面照射検出欠陥の位置、及び前記基板の裏面側から検査光を照射した場合の光検出信号から裏面照射検出欠陥の位置を算出する欠陥位置算出部と、前記欠陥位置算出部の算出結果を受信して、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、その表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥を同一欠陥であるか否かを判断する欠陥判断部と、としての機能を発揮させることを特徴とする。

さらに、基板の表面側及び裏面側から検査光を当該基板に対して傾斜させて照射する光照射部と、前記基板の表面側及び裏面側から出る反射散乱光を検出する光検出部と、前記光検出部からの光検出信号を受信して、前記基板の表面及び裏面の欠陥を検出する演算装置と、を備える欠陥検査装置に用いられる欠陥検査プログラムであって、前記演算装置に、前記基板の表面側から検査光を照射した場合の光検出信号から表面照射検出欠陥の位置、及び前記基板の裏面側から検査光を照射した場合の光検出信号から裏面照射検出欠陥の位置を算出する欠陥位置算出部と、前記欠陥位置算出部の算出結果を受信して、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、欠陥が前記基板の表面又は裏面のいずれに存在するかを判断する欠陥判断部と、としての機能を発揮させることを特徴とする。

このように本発明によれば、装置の冗長性及び長期安定性を確保しつつ、簡単な構成でありながら、基板の表面上又は裏面上の欠陥を区別することができる。

次に、本発明に係る欠陥検査装置１の一実施形態ついて図面を参照して説明する。

＜装置構成＞

本実施形態に係る欠陥検査装置１は、液晶用ガラス基板や、透明な結晶ウエハなどの透明薄板である測定対象基板（以下、単に基板Ｗという。）の表面Ｗａ及び裏面Ｗｂ上にある異物や傷などの欠陥を検査するものである。

具体的にこのものは、図１及び図２に示すように、基板Ｗが載置されるステージ２と、このステージ２に載置された基板Ｗの表面Ｗａに検査光Ｌ１を走査しながら照射し、その表面Ｗａから出る反射散乱光Ｌ２を検出する第１測定系３と、ステージ２に載置された基板Ｗの裏面Ｗｂに検査光Ｌ１を走査しながら照射し、その裏面Ｗｂから出る反射散乱光Ｌ２を検出する第２測定系４と、前記第１測定系３及び第２測定系４からの光検出信号を受信して、前記基板Ｗの表面Ｗａ及び裏面Ｗｂの欠陥を検出する演算装置５とを備えている。

以下、各部２〜５について説明する。

ステージ２は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動可能なものであって、検査光Ｌ１の走査線（方向）と垂直な方向に一定速度で移動することで、後述する検査光Ｌ１であるレーザビームの走査と合わせて、該ステージ２に載置した基板Ｗの表面Ｗａ及び裏面Ｗｂのほぼ全面を検査することができるようにしている。本実施形態では、ステージアドレス（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を示すステージアドレス信号を、演算装置５に出力するようにしている。

第１測定系３は、特に図１に示すように、基板Ｗの表面側に設けられるものであり、基板Ｗの表面Ｗａに対して検査光Ｌ１を走査しながら照射する第１光照射部３１と、その第１光照射部３１により検査光Ｌ１を基板Ｗの表面Ｗａ上で走査した場合に、その表面Ｗａから出る反射散乱光Ｌ２を検出光Ｌ２として検出する第１光検出部３２と、を備えている。

第１光照射部３１は、検査光Ｌ１であるレーザビームを出射する光源（例えば、ＨｅＮｅレーザ光源）３１１と、この光源３１１から出射された検査光Ｌ１を適宜拡大するビームエキスパンダ３１２と、このビームエキスパンダ３１２で拡大された検査光Ｌ１を走査して基板Ｗの表面Ｗａ上に焦点を結ばせる走査ミラー（例えば、ガルバノミラー）および走査レンズ（例えば、ｆθレンズ）から成る光走査部３１３とを具備するものである。

そして、本実施形態では、検査光Ｌ１を、表面Ｗａに対して例えば１０〜４５度の角度で入射し（入射角θで４５〜８０度）、光走査部３１３を用いて表面Ｗａの略全面を走査するように構成しているとともに、走査ミラーのミラー角度を示すミラー角度信号を、演算装置５に出力するようにしている。このミラー角度信号（本例ではＹ座標）と上述のステージアドレス信号（本例ではＸ座標）とから、表面Ｗａ上の検出位置（欠陥位置）が特定できる。

第１光検出部３２は、基板表面Ｗａに略垂直な位置に配置され、集光レンズ系３２１と、光検出器３２２と、これら集光レンズ系３２１および光検出器３２２の間に設けられるスリット３２３とを具備するものである。なお、第１光検出部３２は、基板表面Ｗａに対して、光軸が傾斜した位置に配置しても良い。

集光レンズ系３２１は、１または複数のレンズを組み合わせて成り、検出光Ｌ２が光検出器３２２に焦点を結ぶよう構成されている。レンズの種類や組み合わせ方は実施態様に応じて適宜でよい。

光検出器３２２は、検出した散乱光の強度、周波数、位相などの情報を電気信号に変換し、これを光検出信号として演算装置５に出力するものであって、例えば、ＰＭＴ（光電子増倍管）やラインセンサー等を用いることができる。

また、本実施形態では、特に図２に示すように、第１光検出部３２（光検出器３２２）を、検査光Ｌ１の走査線に垂直な方向、且つ、走査線の中央付近（表面Ｗａの中央付近）に配置し、且つ、光検出器３２２の光軸が、表面Ｗａにほぼ垂直な位置に配置し、走査線全体を１つの光検出器３２２で見込む光学配置としている。

スリット３２３は、板状部材の厚み方向に貫通させた横長略矩形状を成すものである。そして、本実施形態では、その長手方向と、表面走査方向とが略一致するように、光検出器３２２の光の入射側直前に設け、前記集光レンズ系３２１による集光光の一部を光検出器３２２に導くように構成されている。

第２測定系４は、図１に示すように、基板Ｗの裏面側に設けられるものであり、基板Ｗの裏面Ｗｂに対して検査光Ｌ１を走査しながら照射する第２光照射部４１と、その第２光照射部４１により検査光Ｌ１を基板Ｗの裏面Ｗｂ上で走査した場合に、その裏面Ｗｂから出る反射散乱光Ｌ２を検出光Ｌ２として検出する第２光検出部４２と、を備えている。

第２光照射部４１の構成は、前記第１光照射部３１と同じであり、第２光検出部４２の構成は、前記第１光検出部３２と同じである。

しかして、本実施形態の第１測定系３及び第２測定系４は、その機器構成が同じで同一の測定感度で基板Ｗの表面Ｗａ又は裏面Ｗｂを検査するものであり、且つ、基板Ｗを挟んで面対称となるように配置されている。

つまり、第１光照射部３１及び第２光照射部４１は、同一（例えば、強度、波長、照射径が同一）の検査光Ｌ１を、基板Ｗを挟んで面対称となるように、基板Ｗに対して傾斜させて照射するものであり、それらを構成する光源３１１、４１１、ビームエキスパンダ３１２、４１２、光走査部３１３、４１３（走査ミラー、走査レンズ）が、基板Ｗを挟んで面対称に配置されている。

このように第１光照射部３１及び第２光照射部４１を構成することで、同一位置（Ｘ座標，Ｙ座標が同じ位置）に検査光Ｌ１を照射する場合、第１光照射部３１の検査光Ｌ１の入射角と第２光検出部４１１の検査光Ｌ１の入射角とは同じとなる（図１参照）。

また、第１光検出部３２及び第２光検出部４２は、同一の感度を有し、それらを構成する集光レンズ系３２１、４２１、光検出器３２２、４２２、スリット３２３、４２３が、基板Ｗを挟んで面対称に配置されている。

演算装置５は、第１測定系３及び第２測定系４からの光検出信号を受信して、基板表面Ｗａ及び裏面Ｗｂの欠陥の表裏判断を行い、欠陥マッピングを行うものであり、その機器構成は、図示しないＣＰＵ、内部メモリ、外部メモリ（図示しない）、入出力インタフェース、ステージ２や走査ミラー等と通信するための通信インタフェース、ＡＤ変換器等からなる汎用又は専用のコンピュータであり、前記内部メモリ又は外部メモリの所定領域に格納してある欠陥検査プログラムに基づいてＣＰＵやその周辺機器等が作動することにより、図３に示すように、欠陥位置算出部５１、欠陥判断部５２、欠陥マッピング部５３等として機能する。

なお、ＣＰＵを用いず、アナログ回路のみで前記各部としての機能を果たすように構成してもよいし、その一部の機能を外部のパソコン等と兼用するなど、物理的に一体である必要はなく、有線乃至無線によって互いに接続された複数の機器からなるものであってもよい。

以下、各部５１〜５３について説明する。

欠陥位置算出部５１は、第１光検出部３２の光検出器３２２から光検出信号及び第２光検出部４２の光検出器４２２から光検出信号を受信して、各面Ｗａ、Ｗｂの欠陥位置を算出し、その算出結果である欠陥位置を示す欠陥位置データ（算出データ）を欠陥判断部５２に出力するものである。

具体的には、欠陥位置算出部５１は、第１光検出部３２からの光検出信号のみに基づいて得られる基板Ｗの表面側に検査光Ｌ１を照射することにより検出された表面Ｗａ上の表面照射検出欠陥の位置を算出し、第２光検出部４２からの光検出信号のみに基づいて得られる基板Ｗの裏面側に検査光Ｌ１を照射することにより検出された裏面Ｗｂ上の裏面照射検出欠陥の位置を算出する。

このとき、第１光検出部３２は、裏面Ｗｂ上の欠陥により生じ、表面Ｗａから射出される反射散乱光Ｌ２も検出するので、欠陥位置算出部５１は、実際に表面Ｗａ上には無い欠陥（裏面Ｗｂ上の欠陥）を表面Ｗａ上の欠陥として算出してしまう（図４参照）。一方、第２光検出部４２は、表面Ｗａ上の欠陥により生じ、裏面Ｗｂから射出される反射散乱光Ｌ２も検出するので、欠陥位置算出部５１は、実際に裏面Ｗｂ上には無い欠陥（表面Ｗａ上の欠陥）を裏面Ｗｂ上の欠陥として算出してしまう。

欠陥判断部５２は、欠陥位置算出部５１から欠陥位置データを受信して、算出された表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥が第１光検出部３２及び第２光検出部４２により共通して検出された同一欠陥であるか否かを判断するものである。また、欠陥判断部５２は、表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥が同一欠陥であると判断した場合には、その同一欠陥が基板Ｗの表面Ｗａ又は裏面Ｗｂのいずれに存在するかを判断するものである。そして、欠陥判断部５２は、その判断結果である欠陥表裏データ（判断データ）を欠陥マッピング部５３に出力する。

つまり、欠陥判断部５２は、表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置が、検査光Ｌ１の基板法線Ｈに対して傾斜している方向（図４参照）に所定値ずれている場合に、その表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥を同一欠陥と判断するものである。ここで、検査光Ｌ１の基板法線Ｈに対して傾斜している方向（以下、傾斜方向という。）とは、基板Ｗの法線Ｈに垂直であり、その法線Ｈに対して検査光Ｌ１が傾斜している方向をいい、本実施形態では、検査光Ｌ１の走査線（図２参照）に垂直な方向であり、Ｘ軸に沿った方向である。

以下、図４を参照して、具体的に説明する。ここで、算出された表面照射検出欠陥の位置を（Ｘａ，Ｙａ，Ｘａ）、裏面照射検出欠陥の位置を（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｘｂ）とする。なお、裏面Ｗｂのみに欠陥があるとする。

第１光照射部３１の検査光Ｌ１が走査位置（I）に照射された場合には、その検査光Ｌ１は、表面Ｗａで屈折して、裏面Ｗｂの欠陥に当たる。そして、その反射散乱光Ｌ２が、第１光検出部３２に検出される。一方、第２光照射部４１の検査光Ｌ１が走査位置（I）に照射された場合には、その検査光Ｌ１は、裏面Ｗｂの欠陥に当たらず、第２測定系４によっては検出されない。

次に、第１光照射部３１の検査光Ｌ１が走査位置（II）に照射された場合には、その検査光Ｌ１は、表面Ｗａで屈折するが、裏面Ｗｂの欠陥に当たらない。一方、第２光照射部４１の検査光Ｌ１が走査位置（II）に照射された場合には、その検査光Ｌ１は、裏面Ｗｂの欠陥に当たり、その反射散乱光Ｌ２が、第２光検出部４２に検出される。

このようなことから、裏面Ｗｂにある欠陥は、第１測定系３及び第２測定系４の両方で検出され、第１測定系３による表面照射検出欠陥位置（Ｘａ，Ｙａ，Ｘａ）と、第２測定系４による裏面照射検出欠陥位置（Ｘｂ，Ｙｂ，Ｘｂ）とは、所定値Ａずれる。

表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置の位置関係（ずれ量Ａ）は、各光照射部３１１、４１１から照射される検査光Ｌ１の基板Ｗに対する傾斜角（入射角）、基板Ｗの厚さ及び基板Ｗの屈折率により定まる。つまり、欠陥判断部５２は、表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置が、傾斜方向（Ｘ軸方向）にｈ±αだけずれている場合には、それら表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置が同一欠陥であると判断する。ここで、ｈは以下の式（１）で表されるものである。式（１）中、ｄは基板Ｗの厚さであり、ｎは基板Ｗの屈折率であり、θは検査光Ｌ１の基板Ｗへの入射角である。

また、係数αは、検査光Ｌ１や欠陥の性状により定まるパラメータであり、裏面Ｗｂにおける検査光Ｌ１の広がり、欠陥の検出のしやすさ（例えば非常に良く光る欠陥で、僅かな光がかすっただけで検出されるものや、欠陥の中央部に光が当たらないと検出できない等）の要因に基づいて予め定められるものである。

また、欠陥判断部５２は、図５に示すように、表面照射検出欠陥及び前記裏面照射検出欠陥を同一欠陥と判断した場合において、表面照射検出欠陥の位置が、裏面照射検出欠陥の位置よりも傾斜方向に所定値Ａずれている場合（表面Ｗａでの検出位置が先の場合）、つまり、表面照射検出欠陥の位置のＸ座標（Ｘａ）が裏面照射検出欠陥の位置のＸ座標（Ｘｂ）よりも小さい場合（Ｘａ＜Ｘｂ）には、基板Ｗの裏面Ｗｂに欠陥（同一欠陥）があると判断する。一方、欠陥判断部５２は、表面照射検出欠陥の位置が、裏面照射検出欠陥の位置よりも傾斜方向とは反対方向に所定値Ａずれている場合（裏面Ｗｂでの検出位置が先の場合）、つまり、裏面照射検出欠陥の位置のＸ座標（Ｘｂ）が表面照射検出欠陥の位置のＸ座標（Ｘａ）よりも小さい場合（Ｘａ＞Ｘｂ）には、基板Ｗの表面Ｗａに欠陥（同一欠陥）があると判断する。

さらに、欠陥判断部５２は、図５に示すように、第１光検出部３２のみにより検出された場合には、欠陥が表面Ｗａにあると判断し、第２光検出部４２のみにより検出された場合には、欠陥が裏面Ｗｂにあると判断する。

欠陥マッピング部５３は、欠陥位置算出部５１から欠陥位置データを受信して、欠陥判断部５２から欠陥表裏データを受信して、基板表面Ｗａ上の欠陥分布及び／又は前記基板裏面Ｗｂ上の欠陥分布を作成するものである。そして、その欠陥分布データを図示しないディスプレイ等の出力部に出力する。

＜本実施形態の動作＞

次に、本実施形態に係る欠陥検査装置１の動作とともに、本実施形態の欠陥検査方法について図６を参照して説明する。

まず、基準サンプルをステージ２に載置して、第１測定系３又は第２測定系４により検査光Ｌ１を照射して、表面Ｗａ又は裏面Ｗｂからの反射散乱光Ｌ２をそれぞれ検出する。そして、第１測定系３及び第２測定系４から同じ信号値が得られるように、第１測定系３及び第２測定系４の調整を行う。

そして、測定対象基板Ｗをステージ２に載置して、第１測定系３により基板Ｗの表面Ｗａに検査光Ｌ１を走査しながら照射して、表面Ｗａからの反射散乱光Ｌ２を検出する。第１測定系３による表面Ｗａへの検査光Ｌ１の照射終了後、第２測定系４により基板Ｗの裏面Ｗｂに検査光Ｌ１を走査しながら照射して、裏面Ｗｂからの反射散乱光Ｌ２を検出する。なお、第２測定系４による裏面Ｗｂへの照射を行った後に、第１測定系３による表面Ｗａへの照射を行うようにしても良い。

欠陥位置算出部５１は、第１光検出部３２及び第２光検出部４２からの光検出信号を受信して、第１光検出部３２からの光検出信号に基づいて表面照射検出欠陥の位置を算出し、第２光検出部４２からの光検出信号に基づいて裏面照射検出欠陥の位置を算出する（ステップＳ１）。

そして、欠陥判断部５２は、欠陥位置算出部５１からその算出結果である欠陥位置データを受信して、表面照射検出欠陥の位置のＸ座標及び裏面照射検出欠陥の位置のＸ座標を比較する（ステップＳ２）。その比較の結果、表面照射検出欠陥の位置のＸ座標（Ｘａ）及び裏面照射検出欠陥の位置のＸ座標（Ｘｂ）のずれ量がｈ±αであるか否かを判断する（ステップＳ３）。ずれ量がｈ±αではない場合には、表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥がそれぞれ異なるものであり、それぞれ表面Ｗａ及び裏面Ｗｂに存在すると判断する（ステップＳ４）。一方、ずれ量がｈ±αの場合には、表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥が第１測定系３及び第２測定系４により共通して検出された同一欠陥であると判断する（ステップＳ５）。

次に、欠陥判断部５２は、同一欠陥と判断された表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥において、表面照射検出欠陥の位置が、裏面照射検出欠陥の位置よりも検査光Ｌ１の基板法線Ｈに対する傾斜方向にずれているか否かを判断する（ステップＳ６）。そして、欠陥判断部５２は、表面照射検出欠陥の位置が、裏面照射検出欠陥の位置よりも傾斜方向にずれている場合（表面照射検出欠陥位置が先の場合））には、同一欠陥が裏面Ｗｂ上にあると判断し（ステップＳ７）、表面照射検出欠陥の位置が、裏面照射検出欠陥の位置よりも傾斜方向の反対方向にずれている場合（裏面照射検出欠陥の位置が先の場合）には、同一欠陥が表面Ｗａ上にあると判断する（ステップＳ７）、

その後、欠陥マッピング部５３は、欠陥位置算出部５１から欠陥位置データを受信し、欠陥判断部５２から欠陥表裏データを受信して、それらデータに基づいて、表面Ｗａ又は裏面Ｗｂの欠陥分布を作成する（ステップＳ９）。そして、欠陥マッピング部５３は、その欠陥分布データを図示しないディスプレイなどの出力部に出力する。

＜本実施形態の効果＞

このように構成した本実施形態の欠陥検査装置１によれば、透明薄板等の基板Ｗの欠陥検査であっても、基板Ｗ表面Ｗａ上又は裏面Ｗｂ上の欠陥を正確に区別することができ、洗浄すべき面の判定や、各面毎の検査規格に応じた検査を正しく行うことができる。その結果、無駄な洗浄工程、無駄な複数の検査、後工程への不良品根の流出を防ぐことができる。また、光検出部３２、４２の反射散乱光Ｌ２の見込む範囲を狭くする必要が無く、装置１の冗長性及び長期安定性を確保することができる。

さらに、反射散乱光Ｌ２の光強度により欠陥の表裏判断を行うのではなく、表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置の比較により表裏判断を行っているので、誤判断を低減することができ、確実に欠陥の表裏判断を行うことができる。反射散乱光Ｌ２の強度により表面照射検出欠陥又は裏面照射検出欠陥を判断する場合には、欠陥の形状等によって反射散乱光の強度が異なる。例えば表面側にある光検出部３２により検出する場合、表面Ｗａにある欠陥の反射散乱光Ｌ２の強度が弱い場合には、その欠陥は裏面Ｗｂにあると判断されたり、逆に、裏面Ｗｂにある欠陥の反射散乱光Ｌ２が強い場合には、その欠陥は表面Ｗａにあると判断されたりしてしまうという問題があるが、この問題を好適に解決することができる。

また、例えば第１測定系３及び第２測定系４を、同じ機器構成とし、基板Ｗを挟んで面対称となるように配置した場合には、同一の測定感度を得るための装置構成を簡単にすることができる。

＜その他の変形実施形態＞

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。

例えば、前記実施形態の測定対象基板Ｗは、液晶用ガラス基板や透明な結晶ウエハ等の透明薄板であったが、レティクル／マスク等であっても良い。この場合、ペリクル面と当該ペリクルに覆われたパターン面又はガラス面との測定、表裏面Ｗａ、Ｗｂに貼られたペリクル面同士の測定において、前記実施形態同様に、互いの面に付着した異物等の欠陥の表裏判断を行う。

例えば、ペリクル面同士の場合、図７に示すように、ずれ量Ａ（ｈ±α）における値ｈが、以下の（式２）に変わるのみで、前記実施形態と同様の考え方である。式（２）中、ｄは基板Ｗの厚さであり、ｄ_１’、ｄ_２’はペリクルの基板表面Ｗａからの高さであり、ｎは基板Ｗの屈折率であり、θは検査光Ｌ１の基板Ｗへの入射角である。

さらに、前記実施形態の欠陥検査方法は、表裏面Ｗａ、Ｗｂに同じ構成の測定系である第１測定系３及び第２測定系４を有する欠陥検査装置１を用いて、基板Ｗを裏返すこと無く検査するものであったが、表面側又は裏面側の何れか一方に測定系を設けたものでも良い。この場合、図８に示すように、基板Ｗの表面Ｗａの欠陥検査を行った後、例えば、検査光Ｌ１の照射方向に沿った基板の中心軸を回転中心として基板Ｗを裏返して、基板Ｗの裏面Ｗｂの欠陥検査を行う。この場合、表面照射検出欠陥の位置及び裏面照射検出欠陥の位置のずれは前記実施形態と同じである。なお、欠陥検査は、表面Ｗａ又は裏面Ｗｂの何れを先に行うようにしても良い。但し、表面照射検出欠陥位置の座標及び裏面照射検出欠陥位置の座標は前記中心軸に関して対称となるが、これは、演算装置５によって処理する。

その上、前記実施形態では、第１測定系３及び第２測定系４を同じ機器構成とし、同一の測定感度と成るようにしているが、これに限られず、それぞれ異なる測定感度であっても良い。例えば、第１光照射部３１と第２光照射部４１とは、異なる種類の検査光（例えば、強度、波長、照射径が異なる）であっても良いし、第１光検出部３２と第２光検出部４２とは、異なる感度を有するものであっても良い。

さらに、前記実施形態では、表面Ｗａの欠陥検査の後、裏面Ｗｂの欠陥検査を行うなど、各面の欠陥検査を別々に行っているが、同時に行うこともできる。この場合、例えば裏面Ｗｂに欠陥がある場合には、第１光検出部３１の検査光Ｌ１が欠陥に当たって生じる反射散乱光Ｌ２が、裏面Ｗｂから出て第２光検出部４２で検出されてしまう。したがって、反射散乱光Ｌ２の強度により、このように検出される反射散乱光Ｌ２を除去する必要がある。

また、ステージ２が、Ｘ、Ｙステージであって、光検出系３などがＺステージに搭載された構成とすることもできる。

また、ステージ２が固定で、光検出系３などがＸ、Ｙ、Ｚステージに搭載された構成とすることもできる。

その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成図。 同実施形態の欠陥検査装置の検査光の照射位置及び走査方向を示す斜視図。 同実施形態の演算装置の機能構成図。 欠陥を第１測定系及び第２測定系により検出されることを示す図。 欠陥判断部の判断態様を示す図。 同実施形態の欠陥検査装置の動作を示すフローチャート。 その他の変形例におけるずれ量を示す図。 各面毎に欠陥検査を行う場合を示す図。 従来の欠陥検査装置のおける誤検出を示す図。 従来の欠陥検査装置において、光検出器の見込む範囲を狭めた状態を示す図。

符号の説明

１ ・・・欠陥検査装置
Ｗ ・・・基板
Ｌ１・・・検査光
Ｌ２・・・反射散乱光
２ ・・・ステージ
３ ・・・第１測定系
３１・・・第１光照射部
３２・・・第１光検出部
４ ・・・第２測定系
４１・・・第２光照射部
４２・・・第２光検出部
５ ・・・演算装置

Claims (9)

1. 基板の表面側及び裏面側から検査光を当該基板に対して傾斜させて照射する光照射部と、
   前記基板の表面側及び裏面側から出る反射散乱光を検出する光検出部と、
   前記光検出部からの光検出信号を受信して、前記基板の表面及び裏面の欠陥を検出する演算装置と、を備え、
   前記演算装置が、
   前記基板の表面側から検査光を照射した場合の光検出信号から表面照射検出欠陥の位置、及び前記基板の裏面側から検査光を照射した場合の光検出信号から裏面照射検出欠陥の位置を算出する欠陥位置算出部と、
   前記欠陥位置算出部の算出結果を受信して、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、その表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥を同一欠陥であるか否かを判断する欠陥判断部と、を備えている欠陥検査装置。
2. 基板の表面側及び裏面側から検査光を当該基板に対して傾斜させて照射する光照射部と、
   前記基板の表面側及び裏面側から出る反射散乱光を検出する光検出部と、
   前記光検出部からの光検出信号を受信して、前記基板の表面及び裏面の欠陥を検出する演算装置と、を備え、
   前記演算装置が、
   前記基板の表面側から検査光を照射した場合の光検出信号から表面照射検出欠陥の位置、及び前記基板の裏面側から検査光を照射した場合の光検出信号から裏面照射検出欠陥の位置を算出する欠陥位置算出部と、
   前記欠陥位置算出部の算出結果を受信して、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、欠陥が前記基板の表面又は裏面のいずれに存在するかを判断する欠陥判断部と、を備えている欠陥検査装置。
3. 前記欠陥判断部が、前記表面照射検出欠陥及び前記裏面照射検出欠陥を同一欠陥と判断した場合において、その同一欠陥が前記基板の表面又は裏面のいずれに存在するかを判断するものである請求項１記載の欠陥検査装置。
4. 前記欠陥判断部が、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置が、前記検査光の基板法線に対して傾斜している方向に所定値ずれている場合に、その表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥を同一欠陥と判断するものである請求項１又は３記載の欠陥検査装置。
5. 前記欠陥判断部が、前記表面照射検出欠陥及び前記裏面照射検出欠陥を同一欠陥と判断した場合において、前記表面照射検出欠陥の位置が、前記裏面照射検出欠陥の位置よりも前記基板の表面側に照射された検査光の基板法線に対して傾斜している方向にずれている場合には、前記基板の裏面に欠陥があると判断し、前記表面照射検出欠陥の位置が、前記裏面照射検出欠陥の位置よりも前記基板の表面側に照射された検査光の基板法線に対して傾斜している方向とは反対方向にずれている場合には、前記基板の表面に欠陥があると判断するものである請求項４記載の欠陥検査装置。
6. 前記演算装置が、前記欠陥位置算出部の算出結果及び前記欠陥判断部の判断結果を受信して、前記基板表面上の欠陥分布及び／又は前記基板裏面上の欠陥分布を作成する欠陥マッピング部を備えている請求項１、２、３、４又は５記載の欠陥検査装置。
7. 前記第１光照射部及び第２光照射部が、前記検査光を前記基板に対して、当該表面及び裏面の法線に対して４５度以上傾斜させて照射するものである請求項１、２、３、４、５又は６記載の欠陥検査装置。
8. 基板の表面側及び裏面側から検査光を当該基板に対して傾斜させて照射する光照射部と、前記基板の表面側及び裏面側から出る反射散乱光を検出する光検出部と、前記光検出部からの光検出信号を受信して、前記基板の表面及び裏面の欠陥を検出する演算装置と、を備える欠陥検査装置に用いられる欠陥検査プログラムであって、
   前記演算装置に、前記基板の表面側から検査光を照射した場合の光検出信号から表面照射検出欠陥の位置、及び前記基板の裏面側から検査光を照射した場合の光検出信号から裏面照射検出欠陥の位置を算出する欠陥位置算出部と、
   前記欠陥位置算出部の算出結果を受信して、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、その表面照射検出欠陥及び裏面照射検出欠陥を同一欠陥であるか否かを判断する欠陥判断部と、としての機能を発揮させる欠陥検査プログラム。
9. 基板の表面側及び裏面側から検査光を当該基板に対して傾斜させて照射する光照射部と、前記基板の表面側及び裏面側から出る反射散乱光を検出する光検出部と、前記光検出部からの光検出信号を受信して、前記基板の表面及び裏面の欠陥を検出する演算装置と、を備える欠陥検査装置に用いられる欠陥検査プログラムであって、
   前記演算装置に、前記基板の表面側から検査光を照射した場合の光検出信号から表面照射検出欠陥の位置、及び前記基板の裏面側から検査光を照射した場合の光検出信号から裏面照射検出欠陥の位置を算出する欠陥位置算出部と、
   前記欠陥位置算出部の算出結果を受信して、前記表面照射検出欠陥の位置及び前記裏面照射検出欠陥の位置の位置関係をパラメータとして、欠陥が前記基板の表面又は裏面のいずれに存在するかを判断する欠陥判断部と、としての機能を発揮させる欠陥検査プログラム。