JP2019174628A - 検査方法、ペリクルの製造方法、および検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ペリクルを構成するための部材の検査の精度を向上させるための技術を提供する。【解決手段】ペリクルを構成するための部材から到来した第１波長の光の強度と第２波長の光の強度との比である第１強度比と基準値との差異に基づいて、部材を検査する。該検査方法は、部材を撮像した画像であって、第１波長の光の強度のデータおよび第２波長の光の強度のデータを画素ごとに含む画像を取得し、各画素における第１強度比と基準値との差異に基づいて、部材を検査してもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、ペリクルを構成するための部材を検査する技術に関する。

例えば、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）および超ＬＳＩで例示されるデバイスの製造工程は、マスク（フォトマスクともいう。）に光を照射してパターンを形成する工程を含む。マスクに異物が付着していた場合、該異物に光が吸収され、または該異物によって光が屈折する場合がある。その結果、パターニングの精度が低下し、製造されたデバイスの品質および外観が損なわれることがある。このため、マスクの表面にペリクルを装着し、該マスクへの異物の付着を抑えることが行われている。

ペリクルは、通常、パターニング用の光を透過可能なペリクル膜と、該ペリクル膜を支持する枠状の支持体（ペリクルフレームともいう。）と、を含む。ペリクルは、異物の付着を少なくすることが求められる。ペリクルの表面の異物の付着を検査する技術として、従来から散乱光を用いた方法が知られている（特許文献１）。

ところで、デバイスの高集積化および微細化に伴い、従来のエキシマレーザを用いて露光することが難しくなる場合がある。そこで、露光光として、より短波長のＥＵＶ（極端紫外光：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光を採用することが検討されている。ＥＵＶ光は、あらゆる物質に吸収されやすい。そこで、ペリクル膜の材質として、単結晶シリコンからなる膜（特許文献２および特許文献３）、金属メッシュ上に積層された窒化アルミニウム膜（特許文献４）、グラフェン膜（特許文献５）、およびカーボンナノチューブ膜（特許文献６）を採用することが提案されている。

また、支持体は、異物の付着を減らすため、例えば、プラズマ処理、粗面化処理、サンドブラスト処理、またはショットブラスト処理により、表面処理されていることがある。この表面処理により、支持体の表面に付着した異物および油成分が除去される。

特開平４−２２１７４４号公報 特開２０１０−２５６４３４号公報 特開２００９−１１６２８４号公報 特開２００５−４３８９５号公報 国際公開第２０１１／１６０８６１号公報 国際公開第２０１８／００８５９４号公報

上記のように、ＥＵＶ露光用のペリクル膜や、表面処理されたペリクルフレームは、従来よりも表面に微細な凹凸を有するものがある。これらの部材についての検査方法として、従来の散乱光を用いた検査方法よりも、検出精度が向上した検査方法が求められる。例えば、検査の対象となる部材の表面に、その表面粗さと近い大きさの異物が付着している場合、検出感度を上げると、ペリクル膜やペリクルフレームの表面の微細な凹凸に起因する散乱光を異物として認識してしまい、凹凸と異物との区別が難しい可能性がある。検出感度を下げると、微細な異物を検出できない可能性がある。

そこで、本発明は、ペリクルを構成するための部材の検査の精度を向上させるための技術を提供することを目的の一つとする。

上記の課題を解決するため、本発明の一実施形態において、ペリクルを構成するための部材から到来した第１波長の光の強度と第２波長の光の強度との比である第１強度比と、基準値と、の差異に基づいて、前記部材を検査する検査方法が提供される。

本発明の一実施形態において、前記部材を撮像した画像であって、画素ごとに前記第１波長の光の強度のデータおよび前記第２波長の光の強度のデータを含む画像を取得し、各画素における前記第１強度比と、前記基準値との差異に基づいて、前記部材を検査してもよい。

本発明の一実施形態において、前記基準値は、基準となる前記第１波長の光の強度と基準となる前記第２波長の光の強度との比である第２強度比を示してもよい。本発明の一実施形態において、前記第１強度比と前記第２強度比とをそれぞれ複数用いて前記部材を検査してもよい。本発明の一実施形態において、前記第２強度比は、前記部材を検査する前に決められてもよい。前記第２強度比は、前記部材とは異なる部材から到来した前記第１波長の光の強度と前記第２波長の光の強度とに基づいて決められてもよい。

本発明の一実施形態において、前記部材の表面粗さＲａは０．３ｎｍ以上１００μｍ以下であってもよい。

本発明の一実施形態において、前記部材はペリクル膜を含んでもよい。

本発明の一実施形態において、前記部材はペリクル膜を支持する支持体を含んでもよい。

本発明の一実施形態において、前記検査は、少なくとも前記部材に含まれる異物の有無を検査することを含んでもよい。

本発明の一実施形態において、ペリクル膜と、前記ペリクル膜を支持する支持枠とを少なくとも有するペリクルの製造方法であって、前記ペリクル膜と前記支持枠とを接続することと、前記ペリクル膜と前記支持枠とを接続する前または接続した後において、上記いずれかの検査方法を用いて、前記ペリクルを構成するための部材を検査することと、を含むペリクルの製造方法が提供される。

本発明の一実施形態において、ペリクルを構成するための部材が配置される台と、前記台に置かれた前記部材に、第１波長の光および第２波長の光を照射する照射装置と、前記部材から到来した前記第１波長の光および前記第２波長の光に基づいて前記部材を撮像し、画素ごとに前記第１波長の光の強度のデータおよび前記第２波長の光の強度のデータを含む画像を生成する撮像装置と、各画素における前記第１波長の光と第２波長の光との強度の比である第１強度比と、基準値と、の差異に基づいて、前記部材を検査する検査部と、を有する検査装置が提供される。

本発明の一実施形態において、前記台の移動を制御する移動制御部を有し、前記検査部は、前記台が複数の異なる位置にあるときにそれぞれ撮像された前記画像に基づいて、前記部材を検査してもよい。

本発明によれば、ペリクルを構成するための物品の検査の精度を向上させるための技術を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る検査装置の全体構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置により生成される撮像画像を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るペリクルの側断面を示す図である。 本発明の一実施形態に係る検査装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るスペクトルデータを例示するグラフである。 図５に示したスペクトルデータを相対強度によって表したグラフである。 本発明の一実施形態に係る異物の検出方法の一例を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るペリクルの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るペリクルの製造方法の他の例を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係る異物の検出結果を示す図である。 本発明の一実施例に係るスペクトルデータを示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

本明細書において、ある部材又は領域が、他の部材又は領域の「上に（又は下に）」あるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。

図１は、検査装置１の全体構成を示す図である。検査装置１は、ペリクルを構成するための部材を検査する検査方法を実施可能な装置である。検査装置１は、台１０と、照射装置２０と、撮像装置３０と、情報処理装置４０と、を少なくとも有し、駆動装置５０をさらに有していてもよい。本実施形態では、検査の対象となる部材を、「検査対象物２００」と称する。

台１０は、検査対象物２００が置かれる台である。台１０の上面は、平面である。台１０は、移動可能である。台１０は、本実施形態では、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向の各方向に沿って水平に移動する。台１０は、いわゆるＸＹステージであってもよい。

照射装置２０は、台１０の上に置かれた検査対象物２００に光を照射する。照射装置２０からの光は、検査対象物２００の表面に入射する。照射装置２０は、例えば、近紫外から近赤外に至る波長領域を有する光を照射する。該波長領域は、例えば３５０ｎｍから１１００ｎｍに至る波長領域であるが、これに限られない。照射装置２０は、例えば白色光を照射する。照射装置２０は、例えば発光ダイオード、半導体レーザまたはハロゲンランプを光源として含む。照射装置２０の位置および姿勢は、台１０の上面に所定の入射角（例えば、４５度）の光が入射するように、あらかじめ調整されている。

撮像装置３０は、検査対象物２００から到来した光に基づいて、検査対象物２００を撮像する。撮像装置３０は、本実施形態では、検査対象物２００からの反射光を受光して撮像する。撮像装置３０は、例えば、マルチスペクトルカメラまたはハイパースペクトルカメラである。撮像装置３０は、複数の画素の各々について、複数の波長（または波長域）の光の強度のデータを取得する。本明細書において、マルチスペクトルカメラは、２以上９以下の波長の光の強度のデータを取得するカメラである。また、ハイパースペクトルカメラは、１０以上の波長の光の強度のデータを取得するカメラである。

撮像装置３０は、検査対象物２００を撮像した画像（以下「撮像画像」という。）を生成する。撮像画像は、画素ごとに複数の波長の各波長の光の強度のデータ（以下「スペクトルデータ」という。）を含む画像である。撮像画像は、いわゆるスペクトル画像と同様の構成である。

図２は、撮像装置３０により生成される撮像画像を説明する図である。図２に示す撮像画像は複数の画素を含む。図２では、左上隅点を原点とし、左からｉ番目、上からｊ番目の画素を、「Ｐ（ｉ，ｊ）」と表す。複数の画素は、Ｘ１方向およびＹ１方向に沿ってマトリクス状に配置される。Ｘ１方向はＸ軸方向に対応する方向である。Ｙ１方向は、Ｙ軸方向に対応する方向である。本実施形態では、撮像画像として正方形の画素がより大きな正方形を構成する配置で説明したが、これに限定されず従来公知の画素の形状とすることができる。

撮像装置３０は、分光部３１と撮像部３２とを含む。分光部３１は、検査対象物２００から到来した光を、複数の波長の光に分光する。分光部３１は、検査対象物２００から到来した光を２０ｎｍ以下の間隔で分光する。好ましくは、分光部３１は、検査対象物２００から到来した光を１０ｎｍ以下の間隔で分光する。より好ましくは、分光部３１は、検査対象物２００から到来した光を５ｎｍ以下の間隔で分光する。本実施形態では、撮像装置３０が１つである例を示したが、検査装置１は撮像装置３０を複数含んでいてもよい。検査装置１が撮像装置３０を複数含むことで、撮像に要する時間を短縮することができる。

仮に、分光部３１ではなくＲＧＢフィルタを用いた場合、検査対象物２００から到来した光は、赤（Ｒ）成分の光と、緑（Ｇ）成分の光と、青（Ｂ）成分の光とに分離される。この場合、各色成分の光は、およそ１００ｎｍの波長幅となる。よって、分光部３１による分光後の光は、ＲＧＢフィルタが用いられた場合に比べて、より狭い波長幅の成分を有する。同様に、分光部３１による分光後の光は、例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、およびグリーン（Ｇ）の各色に対応する補色系フィルタを用いた場合に比べて、より狭い波長幅となる。

分光部３１は、例えばプリズムを含む。ただし、分光部３１は、回折格子（透過型または反射型）、フィルタ（例えばバンドパスフィルタ）、またはその他の素子を含んでもよい。

撮像部３２は、撮像素子を含む。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ｏｎ Ｄｉｓａｒｍａｍｅｎｔ）またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）である。撮像装置３０は、エリアＣＣＤカメラ、ラインＣＣＤカメラ、またはＣＭＯＳカメラであってもよい。撮像部３２は、拡大レンズを含んでいてもよい。拡大レンズとしては、例えば、テレセントリックレンズ系レンズや非テレセントリック系レンズであるが、これらに限られない。

なお、撮像部３２と検査対象物２００との間に、拡大レンズが設けられてもよい。撮像部３２と検査対象物２００との間に設けられる拡大レンズは、例えば、テレセントリックレンズ系レンズ、非テレセントリック系レンズ、顕微鏡であるが、これらに限られない。分解能を向上させる観点から、該拡大レンズが設けられていることが好ましい。視野エリア、カメラ画素数、カメラ画素サイズ、拡大レンズの分解能により、撮像画像の分解能が変化する。また、分光部が撮像装置の外部に配置されてもよい。この場合、検査装置１は、分光部３１に相当する分光部と、撮像部３２に相当する撮像装置とを有する検査装置である。また、図１に示す撮像装置３０の位置および姿勢は、一例に過ぎない。撮像装置３０は、ここでは、台１０から見て、台１０の上面の法線方向に位置する。この場合、撮像装置３０は、検査対象物２００からの拡散反射光に基づいて撮像を行う。

情報処理装置４０は、検査装置１における情報処理を司る。情報処理装置４０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）で例示される演算処理装置、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）で例示されるメモリ、並びにＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）およびＬＳＩで例示される画像処理部を含む。

駆動装置５０は、台１０をＸ軸方向およびＹ軸方向の各方向に移動させる。駆動装置５０は、台１０を移動させるための駆動力を発生させる。駆動装置５０は、例えばモータを含む。本実施形態では駆動装置５０を有する検査装置１について説明したが、検査対象物２００の表面全体を撮像できれば、検査装置１は駆動装置５０を有しなくてもよい。

情報処理装置４０は、取得部４２と、検査部４３と、に相当する機能を少なくとも有し、さらに移動制御部４１に相当する機能を有してもよい。移動制御部４１は、駆動装置５０を用いて台１０の移動を制御する。取得部４２は、撮像装置３０から撮像画像を取得する。検査部４３は、取得部４２が取得した撮像画像に基づいて、検査対象物２００を検査する。検査部４３は、少なくとも、検査対象物２００に含まれる異物の有無を検査する。検査部４３は、さらに、検査対象物２００において異物の存在する位置を検査してもよい。異物とは、検査対象物２００を構成する部材以外の物体をいい、その種類は問わない。異物は、例えば埃である。

図３は、ペリクル３００の側断面を示す図である。検査対象物２００は、ペリクル３００を構成するための部材である。ペリクル３００は、ここでは、ＥＵＶフォトリソグラフィ用ペリクルである。ペリクル３００は、少なくとも、ペリクル膜３１０と、支持体３２０とを含む。ペリクル膜３１０は、ペリクル３００に使用される薄膜である。ペリクル膜３１０は、例えば、単結晶シリコン膜、多結晶シリコン膜、アモルファス炭化ケイ素膜、結晶性炭化ケイ素膜、窒化シリコン膜、カーボンナノチューブ膜、窒化アルミニウム膜、グラフェン膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、またはその他のペリクル膜である。ペリクル膜３１０は、好ましくは、カーボンナノチューブ膜である。

ペリクル膜３１０の厚さは、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以上７０ｎｍ以下がさらに好ましく、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下が特に好ましく、１０ｎｍ以上４５ｎｍ以下が最も好ましい。

支持体３２０は、ペリクル膜３１０の一方の面に設けられ、ペリクル膜３１０を支持する枠状の支持体である。ペリクル膜３１０を支持体３２０に固定する方法は問わない。ペリクル膜３１０は、支持体３２０へ直接貼り付けられてもよいし、支持体３２０の一方の端面にある膜接着剤層を介して接着されてもよいし、機械的または磁石的な方法により固定されてもよい。

支持体３２０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金（５０００系、６０００系、７０００系等）、ステンレス、シリコン、シリコン合金、鉄、鉄系合金、炭素鋼、工具鋼、セラミックス、金属−セラミックス複合材料、樹脂またはその他の材料で形成されている。支持体３２０は、好ましくは、プラズマ処理、粗面化処理、サンドブラスト処理、ショットブラスト処理またはその他に処理により、表面処理または接合加工されている。なお、図３に示す支持体３２０の構成は一例に過ぎない。支持体３２０は、例えば、ペリクル膜３１０に接続される枠状の第１支持体と、該第１支持体に接続される枠状の第２支持体と、を含んでもよい。

ペリクル３００は、さらに、マスク４００に設置するための接着層３３０を含んでもよい。接着層３３０は、支持体３２０において、ペリクル膜３１０が吊架された端部とは反対側の端部に設けられる。接着層３３０は、マスク４００とペリクル３００とを接続する際に使用される。なお、本明細書において「接着」は、「粘着」を含む概念である。

ペリクル３００は、さらに、保護層（図示略）を含んでもよい。保護層は、ペリクル３００の表面の少なくとも一部を覆う層である。保護層は薄い層であり、ペリクル３００の表面粗さにさほど影響しない。保護層は、例えば、ペリクル膜３１０の露光原版が設けられる側の面に設けられてもよいし、ペリクル膜３１０の上に最表面として設けられてもよい。保護層は、例えば、ＳｉＯｘ（ただし、ｘ≦２）、ＳｉａＮｂ（ただし、ａ／ｂは０．７以上１．５以下）、ＳｉＯＮ、Ｙ₂Ｏ₃、ＹＮ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｂ₄Ｃ、ＳｉＣおよびＲｈのうちから選択される１つ以上の材料を含んでもよい。保護層は、ペリクル膜３１０に、水素ラジカル耐性（すなわち、還元耐性）と酸化耐性との両方を付与する。

検査対象物２００は、例えば、ペリクル膜３１０である。検査対象物２００は、例えば、支持体３２０である。検査対象物２００は、ペリクル膜３１０および支持体３２０以外の部材であってもよい。検査対象物２００は、例えば、ペリクル３００の外観に含まれる部分を含む部材である。検査対象物２００は、例えば、ペリクル３００を構成する前のペリクル膜３１０および支持体３２０であってもよく、ペリクル３００を構成した後のペリクル膜３１０および支持体３２０であってもよい。

次に、検査装置１の動作を説明する。図４は、検査装置１が行う処理の一例を示すフローチャートである。

情報処理装置４０において移動制御部４１は、駆動装置５０を制御して、台１０の位置を設定する（ステップＳ１）。台１０が所定の位置に移動した後、撮像装置３０は検査対象物２００を撮像する。取得部４２は、その撮像により生成された撮像画像を取得する（ステップＳ２）。該撮像画像は、検査対象物２００の一部の領域を撮像した画像である。

次に、検査部４３は、撮像画像の取得が完了したかどうかを判定する（ステップＳ３）。例えば、検査対象物２００の全体が撮像されるまで、検査部４３はステップＳ３で「ＮＯ」と判定する。ステップＳ３で「ＮＯ」と判定された場合、情報処理装置４０の処理はステップＳ１に戻される。

この場合、移動制御部４１は、駆動装置５０を制御して、台１０の位置を設定する（ステップＳ１）。移動制御部４１は、撮像装置３０により撮像される領域が変更されるように、台１０の位置を設定する。台１０が所定の位置に移動した後、撮像装置３０は検査対象物２００を撮像する。取得部４２は、その撮像により生成された撮像画像を取得する（ステップＳ２）。

情報処理装置４０においては、検査対象物２００の全体が撮像されるまで、ステップＳ１、ステップＳ２、およびステップＳ３で「ＮＯ」の処理が繰り返し実行される。移動制御部４１は、例えば、台１０をＸ軸方向における一端の位置から他端の位置まで移動させると、台１０をＹ軸方向に所定量だけ移動させて、台１０をＸ軸方向における一端の位置から他端の位置まで移動させる。移動制御部４１は、検査対象物２００の全体が撮像されるまで、この制御を繰り返す。移動制御部４１の制御は、これに限られない。ステップＳ１〜Ｓ３の処理が行われているとき、撮像装置３０は移動しない。

ステップＳ３で「ＹＥＳ」と判定した場合、検査部４３は、撮像画像において検査を行う画素を特定する（ステップＳ４）。検査部４３は、未検査の画素のうちからいずれか１つの画素を特定する。

次に、検査部４３は、ステップＳ４で特定した画素について、第１波長における光と第２波長における光との強度の比である第１強度比を取得する（ステップＳ５）。第１波長および第２波長は、互いに異なる波長である。第１波長は、例えば５５０ｎｍ（または５５０ｎｍを含む波長域）である。第２波長は、例えば７００ｎｍ（または７００ｎｍを含む波長域）である。第１波長および第２波長は、例えば、あらかじめ決められている。検査部４３は、例えば、スペクトルデータに基づいて、第１波長における光の強度を、第２波長における光との強度で除することにより、第１強度比を取得する。なお、後述するように、検査部４３は、第１波長および第２波長の一方、または両方を変更することにより、複数の第１強度比を取得してもよい。

次に、検査部４３は、第２強度比を取得する（ステップＳ６）。検査部４３は、例えば、情報処理装置４０のメモリに記憶された第２強度比を読み出して、該第２強度比を取得する。第２強度比は、検査において基準となる強度比で、第１強度比との比較に用いられる基準値である。第２強度比は、検査装置１が検査を行う前に決められていてもよい。第２強度比は、基準となる第１波長の光の強度と、基準となる第２波長の光の強度との比である。第２強度比は、検査対象物２００に異物が付着していない場合の、第１波長における光と第２波長における光との強度の比を示すことが望ましい。

第２強度比は、例えば、ペリクル３００中の異物が存在しない箇所から取得される。また、第２強度比は、例えば、ペリクル３００とは異なるペリクルを構成するための部材を用いて取得される。ペリクル３００とは異なるペリクルは、ペリクル３００と同一の構成（例えば、材料、形状およびサイズ）を有するペリクルであることが好ましい。検査対象物２００がペリクル膜３１０である場合、第２強度比はペリクル膜３１０以外のペリクル膜を用いて取得される。検査対象物２００が支持体３２０である場合、第２強度比は支持体３２０以外の支持体を用いて取得される。第２強度比を決めるために、撮像画像を数十〜数千枚用いて、複数の強度比が取得されてもよい。この場合、該複数の強度比を用いた統計処理（例えば、平均値、中央値、最頻値）によって第２強度比が決められてもよい。

次に、検査部４３は、ステップＳ５で取得した第１強度比と、ステップＳ６で取得した第２強度比との差異に基づいて、検査対象物２００を検査する（ステップＳ７）。

図５は、スペクトルデータを例示するグラフである。図５のグラフにおいて、横軸は波長［ｎｍ］に対応し、縦軸は光の強度（スペクトル強度）に対応する。図５には、第１強度比の取得に用いたスペクトルデータ（第１スペクトルデータ）が実線のグラフで、第２強度比の取得に用いたスペクトルデータ（第２スペクトルデータ）が一点鎖線のグラフで示されている。

第１スペクトルデータにおいては、第１波長であるλ１＝５５０ｎｍにおける強度がＬ１１で、第２波長であるλ２＝７００ｎｍにおける強度がＬ２１である。一方、第２スペクトルデータにおいては、第１波長であるλ１＝５５０ｎｍにおける強度がＬ１２で、第２波長であるλ２＝７００ｎｍにおける強度がＬ２２である。λ１＝５５０ｎｍにおいては、光の強度の差異（つまり、Ｌ１１−Ｌ１２）が比較的大きいが、λ２＝７００ｎｍにおいては、これらの光の強度の差異（つまり、Ｌ２１−Ｌ２２）は比較的小さい。第１スペクトルデータと第２スペクトルデータとの差異は、検査対象物２００に含まれる異物に起因して現れたと考えられる。

図６は、第１スペクトルデータと第２スペクトルデータとの各波長における光の強度の差異を視覚的に把握しやすくするため、図５に示したスペクトルデータを相対強度によって表したグラフである。相対強度は、各波長において、第１スペクトルデータの値および第２スペクトルデータの値をそれぞれ該第２スペクトルデータの値で除した値を示す。すなわち、第２スペクトルデータの相対強度は、全波長において「１」である。第１スペクトルデータの相対強度は、少なくとも一部の波長域、図６ではおよそ５００ｎｍから７００ｎｍの波長域で「１」から乖離する。また、相対強度が「１」から大きく乖離している場合ほど異物が撮像された可能性が高い、と推測することができる。

検査部４３は、第１強度比（Ｌ１１／Ｌ２１）と第２強度比（Ｌ１２／Ｌ２２）とを比較し、これらの差異（Ｌ１１／Ｌ２１―Ｌ１２／Ｌ２２）が閾値以上である場合に、特定した画素に異常があると判定する。一方、検査部４３は、第１強度比（Ｌ１１／Ｌ２１）と第２強度比（Ｌ１２／Ｌ２２）との差異（Ｌ１１／Ｌ２１―Ｌ１２／Ｌ２２）が閾値未満である場合には、異常がないと判定する。ここにおいて、異常がある画素は、異物が撮像された可能性のある画素である。閾値は、例えば、第２強度比の取得に用いられた複数の強度比のばらつきの大きさに基づいて、検査の前に決められている。閾値は、異常がないと判定される第１強度比と第２強度比との差異の許容範囲を規定する。

検査精度を向上する観点からは、検査部４３は、第１波長および第２波長の一方、または両方を変更することにより、複数の第１強度比および複数の第２強度比に基づいて、画素の異常の有無を判断することが望ましい。すなわち、検査部４３は、３つ以上の波長の光の強度から得た強度比に基づいて検査対象物２００の検査を行ってもよい。検査部４３は、選択した３つ以上の波長（例えば、λ１、λ２、λ３、λ４）のうちから２つの波長（例えば、λ１、λ２）を選択し、ステップＳ４〜Ｓ８で説明した処理により、異常の有無を判定する。次に、検査部４３は、選択する波長の組み合わせを変更して（例えば、λ１、λ３）、異物の有無を判定する。λ１＝４００ｎｍ、λ２＝４５０ｎｍ、λ３＝６００ｎｍ、λ４＝６５０ｎｍであるが、この例に限られない。そして、検査部４３は、いずれかの波長の組み合わせで第１強度比と第２強度比との差異が閾値以上となった場合、または閾値以上の数の組み合わせについて第１強度比と第２強度比との差異が閾値以上となった場合に、特定した画素について異常があると判定してもよい。検査に用いられる波長の数は、異物の検出精度を向上させる観点から、５波長以上が好ましく、１０波長以上がより好ましい。この場合において、検査部４３は、複数の波長の各波長を少なくとも１度は用いて第１強度比および第２強度比を取得し、異物の有無を判定することが望ましい。

なお、検査部４３は、検査に用いる波長を、検出すべき異物の種類に応じて決めてもよい。検査部４３は、使用者により異物の種類が指定されると、その異物の種類に応じた波長を選択して、検査を行う。

検査部４３が光の強度同士を比較するのではなく、強度比同士を比較する理由は、各波長の光の強度がペリクル膜３１０の膜厚など、検査対象物２００の構成によって変化し得るためである。すなわち、単に各波長の光の強度を比較しただけでは、検査対象物２００に含まれる異物の有無を精度良く判断することが困難だからである。

検査部４３は、特定した画素について異常の有無を判定すると、その判定の結果をメモリに記憶させる。この際、検査部４３は、特定した画素の情報（例えば、座標）と対応付けて、異常の有無の情報を記憶させておく。以上が、ステップＳ７の検査に係る処理の説明である。

次に、検査部４３は、検査対象物２００の検査を終了するかどうかを判定する（ステップＳ８）。検査部４３は、例えば、全画素の検査が未だ完了していない場合、ステップＳ４の処理に戻す。次に、検査部４３は、他の未検査の画素を特定して（ステップＳ４）、ステップＳ５からステップＳ８の処理を行う。なお、検査部４３は、すべての画素を検査するのではなく、一部の画素のみを検査してもよい。検査部４３は、例えば、所定数の画素について異常が存在すると判定した場合には、検査を終了させてもよい。

検査部４３は、検査を終了すると判定した場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）、ステップＳ９の処理に進める。

検査が終了すると、検査部４３は、検査結果に応じたデータを出力する（ステップＳ９）。検査結果に応じたデータは、例えば、異物の有無を特定するデータを含む。検査部４３は、以下の方法で、異物の有無を検査してもよい。

図７は、異物の検出方法の一例を説明する図である。図７に示す撮像画像において、異常がないと判定された画素を白で、異常があると判定された画素を黒で塗りつぶして表す。検査部４３は、異常があると判定した画素が連なる領域Ｔのサイズに基づいて、異物の有無を判定してもよい。検査部４３は、例えば、領域Ｔを構成する画素数または領域Ｔの外接矩形の面積が閾値以上である場合に、異物が存在すると判定する。検出される異物のサイズは、例えば、１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、３μｍ以上１５μｍ以下がより好ましい。このサイズに応じて領域Ｔのサイズと比較される閾値が決められていてもよい。また、検査部４３は、異常があると判定した画素が連なる領域の数が閾値以上である場合に、異物が存在すると判定してもよい。この閾値は、許容する異物の数に応じて決められてもよい。検査部４３は、領域Ｔの形状に基づいて異物の有無を判定してもよい。

検査結果に応じたデータは、異物の存在する位置を特定するデータを含んでもよい。検査部４３は、撮像画像における画素の位置と検査対象物２００における位置との関係に基づいて、異物の存在する位置を特定する。

検査結果に応じたデータは、異物の種類を含んでもよい。例えば、第１強度比と第２強度比との差異が大きい場合に、使用した光の波長に基づいて異物の種類を特定（推定）できる可能性があるからである。

検査結果に応じたデータは、撮像装置３０の撮像画像を含んでもよい。この撮像画像に含まれる異常と判定された画素については、その画素を指し示す画像（例えば、丸囲みの画像、矢印画像）が含まれてもよい。

検査部４３の検査結果に応じたデータの出力方法、および出力先は、問わない。該出力方法は、送信、印刷、表示またはその他の方法である。

以上説明した実施形態によれば、検査装置１は、複数の波長の光の強度を画素ごとに含む撮像画像に基づいて、検査対象物２００を検査する。これにより、検査対象物の表面の凹凸の程度によらず異物を検出できることを発明者らは確認した。

検査対象物の表面粗さと異物の大きさとが近い関係にある場合、従来の光散乱による方法では、その異物の存在を検出することが困難である。これに対し、検査装置１が行う検査方法によると、検査対象物の表面粗さと異物の大きさとが近い関係にある場合でも、該異物を検出することができる。好ましくは、検査対象物の表面粗さＲａは、算術平均粗さとも呼ばれ、０．３ｎｍ以上１００μｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは１ｎｍ以上２０μｍ以下である。なお、表面粗さＲａの測定方法は、検査対象物の表面粗さＲａに応じて、公知の表面粗さＲａの測定方法から適した方法を選択すればよい。例えば、表面粗さＲａが１μｍ未満の部材については原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて１μｍ以上５０μｍ以下の走査範囲で測定することができる。例えば、表面粗さＲａが１０ｎｍ以上の部材については触針式プロファイリングシステムを用いて５０μｍ以上１ｍｍ以下の走査範囲で測定することができる。なお、表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（対応ＩＳＯ４２８７）にて定義される。表面粗さＲａの測定方法は、表面粗さＲａの程度のほかに、部材の軟らかさに応じて適切な方法が選択されればよい。

検査対象物の表面粗さと異物の大きさとの関係として、好ましくは、検査対象物の表面粗さＲａが０．３ｎｍ以上１００μｍ以下かつ検出する異物の大きさが１μｍ以上１００μｍ以下である。より好ましくは、検査対象物の表面粗さＲａが０．５ｎｍ以上５０μｍ以下かつ検出する異物の大きさが３μｍ以上１５μｍ以下である。さらに好ましくは、検査対象物の表面粗さＲａが１ｎｍ以上２０μｍ以下かつ検出する異物の大きさが３μｍ以上１５μｍ以下である。

また、検査装置１は、検査時において、撮像装置３０を固定し、台１０を移動させて、検査対象物２００のうちの撮像される領域を調整する。撮像装置３０を固定して台１０を移動させる理由は、撮像装置３０を移動させた場合、埃を含む異物が検査対象物２００に付着する可能性が高まるためである。すなわち、検査部５３０は、台１０が複数の異なる位置にあるときにそれぞれ撮像された撮像画像に基づいて検査を行うが、撮像装置３０の移動に起因する異物の影響が軽減される。

［ペリクルの製造方法］
次に、上記検査方法を用いたペリクルの製造方法の一例を説明する。

図８は、ペリクル３００の製造方法の一例を示すフローチャートである。検査装置１は、ペリクル膜３１０と支持体３２０とが接続される前において、検査対象物２００の検査を行う（ステップＳ２０）。ステップＳ２０の検査は、図４を用いて説明した処理により行われる。検査対象物２００の検査により異物が存在しないこと、または許容範囲内であることが確認された場合、ペリクル膜３１０と支持体３２０とが接続される（ステップＳ３０）。例えば、検査対象物２００のうち、異物が存在しないこと、または許容範囲内であることが確認された部材と、そうではない部材とを仕分ける制御が行われてもよい。

図９は、ペリクル３００の製造方法の他の例を示すフローチャートである。まず、ペリクル膜３１０と支持体３２０とが接続される（ステップＳ４０）。これにより、図４のペリクル３００が製造される。検査装置１は、ペリクル膜３１０と支持体３２０とが接続された後において、検査対象物２００を検査する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０の検査は、図４を用いて説明した処理により行われる。さらに、検査対象物２００のうち、異物が存在しないこと、または許容範囲内であることが確認されたペリクル３００と、そうではないペリクル３００とを仕分ける制御が行われてもよい。

発明者らは、以下の＜試験例＞で説明する試験を行うことにより、スペクトル画像から異常の有無を検出できることを確認した。

＜試験例＞
シリコン基板上に、５μｍのポリスチレン粒子が付着した厚さ２００ｎｍのカーボンナノチューブ膜を成膜した。該カーボンナノチューブ膜の表面粗さを、原子間力顕微鏡（日立ハイテクサイエンス社製）で、３０μｍ×３０μｍのエリアをＤＦＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｏｄｅ）モードで測定したところ、表面粗さＲａは４０ｎｍであった。なお、表面粗さは、ポリスチレン粒子が存在しない部分で測定した。

次に、カーボンナノチューブ膜を台（ステージ）上に配置し、ハイパースペクトルカメラ（商品名「ハイパースペクトルカメラＮＨ−７」、エバ・ジャパン社製）を搭載した顕微鏡で、反射光観察により表面を撮像した。この撮像により、波長４００ｎｍから８００ｎｍまでの波長領域において５ｎｍ間隔でスペクトルデータを取得した。

異物が存在しない画素のスペクトルデータから得た強度比（第２強度比）と、他の画素の各波長の強度比（第１強度比）とを比較して、異物が存在するか否かを判断した。

図１０は、異物の検出結果を示す図である。図１０において、上段に比較として、波長６００ｎｍでの撮像画像を示す。図１０において、下段に各波長の強度比から異物を抽出した画像を示す。波長６００ｎｍの撮像画像中、丸で囲んだ箇所に異物が存在すると思われる。異物をマッピングした右側の画像における点状の画像は異物を示す。なお、図１０に示す波長６００ｎｍでの撮像画像では、コントラストを変更して、異物が存在すると思われる部分を視認しやすくしてある。

図１１は、異物を撮像した画素のスペクトルデータと、異物を撮像していない画素のスペクトルデータとを示すグラフである。図１１のグラフにおいて、横軸は波長［ｎｍ］に対応し、縦軸は相対強度に対応する。図１１のグラフにおいて、異物を撮像していない画素のスペクトルデータの値は、全波長において「１」である。一方、異物を撮像した画素のスペクトルデータの値は、少なくとも一部の波長、ここではおよそ４５０ｎｍから６５０ｎｍの波長領域おいて「１」から乖離している。図１１のグラフから分かるように、発明者らは、異物を撮像していない画素のスペクトルデータと、異物を撮像した画素のスペクトルデータとに異物の存在に起因する差異が存在することが確認できた。

波長６００ｎｍの撮像画像において異物と思われたが、強度比によれば異物ではないと判定された部分について、電子顕微鏡観察を実施したところ、この部分はカーボンナノチューブの凝集物であり、異物ではないことが確認できた。なお、光散乱法によって試験しようとしても、光が乱反射してしまい、異物の有無を確認できなかった。

本試験例によれば、微細な凹凸を有するカーボンナノチューブ膜において、５μｍの異物の有無を検査することができた。また、本試験例により、ペリクル膜がカーボンナノチューブである場合に、カーボンナノチューブの凝集体を異物と誤認する可能性が低いことも確認できた。

上述した検査装置１では、撮像装置３０は、検査対象物２００が反射した光に基づいて、検査対象物２００を撮像した。これに代えて、撮像装置３０は、検査対象物２００を透過した光、または検査対象物２００において散乱した光に基づいて検査対象物２００を撮像して、検査対象物２００を検査してもよい。

上述した実施形態では、第２強度比は、検査対象物２００以外の物品を撮像して得た撮像画像に基づいて取得していた。これに代えて、第２強度比は、検査対象物２００を撮像した撮像画像に基づいて取得されてもよい。仮に、検査対象物２００に異物が付着している場合でも、その付着した領域は、検査対象物２００の全体の領域に対してごく一部であると考えられる。そこで、検査部４３は、撮像画像の各画素から強度比を取得し、最も多くを占める強度比を第２強度比としてもよい。

図４で説明した処理の順番は、一例に過ぎない。例えば、撮像装置３０による検査対象物２００の撮像と、情報処理装置４０における検査とが並行して行われてもよい。また、上述した実施形態で説明した構成の一部が置き換えられ、または除外されてもよい。

情報処理装置４０が実現する機能は、複数のプログラムの組み合わせによって実現され、又は複数のハードウェア資源の連係によって実現され得る。情報処理装置４０の機能がプログラムを用いて実現される場合、この機能を実現するためのプログラムが、各種の磁気記録媒体、光記録媒体、光磁気記録媒体、半導体メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供されてもよい。また、このプログラムは、ネットワークを介して配信されてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態による検査方法、ペリクルの製造方法、および検査装置について説明した。しかし、これらは単なる例示に過ぎず、本発明の技術的範囲はそれらには限定されない。実際、当業者であれば、特許請求の範囲において請求されている本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変更が可能であろう。よって、それらの変更も当然に、本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。

１：検査装置、１０：台、２０：照射装置、３０：撮像装置、３１：分光部、３２：撮像部、４０：情報処理装置、５０：駆動装置、２００：検査対象物、３００：ペリクル、３１０：ペリクル膜、３２０：支持体、３３０：接着層、４００：マスク、４１：移動制御部、４２：取得部、４３：検査部

Claims (13)

1. ペリクルを構成するための部材から到来した第１波長の光の強度と第２波長の光の強度との比である第１強度比と、基準値と、の差異に基づいて、前記部材を検査する検査方法。
2. 前記部材を撮像した画像であって、画素ごとに前記第１波長の光の強度のデータおよび前記第２波長の光の強度のデータを含む画像を取得し、
   各画素における前記第１強度比と前記基準値との差異に基づいて、前記部材を検査する請求項１に記載の検査方法。
3. 前記基準値は、基準となる前記第１波長の光の強度と基準となる前記第２波長の光の強度との比である第２強度比を示す請求項１または請求項２に記載の検査方法。
4. 前記第１強度比と前記第２強度比とをそれぞれ複数用いて前記部材を検査する請求項３に記載の検査方法。
5. 前記第２強度比は、前記部材を検査する前に決められる請求項３または請求項４に記載の検査方法。
6. 前記第２強度比は、前記部材とは異なる部材から到来した前記第１波長の光の強度と前記第２波長の光の強度とに基づいて決められる請求項５に記載の検査方法。
7. 前記部材の表面粗さＲａは０．３ｎｍ以上１００μｍ以下である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の検査方法。
8. 前記部材はペリクル膜を含む、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の検査方法。
9. 前記部材はペリクル膜を支持する支持体を含む、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の検査方法。
10. 前記検査は、少なくとも前記部材に含まれる異物の有無を検査することを含む請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の検査方法。
11. ペリクル膜と、前記ペリクル膜を支持する支持体とを少なくとも有するペリクルの製造方法であって、
    前記ペリクル膜と前記支持体とを接続することと、
    前記ペリクル膜と前記支持体とを接続する前または接続した後において、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の検査方法を用いて、前記ペリクルを構成するための部材を検査することと、
    を含むペリクルの製造方法。
12. ペリクルを構成するための部材が配置される台と、
    前記台に置かれた前記部材に、第１波長の光および第２波長の光を照射する照射装置と、
    前記部材から到来した前記第１波長の光および前記第２波長の光に基づいて前記部材を撮像し、画素ごとに前記第１波長の光の強度のデータおよび前記第２波長の光の強度のデータを含む画像を生成する撮像装置と、
    各画素における前記第１波長の光と第２波長の光との強度の比である第１強度比と、基準値と、の差異に基づいて、前記部材を検査する検査部と、
    を有する検査装置。
13. 前記台の移動を制御する移動制御部を有し、
    前記検査部は、前記台が複数の異なる位置にあるときにそれぞれ撮像された前記画像に基づいて、前記部材を検査する
    請求項１２に記載の検査装置。