JP2021043162A - 表面検査装置、処理システムおよび物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板からの高強度の散乱光の発生を抑えながら光学系の収差による検出不良を抑えるために有利な技術を提供する。【解決手段】表面検査装置は、基板を保持するステージと、光源と、前記光源からの光を第１方向に沿って複数回にわたって走査する走査光学系と、前記第１方向と交差する第２方向に前記ステージを走査するステージ走査機構と、前記基板の表面からの散乱光を検出する検出器とを備え、前記検出器からの信号に基づいて前記基板の前記表面を検査する。ここで、前記走査光学系および前記ステージ走査機構の動作によって前記基板の検査対象領域が前記光源からの光によって走査される。前記走査光学系の色収差は、所定の波長範囲で補正されている。前記走査光学系によって前記第１方向に沿ってなされる複数回にわたる光の走査のそれぞれの走査期間における前記光源の総点灯時間のばらつきによって、前記光源が発生する光の波長の変動範囲が定まる。前記変動範囲は、前記所定の波長範囲に収まっている。【選択図】図１

Description

本発明は、表面検査装置、処理システムおよび物品製造方法に関する。

基板を処理して物品を製造する設備において、基板の表面を検査する表面検査装置が使用されうる。表面検査装置は、例えば、基板の表面に斜入射でレーザー光を照射しつつレーザー光を走査させ、異物からの散乱光を検出器で受光することで異物を検出する。数十ｎｍの異物の検出を可能にするために、非常に高感度な検出器、例えば光電子増倍管などが用いられうる。光電子増倍管では、光電陰極で生成された電子が高電圧により加速された後に、２次電子を生成する数段のダイノードの初段に衝突させる。最終段のダイノードを通過するまでに蓄積された電流が増幅された信号としてアノードに集められる。このように、光電子増倍管は、非常に微弱な強度の光を検出できる一方で、基板エッジからの強い散乱光が入射すると、その出力がかなりの期間にわたって飽和する。その期間においては計測ができない。さらに、定格以上のアノード電流が流れた場合、修復不可能なダメージを与える場合がある。

特許文献１には、ウェーハのエッジからの散乱光による検査不可能な領域をなくし、ウェーハの全面を確実に検査するウェーハ表面検査装置が記載されている。該ウェーハ表面検査装置では、対象物外から対象物への走査が行われている遷移エリアを除いた範囲での受光部の信号に基づいてウェーハの表面が検査される。また、特許文献１には、データを検出する範囲では光源部を点灯させ、遷移エリアでは光源部を点灯させないことが記載されている。

特開平１０−１９７９２号公報

光源からの光で基板を走査している間に光源の点灯および消灯を制御すると、走査期間ごとの光源の総点灯時間が複数の走査期間の間でばらつきうる。これは、走査期間ごとに光源が発生する光の波長範囲を異ならせうる。一般的に、表面検査装置において、基板が有するパターンからの散乱光と異物からの散乱光とを区別するために、基板の表面を走査する光のスポット径を小さくすることが求められる。これを実現するためには、設計仕様に従った波長範囲においてのみ光学系の色収差が補正されうる。走査期間ごとに光源からの光の波長範囲が異なり、その波長範囲が設計仕様における波長範囲から逸脱すると、光学系の色収差が顕著に現れ、これにより計測精度が低下したり、計測が不能になったりしうる。光学系の色収差を抑えるように光学系を設計することは可能であるかもしれないが、設計の難易度、公差の許容値および製造コストなどを考慮すると現実的ではないケースもある。

本発明は、基板からの高強度の散乱光の発生を抑えながら光学系の収差による検出不良を抑えるために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、表面検査装置に係り、前記表面検査装置は、基板を保持するステージと、光源と、前記光源からの光を第１方向に沿って複数回にわたって走査する走査光学系と、前記第１方向と交差する第２方向に前記ステージを走査するステージ走査機構と、前記基板の表面からの散乱光を検出する検出器とを備え、前記検出器からの信号に基づいて前記基板の前記表面を検査する。ここで、前記走査光学系および前記ステージ走査機構の動作によって前記基板の検査対象領域が前記光源からの光によって走査される。前記走査光学系の色収差は、所定の波長範囲で補正されている。前記走査光学系によって前記第１方向に沿ってなされる複数回にわたる光の走査のそれぞれの走査期間における前記光源の総点灯時間のばらつきによって、前記光源が発生する光の波長の変動範囲が定まる。前記変動範囲は、前記所定の波長範囲に収まっている。

本発明によれば、基板からの高強度の散乱光の発生を抑えながら光学系の収差による検出不良を抑えるために有利な技術が提供される。

本発明の一実施形態の表面検査装置１の構成を模式的に示す側面図。 本発明の一実施形態の表面検査装置１の構成を模式的に示す平面図。 リファレンスマップを取得する処理のフローチャート。 基板の表面を検査する処理のフローチャート。 光源が発生する光の波長スペクトルの変化例を示す図。 比較例を説明する図。 第１実施形態を説明する図。 第１実施形態を説明する図。 第１実施形態を説明する図。 第２実施形態を説明する図。 第２実施形態を説明する図。 第２実施形態を説明する図。 第４実施形態を説明する図。 第４実施形態を説明する図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
＜表面検査装置の基本構成＞
まず、図１および図２を参照しながら本発明の一実施形態の表面検査装置１の基本構成を説明する。図１、図２は、本発明の一実施形態の表面検査装置１の構成を模式的に示す側面図、平面図である。表面検査装置１は、基板３の表面を検査する装置として構成される。表面検査装置１は、例えば、基板３の表面の上に異物が存在するかどうかを検査する異物検査装置として使用されうる。表面検査装置１は、例えば、ステージ２と、光源４と、走査光学系ＳＯと、ステージ走査機構１９と、検出器８と、コントローラ９とを備えうる。ステージ２は、基板３を保持するチャックを有する。光源４は、基板３の表面に照射する光を発生する。走査光学系ＳＯは、光源４からの光をＸ方向（第１方向）に沿って複数回にわたって走査（主走査）する。ここで、Ｘ方向は、主走査方向１３と一致している。ステージ走査機構１９は、基板３（ステージ２）をＸ方向と直交あるいは交差するＹ方向（第２方向）に走査（副走査）するように構成されうる。ここで、Ｙ方向は、副走査方向１２と一致している。ステージ走査機構１９は、基板３（ステージ２）をＹ方向の他、Ｘ方向にも駆動可能に構成されてもよい。検出器８は、基板３の表面上の異物７からの散乱光を検出する。

光源４は、例えば、半導体レーザー光源等のレーザー光源でありうる。表面検査装置１がインプリント装置または露光装置に提供される基板の表面を検査する装置として使用される場合、光源４が発生する光の波長は、基板３の上に配置されるレジスト材料を感光させない波長とされうる。インプリント装置では、レジスト材料（硬化性組成物）を硬化させるためにＵＶ光が使われうるので、表面検査装置１がインプリント装置とともに使用される場合、光源４が発生する光の波長は、４００ｎｍ以上であることが好ましい。光源４は、基板３を処理するプロセス条件（光源４が発生する光の波長に対する反射率など）に応じて、発生する光の強度を調整可能に構成されうる。半導体レーザー装置を光源４に適用した場合、例えば、１００ＭＨｚ以上の周波数で点灯および消灯（ＯＮおよびＯＦＦ）を制御することができる。

走査光学系ＳＯは、例えば、フォーカス光学系１４、ポリゴンミラー５およびｆθレンズ６を含みうる。フォーカス光学系１４は、走査光学系ＳＯを介して基板３の上に照射される光のスポット径を調整するために使用されうる。フォーカス光学系１４は、例えば、光軸方向における位置を調整されることによって、基板３の上に照射される光のスポット径を調整することができる。光源４からの光は、フォーカス光学系１４を通過した後に、ポリゴンミラー５のミラー面に照射されうる。ポリゴンミラー５は、多面体（図２では４面体）のミラーブロックを任意の速度で等速回転させることによって、基板３に照射される光を基板３の上でＸ方向に複数回にわたって走査させうる。ポリゴンミラー５は、例えば、１００００〜３００００回転／分の範囲内の一定速度で回転駆動されうる。ポリゴンミラー５は、耐久性に優れたエアー軸受けによって回転可能に支持されうる。なお、走査期間において走査光学系ＳＯによって光を走査している状態で光源４を消灯させると、基板３には光が照射されなくなる。しかし、本明細書では、説明の簡単化のために、走査期間中においては、基板３およびその外側の領域（ステージ２）が光によって走査されているものとして説明する。

ポリゴンミラー５によって反射された光は、ｆθレンズ６を介して基板３に照射されうる。ｆθレンズ６は、ポリゴンミラー５の等速回転運動を基板３の表面（焦点平面）上を動くスポットの等速直線運動に変換する。この等速直線運動は、Ｘ方向、即ち、主走査方向１３に沿った運動である。ｆθレンズ６としては、焦点平面に対して垂直に光を照射できるテレセントリックタイプが使われうる。ステージ２は、Ｙ方向、即ち、ステージ走査機構１９によって主走査方向１３に直交ないし交差する副走査方向１２に走査される。

基板３の表面に付着した検出対象の異物７は、例えば、最小粒径が数＋ｎｍ以上のパーティルでありうる。異物７に対して光が照射されると、異物７から散乱光が発生する。散乱光を検出するための検出器８には、非常に小さい光強度変化を検出する能力が要求される。検出器８は、例えば、光電子増倍管を含みうる。検出器８は、異物７からの後方反射または側方反射を検出する位置に配置される。

基板３は、回路パターン等の凹凸を有し、このような凹凸からも散乱光が発生する。したがって、検出器８の出力信号から異物７の信号を抽出する必要がある。換言すると、回路パターン等が有する凹凸からの散乱光に起因する信号と異物７からの散乱光に起因する信号とを弁別する必要がある。弁別の確度を上げるために、基板３の表面を走査する光のスポット径は、検出対象としての異物のサイズ、および、回路パターン等のパターンのサイズに基づいて最適化される必要がある。検出対象としての異物のサイズは、回路パターン等のパターンのサイズよりも小さい場合が多く、この場合、光のスポット径が広がってしまうと、異物７からの散乱光強度が低下する一方で回路パターン等のパターンからの散乱光強度が低下しない現象が発生しうる。これはＳ／Ｎの低下を招く。光のスポット径は、前述のように、光軸方向にフォーカス光学系１４を駆動することによって調整されうる。

コントローラ９は、ステージ２の駆動（位置決め）の制御、光源４の点灯および消灯（ＯＮおよびＯＦＦ）の制御、ポリゴンミラー５の回転の制御を行いる。また、コントローラ９は、例えば、検出器８から出力された連続的なアナログ電気信号をディジタル信号に変換して信号処理を行いうる。信号処理は、異物からの散乱光から得られたガウス分布の光強度信号の重心を求め、ステージ２の位置に相当する主走査回数と光の走査開始位置からのデータサンプリング数から基板３の中心座標（０，０）に対応した異物の座標を算出するものでありうる。また、得られた強度分布のピーク値と幅とから粒径を予測することもできる。

表面検査装置１は、マーク計測器１０を備えることができる。マーク計測器１０は、露光装置で一般的に使われるアライメントスコープでありうる。露光装置で使用されるアライメントスコープは、基板３が有するパターンの上に新たなパターンを重ね合わせるために使用され、基板３が有するアライメントマークの位置を計測することができる。表面検査装置１は、変位計１１を備えることができる。変位計１１は、基板３の高さを計測するための非接触型センサでありうる。変位計１１としては、例えば、鏡面を計測できる反射型レーザー変位計が使用されうる。
＜比較例の動作＞
以下、図３および図４を参照しながら比較例を説明する。図３は、リファレンスマップを取得する処理のフローチャートである。この処理は、コントローラ９によって制御される。リファレンスマップは、基板３の全域の照度分布をマップ化したものである。リファレンスマップは、基板３の表面の検査において光源４を点灯させる基板３上の位置（光源４を点灯させるタイミング）を示す点灯制御マップ（点灯制御情報）を生成するために取得される。

まず、工程Ｓ３０１では、ステージ２の上に基板３がロードされる。次いで、工程Ｓ３０２では、変位計１１を使って基板３の高さが計測され、その計測の結果がリファレンスマップの取得時の基板３の情報として保存される。次いで、工程Ｓ３０３では、基板３が有する複数のアライメントマークのそれぞれの位置が計測され、その結果に基づいて基板３の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が求められ、その結果がリファレンスマップの取得時の基板３の位置情報として保存される。

次いで、工程Ｓ３０４では、基板３の全域（エッジ）を含む領域の全体において検出器８の出力が飽和しないレベルまで光源４が発生する光の強度を低下させる低感度計測モードに表面検査装置１の動作モードが設定される。低感度計測モードは、検出器８の感度を下げること、光源４から基板３に至る光路、または、基板３から検出器８に至る光路などにＮＤフィルタを挿入すること、によって実現されてもよい。

次いで、工程Ｓ３０５では、光源４が常時点灯させた状態で、基板３の全域（エッジを含む）領域を光源４からの光で走査（主走査および副走査）しながら、基板３からの光が検出器８によって検出され、その出力が記録される。次いで、工程Ｓ３０６では、工程Ｓ３０５で得られた結果から、基板３の各座標（Ｘ，Ｙ）からの光の強度を示すリファレンスマップが生成され、保存される。基板３の座標（Ｘ，Ｙ）の最小ピッチは、光の走査速度、ステージ２の走査速度、光源４を制御可能な周波数変調の周波数で決定されうる。光の主走査速度を７００ｍ／ｓｅｃ、光源４の周波数変調の周波数を１００ＭＨｚ（０．０１ｕｓｅｃ）とした場合、Ｘ方向(主走査方向)の最小ピッチは７ｕｍとなる。また、ステージ２の副走査速度を２０ｍｍ／ｓｅｃ、光の走査周波数を１５００Ｈｚとした場合、Ｙ方向（副走査方向）の最小ピッチは１３．３ｕｍとなる。

図４は、基板３の表面を検査する処理のフローチャートである。この処理は、コントローラ９によって制御される。まず、工程Ｓ４０１では、図３に示された処理で生成されたリファレンスマップがロードされる。次いで、工程Ｓ４０２では、ステージ２の上に基板３がロードされる。次いで、工程Ｓ４０３では、変位計１１を使って基板３の高さが計測される。次いで、工程Ｓ４０４では、基板３が有する複数のアライメントマークのそれぞれの位置が計測され、その結果に基づいて基板３の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が求められる。

次いで、工程Ｓ４０５では、リファレンスマップの各座標の光の強度を高感度計測モード時に検出器８から出力される光の強度に換算し、換算された強度が許容レベルを超える座標を消灯（ＯＦＦ）、超えない座標を点灯（ＯＮ）とする点灯制御マップが生成される。ここで、許容レベルは、検出器８が故障せず、検出器８の寿命が縮められず、検出器８の出力が飽和しないレベルである。点灯制御マップは、基板３の座標と、その座標において光源４を点灯させるか消灯させるかを示す情報との組み合わせを、設定されたピッチ（分解能）で有する。光源４を消灯させる座標は、基板３に対する光の照射位置と基板３のエッジとの相対位置誤差を考慮して設定されうる。

光源４を消灯させる基板３の領域（基板３に光を照射しない領域）は、異物が存在したとしてもそれを検出できない座標である。したがって、光源４を消灯させる基板３の領域は、可能な限り小さい方がよい。そのため、基板３に対する光の照射位置と基板３のエッジとの相対位置を高精度に制御することが求められる。そこで、工程Ｓ４０３で計測された基板３の高さと、リファレンスマップの生成の際に工程Ｓ３０２で取得した高さとの差分を算出し、この差分に基づく補正がなされうる。例えば、光の入射角度が８０度で基板３の高さ差が２０ｕｍであった場合、光のスポット位置は、２０／ｔａｎ（１０°）＝１１３．４ｕｍ、ステージ２の走査方向にシフトする。このシフト量に基づいて、点灯制御マップを補正してもよいし、ステージ２の走査位置を補正してもよい。更に、工程Ｓ４０４で計測した基板３の位置とリファレンスマップの生成の際に工程Ｓ３０３で求められた基板３の位置とに基づいて、点灯制御マップが補正されうる。

次いで、工程Ｓ４０６では、高感度計測モードに表面検査装置１の動作モードが設定される。高感度計測モードは、異物を検出可能な感度で計測（基板３の表面の検査）を行うモードである。次いで、工程Ｓ４０７では、基板３の表面を検査する表面検査処理が実行される。具体的には、工程Ｓ４０７では、点灯制御マップに従って光源４の点灯を制御しつつ、走査光学系ＳＯによる主走査およびステージ走査機構１９による副走査を行いながら、基板３からの光が検出器８によって検出され、その出力が記録される。次いで、工程Ｓ４０８では、工程Ｓ４０７で記録された信号に基づいて信号処理が実行され、基板３の表面の上の異物の有無が判定される。工程Ｓ４０９では、工程Ｓ４０８の結果が出力され、工程Ｓ４１０では、基板３がステージ２からアンロードされる。
＜比較例における課題＞
以下、図５および図６を参照しながら上記の比較例における課題を説明する。図３および図４を参照しながら説明した方法で生成された点灯制御マップに従って表面検査処理が実行される場合、走査期間（主走査期間）ごとの光源４の総点灯時間が複数の走査期間の間でばらつきうる。ここで、各走査期間における光源４の総点灯時間は、各走査期間における光源４の点灯時間の総和である。本明細書では、走査期間における光源４の総点灯時間を該走査期間で除した値をＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹと呼ぶ。走査期間（主走査期間）ごとの光源４の総点灯時間が複数の走査期間の間でばらつくことは、複数の走査期間（主走査期間）のそれぞれにおけるＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹがばらつくことと等価である。

図５には、光源４としてのレーザー光源のＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹを１００％、５０％、１０％としたときのレーザー光源が発生する光の波長スペクトルが例示されている。１００％、５０％、１０％においてレーザー光源が発生する光の波長スペクトルが相互に異なることが分かる。このように、ＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹを下げていくと波長スペクトルが離散的になる。ここで、走査期間における消灯（ＯＦＦ）の期間が長いほど、波長スペクトルの幅が広がりうる。このような現象は、他の種類の光源でも認められる。

基板の上の異物を検査する装置において、基板が有するパターンからの散乱光を抑制しつつ異物からの散乱光の強度を高めるために、基板の表面を走査する光のスポット径を小さくすることが求められる。このためには、設計仕様としての光の波長範囲（所定の波長範囲）を決定し、その波長範囲において所望のスポット径が実現できるように走査光学系ＳＯの色収差を補正することが有用である。しかし、走査期間（主走査期間）ごとののＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹがばらつくと、図５に例示されるように、光源４が発生する光の波長スペクトルの幅（波長範囲）が広がり、それが設計仕様としての波長範囲（所定の波長範囲）を逸脱しうる。光源４が発生する光の波長が設計仕様としての波長範囲を逸脱すると、走査光学系ＳＯの色収差が顕著に現れ、これにより計測精度が低下したり、計測が不能になったりしうる。光学系の色収差を抑えるように光学系を設計することは可能であるかもしれないが、設計の難易度、公差の許容値および製造コストなどを考慮すると現実的ではないケースもある。

ＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹが走査動作ごとに異なってしまう要因の一例として、上記の比較例で説明したような基板のエッジからの散乱光に対する対策がある。基板のエッジからの散乱光はその強度が強く、そのために散乱光を検出する検出器の出力が飽和してしまい、相応の期間にわたって計測が不可能になりうる。そのため、上記の比較例では、基板のエッジに対して光が照射されないように点灯制御マップが生成される。

しかし、図６に例示されるように、複数の走査期間の間でＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹが異なることになる。図６（ａ）は、基板を検査する処理の開始付近、図６（ｂ）は、該処理の中間付近、図６（ｃ）は、該処理の終了付近における光源４の状態（点灯、消灯）が示されている。黒色の領域は、走査光学系ＳＯのポリゴンミラー５およびステージ２が当該領域に光が照射可能な状態において光源４が消灯され、そのために当該領域に光が照射されないことを示している。白色の領域は、走査光学系ＳＯのポリゴンミラー５およびステージ２が当該領域に光が照射可能な状態において光源４が点灯され、当該領域に光が照射されることを示している。
＜第１実施形態＞
図７および図８を参照しながら本発明の第１実施形態を説明する。第１実施形態として説明しない事項は、上記の説明に従うものとする。第１実施形態では、図７に模式的に示されるような点灯制御マップが準備され、この点灯制御マップに従って基板３の表面を検査する処理がコントローラ９によって実行される。図７における横長の矩形は、走査期間における光源４の制御（点灯・消灯）を示すとともに、走査期間において光が照射される領域（光源が点灯される期間に対応）および光が照射されない領域（光源が消灯される期間に対応）を示している。

第１実施形態では、概略的には、複数の走査期間の間におけるＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹのばらつきが制限され、好ましくは、複数の走査期間の間におけるＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹのばらつきが０にされている。しかし、複数の走査期間の間におけるＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹのばらつきには、相当の許容範囲があり、この許容範囲は、走査光学系ＳＯの色収差の補正がなされている波長範囲に依存しうる。

走査光学系ＳＯの色収差が設計仕様としての光の波長範囲（所定の波長範囲）で補正されていて、その波長範囲では、基板３に照射される光の所望のスポット径（検出すべき異物の寸法に応じたスポット径）が保証される。走査光学系ＳＯによってＸ方向（第１方向）に沿ってなされる複数回にわたる光の走査のそれぞれの走査期間における光源４の総点灯時間のばらつきによって、光源４が発生する光の波長の変動範囲が定まる。第１実施形態では、この変動範囲が設計仕様としての光の波長範囲（所定の波長範囲）に収まるように決定された点灯制御マップに従って基板３の表面を検査する処理が実行される。これにより、光源４が発生する光の波長は、走査光学系ＳＯの収差が補正されている波長範囲に抑えられる。

図７に示された第１実施形態では、点灯制御マップは、各走査期間において、基板３のエッジを含む所定長さ（Ｘ方向）の領域（黒色の領域）において光源４が消灯され、他の領域(白色の領域)において光源４が点灯される。他の観点で表現すれば、第１実施形態では、基板３の検査対象領域の他、基板３の外側の領域に対しても、光が照射される。ただし、基板３のエッジに光が照射されないように、相応のマージンが設けられうる。図７の例において、光源４が消灯される領域（期間）は、このようなマージンを考慮して定められている。

複数回にわたる光の走査は、第２方向（Ｙ方向）における基板３のエッジと基板３の中心との間の第１の走査ラインの走査と、該第１の走査ラインと該中心との間の第２の走査ラインの走査とを含むものとして定義されてもよい。第１の走査ラインは、例えば、図７（ａ）に示される走査ラインに相当し、第２の走査ラインは、例えば、図７（ｂ）に示される走査ラインに相当する。このような定義において、該第１の走査ラインの走査において基板３の外側の領域に光が照射される総時間は、該第２の走査ラインの走査において基板３の外側の領域に光が照射される総時間よりも長い。

複数回にわたる光の走査のそれぞれの走査期間において、光源４の総点灯時間は、ある基準時間の±２０％以下の範囲内とすることができ、該基準時間の±１０％以下の範囲内であることが好ましく、該基準時間の±６％以下の範囲内であることが更に好ましい。この基準時間は、任意に定められうる。

図８には、図７を参照して説明された点灯制御マップのより具体的な例が示されている。点灯制御マップＬＣＭは、光源４をＯＮ／ＯＦＦ制御できるピッチで、基板３を含む走査対象領域（走査光学系ＳＯおよびステージ２によって光を走査する領域）をグリッド化したものである。横方向の走査ラインは、ポリゴンミラー５による光の主走査方向であり、例えば、左から右に一定間隔で光源４のＯＮ／ＯＦＦが制御される。”０”は光源４を消灯（ＯＦＦ）させること、”１”は光源４を点灯（ＯＮ）させることを意味する。縦方向は、ステージ走査機構１９による副走査方向である。

ｆθレンズ６が基板３の直径をカバーできず、基板３の幅の全体を一括で主走査できない場合、図９に例示されるように、基板３の走査領域を分割してもよい。この場合、ステージ２の走査を往路と復路とすることができる。往路と復路中の走査において、ＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹのばらつきを制限することによって、光源４が発生する光の波長を、走査光学系ＳＯの収差が補正されている波長範囲に抑えることができる。

第１実施形態において、点灯制御マップは、比較例における図４の処理の工程Ｓ４０５において生成された点灯制御マップを修正することによって生成されうる。この修正は、走査領域の端部から基板３のエッジおよびその近傍に割り当てられた”０”（消灯）までの区間を”０”とするようになされうる。あるいは、第１実施形態における点灯制御マップは、基板３のエッジおよびその近傍に”０”を割り当て、他の領域に”１”（点灯）を割り当てるように生成されてもよい。
＜第２実施形態＞
図１０、図１１および図１２を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態として説明しない事項は、上記の説明に従うものとする。ＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹが走査動作ごとに異なってしまう要因の一例として、基板３が有するパターン情報（凹凸情報）を挙げることができる。図１０には、基板３が有するパターンが模式的に示されている。基板３は、巨視的な観点では、スクライブラインなどに代表される格子状のパターン１５ａ〜１５ｈを有しうる。このようなパターンは、光が照射されると非常に強力な散乱光を発生させうる。そこで、基板３のパターン情報、又は、比較例として図３を参照して説明した処理で得られるリファレンスマップに基づいて、基板３が有する、強い散乱光を発生させるパターンに対して光が照射されないように点灯制御マップＬＣＭが生成されうる。

図１１には、第２実施形態の点灯制御マップＬＣＭが例示されている。表記に関するルールは、図１０と同様である。基板３上のパターン１５ａ〜１５ｈは、スクライブラインを含みうる。パターン１５ａ〜１５ｈが存在する領域は、非常に強い散乱光を発生させるため、これらの領域に対して光が照射されないように点灯制御マップＬＣＭが生成されうる。点灯制御マップＬＣＭは、比較例として図３を参照して説明した処理で得られるリファレンスマップに基づいて生成されうる。具体的には、点灯制御マップは、図３の処理によってリファレンスマップを生成した後、図４の処理を実行し、工程Ｓ４０５において生成された点灯制御マップを修正することによって生成されうる。この修正は、走査領域の端部から基板３のエッジおよびその近傍に割り当てられた”０”（消灯）までの区間を”０”とするようになされうる。あるいは、点灯制御マップＬＣＭは、基板３のスクライブラインおよび／またはカーフ部などの強い散乱光を発生させる領域を特定する情報（例えば、設計情報)に基づいて生成されてもよい。

図１０および図１１では、強い散乱光を発生させるパターンとしてスクライブラインのみが示されているが、実際には、カーフ部、更には回路パターンも強い散乱光を発生させうる。これらも考慮して光源４を消灯させる領域を追加すると、走査期間ごとにＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹに影響を与えうる。

図１２は、複数の走査期間の間のＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹのばらつきが低減されるように図１１の点灯制御マップＬＣＭを補正して得られた点灯制御マップＬＣＭが例示されている。点灯制御マップＬＣＭにおける”０”（消灯）は、検出器８の飽和および／または寿命劣化を防止する目的で割り当てられるので、点灯制御マップＬＣＭの補正は、ＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹの調整は、”０”（消灯）を増やすことによってなされうる。そこで、複数の走査期間（複数の走査ライン）のうち”０”が最も多い走査期間のＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹに他の走査期間のＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹを近づけるように点灯制御マップＬＣＭが補正されうる。

図１２の例では、パターン１５ｆを含む走査ラインがスクライブラインと最も多く重なるので、最も多くの”０”を有する。一方、パターン１５ｇ、１５ｈを含む走査ラインは、スクライブライン１５ｅとの重なりが少ない。複数の走査期間（複数の走査ライン）の間のＯＮ／ＯＦＦ ＤＵＴＹのばらつきを小さくするために、パターン１５ｇ、１５ｈを含む走査ラインの”１”の区間の一部を”０”とする必要がある。基板３の有効領域（デバイスの製造に使用される領域）の”１”の区間は、異物を検出するために必要であるので、補正部１６ａ〜１６ｄのように、基板３の外側の領域の”１”の区間が”０”に変更される。
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１、第２実施形態の変形例あるいは応用例を提供する。第３実施形態では、光源４がＰＷＭ制御される。具体的には、光源４のＯＮ／ＯＦＦする周波数変調の周波数を上げて、点灯制御マップＬＣＭのグリッド毎にＰＷＭ制御を行うことで、光源４の出力に階調を設ける。例えば、グリッド間隔で１００ＭＨｚの周波数変調を実施していた場合、その１０倍の周波数変調が可能であれば、光の走査速度を落とすことなく、光源４の出力を１０段階に可変制御することが可能になる。点灯制御マップＬＣＭの各グリッドの指令値を１０段階で表現し、グリッド毎の指令値に従って、光源４のＯＮとＯＦＦの時間比率を１０段階で変えるＰＷＭ制御をすることで階調制御が実現できる。これにより、光量を落とした領域に対しては、検出感度が低下してしまうが、計測は可能である。
＜第４実施形態＞
図１３には、本発明の第４実施形態の処理システム２００が示されている。処理システム２００は、表面検査装置１と、表面検査装置１によって検査された基板を処理する処理装置１００とを備えうる。処理装置１００は、例えば、型を用いて硬化性組成物の硬化物からなるパターンを基板の上に形成するインプリント装置、型を用いて基板の上に硬化性組成物からなる平坦化膜を形成する平坦化装置でありうる。あるいは、処理装置１００は、感光材が塗布された基板を露光する露光装置でありうる。

ここで、インプリント装置の適用例について説明する。インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、インプリント装置によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図１４（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図１４（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１４（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚと型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１４（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図１４（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１４（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。
＜第５実施形態＞
第５実施形態は、物品製造方法を提供する。該物品製造法は、表面検査装置１によって基板の上の異物を検査する検査工程と、該検査工程を経た基板を処理する処理工程と、を含み、該処理工程で処理された基板から物品を製造する。該検査工程および該処理工程は、例えば、第４実施形態の処理システム２００を使って実施されうる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１：表面検査装置、２：ステージ、３：基板、４：光源、８：検出器、１９：ステージ走査機構、ＳＯ：走査光学系

Claims (14)

1. 基板を保持するステージと、光源と、前記光源からの光を第１方向に沿って複数回にわたって走査する走査光学系と、前記第１方向と交差する第２方向に前記ステージを走査するステージ走査機構と、前記基板の表面からの散乱光を検出する検出器とを備え、前記検出器からの信号に基づいて前記基板の前記表面を検査する表面検査装置であって、
   前記走査光学系および前記ステージ走査機構の動作によって前記基板の検査対象領域が前記光源からの光によって走査され、
   前記走査光学系の色収差は、所定の波長範囲で補正されていて、
   前記走査光学系によって前記第１方向に沿ってなされる複数回にわたる光の走査のそれぞれの走査期間における前記光源の総点灯時間のばらつきによって、前記光源が発生する光の波長の変動範囲が定まり、
   前記変動範囲が前記所定の波長範囲に収まっている、
   ことを特徴とする表面検査装置。
2. 前記光源の点灯は、前記基板のエッジに光が照射されないように制御される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の表面検査装置。
3. 前記光源の点灯は、前記基板の表面の凹凸情報に応じて制御される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面検査装置。
4. 前記光源の点灯は、ＰＷＭ制御される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表面検査装置。
5. 前記光源の点灯は、前記基板の検査対象領域の他、前記基板の外側の領域にも光が照射されるように制御される、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表面検査装置。
6. 前記複数回にわたる光の走査は、前記第２方向における前記基板のエッジと前記基板の中心との間の第１の走査ラインの走査と、前記第１の走査ラインと前記中心との間の第２の走査ラインの走査とを含み、
   前記第１の走査ラインの走査において、前記基板の外側の領域に光が照射される総時間は、前記第２の走査ラインの走査において、前記基板の外側の領域に光が照射される総時間よりも長い、
   ことを特徴とする請求項５に記載の表面検査装置。
7. 前記基板のうち光を照射可能な領域を検出する動作が実行され、前記動作によって検出された領域に基づいて前記光源の点灯が制御される、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表面検査装置。
   
8. 前記複数回にわたる光の走査のそれぞれの走査期間において、前記光源の総点灯時間は、基準時間の±２０％以下の範囲内である、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面検査装置。
9. 前記複数回にわたる光の走査のそれぞれの走査期間において、前記光源の総点灯時間は、基準時間の±１０％以下の範囲内である、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面検査装置。
10. 前記複数回にわたる光の走査のそれぞれの走査期間において、前記光源の総点灯時間は、基準時間の±６％以下の範囲内である、
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表面検査装置。
11. 基板を保持するステージと、光源と、前記光源からの光を第１方向に沿って複数回にわたって走査する走査光学系と、前記第１方向と交差する第２方向に前記ステージを走査するステージ走査機構と、前記基板の表面からの散乱光を検出する検出器とを備え、前記検出器からの信号に基づいて前記基板の前記表面を検査する表面検査装置であって、
    前記走査光学系および前記ステージ走査機構の動作によって前記基板の検査対象領域が前記光源からの光によって走査され、
    前記光源の点灯は、前記基板の検査対象領域の他、前記基板の外側の領域にも光が照射されるように制御される、
    ことを特徴とする表面検査装置。
12. 前記走査光学系によって前記第１方向に沿ってなされる複数回にわたる光の走査は、前記第２方向における前記基板のエッジと前記基板の中心との間の第１の走査ラインの走査と、前記第１の走査ラインと前記中心との間の第２の走査ラインの走査とを含み、
    前記第１の走査ラインの走査において、前記基板の外側の領域に光が照射される総時間は、前記第２の走査ラインの走査において、前記基板の外側の領域に光が照射される総時間よりも長い、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の表面検査装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表面検査装置と、
    前記表面検査装置によって検査された基板を処理する処理装置と、
    を備えることを特徴とする処理装置。
14. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の表面検査装置によって基板の上の異物を検査する検査工程と、
    前記検査工程を経た前記基板を処理する処理工程と、
    を含み、前記処理工程で処理された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。

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