JP4686240B2 - フィルタの製造方法及びこのフィルタを使用した検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタの製造方法及びフィルタを使用した検査方法に関し、特に電子デバイス等の製造過程において欠陥検査に使用されるフィルタの製造方法及びこのフィルタを使用した検査方法に関する。

半導体デバイス、液晶表示デバイス、撮像デバイス、配線基板等の電子デバイスの製造過程においては、異物付着に伴う欠陥、配線形状の異常に伴う欠陥等の欠陥を検査する外観検査が実施されている。この外観検査には外観検査装置が使用されている。

外観検査の方法には、共焦点顕微鏡等を使用し、光学的に外観検査を実施する下記の２つの方法が一般的である。

（１）半導体デバイス等の検査対象物において、隣同士に配置された検査対象物の同一位置を比較しながら走査し、双方の違いを外観検査する方法
（２）半導体デバイスの回路セル、配線セル等の検査対象物において、隣同士に配置された検査対象物を比較しながら走査し、双方の違いを外観検査する方法
ところが、高集積化が進み、配線のラインアンドスペースが微細化され、配線の形状が複雑化されるに従って、誤検査マージンが取りにくくなる。このため、誤検査、検査漏れ等が生じやすく、外観検査の検査精度が低下する恐れがあった。

下記特許文献１には、二次元フーリエ変換フィルタを使用した欠陥検査方法が開示されている。この欠陥検査方法は、検査対象物毎、例えば半導体デバイス製品毎や配線層毎のパターン情報を二次元フーリエ変換して基準パターン情報を生成し、この基準パターン情報に基づきフィルタを製作し、このフィルタを使用して欠陥検査を実施する方法である。フィルタは石英基板により製作され、この石英基板には基準パターン情報が形成されている。このような欠陥検査方法においては、半導体デバイスのパターンや配線層のパターンに比べて欠陥のパターンを強調することができるので、外観検査の検査精度を向上することができる特徴がある。
特開平５−１１８９９４号公報

しかしながら、前述の特許文献１に開示された欠陥検査方法においては、以下の点について配慮がなされていなかった。フィルタの製作には、まず基準パターン情報に基づき、電子線描画装置等を利用して製造用マスク（レチクル又はマスターマスク）が製作される。次に、この製造用マスクを使用し、石英基板上に蒸着法、スパッタリング法等により遮光膜を成膜する過程を経て、フィルタを製作することができる。このため、フィルタの製作に長時間が必要となる。更に、多数の製造工程を経てフィルタを製作しているので、フィルタの製作コストが増大する。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、短時間においてフィルタを製作することができるフィルタの製造方法を提供することである。

更に、本発明の目的は、製作コストを削減することができるフィルタの製造方法を提供することである。

更に、本発明の目的は、上記目的を達成しつつ、検査精度を向上することができる検査方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の実施の形態に係る第１の特徴は、フィルタの製造方法において、溶媒に遮光粒子を分散する工程と、溶媒により表面がコーティングされた遮光粒子を透明基板上に噴射し、遮光粒子を成膜した遮光膜を形成する工程とを備える。ここで、遮光粒子には５０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の範囲内において平均粒子径が１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内の下記（１）乃至（４）のいずれかの遮光粒子が使用され、遮光粒子はインクジェット装置により噴射される。
（１）金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、アルミニウムのいずれか１つの金属粒子
（２）前記金属粒子の２以上を合金化した合金粒子
（３）銅、錫、タングステン、チタンのいずれかの金属酸化物粒子
（４）前記金属粒子、合金粒子、金属酸化物粒子の２以上を複合化した複合粒子

本発明の実施の形態に係る第２の特徴は、フィルタの製造方法において、溶媒に遮光粒子を分散する工程と、溶媒により表面がコーティングされた遮光粒子を透明基板上の遮光領域の輪郭に沿って噴射し、遮光膜の輪郭を形成する工程と、溶媒により表面がコーティングされた遮光粒子を透明基板上の遮光領域の輪郭内に噴射し、遮光粒子を成膜した遮光膜を形成する工程とを備える。

本発明の実施の形態に係る第３の特徴は、検査方法において、検査対象物の基準パターン情報を抽出する工程と、基準パターン情報に基づき、この基準パターン情報をキャンセリングする二次元フーリエ変換フィルタを形成する工程と、二次元フーリエ変換フィルタを使用し、検査対象物の基準パターン以外の欠陥パターンを検査する工程とを備え、二次元フーリエ変換フィルタを形成する工程は、溶媒に遮光粒子を分散する工程と、溶媒により表面がコーティングされた遮光粒子を基準パターン情報に基づき透明基板上に噴射し、遮光粒子を成膜した遮光膜を形成する工程とを備える。

本発明によれば、短時間においてフィルタを製作することができるフィルタの製造方法を提供することができる。

更に、本発明によれば、製作コストを削減することができるフィルタの製造方法を提供することができる。

更に、本発明によれば、検査精度を向上することができる検査方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
［検査装置の構成］
図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る二次元フーリエ変換フィルタを使用した外観検査装置（欠陥検査装置）１は、検査対象物２を保持するテーブル１１と、検査光源１２と、検査対象物２の表面上の基準パターンや欠陥を撮像若しくは観測するためのカメラ１３と、このカメラ１３に接続されたコンピュータ１５と、光学系１６と、この光学系１６内に装填されるフィルタ３とを備えている。光学系１６は、検査光源１２から検査対象物２までの間に順次配設された光学レンズ１６１、１６２、光学プリズム１６３及び対物レンズ１６４と、光学プリズム１６３からカメラ１３までの間に順次配設された光学レンズ１６５及び１６６とを備えている。

テーブル１１は、その駆動方式を具体的に示していないが、Ｘ方向及びＹ方向（前後左右）に検査対象物２を移動することができ、更にＺ方向（上下）に検査対象物２を移動することができる。検査対象物２は、例えば回路セルや配線セルが製造された半導体デバイス若しくは撮像デバイスを製作するための半導体ウエーハ、液晶表示デバイスを製作する液晶基板（例えば石英基板）、配線基板等である。

この外観検査装置１においては、検査光源１２から発せられた光が光学系１６を通してテーブル１１上に保持された検査対象物２の表面に照射され、この検査対象物２の表面に反射された光が光学系１６及びフィルタ３を通してカメラ１３に入力されるようになっている。

［フィルタの構成］
図１及び図３に示すように、フィルタ３は、検査対象物２の「良品（欠陥が存在しない）」の基準パターン（下地情報）に基づき作成され、実際の検査対象となる検査対象物２の基準パターンをキャンセルし、欠陥パターンを強調することができる、二次元フーリエ変換フィルタ若しくは紫外線カットフィルタである。必ずしもこの形状に限定されるものではないが、フィルタ３は、円盤形状の透明基板３１と、その表面上に配設され、欠陥パターンを強調することができる平面形状において形成された遮光膜３２とを備えている。

フィルタ３の透明基板３１には例えば石英基板（ガラス基板）を実用的に使用することができる。遮光膜３２は、検査光源２３から発せられる光の波長に応じて（紫外線カット率に応じて）使用される材質が異なるが、第１の実施の形態において、遮光膜３２には、微細な遮光粒子を成膜して形成されている。詳細には、平均粒子径が１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内、好ましくは平均粒子径が１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内のナノ粒子と呼ばれる遮光粒子、特に紫外線カット率が９９．９％以上の銀（Ａｇ）粒子を実用的に使用することができる。遮光膜３２の膜厚は例えば６００ｎｍ〜１μｍに設定する。

なお、遮光粒子は、銀以外にも、下記の粒子を使用することができる。

（１）金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐａ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）のいずれか１つの金属粒子
（２）金属粒子の少なくとも２以上を合金化した合金粒子
（３）銅、錫（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）のいずれかの金属酸化物粒子
（４）金属粒子、合金粒子、金属酸化物粒子のいずれか２以上を複合化した複合粒子
［フィルタの製造方法及び外観検査方法］
次に、フィルタ３の製造方法及びフィルタ３を使用した外観検査方法を、図１を使用して説明する。

まず最初に、ステップＳ１に示すように、フィルタ３の遮光膜３２を形成するためのインクを生成する。第１の実施の形態においては、遮光膜３２を生成する遮光粒子に銀ナノ粒子を使用し、この銀ナノ粒子を溶剤に分散することによりインクを生成することができる。インクの溶剤には例えば日本ペイント株式会社製のファインスフェアを実用的に使用することができる。また、銀ナノ粒子は、５０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の範囲内、好ましくは６０ｗｔ％〜７０ｗｔ％の範囲内において分散する。

ステップＳ２に示すように、このように生成されたインクは、図示しないインクジェット装置のインクカートリッジに充填される。

一方、ステップＳ３に示すように、前述の図２に示す外観検査装置１を使用し、検査対象物３の良品の基準パターンを抽出する。ここで、良品の基準パターンとは、例えば半導体デバイスを製造する半導体ウエーハにおいては、その表面上に製造された欠陥が存在しない状態の回路セルや配線セルのパターンという意味において使用されている。この基準パターンの抽出においては、まずテーブル１１上に検査対象物２を保持し、検査光源１２から発せられた光を光学系１６を通して照射し、検査対象物２の表面において反射される光を光学系１６を通して、フィルタ３は通さずにカメラ１３に入力する。この結果、ステップＳ３１に示すように、カメラ１３において、検査対象物２の基準パターンの画像を取得することができる。

基準パターンの画像は、コンピュータ１５において、ステップＳ３２に示すようにグレースケール化される。そして、グレースケール化された画像はステップＳ３３に示すように数値化され、そしてこの数値化された情報はステップＳ３４に示すように二次元フーリエ変換される。すなわち、この擬順パターンの抽出においては、基準パターンの画像に基づき、この基準パターンをキャンセルして欠陥パターンを強調するパターン情報を生成することができる。

ステップＳ３に基づき生成されたパターン情報に基づき、ステップＳ４に示すように、フィルタ３を製作する。このフィルタ３の製作は、まずインクジェット装置を使用し、図４及びステップＳ４１に示すように、透明基板３１上にインクジェット装置のヘッド５の吐出口（ノズル）から前述のインクカートリッジに充填したインク３２０を噴射する。ヘッド５の走査制御は、コンピュータ１５から直接、又はコンピュータ１５から得られたパターン情報に基づきインクジェット装置に内蔵されたコンピュータにより行われる。ここで、インク３２０は、前述のように溶剤に遮光粒子を分散し、遮光粒子の表面や遮光粒子間に溶剤が存在しているので、ノズルに詰まることなく、スムースにノズルから噴射することができる。

噴射されたインク３２０は、ステップＳ４２に示すように乾燥され、溶剤が飛ばされることにより、遮光粒子が堆積された遮光膜３２として形成することができる。インク３２０の乾燥は、常温において行って良いし、熱を加えて焼いても良い。この遮光膜３２を形成することにより、図３に示すようなフィルタ（二次元フーリエ変換フィルタ又は紫外線カットフィルタ）３を完成させることができる。

次に、図１に示す外観検査装置１において、フィルタ３を光学系１６内のフーリエ面、つまり光学レンズ１６５と１６６との間に装填し、未検査の検査対象物２の外観検査を実施する。この外観検査においては、検査対象物３の欠陥パターンが強調されるようになっているので、欠陥の検査効率並びに検査精度を向上することができる。

以上説明したように、第１の実施の形態に係るフィルタ３の製造方法においては、インクジェット方式により溶剤に分散した遮光粒子を透明基板３１上に噴射することにより遮光膜３２を成膜し、フィルタ３を形成することができるので、非常に短時間の作業によりフィルタ３を製作することができる。例えば、フィルタ３のサイズによるが、数十分程度においてフィルタ３を製作することができる。

更に、このように短時間においてフィルタ３を製作することができるので、製造コストを著しく削減することができる。

更に、フィルタ３を使用することにより欠陥パターンを強調することができるので、検査効率並びに検査精度を向上することができる。例えば、フィルタ３を装着せずに実施した外観検査において、欠陥検出率が５０％であったが、フィルタ３を装着して実施した外観検査においては、欠陥検出率を８７％に向上することができた。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態に係るフィルタ３の製造方法の別の例、より詳細にはフィルタ３の遮光膜３２の輪郭とその内部とを別々の工程において形成する方法を説明するものである。

第２の実施の形態に係るフィルタ３の製造方法は、図５に示すように、まず最初に透明基板３１上において遮光膜３２の輪郭に沿ってインク３２０Ａを噴射し、遮光膜３２の輪郭３２Ａを形成する。この時、インクジェット装置のヘッド５（図４参照）を、Ｘ方向及びＹ方向に同時に移動させる、すなわち斜め方向に移動させることにより、輪郭３２Ａの形状を滑らかにすることができ、シャープな輪郭形状を形成することができる。

次に、図６に示すように、透明基板３１上において輪郭３２Ａの内部にインク３２０Ｂを噴射し、遮光膜３２を形成する。なお、遮光膜３２の輪郭３２Ａとその内部の形成順序は逆であっても良い。

以上説明したように、第２の実施の形態に係るフィルタ３の製造方法においては、シャープな輪郭形状を有する遮光膜３２を有するフィルタ３を製作することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態はフィルタの製造方法について説明したが、本発明は、例えば半導体デバイスの製造マスク、具体的にレチクルの製造方法に適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るフィルタの製造方法及び外観検査方法を説明するフローチャートである。 第１の実施の形態に係る外観検査装置の概略構成図である。 第１の実施の形態に係るフィルタの斜視図である。 図１に示すフィルタの製造方法における遮光粒子の噴射工程を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフィルタの製造方法の第１の工程を示す斜視図である。 第２の工程を斜視図である。

符号の説明

１…外観検査装置、１１…デーブル、１２…検査光源、１３…カメラ、１５…コンピュータ、１６…光学系、２…検査対象物、３…フィルタ、３１…透明基板、３２…遮光膜、３２Ａ…輪郭、５…ヘッド。

Claims (4)

1. 溶媒に５０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の範囲内において平均粒子径が１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内の下記（１）乃至（４）のいずれかの遮光粒子を分散する工程と、
   （１）金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、アルミニウムのいずれか１つの金属粒子
   （２）前記金属粒子の２以上を合金化した合金粒子
   （３）銅、錫、タングステン、チタンのいずれかの金属酸化物粒子
   （４）前記金属粒子、合金粒子、金属酸化物粒子の２以上を複合化した複合粒子
   前記溶媒により表面がコーティングされた前記遮光粒子を透明基板上にインクジェット装置により噴射し、前記遮光粒子を成膜した遮光膜を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とするフィルタの製造方法。
2. 前記透明基板上に遮光膜を形成する工程は、二次元フーリエ変換フィルタ、紫外線カットフィルタ、レチクルのいずれかを製作する透明基板上に遮光膜を形成する工程であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタの製造方法。
3. 溶媒に５０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の範囲内において平均粒子径が１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内の下記（１）乃至（４）のいずれかの遮光粒子を分散する工程と、
   （１）金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、アルミニウムのいずれか１つの金属粒子
   （２）前記金属粒子の２以上を合金化した合金粒子
   （３）銅、錫、タングステン、チタンのいずれかの金属酸化物粒子
   （４）前記金属粒子、合金粒子、金属酸化物粒子の２以上を複合化した複合粒子
   前記溶媒により表面がコーティングされた前記遮光粒子を透明基板上の遮光領域の輪郭に沿ってインクジェット装置により噴射し、遮光膜の輪郭を形成する工程と、
   前記溶媒により表面がコーティングされた前記遮光粒子を前記透明基板上の前記遮光領域の輪郭内に前記インクジェット装置により噴射し、前記遮光粒子を成膜した遮光膜を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とするフィルタの製造方法。
4. 検査対象物の基準パターン情報を抽出する工程と、
   前記基準パターン情報に基づき、この基準パターン情報をキャンセリングする二次元フーリエ変換フィルタを形成する工程と、
   前記二次元フーリエ変換フィルタを使用し、前記検査対象物の基準パターン以外の欠陥パターンを検査する工程と、を備え、
   前記二次元フーリエ変換フィルタを形成する工程は、
   溶媒に５０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の範囲内において平均粒子径が１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内の下記（１）乃至（４）のいずれかの遮光粒子を分散する工程と、
   （１）金、銀、銅、パラジウム、ニッケル、アルミニウムのいずれか１つの金属粒子
   （２）前記金属粒子の２以上を合金化した合金粒子
   （３）銅、錫、タングステン、チタンのいずれかの金属酸化物粒子
   （４）前記金属粒子、合金粒子、金属酸化物粒子の２以上を複合化した複合粒子
   前記溶媒により表面がコーティングされた前記遮光粒子を前記基準パターン情報に基づき透明基板上にインクジェット装置により噴射し、前記遮光粒子を成膜した遮光膜を形成する工程と、
   を備えたことを特徴とする二次元フーリエ変換フィルタを使用した検査方法。

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