JP5648874B2 - Macro inspection device - Google Patents

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本発明は、レチクル用基板の表面を成すフォトレジスト膜の膜厚ムラを検査するマクロ検査装置に関する。   The present invention relates to a macro inspection apparatus for inspecting a film thickness unevenness of a photoresist film forming a surface of a reticle substrate.

半導体、液晶等の製造工程で行われる検査の一つにマクロ検査がある。マクロ検査は、基板上に設けられた膜等の表面状態(平坦度、パターンの形状、欠陥の有無など)を広い範囲で一度に視覚的に把握することができる点で有効な検査である。   One of inspections performed in the manufacturing process of semiconductors, liquid crystals, etc. is a macro inspection. The macro inspection is effective in that the surface state (flatness, pattern shape, presence / absence of defects, etc.) of a film or the like provided on the substrate can be visually grasped at once in a wide range.

レチクルは、半導体デバイスの製作工程でウエハ上に高集積な電気回路パターンを露光するために使用されるフォトマスクである。レチクルは、例えば、レチクル用基板の表面を成すフォトレジストに電子ビーム等で直接的に回路パターンを描画することにより作成される。   A reticle is a photomask used to expose a highly integrated electric circuit pattern on a wafer in a semiconductor device manufacturing process. The reticle is created, for example, by drawing a circuit pattern directly on the photoresist forming the surface of the reticle substrate with an electron beam or the like.

レチクル用基板のフォトレジストの膜厚にムラ(バラツキ、不均一性)があると、描画後の回路パターンに欠陥が作り込まれる可能性がる。したがって、レチクル用基板の表面を成すフォトレジストの膜厚のムラをレチクル用基板全体に渡って検査して、その膜厚ムラの分布をできるだけ正確に把握する必要がある。   If the thickness of the photoresist film on the reticle substrate is uneven (variation, non-uniformity), there is a possibility that a defect is created in the circuit pattern after drawing. Therefore, it is necessary to inspect the unevenness of the film thickness of the photoresist forming the surface of the reticle substrate over the entire reticle substrate and grasp the distribution of the uneven film thickness as accurately as possible.

公開特許公報2009-139333は、レチクル基板の表面の平坦度(バラツキ)を検査するマクロ検査装置を開示する。このマクロ検査装置は、レチクル基板の表面の光照射領域のエッジからの反射光をラインセンサで受光することにより、レチクル基板の表面の平坦度を検査する。   Japanese Patent Application Publication No. 2009-139333 discloses a macro inspection apparatus that inspects the flatness (variation) of the surface of a reticle substrate. This macro inspection apparatus inspects the flatness of the surface of the reticle substrate by receiving the reflected light from the edge of the light irradiation region on the surface of the reticle substrate with a line sensor.

特開2009−139333号公報JP 2009-139333 A

特許文献1のマクロ検査装置は、明視野光学系において、指向性の高い光照射領域のエッジからの反射光を利用することにより検出感度を向上させる点で、有効な装置である。しかし、レチクル用基板のフォトレジストの膜厚ムラのような微小な膜厚ムラを検出するには、さらなる検出感度の向上が必要とされる。   The macro inspection apparatus of Patent Document 1 is an effective apparatus in that, in a bright field optical system, detection sensitivity is improved by using reflected light from an edge of a light irradiation region with high directivity. However, in order to detect minute film thickness unevenness such as photoresist film thickness unevenness on the reticle substrate, further improvement in detection sensitivity is required.

したがって、本発明の目的は、レチクル用基板のフォトレジストの膜厚ムラ及びその分布を高感度で検出することができるマクロ検査装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a macro inspection apparatus capable of detecting the film thickness unevenness of the photoresist on the reticle substrate and its distribution with high sensitivity.

本発明は、レチクル用基板の表面を成すフォトレジスト膜の膜厚ムラを検査するマクロ検査装置を提供する。マクロ検査装置は、レチクル用基板を乗せるためのステージと、レチクル用基板の表面に対して第1の角度方向からレチクル用基板に光を照射するライン光源と、レチクル用基板の表面に対して第2の角度方向からレチクル用基板の表面からの反射光を受光するラインセンサとを備える。その第2の角度は、ラインセンサを第2の角度を含む所定の角度範囲内で所定のステップで移動させる際に、レチクル用基板の表面に写るライン光源の写像がレチクル用基板の表面の中央部に位置する場合の角度として設定される。   The present invention provides a macro inspection apparatus for inspecting a film thickness unevenness of a photoresist film forming a surface of a reticle substrate. The macro inspection apparatus includes a stage for placing a reticle substrate, a line light source for irradiating the reticle substrate with light from a first angle direction with respect to the surface of the reticle substrate, and a first surface with respect to the surface of the reticle substrate. And a line sensor that receives reflected light from the surface of the reticle substrate from two angular directions. The second angle is such that when the line sensor is moved in a predetermined step within a predetermined angle range including the second angle, the mapping of the line light source reflected on the surface of the reticle substrate is the center of the surface of the reticle substrate. It is set as the angle when it is located in the part.

本発明によれば、レチクル用基板の表面からの反射光を受光するラインセンサの角度をレチクル用基板の表面に写るライン光源の写像がレチクル用基板の表面の中央部に位置する場合の角度として設定することにより、フォトレジスト膜の表面からの反射光をより多く受光することができ、フォトレジスト膜の膜厚ムラを高感度で検出することが可能となる。   According to the present invention, the angle of the line sensor that receives the reflected light from the surface of the reticle substrate is the angle when the mapping of the line light source that is reflected on the surface of the reticle substrate is located at the center of the surface of the reticle substrate. By setting, it is possible to receive more reflected light from the surface of the photoresist film, and to detect film thickness unevenness of the photoresist film with high sensitivity.

本発明の一態様では、ラインセンサの出力信号を受け取り、ラインセンサの前記所定領域での受光量の変化に対応した輝度分布の画像を生成する画像処理手段と、ライン光源の角度を変えるための光源駆動手段と、ラインセンサの角度を変えるためのラインセンサ駆動手段と、レチクル用基板の表面の所定領域での膜厚ムラを検査するために、ステージを所定の間隔で移動させることができる移動手段と、をさらに含む。   In one aspect of the present invention, an image processing unit that receives an output signal of a line sensor and generates an image of a luminance distribution corresponding to a change in the amount of received light in the predetermined area of the line sensor, and an angle of the line light source A light source driving means, a line sensor driving means for changing the angle of the line sensor, and a movement capable of moving the stage at a predetermined interval in order to inspect film thickness unevenness in a predetermined area on the surface of the reticle substrate. Means.

本発明の一態様によれば、レチクル用基板の表面の所定領域におけるフォトレジスト膜の膜厚ムラの分布を画像として視覚的に迅速に把握することができる。   According to one embodiment of the present invention, the distribution of film thickness unevenness of a photoresist film in a predetermined region on the surface of a reticle substrate can be quickly grasped visually as an image.

本発明の一実施形態のマクロ検査装置を示す図である。It is a figure which shows the macro inspection apparatus of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のライン光源とラインセンサの位置(角度)を示す図である。It is a figure which shows the position (angle) of the line light source and line sensor of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のラインセンサの角度設定の説明図である。It is explanatory drawing of the angle setting of the line sensor of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施例による本発明の検査フローを示す図である。It is a figure which shows the test | inspection flow of this invention by one Example of this invention. 本発明の一実施例によるマクロ検査結果を示す図である。It is a figure which shows the macro test | inspection result by one Example of this invention.

図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態のマクロ検査装置100である。図1において、円形のステージ1上に被検査対象であるレチクル用基板2が載る。ステージ1は、ステージ・コントローラ4の制御下で、リニアモータ3によって、回転(α)、水平(X)あるいは垂直(Y)の方向に移動する。ライン光源5は、コントローラ8の制御下で、ステッピング・モータ7によって、円弧状のレール6に沿って移動する。ライン光源5は、ステージ1上のレチクル用基板2の上面に対して所定の角度に設定される。所定の角度は、測定状態に応じて任意に設定可能である。ライン光源5の明るさは、光源用の電源10によって調整される。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a macro inspection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a reticle substrate 2 to be inspected is placed on a circular stage 1. The stage 1 is moved in the direction of rotation (α), horizontal (X) or vertical (Y) by the linear motor 3 under the control of the stage controller 4. The line light source 5 is moved along the arc-shaped rail 6 by the stepping motor 7 under the control of the controller 8. The line light source 5 is set at a predetermined angle with respect to the upper surface of the reticle substrate 2 on the stage 1. The predetermined angle can be arbitrarily set according to the measurement state. The brightness of the line light source 5 is adjusted by a power source 10 for the light source.

ラインセンサカメラ9は、ライン光源5と同様に、コントローラ8の制御下で、ステッピング・モータ7により、円弧状のレール6に沿って移動する。ラインセンサカメラ9の前部には、レチクル用基板の表面からの反射光をラインセンサ9に導くための所定の光学系12が設けられる。なお、光学系12は、レチクル基板とラインセンサとの間にあればよく、ラインセンサ9と一体型であってもよい。ラインセンサカメラ9の出力は画像処理手段11に入る。画像処理手段11は、ステージ・コントローラ4、コントローラ8、ラインセンサカメラ9およびライン光源5用の電源10を制御する。なお、図1では、ライン光源5とラインセンサカメラ9はそれぞれ1つしか記載されていないが、レチクル用基板のサイズや形状に応じてそれぞれ2以上配置してもよい。以上が図1の概要である。次に、図1の各構成についてさらに説明する。   Similarly to the line light source 5, the line sensor camera 9 is moved along the arc-shaped rail 6 by the stepping motor 7 under the control of the controller 8. A predetermined optical system 12 for guiding the reflected light from the surface of the reticle substrate to the line sensor 9 is provided at the front portion of the line sensor camera 9. The optical system 12 may be provided between the reticle substrate and the line sensor, and may be integrated with the line sensor 9. The output of the line sensor camera 9 enters the image processing means 11. The image processing unit 11 controls the power supply 10 for the stage controller 4, the controller 8, the line sensor camera 9, and the line light source 5. In FIG. 1, only one line light source 5 and one line sensor camera 9 are shown, but two or more line light sources 5 and line sensor cameras 9 may be arranged according to the size and shape of the reticle substrate. The above is the outline of FIG. Next, each configuration in FIG. 1 will be further described.

ステージ1は、円形以外の任意の形状を有することができる。ステージ1は、できるだけ平坦な表面を有することが望ましい。ステージ1は、レチクル用基板2の表面以外からの反射光ができるだけ発生しにくい構造を有することが望ましい。   The stage 1 can have any shape other than a circle. The stage 1 desirably has a surface that is as flat as possible. The stage 1 preferably has a structure in which reflected light from other than the surface of the reticle substrate 2 is hardly generated.

検査対象のレチクル用基板2としては、基本的に表面にパターン化(露光、現像)前のフォトレジスト膜が形成されていれば、任意の構成(層構造)のレチクル用基板を選択することができる。例えば、石英等のガラス基板上に、CrやCrO等の遮光金属層及びフォトレジスト層が形成されたもの、遮光金属層を多層化したもの、あるいは遮光金属層を含まず、WやMoの酸化物等の無機レジストからなるフォトレジスト層のみがガラス基板上に形成されたもの等が該当する。 As the reticle substrate 2 to be inspected, a reticle substrate having an arbitrary configuration (layer structure) can be selected as long as a photoresist film before patterning (exposure and development) is basically formed on the surface. it can. For example, a light shielding metal layer such as Cr or CrO 2 and a photoresist layer formed on a glass substrate such as quartz, a multilayered light shielding metal layer, or a light shielding metal layer not including W or Mo. This corresponds to a case where only a photoresist layer made of an inorganic resist such as an oxide is formed on a glass substrate.

レチクル用基板2のサイズは、使用されるステッパー等の仕様により設定され、例えば、6インチ角のサイズのものが使われる。フォトレジスト膜は、ガラス基板の表面全体に渡って一様な厚さとなるように、液状のフォトレジストがガラス基板上にスピンコートされて形成される。その際、液状のフォトレジストは高分子材料からなるので、スピンコート後のフォトレジスト膜において、基板上の位置による微小な膜厚の差(バラツキ)が生ずる。これは主に、スピンコートする際に液状のレジストを基板中央部に吐出する時の微小な位置ずれによって生ずる。または、液状のレジスト自体の粘度の安定性や吐出量、基板表面状態などに左右され、吐出された液状のレジストの基板から中央部から外周部への広がり方が微妙に違ってくるからである。したがって、ガラス基板の表面全体に渡って完全に均一な厚さのフォトレジスト膜を形成することは難しく、微小な膜厚のバラツキが局所的にガラス基板の表面の任意の領域に形成されてしまう。   The size of the reticle substrate 2 is set according to the specifications of the stepper used, for example, a 6-inch square size is used. The photoresist film is formed by spin-coating a liquid photoresist on the glass substrate so as to have a uniform thickness over the entire surface of the glass substrate. At this time, since the liquid photoresist is made of a polymer material, a slight difference in film thickness (variation) occurs depending on the position on the substrate in the photoresist film after spin coating. This is mainly caused by a slight misalignment when a liquid resist is discharged to the center of the substrate during spin coating. Or, depending on the stability of the viscosity of the liquid resist itself, the discharge amount, the substrate surface condition, etc., the way in which the discharged liquid resist spreads from the central part to the outer peripheral part is slightly different. . Therefore, it is difficult to form a photoresist film having a completely uniform thickness over the entire surface of the glass substrate, and a small variation in film thickness is locally formed in an arbitrary region on the surface of the glass substrate. .

ライン光源5は、ライン上の発光源とその上の拡散効果を得るための光学系(レンズ、拡散板など)を含む。ライン光源5は、例えば、長形の基板上に複数の発光素子が所定のピッチL1で一列に配置される。基板のサイズは、任意に選択できるが、例えば15mm×700mmである。ピッチL1は、発光素子のサイズ等に応じて任意に選択できる。発光素子は、現在利用可能な発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)等の半導体素子のみならず将来新たに出現する発光素子等、基本的に任意に選択可能である。ライン光源5は、ステージ1の表面から所定の距離(例えば、40〜45cm)の位置に設定される。   The line light source 5 includes a light emission source on the line and an optical system (lens, diffusion plate, etc.) for obtaining a diffusion effect thereon. In the line light source 5, for example, a plurality of light emitting elements are arranged in a line at a predetermined pitch L1 on a long substrate. The size of the substrate can be arbitrarily selected, and is, for example, 15 mm × 700 mm. The pitch L1 can be arbitrarily selected according to the size of the light emitting element. The light emitting element can be basically arbitrarily selected from not only semiconductor elements such as currently available light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LD) but also light emitting elements newly appearing in the future. The line light source 5 is set at a predetermined distance (for example, 40 to 45 cm) from the surface of the stage 1.

拡散板等の拡散効果を得るための光学系(レンズ、拡散板など)は、発光源との一体型として、あるいは発光源の出力部の外側に設置することができる。発光源の波長は、広域波長あるいは所定の波長帯を選択することができる。その選択は、レチクル基板の状態(レジスト材質、光特性など)、ラインセンサカメラ9および光学系の光学特性(波長特性など)に応じておこなわれる。レチクル用基板2の表層をなすフォトレジスト膜の測定の場合は、例えば青色系の比較的短い波長域の可視光が用いられる。   An optical system (a lens, a diffusion plate, etc.) for obtaining a diffusion effect such as a diffusion plate can be installed integrally with the light source or outside the output part of the light source. As the wavelength of the light source, a wide wavelength or a predetermined wavelength band can be selected. The selection is made according to the state of the reticle substrate (resist material, optical characteristics, etc.) and the optical characteristics (wavelength characteristics, etc.) of the line sensor camera 9 and the optical system. In the case of measuring a photoresist film that forms the surface layer of the reticle substrate 2, for example, blue-based visible light having a relatively short wavelength region is used.

ラインセンサカメラ9は、受光素子(画素)を一列に並べることによって、1次元毎に画像を取得できるものであれば良い。ラインセンサカメラ9には、例えば1次元のCCDが含まれる。その画素数は、レチクル基板2のサイズに応じて選択される。レチクル基板2のサイズが大きくて1つのラインセンサカメラ9ではカバーできない場合は、2以上のラインセンサカメラを用いる。ラインセンサカメラ9は、ステージ1の表面から所定の距離(例えば、85〜90cm)の位置に設定される。   The line sensor camera 9 only needs to be capable of acquiring an image for each dimension by arranging light receiving elements (pixels) in a line. The line sensor camera 9 includes, for example, a one-dimensional CCD. The number of pixels is selected according to the size of the reticle substrate 2. If the reticle substrate 2 is large and cannot be covered by one line sensor camera 9, two or more line sensor cameras are used. The line sensor camera 9 is set at a predetermined distance (for example, 85 to 90 cm) from the surface of the stage 1.

ライン光源5とラインセンサカメラ9は、ステッピング・モータ7によって、所定の最小制御角度Δθ単位で、レチクル基板2の表面に対する角度を可変することができる。ステッピング・モータ7による最小制御角度Δθは、例えば1/1000度以下である。その最小制御角度はできるだけ小さいほうが望ましい。   The line light source 5 and the line sensor camera 9 can vary the angle with respect to the surface of the reticle substrate 2 by a predetermined minimum control angle Δθ by the stepping motor 7. The minimum control angle Δθ by the stepping motor 7 is, for example, 1/1000 degrees or less. The minimum control angle is preferably as small as possible.

光学系12は、レチクル基板2の表面からの反射光が、ラインセンサ9の全面あるいは所定領域で受光されるように構成される。光学系12は、レンズあるいはナイフエッジなどの反射光束の軌道を調整するための光学備品を含む。   The optical system 12 is configured such that reflected light from the surface of the reticle substrate 2 is received on the entire surface of the line sensor 9 or on a predetermined region. The optical system 12 includes an optical fixture for adjusting the trajectory of the reflected light beam such as a lens or a knife edge.

画像処理手段11は、所定の測定プログラムに基づき、ラインセンサカメラ9からの画像情報を処理する。画像処理手段11は、コントローラ4、8および照明用電源10を制御する。画像処理手段11は、ラインセンサカメラ9の制御用のカード(回路基板)、コントローラ4、8あるいは照明用電源10を制御するための回路基板、画像データを格納するためのメモリ等を有する。画像処理手段11としては、例えば、画像処理結果などを表示する表示部、測定条件などを入力する入力部などを有するパーソナル・コンピュータ(PC)が該当する。   The image processing means 11 processes the image information from the line sensor camera 9 based on a predetermined measurement program. The image processing means 11 controls the controllers 4 and 8 and the illumination power supply 10. The image processing means 11 includes a card (circuit board) for controlling the line sensor camera 9, a circuit board for controlling the controllers 4 and 8 or the power supply 10 for illumination, a memory for storing image data, and the like. The image processing means 11 corresponds to, for example, a personal computer (PC) having a display unit for displaying image processing results and the like, an input unit for inputting measurement conditions and the like.

図2は、図1のマクロ検査装置100において、本発明の一実施形態のライン光源5とラインセンサカメラ9の位置(角度)を示す図である。図3は、図1のマクロ検査装置100において、本発明の一実施形態のライン光源5とラインセンサカメラ9の角度を設定する方法を説明するための図である。ここで言う角度は、図2に示されるように、図1のステージ1上のレチクル基板2の表面に対するライン光源5の角度θ1とラインセンサカメラ9の角度θ2とを意味する。   FIG. 2 is a diagram showing positions (angles) of the line light source 5 and the line sensor camera 9 according to the embodiment of the present invention in the macro inspection apparatus 100 of FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a method of setting the angles of the line light source 5 and the line sensor camera 9 according to the embodiment of the present invention in the macro inspection apparatus 100 of FIG. As shown in FIG. 2, the angle referred to here means an angle θ <b> 1 of the line light source 5 with respect to the surface of the reticle substrate 2 on the stage 1 in FIG. 1 and an angle θ <b> 2 of the line sensor camera 9.

図3(a)において、符号20は円形のウエハを上方から見た図であり、符号22は、ウエハ20の表面を含む平面上に写り込むライン光源5の像を表している。ここで、ウエハ20は、鏡面を有する部材として用いられており、鏡面を有するものであれば鏡等の他の部材でもよい。図3(b)の符号24は、ラインセンサカメラ9の角度θ2と感度(受光量)との関係を示すグラフ(ライン)である。   In FIG. 3A, reference numeral 20 is a view of a circular wafer as viewed from above, and reference numeral 22 represents an image of the line light source 5 reflected on a plane including the surface of the wafer 20. Here, the wafer 20 is used as a member having a mirror surface, and may be another member such as a mirror as long as it has a mirror surface. Reference numeral 24 in FIG. 3B is a graph (line) showing the relationship between the angle θ2 of the line sensor camera 9 and the sensitivity (light reception amount).

今、図1のマクロ検査装置100において、図3(a)のウエハ20の表面を含む平面を照らすライン光源5を所定の角度θ1に設定した状態で、ラインセンサカメラ9の角度θ2を所定の範囲で所定のステップ(角度変位)で可変していく。ここで、例えば、角度θ1はおよそ63度であり、所定の範囲はおよそ80〜87度であり、所定のステップ(角度変位)は、上述した所定の最小制御角度Δθ単位あるいはその倍数となる角度(nΔθ)である。なお、角度θ2の所定範囲、および角度θ1は測定対象に応じて設定される。   Now, in the macro inspection apparatus 100 of FIG. 1, the angle θ2 of the line sensor camera 9 is set to a predetermined angle with the line light source 5 that illuminates the plane including the surface of the wafer 20 of FIG. The range is varied by a predetermined step (angular displacement). Here, for example, the angle θ1 is approximately 63 degrees, the predetermined range is approximately 80 to 87 degrees, and the predetermined step (angular displacement) is an angle that is the predetermined minimum control angle Δθ unit described above or a multiple thereof. (NΔθ). The predetermined range of the angle θ2 and the angle θ1 are set according to the measurement object.

ラインセンサカメラ9の移動に伴い、ウエハ20の表面を含む平面上に写り込むライン光源5の像22は、図3(a)の位置P0から矢印Aで示す方向に移動していく。位置P0は、例えば角度θ2が80度の場合に相当する。位置P0では、ライン光源5の像22は、ウエハ20の表面(鏡面)に写り込んでいないので、ラインセンサカメラ9の感度(受光量)は低く、図3(b)のP0で指示される領域の感度を示す。ラインセンサカメラ9を移動させて、ライン光源5の像22が、位置P1に来た時、すなわちウエハ20の中央部(中心部)に来た時、ライン光源5の像22のウエハ20の表面(鏡面)に写り込む量(面積)が最大となる。   As the line sensor camera 9 moves, the image 22 of the line light source 5 reflected on the plane including the surface of the wafer 20 moves in the direction indicated by the arrow A from the position P0 in FIG. The position P0 corresponds to a case where the angle θ2 is 80 degrees, for example. At the position P0, since the image 22 of the line light source 5 is not reflected on the surface (mirror surface) of the wafer 20, the sensitivity (light receiving amount) of the line sensor camera 9 is low, and is indicated by P0 in FIG. Indicates the sensitivity of the area. When the line sensor camera 9 is moved and the image 22 of the line light source 5 comes to the position P1, that is, when it reaches the center (center) of the wafer 20, the surface of the wafer 20 of the image 22 of the line light source 5 The amount (area) reflected in (mirror surface) is maximized.

この時、図3(b)のラインセンサカメラ9の感度(受光量)を示すグラフ24は、P1で指示される最大感度S1を示す。本発明では、この最大感度S1を示す時のラインセンサカメラ9の角度θ2mを、図1のマクロ検査装置100においてステージ1上のレチクル基板2の表面を測定する角度として設定する。一実施形態では、角度θ2mはおよそ84度である。ラインセンサカメラ9をさらに移動させると、ライン光源5の像22のウエハ20の表面(鏡面)に写り込む量(面積)は徐々に減少し、図3(b)のグラフ24に示されるように感度は減少していく。   At this time, the graph 24 showing the sensitivity (light reception amount) of the line sensor camera 9 in FIG. 3B shows the maximum sensitivity S1 indicated by P1. In the present invention, the angle θ2m of the line sensor camera 9 when the maximum sensitivity S1 is shown is set as an angle for measuring the surface of the reticle substrate 2 on the stage 1 in the macro inspection apparatus 100 of FIG. In one embodiment, the angle θ2m is approximately 84 degrees. When the line sensor camera 9 is further moved, the amount (area) of the image 22 of the line light source 5 reflected on the surface (mirror surface) of the wafer 20 gradually decreases, as shown in the graph 24 of FIG. Sensitivity decreases.

このように、本発明では、最初にライン光源の位置(角度)を設定した上で、所定の表面(鏡面)上に写り込むライン光源の像の位置を確認(検出)しながら、ラインセンサカメラの感度(受光量)が最大となる時の位置(角度)にラインセンサカメラを設定することに特徴がある。すなわち、単にラインセンサカメラの感度(受光量)のみをモニターしてその量が最大となる角度を選択するのでは無く、ライン光源の像の位置を確認(検出)することにより、検査対象以外からの光に起因する受光量の増加をできるだけ排除しつつ、検査対象の表面からの反射光量が最大となる角度を検出して設定するところに特徴がある。なお、所定の表面(鏡面)上に写り込むライン光源の像の位置を確認(検出)は、カメラを所定の表面(鏡面)の上方に設置して、ライン光源の像を画像として表示させることにより、あるいは目視により、または両者の併用によりおこなうことができる。   As described above, in the present invention, the position (angle) of the line light source is set first, and then the position of the image of the line light source reflected on the predetermined surface (mirror surface) is confirmed (detected), and the line sensor camera This is characterized in that the line sensor camera is set at the position (angle) when the sensitivity (the amount of received light) becomes the maximum. That is, instead of simply monitoring the sensitivity (light reception amount) of the line sensor camera and selecting the angle that maximizes the amount, the position of the image of the line light source is confirmed (detected) so that it can be detected from other than the inspection target. The feature is that the angle at which the amount of reflected light from the surface of the inspection object is maximized is detected and set while eliminating the increase in the amount of light received due to the light as much as possible. Note that the position of the image of the line light source reflected on the predetermined surface (mirror surface) is confirmed (detected) by placing the camera above the predetermined surface (mirror surface) and displaying the image of the line light source as an image. Or by visual observation or a combination of both.

次に、本発明のレチクル用基板の表面を成すフォトレジスト膜の膜厚ムラを検査フローについて説明する。図4は、本発明の検査フローを示す図である。図4のフローは、図1の一実施形態のマクロ検査装置100によって実行される。   Next, an inspection flow for the film thickness unevenness of the photoresist film forming the surface of the reticle substrate of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing an inspection flow of the present invention. The flow of FIG. 4 is executed by the macro inspection apparatus 100 according to the embodiment of FIG.

ステップS11において、既に上述したライン光源5とラインセンサカメラ9の角度を設定する。ステップS12において、被検査対象のレチクル用基板2をステージ1上に準備し、ステージ1を所定のステップで移動させながら、レチクル用基板2の表面(フォトレジスト膜)の所定の領域毎にラインセンサカメラ9で反射光量(平均輝度)を測定する。   In step S11, the angles of the line light source 5 and the line sensor camera 9 already described above are set. In step S12, the reticle substrate 2 to be inspected is prepared on the stage 1, and the line sensor is detected for each predetermined region of the surface (photoresist film) of the reticle substrate 2 while moving the stage 1 in a predetermined step. The amount of reflected light (average luminance) is measured by the camera 9.

ステップS13において、ステップS12で得られた、レチクル用基板2の表面(フォトレジスト膜)の所定の領域毎の平均輝度のデータを画像処理して、レチクル用基板2の表面(フォトレジスト膜)の全領域(あるいは指定領域)に渡って求めて、輝度マップを作成する。輝度マップは、所定の領域毎に平均輝度、および平均輝度の標準偏差などの情報を含む。なお、標準偏差は、ステップS12の平均輝度の測定時に、あるいはその際に必要に応じて行われる平均輝度の校正時に算出される。ステップS14において、得られた輝度マップを画像として表示装置に表示させる。   In step S13, the average luminance data for each predetermined region of the surface of the reticle substrate 2 (photoresist film) obtained in step S12 is subjected to image processing, and the surface of the reticle substrate 2 (photoresist film) is processed. The luminance map is created by obtaining the entire area (or the designated area). The luminance map includes information such as average luminance and standard deviation of average luminance for each predetermined area. The standard deviation is calculated at the time of measuring the average luminance in step S12 or at the time of calibration of the average luminance that is performed as necessary at that time. In step S14, the obtained luminance map is displayed on the display device as an image.

本発明の一実施例として、図5にレチクル用基板2の表面(フォトレジスト膜)を測定した輝度マップの画像を示す。図5の画像では、明暗等の強調処理をしている。測定の際のライン光源5の角度θ1は63度であり、ラインセンサカメラ9の角度θ2は84度である。ライン光源5は、ステージ1の表面から40cmの距離の位置に設定され、ラインセンサカメラ9は、ステージ1の表面から87cmの距離(より正確にはWD=868mm)の位置に設定される。図5の画像において、渦巻き状あるいは凸状の領域において膜厚ムラ(バラツキ)が発生していることがわかる。   As an example of the present invention, FIG. 5 shows an image of a luminance map obtained by measuring the surface (photoresist film) of the reticle substrate 2. In the image of FIG. 5, enhancement processing such as light and dark is performed. The angle θ1 of the line light source 5 at the time of measurement is 63 degrees, and the angle θ2 of the line sensor camera 9 is 84 degrees. The line light source 5 is set at a position 40 cm away from the surface of the stage 1, and the line sensor camera 9 is set at a position 87 cm away from the stage 1 surface (more precisely, WD = 868 mm). In the image of FIG. 5, it can be seen that film thickness unevenness (variation) occurs in a spiral or convex region.

本発明の実施形態について、図1〜図5を例にとり説明をした。しかし、本発明はこれらの実施形態に限られるものではない。本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変形を加えた態様で実施できるものである。   The embodiment of the present invention has been described with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to these embodiments. The present invention can be implemented in variously modified, modified, and modified embodiments based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

1 ステージ
2 レチクル基板
3 リニアモータ
4、8 コントローラ
5 ライン光源
6 レール
7 ステッピング・モータ
9 ラインセンサカメラ
10 ライン光源用電源
11 画像処理装置
100 マクロ検査装置
1 Stage 2 Reticle Board 3 Linear Motor 4, 8 Controller 5 Line Light Source 6 Rail 7 Stepping Motor 9 Line Sensor Camera
10 Power source for line light source 11 Image processing device
100 Macro inspection equipment

Claims (6)

レチクル用基板の表面を成すフォトレジスト膜の膜厚ムラを検査するマクロ検査装置であって、
前記レチクル用基板を乗せるためのステージと、
前記レチクル用基板の表面に対して第1の角度方向から前記レチクル用基板に光を照射するライン光源と、
前記レチクル用基板の表面に対して第2の角度方向から前記レチクル用基板の表面からの反射光を受光するラインセンサと、を備え、
前記第2の角度は、前記ラインセンサを第2の角度を含む所定の角度範囲内で所定のステップで移動させる際に、前記レチクル用基板の表面に写る前記ライン光源の写像が前記レチクル用基板の表面の中央部に位置する場合の角度として設定され、前記ラインセンサが受光する反射光の光量が最大となる角度である、マクロ検査装置。
A macro inspection apparatus for inspecting a film thickness unevenness of a photoresist film forming a surface of a reticle substrate,
A stage for placing the reticle substrate;
A line light source for irradiating light to the reticle substrate from a first angular direction with respect to the surface of the reticle substrate;
A line sensor that receives reflected light from the surface of the reticle substrate from a second angle direction with respect to the surface of the reticle substrate;
When the line sensor is moved in a predetermined step within a predetermined angle range including the second angle, the mapping of the line light source reflected on the surface of the reticle substrate is the second angle. A macro inspection apparatus which is set as an angle when located at the center of the surface of the surface of the surface and is an angle at which the amount of reflected light received by the line sensor is maximized .
前記第1の角度は略63度であり、前記第2の角度は略84度である、請求項のマクロ検査装置。 The first angle is approximately 63 degrees, the second angle is approximately 84 degrees, macro inspection apparatus according to claim 1. 前記ライン光源は列状に配置された複数のLEDを含み、各LEDの出力は均一になるように調整されている、請求項1または2のマクロ検査装置。 The line light source comprises a plurality of LED arranged in a row, the output of each LED is adjusted to be uniform, macro inspection apparatus according to claim 1 or 2. 前記ラインセンサは、CCDまたはCMOSのラインセンサからなる、請求項1〜3のいずれか1項のマクロ検査装置。 The macro inspection apparatus according to claim 1, wherein the line sensor is a CCD or CMOS line sensor. 前記レチクル用基板は、ガラス基板上の迷光防止用の多層膜と、多層膜上の前記フォトレジストからなる、請求項1〜4のいずれか1項のマクロ検査装置。 Substrate The reticle includes a multilayer film for preventing stray light on the glass substrate, made of the photoresist on the multi-layer film, macro inspection apparatus according to any one of claims 1 to 4. 前記ラインセンサの出力信号を受け取り、前記ラインセンサの前記所定領域での受光量の変化に対応した輝度分布の画像を生成する画像処理手段と、
前記ライン光源の角度を変えるための光源駆動手段と、
前記ラインセンサの角度を変えるためのラインセンサ駆動手段と、
前記レチクル用基板の表面の所定領域での前記膜厚ムラを検査するために、前記ステージを所定の間隔で移動させることができる移動手段と、
をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項のマクロ検査装置。
Image processing means for receiving an output signal of the line sensor and generating an image of a luminance distribution corresponding to a change in received light amount in the predetermined area of the line sensor;
Light source driving means for changing the angle of the line light source;
Line sensor driving means for changing the angle of the line sensor;
A moving means capable of moving the stage at predetermined intervals in order to inspect the film thickness unevenness in a predetermined region of the surface of the reticle substrate;
Further comprising, macro inspection apparatus of any one of claims 1 to 5..
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