JPH04344447A - 透明ガラス基板の欠陥検出装置 - Google Patents

透明ガラス基板の欠陥検出装置

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JPH04344447A
JPH04344447A JP3117137A JP11713791A JPH04344447A JP H04344447 A JPH04344447 A JP H04344447A JP 3117137 A JP3117137 A JP 3117137A JP 11713791 A JP11713791 A JP 11713791A JP H04344447 A JPH04344447 A JP H04344447A
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滝田 政俊
Atsushi Watabe
厚 渡部
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば集積回路製造の
フォトマスクとして使用する透明ガラス基板の傷等の欠
陥を検出する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、集積回路製造の回路パターンの
露光に用いるフォトマスクには、透明なガラス基板が使
用されている。ガラス基板に傷や汚れ等の欠陥があると
、不良発生の原因となるため、ガラス基板を検査して欠
陥を確実に検出することが必要である。
【0003】従来、欠陥の検出は暗室内に配置したガラ
ス基板に光を照射して行なわれてきた。照射した光がガ
ラス基板の傷等に入射すると散乱光が発生するため、そ
の散乱光を目視で検出すれば欠陥の有無がわかる。傷が
微細な場合には散乱光の光量が少なくなるため、照射光
の照度を上げる必要がある。特に1μm以下の傷につい
ては、照度を非常に高くしなければ肉眼で検出すること
は難しい。しかし光の照度を高くするに従って、基板表
面からの反射光が目に入った場合の危険性が高くなるた
め、単に照射光の照度を上げることは出来ない。照射光
の照度はせいぜい20万ルクス程度までしか上げられず
、肉眼での検出精度向上には限界がある。
【0004】このため、人間の目を用いずに表面欠陥を
検査する各種の装置が開発された。特開昭62−105
038号公報には、ガラス基板を光ビームで照射走査し
、欠陥箇所で生ずる散乱反射光を検出するガラス基板表
面検査装置の受光系が開示されている。特開昭63−2
00043号公報には、ガラス板やプラスチック板等の
表面の傷や汚れ等の欠陥を検出するシート状被検体の表
面欠陥検出装置が開示されている。また、特開昭63−
208746号公報には検査領域全面で均一な検出感度
を有する欠陥検査装置が開示されている。
【0005】これらの装置は、レーザ光等をガラス基板
に照射して、その透過光または後方散乱光を検出するも
のであるが、目視による検査に比べて必ずしも有効であ
るとは限らない。フォトマスク用のガラス基板の場合、
集積回路の集積度向上に伴って許容欠陥寸法が1μm以
下に推移してきており、1μmに満たない欠陥を素ガラ
スのまま非接触で確実に検出できる欠陥検出装置が望ま
れている。
【0006】また、上記した欠陥検査方法以外にも電子
顕微鏡等により欠陥をとらえる方法もある。しかし、被
検体に金膜等を成膜する必要があることに加え、観察視
野が非常に狭く、基板1枚当りの検査に膨大な時間がか
かり実用的でない。非常に浅い欠陥は検出できない場合
もある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、透明ガラス基板の表面に
存在する欠陥を高感度で且つ確実に検出する検査装置を
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明者らは図3に示す検査装置を用い、透明ガラ
ス基板2の欠陥3に様々な方向および角度から検査光を
照射し、検査光の入射方向と散乱光との関係を検討した
【0009】図3の装置は、X−Yテーブル(不図示)
に載置された回転ステージ10に透明ガラス基板2を載
せ、その片側に散乱光検出器(CCDカメラ)18を配
置したものである。光源14は移動可能で、透明ガラス
基板2に対して様々な方向から検査光を照射可能になっ
ている。基板2表面の欠陥3により生じた散乱光は散乱
光検出器18で検出される。
【0010】本発明者らは、先ず、検査光を透明ガラス
基板2に対して散乱光検出器18側から照射した場合と
、その反対側から照射した場合とで何れが強い散乱光を
得られるかという試験を行なった。表面に1×5μm、
5×100μm、1×2μmの欠陥がある透明ガラス基
板2を用意し、その法線6に対して45°をなす検査光
を照射して生じた散乱光を散乱光検出器18で捕えた。
【0011】図4、図5および図6は検査光を散乱光検
出器18側から照射して生じた後方散乱光7の画像、図
7、図8および図9はその反対側から検査光を照射して
生じた前方散乱光7の画像である。図4および図7の欠
陥の大きさは1×5μm、図5および図8の欠陥の大き
さは5×100μm、図6および図9の欠陥の大きさは
1×2μmである。なお、1×2μmのような微細な欠
陥の場合、後方散乱光は検出されなかった(図6参照)
。図4〜図9の散乱光量の比較により、検査光を散乱光
検出器18と反対側から照射した方がより強い散乱光7
が得られることがわかる。
【0012】次に、検査光とガラス基板2の法線6とが
なす角θ(図3参照)、および、ガラス基板2に対する
検査光の入射方位を変化させ、散乱光7の光入射角度依
存性を検討した。検査光の入射方位は、図10に示すよ
うにガラス基板2の表面に任意に設定した基準方位17
と、検査光の光路をガラス基板2へ垂直に投影した投影
線15とのなす角φで示してある。図11には1×3μ
mの欠陥に検査光を照射した際の散乱光検出可能範囲1
1、図12には0.5×20μmの欠陥に検査光を照射
した際の散乱光検出可能範囲12を示す。これらの結果
によれば、散乱光強度は検査光と透明ガラス基板2の法
線とがなす角θおよび検査光の入射方位φにより大きな
影響を受け、散乱光7は検査光が欠陥の形状に応じた特
定の条件を満たして入射したときにのみ発生しているこ
とがわかる。例えば、検査光が欠陥の長手方向に直交し
て入射した場合には強い散乱光が得られ、欠陥の長手方
向と平行に入射した場合には弱い散乱光しか得られない
。欠陥が浅い場合には散乱光が全く検出できないことも
ある。
【0013】本発明者らは以上の試験結果を検討したと
ころ、散乱光検出器側の少なくとも3方向から検査光を
ガラス基板に照射し、検査光とガラス基板の法線とのな
す角θを10°〜40°にすれば、ガラス基板の表面に
存在する微小な欠陥をも確実に検出できることを見いだ
し本発明を完成するに至った。
【0014】即ち、本発明の透明ガラス基板の欠陥検出
装置は、一実施例に対応する図1に示すように、被検査
体である透明ガラス基板2の片側に、透明ガラス基板2
の一点に向けて少なくとも3方向から検査光51・52
・53 を同時に照射する光源41・42・43 が配
置されている。検査光51・52・53 と透明ガラス
基板2の法線6となす角θ1・θ2・θ3は10〜40
°である。透明ガラス基板2のもう一方の側には透明ガ
ラス基板2の欠陥3により生じた前方散乱光7を検出す
る散乱光検出器8が配置されている。
【0015】被検査体である透明ガラス基板2としては
、例えばフォトマスク用のガラス基板がある。
【0016】光源41・42・43 は、ガラス基板の
表面に光をスポット照射できる集光作用を有するものを
使用する。例えばハロゲンランプヘリウムネオン等のレ
ーザ光発生装置や水銀ランプが挙げられる。集光作用の
ない光源を用いると、欠陥3による散乱光7が検出しに
くくなり、検出感度が低下してしまう。
【0017】検査光51・52・53 は透明ガラス基
板2に少なくとも3方向から照射する。照射方向は多い
方が良い。照射方向が3方向未満であると欠陥3の形状
によっては散乱光7が発生せず、欠陥3を検出できない
ことがある。また、検査光51・52・53 の照度は
高いほうが好ましい。リング状の光を収束できるリング
照明系の使用も可能である。
【0018】検査光51・52・53 とガラス基板2
の法線とのなす角θ1・θ2・θ3 は、10〜40°
に設定する。 なす角θ1・θ2・θ3 が10°に満たない場合や、
40°を越える場合には、欠陥3の形状によっては散乱
光7が発生せず、欠陥3を検出できないことがある。例
えば3方向から検査光51・52・53 を照射する場
合、検査光51・52・53 とガラス基板2の法線と
のなす角θ1・θ2・θ3 は10〜25°に設定する
ことがより好ましい。
【0019】なお、3方向から検査光51・52・53
を照射する場合、各検査光51・52・53の光路をガ
ラス基板2へ垂直に投影した投影線同士のなす角δが6
0°を越えないように光源41・42・43 を配置す
ることが好ましい。60°を越えると欠陥3を検出でき
ないことがある。また、各検査光51・52・53 の
光路をガラス基板2へ垂直に投影した投影線同士のなす
角δと、180°を検査光51・52・53 の本数を
割った角度とが一致するように光源41・42・43 
を配置することが望ましい。例えば4方向の場合はなす
角δを45°、5方向の場合はなす角δを36°に設定
する。
【0020】
【作用】光源41・42・43 から照射された検査光
51・52・53 が透明ガラス基板2を透過する際、
透過部分に欠陥3があると検査光51・52・53が散
乱される。その散乱光7を散乱光検出器8で検出するこ
とにより欠陥3が検出される。検査光51・52・53
 は透明ガラス基板2の法線6と10〜40°の角度を
なして散乱光検出器8の反対側から透明ガラス基板2に
入射するために散乱光7が発生し易く、欠陥3が微細な
場合でも散乱光7が生じる。欠陥3の形状が細長い場合
でも、光源41・42・43 から照射された検査光5
1・52・53 のうち何れかは欠陥3にその長手方向
と交わって入射するため、散乱光7が発生する。そのた
めどのような形状の欠陥3も確実に検出することが出来
る。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は本
発明を適用する透明ガラス基板の欠陥検出装置の一実施
例の側面図、図2はその平面図である。この装置は、X
−Yテーブル(不図示)に載置された顕微鏡用回転ステ
ージ10((株)ニコン製)の上面に被検体である透明
ガラス基板2を載せ、その上方に散乱光検出器8を配置
したものである。散乱光検出器8は、実体顕微鏡((株
)ニコン製)にCCDカメラ(プロテックジャパン社製
)を取り付けたもので、その光学系には×5のレンズが
挿入されている。透明ガラス基板2の下方には3個のハ
ロゲンランプ41・42・43 (山田光学製)が設け
られている。各ハロゲンランプ41・42・43 は、
照射される検査光51・52・53が透明ガラス基板2
の法線6と25°の角度をなし、透明ガラス基板2表面
の一点で交差するように配置される。各検査光51・5
2・53 の光路をガラス基板2へ垂直に投影した投影
線同士のなす角δは60°に設定されている。
【0022】ハロゲンランプ41・42・43 から照
射された検査光51・52・53 は、透明ガラス基板
2の表面で交差するとともに透明ガラス基板2に入射す
る。透明ガラス基板2に欠陥3がない場合には、各検査
光51・52・53はそのまま透明ガラス基板2を透過
し、散乱光は発生しない。検査光51・52・53 が
欠陥3に入射すると散乱光7が発生し、CCDカメラ8
により検出される。
【0023】以下、フォトマスク用合成石英ガラス基板
2の欠陥検出を行なった実施例を説明する。
【0024】実施例1 透明ガラス基板2として精密研磨実施後に精密洗浄を施
した127×127×2.3mmのフォトマス用合成石
英ガラス基板2を10枚用意する。各ガラス基板2は、
夫々2×20μm、2×2μm、1×10μm、1×3
μm、1×1μm、0.5×20μm、0.5×5μm
、0.5×1μm、0.3×0.7μm、0.3×0.
3μmの傷3を有している。
【0025】各ハロゲンランプ41・42・43 から
の検査光51・52・53 は、基板2の表面で20万
ルクスになるように調整した後、これらのフォトマス用
合成石英ガラス基板2を順に回転ステージ10に載せ、
欠陥検出の可否を判定した。
【0026】実施例2 基板2表面の照度を60万ルクスとする他は実施例1と
同様にして欠陥検出を試みた。
【0027】次に、比較のため本発明を適用以外の方法
で欠陥検出を試みた。 比較例1 実施例1の検査に使用したガラス基板2をクリーンルー
ム内に入れ、基板2の表面で20万ルクスになるように
照明を当て、欠陥の有無を目視で検査した。
【0028】比較例2 ハロゲンランプの本数を2本にする以外は実施例1と同
様にして欠陥を検出した。
【0029】比較例3 ハロゲンランプ41・42・43 を散乱光検出器8側
に移して検査光を照射し、後方散乱光を検出する他は実
施例1と同様にして欠陥を検出した。
【0030】比較例4 検査光51・52・53 とガラス基板2の法線とのな
す角を5°にする他は実施例1と同様にして欠陥を検出
した。
【0031】表1に各実施例および比較例の検出結果を
示す。
【0032】
【表1】
【0033】表1に示す結果によれば、本発明の透明ガ
ラス基板の欠陥検出装置は1μm以下のガラス表面の欠
陥をも検出可能なことがわかる。
【0034】なお、上記の実施例では散乱光検出器8と
してCCDカメラを使用したが、撮像管を使用しても良
い。散乱光検出器8の光学系に拡大レンズを取付ければ
欠陥検出力をさらに高めることも可能である。
【0035】また、本発明の装置とガラス基板2の自動
スキャンを組合わせれば、信頼性が高く且つ高感度の自
動欠陥検出装置を組み上げることも可能である。さらに
、欠陥3の光照射角度による散乱光強度の違いにより、
汚れか傷かの判別も可能となる。
【0036】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
透明ガラス基板の欠陥検出装置は、欠陥により生じる散
乱光強度が大きいため、1μm以下の微小な欠陥の検出
が可能である。また、ガラス基板に対して3方向以上か
ら検査光を同時に照射するために欠陥の形状にかかわら
ず散乱光が発生し、欠陥を高感度で確実に検出すること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する透明ガラス基板の欠陥検出装
置の一実施例を示す側面図である。
【図2】図1に示した透明ガラス基板の欠陥検出装置の
平面図である。
【図3】透明ガラス基板の欠陥検出条件を求める装置の
概略側面図である。
【図4】欠陥により生じた後方散乱光を示す図である。
【図5】欠陥により生じた後方散乱光を示す図である。
【図6】欠陥により生じた後方散乱光を示す図である。
【図7】欠陥により生じた前方散乱光を示す図である。
【図8】欠陥により生じた前方散乱光を示す図である。
【図9】欠陥により生じた前方散乱光を示す図である。
【図10】検査光の入射方位の説明図である。
【図11】散乱光を検出可能な範囲を示す図である。
【図12】散乱光を検出可能な範囲を示す図である。
【符号の説明】
2は透明ガラス基板、3は欠陥、41・42・43・1
4は光源、51・52・53 は検査光、6は透明ガラ
ス基板の法線、7は散乱光、8・18は散乱光検出器、
10は回転ステージ、11・12は散乱光検出可能範囲
、15は投影線、17は基準方位である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  被検査体である透明ガラス基板の片側
    に、前記透明ガラス基板の一点に向けて少なくとも3方
    向から検査光を同時に照射する光源が配置され、該検査
    光と透明ガラス基板の法線とが10〜40°の角度をな
    し、前記透明ガラス基板のもう一方の側に透明ガラス基
    板の欠陥により生じた前方散乱光を検出する散乱光検出
    器が配置されていることを特徴とする透明ガラス基板の
    欠陥検出装置。
  2. 【請求項2】  前記透明ガラス基板がフォトマスク用
    ガラス基板であることを特徴とする請求項1に記載の透
    明ガラス基板の欠陥検出装置。
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