JPH05240796A

JPH05240796A - 薄膜修理方法及び薄膜修理装置

Info

Publication number: JPH05240796A
Application number: JP3990092A
Authority: JP
Inventors: Junji Sakurai; 潤治桜井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1993-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】基板上に形成した薄膜の欠損欠陥または残留
欠陥を検出して修理する薄膜修理に関し、欠陥検出の所
要時間を短縮させることができ、欠陥修理を高品質に且
つ短時間で行うことができる薄膜修理方法及び薄膜修理
装置の提供を目的とする。【構成】修理方法の欠陥検出は、薄膜１１形成の基板
Ｓの検査領域ＡＢＣＤを複数の検査区分ＡＥＦＧなどに
分割し、光照射による検査区分からの反射光量を応答値
として測定し、応答値を予め設定のデータと照合して行
う欠陥存在領域抽出を、要すれば抽出された検査区分Ａ
ＥＦＧを更に検査区分ＡＨＬＫ等に分割して行うように
繰り返し、抽出した検査区分ＬＩＦＪを検査して欠陥１
２を検出し、欠陥修理は、欠陥１２を含む局所領域に欠
損欠陥または残留欠陥に対応させた反応ガス１３または
１４を供給し、欠陥領域に光１５を照射して行う。修理
装置は、上記欠陥検出と欠陥修理の両者ができるような
構成にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜修理方法及び薄膜修
理装置に係り、特に、基板上に形成した薄膜の欠損欠陥
または残留欠陥を検出して修理する薄膜修理に関する。

【０００２】上記基板としては、半導体装置の製造に用
いるホトマスク，ＩＣウエーハや、液晶表示パネル、
鏡、光学フィルタ、サーマルヘッドなどがある。そして
上記薄膜修理は能率的である（生産性が良い）ことが望
まれる。

【０００３】

【従来の技術】基板上に形成した薄膜には、パターニン
グ有りと無しがある。そして、パターニング有りの薄膜
に生ずる欠陥には、必要な部分の薄膜が欠落している欠
損欠陥（白欠陥）と、不要な部分に薄膜が残っている残
留欠陥（黒欠陥）があり、パターニング無しの場合は欠
損欠陥のみに限定される。従来、これらの欠陥を検出し
て修理する薄膜修理には、次のような共通した問題と個
別の問題とがあった。（１）欠陥の検出（欠陥の位置の確定であり共通した問
題）：広い検査領域内の小さな欠陥を見つけ出す作業で
あり、光学顕微鏡による目視検査が一般的であった。他
の進んだ方法は、欠陥の最小許容面積以下にビーム径を
絞ったレーザビームなどによって検査領域の全面を走査
し、各位置からの反射光強度をモニタテレビに画像表示
し、その画像から目視によって欠陥の有無を判定してい
たが、次のような欠点を伴う。

【０００４】（イ）目視検査による方法は、個人差また
は疲労などの体調による検査結果のばらつきがあり、然
も生産性の低さが避けられない。（ロ）後者の方法は、自動化が可能である点で優れてい
るが、ＬＳＩや液晶パネルなどでは、回路パターンの微
細化とウエーハやパネルの大型化に伴いビーム径が微小
化し走査面積が増大するので、処理時間が益々長くな
る。また、ホトマスクなどパターンのあるある基板で
は、微小領域からの光信号だけでは欠陥の識別が困難に
なり、検査領域の全面を走査し逐一データを照合するの
に高速データ処理装置を用いても、処理時間の増大によ
る生産性の低下は避けられない。然もその照合は、検査
領域が大面積化すると、ウエーハやパネルの微小な変形
によってミスを起こし易くなるなどの本質的な困難が増
大する。（２）欠損欠陥の修理（個別の問題）：レーザＣＶＤ法
を用いて欠陥領域に局所的に薄膜を堆積する方法が知ら
れている。図５はこの方法を行う薄膜修理装置の従来例
であるレーザＣＶＤ装置の主要構成図である。薄膜を形
成した基板Ｓをヒータ２を介して載せたＸＹステージ１
を内包した反応槽３には、レーザ光と観察用の可視光を
透過する窓３ａとガス供給口３ｂと排気口３ｃとが設け
てあり、レーザ光源４と観察用の可視光源５からの光を
共に照明光学系６を介して基板Ｓに照射し、ガス供給口
３ｂから反応ガスを導入すれば、基板Ｓのレーザ光照射
領域のみに局所的に薄膜が堆積される。照射部は観察光
学系７を介してモニタテレビ８に表示される。

【０００５】この従来技術には次のような欠点がある。（イ）基板Ｓのみならずヒータ２を搭載したＸＹステー
ジ１をも含めて反応槽１内に収納しているため、基板Ｓ
の交換に際してはガスの排気操作と気密を破ることが必
要であり、処理に長時間を要する。排気時間を短縮する
一般的方法であるロードロック方式を採用すれば、反応
槽１内に基板Ｓの搬送装置などを持ち込む必要が生じ、
装置が大型化，複雑化して生産性の更なる低下を招く。

【０００６】（ロ）反応ガスの雰囲気中でＸＹステージ
１を高速に動かしたりヒータ２で加熱したりするので、
駆動部分の摩擦・腐食や反応生成物の堆積による塵埃が
反応槽１内に巻き上がり、基板Ｓに新たな欠陥を生じさ
せる恐れがある。（３）残留欠陥の修理（個別の問題）：従来の方法とし
ては、欠陥部分にＮｄ：ＹＡＧレーザ光を集束し、空気
または不活性ガス中で単発パルス照射により残留薄膜を
瞬時に蒸発させるアブレーション法が広く用いられる。
この方法には次のような欠点がある。

【０００７】（イ）照射の際に気化せず薄膜が飛沫のま
ま周囲に落下し、新たな欠陥を生じさせる恐れがある。（ロ）瞬時に蒸発させるため過剰なエネルギーを照射す
れば、除去するべき欠陥の周囲の薄膜や下地の材質に悪
影響を与える恐れがある。

【０００８】また、図５に似せて反応ガス中でレーザ光
を照射し、光化学反応で残留欠陥を除去して飛沫を生じ
させない方法が提案されているが、その方法は、反応槽
内で行われるため上記（２）と同様の問題を伴う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、基板
上に形成した薄膜の欠損欠陥または残留欠陥を検出して
修理する薄膜修理に関し、欠陥検出の所要時間を短縮さ
せることができ、欠陥修理を高品質に且つ短時間で行う
ことができる薄膜修理方法及び薄膜修理装置の提供を目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明による薄膜
修理方法の原理説明図で、（ａ）は薄膜の平面図、
（ｂ）は欠陥修理を示す側面図であり、（ａ）の薄膜１
１は一例としてパターニング有りにしてあり欠陥１２を
欠損欠陥の形で示す。

【００１１】上記目的を達成するために、本発明による
薄膜修理方法は、基板Ｓ上に形成した薄膜１１の欠損欠
陥または残留欠陥を検出して修理する方法であって、図
１（ａ）を参照して、理解の容易化のため前記欠陥が欠
陥１２のみであると仮定して説明すれば、欠陥１２の有
無を調べる検査領域（領域ＡＢＣＤ）を複数の検査区分
（その一つが領域ＡＥＦＧ）に分割し、各検査区分（領
域ＡＥＦＧ，他）毎に、光の全面照射による反射光また
は透過光の光量を応答値として測定し、該応答値を当該
検査区分に欠陥１２が存在しない時の前記光量である標
準値と比較した比較値を求め、該比較値を欠陥１２の有
無による前記応答値の変動が最小となる時の該応答値に
よる前記比較値である限界値と大小を比較して、欠陥１
２が存在する検査区分（領域ＡＥＦＧ）を抽出し、該抽
出を１回目の欠陥存在領域抽出となし、欠陥存在領域抽
出の２回目以降は、該検査区分（領域ＡＥＦＧ）を前記
検査領域（領域ＡＢＣＤ）に見立てて前記１回目と同様
に行い、即ち、領域ＡＨＬＫ，領域ＫＬＪＧ，領域ＨＢ
ＩＬ，領域ＬＩＦＪのそれぞれで前記限界値との比較ま
での処理を行って、より小さな検査区分（領域ＬＩＦ
Ｊ）を抽出することの繰り返しとなし、前記欠陥存在領
域抽出を１以上の適宜回数目まで行い、最終回目（ここ
では２回目）に抽出された検査区分（領域ＬＩＦＧ）を
検査して欠陥１２を検出し、陥１２を修理することを特
徴としている。

【００１２】その際、前記標準値は、前記基板Ｓの薄膜
１１を有する部分及び薄膜１１を有しない部分それぞれ
の光反射率または光透過率と、前記当該検査区分（欠陥
存在領域抽出の１回目は領域ＡＥＦＧ，他、同２回目は
領域ＡＨＬＫ，他）の面積及びそこにおける薄膜１１の
無欠陥時の占有率とを用いて算出するれば良く、また、
前記比較値は、前記応答値と前記標準値を用いた、応答
値−標準値、応答値／標準値、（応答値−標準値）／標
準値、の中の何れか一つであれば良い。

【００１３】そして、図１（ｂ）を参照して、前記検出
した欠陥１２が欠損欠陥である際の修理は、欠陥１２を
含む局所領域に薄膜１１の材料成分を含有する反応ガス
１３を供給し、欠陥１２の領域に光１５を照射すること
により、欠陥１２領域に薄膜を堆積して行うことを特徴
としており、前記検出した欠陥１２が残留欠陥である際
の修理は、欠陥１２を含む局所領域に薄膜１１の材料成
分と反応する反応ガス１４を供給し、欠陥１２の領域に
光を照射することにより、欠陥１２領域の薄膜を除去し
て行うことを特徴としている。

【００１４】また、本発明による薄膜修理装置は、基板
上に形成した薄膜の欠陥を検出して修理する装置であっ
て、前記基板を載せるＸＹステージと、該ＸＹステージ
に載せた該基板の局所領域にレーザ光を照射し照射領域
の寸法が可変である光照射手段と、該基板を照射する該
レーザ光による反射光または透過光の光量を検出して出
力する受光器と、該受光器の出力データを予め設定され
たデータと照合するデータ処理により、前記レーザ光の
照射領域における前記欠陥の有無を判定し、その判定結
果を出力するデータ処理部と、該基板に対する該レーザ
光の照射を妨げることなく該局所領域に反応ガスを供給
するガス供給手段と、該データ処理部の判定結果により
該ＸＹステージ及び該光照射手段を予め設定されたプロ
グラムに従って制御し、且つ外部入力により該ＸＹステ
ージ，該光照射手段及び該ガス供給手段を制御する中央
制御部と、該局所領域を撮像して撮像領域内に存在する
前記欠陥を視認させる画像表示手段とを有することを特
徴としている。そして前記ガス供給手段は、前記局所領
域に供給した反応ガスを該局所領域の周囲で吸気する排
気機構を有することが望ましい。

【００１５】

【作用】上述の欠陥検出は、検査領域（領域ＡＢＣＤ）
の全面検査により欠陥１２を見つけ出すのではなく、検
査領域（領域ＡＢＣＤ）よりはるかに小さくて欠陥１２
が存在する検査区分（領域ＬＩＦＪ）を抽出して、そこ
から欠陥１２を見つけ出すようにしてある。然も、その
抽出は、検査領域を検査区分に分割して欠陥１２の有無
のみを判定する上記欠陥存在領域抽出によるので、検査
区分から欠陥１２を見つけ出す作業よりもはるかに短時
間で行うことができる。従って、上記全面検査より所要
時間が短縮される。

【００１６】その際、上記標準値の算出は、所要の標準
値を予め設定させて上記欠陥存在領域抽出における上記
応答値との比較を可能にさせる。また、その比較の結果
となる比較値が、応答値−標準値、応答値／標準値、
（応答値−標準値）／標準値、の中の何れか一つであれ
ば良いことは、上記限界値との比較の点から明らかであ
る。

【００１７】そして、上記の欠陥修理は、欠損欠陥また
は残留欠陥の何れの場合も、光化学反応で行い然も反応
ガスの供給が上記局所領域であるため、先に述べた従来
技術の（２）や（３）で指摘した欠点が解消されて高品
質に且つ短時間で行うことができる。

【００１８】また、上記薄膜修理装置は、中央制御部に
予め設定するプログラムを上記欠陥存在領域抽出のプロ
グラムにして、ＸＹステージ，光照射手段，受光器，デ
ータ処理部を作動させることにより、欠陥１２が存在す
る検査区分（領域ＬＩＦＪ）の抽出が可能であり、抽出
された検査区分を画像表示手段で画像表示することによ
り、欠陥１２の座標及び種類などを容易に検出させ、そ
の検出に基づくデータを中央制御部に外部入力として入
力して、ＸＹステージ，光照射手段，ガス供給手段を作
動させることにより、上記欠陥修理が可能である。即
ち、上記薄膜修理方法の欠陥検出と欠陥修理を同一装置
で行うことができる。

【００１９】そしてガス供給手段の排気機構は、供給し
た反応ガスの大気中への放散を防止して、反応ガスが危
険なガスである場合の安全を確保する。

【００２０】

【実施例】以下本発明の実施例について図２〜図４を用
いて説明する。図２は薄膜修理方法実施例のフローチャ
ート、図３は薄膜修理装置実施例の主要構成図、図４は
薄膜修理装置実施例における反応槽の側断面図、であ
る。

【００２１】最初に、図２のフローチャートを用い、薄
膜修理方法実施例の仕組みについて説明する。先ず
（１）開始により（２）当初検査区分を対象にして
（４）応答値測定を行う。この検査区分は、先に述べた
欠陥存在領域抽出をｎ回目まで行うように（３）分割ｎ
回目までの検査区分設定で設定した分割１回目の検査区
分から選び、例えば図１（ａ）の領域ＡＥＦＧが該当す
る。また、応答値は、当該検査区分への光の全面照射に
よる反射光の光量である。分割１回目の検査区分の大き
さは、その中に図１（ａ）で述べた欠陥１２が有る場合
と無い場合の応答値の差が定量的に識別できる範囲内と
する。

【００２２】上記応答値は、図１（ａ）を例にとれば、
基板Ｓの薄膜１１を有する部分と有しない部分それぞれ
の光反射率と、検査区分ＡＥＦＧの面積及びそこにおけ
る薄膜１１の占有率とに支配されるものであり、それら
の値が既知であれば算出可能である。そのことは、分割
の回数目に係わりなくすべての検査区分で成立する。そ
こで、上記光反射率を例えば実測などにより求めて
（５）光反射率データとなし、これと無欠陥状態で示さ
れる薄膜の（６）パターンデータとから、各検査区分に
ついて無欠陥時の応答値を予め算出して（７）各検査区
分標準値としておく。この標準値は、薄膜に欠陥が存在
しない基板を用い核検査区分毎に実測して求めてもよ
い。

【００２３】そして、（４）応答値測定による応答値を
（７）各検査区分標準値の中の該当する標準値と比較し
て、（８）比較値算出を行う。この比較値は、応答値−
標準値、応答値／標準値、（応答値−標準値）／標準
値、の中の何れか一つであれば良い。応答値−標準値と
した場合の比較値は、欠損欠陥または残留欠陥の何れの
場合であっても絶対値が欠陥の面積に比例し、欠陥無し
の場合には０となる。実務的には欠陥の面積が或る程度
以下であるならばその欠陥を問題無しと見なすので、欠
陥が有るとする場合の比較値の絶対値には下限がある。
換言すれば、欠陥の有無による応答値の変動には最小が
あることになり、そのことは、比較値を、応答値／標準
値または（応答値−標準値）／標準値とした場合にも成
立する。そこで、その変動が最小となる時の応答値によ
る比較値を予め算出して（９）限界値としておく。

【００２４】そして、（８）比較値算出による比較値を
（９）限界値と大小比較すれば、（１０）欠陥の有無の
判別ができる。欠陥無しの場合は、その検査区分に対し
（１１）最終区分かで分割１回目の最終区分であるか否
かの判別を行い、当初検査区分ではＮＯであるので（１
２）次の検査区分へにより次の検査区分に対象を移して
（４）応答値測定以降を繰り返す。最終区分まで欠陥無
しならば（１１）最終区分かでＹＥＳとなり、欠陥無し
即ち欠陥修理不要で（１３）終了となる。

【００２５】さて、（１０）欠陥の有無で欠陥有りが出
た際には、その検査区分に対し（１４）最小区分かで分
割ｎ回目の検査区分であるか否かを判別する。ｎ＝１な
らばＹＥＳとなり、欠陥が存在する検査区分として抽出
されて、その検査区分を対象に（１６）欠陥検査を行い
欠陥を検出する。

【００２６】この欠陥検査は、対象の検査区分を画像表
示などにより観察して、要すれば（６）パターンデータ
により表示できる該当部分の画像と比較して、欠陥を見
つけ出しその座標や種類（欠損欠陥か残留欠陥かの区
別）などを確定する。そしてその欠陥に対し（１７）欠
陥修理を行う。いうまでもなく検出される欠陥の種類
は、パターニング有りの薄膜の場合には欠損欠陥または
残留欠陥であり、パターニング無しの薄膜の場合には欠
損欠陥のみである。

【００２７】その欠陥修理は、欠陥を含む局所領域に反
応ガスを供給し欠陥の領域に光を照射するものであり、
欠損欠陥に対しては薄膜の材料成分を含有する反応ガス
の供給により欠陥領域に薄膜を堆積し、残留欠陥に対し
ては薄膜の材料成分と反応する反応ガスの供給により欠
陥領域の薄膜を除去して行う。

【００２８】そして、欠陥修理が終わった検査区分に対
し、（１１）最終区分かで最終区分であるか否かの判別
を行い、ＮＯの場合は（１２）次の検査区分へに進むこ
とにより残りの検査区分を処理して、（１１）最終区分
かでＹＥＳとなるまでに至れば、所要の欠陥修理が完了
しており（１３）終了となる。

【００２９】ｎ＝２の場合は、先の検査区分が分割１回
目のものであることから（１４）最小区分かの判別がＮ
Ｏとなり、その検査区分に限定して（１５）分割次回目
へにより分割２回目の検査区分に対象を移し、上述した
（２）当初検査区分以降を繰り返す。そうすれば、分割
２回目の検査区分の中から（１０）欠陥の有無で欠陥有
りとなるものが出てくる。その検査区分は、（１４）最
小区分かでＹＥＳとなって抽出されるので（１６）欠陥
検査を行い、更に（１７）欠陥修理を行う。

【００３０】そして、欠陥修理が終わった検査区分に対
し、（１１）最終区分かで分割２回目の最終区分である
か否かの判別と分割１回目の最終区分であるか否かの判
別を行い、分割２回目の判別でＮＯの場合は、（１２）
次の検査区分へに進むことにより分割２回目の検査区分
の残りを処理して分割２回目を行った分割１回目の検査
区分の処理を済まし、分割１回目の検査区分の残された
ものに対する処理に進んで、最後に（１１）最終区分か
でＹＥＳとなったところで、所要の欠陥修理が完了して
おり（１３）終了となる。

【００３１】ｎ＝３の場合は、分割２回目の検査区分の
中から（１０）欠陥の有無で欠陥有りとなった検査区分
が（１４）最小区分かでＮＯとなり、その検査区分に限
定して（１５）分割次回目へにより分割３回目の検査区
分に対象を移し、先に分割１回目の検査区分から分割２
回目の検査区分に対象を移した時と同様に、（２）当初
検査区分以降を繰り返す。そうすれば、分割３回目の検
査区分の中から（１０）欠陥の有無で欠陥有りとなるも
のが出てきて、（１４）最小区分かでＹＥＳとなって抽
出されるので、その検査区分に対し上述と同様に（１
６）欠陥検査と（１７）欠陥修理を行う。

【００３２】その後は先に述べたｎ＝２の場合の欠陥修
理後に準じて進める。即ち、欠陥修理が終わった検査区
分に対し（１１）最終区分かで分割３回目の最終区分で
あるか否かの判別を加えて、ＮＯの場合には（１２）次
の検査区分へに進むことにより分割３回目の検査区分の
残りを処理して、分割３回目を行った分割２回目の検査
区分の処理を済まし、以下同様にして分割２回目の検査
区分の残りを処理し、更に分割１回目の検査区分の残り
を処理するといった具合に進めて、最後に（１１）最終
区分かでＹＥＳとなったところで、所要の欠陥修理が完
了しており（１３）終了となる。

【００３３】ｎ＞３の場合は、上述に準じて行うことに
なるので説明を省略する。上述において、比較値を応答
値−標準値とした場合は、比較値の絶対値を限界値と比
較することにすれば、その限界値を全ての検査区分に対
して一つの値で済ませることができる。比較値を応答値
／標準値または（応答値−標準値）／標準値とした場合
は、分割の回数目毎に或いは個々の検査区分毎に値の異
なる限界値を用いることになる。

【００３４】なお、（１６）欠陥検査の後に（１７）欠
陥修理を行う代わりに、（１６）欠陥検査の結果を（１
８）欠陥データ記憶に蓄積し、（１１）最終区分かでＹ
ＥＳとなってから（１８）まとめて欠陥修理を行い（１
３）終了としても良い。

【００３５】また、上述では応答値を反射光の測定で求
めたが、これに代えて透過光の測定で求めても良い。分
割の最終回目を示すｎの値は、検出して修理を必要とす
る欠陥の最小の大きさ，検査領域の広さ，薄膜の有無に
よる光反射率または光透過率の差などを勘案して、分割
１回目の検査区分を設定する際に併せて定めるのが良
く、通常はｎ＝１〜３程度にして、ｎ＝２以降における
検査区分の分割数を４〜１６程度にするのが手頃であ
る。欠陥は、一般に数が少ないものであり、分割１回目
の検査区分にたまたま１個存在するかといった程度であ
る。欠陥の数が多くなれば、修理箇所も多くなるので、
その基板は修理対象外の不良品とするのが普通である。

【００３６】以上の説明は、欠陥検出の方が主となって
いるので、以下に欠陥修理についてより詳しく述べる。
先ず、ＬＳＩ製造用の拡大ホトマスクであるレチクルの
場合を例にとる。

【００３７】このレチクルはガラス基板上に遮光パター
ンがクロム膜でパターニングしてある。パターンの倍率
はＬＳＩパターンの５倍または１０倍であり、修理を必
要とする欠陥は１〜２μm 程度以上の大きさを有する。
欠陥修理に用いる光は、照射口径を１μm 以下に絞った
エキシマ・レーザ（ＸｅＣｌ：波長３０８ｎｍ）光また
はＡｒ⁺レーザ（第二高調波：波長２５７ｎｍ）光に
し、１００ｎｓ，１ＫＨｚで照射して欠陥領域を走査す
る。このレーザ光は照射口径を広げて欠陥検出にも共用
する。

【００３８】そして、欠損欠陥の修理では、欠陥を含む
局所領域に供給する反応ガスとして、Ａｒをキャリアガ
スにしたジメチルクロムハイドライド（ＤＭＣｒＨ）ま
たは金属カルボニル (Ｃr(ＣＯ)₆) ガスを用いる。光照
射による局所的加熱効果と界面での何らかの核形成効果
から、光照射領域のみにクロム膜の堆積が生ずる。ま
た、残留欠陥の修理では、上記反応ガスとして三弗化窒
素（ＮＦ₃）を用いる。光化学反応により光照射領域の
クロム膜がガス化して、飛沫を発生することなく欠陥が
除去される。

【００３９】次に、ＬＳＩなどのＡｌ配線を例にとる。
この配線は幅が１μm 程度で厚さが０．５μm 程度であ
り、修理を必要とする欠陥は０．２μm 程度以上の大き
さを有する。欠陥修理に用いる光は、照射口径を０．２
μm 以下に絞ったエキシマ・レーザ（ＸｅＣｌ：波長３
０８ｎｍ）光にし、１００ｎｓ，１ＫＨｚで照射して欠
陥領域を走査する。照射口径を広げて欠陥検出にも共用
できることは先の例と同様である。

【００４０】そして、欠損欠陥の修理では、欠陥を含む
局所領域に供給する反応ガスとして、トリイソブチルア
ルミニウム（ＴＩＢＡ）を用いる。先のクロム膜の欠損
欠陥の場合と同様にしてＡｌ膜の堆積が生ずる。また、
残留欠陥の修理では、上記反応ガスとしてＡｒをキャリ
アガスにしたＣｌ₂を用いる。先のクロム膜の残留欠陥
の場合と同様にしてＡｌ膜の欠陥が除去される。

【００４１】さて、次に説明する図３の薄膜修理装置実
施例は、以上に説明した薄膜修理方法を実施するための
ものである。図３において、基板Ｓを載せるＸＹステー
ジ２１と、基板Ｓの表面に対向する開口部、光が透過す
る窓、ガス供給管２３及び排気管２４を有する小型の反
応槽２２があり、ガス供給管２３は制御弁２５を介して
複数のガス供給系２７及び２８に連結し、排気管２４は
制御弁２６を介して排気系２９に連結する。ガス供給系
２７または２８はそれぞれ欠損欠陥または残留欠陥の修
理に用いる反応ガスを供給するためのものであり、ガス
供給系２７及び２８を付帯させた反応槽２２が先に述べ
たガス供給手段となる。

【００４２】一方、レーザ制御部３０で制御されるレー
ザ光源３１からのレーザ光は、ハーフミラー３９，４
０，４１と照明光学系３２と反応槽２２を介して基板Ｓ
を照射する。このレーザ光は、欠陥検出の欠陥存在領域
抽出を行うための光照射と欠陥修理を行うための光照射
に用い、照明光学系３２は、レーザ光の照射口径を欠陥
検出の際に検査区分に合わせ欠陥修理の際に所要に絞り
込む。この光学系が先に述べた光照射手段となる。欠陥
検出として検査区分を照射したレーザ光の反射光は、反
応槽２２、照明光学系３２、ハーフミラー４１，４０，
３９を通り全反射ミラー４２を介して受光器３３に入射
し、受光器３３が前述の応答値をデータ処理部３４に出
力する。

【００４３】データ処理部３４は、この応答値を予め蓄
積されている前述の標準値と比較して比較値を出し、そ
の比較値を予め蓄積されている前述の限界値と比較して
当該検査区分に対する欠陥の有無を判別して、その結果
を中央制御部３５に出力する。

【００４４】中央制御部３５は、図２のフローチャート
のフローに関するプログラムを予め蓄積しておき、その
フローの（１６）欠陥検出と（１７）欠陥修理または
（１９）まとめて欠陥修理を除き、（１４）最小区分か
以降の処理が自動的に行われるようにＸＹステージ２２
とレーザ制御部３０と照明光学系３２を制御する。ま
た、欠陥修理の際にも用いられ、作業者からのデータ入
力によりＸＹステージ２２と制御弁２５及び２６とレー
ザ制御部３０と照明光学系３２を制御する。

【００４５】照明装置３６はハーフミラー４１その他を
介して検査区分を照明し、受像装置３７はその検査区分
を撮像し、モニタテレビ３８は撮像した画像を表示する
ものであり、これらが先に述べた画像表示手段となり、
上記（１６）欠陥検出は作業者がこの画像を観察して行
う。モニタテレビ３８は、上記フローの（６）パターン
データから当該検査区分に該当する部分を参照画像とし
て表示することもできる。

【００４６】そして、上記（１７）欠陥修理は、当該検
査区分を表示するモニタテレビ３８の画像を観察しなが
ら、検出した欠陥のデータを中央制御部３５に入力する
ことにより、反応槽２２の開口部から基板Ｓ表面の欠陥
を含む局所領域に反応ガスを供給すると共に、照射口径
を絞ったレーザ光を欠陥領域に照射して行う。また上記
（１９）まとめて欠陥修理の場合は、欠陥を検出した都
度そのデータを中央制御部３５に入力して上記フローの
（１８）欠陥データ蓄積を行い、欠陥修理の時点にその
データを利用する。

【００４７】図４は、欠陥修理の際に反応ガスを供給す
る反応槽２２の詳細を示す。図４において、反応槽２２
は、石英ガラスからなる同心円の三重管構造をなして一
端が先に述べた開口部であり基板Ｓの表面に対向する。
内側の内管２２ａはガス供給管２３から導入した反応ガ
スを基板Ｓ表面の局所領域に供給し、また、基板Ｓと反
対側が先に述べた光透過の窓となり照明光学系３２を通
るレーザ光を基板Ｓ表面に照射させる。外側の第２外管
２２ｃはその局所領域の周囲に不活性ガス（Ｎ_{2 ,}Ａｒ
など）を供給する。そして中間の第１外管２２ｂは上記
局所領域にあるガスとその周囲の上記不活性ガスを排気
管２４に案内して排気する。これにより、反応ガスが危
険なガスであっても安全が確保される。

【００４８】内管２２ａの内径は、先に述べた分割１回
目による検査区分が収まる大きさが必要であり、例えば
１０ｍｍφ程度である。内管２２ａ及び第１外管２２ｂ
の間の上記排気を行う間隙と、第１外管２２ｂ及び第２
外管２２ｃの間の上記不活性ガス供給を行う間隙は、何
れも３ｍｍ程度あれば良い。そして基板Ｓ表面から反応
槽２２までの間隙を１ｍｍ程度に保持すれば、上記安全
が確保され然も反応槽２２の接触による基板Ｓの機械的
損傷を起こす恐れはない。

【００４９】なお、上述では受光器３３を上方に配置し
てレーザ光の基板Ｓからの反射光を受けるようにした
が、ＸＹステージ２１に窓を明け受光器３３を下側に配
置してレーザ光の基板Ｓを透過する透過する透過光を受
けるようにしても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板上にパターニング有りまたは無しで形成した薄膜の欠
損欠陥または残留欠陥を検出して修理する薄膜修理に関
し、欠陥検出の所要時間を短縮させることができ、欠陥
修理を高品質に且つ短時間で行うことができる薄膜修理
方法及び薄膜修理装置が提供されて、欠陥検出の開始か
ら欠陥修理の終了までの時間短縮と良好な欠陥修理を可
能にさせる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による薄膜修理方法の原理説明図で、
（ａ）は薄膜の平面図、（ｂ）は欠陥修理を示す側面図

【図２】薄膜修理方法実施例のフローチャート

【図３】薄膜修理装置実施例の主要構成図

【図４】薄膜修理装置実施例における反応槽の側断面
図

【図５】薄膜修理装置従来例の主要構成図

【符号の説明】

Ｓ基板１ＸＹステージ２ヒータ３反応槽４レーザ光源５可視光源６照明光学系７観察光学系８モニタテレビ１１薄膜１２欠陥１３，１４反応ガス１５光２１ＸＹステージ２２小型の反応槽（ガス供給手段を構成）２２ａ内管２２ｂ第１外管２２ｃ第２外管２３ガス供給管２４排気管２５，２６制御弁２７，２８ガス供給系（ガス供給手段を構成）２９排気系３０レーザ制御部（光照射手段を構成）３１レーザ光源（光照射手段を構成）３２照明光学系（光照射手段を構成）３３受光器３４データ処理部３５中央制御部３６照明装置（画像表示手段を構成）３７受像装置（画像表示手段を構成）３８モニタテレビ（画像表示手段を構成）３９〜４１ハーフミラー４２全反射ミラーＡ〜Ｌ検査領域または検査区分を画定する点（１）〜（１９）処理ステップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に形成した薄膜の欠損欠陥または
残留欠陥を検出して修理する方法であって、前記欠陥の有無を調べる検査領域を複数の検査区分に分
割し、各検査区分毎に、光の全面照射による反射光また
は透過光の光量を応答値として測定し、該応答値を当該
検査区分に前記欠陥が存在しない時の前記光量である標
準値と比較した比較値を求め、該比較値を前記欠陥の有
無による前記応答値の変動が最小となる時の該応答値に
よる前記比較値である限界値と大小を比較して、前記欠
陥が存在する検査区分を抽出し、該抽出を１回目の欠陥
存在領域抽出となし、欠陥存在領域抽出の２回目以降は、該検査区分を前記検
査領域に見立てて前記１回目と同様に行いより小さな検
査区分を抽出することの繰り返しとなし、前記欠陥存在領域抽出を１以上の適宜回数目まで行い、
最終回目に抽出された検査区分を検査して前記欠陥を検
出し、該欠陥を修理することを特徴とする薄膜修理方
法。
【請求項２】前記標準値は、前記基板の前記薄膜を有
する部分及び該薄膜を有しない部分それぞれの光反射率
または光透過率と、前記当該検査区分の面積及びそこに
おける該薄膜の無欠陥時の占有率とを用いて算出するこ
とを特徴とする請求項１記載の薄膜修理方法。
【請求項３】前記比較値は、前記応答値と前記標準値
を用いた、応答値−基準値、応答値／標準値、（応答値
−標準値）／標準値、の中の何れか一つであることを特
徴とする請求項１または２記載の薄膜修理方法。
【請求項４】前記検出した欠陥が欠損欠陥である際の
修理は、該欠陥を含む局所領域に前記薄膜の材料成分を
含有する反応ガスを供給し、該欠陥の領域に光を照射す
ることにより、該欠陥領域に薄膜を堆積して行うことを
特徴とする請求項１，２または３記載の薄膜修理方法。
【請求項５】前記検出した欠陥が残留欠陥である際の
修理は、該欠陥を含む局所領域に前記薄膜の材料成分と
反応する反応ガスを供給し、該欠陥の領域に光を照射す
ることにより、該欠陥領域の薄膜を除去して行うことを
特徴とする請求項１，２または３記載の薄膜修理方法。
【請求項６】基板上に形成した薄膜の欠陥を検出して
修理する装置であって、前記基板を載せるＸＹステージと、該ＸＹステージに載せた該基板の局所領域にレーザ光を
照射し照射領域の寸法が可変である光照射手段と、該基板を照射する該レーザ光による反射光または透過光
の光量を検出して出力する受光器と、該受光器の出力データを予め設定されたデータと照合す
るデータ処理により、前記レーザ光の照射領域における
前記欠陥の有無を判定し、その判定結果を出力するデー
タ処理部と、該基板に対する該レーザ光の照射を妨げることなく該局
所領域に反応ガスを供給するガス供給手段と、該データ処理部の判定結果により該ＸＹステージ及び該
光照射手段を予め設定されたプログラムに従って制御
し、且つ外部入力により該ＸＹステージ，該光照射手段
及び該ガス供給手段を制御する中央制御部と、該局所領域を撮像して撮像領域内に存在する前記欠陥を
視認させる画像表示手段と、を有することを特徴とする
薄膜修理装置。
【請求項７】前記ガス供給手段は、前記局所領域に供
給した反応ガスを該局所領域の周囲で吸気する排気機構
を有することを特徴とする請求項６記載の薄膜修理装
置。