JPH11118727A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査対象基板上の欠陥や異物を確実に検出す
ることができる表面欠陥検査装置を提供すること。 【解決手段】 検査対象基板２の表面を観察する顕微鏡
３と、この顕微鏡３によって得られる像を取り込む光検
出器アレイ４とを備えた表面欠陥検査装置において、前
記光検出器アレイ４による画像を一走査線ごとの信号列
に分離して得られる信号パターンを類似するか否かによ
ってグループ化し、複数のグループ化された信号パター
ンの発生頻度の多少に基づいて前記検査対象基板の表面
における欠陥の有無を判別するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、ＬＳＩ
製造プロセスにおいて、半導体ウェハに回路パターンを
焼き付けるために用いられるレティクルやマスク、ある
いは、回路パターンが形成された製品ウェハ、さらに
は、液晶用基板などの検査対象基板の表面に、異物が付
着しているか否かおよびその大きさや付着場所を特定す
ることができる表面欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レティクルなど検査対象基板の表面の欠
陥の有無を検査するのに、従来は、光学顕微鏡や電子顕
微鏡などを通して取り込んだレティクルの像を設計デー
タと比較したり、同じ検査対象基板の像どうしを比較す
るようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の表面欠陥検査方法においては、予め設計データを用
意したり、検査対象基板と同じものを用意する必要があ
るとともに、検査に時間がかかるとともに、欠陥の誤検
出や見落としが生じやすく、信頼性に欠ける憾みがあっ
た。

【０００４】また、近年、光近接効果を用いた所謂ＯＰ
Ｃマスクや位相シフトマスクなどが用いられるようにな
ってきているが、このようなマスクにおいては、従来の
検査アルゴリズムで考慮されなかった特徴が多く含まれ
るため、上記従来の表面欠陥検査方法によって、誤検出
や見逃しなく欠陥を検出することが困難になりつつあ
る。

【０００５】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、その目的は、検査対象基板上の欠陥や異物を
確実に検出することができる表面欠陥検査装置を提供す
ることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の表面欠陥検査装置は、検査対象基板の表
面を観察する顕微鏡と、この顕微鏡によって得られる像
を取り込む光検出器アレイとを備えるとともに、前記光
検出器アレイによる画像を一走査線ごとの信号列に分離
して得られる信号パターンを類似するか否かによってグ
ループ化し、複数のグループ化された信号パターンの発
生頻度の多少に基づいて前記検査対象基板の表面におけ
る欠陥の有無を判別するようにしている。

【０００７】この発明の表面欠陥検査装置においては、
顕微鏡と光検出器アレイとにより取り込んだ検査対象基
板の像を光検出器アレイの一走査線ごとの信号列に分離
して得られる信号パターンを、その形状が類似（同一も
含む）しているか否かによってグループ化し、複数のグ
ループ化された信号パターンの発生する頻度が多いか少
ないかをみる。そして、その頻度数が予め設定されたレ
ベルより少ない場合、その信号パターンに対応する検査
対象基板の部分に欠陥または異物が有ると判断するので
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面を参照し
ながら説明する。図１は、この発明の表面欠陥検査装置
の一例を示すもので、この図において、１は検査ステー
ジで、図示してない駆動機構により、Ｘ方向（紙面の左
右方向）、Ｙ方向（紙面に垂直な方向）およびＺ方向
（上下方向）に移動できるように構成されている。２は
この検査ステージ１の上面に載置される検査対象基板で
ある。３は検査ステージ１の上方に設けられ、検査対象
基板２の表面を観察する光学顕微鏡である。４は光学顕
微鏡３によって得られる像が焦点を結ぶ位置に設けられ
る光検出器アレイとしてのＣＣＤカメラである。５はＣ
ＣＤカメラ４からの信号を処理するデータ処理装置とし
ての例えばコンピュータである。６はＣＣＤカメラ４と
コンピュータ５とを結ぶ信号線である。

【０００９】上記構成の表面欠陥検査装置を用いて検査
対象基板２の表面の欠陥などの有無を検査するには、検
査ステージ１により検査対象基板２の任意の位置を光学
顕微鏡３の視野内に移動し、その位置での検査対象基板
２の表面の像をＣＣＤカメラ４で取り込む。この場合、
光学顕微鏡３の倍率は検出すべき欠陥の大きさに基づい
て適宜変更する。

【００１０】そして、ＣＣＤカメラ４によって得られた
像が例えば図２に示すようなものであるとする。この図
２において、７は検査対象基板２上に形成されるパター
ンである。符号ａ，ｂ，ｃ…はＣＣＤカメラのＣＣＤ素
子の列であり、この図示例では、ＣＣＤ素子の列ｃにお
ける一つのパターン７に欠陥８がある。

【００１１】そして、図３（Ａ）は、上記パターン７を
有する検査対象基板２を走査したときにおける信号レベ
ルを１列に並べたもので、符号ａ，ｂで表される信号列
は、図２からもわかるように、同じ信号列となる。した
がって、これらの信号列ａ，ｂの差（例えばａ−ｂ）を
とると、同図（Ｂ）において符号ｄで示すように、全て
ゼロとなる。これに対して、パターン７の一部に欠陥が
あるｃと、信号列ｂとの差（ｂ−ｃ）をとると、同図
（Ｂ）において符号ｅで示すようにゼロ以外の部分が生
ずる。

【００１２】上述のように、この発明の表面欠陥検査装
置によれば、信号列の差をとるといった簡単な手法で、
検査対象基板２の表面における欠陥の有無を検出するこ
とができる。

【００１３】ところで、実際のパターンは、上記図２に
示したような直線的な簡単な形状ではないとともに、検
査対象基板２の全面に同じように形成されているのでは
なく、図６に示すように、複雑な形状を呈しているのが
一般的である。しかしながら、図４に示したように、検
査対象基板２上に複雑なパターンが形成されている場合
であっても、例えば、検査対象基板１をその長さ方向
（図中の矢印Ａ方向）に等間隔に区分して走査した場
合、光検出器アレイの走査線９ごとの信号列に分離して
得られる信号パターンとしては、必ず同じ形状のものが
ある。これは、複雑に見えるパターンであっても、基本
的に同じような形状のパターン素子１０が繰り返しから
構成されるものであるからである。

【００１４】そして、検査対象基板２の表面に欠陥や異
物が存在すると、その欠陥や異物を含む部分の信号パタ
ーンは他の信号パターンとは異なっている。そして、一
般的に、検査対象基板の表面に欠陥や異物が有るとして
もその数はきわめて少ないから、欠陥や異物を含む部分
の信号パターンの生ずる頻度（割合）は他の信号パター
ンのそれに比べてかなり小さい。この発明の表面欠陥検
査装置における欠陥検出原理はこのような事実に基づい
ている。以下、この発明の表面欠陥検査装置の動作につ
いて図４を参照しながら説明する。

【００１５】まず、検査ステージ１により検査対象基板
２の任意の位置を光学顕微鏡３の視野内に移動し、その
位置での検査対象基板２の表面の像をＣＣＤカメラ４で
取り込む（ステップＳ１およびステップＳ２）。この場
合、光学顕微鏡３の倍率は検出すべき欠陥の大きさに基
づいて適宜変更する。

【００１６】前記ＣＣＤカメラ４によって取り込まれた
信号は、走査線単位の信号列としてコンピュータ５に入
力される。そして、コンピュータ５においては、前記入
力された信号列を既存の信号パターンと比較し（ステッ
プＳ３）、同じであれば、合致した信号パターンと検査
対象基板２上の位置とを記録する（ステップＳ４）とと
もに、合致した回数（頻度）をカウントし、次のデータ
取り込みを行う。

【００１７】また、前記ステップＳ３において、取り込
まれた信号列が既存の信号パターンと比較して異なって
いれば、これを新しい信号パターンとして登録し（ステ
ップＳ５）、次のデータ取り込みを行う。

【００１８】このようにすることにより、コンピュータ
５のメモリ内には、複数の信号パターンが頻度とともに
記録されるようになる。

【００１９】ところで、検査対象基板２における欠陥
は、既に説明したように、一般的に一様ではないから、
合致した回数（頻度）の少ない信号パターンは、それに
対応する検査対象基板２において欠陥や異物が存在する
可能性がきわめて高く、したがって、全てのデータの取
り込みが終了した時点（ステップＳ６）においては、全
ての信号パターンにおける頻度を、予め設定した値と比
較することにより、合致した回数（頻度）の少ない信号
パターンを選び出すことができ、この信号パターンに対
応する検査対象基板２における欠陥または異物存在位置
を特定することができる。

【００２０】そして、前記データの取り込みが終了した
時点において、全ての信号パターンにおける頻度が設定
値以上であるときは、検査対象基板２に欠陥や異物がな
いと判断することができる。

【００２１】ところで、実際の表面欠陥検査装置におい
ては、検査ステージ１の製作精度や設置精度や、検査ス
テージ１上に検査対象基板２をセットする際のズレなど
に起因して、全く同じパターンであるにもかかわらず、
信号列（信号パターン）にわずかなズレが生じたり、異
なった信号パターンと判断されることがあるが、そのよ
うな場合、図５に示すように、ステップＳ３Ａを設け
て、信号パターンにおける異なる部分の幅が設定値以下
であるか否かを判別し、これに基づいて新規の信号パタ
ーン登録を行ったり（ステップＳ５）、あるいは、合致
した信号パターンと検査対象基板２上の位置とを記録す
る（ステップＳ４）ようにすればよい。

【００２２】この発明は、上述した実施の形態に限られ
るものではなく、信号列の形成は、一つの走査が終わる
ごとに行ってもよいが、検査対象基板２の指定領域の全
てについて像を得た後、各走査線ごとの信号列を作成す
るようにしてもよい。

【００２３】また、上述の実施の形態においては、光学
顕微鏡を用いていたが、電子顕微鏡など他の顕微鏡を用
いてもよい。

【００２４】

【発明の効果】この発明の表面欠陥検査方法において
は、走査線の生データの違いによってレティクルなどの
検査対象基板の表面における欠陥や異物を検出すること
ができ、簡便でありながらも欠陥などを確実に検出する
ことができる。そして、この発明は、光近接効果を用い
た所謂ＯＰＣマスクや位相シフトマスクなどにおける異
物の有無検出にも大いに有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の表面欠陥検査装置の構成を概略的に
示す図である。

【図２】前記表面欠陥検査装置の基本的動作を説明する
ための図であって、検査対象基板の一例を概略的に示す
平面図である。

【図３】（Ａ）は前記検査対象基板を走査したときにお
ける信号レベルを１列に並べたときにおける信号の一例
を示す図であり、（Ｂ）前記信号の差を示す図である。

【図４】前記表面欠陥検査装置の動作を説明するための
フローチャートである。

【図５】前記表面欠陥検査装置の動作を説明するための
他のフローチャートである。

【図６】検査対象基板の他の例を概略的に示す平面図で
ある。

【符号の説明】

２…検査対象基板、３…顕微、４…光検出器アレイ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象基板の表面を観察する顕微鏡
   と、この顕微鏡によって得られる像を取り込む光検出器
   アレイとを備えるとともに、前記光検出器アレイによる
   画像を一走査線ごとの信号列に分離して得られる信号パ
   ターンを類似するか否かによってグループ化し、複数の
   グループ化された信号パターンの発生頻度の多少に基づ
   いて前記検査対象基板の表面における欠陥の有無を判別
   するようにしたことを特徴とする表面欠陥検査装置。