JPS58147120A - 規則パタ−ンの欠陥検出方式 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えばＩＣマスク・母ターン岬ｄ基本ノ母タ
ーンが繰返し配列されてなる被検ノ々ターン中の上記基
本ノリーンの欠陥を検出するに好適な規則／母ターンの
欠陥検出方式に関する。

〔発明の技術的背景とその間電点〕

カラーブラウン管のシャドウマスクやＩＣマスクパター
ン等の基本・臂ターンが繰返し配列された／母ターンの
検査は、従来よ）専ら目視により行われているが、最近
、コヒーレント光と空間フィルタと音用いた検査方式が
検討されてきている。その一つに、基本パターンの周期
構造と、欠陥による非周期成分とを分離抽出して欠陥検
出を行うものがめる。この方式は、正規パターンである
規則的に配列されたパターンの７ＩＪ工変換像が格子状
に規則的に分布すると言う性’ｌを用いたものである。

そこで光不透過領域を格子状に分布させた空間フィルタ
を用いて上記規則ノ量ターンからの情報光ｔＳ断するこ
とにより、上記空間フィルタを通った光から非周期的な
欠陥情報を検出せんとするものである。

然し乍ら、この方式管用いて実際に欠陥検出を行った賽
合、規則・母ターンの歳期が若干変動している為に正規
パターンからの光成分が上述した空間フィルタによちで
十分に透光されず、その出力面にノイズとして現われる
。この結果、小さな欠陥の検出ができなかった。また被
検パターンのフーリエ変換像と空間フィルタとを極めて
正確に位置合せすることが必要でラシ、更にはフーリエ
変換面として歪の少ない高精度のレンズを用いることが
必要である。これらの散性は装置の大型化、高価格化を
招くだけであり、従来の目視による欠陥検査以上の精度
を望むことができなかった。

一方、最近では、規則パターンの中で特に円形パターン
に着目し、空間バンドパスフィルタ光学系の定数を調整
して空間フィルタを通過する光の振幅分布の正と負のバ
ランスをとり、これにより特定サイズの・４タ一ン強度
が出力面で小さくなるような工夫が試みられている。こ
のような工夫を施こすことにより、特定サイズ以外のノ
臂ターンを欠陥として高精度に検出することが可能とな
る。

然し乍ら、このような方式では、空間フィルタの寸法お
よびその設定位置に高い精度が要求される。しかも、規
則・ぞターン寸法に緩やかな変化のあるシャドウマスク
・ｆターン勢の検査には、規則パターンの情報光が出力
面で強くなるので、小さな欠陥検出ができず、従って高
精度に・母ターンの欠陥検出かできない等の開動があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、規則ノ９ターンが多少の変動を
有する場合であっても、その微小欠陥を高精度に且つ高
速に検査することができ、しかも空間フィルタの寸法お
よび設定位置に対する許容縦の大きい実用性の高い規則
ノ４ターンの欠陥検出方式を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、単独に存在する基本パターンのスリットパタ
ーンの強度がほぼ零となる領域を通過帯とする空間フィ
ルタを介して被検パターンのスペクトルパターン成分を
抽出して上記被検・！ターンの微φな欠陥を検出するよ
うにしたものでるる。

〔発明の効果〕

従って本発明によれは、空間フィルタを通過する規則パ
ターンからの回折光が殆んどないので、空間フィルタの
寸法、その設定位置、更には規則パターンのゆるやかな
変動があっても、その微／４％な欠陥まで高精度に検出
することが可能となる。　− 〔発明の実施例〕 以下、図面を参照して本発明方式の詳細につき説明する
。

尚、以下の説明では、検査すべき規則パターンとしてス
リットパターンにつき例示するが、これに限定されるも
のでないことは言うまでもない。

今、基本ノ９ターンが繰返し配列された被検パターンが
、第１図（、）に示すように水平幅１′、。

垂直幅鳳、なる複数のスリン）Ａが水平ピッチＰ１、垂
直ピッチＰｖで水平方向に（２Ｎ＋１　）　＠、垂直方
向に（２Ｍ＋１）個並べたものとして与えられるとする
。

このような規則パターンのフーリエ変換像＃″ｉ第１図
（ｂ）に示す如き規則的なパターン像として４見られる
。このフーリエ変換像の水平軸ξ上の光強度分布ｌｒは
第２図に示すようになり、解析的には次式で与えられる
。

しかして今、第１図（ａ）に示される被検パターン中の
１つのスリットに第３図に示す如き、突起Ｐ、ｉｌ＠ｂ
ｙなる微小欠陥が存在するとする。この場合、上記欠陥
のフーリエ変換ｇｌＦｉ、上述した第（１）式に示され
る■、と異なり、緩やかに変化する分布となる。そして
、その水平軸ξ上の光強度分布■。は次式で与えられる
。

第４図ｔｉＰ、Ｔｈ４ｍ、なる条件のときの規則パター
ンのフーリエ変換健の分布を拡大して示したものであり
、欠陥が小さいときの分布は同図中破＠ＩＩで示すよう
になる。ここで今、Ｉｒの微小な変動を無視するものと
すれは、強度！、がＩ、より大きくなる領域は第４図中
Ｘ１＋　Ｘｚの領域として示される。この領域Ｘ　１　
＋　Ｘｚ　ｕ　、前記第（１）式の包絡！ｌ！成分を示
す が第（２）式で示される値より小さくなる領域である。

つまり、 で示され妙”４．　（ｎ　’整数）の近傍であることが
判る。従って、このような領域Ｘ１ｒ　Ｘｚ　Ｏ光成分
のみを通過させ、他の領域の光成分を連断す　　　−る
ような空間フィルタとして形成すれば、既存の従来の空
間フィルタに比較して−良く欠陥検出を行い得ることが
判る。

そこで、第５図に示すように、空間フィルタの位置と形
状金定め、この空間フィルタを介する光成分を検出する
ようにすれに前述した欠陥を高Ｎ度に検出することが可
能となる。またこのような空間フィルタを通過した光を
フーリエ変換すれは、規則パターンによる光は（２Ｎ＋
１　）２個に広がる。一方、欠陥による光をフーリエ変
換すると、その欠陥部にのみ集中するので、その強度に
大きな異なりが生じる。この結果、極めてへ良く微小欠
陥を横用することが可能となる。

しかも上紀空関フィルタによれは、規則パターンからの
回折光が殆んど零となる領域だけがその通過域となるの
で、空間フィルタを通過する規則パターンからの回折光
が殆んどない。故に、空間フィルタの寸法およびその位
置精度、更には規則パターンの緩やかな変動勢が存在し
ても、これらに影響されること力＜、微小な欠陥までも
高棺度に検出することが可能となる。

以上が本発明における規則パターンの欠陥検出の基本的
な原理である。

第６図は本発明方式を適用してなる実施例装置の概略構
成図であり、カラーブラウン管のシャドウマスク検査に
適用した例を示している。

被検体であるシャドウマスク１は基本パターンを繰返し
配列して構成されるもので、ｘ−ｙステージ２に軟量さ
れて規則パターンの欠陥検出に供される。マスク１ｆｔ
＃、１１［シて保持するＸ−Ｙステージ２は、コントロ
ーラ３の制御を受けて作動する／４′ルスモータ４，５
によりＸ、Ｙ方向に移動駆動されるようになっている。

これらのΔシスモータ４．５によるＸ−Ｙステージ２の
移動により、前記シャドウマスク１は後述するコリメー
ト光に灼して全面走査されるようになっている。

一方、レーデ光源６から出力されるレーザビームは、コ
リメートレンズ７を介して前記シャドウマスク１に照明
されている。そしてこの照明光の上記シャドウマスク１
を通過した光は、レンズ８に入射されている。このレン
ズ８は、その前側焦点面に前記シャドウマスク１が位置
する関係で設置されるもので、これによって上記レンズ
８の後側焦点面に前記マスク１のフーリエ変換パターン
像が得らｎるようになっている。しかして、このマスク
１のフーリエ変換パターン像が得られる前記レンズ８の
後側焦点位置には、前記第５図に示した形状の空間フィ
ルタ９が配置されている。この空間フィルタ９にて前記
マスク１の欠陥パターンによる光成分のみが知良く抽出
されている。そして、この空間フィルタ９ｔ−介した光
成分は、レンズ１０を介してピンホール１１を備えたス
クリーン１２上に結像されている。これにより、上記ス
クリーン１２上に前記シャドウマスク１の欠陥パターン
出力像が映し出される。この欠陥パターン出力像が前記
ピンホール１１′に通して光電変換器１３に受光され、
光電変換されたのち、増幅器１４、Ａ／Ｄ変換器１５ｔ
−介して出力される。

この出力信号の大きさにより前記マスク１の欠陥ノ４タ
ーンが検出されるようになっている。

ところで、上記の如くして検出される欠陥／ＩＦターン
の大きさは、前記光電変換器１３の出力信号から次のよ
うにして求めることができる。

即ち、鯖７図にそのシミーレージ冒ン結果を示すように
、欠陥の大きさに対する光電変換器１３の出力信号強度
の関係は、＃１は一意的に定まり、欠陥出力■。′は近
似的に次式で示される。

但し、第（４）式で示されるξ・は、第５図に示される
ように、フーリエ変換面の原点から空間フィルタの中心
位置マでの距離である。従って、上記関係式を利用する
ことにより、検出され次欠陥パターンの大きさを容易に
検出することがてきる。

以上のように、本方式で用いられる空間フィルタによれ
は、規則パターンからの回折光が殆んど零となる領域近
傍の光のみを検出するので、上記規則パターンからの回
折光を除去することかできる。これ故、被検パターン中
の小さな欠陥パターンを高精度に検出することができる
。しかも、空間フィルタ９の寸法や、その設足位飯に多
少の誤差が存在しても、被検体の規則・母ターンによる
ノイズ光がさほど大きくならないので、へ良く欠陥パタ
ーンを検出することが可能でるる。また規則ノ臂ターン
にゆ□るやかな変動があっても、その基本パターンが規
則的に配列されている限り上述した欠陥パターン検出が
可能である。更には、空間フィルタ９は、被検パターン
の７−リエ変換パターン像の一部だけを通過させるだけ
で良いものであるから、上記フィルタ９の位置合せが容
易であり、装曾構成の簡易化を図９得る。

またフーリエ変換面に多少の歪が存在しても、その急影
響を受ける處れが殆んどないので、安価なレンズを有効
に利用できると言う効果を奏する。

次に１本発明で用いられる空間フィルタ９の形状の定め
方について簡単に設明する。第１図に示される被検７９
ターンのフーリエ変換面におけるζ方向の光強度分布を
第４図に示したが、特にζ−％　近傍を拡大して示すと
第８図のよ翼 うになる。但し、光ビームのサイズ内に入るスリットＡ
の個数１−（２Ｎ＋１　）　（ｉｔ、特に第８図はＮ＝
４の場合の例を示している。この例で示されるように、
空間フィルタ９を通過する規則／４’ターンからの回折
光をでき得る限夛小さくするには、斜線領域Ｙで示され
る光通過阻止領域を形成すれはよい。

即ち、空間フィルタ９の中心位置１＠ｔ−１，”’７Ｍ
Ｉ （＝”／、）であるから、上記フィルタ９の中心但し、
λは検出に使用されるレーザ光の波長であり、ｆはフー
リエ変換レンズ８の焦点距離である。尚、実際には、光
学系の線動や、光走査系における光軸の変動勢を考慮し
て、上記光通過領域ＸＩＩＸ、の値を上述した値より小
さくすることが好ましい。また、ξ軸と垂直なＹ軸方向
についても、全く同様にしてフィルタ形状を定めること
ができる。

即ち、規則パターンのＹ軸方向の寸法がであるならは、
そのフーリエ変換面におけるＹ軸方向の光強度分布は第
９図に示すようになる。

従ってこの場合には、光の通過領域ｔ−７一リエ変換面
の中心位置から１４ｖ離れた位置を中心とするその近傍
に定めれはよい。

しかして、このようにξ軸方向およびダ軸方向について
欠陥パターンを検出するには、その２次元的な空間フィ
ルタ９の形状を第１０図（鳳）に示す如く定めればよい
。を九特に、照射レーデ光の強度が高い場合には、第１
θ図（ｂ）に示す形状Ｏ空間フィルタ＃を用いるように
すればよい、このような２次元的形・状會持つ空間フィ
ルタ９ｆ用いることにより、更に精度の高い欠陥／９タ
ーン検出が可能となる。また、被検パターンが第１１図
に示されるように、断簡市松模様状に配列されている場
合ＫＦｉ、同様な解析によって形状決定される第１２図
に示すような空間フィルタ９ｔ−用いるようにすれによ
い。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えに規則パターンを構成する基本パターンの形状や、そ
の配列の規則性は上述した例に限られるものではなく、
また９間フィルタは上記規則パターンに応じて定めれば
よいものである。畏するに本発明はその要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施することができや。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の詳細な説明する為のもので、第１図（１）
　、　（ｂ）Ｕ被検パターンの一例とそのフーリエ変換
パターンを示す図、第２図はフーリエ羨換パターンのζ
軸上の光強度分布管示す図、纂３図は欠陥パターンの一
例を示す図、第４図はフーリエ変換パターンのＣ軸上の
光強度分布と空間フィルタの光通過領域との関係を示す
図、第５図は空間フィルタの形状を示す図、第６図は実
施例装置の概略構成図、第７図は欠陥パターンの大きさ
と出力信号との関係を示す図、第８図および第９図は空
間フィルタの形状を説明する為の図、第１０図（ａ）、
伽）は空間フィルタの形状＠を示す図、第１１図は被検
Δ′ターンの他の例を示す図、第１２図は第１１図に示
す被検パターンに対する空間フィルタの形状を示す図で
ある。 １・・・シャドウマスク（被検パターン）、”−・レー
デ光源、１・・・コリメートレンズ系、１・・・レンズ
（フーリエ羨換）、ｐ−・空間フィルタ、１０・・・レ
ンズ、１１・・・ピンホール、１２・・・スクリーン、
Ｊ３・・・光電変換器。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第６図 第７図 契陥０丸きさ−ｂ＋−＋

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）基本−り−ンの繰返しからなる被検７４？ターン
   のス（クトルΔターンを得る手段と、単独で存在する上
   記基本パターンのスペクトルパターンがほぼ零となる領
   域を通過域としたフィルタと、このフィルタを介して求
   められた前記被検）寺ターンのスペクトルパターン成分
   を観測して前記被検−々ターンの欠陥情報を得るチ段と
   を具備したことを特徴とする規則パターンの欠陥検出方
   式。 （２Ｊ　　１ｉ１Ｅ　検−Ｌ４ターンのスペクトルパタ
   ーンｔ−ｉる手段は、上記被検パターンにコヒーレント
   な光を照明するコヒーレント光学系からなるものである
   特許請求の範囲第１ｇ４記載の規則パターンの欠陥検出
   方式。 （３）　　被検パターンの欠陥情報乏得る手段は、フィ
   ルタラ介した被検パターンのスペクトルツタターン成分
   ｔ−７−リエ変換して行うものである特許請求の範囲第
   １項記載の規則／母ターンの欠陥検出方式。