JPWO2009031605A1 - Workpiece defect inspection apparatus and optical member manufacturing method using the same - Google Patents
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Abstract
ガラスレンズなどの光学部材に適用されるワーク欠陥検査装置において、光学部材に含まれる不可視の欠陥を検査できるようにする。ワーク欠陥検査装置1は、120〜380nmの範囲内に属する任意の波長を測定波長とする光源5と、この光源5から出射された光を拡散させる拡散光学系9とを備えている。また、この拡散光学系9によって拡散した光を平行光束にするコリメータ12と、光源5から出射された光の光軸上でワーク19を保持するワーク保持装置20とを備えている。さらに、ワーク保持装置20に保持されたワーク19を透過した光のうち紫外光を紫外光用CCDカメラ16に導く紫外光結像系15と、紫外光以外の光を蛍光用CCDカメラ18に導く蛍光結像系17とを備えている。これにより、ワーク19中の不可視の欠陥を検出することができる。In a work defect inspection apparatus applied to an optical member such as a glass lens, an invisible defect included in the optical member can be inspected. The workpiece defect inspection apparatus 1 includes a light source 5 having an arbitrary wavelength within a range of 120 to 380 nm as a measurement wavelength and a diffusion optical system 9 that diffuses light emitted from the light source 5. Further, a collimator 12 that converts the light diffused by the diffusion optical system 9 into a parallel light flux and a work holding device 20 that holds the work 19 on the optical axis of the light emitted from the light source 5 are provided. Further, the ultraviolet light imaging system 15 that guides ultraviolet light to the ultraviolet light CCD camera 16 out of the light transmitted through the work 19 held by the work holding device 20 and light other than ultraviolet light to the fluorescent CCD camera 18. And a fluorescence imaging system 17. Thereby, an invisible defect in the workpiece 19 can be detected.
Description
本発明は、ガラスレンズなどの光学部材を製造するためのワーク(加工前の光学材料)の光学的な欠陥の存在を検査するワーク欠陥検査装置およびそれを用いた光学部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a workpiece defect inspection apparatus for inspecting the presence of an optical defect in a workpiece (an optical material before processing) for manufacturing an optical member such as a glass lens, and an optical member manufacturing method using the workpiece defect inspection apparatus.
光学部材を製造するための光学材料には、その製造過程において銅、ナトリウム、塩素などの不純物(異物)が混入または残留し、この不純物に起因して欠陥が生じる場合がある。光学部材の長寿命化や透過率(入射光量に対する出射光量の割合)の改善するためにはそのような欠陥を除去する必要がある。従来、そのような光学材料中の欠陥を目視で検査していた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、目視の検査では、可視の欠陥は検査できても、不可視の欠陥を検査することはできない。したがって、光学部材の用途によっては、こうした不可視の欠陥に起因して製品上の欠点が顕在化する場合が考えられる。例えば、半導体露光装置のような紫外光を光学部材に照射する装置では、光学部材中に欠陥が存在すると、この欠陥部分で局所的に紫外光が吸収されて光学部材が機能不全となり、その結果、均一な露光が損なわれる恐れがある。 However, with visual inspection, visible defects can be inspected, but invisible defects cannot be inspected. Therefore, depending on the use of the optical member, there may be a case where a defect on the product becomes obvious due to such an invisible defect. For example, in an apparatus that irradiates an optical member with ultraviolet light, such as a semiconductor exposure apparatus, if there is a defect in the optical member, the ultraviolet light is locally absorbed by the defective portion, causing the optical member to malfunction. Uniform exposure may be impaired.
本発明は、このような事情に鑑み、紫外光が照射される用途に対しても光学部材としての機能を十全に発現しうるように、光学部材に含まれる不可視の欠陥を検査することが可能なワーク欠陥検査装置及び、このワーク欠陥検査装置を用いた光学部材の製造方法を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention is capable of inspecting invisible defects contained in an optical member so that the function as an optical member can be fully exhibited even for applications irradiated with ultraviolet light. An object of the present invention is to provide a possible workpiece defect inspection apparatus and a method for manufacturing an optical member using the workpiece defect inspection apparatus.
本発明の第1の態様に従えば、120〜380nmの範囲内の波長の光を出射する光源(5)と、前記光源から出射された光を拡散させる拡散光学系(9)と、前記拡散光学系によって拡散した光を平行光束にするコリメータ(12)と、前記光源から出射された光の光軸(光路)上でワーク(19)を保持するワーク保持具(20)と、このワーク保持具に保持されたワークを透過した紫外光を検出する紫外光検出器(16)と、ワークを透過した紫外光を紫外光検出器に導く紫外光結像系(15)とを備えているワーク欠陥検査装置(1)が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the light source (5) that emits light having a wavelength in the range of 120 to 380 nm, the diffusion optical system (9) that diffuses the light emitted from the light source, and the diffusion A collimator (12) for converting the light diffused by the optical system into a parallel light beam, a work holder (20) for holding the work (19) on the optical axis (optical path) of the light emitted from the light source, and the work holding Workpiece provided with an ultraviolet light detector (16) for detecting ultraviolet light transmitted through the work held by the tool and an ultraviolet light imaging system (15) for guiding the ultraviolet light transmitted through the work to the ultraviolet light detector A defect inspection apparatus (1) is provided.
本発明の第2の態様に従えば、紫外光を出射する光源(5)と、前記紫外光に対してワークを移動可能に保持する保持具(20)と、前記ワーク保持具に保持されたワークを透過した前記紫外光を検出する検出器(16)とを備え、前記保持具(20)によりワークを紫外光に対して移動させながらワーク内に存在する欠陥を検出することで、ワーク内の欠陥の3次元的な分布を求める欠陥検査装置(1)が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the light source (5) that emits ultraviolet light, the holder (20) that holds the workpiece movably with respect to the ultraviolet light, and the workpiece holder held by the workpiece. A detector (16) for detecting the ultraviolet light transmitted through the workpiece, and detecting defects in the workpiece while moving the workpiece with respect to the ultraviolet light by the holder (20). A defect inspection apparatus (1) for obtaining a three-dimensional distribution of defects is provided.
本発明の第3の態様に従えば、ワーク(19)を加工して光学部材を製造する方法であって、前記ワークを準備するワーク準備工程(S1)と、前記ワークを所望の形状に切断するワーク切断工程(S2)と、前記ワークを所定の透過率になるように研磨するワーク研磨工程(S3)と、本発明に従うワーク欠陥検査装置(1)を用いて前記ワークの欠陥を検査する欠陥検査工程(S4)とを含む光学部材の製造方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical member by processing a workpiece (19), the workpiece preparing step (S1) for preparing the workpiece, and cutting the workpiece into a desired shape. The workpiece cutting step (S2), the workpiece polishing step (S3) for polishing the workpiece to have a predetermined transmittance, and the workpiece defect inspection apparatus (1) according to the present invention are used to inspect defects of the workpiece. An optical member manufacturing method including a defect inspection step (S4) is provided.
本発明の第4の態様に従えば、ワーク(19)を加工して光学部材を製造する方法であって、前記ワークを準備するワーク準備工程(S1)と、前記ワークを所望の形状に切断するワーク切断工程(S2)と、前記ワークを所定の透過率になるように研磨するワーク研磨工程(S3)と、本発明に従うワーク欠陥検査装置(1)を用いて前記ワークの欠陥を検査して3次元分布を測定する欠陥検査工程(S4)とを含む光学部材の製造方法が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical member by processing a workpiece (19), the workpiece preparing step (S1) for preparing the workpiece, and cutting the workpiece into a desired shape. A workpiece cutting step (S2), a workpiece polishing step (S3) for polishing the workpiece to have a predetermined transmittance, and a workpiece defect inspection apparatus (1) according to the present invention to inspect defects in the workpiece. And a defect inspection step (S4) for measuring a three-dimensional distribution.
本発明の第5の態様に従えば、ワーク(19)を加工して光学部材を製造する方法であって、予め板状に切り出されたワークを準備するワーク準備工程(S1)と、前記ワークを所定の透過率になるように研磨するワーク研磨工程(S3)と、本発明に従うワーク欠陥検査装置(1)を用いて前記ワークの欠陥を検査する欠陥検査工程(S4)とを含む光学部材の製造方法が提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical member by processing a workpiece (19), wherein a workpiece preparing step (S1) for preparing a workpiece cut in a plate shape in advance, and the workpiece An optical member comprising: a workpiece polishing step (S3) for polishing the workpiece so as to have a predetermined transmittance; and a defect inspection step (S4) for inspecting a defect of the workpiece using the workpiece defect inspection apparatus (1) according to the present invention. A manufacturing method is provided.
本発明の第5の態様に従えば、ワーク(19)を加工して光学部材を製造する方法であって、予め板状に切り出されたワークを準備するワーク準備工程(S1)と、前記ワークを所定の透過率になるように研磨するワーク研磨工程(S3)と、本発明に従うワーク欠陥検査装置(1)を用いて前記ワークの欠陥を検査して3次元分布を測定する欠陥検査工程(S4)とを含む光学部材の製造方法が提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical member by processing a workpiece (19), wherein a workpiece preparing step (S1) for preparing a workpiece cut in a plate shape in advance, and the workpiece A workpiece polishing step (S3) for polishing the workpiece so as to have a predetermined transmittance, and a defect inspection step for measuring a three-dimensional distribution by inspecting a defect of the workpiece using the workpiece defect inspection apparatus (1) according to the present invention ( A method for manufacturing an optical member including S4) is provided.
上記説明において、本発明をわかりやすく説明するため、実施例を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施例に限定されるものでない。 In the above description, in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings representing the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments.
本発明によれば、ワーク中の不可視の欠陥を検出することができるため、紫外光が照射される用途に対しても光学部材としての機能を十全に発現しうる。特に、ワーク中の不可視の欠陥の位置を3次元的に正確に特定することができるために、そのような欠陥を確実に除去して紫外光が照射される用途で使用される高品質の光学部材を提供することができる。 According to the present invention, since an invisible defect in a workpiece can be detected, the function as an optical member can be fully exhibited even for applications where ultraviolet light is irradiated. In particular, since the position of an invisible defect in a workpiece can be accurately identified three-dimensionally, high-quality optics used in an application in which such a defect is reliably removed and ultraviolet light is irradiated. A member can be provided.
1……ワーク欠陥検査装置、 2……機体、 3……ランプボックス、 4……開口部、 5……光源、 6……リフレクタ、 7……筐体、 9……拡散光学系、 9a……凹レンズ、 10……ライトガイド、 12……コリメータ、 13……分光ミラー、 15……紫外光結像系、 15a……反射ミラー、 15b……反射ミラー、 16……紫外光用CCDカメラ(紫外光検出器)、 17……蛍光結像系、 17a……反射ミラー、 17b、17c……反射ミラー、 18……蛍光用CCDカメラ(蛍光検出器)、 19……ワーク、 19a、19b……表面、 19c……内部、 20……ワーク保持装置(ワーク保持具)、 31……把持アーム、37……Xステージ、35……Yステージ、33……Zステージ、F1、F2、F3……欠陥、 M1、M2、M3、N1、N2、N3……欠陥の像、 T1……ワークの厚さ
DESCRIPTION OF
以下、本発明の実施の形態について説明する。
[発明の実施の形態1]Embodiments of the present invention will be described below.
図1乃至図3に示した本発明のワーク欠陥検査装置1の実施の形態1を説明する。ワーク欠陥検査装置1は、図1に示すように、光源5を収容するランプボックス3と光学系及び検出器を収容する筐体7とを備える機体2を有している。機体2上にはランプボックス3が設置されており、ランプボックス3には放熱用の開口部4が2箇所に形成されている。また、ランプボックス3内には光源5が載置されており、光源5の後方にはリフレクタ(反射板)6が設置されている。ここで、光源5から出射される光の波長は、検出したい欠陥の吸収帯に応じて、120〜220nmの範囲内に属する任意の波長を選択可能である。この光源5の具体例としては、中心波長172nmのXeエキシマランプ、ArFエキシマレーザ、水銀ランプ、D2ランプを使用することができる。水銀ランプやD2ランプのような連続波長の光を発生する光源を用いる場合には、適宜フィルターを用いて検査に必要な波長を選別してもよい。あるいは、異なる波長の光を生じる光源を収容するランプボックス3を用意しておき、検査する光学部材に応じてランプボックス3を付け替えてもよい。光源5には円筒状のライトガイド10が、ランプボックス3と筐体7とに水平に架け渡された形で取り付けられている。
A first embodiment of the workpiece
機体2上には、図1に示すように、筐体7が設置されており、筐体7内には、図1に示すように、拡散光学系9、コリメータ12、分光ミラー13、紫外光結像系15、紫外光用CCD(電荷結合素子)カメラ(紫外光検出器)16、蛍光結像系17および蛍光用CCDカメラ(蛍光検出器)18並びにワーク保持装置20が載置されている。
As shown in FIG. 1, a
拡散光学系9は、筐体7に嵌着された凹レンズ9aを備え、ライトガイド10を通過した紫外光50を拡散させる。紫外光結像系15は、分光ミラー13、凹レンズ状の反射ミラー15aおよび平板状の反射ミラー15bを備え、ワーク19を透過した紫外光をCCDカメラ16に結像させる。蛍光結像系17は、凹レンズ状の反射ミラー17aおよび平板状の2枚の反射ミラー17b、17cを備え、ワーク19から発生した蛍光をCCDカメラ18に結像させる。分光ミラー13は、波長165〜185nmの光(深紫外光)を90%以上反射するとともに、それ以外の波長領域(165nm未満または185nm超)の光を95〜99%透過する波長分離特性を具備している。
The diffusing
また、コリメータ12と分光ミラー13との間の所定位置には、図1に示すように、ワーク保持装置(ワーク保持具)20が設けられている。ここで、所定位置とは、ワーク保持装置20にワーク19が保持された状態で、紫外光用CCDカメラ16の受光面と共役になる位置がこのワーク19内に収まるような位置である。ワーク保持装置20は、図2に示すように、厚さT1(例えば、T1=150mm)の直方体状のワーク19を着脱自在に保持することができる。ワーク保持装置20は、図4に示すように、ワーク19の両側部を把持するU字状アーム31と、アーム31に設けられた係合部(不図示)と係合し且つX方向に延在するガイド溝37aが形成されたXステージ37と、Xステージ37の背部に設けられた係合部(不図示)と係合し且つZ方向に延在するガイド溝33aが形成されたZステージ33と、Zステージ33の底部に設けられた係合部(不図示)と係合し且つY方向に延在するガイド溝35aがそれぞれ形成された一対のYステージ35とを備える。ガイド溝33a、35a、37aには、それぞれ、Xステージ37、Zステージ33及びアーム31にそれぞれ設けられた係合部の螺子孔(不図示)と螺合するボール螺子(不図示)が収容されている。これらのボール螺子を駆動装置(不図示)により駆動させることにより、把持アーム31を、Xステージ37、Yステージ35及びZステージ33上で移動させて、それにより、ワーク19を紫外光50に対してX、Y及びZ方向に移動させることができる。ボール螺子に代えてリニアモータを用いることができる。Zステージ33によりワーク19を、光軸(紫外光の光路)方向(Z方向)に第1ストローク(例えば、200mm)だけ移動することができ、Xステージ37及びYステージ33により、ワーク19を光軸と直交する方向(X方向およびY方向)にそれぞれ第2ストローク(例えば、250mm)だけ移動することができる。また、第1ストロークとは、紫外光用CCDカメラ16の受光面と共役になる位置がワーク19の一方の表面19aから内部19cを通って他方の表面19bへ至る範囲を含むストロークである。一方、第2ストロークとは、後述する欠陥検査工程において、コリメータ12によって平行光束にされた光の断面がワーク19の断面より小さい場合に、ワーク19をX方向およびY方向に移動させることにより、この光をワーク19の全面に照射させるのに必要なストロークである。
Further, as shown in FIG. 1, a work holding device (work holding tool) 20 is provided at a predetermined position between the
筐体7は封止され、その内部は紫外光により生じた異物がワークに付着するのを防止するために窒素パージによって酸素濃度が極めて低い状態となっている。
The
以上のような構成を有するワーク欠陥検査装置1を用いてワーク19の欠陥を検査する動作及びそれを用いた合成石英ガラス(SiO2)製の光学部材を製造する手順を、図5を参照しながら、以下に説明する。The operation of inspecting the defect of the
まず、ワーク準備工程(S1)で、公知の手法により、石英ガラスのインゴットを合成する。それには、例えば、多重管バーナから、四塩化ケイ素や有機ケイ素化合物などのケイ素化合物の原料ガス、酸素等の支燃性ガス、水素等の燃焼ガスを含むガスを噴出させ、火炎中で反応を行い、回転させているターゲット上にガラス微粒子を堆積かつ溶融させる。すると、インゴットとして、円柱状の石英ガラスのインゴットが得られる。この他に、特開平10−279319号公報や特開平11−292551号公報に開示された合成方法を採用することも可能である。 First, in a work preparation step (S1), a quartz glass ingot is synthesized by a known method. For example, a gas containing a silicon compound raw material gas such as silicon tetrachloride or an organosilicon compound, a combustion-supporting gas such as oxygen, or a combustion gas such as hydrogen is ejected from a multi-tube burner, and the reaction is performed in a flame. And deposit and melt glass particles on the rotating target. Then, a cylindrical quartz glass ingot is obtained as the ingot. In addition, it is also possible to employ the synthesis method disclosed in JP-A-10-279319 and JP-A-11-292551.
次に、ワーク切断工程に移行し、バンドソーまたはブレードなどを用いて、この石英ガラスを所望の形状(例えば、直方体状、円柱状など)およびサイズに切断する(S2)。 Next, the process proceeds to a workpiece cutting step, and this quartz glass is cut into a desired shape (for example, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, etc.) and size using a band saw or a blade (S2).
その後、ワーク研磨工程に移行し、この石英ガラスの表面を研磨する。このとき、石英ガラスが所定の透過率(例えば、50%以上)になるような表面粗さにする(S3)。 Thereafter, the process proceeds to a workpiece polishing step, and the surface of the quartz glass is polished. At this time, the surface roughness is set such that the quartz glass has a predetermined transmittance (for example, 50% or more) (S3).
次いで、欠陥検査工程に移行し、ワーク欠陥検査装置1を用いて、以下に述べるとおり、この石英ガラス中の欠陥を検査する(S4)。この石英ガラスをワーク保持装置20の把持アーム31にワーク19として取り付け、光源5から中心波長172nmの深紫外光(DUV)を出射させる。この深紫外光は、図1に示すように、ランプボックス3からライトガイド10を経て筐体7に至り、拡散光学系9の凹レンズ9aによって照度均一性を損なうことなく拡散し、コリメータ12によって所定の断面直径(例えば、140mm)の平行光束になった後、ワーク19を透過して分光ミラー13に至る。そして、この深紫外光の大部分は、分光ミラー13で反射し、紫外光結像系15の反射ミラー15aで反射して収束し、反射ミラー15bで反射してから、紫外光用CCDカメラ16に至って結像する。ワーク保持装置20のXステージ37及びYステージ35を駆動させることにより、例えば、100mm×100mmの範囲での2次元の画像が取得できる。したがって、図2に示すように、ワーク19の表面19a、19bや内部19cに欠陥F1、F2、F3がある場合、紫外光用CCDカメラ16の像では、欠陥F1、F2、F3に対応した部位が暗い影となって現れる。その結果、欠陥F1、F2、F3について、ワーク19のXY座標における位置が判明し、欠陥の2次元分布を測定することができる。
Next, the process proceeds to a defect inspection process, and a defect in the quartz glass is inspected using the workpiece
ところが、これでは、欠陥F1、F2、F3のXY座標における2次元分布は測定できても、欠陥F1、F2、F3の深さ(Z方向における位置)が不明であるため、欠陥F1、F2、F3の3次元分布を測定することはできない。そこで、Zステージ33によりワーク19を、光軸方向(Z方向)にスキャンさせて、図3に示すように、欠陥F1、F2、F3の像M1、M2、M3、N1、N2、N3についてコントラストの良否の変化をチェックすることにより、欠陥F1、F2、F3について、その深さを判断し、3次元分布を測定することができる。
However, in this case, even though the two-dimensional distribution in the XY coordinates of the defects F1, F2, and F3 can be measured, the depths (positions in the Z direction) of the defects F1, F2, and F3 are unknown, so the defects F1, F2, The three-dimensional distribution of F3 cannot be measured. Therefore, the
すなわち、欠陥F1、F2、F3の深さを判断するには、ワーク保持装置20によりワーク19を光軸方向(Z方向)に第1位置に移動させる。ワーク19の表面19aに焦点が合ったとき、図3(a)に示すように、ワーク19の表面19aにある2つの欠陥F1、F2の像M1、M2についてはコントラストが良くなるとともに、ワーク19の内部19cにある欠陥F3の像M3についてはコントラストが悪くなる。ワーク保持装置20によりワーク19を光軸方向(Z方向)の第1位置から第2位置に移動させると、ワーク19の内部19cに焦点が合ったとき、図3(b)に示すように、ワーク19の表面19aにある2つの欠陥F1、F2の像N1、N2についてはコントラストが悪くなるとともに、ワーク19の内部19cにある欠陥F3の像N3についてはコントラストが良くなる。したがって、このようなコントラストの良否の変化から、欠陥F1、F2、F3の深さをそれぞれ判断し、ワーク19の表面19aの欠陥F1、F2と、ワーク19の内部19cの欠陥F3とを区別することができる。その結果、欠陥F1、F2、F3のXY座標における位置と併せて、欠陥F1、F2、F3の3次元分布を測定することが可能となる。
That is, in order to determine the depths of the defects F1, F2, and F3, the
なお、ワーク19は所定の透過率となっているので、ワーク19の欠陥検査を円滑に行うことができる。また、筐体7内は、上述したように、酸素濃度が極めて低い状態となっているため、酸素による深紫外光の吸収を大幅に抑制し、深紫外光を筐体7内で効率よく照射することができる。
In addition, since the workpiece |
さらに、ワーク19中の欠陥には、ワーク19に深紫外光が照射されたときに、この深紫外光を吸収するだけであって蛍光を出さないもの(無蛍光性の欠陥)のほか、深紫外光を吸収すると同時に蛍光を出すもの(蛍光性の欠陥)が想定されるが、蛍光性の欠陥については、蛍光が、分光ミラー13を透過した後、蛍光結像系17の反射ミラー17aで反射して収束し、2枚の反射ミラー17b、17cで順に反射してから、蛍光用CCDカメラ18に至って結像する。したがって、図2に示すように、ワーク19の表面19a、19bや内部19cに欠陥F1、F2、F3がある場合、蛍光用CCDカメラ18の像では、欠陥F1、F2、F3に対応した部位が明るく光る。その結果、この蛍光用CCDカメラ18で撮影された画像によっても、ワーク19中の欠陥の原因成分を推定することが可能となる。そのため、紫外光用CCDカメラ16で撮影された画像に加えて、蛍光用CCDカメラ18で撮影された画像をも参照して組み合わせることにより、ワーク19中の欠陥を総合的に分析・判断することが容易となる。
Further, the defects in the
そして、欠陥検査工程でワーク19に欠陥F1、F2、F3が見つかった場合には、欠陥除去工程に移行し、この欠陥F1、F2、F3を適宜除去して光学部材を完成させる(S5)。すなわち、図2に示すように、ワーク19の表面19aに欠陥F1、F2がある場合は、例えば、ワーク19の表面19a、19bを研磨することにより、この欠陥F1、F2を除去する。また、ワーク19の内部19cに欠陥F3がある場合は、例えば、この欠陥F3を含む部位をワーク19から切除することにより、この欠陥F3を除去する。すると、欠陥F1、F2、F3を含まない高品質な光学部材が得られる。ここで、合成石英ガラス製の光学部材の製造が完了する。
When defects F1, F2, and F3 are found in the
以上のように、この実施の形態1によれば、光学部材に含まれる不可視の欠陥F1、F2、F3を検査して除去することが可能となる。こうして欠陥が除去された光学部材は、紫外光を光学部材に照射する装置(半導体露光装置など)においてもその機能を十全に発現することができる。 As described above, according to the first embodiment, invisible defects F1, F2, and F3 included in the optical member can be inspected and removed. The optical member from which defects have been removed in this manner can fully exhibit its function even in an apparatus (such as a semiconductor exposure apparatus) that irradiates the optical member with ultraviolet light.
また、ワーク保持装置20は、光軸と直交する方向にそれぞれ所定の第2ストロークだけワーク19を移動することができるので、ワーク19の全面を検査することができる。
In addition, since the
なお、上述した実施の形態1では、光学部材の製造に際して、欠陥検査工程から欠陥除去工程に移行する場合について説明した。しかし、ワーク19をフォトマスク等の光学部材として使用する場合には、ワーク19の表面19a、19bの平面度をさらに向上させるべく、欠陥検査工程の後(欠陥除去工程の前後を問わない。)に研削・研磨工程に移行し、ワーク19の表面19a、19bに研削・研磨加工を施す。この研削・研磨加工の手法としては、公知の手法(例えば、特開2007−98542号公報や特開2007−98543号公報に開示された研磨装置による加工方法など)を用いることができる。
In the first embodiment described above, the case where the optical member is manufactured is shifted from the defect inspection process to the defect removal process. However, in the case where the
[発明の実施の形態2]
以下に、液晶パターン形成用フォトマクスの製造例を説明する。最初に、光学面が研磨され、所定の平面度となった石英ガラス基板(光学部材)を用意する。石英ガラス基板を純水で洗浄した後、実施形態1で説明したワーク欠陥検査装置1のワーク保持装置20で保持し、実施形態1と同様にして欠陥を検査する。次いで、欠陥が石英ガラス基板に存在していたならば、実施形態1で説明したような方法で除去する。次いで、石英ガラス基板を洗浄した後、石英ガラス基板の一方の面にスパッタリングによりクロム(Cr)膜を成膜する。石英ガラス基板を保持する部材により遮蔽されてクロム膜が成膜されない部分があるが、この遮蔽された部分以外はクロム膜が形成されて良い。[Embodiment 2 of the Invention]
Below, the manufacture example of the photomax for liquid crystal pattern formation is demonstrated. First, a quartz glass substrate (optical member) having an optical surface polished to a predetermined flatness is prepared. After washing the quartz glass substrate with pure water, the quartz glass substrate is held by the
クロム膜が形成された面にレジスト(液体)を塗布する。レジストとしては、例えば、ポジ型レジストとしてノボラック系樹脂(AZ社のAZ1500、AZP1500)などを使用することが出来る。形成すべきパターンに従い、レジストにレーザ光を走査させながら部分的に照射する。レーザ光照射後に、基板上のレジストにアルカリ性溶液を接触させることにより、レジストとクロム膜とを除去しパターンを形成する。ポジ型レジストの場合、レーザ光に感光したところがアルカリ性溶液によりエッチングされ除去される。照射するレーザ光の波長としては413nmのレーザ等を使用できる。このレジスト塗布及びエッチングを、形成すべきパターンに応じて繰り返し、石英ガラス基板の一方の面にクロムの所定パターンを形成する。パターン形成後に基板を純水で洗浄して、形成されたパターンの検査を行っても良い。検査でパターンに欠陥が検出された場合にはレーザリペアを行うことにより、パターンの不要な部分の除去あるいは遮光部材を追加させることにより、パターンを完成させ、フォトマスクが完成される。 A resist (liquid) is applied to the surface on which the chromium film is formed. As the resist, for example, a novolac resin (AZ 1500, AZP 1500 from AZ) or the like can be used as a positive resist. According to the pattern to be formed, the resist is partially irradiated while scanning the laser beam. After the laser light irradiation, an alkaline solution is brought into contact with the resist on the substrate to remove the resist and the chromium film and form a pattern. In the case of a positive resist, the portion exposed to laser light is etched away with an alkaline solution. As the wavelength of the laser beam to be irradiated, a 413 nm laser or the like can be used. This resist coating and etching are repeated according to the pattern to be formed, and a predetermined pattern of chromium is formed on one surface of the quartz glass substrate. After the pattern formation, the substrate may be washed with pure water to inspect the formed pattern. When a defect is detected in the pattern by inspection, laser repair is performed to remove an unnecessary portion of the pattern or add a light shielding member, thereby completing the pattern and completing the photomask.
上記フォトマスクの製造例において、クロム膜上にさらに酸化クロム(CrO)のような酸化防止膜や反射防止膜を設けてもよい。また、上記製造例では液晶用のフォトマスクを製造したが、本発明を用いて半導体用フォトマスクを製造してもよい。この場合、クロム膜を製膜した後に、レーザー照射の代わりに電子線を用いてパターンを形成してもよい。例えば、ハーフトーンのパターンを形成する場合には、遮光膜としてMoSiを使用することも可能である。 In the photomask manufacturing example, an antioxidant film such as chromium oxide (CrO) or an antireflection film may be further provided on the chromium film. Moreover, although the photomask for liquid crystals was manufactured in the said manufacture example, you may manufacture the photomask for semiconductors using this invention. In this case, after forming a chromium film, a pattern may be formed using an electron beam instead of laser irradiation. For example, when forming a halftone pattern, it is possible to use MoSi as the light shielding film.
上述した実施の形態1及び2では、紫外光検出器として紫外光用CCDカメラ16を用いる場合について説明したが、紫外光用CCDカメラ16以外の紫外光検出器(例えば、ラインセンサ、その他のイメージセンサ)を代用することもできる。
In the first and second embodiments described above, the case where the
また、上述した実施の形態1及び2では、凹レンズ9aを備えた拡散光学系9について説明したが、凹レンズ9aに代えて、回折格子や光ファイバー、拡散フィルム、拡散板などを使用することもできる。
In the first and second embodiments described above, the diffusing
さらに、上述した実施の形態1及び2では、ワーク19の欠陥の深さ(光軸方向の位置)を明確化するべく深紫外光の焦点を移動させる際に、ワーク19を光軸方向に移動させる方式を採用する場合について説明したが、ワーク19を固定したまま紫外光用CCDカメラ16を進退させる方式を代用することも可能である。また、ワーク保持装置20を図4に例示したが、ワーク19を保持及び移動させる機構はそれらの例示に限定されず、任意の機構を採用しうる。ワーク保持装置20は、Xステージ33及びYステージ35により光軸と直交する方向にワーク19を移動することができるので、ワーク19の全面を紫外光で走査することができる。また、所定の広がりを持つ平行光の光束(例えば、面光源からの平行光)をワークに入射してもよい。こうすることで、拡散光学系9及びコリメータ12を使用せずに、図1に示した装置と同様の機能を果たすことができる。
Further, in the first and second embodiments described above, when moving the focal point of the deep ultraviolet light to clarify the defect depth (position in the optical axis direction) of the
また、上述した実施の形態1及び2では、合成石英ガラス製の光学部材を製造する場合について説明した。しかし、光学部材の材質は、合成石英ガラスに限るわけではなく、溶融石英ガラス(酸水素炎熔融石英ガラス、電融石英ガラス)であってもよい。さらに、200nm以下のリソグラフィで使用されるルビジウム・アルミニウム・ガーネット(LuAG)やフッ化物(例えば、CaF2(フッ化カルシウム、蛍石)、BaLiF3)などの結晶であっても構わない。Moreover, in
また、上述した実施の形態1及び2では、120〜220nmの範囲内に属する任意の波長を測定波長とする光源5を用いる場合について説明したが、光源5の測定波長を長波長側に広げて、120〜380nmの範囲内に属する任意の波長を測定波長とする光源5を代用することもできる。
Moreover, although
また、上述した実施の形態1では、石英ガラスのインゴットの合成から始まる製造方法について説明したが、合成石英ガラスのインゴットが予め板状(すなわち、被検査面が平面状)に切り出された状態のワーク19を準備する工程から始めることもできる。
In the first embodiment described above, the manufacturing method starting from the synthesis of the quartz glass ingot has been described. However, the synthetic quartz glass ingot is previously cut into a plate shape (that is, the surface to be inspected is planar). It is also possible to start from the process of preparing the
また、上述した実施の形態1及び2では、欠陥検査工程でワーク19に欠陥F1、F2、F3が見つかった場合に欠陥除去工程に移行する製造方法について説明したが、この欠陥除去工程を省くことも可能である。
In the first and second embodiments described above, the manufacturing method has been described in which the defect removal process is performed when defects F1, F2, and F3 are found in the
本発明は、発振波長193nmのArFエキシマレーザなどの紫外光が照射される光学部材の欠陥の検査にきわめて有用である。 The present invention is extremely useful for inspecting defects in optical members irradiated with ultraviolet light such as an ArF excimer laser having an oscillation wavelength of 193 nm.
Claims (20)
前記光源から出射された光を拡散させる拡散光学系と、
前記拡散光学系によって拡散した光を平行光束にするコリメータと、
前記光源から出射された光の光軸上で光学部材用ワークを保持するワーク保持具と、
前記ワーク保持具に保持されたワークを透過した紫外光を検出する紫外光検出器と、
前記ワークを透過した紫外光を紫外光検出器に導く紫外光結像系とを備えているワーク欠陥検査装置。A light source that emits light having a wavelength in the range of 120 to 380 nm;
A diffusion optical system for diffusing the light emitted from the light source;
A collimator that collimates the light diffused by the diffusion optical system;
A workpiece holder for holding a workpiece for an optical member on the optical axis of the light emitted from the light source;
An ultraviolet light detector for detecting ultraviolet light transmitted through the workpiece held by the workpiece holder;
A work defect inspection apparatus comprising: an ultraviolet light imaging system that guides ultraviolet light transmitted through the work to an ultraviolet light detector.
前記紫外光に対してワークを移動可能に保持するワーク保持具と、
前記ワーク保持具に保持されたワークを透過した前記紫外光を検出する検出器とを備え、前記ワーク保持具によりワークを紫外光に対して移動させながらワーク内に存在する欠陥を検出することで、ワーク内の欠陥の3次元的な分布を求める欠陥検査装置。A light source that emits ultraviolet light;
A workpiece holder for holding the workpiece movably with respect to the ultraviolet light;
A detector for detecting the ultraviolet light transmitted through the workpiece held by the workpiece holder, and detecting defects present in the workpiece while moving the workpiece with respect to the ultraviolet light by the workpiece holder. A defect inspection apparatus for obtaining a three-dimensional distribution of defects in a workpiece.
前記ワークを準備するワーク準備工程と、
前記ワークを所望の形状に切断するワーク切断工程と、
前記ワークを所定の透過率になるように研磨するワーク研磨工程と、
請求項1〜10のいずれか一項に記載のワーク欠陥検査装置を用いて前記ワークの欠陥を検査する欠陥検査工程とを含む光学部材の製造方法。A method of manufacturing an optical member by processing a workpiece,
A workpiece preparation step of preparing the workpiece;
A workpiece cutting step of cutting the workpiece into a desired shape;
A workpiece polishing step of polishing the workpiece to have a predetermined transmittance;
The manufacturing method of an optical member including the defect inspection process of inspecting the defect of the said workpiece | work using the workpiece | work defect inspection apparatus as described in any one of Claims 1-10.
前記ワークを準備するワーク準備工程と、
前記ワークを所望の形状に切断するワーク切断工程と、
前記ワークを所定の透過率になるように研磨するワーク研磨工程と、
請求項6または7に記載のワーク欠陥検査装置を用いて前記ワークの欠陥を検査して3次元分布を測定する欠陥検査工程とを含む光学部材の製造方法。A method of manufacturing an optical member by processing a workpiece,
A workpiece preparation step of preparing the workpiece;
A workpiece cutting step of cutting the workpiece into a desired shape;
A workpiece polishing step of polishing the workpiece to have a predetermined transmittance;
A method for manufacturing an optical member, comprising: a defect inspection step of measuring a three-dimensional distribution by inspecting a defect of the workpiece using the workpiece defect inspection apparatus according to claim 6.
予め板状に切り出されたワークを準備するワーク準備工程と、
前記ワークを所定の透過率になるように研磨するワーク研磨工程と、
請求項1〜10のいずれか一項に記載のワーク欠陥検査装置を用いて前記ワークの欠陥を検査する欠陥検査工程とを含む光学部材の製造方法。A method of manufacturing an optical member by processing a workpiece,
A workpiece preparation step of preparing a workpiece cut in advance in a plate shape;
A workpiece polishing step of polishing the workpiece to have a predetermined transmittance;
The manufacturing method of an optical member including the defect inspection process of inspecting the defect of the said workpiece | work using the workpiece | work defect inspection apparatus as described in any one of Claims 1-10.
予め板状に切り出されたワークを準備するワーク準備工程と、
前記ワークを所定の透過率になるように研磨するワーク研磨工程と、
請求項6または7に記載のワーク欠陥検査装置を用いて前記ワークの欠陥を検査して3次元分布を測定する欠陥検査工程とを含む光学部材の製造方法。A method of manufacturing an optical member by processing a workpiece,
A workpiece preparation step of preparing a workpiece cut in advance in a plate shape;
A workpiece polishing step of polishing the workpiece to have a predetermined transmittance;
A method for manufacturing an optical member, comprising: a defect inspection step of measuring a three-dimensional distribution by inspecting a defect of the workpiece using the workpiece defect inspection apparatus according to claim 6.
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