パターン付き基板の検査方法及びその装置
【課題】パターン付き基板の表面検査方法及びその装置において、周囲を隔壁で囲まれた有機ＥＬ発光層を形成する領域に存在する０．１μｍよりも小さい異物欠陥を、感度よく検出する。
【解決手段】パターン付き基板の表面検査方法において、２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に基板を連続的に移動させ、線状に成形された光を連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて連続的に移動する方向に対して傾いた方向に照射し、基板上の線状の光が照射された領域からの反射散乱光のうち試料の法線方向に反射散乱した光を集光することにより基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく反射散乱光の像を基板の連続的に移動する方向に対して傾いた方向に設置された１次元または２次元のアレイセンサ上に結像して検出し、アレイセンサで検出して得た信号を処理して試料上の欠陥を検出するようにした。
【解決手段】パターン付き基板の表面検査方法において、２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に基板を連続的に移動させ、線状に成形された光を連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて連続的に移動する方向に対して傾いた方向に照射し、基板上の線状の光が照射された領域からの反射散乱光のうち試料の法線方向に反射散乱した光を集光することにより基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく反射散乱光の像を基板の連続的に移動する方向に対して傾いた方向に設置された１次元または２次元のアレイセンサ上に結像して検出し、アレイセンサで検出して得た信号を処理して試料上の欠陥を検出するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面ディスプレイ基板の製造工程において、基板表面に付着した異物等の欠陥を検査するパターン付き基板の検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面ディスプレイの方式として現在種々の方式が提案され実用化されているが、その中でも、高輝度、高コントラスト、拘束応答、低消費電力を特徴とする方式として、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス：Organic Electroluminescence）の開発が進められている。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイを量産する場合に、歩留まりを高く維持するためには、有機ＥＬディスプレイを製造する工程において基板に異物が付着しないようにすること、また、前工程からの異物を次の工程に持ち込まないようにすることが重要である。特に有機ＥＬディスプレイにおいて致命度が高いのは薄い有機膜を形成する前の工程でガラス基板上に付着した異物である。異物が付着した状態のガラス基板上に０．１μｍ程度の薄い有機膜を形成すると、その後の工程で形成する電極配線が層間で短絡して表示不良を起こす原因となってしまう。
【０００４】
このような、パターンが形成されたガラス基板上に付着した異物欠陥を検出方法として、特許文献１には、レチクルやホトマスクに斜め方向から光を照射してその反射光を検出することにより回路パターン上に付着した異物を検出する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３０４２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
有機ＥＬのガラス基板上に形成されるパターンは、図１に示すように、例えば１画素が７５〜１５０μｍで有機ＥＬ発光層が形成される領域の周囲を光を通さない隔壁で囲むような構成になっている。このような構成の有機ＥＬ基板に特許文献１に記載されているような斜め方向から光を照射してその反射光を検出する方式をそのまま適当した場合には、隔壁部分からの反射散乱光がノイズとなって、有機ＥＬ発光層が形成される領域に存在する微小な異物からの反射散乱光の検出信号がノイズに埋もれてしまい異物欠陥の検出精度を上げることが難しい。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、周囲を隔壁で囲まれた有機ＥＬ発光層を形成する領域に存在する０．１μｍよりも小さい異物欠陥を、感度よく検出することを可能にするパターン付き基板の表面検査方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明では、表面に複数の規則的なパターンが２次元状に並んで形成された基板上の欠陥を検査する方法において、２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に基板を連続的に移動させ、線状に成形された光を連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて連続的に移動する方向に対して傾いた方向に照射し、基板上の線状の光が照射された領域からの反射散乱光のうち試料の法線方向に反射散乱した光を集光することにより基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく反射散乱光の像を基板の連続的に移動する方向に対して傾いた方向に設置された１次元または２次元のアレイセンサ上に結像して検出し、アレイセンサで検出して得た信号を処理して試料上の欠陥を検出するようにした。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明では、表面に複数の規則的なパターンが２次元状に並んで形成された基板上の欠陥を検査するパターン付き基板の検査装置を、基板を載置して基板を２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に連続的に移動させるステージ手段と、 線状に成形した光をステージ手段により一方の方向に連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて一方の方向に対して傾いた方向に照射する照明光学系手段と、照明光学系手段により線状の光が照射された基板上の領域からの反射散乱光のうち試料の法線方向に反射散乱した光を集光する集光レンズと、集光レンズにより基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく反射散乱光の像を結像する結像レンズと、結像レンズにより結像された反射散乱光の像を検出する前記一方の方向に対して傾いた方向に設置されたアレイセンサとを有する検出光学系手段と、検出光学系手段で検出して得た信号を処理して試料上の欠陥を検出する信号処理手段とを備えて構成した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、周囲を隔壁で囲まれた有機ＥＬ発光層を形成する領域に存在する０．１μｍよりも小さい異物欠陥を、感度よく検出することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】検査対象の基板を拡大した平面図である。
【図２】本発明の実施例１のパターン付き基板の検査装置の概略の構成をしますブロック図である。
【図３】基板のパターンの並び方向に対して斜めに照射した線状の照明光の照明領域と、アレイセンサの検出領域を示す基板の平面図である。
【図４】基板のパターンの並び方向に照射した線状の照明光の照明領域と、アレイセンサの検出領域を示す基板の平面図である。
【図５】（ａ）は基板のパターンの並び方向に対して斜めに配置したアレイセンサ上を基板上の欠陥の像が通過していく状態を示したセンサアレイの平面図である。（ｂ）は基板のパターンの並び方向に配置したアレイセンサ上を基板上の欠陥の像が通過していく状態を示したセンサアレイの平面図である。
【図６】（ａ）は基板のパターンの並び方向に対して斜めに配置したアレイセンサで検出した基板の歪んだ画像、（ｂ）は基板の歪んだ画像に対して歪み補正処理を実行して歪みを取り去った後の画像である。
【図７】本発明の実施例２のパターン付き基板の検査装置の概略の構成をしますブロック図である。
【図８】本発明の実施例２における各検出光学系の基板上の検査領域を示す基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図２に本発明の第１の実施例によるパターン付き基板の検査装置の全体の構成を示す。検査装置全体は、照明光学系２１０と検出光学系２２０、ステージ系２３０及び信号処理・全体制御部２００で構成されている。ただし、図２に示した装置構成において、検査対象試料であるガラス基板を検査装置に対して着脱するガラス基板のハンドリング機構は省略してある。
【００１４】
ステージ系２３０は、試料１００を載置してＸＹ平面内で移動可能なテーブル２３１とテーブル２３１を支える架台部２３２を備えている。
【００１５】
照明光学系２１０は、レーザ光源２１１、レーザ光源２１１から発射されたレーザのビーム径を拡大するビーム径拡大レンズ２１２、径が拡大されたレーザを平行光に変換するコリメートレンズ２１３、コリメートレンズ２１３により平行光となった径が拡大されてレーザを一方向に平行の状態を保ったままそれに直角な方向に集光するシリンドリカルレンズ２１４を備えて、テーブル２３１に載置された試料１００の表面に対して斜め方向(仰角５〜３０度の範囲)から線状に成形されたレーザを照射する。
【００１６】
検出光学系２２０は、照明光学系２１０によりレーザが照射された試料１００からの反射光のうち上方に反射散乱した光を集光する集光レンズ(対物レンズ)２２１と、集光レンズ２２１により集光された試料１００からの反射散乱光の像を結像する結像レンズ２２２、結像レンズ２２２で結像された試料１００からの反射・散乱光の像を検出するイメージセンサ２２３を備えている。
【００１７】
信号処理・全体制御部２００は、イメージセンサからの出力信号をＡ/Ｄ変換するＡ/Ｄ変換部２４０、Ａ/Ｄ変換部で変換された信号を処理する信号処理部２５０、全体を制御する全体制御部２６０、全体制御部の制御信号を受けてステージ系２３０のテーブル２３１の位置を制御するステージ制御部２７０、信号処理部２５０でイメージセンサ２２３から出力された信号を処理した結果を出力する出力部２８０を備えている。
【００１８】
ここで、検査対象の試料１００は、図１に示したように表面に規則的なパターンが２次元状に繰り返し形成されている。
【００１９】
図３に試料１００に照射される線状に成形されたレーザの照射方向と照射領域、及びイメージセンサ２２３のとの関係を示す。照明光学系２１０のシリンドリカルレンズ２１４から出射した線状に成形されたレーザは、試料１００に形成されたパターン１０１の並びの方向（Ｘ方向）に対して、４５度の方向から入射して試料１００上の領域３０１を照明する。検出光学系２２０はこの照明領域３０１の像を結像して、イメージセンサ２２３により領域２２３１の像が検出される。
【００２０】
この状態でステージ制御部２７０で制御してテーブル２３１をＹ方向に一定の速度で移動させると、イメージセンサ２２３は試料１００上のＷ１の幅の領域を検査することができる。
【００２１】
一方、照明光学系２１０による試料１００上の照明領域を図４に示すように試料１００に形成されたパターン１０１のＹ方向の並びに沿わせて、イメージセンサ２２３による検出領域を２２３２のようにした場合、テーブル２３１をＹ方向に一定の速度で移動させると、イメージセンサ２２３は試料１００上のＷ２の幅の領域を検査することができる。この場合Ｗ２はＷ１の約√２倍になる。
【００２２】
図４のように、試料１００に形成されたパターン１０１の並びの方向または並びに直角な方向(図３の場合は、Ｘ方向またはＹ方向)から照明光を照射してその反射散乱光の像を検出する場合、試料１００に規則的に形成されたパターン１０１からの散乱による低次の回折光(１次回折光)が検出光学系２２０に入ってしまい、欠陥の検出感度を低下させてしまう。これを防止する方法として、検出光学系２２０のフーリエ変換面に空間フィルタ(図示せず)を配置して試料１００上の規則的に形成されたパターン１０１からの散乱光を遮光し、空間フィルタで遮光されなかった反射散乱光をイメージセンサ２２３で検出して欠陥を抽出する方法がある。しかし、この方法では、空間フィルタにより試料１００上の欠陥からの反射散乱光も遮光してしまう可能性があり、欠陥を見逃してしまう可能性がある。
【００２３】
一方、図３のように、試料１００に形成されたパターン１０１の並びの方向(図３の場合は、Ｘ方向またはＹ方向)に対して方位角が４５度傾いた方向から照明光を照射することにより、試料１００に規則的に形成されたパターン１０１からの散乱による低次の回折光(１次回折光)を検出光学系２２０に入らなくすることができ、空間フィルタを用いずに回折光による検出感度の低下を防止することができる。
【００２４】
図５は、テーブル２３１をＹ方向に一定の速度で移動させたときの状態を、イメージセンサ２２３の側から試料１００を見た状態を示す。（ａ）は図３のようにイメージセンサ２２３をＹ方向に対して４５度傾けて撮像した場合に対応し、（ｂ）は図４のようにイメージセンサ２２３をＹ方向に沿わせて撮像した場合に対応する。試料１００上の欠陥１０３の像は、イメージセンサ２２３の各画素２２３ｎ-1，２２３ｎ，２２３ｎ+1の上を横切るが、図５（ａ）のようにイメージセンサ２２３をＹ方向に対して４５度傾けて撮像した場合に欠陥１０３の像がイメージセンサ２２３を横切る距離Ｌ１は、図５（ｂ）のイメージセンサ２２３をＹ方向に沿わせて撮像した場合に欠陥１０３の像がイメージセンサ２２３を横切る距離Ｌ２よりも√２倍長くなる。
【００２５】
即ち、イメージセンサ２２３をＹ方向に対して４５度傾けて撮像したほうが、Ｙ方向に沿わせて撮像した場合に比べて√２倍多くの欠陥検出信号を得ることができる。その結果、ＳＮを向上させた信号検出を行うことができ、この検出信号を予め設定しておいた基準値を用いて２値化して基準値よりも大きな検出信号を欠陥と判定することにより、０．１μｍよりも小さい、より微細な欠陥を検出することが可能になる。また、検出信号を２値化せずに、予め記憶したおいた欠陥がない試料を用いて検出した基準信号と比較することにより、０．１μｍよりも小さい、より微細な欠陥を検出することが可能になる。
【００２６】
一方、図３のようにイメージセンサ２２３をＹ方向に対して４５度傾けて撮像した場合、得られる画像は、図６（ａ）に示すような歪んだ画像６０１になってしまう。これに対して信号処理部２５０では、イメージセンサ２２３のＹ方向への傾きの情報とステージ制御部２７０からテーブル２３１の位置情報を受けて画像歪補正処理を施して、図６（ｂ）に示すような歪みのない画像６０２を作成し、この画像を処理して欠陥１０３を検出する。
【００２７】
ここで、イメージセンサ２２３は１次元のセンサアレイの例を示したが、本実施例ではこれに限ることはなく、２次元状のセンサアレイを用いても良い。
【実施例２】
【００２８】
本発明による第２の実施例を、図７と８とを用いて説明する。
図７は、照明光学系７１０−１〜４と検出光学系７２０−１〜４との対を複数備えて、比較的面積が大きい試料１０００を検査する装置の構成を示す。照明光学系７１０−１〜４及び検出光学系７２０−１〜４の構成は、それぞれ図２で説明した照明光学系２１０及び検出光学系２２０の構成と同じである。７９０はアライメント検出系で、試料１０００上に形成されたアライメントマークを検出して試料１０００の位置をチェックする。
【００２９】
図８に示すように、試料１０００上での各検出光学系７２０−１〜４の検査領域７２０−１０〜４０が連続するように照明光学系７１０−１〜４と検出光学系７２０−１〜４との対のそれぞれの位置を調整することにより、試料１０００を載置したステージ系７３０のテーブル７３１を制御系７００のステージ制御部(図示せず)で制御してＸ方向に１回走査することで試料１０００の全面を検査することを可能になる。
【００３０】
この構成において、照明光学系７１０と検出光学系７２０との各対の試料１０００上の照明領域をそれぞれ図３で説明したように設定することにより、照明光学系７１０と検出光学系７２０との各対を図５のような照明方式で単に横一列に設置した場合に比べて√２倍の欠陥検出信号を得ることができ、比較的大きな譴責の基板１０００に対しても１回の走査で０．１μｍよりも小さな欠陥を検出することが可能になる。
【符号の説明】
【００３１】
１００，１０００・・・試料 ２００・・・信号処理・全体制御系 ２１０、７１０−１〜４・・・照明光学系 ２２０、７２０−１〜４・・・検出光学系 ２３０、７３０・・・ステージ系。
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面ディスプレイ基板の製造工程において、基板表面に付着した異物等の欠陥を検査するパターン付き基板の検査方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面ディスプレイの方式として現在種々の方式が提案され実用化されているが、その中でも、高輝度、高コントラスト、拘束応答、低消費電力を特徴とする方式として、有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス：Organic Electroluminescence）の開発が進められている。
【０００３】
有機ＥＬディスプレイを量産する場合に、歩留まりを高く維持するためには、有機ＥＬディスプレイを製造する工程において基板に異物が付着しないようにすること、また、前工程からの異物を次の工程に持ち込まないようにすることが重要である。特に有機ＥＬディスプレイにおいて致命度が高いのは薄い有機膜を形成する前の工程でガラス基板上に付着した異物である。異物が付着した状態のガラス基板上に０．１μｍ程度の薄い有機膜を形成すると、その後の工程で形成する電極配線が層間で短絡して表示不良を起こす原因となってしまう。
【０００４】
このような、パターンが形成されたガラス基板上に付着した異物欠陥を検出方法として、特許文献１には、レチクルやホトマスクに斜め方向から光を照射してその反射光を検出することにより回路パターン上に付着した異物を検出する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３０４２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
有機ＥＬのガラス基板上に形成されるパターンは、図１に示すように、例えば１画素が７５〜１５０μｍで有機ＥＬ発光層が形成される領域の周囲を光を通さない隔壁で囲むような構成になっている。このような構成の有機ＥＬ基板に特許文献１に記載されているような斜め方向から光を照射してその反射光を検出する方式をそのまま適当した場合には、隔壁部分からの反射散乱光がノイズとなって、有機ＥＬ発光層が形成される領域に存在する微小な異物からの反射散乱光の検出信号がノイズに埋もれてしまい異物欠陥の検出精度を上げることが難しい。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、周囲を隔壁で囲まれた有機ＥＬ発光層を形成する領域に存在する０．１μｍよりも小さい異物欠陥を、感度よく検出することを可能にするパターン付き基板の表面検査方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した目的を達成するために、本発明では、表面に複数の規則的なパターンが２次元状に並んで形成された基板上の欠陥を検査する方法において、２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に基板を連続的に移動させ、線状に成形された光を連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて連続的に移動する方向に対して傾いた方向に照射し、基板上の線状の光が照射された領域からの反射散乱光のうち試料の法線方向に反射散乱した光を集光することにより基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく反射散乱光の像を基板の連続的に移動する方向に対して傾いた方向に設置された１次元または２次元のアレイセンサ上に結像して検出し、アレイセンサで検出して得た信号を処理して試料上の欠陥を検出するようにした。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明では、表面に複数の規則的なパターンが２次元状に並んで形成された基板上の欠陥を検査するパターン付き基板の検査装置を、基板を載置して基板を２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に連続的に移動させるステージ手段と、 線状に成形した光をステージ手段により一方の方向に連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて一方の方向に対して傾いた方向に照射する照明光学系手段と、照明光学系手段により線状の光が照射された基板上の領域からの反射散乱光のうち試料の法線方向に反射散乱した光を集光する集光レンズと、集光レンズにより基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく反射散乱光の像を結像する結像レンズと、結像レンズにより結像された反射散乱光の像を検出する前記一方の方向に対して傾いた方向に設置されたアレイセンサとを有する検出光学系手段と、検出光学系手段で検出して得た信号を処理して試料上の欠陥を検出する信号処理手段とを備えて構成した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、周囲を隔壁で囲まれた有機ＥＬ発光層を形成する領域に存在する０．１μｍよりも小さい異物欠陥を、感度よく検出することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】検査対象の基板を拡大した平面図である。
【図２】本発明の実施例１のパターン付き基板の検査装置の概略の構成をしますブロック図である。
【図３】基板のパターンの並び方向に対して斜めに照射した線状の照明光の照明領域と、アレイセンサの検出領域を示す基板の平面図である。
【図４】基板のパターンの並び方向に照射した線状の照明光の照明領域と、アレイセンサの検出領域を示す基板の平面図である。
【図５】（ａ）は基板のパターンの並び方向に対して斜めに配置したアレイセンサ上を基板上の欠陥の像が通過していく状態を示したセンサアレイの平面図である。（ｂ）は基板のパターンの並び方向に配置したアレイセンサ上を基板上の欠陥の像が通過していく状態を示したセンサアレイの平面図である。
【図６】（ａ）は基板のパターンの並び方向に対して斜めに配置したアレイセンサで検出した基板の歪んだ画像、（ｂ）は基板の歪んだ画像に対して歪み補正処理を実行して歪みを取り去った後の画像である。
【図７】本発明の実施例２のパターン付き基板の検査装置の概略の構成をしますブロック図である。
【図８】本発明の実施例２における各検出光学系の基板上の検査領域を示す基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図２に本発明の第１の実施例によるパターン付き基板の検査装置の全体の構成を示す。検査装置全体は、照明光学系２１０と検出光学系２２０、ステージ系２３０及び信号処理・全体制御部２００で構成されている。ただし、図２に示した装置構成において、検査対象試料であるガラス基板を検査装置に対して着脱するガラス基板のハンドリング機構は省略してある。
【００１４】
ステージ系２３０は、試料１００を載置してＸＹ平面内で移動可能なテーブル２３１とテーブル２３１を支える架台部２３２を備えている。
【００１５】
照明光学系２１０は、レーザ光源２１１、レーザ光源２１１から発射されたレーザのビーム径を拡大するビーム径拡大レンズ２１２、径が拡大されたレーザを平行光に変換するコリメートレンズ２１３、コリメートレンズ２１３により平行光となった径が拡大されてレーザを一方向に平行の状態を保ったままそれに直角な方向に集光するシリンドリカルレンズ２１４を備えて、テーブル２３１に載置された試料１００の表面に対して斜め方向(仰角５〜３０度の範囲)から線状に成形されたレーザを照射する。
【００１６】
検出光学系２２０は、照明光学系２１０によりレーザが照射された試料１００からの反射光のうち上方に反射散乱した光を集光する集光レンズ(対物レンズ)２２１と、集光レンズ２２１により集光された試料１００からの反射散乱光の像を結像する結像レンズ２２２、結像レンズ２２２で結像された試料１００からの反射・散乱光の像を検出するイメージセンサ２２３を備えている。
【００１７】
信号処理・全体制御部２００は、イメージセンサからの出力信号をＡ/Ｄ変換するＡ/Ｄ変換部２４０、Ａ/Ｄ変換部で変換された信号を処理する信号処理部２５０、全体を制御する全体制御部２６０、全体制御部の制御信号を受けてステージ系２３０のテーブル２３１の位置を制御するステージ制御部２７０、信号処理部２５０でイメージセンサ２２３から出力された信号を処理した結果を出力する出力部２８０を備えている。
【００１８】
ここで、検査対象の試料１００は、図１に示したように表面に規則的なパターンが２次元状に繰り返し形成されている。
【００１９】
図３に試料１００に照射される線状に成形されたレーザの照射方向と照射領域、及びイメージセンサ２２３のとの関係を示す。照明光学系２１０のシリンドリカルレンズ２１４から出射した線状に成形されたレーザは、試料１００に形成されたパターン１０１の並びの方向（Ｘ方向）に対して、４５度の方向から入射して試料１００上の領域３０１を照明する。検出光学系２２０はこの照明領域３０１の像を結像して、イメージセンサ２２３により領域２２３１の像が検出される。
【００２０】
この状態でステージ制御部２７０で制御してテーブル２３１をＹ方向に一定の速度で移動させると、イメージセンサ２２３は試料１００上のＷ１の幅の領域を検査することができる。
【００２１】
一方、照明光学系２１０による試料１００上の照明領域を図４に示すように試料１００に形成されたパターン１０１のＹ方向の並びに沿わせて、イメージセンサ２２３による検出領域を２２３２のようにした場合、テーブル２３１をＹ方向に一定の速度で移動させると、イメージセンサ２２３は試料１００上のＷ２の幅の領域を検査することができる。この場合Ｗ２はＷ１の約√２倍になる。
【００２２】
図４のように、試料１００に形成されたパターン１０１の並びの方向または並びに直角な方向(図３の場合は、Ｘ方向またはＹ方向)から照明光を照射してその反射散乱光の像を検出する場合、試料１００に規則的に形成されたパターン１０１からの散乱による低次の回折光(１次回折光)が検出光学系２２０に入ってしまい、欠陥の検出感度を低下させてしまう。これを防止する方法として、検出光学系２２０のフーリエ変換面に空間フィルタ(図示せず)を配置して試料１００上の規則的に形成されたパターン１０１からの散乱光を遮光し、空間フィルタで遮光されなかった反射散乱光をイメージセンサ２２３で検出して欠陥を抽出する方法がある。しかし、この方法では、空間フィルタにより試料１００上の欠陥からの反射散乱光も遮光してしまう可能性があり、欠陥を見逃してしまう可能性がある。
【００２３】
一方、図３のように、試料１００に形成されたパターン１０１の並びの方向(図３の場合は、Ｘ方向またはＹ方向)に対して方位角が４５度傾いた方向から照明光を照射することにより、試料１００に規則的に形成されたパターン１０１からの散乱による低次の回折光(１次回折光)を検出光学系２２０に入らなくすることができ、空間フィルタを用いずに回折光による検出感度の低下を防止することができる。
【００２４】
図５は、テーブル２３１をＹ方向に一定の速度で移動させたときの状態を、イメージセンサ２２３の側から試料１００を見た状態を示す。（ａ）は図３のようにイメージセンサ２２３をＹ方向に対して４５度傾けて撮像した場合に対応し、（ｂ）は図４のようにイメージセンサ２２３をＹ方向に沿わせて撮像した場合に対応する。試料１００上の欠陥１０３の像は、イメージセンサ２２３の各画素２２３ｎ-1，２２３ｎ，２２３ｎ+1の上を横切るが、図５（ａ）のようにイメージセンサ２２３をＹ方向に対して４５度傾けて撮像した場合に欠陥１０３の像がイメージセンサ２２３を横切る距離Ｌ１は、図５（ｂ）のイメージセンサ２２３をＹ方向に沿わせて撮像した場合に欠陥１０３の像がイメージセンサ２２３を横切る距離Ｌ２よりも√２倍長くなる。
【００２５】
即ち、イメージセンサ２２３をＹ方向に対して４５度傾けて撮像したほうが、Ｙ方向に沿わせて撮像した場合に比べて√２倍多くの欠陥検出信号を得ることができる。その結果、ＳＮを向上させた信号検出を行うことができ、この検出信号を予め設定しておいた基準値を用いて２値化して基準値よりも大きな検出信号を欠陥と判定することにより、０．１μｍよりも小さい、より微細な欠陥を検出することが可能になる。また、検出信号を２値化せずに、予め記憶したおいた欠陥がない試料を用いて検出した基準信号と比較することにより、０．１μｍよりも小さい、より微細な欠陥を検出することが可能になる。
【００２６】
一方、図３のようにイメージセンサ２２３をＹ方向に対して４５度傾けて撮像した場合、得られる画像は、図６（ａ）に示すような歪んだ画像６０１になってしまう。これに対して信号処理部２５０では、イメージセンサ２２３のＹ方向への傾きの情報とステージ制御部２７０からテーブル２３１の位置情報を受けて画像歪補正処理を施して、図６（ｂ）に示すような歪みのない画像６０２を作成し、この画像を処理して欠陥１０３を検出する。
【００２７】
ここで、イメージセンサ２２３は１次元のセンサアレイの例を示したが、本実施例ではこれに限ることはなく、２次元状のセンサアレイを用いても良い。
【実施例２】
【００２８】
本発明による第２の実施例を、図７と８とを用いて説明する。
図７は、照明光学系７１０−１〜４と検出光学系７２０−１〜４との対を複数備えて、比較的面積が大きい試料１０００を検査する装置の構成を示す。照明光学系７１０−１〜４及び検出光学系７２０−１〜４の構成は、それぞれ図２で説明した照明光学系２１０及び検出光学系２２０の構成と同じである。７９０はアライメント検出系で、試料１０００上に形成されたアライメントマークを検出して試料１０００の位置をチェックする。
【００２９】
図８に示すように、試料１０００上での各検出光学系７２０−１〜４の検査領域７２０−１０〜４０が連続するように照明光学系７１０−１〜４と検出光学系７２０−１〜４との対のそれぞれの位置を調整することにより、試料１０００を載置したステージ系７３０のテーブル７３１を制御系７００のステージ制御部(図示せず)で制御してＸ方向に１回走査することで試料１０００の全面を検査することを可能になる。
【００３０】
この構成において、照明光学系７１０と検出光学系７２０との各対の試料１０００上の照明領域をそれぞれ図３で説明したように設定することにより、照明光学系７１０と検出光学系７２０との各対を図５のような照明方式で単に横一列に設置した場合に比べて√２倍の欠陥検出信号を得ることができ、比較的大きな譴責の基板１０００に対しても１回の走査で０．１μｍよりも小さな欠陥を検出することが可能になる。
【符号の説明】
【００３１】
１００，１０００・・・試料 ２００・・・信号処理・全体制御系 ２１０、７１０−１〜４・・・照明光学系 ２２０、７２０−１〜４・・・検出光学系 ２３０、７３０・・・ステージ系。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の規則的なパターンが２次元状に並んで形成された基板上の欠陥を検査する方法であって、
前記基板を前記２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に連続的に移動させ、
線状に成形された光を前記連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて、前記連続的に移動する方向に対して傾いた方向に照射し、
前記基板上の線状の光が照射された領域からの反射散乱光のうち前記試料の法線方向に反射散乱した光を集光することにより、前記基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく該反射散乱光の像を前記基板の連続的に移動する方向に対して傾いた方向に設置された１次元または２次元のアレイセンサ上に結像して検出し、
該アレイセンサで検出して得た信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する
ことを特徴とするパターン付き基板の検査方法。
【請求項２】
線状に成形された光を前記連続的に移動している基板の表面に対して５度乃至３０度の方向から入射させることを特徴とする請求項１記載のパターン付き基板の検査方法。
【請求項３】
前記線状に成形された光を、前記連続的に移動する方向に対して４５度傾いた方向に照射することを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン付き基板の検査方法。
【請求項４】
前記１次元または２次元のアレイセンサは、前記連続的に移動する方向に対して４５度傾いた方向に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のパターン付き基板の検査方法。
【請求項５】
表面に複数の規則的なパターンが２次元状に並んで形成された基板上の欠陥を検査する装置であって、
前記基板を載置して該基板を前記２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に連続的に移動させるステージ手段と、
線状に成形した光を、前記ステージ手段により一方の方向に連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて、前記一方の方向に対して傾いた方向に照射する照明光学系手段と、
該照明光学系手段により線状の光が照射された前記基板上の領域からの反射散乱光のうち前記試料の法線方向に反射散乱した光を集光する集光レンズと、該集光レンズにより前記基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく該反射散乱光の像を結像する結像レンズと、該結像レンズにより結像された前記反射散乱光の像を検出する前記一方の方向に対して傾いた方向に設置されたアレイセンサとを有する検出光学系手段と、
該検出光学系手段で検出して得た信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する信号処理手段と
を供えたことを特徴とするパターン付き基板の検査装置。
【請求項６】
前記照明光学系手段は、前記線状に成形された光を前記ステージ手段により一方の方向に連続的に移動している基板の表面に対して５度乃至３０度の方向から入射させることを特徴とする請求項５記載のパターン付き基板の検査装置。
【請求項７】
前記照明光学系手段は、前記線状に成形された光を、前記ステージ手段により連続的に移動する一方の方向に対して４５度傾いた方向に照射することを特徴とする請求項５又は６に記載のパターン付き基板の検査装置。
【請求項８】
前記検出光学系手段のアレイセンサは、前記ステージ手段により連続的に移動する一方の方向に対して４５度傾いた方向に配置されていることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載のパターン付き基板の検査装置。
【請求項９】
前記照明光学系手段と前記検出光学系手段との組合せを複数の備えたことを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載のパターン付き基板の検査装置。
【請求項１０】
前記複数の組合せの各前記検出光学系手段の前記基板上の検査領域が連続していることを特徴とする請求項９記載のパターン付き基板の検査装置。
【請求項１】
表面に複数の規則的なパターンが２次元状に並んで形成された基板上の欠陥を検査する方法であって、
前記基板を前記２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に連続的に移動させ、
線状に成形された光を前記連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて、前記連続的に移動する方向に対して傾いた方向に照射し、
前記基板上の線状の光が照射された領域からの反射散乱光のうち前記試料の法線方向に反射散乱した光を集光することにより、前記基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく該反射散乱光の像を前記基板の連続的に移動する方向に対して傾いた方向に設置された１次元または２次元のアレイセンサ上に結像して検出し、
該アレイセンサで検出して得た信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する
ことを特徴とするパターン付き基板の検査方法。
【請求項２】
線状に成形された光を前記連続的に移動している基板の表面に対して５度乃至３０度の方向から入射させることを特徴とする請求項１記載のパターン付き基板の検査方法。
【請求項３】
前記線状に成形された光を、前記連続的に移動する方向に対して４５度傾いた方向に照射することを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン付き基板の検査方法。
【請求項４】
前記１次元または２次元のアレイセンサは、前記連続的に移動する方向に対して４５度傾いた方向に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のパターン付き基板の検査方法。
【請求項５】
表面に複数の規則的なパターンが２次元状に並んで形成された基板上の欠陥を検査する装置であって、
前記基板を載置して該基板を前記２次元状に並んで形成されたパターンの並びの一方の方向に連続的に移動させるステージ手段と、
線状に成形した光を、前記ステージ手段により一方の方向に連続的に移動している基板の表面に対して斜め方向から入射させて、前記一方の方向に対して傾いた方向に照射する照明光学系手段と、
該照明光学系手段により線状の光が照射された前記基板上の領域からの反射散乱光のうち前記試料の法線方向に反射散乱した光を集光する集光レンズと、該集光レンズにより前記基板上に形成されたパターンからの低次の回折光を検出することなく該反射散乱光の像を結像する結像レンズと、該結像レンズにより結像された前記反射散乱光の像を検出する前記一方の方向に対して傾いた方向に設置されたアレイセンサとを有する検出光学系手段と、
該検出光学系手段で検出して得た信号を処理して前記試料上の欠陥を検出する信号処理手段と
を供えたことを特徴とするパターン付き基板の検査装置。
【請求項６】
前記照明光学系手段は、前記線状に成形された光を前記ステージ手段により一方の方向に連続的に移動している基板の表面に対して５度乃至３０度の方向から入射させることを特徴とする請求項５記載のパターン付き基板の検査装置。
【請求項７】
前記照明光学系手段は、前記線状に成形された光を、前記ステージ手段により連続的に移動する一方の方向に対して４５度傾いた方向に照射することを特徴とする請求項５又は６に記載のパターン付き基板の検査装置。
【請求項８】
前記検出光学系手段のアレイセンサは、前記ステージ手段により連続的に移動する一方の方向に対して４５度傾いた方向に配置されていることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載のパターン付き基板の検査装置。
【請求項９】
前記照明光学系手段と前記検出光学系手段との組合せを複数の備えたことを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載のパターン付き基板の検査装置。
【請求項１０】
前記複数の組合せの各前記検出光学系手段の前記基板上の検査領域が連続していることを特徴とする請求項９記載のパターン付き基板の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８８０７０（Ｐ２０１２−８８０７０Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２６０６（Ｐ２０１０−２３２６０６）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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