基板検査装置、異物除去装置および異物除去方法
【課題】検査対象基板上の異物を確実に除去することができる基板検査装置の提供。
【解決手段】基板検査装置１は、マスク１１６、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた剥離シート２０、および粘着部材２２が装着されるマスクホルダ１１７と、マスクホルダ１１７に対してマニピュレータ（例えばナノピンセット１０）と検出部４１とが設けられた検出ヘッド１１３を相対移動させる移動手段である鉛直方向駆動機構１２３および水平方向駆動機構１２４と、制御装置２００を備えている。制御装置２００は、剥離シート２０に設けられた複数の微小吸着粒子のいずれか一つをマニピュレータで保持して離脱させ、微小吸着粒子を保持したマニピュレータを異物の位置へ移動し、異物を粘着性粒子に付着させてマスク１１６から除去し、異物が付着した微小吸着粒子を粘着部材２２に付着させて移送する。
【解決手段】基板検査装置１は、マスク１１６、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた剥離シート２０、および粘着部材２２が装着されるマスクホルダ１１７と、マスクホルダ１１７に対してマニピュレータ（例えばナノピンセット１０）と検出部４１とが設けられた検出ヘッド１１３を相対移動させる移動手段である鉛直方向駆動機構１２３および水平方向駆動機構１２４と、制御装置２００を備えている。制御装置２００は、剥離シート２０に設けられた複数の微小吸着粒子のいずれか一つをマニピュレータで保持して離脱させ、微小吸着粒子を保持したマニピュレータを異物の位置へ移動し、異物を粘着性粒子に付着させてマスク１１６から除去し、異物が付着した微小吸着粒子を粘着部材２２に付着させて移送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスク、液晶パネル、ウエハ等の基板に付着した異物を除去することができる基板検査装置、異物除去装置および異物除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル等の製造に用いられるマスクでは、マスクパターンの欠陥や異物の有無を検査する必要がある。マスク検査装置による検査で基準以上のパーティクルが検出された場合には、そのパーティクルをマスク基板から除去しなければならない。これらのパーティクルとしては、一般的に、油分や洗浄剤残渣等で固着したパーティクルや、静電気で吸着されたパーティクルがある。
【０００３】
パーティクルを除去する方法としては、以下のような方法が知られている。
（１）洗浄により、溶剤と超音波等の作用により除去する方法。
（２）静電気による吸着物に対しては、除電を行ってパーティクルとマスクとの吸着力を弱めた後に、エアーブローによりそれらを吹き飛ばすと同時にバキュームで吸引して除去する方法。
（３）ナノピンセット等のマニピュレータでパーティクルを掴み、別途用意した粘着物上に付着させて廃棄する方法（例えば、特許文献１参照）。
（４）検査対象物の凹んだところに入ったパーティクルを、ＡＦＭカンチレバーなどの針状突起を持つ弾性体を用いて掻き出す方法（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３１１５２１号公報
【特許文献２】特開２００８−２６６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、（１）に記載の方法の場合、固着したものと静電気によるものとの両方に有効ではあるが、基準ぎりぎりのごく少数のパーティクルの除去では、効率が悪く、改善が望まれている。（２）の方法では、マスクに固着したものは除去できず、また、１０μｍ以下の微小なパーティクルの除電はとても難しく、静電力による吸着力を完全になくすことはできず、エアーブローで取り去ることができない場合がある。また、バキュームによる吸引を併用するとはいえ、除去したパーティクルがマスクに再付着するおそれがある。
【０００６】
また、（３）のナノピンセットを用いる場合、ナノピンセットの把持部の厚さ（数μｍ〜数十μｍ）に対してパーティクルの厚さが充分大きければ、固着、吸着にかかわらずパーティクルを除去できるが、把持部の厚さに対して非常に薄い異物や大きさが小さすぎるパーティクルの場合には把持が難しく、特に、静電力等の吸着力が残っている場合には困難となる。（４）のカンチレバーを用いる場合には、搬送はカンチレバー先端とパーティクルとの静電力に頼るため、確実性に欠ける。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明による基板検査装置は、検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により撮像した検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、平板に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータで保持して平板から離脱させ、検査手段の検査結果に基づいて、マニピュレータに保持した粘着性粒子に異物を付着させて検査対象基板から除去し、該粘着性粒子をマニピュレータから粘着部材へ移送するようにマニピュレータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明による基板検査装置は、検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により撮像した検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、保持指令により、マニピュレータを平板へ移動し、複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータで保持して平板から離脱させる保持制御手段と、除去指令により、粘着性粒子を保持したマニピュレータを検査手段の検査結果に基づいて異物の位置へ移動し、異物を粘着性粒子に付着させて検査対象基板から除去する除去制御手段と、廃棄指令により、異物が付着した粘着性粒子を保持したマニピュレータを粘着部材へ移動し、該粘着性粒子を粘着部材に付着させてマニピュレータから粘着部材へ移送する廃棄制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の基板検査装置において、異物を検査対象基板から除去した後に、検査対象基板上の異物が除去された領域を撮像装置により撮像して表示手段に表示することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１または２に記載の基板検査装置において、撮像装置により撮像した画像を表示する表示手段を備え、異物を検査対象基板から除去する際の除去動作、および、異物を粘着部材へ移送する際の移送動作を、撮像装置により撮像して表示手段に表示することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４に記載の基板検査装置において、異物を検査対象基板から除去した後に、検査対象基板上の異物が除去された領域を撮像装置により撮像して表示手段に表示するようにしたものである。
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板検査装置において、マニピュレータはＭＥＭＳ技術で形成された微小ピンセットであり、微小ピンセットにより粘着部材を把持するようにしたものである。
請求項７の発明による異物除去装置は、検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により検査対象基板を撮像して、該検査対象基板上の異物を観察する観察手段と、平板に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータで保持して平板から離脱させ、観察手段の観察結果に基づいて、マニピュレータに保持した粘着性粒子に異物を付着させて検査対象基板から除去し、該粘着性粒子をマニピュレータから粘着部材へ移送するようにマニピュレータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項８の発明による異物除去方法は、検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により撮像した検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、を備える基板検査装置における異物除去方法であって、複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータにより保持して平板から離脱させる第１の工程と、異物に関する検査結果に基づいて、マニピュレータで保持した粘着性粒子に検査対象基板上の異物を付着させる第２の工程と、異物が付着した粘着性粒子を粘着部材に押し付けて付着させることにより、粘着性粒子をマニピュレータから粘着部材へ移送する第３の工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検査対象基板上の異物を確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】マスク検査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】ヘッド用直角ステージ１２２の斜視図である。
【図３】検出ヘッド１１３の詳細を示す図である。
【図４】ナノピンセット１０の平面図である。
【図５】ホルダ１３０に装着されたナノピンセット１０を示す図である。
【図６】アーム１３ａ，１３ｂと静電アクチュエータ１４ａの一部を示す拡大図である。
【図７】検査および異物除去動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】検査動作を説明する図である。
【図９】微小吸着粒子２１が形成された剥離シート２０を示す図である。
【図１０】マスク１１６、剥離シート２０および粘着部材２２が装着されたマスクホルダ１１７を示す図である。
【図１１】微少吸着粒子２１の把持動作を説明する図である。
【図１２】異物除去動作を説明する図である。
【図１３】除去確認動作を説明する図である。
【図１４】異物除去動作における微少吸着粒子２１への異物３０の付着を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は本発明による基板検査装置の一実施の形態を示したものであり、マスク検査装置の概略構成を示す斜視図である（例えば、特許第３７５３１０８号、図１を参照）。なお、本実施形態ではマスク検査装置を例に説明するが、本発明は、液晶パネル、ウエハ等の検査装置にも同様に適用することができる。
【００１１】
マスク検査装置１は、装置本体１００と制御装置２００とで構成される。装置本体１００は、角柱１１１、定盤１１２、検出ヘッド１１３、バランスウェイト（カウンターウェイト）１１４、ワイヤー１１５、マスクホルダ１１７、鉛直方向駆動機構１２３、エアパッド１２１、ヘッド用直角ステージ１２２、モーターステージ１１８、水平方向移動機構１２４を備えている。
【００１２】
定盤１１２の上には直方体の角柱１１１が鉛直に取り付けられており、その横に設けられた水平方向移動機構１２４にはマスクホルダ１１７が鉛直に設けられている。角柱１１１は加工の容易さおよび平面度の観点から、例えば御影石が用いられる。もちろん、金属やセラミックなどの御影石以外の材質でもよい。マスクホルダ１１７には、検査対象基板であるマスク１１６が取り付けられるようになっている。なお、マスク１１６とマスクホルダ１１７の取り付け角度は、マスク１１６の上下の辺が水平に維持されるように調整できる構成となっている。検査時には、マスク１１６が装着されたマスクホルダ１１７を、水平方向移動機構１２４によりＸ方向に移動させる。水平方向移動機構１２４はレール、リニアモーター等により構成される。
【００１３】
角柱１１１の基準面である側面１１９，１２０には、ヘッド用直角ステージ１２２が設けられている。ヘッド用直角ステージ１２２の各側面１１９，１２０と対向する面には、エアパッド１２１がそれぞれ取り付けられている。ヘッド用直角ステージ１２２上には、検出ヘッド１１３およびモーターステージ１１８が装着されている。ヘッド用直角ステージ１２２の上部にはワイヤー１１５が取り付けられ、滑車を通じたその先にはバランスウェイト１１４が設けられている。バランスウェイト１１４は、検出ヘッド１１３等が設けられたヘッド用直角ステージ１２２と釣り合いが取れるように設定されている。ワイヤー１１５は、検出ヘッド１１３やヘッド用直角ステージ１２２等からなる移動部の重心位置に設けられていることが望ましい。
【００１４】
ヘッド用直角ステージ１２２は、モーターステージ１１８とラックアンドピニオン等からなる鉛直方向駆動機構１２３によって上下に移動する。この上下移動の制御は制御装置２００により行われ、検出ヘッド１１３をマスク１１６の検査位置へ自由に移動させることができる。また装置内にはクリーンエアがダウンフローしておりパーティクルの発生を抑制している。
【００１５】
検査を行う場合には、検出ヘッド１１３が設けられたヘッド用直角ステージ１２２を所定の上下位置に停止させ、水平方向移動機構１２４によりマスクホルダ１１７をＸ方向に一定速度で移動させて、マスク１１６を検出ヘッド１１３の前を通過させる。その間に、ＣＣＤカメラにより画像を一定時間間隔で取得する。この取得された画像データは制御装置２００の画像情報処理部２１０へ送られ、画像情報に基づいてマスク１１６の欠陥や異常およびゴミの有無を検査する。
【００１６】
所定上下位置における画像取得が終了すると、ヘッド用直角ステージ１２２を鉛直方向に一定距離移動させた後、再びＸ方向にマスク１１６を移動させてＣＣＤカメラによる画像取得を行う。このような動作を繰り返し行うことにより、マスク１１６の全面の検査をすることができる。この鉛直方向の移動ステップとマスク水平方向の移動速度はＣＣＤカメラの視野範囲及び性能等により調整される。
【００１７】
図２は、ヘッド用直角ステージ１２２の斜視図である。なお、図２ではモーターステージ１１８の図示は省略した。ヘッド用直角ステージ１２２には、角柱１１１の側面１１９，１２０と対向する部分に、軸受けの機能を有するエアパッド１２１がそれぞれ取り付けられている。エアパッド１２１の前記側面１１９，１２０と対向する面には、エア噴出部１３３と吸引部１３４とが設けられている。
【００１８】
エアパッド１２１には、加工が容易であることからアルミナ等のセラミックが用いられる。エア噴出部１３３には空気を噴出する噴出孔が多数設けられている。吸引部１３４は、エア噴出部１３３を囲むように形成された溝から成る。図２に示す例では、エア噴出部１３３は４つの領域に分割されており、吸引部１３４は、それぞれの領域を囲むように形成されている。なお、エアパッド１２１の製造方法および内部構成については、例えば特開２００２−１０６５６２号公報に詳細に記載されている。
【００１９】
エアパッド１２１の上面には、エア供給口１３５とエア排気口１３６とが設けられている。エアパッド１２１の内部において、エア供給口１３５はエア噴出部１３３と連通しており、エア排気口１３６は吸引部１３４と連通している。エア供給口１３５には不図示の配管を介して加圧された空気が供給され、供給された空気はエア噴出部１３３から噴出される。一方、エア排気口１３６には不図示の配管が接続され、真空ポンプ等により真空排気が行われる。その結果、吸引部１３４から空気が吸引される。これらの配管はエアパッド１２１毎に別の配管を設けてもよいし、１系統の配管を途中で分岐しても良い。
【００２０】
エアパッド１２１と各側面１１９，１２０との間隔は、エア噴出部１３３から噴出される空気による反発力と吸引部１３４から吸引される空気による吸引力の釣り合う所で一定になる。従ってエアパッド１２１は、角柱１１１に対して微小隙間を有して浮上することになる。外力や振動によってその隙間が狭くなった場合は、反発力の方が吸引力より強くなりもとの微小隙間に戻る。逆に、外力や振動によってその隙間が広くなった場合には、吸引力の方が反発力より強くなるためもとの微小隙間に戻る。そのため、外力や振動等による外乱があった場合でも、微小隙間の間隔は一定に保たれる。
【００２１】
また、ヘッド用直角ステージ１２２には、Ｘ軸に垂直な側面１１９に対向するエアパッド１２１と、Ｙ軸に垂直な側面１２０に対向するエアパッド１２１とが設けられているので、直交する２つの側面１１９，１２０との間の間隔がそれぞれ一定に保持されるので、直進性（真直度、ヨーイング、ピッチング、ローリング）の劣化を抑制することができる。さらに、接触部がないために精度劣化要因が取り除かれ、経時変化も防止できる。
【００２２】
図３は、検出ヘッド１１３の詳細を示す図である。検出ヘッド１１３はＹ軸方向に移動可能なベース４０を備えており、ベース４０上には、パターン欠陥や異物を検出するための検出部４１と、マスク１１６の表面に付着した異物を除去するための除去機構４２とが設けられている。検出部４１には顕微鏡（例えばコンフォーカル顕微鏡）が用いられ、レンズ４１１と光学素子４１２（例えば、ＣＣＤカメラ）とを備えている。検査対象であるマスク１１６は、検出部４１に対してＹ軸マイナス方向に配置されており、図３のＹ軸方向が検出部４１のフォーカス方向である。
【００２３】
除去機構４２は、マニピュレータとして機能する微小なピンセット（以下では、ナノピンセットと称する）１０と、Ｙ方向駆動部４２２と、旋回駆動部４２３とを備えている。詳細は後述するが、ナノピンセット１０はＭＥＭＳ技術等を利用して製作され、開閉可能な一対のアーム１３ａ，１３ｂを備えている。ナノピンセット１０は、Ｙ方向駆動部４２２によってＹ方向（検出部４１のフォーカス方向）に移動することができる。Ｙ方向駆動部４２２としては、例えば、圧電アクチュエータなどが用いられ、ミクロンオーダーでの微動移動が可能である。
【００２４】
旋回駆動部４２３は、ナノピンセット１０の顕微鏡視野内への挿脱を行うアクチュエータであり、除去機構４２全体を軸４２３ａを中心として回転駆動する。図３に示す状態は除去機構４２の動作位置であって、ナノピンセット１０はレンズ４１１の直下に挿入されている。異物除去動作を行わない非動作時には、除去機構４２全体を反時計回りに回転して退避位置へと移動する。
【００２５】
図４〜６は、ナノピンセット１０を説明する図である。図４はナノピンセット１０の平面図である。ナノピンセット１０は、ＳＯＩ(Silicon on Insulator)ウエハから一体で作製される。ＳＯＩウエハは、２枚のＳｉ単結晶板の一方にＳｉＯ２層を形成し、ＳｉＯ２層を介して貼り合わせたものである。
【００２６】
図４に示すように、ナノピンセット１０は、一対のアーム１３ａ，１３ｂ、一対の静電アクチュエータ１４ａ，１４ｂ、一対の支持部１７ａ，１７ｂ、一対の連結部１８ａ，１８と、一対のアーム支持部１９ａ，１９ｂ、および台座１１を備えている。静電アクチュエータ１４ａには、固定電極１５ａおよび可動電極１６ａが設けられ、静電アクチュエータ１４ｂには固定電極１５ｂおよび可動電極１６ｂが設けられている。台座１１は、図５に示すホルダ１３０に接合される。
【００２７】
左右対称形状となっているアーム１３ａに関する静電アクチュエータ１４ａとアーム１３ｂに関する静電アクチュエータ１４ｂとは、同一構造を有している。固定電極１５ａおよび可動電極１６ａは、いずれも櫛歯形状を有しており、互いの櫛歯同士が隙間を介して噛み合うようなかたちで対向配置されている。固定電極１５ａは台座１１上に形成されている。一方、可動電極１６ａは、細いビーム状の支持部１７ａによって台座１１に弾性的に固定されている。固定電極１５ｂおよび可動電極１６ｂも同様の構造となっている。
【００２８】
アーム１３ａ，１３ｂは、それぞれ細いビーム状のアーム支持部１９ａ，１９ｂを介して台座１１に弾性的に固定されている。アーム１３ａと可動電極１６ａとは連結部１８ａによって連結され、アーム１３ｂと可動電極１６ｂとは連結部１８ｂによって連結されている。
【００２９】
端子１２ａ，１２ｂ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇは電圧を印加するための端子であり、左側のアーム１３ａに関して、端子１２ａは固定電極１５ａに接続され、端子１２ｂは可動電極１６ａに接続されている。一方、右側のアーム１３ｂに関しては、端子１２ｅは可動電極１６ｂに接続され、端子１２ｆは固定電極１５ｂに接続されている。端子１２ｇは、台座１１が浮遊電極となるのを防止するためのアース端子である。
【００３０】
図５に示すように、各端子１２ａ，１２ｂ，１２ｅ，１２ｆは、過電圧印加防止用のチップ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６を介して、アースに接続されている。これは、外界の電磁波による交番電界によって導線に生じる起電力が、静電アクチュエータ１４ａ，１４ｂに印加されないように設けられたものである。
【００３１】
電源回路の配線長さや周囲の環境によっては、上述の交番電界による周期的に変化する起電力がアーム１３ａ，１３ｂの開閉に必要な電圧を大きく越えてしまう可能性がある。そのような過大な起電力が静電アクチュエータ１４ａ，１４ｂに印加されると、アーム１３ａ，１３ｂの先端が過度に振動し、互いに接触して破損をもたらしたり、ナノピンセット１０の内部で絶縁破壊を引き起こしたりするおそれがある。上記チップ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６は、このような過電圧が印加されるのを防止するため設けられている。
【００３２】
図６は、アーム１３ａ，１３ｂと静電アクチュエータ１４ａの一部を示す拡大図である。固定電極１５ａと可動電極１６ａとの間に電圧を印加すると、可動電極１６ａが固定電極１５ａに対して図示右方向に動くことにより、アーム１３ａが図示右方向に駆動される。電圧印加を解除すると、アーム１３ａは元の位置、つまり図６に示す位置へ復帰する。右側については動作が反転するだけであり、同様に、可動電極１６ｂが固定電極１５ｂに対して図示左方向に動くことにより、アーム１３ｂが左方向に駆動される。その結果、アーム１３ａとアーム１３ｂとの間に微小物体を把持したり、微小物体の把持を解除したりすることができる。
【００３３】
［動作説明］
次いで、除去機構４２を用いた異物除去動作について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。検査装置１は、パターン欠陥や異物の有無を検査するとともに、検出された異物の除去を行うことができる。すなわち、検査装置１は、異物除去動作に先立って、マスク１１６のパターン欠陥や異物を検査するための検査動作を行う。検査動作を行う場合には、除去機構４２は上述した退避位置に待機している。
【００３４】
図７は検査および異物除去動作の手順を示すフローチャートであり、ステップＳ１０では、検出ヘッド１１３が設けられたヘッド用直角ステージ１２２を所定の上下位置（Ｚ位置）に停止させ、マスクホルダ１１７を一方向（Ｘ方向）に一定速度で移動させる。その一定速度で移動している間に、光学素子４１２による撮像画像を一定時間間隔で取得する。その後、検出ヘッド１１３を光学素子４１２の視野分だけ上下方向（Ｚ方向）に移動した後、マスクホルダ１１７を一方向に一定速度で移動させ画像を取得する。このような動作を繰り返し行うことで、マスク１１６の全エリアの画像を取得する。
【００３５】
取得された画像データは、制御装置２００の画像情報処理部２１０へ送られる。画像情報処理部２１０では、画像データに基づいてマスク１１６のパターン欠陥や異常および異物の有無を判定する（ステップＳ２０）。その判定結果は、パターン欠陥や異物の位置情報とともに制御装置２００の記憶部２２０に保持される。
【００３６】
ステップＳ２０における異物判定が終了したならば、ステップＳ２５において、除去機構４２を動作位置に移動する。本実施の形態の検査装置では、マニピュレータとして機能するナノピンセット１０で微小吸着粒子を把持し、その微小吸着粒子を基板表面に押し付けて異物を微小吸着粒子に付着させ、異物が付着した微小吸着粒子ごと廃棄することに特徴がある。
【００３７】
検査動作においては、除去機構４２は図８（ａ）に示すような退避位置となっているが、異物除去動作においては、図８（ｂ）に示すように旋回駆動部４２３を駆動して除去機構４２を動作位置に移動させる。その結果、ナノピンセット１０のアーム１３ａ，１３ｂが、図８（ｃ）に示すようにレンズ視野内に観察されるようになる。
【００３８】
ステップＳ３０では、ナノピンセット１０による微小吸着粒子の把持動作を行う。ここで使用する微小吸着粒子は、自己粘着力のある樹脂で形成された粘着性粒子である。自己粘着力のある樹脂としては、例えば、アクリル酸エステルやポリウレタンを主構成とするもが考えられるが、特に、粘着状態を長時間維持しつつ、かつ、相手ヘの転移性が押さえられている樹脂が好ましい。
【００３９】
図９は、剥離シート２０上に設けられた微小吸着粒子２１を示す図である。微小吸着粒子２１は１ｍｍから０．０１ｍｍの球形や円盤状のように立方体状に成形した状態で、剥離シート２０上に分離可能な状態で保持されている。剥離シート２０は撥水性の部材（例えばフッ素樹脂）で形成され、この剥離シート２０上に、上述したような自己粘着力を有する樹脂を霧状に分布させることで複数の微小吸着粒子２１が形成される。
【００４０】
また、次のような方法でも微小吸着粒子を製作することができる。すなわち、剥離シート上に自己粘着力を有する樹脂の層を形成した後、その樹脂層をマス目状に切断し、剥離シートを引き延ばすようにする。その結果、マス目状の樹脂層は各々分離し、立方体形状の微小吸着粒子が剥離シート上に形成される。
【００４１】
異物除去時の粘着物質のマスク１１６への転移は新たな汚染を発生するので、微小吸着粒子２１の粘着の度合いは、十分に吟味することが必要とされる。なお、図９では微小吸着粒子２１の大きさが揃っているように記載されているが、実際には種々の大きさの微小吸着粒子２１が剥離シート２０上に設けられている。
【００４２】
剥離シート２０の大きさは、例えば、数十ｍｍ角の大きさとされ、図１０に示すように、マスク検査装置１のマスクホルダ１１７に真空吸着等を利用して着脱可能に装着される。剥離シート２０に隣接した位置には、平板状の粘着部材２２が装着されている。なお、剥離シート２０および粘着部材２２の表面の高さ（すなわち、フォーカス方向高さ）は、異物除去動作の作業性を考慮すると、検査対象であるマスク１１６の表面と同じ高さに設定されるのが好ましい。
【００４３】
ステップＳ３０の把持動作においては、図１に示した水平方向駆動機構１２４を駆動してマスクホルダ１１７をＸ軸方向に移動するとともに、鉛直方向駆動機構１２３を駆動して検出用直角ステージ１２２をＺ軸方向に移動することにより、検出ヘッド１１３をマスクホルダ１１７に設けられた剥離シート２０の位置へ移動し、図１１（ａ）に示すようにナノピンセット１０のアーム１３ａ，１３ｂが微小吸着粒子２１の上方となる位置に停止させる。そして、レンズ４１１のフォーカスを剥離シート２０上の微少吸着粒子２１に合わせる。
【００４４】
図１１（ｂ）は、アーム１３ａ，１３ｂを微小吸着粒子２１の上方に位置決めしたときのレンズ視野内の状況を示す図であり、このような画像が光学素子４１２により撮像され、制御装置２００の表示装置２３０に表示される。なお、図１１（ｂ）に示す例では、アーム１３ａ，１３ｂの先端が視野中心よりも左側にずれた位置となっているが、アーム先端が視野中心となるように、アーム１３ａ，１３ｂをレンズ４１１の直下に進入させるようにしても良い。
【００４５】
なお、表示装置２３０に表示された微小吸着粒子２１およびアーム１３ａ，１３ｂを確認しながら操作部２４０を操作して、すなわちマニュアル操作によりアーム１３ａ，１３ｂの位置を微調整しても良い。その後、Ｙ方向駆動部４２２をＹ軸マイナス方向に微小駆動して、アーム１３ａ，１３ｂが微小吸着粒子２１の側方位置となるまで剥離シート２０に近づける。
【００４６】
その後、アーム１３ａを閉じる方向に駆動してアーム１３ａ，１３ｂにより微小吸着粒子２１を把持し、Ｙ方向駆動部４２２をＹ軸プラス方向に駆動して把持した微小吸着粒子２１を剥離シート２０から引き離す。微小吸着粒子２１へのアーム１３ａ，１３ｂの接近から微小吸着粒子２１への把持および分離までの一連の動作は、光学素子４１２により撮像される。そのため、各動作を表示装置２３０により確認することができ、状況に応じてオペレータがマニュアル操作により微調整するようにしても良い。その結果、アーム１３ａ，１３ｂによる微小吸着粒子２１の保持を確実に行うことができる。
【００４７】
なお、ここで保持する微少吸着粒子２１の大きさは、除去しようとする異物の大きさに比べ直径で５倍から５０倍であることが好ましい。この大きさは作業性と顕微鏡内での視認性から最適な大きさである。
【００４８】
図７のステップＳ３０における微小吸着粒子２１の把持動作が終了したならば、ステップＳ４０に進んで異物を除去する処理を行う。まず、アーム１３ａ，１３ｂに保持された微小吸着粒子２１にフォーカスを合わせたままの状態で、検出部４１および除去機構４２が搭載されたベース４０（図３参照）を剥離シート２０から遠ざかる方向（Ｙ軸プラス方向）に所定量移動させる。そのため、引き続き行われる移動の間、アーム１３ａ，１３ｂに保持された微小吸着粒子２１を表示装置２３０により確認することができる。
【００４９】
次に、微小吸着粒子２１をアーム１３ａ，１３ｂで保持した状態のまま、鉛直方向駆動機構１２３および水平方向駆動機構１２４を駆動して検出ヘッド１１３をＸ方向およびＺ方向に２次元移動し、図１２（ａ）に示すように検出ヘッド１１３のレンズ４１１を第１番目の異物３０の上方に位置決めする。なお、図１の記憶部２２０に記憶されている複数の異物情報には順に番号が付されていて、異物除去動作時には、それらの異物情報が番号順に呼び出される。
【００５０】
その後、Ｙ方向駆動部４２２を駆動して、ナノピンセット１０を数十μｍほどレンズ４１１に近づける。このように、レンズ４１１のフォーカス位置に何もない状態にした上で、レンズ４１１のフォーカスをマスク１１６上の異物３０に合わせる。その結果、図１３（ａ）に示すような撮像画像が表示装置２３０に表示される。図１３（ａ）において点Ｐは異物３０の位置を表しており、プラスマークで示す視野中心に捉えられている。
【００５１】
図１２に示す状態からヘッド用直角ステージ１２２をＺ軸マイナス方向へ微小移動させ、図１３（ｂ）に示すように、アーム１３ａ，１３ｂに保持された微小吸着粒子２１を異物３０の上方へ移動させる。その後、Ｙ方向駆動部４２２を駆動してアーム１３ａ，１３をマスク１１６方向へ移動させ、微小吸着粒子２１をマスク１１６の異物３０が存在する領域に押し付けた後、Ｙ方向駆動部４２２を元の位置へ駆動する。その結果、図１２（ｂ）に示すように異物３０は粘着力により微小吸着粒子２１に付着し、マスク１１６の表面から除去される。
【００５２】
その後、異物３０が除去されたことを確認するために、異物位置Ｐが視野中心に位置するようにヘッド用直角ステージ１２２をＺ軸プラス方向へ微小移動させる。その結果、図１３（ｃ）に示すような撮像画像が表示装置２３０に表示され、位置Ｐに異物３０が無ければ、異物３０が微小吸着粒子２１に付着してマスク１１６の表面から除去されたと判断できる。図１３（ｂ）から分かるように、異物３０が微小吸着粒子２１に付着しているか否かは撮像画像からは判断できないので、図１３（ｃ）の工程を設けることにより、異物３０が除去されたか否かを確実に確認することができる。
【００５３】
ステップＳ４０における異物除去処理が終了したならば、ステップＳ５０へ進んで異物３０を廃棄する処理を行う。まず、アーム１３ａ，１３ｂに把持された微小吸着粒子２１にフォーカスを合わせ、その状態を維持したままで検出ヘッド１１３をＸ方向およびＺ方向に２次元移動し、検出ヘッド１１３を図１０に示す粘着部材２２の上方に位置決めする。なお、この位置決めする位置は、廃棄の順番に応じて予め設定されている。
【００５４】
位置決め終了後、レンズ４１１のフォーカスを粘着部材２２の表面に合わせた後、ベース４０またはＹ方向駆動部４２２を粘着部材方向（Ｙ軸マイナス方向）に駆動して、アーム１３ａ，１３ｂに把持された微小吸着粒子２１を粘着部材２２に接触させる。その後、アーム１３ａ，１３ｂを開いた状態にしてＹ軸マイナス方向に移動すると、微小吸着粒子２１および粘着部材２２の両方の粘着力により、異物３０が付着した微小吸着粒子２１は粘着部材２２上に取り残されるように移動する。このように、本実施の形態では、異物３０が付着している微小吸着粒子２１ごと粘着部材２２上に廃棄する。
【００５５】
粘着部材２２には、市販品の「αＧＥＬ（アルファゲル）」（登録商標）のように粘着性を有して、ナノピンセットへの転移が無く、汚染しないものが選ばれる。微小吸着粒子２１よりも粘着力の大きな粘着物質が用いられ、微小吸着粒子２１のナノピンセット１０から粘着部材２２への移動が確実に行われるようにする。また、微小吸着粒子２１を粘着部材２２へ付着させた後に、アーム１３ａ，１３ｂの先端部分の粘着部材２２に押し付けて、アーム１３ａ，１３ｂをクリーニングするようにしても良い。粘着部材２２は、微小吸着粒子２１が設けられた剥離シート２０と同様に数十ｍｍ角程度のシート状に形成されていて、マスク１１６と同じ表面高さに保持されている。
【００５６】
ステップＳ５０における廃棄処理が終了したならば、ステップＳ６０へ進んで、記憶部２２０に記憶されている全ての異物情報に関して、異物除去処理が完了したか否かを判定する。完了していない場合にはステップＳ３０へ戻り、ステップＳ５０からステップＳ６０までの除去動作を繰り返す。このような除去動作によりマスク１１６上の全ての異物が除去されたならば、ステップＳ６５において除去機構４２を退避位置に戻し、一連の動作を終了する。
【００５７】
上述したように、本実施の形態では、マスクホルダ１１７に対して、ナノピンセット１０を備えた除去機構４２と光学素子４１２を備えたレンズ４１１とが一体に相対移動する用に構成されている。そして、マスク１１６を光学素子４１２により撮像して、欠陥や異物の有無を検査し、その検査結果に基づいて異物の除去を行う。すなわち、剥離シート２０がマスクホルダ１１７に保持され、その剥離シート２０上に付着している複数の微小吸着粒子２１のいずれか一つをナノピンセット１０により保持して剥離シート２０から離脱させ、その微小吸着粒子２１をマスク１１６上の異物３０に押し付けて、異物３０を微小吸着粒子２１に付着させるようにしている。そして、異物３０が付着した微小吸着粒子２１を粘着部材２２に押し付けて付着させることで、微小吸着粒子２１を粘着部材２２に廃棄する。
【００５８】
従来、マスクやウエハ基板等に付着した微小異物（パーティクル）を機械的に除去する方法としては、比較的確実なものとしてナノピンセットにより微小異物を把持して廃棄する方法が提案されている。しかしながら、充分な高さを有する微小異物であればナノピンセットで把持することはできるが、薄い平板状異物の場合にはナノピンセットで把持するのは非常に困難である。例えば、アームの高さが５μｍ程度の場合、厚さ１μｍの微小異物は把持することができない。また、把持の際に微小異物が細かく砕けてしまう場合もあり、それらを把持して除去するのはさらに困難である。また、静電気が帯電したりしていると、除去困難性がさらに高まる。
【００５９】
一方、本実施の形態では、上述したように、粘着性の微小吸着粒子２１をマスク１１６の表面に押し付けて、異物３０を微小吸着粒子２１に付着させて除去するようにした。そのため、微小な異物や平板状異物であっても容易に除去することができるとともに、異物表面の広範な領域が微小吸着粒子２１に付着するため、静電気の影響で剥がれにくい異物であっても除去することができる。
【００６０】
また、図１４（ａ）に示すようにマスク１１６の表面が凹凸形状であって、その凹部に異物３０が存在する場合、従来のようにナノピンセット１０で直接把持するのは難しいが、微小吸着粒子２１を用いる場合には、微小吸着粒子２１が変形して凹部内に容易に入り込むことができるため、異物３０を微小吸着粒子２１に付着させて簡単に除去することができる。
【００６１】
さらに、図１４（ｂ）に示すように、複数の異物３０が固まって分布している場合であっても、一つの微小吸着粒子２１でいっぺんに除去することができる。剥離シート２０には種々の大きさの微小吸着粒子２１を設けることができるので、異物３０の大きさや分布範囲に応じて微小吸着粒子２１を選択すれば良い。
【００６２】
また、剥離シート２０に複数の微小吸着粒子２１を設けているので、異物除去の度に新しい微小吸着粒子２１をナノピンセットで把持して使用することができる。同じ微小吸着粒子２１を複数回の異物除去に用いると、微小吸着粒子２１に付着させた異物が再び基板に付着するおそれがあるが、上述したように異物除去の度に微小吸着粒子２１を新しい物ものに交換することで、そのような再付着を確実に防止することができる。
【００６３】
さらに、異物をマスク１１６から除去する際の除去動作、および、異物を粘着部材２２へ移送する際の移送動作を光学素子４１２により撮像することにより、それぞれの動作が確実に行われていることを確認することができる。また、異物をマスク１１６から除去した後に、マスク１１６上の異物があった領域を光学素子４１２により撮像することで、異物が除去されたことを確認することができ、確実な異物除去を行うことができる。
【００６４】
なお、異物除去に先立って、基板上の異物に対してイオナイザー等で静電気を除去した方が良い場合には、マスク１１６全体もしくは局部的に除電を行うようにしても良い。また、上述した実施形態では、ナノピンセット１０の移動機構としてフォーカス方向の微動機構であるＹ方向駆動部４２２のみを設けたが、場合によってはＸ軸方向やＺ軸方向の微動機構をさらに設けても良い。それらを備えることで、微小吸着粒子２１の把持作業や異物除去作業の作業性向上を図ることが可能である。
【００６５】
また、微小吸着粒子２１が設けられた剥離シート２０および粘着部材２２は、作業開始時にマスクホルダ１１７にセットされ、それぞれの粘着性能が劣化した時点で廃棄、交換するのが好ましい。
【００６６】
なお、上述した実施の形態では、微小吸着粒子２１を保持するマニピュレータとして、ＭＥＭＳ技術により製作されたナノピンセットを用いて微小吸着粒子２１を把持するようにしたが、針状部材を用いて微小吸着粒子２１を突き刺すように保持するようにしても良い。
【００６７】
また、上述した実施の形態では、検査対象基板における欠陥や異物の有無を検査する基板検査装置を例に、除去機構４２による異物除去を説明したが、基板検査装置とは別に異物除去装置を設け、基板検査装置の検査結果（異物の位置情報）を異物除去装置に取り込み、検査結果に基づいて異物を除去するようにしても良い。例えば、異物除去装置は、図１に示すマスク検査装置１から欠陥や異物を検査する機能を省略し、異物の位置情報を他のマスク検査装置から取り込んで記憶部２２０に記憶させ、その位置情報に基づいて異物を除去する。
【００６８】
すなわち、検査対象基板であるマスク１１６、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた剥離シート２０、および粘着部材２２が装着されるマスクホルダ１１７と、マスクホルダ１１７に対してマニピュレータ（ナノピンセット１０）と検出部４１とを一体に相対移動させる鉛直方向駆動機構１２３および水平方向駆動機構１２４とを備え、検出部４１によりマスク１１６を撮像して、マスク１１６上の異物を表示装置２３０に表示して観察する。そして、制御装置２００は、剥離シート２０に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つをナノピンセット１０で保持して剥離シート２０から離脱させ、観察結果に基づいて、ナノピンセット１０に保持した粘着性粒子に異物を付着させてマスク１１６から除去し、粘着性粒子をナノピンセット１０から粘着部材２２へ移送するようにナノピンセット１０を制御する。
【００６９】
上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７０】
１：マスク検査装置、１０：ナノピンセット、１３ａ，１３ｂ：アーム、２０：剥離シート、２１：微小吸着粒子、２２：粘着部材、４１：検出部、４２：除去機構、１１３：検出ヘッド、１１６：マスク、１１７：マスクホルダ、１２２：ヘッド用直角ステージ、１２３：鉛直方向駆動機構、１２４：水平方向駆動機構、２００：制御装置、２１０：画像情報処理部、２２０：記憶部、２３０：表示装置、２４０：操作部、４１２：光学素子、４２２：Ｙ方向駆動部、４２３：旋回駆動部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスク、液晶パネル、ウエハ等の基板に付着した異物を除去することができる基板検査装置、異物除去装置および異物除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル等の製造に用いられるマスクでは、マスクパターンの欠陥や異物の有無を検査する必要がある。マスク検査装置による検査で基準以上のパーティクルが検出された場合には、そのパーティクルをマスク基板から除去しなければならない。これらのパーティクルとしては、一般的に、油分や洗浄剤残渣等で固着したパーティクルや、静電気で吸着されたパーティクルがある。
【０００３】
パーティクルを除去する方法としては、以下のような方法が知られている。
（１）洗浄により、溶剤と超音波等の作用により除去する方法。
（２）静電気による吸着物に対しては、除電を行ってパーティクルとマスクとの吸着力を弱めた後に、エアーブローによりそれらを吹き飛ばすと同時にバキュームで吸引して除去する方法。
（３）ナノピンセット等のマニピュレータでパーティクルを掴み、別途用意した粘着物上に付着させて廃棄する方法（例えば、特許文献１参照）。
（４）検査対象物の凹んだところに入ったパーティクルを、ＡＦＭカンチレバーなどの針状突起を持つ弾性体を用いて掻き出す方法（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３１１５２１号公報
【特許文献２】特開２００８−２６６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、（１）に記載の方法の場合、固着したものと静電気によるものとの両方に有効ではあるが、基準ぎりぎりのごく少数のパーティクルの除去では、効率が悪く、改善が望まれている。（２）の方法では、マスクに固着したものは除去できず、また、１０μｍ以下の微小なパーティクルの除電はとても難しく、静電力による吸着力を完全になくすことはできず、エアーブローで取り去ることができない場合がある。また、バキュームによる吸引を併用するとはいえ、除去したパーティクルがマスクに再付着するおそれがある。
【０００６】
また、（３）のナノピンセットを用いる場合、ナノピンセットの把持部の厚さ（数μｍ〜数十μｍ）に対してパーティクルの厚さが充分大きければ、固着、吸着にかかわらずパーティクルを除去できるが、把持部の厚さに対して非常に薄い異物や大きさが小さすぎるパーティクルの場合には把持が難しく、特に、静電力等の吸着力が残っている場合には困難となる。（４）のカンチレバーを用いる場合には、搬送はカンチレバー先端とパーティクルとの静電力に頼るため、確実性に欠ける。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明による基板検査装置は、検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により撮像した検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、平板に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータで保持して平板から離脱させ、検査手段の検査結果に基づいて、マニピュレータに保持した粘着性粒子に異物を付着させて検査対象基板から除去し、該粘着性粒子をマニピュレータから粘着部材へ移送するようにマニピュレータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項２の発明による基板検査装置は、検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により撮像した検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、保持指令により、マニピュレータを平板へ移動し、複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータで保持して平板から離脱させる保持制御手段と、除去指令により、粘着性粒子を保持したマニピュレータを検査手段の検査結果に基づいて異物の位置へ移動し、異物を粘着性粒子に付着させて検査対象基板から除去する除去制御手段と、廃棄指令により、異物が付着した粘着性粒子を保持したマニピュレータを粘着部材へ移動し、該粘着性粒子を粘着部材に付着させてマニピュレータから粘着部材へ移送する廃棄制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の基板検査装置において、異物を検査対象基板から除去した後に、検査対象基板上の異物が除去された領域を撮像装置により撮像して表示手段に表示することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１または２に記載の基板検査装置において、撮像装置により撮像した画像を表示する表示手段を備え、異物を検査対象基板から除去する際の除去動作、および、異物を粘着部材へ移送する際の移送動作を、撮像装置により撮像して表示手段に表示することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４に記載の基板検査装置において、異物を検査対象基板から除去した後に、検査対象基板上の異物が除去された領域を撮像装置により撮像して表示手段に表示するようにしたものである。
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板検査装置において、マニピュレータはＭＥＭＳ技術で形成された微小ピンセットであり、微小ピンセットにより粘着部材を把持するようにしたものである。
請求項７の発明による異物除去装置は、検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により検査対象基板を撮像して、該検査対象基板上の異物を観察する観察手段と、平板に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータで保持して平板から離脱させ、観察手段の観察結果に基づいて、マニピュレータに保持した粘着性粒子に異物を付着させて検査対象基板から除去し、該粘着性粒子をマニピュレータから粘着部材へ移送するようにマニピュレータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項８の発明による異物除去方法は、検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により撮像した検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、を備える基板検査装置における異物除去方法であって、複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータにより保持して平板から離脱させる第１の工程と、異物に関する検査結果に基づいて、マニピュレータで保持した粘着性粒子に検査対象基板上の異物を付着させる第２の工程と、異物が付着した粘着性粒子を粘着部材に押し付けて付着させることにより、粘着性粒子をマニピュレータから粘着部材へ移送する第３の工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検査対象基板上の異物を確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】マスク検査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】ヘッド用直角ステージ１２２の斜視図である。
【図３】検出ヘッド１１３の詳細を示す図である。
【図４】ナノピンセット１０の平面図である。
【図５】ホルダ１３０に装着されたナノピンセット１０を示す図である。
【図６】アーム１３ａ，１３ｂと静電アクチュエータ１４ａの一部を示す拡大図である。
【図７】検査および異物除去動作の手順を示すフローチャートである。
【図８】検査動作を説明する図である。
【図９】微小吸着粒子２１が形成された剥離シート２０を示す図である。
【図１０】マスク１１６、剥離シート２０および粘着部材２２が装着されたマスクホルダ１１７を示す図である。
【図１１】微少吸着粒子２１の把持動作を説明する図である。
【図１２】異物除去動作を説明する図である。
【図１３】除去確認動作を説明する図である。
【図１４】異物除去動作における微少吸着粒子２１への異物３０の付着を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は本発明による基板検査装置の一実施の形態を示したものであり、マスク検査装置の概略構成を示す斜視図である（例えば、特許第３７５３１０８号、図１を参照）。なお、本実施形態ではマスク検査装置を例に説明するが、本発明は、液晶パネル、ウエハ等の検査装置にも同様に適用することができる。
【００１１】
マスク検査装置１は、装置本体１００と制御装置２００とで構成される。装置本体１００は、角柱１１１、定盤１１２、検出ヘッド１１３、バランスウェイト（カウンターウェイト）１１４、ワイヤー１１５、マスクホルダ１１７、鉛直方向駆動機構１２３、エアパッド１２１、ヘッド用直角ステージ１２２、モーターステージ１１８、水平方向移動機構１２４を備えている。
【００１２】
定盤１１２の上には直方体の角柱１１１が鉛直に取り付けられており、その横に設けられた水平方向移動機構１２４にはマスクホルダ１１７が鉛直に設けられている。角柱１１１は加工の容易さおよび平面度の観点から、例えば御影石が用いられる。もちろん、金属やセラミックなどの御影石以外の材質でもよい。マスクホルダ１１７には、検査対象基板であるマスク１１６が取り付けられるようになっている。なお、マスク１１６とマスクホルダ１１７の取り付け角度は、マスク１１６の上下の辺が水平に維持されるように調整できる構成となっている。検査時には、マスク１１６が装着されたマスクホルダ１１７を、水平方向移動機構１２４によりＸ方向に移動させる。水平方向移動機構１２４はレール、リニアモーター等により構成される。
【００１３】
角柱１１１の基準面である側面１１９，１２０には、ヘッド用直角ステージ１２２が設けられている。ヘッド用直角ステージ１２２の各側面１１９，１２０と対向する面には、エアパッド１２１がそれぞれ取り付けられている。ヘッド用直角ステージ１２２上には、検出ヘッド１１３およびモーターステージ１１８が装着されている。ヘッド用直角ステージ１２２の上部にはワイヤー１１５が取り付けられ、滑車を通じたその先にはバランスウェイト１１４が設けられている。バランスウェイト１１４は、検出ヘッド１１３等が設けられたヘッド用直角ステージ１２２と釣り合いが取れるように設定されている。ワイヤー１１５は、検出ヘッド１１３やヘッド用直角ステージ１２２等からなる移動部の重心位置に設けられていることが望ましい。
【００１４】
ヘッド用直角ステージ１２２は、モーターステージ１１８とラックアンドピニオン等からなる鉛直方向駆動機構１２３によって上下に移動する。この上下移動の制御は制御装置２００により行われ、検出ヘッド１１３をマスク１１６の検査位置へ自由に移動させることができる。また装置内にはクリーンエアがダウンフローしておりパーティクルの発生を抑制している。
【００１５】
検査を行う場合には、検出ヘッド１１３が設けられたヘッド用直角ステージ１２２を所定の上下位置に停止させ、水平方向移動機構１２４によりマスクホルダ１１７をＸ方向に一定速度で移動させて、マスク１１６を検出ヘッド１１３の前を通過させる。その間に、ＣＣＤカメラにより画像を一定時間間隔で取得する。この取得された画像データは制御装置２００の画像情報処理部２１０へ送られ、画像情報に基づいてマスク１１６の欠陥や異常およびゴミの有無を検査する。
【００１６】
所定上下位置における画像取得が終了すると、ヘッド用直角ステージ１２２を鉛直方向に一定距離移動させた後、再びＸ方向にマスク１１６を移動させてＣＣＤカメラによる画像取得を行う。このような動作を繰り返し行うことにより、マスク１１６の全面の検査をすることができる。この鉛直方向の移動ステップとマスク水平方向の移動速度はＣＣＤカメラの視野範囲及び性能等により調整される。
【００１７】
図２は、ヘッド用直角ステージ１２２の斜視図である。なお、図２ではモーターステージ１１８の図示は省略した。ヘッド用直角ステージ１２２には、角柱１１１の側面１１９，１２０と対向する部分に、軸受けの機能を有するエアパッド１２１がそれぞれ取り付けられている。エアパッド１２１の前記側面１１９，１２０と対向する面には、エア噴出部１３３と吸引部１３４とが設けられている。
【００１８】
エアパッド１２１には、加工が容易であることからアルミナ等のセラミックが用いられる。エア噴出部１３３には空気を噴出する噴出孔が多数設けられている。吸引部１３４は、エア噴出部１３３を囲むように形成された溝から成る。図２に示す例では、エア噴出部１３３は４つの領域に分割されており、吸引部１３４は、それぞれの領域を囲むように形成されている。なお、エアパッド１２１の製造方法および内部構成については、例えば特開２００２−１０６５６２号公報に詳細に記載されている。
【００１９】
エアパッド１２１の上面には、エア供給口１３５とエア排気口１３６とが設けられている。エアパッド１２１の内部において、エア供給口１３５はエア噴出部１３３と連通しており、エア排気口１３６は吸引部１３４と連通している。エア供給口１３５には不図示の配管を介して加圧された空気が供給され、供給された空気はエア噴出部１３３から噴出される。一方、エア排気口１３６には不図示の配管が接続され、真空ポンプ等により真空排気が行われる。その結果、吸引部１３４から空気が吸引される。これらの配管はエアパッド１２１毎に別の配管を設けてもよいし、１系統の配管を途中で分岐しても良い。
【００２０】
エアパッド１２１と各側面１１９，１２０との間隔は、エア噴出部１３３から噴出される空気による反発力と吸引部１３４から吸引される空気による吸引力の釣り合う所で一定になる。従ってエアパッド１２１は、角柱１１１に対して微小隙間を有して浮上することになる。外力や振動によってその隙間が狭くなった場合は、反発力の方が吸引力より強くなりもとの微小隙間に戻る。逆に、外力や振動によってその隙間が広くなった場合には、吸引力の方が反発力より強くなるためもとの微小隙間に戻る。そのため、外力や振動等による外乱があった場合でも、微小隙間の間隔は一定に保たれる。
【００２１】
また、ヘッド用直角ステージ１２２には、Ｘ軸に垂直な側面１１９に対向するエアパッド１２１と、Ｙ軸に垂直な側面１２０に対向するエアパッド１２１とが設けられているので、直交する２つの側面１１９，１２０との間の間隔がそれぞれ一定に保持されるので、直進性（真直度、ヨーイング、ピッチング、ローリング）の劣化を抑制することができる。さらに、接触部がないために精度劣化要因が取り除かれ、経時変化も防止できる。
【００２２】
図３は、検出ヘッド１１３の詳細を示す図である。検出ヘッド１１３はＹ軸方向に移動可能なベース４０を備えており、ベース４０上には、パターン欠陥や異物を検出するための検出部４１と、マスク１１６の表面に付着した異物を除去するための除去機構４２とが設けられている。検出部４１には顕微鏡（例えばコンフォーカル顕微鏡）が用いられ、レンズ４１１と光学素子４１２（例えば、ＣＣＤカメラ）とを備えている。検査対象であるマスク１１６は、検出部４１に対してＹ軸マイナス方向に配置されており、図３のＹ軸方向が検出部４１のフォーカス方向である。
【００２３】
除去機構４２は、マニピュレータとして機能する微小なピンセット（以下では、ナノピンセットと称する）１０と、Ｙ方向駆動部４２２と、旋回駆動部４２３とを備えている。詳細は後述するが、ナノピンセット１０はＭＥＭＳ技術等を利用して製作され、開閉可能な一対のアーム１３ａ，１３ｂを備えている。ナノピンセット１０は、Ｙ方向駆動部４２２によってＹ方向（検出部４１のフォーカス方向）に移動することができる。Ｙ方向駆動部４２２としては、例えば、圧電アクチュエータなどが用いられ、ミクロンオーダーでの微動移動が可能である。
【００２４】
旋回駆動部４２３は、ナノピンセット１０の顕微鏡視野内への挿脱を行うアクチュエータであり、除去機構４２全体を軸４２３ａを中心として回転駆動する。図３に示す状態は除去機構４２の動作位置であって、ナノピンセット１０はレンズ４１１の直下に挿入されている。異物除去動作を行わない非動作時には、除去機構４２全体を反時計回りに回転して退避位置へと移動する。
【００２５】
図４〜６は、ナノピンセット１０を説明する図である。図４はナノピンセット１０の平面図である。ナノピンセット１０は、ＳＯＩ(Silicon on Insulator)ウエハから一体で作製される。ＳＯＩウエハは、２枚のＳｉ単結晶板の一方にＳｉＯ２層を形成し、ＳｉＯ２層を介して貼り合わせたものである。
【００２６】
図４に示すように、ナノピンセット１０は、一対のアーム１３ａ，１３ｂ、一対の静電アクチュエータ１４ａ，１４ｂ、一対の支持部１７ａ，１７ｂ、一対の連結部１８ａ，１８と、一対のアーム支持部１９ａ，１９ｂ、および台座１１を備えている。静電アクチュエータ１４ａには、固定電極１５ａおよび可動電極１６ａが設けられ、静電アクチュエータ１４ｂには固定電極１５ｂおよび可動電極１６ｂが設けられている。台座１１は、図５に示すホルダ１３０に接合される。
【００２７】
左右対称形状となっているアーム１３ａに関する静電アクチュエータ１４ａとアーム１３ｂに関する静電アクチュエータ１４ｂとは、同一構造を有している。固定電極１５ａおよび可動電極１６ａは、いずれも櫛歯形状を有しており、互いの櫛歯同士が隙間を介して噛み合うようなかたちで対向配置されている。固定電極１５ａは台座１１上に形成されている。一方、可動電極１６ａは、細いビーム状の支持部１７ａによって台座１１に弾性的に固定されている。固定電極１５ｂおよび可動電極１６ｂも同様の構造となっている。
【００２８】
アーム１３ａ，１３ｂは、それぞれ細いビーム状のアーム支持部１９ａ，１９ｂを介して台座１１に弾性的に固定されている。アーム１３ａと可動電極１６ａとは連結部１８ａによって連結され、アーム１３ｂと可動電極１６ｂとは連結部１８ｂによって連結されている。
【００２９】
端子１２ａ，１２ｂ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇは電圧を印加するための端子であり、左側のアーム１３ａに関して、端子１２ａは固定電極１５ａに接続され、端子１２ｂは可動電極１６ａに接続されている。一方、右側のアーム１３ｂに関しては、端子１２ｅは可動電極１６ｂに接続され、端子１２ｆは固定電極１５ｂに接続されている。端子１２ｇは、台座１１が浮遊電極となるのを防止するためのアース端子である。
【００３０】
図５に示すように、各端子１２ａ，１２ｂ，１２ｅ，１２ｆは、過電圧印加防止用のチップ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６を介して、アースに接続されている。これは、外界の電磁波による交番電界によって導線に生じる起電力が、静電アクチュエータ１４ａ，１４ｂに印加されないように設けられたものである。
【００３１】
電源回路の配線長さや周囲の環境によっては、上述の交番電界による周期的に変化する起電力がアーム１３ａ，１３ｂの開閉に必要な電圧を大きく越えてしまう可能性がある。そのような過大な起電力が静電アクチュエータ１４ａ，１４ｂに印加されると、アーム１３ａ，１３ｂの先端が過度に振動し、互いに接触して破損をもたらしたり、ナノピンセット１０の内部で絶縁破壊を引き起こしたりするおそれがある。上記チップ抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５，Ｒ６は、このような過電圧が印加されるのを防止するため設けられている。
【００３２】
図６は、アーム１３ａ，１３ｂと静電アクチュエータ１４ａの一部を示す拡大図である。固定電極１５ａと可動電極１６ａとの間に電圧を印加すると、可動電極１６ａが固定電極１５ａに対して図示右方向に動くことにより、アーム１３ａが図示右方向に駆動される。電圧印加を解除すると、アーム１３ａは元の位置、つまり図６に示す位置へ復帰する。右側については動作が反転するだけであり、同様に、可動電極１６ｂが固定電極１５ｂに対して図示左方向に動くことにより、アーム１３ｂが左方向に駆動される。その結果、アーム１３ａとアーム１３ｂとの間に微小物体を把持したり、微小物体の把持を解除したりすることができる。
【００３３】
［動作説明］
次いで、除去機構４２を用いた異物除去動作について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。検査装置１は、パターン欠陥や異物の有無を検査するとともに、検出された異物の除去を行うことができる。すなわち、検査装置１は、異物除去動作に先立って、マスク１１６のパターン欠陥や異物を検査するための検査動作を行う。検査動作を行う場合には、除去機構４２は上述した退避位置に待機している。
【００３４】
図７は検査および異物除去動作の手順を示すフローチャートであり、ステップＳ１０では、検出ヘッド１１３が設けられたヘッド用直角ステージ１２２を所定の上下位置（Ｚ位置）に停止させ、マスクホルダ１１７を一方向（Ｘ方向）に一定速度で移動させる。その一定速度で移動している間に、光学素子４１２による撮像画像を一定時間間隔で取得する。その後、検出ヘッド１１３を光学素子４１２の視野分だけ上下方向（Ｚ方向）に移動した後、マスクホルダ１１７を一方向に一定速度で移動させ画像を取得する。このような動作を繰り返し行うことで、マスク１１６の全エリアの画像を取得する。
【００３５】
取得された画像データは、制御装置２００の画像情報処理部２１０へ送られる。画像情報処理部２１０では、画像データに基づいてマスク１１６のパターン欠陥や異常および異物の有無を判定する（ステップＳ２０）。その判定結果は、パターン欠陥や異物の位置情報とともに制御装置２００の記憶部２２０に保持される。
【００３６】
ステップＳ２０における異物判定が終了したならば、ステップＳ２５において、除去機構４２を動作位置に移動する。本実施の形態の検査装置では、マニピュレータとして機能するナノピンセット１０で微小吸着粒子を把持し、その微小吸着粒子を基板表面に押し付けて異物を微小吸着粒子に付着させ、異物が付着した微小吸着粒子ごと廃棄することに特徴がある。
【００３７】
検査動作においては、除去機構４２は図８（ａ）に示すような退避位置となっているが、異物除去動作においては、図８（ｂ）に示すように旋回駆動部４２３を駆動して除去機構４２を動作位置に移動させる。その結果、ナノピンセット１０のアーム１３ａ，１３ｂが、図８（ｃ）に示すようにレンズ視野内に観察されるようになる。
【００３８】
ステップＳ３０では、ナノピンセット１０による微小吸着粒子の把持動作を行う。ここで使用する微小吸着粒子は、自己粘着力のある樹脂で形成された粘着性粒子である。自己粘着力のある樹脂としては、例えば、アクリル酸エステルやポリウレタンを主構成とするもが考えられるが、特に、粘着状態を長時間維持しつつ、かつ、相手ヘの転移性が押さえられている樹脂が好ましい。
【００３９】
図９は、剥離シート２０上に設けられた微小吸着粒子２１を示す図である。微小吸着粒子２１は１ｍｍから０．０１ｍｍの球形や円盤状のように立方体状に成形した状態で、剥離シート２０上に分離可能な状態で保持されている。剥離シート２０は撥水性の部材（例えばフッ素樹脂）で形成され、この剥離シート２０上に、上述したような自己粘着力を有する樹脂を霧状に分布させることで複数の微小吸着粒子２１が形成される。
【００４０】
また、次のような方法でも微小吸着粒子を製作することができる。すなわち、剥離シート上に自己粘着力を有する樹脂の層を形成した後、その樹脂層をマス目状に切断し、剥離シートを引き延ばすようにする。その結果、マス目状の樹脂層は各々分離し、立方体形状の微小吸着粒子が剥離シート上に形成される。
【００４１】
異物除去時の粘着物質のマスク１１６への転移は新たな汚染を発生するので、微小吸着粒子２１の粘着の度合いは、十分に吟味することが必要とされる。なお、図９では微小吸着粒子２１の大きさが揃っているように記載されているが、実際には種々の大きさの微小吸着粒子２１が剥離シート２０上に設けられている。
【００４２】
剥離シート２０の大きさは、例えば、数十ｍｍ角の大きさとされ、図１０に示すように、マスク検査装置１のマスクホルダ１１７に真空吸着等を利用して着脱可能に装着される。剥離シート２０に隣接した位置には、平板状の粘着部材２２が装着されている。なお、剥離シート２０および粘着部材２２の表面の高さ（すなわち、フォーカス方向高さ）は、異物除去動作の作業性を考慮すると、検査対象であるマスク１１６の表面と同じ高さに設定されるのが好ましい。
【００４３】
ステップＳ３０の把持動作においては、図１に示した水平方向駆動機構１２４を駆動してマスクホルダ１１７をＸ軸方向に移動するとともに、鉛直方向駆動機構１２３を駆動して検出用直角ステージ１２２をＺ軸方向に移動することにより、検出ヘッド１１３をマスクホルダ１１７に設けられた剥離シート２０の位置へ移動し、図１１（ａ）に示すようにナノピンセット１０のアーム１３ａ，１３ｂが微小吸着粒子２１の上方となる位置に停止させる。そして、レンズ４１１のフォーカスを剥離シート２０上の微少吸着粒子２１に合わせる。
【００４４】
図１１（ｂ）は、アーム１３ａ，１３ｂを微小吸着粒子２１の上方に位置決めしたときのレンズ視野内の状況を示す図であり、このような画像が光学素子４１２により撮像され、制御装置２００の表示装置２３０に表示される。なお、図１１（ｂ）に示す例では、アーム１３ａ，１３ｂの先端が視野中心よりも左側にずれた位置となっているが、アーム先端が視野中心となるように、アーム１３ａ，１３ｂをレンズ４１１の直下に進入させるようにしても良い。
【００４５】
なお、表示装置２３０に表示された微小吸着粒子２１およびアーム１３ａ，１３ｂを確認しながら操作部２４０を操作して、すなわちマニュアル操作によりアーム１３ａ，１３ｂの位置を微調整しても良い。その後、Ｙ方向駆動部４２２をＹ軸マイナス方向に微小駆動して、アーム１３ａ，１３ｂが微小吸着粒子２１の側方位置となるまで剥離シート２０に近づける。
【００４６】
その後、アーム１３ａを閉じる方向に駆動してアーム１３ａ，１３ｂにより微小吸着粒子２１を把持し、Ｙ方向駆動部４２２をＹ軸プラス方向に駆動して把持した微小吸着粒子２１を剥離シート２０から引き離す。微小吸着粒子２１へのアーム１３ａ，１３ｂの接近から微小吸着粒子２１への把持および分離までの一連の動作は、光学素子４１２により撮像される。そのため、各動作を表示装置２３０により確認することができ、状況に応じてオペレータがマニュアル操作により微調整するようにしても良い。その結果、アーム１３ａ，１３ｂによる微小吸着粒子２１の保持を確実に行うことができる。
【００４７】
なお、ここで保持する微少吸着粒子２１の大きさは、除去しようとする異物の大きさに比べ直径で５倍から５０倍であることが好ましい。この大きさは作業性と顕微鏡内での視認性から最適な大きさである。
【００４８】
図７のステップＳ３０における微小吸着粒子２１の把持動作が終了したならば、ステップＳ４０に進んで異物を除去する処理を行う。まず、アーム１３ａ，１３ｂに保持された微小吸着粒子２１にフォーカスを合わせたままの状態で、検出部４１および除去機構４２が搭載されたベース４０（図３参照）を剥離シート２０から遠ざかる方向（Ｙ軸プラス方向）に所定量移動させる。そのため、引き続き行われる移動の間、アーム１３ａ，１３ｂに保持された微小吸着粒子２１を表示装置２３０により確認することができる。
【００４９】
次に、微小吸着粒子２１をアーム１３ａ，１３ｂで保持した状態のまま、鉛直方向駆動機構１２３および水平方向駆動機構１２４を駆動して検出ヘッド１１３をＸ方向およびＺ方向に２次元移動し、図１２（ａ）に示すように検出ヘッド１１３のレンズ４１１を第１番目の異物３０の上方に位置決めする。なお、図１の記憶部２２０に記憶されている複数の異物情報には順に番号が付されていて、異物除去動作時には、それらの異物情報が番号順に呼び出される。
【００５０】
その後、Ｙ方向駆動部４２２を駆動して、ナノピンセット１０を数十μｍほどレンズ４１１に近づける。このように、レンズ４１１のフォーカス位置に何もない状態にした上で、レンズ４１１のフォーカスをマスク１１６上の異物３０に合わせる。その結果、図１３（ａ）に示すような撮像画像が表示装置２３０に表示される。図１３（ａ）において点Ｐは異物３０の位置を表しており、プラスマークで示す視野中心に捉えられている。
【００５１】
図１２に示す状態からヘッド用直角ステージ１２２をＺ軸マイナス方向へ微小移動させ、図１３（ｂ）に示すように、アーム１３ａ，１３ｂに保持された微小吸着粒子２１を異物３０の上方へ移動させる。その後、Ｙ方向駆動部４２２を駆動してアーム１３ａ，１３をマスク１１６方向へ移動させ、微小吸着粒子２１をマスク１１６の異物３０が存在する領域に押し付けた後、Ｙ方向駆動部４２２を元の位置へ駆動する。その結果、図１２（ｂ）に示すように異物３０は粘着力により微小吸着粒子２１に付着し、マスク１１６の表面から除去される。
【００５２】
その後、異物３０が除去されたことを確認するために、異物位置Ｐが視野中心に位置するようにヘッド用直角ステージ１２２をＺ軸プラス方向へ微小移動させる。その結果、図１３（ｃ）に示すような撮像画像が表示装置２３０に表示され、位置Ｐに異物３０が無ければ、異物３０が微小吸着粒子２１に付着してマスク１１６の表面から除去されたと判断できる。図１３（ｂ）から分かるように、異物３０が微小吸着粒子２１に付着しているか否かは撮像画像からは判断できないので、図１３（ｃ）の工程を設けることにより、異物３０が除去されたか否かを確実に確認することができる。
【００５３】
ステップＳ４０における異物除去処理が終了したならば、ステップＳ５０へ進んで異物３０を廃棄する処理を行う。まず、アーム１３ａ，１３ｂに把持された微小吸着粒子２１にフォーカスを合わせ、その状態を維持したままで検出ヘッド１１３をＸ方向およびＺ方向に２次元移動し、検出ヘッド１１３を図１０に示す粘着部材２２の上方に位置決めする。なお、この位置決めする位置は、廃棄の順番に応じて予め設定されている。
【００５４】
位置決め終了後、レンズ４１１のフォーカスを粘着部材２２の表面に合わせた後、ベース４０またはＹ方向駆動部４２２を粘着部材方向（Ｙ軸マイナス方向）に駆動して、アーム１３ａ，１３ｂに把持された微小吸着粒子２１を粘着部材２２に接触させる。その後、アーム１３ａ，１３ｂを開いた状態にしてＹ軸マイナス方向に移動すると、微小吸着粒子２１および粘着部材２２の両方の粘着力により、異物３０が付着した微小吸着粒子２１は粘着部材２２上に取り残されるように移動する。このように、本実施の形態では、異物３０が付着している微小吸着粒子２１ごと粘着部材２２上に廃棄する。
【００５５】
粘着部材２２には、市販品の「αＧＥＬ（アルファゲル）」（登録商標）のように粘着性を有して、ナノピンセットへの転移が無く、汚染しないものが選ばれる。微小吸着粒子２１よりも粘着力の大きな粘着物質が用いられ、微小吸着粒子２１のナノピンセット１０から粘着部材２２への移動が確実に行われるようにする。また、微小吸着粒子２１を粘着部材２２へ付着させた後に、アーム１３ａ，１３ｂの先端部分の粘着部材２２に押し付けて、アーム１３ａ，１３ｂをクリーニングするようにしても良い。粘着部材２２は、微小吸着粒子２１が設けられた剥離シート２０と同様に数十ｍｍ角程度のシート状に形成されていて、マスク１１６と同じ表面高さに保持されている。
【００５６】
ステップＳ５０における廃棄処理が終了したならば、ステップＳ６０へ進んで、記憶部２２０に記憶されている全ての異物情報に関して、異物除去処理が完了したか否かを判定する。完了していない場合にはステップＳ３０へ戻り、ステップＳ５０からステップＳ６０までの除去動作を繰り返す。このような除去動作によりマスク１１６上の全ての異物が除去されたならば、ステップＳ６５において除去機構４２を退避位置に戻し、一連の動作を終了する。
【００５７】
上述したように、本実施の形態では、マスクホルダ１１７に対して、ナノピンセット１０を備えた除去機構４２と光学素子４１２を備えたレンズ４１１とが一体に相対移動する用に構成されている。そして、マスク１１６を光学素子４１２により撮像して、欠陥や異物の有無を検査し、その検査結果に基づいて異物の除去を行う。すなわち、剥離シート２０がマスクホルダ１１７に保持され、その剥離シート２０上に付着している複数の微小吸着粒子２１のいずれか一つをナノピンセット１０により保持して剥離シート２０から離脱させ、その微小吸着粒子２１をマスク１１６上の異物３０に押し付けて、異物３０を微小吸着粒子２１に付着させるようにしている。そして、異物３０が付着した微小吸着粒子２１を粘着部材２２に押し付けて付着させることで、微小吸着粒子２１を粘着部材２２に廃棄する。
【００５８】
従来、マスクやウエハ基板等に付着した微小異物（パーティクル）を機械的に除去する方法としては、比較的確実なものとしてナノピンセットにより微小異物を把持して廃棄する方法が提案されている。しかしながら、充分な高さを有する微小異物であればナノピンセットで把持することはできるが、薄い平板状異物の場合にはナノピンセットで把持するのは非常に困難である。例えば、アームの高さが５μｍ程度の場合、厚さ１μｍの微小異物は把持することができない。また、把持の際に微小異物が細かく砕けてしまう場合もあり、それらを把持して除去するのはさらに困難である。また、静電気が帯電したりしていると、除去困難性がさらに高まる。
【００５９】
一方、本実施の形態では、上述したように、粘着性の微小吸着粒子２１をマスク１１６の表面に押し付けて、異物３０を微小吸着粒子２１に付着させて除去するようにした。そのため、微小な異物や平板状異物であっても容易に除去することができるとともに、異物表面の広範な領域が微小吸着粒子２１に付着するため、静電気の影響で剥がれにくい異物であっても除去することができる。
【００６０】
また、図１４（ａ）に示すようにマスク１１６の表面が凹凸形状であって、その凹部に異物３０が存在する場合、従来のようにナノピンセット１０で直接把持するのは難しいが、微小吸着粒子２１を用いる場合には、微小吸着粒子２１が変形して凹部内に容易に入り込むことができるため、異物３０を微小吸着粒子２１に付着させて簡単に除去することができる。
【００６１】
さらに、図１４（ｂ）に示すように、複数の異物３０が固まって分布している場合であっても、一つの微小吸着粒子２１でいっぺんに除去することができる。剥離シート２０には種々の大きさの微小吸着粒子２１を設けることができるので、異物３０の大きさや分布範囲に応じて微小吸着粒子２１を選択すれば良い。
【００６２】
また、剥離シート２０に複数の微小吸着粒子２１を設けているので、異物除去の度に新しい微小吸着粒子２１をナノピンセットで把持して使用することができる。同じ微小吸着粒子２１を複数回の異物除去に用いると、微小吸着粒子２１に付着させた異物が再び基板に付着するおそれがあるが、上述したように異物除去の度に微小吸着粒子２１を新しい物ものに交換することで、そのような再付着を確実に防止することができる。
【００６３】
さらに、異物をマスク１１６から除去する際の除去動作、および、異物を粘着部材２２へ移送する際の移送動作を光学素子４１２により撮像することにより、それぞれの動作が確実に行われていることを確認することができる。また、異物をマスク１１６から除去した後に、マスク１１６上の異物があった領域を光学素子４１２により撮像することで、異物が除去されたことを確認することができ、確実な異物除去を行うことができる。
【００６４】
なお、異物除去に先立って、基板上の異物に対してイオナイザー等で静電気を除去した方が良い場合には、マスク１１６全体もしくは局部的に除電を行うようにしても良い。また、上述した実施形態では、ナノピンセット１０の移動機構としてフォーカス方向の微動機構であるＹ方向駆動部４２２のみを設けたが、場合によってはＸ軸方向やＺ軸方向の微動機構をさらに設けても良い。それらを備えることで、微小吸着粒子２１の把持作業や異物除去作業の作業性向上を図ることが可能である。
【００６５】
また、微小吸着粒子２１が設けられた剥離シート２０および粘着部材２２は、作業開始時にマスクホルダ１１７にセットされ、それぞれの粘着性能が劣化した時点で廃棄、交換するのが好ましい。
【００６６】
なお、上述した実施の形態では、微小吸着粒子２１を保持するマニピュレータとして、ＭＥＭＳ技術により製作されたナノピンセットを用いて微小吸着粒子２１を把持するようにしたが、針状部材を用いて微小吸着粒子２１を突き刺すように保持するようにしても良い。
【００６７】
また、上述した実施の形態では、検査対象基板における欠陥や異物の有無を検査する基板検査装置を例に、除去機構４２による異物除去を説明したが、基板検査装置とは別に異物除去装置を設け、基板検査装置の検査結果（異物の位置情報）を異物除去装置に取り込み、検査結果に基づいて異物を除去するようにしても良い。例えば、異物除去装置は、図１に示すマスク検査装置１から欠陥や異物を検査する機能を省略し、異物の位置情報を他のマスク検査装置から取り込んで記憶部２２０に記憶させ、その位置情報に基づいて異物を除去する。
【００６８】
すなわち、検査対象基板であるマスク１１６、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた剥離シート２０、および粘着部材２２が装着されるマスクホルダ１１７と、マスクホルダ１１７に対してマニピュレータ（ナノピンセット１０）と検出部４１とを一体に相対移動させる鉛直方向駆動機構１２３および水平方向駆動機構１２４とを備え、検出部４１によりマスク１１６を撮像して、マスク１１６上の異物を表示装置２３０に表示して観察する。そして、制御装置２００は、剥離シート２０に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つをナノピンセット１０で保持して剥離シート２０から離脱させ、観察結果に基づいて、ナノピンセット１０に保持した粘着性粒子に異物を付着させてマスク１１６から除去し、粘着性粒子をナノピンセット１０から粘着部材２２へ移送するようにナノピンセット１０を制御する。
【００６９】
上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７０】
１：マスク検査装置、１０：ナノピンセット、１３ａ，１３ｂ：アーム、２０：剥離シート、２１：微小吸着粒子、２２：粘着部材、４１：検出部、４２：除去機構、１１３：検出ヘッド、１１６：マスク、１１７：マスクホルダ、１２２：ヘッド用直角ステージ、１２３：鉛直方向駆動機構、１２４：水平方向駆動機構、２００：制御装置、２１０：画像情報処理部、２２０：記憶部、２３０：表示装置、２４０：操作部、４１２：光学素子、４２２：Ｙ方向駆動部、４２３：旋回駆動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、
前記ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、
前記撮像装置により撮像した前記検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、
前記平板に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つを前記マニピュレータで保持して前記平板から離脱させ、前記検査手段の検査結果に基づいて、前記マニピュレータに保持した前記粘着性粒子に前記異物を付着させて前記検査対象基板から除去し、該粘着性粒子を前記マニピュレータから前記粘着部材へ移送するように前記マニピュレータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、
前記ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、
前記撮像装置により撮像した前記検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、
保持指令により、前記マニピュレータを前記平板へ移動し、前記複数の粘着性粒子のいずれか一つを前記マニピュレータで保持して前記平板から離脱させる保持制御手段と、
除去指令により、前記粘着性粒子を保持したマニピュレータを前記検査手段の検査結果に基づいて前記異物の位置へ移動し、該異物を前記粘着性粒子に付着させて前記検査対象基板から除去する除去制御手段と、
廃棄指令により、前記異物が付着した粘着性粒子を保持したマニピュレータを前記粘着部材へ移動し、該粘着性粒子を前記粘着部材に付着させて前記マニピュレータから前記粘着部材へ移送する廃棄制御手段と、を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板検査装置において、
異物を前記検査対象基板から除去した後に、前記検査対象基板上の異物が除去された領域を前記撮像装置により撮像して前記表示手段に表示することを特徴とする基板検査装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の基板検査装置において、
前記撮像装置により撮像した画像を表示する表示手段を備え、
前記異物を前記検査対象基板から除去する際の除去動作、および、前記異物を前記粘着部材へ移送する際の移送動作を、前記撮像装置により撮像して前記表示手段に表示することを特徴とする基板検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板検査装置において、
前記異物を前記検査対象基板から除去した後に、前記検査対象基板上の異物が除去された領域を前記撮像装置により撮像して前記表示手段に表示することを特徴とする基板検査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板検査装置において、
前記マニピュレータはＭＥＭＳ技術で形成された微小ピンセットであり、該微小ピンセットにより前記粘着部材を把持することを特徴とする基板検査装置。
【請求項７】
検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、
前記ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、
前記撮像装置により前記検査対象基板を撮像して、該検査対象基板上の異物を観察する観察手段と、
前記平板に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つを前記マニピュレータで保持して前記平板から離脱させ、前記観察手段の観察結果に基づいて、前記マニピュレータに保持した前記粘着性粒子に前記異物を付着させて前記検査対象基板から除去し、該粘着性粒子を前記マニピュレータから前記粘着部材へ移送するように前記マニピュレータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする異物除去装置。
【請求項８】
検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、前記ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により撮像した前記検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、を備える基板検査装置における異物除去方法であって、
前記複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータにより保持して前記平板から離脱させる第１の工程と、
前記異物に関する検査結果に基づいて、前記マニピュレータで保持した粘着性粒子に前記検査対象基板上の異物を付着させる第２の工程と、
前記異物が付着した粘着性粒子を粘着部材に押し付けて付着させることにより、該粘着性粒子を前記マニピュレータから前記粘着部材へ移送する第３の工程と、を有することを特徴とする異物除去方法。
【請求項１】
検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、
前記ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、
前記撮像装置により撮像した前記検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、
前記平板に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つを前記マニピュレータで保持して前記平板から離脱させ、前記検査手段の検査結果に基づいて、前記マニピュレータに保持した前記粘着性粒子に前記異物を付着させて前記検査対象基板から除去し、該粘着性粒子を前記マニピュレータから前記粘着部材へ移送するように前記マニピュレータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、
前記ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、
前記撮像装置により撮像した前記検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、
保持指令により、前記マニピュレータを前記平板へ移動し、前記複数の粘着性粒子のいずれか一つを前記マニピュレータで保持して前記平板から離脱させる保持制御手段と、
除去指令により、前記粘着性粒子を保持したマニピュレータを前記検査手段の検査結果に基づいて前記異物の位置へ移動し、該異物を前記粘着性粒子に付着させて前記検査対象基板から除去する除去制御手段と、
廃棄指令により、前記異物が付着した粘着性粒子を保持したマニピュレータを前記粘着部材へ移動し、該粘着性粒子を前記粘着部材に付着させて前記マニピュレータから前記粘着部材へ移送する廃棄制御手段と、を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板検査装置において、
異物を前記検査対象基板から除去した後に、前記検査対象基板上の異物が除去された領域を前記撮像装置により撮像して前記表示手段に表示することを特徴とする基板検査装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の基板検査装置において、
前記撮像装置により撮像した画像を表示する表示手段を備え、
前記異物を前記検査対象基板から除去する際の除去動作、および、前記異物を前記粘着部材へ移送する際の移送動作を、前記撮像装置により撮像して前記表示手段に表示することを特徴とする基板検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板検査装置において、
前記異物を前記検査対象基板から除去した後に、前記検査対象基板上の異物が除去された領域を前記撮像装置により撮像して前記表示手段に表示することを特徴とする基板検査装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板検査装置において、
前記マニピュレータはＭＥＭＳ技術で形成された微小ピンセットであり、該微小ピンセットにより前記粘着部材を把持することを特徴とする基板検査装置。
【請求項７】
検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、
前記ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、
前記撮像装置により前記検査対象基板を撮像して、該検査対象基板上の異物を観察する観察手段と、
前記平板に設けられた複数の粘着性粒子のいずれか一つを前記マニピュレータで保持して前記平板から離脱させ、前記観察手段の観察結果に基づいて、前記マニピュレータに保持した前記粘着性粒子に前記異物を付着させて前記検査対象基板から除去し、該粘着性粒子を前記マニピュレータから前記粘着部材へ移送するように前記マニピュレータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする異物除去装置。
【請求項８】
検査対象基板、複数の粘着性粒子が離脱可能に設けられた平板、および粘着部材が装着されるホルダと、前記ホルダに対してマニピュレータと撮像装置とを一体に相対移動させる移動手段と、撮像装置により撮像した前記検査対象基板の撮像情報に基づいて、欠陥および異物の有無を検査する検査手段と、を備える基板検査装置における異物除去方法であって、
前記複数の粘着性粒子のいずれか一つをマニピュレータにより保持して前記平板から離脱させる第１の工程と、
前記異物に関する検査結果に基づいて、前記マニピュレータで保持した粘着性粒子に前記検査対象基板上の異物を付着させる第２の工程と、
前記異物が付着した粘着性粒子を粘着部材に押し付けて付着させることにより、該粘着性粒子を前記マニピュレータから前記粘着部材へ移送する第３の工程と、を有することを特徴とする異物除去方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１３３４３３（Ｐ２０１１−１３３４３３Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９５２２９（Ｐ２００９−２９５２２９）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００１１５９０２）レーザーテック株式会社 (184)
【出願人】（３９００２２４７１）アオイ電子株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（０００１１５９０２）レーザーテック株式会社 (184)
【出願人】（３９００２２４７１）アオイ電子株式会社 (85)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]