JPH09329556A - 異物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型の被検査基板を検査する異物検査装置で
あって小型化及び低コスト化が可能なものを提供する。 【解決手段】 異物検査装置は、ｎ本の光ビームを被検
査物上にそれぞれ１次元走査するｎ個の光ビーム走査手
段と、被検査物からのｎ種類の散乱光をそれぞれ受光す
るｎ個の光電変換手段であって、各光電変換手段は複数
の光電変換素子を有しており、各光電変換素子はそれが
受光した散乱光の強度に応じた光電変換信号を出力す
る、ものと、光電変換素子から出力される光電変換信号
に基づいて異物の有無を判定する信号処理手段とを具備
し、被検査物上のｎ本の光ビームの走査線は、互いに隣
接する走査線同士が平行の位置にあり、且つ互いに隣接
する走査線の相隣接する端部同士が、１次元走査方向に
対して垂直の方向に相対していることを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異物検査装置に関
し、特に液晶表示素子等の製造の際に使用されるフォト
マスク等の基板や感光基板の表面上に付着した異物を検
出する異物検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子等を製造する際のフォトリ
ソグラフィ工程では、露光用の回路パターンが形成され
た基板（以下「フォトマスク」と称す）の像を投影光学
系を介して感光基板（以下「プレート」と称す）上に転
写する投影露光装置が使用される。この場合、許容でき
る大きさを超えたゴミ等の異物がフォトマスク上に付着
していると、その異物の像もプレートに転写され、この
結果、製造される液晶表示素子等の歩留りが低下する。
また、プレート上に異物が存在すると、配線のショー
ト、オープン等の不良にもつながる。そこで、露光直前
にフォトマスクやプレートを異物検査装置にて検査し、
それらが清浄であることを確認した後、露光が行われ
る。

【０００３】異物検査の方法としては、様々な方式が提
案されており、例えば、特公昭６３−６４７８３号公報
に開示されている異物検査装置では、異物のみを検出す
るために、異物からの散乱光と露光用回路パターンから
の回折光との間の散乱特性の違い、即ち、回路パターン
からの回折光は極めて指向性が強いが、異物からの散乱
光はほぼ等方的に発生するということを利用している。
装置構成としては、被検査基板を検出用の光ビームで走
査する照明系と、被検査基板からの散乱光を受光するた
めの複数の光電変換器とを配置し、これら複数の光電変
換器の全てで同時に所定値以上の光電変換信号が発生し
た場合には、信号処理回路が、走査された被検査領域が
異物であると判断し、それら複数の光電変換器の中で１
つでも所定値以上の光電変換信号を発生しないものがあ
る場合には、信号処理回路は、走査された被検査領域が
回路パターンであると判断する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、生産
性向上のために液晶ディスプレイの多面取り化が進み、
プレートサイズが大型化している。また、プレートの大
型化に伴い、フォトマスクの大型化も進んでいる。大型
の被検査基板に対して上記の異物検査装置の構成を展開
すると、以下のような問題がある。第一に、被検査基板
を検出用の光ビームで走査する際の走査範囲が非常に広
くなるため、走査レンズのレンズ径が大きくなり、この
結果、その製造が困難になると共に、コストも上昇す
る。第二に、被検査基板からの散乱光を受光するための
受光レンズも画角を大きくする必要があるため、こちら
もレンズ径が大きくなり、走査レンズと同様な問題が生
ずる。更に、このような大きなレンズを搭載すると装置
が大きくなり、それを露光装置に搭載する場合にはスペ
ース的に問題になる。

【０００５】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、大型の被検査基板を検査する異物検
査装置であって小型化及び低コスト化が可能なものを提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の形態によると、被検査物上の異物を
検査する異物検査装置であって、ｎ本の光ビームを被検
査物上にそれぞれ１次元走査するｎ個の光ビーム走査手
段と、ｎ本の光ビームにそれぞれ起因する被検査物から
のｎ種類の散乱光をそれぞれ受光するｎ個の光電変換手
段であって、各光電変換手段は複数の光電変換素子を有
しており、各光電変換素子はそれが受光した散乱光の強
度に応じた光電変換信号を出力する、ものと、光電変換
素子から出力される光電変換信号に基づいて異物の有無
を判定する信号処理手段とを具備し、ｎ個の光ビーム走
査手段によって１次元走査されるｎ本の光ビームの被検
査物上の軌跡であるｎ本の走査線が、互いに隣接する走
査線同士が平行の位置にあり、且つ互いに隣接する走査
線の相隣接する端部同士が、１次元走査方向に対して垂
直の方向に相対している、ものが提供される

【０００７】本発明の第２の形態によると、被検査物上
の異物を検査する異物検査装置であって、１番目からｎ
番目までのｎ本の光ビームを被検査物上にそれぞれ１次
元走査するｎ個の光ビーム走査手段と、ｎ本の光ビーム
にそれぞれ起因する被検査物からのｎ種類の散乱光をそ
れぞれ受光するｎ個の光電変換手段であって、各光電変
換手段は複数の光電変換素子を有しており、各光電変換
素子はそれが受光した散乱光の強度に応じた光電変換信
号を出力する、ものと、光電変換素子から出力される光
電変換信号に基づいて異物の有無を判定する信号処理手
段とを具備し、ｎ個の光ビーム走査手段によって１次元
走査される１番目からｎ番目までのｎ本の光ビームの被
検査物上のそれぞれの軌跡である１番目からｎ番目まで
のｎ本の走査線が、一の直線上にこの順で並んでいると
共に、ｎ本の走査線は、互いに隣接する走査線の相隣接
する端部同士が相重なっており、且つ被検査物上を１次
元走査すべき光ビームとして奇数番目の光ビーム及び偶
数番目の光ビームを交互に選択する光ビーム選択手段を
更に具備するものが提供される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。本発明に係る異物検査装置の第１実施例を
示す図１を参照するに、露光用の回路パターンが形成さ
れているフォトマスク１が、載置台２上に載置されてい
る。載置台２は、送りネジ３を介して駆動モータ４によ
ってＹ方向（副走査方向）に移動させられ得るように構
成されており、載置台２のＹ方向の位置座標は、モータ
のパルス数をカウントすることによって検出される。

【０００９】図示省略されたレーザ光源から射出された
レーザビームをハーフミラーやプリズム等の分岐手段を
介して分岐することによって得られたレーザビームＬＢ
ａ及びＬＢｂは、それぞれ、スキャナ６ａ及び６ｂで反
射され、ｆθレンズ７ａ及び７ｂを介してスポット光と
してフォトマスク１上をＸ方向（主走査方向）に走査す
る。即ち、レーザビームＬＢａは、Ｘ方向に平行な走査
線Ｓ１であって端点Ｓ１Ｌ及びＳ１Ｒを有するものをフ
ォトマスク１上に形成する。同様に、レーザビームＬＢ
ｂは、Ｘ方向に平行な走査線Ｓ２であって端点Ｓ２Ｌ及
びＳ２Ｒを有するものをフォトマスク１上に形成する。

【００１０】ｆθレンズ７ａとフォトマスク１との間の
レーザビームＬＢａの走査領域の端に、タイミング設定
用の光電変換素子１２ａが設置されており、光電変換素
子１２ａが出力する光電変換信号のタイミングから、走
査線Ｓ１上でのレーザビームＬＢａのスポット光の位置
を検出することができる。同様に、レーザビームＬＢｂ
のスポット光の位置は、光電変換素子１２ｂの光電変換
信号のタイミングから検出される。

【００１１】レーザビームＬＢａのスポット光により、
走査線Ｓ１が形成されているフォトマスク１上の被検査
領域から生ずる散乱光は、受光レンズ８ａ及び９ａで受
光され、それぞれ光電変換素子１０ａ及び１１ａに導か
れる。光電変換素子１０ａ及び１１ａは、受光した散乱
光の強度に応じた光電変換信号を信号処理回路１５に出
力する。そして、信号処理回路１５は、光電変換素子１
０ａ，１１ａからの光電変換信号に基づき、走査線Ｓ１
が形成されている被検査領域について、回路パターンと
異物との弁別を行い、その弁別結果をディスプレイ１６
に表示させる。この場合において、信号処理回路１５
は、光電変換素子１０ａ，１１ａが共に所定値以上の光
電変換信号を同時に発生した場合には、走査された被検
査領域が異物であると判断する一方、光電変換素子１０
ａ，１１ａの少なくとも１つが所定値以上の光電変換信
号を発生しない場合には、走査された被検査領域が回路
パターンであると判断する。

【００１２】同様に、レーザビームＬＢｂのスポット光
により、走査線Ｓ２が形成されているフォトマスク１上
の被検査領域から生ずる散乱光は、受光レンズ８ｂ及び
９ｂで受光され、それぞれ光電変換素子１０ｂ及び１１
ｂに導かれる。そして、走査線Ｓ２が形成されている被
検査領域について、信号処理回路１５は、光電変換素子
１０ｂ，１１ｂが出力する光電変換信号に基づき、回路
パターンと異物との弁別をレーザビームＬＢａの場合と
同様にして行い、その弁別結果をディスプレイ１６に表
示させる。

【００１３】スキャナ６ａ及び６ｂは、それらにそれぞ
れ設けられているスキャナミラーを振動させることによ
り、レーザビームＬＢａ及びＬＢｂをそれぞれ走査させ
ているが、ここで、スキャナミラー相互の角度関係即ち
フォトマスク１上の主走査方向（Ｘ方向）の走査位置が
非同期の場合について考察する。

【００１４】フォトマスク１上に形成される走査線Ｓ１
及びＳ２は、図１に示されているように、それらの互い
に隣接している端部同士がフォトマスク１のＸ方向（主
走査方向）の中央近傍位置でＹ方向に相対するような相
対位置関係を有している。これにより、フォトマスク１
上の主走査方向の中央付近での検査もれを防ぐことがで
きる。しかしながら、この場合において、フォトマスク
１上の主走査方向のレーザビームＬＢａ及びＬＢｂの走
査位置が非同期であると、主走査方向の端部同士がＹ方
向に相対する領域において、レーザビームＬＢａ及びＬ
Ｂｂが、フォトマスク１上の同一領域を同時に照射する
場合が生じ、もって、検査感度が変わってしまうという
不都合が生ずる場合がある。

【００１５】そこで、本発明においては、図１に示すよ
うに、フォトマスク１上の走査線Ｓ１のＹ方向（副走査
方向）の位置と走査線Ｓ２のＹ方向（副走査方向）の位
置とを、相対的にずらしている。この場合において、図
２に示すように、レーザビームＬＢａが入射する面１ａ
上の位置Ｐ１とレーザビームＬＢｂが入射する面１ａ上
の位置Ｐ２との間の距離を副走査方向の相対位置ずらし
量ｍとし、レーザビームＬＢａが入射する面１ａ上の位
置Ｐ１とレーザビームＬＢａがフォトマスク１の面１ｂ
で反射して再び面１ａを照射する位置Ｐ１１との間の距
離をｄとすると、そのずらし量ｍは、ｍ≠ｄを満たす必
要がある。なお、距離ｄは、レーザビームＬＢａのフォ
トマスク１に対する入射角α、フォトマスク１の屈折率
ｎ、及びフォトマスク１の厚みｔから、光学計算を行う
ことによって簡単に求めることができる。以上のよう
に、それらの間のずらし量がｍになるように走査線Ｓ１
及びＳ２の相対位置関係を定めることにより、フォトマ
スク１上の全面検査が可能となる。

【００１６】なお、上述した実施例では、レーザ光源を
レーザビームＬＢａとレーザビームＬＢｂとに分岐して
それぞれを検査光源として使用しているが、これに代え
て、レーザ光源を２つ用意し、それぞれの光源からのレ
ーザビームをレーザビームＬＢａ及びレーザビームＬＢ
ｂとして使用してもよい。

【００１７】以下、本発明に係る異物検査装置の第２実
施例について説明する。本第２実施例においては、副走
査方向（Ｙ方向）に走査線の位置を互いにずらすことな
く、フォトマスク１の主走査方向（Ｘ方向）の中央付近
での検査もれを防ぐことができる。図３を参照するに、
図示省略されたレーザ光源から射出されたレーザビーム
ＬＢは、光路切換手段５に入射する。光路切換手段５
は、レーザビームＬＢをレーザビームＬＢａとレーザビ
ームＬＢｂとに分岐すると共に、分岐したレーザビーム
ＬＢａ及びＬＢｂを、それぞれの光路に、それぞれの光
路に設置されている不図示のシャッタを交互に開閉する
ことにより、交互に射出する。レーザビームＬＢをレー
ザビームＬＢａとレーザビームＬＢｂとに分岐する手段
は、ハーフミラーやプリズム等で構成されている。ま
た、レーザビームＬＢａ及びＬＢｂを交互に出射させる
方法としては、上述した方法の他、半円形の遮光板を回
転させてどちらか一方の光ビームを遮る方法等がある。

【００１８】ある時点において、光路切換手段５から、
レーザビームＬＢａが出射させられたとする。レーザビ
ームＬＢａは、スキャナ６ａで反射され、ｆθレンズ７
ａを介してスポット光としてフォトマスク１上をＸ方向
（主走査方向）に走査し、Ｘ方向に平行な走査線Ｓ１’
であって端点Ｓ１Ｌ’及びＳ１Ｒ’を有するものをフォ
トマスク１上に形成する。ｆθレンズ７ａとフォトマス
ク１との間のレーザビームＬＢａの走査領域の端に、タ
イミング設定用の光電変換素子１２ａが設置されてお
り、光電変換素子１２ａが出力する光電変換信号のタイ
ミングから、走査線Ｓ１’上でのレーザビームＬＢａの
スポット光の位置が検出される。レーザビームＬＢａの
スポット光によってフォトマスク１上の被検査領域から
生ずる散乱光は、受光レンズ８ａ及び９ａで受光され、
それぞれ光電変換素子１０ａ及び１１ａに導かれる。な
お、光電変換素子１０ａ及び１１ａの直前に、スリット
１３ａ及び１４ａがそれぞれ設置されているが、これら
は、フォトマスク１上に形成される端点Ｓ１Ｌ’から端
点Ｓ１Ｒ’までの走査線Ｓ１’領域からの散乱光のみを
受光するために設けられている。

【００１９】回路パターンと異物とを弁別する方法は、
前述した第１実施例におけるそれと同様である。ただ
し、レーザビームＬＢａは、端点Ｓ１Ｒ’から端点Ｓ１
Ｌ’に向かって走査し、次いで端点Ｓ１Ｌ’から端点Ｓ
１Ｒ’へと戻り、再び端点Ｓ１Ｒ’から端点Ｓ１Ｌ’へ
と走査する、往復動作を繰り返すが、フォトマスク１上
からの散乱光の光電変換信号を処理する信号処理回路１
５（図５）は、光路切換手段５から供給されるシャッタ
開閉信号に基づき、フォトマスク１上からの散乱光の光
電変換信号を、レーザビームＬＢａが端点Ｓ１Ｒ’から
端点Ｓ１Ｌ’に向かって走査している間にのみ取り込
み、レーザビームＬＢａが端点Ｓ１Ｌ’から端点Ｓ１
Ｒ’に向かって走査している間は取り込まない。

【００２０】レーザビームＬＢａが、端点Ｓ１Ｒ’から
端点Ｓ１Ｌ’へと走査し、往復動作で再び端点Ｓ１Ｒ’
へと戻り始めると、光路切換手段５は、図４に示すよう
に、レーザビームＬＢａ用のシャッタを閉じてレーザビ
ームＬＢａを遮光すると同時に、レーザビームＬＢｂ用
のシャッタを開いてレーザビームＬＢｂを出射させる。
出射させられたレーザビームＬＢｂは、上述のレーザビ
ームＬＢａの場合と同様に、スキャナ６ｂで反射され、
ｆθレンズ７ｂを介してスポット光としてフォトマスク
１上を走査し、Ｘ方向に平行な走査線Ｓ２’であって端
点Ｓ２Ｌ’及びＳ２Ｒ’を有するものをフォトマスク１
上に形成する。レーザビームＬＢｂのスポット光の位置
は、光電変換素子１２ｂの光電変換信号のタイミングか
ら検出し、フォトマスク１上の被検査領域から生ずる散
乱光は、受光レンズ８ｂ及び９ｂで受光され、それぞれ
スリット１３ｂ及び１４ｂを通して光電変換素子１０ｂ
及び１１ｂに導かれる。そして、走査線Ｓ２’が形成さ
れる被検査領域についても、信号処理回路１５は、光電
変換素子１０ｂ，１１ｂが出力する光電変換信号に基づ
き、回路パターンと異物との弁別を行い、その弁別結果
をディスプレイ１６（図５）に表示させる。なお、信号
処理回路１５は、光路切換手段５から供給されるシャッ
タ開閉信号に基づき、フォトマスク１上からの散乱光の
光電変換信号を、レーザビームＬＢｂが端点Ｓ２Ｌ’か
ら端点Ｓ２Ｒ’に向かって走査している間にのみ取り込
み、レーザビームＬＢｂが端点Ｓ２Ｒ’から端点Ｓ２
Ｌ’に向かって走査している間は取り込まない。

【００２１】レーザビームＬＢｂが、端点Ｓ２Ｌ’から
端点Ｓ２Ｒ’へと走査し、往復動作で再び端点Ｓ２Ｌ’
へと戻り始めると、光路切換手段５は、図４に示すよう
に、レーザビームＬＢｂを遮光し、レーザビームＬＢａ
を出射させ、以後、フォトマスク１が送りネジ３を介し
て駆動モータ４によってＹ方向（副走査方向）に移動さ
せられ、走査線Ｓ１’及びＳ２’がフォトマスク１の検
査領域の全域をカバーするまで上述の動作が繰り返さ
れ、もって、全被検査領域が検査される。図４に示され
ているようにタイミングをとることにより、２つのレー
ザビームＬＢａ，ＬＢｂが同時に照射されることがな
く、もって、正確にフォトマスク１上の被検査領域を検
査することができる。

【００２２】なお、上述した実施例においては、２組の
走査光学系及び散乱光受光系を有する異物検査装置につ
いて説明したが、本発明は、これに限られるものではな
く、３組以上の走査光学系及び散乱光受光系を有してい
てもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、大型の
被検査基板を検査する装置を小型化し且つそれを低コス
トで実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る異物検査装置の第１実施例を示す
概略構成図である。

【図２】レーザビームの入射位置関係を示す図である。

【図３】本発明に係る異物検査装置の第２実施例の光学
系を示す概略構成図である。

【図４】レーザビームのスポット光位置とシャッタの開
閉タイミングとの関係を示す図である。

【図５】本発明に係る異物検査装置の第２実施例の信号
処理系を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ フォトマスク ２ 載置台 ３ 送りネジ ４ 駆動モータ ５ 光路切換手段 ６ スキャナ ７ ｆθレンズ ８ 受光レンズ ９ 受光レンズ １０ 光電変換素子 １１ 光電変換素子 １２ 光電変換素子 １３ スリット １４ スリット Ｓ 走査線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物上の異物を検査する異物検査装
   置であって、 ｎ本の光ビームを前記被検査物上にそれぞれ１次元走査
   するｎ個の光ビーム走査手段と、 前記ｎ本の光ビームにそれぞれ起因する被検査物からの
   ｎ種類の散乱光をそれぞれ受光するｎ個の光電変換手段
   であって、各光電変換手段は複数の光電変換素子を有し
   ており、各光電変換素子はそれが受光した散乱光の強度
   に応じた光電変換信号を出力する、ものと、 前記光電変換素子から出力される前記光電変換信号に基
   づいて異物の有無を判定する信号処理手段と、を具備
   し、 前記ｎ個の光ビーム走査手段によって１次元走査される
   前記ｎ本の光ビームの前記被検査物上の軌跡であるｎ本
   の走査線は、互いに隣接する走査線同士が平行の位置に
   あり、且つ、互いに隣接する走査線の相隣接する端部同
   士が、１次元走査方向に対して垂直の方向に相対してい
   る異物検査装置。
2. 【請求項２】 被検査物上の異物を検査する異物検査装
   置であって、 １番目からｎ番目までのｎ本の光ビームを前記被検査物
   上にそれぞれ１次元走査するｎ個の光ビーム走査手段
   と、 前記ｎ本の光ビームにそれぞれ起因する被検査物からの
   ｎ種類の散乱光をそれぞれ受光するｎ個の光電変換手段
   であって、各光電変換手段は複数の光電変換素子を有し
   ており、各光電変換素子はそれが受光した散乱光の強度
   に応じた光電変換信号を出力する、ものと、 前記光電変換素子から出力される前記光電変換信号に基
   づいて異物の有無を判定する信号処理手段と、を具備
   し、 前記ｎ個の光ビーム走査手段によって１次元走査される
   １番目からｎ番目までのｎ本の光ビームの前記被検査物
   上のそれぞれの軌跡である１番目からｎ番目までのｎ本
   の走査線が、一の直線上にこの順で並んでいると共に、
   前記ｎ本の走査線は、互いに隣接する走査線の相隣接す
   る端部同士が相重なっており、且つ前記被検査物上を１
   次元走査すべき光ビームとして奇数番目の光ビーム及び
   偶数番目の光ビームを交互に選択する光ビーム選択手段
   を更に具備する異物検査装置。