異物検査装置、露光装置及びデバイス製造方法
【課題】異物の付着した面が被検物の2面のうちのいずれの面であるかを検出することが可能な異物検査装置を提供する。
【解決手段】異物検査装置は、被検物に検査光を投光する投光部と、検査光が投光されることによって被検物から生じる散乱光の強度を検出する検出器を含む受光部と、制御部とを備える。検出器は、偏光方向が第1の方向である検査光が投光されることによって被検物から生じる第1の散乱光の強度と、偏光方向が第2の方向である検査光が投光されることによって被検物から生じる第2の散乱光の強度とを検出する。制御部は、検出器により検出された第1の散乱光の強度および第2の散乱光の強度の比が基準値より大きいか小さいかによって異物が付着した面が第1面および第2面のいずれであるかを判定する。
【解決手段】異物検査装置は、被検物に検査光を投光する投光部と、検査光が投光されることによって被検物から生じる散乱光の強度を検出する検出器を含む受光部と、制御部とを備える。検出器は、偏光方向が第1の方向である検査光が投光されることによって被検物から生じる第1の散乱光の強度と、偏光方向が第2の方向である検査光が投光されることによって被検物から生じる第2の散乱光の強度とを検出する。制御部は、検出器により検出された第1の散乱光の強度および第2の散乱光の強度の比が基準値より大きいか小さいかによって異物が付着した面が第1面および第2面のいずれであるかを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置や液晶表示装置の製造において用いられる異物検査装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。本発明は、特に、マスクのたわみを気圧補正するためにマスクの上側に構成される平面ガラスやペリクルの両面における異物の有無を検出する異物検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、露光装置に用いられるマスクの大型化によりマスクが自重でたわみ、像性能が悪化することが懸念されている。そのためこれまでマスクの自重たわみを低減させる多くの工夫がなされてきた。特許文献1には、マスクの上側を平面ガラスで塞いで密閉室を構成し、マスク下面のたわみを検出し、検出結果に基づいて密閉室の圧力を調整することによってマスクのたわみを補正する露光装置が開示されている。
【0003】
密閉室を構成する平面ガラスの上下面に異物が付着すると露光時の像性能を劣化させる恐れがあるので、平面ガラスの上下面に付着した異物を検出し、除去する必要がある。保管場所からマスクステージまで搬送工程において、マスクと平面ガラスとが分離し、マスク又は平面ガラスが搬送部材によって保持されつつ搬送されている状態において、マスクや平面ガラスの上下面の異物検査が行われる。図11は、従来の異物検査であり、光源16及び投影レンズ17を含む投光部と、受光レンズ18及び検出器15を含む受光部とを備える。そして、搬送部材19に保持された状態で、平面ガラス3(又はマスク)の上下面側に双方に配置された2台の異物検査装置を用いて平面ガラス3(又はマスク)の上下各面の異物検査が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平10−214780号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
搬送部材19に保持された状態でマスクや平面ガラス3の上下各面の異物検査を行った後、マスクと平面ガラス3とを合体してマスクのたわみを補正する機構を構築している。搬送部材19の搬送のための駆動機構は、マスクや平面ガラス3の近くに存在する。そのため、異物検査が終了してからマスクと平面ガラス3とを合体するまでの間に、駆動機構の駆動によって発生した塵がマスクの上面や平面ガラス3の下面に付着することがある。また、マスクと平面ガラス3とを合体して形成された密閉空間内を減圧するときに、マスクと平面ガラス3との接触部分から細かい金属片などが舞い、その金属片がマスクの上面や平面ガラス3の下面に付着することがある。
【0006】
しかし、従来の異物検査は、マスクと平面ガラス3とが合体してマスクのたわみを補正する機構が構築された後に、マスクの上面や平面ガラス3の下面の異物を検査することができない。また、マスクパターン面に異物が付着しないように、マスクパターン面を保護するペリクルが付着された後の、ペリクルのマスク側の面に付着した異物も、従来の異物検査では検査することができない。そこで、本発明は、異物の付着した面が被検物の2面のうちのいずれの面であるかを検出することが可能な異物検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、光透過性の被検物に付着した異物を検査する異物検査装置であって、前記被検物に検査光を投光する投光部と、前記検査光が投光されることによって前記被検物から生じる散乱光の強度を検出する検出器を含む受光部と、制御部と、を備え、前記検出器は、偏光方向が第1の方向である第1の検査光が投光されることによって前記被検物から生じる第1の散乱光の強度と、偏光方向が第2の方向である第2の検査光が投光されることによって前記被検物から生じる第2の散乱光の強度とを検出し、前記被検物の第1面に付着した異物によって生じる前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比は基準値より大きく、前記被検物の前記第1面の反対側の第2面に付着した異物によって生じる前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比は前記基準値より小さく、前記制御部は、前記検出器により検出された前記第1の散乱光の強度および前記第2の散乱光の強度の比が前記基準値より大きいか小さいかによって異物が付着した面が前記第1面および前記第2面のいずれであるかを判定し、当該判定した結果を出力する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、異物の付着した面が被検物の2面のうちのいずれの面であるかを検出することが可能な異物検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施例1の異物検査装置を示す図
【図2】被検物の上下両面の異物を検査することを説明する図
【図3】S偏光、P偏光が被検物を透過している様子を示す図
【図4】検査光の入射角度と透過光量との関係を示す図
【図5】被検物上下両面における散乱光強度の関係を示す図
【図6】実施例2における異物検査装置を示す図
【図7】実施例3における異物検査装置を示す図
【図8】P偏光、S偏光を使用する場合の散乱光強度と異物サイズとの関係を示す図
【図9】実施例4における異物検査装置を示す図
【図10】露光装置を示した図
【図11】従来の異物検査装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【0011】
[露光装置]
図10には、露光装置が示されている。マスク5は、パターン面を下にしてマスクホルダ6によって真空吸着により保持されている。マスク5の上方には露光光を射出する光源1が設けられ、光源1とマスク5との間には、照明光学系2が設けられる。マスク5の露光光が透過した側には投影光学系11を挟んで露光の対象である基板12が配置されている。光源1から射出された露光光は、照明光学系2によってマスク5に照射される。マスク5に形成されたパターンの像は、露光光により投影光学系11を通じて基板12上に投影される。マスクホルダ6の下側にはマスク5のたわみを検出する検出系21が設けられる。検出系21は、斜入射タイプのフォーカスセンサの構成、機能を備えている。発光ダイオードなどの光源10から投影レンズ(不図示)を介してマスク5のパターン面に対して斜めから検出光が投光される。その反射光を受光レンズ(不図示)を介してフォトダイオードなどのディテクタ9で検出することにより、マスク5のたわみを検出する。ディテクタ9の検出信号出力側は、演算部8に接続されている。演算部8の出力側には気圧制御部7が接続されており、この気圧制御部7はパイプ4を介してマスク5のたわみを補正する気密室13に接続されている。気密室13は、下面側がマスク5で、上面側が平面ガラス3で塞がれた密閉箱状となっている。気密室13を構成する平面ガラス3は、平面板であるため露光光に影響を与えない。平面ガラス3とマスク5とで挟まれた空間は気密室13とされ、この気密室内の圧力を気圧制御部7で制御することでマスク5のたわみを制御する。気圧制御部7は、演算部8から入力される気圧制御量に基づいて、気密室13の気圧を制御する。このように、検出系21によりマスク5のたわみが検出され、演算部8によりたわみ量とこのたわみ量を補正する気圧制御量の算出が行われ、気圧制御部7により気密室13の気圧が制御される。このため、マスク5の自重によって発生するたわみに起因するパターンの横ずれや像面の湾曲、マスク5の熱的変形に起因するディストーションや像面湾曲などが軽減されて、良好にマスク5のパターンの投影を行うことが可能となる。
【0012】
[実施例1]
図1に示すようにマスク5と光透過性の被検物である平面ガラス3とが露光用のマスクステージ14上に搭載されている。そしてその上側に異物検査装置が配置される。マスクステージ14又は異物検査装置に構成された駆動部22が駆動することにより、異物検査装置は、図2に示されるように、平面ガラス3の第1面(下面)及び第1面の反対側の第2面(上面)に付着した異物を検査する。平面ガラス3に検査光を投光する投光部25内に、投影レンズ17に加えて、光源16から出射されたP偏光の検査光およびS偏光の検査光の一方を選択する検査光選択部材24aを配置する。この検査光選択部材24aとして、λ/2板や偏光ビームスプリッタ、偏光板、その他光学結晶などが使われる。また、光源16自体にP偏光およびS偏光の一方を選択する機能がついていてもよい。P偏光の検査光は、偏光方向が第1の方向である第1の検査光を構成し、S偏光の検査光は、偏光方向が第2の方向である第2の検査光を構成する。一方、受光部26は、受光レンズ18と、検査光が投光されることによって平面ガラス3から生じる散乱光の強度を検出し、検出結果を制御部Cに送る検出器15とを含む。検出器15は、第1の検査光(P偏光)が投光された状態で第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度を検出し、第2の検査光(S偏光)が投光された状態で第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度を検出する。その結果、検出器15は、第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度と第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度とを分離して検出する。
【0013】
図1に示すように、検査光選択部材24aを投光部25内に配置し、被検物である平面ガラス3に対してS偏光が投光されるように検査光選択部材24aを調整する。そうすると、検査光は平面ガラス3の上下面において本紙面に対して直交する向きに偏光方位をもつ光となる(図3A)。同様に、平面ガラス3に対してP偏光が投光されるように検査光選択部材24aを調整すると、検査光は平面ガラス3の上下面において矢印の向きに偏光方位をもつ光となる(図3B)。投光部25の光軸と被検物である平面ガラス3の上面の法線とがなす角度(θ)を横軸、検査光選択部材24a(S偏光、P偏光に調整した場合)を通過した直後の検査光の光量を1とする。そのとき、検査光が平面ガラス3の上面から下面側へ透過してくる光量(Ts、Tp)を縦軸にとると図4のようになる。例えばθ=85°のとき、Tp/Ts≒3.5となる。つまり、検査光選択部材24aが選択する検査光をS偏光からP偏光に変えることにより平面ガラス3の下面に付着した異物を照明する光量が3.5倍に変化することになる。
【0014】
このように検査光選択部材24aにより検査光の偏光方向を変えることにより、平面ガラス3の上面に付着した異物に対する照明光量を偏光方向に関わらず一定に保ちつつ、平面ガラス3の下面に付着した異物に対する照明光量を変えることができる。その結果、制御部Cは、偏光方向の変化に伴う異物からの散乱光の強度変化を検出することにより、異物が平面ガラス3の第1面および第2面のどちら(すなわち、上下面のいずれ)に付着しているかどうかを検出し判断することができる。
【0015】
検査の前に、平面ガラス3の上面に付着した、粒径が分かっている異物からの散乱光の強度を、各偏光方向(S、P偏光)で検出し、記録する(図5A)。同様に平面ガラス3の下面に付着した、粒径が分かっている異物からの散乱光の強度を、各偏光(S、P偏光)で検出、記録する(図5B)。そして検査時は、図5A、図5Bの記録結果を異物の大きさの判断基準とする。例えば100μmの異物が平面ガラス3の上下面に付着していたとすると上面の異物からの散乱光の強度は、50μmの異物の散乱光強度を1(S、P偏光ともに)とすると、S偏光で6.3、P偏光で8.4である。同様に下面の異物からの散乱光の強度は、S偏光で0.45、P偏光で2.16である。このように上面に付着した異物からの散乱光の強度は、検査光が同一光路、同一光量で照明されている場合でも検査光選択部材24aの調整状態や、検査光の光量の安定性、平面ガラス3の光学特性のばらつきなどにより、S偏光=P偏光になるとは限らない。よって、図5Cに示される、上面に付着した異物のP偏光の散乱光の強度およびS偏光の散乱光の強度の比=8.4/6.3=1.33、同じく下面に付着した異物のP偏光の散乱光の強度およびS偏光の散乱光の強度の比=2.16/0.45=4.8に注目する。下面(第1面)に付着した第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度および第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度の比は、異物のサイズに関係なく基準値(例えば2.5)より大きい。一方、上面(第2面)に付着した第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度および第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度の比は、異物のサイズに関係なく基準値(例えば2.5)より小さい。そこで、制御部Cは、第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度および第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度の比が基準値より大きいか小さいかによって、異物が上面、下面のいずれに付着しているかを判定する。その基準値の設定においては、異物の大きさや異物の位置、検査光選択部材24aの調整精度、検査光の光量の安定性、被検物となる平面ガラス3の光学特性などによる散乱光の強度の比(P偏光/S偏光)のばらつきを考慮して設定することが望ましい。
【0016】
次に、平面ガラス3に付着した異物の大きさ、付着位置、上下面のどちらに付着しているかを検査するフローについて説明する。ステップ1で、異物検査装置に対する光透過性を有する被検物の上下面に、大きさが分かっている異物を配置する。そして検査光選択部材24aにより検査光をS偏光およびP偏光の一方に選択し、必要な検査領域を検査する。その結果、適正な光源の光量を決定し、図5A、図5Bのような感度曲線を作成し、記録することで以後、異物の大きさの判断基準とする。ステップ2で、前記感度曲線から図5Cに示すP偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の強度の比を求め、上下面のどちらに異物がついているかを判断する基準値(閾値)を設定する。ステップ3で、異物検査装置に構成される検査光選択部材24aを検査光がS偏光になるように調整し、ステップ1で求めた光量で、異物検査装置に構成される駆動部22またはマスクステージ14を駆動させながら被検物の必要な検査領域を検査する。ステップ3において異物が検出された場合、ステップ4で、異物検査装置に構成される検査光選択部材24aを検査光がP偏光になるように調整する。そして、異物検査装置は、ステップ1で求めた光量で異物検査装置に構成される駆動部22またはマスクステージ14を駆動させながら被検物の必要な検査領域を検査する。ステップ3における駆動部22またはマスクステージ14の駆動方向は、ステップ4における駆動部22またはマスクステージ14の駆動方向の逆方向である。また、ステップ3で検査光をP偏光とし、ステップ4で検査光をS偏光とするようにしてもよい。
【0017】
ステップ5において、制御部Cは、ステップ3、4で得られた結果とステップ2で設定した基準値を元に被検物の上面、下面のどちらに付着した異物かを判定する。ステップ6において、制御部Cは、ステップ5で得られた結果と駆動部の駆動量から検査領域内の異物の位置を判定する。ステップ7において、制御部Cは、ステップ1で求めた被検物の上面の感度曲線と下面の感度曲線を元に検出された異物の大きさを判定する。ステップ8において、制御部Cは、ステップ5〜7で判定した結果を出力する。本実施例の構成でかつ上記ステップを踏むことにより、異物検査装置は、被検物である平面ガラス3の上下面に存在する異物を検出することができる。
【0018】
[実施例2]
実施例1では、投光部25がP偏光の検査光およびS偏光の検査光の一方を選択的に投光し、検出器15がP偏光の検査光が投光された状態でP偏光の散乱光の強度を検出し、S偏光の検査光が投光された状態でS偏光の散乱光の強度を検出した。そして、投光部25がP偏光の検査光およびS偏光の検査光の一方を選択的に投光するように、投光部25に検査光選択部材24aを配置した。実施例2では、投光部25は、P偏光の検査光およびS偏光の検査光の双方を投光する。そして、図6に示されるように、検査光選択部材24aを投光部25に設ける代わりに、P偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の一方を選択的に透過する選択部材24bを被検物である平面ガラス3と検出器15との間に配置する。その結果、実施例2の異物検査装置において、検出器15は、選択部材24bがP偏光の散乱光を選択的に透過する状態でP偏光の散乱光の強度を検出し、選択部材24bがS偏光の散乱光を選択的に透過する状態でS偏光の散乱光の強度を検出する。選択部材24bとして、λ/2板や偏光ビームスプリッタ、偏光板、その他光学結晶などが使われる。実施例2においても、選択部材24bによって検出器15に透過させる散乱光の偏光方向を変更して異物検査を2回行うことによって、被検物である平面ガラス3の上下面に存在する異物を検出することができる。
【0019】
[実施例3]
実施例1、2では、検査光または散乱光の偏光方向を変更して異物検査を2回行うことによって、平面ガラス3の上下面に存在する異物の検査を行った。実施例3では、実施例2と同じように、投光部25は、P偏光の検査光およびS偏光の検査光の双方を投光する。実施例2では、受光部26内にP偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の一方を選択的に透過する選択部材24bを配置した。実施例3では、選択部材24bの代わりに、図7に示されるように、平面ガラス3の上下面の異物で生じたP偏光の散乱光とS偏光の散乱光とを分離する偏光ビームスプリッタ(ビームスプリッタ)24cを配置する。また、実施例3では、検出器15は、P偏光の散乱光の強度を検出する第1検出器15aとP偏光の散乱光の強度を検出する第2検出器15bの2台となる。制御部Cは、第1および第2検出器15a,15bの検出結果からP偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の強度の比を取得し、異物が平面ガラス3の上下面どちらに付着しているか判定する。また、実施例3では、実施例1、2のように検査光または散乱光の偏光方向を切り替える必要が無いため異物検査を2回行う必要がなく、検査時間を半分に短縮することができる。
【0020】
実施例3における異物検査装置を使用した場合の検査フローを説明する。ステップ1において、異物検査装置に対する光透過性を有する平面ガラス3の上下面に、大きさが分かっている異物を配置する。そして異物検査装置を用いて必要な検査領域を検査する。その結果、適正な光源の光量を決定し、図8A、図8Bに示されるように、第1検出器15a、第2検出器15b毎に感度曲線を作成し、記録することで以後、異物の大きさの判断基準とする。ステップ2において、前記各検出器15a,15bの感度曲線からP偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の強度の比を求め、上下面のどちらに異物がついているかを判定するための基準値(閾値)を設定する。ステップ3において、異物検査装置は、ステップ1で求めた光量で異物検査装置に構成される駆動部22またはマスクステージ14を駆動させながら、必要な検査領域を検査する。それによって、第1検出器15aは異物のよって生じたP偏光の散乱光の強度を取得し、第2検出器15bは、S偏光の散乱光の強度を取得する。
【0021】
ステップ4において、制御部Cは、ステップ3で得られた結果とステップ2で設定した基準値を元に、異物が付着した面が平面ガラス3の上面および下面のいずれであるかを判定する。ステップ5において、制御部Cは、ステップ4で得られた結果と駆動部の駆動量から、検査領域内の異物の位置を判定する。ステップ6において、制御部Cは、ステップ1で作成し、記録した第1検出器15aの感度曲線と、第2検出器15bの感度曲線を元に、検出された異物の大きさを判定する。実施例3では、平面ガラス3の検査領域を1回検査するだけで、被検物である平面ガラス3の上下面に存在する異物を検出することができる。
【0022】
[実施例4]
実施例1〜3では、異物検査装置の被検物は平面ガラス3であった。実施例4では、異物検査装置を用いて、図9に示されるように、マスク5の2面のうち基板12が配置される側の面(下面)に付着されマスク5のパターン面を保護するペリクル27の上下面の異物を検査することもできる。実施例1〜4における異物の大きさに関しては、異物検査装置の検出器15の画素数から判定しても良い。
【0023】
[デバイス製造方法]
次に、上述の露光装置を利用した半導体集積回路素子、液晶表示素子等のデバイス製造方法を例示的に説明する。デバイスは、前述の露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、露光工程で露光された基板を現像する現像工程と、現像工程で現像された基板を加工する他の周知の工程とを経ることによって製造される。他の周知の工程は、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング工程などである。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体装置や液晶表示装置の製造において用いられる異物検査装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。本発明は、特に、マスクのたわみを気圧補正するためにマスクの上側に構成される平面ガラスやペリクルの両面における異物の有無を検出する異物検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、露光装置に用いられるマスクの大型化によりマスクが自重でたわみ、像性能が悪化することが懸念されている。そのためこれまでマスクの自重たわみを低減させる多くの工夫がなされてきた。特許文献1には、マスクの上側を平面ガラスで塞いで密閉室を構成し、マスク下面のたわみを検出し、検出結果に基づいて密閉室の圧力を調整することによってマスクのたわみを補正する露光装置が開示されている。
【0003】
密閉室を構成する平面ガラスの上下面に異物が付着すると露光時の像性能を劣化させる恐れがあるので、平面ガラスの上下面に付着した異物を検出し、除去する必要がある。保管場所からマスクステージまで搬送工程において、マスクと平面ガラスとが分離し、マスク又は平面ガラスが搬送部材によって保持されつつ搬送されている状態において、マスクや平面ガラスの上下面の異物検査が行われる。図11は、従来の異物検査であり、光源16及び投影レンズ17を含む投光部と、受光レンズ18及び検出器15を含む受光部とを備える。そして、搬送部材19に保持された状態で、平面ガラス3(又はマスク)の上下面側に双方に配置された2台の異物検査装置を用いて平面ガラス3(又はマスク)の上下各面の異物検査が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平10−214780号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
搬送部材19に保持された状態でマスクや平面ガラス3の上下各面の異物検査を行った後、マスクと平面ガラス3とを合体してマスクのたわみを補正する機構を構築している。搬送部材19の搬送のための駆動機構は、マスクや平面ガラス3の近くに存在する。そのため、異物検査が終了してからマスクと平面ガラス3とを合体するまでの間に、駆動機構の駆動によって発生した塵がマスクの上面や平面ガラス3の下面に付着することがある。また、マスクと平面ガラス3とを合体して形成された密閉空間内を減圧するときに、マスクと平面ガラス3との接触部分から細かい金属片などが舞い、その金属片がマスクの上面や平面ガラス3の下面に付着することがある。
【0006】
しかし、従来の異物検査は、マスクと平面ガラス3とが合体してマスクのたわみを補正する機構が構築された後に、マスクの上面や平面ガラス3の下面の異物を検査することができない。また、マスクパターン面に異物が付着しないように、マスクパターン面を保護するペリクルが付着された後の、ペリクルのマスク側の面に付着した異物も、従来の異物検査では検査することができない。そこで、本発明は、異物の付着した面が被検物の2面のうちのいずれの面であるかを検出することが可能な異物検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、光透過性の被検物に付着した異物を検査する異物検査装置であって、前記被検物に検査光を投光する投光部と、前記検査光が投光されることによって前記被検物から生じる散乱光の強度を検出する検出器を含む受光部と、制御部と、を備え、前記検出器は、偏光方向が第1の方向である第1の検査光が投光されることによって前記被検物から生じる第1の散乱光の強度と、偏光方向が第2の方向である第2の検査光が投光されることによって前記被検物から生じる第2の散乱光の強度とを検出し、前記被検物の第1面に付着した異物によって生じる前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比は基準値より大きく、前記被検物の前記第1面の反対側の第2面に付着した異物によって生じる前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比は前記基準値より小さく、前記制御部は、前記検出器により検出された前記第1の散乱光の強度および前記第2の散乱光の強度の比が前記基準値より大きいか小さいかによって異物が付着した面が前記第1面および前記第2面のいずれであるかを判定し、当該判定した結果を出力する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、異物の付着した面が被検物の2面のうちのいずれの面であるかを検出することが可能な異物検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施例1の異物検査装置を示す図
【図2】被検物の上下両面の異物を検査することを説明する図
【図3】S偏光、P偏光が被検物を透過している様子を示す図
【図4】検査光の入射角度と透過光量との関係を示す図
【図5】被検物上下両面における散乱光強度の関係を示す図
【図6】実施例2における異物検査装置を示す図
【図7】実施例3における異物検査装置を示す図
【図8】P偏光、S偏光を使用する場合の散乱光強度と異物サイズとの関係を示す図
【図9】実施例4における異物検査装置を示す図
【図10】露光装置を示した図
【図11】従来の異物検査装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下に、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【0011】
[露光装置]
図10には、露光装置が示されている。マスク5は、パターン面を下にしてマスクホルダ6によって真空吸着により保持されている。マスク5の上方には露光光を射出する光源1が設けられ、光源1とマスク5との間には、照明光学系2が設けられる。マスク5の露光光が透過した側には投影光学系11を挟んで露光の対象である基板12が配置されている。光源1から射出された露光光は、照明光学系2によってマスク5に照射される。マスク5に形成されたパターンの像は、露光光により投影光学系11を通じて基板12上に投影される。マスクホルダ6の下側にはマスク5のたわみを検出する検出系21が設けられる。検出系21は、斜入射タイプのフォーカスセンサの構成、機能を備えている。発光ダイオードなどの光源10から投影レンズ(不図示)を介してマスク5のパターン面に対して斜めから検出光が投光される。その反射光を受光レンズ(不図示)を介してフォトダイオードなどのディテクタ9で検出することにより、マスク5のたわみを検出する。ディテクタ9の検出信号出力側は、演算部8に接続されている。演算部8の出力側には気圧制御部7が接続されており、この気圧制御部7はパイプ4を介してマスク5のたわみを補正する気密室13に接続されている。気密室13は、下面側がマスク5で、上面側が平面ガラス3で塞がれた密閉箱状となっている。気密室13を構成する平面ガラス3は、平面板であるため露光光に影響を与えない。平面ガラス3とマスク5とで挟まれた空間は気密室13とされ、この気密室内の圧力を気圧制御部7で制御することでマスク5のたわみを制御する。気圧制御部7は、演算部8から入力される気圧制御量に基づいて、気密室13の気圧を制御する。このように、検出系21によりマスク5のたわみが検出され、演算部8によりたわみ量とこのたわみ量を補正する気圧制御量の算出が行われ、気圧制御部7により気密室13の気圧が制御される。このため、マスク5の自重によって発生するたわみに起因するパターンの横ずれや像面の湾曲、マスク5の熱的変形に起因するディストーションや像面湾曲などが軽減されて、良好にマスク5のパターンの投影を行うことが可能となる。
【0012】
[実施例1]
図1に示すようにマスク5と光透過性の被検物である平面ガラス3とが露光用のマスクステージ14上に搭載されている。そしてその上側に異物検査装置が配置される。マスクステージ14又は異物検査装置に構成された駆動部22が駆動することにより、異物検査装置は、図2に示されるように、平面ガラス3の第1面(下面)及び第1面の反対側の第2面(上面)に付着した異物を検査する。平面ガラス3に検査光を投光する投光部25内に、投影レンズ17に加えて、光源16から出射されたP偏光の検査光およびS偏光の検査光の一方を選択する検査光選択部材24aを配置する。この検査光選択部材24aとして、λ/2板や偏光ビームスプリッタ、偏光板、その他光学結晶などが使われる。また、光源16自体にP偏光およびS偏光の一方を選択する機能がついていてもよい。P偏光の検査光は、偏光方向が第1の方向である第1の検査光を構成し、S偏光の検査光は、偏光方向が第2の方向である第2の検査光を構成する。一方、受光部26は、受光レンズ18と、検査光が投光されることによって平面ガラス3から生じる散乱光の強度を検出し、検出結果を制御部Cに送る検出器15とを含む。検出器15は、第1の検査光(P偏光)が投光された状態で第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度を検出し、第2の検査光(S偏光)が投光された状態で第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度を検出する。その結果、検出器15は、第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度と第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度とを分離して検出する。
【0013】
図1に示すように、検査光選択部材24aを投光部25内に配置し、被検物である平面ガラス3に対してS偏光が投光されるように検査光選択部材24aを調整する。そうすると、検査光は平面ガラス3の上下面において本紙面に対して直交する向きに偏光方位をもつ光となる(図3A)。同様に、平面ガラス3に対してP偏光が投光されるように検査光選択部材24aを調整すると、検査光は平面ガラス3の上下面において矢印の向きに偏光方位をもつ光となる(図3B)。投光部25の光軸と被検物である平面ガラス3の上面の法線とがなす角度(θ)を横軸、検査光選択部材24a(S偏光、P偏光に調整した場合)を通過した直後の検査光の光量を1とする。そのとき、検査光が平面ガラス3の上面から下面側へ透過してくる光量(Ts、Tp)を縦軸にとると図4のようになる。例えばθ=85°のとき、Tp/Ts≒3.5となる。つまり、検査光選択部材24aが選択する検査光をS偏光からP偏光に変えることにより平面ガラス3の下面に付着した異物を照明する光量が3.5倍に変化することになる。
【0014】
このように検査光選択部材24aにより検査光の偏光方向を変えることにより、平面ガラス3の上面に付着した異物に対する照明光量を偏光方向に関わらず一定に保ちつつ、平面ガラス3の下面に付着した異物に対する照明光量を変えることができる。その結果、制御部Cは、偏光方向の変化に伴う異物からの散乱光の強度変化を検出することにより、異物が平面ガラス3の第1面および第2面のどちら(すなわち、上下面のいずれ)に付着しているかどうかを検出し判断することができる。
【0015】
検査の前に、平面ガラス3の上面に付着した、粒径が分かっている異物からの散乱光の強度を、各偏光方向(S、P偏光)で検出し、記録する(図5A)。同様に平面ガラス3の下面に付着した、粒径が分かっている異物からの散乱光の強度を、各偏光(S、P偏光)で検出、記録する(図5B)。そして検査時は、図5A、図5Bの記録結果を異物の大きさの判断基準とする。例えば100μmの異物が平面ガラス3の上下面に付着していたとすると上面の異物からの散乱光の強度は、50μmの異物の散乱光強度を1(S、P偏光ともに)とすると、S偏光で6.3、P偏光で8.4である。同様に下面の異物からの散乱光の強度は、S偏光で0.45、P偏光で2.16である。このように上面に付着した異物からの散乱光の強度は、検査光が同一光路、同一光量で照明されている場合でも検査光選択部材24aの調整状態や、検査光の光量の安定性、平面ガラス3の光学特性のばらつきなどにより、S偏光=P偏光になるとは限らない。よって、図5Cに示される、上面に付着した異物のP偏光の散乱光の強度およびS偏光の散乱光の強度の比=8.4/6.3=1.33、同じく下面に付着した異物のP偏光の散乱光の強度およびS偏光の散乱光の強度の比=2.16/0.45=4.8に注目する。下面(第1面)に付着した第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度および第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度の比は、異物のサイズに関係なく基準値(例えば2.5)より大きい。一方、上面(第2面)に付着した第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度および第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度の比は、異物のサイズに関係なく基準値(例えば2.5)より小さい。そこで、制御部Cは、第1の散乱光(P偏光の散乱光)の強度および第2の散乱光(S偏光の散乱光)の強度の比が基準値より大きいか小さいかによって、異物が上面、下面のいずれに付着しているかを判定する。その基準値の設定においては、異物の大きさや異物の位置、検査光選択部材24aの調整精度、検査光の光量の安定性、被検物となる平面ガラス3の光学特性などによる散乱光の強度の比(P偏光/S偏光)のばらつきを考慮して設定することが望ましい。
【0016】
次に、平面ガラス3に付着した異物の大きさ、付着位置、上下面のどちらに付着しているかを検査するフローについて説明する。ステップ1で、異物検査装置に対する光透過性を有する被検物の上下面に、大きさが分かっている異物を配置する。そして検査光選択部材24aにより検査光をS偏光およびP偏光の一方に選択し、必要な検査領域を検査する。その結果、適正な光源の光量を決定し、図5A、図5Bのような感度曲線を作成し、記録することで以後、異物の大きさの判断基準とする。ステップ2で、前記感度曲線から図5Cに示すP偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の強度の比を求め、上下面のどちらに異物がついているかを判断する基準値(閾値)を設定する。ステップ3で、異物検査装置に構成される検査光選択部材24aを検査光がS偏光になるように調整し、ステップ1で求めた光量で、異物検査装置に構成される駆動部22またはマスクステージ14を駆動させながら被検物の必要な検査領域を検査する。ステップ3において異物が検出された場合、ステップ4で、異物検査装置に構成される検査光選択部材24aを検査光がP偏光になるように調整する。そして、異物検査装置は、ステップ1で求めた光量で異物検査装置に構成される駆動部22またはマスクステージ14を駆動させながら被検物の必要な検査領域を検査する。ステップ3における駆動部22またはマスクステージ14の駆動方向は、ステップ4における駆動部22またはマスクステージ14の駆動方向の逆方向である。また、ステップ3で検査光をP偏光とし、ステップ4で検査光をS偏光とするようにしてもよい。
【0017】
ステップ5において、制御部Cは、ステップ3、4で得られた結果とステップ2で設定した基準値を元に被検物の上面、下面のどちらに付着した異物かを判定する。ステップ6において、制御部Cは、ステップ5で得られた結果と駆動部の駆動量から検査領域内の異物の位置を判定する。ステップ7において、制御部Cは、ステップ1で求めた被検物の上面の感度曲線と下面の感度曲線を元に検出された異物の大きさを判定する。ステップ8において、制御部Cは、ステップ5〜7で判定した結果を出力する。本実施例の構成でかつ上記ステップを踏むことにより、異物検査装置は、被検物である平面ガラス3の上下面に存在する異物を検出することができる。
【0018】
[実施例2]
実施例1では、投光部25がP偏光の検査光およびS偏光の検査光の一方を選択的に投光し、検出器15がP偏光の検査光が投光された状態でP偏光の散乱光の強度を検出し、S偏光の検査光が投光された状態でS偏光の散乱光の強度を検出した。そして、投光部25がP偏光の検査光およびS偏光の検査光の一方を選択的に投光するように、投光部25に検査光選択部材24aを配置した。実施例2では、投光部25は、P偏光の検査光およびS偏光の検査光の双方を投光する。そして、図6に示されるように、検査光選択部材24aを投光部25に設ける代わりに、P偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の一方を選択的に透過する選択部材24bを被検物である平面ガラス3と検出器15との間に配置する。その結果、実施例2の異物検査装置において、検出器15は、選択部材24bがP偏光の散乱光を選択的に透過する状態でP偏光の散乱光の強度を検出し、選択部材24bがS偏光の散乱光を選択的に透過する状態でS偏光の散乱光の強度を検出する。選択部材24bとして、λ/2板や偏光ビームスプリッタ、偏光板、その他光学結晶などが使われる。実施例2においても、選択部材24bによって検出器15に透過させる散乱光の偏光方向を変更して異物検査を2回行うことによって、被検物である平面ガラス3の上下面に存在する異物を検出することができる。
【0019】
[実施例3]
実施例1、2では、検査光または散乱光の偏光方向を変更して異物検査を2回行うことによって、平面ガラス3の上下面に存在する異物の検査を行った。実施例3では、実施例2と同じように、投光部25は、P偏光の検査光およびS偏光の検査光の双方を投光する。実施例2では、受光部26内にP偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の一方を選択的に透過する選択部材24bを配置した。実施例3では、選択部材24bの代わりに、図7に示されるように、平面ガラス3の上下面の異物で生じたP偏光の散乱光とS偏光の散乱光とを分離する偏光ビームスプリッタ(ビームスプリッタ)24cを配置する。また、実施例3では、検出器15は、P偏光の散乱光の強度を検出する第1検出器15aとP偏光の散乱光の強度を検出する第2検出器15bの2台となる。制御部Cは、第1および第2検出器15a,15bの検出結果からP偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の強度の比を取得し、異物が平面ガラス3の上下面どちらに付着しているか判定する。また、実施例3では、実施例1、2のように検査光または散乱光の偏光方向を切り替える必要が無いため異物検査を2回行う必要がなく、検査時間を半分に短縮することができる。
【0020】
実施例3における異物検査装置を使用した場合の検査フローを説明する。ステップ1において、異物検査装置に対する光透過性を有する平面ガラス3の上下面に、大きさが分かっている異物を配置する。そして異物検査装置を用いて必要な検査領域を検査する。その結果、適正な光源の光量を決定し、図8A、図8Bに示されるように、第1検出器15a、第2検出器15b毎に感度曲線を作成し、記録することで以後、異物の大きさの判断基準とする。ステップ2において、前記各検出器15a,15bの感度曲線からP偏光の散乱光およびS偏光の散乱光の強度の比を求め、上下面のどちらに異物がついているかを判定するための基準値(閾値)を設定する。ステップ3において、異物検査装置は、ステップ1で求めた光量で異物検査装置に構成される駆動部22またはマスクステージ14を駆動させながら、必要な検査領域を検査する。それによって、第1検出器15aは異物のよって生じたP偏光の散乱光の強度を取得し、第2検出器15bは、S偏光の散乱光の強度を取得する。
【0021】
ステップ4において、制御部Cは、ステップ3で得られた結果とステップ2で設定した基準値を元に、異物が付着した面が平面ガラス3の上面および下面のいずれであるかを判定する。ステップ5において、制御部Cは、ステップ4で得られた結果と駆動部の駆動量から、検査領域内の異物の位置を判定する。ステップ6において、制御部Cは、ステップ1で作成し、記録した第1検出器15aの感度曲線と、第2検出器15bの感度曲線を元に、検出された異物の大きさを判定する。実施例3では、平面ガラス3の検査領域を1回検査するだけで、被検物である平面ガラス3の上下面に存在する異物を検出することができる。
【0022】
[実施例4]
実施例1〜3では、異物検査装置の被検物は平面ガラス3であった。実施例4では、異物検査装置を用いて、図9に示されるように、マスク5の2面のうち基板12が配置される側の面(下面)に付着されマスク5のパターン面を保護するペリクル27の上下面の異物を検査することもできる。実施例1〜4における異物の大きさに関しては、異物検査装置の検出器15の画素数から判定しても良い。
【0023】
[デバイス製造方法]
次に、上述の露光装置を利用した半導体集積回路素子、液晶表示素子等のデバイス製造方法を例示的に説明する。デバイスは、前述の露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、露光工程で露光された基板を現像する現像工程と、現像工程で現像された基板を加工する他の周知の工程とを経ることによって製造される。他の周知の工程は、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング工程などである。以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光透過性の被検物に付着した異物を検査する異物検査装置であって、
前記被検物に検査光を投光する投光部と、
前記検査光が投光されることによって前記被検物から生じる散乱光の強度を検出する検出器を含む受光部と、
制御部と、
を備え、
前記検出器は、偏光方向が第1の方向である第1の検査光が投光されることによって前記被検物から生じる第1の散乱光の強度と、偏光方向が第2の方向である第2の検査光が投光されることによって前記被検物から生じる第2の散乱光の強度とを検出し、
前記被検物の第1面に付着した異物によって生じる前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比は基準値より大きく、前記被検物の前記第1面の反対側の第2面に付着した異物によって生じる前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比は前記基準値より小さく、
前記制御部は、
前記検出器により検出された前記第1の散乱光の強度および前記第2の散乱光の強度の比が前記基準値より大きいか小さいかによって異物が付着した面が前記第1面および前記第2面のいずれであるかを判定し、
当該判定した結果を出力する、
ことを特徴とする異物検査装置。
【請求項2】
前記投光部は、前記第1の検査光および前記第2の検査光の一方を選択的に投光し、
前記検出器は、前記第1の検査光が投光された状態で前記第1の散乱光の強度を検出し、前記第2の検査光が投光された状態で前記第2の散乱光の強度を検出する、ことを特徴とする請求項1に記載の異物検査装置。
【請求項3】
前記投光部は、前記第1の検査光および前記第2の検査光の双方を投光し、
前記受光部は、前記被検物と前記検出器との間に配置されて前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の一方を選択的に透過する選択部材を含み、
前記検出器は、前記選択部材が前記第1の散乱光を選択的に透過する状態で前記第1の散乱光の強度を検出し、前記選択部材が前記第2の散乱光を選択的に透過する状態で前記第2の散乱光の強度を検出する、ことを特徴とする請求項1に記載の異物検査装置。
【請求項4】
前記投光部は、前記第1の検査光および前記第2の検査光の双方を投光し、
前記受光部は、前記被検物と前記検出器との間に配置されて前記第1の散乱光と前記第2の散乱光とを分離するビームスプリッタを含み、
前記検出器は、前記ビームスプリッタにより分離された前記第1の散乱光の強度を検出する第1検出器と前記第2の散乱光の強度を検出する第2検出器とを含み、
前記制御部は、前記第1検出器の検出結果および前記第2検出器の検出結果から前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比を取得する、ことを特徴とする請求項1に記載の異物検査装置。
【請求項5】
前記第1の検査光および前記第1の散乱光はP偏光であり、前記第2の検査光および前記第2の散乱光はS偏光である、ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の異物検査装置。
【請求項6】
マスクのパターンを介して基板を露光する露光装置であって、
前記マスクの2面のうち前記基板が配置される側の反対側の面と平面ガラスとで挟まれた空間は気密室とされ、当該気密室内の圧力を調整することによって前記マスクのたわみが制御されるように構成され、
前記露光装置は、前記平面ガラスの第1面と前記第1面の反対側の第2面とに付着した異物を検査する請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の異物検査装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項7】
マスクのパターンを介して基板を露光する露光装置であって、
前記マスクの2面のうち前記基板が配置される側の面にはペリクルが付着されており、
前記露光装置は、前記ペリクルの第1面と前記第1面の反対側の第2面とに付着した異物を検査する請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の異物検査装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項8】
請求項6または7に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を含むデバイス製造方法。
【請求項1】
光透過性の被検物に付着した異物を検査する異物検査装置であって、
前記被検物に検査光を投光する投光部と、
前記検査光が投光されることによって前記被検物から生じる散乱光の強度を検出する検出器を含む受光部と、
制御部と、
を備え、
前記検出器は、偏光方向が第1の方向である第1の検査光が投光されることによって前記被検物から生じる第1の散乱光の強度と、偏光方向が第2の方向である第2の検査光が投光されることによって前記被検物から生じる第2の散乱光の強度とを検出し、
前記被検物の第1面に付着した異物によって生じる前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比は基準値より大きく、前記被検物の前記第1面の反対側の第2面に付着した異物によって生じる前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比は前記基準値より小さく、
前記制御部は、
前記検出器により検出された前記第1の散乱光の強度および前記第2の散乱光の強度の比が前記基準値より大きいか小さいかによって異物が付着した面が前記第1面および前記第2面のいずれであるかを判定し、
当該判定した結果を出力する、
ことを特徴とする異物検査装置。
【請求項2】
前記投光部は、前記第1の検査光および前記第2の検査光の一方を選択的に投光し、
前記検出器は、前記第1の検査光が投光された状態で前記第1の散乱光の強度を検出し、前記第2の検査光が投光された状態で前記第2の散乱光の強度を検出する、ことを特徴とする請求項1に記載の異物検査装置。
【請求項3】
前記投光部は、前記第1の検査光および前記第2の検査光の双方を投光し、
前記受光部は、前記被検物と前記検出器との間に配置されて前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の一方を選択的に透過する選択部材を含み、
前記検出器は、前記選択部材が前記第1の散乱光を選択的に透過する状態で前記第1の散乱光の強度を検出し、前記選択部材が前記第2の散乱光を選択的に透過する状態で前記第2の散乱光の強度を検出する、ことを特徴とする請求項1に記載の異物検査装置。
【請求項4】
前記投光部は、前記第1の検査光および前記第2の検査光の双方を投光し、
前記受光部は、前記被検物と前記検出器との間に配置されて前記第1の散乱光と前記第2の散乱光とを分離するビームスプリッタを含み、
前記検出器は、前記ビームスプリッタにより分離された前記第1の散乱光の強度を検出する第1検出器と前記第2の散乱光の強度を検出する第2検出器とを含み、
前記制御部は、前記第1検出器の検出結果および前記第2検出器の検出結果から前記第1の散乱光および前記第2の散乱光の強度の比を取得する、ことを特徴とする請求項1に記載の異物検査装置。
【請求項5】
前記第1の検査光および前記第1の散乱光はP偏光であり、前記第2の検査光および前記第2の散乱光はS偏光である、ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の異物検査装置。
【請求項6】
マスクのパターンを介して基板を露光する露光装置であって、
前記マスクの2面のうち前記基板が配置される側の反対側の面と平面ガラスとで挟まれた空間は気密室とされ、当該気密室内の圧力を調整することによって前記マスクのたわみが制御されるように構成され、
前記露光装置は、前記平面ガラスの第1面と前記第1面の反対側の第2面とに付着した異物を検査する請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の異物検査装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項7】
マスクのパターンを介して基板を露光する露光装置であって、
前記マスクの2面のうち前記基板が配置される側の面にはペリクルが付着されており、
前記露光装置は、前記ペリクルの第1面と前記第1面の反対側の第2面とに付着した異物を検査する請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の異物検査装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項8】
請求項6または7に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を含むデバイス製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−174817(P2011−174817A)
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−39202(P2010−39202)
【出願日】平成22年2月24日(2010.2.24)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年2月24日(2010.2.24)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】
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