JP2007256577A - 異物検査装置及び露光装置並びに光露光用マスク - Google Patents

Abstract

【課題】異物の誤検出を回避することができる異物検査装置、及び当該異物検査装置を備える露光装置、並びに光露光用マスクを提供する。
【解決手段】第１照明系３１ａは検査光Ｌ１をレチクルＲの上面に照射し、第２照明系３１ｂは検査光Ｌ２をペリクルＰの面上に照射する。レチクルＲの上面に照射された検査光Ｌ１がレチクルＲのガラス基板内に進入してガラス基板の底面形成されたパターンＤＰにより回折し、この回折された光が誤検出の原因になるのを防止すべく、第１照明系３１ａはレチクルＲの上面に対して平行に検査光Ｌ１をする。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体素子、液晶表示素子等のデバイスの製造に用いられる光露光用マスクの表面等の被検査面上における異物を検査する異物検査装置及び当該異物検査装置を備える露光装置、並びに光露光用マスクに関する。

半導体素子、液晶表示素子、撮像装置（ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）等）、薄膜磁気ヘッド等のデバイスの製造工程の一つであるリソグラフィ工程においては、露光装置を用いてマスクとしてのレチクルのパターンを、投影光学系を介して基板としてのフォトレジストが塗布されたウェハ（又はガラスプレート等）上に転写露光する処理が繰り返し行われる。レチクルのガラス面上、又はレチクルに張架されたペリクル面上に埃や塵等の異物が付着していると、レチクルに形成されたパターンとともに異物の形状が基板上に露光転写されて欠陥となる虞がある。このため、露光装置は、レチクルのパターンを基板上に露光転写する前に、レチクルのガラス基板及びペリクルの表面上の異物の有無、その大きさ、及び位置を検査する異物検査装置を備えている。

異物検査装置は、レチクルのガラス基板の表面及びペリクルの表面（以下、これらの面を総称する場合には被検査面という）に対して８０°程度の入射角で検査光を照射し、被検査面上の異物によって生ずる散乱光を検出することで被検査面上の異物の有無、大きさ、及び位置を検査する。かかる検査を検査光に対してレチクルを移動させつつ行うことで、被検査面全体の異物の有無、大きさ、及び位置が検査される。尚、従来の異物検査装置の詳細については、例えば以下の特許文献１，２を参照されたい。
特開２００１−１５９６１３号公報 特開２００１−２６４２６２号公報

ところで、異物検査装置では、検査面に対して斜め方向から８０°程度の入射角で検査光を照射しているため、レチクルのガラス基板の表面に照射された検査光の一部は被検査面からガラス基板の内部に進入し、レチクルに形成されているパターンを照射することになる。また、ガラス基板の端部は面取りが施されている場合があり、この面取りが施された端部からも検査光がガラス基板の内部に進入してレチクルのパターンを照射することになる。

ここで、レチクルに形成されたパターンは、照射される検査光を回折する程度に微細且つ密集して形成される場合がある。このため、かかるパターンに検査光が照射されると回折光が生じてしまい、この回折光が異物検査装置の受光系で受光されてしまうことが考えられる。受光系では、入射した光が、被検査面上の異物で散乱された光であるのか、又はパターンにより回折された光であるのかを区別することができないため、パターンにより回折された光によって異物が被検査面に付着していると誤検出される虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、異物の誤検出を回避することができる異物検査装置、及び当該異物検査装置を備える露光装置、並びに光露光用マスクを提供することを目的とする。

本発明は、実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
上記課題を解決するために、本発明の異物検査装置は、検査光（Ｌ１）を被検査面に照射する照明系（３１ａ）と、前記被検査面に付着した異物（Ｄ）からの散乱光を受光する受光系（３２ａ）と、当該受光系で受光された散乱光の光強度に応じた信号を出力する光電検出素子（３３ａ）とを備える異物検査装置（ＤＩ）において、前記照明系は、前記被検査面に対して前記検査光が入射しないように、前記被検査面に対して前記検査光を平行に照射することを特徴としている。
この発明によると、照明系から射出されたの検査光は、被検査面に対して平行に照射される。
本発明の露光装置は、上記の異物検査装置を備えることを特徴としている。
本発明の光露光用マスクは、所定のパターン（ＤＰ）を被露光体（Ｗ）に転写するために用いられる光露光用マスク（Ｒ）であって、前記所定のパターンが形成されたパターン形成面と交差する端面（ＥＰ）の少なくとも一部に、遮光部材（５０）が形成されていることを特徴としている。
この発明によると、端面に照射された光は、端面に形成された遮光部材によって遮光される。

本発明によれば、照明系からの検査光を被検査面に対して平行に照射しているため、照射された検査光が被検査面から被検査対象の内部に進入することはない。このため、例えば進入した検査光が被検査対象に形成された微細なパターンによって回折され、これにより異物が誤検出されるといった事態を回避することができる。
また、本発明によれば、光露光用マスクの端面に遮光部材が形成されているため、光露光用マスクの端面に照射された光が端面から光露光用マスクの内部に進入するのを防止することができる。これにより、端面から進入した光が光露光用マスクに形成された微細なパターンによって回折され、これにより光露光用マスクに異物が付着していると誤検出される事態を回避することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による異物検査装置及び露光装置並びに光露光用マスクについて詳細に説明する。尚、以下では、最初に露光装置の全体構成について簡単な説明を行い、次いで異物検査装置について詳細な説明を行う。

〔露光装置〕
図１は、本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す側面図である。図１においては、半導体素子を製造するための露光装置であって、投影光学系ＰＬに対して光露光用マスクとしてのレチクルＲと基板としてのウェハＷとを同期移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンＤＰを逐次ウェハＷ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影型の露光装置を例に挙げる。

尚、以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１に示すＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウェハＷの移動面に平行な面に含まれるよう設定され、Ｚ軸が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに沿う方向に設定される。また、本実施形態ではレチクルＲ及びウェハＷを同期移動させる方向（走査方向）がＹ方向に設定されているものとする。

図１に示す露光装置ＥＸは、レチクルＲ上のＸ方向に延びるスリット状（矩形状又は円弧状）の照明領域を均一な照度を有する露光光ＥＬで照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲのパターンＤＰの像をフォトレジストが塗布されたウェハＷ上に投影する投影光学系ＰＬと、ウェハＷを保持するウェハステージＷＳＴと、これらを制御する主制御系ＭＣとを含んで構成されている。また、露光装置ＥＸは、レチクルＲの表面上及びレチクルＲに張架されたペリクルＰ（図２〜図４参照）の表面上における異物を検査する異物検査装置ＤＩを備えている。

照明光学系ＩＬＳは、光源ユニット、オプティカル・インテグレータを含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等（何れも不図示）を含んで構成されている。この照明光学系の構成等については、例えば特開平９−３２０９５６に開示されている。ここで、上記の光源ユニットとしては、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、若しくはＦ_２レーザ光源（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ_２レーザ光源（波長１４６ｎｍ）、Ａｒ_２レーザ光源（波長１２６ｎｍ）等の紫外レーザ光源、銅蒸気レーザ光源、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザ等）の高調波発生装置、又は水銀ランプ（ｉ線等）等を使用することができる。

レチクルステージＲＳＴは、真空吸着又は静電吸着等によりレチクルＲを保持するものであり、照明光学系の下方（−Ｚ方向）に水平に配置されたレチクル支持台（定盤）１１の上面上で走査方向（Ｙ方向）に所定ストロークで移動可能に構成されている。また、このレチクルステージＲＳＴは、レチクル支持台１１に対してＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸回りの回転方向（θＺ方向）にそれぞれ微小駆動可能に構成されている。

レチクルステージＲＳＴ上の一端には移動鏡１２が設けられており、レチクル支持台１１上にはレーザ干渉計（以下、レチクル干渉計という）１３が配置されている。レチクル干渉計１３は、移動鏡１２の鏡面にレーザ光を照射してその反射光を受光することにより、レチクルステージＲＳＴのＸ方向、Ｙ方向、及びＺ軸回りの回転方向（θＺ方向）の位置を検出する。レチクル干渉計１３により検出されたレチクルステージＲＳＴの位置情報は、露光装置ＥＸ全体の動作を統轄制御する主制御系ＭＣに供給される。主制御系ＭＣは、レチクルステージＲＳＴを駆動するレチクル駆動装置１４を介してレチクルステージＲＳＴの動作を制御する。

投影光学系ＰＬは、複数の屈折光学素子（レンズ素子）を含んで構成され、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウェハＷ）側との両方がテレセントリックで所定の縮小倍率β（βは例えば１／４，１／５等）を有する屈折光学系が使用されている。この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの方向は、ＸＹ平面に直交するＺ方向に設定されている。尚、投影光学系ＰＬが備える複数のレンズ素子の硝材は、露光光ＥＬの波長に応じて、例えば石英又は蛍石が用いられる。また、本実施形態では、レチクルＲに形成されたパターンＤＰの倒立像をウェハＷ上に投影する投影光学系ＰＬを例に挙げて説明するが、勿論パターンＤＰの正立像を投影するものであっても良い。

ウェハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの下方（−Ｚ方向）に配置されており、真空吸着又は静電吸着等によりウェハＷを保持する。このウェハステージＷＳＴは、ウェハ支持台（定盤）１５の上面上で走査方向（Ｙ方向）に所定ストロークで移動可能に構成されているとともに、Ｘ方向及びＹ方向にステップ移動可能に構成されており、更にＺ方向へ微動（Ｘ軸回りの回転及びＹ軸回りの回転を含む）可能に構成されている。このウェハステージＷＳＴによって、ウェハＷをＸ方向及びＹ方向へ移動させることができ、またウェハＷのＺ方向の位置及び姿勢（Ｘ軸周りの回転及びＹ軸周りの回転）を調整することができる。

ウェハステージＷＳＴ上の一端には移動鏡１６が設けられており、ウェハステージＷＳＴの外部にはレーザ光を移動鏡１６の鏡面（反射面）に照射するレーザ干渉計（以下、ウェハ干渉計という）１７が設けられている。このウェハ干渉計１７は、移動鏡１６の鏡面にレーザ光を照射してその反射光を受光することによりウェハステージＷＳＴのＸ方向及びＹ方向の位置、並びに姿勢（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸周りの回転θＸ，θＹ，θＺ）を検出する。ウェハ干渉計１７の検出結果は主制御系ＭＣに供給される。主制御系ＭＣは、ウェハ干渉計１７の検出結果に基づいてウェハ駆動装置１８を介してウェハステージＷＳＴの位置及び姿勢を制御する。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、送光系１９ａ及び受光系１９ｂから構成され、投影光学系ＰＬに関してレチクルＲ上の照明領域と共役なウェハＷ上の露光スリット領域の内部及びその近傍に設定された複数の検出点でそれぞれウェハＷの表面のＺ方向（光軸ＡＸ方向）の位置を検出する多点ＡＦセンサ１９を投影光学系ＰＬの側方に備える。多点ＡＦセンサ１９は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向におけるウェハＷの表面位置及び姿勢（Ｘ軸，Ｙ軸周りの回転θＸ，θＹ：レベリング）を検出するものである。

この多点ＡＦセンサ１９の検出結果は主制御系ＭＣに供給される。主制御系ＭＣは、多点ＡＦセンサ１９の検出結果に基づいてウェハ駆動装置１８を介してウェハステージＷＳＴの位置及び姿勢を制御する。具体的には、主制御系ＭＣには予めウェハＷの表面を合わせ込む基準となる基準面（以下、ＡＦ面という）が設定されており、主制御系ＭＣは多点ＡＦセンサ１９の検出結果に基づいてウェハＷの表面がＡＦ面に一致するようウェハステージＷＳＴの位置及び姿勢を制御する。

更に、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬのＹ方向の側面に、ウェハＷ上に設定されたショット領域に付設されたアライメントマークを観察するための画像処理方式のオフ・アクシス方式のアライメントセンサ２０が配置されている。アライメントセンサ２０の観察結果（計測結果）は、主制御系ＭＣに供給される。アライメントセンサ２０の光学系の光軸は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行とされている。かかるアライメントセンサ２０の詳細な構成は、例えば特開平９−２１９３５４号公報及びこれに対応する米国特許第５，８５９，７０７号等に開示されている。主制御系ＭＣは、アライメントセンサ２０の計測結果を用いてＥＧＡ計測を行う。ここで、ＥＧＡ計測とは、ウェハＷに形成された代表的な数個のアライメントマークの計測結果を用いて所定の統計演算（ＥＧＡ演算）を行い、ウェハＷ上に設定された全てのショット領域の配列を求める計測方法である。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、上述したレチクルステージＲＳＴの側方に、レチクルライブラリ２１、レチクル搬送装置２２、及び異物検査装置ＤＩを備える。尚、図１では、これらがレチクルステージＲＳＴの−Ｙ方向に配置されている例を図示しているが、これらの配置位置は、レチクルステージＲＳＴの＋Ｙ方向であっても良く、又はレチクルステージＲＳＴの±Ｘ方向であっても良い。レチクルライブラリ２１はＺ方向に配列された複数の支持板（図示省略）を備えており、各支持板上にはレチクルＲがそれぞれ載置されている。このレチクルライブラリ２１は、スライド機構（図示省略）によってＺ方向に移動自在に支持されている。レチクルライブラリ２１のＺ方向への移動は、主制御系ＭＣによって制御される。

レチクル搬送系２２は、主制御系ＭＣの制御の下で、レチクルライブラリ２１と異物検査装置ＤＩとの間、又は異物検査装置ＤＩとレチクルステージＲＳＴとの間でレチクルＲの搬送を行う。具体的には、レチクル搬送系２２は、レチクルライブラリ２１、異物検査装置ＤＩ、及びレチクルステージＲＳＴ間で移動可能な搬送アームＡＲ（図２〜図４参照）を備えており、このアーム上にレチクルＲを載置して搬送する。また、レチクル搬送系２２は、各レチクルＲの側面に貼付されたバーコードを読み取る読み取り装置２３を備えている。読み取り装置２３で読み取られた情報は主制御系ＭＣに供給される。

レチクルＲに関する情報（形成されているパターンの種類、透過率、平坦度、ペリクル高さ（ガラス基板からペリクルの張架位置までの距離）等を示す情報）は、レチクルＲに貼付されたバーコードと対応付けて予め主制御系ＭＣに記憶されている。レチクルＲに貼付されたバーコードが読み取り装置２３で読み取られて主制御系ＭＣに供給されることにより、主制御系ＭＣはそのバーコードに対応付けられているレチクルＲに関する情報を得ることができる。尚、使用するレチクルＲが多い場合には、露光装置ＥＸを管理するホストコンピュータ（図示省略）に、バーコードに対応付けられているレチクルＲに関する情報を記憶させておき、読み取り装置２３で読み取られたバーコードが主制御系ＭＣに供給されたときに、主制御系ＭＣがホストコンピュータからそのバーコードに対応付けられているレチクルＲに関する情報を取得するのが望ましい。

異物検査装置ＤＩは、レチクルＲの表面上及びレチクルＲに張架されたペリクルの表面上における異物を検査し、その検査結果を主制御系ＭＣに出力する。詳細は後述するが、本実施形態の異物検査装置ＤＩは、レチクルＲの上面（パターンＤＰが形成されていない面）と、パターンＤＰが形成されている面に張架されたペリクルの表面との同時検査が可能である。次に、異物検査装置ＤＩについて詳細に説明する。

〔異物検査装置〕
図２は本発明の一実施形態による異物検査装置を示す平面図であり、図３は同異物検査装置を示す正面図であり、図４は同異物検査装置を示す側面図である。図２〜図４に示す通り、本実施形態の異物検査装置ＤＩは、フォーク状の搬送アームＡＲ上に載置されたレチクルＲのガラス基板の上面（パターンＤＰが形成されていない面）と、パターンＤＰが形成されている面に張架されたペリクルＰの表面とにおける異物Ｄの有無、大きさ、及び位置を検査する。尚、詳細は後述するが、搬送アームＡＲは、Ｙ方向に移動可能である。

異物検査装置ＤＩは、第１照明系３１ａ及び第２照明系３１ｂ、第１受光系３２ａ及び第２受光系３２ｂ、光電検出素子としての第１ラインセンサ３３ａ及び第２ラインセンサ３３ｂ、並びに光電センサ３４を含んで構成される。第１照明系３１ａは、−Ｘ側から＋Ｘ方向に向けてシートビーム状に整形された検査用のレーザ光（以下、検査光という）Ｌ１をレチクルＲの上面に照射する。ここで、レチクルＲの上面とは、レチクルＲの表面よりも上の空間（直上空間）を意味するものである。第２照明系３１ｂは、−Ｘ側から＋Ｘ方向に向けてシートビーム状に整形された検査光Ｌ２をペリクルＰの面上に照射する。

ここで、第１照明系３１ａはレチクルＲの上面に対して検査光Ｌ１を平行に照射する。レチクルＲのガラス基板に対して斜め方向から検査光Ｌ１を照射すると、その一部がガラス基板の上面で屈折されてガラス基板の内部に進入し、レチクルＲに形成されているパターンにより回折される。この回折された光が第１ラインセンサ３３ａで検出されると誤検出を招く。このため、誤検出を回避する観点から、第１照明系３１ａはレチクルＲの上面に対して検査光Ｌ１を平行に照射する。即ち、この検査光Ｌ１は、レチクルＲの上面からレチクル内部に入射しないように照射される。

これに対し、第２照明系３１ｂは、ペリクルＰの面に対して入射角が８０°程度になるよう検査光Ｌ２を照射する。レチクルＲに張架されたペリクルとパターンＤＰとの間には空気が存在するため、ペリクルＰの面上に対して斜め方向から検査光Ｌ２を照射してもペリクルＰの面での屈折は殆ど生じず、検査光Ｌ２がパターンＤＰで回折されることはほとんど無い。このため、第２照明系３１ｂは、ペリクルＰの面に対して入射角が８０°程度になるよう検査光Ｌ２を照射する。

第１受光系３２ａは、第１照明系３１ａからの検査光Ｌ１がレチクルＲの上面における異物Ｄに照射されて生ずる散乱光を受光する。第２受光系３２ｂは、第２照明系３１ｂからの検査光Ｌ２がペリクルＰの面上における異物Ｄに照射されて生ずる散乱光を受光する。また、第１ラインセンサ３３ａは、第１受光系３２ａで受光された散乱光の光強度に応じた信号を出力する。第２ラインセンサ３３ｂは、第２受光系３２ｂで受光された散乱光の光強度に応じた信号を出力する。第１ラインセンサ３３ａ及び第２ラインセンサ３３ｂから出力される信号は主制御系ＭＣに供給される。

尚、第１ラインセンサ３３ａは、第１受光系３２ａに関して、その受光面がレチクルＲの上面内における検査光Ｌ１の照射面と共役となるように配置されている。同様に、第２ラインセンサ３３ｂは、第２受光系３２ｂに関して、その受光面がペリクルＰの面内における検査光Ｌ２の照射面と共役となるように配置されている。光電センサ３４は、第１照明系３１ａからの検査光Ｌ１を受光し、検査光Ｌ１の光量を検出する。尚、詳細は後述するが、光電センサ３４は、レチクルＲの上面に対する検査光Ｌ１の照射位置を検出するために設けられる。

第１照明系３１ａは、光源３６ａ、コリメートレンズ３７ａ、及びミラー３８ａを含んで構成される。光源３６ａは、例えば半導体レーザダイオードであり、所定の角度で発散するレーザ光を−Ｚ方向に射出する。コリメートレンズ３７ａは、光源３６ａから射出されるレーザ光を平行光に変換する。ミラー３８ａは、コリメートレンズ３７ａを介したレーザ光を＋Ｘ方向に偏向して検査光Ｌ１とする。このミラー３８ａは、レチクルＲの上面に対する検査光Ｌ１の入射角が９０°となるよう（検査光Ｌ１がレチクルＲの上面に対して平行となるよう）コリメートレンズ３７ａを介したレーザ光を＋Ｘ方向に偏向する。

同様に、第２照明系３１ｂは、光源３６ｂ、コリメートレンズ３７ｂ、及びミラー３８ｂを含んで構成される。光源３６ｂは、例えば半導体レーザダイオードであり、所定の角度で発散するレーザ光を＋Ｚ方向に射出する。コリメートレンズ３７ｂは、光源３６ｂから射出されるレーザ光を平行光に変換する。ミラー３８ｂは、コリメートレンズ３７ｂを介したレーザ光を＋Ｘ方向に偏向して検査光Ｌ２とする。このミラー３８ｂは、ペリクルＰの面に対する検査光Ｌ２の入射角が８０°程度又はそれ以上になるようコリメートレンズ３７ｂを介したレーザ光を＋Ｘ方向に偏向する。

本実施形態の異物検査装置ＤＩは、第１照明系３１ａをＺ方向に移動させてレチクルＲに対する検査光Ｌ１の位置（即ち、検査光Ｌ１の高さ位置）を可変する駆動装置３９を備える。前述した通り、本実施形態では、第１照明系３１ａからの検査光Ｌ１をレチクルＲの上面に対して平行に照射している訳であるが、レチクルＲのガラス基板の厚みのばらつき等があるため、レチクルＲの上面と検査光Ｌ１との相対的な高さ位置の関係が一定ではない。このため、レチクルＲの上面に対する検査光Ｌ１の高さ位置を調整するために駆動装置３９が設けられている。尚、駆動装置３９は、図１に示す主制御系ＭＣの下で第１照明系３１ａをＺ方向に移動させる。

尚、駆動装置３９によって検査光Ｌ１の高さ位置を調整する場合には、第１照明系３１ａをなす光源３６ａ、コリメートレンズ３７ａ、及びミラー３８ａを一体的にＺ方向に移動可能に構成し、駆動装置３９が第２照明系３１ｂを一体的にＺ方向に移動させてもよい。或いは、第１照明系３１ａをなすミラー３８ａのみをＺ方向に移動可能に構成し、駆動装置３９が第１照明系３１ａのミラー３８ａのみをＺ方向に移動させてもよい。

図５は、レチクルＲの上面に対する検査光Ｌ１の位置を検出する方法を説明するための図である。尚、図５は、図３に対応する正面図である。レチクルＲの上面に対する検査光Ｌ１の位置を検出するためには、第１照明系３１ａと図２に示した光電センサ３４とを用いる。光電センサ３４は、第１照明系３１ａの移動に合わせてＺ方向に移動可能に構成されている。例えば、第１照明系３１ａ及び光電センサ３４は、剛性の高い支持部材に取り付けられており、この支持部材をＺ方向に移動させることにより第１照明系３１ａの移動に合わせて光電センサ３４をＺ方向に移動させることができる。

図５（ａ）に示す通り、第１照明系３１ａからの検査光Ｌ１がレチクルＲに照射されていない場合には、検査光Ｌ１が直接光電センサ３４で検出される。従って、この状態のときに光電センサ３４の検出強度が最大となる。ここで、駆動装置３９により第１照明系３１ａを−Ｚ方向へ移動させるとともに、第１照明系３１ａの移動に合わせて光電センサ３４も−Ｚ方向へ移動させると、第１照明系３１ａからの検査光Ｌ１がレチクルＲのガラス基板によって遮られるため、図５（ｂ）に示す通り、第１照明系３１ａの移動に応じて光電センサ３４の検出強度が変化する。尚、図５（ｂ）においては、第１照明系３１ａの高さ位置（Ｚ方向の位置）を横軸に取り、光電センサ３４の検出強度を縦軸に取っている。

図５（ｂ）を参照すると、第１照明系３１ａ及び光電センサ３４を−Ｚ方向へ移動させていても、第１照明系３１ａからの検査光Ｌ１がレチクルＲにより遮られていないときには、直接光電センサ３４での検出強度は最大値（Ｄ１）のままである。これに対し、検査光Ｌ１がレチクルＲにより遮られてくると、遮られた分だけ光電センサ３４の検出強度は低下する。よって、光電センサ３４の検出強度が低下する高さ位置（図中のＺ１の位置）を求めればレチクルＲの上面の位置を検出することができる。

尚、以上の制御は、光電センサ３４の検出結果を用いて主制御系ＭＣが行っても良く、又は光電センサ３４の検出結果を用いて駆動装置３９が行っても良い。また、上記の例では、第１照明系３１ａからの検査光Ｌ１を用いてレチクルＲの上面の位置を検出する場合について説明したが、レチクルＲの上面の位置を検出するための専用の光源を設け、この光源を用いて上記の同様の検出を行っても良い。

ここで、上述した方法によりレチクルＲの上面の位置を検出し、この検出結果に基づいてレチクルＲに対する検査光Ｌ１の照射位置を精確に位置合わせすれば、検査光Ｌ１がレチクルＲのガラス基板内に進入して生ずる回折光による誤検出を回避することができる。しかしながら、レチクルＲの上面の検出誤差、検査光Ｌ１の照射位置の位置合わせ誤差等により、上記の回折光による誤検出が引き起こされることも考えられる。そこで、レチクルＲのガラス基板内への検査光Ｌ１の進入を防止する遮光部材を設けるのが望ましい。

図６は、レチクルＲの端面に形成される遮光部材の一例を示す図である。このレチクルＲは平面形状が矩形形状であり、その四辺に面取りＭ１，Ｍ２が施されている。図６に示す通り、遮光部材５０は、面取りＭ１が施された部分を含むレチクルＲのガラス基板の端面であって、検査光Ｌ１が照射される端面ＥＰに形成されている。尚、レチクルＲは、検査時に搬送アームＡＲによってＹ方向に走査されるため、検査光Ｌ１は端面ＥＰの＋Ｙ方向の端部から−Ｙ方向の端部に亘って照射される。このため、遮光部材５０はＹ方向関して端面ＥＰのほぼ全体に形成されている。

これに対し、図６に示す通り、遮光部材５０はＺ方向に関しては端面ＥＰの上部（＋Ｚ側）のみに形成されている。これは、遮光部材５０は、面取りＭ１が施された部分Ｍ１を含む端面ＥＰからの検査光Ｌ１の遮光を行えば良いからである。つまり、レチクルＲの上面に付着した異物の検査を行う場合には、レチクルＲの上面に検査光Ｌ１を照射する必要があるため、検査光Ｌ１の中心がレチクルＲの上面よりも下方に配置されることは殆ど無い。また、図５を用いて説明したレチクルＲの上面を検出する場合には、第１照明系３１ａを−Ｚ方向に移動させているが、この場合にも検査光Ｌ１の中心がレチクルＲの上面とほぼ同じ位置になる程度まで第１照明系３１ａの移動が行われるだけであり、それよりも検査光Ｌ１が下方に配置されることはない。

このため、遮光部材５０のＺ方向の幅は、検査光Ｌ１の断面径の半分程度であれば足りる。尚、図６に示す例は、あくまでも遮光部材５０の一例であって、これに制限される訳ではない。よって、面取りＭ１が施された部分（更には、面取りＭ２が施された部分）を含む端面ＥＰの全面を覆うよう遮光部材５０を形成しても良い。また、ここでは、検査光Ｌ１が照射される端面ＥＰに遮光部材５０が形成されている場合を例に挙げて説明するが、４つの端面の全て、或いは検査光Ｌ１が照射される端面とこの端面と平行な端面の２つの端面に遮光部材５０が形成されていても良い。

遮光部材５０の材質についての制限は特に無いが、照射される検査光Ｌ１に対する反射率が高い材質を用いるのが望ましい。例えば、レチクルＲへの形成が容易であり、且つ検査光Ｌ１に対する反射率が高いＡｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）等の金属を用いるのが好ましい。また、遮光部材５０を形成する上で、面取りＭ１が施された部分を含む端面ＥＰのみに遮光部材５０を形成するのが困難であり、その一部がレチクルＲのガラス基板の上面にはみ出すことも考えられる。異物検査装置ＤＩは、５〜１５μｍ程度の大きさの異物を検出することを目的としているため、レチクルＲのガラス基板の上面にはみ出した遮光部材５０の膜厚が数十ｎｍ程度であれば問題ない。また、この観点から、検査光Ｌ１が通る、レチクルの表面から上方ｄ１（図６）の距離としては、１〜５μｍ程度が望ましい。

遮光部材５０が形成されていないレチクルＲに付着した異物の検査を行う場合には、図５を用いて説明した方法を用いてレチクルＲ（ガラス基板）の上面を検出し、検査光Ｌ１がレチクルＲの上面ぎりぎりに照射されるよう位置調整を行う必要があった。これは、面取りＭ１が形成された部分及び端面ＥＰから検査光Ｌ１がガラス基板内に進入するのを防止するためである。これに対し、検査光Ｌ１の照射位置に遮光部材５０が形成されている場合には、遮光部材５０によって面取りＭ１が形成された部分及び端面ＥＰから検査光Ｌ１がガラス基板内に進入するのを防止できるため、検査光Ｌ１の中心をレチクルＲの上面とほぼ同じ位置に配置して検査することができる。これにより、検査光Ｌ１の光強度の最も高い中心部分を異物検査に有効利用することができる。

上記構成において、レチクルＲの上面及びペリクルＰの面上における異物を検査する場合には、まず必要に応じてレチクルＲに貼付されたバーコードの読み取りが行われてレチクルＲに関する情報が取得される。次に、検査対象のレチクルＲが搬送アームＡＲ上に載置された状態で異物検査装置ＤＩ内に搬送される。レチクルＲが搬送アームＡＲにより検査開始位置までに搬送されると、レチクルＲの上面の高さ位置の検出が行われる。具体的には、第１照明系３１ａから検査光Ｌ１が射出されている状態で第１照明系３１ａ及び光電センサ３４を−Ｚ方向に移動させつつ光電センサ３４の検出結果をモニタする。そして、光電センサ３４の検出結果が変化する位置（Ｚ位置）を求める。これにより、レチクルＲの上面の高さ位置が求められる。

以上の処理が終了すると、第１照明系３１ａから検査光Ｌ１が射出されるとともに第２照明系３１ｂから検査光Ｌ２が照射される。第１照明系３１ａからの検査光Ｌ１はレチクルＲの上面上におけるＸ方向に延びた照射面に照射され、第２照明系３１ｂからの検査光Ｌ２はペリクルＰの面上におけるＸ方向に延びた照射面に照射される。ここで、レチクルＲの上面上における照射面及びペリクルＰの面上における照射面は、レチクルＲのＸ方向の幅程度に設定されている。また、第１受光系３２ａに関して第１ラインセンサ３３ａの受光面はレチクルＲの上面上における照射面と共役にされ、第２受光系３２ｂに関して第２ラインセンサ３３ｂの受光面はペリクルＰの面上における照射面と共役にされている。

このため、レチクルＲの上面上における照射面に存在する異物によって生じた散乱光が第１ラインセンサ３３ａで受光されると、第１ラインセンサ３３ａの受光位置（第１ラインセンサ３３ａの検出結果）によって異物のレチクルＲ上におけるＸ方向の位置が特定され、その信号強度から異物の大きさが特定される。同様に、ペリクルＰの面上における照射面に存在する異物によって生じた散乱光が第２ラインセンサ３３ｂで受光されると、第２ラインセンサ３３ｂの受光位置（第２ラインセンサ３３ｂの検出結果）によって異物のペリクルＰ上におけるＸ方向の位置が特定され、その信号強度から異物の大きさが特定される。

搬送アームＡＲを＋Ｙ方向に一定速度で移動させると、レチクルＲの上面及びペリクルＰの面上が検査光Ｌ１，Ｌ２によってそれぞれ走査される。搬送アームＡＲの位置と第１ラインセンサ３３ａの時間変化とを対応付けるとレチクルＲの上面上の異物の分布を求めることができる。同様に、搬送アームＡＲの位置と第２ラインセンサ３３ｂの時間変化とを対応付けるとペリクルＰの面上の異物の分布を求めることができる。このようにして、異物の検査が行われる。尚、異物の検査は搬送アームを＋Ｙ方向に移動させながら（往路で）行っても良く、−Ｙ方向に移動させながら（復路で）行っても良い。或いは、往路と復路との両方で行い、各々の検査結果を総合して検査精度を高めるようにしても良い。

〔露光装置の動作〕
次に、本発明の一実施形態による露光装置ＥＸの動作について簡単に説明する。露光処理が開始されると、レチクルライブラリ２１から所定のレチクルＲが取り出されレチクル搬送装置２２によって搬送される。このとき、必要に応じてレチクルＲに貼付されたバーコードが読み取り装置２３で読み取られ、その情報が主制御系ＭＣに供給される。主制御系ＭＣは、この情報に基づいてレチクルＲの検査を行う上で必要な制御信号を異物検査装置ＤＩに対して出力する。

レチクルＲが搬送装置２２によって異物検査装置ＤＩに搬送されると、異物検査装置ＤＩにより前述したレチクルＲの検査が行われる。検査を終えたレチクルＲは搬送装置２２によって搬送されてレチクルステージＲＳＴ上に保持される。レチクルＲが保持されると、不図示のレチクルアライメントセンサによりレチクルＲとウェハステージＷＳＴとの相対位置関係が調整される。

以上の処理を終えると、ウェハステージＷＳＴが所定のローディングポジションに移動し、露光処理を行うべきウェハＷがロードされてウェハステージＷＳＴ上に保持される。ウェハＷのロードが完了すると、ウェハステージＷＳＴはアライメントセンサ２０の下方（−Ｚ方向）に移動して、ＥＧＡ計測が行われる。このＥＧＡ計測では、ウェハＷに形成された代表的な数個のアライメントマークの計測が行われ、統計演算によりウェハＷ上に設定された全てのショット領域の配列が求められる。

ＥＧＡ計測が終了すると、ウェハＷ上に設定された各ショット領域に対する露光が行われる。この処理では、主制御系ＭＣがウェハ駆動装置１８を駆動し、最初に露光すべきショット領域が移動開始位置に配置されるようウェハステージＷＳＴを移動させる。これと同時にレチクルステージＲＳＴも移動開始に配置される。以上の配置が完了すると、主制御系ＭＣはレチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの移動を開始させ、レチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴが所定の速度に達してから整定時間（レチクルステージＲＳＴ及びウェハステージＷＳＴの加速により生じた振動を収めるために設けられる時間）経過後に露光光ＥＬがレチクルＲに照射されてショット領域の露光が開始される。１つのショット領域に対する露光処理が終了すると、主制御系ＭＣはウェハステージＷＳＴをＸ方向にステップ移動させ、次に露光すべきショット領域を移動開始位置に配置する。以下、同様にしてウェハＷ上のショット領域の全てに対する露光が行われる。

以上、本発明の一実施形態による露光装置及び異物検査装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置にも適用可能である。また、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけではなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）等を含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられてデバイスパターンをセラミックウェハ上へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置等にも本発明を適用することができる。

また、本発明は、ウェハステージが複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許６，３４１，００７号、６，４００，４４１号、６，５４９，２６９号及び６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号（対応米国特許５，９６９，４４１号）或いは米国特許６，２０８，４０７号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願２００４−１６８４８１号のウェハステージに適用してもよい。

また、国際公開第９９／４９５０４号公報に開示されているような液浸法を用いる露光装置にも本発明を適用することができる。ここで、本発明は、投影光学系ＰＬとウェハＷとの間を局所的に液体で満たす液浸露光装置、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置の何れの露光装置にも適用可能である。

次に、デバイスの製造方法について説明する。図７は、マイクロデバイスとしての半導体素子を製造する製造工程の一部を示すフローチャートである。図７に示す通り、まず、ステップＳ１１（設計ステップ）において、半導体素子の機能・性能設計を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１２（マスク製作ステップ）において、設計したパターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１３（ウェハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。

次に、ステップＳ１４（露光処理ステップ）において、ステップＳ１１〜ステップＳ１３で用意したマスクとウェハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１４で処理されたウェハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１６（検査ステップ）において、ステップＳ１５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図８は、図７のステップＳ１４の詳細なフローの一例を示す図である。図８において、ステップＳ２１（酸化ステップ）においてはウェハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においてはウェハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウェハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウェハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光工程）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）によってマスクのパターンをウェハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像工程）においては露光されたウェハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重にパターンが形成される。

以上説明したマイクロデバイス製造方法においては、露光工程（ステップＳ２６）において前述した異物検査装置ＤＩを用いて異物がレチクルＲに付着しているか否かの検査が行われ、この検査が行われたレチクルＲを用いてウェハに対するパターン転写が行われる。仮に、レチクルＲに異物が付着されていると検査された場合には、その異物を事前に除去する等の対策をとることができるため、異物の形状がウェハ上に露光転写されて欠陥が生じるのを防ぐことができる。これにより、微細なデバイスを歩留まり良く効率的に生産することができる。

本発明の一実施形態による露光装置の概略構成を示す側面図である。 本発明の一実施形態による異物検査装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態による異物検査装置を示す正面図である。 本発明の一実施形態による異物検査装置を示す側面図である。 レチクルＲの上面に対する検査光Ｌ１の位置を検出する方法を説明するための図である。 レチクルＲの端面に形成される遮光部材の一例を示す図である。 マイクロデバイスとしての半導体素子を製造する製造工程の一部を示すフローチャートである。 図７のステップＳ１４の詳細なフローの一例を示す図である。

符号の説明

３１ａ 第１照明系
３１ｂ 第２照明系
３２ａ 第１受光系
３２ｂ 第２受光系
３３ａ 第１ラインセンサ
３３ｂ 第２ラインセンサ
３４ 光電センサ
３６ａ 光源
３８ａ ミラー
３９ 駆動装置
５０ 遮光部材装置
ＡＲ 搬送アーム
Ｄ 異物
ＤＩ 異物検査装置
Ｌ１，Ｌ２ 検査光

Claims (12)

1. 検査光を被検査面に照射する照明系と、前記被検査面に付着した異物からの散乱光を受光する受光系と、当該受光系で受光された散乱光の光強度に応じた信号を出力する光電検出素子とを備える異物検査装置において、
   前記照明系は、前記被検査面に対して前記検査光が入射しないように、前記被検査面に対して前記検査光を平行に照射することを特徴とする異物検査装置。
2. 前記照明系の少なくとも一部を移動させて前記被検査面に対する前記検査光の位置を可変する駆動装置を備えることを特徴とする請求項１記載の異物検査装置。
3. 前記照明系は、前記検査光を射出する光源と、
   前記光源からの前記検査光を、前記被検査面に向けて偏向する偏向部材と
   を備えることを特徴とする請求項２記載の異物検査装置。
4. 前記駆動装置は、前記偏向部材を移動させて前記被検査面に対する前記検査光の位置を可変することを特徴とする請求項３記載の異物検査装置。
5. 前記駆動装置は、前記光源及び前記偏向部材を一体的に移動させて前記被検査面に対する前記検査光の位置を可変することを特徴とする請求項３記載の異物検査装置。
6. 前記被検査面に対する前記検査光の位置を検出する位置検出装置を備えることを特徴とする請求項２から請求項５の何れか一項に記載の異物検査装置。
7. 前記位置検出装置は、前記照明系の移動に合わせて移動し、前記照明系から前記被検査面に対して平行に照射される照明光を検出するセンサを備えており、当該センサの検出結果に基づいて前記被検査面に対する前記検査光の位置を検出することを特徴とする請求項６記載の異物検査装置。
8. 前記駆動装置は、前記位置検出装置の検出結果に基づいて前記被検査面に対する前記検査光の位置を可変することを特徴とする請求項６又は請求項７記載の位置検出装置。
9. 請求項１から請求項８の何れか一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。
10. 所定のパターンを被露光体に転写するために用いられる光露光用マスクであって、
    前記所定のパターンが形成されたパターン形成面と交差する端面の少なくとも一部に、遮光部材が形成されていることを特徴とする光露光用マスク。
11. 前記光露光用マスクは、前記パターン形成面と平行な面が請求項１から請求項７の何れか一項に記載の異物検査装置で検査される被検査面とされたガラス基板を備えていることを特徴とする請求項１０記載の光露光用マスク。
12. 前記遮光部材は、前記異物検査装置が備える照射系からの検査光が照射される部分に形成されていることを特徴とする請求項１１記載の光露光用マスク。
    

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