JPH0267715A

JPH0267715A - 露光装置及びその方法

Info

Publication number: JPH0267715A
Application number: JP63218303A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Morioka; 洋森岡; Yukio Uto; 幸雄宇都; Yoshimasa Oshima; 良正大島; Mitsuyoshi Koizumi; 小泉　光義
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1990-03-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔腫東上の利用分野〕本発明は、シリコンウェハ、バブルウェハ、セラミック
基板、プリント基板などにマスクに設げた所定のパター
ンを焼きつける３１−３’ｅ、装置およびその方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特開昭５９−１７２４７　号に記載のよ
うに、露光位置で、ウェハ上にマスクのパターンを露光
焼付する露光方法において、ウニへ食形化位置で、ウェ
ハの表面の（１数箇所のウニへ尚さを測定し、かつ露光
位置において、移動可能なマスク高さ測定器により、マ
スク表面の複数置所のマスク高さを測定し、これらの結
果にもとづき、ウェハを吸着保持するチャックの複数箇
所で、各々独立して上下方向に微動させて、ウェハとマ
スクとのギャップを均一化するようにウェハを変形させ
た後、上記マスク高さ測定器を露光位置より待避させ、
上記露光位置へ、変形したウェハをチャックとともに露
光位置へ移動させて露光するようになっていた。

〔発明か解決しようとする課題〕

上記従来技術は、露光直前におけるマスクの表裏両面及
びウェハ表面上の異物の存在に関して配慮されておらず
、以下の課題かあった。

１）　レジスト表面に付層した異物によりマスクのパタ
ーン面が傷つけられる。

２）　マスクのパターン側に付層した異物によりレジス
ト表面が傷つげられる。

５）　設定ギャップより大きい異物忙よりマスクとウニ
４間のギャップ不良を引き起こす。

４）マスクの表面又は裏面上に付層した異物やウェハ上
の異物により転写不良を引き起こす。

本発明の目的は、上記の問題を解決し、半導体や８気バ
ブル、連層・薄膜回路やプリント基板などの歩留まりを
向上させるようにした露光装置およびその方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、試料表面およびマスク面を異物検査する機
能を備え付けた露光装置をクリーンチャンバ内に設置す
ることにより、達成される。

また、異物検査機能を備え付けるため、他の部分のコン
パクト化を図る必要がある。それは、試料高さとマスク
高さを１つの測定器で測定することにより達成される。

〔作用〕

露光装置において、クリーンチャンバ内に設置すること
により、クリーンチャンバ内では異物が発生しない芥囲
気を作っている。また、異物検査ａ能で試料表面および
マスク面上の異物を検査する。異物が存在していれば、
露光焼付を行わず、異物を除去して再度露光工程を行う
。それによって、異物の無い状態でｇ元焼付を行うこと
かできるので、試料のパターン欠陥を生じなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図により説明す
る。露光光学系１とアライメント光学系２とマスクチャ
ック６とパターンａを有−ｆ；Ｅ：ｒマスク５とマスク
と基板の間隙測定器６と基板７を真空ｅ、漕した基板変
形チャック８と異物検査器９とマスクアンローダ−１０
と基板アンローダ−１１とコントａ−ラ１２とクリーン
チャンバ１５から構成されている。次に、本露光装置に
ついて説明する。

まず、異物検査エリア２１でマスク５の異物検査を行う
。この異物情報は、コン）ａ−ラ１２に送られマスク５
に異物が無けれはアンロードエリア２２を通過し、露光
エリア２３にセクトされる（ａｒ。マスク５に異物が有
れば、アンロードエリア２２から洗浄工程に送られる（
ｈｌ。同様に、異物検査エリア２１で基板７の異物検査
を行う。基板７に異物が無けれはアンロードエリア２２
を通過し、露光エリア２５にセットされる工α１゜基板
７に異物が有れば、アンロードエリア２２から洗浄工程
に送られる（ｂｌ。ここで、異ｇ：Ｊ検査におけるスキ
ャン方法は、異物検査器９は固定であるため、マスク５
と基板７をスキャンして異物検査を行う。露光エリア２
３にマスク５と基板７がセットされれば、間隙測定器６
を移動し、間隙が一定値になるように基板変形チャック
８を枢動して快く。基板変形チャック８は、溝により分
割されたチャック面と引張りバネと上下動台とチャック
面の左右ずれ止め（図示せず）からなり間隙測定値によ
りコントローラ１２で、上下動台をＩｊＡＩＸＩＪする
。間隙測定器６がマスク５・基板７の間を抜けると、間
隙１２は一定（又は、Ｐｆｒ望の僅〕罠なる。間隙測定
器６を戻す時に間隙を確認し、許容値内ならば、基板変
形チャツク８全体を上下駆動系により上昇させ、所望の
間麺で一時停止する。

ここで、アライメント元学系２により基板７、マスク５
を７ライメントし、アライメント終了恢までに基板変形
チャック８を上昇し、Ｐ９ｒ望の露光間隙にセットし、
アライメント元学系２を退避し露光する。

間＠測定器６には、空気マイクロメータ、電磁気型測定
器、静電容量形測定器、超音技利用の測定器などが考え
られる。

また、基′＆父父上上下動素子しては、モータに連結さ
れたネジの他にピエゾ索子などがある。

次に、１４物検査エリア２１における異物検査法につい
て説明する。まず、マスク５を異物検査した後は、異物
検査器９を下降し、基板７の異物検査を行う。したがっ
て、１つの異物検査器で、マスク５と基板７を測定でき
る構成と成っている。ここで、この異物検査器９は、元
蓋切換えを有するものと成っている。マスク５と基板７
では１反射率が異なるため、それに対応するためである
。元意切換えの手段としては、ＡＯ変調器、ＰＬＺＴ（
を気光学結晶）などがある。

以上の路光工程の流れを第３図に示している。

次ＫＸ物検査器について説明する。まず、第４図にｆ８
射照明検出方式のみ備えた異物検査器を示す。光源３１
から出た光は、光量切換え器６２．腺状光学系３３．ハ
ーフミラ−３６を通って試料３７上を嶽状５８に照明す
る。試料５７からの反射光は、ハーフミラ−３６を通り
、集光レンズ４４によって一次元固体撮像素子４６上に
結像する。一次元固体撮像菓子４６からの信号は、二値
化回路４７．演算回路４８を経て異物表示部４９　Ｋ表
示される。なお、本実施例では、線状光学系５３の線状
光学素子としてシリンドリカルレンズ５４を、また、光
源３１として半導体レーザを用いている。さらに、集光
レンズ４４と一次元固体撮像素子４６の間には還元光学
系４５を設けてあり、その位置は集光レンズ４４のフー
リエ入換面忙相当する。

謁５図に試料３７上の１貼パターンを示す。また。

ｍ　６　ＶＱＣｉ＆元光学系４５における遮光板の形状
を示す。記６図（α）の遮光板は、落射照明検出方式の
時のみ必要とし、試料３７上に回路パターンが無い場合
に用い、試料３７上からの正反射光を連光し、試料３７
上の異物からの散乱光のみを通過させようとするもので
ある。藁６図（邊）の遮光板は、論４図に示す試料３７
上の５５および５６のような回路パターンからの散乱光
を遮光し、異物からの散乱光のみを通過させるの忙用い
、また、講６図ｔｃ＋の遮光板は、第５図に示す試料３
７上の５７および５８のような回路パターンからの散乱
光を遮光し、異物からの散乱光のみを通過させるのく用
いる。したがって、これらの遮光板は、試料上の回路パ
ターンの形状により任意に交換可能な構成になっている
。

ｉ＠７図に落射照明検出方式異物検査器の部分構成図を
示す。落射照明検出方式では、帛７図（α１のようにハ
ーフミラ−３６が集光レンズ４４の上側にある場合が考
えられる。しかし、Ｘ方向から試料３７を照明しＢ方向
に検出する場合も、Ｃ方向から試料３７を照明しＤ方向
に検出する場合も、集光レンズ４４からの反射光による
迷光な検出ｇａＫ伴ない、その光学ノイズによる異物検
出性能の低下をもたらす。そこで、照明による光学ノイ
ズを無くすために１本発明装置では、第７図［，６１に
示すようにハーフミラ−３６は集光レンズ５４の下側に
配置している。

第８図に線状光走査方法の説明−を示す。試料５７上に
照明された線状光３８の長手方向（Ｘ方向）の幅αは、
Ｘ方向の検査範囲に相当する。したがって、試料３７上
の検査領域の全てを検査するために、試料３７を固定し
ているステージ５０あるいは検査器自体をＹ方向に移動
する。ゆえに、従来用いられていた試料上全面スポット
走査方式に較べ大喝な検査時間の短縮を図ることができ
る。

次に、第９図に斜方照明検出方式のみ備えた異物検査器
を示す。光源３９から出た光は、光路切換え器４０．Ｎ
Ｍ状光学系４１を経て、試料３７上を線状３８に照明す
る。試料３７からの反射光は、集光レンズ４４．遮光光
学系４５．一次元固体燻像索子４６の検出光学系に入る
。一次元固体撮像素子４６からの信号は、二値化回路４
７．演算回路４８を経て異物表示部４９に表示される。

なお、本実施例では、線状光学系４０の線状光学素子と
してシリンドリカルレンズ４２を、また、光源３９とし
て半導体レーザな用いている。遮光光学系４５における
還元板の形状は第６因に、また、線状光走査法は巣８図
に示したのと同様である。

次忙、第１０図に落射照明検出方式と斜方照明検出方式
を備えた異物検査器を示す。落射照明検出系にお輩ては
、光源３１から出た光は、光量切換え器５２　、　ｉ状
光学系３５．ハーフミラ−３６を通って試料３７上を線
状３８　Ｋ照明する。試料３７からの反射光は、ハーフ
ミラ−５６を通り、集光レンズ４４によって一次元固体
射像素子４６上に結像する。集光レンズ４４と一次元固
体撮像累子４６の間には遮光光学系を設げている。一次
元固体撮像素子４６からの信号は、二値化回路４７．演
算回路４８を経て異物表示部４９に表示される。また、
斜方照明検出系においては、光源３９から出た光は、光
量切換え器４０１ｓ状光学系４１を経て試料３７上を線
状５８に照明する。試料５７からの反射光は、落射照明
検出系と同様、ハーフさチー５６１８光レンズ４４．遮
光光学系４５．一次元固体撮像素子４６の検出光学系に
入り、一次元固体撮像素子４６からの信号は、二値化回
路４７．演算回路４８を経て異物表示部４９に表示され
る。なお、本実施例では、線状光学系５５オよび４１の
線状光学素子としてシリンドリカルレンズ３４および４
２を、また、光源３１および３９として半導体レーザを
用いている。遮光光学系４５における還元板の形状はａ
ｔ！６図に、また、線状光走査方法は第８図に示したの
と同様である。

第１１因に落射照明検出方式と斜方照明検出方式を備え
た異物検査器の使用手順のフローチャートを示す。試料
３７上の回路パターンの有無および試料３７の平坦１１
により照明検出系を選択し、試料３７上の回路パターン
の形状により遮光板を選択するようになっている。

マスクは平坦度が高（、基板は平坦度が低いため、主に
マスク側の異物検査は斜方照明検出方式を用い、基板側
の異物検査は落射照明検出方式を用いる。

次に他の実施例について説明する。

第１２図、第１３図、第１４図は異物検査器９とアライ
メント光学系２が一体化した例である。まず、基板異物
検査エリア２４で異物検査器９を下降＠し基板変形チャ
ック８に真空吸着された基板７の異物検査を行う。この
異物情報はコン）ｏ−ラ１２に送られる。基板７Ｖｃ異
物が有れば、その基板７は洗浄工程に送られ＋０１次の
基板７’ｆｄ＋を異物検査する。

基板７に異物が無けれは露光エリア２３に移動する（ｇ
ｌ。基板７の異物検査が終了すると、異物検査器ｆｉ９
を上昇０させ、水平移動０し、Ａ！ｌエリア２５に移動
する。次に、マスクチャック５にセットされているマス
ク５の異物検査を行う。マスク５に異物が有ればアンミ
ードし、σ）、洗浄し再度マスクチャック３にセットし
くりマスク５の異物検査を行う。マスク５に異物が無げ
れば、あるいは無くなれば、マスク５の異物検査を終了
する。ここで、異物検査におけるスキャン方法は、基板
７の異物検査を行うときは、基板７をスキャンする。ま
た＝マスク５の異物検査を行うときは、異物検査器９を
スキャンする。次に、マスク５と基板７０間隙を一定値
に設定し、マスク５と基板７のアライメントを異物検査
器９内にあるアライメント光学系２で行い、マスク５と
基板７を露光間隙値に設定後、異物検査器９を退避し露
光する。

次に、本笑施例における異物検査器９について説明する
。第１５図はアライメント光学系２が北１０図の異物検
査器に組込まれた場合である。ライトガイド７０に導入
された光は、ノ１−フミラー７１α。

７１ｈにより反射され、マスク５上のアライメントマー
ク８０α、８０ｂ及び、基板Ｚ上のアライメントマーク
８１α、８１ｂを照明する。そのアライメントマークを
集光レンズ４０α、４０ｂを通して、−次冗固体撮像累
子７３α、７５ｂで検出する。その後、一次元固体撮像
素子駆動回路７４．インターフェース回路７５＃計算ａ
７６、コントａ−ラフ７を介して、マスク５のアライメ
ントマーク８０α、８０ｂに基板７を駆動し″′Ｃ基板
７のアライメントマーク８１α。

８１ｂを合わせ、アライメントを完了する。

【図面の簡単な説明】

藁１図は本発明の露光装置の一実施例を示す正面図、纂
２図は帛１図に示す装置の勘きを示す平面図、巣３図は
本発明に係る露光工程のフローチャートを示す因、第４
図は本発明に係る異物検査器を説明するだめの図、第５
図は試料上の回路パターンを示す図、第６図は異物検査
器における連光板の形状を示す囚、第７図は本発明に係
る落射照明検出方式の異物検査器を示す部分構成図、第
８図は本発明に係る線状光°走査方法な説明するための
図、第９図及び第１０−は各々本発明に係る他の異物検
査器を説明するための図、第１１図は本発明に係る落射
照明検出方式と斜方照明検出方式を備えた異物検査器の
使用手順のフローチャートを示す図、第１２図は本発明
の露光装置の他の一実施例を示す正面図、集１６図及び
＠１４図は各々第１２図に示す装置の動きを示す平面図
、第１５図は本発明に係るアライメント光学系が一体化
された異物検出器を説明するだめの図である。符号の説明１・・・露光光学系３・・・マスクチャック５・・・マスク７・・・基板９・・・異物検出器２・・・アライメント光学系４・・・パターン６・・・間隙測定器８・・・基板変形チャック１２・・・コントａ−ラ〒２図４５図〒４図（α）ｍ５図￥５６図（ｂ）４８図（Ｃ）弼７図〒ａ図４１０図４１２図倦１１図

Claims

【特許請求の範囲】１、試料上にマスクパターンを露光焼付する露光装置に
おいて、異物の発生しない雰囲気の中にある露光装置内
部に、試料及びマスク上を異物検査する機能を備え付け
たことを特徴とする露光装置。２、上記異物検査機能は、光源、線状光学系から成る落
射照明光学系と、一次元固体撮像素子、マスクあるいは
試料からの反射光を該一次元固体撮像素子上に結像する
集光レンズと遮光光学系から成る検出光学系と、該一次
元固体撮像素子の出力信号の二値化回路と、該二値化回
路の出力信号の演算回路と、異物表示部を有することを
特徴とする請求項１記載の露光装置。３、上記異物検査機能は、光源、線状光学系から成る斜
方照明光学系と、一次元固体撮像素子、マスクあるいは
試料からの反射光を該一次元固体撮像素子上に結像する
集光レンズと遮光光学系から成る検出光学系と、該一次
元固体撮像素子の出力信号の二値化回路と、該二値化回
路の出力信号の演算回路と、異物表示部を有することを
特徴とする請求項１記載の露光装置。４、上記異物検査機能は、光源、線状光学系から成る落
射照明光学系と、光源、線状光学系から成る斜方照明光
学系と、一次元固体撮像素子、マスクあるいは試料から
の反射光を該一次元固体撮像素子上に結像する集光レン
ズと遮光光学系から成る検出光学系と、該一次元固体撮
像素子の出力信号の二値化回路と、該二値化回路の出力
信号の演算回路と、異物表示部を有することを特徴とす
る請求項１記載の露光装置。５、上記異物検査機能の落射照明光学系は、集光レンズ
とマスクあるいは試料との間に位置することを特徴とす
る請求項１記載の露光装置。６、上記異物検査機能の遮光光学系は、落射照明光学系
によつて生じるマスクあるいは試料面からの正反射光を
遮光する遮光板、また、マスクあるいは試料上の様々な
パターンからの散乱光をパターンに応じて遮光する遮光
板を有し、任意に変えられることを特徴とする請求項１
記載の露光装置。７、上記異物検査機能の落射照明光学系と斜方照明光学
系の光源として、半導体レーザを用いることを特徴とす
る請求項１記載の露光装置。８、上記露光装置において、マスクと試料間のギャップ
を均一化するように試料を変形させることを特徴とする
請求項１記載の露光装置。９、表面の複数箇所の試料高さとマスク表面の複数箇所
のマスク高さを、移動可能な試料及びマスク高さ測定器
により測定し、これらの結果にもとづき、試料を吸着保
持するチヤツクの複数箇所で、各々独立して上下方向に
微動させて、試料とマスクとのギャップを均一化するよ
うに試料を変形させた後、上記試料及びマスク高さ測定
器を待避させて露光することを特徴とする請求項１記載
の露光装置。　１０、試料上にマスクパターンを露光焼付する露光方法
において、露光焼付する直前に、試料表面及びマスクの
表裏両面を異物検査することを特徴とする露光方法。１１、上記異物検査は、試料とマスクを光量切換えによ
り１つの異物検査器で検査することを特徴とする請求項
１０記載の露光方法。