JPH0735698A - 像読取り装置、表面状態検査装置及び該装置を備える露光装置 - Google Patents

像読取り装置、表面状態検査装置及び該装置を備える露光装置

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JPH0735698A
JPH0735698A JP17815493A JP17815493A JPH0735698A JP H0735698 A JPH0735698 A JP H0735698A JP 17815493 A JP17815493 A JP 17815493A JP 17815493 A JP17815493 A JP 17815493A JP H0735698 A JPH0735698 A JP H0735698A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 異物等の対象の見落としを無くす。 【構成】 レーザー3からの光をレンズ4により平行光
に変換した後、この平行光をレチクル1の表面に当該表
面とほぼ平行な方向から入射させる。レチクル1の表面
の異物10からの散乱光は屈折率分布型マイクロレンズ
アレイ6に入射し、レンズアレイ6により異物10の像
が画素毎に不感帯を有する一次元イメージセンサー7上
に向けられる。レンズアレイ6が正立等倍像を形成する
時の2つの共役点(物点、像点)から互いにほぼ同じ距
離I(エル)+αだけ離れた場所にレチクル1とセンサ
アレイ6が位置するよう構成し、異物のデフォーカス像
をイメージセンサー7上に投影する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は像読取り装置に関し、特
にIC,LSI等の半導体デバイス、CCD、液晶パネ
ル、磁気ヘッド等のデバイスを製造する際に使用される
回路パターンが形成されているレチクルやフォトマスク
等の基板面上または/及び当該基板に装着した基板への
異物の付着を防止するためのペリクル膜面上の異物の有
無やその位置を精度良く検出する表面状態検査装置及び
該装置を備える露光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にICやLSLの製造工程において
は、レチクルやフォトマスク等の基板上に形成されてい
る回路パターンを、露光装置(ステッパー又はマスクア
ライナー)により、レジストが塗布されたウエハ上に転
写している。
【0003】この転写の際、基板面上にパターン欠陥や
ゴミ等の異物が存在すると、異物も同時にウェハ上に転
写されてしまい、ICやLSI製造の歩留を低下させ
る。
【0004】特にレチクルを使用し、ステップインドリ
ピート法によりウエハ上の多数のショット領域に回路パ
ターンを繰り返し焼き付ける場合、レチクル上に有害な
一個の異物が存在していると、この異物がウエハ全面に
焼き付けられてしまいICやLSI製造の歩留を大きく
低下させる。
【0005】その為、ICやLSIの製造工程において
は基板上の異物の存在を検出することが不可欠となって
おり、一般には異物が等方的に光を散乱する性質を利用
する検査方法が用いられている。
【0006】例えば、平行光束を斜上方より被検査面上
に照射し、屈折率分布型マイクロレンズアレーにて異物
からの散乱光を一次元イメージセンサーセンサーアレイ
上に入射させて異物を結像することによって被検査面の
検査を行なう。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】被検面全面を等倍で見
込む場合、有効画素範囲が被険面の検査領域以上の長さ
であるような一次元イメージセンサーが必要である。こ
のような長尺の一次元イメージセンサーは、一般に、図
4に示すように、一画素20の大きさが約60〜70μ
mと大きく、かつ画素20内に約20〜30μm程度の
不感帯22を持つものが多い。不感帯を有しない一次元
イメージセンサーを用いると装置のコストアップが免れ
ないため、簡易で安価な検査装置を作製する為には上紀
の不感帯を有する一次元イメージセンサーを用いること
が必須となってくる。
【0008】屈折率分布型マイクロレンズアレーの最良
結像位置に上記の不感帯を有する一次元イメージセンサ
ーを設けると、不感帯上に異物からの散乱光が結像され
てしまうの場合には異物の検出に十分な信号が得られな
くなる。従って場所によって異物の見落としが生じる。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
みて成されたものであり、異物等の対象を見落とすこと
のない像読取り装置、表面状態検査装置及び該装置を備
える露光装置を提供することを目的としている。
【0010】この目的を達成するために、本発明の像読
取り装置は、正立像を形成するレンズアレイにより形成
した物帯の像を画素毎に不感帯を有するセンサーアレイ
で読取る装置において、前記レンズアレイが正立等倍像
を形成する時の2つの共役点(物点、像点)から互いに
ほぼ同じだけ離れた場所に前記物体と前記センサーアレ
イが位置するよう前記レンズアレイと前記センサーアレ
イを設けている。
【0011】この目的を達成するために、本発明の表面
状態検査装置は、正立像を形成するレンズアレイにより
形成した被検面の像を画素毎に不感帯を有するセンサー
アレイに投影し、該センサーアレイの出力を用いて前記
被検面上の表面状態を検査する装置において、前記レン
ズアレイが正立等倍像を形成する時の2つの共役点(物
点、像点)から互いにほぼ同じだけ離れた場所に前記被
検面と前記センサーアレイが位置するよう前記レンズア
レイと前記センサーアレイを設けている。
【0012】本発明の表面状態検査装置は、IC、LS
I等の半導体デバイス、CCD、液晶パネル、磁気ヘッ
ド等の各種デバイスを製造するための露光装置に組み込
まれて使用されたり、単独で使用される。
【0013】本発明の表面状態検査装置を用いてデバイ
ス製造用のレチクル上または当該レチクルを異物から保
護するためのペリクル上の異物の有無を検査することに
より、異物を見落とすことがなくなるので、デバイスを
製造する際の歩留が向上する。
【0014】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す概略図であ
り、図1(A)は光学系を図1(B)は外観を示してい
る。尚、図1(A)では説明の簡略化のためのレチクル
の裏面(ブランク面)側の光学系のみ示すが、本実施例
の装置はレチクル1の表面(クロム面)とペリクル枠2
に張りつけたペリクル膜2aの異物を検査するための光
学系も備名えている。
【0015】半導体レーザー3から発せられたレーザー
ビーム5は、広がり角を持った光なので、コリメーター
レンズ4により平行光に変換される。平行光であるレー
ザービーム5は、被検査面であるレチクル1のブラック
面1αにブランク面1αに対してほぼ平行に入射する。
【0016】これより被検査面であるブラック面1α上
にはY方向に延びる直線状のレーザービーム照明領域9
が形成される。
【0017】レーザービーム照明領域9上に異物10が
存在した場合、異物10から散乱光が発生する。散乱光
はレーザービーム照明領域9に沿って配置された屈折率
分布型マイクロレンズアレイ(以後、「レンズアレイ」
と呼ぶ。)6により一次元イメージセンサー7の近傍に
集光され、そこに異物10が結像される。
【0018】レンズアレイ6と一次元イメージセンサー
7は、図示の通り、レンズアレイ6の前側焦点距離(ブ
ラック面1αからレンズアレイ6までの距離)と後側焦
点距離(レンズアレイ6からセンサー7の受光面までの
距離)を互いに等しくI+αに保ったまま、レンズアレ
イ6の本来の最良結像位置1から一次元イメージセンサ
ー7を後方にαだけデフォーカスさせた形で配置してあ
る。
【0019】また、本実施例の装置は、図1(B)に示
すように光学系全体11を一次元イメージセンサー7の
センサ配列方向である長手方向に対して垂直方向(図中
のχ方向)に直線的に動かしてブランク面1αを走査し
て、一次元イメージセンサーサークからの出力のレベル
を判別することによってレチクル全面の検査を行う。
【0020】光学系全体11は不図示の駆動装置により
駆動される。また、光学系全体11の代わりにレチクル
1をχ方向に動かすように構成してもいい。レンズアレ
イ6と一次元イメージセンサー7の配置について以下に
詳しく説明する。
【0021】図2はレンズアレイ6の一個の屈折率分布
をマイクロレンズ30の結像特性を示す図である。レン
ズ30は図2(C)に示す如き屈折率分布を半径方向に
持ち、最良結像距離Iにおいて、図2(A)に示すよう
に、像面S上で正立等倍像を形成するよう入射光を一点
に集光する。ここでレンズ30に対する物点距離と像面
距離とを0どちらもI+αに保ったままセンサー7をデ
フォーカスさせたときの結像関係は、図2(B)に示す
ように、像面S上で正立等倍の条件が保たれたまま集光
状態(像)のみぼけた状態となる。レンズアレイ6は、
上記の屈折率分布型マイクレンズ30が複数個集まって
像を形成するものであるから、レンズアレイ6による結
像状態は図3に示すようになる。
【0022】図3に合異なる結像状態における一次元イ
メージセンサー7上での集光状態と、一次元イメージセ
ンサー7より得られる信号とを表している。説明を分か
りやすくする為に、一例のマイクロレンズアレイをデフ
ォヘーカスさせたときの結像状態である。図3(A)は
本実施例における結像状態を、図3(B)は一次元イメ
ージセンサー7側のみデフォーカスさせた場合の結像状
態を、図3(C)は従来の状態での結像状態を示す。
【0023】図3(C)のような結像状態では一次元イ
メージセンサー7上においてスポット径ωCは約100
μm程度となる。長尺の一次元イメージセンサーの画素
20の1ピッチが約60〜70μmであり、そのうちの
不感帯22が約20〜30μmであるとき、不感帯22
の領域からは信号が得られない為、画素の感光部21の
中心に集光しているとき(YO)と不感帯の中心に集光
しているとき(Y1)とでは、信号の出力間に約2倍近
い強度差が発生する。
【0024】また、図3(B)のように一次元イメージ
センサー7側のみ距離αだけデフォーカスさせた場合に
は、一次元イメージセンサー7上では各々のマイクロレ
ンズ30による集光位置が異なってくる為に、分裂した
集光状態となる。そのために一次元イメージセンサー7
から得られる信号出力が安定せず、場所によって強度に
ばらつきを生じる。
【0025】一方、図3(A)に示すように、レンズア
レイ6に対してレチクル1と一次元イメージセンサー7
とを物点距離と像面距離の双方をI+αに保ったままデ
フォーカスさせれば、各マイクロレンズ30の集光点は
センサー7の受光面の受前となるが、各マイクロレンズ
30からの主光線はセンサー7の受光面上のほぼ同一点
に集まる。即ち、センサー7上には、個々のマイクロレ
ンズ30のデフォーカスした光が同一点に集まるため、
十分広がった一つのスポット径ωAが形成される。その
結果、センサー7からの信号もセンサー上での集光位置
によらず安定する。
【0026】尚、スポット径ωAの中にセンサーの画素
が9〜10ケ入る様にデフォーカス量αを選べば不感帯
による影響をかなり低減することができる。
【0027】また、本発明においては、屈折率分布型マ
イクロレンズを複数列配置したようなレンズアレイの場
合でも同様の効果がある。さらに、レンズアレイに屈折
率分布型マイクロレンズを用いる場合について記述した
が、図5に示すような4つの均質レンズ要素より成る正
立等倍レンズ40を複数個配置したようなレンズアレイ
を用いてもいい。
【0028】図5に本発明の他の実施例を示す。本実施
例におけるレンズアレイ6と一次元イメージセンサー7
の構成、配置は前記実施例と同じである。前記の実施例
ではレチクル1にレーザービームを照射する際に平行光
束にしているが、本実施例のように光走査手段25を用
い集光光束30で被検査面であるブランク面1α上を直
線的に走査する場合でも前記実施例に同様の効果があ
る。26はτ−θレンズ等を備える走査レンズ、27は
ガルバノミラー、ポリゴンミラー光偏向手段、28はビ
ームエキスパンダー、29はレーザー光源である。
【0029】以上説明した異物検査装置は、IC、LS
I等の半導体デバイス、CCD、液晶パネル、磁気ヘッ
ド等の各種デバイスを製造するための露光装置に組み込
まれて使用されたり、単独で使用される。
【0030】次に上記露光装置を利用したデバイスの製
造方式の実施例を説明する。図7は半導体デバイス(I
SやLSI等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやC
CD等の製造のフローを示す。ステップ1(回路設計)
では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2
(マスク制作)では設計した回路パターンを形成したマ
スクを制作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)では
シリコン等の材料を用いてウエアを製造する。ステップ
4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意した
マスクとウエアを用いて、リソグラフィ技術によってウ
エア上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み
立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製され
たウエアを用いて半導体チップ化する工程であり、アッ
センブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケー
ジング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6
(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの
動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こう
した工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
(ステップ7)される。
【0031】図8は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ11(酸化)ではウエアの表面を酸化
させる。ステップ12(CVD)ではウエア表面に絶縁
膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエア上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン
打込み)ではウエアにイオンを打ち込む。ステップ15
(レシスト処理)ではウエアに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では上記露光装置によって本発明の異
物検査装置で検査後のマスクの回路パターンをウエアに
焼付露光する。ステップ17(現像)では露光したウエ
アを現像する。ステップ18(エッチング)では現像し
たレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レ
ジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジ
ストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこ
とによって、ウエア上に多重に回路パターンが形成され
る。
【0032】本実施例の製造方法を用いれば、高集積度
の半導体デバイスを製造することができる。
【0033】
【発明の効果】以上、本発明によれば、簡易且つ安価な
構成にて、異物等の対象を見落とすことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図2】一個の屈折率分布型マイクロレンズの結像特性
を示す説明図である。
【図3】異なる結像状態における一次元イメージセンサ
ーの受面上での集光状態と一次元イメージセンサーから
得られる信号の出力を示す説明図である。
【図4】一次元イメージセンサーの不感帯を示す説明図
である。
【図5】正立等倍レンズを用いたレンズアレイの他の例
を示す図である。
【図6】本発明の他の実施例を示す図である。
【図7】半導体デバイスの製造フローを示す図である。
【図8】図7のウェハプロセスを示す図である。
【符号の説明】
1 レチクル 2 ペリクル 3 半導体レーザー 4 コリメーターレンズ 5 レーザービーム 6 レンズアレイ 7 一次元イメージセンサー 9 ビーム照明領域 10 異物

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正立像を形成するレンズアレイにより形
    成した物体の像を画素毎に不感帯を有するセンサーアレ
    イで読取る装置において、前記レンズアレイが正立等倍
    像を形成する時の2つの共役点(物点、像点)から互い
    にほぼ同じだけ離れた場所に前記物体と前記センサーア
    レイが位置するよう前記レンズアレイと前記センサーア
    レイを設けることを特徴とする像読取り装置。
  2. 【請求項2】 正立像を形成するレンズアレイにより形
    成した被検面の像を画素毎に不感帯を有するセンサーア
    レイに投影し、該センサーアレイの出力を用いて前期被
    検面上の表面状態を検査する装置において、前記レンズ
    アレイが正立等倍像を形成する時の2つの共役点(物
    点、像点)から互いにほぼ同じだけ離れた場所に前記被
    検面と前記センサーアレイが位置するよう前記レンズア
    レイと前記センサーアレイを設けることを特徴とする表
    面状態検査装置。
  3. 【請求項3】 前記レンズアレイが屈折率分布型マイク
    ロレンズアレイより成ることを特徴とする請求項2の表
    面状態検査装置。
  4. 【請求項4】 前記被検面を前記被検面にほぼ平行な方
    向から平行光で照明する手段を有することを特徴とする
    請求項2の表面状態検査装置。
  5. 【請求項5】 前記被検面上に光束を集光せしめ、前記
    被検面上で前記光束を動かす走査手段を有することを特
    徴とする請求項2の表面状態検査装置。
  6. 【請求項6】 前記センサーアレイは一次元のセンサー
    アレイより成り、前記レンズアレイとセンサーアレイを
    前記センサーアレイの長手方向と直交する方向へ移動さ
    せる手段を有することを特徴とする請求項2の表面状態
    検査装置。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至請求項6の装置を用いてレ
    チクル上の異物を検出することを特徴とする露光装置。
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