CN110941138A - 异物检查装置、曝光装置以及物品制造方法 - Google Patents

异物检查装置、曝光装置以及物品制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种相对于检查对象物的平坦度的下降而言稳定的异物检查装置、曝光装置以及物品制造方法。检查物体的被检查面上的异物的异物检查装置具有：投光部，向所述被检查面投射检查光；以及受光部，接受由于通过所述投光部投射所述检查光而产生的来自所述异物的散射光，所述异物检查装置以所述投光部的光轴与所述受光部的光轴相交的点位于从所述被检查面可取的高度范围偏移的位置的方式配置了所述投光部和所述受光部。

Description

异物检查装置、曝光装置以及物品制造方法
技术领域
本发明涉及异物检查装置、曝光装置以及物品制造方法。
背景技术
近年来，担心由于用于曝光装置的掩模的大型化导致掩模因自重而挠曲从而像性能恶化。于是已知一种曝光装置，通过平面玻璃将掩模的上侧封闭来构成密闭室，检测掩模下表面的挠曲，基于其检测结果调整密闭室的压力从而修正掩模的挠曲。
另外，已知一种检查物体的被检查面上的异物的异物检查装置(例如专利文献1)。在关于具有上述那样的结构的曝光装置进行异物检查的情况下，不仅掩模，上述平面玻璃也可以成为检查的对象。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-032252号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是该平面玻璃一般形成得比掩模薄，这样的话预计平面玻璃的挠曲量比掩模的挠曲量大。这样的检查对象物的大的挠曲会对异物的有无的判定的精度产生影响。
本发明的目的在于提供一种例如相对于检查对象物的平坦度的下降而言稳定的异物检查装置。
根据本发明的第一方面，提供一种异物检查装置，检查物体的被检查面上的异物，所述异物检查装置的特征在于，具有：投光部，向所述被检查面投射检查光；以及受光部，接受由于通过所述投光部投射所述检查光而产生的来自所述异物的散射光，所述异物检查装置以所述投光部的光轴与所述受光部的光轴相交的点位于从所述被检查面可取的高度范围偏移的位置的方式配置了所述投光部和所述受光部。
根据本发明的第二方面，提供一种曝光装置，将掩模的图案投影于基板上而将所述基板曝光，所述曝光装置的特征在于，包括上述第一方面的异物检查装置，所述异物检查装置检查配置于所述曝光装置内的光透射性的板状部件的表面所附着的异物。
根据本发明的第三方面，提供一种物品制造方法，其特征在于，包括：使用上述第二方面的曝光装置将基板曝光的工序；以及将通过所述工序曝光的所述基板显影的工序，所述物品制造方法从显影的所述基板制造物品。
根据本发明，例如能够提供一种相对于检查对象物的平坦度的下降而言稳定的异物检查装置。
附图说明
图1为示出实施方式的曝光装置的结构示例的图。
图2为示出设置于曝光装置内的异物检查装置的结构示例的图。
图3为示出设置于曝光装置的外部的异物检查装置的结构示例的图。
图4为示出图3的异物检查装置的动作示例的图。
图5为说明在没有被检查面的挠曲的情况下的异物检查的示例的图。
图6为说明在没有被检查面的挠曲的情况下的针对异物的信号强度的偏差的图。
图7为说明在被检查面存在挠曲的情况下照明区域偏移的现象的图。
图8为说明在存在被检查面的挠曲的情况下的针对异物的信号强度的偏差的图。
图9为说明实施方式的投光部和受光部的配置的示例的图。
图10为说明图10的投光部和受光部的配置的、针对异物的信号强度的偏差的图。
图11为说明调整投光部与受光部的相对位置的示例的图。
图12为说明调整投光部与受光部的相对位置的示例的图。
图13为说明调整平行平板玻璃的示例的图。
图14为示出遮光部件的配置示例的图。
图15为示出遮光部件的配置示例的图。
图16为示出遮光部件的配置示例的图。
图17为示出遮光部件的配置示例的图。
(附图标记说明)
3：平面玻璃；5：掩模；25：投光部；26：受光部；27：防护膜；50：异物检查装置。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，以下的实施方式不过是示出了本发明的实施的具体例，本发明不限于以下的实施方式。另外，在以下的实施方式中所说明的特征的组合的全部并非都是为了解决本发明的课题所必需的。
[曝光装置]
图1示出实施方式的曝光装置的结构。曝光装置为将掩模的图案投影于基板上而将基板曝光的装置。掩模5以图案面向下而被掩模保持件6通过真空吸附保持。在掩模5的上方设置射出曝光光的光源1，在光源1与掩模5之间设置照明光学系统2。在掩模5的透射出了曝光光的一侧隔着投影光学系统11配置有作为曝光的对象的基板12。从光源1射出的曝光光被照明光学系统2照射于掩模5。形成于掩模5的图案的像利用曝光光经过投影光学系统11而投影于基板12上。在掩模保持件6的下侧设置检测掩模5的挠曲的检测系统21。
检测系统21具备斜入射型的聚焦传感器的结构、功能。从发光二极管等光源10经由投影透镜(未图示)相对于掩模5的图案面从斜方向投射检测光。其反射光经由受光透镜(未图示)被光电二极管等探测器9检测，从而检测掩模5的挠曲。
探测器9的检测信号输出侧连接于运算部8。在运算部8的输出侧连接有气压控制部7，该气压控制部7经由管4连接于修正掩模5的挠曲的气密室13。气密室13成为下表面侧被掩模5封闭、上表面侧被平面玻璃3(玻璃板)封闭的密闭箱状。平面玻璃3在掩模5之上与掩模5分离地配置，被用于规定作为用于修正掩模5的挠曲的空间的气密室13。平面玻璃3由于为平面板因此对曝光光不产生影响。被平面玻璃3和掩模5隔出的空间被作为气密室13，通过气压控制部7控制该气密室内的压力从而控制掩模5的挠曲。气压控制部7基于从运算部8输入的气压控制量控制气密室13的气压。如此，由检测系统21检测掩模5的挠曲，由运算部8进行挠曲量和修正该挠曲量的气压控制量的计算，由气压控制部7控制气密室13的气压。因此，由于掩模5的自重而产生的挠曲所导致的图案的横偏移、像面的弯曲、掩模5的热变形所导致的失真、像面弯曲等被减轻，能够良好地进行掩模5的图案的投影。
[异物检查装置]
在平面玻璃3的上下表面(尤其是上表面)、掩模5的上表面(非图案面)、保护掩模5的图案的防护膜27附着有异物时，曝光时的像性能可能会下降。因此，使用异物检查装置从这些部位检测异物，在检测出异物的情况下需要去除该异物。
在本实施方式中，异物检查装置可以设置于曝光装置内，也可以设置为曝光装置的外部装置。例如，如图2所示，能够利用曝光装置内的异物检查装置50来进行平面玻璃3的异物检查。异物检查装置50检查配置于曝光装置内的光透射性的板状部件的表面所附着的异物。光透射性的板状部件例如为平面玻璃3。在掩模5和平面玻璃3被如图2那样配置于曝光用的掩模载置台14上的状态下实施平面玻璃3上的异物检查。
异物检查装置50包括：投光部25，向物体的被检查面投射检查光(照明光)；以及受光部26，接受由于通过投光部投射检查光而产生的来自异物的散射光。投光部25可以包括：光源16，为发光二极管(LED)等；照明透镜17，从光源16出射的出射光通过；以及平行平板玻璃24，为变更经过照明透镜17到达被检查面的出射光的光路的光路变更部件。光源16例如可以为发出与曝光装置的光源1(图1)的光相同波长的光的LED。近年来，掩模的大型化不断发展，为了应对这种情况，光源16也可以为在异物检查中也在与检查驱动方向(图2中的Y方向)正交的方向(X方向)上配置了多列LED的线LED。另外，投光部25可以包括作为调整投光部25在Y方向上的位置的机构的调整部51。
受光部26可以包括受光透镜18和将经过了受光透镜18的光转换为电信号的传感器部19。在线LED被用作投光部25的光源16的情况下，受光透镜18可以为与之相应地在X方向上延伸的阵列透镜。另外，受光部26可以包括作为调整受光部26在Y方向上的位置的机构的调整部52。
投光部25向作为物体的被检查面的平面玻璃3上从斜方向投射检查光。受光部26接受由于投射检查光而产生的来自异物的散射光。在实施方式中，来自光源16的检查光的入射角度相对于被检查面的法线倾斜地设定。另外，受光部26的光轴(被检查面→受光透镜18→传感器部19)相对于被检查面的法线倾斜地设定。
如此异物检查装置50被配置于平面玻璃3的上侧，检查平面玻璃3的上表面的异物。如上所述，由于为由掩模5和平面玻璃3构成的密闭空间，在平面玻璃3的下表面附着异物的概率低，因此可以将平面玻璃3的下表面从检查对象中排除。异物检查装置50为了在平面玻璃3的作为检查的对象的全部区域实施异物检查，能够一边使掩模载置台14在Y方向上驱动一边进行检查。
图3为示出设置于曝光装置的外部的异物检查装置501的结构示例的图。在图3的示例中，掩模5被掩模保持件28(检查载置台)保持，掩模5之上的平面玻璃3被作为被检查面。第一检查部70具有与图2的异物检查装置50同样的结构。另外，第一检查部70可以包括作为调整第一检查部70在Z方向上的位置的机构的调整部53。在不是将平面玻璃3而是将掩模5的表面作为被检查面的情况下，能够通过使平面玻璃3(以及形成密闭空间的其他部件)从掩模5之上退避，利用调整部53调整第一检查部70的Z方向的位置，来进行检查。
另外，异物检查装置501具有第二检查部80，该第二检查部80用于针对作为光透射性的板状部件的防护膜27进行异物检查。第二检查部80包括投光部56和受光部57。投光部56以及受光部57分别可以为与图2所示的异物检查装置50的投光部25以及受光部26同样的结构。此外，投光部56包括作为调整投光部56在Y方向上的位置的机构的调整部58，受光部57包括作为调整受光部57在Y方向上的位置的机构的调整部59。另外，第二检查部80可以包括作为调整第二检查部80在Z方向上的位置的机构的调整部60。控制部C控制设置于第一检查部70以及第二检查部80的各个调整部。另外，控制部C具有例如包含CPU以及存储器的处理器，也作为处理受光部26、受光部57的受光结果来进行异物的有无的判定的处理部发挥功能(此外，在图2中也具有这样的控制部，但是在图2中省略了这些的图示。)。
根据这样的设置于曝光装置的外部的异物检查装置501，针对平面玻璃3、掩模5的上表面(非图案面)、防护膜27中的任意部件也能够进行异物检查。在图4中，左上的图示出了第一检查部70针对掩模5的上表面实施异物检查的情形。右上的图示出了第一检查部70针对平面玻璃3的上表面实施异物检查的情形。如此，控制部C控制第一检查部70的调整部53，将第一检查部70在Z方向上的位置调整以ΔZ示出的量，以使得能够正确地探测来自异物的散射光。另外，掩模保持件28构成为利用未图示的驱动机构而能够在Y方向上移动。因此，异物检查装置501为了在作为检查的对象的全部区域中实施异物检查，能够一边使掩模保持件28在Y方向上驱动一边进行检查。
[关于投光部和受光部的配置]
以下，对图2或者图3的投光部25与受光部26的关系进行说明。关于图3的投光部56与受光部57的关系也能够进行同样的讨论。
如上所述，在实施方式中，来自光源16的检查光的入射角度相对于被检查面的法线倾斜地设定。另外，受光部26的光轴(被检查面→受光透镜18→传感器部19)相对于被检查面的法线倾斜地设定。关于投光部25和受光部的配置，遵循如下等的检查规格而决定：(1)来自被检查面的检查光的镜面反射光不入射于传感器部19；(2)闪光等杂散光不入射于传感器部19；(3)满足异物的检测精度。
但是LED的发光光没有指向性而是具有配光角度分布。因此，即使假如在LED发光面～被检查面之间恰当地配置准直透镜，在被检查面上照明区域也扩展，在该区域内产生强度分布(与配置了多列LED发光元件的方向正交的方向的强度分布)。例如，如图5所示，从光源向被检查面斜入射的检查光的强度分布I具有在入射光轴上变得最大而在离轴方向变小的倾向。
这意味着由于被检查面的形状不同，被检查面上的受光部的光轴与具有强度分布的照明区域的相对位置关系在检查区域内变化，结果是相同大小的异物的检查结果产生偏差。以下提出抑制这样的检查结果的偏差的结构。
通常，与掩模相比平面玻璃3的厚度小。理由是为了哪怕稍微抑制与重量相关的效用、成本。另外，是由于由厚度变小引起的挠曲的增加对曝光性能带来的不利影响与掩模相比要小。在图4的左下示出了掩模5的挠曲的示例，在右下示出了平面玻璃3的挠曲的示例。挠曲以虚线示出。如此，掩模的挠曲比平面玻璃3的挠曲小，因此在检查对象的物体为掩模的情况下，不易受到检查光的强度变化的影响。在图5的示例中，在Y方向上的位置A、B、C处，被检查面的高度(Z方向上的位置)几乎相同。在这种情况下，在Y方向上的位置A、B、C处，受光部26的光轴分别在被检查面上的光强度分布的顶峰位置附近，如图6的(A)所示，在位置A、B、C之间光强度变化小。因此，如图6的(B)所示，针对相同大小的异物接受的光信号强度的偏差小。因而，在被检查面上以投光部的光轴与受光部的光轴相交的方式配置投光部和受光部即可，在这种情况下，检查光的强度、来自异物的光也变大而能够将传感器上的信号输出维持为高。
与之相对，在平面玻璃3的情况下，由于挠曲比较大，因此容易受到检查光的强度变化的影响。如图7所示，在位置A处，当以位置B为基准而被检查面的高度(Z方向上的位置)变化了Z1时，照明区域与被检查面平行地偏移了a。同样地，在位置C处，当以位置B为基准而被检查面的高度(Z方向上的位置)变化了Z2时，照明区域与被检查面平行地偏移了b。
在检查对象为平面玻璃3的情况下，当在被检查面上以投光部的光轴与受光部的光轴相交的方式调整配置时，针对相同大小的异物的信号强度的偏差变大。这是因为由于投光部的光轴附近的强度变化大，因此对于被检查面的高度变化敏感。由于照明区域与被检查面上的挠曲(Z1、Z2)相对应地在与被检查面平行的方向(a、b)上发生偏移，如图8的(A)所示，在Y方向上的位置A、B、C之间被检查面上的受光部的光轴上的照明强度敏感地变化。因此，如图8的(B)所示，针对相同大小的异物的信号强度的偏差变大。
于是，在实施方式中，以投光部25的光轴与受光部26的光轴相交的点位于从被检查面可取的高度范围偏移的位置的方式配置投光部25和受光部26。例如，如图9所示，以使受光部26的光轴位于在被检查面上的从投光部25的光轴偏移了的区域中的在与被检查面平行的方向(Y方向)上光强度的变化平缓的区域的方式，配置投光部25和受光部26。于是，如图10的(A)所示，即使照明区域与被检查面上的挠曲(Z1、Z2)相对应地在与被检查面平行的方向(a、b)上发生偏移，在Y方向上的位置A、B、C之间被检查面上的受光部的光轴上的光强度也迟钝地(缓慢地)变化。因此，如图10的(B)所示，针对相同大小的异物的信号强度的偏差也小。此时，照明光的强度、来自异物的光也变小，传感器上的信号输出变低，但是只要确保不影响异物的有无的判别的信号强度即可。在调整受光部相对于照明区域的相对位置时产生的、通过传感器部检测出的来自异物的光量的变化能够调整光源的输出。
此外，在掩模5的情况下，当以受光部的光轴来到平面玻璃3时那样的照明区域中的方式进行调整时，掩模下表面的图案在被照明时产生的衍射光可能会被受光部误探测。对此的对策后述。
投光部25与受光部26的相对位置的调整能够使用投光部25的调整部51或受光部26的调整部52、或者这两者来进行。图11示出了使用投光部25的调整部51在检查驱动方向(Y方向)上调整投光部25的示例。控制部C能够以投光部25的光轴与受光部26的光轴相交的点位于从被检查面可取的高度范围偏移的位置的方式控制调整部51。图12示出了使用受光部26的调整部52在检查驱动方向(Y方向)上调整受光部26的示例。控制部C能够以投光部25的光轴与受光部26的光轴相交的点位于从被检查面可取的高度范围偏移的位置的方式控制调整部52。图13示出了使用投光部25的平行平板玻璃24调整投光部25的光轴的位置的示例。在此，如图13所示，投光部25包括调整部24a，该调整部24a通过调整作为光路变更部件的平行平板玻璃24的旋转角度来调整到达被检查面的出射光的光路的变更量。控制部C能够以投光部25的光轴与受光部26的光轴相交的点位于从被检查面可取的高度范围偏移的位置的方式控制调整部24a。
在实施方式中，控制部C根据被检查面的平坦度(包括挠曲、凹凸形状)控制这些调整部。例如也可以事前记录下根据检查对象的物体的物理特性值计算的被检查面的平坦度、被检查面上的光强度分布和需要的调整量的关系，基于该关系来决定调整量。在此，被检查面的平坦度为示出被检查面可取的高度范围的值即可。另外，也可以在异物检查前，基于预先计算或实际测量到的被检查面的平坦度和针对样本异物检测的信号强度的变化，决定调整量。如此，控制部C能够基于被检查面的平坦度与基于调整部的调整量之间的预先得到的关系，决定调整量。
进行上述那样的调整以使得在被检查面上的检查区域内，在被检查面可取的高度范围(包括挠曲、形状)中，在该检查区域内的相同大小的异物的输出变化达到异物检查的检测再现性水平。即，控制部C以即使在被检查面存在依照预计的平坦度的变形也能够确保异物有无的判定的预定的精度的方式决定基于调整部的调整量。
接下来，对来自掩模图案的衍射光的误检测的对策进行说明。
在曝光装置用的掩模形成有应被曝光的处理图案。因此，在异物检查装置的检查对象的物体为掩模的情况下，由投光部投射检查光从而在掩模的图案部产生衍射光。这样的衍射光可能会对异物的有无的判别产生不利影响。由于图案的种类是任意的，因此为了防止在受光部发生误探测，需要隔断向图案入射的检查光。
于是在实施方式中，如图14所示，在被检查面附近配置遮挡检查光的一部分的遮光部件35。在利用第一检查部70检查掩模5的上表面时，如图15所示，检查光入射于掩模5的上表面，经过折射而入射到图案部P，源于此的衍射光可以入射到受光部26。因而在实施方式中，以检查光不到达(入射)图案的位置的方式配置遮光部件35。
在利用第二检查部80检查防护膜27时，如图16所示，检查光入射于防护膜面，经过折射，入射到图案部P，源于此的衍射光可以入射到受光部56。因而在实施方式中，以检查光不到达(入射)图案的位置的方式配置遮光部件35。
另外，在利用第一检查部70检查平面玻璃3的上表面时，如图17所示，检查光入射于平面玻璃3的上表面，经过折射而出射，并入射于掩模5的上表面，经过折射而入射到图案部P。因此，来自图案部P的衍射光可以入射到受光部26。因而，在实施方式中，以检查光不到达(入射)图案的位置的方式配置遮光部件35。
在以上的图15～图17的示例中，异物检查装置具有调整遮光部件35的位置的遮光调整部35a。控制部C能够以检查光不到达图案部P的位置的方式控制遮光调整部35a。此时，即使产生了被检查面的变化(平坦度、姿态、形状、挠曲、厚度)，控制部C也以或是遮挡向着被检查面上的异物的检查光，或是反而使检查光无法到达图案部的方式控制遮光调整部35a。另外，控制部C与调整部调整了投光部与受光部的相对位置相应地实施基于遮光调整部35a的调整。据此，每当投光部与受光部的相对位置被调整时，遮光部件35都被配置于恰当的位置。
<物品制造方法的实施方式>
本发明的实施方式的物品制造方法适用于制造例如半导体器件等微型器件、具有微细构造的元件、平板显示器等物品。本实施方式的物品制造方法包括对涂敷于基板的感光剂使用上述曝光装置而形成潜像图案的工序(将基板曝光的工序)和将通过该工序形成了潜像图案的基板显影的工序。此外，该制造方法包括其他的公知的工序(氧化、成膜、蒸镀、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂剥离、切割、键合、封装等)。与以往的方法相比，本实施方式的物品制造方法在物品的性能、质量、生产率、生产成本中的至少一个方面是有利的。

Claims (12)

1.一种异物检查装置，检查物体的被检查面上的异物，所述异物检查装置的特征在于，具有：
投光部，向所述被检查面投射检查光；以及
受光部，接受由于通过所述投光部投射所述检查光而产生的来自所述异物的散射光，
所述异物检查装置以所述投光部的光轴与所述受光部的光轴相交的点位于从所述被检查面可取的高度范围偏移的位置的方式配置了所述投光部和所述受光部。
2.根据权利要求1所述的异物检查装置，其特征在于，具有：
调整部，调整所述投光部与所述受光部的相对位置；以及
控制部，以所述投光部的光轴与所述受光部的光轴相交的点位于从所述高度范围偏移的位置的方式控制所述调整部。
3.根据权利要求1所述的异物检查装置，其特征在于，
所述投光部包括：光源；透镜，从所述光源出射的出射光通过；以及光路变更部件，变更经由所述透镜到达所述被检查面的所述出射光的光路，
所述异物检查装置具有：
调整部，通过调整所述光路变更部件的旋转角度来调整所述光路的变更量；以及
控制部，以所述投光部的光轴与所述受光部的光轴相交的点位于从所述高度范围偏移的位置的方式控制所述调整部。
4.根据权利要求2或者3所述的异物检查装置，其特征在于，
所述控制部根据所述被检查面的平坦度控制所述调整部。
5.根据权利要求4所述的异物检查装置，其特征在于，
还具有处理部，该处理部处理所述受光部的受光结果而进行所述异物的有无的判定，
所述控制部以即使在所述被检查面存在依照所述平坦度的变形也能够确保所述判定的预定的精度的方式决定基于所述调整部的调整量。
6.根据权利要求5所述的异物检查装置，其特征在于，
所述控制部基于所述被检查面的平坦度与基于所述调整部的调整量之间的预先得到的关系，决定所述调整量。
7.根据权利要求2所述的异物检查装置，其特征在于，
所述物体为形成有图案的曝光装置用的掩模，
所述异物检查装置还具有：
遮光部件，遮挡所述检查光的一部分；以及
遮光调整部，调整所述遮光部件的位置，
所述控制部还以所述检查光不到达所述图案的位置的方式控制所述遮光调整部。
8.根据权利要求7所述的异物检查装置，其特征在于，
所述控制部与对所述调整部进行的控制相应地控制所述遮光调整部。
9.一种曝光装置，将掩模的图案投影于基板上而将所述基板曝光，该曝光装置的特征在于，
包括权利要求1所述的异物检查装置，该异物检查装置检查配置于所述曝光装置内的光透射性的板状部件的表面所附着的异物。
10.根据权利要求9所述的曝光装置，其特征在于，
所述板状部件包括玻璃板，所述玻璃板在所述掩模之上与所述掩模分离地配置，用于修正所述掩模的挠曲。
11.根据权利要求9所述的曝光装置，其特征在于，
所述板状部件包括防护膜，所述防护膜保护所述掩模的所述图案。
12.一种物品制造方法，其特征在于，包括：
使用权利要求9至11中的任意一项所述的曝光装置将基板曝光的工序；以及
将通过所述工序曝光的所述基板显影的工序，
所述物品制造方法从显影的所述基板制造物品。
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