JP2002057097A - 露光装置、及びマイクロデバイス並びにその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光装置、及びマイクロデバイス並びにその
製造方法において、マスク等に付着したパーティクルの
検出及び良否判定を高精度に行うこと。 【解決手段】 マスクＲのパターン面と、パターン面と
光学的にほぼ共役な位置に配置された第１部材１５との
少なくとも一方を通過した光束を投影光学系ＰＬを介し
て受光する受光装置２０、２２と、受光装置の検出結果
に基づいて、パターン面と第１部材との少なくとも一方
に異物が付着しているかどうかを検出する第１検出装置
Ｍ、Ｃを備えているので、実際に投影光学系を介して得
られる投影像からパターン面又は第１部材に付着してい
る異物の検出を行うことができ、高精度に異物の有無及
び大きさ等の判定を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体集
積回路、液晶ディスプレイ等の微細回路パターン等の製
造工程における露光装置、及びマイクロデバイス並びに
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路及び液晶表示装置等の生
産ラインでは、その微細性により原画であるレチクル及
びマスクへ付着するパーティクルが転写パターン像に影
響を及ぼすため大きな問題となる。例えば、レチクルの
パターン面（下面）にパーティクルが付着した場合、こ
のパーティクルの像がガラスプレートやウエハ等のワー
クに転写されてしまうことになる。

【０００３】もし仮に電気的に分離されるべき２つの回
路パターンの双方に接触するような位置に、充分な大き
さを持ったパーティクルが付着した場合、２つの回路パ
ターンは電気的にショートの状態となり、これによって
デバイスの不良が発生する場合がある。この状態は、同
じレチクルを使用し続けた場合、露光処理を行うワーク
の全てにこのパーティクル像が転写されることになり、
甚大な被害が発生する。

【０００４】また、付着する面が仮にワーク上面とは光
学的に共役でないレチクル上面であった場合に関して
は、レチクル上下面の光路分だけ像がデフォーカスされ
た状態、すなわちボケた状態のパーティクル像がデフォ
ーカス分不明瞭となり、不良品製造の面では多少許容さ
れ得る状態であると言える。反面、パーティクルが付着
したエリア付近と他のエリアとを比較した場合、前者が
パーティクルのいわば陰のため露光光量の不足が発生す
ることになり、露光光量の違いによる線幅変化という別
の障害が発生し得る。すなわち、レチクル下面上のパー
ティクル同様に重大な問題の要因となる可能性がある。

【０００５】そのため、一般にレチクルを、露光装置と
は別に設けたパーティクル検査装置によって検査した
り、露光装置のレチクル搬送部分等に設けたパーティク
ル検査装置によって検査したりしている。これらのパー
ティクル検査の方法は、例えばレーザ光をレチクル面に
照射すると共にスキャンを行い、その光の散乱光を観測
する方法等が知られている。この方法では、パーティク
ルがない場合には散乱光がほとんど発生せず、パーティ
クルが存在する場合にはパーティクルの大きさに応じた
強度の散乱光を観測することが可能である。

【０００６】この既知のパーティクル検査装置の一例
を、図１０及び図１１を参照して以下に簡単に説明す
る。図１０において、符号１はレーザ光源、２はレーザ
光源からのレーザ光をレチクルＲ上へ棒状に投射させる
反射板、３は散乱光の集光光学系、４は集光光学系によ
って散乱光を検出するラインセンサ、５はレチクルＲを
Ｙ方向へ微動可能なレチクルの保持装置である。

【０００７】この検査装置では、パーティクルがレチク
ルＲ上に付着している場合、散乱光が発生し、その一部
が集光光学系３で集光されてラインセンサ４に入射さ
れ、電気信号に変換される。一般にパーティクルの大き
さと前記電気信号における電圧は相関があり、大きなパ
ーティクルの方が大きな出力を得ることができる。な
お、レチクルＲ上面でのパーティクル検査を説明した
が、裏面にあたるレチクル下面に対して同様の検出系が
配置されており、下面のパーティクル検出が可能になっ
ている。

【０００８】また、レチクルＲの上下面又は片面のみに
ペリクル膜という薄いフィルムをパーティクル付着防御
として各面から離してセットする場合があるが、パーテ
ィクルがペリクル自体に付着することがあり、同様の検
査が必要となる場合がある。この際にも同様の検査装置
を使用し、ペリクル面のパーティクルを観測することが
可能である。なお、この例では、Ｘ方向はレーザ光の投
射により、またＹ方向は保持装置５の微動により、レチ
クルＲ上のすべての位置の計測が可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記パーティクル検査
装置では、パーティクルにレーザ光を当てると任意方向
へ散乱が起きることを利用しているが、散乱強度はパー
ティクルの大きさ、形状及び位置に大きく影響される。
これらパーティクルの持つ特性のうち、パーティクルの
大きさは生産する製品に及ぼす影響が比較的大きい重要
なファクターである。一般には、図１１に示すように、
パーティクルの大きさと検査装置の出力とは相関があ
り、大きなパーティクルほど出力が大きいと言える。し
かしながら、他のファクターの影響も無視できないた
め、大きさと出力とが回帰線上へ乗らずにある程度の幅
を持った分布となる。

【００１０】例えば、検査装置の出力がＩ₀ であった
場合に、図１１のような大きさと出力との関係があると
すれば、パーティクルの大きさは小さければｔ_min、 大
きければｔ_max 程度となり、幅のある判定をせざるを得
ないことになる。すなわち、ある一定の結果に対し、予
測されるパーティクルサイズに幅が生じる。実際にこの
ような検査装置を使用するならば、最悪のケースを想定
した判定をする他なく、図１１の場合では出力がＩ₀ で
あればｔ_max程度のサイズのパーティクルがあるとみな
すことが安全である。

【００１１】ところが、当然のことながら、このような
判定では、実際にサイズが小さく問題にならないパーテ
ィクルを計測した場合であっても、問題となるレベルの
サイズと判定される場合があることを意味している。こ
のため、実際に露光を行っても問題のないパーティクル
が検査結果でＮＧ判定を受けるため、操作者はレチクル
の洗浄やエアブロー等の方法でそのパーティクルを除去
するという実は不要な作業を行うことがあった。このよ
うに、従来は実際に付着したパーティクルが問題となる
のか否かの判断をするには、実際に露光をしてそれを観
察する以外に方法が無かった。

【００１２】ところで、図１２に示すように、レチクル
Ｒに形成されているパターンの像を投影光学系ＰＬを介
してワークＷに転写し、ワークＷを順次ステップ移動さ
せて複数のパターンをワーク上でつなぎ合わせる（画面
継ぎをする）ことにより大画面の合成パターンを形成す
るステップ・アンド・リピート型の露光装置がある。こ
の露光装置は、ガラス基板に光量分布を生じさせる遮蔽
パターンを設けた２つのガラスブラインドＢｇ、Ｂｇを
所定量組み合わせることによって構成される視野絞りＢ
を備えている。視野絞りＢは、２つのガラスブランドＢ
ｇ、Ｂｇのそれぞれの光透過部（ガラス部）を組み合わ
せることによって形成される露光光ＩＬの通過する透過
部の大きさを調整することにより、レチクルＲに対する
露光光ＩＬの照明範囲を調整するようになっている。そ
して、このガラスブラインドＢｇ、Ｂｇのガラス部にも
パーティクルが付着してワークＷに転写されてしまう場
合がある。

【００１３】従来において、ガラスブラインドＢｇ、Ｂ
ｇに付着しているパーティクルを検出する際には、図１
２に示すような、照明光学系ＬＯの光路上に設けられた
検出ユニット４１が用いられる。この検出ユニット４１
は、ハロゲン光源などの異物検出用光源４２からランダ
ムファイバ４３を介してガラスブラインドＢｇ、Ｂｇに
照射された検出光を検出することでガラスブラインドＢ
ｇに付着しているパーティクルを検出するものである。
具体的には、ガラスブラインドＢｇにパーティクルが付
着している場合、検出光が照射されることによってパー
ティクルから散乱光が発生する。この発生した散乱光は
検出ユニット４１の受光装置４４に検出され、検出ユニ
ット４１は受光装置４４の検出結果によってパーティク
ルの存在を検出する。なお、パーティクル検出処理を行
っている際には、露光光光源１１からの露光光ＩＬはガ
ラスブラインドＢｇ、Ｂｇに照射されないように遮光さ
れており、一方、パーティクル検出処理を行わずに露光
処理など他の処理を行っている際には、検出ユニット４
１は露光光ＩＬの光路上から退避される。

【００１４】しかしながら、このような構成では、２枚
あるガラスブラインドＢｇ、Ｂｇの双方のパーティクル
検出を同時に行うことになるので、パーティクルを検出
した際、どちらガラスブラインドＢｇにパーティクルが
付着しているのかが分からず、双方のガラスブラインド
Ｂｇ、Ｂｇに対してパーティクルを除去するための処理
を行うといった、実は無駄な作業を行ってしまうことに
なる。

【００１５】また、図１２に示すように、ガラスブライ
ンドＢｇ、Ｂｇのそれぞれは露光光ＩＬの光路に沿う方
向にズレて配置されているため、パーティクルを検出す
る際、どちらか一方のガラスブランドＢｇに対して検出
感度を合わせると、他方のガラスブラインドＢｇに対す
る検出感度が低下し、双方のガラスブラインドＢｇ、Ｂ
ｇのパーティクル検出を精度良く行うことが困難であっ
た。また、散乱光の検出によりパーティクルの有無判断
を行うパーティクル検査装置においては、例えば薄膜状
のパーティクルからの散乱光が非常に微弱であり、薄膜
状のパーティクルを検出できなかった。

【００１６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、付着したパーティクルの検出及び良否判定を高精
度に行うことができる露光装置、及びマイクロデバイス
並びにその製造方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、図１か
ら図９に対応づけて説明すると、本発明の露光装置で
は、マスク（Ｒ）のパターンを投影光学系（ＰＬ）を介
して基板（Ｗ）に転写する露光装置であって、前記マス
クのパターン面と、該パターン面と光学的にほぼ共役な
位置に配置された第１部材（１５）との少なくとも一方
を通過した光束を前記投影光学系を介して受光する受光
装置（２０、２２）と、前記受光装置の検出結果に基づ
いて、前記パターン面と前記第１部材との少なくとも一
方に異物が付着しているかどうかを検出する第１検出装
置（Ｍ、Ｃ）とを備えたことを特徴とする。

【００１８】この露光装置では、マスク（Ｒ）のパター
ン面と、パターン面と光学的にほぼ共役な位置に配置さ
れた第１部材（１５）との少なくとも一方を通過した光
束を投影光学系（ＰＬ）を介して受光する受光装置（２
０、２２）と、受光装置の検出結果に基づいて、パター
ン面と第１部材との少なくとも一方に異物が付着してい
るかどうかを検出する第１検出装置（Ｍ、Ｃ）とを備え
ているので、実際に投影光学系を介して得られる投影像
からパターン面又は第１部材に付着している異物の検出
を行うことができ、高精度に異物の有無及び大きさ等の
判定を行うことができる。

【００１９】本発明の露光装置では、マスク（Ｒ）のパ
ターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）に転写
する露光装置において、前記マスク（Ｒ）のパターン面
と、該パターン面と光学的にほぼ共役な位置に配置され
た第１部材（Ｂ、Ｂｇ）との少なくとも一方を通過した
光束を前記投影光学系（ＰＬ）を介して受光する受光装
置（２０、２２）と、前記受光装置（２０、２２）を前
記投影光学系（ＰＬ）の光軸方向に移動する移動装置
（２６）と、前記受光装置（２０、２２）の受光結果に
基づいて、前記パターン面と前記第１部材（Ｂ、Ｂｇ）
との少なくとも一方に異物が付着しているかどうかを検
出する第１検出装置（Ｍ、Ｃ）とを備えたことを特徴と
する。

【００２０】この露光装置では、実際に投影光学系（Ｐ
Ｌ）を介して得られる投影像からマスク（Ｒ）のパター
ン面又は第１部材（Ｂ、Ｂｇ）に付着している異物の検
出を行うことができる。しかも、マスク（Ｒ）のパター
ン面と完全に共役な位置に無い第１部材（Ｂ、Ｂｇ）に
対しても、受光装置（２０、２２）を投影光学系（Ｐ
Ｌ）の光軸方向に移動させることで、受光装置（２０、
２２）を第１部材（Ｂ、Ｂｇ）に対して共役な位置にす
ることができるので、高精度に異物の有無及び大きさ等
の判定を行うことができる。

【００２１】本発明のマイクロデバイスでは、マスク
（Ｒ）のパターンを基板（Ｗ）に転写する転写工程を経
て製造されるマイクロデバイスであって、上記本発明の
露光装置により前記転写工程が施されたことを特徴とす
る。また、本発明のマイクロデバイスの製造方法では、
マスク（Ｒ）のパターンを基板（Ｗ）に転写する転写工
程を経て製造されるマイクロデバイスの製造方法であっ
て、上記本発明の露光装置により前記転写工程を行うこ
とを特徴とする。

【００２２】これらのマイクロデバイス及びマイクロデ
バイスの製造方法では、マスク（Ｒ）のパターンを上記
露光装置により転写して製造するので、露光前の検査で
高精度にパーティクルの検出が可能になり、無用なパー
ティクル除去工程を削除して作業効率を向上させること
ができると共に、露光精度の向上により高精度にデバイ
スを製造することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る露光装置、及
びマイクロデバイス並びにその製造方法の第１実施形態
を、図１から図３を参照しながら説明する。

【００２４】図１は、本実施形態における露光装置の構
成を概略的に示す図であり、該露光装置は、例えばレチ
クルＲとワークＷとを同期移動している間にレチクルＲ
のパターンをワークＷに露光するステップ・アンド・ス
キャン方式の液晶表示素子又は半導体素子（デバイス）
製造用投影露光装置である。

【００２５】この露光装置では、露光光源１１から出射
された露光光（光束）ＩＬが照明光学系ＬＯ内の偏向ミ
ラー１２ａに入射されるようになっている。照明光学系
ＬＯは、フライアイレンズ１３、偏向ミラー１２ｂ、リ
レーレンズ１４、視野絞り（第１部材、露光領域設定部
材）１５、コンデンサレンズ１６及び偏向ミラー１２ｃ
等を有している。すなわち、偏向ミラー１２ａから反射
した露光光ＩＬは、フライアイレンズ１３、偏向ミラー
１２ｂ、リレーレンズ１４、視野絞り１５およびコンデ
ンサレンズ１６の順にこれらを透過し、偏向ミラー１２
ｃに入射される。

【００２６】偏向ミラー１２ｃで反射された露光光ＩＬ
は、２次元移動可能なレチクルステージ（マスクステー
ジ）ＲＳＴ上のレチクル（マスク）Ｒに入射する。な
お、レチクルステージＲＳＴの位置は、不図示の干渉計
によって計測され、この計測結果は制御装置Ｃに入力さ
れる。さらに、レチクルＲを透過した露光光ＩＬは、投
影光学系ＰＬ内に入射され、該投影光学系ＰＬを構成す
る複数のレンズエレメントを透過してワーク室１７内の
３次元方向（ＸＹＺ方向）に移動可能なワークステージ
（基板ステージ）ＷＳＴ上のワーク（ウエハやガラスプ
レート等の基板）Ｗに入射し、レチクルＲ上のパターン
像をワークＷ表面に形成する。

【００２７】なお、露光処理の位置は、ワークステージ
ＷＳＴをＸＹ方向（投影光学系ＰＬの光軸と直交する方
向）へ動かすことで決定される。ワークステージＷＳＴ
の座標もレーザ干渉計（図示略）で管理されている。そ
して、ワークステージＷＳＴには、レチクルＲ上のマー
ク（位置検出用マーク）を計測するためのマーク計測光
学系（受光装置）２０が設けられている。

【００２８】このマーク計測光学系２０は、図２に示す
ように、リレーレンズ系（結像リレーレンズ系）２１
と、ワークＷの像共役位置ＸからＺ方向へ下がった位置
に配置され像共役位置Ｘと光学的共役位置にあるＣＣＤ
等の受光センサ（受光装置）２２とを備えている。すな
わち、マーク計測光学系２０では、ワークＷをワークス
テージＷＳＴへ投入する前に露光光ＩＬを露光時と同様
に投影光学系ＰＬを通して投射し、再結像したレチクル
Ｒ上のマークを、リレーレンズ系２１を介して受光セン
サ２２で観察することが可能である。この観察と不図示
の干渉計の出力とに基づいてレチクルＲ位置の把握が可
能になる。

【００２９】なお、例えば表示デバイス製造で用いられ
るようなワークステージＷＳＴ表面積を最大限に利用す
るようなマザーガラス等のワークＷであれば、ワークＷ
が大きすぎてワークステージＷＳＴ表面上に受光センサ
を配置することが困難な場合でも、このマーク計測光学
系２０では、受光センサ２２がワークステージＷＳＴ内
に埋め込まれリレーレンズ系２１を介して再結合した像
を受光をするので、ワークステージＷＳＴ上面を最大限
に利用することができる。

【００３０】このようにパターン計測を行うためには、
観測面はレチクル共役面、すなわちワーク面としなくて
はならないので、このような再結像光学系が必要にな
る。なお、ワークＷをセットした状態でもワークステー
ジＷＳＴ上の配置に余裕がある場合は、ワークＷとは別
の位置であればワークＷの表面高さに合わせて受光セン
サのディテクタ面を設定すれば共役面の像を観測するこ
とができる。すなわち、この場合であれば、リレーレン
ズ系２１は不要であり、受光センサ２２をワークステー
ジＷＳＴ上のワークＷの載らない位置に配置しておけば
よい。また、マーク計測光学系２０は、レチクルＲのマ
ークを計測するために画像処理方式を採用し、受光セン
サ２２に例えばＣＣＤを用いる。

【００３１】さらに、本実施形態の露光装置では、上記
マーク計測光学系２０の受光センサ２２の検出結果に基
づいて、レチクルＲのパターン面又は視野絞り１５にパ
ーティクル（異物）が付着しているかどうかを検出する
モニタ（第１検出装置）Ｍ及び制御装置（第１検出装
置、設定装置）Ｃを備えている。前記モニタＭは、受光
センサ２２で受光した画像を画面上に表示するものであ
る。また、前記制御装置Ｃは、ＣＣＤの受光センサ２２
からの画像について画像処理を行い、レチクルマークの
像を処理して位置を算出できるようになっていると共
に、レチクルＲに付着しているパーティクルの自動判定
を行うことができるものである。

【００３２】なお、本実施形態の露光装置には、ワーク
Ｗ上のアライメントマークを位置計測することでワーク
Ｗの位置を把握することのできるアライメントセンサ
（図示略）が設けられており、このセンサ自体の位置を
ステージ側で把握することでレチクルＲとワークＷとの
双方の位置を把握できることになり、両者の位置を合わ
せた上で露光処理が可能になる。また、通常、ワークＷ
はワークステージＷＳＴ上に投入され、そのワークＷ上
面と一般的に下面となるレチクルパターン面とが光学的
に共役位置となるように投影光学系ＰＬの光学的仕様が
設計されている。

【００３３】また、本実施形態の露光装置では、レチク
ルＲをレチクルステージＲＳＴへ搬送するレチクルＲの
搬送機構（図示略）に、上述した従来と同様のレーザ光
方式のパーティクル検査装置（第２検出装置）ＰＭを設
けている。このパーティクル検査装置ＰＭは、検査結果
を制御装置Ｃに送って記憶できるようになっており、特
にパーティクルが存在していた位置を記憶させることが
できる。

【００３４】本実施形態の露光装置における制御装置Ｃ
によるパーティクル検出方法を、図３に示すフローチャ
ートに沿って以下に説明する。

【００３５】まず、制御装置Ｃは、露光に使用するレチ
クルＲを、搬送機構によりパーティクル検査装置ＰＭに
搬送させる（Ｓ１）。制御装置Ｃは、このパーティクル
検査装置ＰＭを制御してレチクルＲのパターン面におけ
るパーティクルの付着について、パーティクル検査１を
実行する（Ｓ２）。制御装置Ｃは、パーティクル検査装
置ＰＭによる検出結果が、予め設定されている第１許容
出力以上か否かを判定する（Ｓ３）。制御装置Ｃは、検
出結果が第１許容出力以上であった場合、すなわち明ら
かに大きなパーティクルであると検出された場合には、
アシストして清掃へ回し、従来通りパーティクルの除去
作業を行なわせる（Ｓ４）。また、検出結果が第１許容
出力未満である場合、検出結果が第１許容出力より低い
値であって予め設定されている第２許容出力以上か否か
が判定される（Ｓ５）。

【００３６】そして、制御装置Ｃは、検出結果が第１許
容出力未満かつ第２許容出力以上であった場合、すなわ
ちパーティクルが露光に支障を生じる大きさのものか否
かが明確でない場合には、そのパーティクル位置を不図
示のメモリに記憶しておく（Ｓ６）。そして、制御装置
Ｃは、レチクルＲをレチクルステージＲＳＴへと搬送さ
せる（Ｓ７）。なお、制御装置Ｃは、検出結果が第２許
容出力未満である場合に、パーティクルが明らかに小さ
く露光処理に支障がないと判断し、上記記憶処理を行わ
ずに、そのままレチクルＲをレチクルステージＲＳＴへ
と搬送させる（Ｓ７）。

【００３７】次に、制御装置Ｃは、検出結果が第１許容
出力未満かつ第２許容出力以上であったか否かの判定を
行い（Ｓ８）、該当しない場合はそのまま露光処理を行
う（Ｓ９）。制御装置Ｃは、該当する場合に、レチクル
ＲをレチクルステージＲＳＴ上における露光可能な位置
にセットした状態でパーティクル検査２を実行する（Ｓ
１０）。

【００３８】パーティクル検査２では、制御装置Ｃによ
り、まず上記パーティクル位置の記憶に基づいてワーク
ステージＷＳＴを移動させ、その位置にマーク計測光学
系２０を配置する。そして、実際の露光時と同様に露光
光源１１から露光光ＩＬを出射し、該露光光ＩＬを照明
光学系ＬＯ、レチクルＲ及び投影光学系ＰＬを介して、
ワークＷがセットされていないワークステージＷＳＴの
マーク計測光学系２０へ照射する。

【００３９】このとき、レチクルＲのパーティクル位置
を、投影光学系ＰＬを介してマーク計測光学系２０及び
モニタＭによって観測することができる。例えば、受光
センサ２２によるレチクルＲの画像をモニタＭに映せ
ば、操作者はモニタＭを目視することでパーティクルと
パターンとの双方を観察することができ、前述したよう
に例えば電気的にショートを引き起こすかどうかを比較
的簡単に判定することができる。

【００４０】また、操作者の目視に頼らずに画像処理を
用いれば多少の演算論理でパーティクルの自動判定も可
能になる。このような画像処理を用いて欠損を探す方法
としては、種々の方法が適用可能である。例えば、半導
体メモリや表示デバイス等の場合に多く用いられる繰り
返しのパターン像であれば、制御装置Ｃにより画像をフ
ーリエ変換し、そのスペクトルを算出して欠損のないモ
デルデータと比較することにより欠損を見出す方法を用
いても構わない。

【００４１】このパーティクル検査２において当該パー
ティクルが問題のあるものか否かをモニタＭでの目視又
は制御装置Ｃの画像処理により判定し（Ｓ１１）、問題
があると判断された場合は、アシストして清掃へ回し、
パーティクルの除去作業を行う（Ｓ１２）。また、問題
がないと判断された場合は、そのまま露光処理が行われ
る（Ｓ９）。

【００４２】このように本実施形態の露光装置では、レ
チクルＲのパターン面を通過した露光光ＩＬを投影光学
系ＰＬを介して受光する受光センサ２２と、受光センサ
２２の検出結果に基づいて、パターン面に異物が付着し
ているかどうかを検出するモニタＭ及び制御装置Ｃとを
備えているので、実際に投影光学系ＰＬを介して得られ
る投影像からパターン面に付着しているパーティクルの
検出のみならず、薄膜状の異物検出をも行うことがで
き、高精度にパーティクルの有無及び大きさ等の判定を
行うことができる。

【００４３】なお、パーティクル検査１を予め行ってお
くことにより、パーティクルの位置を事前に知ることが
でき、パーティクル検査２において検査領域を設定する
ことができる利点があるが、パーティクル検査２を行う
にあたって必ずしもパーティクル検査１を行う必要はな
く、全エリア又は任意の部分エリアに関し、パーティク
ル検査２のみを行うことも可能である。パーティクル検
査２の検査結果から全エリア又は任意の部分エリアの照
度を評価すれば、実際の露光時に極めて近い状態の照度
分布（照度むら）を得ることができる。すなわち、受光
センサ２２を受光したレチクルＲのパターン面を通過し
た露光光に基づいて、制御装置（検出装置）Ｃが照度分
布（照度むら）を検出することができる。特に、連続パ
ターン（繰返しパターン）を有する、液晶表示素子パタ
ーンや撮像素子パターンを露光する際に、この照度分布
（照度むら）を補正すれば高精度の露光を行うことがで
きる。

【００４４】パーティクル検査２の判定方法は、前述し
た操作者が目視で行う方法と制御装置Ｃの画像処理で自
動で判定する方法とがあるが、さらに中間的な方法とし
て、始めは操作者の目視で判定を行い、そのデータに基
づいて制御装置Ｃがパターンとパーティクルの像との判
定結果の関連を学習し、最終的に操作者の判定の代わり
に制御装置Ｃにおける自動判定を実施することも可能で
ある。

【００４５】例えば、前述した電気的ショートの欠陥を
検出する際、パターン間のつながり合いを画像処理によ
って数値化し、実際に操作者がＹｅｓ／Ｎｏ判定する境
界レベルをいくつかの計測例から判定し、次回からは自
動的に判定するということを行えばよい。

【００４６】なお、欠陥の検出のための方法として予め
制御装置Ｃにパーティクルのない理想的なパターンのモ
デルデータ、すなわちテンプレートを準備し、結果をこ
れと比較する方法が考えられる。レチクルＲ上のパター
ンは、クロム等の成膜がされている非透過部分かガラス
のみの透過部分の二値であり、元々のレチクル設計パタ
ーンのパターン形状を全て記憶しておき、測定結果をこ
れと比較して相関値を得ることでパーティクルの影響を
判定することができる。

【００４７】また、同一レチクルＲ内の別のエリアに同
様のパターンがあればそのパターンと比較する方法も考
えられる。特に半導体メモリや表示デバイス等では同一
のパターンがレチクルＲ内で繰り返される場合が多く、
有効な方法といえる。

【００４８】なお、前述したようにレチクルＲ上面ある
いはペリクル面に付着したパーティクルは、デフォーカ
ス像となるため、パターン強度の低下が起きる場合があ
る。これに関しても、上記と同様に他のエリアの像と比
較することで検出することが可能になる。パターン強度
の低下は、パーティクル付着や薄膜状の異物の付着だけ
でなく、例えば光学系の曇り等の問題でも起こり得る
が、最終的な不備が発生するという点では等価であり、
一般的に分離が難しい。しかしながら、パーティクル検
査１とパーティクル検査２とを行えば、原因の分離が可
能であり、トラブルシュートを行う際の有効な情報とな
る。例えば、パーティクル検査１で検出されずにパーテ
ィクル検査２で検査領域にかかわらず検出されるとすれ
ば、これはパーティクルの問題ではなく、他の原因があ
ることが判る。

【００４９】また、本実施形態の露光装置では、レチク
ルＲに付着するパーティクルの検査だけでなく、照明光
学系ＬＯにおいて、レチクルＲ下面以前で露光光源１１
側に至るまでの間にワークＷ上面と光学的共役位置にあ
る部材についても、パーティクル検査をレチクルＲの場
合と同様に行うことができる。例えば、視野絞り１５
は、レチクルＲのパターンの露光領域を設定する部材で
あって、レチクルＲのパターン面と共役となる位置に配
置される。このような位置に物理的な面が存在する場
合、パーティクル付着はレチクルＲのパターン面と同様
の問題となるため、パーティクル検査を行うことが望ま
しい。

【００５０】例えば、矩形の絞りを形成するために４枚
の遮蔽板で視野絞りを形成するような方式では物理的な
面はないためパーティクルの付着はあり得ないが、例え
ばガラス基板上に遮蔽パターンを描いたような視野絞り
であれば、透過部分のガラス面はパターン面と共役とな
っている物理的な面であるので、パーティクルの付着が
あり得る。このパーティクルを本実施形態の露光装置で
計測するには、レチクルＲをレチクルステージＲＳＴ上
に搬送する前に、パーティクル検査２と同様に検査を行
うことにより行うことができる。すなわち、視野絞り１
５に付着したパーティクルを含む像は、マーク計測光学
系２０の受光センサ２２上に再結像して投影されるた
め、レチクルＲのパターン面への付着パーティクルと同
様に、モニタＭ又は制御装置Ｃによって検出することが
できる。

【００５１】次に、第２実施形態として、上述したガラ
ス基板に遮蔽パターンを描いた視野絞りに付着したパー
ティクルを検出する方法について説明する。ここで、前
述した第１実施形態と同一もしくは同等の構成部分につ
いては、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略
もしくは省略するものとする。

【００５２】図４に示すように、露光装置の照明光学系
ＬＯ内には、視野絞り（第１部材、露光領域設定部材）
Ｂが設けられている。この視野絞りＢは、露光光ＩＬに
よるレチクルＲに対する照明範囲を調整するものであっ
て、照明範囲の大きさを所定の大きさに設定することに
よりワークＷに対する投影光学系ＰＬの投影領域の大き
さを設定するものである。

【００５３】図５（ａ）に示すように、視野絞りＢは、
光源側ブラインドＢ１と、投影光学系側ブラインドＢ２
とを備えている。ブラインドＢ１、Ｂ２はそれぞれ、一
体に設けられたガラスブラインドＢｇとノーマルブライ
ンドＢｎとを備えている。ガラスブラインドＢｇは画面
継ぎ（重複露光）を高精度に行う露光処理時に用いら
れ、ノーマルブラインドＢｎは画面継ぎを行わない露光
処理又は画面継ぎを高精度に行う必要のない時に用いら
れる。光源側ブラインドＢ１及び投影光学系側ブライン
ドＢ２は、制御装置Ｃの指示により駆動する駆動機構Ｄ
によって、図５中、Ｙ方向（露光光ＩＬの光軸ＡＸと交
わる方向）に移動可能となっており、ガラスブラインド
ＢｇとノーマルブラインドＢｎとを切り替える際には、
それぞれのブラインドＢ１、Ｂ２（視野絞りＢ全体）を
図５中、Ｙ方向に移動させる。

【００５４】ノーマルブラインドＢｎは開口部５４を有
しており、その周囲は遮光部５６となっている。開口部
５４には不図示のナイフエッジが設けられている。そし
て、光源側ブラインドＢ１及び投影光学系側ブランドＢ
２を駆動機構Ｄによって移動させ、それぞれの開口部５
４を組み合わせることによって形成される露光光ＩＬの
通過する開口の大きさを変化させることにより、レチク
ルＲに対する露光光ＩＬの照明範囲が調整される。

【００５５】ガラスブラインドＢｇは、透明なガラス基
板で構成される物理的な面である光透過部５５ａを有し
ている。光透過部５５ａの周囲は遮光部５６となってい
る。光透過部５５ａと遮光部５６との境界、すなわち、
ガラス基板からなる光透過部５５ａの端部には、クロム
等の遮光性部材の密度を変化させながら蒸着した減光部
（遮蔽パターン）５５ｂが設けられている。減光部５５
ｂにおけるクロム膜は露光装置の解像限界以下の大きさ
のドット状にしてガラス基板に対して蒸着されており、
このドット状のクロム膜の密度を光透過部５５ａから遮
光部５６に向かうにしたがって大きくなるように設定す
ることによって減光部５５ｂの減光率を変化させてい
る。

【００５６】画面継ぎを行う際のレチクルＲに対する露
光光ＩＬの照明範囲の設定は、図５（ｂ）に示すよう
に、光源側ブラインドＢ１及び投影光学系側ブラインド
Ｂ２の各ガラスブラインドＢｇ、Ｂｇを所定量組み合わ
せることにより行う。つまり、光源側ブラインドＢ１及
び投影光学系側ブランドＢ２を駆動機構Ｄによって移動
し、それぞれの光透過部５５ａを所定量組み合わせるこ
とによって形成される露光光ＩＬの透過する透過部の大
きさを調整することにより、レチクルＲに対する露光光
ＩＬの照明範囲が調整される。そして、減光部５５ｂに
対応するワークＷでの減光領域を重ね合わせるように露
光することにより、合成パターンの全ての領域におい
て、露光量を均一にすることができる。なお、減光部５
５ｂは、図５中、上下部分に設けられていて横の部分に
は設けられていないが、露光処理を行うに際し、光源側
あるいは投影光学系側の少なくとも一方のガラスブライ
ンドＢｇを横方向（Ｙ方向）に移動させながら露光する
ことにより光量分布が生じ、投影領域に減光領域が形成
されるので、この減光領域をワークＷで重ね合わせるこ
とにより合成パターンの全ての領域において露光量を均
一にすることができる。

【００５７】ガラスブランドＢｇの減光部５５ｂは蒸着
によって形成されており、光量分布の調整を分子レベル
で精度良く行うことができるので、画面継ぎ（重複露
光）を行うに際し、合成パターンの全ての領域における
露光量の均一化を精度良く行うことができる。したがっ
て、例えば、同一の部分パターンが繰り返して形成され
ている繰り返しパターン（ピクセルパターン）の重ね合
わせを精度良く行うことができる。

【００５８】図４に示す露光装置において、レチクルＲ
のパターンをワークＷに転写するための露光光源（第１
光源装置）１１と異なる位置には、視野絞りＢに所定の
光を照射する第２光源装置３０が設けられている。第２
光源装置３０は視野絞りＢに付着したパーティクルの検
出に用いるためのものであって、ハロゲン光源などによ
って構成されている。第２光源装置３０から射出された
光（検出光）ＥＬは、ランダムファイバ３１を介して視
野絞りＢに照射されるようになっている。以下の説明で
は、露光光ＩＬの光路上にはガラスブラインドＢｇ、Ｂ
ｇが配されており、このガラスブラインドＢｇ、Ｂｇに
対して第２光源装置３０からの検出光ＥＬが照射される
とする。

【００５９】ランダムファイバ３１からの光は、図４
中、下方側から、光源側ブラインドＢ１及び投影光学系
側ブラインドＢ２のそれぞれのガラスブラインドＢｇに
対して平行に照射される。また、ランダムファイバ３１
の検出光ＥＬの出射口とガラスブラインドＢｇ、Ｂｇを
介して対向する位置には、ランダムファイバ３１からの
検出光ＥＬを反射し、この反射光をガラスブラインドＢ
ｇ、Ｂｇに照射可能な反射板（反射部材）３２が配置さ
れている。

【００６０】第１実施形態同様、ワークステージＷＳＴ
には、ガラスブラインドＢｇとレチクルＲのパターン面
との少なくとも一方を通過した露光光ＩＬ、検出光ＥＬ
を投影光学系ＰＬを介して受光するＣＣＤ等の受光セン
サ（受光装置）２２を備えたマーク計測光学系２０が設
けられている。

【００６１】図６は、ワークステージＷＳＴに設けられ
た受光センサ２２を有するマーク計測光学系２０近傍を
説明するための拡大図である。図６において、受光セン
サ２２の上方位置（投影光学系ＰＬ側）には、リレーレ
ンズ系２１と、ＮＤフィルタ２３と、シャッタ２４とが
設けられている。本実施形態におけるマーク計測光学系
２０は、受光センサ２２、リレーレンズ系２１、ＮＤフ
ィルタ２３、シャッタ２４を備えている。シャッタ２４
は受光センサ２２に達する光の光路上に出し入れ可能に
設けられており、パーティクル検出動作時においてはシ
ャッタ２４は光路上から退避され、光が受光センサ２２
に達するようになっている。一方、通常時（露光処理時
やパーティクルを検出しない時）においてはシャッタ２
４が光路上に配置され、受光センサ２２に光が達しない
ようになっている。なお、シャッタ２４はワークステー
ジＷＳＴの上面より突出しない位置に設けられている。

【００６２】ＮＤフィルタ２３は受光センサ２２に入射
する光を減衰させるものであって、シャッタ２４同様、
光路上に出し入れ可能に設けられている。ＮＤフィルタ
２３を通過した光はリレーレンズ系２１によって再結像
された後、受光センサ２２に達する。リレーレンズ系２
１内には、検出するパーティクルの像高を調整するため
の光軸方向（図中、上下方向）に移動可能な調整用可動
レンズ２５が設けられている。この調整用可動レンズ２
５の移動によって、受光センサ２２上に結像する光源側
ブラインドＢ１又は投影光学系側ブラインドＢ２上のパ
ーティクルの大きさを調整する。なお、パーティクルの
大きさの調整をする必要の無いときは、この調整用可動
レンズ２５は無くてもよい。

【００６３】受光センサ２２（マーク計測光学系２０）
は異物検出用ステージ（移動装置）２６に設けられてお
り、この異物検出用ステージ２６によって、投影光学系
ＰＬの光軸方向（Ｚ方向、上下方向）に移動可能となっ
ている。異物検出用ステージ２６をＺ方向に移動するに
は、ワークステージＷＳＴに取り付けられている１軸ベ
ース２７を回転させて１軸ベース２７上に固定されてい
る駆動テーパ２８を横方向に移動させる。駆動テーパ２
８の横方向の移動は上下方向の移動に変換されて異物検
出用ステージ２６の下部に固定されているローラ軸受２
９に伝達され、このローラ軸受２９の上下方向の移動に
よって異物検出用ステージ２６が上下方向に移動され
る。なお、バネ支持部３５を介して異物検出用ステージ
２６に接続された２拘束板バネ３６が１軸ベース２７に
固定されたことにより、異物検出用ステージ２６は上下
方向（Ｚ方向）以外の移動が拘束されているので、異物
検出用ステージ２６の上下移動による受光センサ２２の
横方向の微少移動誤差が生じないようになっている。な
お、異物検出用ステージ２６は、露光装置のＸＹステー
ジ上に載置されているＺ軸動ステージによっても代用可
能である。

【００６４】そして、投影光学系側ブラインドＢ２のパ
ーティクルを受光センサ２２で検出する際には、投影光
学系側ブラインドＢ２に付着したパーティクルの像が受
光センサ２２に結像するように異物検出用ステージ２６
を下方に移動させて受光センサ２２を最適な位置に配置
する。一方、光源側ブラインドＢ１のパーティクルを受
光センサ２２で検出する際には、光源側ブラインドＢ１
に付着したパーティクルの像が受光センサ２２に結像す
るように異物検出用ステージ２６を上方に移動させて受
光センサ２２を最適な位置に配置する。このように、ブ
ラインドＢ１、Ｂ２の位置に応じて異物検出用ステージ
２６を移動することにより、受光センサ２２はそれぞれ
のブラインドＢ１、Ｂ２に付着しているパーティクルを
精度良く検出することができる。

【００６５】受光センサ２２は、投影光学系ＰＬの投影
像の光に関する情報を複数の分割領域ごとに検出する。
これは、１つの受光センサ（ＣＣＤ）２２の受光面より
投影光学系の投影領域のほうが大きいためである。つま
り、図７（ａ）に示すイメージ図のように、ガラスブラ
インドＢｇの光透過部５５ａ及び減光部５５ｂに応じて
投影領域が設定されるが、本実施形態においては、投影
領域の大きさは受光センサ２２の受光面の１２個分に相
当するものとする。

【００６６】以上説明したような構成を備えた露光装置
によって、レチクルＲやガラスブラインドＢｇにパーテ
ィクルが付着しているかどうかを検出するパーティクル
検出方法について説明する。

【００６７】まず、受光センサ２２のキャリブレーショ
ンを行う。キャリブレーションは露光光ＩＬを用いて行
う。すなわち、第２光源装置３０に接続されているラン
ダムファイバ３１に設けられているシャッタ（不図示）
を閉じてガラスブラインドＢｇに検出光ＥＬが照射され
ないようにし、露光光源１１から露光光ＩＬを出射す
る。露光光ＩＬはガラスブラインドＢｇを透過し、投影
光学系ＰＬを通過した後、マーク計測光学系２０に達す
る。このとき、シャッタ２４は光路上から退避されてお
り、一方、ＮＤフィルタ２３は光路上に配置されてい
る。ＮＤフィルタ２３を光路上に配置するのは、受光セ
ンサ２２が光量の大きい露光光ＩＬを直接検出すると飽
和したり、ダメージを受ける場合があるからである。

【００６８】図７（ａ）に示すように、ガラスブライン
ドＢｇによって設定された投影領域の露光光ＩＬの光量
に関する情報を受光センサ２２で検出する。受光センサ
２２は、投影領域の１２個の分割領域（ＡＲ１〜ＡＲ１
２）をステップ移動しつつ、ガラスブラインドＢｇを透
過した露光光ＩＬの光量（照度）を検出する。このと
き、受光センサ２２は、図７（ｂ）、（ｃ）に示すよう
な信号を検出する。図７（ｂ）、（ｃ）はキャリブレー
ション時におけるガラスブラインドＢｇを透過した露光
光ＩＬを検出した際の受光センサ２２が出力する検出信
号の信号強度であって、図７（ｂ）は光透過部５５ａに
対応した投影領域（ＡＲ４〜ＡＲ９のいずれか１つの領
域）における受光センサ２２が出力する検出信号であ
り、図７（ｃ）は減光部５５ｂに対応した投影領域（Ａ
Ｒ１〜ＡＲ３のいずれか１つの領域）における受光セン
サ２２が出力する検出信号である。このように、露光光
ＩＬを用いたキャリブレーションによって、ガラスブラ
インドＢｇの光透過部５５ａ及び減光部５５ｂの光量分
布が検出される。

【００６９】このとき、例えば、図７（ａ）に示すよう
に、投影領域のエリアＡＲ１に相当するガラスブライン
ドＢｇの領域にパーティクルが付着している場合、この
パーティクル部分では露光光ＩＬが透過しないため、受
光センサ２２はパーティクルを検出することができる。
ここで、受光センサ２２の位置情報は制御装置Ｃに出力
されており、受光センサ２２のどのピクセルにおいてパ
ーティクルを検出したかによって、ガラスブラインドＢ
ｇでのパーティクルの位置を検出することができる。

【００７０】なお、ここで、光源側ガラスブラインドＢ
１のガラスブラインドＢｇ上のパーティクルを検出する
場合には、前述したように、異物検出用ステージ２６を
上方に移動させておく。一方、投影光学系側ガラスブラ
インドＢ２のガラスブラインドＢｇ上のパーティクルを
検出する場合には、異物検出用ステージ２６を下方に移
動させておく。

【００７１】以上のようにして、露光光ＥＬを用いてガ
ラスブラインドＢｇの光透過部５５ａ及び減光部５５ｂ
の透過率分布及びこれらの位置に関する情報を求めると
ともに、パーティクルの検出を行う。

【００７２】キャリブレーションを行ったら、第２光源
装置３０を用いたパーティクルの検出を行う。まず、キ
ャリブレーション時において開けられていた露光光源１
１側のシャッタ（不図示）を閉じて露光光ＩＬがガラス
ブラインドＢｇに照射されないようにするとともに、ラ
ンダムファイバ３１で閉じられた状態にあったシャッタ
を開ける。すると、第２光源装置３０からの検出光ＥＬ
がガラスブラインドＢｇに照射される。

【００７３】ここで、光源側ブラインドＢ１のガラスブ
ラインドＢｇ上のパーティクルを検出する場合には、前
述したように、異物検出用ステージ２６を上方に移動さ
せておく。一方、投影光学系側ブラインドＢ２のガラス
ブラインドＢｇ上のパーティクルを検出する場合には、
異物検出用ステージ２６を下方に移動させておく。な
お、このとき、ＮＤフィルタ２３は光路上から退避され
ている。

【００７４】ガラスブランドＢｇにパーティクルが付着
していると、検出光ＥＬが照射されたパーティクルから
は散乱光が発生する。発生した散乱光は、投影光学系Ｐ
Ｌを介して受光センサ２２に受光される。このとき、第
２光源装置３０のガラスブラインドＢｇを介して対向す
る位置には反射板３２が設けられており、この反射板３
２による検出光ＥＬの反射光はガラスブラインドＢｇに
照射されるように設定されている。つまり、ガラスブラ
インドＢｇに対して複数の方向から光を照射して、パー
ティクルからの散乱光を発生しやすくすることにより、
検出精度を向上させている。このとき、反射板３２の数
や設置角度を任意に設定することにより、１つの第２光
源装置３０によってガラスブラインドＢｇに対して複数
の方向から光を照射することができるので、コストを抑
えつつ検出精度を向上させることができる。

【００７５】ガラスブラインドＢｇ上のパーティクルに
よる散乱光によって、受光センサ２２は図７（ｄ）に示
すような検出信号を出力する。つまり、散乱光だけが投
影光学系ＰＬを介して受光センサ２２に検出され、パー
ティクルが無くて散乱光が発生しない場合には、第２光
源装置３０からの光は受光センサ２２に達しない。

【００７６】このように、散乱光を用いてパーティクル
検出を行うようにしたことにより、さらに確実にパーテ
ィクル検出を行うことができる。例えば、図７（ａ）に
示すように、光透過部５５ａのエリアＡＲ１１に透明薄
膜状のパーティクルが付着していた場合、露光光源１１
からの露光光ＩＬを用いた検出方法では、露光光ＩＬが
パーティクル部分も透過してしまい、実際にはパーティ
クルがガラスブラインドＢｇ上に存在していても、この
パーティクルを検出できないことになる。あるいは、図
７（ａ）のエリアＡＲ３に示すように、減光部５５ｂに
おける遮光部材の濃度が高い部分（例えば透過率０％部
分）にパーティクルが付着していた場合、露光光ＩＬの
透過光を用いた検出方法ではパーティクルを検出するこ
とができない。

【００７７】逆に、パーティクルが、例えば薄膜状であ
るなど散乱光を発生しにくいものである場合、受光セン
サ２２は散乱光を検出することができない場合があり、
したがって、実際にはパーティクルがガラスブラインド
Ｂｇ上に存在していても、このパーティクルを検出でき
ないことになる。

【００７８】しかしながら、露光光源１１からの露光光
ＩＬのガラスブラインドＢｇの透過光の光情報の検出結
果と、第２光源装置３０からの検出光ＥＬのガラスブラ
インドＢｇでの散乱光の光情報の検出結果との２つの光
情報に基づいてパーティクルを検出するようにしたこと
により、ガラスブラインドＢｇに付着したパーティクル
を確実に検出することができる。

【００７９】以上説明したように、レチクルＲのパター
ン面と完全に共役な位置に無いガラスブラインドＢｇ、
Ｂｇに付着しているパーティクルの検出において、受光
センサ２２を投影光学系ＰＬの光軸方向に移動させるこ
とで、受光センサ２２にガラスブラインドＢｇ、Ｂｇに
それぞれ付着しているパーティクルの像を結像させるこ
とができるので、高精度にパーティクルの有無及び大き
さ等の判定を行うことができる。

【００８０】そして、パーティクルを検出するための第
２光源装置３０を設けたことにより、露光光源１１から
の露光光ＩＬの透過光を用いた検出と、第２光源装置３
０からの検出光ＥＬの散乱光を用いた検出とを併用する
ことができ、更に精度良いパーティクル検出を行うこと
ができる。

【００８１】第２光源装置３０からの検出光ＥＬを反射
し、反射光をガラスブラインドＢｇに照射可能な反射板
３２を設けたことにより、ガラスブラインドＢｇにパー
ティクルが付着している場合、このパーティクルに対し
て複数方向から光を照射することができるので、パーテ
ィクルから散乱光が発生しやすくなる。したがって、装
置を複雑化することなく低コストで検出精度を向上する
ことができる。

【００８２】なお、図７で説明した例では、受光センサ
２２を投影領域内でステップ移動させてパーティクル検
出を行うものであるが、図８に示すように、受光センサ
２２をスキャンさせてパーティクル検出を行ってもよ
い。このとき、パーティクルのＸ方向の位置は受光セン
サ２２のピクセル位置から、Ｙ方向の位置はスキャンす
る受光センサ２２の位置の干渉計による検出結果から求
めることができる。

【００８３】なお、上記実施形態においては、受光セン
サ２２を異物検出用ステージ（移動装置）２６によって
光軸方向に移動することにより、受光センサ２２の受光
面に光源側ブラインドＢ１（または投影光学系側ブライ
ンドＢ２）のガラスブラインドＢｇのパーティクルを結
像させる構成であるが、受光センサ２２を光軸方向に移
動させずに、所定の工学素子を受光センサ２２の光路上
流側に配置して、ブラインドＢ１、Ｂ２のそれぞれのガ
ラスブラインドＢｇに付着しているパーティクルの結像
位置を変更させる構成とすることも可能である。

【００８４】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。 （１）上記実施形態では、レチクルマークの位置計測用
光学系であるマーク計測光学系２０の受光センサ２２を
パーティクル検出装置の受光装置として流用している
が、同様の光学系及び受光センサを、パーティクル検出
装置の受光装置として独立して設けても構わない。

【００８５】（２） なお、本実施形態の露光装置とし
て、マスク（レチクル）と基板とを静止した状態でマス
クのパターンを露光し、基板を順次ステップ移動させる
ステップ・アンド・リピート型の露光装置にも適用する
ことができる。 （３） 露光装置の用途としては半導体製造用の露光装
置や角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露
光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例え
ば、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く
適当できる。

【００８６】（４） 本実施形態の露光装置の光源は、
ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６
５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ａｒ
Ｆエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂ レーザ（１５７
ｎｍ）を用いることができる。 （５） 投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍およ
び拡大系のいずれでもよい。

【００８７】（６） 投影光学系としては、エキシマレ
ーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍
石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ₂ レーザや
Ｘ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系
（レチクルも反射型タイプのものを用いる）を用いれば
いい。 （７） ワークステージやレチクルステージにリニアモ
ータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上
型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁
気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、
ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設
けないガイドレスタイプでもよい。

【００８８】（８）ステージの駆動装置として平面モ−
タを用いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットのいず
れか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユ
ニットの他方をステージの移動面側に設ければよい。 （９） ワークステージの移動により発生する反力は、
特開平８−１６６４７５号公報に記載されているよう
に、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がし
てもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置
においても適用可能である。

【００８９】（１０） レチクルステージの移動により
発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載
されているように、フレーム部材を用いて機械的に床
（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造
を備えた露光装置においても適用可能である。

【００９０】（１１） 以上のように、本願実施形態の
露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要
素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気
的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製
造される。これら各種精度を確保するために、この組み
立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達
成するための調整、各種機械系については機械的精度を
達成するための調整、各種電気系については電気的精度
を達成するための調整が行われる。各種サブシステムか
ら露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互
の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管
接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置
への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立
て工程があることはいうまでもない。各種サブシステム
の露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が
行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。
なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理
されたクリーンルームで行うことが望ましい。

【００９１】（１２） 半導体デバイスは、図９に示す
ように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０
１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を
製作するステップ２０２、シリコン材料からウエハを製
造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置に
よりレチクルのパターンをウエハに露光するウエハ処理
ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシン
グ工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２
０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

【００９２】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の露光装置によれば、パターン面と光学的にほぼ
共役な位置に配置された第１部材との少なくとも一方を
通過した光束を投影光学系を介して受光する受光装置
と、受光装置の検出結果に基づいて、パターン面と第１
部材との少なくとも一方に異物が付着しているかどうか
を検出する第１検出装置を備えているので、実際に投影
光学系を介して得られる投影像からパターン面又は第１
部材に付着しているパーティクルの検出を行うことがで
き、高精度にパーティクルの有無及び大きさ等の判定を
行うことができる。

【００９３】また、本発明の露光装置によれば、基板を
保持して、投影光学系の光軸とほぼ直交する方向に移動
可能な基板ステージを備え、受光装置を基板ステージに
設けることにより、基板を基板ステージにセットしたと
きと同様の位置で前記光束を受光することができると共
に、基板ステージを移動させることによりエリアの任意
位置に受光装置を配置することができる。

【００９４】また、本発明の露光装置によれば、第１部
材が、マスクのパターンの露光領域を設定する露光領域
設定部材であるので、いわゆる視野絞りにおけるパーテ
ィクルの付着についても検出することができる。

【００９５】また、本発明の露光装置によれば、マスク
に、該マスクの位置を示す位置検出用マークが形成され
ており、基板ステージの移動により、受光装置が位置検
出用マークを通過した光束を受光することにより、一つ
の受光装置でパーティクル検出とマスクの位置検出とを
行うことが可能になる。

【００９６】また、本発明の露光装置によれば、前記受
光装置が、前記マスクのパターン面を通過した光束を受
光し、前記受光装置が受光した光束に基づいて、前記パ
ターン面の照度を検出する検出装置を備えることによ
り、実際の露光時に極めて近い状態の照度分布（照度む
ら）を得ることができ、特に、連続パターン（繰返しパ
ターン）を有する、液晶表示素子パターンや撮像素子パ
ターンを露光する際に、この照度分布を補正すれば高精
度の露光を行うことができる。

【００９７】また、本発明の露光装置によれば、マスク
が、マスクステージに保持されており、マスクステージ
とは異なる位置で、マスクのパターン面に異物が付着し
ているかどうかを検出する第２検出装置を備えることに
より、マスクステージにセットする前のマスクを第２検
出装置で予め検出し、その際の異物の付着情報に基づい
て第１検出装置における検出が可能になり、より正確に
かつ効率的にパーティクル検査を行うことができると共
に、第２検出装置による検査結果と第１検出装置による
検査結果とを比較することにより、パターン強度の低下
要因を判別することが可能になる。

【００９８】さらに、本発明の露光装置によれば、第２
検出装置の検出結果に応じて、第１検出装置の検出領域
を設定する設定装置を備えることにより、第１検出装置
における検出領域をパーティクルの存在する領域に設定
することができ、効率的に検査を行うことができると共
に、両検出装置における検査結果の比較がさらに容易に
なる。

【００９９】本発明の露光装置によれば、パターン面
と、パターン面と光学的にほぼ共役な位置に配置された
第１部材との少なくとも一方を通過した光束を投影光学
系を介して受光する受光装置と、受光装置を投影光学系
の光軸方向に移動する移動装置と、受光装置の受光結果
に基づいて、パターン面と第１部材との少なくとも一方
に異物が付着しているかどうかを検出する第１検出装置
とを備えたことにより、実際に投影光学系を介して得ら
れる投影像からパターン面又は第１部材に付着している
異物の検出を精度良く行うことができる。しかも、パタ
ーン面と完全に共役な位置に無い第１部材に対しても、
受光装置を投影光学系の光軸方向に移動させることで、
受光装置を第１部材に対して共役な位置にすることがで
きるので、高精度に異物の有無及び大きさ等の判定を行
うことができる。

【０１００】また、本発明の露光装置によれば、パター
ンを基板に転写するための第１光源装置とは異なる位置
に設けられ、異物の検出に用いられる第２光源装置を設
けたことにより、第１光源装置からの光を用いた検出
と、第２光源装置からの光を用いた検出とを併用するこ
とができ、精度良い異物検出を行うことができる。

【０１０１】また、本発明の露光装置によれば、第２光
源装置からの光を反射し、この反射光を第１部材に照射
可能な反射部材を備えたので、異物検出を行う際、複数
方向から光を照射することになる。したがって、装置を
複雑化することなく低コストで検出精度を向上すること
ができる。

【０１０２】本発明のマイクロデバイス及びマイクロデ
バイスの製造方法によれば、上記露光装置によりマスク
のパターンを転写して製造するので、露光前の検査で高
精度にパーティクルの検出が可能になり、無用なパーテ
ィクル除去工程が不要となり作業効率を向上させること
ができると共に、露光精度の向上により高精度にデバイ
スを製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る露光装置、及びマイクロデバイ
ス並びにその製造方法の第１実施形態において、露光装
置を示す概略的な全体構成図である。

【図２】 本発明に係る露光装置、及びマイクロデバイ
ス並びにその製造方法の第１実施形態において、マーク
計測光学系を示す概略的な構成図である。

【図３】 本発明に係る露光装置、及びマイクロデバイ
ス並びにその製造方法の第１実施形態において、パーテ
ィクル検出方法を示すフローチャートである。

【図４】 本発明に係る露光装置、及びマイクロデバイ
ス並びにその製造方法の第２実施形態において、露光装
置を示す概略的な全体構成図である。

【図５】 本発明に係る露光装置、及びマイクロデバイ
ス並びにその製造方法の第２実施形態において、視野絞
りを示す概略的な構成図である。

【図６】 本発明に係る露光装置、及びマイクロデバイ
ス並びにその製造方法の第２実施形態において、受光装
置を示す概略的な構成図である。

【図７】 本発明に係る露光装置、及びマイクロデバイ
ス並びにその製造方法の第２実施形態において、異物検
出方法を説明するための図である。

【図８】 本発明に係る露光装置、及びマイクロデバイ
ス並びにその製造方法の第２実施形態において、異物検
出方法を説明するための図である。

【図９】 半導体デバイスの製造工程の一例を示すフロ
ーチャート図である。

【図１０】 本発明に係る従来例において、パーティク
ル検査装置を示す概略的な全体斜視図である。

【図１１】 本発明に係る従来例において、パーティク
ル検査装置におけるパーティクルの大きさと出力との関
係を示すグラフ図である。

【図１２】 本発明に係る従来例において、露光装置に
設けられたパーティクル検査装置を示す概略的な構成図
である。

【符号の説明】

１１ 露光光源（第１光源装置） １５、Ｂ 視野絞り（第１部材、露光領域設定部材） ２０ マーク計測光学系（受光装置） ２２ 受光センサ（受光装置） ３０ 第２光源装置 Ｃ 制御装置（第１検出装置、設定装置） ＩＬ 露光光 ＬＯ 照明光学系 Ｍ モニタ（第１検出装置） ＰＬ 投影光学系 ＰＭ パーティクル検査装置（第２検出装置） Ｒ レチクル（マスク） ＲＳＴ レチクルステージ（マスクステージ） Ｗ ワーク（基板） ＷＳＴ ワークステージ（基板ステージ）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 1/08 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ 7/20 ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１６Ｚ Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA07 AA18 BB01 CC20 DD04 DD13 FF01 FF04 FF41 GG01 GG04 HH13 JJ03 JJ05 JJ09 JJ26 LL10 LL12 LL30 PP12 RR06 SS04 SS09 SS13 UU02 2G051 AA56 AB01 AC02 AC04 BB07 CA04 CA11 CB02 DA07 DA17 EA12 EA14 EC01 EC04 2H095 BD05 BD15 BE03 5F046 AA18 DB14

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクのパターンを投影光学系を介して
   基板に転写する露光装置であって、 前記マスクのパターン面と、該パターン面と光学的にほ
   ぼ共役な位置に配置された第１部材との少なくとも一方
   を通過した光束を前記投影光学系を介して受光する受光
   装置と、 前記受光装置の検出結果に基づいて、前記パターン面と
   前記第１部材との少なくとも一方に異物が付着している
   かどうかを検出する第１検出装置とを備えたことを特徴
   とする露光装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の露光装置において、 前記基板を保持して、前記投影光学系の光軸とほぼ直交
   する方向に移動可能な基板ステージを備え、 前記受光装置を前記基板ステージに設けたことを特徴と
   する露光装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の露光装置におい
   て、 前記第１部材は、前記マスクのパターンの露光領域を設
   定する露光領域設定部材であることを特徴とする露光装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載の露光
   装置において、 前記マスクには、該マスクの位置を示す位置検出用マー
   クが形成されており、 前記基板ステージの移動により、前記受光装置は前記位
   置検出用マークを通過した光束を受光することを特徴と
   する露光装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の露光装置において、 前記受光装置は、前記マスクのパターン面を通過した光
   束を受光し、 前記受光装置が受光した光束に基づいて、前記パターン
   面の照度を検出する検出装置を備えたことを特徴とする
   露光装置。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載の露光
   装置において、 前記マスクは、マスクステージに保持されており、 前記マスクステージとは異なる位置で、前記マスクのパ
   ターン面に異物が付着しているかどうかを検出する第２
   検出装置を備えたことを特徴とする露光装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の露光装置において、 前記第２検出装置の検出結果に応じて、前記第１検出装
   置の検出領域を設定する設定装置を備えたことを特徴と
   する露光装置。
8. 【請求項８】 マスクのパターンを投影光学系を介して
   基板に転写する露光装置において、 前記マスクのパターン面と、該パターン面と光学的にほ
   ぼ共役な位置に配置された第１部材との少なくとも一方
   を通過した光束を前記投影光学系を介して受光する受光
   装置と、 前記受光装置を前記投影光学系の光軸方向に移動する移
   動装置と、 前記受光装置の受光結果に基づいて、前記パターン面と
   前記第１部材との少なくとも一方に異物が付着している
   かどうかを検出する第１検出装置とを備えたことを特徴
   とする露光装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の露光装置において、 前記マスクのパターンを前記基板に転写するための第１
   光源装置とは異なる位置に設けられ、前記異物の検出に
   用いられる第２光源装置を設けたことを特徴とする露光
   装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の露光装置において、 前記第２光源装置からの光を反射し、該反射光を前記第
    １部材に照射可能な反射部材を備えたことを特徴とする
    露光装置。
11. 【請求項１１】 請求項８から１０のいずれかに記載の
    露光装置において、 前記第１部材は、前記マスクのパターンの露光領域を設
    定する露光領域設定部材であることを特徴とする露光装
    置。
12. 【請求項１２】 マスクのパターンを基板に転写する転
    写工程を経て製造されるマイクロデバイスであって、 請求項１から１１のいずれかに記載の露光装置により前
    記転写工程が施されたことを特徴とするマイクロデバイ
    ス。
13. 【請求項１３】 マスクのパターンを基板に転写する転
    写工程を経て製造されるマイクロデバイスの製造方法で
    あって、 請求項１から１１のいずれかに記載の露光装置により前
    記転写工程を行うことを特徴とするマイクロデバイスの
    製造方法。