JP2004053972A - Apparatus for foreign matter inspection, exposure device mounted with the same device, and exposure method using the same exposure device - Google Patents

Apparatus for foreign matter inspection, exposure device mounted with the same device, and exposure method using the same exposure device Download PDF

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JP2004053972A
JP2004053972A JP2002211983A JP2002211983A JP2004053972A JP 2004053972 A JP2004053972 A JP 2004053972A JP 2002211983 A JP2002211983 A JP 2002211983A JP 2002211983 A JP2002211983 A JP 2002211983A JP 2004053972 A JP2004053972 A JP 2004053972A
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Sayaka Ishibashi
石橋　さやか
Masanori Kato
加藤　正紀
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for foreign matter inspection which is not influenced by the anglular characteristics of scattered light intensity and which is easily adjusted. <P>SOLUTION: The device is equipped with: an illumination light source 12 which illuminates from a scanning direction an illumination area on the surface of a pellicle 4 formed in the direction crossing the scanning direction; a lens array which extends across the scanning direction and receives light scattered by foreign matter present in the illuminated area; a line sensor 16 which detects the scattered light received by the lens array; a foreign matter detecting means 22 of detecting the position and size of the foreign matter on the pellicle surface according to the position and intensity of the scattered light detected by the line sensor 16; and a light shielding means of shielding the illumination light from the illumination light source so that the pattern surface of a photomask in the visual field range of the lens array is not illuminated with the illumination light and making regularly reflected light from an inspected surface not incident on the lens array. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、大型マスクのガラス面や異物よけの為にマスクに貼られたペリクル面等の被検面上の異物を検出する為の異物検査装置、該異物検査装置を搭載した露光装置及び該露光装置を用いた露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路や、液晶パネルの製造工程の１つであるフォトリソグラフィ工程においては、異物よけの為のペリクルが張られたレチクルやフォトマスク（以下、マスクという）により、回路パターンや液晶表示部の画素等が半導体ウエハやガラス基板上に転写される。その際、ペリクル上やマスクパターンと反対側のガラス面上に大きなゴミ等の異物が付着していると、その異物の像が半導体ウエハに対する回路パターンや液晶表示素子の転写に影響を及ぼし、回路パターンや液晶表示素子の欠陥となる。この結果、製造歩留まりが低下してしまうことから転写を行う前にペリクルに異物が付着しているか否かを検査する必要がある。
【０００３】
図１１は、従来の異物検査装置の構成を概略的に示す斜視図である。この装置では、半導体レーザ光源１００から射出されたレーザ光（波長約７８０ｎｍ）をコリメータレンズで平行ビームにし、アナアモルフィックプリズムでビーム断面を拡大する。この拡大された断面が長円のレーザ光は平行四辺形開口部を有する絞りによってビーム形の長手方向に部分遮光され、ミラー１０２で反射されて被検査面１０４（ペリクル面や、ガラス面上）に９０度に近い入射角で入射する。こうしてペリクル面上やガラス面上には、帯状の照射領域（走査方向と直行する方向に被検査面を帯状に一括照射する照射領域）が形成される。この帯状の照射領域内に異物があると散乱光が発生する。異物からの散乱光は、縮小光学系１０６を介して、センサ１０８に結像する。センサ１０８で検出された散乱光の光強度に応じて異物の大きさ検出することができる。
【０００４】
ここでマスクを帯状の照射領域の長手方向とほぼ直角な方向に移動させながらビーム走査することにより、被検査面全体に亘る異物検査を行うことができる。通常これらの動作を行うことにより異物の場所をマスクの位置に対応させて表示するように構成され、露光装置内にこの異物検査装置を搭載している場合には、露光装置の表示部にその結果を表示する。なお、このような装置は、特開平７−１６７７９２号公報等に開示されている。
【０００５】
また、近年の液晶表示素子を製造するためのフォトリソグラフィ工程では、大型のマスクを使用してマスクとプレートを走査して露光を行う走査型投影露光装置が注目されつつある。この走査型投影露光装置は、特開平７−５７９８６号公報に記載されているような複数の投影光学系を千鳥状に配置し、大型のマスクとプレートステージとを同期して走査することによって露光する方法である。この走査型投影露光装置においては、マスクに４００ｍｍ角以上の大きなものを使用し、走査露光することから、格段にスループットの向上が見込まれるようになった。
【０００６】
しかしながら、露光装置としてのスループットは向上したが、使用するマスクは、ステッパーで使用するものと比較して格段に大型化している。この大型のマスクに対する異物検査装置は、特開２０００−１６２１３７号公報に記載されている。この異物検査装置は、送光系と受光系とを複数用い、各検査領域を多少オーバーラップさせて検査することにより、大型のマスクを全面検査するものである。各送光系のレーザビームをそれぞれ、異なった視野に分割することにより各受光系に他方のビームの影響を受けないように各送光ビームの関係を限定している。この異物検査装置は、従来から真球ビーズを用いて調整を行っている。マスクに付着するゴミの大きさを想定して、現状では、１５μｍ程度の真球ビーズを用いて、マスクのガラス面やペリクル面上に実際に真球ビーズを吹き付け、その真球ビーズを実際に検査し、その検出結果を確認している。
【０００７】
また、近年では、特開平８−２２０００９号公報にあるように、セルフォックレンズアレイとレーザーダイオードの組み合わせにより、異物を検査する方式も提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した異物検査装置では、真球ビーズの大きさにより、その散乱光の角度特性に光強度誤差を生じてしまうため、大きさが正確に検出できないという問題が発生する。また、光源に半導体レーザを使用する場合には、その光源自体の持つ強度分布を補正する必要が生じてしまう。また、温度等の環境の変化に対して波長の安定性等に不安定さが発生してしまう。
【０００９】
この発明の課題は、散乱光の光強度の角度特性に左右されずにかつ、調整を容易に行える異物検査装置を提供することである。また、この異物検査装置を搭載した露光装置及び、この露光装置を用いた露光方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決する為の手段】
請求項１記載の異物検査装置は、走査方向を横切る方向に形成された被検査面上の照明領域に対して、前記走査方向から照明する照明光源と、前記走査方向を横切る方向に延び、前記照明領域に存在する異物による散乱光を受光するためのレンズアレイと、前記レンズアレイにより受光された前記散乱光を検出するラインセンサと、前記ラインセンサにより検出された前記散乱光の位置及び光強度に基づいて、前記異物の前記被検査面上の位置及び大きさを検出する異物検出手段と、前記レンズアレイの視野範囲内にあるフォトマスクのパターン面に前記照明光源からの照明光が照射されないようにすると共に、前記被検査面における正反射光が前記レンズアレイに入射しないようにする遮光手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
この請求項１記載の異物検査装置によれば、レンズアレイの視野範囲のフォトマスクのパターン面に照明光が照射されないようにすることができることから、フォトマスクのパターンによる散乱光がレンズアレイに入射するのを防止することができる。更に、被検面における正反射光がレンズアレイに入射するのを防止することができる。従って、異物の大きさを正確に検出することができる。
【００１２】
また、請求項２記載の異物検査装置は、走査方向を横切る方向に形成された被検査面上の照明領域に対して、前記走査方向から照明する照明光源と、前記走査方向を横切る方向に延び、前記照明領域に存在する異物による散乱光を受光するためのレンズアレイと、前記レンズアレイにより受光された前記散乱光を検出するラインセンサと、前記ラインセンサにより検出された前記散乱光の位置及び光強度に基づいて、前記異物の前記被検査面上の位置及び大きさを検出する異物検出手段とを備える異物検査装置において、前記被検査面は、フォトマスクのガラス面若しくはペリクル面であり、前記レンズアレイの最外光角度を△、前記レンズアレイの径をφ、前記レンズアレイと前記被検査面までの距離をｄ１、前記被検査面と前記フォトマスクのパターン面までの距離をｄ２、前記レンズアレイの光軸中心と前記被検査面が交叉する位置を原点０、前記被検面上の座標ｘの位置における照明光と前記レンズアレイの光軸となす角をθとしたとき、
ｔａｎθ＞（（ｄ１＋ｄ２）ｔａｎ△＋φ／２＋ｘ）／ｄ２
の条件を満足することを特徴とする。
【００１３】
この請求項２記載の異物検査装置によれば、
ｔａｎθ＞（（ｄ１＋ｄ２）ｔａｎ△＋φ／２＋ｘ）／ｄ２
の条件を満足するため、レンズアレイの視野範囲のフォトマスクのパターン面に照明光が照射されないようにすることができる。従って、フォトマスクのパターンによる散乱光がレンズアレイに入射するのを防止することができる。
【００１４】
また、請求項３記載の異物検査装置は、走査方向を横切る方向に形成された被検査面上の照明領域に対して、前記走査方向から照明する照明光源と、前記走査方向を横切る方向に延び、前記照明領域に存在する異物による散乱光を受光するためのレンズアレイと、前記レンズアレイにより受光された前記散乱光を検出するラインセンサと、前記ラインセンサにより検出された前記散乱光の位置及び光強度に基づいて、前記異物の前記被検査面上の位置及び大きさを検出する異物検出手段とを備える異物検査装置において、前記被検査面は、フォトマスクのガラス面若しくはペリクル面であり、前記レンズアレイの径をφ、前記レンズアレイと前記被検査面までの距離をｄ１、前記レンズアレイの光軸中心と前記被検査面が交叉する位置を原点０、前記被検面上の座標ｘの位置における照明光と前記レンズアレイの光軸となす角をθとしたとき、
ｔａｎθ＞（ｘ＋φ／２）／ｄ１
以下の条件を満足する。
【００１５】
この請求項３記載の異物検査装置によれば、
ｔａｎθ＞（ｘ＋φ／２）／ｄ１
の条件を満足するため、被検面における正反射光がレンズアレイに入射するのを防止することができる。
【００１６】
また、請求項４記載の異物検査装置は、走査方向を横切る方向に形成された被検査面上の照明領域に対して、前記走査方向から照明する照明光源と、前記走査方向を横切る方向に延び、前記照明領域に存在する異物による散乱光を受光するためのレンズアレイと、前記レンズアレイにより受光された前記散乱光を検出するラインセンサと、前記ラインセンサにより検出された前記散乱光の位置及び光強度に基づいて、前記異物の前記被検査面上の位置及び大きさを検出する異物検出手段とを備える異物検査装置において、前記被検査面は、フォトマスクのガラス面若しくはペリクル面であり、前記レンズアレイの最外光角度を△、前記レンズアレイの径をφ、前記レンズアレイと前記被検査面までの距離をｄ１、前記被検査面と前記フォトマスクのパターン面までの距離をｄ２、前記レンズアレイの光軸中心と前記被検査面が交叉する位置を原点０、前記被検面上の座標ｘの位置における照明光と前記レンズアレイの光軸となす角をθとしたとき、
ｔａｎθ＞（（ｄ１＋ｄ２）ｔａｎ△＋φ／２＋ｘ）／ｄ２
ｔａｎθ＞（ｘ＋φ／２）／ｄ１
の条件を満足することを特徴とする。
【００１７】
この請求項４記載の異物検査装置によれば、
ｔａｎθ＞（（ｄ１＋ｄ２）ｔａｎ△＋φ／２＋ｘ）／ｄ２
の条件を満足するため、レンズアレイの視野範囲のフォトマスクのパターン面に照明光が照射されないようにすることができる。従って、フォトマスクのパターンによる散乱光がレンズアレイに入射するのを防止することができる。
また、
ｔａｎθ＞（ｘ＋φ／２）／ｄ１
の条件を満足するため、被検面における正反射光がレンズアレイに入射するのを防止することができる。
【００１８】
また、請求項５記載の異物検査装置は、前記照明光源が、少なくとも２０ｎｍ以上の波長幅を有する白色光源により構成されることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６記載の異物検査装置は、前記照明光源が、発光ダイオードにより構成されることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７記載の異物検査装置は、前記照明光源が、蛍光管により構成されることを特徴とする。
【００２１】
この請求項５〜請求項７記載の異物検査装置によれば、照明光源に白色光源を用いるため、異物の大きさを精度良く検出することができる。即ち、複数の波長により散乱光を検出することで、異物の大きさを精度よく検出することができ異物検出の信頼性を向上させることができる。
【００２２】
また、請求項８記載の異物検査装置は、前記照明光源からの光の一部を受光する受光センサを更に備え、前記異物検出手段は、前記受光センサからの出力変化に応じて、検出された前記異物の大きさを補正することを特徴とする。
【００２３】
この請求項８記載の異物検査装置によれば、受光センサからの出力変化に応じて、検出された異物の大きさを補正するため、照明光源からの照明光の照度が経時的に変化した場合においても正確な異物の大きさを検出することができる。
【００２４】
また、請求項９記載の異物検査装置は、前記被検査面とほぼ等価な位置に配置されたキャリブレーション用の信号を発生するための基準物体を更に備え、前記異物検出手段は、前記基準物体からの信号を基準として前記異物の大きさを決定することを特徴とする。
【００２５】
この請求項９記載の異物検査装置によれば、キャリブレーション用の信号を発生するための基準物体からの信号を基準として異物の大きさを決定するため、正確な異物の大きさを検出することができる。
【００２６】
また、請求項１０記載の異物検査装置は、前記ラインセンサの前記被検査面に対する高さを検出するための高さセンサを更に備え、前記異物検出手段は、前記高さセンサの出力に基づいて前記異物の大きさを決定することを特徴とする。
【００２７】
この請求項１０記載の異物検査装置によれば、ラインセンサの被検査面に対する高さを検出するための高さセンサを備えている。従って、マスクの厚さが異なるような場合においても、高さセンサの検出値に基づいて異物の大きさを決定することができ、正確な異物の大きさを検出することができる。
【００２８】
また、請求項１１記載の異物検査装置は、前記ラインセンサ及び前記被検査面の少なくとも一方を高さ方向に移動可能とする駆動機構を更に備え、前記ラインセンサの前記被検査面に対する高さを所定の範囲内に設定することを特徴とする。
【００２９】
この請求項１１記載の異物検査装置によれば、ラインセンサの被検査面に対する高さを所定の範囲内に設定することができるため、正確な異物の大きさを検出することができる。
【００３０】
また、請求項１２記載の露光装置は、フォトマスクを照明する照明光学系と、前記フォトマスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系と、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の異物検査装置とを備えることを特徴とする。
【００３１】
この請求項１２記載の露光装置によれば、異物検査装置よる検査が終了し、ペリクル面に異物が付着していないフォトマスクを用いてフォトマスクのパターンを感光性基板上に転写するため、感光性基板上にフォトマスクのパターンを良好な状態で露光することができる。
【００３２】
また、請求項１３記載の露光方法は、請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の異物検査装置によりフォトマスク上の異物を検出する異物検査工程と、照明光学系を用いて前記フォトマスクを照明する照明工程と、前記フォトマスクのパターンを感光性基板上に転写する露光工程とを有することを特徴とする。
【００３３】
この請求項１３記載の露光方法によれば、異物検査工程よる検査が終了し、ペリクル面に異物が付着していないフォトマスクを用いてフォトマスクのパターンを感光性基板上に転写するため、感光性基板上にフォトマスクのパターンを良好な状態で露光することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる異物検査装置の説明を行う。図１は、ペリクル面に付着した異物の検査を行う異物検査装置２の構成を模式的に示した斜視図である。ここでＸＹＺ直行座標系を、Ｙ軸が被検査面内における被検査面の走査方向、Ｘ軸が被検査面内においてＹ軸と直行する方向、Ｚ軸がＸ軸及びＹ軸に直行する方向となるように設定する。
【００３５】
ペリクル４は、フレームを介してマスク（フォトマスク）Ｍに取り付けられ、ＸＹ平面とほぼ平行な平面内に位置している。ペリクル４には、＋Ｙ方向の端部に沿って基準物体４ａが形成されている。ここで基準物体４ａは、既知の球径を有する真球ビーズをペリクル４の端部に吹き付けることにより、又はペリクル４の端部に既知の大きさの凹凸形状を有する、すりガラス部を設けることにより形成される。また、ペリクル４の基準物体４ａに沿ってミラー部４ｂが形成されている。
【００３６】
マスクＭ及びペリクル４は、Ｙ方向駆動手段２４（図５参照）により、図中Ｙ方向に移動（走査）可能に構成されている。ペリクル４の上方には、ペリクル４のほぼ全幅に亘って、図中Ｘ方向に延びる異物検出部８が配置されている。
【００３７】
図２は、異物検出部８の構成を示す概略図である。この図２においても、ＸＹＺ直行座標系を、Ｙ軸が被検査面内における被検査面の走査方向、Ｘ軸が被検査面内においてＹ軸と直行する方向、Ｚ軸がＸ軸及びＹ軸に直行する方向となるように設定する。
【００３８】
異物検出部８は、角筒状の筐体１０内に、Ｘ方向にそれぞれ延びる照明光源１２、レンズアレイ１４及びラインセンサ１６が配置されている。照明光源１２は、少なくとも２０ｎｍ以上の波長幅を有する白色光源、例えば、Ｘ方向に延びる蛍光管により構成される。照明光源１２の外周部には、照明光射出部１２ａ以外の部分に遮光板１２ｂが設けられている。この照明光源１２からの照明光は、筐体１０の底面に設けられた、Ｘ方向に延びる照明光射出口１０ａから射出し、ペリクル４上（被検査面上）を照明する。換言すれば、筐体１０の底面に設けられた遮光板に照明光射出口１０ａが設けられ、照明光射出口１０ａから照明光が射出され、走査方向を横切る方向（Ｘ方向）に形成されたペリクル４上の照明領域に対して走査方向（Ｙ方向）から照明する。なお、照明光源１２は、Ｘ方向に延びる発光ダイオードにより構成しても良い。
【００３９】
レンズアレイ１４は、筐体１０の底面に設けられた、Ｘ方向に延びる散乱光入射口１０ｂから入射する、ペリクル４上に存在する異物による散乱光を受光する。ラインセンサ１６は、レンズアレイ１４により受光された散乱光を検出する。即ち、ラインセンサ１６の各画素ごとに、検出した散乱光の光強度に応じた諧調の信号を出力する。
【００４０】
筐体１０の＋Ｙ側の側面には、照度センサ（受光センサ）１８が設けられている。この照度センサ１８は、照明光源１２からの照明光のペリクル面上での正反射光を検出する。また、筐体１０の−Ｘ側の端部には、ＡＦセンサ（高さセンサ）２０が設けられている。このＡＦセンサ２０によりペリクル面の異物検出部８に対する相対的なＺ方向の位置を検出する。
【００４１】
図３は、レンズアレイ１４の視野範囲に照明光源１２からの照明光が照射されないようにするための条件式である（数式１）を説明するための図である。図３に示すように、レンズアレイ１４の最外光角度を△、レンズアレイ１４の径をφ、レンズアレイ１４とペリクル面（被検査面）までの距離をｄ１、ペリクル面とフォトマスクＭのパターン面までの距離をｄ２、レンズアレイ１４の光軸中心とペリクル面が交叉する位置を原点０、ペリクル面上の座標ｘの位置における照明光とレンズアレイ１４の光軸となす角をθとする。
【００４２】
（数式１）
ｔａｎθ＞（（ｄ１＋ｄ２）ｔａｎ△＋φ／２＋ｘ）／ｄ２
この異物検査装置においては、この（数式１）を満たす角度θで照明するよう、遮光板が設けられているため、レンズアレイ１４の視野範囲にあるパターン面に照明光が当たらないようにすることができ、パターン面の影響を除去することができる。
【００４３】
図４は、照明光のペリクル面における正反射光がレンズアレイ１４に入射しないようにするための条件式である（数式２）を説明するための図である。図４に示すように、レンズアレイの径をφ、レンズアレイとペリクル面（被検査面）までの距離をｄ１、レンズアレイの光軸中心とペリクル面が交叉する位置を原点０、ペリクル面上の座標ｘの位置における照明光とレンズアレイの光軸となす角をθとする。
【００４４】
（数式２）
ｔａｎθ＞（ｘ＋φ／２）／ｄ１
この異物検査装置においては、この（数式２）の条件を満足することにより照明光のペリクル面における正反射光がレンズアレイに入射しないようにすることができる。
【００４５】
図５は、異物検査装置２のシステム構成を説明するためのブロック構成図である。異物検査装置２は、この装置全体の制御を行う制御部２２を備えている。制御部２２には、照明光源１２、ラインセンサ１６、照度センサ１８及びＡＦセンサ２０が接続されている。また、マスクＭをＹ方向に駆動するＹ方向駆動部２４、マスクＭをＺ方向に駆動するＺ方向駆動部２６及び記憶部２８が接続されている。ここで記憶部２８には、散乱光を検出した画素数と各画素毎に出力される光強度出力（階調出力）とに対応させた異物の大きさ、及び基準物体４ａの大きさが記憶されている。また、各デフォーカス量に対応した光強度分布が記憶されている。
【００４６】
次に、この実施の形態にかかる異物検査装置２による被検査面の異物検査について説明する。
【００４７】
まず、異物検査装置２の制御部２２は、照明光源１２に対して制御信号を送出すると共に、Ｙ方向駆動部２４に対して制御信号を送出し、照明光源１２からの照明光により被検査面を照明しつつマスクＭのＹ方向への移動を開始する。この場合に、まず、ペリクル４の端部に形成された基準物体４ａからの散乱光が、散乱光入射口１０ｂを介してレンズアレイ１４に入射する。この基準物体４ａからの散乱光は、レンズアレイ１４を介してラインセンサ１６により検出される。ラインセンサ１６により検出された散乱光に基づく検出信号は、制御部２２に入力される。基準物体４ａの大きさは、記憶部２８に記憶されていることから、ラインセンサ１６により検出された散乱光に基づく検出信号と記憶部２８に記憶されている基準物体の大きさとに基づいて、異物の大きさを決定するための参照値を決定する。
【００４８】
次に、基準物体４ａに沿ってペリクル４に形成されたミラー面における正反射光を照度センサ１８により検出する。照度センサ１８により検出された正反射光に基づく検出信号は、制御部２２に入力される。制御部２２においては、照度センサ１８の検出値に基づいて、異物の大きさを決定する際に用いる補正値を決定する。
【００４９】
ペリクル面上に異物が付着していた場合には、異物による散乱光が散乱光入射口１０ｂを介してレンズアレイ１４に入射する。この異物からの散乱光は、レンズアレイ１４を介して、ラインセンサ１６により検出される。ラインセンサ１６により検出された散乱光に基づく検出信号は、制御部２２に入力される。
【００５０】
制御部２２においては、ラインセンサ１６において散乱光が検出された画素数、及びそれぞれの画素毎に出力された光強度出力（階調出力）に基づいて、記憶部２８に記憶されている、散乱光を検出した画素数と各画素毎に出力される光強度出力（階調出力）とに対応させた異物の大きさを参照して、異物の大きさを決定する。なお、この場合に、ＡＦセンサ２０の検出値に基づき、記憶部２８に記憶されている各デフォーカス量に対応した光強度分布を参照することにより、異物の大きさを正確に決定することができる。即ち、ＡＦセンサ２０の検出値に基づき、デフォーカス量が求められるため、記憶部２８に記憶されている各デフォーカス量に対応した光強度分布を参照することにより、異物の大きさを正確に決定することができる。また、ラインセンサ１６がペリクル４上の何処に位置しているのかにより異物が付着しているペリクル４上の位置を決定する。
【００５１】
この実施の形態にかかる異物検査装置２によれば、走査方向を横切る方向に形成された被検査面上の照明領域に対して、走査方向から照明する照明光源１２を備えるため、被検査面が大きい場合においてもフォトマスクのパターンの影響を排除するための照明光の入射角度の調整を容易に行うことができる。更に、検査、調整を行う真球ビーズの大きさに依存した散乱角特性をなくすことができる。また、スキャン方向と直行する方向に延びる照明光源１２、レンズアレイ１４、ラインセンサ１６を用いるため、一回の走査によりペリクル面全体の異物検査を行うことができる。
【００５２】
また、照明光源１２に非スキャン方向に延びる白色光源を使用しているため、環境変化等の外的要因に強く、かつ非スキャン方向の照明分布を均一にすることができる。また、蛍光管を用いる場合等、寿命等の劣化要因に対してモニタ機構として作用する照度センサ１８を設け、更に、フォーカス方向の検出機構であるＡＦセンサ２０を設けることによって、照明光源１２の経時的な照度の低下による信号強度変化、デフォーカスによる信号強度変化を考慮し、異物の大きさを正確に検出することができる。
【００５３】
図６に被検面に対するラインセンサ１６の高さ及び照明光照度が変動した場合の異物からの散乱光の光強度分布を示す。図６（ａ）に示すように、デフォーカス量が大きくなると、光強度の信号が次第になまるため、ＴｈＡ位置をしきい値として信号を二値化すると、デフォーカス量が大きい場合には、異物の大きさに１画素分誤差がのることになる。従って、階調を持った信号を出力させ、ＡＦセンサ２０の出力により、しきい値を変更する。例えば、ＡＦ計測により、△Ｚだけデフォーカスしていることが検出された場合には、ＴｈＢ位置をしきい値とすることにより（デフォーカスに対する信号強度の変動は予め求めておく）、異物の大きさを正確に検出することができる。
【００５４】
また、図６（ｂ）に示すように、照明光の照度が変動すると変動分に比例して信号強度が変動する。このとき、照度変動分、信号強度をスケーリングして変動分の影響を除くことができる（例えば、照度が半分となった場合は、信号強度を２倍して処理を行う）。即ち、上述のように照度センサ１８により検出された照明光の照度に基づいて、異物の大きさを決定する際に用いる補正値を決定する。
【００５５】
なお、上述の実施の形態にかかる異物検査装置２においては、ペリクル面に付着した異物の検出を行う場合について説明したが、フォトマスクのガラス面に付着した異物の検出を行うようにしてもよい。
【００５６】
また、照度センサ１８により被検面において正反射した正反射光を検出することにより、照明光源１２の照度の経時的な変化を検出しているが、照明光源１２から直接照明光を取得し、この照明光に基づいて照明光源１２の照度の経時的な変化を検出するようにしてもよい。
【００５７】
また、上述の実施の形態において、マスクＭの位置をＺ方向に移動させることにより、ペリクル面と異物検出部８との間の距離を調整するようにしてもよい。この場合には、ＡＦセンサ２０の検出値に基づいて、制御部２２から制御信号を出力しＺ方向駆動部２６を駆動してマスクＭの位置をＺ方向に移動させて、ペリクル４の表面をフォーカス位置に合わせる。従って、ペリクル４の表面がフォーカス位置に一致していることから異物の大きさを正確に検出することができる。また、異物検出部８の位置をＺ方向に移動させることにより、ペリクル面と異物検出部８との間の距離を調整するようにしても良い。この場合にも、ペリクル面上にフォーカス位置を合わせることができるため、異物の大きさを正確に決定することができる。
【００５８】
また、上述の実施の形態において、しきい値の大きさを変更して、即ち複数の閾値を用いて異物の大きさを検出し、この複数の検出値に基づいて異物の大きさを決定するようにしてもよい。
【００５９】
また、上述の実施の形態においては、ペリクル４条に基準物体４ａを設けているが、基準物体４ａを設ける位置は、被検査面とほぼ等価な位置であれば良いことから、マスクＭ上に設けても良い。
【００６０】
図７は、この実施の形態にかかる異物検査装置２を備える露光装置の構成を示すブロック図であり、図８は、この実施の形態にかかる露光装置が備える投影光学系３７とマスクＭ及びプレートＰとの位置関係を示す斜視図である。この実施の形態においては、複数の部分投影光学系３７ａ〜３７ｇからなる投影光学系３７を備えたステップ・アンド・スキャン方式の露光装置について説明する。
【００６１】
なお、以下の説明においては、図７及び図８中に示された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７及び図８に示したＸＹＺ直交座標系では、所定の原画パターンＰＡが形成されたマスクＭと、ガラス基板上にレジストが塗布されたプレートＰとが搬送される方向（走査方向）をＸ軸方向、マスクＭの平面内でＸ軸と直交する方向をＹ軸方向、マスクＭの法線方向をＺ軸方法に設定している。図７中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定されている。
【００６２】
図７及び図８において、照明光学系３１はほぼ均一の照度を有する照明光を射出して図中ＸＹ平面内のマスクＭを均一に照明する。この照明光学系３１は、Ｙ方向に並んだ複数の台形領域３２ａ〜３２ｇを照明する。マスクＭはマスクホルダ３２を介して図中Ｘ軸方向に平行移動可能なマスクステージ３３上に載置されている。マスクＭには転写すべき所定のパターンとしての原画パターンＰＡが形成され、原画パターンＰＡが形成された面にはペリクル４が張架されている。また、マスクホルダ３２の上面の一端にはＬ字型の移動鏡３４が取り付けられ、移動鏡３４の鏡面に対向した位置にレーザ干渉計３５が配置されている。このレーザ干渉計３５によってマスクステージ３３のＸＹ面内におけるＸ座標、Ｙ座標、及びＸＹ平面内における回転角が計測される。また、マスクステージ３３は後述する主制御系４５の制御の下、マスク駆動系３６によって動作が規定される。
【００６３】
マスクステージ３３の下方には複数の部分投影光学系３７ａ〜３７ｇからなる投影光学系３７が設けられている。マスクＭ上の各照明領域３２ａ〜３２ｇからの光は、各照明領域３２ａ〜３２ｇに対応するようにＹ方向に沿って配列された部分投影光学系３７ａ〜３７ｇからなる投影光学系３７に入射する。各照明領域３２ａ〜３２ｇの像は、プレートＰ上の露光領域３８ａ〜３８ｇ上に等倍の正立像として形成される。
【００６４】
プレートＰはプレートホルダ３９上に載置されている。また、プレートホルダ３９は、ＸＹ平面内において平行移動可能なＸＹステージ４０上に載置されている。また、マスクステージ３３とＸＹステージ４０とは、図中Ｘ軸方向に同期して移動する。これにより、プレートＰ上には、照明光学系３１により照明されたマスクＭの像が逐次転写され、所謂走査露光が行なわれる。マスクＭの移動により、照明領域３２ａ〜３２ｇによるマスクＭの全面の走査が完了すると、プレートＰ上の全面に渡ってマスクＭの像が転写される。
【００６５】
プレートホルダ３９上の上面の一端には移動鏡４１が取り付けられ、移動鏡４１の鏡面に対向した位置にレーザ干渉計４２が配置されており、このレーザ干渉計４２によってＸＹステージ４０のＸＹ面内におけるＸ座標、Ｙ座標、及びＸＹ平面内における回転角が計測される。ＸＹステージ４０は、主制御系４５の制御の下、プレート駆動系４４によって動作が規定される。
【００６６】
主制御系４５は、この実施の形態にかかる露光装置の全体的な動作を制御する。具体的には、レーザ干渉計３５，４２の検出結果に基づいて、マスクステージ３３及びＸＹステージ４０の位置合わせを行うとともに、露光時にはこれらのステージの同期走査制御を行う。更に、搬送装置４６を制御して、マスクライブラリ４７から必要となるマスクＭを取り出す制御を行う。搬送装置４６は主制御系４５の制御の下、搬送アーム４６ａの動作を制御し、主制御系４５から指示されたマスクＭをマスクライブラリ４７から取り出すとともに、取り出したマスクＭを異物検査装置２に搬送する。
【００６７】
また、異物検査装置２によって検査されたマスクＭを異物検査装置２からマスクホルダ３２まで搬送する。更に、マスクホルダ３２上に載置されている交換すべきマスクＭを搬送し、マスクライブラリ４７に収納する。マスクライブラリ４７は、１枚のマスクＭを収納するマスクカセット（図示省略）を多数格納する。
【００６８】
なお、この実施の形態にかかる異物検査装置２は、マスクホルダ３２、投影光学系３７、及びプレートホルダ３９が配置されているチャンバと同一のチャンバ内に配置されている。
【００６９】
また、図７及び図８においては図示を省略しているが、この実施の形態にかかる露光装置はマスクＭとプレートＰとの相対的な位置関係を計測するためのアライメントセンサを備える。このアライメントセンサは、例えば照明光学系３１とマスクホルダ３２との間に配置され、マスクＭに形成された位置情報計測用のマーク（図示省略）と、部分投影光学系３７ａ、３７ｂを介してプレートＰに形成された位置情報計測用のマーク（図示省略）とを同時に観察することにより、マスクＭとプレートＰとの位置情報及び相対的な位置ずれを計測する。
【００７０】
次に、この実施の形態にかかる露光装置の露光時の動作について簡単に説明する。まず、主制御系４５は、図示しない基板ローダ装置を制御して露光対象のプレートＰをプレートホルダ３９上に搬入する。プレートＰの搬入を行っている間、主制御系４５は搬送装置４６に対してマスクＭの種類を示す情報とマスクを取り出す旨を示す情報とを含む制御信号を出力する。搬送装置４６は、主制御系４５から出力された制御信号中のマスクＭの種類を示す情報に基づいて、搬送アーム４６ａを用いて該当するマスクＭをマスクライブラリ４７から取り出し、取り出したマスクＭを異物検査装置２に搬送する。なお、異物検査装置２でマスクライブラリ４７から取り出したマスクＭの検査を行っている間に、搬送装置４６は搬送アーム４６ａにてマスクホルダ３２上に載置されているマスクＭを搬送してマスクライブラリ４７に収納すれば効率よく搬送を行うことができる。
【００７１】
異物検査装置２による検査が終了すると、搬送装置４６は搬送アーム４６ａの動作を制御して検査が終了したマスクＭをマスクホルダ３２上に載置する。マスクＭがマスクホルダ３２上に載置され、プレートＰがプレートホルダ３９上に載置されると、前述したアライメントセンサを用いてマスクＭとプレートＰとの相対的な位置情報が計測され、その計測結果は主制御系４５へ出力される。主制御系４５はアライメントセンサから出力された相対的な位置情報に基づいてマスクＭとプレートＰとの相対的な位置合わせを行う。その後、主制御系４５はマスク駆動系３６及びプレート駆動系４４を制御してマスクＭ及びプレートＰを走査開始位置へ移動させ照明光をマスクＭ上へ照射させる。
【００７２】
そして、マスクＭとプレートＰとをＸ軸方向へ同期走査しつつマスクＭに形成された原画パターンＰＡの像を投影光学系７を介してプレートＰ上に順次転写する。なお、一度の走査でプレートＰの全面を露光することができない場合には、Ｙ軸方向の所定幅のみを一度の走査で露光し、この露光領域に対する露光が終了した後に、マスクＭとプレートＰとをＹ軸方向にステップさせて、プレートＰ上の露光を終了した領域に隣接する領域に対して露光処理を行う。このときに、マスクＭの交換が必要であればマスクＭの交換を行う。このときもマスクホルダ３２上に新たに載置されるマスクＭは、異物検査装置２によってペリクル又はガラス基板上に異物が付着しているか否かが検査されたものである。
【００７３】
上述の実施の形態にかかる露光装置では、照明光学装置によってマスクを照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、のフローチャートを参照して、図７に示す実施の形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る半導体デバイスの製造方法を説明する。
【００７４】
先ず、図９のステップ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップ３０３において、図７に示す本実施の形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。即ち、照明光学装置によりマスクを照明し（照明工程）、マスクのパターンをウエハ上に転写する（露光工程）。
【００７５】
その後、ステップ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。
【００７６】
また、図７に示すこの実施の形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１０のフローチャートを参照して、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を説明する。図１０において、パターン形成工程４０１では、実施の形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レチクル剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。
【００７７】
次に、カラーフィルター形成工程４０２では、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列され、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００７８】
その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【００７９】
【発明の効果】
この発明の異物検査装置によれば、レンズアレイの視野範囲のフォトマスクのパターン面に照明光が照射されないようにすることができることから、フォトマスクのパターンによる散乱光がレンズアレイに入射するのを防止することができる。更に、被検面における正反射光がレンズアレイに入射するのを防止することができる。従って、異物の大きさを正確に検出することができる。
【００８０】
また、照明光源に白色光源を用いるため、異物の大きさを精度良く検出することができる。即ち、複数の波長により散乱光を検出することで、異物検出の信頼性を向上させることができる。
【００８１】
また、受光センサからの出力変化に応じて、検出された異物の大きさを補正するため、照明光源からの照明光の照度が経時的に変化した場合においても正確な異物の大きさを検出することができる。
【００８２】
また、キャリブレーション用の信号を発生するための基準物体からの信号を基準として異物の大きさを決定するため、正確な異物の大きさを検出することができる。
【００８３】
また、ラインセンサの被検査面に対する高さを検出するための高さセンサを備えている。従って、マスクの厚さが異なるような場合においても、高さセンサの検出値に基づいて異物の大きさを決定することができ、正確な異物の大きさを検出することができる。
【００８４】
また、この発明の露光装置及び露光方法によれば、ペリクル面に異物が付着していないフォトマスクを用いてフォトマスクのパターンを感光性基板上に転写するため、感光性基板上にフォトマスクのパターンを良好な状態で露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる異物検査装置の斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態にかかる異物検査装置の異物検出部の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態にかかる異物検査装置において、レンズアレイの視野範囲に照明光源からの照明光が照射されないようにするための条件式を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態にかかる異物検査装置において、照明光のペリクル面における正反射光がレンズアレイに入射しないようにするための条件式を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態にかかる異物検査装置のシステム構成を説明するためのブロック構成図である。
【図６】この発明の実施の形態において用いられる、被検面に対するセンサの高さ及び照明光照度が変動した場合の異物からの散乱光の光強度を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態にかかる露光装置の構成図である。
【図８】この発明の実施の形態にかかる露光装置の構成図である。
【図９】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】従来の異物検査装置の斜視図である。
【符号の説明】
２…異物検査装置、４…ペリクル、８…異物検出部、１０…筐体、１０ａ…照明光射出口、１０ｂ…散乱光入射口、１２…照明光源、１４…レンズアレイ、１６…ラインセンサ、１８…照度センサ、２０…ＡＦセンサ、２２…制御部、２４…Ｙ方向駆動部、２６…Ｚ方向駆動部、２８…記憶部、Ｍ…マスク、Ｐ…プレート、３１…照明光学系、３７…投影光学系。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a foreign matter inspection apparatus for detecting foreign matter on a surface to be inspected such as a glass surface of a large mask or a pellicle surface attached to a mask to prevent foreign matter, an exposure apparatus equipped with the foreign matter inspection apparatus, and The present invention relates to an exposure method using the exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a photolithography process, which is one of the manufacturing processes of an integrated circuit and a liquid crystal panel, a reticle or a photomask (hereinafter, referred to as a mask) on which a pellicle for preventing foreign matter is applied forms a circuit pattern or a liquid crystal display portion. Pixels and the like are transferred onto a semiconductor wafer or a glass substrate. At this time, if foreign matter such as large dust adheres to the pellicle or the glass surface opposite to the mask pattern, the image of the foreign matter affects the transfer of the circuit pattern and the liquid crystal display element to the semiconductor wafer, and the circuit It becomes a defect of the pattern and the liquid crystal display element. As a result, the manufacturing yield is reduced, so it is necessary to inspect whether or not foreign matter is attached to the pellicle before performing transfer.
[0003]
FIG. 11 is a perspective view schematically showing a configuration of a conventional foreign matter inspection apparatus. In this apparatus, laser light (wavelength: about 780 nm) emitted from the semiconductor laser light source 100 is converted into a parallel beam by a collimator lens, and the beam cross section is expanded by an anamorphic prism. The laser light having an enlarged cross section of an ellipse is partially shielded in the longitudinal direction of the beam by a stop having a parallelogram opening, is reflected by a mirror 102, and is inspected by a mirror surface 104 (pellicle surface or glass surface). At an incident angle close to 90 degrees. Thus, on the pellicle surface or the glass surface, a band-shaped irradiation region (irradiation region for collectively irradiating the surface to be inspected in a band in a direction perpendicular to the scanning direction) is formed. Scattered light is generated when a foreign substance is present in the belt-shaped irradiation area. The scattered light from the foreign matter forms an image on the sensor 108 via the reduction optical system 106. The size of the foreign matter can be detected according to the light intensity of the scattered light detected by the sensor 108.
[0004]
Here, by performing beam scanning while moving the mask in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the belt-shaped irradiation region, foreign material inspection can be performed over the entire inspection surface. Normally, by performing these operations, the position of the foreign substance is displayed in correspondence with the position of the mask. When the foreign substance inspection apparatus is mounted in the exposure apparatus, the foreign substance inspection apparatus is displayed on the display unit of the exposure apparatus. Display the result. Such an apparatus is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-167792.
[0005]
In recent years, in a photolithography process for manufacturing a liquid crystal display element, a scanning projection exposure apparatus that performs exposure by scanning a mask and a plate using a large mask is attracting attention. This scanning projection exposure apparatus arranges a plurality of projection optical systems as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-57986 in a staggered manner, and scans a large mask and a plate stage in synchronization to perform exposure. How to In this scanning projection exposure apparatus, a large mask having a size of 400 mm square or more is used, and scanning exposure is performed, so that a marked improvement in throughput can be expected.
[0006]
However, although the throughput as an exposure apparatus has been improved, the mask used is much larger than that used in a stepper. A foreign matter inspection apparatus for this large mask is described in JP-A-2000-162137. This foreign substance inspection apparatus inspects a large mask entirely by using a plurality of light transmission systems and a plurality of light reception systems and inspecting each inspection area while slightly overlapping each other. By dividing the laser beam of each light transmitting system into a different field of view, the relationship between the light transmitting beams is limited so that each light receiving system is not affected by the other beam. This foreign matter inspection apparatus has conventionally performed adjustment using true spherical beads. At present, assuming the size of dust adhering to the mask, using spherical beads of about 15 μm, the spherical beads are actually sprayed onto the glass surface or pellicle surface of the mask, and the spherical beads are actually We inspect and confirm the detection result.
[0007]
Further, in recent years, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-220009, a method of inspecting foreign substances by a combination of a selfoc lens array and a laser diode has been proposed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described foreign substance inspection apparatus, a light intensity error occurs in the angular characteristics of the scattered light depending on the size of the true spherical beads, and therefore, there is a problem that the size cannot be detected accurately. When a semiconductor laser is used as the light source, it is necessary to correct the intensity distribution of the light source itself. Further, instability occurs in wavelength stability and the like with respect to environmental changes such as temperature.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a foreign matter inspection apparatus that can be easily adjusted without being affected by the angular characteristics of the light intensity of scattered light. Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus equipped with the foreign matter inspection apparatus and an exposure method using the exposure apparatus.
[0010]
[Means for solving the problem]
The foreign matter inspection device according to claim 1, wherein an illumination light source illuminating from the scanning direction and an illumination light source illuminating from the scanning direction with respect to an illumination area on the inspection surface formed in a direction crossing the scanning direction extend in a direction crossing the scanning direction, A lens array for receiving scattered light due to foreign matter present in the illumination area, a line sensor for detecting the scattered light received by the lens array, and a position and light intensity of the scattered light detected by the line sensor Foreign matter detecting means for detecting the position and size of the foreign matter on the surface to be inspected based on the above, and the illumination light from the illumination light source is not applied to the pattern surface of the photomask within the field of view of the lens array. And a light shielding means for preventing specularly reflected light from the inspection surface from entering the lens array.
[0011]
According to the foreign matter inspection device of the first aspect, since the illumination light can be prevented from irradiating the pattern surface of the photomask in the field of view of the lens array, the scattered light by the pattern of the photomask enters the lens array. Can be prevented. Further, it is possible to prevent specularly reflected light on the surface to be detected from being incident on the lens array. Therefore, the size of the foreign matter can be accurately detected.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a foreign matter inspection device, wherein an illumination light source illuminating from the scanning direction with respect to an illumination area on a surface to be inspected formed in a direction transverse to the scanning direction, and extending in a direction transverse to the scanning direction. A lens array for receiving scattered light due to foreign matter present in the illumination area, a line sensor for detecting the scattered light received by the lens array, and a position and a position of the scattered light detected by the line sensor. In a foreign matter inspection device including a foreign matter detection unit that detects a position and a size of the foreign matter on the surface to be inspected based on light intensity, the surface to be inspected is a glass surface or a pellicle surface of a photomask, The angle of the outermost light of the lens array is △, the diameter of the lens array is φ, the distance between the lens array and the surface to be inspected is d1, and the surface to be inspected is The distance to the pattern surface of the laser beam is d2, the position where the center of the optical axis of the lens array intersects the inspection surface is origin 0, the illumination light at the position of the coordinate x on the inspection surface, and the optical axis of the lens array. Where θ is the angle between
tan θ> ((d1 + d2) tan △ + φ / 2 + x) / d2
The following condition is satisfied.
[0013]
According to the foreign matter inspection apparatus according to the second aspect,
tan θ> ((d1 + d2) tan △ + φ / 2 + x) / d2
Is satisfied, the illumination light can be prevented from being applied to the pattern surface of the photomask in the field of view of the lens array. Therefore, it is possible to prevent light scattered by the pattern of the photomask from being incident on the lens array.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a foreign matter inspection device, wherein an illumination light source illuminating from the scanning direction with respect to an illumination area on a surface to be inspected formed in a direction transverse to the scanning direction, and extending in a direction transverse to the scanning direction. A lens array for receiving scattered light due to foreign matter present in the illumination area, a line sensor for detecting the scattered light received by the lens array, and a position and a position of the scattered light detected by the line sensor. In a foreign matter inspection device including a foreign matter detection unit that detects a position and a size of the foreign matter on the surface to be inspected based on light intensity, the surface to be inspected is a glass surface or a pellicle surface of a photomask, The diameter of the lens array is φ, the distance between the lens array and the surface to be inspected is d1, and the position where the optical axis center of the lens array intersects the surface to be inspected is the origin. When said set to the optical axis angle of the lens array and the illumination light at the position of coordinate x on the test surface theta,
tan θ> (x + φ / 2) / d1
The following conditions are satisfied.
[0015]
According to the foreign matter inspection device according to the third aspect,
tan θ> (x + φ / 2) / d1
Is satisfied, it is possible to prevent specularly reflected light from the surface to be detected from being incident on the lens array.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a foreign matter inspection apparatus, wherein an illumination light source illuminating from the scanning direction with respect to an illumination area on a surface to be inspected formed in a direction transverse to the scanning direction and extending in a direction transverse to the scanning direction. A lens array for receiving scattered light due to foreign matter present in the illumination area, a line sensor for detecting the scattered light received by the lens array, and a position and a position of the scattered light detected by the line sensor. In a foreign matter inspection device including a foreign matter detection unit that detects a position and a size of the foreign matter on the surface to be inspected based on light intensity, the surface to be inspected is a glass surface or a pellicle surface of a photomask, The angle of the outermost light of the lens array is △, the diameter of the lens array is φ, the distance between the lens array and the surface to be inspected is d1, and the surface to be inspected is The distance to the pattern surface of the laser beam is d2, the position where the center of the optical axis of the lens array intersects the inspection surface is origin 0, the illumination light at the position of the coordinate x on the inspection surface, and the optical axis of the lens array. Where θ is the angle between
tan θ> ((d1 + d2) tan △ + φ / 2 + x) / d2
tan θ> (x + φ / 2) / d1
The following condition is satisfied.
[0017]
According to the foreign matter inspection device of the fourth aspect,
tan θ> ((d1 + d2) tan △ + φ / 2 + x) / d2
Is satisfied, the illumination light can be prevented from being applied to the pattern surface of the photomask in the field of view of the lens array. Therefore, it is possible to prevent light scattered by the pattern of the photomask from being incident on the lens array.
Also,
tan θ> (x + φ / 2) / d1
Is satisfied, it is possible to prevent specularly reflected light from the surface to be detected from being incident on the lens array.
[0018]
According to a fifth aspect of the present invention, the illuminating light source is constituted by a white light source having a wavelength width of at least 20 nm.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in the foreign matter inspection apparatus, the illumination light source includes a light emitting diode.
[0020]
Further, the foreign matter inspection device according to claim 7 is characterized in that the illumination light source is constituted by a fluorescent tube.
[0021]
According to the foreign matter inspection apparatus according to the fifth to seventh aspects, since a white light source is used as the illumination light source, the size of the foreign matter can be accurately detected. That is, by detecting the scattered light at a plurality of wavelengths, the size of the foreign matter can be accurately detected, and the reliability of the foreign matter detection can be improved.
[0022]
In addition, the foreign matter inspection device according to claim 8 further includes a light receiving sensor that receives a part of light from the illumination light source, and the foreign matter detecting unit detects the foreign matter in response to a change in output from the light receiving sensor. The size of the foreign matter is corrected.
[0023]
According to the foreign matter inspection device of claim 8, in order to correct the size of the foreign matter detected according to the output change from the light receiving sensor, the illuminance of the illumination light from the illumination light source changes with time. Can accurately detect the size of the foreign matter.
[0024]
The foreign matter inspection apparatus according to claim 9, further comprising a reference object for generating a calibration signal disposed at a position substantially equivalent to the surface to be inspected, wherein the foreign matter detection unit includes the reference object. The size of the foreign matter is determined on the basis of a signal from the controller.
[0025]
According to the ninth aspect, the size of the foreign matter is determined based on the signal from the reference object for generating the signal for calibration, so that the accurate size of the foreign matter can be detected. Can be.
[0026]
Further, the foreign matter inspection apparatus according to claim 10 further includes a height sensor for detecting a height of the line sensor with respect to the surface to be inspected, and the foreign matter detection unit is configured to detect a height of the line sensor based on an output of the height sensor. The size of the foreign matter is determined.
[0027]
According to the foreign matter inspection apparatus of the tenth aspect, there is provided the height sensor for detecting the height of the line sensor with respect to the surface to be inspected. Therefore, even when the thicknesses of the masks are different, the size of the foreign matter can be determined based on the value detected by the height sensor, and the size of the foreign matter can be accurately detected.
[0028]
In addition, the foreign matter inspection device according to claim 11 further includes a drive mechanism that enables at least one of the line sensor and the surface to be inspected to move in a height direction, and adjusts a height of the line sensor with respect to the surface to be inspected. It is characterized in that it is set within a predetermined range.
[0029]
According to this foreign matter inspection apparatus, the height of the line sensor with respect to the surface to be inspected can be set within a predetermined range, so that the size of the foreign matter can be accurately detected.
[0030]
The exposure apparatus according to claim 12 is an illumination optical system that illuminates a photomask, and a projection optical system that projects a pattern image of the photomask onto a photosensitive substrate. A foreign matter inspection device according to claim 1 is provided.
[0031]
According to the exposure apparatus of the twelfth aspect, the inspection by the foreign matter inspection apparatus is completed, and the pattern of the photomask is transferred onto the photosensitive substrate using the photomask having no foreign matter attached to the pellicle surface. Exposure of the pattern of the photomask on the conductive substrate can be performed in a favorable state.
[0032]
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an exposure method comprising: a foreign matter inspection step of detecting foreign matter on a photomask by the foreign matter inspection apparatus according to any one of the first to eleventh aspects; An illumination step of illuminating a photomask and an exposure step of transferring a pattern of the photomask onto a photosensitive substrate are provided.
[0033]
According to the exposure method of the thirteenth aspect, the inspection in the foreign matter inspection step is completed, and the pattern of the photomask is transferred onto the photosensitive substrate using a photomask having no foreign matter attached to the pellicle surface. Exposure of the pattern of the photomask on the conductive substrate can be performed in a favorable state.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a foreign substance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a foreign matter inspection device 2 for inspecting foreign matter attached to a pellicle surface. Here, the XYZ orthogonal coordinate system is defined as follows: the Y axis is the scanning direction of the inspected surface in the inspected surface, the X axis is the direction orthogonal to the Y axis in the inspected surface, and the Z axis is the direction orthogonal to the X axis and the Y axis. Set so that
[0035]
The pellicle 4 is attached to a mask (photomask) M via a frame, and is located in a plane substantially parallel to the XY plane. The pellicle 4 has a reference object 4a formed along an end in the + Y direction. Here, the reference object 4a is formed by spraying a true spherical bead having a known spherical diameter onto the end of the pellicle 4 or by providing a ground glass part having an uneven shape of a known size at the end of the pellicle 4. It is formed. Further, a mirror portion 4b is formed along the reference object 4a of the pellicle 4.
[0036]
The mask M and the pellicle 4 are configured to be movable (scanned) in the Y direction in the figure by the Y direction driving means 24 (see FIG. 5). Above the pellicle 4, a foreign substance detection unit 8 extending in the X direction in the figure over substantially the entire width of the pellicle 4 is arranged.
[0037]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of the foreign matter detection unit 8. In FIG. 2 as well, the XYZ orthogonal coordinate system is represented by a Y-axis in the scanning direction of the inspection surface in the inspection surface, an X-axis in a direction orthogonal to the Y-axis in the inspection surface, and a Z-axis in the X-axis and the Y-axis. Is set so that it is in a direction that is orthogonal to.
[0038]
The foreign matter detection unit 8 includes an illumination light source 12, a lens array 14, and a line sensor 16 that extend in the X direction, respectively, in a rectangular cylindrical housing 10. The illumination light source 12 is constituted by a white light source having a wavelength width of at least 20 nm, for example, a fluorescent tube extending in the X direction. On the outer peripheral portion of the illumination light source 12, a light shielding plate 12b is provided at a portion other than the illumination light emitting portion 12a. The illuminating light from the illuminating light source 12 is emitted from an illuminating light emission port 10a provided in the bottom surface of the housing 10 and extending in the X direction, and illuminates the pellicle 4 (on the surface to be inspected). In other words, the illumination light emission port 10a is provided in the light shielding plate provided on the bottom surface of the housing 10, and the illumination light is emitted from the illumination light emission port 10a and formed in the direction (X direction) crossing the scanning direction. The illumination area on the pellicle 4 is illuminated from the scanning direction (Y direction). Note that the illumination light source 12 may be configured by a light emitting diode extending in the X direction.
[0039]
The lens array 14 receives the scattered light due to the foreign matter present on the pellicle 4 that is incident from the scattered light entrance 10b provided in the bottom surface of the housing 10 and extending in the X direction. The line sensor 16 detects the scattered light received by the lens array 14. That is, for each pixel of the line sensor 16, a gradation signal corresponding to the detected light intensity of the scattered light is output.
[0040]
An illuminance sensor (light receiving sensor) 18 is provided on a side surface on the + Y side of the housing 10. The illuminance sensor 18 detects regular reflection light of the illumination light from the illumination light source 12 on the pellicle surface. Further, an AF sensor (height sensor) 20 is provided at an end on the −X side of the housing 10. The AF sensor 20 detects the position of the pellicle surface in the Z direction relative to the foreign object detector 8.
[0041]
FIG. 3 is a diagram for explaining (Equation 1) which is a conditional expression for preventing illumination light from the illumination light source 12 from irradiating the field of view of the lens array 14. As shown in FIG. 3, the outermost light angle of the lens array 14 is △, the diameter of the lens array 14 is φ, the distance between the lens array 14 and the pellicle surface (inspection surface) is d1, and the distance between the pellicle surface and the photomask M is The distance to the pattern surface is d2, the position where the center of the optical axis of the lens array 14 intersects the pellicle surface is the origin 0, and the angle between the illumination light at the position of the coordinate x on the pellicle surface and the optical axis of the lens array 14 is θ. I do.
[0042]
(Equation 1)
tan θ> ((d1 + d2) tan △ + φ / 2 + x) / d2
In this foreign matter inspection apparatus, a light shielding plate is provided so as to illuminate at an angle θ that satisfies (Equation 1), so that illumination light does not impinge on a pattern surface in the field of view of the lens array 14. And the effect of the pattern surface can be eliminated.
[0043]
FIG. 4 is a diagram for explaining (Equation 2) which is a conditional expression for preventing specular reflection light of the illumination light on the pellicle surface from being incident on the lens array 14. As shown in FIG. 4, the diameter of the lens array is φ, the distance between the lens array and the pellicle surface (the surface to be inspected) is d1, the position where the optical axis center of the lens array intersects with the pellicle surface is the origin 0, and the position on the pellicle surface is zero. Is the angle between the illumination light at the position of the coordinate x and the optical axis of the lens array.
[0044]
(Equation 2)
tan θ> (x + φ / 2) / d1
In this foreign matter inspection apparatus, it is possible to prevent the specular reflection light of the illumination light on the pellicle surface from being incident on the lens array by satisfying the condition of (Equation 2).
[0045]
FIG. 5 is a block diagram for explaining the system configuration of the foreign substance inspection device 2. The foreign substance inspection device 2 includes a control unit 22 that controls the entire device. The illumination unit 12, the line sensor 16, the illuminance sensor 18, and the AF sensor 20 are connected to the control unit 22. Further, a Y-direction drive unit 24 that drives the mask M in the Y direction, a Z-direction drive unit 26 that drives the mask M in the Z direction, and a storage unit 28 are connected. Here, the storage unit 28 stores the size of the foreign matter and the size of the reference object 4a corresponding to the number of pixels for which scattered light is detected and the light intensity output (gradation output) output for each pixel. Have been. Further, a light intensity distribution corresponding to each defocus amount is stored.
[0046]
Next, a foreign substance inspection on a surface to be inspected by the foreign substance inspection apparatus 2 according to the embodiment will be described.
[0047]
First, the control unit 22 of the foreign matter inspection device 2 sends a control signal to the illumination light source 12 and sends a control signal to the Y-direction drive unit 24, and the illumination light from the illumination light source 12 causes the inspection surface to be inspected. , The movement of the mask M in the Y direction is started. In this case, first, scattered light from the reference object 4a formed at the end of the pellicle 4 enters the lens array 14 via the scattered light entrance 10b. The scattered light from the reference object 4a is detected by the line sensor 16 via the lens array 14. A detection signal based on the scattered light detected by the line sensor 16 is input to the control unit 22. Since the size of the reference object 4a is stored in the storage unit 28, based on the detection signal based on the scattered light detected by the line sensor 16 and the size of the reference object stored in the storage unit 28, A reference value for determining the size of the foreign matter is determined.
[0048]
Next, regular reflection light on a mirror surface formed on the pellicle 4 along the reference object 4a is detected by the illuminance sensor 18. A detection signal based on the specularly reflected light detected by the illuminance sensor 18 is input to the control unit 22. The control unit 22 determines a correction value used when determining the size of the foreign object based on the detection value of the illuminance sensor 18.
[0049]
When foreign matter is attached to the pellicle surface, scattered light from the foreign matter enters the lens array 14 via the scattered light entrance 10b. The scattered light from the foreign matter is detected by the line sensor 16 via the lens array 14. A detection signal based on the scattered light detected by the line sensor 16 is input to the control unit 22.
[0050]
The control unit 22 stores the scattered light stored in the storage unit 28 based on the number of pixels for which scattered light is detected by the line sensor 16 and the light intensity output (gradation output) output for each pixel. The size of the foreign matter is determined by referring to the size of the foreign matter corresponding to the number of pixels from which light is detected and the light intensity output (gradation output) output for each pixel. In this case, the size of the foreign matter can be accurately determined by referring to the light intensity distribution corresponding to each defocus amount stored in the storage unit 28 based on the detection value of the AF sensor 20. it can. That is, since the defocus amount is obtained based on the detection value of the AF sensor 20, the size of the foreign matter can be accurately determined by referring to the light intensity distribution corresponding to each defocus amount stored in the storage unit 28. Can be determined. Further, the position on the pellicle 4 to which the foreign matter is attached is determined based on where the line sensor 16 is located on the pellicle 4.
[0051]
According to the foreign matter inspection device 2 according to the present embodiment, the illumination light source 12 that illuminates from the scanning direction to the illumination area on the inspection surface formed in the direction crossing the scanning direction is provided. Even in the case of a large size, it is possible to easily adjust the incident angle of the illumination light to eliminate the influence of the pattern of the photomask. Further, it is possible to eliminate the scattering angle characteristic depending on the size of the true spherical beads to be inspected and adjusted. Further, since the illumination light source 12, the lens array 14, and the line sensor 16 extending in the direction perpendicular to the scanning direction are used, it is possible to perform the foreign substance inspection on the entire pellicle surface by one scanning.
[0052]
In addition, since a white light source extending in the non-scanning direction is used as the illumination light source 12, the illumination distribution in the non-scanning direction can be made uniform while being resistant to external factors such as environmental changes. In addition, when a fluorescent tube is used, an illuminance sensor 18 acting as a monitoring mechanism for a deterioration factor such as a service life is provided, and an AF sensor 20 serving as a focus direction detecting mechanism is provided. It is possible to accurately detect the size of the foreign matter in consideration of a signal intensity change due to a substantial decrease in illuminance and a signal intensity change due to defocus.
[0053]
FIG. 6 shows the light intensity distribution of the scattered light from the foreign substance when the height of the line sensor 16 with respect to the surface to be measured and the illumination light illuminance vary. As shown in FIG. 6 (a), when the defocus amount increases, the signal of the light intensity gradually decreases. Therefore, when the signal is binarized using the ThA position as a threshold, when the defocus amount is large, The size of the foreign matter has an error of one pixel. Therefore, a signal having a gradation is output, and the threshold value is changed according to the output of the AF sensor 20. For example, when it is detected by AF measurement that defocusing is performed by ΔZ, the ThB position is set as a threshold value (fluctuations in signal intensity with respect to defocus are obtained in advance), and the The size can be accurately detected.
[0054]
Also, as shown in FIG. 6B, when the illuminance of the illumination light changes, the signal intensity changes in proportion to the change. At this time, the influence of the fluctuation can be removed by scaling the illuminance fluctuation and the signal intensity (for example, when the illuminance is reduced to half, the signal intensity is doubled and the processing is performed). That is, based on the illuminance of the illumination light detected by the illuminance sensor 18 as described above, the correction value used when determining the size of the foreign matter is determined.
[0055]
In the foreign substance inspection apparatus 2 according to the above-described embodiment, the case where the foreign substance attached to the pellicle surface is detected has been described. However, the foreign substance attached to the glass surface of the photomask may be detected. .
[0056]
Further, by detecting specularly reflected light that is specularly reflected on the surface to be detected by the illuminance sensor 18, a temporal change in the illuminance of the illumination light source 12 is detected. A change with time of the illuminance of the illumination light source 12 may be detected based on the illumination light.
[0057]
In the above-described embodiment, the distance between the pellicle surface and the foreign matter detector 8 may be adjusted by moving the position of the mask M in the Z direction. In this case, a control signal is output from the control unit 22 based on the detection value of the AF sensor 20 to drive the Z-direction drive unit 26 to move the position of the mask M in the Z direction, thereby causing the surface of the pellicle 4 to move. Adjust to the focus position. Therefore, since the surface of the pellicle 4 coincides with the focus position, the size of the foreign matter can be accurately detected. Further, the distance between the pellicle surface and the foreign matter detection unit 8 may be adjusted by moving the position of the foreign matter detection unit 8 in the Z direction. Also in this case, since the focus position can be adjusted on the pellicle surface, the size of the foreign matter can be accurately determined.
[0058]
Further, in the above-described embodiment, the size of the foreign substance is detected by changing the magnitude of the threshold value, that is, using a plurality of threshold values, and the size of the foreign substance is determined based on the plurality of detected values. You may do so.
[0059]
In the above-described embodiment, the reference object 4a is provided on the pellicle 4 strip. However, the reference object 4a may be provided at a position substantially equivalent to the surface to be inspected. It may be provided.
[0060]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an exposure apparatus including the foreign matter inspection apparatus 2 according to this embodiment. FIG. 8 is a block diagram showing a projection optical system 37, a mask M, and a plate included in the exposure apparatus according to this embodiment. It is a perspective view which shows the positional relationship with P. In this embodiment, a step-and-scan type exposure apparatus including a projection optical system 37 including a plurality of partial projection optical systems 37a to 37g will be described.
[0061]
In the following description, the XYZ rectangular coordinate system shown in FIGS. 7 and 8 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to the XYZ rectangular coordinate system. In the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIGS. 7 and 8, the direction (scanning direction) in which the mask M on which the predetermined original pattern PA is formed and the plate P on which the resist is applied on the glass substrate is conveyed is X. The axial direction, the direction orthogonal to the X axis in the plane of the mask M is set as the Y axis direction, and the normal direction of the mask M is set as the Z axis method. In the XYZ coordinate system in FIG. 7, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set vertically upward.
[0062]
7 and 8, the illumination optical system 31 emits illumination light having substantially uniform illuminance to uniformly illuminate the mask M in the XY plane in the drawings. The illumination optical system 31 illuminates a plurality of trapezoidal regions 32a to 32g arranged in the Y direction. The mask M is mounted on a mask stage 33 that can move in parallel in the X-axis direction in the figure via a mask holder 32. An original image pattern PA as a predetermined pattern to be transferred is formed on the mask M, and a pellicle 4 is stretched on a surface on which the original image pattern PA is formed. An L-shaped movable mirror 34 is attached to one end of the upper surface of the mask holder 32, and a laser interferometer 35 is disposed at a position facing the mirror surface of the movable mirror 34. The laser interferometer 35 measures the X coordinate and Y coordinate of the mask stage 33 in the XY plane, and the rotation angle in the XY plane. The operation of the mask stage 33 is regulated by a mask drive system 36 under the control of a main control system 45 described later.
[0063]
A projection optical system 37 including a plurality of partial projection optical systems 37a to 37g is provided below the mask stage 33. Light from each of the illumination regions 32a to 32g on the mask M enters a projection optical system 37 including partial projection optical systems 37a to 37g arranged along the Y direction so as to correspond to each of the illumination regions 32a to 32g. . The images of the illumination areas 32a to 32g are formed as the same-size erect images on the exposure areas 38a to 38g on the plate P.
[0064]
The plate P is placed on the plate holder 39. Further, the plate holder 39 is mounted on an XY stage 40 that can move in parallel in the XY plane. Further, the mask stage 33 and the XY stage 40 move synchronously in the X-axis direction in the figure. Thus, the image of the mask M illuminated by the illumination optical system 31 is sequentially transferred onto the plate P, and so-called scanning exposure is performed. When the scanning of the entire surface of the mask M by the illumination regions 32a to 32g is completed by the movement of the mask M, the image of the mask M is transferred over the entire surface of the plate P.
[0065]
A movable mirror 41 is attached to one end of the upper surface of the plate holder 39, and a laser interferometer 42 is disposed at a position facing the mirror surface of the movable mirror 41. , The X coordinate, the Y coordinate, and the rotation angle in the XY plane are measured. The operation of the XY stage 40 is regulated by the plate drive system 44 under the control of the main control system 45.
[0066]
The main control system 45 controls the overall operation of the exposure apparatus according to this embodiment. Specifically, based on the detection results of the laser interferometers 35 and 42, the mask stage 33 and the XY stage 40 are aligned, and at the time of exposure, synchronous scanning control of these stages is performed. Further, the controller 46 controls the transfer device 46 to take out the necessary mask M from the mask library 47. The transfer device 46 controls the operation of the transfer arm 46a under the control of the main control system 45, takes out the mask M specified by the main control system 45 from the mask library 47, and sends the taken out mask M to the foreign matter inspection device 2. Transport.
[0067]
Further, the mask M inspected by the foreign matter inspection device 2 is transported from the foreign matter inspection device 2 to the mask holder 32. Further, the mask M to be replaced, which is placed on the mask holder 32, is transported and stored in the mask library 47. The mask library 47 stores a large number of mask cassettes (not shown) for storing one mask M.
[0068]
The foreign substance inspection apparatus 2 according to this embodiment is arranged in the same chamber as the chamber in which the mask holder 32, the projection optical system 37, and the plate holder 39 are arranged.
[0069]
Although not shown in FIGS. 7 and 8, the exposure apparatus according to this embodiment includes an alignment sensor for measuring a relative positional relationship between the mask M and the plate P. This alignment sensor is arranged, for example, between the illumination optical system 31 and the mask holder 32, and is provided with a mark (not shown) for measuring position information formed on the mask M and a plate via the partial projection optical systems 37a and 37b. By simultaneously observing a mark (not shown) for measuring position information formed on P, position information and a relative position shift between the mask M and the plate P are measured.
[0070]
Next, the operation of the exposure apparatus according to this embodiment at the time of exposure will be briefly described. First, the main control system 45 controls a substrate loader device (not shown) to carry the plate P to be exposed onto the plate holder 39. While the plate P is being loaded, the main control system 45 outputs a control signal including information indicating the type of the mask M and information indicating that the mask is to be removed to the transport device 46. The transfer device 46 takes out the corresponding mask M from the mask library 47 using the transfer arm 46a based on the information indicating the type of the mask M in the control signal output from the main control system 45, and retrieves the taken out mask M It is transported to the foreign substance inspection device 2. During the inspection of the mask M taken out of the mask library 47 by the foreign matter inspection device 2, the transport device 46 transports the mask M placed on the mask holder 32 by the transport arm 46a, and If it is stored in the library 47, it can be transported efficiently.
[0071]
When the inspection by the foreign substance inspection device 2 is completed, the transport device 46 controls the operation of the transport arm 46a and places the mask M, for which the inspection is completed, on the mask holder 32. When the mask M is mounted on the mask holder 32 and the plate P is mounted on the plate holder 39, relative position information between the mask M and the plate P is measured using the above-described alignment sensor, and the relative position information is measured. The measurement result is output to the main control system 45. The main control system 45 performs relative positioning between the mask M and the plate P based on the relative position information output from the alignment sensor. After that, the main control system 45 controls the mask driving system 36 and the plate driving system 44 to move the mask M and the plate P to the scanning start position and irradiate the mask M with illumination light.
[0072]
Then, the images of the original pattern PA formed on the mask M are sequentially transferred onto the plate P via the projection optical system 7 while synchronously scanning the mask M and the plate P in the X-axis direction. If the entire surface of the plate P cannot be exposed by one scan, only a predetermined width in the Y-axis direction is exposed by one scan, and after exposing this exposure area, the mask M and the plate P are exposed. Are stepped in the Y-axis direction, and an exposure process is performed on a region on the plate P adjacent to the region where the exposure has been completed. At this time, if the mask M needs to be replaced, the mask M is replaced. Also at this time, the mask M newly placed on the mask holder 32 has been inspected by the foreign matter inspection device 2 to determine whether foreign matter has adhered to the pellicle or the glass substrate.
[0073]
In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the mask is illuminated by the illumination optical device (illumination step), and the transfer pattern formed on the mask is exposed on the photosensitive substrate using the projection optical system (exposure step). Thereby, a micro device (semiconductor element, image pickup element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. A semiconductor device as a microdevice by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus of the embodiment shown in FIG. Will be described.
[0074]
First, in step 301 of FIG. 9, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step 302, a photoresist is applied on the metal film on the wafer of the lot. Then, in step 303, using the exposure apparatus of the present embodiment shown in FIG. 7, the pattern image on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of the lot through the projection optical system. Is done. That is, the mask is illuminated by the illumination optical device (illumination step), and the pattern of the mask is transferred onto the wafer (exposure step).
[0075]
Thereafter, in step 304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step 305, the resist on the one lot of wafers is etched using the resist pattern as a mask to form a pattern on the mask. A corresponding circuit pattern is formed in each shot area on each wafer. Thereafter, a device such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer and the like. According to the above-described semiconductor device manufacturing method, a semiconductor device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
[0076]
In the exposure apparatus of this embodiment shown in FIG. 7, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). it can. Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display element as a micro device will be described with reference to a flowchart of FIG. In FIG. 10, in a pattern forming step 401, a so-called photolithography step of transferring and exposing a mask pattern to a photosensitive substrate (a glass substrate coated with a resist) using the exposure apparatus of the embodiment is performed. By this photolithography step, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. After that, the exposed substrate undergoes various processes such as a developing process, an etching process, and a reticle peeling process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming process 402.
[0077]
Next, in a color filter forming step 402, a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or three R, G, B A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter forming step 402, a cell assembling step 403 is performed. In the cell assembly step 403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step 401, the color filter obtained in the color filter formation step 402, and the like. In the cell assembling step 403, for example, a liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step 401 and the color filter obtained in the color filter forming step 402, and a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is formed. ) To manufacture.
[0078]
Thereafter, in a module assembling step 404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal display device having an extremely fine circuit pattern can be obtained with high throughput.
[0079]
【The invention's effect】
According to the foreign matter inspection apparatus of the present invention, it is possible to prevent the illumination light from being applied to the pattern surface of the photomask in the field of view of the lens array. Can be prevented. Further, it is possible to prevent specularly reflected light on the surface to be detected from being incident on the lens array. Therefore, the size of the foreign matter can be accurately detected.
[0080]
Further, since a white light source is used as the illumination light source, the size of the foreign matter can be detected with high accuracy. That is, by detecting the scattered light at a plurality of wavelengths, the reliability of foreign matter detection can be improved.
[0081]
Further, in order to correct the size of the detected foreign matter according to the output change from the light receiving sensor, the accurate size of the foreign matter is detected even when the illuminance of the illumination light from the illumination light source changes with time. be able to.
[0082]
Further, since the size of the foreign matter is determined based on a signal from the reference object for generating a signal for calibration, the size of the foreign matter can be accurately detected.
[0083]
In addition, a height sensor for detecting the height of the line sensor with respect to the surface to be inspected is provided. Therefore, even when the thicknesses of the masks are different, the size of the foreign matter can be determined based on the value detected by the height sensor, and the size of the foreign matter can be accurately detected.
[0084]
According to the exposure apparatus and the exposure method of the present invention, the pattern of the photomask is transferred onto the photosensitive substrate using the photomask having no foreign matter attached to the pellicle surface. The pattern can be exposed in a good state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a foreign matter inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a foreign substance detection unit of the foreign substance inspection device according to the embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram for explaining a conditional expression for preventing illumination light from an illumination light source from irradiating a visual field range of a lens array in the foreign substance inspection device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a conditional expression for preventing specular reflection light of the illumination light on the pellicle surface from being incident on the lens array in the foreign matter inspection apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram for explaining a system configuration of the foreign matter inspection apparatus according to the embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram showing the light intensity of scattered light from a foreign substance when the height of the sensor with respect to the surface to be inspected and the illuminance of the illumination light vary, used in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a micro device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a micro device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view of a conventional foreign matter inspection device.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 2 denotes a foreign substance inspection apparatus, 4 denotes a pellicle, 8 denotes a foreign substance detection unit, 10 denotes a housing, 10a denotes an illumination light exit port, 10b denotes a scattered light entrance port, 12 denotes an illumination light source, 14 denotes a lens array, and 16 denotes a line sensor. 18 illuminance sensor, 20 AF sensor, 22 control unit, 24 Y-direction drive unit, 26 Z-direction drive unit, 28 storage unit, M mask, P plate, 31 optical illumination system, 37 illumination system Projection optics.

Claims (13)

走査方向を横切る方向に形成された被検査面上の照明領域に対して、前記走査方向から照明する照明光源と、
前記走査方向を横切る方向に延び、前記照明領域に存在する異物による散乱光を受光するためのレンズアレイと、
前記レンズアレイにより受光された前記散乱光を検出するラインセンサと、
前記ラインセンサにより検出された前記散乱光の位置及び光強度に基づいて、前記異物の前記被検査面上の位置及び大きさを検出する異物検出手段と、
前記レンズアレイの視野範囲内にあるフォトマスクのパターン面に前記照明光源からの照明光が照射されないようにすると共に、前記被検査面における正反射光が前記レンズアレイに入射しないようにする遮光手段と
を備えることを特徴とする異物検査装置。For an illumination area on the surface to be inspected formed in a direction transverse to the scanning direction, an illumination light source illuminating from the scanning direction,
A lens array extending in a direction transverse to the scanning direction and receiving scattered light due to foreign matter present in the illumination area;
A line sensor for detecting the scattered light received by the lens array,
Based on the position and light intensity of the scattered light detected by the line sensor, foreign matter detecting means for detecting the position and size of the foreign matter on the surface to be inspected,
A light shielding means for preventing illumination light from the illumination light source from irradiating a pattern surface of a photomask within a field of view of the lens array and preventing specularly reflected light on the inspection surface from being incident on the lens array. And a foreign matter inspection device characterized by comprising: 走査方向を横切る方向に形成された被検査面上の照明領域に対して、前記走査方向から照明する照明光源と、
前記走査方向を横切る方向に延び、前記照明領域に存在する異物による散乱光を受光するためのレンズアレイと、
前記レンズアレイにより受光された前記散乱光を検出するラインセンサと、
前記ラインセンサにより検出された前記散乱光の位置及び光強度に基づいて、前記異物の前記被検査面上の位置及び大きさを検出する異物検出手段と
を備える異物検査装置において、
前記被検査面は、フォトマスクのガラス面若しくはペリクル面であり、
前記レンズアレイの最外光角度を△、前記レンズアレイの径をφ、前記レンズアレイと前記被検査面までの距離をｄ１、前記被検査面と前記フォトマスクのパターン面までの距離をｄ２、前記レンズアレイの光軸中心と前記被検査面が交叉する位置を原点０、前記被検面上の座標ｘの位置における照明光と前記レンズアレイの光軸となす角をθとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とする異物検査装置。
ｔａｎθ＞（（ｄ１＋ｄ２）ｔａｎ△＋φ／２＋ｘ）／ｄ２For an illumination area on the surface to be inspected formed in a direction transverse to the scanning direction, an illumination light source illuminating from the scanning direction,
A lens array extending in a direction transverse to the scanning direction and receiving scattered light due to foreign matter present in the illumination area;
A line sensor for detecting the scattered light received by the lens array,
A foreign matter detection device comprising: a foreign matter detection unit configured to detect a position and a size of the foreign matter on the surface to be inspected based on a position and a light intensity of the scattered light detected by the line sensor.
The surface to be inspected is a glass surface or a pellicle surface of a photomask,
The outermost light angle of the lens array is △, the diameter of the lens array is φ, the distance between the lens array and the inspection surface is d1, the distance between the inspection surface and the pattern surface of the photomask is d2, When the position where the optical axis center of the lens array intersects with the inspection surface is the origin 0, and the angle between the illumination light at the position of the coordinate x on the inspection surface and the optical axis of the lens array is θ, the following is given. A foreign matter inspection device characterized by satisfying the following conditions:
tan θ> ((d1 + d2) tan △ + φ / 2 + x) / d2 走査方向を横切る方向に形成された被検査面上の照明領域に対して、前記走査方向から照明する照明光源と、
前記走査方向を横切る方向に延び、前記照明領域に存在する異物による散乱光を受光するためのレンズアレイと、
前記レンズアレイにより受光された前記散乱光を検出するラインセンサと、
前記ラインセンサにより検出された前記散乱光の位置及び光強度に基づいて、前記異物の前記被検査面上の位置及び大きさを検出する異物検出手段と
を備える異物検査装置において、
前記被検査面は、フォトマスクのガラス面若しくはペリクル面であり、
前記レンズアレイの径をφ、前記レンズアレイと前記被検査面までの距離をｄ１、前記レンズアレイの光軸中心と前記被検査面が交叉する位置を原点０、前記被検面上の座標ｘの位置における照明光と前記レンズアレイの光軸となす角をθとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とする異物検査装置。
ｔａｎθ＞（ｘ＋φ／２）／ｄ１For an illumination area on the surface to be inspected formed in a direction transverse to the scanning direction, an illumination light source illuminating from the scanning direction,
A lens array extending in a direction transverse to the scanning direction and receiving scattered light due to foreign matter present in the illumination area;
A line sensor for detecting the scattered light received by the lens array,
A foreign matter detection device comprising: a foreign matter detection unit configured to detect a position and a size of the foreign matter on the surface to be inspected based on a position and a light intensity of the scattered light detected by the line sensor.
The surface to be inspected is a glass surface or a pellicle surface of a photomask,
The diameter of the lens array is φ, the distance between the lens array and the surface to be inspected is d1, the position where the optical axis center of the lens array intersects with the surface to be inspected is origin 0, and the coordinates x on the surface to be inspected. Wherein the angle between the illuminating light at the position (1) and the optical axis of the lens array is θ, the following condition is satisfied.
tan θ> (x + φ / 2) / d1 走査方向を横切る方向に形成された被検査面上の照明領域に対して、前記走査方向から照明する照明光源と、
前記走査方向を横切る方向に延び、前記照明領域に存在する異物による散乱光を受光するためのレンズアレイと、
前記レンズアレイにより受光された前記散乱光を検出するラインセンサと、
前記ラインセンサにより検出された前記散乱光の位置及び光強度に基づいて、前記異物の前記被検査面上の位置及び大きさを検出する異物検出手段と
を備える異物検査装置において、
前記被検査面は、フォトマスクのガラス面若しくはペリクル面であり、
前記レンズアレイの最外光角度を△、前記レンズアレイの径をφ、前記レンズアレイと前記被検査面までの距離をｄ１、前記被検査面と前記フォトマスクのパターン面までの距離をｄ２、前記レンズアレイの光軸中心と前記被検査面が交叉する位置を原点０、前記被検面上の座標ｘの位置における照明光と前記レンズアレイの光軸となす角をθとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とする異物検査装置。
ｔａｎθ＞（（ｄ１＋ｄ２）ｔａｎ△＋φ／２＋ｘ）／ｄ２
ｔａｎθ＞（ｘ＋φ／２）／ｄ１For an illumination area on the surface to be inspected formed in a direction transverse to the scanning direction, an illumination light source illuminating from the scanning direction,
A lens array extending in a direction transverse to the scanning direction and receiving scattered light due to foreign matter present in the illumination area;
A line sensor for detecting the scattered light received by the lens array,
A foreign matter detection device comprising: a foreign matter detection unit configured to detect a position and a size of the foreign matter on the surface to be inspected based on a position and a light intensity of the scattered light detected by the line sensor.
The surface to be inspected is a glass surface or a pellicle surface of a photomask,
The outermost light angle of the lens array is △, the diameter of the lens array is φ, the distance between the lens array and the inspection surface is d1, the distance between the inspection surface and the pattern surface of the photomask is d2, When the position where the optical axis center of the lens array intersects with the inspection surface is the origin 0, and the angle between the illumination light at the position of the coordinate x on the inspection surface and the optical axis of the lens array is θ, the following is given. A foreign matter inspection device characterized by satisfying the following conditions:
tan θ> ((d1 + d2) tan △ + φ / 2 + x) / d2
tan θ> (x + φ / 2) / d1 前記照明光源は、少なくとも２０ｎｍ以上の波長幅を有する白色光源により構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の異物検査装置。The foreign matter inspection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the illumination light source is configured by a white light source having a wavelength width of at least 20 nm or more. 前記照明光源は、発光ダイオードにより構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の異物検査装置。The foreign matter inspection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the illumination light source is configured by a light emitting diode. 前記照明光源は、蛍光管により構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の異物検査装置。The foreign matter inspection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the illumination light source is configured by a fluorescent tube. 前記照明光源からの光の一部を受光する受光センサを更に備え、
前記異物検出手段は、前記受光センサからの出力変化に応じて、検出された前記異物の大きさを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の異物検査装置。Further comprising a light receiving sensor that receives a part of the light from the illumination light source,
The foreign matter inspection according to any one of claims 1 to 7, wherein the foreign matter detection unit corrects the size of the foreign matter detected according to a change in output from the light receiving sensor. apparatus. 前記被検査面とほぼ等価な位置に配置されたキャリブレーション用の信号を発生するための基準物体を更に備え、
前記異物検出手段は、前記基準物体からの信号を基準として前記異物の大きさを決定することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の異物検査装置。Further comprising a reference object for generating a signal for calibration arranged at a position substantially equivalent to the surface to be inspected,
The foreign matter inspection device according to claim 1, wherein the foreign matter detection unit determines the size of the foreign matter based on a signal from the reference object. 前記ラインセンサの前記被検査面に対する高さを検出するための高さセンサを更に備え、
前記異物検出手段は、前記高さセンサの出力に基づいて前記異物の大きさを決定することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の異物検査装置。Further comprising a height sensor for detecting the height of the line sensor with respect to the inspection surface,
The foreign matter inspection device according to any one of claims 1 to 9, wherein the foreign matter detection unit determines the size of the foreign matter based on an output of the height sensor. 前記ラインセンサ及び前記被検査面の少なくとも一方を高さ方向に移動可能とする駆動機構を更に備え、
前記ラインセンサの前記被検査面に対する高さを所定の範囲内に設定することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の異物検査装置。A drive mechanism that enables at least one of the line sensor and the surface to be inspected to move in a height direction,
The foreign matter inspection apparatus according to claim 1, wherein a height of the line sensor with respect to the surface to be inspected is set within a predetermined range. フォトマスクを照明する照明光学系と、
前記フォトマスクのパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系と
請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の異物検査装置と
を備えることを特徴とする露光装置。An illumination optical system for illuminating the photomask,
An exposure apparatus comprising: a projection optical system configured to project a pattern image of the photomask onto a photosensitive substrate; and the foreign matter inspection apparatus according to claim 1. 請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の異物検査装置によりフォトマスク上の異物を検出する異物検査工程と、
照明光学系を用いて前記フォトマスクを照明する照明工程と、
前記フォトマスクのパターンを感光性基板上に転写する露光工程と
を有することを特徴とする露光方法。A foreign matter inspection step of detecting foreign matter on a photomask by the foreign matter inspection device according to any one of claims 1 to 11,
An illumination step of illuminating the photomask using an illumination optical system,
An exposing step of transferring the pattern of the photomask onto a photosensitive substrate.
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