JP2005062035A - Method for detecting foreign matter between substrates, near field exposing method, detector of foreign matter between substrates and near field exposure device - Google Patents
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Description
本発明は、基板間の異物検出方法、近接場露光方法、基板間の異物検出装置、近接場露光装置に関し、例えば一般に集積回路や液晶ディスプレイ(LCD)などの製造工程におけるフォトマスクや被処理体などの表面に付着した異物を検出し、除去するための技術に関する。 The present invention relates to a foreign matter detection method between substrates, a near-field exposure method, a foreign matter detection device between substrates, and a near-field exposure device, for example, generally a photomask or an object to be processed in a manufacturing process such as an integrated circuit or a liquid crystal display (LCD). It is related with the technique for detecting and removing the foreign material adhering to the surface.
近年の電子機器の小型化及び薄型化の要請から、電子機器に搭載される半導体素子の微細化への要求はますます高くなっている。例えば、マスクまたはレチクルのパターンに対するデザインルールはライン・アンド・スペース(L&S)130nmを量産工程で達成しようとし、今後益々小さくなることが予想される。近年主流である投影露光装置は、一般に、光源から出射された光束を利用してマスクを照明する照明光学系とマスクと被露光物との間に配置される投影光学系とを有する。
投影露光装置では一般に解像度は使用する光源の波長が略限界であると言われ、エキシマレーザーを使用しても投影露光装置は0.10μm以下のパタ−ンを形成することが困難である。加えて、仮に、より短い波長を有する光源が存在しても、かかる短波長の露光光を投影光学系に使用される光学材料(即ち、レンズの硝材)が透過できずに(その結果被露光物に投影できずに)露光ができなくなるという問題もある。
Due to the recent demand for smaller and thinner electronic devices, there is an increasing demand for miniaturization of semiconductor elements mounted on electronic devices. For example, the design rule for a mask or reticle pattern is expected to be 130% in line and space (L & S) in a mass production process, and is expected to become smaller in the future. 2. Description of the Related Art In recent years, projection exposure apparatuses that have become mainstream generally include an illumination optical system that illuminates a mask using a light beam emitted from a light source, and a projection optical system that is disposed between the mask and an object to be exposed.
In a projection exposure apparatus, it is generally said that the wavelength of a light source to be used is substantially limited in resolution, and even if an excimer laser is used, it is difficult for the projection exposure apparatus to form a pattern of 0.10 μm or less. In addition, even if there is a light source having a shorter wavelength, the optical material used for the projection optical system (that is, the glass material of the lens) cannot pass through the exposure light having the shorter wavelength (as a result, the exposure target is exposed). There is also a problem that exposure cannot be performed (because it cannot be projected onto an object).
かかる問題に対して、近年、0.1μm以下の微細加工を可能にする手段として近接場光学顕微鏡(Scanning Near Field Optical Microscope:SNOM)の原理を用いた露光装置が提案されている。このような露光装置として、例えば、特許文献1あるいは特許文献2では、マスク面の法線方向に弾性変形可能なマスクをレジストに密着させ、マスク面に形成した100nm以下の大きさの微小開口パターンから滲み出す近接場光を用いて被露光物に光の波長限界を越える局所的な露光を行う装置が提案されている。この方式の特徴として、微小な開口からにじみ出る近接場光は、その開口に入射した光の波長程度の距離までに局在するため、被処理体と開口との距離を、光の波長以下、望ましくは100nm以下の距離にまで近づける必要がある。そのため、露光マスクとして弾性変形が可能なマスクとし、基板のうねりなどに対しても露光マスクを撓ませることで基板に対して倣わせるように構成されている。
しかしながら、この弾性変形可能なマスクが被露光物に対して密着せず、近接場光の存在しない領域にまで離れている状態で露光を行うと、被露光物には光の波長限界を超える局所的な露光を行うことができないことがある。特に、マスクと被処理体の間に異物が挟まると、図3に示すように異物302の存在する部分だけでなく、それ以外にもその周囲にわたり微小開口305が被処理体303に密着しない非密着領域304が存在することとなり、異物302周辺一帯にまでフォトマスク301と被処理体303の間に間隙が生じてしまう。その結果、被処理体303に近接場光306が到達せずに、次の処理に進んでしまうこととなり、そのためパターンを形成することができず、製造したウエハやガラス基板に欠陥が生じ、歩留まりの低下が起こることがあった。
However, when exposure is performed in a state where the elastically deformable mask is not in close contact with the object to be exposed and is separated to a region where no near-field light exists, the object to be exposed has a local area exceeding the wavelength limit of light. Exposure may not be possible. In particular, when a foreign object is caught between the mask and the object to be processed, not only the part where the
そこで、本発明は、上記課題を解決し、基板間に存在する異物を検出することにより、歩留まりを向上させることが可能となる基板間の異物検出方法、近接場露光方法、基板間の異物検出装置、近接場露光装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention solves the above problems and detects foreign matter existing between the substrates, thereby improving the yield. The foreign matter detection method between the substrates, the near-field exposure method, and the foreign matter detection between the substrates. An object of the present invention is to provide an apparatus and a near-field exposure apparatus.
本発明は、以下のように構成した基板間の異物検出方法、近接場露光方法、基板間の異物検出装置、近接場露光装置を提供するものである。
すなわち、本発明の基板間の異物検出方法は、弾性変形可能な第1の基板を、弾性変形しない第2の基板に対して変形させて密着させた際に、これら基板間に存在する異物を検出する基板間の異物検出方法であって、前記第1の基板を、前記第2の基板に密着させる工程と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に存在するこれら基板に付着した異物によって生じる該第1の基板の変形を検出する工程と、を有することを特徴としている。
また、本発明の基板間の異物検出方法は、前記第1の基板の変形を検出する工程を、前記第1の基板と平坦な基準面とに光を照射する工程と、前記第1の基板から反射する該第1の基板からの反射光と、該基準面から反射する該基準面からの反射光と、による干渉縞を観察する工程と、を有する構成とすることができる。
また、本発明の基板間の異物検出方法は、前記第1の基板と平坦な基準面とに光を照射する工程において、前記第1の基板への光の照射を、該第1の基板全面に亙って照射するように構成することができる。
また、本発明の基板間の異物検出方法は、前記第1の基板と平坦な基準面とに光を照射する工程において、前記第1の基板への光の照射を、該第1の基板全面を光走査するように構成することができる。
また、本発明の基板間の異物検出方法は、前記基準面を、前記第2の基板で構成することができる。
また、本発明の基板間の異物検出方法は、前記第1の基板を前記光に対して透明とし、前記第1の基板と平坦な基準面への光の照射を、該第1の基板側から照射するように構成することができる。
また、本発明の基板間の異物検出方法は、前記第2の基板が前記光に対して透明とし、前記第1の基板と平坦な基準面への光の照射を、該第2の基板側から照射するように構成することができる。
また、本発明の基板間の異物検出方法は、前記干渉縞を観察する工程が、該干渉縞から前記異物の位置、高さ、大きさ、あるいは前記第1の基板と前記第2の基板が離間している領域、等を算出する工程を含むように構成することができる。
また、本発明の近接場露光方法は、露光マスクを変形させ被処理体に対して密着させ、該露光マスクに形成した微小開口からにじみ出る近接場を用いて露光を行う近接場露光方法において、
前記露光マスクを被処理体に対して密着させる際に、該露光マスクと被処理体との間に存在する異物を検出する工程を有することを特徴としている。
また、本発明の近接場露光方法は、前記異物を検出する工程を、上記した基板間の異物検出方法を用いて異物を検出するように構成することができる。
また、本発明の近接場露光方法は、前記異物を検出する工程は、異物の検出結果に基づいて、異物を除去し、または、露光マスクあるいは被処理体を異物の付着していないものと交換するように構成することができる。
また、本発明の基板間の異物検出装置は、弾性変形可能な第1の基板と弾性変形しない第2の基板との間に存在する異物を検出する基板間の異物検出装置であって、前記第1の基板と前記第2の基板を密着する密着手段と、前記第1の基板と前記第2の基板の間に存在するこれら基板に付着した異物により生じる該第1の基板の変形を検出する形状検出手段と、を有することを特徴としている。
また、本発明の基板間の異物検出装置は、前記形状検出手段が、前記第1の基板と平坦な基準面に光を照射する光照射手段と、前記第1の基板から反射する反射光と、前記基準面から反射する反射光とによる干渉縞の光を、受光する受光素子と、を有する構成とすることができる。
また、本発明の基板間の異物検出装置は、前記形状検出手段が、前記第1の基板と平坦な基準面に光を照射する光照射手段と、前記第1の基板から反射する反射光と、前記基準面から反射する反射光とによる干渉縞の光を受光する受光光学系と、前記受光光学系を通して得られる光を受光する受光素子と、を有する構成とすることができる。
また、本発明の基板間の異物検出装置は、前記基準面を前記第2の基板で構成することができる。
また、本発明の基板間の異物検出装置は、前記第1の基板が照射する光に対して透明であり、前記光照射手段が前記第1の基板から照射する光照射手段である構成とすることができる。
また、本発明の基板間の異物検出装置は、前記第2の基板が照射する光に対して透明であり、前記光照射手段が前記第2の基板側から照射する光照射手段である構成とすることができる。
また、本発明の基板間の異物検出装置は、前記受光素子からの信号により前記異物の情報を得る手段と、前記第1の基板と前記第2の基板とが離間している領域を算出する処理装置と、を有する構成とすることができる。
また、本発明の近接場露光装置は、露光マスクを変形させ被処理体に対して密着させ、該露光マスクに形成した微小開口からにじみ出る近接場を用いて露光を行う近接場露光装置において、前記露光マスクと被処理体との間に存在する異物を検出する異物検出手段を有することを特徴としている。
また、本発明の近接場露光装置は、前記異物検出手段を、上記した基板間の異物検出装置によって構成することができる。
また、本発明の近接場露光装置は、前記異物検出手段を、異物の検出結果に基づいて、異物を除去し、または、露光マスクあるいは被処理体を異物の付着していないものと交換する異物検出処理手段を有する構成とすることができる。
The present invention provides a foreign matter detection method between substrates, a near field exposure method, a foreign matter detection device between substrates, and a near field exposure device configured as follows.
That is, in the foreign matter detection method between substrates of the present invention, when a first substrate that is elastically deformable is deformed and brought into close contact with a second substrate that is not elastically deformed, foreign matter existing between these substrates is detected. A method for detecting foreign matter between substrates to be detected, comprising: a step of bringing the first substrate into close contact with the second substrate; and a step of attaching the first substrate to the second substrate between the first substrate and the second substrate. And a step of detecting deformation of the first substrate caused by the adhered foreign matter.
In the foreign matter detection method between substrates according to the present invention, the step of detecting deformation of the first substrate includes the step of irradiating the first substrate and a flat reference surface with light, and the first substrate. And a step of observing interference fringes due to the reflected light from the first substrate reflected from the reference surface and the reflected light from the reference surface reflected from the reference surface.
In the foreign matter detection method between substrates according to the present invention, in the step of irradiating light on the first substrate and a flat reference surface, the first substrate is irradiated with light on the entire surface of the first substrate. It can comprise so that it may irradiate over.
In the foreign matter detection method between substrates according to the present invention, in the step of irradiating light on the first substrate and a flat reference surface, the first substrate is irradiated with light on the entire surface of the first substrate. Can be configured to perform optical scanning.
In the foreign matter detection method between substrates of the present invention, the reference surface can be constituted by the second substrate.
In the foreign matter detection method between substrates according to the present invention, the first substrate is made transparent to the light, and the first substrate and a flat reference surface are irradiated with light on the first substrate side. It can comprise so that it may irradiate from.
In the foreign matter detection method between substrates according to the present invention, the second substrate is transparent to the light, and light irradiation to the first substrate and a flat reference surface is performed on the second substrate side. It can comprise so that it may irradiate from.
Further, in the foreign matter detection method between substrates according to the present invention, the step of observing the interference fringes includes the position, height and size of the foreign matter from the interference fringes, or the first substrate and the second substrate. It can comprise so that the process of calculating the area | region etc. which are spaced apart may be included.
The near-field exposure method of the present invention is a near-field exposure method in which an exposure mask is deformed and brought into close contact with an object to be processed, and exposure is performed using a near-field that oozes out from a minute opening formed in the exposure mask.
When the exposure mask is brought into intimate contact with the object to be processed, the method includes a step of detecting foreign matter existing between the exposure mask and the object to be processed.
In the near-field exposure method of the present invention, the step of detecting the foreign matter can be configured to detect the foreign matter using the foreign matter detection method between the substrates described above.
In the near-field exposure method of the present invention, the step of detecting the foreign matter may be performed by removing the foreign matter based on the detection result of the foreign matter or replacing the exposure mask or the object to be processed with a foreign matter not attached. Can be configured to.
The foreign matter detection device between substrates of the present invention is a foreign matter detection device between substrates for detecting foreign matter existing between a first substrate that can be elastically deformed and a second substrate that is not elastically deformed. Detecting deformation of the first substrate caused by foreign matter adhering to the first substrate and the second substrate, and adhesion means for bringing the first substrate and the second substrate into close contact with each other existing between the first substrate and the second substrate And a shape detecting means.
In the foreign matter detection apparatus between substrates according to the present invention, the shape detection unit includes a light irradiation unit that irradiates light to the first substrate and a flat reference surface, and reflected light that is reflected from the first substrate. And a light receiving element that receives light of interference fringes caused by reflected light reflected from the reference surface.
In the foreign matter detection apparatus between substrates according to the present invention, the shape detection unit includes a light irradiation unit that irradiates light to the first substrate and a flat reference surface, and reflected light that is reflected from the first substrate. A light receiving optical system that receives light of interference fringes caused by reflected light reflected from the reference surface, and a light receiving element that receives light obtained through the light receiving optical system can be used.
In the foreign matter detection apparatus between substrates according to the present invention, the reference plane can be constituted by the second substrate.
The foreign matter detection apparatus between substrates of the present invention is transparent to the light irradiated by the first substrate, and the light irradiation means is a light irradiation means for irradiation from the first substrate. be able to.
The foreign matter detection apparatus between substrates of the present invention is transparent to the light emitted by the second substrate, and the light irradiating means is a light irradiating means for irradiating from the second substrate side. can do.
The foreign matter detection apparatus between substrates according to the present invention calculates a region where the means for obtaining the foreign matter information from the signal from the light receiving element and the first substrate and the second substrate are separated from each other. And a processing apparatus.
Further, the near-field exposure apparatus of the present invention is a near-field exposure apparatus that performs exposure using a near-field that is deformed and brought into close contact with an object to be processed and oozes from a minute opening formed in the exposure mask. It is characterized by having foreign matter detection means for detecting foreign matter existing between the exposure mask and the object to be processed.
In the near-field exposure apparatus of the present invention, the foreign matter detection means can be constituted by the foreign matter detection device between substrates described above.
In the near-field exposure apparatus of the present invention, the foreign substance detecting means removes the foreign substance based on the detection result of the foreign substance, or replaces the exposure mask or the object to be processed with a foreign object not attached. It can be set as the structure which has a detection process means.
本発明によれば、基板間に存在する異物を検出することができる基板間の異物検出方法及び異物検出装置を提供することができ、これを近接場露光に適用することで、製造したウエハやガラス基板に欠陥が生じることを防止することができ、歩留まりの向上を図ることが可能となる近接場露光方法、及び近接場露光装置を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the foreign material detection method and foreign material detection apparatus which can detect the foreign material which exists between board | substrates can be provided, and this is applied to a near field exposure, The manufactured wafer, It is possible to realize a near-field exposure method and a near-field exposure apparatus that can prevent defects in the glass substrate and can improve the yield.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1における構成を示す図であり、(a)は上記した本発明の異物検出手段を適用した近接場露光装置の構成を示す図、(b)は受光素子上に照射されている光の強度分布による干渉縞を示す図である。
図1において、101は露光マスクであり、これは図4に示した露光マスクと同様の構成を有している。すなわち、ここでの露光マスクは、図4に示すように露光に用いる光に対して透明なマスク母材401上に、露光に用いる光に対して遮光性のある遮光層402が形成されており、その遮光層に任意のパターンに対応した微小開口403が形成されているものである。この露光マスクは、小さな異物に接触することで撓むように、薄膜の弾性体404で構成されており、この薄膜は支持体405によって支持されている。
また、ここでの露光マスクの「裏面」とは圧力調整容器に面している側であり図1紙面中では上側を指し、「おもて面」とは、その反対側を言う。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration in Embodiment 1 of the present invention, (a) is a diagram showing a configuration of a near-field exposure apparatus to which the above-described foreign matter detection means of the present invention is applied, and (b) is a light receiving element. It is a figure which shows the interference fringe by the intensity distribution of the light irradiated on.
In FIG. 1,
In addition, the “back surface” of the exposure mask here is the side facing the pressure control container, and refers to the upper side in FIG. 1, and the “front surface” refers to the opposite side.
図1における近接場露光装置は大きく分類すると、圧力調整容器、圧力調整手段、露光マスク、光源、被処理体、異物検出用光源、異物検出用コリメータレンズ、ハーフミラー、参照面、受光素子とに分かれる。露光マスクを圧力調整装置に裏面を面して配置し、被処理体に相対させて配置する。
この露光マスク101は、近接場露光装置の圧力調整容器103内に、それぞれ露光マスク101の裏面が面するように配置され、圧力調整によりマスクの薄膜部のたわみを調整するように構成されている。
被処理体としては、基板105の表面にレジスト106を形成する(以下、これを106/基板105と記す)。このレジスト106/基板105を、ステージ118上に取り付け、露光マスク101面法線方向にステージ118を駆動し、露光マスク101のおもて面と基板105上のレジスト106面との間隔が全面にわたって100nm以下になるように両者を密着させる。
The near-field exposure apparatus in FIG. 1 is roughly classified into a pressure adjustment container, a pressure adjustment means, an exposure mask, a light source, a workpiece, a foreign object detection light source, a foreign object detection collimator lens, a half mirror, a reference surface, and a light receiving element. Divided. The exposure mask is arranged with the back surface facing the pressure adjusting device, and is arranged relative to the object to be processed.
The
As an object to be processed, a resist 106 is formed on the surface of the substrate 105 (hereinafter referred to as 106 / substrate 105). The resist 106 /
密着させる方法として、露光マスク101の裏面からおもて面方向に向かって圧力を印加することにより、露光マスク101に弾性変形による撓みを生じさせ、レジスト106/基板105へ押し付けるようにすることにより、全面にわたって密着させることができる。
このような圧力を印加する方法の一例として、図1に示したように、露光マスク101のおもて面を圧力調整容器103外側に面するように、裏面を圧力調整容器103内側に面するように配置させ、ポンプ等の圧力調整手段117を用いて、圧力調整容器103内に高圧ガスを導入し、圧力調整容器103内が外気圧より高い圧力になるようにする。他の例として、圧力調整容器103の内部を照明光に対して透明な液体で満たし、シリンダーを用いて圧力調整容器103内部の液体の圧力を調整するようにしても良い。
As a close contact method, by applying pressure from the back surface of the
As an example of a method for applying such pressure, as shown in FIG. 1, the back surface faces the inside of the
ここでは、露光マスク101とレジスト106/基板105を密着させるために、露光マスク101の裏面を圧力調整容器103内に配置し、圧力調整容器103内より低い外気圧との圧力差により、露光マスク101の裏面側からおもて面側に圧力が加わるようにした例を示したが、逆の構成として、露光マスクのおもて面およびレジスト/基板を減圧容器内に配置し、減圧容器内より高い外気圧との圧力差により、露光マスクの裏面側からおもて面側に圧力が加わるようにしても良い。いずれにしても、マスクのおもて面側に比べ、裏面側が高い圧力となるような圧力差を設けるようにすれば良い。
Here, in order to bring the
つぎに、本実施の形態における異物の検出方法について説明する。
図1の露光マスク101、異物検出用光源、ハーフミラー、参照面、受光素子に注目して詳細に説明する。図1(a)では、露光マスクと被処理体であるレジスト/基板の間に異物が挟まり、薄膜である露光マスクが変形している。
図1(b)は受光素子上に照射されている光の強度分布で紙面下方から見た図であり、干渉縞が見えている。図1中の111は露光マスクと被処理体にはさまれた異物、107は異物検出用光源、108はハーフミラー、109は参照面、110は受光素子である。
Next, a foreign object detection method according to the present embodiment will be described.
The
FIG. 1B is a view of the intensity distribution of light irradiated on the light receiving element as viewed from the lower side of the drawing, and interference fringes are visible. In FIG. 1, reference numeral 111 denotes a foreign substance sandwiched between the exposure mask and the object to be processed, 107 a foreign substance detection light source, 108 a half mirror, 109 a reference surface, and 110 a light receiving element.
図1に示すように薄膜である露光マスク101と被処理体であるレジスト106/基板105との間に異物111をはさんで密着させると、薄膜が撓み異物の大きさや形などに応じた変形が生じる。ここで、異物検出用光源107から射出した異物検出用光PLを、ビームエキスパタンダー112などを通し、異物を検出したいだけの領域にまで広げる。そして、コリメータレンズ113を通し平行光とした後、ハーフミラー108によりその光を2つに分け、一方を露光マスク101の異物検出を行いたい薄膜部に、もう一方を光学的に平滑な表面を持つ参照面109に照射する。そこからの反射光を、ハーフミラー108を通して受光素子110に照射し、反射光同士の干渉を受光素子110上で観察する。つまり、これはトワイマン・グリーン干渉計と同様の構成となっている。
As shown in FIG. 1, when the foreign substance 111 is put in close contact between the
露光マスク101とレジスト106/基板105が異物111により密着を阻害された領域は、基板に対して密着せずに撓んだ状態であるため、参照面109との光路差が変化し、受光素子110上には異物を中心とした干渉縞(図1(b))が観察される。この干渉縞から異物の位置、高さ、薄膜と基板とが密着していない非密着領域を推測することができる。受光素子110で検出した信号から、異物の位置、高さ、非密着領域を算出し、露光に影響を及ぼす異物であったら異物除去を行うか、使用している被処理体、または露光マスクを新しいものに交換し処理を進める。
Since the region where the
つぎに、以上のように異物の検出処理が行われた後、本実施の形態においては近接場光による露光が、つぎのように行われれる。
まず、異物検出のために用いたハーフミラー108と受光素子110を、図示しないアクチュエーターで露光光を遮らない位置まで移動する。
次に露光処理に移る。図1において、露光光源115から出射される露光光ELをコリメータレンズ114で平行光にした後、ガラス窓116を通し、圧力調整容器103内に導入し、露光マスクに対して裏面(図1では上側)から照射し、露光マスク101おもて面のマスク母材104上の金属薄膜102に形成された微小開口パターンから滲み出す近接場光でレジストの露光を行う。
以上のような構成とすることで、薄膜の露光マスクと被処理体の間に存在する異物の検出処理を行うことができ、その結果、製造したウエハやガラス基板などに欠陥が少なくなり歩留まりを向上させることができた。
Next, after the foreign object detection processing is performed as described above, in the present embodiment, exposure with near-field light is performed as follows.
First, the half mirror 108 and the
Next, the exposure process is performed. In FIG. 1, the exposure light EL emitted from the exposure light source 115 is collimated by the collimator lens 114, then introduced through the glass window 116 and introduced into the
By adopting the above-described configuration, it is possible to detect foreign matter existing between the thin-film exposure mask and the object to be processed, and as a result, there are fewer defects in the manufactured wafer or glass substrate and the yield is reduced. I was able to improve.
[実施の形態2]
図2は、上記した本発明の異物検出手段を適用した実施の形態2における近接場露光装置の構成を示す図である。
これは、実施の形態1と同様に、薄膜である露光マスクと被処理体との間に存在する異物を薄膜の変形により検出する異物検出の形態である。また、薄膜の変形を検出する方法は、基本的に実施の形態1と同様である。実施の形態1と異なる点について以下に説明する。
実施の形態1では、異物を検出したい領域全面に一度に異物検出用光を照射していた。これに対して、本実施の形態では、図2に示したように、光源から出射した光をガルバノミラーなどの光を偏向することのできる偏向素子211,212で、2次元的にハーフミラーを通し露光マスク201上を走査することで、異物を検出したい領域に2次元的に光を照射する。露光マスク201と参照面209からの反射光を受光素子210で検出する。このとき、露光マスク201上を走査する異物検出用光PLと同期して、受光素子210上に到達する露光マスク201と参照面209からの反射光が干渉した光の強度を検出する。光を照射した位置とその時検出した光強度から干渉縞を検出することができる。この干渉縞から異物の位置、高さ、薄膜と基板とが密着していない非密着領域を推測することができる。
以上のような構成とすることで、薄膜の露光マスクと被処理体の間に存在する異物の検出が行えた。その結果、製造したウエハやガラス基板などの欠陥が少なくなり歩留まりを向上することができた。
[Embodiment 2]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a near-field exposure apparatus according to
As in the first embodiment, this is a form of foreign matter detection in which foreign matter existing between an exposure mask that is a thin film and an object to be processed is detected by deformation of the thin film. The method for detecting the deformation of the thin film is basically the same as in the first embodiment. Differences from the first embodiment will be described below.
In the first embodiment, the foreign matter detection light is irradiated at once to the entire area where foreign matter is to be detected. In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the half mirror is two-dimensionally formed by the deflecting
By adopting the above-described configuration, the foreign matter existing between the thin film exposure mask and the object to be processed can be detected. As a result, defects such as manufactured wafers and glass substrates were reduced, and the yield could be improved.
[実施の形態3]
つぎに図5〜図7を参照して、本発明の実施の形態3における異物の検出方法について説明する。
図6は、本実施の形態の特徴を最もよく表す図面であり、同図の601は擬似マスク、602は検査の対象となる被処理体、603は擬似マスクと被処理体との間にはさまれた異物、604は擬似マスクと被処理体が密着していない領域である。
擬似マスクの詳細は図5に示す。同図の501は照明光に対して透明な擬似マスク、502はその擬似マスクを支持する支持体、503は擬似マスクが薄膜となっている薄膜部である。
図6(a)は、異物603が擬似マスク601と被処理体602に挟まっている状態の断面図、図6(b)は、擬似マスク601裏面側から見た図である。ここでいう擬似マスクのおもて裏とは、被処理体602と密着する面をおもて面、その逆を裏面とする。ここでの擬似マスクとは、通常フォトマスクには光を遮光するための金属などの遮光層が設けられているが、裏面側から観察することが目的のため遮光層を設けていないマスクのことをいう。また、小さな異物に接触することで撓むように擬似マスクは、薄膜の弾性体で構成している。
[Embodiment 3]
Next, a foreign object detection method according to
FIG. 6 is a drawing that best represents the features of the present embodiment, in which 601 is a pseudo mask, 602 is an object to be inspected, and 603 is between the pseudo mask and the object to be processed. A
The details of the pseudo mask are shown in FIG. In the figure, 501 is a pseudo mask transparent to illumination light, 502 is a support for supporting the pseudo mask, and 503 is a thin film portion in which the pseudo mask is a thin film.
FIG. 6A is a cross-sectional view of a state in which the
図6のように擬似マスクと被処理体の間に異物をはさんで密着させると、擬似マスク601が撓み密着領域と異物を中心とした非密着領域604が出来る。この非密着領域604に対してある波長λの光を照射すると、図6(b)のように擬似マスク裏面側から見ると異物603を中心に干渉縞605が現れる。
これは、擬似マスクおもて面と被処理体表面からの反射した光が干渉し、擬似マスクおもて面と被処理体表面の間隙が、“nλ/2(nは整数)”となる部分で光が強めあい、“(2n+1)λ/4”となる部分で弱めあっているために起こる。つまり干渉縞605により、異物603が存在する場所、異物の高さ(大きさ)、非密着領域604の広さを推測することができる。
干渉縞605から異物の情報(位置・高さ・非密着領域など)を記憶し、擬似マスク601を異なる個所の被処理体602に移動し、再び被処理体602に密着させ、干渉縞605から異物603の情報を読み取る。この動作を繰り返し、記憶した異物603の位置や大きさを比較することで、擬似マスク601に付着している異物と被処理体602に付着している異物603の選定が行え、被処理体602に付着している異物603について情報が得られる。
As shown in FIG. 6, when the foreign substance is adhered between the pseudo mask and the object to be processed, the
This is because the light reflected from the surface of the pseudo mask and the surface of the object to be processed interferes, and the gap between the surface of the pseudo mask and the surface of the object to be processed becomes “nλ / 2 (n is an integer)”. This occurs because light is strengthened at the part and weakened at the part where “(2n + 1) λ / 4”. That is, the
Foreign matter information (position, height, non-contact region, etc.) is stored from the
ここでは、マスク裏面側から観察するために遮光層のない擬似マスク601を用いたが、図7のように図6における被処理体602を透明基板703に変え、構成を上記と逆にすることで、遮光膜が設けられた通常の露光マスク705上に付着した異物を検出することができる。
ここでの露光マスクは、実施の形態1で述べたとおり図4に示す露光マスクと同様の構成を有しており、図4に示すように露光に用いる光に対して透明なマスク母材401上に、露光に用いる光に対して遮光性のある遮光層402が形成されており、その遮光層に任意のパターンに対応した微小開口403が形成されているものである。上述した擬似マスクと同様で露光マスクも、小さな異物に接触することで撓むように、薄膜の弾性体404で構成している。この薄膜は、支持体405によって支持されている。
Here, a
The exposure mask here has the same configuration as the exposure mask shown in FIG. 4 as described in Embodiment 1, and as shown in FIG. 4, a
図7において、露光マスク705上の遮光層701を透明基板703に密着させ、その間に異物704がはさまると上記と同様に非密着領域706ができる。その領域にある波長λの光を照射し、透明基板703側から観察することで干渉縞707が観察できる。透明基板703の複数個所で同様に干渉縞707を観察することで、露光マスク705上に付着している異物と透明基板703上に付着している異物の選定を行い、露光マスク705に付着している異物について情報を得ることができる。
以上のような構成で擬似マスクと被処理体の、及びマスクと透明基板の間にある異物を検出することが可能である。この両者の検出を異なった被処理体または透明基板上で行うことにより、被処理体、マスクに付着している異物の数、位置、高さ、非密着領域を検出することが可能になる。
[実施の形態4]
以上のような本発明の異物検出方法を、近接場光を用いた露光装置に組み込んだ実施の形態4について、図8を参照して説明する。
図8における露光マスク801は、図4に示した露光マスクと同様の構成の露光マスクである。また、擬似マスク802は、図5に示した擬似マスクと同様の構成の擬似マスクである。ここでの露光マスク及び擬似マスクの「裏面」とは共に薄膜に対して支持体が存在している側を指し、「おもて面」とは、その反対側を言う。
この露光マスク801及び擬似マスク802は、近接場露光装置の2つある圧力調整容器803,804内に、それぞれ露光マスク801・擬似マスク802の裏面が面するように配置して圧力調整を加えマスクの薄膜部のたわみを調整する。
In FIG. 7, when the
With the configuration described above, it is possible to detect foreign substances between the pseudo mask and the object to be processed and between the mask and the transparent substrate. By performing both detections on different objects to be processed or transparent substrates, it is possible to detect the number, position, height, and non-contact area of the foreign objects attached to the object to be processed and the mask.
[Embodiment 4]
Embodiment 4 in which the above-described foreign matter detection method of the present invention is incorporated in an exposure apparatus using near-field light will be described with reference to FIG.
An
The
図8における近接場露光装置は大きく分類すると、圧力調整容器、圧力調整手段、擬似マスク、露光マスク、光源、被処理体、透明基板、受光光学系、受光素子とに分かれる。露光マスク及び擬似マスクを圧力調整装置に裏面を面して配置し、透明基板及び被処理体に相対させて配置する。
被処理体としては、基板805の表面にレジスト806を形成する。レジスト806/基板805をステージ815上に取り付け、擬似マスク802面法線方向にステージ815を駆動し、擬似マスク802のおもて面と基板805上のレジスト806面との間隔が全面にわたって100nm以下になるように両者を密着させる。
密着させる方法として、擬似マスク802の裏面からおもて面方向に向かって圧力を印加することにより、擬似マスク802に弾性変形による撓みを生じさせ、レジスト806/基板805へ押し付けるようにすることにより、全面にわたって密着させることができる。
The near-field exposure apparatus in FIG. 8 is roughly classified into a pressure adjustment container, a pressure adjustment means, a pseudo mask, an exposure mask, a light source, an object to be processed, a transparent substrate, a light receiving optical system, and a light receiving element. The exposure mask and the pseudo mask are arranged facing the back surface of the pressure adjusting device, and are arranged so as to be opposed to the transparent substrate and the object to be processed.
As an object to be processed, a resist 806 is formed on the surface of a substrate 805. A resist 806 / substrate 805 is mounted on the
As a close contact method, by applying pressure from the back surface of the
このような圧力を印加する方法の一例として、図8に示したように、擬似マスク802のおもて面を圧力調整容器803外側に面するように、裏面を圧力調整容器803内側に面するように配置させ、ポンプ等の圧力調整手段809を用いて、圧力調整容器803内に高圧ガスを導入し、圧力調整容器803内が外気圧より高い圧力になるようにする。他の例として、圧力調整容器803の内部を照明光に対して透明な液体で満たし、シリンダーを用いて圧力調整容器803内部の液体の圧力を調整するようにしても良い。
As an example of a method for applying such pressure, as shown in FIG. 8, the back surface faces the inside of the
ここでは、擬似マスク802とレジスト806/基板805を密着させるために、擬似マスクの裏面を圧力調整容器803内に配置し、圧力調整容器803内より低い外気圧との圧力差により、擬似マスク802の裏面側からおもて面側に圧力が加わるようにした例を示したが、逆の構成として、擬似マスクのおもて面およびレジスト/基板を減圧容器内に配置し、減圧容器内より高い外気圧との圧力差により、近接場マスクの裏面側からおもて面側に圧力が加わるようにしても良い。いずれにしても、マスクのおもて面側に比べ、裏面側が高い圧力となるような圧力差を設けるようにすれば良い。
Here, in order to bring the
その後、上述した本発明の異物検出方法を用いて擬似マスク802とレジスト806/基板805との間にはさまれている異物の検出を行う。擬似マスク802の裏面側から光を照射し、擬似マスクとレジスト806/基板805との間に異物を中心に生じている間隙による干渉縞を擬似マスク802裏側から対物レンズ等の光学系807を通してCCDなどの受光素子808で検出する。その後、検出するレジスト806/基板805の場所を変え、上記と同様に異物検出を行うことで、擬似マスク802に付着している異物とレジスト806/基板805に付着している異物の選定を行い、レジスト806/基板805に付着している異物を検出する。
ここで、検出した受光素子からの信号をモニターで見るだけでも良いが、画像処理システム821を通し、画像処理を行い異物の情報などを算出して自動的に記憶、マッピングしても良い。
検出した結果、レジスト/基板上に異物が付着していた場合、そのレジスト/基板を露光処理せずに処分するか、異物除去を行った上で露光処理に進ませる。
Thereafter, the foreign matter sandwiched between the
Here, the detected signal from the light receiving element may be merely viewed on the monitor, but the image processing may be performed through the
As a result of the detection, if foreign matter is adhered on the resist / substrate, the resist / substrate is disposed without being subjected to the exposure processing, or the foreign matter is removed and then the exposure processing is performed.
以上記したレジスト/基板に付着している異物の検出と並行して、同様に露光マスク801と透明基板818との間の異物の検出も行う。
透明基板818をステージ817に取り付け、露光マスク801面法線方向にステージ817を駆動し、露光マスク801の表面と透明基板818表面との間隔が前面にわたって100nm以下になるように密着させる。密着させる方法は、上述した擬似マスク802とレジスト806/基板805との密着方法と同様の方法を用いる。
In parallel with the detection of the foreign matter adhering to the resist / substrate described above, the foreign matter between the
A
その後、上述した本発明の異物検出方法を用いて露光マスク801と透明基板818との間にはさまれている異物の検出を行う。透明基板818の裏面側(ステージ側)から光を照射し、露光マスク801と透明基板818との間に異物を中心に生じている間隙による干渉縞を透明基板818裏側から対物レンズ等の光学系810を通してCCDなどの受光素子811で検出する。その後、検出する透明基板818の場所を変え、上記と同様に異物検出を行うことで、露光マスク801に付着している異物と透明基板818に付着している異物の選定を行い、露光マスク801に付着している異物を検出する。
ここで、検出した受光素子からの信号をモニターで見るだけでも良いが、画像処理システム822を通し、画像処理を行い異物の情報などを算出して自動的に記憶、マッピングしても良い。
検出した結果、露光マスクに異物が付着していた場合、その露光マスクを用いた露光処理は行わず、新しいマスクに交換するか、露光マスクの洗浄後、再び異物検出を行い異物除去を確認し露光処理に進む。
Thereafter, the foreign matter sandwiched between the
Here, the detected signal from the light receiving element may be simply viewed on the monitor, but the image processing may be performed through the
As a result of detection, if foreign matter is attached to the exposure mask, do not perform exposure processing using the exposure mask, replace it with a new mask, or clean the exposure mask and detect foreign matter again to confirm the removal of foreign matter. Proceed to exposure processing.
以上で、被処理体(レジスト806/基板805)及び露光マスク801に付着している異物の検出を行い、被処理体(レジスト806/基板805)及び露光マスク801ともに異物が付着していない状態となった。その後、被処理体(レジスト806/基板805)をステージ815を駆動することにより露光処理位置816に移動させる。それと並行して露光マスク801の付いている圧力調整容器804を図示しないアクチュエータにより露光処理位置816にまで移動させる。
ステージ815を駆動することにより、露光マスク801に対する被処理体(レジスト806/基板805)のマスク面内2次元方向の相対位置合わせを行う。次に、マスク面法線方向にステージ815を駆動し、露光マスク801のおもて面と被処理体(レジスト806/基板805)との間隔が全面にわたって100nm以下になるように両者を密着させる。この密着させる方法は、上述した異物検出時の密着方法と同様の方法を用いる。
As described above, the foreign matter adhering to the object to be processed (resist 806 / substrate 805) and the
By driving the
この後、露光光源813から出射される露光光819をコリメータレンズ814で平行光にした後、ガラス窓820を通し、圧力調整容器804内に導入し、露光マスク801に対して裏面(図8では上側)から照射し、露光マスク801おもて面のマスク母材上の遮光膜に形成された微小開口パターンから滲み出す近接場で被処理体(レジスト806/基板805)であるレジスト806の露光を行う。
Thereafter, the
つぎに、近接場露光終了後における露光マスクと被処理体の剥離に関しては以下のように行う。
圧力調整手段812を用いて、圧力調整容器804内の圧力を外気圧より小さくし、被処理体から露光マスク801を剥離させる。
前述したように、密着時の圧力印加の装置構成において、図8とは逆の構成として、露光マスクのおもて面およびレジスト/基板を減圧容器内に配置し、減圧容器内より高い外気圧との圧力差により、露光マスクの裏面側からおもて面側に圧力が加わるようにした場合は、剥離時には、容器内を外気圧より高い圧力にすればよい。
いずれにしても剥離時には、露光マスクのおもて面側に比べ、裏面側が低い圧力となるような圧力差を設けるようにすれば良い。
以上のような構成とすることで、薄膜の露光マスクと被処理体の間に存在する異物の検出が行えた。その結果、製造したウエハやガラス基板などの欠陥が少なくなり歩留まりを向上することができた。
Next, peeling of the exposure mask and the object to be processed after the near-field exposure is completed is performed as follows.
Using the pressure adjusting means 812, the pressure in the
As described above, in the apparatus configuration for applying pressure at the time of close contact, the front surface of the exposure mask and the resist / substrate are arranged in a decompression container as a construction opposite to that in FIG. When the pressure is applied from the back surface side of the exposure mask to the front surface side due to the pressure difference between and the inside of the container, the pressure inside the container may be set higher than the external pressure at the time of peeling.
In any case, at the time of peeling, a pressure difference may be provided so that the pressure on the back surface side is lower than that on the front surface side of the exposure mask.
By adopting the above-described configuration, the foreign matter existing between the thin film exposure mask and the object to be processed can be detected. As a result, defects such as manufactured wafers and glass substrates were reduced, and the yield could be improved.
101、201:露光マスク
102金属遮光膜
103:圧力調整容器
104:マスク母材
105、205:基板
106、206:レジスト
107、207:異物検出用光源
108、208:ハーフミラー
109、209:参照面
110、210:受光素子
111:異物
112:ビームエキスパンダー
113:コリメータレンズ
114:コリメータレンズ
115:露光光源
116:ガラス窓
117:圧力調整手段
118:ステージ
211、212:偏向素子
301:フォトマスク
302:異物
303:被処理体
304:非密着領域
305:微小開口
306:近接場光
401:マスク母材
402:遮光層
403:微小開口
404:薄膜の弾性体
405:支持体
501:擬似マスク
502:支持体
503:薄膜部
601:擬似マスク
602:被処理体
603:異物
604:非密着領域
605:干渉縞
701:遮光層
702:マスク母材
703:透明基板
704:異物
705:露光マスク
706:非密着領域
707:干渉縞
801:露光マスク
802:擬似マスク
803、804:圧力調整容器
805:基板
806:レジスト
807、810:受光光学系
808、811:受光素子
809、812:圧力調整手段
813:露光光源
814:コリメータレンズ
815:ステージ
816:露光処理位置
817:ステージ
818:透明基板
819:露光光
820:ガラス窓
821、822:画像処理システム
101, 201: exposure mask 102 metal light shielding film 103: pressure adjusting container 104: mask base material 105, 205: substrate 106, 206: resist 107, 207: light source 108 for detecting foreign matter 108, 208: half mirror 109, 209: reference surface 110, 210: light receiving element 111: foreign matter 112: beam expander 113: collimator lens 114: collimator lens 115: exposure light source 116: glass window 117: pressure adjusting means 118: stage 211, 212: deflection element 301: photomask 302: foreign matter 303: Object 304: Non-contact area 305: Micro opening 306: Near field light 401: Mask base material 402: Light shielding layer 403: Micro opening 404: Thin film elastic body 405: Support body 501: Pseudo mask 502: Support body 503: Thin film portion 601: Pseudo mask 602: Processed 603: Foreign matter 604: Non-contact area 605: Interference fringe 701: Light shielding layer 702: Mask base material 703: Transparent substrate 704: Foreign substance 705: Exposure mask 706: Non-contact area 707: Interference fringe 801: Exposure mask 802: Pseudo mask 803 804: Pressure adjusting container 805: Substrate 806: Resist 807, 810: Light receiving optical system 808, 811: Light receiving element 809, 812: Pressure adjusting means 813: Exposure light source 814: Collimator lens 815: Stage 816: Exposure processing position 817: Stage 818: Transparent substrate 819: Exposure light 820: Glass window 821, 822: Image processing system
Claims (10)
前記第1の基板を、前記第2の基板に密着させる工程と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に存在するこれら基板に付着した異物によって生じる該第1の基板の変形を検出する工程と、
を有することを特徴とする基板間の異物検出方法。 A foreign matter detection method between substrates for detecting foreign matter existing between these substrates when the elastically deformable first substrate is deformed and brought into close contact with a second substrate that is not elastically deformed.
Adhering the first substrate to the second substrate;
Detecting the deformation of the first substrate caused by foreign matter adhering to these substrates existing between the first substrate and the second substrate;
A method for detecting foreign matter between substrates, comprising:
前記第1の基板と平坦な基準面とに光を照射する工程と、
前記第1の基板から反射する該第1の基板からの反射光と、該基準面から反射する該基準面からの反射光と、による干渉縞を観察する工程と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の基板間の異物検出方法。 Detecting the deformation of the first substrate,
Irradiating light onto the first substrate and a flat reference surface;
Observing interference fringes caused by reflected light from the first substrate reflected from the first substrate and reflected light from the reference surface reflected from the reference surface;
The method for detecting foreign matter between substrates according to claim 1, wherein:
前記露光マスクを被処理体に対して密着させる際に、該露光マスクと被処理体との間に存在する異物を検出する工程を有することを特徴とする近接場露光方法。 In a near-field exposure method in which an exposure mask is deformed and brought into close contact with an object to be processed, and exposure is performed using a near field that oozes out from a minute opening formed in the exposure mask.
A near-field exposure method comprising a step of detecting foreign matter existing between the exposure mask and the object to be processed when the exposure mask is brought into close contact with the object to be processed.
前記第1の基板と前記第2の基板を密着する密着手段と、
前記第1の基板と前記第2の基板の間に存在するこれら基板に付着した異物により生じる該第1の基板の変形を検出する形状検出手段と、
を有することを特徴とする基板間の異物検出装置。 A foreign matter detection device between substrates for detecting foreign matter existing between a first substrate that is elastically deformable and a second substrate that is not elastically deformed,
An adhesion means for closely adhering the first substrate and the second substrate;
Shape detecting means for detecting deformation of the first substrate caused by foreign matter attached to these substrates existing between the first substrate and the second substrate;
An apparatus for detecting foreign matter between substrates, comprising:
前記第1の基板と平坦な基準面に光を照射する光照射手段と、
前記第1の基板から反射する反射光と、前記基準面から反射する反射光とによる干渉縞の光を、受光する受光素子と、を備え、さらに、
該受光素子からの信号により前記異物の情報を得る手段と、
前記第1の基板と前記第2の基板とが離間している領域を算出する処理装置と、
を有することを特徴とする請求項8に記載の基板間の異物検出装置。 The shape detecting means is
A light irradiation means for irradiating the first substrate and a flat reference surface with light;
A light receiving element that receives light of interference fringes caused by reflected light reflected from the first substrate and reflected light reflected from the reference surface; and
Means for obtaining information of the foreign matter from a signal from the light receiving element;
A processing device for calculating a region where the first substrate and the second substrate are separated from each other;
The apparatus for detecting foreign matter between substrates according to claim 8.
前記露光マスクと被処理体との間に存在する異物を検出する異物検出手段を有することを特徴とする近接場露光装置。 In a near-field exposure apparatus that performs exposure using a near-field oozing from a minute opening formed in the exposure mask by deforming the exposure mask and closely contacting the object to be processed,
A near-field exposure apparatus, comprising foreign matter detection means for detecting foreign matter existing between the exposure mask and the object to be processed.
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