JP2006128346A - 露光装置、異物検出方法、異物位置特定方法及び露光方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、マスク上のマスクパターンをウエハ上の各ダイに露光する露光装置において、ウエハとウエハチャックとの間に介在する異物を高い精度で検出し、その位置を特定する。
【解決手段】 露光装置を、マスク30上に設けられたマスクアライメントマークとウエハの各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、マスク30に対する各ダイの伸縮率を検出する伸縮率検出部101と、検出された各伸縮率間の相違に基づき、ウエハとウエハチャックとの間の異物の検出する異物検出部102と、を備えて構成する。
【選択図】 図12
【解決手段】 露光装置を、マスク30上に設けられたマスクアライメントマークとウエハの各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、マスク30に対する各ダイの伸縮率を検出する伸縮率検出部101と、検出された各伸縮率間の相違に基づき、ウエハとウエハチャックとの間の異物の検出する異物検出部102と、を備えて構成する。
【選択図】 図12
Description
本発明は、半導体製造工程などに使用される露光装置における、ウエハとこれを保持するチャック装置との間に介在する異物の検出機能を備える露光装置及びその検出方法に関する。
近年、半導体集積回路の高集積化のニーズに伴い、回路パターンの一層の微細化が要望されている。現在、微細化の限界を規定しているのは主として露光装置であり、電子ビーム直接描画装置やX線露光装置などの新しい方式の露光装置が開発されている。
最近では新しい方式の露光装置として、量産レベルで超微細加工用に使用可能な電子線近接露光装置が開示されている(例えば特許文献1、およびこれに対応する日本国特許出願の特許文献2)。
図1は、特許文献1に開示された電子線近接露光装置の基本構成を示す図である。この図を参照して、電子線近接露光装置について説明する。図示するように、電子光学鏡筒(カラム)10内には、電子ビーム15を発生する電子線源14と整形アパチャ18と電子ビーム15を平行ビームにする照射レンズ16とを有する電子銃12、対となる主偏向器21、22と、対となる副偏向器51、52とを含み、電子ビームを光軸に平行に走査する走査手段24、露光するパターンに対応する開口を有するマスク30、および静電チャック44とXYステージ46とから構成される。試料(半導体ウエハ)40は、表面にレジスト層42が形成され、静電チャック44上に保持されている。
マスク30は、厚い外縁部34の中央部に、開口が形成された薄膜部32を有しており、試料40は表面がマスク30に近接するように配置される。この状態で、マスクに垂直に電子ビーム15を照射すると、マスクの開口を通過した電子ビーム15が試料40の表面のレジスト層42に照射される。
走査手段24の主偏向器21、22は、図2に示すように、電子ビーム15がマスク30の薄膜部32上の全面を走査するように、電子ビームを偏向制御する。
このとき主偏向器21、22は、電子ビーム15をマスク30の薄膜部32上のいずれに偏向制御しても、電子ビーム15がほぼ垂直にマスク30に入射するように調整されている。これによりマスク30のマスクパターンが試料40上のレジスト層42に等倍転写される。
このとき主偏向器21、22は、電子ビーム15をマスク30の薄膜部32上のいずれに偏向制御しても、電子ビーム15がほぼ垂直にマスク30に入射するように調整されている。これによりマスク30のマスクパターンが試料40上のレジスト層42に等倍転写される。
XYステージ46は、静電チャック44に吸着された試料40を水平の直交2軸方向に移動させるもので、マスクパターンの等倍転写が終了するたびに試料40を所定量移動させ、これにより1枚の試料40に複数のマスクパターンを転写できるようにしている。
走査手段24中の副偏向器51、52は、マスク歪みを補正するように電子ビーム15のマスクパターンへの入射角度を制御(傾き制御)する。電子ビーム15の露光用マスク30への入射角度をα、露光用マスク30とウエハ40とのギャップをGとすると、入射角度αによるマスクパターンの転写位置のずれ量δは、
δ=G・tanα
で表される。したがって、露光用のマスク30に歪みがある場合には、電子ビーム走査位置におけるマスク歪みに応じて、電子ビームの傾き制御を行なうことによりマスク歪みのない状態でのマスクパターンを転写することが可能となる。
δ=G・tanα
で表される。したがって、露光用のマスク30に歪みがある場合には、電子ビーム走査位置におけるマスク歪みに応じて、電子ビームの傾き制御を行なうことによりマスク歪みのない状態でのマスクパターンを転写することが可能となる。
上記の通り、試料40は静電チャック44上に吸着されるが、搬入される試料40の裏面に付着した異物(パーティクル)や、このように試料40とともに搬入され静電チャック44上に取り残された異物が、試料40と静電チャック44との間に挟まれて介在した状態で、試料40が静電チャック44上に保持されることがある。
このような異物が試料40と静電チャック44との間に介在すると、局所的に試料40とマスク30との間の間隔が異なり、露光精度を低下させる原因となる。
このような異物が試料40と静電チャック44との間に介在すると、局所的に試料40とマスク30との間の間隔が異なり、露光精度を低下させる原因となる。
したがって、従来の電子線近接露光装置では静電容量センサにより試料40を走査して、試料40全面に亘って試料40とマスク30間の間隔を測定することにより、試料40とマスク30間の間隔の原因となる試料40裏面の異物の位置を検出していた。
しかしながら、検出しようとする異物の大きさは数μm程度であるのに対し、試料40の表面自体のもともとの平坦度には約数十μmの変動があり、このため、試料40裏面に付着した異物による試料40表面の高さの変動を検出するのは困難で検出精度がよくなかった。また、異物が試料40側でなくチャック44側に付着している場合には、その後の露光結果へ影響を及ぼすのを防止するために、即座にチャック44の清掃を行なう必要があるが、従来の検出方法では、異物が試料40側及びチャック44側のいずれに付着しているのかを判定することができなかった。
また、静電容量センサを試料40の全面に亘って走査する必要があり、検出に時間がかかっていた。
また、静電容量センサを試料40の全面に亘って走査する必要があり、検出に時間がかかっていた。
これら問題点を鑑みて、本発明は、上記のようなウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する露光装置において、ウエハとウエハチャックとの間に介在する異物を高い精度で検出し、その位置を特定することを目的とする。
また、本発明は、検出された異物が、ウエハ側及びチャック側のいずれに付着しているのかを判定することを目的とする。
また、本発明は、検出された異物が、ウエハ側及びチャック側のいずれに付着しているのかを判定することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、前記マスク上に設けられたマスクアライメントマーク、及びウエハ上に形成される各ダイに設けられたウエハアライメントマークの間の位置ずれ量から、各ダイのマスクに対する伸縮率を検出して、各ダイについて検出された各伸縮率間の相違に基づき、ウエハとウエハチャックとの間の異物を検出し、その位置を特定する。
すなわち、ウエハとウエハチャックとの間に異物が介在する場合には、ウエハチャックに保持されたウエハに歪みが生じ、この歪みはウエハアライメントマークの位置に影響を及ぼす。したがって、本発明では、各ダイが形成される部分のウエハの裏面に存在する異物の有無を、ウエハアライメントマークの位置ずれにより検出される各ダイのマスクに対する伸縮率の相違として検出する。
すなわち、ウエハとウエハチャックとの間に異物が介在する場合には、ウエハチャックに保持されたウエハに歪みが生じ、この歪みはウエハアライメントマークの位置に影響を及ぼす。したがって、本発明では、各ダイが形成される部分のウエハの裏面に存在する異物の有無を、ウエハアライメントマークの位置ずれにより検出される各ダイのマスクに対する伸縮率の相違として検出する。
異物の検出及びその位置の特定は、まず、各ダイにおいて検出された各伸縮率の平均値を算出し、各ダイにおいて検出された各伸縮率の平均値からの偏差を算出し、ダイについて算出された偏差が所定の閾値以上のとき、当該ダイの位置に異物が付着していると検出し、当該ダイの位置を特定する。
さらに本発明では、異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかを判定するために、同一ウエハを、ウエハチャック面上の載置方位又は載置位置を変えてウエハチャック上に載置してそれぞれの場合について各ダイ毎の各伸縮率を検出し、載置方位又は載置位置の変化の前後においてウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士を比較する。
このような比較を行なうと、ウエハチャック側に付着している場合には、検出される各伸縮率は、ウエハの載置方位又は載置位置を変えてもウエハチャック上の同じ位置で同様の値に検出されるはずであるから、対比されるダイ同士の伸縮率同士の相違は小さくなる。これにより上記異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかを判定することができる。
このような比較を行なうと、ウエハチャック側に付着している場合には、検出される各伸縮率は、ウエハの載置方位又は載置位置を変えてもウエハチャック上の同じ位置で同様の値に検出されるはずであるから、対比されるダイ同士の伸縮率同士の相違は小さくなる。これにより上記異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかを判定することができる。
異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかの判定は、各ダイにおいて検出された各伸縮率の平均値を算出し、各ダイにおいて検出された各伸縮率の平均値からの偏差を算出し、ダイについて算出された偏差が所定の第1閾値以上のとき当該ダイの位置を異物の位置として特定し、載置方位又は載置位置の変化の前後においてウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の差が所定の第2閾値以下のとき、異物がウエハチャック側に付着すると判定することにより実行する。
また上記の伸縮率は、各ダイ毎に、ウエハ面に定められる第1方向及び第2方向の各々の方向について少なくとも2つずつ検出されるアライメントマークの位置ずれ量に基づいて検出することが可能である。
このため、マスクに設けられた第1方向及び第2方向のそれぞれに関する各マスクアライメントマークの各位置と、ウエハに設けられた第1方向及び第2方向のそれぞれに関する各ウエハアライメントマークの各位置とを顕微鏡により計測して、第1方向及び第2方向のそれぞれ関して、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークの位置ずれを検出する。
このため、マスクに設けられた第1方向及び第2方向のそれぞれに関する各マスクアライメントマークの各位置と、ウエハに設けられた第1方向及び第2方向のそれぞれに関する各ウエハアライメントマークの各位置とを顕微鏡により計測して、第1方向及び第2方向のそれぞれ関して、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークの位置ずれを検出する。
このとき、マスクに対して斜めの光軸を有する顕微鏡を使用する場合には、第1方向及び第2方向のいずれか一方向に関する前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークを同時に計測して、第1方向及び第2方向ごとに相互の位置ずれ量を検出する。
また、前記マスクに対して垂直な光軸を有する顕微鏡を使用する場合には、第1方向及び第2方向に関するアライメントマークを同時に計測する。これにより、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークの間の位置ずれ量を、第1方向及び第2方向の両方について同時に検出する。
また、前記マスクに対して垂直な光軸を有する顕微鏡を使用する場合には、第1方向及び第2方向に関するアライメントマークを同時に計測する。これにより、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークの間の位置ずれ量を、第1方向及び第2方向の両方について同時に検出する。
本発明を、露光装置や、電子線露光装置、上記の電子線露光装置並びにその露光方法に適用し、複数のウエハを連続して露光する際には、少なくとも最初のウエハについて、異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかの上記判定を行なう。
本発明により、ウエハとウエハチャックとの間に介在する異物を高い精度で検出し、その位置を特定することが可能とする。また、検出された異物が、ウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着しているのかを判定することが可能となる。
さらに、異物検出に使用される伸縮率は、ウエハとマスクとのアライメント作業の際に取得されるアライメントマークの位置ずれ量のデータを使用することが可能であるので、伸縮率の検出のために別個の計測作業を必要とせず、高速に異物検出を行なうことが可能となる。
さらに、異物検出に使用される伸縮率は、ウエハとマスクとのアライメント作業の際に取得されるアライメントマークの位置ずれ量のデータを使用することが可能であるので、伸縮率の検出のために別個の計測作業を必要とせず、高速に異物検出を行なうことが可能となる。
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。以下の説明では、露光装置として近接露光方式の電子線近接露光装置を例示するが、本発明の露光装置は、電子線近接露光装置だけでなく、試料チャック上に保持される試料にマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを試料上に露光する露光装置であれば、他の方式の露光装置にも利用可能である。
図3及び図4は、本発明の実施例に係る電子線近接露光装置の転写部の上面図及び側面図である。
図3及び図4は、本発明の実施例に係る電子線近接露光装置の転写部の上面図及び側面図である。
これらの図面に示すように、この電子線近接露光装置には、マスク30に対向して4つの顕微鏡撮像装置AX1、AY1、AX2、AY2が設けられている。これらの顕微鏡撮像装置AX1、AY1、AX2、AY2は、電子ビームによる露光時に電子ビームを遮ることがないように撮影光軸がマスク面に対して斜めになるように配置されている。尚、電子線近接露光装置としての主要な構成は、図1に示したものと同様のため、その詳細な説明は省略する。
図5は電子線近接露光装置の転写部を拡大した上面図である。同図において、40は、θXYステージ46上の静電チャック44によって吸着されたウエハである。このウエハ40には、ウエハ40の各ダイについて、そのx軸方向(第1方向)の位置ずれ量の検出のためのウエハアライメントマークMWX1及びMWX2と、y軸方向(第2方向)の位置ずれ量の検出を行なうためのウエハアライメントマークMWY1及びMWY2とがダイが形成される領域外に、図6に示すように設けられている。
一方、マスク30には、破線で示す領域内にマスクパターンが形成されており、図6に示すように破線で示す領域外に、ウエハアライメントマークMWX1、MWY1のそれぞれx方向、y方向のずれを検出するためのマスクアライメントマークMMX1 、MMY1と、ウエハアライメントマークMWX2、MWY2のそれぞれx方向、y方向のずれを検出するためのマスクアライメントマークMMX2 、MMY2とが設けられている。
図7及び図8により上記ウエハアライメントマーク及びマスクアライメントマークの詳細について説明する。図7は図5の符号Aで示した部分の拡大図であり、図8は図7の5−5線に沿う断面図である。図7に示すように、マスク30には、マスクアライメントマークMMX1が形成され、マスク30を介してその下側のウエハアライメントマークMWX1が透視できるようになっており、これにより顕微鏡撮像装置AX1は、マスクアライメントマークMMX1とウエハアライメントマークMWX1とを同時に測定することが可能である。尚、マスク30に形成されるマスクアライメントマークMMX1 は、5×3個の小さな開口によって構成されており、一方、ウエハアライメントマークMWX1は、14×3個の凸部によって構成されている(図7、図8参照)。
次に、顕微鏡撮像装置AX1について説明する。
図9に顕微鏡撮像装置AX1の概略を示す。同図に示すように、顕微鏡撮像装置AX1は、水平に配置されたマスク30に対して光軸の入射角が所定の角度αとなるように配設されている。
顕微鏡対物レンズ90の前面には、カバーガラス91が取り付けられている。このカバーガラス91の表面には、導電性の薄膜91Aが蒸着され、この導電性の薄膜91Aは、導電性の保持部材92及び顕微鏡撮像装置AX1の筐体を介して接地されている。これにより、電子ビームによる転写時に散乱する電子又は2次電子がカバーガラス91の表面に帯電しないようにしている。
図9に顕微鏡撮像装置AX1の概略を示す。同図に示すように、顕微鏡撮像装置AX1は、水平に配置されたマスク30に対して光軸の入射角が所定の角度αとなるように配設されている。
顕微鏡対物レンズ90の前面には、カバーガラス91が取り付けられている。このカバーガラス91の表面には、導電性の薄膜91Aが蒸着され、この導電性の薄膜91Aは、導電性の保持部材92及び顕微鏡撮像装置AX1の筐体を介して接地されている。これにより、電子ビームによる転写時に散乱する電子又は2次電子がカバーガラス91の表面に帯電しないようにしている。
尚、導電性の薄膜91Aとしては、錫酸化膜又はインジウム錫酸化膜(ITO)などが使用される。また、この実施の形態では、カバーガラス91の表面に導電性の薄膜91Aを蒸着するようにしたが、カバーガラスが設けられていない顕微鏡撮像装置の場合には、顕微鏡対物レンズ90の表面に導電性の薄膜を蒸着し、この導電性の薄膜を接地するようにする。
また、上記導電性の薄膜91Aの代わりにメカニカルなシャッタ機構を設け、電子ビームによる転写時には、シャッタ機構を閉じて顕微鏡撮像装置の光学部材を遮蔽し、撮像時にはシャッタ機構を開くようにしてもよい。尚、この場合のシャッタ機構は、電子が帯電しないものが使用される。
また、上記導電性の薄膜91Aの代わりにメカニカルなシャッタ機構を設け、電子ビームによる転写時には、シャッタ機構を閉じて顕微鏡撮像装置の光学部材を遮蔽し、撮像時にはシャッタ機構を開くようにしてもよい。尚、この場合のシャッタ機構は、電子が帯電しないものが使用される。
この顕微鏡撮像装置AX1の内部には、照明手段が設けられている。即ち、照明手段は、白色光源93、レンズ94、反射ミラー95及びハーフミラー96から構成されており、白色光源93から出射された白色照明光は、レンズ94によってほぼ平行光にされ、反射ミラー95、ハーフミラー96、対物レンズ90及びカバーガラス91を介してマスク30及びウエハ40を照明する。
このようにして照明されたマスク30のマスクアライメントマーク及びウエハ40のウエハアライメントマークでの散乱光は、対物レンズ90、ハーフミラー96を介して撮像部97に入射して撮像される。
尚、他の顕微鏡撮像装置AY1、AX2、AY2も上記顕微鏡撮像装置AX1と同様に構成されている。
このようにして照明されたマスク30のマスクアライメントマーク及びウエハ40のウエハアライメントマークでの散乱光は、対物レンズ90、ハーフミラー96を介して撮像部97に入射して撮像される。
尚、他の顕微鏡撮像装置AY1、AX2、AY2も上記顕微鏡撮像装置AX1と同様に構成されている。
図10(A)に示すようにマスクアライメントマークMMX1及びウエハアライメントマークMWX1は、顕微鏡撮像装置の焦点面F上にマークの一部が位置するように、各マークの長さや撮影光軸の入射角αなどが決定されている。尚、図10(A)上で、Pは白色照明光の正反射光、Q、RはそれぞれマスクアライメントマークMMX1及びウエハアライメントマークMWX1での白色照明光の散乱光、Gはマスク30とウエハ40との間隔である。図10(B)は顕微鏡撮像装置によって白色照明光の散乱光Q、Rが撮像された様子を示す画像である。
次に、上記のようにして撮像されたマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークに基づいて、マスクに対するダイの伸縮率を検出する方法について説明する。
図11(A)に示すように撮像されたマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークの画像中からピントがあっている部分(枠で囲んだ部分)を、x方向に連続して抽出する。図11(B)は、このようにして抽出した画像のx方向の各位置における輝度レベルを示している。
図11(A)に示すように撮像されたマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークの画像中からピントがあっている部分(枠で囲んだ部分)を、x方向に連続して抽出する。図11(B)は、このようにして抽出した画像のx方向の各位置における輝度レベルを示している。
ここで、図11(B)に示すように2つのマスクアライメントマークMMX1、及び1つのウエハアライメントマークMWX1に対応する輝度レベルについて、それぞれ3つのピークのうちの中心のピーク位置を求め、各ピーク間の距離x11 、x12 を求める。そして、マスクアライメントマークMMX1とウエハアライメントマークMWX1とx方向の位置ずれ量Δx1は、次式、
Δx1=(x11 −x12 )/2
によって求めることができる。
Δx1=(x11 −x12 )/2
によって求めることができる。
さらに、マスクアライメントマークMMY1及びウエハアライメントマークMWY1、マスクアライメントマークMMX2及びウエハアライメントマークMWX2、並びにマスクアライメントマークMMY2及びウエハアライメントマークMWY2を、上記と同様に、撮像してその輝度レベルのピークを求めることにより、それぞれマスクアライメントマークMMY1及びウエハアライメントマークMWY1とのy方向の位置ずれ量Δy1、マスクアライメントマークMMX2及びウエハアライメントマークMWX2とのx方向の位置ずれ量Δx2、並びにマスクアライメントマークMMY2及びウエハアライメントマークMWY2とのy方向の位置ずれ量Δy2とを求める。
そして、これら4つのアライメントマーク位置のずれ量Δx1、Δy1、Δx2、Δy2を下記式に代入し、連立方程式を解くことにより、これらウエハアライメントマークMWX1、MWY1、MWX2及びMWY2が設けられた当該ダイのx方向シフト量Δy、y方向シフト量Δy、回転θ及び伸縮率Mを算出することができる。
Δx1=Δx-x1yθ+(M-1)x1x
Δx2=Δx-x2yθ+(M-1)x2x
Δy1=Δy+y1xθ+(M-1)y1y
Δy2=Δy+y2xθ+(M-1)y2y
ここに、x1x、x1yは、それぞれ顕微鏡撮像装置AX1により検出したマスクアライメントマークのMMX1のx座標、y座標であり、x2x、x2yは、それぞれ顕微鏡撮像装置AX2により検出したマスクアライメントマークのMMX2のx座標、y座標であり、y1x、y1yは、それぞれ顕微鏡撮像装置AY1により検出したマスクアライメントマークのMMY1のx座標、y座標であり、y2x、y2yは、それぞれ顕微鏡撮像装置AY2により検出したマスクアライメントマークのMMY2のx座標、y座標である。
Δx1=Δx-x1yθ+(M-1)x1x
Δx2=Δx-x2yθ+(M-1)x2x
Δy1=Δy+y1xθ+(M-1)y1y
Δy2=Δy+y2xθ+(M-1)y2y
ここに、x1x、x1yは、それぞれ顕微鏡撮像装置AX1により検出したマスクアライメントマークのMMX1のx座標、y座標であり、x2x、x2yは、それぞれ顕微鏡撮像装置AX2により検出したマスクアライメントマークのMMX2のx座標、y座標であり、y1x、y1yは、それぞれ顕微鏡撮像装置AY1により検出したマスクアライメントマークのMMY1のx座標、y座標であり、y2x、y2yは、それぞれ顕微鏡撮像装置AY2により検出したマスクアライメントマークのMMY2のx座標、y座標である。
図12は、本発明の実施例に係る電子線近接露光装置の異物検出機能に関するブロック図である。電子線露光装置は、4つの顕微鏡撮像装置AX1、AY1、AX2及びAY2での撮像によって得られた画像信号によりマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークとの上記4つの位置ずれ量Δx1、Δx2、Δy1及びΔy2を算出する信号処理回路100と、これら位置ずれ量に基づいて、マスクに対する各ダイの伸縮率を検出する伸縮率検出部101と、検出された各伸縮率間に基づき、ウエハとウエハチャックとの間の異物の検出し、その位置を特定する異物検出/位置特定部102と、異物が検出された場合に警報を発する表示部103と、を備えている。
さらに、異物検出/位置特定部102は、ウエハ40上の各ダイにおいて検出された伸縮率の、ウエハ40ごとの平均値を算出する平均値算出部111と、各ダイにおいて検出された各伸縮率の、平均値からの偏差を算出する偏差算出部112と、算出された偏差が所定の第1閾値以上のとき異物を検出する異物検出部113と、あるダイについて算出された偏差が所定の第1閾値以上のとき、当該ダイの位置を異物の位置として特定する位置特定部115と、位置特定部により位置が特定された異物がウエハ40側にあるのかウエハチャック44側にあるのかを判定する判定部116と、を備えている。
図13は、電子線露光装置1の露光室部分の上面図である。図示するように電子線露光装置1は、電子線鏡筒10の下部に設けられる真空試料室8(チャンバ)と、複数のウエハ40を格納するためのウエハカセット48と、ウエハカセット48内との間でウエハ40を大気状態で搬入出し、真空試料室8との間で真空状態で搬入出するために内部を真空引きすることが可能なロードロック室9とを備えている。図示するように、真空試料室8には、上記マスク30及び上記θXYステージ46が設けられ、ロードロック室9には、ウエハ40を搬送するための搬送アーム機構47と、搬送アーム機構47が真空試料室8に搬入しθXYステージ46上に載置する際のウエハ40の向きを調整するプリアライナ49が設けられている。
アーム47がウエハカセット48から受け取ったウエハ40は、一度プリアライナ49に載置される。プリアライナ49は、ウエハ40に設けられているノッチ部を検出することによりウエハ40の向きを検出する。そしてプリアライナ49は、アーム47へウエハ40を受け渡す際のウエハ40の向きを調整する。これにより、アーム47がθXYステージ46上にウエハ40を載置する際の、θXYステージ46上の載置方位を調整する。
再び図12に戻り、異物検出/位置特定部102は、アーム47及びプリアライナ49を制御して、ウエハチャック44面上のウエハ40の載置方向及び/又は載置位置を変更することが可能な、載置方位(載置位置)制御部114を備えている。
図13は、電子線露光装置1の露光室部分の上面図である。図示するように電子線露光装置1は、電子線鏡筒10の下部に設けられる真空試料室8(チャンバ)と、複数のウエハ40を格納するためのウエハカセット48と、ウエハカセット48内との間でウエハ40を大気状態で搬入出し、真空試料室8との間で真空状態で搬入出するために内部を真空引きすることが可能なロードロック室9とを備えている。図示するように、真空試料室8には、上記マスク30及び上記θXYステージ46が設けられ、ロードロック室9には、ウエハ40を搬送するための搬送アーム機構47と、搬送アーム機構47が真空試料室8に搬入しθXYステージ46上に載置する際のウエハ40の向きを調整するプリアライナ49が設けられている。
アーム47がウエハカセット48から受け取ったウエハ40は、一度プリアライナ49に載置される。プリアライナ49は、ウエハ40に設けられているノッチ部を検出することによりウエハ40の向きを検出する。そしてプリアライナ49は、アーム47へウエハ40を受け渡す際のウエハ40の向きを調整する。これにより、アーム47がθXYステージ46上にウエハ40を載置する際の、θXYステージ46上の載置方位を調整する。
再び図12に戻り、異物検出/位置特定部102は、アーム47及びプリアライナ49を制御して、ウエハチャック44面上のウエハ40の載置方向及び/又は載置位置を変更することが可能な、載置方位(載置位置)制御部114を備えている。
図14は、上記構成を備える電子線近接露光装置の動作原理を示した、本発明の実施例に係る異物検出方法及び異物位置特定方法のフローチャートである。
まず、ステップS200において、ウエハ40を搬入する際に、プリアライナ49及びアーム47は、ウエハ40をウエハチャック44面上の所定の方向である載置方位A1に載置する。
そしてその状態で顕微鏡撮像装置AX1、AY1、AX2及びAY2によって、上記のようにマスクアライメントマークMMX1、MMY1、MMX2並びにMMY2及びウエハアライメントマークMWX1、MWY1、MWX2及びMWY2を撮像する。
まず、ステップS200において、ウエハ40を搬入する際に、プリアライナ49及びアーム47は、ウエハ40をウエハチャック44面上の所定の方向である載置方位A1に載置する。
そしてその状態で顕微鏡撮像装置AX1、AY1、AX2及びAY2によって、上記のようにマスクアライメントマークMMX1、MMY1、MMX2並びにMMY2及びウエハアライメントマークMWX1、MWY1、MWX2及びMWY2を撮像する。
信号処理回路100は、撮像によって得られた画像信号を入力して上記4つの位置ずれ量Δx1、Δx2、Δy1及びΔy2を算出し、伸縮率検出部101に出力する。伸縮率検出部101は、入力したこれら位置ずれ量に基づいて上記計算式に基づき撮像されたウエハアライメントマークに係るダイの、マスク30のマスクパターンに対する伸縮率を算出して、異物検出/位置特定部102内の平均値算出部111及び偏差算出部112に出力する。
図15は、ウエハ40上に形成された複数のダイ41の様子を示す説明図である。ウエハ40には、ウエハ40の方位を一意に定めるためのノッチ部43が設けられており、ウエハ40上の各ダイにはそれぞれ、ノッチ部43を基準にしたウエハ40上の配置位置に応じてダイ番号が付けられている。図示する例では、ウエハ40上には37個のダイが形成されており、それぞれのダイ番号1〜37は、ダイを示す4角形の中に記されている。
上記ステップS200は、ウエハ40上に形成された複数のダイ41毎に繰り返され、これにより、平均値算出部111及び偏差算出部112は、載置方位A1に載置されたウエハ40の全てのダイの伸縮率を得る。
上記ステップS200は、ウエハ40上に形成された複数のダイ41毎に繰り返され、これにより、平均値算出部111及び偏差算出部112は、載置方位A1に載置されたウエハ40の全てのダイの伸縮率を得る。
図14に戻り、続くステップS201で、平均値算出部111はウエハ40の全てのダイの伸縮率から、ウエハ40上の複数ダイの伸縮率の平均値を求め、偏差算出部112は、入力される各ダイの伸縮率と、平均値算出部111により求められた平均値とから、この平均値に対する各ダイの伸縮率の偏差ΔM1を算出する。
その後ステップS202では、載置方位制御部114は、アーム47によりウエハ40を一度プリアライナ49に戻し、ウエハ40を回転(以下の例示では180°)させてから、再びアーム47によりウエハ40をウエハチャック44面上に載置する。これによりウエハ40をウエハチャック44面上の所定の方向である載置方位A2に載置する。
また、載置方位制御部114は、アーム47によりウエハ40をいったんウエハチャック44面から離し、ステージ46によりチャック面と垂直な方向を回転軸としてチャック44を回転させ、その後再度ウエハ40をウエハチャック44面上に載置してもよい。
また、載置方位制御部114は、アーム47によりウエハ40をいったんウエハチャック44面から離し、ステージ46によりチャック面と垂直な方向を回転軸としてチャック44を回転させ、その後再度ウエハ40をウエハチャック44面上に載置してもよい。
その状態で、上記ステップS200と同様にマスクアライメントマークMMX1、MMY1、MMX2及びMMY2及びウエハアライメントマークMWX1、MWY1、MWX2及びMWY2を撮像し、位置ずれ量Δx1、Δx2、Δy1及びΔy2を算出し、載置方位A2に載置されたウエハ40の各ダイの伸縮率を算出する。
また、ステップS203では、上記ステップS201と同様にして、載置方位A2に載置されたウエハ40の各ダイの伸縮率の偏差ΔM2を得る。異物検出/位置特定部102内の平均値算出部111及び偏差算出部112に出力する。
このように算出された、各ダイの伸縮率の偏差を図16に示す。図16において、破線の折れ線グラフは載置方位A1(0°)において算出された各ダイの伸縮率の偏差を示し、実線の折れ線グラフは載置方位A2(180°)において算出された各ダイの伸縮率の偏差を示す。
また、ステップS203では、上記ステップS201と同様にして、載置方位A2に載置されたウエハ40の各ダイの伸縮率の偏差ΔM2を得る。異物検出/位置特定部102内の平均値算出部111及び偏差算出部112に出力する。
このように算出された、各ダイの伸縮率の偏差を図16に示す。図16において、破線の折れ線グラフは載置方位A1(0°)において算出された各ダイの伸縮率の偏差を示し、実線の折れ線グラフは載置方位A2(180°)において算出された各ダイの伸縮率の偏差を示す。
次に、ステップS204において、異物検出部113及び位置特定部115は、算出された各ダイの伸縮率の偏差ΔM1(又はΔM2)が所定の第1閾値TH1以上であるか否かを判定する。
すなわち、ウエハ40及びウエハチャック44との間に異物が介在する場合には、かかる異物の影響によりウエハ40が撓むので、上記のウエハアライメントマークに局所的な位置ずれが生じる。この位置ずれ量は各ダイの伸縮率の偏差ΔM1(又はΔM2)となって現われるので、異物検出部113及び位置特定部115は、算出された各ダイの伸縮率の偏差ΔM1(又はΔM2)の変動によって、ウエハ40及びウエハチャック44との間の異物を検出し、またはそのような局所的な変動が生じているダイの位置を、異物が介在する箇所として特定する。
すなわち、ウエハ40及びウエハチャック44との間に異物が介在する場合には、かかる異物の影響によりウエハ40が撓むので、上記のウエハアライメントマークに局所的な位置ずれが生じる。この位置ずれ量は各ダイの伸縮率の偏差ΔM1(又はΔM2)となって現われるので、異物検出部113及び位置特定部115は、算出された各ダイの伸縮率の偏差ΔM1(又はΔM2)の変動によって、ウエハ40及びウエハチャック44との間の異物を検出し、またはそのような局所的な変動が生じているダイの位置を、異物が介在する箇所として特定する。
したがって、あるダイについての偏差ΔM1(又はΔM2)が第1閾値TH1以上である場合、ステップS206において、異物検出部113は当該ウエハ40とウエハチャック44との間に異物が介在すると判断し、また、位置特定部115は、偏差ΔM1(又はΔM2)が第1閾値TH1以上となるダイの位置をウエハ40とウエハチャック44との間に介在する異物の位置であると特定する。反対に偏差ΔM1(又はΔM2)が第1閾値TH1未満である場合には、異物検出部113及び位置特定部115は、S205において異物はないと判断して処理を終了する。
例えば、図16に示す算出結果の例の場合には、載置方位A1において算出された各ダイの伸縮率の偏差について、第1閾値TH1が200[0.01ppm]であるとして上記判定を行なうと、ダイ番号22及び33において伸縮率の偏差が200[0.01ppm]を超えている。したがってこの場合には、位置特定部115はダイ番号22及び33の位置において、ウエハ40とチャック44との間に異物が介在していると特定する。
その後、ステップS206に続くステップS207、S208では、判定部116は、載置方位を変更する前の載置位置A1における伸縮率の偏差と、載置方位を変更した後の載置位置A2における伸縮率の偏差と、を対比する。
その際、伸縮率が対比されるダイは、載置方位の変化の前後においてウエハチャック40上の同じ位置に位置するダイ同士を対比する。例えば、図15に示すダイ番号の配置例を参照して説明すると、例えばダイ番号22と30や、ダイ番号3と19のダイは、ウエハ40の中心を軸として180°回転させた場合の回転対称の位置にあるため、前記のとおり載置位置A1と載置位置A2とで載置方位を180度変えてウエハ40を載置するとウエハチャック40上の同じ位置に位置することになる。
その際、伸縮率が対比されるダイは、載置方位の変化の前後においてウエハチャック40上の同じ位置に位置するダイ同士を対比する。例えば、図15に示すダイ番号の配置例を参照して説明すると、例えばダイ番号22と30や、ダイ番号3と19のダイは、ウエハ40の中心を軸として180°回転させた場合の回転対称の位置にあるため、前記のとおり載置位置A1と載置位置A2とで載置方位を180度変えてウエハ40を載置するとウエハチャック40上の同じ位置に位置することになる。
したがって先のステップS204で検出された異物がウエハチャック44上に付着する異物である場合には、載置方位の変化の前後において検出したこれら2つのダイの両方の伸縮率の偏差が同程度の値になるためその差が小さくなるが、異物がウエハ40上に付着する場合には、これら2つのダイの伸縮率の偏差には何の相関もないため、これらの差を求めても以前大きいままである。
したがって、ステップS207、S208において、これらのダイ同士の伸縮率の偏差を比較することにより、先のステップS204で検出された異物がウエハチャック44上に付着するものであるか、ウエハ40に付着するものであるかを判定する。
このようにして比較される2つのダイの伸縮率の偏差の差δM=ΔM1−ΔM2を図17に示す。なお、チャック上の位置として載置位置A1に載置されたときの各ダイのダイ番号を使用する。
このようにして比較される2つのダイの伸縮率の偏差の差δM=ΔM1−ΔM2を図17に示す。なお、チャック上の位置として載置位置A1に載置されたときの各ダイのダイ番号を使用する。
図17に示すように、先のステップS204で異物が検出されたダイ番号22及び33のうち、ダイ番号33に係る伸縮率の偏差の差δMの数値は以前大きいままであるのに対し、ダイ番号22に係る伸縮率の偏差の差δMは殆どゼロになっており、載置位置A1の際にはダイ番号22の位置に、また載置位置A2の際にはダイ番号30の位置に検出された異物は、ウエハチャック44上に付着する異物であることが分かる。
したがってS208において、伸縮率の偏差の差δMが所定の閾値TH2以下であるとき、判定部116は、S209において異物がチャック側に付着すると判定し、δMがTH2を超えるとき、S210において異物がウエハ側に付着すると判定する。
その後、表示部103は、異物が検出された場合にそのダイの位置を特定してオペレータに警報を発する。特に判定部116により異物がチャック側に付着すると判定された場合には必ず警報を発する。これは、オペレータが露光工程を停止してチャック上の清掃を行なうのを促すためである。
上記の例では、ステップS202において、ウエハ40の載置方位を180°回転させることとしてが、載置方位の変更は必ずしも180°でなくともよく、例えば、図15の配置例では90°だけ方位を変更することとしてもよい。また、ステップS202では、ウエハ40の載置方位を変えることとしたが、これに代えてウエハ40の載置位置をダイの形成ピッチの整数倍だけ移動させることとしてもよい。
なお、ステップS202においてウエハ40の載置方位を回転させる場合には、この回転中心に対して点対称にダイを配置することが好適であるが、回転中心にダイがあると、このチャック上位置には載置方位の変更前後で同じダイが位置することになるので、検出された異物がウエハ40に付着するのかウエハチャック44に付着するのかの判定ができなくなる。したがってこの場合には、ウエハ40の載置方位の回転中心にダイが配置されないようにレイアウトすることが好適である。
また、上記の構成例では、高さの異なるマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークに同時にピントを合わせてこれらを同時に測定するために、マスクに対して斜めの光軸を有する顕微鏡撮像装置AX1、AY1、AX2、AY2を使用した。このため、1つの顕微鏡で同時に測定を行なうことができるのは、それぞれx方向、y方向のいずれか1方向に関するアライメントマークの位置ずれだけであり、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークを、それぞれx方向に2箇所づつ、y方向に2箇所づつの計4箇所づつ配置することが必要であった。
これに代えて、マスクに対して垂直な光軸を有し、高さが異なる各マークに同時にピントを合わせることが可能な2組の結像光学系を有する顕微鏡撮像装置AXYを使用することにより、1つの顕微鏡でそれぞれx方向及びy方向の両方向に関する2つのアライメントマークの位置ずれを同時に測定することとしてもよい。この場合、x方向及びy方向の位置ずれを測定可能なマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークを、それぞれ2箇所づつ配置すれば足りる。
図18(A)は、マスクに対して垂直な光軸を有する顕微鏡撮像装置を有する電子線近接露光装置の要部縦断面図であり、図18(B)は図18(A)に示した電子線近接露光装置の要部上面図のうち、顕微鏡撮像装置AXYの要部上面図である。
図18に示されるように、この電子線近接露光装置には、1つの顕微鏡撮像装置AXYが、顕微鏡ステージ125によってx方向及びy方向に移動できるようになっている。各図において、11は電子光学鏡筒であり、126はマスク30及び試料40が収容される真空試料室(真空チャンバ)である。
図18に示されるように、この電子線近接露光装置には、1つの顕微鏡撮像装置AXYが、顕微鏡ステージ125によってx方向及びy方向に移動できるようになっている。各図において、11は電子光学鏡筒であり、126はマスク30及び試料40が収容される真空試料室(真空チャンバ)である。
顕微鏡撮像装置AXYの照明手段を構成するランプハウス120は、真空チャンバ126の外側に配設され、このランプハウス120から出射される照明光は、光ファイバ121、照明用の光学系122、及び真空チャンバ126の天板に設けられた窓124、及び光ファイバ123を介して顕微鏡撮像装置AXY内に導かれるようになっている。また、この顕微鏡撮像装置AXYは、電子光学鏡筒11とマスク30との間に顕微鏡先端の対物レンズ等が挿入できるように構成されている。
顕微鏡撮像装置AXYによってマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークを観察する場合には、これらアライメントマークMが顕微鏡撮像装置AXYの視野に入るように顕微鏡ステージ125を移動させる。顕微鏡撮像装置AXYは、マスクアライメントマークと、ウエハアライメントマークとを同時に観察し、各マーク間の位置ずれ量を測定するもので、マスク面及びウエハ面と直交する方向から同時に撮像するとともに、高さ(Z方向の位置)が異なる各マークに同時にピントを合わせることが可能な2組の結像光学系を有している。
図19は上記顕微鏡撮像装置AXYの詳細を示す光学部品配置図である。同図に示されるように顕微鏡撮像装置AXYの結像光学系は、対物レンズ130を共通にして3つの光路に分岐している。すなわち、顕微鏡撮像装置AXYは、マスクアライメントマークを固体撮像素子(CCD)140に結像させるマスクアライメントマーク撮像用光学系と、ウエハアライメントマークをCCD141に結像させるウエハアライメントマーク撮像用光学系と、マスクアライメントマークをCCD142に結像させるオートフォーカス用光学系とを有している。
マスクアライメントマーク撮像用光学系は、対物レンズ130、ハーフミラー131、132及びマスクアライメントマーク結像用リレーレンズ133から構成され、ウエハアライメントマーク撮像用光学系は、対物レンズ130、ハーフミラー131、132、134及びウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ135から構成され、オートフォーカス用光学系は、対物レンズ130、ハーフミラー131、132、134及びフォーカス用レンズ136から構成されている。
顕微鏡撮像装置AXYは、対物レンズ130、ハーフミラー131、全反射ミラー137、レンズ138、光ファイバ123、光学系122及び光ファイバ121からなる照明用光学系と、この照明用光学系を介して照明光を出射するランプハウス120とからなる照明手段を有している。照明光学系内の光学系122は、NA可変絞り122A、レンズ122B、及び視野可変絞り122Cから構成されている。
対物レンズ130及びウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ135は、それぞれ光軸方向に微小量移動できるようになっており、対物レンズ130をたとえばピエゾ素子によって移動させることによって、マスクアライメントマークがCCD140に結像するようにピント調整が行われ、ウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ135を移動させることによって、ウエハアライメントマークがCCD141に結像するようにピント調整が行われる。
すなわち、対物レンズ130は、オートフォーカス用光学系を介して、マスクアライメントマークを撮像するCCD142の出力信号のコントラストが最大になるように、自動的にレンズ位置が制御される。ここで、オートフォーカス用光学系及びマスクアライメントマーク撮像用光学系は、マスクアライメントマークがCCD142に結像されるときに、CCD140にも結像されるように予め調整されている。したがって、CCD132にマスクアライメントマークが結像するように対物レンズ130を移動させることにより、CCD140にマスクアライメントマークを結像させることができる。
また、CCD141は、マスク40からたとえば50μm下側に配置されるウエハ(ウエハアライメントマーク)が結像するようにウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ135の位置が調整されているが、マスクとウエハとの隙間が変更される場合にもウエハアライメントマークが結像できるように、ウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ135は、たとえば超音波モータなどによって光軸方向に微小量移動できるようになっている。
なお、この実施の形態では、対物レンズ130とウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ135とがそれぞれピント調整用に光軸方向に移動できるようになっているが、これに限らず、対物レンズ130、マスクアライメントマーク結像用リレーレンズ133及びウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ135のうちの少なくとも2つが光軸方向に移動できるように構成すれば、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークにそれぞれピントを合わせることができる。
また、この実施の形態では、マスクアライメントマークとウエハアライメントマークとがそれぞれ結像される2つのCCD(CCD140、141)を設けるようにしているが、2組の結像光学系の光路をミラーやハーフミラーを介して合流させ、マスクアライメントマークとウエハアライメントマークとを1つのCCDに結像させるようにしてもよい。
図20はマスクアライメントマークとウエハアライメントマークとを1つのCCDに結像させる顕微鏡撮像装置AXY’の光学部品配置図である。なお、図19と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図20に示されるように、この顕微鏡撮像装置AXY’のマスクアライメントマーク撮像用光学系は、対物レンズ130、ハーフミラー150、151、反射ミラー153、マスクアライメントマーク結像用リレーレンズ133、及びハーフミラー154から構成され、ウエハアライメントマーク撮像用光学系は、対物レンズ130、ハーフミラー150、151、ウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ135、ハーフミラー152、及びハーフミラー154から構成されている。また、オートフォーカス用光学系は、対物レンズ130、ハーフミラー150、151、ウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ135、ハーフミラー152、及びフォーカス用レンズ136から構成されている。
上記構成のマスクアライメントマーク撮像用光学系及びウエハアライメントマーク撮像用光学系は、同一のアライメント用CCD155にマスクアライメントマークとウエハアライメントマークとを同時に結像させることができる。
図21は、x方向及びy方向の両方向について同時にウエハアライメントマークの位置ずれを測定することが可能な、マスクアライメントマークMと、ウエハアライメントマークWと顕微鏡撮像装置AXYの視野V内に入れた場合に関して示している。
マスクアライメントマークMは、マスクのx方向の位置を検出するための5×2個の開口からなるマスクアライメントマークMXと、マスクのy方向の位置を検出するための5×2個の開口からなるマスクアライメントマークMYとから構成されており、ウエハアライメントマークWは、ウエハのx方向の位置を検出するための5本の凸部(又は凹部)からなるウエハアライメントマークWXと、ウエハのy方向の位置を検出するための5本の凸部(又は凹部)からなるウエハアライメントマークWYとから構成されている。
マスクアライメントマークMは、マスクのx方向の位置を検出するための5×2個の開口からなるマスクアライメントマークMXと、マスクのy方向の位置を検出するための5×2個の開口からなるマスクアライメントマークMYとから構成されており、ウエハアライメントマークWは、ウエハのx方向の位置を検出するための5本の凸部(又は凹部)からなるウエハアライメントマークWXと、ウエハのy方向の位置を検出するための5本の凸部(又は凹部)からなるウエハアライメントマークWYとから構成されている。
このマスク30は、マスク30の下方に位置するウエハアライメントマークWを観察できる程度の膜厚に形成されている。したがって、ウエハアライメントマークWは実線で表示してある。なお、マスク30には、マスク30の下方に位置するウエハアライメントマークWを観察するためのL字状の開口を形成する構成も採用できる。
マスクアライメントマークMとウエハアライメントマークWとの位置ずれ量を求める場合には、マスクアライメントマークMが結像されるCCD140から得られる画像信号を信号処理し、マスクアライメントマークMXの中心位置とマスクアライメントマークMYの中心位置をそれぞれ求める。同様にしてウエハアライメントマークWが結像されるCCD141から得られる画像信号を信号処理し、ウエハアライメントマークWXの中心位置とウエハアライメントマークWYの中心位置をそれぞれ求める。
上記のようにして求めたマスクアライメントマークMの中心位置を示すCCD140上の画素位置と、ウエハアライメントマークWの中心位置を示すCCD141上の画素位置との画素位置の差分に基づいて、マスクアライメントマークMとウエハアライメントマークWとの位置ずれ量をx方向及びy方向に関して同時に測定することが可能である。
また、上記本発明に係る露光装置を使用して、1つのロットの複数ウエハを連続して露光する際には、少なくともロットの最初のウエハについて、上記の異物の検出を行ない、異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかの判定を行なうことが好適である。ウエハチャック側に付着する異物を検出してこれを清掃することにより、ロットのその後のウエハについて異物による影響を防止しうるためである。
本発明は、ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、マスク上のマスクパターンをウエハ上のダイに露光する露光装置に広く適用可能であり、特に半導体製造工程などに使用される電子線露光装置、電子線近接露光装置に適用可能である。
30 マスク
40 ウエハ
AX1、AY1、AX2、AY2、AXY 顕微鏡撮像装置
MMX1、MMY1、MMX2、MMY2 マスクアライメントマーク
MWX1、MWY1、MWX2、MWY2 ウエハアライメントマーク
40 ウエハ
AX1、AY1、AX2、AY2、AXY 顕微鏡撮像装置
MMX1、MMY1、MMX2、MMY2 マスクアライメントマーク
MWX1、MWY1、MWX2、MWY2 ウエハアライメントマーク
Claims (24)
- ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する露光装置において、
前記マスク上に設けられたマスクアライメントマークと前記各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、前記マスクに対する前記各ダイの伸縮率を検出する伸縮率検出部と、
検出された各前記伸縮率間の相違に基づき、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の検出する異物検出部と、
を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記異物検出部は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出する平均値算出部と、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出する偏差算出部と、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の閾値以上のとき、異物の存在を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 - ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する露光装置において、
前記マスク上に設けられたマスクアライメントマークと前記各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、前記マスクに対する前記各ダイの伸縮率を検出する伸縮率検出部と、
検出された各前記伸縮率間の相違に基づき、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の位置を特定する異物位置特定部と、
を備えることを特徴とする露光装置。 - さらに、前記ウエハを、前記ウエハチャック面上の載置方位又は載置位置を変えて前記ウエハチャック上に載置する、ウエハ移動手段を備え、
前記伸縮率検出部は、同一ウエハを載置方位又は載置位置を変化させて前記ウエハチャックに載置したそれぞれの場合について、前記各ダイ毎の各伸縮率を検出し、
前記異物位置特定部は、前記の載置方位又は載置位置の変化の前後において前記ウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の相違に基づき、前記異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかを判定することを特徴とする請求項3に記載の露光装置。 - 前記異物位置特定部は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出する平均値算出部と、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出する偏差算出部と、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の閾値以上のとき、当該ダイの位置を前記異物の位置として特定する位置特定部と、
を備えることを特徴とする請求項3又は4に記載の露光装置。 - 前記異物位置特定部は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出する平均値算出部と、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出する偏差算出部と、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の第1閾値以上のとき、当該ダイの位置を前記異物の位置として特定する位置特定部と、
前記の載置方位又は載置位置の変化の前後において前記ウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の差が所定の第2閾値以下のとき、前記異物が、前記ウエハチャック側に付着すると判定する判定部と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の露光装置。 - 前記伸縮率検出部は、前記各ダイ毎に、前記ウエハ面に定められる第1方向及び第2方向の各々の方向について少なくとも2つずつ検出される前記位置ずれ量に基づき、前記伸縮率を検出することを特徴とする請求項3〜6に記載の露光装置。
- 前記マスクには、前記第1方向及び前記第2方向に関して前記マスクアライメントマークがそれぞれ設けられ、
前記ウエハには、前記第1方向及び前記第2方向に関して前記ウエハアライメントマークがそれぞれ設けられ、
前記露光装置は、前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークの位置を同時に計測する顕微鏡を、さらに備え、
前記伸縮率検出部は、計測された前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークの位置から、前記第1方向及び前記第2方向のそれぞれ関する前記位置ずれ量を検出する、
ことを特徴とする請求項7に記載の露光装置。 - 前記マスクに対して斜めの光軸を有する顕微鏡を少なくとも4本備え、
各前記顕微鏡は、前記第1方向及び前記第2方向のいずれか一方向に関する前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークを同時に計測する、
ことを特徴とする請求項8に記載の露光装置。 - 前記マスクに対して垂直な光軸を有する顕微鏡を備え、
前記顕微鏡は、前記第1方向及び前記第2方向に関する前記アライメントマークを同時に計測する、
ことを特徴とする請求項8に記載の露光装置。 - 複数の前記ウエハを連続して露光する際に、少なくとも最初のウエハについて、前記異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかの判定を行なうことを特徴とする請求項4〜10のいずれか一項に記載の露光装置。
- ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する際における、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物を検出する異物検出方法において、
前記マスク上に設けられたマスクアライメントマークと前記各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、前記マスクに対する前記各ダイの伸縮率を検出し、
検出された各前記伸縮率間の相違に基づき、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の検出する、
ことを特徴とする異物検出方法。 - 前記の異物の検出は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出し、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出し、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の閾値以上のとき、異物の存在を検出する、
ことを特徴とする請求項12に記載の異物検出方法。 - ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する際における、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の位置を特定する異物位置特定方法において、
前記マスク上に設けられたマスクアライメントマークと前記各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、前記マスクに対する前記各ダイの伸縮率を検出し、
検出された各前記伸縮率間の相違に基づき、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の位置を特定する、
ことを特徴とする異物位置特定方法。 - 同一ウエハを載置方位又は載置位置を変化させて前記ウエハチャックに載置したそれぞれの場合について、前記各ダイ毎の各伸縮率を検出し、
前記の載置方位又は載置位置の変化の前後において前記ウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の相違に基づき、前記異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかを判定する、
ことを特徴とする請求項14に記載の異物位置特定方法。 - 前記の異物の位置の特定は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出し、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出し、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の閾値以上のとき、当該ダイの位置を前記異物の位置として特定する、
ことを特徴とする請求項14又は15に記載の異物位置特定方法。 - 前記の異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかの判定は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出し、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出し、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の第1閾値以上のとき、当該ダイの位置を前記異物の位置として特定し、
前記の載置方位又は載置位置の変化の前後において前記ウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の差が所定の第2閾値以下のとき、前記異物が、前記ウエハチャック側に付着すると判定する、
を備えることを特徴とする請求項15に記載の異物位置特定方法。 - 前記の伸縮率の検出は、前記各ダイ毎に、前記ウエハ面に定められる第1方向及び第2方向の各々の方向について少なくとも2つずつ検出される前記位置ずれ量に基づき、前記伸縮率を検出することを特徴とする請求項14〜17に記載の異物位置特定方法。
- 前記の伸縮率の検出は、
前記マスクに設けられた前記第1方向及び前記第2方向のそれぞれに関する各前記マスクアライメントマークの各位置と、前記ウエハに設けられた前記第1方向及び前記第2方向のそれぞれに関する各前記ウエハアライメントマークの各位置とを顕微鏡により計測し、
計測された前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークの位置から、前記第1方向及び前記第2方向のそれぞれ関する前記位置ずれ量を検出する、
ことを特徴とする請求項18に記載の異物位置特定方法。 - 前記マスクに対して斜めの光軸を有する顕微鏡により、前記第1方向及び前記第2方向のいずれか一方向に関する前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークを同時に計測する、
ことを特徴とする請求項19に記載の異物位置特定方法。 - 前記マスクに対して垂直な光軸を有する顕微鏡により、前記第1方向及び前記第2方向に関する前記アライメントマークを同時に計測する、
ことを特徴とする請求項20に記載の異物位置特定方法。 - 複数の前記ウエハを連続して露光する際に、少なくとも最初のウエハについて、前記異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかの判定を行なうことを特徴とする請求項15〜21のいずれか一項に記載の異物位置特定方法。
- ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する際に、
請求項12又は13に記載の異物検出方法により、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物を検出することを特徴とする露光方法。 - ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する際に、
請求項14〜22のいずれか一項に記載の異物位置特定方法により、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の位置を特定することを特徴とする露光方法。
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---|---|---|---|
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JP2015095602A (ja) * | 2013-11-13 | 2015-05-18 | キヤノン株式会社 | 異物の検出方法および検出装置、露光方法、ならびに、デバイスの製造方法 |
JPWO2018105658A1 (ja) * | 2016-12-08 | 2019-10-24 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 近接露光装置及び近接露光方法 |
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2004
- 2004-10-28 JP JP2004313610A patent/JP2006128346A/ja active Pending
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