JP2011254027A - Exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus.
従来、DMD(Digital Mirror Device)などの空間光変調素子を用いて基板上に露光パターンを投影して露光し、更に、この投影倍率を可変とした露光装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, an exposure apparatus has been proposed in which an exposure pattern is projected onto a substrate using a spatial light modulation element such as a DMD (Digital Mirror Device), and the projection magnification is variable (for example, Patent Documents). 1).
しかしながら、従来の技術においては、露光基板に、異物、キズ、レジスト塗布ムラなどの欠陥があっても、その検出処理を行わず露光を行っていたため、露光現像後に、前述したような欠陥に気づくこととなり、不良品の発生や作業時間の無駄を生じていた。 However, in the prior art, even if the exposure substrate has defects such as foreign matter, scratches, and resist coating unevenness, since the exposure is performed without performing the detection process, the above-described defects are noticed after exposure and development. As a result, generation of defective products and waste of work time occurred.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、露光毎に露光領域全体の観察を行うことにより、異物、キズ、レジスト塗布ムラなどの欠陥をいち早く検出することが可能な露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an exposure apparatus capable of quickly detecting defects such as foreign matter, scratches, and resist coating unevenness by observing the entire exposure region for each exposure. The purpose is to provide.
前記課題を解決するために、第1の本発明に係る露光装置は、基板上に所望の露光パターンを投影して、この基板を露光する露光装置であって、所望の露光パターンを生成するパターン生成部と、パターン生成部を照明する露光照明光学系と、パターン生成部により生成された露光パターンを基板上に投影する投影光学系と、基板上に形成された露光領域を非露光光で照明する観察照明光学系と、観察照明光学系で照明された露光領域を観察する観察光学系と、観察光学系による観察結果に基づいて、露光領域内の欠陥の有無を判定する判定部と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an exposure apparatus according to the first aspect of the present invention is an exposure apparatus that projects a desired exposure pattern on a substrate and exposes the substrate, and generates a desired exposure pattern. A generation unit, an exposure illumination optical system for illuminating the pattern generation unit, a projection optical system for projecting the exposure pattern generated by the pattern generation unit onto the substrate, and an exposure area formed on the substrate with non-exposure light An observation illumination optical system, an observation optical system that observes an exposure area illuminated by the observation illumination optical system, and a determination unit that determines the presence or absence of a defect in the exposure area based on an observation result by the observation optical system. It is characterized by having.
このような露光装置において、観察照明光学系は、複数の波長を選択可能な波長選択部を有することが好ましい。 In such an exposure apparatus, it is preferable that the observation illumination optical system has a wavelength selection unit capable of selecting a plurality of wavelengths.
また、このような露光装置において、観察光学系は、露光光をカットするフィルタまたはダイクロイックミラーを有することが好ましい。 In such an exposure apparatus, the observation optical system preferably has a filter or a dichroic mirror that cuts exposure light.
このような露光装置は、パターン生成部、露光照明光学系を構成する露光光源、及び、観察照明光学系を構成する観察用光源の作動を制御する制御部をさらに有し、この制御部は、パターン生成部により生成した露光パターンを露光照明光学系により基板へ投影し露光する前に、観察照明光学系により照明された露光領域を観察光学系により観察して判定部により欠陥の有無を判定するように構成されることが好ましい。 Such an exposure apparatus further includes a pattern generation unit, an exposure light source that constitutes the exposure illumination optical system, and a control unit that controls the operation of the observation light source that constitutes the observation illumination optical system. Before the exposure pattern generated by the pattern generation unit is projected onto the substrate by the exposure illumination optical system and exposed, the exposure area illuminated by the observation illumination optical system is observed by the observation optical system and the presence or absence of a defect is determined by the determination unit. It is preferable to be configured as described above.
あるいは、このような露光装置は、パターン生成部、露光照明光学系を構成する露光光源、及び、観察照明光学系を構成する観察用光源の作動を制御する制御部をさらに有し、この制御部は、パターン生成部により生成した露光パターンを露光照明光学系により基板へ投影し露光すると同時に、観察照明光学系により照明された露光領域を観察光学系により観察して判定部により欠陥の有無を判定するように構成されることが好ましい。 Alternatively, such an exposure apparatus further includes a pattern generation unit, an exposure light source that constitutes the exposure illumination optical system, and a control unit that controls the operation of the observation light source that constitutes the observation illumination optical system. The exposure pattern generated by the pattern generator is projected onto the substrate by the exposure illumination optical system and exposed. At the same time, the exposure area illuminated by the observation illumination optical system is observed by the observation optical system, and the presence or absence of a defect is determined by the determination unit. It is preferable to be configured to do so.
また、第2の本発明に係る露光装置は、基板上に所望の露光パターンを投影して、この基板を露光する露光装置であって、所望の露光パターンを生成するパターン生成部と、パターン生成部を照明する露光照明光学系と、パターン生成部により生成された露光パターンを基板上に投影する投影光学系と、投影光学系により露光パターンが投影された基板上の露光領域を観察する観察光学系と、観察光学系により観察された露光パターンと、パターン生成部により生成された所望の露光パターンとを比較し露光領域内の欠陥の有無を判定する判定部と、を有することを特徴とする。 An exposure apparatus according to a second aspect of the present invention is an exposure apparatus that projects a desired exposure pattern on a substrate and exposes the substrate, and includes a pattern generation unit that generates a desired exposure pattern, and a pattern generation An exposure illumination optical system that illuminates the part, a projection optical system that projects the exposure pattern generated by the pattern generation unit onto the substrate, and an observation optical that observes the exposure area on the substrate on which the exposure pattern is projected by the projection optical system And a determination unit that compares the exposure pattern observed by the observation optical system with the desired exposure pattern generated by the pattern generation unit to determine the presence or absence of a defect in the exposure region. .
このような露光装置において、投影光学系は、投影倍率が切り替え可能に構成され、投影光学系の投影倍率の切り替えを制御する倍率制御部をさらに有することが好ましい。 In such an exposure apparatus, the projection optical system is preferably configured so that the projection magnification can be switched, and further includes a magnification control unit that controls switching of the projection magnification of the projection optical system.
また、このような露光装置は、判定部により取得された欠陥情報を表示する表示部を、さらに有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that such an exposure apparatus further includes a display unit that displays defect information acquired by the determination unit.
本発明に係る露光装置を以上のように構成すると、露光毎に露光領域全体の観察を行うことにより、異物、キズ、レジスト塗布ムラなどの欠陥をいち早く検出することが可能となり、露光を続けるか停止するかの判断が迅速にでき、不良品の発生の防止や、露光作業効率を向上させることができる。 When the exposure apparatus according to the present invention is configured as described above, it is possible to quickly detect defects such as foreign matter, scratches, and resist coating unevenness by observing the entire exposure area for each exposure. It is possible to quickly determine whether to stop, to prevent the generation of defective products, and to improve the exposure work efficiency.
(第1の実施形態)
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書中では、基板を介して、この基板の露光側の面方向を「表面側」と呼び、露光側とは反対側の面方向を「裏面側」と呼ぶ。まず、図1を用いて第1の実施形態に係る露光装置1の構成について説明する。この露光装置1は、DMD素子3からの像を、例えばフォトレジストが塗布された基板(ウエハ)7上に投影して露光するマスクレス露光装置であって、図1に示すように、装置全体を制御する制御部10と、照明光を照射する露光照明光学系2と、この露光照明光学系2からの照明光を空間的に変調し、複数の像(以下、「露光パターン」と呼ぶ)を生成するパターン生成部としてのDMD素子3と、このDMD素子3からの露光パターンを基板7上に投影する投影光学系4と、この投影光学系4とは投影倍率の異なる第2の投影光学系40と、投影光学系4と第2の投影光学系40との切り替えを行う不図示の切り替え機構を制御する倍率制御部11と、所望の露光パターンを生成するための基となる情報である「パターン情報」を取得するためのパターン取得部12と、投影光学系4,40により露光される基板7上に形成された露光領域を、当該基板7上に塗布されたフォトレジストを感光させない所望の波長の光(非露光光)で照明するための観察照明光学系70と、この観察照明光学系70から射出する照明光の波長を選択するための波長選択部13と、この観察照明光学系70により照明された当該露光領域の画像(以下、「観察画像」と呼ぶ)を取得し観察するための観察光学系80と、この観察光学系80により取得された観察画像に基づいて、当該露光領域内の欠陥の有無を判定する欠陥解析部(判定部)14と、観察画像や欠陥の有無などの各種情報を表示する表示部15と、基板7を載置するためのホルダ8を備えたステージ9と、を有して構成されている。なお、ステージ9には、制御部10によって制御され、このステージ9を上下方向(投影光学系4,40の光軸方向)及び水平方向(投影光学系4,40の光軸と直交する面内)に移動させるステージ駆動部16が設けられている。また、倍率制御部11、パターン取得部12、波長選択部13、欠陥解析部14などは、制御部10により制御される。更に、制御部10、倍率制御部11、パターン取得部12、波長選択部13、及び、欠陥解析部14は、CPUやROM、RAM等の処理装置と、ハードディスク等の記憶部を備えるコンピュータにおいて、CPUで実行されるプログラムとして実装することができる。
(First embodiment)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification, the surface direction on the exposure side of the substrate is referred to as “front side” through the substrate, and the surface direction opposite to the exposure side is referred to as “back side”. First, the configuration of the
また、本実施形態の露光装置1は、投影光学系4,40に組み込まれ、DMD素子3からの露光パターンの像が基板7の表面に合焦するよう調整するためのオートフォーカス検出光学系5と、基板7の裏面側に形成された位置合わせマークを検出するための裏面位置検出光学系6とを更に備えている。また、各種データやプログラムを記憶した、図示しない記憶部も備えている。なお、これらの各部の動作も制御部10により制御されている。
In addition, the
DMD素子3は、反射角を変更可能な図示しない複数のマイクロミラーを有して構成されている。このDMD素子3の各マイクロミラーは、制御部10により駆動され、その反射面の反射角を変化させることで、反射光を投影光学系4,40に導くか導かないかを任意に選択することができ、多様な形状の露光パターンを生成することができる。
The
露光照明光学系2は、水銀灯、LEDなどからなる基板7上に塗布されたフォトレジストを感光させる波長を発する露光光源21と、この露光光源21からの照明光を集光してDMD素子3に照射するコンデンサレンズ22とから構成されている。また、投影光学系4は、DMD素子3にて生成された露光パターン光(露光光)を略平行光に変換する第2対物レンズ41と、この略平行光を基板7上に投影する第1対物レンズ42とから構成されている。なお、ここでいう略平行の意味はDMD素子3上の1点から発した光が略平行になるという意味であり、DMD素子3上の他の1点から発した光もまた略平行になるが、両者の光の角度は異なる。
The exposure illumination
また、第2の投影光学系40は、投影光学系4と同様に、第2対物レンズ43及び第1対物レンズ44を有して構成されている。倍率制御部11の制御により、投影光学系4を第2の投影光学系40に切り替えることで、DMD素子3と基板7間の投影倍率を変更することができる。
Further, like the projection optical system 4, the second projection
なお、以降の説明では倍率の異なる2つの投影光学系4,40を用いて露光を行う構成の露光装置1を用いる場合について説明するが、3以上の異なる倍率や連続的に倍率を変化させることができる露光装置に用いることもできる。以下、複数の倍率の投影光学系4,40をまとめて「投影光学系4」と呼ぶ場合がある。更に、複数の第1対物レンズ42,44をまとめて「第1対物レンズ42」と、複数の第2対物レンズ41,43をまとめて「第2対物レンズ41」と呼ぶ場合がある。
In the following description, the case of using the
観察照明光学系70は、観察用照明光を出射する観察用光源71(白色光源、LED、或いは、ハロゲンランプ、ファイバー光源などで構成される)と、この観察用光源71からの観察用照明光を集光する集光レンズ72と、開口絞り73と、視野絞り74と、第1リレーレンズ75及び第2リレーレンズ76と、投影光学系4の光路上に配置され観察用照明光を基板7方向に反射するハーフミラー77とから構成されるとともに、投影光学系4または40の第1対物レンズ42または44を共有している。また、この観察照明光学系70は、基板7上のフォトレジストを感光させない波長の観察用照明光で基板7を照明する。そのため、本実施形態では、詳細は後述するが、露光波長帯をカットするフィルタ78を観察用光源71と集光レンズ72との間に配置している。また、照明の際に観察用光源71から射出する観察用照明光は、波長選択部13により自由に選択するよう構成され、異なる波長の観察用照明光に切り替えて、基板7の欠陥を観察することができる。
The observation illumination
観察光学系80は、観察照明光学系70の光路上に配置され、観察用照明光の照射により基板7から反射された観察光を反射するハーフミラー83と、このハーフミラー83で反射され第1対物レンズ42,44で集光された観察光を結像させる結像レンズ82と、この像を検出する二次元撮像素子81とから構成され、第1対物レンズ42または44と結像レンズ82とが協働して基板7の表面と二次元撮像素子81とを共役に結んで、基板7の表面観察を行うように構成されている。この二次元撮像素子81では、基板7の表面像が光電変換され、基板画像処理により露光領域の画像(以下、「観察画像」と呼ぶ)が観察される。なお、図2に示すように、観察光学系80で観察できる範囲、即ち、図2に示す観察領域100は、露光領域110を包含できる範囲を有するものとする。
The observation
欠陥解析部14では、観察光学系80で検出された観察画像に基づいて、基板7上や基板7上のフォトレジストに異物が混入していたり、キズや塗布ムラが存在するかを、例えば画像処理により解析する。この解析の結果、欠陥がある場合は、本実施形態では、観察画像及び欠陥がある旨を表示部15に表示し、欠陥がある旨を制御部10やオペレータに通知する。また、警告音などを発するようにしてもよい。この欠陥解析部14での具体的な解析手法については、後述する。
In the
オートフォーカス検出光学系5は、基板7上に塗布されたフォトレジストを感光させない波長のフォーカス検出用の光(以下、「フォーカス検出光」と呼ぶ)を出射する点光源51と、この点光源51からのフォーカス検出光を略平行光に変換するコリメータレンズ52と、このコリメータレンズ52を透過したフォーカス検出光のうち、その瞳の半分を遮る遮光絞り53と、この略平行なフォーカス検出光を透過し、基板7で反射された反射光をさらに反射するハーフミラー54と、投影光学系4の光路上に配置され、フォーカス検出光とその反射光とを反射し、露光光を透過するダイクロイックミラー55と、ダイクロイックミラー55及びハーフミラー54で反射された反射光を結像する結像レンズ56と、この像を受光するリニアセンサ57とから構成されている。
The autofocus detection optical system 5 emits a point
ここで、オートフォーカス検出光学系5の動作を説明する。まず、点光源51から出射したフォーカス検出光がコリメータレンズ52で略平行光に変換される。この略平行なフォーカス検出光は、上述のように、遮光絞り53により瞳の略半分が遮られて絞られた後、ハーフミラー54を透過して、ダイクロイックミラー55に入射し、このダイクロイックミラー55で基板7の方向に反射され、投影光学系4の第1対物レンズ42を介して基板7上に照射される。そして、この基板7で反射された反射光は、投影光学系4の第1対物レンズ42により再び集光された後、ダイクロイックミラー55で反射されてオートフォーカス検出光学系5に導かれる。反射光は、さらにハーフミラー54で反射され、結像レンズ56によりリニアセンサ57上に結像する。このように、このオートフォーカス検出光学系5は、いわゆる瞳半隠しフォーカス検出光学系になっている。そして、このリニアセンサ57で得られた像を基に、投影光学系4の合焦位置に対する基板7の上下方向のズレが検出され、その信号に基づいて制御部10によりステージ駆動部16を介してステージ9を光軸方向(上下方向)に移動させることにより、DMD素子3からの露光パターンを基板7の表面に合焦させる。
Here, the operation of the autofocus detection optical system 5 will be described. First, focus detection light emitted from the point
裏面位置検出光学系6は、ホルダ8を挟んで投影光学系4と対向する側、すなわち、ホルダ8の下方に配置されている。この裏面位置検出光学系6は、位置検出用の光(以下「位置検出光」と呼ぶ)を出射する位置検出用光源61と、この位置検出用光源61からの位置検出光を集光するコンデンサレンズ62と、このコンデンサレンズ62で集光した位置検出光を基板7方向に反射するハーフミラー63と、このハーフミラー63で反射された位置検出光を集光して基板7の裏面を照明する対物レンズ64と、基板7の裏面で反射して再び対物レンズ64で集光され、ハーフミラー63を透過した反射光を結像させる結像レンズ65と、この像を検出する撮像素子66とから構成されている。
The back surface position detection
なお、本実施形態及び以降の実施形態では、基板7の位置合わせ手段として、上述したような裏面位置検出光学系6を用いているが、本願がこれに限定されることはなく、表面側から位置合わせを行ってもよいし、これら以外の従来公知の何れの手段を用いてもよい。
In the present embodiment and the following embodiments, the back surface position detection
基板7を載置するホルダ8には、上下方向(投影光学系4及び裏面位置検出光学系6の光軸方向。以下、この上下方向を「Z軸」とする)に貫通する貫通孔8aが形成されている。この貫通孔8aは、基板7の裏面に形成された位置合わせマークを観察するための開口である。基板7の裏面には、例えば、十字マークなどの位置合わせマークが3カ所以上形成されており、これらの位置合わせマークを、各位置合わせマークに対応して形成された複数の貫通孔8aを介して裏面位置検出光学系6が検出する。このときステージ9は、裏面位置検出光学系6で位置合わせマークを検出するために、制御部10によって制御されるステージ駆動部16により、水平方向及び鉛直方向(上下方向)に移動される。なお、ステージ9には干渉計又はリニアエンコーダからなる位置測定部17が取り付けられ、制御部10によってホルダ8の位置(座標)がモニタリングされている。
The holder 8 on which the
以上のような構成の露光装置1を用いて基板7の露光を行う際には、まず、裏面位置検出光学系6により、基板7の裏面に形成された位置合わせマークによる基板7の位置合わせを行う。裏面位置検出光学系6において、位置検出用光源61から出射した位置検出光はコンデンサレンズ62を介してハーフミラー63に入射し、このハーフミラー63で反射された後、対物レンズ64により集光され、ホルダ8に設けられた貫通孔8aを介して基板7の裏面を照明する。この基板7の裏面には、前述の通り位置合わせマークが3カ所以上形成されている。基板7の裏面で反射した位置検出光は、再び対物レンズ64で集光されて略平行光になり、ハーフミラー63を透過した後、結像レンズ65により撮像素子66上に結像する。この撮像素子66では、基板7の裏面像が光電変換され、画像処理により位置合わせマークが認識される。
When performing exposure of the
この撮像素子66で認識された3箇所以上の位置合わせマークの各中心が順次一致するように、制御部10の制御によりステージ9を移動させる。そして、制御部10は、その際のステージ9の座標を読み込むことにより、基板7のステージ9における座標上での水平面内の位置及び水平面内の回転量が算出される。このように算出された基板7の位置及び回転量に基づいて、ステージ9を移動させて所定の露光位置に基板7を移動させ、露光の位置決めを行う。
The
そして、観察照明光学系70及び観察光学系80により、露光領域110の観察を行い、欠陥解析部14にて欠陥の有無の判定を行う。それには、まず、波長選択部13により非露光光であって所望の波長の観察用照明光を選択する。観察照明光学系70では、波長選択部13の選択に応じた波長の観察用照明光を観察用光源71から射出する。この観察用照明光は集光レンズ72により集光され、開口絞り73及び視野絞り74を通過した後、第1リレーレンズ75及び第2リレーレンズ76によってリレーされ、ハーフミラー77によって基板7方向に反射される。この反射された観察用照明光は、投影光学系4の第1対物レンズ42によって基板7に照射される。そして、基板7から反射された観察光は、第1対物レンズ42によって略平行光に変換され観察光学系80のハーフミラー83によって結像レンズ82方向に反射された後、この結像レンズ82により結像され、二次元撮像素子81によって観察画像が検出される。なお、投影光学系4と観察光学系80とは、第1対物レンズ42を共有するため、第1対物レンズ42の切り替えやズーミングにより倍率変更を行っても、露光領域110と観察領域100との相対的な大きさは一定に保たれる。
Then, the exposure area 110 is observed by the observation illumination
このようにして検出された観察画像に基づいて、欠陥解析部14が欠陥の有無を判定する。そして、図2に示すように、露光領域110内に、異物a、キズb、レジスト塗布ムラcなどの欠陥が発見された場合には、欠陥解析部14から欠陥有りの情報やその程度などが通知される。この通知により、制御部10は、観察画像や欠陥がある旨を表示部15に表示して、オペレータの指示を待つ。この時、警告音などを発してオペレータの注意を喚起するようにしてもよい。そして、オペレータの指示により、制御部10は、露光を続行するか、中止するか、または、この露光をスキップして、ステージ9の移動により次の露光位置に移動するなどを決定し、決定に従った動作を行う。
Based on the observation image thus detected, the
なお、上記各実施形態では、オペレータの指示により、露光を続行するか、中止するか、または、当該露光をスキップして、次の露光位置に移動するか、を制御部10が判断して、その後の動作を行うように構成されているが、本願がこれに限定されることはなく、他の異なる実施形態として、予め一定の待機時間を決めておき、この待機時間を過ぎてもオペレータの指示がなければ、露光を続行するように構成してもよい。また、オペレータの指示を待つことなく、制御部10が欠陥の程度に応じて露光を続行するか否かなどを自動的に判断し、次の動作を行うようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the
なお、前述したように、波長選択部13により観察用光源71から射出する観察用照明光の波長を自在に選択することができるため、観察用照明光の波長を切り替えて複数回、観察画像を取得することが好ましい。即ち、異物、キズ、レジスト塗布ムラなどの欠陥は、波長によって見え方が異なるため、本実施形態のように、異なる複数の波長の観察用照明光で順次観察することにより、欠陥を効率的に発見することができ、欠陥の発見精度を高めることができる。特に、レジスト塗布ムラは、単色光で観察したほうが、薄膜干渉効果により、欠陥が検出し易い。なお、膜厚により、観察し易い波長が異なるため、膜厚に対応して適切な波長を選択することが好ましい。
As described above, since the wavelength of the observation illumination light emitted from the observation light source 71 can be freely selected by the
また、観察光学系80用の観察照明光学系70には、前述したように、フィルタ78を適宜選択して配置することが好ましい。フィルタ78の例として、例えば、観察用光源71に白色光源を使用した場合、この白色光源から露光波長帯をカットするフィルタ78を用いることができる。また、白色光源から露光波長帯以外の特定の波長を取り出す波長選択フィルタ78を複数用意し、必要な波長に応じて交換するようにしてもよい。なお、本実施形態では、図1に示すように、観察用光源71と集光レンズ72との間にフィルタ78を配置しているが、本願がこれに限定されることはなく、観察照明光学系70内の他の場所に配置してもよい。また、観察照明光学系70内ではなく、観察光学系80の受光側に配置してもよく、観察側に入射してくる露光波長をカットして、より高精度に観察像を観察することができる。観察光学系80側にフィルタ78を配置する場合には、レジストを感光させないために、露光波長帯をカットするフィルタを、観察照明光学系70に常に配置しておくことが好ましい。
Further, as described above, it is preferable to appropriately select and arrange the
それでは、欠陥解析部14での欠陥解析の具体的手法の一例を、図3に示すフローチャートを合わせて用いて説明する。まず、図3に示すように、観察光学系80の二次元撮像素子81で検出した観察画像を制御部10を介して取得する(ステップS100)。次に、取得した観察画像を微分フィルタで処理をして微分画像に変換する(ステップS110)。微分フィルタとしてはグラディエント(1次微分)フィルタやラプラシアン(2次微分)フィルタを用いることができる。次に、この微分画像を基に、所定の閾値を超えた画素がある否かを判定する(ステップS120)。閾値を超えた画素があると判定された場合には(即ち、隣接する画素同士や所定領域の画素内の輝度変化が大きいと判定された場合には)、異物a、キズb、レジスト塗布ムラcなどの欠陥が検出されたとして、欠陥有りの情報とその程度などを制御部10に報告し(ステップS130)、処理を終了する。一方、すべての画素の値が閾値より小さい場合は(即ち、輝度変化が少ない場合は)、欠陥がないと判定され、処理を終了する。なお、以上の処理は、例えば、上述したように、観察用照明の波長を変更して観察する毎に行う。
Now, an example of a specific method of defect analysis in the
上記のように欠陥解析部14による欠陥が検出されない場合、または、欠陥が検出されても、オペレータや制御部10の指示により、露光を続行する場合は、まず、パターン取得部12が、基板7上に塗布されたフォトレジストに投影する露光パターンを生成するためのパターン情報(画像データ)を取得する。このパターン情報は、例えば、電子回路パターンなどがデジタル変換された情報であり、キーボードで入力されたり、スキャナで読み込まれたり、CADなどで作成された情報が、図示しない記憶部やメモリなどに記憶されている。パターン取得部12は、これらの入力装置や記憶装置からパターン情報を読み込んで、制御部10に渡す。この場合、露光装置1において、露光照明光学系2の露光光源21から出射した照明光(露光光)は、コンデンサレンズ22を介してDMD素子3に照射される。このとき、制御部10では、この制御部10に内蔵された図示しないパターンジェネレータの信号に対応して、DMD素子3の画素に相当するすべてのマイクロミラーの反射角を制御する。この制御により、DMD素子3の各マイクロミラーでは照明光を投影光学系4に導くか否かを選択することができ、所望の露光パターンを生成することができる。このDMD素子3により生成された露光パターンは、投影光学系4により基板7上に投影される。このとき、投影光学系4に組み込まれたオートフォーカス検出光学系5からのフォーカス信号に基づいて、制御部10の制御によりステージ駆動部13を介してステージ9を上下させて、DMD素子3からの露光パターンが基板7の表面に合焦するよう投影される。そして、この露光パターンの投影により、基板7に対して露光が行われる。
As described above, when a defect is not detected by the
以上のように、本実施形態の露光装置1では、露光を行う前に露光領域100全体の観察を行うことにより、異物a、キズb、レジスト塗布ムラcなどの欠陥をいち早く検出することが可能で、露光を続けるか停止するかなどの判断を迅速に行うことができる。そのため、不良品の発生の防止や、作業の無駄防止など、効率的な露光作業が可能となる。
As described above, in the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る露光装置につい図4を参照して説明する。この図4に示すように、第2の実施形態の露光装置1′は、第1の実施形態と基本的には同じ構成をしているが、観察照明光学系70を有しておらず、投影光学系4の露光光を用いて観察光学系80にて観察を行う。すなわち、第1の実施形態では、露光前に欠陥検出を行っていたが、第2の実施形態では、露光と同時に欠陥検出を行う。
(Second Embodiment)
Next, an exposure apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the
したがって、露光前に裏面位置検出光学系6による基板7の位置合わせが行われると、投影光学系4により、DMD素子3により生成された露光パターンが基板7上に投影されて露光が行われる。この際に、基板7上のフォトレジストから反射された観察光が、第1対物レンズ42によって略平行光に変換され観察光学系80のハーフミラー83によって結像レンズ82方向に反射された後、この結像レンズ82により結像され、二次元撮像素子81によって観察画像が検出される。欠陥解析部14では、パターン取得部12で取得したパターンと、この観察光学系80の二次元撮像素子81によって検出された観察画像とを例えばパターン認識等の処理により比較評価して、露光後のフォトレジストに異物、傷、膜厚ムラなどの欠陥がないかを検出する。この場合も、第1の実施形態と同様に、微分値で画素毎などに判定してもよい。
Therefore, when the
この第2の実施形態の露光装置の場合、欠陥の有無を露光前に判定することはできないが、欠陥が発生した露光位置などの情報を記憶部などに記憶しておき、露光後に、情報を表示部15などに表示することにより、オペレータに何れの基板7に欠陥が生じたかを知らせることができる。そのため、オペレータは、欠陥に対して迅速に対応することができ、作業効率を向上させることができる。また、観察照明光学系70を使用しないため、装置の低コスト化や簡素化も可能となる。
In the case of the exposure apparatus according to the second embodiment, the presence or absence of a defect cannot be determined before exposure, but information such as the exposure position where the defect has occurred is stored in a storage unit or the like. By displaying on the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に係る露光装置について説明する。この第3の実施形態の露光装置は、第1の実施形態と基本的には同様の構成をしており、露光光を用いて観察光学系80にて観察を行う。また、第3の実施形態では、第1の実施形態の構成に加えて、図1の観察光学系80内に一点鎖線で示すように、露光波長帯をカットするフィルタ84を配置している。すなわち、露光と同時に基板7の表面の露光領域に観察用照明光を照射することにより、観察光学系80の二次元撮像素子81により、第1の実施形態と同様に基板7の表面の観察画像を取得することができる。そして、欠陥解析部14では、フィルタ84を介して二次元撮像素子81によって検出された観察画像を前述の第1の実施形態と同様の手法で、露光後のフォトレジストに異物、傷、膜厚ムラなどの欠陥がないかを検出する。なお、図1では、フィルタ84を結像レンズ82と二次元撮像素子81との間に配置しているが、本願がこれに限定されることはなく、観察用光学系80内の他の場所に配置してもよい。また、フィルタ84に限定されることもなく、露光波長をカット可能であれば、ダイクロイックミラーなどを用いてもよい。
(Third embodiment)
Next, an exposure apparatus according to the third embodiment will be described. The exposure apparatus of the third embodiment has basically the same configuration as that of the first embodiment, and performs observation with the observation
このように、フィルタ84で露光波長帯をカットすることにより、二次元撮像素子81によって観察画像を検出する際に、露光パターンを除去することができる。このように露光パターンを除去することができるため、欠陥の判定が第2の実施形態に比べて容易となる。また、露光中に同時に露光領域を観察するため、処理時間の短縮を図ることができ、露光作業効率を向上させることができる。
Thus, by cutting the exposure wavelength band with the
また、上記各実施形態では、倍率切り替え機構として、第1対物レンズ42と第2対物レンズ41とのセットからなる投影光学系4を、第1対物レンズ44と第2対物レンズ43とのセットからなる第2の投影光学系40に切り替える構成としているが、これに限定されることはなく、必ずしも投影光学系4,40全体を切り替える必要はない。例えば、第1対物レンズ42のみを焦点距離が異なる対物レンズ(例えば、第1対物レンズ44)に切り替える構成としてもよいし、第2対物レンズ41のみを焦点距離が異なる対物レンズ(例えば、第2対物レンズ43)に切り替える構成としてもよい。また、投影光学系4,40をズームレンズとしても構わない。ただし、収差補正の容易性という観点からは、本実施形態のように投影光学系4,40全体を切り替える方式が好ましい。
Further, in each of the above embodiments, the projection optical system 4 including the first
1,1′ 露光装置 2 露光照明光学系
3 DMD素子(パターン生成部) 4,40 投影光学系
7 基板 10 制御部 11 倍率制御部 13 波長選択部
14 欠陥解析部(判定部) 15 表示部 70 観察照明光学系
80 観察光学系 84 フィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記所望の露光パターンを生成するパターン生成部と、
前記パターン生成部を照明する露光照明光学系と、
前記パターン生成部により生成された前記露光パターンを前記基板上に投影する投影光学系と、
前記基板上に形成された露光領域を非露光光で照明する観察照明光学系と、
前記観察照明光学系で照明された前記露光領域を観察する観察光学系と、
前記観察光学系による観察結果に基づいて、前記露光領域内の欠陥の有無を判定する判定部と、を有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that projects a desired exposure pattern on a substrate to expose the substrate,
A pattern generator for generating the desired exposure pattern;
An exposure illumination optical system for illuminating the pattern generation unit;
A projection optical system that projects the exposure pattern generated by the pattern generation unit onto the substrate;
An observation illumination optical system for illuminating an exposure region formed on the substrate with non-exposure light;
An observation optical system for observing the exposure area illuminated by the observation illumination optical system;
An exposure apparatus comprising: a determination unit that determines presence / absence of a defect in the exposure region based on an observation result by the observation optical system.
前記制御部は、前記パターン生成部により生成した前記露光パターンを前記露光照明光学系により前記基板へ投影し露光する前に、前記観察照明光学系により照明された前記露光領域を前記観察光学系により観察して前記判定部により前記欠陥の有無を判定するように構成されることを特徴とする請求項1〜3いずれか一項に記載の露光装置。 The pattern generation unit, an exposure light source constituting the exposure illumination optical system, and a control unit for controlling the operation of the observation light source constituting the observation illumination optical system;
The control unit projects the exposure area illuminated by the observation illumination optical system by the observation optical system before the exposure pattern generated by the pattern generation unit is projected onto the substrate by the exposure illumination optical system and exposed. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is configured to observe and determine the presence or absence of the defect by the determination unit.
前記制御部は、前記パターン生成部により生成した前記露光パターンを前記露光照明光学系により前記基板へ投影し露光すると同時に、前記観察照明光学系により照明された前記露光領域を前記観察光学系により観察して前記判定部により前記欠陥の有無を判定するように構成されることを特徴とする請求項1〜3いずれか一項に記載の露光装置。 The pattern generation unit, an exposure light source constituting the exposure illumination optical system, and a control unit for controlling the operation of the observation light source constituting the observation illumination optical system;
The control unit projects and exposes the exposure pattern generated by the pattern generation unit onto the substrate by the exposure illumination optical system, and simultaneously observes the exposure region illuminated by the observation illumination optical system by the observation optical system. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the determination unit is configured to determine the presence or absence of the defect.
前記所望の露光パターンを生成するパターン生成部と、
前記パターン生成部を照明する露光照明光学系と、
前記パターン生成部により生成された前記基板上の前記露光パターンを前記基板上に投影する投影光学系と、
前記投影学系により前記露光パターンが投影された露光領域を観察する観察光学系と、
前記観察光学系により観察された露光パターンと、前記パターン生成部により生成された前記所望の露光パターンとを比較し前記露光領域内の欠陥の有無を判定する判定部と、
を有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that projects a desired exposure pattern on a substrate to expose the substrate,
A pattern generator for generating the desired exposure pattern;
An exposure illumination optical system for illuminating the pattern generation unit;
A projection optical system that projects the exposure pattern on the substrate generated by the pattern generation unit onto the substrate;
An observation optical system for observing an exposure region on which the exposure pattern is projected by the projection system;
A determination unit that compares the exposure pattern observed by the observation optical system with the desired exposure pattern generated by the pattern generation unit to determine the presence or absence of a defect in the exposure region;
An exposure apparatus comprising:
前記投影光学系の投影倍率の切り替えを制御する前記倍率制御部をさらに有することを特徴とする請求項1〜6いずれか一項に記載の露光装置。 The projection optical system is configured so that the projection magnification can be switched,
The exposure apparatus according to claim 1, further comprising the magnification control unit that controls switching of a projection magnification of the projection optical system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010128402A JP2011254027A (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2010128402A JP2011254027A (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Exposure device |
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Family
ID=45417702
Family Applications (1)
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JP2010128402A Pending JP2011254027A (en) | 2010-06-04 | 2010-06-04 | Exposure device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2011254027A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015028977A (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 大日本印刷株式会社 | Foreign matter inspection method, imprint method and foreign matter inspection device |
JP2015028978A (en) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 大日本印刷株式会社 | Foreign matter detection method, imprint method, and imprint system |
JP2015060146A (en) * | 2013-09-20 | 2015-03-30 | 株式会社Screenホールディングス | Drawing apparatus, substrate processing system, and drawing method |
-
2010
- 2010-06-04 JP JP2010128402A patent/JP2011254027A/en active Pending
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