JP2022191012A - 異物検査装置の調整方法、露光装置、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの点で有利な異物検査装置の調整方法を提供する。【解決手段】光学センサを移動させながら、保持部によって保持された物体の被検面上の異物を検査する異物検査装置の調整方法が提供される。該調整方法は、前記被検面の平坦度を計測する計測工程と、前記計測された平坦度に基づいて、前記光学センサの移動をガイドするガイド部の形状を調整する調整工程とを有する。前記調整工程は、前記ガイド部を支持するベース部と前記ガイド部との間にシムを介在させることにより前記ガイド部の形状を調整する。【選択図】 図１

Description

本発明は、異物検査装置の調整方法、露光装置、および物品製造方法に関する。

半導体デバイスや液晶表示装置（ディスプレイ）等の製造工程であるフォトリソグラフィ工程においては、露光装置が使用される。露光装置は、原版（レチクル、マスク）のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板（表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレート等）に転写する。マスク上に異物（ゴミ）が付着した状態で露光装置によりフォトリソグラフィ工程が実行されると正確なパターン転写ができず不良品が生成される可能性がある。そのため、フォトリソグラフィ工程の前に異物検査が実施される。異物検査装置は、検査対象（原版または基板）の全面に対してセンサを走査して計測を行う。

近年の原版および基板の大型化に伴い、異物検査においては検査対象である原版または基板の自重変形が無視できない。自重変形により被検面とセンサとの距離が許容範囲を超えた場合には検査不可となるため、走査中のセンサの位置を検査対象の形状に応じて適宜調整する必要がある。特許文献１には、トップテーブルの走査方向に対するリニアガイドの撓みを加圧により制御することが開示されている。

特開２００４―２８４０００号公報

しかし、特許文献１に開示された技術では、アクチュエータを使用してトップテーブルの走査方向に対するリニアガイドの撓みの制御を行うため、装置の構造が複雑になりコストが増加しうる。

本発明は、例えば、コストの点で有利な異物検査装置の調整方法を提供する。

本発明の一側面によれば、光学センサを移動させながら、保持部によって保持された物体の被検面上の異物を検査する異物検査装置の調整方法であって、前記被検面の平坦度を計測する計測工程と、前記計測された平坦度に基づいて、前記光学センサの移動をガイドするガイド部の形状を調整する調整工程と、を有し、前記調整工程は、前記ガイド部を支持するベース部と前記ガイド部との間にシムを介在させることにより前記ガイド部の形状を調整する、ことを特徴とする調整方法が提供される。

本発明によれば、例えば、コストの点で有利な異物検査装置の調整方法が提供される。

異物検査装置の構成を示す図。 異物検査装置の構成を示す図。 異物検査装置のガイドレールの調整を説明する図。 異物検査装置の調整方法を説明する図。 調整方法によりシムが配置された後の異物検査装置を示す図。 シムを選択するためのテーブルの例を示す図。 異物検査装置を含む露光装置の構成を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１実施形態＞
図１は、実施形態に係る異物検査装置５００の概略図である。本明細書および図面においては、水平面をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向が示される。一般には、検査対象の物体はその表面が水平面（ＸＹ平面）と平行になるようにステージ３の上に置かれる。よって以下では、物体が載置されるステージの表面に沿う平面内で互いに直交する方向をＸ軸およびＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸とする。

図１を参照して、実施形態に係る異物検査装置５００の構成について説明する。図１は、Ｘ方向からみた異物検査装置５００の側面図（Ｚ－Ｙ断面図）である。図１の異物検査装置５００は、例えば、露光装置における原版（以下「マスク」という。）を検査対象とする異物検査装置である。

実施形態における異物検査装置５００は、光学センサを移動させながら、保持部によって保持された物体の被検面上の異物を検査するように構成される。図１において、異物検査装置５００は、検査対象の物体であるマスク１を保持する保持部２１と、センサ部４と、センサ部４を固定するトップテーブル５とを備えうる。また異物検査装置５００は、センサ部４の移動を案内するガイドレール６（ガイド部）と、センサ部４を駆動する駆動部７と、ガイドレール６を支持するベースプレート８（ベース部）とを備えうる。保持部２１は、マスク１を真空吸着力または静電吸着力によって固定するチャック２と、チャック２を支持するステージ３とを含みうる。ベースプレート８は、支柱９を介してステージ３と連結されている。

センサ部４は、例えば被検面に検査光を照射する投光部と、異物からの反射光（散乱光）を受光する受光部とを含みうる。投光部は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み検査光としてＬＥＤ光を照射する。なお、投光部は、被検面に対して検査光を斜入射する方向に検査光を投光するように配置された構成であってもよい。受光部は、イメージセンサ等の光学センサでありうる。受光部は、例えば検査光によって生じる異物からの散乱光をイメージセンサ上に結像させ、イメージセンサによって光を電気信号に変換しデータとして出力する。受光部は、カメラまたはラインセンサとして構成されうる。カメラは比較的構造が簡単である点で優れており、ラインセンサは高精度な測定ができる点で優れている。

ガイドレール６は、保持部２１のマスク１を保持する保持面２ａと平行な方向（Ｙ方向）への移動をガイドするように配置されており、センサ部４はこのガイドレール６に取り付けられている。ガイドレール６は、リニアガイドであってもよいし、エアスライドであってもよい。リニアガイドは入手性が好ましく比較的安価で購入できる点で優れており、エアスライドは高い駆動再現性を有する点で優れている。ガイドレール６と駆動部７とによって直動案内機構が構成される。駆動部７は、モータと、センサ部４に装着されたボールねじまたはエアシリンダとを含みうる。モータは、ステッピングモータまたはサーボモータでありうる。ステッピングモータは安価である点で優れており、サーボモータは精密な位置制御ができる点で優れている。駆動部７による駆動によってセンサ部４はガイドレール６に沿って移動することができ、これによりマスク１の全面を走査することができる。異物検査装置５００の内部または外部にある制御部は、走査によって得られたデータに基づいて異物の大きさおよび個数を計算しうる。

チャック２、ステージ３、トップテーブル５、ベースプレート８はそれぞれ、例えば、アルミニウムまたはセラミックスにより構成されうる。アルミニウムは入手容易で比較的安価で製作できる点で優れており、セラミックスは剛性が高く、変形を抑制できる点で優れている。

図２は、Ｙ方向からみた異物検査装置５００の側面図（Ｚ―Ｘ断面図）である。ここでは、マスク１の形状は、Ｙ方向を長手方向、Ｘ方向を短手方向とする矩形の形状であることが想定されており、したがって、図２には短手方向に延在するマスク１が示されている。マスク１の短手方向（Ｘ方向）における変形量は長手方向における変化量に比べて微小でありうる。そのため、複数のマスク間での短手方向（Ｘ方向）における変形量の差も僅かであるため、マスク毎にＸ方向に関してセンサ部４の位置姿勢を制御する必要性は薄いといえる。

異物検査装置５００は、図２に示すように、センサ部４をＸ方向に沿って複数個備えうる。各センサ部は、走査方向（Ｙ方向）と直交するＺ－Ｘ平面内において、センサ部４の計測方向軸がマスク１の被検面の法線と平行になるように、かつ、センサ部４と被検面との距離が計測可能距離内に収まるように、トップテーブル５に取り付けられる。これにより、マスク１のＸ方向の変形に対し、マスク１の被検面とセンサ部４との距離を許容範囲内に収めることが可能となる。

また、センサ部４を複数備えるのではなく１個だけ備える場合には、Ｘ方向に関する直動案内機構を追加し、該機構を、マスク１の形状に合わせた形状にするようにしてもよい。そうすることで、Ｘ方向に関して、センサ部４をマスク１の形状に倣って走査させることが可能となる。

図１および図２において図示は省略されているが、マスク１の表面および裏面のそれぞれに対して異物検査を行うことができるように、センサ部４がマスク１の表面側と裏面側のそれぞれに配置されてもよい。マスク１の裏面を検査する都合上、保持部２１を構成するチャック２は、マスク１の周辺部または隅部のみを保持するように構成されている。例えば、チャック２の形状は、マスク１の周辺部のみを保持する形状、マスク１の長手方向２辺の端部のみを保持する形状、あるいは、角部４箇所のみを保持する形状にされうる。このようなチャックの形状の場合、マスク１の自重変形が大きくなりうる。マスク１が自重変形により大きく撓むと、被検面のＺ方向の変化量が焦点深度（ＤＯＦ（Ｄｅｐｔｈ Ｏｆ Ｆｏｃｕｓ））により決まる許容範囲から外れ、異物検査の精度が低下するおそれがある。

この課題に対し、センサ部４のＺ方向の位置をリアルタイムに制御する、あるいは、センサ部４の受光部のフォーカス動作をリアルタイムに制御するといった対処も考えられる。しかしこのような対処では装置の構造が複雑になりコストが増加しうる。

これに対し、実施形態では、直動案内機構を固定するベースプレート８を、チャック２により保持されたマスク１の形状に応じた形状に変形させる。そして、表面形状がマスク１の形状に合うように調整されたベースプレート８にガイドレール６が固定される。これにより、センサ部４をマスク１の形状に倣って走査させることが可能となる。よって、異物検査装置５００は、マスク１の検査面とセンサ部４との距離を許容範囲内に保ったまま、センサ部４を走査することができる。

図３には、マスク１の形状に応じてガイドレール６を変形させる具体的な手段が示されている。図３は、図１と同様の、Ｘ方向からみた異物検査装置５００の側面図（Ｚ－Ｙ断面図）である。図３においては、ベースプレート８の表面（ガイドレール６が搭載される面）は平坦面として描かれている。一例において、図３に示すように、ガイドレール６とベースプレート８との間にシムＳ１、Ｓ２を介在させることにより、ガイドレール６はマスク１の形状に合わせた形状にされる。本発明において、介在させるシムの個数は特定の数に限定はされない。使用されるシムＳ１、Ｓ２の厚みの選択については後述する。

次に、図４を参照して、異物検査装置５００の調整方法について説明する。図４は、図１と同様の、Ｘ方向からみた異物検査装置５００の側面図（Ｚ－Ｙ断面図）である。図４においては、ベースプレート８の表面は平坦面であり、その上にガイドレール６が搭載されている。図４において、ガイドレール６には、センサ部４との位置関係が固定された状態で、計測器である変位センサ１１が装着されている。例えば、変位センサ１１は、図示の如く、トップテーブル５にセンサ部４（光学センサ）と並列に配置される。

はじめに、計測工程として、マスク１の被検面の平坦度が計測される。平坦度の計測は、例えば、被検面上の複数の位置でセンサ部４と被検面との距離の計測を行うことを含みうる。具体的には、平坦度の計測は、センサ部４と共に変位センサ１１がガイドレール６によってガイドされながら変位センサ１１を走査駆動することにより、被検面上の複数の位置で計測を行うことを含みうる。複数の位置での計測値から、被検面の平坦度が計算されうる。

次に、調整工程として、計測された平坦度に基づいて、ガイドレールの形状が調整される。この調整工程は例えば、平坦度の計測の結果に基づいて、上記複数の位置のそれぞれにおけるセンサ部４と被検面との距離の差異が小さくなるようにガイドレール６の形状を調整することを含みうる。一例において、事前計測により、図６に示すような、被検面の最大撓み量ｄ（図４参照）と選択されるべきシムＳ１、Ｓ２の厚みに関する種類との対応関係が記述されたテーブルが予め作成される。図６において、ＴＹＰＥ１、ＴＹＰＥ２、ＴＹＰＥ３、ＴＹＰＥ４は、シムの厚みを規定する種類を示しており、各種類の厚みは以下の関係にあるものとする。
ＴＹＰＥ１＜ＴＹＰＥ２＜ＴＹＰＥ３＜ＴＹＰＥ４

このようなテーブルはマスクの事前計測により取得されうるが、一般的な撓み量を得るため、複数のマスクに対する事前計測によりテーブルが作成されてもよい。調整工程では、テーブルを参照することにより、平坦度の計測の結果から得られた最大撓み量ｄに対応する厚さのシムＳ１、Ｓ２が選択される。その後、選択されたシムＳ１、Ｓ２が、ベースプレート８とガイドレール６との間に挿入される。なお、上記の例は最大撓み量と各シムの厚みの対応関係を示すテーブルを参照するものであったが、テーブルを作成するかわりに、被検面の撓み量に対する各シムの厚みを特定する計算式を求めてその計算式を適用するようにしてもよい。

図５は、上述の調整方法によりシムＳ１、Ｓ２が配置された後の異物検査装置５００を示している。シムＳ１、Ｓ２が配置されたことにより、ガイドレール６はマスク１の形状に合わせた形状になる。それにより、センサ部４をマスク１の形状に倣って走査させることが可能となる。

＜第２実施形態＞
以下の実施形態では、上述した異物検査装置５００が適用される露光装置に関して説明する。露光装置は、基板に投影光学系を介して原版（マスク）のパターンを投影することによって基板を露光する装置である。

図７は、露光装置の構成を示すブロック図である。この露光装置は、光源装置１００と、照明光学系２００と、マスク１を保持するマスクステージＲＳと、投影光学系３００と、基板であるウエハＷを保持するウエハステージＷＳと、制御部４００とを含む。また、この露光装置は、上述した異物検査装置５００を含む。マスク１は、異物検査装置５００にて検査が行われ、正常である場合には、マスクステージＲＳに搬送される。

照明光学系２００は、不図示のレンズ、ミラー、オプティカルインテグレータ、絞り等を含み、これらによって光源装置１００からの光を調整し、被照明領域であるマスク１を照明する。マスク１は、ウエハＷ上に転写されるべきパターン（例えば回路パターン）が形成された、例えば石英ガラス製の原版（マスク）である。マスクステージＲＳは、マスク１を保持して移動可能であり、不図示のリニアモータ等の駆動機構によって駆動される。投影光学系３００は、マスク１を通過した光を所定の倍率でウエハＷ上に投影する。ウエハＷは、表面上にフォトレジスト（感光性材料）が塗布された、例えば単結晶シリコンからなる基板である。ウエハステージＷＳは、不図示のウエハチャックを介してウエハＷを保持して移動可能であり、不図示のリニアモータ等の駆動機構によって駆動される。

制御部４００は、例えば、ＣＰＵ４０１、メモリ４０２、表示部４０３を含むコンピュータ装置によって構成され、異物検査装置５００を含む、露光装置の各部を統括的に制御して、マスク１に形成されたパターンをウエハＷに転写する露光処理を実行する。本実施形態では、制御部４００が上述した異物検査装置５００を制御する制御部として機能してもよい。

＜物品製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１：マスク、２：チャック、３：ステージ、４：センサ部、５：トップテーブル、６：ガイドレール、７：駆動部、８：ベースプレート、９：支柱、２１：保持部、５００：異物検査装置

Claims (9)

1. 光学センサを移動させながら、保持部によって保持された物体の被検面上の異物を検査する異物検査装置の調整方法であって、
   前記被検面の平坦度を計測する計測工程と、
   前記計測された平坦度に基づいて、前記光学センサの移動をガイドするガイド部の形状を調整する調整工程と、を有し、
   前記調整工程は、前記ガイド部を支持するベース部と前記ガイド部との間にシムを介在させることにより前記ガイド部の形状を調整する、ことを特徴とする調整方法。
2. 前記計測工程は、前記被検面上の複数の位置で前記光学センサと前記被検面との距離の計測を行う工程を含み、
   前記調整工程は、前記計測の結果に基づいて、前記複数の位置のそれぞれにおける前記光学センサと前記被検面との距離の差異が小さくなるように前記ガイド部の形状を調整する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の調整方法。
3. 前記ガイド部は、前記保持部の前記物体を保持する保持面と平行な方向への移動をガイドするように配置され、
   前記ガイド部には、前記光学センサとの位置関係が固定された状態で計測器が装着されており、
   前記計測工程は、前記光学センサと共に前記計測器が前記ガイド部によってガイドされながら前記計測器を走査駆動することにより、前記複数の位置で前記計測を行う、
   ことを特徴とする請求項２に記載の調整方法。
4. 前記調整工程は、
   前記計測の結果に応じた厚さのシムを選択する選択工程と、
   前記選択されたシムを前記ベース部と前記ガイド部との間に挿入する挿入工程と、
   を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の調整方法。
5. 前記選択工程は、複数の物体に対する前記計測工程による前記計測の結果に応じた厚さのシムを選択する、ことを特徴とする請求項４に記載の調整方法。
6. 前記保持部は、前記物体の周辺部または隅部のみを保持するように構成されている、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の調整方法。
7. 前記物体は、露光装置に用いられるマスクである、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の調整方法。
8. マスクのパターンを基板に投影して前記基板を露光する露光装置であって、
   前記マスク上の異物を検査する異物検査装置を含み、
   請求項７に記載の調整方法に従い前記異物検査装置を調整する、ことを特徴とする露光装置。
9. 請求項８に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
   前記露光された基板を現像する工程と、
   を有し、前記現像された基板から物品を製造する、ことを特徴とする物品製造方法。

Images