JP6613029B2

JP6613029B2 - 異物検査装置、露光装置及びデバイス製造方法

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Publication number: JP6613029B2
Application number: JP2015007187A
Authority: JP
Inventors: 徹平佐川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2015-01-16
Filing date: 2015-01-16
Publication date: 2019-11-27
Anticipated expiration: 2035-01-16
Also published as: JP2016133357A; KR102011553B1; KR20160088801A

Description

本発明は、光学的な手段を用いて光を透過する板材の表裏面に付着した異物を検査する装置やユニットにおいて、表裏面を切り分けて検査を行う手法とその運用方法に関するものである。

露光装置に設けられたマスクのようなガラス基板の表面および裏面双方の異物を検査する手法は、主に２つの手法がある。１つめの手法は、異物を検出するための異物検査装置をガラス板の表面側と裏面側とのそれぞれに異物検査装置を配置し、２つの異物検査装置のそれぞれによってガラス板の表面および裏面の検査を行う手法である。ガラス基板の表面の検査を行う場合、表面側に配置された異物検査装置の投光部の光をガラス板の表面に照射し、ガラス板の表面上に付着している異物からの散乱光を、ガラス板の表面側に設けられた受光部で受光する。ガラス板の裏面の検査を行う場合は、裏面側に設けられた別の異物検査装置を用いて同様の検査を行うことで、ガラス板の裏面の異物検査を行う。

２つ目の手法は、特許文献１、２に記載されるような、１つの異物検査装置を用いてガラス板の表面側と裏面側との検査を行う手法である。２つ目の手法の異物検査装置は、ガラス板の表面の検査を行う場合には、受光部の焦点をガラス板の表面に合わせて検査を行い、ガラス板の裏面の検査を行う場合には、受光部の焦点をガラス板の裏面に合わせて検査を行う。この異物検査装置は、受光部の焦点位置を変えるために、受光部として用いるラインセンサカメラのレンズを切り替えたり、レンズの絞り値を変更することで、表裏面それぞれに付着する異物からの散乱光の強さを変えて、表面、裏面の検査を可能にしている。

特開２０００-７４８４９号公報特開２００２-１３９４５４号公報

ガラス板の表面および裏面の異物検査を行うために２つの異物検査装置を使用することは、装置のコストアップに繋がる。また、異物検査装置を露光装置等に組み込んで使用する場合には、装置内のスペースの理由から、２つの異物検査装置を取り付けることが困難になることがある。また、１つの異物検査装置でガラス板の表面および裏面を検査する従来技術の手法は、検査対象としていない面の異物からの散乱光を遮断するのではなく、検査対象面に付着する異物からの散乱光に影響が出ない程度まで、散乱光を弱める手法である。そのため、１つの異物検査装置を使用する従来技術では、検査対象ではない面に大きな異物が付着していた場合には、その異物を検査対象面の異物として検出してしまう恐れがある。

本発明は、被検物の表面および裏面に付着した異物を高精度で検査しうる異物検査装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る異物検査装置は、光透過性の被検物に付着した異物を検査する異物検査装置であって、投光位置から前記被検物に対して検査光が斜入射するように前記検査光を投光する投光部と、前記検査光によって生じる前記異物の散乱光を受光位置で受光する受光部と、前記受光部の受光結果を処理して前記異物に関する情報を求める処理部と、を含み、前記投光位置および前記受光位置の相対位置は、前記投光部を互いに離間した第１位置と第２位置との間で移動することによって、互いに異なる第１配置関係と第２配置関係との間で変更可能であり、前記相対位置が前記第１配置関係であるとき、前記受光部は、前記被検物の表面に付着した異物の散乱光を前記被検物の裏面に付着した異物の散乱光から分離して検出し、前記相対位置が前記第２配置関係であるとき、前記受光部は、前記裏面に付着した異物の散乱光を前記表面に付着した異物の散乱光から分離して検出することを特徴とする。

本発明によれば、被検物の表面および裏面に付着した異物を高精度で検査しうる異物検査装置を提供することができる。

第１実施形態の異物検査装置を示す図である。第２実施形態の異物検査装置を示す図である。第３実施形態の異物検査装置を示す図である。第４実施形態の異物検査装置を示す図である。本発明に係る異物検査装置を導入した露光装置の一部を示す図である。

以下に、本発明の実施形態を添付の図１〜６を用いて説明する。異物検査装置１は、投光部２と受光部３と処理部５とを含む。投光部２は、例えば、ＬＥＤであり、ガラス板のような光透過性の板状部材（被検物）４に投光位置から検査光が斜入射するように検査光を投光する。板状部材４の表面１０または裏面４に異物６が存在し、その異物６に検査光が投光されると散乱光が生じる。受光部３は、例えば、複数の光電変換素子が紙面に垂直な一方向に配列されたラインセンサであり、板状部材４の被検面の検査対象領域に付着した異物６から生じた散乱光を受光位置で検出する。処理部５は、受光部３の受光結果に基づいて異物６の有無やその位置、大きさを判定する。

異物検査装置１を用いて板状部材４の表面および裏面の全体を検査するとき、異物検査装置１および板状部材４の一方を他方に対してラインセンサのラインに直交する方向に駆動することで、板状部材４の全面に亙って検査を行う。例えば、光透過性の板状部材４が、ステージに保持されパターンが形成された、露光装置のマスク（レチクル）である場合に、ステージを駆動することによって、マスクの表面に平行な方向にマスクに対して相対的に異物検査装置１を移動可能とすることができる。

本発明では、検査光（投光光）８の照射領域が板状部材４の移動方向ｄに対して広がらないように、発光面７と板状部材４との間に投光光８を収束するレンズ等の収束部材や遮光部材を配置して投光光８をより直進性の高い光にすることができる。投光部２の投光位置および受光部３の受光位置の相対位置は、互いに異なる第１配置関係および第２配置関係とすることが可能である。投光位置と受光位置との相対位置が第１配置関係であるとき、受光部３は、板状部材４の表面１０に付着した異物６ａの散乱光を裏面１１に付着した異物６ｂの散乱光から分離して検出する。投光位置と受光位置との相対位置が第２配置関係であるとき、受光部３は、裏面１１に付着した異物６ｂの散乱光を表面１０に付着した異物６ａの散乱光から分離して検出する。

検査光８の板状部材４に対する入射角と受光部３の光軸と板状部材４の表面１０とがなす角は、投光位置と受光位置との相対位置が第１配置関係、第２配置関係のいずれであろうと、それぞれ同一である。しかし、受光位置、投光位置の板状部材４からの距離や検査光８の入射角について指定は無い。しかし、表面１０と裏面１１の異物検査をより確実に分離するために、投光位置に対する受光位置の相対位置は、第１配置関係と第２配置関係との間で、互いにできるだけ離間させる。以下、第１〜第４実施形態の投光位置と受光位置との相対位置について説明する。

〔第1実施形態〕
図１は第1実施形態の異物検査装置１の概観図である。第１実施形態では、投光部２の投光位置は変更されない。しかし、第１実施形態では、受光部３の受光位置が、互いに離間した、表面１０を検査する場合の第１位置３ａと裏面１１を検査する場合の第２位置３ｂとの間で移動方向Ｍに変更可能なように構成されている。受光部３が表面１０を検査する場合の第１位置３ａに位置するとき、受光部３は、投光部２の発光面７から照射された投光光８の板状部材４の表面１０における実線で示される散乱光９ａを受光する。しかし、この場合、受光部３は、板状部材４の裏面１１における点線で示される散乱光９ｂをあまり受光しない。すなわち、受光部３が第１位置３ａに位置するとき、受光部３が受光する表面１０からの散乱光９ａの光量はを裏面１１からの散乱光９ｂの光量よりもはるかに大きい。したがって、受光部３は、板状部材４の表面１０における散乱光９ａを裏面１１における散乱光９ｂから分離して検出可能なので、表面１０のみの異物検査を行うことができる。

一方、受光部３が裏面１１を検査する場合の第２位置３ｂに位置するとき、受光部３は、投光部２の発光面７から照射された投光光８の板状部材４の裏面１１における点線で示される散乱光９ｂを受光する。しかし、この場合、受光部３は、板状部材４の表面１０における実線で示される散乱光９ａをあまり受光しない。すなわち、受光部３が位置３ｂに位置するとき、受光部３は、板状部材４の裏面１１における散乱光９ｂを表面１０における散乱光９ａから分離して検出可能なので、裏面１１のみの異物検査を行うことができる。

異物検査装置１に対して板状部材４は、方向ｄに沿って駆動されるので、受光部３は、板状部材４の表面１０の全面および裏面１１の全面にわたって異物検査を行うことができる。受光部３の方向Ｍにおける駆動には、ボールネジやエアシリンダを駆動源として用いてよい。このように、第１実施形態の異物検査装置１は、表面１０と裏面１１との異物検査を個別に行うので、それぞれの面に検査精度を設定することが可能である。

〔第２実施形態〕
図２に基づいて第２実施形態の異物検査装置１の説明をする。第１実施形態では、異物検査装置１において投光部２が固定されて受光部３が方向Ｍに沿って移動可能に設けられていた。これに対し、第２実施形態では、異物検査装置１において受光部３が固定されて投光部２が方向Ｍに沿って移動可能に設けられている。異物検査装置１が板状部材４の表面１０の異物検査を行うとき、投光部２は、実線で示されるように、第１位置２ａに配置される。そうすると、受光部３は、投光部２の発光面７から照射された投光光８ａの板状部材４の表面１０における実線で示される散乱光９を受光するが、板状部材４の裏面１１における点線で示される散乱光をあまり受光しない。一方、異物検査装置１が板状部材４の裏面１１の異物検査を行うとき、投光部２は、点線で示されるように位置２ｂに配置される。そうすると、受光部３は、投光部２の発光面７から照射された投光光８ｂの板状部材４の裏面１１における散乱光９を受光するが、板状部材４の表面１０における散乱光をあまり受光しない。このように、第２実施形態の異物検査装置１も、表面１０と裏面１１との異物検査を個別に行う。

〔第３実施形態〕
図３に基づいて第３実施形態の異物検査装置１の説明をする。第３実施形態では、投光部２がその発光面７に、照射領域の検査駆動軸方向ｄにおける幅を調整できるような、移動可能な遮光カバー（遮光部材）１８を備えている。遮光カバー１８の位置が第１位置１８ａと第２位置との間で変更されるとき、投光光８は、光軸が第１軸の投光光８ａと光軸が第２軸の投光光８ｂとの間で変更可能となる。異物検査装置１が板状部材４の表面１０のみの検査を行う場合には、図３の（ａ）に示されるように、遮光カバー１８が第１位置１８ａに移動して表面１０における散乱光が受光部３によって検出される。一方、図３の（ｂ）に示されるように、遮光カバー１８が第２位置１８ｂに移動した場合には、裏面１１における散乱光が受光部３によって検出される。したがって、第３実施形態の異物検査装置１も、表面１０と裏面１１との異物検査を個別に行う。

〔第４実施形態〕
図４に基づいて第４実施形態の異物検査装置１の説明をする。第４実施形態では、受光部３に複数の光電変換素子が２次元に配置された２次元エリアセンサ２１を用いる。２次元エリアセンサ２１の互いに離間した第１の群の光電変換素子（第１受光部）と第２の群の光電変換素子（第２受光部）とを用いることで、受光位置を変更可能になる。第４実施形態では、表面１０を検査した受光光９ａと裏面１１を検査した受光光９ｂとの双方が２次元エリアセンサ２１に受光されるように投光部２を配置して、検査駆動を行う。

表面１０のみの異物検査を行う場合には、２次元エリアセンサ２１のうちの第１受光部が検出した、表面１０で散乱された受光光９ａの出力信号のみを処理部５の信号処理に用いる。裏面１１のみの異物検査を行う場合には、２次元エリアセンサ２１のうち第２受光部が検出した、裏面１１で散乱した受光光９ｂの出力信号のみを処理部５の信号処理に用いる。第４実施形態の場合は、板状部材４の表面１０の異物検査と裏面１１の異物検査とをそれぞれ個別に行う必要は無く、一度の検査駆動で表面１０のみの異物検査の信号と裏面１１のみの異物検査の信号とを取得することができる。

〔露光装置〕
つぎに、図５に基づいて本発明に係る異物検査装置を有し、ステージ２７に保持されたマスク（レチクル）２４のパターンを基板上に投影して基板を露光する露光装置について説明する。露光装置は、液晶表示素子に用いられるガラス基板（基板）を露光して、マスク２４のパターンを基板上に形成する。露光装置においては、転写するパターンを有するマスク２４の上方に気密空間２５を形成し、その空間２５を負圧にしてマスク２４のたわみを補正している。気密空間２５を形成するために、マスク２４のステージ２７とは反対側にマスクの撓みを補正するための空間２５を規定するためにガラス板４が用いられる。ガラス板４にゴミなどの異物６が付着していた場合、製造する液晶表示素子に欠陥が発生してしまうため、ガラス板４の表面１０および裏面１１に付着する異物６の有無を検査するために異物検査を逐次行う必要がある。

露光装置では、ガラス板４の異物検査を行うため、マスク２４およびガラス板４を載置してスキャン駆動を行うステージ２７の上方に異物検査装置１を配置する。異物検査装置１は、ステージ２７にマスク２４とガラス板４を載置した状態でステージ２７を方向ｄに駆動することで、ガラス板４の異物検査を行う。露光装置の場合には、同じ大きさの異物でも、マスク２４のパターン面からの距離によって、露光に影響を及ぼす度合いは異なってくる。そのため、ガラス板４の表面１０と裏面１１ではその厚みに応じて、検出すべき異物６の大きさは異なる。さらに、液晶表示素子を製造するには１枚の基板上に複数回パターンを転写して回路を形成する。それにはそれぞれ異なるパターンが描写されたマスク２４が用いられるため、マスク２４に応じた検査精度の変更も必要になる。しかし、従来の異物検査装置ではマスク２４に応じた検査精度の変更は可能であるが、ガラス板４の表面１０、裏面１１の切り分けは行っていない。そのため、従来の異物検査装置によって異物６が発見された際には、異物６が表面１０、裏面１１のいずれに付着しているのか判らず、その結果、露光装置を止めてオペレータからの指示を待つといった使用方法になっている。

従来の露光装置には、マスク２４に付着した異物６を自動で除去する除去動作を行う不図示のクリーニング部を備える場合がある。クリーニング部は、例えば、異物の付着面に向けて気体を噴射することによって、異物を除去する。しかし、このクリーニング部は、あくまでマスク２４の表面１０に付着した異物６の除去を目的としたものであり、通常、裏面１１に付着した異物６については除去対象としていない。そのため、クリーニング部を用いても、ガラス板４の裏面１１に付着した異物６を露光装置内で自動に除去することは困難である。

本発明に係る異物検査装置１を用いれば、ガラス板４の異物検査時に、表面１０と裏面１１のどちら側の面のどの位置にどの程度の異物６が付着しているかを判別できる。したがって、露光装置は、その後の異物の除去動作を自動で判断することが可能になる。ガラス板４の表面１０に異物６が付着していた場合には、露光装置に備え付けられているクリーニング部を用いて異物６の除去を行い、その後露光動作を継続させる。一方、ガラス板４の裏面１１に異物６が付着していた場合には、露光装置内で異物６を自動で除去することは困難である。そのため、異物検査装置１の処理部５は、ガラス板４の裏面１１に異物６が付着していると判断した場合に、そのことをオペレータに知らせるための表示または警報を出すように指令する。そして、一旦装置外へガラス板４を搬出してオペレータによる異物除去処理を行う。したがって、本発明に係る異物検査装置１を備えた露光装置は、装置の効率化を図ることができる。

マスク２４のパターンを保護するためにペリクルが使用される場合においても、ガラス板４を使用する場合と同様に、異物の付着面の判断、その判断結果に伴うクリーニング動作を行うことが可能である。

［デバイス製造方法］
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、ＦＰＤのデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、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）を含みうる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１：異物検査装置。２：投光部。３：受光部。４：ガラス板、板状部材（被検物）。５：処理部。６，６ａ，６ｂ：異物。７：発光面。８，８ａ，８ｂ：投光光（検査光）。９，９ａ，９ｂ：受光光（散乱光）。１０：表面。１１：裏面。１８：遮光カバー（遮光部材）。

Claims

光透過性の被検物に付着した異物を検査する異物検査装置であって、
投光位置から前記被検物に対して検査光が斜入射するように前記検査光を投光する投光部と、
前記検査光によって生じる前記異物の散乱光を受光位置で受光する受光部と、
前記受光部の受光結果を処理して前記異物に関する情報を求める処理部と、を含み、
前記投光位置および前記受光位置の相対位置は、前記投光部を互いに離間した第１位置と第２位置との間で移動することによって、互いに異なる第１配置関係と第２配置関係との間で変更可能であり、
前記相対位置が前記第１配置関係であるとき、前記受光部は、前記被検物の表面に付着した異物の散乱光を前記被検物の裏面に付着した異物の散乱光から分離して検出し、前記相対位置が前記第２配置関係であるとき、前記受光部は、前記裏面に付着した異物の散乱光を前記表面に付着した異物の散乱光から分離して検出することを特徴とする異物検査装置。
光透過性の被検物に付着した異物を検査する異物検査装置であって、
投光位置から前記被検物に対して検査光が斜入射するように前記検査光を投光する投光部と、
前記検査光によって生じる前記異物の散乱光を受光位置で受光する受光部と、
前記受光部の受光結果を処理して前記異物に関する情報を求める処理部と、を含み、
前記投光位置および前記受光位置の相対位置は、前記検査光の光軸を互いに離間した第１軸および第２軸の一方から他方へ切り替えることによって、互いに異なる第１配置関係と第２配置関係との間で変更可能であり、
前記相対位置が前記第１配置関係であるとき、前記受光部は、前記被検物の表面に付着した異物の散乱光を前記被検物の裏面に付着した異物の散乱光から分離して検出し、前記相対位置が前記第２配置関係であるとき、前記受光部は、前記裏面に付着した異物の散乱光を前記表面に付着した異物の散乱光から分離して検出することを特徴とする異物検査装置。
前記投光部は、前記検査光の光軸を前記第１軸および前記第２軸の一方から他方へ切り替える遮光部材を含むことを特徴とする請求項２に記載の異物検査装置。
前記検査光の前記被検物に対する入射角、および、前記受光部の光軸と前記被検物の表面とのなす角のそれぞれは、前記相対位置が前記第１配置関係であるときと前記第２配置関係であるときとで同じであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の異物検査装置。
前記受光部は、複数の光電変換素子が一方向に配列されたラインセンサであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の異物検査装置。
前記検査光を収束する収束部材をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の異物検査装置。
前記被検物の表面に平行な方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の異物検査装置。
ステージに保持されたマスクのパターンを基板上に投影して前記基板を露光する露光装置であって、
前記露光装置内に配置された光透過性の被検物に付着した異物に関する情報を求める請求項１乃至７のいずれか１項に記載の異物検査装置を含むことを特徴とする露光装置。
前記被検物の表面および前記被検物の裏面のうちの一方の面に付着した異物を除去する除去動作を行うクリーニング部をさらに含み、
前記処理部は、前記被検物に付着した異物が前記表面および前記裏面のうちのいずれに付着しているかを判断し、前記異物が前記一方の面に付着していると判断した場合に、前記クリーニング部に前記除去動作を行うように指令することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
前記クリーニング部は、前記一方の面に向けて気体を噴射することにより異物を除去することを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
前記処理部は、前記異物が前記被検物の表面および前記被検物の裏面のうちの一方の面に付着していると判断した場合に、そのことをオペレータに知らせるための表示または警報を出すように指令することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の露光装置。
前記被検物は、前記マスクの前記ステージとは反対側に前記マスクの撓みを補正するための空間を規定するために使用されるガラス板を含むことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の露光装置。
前記被検物は、前記マスクの前記パターンを保護するペリクルを含むことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の露光装置。
請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する露光工程と、
前記露光工程で露光された前記基板を現像する現像工程と、
を含み、前記現像工程で現像された前記基板を加工してデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。