JPS5880545A - 縮小投影露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は縮小投影式露光装置のレチクルに付着する異物
ン検出てる方法及び装置に関するものである。

縮小投影式露光装置とは回路パターンを有する乾板であ
るレチクルに光を透過させて、ウェハのホトレジスト上
に回路パターンを縮小【、て投影露光させる装置である
。縮小投影式露光装置の構成を第１図に基づいて説明す
る。

光源の水銀灯ｌよりの光はコンデンサレンズ２、単色光
とする為の干渉フィルタ３、絞シ４、ミラ５、コンデン
サレンズ６１に通り、回路パター７７Ａを有する乾板で
あるレチクル７を照射する。回路パターン７Ａは縮小投
影レンズ８で動小さねてウェハ９のホトレジスト上に投
影露光される。この際１回に露光される面積はチップ１
個分であるので、ウェハ９　ｆ　ｘ　、　ｙ方向に動か
して、１チップ分づつＭｙｆｉＴることにより、ウニへ
９全体を露光する。

この際に、レチクル７上に異物が付着している場合は、
露光光が゛遮断されるので、異物の付着個所に相当する
パターンの投影像の個所に露光光が届かず、ウェハの現
象後肢個所にピンホールを生じ、該ウェハが不良品とな
る。しかも、ウェハの各チップ部分は連続して自動的に
露光されるので、異物の付着を見逃すと全チップが不良
となる。従って、レチクル上の付着異物を常時検査し、
露光中に異物が付着したら、ｉ［ちに警報を発し、露光
な中止Ｔると共に、レチクルを交換することが望まｔす
る。

従来のこの種の異物検出装置としては、米国ＧＣＡ社の
動小投影式自動マスクアライナ「ＤｓＷ」に採用してい
る異物検出装置がある。この装置のｍ要ン第２図に示Ｔ
０第２図から明らかなように、レチクル７上の異物１１
の有無の検出を、レチクル７の露光光路への搬入途中で
行っている。即ち、レチクル７の搬入路の上方にレーザ
発振器１２を１ｄき、集光レンズ１３でレーザ光を搬入
さｈるレチクル７の表面に集光させるようにしである。

異物１１乞付着したレチクル７が搬入され、異物１１が
レーザ集光点の真下に来ると、レーザ光は異物に反射し
て散乱する。集光点の周辺にレンズ１４と光−受光素子
１５を設け、光電受光素子１５にて散乱光を受光し、光
電受光素子１５よりの区気他号により図示せざる検出器
により異物付着の有無を判断表示する。

上記の異物検査装置はレチクル搬入の途中で行うもので
ある為、レチクルヲ露光光路にセットした後の異物を検
出することはできない。然るに、露光中でもレチクル上
に異物が付着するｉ＝Ｊ能性がある為に、レチクルを露
光光路にセットした後で異物付着の有無を検出出来る異
物検出装置が望まれている。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をな（シ、レ
チクルを露光光路にセットした状態でレチクルに付着し
た異物を検出することができる縮小投影式露光装置のレ
チクルの異物検出方法及び装＃を提供Ｔるにある。

本発明による異物検出方法及び装置は、光源からの光を
フィルタにより単色光とＴると共に光量を１節して、回
路パターン乞有Ｔるレチクルを照明ｌ−、ウェハのホト
レジスト上に回路パターン像を縮小投影する縮小投影式
露光装置におけるレチクル上の異物の検出方法及び検出
装置に係るものである・ しかして、本発明による異物検出方法は、異物検出時に
前記フィルタ及び光ｔａ節手段を光路より退去して前記
の光源よりの元をそのまま異物検出用の照明光として用
い、該照明光でレチクル面を照射し、該レチクル面より
の反射散乱光を光電受光素子にて受光し、該素子よりの
出力に基づいて異物の有無を判断することヲ特徴とする
方法である。

また、本発明による異物検出装置は、異物検出時に前記
フィルタ及び光量調節手段を光路よシ退去して、前記の
光源よりの光をそのまま異物検出用の照明光として用い
、該照明光がレチクル面に到る光路に、該照明光を部分
的に透過する透光手段を有す遮光板を設け、該照明光に
てレチクル面を部分的に照射すると共に、該照射部分を
レチクル全面に移動させる遮光板の走査手段を設け、前
記照射部分に向けられて照射部分の移動と共に移動し、
該レチクル面よりの反射散乱光を受光Ｔる複数個の光電
受光素子、及び該素子よりの出力に基づいて異物の有無
を判断表示する手段を設けてなることを特徴とする装置
である。

本発明による異物検出装置の好ましい態様においては、
前記透光手段が、ピンホール又はスリットである。

本発明による異物検出装置の他の好ましい態様において
は、前記透光手段が、レンズを嵌装したピンホール又は
スリットであシ、該レンズが透過光をレチクル表面又は
裏面に集光せしめるようにしである。また、更に好まし
い態様においては、遮光板がレチクルの厚さに相当する
幅で上下に移動可能としである。

い態様においては前記光゛成骨光素子が、先端にレンズ
、ピンホール板又はスリット板を有している。

次に、先ず本発明の方法を第３図に基づいて説明する。

第３図には第１図に示したと同様の縮小投影式結党装置
を水銀灯ｌよりレチクル７までの部分のみ記載しである
。異物検出用照明光として水銀灯１よりの光をそのまま
使用する。即ち、この側光装置では水銀灯１の光で露光
の為にレチクル７を照射しているが、該露光光は干渉フ
ィルタ３で単色光とし、絞シ４で光量χ調節しであるの
で、その強度は極めて弱い。そこで、異物検出時は、干
渉フィルタ３を矢印のように光路より退去させ、絞り４
Ｙ充分開放して光路を塞がないよ−うにして、水銀灯１
の光をそのまま使用する。

水銀灯ｌの光はコンデンサレンズ２、ミラ５、及びコン
デンサレンズ６を通りレチクル７面を照射Ｔる。レチク
ル７面に異物１１が存在すると、照射光が異物１１に当
り反射散乱光を発生する。そこで、レチクル７の上側に
レチクルの照明面に向けて複数個の光電受光素子１６を
設けておき、該素子１６４Ｃてこの反射散乱光を受光さ
せ、受光量に応する出力電気信号を得る。この出力を検
出器（図示せず）で設定値と比較でることにより異物０
）ｆｉ無を検出する。光電受光素子１６は露光光路を妨
害ｌ。

ない個所に設けるか、異物検出後、総光時は露光光路よ
り退去せしめるようにしておくことか必要である。また
、異物検出時は、ウニ／Ｘ９上に設けたシャッタ１０（
第１図参照）を閉じるか、ウエノ）９を露光光路より退
去せしめておくことは勿論である・ レチクル７上にはクロム等で作られた回路ノくターン７
Ａが存在する。回路ノくターン７Ａ　Ｏ）厚みは薄く、
１０μｍ以下、一般に数μｍであり、七〇）縁部は主と
して光の進入方向に平行になっているＱ）で、照明光で
レチクル７４’照射した場合に、回路ノくターン７Ａに
よる反射散乱光も発生するが、そσ）散乱光は弱（背景
光として観察される。従って、異物１１の有無の判断は
一個の光電受光素子１６Ｑ）異物１１よりの散乱光の受
光量と回路ノ（ターン７Ａよりの散乱光、即ち背緻光の
受光量との比較により行なわわる。光電受光素子１６を
第３図に示すように使用し、光電受光素子１６の受光領
域の制限又は照明光の照射領域の制限を行なわない場合
は、光電受光素子１６が相当範囲の背景光を受光するこ
とになるので、検出できる異物の大ぎさはこの背景光の
受光量より大な散乱光を発生する（素子が受光できる）
大きさとなる。この大きさは概ね直径Ｉμｍ以上である
。

直径側μｍ以上の異物の検出では検出能力が不充分な場
合は前述の光電受光素子の受光領域の制限又は照明光の
照射領域の制４８２１−行う。このように制限を行なっ
た検出方法については、次の本発明の詳細な説明より自
から明らかにされるであろう。

次に本発明の装置を実施例を示す第４図及び第５図に基
づいて説明する。この実施例の装置は、本発明の方法を
照射光の照射領域を制限して実施する装置である。勿論
、この装置においても、異物検出時には干渉フィルタ及
び絞シを光路より退去させて、水銀灯ようの光を異物検
出用の照明光１１＃Ｉ として使用する。照明光がレチクル７面に到る光路の、
コンデンサレンズ６とレチクル７の間に照明光を部分的
に透過する透光手段を有する遮光仮題を配置しである。

遮光板側は片側を直線ガイド１９で支持され、レチクル
７に平行にレチクルの一方の方向、例えばＹ方向（矢印
２１で示す。）に移動可能とされ、更に露光光路より退
去出来るよう透光手段として、第４図Ｐ装置では、遮光
板側の移動方向２１に直角で、レチクル７の幅を超える
リットｎにシリンドリカルレンズ２３Ｙ嵌装した透光手
段が設けである。シリンドリカルレンズ乙は透過光をレ
チクル７の表面又は裏面に集光せしめるようにしである
。第５図の装置においてはレチクル７の表面に集光せし
めるようにしである。

シリンドリカルレンズるより集光されたレチクル７の表
面の帯状光を符号スで示しである。

また遮光仮題の下面には、スリブ）２２又はシリよるレ
チクル７の照明部分に向けて複数個の光電受光素子１６
が取付けである。また、図示してないが、これらの装置
には光′成受光素子１６よりの電気信号を入力し５、入
力値を設定値と比較することにより異物の有無を検出し
、こｔｉｖ表示する検出器が設けられである。

第４図の装置においては、レチクル７は遮光板側の一動
位置毎に、スリット〃の巾の光束によシミ１５分的に照
射される。従って回路パターンに反射して生じる散乱光
、即ち背景光は著しく低減され、−個の光電受光素子１
６に、より受光される背景光の光電が低減される。従つ
゛て異物が存在するときは、異物による散乱光の強度が
小さＪとも、即ち異物の大きさが小さくとも、異物の有
無を検出することができる。また、遮光板２０　Ｙ、　
２］の方向に片道移動することにより、レチクル７の全
面を走査し、全面に亘り異物□、Ｑｉ有無を検出するこ
とができる。　　　ｌこの装置によるときは、スリット
四の幅其他の条件にもよるが、概ね加μｍ以上の異物を
完全に検出することができる。

第５図の装置においては、レチクル７は遮光板側の移動
位置毎に帯状光Ｕの狭い幅の領域で部分的に照射される
。しかしながら、帯状光２４Ｆｉスリツトρの巾の光束
をシリンドリカルレンズおで集光して形成されたもので
あるので、帯状党別の全体としての光量は、レンズ器が
ない場合のスリット四の透過光量に等しく（レンズによ
る吸収等がないとする。）、帯状党別の照度は、レンズ
おがない場合の透過光の照射帯の照度より大きい。従っ
て、光電受光素子１６の背景光の受光量は、第４図の装
置の場合と殆んど変らないが、異物が存在した場合に、
異物を照射する光が強くなっているので、その反射散乱
光が強くなり、更に小さな異物をも検出することができ
る。この装置では・スリット幅その他の案件によるが、
概ね５／Ｊｍ以上の異物を完全に検出することができる
。

第５図の装置においては、シリンドリカルレンズ乙の東
元位置をレチクル７の表面としである。

この場合、レチクル７表面に異物が付着している１４　
　にｉ とぎは、′該異物より強力な散乱光が発生するので、微
小な異物、例えば５ｐｍ以上の異物、！検出できるが、
レチクル７面面に異物が付着しているときは、照射光が
拡がってあたるので、反射拡散光が弱くなり％検出可能
な異物の大きさも、例えば１０μｍ以上と、大きくなる
。

そこで、本発明の装置の一態様においては、レンズ付ス
リットを有する遮光板を・レチクルの厚さに相当Ｔる幅
で上下に移動可能としである。実施例を第６図に示す。

第６図において、遮光板側は直線ガイド１９に沿って移
動する遮光板本体２０Ａに２枚の板ばねあで支持されて
いる。また遮光板側は図示せざ乞手段により板ばねあの
個所でレチクル７の厚さに相当する幅で上下に移動可能
とされている。其他の構成は第５図に示す装置と同じで
ある。第６図では、照射光がシリンドリカルレンズ乙に
よってレチクル７の裏側に集光され、裏側に帯状光５が
形成されている状態を示しである。

この装置においては、遮光板側の移動の際に、往路と復
路で遮光板Ｉの高さを変えて移動すれば−往復でレチク
ル７の表と裏についた微小な異物な丁べて検出すること
ができる。また、遮光板２１）を上下に移動する方法に
変えて、装着したシリンドリカルレンズ乙の焦点位置の
異なる２個の遮光仮題を使用するか、焦点位置が異なる
シリンドリカルレンズるを嵌着した２個のスリット２２
ヲ有する一個の遮光板を使用してもよい。

本発明の装置において、透光手段として前述のスリット
又はシリンドリカルレンズを嵌装したスリットに代えて
円形、短形又は正方形等の孔（ピンホール）としてもよ
い。これらの孔（ピンホール）とするときは、孔の大き
さによるが一般に長孔（スリット）の場合に較べて異物
検出能を高くすることができる。しかしながら遮光板を
ＸＹ方向に移動しなければレチクル全面を走査すること
ができない。勿論、レンズには普通のレンズを使用する
。また、一般に光電受光素子の設置台数を少（すること
ができる。異物検出能は光電受光素子の受光する背景光
の光量と異物よりの反射散乱光の光量との差によって決
る。従って異物検出能者を出来るだけ大きくすることが
必要である。受光する背景光の光ｌｔヲ小さくてるため
ｋは、光電受光素子の受光領域における照明区域を狭く
するか（照度一定条件）、受光領域自身を狭くすればよ
い。長孔の幅を小さくＴるとか、長孔を小径の円孔、角
孔等に変えること、この径を出来る丈小さくすることは
照明区域を狭くすることに役立つ。

一方、これによりレチクルの全面走査操作が逐次面倒に
なる。レンズの使用は照度が大となる故実質的に照明区
域を狭くてることにはならない。また、ｆｔ＊受元受子
素子光領域自身を狭くすることは、光磁受光素子の先端
にレンズ又はスリット、ピンホール専有する板を設ける
ことにより達成できる〇 異物よりの反射散乱光の光量を大にする為には、照明光
の光度を大とてるしかない。照明光の光源１１１゜ を強力なものにすれば、それに応じて背景光も大となる
。が、異物よりの反射散乱光との光度の差が大となるの
で異物検出能の向上に′は役立つ。本発明の装置では、
本体の露光装置の光源を使用するが一光度を大とする為
に異物咳出時にはフィルタ及び絞りを除いている。こね
以上強力な照明光ン得る為には、別の光源より光を導入
′しなければならない。このことは装置ン複雑にするの
で不利である。本発明の装置では、上述の処理により充
分な検出能を発揮することができ、更に好まＩ７い態様
によれば、レンズによシ異物を照射する照明光を更に強
力にすることにより更に検出能馨向上せしめている。

以上の如（、本発明の方法及び装置によるときは、縮小
投影式露光装置の露光光路に装着後のレチクル上の異物
付着の有無を随時検出Ｔることができる。また、他の光
源を使用せず露光装置の光源を利用するので、装置を簡
単にすることができる。しかも優れた検出精度をあげる
ことができ、適切な条件で実施することによりレチクル
表面及び裏面に付着する約５μｍ以上の異物を検出Ｔる
ことができる。従って、本発明の方法及び装置により装
着後のレチクルについて、随時又は間欠的に、例えば３
分毎に、異物の有無を検出できるので、不良ウニ八を製
造する虞れが著しく減少し、本発明の方法及び装置によ
り縮小投影式露光装置の付加価値を大幅に向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は縮小投射式露光装置の一例の構成図、第２図は
従来の異物検出装置の一例のａ要因、第３図は本発明の
異物検出方法の説明の為の原理図、第４図（ａｔ　、　
（ｂ）及び第５図ｔａ＋　、　（ｂｌ　、　（ｅｌは本
発明の装置のそれぞれ異なる実施例の平面図（ａ図）、
正面図（ｂ図）及び側面図（０図、但し第５図のみ）、
第６図（ａｌ　、　（ｂ）は本発明の装置の更に異なる
実施例の正面図（ａ図）及び側面図（ｂ図）である。 １・・・水ｍ灯、２．６・・・コンデンサレンズ、３・
・・干渉フィルタ、４・・・絞υ、５・・・ミラ、７・
・・レチクル、７Ａ・・・回路パターン、８・・・細′
小投影レンズ、９・・・ウニ八、１０・・・シャッタ、
１１・・・異物、１２，１５゜１６・・・光゛越受光素
子、１９・・・血縁カイト、茄・・・遮光板、ｎ・・・
スリット、ｎ・・・シリンドリカルレンズ、看。 ５・・・帯状光、あ・・・板ばね。 第１関 第４図　（ａ） ｊ１４因　（ｂ） 第５図（Φ 第５ＩＩＡ（ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源よりの光をフィルタにより単色光と−「ると共
   に光景を調節して、回路パターンケ有するレチクル’に
   照明し、ウェハのホトレジスト上に回路パターン像を縮
   小投影する縮小投影式露光装置におけるレチクル上の異
   物の検出方法にお−いて、異物検出時に前記フィルタ及
   び光を調節手段を光路より退去して、前記の光源よりの
   光をそのまま異物検出用の照明光として用い、該照明光
   でレチクル面を照射し、該レチクル面よりの反射散乱光
   な光電受光素子にて受光し、該素子よりの出力に基づい
   て異−物の有無ン判断することχ特徴とする異物検出方
   法。 ２、光源よりの光ケフィルタにより単色光とすると共に
   光量を調節して、回路パターンを有するレチクルを照明
   し、ウェハのホトレジストに回路パターン像を縮小投影
   する紬小投影弐鮎光装置におけるレチクル上の異物検出
   装置において、異物２．１ 検出時に前記フィルタ及び光量調節手段を光路より退去
   して、前記の光源よりの光なそのまま異物検出用の照明
   光として用い、該照明光がレチクル面に到る光路に、該
   照明光を部分的に透過する透光手段を有す遮光板を設け
   、該照明光にてレチクル面を部分的に照射すると共に、
   該照射部分をレチクル全面に移動させる遮光板の走査手
   段を設け、前記照射部分に向けられて照射部分の移動と
   共に移動ｌ２、該レチクル面よりの反射散乱光を受光す
   る複数個の光電受光素子、及び該素子よりの出力に基づ
   いて異物の有無を判断表示する手段を設けてなることを
   特徴とする異物検出装置。 ３、前記透光手段が、ピンホール又Ｌスリットである特
   許請求の範囲第２項の異物検出装置。 ４、前記透光手段が、レンズを嵌装したピンホール又は
   スリットであり、該レンズが透過光をレチクル表面又は
   裏面に集光せしめるようにしである特許請求の範囲第２
   項の異物検出装置。 ５、前記遮光板が、レチクルの厚さに相当する幅で上下
   に移動可能としである特許請求の範囲第４項の異物検出
   装置。 ６．前記光電受光素子が、先端にレンズ、ピンホール板
   又はスリット板を有する特許請求の範囲第３項、第４項
   又は第５項の異物検出装置。