KR20100011940A - 검사 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

검사 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20100011940A
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Abstract

검사 장치는 투광기, 제1 수광기, 제2 수광기 및 제어기를 포함한다. 투광기는 피검물의 표면에 직선광을 투광하도록 구성된다. 제1 및 제2 수광기는 투광된 직선광의 산란광을 수광하도록 구성된다. 제어기는, 투광기, 제1 및 제2 수광기를 주사하고, 제1 및 제2 수광기로부터 출력되는 강도 분포 신호에 기초하여 표면의 이물질의 유무를 판정하도록 구성된다.
레티클, 반도체 레이저, 콜리메이터 렌즈, 수광기, 투광기

Description

검사 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법{INSPECTION APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은 검사 장치, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 IC 및 LSI의 제조 공정에 있어서는, 스테퍼(stepper) 또는 마스크 얼라이너(mask aligner)와 같은 노광 장치가 레티클(reticle), 포토마스크(photomask) 등에 형성되어 있는 회로 패턴을 레지스트가 코팅된 웨이퍼 상에 전사한다.
이 전사 스텝에서, 레티클 등의 위에 패턴 결함이나 먼지와 같은 이물질이 존재하면, 이물질도 동시에 웨이퍼 상에 전사되어, IC 및 LSI 제조의 수율을 저하시킨다. 특히 레티클이 사용되어, 스텝-앤-리피트법(step-and-repeat method)에 의해 웨이퍼 상의 다수의 샷 영역에 회로 패턴이 반복하여 노광는 경우, 레티클 상에 유해한 이물질이 존재하면, 이 이물질이 웨이퍼 전체면에 노광된다. 이는, IC 및 LSI의 수율이 크게 저하시킨다.
그로 인해, IC 및 LSI의 제조 공정에 있어서 레티클 상의 이물질의 존재를 검출하는 것이 불가결하다. 일반적으로는 등방적으로(isotropically) 광을 산란하 는 이물질의 성질을 이용하는 이물질 검사 장치가 사용된다.
예를 들어, 평행 빔(parallel beam)을 경사 상방(obliquely upward)으로부터 피검물의 표면 상에 투광하여, 굴절률 분포형의(graded index) 마이크로 렌즈 어레이에 의해 이물질로부터의 산란광을 1차원 이미지 센서(센서 어레이) 상에 수광시켜 이물질을 결상(forming an image)함으로써 피검물 표면dl 검사된다(일본 특허 공개 평7-43312호 공보 및 일본 특허 공개 평7-5115호 공보 참조).
도 10은 일본 특허 공개 평7-43312호 공보 및 일본 특허 공개 평7-5115호 공보에 개시되어 있는 이물질 검사 장치의 광학계의 기본 구성을 나타낸다. 설명의 간략화를 위해, 레티클의 블랭크면의 이물질을 검사하기 위한 광학계만이 이하 설명될 것이다. 그러나, 실제로는 이 장치는 레티클의 회로 패턴면을 이물질로부터 보호하는 펠리클막(pellicle film)의 이물질을 검사하기 위한 광학계도 구비하고 있다. 도 10의 참조 부호 2는, 펠리클막을 부착하고 있는 펠리클 프레임을 나타낸다.
콜리메이터(collimator) 렌즈(42)는, 반도체 레이저(41)로부터 발한 확대각(divergence angle)을 가진 레이저 빔을 평행 빔으로 변환시킨다. 그리고 λ/2판(43)은 투광광의 편광축이 투광광의 광축과 수광기(7)에 의한 수광광의 광축을 포함하는 면에 평행게 만든다. 그리고 레이저 빔은, 피검물의 표면에 대해 평행에 가까운 각도 θ로 피검물의 표면에 입사한다. 이는, 피검사면인 블랭크면(1a) 상에 레이저 빔에 의한 직선 형상의 투광 영역(5)을 형성시킨다.
투광 영역(5) 상에 이물질(3)이 존재하는 경우, 이물질(3)로부터 산란광이 발생한다. 투광 영역(5)의 길이 방향에 따라서 배열된 렌즈를 갖는, 산란광을 수광하기 위한 결상 렌즈(imaging lens)(71)(렌즈 어레이)는 라인 센서(72) 상에 산란광을 집광시킨다. 결상 렌즈(71)는 투광 영역(5)을 라인 센서(72) 상에 결상하도록 구성된다. 도 10의 참조 부호 B에 의해 나타낸 바와 같이, 광학계 전체(10)를 투광 영역(5)의 길이 방향에 대해 수직 방향으로, 그리고 블랭크면(1a)에 평행한 방향, 즉 X 방향에 직선적으로 주사함으로써 블랭크면(1a) 전체의 이물질을 검사ㅎ한다.
또한, 도 10의 수광기(7)와 같은 구성을 갖는 또 다른 수광기(7')를 구비하고, 2개의 수광기로부터의 검사 맵(inspection map)을 비교함으로써, 광 빔이 회로 패턴 등에 의해 산란됨으로써 발생되는 의사(false) 이물질 신호를 제거하여, 이물질의 정확한 위치와 크기를 검출하는 검사 장치가 제안되어 있다(일본 특허 출원 제2008-108291호 (U.S.특허 출원 제12/424,468호) 참조).
도 2는 의사 이물질 신호를 제거하는 기술을 나타낸다. 도 2의 참조 부호 A는 수광기(7)로부터 얻은 검사 맵의 일례이며, B는 수광기(7')로부터 얻은 검사 맵의 일례이다. 이물질로부터의 산란광은, 양쪽의 검사 맵에 공통적으로 출현하므로, 한쪽의 검사 맵에서만 출현하는 신호를 의사 이물질 신호로서 제거함으로써, 이물질 신호만을 추출할 수 있다. 참조 부호 C는, 2개의 검사 맵 A 및 B로부터 의사 이물질 신호를 제거한 후의 검사 맵을 나타낸다.
이물질의 검사 장치가 검사를 시작하는 위치, 즉 수광기가 주사를 시작하는 위치에 대한 기본적인 관리 방법에 대해 도 4를 참조하여 설명할 것이다. 각각의 주사 개시 위치는, 원점 스위치 위치로부터의 거리로 관리된다. 라인 센서의 길이 방향은, 라인 센서의 계측 단부점으로부터의 거리로 관리된다. 원점 스위치 및 라인 센서는 설치 오차를 가지므로, 이물질 검사 장치의 조립시에 라인 센서 마다 주사 개시 위치를 조정함으로써, 이물질 검사 장치 내에 놓여진 레티클 상의 소정 범위 내의 이물질만이 검사된다.
복수의 수광기의 주사 개시 위치를 조정하는 종래의 방법을 설명한다. 종래의 조정 방법은, "+" 부호와 같은 소정의 패턴이 인쇄된 조정용 세라믹 플레이트(이하, "조정 플레이트"라 함)를 사용한다. 이 기술은, 이물질 검사 장치 내의 스테이지 중앙에 설치된 조정 플레이트를 검사하고, 얻어진 검사 맵에 나타나는 패턴상의 표시 위치가 검사 영역의 중심에 오도록 복수의 수광기의 주사의 각각의 주사 개시 위치를 조정한다. 그러나, 종래의 조정 기술은, 최고라도 대략 1㎜의 조정 정밀도만 얻을 수 있다.
도 3은 조정 플레이트를 사용하여 복수의 수광기의 주사 개시 위치를 조정한 종래 기술에 의해 획득되는 검사 맵의 일례이다. 참조 부호 A는 한쪽 수광기(7)로부터 얻은 검사 맵을 나타내며, 참조 부호 B는 다른 쪽 수광기(7')로부터 얻은 검사 맵을 나타내고, C는, A 및 B의 검사 맵을 기초로 작성된 의사 이물질 신호를 제거함으로써 획득되는 검사 맵이다.
검사 맵 A 및 B에서는 각각 이물질 신호가 검출된다. 한쪽의 검사 맵에만 나타나는 신호가 의사 이물질 신호로서 제거된다고 가정하자. 이 경우에, 검사 맵 A 및 B의 경우에서와 같이 수광기가 이물질을 다른 위치에서 검출하면, 검사 맵 C 에서는 이물질 신호가 지워질 수도 있다.
상술한 바와 같이, 조정 플레이트를 사용하여 주사 개시 위치를 조정하는 종래의 기술에 따르면, 주사 개시 위치의 조정 정밀도가 불충분하여, 복수의 수광기를 사용하여 의사 이물질 신호를 제거하는 처리 과정에서, 이물질 신호까지도 지워질 수 있다.
본 발명은, 예를 들어 복수의 수광기를 구비한 이물질 검사 장치가 정확한 검사를 할 수 있게 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 피검물의 표면에 직선광을 투광하도록 구성되는 투광기; 상기 투광기에 의해 상기 표면에 투광된 광의, 상기 표면에서 생성되는 산란광을 수광하도록 구성되는 제1 수광기 및 제2 수광기; 및 상기 투광기와 상기 제1 및 제2 수광기 사이의 위치 관계를 유지하면서, 상기 투광기와 상기 제1 및 제2 수광기를 상기 표면을 따라 상대적으로 주사시켜, 상기 제1 및 제2 수광기로부터 출력되는 신호의 강도 분포에 기초하여 상기 표면 상의 이물질의 유/무(presence/absence)를 판정하도록 구성되는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 이물질 검사 장치로 하여금, 상기 제1 수광기가 주사를 개시하는 임시의 제1 개시 위치와 상기 제2 수광기가 주사를 개시하는 임시의 제2 개시 위치 사이의 위치 관계를 변경하면서 이물질 검사를 복수회 행하게 하고, 상기 복수회의 이물질 검사의 각각에 대해, 상기 제1 수광기로부터 출력되는 신호의 강도 분포와 상기 제 2 수광기로부터 출력되는 신호의 강도 분포 사이의 겹침 정도(overlapping degree)를 산출하고, 산출된 복수의 겹침 정도 중에서 최대의 겹침 정도를 나타내는 임시의 제1 개시 위치와 임시의 제2 개시 위치 사이의 위치 관계에 기초하여, 상기 피검물의 상기 표면을 검사하기 위한, 상기 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 이물질 검사 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 피검물의 표면에 직선광을 투광하도록 구성되는 투광기; 투광된 직선광의 산란광을 수광하도록 구성되는 제1 수광기 및 제2 수광기; 및 상기 투광기와 상기 제1 및 제2 수광기 사이의 위치 관계를 유지하면서, 상기 투광기와 상기 제1 및 제2 수광기를 상기 표면을 따라 주사시켜, 상기 제1 및 제2 수광기로부터 출력되는 신호의 강도 분포에 기초하여 상기 표면 상의 이물질의 유/무를 판정하도록 구성되는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 이물질 검사 장치로 하여금, 상기 제1 수광기가 주사를 개시하는 제1 개시 위치와 상기 제2 수광기가 주사를 개시하는 제2 개시 위치 사이의 위치 관계를 변경하면서 이물질 검사를 복수회 행하게 하고, 상기 복수회의 이물질 검사의 각각에 대해, 상기 제1 및 제2 수광기 각각으로부터 출력되는 신호의 강도 분포 사이의 겹침 정도를 산출하고, 상기 겹침 정도에 기초하여 상기 피검물의 상기 표면을 검사하기 위한, 상기 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 이물질 검사 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 복수의 수광기를 구비한 이물질 검사 장치가 정확한 검사를 행할 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징들은 첨부 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
[이물질의 검사 장치의 실시 형태]
도 1은 제1 실시 형태에 따른 이물질 검사 장치의 광학계의 기본 구성을 도시하는 도면이다. 설명의 간략화를 위해, 레티클(1)의 블랭크면(1a)의 이물질을 검사하기 위한 광학계만을 이하 설명할 것이다. 하지만, 본 실시 형태는 레티클(1)의 회로 패턴면을 이물질로부터 보호하는 펠리클막의 이물질을 검사하기 위한 광학계도 구비할 수 있다. 도 1의 참조 부호 2는 펠리클막을 부착하고 있는 펠리클 프레임이다. 따라서, 이물질 검사 장치에 의해 검사되는 피검물은, 레티클(1) 및 펠리클막 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
피검물인 레티클(1)의 표면에 직선 광(45)을 투광하는 투광기(4)는, 도 10에 도시된 구성과 같이, 반도체 레이저(41), 콜리메이터 렌즈(42), λ/2판(43)을 포함한다. λ/2판(43) 대신에 편광 필터, λ/4판, 광학 편광 소자 등을 사용할 수 있다. 투광기(4)에 의해 투광된 블랭크면(1a)에 있어서의 산란광을 수광하는 제1 수광기(8)는, 도 10의 수광기(7)의 구성과 동일한 구성을 갖는다. 또한, 도 1의 이물질 검사 장치는, 제1 수광기(8)와 같은 구성을 갖는 제2 수광기(9)를 포함한다. 또한, 이 장치는, 2개의 수광기(8, 9)로부터 출력되는 신호의 강도 분포에 기초하여 블랭크면(1a)의 이물질의 유무를 판정하는 제어기(11)를 포함한다. 또한, 제어 기(11)는 이물질의 크기를 판정할 수 있다.
도 1의 참조 부호 B에 나타낸 바와 같이, 이물질 검사 장치는, 광학계 전체(10)를 투광 영역(5)의 길이 방향에 대해 수직으로, 그리고 블랭크면(1a)에 평행한 방향, 즉 X 방향을 따라 레티클(1)에 대해 주사함으로써 블랭크면(1a) 전체의 이물질을 검사한다. 이물질 검사 장치는, 이물질의 검사시, 투광기(4)와 2개의 수광기(8, 9) 사이의 위치 관계를 유지시킨다.
투광기(4)는 당해 투광기(4)에 의해 투광되는 광의 광축이 블랭크면(1a)에 대해 θ만큼 경사지도록 배치된다.
도 7을 참조하여, 2개의 수광기, 더욱 구체적으로는 2개의 라인 센서(82, 92)가 X 방향에 있어서의 주사를 개시하는 주사 개시 위치를 조정하는 기술의 일례를 설명한다. 참조 부호 81 및 91은 결상 렌즈 센서(렌즈 어레이)를 의미한다.
스텝 101에서, 조작자는, 라인 센서(82, 92)의 주사 개시 위치를 대략 조정(대략의 조정)한다. 이 대략 조정은, 예를 들어 "+" 부호와 같은 소정의 패턴을 갖는 조정 플레이트를 이물질 검사 장치 내의 소정 위치에 설치하고, 라인 센서(82, 92)로 촬상한 화상이 소정 위치에 오도록 주사 개시 위치를 조정하는 종래의 조정 기술로 수행될 수 있다. 대략 조정을 수행하는 것은, 라인 센서(82)의 제1 주사 개시 위치(X82, Y82)를 결정한다. 또한, 대략 조정은, 라인 센서(92)의 임시의 제2 주사 개시 위치(X92, Y92)를 결정한다. 조작자는, 주사 개시 위치가 결정된 라인 센서(82)를 사용하여 이물질의 검사를 행하고, 이물질 검사 장치는 라인 센서(82)가 출력한 신호의 강도 분포의 검사 맵(도 5의 참조 부호 A로 나타냄)을 기억한다. 또한, 주사 개시 위치가 결정된 라인 센서(82)를 사용하는 이물질 검사, 및 이하의 스텝에 있어서의 라인 센서(92)를 이용하는 이물질 검사는, 기준 입자를 코팅한 글래스판을 대상으로 하여 행해질 수 있다.
스텝 102 내지 스텝 108에 있어서, 이물질 검사 장치는 라인 센서(92)의 임시의 제2 주사 개시 위치를 라인 센서(82)의 제1 주사 개시 위치에 엄밀하게 일치시키기 위한 미세 조정 처리가 행한다.
스텝 102에서, 이물질의 검사 장치의 제어기(11)는 라인 센서(92)의 임시의 제2 주사 개시 위치를 (X82-0.5㎜)로 임시 설정한다. 이 동작은, 라인 센서(82)의 제1 주사 개시 위치와 라인 센서(92)의 임시의 제2 주사 개시 위치의 위치 관계를 초기 설정한다. 또한, (X82-0.5㎜)는, 제어기(11)가 인식하는 라인 센서(92)의 임시의 제2 주사 개시 위치가 스텝 101에서 결정된 라인 센서(82)의 제1 주사 개시 위치보다 0.5㎜만큼 전방인 것을 나타낸다. 라인 센서(82, 92)의 제1, 제2 주사 개시 위치는 도 4에 나타내는 원점 스위치 위치를 기준으로 표현된다. 도 5에 있어서의 라인 센서(92)의, 초기에 임시 설정된 임시의 제2 주사 개시 위치(X82-0.5㎜=10.5㎜)는 원점 스위치 위치보다 10.5㎜만큼 이격되어 있는 것을 나타낸다.
스텝 103에 있어서, 라인 센서(92)는 임시의 제2 주사 개시 위치(X82-0.5㎜=10.5㎜)로부터 이물질 검사를 개시한다. 제어기(11)는 대응 검사 맵(도 5의 참조 부호 B로 나타냄)을 산출한다.
스텝 104에 있어서, 제어기(11)는 의사 이물질 신호를 제거하기 위한 처리를 실행한다. 이 스텝에서, 제어기(11)는 스텝 101에서 기억한 라인 센서(82)의 검사 맵 A와 스텝 103에서 산출한 라인 센서(92)의 검사 맵 B로부터, 의사 이물질 신호를 제거함으로써 검사 맵 C를 산출한다. 검사 맵 C는, 검사 맵 A와 검사 맵 B에서 공통되는 신호만을 추출하여 획득될 수 있고, 2개의 검사 맵의 신호 중에서 동일한 장소에 위치하며 최소 강도를 갖는 신호의 강도 분포이다. 즉, 검사 맵 C는 라인 센서(82)의 검사 맵 A와 라인 센서(92)의 검사 맵 B에 있어서의 신호의 강도 분포 사이의 겹침 정도(overlapping degree)를 나타낸다.
스텝 105에 있어서, 제어기(11)는 의사 이물질 신호를 제거한 후의 검사 맵 C의 신호를 집계함으로써, 강도의 도수 분포인 히스토그램 D를 산출한다. 또한, 이 실시 형태에서는, 강도는 전압으로 표시된다.
스텝 106에 있어서, 제어기(11)는 라인 센서(92)에 대해 임시 설정된 임시의 제2 주사 개시 위치(10.5㎜)와, 히스토그램 D 상의 최대 도수에 대응하는 강도(피크 전압)의 조합을 추출하고, 이물질의 검사 장치로 하여금 이를 기억하게 한다.
스텝 107에 있어서, 제어기(11)는 스텝 102에서 임시 설정된 임시의 제2 주사 개시 위치에 0.1㎜를 가산하여 다음의 임시의 제2 주사 개시 위치를 10.6㎜로 하여, 2개의 라인 센서의 주사 개시 위치 사이의 위치 관계를 변경한다.
동일한 방식으로, 그 후에, 제어기(11)는 라인 센서(92)의 임시의 제2 주사 개시 위치를 매회 0.1㎜씩 변경하면서, 이물질 검사 장치로 하여금 이물질 검사를 복수회 행하게 한다. 이 경우에, 라인 센서(92)의 임시의 제2 주사 개시 위치의 변경 범위가, 라인 센서(92)의 임시의 제2 주사 개시 위치가 원점 스위치 위치로부터 10.5㎜ 내지 11.0㎜ 이격된 범위라 한다.
스텝 108에 있어서, 제어기(11)는, 임시의 제2 주사 개시 위치가 변경 범위 내인지 여부, 즉 11.0㎜ 이내인지 여부를 확인한다. 만약 스텝 108에서 "예"라면, 스텝 103으로 복귀한다.
스텝 109에 있어서, 제어기(11)는 피검물의 표면의 이물질을 검사하기 위한 라인 센서(92)의 주사 개시 위치를 결정한다. 제어기(11)는, 스텝 106에서 기억된 임시의 제2 주사 개시 위치와 피크 전압 사이의 관계를 도시하는 도 6에 나타내어지는 그래프로부터, 피크 전압이 최대가 되는 임시의 제2 주사 개시 위치를 구한다. 그리고, 제어기(11)는, 이물질 검사 장치로 하여금 그 임시의 제2 주사 개시 위치를 정확한 주사 개시 위치로 기억하게 한다.
상술한 기술에서는, 제어기(11)는 라인 센서(92)의 정확한 주사 개시 위치를, 2개의 라인 센서가 출력하는 공통된 신호의 강도가 최대 도수를 나타내는 신호 강도에 기초하여 결정한다.
그러나, 제어기(11)는, 정확한 주사 개시 위치를 이하의 방식으로 결정할 수도 있다. 2개의 라인 센서(82, 92)가 동일한 감도를 갖는다면, 2개의 라인 센서(82, 92)는 동등한 강도 분포를 갖는 신호를 출력한다. 그런데, 라인 센서(82, 92)의 임시의 제1, 제2 주사 개시 위치(SA, SB)가 서로 크게 다르면, 이물질에 기초한 신호의 강도 분포 A, B는 도 8의 참조 부호 A에 나타내어지는 바와 같이 서로 겹치지 않는다. 라인 센서(82, 92)의 임시의 제1, 제2 주사 개시 위치가 매칭됨에 따라서, 이물질에 기초한 신호의 강도 분포 A, B는 서로 겹친다(도 8의 참조 부호 B, C 참조). 라인 센서(82, 92)가 출력하는 신호의 강도 분포 A, B 사이의 겹침 정도는, 라인 센서(82, 92)가 출력하는 신호 중에서 공통되는 신호 강도의 크기, 신호의 강도 분포의 겹침 범위의 크기와 양의 상관 관계(positive correlation)를 갖는다. 도 8을 예로서 참조하면, 해치부(hatched portion)로 나타내어지는 겹침 부분 C의 높이(또는 저변의 크기)의 최대치에 기초하여, 라인 센서(82, 92)의 정확한 주사 개시 위치를 구할 수도 있다.
라인 센서(82, 92)의 Y 방향에 있어서의 정확한 주사 개시 위치도 상기한 기술과 동일한 방식으로 조정될 수 있다. 따라서, 라인 센서(82, 92)의 정확한 주사 개시 위치를 2차원 평면 상의 위치로 결정할 수 있다.
상기 실시 형태의 기술을 이용하면, 회로 패턴 등으로부터의 산란광이나 회절광에 영향을 받지 않고 이물질만을 빠짐없이 정확하게 검사할 수 있다.
상술한 실시 형태에서는, 라인 센서(82)의 주사 개시 위치를 고정하고, 라인 센서(92)의 주사 개시 위치만을 조정한다. 그러나, 기지의 기준 검사 맵을 데이터로서 유지하고, 기준 검사 맵에 대응하는 라인 센서(82, 92)의 최적의 주사 개시 위치를 구할 수 있다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 기준 입자를 코팅한 글래스판을 검사 대상으로 하여 사용하였다. 하지만, 표면이 요철 처리되거나(indented) 패턴이 묘화된(drawn) 평판형 물체를 검사 대상으로 설정할 수 있다.
본 실시 형태의 이물질 검사 장치는, 반도체 소자, 액정 표시 소자 등을 제조하는 데 사용되는 노광 장치 외에, 각종 고정밀 가공 장치, 각종 고정밀 측정 장치 등에도 적용 가능하다. 이러한 이물질 검사 장치는 피가공물이나 피측정물의 피검사면 상의 이물질을 효과적으로 검출할 수 있다.
본 실시 형태의 이물질 검사 장치가 적용되는 예시적인, 레티클의 패턴을 기판에 전사하여 기판을 노광하는 노광 장치를 이하 설명한다. 노광 장치는 도 9에 도시한 바와 같이, 조명계(501), 레티클을 탑재한 레티클 스테이지(502), 투영 광학계(503), 및 기판을 유지하는 기판 스테이지(504)를 구비한다. 상술한 바와 같이, 구동 메커니즘(도시하지 않음)은 기판 스테이지(504)를 Y 방향으로 주사/이동시키고, X 방향으로 스텝별로 스테이지를 이동시킨다. 노광 장치는 레티클에 형성된 회로 패턴을 기판에 투영하여 주사-노광한다.
조명계(501)는 회로 패턴이 형성된 레티클을 조명하고, 광원부와 조명 광학계를 갖는다. 광원부는, 예를 들어 광원으로서 레이저를 사용한다. 레이저는 파장 약 193㎚의 ArF 엑시머 레이저(excimer laser), 파장 약 248㎚의 KrF 엑시머 레이저, 파장 약 153㎚의 F2 엑시머 레이저일 수 있다. 그러나, 레이저의 종류는 엑시머 레이저에 한정되지 않고, 예를 들어 YAG 레이저일 수 있고, 그 레이저의 갯수도 특별히 한정되지 않는다. 광원으로서 레이저가 사용되는 경우, 레이저 빔 원(beam source)으로부터의 평행 빔을 원하는 빔 형상으로 정형하는 광학계, 코히런트(coherent)한 레이저 빔을 인코히런트(incoherent)한 레이저 빔으로 변환하는 광학계가 사용될 수 있다. 또한, 광원부에 사용 가능한 광원은 레이저에 특히 한정되는 것은 아니고, 하나 또는 복수의 수은 램프나 크세논(xenon) 램프rk 사용될 수 있다. 조명 광학계는 마스크를 조명하는 광학계이며, 예를 들어, 렌즈, 미러, 라이트 인터그레이터(light integrator) 및 조리개(stop)를 포함한다.
투영 광학계(503)는 복수의 렌즈 소자만을 갖는 광학계, 복수의 렌즈 소자와 적어도 1매의 오목 거울을 갖는 광학계, 복수의 렌즈 소자와 적어도 1매의 키노폼(kinoform)과 같은 회절 광학 소자를 갖는 광학계, 또는 전체 미러형 광학계일 수 있다.
레티클 스테이지(502) 및 기판 스테이지(504)는, 예를 들어 리니어 모터(linear motor)에 의해 이동될 수 있다. 각각의 스테이지는 동기하여 이동한다. 또한, 레티클 패턴을 기판 상에 위치 정렬하기 위해 기판 스테이지(504) 및 레티클 스테이지(502)에 (도시하지 않은) 액추에이터(actuator)(구동 메커니즘)가 구비된다.
다음으로, 상술한 노광 장치를 이용한 반도체 집적 회로 소자 또는 액정 표시 소자와 같은 디바이스 제조 방법을 예시적으로 설명한다.
디바이스는, 전술한 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 노광 공정과, 노광 공정에서 노광된 기판을 현상하는 현상 공정과, 현상 공정에서 현상된 기판을 가공하는 다른 주지의 공정(예를 들어, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 공정)에 의해 제조된다.
본 발명이 예시적인 실시 형태들을 참조로 하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시 형태들에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 이하의 청구항들의 범위는 모든 변경 및 등가의 구조 및 기능을 포함하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.
도 1은 이물질의 검사 장치의 개략도.
도 2는 의사 이물질 신호를 제거하는 처리의 일례를 나타내는 모식도.
도 3은 의사 이물질 신호를 제거하는 처리의 일례를 나타내는 모식도.
도 4는 주사 개시 위치의 개념도.
도 5는 주사 개시 위치를 결정하는 방법의 설명도.
도 6은 주사 개시 위치와 피크 전압의 관계를 나타내는 도면.
도 7은 주사 개시 위치를 결정하는 방법의 흐름도.
도 8은 주사 개시 위치를 결정하는 방법의 설명도.
도 9는 노광 장치의 일례를 나타내는 도면.
도 10은 종래의 이물질의 검사 장치의 개략도.

Claims (17)

  1. 검사 장치로서,
    피검물의 표면에 직선광을 투광하도록 구성되는 투광기;
    상기 투광기에 의해 상기 표면에 투광된 광의, 상기 표면에서 생성되는 산란광을 수광하도록 구성되는 제1 수광기 및 제2 수광기; 및
    상기 투광기와 상기 제1 및 제2 수광기 사이의 위치 관계를 유지하면서, 상기 투광기와 상기 제1 및 제2 수광기를 상기 표면을 따라 상대적으로 주사시켜, 상기 제1 및 제2 수광기로부터 출력되는 신호의 강도 분포에 기초하여 상기 표면 상의 이물질의 유/무(presence/absence)를 판정하도록 구성되는 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 검사 장치로 하여금, 상기 제1 수광기가 주사를 개시하는 임시의 제1 개시 위치와 상기 제2 수광기가 주사를 개시하는 임시의 제2 개시 위치 사이의 위치 관계를 변경하면서 이물질 검사를 복수회 행하게 하고,
    상기 복수회의 이물질 검사의 각각에 대해, 상기 제1 수광기로부터 출력되는 신호의 강도 분포와 상기 제2 수광기로부터 출력되는 신호의 강도 분포 사이의 겹침 정도(overlapping degree)를 산출하고,
    산출된 복수의 겹침 정도 중에서 최대의 겹침 정도를 나타내는 임시의 제1 개시 위치와 임시의 제2 개시 위치 사이의 위치 관계에 기초하여, 상기 피검물의 상기 표면을 검사하기 위한, 상기 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 겹침 정도는, 상기 제1 및 제2 수광기 모두로부터의 0보다 큰 강도값들을 갖는 위치에서, 강도값들의 쌍들 중의 낮은 쪽 강도값들로 구성되는 강도 분포에 의해 규정되는, 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 강도 분포의 최대 강도값에 기초하여, 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제1 및 제2 수광기 모두로부터의 0보다 큰 강도값들을 갖는 위치들의 개수에 기초하여, 상기 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 검사 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 복수회의 이물질 검사의 각각에 대해, 최소 강도를 갖는 신호의 강도 분포로부터 강도의 도수 분포(frequency distribution)를 산출하 고, 상기 산출한 도수 분포에서 최대 도수를 갖는 강도를 추출하고, 최대 도수를 갖는 복수의 추출된 강도 중 최대 강도를 나타내는 위치 관계에 기초하여, 상기 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수광기 각각에 대해 상기 제어기가 결정하는 주사 개시 위치는, 2차원 평면 상의 위치인, 검사 장치.
  7. 레티클(reticle)의 패턴을 통해 기판을 복사 에너지에 노광시키는 노광 장치로서,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치를 포함하고, 상기 검사 장치는, 상기 레티클의 표면 상의 이물질을 검사하도록 구성되는, 노광 장치.
  8. 디바이스 제조 방법으로서,
    제7항에 따른 노광 장치를 이용하여 레티클의 패턴을 통해 기판을 복사 에너지에 노광시키는 단계;
    노광된 기판을 현상하는 단계; 및
    현상된 기판을 처리하여 디바이스를 제조하는 단계
    를 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  9. 검사 장치로서,
    피검물의 표면에 직선광을 투광하도록 구성되는 투광기;
    투광된 직선광의 산란광을 수광하도록 구성되는 제1 수광기 및 제2 수광기; 및
    상기 투광기와 상기 제1 및 제2 수광기 사이의 위치 관계를 유지하면서, 상기 투광기와 상기 제1 및 제2 수광기를 상기 표면을 따라 주사시켜, 상기 제1 및 제2 수광기로부터 출력되는 신호의 강도 분포에 기초하여 상기 표면 상의 이물질의 유/무를 판정하도록 구성되는 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 검사 장치로 하여금, 상기 제1 수광기가 주사를 개시하는 제1 개시 위치와 상기 제2 수광기가 주사를 개시하는 제2 개시 위치 사이의 위치 관계를 변경하면서 이물질 검사를 복수회 행하게 하고,
    상기 복수회의 이물질 검사의 각각에 대해, 상기 제1 및 제2 수광기 각각으로부터 출력되는 신호의 강도 분포 사이의 겹침 정도를 산출하고,
    상기 겹침 정도에 기초하여 상기 피검물의 상기 표면을 검사하기 위한, 상기 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기는, 산출된 복수의 겹침 정도 중에서 최대의 겹침 정도를 나타내 는 제1 및 제2 개시 위치 사이의 위치 관계에 기초하여, 상기 피검물의 상기 표면을 검사하기 위한, 상기 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 검사 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 겹침 정도는, 상기 제1 및 제2 수광기 모두로부터의 0보다 큰 강도값들을 갖는 위치에서, 강도값들의 쌍들 중의 낮은 쪽 강도값들을 포함하는 강도 분포에 의해 규정되는, 이물질 검사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 강도 분포의 최대 강도값에 기초하여 상기 제1 및 제2 수광부 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 검사 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제1 및 제2 수광기 모두로부터의 0보다 큰 강도값들을 갖는 위치들의 개수에 기초하여, 상기 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 검사 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 복수회의 이물질 검사의 각각에 대해, 최소 강도를 갖 는 신호의 강도 분포로부터 강도의 도수 분포를 산출하고, 상기 산출한 도수 분포에서 최대 도수를 갖는 강도를 추출하고, 최대 도수를 갖는 복수의 추출된 강도 중 최대 강도를 나타내는 위치 관계에 기초하여, 상기 제1 및 제2 수광기 각각의 주사 개시 위치를 결정하는, 검사 장치.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 수광기 각각에 대해 상기 제어기가 결정하는 주사 개시 위치는, 2차원 평면 상의 위치인, 검사 장치.
  16. 레티클의 패턴을 통해 기판을 복사 에너지에 노광시키는 노광 장치로서,
    제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 검사 장치를 포함하고, 상기 검사 장치는, 상기 레티클의 표면 상의 이물질을 검사하도록 구성되는, 노광 장치.
  17. 제16항에 따른 노광 장치를 이용하여 레티클의 패턴을 통해 기판을 복사 에너지에 노광시키는 단계;
    노광된 기판을 현상하는 단계; 및
    현상된 기판을 처리하는 단계
    를 포함하는, 방법.
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