(57)【要約】      （修正有）【課題】  ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、マスク上のマスクパターンをウエハ上の各ダイに露光する露光装置において、ウエハとウエハチャックとの間に介在する異物を高い精度で検出し、その位置を特定する。【解決手段】  露光装置を、マスク３０上に設けられたマスクアライメントマークとウエハの各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、マスク３０に対する各ダイの伸縮率を検出する伸縮率検出部１０１と、検出された各伸縮率間の相違に基づき、ウエハとウエハチャックとの間の異物の検出する異物検出部１０２と、を備えて構成する。【選択図】      図１２
2006128346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する露光装置において、
前記マスク上に設けられたマスクアライメントマークと前記各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、前記マスクに対する前記各ダイの伸縮率を検出する伸縮率検出部と、
検出された各前記伸縮率間の相違に基づき、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の検出する異物検出部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記異物検出部は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出する平均値算出部と、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出する偏差算出部と、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の閾値以上のとき、異物の存在を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する露光装置において、
前記マスク上に設けられたマスクアライメントマークと前記各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、前記マスクに対する前記各ダイの伸縮率を検出する伸縮率検出部と、
検出された各前記伸縮率間の相違に基づき、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の位置を特定する異物位置特定部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項４】
さらに、前記ウエハを、前記ウエハチャック面上の載置方位又は載置位置を変えて前記ウエハチャック上に載置する、ウエハ移動手段を備え、
前記伸縮率検出部は、同一ウエハを載置方位又は載置位置を変化させて前記ウエハチャックに載置したそれぞれの場合について、前記各ダイ毎の各伸縮率を検出し、
前記異物位置特定部は、前記の載置方位又は載置位置の変化の前後において前記ウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の相違に基づき、前記異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかを判定することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記異物位置特定部は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出する平均値算出部と、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出する偏差算出部と、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の閾値以上のとき、当該ダイの位置を前記異物の位置として特定する位置特定部と、
を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記異物位置特定部は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出する平均値算出部と、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出する偏差算出部と、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の第１閾値以上のとき、当該ダイの位置を前記異物の位置として特定する位置特定部と、
前記の載置方位又は載置位置の変化の前後において前記ウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の差が所定の第２閾値以下のとき、前記異物が、前記ウエハチャック側に付着すると判定する判定部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項７】
前記伸縮率検出部は、前記各ダイ毎に、前記ウエハ面に定められる第１方向及び第２方向の各々の方向について少なくとも２つずつ検出される前記位置ずれ量に基づき、前記伸縮率を検出することを特徴とする請求項３〜６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記マスクには、前記第１方向及び前記第２方向に関して前記マスクアライメントマークがそれぞれ設けられ、
前記ウエハには、前記第１方向及び前記第２方向に関して前記ウエハアライメントマークがそれぞれ設けられ、
前記露光装置は、前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークの位置を同時に計測する顕微鏡を、さらに備え、
前記伸縮率検出部は、計測された前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークの位置から、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれ関する前記位置ずれ量を検出する、
ことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記マスクに対して斜めの光軸を有する顕微鏡を少なくとも４本備え、
各前記顕微鏡は、前記第１方向及び前記第２方向のいずれか一方向に関する前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークを同時に計測する、
ことを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記マスクに対して垂直な光軸を有する顕微鏡を備え、
前記顕微鏡は、前記第１方向及び前記第２方向に関する前記アライメントマークを同時に計測する、
ことを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１１】
複数の前記ウエハを連続して露光する際に、少なくとも最初のウエハについて、前記異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかの判定を行なうことを特徴とする請求項４〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１２】
ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する際における、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物を検出する異物検出方法において、
前記マスク上に設けられたマスクアライメントマークと前記各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、前記マスクに対する前記各ダイの伸縮率を検出し、
検出された各前記伸縮率間の相違に基づき、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の検出する、
ことを特徴とする異物検出方法。
【請求項１３】
前記の異物の検出は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出し、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出し、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の閾値以上のとき、異物の存在を検出する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の異物検出方法。
【請求項１４】
ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する際における、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の位置を特定する異物位置特定方法において、
前記マスク上に設けられたマスクアライメントマークと前記各ダイに設けられたウエハアライメントマークとの位置ずれ量から、前記マスクに対する前記各ダイの伸縮率を検出し、
検出された各前記伸縮率間の相違に基づき、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の位置を特定する、
ことを特徴とする異物位置特定方法。
【請求項１５】
同一ウエハを載置方位又は載置位置を変化させて前記ウエハチャックに載置したそれぞれの場合について、前記各ダイ毎の各伸縮率を検出し、
前記の載置方位又は載置位置の変化の前後において前記ウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の相違に基づき、前記異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかを判定する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の異物位置特定方法。
【請求項１６】
前記の異物の位置の特定は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出し、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出し、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の閾値以上のとき、当該ダイの位置を前記異物の位置として特定する、
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の異物位置特定方法。
【請求項１７】
前記の異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかの判定は、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の平均値を算出し、
前記各ダイにおいて検出された前記各伸縮率の、前記平均値からの偏差を算出し、
前記ダイについて算出された前記偏差が所定の第１閾値以上のとき、当該ダイの位置を前記異物の位置として特定し、
前記の載置方位又は載置位置の変化の前後において前記ウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の差が所定の第２閾値以下のとき、前記異物が、前記ウエハチャック側に付着すると判定する、
を備えることを特徴とする請求項１５に記載の異物位置特定方法。
【請求項１８】
前記の伸縮率の検出は、前記各ダイ毎に、前記ウエハ面に定められる第１方向及び第２方向の各々の方向について少なくとも２つずつ検出される前記位置ずれ量に基づき、前記伸縮率を検出することを特徴とする請求項１４〜１７に記載の異物位置特定方法。
【請求項１９】
前記の伸縮率の検出は、
前記マスクに設けられた前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに関する各前記マスクアライメントマークの各位置と、前記ウエハに設けられた前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれに関する各前記ウエハアライメントマークの各位置とを顕微鏡により計測し、
計測された前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークの位置から、前記第１方向及び前記第２方向のそれぞれ関する前記位置ずれ量を検出する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の異物位置特定方法。
【請求項２０】
前記マスクに対して斜めの光軸を有する顕微鏡により、前記第１方向及び前記第２方向のいずれか一方向に関する前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークを同時に計測する、
ことを特徴とする請求項１９に記載の異物位置特定方法。
【請求項２１】
前記マスクに対して垂直な光軸を有する顕微鏡により、前記第１方向及び前記第２方向に関する前記アライメントマークを同時に計測する、
ことを特徴とする請求項２０に記載の異物位置特定方法。
【請求項２２】
複数の前記ウエハを連続して露光する際に、少なくとも最初のウエハについて、前記異物が前記ウエハ側及び前記ウエハチャック側のいずれに付着するかの判定を行なうことを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の異物位置特定方法。
【請求項２３】
ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する際に、
請求項１２又は１３に記載の異物検出方法により、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物を検出することを特徴とする露光方法。
【請求項２４】
ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する際に、
請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の異物位置特定方法により、前記ウエハと前記ウエハチャックとの間の異物の位置を特定することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程などに使用される露光装置における、ウエハとこれを保持するチャック装置との間に介在する異物の検出機能を備える露光装置及びその検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高集積化のニーズに伴い、回路パターンの一層の微細化が要望されている。現在、微細化の限界を規定しているのは主として露光装置であり、電子ビーム直接描画装置やＸ線露光装置などの新しい方式の露光装置が開発されている。
【０００３】
最近では新しい方式の露光装置として、量産レベルで超微細加工用に使用可能な電子線近接露光装置が開示されている（例えば特許文献１、およびこれに対応する日本国特許出願の特許文献２）。
【０００４】
図１は、特許文献１に開示された電子線近接露光装置の基本構成を示す図である。この図を参照して、電子線近接露光装置について説明する。図示するように、電子光学鏡筒（カラム）１０内には、電子ビーム１５を発生する電子線源１４と整形アパチャ１８と電子ビーム１５を平行ビームにする照射レンズ１６とを有する電子銃１２、対となる主偏向器２１、２２と、対となる副偏向器５１、５２とを含み、電子ビームを光軸に平行に走査する走査手段２４、露光するパターンに対応する開口を有するマスク３０、および静電チャック４４とＸＹステージ４６とから構成される。試料（半導体ウエハ）４０は、表面にレジスト層４２が形成され、静電チャック４４上に保持されている。
【０００５】
マスク３０は、厚い外縁部３４の中央部に、開口が形成された薄膜部３２を有しており、試料４０は表面がマスク３０に近接するように配置される。この状態で、マスクに垂直に電子ビーム１５を照射すると、マスクの開口を通過した電子ビーム１５が試料４０の表面のレジスト層４２に照射される。
【０００６】
走査手段２４の主偏向器２１、２２は、図２に示すように、電子ビーム１５がマスク３０の薄膜部３２上の全面を走査するように、電子ビームを偏向制御する。
このとき主偏向器２１、２２は、電子ビーム１５をマスク３０の薄膜部３２上のいずれに偏向制御しても、電子ビーム１５がほぼ垂直にマスク３０に入射するように調整されている。これによりマスク３０のマスクパターンが試料４０上のレジスト層４２に等倍転写される。
【０００７】
ＸＹステージ４６は、静電チャック４４に吸着された試料４０を水平の直交２軸方向に移動させるもので、マスクパターンの等倍転写が終了するたびに試料４０を所定量移動させ、これにより１枚の試料４０に複数のマスクパターンを転写できるようにしている。
【０００８】
走査手段２４中の副偏向器５１、５２は、マスク歪みを補正するように電子ビーム１５のマスクパターンへの入射角度を制御（傾き制御）する。電子ビーム１５の露光用マスク３０への入射角度をα、露光用マスク３０とウエハ４０とのギャップをＧとすると、入射角度αによるマスクパターンの転写位置のずれ量δは、
δ＝Ｇ・ｔａｎα
で表される。したがって、露光用のマスク３０に歪みがある場合には、電子ビーム走査位置におけるマスク歪みに応じて、電子ビームの傾き制御を行なうことによりマスク歪みのない状態でのマスクパターンを転写することが可能となる。
【０００９】
上記の通り、試料４０は静電チャック４４上に吸着されるが、搬入される試料４０の裏面に付着した異物（パーティクル）や、このように試料４０とともに搬入され静電チャック４４上に取り残された異物が、試料４０と静電チャック４４との間に挟まれて介在した状態で、試料４０が静電チャック４４上に保持されることがある。
このような異物が試料４０と静電チャック４４との間に介在すると、局所的に試料４０とマスク３０との間の間隔が異なり、露光精度を低下させる原因となる。
【００１０】
したがって、従来の電子線近接露光装置では静電容量センサにより試料４０を走査して、試料４０全面に亘って試料４０とマスク３０間の間隔を測定することにより、試料４０とマスク３０間の間隔の原因となる試料４０裏面の異物の位置を検出していた。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第5,831,272号明細書（全体）
【特許文献２】日本特許第2951947号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、検出しようとする異物の大きさは数μｍ程度であるのに対し、試料４０の表面自体のもともとの平坦度には約数十μｍの変動があり、このため、試料４０裏面に付着した異物による試料４０表面の高さの変動を検出するのは困難で検出精度がよくなかった。また、異物が試料４０側でなくチャック４４側に付着している場合には、その後の露光結果へ影響を及ぼすのを防止するために、即座にチャック４４の清掃を行なう必要があるが、従来の検出方法では、異物が試料４０側及びチャック４４側のいずれに付着しているのかを判定することができなかった。
また、静電容量センサを試料４０の全面に亘って走査する必要があり、検出に時間がかかっていた。
【００１３】
これら問題点を鑑みて、本発明は、上記のようなウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを前記ウエハ上の各ダイに露光する露光装置において、ウエハとウエハチャックとの間に介在する異物を高い精度で検出し、その位置を特定することを目的とする。
また、本発明は、検出された異物が、ウエハ側及びチャック側のいずれに付着しているのかを判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明では、前記マスク上に設けられたマスクアライメントマーク、及びウエハ上に形成される各ダイに設けられたウエハアライメントマークの間の位置ずれ量から、各ダイのマスクに対する伸縮率を検出して、各ダイについて検出された各伸縮率間の相違に基づき、ウエハとウエハチャックとの間の異物を検出し、その位置を特定する。
すなわち、ウエハとウエハチャックとの間に異物が介在する場合には、ウエハチャックに保持されたウエハに歪みが生じ、この歪みはウエハアライメントマークの位置に影響を及ぼす。したがって、本発明では、各ダイが形成される部分のウエハの裏面に存在する異物の有無を、ウエハアライメントマークの位置ずれにより検出される各ダイのマスクに対する伸縮率の相違として検出する。
【００１５】
異物の検出及びその位置の特定は、まず、各ダイにおいて検出された各伸縮率の平均値を算出し、各ダイにおいて検出された各伸縮率の平均値からの偏差を算出し、ダイについて算出された偏差が所定の閾値以上のとき、当該ダイの位置に異物が付着していると検出し、当該ダイの位置を特定する。
【００１６】
さらに本発明では、異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかを判定するために、同一ウエハを、ウエハチャック面上の載置方位又は載置位置を変えてウエハチャック上に載置してそれぞれの場合について各ダイ毎の各伸縮率を検出し、載置方位又は載置位置の変化の前後においてウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士を比較する。
このような比較を行なうと、ウエハチャック側に付着している場合には、検出される各伸縮率は、ウエハの載置方位又は載置位置を変えてもウエハチャック上の同じ位置で同様の値に検出されるはずであるから、対比されるダイ同士の伸縮率同士の相違は小さくなる。これにより上記異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかを判定することができる。
【００１７】
異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかの判定は、各ダイにおいて検出された各伸縮率の平均値を算出し、各ダイにおいて検出された各伸縮率の平均値からの偏差を算出し、ダイについて算出された偏差が所定の第１閾値以上のとき当該ダイの位置を異物の位置として特定し、載置方位又は載置位置の変化の前後においてウエハチャック上の同じ位置に位置する異なるダイについて算出した伸縮率同士の差が所定の第２閾値以下のとき、異物がウエハチャック側に付着すると判定することにより実行する。
【００１８】
また上記の伸縮率は、各ダイ毎に、ウエハ面に定められる第１方向及び第２方向の各々の方向について少なくとも２つずつ検出されるアライメントマークの位置ずれ量に基づいて検出することが可能である。
このため、マスクに設けられた第１方向及び第２方向のそれぞれに関する各マスクアライメントマークの各位置と、ウエハに設けられた第１方向及び第２方向のそれぞれに関する各ウエハアライメントマークの各位置とを顕微鏡により計測して、第１方向及び第２方向のそれぞれ関して、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークの位置ずれを検出する。
【００１９】
このとき、マスクに対して斜めの光軸を有する顕微鏡を使用する場合には、第１方向及び第２方向のいずれか一方向に関する前記マスクアライメントマーク及び前記ウエハアライメントマークを同時に計測して、第１方向及び第２方向ごとに相互の位置ずれ量を検出する。
また、前記マスクに対して垂直な光軸を有する顕微鏡を使用する場合には、第１方向及び第２方向に関するアライメントマークを同時に計測する。これにより、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークの間の位置ずれ量を、第１方向及び第２方向の両方について同時に検出する。
【００２０】
本発明を、露光装置や、電子線露光装置、上記の電子線露光装置並びにその露光方法に適用し、複数のウエハを連続して露光する際には、少なくとも最初のウエハについて、異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかの上記判定を行なう。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、ウエハとウエハチャックとの間に介在する異物を高い精度で検出し、その位置を特定することが可能とする。また、検出された異物が、ウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着しているのかを判定することが可能となる。
さらに、異物検出に使用される伸縮率は、ウエハとマスクとのアライメント作業の際に取得されるアライメントマークの位置ずれ量のデータを使用することが可能であるので、伸縮率の検出のために別個の計測作業を必要とせず、高速に異物検出を行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。以下の説明では、露光装置として近接露光方式の電子線近接露光装置を例示するが、本発明の露光装置は、電子線近接露光装置だけでなく、試料チャック上に保持される試料にマスクを近接させて、前記マスク上のマスクパターンを試料上に露光する露光装置であれば、他の方式の露光装置にも利用可能である。
図３及び図４は、本発明の実施例に係る電子線近接露光装置の転写部の上面図及び側面図である。
【００２３】
これらの図面に示すように、この電子線近接露光装置には、マスク３０に対向して４つの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２が設けられている。これらの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２は、電子ビームによる露光時に電子ビームを遮ることがないように撮影光軸がマスク面に対して斜めになるように配置されている。尚、電子線近接露光装置としての主要な構成は、図１に示したものと同様のため、その詳細な説明は省略する。
【００２４】
図５は電子線近接露光装置の転写部を拡大した上面図である。同図において、４０は、θＸＹステージ４６上の静電チャック４４によって吸着されたウエハである。このウエハ４０には、ウエハ４０の各ダイについて、そのｘ軸方向（第１方向）の位置ずれ量の検出のためのウエハアライメントマークＭWX1及びＭWX2と、ｙ軸方向（第２方向）の位置ずれ量の検出を行なうためのウエハアライメントマークＭWY1及びＭWY2とがダイが形成される領域外に、図６に示すように設けられている。
【００２５】
一方、マスク３０には、破線で示す領域内にマスクパターンが形成されており、図６に示すように破線で示す領域外に、ウエハアライメントマークＭWX1、ＭWY1のそれぞれｘ方向、ｙ方向のずれを検出するためのマスクアライメントマークＭMX1 、ＭMY1と、ウエハアライメントマークＭWX2、ＭWY2のそれぞれｘ方向、ｙ方向のずれを検出するためのマスクアライメントマークＭMX2 、ＭMY2とが設けられている。
【００２６】
図７及び図８により上記ウエハアライメントマーク及びマスクアライメントマークの詳細について説明する。図７は図５の符号Ａで示した部分の拡大図であり、図８は図７の５−５線に沿う断面図である。図７に示すように、マスク３０には、マスクアライメントマークＭMX1が形成され、マスク３０を介してその下側のウエハアライメントマークＭWX1が透視できるようになっており、これにより顕微鏡撮像装置ＡＸ１は、マスクアライメントマークＭMX1とウエハアライメントマークＭWX1とを同時に測定することが可能である。尚、マスク３０に形成されるマスクアライメントマークＭMX1 は、５×３個の小さな開口によって構成されており、一方、ウエハアライメントマークＭWX1は、１４×３個の凸部によって構成されている（図７、図８参照）。
【００２７】
次に、顕微鏡撮像装置ＡＸ１について説明する。
図９に顕微鏡撮像装置ＡＸ１の概略を示す。同図に示すように、顕微鏡撮像装置ＡＸ１は、水平に配置されたマスク３０に対して光軸の入射角が所定の角度αとなるように配設されている。
顕微鏡対物レンズ９０の前面には、カバーガラス９１が取り付けられている。このカバーガラス９１の表面には、導電性の薄膜９１Ａが蒸着され、この導電性の薄膜９１Ａは、導電性の保持部材９２及び顕微鏡撮像装置ＡＸ１の筐体を介して接地されている。これにより、電子ビームによる転写時に散乱する電子又は２次電子がカバーガラス９１の表面に帯電しないようにしている。
【００２８】
尚、導電性の薄膜９１Ａとしては、錫酸化膜又はインジウム錫酸化膜（ＩＴＯ）などが使用される。また、この実施の形態では、カバーガラス９１の表面に導電性の薄膜９１Ａを蒸着するようにしたが、カバーガラスが設けられていない顕微鏡撮像装置の場合には、顕微鏡対物レンズ９０の表面に導電性の薄膜を蒸着し、この導電性の薄膜を接地するようにする。
また、上記導電性の薄膜９１Ａの代わりにメカニカルなシャッタ機構を設け、電子ビームによる転写時には、シャッタ機構を閉じて顕微鏡撮像装置の光学部材を遮蔽し、撮像時にはシャッタ機構を開くようにしてもよい。尚、この場合のシャッタ機構は、電子が帯電しないものが使用される。
【００２９】
この顕微鏡撮像装置ＡＸ１の内部には、照明手段が設けられている。即ち、照明手段は、白色光源９３、レンズ９４、反射ミラー９５及びハーフミラー９６から構成されており、白色光源９３から出射された白色照明光は、レンズ９４によってほぼ平行光にされ、反射ミラー９５、ハーフミラー９６、対物レンズ９０及びカバーガラス９１を介してマスク３０及びウエハ４０を照明する。
このようにして照明されたマスク３０のマスクアライメントマーク及びウエハ４０のウエハアライメントマークでの散乱光は、対物レンズ９０、ハーフミラー９６を介して撮像部９７に入射して撮像される。
尚、他の顕微鏡撮像装置ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２も上記顕微鏡撮像装置ＡＸ１と同様に構成されている。
【００３０】
図１０（Ａ）に示すようにマスクアライメントマークＭMX1及びウエハアライメントマークＭWX1は、顕微鏡撮像装置の焦点面Ｆ上にマークの一部が位置するように、各マークの長さや撮影光軸の入射角αなどが決定されている。尚、図１０（Ａ）上で、Ｐは白色照明光の正反射光、Ｑ、ＲはそれぞれマスクアライメントマークＭMX1及びウエハアライメントマークＭWX1での白色照明光の散乱光、Ｇはマスク３０とウエハ４０との間隔である。図１０（Ｂ）は顕微鏡撮像装置によって白色照明光の散乱光Ｑ、Ｒが撮像された様子を示す画像である。
【００３１】
次に、上記のようにして撮像されたマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークに基づいて、マスクに対するダイの伸縮率を検出する方法について説明する。
図１１（Ａ）に示すように撮像されたマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークの画像中からピントがあっている部分（枠で囲んだ部分）を、ｘ方向に連続して抽出する。図１１（Ｂ）は、このようにして抽出した画像のｘ方向の各位置における輝度レベルを示している。
【００３２】
ここで、図１１（Ｂ）に示すように２つのマスクアライメントマークＭMX1、及び１つのウエハアライメントマークＭWX1に対応する輝度レベルについて、それぞれ３つのピークのうちの中心のピーク位置を求め、各ピーク間の距離x11 、x12 を求める。そして、マスクアライメントマークＭMX1とウエハアライメントマークＭWX1とｘ方向の位置ずれ量Δx1は、次式、
Δx1＝（x11 −x12 ）／2
によって求めることができる。
【００３３】
さらに、マスクアライメントマークＭMY1及びウエハアライメントマークＭWY1、マスクアライメントマークＭMX2及びウエハアライメントマークＭWX2、並びにマスクアライメントマークＭMY2及びウエハアライメントマークＭWY2を、上記と同様に、撮像してその輝度レベルのピークを求めることにより、それぞれマスクアライメントマークＭMY1及びウエハアライメントマークＭWY1とのｙ方向の位置ずれ量Δy1、マスクアライメントマークＭMX2及びウエハアライメントマークＭWX2とのｘ方向の位置ずれ量Δx2、並びにマスクアライメントマークＭMY2及びウエハアライメントマークＭWY2とのｙ方向の位置ずれ量Δy2とを求める。
【００３４】
そして、これら４つのアライメントマーク位置のずれ量Δx1、Δy1、Δx2、Δy2を下記式に代入し、連立方程式を解くことにより、これらウエハアライメントマークＭWX1、ＭWY1、ＭWX2及びＭWY2が設けられた当該ダイのｘ方向シフト量Δy、ｙ方向シフト量Δy、回転θ及び伸縮率Ｍを算出することができる。
Δx1=Δx-x1yθ+(M-1)x1x
Δx2=Δx-x2yθ+(M-1)x2x
Δy1=Δy+y1xθ+(M-1)y1y
Δy2=Δy+y2xθ+(M-1)y2y
ここに、x1x、x1yは、それぞれ顕微鏡撮像装置ＡＸ１により検出したマスクアライメントマークのＭMX1のｘ座標、ｙ座標であり、x2x、x2yは、それぞれ顕微鏡撮像装置ＡＸ２により検出したマスクアライメントマークのＭMX2のｘ座標、ｙ座標であり、y1x、y1yは、それぞれ顕微鏡撮像装置ＡＹ１により検出したマスクアライメントマークのＭMY1のｘ座標、ｙ座標であり、y2x、y2yは、それぞれ顕微鏡撮像装置ＡＹ２により検出したマスクアライメントマークのＭMY2のｘ座標、ｙ座標である。
【００３５】
図１２は、本発明の実施例に係る電子線近接露光装置の異物検出機能に関するブロック図である。電子線露光装置は、４つの顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２及びＡＹ２での撮像によって得られた画像信号によりマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークとの上記４つの位置ずれ量Δx1、Δx2、Δy1及びΔy2を算出する信号処理回路１００と、これら位置ずれ量に基づいて、マスクに対する各ダイの伸縮率を検出する伸縮率検出部１０１と、検出された各伸縮率間に基づき、ウエハとウエハチャックとの間の異物の検出し、その位置を特定する異物検出／位置特定部１０２と、異物が検出された場合に警報を発する表示部１０３と、を備えている。
【００３６】
さらに、異物検出／位置特定部１０２は、ウエハ４０上の各ダイにおいて検出された伸縮率の、ウエハ４０ごとの平均値を算出する平均値算出部１１１と、各ダイにおいて検出された各伸縮率の、平均値からの偏差を算出する偏差算出部１１２と、算出された偏差が所定の第１閾値以上のとき異物を検出する異物検出部１１３と、あるダイについて算出された偏差が所定の第１閾値以上のとき、当該ダイの位置を異物の位置として特定する位置特定部１１５と、位置特定部により位置が特定された異物がウエハ４０側にあるのかウエハチャック４４側にあるのかを判定する判定部１１６と、を備えている。
図１３は、電子線露光装置１の露光室部分の上面図である。図示するように電子線露光装置１は、電子線鏡筒１０の下部に設けられる真空試料室８（チャンバ）と、複数のウエハ４０を格納するためのウエハカセット４８と、ウエハカセット４８内との間でウエハ４０を大気状態で搬入出し、真空試料室８との間で真空状態で搬入出するために内部を真空引きすることが可能なロードロック室９とを備えている。図示するように、真空試料室８には、上記マスク３０及び上記θＸＹステージ４６が設けられ、ロードロック室９には、ウエハ４０を搬送するための搬送アーム機構４７と、搬送アーム機構４７が真空試料室８に搬入しθＸＹステージ４６上に載置する際のウエハ４０の向きを調整するプリアライナ４９が設けられている。
アーム４７がウエハカセット４８から受け取ったウエハ４０は、一度プリアライナ４９に載置される。プリアライナ４９は、ウエハ４０に設けられているノッチ部を検出することによりウエハ４０の向きを検出する。そしてプリアライナ４９は、アーム４７へウエハ４０を受け渡す際のウエハ４０の向きを調整する。これにより、アーム４７がθＸＹステージ４６上にウエハ４０を載置する際の、θＸＹステージ４６上の載置方位を調整する。
再び図１２に戻り、異物検出／位置特定部１０２は、アーム４７及びプリアライナ４９を制御して、ウエハチャック４４面上のウエハ４０の載置方向及び／又は載置位置を変更することが可能な、載置方位（載置位置）制御部１１４を備えている。
【００３７】
図１４は、上記構成を備える電子線近接露光装置の動作原理を示した、本発明の実施例に係る異物検出方法及び異物位置特定方法のフローチャートである。
まず、ステップＳ２００において、ウエハ４０を搬入する際に、プリアライナ４９及びアーム４７は、ウエハ４０をウエハチャック４４面上の所定の方向である載置方位Ａ１に載置する。
そしてその状態で顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２及びＡＹ２によって、上記のようにマスクアライメントマークＭMX1、ＭMY1、ＭMX2並びにＭMY2及びウエハアライメントマークＭWX1、ＭWY1、ＭWX2及びＭWY2を撮像する。
【００３８】
信号処理回路１００は、撮像によって得られた画像信号を入力して上記４つの位置ずれ量Δx1、Δx2、Δy1及びΔy2を算出し、伸縮率検出部１０１に出力する。伸縮率検出部１０１は、入力したこれら位置ずれ量に基づいて上記計算式に基づき撮像されたウエハアライメントマークに係るダイの、マスク３０のマスクパターンに対する伸縮率を算出して、異物検出／位置特定部１０２内の平均値算出部１１１及び偏差算出部１１２に出力する。
【００３９】
図１５は、ウエハ４０上に形成された複数のダイ４１の様子を示す説明図である。ウエハ４０には、ウエハ４０の方位を一意に定めるためのノッチ部４３が設けられており、ウエハ４０上の各ダイにはそれぞれ、ノッチ部４３を基準にしたウエハ４０上の配置位置に応じてダイ番号が付けられている。図示する例では、ウエハ４０上には３７個のダイが形成されており、それぞれのダイ番号１〜３７は、ダイを示す４角形の中に記されている。
上記ステップＳ２００は、ウエハ４０上に形成された複数のダイ４１毎に繰り返され、これにより、平均値算出部１１１及び偏差算出部１１２は、載置方位Ａ１に載置されたウエハ４０の全てのダイの伸縮率を得る。
【００４０】
図１４に戻り、続くステップＳ２０１で、平均値算出部１１１はウエハ４０の全てのダイの伸縮率から、ウエハ４０上の複数ダイの伸縮率の平均値を求め、偏差算出部１１２は、入力される各ダイの伸縮率と、平均値算出部１１１により求められた平均値とから、この平均値に対する各ダイの伸縮率の偏差ΔＭ１を算出する。
【００４１】
その後ステップＳ２０２では、載置方位制御部１１４は、アーム４７によりウエハ４０を一度プリアライナ４９に戻し、ウエハ４０を回転（以下の例示では１８０°）させてから、再びアーム４７によりウエハ４０をウエハチャック４４面上に載置する。これによりウエハ４０をウエハチャック４４面上の所定の方向である載置方位Ａ２に載置する。
また、載置方位制御部１１４は、アーム４７によりウエハ４０をいったんウエハチャック４４面から離し、ステージ４６によりチャック面と垂直な方向を回転軸としてチャック４４を回転させ、その後再度ウエハ４０をウエハチャック４４面上に載置してもよい。
【００４２】
その状態で、上記ステップＳ２００と同様にマスクアライメントマークＭMX1、ＭMY1、ＭMX2及びＭMY2及びウエハアライメントマークＭWX1、ＭWY1、ＭWX2及びＭWY2を撮像し、位置ずれ量Δx1、Δx2、Δy1及びΔy2を算出し、載置方位Ａ２に載置されたウエハ４０の各ダイの伸縮率を算出する。
また、ステップＳ２０３では、上記ステップＳ２０１と同様にして、載置方位Ａ２に載置されたウエハ４０の各ダイの伸縮率の偏差ΔＭ２を得る。異物検出／位置特定部１０２内の平均値算出部１１１及び偏差算出部１１２に出力する。
このように算出された、各ダイの伸縮率の偏差を図１６に示す。図１６において、破線の折れ線グラフは載置方位Ａ１（０°）において算出された各ダイの伸縮率の偏差を示し、実線の折れ線グラフは載置方位Ａ２（１８０°）において算出された各ダイの伸縮率の偏差を示す。
【００４３】
次に、ステップＳ２０４において、異物検出部１１３及び位置特定部１１５は、算出された各ダイの伸縮率の偏差ΔＭ１（又はΔＭ２）が所定の第１閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。
すなわち、ウエハ４０及びウエハチャック４４との間に異物が介在する場合には、かかる異物の影響によりウエハ４０が撓むので、上記のウエハアライメントマークに局所的な位置ずれが生じる。この位置ずれ量は各ダイの伸縮率の偏差ΔＭ１（又はΔＭ２）となって現われるので、異物検出部１１３及び位置特定部１１５は、算出された各ダイの伸縮率の偏差ΔＭ１（又はΔＭ２）の変動によって、ウエハ４０及びウエハチャック４４との間の異物を検出し、またはそのような局所的な変動が生じているダイの位置を、異物が介在する箇所として特定する。
【００４４】
したがって、あるダイについての偏差ΔＭ１（又はΔＭ２）が第１閾値ＴＨ１以上である場合、ステップＳ２０６において、異物検出部１１３は当該ウエハ４０とウエハチャック４４との間に異物が介在すると判断し、また、位置特定部１１５は、偏差ΔＭ１（又はΔＭ２）が第１閾値ＴＨ１以上となるダイの位置をウエハ４０とウエハチャック４４との間に介在する異物の位置であると特定する。反対に偏差ΔＭ１（又はΔＭ２）が第１閾値ＴＨ１未満である場合には、異物検出部１１３及び位置特定部１１５は、Ｓ２０５において異物はないと判断して処理を終了する。
【００４５】
例えば、図１６に示す算出結果の例の場合には、載置方位Ａ１において算出された各ダイの伸縮率の偏差について、第１閾値ＴＨ１が２００［0.01ppm］であるとして上記判定を行なうと、ダイ番号２２及び３３において伸縮率の偏差が２００［0.01ppm］を超えている。したがってこの場合には、位置特定部１１５はダイ番号２２及び３３の位置において、ウエハ４０とチャック４４との間に異物が介在していると特定する。
【００４６】
その後、ステップＳ２０６に続くステップＳ２０７、Ｓ２０８では、判定部１１６は、載置方位を変更する前の載置位置Ａ１における伸縮率の偏差と、載置方位を変更した後の載置位置Ａ２における伸縮率の偏差と、を対比する。
その際、伸縮率が対比されるダイは、載置方位の変化の前後においてウエハチャック４０上の同じ位置に位置するダイ同士を対比する。例えば、図１５に示すダイ番号の配置例を参照して説明すると、例えばダイ番号２２と３０や、ダイ番号３と１９のダイは、ウエハ４０の中心を軸として１８０°回転させた場合の回転対称の位置にあるため、前記のとおり載置位置Ａ１と載置位置Ａ２とで載置方位を１８０度変えてウエハ４０を載置するとウエハチャック４０上の同じ位置に位置することになる。
【００４７】
したがって先のステップＳ２０４で検出された異物がウエハチャック４４上に付着する異物である場合には、載置方位の変化の前後において検出したこれら２つのダイの両方の伸縮率の偏差が同程度の値になるためその差が小さくなるが、異物がウエハ４０上に付着する場合には、これら２つのダイの伸縮率の偏差には何の相関もないため、これらの差を求めても以前大きいままである。
【００４８】
したがって、ステップＳ２０７、Ｓ２０８において、これらのダイ同士の伸縮率の偏差を比較することにより、先のステップＳ２０４で検出された異物がウエハチャック４４上に付着するものであるか、ウエハ４０に付着するものであるかを判定する。
このようにして比較される２つのダイの伸縮率の偏差の差δＭ＝ΔＭ１−ΔＭ２を図１７に示す。なお、チャック上の位置として載置位置Ａ１に載置されたときの各ダイのダイ番号を使用する。
【００４９】
図１７に示すように、先のステップＳ２０４で異物が検出されたダイ番号２２及び３３のうち、ダイ番号３３に係る伸縮率の偏差の差δＭの数値は以前大きいままであるのに対し、ダイ番号２２に係る伸縮率の偏差の差δＭは殆どゼロになっており、載置位置Ａ１の際にはダイ番号２２の位置に、また載置位置Ａ２の際にはダイ番号３０の位置に検出された異物は、ウエハチャック４４上に付着する異物であることが分かる。
【００５０】
したがってＳ２０８において、伸縮率の偏差の差δＭが所定の閾値ＴＨ２以下であるとき、判定部１１６は、Ｓ２０９において異物がチャック側に付着すると判定し、δＭがＴＨ２を超えるとき、Ｓ２１０において異物がウエハ側に付着すると判定する。
【００５１】
その後、表示部１０３は、異物が検出された場合にそのダイの位置を特定してオペレータに警報を発する。特に判定部１１６により異物がチャック側に付着すると判定された場合には必ず警報を発する。これは、オペレータが露光工程を停止してチャック上の清掃を行なうのを促すためである。
【００５２】
上記の例では、ステップＳ２０２において、ウエハ４０の載置方位を１８０°回転させることとしてが、載置方位の変更は必ずしも１８０°でなくともよく、例えば、図１５の配置例では９０°だけ方位を変更することとしてもよい。また、ステップＳ２０２では、ウエハ４０の載置方位を変えることとしたが、これに代えてウエハ４０の載置位置をダイの形成ピッチの整数倍だけ移動させることとしてもよい。
【００５３】
なお、ステップＳ２０２においてウエハ４０の載置方位を回転させる場合には、この回転中心に対して点対称にダイを配置することが好適であるが、回転中心にダイがあると、このチャック上位置には載置方位の変更前後で同じダイが位置することになるので、検出された異物がウエハ４０に付着するのかウエハチャック４４に付着するのかの判定ができなくなる。したがってこの場合には、ウエハ４０の載置方位の回転中心にダイが配置されないようにレイアウトすることが好適である。
【００５４】
また、上記の構成例では、高さの異なるマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークに同時にピントを合わせてこれらを同時に測定するために、マスクに対して斜めの光軸を有する顕微鏡撮像装置ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２を使用した。このため、１つの顕微鏡で同時に測定を行なうことができるのは、それぞれｘ方向、ｙ方向のいずれか１方向に関するアライメントマークの位置ずれだけであり、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークを、それぞれｘ方向に２箇所づつ、ｙ方向に２箇所づつの計４箇所づつ配置することが必要であった。
【００５５】
これに代えて、マスクに対して垂直な光軸を有し、高さが異なる各マークに同時にピントを合わせることが可能な２組の結像光学系を有する顕微鏡撮像装置ＡＸＹを使用することにより、１つの顕微鏡でそれぞれｘ方向及びｙ方向の両方向に関する２つのアライメントマークの位置ずれを同時に測定することとしてもよい。この場合、ｘ方向及びｙ方向の位置ずれを測定可能なマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークを、それぞれ２箇所づつ配置すれば足りる。
【００５６】
図１８（Ａ）は、マスクに対して垂直な光軸を有する顕微鏡撮像装置を有する電子線近接露光装置の要部縦断面図であり、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）に示した電子線近接露光装置の要部上面図のうち、顕微鏡撮像装置ＡＸＹの要部上面図である。
図１８に示されるように、この電子線近接露光装置には、１つの顕微鏡撮像装置ＡＸＹが、顕微鏡ステージ１２５によってｘ方向及びｙ方向に移動できるようになっている。各図において、１１は電子光学鏡筒であり、１２６はマスク３０及び試料４０が収容される真空試料室（真空チャンバ）である。
【００５７】
顕微鏡撮像装置ＡＸＹの照明手段を構成するランプハウス１２０は、真空チャンバ１２６の外側に配設され、このランプハウス１２０から出射される照明光は、光ファイバ１２１、照明用の光学系１２２、及び真空チャンバ１２６の天板に設けられた窓１２４、及び光ファイバ１２３を介して顕微鏡撮像装置ＡＸＹ内に導かれるようになっている。また、この顕微鏡撮像装置ＡＸＹは、電子光学鏡筒１１とマスク３０との間に顕微鏡先端の対物レンズ等が挿入できるように構成されている。
【００５８】
顕微鏡撮像装置ＡＸＹによってマスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークを観察する場合には、これらアライメントマークＭが顕微鏡撮像装置ＡＸＹの視野に入るように顕微鏡ステージ１２５を移動させる。顕微鏡撮像装置ＡＸＹは、マスクアライメントマークと、ウエハアライメントマークとを同時に観察し、各マーク間の位置ずれ量を測定するもので、マスク面及びウエハ面と直交する方向から同時に撮像するとともに、高さ（Ｚ方向の位置）が異なる各マークに同時にピントを合わせることが可能な２組の結像光学系を有している。
【００５９】
図１９は上記顕微鏡撮像装置ＡＸＹの詳細を示す光学部品配置図である。同図に示されるように顕微鏡撮像装置ＡＸＹの結像光学系は、対物レンズ１３０を共通にして３つの光路に分岐している。すなわち、顕微鏡撮像装置ＡＸＹは、マスクアライメントマークを固体撮像素子（ＣＣＤ）１４０に結像させるマスクアライメントマーク撮像用光学系と、ウエハアライメントマークをＣＣＤ１４１に結像させるウエハアライメントマーク撮像用光学系と、マスクアライメントマークをＣＣＤ１４２に結像させるオートフォーカス用光学系とを有している。
【００６０】
マスクアライメントマーク撮像用光学系は、対物レンズ１３０、ハーフミラー１３１、１３２及びマスクアライメントマーク結像用リレーレンズ１３３から構成され、ウエハアライメントマーク撮像用光学系は、対物レンズ１３０、ハーフミラー１３１、１３２、１３４及びウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ１３５から構成され、オートフォーカス用光学系は、対物レンズ１３０、ハーフミラー１３１、１３２、１３４及びフォーカス用レンズ１３６から構成されている。
【００６１】
顕微鏡撮像装置ＡＸＹは、対物レンズ１３０、ハーフミラー１３１、全反射ミラー１３７、レンズ１３８、光ファイバ１２３、光学系１２２及び光ファイバ１２１からなる照明用光学系と、この照明用光学系を介して照明光を出射するランプハウス１２０とからなる照明手段を有している。照明光学系内の光学系１２２は、ＮＡ可変絞り１２２Ａ、レンズ１２２Ｂ、及び視野可変絞り１２２Ｃから構成されている。
【００６２】
対物レンズ１３０及びウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ１３５は、それぞれ光軸方向に微小量移動できるようになっており、対物レンズ１３０をたとえばピエゾ素子によって移動させることによって、マスクアライメントマークがＣＣＤ１４０に結像するようにピント調整が行われ、ウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ１３５を移動させることによって、ウエハアライメントマークがＣＣＤ１４１に結像するようにピント調整が行われる。
【００６３】
すなわち、対物レンズ１３０は、オートフォーカス用光学系を介して、マスクアライメントマークを撮像するＣＣＤ１４２の出力信号のコントラストが最大になるように、自動的にレンズ位置が制御される。ここで、オートフォーカス用光学系及びマスクアライメントマーク撮像用光学系は、マスクアライメントマークがＣＣＤ１４２に結像されるときに、ＣＣＤ１４０にも結像されるように予め調整されている。したがって、ＣＣＤ１３２にマスクアライメントマークが結像するように対物レンズ１３０を移動させることにより、ＣＣＤ１４０にマスクアライメントマークを結像させることができる。
【００６４】
また、ＣＣＤ１４１は、マスク４０からたとえば５０μｍ下側に配置されるウエハ（ウエハアライメントマーク）が結像するようにウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ１３５の位置が調整されているが、マスクとウエハとの隙間が変更される場合にもウエハアライメントマークが結像できるように、ウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ１３５は、たとえば超音波モータなどによって光軸方向に微小量移動できるようになっている。
【００６５】
なお、この実施の形態では、対物レンズ１３０とウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ１３５とがそれぞれピント調整用に光軸方向に移動できるようになっているが、これに限らず、対物レンズ１３０、マスクアライメントマーク結像用リレーレンズ１３３及びウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ１３５のうちの少なくとも２つが光軸方向に移動できるように構成すれば、マスクアライメントマーク及びウエハアライメントマークにそれぞれピントを合わせることができる。
【００６６】
また、この実施の形態では、マスクアライメントマークとウエハアライメントマークとがそれぞれ結像される２つのＣＣＤ（ＣＣＤ１４０、１４１）を設けるようにしているが、２組の結像光学系の光路をミラーやハーフミラーを介して合流させ、マスクアライメントマークとウエハアライメントマークとを１つのＣＣＤに結像させるようにしてもよい。
【００６７】
図２０はマスクアライメントマークとウエハアライメントマークとを１つのＣＣＤに結像させる顕微鏡撮像装置ＡＸＹ’の光学部品配置図である。なお、図１９と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
図２０に示されるように、この顕微鏡撮像装置ＡＸＹ’のマスクアライメントマーク撮像用光学系は、対物レンズ１３０、ハーフミラー１５０、１５１、反射ミラー１５３、マスクアライメントマーク結像用リレーレンズ１３３、及びハーフミラー１５４から構成され、ウエハアライメントマーク撮像用光学系は、対物レンズ１３０、ハーフミラー１５０、１５１、ウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ１３５、ハーフミラー１５２、及びハーフミラー１５４から構成されている。また、オートフォーカス用光学系は、対物レンズ１３０、ハーフミラー１５０、１５１、ウエハアライメントマーク結像用リレーレンズ１３５、ハーフミラー１５２、及びフォーカス用レンズ１３６から構成されている。
【００６９】
上記構成のマスクアライメントマーク撮像用光学系及びウエハアライメントマーク撮像用光学系は、同一のアライメント用ＣＣＤ１５５にマスクアライメントマークとウエハアライメントマークとを同時に結像させることができる。
【００７０】
図２１は、ｘ方向及びｙ方向の両方向について同時にウエハアライメントマークの位置ずれを測定することが可能な、マスクアライメントマークＭと、ウエハアライメントマークＷと顕微鏡撮像装置ＡＸＹの視野Ｖ内に入れた場合に関して示している。
マスクアライメントマークＭは、マスクのｘ方向の位置を検出するための５×２個の開口からなるマスクアライメントマークＭＸと、マスクのｙ方向の位置を検出するための５×２個の開口からなるマスクアライメントマークＭＹとから構成されており、ウエハアライメントマークＷは、ウエハのｘ方向の位置を検出するための５本の凸部（又は凹部）からなるウエハアライメントマークＷＸと、ウエハのｙ方向の位置を検出するための５本の凸部（又は凹部）からなるウエハアライメントマークＷＹとから構成されている。
【００７１】
このマスク３０は、マスク３０の下方に位置するウエハアライメントマークＷを観察できる程度の膜厚に形成されている。したがって、ウエハアライメントマークＷは実線で表示してある。なお、マスク３０には、マスク３０の下方に位置するウエハアライメントマークＷを観察するためのＬ字状の開口を形成する構成も採用できる。
【００７２】
マスクアライメントマークＭとウエハアライメントマークＷとの位置ずれ量を求める場合には、マスクアライメントマークＭが結像されるＣＣＤ１４０から得られる画像信号を信号処理し、マスクアライメントマークＭＸの中心位置とマスクアライメントマークＭＹの中心位置をそれぞれ求める。同様にしてウエハアライメントマークＷが結像されるＣＣＤ１４１から得られる画像信号を信号処理し、ウエハアライメントマークＷＸの中心位置とウエハアライメントマークＷＹの中心位置をそれぞれ求める。
【００７３】
上記のようにして求めたマスクアライメントマークＭの中心位置を示すＣＣＤ１４０上の画素位置と、ウエハアライメントマークＷの中心位置を示すＣＣＤ１４１上の画素位置との画素位置の差分に基づいて、マスクアライメントマークＭとウエハアライメントマークＷとの位置ずれ量をｘ方向及びｙ方向に関して同時に測定することが可能である。
【００７４】
また、上記本発明に係る露光装置を使用して、１つのロットの複数ウエハを連続して露光する際には、少なくともロットの最初のウエハについて、上記の異物の検出を行ない、異物がウエハ側及びウエハチャック側のいずれに付着するかの判定を行なうことが好適である。ウエハチャック側に付着する異物を検出してこれを清掃することにより、ロットのその後のウエハについて異物による影響を防止しうるためである。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、ウエハチャック上に保持されるウエハにマスクを近接させて、マスク上のマスクパターンをウエハ上のダイに露光する露光装置に広く適用可能であり、特に半導体製造工程などに使用される電子線露光装置、電子線近接露光装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】電子線近接露光装置の概略構成図である。
【図２】電子ビームによるマスクの走査の説明図である。
【図３】本発明の実施例に係る電子線露光装置の転写部の上面図である。
【図４】本発明の実施例に係る電子線露光装置の転写部の側面図である。
【図５】図３に示す電子線近接露光装置の転写部を拡大した上面図である。
【図６】図５に示すウエハアライメントマーク及びマスクアライメントマークを示す図である。
【図７】図５の要部拡大図である。
【図８】図７の５−５線に沿う断面図である。
【図９】顕微鏡撮像装置の概略構成図である。
【図１０】顕微鏡撮像装置によってマスクアライメントマークとダイアライメントマークとの位置ずれ量を検出する方法の説明図（その１）である。
【図１１】顕微鏡撮像装置によってマスクアライメントマークとダイアライメントマークとの位置ずれ量を検出する方法の説明図（その２）である。
【図１２】本発明の実施例に係る電子線近接露光装置の異物検出機能に関するブロック図である。
【図１３】電子線露光装置の露光室部分の上面図である。
【図１４】本発明の実施例に係る異物検出方法及び異物位置特定方法のフローチャートである。
【図１５】ウエハ上に形成されるダイのレイアウトを示す図である。
【図１６】検出された各ダイの伸縮率の偏差を示すグラフである。
【図１７】載置方位を変えて検出した各ダイの伸縮率の偏差同士の差を示すグラフである。
【図１８】マスク面に垂直な光軸を有する顕微鏡撮像装置を有する電子線近接露光装置の要部縦断面図である。
【図１９】図１８の顕微鏡撮像装置の詳細を示す光学部品配置図である。
【図２０】図１８の顕微鏡撮像装置の他の態様を示す光学部品配置図である。
【図２１】２方向について同時に位置ずれを測定することが可能なアライメントマークの説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
３０    マスク
４０    ウエハ
ＡＸ１、ＡＹ１、ＡＸ２、ＡＹ２、ＡＸＹ    顕微鏡撮像装置
ＭMX1、ＭMY1、ＭMX2、ＭMY2    マスクアライメントマーク
ＭWX1、ＭWY1、ＭWX2、ＭWY2    ウエハアライメントマーク
【図１】
2006128346.tif 000003
【図２】
2006128346.tif 000004
【図３】
2006128346.tif 000005
【図４】
2006128346.tif 000006
【図５】
2006128346.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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