(57)【要約】【課題】  本発明は、ウエハ等の基板を露光する露光装置に関し、装置内において基板の裏面の異常を検査することを目的とする。【解決手段】  基板の表面に露光を行う露光部と、前記露光部に前記基板を搬送する搬送手段と、前記基板の裏面の異常を検査する検査手段とを有することを特徴とする。また、前記基板の裏面の異常は、前記裏面への異物の付着、または、前記裏面に形成されるスクラッチであることを特徴とする。【選択図】      図１
2008085193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に露光を行う露光部と、
前記露光部に前記基板を搬送する搬送手段と、
前記基板の裏面の異常を検査する検査手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の露光装置において、
前記基板の裏面の異常は、前記裏面への異物の付着、または、前記裏面に形成されるスクラッチであることを特徴とする露光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の露光装置において、
前記検査手段は、前記搬送手段の搬送路の下方に配置されていることを特徴とする露光装置。
【請求項４】
請求項３記載の露光装置において、
前記検査手段は、前記基板の位置決めを行うプリアライメント部と前記露光部との間に配置されていることを特徴とする露光装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の露光装置において、
前記検査手段は、
前記基板の裏面に光を照射する照明手段と、
前記基板で反射した光を撮像する撮像手段と、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の露光装置において、
前記撮像手段は、前記基板からの散乱光を撮像することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の露光装置において、
前記撮像手段は、前記基板からの正反射光を撮像することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれか１項記載の露光装置において、
前記撮像手段は、前記基板の裏面を一括して撮像することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項５ないし請求項７のいずれか１項記載の露光装置において、
前記撮像手段は、移動している前記基板の裏面を順次撮像することを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項記載の露光装置において、
前記検査手段により前記基板の裏面の異常が検出された時に、前記基板の前記露光部への搬送を行わないことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ等の基板を露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体生産のプロセスで最も重要とされるのは露光プロセスである。半導体ウエハの露光装置は、レチクル上の回路パターンを、フォトレジストを塗布してあるウエハに、ステップ移動あるいはスキャン移動しながら転写していく。露光に際しては逐次オートフォーカスをかけ焦点ずれが発生しないように制御している。ステップタイプの露光装置では、露光面内に部分的な段差があると、平均的な焦点位置がずれてしまうか、あるいは段差部分だけ焦点がずれてしまう。またスキャンタイプの露光装置ではウエハをスキャン移動しながらオートフォーカスをかけ続けるので、表面に部分的な段差があると焦点合わせが追従せずに焦点ずれになりやすい。
【特許文献１】特開２００１−１１０８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
半導体の生産プロセスでは、パーティクル(微細な異物)には細心の注意を払っているが、数多くのプロセスを経るうちにウエハの裏面にパーティクルが付着することがしばしば起こる。裏面にパーティクルが付着したウエハを、露光装置のウエハステージに搭置すると、例えば、パーティクルの大きさが１００μｍ以上の時には、パーティクルとその付近が持ち上がってしまい、上述した焦点ずれを起こして欠陥露光になってしまうことがある。
【０００４】
また、パーティクルが露光装置のウエハステージに残ってしまうこともある。ウエハステージに残ったパーティクルの上に次のウエハが載ると、やはりパーティクルとその付近が持ち上がってしまい、焦点ずれを起こして欠陥露光になりやすい。そして、パーティクルが残り続けると、それ以降全てのウエハで不良が発生するようなこともある。特に、フォトレジストのかすのように粘着性のあるパーティクルだとそのまま残ってしまい、露光装置を止めてのウエハステージの清掃が必要になる。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、装置内において基板の裏面の異常を検査することができる露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明の露光装置は、基板の表面に露光を行う露光部と、前記露光部に前記基板を搬送する搬送手段と、前記基板の裏面の異常を検査する検査手段とを有することを特徴とする。
第２の発明の露光装置は、第１の発明の露光装置において、前記基板の裏面の異常は、前記裏面への異物の付着、または、前記裏面に形成されるスクラッチであることを特徴とする。
【０００７】
第３の発明の露光装置は、第１または第２の発明の露光装置において、前記検査手段は、前記搬送手段の搬送路の下方に配置されていることを特徴とする。
第４の発明の露光装置は、第３の発明の露光装置において、前記検査手段は、前記基板の位置決めを行うプリアライメント部と前記露光部との間に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
第５の発明の露光装置は、第１ないし第４のいずれか１の発明の露光装置において、前記検査手段は、前記基板の裏面に光を照射する照明手段と、前記基板で反射した光を撮像する撮像手段とを有することを特徴とする。
第６の発明の露光装置は、第１ないし第４のいずれか１の発明の露光装置において、前記撮像手段は、前記基板からの散乱光を撮像することを特徴とする。
【０００９】
第７の発明の露光装置は、第１ないし第４のいずれか１の発明の露光装置において、前記撮像手段は、前記基板からの正反射光を撮像することを特徴とする。
第８の発明の露光装置は、第５ないし第７のいずれか１の発明の露光装置において、前記撮像手段は、前記基板の裏面を一括して撮像することを特徴とする。
第９の発明の露光装置は、第５ないし第７のいずれか１の発明の露光装置において、前記撮像手段は、移動している前記基板の裏面を順次撮像することを特徴とする。
【００１０】
第１０の発明の露光装置は、第１ないし第９のいずれか１の発明の露光装置において、前記検査手段により前記基板の裏面の異常が検出された時に、前記基板の前記露光部への搬送を行わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の露光装置では、装置内において基板の裏面の異常を検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１は、この実施形態の露光装置の要部を示している。
この露光装置は、第１のハンドリング部１１、プリアライメント部１３、第２のハンドリング部１５、ウエハステージ１７、制御装置１９を有している。
【００１３】
第１のハンドリング部１１は、搬送アーム２１、ハンド部２３を有している。第１のハンドリング部１１は、ウエハキャリア(例えばＦＯＵＰ)２５内に収容されるウエハＷをハンド部２３に載置し、搬送アーム２１を駆動することによりウエハＷをプリアライメント部１３に搬送する。また、プリアライメント部１３のウエハＷをウエハキャリア２５に搬送する。
【００１４】
プリアライメント部１３は、第１のハンドリング部１１により搬送されたウエハＷの正確な位置決めを行う。
第２のハンドリング部１５は、案内部２７、アーム部２９、ハンド部３１を有している。案内部２７は、プリアライメント部１３とウエハステージ１７との間に延在されており、案内部２７に沿ってアーム部２９が駆動可能とされている。第２のハンドリング部１５は、プリアライメント部１３のウエハＷをハンド部３１に載置しウエハＷをウエハステージ１７に搬送する。また、ウエハステージ１７のウエハＷをプリアライメント部１３に搬送する。
【００１５】
ウエハステージ１７は、チャック部３３を有している。チャック部３３は、真空チャック、静電チャック等からなりウエハＷを保持する。ウエハステージ１７は、粗動および微動可能とされており、ウエハＷを正確に位置決め可能とされている。ウエハステージ１７の上方には、投影光学系(不図示)を介してレチクルステージ(不図示)が配置されている。そして、レチクルステージに配置されるレチクルのパターンが、投影光学系を介してウエハＷの表面に露光される。
【００１６】
制御装置１９は、第１のハンドリング部１１、プリアライメント部１３、第２のハンドリング部１５、ウエハステージ１７、検査装置３７(後述する)の作動を制御する。また、露光装置内の各種機器の作動を制御する。
そして、この実施形態では、プリアライメント部１３とウエハステージ１７との間にウエハＷの裏面の異常を検査する検査装置３５が配置されている。
【００１７】
図２は、検査装置３５の詳細を示している。
この検査装置３５は、照明光源３７、撮像部３９を有している。照明光源３７は、図２の(ａ)に示すように、ライン状をしており、第２のハンドリング部１５のハンド部３１に載置されて搬送されるウエハＷの直径に対応する長さを有している。照明光源３７には、ハロゲンランプ、蛍光灯等が使用される。照明光源３７は、図２の(ｂ)に示すように、搬送されるウエハＷの下方に、ウエハＷの裏面Ｗ１に対して水平に近い入射角で照明できるように配置される。
【００１８】
撮像部３９は、レンズ４１、カメラ４３、画像処理ユニット４５を有している。撮像部３９は、ウエハＷの裏面Ｗ１で反射した正反射光が入射しない位置に配置されている。この実施形態では、ウエハＷの直下となる位置に配置されており、ウエハＷからの散乱光を撮像する。ウエハＷの裏面Ｗ１は、鏡面状に加工されているので、異物Ｐやスクラッチがなければ、照明光はそのまま正反射され、照明光源３７とは逆の方向へ抜ける。しかし、ウエハＷの裏面Ｗ１に異物Ｐやスクラッチがあると、そこで光が散乱され、正反射方向とは別の方向に散乱光が出る。この散乱光を撮像部３９で検出する。このように散乱光を用いた暗視野検査とすることにより、正反射光を用いた明視野検査に比較して、検査装置３５を簡易なものにできる。
【００１９】
カメラ４３は、デジタルカメラからなりレンズ４１からの光を撮像する。デジタルカメラ４３は、ウエハＷの裏面Ｗ１を一括して撮像する。
画像処理ユニット４５は、カメラ４３の画像を入力しウエハＷの裏面Ｗ１の異常を検出する。より具体的には、カメラ４３で撮像したウエハＷの裏面Ｗ１の画像を画像処理して、裏面Ｗ１の異常の有無の判断とその位置を特定する。画像処理ユニット４５からは、異常の有無の信号が制御装置１９に出力される。
【００２０】
図３は、上述した露光装置のウエハ搬送処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１：第１のハンドリング部１１により、ウエハキャリア２５からウエハＷを取り出しプリアライメント部１３に搬送する。
ステップＳ２：プリアライメント部１３でウエハＷの切欠部(不図示)を基準に位置あわせを行う。
【００２１】
ステップＳ３：第２のハンドリング部１５によりウエハＷをウエハステージ１７に向けて搬送する。
ステップＳ４：第２のハンドリング部１５によるウエハＷの搬送を検査装置３５の位置で一時停止する。
ステップＳ５：検査装置３５によりウエハＷの裏面Ｗ１の画像を撮像する。より具体的には、照明光源３７が点灯され、カメラ４３によりウエハＷからの散乱光が撮像される。
【００２２】
ステップＳ６：カメラ４３で撮像された画像を画像処理ユニット４５に取り込み、画像処理ユニット４５によりウエハＷの裏面Ｗ１の異常を検査する。より具体的には、ウエハＷの裏面Ｗ１に異物Ｐが付着したり、スクラッチがないかを検査する。
ステップＳ７：画像処理ユニット４５によりウエハＷの裏面Ｗ１に異常があるか否かを判断する。
【００２３】
ステップＳ８：ウエハＷの裏面Ｗ１に異常がない場合には、第２のハンドリング部１５の停止を解除し、ウエハＷをウエハステージ１７に搬送する。そして、ウエハＷへの露光を行う。
ステップＳ９：ウエハＷの裏面Ｗ１に異常がある場合には、不図示のモニタに異常ウエハの存在を通知するとともに、ウエハＷをウエハキャリア２５に搬送する。より具体的には、第２のハンドリング部１５の停止を解除し、ウエハＷをプリアライメント部１３に搬送した後、プリアライメント部１３のウエハＷを第１のハンドリング部１１によりウエハキャリア２５に搬送する。なお、ウエハキャリア２５に搬送することなく、別途設けられたリジェクト用のカセットに搬送するようにしても良い。こうすることでウエハＷの裏面Ｗ１の異物Ｐをウエハステージ１７に持ち込まずに済む。従って、ウエハＷの裏面Ｗ１の異物Ｐに起因する露光不良のウエハＷを作らずに済み、ウエハステージ１７の汚染を抑えることができ歩留まりを向上することができる。なお、ウエハＷの裏面Ｗ１に異常がある場合には、ウエハＷのリジェクト情報が露光装置の管理システム(不図示)に出力される。また、異物Ｐあるいはクラックのサイズと輝度はある程度比例するので、この関連を予め求めておけば、リジェクトする際に欠陥のサイズを判断に加えることができる。
【００２４】
上述した露光装置では、装置内においてウエハＷの裏面Ｗ１への異物Ｐの付着を検査し、ウエハＷの裏面Ｗ１に異物Ｐが付着している場合には、ウエハＷをウエハステージ１７に搬送しないようにしたので、裏面Ｗ１に異物Ｐの付着したウエハＷがウエハステージ１７に搭載されることがなくなり、ウエハＷの裏面Ｗ１の異物Ｐに起因する露光不良を解消することができる。また、ウエハステージ１７が異物Ｐにより汚染されることを効果的に防止することができる。そして、裏面Ｗ１にスクラッチが形成されているウエハＷへの露光を防止することができる。
(第２の実施形態)
図４は、検査装置の他の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２５】
この実施形態の検査装置３５Ａでは、照明光源３７Ａは、ウエハＷの裏面Ｗ１を一括して照明するのではなく、レンズ４７を介して部分的に照明する。そして、第２のハンドリング部１５でウエハＷを矢符Ａ方向に移動させながら、ウエハＷの裏面Ｗ１を順次撮像する。そして、画像処理ユニット４５は個々の画像から異常を検出する。
この実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができるが、この実施形態では、照明光源３７を小さくし検査装置３５をコンパクトにすることができる。
【００２６】
また、ライン毎の画像を全面画像に合成して処理してもかまわない。
(第３の実施形態)
図５は、検査装置の他の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態の検査装置３５Ｂでは、照明光源３７Ｂの光がウエハＷの裏面Ｗ１から正反射する位置にカメラ４３が配置されている。また、照明光源３７Ｂからの光がレンズ４７Ａを介して拡大されてウエハＷの裏面Ｗ１に照射され、ウエハＷの裏面Ｗ１で反射した正反射光がレンズ４１Ａにより縮小されカメラ４３に入射される。
【００２７】
この実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、ライン毎の画像を全面画像に合成して処理してもかまわない。
(第４の実施形態)
図６は、検査装置の他の実施形態を示している。なお、この実施形態において第３の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２８】
この実施形態の検査装置３５Ｃでは、第３の実施形態と異なり、照明光源３７Ｃは、ウエハＷの裏面Ｗ１を一括して照明するのではなく、レンズ４７Ｂを介して部分的に照明する。また、カメラ４３の代わりに１次元センサ４３Ａが用いられており、ウエハＷの裏面Ｗ１で反射した正反射光がレンズ４１Ｂを介して１次元センサ４３Ａに入射される。そして、第２のハンドリング部１５でウエハＷを矢符Ａ方向に移動させながら、ウエハＷの裏面Ｗ１を順次撮像する。そして、画像処理ユニット４５は個々の画像から異常を検出する。
【００２９】
また、ライン毎の画像を全面画像に合成して処理してもかまわない。
この実施形態においても第３の実施形態と同様の効果を得ることができが、この実施形態では、照明光源３７Ｃを小さくし検査装置３５Ｃをコンパクトにすることができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００３０】
(１)上述した実施形態では、第２のハンドリング部１５とウエハステージ１７との間に検査装置３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを配置した例について説明したが、例えば、第１のハンドリング部１１とプリアライメント部１３との間に検査装置３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを配置しても良い。また、プリアライメント部１３に検査装置３５，３５Ｂを配置しても良い。
【００３１】
(２)上述した実施形態では、比較的大きな照明光源３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃを用いた例について説明したが、例えば、照明光源にレーザ光のような小さなスポット光を使い、この光をウエハの裏面に照射し、ウエハの裏面の全面をスキャンさせるようにしても良い。
(３)上述した実施形態では、ウエハＷの搬送路の側方に照明光源３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃを配置した例について説明したが、例えば、ウエハの搬送路の前後方向に照明光源を配置しても良い。
【００３２】
(４)上述した実施形態では、ウエハＷの裏面Ｗ１に異常がある場合に、ウエハＷのウエハステージ１７への搬送を停止した例について説明したが、例えば、ウエハＷの裏面Ｗ１の異常がスクラッチの場合には、ウエハＷをウエハステージ１７に搬送して露光を行うようにしても良い。この場合には、スクラッチの大きさ、位置情報等が露光装置の管理システム(不図示)に出力される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の露光装置の実施形態を示す説明図である。
【図２】図１の検査装置を示す説明図である。
【図３】図１の露光装置の動作を示す説明図である。
【図４】検査装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図５】検査装置の他の実施形態を示す説明図である。
【図６】検査装置の他の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１…第１のハンドリング部、１３…プリアライメント部、１５…第２のハンドリング部、１７…ウエハステージ、１９…制御装置、２５…ウエハキャリア、３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ…検査装置、３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ…照明光源、３９…撮像部、４３…カメラ、４３Ａ…１次元センサ、４５…画像処理ユニット、Ｗ…ウエハ、Ｗ１…裏面、Ｐ…異物。
【図１】
2008085193.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008085193.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008085193.tif 000007
【図６】
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