JP2016180976A - Photomask inspection apparatus and inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトマスク検査装置および検査方法に係り、より詳しくは、フォトマスク工程チャンバーに引き込まれる前に、サブチャンバーにおけるフォトマスクの汚染有無またはパーティクルの存否、および工程チャンバーに引き込まれる粒子(いわゆる、パーティクルなどの「粉塵」)のサイズおよび数をモニタリングするようにし、モニタリングの結果、異物が発見される場合には、これを取り除いて重大な不良が発生することを防止する、フォトマスク検査装置および検査方法に関する。 The present invention relates to a photomask inspection apparatus and inspection method, and more specifically, before being drawn into a photomask process chamber, the presence or absence of contamination of the photomask in the sub-chamber or the presence or absence of particles, and the particles drawn into the process chamber (so-called Photomask inspection system that monitors the size and number of “dust” such as particles, and removes any foreign matter found as a result of monitoring, thereby preventing the occurrence of serious defects And an inspection method.
フォトマスク製造中に、粒子は高レベルで除去されながら、残存するパーティクルの数およびサイズが常にモニタリングされる。半導体製造処理ラインにおける各工程処理の際に、フォトマスクの汚染は重大なエラーを発生させるおそれがある。特に、フォトマスクのパターン面に異物が存在する場合、重大な不良が発生して高費用の損失が発生するという問題点がある。 During photomask manufacturing, the number and size of the remaining particles are constantly monitored while the particles are removed at a high level. During each process in a semiconductor manufacturing processing line, contamination of the photomask may cause a serious error. In particular, when foreign matter exists on the pattern surface of the photomask, there is a problem that a serious defect occurs and a high cost loss occurs.
一般に、半導体素子を製造する工程でフォトマスクに形成されたパターンをウェハー上に転写する工程をリソグラフィー工程という。リソグラフィー工程を数〜数十回繰返し行うことで、トランジスタ、コンデンサ、抵抗を含む半導体素子が製造される。 In general, a process of transferring a pattern formed on a photomask onto a wafer in a process of manufacturing a semiconductor element is called a lithography process. By repeating the lithography process several to several tens of times, a semiconductor element including a transistor, a capacitor, and a resistor is manufactured.
リソグラフィー工程を行うために、クロム(Cr)またはシリコン化合物(MoSi)などの金属物質を用いて、半透明または不透明な露光パターンが形成されたレチクル(reticle)またはフォトマスクを製造する。レチクルが用意された後、薄膜が形成されたウェハー上には感光物質を含むフォトレジストフィルムが形成され、レチクルを用いてフォトレジストフィルムには光が照射されてフォトレジストフィルムにレチクルの露光パターンが転写され、現像液によってフォトレジストフィルムを現像することにより、ウェハー上にはフォトレジストパターンが形成される。その後、フォトレジストパターンにイオン注入などによって不純物を注入するか、或いはフォトレジストパターンを用いてウェハー上の薄膜をエッチングしてパターニングする。 In order to perform the lithography process, a reticle or a photomask having a semi-transparent or opaque exposure pattern is manufactured using a metal material such as chromium (Cr) or a silicon compound (MoSi). After the reticle is prepared, a photoresist film containing a photosensitive material is formed on the wafer on which the thin film is formed, and the photoresist film is irradiated with light using the reticle, so that the exposure pattern of the reticle is formed on the photoresist film. A photoresist pattern is formed on the wafer by transferring and developing the photoresist film with a developer. Thereafter, impurities are implanted into the photoresist pattern by ion implantation or the like, or the thin film on the wafer is etched and patterned using the photoresist pattern.
フォトマスクは、製造時に透明度の高い四角形の石英(Qz)の表面にモリブデン(Mo)、クロム(Cr)EBR(Electric Beam Resist)層として構成され、電子ビームを用いてEBRの表面にパターンを描く。デベロップ(Develop)によって、露光部分と非露光部分に現像液を用いてパターンを現像する。 The photomask is formed as a molybdenum (Mo), chromium (Cr) EBR (Electric Beam Resist) layer on the surface of a highly transparent square quartz (Qz) at the time of manufacture, and a pattern is drawn on the surface of the EBR using an electron beam. . By development, the pattern is developed using a developing solution for the exposed portion and the non-exposed portion.
もしフォトマスクの表面が異物などで汚染している場合は、異物などで汚染している部分は、ビーム(Beam)が照射されないため、パターンニングの後に現像してみると、フォトマスクのパターンにショートや変形などが発生することがある。 If the surface of the photomask is contaminated with foreign matter or the like, the beam (Beam) is not irradiated on the portion contaminated with foreign matter or the like. Short circuit or deformation may occur.
また、半導体チップの高度化に伴い、パターンの露光時間に非常に長い時間がかかるという問題点もある。 In addition, with the advancement of semiconductor chips, there is also a problem that it takes a very long time for pattern exposure.
このとき、異物または汚染源がブランクマスク(Blank Mask:パターン露光前のクリーンなマスク)に存在すれば、大きな損失がもたらされる。原資材価格の損失や露光時間の損失、開発機会の損失などの甚大な被害が発生する。 At this time, if a foreign substance or a contamination source is present in a blank mask (clean mask before pattern exposure), a large loss is caused. Severe damages such as loss of raw material prices, exposure time, and development opportunities occur.
一方、レチクルロード/アンロード装備からステッパーへロード/アンロードされるレチクルは、反復的に使用するにつれてパーティクルなどにより汚染してしまう。よって、レチクルにくっ付いたパーティクルを除去するために、周期的にレチクルロード/アンロード装備にロードされたレチクルはクリーニングされる。このとき、レチクルは、一般に、高速で噴射される窒素ガスによってクリーニングされる。 On the other hand, the reticle loaded / unloaded from the reticle loading / unloading equipment to the stepper is contaminated with particles and the like as it is repeatedly used. Therefore, in order to remove particles attached to the reticle, the reticle loaded on the reticle loading / unloading equipment is periodically cleaned. At this time, the reticle is generally cleaned with nitrogen gas injected at a high speed.
そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点を解決するためのもので、フォトマスクのパーティクルの存否を検知し、パーティクルが存在すると判断されると、フォトマスクをアンロードさせることができるフォトマスク検査装置および検査方法を提供することを目的とする。(現在:フォトマスクボックス→ロード/アンロード部→マスク移動→工程チャンバーへの定着→工程進行)
(解決課題:フォトマスクボックス→ロード/アンロード部→マスク移動→工程チャンバー入口検査装置→工程チャンバーへの定着→工程進行)
Therefore, the present invention is for solving the above-described problems of the prior art, and detects whether or not a photomask particle is present, and if it is determined that a particle is present, the photomask can be unloaded. An object of the present invention is to provide a mask inspection apparatus and an inspection method. (Currently: Photomask box → Load / unload section → Mask movement → Fixing to process chamber → Process progress)
(Solution: Photomask box → Load / unload section → Mask movement → Process chamber entrance inspection device → Fixation to process chamber → Process progress)
また、本発明は、真空チャンバーで行われる工程の場合、フォトマスクがメインチャンバーに引き込まれる前に、サブチャンバーにおけるフォトマスク検査装置および検査方法を提供することを目的とする。
(現在:フォトマスクボックス→ロード/アンロード部→マスク移動→サブチャンバーへの引き込み→メインチャンバーへの移動→メインチャンバーへの定着→工程進行)
(解決課題:フォトマスクボックス→ロード/アンロード部→マスク移動→サブチャンバーへの引き込み→サブチャンバーの上端に構成された検査装置を用いたパーティクル検査→メインチャンバーへの移動→メインチャンバーへの定着→工程進行)
It is another object of the present invention to provide a photomask inspection apparatus and inspection method in a sub-chamber before the photomask is drawn into the main chamber in the case of a process performed in a vacuum chamber.
(Currently: Photomask box → Load / unload section → Mask movement → Sub-chamber pulling → Main chamber movement → Main chamber fixing → Process progress)
(Solution: Photomask box → Load / unload section → Mask movement → Pulling into sub-chamber → Particle inspection using inspection device configured at top of sub-chamber → Transfer to main chamber → Fixing to main chamber → Process progress)
また、本発明は、パーティクルのサイズを検知し、その個数をカウントし、カウント結果が基準値以上である場合には、これを運用者に知らせ、運用者が適切な措置を行えるようにする、フォトマスク検査装置および検査方法を提供することを目的とする。 In addition, the present invention detects the size of the particles, counts the number of particles, and if the count result is equal to or greater than a reference value, informs the operator of this and enables the operator to take appropriate measures. An object is to provide a photomask inspection apparatus and an inspection method.
上記目的を達成するための本発明のフォトマスク検査装置は、フォトマスクに光を照射してウェハーにパターニングを行い、高真空状態に維持されるメインチャンバーと、前記メインチャンバーの前段に設けられ、引き込まれる前記フォトマスクを収容し、前記メインチャンバーの真空状態より低い真空状態を維持するサブチャンバーと、前記メインチャンバーの前段に設けられ、前記フォトマスク上にパーティクルが存在するか否か、および前記パーティクルが存在する場合には許容基準値以上であるか否かを検査する検査部と、を含んでなる。 The photomask inspection apparatus of the present invention for achieving the above object is provided with a main chamber that is irradiated with light on a photomask to perform patterning on a wafer and maintained in a high vacuum state, and in front of the main chamber, A sub-chamber for accommodating the photomask to be drawn in and maintaining a vacuum state lower than the vacuum state of the main chamber; provided in a front stage of the main chamber; whether or not particles are present on the photomask; and And an inspection unit that inspects whether or not the particle is greater than or equal to an allowable reference value when particles are present.
前記検査部は、前記サブチャンバー内の上部に固定されてもよい。 The inspection unit may be fixed to an upper part in the sub chamber.
前記検査部は、前記サブチャンバーの前段に設けられた移送部の上部に固定されてもよい。 The inspection unit may be fixed to an upper portion of a transfer unit provided in a front stage of the sub chamber.
前記サブチャンバーの前段に設けられた移送部の上部に設けられた洗浄部をさらに含み、前記検査部の検査結果、前記パーティクルが許容基準値以上である場合、前記移送部は前記フォトマスクを洗浄部へ搬送させ、前記洗浄部は前記フォトマスクに気体を噴射するか或いはパーティクルを吸入して除去することができる。 The cleaning unit further includes a cleaning unit provided in an upper part of the transfer unit provided in the front stage of the sub-chamber, and the transfer unit cleans the photomask when the inspection result of the inspection unit indicates that the particles are greater than or equal to an allowable reference value. The cleaning unit can remove the gas by injecting gas into the photomask or sucking particles.
前記検査部と前記サブチャンバーとの間に設けられ、移送部の上部に設けられた洗浄部をさらに含み、前記検査部で前記パーティクルが許容基準値以上であるか否かを判断し、前記パーティクルが許容基準値以上である場合には洗浄部へ移送させて洗浄し、前記パーティクルが許容基準値未満である場合には前記洗浄部を通過させることを特徴とする。 It further includes a cleaning unit provided between the inspection unit and the sub-chamber and provided above the transfer unit. The inspection unit determines whether or not the particle is an allowable reference value or more, and the particle When the particle size is greater than or equal to the allowable reference value, the sample is transferred to the cleaning unit for cleaning, and when the particle is less than the allowable reference value, the cleaning unit is allowed to pass through.
前記検査部は、ブライトフィールド検査反応およびダークフィールド検査反応の少なくとも一つを用いてパーティクルの存否を判別するように構成できる。 The inspection unit may be configured to determine the presence / absence of particles using at least one of a bright field inspection reaction and a dark field inspection reaction.
上記目的を達成するための本発明に係るフォトマスク検査装置は、メインチャンバーから流出するガスストリームの通路を形成し、前記メインチャンバーから延びて設けられたガス管と;前記ガス管と前記メインチャンバーとの接続地点に設置され、前記ガスストリームの速度を測定するためのセンサーと、前記ガス管の一側に設置され、平面ビームを生成して前記ガス管に入射させるレーザー発射部と、前記ガス管の他側に設置され、前記ガス管から出射される平面ビームを受信するレーザー受信部と、前記レーザー受信部から、前記ガスストリームに内包されたパーティクルによって散乱した平面ビームの情報を受信し、前記センサーからの前記ガスストリームの速度を受信して単位時間当たり前記ガス管を流動しながら平面ビームを通過した前記パーティクルの個数および前記パーティクルの粒径を計算し、パーティクル変化量を計算する制御部と、前記制御部の計算結果、単位時間当たりのパーティクル変化量が所定の基準値以上である場合にはアラームを発生させるアラーム部と、を含んで構成される。 In order to achieve the above object, a photomask inspection apparatus according to the present invention includes a gas pipe that extends from the main chamber and forms a passage for a gas stream flowing out from the main chamber; the gas pipe and the main chamber A sensor for measuring the velocity of the gas stream, a laser emission unit installed on one side of the gas pipe, generating a plane beam and entering the gas pipe, and the gas A laser receiving unit installed on the other side of the tube and receiving a plane beam emitted from the gas tube, and receiving information on the plane beam scattered by particles contained in the gas stream from the laser receiving unit, The velocity of the gas stream from the sensor is received and a plane beam is passed through the gas pipe per unit time. A control unit that calculates the number of particles and the particle size of the particles, and calculates a particle change amount; and when the calculation result of the control unit and the particle change amount per unit time are equal to or greater than a predetermined reference value And an alarm unit for generating an alarm.
前記制御部は、前記メインチャンバーから流出する前記ガスストリームに含まれているパーティクルの容積を次の数式によって算出することができ、
V=N×d3
式中、Vはパーティクルの容積、Nはパーティクルの個数、dはパーティクルの平均粒径をそれぞれ示す。
The control unit can calculate the volume of particles contained in the gas stream flowing out of the main chamber by the following formula:
V = N × d 3
In the formula, V represents the volume of the particles, N represents the number of particles, and d represents the average particle diameter of the particles.
前記制御部は、単位時間t当たりの前記パーティクル変化量を次の数式によって算出することができ、
m=V/vt
式中、mはパーティクル変化量、vはガスストリームの速度、tは噴射機を介してガスストリームを噴射した単位時間、またはポンプが作動した単位時間をそれぞれ示す。
The control unit can calculate the amount of particle change per unit time t by the following equation:
m = V / vt
In the equation, m represents the amount of particle change, v represents the speed of the gas stream, t represents the unit time when the gas stream is injected through the injector, or the unit time when the pump is operated.
上記目的を達成するための本発明に係るフォトマスク検査方法は、メインチャンバーから流出するガスストリームに含まれているパーティクルの容積Vを計算する過程と、
単位時間t当たりのパーティクル変化量mを算出する過程と、所定の基準値とパーティクル変化量とを比較する過程と、前記比較する過程における比較の結果、パーティクル変化量が基準値以上である場合にはメインチャンバーが汚染したと判断してアラームを発生させる過程とを含んでなる。
In order to achieve the above object, a photomask inspection method according to the present invention calculates a volume V of particles contained in a gas stream flowing out from a main chamber,
When the particle change amount is greater than or equal to the reference value as a result of comparison in the process of calculating the particle change amount m per unit time t, the process of comparing the predetermined reference value with the particle change amount, and the comparison process. Includes a step of determining that the main chamber is contaminated and generating an alarm.
前記容積を計算する過程における前記パーティクルの容積は次の数式を用いて計算することができ、
V=N×d3
式中、Vはパーティクルの容積、Nはパーティクルの個数、dはパーティクルの平均粒径をそれぞれ示す。
The volume of the particles in the process of calculating the volume can be calculated using the following formula:
V = N × d 3
In the formula, V represents the volume of the particles, N represents the number of particles, and d represents the average particle diameter of the particles.
前記パーティクル変化量mを算出する過程におけるパーティクル変化量は次の数式を用いて算出することができ、
m=V/vt
式中、mはパーティクル変化量、vはガスストリームの速度、tは噴射機を介してガスストリームを噴射した単位時間、またはポンプが作動した単位時間をそれぞれ示す。
The particle change amount in the process of calculating the particle change amount m can be calculated using the following equation:
m = V / vt
In the equation, m represents the amount of particle change, v represents the speed of the gas stream, t represents the unit time when the gas stream is injected through the injector, or the unit time when the pump is operated.
前述した構成を持つ本発明のフォトマスク検査装置および検査方法は、フォトマスクのパーティクルの存否を検知し、パーティクルが存在すると判断されると、フォトマスクをアンロードすることができるようにして、フォトマスクにあるパーティクルなどの異物により発生するエラーを防止するという効果がある。 The photomask inspection apparatus and inspection method of the present invention having the above-described configuration detects whether or not a photomask particle is present, and when it is determined that a particle is present, the photomask can be unloaded, This has the effect of preventing errors caused by foreign matters such as particles on the mask.
また、本発明のフォトマスク検査装置および検査方法は、フォトマスクのパーティクルの存否を検知し、パーティクルが存在すると判断されると、フォトマスクのパーティクルを除去し、再びサブチャンバーおよびメインチャンバーにロードさせることができるフォトマスク検査装置および検査方法を提供するという効果がある。 Also, the photomask inspection apparatus and inspection method of the present invention detects the presence or absence of particles in the photomask, and when it is determined that particles are present, removes the photomask particles and loads them again into the sub chamber and the main chamber. There is an effect of providing a photomask inspection apparatus and an inspection method that can be used.
また、本発明のフォトマスク検査装置および検査方法は、パーティクルのサイズを検知し、その個数をカウントすることができるという効果がある。 Further, the photomask inspection apparatus and inspection method of the present invention have an effect that the size of particles can be detected and the number of particles can be counted.
また、本発明のフォトマスク検査装置および検査方法は、パーティクルのサイズを検知し、その個数をカウントし、カウントの結果、基準汚染数値を超過したと判断されると、これを運用者に知らせ、運用者が適切な措置を行うようにすることができるという効果がある。 In addition, the photomask inspection apparatus and inspection method of the present invention detects the size of particles, counts the number of particles, and if it is determined that the reference contamination value has been exceeded as a result of the count, informs the operator of this, There is an effect that the operator can take appropriate measures.
以下、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.
図1は本発明の一実施形態に係るフォトマスク検査装置の構成を概略的に示す構成図である。 FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a photomask inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1を参照すると、本発明のフォトマスク検査装置および検査方法は、メインチャンバー110、サブチャンバー120、フォトマスクステージ130、ウェハーステージ140、高真空ポンプ150、低真空ポンプ160および第1検査部121から構成される。
Referring to FIG. 1, the photomask inspection apparatus and inspection method of the present invention includes a
メインチャンバー110は、内部を真空状態にするために、2つのポンプ150、160のうちの高真空ポンプ150が接続される。高真空ポンプ150とメインチャンバー110との間にも開閉器(図示せず)が設けられてもよい。メインチャンバー110とサブチャンバー120との間には第2開閉手段126が設けられており、サブチャンバー120からメインチャンバー110へフォトマスク132が引き込まれる場合には開放され、フォトマスク132がメインチャンバー110への引き込みが完了すると、第2開閉手段126は閉鎖される。第2開閉手段126が閉鎖された後にさらに高真空ポンプ150が作動してメインチャンバー110の真空状態を高めることができる。このようにフォトマスク132がフォトマスクステージ130に固定されると、フォトマスト132に光を照射してウェハー142にパターンを形成することができる。このとき、ウェハー142はウェハーステージ140に固定される。
The
サブチャンバー120は、高真空状態であるメインチャンバー110の前段に設けられ、低真空状態としてフォトマスク132の移送を移送部122および第1開閉手段124を介して受けて収容する。サブチャンバー120は、メインチャンバー110にフォトマスク132を収容する前に、フォトマスク132を低真空状態として緩衝して収容することができる。すなわち、高真空状態であるメインチャンバー110に引き込まれるフォトマスク132が高真空による圧力によって強く吸入されて揺れなどにより誤差が発生することを防止する。つまり、移送部122によって移送されたフォトマスク132は、第1開閉手段124が開放されると、サブチャンバー120に引き込まれ、再び第1開閉手段124が閉鎖されると、さらに低真空状態にするために低真空ポンプ160が作動してサブチャンバー120の内部を所望の低真空状態にする。サブチャンバー120が低真空状態になると、サブチャンバー120の上部に取り付けられて構成された第1検査部121によってフォトマスク130にパーティクルが存在するか否か、またはパーティクルが存在する場合には許容基準値以上であるか否かを検査する。第1検査部121の検査結果、パーティクルが許容基準値内で検出されるか、或いはパーティクルが検出されない場合には、第2開閉手段126を開放してフォトマスク132をメインチャンバー110に引き込ませてフォトマスクステージ130に固定させ、第2開閉手段126を閉鎖させることができる。閉鎖後には、前述したように、高真空ポンプ150が作動してメインチャンバー110の内部を高真空状態に維持させることができる。
The sub-chamber 120 is provided in front of the
高真空ポンプ150は、メインチャンバー110の内部を高真空状態に維持するために、第1ガス管152を介してメインチャンバー110に接続される。高真空ポンプ150は、設定された高真空状態を維持するために、メインチャンバー110内の雰囲気を第1ガス管152を介して吸入して高真空状態に維持する。
The
サブチャンバー120は、内部を真空状態にするために、端部に2つのポンプ150、160のうちの低真空ポンプ160が接続される。このため、サブチャンバー120に連通した第2ガス管162が延び、延びた第2ガス管162の端部には低真空ポンプ160が接続される。低真空ポンプ160とサブチャンバー120との間にも開閉器(図示せず)が設けられてもよい。
The sub-chamber 120 is connected to the
低真空ポンプ160は、サブチャンバー120の内部を高真空状態よりも低い圧力状態に維持するために、第2ガス管162を介してサブチャンバー120に接続される。低真空ポンプ160は、設定された低真空状態を維持するために、サブチャンバー120内の雰囲気を第2ガス管162を介して吸入して低真空状態に維持する。
The
第1検査部121はサブチャンバー120の上部に取り付けられて構成される。第1検査部121は、光学顕微鏡カメラを使用し、これを用いてフォトマスク132またはフォトマスクを収容するポッド(pod)の画像を取得し、取得した画像からパーティクルの検出有無、または検出されたパーティクルが許容基準値以上であるか否かを確認する。第1検査部121はブライトフィールド検査反応またはダークフィールド検査反応が採用できる。このとき、ブライトフィールド検査反応はブライトフィールドカメラでフォトマスク132を撮像するものでありうる。ここで、透明なパーティクルの場合には、ブライトフィールドカメラで撮像されないことがある。よって、ダークフィールド検査反応が採用できる。ダークフィールド検査反応はダークフィールドカメラでフォトマスク132を撮像するものでありうる。また、ブライトフィールド検査反応とダークフィールド検査反応を一緒に採用することもできる。すなわち、ブライトフィールドカメラで取得したパーティクルの個数に、ダークフィールドカメラで獲得したパーティクルの個数を加算することにより、パーティクルを検出することができる。あるいは、ブライトフィールドカメラまたはダークフィールドカメラをそれぞれ個別に用いてパーティクルを検出することができる。
The
第1検査部121で検査されたフォトマスク132からパーティクルが検出されるか、或いはパーティクルが許容基準値を超えて検出される場合には、第1開閉手段124を開放し、フォトマスク132を移送部122に搬送する。搬送されてきたフォトマスク132を、移送部122の上端に配置された洗浄部125を用いて洗浄する。洗浄部125は、不活性ガスを高速噴射するか或いは空気を吸入してパーティクルを除去するように構成する。洗浄部125によって洗浄が完了した後、第1開閉手段124を開放し、移送部122を介してフォトマスク132をサブチャンバー120へ移送させる。第1検査部121は、フォトマスク132を再検査し、パーティクルが検出されるか或いはパーティクルが許容基準値を超過する場合には、前述した洗浄部125による洗浄過程を再び経て、パーティクルが検出されないか或いはパーティクルが許容基準値内で検出される場合には、第2開閉手段126を開放してフォトマスク132をメインチャンバー110へ移送させる。メインチャンバー110内で移送されたフォトマスク132をフォトマスクステージ130に固定させ、第2開閉手段126を閉鎖させることができる。フォトマスク132がメインチャンバー110に実装された後は、前述したように、高真空ポンプ150がさらに作動してメインチャンバー110の内部を高真空状態に維持させることができる。
When particles are detected from the
図2は本発明の他の実施形態に係るフォトマスク検査装置の構成を示す構成図である。 FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of a photomask inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.
図2を参照すると、第2検査部123が移送部122の上部に配置され、移送中に第2検査部123の下部に一時的に停止したフォトマスク132からパーティクルが検出されるか否かを確認する。確認の結果、パーティクルが検出されるか或いはパーティクルが許容基準値を超過する場合には、フォトマスク132を第2検査部123の後段に設置された洗浄部125へ移送させ、気体、特に窒素の噴射による洗浄過程またはフォトマスク132の周辺の空気を吸入する洗浄過程を経て、第1開閉手段124を開放させてフォトマスク132をサブチャンバー120へ移送する。その後、サブチャンバー120に配置されたフォトマスク132をメインチャンバー110へ移送する過程は図1の説明と同様であり、その装置の動作も類似するので、これについての説明は省略する。
Referring to FIG. 2, whether or not particles are detected from the
図2では、洗浄部125と第2検査部123が移送部122の上部に固定されており、洗浄部125が第2検査部123の後段、すなわち、第2検査部123とサブチャンバー120との間に接続されている。ところが、信頼性を高めるために、洗浄部125を第2検査部123の前段に構成してもよい。すなわち、洗浄部125と第2検査部123を移送部122の上部に固定して構成するが、洗浄部125とサブチャンバー120との間に第2検査部123を配置し、第2検査部123を介してパーティクルが検出されるか或いはパーティクルが許容基準値を超過する場合にはフォトマスク132を再び洗浄部125へ搬送させて反復的にフォトマスク132を洗浄するように構成することができる。
In FIG. 2, the
図3は本発明の他の実施形態に係るフォトマスク検査装置の構成を概略的に示す構成図である。図3を参照すると、本発明のパーティクルモニタリング装置は、大きくメインチャンバー110、パーティクルカウンター170、低真空ポンプ160および高真空ポンプ150を含んでなる。さらに、それぞれのポンプ150、160とメインチャンバー110との間の通路を断続するそれぞれの開閉器112、155、163を含む。一方、サブチャンバー120を、図示してはいないが、サブチャンバー120がメインチャンバー110の前段に設けられてもよい。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of a photomask inspection apparatus according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the particle monitoring apparatus of the present invention mainly includes a
前述したように、メインチャンバー110の内部を真空状態にするために2つのポンプ150、160が使用される。このため、メインチャンバー110に連通したガス管154が延び、延びたガス管154は2つのガス管152、162にそれぞれ分岐される。中でも、第2ガス管162の一側にはメインチャンバー110の内部を低真空状態にするための低真空ポンプ160が接続され、第1ガス管152の一側にはメインチャンバー110の内部を高真空状態にするための真空ポンプ150が接続される。
As described above, the two
ガス管154と高真空ポンプ150間の開閉を操作する第3開閉器155を閉鎖し、一側に分岐された第2ガス管162と低真空ポンプ160との開閉を操作する第2開閉器163を開放する。第2開閉器163が開放された状態で低真空ポンプ160を作動させる。このとき、低真空ポンプ160によってガスストリームが発生し、センサー114はガス管154を介して吸入されるガスストリームの速度vを検知する。
The
低真空ポンプ160の作動によってメインチャンバー110の内部を低真空状態にする。メインチャンバー110の内部が低真空状態になると、第2開閉器163を閉鎖し、第3開閉器155、および高真空ポンプ150と低真空ポンプ160との間を開閉する第1開閉器112を開放する。第1開閉器112および第3開閉器155が開放された状態で高真空ポンプ150を作動させる。このとき、高真空ポンプ150によってガスストリームが発生し、センサー114はガス管124を介して吸入されるガスストリームの速度vを検知する。
By operating the
低真空ポンプ160と高真空ポンプ150を一緒に作動させずにメインチャンバー110の内部を低真空状態にした後、高真空状態にするのは、低真空状態を経ることなく高真空状態にする場合に装備、特にポンプ150、160に無理がかかって故障が発生するおそれがあるためである。例えば、大気圧状態で低真空ポンプ160をまず作動させずに高真空ポンプ150を作動させる場合、真空ポンプ150を構成する回転翼が曲がるなどの破損が発生することがある。
When the inside of the
図4は本発明の他の実施形態に係る図3のパーティクルカウンターの構成を概略的に示す構成図である。図4を参照すると、レーザー受信部230は、前記レーザー発射部210から発射された平面ビーム220が、ガスストリーム中に含まれているパーティクルを通過しながら、散乱する情報を受信してパーティクルの個数およびサイズを認知することができる。平面ビーム220の幅はガス管154の直径と同じサイズである。もし平面ビーム220の幅がより大きい場合にはエラーが発生するおそれがあるので、ガス管154の直径に相当する幅の平面ビーム220を生成する。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of the particle counter of FIG. 3 according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the
制御部240は、単位時間あたり前記ガス管を流動しながら平面ビームを通過した前記パーティクルの個数および前記パーティクルの粒径を計算することができる。このとき、レーザー発射部210はミー散乱理論(Mie scattering theory)に基づいて作動する。平面ビーム220がパーティクル粒子に触れると、粒子の散乱スペクトルが、粒子の運動に影響されないフーリエレンズ(Fourier Lenz)の焦点面(focal plane)に形成され、散乱スペクトルを分析してパーティクル粒径を知ることができる。同じ粒径を有する球状の粒子があると考え、散乱光エネルギーはElie circleに沿った分布をなす。言い換えれば、レンズの焦点面に一連の同心円を形成する。同心円の直径は、散乱を起こす粒子と関連があるが、粒径が小さい場合には散乱角と同心円の直径が大きくなり、粒径が大きい場合には散乱角と同心円の直径が小さくなる原理によって、粒子のサイズを測定することができある。また、粒子の個数は分析されたパーティクル粒子の個数を測定すればよい。このような同心円情報とパーティクル粒子の個数情報が制御部240へ伝送される。
The
制御部240は、それぞれのパーティクルの個数およびそれぞれのパーティクルの粒径を測定するために、レーザー発射部210から発射された平面ビーム220をレーザー受信部230を介して受信し、受信された情報のうちの同心円情報からパーティクルの平均粒径を計算する。制御部240は算出されたパーティクルの平均粒径情報とパーティクルの総数を用いて総パーティクルの容積を計算する。
The
制御部240が算出する総パーティクルの容積は、次の数式1で表すことができる。
[数1]
V=N×d3
式中、Nはレーザー受信部230で受光した情報を分析して調べたパーティクルの個数であり、dはレーザー受信部230で受光した同心円情報から算出したパーティクルの平均粒径である。同心円情報から計算された粒径の平均値を算出し、これをd値として設定する。
The total particle volume calculated by the
[Equation 1]
V = N × d 3
In the equation, N is the number of particles analyzed by analyzing information received by the
Vは総パーティクルの容積(体積)を示し、パーティクルのそれぞれの平均容積d3にパーティクルの個数を掛けた値を用いて求めることができる。 V indicates the volume (volume) of the total particles, and can be obtained using a value obtained by multiplying the average volume d3 of each particle by the number of particles.
一方、制御部240は、前述した数式1で算出した総パーティクルの容積、センサー114から受信したガスストリームの速度v、およびガスストリームが引き出された単位時間またはポンプ150、160を作動させた単位時間tを用いて、次の数式2によって単位時間t当たりのパーティクル変化量を測定することができる。数式2は次のとおりである。
[数2]
m=V/vt
式中、mはパーティクル変化量、vはガスストリームの速度、tは単位時間をそれぞれ示す。一方、前述した数式2における変数は、パーティクルの容積を示すVおよびガスストリームの速度vであり、パーティクルの容積はリアルタイムで時間の変化に対応して検出される。よって、リアルタイムでパーティクル変化量を検出することができる。すなわち、単位時間当たりの汚染度を測定することができ、単位時間を短く設定すると、短時間でも汚染度を測定することができる。
On the other hand, the
[Equation 2]
m = V / vt
In the equation, m is the amount of particle change, v is the velocity of the gas stream, and t is the unit time. On the other hand, the variables in Equation 2 described above are V indicating the volume of the particle and the velocity v of the gas stream, and the volume of the particle is detected corresponding to a change in time in real time. Therefore, the amount of particle change can be detected in real time. That is, the degree of contamination per unit time can be measured. If the unit time is set short, the degree of contamination can be measured even in a short time.
制御部240は、単位時間当たりtのパーティクル変化量mを測定し、単位時間当たりのパーティクル変化量mが所定の基準値以上である場合にはアラーム部250がアラームを鳴らすように制御することができる。
The
図5は本発明の一実施形態に係るフォトマスクを検査する過程を示すフローチャートである。図5を参照すると、S302過程で、制御部240は、メインチャンバー110から流出するガスストリームに含まれているパーティクルの容積Vを計算する。パーティクルの容積Vは前述した数式1によって求めることができる。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of inspecting a photomask according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, in step S <b> 302, the
S304過程で、制御部240は単位時間t当たりのパーティクル変化量mを前述した数式2によって算出する。単位時間当たりのパーティクル変化量を用いて、単位時間当たり、すなわち設定された時間tの間のメインチャンバー110の汚染度を認知することができる。
In step S <b> 304, the
S306過程で、制御部240は所定の基準値とパーティクル変化量とを比較する。
In step S306, the
S306過程における比較の結果、パーティクル変化量が基準値以上である場合には、制御部240は、メインチャンバー110が汚染したと判断し、アラーム部250がアラームを鳴らすように制御する(S308)。
As a result of the comparison in step S306, if the amount of particle change is greater than or equal to the reference value, the
S306過程における比較の結果、パーティクル変化量が基準値未満である場合には、S306過程にリターンする。 As a result of the comparison in step S306, if the particle change amount is less than the reference value, the process returns to step S306.
例えば、時間を10秒と設定し、低真空ポンプ160によって引き出されるガスストリームの速度をセンサー114が50m/sと検知し、10秒間引き出されたパーティクルの総容積が2×10−7m3である場合には、パーティクル変化量として4×10−10の値を出力する。このとき、ユーザーが汚染度の基準値を2×10−10に設定した場合には基準値よりもパーティクル変化量が大きいため、制御部240は、アラーム部250がアラームを鳴らすように制御することができる。
For example, the time is set to 10 seconds, the speed of the gas stream drawn by the
前述した本発明の内容は図示した実施形態を参考として説明されたが、これらの実施形態は例示的なものに過ぎず、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、様々な変形および均等な他の実施が可能であることを理解するだろう。よって、本発明の真正な技術的保護範囲は、添付された特許請求の範囲の技術的思想によって定められるべきである。 The above-described contents of the present invention have been described with reference to the illustrated embodiments. However, these embodiments are merely illustrative, and various modifications and changes may be made by those having ordinary skill in the art. It will be understood that other equivalent implementations are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
110 メインチャンバー
112、155、163 開閉器
114 センサー
120 サブチャンバー
121 第1検査部
122 移送部
123 第2検査部
124 第1開閉手段
125 洗浄部
126 第2開閉手段
130 フォトマスクステージ
132 フォトマスク
140 ウェハーステージ
142 ウェハー
150 高真空ポンプ
152 第1ガス管
154 ガス管
160 低真空ポンプ
162 第2ガス管
170 パーティクルカウンター
210 レーザー発射部
220 平面ビーム
230 レーザー受信部
240 制御部
250 アラーム部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記メインチャンバーの前段に設けられ、引き込まれる前記フォトマスクを収容し、前記メインチャンバーの真空状態より低い真空状態を維持するサブチャンバーと、
前記メインチャンバーの前段に設けられ、前記フォトマスク上にパーティクルが存在するか否か、および前記パーティクルが存在する場合には許容基準値超過であるか否かを検査する検査部と、を含んでなることを特徴とする、フォトマスク検査装置。 A main chamber that is irradiated with light on the photomask to pattern the wafer and maintained in a high vacuum state;
A sub-chamber that is provided in the front stage of the main chamber, accommodates the photomask to be pulled in, and maintains a vacuum state lower than the vacuum state of the main chamber;
An inspection unit that is provided in a front stage of the main chamber and inspects whether or not particles are present on the photomask and whether or not an allowable reference value is exceeded if the particles are present. A photomask inspection apparatus characterized by comprising:
前記移送部は、前記検査部の検査結果、前記パーティクルが許容基準値超過である場合には前記フォトマスクを洗浄部へ搬送させ、
前記洗浄部は、搬送された前記フォトマスクに気体を噴射し或いはパーティクルを吸入することにより、前記パーティクルを除去することを特徴とする、請求項2に記載のフォトマスク検査装置。 It further includes a cleaning unit provided at an upper part of the transfer unit provided in the previous stage of the sub-chamber,
The transfer unit, the inspection result of the inspection unit, if the particles exceed the allowable reference value, to transport the photomask to the cleaning unit,
The photomask inspection apparatus according to claim 2, wherein the cleaning unit removes the particles by injecting gas or inhaling particles to the transported photomask.
前記移送部は、前記検査部の検査結果、前記パーティクルが許容基準値を超過する場合には前記フォトマスクを洗浄部へ移送させ、前記パーティクルが許容基準値未満である場合には前記洗浄部を通過させ、
前記洗浄部は、移送された前記フォトマスクに気体を噴射し或いはパーティクルを吸入することにより、前記パーティクルを除去することを特徴とする、請求項3に記載のフォトマスク検査装置。 It further includes a cleaning unit provided at an upper part of the transfer unit which is a subsequent stage of the inspection unit,
The transfer unit transfers the photomask to the cleaning unit when the particle exceeds an allowable reference value as a result of the inspection by the inspection unit, and the cleaning unit is moved when the particle is less than the allowable reference value. Let it pass,
The photomask inspection apparatus according to claim 3, wherein the cleaning unit removes the particles by injecting gas or inhaling particles to the transferred photomask.
ブライトフィールド検査反応またはダークフィールド検査反応を用いてパーティクルの存否を判別するようにすることを特徴とする、請求項1に記載のフォトマスク検査装置。 The inspection unit
2. The photomask inspection apparatus according to claim 1, wherein the presence or absence of particles is determined using a bright field inspection reaction or a dark field inspection reaction.
前記ガス管と前記メインチャンバーとの接続地点に設置され、前記ガスストリームの速度を測定するためのセンサーと、
前記ガス管の一側に設置され、平面ビームを生成して前記ガス管に入射させるレーザー発射部と、
前記ガス管の他側に設置され、前記ガス管から出射される平面ビームを受信するレーザー受信部と、
前記レーザー受信部から、前記ガスストリームに内包されたパーティクルによって散乱した平面ビームの情報を受信し、前記センサーからの前記ガスストリームの速度を受信して単位時間当たり前記ガス管を流動しながら平面ビームを通過した前記パーティクルの個数および前記パーティクルの粒径を計算し、パーティクル変化量を計算する制御部と、
前記制御部の計算結果、単位時間当たりのパーティクル変化量が所定の基準値以上である場合にはアラームを発生させるアラーム部と、を含んでなることを特徴とする、フォトマスク検査装置。 Forming a passage for the gas stream flowing out from the main chamber, and a gas pipe provided extending from the main chamber;
A sensor installed at a connection point between the gas pipe and the main chamber for measuring the speed of the gas stream;
A laser emitting unit installed on one side of the gas pipe to generate a plane beam and enter the gas pipe;
A laser receiver installed on the other side of the gas pipe and receiving a planar beam emitted from the gas pipe;
The information on the plane beam scattered by the particles included in the gas stream is received from the laser receiver, the velocity of the gas stream from the sensor is received, and the plane beam flows while flowing in the gas pipe per unit time. A control unit that calculates the number of particles that have passed through and the particle size of the particles, and calculates the amount of particle change;
A photomask inspection apparatus comprising: an alarm unit that generates an alarm when a calculation result of the control unit and a particle change amount per unit time is equal to or greater than a predetermined reference value.
前記メインチャンバーから流出する前記ガスストリームに含まれているパーティクルの容積を次の数式によって算出し、
V=N×d3
式中、Vはパーティクルの容積、Nはパーティクルの個数、dはパーティクルの平均粒径をそれぞれ示すことを特徴とする、請求項7に記載のフォトマスク検査装置。 The controller is
The volume of particles contained in the gas stream flowing out from the main chamber is calculated by the following formula:
V = N × d 3
8. The photomask inspection apparatus according to claim 7, wherein V represents the volume of the particles, N represents the number of particles, and d represents the average particle diameter of the particles.
m=V/vt
式中、Vはパーティクルの容積、mはパーティクル変化量、vはガスストリームの速度、tは噴射機を介してガスストリームを噴射した単位時間、またはポンプが作動した単位時間をそれぞれ示すことを特徴とする、請求項7に記載のフォトマスク検査装置。 The control unit calculates the particle change amount per unit time t by the following formula:
m = V / vt
Where V is the volume of the particle, m is the amount of particle change, v is the velocity of the gas stream, t is the unit time when the gas stream is injected through the injector, or the unit time when the pump is activated. The photomask inspection apparatus according to claim 7.
単位時間t当たりのパーティクル変化量mを算出する過程と、
所定の基準値とパーティクル変化量とを比較する過程と、
前記比較する過程における比較の結果、パーティクル変化量が基準値以上である場合にはメインチャンバーが汚染したと判断してアラームを鳴らすようにする過程とを含んでなることを特徴とする、フォトマスク検査方法。 Calculating the volume V of particles contained in the gas stream flowing out of the main chamber;
A process of calculating a particle change amount m per unit time t;
A process of comparing a predetermined reference value with the amount of particle change;
A photomask comprising: a step of determining that the main chamber is contaminated and sounding an alarm when the amount of change in the particles is equal to or greater than a reference value as a result of the comparison in the comparison process. Inspection method.
次の数式を用いて計算し、
V=N×d3
式中、Vはパーティクルの容積、Nはパーティクルの個数、dはパーティクルの平均粒径をそれぞれ示すことを特徴とする、請求項10に記載のフォトマスク検査方法。 The volume of the particles in the process of calculating the volume is
Calculate using the following formula:
V = N × d 3
11. The photomask inspection method according to claim 10, wherein V represents the volume of the particles, N represents the number of particles, and d represents the average particle diameter of the particles.
次の数式を用いて算出し、
m=V/vt
式中、Vはパーティクルの容積、mはパーティクル変化量、vはガスストリームの速度、tは噴射機を介してガスストリームを噴射した単位時間、またはポンプが作動した単位時間をそれぞれ示すことを特徴とする、請求項10に記載のフォトマスク検査方法。
The particle change amount in the process of calculating the particle change amount m is:
Calculate using the following formula:
m = V / vt
Where V is the volume of the particle, m is the amount of particle change, v is the velocity of the gas stream, t is the unit time when the gas stream is injected through the injector, or the unit time when the pump is activated. The photomask inspection method according to claim 10.
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