JP2002169267A - マスク検査装置およびこれを用いた露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間かつ効率的なマスク検査を実施するこ
とができるマスク検査装置およびこれを用いた露光方法
を提供すること。 【解決手段】 マスク７上の異物８の大きさ、個数、付
着位置を検出する異物検出手段と、この異物検出手段の
出力に基づいてマスク７の使用の可否を判別する判別回
路１２を備えたマスク検査装置６に対して、判別回路１
２からの制御信号に基づいてマスク７上の異物８を除去
する異物除去手段１４を設けることにより、露光装置内
部での異物除去処理を可能として短時間かつ効率的なマ
スク検査処理を実現し、生産性の低下を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光用マスクに付
着した異物を検出してその使用の可否を判別するマスク
検査装置およびこれを用いた露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】露光用のマスクパターンを基板上のレジ
ストへ投影露光してレジストパターンを形成するフォト
リソグラフィ工程においては、近年における半導体デバ
イスの微細化、高性能化に伴い、要求される寸法制御精
度が益々厳しくなっている。特に、マスク（あるいはレ
チクル、以下同じ。）に付着した異物が歩留まりの低下
の大きな原因であるとして、問題となっている。そのた
め現在では、マスク上の異物検査を行った後、露光処理
を行うようにしている。

【０００３】そこで従来では、図７に示す作業フローの
ように、露光装置内部のマスク検査部にマスクを挿入
し、この検査結果に基づいて作業者がマスクの使用の可
否を判断するようにしていた。そして、この検査で使用
可と判断した場合は当該マスクを移送ロボットにより露
光部へ移送して使用に供するが、使用不可と判断した場
合は、露光装置内部から当該マスクを取り出して付着し
た異物の除去処理を行い、再度マスクを露光装置内へ搬
入してマスク検査部における異物検査を行っていた。

【０００４】ところが、このような従来の作業フローで
は、マスク検査の結果判断を作業者が行っていたので時
間がかかるとともに、判断ミスが発生する可能性が非常
に高かった。そこで、例えば特開平５−４５８６３号公
報に記載のように、上記マスク検査工程における合否の
判定を自動的に行って、合格したマスクのみ露光部へ移
送して露光処理に供するようにしたマスク検査装置が開
発されている。

【０００５】なお、上記マスク検査装置は種々開発さ
れ、近年になって特有の形態を備えるようになったマス
クパターンと微細異物との異別判断が可能な欠陥検出技
術が上記特開平５−４５８６３号公報を始めとして、特
開２０００−９８５９０号公報、特開平１０−２２１２
６７号公報等に記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】さて、ここで問題とな
るのは、マスク検査の結果、マスク使用不可であると判
断された場合に、当該マスクを露光装置内部から外部へ
取り出して異物除去装置を用いた異物除去処理を行い、
再び露光装置内部へ搬入してマスク検査部へ移送するま
での、マスクの処理、移送に多くの時間を要するという
点である。すなわち、露光処理を実施するまでに多くの
時間が費やされ、結果的に生産性が大きく損なわれると
いう問題がある。

【０００７】更に、露光装置の内外をまたいでのマスク
の出し入れ作業によって、異物除去処理を行ったマスク
に異物が再付着することがあり、そのためマスクの検査
工程で再度、異物の除去処理が必要と判断され、非効率
的である。

【０００８】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、短時
間かつ効率的なマスク検査を実施することができるマス
ク検査装置およびこれを用いた露光方法を提供すること
を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
当たり、本発明は、露光用マスク上の異物の有無を検出
する異物検出手段と、異物検出手段の出力に基づいてマ
スクの使用の可否を判別する判別手段とを含むマスク検
査装置に、上記判別手段の出力に基づいて、マスク上の
異物を除去する異物除去手段を備えたことを特徴として
いる。

【００１０】この構成により、使用不可と判別されたマ
スクを装置外部へ取り出すことなく異物除去処理を行う
ことが可能となり、短時間かつ効率的なマスク検査を実
施することが可能となる。

【００１１】また、以上の課題を解決するに当たり、本
発明の露光方法は、マスク検査工程が、異物検出手段
と、異物検出手段の出力により、異物の存在形態が所定
の範囲内にあるか否かに基づいてマスクの使用の可否を
判別する判別手段と、マスク上の異物を除去する異物除
去手段とを備えたマスク検査装置により行われ、上記判
別手段がマスクの使用可を判別したときは露光工程へ移
行し、上記判別手段がマスクの使用不可を判別したとき
は、上記異物除去手段を作動させた後、マスク検査工程
へ再度移行するようにしたことを特徴としている。

【００１２】異物検出手段の出力に基づいて判別手段が
マスクの使用不可を判別したとき、異物除去手段を作動
させてマスク上の異物除去処理を行った後、再度マスク
検査を行う。したがって、マスクを露光装置外部へ取り
出すことなくマスク上の異物除去処理が行われるので、
マスクの取り出しから、異物除去処理、再挿入までの時
間的ロスが削減され、また、装置外部から内部への搬送
途上における異物の再付着が防止される。これにより、
短時間かつ効率的なマスク検査が実施可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１４】図１は、本発明の実施の形態における露光
装置の全体の概要を示している。露光装置１は、主とし
て、当該装置１により製造される半導体装置の種類およ
び工程毎に用意された複数種の露光用マスクを収納する
収納部２と、本発明に係るマスク検査装置を有するマス
ク検査部３と、半導体基板に対して所定のマスクパター
ンを投影露光する露光部４と、これら収納部２、マスク
検査部３および露光部４の間でマスクの移送作用を行う
移送ロボット５とを備えている。

【００１５】マスク検査部３は、図２にその概要を示す
マスク検査装置６を有している。マスク検査装置６は、
マスク７上の異物８の有無を検出し、当該検出結果に基
づいてマスク７の使用の不可を判別するように構成され
ている。異物８を検出する異物検出手段は従来より公知
のいずれの構成をも採用することができるが、本実施の
形態では、マスクホルダ１５に保持されたマスク７の表
面に対して斜め方向に検出光Ｌを照射する光源９と、異
物８による検出光Ｌの散乱光Ｌ１を受光する受光器１１
と、マスク７と受光器１１との間の光学的経路上に配置
される収束レンズ１０とから構成されている。

【００１６】異物８の有無は、受光器１１が受光する散
乱光Ｌ１の強度等に基づいて、大きさ、個数および付着
位置を異物８の存在形態として検出され、これらの検出
結果から当該マスク７が使用可能であるか否かの判別、
すなわち後の露光工程において異物８の存在がマスクパ
ターン７ａの投影露光に影響しないか否かの判別が、判
別回路１２によりなされる。

【００１７】判別回路１２は本発明に係る判別手段とし
て構成され、予め設定された規格内に上記異物８の存在
形態が適合するか否かに基づいて、マスク７の使用の可
否の判別を行う。

【００１８】マスクホルダ１５の近傍には、マスク７の
表面に対して所定圧力のドライエア（又は薬液）を噴出
可能なノズル１４が設置されている。ノズル１４は、図
２において実線で示す待機位置と、同図中一点鎖線で示
す作動位置との間を移動可能に構成されている。ノズル
１４の駆動はノズル駆動機構１３により制御され、判別
回路１２においてマスク７が使用不可と判別された場合
に発信される制御信号に基づいて、図３に示すように異
物８の付着位置へ移動されるとともに、ドライエア（又
は薬液）Ｒが所定時間噴出される。なお図示せずとも、
マスクホルダ１５の周囲には除去した異物８を露光装置
１外部へ排出するための排気手段が設けられているもの
とする。

【００１９】次に、図５に示す作業フローを通じて、本
実施の形態を更に詳細に説明する。

【００２０】露光処理を行うに先立って、当該露光工程
およびマスク検査工程に必要な露光プログラムデータを
露光装置１全体を制御するコントローラ（図示略）に入
力する（ステップＳ１）。この露光プログラムデータに
は、露光に供されるマスク７の選別を始めとする所定の
データとともに、使用されるマスク７の検査規格データ
が含まれる。

【００２１】マスク７の検査規格データとしては、マス
ク７上のマスクパターン７ａに対する検査対象領域と、
この検査対象領域上において許容される異物８の大きさ
及び個数の範囲（規格）が設定される。特に本実施の形
態では、検査対象領域が複数、重要度を異ならせて設定
されるとともに、重要度が高くなるほど許容される異物
８の大きさ及び個数の範囲が狭くなるように（規格が厳
しくなるように）設定される。

【００２２】ここでいう重要度とは、線幅やパターンの
疎密等が異なるマスクパターンを複数の領域に区分した
ときに、これら各領域のマスクパターンに対する露光時
の異物（その大きさ、個数）の影響度をいう。例えば線
幅が大きくパターン密度が疎な領域と、線幅が小さくパ
ターン密度が密な領域とでは、前者に比べ後者の方が僅
かな異物の存在によっても露光時のパターンに対する影
響度が高いので、前者よりも後者の方が重要度は高くな
る。

【００２３】続いて、上記の露光プログラム入力工程に
基づいて選別されたマスク７を、移送ロボット５によっ
て収納部２からマスク検査部３へ移送し、当該マスク７
の異物検査を行う（ステップＳ２，Ｓ３）。このマスク
検査工程では、図２を参照して、マスク７上の各点をＸ
Ｙ直交座標系で表し、固定又はスキャニングされる光源
９からの検出光Ｌの散乱光Ｌ１の受光強度から異物８の
位置、大きさ、個数が検出される。なお、このような検
出方法に限らず、異物８の存在形態（位置、大きさ、個
数）を検出できる方法であれば、いかなる方法でも採用
可能である。

【００２４】さて、上記のような方法で検出した異物８
の位置、大きさ、個数の各データは判別回路１２へ供給
され、ここでマスク７の使用の可否の判別がなされる
（ステップＳ４）。マスク７に異物８が付着していない
か、あるいは異物８の存在形態が露光時において影響を
与えない程度のものであればマスク使用可と判別され、
マスク検査工程が完了し露光工程が開始される（ステッ
プＳ５，Ｓ７）。一方、異物８の存在形態が露光時にお
いて影響を与えるものであればマスク使用不可と判別さ
れ、後述する異物除去処理がなされる（ステップＳ
６）。

【００２５】ここで、本実施の形態によるマスク７の使
用の可否の判別方法について説明する。本実施の形態で
は、マスク７上のマスクパターン７ａに対して予め設定
した検査対象領域において、異物８の大きさ及び個数が
それぞれ先の露光プログラム入力工程（ステップＳ１）
で設定した規格値の範囲内にあるか否かに基づいて、マ
スク７の使用の可否が判別される。特に、図４に示すよ
うに重要度を異ならせて複数設定された検査対象領域Ｂ
１〜Ｂ３のうち、重要度の低い領域（Ｂ１）から高い領
域（Ｂ３）へ順に階層的に、マスク７の使用の可否が判
別される。

【００２６】図６に、上述したマスク７の使用の可否判
別作用フローを示す。まず、重要度の低い検査対象領域
Ｂ１から異物８の存在形態を判別する（ステップＳ４
１）。例えば検査対象領域Ｂ１に１０μｍ以上の異物が
２個以上存在する場合にはマスク７は使用不可と判別さ
れ、マスク異物除去処理工程（ステップＳ６）へ移行す
る。上記規格をクリアしたマスク７は続いて、検査対象
領域Ｂ２における異物８の存在形態が判別され（ステッ
プＳ４２）、例えば当該領域Ｂ２に１μｍ以上の異物が
２個以上存在する場合にはマスク７は使用不可と判別さ
れる。その後、更に検査対象領域Ｂ３における異物８の
存在形態が判別され（ステップＳ４３）、例えば当該領
域Ｂ３に０．２μｍ以上の異物が１個でも存在する場合
にはマスク７は使用不可と判別される。

【００２７】このように、異物８の存在形態（付着位
置、大きさ、個数）に基づいてマスク７の使用の可否の
判別を行うようにしているので、短時間で合理的な判別
結果を得ることができ、したがって従来作業者が行って
いた場合のような判断ミスの発生が防止され、判断作業
時間の短縮化が図られる。

【００２８】また、検査対象領域を重要度を異ならせて
複数設定しているので、重要度が高くない領域に対して
までも厳しい規格で異物検査を行う場合に比べ、検査不
良発生率を減らして迅速な露光処理への移行を促し、生
産性の低下を抑制することが可能となる。

【００２９】さて、上述のマスク７の使用可否判別フロ
ーで検査不良とされたマスク７に対しては、異物８の除
去処理がなされる（ステップＳ６）。本実施の形態にお
いては、この異物除去処理は、マスク検査部３において
なされる。すなわち図２に示したように、判別回路１２
によりマスク７の使用不可が判別されると、ノズル駆動
機構１３に対して制御信号が発信される。ノズル駆動機
構１３は制御信号に基づいてノズル１４を図示する待機
位置から異物８が付着している位置へ移動させて、異物
８へ向けて所定圧力のドライエア（又は薬液）Ｒを所定
時間噴出させることにより異物８を除去する。除去され
た異物８は上記排気手段によって露光装置１の外部へ排
出される。

【００３０】以上のような異物除去工程が完了すると、
図６に示したようにマスク７は再度マスク検査工程へ移
行し、上述と同様なマスク使用可否の判別作用が行わ
れ、合格したマスク７が露光部へ移送される。

【００３１】本実施の形態によれば、マスク７上の異物
８の除去処理を露光装置１の内部で行うようにしている
ので、マスク７の出し入れ途中に別の異物がマスク７に
付着することを回避することができる。また、上記異物
除去処理をマスク使用不可と判別されるとほぼ同時期に
行うようにしているとともに、その場でマスク７の再検
査を実施しているので、作業時間の短縮が図られると同
時に、極めて効率良くマスク７の検査を行うことが可能
となる。

【００３２】また、異物除去処理手段として、ドライエ
ア又は薬液の噴出ノズル１４を主要構成要素としている
ので、マスク検査部３のスペースを有効に活用すること
ができる。そして、ノズル１４を待機位置と作動位置と
の間で移動可能に構成しているので、マスク検査処理に
支障を来すことが防止され、適正なマスク検査処理を確
保することができる。

【００３３】更に本実施の形態によれば、上記の異物除
去処理手段１４を露光装置１の内部に設けているので、
異物除去処理手段を露光装置１の外部に設けていた従来
の作業環境に比べ、露光処理に必要な装置の設置専有面
積を小さくできるとともに、周辺装置の効率的なレイア
ウトが可能となる。

【００３４】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００３５】例えば以上の実施の形態では、マスク７上
の異物８の有無の検出を斜方照明による散乱光の受光強
度に基づいて行ったが、これに限らず、マスク７に下面
または上面に対向するように光源を配置し、マスク７の
透過光または反射光に基づいて異物の有無を検出する方
法を採用してもよい。

【００３６】また、以上の実施の形態では、マスク検査
工程における異物の大きさＡ１〜Ａ３等の規格値を上記
のように設定したが、これはあくまでも一例であって、
マスクパターンの種類に応じて適宜変更可能であること
は言うまでもない。また、検査対象領域の区分の仕方や
区分の数も、上記の実施の形態に限られない。

【００３７】また、例えばマスクパターン７ａの直上に
異物８が付着している場合など、マスクパターンの線幅
以下の大きさの異物である限りは露光処理に大きな影響
を与えることはないので、このような異物に対しては許
容されるようなプログラムデータを設定することでき
る。

【００３８】更に、以上の実施の形態では、マスク７上
の異物８の除去処理の際、ノズル１４を待機位置から作
動位置へ移動させるようにしたが、これに代えて、マス
ク７を保持するマスクホルダ１５をノズル１４の配置位
置へ移動させて、異物除去処理を行うようにすることも
可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、以
下の効果を得ることができる。

【００４０】すなわち本発明のマスク検査装置によれ
ば、使用不可と判別されたマスクを露光装置外部へ取り
出すことなく異物除去処理を行うことができ、作業時間
の短縮化および効率的なマスク検査処理を行うことがで
きる。

【００４１】請求項２の発明によれば、異物除去手段を
簡素に構成することができ、マスク検査部内の有効なス
ペース的活用を図ることができる。

【００４２】請求項３の発明によれば、適正なマスク検
査処理を確保することができる。

【００４３】また、本発明の露光方法によれば、マスク
検査工程で使用不可と判別されたマスクをその場で異物
除去処理、再検査を実施することができるので、短時間
かつ効率的なマスク検査を実現できるとともに、生産性
の低下を防ぐことができる。

【００４４】請求項５，請求項６の発明によれば、マス
クの使用可否の判別を合理的に行うことができるととも
に、検査不良発生率を減らして迅速な露光処理への移行
を促し、生産性の低下を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による露光装置の概略構成
図である。

【図２】本発明の実施の形態によるマスク検査装置の概
略構成図である。

【図３】図２に示したマスク検査装置の一作用を説明す
る要部側面図である。

【図４】本発明の実施の形態の作用を説明するマスクの
平面図である。

【図５】本発明の実施の形態の作用を説明するフロー図
である。

【図６】本発明の実施の形態におけるマスク検査処理工
程を説明するフロー図である。

【図７】従来のマスク検査工程を説明するフロー図であ
る。

【符号の説明】

１…露光装置、３…マスク検査部、４…露光部、６…マ
スク検査装置、７…マスク、７ａ…マスクパターン、８
…異物、１２…判別回路（判別手段）、１３…ノズル駆
動機構、１４…ノズル（異物除去手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB02 CC18 DD06 FF44 HH12 JJ09 LL04 MM11 QQ25 RR05 RR06 2G051 AA56 AB01 AC21 DA03 DA17 EB09 EC01 2H095 BB30 BD05 BD12 BD15 BD29 5F046 AA17 AA18 AA21 BA03 CD02 CD04 DA06 DD06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光用マスク上の異物の有無を検出する
   異物検出手段と、前記異物検出手段の出力に基づいて前
   記マスクの使用の可否を判別する判別手段とを含むマス
   ク検査装置において、 前記判別手段の出力に基づいて、前記マスク上の異物を
   除去する異物除去手段を備えたことを特徴とするマスク
   検査装置。
2. 【請求項２】 前記異物除去手段が、エア又は薬液の噴
   出ノズルを含むことを特徴とする請求項１に記載のマス
   ク検査装置。
3. 【請求項３】 前記異物除去手段が、その待機位置と作
   動位置との間で移動可能とされることを特徴とする請求
   項１に記載のマスク検査装置。
4. 【請求項４】 異物検出手段を用いてマスク上の異物の
   有無を検出するマスク検査工程と、前記マスク上に形成
   されたマスクパターンを被処理基板へ投影露光する露光
   工程とを有する露光方法であって、 前記マスク検査工程が、 前記異物検出手段と、 前記異物検出手段の出力により、前記異物の存在形態が
   所定の範囲内にあるか否かに基づいて前記マスクの使用
   の可否を判別する判別手段と、 前記マスク上の異物を除去する異物除去手段とを備えた
   マスク検査装置により行われ、 前記判別手段が前記マスクの使用可を判別したときは前
   記露光工程へ移行し、前記判別手段が前記マスクの使用
   不可を判別したときは、前記異物除去手段を作動させた
   後、前記マスク検査工程へ再度移行することを特徴とす
   る露光方法。
5. 【請求項５】 前記判別手段は、前記マスクパターンに
   対して予め設定された検査対象領域上において前記異物
   の大きさ及び個数がそれぞれ所定の範囲内にあるか否か
   に基づいて、前記マスクの使用の可否を判別することを
   特徴とする請求項４に記載の露光方法。
6. 【請求項６】 前記検査対象領域が複数、重要度を異な
   らせて設定されるとともに、前記重要度が高くなるほど
   許容される前記異物の大きさ及び個数の範囲が狭くなる
   ように設定され、前記マスクの使用の可否の判別が、前
   記重要度の低い領域から高い領域へ順に階層的に行われ
   ることを特徴とする請求項５に記載の露光方法。