JP2005337728A - Inspection device for foreign matter on surface of mask and inspection method using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体製造において使用される電子線露光用マスク表面の異物検査装置及びマスク表面の異物検査方法に関わるものである。 The present invention relates to a foreign matter inspection apparatus and a foreign matter inspection method for a mask surface for electron beam exposure used in semiconductor manufacturing.
電子線露光装置用のマスク上には、電子線が通過して電子線描画が可能なよう数10〜数100nmの各種の微小なパターン、もしくはホールが多数形成されおり、半導体製造においては電子線露光装置用のマスクを用いて、ウエーハ上に等倍、もしくは縮小投影露光される。このような微小なパターンを有する電子線露光用マスクの製作過程においては、表面検査を逐次行い管理することで最終的には異物付着を皆無に近づける必要がある。 On the mask for the electron beam exposure apparatus, a large number of various fine patterns of several tens to several hundreds of nanometers or holes are formed so that the electron beam can pass and the electron beam can be drawn. Using a mask for an exposure apparatus, the wafer is exposed at the same magnification or reduced projection on the wafer. In the manufacturing process of the electron beam exposure mask having such a minute pattern, it is necessary to finally bring the adhesion of foreign matters close to zero by sequentially performing and managing the surface inspection.
従来の半導体用マスクにおいては、製造中に付着した微小異物は、電子線露光時のパターン欠けなどの転写不良原因とされ、また、転写不良とはならない異物であってもマスク上に付着していれば、露光機内あるいはウエーハ上への落下物となるため、製造工程では異物付着がないよう厳重な管理が行われている。 In conventional semiconductor masks, minute foreign matter adhered during manufacture is a cause of transfer failure such as pattern chipping during electron beam exposure, and even foreign matter that does not cause transfer failure adheres to the mask. Then, since it becomes a fallen object in the exposure machine or on the wafer, strict management is performed in the manufacturing process so that no foreign matter adheres.
半導体マスクの中でも、フォトマスクと呼ばれる光透過型のマスクにおいては、製造工程の最終段の洗浄後にペリクルと呼ばれる薄い膜でマスク表面を覆ってしまい、異物がペリクル内に侵入しないような工夫が施されている。この方法によれば、たとえ異物がペリクルに付着していても、マスクの直接の表面上ではないため露光パターンにはほとんど影響することはない。 Among semiconductor masks, a light-transmitting mask called a photomask is designed to prevent foreign matter from entering the pellicle by covering the mask surface with a thin film called a pellicle after cleaning at the final stage of the manufacturing process. Has been. According to this method, even if foreign matter adheres to the pellicle, the exposure pattern is hardly affected because it is not on the direct surface of the mask.
しかし、電子線露光用のマスクにおいては、ペリクルのような薄膜は電子線の通過を遮ってしまい使用することができないため、マスク表面に異物が付着する恐れが常にある。そのため、付着異物を各工程で管理し、状況を把握するために、異物検査装置が用いられる。電子線露光装置用マスクの製作工程においても、パターン形成前の異物検査であれば、ベアウエーハ用の異物検査装置を用いて検査が行われている。 However, in a mask for electron beam exposure, a thin film such as a pellicle blocks the passage of the electron beam and cannot be used. Therefore, there is always a possibility that foreign matter adheres to the mask surface. Therefore, a foreign matter inspection apparatus is used to manage the attached foreign matter in each process and grasp the situation. Even in the manufacturing process of a mask for an electron beam exposure apparatus, if a foreign matter inspection is performed before pattern formation, the inspection is performed using a bare wafer foreign matter inspection device.
従来の異物検査の方式としては、レーザを使用して異物散乱光を検出する方式が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、電子線露光用マスクにおいては、パターンが微細であるため異物とパターンの区別が困難であるという問題を有している。
この場合、異物検出の原理としてはパターンからの反射光を、偏光原理を用いてカットし、異物散乱光のみを検出する方法などが用いられているが、異物形状は様々であるため、完全に異物だけを検出することは困難な状況にある。
In this case, the foreign matter detection principle is such that the reflected light from the pattern is cut using the polarization principle and only the foreign matter scattered light is detected. It is difficult to detect only foreign objects.
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、電子線露光用マスクの表面に付着した異物だけを容易に検査可能なマスク表面の異物検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a foreign matter inspection apparatus and inspection method for a mask surface that can easily inspect only foreign matters attached to the surface of an electron beam exposure mask.
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項1においては、少なくともマスクを載置し、移動、回転可能なマスクステージ10と、マスク表面にレーザ光を照射するレーザ照射ユニット20と、異物からの散乱光を検出する検出部30と、検出器からの信
号を取り込み、異物としての判定と異物の座標位置を検出し、検査装置全体の制御を司る判定・制御ユニット40とからなることを特徴とするマスク表面の異物検査装置としたものである。
In order to achieve the above object in the present invention, first, in
また、請求項2においては、前記マスクステージ10に載置されたマスク面に対し平行にレーザ光を照射し、マスク表面の異物からの散乱光を検出して異物の有無と異物の座標位置を検出することを特徴とするマスク表面の異物検査方法としたものである。
According to a second aspect of the present invention, the laser beam is irradiated in parallel to the mask surface placed on the
本発明のマスク表面の異物検査装置及び検査方法を用いて電子線露光用のマスク表面の異物検査を行うことにより、従来困難であったEBマスクのパターン付き異物の検査が可能となり、マスク表面の異物検査の検査精度は大幅に向上し、EBマスクの品質向上に寄与できる。 By performing the foreign matter inspection on the mask surface for electron beam exposure using the foreign matter inspection apparatus and inspection method of the mask surface of the present invention, it becomes possible to inspect the foreign matter with a pattern of the EB mask, which has been difficult in the past, and Inspection accuracy of foreign matter inspection is greatly improved, which can contribute to improvement of the quality of the EB mask.
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
請求項1に係る本発明のマスク表面の異物検査装置は、図1に示すように、マスク11を載置し、マスクを移動、回転可能なマスクステージ10と、マスク11表面にレーザ光を照射するレーザ照射ユニット20と、異物からの散乱光を検出する検出部30と、検出部からの信号を取り込み、異物としての判定と異物の座標位置を検出し、検査装置全体の制御を司る判定・制御ユニット40とから構成されおり、マスク11表面に略平行にレーザ光を照射することにより、マスク11表面の異物の有無と異物の座標位置を容易に検出できるようにしたものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the apparatus for inspecting foreign matter on a mask surface according to a first aspect of the present invention mounts a
マスクステージ10はX、Y移動、回転機構を有するステージで、移動距離及び回転角度を正確に移動、回転できるコントローラー12を有し、判定・制御ユニット40でプログラム制御される。
レーザ照射ユニット20は、載置台21上に設置されており、コントローラー22にてレーザ照射ユニット20の上下位置、回転が制御される。
検出部30は、ホトマル、固体撮像素子等の検出器31と光学系32とからなり、マスク11の検出エリアは光学系32で調整される。
判定・制御ユニット40は、検出部からの信号を取り込み、異物としての判定と異物の座標位置を検出し、検査装置全体の制御を行っている。
The
The
The
The determination /
以下、請求項2に係る本発明のマスク表面の異物検査方法について説明する。
まず、マスクステージ10上に検査用のマスク11を載置し、載置台21上にレーザ照射ユニット20を設置し、レーザ照射ユニット20からレーザー光23がマスク11表面に沿って平行に照射されるように載置台21の上下移動、回転を行ってレーザー光23の光軸を合わせる(図2(a)及び(b)参照)。
ここで、載置台21の位置制御は、コントローラー22にて行われる。
Hereinafter, the foreign matter inspection method for a mask surface according to the second aspect of the present invention will be described.
First, the
Here, the position control of the mounting table 21 is performed by the
次に、レーザ光23を十分にコリメートするよう調整し、マスク11の座標位置をマスクステージ10で再現するためのマスク11の座標原点(図3ではマスク11端部の左下)を設定する(図3参照)。
ここで、マスクステージ10はX、Y移動と回転機構を有しており、座標位置を表示できる測長機能を有するステージである。さらに、マスク11の位置関係が判別し易いようにアライメントマークを入れておくと良い。ここでは、上下左右にマークを入れ、マスクの位置関係が確認できるようにする。
Next, the
Here, the
次に、マスクステージ10を所定のピッチでマスク11の下端から上端まで移動し、レ
ーザ光23をマスク11の下端から上端まで走査する。図4(a)は、マスクステージ10の移動位置がマスク11の上端まで移動して停止した状態を示す。図4(b)は、横軸にレーザー光23の移動位置、縦軸に検出器の信号強度をとった場合の異物a、異物b、異物cからの散乱光の検出部30での検出波形の一例を示す。マスクステージ10の移動ピッチはレーザビーム径よりも小さい値に設定してある。ここでは、マスクステージ10を移動してレーザ光23を走査したが、レーザ照射ユニット20を移動して、レーザ光23を走査しても良い。
Next, the
ここで、マスク11の表面に異物a、異物b、異物cがあった場合、まず、異物aにレーザ光23が照射されると異物aより散乱光が放射され検出部30にて信号強度I1として取り込まれ、その時の座標位置y1がマスクステージ10より判定・制御ユニット40にて検出され、メモリーに保存される。同様に、異物b、異物cについても、信号強度I2、座標位置y2及び信号強度I3、座標位置y3が検出部30及び判定・制御ユニット40に取り込まれ、順次メモリーに保存され、異物a、異物b、異物cは判定・制御ユニット40にてマスク11表面の異物として判定される。
また、判定・制御ユニット40では、マスク品種毎の検査データの履歴を記録、保管し、任意に過去のマスク表面の異物検査結果及び異物の座標位置データ等を読み出すことができるデータベース機能を有している。これにより、異物で有るかどうかの限界値を品種毎に詳細に設定できる。
さらに、レーザ光23の走査時のマスク11表面は、異物が存在しない状態ではレーザ光は反射することはない。
Here, when there are foreign matter a, foreign matter b, and foreign matter c on the surface of the
The determination /
Further, the laser beam is not reflected on the surface of the
マスク11表面の異物a、異物b、異物cと、y軸の座標位置については判明したが、異物a、異物b、異物cのX軸の座標位置についての検出方法について説明する。
まず、マスク11をマスクステージ10に載置した状態で、マスクステージ10を初期位置に移動し、マスクステージ10を90°回転させ、マスクステージ10の移動方向がX軸になるようにする。マスクステージ10を90°回転した状態のマスク11表面の異物a、異物b、異物cの配置状態を図5に示す。
Although the foreign matter a, foreign matter b, foreign matter c on the surface of the
First, with the
再度マスク11の座標位置をマスクステージ10で再現するためのマスク11の座標原点(図5ではマスク11端部の左下)を設定する(図5参照)。
The coordinate origin of the
次に、マスクステージ10を所定のピッチでマスク11の下端(ここでは右マーク)から上端(ここでは左マーク)まで移動し、レーザ光23をマスク11の下端から上端まで走査する。図6(a)は、マスクステージ10の移動位置がマスク11の上端(右マーク)まで移動して停止した状態を示す。図6(b)は、横軸にレーザー光23の移動位置、縦軸に検出器の信号強度をとった場合の異物b、異物a、異物cからの散乱光の検出部30での検出波形の一例を示す。マスクステージ10の移動ピッチはレーザビーム径よりも小さい値に設定してある。
ここで、上記マスク11の表面の異物検査で、マスク11の表面の異物a、異物b、異物cと、y軸の座標位置については判明しているので、ここでは、異物a、異物b、異物cのx軸の座標位置の検出を行う。
Next, the
Here, since the foreign matter inspection on the surface of the
まず、異物bにレーザ光23が照射されると異物bより散乱光が放射され検出部30にて検出された信号強度I2は、判定・制御ユニット40にて事前に検査された異物bであることが確認され、その時の座標位置x1がマスクステージ10より判定・制御ユニット40にて取り込まれ、異物bに座標位置x1が追加、保存される。ここで、異物bの信号強度I2と、座標位置y2及びx1が確定する。同様に、異物a、異物cについても、座標位置x2及び座標位置x3が判定・制御ユニット40に取り込まれ、順次メモリーに保存される。ここで、異物aの信号強度I1と、座標位置y1及びx2と、異物cの信号強度I3と
、座標位置y3及びx3とが確定され、異物a、異物b、異物cの有無の再確認と、x、yの座標位置が検出される。
First, when the foreign matter b is irradiated with the
また、検出部30の変わりに、観察用の顕微鏡をセットし、顕微鏡の光学軸とマスク11の座標原点を合わせることにより、観察用の顕微鏡で上記検査装置で検査された異物a、異物b、異物cの確認作業をマスクステージ10を使って自動的に行うことができる。
Further, instead of the
上記マスクの異物検査の検査順序等は予め品種毎に判定・制御ユニット40にプログラム化されており、その都度品種を指定することにより、マスクの位置、回転制御、レーザ照射ユニットの位置制御を行って、一連の検査ができるようになっている。
さらに、マスク収納カセット、搬送ユニット等を設けることにより、マスク収納カセットからのマスク11のマスクステージ10への載置、異物検査、異物の座標位置の検出、確認作業、マスク11の収納までの一連の作業を自動化することもできる。
The inspection order for foreign matter inspection of the mask is programmed in advance in the determination /
Furthermore, by providing a mask storage cassette, a transport unit, etc., a series of steps from placing the
10……マスクステージ
11……マスク
12……コントローラ
20……レーザ照射ユニット
21……載置台
22……コントローラ
23……レーザ光
30……検出部
31……検出器
32……光学系
40……判定・制御ユニット
100……検査装置
a、b、c……異物
I1、I2、I3……異物の検出部での信号強度
x1、x2、x3……異物のx軸での座標位置
y1、y2、y3……異物のy軸での座標位置
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JP2004152978A JP2005337728A (en) | 2004-05-24 | 2004-05-24 | Inspection device for foreign matter on surface of mask and inspection method using it |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014021120A (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Surface foreign matter inspection system and control method thereof |
-
2004
- 2004-05-24 JP JP2004152978A patent/JP2005337728A/en active Pending
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