JP5482347B2 - フォトマスク及び露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、フォトマスク及び露光装置に関し、特にペリクル膜を備えるフォトマスク及び当該フォトマスクに形成された電子回路パターンを基板に転写するための露光装置に関する。

半導体向けやＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）向けのフォトマスクにおいて、マスク表面に形成された電子回路パターン上に微小な粒子等の異物や汚れが付着していると、リソグラフィ法と呼ばれる露光転写において回路の断線などの問題が発生する。この問題に対して、光学的な結像焦点の原理を利用したペリクルと呼ばれる保護手段が用いられ、広く採用されている。
ペリクル付きフォトマスクとしては、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、ペリクル膜を保持し、該ペリクル膜とフォトマスク基板との間を封じるペリクルフレームの上端面及び下端面のうち少なくとも一つの端面の全周に、連続して凹状の溝を設けるものである。これにより、ペリクル膜と膜接着剤との接着力を向上させ、ペリクル膜内の局所的なシワやパーティクルの発生を防止する。

ところで、ペリクル付きフォトマスクは、その構造上、ペリクルフレームの高さによってマスク表面からの距離が物理的に生じる。そのため、ペリクル付きフォトマスクのマスク表面の検査は、非接触手段に制限される。また、非接触とする光学的手段の場合でも焦点距離またはワークディスタンスによりマスク表面への接近が制限される。したがって、一旦ペリクルを撤去し、検査後に再度ペリクルを貼り直すなどの作業を要し、ペリクル付きフォトマスクにおける検査には制約があった。

そこで、露光機の一部に検査機を併設し、ペリクル付きフォトマスクのマスク表面の異物を検査するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。上記検査機は、マスクの面上に一側から検査用のレーザー光を照射し、レーザー光がマスク表面上の異物に照射されて生じた散乱光を受光することで異物の有無および位置を検出する。

特許第４３５８６８３号明細書 特開２００１−１５９６１３号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載の従来技術にあっては、搬送アームによってマスクを収納部からマスクステージへ搬送する途中で検査機に移送し、異物検査を行った後にマスクをマスクステージに搭載する構成であり、マスクステージにマスクを搭載した状態で異物を検査することはできない。このように、異物検査のための移送工程が必要であり、効率的ではない。
そこで、本発明は、露光機内のマスクステージにマスクを装着した状態でペリクル付きフォトマスクの異物検査を行うことができるフォトマスク及び露光装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に係るフォトマスクは、転写用パターンが形成されたマスク基板と、前記マスク基板の表面と所定間隔をおいて張設されたペリクル膜と、前記ペリクル膜を保持し、当該ペリクル膜と前記マスク基板との間を封じるペリクルフレームと、を備えるフォトマスクであって、前記マスク基板の表面に、弾性表面波を励起し当該マスク基板の表面上を伝搬させる第１櫛歯電極と、前記第１櫛歯電極によって励起された弾性表面波を受信し該弾性表面波に応じた信号を出力する第２櫛歯電極とを対向配置した弾性表面波素子を備えることを特徴としている。

また、請求項２に係るフォトマスクは、請求項１に係る発明において、前記弾性表面波素子は、前記マスク基板の表面における前記ペリクルフレームで区画された領域内に設置されていることを特徴としている。
さらに、請求項３に係るフォトマスクは、請求項１又は２に係る発明において、前記マスク基板の表面における前記ペリクルフレームで区画された領域外に、前記弾性表面波素子の入出力端子を設置することを特徴としている。
また、請求項４に係るフォトマスクは、請求項１〜３の何れかに係る発明において、前記弾性表面波素子を、前記マスク基板の表面に複数備えることを特徴としている。

さらにまた、請求項５に係る露光装置は、露光光を照射する露光光源と、前記露光光源からの露光光を受ける位置に配置され、前記請求項１〜４の何れか係るフォトマスクを載置するためのフォトマスク台と、前記フォトマスクを前記フォトマスク台に載置した状態で、前記弾性表面波素子を駆動する駆動手段と、前記駆動手段で前記弾性表面波素子を駆動したときに前記弾性表面波素子が出力する信号に基づいて、前記マスク基板の表面上の異物検査を行う異物検査手段と、を備えることを特徴としている。
また、請求項６に係る露光装置は、請求項５に係る発明において、前記フォトマスク台は、真空環境に配置されていることを特徴としている。

請求項１に係る発明よれば、マスク表面上を伝搬する弾性表面波によって、マスク表面上の異物の有無を検査することができる。このように、マスク表面の異物検査に、マスク表面に設けた弾性表面波素子を用いるので、異物検査環境の制限がない。したがって、例えば、露光装置のマスクステージ上にマスクを装着した状態などでも、異物検査が可能となる。

また、請求項２に係る発明によれば、弾性表面波素子をペリクルフレームで区画された領域内に設けるので、ペリクル装着状態で異物検査を行うことができる。そのため、一旦ペリクルを撤去し、検査後に再度ペリクルを張り直すなどの作業が不要となる。また、非接触の光学的手段を用いて異物検査を行う場合のように、焦点距離やワークディスタンスなどの制約がない。
さらに、請求項３に係る発明によれば、弾性表面波素子の入出力端子をペリクルフレームで区画された領域外に設けるので、ペリクル装着状態で容易に弾性表面波素子を駆動させることができる。

また、請求項４に係る発明によれば、弾性表面波素子をマスク表面上に複数設けるので、マスク表面上の異物の位置を特定することができる。
さらにまた、請求項５に係る発明によれば、マスクステージにマスクを装着した状態で異物検査を行うので、従来のように異物検査機にマスクを移送する行程を別途設ける必要がなく、効率が良い。
また、請求項６に係る発明によれば、マスクステージを真空環境に設けるので、異物の侵入を抑制した環境で異物検査及び露光転写を行うことができる。

第１の実施形態におけるフォトマスク１の構造を示す断面図である。 第１の実施形態におけるフォトマスク１の構造を示す平面図である。 第２の実施形態のフォトマスク１及び異物検査部の構造を示す図である。 ＣＰＵ８１で実行するマップ作成処理手順を示すフローチャートである。 ＣＰＵ８１で実行する異物検査処理手順を示すフローチャートである。 異物発生位置の特定方法を説明するための図である。 第３の実施形態の露光機１００及び異物検査ユニット２００を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係るフォトマスクは、半導体やＬＣＤ等の露光工程で使用されるフォトマスクであり、レチクルなどを含むものとする。
（第１の実施形態）
（構成）
図１は、本発明におけるフォトマスクの構造を示す断面図である。また、図２は、本発明におけるフォトマスクの構造を示す平面図である。
図中、符号１はフォトマスクである。フォトマスク１は、マスク基板（石英基板）１０とペリクル５０とを備える。ペリクル５０は、ペリクル膜５１と、ペリクルフレーム５２と、絶縁性粘着剤５３とで構成する。

マスク母材であるマスク基板１０上には、露光時に転写される半導体回路パターン（転写用パターン）４１が形成されている。マスク基板１０の半導体回路パターン４１が形成された面（パターン面）には、ペリクルフレーム５２を絶縁性粘着剤５３によって接合する。また、ペリクルフレーム５２のパターン面とは反対側には、ペリクル膜５１を設ける。
すなわち、ペリクル膜５１は、マスク基板１０のパターン面とペリクルフレーム５２の高さに相当する間隔をおいて張設されている。また、ペリクルフレーム５２は、ペリクル膜５１を保持すると共に、ペリクル膜５１とマスク基板１０との間を封じる構成となっている。

また、マスク基板１０上には、弾性表面波素子２０Ａ及び２０Ｂを備える。弾性表面波素子２０Ａは、マスク基板１０の表面上を伝搬する弾性表面波を発生させる送信側の素子である。弾性表面波素子２０Ｂは、弾性表面波素子２０Ａからマスク基板１０の表面上を伝搬した弾性表面波を受信する受信側の素子である。これら弾性表面波素子２０Ａ及び２０Ｂを１組として扱う。なお、弾性表面波素子２０Ａと弾性表面波素子２０Ｂとは同一構造を有する。

弾性表面波素子２０Ａ及び２０Ｂは、それぞれ圧電基板２１と、櫛歯電極２２とを含む。圧電基板２１は、タンタリウム酸リチウム単結晶やニオブ酸リチウム単結晶などで形成する。櫛歯電極２２は、アルミニウムなどの電気導電性金属で形成した公知のＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｅｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極構造を有する。 弾性表面波素子２０Ａの櫛歯電極（第１櫛歯電極）２２には電極２３（電極２３Ａ及び電極２３Ｂ）が接続されており、弾性表面波素子２０Ｂの櫛歯電極２２（第２櫛歯電極）には電極２４（電極２４Ａ及び電極２４Ｂ）が接続されている。弾性表面波素子２０Ａ，２０Ｂにおける櫛歯電極２２は、それぞれ櫛歯電極２２Ａと櫛歯電極２２Ｂとで構成されており、圧電基板２０上に櫛歯電極２２Ａ，２２Ｂが互いの電極が噛み合うように対向して配置されている。

そして、弾性表面波素子２０Ａにおける櫛歯電極２２Ａに電極２３Ａを接続し、櫛歯電極２２Ｂに電極２３Ｂを接続する。同様に、弾性表面波素子２０Ｂにおける櫛歯電極２２Ａに電極２４Ａを接続し、櫛歯電極２２Ｂに電極２４Ｂを接続する。
この電極２３から弾性表面波素子２０Ａへの電気信号供給を行い、電極２４から弾性表面波素子２０Ｂの電気信号出力を得るようになっている。つまり、電極２３及び２４は、弾性表面波素子２０Ａ及び２０Ｂの入出力端子として機能する。電極２３には、電源６０から信号線６１を介して電気信号が印加される。

ペリクル５０は、弾性表面波素子２０Ａと電極２３との境界と、弾性表面波素子２０Ｂと電極２４との境界とに、ペリクルフレーム５２が位置するように配置する。すなわち、マスク基板１０表面において、ペリクルフレーム５２によって区画された領域内に弾性表面波素子２０Ａ及び２０Ｂを配置し、ペリクルフレーム５２によって区画された領域外に弾性表面波素子２０Ａ及び２０Ｂの入出力端子である電極２３及び２４を配置する。

また、半導体回路パターン４１は、弾性表面波素子２０Ａと弾性表面波素子２０Ｂとの間に配置する。すなわち、弾性表面波素子２０Ａの櫛歯電極２２と弾性表面波素子２０Ｂの櫛歯電極２２とを、弾性表面波が伝搬する伝搬領域を挟んで対向配置し、その伝搬領域内に半導体回路パターン４１が配置されるようにする。
このような構成により、電極２３から弾性表面波素子２０Ａの櫛歯電極２２に高周波電力を印加すると、弾性表面波素子２０Ａの櫛歯電極２２Ａ，２２Ｂ間に電界が発生し、弾性表面波が励起する。この弾性表面波は弾性表面波素子２０Ａからマスク基板１０の表面上を伝搬して弾性表面波素子２０Ｂに到達する。すると、弾性表面波素子２０Ｂの櫛歯電極２２により、この弾性表面波が電気信号に変換される。このようにして得られた電気信号出力に基づいて、半導体回路パターン４１上に存在する異物Ｄを検知可能となっている。

なお、図２では、半導体回路パターン４１をマスク基板１０の一領域に図示しているが、マスクは一般的に金属や金属化合物やその酸化物の薄膜を単層もしくは多層を必要とされる光学特性に応じて一様にスパッタリング法などで遮光層４０を堆積成膜し、これを加工して半導体回路パターン４１を形成する。弾性表面波素子２０Ａ，２０Ｂや電極２３，２４は周囲との絶縁性を必要とすることから、これらを設ける部分は絶縁領域４２とする。（動作）

次に、第１の実施形態の動作について説明する。
先ず、電源６０から信号線６１を介して電極２３Ａ、２３Ｂへ電極周期長に相当する周波数を有する電気信号（電力）を印加する。すると、圧電効果により、弾性表面波素子２０Ａの櫛歯電極２２Ａ、２２Ｂ間に互いに逆位相の歪が生じ、弾性表面波が励起される。この弾性表面波は、図１及び図２の矢印で示す方向に、マスク基板１０及び半導体パターン４１の表面上を伝搬する。

マスク基板１０を伝搬する弾性表面波のうち、受信側素子である弾性表面波素子２０Ｂの櫛歯電極２２の示す電極周期長に等しい波長の弾性表面波のみが、弾性表面波素子２０Ｂの櫛歯電極２２Ａ、２２Ｂに歪をきたし、当該歪によって励起された電荷が電極２４Ａ、２４Ｂを介して電気信号として取り出される。
このとき、弾性表面波のマスク基板１０表面上の矢印で示す伝搬経路上に異物Ｄが存在すると、その振幅の減衰や異物の物質密度に伴う位相変化が生じる。つまり、受信側素子からは、結果として異物Ｄが存在しない場合とは異なる電気信号が得られる。したがって、得られた電気信号により異物Ｄの有無が検知できる。

一般に、ペリクルは、マスク表面に異物などの汚れが無い状態を確認した後でマスク表面に装着される。ペリクル付きフォトマスクへの異物検査は、その構造上、ペリクルフレームの高さによってマスク表面からの距離が物理的に生じるため、非接触手段に制限される。非接触とする光学的手段の場合でも、焦点距離またはワークディスタンスによりマスク表面への接近が制限される。そのため、一旦ペリクルを撤去し、検査後に再度ペリクルを貼り直すなど、ペリクル付きフォトマスクにおける検査には制約があった。
これに対して、本実施形態では、マスク表面の異物検査を、マスク表面に設けた弾性表面波素子を用いて行うので、ペリクル付きフォトマスクの異物検査を適切に行うことができる。

（効果）
このように、第１の実施形態では、マスク基板の表面に、マスク基板の表面上を伝搬する弾性表面波を発生させると共にこれを受信可能な弾性表面波素子を備えるので、当該弾性表面波によってマスク表面上の異物の有無を検査することができる。
また、弾性表面波素子をマスク基板の表面のペリクルフレームで区画された領域内に設けるので、ペリクルをマスク基板に装着した状態で異物検査を行うことができる。したがって、一旦ペリクルを撤去し、異物検査後に再度ペリクルを貼り直すなどの作業が不要となる。
さらに、弾性表面波素子の入出力端子をマスク基板の表面のペリクルフレームで区画された領域外に設けるので、ペリクルをマスク基板に装着した状態で確実に弾性表面波素子を駆動させることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において、マスク基板上に弾性表面波素子を１組のみ設置しているのに対し、マスク基板上に複数組の弾性表面波素子を設置し、半導体回路パターン上に発生した異物の位置を特定可能とするようにしたものである。

（構成）
図３は、第２の実施形態のフォトマスク１及びフォトマスク１の異物検査部の構造を示す図である。この図３では、平面視におけるフォトマスク１を示している。
図３に示すように、複数組の弾性表面波素子２０Ａ，２０Ｂを、Ｘ，Ｙ方向にそれぞれ設置する。ここでは、Ｘ，Ｙ方向にそれぞれｎ組の弾性表面波素子２０Ａ，２０Ｂを設置した場合について説明する。なお、弾性表面波素子２０Ａ，２０Ｂの組数は、Ｘ方向とＹ方向とで異なる数としてもよい。

Ｙ方向に並設した電極２３にはスイッチアレイ６３を接続し、Ｙ方向に並設した電極２４にはスイッチアレイ６４を接続する。スイッチアレイ６３はｎ個のスイッチＹｉ１〜Ｙｉｎで構成され、スイッチアレイ６４はｎ個のスイッチＹｏ１〜Ｙｏｎで構成されている。各スイッチはＣＰＵ８１によって個別にオン／オフ制御される。スイッチアレイ６３のスイッチをオン／オフすることで電極２３と電源６０との間の信号線を導通／切断し、スイッチアレイ６４のスイッチをオン／オフすることで電極２４と後述するＹ増幅器６８との間の信号線を導通／切断する。

同様に、Ｘ方向に並設した電極２３にはスイッチアレイ６５を接続し、Ｘ方向に並設した電極２４にはスイッチアレイ６６を接続する。スイッチアレイ６５はｎ個のスイッチＸｉ１〜Ｘｉｎで構成され、スイッチアレイ６６はｎ個のスイッチＸｏ１〜Ｘｏｎで構成されている。各スイッチはＣＰＵ８１によって個別にオン／オフ制御される。スイッチアレイ６５のスイッチをオン／オフすることで電極２３と電源６０との間の信号線を導通／切断し、スイッチアレイ６６のスイッチをオン／オフすることで電極２４と後述するＸ増幅器６７との間の信号線を導通／切断する。

ＣＰＵ８１は、スイッチアレイ６３〜６６のオン／オフ制御指令に加えて、電源６０への電力供給指令、Ｘ増幅器６７及びＹ増幅器６８への電流増幅指令を出力する。また、このＣＰＵ８１には、半導体回路パターン４１上の異物検査を行った結果（異物付着の有無）等を表示する表示器８２と、上記異物検査における処理結果等を記憶するメモリ８３Ａ，８３Ｂが接続されている。

スイッチアレイ６３〜６６、電源６０、Ｘ増幅器６７、Ｙ増幅器６８、Ｘ検波器６９、Ｙ検波器７０、ＣＰＵ８１、表示器８２、メモリ８３Ａ及びメモリ８３Ｂでフォトマスク１の異物検査部を構成している。
図４は、ＣＰＵ８１で実行するマップ作成処理手順を示すフローチャートである。
この異物検査処理では、先ずステップＳ１で、ＣＰＵ８１は、カウント値Ｎを初期値＝１にセットし、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、ＣＰＵ８１は、カウント値Ｎに応じて、スイッチアレイ６５のスイッチＸｉＮとスイッチアレイ６６のスイッチＸｏＮとをオン状態とし、ステップＳ３に移行する。
ステップＳ３では、ＣＰＵ８１は、電源６０に対して電力供給指令を出力しステップＳ４に移行する。これにより、電源６０から供給された電気信号（電力）が前記ステップＳ２でオン状態としたスイッチＸｉＮを介して当該スイッチＸｉＮに接続された電極２３に印加される。

ステップＳ４では、ＣＰＵ８１は、Ｘ増幅器６７に対して電流増幅指令を出力する。これにより、前記ステップＳ２でオン状態としたスイッチＸｏＮを介して当該スイッチＸｏＮに接続された電極２４に発生した電流を増幅する。増幅した電流はＸ検波器６９で受信し、その後Ａ／Ｄコンバータ９１で信号レベルを階調化した数値に変換する。このとき、ＣＰＵ８１は、Ａ／Ｄコンバータ９１から出力する数値データを取得する。

次に、ステップＳ５では、ＣＰＵ８１は、前記ステップＳ４で取得したＡ／Ｄコンバータ９１からの出力データをメモリ８３Ａに蓄積する。また、このとき、ＣＰＵ８１は、カウント値Ｎに応じて、スイッチアレイ６５のスイッチＸｉＮとスイッチアレイ６６のスイッチＸｏＮとをオフ状態とする。
次に、ステップＳ６では、ＣＰＵ８１は、カウント値ＮをインクリメントしてからステップＳ７に移行し、このステップＳ７でカウント値Ｎがスイッチアレイ６５に設けたスイッチＸｉの数ｎを超えたか否かを判定する。そして、Ｎ≦ｎである場合には前記ステップＳ２に移行し、Ｎ＞ｎである場合にはステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、ＣＰＵ８１は、カウント値Ｎを初期値＝１にセットし、ステップＳ９に移行する。
ステップＳ９では、ＣＰＵ８１は、カウント値Ｎに応じて、スイッチアレイ６３のスイッチＹｉＮとスイッチアレイ６４のスイッチＹｏＮとをオン状態とし、ステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０では、ＣＰＵ８１は、電源６０に対して電力供給指令を出力しステップＳ１１に移行する。これにより、電源６０から供給された電気信号（電力）が前記ステップＳ９でオン状態としたスイッチＹｉＮを介して当該スイッチＹｉＮに接続された電極２３に印加される。
ステップＳ１１では、ＣＰＵ８１は、Ｙ増幅器６８に対して電流増幅指令を出力する。これにより、前記ステップＳ９でオン状態としたスイッチＹｏＮを介して当該スイッチＹｏＮに接続された電極２４に発生した電流を増幅する。増幅した電流はＹ検波器７０で受信し、その後Ａ／Ｄコンバータ９２で信号レベルを階調化した数値に変換する。このとき、ＣＰＵ８１は、Ａ／Ｄコンバータ９２から出力する数値データを取得する。

次に、ステップＳ１２では、ＣＰＵ８１は、前記ステップＳ１１で取得したＡ／Ｄコンバータ９２からの出力データをメモリ８３Ａに蓄積する。また、このとき、ＣＰＵ８１は、カウント値Ｎに応じて、スイッチアレイ６３のスイッチＹｉＮとスイッチアレイ６４のスイッチＹｏＮとをオフ状態とする。
次に、ステップＳ１３では、ＣＰＵ８１は、カウント値ＮをインクリメントしてからステップＳ１４に移行し、このステップＳ１４でカウント値Ｎがスイッチアレイ６３に設けたスイッチＹｉの数ｎを超えたか否かを判定する。そして、Ｎ≦ｎである場合には前記ステップＳ９に移行し、Ｎ＞ｎである場合にはステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、ＣＰＵ８１は、メモリ８３Ａに蓄積されたＡ／Ｄコンバータ９１及び９２で階調化した信号レベルを、Ｘ，Ｙマップに展開し、これをメモリ８３Ａに格納してからマップ作成処理を終了する。
ＣＰＵ８１は、図４に示すマップ作成処理を、ある一定期間を経てマスク検査を所望する時期に再度実行する。このとき、前記ステップＳ５及びＳ１２では、データをメモリ８３Ｂに蓄積する。また、前記ステップＳ１５では、メモリ８３Ｂに蓄積されたＡ／Ｄコンバータ９１及び９２で階調化した信号レベルを、Ｘ，Ｙマップに展開し、これをメモリ８３Ｂに格納する。

上述したマップ作成処理を実行することでメモリ８３Ａ及び８３ＢにＸ，Ｙマップが格納されると、ＣＰＵ８１は図５に示す異物検査処理を実行する。
この異物検査処理では、ステップＳ２１で、ＣＰＵ８１は、メモリ８３Ａに格納された図６（ａ）に示すＸ，Ｙマップを読み出し、ステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２では、ＣＰＵ８１は、メモリ８３Ｂに格納された図６（ｂ）に示すＸ，Ｙマップを読み出し、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３では、ＣＰＵ８１は、前記ステップＳ２１で取得したメモリ８３ＡのＸ，Ｙマップと、前記ステップＳ２２で取得したメモリ８３ＢのＸ，Ｙマップとの差分を計算し、図６（ｃ）に示す差分マップＣを作成する。
そして、ステップＳ２４に移行して、ＣＰＵ８１は、前記ステップＳ２３で作成した差分マップＣをもとに異物の有無判断を行って異物検査処理を終了する。ここでは、差分マップＣにおいてゼロ以外を示す座標が存在するか否かを確認し、ゼロ以外を示した座標から半導体回路パターン４１上で欠陥が発生した位置を特定する。

（動作）
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
先ず、ＣＰＵ８１は、信号線７２を介してオン／オフ制御指令を出力することで、スイッチアレイ６５の１組目のスイッチＸｉ１及びスイッチアレイ６６の１組目のスイッチＸｏ１をオン状態とする（図４のステップＳ２）。続いてＣＰＵ８１は、電源６０に対して電力供給指令を出力する（ステップＳ３）。このとき、スイッチＸｉ１に接続された１組目の弾性表面波素子２０Ａが発振し、弾性表面波が対向する１組目の弾性表面波素子２０Ｂに到達して、電荷が発生する。

すると、ＣＰＵ８１は、信号線７１を介してＸ増幅器６７へ電流増幅指令を出力し、スイッチアレイ６６の１組目のスイッチＸｏ１に接続された弾性表面波素子２０Ｂの電極２４に発生した電流を増幅する（ステップＳ４）。増幅した電流はＸ検波器６９で受信される。その受信した信号は、Ａ／Ｄコンバータ９１で信号レベルを階調化した数値に変換される。ＣＰＵ８１は、これをメモリ８３Ａに蓄積する（ステップＳ５）。また、ＣＰＵ８１は、信号線７２を介してオン／オフ制御指令を出力することで、スイッチアレイ６５の１組目のスイッチＸｉ１及びスイッチアレイ６６の１組目のスイッチＸｏ１をオフ状態とする。

次に、ＣＰＵ８１は、信号線７２を介してオン／オフ制御指令を出力することで、スイッチアレイ６５の２組目のスイッチＸｉ１及びスイッチアレイ６６の２組目のスイッチＸｏ１をオン状態とする（ステップＳ２）。そして、上記１組目の動作と同様に、電源６０から電力を供給することで２組目の弾性表面波素子２０Ａを発振させ、弾性表面波を対向する２組目の弾性表面波素子２０Ｂに伝搬させる（ステップＳ３）。このとき発生した電流をＸ増幅器６７、Ｘ検波器６９及びＡ／Ｄコンバータ９１で信号処理し（ステップＳ４）、その結果をメモリ８３Ａに蓄積する（ステップＳ５）。

以上の動作をｎ組目のスイッチＸｉｎに至るまで繰り返し実行する。また、Ｙ方向に関しても同様に、Ｙｉ１からＹｉｎに至るまで上記の動作を繰り返し実行する（ステップＳ９〜Ｓ１２）。そして、ＣＰＵ８１は、メモリ８３Ａに蓄積されたデータをもとに図６（ａ）に示すＸ，Ｙマップを作成し、これをメモリ８３Ａに格納する（ステップＳ１５）。
その後、ある一定期間を経たとき、ＣＰＵ８１は図４のマップ作成処理を再度実行する。その際にも、先ずＸ方向について１組目からｎ組目まで順次弾性表面波素子２０Ａを発振し、励起された弾性表面波を対向する１組目からｎ組目までの弾性表面波素子２０Ｂへ順次伝搬する。そして、そのときＡ／Ｄコンバータ９１から得られた信号レベルをメモリ８３Ｂに蓄積していく。

次に、Ｙ方向についても同様に、１組目からｎ組目まで順次弾性表面波素子２０Ａを発振し、励起された弾性表面波を対向する１組目からｎ組目までの弾性表面波素子２０Ｂへ順次伝搬する。そして、そのときＡ／Ｄコンバータ９２から得られた信号レベルをメモリ８３Ｂに蓄積していく。そして、メモリ８３Ｂに蓄積された上記データをもとに図６（ｂ）に示すＸ，Ｙマップを作成し、これをメモリ８３Ｂに格納する。

すると、ＣＰＵ８１は、メモリ８３Ａとメモリ８３Ｂとにそれぞれ格納されたＸ，Ｙマップを読み出し（図５のステップＳ２１，Ｓ２２）、各Ｘ，Ｙマップの差分を計算して差分マップＣを作成する（ステップＳ２３）。このとき、例えば、半導体回路パターン４１上に異物等の欠陥が発生していない場合には、メモリ８３Ａに格納されたＸ，Ｙマップと、メモリ８３Ｂに格納されたＸ，Ｙマップとは同一であり、差分マップＣはすべての座標においてゼロとなる。
一方、半導体回路パターン４１上に異物等の欠陥が発生している場合、差分マップＣでゼロ以外を示す座標が確認される。したがって、その座標から欠陥が発生した位置を特定できる（ステップＳ２４）。

（効果）
このように、第２の実施形態では、弾性表面波素子をマスク基板上に複数組設置する。このとき、弾性表面波の伝搬方向が互いに直交する２方向となるように、弾性表面波素子をＸ方向とＹ方向とに並設するので、半導体回路パターン上に異物等の欠陥が発生している場合には、その位置を確実に特定することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、フォトマスク１の異物検査ユニットを露光機に搭載し、露光機のマスクステージにフォトマスク１を載置した状態で異物検査を行えるようにしたものである。

（構成）
図７は、第３の実施形態の露光機１００及び異物検査ユニット２００を示す構成図である。
この図７に示すように、露光機１００は、光源１０１と、集光光学系１０２と、マスクステージ１０３と、投影光学系１０４と、ウェハステージ１０５と、を含んで構成される。
光源１０１は、露光光を集光光学系１０２に対して照射する。この光源１０１としては、例えば波長２５７ｎｍのＫｒＦレーザー、１９３ｎｍのＡｒＦレーザー、１５７ｎｍのＦ２レーザー，１３．５ｎｍのＥＵＶ放射光源などを用いることができる。

集光光学系１０２は、光源１０１の下方に配置され、光源１０１から照射された露光光が入射するようになっている。この集光光学系１０２は、光源１０１から照射された露光光を集光し、マスクステージ１０３が把持したフォトマスク１に照射する。
マスクステージ１０３の下方には投影光学系１０４を配置し、投影光学系１０４の下方にはウェハステージ１０５を配置する。ウェハステージ１０５には、ウェハが載置される。フォトマスク１を経た光は、投影光学系１０４によりウェハに、例えば４分の１で縮小投影される。
マスクステージ１０３の一部には前述したスイッチアレイ６３〜６６を形成する。これらスイッチアレイ６３〜６６は、フォトマスク１をマスクステージ１０３に載置した際に、フォトマスク１上のＸ，Ｙ方向にそれぞれ配置された弾性表面波素子２０Ａ及び２０Ｂの電極２３及び２４に、それぞれ接続可能となっている。

異物検査ユニット２００は、露光機１００外部に設けられており、電源供給線及び信号線によって露光機１００と接続されている。この異物検査ユニット２００は、電源６０、Ｘ増幅器６７、Ｙ増幅器６８、Ｘ検波器６９、Ｙ検波器７０、ＣＰＵ８１、表示器８２、メモリ８３Ａ，８３Ｂを備え、これらの構成は前述した第２の実施形態における異物検査部の各手段の構成と同一である。
なお、光源１０１が露光光源に対応し、マスクステージ１０３がフォトマスク台に対応し、スイッチアレイ６３〜６６が駆動手段に対応し、図４及び図５の処理が異物検査手段に対応している。

（動作）
次に、第３の実施形態について説明する。
先ず、露光機１００のマスクステージ１０３にフォトマスク１を載置する。次に、ウェハステージ１０５にウェハを載置し、露光を開始する。ここでは、光源１０１から露光光を照射することで、フォトマスク１に形成された半導体回路パターン４１をウェハに転写する。

このとき、フォトマスク１をマスクステージ１０３に載置した状態で、ＣＰＵ８１は、図４に示すマップ作成処理および図５に示す異物検査処理を実行する。これにより、上述した差分マップＣを得て、異物付着の有無を判断すると共に異物が付着している場合にはその位置を特定し、その結果を表示器８２に表示する。
なお、弾性表面波は大気中のみならず、真空中でもマスク基板１０表面上を伝搬する。したがって、フォトマスク１が真空環境に保持される波長１３．５ｎｍを用いたＥＵＶ露光機中でも使用が可能である。

ところで、本来、マスク表面には、異物などの欠陥が無いことを確認してからペリクルを装着するので、露光転写の際に半導体などにはマスク表面上の異物に起因する欠陥が発生しない。しかしながら、ペリクルの装着前にペリクルフレーム内側に付着していた異物がスキャンないしステップ露光時のマスクステージ運動に伴う加速度によって脱離することで欠陥が発生したり、近年では“くもり”ないし“ヘイズ(Ｈａｚｅ)”と呼ばれる成長性欠陥が新たにマスク面に発生したりする現象が認められている。

このようなマスク使用時において発生した異物等は、シリコンウエハに露光転写された半導体回路の断線で発見される場合が多い。
本実施形態では、露光機１００のマスクステージ１０３にフォトマスク１を装着した状態でペリクルフレーム５２内部の半導体回路パターン４１上に発生した異物を検査することができるので、上記のように半導体回路の断線が発生する前に異物が有ることを検知し、適切に対処することができる。

（効果）
このように、第３の実施形態では、露光機のマスクステージにフォトマスクを載置した状態で異物検査を行うことが可能である。そのため、一連の露光転写動作において異物検査を行うことができる。そのため、従来のように、フォトマスクをマスクステージとは異なる検査スペースに移送し、異物検査を行ってからフォトマスクをマスクステージに載置して露光転写を行う必要がなく、効率化が図れる。
また、真空環境にマスクステージを設置した露光機においても、マスクステージにフォトマスクを載置した状態で異物検査を行うことができるので、異物の侵入を抑制した状態で異物検査及び露光転写を行うことができる。

（変形例）
なお、上記第３の実施形態においては、異物検査ユニット２００を露光機１００の外部に設ける場合について説明したが、露光機１００の内部にその一機能として包含することもできる。
また、上記第３の実施形態においては、露光機１００は、フォトマスク１を透過する屈折光学系とした構造とする場合について説明したが、反射系の構造とすることもできる。

１…フォトマスク、１０…マスク基板、２０Ａ，２０Ｂ…弾性表面波素子、２１…圧電基板、２２（２２Ａ，２２Ｂ）…櫛歯電極、２３（２３Ａ，２３Ｂ）…電極（入力側）、２４（２４Ａ，２４Ｂ）…電極（出力側）、４０…遮光層、４１…半導体回路パターン、４２…絶縁領域、５０…ペリクル、５１…ペリクル膜、５２…ペリクルフレーム、５３…絶縁性粘着剤、６０…電源、６１…信号線、６３〜６６…スイッチアレイ、６７…Ｘ増幅器、６８…Ｙ増幅器、６９…Ｘ検波器、７０…Ｙ検波器、７１，７２…信号線、８１…ＣＰＵ、８２…表示器、９１…Ａ／Ｄ変換器、９２…Ａ／Ｄ変換器、１００…露光機、１０１…光源、１０２…集光光学系、１０３…マスクステージ、１０４…投影光学系、１０５…ウェハ、２００…異物検査ユニット、Ｄ…異物

Claims (6)

1. 転写用パターンが形成されたマスク基板と、前記マスク基板の表面と所定間隔をおいて張設されたペリクル膜と、前記ペリクル膜を保持し、当該ペリクル膜と前記マスク基板との間を封じるペリクルフレームと、を備えるフォトマスクであって、
   前記マスク基板の表面に、弾性表面波を励起し当該マスク基板の表面上を伝搬させる第１櫛歯電極と、前記第１櫛歯電極によって励起された弾性表面波を受信し該弾性表面波に応じた信号を出力する第２櫛歯電極とを対向配置した弾性表面波素子を備えることを特徴とするフォトマスク。
2. 前記弾性表面波素子は、前記マスク基板の表面における前記ペリクルフレームで区画された領域内に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
3. 前記マスク基板の表面における前記ペリクルフレームで区画された領域外に、前記弾性表面波素子の入出力端子を設置することを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトマスク。
4. 前記弾性表面波素子を、前記マスク基板の表面に複数備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のフォトマスク。
5. 露光光を照射する露光光源と、
   前記露光光源からの露光光を受ける位置に配置され、前記請求項１〜４の何れか１項に記載のフォトマスクを載置するためのフォトマスク台と、
   前記フォトマスクを前記フォトマスク台に載置した状態で、前記弾性表面波素子を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段で前記弾性表面波素子を駆動したときに前記弾性表面波素子が出力する信号に基づいて、前記マスク基板の表面上の異物検査を行う異物検査手段と、を備えることを特徴とする露光装置。
6. 前記フォトマスク台は、真空環境に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。

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