JPH07311157A - フォトマスク検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトマスクの検査の際に発生する塵の影響
を受けずに検査可能なフォトマスク検査方法及びその装
置を提供する。 【構成】 フォトマスク１１の隣接するパターンの同一
箇所に光源１２で発生した検査光をそれぞれ照射光学系
１３ａ，１３ｂを通じて照射してその透過光を結像光学
系１８ａ，１８ｂ及び受光部１９ａ，１９ｂで検出し、
その結果を欠陥判定回路２０によって両者を比較して欠
陥の有無を判定する場合に、前記検査光を透過する材料
で構成されたカバー部材１７１により前記フォトマスク
１１の検査領域を覆った状態で検査を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フォトマスク製造にお
ける仕上がりを検査するためのフォトマスク検査方法及
びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ＩＣ製造などに用いられるフォ
トマスクの製造工程においては、パターンの余剰部分や
欠落部分（パターン欠陥）の有無を検査する外観検査、
パターン上のゴミ等を検出する異物欠陥検査、パターン
の寸法精度や位置精度の検査などが施される。これらの
検査は、清浄空間であるクリーンルーム内において、フ
ォトマスクを移動ステージに載置して移動しながら検査
光を照射したり、検査光をフォトマスク上で走査するな
どし、この検査光の透過光又は反射光を検出して所定の
処理を施すことによって、表面の状況を調べるものであ
る。

【０００３】図７は、上記検査のうち、パターンの余剰
部分や欠落部分（パターン欠陥）の有無を検査する外観
検査を行うための透過型外観検査装置の一例を示すもの
である。

【０００４】この外観検査装置１０は、いわゆる隣接ダ
イ比較方式の外観検査装置である。この隣接ダイ比較方
式の外観検査装置は、フォトマスク上に多数形成された
同一のパターン（半導体チップ用パターン）のうち隣接
する２つのパターンの同一箇所の光透過度合いを２組の
光学系によって検知して比較し、両者に所定以上の相違
があるか否かにより欠陥の有無を調べるものである、図
に示されるように、この外観検査装置１０は、移動ステ
ージ１４と、移動ステージ１４上に設置されたフォトマ
スク１１を固定する保持具１７と、移動ステージ１４を
駆動、制御する駆動系１５及び制御系１６と、移動ステ
ージ１４の下方に設けられた検査光の光源１２と、この
光源１２からの検査光をフォトマスクに照射するための
２つの照明光学系１３ａ，１３ｂと、上記２つの照明光
学系１３ａ，１３ｂによる照射光がフォトマスク１１を
透過して生ずる透過光を入射してその透過像を結像する
２つの結像光学系１８ａ，１８ｂと、これら結像光学系
１８ａ，１８ｂで結像された光象をそれぞれ受光する２
つの受光部１９ａ，１９ｂと、これら受光部１９ａ，１
９ｂで受光した光の強度に対応した値を比較して両者に
所定以上の相違がある場合にその部分を欠陥として検出
する欠陥判定回路２０とを有する。なお、保持具１７、
移動ステージ１４は、いずれも中央部が除去されて貫通
領域が形成されており（図示せず）、検査対象のフォト
マスク１１は、移動ステージ１４上に設置された保持具
１７に、その表面が上方に向き、かつパターンが形成さ
れた検査領域が前記保持具１７および移動ステージ１４
の中央部の貫通領域に位置するように固定される。ま
た、移動ステージ１４を連続移動することにより、検査
光をフォトマスク上に走査させ、フォトマスクの検査領
域全域の検査を行うようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
マスクの検査においては、上記のように移動ステージ等
を利用してフォトマスクを連続移動させたり、結像光学
系においてレンズ間距離の調節を行ったりするなどのた
めの可動部が備えられているのが一般的であり、この可
動部からの発塵によりフォトマスク上に塵が落下して付
着してしまうという問題点があった。その結果、検査が
最終段階の場合は、フォトマスクが検査前に清浄であっ
ても、検査後のフォトマスクに発塵物が付着することに
より品質を損ねてしまうという問題点があり、特にパタ
ーンの余剰部分を検査する外観検査の場合は、１μｍ以
下のパターンの余剰欠陥として検出されたものが、修正
可能な余剰欠陥であるのか、検査時に付着した塵である
のかの判別が出来ず、検査の正確性を損ねていた。ま
た、例えば、レジストパターンの形成した後などに行う
パターンの寸法検査などにおいても、検査時に付着した
塵は、その後の工程で欠陥を発生させる原因の一つとな
る可能性があるという問題点があった。

【０００６】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、フォトマスクの検査の際に発生する塵の影響
を受けずに検査可能なフォトマスク検査方法及びその装
置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明にかかるフォトマスク検査方法は、（構成
１） フォトマスクに検査光を照射してその透過光又は
反射光を検出することによりフォトマスクの検査を行う
フォトマスクの検査方法において、前記検査光を透過す
る材料で構成されたカバー部材により前記フォトマスク
の検査領域を覆った状態で検査を行うことを特徴とした
構成とし、この構成１の態様として、（構成２） 構成
１のフォトマスク検査方法において、検査するときに、
前記フォトマスクとカバー部材との間に所定の間隔を設
けることを特徴とする構成とし、構成１又は２の態様と
して、（構成３） 構成１又は２のフォトマスクの検査
方法において、前記フォトマスクの検査が、フォトマス
クの被転写領域に形成されたマスクパターンの余剰部分
又は欠落部分を検査する外観検査であることを特徴とし
た構成とし、構成１ないし３の態様として、（構成４）
構成１ないし３のフォトマスク検査方法において、前
記カバー部材が、フォトマスクの少なくとも検査領域を
密封するものであることを特徴とした構成とした。

【０００８】また、本発明にかかるフォトマスク検査装
置は、（構成５） フォトマスクに検査光を照射する検
査光照射手段と、前記検査光がフォトマスクを透過して
生ずる透過光又はフォトマスクで反射して生ずる反射光
を検出する光検出手段と、前記フォトマスクの検査領域
を覆い、かつ、前記検査光を透過する材料で構成された
カバー部材とを備えたことを特徴とする構成としたもの
である。

【０００９】

【作用】構成１によれば、仮に検査時、駆動系によるフ
ォトマスクの連続移動等、可動部を動かしてもその可動
部からの発塵物等が直接フォトマスクに付着することを
防止することができる。

【００１０】構成２によれば、カバー部材をフォトマス
クに直接接触しないから、フォトマスクを損傷するおそ
れを軽減できる。

【００１１】構成３によれば、検査に起因するトラブル
の発生を抑制しながら外観検査を行うことができる。

【００１２】構成４によれば、可動部からの発塵物等の
フォトマスクへの付着をより効果的に防止することがで
きる。

【００１３】構成５によれば、検査時にフォトマスクに
塵等が付着するのを防止しつつ検査可能な検査装置を得
ることができる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の一実施例にかかるフォトマス
ク検査装置の構成を示す図である。以下、図１を参照に
しながら一実施例にかかるフォトマスク検査装置の構成
を説明し、併せて一実施例のフォトマスク検査方法を説
明する。

【００１５】この実施例は、本発明をいわゆる隣接ダイ
比較方式の外観検査装置に適用した例であり、構成の大
部分は、上述の図７に示される従来の装置と同じである
ので、共通する部分には同一の符号を付してその説明を
省略し、以下では、主として本実施例に特有な点を説明
する。

【００１６】この実施例が上述の従来例と異なる点は、
フォトマスク１１を固定した保持具１７の上に、透明カ
バー部材１７１を取り付けた枠体１７２を配置・固定し
てフォトマスク１１の上側を覆うようにし、この保持具
１７を移動ステージ１４の上に固定し、さらに、移動ス
テージ１４の裏面側には、透明カバー部材１７１を取り
付けた枠体１７２を配置・固定した保持具１７（フォト
マスクは取り付けない）を取り付けてフォトマスク１１
の裏面（下側）を覆うようにして、フォトマスク１１の
表裏の面をこれら部材によって密封するようにした点で
ある。

【００１７】図２及び図３に示されるように、保持具１
７は、中央部を除去して形成された貫通領域１７ｂを有
する略枠状のもので、その枠部分にフォトマスク１１の
外周縁を載置し、フォトマスク１１の検査領域１１ａが
上記貫通領域１７ｂ内に収まるようにしてフォトマスク
固定ピン１７ａにより固定できるようになっている。

【００１８】また、透明カバー部材１７１を支持する枠
体１７２は、その枠の断面形状が略逆Ｌ字状をなしたも
ので、その上端部に四角形状の板状体である透明カバー
部材１７１の外周縁部を支持して接着等によって固定
し、下端外周縁部を、保持具１７の表面であって貫通領
域１７ｂの周囲に、磁石力、バイディング手段、あるい
は、エポキシ接着剤等を用いた接着その他の手段によっ
て固定するようになっている。磁石力で保持する場合
は、枠体１７２及び保持具１７の対応する部分に互いに
引き合う磁石を埋め込む。なお、この場合、枠体１７２
の内部の寸法がフォトマスク１１の外形寸法より大きく
形成されていることは勿論である。

【００１９】ここで、透明カバー部材１７１は、検査光
波長に高い透過性を有するガラスあるいはプラスチック
スを用いることができる。この実施例では、光源１２と
して高圧水銀ランプを用い、検査光としてこの高圧水銀
ランプから射出される波長５４６ｎｍ，５７７ｎｍの光
を用い、透明カバー部材として、縦・横の寸法がともに
１５０ｍｍ、厚さが８００μｍで、精密研摩によって表
面の平行度、平坦度を所定以上に形成した石英ガラス板
を用いた。したがって、透明カバー部材１７１の検査光
に対する透過率は９３％以上であり、本実施例に用いた
欠陥判定回路２０で最低限必要な透過率である８４％を
大きく越えているので、従来と同様の検査が可能であ
る。この実施例に用いた石英ガラスは、平行度測定機
（クグラー社製ＫＵ１５０）で測定した平行度が３μ
ｍ、平坦度測定機（ＧＣＡトロッペル社製オートセレク
ト８０１０）で測定した平坦度が３μｍであった。透明
カバー部材１７１をガラスで構成する場合は、その板厚
や表裏面の平行度、平坦度が結像光学系に影響を与え易
い。よって、ガラスはなるべく薄く、かつ表面と裏面が
平行で表裏面の平坦性が優れていることが好ましく、具
体的には厚さ１０００μｍ以下、平行度５μｍ以下、表
裏面の平坦度５μｍ以下のものが望ましい。

【００２０】枠体１７２は、その内部の寸法が縦が２０
０ｍｍ、横が２００ｍｍ、高さが１０ｍｍである。これ
によって、保持具１７に保持したフォトマスク１１の表
面と透明カバー部材１７１の表面との間隔が約７ｍｍに
維持される。なお、枠体１７２の材質としては、アルミ
ニウム、ステンレス、鉄、プラスチックス、セラミック
ス、木材等を用いることができるが、本実施例ではアル
ミニウムを用いた。

【００２１】上述の構成の装置による検査は、フォトマ
スク１１の表裏の面が透明カバー部材１７１等によって
覆われて密封されている点を除けば従来の検査方法と同
じである。

【００２２】この実施例によれば、フォトマスク１１
は、透明カバー部材１７１等によってその表裏の面が完
全に覆われて密封されているので、検査中に生じた塵、
検査ルーム内に浮游する塵等の異物が、重力や静電気力
によってフォトマスク１１の表裏面に付着するおそれを
効果的に防止することができる。

【００２３】本実施例を、０．３μｍのパターン余剰部
分や欠落部分を見つける能力がある外観検査装置に適用
したところ、検査中の発塵物の落下に起因するとみられ
る付着物は発見されなかった。

【００２４】また、フォトマスク１１を装着して透明カ
バー部材１７１等で表裏面を密封する作業を行う局所的
環境が、例えば、０．３μｍの塵埃が一立方メートルあ
たり１０個以内であるというような良好な環境でありさ
えすれば、検査時の環境が、例えば、０．５μｍの塵埃
が一立方メートルあたり３５０００個以内（ＪＩＳクラ
ス６）という悪環境であっても、フォトマスク１１に検
査の際に付着したとみられる塵を発見することはなかっ
た。したがって、検査する環境に高額な清浄空間を用意
しなくて済んだ。

【００２５】なお、透明カバー部材１７１の表面には種
々の塵が付着するが、結像光学系１８ａ，１８ｂとし
て、開口数が０．５５の長焦点系を用いた結果、透明カ
バー部材１７１の表面に５０μｍの異物があってもこれ
を異物として検出することはなく、フォトマスクの外観
検査に支障をきたすようなことはなかった。

【００２６】なお、枠体１７２を保持具１７に固定する
方法として、図４に示したように、いわゆる蝶つがいに
よる開閉方式を用いてもよい。

【００２７】また、上記実施例では、保持具１７に透明
カバー部材を取り付けた枠体を取り付け、この様な保持
具１７を移動ステージ１４の両側に取り付けるようにす
ることにより、フォトマスク１１の両面を密封するよう
にしたが、これは、移動ステージ１４の上側に配置した
保持具１７の両側に、透明カバー部材を取り付けた枠体
を取り付けるようにしてフォトマスクの両面を密封する
ようにしてもよい。

【００２８】また、上記実施例では、透明カバー部材で
フォトマスクを覆うのに、フォトマスクを保持した保持
体に、透明カバー部材を固定した枠体を取り付けるよう
にする方式を用いたが、これは、図５に示したように、
透明カバー部材１７１を固定した枠体１７２を直接フォ
トマスク１１に取り付けるようにしてもよい。その場合
には、枠体１７２の固定部がフォトマスク１１の検査領
域１１ａから外れるようにし、また、透明カバー部材１
７１の大きさをフォトマスク１１の検査領域１１ａより
も大きくする必要がある。

【００２９】さらに、上記実施例では、フォトマスクの
ほぼ全域を透明カバー部材で覆うようにしたが、これ
は、少なくともフォトマスクの検査領域だけを覆うよう
にしてもよい。

【００３０】フォトマスク周辺の空間の体積が小さいほ
うが、フォトマスク周辺の空間を清浄な空間とする上で
は有利であることから、この視点からは透明カバー部材
とフォトマスクとの間に間隙はできるだけ小さいほうが
よく、場合によっては間隙を設けなくてもよいが、例え
ば、透明カバー部材表面に付着した塵等が検査の支障と
ならないようにするために要請される条件や結像光学系
の開口数その他の光学的制約条件を勘案すると、実用的
には１０ｍｍ以下の間隔にすることが好ましい。

【００３１】また、上述の実施例では、フォトマスクの
表面と裏面の両方を透明カバー部材で覆うようにした
が、これは、表面（上側）のみを覆うようにしてもよ
い。これによっても落下する塵の付着は防止でき、それ
により大部分の塵の付着を防止できるから十分な効果を
得ることができる。

【００３２】また、上記実施例では、枠体１７２を用い
ることによって、フォトマスクの側面も覆うようにして
密封するようにしたが、図６に示したように、平板状の
枠体１７２ａの四隅に支柱１７２ｂを設けて側面を解放
するようにしてもよい。

【００３３】さらに、透明カバー部材としては、ガラス
やプラスチックスの板状体のほかにも、例えば、ニトロ
セルロース樹脂などの薄膜（厚さが０．５〜５０μｍ）
を用いてもよい。なお、この様な薄膜を用いる場合は、
その膜厚を光の干渉によって透過性が悪化しないような
値に選定することは勿論である。

【００３４】検査対象たるフォトマスクは、ペリクル付
きフォトマスクであってもよい。

【００３５】また、本発明は、上記実施例の外観検査に
限られるものではなく、フォトマスクの完成段階はもと
より、その製造段階で施される他の種類の外観検査、異
物欠陥検査、寸法精度や位置精度の検査等にも適用する
ことができる。

【００３６】また、この方法・装置によって検査後にお
いては、透明カバー部材でフォトマスクを覆った状態の
保持具ごと収納可能なフォトマスク運搬容器に収容して
取り扱うようにすれば、最終的に使用する時までフォト
マスクを清浄に保つことが容易になる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかるフ
ォトマスク検査方法及びその装置は、，検査光を透過す
る材料で構成されたカバー部材によりフォトマスクの検
査領域を覆った状態で検査を行うことを特徴としたもの
で、これにより、フォトマスクの検査の際に発生する塵
等の影響を受けずに検査を行うことを可能にしているも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるフォトマスク検査装
置の構成を示す図である。

【図２】透明カバー部材を保持具に取り付ける様子を示
す図である。

【図３】透明カバー部材を保持具に取り付ける様子を示
す図である。

【図４】本発明の一実施例の変型例を示す図である。

【図５】本発明の一実施例の変型例を示す図である。

【図６】本発明の一実施例の変型例を示す図である。

【図７】外観検査を行うための透過型外観検査装置の従
来例を示す図である。

【符号の説明】

１，１０…外観検査装置、１１…フォトマスク、１２…
光源、１３ａ，１３ｂ…照射光学系、１４…移動ステー
ジ、１５…駆動系、１６…制御系、１７…保持具、１７
１…透明カバー部材、１７２…枠体、１８ａ，１８ｂ…
結像光学系、１９ａ，１９ｂ…受光部、２０…欠陥判定
回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォトマスクに検査光を照射してその透
   過光又は反射光を検出することによりフォトマスクの検
   査を行うフォトマスクの検査方法において、 前記検査光を透過する材料で構成されたカバー部材によ
   り前記フォトマスクの検査領域を覆った状態で検査を行
   うことを特徴としたフォトマスク検査方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のフォトマスク検査方法
   において、 検査するときに、前記フォトマスクとカバー部材との間
   に所定の間隔を設けることを特徴とするフォトマスク検
   査方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のフォトマスクの
   検査方法において、 前記フォトマスクの検査が、フォトマスクの被転写領域
   に形成されたマスクパターンの余剰部分又は欠落部分を
   検査する外観検査であることを特徴としたフォトマスク
   検査方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３に記載のフォトマスク
   検査方法において、 前記カバー部材が、フォトマスクの少なくとも検査領域
   を密封するものであることを特徴としたフォトマスク検
   査方法。
5. 【請求項５】 フォトマスクに検査光を照射する検査光
   照射手段と、前記検査光がフォトマスクを透過して生ず
   る透過光又はフォトマスクで反射して生ずる反射光を検
   出する光検出手段と、前記フォトマスクの検査領域を覆
   い、かつ、前記検査光を透過する材料で構成されたカバ
   ー部材とを備えたことを特徴とするフォトマスク検査装
   置。