JPH08254817A - ホトマスクをクリーニングする方法および装置 - Google Patents

ホトマスクをクリーニングする方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホトマスクまたは半導体ウエーハのような目
的物から顕微鏡的粒子汚染物を除去する装置およびそれ
と関連する方法を提供する。 【解決手段】 該装置は標的目的物上の任意粒子汚染物
の位置を確認するための検査装置を利用する。ひとたび
種々の粒子汚染物の位置が確認されると、プローブは1
つの粒子汚染物の位置に急送される。プローブが標的目
的物から粒子汚染物を除去し、クリーニング区画室に移
動し、この中で粒子汚染物がプローブから除去される。
次いで、プローブは、標的目的物からすべての汚染物が
除去されるまで、次ぎの粒子汚染物に移動される。標的
目的物から粒子汚染物を1つずつ除去することにより、
ゼロ欠陥製品の製造収率は著しく増加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体リソグラフ
ィーの間欠陥を惹起しうる望ましくない粒子をホトマス
クから除去する方法および装置に関する。詳言すれば、
本発明はホトマスク上の欠陥粒子を確認し、クリーニン
グプローブを、該粒子を1つずつ物理的に除去するため
に急送する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ホトマスク上の望ましくない粒子の存在
は、汚染されたホトマスクを半導体リソグラフィーに使
用する場合、半導体ウエーハ中に相応する欠陥を生起し
うる。多数の半導体装置において使用される高度の小型
化のため、極めて小さい粒子さえも、得られる半導体装
置を役に立たなくする。
【0003】ホトマスクは、しばしば多数回長期にわた
って使用される。ホトマスクを使用の間清浄に保つため
に、代表的にはホトマスク上に保護薄膜層が設けられ
る。保護薄膜層は、代表的にはフレームにより支持され
た透明な膜である。薄膜層は、ホトマスクから所定距離
に保持されるので、マスク上に落下する粒子は薄膜層上
に捕捉され、分裂しないようにするため、リソグラフィ
ーの間焦点外に保たれる。
【0004】粒子が保護薄膜層を通過する場合、薄膜層
は代表的には除去され、廃棄される。次ぎに、ホトマス
クはクリーニングされ、新しい薄膜層がホトマスク上に
配置される。もとの薄膜層を廃棄し、ホトマスクをクリ
ーニングし、薄膜層を取り替える費用が、ホトマスクを
使用し、維持する費用に大きく加わる。
【0005】先行技術の記録においては、薄膜層を除去
した後または薄膜層を最初に適用するに先立ち、ホトマ
スクを洗滌するか、さもなくばクリーニングするために
使用される多数の装置が存在する。かかる先行技術の装
置は、アベ(Abe)等の米国特許第4715392号
(名称:ホトマスクまたはレティクル自動洗滌およびク
リーニングシステム)およびニシザワ(Nisizaw
a)の米国特許第4811443号(名称:基板の両面
を洗滌する装置)により例示されている。かかる先行技
術の洗滌装置の問題は、該装置が限られたパーセントの
欠陥ゼロのホトマスクを製造するにすぎないことであ
る。高パーセントのホトマスクは限られた欠陥を有して
製造される。この限られた欠陥を有するホトマスクは、
その欠陥状態で使用するかまたは廃棄するかまたは再び
洗滌される。ホトマスクの多数回洗滌と関連した問題
は、洗滌操作の繰返し実施に包含される時間および労力
である。さらに、最初の洗滌により除去されなかった欠
陥粒子は、次ぎの洗滌に対し鈍感になるという特性を有
する傾向がある。ホトマスクの多数回洗滌に有効な費用
も有効な時間も存在しないことを認識して、最初の洗滌
操作を切り抜ける欠陥粒子を標的にして除去するため
に、補足的先行技術の装置が開発された。通常の先行技
術のアプローチは、欠陥粒子を焼却するためにレーザー
を使用することである。かかる先行技術の装置は、アッ
シュ(Asch)等の米国特許第4980536号(名
称:レーザー衝撃による固体状態の表面からの粒子の除
去)およびボー(Vaught)の米国特許第5023
424号(名称:衝撃波粒子除去方法および装置)によ
り例示されている。しかし、レーザーの使用は欠点を有
する。それと言うのも除去された粒子は燃焼する際に残
留物を残すかまたは燃焼しないからである。さらに、特
定のホトマスクに対してレーザーからのエネルギーは強
すぎ、標的粒子が除去される前にホトマスクを損傷しう
る。しかし、レーザーの使用は好ましく、その欠点は無
視された。それというのもこれは、存在する薄膜層を廃
棄しなければならないことなくホトマスクから欠点を除
去する多くの実際的方法の1つであるからである。レー
ザーは薄膜層を通り、その下にあるホトマスク上に簡単
に集束される。
【0006】ホトマスクから汚染物を除去するもう1つ
の先行技術の方法は、空気振動の使用による。かかる先
行技術のシステムは、ハギンス(Huggins)の米
国特許第4667704号(名称:静電帯電された半導
体ウエーハ表面に対するクリーニングシステム)により
例示されている。空気力システムは複雑であり、しばし
ば強固に付着した汚染物粒子を、汚染物の存在する基板
を損傷せずに除去することは不可能である。また、この
方法もホトマスクを保護する薄膜層の除去を必要とす
る。
【0007】ホトマスクから汚染物粒子を除去するため
に静電力も使用される。先行技術の静電装置は代表的に
は、ホトマスク上に存在する任意の汚染物粒子およびす
べての汚染物粒子を引きつけることが望まれる、ホトマ
スクの全面積にわたり帯電面を適用する。かかる先行技
術のシステムは、クーパー(Cooper)等の米国特
許第4744833号(名称:汚染物の静電除去)によ
り例示されている。かかるシステムの問題は、ホトマス
ク上に帯電板を置くことにより、ホトマスク上に押し付
けられた粒子がホトマスクの最上位にあるこれら粒子よ
りも小さい引力に曝されることである。さらに帯電板
は、ホトマスクとの物理的接触を避けかつ特定の電気的
アークの問題を避けるために、ホトマスクから所定距離
にもたらすことができるにすぎない。静電システムを使
用するためには、薄膜層を再び除去しなければならない
ので、汚染物粒子が静電帯電された表面に到達しうる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】それ故、先行技術の装
置に特有の問題を考慮して、本発明の1つの目的はホト
マスクから汚染物粒子を、一度に1つの粒子を除去し、
これによりホトマスクに付随する損傷の懸念なしにすべ
ての欠陥を積極的に除去する装置および方法を提供する
ことである。
【0009】本発明のもう1つの目的は、ホトマスクを
保護するために使用した保護薄膜層を除去および廃棄し
なければならないことなしに、ホトマスクをクリーニン
グするための装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、ホトマスクの
ような目的物から顕微鏡的粒子を除去するための装置お
よびそれと関連した方法である。装置は、ホトマスクを
検査しかつホトマスク上の汚染物粒子の位置を確認する
ための検査装置を利用する。ひとたび粒子汚染物の位置
が確認されると、プローブは1つの粒子汚染物の位置に
急送される。プローブはホトマスクとホトマスク上に位
置する薄膜層との間の隙間中へ伸びる。プローブがホト
マスクから粒子汚染物を除去し、クリーニング区画室に
移動し、この室中で粒子汚染物がプローブから除去され
る。次いでプローブは、すべての汚染物がホトマスクか
ら除去されるまで、次ぎの粒子汚染物に移動される。ホ
トマスクから粒子汚染物を1つずつ除去することによっ
て、すべての粒子を、ホトマスク上に配置された保護薄
膜層を除去または損傷することなしに除去することがで
きる。本発明は、下記の詳細な記載、上記の従来の技術
および請求項を参照し、添付図面と関連して考慮するこ
とにより十分に理解される。
【0011】
【実施例】本発明は、半導体ウエーハ、プリント回路等
のような目的物から汚染物粒子を除去することが望まし
い多数の異なる適用分野において使用することができる
が、本発明は殊にホトマスクのクリーニングにおける使
用に適当である。従って、本発明の装置および方法を、
ホトマスクと関連して記載し、これにより本発明に意図
された最良の態様を提示する。
【0012】図1に関し、フレームアセンブリ16によ
りホトマスク10の上面の上に懸架された保護薄膜層1
2を有するホトマスク10が示されている。フレームア
センブリ16は、選択的に開閉することのできる少なく
とも1つの開口18を有する。図示の実施例は1側面だ
けに開口18を有するフレームアセンブリ16を示す
が、類似の開口は任意数の側面に存在しうることは明ら
かである。図示の実施例において、開口18は、2つの
重なり薄膜材料片19a,19bから製造される。層が
説明するように、プローブまたは他の物体が開口18中
へ侵入する場合、重なリ部片19a,19bは分離す
る。プローブが取り除かれた場合、重なり部片19a,
19bはそのもとの配列に戻り、これによりホトマスク
10の直接上方の環境を隔離する。
【0013】図2に関し、自動的クリーニングアセンブ
リ30が示されている。ホトマスク10は、手によるか
または自動的装填機構によって支持台32上に置かれ
る。支持台32は、ホトマスク10を検査位置とクリー
ニング位置との間で移動させる駆動機構34に結合され
ている。最初に、ホトマスク10は検査位置に置かれ、
ここでホトマスク10が粒子汚染物につき検査される。
ホトマスクを粒子汚染物につき検査するための一般に使
用される多数の方法が存在する。1つの普通の検査技術
はレーザ走査顕微鏡法を使用する。レーザ走査顕微鏡法
による粒子汚染物を検出するために使用される装置およ
び方法の記述は、アルフォード(Alford)等(P
roc.IEEE,vol.70,pp.641〜65
1、1982年6月)によるレーザ走査顕微鏡法なる表
題の論文に示されている。
【0014】一度ホトマスクが検査されたら、ホトマス
ク10はクリーニング位置に移動され、ここでプローブ
40が、開口18を通して薄膜枠16中に置かれる。そ
の結果として、プローブ40の先端が薄膜層12とホト
マスク10の間に配置される。検査の間に見出された粒
子汚染物の位置は、中央処理装置(CPU)45に読み
込まれる。プローブ40は、水平XY面ならびに垂直Z
面内でプローブ40を移動させることのできる駆動機構
46により移動される。駆動機構46は、CPU45に
結合されていて、これにより選択された粒子汚染物の座
標はCPUから駆動機構46に読取られる。UPC45
の制御により、プローブ40は、水平XおよびY面によ
りホトマスク10上の任意の点に移動させることができ
る。次ぎにプローブ40の先端41が、垂直面によりホ
トマスク10上の標的汚染粒子に接触するかまたは殆ど
接触する点に下げられる。
【0015】プローブ40は若干の形を有することがで
きかつ種々の技術を用いてホトマスク上の汚染物粒子に
係合することができる。たとえば、プローブの先端41
は実際にホトマスク10上の汚染物粒子に接触し、該粒
子を表面張力、付着、静電的相互作用等を使用して除去
に努めることができる。プローブ40は、ホトマスク1
0上の汚染物粒子に係合して、ホトマスク上に残留物を
留めることなく除去することのできる接着剤で塗布され
ていてもよい。もう1つの実施例においては、プローブ
40は真空原に所属した中央毛管を有することができ、
この中で汚染物粒子を空気力でプローブ40中に引き込
むことができる。汚染物粒子に物理的に接触するのは、
粒子の移動および除去を確実にする最も有効な方法であ
る。しかし、ホトマスク上の粒子に物理的に接触するこ
とにより、もろいホトマスクの損傷する機会が著しく増
加する。その結果、好ましい実施例においては、プロー
ブ40の先端41は、粒子に物理的に接触することな
く、汚染物粒子の極めて近くにもたらされる。次ぎに、
プローブ40は成極され、静電力が汚染物粒子をホトマ
スクから引き離し、プローブ40上にもたらすために使
用される。
【0016】ひとたびプローブ40がホトマスク10か
ら後退すると、プローブ40はクリーニング室47中へ
向かう。クリーニング室47中で、プローブ40はプロ
ーブ40から汚染物粒子を除去するためクリーニングさ
れる。プローブ40は任意の通常の方法でクリーニング
することができるが、好ましい実施例においてはプロー
ブから粒子を反発させ、粒子を取外し可能な濾過板48
上へ引きつけるために静電力が使用される。取外し可能
な濾過板48は取り替えるかまたは必要に応じクリーニ
ングすることができる。
【0017】図3に関し、ホトマスクをクリーニングす
る本発明方法の論理的流れが表わされている。例示され
た方法は、先に説明した装置の好ましい実施例に対する
方法である。ブロック50および51から認められるよ
うに、ホトマスクは通常の技術を用いて製造され、クリ
ーニングされる。ホトマスクをクリーニングした後、ホ
トマスクは検査室に入れられ、ここで汚染物につき検査
される(ブロック52参照)。ブロック53により表わ
されているように、汚染物粒子が見出されない場合に
は、ホトマスクはゼロ欠陥を有するものと推測され、使
用準備ができている。汚染物粒子が見出された場合に
は、これら粒子のXおよびY座標が中央制御装置により
読み取られる(ブロック54参照)。ブロック55に関
し、確認された粒子のXおよびY座標はプローブをこれ
ら座標に駆動するために使用されることを認めることが
できる。ブロック57および58に関して、プローブは
取り除かれ、プローブの先端がクリーニングされる。ブ
ロック59に関して、すべての粒子が除去されなかった
場合、ホトマスクは再び検査される(ブロック52)。
粒子が見出されない場合(ブロック52)には、ホトマ
スクは使用準備ができている。
【0018】ここに記載した本発明の詳細な実施例はた
んに例示的なもので、本発明の最良の態様を表わすため
に存在することは明らかである。しかし、当業者は機能
的に等価の成分および工程を使用することにより、記載
された実施例に対し多数の変更および修正を行なうこと
ができる。すべてのかかる変更、修正および実施例は、
請求項に記載されているような本発明の範囲内と考慮さ
れるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】フレームおよび保護薄膜層を有するホトマスク
の概略断面図
【図2】本発明の1つの好ましい実施例の概略ブロック
線図
【図3】本発明の好ましい実施例の操作方法を示す論理
的流れ図
【符号の説明】
10 ホトマスク 12 保護薄膜層 14 上面 16 フレームアセンブリ 18 開口 19a,b 重なり 30 クリーニングアセンブリ 32 支持台 34 駆動機構 40 プローブ 41 プローブの先端 45 中央処理装置 46 駆動機構 47 クリーニング室 48 濾過板 50〜59 ブロック

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホトマスクから粒子汚染物を除去する方
    法において、 a)ホトマスク上の粒子汚染物の位置を決定する工程; b)プローブを粒子汚染物の位置に駆動する工程; c)粒子汚染物をプローブに引きつける工程;および d)プローブを取り去り、これにより粒子汚染物を除去
    する工程 を包含する、ホトマスクから粒子汚染物を除去する方
    法。
  2. 【請求項2】 さらに、プローブから粒子汚染物をクリ
    ーニングする工程および工程(a)を繰り返す工程を包
    含する、、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 さらに、工程(a)に先立ちホトマスク
    を洗滌する工程を包含する、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 プローブを駆動する工程が、プローブを
    粒子汚染物に近接して位置決めすることを包含し、その
    際プローブが静電力を用いてホトマスクから粒子汚染物
    を引きつける、請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 プローブを駆動する工程が、プローブを
    粒子汚染物と接触させることを包含する、請求項1記載
    の方法。
  6. 【請求項6】 プローブから粒子汚染物をクリーニング
    する工程が、プローブを粒子汚染物を有して目的物から
    後退させる副工程;プローブをクリーニング区画室中に
    位置決めする副工程;プローブから粒子汚染物を除去す
    る副工程;およびプローブをホトマスクに戻す副工程を
    包含する、請求項2記載の方法。
  7. 【請求項7】 さらに、工程(d)後に、粒子汚染物が
    プローブにより完全に除去されているか否かを決定する
    ための検査工程を包含する、請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】 さらに、目的物の検査工程が、粒子汚染
    物が完全に除去されていないことを示す場合、工程
    (b)および(c)を所定回数繰り返す工程を包含す
    る、請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】 さらに、工程(b)および(c)を所定
    回数繰り返した後に粒子汚染物が完全に除去されていな
    い場合、目的物を棄却する工程を包含する、請求項8記
    載の方法。
  10. 【請求項10】 プローブを粒子汚染物の位置に駆動す
    る工程が、プローブをホトマスクとホトマスクに設けら
    れた保護薄膜との間に位置決めすることを包含する、請
    求項1記載の方法。
  11. 【請求項11】 保護層により保護されたホトマスクの
    表面から粒子汚染物を除去する装置において、 ホトマスクと薄膜層との間に位置決め可能なプローブ;
    およびプローブを粒子汚染物と関連した位置に近接して
    位置決めするための位置決め手段を包含し、その際該プ
    ローブは粒子汚染物に係合して除去するための関連する
    手段を有する、薄膜層により保護されたホトマスクの表
    面から粒子汚染物を除去する装置。
  12. 【請求項12】 ホトマスク上の粒子汚染物の位置を決
    定する位置決め手段を包含する、請求項11記載の装
    置。
  13. 【請求項13】 位置決め手段が粒子汚染物の位置を演
    算するためのマイクロプロセッサを包含し、該マイクロ
    プロセッサが、プローブを粒子汚染物の位置に選択的に
    移動させる位置決め手段を制御する、請求項12記載の
    装置。
  14. 【請求項14】 プローブは静電荷を選択的に維持しう
    る、請求項11記載の装置。
  15. 【請求項15】 位置決め手段が、プローブを与えられ
    た位置で粒子汚染物に近接して位置決めし、プローブが
    粒子汚染物を引きつけ、それによりホトマスクから粒子
    汚染物を除去する、請求項11記載の装置。
  16. 【請求項16】 位置決め手段がプローブを粒子汚染物
    と接触させ、その際該プローブが粒子汚染物を引きつ
    け、それによりホトマスクから粒子汚染物を除去する、
    請求項11記載の装置。
  17. 【請求項17】 さらに、プローブから粒子汚染物をク
    リーニングするための手段を包含する、請求項11記載
    の装置。
  18. 【請求項18】 プローブをホトマスクと保護薄膜層と
    の間に導入しうる、少なくとも1つの閉鎖可能な関連し
    た開口を有する、ホトマスク上の保護薄膜層を支持する
    ための薄膜枠。
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