JPH09281050A - 欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、欠陥検査装置において、ペリクルフ
レームに塗布された接着剤の均一性等を検査し得るよう
にする。 【解決手段】フオトマスクを防塵するペリクル付フレー
ムの該ペリクルと対向した端面にフオトマスクを接着す
るために付着され、透明な粘着剤保護シートが被着され
た透明な接着剤を検査する欠陥検査装置において、接着
剤のフオトマスクに対する接着面と略平行な方向から光
束を照射する光束照射手段と、光束照射手段によつて光
束を照射された接着剤を、接着面に対して略垂直方向か
ら粘着剤保護シートを介して撮像する撮像手段とを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は欠陥検査装置に関
し、特に半導体露光工程に用いられるフオトマスクに装
着されるペリクルの検査のうち、ペリクルフレームに塗
布された接着剤の検査に適用して好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体露光工程でウエハに回路パ
ターンを露光転写する際の原版に相当するフオトマスク
は、異物が付着するとウエハに転写されてしまうので、
異物から保護するためにペリクルが用いられる。一般に
ペリクルと呼ばれるものは、ペリクルフレームとペリク
ル（薄膜）からなる。図９（Ａ）はフオトマスク１にペ
リクル２がペリクルフレーム３を介して接着剤４に張設
されている図である。ペリクル２は厚さ数〔μｍ〕の光
透過性を有する薄膜でフレーム３に張設されている。フ
レーム３とフオトマスク１とは接着剤４により接着固定
されるが、接着固定される前はフレーム３の方に接着剤
４がついている。このペリクルは単品で市販されてお
り、この場合、図９（Ｂ）に示すように接着剤を保護す
るバツクシート５がついた状態のものがケース（図示せ
ず）に密閉されている。

【０００３】このためペリクルをフオトマスクに装着す
る際は、ケースからペリクルフレーム３を把持して取り
出し、バツクシート５の端部に設けられたつまみ５Ａを
用いて、接着剤４が塗布されたペリクルフレーム３から
バツクシート５を剥がし、接着剤４を露出させた後にフ
オトマスクに接着するようになされている。このバツク
シート５の外形はペリクルフレーム３の形状に対応して
おり、全面シート状のものと、ペリクルフレーム３に沿
つたもの（例えばペリクルフレームが２〔mm〕の幅の長
方形ならバツクシートも約２〔mm〕幅の長方形枠になつ
ているもの）とがあり、いずれも透明部材でなつてい
る。

【０００４】接着剤４には２種類あり、両面テープタイ
プと透明接着剤タイプが用いられている。両面テープタ
イプは一般の両面テープと類似しており、厚さは 0.1〜
１〔mm〕の範囲内である。また両面テープタイプは発泡
剤を含み弾力性があるため、フオトマスクに接着した場
合、密閉性に優れており、エアパス（完全に接着せずに
発生するすき間）は発生し難い。この半面、発泡剤によ
つて発生している小孔から発塵の可能性があるため、近
年ではこの両面テープタイプの接着剤は使われなくなつ
てきた。

【０００５】これに対し、透明接着剤タイプは樹脂系接
着剤をペリクルフレームに沿つて隠逸に塗布することに
より得られ、厚さは 0.3〜１〔mm〕の範囲内である。そ
れなりの弾性は有しているが両面テープほどではないた
め密閉性を維持するためには、両面テープタイプのペリ
クルをフオトマスクに接着するときよりも高い圧力で接
着しなくてはならない。しかし小孔がないため接着剤か
らの発塵の可能性は両面テープタイプに比して著しく低
いことから、現在でも大半のペリクルがこのタイプの接
着剤を用いている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、透明接着剤
タイプでは樹脂系接着剤をフレームに沿つて塗布するた
め、その均一性が重要なチエツク項目となる。例えば接
着剤の塗り始めとフレームを１周したときの塗り終わり
が途切れていた場合、エアパスが生じてしまう欠点があ
る。また、接着剤がフレームに完全に沿わずに蛇行して
いる部分は接着剤厚も均一でない場合が多く、エアパス
を生じやすい欠点がある。

【０００７】従つてフレームに塗布された接着剤の均一
性を検査することが必要とされるが、従来の検査方法と
しては目視検査が行われている。この目視検査では検査
時間が長くかかることや、作業者の熟練度に依存する等
の問題があるほか、ペリクル等のクリーン製品において
は人間からの発塵によりペリクルが汚染されてしまうと
いう問題もある。

【０００８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、ペリクルフレームに塗布された接着剤の均一性等を
検査し得る欠陥検査装置を提案しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、フオトマスクを防塵するペリクル
付フレームの該ペリクルと対向した端面にフオトマスク
を接着するために付着され、透明な粘着剤保護シートが
被着された透明な接着剤を検査する欠陥検査装置におい
て、接着剤のフオトマスクに対する接着面と略平行な方
向から光束を照射する光束照射手段と、光束照射手段に
よつて光束を照射された接着剤を、接着面に対して略垂
直方向から粘着剤保護シートを介して撮像する撮像手段
とを備えるようにする。

【００１０】光束照射手段によつて接着剤のフオトマス
クに対する接着面と略平行な方向から光束を照射し、該
光束を照射された接着剤を、撮像手段によつて接着面に
対して略垂直方向から粘着剤保護シートを介して撮像す
ることにより、ペリクルフレームに塗布された接着剤の
均一性等を粘着剤保護シートが被着された状態のままで
検査し得る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００１２】図１においては、本発明の第１実施例の欠
陥検査装置１０の全体構成を示す。欠陥検査装置１０
は、ペリクルフレーム３の各四辺に対してそれぞれ平行
な位置に光照射手段としての光源１１ａ、１１ｂ、１１
ｃ、１１ｄと集光用のシリンドリカルレンズ１２ａ、１
２ｂ、１２ｃ、１２ｄが配設されている。例えば光源１
１ａの場合は光源１１ａから発散する光束Ｌa₁はシリン
ドルカルレンズ１２ａにより一方向に集光された光束Ｌ
a₂となつて接着剤４の側方から照射されるようになされ
ている。ペリクルフレーム３はＸＹ平面と平行な透明板
（図示せず）上に載置しておけばよく、Ｚ軸とほぼ平行
な軸を光軸Ｌとする受光レンズ１３及び２次元ＣＣＤ等
の撮像素子１４によつて接着剤４を透明板とバツクシー
ト（図示せず）を通して接着剤４の塗布状態を観測する
ようになされている。

【００１３】ここで図２にペリクルの断面を示す。ペリ
クル２とペリクルフレーム３の一端とは薄い接着層１５
を介して接着されている。ペリクルフレーム３の他端に
は接着剤４が塗布されバツクシート５によつて保護され
ている。ペリクルフレーム３から接着剤が露出すると、
発塵の可能性があるため、接着剤４の幅ｄ４はペリクル
フレーム３の幅ｄ３に比して小さくする。また、接着剤
４をバツクシート５が被覆していないと、ペリクルケー
スの中にペリクルを収納する際にバツクシート５の下面
（外面）がケースに接着載置され、接着剤４がケースに
付着してしまう。このためバツクシート５の幅ｄ５が幅
ｄ４より大きくなるようにする。さらには幅ｄ５は幅ｄ
３より大きく余裕をもたせてある。一般にｄ３＝２〔m
m〕に対し、ｄ４＝ 1.5〜 1.8〔mm〕、ｄ５＝約３〔m
m〕である。なおバツクシート５の厚さは0.05〜0.15〔m
m〕である。

【００１４】ここで光束の照射方向及び観測位置につい
て述べる。接着剤４に光束を図中の矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅの各方向から照射し、バツクシート５の表面５Ｂ
に対しほぼ垂直な方向から観測する場合を考える。Ａ及
びＢ方向ではバツクシート表面５Ｂでの反射が強く、接
着剤４の状態がよくわからない。表面５Ｂに対し低い角
度であるＣ方向ではバツクシート表面５Ｂで光が全反射
してしまいさらに悪くなる。Ｅ方向は接着剤４の内側の
エツジ４Ｂに光が照射されないため内側のエツジ４Ｂの
情報が得られない。よつてＤ方向のみが有効である。す
なわち接着剤の外側エツジ４Ａが散乱すると同時に光が
接着剤４の内部に侵入し（なぜなら接着剤４が透明であ
るため）、内側エツジ４Ｂに達し、ここでも散乱するの
で透明なバツクシート５を通してエツジ４Ａ、４Ｂのみ
が光つて見えるのである。もちろん光束がフレーム内側
のＤ′方向から照射しても良い。ペリクルフレーム３の
外側エツジ３Ａ、内側エツジ３Ｂも光束が散乱するが、
接着剤４が最も幅が狭い（幅ｄ４が最も小さい）ため観
測に障害となることはない。

【００１５】次に、図１との対応部分に同一符号を付し
て図３においては、本発明の第２実施例の欠陥検査装置
２０の光照射部分を示す。ペリクル３は、接着剤４が塗
布されバツクシートで保護された面が下側となり透明板
２１上に載置され、さらに接着剤４の外側エツジに向け
て傾斜された透明板２２ａ、２２ｃが配設されている。
透明板２２ａ、２２ｃ及び透明板２２ｂ、２２ｄ（図示
せず）はペリクルフレーム３を囲むように各辺に配置さ
れ、光源１１ａ、１１ｃ及び光源１１ｂ、１１ｄ（図示
せず）から射出された光束を矢印ａ、ｃで示すように透
明板（２２ａ〜２２ｄ及び２１）間を全反射させながら
接着剤４へと導くようになされている。この欠陥検査装
置２０の透明板２１は、透明板２２ａ〜２２ｄと組合せ
ることで光束の導入とペリクルフレーム３の載置を兼用
している。よつて、透明板２２ａ〜２２ｄは効率よく接
着剤４に導くために透明板ではなく反射ミラーにしても
良い。

【００１６】また、図１との対応部分に同一符号を付し
た図４においては、本発明の第３実施例の欠陥検査装置
３０の光照射部分の構成を示す。ペリクルフレーム３は
透明板３１上に載置されている。さらに透明板３１上で
かつペリクルフレーム３の内側には、上面の全面又は一
部がすりガラス状になつた光散乱部３２ａと下面がクロ
ム等の遮光膜３２ｂが蒸着された透明板３２が載置され
ている。光源（図示せず）は透明板３２及びペリクル２
の上方に配設され、光源からの光束Ｌは、光散乱部３２
ａによつて散乱し、透明板３２の下面と上面の間で全反
射を繰り返しながら外周に向かつて進行し、透明板３２
の外周端面３２ｃから外部に出射されるようになされて
いる。このときの出射光Ｌ′はペリクルフレーム３の内
側下部を接着剤４の側方から照射することになる。ちな
みに、光束Ｌと光散乱部３２ａで散乱した光束とは、遮
光膜３２ｂによつて破線矢印Ａで示す方向に設けられる
受光系（図示せず）には進行しないため、これらの光束
が撮像素子（図示せず）に入射して観測の障害となるこ
とはない。

【００１７】なおここでの光束Ｌは、図４のようにペリ
クル２を通して照射しなくとも受光系側から照射するよ
うにしても良い。この例を第４実施例として図５に示
す。欠陥検査装置４０において、透明板３０上には、ペ
リクルフレーム３が載置され、さらにペリクルフレーム
３の内側に透明板４１が載置されている。透明板４１は
下面に光散乱部４１ａが設けられている。光源４２から
の光束は集合レンズ４３、ミラー４４を介して光散乱部
４１ａに照射される。撮像素子４５は受光レンズ４６を
介して接着剤４のみを観測するために透明板４１から発
生する散乱光が入らないように遮光板４７が配設されて
いる。

【００１８】以上の構成において、まず第１実施例の欠
陥検査装置１０の光照射部分においては、各光源１１ａ
〜１１ｄから射出された光束Ｌa₁〜Ｌd₁は各シリンドリ
カルレンズ１２ａ〜１２ｄを介して光束Ｌa₂〜Ｌd₂とな
り、ペリクルフレーム３に塗布されている接着剤４の側
方を照射する。このときペリクルフレーム３に対して垂
直方向（Ｚ軸とほぼ平行な軸を光軸Ｌとする受光レンズ
１３及び２次元ＣＣＤ等の撮像素子１４によつて接着剤
４を透明板とバツクシート（図示せず）を通して接着剤
４の塗布状態を観測する。撮像素子１４による観測につ
いては後述する。

【００１９】次に、第２実施例の欠陥検査装置２０の光
照射部分においては、光源１１ａ〜１１ｄから射出され
た光束は、傾斜して配設された透明板２２ａ〜２２ｄと
透明板２１との間を矢印ａ、ｃで示すように全反射させ
ながら接着剤４へと導びかれ、接着剤４の側面を照射す
る。

【００２０】なお、第３実施例の欠陥検査装置３０の光
照射部分においては、透明板３２及びペリクル２の上方
に配設された光源から光束Ｌを照射する。光束Ｌは、ペ
リクル２を介して光散乱部３２に入射して散乱する。こ
のうち透明板３２の内部に散乱した光束は、透明板３２
の遮光膜３２ｂが蒸着された下面と上面３１ａの間で全
反射を繰り返しながら外周へと導かれ、透明板３２の外
周端面３２ｃから外部に出射される。このときの出射光
Ｌ′はペリクルフレーム３の内側下部すなわち接着剤４
を側方から照射する。

【００２１】ここで第３実施例及び第４実施例は任意の
形状のペリクルフレームに対応できる利点がある。すな
わち第１実施例や第２実施例はペリクルフレームの外形
形状、大きさにある程度合わせて光照射部（光源１１ａ
〜１１ｄやシリンドリカルレンズ１２ａ〜１２ｄ、反射
板２２ａ〜２２ｄ等）の構成や配置を決めなければなら
ないが、第３実施例や第４実施例ではペリクルフレーム
３の内側から光束を照射するのでペリクルフレームの形
状や大きさが変わつても観測精度はほぼ変わらない。特
に円形形状のペリクルフレームにも対応できることは大
きな利点である。透明板３２を外形サイズで形状（正方
形、円形等）を変えて何種類か用意しておいて、ペリク
ルフレームの形状サイズに合わせて選択交換できるよう
にするとさらに良い。

【００２２】さらに第４実施例の欠陥検査装置４０の光
照射部分においては、光源４２から発せられた光束が集
合レンズ４３を介してミラー４４に入射される。この光
束はミラー４４によつて透明板３１へと導かれ、光散乱
部４１ａに入射する。この後、欠陥検査装置３０と同様
に入射光は散乱し、透明板４１の下面と上面との間で全
反射を繰り返しながら外周へと導かれ、外部に（接着剤
４の側方に）出射される。

【００２３】ここで、受光系の撮像素子１４、４５から
得られる信号に基づいて行われる接着剤４の検査につい
て説明する。図６は撮像素子１４、４５（２次元ＣＣ
Ｄ）の撮像信号出力をＴＶモニタ５０上に出力した様子
を示す。接着剤４に対し側方から光束を照射し、接着面
に対して垂直方向から撮像素子で観測する。このため光
束が散乱するのは接着剤４のエツジ４Ａ、４Ｂとペリク
ルフレーム３のエツジ３Ａ、３Ｂあるいはバツクシート
５のエツジである。従つて、各エツジは明るく光つてＴ
Ｖモニタ５０上にライン５１として表示されるが、それ
以外、すなわちペリクルフレーム３の内側や外側は暗く
表示される。ここで図６の領域５２においては、接着剤
４を表すライン５１にエアパスが生じていることを示
す。この部分の拡大図を図７に示す。

【００２４】図７において、ライン５１ａはペリクルフ
レーム３の外側エツジ３Ａの散乱光であり、ライン５１
ｂはペリクルフレーム３の内側エツジ３ｂの散乱光であ
る。また、ライン５１ｃが接着剤４のエツジ散乱光であ
り、この図は接着剤４のつぎめでエアパスになつてい
る。重要なのはライン５１ｃの内側の線５１ｃ_x であ
り、これがペリクルフレーム３に沿つて直線的に一周し
ているかどうかを判定しなくてはならない。そのために
はＴＶモニタ５０に表示される画面を画像処理して検出
してもよい。

【００２５】図８（Ａ）は、図７に示した断面Ｐ−Ｑ上
の撮像信号（光量信号）を示す。縦軸は光量に対応す
る。信号５４ａ、５４ｂはそれぞれ図７のライン５１
ａ、５１ｂに対応する。信号５４ｃ_A 、５４ｃ_B は接着
剤４の外側エツジ４Ａ、内側エツジ４Ｂの散乱光であ
る。従つて信号５４ｃ_A の内側（左側）Ｘ_A と信号５４
ｃ_Bの内側（右側）Ｘ_B ではさまれた範囲Ｘ_A 〜Ｘ_B が
接着剤の幅に対応するためＸ_A 、Ｘ_B の位置やＸ_A 〜Ｘ
_B 間距離に変化がみられることは、接着剤４がフレーム
に沿つていない。或いは幅が均一でなつといつた不良と
して判定することができる。

【００２６】例えば図７でエアパス点５３を含む断面
Ｐ′−Ｑ′上の信号は図８（Ｂ）のようになり、Ｘ_A 、
Ｘ_B の位置を計測する以前に、信号５４ａ′、５４ｂ′
の間に信号が１つ（信号５４ｃ）しか出ていないので、
明らかに不良と判定できる。この判定はペリクルフレー
ム３の断面方向の光量分布をペリクルフレーム全周にわ
たつて行なえばよい。このため撮像素子として１次元Ｃ
ＣＤを用いて１次元ＣＣＤの１次元方向（ＣＣＤの画素
の並んだ方向）がペリクルフレームの断面方向と一致し
てペリクルフレームを一周するように駆動部（図示せ
ず）でペリクルフレームと１次元ＣＣＤとを相対移動さ
せると良い。

【００２７】以上の構成によれば、光照射部分と受光系
とを有する欠陥検査装置１０、２０、３０、４０におい
て、光源１１ａ〜１１ｄ、４２から射出される光束を光
学系１２ａ〜１２ｄ、４３、４４や透明板２２ａ〜２２
ｄ、３２、４１等によつて接着剤４の側方（内外いずれ
か）へと導きかつ照射させ、照射された光が散乱する各
エツジ部の光量を撮像素子１４、４５で検出することに
より、容易に接着剤４の塗布状態を検査することができ
る。また、ペリクルフレーム３に塗布された接着剤４を
保護するバツクシート５は透明部材であるため、ついた
ままの状態で検査ができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フオトマ
スクを防塵するペリクル付フレームの該ペリクルと対向
した端面にフオトマスクを接着するために付着され、透
明な粘着剤保護シートが被着された透明な接着剤を検査
する欠陥検査装置において、接着剤のフオトマスクに対
する接着面と略平行な方向から光束を照射する光束照射
手段と、光束照射手段によつて光束を照射された接着剤
を、接着面に対して略垂直方向から粘着剤保護シートを
介して撮像する撮像手段とを備えることにより、ペリク
ルフレームに塗布された接着剤の均一性等を検出し得る
欠陥検査装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の欠陥検査装置の全体構成
を示す斜視図である。

【図２】ペリクルとバツクシートの説明に供する断面図
である。

【図３】本発明の第２実施例の欠陥検査装置の構成を示
す断面図である。

【図４】本発明の第３実施例の欠陥検査装置の構成を示
す断面図である。

【図５】本発明の第４実施例の欠陥検査装置の構成を示
す断面図である。

【図６】モニタ上に表示される接着剤の状態を示す略線
図である。

【図７】図６におけるエアパス部分を表す略線図であ
る。

【図８】図７における所定部分の光量を表した光量分布
図である。

【図９】ペリクルの説明に供する略線的斜視図である。

【符号の説明】

１……フオトマスク、２……ペリクル、３……ペリクル
フレーム、４……接着剤、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１
１ｄ、４２……光源、１４、４５……撮像素子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フオトマスクを防塵するペリクル付フレー
   ムの該ペリクルと対向した端面に前記フオトマスクを接
   着するために付着され、透明な粘着剤保護シートが被着
   された透明な接着剤を検査する欠陥検査装置において、 前記接着剤の前記フオトマスクに対する接着面と略平行
   な方向から光束を照射する光束照射手段と、 前記光束照射手段によつて前記光束を照射された前記接
   着剤を、前記接着面に対して略垂直方向から前記粘着剤
   保護シートを介して撮像する撮像手段とを具えることを
   特徴とする欠陥検査装置。
2. 【請求項２】前記撮像手段は、 前記接着面に付着された前記接着剤の幅の均一性及び直
   線性を判定する判定手段を有することを特徴とする請求
   項１に記載の欠陥検査装置。
3. 【請求項３】前記光束照射手段は、 光学系を有し、該光学系によつて導かれた前記光束を前
   記ペリクル付フレームの外側又は内側から照射すること
   を特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。