JPS63142632A - マスク検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体のウェハ等へのパターン転写に用いら
れるマスク（以下、レチクルと称す）の検査方法に関す
るものである。

従来の技術 近年、半導体の高集積・超微細化が進む中で、シリコン
ウェハへのパターン転写には、拡大されたレチクルのパ
ターンから縮小投影し、この露光フィールドを順次くり
返す装置、いわゆるステップアンドリピータ（以下、ス
テッパーと呼ぶ〕が広く利用されている。通常、レチク
ルのパターンは、半導体ウェハに形成される単位パター
ン、いわゆる、チップパターンの５倍または１０倍に拡
大されており、レチクル上には数チップ分しか描かれて
いないがこのステッパーを用いる技術は、一括露光方法
に比較して微細パターン形成が優れ、良好なパターン転
写グが得られる。

発明が解決しようとする問題点 ところが、レチクル上に大きな異物や欠陥があると、各
露光フィールド毎にそれが写されてしまい、ウェハへは
、その欠陥が繰り返し露光され、大幅な歩留り低下につ
ながる。この繰り返し欠陥は、焼付後のウェハ上でしか
発見できないため、その検査には、顕微鏡を使用した人
手による目視検査で対応していた。しかし、この目視検
査は、高集積なパターンに対し、長時間の検査が必要で
、しかも見落し等圧より、不良パターンを良品と判断す
る誤りが避けられず、能率、信頼性の共に低いものであ
った。

この点を改善するため、次に示す二種の機械化の検査方
式が従来用いられてきた。一つは反射型検査装置を使用
し、テスト用シリコンウェハに直接、パターンを焼付け
、ウェハに対する光の反射光を画像処理して、繰り返し
欠陥を検出する。この方法は、パターン焼付後直ちに検
査できる利点はあるが、コントラスト差が透過光型より
少なく、検査可能な寸法精度を上げるＫは、高額な専用
検査装置が必要となる。

他の一つは、次に述べる透過光型の金属薄膜付ガラス基
板を用いる方式である。第３図にその検査方法を述べる
。まず、第３図ａのように、ガラス基板１の表面に金属
薄膜２を蒸着、スパッタ、あるいは気相成長法により付
着させる。この金属薄膜２は、アルミニウムやクロムま
たは金属とシリコンの化合物が用いられる。次に、第３
図すのように、金属薄膜２上に感光剤６を塗布し、露光
装置からの光線３を検査するレチクル４を通して、感光
剤６に照射する。レチクル４０表面に異物６が存在した
場合、この異物６も光線３を遮断して、その部分に当る
感光剤６ば、露光されない。この結果、露光後の感光剤
を現像すると、ポジの感光剤の場合、露光部分は、現像
後除去されるため、第３図Ｃのように感光剤パターンは
レチクルのマスクパター／７になるが、異物５の存在部
分は露光されず、異物パターン転写８が生じる。そこで
この感光剤パターンをエツチングのレジストとして、下
地の金属薄膜をウェットまたはドライエツチングによっ
て除去すると、第３図ｄのように、ガラス基板１上の金
属薄膜２にも異物によって転写された欠陥を発生するの
で、これを検出する。

この方式では、一般的な透過光型マスク検査装置を所有
しておれば、高価な専用パターン検査装置がなくとも、
ガラス基板に転写した繰り返し欠陥をマスクと同様の方
法で検査できる反面、金属薄膜を工、チング除去しなけ
ればならないため、露光や検査装置の他に、ウェットエ
ツチング装置や、高価なドライエツチング装置を必要と
する。

また、微小な欠陥の場合、エツチング条件出しが難かし
く、エツチング後、欠陥を示す金属薄膜パターンが残ら
ない場合がある。さらに露光現像後、下地金属薄膜をエ
ツチングする工程が必要で、直ちに検査できないため、
時間的に不利となる等の欠点を有していた。

本発明はこのような従来の問題点を解決する半導体素子
パターン検査方法を提供するものである。

問題点を解決するだめの手段 従来の問題点を解決するため、透明のガラス基板上に感
光剤を塗布し、投影露光でパターン形成後、遠紫外光照
射と加熱することにより感光剤の光に対するコントラス
ト（濃淡）を付加させ、そのガラス基板を透過光型マス
ク検査装置を用いて、レチクル上の異物の存在や、レチ
クル欠陥の有無を検出する。

作用 本発明によると、遠紫外光照射はパターン形成された感
光剤表面の樹脂を硬化させる作用があり、感光剤の熱に
対する耐性を高める働きがある。耐熱性を向上させた感
光剤をさらに加熱することにより、感光剤が着色され、
透過光型マスク検査装置でのパターン検出に充分な光に
対するコントラスト（濃淡）を与えることが可能となる
。これら硬化と着色の作用により、検査精度が高く一般
の透過光型マスク検査装置が利用できるため、装置価格
も安価で短時間に検査結果が得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例におけるガラス基板と感光剤を
用いたレチクルの検査方法について図面を参照しながら
説明する。

まず第１回器のように検査に使用する石英ガラス基板１
の全面に感光剤６を均一に塗布形成する。

次に第１図すのように、検査するレチクル４を通して、
露光用光線３での照射を行なう。その際、レチクル４０
表面に異物５が付着している場合、その直下の感光剤６
は、異物の影の部分も未露光となり、ポジ型感光剤の場
合、第１図Ｇのように露光された部分が分解除去され、
レチクル４のマスクと同じパターン７が形成されるが、
異物の存在によって未露光になった部分は、その形が現
像後も残り、異物パターン８が転写された形となる。

次に第１図ｄに示すように、遠紫外光（波長ピーク２２
０〜２３０ｎｍを中心）１０を現像後の感光剤に照射す
る。この工程はパターン形成された感光剤に遠紫外光１
ｏを照射することで１感光材表面を硬化し、耐熱性を向
上させる。次の工程で、第１図ｅのように、感光剤パタ
ーンに照射される検査光に対する濃淡コントラスト信号
量を強める目的で、感光剤を熱線１１で加熱する。加熱
方法はオープンまたは、ホットプレートによる方法をと
る。遠紫外光照射を実施済みのため、加熱を行なっても
パターンだれや変形は起らず１感光剤パターンを熱処理
によって着色し、検査光が吸収され、透過光型マスク検
査装置でのパターン検査を可能とする。

第２図には欠陥パターンの検査方式の一例を示す。６チ
ツプが単一露光過程で同時に露光され、その時のレチク
ルに欠陥が存在した場合、繰り返し欠陥１２として単−
露光過程毎に転写されてゆく。繰り返し欠陥を含む感光
剤パターンを前述した様に、遠紫外光と加熱を行ない感
光剤を着色する。透過光型マスク検査装置にガラス基板
をのせ。

第２図の人部分とＢ部分とのパターンＣを比較し、四チ
ップ位置に繰り返しの共通欠陥１２を検出した時、レチ
クル上に欠陥が存在すると判断し、露光工程へ結果を通
知し、レチクル洗浄や交換を行ない本番焼付けでの繰り
返し欠陥を防止する。この際結果通知まで本番焼付けは
待機されるため、ガラスウェハ試料作成時間は短い方が
検査の合否判定が迅速に出来、生産性は向上する。

発明の効果 以上のように１本発明によれば、半導体の光露光に使用
されるレチクルの欠陥検査をガラス基板を用い、感光剤
を表面塗布し、露光、現像し、感光剤のパターン形成後
、遠紫外光照射と加熱を行ない、透過光型マスク検査装
置のパターン濃淡コントラスト信号検出可能まで感光剤
を着色することにより、欠陥の発見が容易にできる。

本発明のマスク検査方法の効果は、従来のように、ガラ
ス基板上の金属薄膜をパターン形成し、エツチングして
検査していた方式と較べ、ガラス基板上の金属薄膜形成
が不用であり、製造工程に対する金属汚染が防止できる
。また、検査装置は通常の透過光型マスク検査装置が使
用でき、遠紫外光を照射しているためパターンくずれの
ない高精度の繰り返し欠陥部検出が可能となる。これに
より、従来に較べ短時間でレチクルの欠陥や異物付着の
判定ができ、半導体工程におけるレチクル検査に対しそ
の実用的効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図４〜ｅは本発明の一実施例に用いる検査用パター
ンの形成工程を示す工程順断面図、第２図は検査方法の
原理を示す説明平面図、第１図４〜ｅは従来方法で用い
た検査用パターンの形成工程を示す工程順断面図である
。 １・・・・・・石英ガラス基板、３・・・・・・露光用
光線、４・・・・・・検査対象レチクル、５・・・・・
・異物、６・川・・感光剤、７・・・・・・感光剤現像
後のパターン、８・・・・・・異物転写パターン、１２
・・・・・・感光剤加熱着色パターン。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名（ｄ
−）　　已云テ二已＝ｆ〒 ２２Ｎさ？）２ 第　２　図　　　　　　　　　　　　　　　１２−　　
殊ｔ）汲し欠ア泊Ａ　　　　　　　Ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光剤を塗布した透明基板に、投影露光で、被検
   査マスクのパターンを形成した後、遠紫外光照射および
   加熱処理することを特徴とするマスク検査方法。
2. （２）透明基板が石英ガラスでなる特許請求の範囲第１
   項に記載のマスク検査方法。