(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を照射することによりマスクに形成されたパターンを基板上に投影する荷電粒子線投影装置において、
荷電粒子線が照射されるチャンバー内において前記マスクまたは前記基板のゴミ付着を検査するゴミ検査用顕微鏡と、
前記顕微鏡の観察視野内の検査位置および前記基板上にパターンを投影するパターン投影位置の間で、前記チャンバーを開放することなく前記マスクまたは前記基板を移動させる第１の移動手段とを備えることを特徴とする荷電粒子線投影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子線投影装置において、
前記顕微鏡で取得された観察データと前記パターンのデータとに基づいてゴミの有無を判定する判定手段を備えることを特徴とする荷電粒子線投影装置。
【請求項３】
前記顕微鏡は前記マスクまたは前記基板に光または荷電粒子線を照射することにより前記マスクまたは前記基板を観察するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の荷電粒子線投影装置。
【請求項４】
前記マスクまたは前記基板を洗浄する前記チャンバー内または別のチャンバー内の洗浄領域と、
前記洗浄領域の洗浄位置および前記基板上にパターンを投影するパターン投影位置の間で、前記チャンバーを開放することなく前記マスクまたは前記基板を移動させる第２の移動手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の荷電粒子線投影装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の荷電粒子線投影装置を複数備え、
前記複数の荷電粒子線投影装置の各々に設けられた前記判定手段に代えて、共通の判定手段により各荷電粒子線投影装置のゴミ有無の判定を行うことを特徴とする検査システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線を用いて感応基板上にパターンを投影する荷電粒子線投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学式の転写装置では、レチクルに付着したゴミはオフラインで検査され、検査後にペリクルを取付けることにより、検査以降のレチクルへのゴミの付着を排除している。これに対して電子ビームによりパターンを投影する場合には、電子ビームを透過するフィルムが存在せず、マスクに保護フィルム（ペリクル）を取付けることができない。このため、ゴミの有無の検査をした後、そのまま電子ビーム投影装置にセットするか、あるいはゴミの検査を行わずに電子ビーム投影装置にセットしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マスクに付着したゴミがウエハ等の基板上に投影されると、投影パターンが微細になるにつれこれが欠陥として問題となってくる。また、マスクに保護フィルムを取付けることができないため、一旦電子ビーム投影装置内にセットされたマスクにゴミが付着する可能性がある。さらに、パターンの微細化にともなって、基板に付着したゴミの検査も重要な問題となる。
【０００４】
本発明の目的は、装置内にセットされたマスク等を外部に取り出さずに検査することができる荷電粒子線投影装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１に対応づけて説明すると、請求項１に記載の発明は、荷電粒子線を照射することによりマスク３に形成されたパターンを基板６上に投影する荷電粒子線投影装置に適用される。そして、荷電粒子線が照射されるチャンバーＶＣ内においてマスク３または基板６のゴミ付着を検査するゴミ検査用顕微鏡１０と、顕微鏡の観察視野内の検査位置および基板６上にパターンを投影する投影位置の間で、チャンバーＶＣを開放することなくマスク３または基板６を移動させる第１の移動手段４とを備えるものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の荷電粒子線投影装置において、取得された観察データとパターンのデータとに基づいてゴミの有無を判定する判定手段２１，２２を備えるものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の荷電粒子線投影装置において、顕微鏡としてマスク３または基板６に光または荷電粒子線を照射することによりマスク３または基板６を観察するものを用いたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の荷電粒子線投影装置において、マスク３または基板６を洗浄するチャンバー内または別のチャンバー内の洗浄領域と、その洗浄領域および基板６にパターンを投影するパターン投影位置の間で、チャンバーを開放することなくマスク３または基板６を移動させる第２の移動手段とを備えるものである。
請求項５に記載の発明による検査システムは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の荷電粒子線投影装置を複数備え、複数の荷電粒子線投影装置の各々に設けられた判定手段に代えて、共通の判定手段２１，２２により各荷電粒子線投影装置のゴミ有無の判定を行うものである。
【０００６】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１を用いて本発明による荷電粒子線投影装置を電子ビーム投影装置に適用した一実施の形態について説明する。
【０００８】
図１において、１は電子ビームを発射する電子銃、２は照明レンズ、３は照明レンズ２を経由した電子ビームにより照明されるマスク、４はマスク３を移動させるマスクステージ、５は対物レンズ、６はマスク３に対応したパターンが投影されるウエハ、７はウエハ６を移動させるウエハステージである。
【０００９】
図１において、１０はゴミ検査用顕微鏡であり、ゴミ検査用顕微鏡１０は照明装置１１と、マスク３の検査部位に照明装置１１から射出された照明光を集光させる光学部材１２と、検査部位で反射された散乱光を検出する検出器１３とを備える。
【００１０】
本実施の形態の装置では、ゴミ検査用顕微鏡１０が電子銃１と同一の真空系チャンバーＶＣに収納されている。したがって、マスクステージ４を駆動することにより、照明レンズ２および対物レンズ５の中間の実線で示す投影位置と、ゴミ検査用顕微鏡１０の照明が照射される破線で示す検査位置との間で、大気に触れることなく、マスク３を移動させることができる。
【００１１】
以上のように構成された本実施の形態の電子ビーム投影装置を用いて、マスク３のゴミ検査を行う場合の動作について説明する。まず、マスクステージ４を図１において左側に駆動し、マスク３をゴミ検査用顕微鏡１０の側に移動させる。次に、マスクステージ４を駆動することにより、マスク３を必要に応じて逐次移動または連続移動させ、検査部位をマスク３上で走査する。そして、そのときの散乱光を検出器１３により検出し、検出信号を電子ビーム投影装置の外部に設置されたデータ処理部２１に送る。データ処理部２１では、マスク３に形成されるべきパターンとのデータ比較を行い、検出された信号をマスク３に形成されるべきパターンに基づく信号と、マスク３に付着したゴミに基づく信号とに分離する。データ処理部２１により分離された信号は、電子ビーム投影装置の外部に設置されたゴミ検出部２２に送られ、ゴミ検出部２２においてゴミの有無が判定される。本実施の形態では、マスク３に形成されるべきパターンとの対比によりゴミ付着の有無を判定するようにしているので、高感度のゴミ検出が可能となる。
【００１２】
本実施の形態の装置では、ゴミ検査用顕微鏡１０を電子ビームを照射する真空チャンバーＶＣ内に収納したので、マスク３を大気と遮断したまま、マスク３のゴミ付着の検査をすることができる。したがって、例えば、マスク３を電子ビーム投影装置内にセットした後に付着したゴミについても任意のタイミングで検査をすることができ、しかも大気に触れずに検査が行えるので、検査時のゴミの付着を防止することができる。
【００１３】
本実施の形態では、電子ビーム投影装置の外部に設けられたデータ処理部２１およびゴミ検出部２２において、検出器１３のデータのデータ処理を行うようにしているが、例えば、複数の電子ビーム投影装置を同時に稼働するような場合には、各電子ビーム投影装置から出力されるゴミ検査用顕微鏡１０の検出器のデータのデータ処理の全部または一部を別の大型コンピュータ等により行うようにしてもよい。微細なパターンが形成されたマスクのゴミの有無を判定するためには、通常、ある程度膨大な量の計算が必要となるため、複数の電子ビーム投影装置を稼働する場合には、各装置毎にコンピュータを設置するよりもコンピュータを共通化する方が効率的なデータ処理が可能になるものと考えられる。
【００１４】
電子ビームが照射される真空チャンバーＶＣ内に、マスク３を洗浄するための洗浄領域を設けるようにしてもよい。例えば、ゴミ検査用顕微鏡１０を用いた検査の結果、マスク３へのゴミの付着があった場合、マスク３を洗浄領域内の洗浄位置に移動し、ここでマスク３を洗浄することができる。マスク３の洗浄後、チャンバーＶＣを開放することなくパターン投影位置へマスク３を移動するように構成すれば、洗浄後の新たなゴミの付着を防止することができる。この場合、例えばマスクステージ４により洗浄位置と投影位置との間でマスク３を移動できるようにしてもよい。
【００１５】
マスク３の洗浄には、エキシマレーザやＣＯ2 レーザ等のパルスレーザを照射する方法、オゾンによる洗浄等、種々のドライ洗浄方法が利用できる。洗浄にあたり、マスク３の全体を洗浄してもよいし、ゴミ検出データに基づきゴミの付着が認められた部位のみについて洗浄するようにしてもよい。
【００１６】
真空チャンバー内に洗浄領域を設ける場合、他の領域との間に開閉可能に設けられたシャッター（ゲートバルブ）を取付けるのが好ましい。これにより、洗浄領域内からのゴミの拡散が防止されるとともに、洗浄領域内の雰囲気を他の領域と独立して制御することが可能になる。
【００１７】
図２は、検査領域および洗浄領域の配置の一例を示している。図２においてＲ１は電子ビームによる投影を行う投影領域、Ｒ２はマスク３のゴミ付着を検査する検査領域、Ｒ３はマスク３を洗浄する洗浄領域である。マスク３は図示しないマスクステージにより隣接する各領域間を移動可能とされているが、マスクローダＭＬと検査領域Ｒ２との間、洗浄領域Ｒ３と投影領域Ｒ１との間および洗浄領域Ｒ３と検査領域Ｒ２との間にはゲートバルブ３０が設けられている。マスク３はマスクローダＭＬから検査領域Ｒ２に搬入され、ゴミの有無が検査される。ゴミの付着がない場合には、そのまま投影領域Ｒ１に搬送されるが、ゴミの付着が認められた場合には洗浄領域Ｒ３に搬送されて、ここでマスク３の洗浄が行われる。マスク３の洗浄後、再度検査領域Ｒ２において検査をしてもよいし、そのまま投影領域Ｒ１に搬送してパターン投影を行うようにしてもよい。ゲートバルブ３０はマスク３の通過時のみ開放され、それ以外の時は閉じられる。洗浄領域Ｒ３ではゲートバルブ３０を閉じた状態で所望の雰囲気においてマスク３の洗浄を行う。
【００１８】
本実施の形態では、マスク３のゴミ付着について検査する場合について述べたが、同様の構成を採用することにより、ウエハー等の基板についてゴミの検査を行うことができる。この場合、マスクステージ４によりマスク３を移動する代りに、例えばウエハステージ７を駆動することで、パターンの投影時と同一チャンバーＶＣ内に設定されたウエハの検査位置に移動できるようにすればよい。また、この場合、基板を洗浄する洗浄領域をチャンバー内に設け、チャンバーを開放することなく洗浄領域へ基板を移動できるようにしてもよい。
【００１９】
本実施の形態では、顕微鏡１０として光学式の顕微鏡を用いているが、電子ビームを照射することにより観察する顕微鏡、例えば走査電子顕微鏡等を使用してもよい。光学式の顕微鏡を用いた場合には、検出のＳ／Ｎの良さを生かした高速ゴミ検出ができ、また、真空が不要なためガス導入を伴う洗浄領域でのゴミ検出も可能である、という利点がある。電子顕微鏡を用いた場合には、ゴミ等の検出感度を向上させることができるという利点がある。
【００２０】
本実施の形態では、マスク３等のゴミ付着の検査を行う場合について説明したが、ゴミの付着以外の、例えば傷や欠損の有無等についても同様に検査することが可能である。
【００２１】
実施の形態および請求項の記載において、マスクステージ４あるいはウエハステージ７が第１の移動手段に、図２における検査領域Ｒ２、洗浄領域Ｒ３および投影領域Ｒ１に間でマスクを移動させるマスクステージ４が第２の移動手段に、それぞれ対応する。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、電子ビームが照射されるチャンバー内においてマスクまたは基板を観察する顕微鏡と、顕微鏡の観察視野内の検査位置とパターン投影位置との間でマスクまたは基板を移動させる第１の移動手段とを備えるので、大気との接触を回避しつつ（チャンバーを開放することなく）マスクまたは基板を検査することができる。
請求項４に記載の発明によれば、マスクまたは基板を洗浄するチャンバー内または別のチャンバー内の洗浄領域を設けたので、マスクまたは基板のゴミを外気に触れずに除去することができる。
請求項５に記載の発明によれば、複数の各荷電粒子線投影装置のゴミ有無の判定を行う共通の判定手段を備えるので、データ処理を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による荷電粒子線投影装置の一実施の形態を示す図。
【図２】投影領域、洗浄領域および検査領域の配置の一例を示す図。
【符号の説明】
３      マスク
４      マスクステージ
６      ウエハ
１０    ゴミ検査用顕微鏡
２１    データ処理部
２２    ゴミ検出部
【図１】
0003728829.tif 000002
【図２】
0003728829.tif 000003