(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体装置製造用レチクルに生じる異物の発生を検知する方法を提供する。【解決手段】レチクル基板のパターン面上に、光非透過部と光透過部とが設置された検査部を設け、前記光非透過部の少なくとも一部と、前記光透過部の少なくとも一部とを含む所定の領域の実効透過率を測定し、前記実効透過率に基づいて、レチクルにおける異物を検知する。【選択図】図１
2008102162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクル基板のパターン面上に、光非透過部と光透過部とが設置された検査部を設け、前記光非透過部の少なくとも一部と、前記光透過部の少なくとも一部とを含む所定の領域の実効透過率を測定し、
前記実効透過率に基づいて、レチクルにおける異物を検知することを特徴とする半導体装置製造用レチクルにおける異物の検知方法。
【請求項２】
前記光透過部の代表長さが、検査光の波長の１．０倍から１．２倍であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置製造用レチクルにおける異物の検知方法。
【請求項３】
前記光透過部の形状がほぼ円形であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置製造用レチクルにおける異物の検知方法。
【請求項４】
前記測定された実効透過率と予め定められた実効透過率との差が、所定の閾値以上になったときに、露光処理を禁止するアラームを発することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置製造用レチクルにおける異物の検知方法。
【請求項５】
前記測定された実効透過率と予め定められた実効透過率との差の経時的な変化割合が、所定の変化割合以上になったときに、露光処理を禁止するアラームを発することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置製造用レチクルにおける異物の検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置製造プロセスにおける異物の発生を検知するレチクル異物発生の管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体装置を製造する際には、光縮小投影露光装置（以下、露光装置という。）が用いられている。この露光装置では、ガラス基板（レチクル基板）に、クロム膜等からなる遮光膜に所定のパターンを設けたレチクルが用いられる。このレチクルのパターンが、露光装置の光学系により、表面にレジスト膜が形成されたウェハ上に投影され、露光（焼付け）が行われる。
【０００３】
また、レチクル上への異物混入を防止するために、レチクル基板にペリクル膜を装着する方法が一般的になっている。これは、半導体素子におけるハーフピッチ微細化の進展に伴って、レチクル上において許容される異物の大きさの縮小化が進んでいるものの、ペリクル膜は、レチクル基板表面から十分離れた非結像領域に装着されるため、ペリクル膜上の異物の大きさは、かなり大きなサイズまで許容可能なためである。
【０００４】
レチクルの構造について、図４を使用して説明する。なお、図４（ａ）はレチクルの平面図を、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ’における断面図を、また、図４（ｃ）は図４（ａ）の裏面図を各々示す。
【０００５】
図４に示すように、レチクル１は、ガラス基板１０を有し、このガラス基板１０の裏面に所定のパターン形状のクロム膜が形成された有効露光エリア１３（一点鎖線の内部）が設けられている。また、ガラス基板１０の表面（ガラス面）及び裏面（クロム面）には、異物混入を防止するためのペリクル枠１１及びペリクル膜１２が装着されている。なお、ペリクル膜１２は、ニトロセルロース系の物質によって構成されている。
【０００６】
従来、ペリクル膜１２で覆われたレチクル基板１０の面に異物が存在しない状態を実現できれば、その後、レチクル１の結像エリア内に露光の妨げとなるような異物が付着若しくは発生することはなく、ペリクル膜１２が劣化するまでレチクル１の使用を継続できるものと、一般的には考えられていた。
【０００７】
しかし、例えば、特許文献１に示されるように、レチクル１は、微細な洗浄液の残り又は使用環境からのガスなどの影響により異物が生成しやすい状況にあることが明らかとなっている。
【０００８】
ここで、レチクルに生じた異物の大きさは、レチクル上のクロム膜のエッジ段差よりも微細であることから、レチクルの外観検査による異物の発見は、大きな困難を伴う。このため、製品の歩留りが著しく低下して初めて、レチクルの結像面における異物の存在が認識される。
【０００９】
このように異物の発生から認識までに相当の時間を要するため、製品の流動サイクルが乱れ、製品の納期に遅れるリスクも抱えるに至る。
【００１０】
したがって、このようなリスクに対して、被害を最小限に食い止め、早期に対処するために、露光工程で使用が予定されるレチクルに、異物の発生の虞があることを検知することは、重要な技術である。
【００１１】
このような異物への対策として、従来、種々の対策が提案されている。例えば、特許文献１に開示された方法は、レチクルに紫外光を照射し、これにより異物発生を防止するものである。
【特許文献１】特開２００５−１９１１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１の方法を実施したとしても、異物発生を完全に防止できるわけではなく、異物発生の検知は必要である。
【００１３】
通常、レチクルの使用前にはレチクルのパーティクル検査を実施している。この検査はステッパーに装備されている機能の一つであり、露光のためにレチクルをレチクルステージへ装填する前後において実施している。その原理は、レチクル表面に光レーザーをスキャンし、その散乱の有無によって異物を検出するものが一般的である。
【００１４】
一般的に、ペリクル膜を装着したレチクルでは、パーティクル検査は、ペリクル膜の面のみについて行う。その理由は、ペリクル膜を装着する直前のレチクル面は、洗浄によって清浄度が十分保たれるのが通常であり、また、ペリクル膜装着の後においては、ペリクル膜とレチクル基板の間に異物が新たに混入し、又は、成長することは、一般的には考え難いためである。また、図６に示すように、仮にペリクル膜装着後にレチクル面上のパーティクル検査を実施したとしても、異物成長の初期においては、その大きさはクロム膜のエッジ段差よりも十分小さいため、これをレーザースキャンによって検出することが困難なためである。
【００１５】
このように、レチクルにおける異物を検出することは、極めて困難を伴う。
【００１６】
そこで、本発明は、レチクルに生じる異物の発生を検知する方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下のような特徴を有する。
（１）半導体装置製造用レチクルにおける異物の検知方法であって、レチクル基板のパターン面上に、光非透過部と光透過部とが設置された検査部を設け、上記光非透過部の少なくとも一部と、上記光透過部の少なくとも一部とを含む所定の領域の実効透過率を測定し、上記実効透過率に基づいて、レチクルにおける異物を検知することを特徴とする。
（２）上記（１）において、上記光透過部の代表長さが、検査光の波長の１．０倍から１．２倍であることを特徴とする。
（３）上記（１）又は（２）において、上記光透過部の形状がほぼ円形であることを特徴とする。
（４）上記（１）から（３）において、上記測定された実効透過率と予め定められた実効透過率との差が、所定の閾値以上になったときに、露光処理を禁止するアラームを発する
ことを特徴とする。
（５）上記（１）から（４）において、上記測定された実効透過率と予め定められた実効透過率との差の経時的な変化割合が、所定の変化割合以上になったときに、露光処理を禁止するアラームを発することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レチクルに発生する異物の発生を検知する方法が提供され、これにより製品の歩留まり向上に資することができる。また、異物の発生に起因する製品の流動サイクルの乱れ、及び、製品の納期遅延のリスクも回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。
【００２０】
図１に、本発明に係るレチクルにおける異物の検知方法の一例を示す。図１に示すように、本発明に係る異物の検知方法は、レチクルに設けられた検査部を利用して実施する。
【００２１】
図２は、本発明に係る異物５の検知用の検査部３の一例を示し、レチクル１の有効露光エリア外２に設けられた検査部３、及び、拡大された検査部３の例を示している。図２に示すように、検査部３は、光を透過する部分（以下、光透過部６という。）と光を透過させない部分（以下、光非透過部７という。）とを含んでいる。そして、この検査部３内の所定の領域、例えば、光非透過部７の少なくとも一部と、光透過部６の少なくとも一部とを含む所定の領域４に、所定の光量の検査光を照射し、所定の領域４に含まれる光透過部６を透過する光の光量の、検査光の光量に対する比率を、所定領域の実効透過率として測定する。なお、上記の検査光としては、例えば、露光に使用する露光光を使用することが望ましい。
【００２２】
光透過部６は、レチクル１に異物５が生じた場合に、透過光の透過量が有意に減少する寸法である必要がある。例えば、光透過部６の寸法は、異物５の寸法と同程度であることが望ましい。また、特に光透過部６の寸法を、実効透過率の測定に使用する露光光の波長と同程度以下にすることが望ましい。この場合、光の波としての性質により、光透過部６の全体が異物５によって完全に塞がれた状態にならなくても、一部が塞がれた状態になると、その光透過部６の透過量が実質的に零になり、異物５の検知を高い感度で行うことができる。ただし、光透過部６の代表長さが光の波長よりも短いと、露光光が透過しないため、その大きさは、波長と同程度、又は、それよりも２割程度長いものであることが望ましい。
【００２３】
光透過部６の具体的な寸法は、その形態に応じ、概ね以下のとおりである。光源として使用する露光光の波長がi線(365nm)の場合、光透過部６が円形であれば、その直径は365nm〜438nm（＝365nm×1.2）程度、光透過部６が正方形であれば、その一辺は258nm（＝365nm／√２）〜310nm（＝365／√２×1.2）程度が望ましい。その他、光透過部６の形状が実質的に楕円である場合には、その長径を、また、光透過部６の形状が多角形である場合には、その最も長い対角線の長さを、各光透過部６の「代表長さ」としたときに、その代表長さを実効透過率の測定を行う露光光の波長と同程度、具体的には、例えば、波長の１．０倍から１．２倍程度にすることが好ましい。
【００２４】
レチクル基板１０上の検査部３において、光非透過部７の少なくとも一部と、光透過部６の少なくとも一部とを含む所定の領域４に光を照射させるには、例えば、図７に示すように、レチクルブラインド１１０とほぼ同じ高さレベルに、絞り１１１を設置することにより、その上部からの露光光１２０の一部を照射する。絞り１１１により、上記所定の領域４に照射した光は、レチクル基板１０上の検査部３を通過し、センサー２０１によって、その光量が測定される。なお、絞り１１１は、必ずしもレチクルブラインド１１０とほぼ同じ高さレベルに設置する必要は無く、センサー２０１の直上の高さレベルに設置してもよい。
【００２５】
まず、レチクル基板１０のパターン面上に設けられた検査部３の所定の領域４の実効透過率を、所定の露光時間毎、所定の露光回数毎、又は、露光機会毎に測定する。
【００２６】
次に、測定された実効透過率と所定の実効透過率とを比較する。ここで、「所定の実効透過率」とは、異物５の発生が無い場合の実効透過率である。
【００２７】
所定の実効透過率は、例えば次のように計算される。図８に示すように、検査部３における光透過部６の形状が正方形の場合において、Ａ〜Ｄの４つの光透過部が異物５で塞がれていないときには、所定の領域４の面積に対し、光が透過する部分の面積の占める割合に基づいて計算される。具体的には、２５個の正方形のうち４個の光透過部から光が透過するため、所定の実効透過率は１６％である。一方、例えばＤの光透過部のみが異物５で塞がれた場合は、２５個の正方形のうちの３個のみを光が透過するため、透過率は１２％となる。したがって、測定された実効透過率１２％と所定の実効透過率１６％との差分である４％が、異物５の発生を検出するための閾値となる。
【００２８】
上記の比較の結果、測定された実効透過率と所定の実効透過率との差が、閾値である４％に満たない場合は、レチクル使用の継続は可能と判断し、露光処理を行う。一方、閾値である４％以上の場合は、レチクル使用の継続は不可能と判断し、露光処理を中止するアラームを発する。アラームを認識した作業者は、レチクル１を詳細に検査する。これにより異物５に起因する製品歩留まりの低下等の問題を事前に回避することができる。
【００２９】
また、光透過部の代表長さを、半導体装置の設計におけるハーフピッチ（最小線幅、又は、デザインルールともいう。）に応じて設定することにより、デザインルールのレベルに応じた異物を検知することも可能である。
【００３０】
さらに、上記の光透過部の形状が円形である場合には、前記光透過部の形状が上記の正方形を含む矩形である場合に比較して、異物をより厳密に検知し、管理することが可能である。
【００３１】
また、上記の所定の実効透過率に代えて、測定された実効透過率の経時的な変化割合が所定の変化割合以上になった場合を、露光処理中止のアラームを発する基準としてもよい。この場合は、測定された実効透過率を保存しデータベース化して、時々刻々変化する実効透過率の経時的な変化傾向を分析する。経時的な変化が、管理値である所定の変化割合以上になったときに、露光処理を中止するアラームを発する。
【００３２】
なお、半導体製品を製造するためには、複数のレチクルが必要であるが、その各レチクル毎に実効透過率を測定する必要がある。このため、図１の手順は、各レチクル毎に行う。
【００３３】
また、レチクル１上に検査部３を配置する位置は、露光光による洗浄効果を受けず、異物５の成長が顕著な場所であって、かつ、熱エネルギーの発生源である有効露光エリア１３の近傍の有効露光エリア外２に配置することが望ましい。ただし、検査部３を有効露光エリア１３の近傍に設置することが設計上好ましくない場合は、図３に示すように、有効露光エリア１３から離れた場所に配置しても良い。
【００３４】
ただし、検査部３を配置する位置は、必ずしも有効露光エリア外２に限定されるものではない。図５に示すように、異物５が頻繁に発生する領域は、有効露光エリア外２のみならず、有効露光エリア１３の内側にも及んでいる。有効露光エリア１３の内側には、露光光である紫外線が照射されるため、一般には異物５が発生しないと考えられるが、有効露光エリア１３に照射された露光光の熱エネルギーによっては、有効露光エリア１３の熱的な環境が異物の成長に適する場合もあるためである。したがって、有効露光エリア外２のみならず、有効露光エリア１３にも検査部３を配置することが好ましい。
【００３５】
本発明においては、上記構成とすることで、異物５の発生を検知することができる構成となっており、これにより、歩留まりの低下回避等を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るレチクルの透過率測定に基づき異物を検知しアラームを発する方法の一例を示す図である。
【図２】本発明に係る検査部の形態及び設置場所の例を示す図である。
【図３】本発明に係る検査部の設置場所の他の例を示す図である。
【図４】従来技術に係るレチクルの構成を示す図であり、（ａ）は平面図を、（ｂ）は断面図を、（ｃ）は裏面図を、各々示す。
【図５】レチクル上に異物が頻繁に発生する領域を示す図である。
【図６】異物がレチクル上のクロム膜近傍に発生する状況を示す図である。
【図７】本発明に係る異物の検出方法を、露光装置に適用した場合の図である。
【図８】本発明に係る検査部の他の一例を示す図である。
【図９】本発明に係る検査部の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  レチクル
２  有効露光エリア外
３  検査部
４  所定の領域
５  異物
６  光透過部分
７  光非透過部
１０  ガラス基板
１１  ペリクル枠
１２  ペリクル膜
１３  有効露光エリア（一点鎖線の内部）
１４  異物の主たる発生場所
１５  クロム膜
１００  照明系
１１０  レチクルブラインド
１１１  絞り
１２０  露光光
１３０  ウェハ
２００  投影レンズ系
２０１  センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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