(57)【要約】【課題】電子線露光用マスクの表面に付着した異物だけを容易に検査可能なマスクの表面異物検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のマスク表面の異物検査装置は、マスク１１を載置し、マスクを移動、回転可能なマスクステージ１０と、マスク１１表面にレーザ光を照射するレーザ照射ユニット２０と、異物からの散乱光を検出する検出部３０と、検出部からの信号を取り込み、異物としての判定と異物の座標位置を検出し、検査装置全体の制御を司る判定・制御ユニット４０とから構成されおり、マスク１１表面にレーザ光を照射することにより、マスク１１表面の異物の有無と異物の座標位置を容易に検出できるようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともマスクを載置し、移動、回転可能なマスクステージ（１０）と、マスク表面にレーザ光を照射するレーザ照射ユニット（２０）と、異物からの散乱光を検出する検出部（３０）と、検出部からの信号を取り込み、異物としての判定と異物の座標位置を検出し、検査装置全体の制御を司る判定・制御ユニット（４０）とからなることを特徴とするマスク表面の異物検査装置。
【請求項２】
前記マスクステージ（１０）に載置されたマスク面に対し平行にレーザ光を照射し、マスク表面の異物からの散乱光を検出して異物の有無と異物の座標位置を検出することを特徴とするマスク表面の異物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造において使用される電子線露光用マスク表面の異物検査装置及びマスク表面の異物検査方法に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
電子線露光装置用のマスク上には、電子線が通過して電子線描画が可能なよう数１０〜数１００nmの各種の微小なパターン、もしくはホールが多数形成されおり、半導体製造においては電子線露光装置用のマスクを用いて、ウエーハ上に等倍、もしくは縮小投影露光される。このような微小なパターンを有する電子線露光用マスクの製作過程においては、表面検査を逐次行い管理することで最終的には異物付着を皆無に近づける必要がある。
【０００３】
従来の半導体用マスクにおいては、製造中に付着した微小異物は、電子線露光時のパターン欠けなどの転写不良原因とされ、また、転写不良とはならない異物であってもマスク上に付着していれば、露光機内あるいはウエーハ上への落下物となるため、製造工程では異物付着がないよう厳重な管理が行われている。
【０００４】
半導体マスクの中でも、フォトマスクと呼ばれる光透過型のマスクにおいては、製造工程の最終段の洗浄後にペリクルと呼ばれる薄い膜でマスク表面を覆ってしまい、異物がペリクル内に侵入しないような工夫が施されている。この方法によれば、たとえ異物がペリクルに付着していても、マスクの直接の表面上ではないため露光パターンにはほとんど影響することはない。
【０００５】
しかし、電子線露光用のマスクにおいては、ペリクルのような薄膜は電子線の通過を遮ってしまい使用することができないため、マスク表面に異物が付着する恐れが常にある。そのため、付着異物を各工程で管理し、状況を把握するために、異物検査装置が用いられる。電子線露光装置用マスクの製作工程においても、パターン形成前の異物検査であれば、ベアウエーハ用の異物検査装置を用いて検査が行われている。
【０００６】
従来の異物検査の方式としては、レーザを使用して異物散乱光を検出する方式が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、電子線露光用マスクにおいては、パターンが微細であるため異物とパターンの区別が困難であるという問題を有している。
この場合、異物検出の原理としてはパターンからの反射光を、偏光原理を用いてカットし、異物散乱光のみを検出する方法などが用いられているが、異物形状は様々であるため、完全に異物だけを検出することは困難な状況にある。
【特許文献１】特開平０５−２２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、電子線露光用マスクの表面に付着した異物だけを容易に検査可能なマスク表面の異物検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、少なくともマスクを載置し、移動、回転可能なマスクステージ１０と、マスク表面にレーザ光を照射するレーザ照射ユニット２０と、異物からの散乱光を検出する検出部３０と、検出器からの信
号を取り込み、異物としての判定と異物の座標位置を検出し、検査装置全体の制御を司る判定・制御ユニット４０とからなることを特徴とするマスク表面の異物検査装置としたものである。
【０００９】
また、請求項２においては、前記マスクステージ１０に載置されたマスク面に対し平行にレーザ光を照射し、マスク表面の異物からの散乱光を検出して異物の有無と異物の座標位置を検出することを特徴とするマスク表面の異物検査方法としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のマスク表面の異物検査装置及び検査方法を用いて電子線露光用のマスク表面の異物検査を行うことにより、従来困難であったＥＢマスクのパターン付き異物の検査が可能となり、マスク表面の異物検査の検査精度は大幅に向上し、ＥＢマスクの品質向上に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
請求項１に係る本発明のマスク表面の異物検査装置は、図１に示すように、マスク１１を載置し、マスクを移動、回転可能なマスクステージ１０と、マスク１１表面にレーザ光を照射するレーザ照射ユニット２０と、異物からの散乱光を検出する検出部３０と、検出部からの信号を取り込み、異物としての判定と異物の座標位置を検出し、検査装置全体の制御を司る判定・制御ユニット４０とから構成されおり、マスク１１表面に略平行にレーザ光を照射することにより、マスク１１表面の異物の有無と異物の座標位置を容易に検出できるようにしたものである。
【００１２】
マスクステージ１０はＸ、Ｙ移動、回転機構を有するステージで、移動距離及び回転角度を正確に移動、回転できるコントローラー１２を有し、判定・制御ユニット４０でプログラム制御される。
レーザ照射ユニット２０は、載置台２１上に設置されており、コントローラー２２にてレーザ照射ユニット２０の上下位置、回転が制御される。
検出部３０は、ホトマル、固体撮像素子等の検出器３１と光学系３２とからなり、マスク１１の検出エリアは光学系３２で調整される。
判定・制御ユニット４０は、検出部からの信号を取り込み、異物としての判定と異物の座標位置を検出し、検査装置全体の制御を行っている。
【００１３】
以下、請求項２に係る本発明のマスク表面の異物検査方法について説明する。
まず、マスクステージ１０上に検査用のマスク１１を載置し、載置台２１上にレーザ照射ユニット２０を設置し、レーザ照射ユニット２０からレーザー光２３がマスク１１表面に沿って平行に照射されるように載置台２１の上下移動、回転を行ってレーザー光２３の光軸を合わせる（図２（ａ）及び（ｂ）参照）。
ここで、載置台２１の位置制御は、コントローラー２２にて行われる。
【００１４】
次に、レーザ光２３を十分にコリメートするよう調整し、マスク１１の座標位置をマスクステージ１０で再現するためのマスク１１の座標原点（図３ではマスク１１端部の左下）を設定する（図３参照）。
ここで、マスクステージ１０はＸ、Ｙ移動と回転機構を有しており、座標位置を表示できる測長機能を有するステージである。さらに、マスク１１の位置関係が判別し易いようにアライメントマークを入れておくと良い。ここでは、上下左右にマークを入れ、マスクの位置関係が確認できるようにする。
【００１５】
次に、マスクステージ１０を所定のピッチでマスク１１の下端から上端まで移動し、レ
ーザ光２３をマスク１１の下端から上端まで走査する。図４（ａ）は、マスクステージ１０の移動位置がマスク１１の上端まで移動して停止した状態を示す。図４（ｂ）は、横軸にレーザー光２３の移動位置、縦軸に検出器の信号強度をとった場合の異物ａ、異物ｂ、異物ｃからの散乱光の検出部３０での検出波形の一例を示す。マスクステージ１０の移動ピッチはレーザビーム径よりも小さい値に設定してある。ここでは、マスクステージ１０を移動してレーザ光２３を走査したが、レーザ照射ユニット２０を移動して、レーザ光２３を走査しても良い。
【００１６】
ここで、マスク１１の表面に異物ａ、異物ｂ、異物ｃがあった場合、まず、異物ａにレーザ光２３が照射されると異物ａより散乱光が放射され検出部３０にて信号強度Ｉ1として取り込まれ、その時の座標位置ｙ1がマスクステージ１０より判定・制御ユニット４０にて検出され、メモリーに保存される。同様に、異物ｂ、異物ｃについても、信号強度Ｉ2、座標位置ｙ2及び信号強度Ｉ3、座標位置ｙ3が検出部３０及び判定・制御ユニット４０に取り込まれ、順次メモリーに保存され、異物ａ、異物ｂ、異物ｃは判定・制御ユニット４０にてマスク１１表面の異物として判定される。
また、判定・制御ユニット４０では、マスク品種毎の検査データの履歴を記録、保管し、任意に過去のマスク表面の異物検査結果及び異物の座標位置データ等を読み出すことができるデータベース機能を有している。これにより、異物で有るかどうかの限界値を品種毎に詳細に設定できる。
さらに、レーザ光２３の走査時のマスク１１表面は、異物が存在しない状態ではレーザ光は反射することはない。
【００１７】
マスク１１表面の異物ａ、異物ｂ、異物ｃと、ｙ軸の座標位置については判明したが、異物ａ、異物ｂ、異物ｃのＸ軸の座標位置についての検出方法について説明する。
まず、マスク１１をマスクステージ１０に載置した状態で、マスクステージ１０を初期位置に移動し、マスクステージ１０を９０°回転させ、マスクステージ１０の移動方向がＸ軸になるようにする。マスクステージ１０を９０°回転した状態のマスク１１表面の異物ａ、異物ｂ、異物ｃの配置状態を図５に示す。
【００１８】
再度マスク１１の座標位置をマスクステージ１０で再現するためのマスク１１の座標原点（図５ではマスク１１端部の左下）を設定する（図５参照）。
【００１９】
次に、マスクステージ１０を所定のピッチでマスク１１の下端（ここでは右マーク）から上端（ここでは左マーク）まで移動し、レーザ光２３をマスク１１の下端から上端まで走査する。図６（ａ）は、マスクステージ１０の移動位置がマスク１１の上端（右マーク）まで移動して停止した状態を示す。図６（ｂ）は、横軸にレーザー光２３の移動位置、縦軸に検出器の信号強度をとった場合の異物ｂ、異物ａ、異物ｃからの散乱光の検出部３０での検出波形の一例を示す。マスクステージ１０の移動ピッチはレーザビーム径よりも小さい値に設定してある。
ここで、上記マスク１１の表面の異物検査で、マスク１１の表面の異物ａ、異物ｂ、異物ｃと、ｙ軸の座標位置については判明しているので、ここでは、異物ａ、異物ｂ、異物ｃのｘ軸の座標位置の検出を行う。
【００２０】
まず、異物ｂにレーザ光２３が照射されると異物ｂより散乱光が放射され検出部３０にて検出された信号強度Ｉ2は、判定・制御ユニット４０にて事前に検査された異物ｂであることが確認され、その時の座標位置ｘ1がマスクステージ１０より判定・制御ユニット４０にて取り込まれ、異物ｂに座標位置ｘ1が追加、保存される。ここで、異物ｂの信号強度Ｉ2と、座標位置ｙ2及びｘ1が確定する。同様に、異物ａ、異物ｃについても、座標位置ｘ2及び座標位置ｘ3が判定・制御ユニット４０に取り込まれ、順次メモリーに保存される。ここで、異物ａの信号強度Ｉ1と、座標位置ｙ1及びｘ2と、異物ｃの信号強度Ｉ3と
、座標位置ｙ3及びｘ3とが確定され、異物ａ、異物ｂ、異物ｃの有無の再確認と、ｘ、ｙの座標位置が検出される。
【００２１】
また、検出部３０の変わりに、観察用の顕微鏡をセットし、顕微鏡の光学軸とマスク１１の座標原点を合わせることにより、観察用の顕微鏡で上記検査装置で検査された異物ａ、異物ｂ、異物ｃの確認作業をマスクステージ１０を使って自動的に行うことができる。
【００２２】
上記マスクの異物検査の検査順序等は予め品種毎に判定・制御ユニット４０にプログラム化されており、その都度品種を指定することにより、マスクの位置、回転制御、レーザ照射ユニットの位置制御を行って、一連の検査ができるようになっている。
さらに、マスク収納カセット、搬送ユニット等を設けることにより、マスク収納カセットからのマスク１１のマスクステージ１０への載置、異物検査、異物の座標位置の検出、確認作業、マスク１１の収納までの一連の作業を自動化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のマスク表面の異物検査装置の一実施例を示す模式構成図である。
【図２】（ａ）は、マスクステージに載置されたマスクにレーザー照射ユニットよりレーザー光を照射している状態を示す模式平面図である。（ｂ）は、マスクステージに載置されたマスクにレーザー照射ユニットよりレーザー光を照射している状態を示す模式側面図である。
【図３】レーザ光の位置調整及びマスクの座標原点設定が終了し、検査開始ができる状態を示す説明図である。
【図４】（ａ）は、マスクをレーザ光走査した状態を示す説明図である。（ｂ）は、異物ａ、異物ｂ、異物ｃからの散乱光の検出部での検出波形の一例を示す説明図である。
【図５】レーザ光の位置調整及びマスクの座標原点設定が終了し、検査開始ができる状態を示す説明図である。
【図６】（ａ）は、マスクをレーザ光走査した状態を示す説明図である。（ｂ）は、異物ａ、異物ｂ、異物ｃからの散乱光の検出部での検出波形の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０……マスクステージ
１１……マスク
１２……コントローラ
２０……レーザ照射ユニット
２１……載置台
２２……コントローラ
２３……レーザ光
３０……検出部
３１……検出器
３２……光学系
４０……判定・制御ユニット
１００……検査装置
ａ、ｂ、ｃ……異物
Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3……異物の検出部での信号強度
ｘ1、ｘ2、ｘ3……異物のｘ軸での座標位置
ｙ1、ｙ2、ｙ3……異物のｙ軸での座標位置
【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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