(57)【要約】【課題】被処理基板上に付着した異物を、被処理基板上のパターンから容易に分離し、簡易な構成で検出することができる異物検査装置および異物検査方法を提供する。【解決手段】光照射手段３により被処理基板（例えば、ステンシルマスク）２に光を照射し、被処理基板２から散乱される光を光検出手段６により検出し、データ処理手段８により、散乱光強度が所定のしきい値以上のものを異物として検出する。この１回目の異物検査では、被処理基板の他の要素を異物として検出してしまってもよい。加振手段５により被処理基板２を振動させた後、再び異物を検出する。この２回目の異物検査においても、被処理基板２の他の要素を異物として検出してしまってもよい。そして、振動前の被処理基板２の異物検出結果と、振動後の被処理基板２の異物検出結果を差し引くことにより、被処理基板上を動いた異物を最終的な異物として検出する。【選択図】図１
2005315647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に光を照射する光照射手段と、
前記被処理基板から散乱される光を検出する光検出手段と、
前記被処理基板を振動させる加振手段と、
散乱光強度に基づいて異物を検出し、振動前の前記被処理基板の第１の異物検出結果と、振動後の前記被処理基板の第２の異物検出結果を差し引いて、前記被処理基板上を動いた異物を検出する異物検出手段と
を有する異物検査装置。
【請求項２】
前記被処理基板は、開口により形成されたパターンを有するステンシルマスクである
請求項１記載の異物検査装置。
【請求項３】
被処理基板に光を照射し、前記被処理基板から散乱される光の強度に基づいて異物を検出する第１の異物検出工程と、
前記被処理基板を振動させる工程と、
被処理基板に光を照射し、前記被処理基板から散乱される光の強度に基づいて異物を検出する第２の異物検出工程と、
前記第１の異物検出工程での異物検出結果と、前記第２の異物検出工程での異物検出結果を差し引いて、前記被処理基板上を動いた異物を検出する工程と
を有する異物検査方法。
【請求項４】
前記被処理基板は、開口により形成されたパターンを有するステンシルマスクである
請求項３記載の異物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばマスクに付着した異物を検出する異物検査装置および異物検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ等を製造するのに使用されるマスクは、露光工程に使用される前に欠陥や異物の有無の検査が行われる。マスクに欠陥や異物が存在していると、当該異物や欠陥によりウエハに正確な回路パターンを転写することができず、ウエハの全てのチップが不良になる可能性があるからである。この問題は、最近のＬＳＩの高集積化に伴い一層顕在化する。
【０００３】
上記のマスクの中でも、特にＬＥＥＰＬ（low energy electron beam proximity projection lithography)で使用するマスクでは、等倍マスクであること、ペリクルがないことから、微小な異物でも検出できる異物検査装置が必要となる。
【０００４】
上記の転写不良防止のため、露光工程前の異物検査は不可欠であり、マスクの管理上、従来から種々の異物検査技術が提供されている（特許文献１，２参照）。マスクの異物検査では、レーザ光等の指向性の良い光を斜めから照射し、異物から発生する散乱光を検出する方法が、検査速度および感度の点から有利なため一般的に使用されている。
【０００５】
ところが、上記の検査方法においては、マスクのパターンのエッジ部からも散乱光が発生するため、この散乱光から異物のみを弁別して検出するための工夫が必要であり、特許文献１，２では、そのための技術が公開されている。
【特許文献１】特許第３３１４４４０号
【特許文献２】特許第３４１９９６３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術では、マスクに付着した異物検査において、マスクのパターンと異物を見分けることは、未だ困難であり異物の検出精度は満足できるものではない。一方で、異物とパターンとを見分けるために特殊な光学系や光検出器を導入すると、実用上コストがかさむという課題を有する。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被処理基板上に付着した異物を、被処理基板上の他の要素から容易に分離し、簡易な構成で安定して検出することができる異物検査装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、被処理基板上に付着した異物を、被処理基板上の他の要素から容易に分離し、安定して検出することができる異物検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の異物検査装置は、被処理基板に光を照射する光照射手段と、前記被処理基板から散乱される光を検出する光検出手段と、前記被処理基板を振動させる加振手段と、散乱光強度に基づいて異物を検出し、振動前の前記被処理基板の第１の異物検出結果と、振動後の前記被処理基板の第２の異物検出結果を差し引いて、前記被処理基板上を動いた異物を検出する異物検出手段とを有する。
【００１０】
上記の本発明の異物検査装置では、光照射手段により被処理基板に光が照射され、被処理基板から散乱される光が光検出手段により検出される。異物検出手段では、光検出手段により検出された散乱光強度が所定のしきい値以上あるいは以下のものが異物として検出する。この１回目の異物検査では、被処理基板のパターン等の他の要素を異物として検出してしまってもよい。
１回目の異物検査の後、加振手段により被処理基板を振動させる。
振動後、再び光照射手段により被処理基板に光が照射され、被処理基板から散乱される光が光検出手段により検出される。異物検出手段では、光検出手段により検出された散乱光強度が所定のしきい値以上あるいは以下のものを異物として検出する。この２回目の異物検査においても、被処理基板のパターン等の他の要素を異物として検出してしまってもよい。
異物検出手段では、振動前の前記被処理基板の第１の異物検出結果と、振動後の前記被処理基板の第２の異物検出結果を差し引くことにより、被処理基板上を動いた異物を最終的な異物として検出する。振動の前後において被処理基板上の他の要素は移動しないことから、他の要素から異物を容易に分離して検出することができる。
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の異物検査方法は、被処理基板に光を照射し、前記被処理基板から散乱される光の強度に基づいて異物を検出する第１の異物検出工程と、前記被処理基板を振動させる工程と、被処理基板に光を照射し、前記被処理基板から散乱される光の強度に基づいて異物を検出する第２の異物検出工程と、前記第１の異物検出工程での異物検出結果と、前記第２の異物検出工程での異物検出結果を差し引いて、前記被処理基板上を動いた異物を検出する工程とを有する。
【００１２】
上記の本発明の異物検査方法では、まず、被処理基板に光を照射し、被処理基板から散乱される光の強度に基づいて異物を検出する第１の異物検出工程を行う。異物検出工程では、散乱光強度が所定のしきい値以上あるいは以下のものを異物として検出する。この第１の異物検出工程では、被処理基板のパターン等の他の要素を異物として検出してしまってもよい。
第１の異物検出工程の後、被処理基板を振動させる。
振動後、第２の異物検出工程を行う。第２の異物検査工程においても、被処理基板に光を照射し、被処理基板から散乱される光の強度に基づいて異物を検出する。この第２の異物検出工程においても、被処理基板のパターン等の他の要素を異物として検出してしまってもよい。
そして、第１の異物検出工程での異物検出結果と、第２の異物検出工程での異物検出結果を差し引いて、被処理基板上を動いた異物を最終的な異物として検出する。振動の前後において被処理基板上の他の要素は移動しないことから、他の要素から異物を容易に分離して検出することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の異物検査装置によれば、被処理基板上に付着した異物を、被処理基板上の他の要素から容易に分離し、簡易な構成で安定して検出することができる。
本発明の異物検査方法によれば、被処理基板上に付着した異物を、被処理基板上の他の要素から容易に分離し、安定して検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の異物検査装置および異物検査方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。本実施形態では、異物検査の被処理基板として、ステンシルマスクを例に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る異物検査装置の概略構成図である。
本実施形態に係る異物検査装置１は、被処理基板としてのステンシルマスク２に照明用の光を照射する光照射手段３と、ステンシルマスク２を載置するステージ４と、加振手段５と、光検出手段６と、制御手段７と、データ処理手段８とを有する。
【００１６】
光照射手段３は、ステンシルマスク２のマスク面に対し斜めから照明用の光を照射する。光照射手段３は、光源と、光源からの光を集光する集光レンズにより構成される。使用する光の波長は例えば１００〜１５００ｎｍ程度であり、指向性の良いレーザ光を用いることが好ましい。光源としては、例えば超高圧水銀灯（ｇ線：４３６ｎｍ、ｈ線：４０５ｎｍ、ｉ線：３６５ｎｍ）や、エキシマレーザ（ＸｅＣｌ：３０８ｎｍ、ＫｒＦ：２４８ｎｍ、ＡｒＦ：１９３ｎｍ）を用いる。集光レンズとしては、点状にレーザ光を集光するレンズの他、直線状にレーザ光を集光するシリンドリカルレンズを採用してもよい。
【００１７】
ステージ４は、ステンシルマスク２を保持し、かつ制御手段７からの制御信号に基づいてステンシルマスク２の位置をＸＹＺ方向に移動させる。ステージ４により、ステンシルマスク２の位置をＸＹ（平面）方向に移動させることにより、光照射手段３による光をステンシルマスク２の全領域に照射させる。
【００１８】
加振手段５は、ステージ４に搭載された状態のステンシルマスク２を振動させる。なお、加振手段５をステージ４とは別の位置に設置しておき、ステージ４から一度ステンシルマスク２を取り出して、ステンシルマスク２を振動させる構成であってもよい。
【００１９】
光検出手段６は、ステンシルマスク２からの散乱光を受光し、電気信号に変換する。光検出手段６は、例えば１次元固体撮像素子や２次元固体撮像素子により構成される。ステンシルマスク２の異物やパターン端部に光が照射されると、受光する散乱光強度が大きくなるために、光検出手段６からの出力が大きくなる。
【００２０】
制御手段７は、ステージ４および光照射手段３に接続され、装置全体の動作を制御する。制御手段７は、ステージ４に制御信号を出力することによりステンシルマスク２の位置を制御する。
【００２１】
データ処理手段８は、制御手段７からのステンシルマスク２への光の照射位置に関する情報と、光検出手段６からの散乱光検出信号とを対応させて記録する。これにより、ステンシルマスク２の面内における散乱光の強度分布が得られる。そして、データ処理手段８は、散乱光の強度分布から、所定のしきい値の散乱光強度を越えるものを異物として検出する。そして、加振手段５による加振前の異物検出データと、加振手段５による加振後の異物検出データとを差し引いて最終的な異物を得る。データ処理手段８は、本発明の異物検出手段に相当する。
【００２２】
図２（ａ）は被処理基板であるステンシルマスク２の平面図であり、図２（ｂ）は要部拡大平面図である。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、ステンシルマスク２には、例えば基板２０の中央部にパターン形成領域２１が設けられている。基板２０は、例えばＳＯＩ基板であり、パターン形成領域２１ではＳＯＩ基板のうち、シリコン基板と酸化シリコン膜が除去されて薄膜化されている。なお、パターン形成領域２１の一部にシリコン基板と酸化シリコン膜を梁として残しておき、パターン形成領域を補強する構成であってもよい。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、パターン形成領域２１では、ＳＯＩ基板のシリコン層（ＳＯＩ層）からなる電子線遮蔽膜２２に、貫通孔（開口）よりなるパターン２３が形成されている。パターン２３は、ウエハに転写する回路パターンである。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、ステンシルマスク２のパターン形成領域２１に付着した異物は、３つに大別される。１つ目は、パターン２３に触れていない大きい異物３１である。２つ目は、パターンに触れていない小さい異物３２である。３つ目は、パターンに触れている異物３３である。
【００２６】
上記の異物３１〜３３のうち、異物検査において検出する必要のある異物について検討する。
【００２７】
まず、ステンシルマスク２に付着した異物を、ステンシルマスク２のパターン２３に接触した異物３３と、パターン２３に接触していない異物３１，３２に分類して検討する。ステンシルマスク２のパターン２３に異物が接触している場合、微細な異物でも欠陥検査装置で検出することが可能である。従って、異物検査装置では、ステンシルマスク２のパターン形成領域２１に付着し、かつパターン２３に接触していない異物３１，３２を検出できればよい。
【００２８】
また、パターン形成領域２１内のパターン２３に接触していない異物のうち、問題となる異物は、露光中に移動して、パターン２３に接触する可能性のある異物である。ここで、ステンシルマスク２に付着した異物のうち、１μｍ以上の大きい異物は、ステンシルマスク２に振動等を与えると動く可能性が高い。逆に、ステンシルマスク２に付着した１μｍ以下の小さい異物は、ステンシルマスク２に振動を与えても動きにくい。このように、ステンシルマスク２に付着した異物は、異物サイズによって移動しやすさが異なる。
【００２９】
以上のことから、ステンシルマスク２のパターン形成領域２１に存在する異物であって、パターン２３に接触していないが、振動等により移動しやすい１μｍ以上の大きなサイズの異物を検出することが異物検査において必要であるといえる。本実施形態に係る異物検査装置は、上記の観点から、必要十分な範囲内でパターンと異物とを弁別して検出するものである。
【００３０】
上記を踏まえた上で、本実施形態に係る異物検査装置を用いた異物検査方法について、図３のフロー図を参照して説明する。
【００３１】
まず、異物検査装置１を用いて１回目の異物検査を行う（ステップＳＴ１）。検出感度は、１μｍ以上の異物を検出できる程度でよい。これにより、ステンシルマスク２に存在する異物が検出される。このとき、ステンシルマスク２上のパターンを異物として検出しても問題はない。
【００３２】
次に、加振手段５によりステンシルマスク２に振動を与える（ステップＳＴ２）。このとき、ステンシルマスク２上に１μｍ以上のサイズの異物が付着していた場合、異物が移動する。
【００３３】
次に、異物検査装置１を用いて２回目の異物検査を行う（ステップＳＴ３）。検出感度は、１回目に測定したときと同じでよい。これにより、ステンシルマスク２に存在する異物が再度検出される。このときも、ステンシルマスク２上のパターンを異物として検出しても問題はない。
【００３４】
次に、振動を与える前の１回目の異物検査結果と、振動を与えた後の異物検査結果をデータ処理上で差し引くことにより、ステンシルマスク２上を動いた異物だけを最終的な異物として検出する（ステップＳＴ４）。いいかえれば、ステンシルマスク２のパターン２３は、振動の前後で同じ位置に異物として検出されるため、データ処理で差し引くことにより最終的な異物としては検出されない。
【００３５】
この結果、ステンシルマスク２上のパターン２３と、検出する必要性がある動く異物については、分けて検出することができる。以降の工程としては、異物が検出された場合には、超臨界流体を用いた洗浄や、ウェット洗浄や、レーザ光を用いた洗浄等の様々な洗浄方法を用いて異物を除去する。異物を除去した後に、ステンシルマスク２は露光工程に使用される。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態に係る異物検査装置および異物検査方法によれば、加振前のステンシルマスク２からの異物検出結果と、加振後のステンシルマスク２の異物検出結果とを差し引くことにより、振動により動いた異物のみを最終的に異物として検出することができる。これにより、ステンシルマスク２のパターン２３と異物とを分けて検出することができる。
【００３７】
このように、パターンと異物とを分けて検出するための複雑な光学系や光検出器を採用することなく、簡易な構成で、パターン２３に影響を及ぼす可能性のある大きな異物のみを安定して検出することができる。
【００３８】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、本実施形態では、被処理基板としてステンシルマスクを例に説明したが、ステンシルマスク以外の他のマスク、あるいはウエハ等の基板に適用することも可能である。また、検出された異物のみを局所的に洗浄して除去する洗浄ノズルを装置構成に追加することも可能である。また、通常、所定のしきい値以上の散乱光強度をもつものが異物として検出されるが、例えば光を吸収する無機材料のような異物を検出する場合には、所定のしきい値以下の散乱光強度をもつものを異物として検出してもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態に係る異物検査装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）は被処理基板としてのステンシルマスクの平面図であり、（ｂ）はステンシルマスクの要部平面図である。
【図３】本実施形態に係る異物検査方法のフロー図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…異物検査装置、２…ステンシルマスク、３…光照射手段、４…ステージ、５…加振手段、６…光検出手段、７…制御手段、８…データ処理手段、２０…基板、２１…パターン形成領域、２２…電子線遮蔽膜、２３…パターン、３１，３２，３３…異物
【図１】
2005315647.tif 000003
【図２】
2005315647.tif 000004
【図３】
2005315647.tif 000005