(57)【要約】【課題】フォトマスクの曇りが発生することにより、半導体の原版であるフォトマスクが使用できない事態となることがある。このとき、ウエハプロセスが突発的に止まる事となり、多大な損失が発生する。【解決手段】検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量を測定する手段と、露光に影響が出る最低量の曇り原因物質が堆積されたフォトマスクの曇り原因物質量を臨界値として記憶する手段と、検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量と臨界値とを比較することにより、検査対象であるフォトマスクに堆積する曇り原因物質量が臨界値に達する時期を予測する手段とを備えたことを特徴とするフォトマスク管理装置により、析出する曇りの発生時期を把握する。【選択図】図１
2007171331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量を測定する手段と、
露光に影響が出る最低量の曇り原因物質が堆積されたフォトマスクの曇り原因物質量を臨界値として記憶する手段と、
検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量と臨界値とを比較することにより、検査対象であるフォトマスクに堆積する曇り原因物質量が臨界値に達する時期を予測する手段と
を備えたことを特徴とするフォトマスク管理装置。
【請求項２】
検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質が臨界値に達する時期が一定期間より近くなると警告する手段を備えた請求項１記載のフォトマスク管理装置。
【請求項３】
フォトマスクの曇り原因物質量を測定する手段として、赤外光を用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトマスク管理装置。
【請求項４】
フォトマスクの曇り原因物質量を測定する手段として、レーザー光を用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトマスク管理装置。
【請求項５】
検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量を測定して、露光に影響が出る最低量の曇り原因物質量を臨界値として決定する工程と、
前記臨界値と検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量とを比較し、検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量が臨界値に達する時期を予測する工程を備えたことを特徴とするフォトマスクの管理方法。
【請求項６】
前記検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量を測定する工程の前に、当該フォトマスクの備えた透過部と遮光部の割合により赤外光とレーザー光を選択する工程を備えたことを特徴とする請求項５に記載のフォトマスク管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトマスク、特に半導体の原版であるフォトマスクの管理装置及び管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板の表面に遮光膜を備えるフォトマスクを洗浄する場合、洗浄効果の高さから酸やアルカリなどの薬液が使用されることが多い。特に低コストで比較的扱いの容易な硫酸は多くの工程で使用されている。
【０００３】
硫酸を用いた洗浄工程後には、硫酸除去のための水洗がなされるが、水洗が不十分な場合は硫酸がフォトマスクに残渣として残存する。この残留した硫酸は、大気中のアルカリ雰囲気（アンモニア）と反応し、結晶性析出異物である硫酸アンモニウムを生成する。これはフォトマスク曇りとなり、使用時に悪影響を与える。
【０００４】
このため、結晶性析出異物の発生を抑える方法として、硫酸イオンのイオン残さを低減する手段が検討されている。さらには、硫酸を使用せず、オゾン水等で洗浄する方法も提案されている。（特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００２−３１６１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の洗浄方法を用いたフォトマスクにおいても、フォトマスクケースに保管を行う工程と、露光を行う工程を長期間繰り返すことで、曇りが発生する。その為、半導体の原版であるフォトマスクが使用できない事態となり、突発的にウエハプロセスが止まる事となり、多大な損失が発生する事になる。
【０００６】
そこで、本発明は、曇りの原因となる曇り原因物質をフォトマスク基板上で定期的に監視する事で、析出する曇りの種類や時期を把握し、曇りの発生を警告する手段を持つフォトマスク管理装置及び管理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の本発明は、検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量を測定する手段と、露光に影響が出る最低量の曇り原因物質が堆積されたフォトマスクの曇り原因物質量を臨界値として記憶する手段と、検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量と臨界値とを比較することにより、検査対象であるフォトマスクに堆積する曇り原因物質量が臨界値に達する時期を予測する手段とを備えたことを特徴とするフォトマスク管理装置。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質が臨界値に達する時期が一定期間より近くなると警告する手段を備えた請求項１記載のフォトマスク管理装置。
【０００９】
請求項３に記載の本発明は、フォトマスクの曇り原因物質量を測定する手段として、赤外光を用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトマスク管理装置。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、フォトマスクの曇り原因物質量を測定する手段として、レーザー光を用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフォトマスク管理装置。
【００１１】
請求項５に記載の本発明は、比較用フォトマスクの曇り原因物質量を測定して、露光に影響が出る最低量の曇り原因物質量を臨界値として決定する工程と、前記臨界値と検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量とを比較し、検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量が臨界値に達する時期を予測する工程を備えたことを特徴とするフォトマスクの管理方法。
【００１２】
請求項６に記載の本発明は、前記検査対象であるフォトマスクの曇り原因物質量を測定する工程の前に、当該フォトマスクの備えた透過部と遮光部の割合により赤外光とレーザー光を選択する工程を備えたことを特徴とする請求項４に記載のフォトマスク管理方法。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、曇りが発生するまでの使用期限等が事前に予測できる事となるため、半導体製造工程の曇り発生による突発的な生産の停止などのリスクを減じることが出来る。つまり、事前にウエハプロセスにおけるフォトマスク露光後の工程の生産調整を行うことが出来、プロセス間のロスを削減出来る。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、曇りの発生による使用期限が来る前に警告するため、半導体製造工程の曇り発生による突発的な生産の停止の前に、フォトマスク露光後の工程の生産調整を行うことが出来、プロセス間のロスを削減出来る。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、フォトマスクの曇り原因物質量を測定する手段として、赤外光を用いることが出来る。このとき、赤外光は主として反射光を測定に用いるために遮光部が多く、透過部の少ないフォトマスクにおいて効果的にデータを取得することが出来る。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、フォトマスクの曇り原因物質量を測定する手段として、レーザー光を用いることが出来る。このとき、レーザー光は主として散乱光を測定に用いるために遮光部が少なく、透過部の多いフォトマスクにおいて効果的にデータを取得することが出来る。
【００１７】
請求項５に係る発明によれば、曇りが発生するまでの使用期限等が事前に予測できる事となるため、半導体製造工程の曇り発生による突発的な生産の停止などのリスクを減じることが出来る。つまり、事前にウエハプロセスにおけるフォトマスク露光後の工程の生産調整を行うことが出来、プロセス間のロスを削減出来る。
【００１８】
請求項６に係る発明によれば、フォトマスクの透過部が少ない時は赤外光を、フォトマスクの透過部が多い時はレーザー光を用いる検出法を使用することにより、フォトマスクの遮光部の面積が変更しても好適な測定手段を選ぶことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態について、説明する。
【００２０】
図１に本発明に関するフォトマスク管理方法のフローチャートを示す。
【００２１】
このとき、フォトマスクの曇り成分を検査測定する手段として、曇り原因物質の検出法に、赤外光、レーザー光を用いた検出法を用いても良い。
【００２２】
赤外光を用いる場合、赤外光をフォトマスクに照射すると、赤外光はフォトマスク上の曇り原因物質の分子に衝突する。このとき、その波長に対応して特定の分子が、光のエネルギーを吸収して、振動あるいは回転をはじめる。したがって、ある物質に反射させた赤外線は、照射した赤外線よりも、分子の運動に使われたエネルギー分だけ弱いものとなっている。この差を検出することでその物質が持つ固有成分の同定が可能になる。この強度は量に応じて異なることから、曇り発生由来成分の堆積の量を赤外吸収スペクトル強度の強弱として取得することが出来る。
【００２３】
また、赤外光は主として反射光を測定に用いるために遮光部が多く、透過部の少ないフォトマスクにおいて効果的にデータを取得することが出来る。
【００２４】
レーザー光を用いる場合、レーザー光をフォトマスクに照射すると、レーザー光はフォトマスク上の曇り原因物質の分子に衝突する。このとき、入射光と同じ波長を持つレーリー散乱光と入射光とは異なる波長をもつストークス散乱光、アンチストークス散乱光が発生する。これをラマン散乱光といい、分子の振動等により決まった波数だけ入射光からずれて現れる。このシフトを利用して物質の同定が可能になる。この強度は量に応じて異なることから、曇り発生由来成分の堆積の量をラマン散乱スペクトル強度の強弱として取得することが出来る。
【００２５】
また、レーザー光は主として散乱光を測定に用いるために遮光部が少なく、透過部の多いフォトマスクにおいて効果的にデータを取得することが出来る。
【００２６】
フォトマスクの曇り原因物質を検査測定する手段において複数の検出法を行っても良い。このとき、フォトマスクの状態により好適な検出法を選ぶことが出来る。
【００２７】
例えば、赤外光を用いる検出法とレーザー光を用いる検出法を同時に行った場合、フォトマスクの透過部が少ない時は赤外光を、フォトマスクの透過部が多い時はレーザー光を用いる検出法を使用することにより、フォトマスクの遮光部の面積が変更されても効果的な予測を行うことが出来る。
【００２８】
検出される曇り原因物質としては例えば、硫酸、リン酸、シュウ酸、シアヌール酸、アンモニウム、その他有機物、等が挙げられる。
【００２９】
このとき、赤外吸収スペクトルでは、硫酸は１１００ｃｍ−１、リン酸は１０５０ｃｍ−１、シュウ酸は１７００ｃｍ−１、シアヌール酸は１５５０ｃｍ−１、アンモニアは３３００ｃｍ−１、その他有機物は２９００ｃｍ−１、の近傍にそれぞれの成分に由来する特徴的な吸収エリアが存在する。この特徴的なスペクトルを定期的にモニタリングし、そこから得られたスペクトルの強度、面積の変化を警告の指標に用いても良い。
【００３０】
また、ラマン散乱スペクトルでは、硫酸は約９８０ｃｍ−１、リン酸は９５０ｃｍ−１、シュウ酸は８５０ｃｍ−１、シアヌール酸は７００ｃｍ−１、アンモニアは３２００ｃｍ−１、その他有機物は２９００ｃｍ−１、の近傍に特徴的な散乱エリアが存在する。この特徴的なスペクトルを常にモニタリングし、そこから得られたスペクトルの強度、面積の変化を警告の指標に用いても良い。
【００３１】
検査する対象としては例えばガラス基板上に単層または複数層構造を有するＣｒやＭｏＳｉ等の金属または樹脂等で覆われた遮光膜を有するフォトマスク等が挙げられる。
【００３２】
フォトマスクの曇りの発生を予測判定する手段として、曇りが発生したときの任意の帯域のスペクトル強度と検査した時に得られたその帯域のスペクトル強度との比を用いても良い。
【００３３】
また、フォトマスクの曇りの発生を予測判定する手段として、任意の帯域のベースラインと検査した時に得られたその帯域におけるスペクトル強度との比を用いても良い。
【００３４】
このとき、臨界値として前記スペクトル強度の比を用いても良い。
【００３５】
ここで、露光に影響が出る最低量の曇りの発生する時期は、時間的なものと回数とを考慮し、時期を把握するのに適したものを選択する。
【００３６】
警告を行うときは、音声や光を用いても良い。
【実施例】
【００３７】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３８】
パターンの線幅は１３０ｎｍであり、ＫｒＦ波長を対象とし、構造はＣｒＯ、ＣｒＮの２層構造を有するフォトマスクを用意した。
【００３９】
また、露光は波長２４８ｎｍのＫｒＦ用レーザーを有する露光機を用い、露光しない時には保管庫の中で保管し、露光と保管を繰り返した。
【００４０】
露光機とフォトマスクを保管する保管庫の間にはマスク保管装置（大日商事社製、商品名；ＳＭＩＦ  ＰＯＤ）を用いて移送した。
【００４１】
また、ラマン散乱光の測定には、５３２ｎｍのＹＡＧレーザーを用いるラマン散乱光測定器（日本電子社製、製品名；ＷＰＡ１００）を用いた。
【００４２】
また、ラマン散乱光の強度調査において、曇り原因物質としてアンモニアを対象とした。このため、アンモニアに特徴的な散乱波数である３１４０ｃｍ−１近傍の帯域においてラマン散乱スペクトルのデータを定期的に採取した。このとき近傍とは±５０ｃｍ−１とした。
【００４３】
まず、警告を行う臨界値の決定を対象となるフォトマスクに対して行った。
【００４４】
露光前のフォトマスクのラマン散乱光の強度調査を行った。露光前のフォトマスク表面のアンモニア由来のラマンスペクトル強度１を図２に示す。
【００４５】
フォトマスクを１回当りのＤＯＳＥ量が４００ｍＪ／ｃｍ２の条件において１００回連続で露光し、マスク保管装置（大日商事社製、商品名；ＳＭＩＦ  ＰＯＤ）を用いて、フォトマスク保管庫に移送し、保管庫にて１日保管した。露光の工程を行ったのちに移送し、保管を行う工程を行うことを１サイクルとし、それぞれ、１、４、７サイクルと実施し、露光後にラマン散乱光の強度測定を行った。
【００４６】
１サイクルした時のフォトマスク表面のアンモニア由来のラマンスペクトル強度２を図２に示す。このとき、曇りは発生していなかった。
【００４７】
次に、４サイクルしたときのフォトマスク表面のアンモニア由来のラマンスペクトル強度３を図２に示す。このとき、曇りは若干発生していたが、透過率に差は見られなかった。
【００４８】
次に、７サイクルしたときのフォトマスクのアンモニア由来のラマンスペクトル強度４を図２に示す。このとき、曇りは発生しており、透過率に差が見られ、製品に影響が出た。
【００４９】
以上より、このフォトマスクにおいて測定されるラマンスペクトル強度がラマンスペクトル強度３と同等の値になった時に警告を行えるように臨界値を決定した。
【００５０】
臨界値とは任意の帯域のベースラインと検査した時に得られたその帯域におけるスペクトル強度との比とした。
【００５１】
図２の強度の比較から、３１４０ｃｍ−１近傍の帯域におけるラマンスペクトル強度３はベースラインと比較して、２．５倍であった。このときベースラインは他に妨害物質のない３６００ｃｍ−１近傍の強度とした。
【００５２】
よって、臨界値を２．５と決定した。
【００５３】
半導体製造における露光工程において、上記臨界値が２．５となると、曇り発生の警告を行った。
【００５４】
このとき、警告は音声と光によって行われた。
【００５５】
以上より、曇り発生前に、曇りの発生を事前に警告することが出来た。これにより、ウエハプロセスにおいて、露光工程で突発的な停止が起こるまえに、後の工程の生産調整を行うことが出来、プロセス間のロスを削減出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のフォトマスクの管理方法のフローチャートを示した図である。
【図２】実施例におけるフォトマスク上のラマン散乱光の強度変化を示したものである。
【符号の説明】
【００５７】
１  露光前のフォトマスク表面のアンモニア由来のラマンスペクトル強度
２  露光と保管の工程を１サイクル実施した後のフォトマスク表面のアンモニア由来のラマンスペクトル強度
３  露光と保管の工程を４サイクル実施した後のフォトマスク表面のアンモニア由来のラマンスペクトル強度
４  露光と保管の工程を７サイクル実施した後のフォトマスク表面のアンモニア由来のラマンスペクトル強度
【図１】
2007171331.tif 000003
【図２】
2007171331.tif 000004