JPS603631A

JPS603631A - マスクの検査方法

Info

Publication number: JPS603631A
Application number: JP58111534A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tanimoto; 昭一谷元
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1983-06-21
Filing date: 1983-06-21
Publication date: 1985-01-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、集積回路の製造上において、回路パターンを
ウェハに転写する工程に用いられる一ンスクに、転写に
影響を及ぼす異物が付着しているかどうかを検査する方
法に関するものである。

（発明の背景）集積回路パターンの微細化及び高密度化に伴い、近年縮
小投影型露光装置が多く使用されるようになってきた。

この種の装置においてはレチクルと呼ばれるマスク上の
パターンを１１５や１／ｉｏの大きさに縮小して投影す
る。このため、レチクル上のゴミ等の異物も縮小される
ので、小さな異物は転写されないが、ある一定値以上の
大きさと、光学的濃度を持った異物は繰返し露光のすべ
ての焼きつけ時に、ウェハ上に転写されてしまうという
欠点があった。この欠点を補うには、古くは、テスト的
にウニ・・に焼付けられたレジスト像を人間が顕微鏡を
用いて観察し、異物の転写の有無を確認をしていた。し
かしこの方法では、レチクル１枚当シの検査に最大２〜
３時間を要する非常に眼の疲れる作業が要求され、異物
の転写を見逃すことも有り得る。この問題を解決する為
に、最近になって、レーザスポットをレチクル上で走査
して散乱光を検出し、異物の有無や大きさを判別する装
置が提案された。（例えば特開昭５８−６２５４４号）
この装置においては検査時間を短かく、かつ自動検査で
きて、転写の可能性のある大きさを持った異物はほとん
ど全部検出できる。しかし、この装置における検出方法
では、異物と回路パターンのクロム層とを弁別する能力
が高いため、逆にレチクルに平たく付着した異物は、そ
の面積が転写する根太きくなると、逆にクロム層と誤判
断されてしまい検出できなくなる可能性が生じてきた。

またこの方法ではウェハ等のレジスト層に転写したパタ
ーン・を直接検査するわけではなく、少しでも転写の可
能性のある大きさの異物はすべて検出する必要があシ転
写に影響しない程の小さな異−物まで検出して、必要以
上に厳しいレチクル清浄度を要求していた嫌いもあった
。

以上のような検査方法とは全く異なる検査方法として、
検査すべきレチクルと明暗部を反転したレチクルを同一
感光材に重ね合わせて転写して、現像後残った感光材の
班点状のパターンの有無を検査する方法が考えられてい
る。ところが、第１回目に露光されて形成されたレジス
ト層中の潜像と、第２回目に露光されるべきレチクルの
投影像との位置合わせ精度が不足していた。この理由は
露光装置に対するレチクルの位置合わせのバラツキ及び
、ウニ・・を載置したステージの位１ｆ４１検出系　１
のドリフト等があるからである。そこで１回月七２回目
との露光の間で位置合わせ精度が悪い場合には、露光量
を増し、像のエツジでの２重露光の幅を大きくして、エ
ツジ部分が一致しない部分のレジストを感光させて見か
け上、位置ずれがなが一’）たようにして、残った感光
材の有無を検査するようなことも考えられる。ところが
、このようにすると逆にエツジに付着した異物等が転写
されに〈〈なり、検査時に見つけにくいか、まったく見
つからないという欠点が生じてしまう。

（発明の目的）本発明は、これらの欠点を解決し、第４回目に露光式れ
て形成された潜像と第２回目に露光すべき像の相対位置
合わせを高精度で行ない、微小な異物の転写像まで検出
することによって、マスク上の異物の有無を検査する方
法を提供することを目的とする。

（発明の概要）本発明は、パターンを試験的に転写するウェハ等の上に
予め位置合わせ用マーク（アライメントマーり）を形成
し、このマークを用いてレチクル（マスクでもよい）の
投影像の位置合わせを行なうことによシ、被検査レチク
ルと反転レチクルの重ね合わせ像をウェハ等の感光材上
に形成し、現像して得られたウェハ表面上の班点状のレ
ジストパターン、す・なわち、感光状態を調べることに
よって、被検査”レチクルに付着した異物などの欠点を
検査するようにしたものである。

（実施例）次に本発明の第１の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の方法を実施するのに適した縮小投影型
露光装置の主要部の全体斜視図である。

この第１図では、レジストを塗布した対象物に予めマー
クのみを転写する工程において使われるマークレチクル
Ｒ１が投影レンズ１の上方に配置される。

マークレチクルＲ１は詳しくは第２図に平面図として表
わしたように、２ケ所にレチクルアライメント用のマー
クＲＭＩとＲＭ２とが形成されている。

そして、レチクルＲ１上の転写領域ＰＡｌＯ中心Ｏを原
点とする直交座標系ＸＹを定めたとき、マークＲＭ１は
Ｙ線上に、マークＲＭ２はＸ軸上に位置するように定め
られている。また、このマークレチクルＲ１は対象物に
転写すべき３つのマークＭＸ　、　ＭＹ　、　Ｉｖ工θ
のみが転写領域ＰＡＩ内の周辺に設けられている。この
うちマークＭＹとＭθは座標系ＸＹのＹ軸と平行な線上
に位置するように、転写領域ＰＡｌ内の離れた２ケ所に
設けられる。マークＭＸはＹ軸と直交するＹ軸と平行な
線上に位置するように設けられる。そして、これら３つ
のマークＭＸ、ＭＹ、Ｍθはともに斜めハツチング状の
格子構造となっている。

さて、マークレチクルＲ１のマークＲＭＩは不図示の光
源側（上方）に配置したミラー２ａ、対物レンズ２ｂ及
びハーフミラ−２０等から成るレチクルアライメント顕
微鏡２によって観察され、マークＲＭ２はミラー３ａ、
対物レンズ３ｂ、及びハーフミラ−３０等から成るレチ
クルアライメント顕微鏡３によって観察される。尚、ハ
ーフミラ−２Ｃ１３Ｃは照明光を対物レンズ２ｂ、３ｂ
に導ひくものである。さて、この２つの顕微鏡２゜３は
各々マークＲＭＩとＲＭ２の観察像を位置合マークわせするだめの基準を備えている。そして、レチクルＲ
１を２′次元的（回転も含む）に移動させるレチクル駆
動部４は、２つの顕微鏡２，３の各基達成され、投影レ
ンズ１の光軸ｌがレチクルＲ１の中心０を通るように位
置づけられる。

一方、投影レンズ１の直下には通常ウェハＷが送り込ま
れて、レチクルのパターンがウェハＷの表面に投影され
る。このウェハＷは２次元移動ステージ５の上に載置さ
れて、駆動部６によって、直交座標系ｘｙのＸ方向とＸ
方向とに移動可能である。また、移動ステージ５にはウ
ェハＷを吸着固定するとともに、移動ステージ５に対し
てｘｙ平面内で回転可能なウニ・・ホルダ５ａが設けら
れ　１ている。また、座標位置測定器７は所定の原点（
例えばツｅ＠Ａりに対する移動ステージ５０２次元的な
位置を計測する。これは例えばレーザ干渉計を用いて、
移動ステージ５の移動量をＸ方向とＸ方向とに関して測
長するようにすればよい。

投影レンズ１０周辺には２つのウェハアライメント顕微
鏡８，９が配置されている。ウェハアライメント顕微鏡
８（以下Ｘ−Ｗ’ＡＭ８とする）は、その光軸が投影レ
ンズ１０光軸ｌと平行になるように定められ、かつその
光軸（又は観察中心）は、光軸ｌが原点を通るように定
められた座標系ｘｙＯＸ軸と交差する如く位置する。

〜方、ウエノ・アライメント顕微鏡９（以下、Ｙ−ＷＡ
Ｍ９とする）は、その光軸が投影レンズ１の光軸ｌと平
行になるように定められ、かつその光軸（又は観察中心
）は、座標系ｘｙＯｙ軸と交差するように位置する。そ
して１．Ｘ−ＷＡＭ８はウェハＷ上のマークを観察して
、ウエノ・ＷのＸ方向の位置を検出するものであり、Ｙ
−ＷＡＭ９はウェハＷ上のマークを観察して、ウエノ・
ＷのＸ方向の位置を検出するものである。

尚、レチクルアライメント顕微鏡２，３及びＸ−ＷＡＭ
８、Ｙ−ＷＡＭ９は、目視による観察以外に各々マーク
の観察像とスリットとを相対的に振動させて、その振動
中心（前記の基準、あるいは観察中心となる）とマーク
像との変位を光電的に検出するような光電顕微鏡の機能
も備えている。

特にＸ−ＷＡＭ８　、Ｙ−ＷＡＭ９は、レーザ光のスポ
ットをウエノ・Ｗ上で微小振動させて、ウニ・・Ｗ上の
マークから生じる散乱光や回折光を光電検十走査型顕微
鏡台セ壬の機能も備えている。

第３図はウエノ・Ｗに転写すべき本来のパターンが形成
された被検査レチクルＲ２の一例を示す平面図である。

被検査レチクルＲ２の転写領域ＰＡ２の大きさはマーク
レチクルＲ１の転写領域Ｐ　Ａ１の大き石と同一であム
被検査レチクルＲ２にもマークレチクルＲ１のレチクル
マーりＲＭＩ。

ＲＭ２と同じ位置に同様にレチクルマークＲＭ　］、　
。

ＲＭ２が形成されている。第３図で斜線部はりＬ１ム層
を蒸着した遮光部であシ、その他の部分はブＣを透過す
るようにガラス材のままである。尚、転写領域ＰＡ２中
のパターンは以後便宜上、正転パターンと呼ぶことにス
ル。

一方、第４図は本発明の方法を実施するために用意した
反転レチクルＲ３の平面図である。反転レチクルＲ３に
もマークレチクルＲ１、被検査レチクルＲ２と同じ位置
に同様のレチクルマークＲＭ１．ＲＭ２が形成されてい
る。そして転写領域ＰＡ３の大きさは被検査レチクルＲ
２の転写領域ＰＡ２の大きざと同一に定められている。

さらに、転写領域ＰＡ３中のパターンは、転写領域ＰＡ
Ｚ中の正転パターンに対して１対１の位置関係で、かつ
光の透過部と遮光部とが反転した相補的な形状、すなわ
ちネガの関係に作られている。

尚、本発明では、レチクル（マスク）をパター成した全
体のこともレチクル（又はマスク）と呼ぶことにする。

次に本発明による検査方法の第１の実施例にょる工程を
第５図〜第７図を用いて説明する。

まず初めに、ウェハＷにポジティブな感光材を塗布して
表面に均一なポジ・レジスト層１００を形成した後、゛
ベーキングする。そして、そのウェハＷを第１図のよう
に露光装置のウニ・・ホルダ５ａ上に載置する。このと
きウェハＷはウェハホルダ５ａに対して、周辺の切欠き
部、すなわちフラットを用いて位置決めして載置される
。本実施例ではフラットの方向が移動ステージ５のχ軸
に関する移動方向と一致するように位置決めされる。

一方、第２図に示したマークレチクルＲ１は第１図のよ
うに露光装置に対して位置決め孕れて配置されている。

そこで座標位置測定器７の測定値に基づいて駆動部６を
作動させ、移動ステージ５を所定ピッチだけｘｙＸ方向
ステップ移動させては、マークレチクルＲ１の転写領域
ＰＡ１を一定時間照明することを繰り返し、第５図（ａ
）のようにマークレチクルＲ１中のマークＭＸ、ＭＹ、
ＩＶｉθ　１からの光束ＬｍのみをウェハＷ上のポジ・
レジスト層１００に照射する。これによって、ポジ・レ
ジスト層１００には、マークＭＸ、ＭＹ、Ｍθの縮小さ
れた潜像が形成される。

次に、このウェハＷをウェハホルダ５ａがら取りはずし
、ポジーレジスト層１００の現像を行なうと、第５図（
ｂ）のようにマークＭＸ、ＭＹ　、Ｍθの潜像部分のレ
ジストが除去され、マークＭＸ。

ＭＹ、Ｍθに対応したマークＡが凹部として現われる。

このマークＡは、ウェハＷ上では第６図のように、マー
クＭＸ　、ＭＹ、Ｍθの各々に対応して、マークＡＸ、
ＡＹ、Ａθとして各転写領域毎に形成される。もちろん
マークＡＸ、ＡＹ　、Ａθモ斜めハツチング状の格子構
造を備えている。

次にマークレチクルＲ１を露光装置から取シ出し、かわ
りに第４図の反転レチクルＲ３をマークＲＭＩ　、ＲＭ
２を用いて露光装置に対して位置決めしてセットする。

一方、第６図に示したウェハＷは再びウェハホレジスｈ
ＯＦＰＲシリーズ等を使う場合は、現像後も感光性を持
たせることができるが、現像により感光性を失なうレジ
ストを使う場合は、第６図のクエハＷ上に再度レジスト
層を形成する必要がある。

さて、ウェハＷがウェハホルダ５ａに載置されて真空吸
着された状態で君、露光装置に対するウェハＷの位置が
、マークレチクルＲ１を転写したときの位置とは微小量
ではあるがずれているのが普通である。

そコテ、次にウェハＷをＸ−ＷＡＭ８　、Ｙ−ＷＡＭ９
を用いて露光装置に対して位置決めする。

この位置決め方法に関しては、詳しくは特開昭５６−１
０２８２３号や％開昭５７−８０７２４号に開示されて
いるので、ここでは簡単に説明する０まず、フラットと平行なＸ方向に延びた特定の線上に形
成された複数のマークＡＹ、Ａθのうち、ウェハＷの周
辺側、又は両端の２つのマークＡＹ。

（又はマークａ）を用いてウェハＷの回転誤差とＸ方向
の位置を検出する。それには、ウェハＷ土の左端のマー
クＡＹがＹ−ＷＡＭ９のＸ方向の観察中心と一致するよ
うに移動ステージ５を移動する。その後、移動ステージ
５をＸ方向に移動させて、Ｙ−ＷＡＭ９によって、ウェ
ハＷ上の右端のマークＡθを観察する。そしてその位置
からマークＡθがＹ−ＷＡＭ９のＸ方向の観察中心と一
致するまで移動ステージ５をＸ方向に移動きせる。

このとき、移動ステージ５のマークＡＹからマークＡθ
までのＸ方向の移動量と、マークＡθをＹ−ＷＡＭ９で
一致させるまでのＸ方向の移動量とを座標位置測定器７
で検出することによ〜って、ウェハＷの座標系ｘｙに対
する回転誤差がめられる。この回転誤差はある範囲内ま
では予めウェハホルダ５ａの回転によ・って修正されて
いるが、さらに精密な回転誤差の補正は特開昭５７−８
０７２４号に開示されているように、露光時における移
動ステージ５のステッピング送りの際、座ｍ系ｘｙに対
して、ウェハＷの微小な回転量だけ回転した座標系を設
定し、この座標系に従−〕て移動ステージ５を位置決め
することによって行なわれる。

さて、こうしてウェハＷの座標系ｘｙに対する回転量が
検出されると、ウェハＷ上の左端のマークＡＹがＹ−Ｗ
ＡＭ９のＸ方向の観察中心と一致したときのｙ・座標値
をめ、ウェハＷ上の特定の１つのマークＡＸをＸ−Ｘ−
４ＶＡのＸ方向の観察中心と一致させて、その時のＸ座
標値をめる。。

これによって投影レンズ１の光軸ｌに対するウェハＷの
ｘｙＸ方向位置関係が正確に定まる。

そこで先に転写したマークＡＸ、ＡＹ、Ａθに合わせる
ように、駆動部６と座標位置測定器７によって移動ステ
ージ５をマークレチクルＲ１の露光時と同様のピッチで
ステップ送シしては、反転レチクルＲ２の転写領域ＰＡ
３を照明することを繰シ返し、ウェハＷ上に順次反転パ
ターンを転写する。この際、マークＡＸ、Ａ’Ｙ、Ａθ
が転写領域ＰＡ３の投影像の周辺に位置するように位置
決めされ、マークＡＸ、ＡＹ、Ａθが露光されないよう
にする。第５図（・）は反転パター〜の露光の様　１子
を示すもので、反転レチクルＲ２の透明部を通った光束
Ｌｍがポジ・レジスト層１ｏｏに照射はれ、反転パター
ンの縮小された潜像がポジ・レジスト層ｉｏｏに形成さ
れる。

尚、この反転パターンのステップ露光の際、予めマーク
ＡＸ、ＡＹ　、Ａθを設けたウェハＷ上の１つの転写領
域には、反転パターンを露光しないようにする。

次に、そのウェハＷに被検査レチクルＲ２の正転パター
ンを重ね合わせて転写する。

まず、露光装置から反転レチクルＲ３を取り出し、被検
査レチクルＲ２をマークＲＭＩ　、ＲＭ２を用いて露光
装置に対して位置決めしてセットする。従って、この時
点で被検査レチクルＲ２は移動ステージ５上のウェハＷ
に対して露光装置本体を介してマークＡＸ、ＡＹ、Ａθ
を基準に間接的に位置合わせされたことになる。

そして、先に転写した反転レチクルＲ３の反転パターン
の潜像に、被検査レチクルＲ２の正転パターンの投影像
が重ね合わされるように、反転パターンのステップ露光
位置と同じ位置に移動ステージ５を移動させては、被検
査レチクルＲ２の転写領域ＰＡ２を照明することを繰シ
返す。尚、この場合もマークＡＸ、ＡＹ、Ａθが露光さ
れないようにする。この時の露光の様子を第５図（ｄ）
に示す。被検査し′チクルＲ２の透明部に異物が付着し
ていなければ、ポジ・レジスト層１００上の第５図（Ｃ
）で光束Ｌｍの照射を受けた部分をのぞいて、それ以外
全てに光束Ｌｍが照射され、正転パターンの縮小された
潜像が形成される。しかし、異物が付着していると、そ
の異物が照明光を遮光してしまい、第５図（ｄ）のよう
に光束Ｌｍ中に異物に応じた暗部Ｄｍが生じる。この暗
部Ｄｍはポジ・レジスト層１００に感光部を形成しない
。すなわち、ポジ・レジスト層１００中に、被検査レチ
クルＲ２上に付着した異物のみによる未露光部が生じる
。

こうして、反転パターンと正転パターンとが互いに重ね
合わされて、ポジ・レジスト層１００に転写される。尚
、この時、ウエノ・Ｗ上で反転パターンの露光を行なわ
なかった領域には、被検査レチクルＲ２の正転パターン
のみを転写しておく。ところで、ウェハＷ上に正転パタ
ーンを転写する際、ウェハＷをウェハホルダ５ａに設置
した１１にしておく必要はなく、反転パターンの転写後
にはずして、被検査レチクルＲ２が露光装置に設定され
てから、再びウェハホルダ５ａに載置し、前述のウェハ
Ｗの位置合わせ方法に従って、ウェハＷを被検査レチク
ルＲ２の正転パターンの投影像に対して位置決めすれば
よい。

また、上述のように必らずしも反転パターンの転写に用
いたのと同一の露光装置を使う必要はない。ただし、別
々の露光装置で焼料けを行なう場合は、反転パターンの
転写に用いる露光装置と、正転パターンの転写に用いる
露光装置との間で、投影倍率の誤差を含めた転写歪の差
が十分に小さいことが望ましい。このように別々の露光
装置を用いるときは、一方の装置で反転パターンをウニ
・・Ｗに露光したのち、他方の装置にそのウニ・・Ｗを
載置して、マークＡＸ、ＡＹ、Ａｉｒ及びマークＭＲ１
，ＭＲ２を用いたウェハＷと被検査レチクルＲ２の位置
決めを行なってから正転パターンの重ね焼きを行なえば
よい。

次にこのウェハＷを露光装置から取り出して、ポジーレ
ジスト層１００の現像を行なうと、正転パターンと反転
パターンとによって感光した部分が除去され、・第５図
（ｅ）のように異物の付着による未露光部が残存レジス
トＰとしてウェハＷの表面に凸状に現われる。

さて、現像の終ったウェハＷの表面には一例として第７
図のようなパターン群が形成される。ここではマトリッ
クス状に配列された代表的な６つの転写領域Ｓ。−８５
のみを示す。転写領域Ｓｏには被検査レチクルＲ２の正
転パターンのみが転写されでいるものとし、他の５つの
領域５ｌ−Ｓ５には正転パターンと反転パターンとが重
ね合わされて転写されているもの七する。そしｃ６つの
領域ｓｏ〜Ｓ５は、ウェハＷ上に定めた直交座標系６β
に対して一定ピッチで位置しているものとする。

ウェハＷを検査するときは、この領域ｓ１〜ｓ５を観察
して、各領域中の同一位置に残存レジスト１ｐ１々５と
残存レジス）　Ｎｌ−Ｎ５とが共通に存在することを確
認する。もし、共通の位置に同一形状の残存レジストが
なく、ランダムな位置に残存レジストがある場合は、例
えば露光前のウェハＷのレジスト上にゴミがあったシ、
現像工程のときにレジストの微粒が付着したものと考え
られ、被検査レチクルＲ２上の対応する位置には異物が
付着していないと判断できる。

さて、領域Ｓ１〜Ｓ５中の共通な位置に現われたレジス
トが残存レジストＰ＋〜Ｐｓ、Ｎ１〜Ｎ５と確認される
と、次に転写領域ＳＯ中の該当する位置に同様の残存レ
ジストがあるか否かを調べる。この場合、領域Ｓｏの正
転パターン中で、残存レジストＰ１〜Ｐ５と共通な位置
に残存レジス）Ｐａが存在し、残存レジス）　Ｎ＋〜Ｎ
５と共通な位置には残存レジストが観察されない。

従って、残存レジス）　Ｐｏ〜Ｐ５は被検査レチクルＲ
２の透明部に付着した異物によって形成されたものと判
断でき、残存レジス）Ｎｌ−Ｎ５は反転レチクルＲ３の
透明部に付着した異物によって形成されたものと判断で
きる。

そこで、最終的には領ＱＳｏ中の残存レジストＰＯが存
在する位置に対応した被検査レチクルＲ２中の位置に、
リソグラフィ一工程において歩留りに影響を及ぼす異物
が付着していると判断することができる。

このように、ウェハＷの表面を検査する装置としては、
例えば第８図のように、ウェハＷの表面を斜めに照明す
る光源２０．対物レンズ２１．テレビカメラ２２（以下
、ＩＴＶ２２とする）、モニタテレビ２３及び処理装置
２４がら成る検査装置を使うことができる。また、この
検査装置には、第１図と同様にウェハＷを載置して２次
元移動するステージと、座標位置測定器と、Ｘ−ＷＡＭ
８゜Ｙ−ＷＡＭ９と同様の２つのアライメント顕微鏡と
が設けられている。この顕微鏡は対物レンズ２１の光軸
に対して、投影レンズ１とＸ−ＷＡＭ８、Ｙ−４ＶＡＭ
９の位置関係と同様の関係で配置されている。

ここでＩＴＶ２２による観察範囲はウェハＷ上の転写領
域中の局所的一部分に定められている。

まず転写領域Ｓｌ　を検査する場合、検査装置のｙ方向
のアライメント顕微鏡（Ｘ顕微鏡とする）の光軸がマー
クＡＹｌと一致するようにステージを移動きせる。そし
て、その光軸とマークＡＹＩが一致（−たとき、座標位
置測定器のＸ方向の測長を行なうレーザ干渉計の位置計
測用カウンタ（Ｘカウンタとする）に、Ｘ顕微鏡の光軸
と対物レンズ２１の光軸との間隔に相当する値をプリセ
ットする。さらに、ステージを移動はせて、検査装置Ｘ
方向のアライメント顕微鏡（Ｘ顕微鏡とする）の光軸と
、マークＡＸｌとを一致させる。そしてこの時、Ｘ方向
の測長を行なうレーザ干渉計の位置計測用カウンタ（Ｘ
カウンタとする）に、ｘＪｌ鏡の光軸と対物レンズ２１
との間隔に和尚する値をプリセットする。以上の操作に
よってウェハＷ−ヒの座標系αβ１がステージの移動座
標系と１対ｌに対応付けられる。

すなわち、ＸカウンタとＸカウンタの内容が共に零にな
るようステージを動かすと、対物レンズ２１の光軸が座
標系αβ１の原点を通るようにウニ・・Ｗは位置付けら
れる。そこで、転写領域ＳＬをＩＴＶ２２の観察範囲が
ステップ走査するように座標系αβ１に従ってステージ
を動かす。ＩＴＶ２２の観察範囲中に残存レジメ）Ｐ＋
、Ｎｔが存在すると、画像信号のレベルが変化するので
、処理装置２４はそのレベル変化を検出するとともに、
そのときのＸカウンタ、Ｘカウンタの内容を残存レジス
）ＰｉやＮ１の座標値として記憶する。

以上の動作を転写領域８２〜Ｓ５についても同様に繰り
返す。そして、５つの転写領域Ｓ＋　−Ｓｓ中である誤
差範囲内の値に納まっている共通の座標値を検索する。

これによって残存レジス）Ｐ＋−Ｐｓの座標値（ｘｐ、
ｙｐ）と残存レジス）Ｎｌ−Ｎ５の座標値（ＸＮＩｙＮ
）とがめられる。

次にｙ、Ｘ顕微鏡によって転写領域ＳｏのマーりＡＹｏ
　、ＡＸｏを位置合わせし、Ｘカウンタ、Ｘカウンタを
プリセットし、対物レンズ２１０光軸が座標系αβ０の
原点を通るようにステージを位置決めしたとき、Ｘカウ
ンタ、Ｘカウンタがともに零に　耳なるようにする。そ
して、Ｘカウンタ、Ｘカウンタによる座標値が先にめた
座標値（Ｘ、Ｐ＋ｙＰ）になるようにステージを位置決
めすれば、転写領域ＳＯ中の残存レジストＰａがモニタ
テレビ２３によ−って確認される。また、ステージを座
標値（ＸＮＩｙＮ）に位置決めすると、モニタテレビ２
３には何ら残存レジストが観察されないから、被検査レ
チクルＲ２上の異物ではないと確認することができる。

従って、検出された残存レジス）Ｐａの座標値（Ｘｐ＋
Ｖｐ）に基づいて、被検査レチクルＲ２上の対応する位
置を顕微鏡等で観察することにより、最終的に異物の付
着を確認して、被検査レチクルＲ２を洗浄工程にもどす
ようにすればよい。

以上、本発明の第１の実施例では、予めウェハ上に設け
たマークを縮小投影型露光装置のオフ・アクシスのウェ
ハアライメント顕微鏡を使ってアライメントした。しか
し、その他の例として、ウェハ上のマークが投影レンズ
１によってレチクルに逆投影された像と、レチクル上の
マークとを位置合わせする、いわゆるＴＴＬ方式の位置
合わせ装置を用いて、レチクルの転写領域の投影像とウ
ェハ上の転写領域とを直接位置合わせすることができる
。このようにすると、ウェハＷ上の各転写領域毎の合わ
せ精度は、オフ・アクシス方式の位置合わせよシも良く
なる可能がある。

いずれにしろ、レチクルとウェハとが直接又は間接的に
位置合わせできればよく、使用する露ブＣ装置に、適し
た位置合わせができるように、ウェハ上にマークを形成
しておけばよい。

次に本発明の第２の実施例について第９図を用いて説明
する。第２の実施例においてはウニ・・■ｌの位置決め
の為のアライメントマークをポジレジストで形成するの
ではなく、他の物質、例えば酸化シリコン５ｉ０２　、
チツ化シリコンＳｉ３Ｎ４、シリコンＳｉ１アルミニウ
ムＡＩ、モリブデンＭｏ１タングステンＷ、ＰＳＧ、ポ
リイミド等の集積回路の製作に用いる材料によシ、形成
するものである。第９図（ａ）〜（ｅ）はアライメント
マークの形成工程を示しておシ、第９図（ａ）はウェハ
Ｗの上に、アライメントマークの形成材料で層１１０を
蒸着等により形成し、その上にポジレジスト層１００を
形成した後、マークＭＸ、ＭＹ、Ｍθを遮光部としたマ
ークレチクルＲ＋を用いて、マーク以外の部分を光束価
で露光する。次にポジ・レジスト層１００の現像を行な
うと、第９図（ｂ）に示すように、マーク部分のポジ・
レジスト層１００が層１１０上に残る。

次にこのウェハＷ上の層１１０をエツチングしてから、
ポジ・レジスト層１００を除去すると、第９図（Ｃ）の
ように、層１１０の一部がマークＭＸ。

ＭＹ、Ｍθに対応してマークＮとしてウェハＷ上に凸状
に残される。さて、このようにマークＲのみが形成され
たウェハＷを用意しておき、レチクル上の異物検査をす
る場合には、第９図（ｄ）に示すようにポジ・レジスト
層１００′を表面に形成した後、そのウェハＷを露光装
置に設定し、マークＮを利用して反転レチクルＲ３に対
して直接又は間接的に位置合わせの後、反転パターンを
露光する。

これによって、ポジ・レジスト層１００′中に潜像が形
成される。次に被検査レチクルＲ２を反転レチクルＲ３
の代りに露光装置に設定し、マークＡ′を用いてウェハ
Ｗと直接又は間接的に位置合わせして露光する。第９図
（ｅ）は、既に反転レチクルＲ３により露光されている
部分に対して相補的な部分が新たに露光される様子を示
している。被検査レチクルＲ２の光透過部に異物が存蕃
すると、暗部Ｄｍが生じる。。そこでこのポジーレジス
ト層１００’を現像すると、第９図（ｆ）に示すように
、異物の像に対応する位置に残存レジス）ＰがウェハＷ
の表面に凸状に現われる。この後、この残存レジストＰ
の検出及び被検査レチクルＲ２上に異物かぁ−・たかど
うかの確認は第１の実施例と同様に行なわれる。

第２の実施例においてはマークＡ′を感九月以夕）の材
料で予め形成しておく点で第１の実施例と異なシ、パタ
ーンの検査に用いたウエノ・のレジストをはがせば、再
び検査に用いることができ、第１の実施例よシもエツチ
ング等の余分の工程が必要となるが、一度マークＮを形
成してし捷えば、Ｖ）び形成する必要がないという利点
がある。ここでぃ２゜え□。工、よおい、。、つ、２、
い−６゜、−１−りをエツチングによって形成したが、
リフ）・オフによっても形成できることはもちろんであ
る。

第２の実施例を改良した例として、アライメントマーク
をネガ・レジストで形成するようにしてもよい。その工
程は簡単なので図では示さないが、第２の実施例の説明
図である第９図（Ｃ）のマークＮをネガ・レジストで形
成する点のみが第２の実施例として異なっている。この
実施例においてはエツチング又はリフトオフ等の工程を
必要としないので簡単にアライメントマークを形成でき
る利点がある。

第１と第２の実施例においては反転パターンと正転パタ
ーンの露光用の感光材としてポジレジストを用いたが、
ネガレジストを用いても実施可能である。この場合は異
物の転写されたものがレジストの抜はパターンとして現
われる。

以上本発明の各実施例の説明においては、反転レチクル
Ｒ３をまず最初に転写して後で、被検査レチクルＲ２を
転写するものとしているが、レチクルの転写の順序は逆
であ・ってもよい。しかしながら被検査レチクルＲ２の
検査が終了した時点に、露光装置に被検査レチクルＲ２
が設定されている方が望ましい場合には、被検査レチク
ルＲ２を後で転写した方がよいことは言うまでもない。

また、露光装置として光学的な縮小投影型の露光装置を
用い′たが、本発明はマスクのパターンをウェハの感光
層に転写する型式の露光装置、例えば等倍の投影露光装
置、コンタクト方式の露光装置、あるいはグロキシミテ
イ方式のＸ線露尤装置等にも同様に実施し得るものであ
る。

また、検査のために、上記実施例ではウエノ・を用いた
が、マークやパターンの転写時に、露光装置にセットし
得るものであれば表面に感光材を塗布したガラス板やア
ルミニウム板等を使ってもよい。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、被検査マスクと反転マス
クの像を高精度で相対位置合わせして、同一の感光材に
転写できるので、パターンエツジ付近の挙式な異物まで
検出することができるという利点がある。また本発明を
用いると反転マスクと被検査マスクを続けて、感光材に
転写する必要はなく、一方のマスクのパターンの潜像が
転写された感光材を保管しておいて、他方のマスクのパ
ターンの転写を行なうこともできるので、同一の露光装
置を用いなくてもよい等、工程に柔軟性があるという利
点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法を実施するのに適した縮小投
影型露光装置の斜視図、第２図はウェハ上のマークのみ
を転写するためのマークレチクルの平面図、第３図は被
検査レチクル（マスク）の平面図、第４図は反転レチク
ル（マスク）の平面図、第５図はマークの形成、重ね焼
き及び現像によるウェハ表面の変化を断面的に示す本発
明の第１の実施例による工程図、第６図はウェハ上のマ
ークの配置を示す平面図、第７図は転写されたパターン
群を示す平面図、第８図はウェハ上を検査する装置の概
略のブロック図、第９図は本発明の第２の実施例による
工程図である。出願人　日本光学工業株式会社代理人　渡　辺　隆　男オフ図才３図２６８− 才９図

Claims

【特許請求の範囲】露光装置の位置合わせ装置によって検出可能な位置合わ
せ用のマークを有する感光材を露光装置に載置する工程
と；所定のパターンと位置合わせ用のマークとを有する被検
査マスク、及び該被検査マスクのパターンに対してネガ
の関係にあるパターンと位置合わせ用のマークとを有す
る反転マスクを予め用意し、前記被検査マスクと反転マ
スクのうち一方を露光装置に載置し、該一方のマスクの
マークと前記感光材のマークとを用いて該一方のマスク
と前記感光材とを位置合わせして、該一方のマスクのパ
ターンを前記感光物に露光する第１転写工程と；前記被
検査マスクと反転マスクのうち他方を露光装置に載置し
、該他方のマスクのマークと前記感光材のマークとを用
いて該他方のマスクと前記感光材とを位置合わせして、
前記第１転写工程で形成された前記感光物中の潜像に、
該他方のマスクのパターンを重ねて露光する第２転写工
程と；前記第１及び第２転写工程をへた前記感光材を現
像する工程と；該感光材の感光状態を調べることによって前記被検査マ
スクに欠点があるか否かを検査する検査工程とから成る
ことを特徴とするマスクの検査方法。