JPS6130731B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマスクの傷検査装置に関する。

半導体装置の製造における回路素子の製造にあ
つては、写真製版技術が採用され、半導体基板
（ウエハ）の表面に塗布されたフオトレジスト
（感光性耐食樹脂）膜はフオトマスクを用いて選
択的に感光させられる。フオトマスクの一つとし
て透光性基板の一種である透明ガラス板の一主面
に不透光性膜の一種であるクロム等からなる金属
膜を所望のパターン（マスクパターン）に付着さ
せたメタルマスクが一般に知られている。ウエハ
面のフオトレジスト膜を部分感光する際には、ウ
エハのフオトレジスト膜付着面に前記フオトマス
クを密着させ、フオトマスクの上方から紫外線を
照射させて露光し、フオトレジスト膜を部分感光
する。この際、フオトマスクパターン通りに鮮明
に感光がなされるように、フオトマスクの金属膜
が直接フオトレジスト膜に接触するようにフオト
マスクはウエハに重ねられる。そして、一枚のフ
オトマスクは数十枚、数百枚のウエハに対する感
光処理に使用される。

しかし、このように繰返して使用されるフオト
マスクは使用時に傷が付き、金属膜が部分的に脱
落したり、ガラス基板やマスクパターンに傷が生
ずることがある。この傷は、ウエハとフオトマス
クとの間に異物が介在し、この状態で両者が加圧
されて密着する際に発生する。ウエハやマスク等
は清浄な環境で取り扱われ、表面に異物が付着し
ないように注意が払われるが、それでも度々ウエ
ハやフオトマスクの表面には不所望の大きさの異
物が付着する。

このように金属膜が部分的に脱落するなどのマ
スクに不良個所があると、不良部分に対応するフ
オトレジスト膜は感光するため、所望のパターン
とは異なる感光パターンができてしまい、不良発
生の原因となる。そこで、従来は、フオトマスク
は使用回数に応じて時々洗浄し検査される。この
検査は一般に検査員がフオトマスク表面状態を顕
微鏡で拡大して目視によつて検出している。

しかし、このような目視検査では検査時間が極
めて長くなる欠点がある。たとえば、100mm□の
フオトマスクの検査にあつては1.5〜2.5時間程度
の検査時間が必要である。

また、自動的にマスクパターンの欠陥を検出す
る自動パターン認識装置も開発されているが、こ
の装置では被検査物であるフオトマスクとその基
本となるマスクパターン（辞書パターン）とを比
較させなければならず面倒であるとともに、検出
された欠陥から直接に傷のみを抽出し、傷の有無
の検出結果を得ることは困難である。

一方、フオトマスクの傷について分析した結
果、脱落した金属膜部分のガラス板面にも金属膜
脱落時による外力によつてダメージを受け、傷跡
が残ることがほとんどであることが判明した。

そこで、本出願人はフオトマスクのガラス板端
面に光を照射してガラス板内に光を透過させ、こ
の状態でフオトマスクの金属膜を付着した面を観
察することによつて、フオトマスクに生じる傷を
確認する検査装置を既に提案している。すなわ
ち、第６図で示すように、フオトマスク４０のガ
ラス板４１の端面にランプ４２を用いて光を照射
させると、ガラス板４１内に入つた光は大部分入
射角が大きいことから、ガラス板４１の表裏面で
全反射を繰り返しながら他端面に向つて進む。こ
の結果、ガラス板４１の表裏面からは光は少量し
か洩れることがないので、金属膜４３を設けたガ
ラス板４１の表面（主面）を観察した場合（同図
において、Ｐは観察方向を示す）、傷がなければ
全体は暗く見える。これに対して傷４４がある
と、この傷部分で光は乱反射されて主面側に光が
洩れ、輝部として観察される。したがつて、この
輝部が認められた場合はフオトマスクに傷がある
ことになり、輝部が認められない場合は傷が全く
なく、再びフオトマスクを感光処理に使用できる
ことになる。なお、図中４５は遮光を兼ねた保持
板である。

ところで、前記傷には２種類あつて、その一種
類は透光領域であるガラス板面に生じた傷であ
り、他の一種類は遮光領域である金属膜に生じた
傷である。前者の透光領域の傷は傷があつてもこ
の領域は単に光を透過させればよいことから感光
処理には不都合を生じさせない傷である。また、
後者の遮光領域の傷は傷のために光を透過するた
め、感光処理にとつて不適格な傷となる。

しかし、金属膜に生じた傷であつても、その大
きさによつては必ずしも不適格な傷とはならな
い。すなわち、遮光パターン（マスクパターン）
が配線層を形作つたり、あるいは同一導電型を形
作るような場合、たとえば遮光パターンの最小幅
の1/2以内の直径の傷であれば、遮光パターンの
最小幅部分に傷によるくびれ、あるいは内部に非
配線層、他の導電型領域が形成されても、最小幅
部分には設計による最小幅部分の断面積の略半分
程度の断面積が形成されるので、特性に劣化を生
じさせないことになる。したがつて、金属膜に生
じた傷であつても、極めて微細な傷である限り、
感光処理に使用しても実際上は問題がない。ま
た、このような微細傷を有するフオトマスクを再
び使用することができることになれば、フオトマ
スクの寿命もさらに長くすることもできる。

したがつて、本発明の目的はマスクにおける傷
検査にあつて、所望以上の大きさの傷の有無を検
出することのできるマスクの傷検査装置を提供す
ることにある。

このような目的を達成するために本発明は、マ
スクの透光性基板の端面に光を照射させることに
より、マスクの主面に輝部が発生するか否かを検
出するマスクの傷検査装置であつて、前記照射光
の光量を調整可能とするとともに、観察面たとえ
ばマスクの主面側にすりガラスなどの光散乱体を
配設して、微細な傷による輝部は光散乱体でぼか
して見えなくし、所望の大きさの傷による輝部は
その強度が大きいことから光散乱体で見え易いよ
うに拡大するようにしてなるものであつて、以下
実施例により本発明を具体的に説明する。

第１図〜第４図は本発明に係るマスクの傷検査
装置の一実施例を示す図である。同図に示す本発
明に係るマスクの傷検査装置は第１図に示すよう
にし、大別して、右から左に向つて順次、制御ボ
ツクス１、フオトマスク２を載置するステージ
３、ステージ３上のフオトマスク２の上面に周囲
の光が入り込まないようにするステージ３に対し
て開閉自在の筒状のカバー４、ランプ等を内蔵し
たランプハウス５とからなつている。

前記制御ボツクス１にはランプハウス５内に取
り付けられるランプフード６の中にそれぞれ取り
付けられるタングステンランプ７の光量を調整す
る光量調整スイツチ８をオン（ON）、オフ
（OFF）する点灯スイツチ９、起動表示灯１０、
電源用トランス１１等が配設されている。

前記ステージ３は架台１２上に固定されてい
る。また、ステージ３上にはフオトマスク２を４
箇所で支持する段付状のフツ素樹脂などからなる
支持片１３がそれぞれ固定されている。

前記カバー４は四角形状の筒体からなり、一部
を架台９に蝶番１４を介して開閉自在に取り付け
られ、閉状態では第２図および第３図に示すよう
にステージ３上に配設されたフオトマスク２を手
り囲み、周囲の光が直接フオトマスク２の上面に
当たらないようになつている。また、ステージ３
上のフオトマスク２はランプハウス５の側壁に設
けた細溝からなる投射口１５に挿し込まれるよう
になつている。そのため、前記カバー４の投射口
１５に臨む周壁部は一部初り欠かれステージ３上
のフオトマスク２に当接しないように配慮されて
いる。また、カバー４の下部にはすりガラス１６
が配設されている。このすりガラス１６はカバー
４が閉状態の時には第３図および第４図で示すよ
うに、ステージ３上のフオトマスク３の上方に近
接しかつ平行に延在するようになつている。

前記ランプハウス５はステージ３よりも高くな
つていて、その内部にはタングステンランプ７を
取り付けたランプフード６が配設されている。ラ
ンプフード６はタングステンランプ７から発した
光を収束してランプハウス５の側壁に穿たれた投
射口１５に照射する役割を果している。また、投
射口１５に挿し込まれたフオトマスク２を弾発的
にクランプするように、ばね材からなるクランパ
１７がランプハウス５の内壁に取り付けられてい
る。また、ランプハウス５の内壁にはストツパ４
８が取り付けられ、フオトマスク２が必要以上投
射口１５からランプハウス５内に入らないように
フオトマスク２の一端に当接するようになつてい
る。また、ランプハウス５の上面にはタングステ
ンランプ７から発生する熱を放熱する放熱孔１９
が複数穿たれている。

なお、架台９の下面にはゴムからなる脚２０が
取り付けられている。

つぎに、フオトマスクの傷検査について説明す
る。まず、ガラス板２１の主面に金属膜２２を部
分的に付着させたフオトマスク２をステージ３の
支持片１３上に載置する。この際、フオトマスク
２の一部をランプハウス５の投射口１５に挿入す
る。その後、カバー４を閉じてフオトマスク２の
周囲を囲んだ後、点灯スイツチ９をオン（ON）
してタングステンランプ７を点灯する。そこで、
光量調整スイツチ８を調整しながらカバー４に取
り囲まれたすりガラス１６の上面を観察する。フ
オトマスク２に傷２３があると、タングステンラ
ンプ７から発し、フオトマスク２の端面に入つた
光は傷２３部分で乱反射、屈折透過して主面に輝
部として現われる。

ところで、フオトマスク２の上方には平行にす
りガス１６が近接して配設されていることから、
輝部の光は上方のすりガラス１６に向つて進むと
このすりガラス面で散乱する。この結果、傷２３
が微小Ａであると、フオトマスク主面での輝度の
強度は小さいため、すりガラス面で広く散乱して
かすみ（ぼける）、目視では確実に確認できなく
なる。また、傷２３が大きいＢと、フオトマスク
主面での輝度の強度が大きいため、すりガラス面
で広く散乱しても目視では充分確認でき、逆に広
い範囲に亘つて輝部が生じるため、傷の存在確認
が容易となる。なお、傷検査時には、光量調整ス
イツチ８を調整してタングステンランプ７の光量
を調整し、確認の不要な程度の傷の輝部がすりガ
ラス面では確認できなくし、所望の大きさ以上の
傷の輝部をすりガラス面でさらに確認し易くする
ようにする。

このような実施例によれば、ステージ３に被検
査物であるフオトマスク２を取り付けた後カバー
４を閉じ、タングステンランプ７を点灯してすり
ガラス１６面に輝部が現われるか否かを確認する
だけで直ちにフオトマスク２に感光処理に不適格
である傷があるか否かを一目瞭然に知ることがで
きる。したがつて、フオトマスク２の傷検査時間
が従来と較べて極めて短かくなる。なお、多くの
場合、一度タングステンランプの光量を適正に調
整しておけば、その後のフオトマスクの傷の有無
検査はステージへのフオトマスクの取り付けおよ
び観察だけでよくなり、傷検査の作業性、高速化
が図れる。

また、検査によつて確認される傷は感光処理に
不適格な大きな傷ばかりであり、感光処理を行な
つても実質的に悪影響を及ぼさない微小な傷は検
出されない。このため、感光処理に悪影響を及ぼ
さない微小傷を有するフオトマスクは再度繰返し
て使用できることから、フオトマスクの寿命が長
くなる実益がある。

なお、本発明は前記実施例に限定されない。す
なわち、フオトマスク端面に照射する光はタング
ステンランプの白色光に代えて他の色の光を発す
るランプであつてもよい。

また、第５図に示すように、フオトマスク２４
の上下位置に４５度に傾いたハーフミラー２５，
２６を配設し、これらハーフミラー２５，２６に
よつて導かれた光速をそれぞれすりガラス２７，
２８に映し出すようにすれば、フオトマスク２４
の上下面をも観察することができる。なお、図中
２９はランプ、３０は遮光板である。

また、本発明の傷検査装置ではフオトマスクと
してメタルマスク以外のエマルジヨンマスクの傷
検査にも使用することができる。また、メタルマ
スクと同様な構造の他の物品の傷検査にも使用で
きる。

さらに、本発明ではすりガラス面に被検査物で
あるフオトマスクのマスクパターンを描いておけ
ば、傷が遮光領域にあるかあるいは透光領域にあ
るかを簡単に知ることができる。この際、傷が遮
光領域にあれば不良フオトマスクとなり、傷が透
光領域にあれば良品フオトマスクとなる。

以上のように、本発明のフオトマスクの傷検査
装置によれば、極めて短かい時間内で１枚のフオ
トマスクに感光処理に不適格な大きな傷があるか
否かを検出できるため、傷検査作業の高能率化を
図ることができる。

また、本発明によれば、１枚のフオトマスクの
検査時間は数秒と極めて短かいことから、従来の
この種傷検査は不確実な抜取り検査によつていた
が、最も確かな全数検査に変更することができ、
感光処理の歩留の向上を図ることができるように
なる。

さらに、本発明の傷検査装置によれば、観察主
面に輝部が存在するか否かを確認するだけである
ことから、検査経験の浅い作業者でも適格な検査
ができる等の実益もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のフオトマスクの傷検査装置の
一実施例を示す外観斜視図、第２図は同じく平面
図、第３図は断面図、第４図は傷検査状態を示す
断面図、第５図は他の実施例を示す概略図、第６
図は本出願人が既に提案した傷検査装置の概略を
示す概略図である。 １……制御ボツクス、２……フオトマスク、３
……ステージ、４……カバー、５……ランプハウ
ス、７……タングステンランプ、８……光量調整
スイツチ、１５……投射口、１６……すりガラ
ス、２１……ガラス板、２２……金属膜、２３…
…傷。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透光性の基板表面にマスクパターンを有する
   マスクを載せる台と、マスク基板側面から基板の
   内部に向かつて光を投射する光発生部と、前記マ
   スク基板の上方に配設した光散乱体とから成るこ
   とを特徴とするマスクの傷検査装置。 ２ 光散乱体としては、すりガラスを用いた特許
   請求の範囲第１項記載のマスクの傷検査装置。