異物檢查和去除裝置及異物檢查去除程序的製作方法

2023-09-13 15:27:35

專利名稱：異物檢查和去除裝置及異物檢查去除程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對用於將電路圖案(circuit pattern)轉印至半導體晶片 (semiconductor wafer)上的掩模(reticle)等的基板表面上所附著的異物進行檢查，並 將該異物予以去除的異物檢查和去除裝置及異物檢查去除程序。
背景技術：
關於對基板表面的異物進行檢查的異物檢查裝置，如專利文獻1所示，有包括如 下各部分的異物檢查裝置將檢查光照射至基板表面上的照射光學系統，對來自所述基板 表面的反射散射光進行檢測的檢測光學系統；以及根據由該檢測光學系統所獲取的光強度 信號而對基板表面上有無異物進行判斷的信息處理裝置。而且，以往在根據該異物檢查裝置的檢查結果而在基板表面上有異物時，暫時將 該異物從異物檢查裝置內取出，並通過使用氣槍(air gun)等的使用者的手動作業來將異 物予以去除。然而，當利用使用者的手動作業來將附著在基板表面的異物予以去除時，有可 能會導致基板破損，因而去除作業需要熟練的技能(skills)。特別是當基板為帶有表膜 (pellicle)的掩模的情況下，表膜容易破損，因而在利用手動作業來去除異物時必須仔細 注意。而且，因為是由使用者來判斷是否要去除異物，所以是否要進行異物去除作業的確認 不僅變得煩雜，而且會因使用者而導致有判斷誤差，也有可能會看漏應去除的異物。另一方面，也考慮在異物檢查裝置側判斷有無異物並將異物予以去除的方法，但 現有的異物檢查裝置只是進行統一判斷而與基板內的各區域的種類無關。然而，在形成著精密電路圖案的區域，即便是較小的異物也必須將其去除。另一方 面，在形成著粗大的電路圖案的區域或未形成電路圖案的區域，則不一定要將較小的異物 予以去除。這樣的話，要針對基板表面的各區域來決定應去除的異物及無需去除的異物，因 此，如果是在檢測到規定尺寸的異物時統一將異物予以去除，則會因未必需要去除的異物 而造成去除作業的進行，從而導致作業時間的延長。專利文獻1 日本專利特開2006-10544號公報專利文獻2 日本專利特開2006-300705號公報

發明內容
對此，本發明是為了能夠一舉解決所述問題而完成的，其主要期望的課題在於，通 過自動地判斷有無應進行異物去除的異物，以減輕使用者的作業負擔及排除判斷誤差，並 防止作業時間的延長。S卩，本發明的異物檢查和去除裝置的特徵在於包括以下的(1) (4)。(1)異物信息獲取部，獲取附著在基板表面的異物的異物信息。(2)異物去除部，將所述所附著的異物予以去除。(3)比較部，對針對所述基板表面的各區域設定的用於進行異物去除的條件、與由所述異物信息獲取部獲取的各區域的異物信息進行比較。(4)異物去除控制部，當所述比較部的比較結果表示所述異物信息滿足所述條件 時，利用所述異物去除部來將所述基板表面的異物予以去除。如果是這樣的異物檢查和去除裝置，則會針對基板表面的各區域而設定條件，並 以僅在滿足該條件時進行異物去除的方式，來判斷是否針對基板表面的各區域進行異物去 除，因此能夠省去不必要的異物去除作業。因此，可減少包含異物去除作業在內的基板的清 洗次數，從而可防止作業時間的延長，且可削減運行成本(running cost)。而且，因為是自 動地進行判斷而無需讓使用者來判斷異物的大小或數量等的異物信息，所以能夠排除因各 使用者的不同而導致的判斷誤差。而且，並不是由使用者來進行去除作業，而是利用機器來 進行去除作業，因此能夠減輕使用者的負擔，同時能夠降低基板的破損等的危險性，且不需 要去除技能。較理想的是，所述基板為用於將電路圖案轉印至半導體晶片上的掩模或安裝著表 膜的掩模，且所述各區域針對該掩模上所形成的各個不同的電路圖案設定。這樣，根據掩模 上所形成的電路圖案的尺寸所允許的附著異物的大小有所不同，而能夠進一步加強所述發 明的效果。而且，在安裝著表膜的掩模中，如果由使用者來進行清洗，則會存在特別容易破 損的問題，而如果在裝置側 進行異物去除作業，便能夠防止表膜的破損，從而可減少表膜的 更換次數，且能夠大幅地削減運行成本。另外，通過針對各電路圖案來判斷是否允許附著異 物，可削減清洗次數，使得掩模上所形成的電路圖案其自身的壽命延長，由此可降低掩模所 花費的成本。而且，本發明的異物檢查去除程序，使用獲取附著在基板表面的異物的異物信息 的異物信息獲取部、以及將所述附著的異物予以去除的異物去除部，來對附著在基板表面 上的異物進行檢查並將該異物予以去除，此程序的特徵在於使電腦作為如下各部分而發揮 功能比較部，對針對所述基板表面的各區域而設定的用於進行異物去除的條件、與由所述 異物信息獲取部獲取的各區域的異物信息進行比較；以及異物去除控制部，當所述比較部 的比較結果表示所述異物信息滿足所述條件時，利用所述異物去除部來將所述基板表面的 異物予以去除。[發明的效果]根據以此方式構成的本發明，通過自動地判斷有無要去除的異物，以減輕使用者 的作業負擔及排除判斷誤差、防止基板的破損並防止作業時間的延長。


圖1是本發明的一實施方式的異物檢查和去除裝置的整體構成圖。圖2是表示該實施方式的異物信息獲取部的構成的示意圖。圖3是表示該實施方式的異物去除部的構成的示意圖。圖4是表示該實施方式的信息處理裝置的功能構成的圖。圖5是表示掩模的各區域的示意圖。[符號的說明]2 底座3 異物信息獲取部4 異物去除部5 信息處理裝置
6 移動平臺7 移動機構31 光照射部31a 光源31b 掃描鏡31c 聚光光學系統32:光檢測部32a:光檢測器32b 信號處理器41 送風機42 噴嘴43 抽吸機44 配管51 異物檢查控制部52 照射位置計算部53 異物計算部54:比較部55:異物去除控制部56 畫面顯示部71 軌道構件72:固定構件100 異物檢查和去除裝置(a)、(b)、(d)、(c)、(e)區域 Dl 條件數據存儲部X、Y、Z:方向W:基板(帶有表膜的掩模)Wl 基板表面
具體實施例方式以下參照附圖來對本發明的異物檢查和去除裝置的一實施方式進行說明。本實施方式的異物檢查和去除裝置100是對附著在基板W的表膜內的表面Wl上 的異物進行檢查及去除的裝置，所述基板W是在例如用於將電路圖案轉印至半導體晶片上 的掩模上安裝作為保護膜的表膜而形成，如圖1所示，所述異物檢查和去除裝置100包括 底座2 ；異物信息獲取部3，獲取基板表面Wl的異物信息；異物去除部4，將附著在基板表面 Wl的異物予以去除；以及信息處理裝置5，獲取來自異物信息獲取部3的輸出信號，計算出 基板表面Wl的異物信息，並且根據該異物信息來對異物去除部4進行控制。而且，所述異 物檢查和去除裝置中，在一個底座2內收容異物信息獲取部3及異物去除部4從而形成為 迷你環境(minienvironment)結構。異物信息獲取部3是光散射方式的裝置，用於獲取附著在基板表面Wl上的異物的 有無、大小及其位置等的異物信息，且如圖2所示，所述異物信息獲取部3包括光照射部 31，一邊對放置於移動平臺6上的基板W的表面Wl掃描檢查光一邊進行照射；以及光檢測 部32，對來自被照射了檢查光的基板表面的反射散射光進行檢測。移動平臺6能夠在X方向、Y方向及Z方向上移動，且所述移動平臺6以於檢查過 程中在Y方向上按照固定速度移動的方式，被下述信息處理裝置5的異物檢查控制部51控 制著。並且，在所述移動平臺6的上表面水平載置著作為基板的帶有表膜的掩模W等。另 夕卜，所述移動平臺6以於異物去除過程中在X方向及Y方向上按照固定速度移動的方式，被 下述信息處理裝置5的異物去除控制部55控制著。光照射部31 —邊對載置於移動平臺6上的掩模W掃描檢查光一邊進行照射，以 及包括發出雷射束(laser beam)的光源31a、在X方向上掃描雷射束的掃描鏡(scanning mirror) 31b以及聚光光學系統31c，且所述光照射部31構成為一邊從檢查對象物的規定角 度的斜上方，在X方向(圖2中垂直於紙面的方向)上直線地來回掃描來自光源31a的雷射束一邊進行照射。本實施方式中，使用氦氖(HeNe)雷射等的雷射管作為光源31a。而且， 掃描鏡31b是由下述信息處理裝置5的異物檢查控制部51來控制。光檢測部32對來自基板表面Wl的反射散射光進行檢測，在本實施方式中，兩個 光檢測部32通過未圖示的保持構件而配置在檢查對象物W的斜上方，且分別由聚光透鏡 (condenser lens)、針對反射散射光而具有入射光限制用狹縫(slit)的固定狹縫板(fixed slit plate)(均未圖示)及光檢測器32a(例如光電倍增管(Photomultiplier Tube))等 所構成。而且，光檢測部32還包括信號處理器32b。異物去除部4通過對附著在基板表面Wl的異物吹氣體(空氣、惰性氣體 (inactive gas)、液滴(mist)混合的氣體等)而將該異物予以去除，且如圖3所示，所述異 物去除部4包括噴嘴(nozzle) 42，該噴嘴42上形成著將來自送風機(blower)41的空氣向 外部吹出的吹出口、以及利用抽吸機(suction machine) 43吸入來自外部的空氣的吸入口。 所述噴嘴42與送風機41以及噴嘴42與抽吸機43分別通過具有柔性(flexibility)的配 管44而連接，所述送風機41及抽吸機43設置在底座2外。而且，所述噴嘴42設置成能夠 在移動機構7的作用下與基板表面Wl相對向而移動。
所述移動機構7以如下方式而保持所述噴嘴42，即，使從噴嘴42吹出的氣體相對 於基板表面Wl而垂直地接觸，並且根據已經過異物檢查的基板W的種類或區域(針對各電 路圖案等而設定)，而將噴嘴42的吹出口與基板表面Wl的距離設為固定。更詳細而言，所 述移動機構7使噴嘴42階段性地移動到與基板W的尺寸等的各規格及/或表膜的有無相 對應的高度位置處，且將噴嘴42的吹出口與基板表面Wl的距離設為固定。所述移動機構 7具體的構成是包括相對於基板表面Wl而垂直(即在Z方向上)延設的軌道(rail)構 件71 ；在該軌道構件71上滑動移動並且固定著噴嘴42的固定構件72 ；以及使固定構件72 相對於軌道構件71移動的步進電動機(st印ping motor)或伺服電動機(servo motor)等 的具有激勵器(actuator)的驅動部(未圖示)。而且，驅動部是由下述信息處理裝置5的 異物去除控制部55來控制。信息處理裝置5對移動平臺6及光照射部31進行控制，接收來自光檢測部32的 光強度信號並計算出基板表面Wl內的異物信息，同時根據由此而獲得的異物信息來對移 動平臺6、送風機41及移動機構7進行控制。所述設備構成是通用的電腦或專用的電腦， 由中央處理器(centralprocessing unit, CPU)、內部存儲器、外部存儲器、輸入輸出接口 (input-output interface)、模擬數字(analog to digital, AD)轉換器等構成，所述 CPU 或其外圍設備(peripheral)等根據所述內部存儲器或外部存儲器的規定區域中所存儲的 程序而工作，以便如圖4所示作為異物檢查控制部51、照射位置計算部52、異物計算部53、 條件數據存儲部D1、比較部54、異物去除控制部55、畫面顯示部56等而發揮功能。異物檢查控制部51以使移動平臺6在Y方向上按照固定速度移動的方式進行控 制，且對掃描鏡31b的扭轉角(twisting angle)進行控制，並將這些控制信號輸出至移動 平臺6及掃描鏡31b，同時輸出至照射位置計算部52。照射位置計算部52根據從異物檢查控制部51獲取的控制信號來計算出移動平臺 6的Y方向位置，且根據掃描鏡31b的扭轉角來計算出基板表面內的光照射位置，並將光照 射位置的數據即照射位置數據輸出至異物計算部53。異物計算部53接收照射檢查光時的光強度信號及其照射位置數據，並計算出基板表面Wl的異物信息。關於異物信息，除了基板表面Wl上的異物的有無、該異物的大小、位 置之外，還可以是整個表面Wl及/或各區域中的異物數量、異物密度(異物數量/面積(各 區域的面積或單位面積)、個數X大小/面積(各區域的面積或單位面積))等。並且，將 該計算結果即表示異物信息的異物信息數據輸出至畫面顯示部56，同時輸出至比較部54。條件數據存儲部Dl中存儲著條件數據，該條件數據表示用於進行基板表面Wl的 各區域中的異物去除的條件。本實施方式的條件數據存儲部Dl中存儲著表示用於進行異 物去除的閾值(threshold value)的閾值數據。此處，用於進行異物去除的閾值，如圖5所 示，是按照掩模上所形成的電路圖案或其緻密度(尺寸)以針對所劃分的至少兩個以上的 區域而設定，在本實施方式中，所述閾值是該區域中允許附著的異物的大小。該異物的大小 例如可以設為異物的面積、最大長度等。例如，在電路圖案微細的區域(圖5中(a) (d))中， 所允許的異物的大小(閾值)設定得較小，而在電路圖案粗大的區域(圖5中(b) (c) (e)), 異物的大小(閾值)設定得較大。另外，所述區域可根據電路圖案等而在裝置側自動地設 定，也可由使用者任意地設定。而且，基板表面Wl的各區域及針對該區域的閾值由使用者 預先設定，且這些數據被存儲在閾值數據存儲部中。比較部54針對各區域來對異物信息與閾值進行比較，從異物計算部53接收異物 信息數據，同時從閾值數據存儲部Dl獲取閾值數據，並對異物信息所示的針對各區域的異 物的大小與針對該區域而設定的閾值進行比較。而且，所述比較部54將表示該比較結果的 比較結果數據輸出至異物去除控制部55。而且，當畫面顯示部56顯示該比較結果時，將該 比較結果數據輸出至畫面顯示部56。異物去除控制部55根據從所述比較部54接收到的比較結果，來對送風機41、移動 機構7及移動平臺6進行控制。具體來說，所述異物去除控制部55根據該比較結果，當附 著在規定區域的異物超過了針對該規定區域所設定的閾值時(大於閾值時)，為了將附著 在該規定區域的異物去除，而對移動平臺6進行控制，並使噴嘴42移動至規定區域。而且，異物去除控制部55對移動機構7進行控制，並根據預先輸入的基板W的種 類，而將基板表面Wl與噴嘴42的吹出口的距離設為發揮異物去除性能的規定的距離。並 且，利用送風機41將空氣從噴嘴42的吹出口吹向規定區域，由此將所附著的異物予以去 除，且利用抽吸機43而從噴嘴42的抽吸口抽吸所去除的異物。此時，所述異物去除控制部 55 一邊使噴嘴42進行掃描一邊將空氣連續地吹向基板表面Wl。而且，所述異物去除控制 部55對送風機41及抽吸機43進行控制，且對從噴嘴42的吹出口吹出的空氣的流量進行 調整，同時對從噴嘴42的抽吸口抽吸的空氣的流量進行調整。由此，可針對各種基板W而 進行最佳的吹出及抽吸。畫面顯示部56接收來自異物計算部53的計算結果數據，並將計算結果顯示於畫 面上。而且，所述畫面顯示部56也可接收來自比較部54的比較結果數據，並僅將比較的結 果為超過閾值的異物顯示於畫面上。接著，說明本實施方式的異物檢查和去除裝置100的動作。首先，將曝光中所使用的帶有表膜的掩模(基板W)載置在移動平臺6上，該移動 平臺6收容在異物檢查和去除裝置100的底座2內。然後，利用異物檢查控制部51對移動平臺6及光照射部31進行控制，由此使檢查 光進行掃描。異物計算部53利用此時所獲得的反射散射光來對基板表面Wl的異物信息進行計算。比較部54獲取由此所獲得的異物信息數據及閾值數據，並針對各區域來比較異物 信息中所包含的異物的大小與閾值。而且，異物去除控制部55針對各區域來判斷是否需要 去除異物。異物去除控制部55根據比較結果，當異物尺寸大於閾值時，藉由對送風機41、移 動平臺6及移動機構7進行控制，而對附著有超過閾值的異物的區域吹空氣，從而將該異物 予以去除。然後，為了判斷是否已可靠地進行異物去除，則通過由異物檢查控制部51來對移 動平臺6及光照射部31進行控制，並再次進行異物檢查。
另外，為了提高異物去除的可靠性，較理想的是將所述步驟重複進行多次。而且， 重複的次數可根據基板W的種類來設定。此時，可預先根據各基板W的種類來決定重複的 次數，也可將該重複數據存儲在存儲器中，並自動地進行判斷且重複所述步驟。所述的異物檢查去除步驟優選在使用了帶有表膜的掩模(基板W)的曝光步驟結 束之後、且收納在用來收納該基板W的基板收納盒之前進行。這樣，雖然附著在基板表面Wl 的異物隨著時間的經過會變得難以去除，但通過在曝光步驟結束後立即將異物予以去除， 而能夠容易地進行異物去除。〈本實施方式的效果〉根據以此方式所構成的本實施方式的異物檢查和去除裝置100，針對基板表面Wl 的各區域而設置閾值，並以僅在超過該閾值時將異物予以去除的方式，來判斷是否針對基 板表面Wl的各區域進行異物去除，因此能夠省去不必要的異物去除作業。因此，可減少包 含異物去除作業在內的基板W的清洗次數，從而可防止作業時間的延長，且可削減運行成 本。而且，因為是自動地進行異物檢查而無需讓使用者來判斷異物的大小，所以能夠排除因 各使用者的不同而導致的判斷誤差。而且，並不是由使用者來進行去除作業，而是利用機器 來進行去除作業，因此能夠減輕使用者的負擔，同時能夠降低基板W的破損等的危險性，且 不需要去除技能。另外，本發明並不限於所述實施方式。例如，關於表面信息獲取部，除了光散射方式的異物檢查裝置之外，也可以是使用 顯微鏡來獲取表面圖像的異物檢查裝置。而且，所述實施方式的基板是安裝著表膜的掩模，但也可以是掩模單體，另外，還 可以是半導體基板、玻璃基板等的進行異物檢查去除的各種基板。另外，所述實施方式中，是利用一個信息處理裝置來對異物信息獲取部及異物去 除部進行控制，但也可在異物信息獲取部及異物去除部分別設置專用的信息處理裝置，並 在這些信息處理裝置間進行信號的收發。綜上，所述實施方式的異物去除部的相對於基板的在XYZ方向上的相對移動，是 利用移動平臺及移動機構來進行，但也可以僅利用移動機構來進行。此時，移動機構包括分 別使噴嘴在X方向、Y方向及Z方向上分別移動的X方向移動機構、Y方向移動機構及Z方 向移動機構。而且，關於所述噴嘴的相對移動，當然可以僅利用移動平臺來進行。此時，可 不需要噴嘴的移動機構。此外，所述實施方式中是將異物的大小設為閾值，但除此之外還可以將各區域所包含的異物數量、異物密度等的最大值設為閾值。而且，也可以組合異物的大小、異物數量 或異物密度等的至少兩個以上的異物信息來作為閾值。所述實施方式中是設定閾值來作為用於進行異物去除的條件，且在大於該閾值時 進行異物去除，此外，也可以將異物的形狀設為條件，還可以將異物的大小等的範圍設為條 件。當將異物的形狀設為條件時，例如將異物的長寬比(aspect ratio)(長邊/短邊)的 規定值設為閾值，如果是大於該閾值的異物，則可以進行異物去除。這樣，通過對長寬比設 定閾值，從而能夠有重點地將例如線(thread)等的容易去除的異物予以去除。另外，所述實施方式中，異物信息獲取部及異物去除部僅設置在基板的一面(上 表面)側，且進行的是僅基板的一面(上表面)的異物檢查及異物去除，但也可構成為將異 物信息獲取部及異物去除部設置在基板的兩面側的雙方上，且進行基板的一面(上表面) 及另一面(下表面)的兩方的異物檢查及異物去除。而且，所述異物檢查和去除裝置還可以更包括對異物信息獲取部獲取異物信息的 區域進行設定的獲取區域設定部，異物信息獲取部僅獲取由該獲取區域設定部所設定的區 域的異物信息，並通過比較部來進行比較。而且，還可以更包括對比較部所比較的區域進行 設定的比較區域設定部，比較部僅對由該比較區域設定部所設定的區域進行比較。關於獲 取區域設定部或比較區域設定部所設定的區域，考慮有例如容易附著異物的區域或電路圖 案微細的區域等。另外，當進行設定時，可以在裝置側自動地設定，也可以由使用者任意地 設定。這樣即便在進行局部的異物檢查時，也可以進行整個基板表面的異物去除。由此，可 縮短異物檢查的時間。所述實施方式的異物去除部是通過對基板表面吹氣體來進行異物去除，但也可以 例如使用使前端尖銳的針來將附著在基板表面上的異物去除。而且，所述實施方式的異物去除控制部是不論基板的種類而將基板表面與噴嘴的 吹出口的距離設為固定，但也可根據基板的種類來將基板表面與噴嘴的吹出口的距離設為可變。另外，所述實施方式中，作為異物檢查和去除裝置，其一體地具有異物信息獲取部 及異物去除部，但也可分開設置異物信息獲取部與異物去除部，並通過搬送機構在異物信 息獲取部及異物去除部間搬送基板等而加以組合，從而進行異物檢查去除。所述實施方式中，為了判斷是否已可靠地進行異物去除，是通過異物信息獲取部 而再次地進行異物檢查，但也可不用再次進行異物檢查。此外，也可將所述實施方式或變形實施方式的一部分或全部進行適當組合，本發 明並不限於所述實施方式，可在不脫離其主旨的範圍內進行各種變形。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人 員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的結構及技術內容作出些許的更 動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明 的技術實質來對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術 方案的範圍內。
權利要求
一種異物檢查和去除裝置，其特徵在於包括異物信息獲取部，獲取附著在基板表面的異物的異物信息；異物去除部，將所述附著的異物予以去除；比較部，對針對所述基板表面的各區域設定的用於進行異物去除的條件、與由所述異物信息獲取部獲取的各區域的異物信息進行比較；以及異物去除控制部，當所述比較部的比較結果表示所述異物信息滿足所述條件時，利用所述異物去除部來將所述基板表面的異物予以去除。
2.根據權利要求1所述的異物檢查和去除裝置，其特徵在於所述基板為用於將電路圖案轉印至半導體晶片上的掩模或安裝著表膜的掩模，且所述 各區域針對該掩模上所形成的各個不同的電路圖案設定。
3.一種異物檢查去除程序，使用獲取附著在基板表面的異物的異物信息的異物信息獲 取部、以及將所述附著的異物予以去除的異物去除部，來對附著在基板表面上的異物進行 檢查並將該異物予以去除，此程序的特徵在於使電腦作為如下各部分來發揮功能比較部，對針對所述基板表面的各區域設定的用於進行異物去除的條件、與由所述異 物信息獲取部獲取的各區域的異物信息進行比較；以及異物去除控制部，當所述比較部的比較結果表示所述異物信息滿足所述條件時，利用 所述異物去除部來將所述基板表面的異物予以去除。
全文摘要
本發明通過自動地判斷有無要去除的異物，以減輕使用者的作業負擔及排除判斷誤差、防止基板(W)的破損並防止作業時間的延長。異物檢查和去除裝置包括獲取基板表面的附著異物的異物信息的異物信息獲取部(3)；將附著異物予以去除的異物去除部(4)；對針對基板表面(W1)的各區域而設定的閾值、與由異物信息獲取部(3)獲取的各區域的異物信息進行比較的比較部(54)；以及根據比較部(54)的比較結果，利用異物去除部(4)來將所述基板表面(W1)的異物予以去除的異物去除控制部(55)。
文檔編號G03F1/84GK101832949SQ20101012554
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月2日 優先權日2009年3月11日
發明者大槻久仁夫, 神崎豊樹 申請人:株式會社堀場製作所