[go: up one dir, main page]

TWI639052B - 光罩底板的缺陷檢查方法、篩選方法及製造方法 - Google Patents

光罩底板的缺陷檢查方法、篩選方法及製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI639052B
TWI639052B TW105128484A TW105128484A TWI639052B TW I639052 B TWI639052 B TW I639052B TW 105128484 A TW105128484 A TW 105128484A TW 105128484 A TW105128484 A TW 105128484A TW I639052 B TWI639052 B TW I639052B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
inspection
defect
film
light
distance
Prior art date
Application number
TW105128484A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201723646A (zh
Inventor
寺澤恒男
横畑敦
岩井大祐
福田洋
Original Assignee
日商信越化學工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商信越化學工業股份有限公司 filed Critical 日商信越化學工業股份有限公司
Publication of TW201723646A publication Critical patent/TW201723646A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI639052B publication Critical patent/TWI639052B/zh

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • G03F7/7065Defects, e.g. optical inspection of patterned layer for defects
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84Inspecting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/50Mask blanks not covered by G03F1/20 - G03F1/34; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2004Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light
    • G03F7/2006Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image characterised by the use of a particular light source, e.g. fluorescent lamps or deep UV light using coherent light; using polarised light
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70641Focus
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/706843Metrology apparatus
    • G03F7/706849Irradiation branch, e.g. optical system details, illumination mode or polarisation control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N2021/95676Masks, reticles, shadow masks

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

[解決手段]對於具有形成於基板上之光學膜、及和光學膜的遠離基板之側相接而形成之薄膜,而該薄膜被形成作為最表層之光罩底板的表面部所存在的缺陷,係選擇並指定和光罩底板的光學膜及薄膜的態樣相對應之檢查處理手續及缺陷的凹凸形狀之判定基準,基於指定之檢查處理手續,保持缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之間的距離,將檢查光照射至包含缺陷之區域,將來自受到檢查光照射的區域之反射光,透過檢查光學系統加以收集以作為上述區域的擴大像,由擴大像的光強度分布,基於指定之判定基準,判定缺陷的凹凸形狀。
[效果]能夠使用光學性的缺陷檢查方法,以高可靠性區別缺陷的凹凸形狀,而檢查光罩底板的缺陷。

Description

光罩底板的缺陷檢查方法、篩選方法及製造方法
本發明有關用來製造半導體元件(半導體裝置)等之製造中所使用的光罩(轉印用遮罩)之光罩底板的缺陷檢查方法,特別是有關有效判定形成於光罩底板之厚度10nm以下的薄膜中存在的微細缺陷的表面的凹凸形狀之技術。此外,本發明有關運用了判定光罩底板的缺陷的凹凸形狀之缺陷檢查方法的光罩底板之篩選方法及製造方法。
半導體元件(半導體裝置),是藉由反覆使用光微影技術而製造,該光微影技術是對描繪有電路圖樣之光罩等遮罩(轉印用遮罩)照射曝光光,將形成於遮罩之電路圖樣透過縮小光學系統轉印至半導體基板(半導體晶圓)。轉印用遮罩,是藉由在形成有光學膜之基板(遮罩底板)上形成電路圖樣而製造。這樣的光學膜,一般為以過渡金屬化合物作為主成分之膜、或以含有過渡金屬的矽化合物作 為主成分之膜,因應目的不同,會選擇作用成為遮光膜之膜或作用成為相位位移(phase shift)膜之膜等。又,基於光學膜的高精度加工之目的,也有形成硬遮罩膜等來作為加工輔助膜之情形。
光罩等轉印用遮罩,係被用作為用來製造具有微細圖樣的半導體元件之原版,故要求無缺陷,這當然意味著針對光罩底板亦要求無缺陷。此外,當形成電路圖樣時,會在形成有膜之光罩底板上,形成用以加工之阻劑膜,而經由電子線描繪法等通常的微影工程,最終形成圖樣。是故,對於阻劑膜亦要求無針孔(pinhole)等缺陷。基於這樣的緣由,針對光罩或光罩底板的缺陷檢測技術已有許多的探討。
日本特開2001-174415號公報(專利文獻1)、或日本特開2002-333313號公報(專利文獻2)中,記載一種將雷射光照射至基板,而由漫射的光來檢測缺陷或異物之方法,特別是記載一種對檢測訊號賦予非對稱性,而判定凸部缺陷或凹部缺陷之技術。此外,日本特開2005-265736號公報(專利文獻3)中,記載一種將用來進行一般性的光學遮罩的圖樣檢查之DUV(Deep Ultra Violet)光使用作為檢查光之技術。又,日本特開2013-19766號公報(專利文獻4)中,記載一種將檢查光分割成複數個點而掃描,並將反射射束各自藉由光檢測元件來受光之技術。另一方面,日本特開2007-219130號公報(專利文獻5)中,揭示一種以波長13.5nm附近的EUV(Extreme Ultra Violet)光作為檢查光之判定EUV光罩底板的缺陷的凹凸形狀之技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-174415號公報
[專利文獻2]日本特開2002-333313號公報
[專利文獻3]日本特開2005-265736號公報
[專利文獻4]日本特開2013-19766號公報
[專利文獻5]日本特開2007-219130號公報
隨著半導體裝置的電路圖樣的持續微細化,目前致力於探討下述技術,即,活用運用了波長193nm的氟化氬(ArF)準分子雷射光之ArF微影技術,並且採用將曝光製程或加工製程組合複數次之多重圖樣化(multi patterning)這一製程,藉此最終形成比曝光波長還充分小之尺寸的圖樣。如上述般,轉印用遮罩,係被使用作為微細圖樣的原版,故必須排除所有會妨礙圖樣轉印的忠實性之轉印用遮罩上的缺陷。是故,於光罩底板的製造階段,亦必須檢測所有在光罩圖樣形成中會造成障礙之缺陷。
轉印用遮罩中,凹缺陷,特別是針孔缺陷, 於光罩圖樣的形成中是致命性的。另一方面,針對凸缺陷,雖視缺陷的高度而定,但於光罩圖樣的形成中亦可能不是致命性的。此外,因附著於表面之異物而引起的凸缺陷,若可藉由洗淨除去,則不會成為致命性的缺陷。因此,若將該些所有凸缺陷視為致命性的缺陷,而將光罩底板視為不良品予以排除,則會導致良率的降低。是故,缺陷檢查中,以高精度區別缺陷的凹凸形狀,就確實排除具有致命性的缺陷之光罩底板、及確保良率這兩個面向來說極為重要。
上述專利文獻1~4中記載之檢查裝置,皆為採用光學性的缺陷檢測法之裝置。光學性的缺陷檢測法,可以相對較短時間達成廣域缺陷檢查,還可藉由光源的短波長化等來達成微細缺陷的精密檢測,是其優點。此外,上述專利文獻1~4中記載之檢查裝置,係提供一種由藉由運用了斜向照明法或空間濾波器之檢查光學系統而獲得之檢查訊號的亮部與暗部之位置關係,而能夠判定缺陷的凹凸之方法。又,上述專利文獻5中,記載一種檢查對象雖限定為EUV光罩底板,但係判定相位缺陷的凹凸形狀之方法。
但,根據原子力顯微鏡或併用電子顯微鏡之檢查實驗得知,若依調查光罩底板的檢查訊號的亮部與暗部的配置之方法,則可能有無法判定缺陷的凹凸形狀之情形。具體而言,已知有在針孔缺陷等凹缺陷的檢查訊號中,用以區別凹凸形狀之亮部與暗部的位置關係不明瞭之 情形,或在被判斷為凹缺陷之缺陷當中含有凸缺陷之情形等。特別是,硬遮罩膜等加工輔助膜,為求先進的光罩加工,例如會使用厚度為10nm以下者,但已知在這樣的厚度的薄膜中的缺陷之凹凸形狀判定,容易發生這樣的問題。
依上述專利文獻1~4 記載之缺陷檢查方法,未必一定能夠以高精度判定缺陷的凹凸形狀。此外,上述專利文獻5記載之缺陷檢查方法,係適用於EUV光罩底板固有的相位缺陷,對於目前主流的ArF微影中使用之光罩底板而言,為難以適用之方法。因此,渴望建立一種依習知手法難以達成之,以高精度判定薄膜化的硬遮罩膜中存在之缺陷的凹凸形狀之手法。
本發明係為了解決上述問題而研發,目的在於提供一種使用光學性的缺陷檢測法而能夠以高可靠性判定缺陷的表面形狀的凹凸之缺陷檢查方法,特別是檢查像光罩圖樣加工時作為加工輔助膜使用之硬遮罩膜這樣膜厚10nm以下的薄膜中存在之缺陷之方法,以及運用了此缺陷檢查方法之光罩底板的篩選方法及製造方法。
本發明團隊為解決上述問題,針對形成於光學膜上之像硬遮罩膜這樣膜厚10nm以下的薄膜中存在之缺陷的檢查方法,就由該光學性檢測法所做的實測以及模擬這兩個面向加以研討,得出下述見解,即,基於光學性 檢測法之觀察圖像的光強度的明暗變化、或其位置關係,會依缺陷的態樣而異,而和光學膜及形成於其上之薄膜對於檢查光的反射率或複數折射率(complex index of refraction)之值等有關。
而本發明團隊為解決上述問題而反覆精心研討之結果,發現藉由訂定和上述光學膜及薄膜的態樣、以及和缺陷的態樣相應之檢查處理手續及缺陷凹凸形狀的判定基準,並遵照檢查處理手續及判定基準,藉由光學性檢測法收集缺陷的檢查圖像,接著評估檢查圖像的光強度分布(光強度剖線(profile))特別是明暗的配置、或明暗的光強度或強度差,如此便能更正確地區別凹缺陷與凸缺陷,進而完成本發明。
是故,本發明提供以下之光罩底板的缺陷檢查方法、篩選方法及製造方法。
申請專利範圍第1項: 一種光罩底板的缺陷檢查方法,係對於具有形成於基板上之光學膜、及和該光學膜的遠離上述基板之側相接而形成之薄膜,而該薄膜被形成作為最表層而成之光罩底板的表面部所存在之缺陷,使用檢查光學系統予以檢查之方法,其特徵為,包含:(A1)準備上述光罩底板之工程;及(A2)選擇並指定和該光罩底板的上述光學膜及薄膜的態樣相對應之檢查處理手續及缺陷的凹凸形狀之判定基準之工程;及 (A3)使上述光罩底板移動,令上述缺陷移動至上述檢查光學系統的觀察位置,基於上述(A2)工程中指定之檢查處理手續,保持上述缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之間的距離,將檢查光照射至包含上述缺陷之區域,將來自受到檢查光照射的區域之反射光,透過檢查光學系統加以收集以作為上述區域的擴大像之工程;及(A4)由上述擴大像的光強度分布,基於上述(A2)工程中指定之判定基準,判定上述缺陷的凹凸形狀之工程。
申請專利範圍第2項:如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述(A4)工程,包含將上述擴大像中的缺陷部的光強度位準之變化與缺陷周邊部的光強度位準加以比較之處理、及將該處理的結果與上述判定基準加以對比之處理。
申請專利範圍第3項:如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述(A3)工程中的上述距離為對焦距離,檢查光的照射條件為無偏光。
申請專利範圍第4項:如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述(A2)的檢查處理手續,包含有關上述(A3)工程的複數種檢查條件,針對上述檢查處理手續中包含之所有的檢查條件依序實施上述(A3)工程後,實施上述(A4)工程。
申請專利範圍第5項:如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的上述距離為對焦距離之檢查條件、及為失焦距離之檢查條件。
申請專利範圍第6項:如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的上述距離為對焦距離之檢查條件、及為正的失焦距離之檢查條件、及為負的失焦距離之檢查條件。
申請專利範圍第7項:如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的檢查光的照射條件為無偏光之檢查條件、及為偏光之檢查條件。
申請專利範圍第8項:如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的檢查光的照射條件為無偏光之檢查條件、及為TE偏光之檢查條件、及為TM偏光之檢查條件。
申請專利範圍第9項:如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的上述距離及檢查光之照射條件為正的失焦距離及TE偏光之檢查條件、及為正的失焦距離及TM偏光之檢查條件、及為負的 失焦距離及TE偏光之檢查條件、及為負的失焦距離及TM偏光之檢查條件,而以各個檢查條件收集擴大像。
申請專利範圍第10項:如申請專利範圍第9項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,更包含上述(A3)工程中的上述距離及檢查光之照射條件為對焦距離及TE偏光之檢查條件、及為對焦距離及TM偏光之檢查條件。
申請專利範圍第11項:如申請專利範圍第5項所述之缺陷檢查方法,其中,上述(A4)工程,包含算出各個擴大像中的缺陷部的光強度位準的最小值之處理、及將該處理的結果與上述判定基準加以對比之處理。
申請專利範圍第12項:如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述薄膜為硬遮罩膜。
申請專利範圍第13項:如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述薄膜的膜厚為10nm以下。
申請專利範圍第14項:如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述檢查光為波長210~550nm的光。
申請專利範圍第15項:如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,將上述檢查光,藉由其光軸相對於上述薄膜的受到 檢查光照射之面的法線而言傾斜規定角度之斜向照明予以照射。
申請專利範圍第16項:如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述之缺陷檢查方法,其中,上述(A3)工程中,將光罩底板載置於能夠朝其面內方向移動之平台,令上述平台朝上述面內方向移動,使上述缺陷與上述檢查光學系統的對物透鏡接近。
申請專利範圍第17項:一種光罩底板的篩選方法,其特徵為:基於藉由如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之缺陷檢查方法所判定出的缺陷的凹凸形狀,來篩選不含凹缺陷之光罩底板。
申請專利範圍第18項:一種光罩底板的製造方法,其特徵為,包含:在基板上形成光學膜、及和該光學膜的遠離上述基板之側相接而形成薄膜以作為最表層之工程;及藉由如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之缺陷檢查方法,來判定存在於上述薄膜之缺陷的凹凸形狀之工程。
按照本發明,能夠使用光學性的缺陷檢查方法,以高可靠性區別缺陷的凹凸形狀,而檢查光罩底板的缺陷。此外,藉由運用本發明之缺陷檢查方法,能夠確實 地排除具有致命性的缺陷亦即凹缺陷之光罩底板,而能夠以更低成本、且高良率提供不含有致命性的缺陷之光罩底板。
100‧‧‧光罩底板
100a‧‧‧光罩
101‧‧‧透明基板
102、202‧‧‧光學膜
102a‧‧‧光學膜圖樣
103‧‧‧硬遮罩膜
BM1‧‧‧檢查光
BM2‧‧‧反射光
BSP‧‧‧光束分離器
DEF1‧‧‧針孔缺陷
DEF2‧‧‧因光罩底板造成的缺陷
DEF3、DEF5、DEF7、DEF10,DEF12‧‧‧凸缺陷
DEF4、DEF6、DEF8、DEF9,DEF11‧‧‧凹缺陷
ILS‧‧‧光源
L1‧‧‧透鏡
LSF‧‧‧缺陷的左側的側面
MB‧‧‧光罩底板
MBS‧‧‧光罩底板的表面
OBL‧‧‧對物透鏡
RSF‧‧‧缺陷的右側的側面
SE‧‧‧圖像檢測器
SPF‧‧‧空間濾波器
STG‧‧‧平台
[圖1]光罩底板中存在缺陷之一例示意截面圖,(A)為存在凹缺陷之光罩底板示意圖,(B)為由存在凹缺陷之光罩底板製造出的光罩示意圖。
[圖2]光罩底板中存在缺陷之另一例示意截面圖,為存在凸缺陷之光罩底板示意圖。
[圖3]光罩底板的缺陷檢查中使用之檢查光學系統的構成之一例示意圖。
[圖4](A)為對於藉由斜向照明而照射至光罩底板上的典型的凹缺陷之檢查光的正反射光之態樣示意概念圖,(B)為檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖5](A)為對於藉由斜向照明而照射至光罩底板上的典型的凸缺陷之檢查光的正反射光之態樣示意概念圖,(B)為檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖6](A)為在第1膜態樣之硬遮罩膜中具有凹缺陷之光罩底板的平面圖,(B)為同截面圖,(C)為該凹缺陷的檢查圖像,(D)為檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖7]對於圖6(A)及(B)所示光罩底板的硬遮罩膜的 檢查光之反射率的膜厚相依性示意圖。
[圖8](A)為在第1膜態樣之硬遮罩膜中具有凸缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為該凸缺陷的檢查圖像,(C)為檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖9](A)為在第2膜態樣之硬遮罩膜中具有凹缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為該凹缺陷的檢查圖像,(C)為檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖10]對於圖9(A)所示光罩底板的硬遮罩膜的檢查光之反射率的膜厚相依性示意圖。
[圖11](A)為在第2膜態樣之硬遮罩膜及光學膜中具有凹缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為該凹缺陷的檢查圖像,(C)為檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖12](A)為在第2膜態樣之硬遮罩膜中具有凸缺陷之光罩底板的平面圖,(B)為同截面圖,(C)為該凸缺陷的檢查圖像,(D)為檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖13](A)為圖11(A)所示光罩底板的截面圖,(B)為圖12(B)所示光罩底板的截面圖,(C)及(D)為各個缺陷的正失焦狀態下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖,(E)及(F)為各個缺陷的對焦距離下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖,(G)及(H)為各個缺陷的負失焦狀態下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖14]光罩底板的缺陷檢查方法的工程之一例示意流程圖。
[圖15]判定光罩底板的缺陷部的表面形狀的凹凸之工程之一例示意流程圖。
[圖16]判定光罩底板的缺陷部的表面形狀的凹凸之工程之另一例示意流程圖。
[圖17](A)為實施例1之具有僅形成於硬遮罩膜的凹缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為對焦距離下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖18](A)實施例1之具有形成於硬遮罩膜及光學膜的凹缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為對焦距離下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖19](A)為具有實施例1的凸缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為對焦距離下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖20](A)為實施例2之具有僅形成於硬遮罩膜的凹缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為對焦距離下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖21](A)實施例2之具有形成於硬遮罩膜及光學膜的凹缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為對焦距離下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖22](A)為實施例2之具有由和硬遮罩膜同質的材料所構成的凸缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為對焦距離下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖23](A)為實施例2之具有形成於硬遮罩膜及光學膜的凹缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為實施例2之具有 由和硬遮罩膜同質的材料所構成的凸缺陷之光罩底板的截面圖,(C)及(D)為各個缺陷的失焦距離+200nm下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖,(E)及(F)為各個缺陷的對焦距離下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖,(G)及(H)為各個缺陷的失焦距離-200nm下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
[圖24](A)及(B)各自為圖23(A)及(B)所示光罩底板的缺陷的檢查圖像的光強度分布的最小值之距離相依性示意圖。
[圖25](A)為實施例2之具有對於檢查光而言透射率低的物質附著形成而成的凸缺陷之光罩底板的截面圖,(B)為對焦距離下之檢查圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
以下,針對本發明進一步詳細說明。
若光罩底板的薄膜中存在針孔等缺陷,則會造成使用它製作出來的光罩上的光罩圖樣之缺陷。光罩底板的典型的凹缺陷之例子如圖1所示。圖1(A)為,在透明基板101上形成有作用成為遮光膜、半透(half-tone)相位位移膜的等相位位移膜等之光學膜102,及用來進行光學膜102的高精度加工之硬遮罩膜(加工輔助膜)103的光罩底板100示意截面圖。在此情形下,硬遮罩膜103中存在針孔缺陷DEF1。若由這樣的光罩底板100藉由通常的製造工程製 造光罩,則在光學膜102的和硬遮罩膜103的針孔缺陷DEF1相對應之位置,會導致針孔缺陷形成,因此如圖1(B)所示之光罩100a般,會成為在光學膜圖樣102a存在因光罩底板造成的缺陷DEF2之光罩。又,這樣的缺陷,在使用光罩之曝光中,會造成引發圖樣轉印錯誤。因此,光罩底板的缺陷,必須在加工光罩底板之前的階段加以檢測,而排除具有缺陷的光罩底板,或施以缺陷的修正。
另一方面,圖2為光罩底板的凸缺陷之例子示意圖,為在透明基板101上形成有光學膜102、硬遮罩膜103,而在硬遮罩膜103存在和硬遮罩膜103一體形成的凸缺陷DEF3之光罩底板100之例子示意截面圖。這樣的光罩底板100中,不會形成如圖1(B)所示情形那樣的光學膜102的針孔缺陷DEF2,故這樣的凸缺陷,通常不會成為致命性的缺陷。此外,因附著於表面之異物而引起的凸缺陷,若可藉由洗淨除去,則不會成為致命性的缺陷。
像這樣,判定光罩底板中存在之缺陷究竟為致命性的缺陷亦即針孔等凹缺陷,還是未必為致命性的缺陷之凸缺陷,會成為光罩底板的品質保證、及光罩底板製造之良率的關鍵。鑑此,渴望一種能夠藉由光學性的檢查手法而以更高可靠性區別缺陷的凹凸形狀之方法。
首先,說明適合用於光罩底板的缺陷檢查之檢查光學系統,具體而言為適合用於用以判定光罩底板的表面部之缺陷的凹凸形狀之檢查光學系統。圖3為檢查光學系統的基本構成之一例示意概念圖,具備光源ILS、光 束分離器BSP、對物透鏡OBL、能夠載置並移動光罩底板MB之平台STG及圖像檢測器SE。光源ILS,構成為能夠射出波長210nm~550nm程度的光,從此光源ILS射出的檢查光BM1,藉由光束分離器BSP被彎折,通過對物透鏡OBL照射光罩底板MB的規定區域。在光罩底板MB表面反射的光BM2藉由對物透鏡OBL而匯聚,並且透過光束分離器BSP、透鏡L1而到達圖像檢測器SE的受光面。此時,圖像檢測器SE的位置會受到調整,以便在圖像檢測器SE的受光面形成光罩底板MB的表面的擴大檢查圖像。然後,在圖像檢測器SE收集之擴大檢查圖像的資料,藉由施以圖像處理演算,來做缺陷的尺寸演算或凹凸形狀的判定,該些結果會被記錄作為缺陷資訊。
擴大檢查圖像,例如能夠以直接法來收集,該直接法為,將圖像檢測器SE做成如CCD相機這般以多數個光檢測元件作為像素而排列之檢測器,而將在光罩底板MB的表面反射的光BM2透過對物透鏡OBL而形成之擴大像予以一齊收集作為二維圖像。此外,亦可採用下述方法,即,藉由掃描手段將檢查光BM1在光罩底板MB的表面上掃描,並逐一以圖像檢測器SE收集反射光BM2的光強度,再做光電變換而記錄,生成全體的二維圖像。又,亦可如圖3所示,將遮蔽反射光BM2的一部分之空間濾波器SPF,配設於檢查光學系統的瞳孔位置,例如反射光BM2的光路上,特別是光束分離器BSP與透鏡L1之間,在此情形下,能夠視必要將反射光BM2的光路的 一部分加以遮蔽,而以圖像檢測器SE來捕捉擴大檢查圖像。檢查光BM1的入射角度,能夠對光罩底板MB以規定的角度來設定。另,欲檢查之缺陷的定位,只要將訂為對象之缺陷定位於可藉由對物透鏡OBL觀察之位置即可,惟在此情形下,光罩底板MB被載置於遮罩平台STG,而藉由遮罩平台STG的移動來定位至可藉由對物透鏡OBL觀察之位置。另,雖未圖示,但亦可在光路當中的規定位置適當插入偏光板,而做成偏光照明。
接著,圖4及圖5示意說明,使用圖3所示之檢查光學系統,將光罩底板表面部的缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離設定成聚焦點距離(本發明中稱其為對焦距離)而收集反射光時,凹缺陷與凸缺陷的檢查圖像之差異。圖4(A)為從圖3所示之檢查光學系統,檢查光BM1對於含有典型的凹缺陷DEF4之光罩底板的表面MBS從左斜方向照明之例子示意概念圖。這樣的斜向照明,例如能夠藉由透過規定的孔徑(光圈)來控制從圖3所示光源ILS射出至光罩底板的檢查光BM1的位置而實現。在此情形下,在凹缺陷DEF4的圖中左側的側面LSF反射之反射光BM2,會藉由正反射而集中至比對物透鏡OBL還右側,故無法充分被攝入至對物透鏡OBL。另一方面,在凹缺陷DEF4的圖中右側的側面RSF反射之反射光,會藉由正反射而充分被攝入至對物透鏡OBL。其結果,以圖像檢測器SE獲得之檢查圖像的光強度分布中,凹缺陷DEF4的左側成為暗部、右側成為亮部,而成為如 圖4(B)所示這樣的截面剖線PR1。
另一方面,圖5(A)為從圖3所示之檢查光學系統,檢查光BM1對於含有典型的凸缺陷DEF5之光罩底板的表面MBS從左斜方向照明之例子示意概念圖。在此情形下,在凸缺陷DEF5的圖中左側的側面LSF反射之反射光BM2,會藉由正反射而充分被攝入至對物透鏡OBL。另一方面,在凸缺陷DEF5的圖中右側的側面RSF反射之反射光,會藉由正反射而集中至比對物透鏡OBL還右側,故無法充分被攝入至對物透鏡OBL。其結果,以圖像檢測器SE獲得之檢查圖像的光強度分布中,凸缺陷DEF5的左側成為亮部、右側成為暗部,而成為如圖5(B)所示這樣的截面剖線PR2。
此外,如圖3所示,檢查光學系統中,當構成為在反射光的光路上設置遮蔽反射光的一部分之空間濾波器SPF,而通過空間濾波器SPF收集反射光的情形下,即使將檢查光從垂直方向照射至光罩底板的表面,仍能如上述使用斜向照明之情形般使檢查圖像產生明暗。在此情形下,例如若遮蔽反射光的光路的一半,便能以檢查光的入射側作為基準,由檢查圖像的明暗的位置關係或光強度的差,來判定缺陷的凹凸形狀。
像以上這樣,若為典型的凹缺陷及凸缺陷,藉由運用斜向照明,便能由獲得的檢查圖像的明暗的位置關係,判定缺陷的凹凸形狀。圖4及圖5中揭示來自圖中左側的斜向照明之例子,但照明方向能夠任意設定,在獲 得的檢查圖像中,以檢查光的入射側作為基準,便可由檢查圖像的明暗的位置關係或光強度的差,依同樣方式判定缺陷的凹凸形狀。
但,依光罩底板的膜的態樣不同,若僅靠上述檢查圖像的明暗的位置關係,可能有無法正確判定缺陷為凹缺陷或凸缺陷之情形。針對這樣情形之例子,以下說明之。
[第1膜態樣]
首先,說明在透明基板上分別形成有反射率高的膜(後述例子中,硬遮罩膜103屬之)以作為遠離透明基板之最表面層,及和此反射率高的膜的透明基板側相接而反射率相同或反射率低的膜(後述例子中,光學膜102屬之),而反射率高的膜之膜厚較薄之情形下的檢查圖像的光強度分布。
圖6(A)及(B)分別為具有凹缺陷之光罩底板100的平面圖及截面圖。它們揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板等透明基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、及由厚度10nm程度的Cr系材料所構成之硬遮罩膜103,而在硬遮罩膜103存在針孔缺陷等凹缺陷DEF6之狀態。當對於此凹缺陷DEF6,將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離設定為對焦距離,使用圖3所示之檢查光學系統,對光罩底板的表面MBS藉由斜向照明從圖中左側照射檢查光,而收集反射光之情形 下,會獲得如圖6(C)所示之光強度分布的檢查圖像,而沿著圖6(C)的A-A’線之截面的光強度分布,會成為如圖6(D)所示般的截面剖線PR3。在此情形下,檢查圖像的光強度分布中,在凹缺陷DEF6的部分不會顯現亮部,而成為僅有暗部,無法對應至圖4所示典型的凹缺陷的檢查圖像的光強度分布。
此情形下的凹缺陷被觀察成為僅有暗部的原因,可料想是凹缺陷DEF6的深度不足因此來自缺陷的側面之反射光的光量少,相對於光強度變化而言檢查光的反射率的影響來得較大之緣故。圖7為在圖6(A)及(B)所示光罩底板100的由MoSi系材料所構成之光學膜102的上方形成之由Cr系材料所構成之硬遮罩膜103的厚度、與檢查光的反射率之關係示意圖。圖7中,厚度為0時的反射率,相當於硬遮罩膜103的凹缺陷部的反射率(圖中,REF10),此反射為來自光學膜102的反射。另一方面,硬遮罩膜103為規定厚度(圖中,TH1)時的反射率,相當於硬遮罩膜103的無缺陷部分(例如缺陷周邊部)的反射率(圖中,REF11),此反射為來自硬遮罩膜103的反射。在此情形下,相對於REF11而言REF10較低(REF10<REF11),因此料想凹缺陷部全體會被觀察成為暗部。像這樣,當僅在硬遮罩膜103形成有凹缺陷的情形下,觀察圖像中缺陷部的光強度分布,不會成為圖4所示左側呈暗部,右側呈亮部之典型的凹缺陷的分布。
但,但凹缺陷足夠深的情形下,例如當凹缺 陷貫通硬遮罩膜103,更還形成於光學膜102的情形下,來自缺陷的側面之反射光的光量會相應地變多,對於來自左右的側面之反射光的光量而言會產生足夠的差,因此會獲得和圖4所示典型的凹缺陷的檢查圖像的光強度分布相對應之左側呈暗部、右側呈亮部的觀察圖像。
另一方面,圖8(A)為具有凸缺陷之光罩底板100的截面圖。它揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板等透明基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、及由厚度10nm程度的Cr系材料所構成之硬遮罩膜103,而在硬遮罩膜103存在由和硬遮罩膜103同質的材料(例如Cr系材料)所構成之凸缺陷DEF7之狀態。當對於此凸缺陷DEF7,將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離設定為對焦距離,使用圖3所示之檢查光學系統,對光罩底板的表面藉由斜向照明從圖中左側照射檢查光,而收集反射光之情形下,會獲得如圖8(B)所示之光強度分布的檢查圖像,而沿著圖8(B)的A-A’線之截面的光強度分布,會成為如圖8(C)所示般的截面剖線PR4。在此情形下,檢查圖像的光強度分布中,在凸缺陷DEF7的部分會成為左側呈亮部、右側呈暗部,顯現和圖5所示典型的凸缺陷之情形同樣的光強度分布。
由以上,第1膜態樣之情形的缺陷的凹凸形狀,在觀察圖像的光強度分布中,能夠做如下判定,(1-1)若缺陷部僅有暗部,則為僅形成於反射率高的膜(硬遮罩膜103)之凹缺陷,
(1-2)若缺陷部的左側呈暗部、右側呈亮部,則為貫通反射率高的膜(硬遮罩膜103),更還形成於和反射率高的膜相同反射率或反射率低的膜(光學膜102)之凹缺陷,(1-3)若缺陷部的左側呈亮部、右側呈暗部,則為凸缺陷。
第1膜態樣的判定基準,為和圖4及圖5所示典型的凹缺陷及凸缺陷之情形不同的基準,為第1膜態樣之情形下特有的判定基準。此第1膜態樣的判定基準,適合用於分別形成有作為遠離透明基板的最表面層之反射率高的膜、及和此反射率高的膜的透明基板側相接而反射率相同或反射率低的膜,且反射率高的膜的膜厚較薄之情形,例如膜厚為5~10nm之情形。
[第2膜態樣]
接著,說明在透明基板上分別形成有由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之膜(後述例子中,硬遮罩膜103屬之)作為遠離透明基板之最表面層,及和此由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之膜的透明基板側相接而對於檢查光而言為不透明或半透明膜(後述例子中,光學膜202屬之),且由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之膜的膜厚較薄之情形下的檢查圖像的光強度分布。
圖9(A)為具有凹缺陷之光罩底板100的截面圖。它揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板等透明 基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、及由Cr系材料所構成之光學膜202、及厚度5~10nm程度之由對於檢查光而言實質上透明的材料例如氧化矽所構成之硬遮罩膜103,而在硬遮罩膜103存在針孔缺陷等凹缺陷DEF8之狀態。當對於此凹缺陷DEF8,將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離設定為對焦距離,使用圖3所示之檢查光學系統,對光罩底板的表面藉由斜向照明從圖中左側照射檢查光,而收集反射光之情形下,會獲得如圖9(B)所示之光強度分布的檢查圖像,而沿著圖9(B)的A-A’線之截面的光強度分布,會成為如圖9(C)所示般的截面剖線PR5。在此情形下,檢查圖像的光強度分布,在凹缺陷DEF8的部分,雖左側稍暗,但亮部占優勢(dominant),實質上僅有亮部,不會出現圖4所示典型的凹缺陷的檢查圖像的光強度分布那般明瞭的明暗差。
此情形下的凹缺陷被觀察成為亮部占優勢的原因,可料想如同圖6(A)~(D)所示第1膜態樣的凹缺陷DEF6之情形般,凹缺陷DEF8的深度不足因此來自缺陷的側面之反射光的光量少,相對於光強度變化而言檢查光的反射率的影響來得較大的緣故。圖10為在圖9(A)所示光罩底板100的由Cr系材料所構成之光學膜202的上方形成之由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之硬遮罩膜103的厚度、與檢查光的反射率之關係示意圖。圖10中,厚度為0時的反射率,相當於硬遮罩膜103的凹缺陷部的反射率(圖中,REF20),此反射為來自光學膜 202的反射。另一方面,硬遮罩膜103為規定厚度(圖中,TH2)時的反射率,相當於硬遮罩膜103的無缺陷部分(例如缺陷周邊部)的反射率(圖中,REF21),此反射為來自硬遮罩膜103的反射。在此情形下,相對於REF21而言REF20較高(REF20>REF21),因此料想凹缺陷部會被觀察成為亮部占優勢。像這樣,當僅在硬遮罩膜103形成有凹缺陷的情形下,觀察圖像中缺陷部的光強度分布,不會成為圖4所示左側呈暗部,右側呈亮部之典型的凹缺陷那般。
但,但凹缺陷足夠深的情形下,例如當凹缺陷貫通硬遮罩膜103,更還形成於光學膜202的情形下,來自缺陷的側面之反射光的光量會相應地變多,對於來自左右的側面之反射光的光量而言會產生足夠的差,因此會獲得和圖4所示典型的凹缺陷的檢查圖像的光強度分布相對應之左側呈暗部、右側呈亮部的觀察圖像。
圖11(A)為具有凹缺陷之光罩底板100的截面圖。它揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板等透明基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、及由Cr系材料所構成之光學膜202、及厚度5~10nm程度之由對於檢查光而言實質上透明的材料例如氧化矽所構成之硬遮罩膜103,而存在貫通硬遮罩膜103,更還存在於光學膜202之針孔缺陷等凹缺陷DEF9之狀態。當對於此凹缺陷DEF9,將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離設定為對焦距離,使用圖3所示之檢查光學 系統,對光罩底板的表面藉由斜向照明從圖中左側照射檢查光,而收集反射光之情形下,會獲得如圖11(B)所示之光強度分布的檢查圖像,而沿著圖11(B)的A-A’線之截面的光強度分布,會成為如圖11(C)所示般的截面剖線PR6。在此情形下,檢查圖像的光強度分布中,在凹缺陷DEF9的部分會成為左側呈暗部、右側呈亮部,顯現和圖4所示典型的凹缺陷之情形同樣的光強度分布。
另一方面,圖12(A)及(B)分別為具有凸缺陷之光罩底板100的平面圖及截面圖。它們揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板等透明基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、及由Cr系材料所構成之光學膜202、及厚度5~10nm程度之由對於檢查光而言實質上透明的材料例如氧化矽所構成之硬遮罩膜103,而在硬遮罩膜103存在由和硬遮罩膜103同質的材料(例如對於檢查光而言實質上透明的材料)所構成之凸缺陷DEF10之狀態。當對於此凸缺陷DEF10,將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離設定為對焦距離,使用圖3所示之檢查光學系統,對光罩底板的表面MBS藉由斜向照明從圖中左側照射檢查光,而收集反射光之情形下,會獲得如圖12(C)所示之光強度分布的檢查圖像,而沿著圖12(C)的A-A’線之截面的光強度分布,會成為如圖12(D)所示般的截面剖線PR7。在此情形下,檢查圖像的光強度分布中,在凸缺陷DEF10的部分,會成為左側呈暗部、右側呈亮部,特別是在高度超過50nm之凸缺陷中,會顯 現更明瞭的暗部與亮部。
像這樣,當在硬遮罩膜等薄膜形成有由和薄膜同質的材料所構成之凸缺陷的情形下,觀察圖像中缺陷部的光強度分布,不會成為圖5所示左側呈亮部,右側呈暗部之典型的凸缺陷那般。而且,在此情形下,會顯現如同圖11(A)~(C)所示凹缺陷貫通硬遮罩膜103,更還形成於光學膜202之情形般之檢查圖像的明暗位置關係,因此兩者無法區別。
不過,已知若對圖11(A)所示這樣的凹缺陷、及對圖12(A)及(B)所示這樣的凸缺陷,將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離設定成脫離對焦距離之失焦距離,並且將斜向照明之檢查光以不同的偏光條件(TE偏光或TM偏光)加以照射,然後收集其反射光,那麼以TM偏光獲得之觀察圖像的光強度最小值,對於缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離的相依性(以下簡稱為距離相依性)會有所差異。
圖13為揭示此一差異之圖,圖13(A)為具有圖11(A)所示凹缺陷9之光罩底板100的截面圖,圖13(B)為具有圖12(B)所示凸缺陷DEF10之光罩底板100的截面圖。
對於該些凹缺陷DEF9及凸缺陷DEF10,若使用圖3所示之檢查光學系統,對光罩底板的表面藉由斜向照明而以TE偏光或TM偏光從圖中左側照射檢查光,並收集反射光,則當缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距 離為設定在聚焦點之對焦距離(△z=0;另,△z表示與對焦距離之差(以下同))的情形下,作為凹缺陷DEF9的光強度分布的截面剖線會獲得圖13(E)所示PR12(TE偏光)及PR13(TM偏光),作為凸缺陷DEF10的光強度分布的截面剖線會獲得圖13(F)所示PR14(TE偏光)及PR15(TM偏光)。
此外,當缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離為正的失焦距離,亦即,令載置有光罩底板MB之遮罩平台STG上昇,而設定成比對焦距離還近之正的失焦狀態(△z>0)的情形下,作為凹缺陷DEF9的光強度分布的截面剖線會獲得圖13(C)所示PR8(TE偏光)及PR9(TM偏光),作為凸缺陷DEF10的光強度分布的截面剖線會獲得圖13(D)所示PR10(TE偏光)及PR11(TM偏光)。
另一方面,當缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離為負的失焦距離,亦即,令載置有光罩底板MB之遮罩平台STG下降,而設定成比對焦距離還遠之負的失焦狀態(△z<0)的情形下,作為凹缺陷DEF9的光強度分布的截面剖線會獲得圖13(G)所示PR16(TE偏光)及PR17(TM偏光),作為凸缺陷DEF10的光強度分布的截面剖線會獲得圖13(H)所示PR18(TE偏光)及PR19(TM偏光)。
若著眼於該些觀察圖像中亮部與暗部之位置關係,則在任一距離條件及偏光條件中,在凹缺陷DEF9與凸缺陷DEF10之間,檢查圖像的明暗位置關係沒有差 別,無法區別兩者。但,若將以TE偏光獲得之觀察圖像的光強度最小值、與以TM偏光獲得之觀察圖像的光強度最小值之距離相依性加以比較,則可知在凹缺陷DEF9與凸缺陷DEF10之間係有差別。亦即,凹缺陷DEF9中,以TE偏光獲得之觀察圖像的光強度最小值、與以TM偏光獲得之觀察圖像的光強度最小值,皆是在對焦距離(△z=0)會成為最小,給出最小值之距離係一致。相對於此,凸缺陷DEF10中,以TE偏光獲得之觀察圖像的光強度最小值是在對焦距離(△z=0)成為最小,但以TM偏光獲得之觀察圖像的光強度最小值則是在正的失焦狀態(△z>0)會成為最小。料想這是因透射由對於檢查光而言透明的材料所構成之凸缺陷DEF10的部分之TE偏光與TM偏光之透射特性差異所引起。像這樣,藉由改變對焦距離來評估TM偏光的檢查圖像的光強度最小值,便能區別凹缺陷DEF9與凸缺陷DEF10。
另一方面,當凸缺陷為在硬遮罩膜上有對於檢查光而言透射率低的物質附著形成而成之凸缺陷的情形下,會獲得和圖5所示典型的凸缺陷的檢查圖像的光強度分布相對應之左側呈亮部、右側呈暗部的觀察圖像。
由以上,第2膜態樣之情形的缺陷的凹凸形狀,在觀察圖像的光強度分布中,能夠做如下判定,(2-1)若缺陷部為亮部占優勢或僅有亮部,則為僅形成於由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之膜(硬遮罩膜103)之凹缺陷, (2-2)若缺陷部的左側呈暗部、右側呈亮部,且在觀察圖像的光強度中沒有距離相依性,則為貫通由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之膜(硬遮罩膜103),更還形成於對於檢查光而言為不透明或半透明膜(光學膜202)之凹缺陷,(2-3)若缺陷部的左側呈暗部、右側呈亮部,且在觀察圖像的光強度中有距離相依性,則為由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之膜(硬遮罩膜103)和由同質的材料所構成之凸缺陷,(2-4)若缺陷部的左側呈亮部、右側呈暗部,則為對於檢查光而言透射率低的物質附著形成而成之凸缺陷。
第2膜態樣的判定基準,為和圖4及圖5所示典型的凹缺陷及凸缺陷之情形不同的基準,為第2膜態樣之情形下特有的判定基準。此第2膜態樣的判定基準,適合用於分別形成有作為遠離透明基板的最表面層之由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之膜、及和此膜的透明基板側相接而對於檢查光而言為不透明或半透明膜,且由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之膜的膜厚較薄之情形,例如膜厚為5~10nm之情形。
本發明中,當對於具有形成於基板例如石英基板等透明基板上之光學膜、及和光學膜的遠離基板之側相接而形成之薄膜,而薄膜被形成作為最表層而成之光罩底板的表面部所存在的缺陷,使用檢查光學系統檢查而判定缺陷的凹凸形狀時,會選擇並指定光罩底板的膜的態樣 所固有之檢查處理手續及缺陷的凹凸形狀之判定基準。檢查處理手續及缺陷的凹凸形狀之判定基準,料想和膜的態樣有關而存在許多種,但可藉由薄膜與其正下方的光學膜之對於檢查光的反射率及透射率的高低來大致區別。
檢查處理手續中,包含1種或2種以上的檢查條件,檢查條件中,包含缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之間的距離條件(具體而言為對焦距離、或正/負的失焦距離)、或檢查光條件(具體而言為無偏光,或TE偏光、TM偏光等偏光)等,當運用2種以上的檢查條件的情形下,可運用包含改變了該些條件之2種以上的檢查條件之檢查處理手續。通常,當在運用對焦距離與無偏光之檢查條件下可判定缺陷的凹凸形狀之情形下,檢查處理手續中會僅包含1種檢查條件,但當僅靠1種檢查條件無法判定缺陷的凹凸形狀之情形下,會運用包含和此檢查條件不同之其他檢查條件之檢查處理手續。檢查處理手續及缺陷的凹凸形狀之判定基準,可由實際的檢查實驗資料、或以光學模擬獲得的結果來決定。作為判定基準中包含之具體的基準,可舉出由檢查圖像的光強度分布獲得之,缺陷部中亮部或暗部的存在、亮部與暗部的配置、光強度的最大值或最小值等。當檢查處理手續包含2個以上的檢查條件的情形下,例如亦可採用下述方法,即,在檢查光學系統的控制部事先準備演算處理或失焦控制等之選項,而當準備被檢查光罩底板時,從選項選擇並指定。
本發明之缺陷檢查方法中,較佳是檢查光為 波長210~550nm的光。此外,設定之失焦距離的範圍,雖也會因缺陷的尺寸、深度或高度而異,但較佳是-300nm~+300nm的區域,更佳是-250nm~+250nm的範圍。此外,失焦距離的步進幅度為100nm程度較佳。
本發明中,係對於具有形成於基板上之光學膜、及和光學膜的遠離基板之側相接而形成之薄膜,而薄膜被形成作為最表層而成之光罩底板的表面部所存在之缺陷,使用檢查光學系統予以檢查。作為此薄膜,例如能夠舉出作為光學膜的加工輔助膜來使用之硬遮罩膜等。此外,薄膜,係膜厚10nm以下者為合適之對象。另,薄膜的膜厚的下限,通常為3nm以上。
本發明之缺陷檢查中,包含(A1)準備光罩底板之工程;及(A2)選擇並指定和光罩底板的光學膜及薄膜的態樣相對應之檢查處理手續及缺陷的凹凸形狀之判定基準之工程;及(A3)使光罩底板移動,令缺陷移動至檢查光學系統的觀察位置,基於(A2)工程中指定之檢查處理手續,保持缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之間的距離,將檢查光照射至包含缺陷之區域,將來自受到檢查光照射的區域之反射光,透過檢查光學系統加以收集以作為上述區域的擴大像之工程;及(A4)由擴大像的光強度分布,基於(A2)工程中指定之判定基準,判定缺陷的凹凸形狀之工程。
當(A2)的檢查處理手續,包含有關(A3)工程的複數種檢查條件的情形下,係針對檢查處理手續中包含之所有的檢查條件依序實施(A3)工程後,實施(A4)工程。此外,(A4)工程,合適是包含將擴大像中的缺陷部的光強度位準之變化與缺陷周邊部的光強度位準加以比較之處理、及將此處理的結果與判定基準加以對比之處理。另,(A4)工程,可藉由電子計算機(電腦)所做的演算來實施。
當(A2)的檢查處理手續,僅包含1種有關(A3)工程的檢查條件的情形下,較佳是將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之間的距離訂為對焦距離,將檢查光的照射條件訂為無偏光。此檢查處理手續,在對於上述第1膜態樣之缺陷檢查中特別合適。
另一方面,當(A2)的檢查處理手續,包含有關(A3)工程的複數種檢查條件的情形下,較佳是設計成包含缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之間的距離為對焦距離之檢查條件、及為失焦距離之檢查條件。在為失焦距離之檢查條件中,較佳是包含為正的失焦距離之檢查條件及為負的失焦距離之檢查條件的一方或雙方。
此外,當(A2)的檢查處理手續,包含有關(A3)工程的複數種檢查條件的情形下,較佳是將檢查光的照射條件設計成包含為無偏光之檢查條件、及為偏光之檢查條件。在為偏光之檢查條件中,較佳是包含為TE偏光之檢查條件及為TM偏光之檢查條件的一方或雙方。
特別是,複數種檢查條件,較佳是包含: (A3)工程中的距離及檢查光之照射條件為正的失焦距離及TE偏光之檢查條件、及為正的失焦距離及TM偏光之檢查條件、及為負的失焦距離及TE偏光之檢查條件、及為負的失焦距離及TM偏光之檢查條件,更可包含為對焦距離及TE偏光之檢查條件、及為對焦距離及TM偏光之檢查條件。此檢查處理手續,在對於上述第2膜態樣之缺陷檢查中特別合適。在此情形下,(A3)工程中,會在各個檢查條件下,收集包含缺陷之區域的擴大像,特別是(A4)工程,合適是包含算出各個擴大像中的缺陷部的光強度位準的最小值之處理、及將此處理的結果與判定基準加以對比之處理。
作為檢查光,合適是其光軸相對於薄膜的受到檢查光照射之面的法線而言傾斜規定角度之斜向照明。此外,(A3)工程中,亦佳是將光罩底板載置於能夠朝其面內方向移動之平台,令平台朝面內方向移動,使缺陷與檢查光學系統的對物透鏡接近。藉由以上述包含(A1)~(A4)工程之方法來檢查缺陷,便能更正確地判定缺陷的凹凸形狀。
接著,循圖14所示流程圖,更具體地說明本發明之缺陷檢查方法。首先,作為(A1)工程,準備具有缺陷的檢查對象之光罩底板(被檢查光罩底板)(工程S201)。
接著,作為(A2)工程,選擇並指定和被檢查光罩底板的膜的態樣相對應之固有的檢查處理手續及缺陷的凹凸形狀之判定基準(工程S202)。接著,抓取存在於光 罩底板上之缺陷的位置座標資訊(工程S203)。缺陷的位置座標,能夠使用另行藉由周知的缺陷檢查而辨明出之缺陷的位置座標。
接著,作為(A3)工程,將缺陷的位置對齊至至檢查光學系統的檢查位置,使缺陷與檢查光學系統的對物透鏡接近,將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離設定為對焦距離,保持對焦距離,將檢查光透過對物透鏡例如從斜向方向(流程圖中所示方法中,是從缺陷的左側)照射(工程S204),將受到檢查光照射的區域之反射光,透過檢查光學系統的對物透鏡加以收集以作為包含缺陷之區域的擴大像(工程S205)。位置對齊,亦可依下述方法實施,即,將檢查對象的光罩底板載置於能夠朝其面內方向移動之平台,基於檢查對象的光罩底板的缺陷的位置座標,使平台朝上述面內方向移動,令缺陷與上述檢查光學系統的對物透鏡接近。另,(A3)工程,依檢查處理手續不同,視必要亦會實施其他檢查條件。
接著,由收集到的擴大像的光強度分布(圖像資料(檢查圖像)或截面剖線等),辨明缺陷部中的檢查圖像的光強度的變化部分(工程S206),其後,作為(A4)工程,遵照工程S202中指定的凹凸形狀之判定基準,判定缺陷的凹凸形狀(工程S207)。有關凹凸形狀的判定工程的具體例,後述之。工程S207中,當被判定為凹缺陷的情形下,將缺陷資訊記錄成為凹缺陷(判斷D201、工程S208),當未被判定為凹缺陷的情形下,將缺陷資訊記錄 為凸缺陷(判斷D201、工程S209)。接著,判斷對於基於事先抓取的缺陷位置座標資訊之所有缺陷是否檢查結束(判斷D202),若未結束,則指定新的缺陷的位置(工程S210),回到工程S204,反覆檢查圖像資料之收集與缺陷之凹凸判斷。然後,當判斷對事先抓取的所有缺陷已檢查結束的情形下(判斷D202),缺陷檢查結束。
接著,作為遵照凹凸形狀之判定基準的判定工程(A4)工程(工程S207)的具體例,循圖15所示流程圖,說明適合第1膜態樣的光罩底板的檢查之判定工程。圖15揭示圖14所示流程圖中的工程S207的細節。
首先,最初的判斷工程(判斷D221)中,調查工程S206中獲得之擴大像的圖像資料當中和缺陷部相對應之光強度分布是否僅有暗部,若僅有暗部,則判定為僅形成於薄膜之凹缺陷(工程S221)。接著,當判斷D221中判斷並非僅有暗部的情形下,在下一判斷工程(判斷D222)中調查亮部與暗部之配置,若為左側呈暗部、右側呈亮部之配置,則判定為貫通薄膜而還形成於下層膜(光學膜)之凹缺陷(工程S222),若否,則判定為凸缺陷(S223)。第1膜態樣中,若為僅形成於薄膜之凹缺陷,則擴大像的缺陷部會成為僅有暗部,而不同於圖4(B)所示典型的凹缺陷的光強度分布(截面剖線PR1),這點是此第1膜態樣中的凹凸形狀之判定基準的特徵。
此外,作為遵照凹凸形狀之判定基準的判定工程(A4)工程(工程S207)的具體例,循圖16所示流程 圖,說明適合第2膜態樣的光罩底板的檢查之判定工程。圖16揭示圖14所示流程圖中的工程S207的細節。
首先,最初的判斷工程(判斷D231)中,調查工程S206中獲得之擴大像的圖像資料當中和缺陷部相對應之光強度分布是否為亮部占優勢或僅有亮部,若亮部占優勢或僅有亮部,則判定為僅形成於薄膜之凹缺陷(工程S237)。接著,當判斷D231中判斷並非亮部占優勢或僅有亮部的情形下,在下一判斷工程(判斷D232)中調查亮部與暗部之配置,若為左側呈暗部、右側呈亮部之配置,則進入工程S231。
當判斷工程D232中左側呈暗部、右側呈亮部之配置的情形下,係新的檢查條件進一步收集缺陷的檢查圖像後,遂行缺陷的凹凸形狀之判定,該新的檢查條件是由下述一方或雙方所造成,即,將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離做條件變更而設定為脫離對焦距離之失焦距離(正的失焦距離或負的失焦距離),及在圖3所示之檢查光學系統中將照明光做變更而設定為TE偏光或TM偏光。例如,將失焦距離設定為一種距離(初始值)(工程S231)後,以設定好的失焦距離,收集TE偏光的照射所致之擴大像(工程S232),接著,收集TM偏光的照射所致之擴大像(工程S233)(另,工程S232與工程S233亦可對調),由擴大像的光強度分布算出各自的光強度最小值(工程S234)。另,此時,視必要亦可收集無偏光的照射所致之擴大像。接著,判斷是否已依失焦距離的規定的所有設 定實施了擴大像之收集(判斷D233),若未結束,則將缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離設定為其他距離(下一種距離)(工程S235),反覆工程S232~工程S234。另,此時,視必要亦可收集對焦距離所致之擴大像。若所有的檢查條件結束,則統整依各個距離及照射條件獲得之光強度最小值(S236)。接著,判斷工程D234中,將以TE偏光獲得之光強度最小值當中顯現最小值之距離、及以TM偏光獲得之光強度最小值當中顯現最小值之距離加以對比來評估距離相依性,若兩者實質上相同,則判定為貫通薄膜而還形成於下層的光學膜之凹缺陷(S238),若否,則判定為由和薄膜同質的材料所構成之凸缺陷(工程S239)。
另一方面,當判斷工程D232中判斷並非左側呈暗部、右側呈亮部之配置的情形下,則判定為對於檢查光而言透射率低的物質附著形成而成之凸缺陷(工程S240)。
另,從工程S231至判斷工程D234為止之工程,為用來區別究竟是貫通薄膜而還形成於下層的光學膜之凹缺陷、還是由和薄膜同質的材料所構成之凸缺陷之工程。當下層的光學膜沒有缺陷,僅判定薄膜中的缺陷的凹凸形狀即可的情形下,則不需要工程S231至判斷工程D234,判斷工程D232中,若為左側呈暗部、右側呈亮部之配置,則能夠循圖16中的鏈線箭頭前進,而判定為由和薄膜同質的材料所構成之凸缺陷。第2膜態樣中,若為僅形成於薄膜之凹缺陷,則擴大像的缺陷部實質上會成為 僅有亮部,而不同於圖4(B)所示典型的凹缺陷的光強度分布(截面剖線PR1),此外,若為由和薄膜同質的材料所構成之凸缺陷,則不同於圖5(B)所示典型的凸缺陷的光強度分布(截面剖線PR2),這兩點是此第2膜態樣中的凹凸形狀之判定基準的特徵。是故,按照此檢查處理手續及判定基準,便不會將凸缺陷誤判定為凹缺陷而能夠正確地判定。
按照本發明之缺陷檢查方法,當在光罩底板的最表面部,形成有硬遮罩膜等之例如膜厚10nm以下的薄膜之情形下,係使用膜態樣固有之檢查處理手續及凹凸形狀之判定基準,循規定之檢查處理手續,收集檢查圖像,實施用以判斷凹凸形狀之處理,藉此,便能以高可靠性區別缺陷的凹凸形狀。
將能夠以高可靠性區別缺陷的凹凸形狀之本發明之缺陷檢查方法運用於光罩底板的製造工程,藉此,能夠以高可靠性抽出具有凹缺陷特別是針孔缺陷之光罩底板,而篩選不含針孔缺陷等凹缺陷之光罩底板。此外,藉由本發明之缺陷評估方法而獲得之缺陷的凹凸形狀的資訊,能夠藉由隨附檢查卡等方法而賦予給光罩底板。又,亦能基於賦予給光罩底板之資訊,來篩選不含針孔缺陷等凹缺陷之光罩底板。以往,有將因附著物引起的凸缺陷藉由光學檢查而判定成了凹缺陷之情形,有很高的可能性將原本具有未必為致命性的缺陷之缺陷的光罩底板視為不良品而排除,因此成為良率降低之要因,但藉由本發明之缺 陷檢查方法,能夠將存在於光罩底板之具有導致致命性的缺陷之凹缺陷的光罩底板予以選擇性地排除,因此能夠以高良率提供合乎製品規格的光罩底板。
[實施例]
以下揭示實施例具體地說明本發明,但本發明並非限定於以下實施例。
[實施例1]
實施了含有第1膜態樣的凹缺陷及凸缺陷之光罩底板的缺陷檢查。本例中運用了第1膜態樣之判定基準。作為檢查光學系統,使用圖3所示之檢查光學系統,訂為數值孔徑NA為0.75、檢查波長為248nm,檢查光訂為對於光罩底板上的缺陷於圖中從左上方以平均入射角度38度照明之斜向照明。另,檢查光的照射條件訂為無偏光。
圖17(A)所示之光罩底板100,揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、及由厚度10nm的Cr系材料所構成之硬遮罩膜103,而在硬遮罩膜103存在針孔缺陷等凹缺陷DEF6之狀態。圖17(B)揭示,當將凹缺陷DEF6的寬幅W1訂為100nm、深度D1訂為5nm(未貫通硬遮罩膜103之凹缺陷)或10nm(貫通了硬遮罩膜103之凹缺陷)這2種類時,以對焦距離獲得之檢查圖像的光強度的截面剖線。若為僅形成於硬遮罩膜103之致命性的凹缺陷,特 別是針孔缺陷,則在缺陷部不會顯現亮部,僅會顯現暗部。
圖18(A)所示之光罩底板100,揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、及由厚度10nm的Cr系材料所構成之硬遮罩膜103,而在光學膜102及硬遮罩膜103存在針孔缺陷等凹缺陷DEF11之狀態。圖18(B)揭示,當將凹缺陷DEF11的寬幅W1訂為100nm、深度D1訂為30nm或40nm(貫通硬遮罩膜103,而還形成於光學膜102之凹缺陷)這2種類時,以對焦距離獲得之檢查圖像的光強度的截面剖線。若為貫通硬遮罩膜103,而還形成於光學膜102之致命性的凹缺陷,特別是針孔缺陷,則缺陷部成為左側呈暗部、右側呈亮部,強度位準雖會和深度有關而變化,但會和圖4(B)所示典型的凹缺陷的光強度分布(截面剖線PR1)成為同樣的明暗位置關係。
圖19(A)所示之光罩底板100,揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、及由厚度10nm程度的Cr系材料所構成之硬遮罩膜103,而在硬遮罩膜103存在凸缺陷DEF7之狀態。圖19(B)揭示,當將凸缺陷DEF7的寬幅W1訂為100nm、高度H1訂為10nm、20nm或40nm這3種類時,以對焦距離獲得之檢查圖像的光強度的截面剖線。若為凸缺陷,則缺陷部成為左側呈亮部、右側呈暗部,強度位準雖會和深度有關而變化,但會和圖5(B)所示 典型的凸缺陷的光強度分布(截面剖線PR2)成為同樣的明暗位置關係。
由以上可知,對於在光學膜的上方形成有由高反射率材料所構成之硬遮罩膜等薄膜的光罩底板,若對焦距離下之缺陷的檢查圖像的光強度分布為僅有暗部,或為左側呈暗部、右側呈亮部,則視為凹缺陷;若為左側呈亮部、右側呈暗部,則視為凸缺陷;藉由此判定基準便能進行正確的凹凸判定。
[實施例2]
實施了含有第2膜態樣的凹缺陷及凸缺陷之光罩底板的缺陷檢查。本例中運用了第2膜態樣之判定基準。作為檢查光學系統,使用圖3所示之檢查光學系統,訂為數值孔徑NA為0.75、檢查波長為248nm,檢查光訂為對於光罩底板上的缺陷於圖中從左上方以平均入射角度38度照明之斜向照明。另,檢查光的照射條件,除另有標註之情形外,訂為無偏光。
圖20(A)所示之光罩底板100,揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、由Cr系材料所構成之光學膜202、及由氧化矽所構成之厚度5nm之硬遮罩膜103,而在硬遮罩膜103存在針孔缺陷等凹缺陷DEF8之狀態。圖20(B)揭示,當將凹缺陷DEF8的寬幅W2訂為100nm、深度D2訂為3nm(未貫通硬遮罩膜103之凹缺陷)或5nm(貫 通了硬遮罩膜103之凹缺陷)這2種類時,以對焦距離獲得之檢查圖像的光強度的截面剖線。若為僅形成於硬遮罩膜103之致命性的凹缺陷,特別是針孔缺陷,則在缺陷部亮部係占優勢,或不會顯現暗部而成為僅有亮部。
圖21(A)所示之光罩底板100,揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、由Cr系材料所構成之光學膜202、及由氧化矽所構成之厚度5nm之硬遮罩膜103,而在光學膜202及硬遮罩膜103存在針孔缺陷等凹缺陷DEF9之狀態。圖21(B)揭示,當將凹缺陷DEF9的寬幅W2訂為100nm、深度D2訂為20nm、25nm或30nm(貫通硬遮罩膜103,而還形成於光學膜102之凹缺陷)這3種類時,以對焦距離獲得之檢查圖像的光強度的截面剖線。若為貫通硬遮罩膜103,而還形成於光學膜102之致命性的凹缺陷,特別是針孔缺陷,則缺陷部成為左側呈暗部、右側呈亮部,強度位準雖會和深度有關而變化,但會和圖4(B)所示典型的凹缺陷的光強度分布(剖線PR1)成為同樣的明暗位置關係。
圖22(A)所示之光罩底板100,揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、由Cr系材料所構成之光學膜202、及由氧化矽所構成之厚度5nm之硬遮罩膜103,而在硬遮罩膜103存在由和硬遮罩膜103同質的材料所構成之凸缺陷DEF10之狀態。圖22(B)揭示,當將凸缺陷 DEF10的寬幅W2訂為100nm、高度H2訂為20nm或60nm這2種類時,以對焦距離獲得之檢查圖像的光強度的截面剖線。此凸缺陷中,缺陷部成為左側呈暗部、右側呈亮部,無法對應至圖5(B)之典型的凸缺陷的光強度分布(截面剖線PR2)。而且,若僅著眼於光強度分布的亮部與暗部之位置關係,則會和圖21(A)所示凹缺陷成為相同位置關係,而無法區別圖21(A)所示致命性的凹缺陷、及圖22(A)所示凸缺陷。
鑑此,針對圖21(A)所示凹缺陷、及圖22(A)所示凸缺陷,以複數個失焦距離收集觀察圖像而調查了光強度的變化。圖23(A)為具有圖21(A)的凹缺陷DEF9之光罩底板的截面圖,圖23(B)為具有圖22(A)的凸缺陷DEF10之光罩底板的截面圖。凹缺陷DEF9,缺陷的寬幅W2訂為100nm、深度D2訂為25nm,凸缺陷DEF10,缺陷的寬幅W2訂為100nm、高度H2訂為60nm。此外,圖23(C)~(H)為2種失焦距離、及對焦距離下之觀察圖像的光強度分布的截面剖線示意圖。
將距離△z為+200nm、0nm、-200nm下之凹缺陷DEF9的觀察圖像的光強度分布的截面剖線,分別揭示於圖23(C)、圖23(E)、圖23(G)。此外,將距離△z為+200nm、0nm、-200nm下之凸缺陷DEF10的觀察圖像的光強度分布的截面剖線,分別揭示於圖23(D)、圖23(F)、圖23(H)。由此結果可知,即使以失焦距離加以對比,仍無法依觀察圖像的光強度分布中的亮部與暗部之位置關係 來區別兩缺陷。
鑑此,將檢查光的照射條件變更為TE偏光或TM偏光,於對焦距離及複數個失焦距離下收集觀察圖像,並且在無偏光的情形下,也於距離△z為+200nm及-200nm以外之失焦距離下進一步收集觀察圖像,求得該光強度分布的最小值。圖24(A)及圖24(B)分別為凹缺陷DEF9及凸缺陷DEF10的觀察圖像的光強度分布的最小值之距離相依性示意圖。將圖24(A)與圖24(B)比較,凹缺陷DEF9中,以無偏光、TE偏光及TM偏光獲得之觀察圖像的光強度分布的最小值,皆是在對焦距離(△z=0)成為最小。另一方面,凸缺陷DEF10中,以無偏光及TE偏光獲得之觀察圖像的光強度分布的最小值,皆是在對焦距離(△z=0)成為最小,但以TM偏光獲得之觀察圖像的光強度分布的最小值則是在△z=約+200nm之失焦距離成為最小。料想這是因透射由對於檢查光而言透明的材料所構成之凸缺陷DEF10的部分之TE偏光與TM偏光之透射特性差異所引起,像這樣,藉由改變缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之距離,並評估TM偏光下之檢查圖像的光強度分布的最小值之距離相依性,便能區別凹缺陷DEF9與凸缺陷DEF10。
圖25(A)所示之光罩底板100,揭示了在對於檢查光而言為透明之石英基板101上,形成有由MoSi系材料所構成之光學膜102、由Cr系材料所構成之光學膜202、及由氧化矽所構成之厚度5nm之硬遮罩膜103,而 在硬遮罩膜103存在對於檢查光而言透射率低的物質附著形成而成之凸缺陷DEF12之狀態。圖25(B)揭示,當將凸缺陷DEF12的寬幅W2訂為100nm、高度H2訂為20nm或40nm這2種類時,以對焦距離獲得之檢查圖像的光強度的截面剖線。若為對於檢查光而言透射率低的物質附著形成而成之凸缺陷,則缺陷部成為左側呈亮部、右側呈暗部,強度位準雖會和深度有關而變化,但會和圖5(B)所示典型的凸缺陷的光強度分布(截面剖線PR2)成為同樣的明暗位置關係。
由以上可知,對於在光學膜的上方形成有由對於檢查光而言實質上透明的材料所構成之硬遮罩膜等薄膜的光罩底板,若對焦距離下之缺陷的檢查圖像的光強度分布為亮部占優勢或僅有亮部,或缺陷的檢查圖像的光強度分布為缺陷部的左側呈暗部、右側呈亮部,而於觀察圖像的光強度沒有距離相依性,則視為凹缺陷;若缺陷的檢查圖像的光強度分布為缺陷部的左側呈暗部、右側呈亮部,而於觀察圖像的光強度有距離相依性,或對焦距離下之缺陷的檢查圖像的光強度分布為左側呈亮部、右側呈暗部,則視為凸缺陷;藉由此判定基準便能進行正確的凹凸判定。

Claims (18)

  1. 一種光罩底板的缺陷檢查方法,係對於具有形成於基板上之光學膜、及和該光學膜的遠離上述基板之側相接而形成之薄膜,而該薄膜被形成作為最表層而成之光罩底板的表面部所存在之缺陷,使用檢查光學系統予以檢查之方法,其特徵為,包含:(A1)準備上述光罩底板之工程;及(A2)選擇並指定和該光罩底板的上述光學膜及薄膜的態樣相對應之檢查處理手續及缺陷的凹凸形狀之判定基準之工程;及(A3)使上述光罩底板移動,令上述缺陷移動至上述檢查光學系統的觀察位置,基於上述(A2)工程中指定之檢查處理手續,保持上述缺陷與檢查光學系統的對物透鏡之間的距離,將檢查光照射至包含上述缺陷之區域,將來自受到檢查光照射的區域之反射光,透過檢查光學系統加以收集以作為上述區域的擴大像之工程;及(A4)由上述擴大像的光強度分布,基於上述(A2)工程中指定之判定基準,判定上述缺陷的凹凸形狀之工程。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述(A4)工程,包含將上述擴大像中的缺陷部的光強度位準之變化與缺陷周邊部的光強度位準加以比較之處理、及將該處理的結果與上述判定基準加以對比之處理。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其 中,上述(A3)工程中的上述距離為對焦距離,檢查光的照射條件為無偏光。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述(A2)的檢查處理手續,包含有關上述(A3)工程的複數種檢查條件,針對上述檢查處理手續中包含之所有的檢查條件依序實施上述(A3)工程後,實施上述(A4)工程。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的上述距離為對焦距離之檢查條件、及為失焦距離之檢查條件。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的上述距離為對焦距離之檢查條件、及為正的失焦距離之檢查條件、及為負的失焦距離之檢查條件。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的檢查光的照射條件為無偏光之檢查條件、及為偏光之檢查條件。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的檢查光的照射條件為無偏光之檢查條件、及為TE偏光之檢查條件、及為TM偏光之檢查條件。
  9. 如申請專利範圍第4項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,包含上述(A3)工程中的上述距離及檢查光之照射條件為正的失焦距離及TE偏光之檢查條件、及為正的失焦距離及TM偏光之檢查條件、及為負 的失焦距離及TE偏光之檢查條件、及為負的失焦距離及TM偏光之檢查條件,而以各個檢查條件收集擴大像。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之缺陷檢查方法,其中,上述複數種檢查條件,更包含上述(A3)工程中的上述距離及檢查光之照射條件為對焦距離及TE偏光之檢查條件、及為對焦距離及TM偏光之檢查條件。
  11. 如申請專利範圍第5項所述之缺陷檢查方法,其中,上述(A4)工程,包含算出各個擴大像中的缺陷部的光強度位準的最小值之處理、及將該處理的結果與上述判定基準加以對比之處理。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述薄膜為硬遮罩膜。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述薄膜的膜厚為10nm以下。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,上述檢查光為波長210~550nm的光。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之缺陷檢查方法,其中,將上述檢查光,藉由其光軸相對於上述薄膜的受到檢查光照射之面的法線而言傾斜規定角度之斜向照明予以照射。
  16. 如申請專利範圍第1項至第15項中任一項所述之缺陷檢查方法,其中,上述(A3)工程中,將光罩底板載置於能夠朝其面內方向移動之平台,令上述平台朝上述面內方向移動,使上述缺陷與上述檢查光學系統的對物透鏡 接近。
  17. 一種光罩底板的篩選方法,其特徵為:基於藉由如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之缺陷檢查方法所判定出的缺陷的凹凸形狀,來篩選不含凹缺陷之光罩底板。
  18. 一種光罩底板的製造方法,其特徵為,包含:在基板上形成光學膜、及和該光學膜的遠離上述基板之側相接而形成薄膜以作為最表層之工程;及藉由如申請專利範圍第1項至第16項中任一項所述之缺陷檢查方法,來判定存在於上述薄膜之缺陷的凹凸形狀之工程。
TW105128484A 2015-09-04 2016-09-02 光罩底板的缺陷檢查方法、篩選方法及製造方法 TWI639052B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-174684 2015-09-04
JP2015174684A JP6394544B2 (ja) 2015-09-04 2015-09-04 フォトマスクブランクの欠陥検査方法、選別方法及び製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201723646A TW201723646A (zh) 2017-07-01
TWI639052B true TWI639052B (zh) 2018-10-21

Family

ID=56787381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105128484A TWI639052B (zh) 2015-09-04 2016-09-02 光罩底板的缺陷檢查方法、篩選方法及製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9829442B2 (zh)
EP (1) EP3139213B1 (zh)
JP (1) JP6394544B2 (zh)
KR (1) KR101930996B1 (zh)
CN (1) CN106502046B (zh)
SG (1) SG10201607092VA (zh)
TW (1) TWI639052B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3355115B1 (en) 2017-01-26 2022-08-31 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Methods and system for defect inspection, sorting and manufacturing photomask blanks
JP6791031B2 (ja) 2017-06-13 2020-11-25 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク及びその製造方法
JP6753375B2 (ja) * 2017-07-28 2020-09-09 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク、フォトマスクブランクの製造方法及びフォトマスクの製造方法
CN107632495B (zh) * 2017-08-16 2020-11-03 上海华力微电子有限公司 一种掩膜板微尘影响评估方法和系统
KR102027156B1 (ko) * 2017-10-24 2019-10-01 한국기계연구원 공초점 리소그래피 장치
WO2019167455A1 (ja) * 2018-03-02 2019-09-06 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理装置の演算方法、プログラム
KR102352625B1 (ko) 2018-03-08 2022-01-17 주식회사 엘지에너지솔루션 외부 단락 방지 구조가 적용된 배터리 모듈을 이용한 배터리 팩
JP6675433B2 (ja) * 2018-04-25 2020-04-01 信越化学工業株式会社 欠陥分類方法、フォトマスクブランクの選別方法、およびマスクブランクの製造方法
JP7017475B2 (ja) * 2018-06-19 2022-02-08 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク関連基板の表面状態の評価方法
JP7154572B2 (ja) * 2018-09-12 2022-10-18 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスク、及び半導体デバイスの製造方法
TWI838399B (zh) * 2018-09-28 2024-04-11 日商Hoya股份有限公司 光罩基板之修正方法、光罩基板之製造方法、光罩基板之處理方法、光罩之製造方法及基板處理裝置
KR20210073561A (ko) * 2018-10-15 2021-06-18 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 제조 필름으로부터의 임의 형상의 시트 파트들에 대한 자동화된 검사
TWI771594B (zh) * 2019-06-19 2022-07-21 住華科技股份有限公司 缺陷判斷訓練方法及應用其之系統以及缺陷判斷方法及應用其之系統
JP7491315B2 (ja) * 2019-10-02 2024-05-28 コニカミノルタ株式会社 ワークの表面欠陥検出装置及び検出方法、ワークの表面検査システム並びにプログラム
CN118963072B (zh) * 2024-09-27 2025-09-02 上海新微技术研发中心有限公司 一种纳米圆台制备方法
CN119804492B (zh) * 2025-03-13 2025-06-13 上海中科飞测半导体科技有限公司 暗场晶圆检测设备及其光学标定系统和光学标定方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6617603B2 (en) 2001-03-06 2003-09-09 Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. Surface defect tester
US7379176B2 (en) 2004-03-22 2008-05-27 Kabushiki Kaisha Topcon Mask defect inspection apparatus
TW201531797A (zh) 2014-01-30 2015-08-16 Nuflare Technology Inc 檢查裝置及檢查方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11191528A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Sony Corp フォトマスクの欠陥検査装置
JP3614741B2 (ja) 1999-12-17 2005-01-26 日立ハイテク電子エンジニアリング株式会社 欠陥検出光学系および表面欠陥検査装置
JP4084580B2 (ja) * 2001-03-06 2008-04-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ 表面欠陥検査装置
JP4204583B2 (ja) 2005-10-24 2009-01-07 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランクの製造方法
JP2007219130A (ja) 2006-02-16 2007-08-30 Renesas Technology Corp マスクブランクの欠陥検査方法及び欠陥検査装置、並びにそれらを用いた半導体装置の製造方法
JP5039495B2 (ja) * 2007-10-04 2012-10-03 ルネサスエレクトロニクス株式会社 マスクブランク検査方法、反射型露光マスクの製造方法、反射型露光方法および半導体集積回路の製造方法
JP5032396B2 (ja) * 2008-05-20 2012-09-26 信越化学工業株式会社 薄膜欠陥検査用標準基板、その製造方法、および薄膜欠陥検査方法
WO2010079771A1 (ja) 2009-01-09 2010-07-15 Hoya株式会社 マスクブランク用ガラス基板の製造方法、マスクブランクの製造方法及び露光用フォトマスクの製造方法
CN101833235B (zh) * 2009-03-13 2012-11-14 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 掩模版原片的质量检测系统和方法
JP5444053B2 (ja) 2010-03-15 2014-03-19 株式会社日立ハイテクノロジーズ 多結晶シリコン薄膜検査方法及びその装置
JP2012058558A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Renesas Electronics Corp マスクブランクの検査方法およびマスクの製造方法
JP5710314B2 (ja) * 2011-02-25 2015-04-30 株式会社東芝 マスク検査方法およびその装置
JP2013019766A (ja) 2011-07-12 2013-01-31 Lasertec Corp 検査装置及び検査方法
DE102011079382B4 (de) * 2011-07-19 2020-11-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren und zum Beseitigen eines Defekts einer EUV Maske
US9726617B2 (en) * 2013-06-04 2017-08-08 Kla-Tencor Corporation Apparatus and methods for finding a best aperture and mode to enhance defect detection
US9274417B2 (en) * 2013-09-18 2016-03-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for lithography patterning
DE102013020705B4 (de) * 2013-12-10 2018-01-25 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Untersuchung einer Maske
JP6271307B2 (ja) 2014-03-17 2018-01-31 大塚包装工業株式会社 包装箱及び箱原板
US10685846B2 (en) * 2014-05-16 2020-06-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor integrated circuit fabrication with pattern-reversing process
EP3109700B1 (en) * 2015-06-26 2020-07-01 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Defect inspecting method, sorting method, and producing method for photomask blank

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6617603B2 (en) 2001-03-06 2003-09-09 Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. Surface defect tester
US7379176B2 (en) 2004-03-22 2008-05-27 Kabushiki Kaisha Topcon Mask defect inspection apparatus
TW201531797A (zh) 2014-01-30 2015-08-16 Nuflare Technology Inc 檢查裝置及檢查方法

Also Published As

Publication number Publication date
SG10201607092VA (en) 2017-04-27
US9829442B2 (en) 2017-11-28
KR101930996B1 (ko) 2018-12-19
JP6394544B2 (ja) 2018-09-26
CN106502046B (zh) 2021-08-03
EP3139213B1 (en) 2018-05-09
JP2017049207A (ja) 2017-03-09
US20170068158A1 (en) 2017-03-09
TW201723646A (zh) 2017-07-01
EP3139213A3 (en) 2017-05-10
EP3139213A2 (en) 2017-03-08
KR20170028847A (ko) 2017-03-14
CN106502046A (zh) 2017-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI639052B (zh) 光罩底板的缺陷檢查方法、篩選方法及製造方法
JP6927273B2 (ja) フォトマスクブランクの欠陥検査方法、選別方法及び製造方法
US10488347B2 (en) Defect classification method, method of sorting photomask blanks, and method of manufacturing mask blank
CN108362711B (zh) 光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法及其制造方法
KR102295295B1 (ko) 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법, 결함 검사 시스템, 선별 방법 및 제조 방법
CN106292180B (zh) 光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法和制备方法
JP5192795B2 (ja) 電子ビーム測定装置
TW201629621A (zh) 空白光罩之缺陷尺寸之評價方法、篩選方法及製造方法
JP7192720B2 (ja) フォトマスクブランクの欠陥分類方法及び欠陥分類システム並びにフォトマスクブランクの選別方法及び製造方法
JP6394422B2 (ja) 欠陥検査方法及び検査光の照射方法
JP7088772B2 (ja) 基板の欠陥検査方法およびフォトマスクブランクの製造方法