光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法和制备方法技术

本发明专利技术涉及光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法和制备方法；利用检查用光学系统检查在具有在基底上形成的至少一个薄膜的光掩模坯的表面部分上存在的缺陷的方法。该方法包括设定缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离为离焦量，通过物镜对缺陷施加检查光，通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为放大图像聚集，识别放大图像的光强度变化部分，并且基于放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化测定缺陷的凹凸形状。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于制备其转而用于制造半导体器件等的光掩模的掩模坯的缺陷检查方法，特别地，涉及有效测定带有微小缺陷的表面的凹凸形状(突起/凹陷形状)的缺陷检查方法。本专利技术还涉及基于应用该光掩模坯缺陷检查方法的光掩模坯的分选方法和光掩模坯的制备方法。
技术介绍
通过重复光刻法技术制造半导体器件，其中将曝光光施加于其上刻画有电路图的掩模(转印掩模)如光掩模并通过缩小光学系统将在掩模上形成的电路图转印到半导体基底(半导体晶片)上。通过在用光学薄膜形成的基底(掩模坯)中形成电路图制备转印掩模。这样的光学薄膜通常为主要由过渡金属化合物组成的薄膜或者主要由含过渡金属的硅化合物组成的薄膜。作为光学薄膜，根据目的选择用作遮光膜的膜或用作相移膜的膜。转印掩模如光掩模用作原版物以制造具有微型图案的半导体器件并且被要求无缺陷。这自然导致也要求掩模坯无缺陷。此外，在形成电路图时，将用于加工的抗蚀剂膜形成在其上形成有光学薄膜的掩模坯上，并且通过普通的光刻法步骤如电子束光刻法形成最终图案。因此，也要求抗蚀剂膜无缺陷如针孔。在这样的条件下，关于转印掩模和掩模坯的缺陷检测技术已经做了很多调研。JP-A2001-174415(后文称为专利文献1)和JP-A2002-333313(后文称为专利文献2)记载了将激光施加到基底以由散射光检测缺陷和/或异物的方法，特别地记载了其中将不对称赋予检测信号以测定所关心的缺陷是鼓起缺陷还是凹坑缺陷的技术。此外，JP-A2005-265736(后文称为专利文献3)记载了其中将常规用于一般的光学掩模图案检查的深紫外(DUV)光用作检查光的技术。此外，JP-A2013-19766(后文称为专利文献4)记载了其中将检查光以被分成多个点的状态用于扫描并且反射光束各自被光检测元件接收的技术。另一方面，JP-A2007-219130(后文称为专利文献5)公开了其中具有波长约13.5nm的极紫外(EUV)光用作检查光以区分EUV掩模坯中的缺陷是凹坑缺陷还是鼓起缺陷的技术。引用文献列表专利文献1:JP-A2001-174415专利文献2:JP-A2002-333313专利文献3:JP-A2005-265736专利文献4:JP-A2013-19766专利文献5:JP-A2007-219130
技术实现思路
伴随着半导体器件的持续的微型化，已经频繁使用利用193nm波长的ArF准分子激光的氟化氩(ArF)光刻法技术。此外，已经大力地研究了如下技术，其中采用由曝光法和加工法多次组合组成的称为多步图案化(multi-patterning)的方法以最终形成与曝光波长相比具有足够精细的尺寸的图案。如上所述，转印掩模用作精细图案的原版物，并且因此，必须全部排除转印掩模上的将阻碍图案转印的保真度的缺陷。因此，在掩模坯制备方法中，还应当全部检测那些妨碍掩模图案形成的缺陷。在转印掩模中，凹坑缺陷、特别是针孔缺陷对掩模图案形成是致命的。另一方面，尽管取决于缺陷的高度，鼓起缺陷却可能对掩模图案形成未必是致命的。另外，如果由于附着于光掩模表面的异物造成的鼓起缺陷能够通过清洁除去，则它将不是致命缺陷。因此，而将这些鼓起缺陷全部看作致命缺陷来排除具有缺陷的掩模坯导致收率的降低。因此，在缺陷检查中，高度精确的区分缺陷的凹凸形状对于确定排除具有致命缺陷的掩模坯和对于确保良好收率非常重要。专利文献1至4中记载的检查装置均采用了光学缺陷检测方法。光学缺陷检测方法有利之处在于，可以相对短的时间进行宽区域内的缺陷检查，并且通过利用具有较短波长的光源，可以精确地检测微细缺陷。此外，这些文献提供如下方法，其中由通过使用了倾斜照明和/或空间滤波器的检查用光学系统获得的检测信号的亮部和暗部的位置关系，可测定所关心的缺陷是凹坑缺陷还是鼓起缺陷。此外，专利文献5记载了用于区分相缺陷是凹坑缺陷还是鼓起缺陷的方法，但在该情形中的检查物体被局限于EUV掩模坯。然而，基于专利文献1至4中记载的检查装置的实际的检查实验表明，基于由光掩模坯获得的检查信号的亮部和暗部的位置关系被测定为凹坑缺陷的那些缺陷可能包括鼓起缺陷，这已经通过利用原子力显微镜或者电子显微镜的实际的图像观测缺陷所确认。换而言之，专利文献1至4中记载的检查装置未必可以精确地区分缺陷的凹凸形状。而且，专利文献5中记载的方法为其可应用于EUV掩模坯的固有的相缺陷但是不易应用于随着氟化氪(KrF)准分子激光、ArF准分子激光、F2激光等使用的当前主流的光掩模坯的方法。因此，需要建立一种技术，与常规技术的情形不同，通过该技术可精确地检查光掩模坯的缺陷而不会将鼓起缺陷错误地测定为凹坑缺陷。因此，本专利技术的目的为提供缺陷检查方法和基于应用该缺陷检查方法的光掩模坯分选方法以及光掩模坯制备方法，通过该缺陷检查方法方法能在不会将鼓起缺陷错误地测定为凹坑缺陷下高度可靠地区分光掩模坯上缺陷的凹凸形状。如上所述，基于检查图像的亮部和暗部的位置关系区分缺陷的凹凸形状的相关现有技术方法具有以下问题。尽管光掩模坯的薄膜中形成凹坑缺陷如针孔被正确地测定为凹坑缺陷，由于异物如不同于薄膜材料的材料的颗粒的附着于薄膜的表面造成的鼓起缺陷或者由于这样的异物在薄膜中的部分埋入造成的鼓起缺陷有时候却可能被错误地测定为凹坑缺陷。本专利技术人为了解决上述问题已经进行了研究。结果，专利技术人发现，对通过相关现有技术方法在聚焦条件中被检测为凹坑缺陷的缺陷进行在所谓离焦条件(其中使检查用光学系统的焦点位置偏离聚焦条件的焦点位置)中缺陷的检查图像的聚集并且对检查图像进行光强度分布的评价、特别是对亮部和暗部的位置关系或者亮部和暗部之间的光强度之差的评价时，对于那些在聚焦条件下已经被测定为凹坑缺陷的缺陷，可实现真凹坑缺陷和鼓起缺陷之间的区分。因此，本专利技术提供以下的光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法以及制备方法。在本专利技术的一个方面中，通过使用检查用光学系统检查存在于光掩模坯表面部分的缺陷的方法，所述光掩模坯具有在基底上形成的至少一个薄膜，该方法包括：(A1)使缺陷和该检查用光学系统的物镜彼此接近、设定缺陷和该物镜之间的距离为焦距，以及，在这样设置的该焦距下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；(A2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第一放大图像聚集的步骤；(A3)识别第一放大图像的光强度变化部分并且基于第一放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化测定缺陷的凹凸形状的第一测定步骤；(B1)设定该缺陷和该检查用光学系统的物镜之间的距离为偏离该焦距的离焦量，并且在这样设置的该离焦量下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；(B2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第二放大图像聚集的步骤；以及(B3)识别第二放大图像的光强度变化部分并且基于第二放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化再测定缺陷的凹凸形状的第二测定步骤。在上述缺陷检查的方法的步骤(B3)中，优选地，通过预先通过模拟获得的真凹坑缺陷的光强度变化部分的光强度变化与第二放大图像的光强度变化部分的光强度变化之间的对比，再测定待检查的缺陷的凹凸形状。在上述缺陷检查的方法中，检查光可以为具有波长210nm至550nm的光。在步骤(A1)和步骤(B1)两者中，优选地，通过其中使检查光的光学轴相对于光掩模坯的表本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过使用检查用光学系统检查存在于光掩模坯表面部分的缺陷的方法，所述光掩模坯包括在基底上形成的至少一个薄膜，该方法包括：(A1)使缺陷和该检查用光学系统的物镜彼此接近、设定缺陷和该物镜之间的距离为焦距，以及，在这样设置的该焦距下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；(A2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第一放大图像聚集的步骤；(A3)识别第一放大图像的光强度变化部分并且基于第一放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化测定缺陷的凹凸形状的第一测定步骤；(B1)设定该缺陷和该检查用光学系统的物镜之间的距离为偏离该焦距的离焦量，并且在这样设置的该离焦量下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；(B2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第二放大图像聚集的步骤；以及(B3)识别第二放大图像的光强度变化部分并且基于第二放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化再测定缺陷的凹凸形状的第二测定步骤。

【技术特征摘要】
2015.06.26 JP 2015-129006;2016.05.24 JP 2016-102981.通过使用检查用光学系统检查存在于光掩模坯表面部分的缺陷的方法，所述光掩模坯包括在基底上形成的至少一个薄膜，该方法包括：(A1)使缺陷和该检查用光学系统的物镜彼此接近、设定缺陷和该物镜之间的距离为焦距，以及，在这样设置的该焦距下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；(A2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第一放大图像聚集的步骤；(A3)识别第一放大图像的光强度变化部分并且基于第一放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化测定缺陷的凹凸形状的第一测定步骤；(B1)设定该缺陷和该检查用光学系统的物镜之间的距离为偏离该焦距的离焦量，并且在这样设置的该离焦量下通过该物镜对缺陷施加检查光的步骤；(B2)通过物镜将来自用检查光照射的区域的反射光作为该区域的第二放大图像聚集的步骤；以及(B3)识别第二放大图像的光强度变化部分并且基于第二放大图像的光强度变化部分的光强度上的变化再测定缺陷的凹凸形状的第二测定步骤。2.根据权利要求1所述的检查缺陷的方法，其中在步骤(B3)中，通过预先通过模拟获得的真凹坑缺陷的光强度变化部分的光强度变化与...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺泽恒男，福田洋，木下隆裕，岩井大祐，横畑敦，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP