评价光掩模坯料的缺陷尺寸。用检验光照射检验-目标光掩模坯料并且通过检验光学系统的物镜将用检验光照射的检验-目标光掩模坯料的区域的反射光作为该区域的放大图像被聚集。接着，识别该放大图像的光强度分布范围中的强度变化部分。接下来，得到该强度变化的光强度的差和得到该强度变化部分的宽度作为缺陷的表观宽度。接着，基于显示光强度的差、缺陷表观宽度和缺陷的实际宽度之间的关系的预定的转换公式计算缺陷宽度，并且评价缺陷宽度。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】相关串请的交叉引用本非临时申请在35 U.S.C.§ 119(a)下要求分别于2014年10月24日在日本提交的专利申请号2014-217386优先权，将其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及用于制造在半导体器件(半导体装置)的制造中使用的光掩模(用于转印的掩模)的光掩模坯料缺陷尺寸的评价方法，并且特别涉及对微观缺陷尺寸评价有效的技术。此外，本专利技术涉及对其应用光掩模坯料缺陷尺寸的评价方法的光掩模坯料的选择方法和制造方法。
技术介绍
半导体器件(半导体装置)通过重复使用光刻法技术而形成，在所述光刻法技术中，用曝光光照射画有电路图的光掩模并且通过缩微光学系统将该光掩模中形成的电路图转印到半导体基体(半导体晶片)上。通过在其上形成有光学膜的基体(光掩模坯料)上形成电路图制造光掩模。这样的光学膜通常是主要由过渡金属化合物组成的薄膜或者主要由含有过渡金属的硅化合物组成的薄膜，并且根据目的选择用作遮光膜的膜或用作相移膜的膜。光掩模用作用于制造具有微细图案的半导体元件的原始图并且要求不具有缺陷，这自然要求光掩模坯料也不具有缺陷。由于这样的环境，因此关于光掩模和光掩模坯料的缺陷检测技术进行了许多研究。在JP-A 2001-174415 (专利文献 I)和 JP-A 2002-333313 (专利文献 2)中，描述了用激光照射基体并且由散射的光反射检测缺陷和外来物质的方法，特别地描述了其中不对称的给出检测信号以区别缺陷是凸起缺陷(隆起缺陷)还是凹陷缺陷(凹下缺陷)的技术。此外，在JP-A 2005-265736(专利文献3)中，描述了其中使用用于进行通常的光掩模的图案检验的深紫外(DUV)光作为检验光的技术。另外，在JP-A 2013-19766(专利文献4)中，描述了其中将检验光分离为多个照射光斑并且扫描并且通过光检测元件接收每个反射光束的技术。_7] 引用文献列表专利文献1:JP-A 2001-174415专利文献2: JP-A 2002-333313专利文献3: JP-A 2005-265736专利文献4: JP-A 2013-19766
技术实现思路
伴随着半导体器件的持续微细化，提高光刻法技术分辨率技术的发展也被积极推动。目前，已经开发了使用193nm波长的氟化氩(ArF)准分子激光的ArF光刻法技术，并且其被应用于半导体器件的规模生产。此外，也已经推动了使用短波长、具体地为13.5nm波长的远紫外(EUV)光的光刻法技术(远紫外光刻法(EUVL))。然而，由于难以处理该技术的环境，继续使用ArF光刻法技术并且在努力地进行着关于将具有比曝光波长足够小的尺寸的图案最终通过应用将曝光过程和加工过程多次组合的称为多步图案化的方法形成的技术的研究。在该方法的情形中，通过用一个光掩模曝光一次形成的图案的最小图案间距在通过缩微投影形成四分之一长度的光掩模(4X掩模)上为约400至600nm。然而，因为该方法以多步图案化为前提，转印图案的形状的保真度和图案边缘位置的精确性需要提高并且仅不被转印的大量的辅助微图案(准分辨率辅助特征)需要在光掩模上形成。此外，该辅助图案的尺寸在光掩模上达到小于lOOnm。因此，另外在光掩模坯料中，对于产生辅助微图案致命的缺陷需要全部被检测，并且该缺陷的尺寸达到50nm的水平。上述专利文献1-4中描述的检验设备全部是的使用光学检测缺陷方法的设备。该光学检测缺陷方法通过缩短光源波长具有在较短时间内能实现宽面积的缺陷检验并且也能够精确检测微缺陷的优点。但是，如果缺陷尺寸极小至10nm以下，缺陷对用于该检验的反射光的影响小。因此，即使可检测缺陷的存在，评价其尺寸并不容易。特别地，作为光掩模坯料的光学膜沉积中引起的典型缺陷的针孔是对其识别缺陷尺寸极为困难的缺陷。为了解决上述问题作出本专利技术并且其目的是提供通过使用缺陷尺寸的光学评价方法以高精度获得缺陷尺寸的方法，特别是通过其可容易和有利地评价小于检验光学系统的标称分辨率的尺寸区域中的缺陷尺寸的实用方法以及对其应用光掩模坯料缺陷尺寸的评价方法的光掩模坯料的选择方法和制造方法。为解决上述问题专利技术人努力地作出一系列研究。在该系列的研究中，通过检验光学系统的物镜将照射检验-目标光掩模坯料的检验光的反射光作为照射区的放大图像聚集，并且将该放大图像的光强度分布范围中的强度变化部分识别为光掩模坯料表面中的缺陷。此外，得到该强度变化部分的光强度的差A S和该强度变化部分的宽度Wsig并且将它们与缺陷的实际宽度对比。作为结果，在它们中发现相关性并且本专利技术人发现，通过使用表示该相关性的预定的转换公式，在那些宽度小于检验光学系统标称分辨率的缺陷中，由对于检验目标缺陷测量的光强度差A S和强度变化的宽度Wsig，可精确地估测并且评价实际宽度。此外，通过检验光学系统物镜将照射具有其宽度已知并且至少为检验光学系统的标称分辨率的缺陷的参考光掩模坯料的检验光的反射光作为照射区的放大图像聚集，并且得到该放大图像的强度变化部分的光强度差Ssat。接着使用该差Ssat作为常数，将该强度变化部分的上述光强度差A S和该强度变化部分的宽度Wsig与缺陷的实际宽度对比，并且得到它们之间的相关性。作为结果，本专利技术人发现，即使缺陷尺寸小于检验光学系统的标称分辨率时，基于为下式(I)的转换公式计算的Wcal也有利地对应于缺陷的实际宽度，并实现了本专利技术。Wcal = WsigX ( Δ S/Ssat)T (I)该公式中，T为满足0.5彡T彡0.6关系的常数。因此，本专利技术提供以下的光掩模坯料缺陷尺寸的评价方法、以下的光掩模坯料的选择方法和以下的光掩模坯料的制造方法。因此，在一个方面中，本专利技术提供光掩模坯料缺陷尺寸的评价方法，该评价方法为评价其中至少一层薄膜在基体上形成的光掩模还料的表面中的缺陷尺寸的方法。该评价方法包括步骤:(Al)制备具有其宽度已知并且至少为检验光学系统的标称分辨率的缺陷的参考光掩模还料；(A2)将该缺陷的位置对准于检验光学系统的检验位置；(A3)设定检验光学系统的光学条件；(A4)用检验光照射参考光掩模坯料；(A5)通过检验光学系统的物镜将用检验光照射的参考光掩模坯料的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；(A6)识别该放大图像的光强度分布范围中的强度变化部分；(A7)得到该强度变化部分的光强度的最大值与最小值之差Ssat ;(BI)制备具有其宽度小于检验光学系统标称分辨率的针孔缺陷的检验-目标光掩模坯料；(B2)将针孔缺陷的位置对准于检验光学系统的检验位置；(B3)将检验光学系统的光学条件设定为(A3)步骤中设定的光学条件； (B4)用检验光照射检验-目标光掩模坯料；(B5)通过检验光学系统的物镜将用检验光照射的检验-目标光掩模坯料的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；(B6)识别该放大图像的光强度分布范围中的强度变化部分；(B7)得到该强度变化部分的光强度的最大值与最小值之差Δ S ;(B8)识别强度变化部分的两端作为针孔缺陷的边缘并且得到强度变化部分的宽度作为针孔缺陷的表观宽度Wsig ;以及(B9)基于以下公式(I)由针孔缺陷的表观宽度Wsig和光强度差Ssat及Δ S计算Wcal，并且将Wcal估算为针孔缺陷的宽度，Wcal = WsigX ( 本文档来自技高网...
【技术保护点】
光掩模坯料缺陷尺寸的评价方法，该评价方法为评价其中至少一层薄膜在基体上形成的光掩模坯料的表面中的缺陷尺寸的方法。该评价方法包括步骤：(A1)制备具有其宽度已知并且至少为检验光学系统的标称分辨率的缺陷的参考光掩模坯料；(A2)将该缺陷的位置对准于检验光学系统的检验位置；(A3)设定检验光学系统的光学条件；(A4)用检验光照射参考光掩模坯料；(A5)通过检验光学系统的物镜将用检验光照射的参考光掩模坯料的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；(A6)识别该放大图像的光强度分布范围中的强度变化部分；(A7)得到该强度变化部分的光强度的最大值与最小值之差Ssat；(B1)制备具有其宽度小于检验光学系统标称分辨率的针孔缺陷的检验‑目标光掩模坯料；(B2)将针孔缺陷的位置对准于检验光学系统的检验位置；(B3)将检验光学系统的光学条件设定为(A3)步骤中设定的光学条件；(B4)用检验光照射检验‑目标光掩模坯料；(B5)通过检验光学系统的物镜将用检验光照射的检验‑目标光掩模坯料的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；(B6)识别该放大图像的光强度分布范围中的强度变化部分；(B7)得到该强度变化部分的光强度的最大值与最小值之差ΔS；(B8)识别该强度变化部分的两端作为针孔缺陷的边缘并且得到该强度变化部分的宽度作为针孔缺陷的表观宽度Wsig；以及(B9)基于以下公式(1)由针孔缺陷的表观宽度Wsig和光强度差Ssat及ΔS计算Wcal，并且将Wcal估算为针孔缺陷的宽度,Wcal＝Wsig×(ΔS/Ssat)T (1)其中T为满足0.5≤T≤0.6关系的常数。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：寺泽恒男，木下隆裕，岩井大祐，福田洋，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
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