光掩模坯的缺陷检查方法、分选方法和制备方法技术

本发明专利技术公开了检查存在于包括光学膜和薄膜的光掩模坯的表面部的缺陷的方法。该方法包括：选择和指定对应于光掩模坯的光学膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形状的标准和检查处理工序；基于指定的检查处理工序，施加检查光至包括缺陷的区域，同时保持缺陷和检查用光学系统的物镜之间的距离，通过该检查用光学系统将来自被检查光照射的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；以及基于指定的用于判定的标准，从该放大图像的光强度分布判定缺陷的凹凸形状。

【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，涉及有效判定带有存在于光掩模坯中10nm以下厚度的薄膜中的微小缺陷的表面的凹凸形状(鼓起/凹坑形状)的技术。本专利技术还涉及基于应用该缺陷检查方法以判定光掩模坯中的缺陷的凹凸形状的光掩模坯分选方法和光掩模坯制备方法。
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衬底(半导体晶片)上。通过在用光学膜形成的基底(掩模坯)中形成电路图制备转印掩模。这样的光学膜通常为主要由过渡金属化合物组成的膜或者主要由含过渡金属的硅化合物组成的膜。作为光学膜，根据目的选择用作遮光膜的膜或用作相移膜的膜。此外，为了高精度加工光学膜的目的可以形成硬掩模膜作为加工助膜。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。这自然导致也要求光掩模坯无缺陷。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膜的光掩模坯上，并且通过普通的光刻工艺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，关于光掩模和光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，特别记载了其中将不对称赋予检测信号以判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)光用作检查光以判定EUV掩模坯中缺陷的凹凸形状的技术。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)的方法而最终形成具有与曝光波长相比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，在掩模坯制备阶段，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，鼓起缺陷对掩模图案形成可能未必是致命的，尽管这取决于缺陷的高度。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中记载的检查装置采用了光学的缺陷检测方法。光学的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，专利文献1至4中记载的检查装置提供如下方法，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，可判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记载了用于判定相缺陷的凹凸形状的方法，但在该情形中的检查物体被局限于EUV掩模坯。然而，根据联合使用原子力显微镜或者电子显微镜进行的检查实验，发现，存在其中光掩模坯中缺陷的凹凸形状不能通过考察相关光掩模坯的检查信号的亮部和暗部的布局(位置关系)的方法判定的情形。具体地，发现，对于相关凹坑缺陷如针孔缺陷的检查信号，在一些情形中用于区分凹凸形状的亮部和暗部之间的位置关系可能不清晰，并且在一些情形中被判定为凹坑缺陷的缺陷可能包括鼓起缺陷。尤其是，用于高级的光掩模加工的加工助膜如硬掩模膜可能具有例如10nm以下的厚度，发现，刚提到的问题可能发生在这样的薄膜中存在的缺陷的凹凸形状的判定中。专利文献1至4中记载的缺陷检查方法未必可以精确地判定缺陷的凹凸形状。而且，专利文献5中记载的缺陷检查方法为其可应用于EUV掩模坯的固有的相缺陷但是不易应用于当前主流的氟化氪(KrF)光刻法中使用的光掩模坯的方法。因此，需要建立一种技术，通过该技术可高度精确地判定存在于厚度降低的硬掩模膜的缺陷的凹凸形状，这根据常规技术难以实现。因此，本专利技术的目的是提供缺陷检查方法、基于应用该缺陷检查方法的光掩模坯分选方法、光掩模坯制备方法，通过该缺陷检查方法可在使用光学的缺陷检查方法时高度精确地判定缺陷的凹凸表面形状,尤其提供检查存在于厚度10nm以下的薄膜、如用作加工掩模图案中的加工助膜的硬掩模膜中的缺陷的方法。为了实现上述需要，本专利技术人通过利用光学检测方法的实际测量并通过模拟，做出用于检查存在于厚度10nm以下的薄膜、如在光学膜上形成的硬掩模膜中的缺陷的方法的研究。其研究的结果，本专利技术人发现，基于光学检查方法的观测的图像的光强度的亮度/暗度的变化与光强度的亮部和暗部的位置关系因不同的检测模式而不同，取决于光学膜和其上形成的薄膜相对于检查光的反射率和复折射率的值等。于是，作为其进一步研究的结果，本专利技术人发现，当根据光学膜和薄膜的模式和缺陷模式确定用于判定缺陷的凹凸形状的检查处理工序和标准，通过光学检测方法，根据用于判定的标准和检查处理工序，收集缺陷的检查图像，评价检查图像的光强度分布(光强度轮廓)、特别是亮部和暗部的位置关系、亮部和暗部的光强度或者强度差时，于是，可以更准确地彼此区分凹坑缺陷和鼓起缺陷。基于这些发现，专利技术人完成了本专利技术。本专利技术的一方面中，提供通过使用检查光学系统检查存在于光掩模坯表面部的缺陷的方法，该光掩模坯包括形成在基底上的光学膜，以及接触基底相对的光学膜侧而形成的薄膜，该薄膜作为最外表面层而形成。该方法包括：(A1)准备光掩模坯的步骤；(A2)选择和指定对应于光掩模坯的光学膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形状的标准以及检查处理工序的步骤；(A3)移动光掩模坯以将缺陷移到检查用光学系统的观测位置中的步骤，基于步骤(A2)中指定的检查处理工序，施加检查光至包括缺陷的区域，同时保持缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离，和通过该检查用光学系统将来自被检查光照射的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；以及(A4)基于步骤(A2)中指定的用于判定的标准，从该放大图像的光强度分布判定缺陷的凹凸形状的步骤。在该缺陷检查方法中，优选地，步骤(A4)包括：将该放大图像的缺陷部的光强度水平变化与该缺陷的周边部的光强度水平比较的处理；以及将比较处理的结果与用于判定的标准比较的处理。在该缺陷检查方法中，优选地，步骤(A3)中的距离本文档来自技高网...

【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的缺陷的方法，该光掩模坯包括形成在基底上的光学膜，以及接触基底相对的光学膜侧而形成的薄膜，该薄膜作为最外表面层而形成，该方法包括：(A1)准备光掩模坯的步骤；(A2)选择和指定对应于光掩模坯的光学膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形状的标准以及检查处理工序的步骤；(A3)移动光掩模坯以将缺陷移到检查用光学系统的观测位置中的步骤，基于步骤(A2)中指定的检查处理工序，施加检查光至包括缺陷的区域，同时保持缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离，和通过该检查用光学系统将来自被检查光照射的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；以及(A4)基于步骤(A2)中指定的用于判定的标准，从该放大图像的光强度分布判定缺陷的凹凸形状的步骤。

【技术特征摘要】
2015.09.04 JP 2015-1746841.通过使用检查用光学系统检查存在于光掩模坯表面部的缺陷的方法，该光掩模坯包括形成在基底上的光学膜，以及接触基底相对的光学膜侧而形成的薄膜，该薄膜作为最外表面层而形成，该方法包括：(A1)准备光掩模坯的步骤；(A2)选择和指定对应于光掩模坯的光学膜和薄膜的模式的用于判定缺陷的凹凸形状的标准以及检查处理工序的步骤；(A3)移动光掩模坯以将缺陷移到检查用光学系统的观测位置中的步骤，基于步骤(A2)中指定的检查处理工序，施加检查光至包括缺陷的区域，同时保持缺陷与检查用光学系统的物镜之间的距离，和通过该检查用光学系统将来自被检查光照射的区域的反射光作为该区域的放大图像聚集；以及(A4)基于步骤(A2)中指定的用于判定的标准，从该放大图像的光强度分布判定缺陷的凹凸形状的步骤。2.权利要求1的方法，其中步骤(A4)包括：将该放大图像的缺陷部的光强度水平变化与该缺陷的周边部的光强度水平比较的处理；以及将比较处理的结果与用于判定的标准比较的处理。3.权利要求1的方法，其中步骤(A3)中的距离为焦距，步骤(A3)中检查光施加条件是该检查光为非偏振光。4.权利要求1的方法，其中步骤(A2)的检查处理工序包括关于步骤(A3)的多种检查条件，并且对于在该检查处理工序中包括的全部检查条件将步骤(A3)依序执行之后实施步骤(A4)。5.权利要求4的方法，其中多种检查条件包括其中步骤(A3)中的距离为焦距的检查条件以及其中骤(A3)中的距离为离焦量的检查条件。6.权利要求4的方法，其中多种检查条件包括：其中步骤(A3)中的距离为焦距的检查条件，其中步骤(A3)中的距离为正离焦量的检查条件，以及其中步骤(A3)中的距离为负离焦量的检查条件。7.权利要求4的方法，其中多种检查条件包括：其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是非偏振光的检查条件，以及其中步骤(A3)中的检查光施加条件为检查光是偏振光的检查条件。8.权利要求4的方法，其中多种检查条件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺泽恒男，横畑敦，岩井大祐，木下隆裕，福田洋，
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