DE112016004904B4

DE112016004904B4 - Überprüfungsmethode und Überprüfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016004904B4
Application number: DE112016004904.8T
Authority: DE
Inventors: Hiromu Inoue; Nobutaka Kikuiri
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2036-10-27
Also published as: TWI618977B; JP2017083270A; KR102071942B1; TW201721284A; DE112016004904T5; KR20180059495A; US20180232873A1; US10572995B2; WO2017073604A1; JP6527808B2

Abstract

Überprüfungsmethode, umfassend: Erfassen erster optischer Bilddaten eines auf einer Maske angeordneten Musters durch Bestrahlung der Maske mit Licht, das von einer Lichtquelle über ein erstes optisches System ausgestrahlt wird, und Richten des von der Maske durchgelassenen oder reflektierten Lichts, um auf eine Bildaufnahmevorrichtung aufzutreffen;Erfassen zweiter optischer Bilddaten des Musters durch Bestrahlung der Maske mit Licht, das von der Lichtquelle über ein zweites optisches System ausgestrahlt wird, und Richten des von der Maske durchgelassenen oder reflektierten Lichts, um auf die Abbildungsvorrichtung zu treffen, wobei das zweite optische System eine geringere Auflösung als das erste optische System hat und ein optisches System einer Belichtungsvorrichtung simuliert, das verwendet wird um das Muster der Maske auf einen Halbleiterwafer zu übertragen;Erzeugen erster Referenzbilddaten, die den ersten optischen Bilddaten entsprechen, und zweiter Referenzbilddaten, die den zweiten optischen Bilddaten entsprechen, basierend auf korrigierten Konstruktionsdaten, wobei die korrigierten Konstruktionsdaten durch Korrigieren von Konstruktionsdaten für das Muster der Maske im Hinblick auf Formen und Abmessungen des Musters der Maske erzeugt werden, die gemäß einem Herstellungsverfahren der Maske und/oder einem Herstellungsverfahren eines herzustellenden Halbleiterbauelements durch Übertragen des Musters der Maske auf den Halbleiterwafer bestimmt werden;Detektieren eines Defekts des Musters in den ersten optischen Bilddaten durch Vergleich der ersten optischen Bilddaten mit den ersten Referenzbilddaten;Detektieren eines Defekts des Musters in den zweiten optischen Bilddaten durch Vergleichen der zweiten optischen Bilddaten mit den zweiten Referenzbilddaten; undBestimmen, ob der erkannte Defekt in den ersten optischen Bilddaten ein echter Defekt oder ein falscher Defekt in Bezug auf die Information des erkannten Defekts in den zweiten optischen Bilddaten ist, und Bewerten der Übertragbarkeit des erkannten Defekts auf den Halbleiterwafer.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die gegenwärtige Erfindung entspricht generell einer Überprüfungsmethode und einer Überprüfungsvorrichtung, und entspricht speziell einer Überprüfungsmethode und einer Überprüfungsvorrichtung um eine Maske durch den Die-Zu-Datenbank-Vergleich zu überprüfen.
HINTERGRUND
In einem Herstellungsprozess eines Halbleiterbauelementes wird ein auf einer Maske gebildetes Muster auf einen Wafer (Halbleitersubstrat) mittels einer Verkleinerungsprojektionsbelichtungsvorrichtung übertragen. Konkret verkleinert eine Belichtungsvorrichtung, der ein Stepper oder ein Scanner genannt wird, ein Schaltungsmuster, das auf einer Maske in der Größe von ungefähr einem Viertel zu einem Fünftel bereitgestellt ist und projektiert das Muster auf den Wafer.
Neuerdings, neben hoher Häufung und hoher Kapazität von hochintegrierten Schaltkreisen (LSI), verschmälert sich dich Breite der Schaltkreise, die für Halbleiterbauelemente gebraucht werden. Zusammen mit dieser Tendenz wird die Breite der Linien eines Musters die sich auf einer Maske bilden, schmaler. Beispielsweise ist es in neueren typischen Logikbausteinen erforderlich, ein Muster mit einer Linienbreite von mehreren zehn Nanometern zu bilden.
Die Herstellung der LSIs verursacht hohe Kosten. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Erträge in einem Herstellungsprozess zu erhöhen. Beispiele für wichtige Faktoren, die die Herstellungsleistung von LSIs verringern, sind ein Defekt eines auf einer Maske gebildeten Musters und eine Schwankung der Verarbeitungsbedingungen in einem Herstellungsprozess eines Halbleiterbauelements. Um die Faktoren zu eliminieren, wird der Defekt der Maske durch eine Überprüfung erkannt, oder es wird eine Marge für die Schwankungen der Verarbeitungsbedingungen bereitgestellt.
Eine Methode zur Sicherstellung der Marge für die Fluktuation der Verarbeitungsbedingungen beinhaltet eine Verbesserung der Dimensionsgenauigkeit des Musters der Maske. Wie oben beschrieben, ist die Miniaturisierung des Maskenmusters im Gange. Aus den oben beschriebenen Gründen ist es bei der Überprüfung der Maske erforderlich, einen Unterschied in Form und Abmessungen eines feinen Musters als Defekt zu erkennen. Insbesondere ist es erforderlich, einen Formdefekt zu erkennen, wie zum Beispiel einen Kurzschlussdefekt, bei dem Leitungen kurzgeschlossen sind, und einen offenen Defekt, bei dem eine Leitung getrennt wird, sowie einen Defekt, der durch einen ungeeigneten Abstand zwischen benachbarten Mustern aufgrund einer Linienbreitenabweichung des Musters oder einer Lageabweichung des Musters verursacht wird.
Als eine der Methoden zur Bildung eines feinen Schaltungsmuster gibt es die optische Nahbereichskorrektur (OPC) Technik. Die OPC-Technik wird verwendet, um ein auf einer Maske zu formendes Muster vorab so zu korrigieren, dass ein auf einem Wafer zu formendes Muster mit dem Designmuster übereinstimmt.
Bei der OPC-Technik ist auf der Seite eines Hauptmusters ein Assistenzmuster angeordnet. Dadurch wird die Lichtenergie des auf einen Bereich des Hauptmusters einfallenden Lichts sichergestellt und die Formbarkeit des Hauptmusters auf dem Wafer verbessert. Das Assistenzmuster wird nicht auf den Wafer übertragen, und selbst wenn bei der Überprüfung der Maske ein Defekt in dem Assistenzmuster erkannt wird, führt der Defekt nicht zu einem praktischen Problem. Daher sollte ein solcher Defekt als Fehlerdefekt von einem echten Defekt unterschieden werden.
In den Masken der letzten Zeit, in denen die Miniaturisierung voranschreitet, wird es jedoch schwierig, zwischen dem echten Defekt und dem Fehlerdefekt zu unterscheiden. Das heißt, es ist schwierig festzustellen, ob ein erkannter Defekt ein Defekt ist, der als echter Defekt erkannt werden soll, indem man einfach die anhand der Konstruktionsdaten erzeugten Referenzbilddaten mit den optischen Bilddaten des von der Überprüfungsvorrichtung erfassten Musters vergleicht.
Es wird vorgeschlagen, Simulation in die Methode zur Bestimmung eines Defekts zu integrieren.
Beispielsweise beschreibt die japanische Patentanmeldung JP 2012-252055 A eine Überprüfungsmethode, bei der eine Simulation des optischen Systems der Prüfvorrichtung durchgeführt wird, um Informationen über die Form des Musters der Maske zu erhalten, das bei der Prüfung der Maske durch die Prüfvorrichtung erkannt werden soll. Anhand der Informationen wird festgestellt, ob sich das Ergebnis der Prüfung in einem akzeptablen Bereich befindet oder nicht.
Japanische Patentanmeldung JP 2009 - 105430 A offenbart eine Methode zur Simulation eines lithografischen Designs mit einer Anzahl von Polygonen, die in einem vorgegebenen Bereich angeordnet sind. Konkret wird in der japanischen Patentanmeldung JP 2009-105430 A , 4 gezeigt, dass ein räumliches Bild mit Hilfe eines Bitmap-Bildes auf Basis von Polygondesigndaten (Box 126) erzeugt wird und die Lack-Modellierung oder Simulation mit Hilfe des räumlichen Bildes (Box 128) durchgeführt wird. Weiterhin enthüllt 7 der japanischen Patentanmeldung JP 2009-105430 A eine Technik zur Schätzung des räumlichen Bildes des Wafers durch Simulation, basierend auf dem optischen Bild, das durch die Maskenüberprüfungsvorrichtung erhalten wurde. Diese Techniken können Korrektheit und Defekthaftigkeit in dem räumlichen Bild des Wafers oder in der Eigenschaft des Wafers, die als Ergebnis des Waferherstellungsprozesses erhalten wurde, wie zum Beispiel eine Reaktion eines Fotolacks mit Hilfe von Belichtungslicht, erkennen.
Die japanische Publikation JP 2001516898 A beschreibt, dass 1) es in dem Maskenüberprüfungssystem wichtig ist, festzustellen, ob ein Defekt unter einer bestimmten Bedingung in dem lithografischen Prozess auf einen Fotolack in der unteren Schicht übertragen wird oder nicht; 2) wenn der Defekt der Maske nicht gedruckt wird oder den Lithographieprozess nicht beeinflusst, eine akzeptable Lithographie auch bei Verwendung der Maske einschließlich des Defekts erreicht werden kann. Die japanische Publikation JP 2001516898 A offenbart außerdem die Überprüfungsvorrichtung, das ein defektes Flächenbild einschließlich eines Teils des Maskenbildes erhält, um ein simuliertes Bild zu erzeugen. Dieses simulierte Bild beinhaltet eine Simulation eines auf den Wafer übertragenen Bildes.
JP 2006200 944 A beschreibt ein Verfahren zur Untersuchung der Fehlerhaftigkeit einer Probe wobei Referenzmusterdaten mit Messmusterdaten verglichen werden und, falls ein Schwellwert überschritten wird, ein Fehler detektiert wird, wobei die Pixelgröße im Falle leicht zu übersehender Fehler angepasst wird.
Jedoch erfordert die Simulation verschiedene Parameter und hat Schwierigkeiten, bei denen die Einstellung eines Schwellenwerts für die Unterscheidung zwischen einem echten Defekt und einem falschen Defekt mehrdeutig wird. Weiterhin besteht auch eine Schwierigkeit, dass ein Unterschied zwischen den Simulationsergebnis und den tatsächlichen Überprüfungsergebnis in Abhängigkeit von der Art des auf der Maske zu bildenden Musters oder der Qualität der Maske auftritt.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht solcher Umstände bereitgestellt. Namentlich ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Überprüfungsmethode und einer Überprüfungsvorrichtung, die eine genaue Prüfung bei gleichzeitiger Reduzierung von Fehlerdefekten durchführen können.
Andere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibungen klar.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Überprüfungsmethode, die folgendes umfasst:

Erfassen erster optischer Bilddaten eines auf einer Maske angeordneten Musters durch Bestrahlung der Maske mit Licht, das von einer Lichtquelle über ein erstes optisches System ausgestrahlt wird, und Richten des von der Maske durchgelassenen oder reflektierten Lichts, um auf eine Bildaufnahmevorrichtung aufzutreffen;
Erfassen zweiter optischer Bilddaten des Musters durch Bestrahlung der Maske mit Licht, das von der Lichtquelle über ein zweites optisches System ausgestrahlt wird, und Richten des von der Maske durchgelassenen oder reflektierten Lichts, um auf die Abbildungsvorrichtung zu treffen, wobei das zweite optische System eine geringere Auflösung als das erste optische System hat und ein optisches System einer Belichtungsvorrichtung simuliert, das verwendet wird um das Muster der Maske auf einen Halbleiterwafer zu übertragen;
Erzeugen erster Referenzbilddaten, die den ersten optischen Bilddaten entsprechen, und zweiter Referenzbilddaten, die den zweiten optischen Bilddaten entsprechen, basierend auf korrigierten Konstruktionsdaten, wobei die korrigierten Konstruktionsdaten durch Korrigieren von Konstruktionsdaten für das Muster der Maske im Hinblick auf Formen und Abmessungen des Musters der Maske erzeugt werden, die gemäß einem Herstellungsverfahren der Maske und/oder einem Herstellungsverfahren eines herzustellenden Halbleiterbauelements durch Übertragen des Musters der Maske auf den Halbleiterwafer bestimmt werden;
Detektieren eines Defekts des Musters in den ersten optischen Bilddaten durch Vergleich der ersten optischen Bilddaten mit den ersten Referenzbilddaten;
Detektieren eines Defekts des Musters in den zweiten optischen Bilddaten durch Vergleichen der zweiten optischen Bilddaten mit den zweiten Referenzbilddaten; und
Bestimmen, ob der erkannte Defekt in den ersten optischen Bilddaten ein echter Defekt oder ein falscher Defekt in Bezug auf die Information des erkannten Defekts in den zweiten optischen Bilddaten ist, und Bewerten der Übertragbarkeit des erkannten Defekts auf den Halbleiterwafer.

Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Formen und die Dimension des nach dem Herstellungsverfahren des Halbleiterbauelements bestimmten Musters anhand eines Unterschieds zwischen einem gemessenen Wert und einem Konstruktionswert der Dimensionen eines bestimmten Teils des Musters der Maske geschätzt werden.
In der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass:

das Erzeugen der ersten Referenzbilddaten und der zweiten Referenzbilddaten ein Filtern der aufgrund der korrigierten Konstruktionsdaten erzeugten Bilddaten umfasst, und
das Einstellen der Simulation von Eigenschaften der Auflösungen des ersten optischen Systems und des zweiten optischen Systems und von Parametern der Bilderzeugung der Bildaufnahmevorrichtung, um jeweils einen Unterschied zwischen den ersten optischen Bilddaten und den ersten Referenzbilddaten und einen Unterschied zwischen den zweiten optischen Bilddaten und den zweiten Referenzbilddaten zu minimieren.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Überprüfungsmethode, die folgendes umfasst:

Erfassen optischer Bilddaten eines auf einer Maske angeordneten Musters durch Bestrahlung der Maske mit Licht, das von einer Lichtquelle über ein optisches System ausgestrahlt wird, und Richten des von der Maske durchgelassenen oder reflektierten Lichts, um auf eine Bildaufnahmevorrichtung zu treffen;
Erzeugen von Referenzbilddaten, die den optischen Bilddaten entsprechen, basierend auf korrigierten Konstruktionsdaten, wobei die korrigierten Konstruktionsdaten durch Korrigieren von Konstruktionsdaten für das Muster der Maske im Hinblick auf Formen und Abmessungen des Musters der Maske erzeugt werden, die gemäß einem Herstellungsverfahren der Maske und/oder einem Herstellungsverfahren eines herzustellenden Halbleiterbauelements durch Übertragen des Musters der Maske auf den Halbleiterwafer bestimmt werden;
Detektieren eines Defekts des Musters in den optischen Bilddaten durch Vergleich der optischen Bilddaten mit den Referenzbilddaten;
Schätzen einer Form des auf den Halbleiterwafer zu übertragen Defekts mittels optischer Bilddaten des Defekts des in den optischen Bilddaten erfassten Musters, der den optischen Bilddaten entsprechenden Referenzdaten, und den korrigierten Konstruktionsdaten des Musters, und Schätzen eines ersten Übertragungsbildes, wie es auf den Halbleiterwafer übertragen wird, basierend auf Daten, in denen Informationen der geschätzten Form des Defekts zu den korrigierten Konstruktionsdaten, mittels einer Bedingung, bei der die auf der Maske ausgerichteten Muster auf den Halbleiterwafer übertragen werden, hinzugefügt werden;
Schätzen eines zweiten Übertragungsbildes eines auf einen Halbleiterwafer zu übertragenden Musters, basierend auf entsprechenden Daten, mittels einer Bedingung, bei der das Muster der Maske auf den Halbleiterwafer übertragen wird; und
Bestimmen, ob der detektierte Defekt echt oder falsch ist, durch Vergleichung des ersten Übertragungsbildes und des zweiten Übertragungsbildes und Auswertung von Übertragbarkeit des detektierten Defekts auf den Halbleiterwafer.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Überprüfungsvorrichtung mit:

einer Lichtquelle;
einem Objekttisch, auf dem eine Maske platziert ist;
einem optischen System mit einer variablen numerischen Apertur und das ein von der Lichtquelle ausgestrahltes Licht richtet, um den Objekttisch zu bestrahlen;
einer Bildaufnahmevorrichtung, die optische Bilddaten von der auf den Objekttisch platzierten Maske erfasst, indem ein von der Lichtquelle ausgestrahltes Licht durch das optische System gerichtet und von der Maske durchgelassen oder reflektiert wird, um auf die Bildaufnahmevorrichtung aufzutreffen;
einem Referenzbilderzeuger, der Referenzbilddaten, die den optischen Bilddaten entsprechen, basierend auf korrigierten Konstruktionsdaten erzeugt, wobei die korrigierten Konstruktionsdaten durch Korrektur der Konstruktionsdaten für die Muster der Maske im Hinblick auf Formen und Abmessungen des Musters der Maske erzeugt werden, die gemäß einem von einem Herstellungsverfahren der Maske und/oder einem Herstellungsverfahren einer durch Übertragung des Musters der Maske auf einen Halbleiterwafer herzustellenden Halbleiterbauelements bestimmt werden;
einem Vergleicher, der die optischen Bilddaten mit Referenzbilddaten vergleicht, um einen Defekt des Musters in den optischen Bilddaten zu detektieren; und
einem Defektanalysator, der den in dem Vergleicher detektierten Defekt analysiert, indem erste optische Bilddaten, die von der Abbildungsvorrichtung mittels der numerischen Apertur als einen Wert, der erforderlich ist um einen Defekt des Musters zu detektieren, mit ersten Referenzbilddaten, die von dem Referenzbilderzeuger erzeugt wurden, vergleicht, basierend auf Informationen über einen in dem Vergleicher detektierten Defekt, der durch Vergleichen von zweiten optischen Bilddaten, die von der Abbildungsvorrichtung mittels der numerischen Apertur als einen Wert erfasst werden, der ein optisches System einer Belichtungsvorrichtung simuliert, die zur Übertragung des Musters auf den Halbleiterwafer verwendet werden soll, mit zweiten Referenzbilddaten, die vom Referenzbilderzeuger erzeugt werden, erfasst wird.

Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Überprüfungsmethode dar, die eine genaue Überprüfung während Reduzierung von Fehlerdefekten ermöglicht.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine andere Überprüfungsmethode dar, die eine genaue Überprüfung während Reduzierung von Fehlerdefekten ermöglicht.
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Überprüfungsvorrichtung dar, die eine genaue Überprüfung während Reduzierung von Fehlerdefekten ermöglicht.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm der Konfiguration einer Überprüfungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Konfiguration eines optischen Beleuchtungssystems nach der ersten Verkörperung zeigt.
3 ist ein schematisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer geprüften Fläche einer Maske mit Streifen und Rahmen zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm einer Überprüfungsmethode nach der ersten Ausführungsform.
5 ist eine schematische Darstellung der Konfiguration einer Überprüfungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform.
6 ist ein Flussdiagramm einer Überprüfungsmethode nach der zweiten Ausführungsform.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG
1. Ausführungsform
1 ist ein schematisches Diagramm der Konfiguration einer Überprüfungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform. Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Überprüfungsvorrichtung 100 einen Konfigurationsteil A, der optische Bilddaten eines Überprüfungsziels erfasst, und einen Konfigurationsteil B, der die für die Überprüfung notwendige Verarbeitung mittels der von dem Konfigurationsteil A erfassten optischen Bilddaten durchführt. Der Konfigurationsteil A erfasst ein optisches Bild des Überprüfungsziels, um optische Bilddaten entsprechend dem optischen Bild auszugeben.
Beispiele für das Überprüfungsziel sind eine Maske, die in der Fotolithographie verwendet wird. Die Maske hat eine Konfiguration, bei der ein vorgegebenes Muster auf einer Hauptoberfläche eines Trägermaterials, wie zum Beispiel einem transparenten Glassubstrat, angeordnet ist. Der Konfigurationsteil A gibt dem Muster entsprechende optische Bilddaten aus. In dieser Beschreibung können optische Bilddaten eines Musters einer Maske einfach als optische Bilddaten der Maske bezeichnet werden. Andererseits vergleicht der Konfigurationsteil B Referenzbilddaten, die mittels einer vorbestimmten Referenzbilderzeugungsfunktion, die auf Konstruktionsdaten des Musters der Maske basiert, erzeugt wurden, mit den von dem Konfigurationsteil A ausgegebenen optischen Bilddaten, um einen Defekt des Musters der Maske zu detektieren. In dieser Beschreibung kann das Muster der Maske als ein Überprüfungsziel bezeichnet werden.
Die Konfiguration A umfasst einen Objekttisch 101, die in eine horizontale Richtung (X-Achsenrichtung und Y-Achsenrichtung) und einer Drehrichtung (θ-Achsenrichtung); ein Laserlängenmesssystem 102, dass eine Position des Objekttisches 101 Mist; eine Lichtquelle 103, die ein Licht mit einer vorbestimmten Wellenlänge ausstrahlt; ein optisches Beleuchtungssystem 200 das Licht von der Lichtquelle 103 auf einer Maske Ma strahlt, eine Bildaufnahmevorrichtung 104, die optische Bilddaten der Maske Ma erzeugt; und ein Autolader 105, der die Maske Ma auf den Objekttisch 101 platziert.
Der Objekttisch 101 wird von einem X-Achsenmotor M1, einem Y-Achsenmotor M2 und einem θ-Achsenmotor M3 angetrieben. Diese Motoren (M1, M2, und M3) werden von einem Objekttischregler 114 gesteuert. Als Antriebsmechanismus der Motoren können zum Beispiel Luftschieber und Linearmotoren oder Schrittmotoren in Kombination benutzt werden.
Obwohl auf eine detaillierte Darstellung verzichtet wird, enthält das Laserlängenmesssystem 102 ein Laserinterferonmeter, wie zum Beispiel ein Heterodyne-Interferonmeter. Das Laserinterferonmeter misst Positionskoordinaten des Objekttisches 101 durch Anlegen und Empfangen von Laserlicht zwischen den jeweiligen Spiegeln für die x-Achse und für die Y-Achse des Objekttisches 101. Von dem Laserlängenmesssystem 102 erhaltene Messdaten werden an eine Positionsinformationseinheit 113 gesendet. Das Verfahren zur Messung der Positionskoordinaten des Objektstisches 101 ist nicht auf das Verfahren mittels Laserinterferometer beschränkt, und es kann ein Verfahren mittels magnetischen oder optischen Längenmessvorrichtung eingesetzt werden.
Was die Lichtquelle 103 betrifft, um eine Überprüfung eines Defekts einer Maske für eine Vorrichtung mit einem Haft-Pitch von 20 nm oder weniger zu ermöglichen, so ist eine Lichtquelle mit einer Wellenlänge nahe einer in Fotolithographie genutzten Wellenlänge von 193 nm geeignet. Zum Beispiel kann ein Pulslaser verwendet werden, der ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von 199 nm ausstrahlt.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration des optischen Beleuchtungssystems 200 zeigt.
In 2 umfasst die Lichtquelle 103 ein Substrat 103a und eine Vielzahl von auf dem Substrat 103a geformten laserausstrahlenden Oberflächenelementen 103b. Für das Substrat 103a wird zum Beispiel ein Siliziumwafer verwendet. Die laserausstrahlenden Oberflächenelemente 103b sind Elemente, die auf einem Siliziumwafer auf einer mit dem Herstellungsprozess von Halbleiterbauelementen vergleichbaren Weise geformt sind und eine Grundwelle eines Ultraviolettstrahls ausstrahlen.
Das optische Beleuchtungssystem 200 umfasst eine Lichtsammellinse 200a, einer Beleuchtungsblende 200b, einer Fokuslinse 200c, eine Aperturblende 200d, und einer Kondensatorlinse 200e. Diese Komponenten sind in einer sequenziellen Reihenfolge, von der Seite der Lichtquelle 103 Richtung der Maske Ma, entlang einer optischen Achse des von der Lichtquelle 103 ausgestrahlten Lichts, angeordnet. Die Reihenfolge der die Komponenten angeordnet sind ist nicht auf die oben beschriebene Reihenfolge beschränkt; sie können zum Beispiel so angeordnet sein, dass sich die Beleuchtungsblende 200b auf der nachgelagerten Seite der Aperturblende 200d befindet. Das optische Beleuchtungssystem 200 kann andere Elemente als 2 gezeigt enthalten. Beispielsweise kann das optische Beleuchtungssystem 200 ein Mittel enthalten, das das von der Lichtquelle 103 ausgestrahlte Licht auf einen optischen Pfad, der die Maske Ma zur Transmission beleuchtet, und auf einen optischen Pfad, der die Maske Ma zur Reflexion beleuchtet, teilt, ein Mittel, dass das Licht in zirkular polarisiertes Licht, linear polarisiertes Licht etc. umwandelt, und ein Mittel, dass die Form der Lichtquelle in einen Punkt, eine ringförmige Form etc. ändert.
Von der Lichtquelle 103 ausgestrahltes Licht ist von der Lichtsammellinse 200a gesammelt und dann durch die Beleuchtungsblende 200b geleitet. Danach wird dieses Licht durch die Fokuslinse 200c zu der Aperturblende 200d fokussiert. Durch die Aperturblende 200d geleitete Licht wird durch die Kondensatorlinse 200e geleitet und beleuchtet dann die Maske Ma.
Der Abstand zwischen der Kondensatorlinse 200b und der Maske Ma wird auf einen Abstand eingestellt, indem ein Bild der Beleuchtungsblende 200d auf der Oberfläche der Maske Ma entsteht. Die beleuchtete Fläche auf der Oberfläche der Maske Ma wird mittels Änderung der Größe der Beleuchtungsblende geändert. Andererseits befindet sich die Aperturblende 200d in einer Fokuslage der Kondensatorlinse 200e. Das Licht, dass ein Bild auf der Aperturblende 200d bildet, wird durch die Kondensatorlinse 200e geleitet, wodurch paralleles Licht entsteht und somit das Licht nicht auf der Oberfläche der Maske Ma ein Bild bildet.
Eine numerische Blende NA des optischen Beleuchtungssystems 200 kann sukzessiv mittels Änderung der Größe der Aperturblende 200d geändert werden. Desto größer die numerischer Apertur NA, desto höher die Auflösung und desto kleiner die numerischer Apertur NA, dass du kleiner die Auflösung. In einer Überprüfungsvorrichtung, die eine hohe Auflösung erfordert, kann die numerische Apertur NA ihres optischen Systems zum Beispiel 0,75 bis 0,85 betragen. Im Gegenzug, da die Auflösung einer Belichtungsvorrichtung, die zur Übertragung eines auf einer Maske Ma bereitgestellten Musters auf einen Wafer (einem Halbleitersubstrat) in einem Herstellungsprozess eines Halbleiterbauelements verwendet wird, geringer ist als die der Überprüfungsvorrichtung, kann die numerische Apertur ihres optischen Systems beispielsweise 0,3 bis 0,35 betragen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die numerische Apertur NA des optischen Belichtungssystems 200 durch Änderung der Größe der Apertur Blende 200d geändert. Ein hochauflösendes optisches System (ein erstes optisches System) für das optische System der Überprüfungsvorrichtung und ein niedrigauflösende optisches System (ein zweites optisches System), dass das optische System der Belichtungsvorrichtung simuliert, werden ausgewählt, und dann wird ein optisches Bild des Musters der Maske Ma erfasst. Demnach kann ein von dem hochauflösenden optischen System aufgenommenes optisches Bild (das im Folgenden als hochauflösendes optisches Bild bezeichnet werden kann) und ein von dem niedrigauflösenden optischen System aufgenommenes optisches Bild (das im Folgenden als niedrigauflösendes optisches Bild bezeichnet werden kann) erfasst werden. Die Konfiguration der Überprüfungsvorrichtung 100 ist nicht auf die Konfiguration, die ein hochauflösendes optisches System und ein niedrigauflösende optisches System in einem optischen System, wie oben beschrieben, realisiert, beschränkt und die Überprüfungsvorrichtung 100 kann konfiguriert seinen zwei optische Systeme zu enthalten, d. h. ein hochauflösendes optisches System und einen niedrigauflösende optisches System.
Die Bildaufnahmevorrichtung 104 umfasst eine Lichtkonvergenzlinse 104a, die das durch die Maske Ma geleitete Licht zu einem optischen Abbild des Musters der Maske Ma zusammenführt; einem Fotodiodenfeld 104b, dass das optische Bild fotoelektrisch umwandelt; und einem Sensorschaltkreis 104c, der analoge Ausgangssignale des Fotodiodenfeld 104b in digitale Signale für die optischen Bilddaten umwandelt und diese ausgibt. Für das Fotodiodenfeld 104 sind zum Beispiel Time Delay Integration (TDI) Sensoren bereitgestellt. Die Bildaufnahmevorrichtung 104 kann so konfiguriert worden sein, dass der Brennpunkt automatisch von einem Autofokusmechanismus (nicht abgebildet) eingestellt wird.
Um auf 1 zurückzukommen, umfasst der Konfigurationsteil B einen Steuerungscomputer 110, der die gesamte Überprüfungsvorrichtung 100 steuert; einen Bus 111, der als Datenübertragungsweg dient; eine Autoladersteuerung 112, die über den Bus 111 mit dem Steuerungscomputer 110 verbunden ist; eine Positionsinformationseinheit 113; einen Objekttischregler 114; einen Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115; einen Referenzbilderzeuger 116; einen Vergleicher 117; einen Defektanalysator 118; ein Magnetplattenlaufwerk 119, die ein Beispiel einer Hauptspeichereinheit ist; eine Magnetbandvorrichtung 120, die ein Beispiel einer Hilfsspeichereinheit ist; ein flexibles Diskettenlaufwerk 121, dass ein anderes Beispiel eines Hilfsspeicherlaufwerks ist; einen CRT 122, der ein Beispiel eines Bildschirms ist; einen Mikroskopmustermonitor 123, der eine ITV Kamera benutzt, der ein anderes Beispiel eines Bildschirms ist; und einen Drucker 124.
1 stellt von der vorliegenden Ausführungsform benötigte Komponenten dar; allerdings können andere bekannte für eine Überprüfung notwendige Komponenten enthalten sein. Die, die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung als „...einheit“, „...er“ oder „...or“ beschrieben sind können durch einen oder mehrere in einem Computer laufende Programme konfiguriert werden; sie können jedoch nicht nur in einem Softwareprogramm oder in Softwareprogrammen, sondern auch in einer Kombination von Software mit Hardware oder mit Firmware implementiert werden. Wenn diese Komponenten in Programmen implementiert sind, dann sind die Programme in einer
Speichervorrichtung oder einer Vorrichtung, wie zum Beispiel einer Magnetbandvorrichtung gespeichert. Beispielsweise kann die Autoladersteuerung 112 in einem elektrischen Schaltkreis implementiert sein oder in einer von dem Steuerungscomputer 110 ausführbaren Software implementiert sein. Es kann auch durch eine Kombination eines elektrischen Schaltkreises und Software realisiert werden.
Als nächstes wird ein Beispiel der Methode zur Überprüfung einer Maske Ma mittels der Überprüfungsvorrichtung 100, die in 1 gezeigt wird, erläutert.
Die Überprüfungsmethode nach der vorliegenden Ausführungsform umfasst Erfassung optischer Bilddaten (S1); Erzeugen der Referenzbilddaten (S2); Detektieren eines Defekts (S3); und Analysieren des Defekts (S4). Im Folgenden wird jeder der oben beschriebenen Schritte in Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
(1) Erfassung optischer Bilddaten (S1)
In der vorliegenden Ausführungsform werden ein von einem hochauflösenden optischen System (ein erstes optisches System) aufgenommenes optisches Bild und ein von einem niedrig auflösenden optischen System (ein zweites optisches System) aufgenommenes optisches Bild für dasselbe Muster der Maske Ma, durch Änderung der numerischen Apertur NA des optischen Beleuchtungssystems 200 in der Überprüfungsvorrichtung 100 erfasst.
In 1 wird zuerst eine Maske Ma von dem Autolader 105 auf den Objekttisch 101 platziert. Der Autolader 105 wird von der Autoladersteuerung 112 angetrieben. Der Betrieb der Autoladersteuerung 112 wird von dem Steuerungscomputer 110 gesteuert. Die Maske Ma wird auf dem Objekttisch 101 mittels einer Unterdruckspannvorrichtung, etc. fixiert.
Wenn die Maske Ma auf den Objekttisch Einzel eins passiert ist, wird die Maske Ma mit Licht bestrahlt. Konkret wird das von der Lichtquelle 103 ausgestrahltes Licht durch das optische Beleuchtungssystem 200 auf die Maske Ma angewendet. Wenn die Größe der Aperturblende 200d, wie in 2 gezeigt, für das hochauflösende optische System ist wird ein hochauflösendes optisches Bild erfasst. Andererseits, wenn die Größe der Aperturblende Blende 200d für das niedrigauflösende optische System ist, dann wird ein niedrigauflösendes optisches Bild erfasst.
Wie oben erläutert, korrelieren die Größe der Aperturblende 200d und die numerische Apertur NA des optischen Beleuchtungssystems 200 miteinander. Konkret, wenn die Apertur der Aperturblende 200d verringert wird, ist die Bedingung für einen Einfallswinkel eng begrenzt und die numerische Apertur NA wird erhöht. Demnach wird die Empfindlichkeit zur Detektion von Defekten verbessert. Andererseits, wenn die Apertur der Aperturblende 200d vergrößert wird, wird ein Bild unter der Bedingung eines größeren Einfallswinkels aufgenommen und die numerische Apertur verringert. Demnach wird die Empfindlichkeit zur Detektion von Defekten verschlechtert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die numerische Apertur NA des hochauflösenden optischen Systems, d. h. die Größe der Aperturblende 200d entsprechend der numerischen Apertur NA (z.B. 0,75 bis 0,85) des optischen Systems der Überprüfungsvorrichtung, vorbestimmt. Die numerische Apertur NA des niedrigauflösenden optischen Systems, d. h. die Größe der Aperturblende 200d entsprechend der numerischen Apertur NA (z.B. 0,3 bis 0,35) des optischen Systems der Belichtungsvorrichtung, die zur Übertragung eines auf der Maske Ma bereitgestellten Musters auf den Wafer verwendet wird, ist ebenfalls vorbestimmt. Wenn ein optisches Bild aufgenommen wird, wird die Größe der Aperturblende 200d gewählt, um das hochauflösende optische Bild oder das niedrigauflösende optische Bild aufzunehmen.
Um ein genaues Überprüfungsergebnis zu erhalten, muss das Muster der Maske Ma auf einer vorbestimmten Position des Objekttisches 101 ausgerichtet werden. Zum Beispiel wird eine Ausrichtungsmarkierung für die Positionsausrichtung bereitgestellt, und ein Bild der Ausrichtungsmarkierung wird tatsächlich von der Bildaufnahmevorrichtung 104 aufgenommen, um eine Position eines Überprüfungszielmusters der Maske Ma auf dem Objekttisch 101 auszurichten. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ausrichtung des Überprüfungszielmusters der Maske Ma relativ zu dem Objekttisch 101 als Plattenausrichtung bezeichnet.
Zum Beispiel kann angenommen werden, dass die kreuzförmigen Maskenausrichtungsmarkierungen MA an Positionen bereitgestellt sind, die jedem Eckpunkt eines Rechtecks und der Nähe zu vier Ecken des Überprüfungszielmusters der Maske Ma entsprechen. Zusätzlich kann angenommen werden, dass eine Vielzahl von Chipmustern auf der Maske MA geformt sind, und eine Chipausrichtungsmarkierung CA auch für jeden Chip bereitgestellt ist. Des Weiteren kann angenommen werden, dass der Objekttisch 101 mittels einer X-Y Bühne, die sich in eine horizontale Richtung bewegt, und einer θ Bühne, die auf der X-Y Bühne platziert ist und sich in einer Rotationsrichtung bewegt, konfiguriert ist. Konkret umfasst die Positionsausrichtung in diesem Fall die Ausrichtung der X-Achse und einer Y-Achse des Überprüfungszielmusters mit der Bewegungsachse der X-Y Bühne, während die Maske Ma auf dem Objekttisch 101 platziert wird.
Zuerst werden an den vier Stellen bereitgestellten Maskenausrichtungsmarkierungen MA Bilder von zwei Maskenausrichtungsmarkierung MA mit kleineren Werten der Y-Koordinate aufgenommen, und eine Feineinstellung wird in die Rotationsrichtung der Maske Ma durch Drehen der θ Bühne so ausgeführt, dass beide der zwei Markierungen exakt dieselbe Y-Koordinate einnehmen. Dabei wird auch der Abstand zwischen den beiden Maskenausrichtungsmarkierungen MA exakt gemessen. Als nächstes werden Bilder der zwei Maskenausrichtungsmarkierungen MA mit größeren Werten der Y-Koordinate aufgenommen. Somit werden die Koordinaten aller vier Maskenausrichtungsmarkierungen MA exakt gemessen.
Für die oben beschriebenen Messungen werden an Eckpunkten eines Rechteck, das die zwei Maskenausrichtungsmarkierungen MA mit kleineren Werten der Y-Achse an beiden Enden der Basis des Rechtecks hat, die anderen beiden Maskenausrichtungsmarkierungen MA mit größeren Werten der Y-Koordinate positioniert. Es kann ein Fall eintreten, in dem die Maskenausrichtungsmarkierungen MA aufgrund einer Abweichung der gemessenen Koordinaten der beiden Maskenausrichtungsmarkierungen MA, die an jeder Eckpunktkoordinate des Rechtecks positioniert werden sollen, eine deformierte rechteckige Form erzeugen und der Abstand zwischen den gemessenen Ausrichtungsmarkierungen relativ zu dem ausgelegten Abstand zwischen den Koordinaten vergrößert oder verkleinert wird. Dann wird davon ausgegangen, dass ein Bereich eines zu prüfen Musters ebenfalls verformt und vergrößert oder verkleinert wird, ähnlich wie die dieses Rechtecks. Bei der Erzeugung von Referenzbilddaten am Referenzbilderzeuger 116 wird demnach eine Korrektur der Abweichung durchgeführt.
Die Maske Ma muss nicht zwangsläufig die Maskenausrichtungsmarkierungen MA umfassen. In diesem Fall kann die Ausrichtung mittels Eckpunkte der Ecken oder Seiten der Kantenmustern in dem Muster der Maske Ma erfolgen, die dem Umfang der Maske Ma so nah wie möglich sind und dieselbe X-Y-Koordinate haben.
Die Überprüfungszielfläche (die Fläche in der das Überprüfungszielmuster bereitgestellt ist) der Maske Ma ist praktisch in eine Vielzahl von streifenförmigen Regionen unterteilt. Die streifenförmigen Regionen werden als Streifen bezeichnet. Jeder Streifen kann eine Fläche von mehreren 100 µm Breite und etwa 100 mm Länge haben, abhängig der gesamten Länge der Überprüfungszielfläche der Maske Ma in der X-Richtung.
Des Weiteren ist eine Vielzahl von Abschnitten für Aufnahmeziele, die in Gitter unterteilt sind (im Folgenden wird jeder Aufnahmezielabschnitt als in „Rahmen“ bezeichnet) praktisch in jedem Streifen gesetzt. Es ist zweckmäßig, dass jeder Rahmen eine Größe eines Quadrats mit einer Breite des Streifens oder eines Viertels der Breite des Streifens hat.
3 ist eine schematische Darstellung des Überprüfungszielbereichs R in der Maske Ma, und die Beziehung zwischen den Streifen (St1 bis St4) und dem Rahmen F. In diesem Beispiel ist der Überprüfung Zielbereich R in der Maske Ma praktisch in vier Streifen St1 bis St4 unterteilt, und außerdem sind für jeden der Streifen St1 bis St4 praktisch 45 Rahmen F eingestellt.
Die Streifen St1 bis St4 bilden eine Linie in der Y-Achsenrichtung. Andererseits hat jeder Rahmen eine rechteckige Form, zum Beispiel von mehr als 10 µm². Um Fehler in der Bildaufnahme zu vermeiden, werden zwei benachbarte Rahmen so eingestellt, dass eine Kante des Rahmens eine Kante des anderen Rahmens mit einer vorgegebenen Breite überlappend. Die vorgegebene Breite kann auf eine Breite von etwa 20 Pixel eingestellt werden, bezogen auf zum Beispiel die Pixelgröße des Fotodiodenfelds 104b. Die Streifen sind ähnlich eingestellt, sodass sich die Kanten benachbarter Streifen überlappen.
Ein optisches Bild der Maske Ma wird für jeden Streifen aufgenommen. Das heißt, dass der Ablauf des Objekttisches 101 so gesteuert wird, dass jeder Streifen St1, St2, St3 und St4 sequenziell abgetastet wird, wenn ein optisches Bild in dem in 3 angezeigten Beispiel aufgenommen wird. Konkret werden zuerst optische Bilder in Streifen St1 sequenziell in X-Richtung aufgenommen, während sich der Objekttisch 101 in 3 in -X-Richtung bewegt. Die optischen Bilder werden sequenziell auf das Fotodiodenfeld 104b in 1 angebracht. Nach Abschluss der Bildaufnahme der optischen Bilder des Streifens St1 werden dann die optischen Bilder des Streifens St2 aufgenommen. Zu diesem Zeitpunkt, nachdem sich der Objekttisch 101 schrittweise in die -Y-Richtung bewegt, bewegt sich der Objekttisch 101 in eine Richtung (X-Richtung) entgegen der Richtung der Bildaufnahme von Streifen St1 (-X-Richtung). Die aufgenommen optischen Bilder des Streifens St2 werden auch sequenziell auf das Fotodiodenfeld 104b angewandt. In einem Fall, wo optische Bilder des Streifens St3 aufgenommen werden, bewegt sich der Objekttisch 101 schrittweise in die -Y-Richtung, und dann bewegt sich der Objekttisch 101 in eine der Richtung der Aufnahme des optischen Bildes des Streifens St2 entgegengesetzte Richtung (X-Richtung), das heißt in die Richtung (-X-Richtung) entlang der die optischen Bilder des Streifens St1 aufgenommen werden. Optische Bilder des Streifens St4 werden auch auf dieselbe Weise aufgenommen.
Nachdem ein durch die Maske Ma Geleit des Lichts ein Bild als das optische Bild des Musters der Maske Ma mit der Bildaufnahme Vorrichtung 104 bildet, wird es einer A/D (analog/digital) Wandlung unterzogen, und dann als die optischen Bilddaten ausgegeben. Konkret nimmt das Fotodiodenfeld 104b das optische Bild der Maske Ma auf und gibt sequenziell analoge Signale entsprechend den optischen Bildern in einen Sensorschaltkreis 104c aus. Der Sensorschaltkreis 104c wandelt die von dem Fotodiodenfeld 104 ausgegebenen analogen Signale in entsprechende digitale Signale als optische Bilddaten um und gibt diese aus.
Es ist zu beachten, dass die optischen Bilddaten in einen digitalen Verstärker (nicht abgebildet) eingespeist werden, der in dem Sensorschaltkreis 104c bereitgestellt ist und pixelweise versatz-/verstärkungseinstellbar ist. Eine Verstärkung für jedes Pixel des digitalen Verstärker wird durch Kalibrierung ermittelt. Zum Beispiel wird bei einer Kalibrierung für Durchlicht einen Schwarzwert bei der Aufnahme von Bildern eines Licht Schattenbereichs der Maske Ma ermittelt, der relativ zu dem Bereich, für den ein Bild von der Bildaufnahme Vorrichtung 104 erfasst wird, ausreichend breit ist. Anschließend wird ein Weißwert bei der Aufnahme von Bildern eines nichtdurchlässigen Bereichs der Maske Ma bestimmt, der in dem Verhältnis zu dem Bereich, für den ein Bild mit der Bildaufnahmevorrichtung 104 aufgenommen wird, ausreichend breit ist. Zu diesem Zeitpunkt werden unter Berücksichtigung der Abweichung der optischen Intensität während der Überprüfung ein Versatz und eine Verstärkung auf Pixel-zu-Pixel-Basis so eingestellt, dass eine Amplitude des Weißwerts und des Schwarzwerts zwischen 10 und 240 von 8-Bit-Graustufendaten liegen, was etwa 4% bis etwa 94% der Graustufendaten entspricht.
4 ist ein Flussdiagramm der Prüfmethode nach der vorliegenden Ausführungsform. Die Abschnitte, die jeweils den einzelnen Schritten der Erfassung optischer Bilddaten (S1), der Erzeugung von Referenzbilddaten (S2), der Erkennung eines Defekts (S3), und der Analyse des Defekts (S4) entsprechen, werden in der zu identifizierenden Abbildung durch gestrichelte Linien umrandet.
Wie in 4 gezeigt, werden bei der Erfassung optischer Bilddaten (S1), wenn das hochauflösende optische System für das Beleuchtungssystem 200 verwendet wird, hochauflösende optische Bilder erfasst und hochauflösende optische Bilddaten (erste optische Bilddaten) erfasst. Andererseits wird für das Beleuchtungssystem 200 ein niedrigauflösende des optisches System verwendet, wobei niedrigauflösende optische Bilder erfasst und niedrigauflösende optische Bilddaten (zweite optische Bilddaten) erfasst werden.
(2) Erzeugen von Referenzbilddaten (S2)
Referenzbilddaten werden auf Grundlage der Konstruktionsdaten (Konstruktionsmusterdaten) des Musters der Maske Ma erzeugt. Die Referenzbilddaten sind Daten, die mit den optischen Bilddaten zu vergleichen sind und als Referenz für die Bestimmung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Defekts in den optischen Bilddaten bei der Überprüfung auf der Grundlage des Die-zu-Datenbank-Vergleichs verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Referenzbilddaten (erster Referenzbilddaten) entsprechend den optischen Bilddaten (erste optische Bilddaten) des hochauflösenden optischen Systems und die Referenzbilddaten (zweite Referenzbilddaten) entsprechend den optischen Bilddaten (zweite optische Bilddaten) des niedrig auflösenden optischen Systems erzeugt.
In einem Herstellungsprozess der Maske und einem Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements werden die Formen und Abmessungen des Musters der Maske in Abhängigkeit von einem Herstellungsrezept und Prozessbedingungen bestimmt, sodass Abweichungen in Formen und Abmessungen des Musters reduziert werden, wenn das Muster auf einen Wafer übertragen wird. Es wird nämlich der Rundheitsgrad der Ecken und die Breite der fertigen Linien des Musters der Maske berücksichtigt. In der vorliegenden Ausführungsform werden Korrekturen an den Entwurfsmusterdaten vorgenommen, um die Anpassung der Formen und der ermittelten Maße in Abhängigkeit von dem Herstellungsrezept und den Prozessbedingungen widerzuspiegeln. Die Referenzbilddaten werden aus den korrigierten Konstruktionsdaten Musterdaten erzeugt. Im Folgenden sind konkrete Beispiele für die Korrekturen in den Konstruktion Musterdaten aufgeführt.
<Änderung in dem Herstellungsprozess der Maske>
Bei der Bildung eines Musters auf der Maske wird eine Elektronenstrahllithographietechnik verwendet. Anhand einer in der Technik verwendeten Elektronenstrahllithographievorrichtung werden Daten eines komplizierten und diskret geschalteten Schaltungsmusters verarbeitet und das Schaltungsmuster auf einen Fotolackfilm gezeichnet. Es gibt einen Fall, in dem die Formen des gezeichneten Musters gehen nach Elektronenstrahllithographievorrichtung eine besondere Tendenz in den Eigenschaften haben. Beispielsweise variieren der Rundheitsgrad von Eckbereichen des Musters und die Tendenz zur Verdickung und Verdünnung der Breite der Musterlinien auf der Maske Oberfläche je nach Art oder individuellen Unterscheidungen der verwendeten Elektronenstrahllithographievorrichtungen. Daher werden bei der Herstellung der Maske die Formen und Abmessungen des Maskenmusters so angepasst, dass die Rundheit und der Linienbreitenfehler reduziert werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden Korrekturen, in denen sich solche Anpassungen widerspiegeln, in den Konstruktionsmusterdaten vorgenommen.
Die mit der Elektronenstrahllithographievorrichtung auf die Maske gezeichneten Figuren entsprechen einem energetisch akkumulierten Verteilungsbild eines Elektronenstrahls. Bei der Herstellung der Maske werden Näherungskorrekturen an dem gezeichneten Muster mittels des akkumulierten Energieverteilungsbildes vorgenommen, um Abweichungen in der Position und den Abmessungen des zu zeichnenden Musters auszugleichen. In der vorliegenden Ausführungsform werden Korrekturen, in denen sich solche Ausgleichungen widerspiegeln, in den Konstruktionsmusterdaten vorgenommen.
<Änderung in dem Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements>
in dem Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements, wird ein Fotolackfilm auf der Hauptoberfläche des Wafers bereitgestellt. Das Muster der Maske wird auf den Fotolackfilm durch die Belichtungsvorrichtung übertragen. Danach wird durch die Entwicklung der Lackschicht einen Fotolackmuster gebildet. Als nächstes wird die Hauptoberfläche des Wafers selektiv mit dem Fotolackmusters als Schutzschicht geätzt. In diesem Prozess wird in dem durch Ätzen erzeugten Muster, zum Beispiel, eine Verformung des übertragenen Bildes auf den Wafer erzeugt, sodass in dem Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements die Näherungskorrekturen mittels eines Mikroladungseffektbildes durch Ätzen durchgeführt werden, um die Formen und Abmessungen des durch Ätzen erzeugten Musters zu kompensieren. In der vorliegenden Ausführungsform werden Korrekturen, in denen sich solche Kompensationen widerspiegeln, in den Konstruktion Musterdaten durchgeführt.
Wenn die Prozessbedingungen in dem Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements nicht bekannt sind, können die Prozessbedingungen für ein vorgegebenes Muster (zum Beispiel ein typisches Muster) der Maske abgeschätzt werden, indem die Abmessungen des Musters beispielsweise mit einem Raster Elektronenmikroskop (REM) gemessen werden. Mit anderen Worten, da die in dem Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements ermittelten Formen und Abmessungen des Maskenmusters aus einem Ergebnis der Dimensionsmessungen bekannt sind, werden die Konstruktionsmusterdaten durch Unterschiede zwischen den Messwerten und den Konstruktionswerten der Abmessungen des bestimmten Musters korrigiert.
Der Korrekturprozess für die Konstruktionsmusterdaten kann innerhalb oder außerhalb der Überprüfungsvorrichtung 100 durchgeführt werden. Die korrigierten Konstruktionsmusterdaten werden zum Beispiel auf dem Magnetplattenlaufwerk 119 in der in 1 gezeigten Überprüfungsvorrichtung 100 gespeichert. Der Steuerungscomputer 110 liest die korrigierten Konstruktion Musterdaten aus und sendet sie zu dem Referenzbilderzeuger 116.
Der Referenzbilderzeuger 116 umfasst einen Entwicklungsschaltkreis 116a und einen Referenzschaltkreis 116b. Die korrigierten Konstruktion Musterdaten werden in dem Entwicklungsschaltkreis 116a in binäre oder mehrstufige Bilddaten konvertiert.
Die Bilddaten werden von dem Entwicklungsschaltkreis 116a zu dem Referenzschaltkreis 116b gesendet. Der Referenzschaltkreis 116b führt eine Filterverarbeitung an den Bilddaten aus. Zum Beispiel befinden sich die optischen Bilddaten, die die Bildaufnahmevorrichtung 104 in 1 enthält, aufgrund der Auflösungseigenschaften des optischen Beleuchtungssystems 200 oder eines Blendeneffekts des Fotodiodenfelds 104b in einem Unschärfezustand, in dem eine räumliche Tiefpassfilterung auf die Daten angewendet wird. Deshalb ist die Verarbeitung um die Referenzbilddaten den optischen Bilddaten ähnlich zu machen durch Filterverarbeitung ausgeführt, zum Beispiel, durch Durchführung von Simulationen des optischen Beleuchtungssystems 200 der Hochauflösung und der Niedrigauflösung oder durch Anpassung der Bildererzeugungsparameter an dem Fotodiodenfeld 104b. In diesem Prozess, ist es bevorzugt die Simulationen und die Bilderzeugungsparameter so anzupassen, dass ein Unterschied zwischen den hochauflösenden optischen Bilddaten und den Referenzbilddaten, die den hochauflösenden optischen Bilddaten entsprechen, minimiert wird. In ähnlicher Weise, ist es bevorzugt die Simulationen und die Bilderzeugungsparameter so anzupassen, dass ein Unterschied zwischen den niedrig auflösenden optischen Bilddaten und den Referenzbilddaten, die den niedrig auflösenden optischen Bilddaten entsprechen, minimiert wird.
Wenn die Simulation und Bilderzeugungsparameter angepasst sind um einen Unterschied zwischen den hochauflösenden optischen Bilddaten und den Referenzbilddaten, die den hochauflösenden optischen Bilddaten entsprechen, und einen Unterschied zwischen den niedrig auflösenden optischen Bilddaten und den Referenzbilddaten, die den niedrig auflösenden optischen Bilddaten entsprechen, minimiert wird, ist es bevorzugt auch die Position einer lichtreflektierenden Oberfläche des Fotodiodenfelds 104b anzupassen. Bei dieser Gelegenheit ist es bevorzugter, einen Fokusabweichungsbetrag zu berücksichtigen.
Der Fokusabweichungsbetrag ist der Betrag der Abweichung von einem Brennpunkt. Es ist bekannt, dass es bei der Defektüberprüfung zu einem Fall kommen kann, bei dem der Signalrauschabstand (S/N) in der Defektüberprüfung durch Überprüfung mit einer gewissen Distanz (Fokusabweichung), die absichtlich zum Brennpunkt bereitgestellt ist, weiter verbessert werden kann. Dadurch wird ein Brennpunkt mit dem besten Kontrast des optischen Bildes erhalten. Anschließend wird eine Überprüfung durchgeführt, in dem eine Position als optimale Fokuslage eingestellt wird, bei der die Fokusabweichung auf den Brennpunkt zur Korrektur angewendet wird. Konkret wird die Position der lichtaufnehmenden Oberfläche des Fotodiodenfelds 104b so eingestellt, dass die Fokusabweichung auf den Brennpunkt zur Korrektur angewendet wird.
In der Filterverarbeitung wird eine Referenzbilderzeugungsfunktion bestimmt, die die Auflösungseigenschaften der optischen Beleuchtungsvorrichtung 200 und den Blendeneffekt des Fotodiodenfelds 104b simuliert. In der vorliegenden Ausführungsform, wird die Referenzbilderzeugungsfunktion durch den Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 ermittelt. Konkret werden die korrigierten Konstruktion Musterdaten von dem Magnetplattenlaufwerk 119 durch den Steuerungscomputer 110 ausgelesen und an den Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 gesendet. Die von der Bildaufnahmevorrichtung 104 ausgegebenen optischen Bilddaten werden auch an den Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 gesendet. In dem Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 werden eine Referenzbilderzeugungsfunktion, die für die den hochauflösenden optischen Bilddaten entsprechenden Referenzbilddaten geeignet ist und eine Referenzbilderzeugungsfunktion, die für die den niedrig auflösenden optischen Bilddaten entsprechendem Referenzbilddaten geeignet ist, aufgrund der korrigierten Konstruktionsmusterdaten und den optischen Bilddaten ermittelt.
Als nächstes wird jede der Referenzbilddatenerzeugungsfunktionen von dem Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 an den Referenzbilderzeuger 116 gesendet. Dann, wird in dem Referenzschaltkreis 116b in dem Referenzbilderzeuger 116 die von dem Entwicklungsschaltkreis 116a ausgegebenen Bilddaten mittels der Referenzbilderzeugungsfunktionen gefiltert. Mit dieser Konfiguration werden die den hochauflösenden optischen Bilddaten entsprechenden Referenzbilddaten und die den niederauflösenden optischen Bilddaten entsprechenden Referenzbilddaten erzeugt.
(3) Detektion eines Defekts (S3)
In diesem Schritt werden erstens, in dem Vergleicher 117, der in 1 gezeigt wird, die optischen Bilddaten, die durch den Erfassungsprozess (S1) erhalten wurden, mit den Referenzbilddaten, die durch den Erzeugungsprozess (S2) erhalten wurden, verglichen um einen Defekt zu detektieren. Konkret wird dieser Schritt wie folgt ausgeführt.
Als erstes werden die optischen Bilddaten der Bildaufnahmevorrichtung 104 und die Referenzbilddaten des Referenzbilderzeugers 116 jeweils zu dem Vergleicher 117 gesendet. Die durch Messung von Koordinaten der Position des Objekttisches 101 erhaltenen Positionsdaten werden von der Positionsinformationseinheit 113 an den Vergleicher 117 gesendet.
Nach der Überprüfungsvorrichtung 100 in 1 erhält die Bildaufnahmevorrichtung 104 ein optisches Bild der Maske Ma durch Konzentration des durch die Maske Ma geleiteten Beleuchtungslichts, und demnach werden die übertragenen optischen Bilddaten und die Referenzbilddaten in dem Vergleicher 117 verglichen. Falls die Überprüfungsvorrichtung so konfiguriert ist das Beleuchtungslicht, das von der Maske Ma reflektiert wird, zu konzentrieren, dann werdend die reflektierten optischen Bilddaten und die Referenzbilddaten verglichen.
In dem Vergleicher 117 werden die optischen Bilddaten in Segmente einer vorbestimmten Größe geteilt, und die Referenzbilddaten werden auch wie die optischen Bilddaten geteilt. In der vorliegenden Ausführungsform werden die optischen Bilddaten in Daten für jeweilige Datenübertragungsblöcke aufgeteilt. Im Folgenden wird jede der für die Datenübertragungsblöcke aufgeteilte optische Bilddaten als „optische Rahmendaten“ bezeichnet, und jede der für die Datenübertragungsblöcke aufgeteilte Referenzbilddaten werden als „Referenzrahmendaten“ bezeichnet.
In dem Vergleicher 117 werden die optischen Rahmendaten und die Referenzrahmendaten miteinander verglichen, und dadurch ein Defekt der optischen Fremddaten detektiert. Koordinatendaten der Position des detektierten Defekts werden mittels der gemessenen Daten, die von der Positionsinformationseinheit 113 gesendet wurden, detektiert.
In dem Vergleicher 117 sind mehrfach zehn Vergleicher (nicht abgebildet) angeordnet. Mit dieser Konfiguration werden eine Vielzahl von optischen Rahmendaten gleichzeitig in parallel, mittels den jeweiligen entsprechenden Referenzrahmendaten, verarbeitet. Jeder der Vergleicher beinhaltet eine Rahmenausrichtungseinheit, einen Vergleichsalgorithmusprozessor, und eine Defektregistrationseinheit. Wenn jeder Vergleicher die Verarbeitung der Daten eines optischen Rahmens abschließt, holt er sich unverarbeitet Daten eines anderen optischen Rahmens und den anderen optischen Rahmen entsprechende Referenzrahmendaten. Auf diesem Weg wird eine Nummer optischer Rahmendaten in sequenzielle Reihenfolge verarbeitet und ein Defekt ist oder Defekte werden detektiert.
Konkret werden zuerst die optischen Rahmendaten und die den optischen Rahmendaten entsprechende Referenzrahmendaten in einem Satz zu jedem der Vergleicher ausgegeben. Dann werden die optischen Rahmendaten und die Referenzrahmendaten ausgerichtet (Rahmenausrichtung). In diesem Prozess wird die Ausrichtung durch parallele Verschiebung der optischen oder Referenzrahmendaten auf einer Pixel-zu-Pixel Basis (ein Pixel des Fotodiodenfelds 104b) ausgeführt, sodass die Positionen der Seiten des Musters oder die Positionen der Höhepunkte der Helligkeit des Musters ausgerichtet sind. Die Ausrichtung kann auch auf einer sub-Pixel Basis ausgeführt werden, durch proportionale Anordnung von Helligkeitswerten von angrenzenden Pixeln zu einem oder mehreren Sub-Pixeln.
Nachdem die Ausrichtung zwischen den optischen Rahmendaten und den Referenzrahmendaten abgeschlossen ist, wird die Defektdetektion gemäß eines angemessenen Algorithmus durchgeführt. Zum Beispiel wird eine Analyse der Pegeldifferenz auf Pixel-zu-Pixel Basis zwischen den optischen Rahmendaten und den Referenzrahmendaten, ein Vergleich der Differenzierungswerte von Pixeln an den Musterkanten der optischen Rahmendaten und der Referenzrahmendaten usw. durchgeführt. Überschreitet eine Differenz zwischen den optischen Bilddaten und den Referenzbilddaten einen vorgegebenen Schwellenwert, wird der entsprechende Anteil als Defekt erkannt.
Zum Beispiel werden für jeden zu erfassenden Linienbreitenfehler Schwellenwerte für eine Dimensionsdifferenz (nm) und eine Dimensionsrate (%) zwischen den Linienbreiten (Kritische Dimension: KD) der optischen Bilddaten und der Referenzbilddaten angegeben. Zum Beispiel sind zwei Schwellenwerte so vorgesehen, dass ein Schwellenwert für die Dimensionsdifferenz der Linienbreiten 16 nm und ein Schwellenwert für die Dimensionsrate 8 % beträgt. Hat das Muster der optischen Bilddaten eine Linienbreite von 200 nm und eine Dimensionsdifferenz von 20 nm zu den Referenzbilddaten, so sind sowohl die Dimensionsdifferenz als auch die Dimensionsrate größer als die jeweiligen Schwellenwerte und somit wird festgestellt, dass dieses Muster einen Defekt enthält.
Schwellenwerte, die bei der Feststellung eines Defekts verwendet werden, können auch für den Fall, in dem die Linienbreite der optischen Bilddaten breiter sind als die der Referenzbilddaten und einen Fall in dem die Linienbreite der optischen Bilddaten dünner sind als die der Referenzbilddaten individuell bereitgestellt werden. Statt für die Linienbreiten werden für einen Fall, bei dem die Breite eines Abstandes (ein Abstand zwischen den Mustern) zwischen den Linien breiter ist als die der Referenzbilddaten, und für einen Fall, bei dem die Breite des Abstandes dünner ist als die der Referenzbilddaten, individuell Schwellenwerte festgelegt. Darüber hinaus können für ein Muster einer Lochform Schwellenwerte für eine Durchmessergröße des Lochs und ein Durchmesserrate des Durchmessers angegeben werden. In diesem Fall können Schwellenwerte für einen Querschnitt in X-Richtung und für einen Querschnitt in Y-Richtung des Lochs vorgesehen werden.
Die bei der Defektdetektion verwendeten Algorithmen können neben der oben genannten Methode zum Beispiel ein Pegelvergleichsverfahren und ein Differenzvergleichsverfahren umfassen. In dem Pegelvergleichsverfahren werden Helligkeitswerte von Pixeln in den optischen Rahmendaten, d.h. Helligkeitswerte in einem Bereich, der den Pixeln des Fotodiodenfelds 104b entspricht, berechnet. Durch den Vergleich der berechneten Helligkeitswerte mit den Helligkeitswerten der Referenzrahmendaten wird ein Defekt erkannt. Bei dem Differenzvergleichsverfahren wird eine Differenz (Wertänderung) der Helligkeitswerte von Pixeln an einer Kante eines feinen Musters auf optischen Rahmendaten, z.B. an einer Kante eines Linienmusters, durch Differenzierung bestimmt. Diese Differenz (Wertänderung) wird mit einer Differenz (Wertänderung) der entsprechenden Helligkeitswerte der Referenzrahmendaten verglichen und damit ein Defekt detektiert.
Wird durch den Defektdetektionprozess gemäß einem Vergleichsalgorithmus festgestellt, dass ein Defekt in den optischen Rahmendaten vorliegt, werden Informationen über die Detektion, wie z.B. die optischen Rahmendaten mit dem Defekt, Koordinatendaten der Position des Defekts, die Referenzrahmendaten im Vergleich zu den optischen Rahmendaten usw. registriert. Diese Registrierung kann z.B. durch eine in dem Vergleicher 117 vorgesehene Erfassungseinheit (ohne Abbildung) erfolgen.
Der Vergleicher 117 kann mehrere Male eine Reihe von Vergleichs- und Bestimmungsoperationen wiederholen, einschließlich der Ausrichtung der Positionen der Rahmendaten, der Erkennung der Defekte und der Zählung der Anzahl der erkannten Defekte, für jeden Satz der optischen Rahmendaten und der den optischen Rahmendaten entsprechenden Referenzrahmendaten und für jeden Vergleichsalgorithmus, während sich die Bedingungen für die Ausrichtung der Positionen der Rahmendaten ändern, und die Ergebnisse der Defektdetektion in dem Vergleichs- und Bestimmungsvorgang registrieren, bei dem die geringste Anzahl von Defekten detektiert wird.
Gemäß dem oben Gesagten werden die optischen Bilddaten und die Referenzbilddaten sequentiell in dem Vergleicher 117 abgerufen und miteinander verglichen, um eines Defekts in den optischen Bilddaten zu erkennen. In der vorliegenden Ausführung werden die optischen Bilddaten, die durch die Verwendung des optischen Beleuchtungssystems 200 als hochauflösendes optisches System und die optischen Bilddaten, die durch die Verwendung des optischen Beleuchtungssystems 200 als niederauflösendes optisches System erhalten werden, bereitgestellt. Ein Vergleich mit diesen optischen Bilddaten erfolgt nach dem in 4 dargestellten Flussdiagramm.
Wie in 4 dargestellt, werden die hochauflösenden optischen Bilddaten mit den hochauflösenden Referenzbilddaten verglichen, die den hochauflösenden optischen Bilddaten entsprechen. Die niedrigauflösenden optischen Bilddaten werden mit den niedrigauflösenden Referenzbilddaten verglichen, die den niedrigauflösenden optischen Bilddaten entsprechen.
Zum Beispiel, wenn durch den Vergleich mehrere Defekte detektiert werden, wird ein Befehl zur Neubestimmung einer Funktion des Vergleichers 117 an den Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 ausgegeben. Danach kehrt der Prozess zur Erzeugen der Referenzbilddaten (S2) zurück und die Referenzbilderzeugungsfunktion wird in dem Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 neu bestimmt. In diesem Fall kann z.B. die Referenzbilderzeugung so bestimmt werden, dass unter den Lernpunkten in der Überprüfungsvorrichtung 100 durch maschinelles Lernen Lernpunkte in einem Bereich, in dem mehrere Defekte erkannt werden, als defektfreie Punkte behandelt werden. Danach wird die neu ermittelte Referenzbilderzeugung an den Referenzbilderzeuger 116 gesendet und die Referenzbilddaten in dem Referenzbilderzeuger 116 neu generiert. Dann geht der Prozess wieder zur Defektdetektion (S3) über, und in dem Vergleicher 117 werden die hochauflösenden optischen Bilddaten und die neu erzeugten hochauflösenden Referenzbilddaten miteinander verglichen, um einen Defekt zu detektieren, oder die niedrigauflösenden optischen Bilddaten und die neu erzeugten niedrigauflösenden Referenzbilddaten werden miteinander verglichen, um einen Defekt zu detektieren.
(4) Analysieren des Defekts (S4)
Die aus den hochauflösenden optischen Bilddaten gewonnenen Informationen über die Defekt und die aus den niedrigauflösenden optischen Bilddaten gewonnenen Informationen über die Defekt werden jeweils von dem Vergleicher 117 an den Defektanalysator 118 in 1 gesendet.
Wie oben beschrieben, werden die niederauflösenden optischen Bilddaten mit dem optischen Beleuchtungssystem 200 als niedrigauflösendes optisches System erfasst. Das niedrigauflösende optische System ist ein optisches System, das das optische System der verwendeten Belichtungsvorrichtung simuliert, wenn das auf der Maske Ma bereitgestellte Muster auf den Wafer übertragen wird.
Im Regelfall, wenn die Maske nur mit dem hochauflösenden optischen System überprüft wird, um ein Bild zu erhalten (ein Waferübertragungsbild), das das Muster der Maske darstellt, wird das Waferübertragungsbild durch Simulation, basierend auf dem durch das hochauflösende optische System aufgenommenen optischen Bild, abgeschätzt. Andererseits, da das niederauflösende optische System das optische System der Belichtungsvorrichtung wie oben beschrieben simuliert, entspricht das von dem niederauflösenden optischen System aufgenommene optische Bild dem Waferübertragungsbild. Nämlich, nach dem niedrigauflösenden optischen System wird das Waferübertragungsbild direkt ohne Durchführung der Simulation erhalten.
Ein Defekt, der durch den Vergleich der niederauflösenden optischen Bilddaten mit den niederauflösenden Referenzbilddaten, die den niederauflösenden optischen Bilddaten entsprechen, erkannt wird, stellt einen Defekt dar, der in dem Waferübertragungsbild erkannt werden soll. Daher wird davon ausgegangen, dass der erkannte Defekt einen Defekt auf dem Wafer darstellt, der entsteht, wenn das Muster der Maske auf den Wafer übertragen wird. Wird dagegen ein Defekt in den niedrigauflösenden optischen Bilddaten nicht erkannt, auch wenn der Defekt in hochauflösenden optischen Bilddaten erkannt wird, so wird vermutet, dass dieser Defekt nicht auf den Wafer übertragen wird. Daher kann ein solcher Defekt als Fehlerdefekt festgestellt werden, der bei der Prüfung nicht unbedingt erkannt wird. Auf diese Weise kann die Übertragbarkeit eines Defekts in dem Muster der Maske Ma auf den Wafer anhand der in den hochauflösenden optischen Bilddaten ermittelten Informationen über einen oder mehrere Defekte und der aus den niedrigauflösenden optischen Bilddaten gewonnenen Informationen über den oder die Defekte beurteilt werden.
Der Defektanalysator 118 analysiert den in den hochauflösenden optischen Bilddaten erkannten Defekt in Bezug auf die Informationen über den Defekt oder die aus den niedrigauflösenden optischen Bilddaten gewonnenen Defekte. Insbesondere wird die Übertragbarkeit des oder der in den hochauflösenden optischen Bilddaten erkannten Defekte auf den Wafer bewertet, um festzustellen, ob der oder die Defekte echt oder falsch sind.
Zum Beispiel, wenn in dem gleichen Muster ein in den hochauflösenden optischen Bilddaten erkannter Defekt nicht in den niedrigauflösenden optischen Bilddaten erkannt wird, wird vermutet, dass dieser Defekt nicht auf den Wafer übertragen wird. Daher wird der Defekt als Fehlerdefekt festgestellt, der in der Praxis keine kritische Wirkung hat. Wird dagegen ein in den hochauflösenden optischen Bilddaten erkannter Defekt auch in den niedrigauflösenden optischen Bilddaten erkannt, so wird davon ausgegangen, dass dieser Defekt auf den Wafer übertragen wird und somit der Defekt als echter Defekt erkannt wird, der sich von dem Fehlerdefekt unterscheidet.
Durch die Analyse von Defekten in dem Defektanalysator 118 können die echten Defekte aus den in den optischen Bilddaten des hochauflösenden optischen Systems detektierten Defekten extrahiert werden. Informationen über die echten Defekt werden z.B. in dem Magnetplattenlaufwerk 119 gespeichert.
Wie oben beschrieben, erfasst die Überprüfungsvorrichtung ein durch das hochauflösende optische System erhaltenes optisches Bild und ein durch das niedrigauflösende optische System erhaltenes optisches Bild. Da das hochauflösende optische System über eine hohe Detektionsempfindlichkeit verfügt, kann es anhand des erhaltenen optischen Bildes einen Defekt in einem feinen Muster auf der Maske erkennen. Da das niedrigauflösende optische System dagegen das optische System des verwendeten Belichtungsgeräts simuliert, wenn das Muster der Maske auf den Wafer übertragen wird, entspricht das aufgenommene optische Bild dem Waferübertragungsbild. Eine Schätzung des Waferübertragungsbildes durch Simulation ist daher nicht erforderlich.
In der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Referenzbilddaten aus den Konstruktionsdaten des Musters der Maske generiert werden, wird eine Korrektur der Konstruktionsdaten durchgeführt, in Reflexion auf mindestens einer von: 1) Formen und Abmessungen des in einem Herstellungsprozess der Maske bestimmten Musters, oder 2) Formen und Abmessungen des Musters, das in einem Herstellungsprozess eines Halbleiterbauelements bestimmt wird, das durch Übertragung des auf der Maske vorgesehenen Musters auf dem Wafer hergestellt wird. Das bedeutet, dass die Konstruktionsmusterdaten korrigiert werden, um Abweichungen in Form und Abmessung des in dem Herstellungsprozess der Maske oder des Halbleiterbauelements erzeugten Musters zu reduzieren.
Wie oben beschrieben, werden der Grad der Rundheit der Ecken des Musters der Maske und die Abmessungen der Breiten der fertigen Linien, die in den Herstellungsprozessen erzeugt werden, in dem Muster der Maske addiert oder subtrahiert, und das Muster der Maske entspricht nicht vollständig den Konstruktionsmusterdaten. Außerdem wird manchmal eine Korrektur der Konstruktionsmusterdaten so vorgenommen, dass das Muster der Maske vorgegebene Formen hat. Auch in solch einem Fall wird das Muster der Maske nicht mit den Konstruktionsmusterdaten übereinstimmen. Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform werden Korrekturen in den Konstruktionsmusterdaten unter Berücksichtigung der in dem Herstellungsprozess der Maske oder in dem Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements bestimmten Formen und Abmessungen des Musters vorgenommen. Dadurch kann ein Unterschied zwischen dem Muster der Maske und den Konstruktionsmusterdaten reduziert werden. Durch den Vergleich der aus den korrigierten Konstruktionsmusterdaten generierten Referenzbilddaten mit den optischen Bilddaten wird es somit möglich, Defektquellen zu reduzieren und eine genaue Prüfung durchzuführen.
Entsprechend den Ergebnissen des Vergleichs der hochauflösenden optischen Bilddaten und der niedrigauflösenden optischen Bilddaten mit den Referenzbilddaten wird sowohl für die hochauflösenden optischen Bilddaten als auch für die niedrigauflösenden optischen Bilddaten eine Referenzbilderzeugungsfunktion überprüft, die zur Regenerierung der Referenzbilddaten benötigt wird. Damit können Defekte in den hochauflösenden optischen Bilddaten besser erkannt werden. Darüber hinaus wird es möglich, den Einfluss der Übertragbarkeit, d.h. ob der erkannte Defekt des Maskenmusters auf den Wafer übertragen wird oder nicht, mit Hilfe des niedrigauflösenden optischen Bildes genauer zu bestimmen.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Erfassung der optischen Bilddaten mit dem hochauflösenden optischen System unabhängig von der Erfassung der optischen Bilddaten mit dem niederauflösenden optischen System oder gleichzeitig erfolgen.
Zum Beispiel wird zuerst ein optisches Bild mit dem hochauflösenden optischen System für die optische Beleuchtungsvorrichtung aufgenommen und für optische Bilddaten, die aus dem hochauflösenden optischen Bild gewonnen werden, wird eine Defekterkennung durchgeführt. Danach werden optische Bilder nur noch für Bereiche aufgenommen, in denen Defekte in den hochauflösenden optischen Bilddaten erkannt werden, indem das niedrigauflösende optische System für die optische Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird. Anschließend wird die Übertragbarkeit der Defekte auf den Wafer anhand der niederauflösenden optischen Bilddaten bewertet. In diesem Fall können die hochauflösenden Referenzbilddaten beim Erfassen der hochauflösenden optischen Bilddaten erzeugt werden. Ebenso können die niedrigauflösenden Referenzbilddaten beim Erfassen der niedrigauflösenden optischen Bilddaten erzeugt werden.
Zum Beispiel kann die Überprüfvorrichtung mit zwei optischen Systemen für das hochauflösende optische System und das niedrigauflösende optische System ausgestattet werden, um das niedrigauflösende optische Bild zu erfassen, während das hochauflösende optische Bild erfasst wird. Nach dieser Methode kann ein Defekt, der in den hochauflösenden optischen Bilddaten nicht erkannt werden kann, in den niederauflösenden optischen Bilddaten erkannt werden.
2. Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform wird die Übertragbarkeit eines in dem Muster der Maske detektierten Defekts auf den Wafer (ein Halbleitersubstrat) anhand der von dem niederauflösenden optischen System erfassten optischen Bilddaten bewertet. In der zweiten Ausführungsform wird ein Überprüfungsverfahren erläutert, bei dem die Form eines Defekts, der bei der Übertragung des Defekts auf das Halbleitersubstrat entsteht, auf der Grundlage eines Defekts geschätzt wird, der in den von dem hochauflösenden optischen System erfassten optischen Bilddaten erkannt wird, und die Überprüfung durch eine genauere Bewertung der Übertragbarkeit des Defekts auf den Wafer durchgeführt wird.
Ein Überprüfungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Erfassen optischer Bilddaten (S11), das Erzeugen von Referenzbilddaten (S12), das Erfassen eines Fehlers (S13), das Schätzen eines Waferübertragungsbildes (S14) und das Analysieren des Defekts (S15). Im Folgenden werden die einzelnen Schritte erläutert.
5 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Überprüfvorrichtung 300 entsprechend der vorliegenden Ausführung zeigt. In dieser Abbildung zeigen Teile mit den gleichen Bezeichnungen wie in 1, die in der ersten Ausführungsform erläutert wurden, an, dass sie identisch sind. BILD 6 ist ein Flussdiagramm des Überprüfverfahrens nach der zweiten Ausführungsform. Die Abschnitte, die den einzelnen Schritten von S11 bis S15 entsprechen, sind durch gestrichelte Linien in der Abbildung gekennzeichnet.
(1) Erfassung optischer Bilddaten (S11)
Dieser Schritt ist vergleichbar mit der Erfassung optischer Bilddaten (S1), die in der ersten Ausführungsform erläutert werden.
Nämlich, in 5, beleuchtet das Licht, das von einer Lichtquelle 103 ausgestrahlt und durch ein optisches Beleuchtungssystem 200 übertragen wird, eine Maske Ma. Das Beleuchtungssystem 200 kann eine ähnliche Konfiguration haben wie in 2 in der ersten Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Größe einer Aperturblende 200d dem hochauflösenden optischen System der ersten Ausführungsform so angepasst, dass die numerische Apertur NA beispielsweise in dem Bereich von 0,75 bis 0,85 liegt. Nachdem das durch die Maske Ma übertragene Licht ein optisches Bild des Musters der Maske Ma bildet, werden optische Bilddaten für das optische Bild durch A/D-Wandlung (analog/digital) ausgegeben.
(2) Erzeugen von Referenzbilddaten (S12)
Dieser Schritt ist vergleichbar mit der Erzeugung von Referenzbilddaten (S2), die in der ersten Ausführungsform erläutert werden.
Wie bei der ersten Ausführungsform werden auch bei der vorliegenden Ausführungsform Korrekturen in den Konstruktionsmusterdaten in Reflexion zu Formen und Abmessungen des in dem Herstellungsprozess der Maske Ma oder in dem Herstellungsprozess der durch Übertragung des auf der Maske bereitgestellten Musters auf den Wafer hergestellten Halbleiterbauelementes vorgenommen. Anschließend werden aus den korrigierten Konstruktionsmusterdaten Referenzbilddaten erzeugt.
Die korrigierten Konstruktionsmusterdaten werden in einem Entwicklungsschaltkreis 116a eines Referenzbilderzeugers 116 in binäre oder mehrstufige Bilddaten umgewandelt. Diese Bilddaten werden von der Entwicklungsschaltung 116a an einen Referenzschaltkreis 116b gesendet, der eine Filterung der Bilddaten durchführt.
Die Bestimmung einer Referenzbilderzeugungsfunktion in dem Filterprozess erfolgt in dem Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 in 5 analog zu der ersten Ausführungsform. Bei der Bestimmung der Referenzbilderzeugung wird z.B. das optische Beleuchtungssystem 200 simuliert oder die Bilderzeugungsparameter in einem Fotodiodenfeld 104b eingestellt. Hierbei ist es vorzuziehen, die Simulation und die Bilderzeugungsparameter so anzupassen, dass ein Unterschied zwischen den hochauflösenden optischen Bilddaten und den Referenzbilddaten, die den hochauflösenden optischen Bilddaten entsprechen, minimiert wird. Ebenso ist es vorzuziehen, die Simulation und die Bilderzeugungsparameter so anzupassen, dass ein Unterschied zwischen den niederauflösenden optischen Bilddaten und den Referenzbilddaten, die den niederauflösenden optischen Bilddaten entsprechen, minimiert wird. Zusätzlich zu diesen Einstellungen wird auch die Position einer lichtempfangenden Oberfläche eines Fotodiodenfelds 104b bevorzugt, wobei ein Fokusversatz zu berücksichtigen ist.
Die ermittelte Referenzbilderzeugungsfunktion wird von dem Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 an den Referenzbilderzeuger 116 gesendet. In der Referenzschaltung 116b in dem Referenzbildgenerator 116 wird dann die Bilddatenausgabe des Entwicklungsschaltkreises 116a über die Referenzbilderzeugungsfunktion gefiltert. Damit werden die Referenzbilddaten erzeugt, die den optischen Bilddaten ähneln.
(3) Detektion eines Defekts (S3)
In diesem Schritt werden die bei der Erfassung der optischen Bilddaten (S11) gewonnenen optischen Bilddaten mit den bei der Erzeugung der Referenzbilddaten (S12) erzeugten Referenzbilddaten verglichen, um einen oder mehrere Defekte in den optischen Bilddaten zu erkennen.
Die Defekterkennung erfolgt an einem in 5 gezeigten Vergleicher 117. Dazu werden die optischen Bilddaten von der Bildaufnahmevorrichtung 104 und die Referenzbilddaten von dem Referenzbilderzeuger 116 an den Vergleicher 117 gesendet. Positionsdaten, die durch die Messung von Koordinaten der Position eines Objekttisches 101 gewonnen werden, werden von einer Positionsinformationseinheit 113 an den Vergleicher 117 gesendet.
Konkrete Verfahren des Vergleichs und der Detektion eines Defekts sind ähnlich wie bei der Detektion eines Defekts (S3) in der ersten Ausführungsform. Werden z.B. durch den Vergleich mehrere Defekte erkannt, wird von dem Vergleicher 117 ein Befehl zur Neubestimmung der Funktion an den Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 in 5 ausgegeben. Als nächstes wird in dem Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 eine Referenzbilderzeugungsfunktion neu bestimmt. Danach wird in dem Referenzbilderzeugungsfunktionsprozessor 115 die Referenzbilderzeugungsfunktion neu bestimmt. Anschließend wird die neu ermittelte Referenzbilderzeugungsfunktion an den Referenzbilderzeuger 116 gesendet und die Referenzbilddaten in dem Referenzbilderzeuger 116 neu erzeugt. In dem Vergleicher 117 werden dann die optischen Bilddaten mit den regenerierten Referenzbilddaten verglichen. Überschreitet eine Differenz zwischen den optischen Bilddaten und den Referenzbilddaten einen vorgegebenen Schwellenwert, wird der entsprechende Anteil als Defekt erkannt.
(4) Analysieren des Defekts (S14)
Die optischen Daten des am Vergleicher 117 detektierten Defekts und einer dem Defekt benachbarten Fläche werden an eine Übertragungsbildschätzungseinheit 400 gesendet. Die korrigierten Konstruktionsmusterdaten werden ebenfalls an die Übertragungsbildschätzungseinheit 400 gesendet. Wenn beispielsweise die korrigierten Konstruktionsmusterdaten in einem Magnetplattenlaufwerk 119 gespeichert sind, liest ein Steuerungscomputer 110 die korrigierten Konstruktionsmusterdaten aus und sendet sie an die Übertragungsbildschätzungseinheit 400.
Die Übertragungsbildschätzungseinheit 400 schätzt eine Form eines Defekts, wie z.B. einen Defekt einer konvexen Form und einen Defekt einer konkaven Form, mittels der optischen Bilddaten nahe dem von dem Vergleicher 117 erfassten Defekt, den Referenzdaten, die den optischen Bilddaten entsprechen, und den korrigierten Konstruktionsmusterdaten. Anschließend wird die geschätzte Form des Defekts zu den korrigierten Konstruktionsmusterdaten zusammengesetzt. Danach wird ein erstes Waferübertragungsbild des zu bildenden Musters, wenn das Muster auf den Wafer übertragen wird, aus den zusammengesetzten Daten geschätzt, wobei Bedingungen berücksichtigt werden, unter denen das auf der Maske Ma bereitgestellte Muster auf den Wafer übertragen wird.
Außerdem schätzt die Übertragungsbildschätzungseinheit 400 auf der Grundlage der korrigierten Konstruktionsmusterdaten ein zweites Waferübertragungsbild des zu bildenden Musters, wenn das Muster auf den Wafer übertragen wird, unter den Bedingungen, bei denen das auf der Maske Ma bereitgestellte Muster auf den Wafer übertragen wird. Das zweite Waferübertragungsbild enthält keine Informationen über den in den optischen Bilddaten detektierten Defekt.
In der vorliegenden Ausführungsform werden Korrekturen an den Konstruktionsmusterdaten in Reflexion zu Formen und Abmessungen des in dem Herstellungsprozess der Maske oder in dem Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements durch Übertragung des auf der Maske bereitgestellten Musters auf den Wafer vorgenommen. Da das Waferübertragungsbild anhand der korrigierten Konstruktionsmusterdaten geschätzt wird, ist es möglich, ein genaues Waferübertragungsbild zu erhalten, indem die Genauigkeit der Simulation verbessert wird.
Beispiele für die Bedingungen, bei denen das auf der Maske Ma bereitgestellte Muster auf den Wafer übertragen wird, sind fotolithografische Bedingungen, die verwendet werden, wenn das Muster der Maske Ma durch eine Belichtungsvorrichtung auf den Wafer übertragen wird. Für eine Simulation eines belichteten Bildes, wie z.B. ein Bild eines Schaltungsmusters, das bei der Übertragung des Schaltungsmusters durch die Belichtungsvorrichtung auf den Wafer entstehen soll, werden hier folgende als Referenz aufgenommen: H. H. Hopkins, „On the diffraction theory of optical images“ , In Proc. Royal Soc. Series A., volume 217 No. 1131, pages 408-432, 1953; N, B. Cobb, „Fast Optical and Process Proximity Correction Algorithms for Integrated Circuit Manufacturing“ Eine Dissertation, die im Frühjahr 1988 in Berkeley in der Graduate Division der University of California eingereicht wurde, um die Voraussetzungen für den Doktortitel „Doctor of Philosophy in Engineering; Electrical Engineering and Computer Science“ zu erfüllen.
Das optische System der Belichtungsvorrichtung ist ein teilkohärentes optisches System. Wenn ein auf einer Maske aufgezeichnetes Muster durch die Belichtungsvorrichtung auf den Wafer übertragen wird, kann eine Lichtintensität I(x, y) an einem Punkt (x, y) auf dem Wafer erhalten werden, indem ein Wert von I*(fx, fy) berechnet wird, der eine Fouriertransformierte Intensität I(x, y) darstellt, unter Verwendung der folgenden numerischen Formeln, wobei i eine reine imaginäre Zahl ist. $\begin{array}{l} I (x, y) = \int \int I * (f_{x}, f_{y}) exp {- 2 π i (f_{x} x + f_{x} y)} d f_{x} d f_{y} \\ i = \sqrt{} (- 1) \end{array}$
I*(fx, fy) wird mittels der folgenden Hopkins-Formeln festgestellt. $I * (x, y) = \int \int T (f_{x} + f_{x}^{'}, f_{y} + f_{y}^{'}; f_{x}, f_{y}) \times G (f_{x} + f_{x}^{'}, f_{y} + f_{y}^{'}) \times G* (f_{x}^{'}, f_{y}^{'}) d f_{x}^{'} d f_{y}^{'}$
In den oben genannten Hopkins-Formeln bedeutet G(fx, fy) eine Fourier-Transformation der Maske. T(f'x, f'y;fx, fy) ist ein Transmissions-Kreuzkoeffizient, der wie folgt berechnet wird. $T (f_{x}^{'}, f_{y}^{'}; f_{x}^{''}, f_{y}^{''}) = \int \int J_{0}^{-} (f_{x}, f_{y}) \times K (f_{x} + f_{x}^{'}, f_{y} + f_{y}^{'}) \times K* (f_{x} + f_{x}^{''}, f_{y} + f_{y}^{''}) d f_{x} d f_{y}$
In der obigen Formel stellt $J_{0}^{-} (fx, fy)$
eine Lichtquellen-Intensitätsverteilung einer effektiven Lichtquelle dar. K(fx, fy) repräsentiert eine Pupillenfunktion (d.h. eine kohärente Übertragungsfunktion). In einem Fall, in dem die Maskenübertragung durch Änderung der Form der Lichtquelle durch die Quellenmaskenoptimierung (SMO) optimiert wird, wird die Änderung der Form der Lichtquelle in der Intensitätsverteilung der Lichtquelle $J_{0}^{-} (fx, fy)$
reflektiert.
In der vorliegenden Ausführungsform können eine Vielzahl von Defekttypen mit vorgegebenen Formen und Abmessungen als Programmdefekte registriert werden, und in der Übertragungsbildschätzungseinheit 400 können Informationen über die Programmdefekte entsprechend ausgewählt und zu den korrigierten Konstruktionsmusterdaten hinzugefügt werden. Zum Beispiel können mehrere Defekte einer konvexen Form mit jeweils unterschiedlicher Größe in die korrigierten Konstruktionsmusterdaten aufgenommen werden. Anhand der zusammengesetzten Daten wird dann das Waferübertragungsbild unter den Bedingungen geschätzt, bei denen das auf der Maske Ma bereitgestellte Muster auf den Wafer übertragen wird.
(5) Analysieren des Defekts (S15)
Das erste Waferübertragungsbild und das zweite Waferübertragungsbild, das in der Übertragungsbildschätzungseinheit 400 erhalten wird, werden an einen Defektanalysator 401 gesendet. Der Defektanalysator 401 vergleicht das erste Waferübertragungsbild mit dem zweiten Waferübertragungsbild, um die Übertragbarkeit des in dem Muster der Maske Ma detektierten Defekts auf den Wafer zu bewerten und festzustellen, ob der in den optischen Bilddaten detektierte Defekt echt oder falsch ist.
Der Vergleich zwischen dem ersten Waferübertragungsbild und dem gesendeten Waferübertragungsbild erfolgt ähnlich wie der Vergleich zwischen optischen Bilddaten und Referenzbilddaten bei der Defektdetektion (S13). Wird durch den Vergleich ein Defekt festgestellt, wird geprüft, ob dieser dem in den optischen Bilddaten festgestellten Defekt entspricht oder nicht. Wird dann bestätigt, dass der in den optischen Bilddaten erkannte Defekt auch in dem Waferübertragungsbild vorhanden ist, wird vermutet, dass der Defekt auf den Wafer übertragen wird, womit ein Defekt auf dem Wafer entsteht. Somit kann der Defekt als echter Defekt festgestellt werden. Wird dagegen der in den optischen Bilddaten erkannte Defekt beim Vergleich zwischen dem ersten Übertragungsbild und dem zweiten Übertragungsbild nicht als Defekt erkannt, wird vermutet, dass dieser Defekt nicht auf den Wafer übertragen wird. Daher kann dieser Defekt als Fehlerdefekt festgestellt werden, der bei der Prüfung nicht unbedingt erkannt wird.
Wird ein Waferübertragungsbild geschätzt, indem zu den korrigierten Konstruktionsmusterdaten die Programmdefekte anstelle der in den optischen Bilddaten erkannten Defekte hinzugefügt werden, wird die Grenze der Fähigkeit der Defekterkennung in dem Waferübertragungsbild erkannt. Daher kann die Übertragbarkeit des in den optischen Bilddaten erkannten Defekts auf den Wafer im Vergleich dazu vermutet werden. Zum Beispiel, wenn Programmdefekte eine Vielzahl von Defekten konvexer Formen mit jeweils unterschiedlicher Größe sind, kann ein Schwellenwert für die Abmessungen der konvexen Defekte, die auf den Wafer übertragen werden sollen, aus den in dem Waferübertragungsbild erkannten konvexen Defekten geschätzt werden. Sind die Abmessungen des konvexen Defekts in den optischen Bilddaten kleiner als die Schwellenwerte, kann davon ausgegangen werden, dass der Defekt nicht auf den Wafer übertragen wird. Sind dagegen die Abmessungen des konvexen Defekts in den optischen Bilddaten größer als die Schwellenwerte, kann davon ausgegangen werden, dass der Defekt auf den Wafer übertragen wird, womit ein Defekt auf dem Wafer entsteht.
Durch die Analyse der Defekte mit dem Defektanalysator 118 können echte Defekte aus den von dem optischen System erfassten optischen Bilddaten extrahiert werden.
Wie oben erläutert, werden in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Referenzbilddaten aus den Konstruktionsdaten des Musters der Maske erzeugt werden, Korrekturen an den Konstruktionsmusterdaten in Reflexion zu Formen und Abmessungen des in dem Herstellungsprozess der Maske Ma oder in dem Herstellungsprozess des Halbleiterbauelements bestimmten Musters vorgenommen. Durch den Vergleich der aus den korrigierten Konstruktionsmusterdaten generierten Referenzbilddaten mit den optischen Bilddaten wird es daher möglich, Defektquellen zu reduzieren und eine genaue Überprüfung durchzuführen.
Da das Waferübertragungsbild auf der Grundlage der wie oben beschriebenen korrigierten Konstruktionsmusterdaten geschätzt wird, wird die Genauigkeit der Simulation verbessert, um ein genaues Waferübertragungsbild zu erhalten.
Des Weiteren wird nach der vorliegenden Ausführungsform anhand des Waferübertragungsbildes beurteilt, ob ein Defekt des Musters der Maske auf den Wafer übertragen wird oder nicht. Dabei wird festgestellt, ob der in den optischen Bilddaten erkannte Defekt echt oder falsch ist. So kann ein weiteres genaues Überprüfungsergebnis erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Änderungen können durchgeführt werden, ohne von dem Konzept oder Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen entfallen Beschreibungen für Teile, die nicht unmittelbar zur Erklärung der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, wie z.B. detaillierte Konfigurationen von Vorrichtungen und Steuerungsverfahren. Es ist jedoch zu beachten, dass die Konfigurationen der Vorrichtungen und der Steuerungsverfahren entsprechend ausgewählt und bei Bedarf verwendet werden können. Alle Überprüfungsvorrichtungen und Überprüfungsverfahren, die die Elemente der vorliegenden Erfindung umfassen und die von einem Fachmann entsprechend modifiziert werden können, werden in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung einbezogen.

Claims

Überprüfungsmethode, umfassend: Erfassen erster optischer Bilddaten eines auf einer Maske angeordneten Musters durch Bestrahlung der Maske mit Licht, das von einer Lichtquelle über ein erstes optisches System ausgestrahlt wird, und Richten des von der Maske durchgelassenen oder reflektierten Lichts, um auf eine Bildaufnahmevorrichtung aufzutreffen; Erfassen zweiter optischer Bilddaten des Musters durch Bestrahlung der Maske mit Licht, das von der Lichtquelle über ein zweites optisches System ausgestrahlt wird, und Richten des von der Maske durchgelassenen oder reflektierten Lichts, um auf die Abbildungsvorrichtung zu treffen, wobei das zweite optische System eine geringere Auflösung als das erste optische System hat und ein optisches System einer Belichtungsvorrichtung simuliert, das verwendet wird um das Muster der Maske auf einen Halbleiterwafer zu übertragen; Erzeugen erster Referenzbilddaten, die den ersten optischen Bilddaten entsprechen, und zweiter Referenzbilddaten, die den zweiten optischen Bilddaten entsprechen, basierend auf korrigierten Konstruktionsdaten, wobei die korrigierten Konstruktionsdaten durch Korrigieren von Konstruktionsdaten für das Muster der Maske im Hinblick auf Formen und Abmessungen des Musters der Maske erzeugt werden, die gemäß einem Herstellungsverfahren der Maske und/oder einem Herstellungsverfahren eines herzustellenden Halbleiterbauelements durch Übertragen des Musters der Maske auf den Halbleiterwafer bestimmt werden; Detektieren eines Defekts des Musters in den ersten optischen Bilddaten durch Vergleich der ersten optischen Bilddaten mit den ersten Referenzbilddaten; Detektieren eines Defekts des Musters in den zweiten optischen Bilddaten durch Vergleichen der zweiten optischen Bilddaten mit den zweiten Referenzbilddaten; und Bestimmen, ob der erkannte Defekt in den ersten optischen Bilddaten ein echter Defekt oder ein falscher Defekt in Bezug auf die Information des erkannten Defekts in den zweiten optischen Bilddaten ist, und Bewerten der Übertragbarkeit des erkannten Defekts auf den Halbleiterwafer.
Überprüfungsmethode nach Anspruch 1, wobei die Formen und die Dimension des nach dem Herstellungsverfahren des Halbleiterbauelements bestimmten Musters anhand eines Unterschieds zwischen einem gemessenen Wert und einem Konstruktionswert der Dimensionen eines bestimmten Teils des Musters der Maske geschätzt werden.
Überprüfungsmethode nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Erzeugen der ersten Referenzbilddaten und der zweiten Referenzbilddaten ein Filtern der aufgrund der korrigierten Konstruktionsdaten erzeugten Bilddaten umfasst, und weiter umfassend das Einstellen der Simulation von Eigenschaften der Auflösungen des ersten optischen Systems und des zweiten optischen Systems und von Parametern der Bilderzeugung der Bildaufnahmevorrichtung, um jeweils einen Unterschied zwischen den ersten optischen Bilddaten und den ersten Referenzbilddaten und einen Unterschied zwischen den zweiten optischen Bilddaten und den zweiten Referenzbilddaten zu minimieren.
Überprüfungsmethode umfassend: Erfassen optischer Bilddaten eines auf einer Maske angeordneten Musters durch Bestrahlung der Maske mit Licht, das von einer Lichtquelle über ein optisches System ausgestrahlt wird, und Richten des von der Maske durchgelassenen oder reflektierten Lichts, um auf eine Bildaufnahmevorrichtung zu treffen; Erzeugen von Referenzbilddaten, die den optischen Bilddaten entsprechen, basierend auf korrigierten Konstruktionsdaten, wobei die korrigierten Konstruktionsdaten durch Korrigieren von Konstruktionsdaten für das Muster der Maske im Hinblick auf Formen und Abmessungen des Musters der Maske erzeugt werden, die gemäß einem Herstellungsverfahren der Maske und/oder einem Herstellungsverfahren eines herzustellenden Halbleiterbauelements durch Übertragen des Musters der Maske auf den Halbleiterwafer bestimmt werden; Detektieren eines Defekts des Musters in den optischen Bilddaten durch Vergleich der optischen Bilddaten mit den Referenzbilddaten; Schätzen einer Form des auf den Halbleiterwafer zu übertragen Defekts mittels optischer Bilddaten des Defekts des in den optischen Bilddaten erfassten Musters, der den optischen Bilddaten entsprechenden Referenzdaten, und den korrigierten Konstruktionsdaten des Musters, und Schätzen eines ersten Übertragungsbildes, wie es auf den Halbleiterwafer übertragen wird, basierend auf Daten, in denen Informationen der geschätzten Form des Defekts zu den korrigierten Konstruktionsdaten, mittels einer Bedingung, bei der die auf der Maske ausgerichteten Muster auf den Halbleiterwafer übertragen werden, hinzugefügt werden; Schätzen eines zweiten Übertragungsbildes eines auf einen Halbleiterwafer zu übertragenden Musters, basierend auf entsprechenden Daten, mittels einer Bedingung, bei der das Muster der Maske auf den Halbleiterwafer übertragen wird; und Bestimmen, ob der detektierte Defekt echt oder falsch ist, durch Vergleichung des ersten Übertragungsbildes und des zweiten Übertragungsbildes und Auswertung von Übertragbarkeit des detektierten Defekts auf den Halbleiterwafer.
Überprüfungsvorrichtung mit einer Lichtquelle (103); einem Objekttisch (101), auf dem eine Maske (Ma) platziert ist; einem optischen System (200) mit einer variablen numerischen Apertur (NA) und das ein von der Lichtquelle (103) ausgestrahltes Licht richtet, um den Objekttisch (101) zu bestrahlen; einer Bildaufnahmevorrichtung (104), die optische Bilddaten von der auf den Objekttisch (101) platzierten Maske (Ma) erfasst, indem ein von der Lichtquelle ausgestrahltes Licht durch das optische System (200) gerichtet und von der Maske (Ma) durchgelassen oder reflektiert wird, um auf die Bildaufnahmevorrichtung (104) aufzutreffen; einem Referenzbilderzeuger (116), der Referenzbilddaten, die den optischen Bilddaten entsprechen, basierend auf korrigierten Konstruktionsdaten erzeugt, wobei die korrigierten Konstruktionsdaten durch Korrektur der Konstruktionsdaten für die Muster der Maske (Ma) im Hinblick auf Formen und Abmessungen des Musters der Maske (Ma) erzeugt werden, die gemäß einem von einem Herstellungsverfahren der Maske (Ma) und/oder einem Herstellungsverfahren einer durch Übertragung des Musters der Maske (Ma) auf einen Halbleiterwafer herzustellenden Halbleiterbauelements bestimmt werden; einem Vergleicher (117), der die optischen Bilddaten mit Referenzbilddaten vergleicht, um einen Defekt des Musters in den optischen Bilddaten zu detektieren; und einem Defektanalysator (118), der den in dem Vergleicher (117) detektierten Defekt analysiert, indem erste optische Bilddaten, die von der Abbildungsvorrichtung (104) mittels der numerischen Apertur (NA) als einen Wert, der erforderlich ist um einen Defekt des Musters zu detektieren, mit ersten Referenzbilddaten, die von dem Referenzbilderzeuger (116) erzeugt wurden, vergleicht, basierend auf Informationen über einen in dem Vergleicher (117) detektierten Defekt, der durch Vergleichen von zweiten optischen Bilddaten, die von der Abbildungsvorrichtung (104) mittels der numerischen Apertur (NA) als einen Wert erfasst werden, der ein optisches System einer Belichtungsvorrichtung simuliert, die zur Übertragung des Musters auf den Halbleiterwafer verwendet werden soll, mit zweiten Referenzbilddaten, die vom Referenzbilderzeuger (116) erzeugt werden, erfasst wird.