CN102411260B

CN102411260B - 掩膜板缺陷检测方法

Info

Publication number: CN102411260B
Application number: CN201110386285.3A
Authority: CN
Inventors: 朱骏; 张旭昇
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2031-11-28
Also published as: CN102411260A

Abstract

本发明涉及一种掩膜板缺陷检测方法，包括如下步骤：将不同波长的光束投射到具有不同透光度图形区域的校准掩模板上，进行校准测试，建立基准数据库；将光束投射到待测掩膜板，测算该待测掩膜板对该光束的反射率、透射率中的至少一个；将测得的反射率、透射率信息对比基准数据，判定该待测掩膜板上是否存在缺陷。采用这种检测方法可以快速有效地检测掩膜板上的haze缺陷及细微有机物污染。

Description

掩膜板缺陷检测方法

技术领域

本发明涉及一种缺陷检测的方法，更具体地说，涉及掩膜板缺陷检测方法。

背景技术

在使用光掩模进行硅晶片光刻的过程中，环境中的离子容易在掩膜板上形成附着物，对曝光光束造成影响。当掩模板被光刻机激光照射一定时间以后，尤其是193nm或者193nm以下波长光源的照射下，在掩模板上会逐渐生成所谓的雾状缺陷(haze)。硫酸铵化合物被认为是最主要的雾状缺陷成份，光掩模清洗后残留的离子被认为是雾状缺陷产生的主要原因。雾状缺陷(haze)存在于掩模板上会引发光刻缺陷，进而导致产品合格率降低。因此，及时的发现掩模板的缺陷，防止有缺陷的掩模板继续被使用从而造成产品良率降低是非常关键的。

公开号为102012631A的中国发明专利公开了一种掩膜板的检测方法，包括如下步骤：预先根据在掩膜层中形成的光掩膜图形的目标特征尺寸计算目标曝光能量；提供掩膜板和半导体基体，在所述掩膜板上具有开口图形，在所述半导体基体上具有光掩膜层；利用小于目标曝光能量的测试曝光能量，透过掩膜板对所述半导体的基底上的部分区域光掩膜层曝光；进行显影，形成光掩模图形；对所述光掩膜图形进行检测。该方法中显影是为了放大附着物以便观察，需要更多的人工干预，对雾状缺陷及细微有机物污染的检测效果并不能令人满意。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效检测haze缺陷及细微有机物污染的掩膜板缺陷检测方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种掩膜板缺陷检测方法，包括如下步骤：将不同波长的光束投射到具有不同透光度图形区域的校准掩模板上，进行校准测试，建立基准数据库；将光束投射到待测掩膜板，测算该待测掩膜板对该光束的反射率、透射率中的至少一个；将测得的反射率、透射率信息对比基准数据，判定该待测掩膜板上是否存在缺陷。

作为本发明上述掩膜板缺陷检测方法的一种优选方案，还包括步骤4)：若存在缺陷，以缺陷所在位置对缺陷自动进行分类。

作为本发明上述掩膜板缺陷检测方法的一种优选方案，步骤2)中具体包括：确定待测掩模板的技术等级、技术节点、设计规则，分析该待测掩膜板的图形区域透光度分布；采用不同波长光束投射到该待测掩模板上，针对该待测掩膜板上每一不同透光度的图形区域，测算该图形区域对该光束的反射率和透射率。

作为本发明上述掩膜板缺陷检测方法的进一步改进，步骤1)具体包括：用不同波长的光束投射到校准掩模板上的多个具有不同透光度的图形区域，分别测算反射率与透射率数据，存入基准数据库中。

由于掩膜板上缺陷区域对于不同波长的光束的反射率和透射率不同于无缺陷区域，当激光光源或卤素灯发出的不同波长的光束投射到掩膜板上时，利用本发明的掩膜板缺陷检测方法，可以减少人工干预，快速有效地发现雾状缺陷，并对细微有机物污染具有良好的检出率。

附图说明

图1为本发明的掩膜板缺陷检测方法的流程示意图；

图2为本发明的校准掩膜板结构示意图；

图3为本发明的具有不同透光度的图形区域结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明公开的一种掩膜板缺陷检测方法如图1所示，具体包括如下步骤：

S10：以不同波长的光束投射到校准掩模板上进行校准测试；

S20：确定待测掩模板的技术等级、技术节点、设计规则；

S30：分析待测掩模板的不同图形区域的透光度分布信息；

S40：从基准数据库中提取相关基准数据，组成本次检测的对比基准；

S50：采用不同波长的光束投射到待测掩模板上，分别测算各图形区域反射率、透射率信息；

S60：将反射率和透射率信息与本次检测的对比基准进行对比，若发现反射率或透射率的差异满足判定规则，即可认为此处存在缺陷；

S70：若存在缺陷，以缺陷所在位置对缺陷自动进行分类。

在上述步骤之后，可以将缺陷坐标位置与待测掩模板设计版图叠加以确定该处是否为致命缺陷，若是则停止使用该待测掩模板并送交清洗。

在步骤S10中，首先需要采用校准掩模板进行校准测试。校准掩模板20如图2所示，该校准掩膜板20具有多个不同透光度的图形区域21，透光度的变化范围为0％-100％(0％表示不透光、100％表示全透光)。用不同波长的光束投射到多个具有不同透光度的图形区域21上，进行校准测试，在不同波长光束投射的情况下，测算不同透光度的图形区域21对光束的反射率、透射率，并以此建立基准数据库。为测得反射率和透射率，可以用三个光强检测器分别测得入射光束的入射光强、被掩膜板反射后的反射光强、透过掩膜板的透射光强，其中反射率为反射光强与入射光强的比值，透射率为透射光强与入射光强的比值。

根据本发明的一个实施例，具有不同透光度的图形区域21的结构如图3所示，其由金属铬线条之间的间隙212和金属铬线条211按照该间隙212宽度与该铬线条211宽度的不同比例制成。为制成不同透光度的图形区域21，该间隙212与该铬线条211的宽度比可以按1∶1、2∶1、3∶1等倍数比例。

在相同的测试环境下，以不同波长的光束以固定的角度入射向校准掩膜板20，光束的波长从小变大时，校准掩膜板20对入射光束的反射率会降低，而透射率会增加。

从基准数据库中至少可以查到可调谐激光器发出波长为157nm、193nm、248nm或257nm的激光光束投射到校准掩膜板20上时，校准掩膜板20的多个不同透光度的区域21对激光光束的反射率和透射率。参照上述做法，在波长为120nm至800nm的范围中选取若干中间值波长，以卤素光源发出该中间值波长的光束，再对校准掩膜板20进行校准测试，并将反射率、透射率数据存入上述基准数据库中。

根据半导体工艺技术等级、技术节点、设计规则等信息，进一步制出多种不同标准的校准掩膜板，再进行上述校准测试，并将数据也存入基准数据库中。

在步骤S20中，需要确定待测掩模板的技术等级、技术节点、设计规则。不同技术等级、不同设计节点和不同设计规则下制成的掩膜板，其对相同入射光束的反射率和透射率会有较大的差异。

在步骤S30中，用常规电子辅助设计软件(比如EDA)分析待测掩模板的不同图形区域的透光度分布信息，从该分布信息可以看出掩膜板上哪些图形区域透光度好，哪些图形区域透光度差，并可以将透光度接近、坐标位置也接近的图形区域作为一块更大的图形区域分析。

在步骤S40中，根据上述不同图形区域的透光度分布信息，以及待测掩模板的技术等级、技术节点、设计规则等信息，从基准数据库中提取相关基准数据，按照待测掩模板的布局组合成本次检测的对比基准；以此对比基准作为待测掩膜板上无缺陷时应有的反射率和透射率数据。

在步骤S50中，采用不同波长的光束投射到待测掩模板上，分别测算各图形区域对入射光束的反射率、透射率信息。

根据本发明的一个实施例，入射光束为可调谐激光器发出的波长可变的激光光束，其波长为157nm、193nm、248nm或257nm。

根据本发明的另一个实施例，入射光束为卤素光源发出的光束，可通过滤光片调整波长范围为120nm至800nm。

在步骤S60中，根据本发明的一个实施例，判定规则具体为：

a)在180nm及其以上工艺技术中，若待测掩膜板对该光束反射率或折射率与基准数据的差异大于等于0.1％，则判定存在缺陷；

b)在130nm工艺技术中，若待测掩膜板对该光束反射率或折射率与基准数据的差异大于等于1％，则判定存在缺陷；

c)在90nm工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于3％，则判定存在缺陷；

d)在65nm工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于10％，则判定存在缺陷；

e)在45nm工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于15％，则判定存在缺陷；

f)在32nm及其以下工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于30％，则判定存在缺陷。

由于工艺技术节点、版图设计、检测环境的不同，判定缺陷存在的规则需要基于实际情况进一步优化。

在步骤S70中，掩模板上的缺陷按照其位置可以进一步分类为掩模板遮光层上的缺陷(defect on film)、遮光层边缘的缺陷(defect on edge)和透光区域的缺陷(defect on clear)；上述分类可以自动实现。当发现缺陷时，可以将这个位置与版图叠加，如果后续工艺层次在这个位置上将有图形或电路，那么缺陷将影响整体的产品性能，所以需要立即清洗；相反，则不一定需要立刻清洗。

采用本发明的掩膜板缺陷检测方法，可以在掩膜板缺陷检测中减少人工干预的程度，快速有效地发现雾状缺陷，并对细微有机物污染具有良好的检出率。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种掩膜板缺陷检测方法，包括如下步骤：

1）将不同波长的光束投射到具有不同透光度图形区域的校准掩模板上，进行校准测试，根据半导体工艺技术等级、技术节点、设计规则，进一步制出多种不同标准的校准掩膜板，再进行上述校准测试，建立基准数据库；

2）将光束投射到待测掩膜板，测算该待测掩膜板对该光束的反射率、透射率中的至少一个；

3）将测得的反射率、透射率信息对比基准数据，判定该待测掩膜板上是否存在缺陷。

4）：若存在缺陷，以缺陷所在位置对缺陷自动进行分类。

2.如权利要求1所述的掩膜板缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤2）中的光束由可调谐激光器发出。

3.如权利要求2所述的掩膜板缺陷检测方法，其特征在于，所述可调谐激光器发出的光束波长为157nm、193nm、248nm或257nm。

4.如权利要求1所述的掩膜板缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤2）中的光束由卤素光源发出。

5.如权利要求4所述的掩膜板缺陷检测方法，其特征在于，所述卤素光源发出的光束通过滤光片调整至波长范围为120nm至800nm。

6.如权利要求1所述的掩膜板缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤2）具体包括步骤：

2a）确定所述待测掩模板的技术等级、技术节点、设计规则，分析该待测掩膜板的图形区域透光度分布；

2b）采用不同波长光束投射到该待测掩模板上，针对该待测掩膜板上每一不同透光度的图形区域，测算该图形区域对该光束的反射率和透射率。

7.如权利要求1所述的掩膜板缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤3）中判定是否存在缺陷的规则具体为：

A）在180nm及其以上工艺技术中，若待测掩膜板对该光束反射率或折射率与基准数据的差异大于等于0.1%，则判定存在缺陷；

B）在130nm工艺技术中，若待测掩膜板对该光束反射率或折射率与基准数据的差异大于等于1%，则判定存在缺陷；

C）在90nm工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于3%，则判定存在缺陷；

D）在65nm工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于10%，则判定存在缺陷；

E）在45nm工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于15%，则判定存在缺陷；

F）在32nm及其以下工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于30%，则判定存在缺陷。

8.如权利要求1所述的掩膜板缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤1）具体包括：用不同波长的光束投射到校准掩模板上的多个具有不同透光度的图形区域，分别测算反射率与透射率数据，存入基准数据库中。

9.如权利要求8所述的掩膜板缺陷检测方法，其特征在于，所述图形区域由金属铬线条之间的间隙和金属铬线条按照该间隙宽度与该铬线条宽度的不同比例制成。