CN116359247B - 掩模缺陷的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种掩模缺陷的检测方法，包括：EUV光源向掩模版发射EUV光，并在其上形成光斑；移动掩模版，使得光斑的长度和宽度分别为第一预设值和第二预设值；光斑依次照射在掩模版的所有位置，在照射到每一个位置时，通过SCMOS相机采集该位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号，作为该位置的散射图像信号；获得各位置的散射图像信号的关联谱；判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，若是，则该位置存在缺陷，否则，该位置不存在缺陷。本发明的掩模缺陷的检测方法，通过掩模版各位置的散射图像信号的关联值获得掩模版的缺陷位置，检测速度快，灵敏度高。
Description
技术领域
本发明涉及掩模版技术领域，更具体地涉及一种掩模缺陷的检测方法。
背景技术
掩模版是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版，镀有多层膜的掩模基底称为掩模白板。掩模白板的缺陷有两种，当薄膜材料掺入光吸收杂质颗粒时，引起局部曝光强度不均匀，称之为振幅缺陷；当基底抛光时出现凹坑或鼓包，引起局部相位改变，称之为相位缺陷。掩模版中的缺陷是集成电路(IC)制作中产率下降的一个原因。因此，掩模版的检查是掩模版制作工艺中的关键步骤。
日本Lasertec于2018年成功开发了光化图形掩模检测系统ACTIS A150，可以实现EUV掩模版的相位缺陷的检测。ACTIS A150首先利用施瓦兹镜Schwarzschild对掩模版进行26倍放大，然后利用SCMOS相机对掩模版进行成像。当存在缺陷时，相应的相机单像素数值降低1％左右，从而可以快速获得缺陷的位置；最后对该处位置进行1000倍放大，从而获得掩模缺陷的形状和大小。
但是，ACTIS A150系统也存在一些问题，如Schwarzschild系统进行成像时会导致像平面中心区域亮度低于其他区域，并产生渐晕区，降低成像质量，影响快速掩模缺陷的测量精度；另外Schwarzschild为了提高EUV(极紫外)波段的利用率，通常在表面镀Mo/Si多层膜，反射效率高达70％，缺点是EUV能量带宽较窄，仅为3％，因此ACTIS A150系统没有充分利用EUV波段的光子。
发明内容
本发明的目的在于提供一种掩模缺陷的检测方法，以快速、高灵敏度地获取掩模版的掩模缺陷。
基于上述目的，本发明提供一种掩模缺陷的检测方法，包括步骤：
S100：通过EUV光源向掩模版发射EUV光，并在掩模版上形成光斑；
S200：移动掩模版，使得掩模版上的光斑的长度和宽度分别为第一预设值和第二预设值；
S300：移动掩模版，使光斑依次照射在掩模版的所有位置，在照射到掩模版的每一个位置时，记录该位置的位置信息，并通过SCMOS相机采集该位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号，作为该位置的散射图像信号；
S400：根据各位置的散射图像信号以及掩模版的无缺陷位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号得到各位置的散射图像信号的关联值；
S500：判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，若是，则该位置存在缺陷，否则，该位置不存在缺陷。
进一步地，所述第一预设值和所述第二预设值满足以下条件：使EUV光在所述掩模版的功率密度高于0.22mW/mm^2。
步骤S300进一步包括：
S310：在保持所述掩模版与所述EUV光源之间的距离不变的同时平移所述掩模版，使所述光斑照射在所述掩模版的左上角的位置，记录该位置的位置信息，并通过所述SCMOS相机获得该位置的散射图像信号；
S320：使所述掩模版沿X负向平移第一距离，以使所述光斑照射在所述掩模版的位置从所述掩模版的左上角移动到所述掩模版的右上角，在平移过程中，每当所述掩模版平移第一预设值的距离时，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置的位置信息，并打开所述SCMOS相机，以采集该位置的散射图像信号；
S330：使所述掩模版沿Y负向平移第二预设值的距离，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置信息，并打开所述SCMOS相机，以采集该位置的散射图像信号；
S340：使所述掩模版沿X正向平移第一距离，在移动过程中，每当所述掩模版平移第一预设值的距离时，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置的位置信息，并打开所述SCMOS相机，以采集该位置的散射图像信号；
S350：使所述掩模版沿Y负向平移第二预设值的距离，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置的位置信息，并打开所述SCMOS相机，以采集该位置的散射图像信号；
S360：重复步骤S320-S350，直至所述掩模版的所有位置均被所述光斑照射过。
进一步地，所述掩模版安装在X向电机上，所述X向电机安装在Y向电机上，所述Y向电机安装在Z向电机上，所述X向电机用于使所述掩模版沿X向平移，所述Y向电机用于使所述X向电机和所述掩模版沿Y向平移，所述Z向电机用于使所述X向电机、所述Y向电机和所述掩模版沿Z向平移，以改变所述掩模版与所述EUV光源之间的距离。
进一步地，掩模版的无缺陷位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号等于掩模版的各位置的散射图像信号的平均值。
进一步地，各位置的散射图像信号的关联值Cor(t)满足如下关系式：
其中，I1(u,v)为掩模版的无缺陷位置的散射图像信号，I2(u,v,t)为掩模版的各位置的散射图像信号，u、v为SCMOS相机的坐标系的坐标，t为采集散射图像信号的时间，用于映射掩模的位置，<>为在SCMOS相机的预设区域对u、v遍历。
进一步地，判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，具体包括：
判断每一个位置的散射图像信号的关联值与各位置的散射图像信号的关联值的平均值之差是否大于各位置的散射图像信号的关联值的标准偏差，若是，则满足预设条件，否则，不满足预设条件。
进一步地，所述SCMOS相机的中心设置有遮光板，以遮挡所述SMOS相机的中心区域。
进一步地，所述SCMOS相机的预设区域为所述SCMOS相机上去除所述中心区域以外的边缘区域。
进一步地，所述EUV光源包括光栅，所述光栅的线密度为50l/mm。
本发明的掩模缺陷的检测方法，采用低线密度光栅作为单色器光学元件，为掩模缺陷检测提供高效率的EUV光；对掩模版进行散射成像，获得掩模版各位置的散射图像信号，并计算各散射图像信号的关联值，根据关联谱获得掩模版的缺陷位置，检测速度快，灵敏度高；可根据实际工作波长设计光栅参数、掩模版处光斑尺寸以及SCOMS相机到掩模版的距离，从而拓展到其他工作波长的掩模版缺陷检测。
附图说明
图1为根据本发明实施例的掩模缺陷的检测方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的掩模缺陷的检测装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供一种掩模缺陷的检测方法，包括以下步骤：
S100：通过EUV光源向掩模版发射EUV光，并在掩模版上形成光斑。
EUV光源通常包括同步辐射光源、光栅和狭缝，同步辐射光源具有辐射能量范围宽、光子通量高的优点，光栅可采用低线密度变线距光栅，从而提供高效率、宽能量宽度的EUV光子，以用于掩模缺陷的检测。光栅线密度k(w)方程为：
k(w)＝k0(1+2b2w+3b3w2) (1)
其中，w为光栅坐标，k0为光栅中心线密度，决定光束线能量分辨率；b2为光栅变线距系数，决定光束焦点位置；b3为光栅变线距系数，决定光束线的消像差能力。光栅线密度k0越高，能量分辨率越高即能量带宽越窄，光栅反射效率越低。在同步辐射光束线领域，光栅线密度k0一般高于400l/mm。为了获得高通量，在一些实施例中，k0可取50l/mm，这样光栅效率可以提高3倍以上。
EUV光源为本领域公知装置，其结构和原理此处不再赘述。
如图2所示，EUV光源100可位于掩模版200的上方，其可发出EUV光并照射在掩模版200上，形成光斑110，然后经过掩模版200反射后形成反射光。
S200：移动掩模版，使得掩模版上的光斑的长度和宽度分别为第一预设值和第二预设值。
掩模版200通常为方形，为便于描述，如图2所示，可以以掩模版200的中心为原点O，平行于掩模版200的一条边(例如长边)的方向为X向，在掩模版200平面内，与X向垂直的方向为Y向，垂直于掩模版200的方向为Z向。
通过改变掩模版200与EUV光源100之间的距离(即Z向高度)，可以改变光斑110的尺寸大小。因此通过使掩模版200沿Z向平移，即可改变光斑110的尺寸大小。通常来说，光斑110的尺寸越大，光子功率密度越小，掩模缺陷检测能力越差，但是掩模缺陷检测速度越快，而光斑110的尺寸越小，光子功率密度越大，掩模缺陷检测能力越强，但是掩模缺陷检测速度越慢，因此光斑110的尺寸需综合考虑。在一些实施例中，第一预设值和第二预设值需满足以下条件：使掩模版200处的功率密度高于0.22mW/mm^2。在一个示例性的实施例中，第一预设值为200um，第二预设值为70um。
在一些实施例中，光斑110可以为椭圆形，此时其长度即为椭圆的长轴，宽度即为椭圆的短轴。
S300：移动掩模版，使光斑依次照射在掩模版的所有位置，在照射到掩模版的每一个位置时，记录该位置的位置信息，并通过SCMOS相机采集该位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号，作为该位置的散射图像信号。
科学级互补金属氧化物半导体(ScientificComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor,SCMOS)技术基于CMOS的架构，通过片上相关多采样来降低噪声、调整半导体掺杂比例等提高像素满阱容量、大小增益双路读出合成高动态范围图像技术提高动态范围、二维无缝拼接技术实现大靶面等，克服了CMOS的一些缺点，实现了低噪声、高帧频、高动态范围、高分辨率、大靶面等。SCMOS作为CMOS一种类型，主要应用于科研领域。
SCMOS相机300可位于掩模版200的上方，其接受面与反射光垂直，用于接收反射光，从而获得散射图像信号。在一些实施例中，SCMOS相机300到光斑110的距离可为400mm。在检测过程中，SCMOS相机300和光斑110均保持不动，只有掩模版200移动，因此，SCMOS相机300可以采集到掩模版200不同位置的散射图像信号。反射光通常会照射在SCMOS相机300的全区域，但是SCMOS相机300的中心区域的光强较大，为避免SCMOS相机300饱和曝光，可通过遮光板400将SCMOS相机300的中心区域遮挡，避免被反射光照射，此时反射光会照射在SCMOS相机300除中心区域以为的边缘区域(即预设区域)，因此SCMOS相机300采集到的信号为预设区域的散射图像信号，遮光板400所遮挡的中心区域的信号为0。在一些实施例中，遮光板400可以为圆形、方形或任意其他期望的形状。遮光板400的尺寸可以根据需要进行设置，本发明对此不做限定。
在一些实施例中，步骤S300可进一步包括：
S310：在保持掩模版200与EUV光源100之间的距离不变的同时平移掩模版200，使光斑110照射在掩模版200的左上角的位置，记录该位置的位置信息，并通过SCMOS相机300获得该位置的散射图像信号；
S320：使掩模版200沿X负向平移第一距离，以使光斑110照射在掩模版200的位置从掩模版200的左上角移动到掩模版200的右上角，在移动过程中，每当掩模版200平移第一预设值的距离时，记录光斑110照射在掩模版200的位置的位置信息，并打开SCMOS相机300，以采集该位置的散射图像信号；
S330：使掩模版200沿Y负向平移第二预设值的距离，记录光斑110照射在掩模版200的位置信息，并打开SCMOS相机300，以采集该位置的散射图像信号；
S340：使掩模版200沿X正向平移第一距离，在移动过程中，每当掩模版200平移第一预设值的距离时，记录光斑110照射在掩模版200的位置的位置信息，并打开SCMOS相机300，以采集该位置的散射图像信号；
S350：使掩模版200沿Y负向平移第二预设值的距离，记录光斑110照射在掩模版200的位置的位置信息，并打开SCMOS相机300，以采集该位置的散射图像信号；
S360：重复步骤S320-S350，直至掩模版200的所有位置均被光斑110照射过。
在上述过程中，EUV光源100是保持不动的，EUV光源100与掩模版200的距离(即Z向高度)也不变，因此光斑110的尺寸也不变。上述过程相当于将以光斑110的长度和宽度为基准，将掩模版200分成若干小方块，每个小方块的长度等于光斑110的长度(即第一预设值)，每个小方块的宽度等于光斑110的宽度(即第二预设值)；然后通过移动掩模版200，使光斑110照射在左上角的小方块中，然后向左(即X负向)移动掩模版200，使光斑110遍历第一排的小方块，然后向下(即Y负向)移动掩模版200，使其位于第二排最右侧的小方块中，然后向右移动掩模版200，使光斑110遍历第二排的小方块，然后再向下移动掩模版200，使其位于第三排最左侧的小方块中，然后再重复上述过程，直至光斑110遍历所有的小方块，从而使光斑110照射掩模版200的所有位置，每当光斑110位于其中一个小方块时，都需要记录该小方块的位置信息，并通过SCMOS相机300获得该小方块的散色信号，这样，即可以获得所有位置的散射图像信号。
在一些实施例中，位置信息可以用XOY坐标系的坐标值来表示，由于光斑110并不是一个点，而是一个区域，因此可以以光斑110的中心点的坐标来表示该光斑110所照射位置的坐标，例如，当光斑110照射在掩模版200的一个位置时，该位置的坐标是光斑110的中心的坐标。同理，若某个位置的坐标为(0mm，1mm)，那么该位置是指以(0mm，1mm)的点为中心，以光斑110的长度为长，以光斑110的宽度为宽的方形。通过XOY坐标系的坐标值，可以快速地定位到掩模版200的任意位置。
在一些实施例中，掩模版200的移动可以通过X向电机、Y向电机和Z向电机来实现，掩模版200安装在X向电机上，X向电机安装在Y向电机上，Y向电机安装在Z向电机上，X向电机用于使掩模版200沿X向平移，Y向电机用于使X向电机和掩模版200沿Y向平移，Z向电机用于使X向电机、Y向电机和掩模版200沿Z向平移，以改变掩模版200与EUV光源100之间的Z向距离。X向电机、Y向电机和Z向电机可以采用高真空、大移动量程和高精度电机。
在步骤200中，可通过Z向电机使掩模版200沿Z向移动，使光斑110的长度和宽度分别为第一预设值和第二预设值。在步骤S310中，可通过X向电机和Y向电机使掩模版200沿X向和Y向移动，从而使光斑110照射在掩模版200的左上角。步骤S320中，可以通过X向电机使掩模版200匀速移动，假设其速度为VX，每隔时间T＝SX/VX记录一次光斑110照射位置的坐标，SX为光斑110的长度，X向电机可以与SCMOS电连接，当X向电机启动后，可以向SCMOS相机300发送开启信号，SCMOS相机300接收到开启信号后，开始持续曝光，每幅图的曝光时间为T，从而采集到每个位置的散射图像信号I(u,v,t)，其中u和v分别为SCMOS相机300的水平和垂直坐标，t＝nT，n为正整数，t与掩模版200上的位置一一对应，通过t可映射到掩模版200各个位置；当X电机移动的距离为SMX-SX时，X向电机SCMOS相机300发送关闭信号，SCMOS相机300接收到关闭信号后，结束曝光。在步骤S330中，Y向电机使掩模版200下移SY的距离，SY为光斑110的宽度。步骤S340中，X向电机启动，并使掩模版200以同样的速度右向匀速移动，同样地，每隔时间T记录一次光斑110照射位置的坐标，X向电机启动时会向SCMOS相机300发送开启信号，然后SCMOS相机300开始持续曝光，每幅图的曝光时间为T，在X向电机移动的距离为SMX-SX时，X向电机SCMOS相机300发送关闭信号，SCMOS相机300接收到关闭信号后，结束曝光。然后再步骤S350中，通过Y向电机使掩模版200下移SY的距离。以此循环往复，可以得到掩模版200的各位置的散射图像信号I(u,v,t)。
在一些实施例中，当SCMOS相机300的最大帧率为fs时，每幅图的曝光时间T需大于1/fs。
X向电机、Y向电机、Z向电机和SCMOS相机300均可与一计算机电连接，以通过计算机控制各电机和SCMOS相机300的运行，计算机还可接收SCMOS相机300采集的散射图像信号，以在后续步骤中根据散射图像信号进行计算，以找出缺陷位置。
S400：根据各位置的散射图像信号以及掩模版的无缺陷位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号得到各位置的散射图像信号的关联值。
各位置的散射图像信号的关联值Cor(t)可通过下式计算得到：
其中，I1(u，v)为掩模版的无缺陷位置的散射图像信号，将光斑110移动至掩模版200的空白区域(无缺陷区域)即可以获得I1(u，v)；I2(u，v，t)为掩模版200的各位置的散射图像信号。＜＞为对u，v遍历(即积分)，由于遮光板400的存在，SCMOS相机300的中心区域的信号为0，因此遍历的区域为SCMOS相机300的环形区域。
由于在对掩模版200进行缺陷检测之前，并不知道哪里有缺陷，因此很难得到准确的掩模版的无缺陷位置的散射图像信号，而掩模版的特点是缺陷区域远小于无缺陷区域，例如7nm工艺节点光刻对掩模版的缺陷要求是：在6英寸的掩模版上，不存在50nm以上的缺陷，15nm到50nm之间的缺陷不超过3个。因此，在一些实施例中，可以将掩模版的各位置的散射图像信号的平均值作为掩模版的无缺陷位置的散射图像信号，将各位置的散射图像信号相加后除以位置数量，即可得到掩模版的无缺陷位置的散射图像信号。
u和v为相机坐标系的坐标值，其中相机坐标系以SCMOS相机300的中心点为坐标原点。在一个示例性的实施例中，SCMOS相机300的像素数为2048*2048，尺寸为13.5um，因此，u和v的坐标数量均为2048，u向和v向的最小间距均为13.5um，因此u和v的坐标范围均为-13.824mm～13.824mm。在一些实施例中，遮光板400的直径为10mm，此时，在SCMOS相机300的预设区域中，u的范围是-13.824mm～-5mm以及5mm～13.824mm，v的范围也是-13.824mm～-5mm以及5mm～13.824mm。
由于相机坐标系中均为离散的点，因此各位置的散射图像信号I2(u，v，t)也是由多个离散的值组成的数组。＜I1(u，v)I2(u，v，t)＞指的是先将I1(u，v)和I2(u，v，t)中u、v坐标相同的离散点的值相乘，然后再将所有相乘后的值相加，最后得到＜I1(u，v)I2(u，v，t)＞。＜I1(u，v)2＞是指先将各个离散点的值求平方，然后将平方后的值全部相加，得到＜I1(u，v)2＞。例如，若则＜I1(u，v)I2(u，v，t)＞＝1×3+2×4+3×5+4×6＝50，＜I1(u，v)2＞＜I2(u，v，t)2＞＝(1+2×2+3×3+4×4)(3×3+4×4+5×5+6×6)＝2580，/>
S500：判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，若是，则该位置存在缺陷，否则，该位置不存在缺陷。
理论上来说，无缺陷位置的参考散射图像信号I1(u，v)与无缺陷位置的实际散射图像信号I2(u，v，t)相同，因此它们的关联值Cor(t)应该为0，可直接通过判断某个位置的关联值是否为0来判断该位置是否存在缺陷。但是，由于存在光源噪声和相机噪声，即使对任意两个无缺陷位置的散射图像信号进行关联计算，其关联谱仍然会略大于0，因此，无法直接通过判断Cor(t)是否为0来判断是否存在缺陷。
在一些实施例中，可根据各位置的散射图像信号的关联值得到各位置的散射图像信号的关联谱(所有位置的散射图像信号的关联值即形成各位置的散射图像信号的关联谱)的平均值Cor_bg_mean和标准偏差Cor_bg_rms，然后通过下式计算各位置的散射图像信号的关联谱的信噪比Dis(，t)：
若Dis(t)＞1，则认为该位置的散射图像信号的关联谱满足预设条件，该位置存在缺陷，否则，该位置的散射图像信号的关联谱不满足预设条件，该位置不存在缺陷，由此，可得到掩模版200的缺陷位置，从而完成缺陷检测。
以上海光源BL09B光束线为例，其采用弯铁光源，可产生EUV到硬X射线波段的光源，在距离光源34mm安装单色器，单色器包括一块平面镜和一块变线距光栅，其中光栅参数如下：k0＝50mm-1，b2＝1.17×10-4mm-1，b3＝4.62×10-9mm-2，光栅刻槽深度45nm，光栅占宽比0.65。该低线密度变线距光栅的效率为28％。狭缝位于光栅的正后方8.Sm，当狭缝开口为1mm时能量带宽高于8％。掩模版位于46m，EUV光子通量2.1×1011phs/s。调节电机z的位置，使掩模处的光斑为200um(水平X)*70um(垂直Y)。掩模版尺寸为150mm*150mm，电机x的运动速度为10mm/s，电机y的移动步长为70um。SCOMS相机位于掩模版正后方400mm，相机像素数为2048*2048，像素尺寸11um，最大帧率50，单次曝光时间为0.02s。相机的读出噪声为1.6e-，暗电流0.5e-/像素/秒。当掩模缺陷尺寸直径为30nm，高度为0.8nm时，相应的Dis＝4.3。在本实例中，掩模缺陷检测能力优于30nm，掩模检测时间约为540分钟。
本发明实施例的掩模缺陷的检测方法，采用低线密度光栅作为单色器光学元件，为掩模缺陷检测提供高效率的EUV光；对掩模版进行散射成像，获得掩模版各位置的散射图像信号，并计算各散射图像信号的关联值，根据关联谱获得掩模版的缺陷位置，检测速度快，灵敏度高；可根据实际工作波长设计光栅参数、掩模版处光斑尺寸以及SCOMS相机到掩模版的距离，从而拓展到其他工作波长的掩模版缺陷检测。
以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。
Claims (9)
1.一种掩模缺陷的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：通过EUV光源向掩模版发射EUV光，并在掩模版上形成光斑；
S200：移动掩模版，使得掩模版上的光斑的长度和宽度分别为第一预设值和第二预设值；
S300：移动掩模版，使光斑依次照射在掩模版的所有位置，在照射到掩模版的每一个位置时，记录该位置的位置信息，并通过SCMOS相机采集该位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号，作为该位置的散射图像信号；
S400：根据各位置的散射图像信号以及掩模版的无缺陷位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号得到各位置的散射图像信号的关联值；各位置的散射图像信号的关联值Cor(t)满足如下关系式：
其中，I1(u,v)为掩模版的无缺陷位置的散射图像信号，I2(u,v,t)为掩模版的各位置的散射图像信号，u、v为SCMOS相机的坐标系的坐标，t为采集散射图像信号的时间，用于映射掩模的位置，<>为在SCMOS相机的预设区域对u、v遍历；
S500：判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，若是，则该位置存在缺陷，否则，该位置不存在缺陷。
2.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述第一预设值和所述第二预设值满足以下条件：使EUV光在所述掩模版的功率密度高于0.22mW/mm^2。
3.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，步骤S300进一步包括：
S310：在保持所述掩模版与所述EUV光源之间的距离不变的同时平移所述掩模版，使所述光斑照射在所述掩模版的左上角的位置，记录该位置的位置信息，并通过所述SCMOS相机获得该位置的散射图像信号；
S320：使所述掩模版沿X负向平移第一距离，以使所述光斑照射在所述掩模版的位置从所述掩模版的左上角移动到所述掩模版的右上角，在平移过程中，每当所述掩模版平移第一预设值的距离时，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置的位置信息，并打开所述SCMOS相机，以采集该位置的散射图像信号；
S330：使所述掩模版沿Y负向平移第二预设值的距离，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置信息，并打开所述SCMOS相机，以采集该位置的散射图像信号；
S340：使所述掩模版沿X正向平移第一距离，在移动过程中，每当所述掩模版平移第一预设值的距离时，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置的位置信息，并打开所述SCMOS相机，以采集该位置的散射图像信号；
S350：使所述掩模版沿Y负向平移第二预设值的距离，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置的位置信息，并打开所述SCMOS相机，以采集该位置的散射图像信号；
S360：重复步骤S320-S350，直至所述掩模版的所有位置均被所述光斑照射过。
4.根据权利要求3所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述掩模版安装在X向电机上，所述X向电机安装在Y向电机上，所述Y向电机安装在Z向电机上，所述X向电机用于使所述掩模版沿X向平移，所述Y向电机用于使所述X向电机和所述掩模版沿Y向平移，所述Z向电机用于使所述X向电机、所述Y向电机和所述掩模版沿Z向平移，以改变所述掩模版与所述EUV光源之间的距离。
5.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，掩模版的无缺陷位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号等于掩模版的各位置的散射图像信号的平均值。
6.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，具体包括：
判断每一个位置的散射图像信号的关联值与各位置的散射图像信号的关联值的平均值之差是否大于各位置的散射图像信号的关联值的标准偏差，若是，则满足预设条件，否则，不满足预设条件。
7.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述SCMOS相机的中心设置有遮光板，以遮挡所述SMOS相机的中心区域。
8.根据权利要求7所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述SCMOS相机的预设区域为所述SCMOS相机上去除所述中心区域以外的边缘区域。
9.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述EUV光源包括光栅，所述光栅的线密度为50l/mm。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011108711A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Renesas Electronics Corp | Ｅｕｖマスクの欠陥検査方法、ｅｕｖマスクの製造方法、および、半導体装置の製造方法 |
| CN105574293A (zh) * | 2016-02-01 | 2016-05-11 | 中国科学院微电子研究所 | Euv设计规则、光源和掩模的联合优化和成像建模方法 |
| CN110987965A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 中国科学院微电子研究所 | 基于非相干光源和波带片成像的掩模缺陷检测方法及系统 |
| CN111103757A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-05 | 中国科学院微电子研究所 | Euv掩模缺陷检测系统及方法 |
| CN111183351A (zh) * | 2018-09-11 | 2020-05-19 | 合刃科技（深圳）有限公司 | 图像传感器表面缺陷检测方法及检测系统 |
| CN114895524A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-12 | 上海传芯半导体有限公司 | Euv光掩模体的缺陷检测方法及系统 |
| CN114965369A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-08-30 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 掩模基板表面微纳缺陷检测装置和检测方法 |
| CN115032205A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-09-09 | 上海传芯半导体有限公司 | 反射型掩模体的缺陷检测方法及缺陷检测系统 |
| JP7203453B1 (ja) * | 2021-07-01 | 2023-01-13 | イソル，インコーポレイテッド | Ｅｕｖブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3728495B2 (ja) * | 2001-10-05 | 2005-12-21 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 多層膜マスク欠陥検査方法及び装置 |
| US10634623B2 (en) * | 2016-10-07 | 2020-04-28 | Kla-Tencor Corporation | Phase contrast monitoring for extreme ultra-violet (EUV) masks defect inspection |
-
2023
- 2023-03-03 CN CN202310202672.XA patent/CN116359247B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011108711A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Renesas Electronics Corp | Ｅｕｖマスクの欠陥検査方法、ｅｕｖマスクの製造方法、および、半導体装置の製造方法 |
| CN105574293A (zh) * | 2016-02-01 | 2016-05-11 | 中国科学院微电子研究所 | Euv设计规则、光源和掩模的联合优化和成像建模方法 |
| CN111183351A (zh) * | 2018-09-11 | 2020-05-19 | 合刃科技（深圳）有限公司 | 图像传感器表面缺陷检测方法及检测系统 |
| CN110987965A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 中国科学院微电子研究所 | 基于非相干光源和波带片成像的掩模缺陷检测方法及系统 |
| CN111103757A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-05 | 中国科学院微电子研究所 | Euv掩模缺陷检测系统及方法 |
| JP7203453B1 (ja) * | 2021-07-01 | 2023-01-13 | イソル，インコーポレイテッド | Ｅｕｖブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法 |
| CN114965369A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-08-30 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 掩模基板表面微纳缺陷检测装置和检测方法 |
| CN114895524A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-12 | 上海传芯半导体有限公司 | Euv光掩模体的缺陷检测方法及系统 |
| CN115032205A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-09-09 | 上海传芯半导体有限公司 | 反射型掩模体的缺陷检测方法及缺陷检测系统 |
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