KR101522050B1 - 위상 시프트 마스크 수리 방법 - Google Patents

위상 시프트 마스크 수리 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101522050B1
KR101522050B1 KR1020107006971A KR20107006971A KR101522050B1 KR 101522050 B1 KR101522050 B1 KR 101522050B1 KR 1020107006971 A KR1020107006971 A KR 1020107006971A KR 20107006971 A KR20107006971 A KR 20107006971A KR 101522050 B1 KR101522050 B1 KR 101522050B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
defect
phase shift
point
shift mask
test statistic
Prior art date
Application number
KR1020107006971A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100076960A (ko
Inventor
악셀 지볼트
피터 쿠쉬너우스
올리버 킨즐레
Original Assignee
칼 짜이스 에스엠에스 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 칼 짜이스 에스엠에스 게엠베하 filed Critical 칼 짜이스 에스엠에스 게엠베하
Publication of KR20100076960A publication Critical patent/KR20100076960A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101522050B1 publication Critical patent/KR101522050B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72—Repair or correction of mask defects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84—Inspecting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

본 발명은 포토리소그래피(photolithography)용 위상 시프트 마스크(phase shift mask)의 수리(repair) 방법에 관한 것으로, 위상 시프트 마스크 상에 결함이 있는지 여부를 검사하고, 결함이 발견 될 시 (i) 어떤 결함이 위상 시프트 마스크의 이미지특성에 영향을 미치는지 분석하고, (ii) 그런 결함을 개선하고, (iii) 개선된 위상 시프트 마스크의 이미지특성을 분석하고 주어진 허용오차기준의 충족 여부를 검사하고, 그리고 (iv) 이미지특성이 주어진 허용오차기준에 부합하지 않을 시 앞서 진행된 단계 (ii)와 (iii)를 여러 번 반복하는 수리 방법에 관한 것이다. 이 프로세스를 통해 개선되어야 할 모든 결함에 대해 각 결함과 위상 시프트 마스크 상에서 결함과 바로 이웃하는 위치에 존재하는 결함이 없는 최소 하나의 또 다른 지점을 위한 포커스와 노출에 의존하는 검정값(test statistic)을 정함으로써, 그리고 허용오차기준으로 결함이 존재하는 지점과 결함이 존재하지 않는 지점을 위한 검정값(test statistic) 간 허용 가능한 최소오차를 적용시킴으로써 이미지특성이 분석된다.

Description

위상 시프트 마스크 수리 방법{METHOD FOR REPAIRING PHASE SHIFT MASKS}
본 발명은 포토리소그래피(photolithography)용 위상 시프트 마스크(phase shift mask)의 수리(repair) 방법에 관한 것으로, 위상 시프트 마스크 상에 결함이 있는지 여부를 검사하고, 결함이 발견될 시 (i) 어떤 결함이 위상 시프트 마스크의 이미지특성에 영향을 미치는지 분석하고, (ii) 그런 결함을 개선하고, (iii) 개선된 위상 시프트 마스크의 이미지특성을 분석하고 주어진 허용오차기준의 충족 여부를 검사하고, 그리고 (iv) 이미지특성이 주어진 허용오차기준에 부합하지 않을 시 앞서 진행된 단계 (ii)와 (iii)를 여러 번 반복하는 수리 방법에 관한 것이다.
집적회로 생산 시 웨이퍼 상에 사용되는 것과 같은 포토리소그래피용 위상 시프트 마스크의 생산은 상당한 시간과 비용을 소모한다. 현재 가장 흔히 사용되는 웨이퍼 노출용 포토리소그래피 스캐너는 193nm 파장 스캐너다. 그러나 점점 더 작은 패턴을 선호하는 추세이어서 해상도를 높이기 위한 수단과 방법이 간구되고 있다. 한 가지 방법으로는 소위 위상 시프트 마스크(Phase Shift Mask, SPM)라 불리는 마스크다. 위상 시프트 마스크의 경우 침투하는 빛의 강도뿐 아니라 위상도 변형된다. 위상 시프트 마스크의 사용 및 위상 시프트 마스크의 사용으로 인한 노출을 위한 높은 개구수 그리고 특별히 맞춰진 노출조건은 광학 리소그래피의 해상도를 현재 최대 40nm까지 높여준다. 생산되어야 할 패턴이 작을수록 마스크패턴 상의 결함은 보다 치명적으로 작용한다. 마스크의 생산은 상당한 시간과 비용을 소모하기 때문에 마스크의 생산과 검증에 있어 결함 분석과 수리가 매우 중요하다.
그러나 위상 시프트 마스크의 검사를 위해서는 예컨대 백색광을 이용한 투시와 같은 표준 방법이 적합하지 않다. 위상 시프트 마스크의 경우 이러한 투시단계에서 투명하게 또는 불투명하게 나타나는 결함이 실질 이미지 상에서 다른 형상(appearance)으로 나타나거나 전혀 눈에 보이지 않을 수도 있다. 물론 첫 번째 단계에서는 마스크를 검사시스템을 통해 이러한 조건 하에서 검사하여 모든 결함을 기록한 목록을 작성할 것이다. 이때 해상도가 높은 이미지를 통해 다이-투-다이(die-to-die)/데이터뱅크-비교가 이뤄진다. 그러나 그 다음 단계에서는 어떤 결함이 위상 시프트 마스크의 이미지특성에 영향을 주는지, 다시 말해 어떤 결함이 목표하는 패턴이 인쇄과정 즉, 포토레커로 코팅된 웨이퍼를 노출할 때 주어진 허용오차 밖에 머물도록 이미지특성을 변형시키는지를 분석해야만 한다. 이러한 분석은 예를 들어 AIMS (Aerial Image Measurement System)과 같은 마스크에뮬레이션시스템을 통해 가능하다.
결국 이미지특성에 부정적인 영향을 미치는 결함만이 수리시설에서 개선된다. 그 다음 개선된 위상 시프트 마스크의 이미지특성이 재차 분석되는데 예를 들어 AIMS를 통해 분석된다. 만일 이 분석 결과 이미지특성이 주어진 허용오차기준에 부합하면 수리가 성공적이라고 볼 수 있다. 그렇지 못한 경우 결함을 재차 개선한 다음 이미지특성을 다시 분석하게 된다. 이와 같은 첫 두 단계는 경우에 따라 여러 번 반복 될 수 있다. 허용오차기준으로는 예를 들어 웨이퍼에 나타나는 선형 패턴의 최대한의 얇아짐 또는 두꺼워짐으로 정의될 수 있다. 이는 예를 들어 AIMS로 생성된 이미지 상에서 소위 베스트 포커스(Best Focus)라 불리는 최상의 포커싱 상태에서 검사 될 수 있다. 현재 기술로는 수리된 지점이 베스트 포커스 조건 하에서 허용오차를 넘지 않을 때까지 수리가 실시 즉, 수리되어야 할 지점이 변형된다.
위상 시프트 마스크 사용할 시에는 현재 기술로 가능한 프로세스들이 한계를 드러낸다. 이런 마스크 즉, 마스크의 바탕재료(마스크 블랭크) 위에 새겨지는 패턴들은 일반적으로 몰리브덴-실리콘-합금(MoSi)으로 구성되어 있으나, 수리 시에 재료 첨가가 필요할 경우 MoSi-합금의 퇴적(deposition)이 어렵거나 심지어 불가능하기 때문에 대개 다른 재료를 사용하게 된다. 그러나 다른 재료를 사용하게 되면 해당 지점의 광학 특성마저 변형되어 경우에 따라서는 위상투과성 또는 해당 지점에서의 투과도가 다른 지점과 달라질 수 있다. 결함 주위 역시 이러한 광학 상태변화의 영향을 받을 수 있다.
결함을 제거하는 데 성공하고 최상의 포커싱 하에서 수리된 패턴이 확인된다 해도 이는 해당 포커싱 조건 하에서만 유효하다. 따라서 마스크를 웨이퍼생산에 적용할 시에는 동일한 조건이 정확하게 충족되어야 하며, 그렇지 않을 경우 대규모의 불일치가 일어날 수 있다.
따라서 본 발명의 과제는 처음 부분에 기술한 형태의 방법을 발전시켜 사용자가 웨이퍼생산에 포커싱과 관련하여 보다 큰 허용오차를 적용할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 처음 부분에 기술한 형태의 방법을 통해 달성되는데, 개선되어야 할 모든 결함에 대해 각 결함과 위상 시프트 마스크 상에서 결함과 바로 이웃하는 위치에 존재하는 결함이 없는 최소 하나의 또 다른 지점을 위한 포커스와 노출에 의존하는 검정값(test statistic)을 정함으로써, 그리고 허용오차기준으로 결함이 존재하는 지점과 결함이 존재하지 않는 지점을 위한 검정값(test statistic) 간 허용 가능한 최소오차를 적용시킴으로써 이미지특성을 분석하여 달성된다.
검정값(test statistic)으로는 적어도 서로 다른 두 포커싱과 노출에 의해 결정되는 크기 또는 기능이 적용된다. 그 다음 검정값(test statistic)의 각 값에 대하여 포커싱과 노출을 포괄하는 허용오차기준이 제시될 수 있다. 허용오차기준은 결함을 위한 검정값(test statistic)이 결함이 없는 지점에 대한 해당 검정값(test statistic)의 포커싱과 노출을 위한 허용오차 내에 존재할 때 충족된다.
임계치수(CD) 또는 노출허용오차 같은 검정값(test statistic)을 위해서는 보숭커브(Bossung Curve)를 선호적으로 적용할 수 있는다. 보숭커브는 다양한 노출을 위한 포커스설정에 따라 다르게 정해지므로 노출허용오차 또는 CD를 갖는 보숭커브 그룹을 파라미터로 획득하게 된다. 이러한 커브 그룹으로부터 허용오차기준으로서의 포커스설정과 노출의 한 영역을 정의할 수 있는데, 이 영역 내에서는 결함이 없는 지점의 경우 임계치수가 요구조건에 부합한다.
결함이 없는 지점을 위한 보숭커브들이 정해진 다음에는 결함이 있는 지점이 검사된다. 이러한 지점에서도 임계치수가 요구조건을 충족하지 못한다 할지라도 결함과 관련하여 허용오차기준이 최대한으로 충족되는 영역이 발견된다. 위상 시프트 마스크 상에서의 결함 개선을 통하여 이 허용오차영역들을 최대한 일치하고자 즉, 보숭커브들을 최대한 중첩시키고자 하는 것이다. 이때 상기 명시한 단계 (ii)와 (iii)는 포커스뿐 아니라 노출시간의 이상적인 값(보숭커브 활용 시 커브의 기울기가 0)으로부터의 오차가 품질 저하를 야기하지 않는 수준을 달성할 정도로 두 허용오차영역의 차가 작아질 때까지 계속 반복된다. 다시 말해 결함을 위한 검정값(test statistic)의 값이 결함이 없는 경우의 검정값(test statistic)의 허용오차영역 내에 존재하게 될 만큼 결함이 존재하는 지점의 검정값(test statistic)과 결함이 없는 지점의 검정값(test statistic) 사이의 오차가 작아지게 되면 허용오차기준이 충족되는 것이다.
이때 결함이 있는 지점과 결함이 없는 지점은 광학 상호작용을 일으킬 수 있으므로 즉, 경우에 따라서는 광학 투과도 특성이 결함이 없는 지점에도 영향을 줄 수 있으므로 결함이 있는 지점과 없는 지점의 위치는 바로 이웃해야 한다. 따라서 결함과 바로 이웃하는 결함이 없는 다수의 지점을 비교대상으로 선정하는 것이 유리하며, 높은 정확성 달성을 위해 소모되는 비용 및 시간을 최대한 낮게 유지하기 위해서는 이웃하는 네 개의 지점으로 비교대상을 제한하는 것이 적합하다. 지점들 사이의 간격은 결함이 없는 지점의 광학 이미지가 결함지점의 영향을 받지 않을 정도 즉, 주름이 발생하지 않을 정도로 커야 한다.
특히 선호되는 프로세스의 한 실시예에서는 검정값(test statistic)으로 프로세스윈도우가 적용되며, 허용오차기준으로 프로세스윈도우 간 최소오버랩이 적용된다. 이러한 프로세스윈도우는 예를 들어 임계치수 또는 노출허용오차와 같은 검정값(test statistic)을 노출과 포커스의 기능으로 나타낼 때 획득된다. 그리고 나서 사용한 포토레커, 파장 등과 같은 외적 제반조건에 의존하여 커브의 그래픽적 형상으로부터 프로세스윈도우가 정해진다. 즉, 노출과 포커스를 위한 영역이자 제시된 정확성을 갖는 패턴이 생산될 수 있는 영역이 정해진다.
이때 결함을 위해서뿐 아니라 결함이 없는 이웃하는 지점들을 위해서 프로세스윈도우가 정해져야 한다. 포토레커로 코팅된 웨이퍼 노출 시 두드러지는 결함의 프로세스윈도우들은 원칙적으로 결함이 없는 지점들이자 가장 이상적으로는 모두 동일한 이런 지점들과 오버랩되지 않거나 매우 적은 범위 내에서만 오버랩된다. 프로세스윈도우들이 오버랩되지 않으면 웨이퍼의 만족스러운 노출을 가능케 하는 노출과 포커스가 존재하는 영역이 존재할 수 없으며, 따라서 결함이 눈에 띄지 않게 된다. 결함이 있는 지점과 결함이 없는 지점을 위한 프로세스윈도우가 오버랩되어야만 설사 결함이 이상적으로 수정되지 않았다 하더라고 노출된 패턴 상에 결함을 눈에 띄지 않게 하는 노출과 포커스설정이 달성된 영역이 존재할 수 있다.
따라서 결함의 개선은 반복적인 프로세스로, 결함이 있는 지점과 없는 지점의 프로세스윈도우를 최대한으로 오버랩시키기 위해 노력하는 반복과정이다. 허용오차기준으로는 프로세스윈도우들 간의 최소오버랩이 적용되며 이 최소오버랩은 퍼센트 수치로 제시될 수 있고 웨이퍼생산 프로세스를 위한 특수한 조건을 따른다. 그 수치는 원칙적으로 약 90%다.
검정값(test statistic)을 포커스에 따라 적절히 나타내기 위해서는 이 변수들의 결정을 위해 포커스면(focus plane)를 중심으로 다양한 면에서 그리고 포커스면과 평행하게 촬영한 위상 시프트 마스크의 이미지 스택(image stack)을 생성하는 것이 적합하다. 적어도 포커스심도 영역을 포괄하는 소위 쓰루-포커스(Through-Focus)라고 불리는 이미지 스택은 예컨대 마스크에뮬레이션시스템 AIMS에서 직접 생성될 수 있다. AIMS에서 포토리소그래피스캐너 내 상황이 에뮬레이션 되는 동안에, 후에 스캐너시뮬레이션프로그램으로 분석되는 다른 파장에서의 촬영도 이뤄진다. 주사전자현미경을 이용하여서도 이러한 이미지 스택이 생성될 수 있다.
프로세스윈도우는 웨이퍼의 테스트인쇄를 통해서 그리고 이어지는 임계치수 관련 주사전자현미경 분석으로부터도 도출 가능하다. 그러나 이 방법은 상대적으로 시간소모가 큰 방법이다.
결함 개선을 위해서는 재료를 퇴적하거나 제거한다. 재료를 퇴적할 경우에는 투과도 또는 위상투과성과 같은 광학 특성이 주어진 패턴의 재료와 다른 재료를 사용할 수 있으며, 예를 들어 투과도가 6%이거나 18%인 재료를 퇴적할 수 있고, 광투과성 재료도 퇴적할 수 있다. 주어진 패턴의 재료 또는 마스크의 바탕재료를 제거하는 방법도 있다. 따라서 존재하는 패턴들은 이전에 실시된 수리 단계를 통해 생성된 것일 수 있다. 광학 특성을 변형시기 위해 재료의 퇴적 및 제거를 통해 기존의 패턴의 두께를 변형시킬 수도 있다.
본 방법의 특별히 선호되는 실시예에서는 소위 OPC-패턴(Optical-Proximity-Correction-패턴)이라 불리는 패턴의 적용을 통해 결함이 개선되었다. 이때 수리는 오로지 OPC-패턴의 적용만을 토대로 이뤄질 수 있으나 먼저 마스크 패턴의 바탕재료의 광학 특성에 가장 유사한 재료로 결함을 개선해보아 반복적인 수리 방법을 가능한 적은 단계에서 마무리할 수 있게 하는 것이 가장 유리하다.
OPC-패턴 사용의 장점은 선이 끊겨 있는 것과 같은 결함의 거시적인 개선을 위해 우선 다양한 재료, 경우에 따라서는 기존의 마스크재료보다 쉽게 퇴적되는 재료를 사용할 수 있다는 점이다. 그 다음 세부개선단계에서 OPC-패턴을 적용하여 광학 특성을 조정하여 결함지점과 이웃하는 결함이 없는 지점의 프로세스윈도우들이 허용오차기준 안에서 오버랩되게 할 수 있다. OPC-패턴의 적용은 재료의 퇴적뿐 아니라 재료의 제거를 통해서도 가능한데, 예를 들어 마스크재료에 트렌치(trench)를 조형함으로써도 가능하다.
본 발명에 입각한 방법을 통해 결함지점을 간단한 방식으로 개선하여 사용자에게 노출이나 포커싱 관련하여 보다 큰 가능성을 제공함으로써 이상적인 포커싱 및 이상적 노출이 설정되지 못한 상태에서 생산된 웨이퍼패턴을 사용 가능하게 만들어준다.
본 발명은 이하 도면으로 표현된 하나의 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명된다.
도 1은 본 발명에 입각한 방법의 흐름도이다.
도 2는 개선된 결함을 갖는 마스크패턴의 도면이다.
도 3a는 개선되지 않은 결함과 그 결함과 이웃하는 지점들을 위한 프로세스윈도우의 예이다.
도 3b는 개선된 결함을 위한 프로세스윈도우이다.
도 1에는 우선 방법의 기본적인 흐름이 도시되어 있다. 첫 번째 단계에서는 마스크를 마스크검사시스템에 투입하고 결함이 있는지 여부를 검사한다. 검사시스템은 존재하는 결함을 발견될 뿐 아니라 위상 시프트 마스크의 이미지특성에 영향을 주는지 여부를 분석한다. 예를 들어 한 웨이퍼의 테스트생산을 통해 또는 ZEISS사의 AIMS와 같은 마스크에뮬레이션시스템에 의해 검사할 수 있다. 두 가지 방법 중 어떤 것을 사용하더라도 위상 시프트 마스크의 완전한 기능성을 보장하기 위하여 수리되어야 할 결함을 나열한 목록이 작성된다. 이 결함들은 차례대로 마스크 수리 시스템에 의해 개선된다. 이때 이상적으로 수리에 소위 OPC-패턴(Optical-Proximity-Correction-패턴)이라 불리는 패턴이 적용될 수도 있다. 재료 퇴적 외에도 재료 제거도 당연히 가능하다.
그 다음 단계에서는 검정값(test statistic)이 정해지는데, 검정값(test statistic)은 포커스와 노출에 따라 달라진다. 검정값(test statistic)으로는 예를 들어 노출 관련 임계치수 또는 허용오차가 적절하다. 그 다음 단계에서는 이미지특성이 주어진 허용오차기준에 부합하는지 여부가 검토된다. 검정값(test statistic)의 프로세스윈도우를 정할 경우에는 허용오차기준으로 프로세스윈도우들의 최소오버랩이 적용되는데, 이때 최소한의 불가결한 오버랩은 포토리소그래피의 방법을 결정하는 마스크재료, 포로테커, 기타 시스템특성 및 파라미터에 따라 결정될 수 있다. 프로세스윈도우들의 최소오버랩은 예컨대 지름이 100nm인 패턴이 10nm로 정확하게 재생 가능한 영역 즉, 이미지특성이 허용 가능한 범위 내에 존재하게 되는 노출과 포커스 관련 영역을 정한다. 다시 말해 허용오차기준은 웨이퍼 상에서의 패턴 이미지 형성의 정확성을 반영하게 된다.
최소오버랩이 충분하면 즉, 요구되는 정확성이 달성되면 마스크는 검증될 수 있고 포토리소그래피 프로세스에 사용될 수 있게 된다. 요구되는 허용오차가 충족되지 않을 시에는 마스크를 재차 마스크 수리시켜야 한다.
도 2는 위상 시프트 마스크 패턴의 한 예를 도시한다. 예를 들어 탄탈륨과 이산화규소 합금일 수 있는 하나의 바탕재료 위에 몰리브덴-실리콘-합금으로 된 선형 패턴 1이 존재한다. 이 선형 패턴 1 중 가운데 선은 결함지점 2을 가지고 있다. 빛의 강도만을 변형시키는 일반 마스크의 경우 결함부분들을 주어진 패턴에 맞게 개선할 뿐이지만, 위상 시프트 마스크의 경우 재료의 광학 특성들이 우선 고려되어야 한다. 강도의 변이 외에도 위상 시프트 마스크를 통해 위상이 입체적으로 변형된다. 그래서 기존의 마스크에 비해 보다 높은 해상도가 달성되는 것이다. 위상 시프트 마스크는 교대(alternating) 및 감쇄(attenuating) 위상 시프트 마스크로 구분된다. 이 위상 시프트 마스크들 중 전자의 것을 통해 보다 높은 해상도와 정확성이 달성되는 반면, 감쇄 위상 시프트 마스크는 설계하고 생산하기 보다 쉽다는 장점이 있다.
물론 결함의 수리 시 동일한 재료와 측정값 즉, 평면도로 봤을 때 동일한 선의 지름과 동일한 선의 두께로 이뤄지는 것이 가장 이상적이다. 선의 두꺼워짐을 방지하고 동일한 재료를 사용하는 것은 가능하지만, 동일한 재료를 즉, 몰리브덴-실리콘-합금을 결함지점에 정확하게 퇴적하는 것은 어렵다. 계산 및 흡착 지수 그리고 투과도나 위상투과성(즉, 위상 시프트)을 고려했을 때 몰리브덴-실리콘-합금과 유사한 특성을 갖는 다른 재료들 역시 사용 가능하다. 다른 재료를 사용하는 것은 동일한 선의 너비와 두께 달성 시 수리된 지점에서의 광학 특성, 특히 위상 시프트와 관련하여서 기대했던 특성에 부합하지 않는 결과를 초래시킬 수 있다.
투과하는 또는 빛을 차단하는 재료로 예를 들어 크롬을 사용할 수 있다. 크롬층은 광차단성 층으로 작용할 수 있으며, 패턴의 두께가 적절히 얇을 경우 투과가 실현될 수 있다. 투과도가 6% 또는 18%인 층이 선호된다.
결함의 수리를 위해서는 재료의 제거가 필요할 경우도 있다. 패턴을 구성하는 층의 재료 예를 들어 크롬이 제거될 수 있다. 그 외에도 예를 들어 교대 위상 시프트 마스크의 경우 마스크의 바탕재료로부터 재료를 제거해야 할 수도 있다.
결함지점 2의 개선 후에는 결함 지점 2와 이 지점과 이웃하는 지점 A, B, C, D를 위한 프로세스윈도우가 결정된다. 이를 위해 개선된 위상 시프트 마스크의 이미지특성이 분석된다. 이는 예를 들어 AIMS와 같은 마스크에뮬레이션시스템을 통해 가능한데, 웨이퍼 상에서의 마스크 이미지를 에뮬레이션함으로써 분석이 이뤄진다.
프로세스윈도우의 결정을 위해서는 이미지 스택의 촬영이 이뤄지며, 이 이미지 스택은 한편으로는 포커스면에서 촬영한 이미지를 포괄하며, 다른 한편으로는 포커스 밖 포커스심도영역 주위에서 포커스면에 평행한 면에서 촬영한 이미지를 포괄한다. 기본적으로는 A에서 D까지의 이웃하는 지점들의 분석으로도 충분하지만, 더 많은 지점들을 사용할수록 방법의 정확성은 더욱 높아진다.
도 3a는 결함을 위한 이러한 프로세스윈도우(KD i, 점선)와 이웃하는 지점 A를 위한 프로세스윈도우(KN i, 실선)의 예를 보여주고 있다. X-축 상에는 노출의 로그 즉, 노출강도와 노출시간으로부터의 생산물이 로그로(logarithmic) 도시되어 있다. Y-축에는 포커스허용오차가 ㎛로 나타나 있으며 즉, 주어진 노출 조건 하에서 원칙적으로 포토레커층의 표면에 대하여 상대적으로 측정되는 최상의 포커스면에서 아직 허용될 수 있는 오차가 나타나 있다. 결함을 위해 그리고 결함이 없는 지점을 위해 노출에 대하여 허용되는 허용오차 별로 구분되는 각기 세 개 기능 KD , N i 그룹이 도시되어 있다. 파라미터 i = 10, 20, 30은 허용된 노출허용오차의 퍼센트 수치를 나타낸다. 노출의 허용오차가 높을수록 포커스면원의 허용오차는 낮아지게 되는데, 이는 본 예시의 경우 너비 100nm에 해당하는 선을 정확성 10%로 포토레커 및 웨이퍼 상에 달성하기 위함이다. 정확성 향상을 위해 (도시되어 있지는 않음) 이웃하는 지점 A만 분석하는 것이 아니고, 도 2에 도시되어 있는 모든 이웃하는 지점들을 분석해야 한다.
이러한 분석을 토대로 프로세스윈도우들도 정해지는데, 다시 말해 명시한 특징이 생성될 수 있는 노출과 포커스를 위한 영역이 정해진다. 이들 윈도우들은 도 3a에 직사각형의 네모로 도시되어 있다. 개선되지 않은 결함 또는 불완전하게 개선된 결함의 경우 결함이 있는 지점을 위한 프로세스윈도우와 결함이 없는 지점을 위한 프로세스윈도우가 오버랩되지 않거나 매우 낮은 수준에서만 오버랩된다는 것이 명백히 드러난다. 따라서 파라미터가 만족스럽게 설정될 수 없도록 노출과 포커스의 설정을 위한 허용오차영역이 너무 작을 위험이 있다. 여기에 다른 결함들의 경우 프로세스윈도우가 다른 형태로 위치하여 하나의 결함에 적용가능 했던 설정이 다른 결함에 적용되지 못할 수도 있다.
이러한 이유에서 계속적인 수리가 이뤄져야 하는 것이다. 작은 변화 또는 미세조정을 위해서는 크롬과 같이 투과하는 또는 광차단성 재료로 구성된 OPC-패턴의 적용이 적합하다. 크롬층은 빛을 차단하는 층으로 적용될 수 있으며, 패턴이 충분히 얇을 경우에는 투과가 실현될 수 있다. 환원 즉, 재료의 제거 예를 들어 트렌치(trench)의 형성 역시 OPC-패턴 적용에 의해 커버될 수 있다. 재료의 너비와 두께는 변형될 수 있다. 그 후 이미지특성은 재차 분석되고 앞서 진행된 단계에서처럼 프로세스윈도우가 결정된다.
도 2는 수리된 결함지점 2 양옆 좌우에 각기 OPC-패턴 3이 예로 나타나있다. 검증되어서 더 이상 결함이 없다고 정의될 수리된 마스크의 프로세스윈도우는 도 3b에 도시되어 있다. 결함이 있는 지점과 그 이웃하는 지점 A의 프로세스윈도우가 거의 완벽히 일치하는 수준으로 오버랩되고, 허용오차기준이 충족되었다. 이로써 사용자에게 요구되는 정확성을 갖는 패턴들을 웨이퍼 상에 인쇄하는 것이 가능한 보다 확대된 포커스설정 및 노출설정 영역이 제공된다.
1: 선형 패턴 2: 결함지점
3: OPC-패턴 A, B, C, D 이웃하는 지점들

Claims (11)

  1. 포토리소그래피(photolithography)용 위상 시프트 마스크(phase shift mask)의 수리(repair) 방법으로서, 위상 시프트 마스크 상에 결함이 있는지 여부를 검사하고, 결함이 발견될 시
    i) 어떤 결함이 위상 시프트 마스크의 이미지특성에 영향을 미치는지 분석하고,
    ii) 그런 결함을 개선하고,
    iii) 개선된 위상 시프트 마스크의 이미지특성을 분석하고 주어진 허용오차기준의 충족 여부를 검사하고, 그리고
    iv) 이미지특성이 주어진 허용오차기준에 부합하지 않을 시 앞서 진행된 단계 ii)와 iii)를 여러 번 반복하는 수리 방법에 있어서,
    개선되어야 할 모든 결함에 대해 각 결함과 위상 시프트 마스크 상에서 결함이 존재하는 지점과 바로 이웃하는 위치에 존재하는 결함이 없는 최소 하나의 또 다른 지점을 위한 포커스와 노출에 의존하는 검정값(test statistic)을 정함으로써, 그리고
    허용오차기준으로 결함이 존재하는 지점과 결함이 존재하지 않는 지점을 위한 검정값(test statistic) 간 허용 가능한 최소오차를 적용시킴으로써 이미지특성이 분석되며,
    상기 위상 시프트 마스크는 교대(alternating) 및 감쇄(attenuating) 마스크로 구분되고, 상기 위상 시프트 마스크는 위상을 입체적으로 변형하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    결함이 없는 지점의 광학 이미지가 결함지점으로부터 영향을 받지 않도록 결함이 존재하는 지점과 결함이 없는 최소 하나의 다른 지점 사이에 간격이 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    결함이 단계 ii)에서 이미 투과도 또는 위상투과성에 있어서 기존 패턴의 재료와 구분이 되는 재료의 퇴적을 통해 개선되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    결함이 단계 ii)에서 광투과성 재료의 퇴적을 통해 개선되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    결함이 단계 ii)에서 기존 패턴의 재료를 제거함으로써 또는 마스크의 바탕재료의 제거를 통해서 개선되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    결함이 광학-접근-교정(Optical-Proximity-Correction)-패턴의 첨가를 통해 개선되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    검정값(test statistic)의 결정을 위해 포커스면(focus plane)을 중심으로 다양한 면에서 그리고 포커스면과 평행하게 촬영한 위상 시프트 마스크의 이미지 스택이 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    최소한 하나의 검정값(test statistic)으로 임계치수 또는 노출허용오차가 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    검정값(test statistic)을 위하여 프로세스윈도우가 정해지며 허용오차기준으로서 프로세스윈도우의 최소오버랩이 제시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    검정값(test statistic)을 위하여 보숭커브(Bossung Curve)들이 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    프로세스윈도우의 오버랩은 보숭커브에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020107006971A 2007-11-17 2008-11-14 위상 시프트 마스크 수리 방법 KR101522050B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007054994.8 2007-11-17
DE102007054994A DE102007054994A1 (de) 2007-11-17 2007-11-17 Verfahren zur Reparatur von Phasenverschiebungsmasken
PCT/EP2008/009640 WO2009062728A1 (de) 2007-11-17 2008-11-14 Verfahren zur reparatur von phasenverschiebungsmasken

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100076960A KR20100076960A (ko) 2010-07-06
KR101522050B1 true KR101522050B1 (ko) 2015-05-20

Family

ID=40243779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107006971A KR101522050B1 (ko) 2007-11-17 2008-11-14 위상 시프트 마스크 수리 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8268516B2 (ko)
KR (1) KR101522050B1 (ko)
DE (1) DE102007054994A1 (ko)
WO (1) WO2009062728A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9261775B2 (en) * 2013-03-11 2016-02-16 Carl Zeiss Sms Gmbh Method for analyzing a photomask
CN107077077B (zh) 2014-09-22 2019-03-12 Asml荷兰有限公司 过程窗口识别符
DE102017203841A1 (de) 2017-03-08 2018-09-13 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Reparaturform zum Bearbeiten eines Defekts einer photolithographischen Maske

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040021591A (ko) * 2001-03-20 2004-03-10 뉴메리컬 테크날러지즈 인코퍼레이티드 마스크 결함 인쇄적성 분석을 제공하는 시스템과 방법
US20050153213A1 (en) * 2004-01-08 2005-07-14 Schulze Steffen F. Method for the repair of defects in photolithographic masks for patterning semiconductor wafers
US20050204322A1 (en) * 2003-12-17 2005-09-15 Toshiya Kotani Design layout preparing method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6016357A (en) * 1997-06-16 2000-01-18 International Business Machines Corporation Feedback method to repair phase shift masks
US5965306A (en) * 1997-10-15 1999-10-12 International Business Machines Corporation Method of determining the printability of photomask defects
US6873720B2 (en) * 2001-03-20 2005-03-29 Synopsys, Inc. System and method of providing mask defect printability analysis
US6660436B1 (en) * 2001-09-17 2003-12-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company OPC-like repair method for attenuated phase shift masks
US6927003B2 (en) * 2003-02-11 2005-08-09 Synopsys, Inc. Simulation based PSM clear defect repair method and system
US7094507B2 (en) * 2004-10-29 2006-08-22 Infineon Technologies Ag Method for determining an optimal absorber stack geometry of a lithographic reflection mask
DE102005009536A1 (de) 2005-02-25 2006-08-31 Carl Zeiss Sms Gmbh Verfahren zur Maskeninspektion im Rahmen des Maskendesigns und der Maskenherstellung
US7642019B2 (en) * 2005-04-15 2010-01-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for monitoring and adjusting focus variation in a photolithographic process using test features printed from photomask test pattern images; and machine readable program storage device having instructions therefore

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040021591A (ko) * 2001-03-20 2004-03-10 뉴메리컬 테크날러지즈 인코퍼레이티드 마스크 결함 인쇄적성 분석을 제공하는 시스템과 방법
US20050204322A1 (en) * 2003-12-17 2005-09-15 Toshiya Kotani Design layout preparing method
US20050153213A1 (en) * 2004-01-08 2005-07-14 Schulze Steffen F. Method for the repair of defects in photolithographic masks for patterning semiconductor wafers

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007054994A1 (de) 2009-05-20
WO2009062728A1 (de) 2009-05-22
KR20100076960A (ko) 2010-07-06
US20100266937A1 (en) 2010-10-21
US8268516B2 (en) 2012-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6342436B2 (ja) Ｅｕｖフォトマスクの欠陥を解析かつ除去する方法及び装置
TWI695222B (zh) 用於鑑定光微影倍縮光罩之方法、檢測系統及成像系統
US7043071B2 (en) Soft defect printability simulation and analysis for masks
JP5334956B2 (ja) 個別マスクエラーモデルを使用するマスク検証を行うシステムおよび方法
JP6594876B2 (ja) フォトリソグラフィレチクル認定方法及びシステム
JP6609568B2 (ja) 差分ダイおよび差分データベースを利用した検査
KR102512163B1 (ko) Euv 범위용 포토리소그래픽 마스크의 요소를 검사하기 위한 방법 및 장치
JP5192795B2 (ja) 電子ビーム測定装置
US7167582B2 (en) Mask inspection method, mask defect inspection system, and method of production of mask
US6327033B1 (en) Detection of phase defects on photomasks by differential imaging
JP3875648B2 (ja) グレートーンマスクの欠陥検査方法
CN107065446B (zh) 用于产生晶片结构的光刻工艺的仿真的方法和装置
JP2018120211A (ja) フォトマスクブランクの欠陥検査方法、選別方法及び製造方法
JP4294359B2 (ja) グレートーンマスクの欠陥修正方法
KR101522050B1 (ko) 위상 시프트 마스크 수리 방법
JP2011169743A (ja) 検査装置および検査方法
CN110727170B (zh) 一种光罩的缺陷修复方法及光罩
JP2002014459A (ja) フォトマスク欠陥転写特性評価方法、フォトマスク欠陥修正方法及び半導体装置の製造方法
US7262850B2 (en) Method for inspection of periodic grating structures on lithography masks
US7424144B2 (en) Method for checking periodic structures on lithography masks
JP4118137B2 (ja) 露光用マスク、半導体装置の製造方法及び欠陥修正要否判定装置
CN110488568B (zh) 一种光罩的缺陷修复方法及光罩
TW202236375A (zh) 光罩與檢測光罩的方法
CN117111402A (zh) 掩膜版缺陷修复方法及掩膜版结构
KR20100027822A (ko) 포토마스크의 결함 수정 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180504

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190502

Year of fee payment: 5