KR102295295B1 - Defect inspection method, defect inspection system, selection method, and manufacturing method of photomask blank - Google Patents

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KR102295295B1 KR1020180001009A KR20180001009A KR102295295B1 KR 102295295 B1 KR102295295 B1 KR 102295295B1 KR 1020180001009 A KR1020180001009 A KR 1020180001009A KR 20180001009 A KR20180001009 A KR 20180001009A KR 102295295 B1 KR102295295 B1 KR 102295295B1
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아츠시 요코하타
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Abstract

투명 기판 상에 적어도 1층의 박막을 형성한 포토마스크 블랭크의 표면에 검사광을 조사하고, 검사광이 조사된 영역으로부터의 반사광을 검사 광학계를 거쳐서 수집하여 상기 영역의 확대 상을 형성하고, 확대 상으로부터 추출한 광 강도 분포의 특징량과 포토마스크 블랭크의 광학막의 구조에 대응하는 결함의 판정 기준에 근거하여, 포토마스크 블랭크의 표면부에 존재하는 결함의 요철 형상을 판정한다.
광학적인 결함 검사 방법을 이용하여, 결함의 요철 형상을 높은 신뢰성으로 구별하고, 포토마스크 블랭크의 결함을 검사할 수 있다. 또한, 본 발명의 결함 검사 방법을 적용하는 것에 의해, 핀 홀 결함을 포함하지 않는 포토마스크 블랭크를, 보다 저비용이고, 또한 높은 양품률로 제공할 수 있다.
Inspection light is irradiated on the surface of a photomask blank in which at least one thin film is formed on a transparent substrate, and reflected light from the region irradiated with inspection light is collected through an inspection optical system to form an enlarged image of the region, and enlarged Based on the feature amount of the light intensity distribution extracted from the image and the criterion for determining the defect corresponding to the structure of the optical film of the photomask blank, the concavo-convex shape of the defect existing in the surface portion of the photomask blank is determined.
By using the optical defect inspection method, the concavo-convex shape of the defect can be distinguished with high reliability, and the defect of the photomask blank can be inspected. Moreover, by applying the defect inspection method of this invention, the photomask blank which does not contain a pinhole defect can be provided with lower cost and high yield rate.

Description

포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법, 결함 검사 시스템, 선별 방법 및 제조 방법{DEFECT INSPECTION METHOD, DEFECT INSPECTION SYSTEM, SELECTION METHOD, AND MANUFACTURING METHOD OF PHOTOMASK BLANK}DEFECT INSPECTION METHOD, DEFECT INSPECTION SYSTEM, SELECTION METHOD, AND MANUFACTURING METHOD OF PHOTOMASK BLANK

본 발명은 반도체 디바이스(반도체 장치) 등의 제조에서 사용되는 포토마스크(전사용 마스크)를 제조하기 위해 이용하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법에 관한 것으로, 특히 포토마스크 블랭크에 형성되는 두께가 10㎚ 이하인 박막에 존재하는 핀 홀 등의 오목 형상의 판정에 유효한 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 포토마스크 블랭크의 결함의 오목 결함 검사 방법을 적용한 포토마스크 블랭크의 선별 방법 및 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a defect inspection method of a photomask blank used for manufacturing a photomask (transfer mask) used in the manufacture of semiconductor devices (semiconductor devices), etc., in particular, the thickness formed on the photomask blank is 10 nm or less It relates to a defect inspection method of a photomask blank effective for determination of concave shapes such as pinholes present in a thin film. In addition, the present invention relates to a method for screening and manufacturing a photomask blank to which the method for inspecting concave defects of defects of the photomask blank is applied.

반도체 디바이스(반도체 장치)는, 회로 패턴이 그려진 포토마스크 등의 패턴 전사용 마스크에 노광광을 조사하여, 마스크에 형성되어 있는 회로 패턴을 축소 광학계를 거쳐서 반도체 기판(반도체 웨이퍼) 상에 전사하는 포토리소그래피 기술을 반복 이용하는 것에 의해 제조된다. 반도체 디바이스의 회로 패턴의 계속적인 미세화에 따라, 노광광의 파장은 불화아르곤(ArF) 엑시머 레이저광을 이용한 193㎚가 주류로 되고 있으며, 노광 프로세스나 가공 프로세스를 복수회 조합하는 멀티 패터닝이라고 하는 프로세스를 채용하는 것에 의해, 최종적으로는 노광 파장과 비교하여 충분히 작은 치수의 패턴을 형성할 수 있다.A semiconductor device (semiconductor device) irradiates exposure light to a pattern transfer mask such as a photomask on which a circuit pattern is drawn, and a circuit pattern formed on the mask is transferred onto a semiconductor substrate (semiconductor wafer) through a reduction optical system. Photo manufactured by repeated use of lithographic techniques. With the continuous refinement of circuit patterns of semiconductor devices, the wavelength of exposure light is 193 nm using argon fluoride (ArF) excimer laser light is becoming mainstream. By employing it, it is finally possible to form a pattern having a size sufficiently small compared to the exposure wavelength.

패턴 전사용 마스크는 광학막이 형성된 기판(마스크 블랭크)에 회로 패턴을 형성함으로써 제조된다. 이러한 광학막(박막)은 일반적으로, 천이 금속 화합물을 주성분으로 하는 막이나, 천이 금속을 함유하는 규소 화합물을 주성분으로 하는 막이며, 목적에 따라 차광막으로서 기능하는 막이나 위상 시프트막으로서 기능하는 막 등이 선택된다. 또, 광학막의 고정밀도 가공을 목적으로 한 가공 보조막인 하드 마스크막도 포함한다.The pattern transfer mask is manufactured by forming a circuit pattern on a substrate (mask blank) on which an optical film is formed. Such an optical film (thin film) is generally a film having a transition metal compound as a main component or a film containing a silicon compound containing a transition metal as a main component, and depending on the purpose, a film functioning as a light-shielding film or a film functioning as a phase shift film etc. are selected. Moreover, the hard mask film|membrane which is a process auxiliary film|membrane for the purpose of high-precision processing of an optical film is also included.

포토마스크 등의 전사용 마스크는, 미세 패턴을 가지는 반도체 소자를 제조하기 위한 원판으로서 이용되므로, 무결함인 것이 요구되며, 이것은 당연히, 포토마스크 블랭크에 대해서도 무결함인 것을 요구하게 된다. 또한, 회로 패턴을 형성할 때에는, 막이 형성된 포토마스크 블랭크 상에, 가공을 위한 레지스트막을 형성하여 전자선 묘화법 등, 통상의 리소그래피 공정을 통해 최종적으로 패턴을 형성한다. 따라서, 레지스트막에도 핀 홀 등의 결함이 없는 것이 요구된다. 이러한 사정으로, 포토마스크나 포토마스크 블랭크의 결함을 검출하는 기술에 대한 많은 검토가 이루어져 왔다.Since a transfer mask, such as a photomask, is used as an original plate for manufacturing a semiconductor element having a fine pattern, it is required to be defect-free, which naturally requires that it be defect-free also for the photomask blank. In addition, when forming a circuit pattern, a resist film for processing is formed on the photomask blank on which the film|membrane was formed, and a pattern is finally formed through normal lithography processes, such as an electron beam drawing method. Therefore, it is calculated|required that the resist film also does not have defects, such as a pinhole. For this reason, many studies have been made on a technique for detecting defects in a photomask or a photomask blank.

일본 특허 공개 제2001-174415호 공보(특허문헌 1)나, 일본 특허 공개 제2002-333313호 공보(특허문헌 2)에는, 레이저광을 기판에 조사하고, 난반사하는 광으로부터 결함이나 이물을 검출하는 방법이 기재되어 있고, 특히 검출 신호에 비대칭성을 부여하여, 볼록부 결함인지 오목부 결함인지를 판별하는 기술이 기재되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2005-265736호 공보(특허문헌 3)에는, 일반적인 광학 마스크의 패턴 검사를 행하기 위해 이용되는 DUV(Deep Ultra Violet)광을 검사광으로 사용하는 기술이 기재되어 있다. 또, 일본 특허 공개 제2013-19766호 공보(특허문헌 4)에는, 검사광을 복수의 스폿으로 분할하여 기판 상에서 복수의 스폿을 주사하고, 반사 빔을 각각 광검출 소자에 의해 수광하는 기술이 기재되어 있다. 한편, 일본 특허 공개 제2007-219130호 공보(특허문헌 5)에는, 파장이 13.5㎚ 근방의 EUV(Extreme Ultra Violet)광을 검사광으로 하는 EUV 마스크 블랭크의 결함의 요철 형상을 판정하는 기술이 개시되어 있다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-174415 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-333313 (Patent Document 2), a laser beam is irradiated to a substrate, and defects and foreign matter are detected from diffusely reflected light. A method is described, and in particular, a technique for imparting asymmetry to a detection signal to determine whether it is a convex part defect or a recessed part defect is described. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-265736 (Patent Document 3) describes a technique of using DUV (Deep Ultra Violet) light used for pattern inspection of a general optical mask as inspection light. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2013-19766 (Patent Document 4) describes a technique in which inspection light is divided into a plurality of spots, the plurality of spots are scanned on a substrate, and a reflected beam is received by a photodetector element, respectively. has been On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2007-219130 (Patent Document 5) discloses a technique for determining the concavo-convex shape of a defect in an EUV mask blank using EUV (Extreme Ultra Violet) light having a wavelength of around 13.5 nm as inspection light. has been

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2001-174415호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-174415 특허문헌 2: 일본 특허 공개 제2002-333313호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2002-333313 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2005-265736호 공보Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2005-265736 특허문헌 4: 일본 특허 공개 제2013-19766호 공보Patent Document 4: Japanese Patent Laid-Open No. 2013-19766 특허문헌 5: 일본 특허 공개 2007-219130호 공보Patent Document 5: Japanese Patent Laid-Open No. 2007-219130

상기의 특허문헌 1~4에 기재되어 있는 검사 장치는 모두 광학적인 결함 방법을 채용하고, 비교적 단시간에서의 광역 결함 검사와 결함의 요철 판정을 가능하게 하고 있다. 또, EUV 마스크 블랭크로 한정하면, 특허문헌 5에 위상 결함의 요철을 판단할 수 있는 방법이 기재되어 있다.All of the inspection apparatuses described in said patent documents 1 - 4 employ|adopt the optical defect method, and enable wide area defect inspection and the unevenness|corrugation determination of a defect in a comparatively short time. Moreover, if limited to EUV mask blank, the method by which the unevenness|corrugation of a phase defect can be judged in patent document 5 is described.

그러나, 본 발명자 등이 검토하였는 바, 원자간력 현미경이나 전자 현미경을 병용한 검사 실험에 의하면, 포토마스크 블랭크의 검사 신호의 명부(明部)와 암부(暗部)의 배치를 조사하는 종래의 방법에서는 요철 판정을 할 수 없는 경우가 있다는 것을 알았다. 즉, 핀 홀 결함의 검사 신호에서 요철을 구별하기 위한 명부와 암부의 배치 위치 관계가 불명료한 경우가 있다. 특히, 선단(先端) 마스크의 가공을 위해 형성하는 가공 보조층, 즉 두께가 10㎚ 이하인 하드 마스크 박막의 결함 검사에서는 상기와 같은 요철 판정이 곤란하다고 하는 문제가 발생하기 쉽다는 것을 알았다.However, according to the inspection experiment using an atomic force microscope or an electron microscope in combination as studied by the present inventors, the conventional method of examining the arrangement of the bright and dark parts of the inspection signal of the photomask blank found that there are cases in which unevenness determination cannot be made. That is, the arrangement positional relationship of the bright part and the dark part for distinguishing an unevenness|corrugation in the inspection signal of a pinhole defect may be unclear. In particular, it was found that, in the defect inspection of the processing auxiliary layer formed for the processing of the tip mask, that is, the hard mask thin film having a thickness of 10 nm or less, the problem of difficulty in determining the unevenness as described above tends to occur.

이러한 상황으로부터, 상기의 특허문헌 1~4에 기재되어 있는 검사 장치에 근거하는 실제의 검사 실험에 의하면, 반드시 결함부 표면의 요철 형상을 높은 정밀도로 판단할 수 있다고는 할 수 없는 것이다. 또한, 특허문헌 5에 기재되어 있는 방법은 EUV 마스크 블랭크 고유의 위상 결함에 적용되고, 현재 주류의 ArF 리소그래피에 사용되는 포토마스크 블랭크에는 적용 곤란한 방법이다. 그 때문에, 종래의 수법에서는 곤란한, 하드 마스크 박막에 존재하는 결함의 요철 형상을 높은 정밀도로 판단하는 수법의 확립이 요구되고 있었다.From such a situation, according to the actual inspection experiment based on the inspection apparatus described in said patent document 1-4, it cannot necessarily be said that the unevenness|corrugation shape of the surface of a defect part can be judged with high precision. Moreover, the method described in patent document 5 is applied to the phase defect inherent in EUV mask blank, and it is a method difficult to apply to the photomask blank used for ArF lithography currently mainstream. Therefore, establishment of the method which judges the uneven|corrugated shape of the defect which exists in a hard mask thin film with high precision which is difficult with the conventional method was calculated|required.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 광학적인 결함 검사 방법을 이용하여, 결함부의 표면 형상의 요철을 높은 신뢰성으로 판단할 수 있는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법, 특히 마스크 패턴 가공시의 가공 보조층으로서 이용되는 하드 마스크 박막에 존재하는 결함부의 요철의 판정 방법, 및 포토마스크 블랭크의 결함부의 요철의 판정 방법을 적용하여 핀 홀 결함을 포함하는 기판을 배제하는 포토마스크 블랭크의 선별 방법 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above problems, and a defect inspection method of a photomask blank that can determine with high reliability the unevenness of the surface shape of a defect portion using an optical defect inspection method, particularly during mask pattern processing A method for judging the irregularities of a defective portion present in a hard mask thin film used as a processing auxiliary layer, and a method for selecting a photomask blank for excluding a substrate including a pinhole defect by applying a method for determining irregularities of a defective portion of the photomask blank; and An object of the present invention is to provide a manufacturing method.

본 발명자 등은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 여러 광학막에 존재하는 결함에서의 검사 신호의 광 강도 분포를 검사 실험과 시뮬레이션의 양쪽으로부터 검토를 거듭하였다. 그 결과, 상기의 광학막과 그 하층의 광학막의, 검사광에 대한 복소 굴절률의 값에 의존하여, 결함의 관찰 화상의 명암의 변화나, 명부와 암부의 배치 위치 관계가 상이하다는 것을 찾아내었고, 여러 가지 검토를 더 거듭한 결과, 본 발명을 이루기에 이르렀다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the present inventors repeated examination of the light intensity distribution of the inspection signal in the defect which exists in various optical films from both an inspection experiment and a simulation. As a result, it was found that, depending on the value of the complex refractive index with respect to the inspection light, the optical film and the optical film below it, the change in the contrast of the observed image of the defect and the arrangement positional relationship of the bright and dark parts were different. As a result of further repeating various examinations, it came to achieve this invention.

따라서, 본 발명은 이하의 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법, 및 그 방법을 적용한 포토마스크 블랭크의 선별 방법 및 제조 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides the following method for inspecting defects of a photomask blank, and a method for selecting and manufacturing a photomask blank to which the method is applied.

[1][One]

광학적으로 투명한 기판 상에 적어도 1층의 박막을 표면에 형성한 포토마스크 블랭크의 해당 박막 표면에 검사광을 조사하고, 검사광이 조사된 영역으로부터의 반사광을 취하여 포토마스크 블랭크의 표면부에 존재하는 결함을 검사하는 방법으로서,Inspection light is irradiated to the thin film surface of the photomask blank in which at least one thin film is formed on the surface on an optically transparent substrate, and the reflected light from the area irradiated with the inspection light is taken on the surface of the photomask blank. A method for inspecting defects comprising:

(A1) 적어도 1층의 박막을 가지는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정과,(A1) preparing a photomask blank having at least one thin film;

(A2) 이 포토마스크 블랭크를 이동시켜 해당 포토마스크 블랭크의 표면부에 존재하는 결함을 검사 광학계의 관찰 위치로 이동시키고, 검사광을 상기 결함을 포함하는 영역에 조사하고, 검사광이 조사된 영역으로부터의 반사광을 검사 광학계를 거쳐서 상기 영역의 확대 상(像)으로서 수집하는 공정과,(A2) The photomask blank is moved to move the defect existing on the surface of the photomask blank to the observation position of the inspection optical system, and the inspection light is irradiated to the area including the defect, and the inspection light is irradiated. collecting the reflected light from the inspection optical system as an enlarged image of the region;

(A3) 상기 확대 상의 특징량을 추출하는 공정과,(A3) extracting the feature amount of the enlarged image;

(A4) 상기 특징량과 포토마스크 블랭크의 박막의 형태의 조합에 근거하여 결함의 형상을 판단하는 공정(A4) A step of judging the shape of a defect based on the combination of the feature amount and the shape of the thin film of the photomask blank

을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.Defect inspection method of a photomask blank comprising a.

[2][2]

(A2) 공정에서의 확대 상은, 반사광 중 검사 광학계를 통과하는 회절 성분으로 생성됨과 아울러, 반사광의 0차 회절 성분(정반사 성분)에 대해 정부(正負)의 비대칭인 고차 회절 성분으로 형성되는 확대 상인 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.(A2) The magnified image in the step is generated from the diffraction component that passes through the inspection optical system among the reflected light, and the magnified image is formed from a higher-order diffraction component that is positive and negative with respect to the 0-order diffraction component (specular reflection component) of the reflected light. The defect inspection method of the photomask blank as described in [1] characterized by the above-mentioned.

[3][3]

(A3) 공정은, 상기 확대 상에서의 결함부의 광 강도 레벨의 변화를 결함 주변부의 광 강도 레벨과 비교하는 처리 공정을 포함하고, 광 강도가 높은 명부와 광 강도가 낮은 암부의 강도차 및 명부와 암부의 배치 위치 관계인 결함 검사 화상의 특징량을 추출하는 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.The step (A3) includes a processing step of comparing the change in the light intensity level of the defect portion in the magnification with the light intensity level of the defect periphery, the difference in intensity between the bright portion with high light intensity and the dark portion with low light intensity, and The defect inspection method of the photomask blank as described in [1] or [2] characterized by extracting the characteristic quantity of the defect inspection image which is the arrangement positional relationship of a dark part.

[4][4]

(A4) 공정은, 상기 확대 상의 특징량과 포토마스크 블랭크의 박막의 형태의 정보에 근거하여, 미리 광학 시뮬레이션 혹은 실험 데이터에 근거해 작성한, 핀 홀 결함인지 볼록 결함인지를 선택할 수 있는 테이블을 참조하여, 결함의 형상을 판단하는 공정인 것을 특징으로 하는 [1], [2] 또는 [3]에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.In the step (A4), refer to a table in which pinhole defects or convex defects can be selected, created in advance based on optical simulation or experimental data, based on the above-mentioned enlarged feature amount and information on the shape of the thin film of the photomask blank. Thus, the defect inspection method of the photomask blank according to [1], [2] or [3], characterized in that it is a step of determining the shape of the defect.

[5][5]

(A3) 공정에서, 결함의 확대 상은 명부가 지배적인 화상이라는 특징량을 추출한 경우, 피검사 포토마스크 블랭크의 최표면이 검사광에 대해 투명한 박막이면, 검출한 결함은 핀 홀 결함이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 [4]에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.(A3) In the step (A3), when a feature amount is extracted that the enlarged image of the defect is an image in which the bright part is dominant, if the outermost surface of the photomask blank to be inspected is a thin film transparent to the inspection light, it is judged that the detected defect is a pinhole defect. The defect inspection method of the photomask blank as described in [4] characterized by the above-mentioned.

[6][6]

(A3) 공정에서, 결함의 확대 상은 암부가 지배적인 화상이라는 특징량을 추출한 경우, 피검사 포토마스크 블랭크의 최표면의 박막의 검사광 반사율이 하층(下層)의 검사광 반사율보다 높은 막 구조이면, 검출한 결함은 핀 홀 결함이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 [4]에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.In the step (A3), when the characteristic quantity that the dark portion is dominant image is extracted from the enlarged image of the defect, if the inspection light reflectance of the thin film of the outermost surface of the inspected photomask blank is higher than the inspection light reflectance of the lower layer, , The defect inspection method of the photomask blank according to [4], wherein the detected defect is judged to be a pinhole defect.

[7][7]

상기 박막의 막 두께가 10㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 [1] ~ [6] 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.The defect inspection method for a photomask blank according to any one of [1] to [6], wherein the thin film has a thickness of 10 nm or less.

[8][8]

상기 검사광이 파장 210~550㎚의 광인 것을 특징으로 하는 [1] ~ [7] 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.The defect inspection method for a photomask blank according to any one of [1] to [7], wherein the inspection light is light having a wavelength of 210 to 550 nm.

[9][9]

광학적으로 투명한 기판 상에 적어도 1층의 박막을 형성한 포토마스크 블랭크의 해당 박막 표면에 검사광을 조사하고, 검사광이 조사된 영역으로부터의 반사광을 취하여 포토마스크 블랭크의 표면부에 존재하는 결함을 검사하는 검사 장치와,Inspection light is irradiated to the surface of the thin film of the photomask blank in which at least one thin film is formed on an optically transparent substrate, and the reflected light from the area irradiated with the inspection light is taken to remove defects existing on the surface of the photomask blank. an inspection device that inspects

[1] ~ [8] 중 어느 하나에 나타내는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법의 공정을 실행하는 프로그램을 가지는 컴퓨터A computer having a program for executing the steps of the photomask blank defect inspection method according to any one of [1] to [8].

를 포함하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 시스템.Defect inspection system of the photomask blank comprising a.

[10][10]

[1] ~ [8] 중 어느 하나에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법에 의해 판정된 결함의 요철 형상에 근거하여, 핀 홀 결함을 포함하지 않는 포토마스크 블랭크를 선별하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 선별 방법.A photomask characterized in that a photomask blank containing no pinhole defects is selected based on the concavo-convex shape of the defect determined by the photomask blank defect inspection method according to any one of [1] to [8]. Method of screening blanks.

[11][11]

광학적으로 투명한 기판 상에 적어도 1층의 박막을 형성하는 공정과,forming at least one thin film on an optically transparent substrate;

[10]에 기재된 포토마스크 블랭크의 선별 방법에 의해, 상기 박막에 핀 홀 결함을 포함하지 않는 포토마스크 블랭크를 선별하는 공정A step of sorting a photomask blank that does not contain pinhole defects in the thin film by the photomask blank sorting method described in [10].

을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.A method of manufacturing a photomask blank comprising a.

본 발명에 의하면, 광학적인 결함 검사 방법을 이용하여 포토마스크 블랭크에서의 요철 형상 결함을 높은 신뢰성으로 구별하고, 특히 치명적인 결함인 오목 결함 내지 핀 홀 결함을 특정할 수 있다. 또한, 본 발명의 결함 검사 방법을 적용하는 것에 의해, 치명적인 결함인 오목 결함을 가지는 포토마스크 블랭크를 확실히 배제할 수 있어, 치명적인 결함을 포함하지 않는 포토마스크 블랭크를 보다 저비용이고 또한 높은 양품률로 제공할 수 있다.According to the present invention, the concave-convex shape defects in the photomask blank can be distinguished with high reliability using the optical defect inspection method, and concave defects or pinhole defects, which are particularly fatal defects, can be specified. In addition, by applying the defect inspection method of the present invention, a photomask blank having a concave defect, which is a fatal defect, can be reliably excluded, and a photomask blank containing no fatal defect is provided at a lower cost and with a high yield rate can do.

도 1은 포토마스크 블랭크에 결함이 존재하는 예를 나타내는 단면도로서, (a), (b)는 오목 결함인 핀 홀 결함이 존재하는 포토마스크 블랭크를, (c)는 볼록 결함이 존재하는 포토마스크 블랭크를 나타내는 도면이다.
도 2는 포트마스크 블랭크의 결함 검사에 이용되는 검사 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 포토마스크 블랭크의 표면에 존재하는 볼록 결함과 그 검사 화상의 일례를 나타내는 도면으로서, (a)는 결함부의 포토마스크 블랭크 평면도, (b)는 결함부의 포토마스크 블랭크 단면도, (c)는 그 볼록 결함의 검사 화상, (d)는 검사 화상의 광 강도 분포의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 4는 포토마스크 블랭크의 표면에 존재하는 오목 결함과 그 관찰 화상의 예를 나타내는 도면으로서, (a)는 결함부의 포토마스크 블랭크 단면도, (b)는 검사 화상의 광 강도 분포의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 5는 제 1 막 형태에서의 구조와 검사 화상의 단면 프로파일을 나타내는 도면으로서, (a)는 최상층막에 오목 결함의 핀 홀 결함이 존재하는 포토마스크 블랭크 단면도, (b)는 결함의 검사 화상을 나타내는 도면이다.
도 6은 제 1 막 형태에서의 구조와 검사 화상의 단면 프로파일을 나타내는 도면으로서, (a)는 최상층으로부터 2번째의 층에 오목 결함이 존재하는 포토마스크 블랭크 단면도, (b)는 부착 이물 결함이 존재하는 포토마스크 블랭크 단면도, (c)는 최상층과 동일한 재질의 볼록 결함이 존재하는 포토마스크 블랭크 단면도, (d), (e), (f)는 각각 (a), (b), (c)에 나타내는 결함의 검사 화상을 나타내는 도면이다.
도 7은 제 2 막 형태에서의 구조와 검사 화상의 단면 프로파일을 나타내는 도면으로서, (a)는 최상층막에 핀 홀 결함이 존재하는 포토마스크 블랭크 단면도, (b)는 그 결함의 검사 화상의 광 강도 단면 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 8은 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법의 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 결함 검사 상(像)의 특징량 및 막 형태와 결함 형상을 대응시킨 테이블이다.
도 10은 포토마스크 블랭크의 양품을 판정하는 공정의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 검사용의 조명 스폿을 주사하는 상황을 나타내는 도면이다.
도 12(a)는 실시예 1의 오목 결함을 가지는 포토마스크 블랭크의 단면도이고, (b)는 검사 화상의 광 강도 분포의 단면 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 13(a)는 실시예 1의 볼록 결함을 가지는 포토마스크 블랭크의 단면도이고, (b)는 검사 화상의 광 강도 분포의 단면 프로파일을 나타내는 도면이고, (c)는 다른 사이즈의 결함 검사 화상의 광 강도 분포의 단면 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 14(a)는 실시예 2의 오목 결함을 가지는 포토마스크 블랭크의 단면도이고, (b)는 검사 화상의 광 강도 분포의 단면 프로파일을 나타내는 도면이다.
도 15(a)는 실시예 2의 볼록 결함을 가지는 포토마스크 블랭크의 단면도이고, (b)는 검사 화상의 광 강도 분포의 단면 프로파일을 나타내는 도면이다.
1 is a cross-sectional view showing an example in which defects exist in a photomask blank, (a) and (b) are photomask blanks having pinhole defects that are concave defects, and (c) are photomasks having convex defects. It is a figure which shows a blank.
It is a figure which shows an example of the structure of the inspection apparatus used for the defect inspection of a portmask blank.
3 is a view showing a convex defect existing on the surface of a photomask blank and an example of an inspection image thereof, (a) is a photomask blank plan view of the defective part, (b) is a photomask blank cross-sectional view of the defective part, (c) is The inspection image of the convex defect, (d) is a figure which shows the sectional drawing of the light intensity distribution of an inspection image.
4 is a view showing a concave defect existing on the surface of a photomask blank and an example of an observation image thereof, wherein (a) is a cross-sectional view of a photomask blank of a defect portion, (b) is a cross-sectional view of a light intensity distribution of an inspection image; am.
5 is a view showing the structure and cross-sectional profile of the inspection image in the form of the first film, (a) is a cross-sectional view of a photomask blank in which a pinhole defect of a concave defect exists in the uppermost layer film, (b) is an inspection image of the defect It is a drawing showing
6 is a view showing the structure in the first film form and the cross-sectional profile of the inspection image, (a) is a cross-sectional view of a photomask blank in which a concave defect exists in the second layer from the uppermost layer, (b) is a foreign material defect attached A cross-sectional view of the existing photomask blank, (c) is a cross-sectional view of a photomask blank with convex defects of the same material as the uppermost layer, (d), (e), and (f) are (a), (b), (c), respectively It is a figure which shows the inspection image of the defect shown in.
7 is a view showing the structure and cross-sectional profile of an inspection image in the form of a second film, (a) is a cross-sectional view of a photomask blank in which a pinhole defect exists in the uppermost layer film, (b) is a light of the inspection image of the defect A diagram showing the strength cross-sectional profile.
It is a flowchart which shows an example of the process of the defect inspection method of a photomask blank.
Fig. 9 is a table in which a characteristic amount and a film shape of a defect inspection image are matched with a defect shape.
Fig. 10 is a flowchart showing an example of a process for judging the quality of the photomask blank.
It is a figure which shows the situation which scans the illumination spot for inspection.
Fig. 12(a) is a cross-sectional view of a photomask blank having a concave defect of Example 1, and (b) is a view showing a cross-sectional profile of light intensity distribution of an inspection image.
Fig. 13 (a) is a cross-sectional view of a photomask blank having convex defects of Example 1, (b) is a view showing a cross-sectional profile of the light intensity distribution of an inspection image, (c) is a defect inspection image of different size It is a figure which shows the cross-sectional profile of light intensity distribution.
Fig. 14(a) is a cross-sectional view of a photomask blank having a concave defect of Example 2, and (b) is a view showing a cross-sectional profile of light intensity distribution of an inspection image.
Fig. 15 (a) is a cross-sectional view of a photomask blank having convex defects of Example 2, and (b) is a view showing a cross-sectional profile of light intensity distribution of an inspection image.

이하, 본 발명에 대해 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

포토마스크 블랭크의 박막에 핀 홀 등의 결함이 존재하면, 이것을 이용하여 제작한 포토마스크 상의 마스크 패턴의 결함의 원인으로 된다. 전형적인 포토마스크 블랭크의 결함의 예를 도 1에 나타낸다. 도 1(a)는 투명 기판(101) 상에, 차광막 혹은 하프톤(halftone) 위상 시프트 마스크용의 위상 시프트막 등으로서 기능하는 광학 박막(102)이 형성되어 있는 포토마스크 블랭크(100)를 나타내는 도면이다. 여기서, 광학 박막(102)에는 핀 홀 결함 DEF1이 존재하고 있다. 도 1(b)는 투명 기판(101) 상에, 차광막 혹은 하프톤 위상 시프트 마스크용의 위상 시프트막 등으로서 기능하는 광학 박막(102)과, 광학 박막(102)의 고정밀도의 가공을 행하기 위한 가공 보조 박막(103)이 형성되어 있는 포토마스크 블랭크(100)를 나타내는 도면이다. 여기서, 가공 보조 박막(103)에는 핀 홀 결함 DEF2가 존재하고 있다. 이러한 포토마스크 블랭크로부터 통상의 제조 공정에 의해 포토마스크를 제조하면, 포토마스크 블랭크 유래의 결함이 존재하는 포토마스크로 되어 버린다. 그리고, 이 결함은 포토마스크를 이용한 노광에서, 패턴 전사 에러를 일으키는 원인으로 된다. 그 때문에, 포토마스크 블랭크의 결함은, 포토마스크 블랭크를 가공하기 전의 단계에서 검출하고, 결함을 가지는 포토마스크 블랭크를 배제하거나, 결함의 수정을 실시하거나 할 필요가 있다.If defects, such as pinholes, exist in the thin film of a photomask blank, it will become a cause of the defect of the mask pattern on the photomask manufactured using this. An example of a defect of a typical photomask blank is shown in FIG. 1 . Fig. 1 (a) shows a photomask blank 100 in which an optical thin film 102 functioning as a light shielding film or a phase shift film for halftone phase shift masks, etc. is formed on a transparent substrate 101 . It is a drawing. Here, the pinhole defect DEF1 exists in the optical thin film 102 . 1(b) shows an optical thin film 102 functioning as a light-shielding film or a phase shift film for halftone phase shift masks, etc. on a transparent substrate 101, and high-precision processing of the optical thin film 102 It is a view showing the photomask blank 100 in which the processing auxiliary thin film 103 is formed. Here, the pinhole defect DEF2 exists in the processing auxiliary thin film 103 . When a photomask is manufactured from such a photomask blank by a normal manufacturing process, it will become a photomask in which the defect derived from a photomask blank exists. And this defect causes a pattern transfer error in exposure using a photomask. Therefore, it is necessary to detect the defect of a photomask blank at the stage before processing a photomask blank, to exclude the photomask blank which has a defect, or to correct a defect.

한편, 도 1(c)는 포토마스크 블랭크의 볼록 결함의 예를 나타내는 도면이고, 광학 박막(102) 위에 볼록 결함 DEF3이 존재하는 포토마스크 블랭크(100)의 예를 나타내는 도면이다. 결함 DEF3은 광학 박막(102)과 일체화한 볼록 결함, 혹은 파티클과 같은 부착 이물 볼록 결함의 경우가 있다. 이러한 포토마스크 블랭크로부터 통상의 제조 공정에 의해 포토마스크를 제조하여도, 반드시 치명적인 핀 홀 결함은 형성되는 것은 아니다. 또한, 표면에 부착한 이물 결함은 세정으로 제거 가능하면, 치명적인 결함으로는 되지 않는다.On the other hand, FIG. 1( c ) is a view showing an example of a convex defect of a photomask blank, and is a view showing an example of the photomask blank 100 in which the convex defect DEF3 exists on the optical thin film 102 . The defect DEF3 may be a convex defect integrated with the optical thin film 102 or a convex defect attached to a foreign material such as a particle. Even if a photomask is manufactured from such a photomask blank by a normal manufacturing process, a fatal pinhole defect is not necessarily formed. Moreover, if the foreign material defect adhering to the surface can be removed by washing|cleaning, it will not become a fatal defect.

이와 같이, 포토마스크 블랭크에 존재하는 결함이, 치명적인 결함인 핀 홀 등의 오목 결함인지, 반드시 치명적인 결함이 아닌 볼록 결함인지의 판정은 포토마스크 블랭크의 품질 보증과, 포토마스크 블랭크 제조에서의 양품률의 키를 쥐게 된다. 그래서, 광학적인 검사 수법에 의해 단시간의 처리로, 또한 높은 신뢰성으로 결함의 요철 형상을 구별할 수 있는 방법이 요구된다. 또, 현재 주류로 되어 있는 노광광의 파장이 불화아르곤(ArF) 엑시머 레이저광을 이용한 193㎚인 것을 고려하면, 마스크 블랭크 상에서 사이즈가 200㎚ 이하, 바람직하게는 100㎚ 이하의 결함의 요철 형상을 구별할 수 있는 방법이 요구된다.As described above, the determination of whether the defect present in the photomask blank is a concave defect such as a pinhole, which is a fatal defect, or a convex defect, which is not necessarily a fatal defect, is determined by the quality assurance of the photomask blank and the yield rate in the photomask blank manufacturing. hold the key of Then, the method which can distinguish the uneven|corrugated shape of a defect in a short processing time and high reliability by the optical inspection method is calculated|required. In addition, considering that the wavelength of exposure light, which is currently mainstream, is 193 nm using argon fluoride (ArF) excimer laser light, the concavo-convex shape of defects with a size of 200 nm or less, preferably 100 nm or less on the mask blank is distinguished. There needs to be a way to do it.

우선, 포토마스크 블랭크의 결함 검사에 적합하게 이용되는 검사 장치, 구체적으로는, 포토마스크 블랭크의 표면부에서의 결함의 요철 형상을 판정하기 위해 적합하게 이용되는 검사 장치에 대해 설명한다. 도 2는 결함 검사 장치(150)의 기본 구성의 일례를 나타내는 개념도이고, 검사 광학계(151), 제어 장치(152), 기록 장치(153), 표시 장치(154)가 주된 구성요소이다. 검사 광학계(151)는 검사광을 발하는 광원 ILS, 빔 스플리터 BSP, 대물 렌즈 OBL, 포토마스크 블랭크 MB를 탑재하여 이동할 수 있는 스테이지 STG 및 화상 검출기 SE를 구비하고 있다. 광원 ILS는 파장이 210㎚~550㎚ 정도인 광을 사출할 수 있도록 구성되어 있고, 이 광원 ILS로부터 사출된 검사광 BM1은 빔 스플리터 BSP에서 꺾이고, 대물 렌즈 OBL을 통해 포토마스크 블랭크 MB의 소정 영역을 조사한다. 포토마스크 블랭크 MB 표면에서 반사한 광 BM2는 대물 렌즈 OBL에서 집광됨과 아울러, 빔 스플리터 BSP, 렌즈 L1을 투과하여 화상 검출기 SE의 수광면에 도달한다. 이 때, 화상 검출기 SE의 수광면에 마스크 블랭크 MB의 표면의 확대 검사 화상이 형성되도록 화상 검출기 SE의 위치가 조정되어 있다. 그리고, 화상 검출기 SE에서 수집된 확대 검사 화상의 데이터는, 화상 처리 연산을 실시하는 것에 의해, 결함의 치수 연산이나 요철 형상의 판정이 이루어지고, 그들의 결과는 결함 정보로서 기록되도록 되어 있다. 검사 장치(150)는 제어 장치(152)에 의해 제어되어 가동한다. 제어 장치(152)는 제어 프로그램이나 각종의 화상 연산 프로그램을 가지고 있다. 또, 검사 데이터를 저장하는 기록 장치(153)나 각종의 표시를 행하는 표시 장치(154)의 동작도 제어한다.First, the inspection apparatus suitably used for the defect inspection of a photomask blank, specifically, the inspection apparatus used suitably in order to determine the uneven|corrugated shape of the defect in the surface part of a photomask blank is demonstrated. 2 is a conceptual diagram showing an example of a basic configuration of the defect inspection apparatus 150, and the inspection optical system 151, the control apparatus 152, the recording apparatus 153, and the display apparatus 154 are main components. The inspection optical system 151 includes a light source ILS that emits inspection light, a beam splitter BSP, an objective lens OBL, a stage STG that can move with a photomask blank MB, and an image detector SE. The light source ILS is configured to emit light with a wavelength of about 210 nm to 550 nm, and the inspection light BM1 emitted from the light source ILS is bent at the beam splitter BSP and passes through the objective lens OBL to a predetermined area of the photomask blank MB. investigate The light BM2 reflected from the surface of the photomask blank MB is condensed by the objective lens OBL, passes through the beam splitter BSP and the lens L1, and reaches the light receiving surface of the image detector SE. At this time, the position of the image detector SE is adjusted so that an enlarged inspection image of the surface of the mask blank MB is formed on the light receiving surface of the image detector SE. Then, the data of the enlarged inspection image collected by the image detector SE is subjected to image processing operation to determine the size of the defect and the concavo-convex shape, and the results are recorded as defect information. The inspection device 150 is controlled and operated by the control device 152 . The control device 152 has a control program and various image operation programs. In addition, the operation of the recording device 153 for storing inspection data and the display device 154 for performing various types of display is also controlled.

확대 검사 화상은, 예를 들면 화상 검출기 SE를 CCD 카메라와 같은 다수의 광검출 소자를 화소로서 배열한 검출기로 하고, 포토마스크 블랭크 MB의 표면에서 반사한 광 BM2가 대물 렌즈 OBL을 거쳐서 형성하는 확대 상을 2차원 화상으로서 일괄적으로 수집하는 직접법으로 수집할 수 있다. 또한, 검사광 BM1을 포토마스크 블랭크 MB 표면에서 수속시켜 조명 스폿을 생성함과 아울러, 검사광을 발하는 광원 ILS에 주사 기능을 갖게 하여 조명 스폿을 주사하고, 반사광 BM2의 광 강도를 순차적으로 화상 검출기 SE에서 수집하고, 광전(光電) 변환하여 기록하고, 전체의 2차원 화상을 생성하는 방법을 채용해도 좋다.The enlarged inspection image is an enlarged inspection image formed by, for example, the image detector SE as a detector in which a plurality of photodetecting elements such as a CCD camera are arranged as pixels, and the light BM2 reflected from the surface of the photomask blank MB passes through the objective lens OBL. The images can be collected by a direct method of collectively collecting the images as two-dimensional images. In addition, the inspection light BM1 is converged on the surface of the photomask blank MB to generate an illumination spot, and the light source ILS emitting inspection light has a scanning function to scan the illumination spot, and the light intensity of the reflected light BM2 is sequentially measured by an image detector. A method of collecting by SE, performing photoelectric conversion and recording, and generating an overall two-dimensional image may be employed.

또, 결함의 요철을 판단시키기 위해 반사광 BM2를 수집할 때에 0차 회절 성분(정반사 성분)에 대해 (정반사 성분을 중심으로) 정부의 고차 회절 성분을 비대칭으로 수집해도 좋다. 구체적으로는, 포토마스크 블랭크 MB 표면을 조명하는 검사광 BM1의 주(主)광선을 경사 입사로 하는 방법, 혹은 주광선은 수직 조명이지만 반사광 BM2의 광로의 일부를 차폐하는 공간 필터 SPF를 마련하고, 확대 검사 화상을 화상 검출기 SE에서 파악하는 방법을 채용할 수 있다. 이들 방법을 채용하는 것에 의해, 일반적으로는 검사 화상광 강도 분포의 명암의 위치 관계 또는 광 강도의 차이로부터 결함의 요철 형상을 판정할 수 있다.In addition, when collecting the reflected light BM2 in order to determine the unevenness of the defect, positive and negative higher-order diffraction components (centered on the specular component) may be collected asymmetrically with respect to the 0th-order diffraction component (specular reflection component). Specifically, a method in which the main ray of the inspection light BM1 illuminating the surface of the photomask blank MB is made obliquely incident, or the main ray is vertical illumination, but a spatial filter SPF that blocks a part of the optical path of the reflected light BM2 is provided; A method of grasping the enlarged inspection image with the image detector SE is employable. By employing these methods, it is generally possible to determine the concavo-convex shape of the defect from the difference in light intensity or positional relationship between light and dark in the inspection image light intensity distribution.

다음에, 검사광 BM1을, 그 주광선을 수직 조명으로 하여 포토마스크 블랭크 MB 표면에서 수속시킴과 아울러 주사하고, 반사광 BM2의 광 강도를 순차적으로 수집하여 얻어지는 검사 화상에서, 볼록 결함과 오목 결함의 검사 화상의 상이에 대해 설명한다. 반사광 BM2의 광 강도를 수집할 때에, 공간 필터 SPF의 작용에 의해, 화상 검출기 SE로 향하는 반사광 BM2의 우측 절반이 차폐되어 있는 것으로 한다.Next, the inspection light BM1 is scanned while converging on the surface of the photomask blank MB with the principal ray as vertical illumination, and in the inspection image obtained by sequentially collecting the light intensity of the reflected light BM2, convex and concave defects are inspected. The difference in images will be described. When collecting the light intensity of the reflected light BM2, it is assumed that the right half of the reflected light BM2 directed to the image detector SE is blocked by the action of the spatial filter SPF.

도 3(a) 및 (b)는 각각, 볼록 결함 DEF4를 가지는 포토마스크 블랭크(100)의 평면도 및 단면도이다. 이들은 검사광에 대해 투명한 석영 기판 등의 투명 기판(101) 상에, MoSi계 재료로 이루어지는 광학 박막(102)이 형성되어 있고, 그 표면 MBS에 MoSi계 재료 혹은 다른 재료로 이루어지는 볼록 결함 DEF4가 존재하고 있는 상태를 나타내고 있다.3A and 3B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, of a photomask blank 100 having a convex defect DEF4. In these cases, an optical thin film 102 made of a MoSi-based material is formed on a transparent substrate 101 such as a quartz substrate that is transparent to inspection light, and a convex defect DEF4 made of a MoSi-based material or other material is present on the surface MBS of the MBS. indicates the state of being.

이 볼록 결함 DEF4를 가지는 포토마스크 블랭크의 표면 MBS에, 검사광 BM1을 수속시켜 조명함과 아울러 주사시키고, 공간 필터 SPF를 거쳐서 반사광을 수집하면, 도 3(c)에 나타내는 광 강도 분포의 검사 화상이 얻어진다. 도 3(c)의 A-A'선에 따른 단면에서의 광 강도 분포는 도 3(d)에 나타내는 단면 프로파일 PR1로 된다. 단면 프로파일 PR1은, 볼록 결함 DEF4의 좌측은 명부, 우측은 암부로 되는 볼록 결함의 특유의 형상을 가진다.When the surface MBS of the photomask blank having the convex defect DEF4 converges, illuminates and scans the inspection light BM1, and the reflected light is collected through the spatial filter SPF, the inspection image of the light intensity distribution shown in Fig. 3(c) this is obtained The light intensity distribution in the cross section taken along the line A-A' in Fig. 3(c) becomes the cross-sectional profile PR1 shown in Fig. 3(d). The cross-sectional profile PR1 has the characteristic shape of the convex defect used as a bright part and the right part on the left side of convex defect DEF4 as a dark part.

마찬가지로, 도 4(a)는 오목 결함 DEF5를 가지는 포토마스크 블랭크(100)의 단면도이고, 도 4(b)는 이 경우에 얻어지는 검사 화상의 광 강도 분포의 단면 프로파일 PR2를 나타내는 도면이다. 단면 프로파일 PR2는, 오목 결함 DEF5의 좌측은 암부, 우측은 명부로 되는 오목 결함의 특유의 형상을 가진다.Similarly, Fig. 4 (a) is a cross-sectional view of the photomask blank 100 having the concave defect DEF5, and Fig. 4 (b) is a view showing the cross-sectional profile PR2 of the light intensity distribution of the inspection image obtained in this case. The cross-sectional profile PR2 has a characteristic shape of the concave defect in which the left side of the concave defect DEF5 becomes a dark part and the right side becomes a bright part.

그러나, 포토마스크 블랭크의 막의 형태에 따라서는, 상술한 검사 화상의 명암의 위치 관계만으로는, 결함이 오목 결함이지 볼록 결함인지를 정확하게 판정할 수 없는 경우가 있다. 이러한 경우의 예에 대해 이하에 설명한다.However, depending on the form of the film of the photomask blank, it may not be possible to accurately determine whether the defect is a concave defect or a convex defect only by the positional relationship between the light and dark of the inspection image described above. Examples of such a case will be described below.

[제 1 막 형태][Form 1 act]

도 5(a)는 오목 결함을 가지는 포토마스크 블랭크(100)의 단면도이다. 이것은 검사광에 대해 투명한 석영 기판 등의 투명 기판(101) 상에, MoSi계 재료로 이루어지는 광학 박막(112), Cr계 재료로 이루어지는 광학 박막(113), 및 두께 5~10㎚ 정도의 검사광에 대해 실질적으로 투명한 재료, 예를 들면 산화 규소로 이루어지는 하드 마스크 박막(114)이 형성되어 있고, 하드 마스크 박막(114)에, 핀 홀 결함 등의 오목 결함 DEF6이 존재하고 있는 상태를 나타내고 있다. 이 오목 결함 DEF6에 대해, 도 2에 나타내는 검사 광학계를 이용하여, 포토마스크 블랭크의 표면에 위쪽으로부터 검사광을 수속 조사하여 주사하고, 공간 필터 SPF를 거쳐서 반사광을 수집한 경우, 검사 화상의 광 강도 분포의 단면 프로파일은 도 5(b)에 나타내는 프로파일 PR3으로 된다. 이 경우, 검사 화상의 광 강도 분포는, 오목 결함 DEF6의 부분에서, 실질적으로는 명부뿐이어서, 도 4에 나타내는 전형적인 오목 결함의 검사 화상의 광 강도 분포와 같은 명료한 명암의 위치 관계가 나타나지 않는다.5 (a) is a cross-sectional view of the photomask blank 100 having a concave defect. This is on a transparent substrate 101 such as a quartz substrate transparent to inspection light, an optical thin film 112 made of a MoSi-based material, an optical thin film 113 made of a Cr-based material, and inspection light having a thickness of about 5 to 10 nm A hard mask thin film 114 made of a substantially transparent material, for example, silicon oxide, is formed, indicating a state in which concave defects DEF6 such as pinhole defects exist in the hard mask thin film 114 . For this concave defect DEF6, using the inspection optical system shown in Fig. 2, when the inspection light is converged and scanned from above on the surface of the photomask blank, and the reflected light is collected through the spatial filter SPF, the light intensity of the inspection image The cross-sectional profile of the distribution becomes the profile PR3 shown in Fig. 5(b). In this case, the light intensity distribution of the inspection image is substantially only bright in the portion of the concave defect DEF6, so that a clear positional relationship of light and dark like the light intensity distribution of the inspection image of the typical concave defect shown in Fig. 4 does not appear. .

또, 막 구조가 도 5(a)에 나타내는 구조와 동일하여도 결함의 종류에 따라, 여러 검사 화상이 얻어지는 예를 도 6에 나타낸다. 도 6(a)는 Cr계 재료로 이루어지는 광학 박막(113)에 오목 결함이 이미 존재하고, 그 위에 결함이 없는 균일한 막 두께의 하드 마스크 박막(114)이 형성되고, 결과적으로 표면에 오목 형상의 결함 DEF7이 존재하는 상태를 나타낸다. 또한, 도 6(b)는 하드 마스크 박막(114)의 형성까지 무결함이지만, 그 표면에 실리콘을 주성분으로 하는 이물이 볼록 결함 DEF8로서 부착한 상태를 나타낸다. 또, 도 6(c)는 하드 마스크 박막(114)의 표면의 일부가 볼록 모양의 결함 DEF9로서 존재하는 상태를 나타낸다. 이들 결함 DEF7, DEF8, DEF9의 검사 화상의 단면 프로파일은 각각, 도 6(d)에 나타내는 프로파일 PR4, 도 6(e)에 나타내는 프로파일 PR5, 도 6(f)에 나타내는 프로파일 PR6으로 된다. 프로파일 PR4는 전형적인 오목 결함의 검사 화상이지만 최표면의 하드 마스크 박막(114)에는 결함이 존재하지 않을 때의 검사 화상, 프로파일 PR5는 전형적인 볼록 결함의 검사 화상, 또, 프로파일 PR6은 일견 오목 결함의 검사 화상으로 보이지만, 제 1 막 형태의 경우에 이 프로파일 PR6이 얻어지는 경우는 검사광에 대해 투명한 하드 마스크 박막(114)의 볼록 결함이다.Moreover, even if the film|membrane structure is the same as the structure shown to Fig.5 (a), according to the kind of defect, the example from which various inspection images are obtained is shown in FIG. 6(a) shows that concave defects already exist in the optical thin film 113 made of a Cr-based material, and a hard mask thin film 114 having a uniform film thickness without defects is formed thereon, resulting in a concave shape on the surface. indicates the state in which the defect DEF7 is present. 6(b) shows a state in which, although there are no defects until the formation of the hard mask thin film 114, a foreign material mainly composed of silicon has adhered to the surface thereof as a convex defect DEF8. 6(c) shows a state in which a part of the surface of the hard mask thin film 114 exists as a convex defect DEF9. The cross-sectional profiles of the inspection images of these defects DEF7, DEF8, and DEF9 are profile PR4 shown in Fig. 6(d), profile PR5 shown in Fig. 6(e), and profile PR6 shown in Fig. 6(f), respectively. Profile PR4 is an inspection image of a typical concave defect, but an inspection image when no defects exist in the hard mask thin film 114 on the outermost surface, profile PR5 is an inspection image of a typical convex defect, and profile PR6 is inspection image of a concave defect at a glance Although it appears as an image, the case where this profile PR6 is obtained in the case of the first film form is a convex defect of the hard mask thin film 114 transparent to the inspection light.

이상으로부터, 제 1 막 형태에서의 결함의 검사 화상에서, 명부가 지배적인 검사 화상이 얻어진 경우에는 치명적인 결함인 핀 홀 결함이 존재한다고 판정할 수 있다. 제 1 막 형태에서의 결함의 요철의 판정 기준은 도 3 및 도 4에 나타내는 전형적인 볼록 결함 및 오목 결함의 경우와 다른 기준이며, 제 1 막 형태의 경우에 특유한 판정 기준이다. 또, 검사광에 대해 실질적으로 투명한 재료로 이루어지는 막의 막 두께가 얇은 경우, 예를 들면 막 두께가 10㎚ 이하, 특히 5~10㎚인 경우에 적합하다.From the above, it can be determined that the pinhole defect which is a fatal defect exists in the inspection image of the defect in a 1st film|membrane form, when the inspection image in which the bright part dominates is obtained. The criterion for determining the unevenness of the defect in the first film form is a criterion different from the typical case of the convex defect and the concave defect shown in Figs. 3 and 4, and is a criterion unique to the case of the first film form. Moreover, when the film thickness of the film which consists of a material substantially transparent with respect to inspection light is thin, for example, when the film thickness is 10 nm or less, especially 5-10 nm, it is suitable.

[제 2 막 형태][Second Act Form]

도 7(a)는 오목 결함을 가지는 포토마스크 블랭크(100)의 단면도이다. 이것은 검사광에 대해 투명한 석영 기판 등의 투명 기판(101) 상에, MoSi계 재료로 이루어지는 광학 박막(122), 및 두께 10㎚ 정도의 Cr계 재료로 이루어지는 하드 마스크 박막(123)이 형성되어 있고, 하드 마스크 박막(123)에 핀 홀 결함 등의 오목 결함 DEF10이 존재하고 있는 상태를 나타내고 있다. 하드 마스크 박막(123)의 검사광 반사율이 광학 박막(122)의 검사광 반사율보다 높은 것이 제 2 막 형태의 특징이다. 이 오목 결함 DEF10에 대해, 포토마스크 블랭크의 표면에 위쪽으로부터 검사광을 수속 조사하여 주사하고, 공간 필터 SPF를 거쳐서 반사광을 수집한 경우, 검사 화상의 광 강도 분포의 단면 프로파일은 도 7(b)에 나타내는 프로파일 PR7로 된다. 이 경우, 검사 화상의 광 강도 분포는, 오목 결함 DEF10의 부분에서, 실질적으로는 암부뿐이어서, 도 4에 나타내는 전형적인 오목 결함의 검사 화상의 광 강도 분포와 같은 명료한 명암의 위치 관계가 나타나지 않는다. 이 경우의 오목 결함이 암부만으로 관찰되는 이유는, 오목 결함 DEF10의 깊이가 얕으므로, 결함의 측면으로부터의 반사광의 광량이 적고, 광 강도 변화에 대해 검사광의 반사율의 영향쪽이 크기 때문이라고 생각된다.7A is a cross-sectional view of a photomask blank 100 having a concave defect. In this case, an optical thin film 122 made of a MoSi-based material and a hard mask thin film 123 made of a Cr-based material having a thickness of about 10 nm are formed on a transparent substrate 101 such as a quartz substrate transparent to inspection light. , shows a state in which concave defects DEF10 such as pinhole defects exist in the hard mask thin film 123 . The second film type is characterized in that the inspection light reflectance of the hard mask thin film 123 is higher than the inspection light reflectance of the optical thin film 122 . For this concave defect DEF10, the cross-sectional profile of the light intensity distribution of the inspection image when the inspection light is converged and scanned from above on the surface of the photomask blank and the reflected light is collected through the spatial filter SPF is shown in Fig. 7(b). The profile PR7 shown in . In this case, the light intensity distribution of the inspection image is substantially only a dark part in the portion of the concave defect DEF10, so that a clear positional relationship of light and dark like the light intensity distribution of the inspection image of the typical concave defect shown in Fig. 4 does not appear. . It is thought that the reason that the concave defect in this case is observed only in the dark part is because the depth of the concave defect DEF10 is shallow, the amount of light reflected from the side surface of the defect is small, and the influence of the reflectance of the inspection light on the light intensity change is greater. .

또, 하드 마스크 박막(123)에 볼록 결함이 존재하는 경우, 그 검사 화상은 도 3(d)에 나타내는 프로파일 PR1과 동등한 명부와 암부가 나열되는 검사 화상으로 된다.Moreover, when a convex defect exists in the hard mask thin film 123, the inspection image turns into the inspection image in which the bright part and dark part equal to profile PR1 shown to Fig.3(d) are arranged.

이상으로부터, 제 2 막 형태에서의 결함의 검사 화상에서, 암부가 지배적인 검사 화상이 얻어진 경우에는 치명적인 결함인 핀 홀 결함이 존재한다고 판정할 수 있다. 제 2 막 형태에서의 결함의 요철의 판정 기준은, 도 3 및 도 4에 나타내는 전형적인 볼록 결함 및 오목 결함의 경우와 다른 기준이며, 제 2 막 형태의 경우에 특유한 판정 기준이다.From the above, in the inspection image of the defect in a 2nd film|membrane form, when the inspection image in which a dark part is dominant is obtained, it can be determined that the pinhole defect which is a fatal defect exists. The criterion for determining the unevenness of the defect in the second film form is a criterion different from the typical case of the convex defect and the concave defect shown in Figs. 3 and 4, and is a criterion unique to the case of the second film form.

다음에, 본 발명의 결함 검사 방법을, 도 8에 나타내는 흐름도에 따라, 더 구체적으로 설명한다. 우선, (A1) 공정으로서, 결함을 가지는 검사 대상의 포토마스크 블랭크(피검사 포토마스크 블랭크)를 준비한다(공정 S201). 다음에, 포토마스크 블랭크 상에 존재하는 결함의 위치 좌표 정보를 취입한다(공정 S202). 결함의 위치 좌표는 별도로, 공지된 결함 검사 방법에 의해 특정된 결함의 위치 좌표를 이용할 수 있다.Next, according to the flowchart shown in FIG. 8, the defect inspection method of this invention is demonstrated more concretely. First, as a step (A1), a photomask blank (to-be-inspected photomask blank) to be inspected having a defect is prepared (step S201). Next, the positional coordinate information of the defect existing on the photomask blank is taken in (step S202). Separately, the position coordinates of the defect may use the position coordinates of the defect specified by a known defect inspection method.

다음에, (A2) 공정으로서, 검사 광학계의 검사 위치에 결함의 위치를 맞추고, 검사광을, 대물 렌즈를 거쳐서 포토마스크 블랭크의 위쪽으로부터 조사하고(공정 S203), 검사광이 조사된 영역의 반사광을 검사 광학계의 대물 렌즈를 거쳐서 결함을 포함하는 영역의 확대 상으로서 수집한다(공정 S204). 위치 맞춤은 검사 대상의 포토마스크 블랭크를 그 면내 방향으로 이동할 수 있는 스테이지에 탑재하고, 검사 대상의 포토마스크 블랭크의 결함의 위치 좌표에 근거하여 스테이지를 상기 면내 방향으로 이동시켜, 결함이 상기 검사 광학계의 대물 렌즈의 합초점면에 유지시키는 방법으로 실시해도 좋다.Next, as the step (A2), the position of the defect is aligned with the inspection position of the inspection optical system, the inspection light is irradiated from above the photomask blank through the objective lens (step S203), and the reflected light of the area irradiated with the inspection light is collected as an enlarged image of the area including the defect through the objective lens of the inspection optical system (step S204). In the alignment, the photomask blank of the inspection object is mounted on a stage capable of moving in the in-plane direction, and the stage is moved in the in-plane direction based on the position coordinates of the defect of the photomask blank of the inspection object, so that the defect is detected in the inspection optical system. It may be carried out in a method of keeping the in-focus plane of the objective lens of

다음에, 수집한 확대 상의 광 강도 분포(화상 데이터(검사 화상)나 단면 프로파일 등)로부터, 결함부에서의 검사 화상의 광 강도의 변화 부분의 특징, 즉 확대 상의 특징량을 추출한다(공정 S205).Next, from the collected light intensity distribution (image data (inspection image), cross-sectional profile, etc.) of the enlarged image, the characteristic of the part of the change in light intensity of the inspection image in the defect portion, that is, the characteristic amount of the enlarged image is extracted (Step S205) ).

그 후, (A4) 공정으로서, 공정 S205에서 추출한 확대 상의 특징량과, 포토마스크 블랭크의 막 구조(막 형태)에 근거하여 결함의 요철 형상을 판정한다(공정 S206). 요철 형상의 판정 공정의 구체예에 대해서는 후술한다. 또, 검사 화상에 공지된 화상 처리를 실시하는 것에 의해, 결함 사이즈를 예측할 수도 있다. 이들 결함의 요철 형상이나 결함 사이즈의 예측값을 결함 위치 좌표와 함께 결함 정보로서 기록한다(공정 S207).Thereafter, as a step (A4), the concavo-convex shape of the defect is determined based on the feature amount of the enlarged image extracted in the step S205 and the film structure (film shape) of the photomask blank (step S206). The specific example of the determination process of an uneven|corrugated shape is mentioned later. Moreover, a defect size can also be estimated by performing well-known image processing to an inspection image. The predicted values of the concavo-convex shape and defect size of these defects are recorded together with the defect position coordinates as defect information (step S207).

다음에, 미리 취입한 결함 위치 좌표 정보에 근거하는 모든 결함에 대해 검사가 종료되었는지를 판단하고(판단 D201), 미종료이면, 새로운 결함의 위치를 지정하고(공정 S208), 공정 S203으로 되돌아가, 검사 화상 데이터의 수집과 결함의 요철 판단을 반복한다. 그리고, 미리 취입한 모든 결함에 대해 검사가 종료되었다고 판단한 경우(판단 D201)는 결함 검사를 종료한다.Next, it is judged whether or not the inspection has been completed for all the defects based on the defect position coordinate information taken in in advance (judgment D201). , the collection of inspection image data and the determination of irregularities of defects are repeated. Then, when it is determined that the inspection has been completed for all the defects taken in in advance (decision D201), the defect inspection is finished.

다음에, 요철 형상의 판정 공정의 구체예에 대해 설명한다. 도 2에 나타내는 결함 검사 장치의 제어 장치에 접속되는 기록 장치(152)에는, 결함 정보와 함께, 도 9에 나타내는, 결함을 검출했을 때의 검사 신호의 특징과 여러 포토마스크 블랭크의 광학막(박막)의 구조의 관계를 나타내는 테이블이 저장되어 있다. 검사 신호의 특징이란, 결함부에서 명부가 지배적인 화상, 암부가 지배적인 화상, 좌측이 명부이고 우측이 암부인 화상, 좌측이 암부이고 우측이 명부인 화상 등이다. 또한, 광학막(박막)의 구조로서, 예를 들면 막 구조 A란 상기의 막 형태 1이고, 검사광에 대해 투명하고 막 두께가 10㎚ 이하인 하드 마스크 박막이 최표면에 형성되는 구조이다. 또한, 막 구조 B는 상기의 막 형태 2이고, 최표면에 형성된 막 두께 10㎚ 이하의 하드 마스크 박막의 검사광 반사율이 그 하층의 광학 박막의 검사광 반사율보다 높은 경우이다. 또한, 막 구조 C란, 최표면에 MoSi계 재료로 이루어지는 광학 박막이 형성되어 있는 구조, 또 막 구조 D란, 최표면에 두께가 20㎚ 이상인 Cr계 재료로 이루어지는 광학 박막이 형성되어 있는 구조이다.Next, a specific example of the step of determining the concavo-convex shape will be described. In the recording device 152 connected to the control device of the defect inspection apparatus shown in Fig. 2, along with defect information, the characteristics of the inspection signal when a defect is detected shown in Fig. 9 and the optical films (thin films) of the various photomask blanks are provided. ), a table representing the structure of the relationship is stored. The characteristic of the inspection signal is an image in which a bright portion is dominant in a defect portion, an image in which a dark portion is dominant, an image in which the left is a bright portion and a dark portion is the right portion, an image in which the left is a dark portion and the right portion is a bright portion, and the like. In addition, as the structure of the optical film (thin film), for example, the film structure A is the above-mentioned film form 1, and is a structure in which a hard mask thin film transparent to inspection light and having a film thickness of 10 nm or less is formed on the outermost surface. In addition, the film structure B is the above-mentioned film form 2, and it is a case where the inspection light reflectance of the hard mask thin film with a film thickness of 10 nm or less formed on the outermost layer is higher than the inspection light reflectance of the optical thin film of the lower layer. The film structure C is a structure in which an optical thin film made of a MoSi-based material is formed on the outermost surface, and the film structure D is a structure in which an optical thin film made of a Cr-based material having a thickness of 20 nm or more is formed on the outermost surface. .

도 9에 나타내는 테이블을 참조하면, 여러 막 구조에서, 결함 검사에서 얻어지는 검사 화상의 특징을 추출하면, 그 결함이 치명적인 핀 홀 결함인지, 혹은 볼록 결함인지를 식별할 수 있다. 즉, 상기의 공정 S205에서 확대 상의 특징량을 추출하고 있으므로, 결함의 요철 형상을 판정하는 공정 S206에서는, 피검사 기판의 막 구조와 확대 상의 특징으로부터 결함의 종류를 특정하기 위한, 도 9에 나타내는 테이블을 참조하여, 결함의 요철 형상을 식별할 수 있다. 특히, 치명적인 핀 홀 결함인지 여부의 판정도 가능하다.Referring to the table shown in FIG. 9 , in various film structures, by extracting the characteristics of the inspection image obtained from the defect inspection, it is possible to identify whether the defect is a fatal pinhole defect or a convex defect. That is, since the characteristic amount of the enlarged image is extracted in the above step S205, in the step S206 of determining the concavo-convex shape of the defect, for specifying the type of the defect from the film structure of the substrate to be inspected and the characteristic of the enlarged image, as shown in FIG. With reference to the table, the concavo-convex shape of the defect can be identified. In particular, it is also possible to determine whether or not it is a fatal pinhole defect.

또, 도 9에 나타내는 테이블에서의 오목 결함의 판단 기준은 공간 필터 SPF의 광의 차폐의 상황에 의존하여 변화하는 경우가 있다. 예를 들면, 막 구조 C나 막 구조 D에서는, 공간 필터의 광의 차폐 부분을 좌우 반대로 설정하면, 확대 상의 특징인 명부와 암부의 배치 위치에 대응한 오목 결함과 볼록 결함의 판정도 반대로 된다.In addition, the judgment criterion of the concave defect in the table shown in FIG. 9 may change depending on the state of light shielding of the spatial filter SPF. For example, in the film structure C or the film structure D, if the light shielding portion of the spatial filter is set to the left and right, the determination of the concave defects and the convex defects corresponding to the arrangement positions of the bright and dark portions, which are characteristics of an enlarged image, is also reversed.

또한, 테이블은 검사 화상의 단면 프로파일에 한정되지 않고, 2차원 광 강도 분포의 화상이어도 좋다. 또, 과거의 결함 검사 실적이나 신규의 막 형태의 도입에 따라 순차적으로 추가도 가능하다.In addition, the table is not limited to the cross-sectional profile of an inspection image, The image of a two-dimensional light intensity distribution may be sufficient. In addition, it is possible to add sequentially according to past defect inspection results or introduction of a new film type.

다음에, 본 발명의 결함 검사 방법을 채용한 포토마스크의 선별 방법을, 도 10에 나타내는 흐름도에 따라 설명한다. 우선, 피검사 포토마스크 블랭크를 준비하고(공정 S211), 계속해서 상기에 나타낸 포토마스크 블랭크의 결함 검사를 실시하고, 검출된 모든 결함의 요철 형상과 사이즈를 포함하는 결함 정보를 기록한다(공정 S212). 그 후, 기록된 결함 정보 중에, 핀 홀 결함 등의 오목 결함을 포함하는지 여부를 조사한다(판단 D211). 오목 결함이 포함되어 있으면, 그 포토마스크 블랭크는 불량품으로서 선별된다(공정 S213). 오목 결함이 포함되어 있지 않는 경우는, 또 결함의 사이즈 예측값이 소정의 허용값 이하라고 판단되면(판단 D212), 그 포토마스크 블랭크는 양품으로서 선별된다(공정 S214). 반대로, 결함의 사이즈 예측값이 소정의 허용값 이상이라고 판단되면(판단 D212), 그 포토마스크 블랭크는 불량품으로서 선별된다(공정 S213).Next, the selection method of the photomask which employ|adopted the defect inspection method of this invention is demonstrated according to the flowchart shown in FIG. First, a photomask blank to be inspected is prepared (step S211), and defect inspection of the photomask blank shown above is subsequently performed, and defect information including the concavo-convex shapes and sizes of all detected defects is recorded (step S212). ). Thereafter, it is checked whether or not concave defects such as pinhole defects are included in the recorded defect information (judgment D211). If concave defects are included, the photomask blank is selected as a defective product (step S213). If the concave defect is not included, and if it is determined that the size predicted value of the defect is equal to or less than a predetermined allowable value (judgment D212), the photomask blank is selected as a non-defective product (step S214). Conversely, if it is determined that the size predicted value of the defect is equal to or greater than the predetermined allowable value (judgment D212), the photomask blank is selected as a defective product (step S213).

본 발명의 결함 검사 방법에 의하면, 포토마스크 블랭크의 최표면부에 하드 마스크 박막 등의, 예를 들면 막 두께가 10㎚ 이하인 박막이 형성되어 있는 경우에, 결함 검사 화상(확대 상)의 특징량을 추출하고, 막 형태에 고유한 결함 요철 형상을 정하는 테이블을 참조하는 것에 의해, 결함의 요철 형상을 높은 신뢰성으로 구별할 수 있다.According to the defect inspection method of this invention, when a thin film with a film thickness of 10 nm or less, such as a hard mask thin film, is formed in the outermost surface part of a photomask blank, the characteristic amount of a defect inspection image (enlarged image) By extracting , and referring to a table that determines the defect concavo-convex shape unique to the film shape, the concavo-convex shape of the defect can be distinguished with high reliability.

결함의 요철 형상을, 높은 신뢰성으로 구별할 수 있는 본 발명의 결함 검사 방법을 포토마스크 블랭크의 제조 공정에 적용하는 것에 의해, 오목 결함, 특히 핀 홀 결함을 가지는 포토마스크 블랭크를 높은 신뢰성으로 추출하여, 핀 홀 결함 등의 오목 결함을 포함하지 않는 포토마스크 블랭크를 선별할 수 있다. 또한, 본 발명의 결함 검사 방법으로 얻어진 결함의 요철 형상의 정보는 검사표를 부착시키는 것 등의 방법에 의해, 포토마스크 블랭크에 부여할 수 있다.By applying the defect inspection method of the present invention capable of distinguishing the concave-convex shape of defects with high reliability to the manufacturing process of the photomask blank, photomask blanks having concave defects, particularly pinhole defects, are extracted with high reliability. , a photomask blank that does not contain concave defects such as pinhole defects can be selected. In addition, the information of the uneven|corrugated shape of the defect obtained by the defect inspection method of this invention can be provided to a photomask blank by methods, such as affixing an inspection table.

종래는, 막 구조에 의존하여 핀 홀 결함의 관찰 화상이 상이한 것의 이해가 불충분했었기 때문에, 치명적인 핀 홀 결함을 놓치거나, 혹은 반드시 치명적인 결함이 아닌 결함을 가지는 포토마스크 블랭크를 불량품으로서 배제할 가능성이 있었다. 이것이 양품률 저하의 요인으로 되어 있었지만, 본 발명의 결함 검사 방법에 의해, 포토마스크 블랭크에 존재하는 치명적인 결함으로 되는 오목 결함을 가지는 포토마스크 블랭크를 선택적으로 배제할 수 있기 때문에, 제품 사양에 합치한 포토마스크 블랭크를 양품률 좋게 제공할 수 있다.Conventionally, since it was insufficient to understand that the observed images of pinhole defects differ depending on the film structure, there is no possibility of missing a fatal pinhole defect or excluding a photomask blank having a defect that is not necessarily a fatal defect as a defective product. there was. Although this has been a factor in lowering the yield, the defect inspection method of the present invention can selectively exclude a photomask blank having a concave defect that is a fatal defect existing in the photomask blank. A photomask blank can be provided with a good yield.

(실시예)(Example)

이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to the following Example.

[실시예 1][Example 1]

제 1 막 형태의 오목 결함 및 볼록 결함을 포함하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사를 실시하였다. 검사 장치로서, 도 2에 나타내는 검사 광학계(151)를 포함하는 장치를 이용하였다. 광원 ILS로부터 발하는 검사광의 파장은 532㎚, 대물 렌즈 OBL의 개구수 NA는 0.95이다. 검사광 BM1은 대물 렌즈 OBL을 거쳐서 포토마스크 블랭크 MB를 위쪽으로부터 수속 조명한다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 수속된 조명 스폿은 주사 수단(도시하지 않음)에서 결함 DEF6을 포함하는 포토마스크 블랭크(100)의 표면 MBS를 일 방향으로 주사한다. 한편, 포토마스크 블랭크 MB를 탑재한 스테이지 STG는 상기의 주사 방향과는 직교하는 방향으로 간헐적 혹은 연속적으로 이동한다. 이들 조명 스폿의 주사와 스테이지의 이동의 조합에 의해, 조명 스폿을 결함부를 포함하는 소정 영역 내를 2차원적으로 주사하였다. 그리고, 개개의 조명 스폿에서 얻어지는 포토마스크 블랭크로부터의 반사광을, 대물 렌즈 OBL과 반사광의 우측 절반을 차폐하는 공간 필터 SPF와 렌즈 L1을 통과시켜 수속시키고, 그 광 강도를 광검출기 SE에서 수집하였다. 수집한 광 강도를 조명 스폿의 위치에 맞추어 2차원적으로 배치하는 것에 의해, 결함의 검사 화상(확대 상)을 생성하였다. 여기서, 마스크 블랭크의 표면에서의 조명 스폿의 사이즈는 약 400㎚이고, 결함부를 포함하는 2차원 조사 영역은 약 30㎛×30㎛의 사각형 영역으로 하였다.Defect inspection of the photomask blank including concave defects and convex defects in the form of the first film was performed. As the inspection apparatus, an apparatus including the inspection optical system 151 shown in FIG. 2 was used. The wavelength of the inspection light emitted from the light source ILS is 532 nm, and the numerical aperture NA of the objective lens OBL is 0.95. The inspection light BM1 converges and illuminates the photomask blank MB from above through the objective lens OBL. As shown in Fig. 11, the converged illumination spot scans the surface MBS of the photomask blank 100 containing the defect DEF6 in one direction by scanning means (not shown). On the other hand, the stage STG on which the photomask blank MB is mounted intermittently or continuously moves in a direction orthogonal to the above-mentioned scanning direction. By combining the scanning of these illumination spots and movement of the stage, the illumination spot was scanned two-dimensionally in a predetermined area including the defect portion. Then, the reflected light from the photomask blank obtained at each illumination spot was converged by passing through the objective lens OBL and the spatial filter SPF and lens L1 that shield the right half of the reflected light, and the light intensity was collected by the photodetector SE. The inspection image (magnified image) of a defect was produced|generated by arranging the collected light intensity two-dimensionally according to the position of an illumination spot. Here, the size of the illumination spot on the surface of the mask blank was about 400 nm, and the two-dimensional irradiation area including the defect portion was a rectangular area of about 30 µm x 30 µm.

도 12(a)는 제 1 막 형태의 핀 홀 결함을 포함하는 포토마스크 블랭크(100)의 단면도이고, 검사광에 대해 투명한 석영 기판(101) 상에, MoSi계 재료로 이루어지는 두께 75㎚의 광학 박막(112), Cr계 재료로 이루어지는 두께 44㎚의 광학 박막(113), 및 산화규소로 이루어지는 두께 10㎚의 하드 마스크 박막(114)이 형성되어 있고, 하드 마스크 박막(114)에 직경 W1의 핀 홀 결함 DEF6이 존재하고 있는 상태를 나타내고 있다. 결함 사이즈(=직경) W1=80㎚와 300㎚를 상정했을 때, 이들 결함을 포함하는 영역을 상기의 조명 스폿에서 주사하고, 주사 위치에 대응하는 반사광 강도의 배열로서 얻어지는 검사 확대 상의 결함을 포함하는 영역의 단면 프로파일을 도 12(b)에 나타낸다. 이 확대 상의 특징은, 어떠한 결함 사이즈 W1에서도, 결함이 없는 영역의 반사광 강도를 기준으로 하여 암부는 거의 나타나지 않고, 명부가 지배적인 프로파일로 된 것이다. 하드 마스크 박막(114)은 검사광에 대해 실질적으로 투명하기 때문에, 반사 방지막의 작용이 있다. 그 때문에 하드 마스크 박막(114)의 표면은 반사율이 저하되고, 그 하층면이 노출되는 핀 홀 결함부의 반사율이 주변부의 반사율보다 높아진다. 그 결과, 검사 화상의 핀 홀부가 명부로 되었다. 포토마스크 블랭크를 검사하는 단계에서는, 결함의 진정한 요철 형상은 불명확하지만, 피검사 포토마스크 블랭크가 제 1 막 형태의 광학 박막 구조인 것과, 결함 관찰상(확대 상)의 특징이 명부가 지배적인 것에 근거하여, 도 9에 나타내는 테이블을 참조하면, 결함은 핀 홀 결함이라고 판정되었다.Fig. 12(a) is a cross-sectional view of a photomask blank 100 including a pinhole defect in the form of a first film, on a quartz substrate 101 transparent to inspection light, a 75 nm-thick optical A thin film 112, an optical thin film 113 with a thickness of 44 nm made of a Cr-based material, and a hard mask thin film 114 with a thickness of 10 nm made of silicon oxide are formed on the hard mask thin film 114 having a diameter W1. The state in which the pinhole defect DEF6 exists is shown. Assuming the defect size (=diameter) W1 = 80 nm and 300 nm, the area containing these defects is scanned from the above illumination spot, and the inspection magnification defect is obtained as an arrangement of reflected light intensities corresponding to the scanning positions. The cross-sectional profile of the region to be used is shown in Fig. 12(b). The characteristic of this enlarged image is that at any defect size W1, on the basis of the reflected light intensity of the region free of defects, the dark portion hardly appears and the bright portion becomes a dominant profile. Since the hard mask thin film 114 is substantially transparent to the inspection light, it acts as an antireflection film. Therefore, the reflectance of the surface of the hard mask thin film 114 is lowered, and the reflectance of the pinhole defect portion where the lower surface thereof is exposed becomes higher than that of the peripheral portion. As a result, the pinhole part of the inspection image became a bright part. In the step of inspecting the photomask blank, the true concavo-convex shape of the defect is not clear, but the photomask blank to be inspected has an optical thin film structure of the first film type, and the characteristic of the defect observation image (enlarged image) is dominant. Based on the reference to the table shown in FIG. 9, it was determined that a defect was a pinhole defect.

한편, 도 13(a)는 도 12(a)에 나타내는 막 구조와 동일한 제 1 막 형태로서, 볼록 결함 DEF8을 포함하는 포토마스크 블랭크(100)의 단면도이다. 볼록 결함부의 조성으로서, 산화규소로 이루어지는 하드 마스크 박막(114)과 동일한 조성과, 아몰퍼스 실리콘(Si)의 2종을 지정하였다. 볼록 결함 DEF8의 폭 W1을 80㎚로 하고, 높이 H1을 10㎚ 및 30㎚로 했을 때의 검사 확대 상의 결함을 포함하는 영역의 단면 프로파일을 도 13(b)에 나타낸다. W1=80㎚의 볼록 결함의 검사 확대 상에서는, 높이나 조성에 의존하여 강도 레벨은 변화하지만, 결함부는 암부가 지배적인 검사 상으로 되어, 도 12(b)에 나타내는 핀 홀 결함의 검사 상과는 프로파일이 상이하다. 따라서, 핀 홀 결함과의 구별이 가능하였다.On the other hand, Fig. 13(a) is a cross-sectional view of the photomask blank 100 including the convex defect DEF8 in the same first film form as the film structure shown in Fig. 12(a). As the composition of the convex defect portion, two types were designated: the same composition as that of the hard mask thin film 114 made of silicon oxide and amorphous silicon (Si). The cross-sectional profile of the area|region containing the defect on the inspection enlargement when the width W1 of the convex defect DEF8 is 80 nm and the height H1 is 10 nm and 30 nm is shown in FIG.13(b). In the inspection enlarged image of the convex defect with W1 = 80 nm, the intensity level changes depending on the height and composition, but the defect part becomes an inspection image where the dark part is dominant, and the profile differs from the inspection image of the pinhole defect shown in Fig. 12(b). this is different Thus, it was possible to distinguish from pinhole defects.

또, 도 13(c)는 볼록 결함 사이즈를 W1=400㎚m로 했을 때의, 검사 확대 상의 결함을 포함하는 영역의 단면 프로파일을 나타내는 도면이다. 여기서는, 조성이 산화규소일 때 결함 높이를 H1=30㎚, 조성이 아몰퍼스 실리콘인 경우는 H1=10㎚로 하였다. 이 경우, 조성이 산화규소일 때는 결함부가 암부로 되는 검사 상이 얻어지고, 조성이 아몰퍼스 실리콘일 때는, 결함부는 명부와 암부가 나열된 검사 상이 얻어졌다. 모두 핀 홀 결함의 검사 상과는 상이하므로, 구별할 수 있다.Moreover, FIG.13(c) is a figure which shows the cross-sectional profile of the area|region containing the defect in the inspection enlargement when the convex defect size is W1 = 400 nmm. Here, when the composition is silicon oxide, the defect height is H1 = 30 nm, and when the composition is amorphous silicon, H1 = 10 nm. In this case, when the composition was silicon oxide, an inspection image in which the defective portion was a dark portion was obtained, and when the composition was amorphous silicon, an inspection image in which the defective portion was arranged with a bright portion and a dark portion was obtained. Since they are all different from the inspection image of a pinhole defect, they can be distinguished.

여기서, 검사 화상의 프로파일이나 화상의 콘트라스트를 이용한 연산 처리에 의해, 검사 화상으로부터 결함 사이즈를 예측할 수 있다. 마스크 블랭크 제조에서의 결함 검사 공정에서, 도 13(c)의 검사 상이 얻어진 경우, 결함 사이즈는 300㎚를 넘는 값이라고 추정할 수 있다. 여기서, 예를 들면 허용 결함 사이즈를 100㎚라고 하면, 치명적인 핀 홀 결함은 아니지만 허용값 이상의 볼록 결함이 존재한다고 판단하여, 그 포토마스크 블랭크를 불량품으로서 선별할 수 있다.Here, a defect size can be estimated from an inspection image by calculation processing using the profile of an inspection image, or the contrast of an image. In the defect inspection process in mask blank manufacture, when the inspection image of FIG.13(c) is obtained, it can be estimated that the defect size is a value exceeding 300 nm. Here, for example, if the allowable defect size is 100 nm, it is judged that there is a convex defect larger than the allowable value although not a fatal pinhole defect, and the photomask blank can be selected as a defective product.

이상으로부터, 광학 박막 위에 반사 방지막으로서 작용하는 박막의 하드 마스크 박막이 형성된 포토마스크 블랭크에서는, 결함의 검사 화상의 광 강도 분포가 명부가 지배적이면 치명적인 핀 홀 결함, 암부가 지배적 혹은 좌측이 명부이고 우측이 암부이면 볼록 결함이다. 이들 정보를 미리 막 구조 A에서의 검사 확대 상의 특징으로서, 도 9에 나타내는 테이블에 저장하였다. 그리고, 제 1 막 형태에서의 결함 검사에서는, 테이블에서의 막 구조 A를 참조해 정확한 요철 판정을 행할 수 있어, 치명적인 핀 홀 결함을 특정할 수 있었다.From the above, in the photomask blank in which the thin hard mask thin film acting as an antireflection film is formed on the optical thin film, if the light intensity distribution of the inspection image of the defect is dominated by the bright part, the fatal pinhole defect, or the dark part is dominant, or the left part is the bright part and the right part If it is this dark part, it is a convex defect. These information were previously stored in the table shown in Fig. 9 as features of the inspection enlargement in the film structure A. And in the defect inspection in a 1st film|membrane form, with reference to the film|membrane structure A in a table, an accurate unevenness|corrugation determination could be performed, and fatal pinhole defect was able to be identified.

[실시예 2][Example 2]

제 2 막 형태의 오목 결함 및 볼록 결함을 포함하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사를 실시하였다. 검사 장치로서, 도 2에 나타내는 검사 장치(150)를 포함하는 장치를 이용하였다. 단, 검사 파장은 355㎚, 대물 렌즈 OBL의 개구수 NA는 0.85이고, 실시예 1에서 사용한 검사 광학계보다 해상도가 높기 때문에, 조명 스폿 사이즈는 약 380㎚로 되었다. 2차원 주사 영역은 상기의 실시예 1과 동일하다. 도 14(a)에 나타내는 포토마스크 블랭크(100)는, 검사광에 대해 투명한 석영 기판(101) 상에, MoSi계 재료로 이루어지는 막 두께 75㎚의 광학 박막(122), 및 두께 10㎚의 Cr계 재료로 이루어지는 마스크 박막(123)이 형성되어 있고, 하드 마스크 박막(123)에 핀 홀 결함 등의 오목 결함 DEF10이 존재하고 있는 상태를 나타내고 있다.Defect inspection of the photomask blank including concave defects and convex defects in the form of the second film was performed. As an inspection apparatus, the apparatus including the inspection apparatus 150 shown in FIG. 2 was used. However, the inspection wavelength was 355 nm, the numerical aperture NA of the objective lens OBL was 0.85, and since the resolution was higher than that of the inspection optical system used in Example 1, the illumination spot size was about 380 nm. The two-dimensional scanning area is the same as in Example 1 above. A photomask blank 100 shown in Fig. 14A is an optical thin film 122 with a thickness of 75 nm made of a MoSi-based material on a quartz substrate 101 transparent to inspection light, and Cr with a thickness of 10 nm The mask thin film 123 which consists of a system material is formed, and the state in which concave defect DEF10, such as a pinhole defect, exists in the hard mask thin film 123 is shown.

오목 결함 DEF10의 폭을 80㎚로 하고, 깊이 D2를 5㎚(하드 마스크 박막(123)을 관통하고 있지 않는 오목 결함)와 10㎚(하드 마스크 박막(123)을 관통한 오목 결함)의 2종류로 했을 때의, 검사 화상의 광 강도의 결함을 포함하는 영역에서의 단면 프로파일을 도 14(b)에 나타낸다. 어느 깊이에서도, 결함 검사 상은 암부가 지배적인 프로파일이고, 명부는 나타나지 않았다.The concave defect DEF10 has a width of 80 nm and a depth D2 of 5 nm (concave defects that do not penetrate the hard mask thin film 123) and 10 nm (concave defects that pass through the hard mask thin film 123). Fig. 14(b) shows a cross-sectional profile in a region containing a defect of light intensity of the inspection image when it is set as . At any depth, on the defect inspection, the profile was dominated by dark areas and no highlights.

한편, 도 15(a)는 도 14(a)에 나타내는 막 구조와 동일한 제 2 막 형태에서의 볼록 결함 DEF11을 포함하는 포토마스크 블랭크(100)의 단면도이다. 볼록 결함 DEF11의 조성을 Cr계 재료로 이루어지는 하드 마스크 박막(123) 그 자체와 실리콘 이물(파티클)도 2종으로 하고, 그 폭 W2를 80㎚, 높이 H2를 10㎚로 했을 때의 검사 확대 상의 결함을 포함하는 영역의 단면 프로파일을 도 15(b)에 나타낸다. 볼록 결함의 검사 확대 상은 어느 조성에서도, 결함부의 좌측이 명부, 우측이 암부로 되었다. 조성에 의존하여 강도 레벨이 변화하지만, 도 3(d)에 나타내는 전형적인 볼록 결함의 광 강도 분포(단면 프로파일 PR1)와 동일한 명암의 위치 관계가 된다.On the other hand, Fig. 15 (a) is a cross-sectional view of the photomask blank 100 including the convex defect DEF11 in the same second film form as the film structure shown in Fig. 14 (a). Defects in inspection enlargement when the composition of the convex defect DEF11 is made into two types: the hard mask thin film 123 itself made of a Cr-based material and a silicon foreign material (particle), and the width W2 is 80 nm and the height H2 is 10 nm. The cross-sectional profile of the region including the is shown in Fig. 15(b). In the inspection enlarged image of the convex defect, in any composition, the left side of the defect part became a bright part, and the right part became a dark part. Although the intensity level changes depending on a composition, it becomes the positional relationship of the same light intensity distribution (cross-sectional profile PR1) of the typical convex defect shown in FIG.3(d).

이상으로부터, 광학 박막 위에 고반사율 재료로 이루어지는 하드 마스크 박막 등의 박막이 형성된 포토마스크 블랭크에서는, 결함의 검사 화상의 광 강도 분포가, 암부가 지배적이면 치명적인 핀 홀 결함이고, 좌측이 명부이고 우측이 암부이면 볼록 결함이다.From the above, in the photomask blank in which a thin film such as a hard mask thin film made of a high reflectivity material is formed on the optical thin film, the light intensity distribution of the inspection image of the defect is a fatal pinhole defect if the dark part is dominant, the left is the bright part and the right is the right part If it is a dark part, it is a convex defect.

검사 파장을 355㎚로 했을 때의 이들 정보를 미리 막 구조 B에서의 검사 확대 상의 특징으로서 도 9에 나타내는 테이블에 저장하였다. 그리고, 제 2 막 형태에서의 결함 검사에서는, 테이블에서의 막 구조 B를 참조하여 정확한 요철 판정을 행할 수 있어, 치명적인 핀 홀 결함을 특정할 수 있었다.These information when the inspection wavelength was set to 355 nm were previously stored in the table shown in Fig. 9 as the characteristics of the inspection magnification in the film structure B. And in the defect inspection in the 2nd film|membrane form, with reference to the film|membrane structure B in a table, an accurate unevenness|corrugation determination could be performed, and fatal pinhole defect was able to be identified.

100: 포토마스크 블랭크
101: 투명 기판
102, 103, 112, 113, 122: 광학 박막
103, 114, 12:3 가공 보조 박막 또는 하드 마스크 박막
150: 결함 검사 장치
151: 검사 광학계
152: 제어 장치
153: 기록 장치
154: 표시 장치
BM1: 검사광
BM2: 반사광
BSP: 빔 스플리터
DEF1, DEF2, DEF5, DEF6, DEF7, DEF10: 오목 결함 내지 핀 홀 결함
DEF3, DEF4, DEF8, DEF9, DEF11: 볼록 결함
ILS: 광원
L1: 렌즈
MB: 포토마스크 블랭크
OBL: 대물 렌즈
SE: 광검출기
STG: 스테이지
SPF: 공간 필터
100: photomask blank
101: transparent substrate
102, 103, 112, 113, 122: optical thin film
103, 114, 12:3 processing auxiliary thin film or hard mask thin film
150: defect inspection device
151: inspection optical system
152: control device
153: recording device
154: display device
BM1: inspection light
BM2: reflected light
BSP: Beam Splitter
DEF1, DEF2, DEF5, DEF6, DEF7, DEF10: Concave defects or pinhole defects
DEF3, DEF4, DEF8, DEF9, DEF11: Convex defects
ILS: light source
L1: Lens
MB: photomask blank
OBL: objective lens
SE: photodetector
STG: Stage
SPF: Spatial Filter

Claims (18)

포토마스크 블랭크(photomask blank) 상의 결함을 검사하는 방법으로서,
(A1) 광학적으로 투명한 기판 상에 적어도 1층의 박막을 가지는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정으로, 상기 포토마스크 블랭크에는 그 표면에 결함이 존재하는(bearing) 상기 공정과,
(A2) 상기 포토마스크 블랭크를 이동시켜 상기 포토마스크 블랭크의 표면에 존재하는 상기 결함을 검사 광학계의 관찰 위치로 이동시키고, 검사광을 상기 결함이 존재하는 표면 영역에 조사하고, 상기 검사광이 조사된 영역으로부터의 반사광을, 상기 검사 광학계를 거쳐서 상기 영역의 확대 상(像)으로서 수집하는 공정과,
(A3) 상기 확대 상으로부터 광 강도의 분포를 나타내는 특징량을 추출하는 공정과,
(A4) 상기 포토마스크 블랭크의 박막의 구조와 조합된 상기 특징량에 근거하여 상기 결함의 형상을 판단하는 공정을 포함하고,
(A2) 공정에서의 상기 확대 상은 상기 검사 광학계를 통과하는 상기 반사광의 회절 성분으로 생성되고, 상기 회절 성분으로서의 고차 회절 성분은 상기 반사광의 0차 회절 성분(정반사 성분)에 대해서 정부(正負)가 비대칭인 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
A method for inspecting defects on a photomask blank, comprising:
(A1) a step of preparing a photomask blank having at least one thin film on an optically transparent substrate, wherein the photomask blank bears defects on its surface;
(A2) moving the photomask blank to move the defect existing on the surface of the photomask blank to an observation position of the inspection optical system, and irradiating inspection light to the surface area where the defect exists, and the inspection light is irradiated a step of collecting reflected light from the obtained area as an enlarged image of the area through the inspection optical system;
(A3) extracting a feature amount representing distribution of light intensity from the enlarged image;
(A4) determining the shape of the defect based on the feature amount combined with the structure of the thin film of the photomask blank;
The magnified image in the step (A2) is generated as a diffraction component of the reflected light passing through the inspection optical system, and the higher-order diffraction component as the diffraction component is positive or negative with respect to the 0-order diffraction component (specular reflection component) of the reflected light. asymmetric
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 1 항에 있어서,
(A3) 공정은 상기 확대 상에서의 결함부(defect area)의 광 강도 레벨의 변화를 결함 주변부(defect-surrounding area)의 광 강도 레벨과 비교하는 처리 공정을 포함함으로써, 상기 결함 주변부의 광 강도 레벨보다 광 강도 레벨이 높은 명부(明部)와 광 강도 레벨이 낮은 암부(暗部)의 강도차 및 상기 명부와 상기 암부의 배치 위치 관계를 포함하는 결함 검사 화상으로부터 상기 특징량을 추출하는 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
The method of claim 1,
(A3) process includes a processing step of comparing a change in the light intensity level of a defect area on the magnification with a light intensity level of a defect-surrounding area, whereby the light intensity level of the defect periphery Extracting the feature amount from a defect inspection image including an intensity difference between a bright part having a higher light intensity level and a dark part having a lower light intensity level, and an arrangement positional relationship between the bright part and the dark part
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
(A4) 공정에서, 상기 확대 상의 특징량과 상기 포토마스크 블랭크의 박막의 구조를 포함하는 데이터에 근거하여, 그리고 미리 광학 시뮬레이션 혹은 실험 데이터에 근거해 작성한, 핀 홀 결함인지 볼록 결함인지를 선택할 수 있는 테이블을 참조해서, 상기 결함의 형상이 판단되는 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
In the step (A4), a pinhole defect or a convex defect can be selected based on the data including the feature amount of the enlarged image and the structure of the thin film of the photomask blank, and based on optical simulation or experimental data in advance. With reference to the table, the shape of the defect is judged
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 3 항에 있어서,
(A3) 공정에서 상기 결함의 확대 상은 암부가 실질적으로 나타나지 않고 명부가 지배적인 화상이라는 특징량이 추출된 경우, 피검사 포토마스크 블랭크의 최표면이 상기 검사광에 대해 투명한 박막이면, 검출된 상기 결함은 핀 홀 결함이라고 판단되는 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
4. The method of claim 3,
(A3) In the process (A3), the detected defect is a thin film whose outermost surface of the photomask blank to be inspected is a thin film transparent to the inspection light, when a feature amount of an image in which dark portions do not appear substantially and bright portions are dominant is extracted in the enlarged image of the defect. is judged to be a pinhole defect
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 3 항에 있어서,
(A3) 공정에서 상기 결함의 확대 상은 명부가 실질적으로 나타나지 않고 암부가 지배적인 화상이라는 특징량이 추출된 경우, 피검사 포토마스크 블랭크가, 최표면의 박막의 검사광 반사율이 하층의 검사광 반사율보다 높은 막 구조를 가지면, 검출된 상기 결함은 핀 홀 결함이라고 판단되는 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
4. The method of claim 3,
(A3) In the process (A3), when the feature amount of the image in which the bright part does not appear substantially and the dark part is dominant in the enlarged image of the defect is extracted, the photomask blank to be inspected shows that the inspection light reflectance of the thin film of the outermost layer is higher than the inspection light reflectance of the lower layer. If it has a high film structure, it is determined that the detected defect is a pin hole defect.
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 박막의 막 두께가 10㎚ 이하인 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The film thickness of the said thin film is 10 nm or less
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 검사광이 파장 210~550㎚의 광인 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
that the inspection light is light with a wavelength of 210 to 550 nm
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
광학적으로 투명한 기판 상에 적어도 1층의 박막을 갖는 포토마스크 블랭크 상의 결함을 검사하는 시스템으로서,
상기 박막 표면 영역에 검사광을 조사하고, 상기 검사광이 조사된 영역으로부터의 반사광을 취하여, 상기 포토마스크 블랭크의 표면에 존재하는 결함을 검사하는 검사 장치와,
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법의 공정을 실행하는 프로그램을 가지는 컴퓨터를 포함하는
포토마스크 블랭크의 결함 검사 시스템.
A system for inspecting defects on a photomask blank having at least one thin film on an optically transparent substrate, the system comprising:
an inspection device for irradiating inspection light to the surface area of the thin film, taking reflected light from the area irradiated with the inspection light, and inspecting defects present on the surface of the photomask blank;
A computer having a program for executing the process of the method for inspecting a photomask blank according to claim 1 or 2;
Defect inspection system for photomask blanks.
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법에 의한, 결함이 볼록(bump) 또는 오목(pit) 형상인지에 대한 판정에 근거하여, 핀 홀 결함을 포함하지 않는 포토마스크 블랭크를 선별하는 것을 포함하는 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 선별 방법.
Selecting a photomask blank that does not contain a pinhole defect based on a determination as to whether a defect is a bump or a pit shape by the defect inspection method of a photomask blank according to claim 1 or 2 to include
A method of screening a photomask blank, characterized in that
포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
광학적으로 투명한 기판 상에 적어도 1층의 박막을 형성하여 포토마스크 블랭크를 구성하는 공정과,
청구항 9에 기재된 포토마스크 블랭크의 선별 방법에 의해, 핀 홀 결함을 포함하지 않는 포토마스크 블랭크를 선별하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
A method for manufacturing a photomask blank, comprising:
forming a thin film of at least one layer on an optically transparent substrate to form a photomask blank;
Step of sorting a photomask blank containing no pinhole defects by the photomask blank screening method according to claim 9
A method of manufacturing a photomask blank comprising a.
포토마스크 블랭크(photomask blank) 상의 결함을 검사하는 방법으로서,
(A1) 광학적으로 투명한 기판 상에 적어도 1층의 박막을 가지는 포토마스크 블랭크를 준비하는 공정으로, 상기 포토마스크 블랭크에는 그 표면에 결함이 존재하는(bearing) 상기 공정과,
(A2) 상기 포토마스크 블랭크를 이동시켜 상기 포토마스크 블랭크의 표면에 존재하는 상기 결함을 검사 광학계의 관찰 위치로 이동시키고, 검사광을 상기 결함이 존재하는 표면 영역에 조사하고, 상기 검사광이 조사된 영역으로부터의 반사광을, 상기 검사 광학계를 거쳐서 상기 영역의 확대 상(像)으로서 수집하는 공정과,
(A3) 상기 확대 상으로부터 특징량을 추출하는 공정과,
(A4) 상기 포토마스크 블랭크의 박막의 구조와 조합된 상기 특징량에 근거하여 상기 결함의 형상을 판단하는 공정을 포함하고,
(A4) 공정에서, 상기 확대 상의 특징량과 상기 포토마스크 블랭크의 박막의 구조를 포함하는 데이터에 근거하여, 그리고 미리 광학 시뮬레이션 혹은 실험 데이터에 근거해 작성한, 핀 홀 결함인지 볼록 결함인지를 선택할 수 있는 테이블을 참조해서, 상기 결함의 형상이 판단되고,
ⅰ) (A3) 공정에서 상기 결함의 확대 상은 암부가 실질적으로 나타나지 않고 명부가 지배적인 화상이라는 특징량이 추출된 경우, 피검사 포토마스크 블랭크의 최표면이 상기 검사광에 대해 투명한 박막이면, 검출된 상기 결함은 핀 홀 결함이라고 판단되거나, 또는,
ⅱ) (A3) 공정에서 상기 결함의 확대 상은 명부가 실질적으로 나타나지 않고 암부가 지배적인 화상이라는 특징량이 추출된 경우, 피검사 포토마스크 블랭크가, 최표면의 박막의 검사광 반사율이 하층의 검사광 반사율보다 높은 막 구조를 가지면, 검출된 상기 결함은 핀 홀 결함이라고 판단되는 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
A method for inspecting defects on a photomask blank, comprising:
(A1) a step of preparing a photomask blank having at least one thin film on an optically transparent substrate, wherein the photomask blank bears defects on its surface;
(A2) moving the photomask blank to move the defect existing on the surface of the photomask blank to an observation position of the inspection optical system, and irradiating inspection light to the surface area where the defect exists, and the inspection light is irradiated a step of collecting reflected light from the obtained area as an enlarged image of the area through the inspection optical system;
(A3) a step of extracting a feature amount from the enlarged image;
(A4) determining the shape of the defect based on the feature amount combined with the structure of the thin film of the photomask blank;
In the step (A4), a pinhole defect or a convex defect can be selected based on the data including the feature amount of the enlarged image and the structure of the thin film of the photomask blank, and based on optical simulation or experimental data in advance. With reference to the table in which the shape of the defect is determined,
i) In the process (A3), in the case where the feature amount that the dark portion does not appear substantially and the bright portion is dominant image is extracted in the enlarged image of the defect, if the outermost surface of the photomask blank to be inspected is a thin film transparent to the inspection light, the detected The defect is determined to be a pin hole defect, or,
ii) In the process (A3), in the case where the bright part does not appear substantially in the enlarged image of the defect and the feature amount that the dark part is dominant image is extracted, the photomask blank to be inspected has the inspection light reflectance of the outermost thin film and the inspection light of the lower layer If it has a film structure higher than the reflectance, it is determined that the detected defect is a pinhole defect.
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 11 항에 있어서,
(A2) 공정에서의 상기 확대 상은 상기 검사 광학계를 통과하는 상기 반사광의 회절 성분으로 생성되고, 상기 회절 성분으로서의 고차 회절 성분은 상기 반사광의 0차 회절 성분(정반사 성분)에 대해서 정부(正負)가 비대칭인 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
12. The method of claim 11,
The magnified image in the step (A2) is generated as a diffraction component of the reflected light passing through the inspection optical system, and the higher-order diffraction component as the diffraction component is positive or negative with respect to the 0-order diffraction component (specular reflection component) of the reflected light. asymmetric
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
(A3) 공정은 상기 확대 상에서의 결함부(defect area)의 광 강도 레벨의 변화를 결함 주변부(defect-surrounding area)의 광 강도 레벨과 비교하는 처리 공정을 포함함으로써, 상기 결함 주변부의 광 강도 레벨보다 광 강도 레벨이 높은 명부(明部)와 광 강도 레벨이 낮은 암부(暗部)의 강도차 및 상기 명부와 상기 암부의 배치 위치 관계를 포함하는 결함 검사 화상으로부터 상기 특징량을 추출하는 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
13. The method according to claim 11 or 12,
(A3) process includes a processing step of comparing a change in the light intensity level of a defect area on the magnification with a light intensity level of a defect-surrounding area, whereby the light intensity level of the defect periphery Extracting the feature amount from a defect inspection image including an intensity difference between a bright part having a higher light intensity level and a dark part having a lower light intensity level, and an arrangement positional relationship between the bright part and the dark part
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 박막의 막 두께가 10㎚ 이하인 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
13. The method according to claim 11 or 12,
The film thickness of the said thin film is 10 nm or less
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 검사광이 파장 210~550㎚의 광인 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법.
13. The method according to claim 11 or 12,
that the inspection light is light with a wavelength of 210 to 550 nm
Defect inspection method of the photomask blank, characterized in that.
광학적으로 투명한 기판 상에 적어도 1층의 박막을 갖는 포토마스크 블랭크 상의 결함을 검사하는 시스템으로서,
상기 박막 표면 영역에 검사광을 조사하고, 상기 검사광이 조사된 영역으로부터의 반사광을 취하여, 상기 포토마스크 블랭크의 표면에 존재하는 결함을 검사하는 검사 장치와,
청구항 11 또는 청구항 12에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법의 공정을 실행하는 프로그램을 가지는 컴퓨터를 포함하는
포토마스크 블랭크의 결함 검사 시스템.
A system for inspecting defects on a photomask blank having at least one thin film on an optically transparent substrate, the system comprising:
an inspection device for irradiating inspection light to the surface area of the thin film, taking reflected light from the area irradiated with the inspection light, and inspecting defects present on the surface of the photomask blank;
A computer having a program for executing the process of the method for inspecting a photomask blank according to claim 11 or 12;
Defect inspection system for photomask blanks.
청구항 11 또는 청구항 12에 기재된 포토마스크 블랭크의 결함 검사 방법에 의한, 결함이 볼록(bump) 또는 오목(pit) 형상인지에 대한 판정에 근거하여, 핀 홀 결함을 포함하지 않는 포토마스크 블랭크를 선별하는 것을 포함하는 것
을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 선별 방법.
Based on the determination as to whether the defect is a bump or a pit shape by the defect inspection method of the photomask blank according to claim 11 or 12, a photomask blank containing no pinhole defect is selected to include
A method of screening a photomask blank, characterized in that
포토마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
광학적으로 투명한 기판 상에 적어도 1층의 박막을 형성하여 포토마스크 블랭크를 구성하는 공정과,
청구항 17에 기재된 포토마스크 블랭크의 선별 방법에 의해, 핀 홀 결함을 포함하지 않는 포토마스크 블랭크를 선별하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 포토마스크 블랭크의 제조 방법.
A method for manufacturing a photomask blank, comprising:
forming a thin film of at least one layer on an optically transparent substrate to form a photomask blank;
A step of sorting a photomask blank containing no pinhole defects by the photomask blank screening method according to claim 17 .
A method of manufacturing a photomask blank comprising a.
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