KR20080038796A - Methode for inspecting photo-mask cd trend - Google Patents

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Abstract

A method for measuring a photomask CD(critical dimension) trend is provided to precisely measure a CD trend in a predetermined position even if a predetermined pattern partially gets out of a predetermined position, by calculating a CD trend using a plurality of images in which a predetermined pattern image is set in the periphery of a predetermined position. The surface of a photomask having a pattern is enlarged and projected by using an optical apparatus(S40). In the periphery of predetermined position coordinates of the photomask, a plurality of images including a pattern image corresponding to the pattern are acquired(S50). After light and darkness appearing in the plurality of images are added and divided by the number of the plurality of images, the average value of the light and darkness is obtained and a CD trend corresponding to the average value of the light and darkness is obtained(S80). The plurality of images can be acquired while being transferred by one or two pixel units defined by the minimum unit of an image pickup device for photographing the image of the pattern.

Description

포토마스크 CD 트렌드 측정방법{Methode for inspecting photo-mask CD trend}Method for inspecting photo-mask CD trend

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법을 나타내는 흐름도.1 is a flowchart illustrating a CD trend measuring method of a photomask according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 반도체장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 광학장치를 이용하여포토마스크 표면에 형성된 패턴을 확대 투영시켜 임계치수(Critical Dimension, 이하 "CD"라 칭함)의 트렌드(trend)를 측정하는 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, a photo for measuring a trend of a critical dimension (hereinafter, referred to as "CD") by magnifying and projecting a pattern formed on a surface of a photomask using an optical device. CD trend measurement method of the mask.

반도체 집적회로의 제조공정은 일반적으로 반도체 기판의 표면에 회로 소자들을 형성하기 위하여 실시하는 다수의 사진공정을 포함한다. 특히, 고집적 회로를 신뢰도 높은 사진공정으로 형성하기 위해서는 포토마스크가 미세 패턴을 정의할 수 있어야 하며, 결함(defect)이 없게 형성되어야 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION The manufacturing process of a semiconductor integrated circuit generally includes a number of photographic processes performed to form circuit elements on the surface of a semiconductor substrate. In particular, in order to form a highly integrated circuit in a reliable photo process, the photomask must be able to define a fine pattern and be formed without defects.

반도체 소자의 고집적화에 따라 요구되는 선폭의 크기는 이미 노광설비의 해상도의 한계에 접하고 있다. 이러한 상황에서 어떤 물질층을 패터닝하기 위한 원판이 되는 포토마스크 상의 패턴의 CD의 균일도(uniformity)는 매우 중요하게 대두되고 있다. 이러한 관점에서 포토마스크를 이용한 패터닝 공정에서 수십 또는 수백 포인트에 대한 CD 측정 데이터(data)가 요구되고 있다.The size of the line width required by the high integration of semiconductor devices is already approaching the limit of the resolution of exposure equipment. In such a situation, the uniformity of the CD of the pattern on the photomask, which becomes the disc for patterning a certain material layer, is very important. In this respect, CD measurement data for tens or hundreds of points is required in a patterning process using a photomask.

반도체용 포토마스크의 제작에 있어서, 일반적으로 포토마스크의 결함검사와 패턴 CD의 측정은 각각 서로 다른 설비를 이용하여 별도의 공정으로 이루어지고 있다. 즉, 포토마스크의 CD를 측정하기 위해서는, 주사형 전자 현미경(Scanning Electron Microscope; SEM), 광학계 또는 레이저를 이용한 에지 굴절 검출 (edge diffraction detection) 방식의 설비들이 주로 사용되고 있다. 이에 따라 다수의 CD 측정 데이터를 얻기 위해서는 많은 시간과 노력을 필요로 하고 있다. In the manufacture of semiconductor photomasks, defect inspection of photomasks and measurement of pattern CDs are generally performed in separate processes using different equipment. That is, in order to measure the CD of the photomask, facilities of an edge diffraction detection method using a scanning electron microscope (SEM), an optical system, or a laser are mainly used. This requires a lot of time and effort to obtain a large number of CD measurement data.

또한, 기존에는 포토마스크내의 결함을 검사하기 위하여, 동일 패턴으로 제작된 두 장의 포토마스크를 비교하는 마스크 투 마스크(mask to mask) 검사, 1장의 포토마스크내에서 반복되는 패턴을 상호 비교하는 다이 투 다이(die to die) 검사, 디자인된 패턴과 실제 제작된 포토마스크 패턴을 상호 비교하는 다이 투 데이터 베이스(die to data base) 검사 등의 방법을 사용하고 있다. In addition, in order to inspect defects in a photomask, a mask to mask inspection comparing two photomasks manufactured in the same pattern and a die-to-two comparison of patterns repeated in one photomask are performed. Die to die inspection, die to data base inspection that compares the designed pattern and the actual photomask pattern is used.

이러한 방법 중 디자인된 패턴과 실제 제작된 포토마스크 패턴을 상호 비교하는 다이 투 데이터 베이스 검사방법을 구체적으로 살펴보면, 먼저, 화소단위로 검출이 가능하도록 제작된 설비를 이용하여 자외선 또는 가시광 등의 광선을 포토마스크에 조사하여 패턴에 의해 투과 또는 반사된 광량을 수치화한 정보로 저장하 고, 이렇게 저장된 정보를 프로세싱(processing)하여 실제 제작된 포토마스크 패턴과 디자인된 패턴과의 차이를 구별함으로써 포토마스크의 결함을 찾게 된다. Looking specifically at the die-to-database inspection method that compares the designed pattern and the actual fabricated photomask pattern among these methods, first, by using a facility designed to detect pixels on a pixel basis, light such as ultraviolet rays or visible light is detected. The amount of light transmitted or reflected by the pattern is irradiated to the photomask and stored as numerical information, and the stored information is processed to distinguish the difference between the actual photomask pattern and the designed pattern. You find a defect.

종래에는 CD 측정과 포토마스크 결함검사가 별도의 공정으로 진행되어 왔는데, 종래의 검사설비 중에는 제한적으로 포토마스크 결함검사와 동시에 CD 트렌드에 대한 정보를 얻을 수 있도록 제작되고 있다. 즉, 1장의 포토마스크내에서 반복되는 패턴을 상호 비교하는 다이 투 다이(die to die) 검사 방법과, 디자인된 패턴과 실제 제작된 포토마스크 패턴을 상호 비교하는 다이 투 데이터 베이스(die to data base) 검사 진행시 화소단위로 저장된 광선의 투과 또는 반사 데이터를 프로세싱한 후, 디자인 패턴과 비교하여 그 차이로부터 CD 트렌드에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이와 같은 종래의 CD 트렌드 계측방법은 포토마스크의 검사와 동시에 검사영역의 전체 패턴에 대하여 디자인 패턴과 실제 포토마스크 패턴 사이의 CD를 비교, 저장함으로써 포토마스크의 모든 패턴에 대한 CD 변화량에 대한 데이터를 실시간으로 얻을 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 이러한 방식들은, 포토마스크상의 모든 패턴에 대해서 디자인 패턴과의 CD 차이만을 알 수 있다는 단점이 있다. 즉, 포토마스크 상에 존재하는 여러 가지 모양과 사이즈(size)의 실제 패턴과 디자인 패턴 사이의 차이만을 구하게 된다. 실제로, 포토마스크에서 측정의 대상이 되는 패턴은 특정한 모양과 사이즈가 정하여지게 되고 이러한 특정 포인트에 대한 CD 트렌드의 결과만을 필요로 하게 된다. 또한, 상기 포토마스크 상의 다양한 패턴이 나타나는 일정 범위에서의 CD 트렌드 계측방법은 다음과 같다. 예컨대, CD 트렌드는 광학장치를 이용하여 상기 포토마스크의 설정된 범위에서의 투과도 또는 반사도를 검 출하여 상기 포토마스크 상에 형성되는 배선과 공백(line and space)에 대응되는 밝기의 불투명도(density)를 산출하여 계측될 수 있다. 이때, 상기 CD 트렌드는 소정의 설정된 범위를 갖는 위치에서 광학장치에 의해 포토마스크의 투과 및 반사된 이미지를 획득하고 상기 투과 및 반사된 이미지를 이용하여 명암비를 산출하여 계측될 수도 있다.Conventionally, CD measurement and photomask defect inspection have been carried out in separate processes, but conventional inspection facilities are manufactured to obtain information on CD trends at the same time as photomask defect inspection. That is, a die to die inspection method for comparing repeated patterns in one photomask, and a die to data base for comparing a designed pattern with a photomask pattern actually produced. After processing the transmission or reflection data of light rays stored pixel by pixel during the inspection process, information on the CD trend can be obtained from the difference by comparing with the design pattern. The conventional CD trend measuring method compares and stores the CD between the design pattern and the actual photomask pattern with respect to the entire pattern of the inspection area at the same time as the inspection of the photomask. The advantage is that it can be obtained in real time. However, these methods have a disadvantage in that only the CD difference from the design pattern can be known for all the patterns on the photomask. That is, only the difference between the actual pattern and the design pattern of various shapes and sizes existing on the photomask is obtained. In practice, the pattern to be measured in the photomask is defined in a particular shape and size and only requires the results of the CD trend for that particular point. In addition, the CD trend measurement method in a certain range in which the various patterns on the photomask appear as follows. For example, the CD trend detects transmittance or reflectance in a set range of the photomask using an optical device to detect an opacity of brightness corresponding to lines and spaces formed on the photomask. Can be calculated and measured. In this case, the CD trend may be measured by acquiring a transmitted and reflected image of the photomask by the optical device at a position having a predetermined range and calculating a contrast ratio using the transmitted and reflected image.

하지만, 종래 기술에 따른 포토마스크의 CD 트렌드 계측방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the CD trend measurement method of the photomask according to the prior art has the following problems.

종래 기술에 따른 포토마스크의 CD 트렌드 계측방법은 포토마스크 표면에 형성되어야할 소정의 패턴을 기준으로 CD 트렌드가 계측될 임의의 위치가 설정되고, 광학장치를 이용하여 설정된 위치에서의 CD 트렌드 계측이 이루어져야 하나 상기 설정된 위치에서 상기 패턴이 일부분 벗어나 계측될 경우, 설정된 위치에서의 CD 트렌드 계측이 보다 정확하게 이루어질 수 없기 때문에 생산수율이 줄어드는 단점이 있었다.In the CD trend measurement method of the photomask according to the related art, an arbitrary position at which a CD trend is to be measured is set based on a predetermined pattern to be formed on the surface of the photomask, and the CD trend measurement is performed at a set position using an optical device. However, when the pattern is partially measured out of the set position, the CD trend measurement at the set position cannot be made more accurately.

상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 설정된 위치에서 계측되는 상기 패턴이 일부분 벗어나더라도 설정된 위치에서의 CD 트렌드 계측이 정확하게 이루어지도록 하여 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the problems according to the prior art described above, even if the pattern measured at the set position is partially out of the CD trend measurement at the set position is accurately made to increase or maximize the production yield It is to provide a method for measuring CD trend of a mask.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태(aspect)에 따른 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법은, 광학 장치를 이용하여 패턴이 형성된 포토마스크의 표면을 확대 투영시키는 단계; 상기 포토마스크의 설정된 위치좌표 주변에서 상기 패턴에 대응되는 패턴 이미지를 포함하는 복수개의 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 복수개의 이미지에서 나타나는 명암을 합산한 후에 상기 복수개의 이미지 개수로 나누어 명암의 평균값을 구하고, 상기 명암의 평균값에 대응되는 CD 트렌드를 구하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a CD trend of a photomask, comprising: magnifying and projecting a surface of a patterned photomask using an optical device; Obtaining a plurality of images including a pattern image corresponding to the pattern around the set position coordinates of the photomask; And after summing the contrasts appearing in the plurality of images, dividing the number of images into a plurality of images to obtain an average value of the contrast, and obtaining a CD trend corresponding to the average value of the contrast.

여기서, 상기 복수개의 이미지에서 상기 패턴 이미지 전체가 나타나는 지를 판단하고 상기 패턴 이미지 전체가 나타나지 않을 경우, 상기 패턴 이미지 전체가 나타나는 부분을 캡쳐링하는 것을 포함하고, 상기 복수개의 이미지는 상기 패턴의 이미지를 촬상시키는 촬상장치의 최소 단위로 정의되는 1 픽셀단위 또는 2 픽셀단위로 이동되면서 획득된 것이 바람직하다. Here, it is determined whether the entirety of the pattern image appears in the plurality of images, and if the entirety of the pattern image does not appear, capturing a portion in which the entirety of the pattern image appears, wherein the plurality of images includes the image of the pattern. It is preferably obtained while being moved by one pixel unit or two pixel units defined by the minimum unit of the imaging device to be picked up.

또한, 상기 포토마스크의 전면에서 CD 트렌드가 계측되는 다수개의 상기 설정된 위치좌표 각각에 대응되는 상기 명암의 평균값에 대응되는 상기 CD 트렌드를 맵핑시켜 데이터 베이스화하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.The method may further include mapping the CD trend corresponding to the average value of the contrast corresponding to each of the plurality of set position coordinates at which the CD trend is measured on the front surface of the photomask to form a database.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크의 CD 트렌드 계측방법을 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.Hereinafter, a CD trend measuring method of a photomask according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a CD trend measuring method of a photomask according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저, 포토마스크 상에 구현하고자 하는 디자인 내에 형성되는 무수한 패턴에 대한 정보를 획득하기 위하여 상기 패턴에 대한 정보를 데이터 베이스화한다(S10). 여기서, 상기 포토마스크 상에는 정해진 룰(rule)에 따라 상기 패턴이 반복적으로 배열되도록 형성된다. 이때, 상기 패턴은 웨이퍼 상에 형성되는 반도체 소자를 만들기 위한 일정한 모양으로 동일층 내에 나타나는 소정의 형상으로 이루어진다. 상기 포토마스크는 무수히 많은 배선과 공백(line and space)들이 일정한 기준을 따라 순차적으로 배열되도록 형성되어 있다. 따라서, 상기 포토마스크에 형성되어야할 상기 패턴은 일정한 모양과 크기 및 순서가 정의되고, 상기 포토마스크 상에 형성되어야할 위치가 정의되어 데이터 베이스화될 수 있다. 예컨대, 상기 패턴에 대응되는 정보는 인터페이스에서 소정의 그림 파일 또는 설계 파일로 읽혀질 수 있으며, 소정의 양식을 따라 플로우 챠트(flow chart) 또는 로 출력될 수 있다.As shown in FIG. 1, first, in order to obtain information about a myriad of patterns formed in a design to be implemented on a photomask, information about the patterns is databased (S10). Here, the pattern is formed to be repeatedly arranged in accordance with a predetermined rule (rule). At this time, the pattern is made of a predetermined shape appearing in the same layer in a predetermined shape for making a semiconductor device formed on the wafer. The photomask is formed such that a myriad of lines and spaces are sequentially arranged according to a predetermined standard. Accordingly, the pattern to be formed on the photomask may be defined in a predetermined shape, size, and order, and the location to be formed on the photomask may be defined and made into a database. For example, the information corresponding to the pattern may be read as a predetermined picture file or a design file in the interface, and may be output as a flow chart or according to a predetermined form.

다음, 상기 패턴이 형성되는 상기 포토마스크에 대응되는 평면좌표계에서 상기 패턴에 대응되는 데이터를 좌표화한다(S20). 여기서, 상기 패턴은 상기 포토마스크상에서 매트릭스 형태로 나타내어질 수 있도록 변환된 정보를 제공토록 한다. 예컨대, 상기 패턴은 일반적으로 배선으로 나타낼 수 있으며, 상기 배선은 카테시 안 좌표계로 대표되는 평면좌표에서 (X, Y)로 좌표화되어 나타날 수 있다. 또한, 상기 패턴을 제외한 나머지부분은 공백으로 처리되어 계산되지 않을 수 있다.Next, the data corresponding to the pattern is coordinated in a plane coordinate system corresponding to the photomask in which the pattern is formed (S20). Here, the pattern is to provide the converted information to be represented in a matrix form on the photomask. For example, the pattern may be generally represented by a wire, and the wire may be represented by being coordinated as (X, Y) in a plane coordinate represented by a Cartesian coordinate system. In addition, the remainder except for the pattern may be processed as blanks and may not be calculated.

그 다음, 좌표화된 데이터에 따라 소정의 투명 기판 상에 상기 패턴을 색인하여 상기 포토마스크의 제작 공정을 완료한다(S30). 여기서, 상기 패턴이 좌표화된 정보에 따라 상기 포토마스크의 표면상에 상기 패턴을 색인토록 한다. 예컨대, 상기 포토마스크는 소정의 평탄면을 갖는 투명 재질의 유리 기판과, 상기 유리 기판 상에 크롬과 같은 반사율이 우수한 재질의 패턴막으로 이루어진다. 따라서, 상기 유리 기판 상에 균일하게 형성된 크롬을 소정의 위치정보에 따라 레이저빔 또는 전자빔으로 제거하여 상기 포토마스크가 제작될 수 있다. 이때, 웨이퍼 상에서 패터닝되는 포토레지스트의 종류에 따라 상기 포토마스크 상에 형성되는 패턴이 투과되거나 반사되도록 형성되어야 한다. 예컨대, 상기 포토레지스트가 양각으로 형성될 경우, 상기 포토마스크의 패턴이 반사도가 높은 패턴막으로 형성되어야 한다. 반면, 상기포토레지스트가 음각으로 형성될 경우, 상기 포토마스크의 패턴이 투과도가 높아 상기 패턴막이 제거된 부분으로 이루어져야 한다. 이때, 상기 포토마스크 상에서 모든 상기 패턴을 모두 일정한 선폭으로 색인하고자 하나, 여러 가지 상기 레이저빔 또는 전자빔 패터닝 기술의 한계가 있을 수 있다. 또한, 상기 패턴을 데이터 베이스화하는 과정에서 발생되는 작업자 또는 프로그램의 오류 또는 과실을 다시 한번 더 확인하는 작업이 더 필요하게 된다. 따라서, 상기 패턴이 포토마스크 상에서 일정한 기준으로 배열되었는지를 확인하고, 상기 포토마스크 전체 또는 소정의 범위 내에서 균일하게 위치되어 나타나는지를 확인하기 위한 CD 트렌드를 측 정해야만 한다.Then, the pattern is indexed on a predetermined transparent substrate according to coordinated data to complete the manufacturing process of the photomask (S30). Here, the pattern is indexed on the surface of the photomask according to the coordinated information. For example, the photomask includes a glass substrate made of a transparent material having a predetermined flat surface and a pattern film made of a material having excellent reflectance such as chromium on the glass substrate. Therefore, the photomask may be manufactured by removing chromium uniformly formed on the glass substrate with a laser beam or an electron beam according to predetermined position information. In this case, the pattern formed on the photomask may be transmitted or reflected depending on the type of photoresist patterned on the wafer. For example, when the photoresist is embossed, the pattern of the photomask should be formed with a highly reflective pattern film. On the other hand, when the photoresist is intaglio, the pattern of the photomask should be made of a portion from which the pattern layer is removed because of high transmittance. In this case, all of the patterns on the photomask are intended to be indexed with a constant line width, but there may be limitations of various laser beam or electron beam patterning techniques. In addition, it is necessary to check again the error or error of the worker or program generated in the process of database the pattern once again. Therefore, it is necessary to measure the CD trend to confirm whether the pattern is arranged on a photomask on a predetermined basis, and to determine whether the photomask is uniformly positioned within the entire photomask or within a predetermined range.

이후, 포토마스크의 표면에 형성된 상기 패턴의 CD 트렌드를 측정하기 위하여 광학장치를 이용하여 소정 위치의 상기 포토마스크의 표면을 확대 투영한다(S40). 여기서, 상기 광학장치는 상기 패턴이 형성된 상기 포토마스크의 표면을 고배율로 확대투영시킨다. 예컨대, 상기 포토마스크는 소정의 평탄면을 갖는 스테이지 상에 지지되며 광학 현미경 또는 전자 현미경을 이용하여 상기 포토마스크의 표면이 고배율로 확대 투영된다. 이때, 상기 광학 현미경 또는 전자 현미경은 상기 포토마스크의 중심을 소정의 기준점으로 하여 상기 스테이지가 이동되면서 상기 포토마스크 표면의 소정의 위치에 형성된 패턴을 확대 투영할 수 있다.Thereafter, in order to measure the CD trend of the pattern formed on the surface of the photomask, the surface of the photomask at a predetermined position is enlarged and projected using an optical device (S40). The optical device enlarges and projects the surface of the photomask on which the pattern is formed at a high magnification. For example, the photomask is supported on a stage having a predetermined flat surface and the surface of the photomask is projected at high magnification using an optical microscope or an electron microscope. In this case, the optical microscope or the electron microscope may enlarge and project the pattern formed at a predetermined position on the surface of the photomask while the stage is moved with the center of the photomask as a predetermined reference point.

그 이후, 작업자에 의해 미리 정해진 범위의 위치좌표에서 뿐만 아니라 설정된 위치좌표 주변에서 상기 포토마스크의 패턴에 대응되는 패턴 이미지를 포함하는 복수개의 이미지를 획득한다(S50). 여기서, 상기 복수개의 이미지는 상기 광학장치를 통해 확대 투영되 이미지 센서 의해 획들되어질 수 있다. 상기 이미지 센서는 촬상관(撮像管)과 고체촬상소자로 크게 나눌 수 있으며 전자에는 비디콘, 또는 플럼비콘 등이 있고, 후자에는 상보성 금속산화물반도체(CMOS)형 이미지 센서와, 전하결합소자(Charge Coupled Device ; CCD)형 이미지 센서 등이 있다. 예컨대, 상보성 금속산화물반도체(CMOS)형 이미지 센서와, 전하결합소자(Charge Coupled Device ; CCD)형 이미지 센서 등이 있다. 여기서, 상기 촬상관은 가격이 저렴하고 수명이 긴 장점이 있으나, 해상도가 낮고 부피가 크기 때문에 노광설비에 장착되기가 난이하다. 반면, 상기 고체촬상소자는 반도체화되고 집적화된 촬상소자로서, 상 기 촬상관(撮像管)에 대응하여 촬상판(撮像板)이라고도 한다. 상기 고체촬상소자는 상기 가시광이 입사되는 반도체 기판 상에 광전변환(光電變換)과 전하(電荷)의 축적기능을 가진 2차원적으로 배열된 화소군(畵素群:특별한 것으로는 1차원적인 것도 있다)과 화소에 축적된 전하상(電荷像)을 일정한 순서에 따라 읽어 내는 주사기능(走査機能)을 합쳐서 일체적인 구조가 되도록 전부를 고체화한 것으로 해상도가 높으며, 부피가 작아 노광설비에 장착되기가 용이하다. 이때, 상기 반도체 기판은 거의 단결정 실리콘 기판이고, 상기 화소는 상기 반도체 기판 상에 매트릭스 배열(matrix array)을 갖도록 형성되어 있다. 따라서, 상기 고체촬상소자는 상기 전화상의 최소구성단위인 화소 전하량의 주사방식에 따라 순차적으로 읽혀져 출력신호전류를 생성한다. 상기 고체촬상소자는 광전변환 -축적-주사(읽기)가 필수기능이며, 방식은 구조적으로 하나씩 분리 독립되어 있는 화소를 주사신호발생기를 통해 각 화소를 순차적으로 전송해 읽어내는 전하전송이 기본방식이다. 이때, 상기 가시광 영역의 상기 보정 레이저빔을 수광하는 수광부의 신호전송에 금속산화물반도체 트랜지스터를 사용한 것을 상보성 금속산화물반도체 이미지 센서라고 하며, 전하결합소자를 사용한 것을 전하결합소자(Charge Coupled Device ; CCD)형 이미지 센서라고 한다. 이때, 상기 전하결합소자형 이미지 센서는 반도체 박막과 표면에 설치한 다수의 전극을 주체로 하여 이루어지는 다이오드 또는 저항과 같은 수동소자를 기본 구성소자로 한 집적회로로 구성되어 있다. 여기서, 상기 전하 결합 소자는 반도체 소자. n형의 반도체 기판의 표면에 0.1m 정도 두께의 절연층을 형성, 금속 전극을 배열하여 이 금속 전극의 전압을 제어함으로써 반도체 표면 전위의 낮은 부분 을 좌우로 이동시켜 축적된 전하를 이에 맞추어 순차로 전송시킬 수 있기 때문에 자리 옮김 레지스터(shift register)나 기억 장치로 응용되기도 한다. 상기 전하 결합 소자는 금속산화물반도체 트랜지스터와 유사한 단순한 구조의 소자로, 전하의 축적에 의한 기억과 전하의 이동에 의한 전송이라는 2가지 기능을 갖고 있어서 고집적화가 가능하기 때문에 산업현장에서 많이 사용되고 있다. Thereafter, a plurality of images including a pattern image corresponding to the pattern of the photomask is acquired not only in the position coordinates of a predetermined range by the operator but also around the set position coordinates (S50). Here, the plurality of images may be enlarged and projected by the optical device and captured by the image sensor. The image sensor can be roughly divided into an image tube and a solid-state image pickup device. The former includes a beacon or a plum beacon, and the latter is a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) type image sensor and a charge coupled device. Device (CCD) type image sensor. For example, complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensors, charge coupled device (CCD) image sensors, and the like. Here, the imaging tube has the advantages of low cost and long life, but it is difficult to be mounted in the exposure equipment because of the low resolution and large volume. On the other hand, the solid-state imaging device is a semiconductorized and integrated imaging device, also referred to as an imaging plate corresponding to the imaging tube. The solid-state image pickup device includes a two-dimensionally arranged pixel group having a function of accumulating photoelectric conversion and charge on a semiconductor substrate on which the visible light is incident. Combined with a scanning function that reads the charge images stored in the pixels in a certain order, so that all of them are solidified to form an integrated structure. Is easy. In this case, the semiconductor substrate is almost a single crystal silicon substrate, and the pixel is formed to have a matrix array on the semiconductor substrate. Therefore, the solid state image pickup device is sequentially read in accordance with the scanning method of the pixel charge amount which is the smallest constitutional unit on the telephone to generate an output signal current. The solid-state image pickup device is a photoelectric conversion-accumulation-scanning (reading) function, and the basic method is a charge transfer method in which each pixel is sequentially transferred to each pixel through a scanning signal generator for reading. . In this case, a metal oxide semiconductor transistor is used as a complementary metal oxide semiconductor image sensor for signal transmission of a light receiving unit that receives the corrected laser beam in the visible light region, and a charge coupled device (CCD) is used as a charge coupled device. It is called a type image sensor. In this case, the charge coupled device type image sensor is composed of an integrated circuit having a basic element, a passive element such as a diode or a resistor mainly composed of a semiconductor thin film and a plurality of electrodes provided on the surface. Here, the charge coupling device is a semiconductor device. An insulating layer having a thickness of about 0.1 m is formed on the surface of the n-type semiconductor substrate, and the metal electrodes are arranged to control the voltage of the metal electrodes, thereby moving the lower portion of the semiconductor surface potential to the left and right to sequentially accumulate charges accordingly. It can also be used as a shift register or storage device because it can be transferred. The charge coupling device is a device having a simple structure similar to that of a metal oxide semiconductor transistor, and is widely used in industrial fields because it has two functions of memory storage by charge accumulation and transfer by charge transfer.

따라서, 이미지 센서는 상기 광학장치를 통해 확대 투영된 포토마스크의 설정된 위치 주변에서 1개의 픽셀 단위, 2개의 픽셀 단위, 또는 그 이상의 픽셀 단위로 이동(shift)되면서 상기 패턴이미지가 포함된 복수개의 이미지를 획득할 수 있다.Accordingly, the image sensor is shifted by one pixel unit, two pixel units, or more pixels around the set position of the photomask that is enlarged and projected by the optical device, and includes a plurality of images including the pattern image. Can be obtained.

이때, 복수개의 이미지는 상기 패턴 이미지 전체가 포함되어 있는지를 검증받아야 한다(S60). 왜냐하면, 상기 패턴 이미지가 나타나는 부분에서의 CD 트렌드를 측정하고자 하나 상기 패턴 이미지 전체가 나타나지 않으면 후속에서 상기 패턴 이미지가 나타나는 부분의 정확한 명암을 산출할 수 없기 때문이다. In this case, the plurality of images should be verified whether the entire pattern image is included (S60). This is because if the CD trend is to be measured at the portion where the pattern image appears, but the entire pattern image does not appear, it is impossible to calculate the correct contrast of the portion where the pattern image appears later.

다음, 복수개의 이미지 내에서 상기 패턴 이미지의 전체가 나타나지 않는 부분이 있을 경우, 상기 복수개의 이미지 내에서 상기 패턴 이미지가 나타나는 부분을 캡쳐링한다. 예컨대, 맷랩(Matlab)이라는 프로그램을 이용하여 상기 복수개의 이미지를 소프트웨어적으로 처리하여 상기 패턴 이미지가 나타나는 부분을 캡쳐링 할 수 있다(S70).Next, when there is a portion in which the entirety of the pattern image does not appear in the plurality of images, the portion in which the pattern image appears in the plurality of images is captured. For example, the plurality of images may be processed in software using a program called Matlab to capture a portion where the pattern image appears (S70).

그 다음, 복수개의 이미지에서 나타나는 명암을 합산한 후 이미지 개수로 나누어 명암의 평균값을 산출하고, 상기 명암의 평균값에 대응되는 CD 트렌드를 산출 한다(S80). 여기서, 상기 복수개의 이미지는 밝고 어두운 정도에 따라 소정의 투과도 또는 반사도를 갖는다. 따라서, 상기 명암은 상기 투과도 또는 반사도에 대응될 수 있다. 예컨대, 상기 포토마스크의 패턴막을 통해 차폐된 후 투명재질의 상기 유리 기판을 통과하는 투과광을 이용하여 상기 광학장치 및 이미지 센서에서 얻어지는 상기 복수개의 이미지는 소정의 투과도에 대응되는 일정한 명암을 갖는다. 반면, 상기 포토마스크막의 패턴막에서 반사되는 반사광을 이용하여 상기 광학장치 및 상기 이미지 센서에서 얻어지는 상기 복수개의 이미지는 소정의 반사도에 대응되는 일정한 명암을 갖는다. 또한, 상기 인터페이스는 복수개의 이미지 각각의 명암을 모두 합산하여 상기 복수개의 이미지 개수로 나누어 상기 명암의 평균값을 산출한다. 또한, 상기 명암의 평균값은 CD 트렌드에 대응된다. 이때, 상기 CD 트렌드는 설정된 위치뿐만 아니라 상기 설정된 위치주변에서 획득되는 복수개의 이미지를 이용하여 산출되기 때문에 종래에 비해 정확하게 계측될 수 있다. Next, the contrasts of the plurality of images are summed, divided by the number of images, and the average value of the contrast is calculated, and the CD trend corresponding to the average value of the contrast is calculated (S80). Here, the plurality of images have a predetermined transmittance or reflectance according to the degree of light and dark. Thus, the contrast may correspond to the transmittance or reflectivity. For example, the plurality of images obtained by the optical device and the image sensor using the transmitted light that is shielded through the pattern film of the photomask and then passes through the glass substrate of the transparent material has a constant contrast corresponding to a predetermined transmittance. On the other hand, the plurality of images obtained by the optical device and the image sensor by using the reflected light reflected from the pattern film of the photomask film has a constant contrast corresponding to a predetermined reflectivity. In addition, the interface calculates an average value of the contrast by dividing all the contrasts of each of the plurality of images by the number of the plurality of images. In addition, the average value of the contrast corresponds to the CD trend. In this case, since the CD trend is calculated using a plurality of images acquired around the set position as well as the set position, the CD trend can be measured more accurately than in the related art.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크 CD 트렌드 측정방법은 설정된 위치 주변에서 소정의 패턴 이미지가 포함되는 복수개의 이미지를 이용한 CD 트렌드를 산출하여 설정된 위치에서 계측되는 상기 패턴이 일부분 벗어나더라도 설정된 위치에서의 CD 트렌드 계측이 정확하게 이루어지도록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.Therefore, the photomask CD trend measuring method according to an embodiment of the present invention calculates a CD trend using a plurality of images including a predetermined pattern image around the set position and sets the set position even if the pattern measured at the set position deviates partly. CD trends can be measured precisely, increasing or maximizing production yields.

마지막으로, 상기 포토마스크의 전면에 걸쳐 다수의 설정된 위치에서 상기 와 같은 방법으로 명암의 평균값에 대응되는 CD 트렌드를 산출한 후 상기 CD 트렌드를 매핑시켜 데이터베이스화한다(S90). 여기서, 데이터베이스화된 CD 트렌드 맵 은 해당 공정에 투입될 마스크의 성능을 평가하는 여러 가지 자료로 활용할 수가 있다. 예컨대, 상기 CD 트렌드 맵은 마스크의 품질을 평가하거나, 마스크 면에서의 영역별 CD 트렌드를 산출하거나, CD 트렌드의 산포를 추출하거나, CD 트렌드의 최대-최소 관리 등에 활용할 수 있다.Finally, after calculating the CD trend corresponding to the average value of the contrast in the same manner as described above in a plurality of set locations across the entire surface of the photomask (S90) is mapped to the database. Here, the database CD trend map can be used as various data to evaluate the performance of the mask to be applied to the process. For example, the CD trend map may be used to evaluate the quality of a mask, to calculate a CD trend for each area on the mask surface, to extract a CD trend distribution, or to manage a CD trend maximum and minimum.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법은 설정된 위치 주변에서 소정의 패턴 이미지가 포함되는 복수개의 이미지를 이용한 CD 트렌드를 산출하여 해당 위치에서 계측되는 패턴 이미지가 일부분 벗어나더라도 CD 트렌드 계측이 정확하게 이루어지도록 하고, 포토마스크 전면에서의 복수개의 CD 트렌드를 구한 후 CD 트렌드를 맵핑시켜 포토마스크 전면에서의 CD 트렌드를 데이터 베이스화함으로서 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다. As described above, in the CD trend measuring method of the photomask according to the embodiment of the present invention, the CD trend is calculated using a plurality of images including a predetermined pattern image around the set position, and the pattern image measured at the corresponding position is partially. It is possible to increase or maximize the production yield by accurately measuring CD trends even if they are off, and by obtaining a plurality of CD trends on the front of the photomask and mapping the CD trends to a database of the CD trends on the front of the photomask.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다. In addition, the inventive concepts and embodiments disclosed herein may be used by those skilled in the art as a basis for modifying or designing other structures for carrying out the same purposes of the present invention. In addition, such modifications or altered equivalent structures by those skilled in the art may be variously changed, substituted, and changed without departing from the spirit or scope of the invention described in the claims.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 설정된 위치 주변에서 소정의 패턴 이미지가 포함되는 복수개의 이미지를 이용한 CD 트렌드를 산출하여 설정된 위 치에서 계측되는 상기 패턴이 일부분 벗어나더라도 설정된 위치에서의 CD 트렌드 계측이 정확하게 이루어지도록 할 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a CD trend using a plurality of images including a predetermined pattern image around a set position is calculated, and the CD trend at the set position even if a part of the pattern measured at the set position deviates. Since the measurement can be made accurately, there is an effect to increase or maximize the production yield.

Claims (4)

광학 장치를 이용하여 패턴이 형성된 포토마스크의 표면을 확대 투영시키는 단계;Magnifying and projecting the surface of the patterned photomask using an optical device; 상기 포토마스크의 설정된 위치좌표 주변에서 상기 패턴에 대응되는 패턴 이미지를 포함하는 복수개의 이미지를 획득하는 단계; 및Obtaining a plurality of images including a pattern image corresponding to the pattern around the set position coordinates of the photomask; And 상기 복수개의 이미지에서 나타나는 명암을 합산한 후에 상기 복수개의 이미지 개수로 나누어 명암의 평균값을 구하고, 상기 명암의 평균값에 대응되는 CD 트렌드를 구하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법.Summing the contrasts appearing in the plurality of images, dividing by the number of images to obtain the average value of the contrast, and obtaining a CD trend corresponding to the average value of the contrast. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 이미지에서 상기 패턴 이미지 전체가 나타나는지를 판단하고 상기 패턴 이미지 전체가 나타나지 않을 경우, 상기 패턴 이미지 전체가 나타나는 부분을 캡쳐링하는 것을 포함함을 특징으로 하는 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법.And determining whether the entire pattern image appears in the plurality of images, and if the entire pattern image does not appear, capturing a portion in which the entire pattern image appears. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수개의 이미지는 상기 패턴의 이미지를 촬상시키는 촬상장치의 최소 단위로 정의되는 1 픽셀단위 또는 2 픽셀단위로 이동되면서 획득된 것을 특징으로 하는 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법.And the plurality of images are acquired while moving in a unit of 1 pixel unit or 2 pixel unit defined as the minimum unit of the image pickup apparatus for imaging the image of the pattern. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 포토마스크의 전면에서 CD 트렌드가 계측되는 다수개의 상기 설정된 위치좌표 각각에 대응되는 상기 명암의 평균값에 대응되는 상기 CD 트렌드를 맵핑시켜 데이터 베이스화하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 포토마스크의 CD 트렌드 측정방법.Mapping the CD trend corresponding to the average value of the contrast corresponding to each of the plurality of set position coordinates at which the CD trend is measured on the front side of the photomask, and converting the database into a CD trend of the photomask. How to measure.
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