KR20100066820A - 서로 다른 계면들을 갖도록 표면처리된 마스크결함 검출방법 - Google Patents

서로 다른 계면들을 갖도록 표면처리된 마스크결함 검출방법 Download PDF

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Abstract

서로 다른 계면들을 갖도록 표면처리된 마스크결함 검출방법을 제공한다. 마스크기판에 다수의 패턴이 형성된 마스크를 마련하고 상기 마스크에 모니터링 영역을 선정한다. 상기 마스크의 모니터링 영역에 표면처리를 한다. 상기 모니터링 영역에 상기 마스크 표면에 서로 다른 계면을 갖는 결함검출 패턴을 형성한다. 상기 표면처리된 마스크에 노광에너지를 제공한다. 상기 노광된 마스크의 상기 모니터링 영역에 대응되게 광학검출기를 배치시키고 상기 광학검출기를 통해 상기 노광된 마스크의 스펙트럼변화를 측정하는 것을 포함한다. 상기 결함검출 패턴 및 상기 마스크는 서로 다른 광학적 성질을 갖는다.

Description

서로 다른 계면들을 갖도록 표면처리된 마스크결함 검출방법{Method for defect detecting mask of surface treatment for each other different level}
본 발명은 마스크결함 검출방법에 관한 것으로, 특히 서로 다른 계면들을 갖도록 표면처리된 마스크결함 검출방법에 관한 것이다.
반도체소자를 형성하기 위해서 웨이퍼 상에 다수의 패턴을 형성하여야 한다. 이때 사용되는 것이 마스크이다. 상기 마스크에 노광에너지를 제공하여 상기 웨이퍼 표면에 다수의 패턴을 전사하게 된다.
상기 웨이퍼 노광 공정에서 마스크에 노광에너지가 축적됨에 따라서 마스크 표면에는 헤이즈 등의 결함이 생성되기 시작할 수 있다. 상기 헤이즈를 포함하는 결함은 웨이퍼 패턴 형성에 있어서 반복성 결함(defect) 요소가 됨으로 반도체 작동 불량 요소로 작용할 수 있다.
상기 웨이퍼 헤이즈 등의 결함을 막기 위해서 마스크가 일정 노광량에 이르게 되면 마스크 검사 장비를 통해서 수 시간에 걸쳐 결함검출검사를 하고, 반도체 결함 요소가 될 수 있는 헤이즈 등의 결함이 발견될 경우 세정하게 된다.
이와 같은 일련의 마스크 결함검출검사 및 세정과정은 웨이퍼 노광 지연에 의한 반도체 생산율 감소를 가져온다. 특히 수 시간 동안 진행되는 마스크 전면의 결함검출검사는 반도체 생산율에 중요한 요소로 작용하고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 결함검출 감도한계를 극복할 수 있는 마스크결함 검출방법을 제공하는 데 있다.
또한, 마스크의 결함을 측정하는 결함검출 시간을 단축할 수 있는 마스크결함 검출방법을 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 마스크결함 검출방법을 제공한다. 마스크기판에 다수의 패턴이 형성된 마스크를 마련하고 상기 마스크에 모니터링 영역을 선정한다. 상기 마스크의 모니터링 영역에 표면처리를 한다. 상기 모니터링 영역에 상기 마스크 표면에 서로 다른 계면을 갖는 결함검출 패턴을 형성한다. 상기 표면처리된 마스크에 노광에너지를 제공한다. 상기 노광된 마스크의 상기 모니터링 영역에 대응되게 광학검출기를 배치시키고 상기 광학검출기를 통해 상기 노광된 마스크의 스펙트럼변화를 측정하는 것을 포함한다. 상기 결함검출 패턴 및 상기 마스크는 서로 다른 광학적 성질을 갖는다.
본 발명의 몇몇 실시 예에 있어서, 상기 광학검출기로 상기 노광된 마스크에 결함이 검출될 때, 상기 노광된 마스크를 세정하는 것을 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 상기 세정된 마스크를 세정한 후에, 상기 세정된 마 스크에 노광에너지를 다시 제공하여 상기 노광된 마스크를 형성할 수 있다. 상기 노광된 마스크를 상기 광학검출기로 스펙트럼 변화를 측정하는 것을 더 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 상기 모니터링 영역은 복수를 선정할 수 있다. 상기 모니터링 영역의 각각에 형성되는 상기 결함검출 패턴은 서로 다른 계면을 갖을 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 상기 결함검출 패턴은 상기 마스크에 결함형성 활성도를 갖는 실리콘(Si) 및 산화실리콘(SiO)에서 선택된 하나로 이루질 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 상기 결함검출 패턴은 상기 마스크에 결함의 생성을 밀집시킬 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 상기 결함검출 패턴은 100㎛ 내지 200㎛의 크기로 형성될 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 상기 광학검출기는 타원편광해석기를 포함하는 편광해석기로 형성될 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 상기 마스크는 다수의 패턴들을 구비하는 유효영역 및 상기 유효영역에 주변에 배치되는 더미영역을 구비할 수 있다.
또 다른 실시 예에 있어서, 상기 모니터링 영역은 상기 유효영역 및 상기 더미영역에서 선택되는 적어도 하나의 영역에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 마스크결함 검출방법은 마스크 검사시간을 단축하여 생산율을 개선할 수 있다. 또한, 결함측정의 감도한계를 극복하여 더 정밀하게 결함을 검출할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 마스크(10)는 마스크기판(50)에 다수의 마스크패턴들(150)을 구비하고 있다. 상기 마스크기판(50)은 석영(quartz) 등을 사용할 수 있다. 상기 마스크패턴들(150)은 상기 마스크기판(50)의 일면에 형성될 수 있다. 여기서 상기 마스크기판(50)에 상기 마스크 패턴들(150)이 형성된 면을 제1면(51) 으로 정의하고 상기 제1면(51)에 마주보는 면을 제2면(52)으로 정의한다.
그리고 상기 마스크(10)는 웨이퍼 등에 패턴을 형성시킬 수 있는 상기 마스크 패턴들(150)이 배치되는 영역을 유효영역(55)으로 정의하고, 상기 유효영역(55)에 주변에 상기 웨이퍼 등에 패턴을 전사시키지 않는 영역을 더미영역(58)으로 정의한다.
상기와 같이 형성된 상기 마스크(50)를 통해서 웨이퍼 등에 패턴을 전사할 수 있으며, 상기 패턴을 전사하는 과정에서 다수의 노광 에너지를 제공받을 수 있다.
상기 노광 에너지 등은 상기 마스크(50)에 헤이즈(haze) 등의 결함을 발생시키는 요인이 될 수 있다. 상기 헤이즈 등의 결함은 상기 웨이퍼에 패턴을 전사하는데 있어 불량요인으로 작용할 수 있기 때문에 상기 헤이즈 등의 결함을 제거하고 상기 마스크(50)를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 헤이즈 등의 결함은 육안으로 식별이 불가능하고 체크하기 어려운 단점이 있다. 또한 상기 헤이즈 등의 결함을 검출하기 위해서는 상기 마스크 전면을 검사해야하고, 상기 마스크 전면을 검사하기 때문에 검사시간이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서 상기 마스크에 발생하는 헤이즈 등의 결함을 간단하게 검출하여 마스크 검사시간 및 상기 결함을 조기에 발견할 수 있도록 상기 헤이즈 등의 결함이 빈번히 발생하는 영역을 모니터링 영역(1000)으로 선정할 있다.
상기 모니터링 영역(1000)에는 결함검출 패턴(1010)이 형성될 수 있다. 상기 모니터링 영역(1000)은 상기 마스크(10)에서 적어도 하나 이상의 영역을 선정할 수 있다. 그리고 상기 결함검출 패턴(1010)은 상기 모니터링 영역(1000)에 각각 서로 다른 계면을 갖는 패턴들을 형성할 수 있다. 여기서는 용이한 설명을 위해 상기 모니터링 영역이 두 개가 형성되며, 상기 모니터링 영역의 각각에 상기 결함검출 패턴(1010)이 두 개가 형성된 것을 실시예로 설명하기로 한다.
상기 선정된 상기 모니터링 영역(1000)에 상기 결함검출패턴(1010)을 각각 형성할 수 있다. 상기 모니터링 영역(1000)은 제1영역(1100) 및 제2영역(1200)이 선정될 수 있다. 상기 모니터링 영역(1000)으로써 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)은 상기 마스크(10)에서 결함이 빈번히 발생하는 영역에 배치할 수 있다. 상기 제1영역(1100) 또는 제2영역(1200)은 상기 광학측정마스크(10)에서 정렬 등을 하기 위해 마련된 더미영역(58) 등에 배치할 수 있고, 또는 상기 광학측정마스크(10)의 패턴들(150)이 형성된 유효영역(55)에 배치할 수도 있다.
상기 제1영역(1100)에는 형성되는 상기 결함검출 패턴(1010)으로 제1계면(110)이 형성될 수 있다. 그리고 상기 제1영역(1100)에 이격되게 제2영역(1200)에는 상기 결함검출 패턴으로 제2계면이 형성될 수 있다. 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)은 서로 다른 높이 및 서로 다른 표면 거칠기를 구비할 수 있다. 상기 결함검출 패턴(1010)은 100㎛ 내지 200㎛의 크기로 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1계면(110)은 광학물질이 증착된 영역이고, 상기 제2계면(120)은 상기 마스크기판(50)이 에칭된 영역일 수 있다. 상기 제1계면(110)에 증착되는 물질은 투명한 물질을 사용할 수 있고, 실리콘 및 산화실리콘 등을 포함하는 산화가 용이한 물질을 사용할 수 있다. 즉, 상기 제1계면(110)을 형성하는 물질 은 헤이즈 등의 결함을 형성하는 활성도가 높은 물질을 사용할 수 있다. 따라서 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)은 헤이즈 등의 결함이 발생이 용이하고 상기 결함의 밀집을 시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 계면들(110, 120)은 마스크(10)에 헤이즈(haze) 등의 결함발생을 증가시킬 수 있다.
상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)에 형성되는 결함은 광학적 성질의 차이를 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크기판(50)의 표면을 D0의 높이로 정의하면, 상기 제1계면(110)은 상기 마스크기판 면의 높이(D0)에 광학물질을 증착시켜 D1의 높이를 갖도록 형성할 수 있다. 그리고 상기 제2계면(120)은 상기 마스크기판(50)을 에칭하여 상기 마스크기판의 높이(D0)에 대해서 D2의 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
결과적으로, 상기 마스크기판의 높이(D0)에 대해 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)의 높이(D1, D2)는 광학적 성질의 변화를 발생시킬 수 있다. 또한 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)에 형성되는 두께차이로 결함측정감도를 증가시킬 수 있다.
따라서 상기 마스크기판(50)의 표면상태 즉, 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)으로 결함의 생성감도를 증가시킬 수 있고, 상기 제1계면 및 상기 제2계면의 높이(D1, D2)는 상기 마스크기판의 높이(D0)가 서로 상이하여 상이한 광학적 성질을 갖을 수 있다.
따라서 상기 마스크(10)의 결함을 측정할 때, 상기 제1계면의 높이(D1), 상기 제2계면의 높이(D2) 및 마스크기판의 높이(D0)에 대해서 광학적 성질에 따른 측정감도가 현저하게 증가되어 정밀하게 결함을 측정할 수 있다. 또한, 상기 모니터링 영역(1000)을 선정하여 상기 마스크(10)에 발생하는 헤이즈 등의 결함을 조기에 발견할 수 있는 장점이 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 마스크에 배치되는 제1계면 및 제2계면의 다양한 실시예를 도시한 단면도이다. 여기서 마스크는 용이한 설명을 위해 도 1 및 도 2를 인용한다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 상기 마스크(10)는 상기 패턴들(150)이 형성되어 웨이퍼기판 등에 패턴들을 전사하기 위한 유효영역(55)을 갖으며, 상기 마스크(10)와 상기 웨이퍼를 정렬 등을 시키기 위한 더미영역(58)을 갖을 수 있다.
상기 마스크(10)에 모니터링 영역(1000)을 선정할 수 있다. 상기 모니터링 영역(1000)으로 선정되는 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)은 헤이즈 등의 결함이 빈번히 발생되는 영역에 배치할 수 있다. 여기서 상기 제1영역(1100)에는 상기 제1계면(110)이 형성되고, 상기 제2영역(1200)에는 상기 제2계면(120)이 형성될 수 있다. 상기 제1영역(1100)은 상기 제2영역(1200)에 이격되게 형성할 수 있다.
상기 마스크(10)에 형성되는 결함을 측정을 위해서 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)은 상기 더미영역(58)에 형성될 수 있다. 또는, 상기 마스 크(10)에 형성되는 결함을 측정을 위해서 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)은 상기 유효영역(55)에 형성할 수 있다. 또는 상기 유효영역(55) 및 상기 더미영역(58)에 제1, 2영역(1100, 1200)을 각각 배치할 수도 있다.
한편, 상기 마스크기판(50)에 상기 패턴들(150)이 형성된 영역을 상기 제1면(51), 상기 제1면(51)에 마주보는 면을 제2면(52)으로 정의한다. 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)은 상기 제1면(51)에 형성될 수 있고, 또는 상기 제2면(52)에 형성될 수 있다. 또는 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)은 상기 제1면(51) 및 상기 제2면(52)에 각각 서로 다른 면에 형성될 수 있다.
따라서 상기 마스크기판(50)의 표면상태 즉, 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)에 형성되는 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)으로 결함의 생성감도를 증가시킬 수 있고, 상기 제1계면 및 상기 제2계면의 높이(D1, D2)는 상기 마스크기판의 높이(D0)가 서로 상이하여 상이한 광학적 성질을 갖을 수 있다.
따라서 상기 마스크(10)의 결함을 측정할 때, 상기 제1계면의 높이(D1), 상기 제2계면의 높이(D2) 및 마스크기판의 높이(D0)에 대해서 광학적 성질에 따른 측정감도가 현저하게 증가되어 정밀하게 결함을 측정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마스크결함 검출방법을 도시한 블럭도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스크결함 검출방법에서 마스크결함 검출장면을 도시한 도면이다. 여기서 도 4 및 도 5는 용이한 설명을 위하여 도 1 및 도 2를 인용한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 마스크(10)의 표면에 모니터링 영역(1000)을 선정한다(S 100). 상기 마스크(10)는 상기 마스크기판(50)의 표면에 다수의 상기 패턴들(150)이 형성될 수 있다. 상기 마스크기판(50)은 석영 등의 투명한 물질로 형성된 기판일 수 있다.
상기 모니터링 영역(1000)은 상기 마스크(10)에 헤이즈 등의 결함요소가 빈번히 발생되는 영역을 선정할 수 있다. 여기서 도 3a 내지도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 마스크(10)의 상기 유효영역(55), 상기 더미영역(58) 중 적어도 어느 하나의 영역에 배치할 수 있다. 여기서는 모니터링 영역(1000)은 다수를 선정할 수 있고, 측정시간을 단축시키기 위해서 적어도 하나 이상을 선정할 수 있다. 상기 모니터링 영역(1000)은 상기 제1영역(1100), 상기 제2영역(1200)을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
상기 모니터링 영역(1000)이 선정된 마스크(10)에 표면처리를 할 수 있다(S 200). 상기 마스크 표면처리 단계는 상기 마스크의 표면에 표면처리를 하여 광학적 성질을 변화시킬 수 있다. 상기 마스크 표면의 광학적 성질을 변화시키기 위해서 마스크(10)의 표면에 증착(deposition)되는 에칭(etching)을 실시할 수 있다.
여기서 도 2를 인용하여 설명하면, 상기 모니터링 영역(1000) 중에 상기 제1영역(1100)에 광학물질을 증착시켜 마스크(10)의 표면에 광학적 성질차이를 발생시키는 상기 제1계면(110)을 형성할 수 있다. 여기서 상기 제1계면(110)을 형성하는 물질은 상기 제1계면(110)에 헤이즈 등의 결함발생의 활성도가 높은 물질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 및 산화실리콘을 포함하는 산화가 용이한 물질을 사용 할 수 있다.
또한 상기 모니터링 영역(1000) 중에 상기 제2영역(1200)에 상기 마스크기판(50)의 표면을 에칭시켜 마스크의 표면에 광학적 성질차이를 발생시키는 상기 제2계면(120)을 형성할 수 있다.
따라서 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)은 헤이즈 등 결함의 생성 감도를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)은 마스크의 표면과 서로 다른 높이를 갖도록 형성할 수 있으므로, 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)은 상기 마스크 표면과 서로 다른 광학적 성질을 갖을 수 있다.
상기 표면처리된 마스크에 노광에너지를 제공할 수 있다(S 300). 상기 노광에너지는 상기 마스크에 헤이즈 등의 결함을 발생시킬 수 있다. 여기서 상기 노광에너지 제공받은 노광된 마스크(10')는 마스크(10)와 구별하기 위해 상기 노광된 마스크(10')으로 정의한다.
상기 노광에너지가 축적된 노광된 마스크(10')는 웨이퍼 등에 패턴을 전사할 때, 패턴불량형성 등의 불량요인이 될 수 있다. 그래서 상기 노광된 마스크(10')를 통해 패턴을 전사하기 전에 헤이즈 등의 불량요인을 조기에 발견하는 것이 생산수율을 증가시키는 요인이 될 수 있다.
상기 노광된 마스크(10')에 광학검출기(500)를 배치시킬 수 있다(S 400). 상기 광학검출기(500)은 상기 모니터링 영역(100)으로 정해진 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)에 배치할 수 있다.
상기 광학검출기(500)를 통해 일정위치에 헤이즈 등의 결함을 검사함으로 짧 은 시간에 결함을 검사할 수 있게 된다. 즉, 마스크 결함검사 시간을 단축하여 생산율을 증가시킬 수 있다.
상기 광학검출기를 배치하여 마스크의 스펙트럼 변화로 결함을 측정할 수 있다(S 500). 여기서 다시 도 5를 참조하면, 상기 광학검출기(500)는 타원편광해석기 등을 사용할 수 있다. 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)에는 각각 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)이 형성되어 있다. 상기 마스크는 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)에 의해서 결함 생성감도가 증가될 수 있다.
이에 의해서 상기 광학검출기(500)는 두께변화 즉, 스펙트럼 변화를 용이하게 검출할 수 있다. 따라서 상기 광학검출기(500)는 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)으로 정밀한 결함을 측정할 수 있다.
여기서 스펙트럼변화를 측정하여 상기 노광된 마스크(10')에 결함이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S550). 이때, 상기 마스크에 결함이 측정되지 않으면 상기 마스크의 결함측정을 완료하여 웨이퍼에 패턴을 전사하는 노광공정에 상기 마스크를 사용할 수 있다.
한편, 상기 마스크에 결함이 검출되면, 상기 노광된 마스크(10')를 세정시킬 수 있다. 상기 노광된 마스크(10')를 세정하고, 다시 S300단계 내지 S500 단계를 실시할 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 마스크결함 검출방법은 종래에 헤이즈 등의 결함을 측정하기 위해서 마스크 전면을 검사하면서 검사 소요시간이 증가하여 상기 마스크를 검사시간 및 검사시간 동안 마스크를 사용하지 못해서 발생되는 생산율을 저하요인을 개선할 수 있다. 또한, 상기 마스크 표면에 표면처리로 결함측정의 감도한계를 극복하여 더 정밀하게 결함을 검출할 수 있다.
도 6a 및 6b는 종래의 마스크결함 검출방법을 통해 스펙트럼의 세기차이 및 위상차를 측정한 데이터를 도시한 도면이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 마스크결함 검출방법으로 스펙트럼의 세기차이 및 위상차를 측정한 데이터를 도시한 도면이다. 여기서 상기 마스크결함 검출방법은 도 4 및 도 5를 인용하여 설명하기로 한다.
도 6a 및 도 6b, 도 7a 및 도 7b를 설명하기에 앞서 본 발명에 따른 실시예 및 종래에 사용하는 비교예 조건을 설명하면, 본 발명에 따른 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 마스크(10)는 마스크기판(50) 상에 제1영역(1100)에 형성되는 제1계면(110), 상기 제1영역(1100)에 이격되게 제2영역(1200)에 형성되고 상기 제1계면(110)에 서로 다른 높이를 갖는 제2계면(120)을 구비하고 있다. 여기서 상기 마스크에 표면처리된 상기 제1영역(1100) 및 상기 제2영역(1200)에 대응되도록 광학검출기를 배치하였다. 반면, 비교예는 상기 마스크에 표면처리를 하지 않은 마스크기판을 사용하였다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 종래의 마스크에 헤이즈 등의 결함을 측정하였다. 이때, 광학검출기는 타원편광해석기를 사용하였다. 상기 타원편광해석기는 ~수 Å이하의 두께 측정 재현성을 가지고 있어서 헤이즈 등의 결함을 검출할 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 스펙트럼의 세기차이의 감도가 떨어지는 것을 알 수 있다. 또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 스펙트럼의 위상차 즉, 두께 분석결과 의 감도 또한 떨어짐을 알 수 있다. 다시 말해서, 상기 타원편광해석기는 박막 자체의 광학적 성질이 기판의 성질과 유사할 경우에는 측정데이터의 정확도가 낮아지는 경향이 있다.
상기 마스크 위에 생성되는 헤이즈 등의 결함의 경우에도 마스크기판인 석영(quartz)와 헤이즈 등 결함의 광학적 성질이 유사하여 실제적인 타원편광해석기의 데이터의 감도가 떨어지게 된다. 따라서 종래의 마스크결함 검출방법은 헤이즈 등의 결함을 측정함에 있어, 헤이즈 등의 결함의 변화 정도를 정확하게 검출하기 어렵다는 것을 알 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 광학적 성질이 상이한 계면들을 형성시킨 후 결함형성을 위한 UV 노광가속 후의 표면을 타원편광해석기로 측정하였다. 다시말해서, 헤이즈 등의 결함측정 감도를 높이기 위해서 상기 마스크(10) 표면에 상기 모니터링 영역(1000)를 선정하고 이 위치에서 에칭 또는 증착 등의 공정을 통해 마스크 표면의 광학적 성질을 변화시켰다. 즉, 상기한 상기 마스크의 표면에서 타원편광해석기의 결함감도를 증가시키도록 하였다.
도 6a 및 도 6b에 비교하여 도 7a 및 도 7b 그래프의 변화 폭이 현저히 증가함을 알 수 있다. 또한, 스펙트럼 분석 결과 두께 변화도 ~수십 Å로 커다란 변화가 있는 것을 볼 수 있었다. 다시 말해, 상기 마스크의 표면에 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)이 형성되어 스펙트럼 변화 차이뿐만 아니라 두께 차이를 현저하게 발생시키는 것을 알 수 있다.
상기한 두께 변화 감도는 에칭 또는 증착 등의 표면 처리 과정 즉, 마스크기 판(50) 면과 서로 다른 높이를 갖는 계면들을 형성하여 상기 마스크기판(50)과 헤이즈 등의 결함 사이에 광학적 성질의 차이를 형성하는 것을 알 수 있다.
따라서 상기한 서로 다른 높이를 갖는 계면들 즉, 상기 마스크기판의 표면처리를 통하여 헤이즈 등의 생성 감도를 증가시키고, 상기 타원편광해석기의 측정감도를 높여 더 정밀한 헤이즈 등의 결함측정이 가능하도록 하였기 때문에 얻어진 것이다.
따라서 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)은 노광에너지를 제공받아 헤이즈 등의 결함을 발생을 증가시킬 수 있다. 이에 따라 상기 제1계면(110) 및 상기 제2계면(120)은 상기 마스크 면에 대해서 높이가 발생하게 형성되어 두께차이가 형성됨을 알 수 있다.
이와 같이, 상기 마스크의 표면에 서로 다른 높이를 갖는 계면들을 형성하여 마스크에 형성되는 헤이즈 등의 결함을 용이하게 검출할 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 마스크결함 검출방법은 종래에 헤이즈 등의 결함을 측정하기 위해서 마스크 전면을 검사하면서 검사 소요시간이 증가하여 상기 마스크를 검사시간 및 검사시간 동안 마스크를 사용하지 못해서 발생되는 생산율을 저하요인을 개선할 수 있다.
또한, 상기 마스크 표면에 표면처리로 결함측정의 감도한계를 극복하여 더 정밀하게 결함을 검출할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시 예들에 한정되지 않고 본 발명의 사상 내에서 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 마스크를 이용한 반도 체소자 제조방법에도 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마스크를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'에 따른 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 마스크에 배치되는 제1계면 및 제2계면의 다양한 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마스크결함 검출방법을 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 마스크결함 검출방법에서 마스크결함 검출장면을 도시한 도면이다.
도 6a 및 6b는 종래의 마스크결함 검출방법을 통해 스펙트럼의 세기차이 및 위상차를 측정한 데이터를 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 마스크결함 검출방법으로 스펙트럼의 세기차이 및 위상차를 측정한 데이터를 도시한 도면이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10: 마스크 110: 제1계면
120: 제2계면 500: 광학검출기
1000: 모니터링 영역 1010: 결함 검출패턴
1100: 제1영역 1200: 제2영역

Claims (10)

  1. 마스크기판에 다수의 패턴이 형성된 마스크를 마련하고 상기 마스크에 모니터링 영역을 선정하고,
    상기 마스크의 모니터링 영역에 표면처리를 하되, 상기 모니터링 영역에 상기 마스크 표면에 서로 다른 계면을 갖는 결함검출 패턴을 형성하고,
    상기 표면처리된 마스크에 노광에너지를 제공하고,
    상기 노광된 마스크의 상기 모니터링 영역에 대응되게 광학검출기를 배치시키고 상기 광학검출기를 통해 상기 노광된 마스크의 스펙트럼변화를 측정하는 것을 포함하되, 상기 결함검출 패턴 및 상기 마스크는 서로 다른 광학적 성질을 갖는 마스크결함 검출방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광학검출기로 상기 노광된 마스크에 결함이 검출될 때,
    상기 노광된 마스크를 세정하는 것을 더 포함하는 마스크결함 검출방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 세정된 마스크를 세정한 후에,
    상기 세정된 마스크에 노광에너지를 다시 제공하여 상기 노광된 마스크를 형성하고,
    상기 노광된 마스크를 상기 광학검출기로 스펙트럼 변화를 측정하는 것을 더 포함하는 마스크결함 검출방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 모니터링 영역은 복수를 선정하고, 상기 모니터링 영역의 각각에 형성되는 상기 결함검출 패턴은 서로 다른 계면을 갖는 마스크결함 검출방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 결함검출 패턴은 상기 마스크에 결함형성 활성도를 갖는 실리콘(Si) 및 산화실리콘(SiO)에서 선택된 하나로 이루진 마스크결함 검출방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 결함검출 패턴은 상기 마스크에 결함의 생성을 밀집시키는 마스크결함 검출방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 결함검출 패턴은 100㎛ 내지 200㎛의 크기로 형성되는 마스크결함 검출방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광학검출기는 타원편광해석기를 포함하는 편광해석기로 형성되는 마스크결함 검출방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 마스크는 다수의 패턴들을 구비하는 유효영역 및 상기 유효영역에 주변에 배치되는 더미영역을 구비하는 마스크결함 검출방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 모니터링 영역은 상기 유효영역 및 상기 더미영역에서 선택되는 적어도 하나의 영역에 배치되는 마스크결함 검출방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9746430B2 (en) 2014-12-01 2017-08-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical inspecting apparatus

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