KR20210038310A - 결함 검사를 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

결함 검사를 위한 방법은, 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계; 기판의 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계 - 그레이 스케일 이미지는 복수의 영역들을 포함하고, 영역들 각각은 그레이 스케일 값을 가짐 -; 제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹을 정의하기 위해 각각의 영역의 그레이 스케일 값을 그레이 스케일 기준들과 비교하는 단계 - 제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹 각각은 적어도 영역을 가짐 -; 스코어를 획득하기 위해 계산을 수행하는 단계; 및 스코어가 소정 값 초과일 때, 기판은 ESD 결함을 갖는 것으로 결정되고, 스코어가 값 미만일 때, 기판은 ESD 결함을 갖지 않는 것으로 결정되는 단계를 포함한다.

Description

결함 검사를 위한 방법{METHOD FOR DEFECT INSPECTION}
우선권 데이터
본 특허는 2019년 9월 27일에 출원된 미국 가특허 출원 제62/907,459호에 대해 우선권을 주장하며, 이로써 상기 출원의 전체 개시는 참조로 통합된다.
배경 기술
반도체 집적 회로 산업은 지난 수십 년 동안 빠른 성장을 경험하였다. 반도체 재료들 및 설계에서의 기술적 발전으로 인해 더 작고 더 복잡한 회로들이 지속적으로 생산되었다. 프로세싱 및 제조와 관련된 기술들이 또한 기술적 진보를 거듭함에 따라 이러한 재료 및 설계 진보가 가능해졌다. 반도체 진화 과정에서, 신뢰성있게 생성될 수 있는 최소 컴포넌트의 크기가 감소함에 따라, 단위 면적 당 상호연결된 디바이스들의 수가 증가하였다.
반도체 제조는 포토리소그래피 프로세스에 크게 의존하는데, 여기서 반도체 프로세싱을 겪는 웨이퍼 상에 원하는 패턴을 전사하기 위해 주어진 주파수의 광이 사용된다. 패턴을 웨이퍼 상으로 전사하기 위해, 포토마스크(또한 마스크 또는 레티클로 지칭됨)가 종종 사용된다. 포토마스크는 포토레지스트(PR) 층과 같은 웨이퍼 상의 층 상으로 원하는 패턴의 광을 허용하며, 이는 광 노출과 화학적으로 반응하여 PR의 일부 부분들을 제거하고 다른 부분들을 남긴다. 이어서, 나머지 PR은 아래에 놓인 층을 패터닝하기 위해 사용된다. 피처 크기들이 감소함에 따라, 층들을 패터닝하기 위해 포토리소그래피에 사용되는 광의 파장이 또한 감소하여, 광원으로서 극자외선(EUV) 및 위상-시프팅 마스크들의 사용과 같은 추가적인 난제들을 생성하고 기술적 진보를 필요로 한다. 포토마스크들을 개선하는 것은 특히 반도체 디바이스들 및 집적 회로들의 제조에서 패터닝된 층의 결함들이 후속 프로세싱 단계들 동안 복합될 수 있기 때문에 산업에서의 지속적인 진보를 용이하게 하는데 중요하다. 따라서, 결함 검사에 대한 개선을 포함하는 포토마스크 개선이 요구된다.
본 개시의 양상들은 첨부 도면들과 함께 읽혀질 때 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 당업계의 표준 관행에 따르면, 다양한 특징들은 축척대로 도시되지 않음을 주목한다. 실제로, 다양한 특징부의 치수는 논의의 명확성을 위해 임의적으로 증가되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 개시의 양상들에 따른 결함 검사를 위한 방법을 표현하는 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 양상들에 따른 포토마스크의 단면도이다.
도 3 내지 도 5는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양상들에 따른 다양한 스테이지들에서 포토마스크의 개략도들이다.
도 6은 본 개시의 양상들에 따른 결함 검사를 위한 방법을 표현하는 흐름도이다.
도 7 내지 도 14a는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양상들에 따른 다양한 제조 스테이지들에서 포토마스크를 예시하는 개략도들이고, 도 14b는 원하는 포토마스크를 예시하는 개략도이다.
도 15 및 도 16a는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양상들에 따른 다양한 제조 스테이지들에서 포토마스크를 예시하는 개략도들이고, 도 16b는 원하는 포토마스크를 예시하는 개략도이다.
도 17 내지 도 20은 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양상들에 따른 다양한 스테이지들에서 포토마스크의 개략도들이다.
도 21a는 포토마스크의 그레이 스케일 이미지의 일부이다.
도 21b는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양상들에 따른 계산 결과를 표현하는 그래픽 도면이다.
도 22 내지 도 24는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양상들에 따른 다양한 스테이지들에서 포토마스크의 개략도들이다.
도 25a는 포토마스크의 그레이 스케일 이미지의 일부이다.
도 25b는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양상들에 따른 계산 결과를 표현하는 그래픽 도면이다.
이하의 개시는 제공된 요지의 상이한 특징을 구현하기 위한 많은 상이한 실시예 또는 예를 제공한다. 본 개시내용을 단순화하기 위해 컴포넌트들 및 배열들의 특정 예들이 아래에서 설명된다. 이들은 물론 단지 예이며 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, 후속하는 설명에서 제2 특징부 위 또는 상의 제1 특징부의 형성은, 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉되어 형성되는 실시예들을 포함할 수 있고, 또한 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉하지 않을 수 있도록 제1 및 제2 특징부 사이에 추가적인 특징부들이 형성될 수 있는 실시예들을 포함할 수 있다. 또한, 본 개시는 다양한 예에서 참조 부호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간략화 및 명확화를 위한 것이고, 자체로, 논의되는 다양한 실시예들 및/또는 구성들 사이의 관계를 지정하는 것이 아니다.
예시적인 실시예들의 이러한 설명은, 전체 기록된 설명의 일부로 간주되어야 하는 첨부된 도면들과 관련하여 읽히도록 의도된다. 본 명세서에 개시된 실시예들의 설명에서, 방향 또는 배향에 대한 임의의 참조들은 단지 설명의 편의를 위한 것이며, 본 개시의 범위를 제한하는 임의의 방식으로 의도되지 않는다. "하부", "상부", "수평", "수직", "위", "아래", "상", "하", "최상부" 및 "바닥"과 같은 상대적인 용어들 뿐만 아니라 이들의 파생어들(예를 들어, "수평으로", "하향으로", "상향으로" 등)은 논의중인 도면에서 그렇게 설명되거나 도시된 배향을 지칭하는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 상대적 용어들은 오직 설명의 편의를 위한 것이며, 장치가 특정 배향으로 구성되거나 동작되도록 요구하지 않는다. "부착된", "첨부된", "연결된" 및 "상호연결된"과 같은 용어들은, 달리 명시적으로 설명되지 않는 한, 구조들이 개재 구조들을 통해 간접적으로 또는 직접적으로 서로 고정 또는 부착되는 관계 뿐만 아니라 이동가능하거나 견고한 부착들 또는 관계들 둘 모두를 지칭한다. 또한, 본 개시의 특징들 및 이점들은 실시예들을 참조하여 예시된다. 따라서, 본 개시는 명백히 단독으로 또는 다른 특징들의 조합들로 존재할 수 있는 특징들의 일부 가능한 비제한적 조합을 예시하는 그러한 실시예들로 제한되어서는 안되며, 본 개시의 범위는 여기에 첨부된 청구항들에 의해 정의된다.
본 개시의 넓은 범위를 설명하는 수치 범위들 및 파라미터들이 근사치들임에도 불구하고, 특정 예들에 기재된 수치 값들은 가능한 한 정밀하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 본질적으로 각각의 테스트 측정들에서 발견된 표준 편차로 인해 발생하는 특정 에러들을 본질적으로 포함한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로", "대략" 또는 "약"이라는 용어들은 일반적으로 당업자들이 고려할 수 있는 값 또는 범위 내를 의미한다. 대안적으로, "실질적으로", "대략" 또는 "약"이라는 용어들은 당업자에 의해 고려될 때 평균의 허용가능한 표준 에러 내를 의미한다. 당업자들은 허용가능한 표준 에러가 상이한 기술들에 따라 달라질 수 있음을 이해할 수 있다. 동작/작업 예들을 제외하고, 또는 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 모든 수치 범위, 양, 값 및 백분율, 예를 들어, 본 명세서에 개시된 재료들의 수량들, 시간들의 지속기간들, 온도들, 동작 조건들, 양의 비율들 등에 대한 것들은 "실질적으로", "대략" 또는 "약"이라는 용어들에 의해 모든 경우들에 수정되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 표시되지 않는 한, 본 개시 및 첨부된 청구항들에서 기재된 수치 파라미터들은 원하는 대로 달라질 수 있는 근사치들이다. 최소한, 각각의 수치 파라미터는 보고된 유효 자릿수들의 수의 관점에서 그리고 통상적인 반올림 기법들을 적용함으로써 해석되어야 한다. 범위들은 하나의 종점에서 다른 종점으로 또는 2개의 종점들 사이에 있는 것으로 본 명세서에서 표현될 수 있다. 달리 특정되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 모든 범위들은 종점들을 포함한다.
검사는 중요한 동작이며 포토마스크 제작이 완료된 후 또는 노출 동작 이후 포토마스크 결함들을 검출하기 위해 활용된다. 포토마스크 결함들은 하드 결함들과 소프트 결함들의 2가지 카테고리들로 분할될 수 있다. 세정 동작들에 의해 제거될 수 없는 결함들이 하드 결함들로 지칭되고, 세정 동작들로 제거될 수 있는 결함들이 소프트 결함들로 지칭된다. 하드 결함들은 예를 들어, 전체 균일성 변화들, 미스-사이징(miss-sizing) 또는 잘못된 배치를 포함한다. 하드 결함들이 발견되고 식별될 때, 포토마스크는 적절한 동작들을 사용하여 복구되거나 재작업될 수 있다. 일부 비교 실시예들에서, 잔류 결함들, 예를 들어, Cr 잔류 결함들이 검출되면 플라즈마 후 처리가 실행될 수 있다. 일부 비교 실시예들에서, 국부화된 하드 결함들이 발견되면 철 또는 전자 빔이 사용될 수 있다. 일부 비교 실시예들에서, 전체 미스-사이징 결함들이 발견되면, 화학적 솔루션들이 사용될 수 있다. 이어서, 마스크 품질을 보장하기 위해 복구된 또는 재작업된 포토마스크가 다시 검사된다. 그러나, 일부 비교 실시예들에서, 정전기 방전(electrostatic discharge; ESD) 결함 및 복잡한 결함과 같은 결함 유형들은 현재 검사 모델을 사용할 때 발견될 수 없다.
ESD 결함은 노출 동작 이후 나타날 수 있다. 노출 동작 동안, 또는 포토마스크의 전사 또는 저장 동안, 정전기가 생성될 수 있고, 포토마스크 상의 전기장을 형성하는 경향이 있다. 전기장이 하전된 입자들을 포토마스크로 끌어 당김에 따라, 포토마스크의 표면 상에 중화 방전 반응이 트리거링되어, 마스크 패턴을 연소시키거나 용융시킨다. ESD 결함들은 현재 검사 방법들에 의해 쉽게 검출되지 않는데, 이는, ESD 결함이 표면 상에서 인지불가능한 얇은 층으로서 형성되기 때문이다. 그 결과, 검사 툴에 의해 검출되지 않은 ESD 결함들을 갖는 포토마스크가 후속 포토리소그래피 동작에서 사용될 수 있다. 일부 비교 실시예들에서, 결함있는 포토마스크 상의 패턴은 정확하고 정밀하게 전사될 수 없다.
ESD 결함들에 추가로, 복잡한 결함이 있다. 복잡한 결함은, 제거되도록 가정된 차폐 층 또는 하드 마스크 층이 포토마스크 상에 남아 있을 때 발생한다. 복잡한 결함은 2가지 유형들을 포함한다. 하나의 유형에서, 차폐 층이 제거되어야 하는 위치에 차폐 층이 나타날 때, 차폐 층 확장 결함이 발생한다고 한다. 다른 유형의 결함에서, 포토마스크로부터 완전히 제거되도록 가정된 하드 마스크 층이 나타날 때, 하드 마스크/차폐 층 확장 결함이 나타난다고 한다. 차폐 층 확장 결함과 하드 마스크/차폐 층 확장 결함 둘 모두는 현재의 검사 툴을 사용할 때 유사한 결과들을 나타내고, 어느 유형의 층이 포토마스크 상에 남아 있는지를 검사 툴이 결정하는 것은 어렵기 때문에, 2가지 유형들의 결함들은 복잡한 결함들로 지칭된다. 차폐 층 및 하드 마스크 층은 상이한 제거 동작들에 의해 제거된다는 점에 유의해야 한다. 부적절한 제거 동작이 사용되는 경우, 제거를 위해 슬레이트된 층이 제거되지 않을 것이거나, 다른 층들이 실수로 제거될 수 있다. 검사 도구는 어느 층이 포토마스크 상에 남아 있는지를 결정할 수 없기 때문에, 부적절한 제거 동작을 회피하기 위해 추가적 검사 동작이 요구된다. 따라서, 기존의 방법은 사이클 시간 낭비를 겪는다.
따라서, 본 개시는 결함 검사를 위한 방법을 제공한다. 일부 실시예들에서, ESD 결함들을 검출하기 위한 결함 검사를 위한 방법이 수행된다. 일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법은 제1 계산을 제공한다. 제1 계산은 ESD 결함을 증폭하기 위해 사용되고, 따라서 ESD 결함의 존재가 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복잡한 결함들을 검출하기 위한 결함 검사를 위한 방법이 수행된다. 일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법은 제2 계산을 제공한다. 제2 계산은 차폐 층 확장 결함과 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 구별하는 것을 돕는다. 따라서, 적절한 제거 동작이 수행될 수 있다. 결함 검사를 위해 제공된 방법은 현재 검사 툴을 사용하여 결함들을 정밀하게 검출 및 식별할 수 있다. 따라서, 검사 신뢰도가 개선될 수 있고 검사 사이클 시간이 단축될 수 있다. 추가로, 도구 수정을 위한 추가 비용이 회피될 수 있다.
도 1은 본 개시의 양상들에 따른 결함 검사를 위한 방법(100)을 표현하는 흐름도이다. 방법(100)은 다수의 동작들(101, 102, 103, 104, 105a 및 105b)을 포함한다. 결함 검사를 위한 방법(100)은 하나 이상의 실시예들에 따라 추가로 설명될 것이다. 결함 검사를 위한 방법(100)의 동작들은 다양한 양상들의 범위 내에서 재배열되거나 달리 수정될 수 있음에 유의해야 한다. 추가적인 프로세스들이 방법(100) 이전에, 그 동안에 또는 이후에 제공될 수 있고, 일부 다른 프로세스들은 본 명세서에서 단지 간략하게 설명될 수 있음에 추가로 유의해야 한다. 따라서 본 명세서에 설명된 다양한 양상들의 범위 내에서 다른 구현들이 가능하다.
일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법은 리소그래피 시스템에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 리소그래피 시스템은 각각의 방사 소스 및 노출 모드로 리소그래피 노출 동작을 수행하도록 동작가능한 스캐너로 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 리소그래피 시스템은 광학 노출 도구, 예를 들어, I-라인(365 nm), DUV(deep ultraviolet, 약 250 미만, 그러나 더 통상적으로는 약 193 nm 내지 230 nm의 파장이 사용됨), EUV(extreme ultraviolet), 또는 X-선 노출 도구, 또는 전자 빔 기록기와 같은 하전 입자 도구를 포함할 수 있다.
본 개시의 양상들에 따른 포토마스크(PM1)의 단면도인 도 2를 참조하면, 포토마스크(PM1)는 저 열팽창 재료(low thermal expansion material; LTEM) 또는 용융 석영과 같은 적절한 재료를 갖는 투광성 기판(200)을 포함한다. 다양한 예들에서, LTEM은 TiO2-도핑된 SiO2, 또는 열팽창이 낮은 다른 적절한 재료들을 포함한다. 포토마스크(PM1)는 기판(200) 위에 형성된 위상-시프팅 층(PSL)(202)을 포함한다. 위상-시프팅 층(202)은 입사 광의 약 20 % 미만을 투과시키고 투과된 광(즉, 광-투명 기판을 통해 투과되는 광)에 대해 약 180 도의 위상 시프트를 생성하도록 형성된다. 일부 실시예들에서, 위상-시프팅 층(202)은 몰리브덴 실리사이드(MoSi), 몰리브덴-실리사이드-질화물(MoSiN), 몰리브덴 실리사이드 산질화물(MoSiON), 티타늄 질화물, 티타늄 실리콘 질화물 또는 실리콘 질화물을 포함하지만, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 포토마스크(PM1)는 위상 시프팅 층(202) 위에 차폐 층(204)을 포함할 수 있다. 차폐 층(204)은 크롬(Cr)을 포함할 수 있고, 크롬 산화물, 크롬 질화물 및 크롬 산질화물과 같은 다른 층들을 포함할 수 있다. 일부 예들은 기판(200), 위상-시프팅 층(202) 및 차폐 층(204) 각각에 사용될 수 있는 재료들로 제공되지만, 당업계에 공지된 다른 적절한 재료들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 동일하게 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 추가적으로, 포토마스크(PM1)는 도시되지는 않았지만 후면 코팅 층 및/또는 반사 방지 코팅(anti-reflective coating; ARC)과 같은 다른 층들을 포함할 수 있다. 추가로, 다른 포토마스크 구성들이 또한 포토마스크(PM1)로서 제공될 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 포토마스크(PM1)는 보호용 커버로서 기능하도록 사용되는 펠리클(pellicle)(206)을 포함할 수 있다. 펠리클(206)은 기판(200) 위의 패턴들을 손상 및/또는 오염 입자들로부터 보호할 수 있다. 펠리클(206)은 포토마스크(PM1)의 패터닝된 표면을 커버하는 프레임 상의 박막일 수 있다.
도 2를 참조하면, 노출 동작에서, 광은 포토마스크(PM1)로 지향되고 포토마스크(PM1)에 의해 반사되고, 이어서 포토마스크(PM1)에 의해 반사된 광은 웨이퍼로 지향된다. 노출 동작 동안, 펠리클(206)은 광을 흡수할 수 있다. 일부 비교 실시예들에서, 열 효과들 및 정전기가 생성될 수 있다. 결과적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 위상-시프팅 층(202)에 의해 형성된 패턴들 위에 원하지 않는 박막(208)이 형성될 수 있다. 전술된 바와 같이, 박막(208)은 ESD 결함으로 지칭된다. 일부 실시예들에서, 결함 검사 방법(100)은 노출 동작들 이후 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 동작(101)에서, 표면 및 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판이 수용된다.
일부 실시예들에서, 기판은 전술된 바와 같이 포토마스크(PM1)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은 포토마스크(PM1)의 기판(200)일 수 있고, 패턴들은 위상-시프팅 층(202)에 의해 형성될 수 있지만, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
동작(102)에서, 기판의 그레이 스케일 이미지가 획득되고, 그레이 스케일 이미지는 복수의 영역들을 포함하고, 영역들 각각은 그레이 스케일 값을 갖는다.
도 3을 참조하면, 일부 실시예들에서, 포토마스크(PM1)의 기판(200)의 표면은 광학 검사 도구에 의해 스캐닝되어 패턴의 이미지(210)이 생성된다. 일부 실시예들에서, 포토마스크(PM1)는 펠리클(206)을 제거한 후에 스캐닝될 수 있다. 일부 실시예들에서, 포토마스크(PM1)는 반사 광학 검사 도구에 의해 스캐닝될 수 있고, 따라서 반사된 광은 기판(200)의 표면으로부터 생성된다. 예시된 실시예에서, 이미지는 광학 검사 도구에 의해 생성되고, 포토마스크(PM1)의 패턴에서 패턴 요소들을 더 어두운 회색 배경에서 더 밝은 회색으로 도시한다. 즉, 획득된 이미지(210)의 상이한 부분들은 상이한 그레이 스케일 강도들을 갖고, 따라서 획득된 이미지(210)는 그레이 스케일 이미지로 지칭된다. 일부 실시예들에서, 이미지(210)는 복수의 영역들(212)로 분할되거나 정의될 수 있다. 일부 실시예들에서, 영역들(212) 각각은 실질적으로 반사 광학 검사 도구의 픽셀에 대응한다. 일부 실시예들에서, 각각의 영역(212)의 면적은 대략 55 nm2 내지 대략 500 nm2일 수 있지만, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 추가로, 이미지(210)는 영역별로 이미지의 그레이 레벨을 스케일링하기 위해 광 레벨링에 의해 그레이 레벨 이미지로 변환될 수 있다. 결과적으로, 영역들(212) 각각은 그레이 스케일 값을 획득한다.
동작(103)에서, 각각의 영역(212)의 그레이 스케일 값은, 제1 그룹(G1), 제2 그룹(G2) 및 제N 그룹(GN)을 정의하기 위해 그레이 스케일 기준과 비교되고, 제1 그룹(G1), 제2 그룹(G2) 및 제N 그룹(GN) 각각은 적어도 영역(212)을 갖고, 제1 그룹(G1) 내의 영역(212)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제1 차이를 갖고, 제2 그룹(G2) 내의 영역(212)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제2 차이를 갖고, 제N 그룹(GN) 내의 영역(212)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제N 차이를 갖는다.
일부 실시예들에서, 이미지 표준 또는 골든 이미지가 제공될 수 있다. 표준 또는 골든 이미지는 포토마스크(PM1)의 패턴이 동일하도록 가정되는 타겟 패턴을 포함할 수 있다. 표준 또는 골든 이미지는 복수의 영역들로 정의되거나 분할될 수 있다. 후속적으로, 골든 이미지는 표준 또는 골든 이미지를 스케일링하기 위한 광 레벨링을 사용하여 변환되어 영역별 그레이 스케일 기준 영역이 획득될 수 있다. 전술된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 골든 이미지의 각각의 영역은 실질적으로 반사 광학 검사 도구의 픽셀에 대응한다. 일부 실시예들에서, 그레이 스케일 기준은 결함 검사 도구의 데이터베이스로부터 획득될 수 있다. 결과적으로, 그레이 스케일 기준은 또한 복수의 그레이 스케일 값들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 포토마스크(PM1)의 이미지(210)에서 영역들(212) 각각의 그레이 스케일 값은 그레이 스케일 기준의 그레이 스케일 값들 중 하나와 비교된다. 일부 실시예들에서, 포토마스크의 영역(212)의 그레이 스케일 값은 그레이 스케일 기준의 대응하는 영역의 그레이 스케일 값과 비교된다. 따라서, 포토마스크(PM1)의 영역들(212) 각각의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준의 대응 영역의 그레이 스케일 값 사이의 차이가 획득된다. 도 4를 참조하면, 영역들(212) 각각은 차이를 갖는다.
도 5를 참조하면, 영역들(212)은 그 차이에 따라 제1 그룹(G1), 제2 그룹(G2) 및 제N 그룹으로 각각 그룹화된다. 일부 실시예들에서, 영역들(212)의 그룹화는 표 1에 따라 수행될 수 있다:
Figure pat00001
표 1에 나타난 바와 같이, 범위들이 제공되고, 동일한 범위 내의 차이들을 갖는 영역들(212)은 동일한 그룹으로 그룹화된다. 일부 실시예들에서, 제1 그룹(G1), 제2 그룹(G2) 및 제N 그룹(GN) 각각은 적어도 영역(212)을 갖는다. 제1 그룹(G1) 내의 영역(212)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제1 차이를 갖고, 제2 그룹(G2) 내의 영역(212)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제2 차이를 갖고, 제N 그룹(GN) 내의 영역(212)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제N 차이를 갖는다. 일부 실시예들에서, 표 1에 나타난 바와 같이, 제1 차이는 제2 차이 미만이고, 제(N-1) 차이는 제N 차이 미만이다.
동작(104)에서, 스코어를 획득하기 위해, 제1 차이, 제2 차이 및 제N 차이에 따른 계산이 수행된다. 일부 실시예들에서, 계산은, 수식 (1)
Figure pat00002
(1)
에 따라 수행되고, WS는 스코어이고, G는 제1 영역(G1), 제2 영역(G2), 제3 영역(G3) 및 제N 영역(GN) 내의 개별적인 그레이 값이고, e1은 제1 가중치 팩터이고, e2는 제2 가중치 팩터이고, en은 제N 가중치 팩터이다.
일부 실시예들에서, 제1 가중치 팩터(e1), 제2 가중치 팩터(e2) 및 제N 가중치 팩터(en)는 표 1에 의해 제공되는 가중치 팩터들일 수 있지만, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 이러한 실시예들에서, 제1 가중치 팩터(e1)는 제2 가중치 팩터(e2) 미만이고, 제(N-1) 가중치 팩터(e(n-1))는 제N 가중치(en) 팩터 미만이다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 도 5에 도시된 바와 같은 차이들은 계산에서 사용될 수 있다.
Figure pat00003
수식 (1)에 따르면, 스코어 WS는 앞서 나타낸 바와 같이 획득된다.
동작(105a)에서, 스코어(WS)가 소정 값 초과일 때, 기판은 ESD 결함을 갖는 것으로 결정된다. 동작(105b)에서, 스코어가 그 값 미만일 때, 기판은 ESD 결함을 갖지 않는 것으로 결정된다.
일부 실시예들에서, 값은 0.92일 수 있다. 이러한 실시예들에서, 전술된 바와 같이 0.921인 스코어(WS)는 그 값 초과이고, 따라서 포토마스크(PM1)는 ESD 결함을 갖는 것으로 결정된다.
이미지(210)의 영역들(212)의 그레이 스케일 값들과 그레이 스케일 기준의 그레이 스케일 값들 사이의 차이는 노출 동작 이후 포토마스크(PM1) 상의 패턴들의 표면 조건과 포토마스크(PM1)의 원래 표면 조건 또는 포토마스크(PM1)의 표준 표면 조건 사이의 변동을 나타낼 수 있음에 유의해야 한다. 더 큰 차이는 검사되는 포토마스크(PM1)의 표면 조건이 작은 차이를 나타내는 유사한 비교에서 발견된 것보다 원래 표면 조건과 더 상이하다는 것을 표시할 수 있다. 추가로, 그레이 스케일 값에 가중치 팩터를 곱함으로써 더 큰 차이가 증폭될 수 있다. 결과적으로, ESD 결함은 쉽게 검출될 수 있다.
일부 실시예들에서, 기판이 ESD 결함을 갖는 것으로 결정될 때 에어리얼 이미지 측정 시스템(aerial image measurement system; AIMS)이 사용된다. AIMS는 광학 근접 보정(optical proximity correction; OPC), 마스크 에러 향상 팩터(mask error enhancement factor; MEEF) 및 마스크 3D 효과 정보를 포함하지만 이에 제한되지 않는 것에 의해 기판, 즉, 포토마스크 기판 상의 노출 결과를 시뮬레이션하는 능력을 제공할 수 있는 측정 방법론이다. 일부 실시예들에서, AIMS는 ESD 결함을 더블 체크하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 포토마스크(PM1)가 ESD 결함을 갖지 않는다는 결정은, 박막이 패턴(즉, 위상 시프팅 층(202)) 위에 형성되지 않았음을 표시해야 하지만; 이러한 박막은 패턴 위에 형성되었을 수 있지만 반사를 변경하기에 충분히 두껍지 않고 따라서 검출되지 않을 수 있다. 결과적으로, 포토마스크(PM1)는 후속 노출 동작에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 포토마스크(PM1)가 ESD 결함을 갖는다는 결정은, 박막이 패턴(즉, 위상-시프팅 층(202)) 위에 형성되었을 수 있고, 박막은 반사를 변경하기에 충분히 두껍고, 따라서 노출 결과가 부정적인 영향을 받을 수 있음을 나타낸다. 결과적으로, ESD 결함을 갖는 것으로 결정된 포토마스크(PM1)는 후속 노출 동작으로부터 제거되고, 박막을 제거하기 위해 적절한 동작이 수행될 수 있다.
전술된 바와 같이, ESD 결함은 포토마스크(PM1)의 패턴 표면 위에 박막이 형성될 때 발생한다. ESD 결함은 구별가능하지 않을 수 있지만 노출 동작에서 여전히 심각한 문제를 초래할 수 있다. 영역들(212)을 제1 그룹(G1), 제2 그룹(G2) 및 제N 그룹(GN)으로 그룹화하고, 상이한 그룹들에 대해 상이한 가중치 팩터들을 제공함으로써, ESD 결함을 갖는 그룹들이 증폭되어 보다 쉽게 식별될 수 있다. 추가로, 수식(1)을 이용한 계산을 제공함으로써, 전체 표면의 조건을 표현할 수 있는 스코어(WS)가 용이하게 획득될 수 있다. 또한, 스코어(WS)가 그 값 초과일 때 ESD 결함이 검출될 수 있다. 일부 실시예들에서, 값은 조정가능하다. 요컨대, 결함 검사 방법(100)은 현재 검사 도구를 사용하여 ESD 결함을 검출하기 위해 수행될 수 있다. 결함 검사 방법(100)은 (수식 (1)에 도시된 바와 같이) 가중치 모델을 제공하기 때문에, ESD 결함들이 증폭되고 용이하게 검출될 수 있다.
도 6은 본 개시의 양상들에 따른 결함 검사를 위한 방법(300)을 표현하는 흐름도이고, 도 7 내지 도 14a는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양상들에 따른 다양한 스테이지들에서 포토마스크를 예시하는 개략도들이고, 도 14b는 원하는 포토마스크를 예시하는 개략도이고, 도 15 및 도 16a는 하나 이상의 실시예들에서 본 개시의 양상들에 따른 다양한 스테이지들에서 포토마스크를 예시하는 개략도들이고, 도 16b는 원하는 포토마스크를 예시하는 개략도이다. 방법(300)은 다수의 동작들(301, 302, 303, 304, 305, 306, 307a 및 307b)을 포함한다. 결함 검사를 위한 방법(300)은 하나 이상의 실시예들에 따라 추가로 설명될 것이다. 결함 검사를 위한 방법(300)의 동작들은 다양한 양상들의 범위 내에서 재배열되거나 달리 수정될 수 있음에 유의해야 한다. 추가적인 프로세스들이 방법(300) 이전에, 그 동안에 또는 이후에 제공될 수 있고, 일부 다른 프로세스들은 본 명세서에서 단지 간략하게 설명될 수 있음에 추가로 유의해야 한다. 따라서 본 명세서에 설명된 다양한 양상들의 범위 내에서 다른 구현들이 가능하다.
일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법(300)은 포토마스크 제조 동작들 이후 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법(300)은 위상-시프트 포토마스크 제조 동작들 이후 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법(300)은 하드 마스크 감쇠 위상 시프트 마스크(hard mask attenuated phase shift mask; HMAPSM) 제조 동작들 이후 수행될 수 있다.
방법(100) 및 방법(300)에서 동일한 요소들은 동일한 재료들을 포함할 수 있고, 따라서 간략화를 위해 반복된 설명들은 생략됨에 유의해야 한다.
도 7을 참조하면, 일부 실시예들에서, 포토마스크 제조 동작은 하기 동작들을 포함할 수 있다. 기판(400)이 제공된다. 기판(400)은 투광성 기판일 수 있다. 위상-시프팅 층(402)이 기판(400) 상에 형성될 수 있다. 위상-시프팅 층(402)의 증착은 원자 층 증착(atomic layer deposition; ALD), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition; CVD), 물리 기상 증착(physical vapor deposition; PVD), 펄스형 레이저 증착(pulsed laser deposition; PLD), 스퍼터링(sputtering), 스핀-온 증착(spin-on deposition; SOD) 등 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광원의 파장에 기초하여, 위상-시프팅 층(402)의 두께는 대략 40 nm 내지 대략 100 nm이다. 일부 실시예들에서, 더 크거나 더 작은 두께는 위상 시프트로부터의 편차를 π만큼 증가시켜 패턴 분해능을 감소시킨다. 그러나, 당업자는 위상-시프팅 층(402)의 두께가 프로세스 동안 선택된 재료의 투과율, 광원의 파장 및 초점 깊이(depth of focus; DOF)에 의해 결정된다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위상-시프팅 층(402)이 몰리브덴 및 실리콘 산질화물을 포함하는 경우, 위상-시프팅 층(402)의 두께는 대략 60 nm 내지 대략 70 nm일 수 있다.
도 7을 계속 참조하면, 차폐 층(404)이 위상-시프팅 층(402) 상에 형성된다. 일부 실시예들에서, 차폐 층(404)은 입사 광의 약 90 % 초과, 보다 바람직하게는 약 99 % 초과를 통과하지 못하게 차단하기에 충분한 두께의 광 차단 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 차폐 층(404)은 당업계에 공지된 바와 같이 접착제 층(도시되지 않음) 위에 형성된 적층된 층들, 예를 들어 Cr 층을 포함할 수 있다. 차폐 층(404)의 전체 두께는 후속 에칭 동작에서 원하는 광 투과 특성 및 에칭 레이트에 의존한다. 일반적으로, 차폐 층(404)의 두께는 약 500 옹스트롬 내지 약 1500 옹스트롬의 범위이고, 종래의 CVD, PECVD 또는 PVD 증착 방법들에 의해 형성될 수 있다.
하드 마스크 층(405)이 차폐 층(404) 위에 형성된다. 일부 실시예들에서, 하드 마스크 층(405)은 실리콘 질화물, 실리콘 카바이드, 실리콘 산질화물, 실리콘 옥시카바이드 또는 다른 적절한 재료를 포함한다. 하드 마스크 층(405)의 증착은 ALD, CVD, PVD, PLD, 스퍼터링, SOD 등 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 실시예들에서, 포토리소그래피 프로세스의 개선을 돕기 위해, 하드 마스크 층(405)은 반사 방지 특성을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 하드 마스크 층(405)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 카바이드, 또는 다른 적절한 재료들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하드 마스크 층(405)은 단일 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하드 마스크 층(405)은 다수의 층들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하드 마스크 층(405)의 두께는 대략 5 nm 내지 대략 25 nm이다. 일부 실시예들에서, 두 큰 두께는 기능에서의 상당한 개선 없이 제조 비용을 증가시킨다. 일부 실시예들에서, 더 작은 두께는 오버-에칭의 위험을 증가시켜 위상 시프터에 대한 손상을 초래한다. 후속적으로, 패터닝된 포토레지스트(407)는 감광성 재료 층을 증착하고 e-빔 기록, 레이저 기록, 자외선(UV), EUV 또는 다른 적절한 프로세스와 같은 포토리소그래피 프로세스를 수행함으로써 형성된다.
도 8을 참조하면, 패터닝된 포토레지스트 층(407)의 패턴은 하드 마스크 층(405)에 전사된다. 전사 이후, 패터닝된 포토레지스트 층(407)은 제거된다. 도 9를 참조하면, 패터닝된 포토레지스트 층(407)의 제거 이후, 에칭 동작이 수행되어 패터닝된 하드 마스크 층(405)을 통해 차폐 층(404) 및 위상-시프팅 층(402)을 에칭한다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 차폐 층(404) 및 위상-시프팅 층(402)의 에칭 이후, 하드 마스크 층(405)이 제거되고, 다른 포토레지스트 층(409)이 기판(400) 위에 형성된다. 도 12를 참조하면, 패터닝된 포토레지스트 층(409')을 형성하기 위해 포토리소그래피 동작이 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 포토리소그래피 동작에 의해 제거되도록 가정되는 패터닝된 포토레지스트 층(409')의 일부는 차폐 층(404) 상에 남겨질 수 있고, 도 12에 도시된 바와 같이, 잔류물(409r)로 지칭될 수 있다. 도 13을 참조하면, 일부 실시예들에서, 차폐 층(404)의 부분들은 패터닝된 포토레지스트 층(409')을 통해 제거된다.
도 14a를 참조하면, 위상-시프팅 층(402)의 부분들을 제거한 후, 패터닝된 포토레지스트 층(409')이 제거된다. 일부 비교 실시예들에서, 패터닝된 포토레지스트 층(409')을 제거하는 동안 잔류물(409r)이 제거될 수 있고, 도 14a에 도시된 바와 같이 포토마스크(PM2)가 획득된다. 잔류물(409r)은 차폐 층(404)의 일부의 제거를 방해할 수 있기 때문에, 제거되도록 가정되는 차폐 층의 일부가 기판(400) 상에 남겨질 수 있다. 도 14a 및 14b를 참조하면, 도 14b는 원하는 포토마스크(d-PM)를 예시하는 개략도이며, 일부 비교 실시예들에서, 차폐 층의 남은 부분(408a)은 원하는 포토마스크(d-PM)와 비교될 때 차폐 층 확장 결함으로 지칭될 수 있다. 전술된 바와 같이, 차폐 층 확장 결함(408a)은 복잡한 결함들 중 하나이다.
차폐 층 확장 결함 이외에, 복잡한 결함들은 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 더 포함한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 일부 비교 실시예들에서, 패터닝된 포토레지스트 층(407)의 패턴의 전사 및 패터닝된 포토레지스트 층(407)의 제거 이후 패터닝된 포토레지스트 층(407)의 잔류물(407')이 하드 마스크 층(405) 상에 남겨질 수 있다.
잔류물(407')은 후속 에칭 동작들을 방해할 수 있고, 따라서 제거되도록 예상되는 하드 마스크 층(405)의 일부(405') 및 차폐 층(404)의 일부(404')는 기판(400) 위에 남아 있게 된다. 도 16a 및 도 16b를 참조하면, 도 16b는 원하는 포토마스크(d-PM)를 예시하는 개략도이며, 일부 비교 실시예들에서, 하드 마스크 층(405)의 남은 부분들(405') 및 차폐 층(404)의 남은 부분(404')은 함께 박막(408b)으로 지칭될 수 있고, 이러한 박막(408b)은 원하는 포토마스크(d-PM)와 비교할 때 하드 마스크/차폐 층 확장 결함으로 지칭된다.
동작(301)에서, 표면 및 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판이 수용된다.
일부 실시예들에서, 기판은 전술된 바와 같이 포토마스크(PM2)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판은 도 14a 또는 도 16a에 도시된 바와 같이 포토마스크(PM2)의 기판(400)일 수 있고, 패턴들은 위상-시프팅 층(402)에 의해 형성될 수 있지만, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
동작(302)에서, 기판의 그레이 스케일 이미지가 획득되고, 그레이 스케일 이미지는 복수의 영역들을 포함하고, 영역들 각각은 그레이 스케일 값을 갖는다.
도 17을 참조하면, 일부 실시예들에서, 포토마스크(PM2)의 기판(400)의 표면은 광학 검사 도구에 의해 스캐닝되어 패턴의 이미지(410)이 생성된다. 일부 실시예들에서, 포토마스크(PM2)는 반사 광학 검사 도구에 의해 스캐닝될 수 있고, 따라서 반사된 광은 기판(400)의 표면으로부터 생성된다. 예시된 실시예에서, 이미지는 광학 검사 도구에 의해 생성되고, 포토마스크(PM2)의 패턴에서 패턴 요소들을 더 어두운 회색 배경에서 더 밝은 회색으로 도시한다. 즉, 획득된 이미지(410)의 상이한 부분들은 상이한 그레이 스케일 강도들을 갖고, 따라서 획득된 이미지(410)는 그레이 스케일 이미지로 지칭된다. 일부 실시예들에서, 이미지(410)는 복수의 영역들(412)로 분할되거나 정의될 수 있다. 일부 실시예들에서, 영역들(412) 각각은 실질적으로 반사 광학 검사 도구의 픽셀에 대응한다. 일부 실시예들에서, 영역들(412)은 서로 수직인 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)를 따라 정의될 수 있다. 일부 실시예들에서, 영역들(412)은 열들 및 행들을 갖는 어레이를 형성하도록 정의될 수 있지만, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 추가로, 이미지(410)는 영역별로 이미지의 그레이 레벨을 스케일링하기 위해 광 레벨링에 의해 그레이 레벨 이미지로 변환될 수 있다. 결과적으로, 영역들(412) 각각은 그레이 스케일 값을 획득한다.
동작(303)에서, 잠재적 결함 영역을 식별하기 위해 기판의 그레이 스케일 이미지는 그레이 스케일 기준과 비교된다.
도 18을 참조하면, 각각의 영역(412)의 그레이 스케일 값이 그레이 스케일 기준과 비교된다. 일부 실시예들에서, 이미지 표준 또는 골든 이미지가 제공될 수 있다. 표준 또는 골든 이미지는 원하는 포토마스크(d-PM)의 이미지일 수 있다. 표준 또는 골든 이미지는 복수의 영역들로 정의되거나 분할될 수 있다. 후속적으로, 표준 또는 골든 이미지는 표준 또는 골든 이미지를 스케일링하기 위한 광 레벨링에 의해 변환되어 영역별 그레이 스케일 기준 영역이 획득될 수 있다. 전술된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 골든 이미지의 각각의 영역은 실질적으로 반사 광학 검사 도구의 픽셀에 대응한다. 일부 실시예들에서, 그레이 스케일 기준은 결함 검사 도구의 데이터베이스로부터 획득될 수 있다. 결과적으로, 그레이 스케일 기준은 또한 복수의 그레이 스케일 값들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 포토마스크(PM2)의 이미지(410)에서 각각의 영역(412)의 그레이 스케일 값은 그레이 스케일 기준의 그레이 스케일 값과 비교된다. 일부 실시예들에서, 포토마스크(PM2)의 각각의 영역(412)의 그레이 스케일 값은 그레이 스케일 기준의 대응하는 영역의 그레이 스케일 값과 비교된다. 따라서, 포토마스크(PM2)의 각각의 영역(412)의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준의 대응 영역의 그레이 스케일 값 사이의 차이가 획득된다. 도 18을 참조하면, 영역들(412) 각각은 차이를 갖는다. 추가로, 차이가 소정 값 초과일 때, 그 값 초과의 차이를 갖는 영역은 잠재적 결함 영역(414)으로 인식될 수 있다. 일부 실시예들에서, 잠재적 결함 영역(414)은 도 18에 도시된 바와 같이 하나 이상의 영역들(412)을 포함할 수 있다.
동작(304)에서, 잠재적 결함 영역은 결함 영역을 정의하도록 확대된다.
도 19에 도시된 바와 같이, 잠재적 결함 영역(414)이 확대된다. 일부 실시예들에서, 영역들(412)은 전술된 바와 같이 열들 및 행들을 따라 배열되고, 잠재적 결함 영역(414)은 값 초과의 차이들을 갖는 영역들(412)을 포함할 수 있고, 이러한 영역들은 또한 열들 및 행들을 형성하도록 배열된다. 이러한 실시예들에서, 잠재적 결함 영역(414)은 우측에 적어도 하나의 열 및 좌측에 하나의 열을 포함하도록 확대된다. 유사하게, 잠재적 결함 영역(414)은 상부 측에 적어도 하나의 행 및 하부 측에 하나의 행을 포함하도록 확대된다. 결과적으로, 결함 영역(416)은 잠재적 결함 영역(414)보다 크게 제조된다. 추가로, 결함 영역(416)은 제1 방향(D1)을 따른 폭 및 제2 방향(D2)을 따른 길이를 갖는다. 일부 실시예들에서, 폭 및 길이는 실질적으로 동일하다. 일부 실시예들에서, 결함 영역(416)의 면적은 대략 2×2 ㎛2 내지 0.1×0.1 ㎛2로 확대된다. 결함 영역(416)이 2×2 ㎛2 미만 또는 10×10 ㎛2 초과이면, 후속 설명에서 설명되는 결함 검사에 영향을 미칠 수 있음에 유의해야 한다.
동작(305)에서, 제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹이 정의되고, 제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹 각각은 적어도 제1 영역 또는 적어도 제2 영역을 갖고, 동일한 그룹 내의 영역들은 동일한 범위 내의 차이들을 갖고, 상이한 그룹들 내의 영역들은 상이한 범위들의 차이들을 갖는다.
도 20에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 영역들(412)은 차이들에 따라 제1 그룹(G1) 및 제2 그룹(G2)으로 그룹화된다. 일부 실시예들에서, 차이에 따른 영역들(412)의 그룹화는 전술된 표 1에 따라 수행될 수 있다:
표 1에 따르면, 범위들이 제공되고, 동일한 범위 내의 차이들을 갖는 영역들(412)은 동일한 그룹으로 그룹화된다. 일부 실시예들에서, 제1 그룹(G1) 및 제2 그룹(G2) 각각은 적어도 영역(412)을 갖는다. 추가로, 동일한 그룹 내의 영역들(412)은 동일한 범위 내의 차이들을 갖고, 상이한 그룹들 내의 영역들(412)은 상이한 범위들의 차이들을 갖는다. 예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 그룹(G1) 내의 영역(414)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제1 차이를 갖고, 제2 그룹(G2) 내의 영역(412)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제2 차이를 갖는다. 일부 실시예들에서, 표 1에 나타난 바와 같이, 제1 차이의 절대 값은 제2 차이의 절대 값 미만이고, 제(N-1) 차이의 절대 값은 제N 차이의 절대 값 미만이다.
동작(306)에서, 스코어를 획득하기 위해 제1 계산이 수행된다. 일부 실시예들에서, 제1 계산은, 수식 (2)
Figure pat00004
(2)
에 따라 수행되고, WS는 스코어이고, G는 제1 영역(G1), 제2 영역(G2), 제3 영역(G3) 및 제N 영역(GN) 내의 개별적인 그레이 값이고, e1은 제1 가중치 팩터이고, e2는 제2 가중치 팩터이고, en은 제N 가중치 팩터이다. 일부 실시예들에서, 표 1에 나타난 바와 같이, 제1 가중치 팩터(e1)는 제2 가중치 팩터(e2) 미만이고, 제(N-1) 가중치 팩터(e(n-1))는 제N 가중치(en) 팩터 미만이다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 도 20에 도시된 바와 같은 차이들은 계산에서 사용될 수 있다:
Figure pat00005
수식 (2)에 따르면, 스코어 WS는 전술된 바와 같이 획득된다.
동작(307a)에서, 스코어(WS)가 소정 값 초과일 때, 기판은 복잡한 결함을 갖는 것으로 결정된다. 동작(307b)에서, 스코어가 그 값 미만일 때, 기판은 복잡한 결함을 갖지 않는 것으로 결정된다.
일부 실시예들에서, 값은 0.92일 수 있다. 따라서, 스코어(WS)가 0.92 초과인 0.949일 때, 복잡한 결함이 존재하는 것으로 결정된다. 이미지(410)의 영역(412)의 그레이 스케일 값들과 그레이 스케일 기준의 그레이 스케일 값들 사이의 차이는 제조 동작들 이후 포토마스크(PM2) 상의 패턴들의 표면 조건과 원하는 포토마스크(d-PM)의 원하는 표면 조건 사이의 변동을 나타낼 수 있음에 유의해야 한다. 더 큰 차이는 검사되는 포토마스크(PM2)의 표면 조건이 더 작은 차이를 나타내는 유사한 비교에서 발견된 것과 더 상이하다는 것을 표시할 수 있다. 추가로, 그레이 스케일 값에 가중치 팩터를 곱함으로써 더 큰 차이가 증폭될 수 있다. 결과적으로, 복잡한 결함은 존재하는 것으로 쉽게 결정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 기판이 ESD 결함을 갖는 것으로 결정될 때 에어리얼 이미지 측정 시스템(AIMS)이 사용된다. AIMS는 광학 근접 보정(OPC), 마스크 에러 향상 팩터(MEEF) 및 마스크 3D 효과 정보를 포함하지만 이에 제한되지 않는 것에 의해 기판, 즉, 포토마스크 기판 상의 노출 결과를 시뮬레이션하는 능력을 제공할 수 있는 측정 방법론이다. 일부 실시예들에서, AIMS는 복잡한 결함을 더블 체크하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법(300)은 추가적 동작들(308, 309a 및 309b)을 포함할 수 있다. 이러한 동작들은 하나 이상의 실시예들에 따라 추가로 설명될 것이다. 결함 검사를 위한 방법(300)의 동작들은 다양한 양상들의 범위 내에서 재배열되거나 달리 수정될 수 있음에 유의해야 한다. 추가적인 프로세스들이 방법(300) 이전에, 그 동안에 또는 이후에 제공될 수 있고, 일부 다른 프로세스들은 본 명세서에서 단지 간략하게 설명될 수 있음에 추가로 유의해야 한다. 따라서, 본 명세서에 설명된 다양한 양상들의 범위 내에서 다른 구현들이 가능하다.
동작(308)에서, 그래픽 도면을 획득하기 위해 제2 계산이 수행된다.
일부 실시예들에서, 제2 계산은 수식 (2)의 1차 도함수이다. 일부 실시예들에서, 제2 계산의 결과를 표현하는 그래픽 도면은 도 21b에 도시된 바와 같이 획득될 수 있다. 도 21b에서, 가로좌표는 제1 및 제2 계산들에서 사용되는 영역들(412)의 위치들을 표시하고, 세로좌표는 그레이 스케일 값들을 표시한다.
동작(309a)에서, 2개의 피크들이 그래픽 도면에 도시될 때, 기판은 차폐 층 확장 결함을 갖는 것으로 결정된다. 동작(309b)에서, 2개 초과의 피크들이 그래픽 도면에 도시될 때, 기판은 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 갖는 것으로 결정된다.
도 21b에 도시된 바와 같이, 그래픽 도면에 도시된 2개의 피크들이 존재하기 때문에, 포토마스크(PM2)는 차폐 층 확장 결함을 갖는 것으로 결정된다. 따라서, 복잡한 결함이 존재하는 것으로 결정될 뿐만 아니라 복잡한 결함의 유형(즉, 차폐 층 확장 결함)이 또한 식별될 수 있다.
전술된 바와 같이, 차폐 층 확장 결함이 식별된 후, 차폐 층 확장 결함을 더블 체크하기 위해 AIMS가 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 불필요한 차폐 층을 제거하기 위한 추가적인 동작들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 제거 동작이 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, Cl2, SnCl4, NOCl, NO2Cl, CCl4 또는 다른 적절한 가스들을 포함하는 에칭 가스들이 제거 동작들에서 사용될 수 있다.
추가로, 결함 검사를 위한 방법(300)은 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 동작들(301 내지 303)은 도 22에 도시된 바와 같이 다른 실시예들에서 잠재적 결함 영역을 식별하기 위해 수행될 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 잠재적 결함 영역(414)은 동작(304)에서 확대된다. 일부 실시예들에서, 영역들(412)은 전술된 바와 같이 열들 및 행들을 따라 배열되고, 잠재적 결함 영역(414)은 값 초과의 차이들을 갖는 영역들(412)을 포함할 수 있고, 이러한 영역들(412)은 또한 열들 및 행들을 형성하도록 배열된다. 이러한 실시예들에서, 잠재적 결함 영역(414)은 우측에 적어도 하나의 열 및 좌측에 하나의 열을 포함하도록 확대된다. 유사하게, 잠재적 결함 영역(414)은 상부 측에 적어도 하나의 행 및 하부 측에 하나의 행을 포함하도록 확대된다. 결과적으로, 결함 영역(416)은 잠재적 결함 영역(414)보다 크다. 추가로, 결함 영역(416)은 제1 방향(D1)을 따른 폭 및 제2 방향(D2)을 따른 길이를 갖는다. 일부 실시예들에서, 폭 및 길이는 서로 실질적으로 동일하다. 일부 실시예들에서, 결함 영역(416)의 면적은 대략 2×2 ㎛2 내지 0.1×0.1 ㎛2로 확대된다. 결함 영역(416)이 2×2 ㎛2 미만 또는 10×10 ㎛2 초과이면, 후속 설명에서 설명되는 바와 같이 결함 검사가 영향받을 수 있음에 유의해야 한다.
동작(305)에서, 제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹이 정의되고, 제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹 각각은 적어도 제1 영역 또는 적어도 제2 영역을 갖고, 동일한 그룹 내의 영역들은 동일한 범위 내의 차이들을 갖고, 상이한 그룹들 내의 영역들은 상이한 범위들의 차이들을 갖는다.
도 24에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 영역들(412)은 차이들에 따라 제1 그룹(G1), 제2 그룹(G2) 및 제3 그룹(G3)으로 그룹화된다. 일부 실시예들에서, 차이들에 따른 영역들(412)의 그룹화는 전술된 표 1에 따라 수행될 수 있다:
표 1에 따르면, 범위들이 제공되고, 동일한 범위 내의 차이들을 갖는 영역들(412)은 동일한 그룹으로 그룹화된다. 일부 실시예들에서, 제1 그룹(G1), 제2 그룹(G2) 및 제N 그룹(GN) 각각은 적어도 영역(412)을 갖는다. 추가로, 동일한 그룹 내의 영역들(412)은 동일한 범위 내의 차이들을 갖고, 상이한 그룹들 내의 영역들(412)은 상이한 범위들의 차이들을 갖는다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이, 제1 그룹(G1) 내의 영역(414)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제1 차이를 갖고, 제2 그룹(G2) 내의 영역(412)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제2 차이를 갖고, 제3 그룹(G3) 내의 영역(414)은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제3 차이를 갖는다. 일부 실시예들에서, 표 1에 나타난 바와 같이, 제1 차이의 절대 값은 제2 차이의 절대 값 미만이고, 제(N-1) 차이의 절대 값은 제N 차이의 절대 값 미만이다.
동작(306)에서, 스코어를 획득하기 위해 제1 계산이 수행된다. 일부 실시예들에서, 제1 계산은, 수식 (2)
예를 들어, 일부 실시예들에서, 도 24에 도시된 바와 같은 차이들은 제1 계산에서 사용될 수 있다:
Figure pat00006
수식 (2)에 따르면, 스코어 WS는 전술된 바와 같이 획득된다.
동작(307a)에서, 스코어(WS)가 소정 값 초과일 때, 기판은 복잡한 결함을 갖는 것으로 결정된다. 동작(307b)에서, 스코어가 그 값 미만일 때, 기판은 복잡한 결함을 갖지 않는 것으로 결정된다.
일부 실시예들에서, 값은 0.92일 수 있다. 따라서, 스코어(WS)가 0.92 초과인 0.93일 때, 기판은 복잡한 결함을 갖는 것으로 결정된다. 이미지(410)의 영역들(412)의 그레이 스케일 값들과 그레이 스케일 기준의 그레이 스케일 값들 사이의 차이는 제조 동작들 이후 포토마스크(PM2) 상의 패턴들의 표면 조건과 원하는 포토마스크(d-PM)의 원하는 표면 조건 사이의 변동을 나타낼 수 있음에 유의해야 한다. 더 큰 차이는 검사되는 포토마스크(PM2)의 표면 조건이 더 작은 차이를 나타내는 유사한 비교에서 발견된 원하는 포토마스크(d-PM)의 원하는 표면 조건과 더 상이하다는 것을 표시할 수 있다. 추가로, 그레이 스케일 값에 가중치 팩터를 곱함으로써 더 큰 차이가 증폭될 수 있다. 결과적으로, 복잡한 결함은 쉽게 식별될 수 있다.
일부 실시예들에서, 기판이 복잡한 결함을 갖는 것으로 결정될 AIMS가 사용된다. AIMS는 OPC, MEEF 및 마스크 3D 효과 정보를 포함하지만 이에 제한되지 않는 것에 의해 기판, 즉, 포토마스크 기판 상의 노출 결과를 시뮬레이션하는 능력을 갖는 측정 방법론이다. 일부 실시예들에서, AIMS는 복잡한 결함을 더블 체크하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 그래픽 도면을 획득하기 위해 제2 계산이 수행되는 동작(308)이 수행된다.
일부 실시예들에서, 제2 계산은 수식 (2)의 1차 도함수이다. 일부 실시예들에서, 제2 계산의 결과를 도시하는 그래픽 도면은 도 25b에 도시된 바와 같이 획득될 수 있다. 도 25b에서, 가로좌표는 제1 및 제2 계산들에서 사용되는 영역들(412)의 위치들을 표시하고, 세로좌표는 그레이 스케일 값들을 표시한다.
동작(309a)에서, 2개의 피크들이 그래픽 도면에 도시될 때, 기판은 차폐 층 확장 결함을 갖는 것으로 결정된다. 동작(309b)에서, 2개 초과의 피크들이 그래픽 도면에 도시될 때, 기판은 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 갖는 것으로 결정된다.
도 25b에 도시된 바와 같이, 그래픽 도면에 도시된 2개 초과의 피크들(즉, 4개의 피크들)이 존재하기 때문에, 포토마스크(PM2)는 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 갖는 것으로 결정된다.
전술된 바와 같이, 하드 마스크/차폐 층 확장 결함이 존재하는 것으로 결정된 후, 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 더블 체크하기 위해 AIMS가 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 불필요한 하드 마스크 층 및 차폐 층을 제거하기 위한 추가적인 동작들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 불필요한 하드 마스크 층을 제거하기 위해 제1 제거 동작이 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, F2, CF4, SF6, SnF4, XeF2, I2 또는 다른 적절한 가스들을 포함하는 에칭 가스들이 제거 동작들에서 사용될 수 있다. 추가로, 불필요한 차폐 층을 제거하기 위한 제2 제거 동작이 수행될 수 있다. 제2 제거 동작에서 사용되는 에칭 가스들은 전술된 것들과 유사할 수 있고, 따라서 반복된 설명들은 간략화를 위해 생략된다.
추가적으로, 포토마스크(PM2)가 복잡한 결함을 갖지 않는다는 결정은, 박막(408a 및/또는 408b)이 패턴(즉, 위상-시프팅 층(402)) 위에 형성되지 않았음을 표시해야 하지만; 이러한 박막(408a 및/또는 408b)은 실제로는 패턴 위에 형성되었을 수 있지만 반사를 변경하기에 충분히 두껍지 않고 따라서 검출되지 않을 수 있다. 결과적으로, 포토마스크(PM2)는 후속 노출 동작에서 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 포토마스크(PM2)가 복잡한 결함을 갖는다는 결정은, 박막(408a 및/또는 408b)이 패턴(즉, 위상-시프팅 층(402)) 위에 형성되었고, 반사를 변경하기에 충분히 두껍고, 따라서 노출 결과를 악화시키는 것을 의미할 수 있다. 일부 실시예들에서, 후속 동작들(308, 309a 및 309b)은 존재하는 복잡한 결함의 유형을 결정하기 위해 수행된다. 결과적으로, 적절한 제거 동작이 수행될 수 있다.
전술된 바와 같이, 복잡한 결함은 포토마스크(PM2)의 패턴 표면 위에 박막이 형성될 때 발생한다. 복잡한 결함은 구별가능하지 않을 수 있지만 노출 동작에서 심각한 문제들을 초래할 수 있다. 영역들(412)을 제1 그룹(G1), 제2 그룹(G2) 및 제N 그룹(GN)으로 그룹화하고, 상이한 그룹들에 대해 상이한 가중치 팩터들을 제공함으로써, 복잡한 결함을 포함할 수 있는 그룹들이 증폭될 수 있다. 추가로, 수식을 이용한 제1 계산을 수행함으로써, 전체 표면의 조건을 표현할 수 있는 스코어(WS)가 용이하게 획득될 수 있다. 또한, 스코어(WS)가 그 값 초과일 때 복잡한 결함이 존재하는 것으로 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 값은 조정가능하다.
결함 검사 방법(300)은 ESD 결함을 검출하기 위해 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법은 가중치 모델을 제공한다. 가중치 모델은 ESD 결함을 증폭하는 것을 돕고, 따라서 ESD 결함이 검출될 수 있다. 일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법(300)은 제2 계산을 제공하고, 이는 하드 마스크/차폐 층 확장 결함으로부터 차폐 층 확장 결함을 구별하는 것을 돕는다. 따라서, 적절한 제거 동작들이 수행될 수 있다.
본 개시는 결함 검사를 위한 방법을 제공한다. 일부 실시예들에서, ESD 결함을 검출하기 위한 결함 검사를 위한 방법이 수행된다. 일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법은 제1 계산을 제공한다. 제1 계산은 ESD 결함을 증폭하는 것을 돕고, 따라서 ESD 결함이 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복잡한 결함들을 검출하기 위한 결함 검사를 위한 방법이 수행된다. 일부 실시예들에서, 결함 검사를 위한 방법은 2개의 계산들을 제공한다. 제1 계산은 복잡한 결함이 존재하는 것을 결정하기 위해 수행되고, 제2 계산은 복잡한 결함이 차폐 층 확장 결함인지 또는 하드 마스크/차폐 층 확장 결함인지 여부를 구별하기 위해 수행된다. 따라서, 적절한 제거 동작들이 수행될 수 있다. 결함 검사를 위해 제공된 방법은 현재 검사 툴을 사용하여 결함들을 정밀하게 검출 및 식별할 수 있다. 따라서, 검사 신뢰도가 개선될 수 있고 검사 사이클 시간이 단축될 수 있다. 추가로, 도구 수정을 위한 추가 비용이 절감될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 결함 검사를 위한 방법이 제공된다. 방법은, 표면 및 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계; 기판의 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계 - 그레이 스케일 이미지는 복수의 영역들을 포함하고, 영역들 각각은 그레이 스케일 값을 가짐 -; 제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹을 정의하기 위해 각각의 영역의 그레이 스케일 값을 그레이 스케일 기준과 비교하는 단계 - 제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹 각각은 적어도 영역을 갖고, 제1 그룹 내의 영역은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제1 차이를 갖고, 제2 그룹 내의 영역은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제2 차이를 갖고, 제N 그룹 내의 영역은 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이에 제N 차이를 가짐 -; 스코어를 획득하기 위해, 제1 차이, 제2 차이 및 제N 차이에 따른 계산을 수행하는 단계; 및 스코어가 소정 값 초과일 때, 기판이 정전기 방전(ESD) 결함을 갖는다고 결정하고, 스코어가 값 미만일 때, 기판이 ESD 결함을 갖지 않는다고 결정하는 단계를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 결함 검사를 위한 다른 방법이 제공된다. 방법은, 표면 및 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계; 기판의 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계; 그레이 스케일 이미지에서 결함 영역을 정의하는 단계 - 결함 영역은 복수의 제1 영역들을 갖고, 제1 영역들 각각은 그레이 스케일 값 및 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이의 차이를 가짐 -; 스코어를 획득하기 위해 계산을 수행하는 단계; 및 스코어가 소정 값 초과일 때, 기판이 복잡한 결함을 갖는다고 결정하고, 스코어가 값 미만일 때, 기판이 복잡한 결함을 갖지 않는다고 결정하는 단계를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 결함 검사를 위한 다른 방법이 제공된다. 방법은, 표면 및 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계; 기판의 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계; 그레이 스케일 이미지에서 결함 영역을 정의하는 단계 - 결함 영역은 적어도 제1 영역 및 복수의 제2 영역들을 갖고, 제1 영역 및 제2 영역들 각각은 그레이 스케일 값 및 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이의 차이를 가짐 -; 스코어를 획득하기 위해 그레이 스케일 기준과 결함 영역 내의 영역들 각각의 그레이 스케일 값 사이의 차이들에 따라 제1 계산을 수행하는 단계; 스코어가 소정 값 초과일 때, 그래픽 도면을 획득하기 위해 제2 계산을 수행하는 단계; 및 그래픽 도면에 2개의 피크들이 도시될 때, 기판이 차폐 층 확장 결함을 갖는다고 결정하고, 그래픽 도면에 2개 초과의 피크들이 도시될 때, 기판이 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 갖는다고 결정하는 단계를 포함한다.
전술된 내용은 당업자들이 본 개시의 양상을 더 양호하게 이해할 수 있도록 몇몇 실시예의 특징을 개략한다. 당업자들은 본원에서 소개된 실시예의 동일한 목적을 수행하고 그리고/또는 동일한 이점을 달성하기 위해 다른 프로세스 및 구조를 설계 또는 수정하기 위한 기초로서 본 개시를 용이하게 사용할 수 있음을 인식해야 한다. 또한, 당업자들은 이러한 동등한 구성이 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 것, 및 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경, 대체 및 변형을 행할 수 있음을 인식해야 한다.
실시예
1. 결함 검사를 위한 방법으로서,
표면 및 상기 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계;
상기 기판의 그레이 스케일(gray scale) 이미지를 획득하는 단계 - 상기 그레이 스케일 이미지는 복수의 영역들을 포함하고, 상기 영역들 각각은 그레이 스케일 값을 가짐 -;
제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹을 정의하기 위해 각각의 영역의 상기 그레이 스케일 값을 그레이 스케일 기준과 비교하는 단계 - 상기 제1 그룹, 상기 제2 그룹 및 상기 제N 그룹 각각은 적어도 영역을 갖고, 상기 제1 그룹 내의 영역은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제1 차이를 갖고, 상기 제2 그룹 내의 영역은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제2 차이를 갖고, 상기 제N 그룹 내의 영역은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제N 차이를 가짐 -;
스코어를 획득하기 위해, 상기 제1 차이, 상기 제2 차이 및 상기 제N 차이에 따른 계산을 수행하는 단계; 및
상기 스코어가 소정 값 초과일 때, 상기 기판이 정전기 방전(electrostatic discharge; ESD) 결함을 갖는다고 결정하고, 상기 스코어가 상기 값 미만일 때, 상기 기판이 상기 ESD 결함을 갖지 않는다고 결정하는 단계를 포함하는, 결함 검사를 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,
상기 기판의 상기 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계는,
상기 기판의 표면으로부터 반사된 광을 생성하기 위해 광학 검사 도구를 이용하여 상기 기판의 표면을 스캐닝하는 단계; 및
상기 반사된 광에 따라 상기 기판의 상기 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계를 더 포함하는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 차이는 상기 제2 차이 미만이고, 제(N-1) 차이는 상기 제N 차이 미만인 것인, 결함 검사를 위한 방법.
4. 제1항에 있어서,
상기 계산은, 수식 (1)
Figure pat00007
(1)
에 따라 수행되고, G는 상기 제1 영역(G1), 상기 제2 영역(G2), 제3 영역(G3) 및 상기 제N 영역(GN) 내의 개별적인 그레이 값이고, e1은 제1 가중치 팩터이고, e2는 제2 가중치 팩터이고, en은 제N 가중치 팩터인 것인, 결함 검사를 위한 방법.
5. 제4항에 있어서,
상기 제1 가중치 팩터는 상기 제2 가중치 팩터 미만이고, 제(N-1) 가중치 팩터는 상기 제N 가중치 팩터 미만인 것인, 결함 검사를 위한 방법.
6. 제1항에 있어서,
상기 기판이 상기 ESD 결함을 갖는 것으로 결정될 때, 에어리얼 이미지 측정 시스템(aerial image measurement system; AIMS)을 사용하는 단계를 더 포함하는, 결함 검사를 위한 방법.
7. 결함 검사를 위한 방법으로서,
표면 및 상기 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계;
상기 기판의 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계;
상기 그레이 스케일 이미지에서 결함 영역을 정의하는 단계 - 상기 결함 영역은 복수의 제1 영역들을 갖고, 상기 제1 영역들 각각은 그레이 스케일 값 및 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이의 차이를 가짐 -;
스코어를 획득하기 위해 계산을 수행하는 단계; 및
상기 스코어가 소정 값 초과일 때, 상기 기판이 복잡한(complicated) 결함을 갖는다고 결정하고, 상기 스코어가 상기 값 미만일 때, 상기 기판이 상기 복잡한 결함을 갖지 않는다고 결정하는 단계를 포함하는, 결함 검사를 위한 방법.
8. 제7항에 있어서,
상기 그레이 스케일 이미지 내의 상기 결함 영역을 정의하는 단계는,
잠재적 결함 영역을 식별하기 위해 상기 그레이 스케일 이미지를 상기 그레이 스케일 기준과 비교하는 단계; 및
상기 결함 영역을 정의하기 위해 복수의 제2 영역들을 포함하도록 상기 잠재적 결함 영역을 확대하는 단계를 더 포함하는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
9. 제8항에 있어서,
상기 제2 영역들은 상기 제1 영역들을 둘러싸는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
10. 제7항에 있어서,
상기 결함 영역은 제1 방향을 따른 폭 및 제2 방향을 따른 길이를 갖고, 상기 폭 및 상기 길이는 서로 실질적으로 동일한 것인, 결함 검사를 위한 방법.
11. 제7항에 있어서,
상기 그레이 스케일 이미지 내의 상기 결함 영역을 정의하는 단계는 제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹을 정의하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 그룹, 상기 제2 그룹 및 상기 제N 그룹 각각은 적어도 제1 영역 또는 적어도 제2 영역을 갖고, 동일한 그룹 내의 영역들은 동일한 범위 내의 차이들을 갖고, 상이한 그룹들 내의 영역들은 상이한 범위들 내의 차이들을 갖는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
12. 제10항에 있어서,
상기 제1 계산은, 수식 (2)
Figure pat00008
(2)
에 따라 수행되고, WS는 스코어이고, G는 상기 제1 영역(G1), 상기 제2 영역(G2), 제3 영역(G3) 및 상기 제N 영역(GN) 내의 개별적인 그레이 값이고, e1은 제1 가중치 팩터이고, e2는 제2 가중치 팩터이고, en은 제N 가중치 팩터인 것인, 결함 검사를 위한 방법.
13. 제12항에 있어서,
상기 제1 가중치 팩터는 상기 제2 가중치 팩터 미만이고, 제(N-1) 가중치 팩터는 상기 제N 가중치 팩터 미만인 것인, 결함 검사를 위한 방법.
14. 제12항에 있어서,
수식 (2)의 1차 도함수를 획득하는 단계; 및
상기 1차 도함수의 그래픽 도면을 드로잉하는 단계를 더 포함하는, 결함 검사를 위한 방법.
15. 제14항에 있어서,
상기 그래픽 도면에 2개의 피크들이 도시될 때, 상기 기판은 차폐 층 확장 결함을 갖는 것으로 결정되고, 상기 그래픽 도면에 2개 초과의 피크들이 도시될 때, 상기 기판은 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 갖는 것으로 결정되는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
16. 결함 검사를 위한 방법으로서,
표면 및 상기 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계;
상기 기판의 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계;
상기 그레이 스케일 이미지에서 결함 영역을 정의하는 단계 - 상기 결함 영역은 적어도 제1 영역 및 복수의 제2 영역들을 갖고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역들 각각은 그레이 스케일 값 및 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이의 차이를 가짐 -;
스코어를 획득하기 위해 상기 그레이 스케일 기준과 상기 결함 영역 내의 영역들 각각의 그레이 스케일 값 사이의 차이에 따라 제1 계산을 수행하는 단계;
상기 스코어가 소정 값 초과일 때, 그래픽 도면을 획득하기 위해 제2 계산을 수행하는 단계; 및
상기 그래픽 도면에 2개의 피크들이 도시될 때, 상기 기판이 차폐 층 확장 결함을 갖는다고 결정하고, 상기 그래픽 도면에 2개 초과의 피크들이 도시될 때, 상기 기판이 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 갖는다고 결정하는 단계를 포함하는, 결함 검사를 위한 방법.
17. 제16항에 있어서,
상기 그레이 스케일 이미지 내의 상기 결함 영역을 정의하는 단계는,
적어도 상기 제1 영역을 포함하는 잠재적 결함 영역을 식별하기 위해 상기 그레이 스케일 이미지를 상기 그레이 스케일 기준과 비교하는 단계; 및
상기 결함 영역을 정의하기 위해 상기 제2 영역들을 포함하도록 상기 잠재적 결함 영역을 확대하는 단계를 더 포함하는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
18. 제16항에 있어서,
제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹을 정의하기 위해 각각의 영역의 상기 그레이 스케일 값을 상기 그레이 스케일 기준과 비교하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 그룹, 상기 제2 그룹 및 상기 제N 그룹 각각은 적어도 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역들을 갖고, 상기 제1 그룹 내의 영역들 각각은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제1 차이를 갖고, 상기 제2 그룹 내의 영역 각각은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제2 차이를 갖고, 상기 제N 그룹 내의 영역들 각각은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제N 차이를 갖는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
19. 제18항에 있어서,
상기 제1 계산은, 수식 (3)
Figure pat00009
(3)
에 따라 수행되고, WS는 스코어이고, G는 상기 제1 영역(G1), 상기 제2 영역(G2), 제3 영역(G3) 및 상기 제N 영역(GN) 내의 개별적인 그레이 값이고, e1은 제1 가중치 팩터이고, e2는 제2 가중치 팩터이고, en은 제N 가중치 팩터인 것인, 결함 검사를 위한 방법.
20. 제18항에 있어서,
상기 제2 계산은 수식 (3)의 1차 도함수인 것인, 결함 검사를 위한 방법.

Claims (10)

  1. 결함 검사를 위한 방법으로서,
    표면 및 상기 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계;
    상기 기판의 그레이 스케일(gray scale) 이미지를 획득하는 단계 - 상기 그레이 스케일 이미지는 복수의 영역들을 포함하고, 상기 영역들 각각은 그레이 스케일 값을 가짐 -;
    제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹을 정의하기 위해 각각의 영역의 상기 그레이 스케일 값을 그레이 스케일 기준과 비교하는 단계 - 상기 제1 그룹, 상기 제2 그룹 및 상기 제N 그룹 각각은 적어도 영역을 갖고, 상기 제1 그룹 내의 영역은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제1 차이를 갖고, 상기 제2 그룹 내의 영역은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제2 차이를 갖고, 상기 제N 그룹 내의 영역은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제N 차이를 가짐 -;
    스코어를 획득하기 위해, 상기 제1 차이, 상기 제2 차이 및 상기 제N 차이에 따른 계산을 수행하는 단계; 및
    상기 스코어가 소정 값 초과일 때, 상기 기판이 정전기 방전(electrostatic discharge; ESD) 결함을 갖는다고 결정하고, 상기 스코어가 상기 값 미만일 때, 상기 기판이 상기 ESD 결함을 갖지 않는다고 결정하는 단계를 포함하는, 결함 검사를 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상기 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계는,
    상기 기판의 표면으로부터 반사된 광을 생성하기 위해 광학 검사 도구를 이용하여 상기 기판의 표면을 스캐닝하는 단계; 및
    상기 반사된 광에 따라 상기 기판의 상기 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계를 더 포함하는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 차이는 상기 제2 차이 미만이고, 제(N-1) 차이는 상기 제N 차이 미만인 것인, 결함 검사를 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 계산은, 수식 (1)
    Figure pat00010
    (1)
    에 따라 수행되고, G는 상기 제1 영역(G1), 상기 제2 영역(G2), 제3 영역(G3) 및 상기 제N 영역(GN) 내의 개별적인 그레이 값이고, e1은 제1 가중치 팩터이고, e2는 제2 가중치 팩터이고, en은 제N 가중치 팩터인 것인, 결함 검사를 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 가중치 팩터는 상기 제2 가중치 팩터 미만이고, 제(N-1) 가중치 팩터는 상기 제N 가중치 팩터 미만인 것인, 결함 검사를 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판이 상기 ESD 결함을 갖는 것으로 결정될 때, 에어리얼 이미지 측정 시스템(aerial image measurement system; AIMS)을 사용하는 단계를 더 포함하는, 결함 검사를 위한 방법.
  7. 결함 검사를 위한 방법으로서,
    표면 및 상기 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계;
    상기 기판의 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계;
    상기 그레이 스케일 이미지에서 결함 영역을 정의하는 단계 - 상기 결함 영역은 복수의 제1 영역들을 갖고, 상기 제1 영역들 각각은 그레이 스케일 값 및 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이의 차이를 가짐 -;
    스코어를 획득하기 위해 계산을 수행하는 단계; 및
    상기 스코어가 소정 값 초과일 때, 상기 기판이 복잡한(complicated) 결함을 갖는다고 결정하고, 상기 스코어가 상기 값 미만일 때, 상기 기판이 상기 복잡한 결함을 갖지 않는다고 결정하는 단계를 포함하는, 결함 검사를 위한 방법.
  8. 결함 검사를 위한 방법으로서,
    표면 및 상기 표면 상에 배치된 복수의 패턴들을 갖는 기판을 수용하는 단계;
    상기 기판의 그레이 스케일 이미지를 획득하는 단계;
    상기 그레이 스케일 이미지에서 결함 영역을 정의하는 단계 - 상기 결함 영역은 적어도 제1 영역 및 복수의 제2 영역들을 갖고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역들 각각은 그레이 스케일 값 및 자신의 그레이 스케일 값과 그레이 스케일 기준 사이의 차이를 가짐 -;
    스코어를 획득하기 위해 상기 그레이 스케일 기준과 상기 결함 영역 내의 영역들 각각의 그레이 스케일 값 사이의 차이에 따라 제1 계산을 수행하는 단계;
    상기 스코어가 소정 값 초과일 때, 그래픽 도면을 획득하기 위해 제2 계산을 수행하는 단계; 및
    상기 그래픽 도면에 2개의 피크들이 도시될 때, 상기 기판이 차폐 층 확장 결함을 갖는다고 결정하고, 상기 그래픽 도면에 2개 초과의 피크들이 도시될 때, 상기 기판이 하드 마스크/차폐 층 확장 결함을 갖는다고 결정하는 단계를 포함하는, 결함 검사를 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 그레이 스케일 이미지 내의 상기 결함 영역을 정의하는 단계는,
    적어도 상기 제1 영역을 포함하는 잠재적 결함 영역을 식별하기 위해 상기 그레이 스케일 이미지를 상기 그레이 스케일 기준과 비교하는 단계; 및
    상기 결함 영역을 정의하기 위해 상기 제2 영역들을 포함하도록 상기 잠재적 결함 영역을 확대하는 단계를 더 포함하는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    제1 그룹, 제2 그룹 및 제N 그룹을 정의하기 위해 각각의 영역의 상기 그레이 스케일 값을 상기 그레이 스케일 기준과 비교하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 그룹, 상기 제2 그룹 및 상기 제N 그룹 각각은 적어도 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역들을 갖고, 상기 제1 그룹 내의 영역들 각각은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제1 차이를 갖고, 상기 제2 그룹 내의 영역 각각은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제2 차이를 갖고, 상기 제N 그룹 내의 영역들 각각은 자신의 그레이 스케일 값과 상기 그레이 스케일 기준 사이에 제N 차이를 갖는 것인, 결함 검사를 위한 방법.
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