TW202223534A - 基板的缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種基板的缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置，其係在來自被檢查基板的散射光所致之暗視野檢查中，可以適切設定決定檢測靈敏度的閾值，可以實現可靠性的高的相位缺陷檢查。 [解決手段]一種基板的缺陷檢查方法，具有：把來自EUV光源的EUV光，用第1聚光光學系統照射到被檢查基板之工序；把被被檢查基板所反射的反射光中除了正反射光之散射光，用第2聚光光學系統導到感測器的受光面之工序；以及在已受光的散射光的強度超過了規定的閾值時，判斷在被檢查基板的EUV光的照射處存在缺陷之工序；其特徵為：在照射EUV光到被檢查基板之前，預先，具有：得到被檢查基板的EUV光的反射率之反射率取得工序；以及根據在該反射率取得工序得到的反射率來決定規定的閾值之閾值演算工序。

Description

基板的缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置
本發明有關例如用於製造在半導體裝置製造等所使用的反射型遮罩的遮罩胚料般的基板的缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置，特別是有關把波長為10～20nm左右的極紫外(Extreme Ultraviolet：以下稱為「EUV」)光作為檢查光的基板的缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置。
在半導體裝置(半導體裝置)的製造工序中，照射曝光光線到轉寫用遮罩，把形成在遮罩的迴路圖案，透過縮小投影光學系統轉寫到半導體基板(半導體晶圓)上之光刻技術係反覆被使用著。以往，曝光光線的波長係以使用氟化氬(ArF)準分子雷射光之193nm為主流，經由多次組合曝光處理或加工處理之所謂多重圖形的處理，最終形成比曝光波長還小的尺寸的圖案。
但是，持續發展裝置圖案的細微化，是有必要更加細微圖案的形成，所以，作為曝光光線，開發出了使用比ArF準分子雷射光更短步波長的EUV光之EUV光刻技術。所謂EUV光，更具體方面，是波長為13.5nm附近的光。該EUV光對物質的透過性極低，無法使用習知的透過型投影光學系統或遮罩，要使用反射型光學元件。為此，圖案轉寫用的遮罩也提案有反射型遮罩。 反射型遮罩係形成把EUV光反射到基板上之多層反射膜，且在多層反射膜之上吸收EUV光的吸收體膜形成圖案狀者。另一方面，在吸收體膜進行圖案成形之前的狀態(也包含形成了阻障層的狀態)的東西，被稱為反射型遮罩胚料，是被使用作為反射型遮罩的原材料。 以下，也把使EUV光反射的反射型遮罩胚料稱為EUV遮罩胚料。
EUV遮罩胚料作為基本構造，包含：形成在低熱膨脹基板上之反射EUV光的多層反射膜、以及形成在多層反射膜上之吸收EUV光的吸收體膜。作為多層反射膜，通常，使用以交互層疊鉬(Mo)膜與矽元素(Si)膜的方式來確保EUV光的反射率之Mo/Si多層反射膜。更進一步，形成用於保護多層反射膜的保護膜。另一方面，作為吸收體膜，使用對EUV光其消光係數的值為比較大的鉭(Ta)或鉻(Cr)為主成分的材料。
在適用EUV光刻之際，也於在反射型遮罩的多層反射膜的表面發生了1nm左右的高度異常之情況下在EUV反射光有了相位變化，在把吸收體膜圖案轉寫到晶圓上之際於轉寫圖案產生尺寸變化或者是解像不良。把有了這樣的相位變化之遮罩胚料的高度異常稱為相位缺陷。關於相位缺陷，在對吸收體膜予以了圖案成形之後施以缺陷修正是極為困難且有缺陷的緣故，所有有必要在形成吸收體膜之前的遮罩胚料的階段中檢查相位缺陷。
相位缺陷不僅是單純地多層反射膜的表面的凹凸，也與反射多層膜的內部或者是低熱膨脹基板的表面的凹凸相依的緣故，在把一般的雷射光作為檢查光的檢查方法下無法進行充分的缺陷檢測。在此，考慮到使用與於反射型遮罩的曝光所用的EUV光相同的波長的檢查光來檢測相位缺陷之所謂的同波長(at wavelength)檢查方法是為相應。作為該方法的例子，使用暗視野檢查影像之方法係例如揭示於專利文獻1、2、非專利文獻1。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-154902號專利公報 [專利文獻2]日本特開2014-153326號專利公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]Takeshi Yamane, Yongdae Kim, Noriaki Takagi, Tsuneo Terasawa, Tomohisa Ino, Tomohiro Suzuki, Hiroki Miyai, Kiwamu Takehisa, Haruhiko Kusunose, “Performance in practical use of actinic EUVL mask blank inspection”, Proc. of SPIE Vol. 9256, 92560P.
[發明欲解決之課題]
於上述的專利文獻1或非專利文獻1包含有記載的檢查技術，一般，暗視野檢查法係與通常的明視野檢查法相比較，具有可以提高並保持缺陷檢測靈敏度且同時可以提升檢查速度之優點。而且，暗視野檢查影像係缺陷部成為比周邊部的背景位準還高的亮度訊號的緣故，所以設定規定的閾值後，可以把超過閾值的訊號所得到的位置辨識成缺陷，檢測法也單純。而且，降低閾值的位準的話，也可以做更高靈敏度的相位缺陷檢查。
但是，其閾值的設定乃是以經驗或者是實驗的手法來決定。 在把EUV光作為檢查光的暗視野檢查法下，假設也在無缺陷的情況下，得到恆定的背景位準的檢查訊號。此乃是起因於多層反射膜的表面粗糙度的緣故，表面粗糙度小的話，背景位準也下降。該情況下，可以降低閾值來進行高靈敏度檢測。 但是，該背景位準係以起因於表面粗糙度之要件以及與多層反射膜的構造(例如週期長)相依之反射率的乘積來表示。因此，在例如得到了低的背景位準的訊號的情況下，表面粗糙度小的緣故，所以可以區別多層反射膜的反射率是否為低。
在檢測到相位缺陷時所得到的亮度訊號位準，係即便多層反射膜的表面粗糙度下降也不會變化，但是，在多層反射膜的反射率下降時，亮度訊號位準也下降。在表面粗糙度小的情況下以預先設定好的閾值是可以沒有問題地進行缺陷檢測，更進一步以降低閾值的方式可以期待檢測靈敏度的提升。但是，也擔心在反射率下降的情況下以預先設定好的閾值無法進行缺陷檢測，不降低閾值的話是無法進行相同尺寸的缺陷的檢測。
如以上般，有關決定檢測靈敏度之閾值的設定，係多層反射膜的反射率的資訊為必要，但是，在先前技術中，對暗視野檢查有貢獻的閾值的設定中，有關外加反射率方面是沒有明示的。
本發明係有鑑於上述課題而為之創作，所以其目的在於提供一種基板的缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置，係在來自被檢查基板的散射光所致之暗視野檢查中，適切設定決定檢測靈敏度的閾值，可以實現可靠性高的相位缺陷檢查。 [解決課題之手段]
為了達成上述目的，本發明提供一種基板的缺陷檢查方法，具有： 把從EUV光源發出的EUV光，使用第1聚光光學系統照射到被檢查基板之工序； 把從被照射到前述EUV光之前述被檢查基板所反射的反射光中除了正反射光之散射光，使用第2聚光光學系統導到感測器的受光面之工序；以及 在前述感測器的受光面受光的前述散射光的強度超過規定的閾值時，判斷在前述被檢查基板的前述EUV光的照射處存在缺陷之工序； 其特徵為： 在照射前述EUV光到前述被檢查基板之前，預先具有： 得到前述被檢查基板的EUV光的反射率之反射率取得工序；以及 根據在該反射率取得工序得到的前述反射率來決定前述規定的閾值之閾值演算工序。
根據這樣的本發明的基板的缺陷檢查方法，在暗視野檢查下，根據不僅是背景位準(以下，也稱為BGL)連缺陷的亮度訊號位準(以下，也稱為SIG)也有影響的被檢查基板的反射率來決定閾值(以下，也稱為THR)的緣故，所以可以適切設定閾值。為此，可以進行可靠性高的相位缺陷檢查。
此時，在前述反射率取得工序中， 使前述第1聚光光學系統或是前述第2聚光光學系統的構成變化，把從前述EUV光源發出的前述EUV光，使用前述第1聚光光學系統照射到前述被檢查基板，使用前述第2聚光光學系統把來自被該EUV光照射到的前述被檢查基板之正反射光導到前述感測器的前述受光面，根據在該受光面的受光強度來得到前述反射率。
根據如此，可以簡便地得到被檢查基板的反射率。
接著，在使前述第1聚光光學系統的構成變化時， 把該第1聚光光學系統作為具有鏡片者，使該鏡片的位置及姿勢變化。
根據如此，可以簡便地使第1聚光光學系統的構成變化，而把來自被檢查基板的正反射光導到感測器的受光面。
或者是，在前述反射率取得工序中，使用反射率計來得到前述反射率。
如此，也可以例如使用市售的反射率計來簡便地得到被檢查基板的反射率。
而且，可以把前述被檢查基板，作為在表面形成了使前述EUV光反射的多層反射膜之附有多層反射膜的基板。
本發明的缺陷檢查方法，是可以適用在例如反射型遮罩胚料等般的附有多層反射膜的基板的檢查。
而且，可以把前述反射率，作為前述被檢查基板的檢查領域整個面下的平均值。 或者是，把前述被檢查基板的檢查領域分割成小領域； 把前述反射率，決定為前述小領域之每一個的平均值； 把前述規定的閾值，規定到前述小領域之每一個。
如此這般，例如可以配合被檢查基板的檢查領域的大小等，來適宜決定有關反射率或閾值。
而且，可以分別把前述第1聚光光學系統及前述第2聚光光學系統，作為具有形成了多層反射膜之複數個鏡片者。
根據如此，可以更適切進行對被檢查基板的EUV光的照射，或是對來自被檢查基板的散射光的感測器的受光面的導入。
而且，本發明提供一種基板的缺陷檢查裝置，具有： 發出EUV光之EUV光源； 用於把來自該EUV光源的EUV光照射到被檢查基板之第1聚光光學系統； 用於把從被前述EUV光照射到的前述被檢查基板所反射的反射光中除了正反射光之散射光導到感測器的受光面之第2聚光光學系統；以及 在前述感測器的受光面受光的前述散射光的強度超過了規定的閾值時，判斷在前述被檢查基板的前述EUV光的照射處存在缺陷之演算處理部；其特徵為，具有： 根據前述被檢查基板的EUV光的反射率來決定前述規定的閾值之閾值演算部。
根據這樣的本發明的基板的缺陷檢查裝置，乃是在暗視野檢查下，根據不僅是背景位準連缺陷的亮度訊號位準也有影響的被檢查基板的反射率來決定閾值的裝置的緣故，所以可以適切設定閾值。為此，成為可以進行可靠性高的相位缺陷檢查之裝置。
此時，前述第1聚光光學系統或是前述第2聚光光學系統，乃是可以變化其構成之聚光光學系統， 而且可以是，從前述EUV光源發出的前述EUV光，係使用前述第1聚光光學系統被照射到前述被檢查基板，來自被該EUV光照射到的前述被檢查基板之正反射光係使用前述第2聚光光學系統被導到前述感測器的前述受光面； 具有：根據在前述受光面的前述正反射光的受光強度來得到前述反射率之資料取得部。
這樣創作，成為可以簡便地得到被檢查基板的反射率的創作。
接著，可以變化前述構成的第1聚光光學系統，乃是具有鏡片之聚光光學系統， 可以變化該鏡片的位置及姿勢。
這樣的創作，成為可以簡便地使第1聚光光學系統的構成變化，而把來自被檢查基板的正反射光導到感測器的受光面的創作。
而且，前述被檢查基板，可以是使前述EUV光反射之多層反射膜形成在表面之附有多層反射膜的基板。
本發明的缺陷檢查裝置，是可以適用在例如反射型遮罩胚料等般的附有多層反射膜的基板的檢查之裝置。
前述第1聚光光學系統及前述第2聚光光學系統係可以分別，作為具有形成了多層反射膜之複數個鏡片者。
這樣的創作，成為可以更適切進行對被檢查基板的EUV光的照射，或是對來自被檢查基板的散射光的感測器的受光面的導入之創作。 [發明效果]
根據本發明，可以提供一種基板的缺陷檢查方法及缺陷檢查裝置，其係可以適切設定決定暗視野檢查的檢測靈敏度的閾值的緣故，所以可以實現可靠性高的相位缺陷檢查。
以下，有關本發明，係一方面參閱圖面更進一步詳細說明實施方式，但是，本發明不限定於此。 在說明本發明的基板的缺陷檢查裝置及缺陷檢查方法的實施方式之前，首先，就有關被檢查基板舉例說明。尚且，本發明中，被檢查基板只要是可以反射EUV光即可並沒有特別限定，在此以反射型遮罩胚料為代表，就反射EUV光之附有多層反射膜的基板來進行說明。 圖9(A)為表示用於製造反射型遮罩胚料之附有多層反射膜的基板RMB的重要部分的剖視圖。 附有多層反射膜的基板RMB，係在利用表面充分平坦化的低熱膨脹材料所製成的基板101的主表面，依序形成反射EUV光的多層反射膜102、以及多層反射膜102的保護膜103。另一方面，在與形成了前述基板101的多層反射膜102的面為相反側(背側)的主表面，形成用於使後述的反射型遮罩靜電固定到曝光裝置的遮罩臺之導電膜104。於同一圖，也表示後述之相位缺陷PDT。
以下，就有關該附有多層反射膜的基板RMB的基板101等，更進一步舉例詳述，但是，作為本發明下的被檢查基板，並不被限定在以下的構成。 基板101係使用利用表面充分平坦化的低熱膨脹材料所製成者為佳，例如，理想上熱膨脹係數為±1.0×10 -8/℃以內，更佳為±5.0×10 -9/℃的範圍內。而且，基板的主表面的表面粗糙度，係RMS值為0.1nm以下，特別是0.05nm以下者為佳。這樣的表面粗糙度可以經由基板的研磨等來得到。 多層反射膜102乃是交互層疊了利用低折射率材料所製成的層以及利用高折射率材料所製成的層之多層膜，對於曝光波長也就是波長13～14nm(通常，波長13.5nm左右)的EUV光，例如，使用把作為低折射率材料的鉬(Mo)層以及作為高折射率材料的矽(Si)層予以交互層疊了例如40週期(分別為40層)左右的Mo/Si層積膜等。多層反射膜的膜厚通常為280～300nm左右。 保護膜103也稱為覆蓋層，是為了在進行形成在該保護膜之上的吸收體圖案的形成或是進行吸收體圖案的修正之際保護多層反射膜而設置。作為保護膜的材料，使用有在矽元素(Si)、釕(Ru)、釕(Ru)添加了鈮(Nb)或鋯(Zr)之化合物等。保護膜的膜厚通常為2～5nm左右。 使反射型遮罩固定到曝光裝置的遮罩臺之導電膜104的膜厚通常為10～50nm左右，但是，也有更厚的情況。
所謂相位缺陷PDT，乃是在基板101的主表面存在了細微的凹部或者是凸部的情況下形成了多層反射膜102的結果，從形成在之上的多層反射膜102直至保護膜103為止存在有凹部或者是凸部之缺陷。也在基板101的主表面存在有細微的凸部或是凹部，是有在形成多層反射膜102的各層之過程中，經由平滑作用，緩和凹形狀或是凸形狀而平坦化，最終在多層反射膜102或保護膜103的表面難以出現凹凸形狀的情況，但是，即便是這樣的情況下，在多層反射膜102內存在微小的凹凸形狀的話，成為在反射光會有某種程度的相位差而使反射率降低的相位缺陷。而且，即便基板101的主表面無缺陷，在形成多層反射膜102的途中的階段下捲入了微粒子等，在之後的成膜形成具有凹凸形狀的膜，這也成為相位缺陷。
圖9(B)係表示反射型遮罩106的重要部分剖面，該反射型遮罩具有：存在有相位缺陷PDT的情況下，在附有多層反射膜的基板RMB之上形成吸收EUV光之吸收體膜，並把吸收體膜予以圖案成形所得到的吸收體圖案105。 以吸收體圖案105被覆相位缺陷PDT的方式來形成是沒有問題，但是，如圖9(B)表示般，存在有在相鄰的吸收體圖案105之間露出了相位缺陷PDT的狀態的話，即便其深度為例如1nm左右也會讓反射光的相位紊亂而反射率下降，在圖案投影影像產生缺陷。在此，在製造反射型遮罩之前的階段，檢測該相位缺陷是極為重要。
接著，使用圖1，說明有關用於檢測存在於多層反射膜的相位缺陷之本發明的基板的缺陷檢查裝置。 該檢查裝置1係以產生EUV光BM1之EUV光源(電漿光源)ILS、用於載置被檢查基板也就是附有多層反射膜的基板(以下也稱為基板)RMB之基板載臺STG、照明光學系統ILO、鏡片M0、成像光學系統PRO(鏡片M1、M2)、具有受光面2之2維陣列感測器(影像檢測器，也簡單稱為感測器)SE為主要的構成要件。其中，雖未圖示，但是作為一般被包含在檢查裝置1的構成要件，也包含記憶體或訊號處理電路、控制裝置整體的動作之系統控制電腦、資料輸出入部、缺陷檢查影像輸出部等。而且，本發明中，在例如上述的系統控制電腦內，包含有後述的演算處理部3、閾值演算部4、資料取得部5等。僅圖示電腦內的這些的部。
於光源ILS，配合必要具備有波長選擇過濾器、壓力隔壁手段、或是飛散粒子抑制手段等。例如，經由電漿方式發出EUV光BM1者。 照明光學系統ILO係把來自光源ILS的EUV光BM1導到鏡片M0者。於圖2表示照明光學系統ILO的例子。是有如圖2(A)般利用2個鏡片(凹面鏡)M3所構成的情況，或是如圖2(B)般利用1個鏡片(凹面鏡)M3所構成的情況。 鏡片M0係把來自照明光學系統ILO的EUV光BM1往基板RMB照射者。 尚且，本發明中的第1聚光光學系統6利用照明光學系統ILO與鏡片M0所構成。 成像光學系統PRO係利用鏡片(凹面鏡)M1與鏡片(凸面鏡)M2所構成，例如構成聚光NA為0.25、中心遮蔽NA為0.1、倍率約30倍的暗視野成像光學系統之史瓦西光學系統。該成像光學系統PRO相當於本發明中的第2聚光光學系統7。至少，來自基板RMB的反射光中，於感測器SE可以感應到除了正反射光的散射光(BM2)。散射光BM2係被鏡片M1捕集而反射到鏡片M2，經由該鏡片M2反射而收斂並導到感測器SE。
尚且，前述的鏡片M0～M3係只要是可以反射EUV光即可並沒有特別限定，例如可以是形成了多層反射膜之鏡片。可以有效率反射EUV光。理想上，可以適切進行往基板RMB的EUV光的照射、或是來自基板RMB的散射光之往感測器SE的受光面2的導入。
而且，上述的第1、第2聚光光學系統6、7也可以對這些構成作改變。在此所謂的構成的變化，乃是所謂例如，使第1、第2聚光光學系統6、7的鏡片中的任意一個(特別是鏡片M0)的位置及姿勢(傾斜角度)變化者。可以是鏡片透過臂或致動器等來支撐之架構，經由這些控制可以對鏡片的位置等進行期望的控制。例如可以是專利文獻2記載般的控制機構。 在此，對於可以接受圖1般的散射光BM2之構成(用於實施暗視野檢查的光學系統的構成)，經由上述構成的變化，後述的基板RMB的反射率的測定時的構成(用於實施明視野檢查的光學系統)的其中一例表示於圖3。經由使鏡片M0的位置等變化之鏡片M01的配置，捕集並收斂來自基板RMB的反射光中的正反射光(BM21)而導到感測器SE。
載臺STG或是2維感測器SE並沒有特別限定，例如可以使用與以往同樣的製品。只要是可以使載置的基板RMB適切移動，或是適切地收到來自基板RMB的反射光而可以進行影像處理者即可。 而且，於系統控制電腦內，演算處理部3係擔任在感測器SE所收到的散射光BM2的強度超過了規定的閾值時，判斷在基板RMB的EUV光BM1的照射處存在有缺陷之任務。 而且，閾值演算部4係擔任根據基板RMB的反射率來決定上述閾值之任務。有關基於該反射率之閾值的計算程式的內容後述之。 而且，資料取得部5係擔任根據在感測器SE的受光面2下的正反射光的受光強度來得到反射率之任務。利用藉由前述之使構成變化的第1、第2聚光光學系統6、7而受光的正反射光的受光強度。經此成為可以簡便地求出基板RMB的反射率之裝置。雖然是在使用該本發明的缺陷檢查裝置1本身來求出基板RMB的反射率的情況下為必要的構成，但是，例如只要是可以使用其他的反射率計來測定反射率的話，也是可以省略資料取得部5。
在此，說明有關暗視野檢查的構成中的EUV光的流程。 檢查有無相位缺陷之附有多層反射膜的基板RMB，係被載置在可以移動在基板平面的XY方向及與其垂直的Z方向的3軸方向之載臺STG上。從光源發出中心波長13.5nm左右的EUV光BM1，係通過照明光學系統ILO被變換成收斂光束後，通過調整射束尺寸的開口部，被鏡片M0折彎而照射基板RMB的規定的領域。基板RMB的位置，係作為載置並移動該基板的載臺STG的位置資訊而得。 來自基板RMB的反射光中被相位缺陷散射的光(散射光BM2)係被成像光學系統PRO捕集，形成收斂光束，聚光到2維陣列感測器SE。亦即，於2維陣列感測器SE形成基板RMB的暗視野查影像DIM，其結果，在檢查影像中在無缺陷部的背景位準BGL中檢測殘存在基板RMB的相位缺陷PDT作為輝點SIG。被檢測出的相位缺陷的位置及缺陷訊號的大小等的資訊可以被記憶到規定的記憶裝置，並且，透過圖案顯示器或是影像輸出部來觀察種種的資訊。 有關基板RMB的規定領域內的檢查，係只要採用例如與載置了該基板RMB的載臺STG的移動同步並以TDI(time delay and integration)模式動作2維陣列感測器SE等之已知一般的手法即可的緣故，所以在此省略說明。
接著，說明有關考慮反射率的意義、或是基於反射率之閾值的設定。 圖4為表示，以2維陣列感測器得到的暗視野檢查影像DIM中，沿包含相位缺陷部的X軸方向線抽出之暗視野檢查影像強度分布200之說明圖。與缺陷周邊部的檢查影像強度(亦即BGL)相比，在相位缺陷部得到以SIG表示強度位準之高的檢查影像強度，只要是比預先設定好的閾值THR還高的強度的話就認定為缺陷的存在。檢測缺陷的條件為SIG＞THR，且THR位準越低越提升微小的相位缺陷的檢測性能(檢測靈敏度提升)，但是，為了防止雜訊位準的檢測，THR＞BGL之條件為必需。
在此，以往的閾值位準THR，可以設定成例如檢查預先作出尺寸相異的相位缺陷之規定的基板而得到規定的檢測靈敏度的位準。而且，也可以收集各種附有多層反射膜的基板的暗視野檢查訊號，把在其背景位準加上了確定的值之位準設定成閾值。 檢查裝置中該閾值係可以讓檢查裝置製造商來準備。例如，該值可為在檢查被作為標準的附有多層反射膜的基板(具體方面，EUV遮罩胚料用的附有多層反射膜的基板)時，以規定的檢測準確率可以檢測規定尺寸的缺陷，而實驗性決定出的值。此時，實際的反射率為65%～67%左右，以往，是沒有考慮到將其作為變數。亦即，以往的閾值的計算中，是以基於上述的標準試料之規定的反射率為前提，並沒有考慮到以外的反射率，特別是與實際檢查時有關的被檢查基板之每一個的反射率。
順道一提，以暗視野檢查所得到的背景位準BGL，係配合基板RMB的多層反射膜的反射率與表面粗糙度而變化，反射率越高越增加，表面粗糙度越小越下降。在表面粗糙度小的情況下，與在相位缺陷部所得到的檢查影像強度位準SIG的差變大的緣故，可以明確檢測相位缺陷。亦即，BGL越低越可以做靈敏度高的檢查。把該狀態表示於圖5(A)。在此，暗視野檢查影像強度分布201中在相位缺陷部所得到的檢查影像強度位準SIG1係與圖4表示的SIG相同，閾值位準THR1也與圖4表示的THR相同。僅背景位準BGL1，比圖4表示的BGL還低。 但是，例如經過(過剩的)熱處理處理而混合層的厚度增大，多層反射膜本身的反射率下降的情況下，如圖5(B)表示般，暗視野檢查影像強度分布202中的背景位準係從圖4的BGL下降到BGL2，並且，在相位缺陷部所得到的檢查影像強度位準也從SIG下降到SIG2。該SIG2比THR還低。為此，會有以預先設定好的閾值位準THR無法檢測缺陷的情況。這樣的情況下，在不受雜訊位準的影響的範圍內，不把閾值位準降低到THR2的話，是無法做與通常同等的檢查。
亦即，在暗視野檢查影像的背景位準BGL已經變動的情況下，是有必要區別其原因是表面粗糙度的變動，還是多層反射膜的反射率本身的變動。在此，另外，以輸入反射率的資訊的方式而不進行其區別，最終可以設定適切的閾值。其結果，可以實現可靠性高的相位缺陷檢查。 反射率係如前述般，可以是另外用通常的反射率計(反射率測定裝置)所得到的值，或者是，知道多層反射膜的構造的話採用模擬預測值。而且也可以是，圖1表示的檢查光學系統中，讓鏡片M0的位置與傾斜角度可變而實現可以做明視野檢查的狀態(亦即圖3的狀態)，從在2維陣列感測器SE所得到的檢查影像強度換算成反射率的值。
以下，更詳述有關反射率或閾值。 在此提到的基板RMB的多層反射膜的反射率，是以使折射率相異的2種材料(例如Mo與Si)交互層疊出的膜厚的組合來決定。也包含混合層、層疊構造無偏差、且表面完全平坦的話，得到理論上的反射率R 0。 但是，實際上在形成多層反射膜的基板的表面存在有些許的凹凸(表面粗糙度)的緣故，也在多層反射膜的表面殘留有凹凸，反射光會些許散射。其結果，反射到鏡面反射方向的光量減少。實際上反射光被感測器捕捉到時所得到的反射率以數學式表現的話，成為以下的式(1)。
Figure 02_image001
在此，R 0表示以上述的層疊構造所決定之理論上的反射率，σ rms表示表面粗糙度(表面粗糙度)(標準偏差)，λ表示照射光(EUV光)的波長。
在通常的EUV遮罩用基板，σ rms為0.08nm，或者是其以下的緣故，所以式(1)的右邊的中括弧｛｝內的值為約0.994。 在決定本發明中的閾值之際考慮到的反射率，並非上述理論上的反射率R 0，而是意味著以式(1)所表現出的反射率，可以表現出有實效的反射率。 尚且，該實效的反射率(測定出的反射率)的計算法，係把感測器配置在欲測定反射率的基板的位置而收集到的照明光的光量定義為I 0，把感測器配置在鏡面反射的方向(位置)而收集來自基板的反射光(正反射光)的光量定義為I 1時，定義成以下的式(2)。
Figure 02_image003
尚且，在以圖3表示的光學系統的構成進行測定的情況下，可以簡單定義I 1，決定在感測器受光的正反射光的光量(受光強度)。
而且，在此作為前提，說明閾值的定義。 以暗視野檢查裝置檢測相位缺陷的話，如前述般，在沒有缺陷的部分得到背景位準BGL，在存在有缺陷的部分得到缺陷訊號位準SIG。SIG係缺陷尺寸越大位準越高。 在此，BGL係使用上述理論上的反射率R 0而表示成以下的式(3)。
Figure 02_image005
在此，積分範圍乃是檢查裝置捕集得到的空間頻率f的範圍，PSD(f)為表示遮罩胚料表面的表面粗糙度之功率頻譜密度。 在此如上述般，將其概念簡單表示成「表面粗糙度成分」。上述表面粗糙度成分，係通常位於0.2%(=0.002)以下的範圍。
另一方面，缺陷訊號SIG係與缺陷形狀(尺寸等)相依而有各種變化的緣故，表示其概念是有以下的式(4)。 SIG=BGL+(相位缺陷所致之散射成分)∝R 0×(表面粗糙度成分)+R 0×(相位缺陷尺寸成分)……式(4)
如此，式(4)的右邊第2項，係成為理論上的反射率R 0以及與缺陷尺寸相依的成分之乘積。
順道一提，所謂閾值，係以用以區別被容許的相位缺陷(一般為小的缺陷)與不被容許的相位缺陷之訊號位準的方式，在圖4中，把閾值表示為THR，成為比BGL高、比不被容許的尺寸的相位缺陷的訊號成分SIG低的值。SIG超過THR時，檢測成為相位缺陷。 上述的閾值THR係以把零位準作為基準的值來定義，但是，也有把背景位準BGL作為基準並以其差值來定義的情況。該情況下表示，上述的式(4)的SIG為「SIG≦BGL+閾值」則為被容許的缺陷是可以不用檢測，為「SIG＞BGL+閾值」的話，為應做檢測的缺陷。 把上述來與式(4)做比較的話，表現如下。 閾值=R 0×(被容許的最大尺寸缺陷的成分)……式(5)
根據式(5)，閾值成為理論上的反射率R 0以及與容許缺陷尺寸相依的成分之乘積。例如，在通常的EUV遮罩胚料中，R 0約67%～69%左右，若為恆定的話，閾值成為僅與缺陷尺寸相依的值。但是，在R 0有變化的情況下是有必要求出該值。
在此，如前述般，在本發明中，不取理論上的反射率R 0，而是取式(1)的反射率(實效的反射率)的值。因此，把該實效的反射率設為R 0’的話，考慮到了本發明中的反射率之閾值的設定值，成為在預先設定的閾值(亦即，如前述般，檢查裝置製造商所準備的(檢查裝置製造商所推薦的)，基於規定的反射率之閾值)乘上了R 0’/R 0之值。 尚，如上述般，不是在閾值為與背景位準BGL的差之情況，而是作為以零位準為基準的值來定義之情況下，成為在以與前述的背景位準BGL的差所定義出的閾值的設定值加上了BGL之值。
而且，於乘上了上述的R 0’/R 0之閾值的計算中，理論上的反射率R 0本身可以從被檢查基板的構造本身藉由公知的計算方法來計算出。具體方面，經由指定構成多層反射膜之各個材料的光學常數(複素折射率)與其膜厚、形成多層反射膜之基板的光學常數、及EUV光的射入角度(與多層反射膜的表面的面法線相對之角度)，可以計算出反射率。也可以藉由這樣的計算來逐個求出被檢查基板之每一個，但是也不限定於此，也可以簡便地進行，例如把理論上的反射率R 0的值作為66%來乘上上述的R 0’/R 0(該情況下為R 0’/(66%))之閾值的計算。 而且，如上述般在，在為了把以背景位準BGL的差定義出的閾值決定為以零位準為基準的值而加上了BGL的情況下，該BGL本身可以經由式(3)(但是，在式中，取代R 0而代入R 0’)來求出。其他，也可以在設定最終的值(閾值+BGL)之前，為了在檢查裝置得到BGL本身而進行預備的檢查，得到被檢查基板的缺陷以外的部分的檢查訊號作為BGL。
前述的檢查裝置製造商所致之以往的預先設定的閾值中，首先，從式(1)，測定出的實效的反射率=0.994×R 0以上，實質上的(實效的反射率)≒R 0，經此，例如假定成(實效的反射率)≒R 0=66%，閾值(以與BGL的差來定義)係考慮到檢測靈敏度而實驗性求出，將其作為檢查裝置製造商推薦的閾值。但是，本發明中，如反覆說明般，根據實效的反射率來設定閾值。作為其中一例，可以決定出在檢查裝置製造商推薦的閾值乘上了R 0’/R 0(R 0’/(66%))之值。 尚且，只要是可以配合測定而得到的實效的反射率的值來設定閾值即可，當然也可以藉由實效的反射率的值，來照原樣使用預先設定的閾值。例如在實效的反射率的數值範圍為66±0.5%的範圍內的情況下，閾值可以用預先設定好的值來設定。
以上，詳述了有關反射率或閾值的定義或計算法，但是，在系統控制電腦內的資料取得部5或閾值演算部4使用了上述般的式子等之程式下，可以做反射率的測定或閾值的計算、設定。
若以這樣的缺陷檢查裝置，於暗視野檢查中，乃是根據被檢查基板的反射率來決定出了閾值的裝置的緣故，所以成為設定了適切的閾值之裝置，可以進行可靠性高的相位缺陷檢查。
順道一提，於第1、第2聚光光學系統6、7中，表示出以複數個鏡片來構成之例，此外，也可以是取代一部分的鏡片而使用了波域板之構成。於圖8表示該構成的其中一例。第1聚光光學系統中，取代使用了1個以上的鏡片之照明光學系統ILO而配置波域板8。該波域板8乃是對EUV光有比較高透過率的(近乎透明)基板，舉例有例如在Si系的薄膜上形成間距與半徑相依而相異的同心圓狀的吸收材料圖案者。透過率可以具有約10%的凸透鏡的功能。
接著，說明有關使用了圖1的本發明的缺陷檢查裝置1之本發明中的基板的缺陷檢查方法。 (第1實施方式) 把相位缺陷的檢查的流程的其中一例表示於圖6。首先，在步驟S101(反射率取得工序)計測被檢查基板RMB的反射率。尚且，可以在後述的S105使用以與進行暗視野檢查的被檢查基板為同樣的處理所製作出的基板來進行計測。關於計測，例如在市售的反射率計下的計測值而且明確確保精度的情況下，也可以適用來自成膜處理的預測值或模擬預測值。
接著，在步驟S102把被檢查基板載置到相位缺陷檢查裝置，更進一步輸入上述計測出的反射率的資訊(步驟S103)。更進一步，在暗視野檢查設定用於辨識相位缺陷的存在之閾值(經由閾值演算部4可以從反射率求出並設定閾值)(步驟S104：閾值演算工序)。之後，在步驟S105，使用檢查裝置1來進行被檢查基板的規定領域內的相位缺陷檢查。亦即，從EUV光源ILS發出EUV光BM1，透過第1聚光光學系統(照明光學系統ILO、鏡片M0)照射到基板RMB，把該散射光BM2透過第2聚光光學系統(鏡片M1、M2)讓感測器SE的受光面受光。接著，經由演算處理部3，在已受光的散射光BM2的強度超過了在步驟S104設定好的閾值時，判定存在相位缺陷。檢測到相位缺陷的話，其位置及缺陷訊號的大小等的資訊被記憶到規定的記憶裝置的緣故，調查是否已記憶了被檢查基板中新的缺陷資訊(步驟S106)，若記憶了新的資訊，則判斷有相位缺陷並彙整缺陷檢測資訊儲存到規定的記憶部(步驟S107)。另一方面，在步驟S106沒有記憶新的資訊的情況下，判斷沒有相位缺陷且把無缺陷之要旨的資訊儲存到規定的記憶部(步驟S108)。 經由以上，結束相位缺陷檢查。
(第2實施方式) 在前述的實施方式1中，說明了有關使用反射率計計測了被檢查基板也就是附有多層反射膜的基板的反射率測定之例，在此，說明有關以使用缺陷檢查裝置1的檢查光學系統來進行的方法而進行實施之例。 亦即，使用了圖3的光學系統的構成之例。圖3係如前述般，檢查圖1表示的相位缺陷之檢查光學系統中，抽出包含鏡片M0之第1聚光光學系統的一部分、以及由鏡片M1與M2所構成的成像光學系統PRO(第2聚光光學系統)附近的部分來表示之圖。同一圖表示的符號係與圖1中對應的符號相同。該光學系統中，表示改變平面形狀的鏡片M0的位置與姿勢，構成把從被檢查基板RMB鏡面反射的EUV光的正反射光導入到成像光學系統PRO之狀態。
該情況下，從被檢查基板反射的正反射光BM21，係使用成像光學系統PRO之一半的領域，成為朝向2維陣列感測器之收斂光。圖3與圖1比較的話，多層膜鏡片M0係在M01，朝向2維陣列感測器的散射光BM2改變成正反射光BM21，沒有其他的變更。使用該明視野檢查光學系統在2維陣列感測器得到的檢查影像的強度，係基本上表示成與被檢查基板的反射率成比例的值。比例常數係可以以反射率檢查已知的基板的方式來進行校正。 於收集明視野檢查訊號時，可以移動載置了被檢查基板的載臺來連續或是斷斷續續地收集被檢查基板的期望的領域內中的明視野檢查訊號，取在規定的領域內的檢查訊號的平均來計算反射率。 尚且，鏡片M0與M01的平均射入角度為相異，在本實施例的範圍內使用相同的鏡片也不會有反射率顯著的下降。
把使用了上述的光學系統之相位缺陷的檢查的流程表示於圖7。首先，在步驟S111把被檢查基板載置到相位缺陷檢查裝置1。接著，在步驟S112，調整把鏡片M0移動到M01的位置而照射被檢查基板的EUV光的射入角度，實現圖3表示的明視野光學系統。之後，收集被檢查基板的明視野檢查訊號(步驟S113)，接著，計算被檢查基板的EUV光的反射率並儲存到檢查裝置的規定的記憶部(資料取得部5)(步驟S114：反射率取得工序)。反射率的資訊收集結束後，在步驟S115，使讓鏡片M01回到M0而照射被檢查基板的EUV光的射入角度復歸而實現暗視野檢查光學系統。
之後，從得到的反射率設定用在暗視野檢查的閾值(步驟S104：閾值演算工序)，進行被檢查基板的規定領域內的相位缺陷檢查之流程，係與在實施方式1使用圖6說明的流程(步驟S105以後)相同。因此，在圖7，把閾值的設定表示成步驟S104，以後的流程與圖6相同的緣故所以省略。
尚且，關於被檢查基板的反射率，例如可以決定檢查領域整個面下的平均值，但是，被檢查基板的反射率係一般在平面具有分布。當然，為滿足反射率的要求規範的範圍內，為了更嚴謹設定用於暗視野檢查的閾值，也可以於檢查領域對適當的尺寸的領域之每一個收集反射率的資訊，對該領域之每一個設定閾值。例如，可以把被檢查基板的檢查領域分割成預先指定好的小領域，對小領域之每一個求出平均化的反射率，設定與各小領域對應之閾值。該情況下，於小領域之每一個，閾值為相異，可以進行把檢測靈敏度予以更適當化之相位缺陷檢查。
如以上般，在把EUV光作為檢查光的暗視野檢查來檢測反射EUV光的被檢查基板(特別是附有多層反射膜的基板)的相位缺陷之際，經由本實施方式，可以適切設定決定檢測靈敏度的閾值的緣故，可以實現可靠性高的相位缺陷檢查。 而且，經由閾值的設定所致之檢測靈敏度的適當化，檢測比規定尺寸還大的相位缺陷，排除包含該缺陷之附有多層反射膜的基板，可以實用地選擇無缺陷的附有多層反射膜的基板來提供EUV遮罩胚料、EUV遮罩。 [實施例]
以下，揭示實施例來更具體說明本發明，但是，本發明不限定於此。 (實施例) 使用圖1表示的檢查裝置1，根據圖6表示的檢查方法的流程進行相位缺陷的檢查。亦即，在考慮被處理基板的反射率來設定了閾值之下進行檢查。 在此，作為被檢查基板，使用如圖9(A)表示般，在低熱膨脹基板上交互層疊40週期之鉬(Mo)層與矽(Si)層，更進一步形成了Ru膜之附有多層反射膜的基板。 表面粗糙度，係用原子能顯微鏡(AFM)計測以相同處理製作出的另一附有多層反射膜的基板的表面，得到以rms表示為0.08nm的值，此此著眼於參考值。在以圖1表示的本發明的檢查裝置1進行相位缺陷檢查(暗視野檢查)時，事先，在稍早測定了前述的附有多層反射膜的基板的EUV光的反射率。於該測定，使用EUV-Tech社的反射率計，求出被檢查基板的檢查領域內的反射率的平均值，於6度的射入角度得到66.5%的值。
接著，為了用圖1表示的檢查裝置1進行相位缺陷檢查(暗視野檢查)，把計測出了上述的反射率之被檢查基板載置到檢查裝置的載臺，在輸入了反射率的資訊之後設定閾值，之後，根據檢查裝置的檢查程序，實施被檢查基板的規定的領域內的相位缺陷檢查。 在此，測定出了反射率時的EUV光的射入角度為6度，但是，圖1表示的暗視野下的缺陷檢查裝置的照射光的主光線的射入角度為0度。但是，實際的照射光為收斂光，實際的射入角度大致在0±5度的範圍。而且，與以本實施例為對象的多層反射膜的射入角度相依的反射率的變化係從其週期長度為大致已知，知道射入角度為6度的情況下的反射率的話，會知道相位缺陷檢查裝置的照射角度中的反射率的緣故，從其反射率的資訊，可以判斷是否用預先設定好閾值的值(檢查製造商所推薦之以往的閾值)即可，或者是應該使其變化。上述的情況下，得到規定的範圍內的反射率的緣故，所以使用閾值的值不變更之預先設定好的值。
接著，也就有關施以若干不同的熱處理之附有多層反射膜的基板，實施同樣的相位缺陷檢查。經過熱處理處理，經此，在基板表面的缺陷部的凹凸形狀或表面粗糙度沒有大幅度的變化，多層反射膜內的混合有助益，反射率下降到64.5%。在此，在與前述同樣輸入了反射率計測結果之後，進行閾值的調整(亦即，對檢查製造商推薦之以往的閾值，設定修正成乘上了前述的R 0’/R 0的值)，實施了被檢查基板的規定的領域內的相位缺陷檢查。實際上評量背景位準等的話，其下降成為與圖5(B)表示的情況相當之結果。亦即，在使用以往的閾值的設定值之下無法檢測到缺陷，但是，如上述般，根據預先的反射率來調整閾值，經此，可以檢測缺陷。本發明達成有效作用，可以以更適切的檢測靈敏度進行檢查。
尚且，本發明並不限定於上述實施方式。上述實施方式為例示，具有於本發明的申請專利範圍所記載的技術思想與實質上相同的構成，並發揮同樣的作用效果者，皆包含在本發明的技術的範圍。
1:本發明的缺陷檢查裝置 2:感測器的受光面 3:演算處理部 4:閾值演算部 5:資料取得部 6:第1聚光光學系統 7:第2聚光光學系統 8:波域板 101:利用低熱膨脹材料製成的基板 102:多層反射膜 103:保護膜 104:導電膜 105:吸收體圖案 106:反射型遮罩 200,201,202:暗視野檢查影像強度分布 BGL,BGL1,BGL2:背景位準 BM1:EUV光 BM2:散射光 BM21:正反射光 DIM:暗視野檢查影像 ILO:照明光學系統 ILS:EUV光源 M0,M01,M1,M2,M3:鏡片 PDT:相位缺陷 PRO:成像光學系統 RMB:附有多層反射膜的基板 SE:2維陣列感測器 SIG,SIG1,SIG2:缺陷的亮度訊號位準 STG:基板載臺 THR,THR1,THR2:閾值
[圖1]為表示本發明的缺陷檢查裝置的其中一例的概略圖。 [圖2](A)為表示具有2個鏡片的照明光學系統的其中一例的概略圖。(B)為表示具有1個鏡片的照明光學系統的其中一例的概略圖。 [圖3]為表示被檢查基板的反射率的測定時的光學系統的其中一例的概略圖。 [圖4]為表示以暗視野檢查裝置所得到的檢查訊號強度分布的例子的說明圖。 [圖5]為表示基板的表面粗糙度或反射率為相異之2個情況(A)(B)之以暗視野檢查裝置所得到的檢查訊號強度分布的例子的說明圖。 [圖6]為表示本發明的基板的缺陷檢查方法的流程的其中一例的流程圖。 [圖7]為表示本發明的基板的缺陷檢查方法的流程的另一例的流程圖。 [圖8]為表示本發明的缺陷檢查裝置的第1聚光光學系統的別的其中一例的概略圖。 [圖9](A)為用於製造反射型遮罩胚料之附有多層反射膜的基板的重要部分剖視圖。(B)為具有吸收體圖案的反射型遮罩的重要部分剖視圖。
1:本發明的缺陷檢查裝置
2:感測器的受光面
3:演算處理部
4:閾值演算部
5:資料取得部
6:第1聚光光學系統
7:第2聚光光學系統
SE:2維陣列感測器
BM2:散射光
M0,M1,M2:鏡片
BGL:背景位準
BM1:EUV光
DIM:暗視野檢查影像
ILO:照明光學系統
ILS:EUV光源
PDT:相位缺陷
RMB:附有多層反射膜的基板
SIG:缺陷的亮度訊號位準
STG:基板載臺

Claims (13)

  1. 一種基板的缺陷檢查方法，具有： 把從EUV光源發出的EUV光，使用第1聚光光學系統照射到被檢查基板之工序； 把從被照射到前述EUV光之前述被檢查基板所反射的反射光中除了正反射光之散射光，使用第2聚光光學系統導到感測器的受光面之工序；以及 在前述感測器的受光面受光的前述散射光的強度超過規定的閾值時，判斷在前述被檢查基板的前述EUV光的照射處存在缺陷之工序； 其特徵為： 在照射前述EUV光到前述被檢查基板之前，預先具有： 得到前述被檢查基板的EUV光的反射率之反射率取得工序；以及 根據在該反射率取得工序得到的前述反射率來決定前述規定的閾值之閾值演算工序。
  2. 如請求項1的基板的缺陷檢查方法，其中， 在前述反射率取得工序中， 使前述第1聚光光學系統或是前述第2聚光光學系統的構成變化，把從前述EUV光源發出的前述EUV光，使用前述第1聚光光學系統照射到前述被檢查基板，使用前述第2聚光光學系統把來自被該EUV光照射到的前述被檢查基板之正反射光導到前述感測器的前述受光面，根據在該受光面的受光強度來得到前述反射率。
  3. 如請求項2的基板的缺陷檢查方法，其中， 在使前述第1聚光光學系統的構成變化時， 把該第1聚光光學系統作為具有鏡片者，使該鏡片的位置及姿勢變化。
  4. 如請求項1的基板的缺陷檢查方法，其中， 前述反射率取得工序中，使用反射率計來得到前述反射率。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項的基板的缺陷檢查方法，其中， 把前述被檢查基板，作為在表面形成了使前述EUV光反射的多層反射膜之附有多層反射膜的基板。
  6. 如請求項1至請求項4中任一項的基板的缺陷檢查方法，其中， 把前述反射率，決定為前述被檢查基板的檢查領域整個面下的平均值。
  7. 如請求項1至請求項4中任一項的基板的缺陷檢查方法，其中， 把前述被檢查基板的檢查領域分割成小領域； 把前述反射率，決定為前述小領域之每一個的平均值； 把前述規定的閾值，規定到前述小領域之每一個。
  8. 如請求項1至請求項4中任一項的基板的缺陷檢查方法，其中， 分別把前述第1聚光光學系統及前述第2聚光光學系統，作為具有形成了多層反射膜之複數個鏡片者。
  9. 一種基板的缺陷檢查裝置，具有： 發出EUV光之EUV光源； 用於把來自該EUV光源的EUV光照射到被檢查基板之第1聚光光學系統； 用於把從被前述EUV光照射到的前述被檢查基板所反射的反射光中除了正反射光之散射光導到感測器的受光面之第2聚光光學系統；以及 在前述感測器的受光面受光的前述散射光的強度超過了規定的閾值時，判斷在前述被檢查基板的前述EUV光的照射處存在缺陷之演算處理部；其特徵為，具有： 根據前述被檢查基板的EUV光的反射率來決定前述規定的閾值之閾值演算部。
  10. 如請求項9的基板的缺陷檢查裝置，其中， 前述第1聚光光學系統或是前述第2聚光光學系統，乃是可以變化其構成之聚光光學系統， 而且可以是，從前述EUV光源發出的前述EUV光，係使用前述第1聚光光學系統被照射到前述被檢查基板，來自被該EUV光照射到的前述被檢查基板之正反射光係使用前述第2聚光光學系統被導到前述感測器的前述受光面； 具有：根據在前述受光面的前述正反射光的受光強度來得到前述反射率之資料取得部。
  11. 如請求項10的基板的缺陷檢查裝置，其中， 可以變化前述構成的第1聚光光學系統，乃是具有鏡片之聚光光學系統， 可以變化該鏡片的位置及姿勢。
  12. 如請求項9至請求項11中任一項的基板的缺陷檢查裝置，其中， 前述被檢查基板，乃是在表面形成使前述EUV光反射的多層反射膜之附有多層反射膜的基板。
  13. 如請求項9至請求項11中任一項的基板的缺陷檢查裝置，其中， 前述第1聚光光學系統及前述第2聚光光學系統分別具有形成了多層反射膜之複數個鏡片者。
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