TWI546615B - 轉印用罩體之製造方法以及半導體元件之製造方法 - Google Patents

Description

轉印用罩體之製造方法以及半導體元件之製造方法

本發明係關於一種於透光性基板上具備形成有轉印圖案之薄膜的轉印用罩體之製造方法，以及使用此轉印用罩體之半導體元件之製造方法。

為了於製造半導體元件、液晶顯示器之際的半導體基板(晶圓)等之上形成基板圖案係使用轉印用罩體(光罩)。係使得來自光源之曝光光線穿透轉印用罩體之罩體圖案而轉印到對象物(半導體晶圓上之光阻膜等)以光微影技術進行蝕刻藉以形成基板圖案。轉印用罩體係例如於透明石英玻璃等透光性基板上形成有鉻等遮光性或是半穿透性(半色調)薄膜圖案的空白罩體處形成有罩體圖案者。

轉印用罩體一般於製造之際會發生缺陷。所謂的缺陷為例如圖案中之異常突起、異常缺落、針孔、刮傷、半透明缺陷部、尺寸缺陷、位偏、遺失圖案、鄰接圖案間之間距異常、橋接、異常小點、異物附著等之發生。上述當中之異常突起、異常小點、橋接等多餘的部位被稱為黑缺陷，以例如雷射來去除。此外，異常缺落、遺失圖案等不足部位被稱為白缺陷，係以例如雷射CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沉積)法於缺陷部形成高遮光性材料之沉積膜來修正缺陷。此外，當對於半色調罩體之中間調部分修正白 缺陷之情況，係於修正加工時將形成沉積膜之部分的穿透率控制在半色調之既定值。

上述缺陷係以轉印用罩體之檢查裝置來檢查，該檢查裝置係例如從配置在轉印用罩體一側的光源照射光，由配置在轉印用罩體另一側之圖像感應器等檢測部來檢測配置在轉印用罩體上之圖案之各穿透光強度而變換為穿透光量分布之數據(位置座標與穿透光量值之數據的集合數據)。

此外，一般為了檢查於轉印用罩體之罩體圖案上是否有缺陷，係使用Die-to-Die比較檢查法與Die-to-Database比較檢查法之其中一者。

Die-to-Die比較檢查法係將配置在轉印用罩體上不同位置之相同形狀的2個實際圖案(real pattern)的穿透光量之各檢測結果用於比較上。例如，以上述檢查裝置對配置在轉印用罩體上不同位置之相同形狀的2個實際圖案之各穿透光進行檢測並變換為穿透光量分布之數據。此兩者之穿透光量分布之數據以控制電路等進行比較，記錄不一致部分之座標以及臨界值以上之差距，來檢測罩體圖案上之缺陷位置與大小。

相對於此，Die-to-Database比較檢查法係將儲存在數據庫之設計圖案與形成於轉印用罩體上之實際圖案的穿透光量之檢測結果用於比較上。例如，從儲存在數據庫之設計圖案的數據來假想當轉印用罩體上形成了無缺陷之實際圖案之情況，而以模擬來生成比較用罩體圖案之穿透光量分布之數據。將此比較用罩體 圖案之穿透光量分布之數據來和由檢測部從轉印用罩體之穿透光所檢測之實際圖案之穿透光量分布之數據以控制電路等進行比較，記錄不一致部分之座標與臨界值以上之差距，來檢測罩體圖案上之缺陷位置與大小。

此外，當於透光性基板上設有半色調圖案部與遮光圖案部、而該等圖案以外之區域則成為玻璃基板接近直接露出之透光圖案部的罩體圖案之情況，有時會於圖案上存在著白缺陷與黑缺陷。於該情況，以上述檢查方法來檢查罩體圖案之際，關於遮光圖案部上之白缺陷與黑缺陷，由於相對於缺陷數據位置之差距數據基準值的振幅大(一者相對於另一者之穿透光量的降低幅度或是上升幅度大)，故可將臨界值設定在遠離差距數據基準值之值，因而容易檢測。

但是，關於半色調圖案部上之白缺陷與黑缺陷，由於相對於缺陷數據位置之差距數據基準值的振幅變小，故臨界值必須設定在差距數據基準值之附近。但是，由於即使非缺陷之數據也有雜訊，所以當雜訊等程度上升之情況，會因為將非缺陷之部位誤檢測為假缺陷等而造成臨界值無法設定在太過接近差距數據基準值。為了針對如此之半色調圖案部也能正確檢測缺陷，有人提議僅將半色調圖案部之差距數據放大到和遮光圖案部之差距數據為同等等級(例如參見日本特開2007-240517號公報(專利文獻1))。

另一方面，已知做為轉印用罩體之基板使用之透 光性基板(玻璃基板)之內部也存在著當做為轉印用罩體使用之際會對曝光光線造成影響之內部缺陷(光學不均勻部分)之情況。近年來，光微影所使用之曝光光線邁向短波長化，適用ArF準分子雷射之情況逐漸增加。於此狀況下，已發現雖對於KrF準分子雷射等波長大於200nm之光不會發生局部性穿透率之降低、但對於ArF準分子雷射等波長為200nm以下之光會引發局部性穿透率降低之類型的內部缺陷會存在於透光性基板之內部。為了排除存在如此內部缺陷之透光性基板的內部缺陷檢查常常是在形成薄膜之前對透光性基板來進行。於日本特開2007-86050號公報(專利文獻2)中係對透光性基板照射波長200nm以下之檢查光，感測較檢查光之波長來得長之光以檢查有無內部缺陷。

在完成轉印用罩體之前必須經過許多製程，包括用以於透光性基板形成薄膜來製作空白罩體之複數製程、用以於該空白罩體之薄膜形成轉印圖案來製作轉印用罩體之複數製程等。無法排除在對於形成薄膜前之透光性基板進行檢查有無內部缺陷之缺陷檢查後，在歷經此等複數製程的過程中產生新的內部缺陷之可能性。此外，對於透光性基板進行的內部缺陷之檢查，當將原本存在有內部缺陷之透光性基板誤認為合格品 而投入空白罩體之製程的情況，於以往之空白罩體製造的製程、轉印用罩體製作的製程是難以檢測內部缺陷。

如前述般，在空白罩體之薄膜形成轉印圖案後進行罩體圖案之檢查。近年來，此轉印用罩體之檢查裝置的檢查光開始使用波長200mm以下之光。轉印用罩體之檢查裝置由於係檢查薄膜是否按照設計形成罩體圖案，故必須從轉印用罩體之一主表面照射檢查光而從另一主表面接收穿透罩體之穿透光來得到穿透光量分布。穿透光量分布通常在無罩體圖案之透光部的穿透率高，在有罩體圖案之遮光部的穿透率低。通常，當透光性基板存在內部缺陷之情況所產生之穿透率的降低係小於遮光部處之穿透率的降低，故乍看之下是能夠進行判別的。但是，由於檢查光之穿透難易度會隨透光部之寬度而改變，故即便是穿透部彼此之穿透率也會不同。因此，單純僅觀察穿透率分布是難以判定內部缺陷的。

轉印用罩體之檢查裝置可利用Die-to-Die比較檢查法、Die-to-Database比較檢查法等比較2個穿透率分布來檢查有無罩體圖案之缺陷，而可檢測透光性基板之內部缺陷。Die-to-Die比較檢查法係取得轉印用罩體上形成有相同形狀圖案(不考慮是否有黑缺陷、白缺陷)的2個罩體圖案之個別穿透率分布而比較2個穿透率分布之檢查方法。由於兩者的罩體圖案相同，故理論上2個穿透率分布間不會因為透光部之寬度的不同 造成穿透率降低的不同。因此，乍看之下當於其中一罩體圖案之正下方的透光性基板內部具有內部缺陷之情況應該可被發現出來。

但是，測定2個罩體圖案之時，要將檢查光之光源、照明光學系統、受光光學系統設定為完全相同條件有其困難，而要將轉印用罩體之罩體圖案之表面反射率差異、起因於透光部基板之圖案形成時所產生的表面粗糙(surface roughening)狀態的穿透率差異設定為完全相同也有困難。因此，於2個穿透率分布之間常在高穿透率之部分與低穿透率之部分產生差異。一旦將2個穿透率分布直接比較，則即便是2個罩體圖案並無黑缺陷或白缺陷之情況，被誤認為有缺陷之機率也會變高。因此，通常轉印用罩體之檢查裝置係具有對穿透光量分布進行全體校正之機能。Die-to-Die比較檢查法之情況常常是參見其中一者的罩體圖案之穿透率分布來校正另一者之罩體圖案之穿透率分布。此外，Die-to-Database比較檢查法之情況則是參見實際之罩體圖案之穿透率分布來校正以模擬算出之穿透率分布。

但是，對罩體圖案之穿透率分布進行如此校正之機能會導致難以檢測透光性基板之內部缺陷。於轉印用罩體之薄膜所形成之轉印圖案之寬度為上百nm數量級，相對於此，透光性基板之內部缺陷則為數十μm~數百μm數量級而非常地大，降低穿透光量之區域變廣，故檢查裝置並不會認定為缺陷而是校正穿透光量 分布。因此，使用轉印用罩體之檢查裝置來檢測透光性基板之內部缺陷有其困難。

另一方面，即便於形成有具轉印圖案之薄膜的透光性基板之主表面的相反側(內面側)主表面附著了異物之情況，若異物之大小為數十μm~數百μm數量級非常地大，則由於和內部缺陷之情況同樣地於寬廣區域之穿透光量降低，故同樣地難以檢測異物缺陷。另一方面，轉印用罩體通常於具有轉印圖案之薄膜上裝設有用以防止異物附著等之薄皮(pellicle)。即便對裝設有此薄皮之狀態下的轉印罩體以檢查裝置進行檢查之情況，在薄皮之薄皮膜(皮膜)附著有異物之情況，一旦異物大小為數十μm~數百μm數量級非常地大，則和內部缺陷之情況同樣地於寬廣區域之穿透光量會降低，故同樣地難以檢測異物缺陷。

從而，本發明之目的在於解決上述問題，提供一種製造方法，可使用從具有穿透光量分布之全體校正機能的檢查裝置在罩體圖案之檢查時所輸出的穿透光量分布數據，來檢測出不僅是以往所檢測出之存在於罩體圖案之缺陷進而檢測出轉印用罩體之內部缺陷、於透光性基板之形成薄膜之主表面的相反側主表面所附著之異物缺陷、於薄皮膜(皮膜)所附著之異物缺陷，來製造無缺陷之轉印用罩體。此外，本發明之目的在於提供一種製造方法，係使用此無缺陷之轉印用罩體來製造電路圖案不具缺陷之半導體元件。

(1)為了解決上述問題，本發明之一樣態之轉印用 罩體之製造方法，該轉印用罩體係於透光性基板上具備形成有轉印圖案之薄膜；其特徵在於：該薄膜之轉印圖案係包含有分別於第1區域與第2區域基於相同設計罩體圖案所形成的2個圖案；此製造方法具有下述製程：對該薄膜之第1區域照射檢查光來取得第1穿透光量分布之製程；對該薄膜之第2區域照射檢查光來取得第2穿透光量分布之製程；生成既定範圍差距分布之製程，係描繪出從該第1穿透光量分布與該第2穿透光量分布之比較所算出之差距光量值在第1臨界值以上且未達第2臨界值之座標；以及以該既定範圍差距分布來選定未檢測出高繪圖密度之區域的轉印用罩體之製程。

本製造方法係藉由Die-to-Die比較檢查法而以檢查轉印用罩體之檢查裝置來從第1區域與第2區域之相同設計的罩體圖案取得第1穿透光量分布與第2穿透光量分布之數據，比較各穿透光量分布之數據來求出差距光量值。此處穿透光量分布之數據係上述位置座標與穿透光量值之數據的集合數據。此外，描繪該差距光量值當中在第1臨界值以上且未達第2臨界值之座標來生成既定範圍差距分布。此既定範圍差距分布之繪圖係例如差距光量值較被第1臨界值所屏除之雜訊來得大、且差距光量值較例如被第2臨界值所屏除之發生於透光圖案部中之以黑缺陷為代表之以往所檢測之罩體圖案中所存在的缺陷來得小之繪圖。再者，將該差距光量值之高繪圖密度之區域判定為內部 缺陷區域，選定不包含該內部缺陷區域之轉印用罩體。藉此，本製造方法可使用從檢查裝置於罩體圖案之檢查時所輸出之穿透光量分布之數據，檢測不光是以往所檢測之罩體圖案中所存在的缺陷，並檢測轉印用罩體之內部缺陷、於透光性基板之形成有薄膜之主表面的相反側主表面所附著之異物缺陷、以及附著於薄皮膜之異物缺陷(以下將此內部缺陷與此等因素造成之異物缺陷統稱為內部缺陷等)，可供給無缺陷之轉印用罩體。

此外，從轉印用罩體之檢查裝置於罩體圖案之檢查時所輸出之穿透光量分布之數據中一般係包含有隨機產生的雜訊。於通常區域之穿透光量分布之數據所包含之隨機產生的雜訊係被校正為上述般每單位面積之個數(發生密度)不論基於何攝像區域都會成為大致同樣的密度。但是，本發明者觀測發現，以上述Die-to-Die比較檢查法之穿透光量分布的差距數據，於形成差距之一方側的穿透光量分布數據存在內部缺陷等之情況，則對於存在該內部缺陷等之區域的雜訊分布，上述第1臨界值與第2臨界值間的繪圖會集中固定在某處或是極端接近。

(2)為了解決上述問題，本發明之不同於上述之一樣態之轉印用罩體之製造方法，該轉印用罩體係於透光性基板上具備形成有轉印圖案之薄膜；其特徵在於：該薄膜之轉印圖案係包含有於既定區域基於設計罩體圖案所形成之圖案；此製造方法具有下述製程： 對該薄膜之該既定區域照射檢查光來取得第1穿透光量分布之製程；藉由模擬來算出當對於基於該設計罩體圖案而形成有轉印圖案之薄膜照射檢查光時的第2穿透光量分布之製程；生成既定範圍差距分布之製程，係描繪出從該第1穿透光量分布與該第2穿透光量分布之比較所算出之差距光量值在第1臨界值以上且未達第2臨界值之座標；以及，以該既定範圍差距分布來選定未檢測出高繪圖密度之區域的轉印用罩體之製程。

本製造方法係藉由Die-to-Database比較檢查法以檢查轉印用罩體之檢查裝置來從既定區域之罩體圖案取得第1穿透光量分布之數據，基於用以形成該既定區域之罩體圖案的設計圖案之數據，生成比較用罩體圖案之穿透光量分布之數據，比較各穿透光量分布之數據來算出差距光量值。然後，描繪出該差距光量值當中在第1臨界值以上且未達第2臨界值之座標來生成既定範圍差距分布。此既定範圍差距分布之繪圖係例如差距光量值較被既定臨界值所屏除之雜訊來得大、且差距光量值較例如被第2臨界值所屏除之透光圖案部中之以往所檢測之罩體圖案所存在之缺陷來得小之繪圖。再者，將該差距光量值之高繪圖密度之區域判定為存在內部缺陷等之區域，選定不含該內部缺陷區域之轉印用罩體。藉此，本製造方法可使用從檢查裝置於罩體圖案之檢查時所輸出之穿透光量分布之數據，檢測不光是以往所檢測之存在於罩體圖案之缺 陷並檢測轉印用罩體之內部缺陷等，而供給無缺陷之轉印用罩體。

(3)本發明之不同於上述之樣態之轉印用罩體之製造方法，第1臨界值係為了判定透光性基板之內部缺陷之有無、於該透光性基板之形成有該薄膜之主表面的相反側主表面所附著之異物缺陷之有無、或是於裝設在該薄膜上之薄皮的薄皮膜(皮膜)所附著之異物缺陷之有無而使用之差距光量值的下限值。

本樣態係將第1臨界值規定為例如雜訊之差距光量值的最大值等級，而比此更高者則當作內部缺陷等之差距光量值之等級來區別。藉此，可對轉印用罩體中發生了即使無內部缺陷等也會發生之雜訊本身的差距光量值之區域的座標與發生了內部缺陷等差距光量值之區域的座標加以區別。

(4)本發明之不同於上述之樣態之轉印用罩體之製造方法，該第2臨界值係為了判定起因於轉印圖案之缺陷之有無而使用之差距光量值的下限值。

本樣態中係將第2臨界值規定為例如透光圖案部中以往的缺陷之差距光量值的最小值等級，將低於此者以內部缺陷等之差距光量值的等級來區別。藉此，可對轉印用罩體之透光圖案部中發生了以往的缺陷之差距光量值之區域的座標與發生了內部缺陷等差距光量值之區域的座標加以區別。

(5)本發明之不同於上述之樣態之轉印用罩體之製造方法，選定轉印用罩體之製程係將既定範圍差距 分布分割為複數小區域，於各小區域內算出繪圖密度，比較每個小區域之繪圖密度來檢測高密度之區域。

本樣態，係將描繪了差距光量值在第1臨界值與第2臨界值之間的座標之既定範圍差距之區域例如進一步分割為較既定範圍差距分布之區域來得小的面積之相同面積的複數小區域。此外，從各小區域內之差距分布的繪圖數來對每個小區域算出繪圖密度。藉此，可於每個小區域81將高繪圖密度之小區域判定為存在內部缺陷等之區域，而將判定為存在有內部缺陷等之小區域使用座標來集合計算以檢測存在內部缺陷等之區域。

(6)本發明之不同於上述之樣態之轉印用罩體之製造方法，選定轉印用罩體之製程係當繪圖密度相較於其他小區域有2倍以上密度之小區域的情況下，判定為有高密度之區域。

於本樣態，當判定每個小區域所算出之差距分布之高繪圖密度區域的情況，係將一個小區域之繪圖密度和其他小區域之繪圖密度進行比較。然後，當其中一者的密度相對於另一者之密度為2倍以上之值的情況，將該具有2倍以上密度之小區域判定為高繪圖密度之區域。藉此，即便小區域之繪圖密度為相對小之值，在和2倍值之比較下可提高成為顯著差異之可能性，故可輕易地判定高繪圖密度之區域，可檢測存在內部缺陷等之區域。

(7)本發明之不同於上述之樣態之轉印用罩體之 製造方法，選定轉印用罩體之製程係將該既定範圍差距分布顯示於圖像顯示機構，以目視確認來檢測高繪圖密度之區域。

本樣態，係於轉印用罩體之檢查製程設置圖像顯示機構，可使得從檢查裝置或是和檢查裝置連接之資訊處理裝置所輸出之既定範圍差距分布顯示於顯示器。亦即，圖像顯示機構可將既定範圍差距分布顯示於顯示器而由檢查員或是作業員來目視確認。藉此，能以檢查裝置或是資訊處理裝置確認繪圖密度所做檢測，此外，針對檢查裝置等無法判別之微妙的內部缺陷等之區域、或是夾雜複雜要素難以判定之內部缺陷等之區域，也可由有經驗之檢查員等以目視確認來判別。

(8)本發明之不同於上述之樣態之轉印用罩體之製造方法，檢查光之波長為200nm以下。

本樣態，係以轉印用罩體之檢查裝置使得從檢查所使用之光源所產生的穿透光波長成為200nm以下。若比較波長為200nm以上之穿透光的情況與波長為200nm以下之穿透光的情況，則200nm以下之情況相對地因內部缺陷等發出螢光之比例增加。藉此，以檢查光波長定為200nm以下之檢查裝置進行檢查，可提高以目視確認來檢測存在內部缺陷等之區域的精度。

(9)本發明之不同於上述之樣態之轉印用罩體之製造方法，第1臨界值係差距光量值除以檢查光之光量所算出之穿透率差成為2%之差距光量值。

本樣態係以轉印用罩體之檢查裝置算出相對於光源所射出之檢查光光量的差距光量值之比率亦即穿透率差，將該穿透率差為2%之情況的差距光量值做為第1臨界值。此穿透率差為2%之情況的差距光量值係由本發明者之實驗以及檢討結果所決定之值，如上述般被認為是雜訊之差距光量值的最大值，相反地也被認為是內部缺陷等之差距光量值的最小值。藉此，當判定透光性基板有無內部缺陷等之情況，藉由將穿透率差成為2%之差距光量值做為第1臨界值，可對雜訊與內部缺陷等進行良好的判別。

此外，當檢查光之光量變動少之情況，亦可將上述穿透率差做為穿透光相對於光源所射出之檢查光光量之比率。

(10)本發明之不同於上述之樣態之轉印用罩體之製造方法，第2臨界值係差距光量值除以檢查光之光量所算出之穿透率差成為40%之差距光量值。

本樣態係以轉印用罩體之檢查裝置來算出相對於光源所射出之檢查光光量之差距光量值之比率亦即穿透率差，將該穿透率差為40%之情況的差距光量值做為第2臨界值。此穿透率差為40%之情況的差距光量值也是由本發明者之實驗以及檢討結果所決定之值，如上述般被認為是透光圖案部中之以往的缺陷之差距光量值的最小值，相反地也可被認為是內部缺陷等之差距光量值的最大值。藉此，當判定透光性基板有無內部缺陷等之情況，藉由將穿透率差成為40%之差距 光量值做為第2臨界值，可對透光圖案部中以往檢測之存在於罩體圖案之缺陷與內部缺陷等進行良好的判別。

此外，於此情況同樣地，當檢查光之光量變動少的情況，亦可將上述穿透率差做為穿透光相對於光源所射出之檢查光光量的比率。

(11)本發明之不同於上述之樣態之轉印用罩體之製造方法，係對第1穿透光量分布或是第2穿透光量分布進行光量分布之全體校正，使用校正後之光量分布來算出差距光量值。

本樣態中係以轉印用罩體之檢查裝置對於從第1區域所檢測之第1穿透光量分布或是從第2區域所檢測之第2穿透光量分布進行全體校正。藉此，可得到對第1穿透光量分布與第2穿透光量分布供給相同光源光量之情況的各光量分布，可從各光量分布算出當供給相同光源光量之情況下之差距光量值。

(12)本發明之半導體元件之製造方法，係使用以上述(1)~(12)所記載之轉印用罩體之製造方法所製造之轉印用罩體，於半導體晶圓上形成電路圖案。本作法由於使用以上述(1)~(12)所記載之轉印用罩體之製造方法所製造之轉印用罩體，故即便以光微影法在半導體晶圓上形成電路圖案之情況也不會降低良率。在以波長200nm以下之雷射光曝光光線所使用之光微影法來於半導體晶圓上形成電路圖案之情況尤其有效。

依據本發明之轉印用罩體之製造方法，使用從具 有光量分布之全體校正機能的檢查裝置於罩體圖案之檢查時所輸出之穿透光量分布之數據，不光是檢測以往之罩體圖案之缺陷並可檢測轉印用罩體之內部缺陷、於前述透光性基板之形成有薄膜之主表面的相反側主表面所附著之異物缺陷、以及於裝設在薄膜上之薄皮的薄皮膜所附著之異物缺陷，可製造無缺陷之轉印用罩體。

參見圖1A以及圖1B，本實施形態之轉印用罩體30之檢查裝置係具有：照射雷射光等之光源部2、平台4、檢測部5、控制部1，可感測或是檢測內部缺陷75(於圖案轉印時造成局部性光學特性變化之光學不均勻區域)。此外，以下雖針對檢測透光性基板有無內部缺陷之方法來描述，但即便針對於透光性基板形成薄膜之主表面的相反側主表面所附著之異物缺陷之有無的檢測、裝設於薄膜上之薄皮的薄皮膜所附著之異物缺陷之檢測也能以同樣的方法來進行。

控制部1亦為例如控制轉印用罩體之檢查裝置全體、並以通信電纜連接於檢測部5而從輸入之穿透光量分布檢測各種缺陷之檢測機構。控制部1係將從檢測部5所輸入之穿透光量分布記憶於記憶電路。此時，係例如將形成有轉印圖案(具有透光部與遮光部)之薄膜的第1區域41內之各座標穿透光量值(第1穿透率光量分布)記憶於記憶部10內之第1穿透光量分 布記憶部21。

之後，控制部1係使用平台控制部3來移動平台4，而將和第1區域41在設計上形成相同轉印圖案之薄膜的第2區域51內之各座標的穿透光量值(第2穿透率光量分布)記憶於記憶部10內之第2穿透光量分布記憶部22。此處當轉印用罩體30具有內部缺陷75之情況，會發生第1區域內之全體或是寬廣區域之穿透光量的減少。

再者控制部1係以差距光量值計算部11從記憶部10內之第1穿透光量分布記憶部21與第2穿透光量分布記憶部22讀取出設計上為相同轉印圖案之第1區域41的穿透光量分布之數據以及第2區域51之穿透光量分布之數據，算出各穿透光量分布之數據差距而做成差距分布數據。圖2係顯示設計上之圖案為線-間隙圖案，該相同設計上之圖案形成於第1區域與第2區域之情況下，第1穿透光量分布與第2穿透光量分布直接置於相同座標系之圖。第1穿透光量分布、第2穿透光量分布皆為記錄了2維座標上各點穿透光量之分布。圖2中，對於線-間隙圖案之方向以正交方向之1維直線座標系來分別取出對應部分之第1以及第2穿透光量分布，而在橫軸為1維直線座標之位置、縱軸為穿透光量之座標系以穿透率分布的形式來表現者。圖2之101係第1穿透光量分布，201係第2穿透光量分布。

從圖2可看出，即便是從相同設計圖案所形成， 第1穿透光量分布101與第2穿透光量分布201在高穿透率側之波鋒(間隙部、透光部之穿透率)與低穿透率側之波鋒(線部、遮光部之穿透率)整體上出現了位移。此乃由於，於第1以及第2穿透率分布之各取得時，雖以設置在轉印用罩體之對準標記等基準標記做為基準點來設定2維座標進行了測定，即便如此位置精度仍不充分。因此，可知必須進行座標校正(對準校正)。此外，以透光性基板30存在內部缺陷75之區域正上方所存在之轉印圖案之第1區域所取得之第1穿透光量分布101相較於以透光性基板30不存在內部缺陷之區域正上方所存在之轉印圖案之第2區域所取得之第2穿透光量分布201，整體上高穿透率側之波鋒(間隙部、透光部之穿透率)降低20%程度。

但是，如前述般，即使於第1區域以及第2區域兩者正下方之透光性基板30不存在內部缺陷75之情況，也常會因為形成轉印圖案之際的蝕刻程序等造成透光性基板30接觸薄膜側的表面產生若干的表面粗糙，該表面粗糙會隨部位的不同而出現差異。此外，於取得2個穿透率光量分布之際，檢查光源、照明光學系統、受光光學系統要設定為完全相同條件有其困難。亦即，難以避免於第1穿透光量分布101與第2穿透率光量分布102之間出現或多或少的差異。由於轉印用罩體之檢查裝置的原本目的係高精度檢測黑缺陷、白缺陷，故必須避免檢測之誤認率變高。因此，於第1穿透光量分布101與第2穿透率光量分布102 之間取得差距之前，必須先校正至少其中一者的穿透光量分布，然後再取得差距。基於以上理由，控制部1係以差距光量值計算部11使得2個穿透光量分布重疊於相同的2維座標系進行座標校正，進而，對2個穿透光量分布之至少一者進行校正後(本例之情況係校正第1穿透光量分布101與第2穿透光量分布102兩者)，計算2個穿透光量分布之差距，作成差距分布(既定區域差距分布)之數據。再者所製作之差距分布係暫時記憶於記憶部10內之差距分布數據記憶部23。

圖3係顯示對圖2之第1穿透光量分布與第2穿透光量分布進行了座標校正與光量分布校正後之第1穿透光量分布與第2穿透光量分布之圖。從圖3可知，利用控制部1進行過校正後，於第1穿透光量分布所發生之整體高穿透率側波鋒的降低被上移，其和第2穿透光量分布之差變得非常地小。因此，以通常的轉印用罩體之檢查方法是難以檢測透光性基板30之內部缺陷75。

記憶於記憶部10內之各穿透光量分布記憶部21、22的穿透光量分布之數據、記憶於差距分布數據記憶部23之差距分布數據可於連接在控制部1之顯示部6處以圖像的方式顯示。顯示部6為例如具有高精細解析度之液晶顯示裝置。

其次控制部1係將暫時儲存在記憶部10內之差距分布數據記憶部23的差距分布數據來和從記憶部10內之第1臨界值記憶部25所讀取出之第1臨界值、從 第2臨界值記憶部26所讀取出之第2臨界值進行比較，針對第1臨界值以上、未達第2臨界值之數據係儲存於既定範圍差距分布數據記憶部24。第1臨界值與第2臨界值係以後述方式決定而事先儲存於第1臨界值記憶部25與第2臨界值記憶部26。

光源部2係將和對晶圓上之光阻膜進行曝光轉印之際所使用之曝光波長為相同波長的光亦即ArF準分子雷射(波長λ₁：193nm)之檢查光7(穿透光)從合成石英玻璃基板上形成有圖案之轉印用罩體30的下面側來導入之光導入機構。一旦可在X、Y、Z方向移動之平台4將轉印用罩體30移動到既定位置，則光源部2會將檢查光7從轉印用罩體30下面的各位置來導入。此外，於此實施形態，檢查光係適用ArF準分子雷射，來檢測會對波長200nm以下之曝光光線引發局部性穿透率降低的內部缺陷進行檢測，但不限定於此，也可使用波長大於200nm之檢查光(波長257nm、365nm、488nm等)，來檢測對波長大於以往200nm之曝光光線會引發局部性穿透率降低的內部缺陷(關於透光性基板形成有薄膜之主表面的相反側主表面所附著之異物缺陷有無的檢測、裝設於薄膜上之薄皮的薄皮膜上所附著之異物缺陷的檢測也同樣)。

平台控制部3係連接於控制部1而被控制部1所控制。平台4可如圖1A所示般載置轉印用罩體30，藉由平台控制部3使得被載置之轉印用罩體30相對於光源部2所發出之雷射光分別移動於X方向、Y方向、 Z方向。

檢測部5係如圖1A所示般設置在平台4上所載置之轉印用罩體30的主表面側，具備有受光元件以及對此受光元件輸入來自攝像對象物之穿透光的物鏡，為可檢測轉印用罩體30之遮光圖案部區域41、51其中一者的受光機構。檢測部5除了例如檢查光7通常穿透之穿透光，也從轉印用罩體30之主表面側接收因轉印用罩體30之透光圖案部的雜訊而衰減之穿透光或是因內部缺陷75等而衰減之穿透光。此外，也可接收因內部缺陷75等而產生之波長大於波長λ₁之蛍光。此外，本實施形態之檢測部5為可接收ArF準分子雷射光之受光元件。

做為受光元件使用之CCD影像感應器係將成像於檢測部5受光面之像的穿透光明暗光電變換為電荷量，於控制部1依序讀取出而變換為電氣訊號。此外，本實施形態之檢測部5雖受光元件係使用CCD影像感應器，但本發明不限定於此，也可使用以光阻器(photoresistor)為首之其他任意的光感應器。

存在於轉印用罩體30之內部缺陷75當中有在曝光波長超過200nm之曝光光源(例如KrF準分子雷射(曝光波長：248nm))之情況不會成為問題但在如ArF準分子雷射光(曝光波長：193.4nm)般曝光波長為200nm以下之曝光光源的情況會成為問題之內部缺陷75。

此等內部缺陷75在使用曝光波長為200nm以下 之上述曝光光線來將該轉印用罩體30之薄膜圖案41、51轉印於被轉印體之圖案轉印時，皆會造成局部處或是局部性光學特性之變化(例如穿透率之降低、相位差之變化)，而對圖案轉印造成不良影響從而降低轉印精度。最終會因為上述內部缺陷75而成為被轉印體(例如半導體元件)之轉印圖案缺陷(半導體元件中之電路圖案缺陷)。

此等內部缺陷75係因「局部脈絡」、「內容物」、「異質物」等而發生。「異質物」係合成石英玻璃中過度混入氧之氧過剩區域，於照射高能量光之後不會回復。「局部脈絡」乃合成石英玻璃之合成時金屬元素微量混入合成石英玻璃中之區域。若於轉印用罩體30之空白罩體用玻璃基板存在該局部脈絡，則圖案轉印時會產生約5~30%之穿透率降低，使得轉印精度降低，最終成為轉印圖案缺陷。此外，「內容物」乃金屬元素於合成石英玻璃中較局部脈絡之情況混入更多之區域。此外，內部缺陷75不限於「局部脈絡」、「內容物」、「異質物」。

此處，針對轉印用罩體之檢查裝置的原本目的亦即判定有無轉印圖案之黑缺陷或白缺陷之程序(Die-to-Die比較檢查法)來說明。控制部1係讀取儲存在前述既定範圍差距分布數據記憶部24之差距分布(既定範圍差距分布)，判定該差距分布中是否有第2臨界值以上之差距。然後，當具有第2臨界值以上之差距值的座標之情況，乃判定為有黑缺陷或是白缺 陷。屬於黑缺陷或是白缺陷係包括第1穿透光量分布與第2穿透光量分布來進行綜合性判斷。當為黑缺陷或白缺陷之情況，由於常常跨越複數座標發生同樣的差距，故有時也考慮周圍座標之差距來進行判定。

其次，針對判定有無內部缺陷75之程序來說明。圖4係將儲存於差距分布數據記憶部23之差距分布(既定區域差距分布)以2維座標系來圖像化(差距分布圖像61)，從校正後之第1穿透光量分布與第2穿透光量分布來算出。差距分布圖像61中係顯示了雜訊71、所混入之雜質等使得穿透光衰減之內部缺陷75。

其中，此差距分布圖像61僅繪出了儲存於第1臨界值記憶部25之第1臨界值以上的差距值座標。如前述般，雖對於第1穿透光量分布、第2穿透光量分布進行了光量校正後算出差距，但光是光量校正並無法將起因於雜訊之光量差加以全部校正。假使不設定第1臨界值，將會描繪出許多些微差距值之座標，而難以判別是起因於內部缺陷75或是起因於雜訊。因此，將穿透光量之降低對於曝光轉印幾乎不造成影響之範圍情況的差距上限等設定為第1臨界值，而起因於雜訊產生差距之座標則不描繪在差距分布圖像61中。此外，若第1臨界值過大，會導致內部缺陷75之檢測感度的降低。此外，黑缺陷、白缺陷以外起因於轉印圖案之問題所發生的差距方面，有某一轉印圖案之線邊緣粗糙程度不良之情況，若第1臨界值過大，有時將無法判定線邊緣粗糙程度。

差距光量未達2%，難以和遮光圖案部之穿透光量的變動作出區別。另一方面，差距光量40%以上，例如在透光圖案部發生黑缺陷之情況或在遮光圖案部發生白缺陷之情況所使用之區域，無法掌握該等缺陷與內部缺陷之區別。從而，於本實施形態，係將第1臨界值定為2%，將第2臨界值定為40%，以其間做為既定範圍，只要透光圖案部之差距分布在既定範圍(2%~40%)內，則判斷於該透光圖案部發生不良。

圖4中，由於內部缺陷75之區域使得檢查光7衰減，故檢測部5所檢測之光量減少。此外，圖4之轉印用罩體30之差距分布圖像61的圖像區域在本實施形態係藉由縱分割線91以及橫分割線92來分割為複數小區域81。小區域81係包含圖像區域內之複數畫素的縱橫尺寸，將圖像區域之縱與橫的尺寸以縱分割線91以及橫分割線92分割形成分別為數十~數百程度之任意尺寸。各小區域81當中包含內部缺陷75之複數區域係做為內部缺陷區塊85。

若採以上轉印用罩體之檢查裝置構成而藉由上述控制部1之控制來對轉印用罩體30中導入檢查光7，當轉印用罩體30中存在內部缺陷75之情況，該內部缺陷75會造成檢查光7衰減，降低約5~30%之穿透率。另一方面，即便是轉印用罩體30之內部缺陷75以外之區域，雖雜訊也會使得檢查光7衰減，但衰減量不會達到內部缺陷75之衰減量的等級。

此通常穿透之檢查光7與因雜訊或內部缺陷75 而衰減之檢查光7被檢測部5所接收，由控制部1計算此接收之穿透光、穿透光量(亮度)分布，利用Die-to-Die比較檢查法基於不同位置之相同圖案之穿透光量分布的差異來算出缺陷，於本實施形態係進而檢測內部缺陷75。

於顯示部6所顯示之轉印用罩體30的透光圖案部有許多雜訊71隨機出現。另一方面，當顯示部6之透光圖案部具有內部缺陷部75之情況，該內部缺陷75會造成穿透光衰減，此不同於雜訊71之隨機發生，缺陷所造成之穿透光衰減會集中固定於某處。

轉印用罩體30之製造方法，當存在著圖4所示內部缺陷區塊85之情況，由於該轉印用罩體30有內部缺陷而不加以選定，僅選定不會檢測出具有第1臨界值以上且未達第2臨界值之差距光量值的各座標繪圖密度高的區域的轉印用罩體30。

如此般，本實施形態之製造方法可使用從檢查裝置於罩體圖案之檢查時所輸出之穿透光量分布之數據，檢測不光是以往之罩體圖案之缺陷並檢測轉印用罩體30之內部缺陷等，而供給無缺陷的轉印用罩體30。

上述製造方法係藉由Die-to-Die比較檢查法來檢查轉印用罩體30，但亦可使用Die-to-Database比較檢查法。於該情況，首先，圖案形成用薄膜之轉印圖案係包含有於既定區域基於設計罩體圖案所形成之圖案，對於圖案形成用薄膜之既定區域照射檢查光7來 取得第1穿透光量分布。其次，藉由模擬對於基於設計罩體圖案而形成有轉印圖案之圖案形成用薄膜，算出照射檢查光7時之第2穿透光量分布。之後和Die-to-Die比較檢查法之情況同樣。

即使於此情況，也可使用從檢查裝置於罩體圖案之檢查時所輸出之穿透光量分布之數據，來檢測不光是以往檢測之存在於罩體圖案之缺陷並檢測轉印用罩體30之內部缺陷等，而供給無缺陷之轉印用罩體30。

此外，本實施形態於選定轉印用罩體30之際，當繪圖密度相較於其他小區域81有2倍以上密度的小區域81之情況，乃判定存在有高密度區域。藉此，即便小區域81之繪圖密度為相對小的值，由於在和2倍值的比較上成為顯著差異之可能性變高，可輕易判定高繪圖密度之區域，而可檢測存在內部缺陷等之區域。

此外，於本實施形態選定轉印用罩體30之際，差距分布圖像61係顯示於圖像顯示機構，藉由目視確認來檢測高繪圖密度之區域。藉此，能以檢查裝置或是資訊處理裝置來確認繪圖密度所做檢測，此外，即使針對存在有無法以檢查裝置等進行判別之微妙內部缺陷等之區域、或是存在有夾雜複雜要素而難以判定之內部缺陷等之區域，也可藉由具有經驗之檢查員等來目視確認而判別。

此外，本實施形態之檢查光7的波長為200nm以下。如此般以檢查光7之波長定為200nm以下之檢查裝置進行檢查，可提高以目視確認來檢測出具有內部 缺陷等之區域的精度。

此外，本實施形態之第1臨界值係穿透率差之差距光量值除以檢查光7之光量所算出之穿透率差成為2%的差距光量值。如此般，於判定有無透光性基板之內部缺陷等之情況，藉由將穿透率差成為2%之差距光量值定為第1臨界值，可良好地判別雜訊與內部缺陷等。

此外，本實施形態之第2臨界值係穿透率差之差距光量值除以檢查光7之光量所算出之穿透率差成為40%之差距光量值。如此般，於判定有無透光性基板之內部缺陷等之情況，藉由將穿透率差成為40%之差距光量值定為第2臨界值，可良好地判別透光圖案部中以往所檢測之存在於罩體圖案之缺陷與內部缺陷等。

此外，於本實施形態，係對第1穿透光量分布或是第2穿透光量分布進行光量分布之全體校正，使用校正過之光量分布來算出差距光量值。藉此，可得到對第1穿透光量分布與第2穿透光量分布供給相同光源光量之情況的各光量分布，可從各光量分布算出當供給相同光源光量之情況下的差距光量值。

此外，本發明不限定於上述本發明之轉印用罩體30之製造方法的實施形態，可從複數部分測量每個座標位置之穿透光量，可從相同設計圖案之各穿透光量得到各相同部分之差距光量，將該差距光量來和既定之第1臨界值以及第2臨界值進行比較，即可適用於 玻璃基板單體之製造方法、半色調空白罩體之製造方法、其他利用各種透明基板之製品之製造方法。

本申請案係主張日本專利申請第2011-080203號之優先權，將其揭示內容以參見的方式加入。

1‧‧‧控制部

2‧‧‧光源部

3‧‧‧平台控制部

4‧‧‧平台

5‧‧‧檢測部

6‧‧‧顯示部

7‧‧‧檢查光

10‧‧‧記憶部

11‧‧‧差距光量值計算部

21‧‧‧第1穿透光量分布記憶部

22‧‧‧第2穿透光量分布記憶部

23‧‧‧差距分布數據記憶部

24‧‧‧既定範圍差距分布數據記憶部

25‧‧‧第1臨界值記憶部

26‧‧‧第2臨界值記憶部

30‧‧‧轉印用罩體

41‧‧‧(薄膜之)第1區域

51‧‧‧(薄膜之)第2區域

61‧‧‧差距分布圖像

71‧‧‧雜訊

75‧‧‧內部缺陷

85‧‧‧(複數區域之)內部缺陷區塊

91‧‧‧縱分割線

92‧‧‧橫分割線

101‧‧‧第1穿透率分布

201‧‧‧第2穿透率分布

圖1A係顯示本發明之轉印用罩體之製造方法中一實施形態的缺陷檢查裝置之內部構成概要之方塊圖。

圖1B係顯示以圖1A所示缺陷檢查裝置來檢查之轉印用罩體之一例的俯視圖。

圖2係本發明之說明中所使用之圖，係顯示進行座標校正與光量分布校正前之第1穿透光量分布與第2穿透光量分布之圖。

圖3係本發明之說明中所使用之圖，係顯示進行座標校正與光量分布校正後之第1穿透光量分布與第2穿透光量分布之圖。

圖4係本發明之說明所使用之圖，係顯示包含改變對轉印用罩體所照射之穿透光之穿透光量的雜訊與內部缺陷等之穿透光量分布之一例之圖。

61‧‧‧差距分布圖像

71‧‧‧雜訊

75‧‧‧內部缺陷

85‧‧‧(複數區域之)內部缺陷區塊

91‧‧‧縱分割線

92‧‧‧橫分割線

Claims (11)

1. 一種轉印用罩體之製造方法，該轉印用罩體係於透光性基板上具備形成有轉印圖案之薄膜；其特徵在於：該薄膜之轉印圖案係包含有分別於第1區域與第2區域基於相同設計罩體圖案所形成的2個圖案；此製造方法具有下述製程：對該薄膜之第1區域照射檢查光來取得第1穿透光量分布之製程；對該薄膜之第2區域照射檢查光來取得第2穿透光量分布之製程；生成既定範圍差距分布之製程，係描繪出從該第1穿透光量分布與該第2穿透光量分布之比較所算出之差距光量值係在第1臨界值以上且未達為了判定起因於轉印圖案之缺陷之有無而使用之差距光量值的下限值之第2臨界值之座標；以及以該既定範圍差距分布來選定未檢測出高繪圖密度之區域的轉印用罩體之製程。
2. 一種轉印用罩體之製造方法，該轉印用罩體係於透光性基板上具備形成有轉印圖案之薄膜；其特徵在於：該薄膜之轉印圖案係包含有於既定區域基於設計罩體圖案所形成之圖案；此製造方法具有下述製程：對該薄膜之該既定區域照射檢查光來取得第1穿 透光量分布之製程；藉由模擬來算出當對於基於該設計罩體圖案而形成有轉印圖案之薄膜照射檢查光時的第2穿透光量分布之製程；生成既定範圍差距分布之製程，係描繪出從該第1穿透光量分布與該第2穿透光量分布之比較所算出之差距光量值係在第1臨界值以上且未達為了判定起因於轉印圖案之缺陷之有無而使用之差距光量值的下限值之第2臨界值之座標；以及以該既定範圍差距分布來選定未檢測出高繪圖密度之區域的轉印用罩體之製程。
3. 如申請專利範圍第1或2項之轉印用罩體之製造方法，其中該第1臨界值係為了判定透光性基板之內部缺陷之有無、於該透光性基板之形成有該薄膜之主表面的相反側主表面所附著之異物缺陷之有無、或是於裝設在該薄膜上之薄皮的薄皮膜所附著之異物缺陷之有無而使用之差距光量值的下限值。
4. 如申請專利範圍第1或2項之轉印用罩體之製造方法，其中選定該轉印用罩體之製程係將該既定範圍差距分布分割為複數小區域，於各小區域內算出繪圖密度，比較每個小區域之繪圖密度來檢測高密度之區域。
5. 如申請專利範圍第4項之轉印用罩體之製造方法，其中選定該轉印用罩體之製程係當繪圖密度相較於其他小區域有2倍以上密度之小區域的情況下，判 定為有高密度之區域。
6. 如申請專利範圍第1或2項之轉印用罩體之製造方法，其中選定該轉印用罩體之製程係將該既定範圍差距分布顯示於圖像顯示機構，以目視確認來檢測高繪圖密度之區域。
7. 如申請專利範圍第1或2項之轉印用罩體之製造方法，其中該檢查光之波長為200nm以下。
8. 如申請專利範圍第1或2項之轉印用罩體之製造方法，其中該第1臨界值係該差距光量值除以該檢查光之光量所算出之穿透率差成為2%之差距光量值。
9. 如申請專利範圍第1或2項之轉印用罩體之製造方法，其中該第2臨界值係該差距光量值除以該檢查光之光量所算出之穿透率差成為40%之差距光量值。
10. 如申請專利範圍第1或2項之轉印用罩體之製造方法，係對第1穿透光量分布或是第2穿透光量分布進行光量分布之全體校正，使用校正後之光量分布來算出該差距光量值。
11. 一種半導體元件之製造方法，係使用以如申請專利範圍第1或2項之轉印用罩體之製造方法所製造之轉印用罩體，於半導體晶圓上形成電路圖案。