TWI713088B - 缺陷分類方法、空白光罩之篩選方法以及空白光罩之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供於使用光學式缺陷檢查裝置之缺陷評價技術中大幅提高缺陷辨識程度之技術。 本發明之缺陷分類方法係使用自缺陷檢查裝置(150)輸出之上述2種圖像(基於自檢測器(SE)逐次輸出之亮度信號生成之第1檢查圖像及基於來自存在缺陷之區域之相近部分之信號的差生成之第2檢查圖像)。第1檢查圖像包含區別缺陷形狀之凹凸的資訊。且第2檢查圖像係缺陷形狀之凹凸區別困難且另一方面具有強調缺陷部之亮度分佈資訊。自第2檢查圖像擷取缺陷部之區域，應用於第1檢查圖像，而定義運算處理區域，於運算處理區域內進行圖像處理並計算特徵量。其次，依據所構築之分類基準將圖像分類。

Description

缺陷分類方法、空白光罩之篩選方法以及空白光罩之製造方法
本發明有關於用以製造於半導體裝置(Semiconductor device)等之製造中使用之光罩(轉印用遮罩)之空白光罩之缺陷評價技術，尤其有關對於判定存在於空白光罩所形成之薄膜中之針孔等之凹狀形狀為有效之空白光罩之缺陷評價技術。又，本發明有關應用上述方法之空白光罩之篩選方法及製造方法。
半導體裝置(Semiconductor device)之製造步驟係使用對轉印用遮罩照射曝光光，使遮罩所形成之電路圖型透過縮小光學系統轉印於半導體基板(半導體晶圓)上之光微影技術。伴隨半導體裝置之電路圖型的持續微細化，曝光光的波長以使用氟化氬(ArF)準分子雷射光之193nm為主流，藉由採用複數次組合曝光製程或加工製程之多圖型化之製程，最終可形成與曝光波長相比充分小的尺寸之圖型。
圖型轉印用遮罩係藉由於形成有厚度較薄的光學膜之基板(空白光罩)形成電路而製造。此等光學膜一般係以過渡金屬化合物為主成分之膜或以含有過渡金屬之矽化合物為主成分之膜，根據目的而選擇作為遮光膜發揮功能之膜或作為相位偏移膜發揮功能之膜等。進而，有時亦包含以光學膜之高精度加工為目的之加工輔助膜的硬遮罩膜。
轉印用遮罩為了作為用以製造具有電路圖型之半導體元件之原圖而使用，若於轉印用遮罩存在缺陷，則該缺陷會轉印於電路圖型。因此，要求轉印用遮罩無缺陷，但如此當然針對空白光罩亦要求無缺陷。基於此等狀況，對於檢測光罩或空白光罩之缺陷的技術已進行多種檢討。
作為檢測空白光罩或玻璃基板等之缺陷的裝置，已知有於基板上照射雷射光，利用光檢測器接收因基板表面之缺陷所致之散射光，基於來自光檢測器之輸出信號檢測出缺陷存在之檢查裝置。例如專利文獻1(日本特開2001-27611)中，記載使用複數光束掃描試料表面，以光檢測器檢測來自資料之反射光。又，專利文獻2(日本特開2003-4654)中，記載於利用光點掃描試料表面，藉由來自試料表面之反射光檢測試料表面區域之資訊之檢測光學系統中，於光程中配置遮斷與光點掃描方向對應之方向的單側一半光程之遮光板，藉由來自光檢測器之輸出信號形狀判別凸狀缺陷與凹狀缺陷。
再者，基於藉由缺陷檢查裝置收集之資訊生成包含缺陷之二維圖像，藉由圖像處理進行缺陷之分類亦為已知。作為利用圖像處理之缺陷分類法，於例如專利文獻3(日本特開2013-72788)中，作為分類缺陷之方法記載有利用基於規則之機械學習構築分類器，依據該分類器自檢查圖像分類缺陷之方法。又，專利文獻4(日本特開2017-215277)中，記載亮度平均或缺陷部之周圍長度等之具體參數作為為了利用機械學習進行缺陷分類而計算之特徵量。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2001-27611號公報 [專利文獻2] 日本特開2003-4654號公報 [專利文獻3] 日本特開2013-72788號公報 [專利文獻4] 日本特開2017-215277號公報
[發明欲解決之課題]
然而，本發明人等使用既有之光學式缺陷檢查裝置收集/檢討多數缺陷之檢查圖像後，了解到經檢測出微細缺陷之檢查圖像中，起因於缺陷之亮度變化會降低至接近於起因於受光元件之熱雜訊或電性雜訊之亮度變化，而有利用圖像處理之缺陷辨識變困難之情況。尤其亦了解到，基於為了使用氟化氬(ArF)準分子雷射光之圖型轉印用之末端遮罩的加工而形成之加工輔助層係厚度為10nm以下之極薄等理由，於硬遮罩薄膜之缺陷檢查中，若存在100nm以下尺寸之凹狀缺陷，則其傾向變得顯著。
經本發明人等檢討之結果，了解到由於缺陷係基於來自光檢測器之輸出信號之亮度變化而檢測，故若包含上述起因於雜訊之亮度變化，則缺陷位置之辨識變困難，容易發生以缺陷分類為基礎的特徵量的計算變模糊之問題。鑒於此等狀況，期望提供於檢查圖像之圖像處理中避免因雜訊所致之亮度變化，而大幅提高缺陷辨識程度之技術。
本發明係鑒於上述課題而完成者，其目的在於提供於使用光學式缺陷檢查裝置之缺陷評價技術中大幅提高缺陷辨識程度之技術。本發明尤其可較好地利用作為對於形成於空白光罩之薄膜中存在之針孔等凹狀形狀的判定有效之空白光罩之缺陷評價技術。 [用以解決課題之手段]
為了解決上述課題，本發明之缺陷分類方法之特徵係分類被認為是對檢查對象基板之表面缺陷之方法，且具備下述步驟：使用具有共焦點光學系統之缺陷檢查裝置，對前述檢查對象基板於前述基板表面上掃描檢查光之(S1)步驟，二維地檢測自前述檢查對象基板之反射光之(S2)步驟，將對應於該反射光之輸出信號以二維信號處理之(S3)步驟，檢測前述檢查對象基板表面上的缺陷之(S4)步驟，進而，將前述二維信號處理所得之圖像進行處理，分類前述檢測出之缺陷之(S5)步驟，前述圖像處理包含下述子步驟：對以前述缺陷檢查裝置檢查表面缺陷為已知之基板缺陷時生成之第1檢查圖像與第2檢查圖像進行處理，藉由將預定參數作為特徵量之機械學習而構築分類缺陷之分類基準的第1子步驟，自使用前述缺陷檢查裝置自前述檢查對象基板所得之第1檢查圖像與第2檢查圖像計算特徵量，依據前述分類基準，分類前述檢查對象基板之缺陷的第2子步驟，前述第1子步驟及前述第2子步驟中之缺陷部特徵量的計算，係藉由以前述第2檢查圖像求出存在缺陷之概略區域，將該概略區域應用於前述第1檢查圖像，限定圖像處理之區域，並計算缺陷部之特徵量而進行。
某樣態中，前述第1檢查圖像係將前述檢查光於基板上進行掃描時作為反射光所得之光學資訊進行二維配置所生成之包含缺陷之區域的二維圖像，前述第2檢查圖像係藉由使前述第1檢查圖像中之前述光學資訊延遲並減去而生成之二維圖像。
又，某樣態中，前述第1檢查圖像係基於自前述缺陷檢查裝置所具備之檢測器逐次輸出之亮度信號所生成，前述第2檢查圖像係基於來自存在缺陷之區域中的相近部分之信號的差所生成。
例如前述檢查光係波長210~550nm之光。
又，某態樣中，以前述缺陷檢查裝置具備之檢測器收集來自基板之反射光時，於聚光光學系統之光程上設置遮蔽反射光之一部分的空間濾光器，通過該空間濾光器收集反射光。
又，某態樣中，前述空間濾光器係將自前述檢測器逐次輸出之缺陷存在區域的信號作成非對稱亮度分佈。
再者，某態樣中，前述檢查對象基板係包含至少1層10nm以下厚度之薄膜的空白光罩，前述分類之缺陷係前述薄膜之凹狀缺陷或針孔缺陷。
本發明之空白光罩之篩選方法係藉由上述缺陷分類方法，篩選出不含凹狀缺陷之空白光罩。
又，本發明之空白光罩之製造方法包含下述步驟：於基板上形成至少1層薄膜與該薄膜之加工輔助層的硬遮罩膜之步驟，及藉由上述缺陷分類方法，評價前述薄膜或前述硬遮罩膜中存在之缺陷凹凸性之步驟。 [發明效果]
依據本發明，即使使用光學之缺陷檢查所收集之檢查圖像為低對比圖像，由於可不受雜訊成分影響地嚴密辨識缺陷位置技算特徵量，故可以高的信賴性進行使用機械學習之圖像分類。因此，即使為微細形狀，亦可分類空白光罩之缺陷。
又，藉由應用本發明之缺陷分類方法，不會將凸狀缺陷誤判定為凹狀缺陷。因此，可確實地檢測出於光罩中成為致命缺陷之凹狀缺陷之發生原因的空白光罩的缺陷。其結果，有意義地實現空白光罩及光罩之製造步驟的低成本化與高良率化。
以下，參照圖式，針對本發明之缺陷分類方法詳細說明。
空白光罩係使用於製造光罩而具備形成於基板上之光學薄膜，但該光學薄膜存在針孔等缺陷時，該缺陷成為光罩上之光罩圖型缺陷之原因。
圖1係顯示空白光罩之缺陷典型例之圖。圖1(A)係顯示於透明基板101上，形成作為遮光膜或半色調相位偏移遮罩用之相位偏移膜等發揮功能之光學薄膜102之空白光罩100的圖，光學薄膜102中存在凹狀之針孔缺陷(DEF1)。
又，圖1(B)係顯示於透明基板101上，形成作為遮光膜或半色調相位偏移遮罩用之相位偏移膜等發揮功能之光學薄膜102與用以進行光學薄膜102之高精度加工之加工輔助薄膜103之空白光罩100的圖，加工輔助薄膜103中存在凹狀之針孔缺陷(DEF2)。
再者，圖1(C)係顯示於空白光罩100具備之光學薄膜102上存在凸狀缺陷(DEF3)之狀況的圖。
該等缺陷(DEF1~3)均成為製造光罩時之缺陷生成原因。光罩存在缺陷時，於曝光步驟中，成為引起圖型轉印誤差之原因。因此，於空白光罩存在之缺陷必須在加工空白光罩作成光罩之前的階段被檢出，並排除具有缺陷之空白光罩，於可能之情況實施缺陷之修正。
不過，作為如圖1(C)中圖示般之凸狀缺陷(DEF3)，有與光學薄膜102一體化之缺陷，或作為如顆粒般附著異物之缺陷等。即使自存在此等凸狀缺陷之空白光罩，藉由通常製造步驟製造光罩，亦必定不能產生於光罩中成為致命缺陷之凹狀缺陷。
又，若為表面附著之異物缺陷可藉由洗淨去除者，則只要在製造光罩之前予以洗淨即可，此亦不會成為致命缺陷。
相對於此，如圖1(A)或圖1(B)所圖示般之凹狀之針孔缺陷(DEF1~2)由於係成為光罩中成為致命缺陷之凹狀缺陷發生原因，亦非可藉由洗淨而去除者，故作為空白光罩之缺陷為致命者。
如此，存在於空白光罩之缺陷，由於依據其形狀而定，有為致命者亦有非致命者，故重要的是判定空白光罩表面部存在之缺陷形狀，亦即判定為凹狀抑或凸狀。
圖2係概念性說明用以判定空白光罩之表面部的缺陷形狀(凹狀或凸狀)而較好使用之檢查裝置之構成的一例之方塊圖。
該缺陷檢查裝置150係以檢查光學系統151、缺陷檢測部152、圖像處理部153、控制裝置157、記憶裝 置158、顯示裝置159為主要構成要素。
檢查光學系統151係以共焦點光學系統為基本構成，具備發出檢查光之光源ILS、射束分裂器BSP、接物透鏡OBL、可載置移動空白光罩MB之載台STG及圖像檢測器SE。
光源ILS構成為可射出波長為210nm~550nm左右之光。自該光源ILS射出之檢查光BM1藉由射束分裂器BSP彎折，通過接物透鏡OBL，照射空白光罩MB之特定區域。於空白光罩MB表面反射之光BM2以接物透鏡OBL聚集，同時通過射束分裂器BSP、將光的一部分遮光之空間濾光器SPF、透鏡L1，到達圖像檢測器SE之受光面。
此時，以使圖像檢測器SE之受光面成為與空白光罩MB表面共軛之位置的方式調整圖像檢測器SE之位置。照射空白光罩MB表面之檢查光BM1以未圖示之掃描機構掃描，接受反射光BM2之圖像檢測器SE伴隨掃描而亮度信號逐次輸出至缺陷檢查部152。又，於檢查對象基板的表面上之檢查光的掃描係例如於邊使檢查光於X方向掃描，邊使基板於與X方向正交之Y方向移動之態樣，進行二維掃描。
缺陷分類時，以伴隨檢查光BM1之掃描，自圖像檢測器SE逐次輸出之信號為基礎，生成包含缺陷之區域的二維圖像，但本發明中，在生成該二維圖像之前，預先進行利用缺陷檢測部152之缺陷檢測。
利用該缺陷檢測部152之缺陷檢測時，藉由於收集自基板(空白光罩MB)之反射光BM2之聚光光學系統之光程上，設置遮蔽反射光BM2之一部分的空間濾光器SPF，可將伴隨檢查光BM1之掃描而自圖像檢測器SE逐次輸出之存在缺陷之區域的信號(缺陷部信號)作成非對稱之亮度分佈。與該亮度分佈之非對稱化之同時，藉由將上述缺陷部信號延遲特定時間之輸出信號(延遲信號)與未延遲之信號(非延遲信號)之差，具體而言，藉由取得來自存在缺陷之區域中接近部分之信號的差，而強調缺陷部之亮度變化(對比度差)，對該強調信號應用閾值而檢測缺陷。
如此，缺陷檢測部152採用將上述之伴隨檢查光BM1之掃描而自圖像檢測器SE逐次輸出之亮度信號之延遲信號與非延遲信號之差，對經強調缺陷部之亮度變化的信號應用閾值而檢測出缺陷，同時將缺陷位置資訊、由自檢測器SE逐次輸出之亮度信號生成之第1檢查圖像及自上述信號差生成之第2檢查圖像傳送至圖像處理部153。
圖像處理部153具備特徵量檢測部154、缺陷學習部155及缺陷分類部156。特徵量檢測部154係藉由實施圖像處理運算進行缺陷特徵量之計算，基於該缺陷特徵量利用缺陷分類部156進行缺陷分類。且，該等結果作為缺陷資訊，記錄於缺陷學習部155並且亦記憶於後述之記憶裝置158。
控制裝置157儲存控制程式或各種圖像運算程式，並連接於檢查光學系統151、圖像處理部153、記憶裝置158及顯示裝置159之各者，控制檢查裝置150全體。
本發明之缺陷分類方法係使用自缺陷檢查裝置150輸出之上述2種圖像(自檢測器SE逐次輸出之亮度信號生成之第1檢查圖像及由自存在缺陷之區域中之接近部分的信號差所生成之第2檢查圖像)。第1圖像包含區別缺陷形狀之凹凸的資訊。又，第2檢查圖像具有缺陷形狀之凹凸區別困難且另一方面具有強調缺陷部之亮度分佈之資訊。
因此，首先，以具有強調缺陷部之亮度分佈之資訊的第2檢查圖像縮小運算處理區域。其次，計算包含區別缺陷形狀之凹凸的資訊之第1檢查圖像之對應於上述縮小運算處理區域的區域之缺陷特徵量。本發明藉由此等順序而防止特徵量計算之信賴性劣化。
圖3係說明計算缺陷特徵量之特徵量計算部154的動作之圖，凸3(A)係顯示第1(二維)檢查圖像的圖，圖3(B)係顯示第2(二維)檢查圖像的圖，圖3(C)係顯示特定出運算區域之第1(二維)檢查圖像的圖。
圖3(A)中以符號200表示者係由伴隨檢查光之掃描自圖像檢測器SE逐次輸出之亮度信號所生成之第1(二維)檢查圖像200之示意圖，橫條紋花樣係掃描線所引起者。
該第1檢查圖像包含起因於缺陷之亮度變化IMG1，並且包含起因於雜訊等之亮度變化IMG2或IMG3。
以往的方法中，若該等亮度變化大致相等，則例如以輪廓線201表示之區域被辨識為缺陷部，而將缺陷大小或缺陷之平均亮度計算為特徵量。然而若依此，則輪廓線201內，除了起因於缺陷之亮度變化IMG1以外，由於亦包含起因於雜訊等之亮度變化IMG2，故無法正確進行缺陷評價。
因此，本發明中使用上述第2檢查圖像，正確縮小計算缺陷特徵量之運算區域。
具體而言，為了強調缺陷之存在，如圖3(B)所示，擷取出由自存在缺陷之區域的相近部分的信號差所生成之第2檢查圖像202中所含之亮度變化區域203。
由於第2檢查圖像202基本上為差量信號，故不易產生第1檢查圖像中顯現之掃描線之條紋花樣。作為求出亮度變化區域203之方法，有例如對於不存在缺陷之區域的亮度，將缺陷部中經強調之亮度變化的區域與特定閾值進行比較，求出像素編號，其次組合通常之圖像處理所使用之特定像素數的放大縮小處理的方法等。又，亦可將與求出之區域外切之矩形區域作為亮度變化區域203。
將該亮度變化區域作為二維圖像之像素編號擷取出，該編號再次對應於第1檢查圖像之像素編號並定義區域，如圖3(C)所示之第3檢查圖像204般，指定用以計算特徵量之運算區域205。又，圖3(C)所示之第3檢查圖像204基本上與圖3(A)所示之第1檢查圖像200相同，僅針對用以計算特徵量之運算區域205標記之方面不同。
指定運算區域205後，自該區域內之缺陷部的亮度變化資訊，計算缺陷部之平均亮度或缺陷部之面 積、亮度梯度之預先指定的特徵量。
藉由以上方法，可防止於自缺陷部遠離之位置選擇起因於雜訊之像素強度之最大值或最小值。
再次回到圖2，進行圖像處理部153之說明。
於缺陷分類之前，首先針對分類已知之缺陷，讀取其第1檢查圖像與第2檢查圖像，計算上述特徵量並於缺陷學習部155中進行學習。此處所謂分類係例如缺陷的凹凸性(凹狀或凸狀)或擦傷狀等之分類。學習之缺陷個數越多越好，期望至少20個以上。藉由該等檢查圖像之學習構築分類基準。
分類基準係期望與進行缺陷檢查之空白光罩或具有各種膜構造之基板或透明基板等被檢查基板之構造對應而構築複數個。
其次，獨取欲分類缺陷之被檢查基板之缺陷的檢查圖像。與機械學習同樣地，自第1二維檢查圖像與第2二維檢查圖像計算特徵量，於缺陷分類部156，依據先前構築之分類基準分類缺陷。
該等分類結果，與缺陷檢查資訊一起被記憶於記憶裝置158，且於顯示裝置159顯示二維檢查圖像或分類結果，可使操作員容易確認。
圖4係藉由缺陷之檢查圖像的機械學習而構築分類基準之流程圖。
首先，針對已知分類之多數缺陷，準備其第1二維檢查圖像與第2二維檢查圖像(步驟S01)。其次，於步驟S02中，自一個缺陷之第2檢查圖像擷取缺陷部之區域，應用於第1檢查圖像定義運算處理區域。接著，於第1檢查圖像之運算處理區域內進行圖像處理計算特徵量(步驟S03)。所準備之二維檢查圖像全部以判斷步驟S04判斷是否經處理，於全部均尚未處理時回到步驟S02，重複剩餘圖像之處理。若所有檢查圖像之處理結束則基於所計算之特徵量構築分類基準(步驟S05)。
圖5係依據分類基準分類被檢查基板之缺陷的流程圖。
首先，以檢查裝置檢查被檢查基板，以習知檢查方法進行缺陷檢測(步驟S11)。其次，讀取自檢查裝置輸出之包含缺陷部之第1檢查圖像與第2檢查圖像之數據(步驟S12)。自第2檢查圖像擷取缺陷部之區域，應用於第1檢查圖像並定義運算處理區域，於運算處理區域內進行圖像處理，計算特徵量(步驟S13)。其次，依據所構築之分類基準分類圖像(步驟S14)。自圖像分類結果分類缺陷(步驟S15)，記錄分類結果並且根據需要將分類結果顯示於顯示裝置(步驟S16)。
又，分類之結果亦可作為新的學習用數據，再次構築分類基準。
如此，將以第2檢查圖像求出之圖像運算區域應用於第1檢查圖像，計算缺陷之特徵量，藉由已知分類之檢查圖像之機械學習與依據以機械學習構築之分類基準分類被檢查基板之缺陷的檢查圖像，而可以高的信賴性評價缺陷之凹凸性等，可正確地分類缺陷。
又，藉由將本發明之缺陷分類方法應用於空白光罩之製造步驟，可以高信賴性擷取具有凹狀缺陷尤其是針孔缺陷之空白光罩，可僅篩選出不含針孔缺陷之空白光罩。
再者，由於可有效地排除具有成為對於光罩為致命缺陷之凹狀缺陷的發生原因的缺陷之空白光罩，故就提高空白光罩之製造良率方面具有貢獻。
以下顯示實施例具體說明本發明，但本發明並非限定於以下實施例者。
[實施例1] 本實施例所使用之空白光罩係用以製造使用波長193nm之ArF準分子雷射作為曝光光的半色調相位偏移遮罩之空白光罩。作為對於曝光光透明之基板準備合成石英基板(大小約152mm×152mm×厚6.35 mm)，於其上成膜以鉬(Mo)與矽(Si)為主成分之半色調相位偏移膜，進而成膜以鉻(Cr)為主成分之遮光膜。如以上，製作全部60片之空白光罩。
其次，以收集用於機械學習之圖像數據為目的，而進行空白光罩之遮光膜的缺陷檢查。所使用之檢查裝置係具有共焦點光學系統，具備遮蔽檢查光之一部分的空間濾光器之缺陷檢查裝置M6640S(Laser Tech公司製)。
其結果，自60片中之40片空白光罩檢測出合計62個缺陷。該等缺陷形狀以原子力顯微鏡(AFM)測量後，凹狀缺陷個數為48個，凸狀缺陷之個數為14個。
圖6係顯示所檢測出之缺陷狀況之一例的圖，圖6(A)係藉由缺陷檢查裝置檢測之凹狀缺陷的第1檢查圖像，圖6(B)係顯示該第1檢查圖像中橫切缺陷部之亮度分佈狀況的圖。
圖6(A)之第1檢查圖像由於係掃描檢查光而生成之圖像，故於掃描方向延伸之條紋花樣重疊。該圖像中見到之凹狀缺陷寬度約200nm而較寬，深度為5nm以下而極淺，因此，檢查圖像之對比度較弱。
如上述，由於於缺陷檢查裝置中配備空間濾光器，故依據模擬，第1檢查圖像中橫切缺陷部之亮度分佈如圖6(B)之示意圖所示，左側應成為暗部，右側應成為亮部。
然而，如圖6(A)所示，於缺陷部之對比度較小的圖像，與缺陷以外之起因於雜訊等之亮度變化的區別較困難，故難以擷取出具有用以計算缺陷部之特徵量之亮度分佈的部分。因此，本實施例中，缺陷檢測時，使用自強調了缺陷檢查裝置所生成之缺陷部之信號所生成之第2檢查圖像。
圖7係與圖6(A)之第1檢查圖像對應之第2檢查圖像。基本上，由於取得延遲信號與未延遲信號之差量，故缺陷部被強調，而減低缺陷以外之雜訊信號成分。
由圖7可明確辨識缺陷部之區域，故該缺陷區域於圖6(A)所示之第1檢查圖像中亦認定為缺陷部區域，而限定計算缺陷部之特徵量的區域。具體而言，將預定之閾值應用於第2檢查圖像，求出起因於缺陷之亮部與暗部之區域作為像素編號，其次求出進行兩區域之特定像素數的放大處理並連結之區域，將與該區域外切之矩形區域作為特徵量計算區域。
針對缺陷之凹凸形狀分類為已知之機械學習用所準備之合計62個檢查圖像之各者，以相同方法求出特徵量計算區域，計算缺陷特徵量。自該特徵量及凹凸分類資訊，構築將凹狀形狀之缺陷與凸狀形狀之缺陷分類的分類基準，依據該分類基準，進行被檢查基板之缺陷分類。
被檢查基板之構造與上述機械學習用所準備之空白光罩相同，係於石英基板上成膜以鉬(Mo)與矽(Si)為主成分之半色調相位偏移膜，於其上成膜以鉻(Cr)為主成分之遮光膜的空白光罩。
以檢查裝置檢測出之缺陷亦包含淺缺陷，但進行使用上述之第2檢查圖像之特徵量計算區域之擷取與自第1檢查圖像之特徵量計算，對照於分類基準，進行該缺陷之形狀為凹狀或凸狀之分類。缺陷分類後，為了確認而將分類結果與缺陷之AFM形狀測定結果比較，結果分類之正確度為98%而為良好之值。又，藉以往方法進行缺陷分類時之正確度約為80%左右，針對尺寸較小者大部分情況產生誤檢測。
又，大的針孔缺陷於第1檢查圖像之對比度亦較大，可容易地分類為凹狀缺陷。又，藉由應用本發明之缺陷分類方法，可排除包含致命缺陷的針孔缺陷之基板，可提供不含缺陷之空白光罩。
[產業上之可利用性]
本發明提供於使用光學式缺陷檢查裝置之缺陷評價技術中大幅提高缺陷辨識程度之技術。本發明尤其可較好地利用作為有效判定於空白光罩所形成之薄膜中存在之針孔等凹狀形狀的空白光罩之缺陷評價技術。
100:空白光罩
101:透明基板
102:光學薄膜
103:加工輔助薄膜
150:缺陷檢查裝置
151:檢查光學系統
152:缺陷檢測部
153:圖像處理部
154:特徵量計算部
155:缺陷學習部
156:缺陷分類部
157:控制裝置
158:記憶裝置
159:顯示裝置
200:第1(二維)檢查圖像
201:輪廓線
202:第2(二維)檢查圖像
203:亮度變化區域
204:第3(二維)檢查圖像
205:用以計算特徵量之運算區域
BM1:檢查光
BM2:反射光
BSP:射束分裂器
DEF1:針孔缺陷
DEF2:針孔缺陷
DEF3:凸缺陷
ILS:光源
IMG1:起因於缺陷之亮度變化部
IMG2:起因於雜訊之亮度變化部
IMG3:起因於雜訊之亮度變化部
L1:透鏡
MB:空白光罩
OBL:接物透鏡
SE:光檢測器
STG:載台
圖1係顯示空白光罩之缺陷典型例之圖，圖1(A)係顯示設於透明基板上之光學薄膜中存在針孔缺陷(DEF1)之狀況的圖，圖1(B)係顯示設於透明基板上的光學薄膜之加工輔助薄膜中存在針孔缺陷(DEF2)之狀況的圖，而且，圖1(C)係顯示於空白光罩具備之光學薄膜中存在凸缺陷(DEF3)之狀況的圖。 圖2係概念性說明用以判定空白光罩之表面部的缺陷形狀(凹狀或凸狀)而較好使用之檢查裝置之構成的方塊圖。 圖3係說明計算缺陷特徵量之特徵量計算部154之動作的圖，圖3(A)係顯示第1二維檢查圖像的圖，圖3(B)係顯示第2二維檢查圖像的圖，圖3(C)係顯示特定出運算區域之第1二維檢查圖像的圖。 圖4係藉由缺陷之檢查圖像的機械學習而構築分類基準之流程圖。 圖5係根據分類基準分類被檢查基板之缺陷的流程圖。 圖6係顯示所檢測之缺陷狀況的一例之圖，圖6(A)係藉由缺陷檢查裝置檢測出之凹狀缺陷的第1檢查圖像，圖6(B)係橫切該第1檢查圖像中之缺陷部的亮度分佈狀況的圖。 圖7係對應於圖6(A)之第1檢查圖像之第2檢查圖像。
200‧‧‧第1(二維)檢查圖像
201‧‧‧輪廓線
202‧‧‧第2(二維)檢查圖像
203‧‧‧亮度變化區域
204‧‧‧第3(二維)檢查圖像
205‧‧‧用以算出特徵量之運算區域
IMG1‧‧‧起因於缺陷之亮度變化部
IMG2‧‧‧起因於雜訊之亮度變化部
IMG3‧‧‧起因於雜訊之亮度變化部

Claims (8)

  1. 一種缺陷分類方法，其特徵係分類被認為是檢查對象基板之表面缺陷之方法，且具備下述步驟：使用具有共焦點光學系統之缺陷檢查裝置，對前述檢查對象基板於前述基板表面上掃描檢查光之(S1)步驟，二維地檢測自前述檢查對象基板之反射光之(S2)步驟，將對應於該反射光之輸出信號以二維信號處理之(S3)步驟，檢測前述檢查對象基板表面上的缺陷之(S4)步驟，進而，將前述二維信號處理所得之圖像進行處理，分類前述檢測出之缺陷之(S5)步驟，前述圖像處理包含下述子步驟：對以前述缺陷檢查裝置檢查表面缺陷為已知之基板缺陷時生成之第1檢查圖像與第2檢查圖像進行處理，藉由將預定參數作為特徵量之機械學習而構築分類缺陷之分類基準的第1子步驟，自使用前述缺陷檢查裝置自前述檢查對象基板所得之第1檢查圖像與第2檢查圖像計算特徵量，依據前述分類基準，分類前述檢查對象基板之缺陷的第2子步驟，前述第1子步驟及前述第2子步驟中之缺陷部特徵量的計算，係藉由以前述第2檢查圖像求出存在缺陷之概略區域，將該概略區域應用於前述第1檢查圖像，限定圖像處理之區域，並計算缺陷部之特徵量而進行， 且前述第1檢查圖像係將前述檢查光於基板上進行掃描時作為反射光所得之光學資訊進行二維配置所生成之包含缺陷之區域的二維圖像，前述第2檢查圖像係藉由使前述第1檢查圖像中之前述光學資訊延遲並減去而生成之二維圖像。
  2. 一種缺陷分類方法，其特徵係分類被認為是檢查對象基板之表面缺陷之方法，且具備下述步驟：使用具有共焦點光學系統之缺陷檢查裝置，對前述檢查對象基板於前述基板表面上掃描檢查光之(S1)步驟，二維地檢測自前述檢查對象基板之反射光之(S2)步驟，將對應於該反射光之輸出信號以二維信號處理之(S3)步驟，檢測前述檢查對象基板表面上的缺陷之(S4)步驟，進而，將前述二維信號處理所得之圖像進行處理，分類前述檢測出之缺陷之(S5)步驟，前述圖像處理包含下述子步驟：對以前述缺陷檢查裝置檢查表面缺陷為已知之基板缺陷時生成之第1檢查圖像與第2檢查圖像進行處理，藉由將預定參數作為特徵量之機械學習而構築分類缺陷之分類基準的第1子步驟，自使用前述缺陷檢查裝置自前述檢查對象基板所得之第1檢查圖像與第2檢查圖像計算特徵量，依據前述分類基準，分類前述檢查對象基板之缺陷的第2子步驟， 前述第1子步驟及前述第2子步驟中之缺陷部特徵量的計算，係藉由以前述第2檢查圖像求出存在缺陷之概略區域，將該概略區域應用於前述第1檢查圖像，限定圖像處理之區域，並計算缺陷部之特徵量而進行，且前述第1檢查圖像係基於自前述缺陷檢查裝置所具備之檢測器逐次輸出之亮度信號所生成，前述第2檢查圖像係基於來自存在缺陷之區域中的相近部分之信號的差所生成。
  3. 一種缺陷分類方法，其特徵係分類被認為是檢查對象基板之表面缺陷之方法，且具備下述步驟：使用具有共焦點光學系統之缺陷檢查裝置，對前述檢查對象基板於前述基板表面上掃描檢查光之(S1)步驟，二維地檢測自前述檢查對象基板之反射光之(S2)步驟，將對應於該反射光之輸出信號以二維信號處理之(S3)步驟，檢測前述檢查對象基板表面上的缺陷之(S4)步驟，進而，將前述二維信號處理所得之圖像進行處理，分類前述檢測出之缺陷之(S5)步驟，前述圖像處理包含下述子步驟：對以前述缺陷檢查裝置檢查表面缺陷為已知之基板缺陷時生成之第1檢查圖像與第2檢查圖像進行處理，藉由將預定參數作為特徵量之機械學習而構築分類缺陷之分類基準的第1子步驟， 自使用前述缺陷檢查裝置自前述檢查對象基板所得之第1檢查圖像與第2檢查圖像計算特徵量，依據前述分類基準，分類前述檢查對象基板之缺陷的第2子步驟，前述第1子步驟及前述第2子步驟中之缺陷部特徵量的計算，係藉由以前述第2檢查圖像求出存在缺陷之概略區域，將該概略區域應用於前述第1檢查圖像，限定圖像處理之區域，並計算缺陷部之特徵量而進行，且以前述缺陷檢查裝置具備之檢測器收集來自基板之反射光時，於聚光光學系統之光程上設置遮蔽反射光之一部分的空間濾光器，通過該空間濾光器收集反射光，前述空間濾光器係將自前述檢測器逐次輸出之缺陷存在區域的信號作成非對稱亮度分佈。
  4. 如請求項1至3中任一項之缺陷分類方法，其中前述檢查光係波長210~550nm之光。
  5. 如請求項1或2之缺陷分類方法，其中以前述缺陷檢查裝置具備之檢測器收集來自基板之反射光時，於聚光光學系統之光程上設置遮蔽反射光之一部分的空間濾光器，通過該空間濾光器收集反射光。
  6. 如請求項1至3中任一項之缺陷分類方法，其中前述檢查對象基板係包含至少1層10nm以下厚度之薄膜的空白光罩，前述分類之缺陷係前述薄膜之凹狀缺陷或針孔缺陷。
  7. 一種空白光罩之篩選方法，其係藉由如請求項1至6中任一項之缺陷分類方法，篩選出不含凹狀缺陷之空白光罩。
  8. 一種空白光罩之製造方法，其包含下述步驟：於基板上形成至少1層薄膜與該薄膜之加工輔助層的硬遮罩膜之步驟，及藉由如請求項1至6中任一項之缺陷分類方法，評價前述薄膜或前述硬遮罩膜中存在之缺陷凹凸性之步驟。
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