TWI728193B - 用於極紫外光遮罩缺陷檢查之相位對比度監測 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示使用一光學檢查工具檢查一極紫外光(EUV)倍縮光罩之方法及設備。使用具有定位於一成像光瞳處之一光瞳濾波器之一檢查工具從自一EUV測試倍縮光罩之一測試部分反射及散射之一輸出光束獲得一測試影像或信號。該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度。針對經設計以相同於該測試倍縮光罩部分之一參考倍縮光罩部分獲得一參考影像或信號。比較該等測試及參考影像或信號且基於此比較判定該測試倍縮光罩部分是否具有任何候選缺陷。針對該倍縮光罩之複數個測試倍縮光罩部分之各者,重複使用該檢查工具、獲得一參考影像或信號、比較且判定之操作。基於已經判定而呈現之任何候選缺陷產生一缺陷報告。
Description
本發明大體上係關於倍縮光罩檢查及度量之領域。更特定言之,本發明係關於用於偵測缺陷之極紫外光(EUV)倍縮光罩之檢查及量測。
在數十年之EUVL(EUV微影)之研究及發展之後,似乎最終實現了EUVL。在2017年初,全世界存在已安裝之至少十四個EUV掃描器。行業共識似乎係在EUVL之實施方案中不存在根本技術路障。
此趨向於EUVL已導致一些相互矛盾之EUV倍縮光罩圖案檢查技術。一個做法係當前具有一不可接受之處理能力之一光化性檢查。兩個其他檢查可能包含電子束檢查及DUV檢查。在DUV檢查做法中,使用與13.5nm之EUVL波長十分不同之一波長(通常為193nm)來檢查EUV光罩。歸因於顯著波長失配,一EUV遮罩上之一關鍵缺陷中之信號可係十分微弱的。鑒於上文,找出在適當情況下增強缺陷信號之創新技術將係有利的。
下文呈現本發明之一簡化之[發明內容]以提供對本發明之特定實施例之一基礎理解。此[發明內容]不係本發明之一延伸概述且其不識別本發明
之主要/關鍵元件或描述本發明之範疇。其唯一目的係以一簡化形式呈現本文揭示之一些概念作為後文呈現之更詳細描述之前奏。
在一個實施例中,揭示一種使用一光學檢查工具檢查一極紫外光(EUV)倍縮光罩之方法。使用具有定位於一成像光瞳處之一光瞳濾波器之一檢查工具從自一EUV測試倍縮光罩之一測試部分反射及散射之一輸出光束獲得一測試影像或信號。該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度。針對經設計以相同於該測試倍縮光罩部分之一參考倍縮光罩部分獲得一參考影像或信號。比較該等測試及參考影像或信號且基於此比較判定該測試倍縮光罩部分是否具有任何候選缺陷。針對該倍縮光罩之複數個測試倍縮光罩部分之各者,重複使用該檢查工具、獲得一參考影像或信號、比較且判定之操作。基於已經判定而呈現之任何候選缺陷產生一缺陷報告。
在一特定實施方案中,相較於該測試倍縮光罩部分中之一非相位或不同相物體,該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度來增強一相位物體之信號強度。在一進一步態樣中,該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度而引入一相位變化,使得自一相位物體散射之光之間之一相位更密切匹配自此相位物體反射之光且此散射及反射光可彼此相長干涉以增強該相位物體之經偵測之影像信號。
在另一實施例中,該光瞳濾波器係具有擁有對應於引入至透射通過該光瞳濾波器之輸出光束之一部分內之相位變化量之一深度之一蝕刻部分之一厚片玻璃(諸如熔融矽石)。在一個態樣中,該經蝕刻之深度為約85nm以提供(例如)193nm之檢查工具波長處之90°之一相位變化。在一個實施例中,該光瞳濾波器之蝕刻部分具有實質上匹配一照明區域(對應於輸
出光之一反射部分)之一寬度以提供此照明區域內而非此照明區域外(對應於輸出光之一散射光部分)之一相位變化。在一進一步態樣中,該照明區域對應於一σ 0.5照明且該光瞳濾波器之寬度等於約成像光瞳之一孔直徑之一半。在另一態樣中,該照明可對應於小於或大於σ 0.5之一光瞳區域。在另一態樣中,該光瞳濾波器包括玻璃之相對於包含蝕刻部分之一側之一側上之複數個半色調圖案。在此態樣中,該等半色調圖案經設定尺寸且經配置以控制輸出光之透射。
在一替代實施例中,該方法進一步包含藉由模擬隨著由複數個光瞳濾波器組態產生之一相位變化角而變化之複數個缺陷類型之缺陷強度信號而設計相位濾波器。在另一實施例中,該光瞳濾波器經組態以提供輸出光束中之相位對比度以引起複數個倍縮光罩圖案及缺陷類型之複數個強度色調之一校正。在另一態樣中,該光瞳濾波器經組態以提供輸出光束中之相位對比度以使得複數個缺陷類型之複數個偏焦實質上相等。
在其他實施例中,本發明係關於一種用於檢查一EUV倍縮光罩之檢查系統。該系統包含:一光源,其用於產生一入射光束;照明光學器件,其用於將該入射光束引導至一EUV倍縮光罩上;集光光學器件,其用於回應於該入射光束而引導自該EUV倍縮光罩反射及/或散射之一輸出光束;一感測器,其用於偵測該輸出光束且產生該輸出光束之一影像或信號;及一控制器,其經組態以執行以上方法之一或多者。
以下參考圖進一步描述本發明之此等及其他態樣。
100:極紫外光(EUV)倍縮光罩
102:基板
104:多層
106a:圖案/吸收器圖案層
106b:圖案
202:光阻層
204:晶圓基板
206:輻射
208a:放大之光酸
208b:放大之光酸
300:檢查系統
302:光源
304:聚光透鏡
306:分束器
307:光瞳濾波器
308:物鏡
310:樣本
312:經檢查之表面
313:成像透鏡
314:成像感測器
315:方向
316:處理器系統
404:半色調金屬圖案
502:典型極紫外光(EUV)接觸遮罩圖案
504:影像
506:影像
604:光瞳
606:光瞳濾波器
608a:圖表
608b:圖表
610a:曲線/缺陷信號
610b:曲線/缺陷信號
612a:線邊緣粗糙度(LER)雜訊信號
612b:線邊緣粗糙度(LER)雜訊信號
614a:信雜比(SNR)值
614b:信雜比(SNR)值
802a:圖表
802b:圖表
804a:亮色調/超大缺陷
804b:超大缺陷
806a:超小缺陷
806b:超小缺陷
808a:入侵缺陷
808b:入侵缺陷
900:檢查程序
902:操作
904:操作
906:操作
908:操作
910:操作
912:操作
914:操作
916:操作
918:操作
h:高度
N:否
w:寬度
Y:是
圖1係一實例性EUV倍縮光罩之一側視圖之一圖解表示。
圖2繪示一EUV光微影程序中之一EUV倍縮光罩及晶圓之一側視透視
圖。
圖3係根據本發明之一個實施例之經組態以用於相位對比度成像之一檢查系統之一圖解表示。
圖4A係根據本發明之一個實施例之一光瞳濾波器之一側視圖之一圖解表示。
圖4B係根據本發明之一替代實施例之具有用於控制透射之半色調金屬圖案之一光瞳濾波器之一側視圖之一圖解表示。
圖5展示在具有及不具有相位對比度之擁有圓形偏光之半σ照明下位於一典型EUV接觸遮罩圖案之最佳焦點處之模擬之影像。
圖6包含根據本發明之一特定應用之各繪示隨著光瞳濾波器之相位角而變化之一EUV遮罩上之超大及入侵缺陷之一經計算之缺陷信號之圖表。
圖7展示在三種不同照明偏光條件下之應用且不應用一相位對比度技術之一列擴充缺陷之條形圖。
圖8展示通過焦點之具有及不具有相位對比度之超大、超小及入侵缺陷之信號。
圖9係根據本發明之一個實施例之繪示具有相位對比度之一檢查程序之一流程圖。
本申請案主張Qiang Zhang等人於2016年10月7日申請之名稱為「Phase Contrast Imaging for Extreme Ultraviolet Photomask Inspection」之美國臨時專利申請案第62/405,826號之優先權,該案之全文出於所有目的以引用之方式併入本文中。
在以下描述中,闡述數個特定細節以提供對本發明之一全面瞭解。可在無部分或全部此等特定細節之情況下實踐本發明。在其他例項中,未詳細描述已知組件或程序操作以免不必要地阻礙本發明。儘管將結合特定實施例描述本發明,但將瞭解不意欲將本發明限制於該等實施例。
一極紫外光(EUV)微影程序通常使用經設計以促進一晶圓上之(諸如)13.5nm之EUV波長處之圖案化之一EUV類型之倍縮光罩。圖1係一實例性EUV倍縮光罩之一部分之一側視圖之一圖解表示。如所展示,EUV倍縮光罩100可包含一基板102,諸如一低熱膨脹(LTE)或超低膨脹(ULE)玻璃板(諸如熔融矽石)。
利用多層104材料覆蓋該基板以提供EUV波長處之中度反射率(例如,60%至70%或更多)以用於執行EUV波長處之微影曝光。多層(ML)堆疊104充當為最大化EUV輻射之反射且同時係EUV輻射之一較差吸收器之一布拉格(Bragg)反射鏡。反射通常發生在具有不同折射指數之材料(具有引起較大反射率之較大差異)之間之介面處。儘管曝露至極低之波長之材料之折射指數大約等於1,但可通過使用具有擁有不同折射指數之交替層之多個層來達成顯著反射。該ML堆疊亦可包括低吸收特性,使得照射輻射經反射具有較少損失。在某些實施例中,多層104包含經配置具有約7奈米間距之約30至40(或40至50)之間個交替對鉬(Mo)及矽(Si)層。其他適合之層可包含Mo2C及Si、Mo及鈹(Be)、鉬釕(MoRu)及Be之交替層。
多層104可包含一覆蓋層(諸如Ru)以防止氧化。在其他實施例中,一EUV倍縮光罩可包含一石英、抗反射塗層(ARC)及其他特徵。一圖案(例如,106a及106b)形成於安置於多層104上方之一吸收器層中。例如,由一薄抗反射氧化物(諸如氧化鉭硼(TaBO))加蓋之一硼氮化鉭(TaBN)膜充
當為一EUV吸收器。用於倍縮光罩圖案之(若干)材料可經選擇具有接近為零之蝕刻偏差以達成超精細解析度特徵。
一般而言,任何適合之EUV光微影程序可經實施以經由一EUV倍縮光罩將一光阻層曝露於一晶圓上。圖2繪示一EUV光微影程序中之一倍縮光罩及一晶圓樣本之一側視透視圖。一光微影系統之光源可產生適合與EUV倍縮光罩搭配使用之任何適合輻射。例如,可利用約11nm至14nm之間之EUV波長或較低軟X射線波長。在一特定實施方案中,產生約13.5nm之一波長。
在光微影期間,在形成於一晶圓基板204上之一光阻層202中吸收自一EUV倍縮光罩之多層104反射之輻射206。當顯影光阻劑時,該吸收之輻射產生光酸(H+)及在晶圓基板204之光阻層202(對應於EUV倍縮光罩之吸收器圖案層(例如106a))中形成一曝露之圖案之放大之光酸(如,208a及208b)。為了清楚起見,在圖2中省略EUV倍縮光罩與晶圓之間之反射成像光學器件。
界定印刷於矽晶圓上之圖案之EUV光罩之缺陷率控制在一程序產量管理方面扮演一個重要角色。然而,缺陷偵測歸因於缺少一光化EUV光罩檢查器(光學地檢查與EUV掃描器使用相同之波長(例如,13.5nm)處之光罩)而已被視為EUV微影發展之高危險區域之一者。潛在可提供一優良敏感度之電子束檢查工具通常具有比所預期之慢數個數量級之一檢查處理能力且因此不係用於全遮罩檢查之一實際解決方案。當前且針對可預見未來,圖案化EUV光罩之檢查必須依賴於在深UV(DUV)波長範圍(190nm至260nm)內操作之更可行、更高處理能力之檢查工具。
檢查及微影工具之間之波長中之此顯著差異對應用於EUV光罩缺陷
偵測之一DUV檢查工具之效能具有一重大影響。例如,該DUV檢查工具相較於EUV微影掃描器具有一較差光學解析度,從而導致受關注之缺陷之一較低影像對比度。另外,構成EUV光罩(例如,ML背景材料與吸收器材料圖案)之不同材料在EUV與DUV波長之間具有顯著不同之光學性質,此極大地影響自該EUV光罩反射之光之幅度及相位。在一更特定及典型實例中,可犧牲缺陷敏感度,因為自缺陷散射之光趨向於與自背景圖案反射之光偏移。此效應已成為判定DUV檢查工具之可達成EUV光罩缺陷偵測敏感度之一主要限制因數。
本發明之某些實施例提供用於藉由利用反射模式中之相位對比度成像來顯著改良DUV檢查工具之EUV光罩缺陷敏感度之設備及技術。在一個實例中,可藉由將一光學濾波裝置插入至一DUV檢查工具(諸如自加利福尼(CA)亞米爾皮塔斯(Milpitas)獲得之KLA-Tencor之TeronTM 6xx檢查工具)之成像光瞳中而在該DUV檢查工具上實施相位對比度成像。該相位對比度成像通常係基於反射光,因為EUV遮罩趨向於不對DUV光透明。
儘管自ML反射之光及缺陷材料之強度級係類似的,但ML通常在缺陷或吸收器圖案下方,使得ML在與缺陷或吸收器層不同之一相位處返回反射光。此相位差異可引起缺陷信號強度之一減少,但亦可在一相位對比度成像程序中起槓桿作用以針對改良之對比度結果增強一個接一個信號,此亦改良缺陷偵測。
可使用硬體及軟體之任何適合組合來實施倍縮光罩檢查之相位對比度。圖3係根據本發明之一個實施例之經組態以用於相位對比度反射成像之一檢查系統300之一圖解表示。此檢查系統300通常包含適合用於檢查一EUV倍縮光罩之一光源302。一光源之一個實例係一準連續波雷射。在
某些實施例中,一光源通常可提供高脈衝重複速率、低雜訊、高功率、穩定性、可靠性及延伸性。應注意,儘管一EUV掃描器在13.5nm波長處操作,但用於一EUV倍縮光罩之一檢查工具不必在相同波長下操作。可使用(例如)在193nm下操作之來自KLA-Tencor之一TeronTM系統來檢查EUV倍縮光罩。
該檢查工具通常可經設置具有一組操作參數或一「方案」。方案設置可包含以下設置之一或多者:光瞳濾波器組態、變焦設置、一或多個缺陷偵測臨限值、一焦點設置、一照明或偵測孔設置、一入射光束角及波長設置、一偵測器設置、用於反射或透射光之量之一設置、空中模型參數等等。本發明之某些實施例利用反射模式中之具有一組偏光(諸如S、P、圓形等等)之一檢查系統。
一檢查系統包含用於將一照明光束聚焦於經檢查之表面312上之光學元件之一集合。例如,檢查系統300可包含用於精確光束定位之一光束操縱裝置及可用於提供光級控制、斑紋雜訊減少及高光束一致性之一光束調節裝置。光束操縱及/或光束調節裝置可為(例如)一雷射中之分離實體裝置。為清楚起見,圖3僅繪示一聚光透鏡304、一分束器306及用於照明光學器件之一物鏡308。然而,熟習技術者將瞭解一檢查系統可包含用於達成特定檢查功能之其他光學或電子元件。物鏡308可相對較大以符合特定之低像差需求。該物鏡可調整至像素之不同尺寸,例如,每像素小於約100nm或更特定言之,小於約75nm或甚至小於60nm。
亦可將樣本310放置於檢查系統300之一載台(圖中未標記)上,且該檢查系統300亦可包含用於相對於入射光束移動該載台(及樣本)之一定位機構。舉例而言,一或多個馬達機構可各由一螺釘驅動件及步進馬達、具
有反饋位置之線性驅動件或帶致動器及步進馬達形成。
在(若干)入射光束照射於樣本310上後,接著,該光可以「輸出光」或一「輸出光束」之形式自樣本310反射及繞射/散射。檢查系統亦包含用於將輸出光引導朝向一或多個偵測器之任何適合之透鏡配置。如所展示,可由將輸出光束引導朝向一偵測器或成像感測器314之一偵測器或成像透鏡313接收一輸出光束。在某些實施例中,感測器314係一延時積分(TDI)偵測器。一典型TDI偵測器累積經檢查之表面之相同區域之多個曝光,此有效地增加可用於收集入射光之積分時間。一般而言,一感測器或偵測器可包含換能器、集光器、電荷耦合裝置(CCD)或其他類型之輻射感測器。
當成像倍縮光罩時,吾人可分析來自ML及吸入器材料之光。例如,可計算ML及吸收器之193nm波長處之基爾霍夫(Kirchhoff)複合反射係數。此計算展示吸收器具有大致係ML之反射幅度之一半之一反射幅度且在其等之間存在一-90°相位角差異,此指示EUV遮罩係一強相位物體。應注意,EUV吸收器堆疊膜厚度且類型在實際情況中可變。遮罩之相位性質通常保留準確相位角中之可變性。
變量係入射角,其中係一法向角。一非零對應於自該遮罩散射之光,而中之一變化對應於反射角與散射角之間之差異。係狄拉克(Dirac)δ函數。右邊第一項係來自該遮罩之繞射場,而第二項係來自該遮罩之反射場。可見由判定繞射順序之間之相對相位角,此類似於一二元遮罩。然而,反射場之相位通常不同於繞射場,此取決於圖案佈局。現在我們考量對早期採用EUV技術(例如,一EUV遮罩)來印刷接觸及通孔圖案極其感興趣之一特殊使用情況。在此情況中,該遮罩係大部分由其中具有小接觸洞之吸收器覆蓋之一暗場遮罩。再者,由於|rML|≫|rabs|,所以光瞳場可簡化為:
上文指示針對圖1中展示之堆疊而言,反射場攜帶與繞射場不同達rabs/rML或接近-90°之一相位,此可導致習知成像模式下之一減少之圖案影像對比度。為了校正此減少之圖案影像對比度,吾人可實施經設計或經組態以用於為反射場加入一+90°相位之光瞳平面中之一相位濾波器,此可經設計以改良所得影像之對比度。因此,一相位濾波器可經配置或設計以引入自一相位物體(具有已呈現於其反射光與散射光之間之一相位差)反射及散射之光之間之一額外相位差(諸如90°)以相對於(例如)非相位或不同相物體增強來自該相位物體之信號。一個方法係提供相位中之一變化,使得自一相位物體散射與反射之光之間之相位更緊密匹配且可相長地彼此干涉以相對於其他非相位或不同相倍縮光罩部分或物體而增強相位物體之經偵測
影像信號。
在圖3之繪示之實例中,檢查系統300包含提供輸出光之相位對比度之一光瞳濾波器307。可藉由蝕刻為一薄片玻璃(諸如熔融矽石)而製作光瞳濾波器307。圖4A係根據本發明之一個實施例之一光瞳濾波器之一側視圖之一圖解表示。蝕刻深度或高度h判定相對於未經蝕刻區域之濾波器之相位。在193nm處,大致85nm之一蝕刻深度將給出接近90°之一相位角。
光瞳濾波器之幾何形狀經組態以匹配照明孔之形狀。即,該光瞳濾波器經組態以提供照明區域內(此亦對應於輸出光之一反射部分)之一相位變化,而不提供此照明區域外部(大部分對應於散射光)之一相位變化。例如,若使用σ 0.5照明,則光瞳濾波器可為具有直徑大致為光瞳成像孔直徑之一半之一蝕刻部分之一圓盤。在圖4A之實例中,蝕刻部分之寬度w可經設定尺寸以匹配該孔直徑(諸如一σ 0.5孔)。σ 0.5照明及圓形偏光在此處選擇為繪示相位對比度成像之影響之一實例。其絕不應被視為用於EUV光罩檢查之唯一照明選項。
抗反射塗層(諸如MgF2等等)可沈積於玻璃之一或兩側上以減少雜散光。濾波器之透射通常未改變,但可藉由將半色調金屬或其他部分透射圖案置於玻璃(由與DUV光相容之材料製成,諸如鉻、鋁或鎳)之平坦側上而控制濾波器之透射。圖4B係根據本發明之一替代實施例之具有用於控制透射之半色調金屬圖案404之一光瞳濾波器之一側視圖之一圖解表示。該半色調圖案在尺寸及間隔上可變以根據需要改變透射透過該濾波器之光之量而進一步改良某些缺陷類型或遮罩圖案類型之缺陷偵測敏感度。
為了展示相位對比度成像對EUV遮罩檢查之相對缺陷敏感度之影響,已執行嚴格光學模擬來模型化EUV遮罩圖案及將由自KLA-Tencor之
TeronTM 6xx檢查工具產生之各種缺陷之影像(具有且不具有相位對比度)。圖5展示在具有及不具有相位對比度之擁有圓形偏光之σ 0.5照明下位於一典型EUV接觸遮罩圖案502之最佳焦點處之模擬之影像。歸因於遮罩之相位性質,不具有相位對比度之影像展示如由影像504展示之一對比度反轉。對應於具有較高反射率之曝露之ML區域之接觸洞在不具有相位對比度之影像(504)中似乎更暗。亦較差地解析彼此靠近之該等接觸。另一方面,在具有相位對比度之情況下,所得影像506展示正確影像色調。亦較佳地解析各個別接觸。
一超大缺陷係比預期更大之一接觸,且一入侵類型缺陷具有經呈現使得通孔不完整之額外吸收器。圖6包含根據本發明之一特定應用之各繪示隨著光瞳濾波器之相位角而變化之一EUV遮罩上之超大及入侵缺陷之經計算之缺陷信號之圖表。定位於光瞳(604)處之光瞳濾波器(606)之最優相位角(θ)可以任何適合方式針對任何缺陷類型、缺陷組成、倍縮光罩類型及倍縮光罩組成經設計且判定。一般而言,光瞳濾波器經設計以提供整個經照明區域之相位對比度。例如,若照明輪廓係圓形、橢圓或環形的,則該光瞳濾波器分別具有類似地圓形、橢圓或環形之一相位變化區域。理由係當光自一EUV遮罩反射時,遮罩圖案及任何缺陷將趨向於散射/繞射光以填充(除反射光外)整個光瞳區域。
具體言之,圖6分別展示超大及入侵缺陷類型之隨著光瞳濾波器相位角變化之模擬之缺陷強度信號,如曲線610a及610b。圖表608a及608b分別繪示超大及入侵缺陷之信雜比(SNR)值614a及614b。圖表608a及608b亦分別展示超大及入侵缺陷之線邊緣粗糙度(LER)雜訊信號612a及612b。已發現在相位變化之情況下LER仍趨向於係相同的。
0度相位角對應於無相位對比度成像之情況。如見一超大接觸缺陷及入侵缺陷兩者,接近90°之一相位角接近最優以最大化缺陷信號(610a及610b)。儘管入侵缺陷之缺陷信號610b大於LER粗糙度612b,但大約130°之一相位角似乎導致一甚至更強之缺陷信號610b且高於LER雜訊612b,使得可針對此缺陷類型選擇130°。
圖7展示在三種不同照明偏光條件下之應用且不應用一相位對比度技術之模擬之一列擴充缺陷之條形圖。如所展示,相位對比度可在諸多不同偏光條件下增強超大、超小、入侵及突出缺陷之信號。可在超小及入侵缺陷中見到最大信號改良,其等可具有一50%至80%之改良。
針孔缺陷係此改良之一例外,且可能由其獨特幾何形狀引起,從而給予針孔缺陷與其他缺陷類型有些不同之一相位簽章。相位對比度成像通常導致針孔缺陷之缺陷信號之一減少。
據此,光瞳濾波器可經組態至不同相位變化值。例如,具有不同蝕刻深度及所得相位變化值之不同光瞳濾波器可沿方向315選擇性地插入至成像光瞳平面內,且將所有光瞳濾波器自該光瞳平面移除以用於無相位對比度之一檢查(例如,用於針孔缺陷偵測)。
本發明之某些實施例亦可包含多個光瞳濾波器在一給定檢查系統上之實施方案。在一檢查經過中使用哪個特定光瞳濾波器之選擇取決於EUV遮罩堆疊之特性及待偵測之缺陷類型。各利用一不同光瞳濾波器執行之多個檢查經過首先可經執行以達成針對所有關鍵缺陷類型之最優整體檢查敏感度。可在成像路徑中提供一組光瞳濾波器。在檢查期間,當正處理一特定掃描帶N時,一電腦節點可分析對應於掃描帶N+1之資料庫且推薦用於該掃描帶之最佳光瞳濾波器。該濾波器可經選擇以用於光學掃描掃描帶
N+1。即,一濾波器可經選擇以基於在一當前或先前掃描帶或其他倍縮光罩區域上使用一或多個(或多個)光瞳濾波器之結果而用於一下一掃描帶。
已發現圖案線邊緣粗糙度(LER)雜訊係EUV遮罩中之板雜訊之主要來源。在圖7中亦展示LER雜訊係如何回應於相位對比度成像之模擬。有趣的係,LER雜訊對相位對比度成像較不敏感。因此,缺陷信雜比(SNR)可通過使用對比度成像而極大地改良,從而導致更高缺陷敏感度。
當檢查一EUV遮罩時,相位對比度成像亦可改良檢查工具之光學效能。圖8展示通過焦點之具有且不具有相位對比度之超大、超小及入侵缺陷之信號。一般而言,較佳在最大化缺陷信號之偏焦處操作檢查工具。然而,在圖表802b中可見三個缺陷之最佳焦點位置在無相位對比度之情況下顯著不同。
通常不可能在不使用相位對比度成像之情況下找出針對所有缺陷皆給出最佳信號之一單一偏焦。在此情況中,可使用具有不同偏焦之一多次經過檢查,從而犧牲檢查處理能力。然而,在具有相位對比度之情況下,不僅增強缺陷信號,且所有三個缺陷之最佳焦點位置彼此對準在50nm內,如在圖表802a中所展示,此允許一單一經過檢查擷取所有三種缺陷類型。在另一實例中,所有三種缺陷彼此對準在70nm內。
相位對比度成像之另一優勢係關於缺陷分類,此依賴於缺陷剩餘影像中含有之資訊。例如,針對一EUV接觸圖案,一超大缺陷將趨向於具有一亮色調(804a),而一超小缺陷(806a)或一入侵缺陷(808a)趨向於具有一暗色調。亦如在圖8中所見,最佳焦點處之缺陷強度色調對不具有相位對比度之超小缺陷(806b)及入侵缺陷(808b)而言係不正確的,但對具有相位對比度之超小缺陷(806a)及入侵缺陷(808a)係正確的。應注意,具有相位
之超大缺陷(804a)及不具有相位之超大缺陷(804b)之缺陷強度色調係正確的。因此,相位對比度成像將可能提供一更準確之缺陷分類結果,因為強度色調對所有缺陷類型而言皆係正確的。
最終,相位對比度成像與晶粒對晶粒及晶粒對資料庫檢查模式相容。在晶粒對資料庫檢查中,可藉由基於遮罩設計資料庫輸入(藉由模擬製作及檢查工具效應以用於製作且成像將由該設計資料庫形成之一倍縮光罩)計算光學影像而產生無缺陷參考影像。針對一準確演現,需要考慮檢查工具之光學條件。自KLA-Tencor之6xx DB演現演算法之部分相干模型(PCM)經組態以藉由為該模型提供一特定光瞳功能而處置相位對比度成像。
可利用任何適合技術來實施增加之缺陷敏感度之相位對比度以及本文描述之其他優勢。圖9係根據本發明之一個實施例之繪示具有相位對比度之一檢查程序900之一流程圖。首先,在操作902中,利用入射光照明一倍縮光罩,回應於此而自該倍縮光罩反射且繞射輸出光。例如,將該倍縮光罩載入至在深紫外光(DUV)範圍(190nm至260nm)中操作且在反射模式中經組態之一檢查工具內。相對於圖3描述一個實例性檢查工具。針對本文描述之相位對比度技術之實施方案,倍縮光罩通常具有強相位特性。例如,ML及吸收器圖案將趨向於具有其等之間之一顯著相位角差異(諸如90°),使得圖案/缺陷與背景之間之影像對比度較差且無校正。EUV倍縮光罩亦將趨向於具有與檢查工具之波長相當或比其更小之圖案幾何形狀。應注意,EUV吸收器堆疊膜厚度及類型(及缺陷材料類型)實際上可不同,且遮罩之相位性質通常保留準確相位角差異中之某些可變性。
接著,在操作904中,輸出光可在成像光瞳處經濾波以引入該輸出光
中之一相位變化以增強對比度及缺陷偵測敏感度。例如,一澤尼克(Zernike)相位濾波器定位於光瞳平面中以為反射場增加一90°相位而改良所得影像之對比度。即,光瞳濾波器將一相位變化施加至透射通過該光瞳濾波器之光。亦可施加類似校正以改良相對於背景圖案攜帶一強相位簽章且因此達成一較佳缺陷敏感度之一遮罩圖案缺陷之影像對比度。
實施一光瞳濾波器以用於在一成像系統上相位對比度成像之一替代方式係在此系統中引入一大球形像差。可藉由沿iso放大曲線改變變焦透鏡群組之位置結合成像系統之最佳焦點位置之一偏移而引入此球形像差(可在自KLA-Tencor之6xx Teron系統上組態)。此替代方法不需要實體地將一光瞳濾波裝置插入至成像光瞳中。然而,依此方式獲得之缺陷敏感度改良將不如使用光瞳濾波裝置獲得之缺陷敏感度改良顯著。據此,此像差技術可與將一光瞳濾波器用於進一步相位對比度相組合。
返回參考圖9之繪示之實例,在操作906中接著可偵測經濾波之輸出光且產生具有改良之對比度及缺陷敏感度之一測試影像。在操作908中,亦可獲得對應於倍縮光罩之一相同區域之一參考影像。該參考影像可自一相同晶粒獲得或自用於製作成像之倍縮光罩部分之設計資料庫之設計描述演現。例如,一模型藉由模擬以與設計圖案經改變而形成實際測試倍縮光罩相同之一方式(例如,設計多邊形之隅角係圓的等等)改變此等設計資料圖案之一程序而模擬一倍縮光罩圖案影像。該模型亦藉由模型化特定檢查工具而模擬自此模擬之倍縮光罩圖案產生之一參考影像以自實際測試倍縮光罩產生一測試影像。更具體言之,該模型模擬光係如何自經模擬之倍縮光罩反射及/或繞射且由檢查工具之光學器件及感測器偵測的且基於此偵測之光模擬一參考影像。用於倍縮光罩製作模擬及檢查工具模擬之實例性
模型化軟體係自加利福尼亞米爾皮塔斯之KLA-Tencor所得之PROLITHTM。
接著,在操作910中可比較參考及測試影像以偵測缺陷。例如,該測試影像可自該參考影像減去以獲得一不同影像。在一個實例中,可減去各影像像素中之強度值。在另一實例中,比較或減去表示多個像素之各對影像中之像素之兩個強度平均值。不管用於比較測試及參考影像之技術,不同影像部分可被稱為「事件」。
接著,在操作912中可基於一或多個(若干)臨限值判定差異或事件是否對應於候選缺陷。可在不同影像部分上執行任何適合之類型及數目之缺陷分析以偵測候選缺陷。例如,可視情況在各事件上執行靈敏度劣化處理。在一靈敏度劣化程序中,可使用一較不嚴格(或不同)臨限值或演算法來判定相較於對錯誤缺陷更敏感之其他區域或特徵類型,各事件是否係已識別為對錯誤缺陷/假影較不敏感之倍縮光罩之一或多個預定區域或特徵類型之一缺陷。在一個實例中,一使用者可已以一不同方式(諸如使用不同臨限值)設置一方案來分析不同倍縮光罩區域或特徵類型(例如,邊緣等等)。
亦可產生且儲存候選缺陷之一缺陷報告。該缺陷報告可為任何適合格式。在一個實施方案中,該缺陷報告可含有對各候選缺陷之一影像及位置之一參考。應注意,該缺陷報告可含有各候選缺陷之測試影像與參考影像之間之一差異。各候選缺陷之一影像及位置亦可與缺陷報告儲存在一起以用於以後檢視。在另一實例中,該缺陷報告係為包括經界定或標記為潛在缺陷之強度差異之一影像之形式。該報告可為具有對應於候選缺陷之可變強度或平均強度差異之可變色彩之一缺陷圖之形式,如以下所進一步描
述。
應注意,可針對各倍縮光罩區域重複操作902至912,使得可檢查整個倍縮光罩。在檢查倍縮光罩之後,接著在操作914中可判定該倍縮光罩是否通過檢查。例如,接著可更仔細地檢視高於一預定臨限值之各影像差異或強度值差異以判定倍縮光罩是否有缺陷且不可再使用。例如,可使用一SEM來檢視各缺陷候選者以判定臨界尺寸(CD)是否超出規格。此檢視程序可在任何或所有報告之候選缺陷上實施。
不論實施之檢查做法,若倍縮光罩未通過檢視,則在操作916中可修復或丟棄對應倍縮光罩且檢查結束。例如,可將某些缺陷自倍縮光罩清除。亦可基於一δ強度圖調整光微影程序。在一個實施方案中,δ值△I/I可通過△I/I=-△D/D與一分率量校正△D/D相關。可由自荷蘭之菲爾德霍芬(Veldhoven)之ASML所得之DoseMapperTM度量衡或自德國蔡司(Zeiss)所得之CDC校正度量衡判定基於強度變化之劑量校正。
若倍縮光罩通過檢視,則檢視程序可結束且無需丟棄或修復倍縮光罩。在操作918中可使用合格之倍縮光罩製作晶圓。再次使用一倍縮光罩(修復或合格倍縮光罩)之後,可再次檢查該倍縮光罩。
在一替代實施例中,若倍縮光罩通過檢查,則所有候選缺陷可被視為「可接受差異」,且此等可接受差異值可經儲存且隨後再使用以在使用此倍縮光罩之後快速重新證明倍縮光罩係合格的。在此實例中,將「可接受差異」用作為一組基線事件。若此等基線事件呈現於一使用過之倍縮光罩上,則此等基線事件可被視為係可接受的且不報告為候選缺陷。僅將因為偵測到基線事件後發生之差異判定為候選缺陷且經受缺陷檢視。
返回參考圖3之系統,可將照明光束以相對於經檢查之表面之一實質
上法向角引導朝向樣本表面312。在其他實施例中,可以一傾斜角引導一照明光束,此允許分離照明及反射光束。
感測器314通常亦與一處理器系統316耦合或更一般而言,耦合至可包含一類比對數位轉換器(經組態以將感測器314中之類比信號轉換至數位信號或影像以用於處理)之一信號處理裝置。處理器系統316可經組態以分析一或多個反射及散射光束之強度、相位及/或其他特性。處理器系統316可經組態(例如,具有程式化指令)以提供用於顯示一所得測試影像及其他檢查特性之一使用者介面(例如,一電腦螢幕)。處理器系統316亦可包含用於提供輸入之一或多個輸入裝置(例如,一鍵盤、滑鼠、操縱桿)。處理器系統316亦可與用於控制(例如)一樣本位置(例如,聚焦及掃描)、光瞳濾波器組態、變焦設置及檢查系統元件之其他檢查參數及組態之載台耦合。在某些實施例中,處理器系統316經組態以實施以上詳細描述之檢查技術。處理器系統316通常具有耦合至輸入/輸出埠之一或多個處理器及經由適合匯流排或其他通信機構之一或多個記憶體。
由於此資訊及程式指令可在一專門經組態之電腦系統上實施,所以此一系統包含用於執行本文描述之可儲存於一電腦可讀媒體上之各種操作之程式指令/電腦編碼。機器可讀媒體之實例包含(但不限制於):磁性媒體,諸如硬碟、軟碟及磁帶;光學媒體,諸如CD-ROM碟;磁光媒體,諸如光碟;及特別經組態以儲存且執行程式指令之硬體裝置,諸如唯讀記憶體裝置(ROM)及隨機存取記憶體(RAM)。程式指令之實例包含(例如)由一編譯器產生之機器碼,及含有可由電腦使用一解譯器執行之高階編碼之檔案。
應注意,以上描述及圖式不應解譯為對系統之特定組件之一限制且
該系統可體現於諸多其他形式。例如,應設想檢查或量測工具可具有來自經配置以用於偵測缺陷及/或解決一倍縮光罩或晶圓之特徵之關鍵態樣之任何數目之已知成像或度量衡工具之任何適合之特徵。舉例而言,一檢查或量測工具可經調適以用於亮場成像顯微術、暗場成像顯微術、全天空成像顯微術、相位對比度顯微術、偏光對比度顯微術及相干探測顯微術。亦將設想可使用單一及多個影像方法擷取目標之影像。此等方法包含(例如)單一擷取、雙擷取、單一擷取相干探測顯微術(CMP)及雙擷取CMP方法。非成像光學方法(諸如掃描計)亦可設想為檢查或度量衡設備之形成部分。
在其他檢查應用中,入射光或經偵測光可穿過任何適合之空間孔而以任何適合入射角產生任何入射光或經偵測之光。舉實例而言,可利用可程式化照明或偵測孔來產生一特定光束輪廓,諸如偶極、四極、類星體、環形等等。在一特定實例中,可實施像素化照明技術。除了以上描述之相位對比度技術之任何者外,可程式化照明及特殊孔可用於增強倍縮光罩上之某些圖案之特徵對比度。
檢查設備可適合用於檢查半導體裝置或晶圓及光學倍縮光罩以及EUV倍縮光罩或遮罩。可使用本發明之檢查設備及技術檢查或成像之其他類型之樣本包含任何表面,諸如一平面顯示器。
一般而言,一檢查工具可包含:至少一光源,其用於產生一入射光束;照明光學器件,其用於將該入射光束引導至一樣本上;集光光學器件,其用於回應於該入射光束而引導自該樣本發射之一輸出光束;一感測器,其用於偵測該輸出光束且產生該輸出光束之一影像或信號;及一控制器,其用於控制該檢查工具之組件且促進如本文進一步描述之檢查技術。
在例示性檢查系統中,入射光束可為任何適合形式之相干光。另
外,可使用任何適合之透鏡配置引導入射光束朝向樣本且引導自樣本發出之輸出光束朝向一偵測器。該輸出光束可自樣本反射或散射或透射通過該樣本。針對EUV倍縮光罩檢查,輸出光束自該樣本反射及散射。同樣地,可使用任何適合之偵測器類型或任何適合數目之偵測元件來接收該輸出光束且基於該接收之輸出光束之特性(例如,強度)提供一影像或一信號。
儘管已為了清楚理解之目的詳細描述以上發明,但將明白可在隨附申請專利範圍之範疇內實踐特定改變及修改。應注意,存在實施本發明之程序、系統及設備之諸多替代方法。儘管相對於測試及參考影像描述以上描述之技術,但可由針對倍縮光罩偵測之複數個強度值及座標表示測試及參考倍縮光罩部分。據此,本實施例將被視為繪示性的且不具有限制性,且本發明不限制於本文給出之細節。
300:檢查系統
302:光源
304:聚光透鏡
306:分束器
307:光瞳濾波器
308:物鏡
310:樣本
312:經檢查之表面
313:成像透鏡
314:成像感測器
315:方向
316:處理器系統
Claims (24)
- 一種使用一光學檢查工具檢查一極紫外光(EUV)倍縮光罩之方法,該方法包括:使用具有定位於一成像光瞳處之一光瞳濾波器之一檢查工具以從自一EUV測試倍縮光罩之一測試部分反射及散射之一輸出光束獲得一測試影像或信號,其中該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度而相較於來自該倍縮光罩上之雜訊之一信號,增強來自任何缺陷之一信號,其中基於隨著由複數個光瞳濾波器組態產生之一相位變化角而變化之複數個缺陷類型之模擬缺陷強度信號而設計該光瞳濾波器;針對經設計以相同於該測試倍縮光罩部分之一參考倍縮光罩部分獲得一參考影像或信號;比較該等測試及參考影像或信號且基於此比較判定該測試倍縮光罩部分是否具有任何候選缺陷;針對該倍縮光罩之複數個測試倍縮光罩部分之各者,重複使用該檢查工具、獲得一參考影像或信號、比較且判定之該等操作;且基於已經判定而呈現之任何候選缺陷產生一缺陷報告。
- 如請求項1之方法,其中相較於該測試倍縮光罩部分中之一非相位或不同相物體,該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度來增強包含一缺陷之一相位物體之一信號強度。
- 如請求項2之方法,其中該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之 相位對比度而引入一相位變化,使得自一相位物體散射之光之間之一相位更密切匹配自此相位物體反射之光且此散射及反射光可彼此相長干涉以增強該相位物體之經偵測之影像信號。
- 如請求項1之方法,其中該光瞳濾波器係具有擁有對應於引入至透射通過該光瞳濾波器之該輸出光束之一部分內之相位變化量之一經蝕刻深度之一蝕刻部分之一厚片玻璃。
- 如請求項4之方法,其中該經蝕刻之深度為約85nm以提供90°之一相位變化。
- 如請求項4之方法,其中該光瞳濾波器之該蝕刻部分具有實質上匹配對應於該輸出光之一反射部分之一照明區域之一寬度以提供此照明區域而非對應於該輸出光之一散射光部分之此照明區域外之一相位變化。
- 如請求項6之方法,其中該照明區域對應於一σ 0.5照明且該光瞳濾波器之該寬度等於約該成像光瞳之一孔直徑之一半。
- 如請求項4之方法,其中該光瞳濾波器包括該玻璃之相對於包含該蝕刻部分之一側之一側上之複數個半色調圖案,其中該等半色調圖案經設定尺寸且經配置以控制該輸出光之該透射。
- 如請求項1之方法,其中該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之 相位對比度以引起複數個倍縮光罩圖案及缺陷類型之複數個強度色調之一校正。
- 如請求項1之方法,其中該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度以使得複數個缺陷類型之複數個偏焦實質上相等。
- 如請求項1之方法,其進一步包括自具有不同相位對比度效應之複數個光瞳濾波器選擇該光瞳濾波器,其中此選擇係基於分析來自一先前經檢查之倍縮光罩區域中之結果。
- 一種使用一光學檢查工具檢查一極紫外光(EUV)倍縮光罩之方法,該方法包括:使用具有定位於一成像光瞳處之一光瞳濾波器之一檢查工具以從自一EUV測試倍縮光罩之一測試部分反射及散射之一輸出光束獲得一測試影像或信號,其中該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度;針對經設計以相同於該測試倍縮光罩部分之一參考倍縮光罩部分獲得一參考影像或信號;比較該等測試及參考影像或信號且基於此比較判定該測試倍縮光罩部分是否具有任何候選缺陷;針對該倍縮光罩之複數個測試倍縮光罩部分之各者,重複使用該檢查工具、獲得一參考影像或信號、比較且判定之該等操作;基於已經判定而呈現之任何候選缺陷產生一缺陷報告;及藉由模擬隨著由複數個光瞳濾波器組態產生之一相位變化角而變化 之複數個缺陷類型之缺陷強度信號而設計該光瞳濾波器。
- 一種用於檢查一EUV倍縮光罩之檢查系統,其包括:一光源,其用於產生一入射光束;照明光學器件,其用於將該入射光束引導至一EUV倍縮光罩上;集光光學器件,其用於回應於該入射光束而引導自該EUV倍縮光罩反射及散射之一輸出光束,其中該輸出光束經引導通過一光瞳濾波器朝向一感測器;該光瞳濾波器定位於該系統之一成像光瞳中,其中該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度而相較於來自該倍縮光罩上之雜訊之一信號,增強來自任何缺陷之一信號,其中該光瞳濾波器具有基於隨著由複數個光瞳濾波器組態產生之一相位變化角而變化之複數個缺陷類型之模擬缺陷強度信號之一設計;該感測器,其用於偵測來自該光瞳濾波器之該輸出光束且產生此輸出光束之一影像或信號;及一控制器,其經組態以執行以下操作:獲得經設計以相同於該測試倍縮光罩部分之一參考倍縮光罩部分之一參考影像或信號;比較該等測試及參考影像或信號且基於此比較判定該測試倍縮光罩部分是否具有任何候選缺陷;針對該倍縮光罩之複數個測試倍縮光罩部分之各者,重複獲得一參考影像或信號、比較且判定之該等操作;且基於已經判定而呈現之任何候選缺陷產生一缺陷報告。
- 如請求項13之系統,其中相較於該測試倍縮光罩部分中之一非相位或不同相物體,該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度來增強包含一缺陷之一相位物體之一信號強度。
- 如請求項14之系統,其中該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度而引入一相位變化,使得自一相位物體散射之光之間之一相位更密切匹配自此相位物體反射之光且此散射及反射光可彼此相長干涉以增強該相位物體之經偵測之影像信號。
- 如請求項13之系統,其中該光瞳濾波器係具有擁有對應於引入至透射通過該光瞳濾波器之該輸出光束之一部分內之相位變化量之一深度之一蝕刻部分之一厚片玻璃。
- 如請求項16之系統,其中該深度為約85nm以提供90°之一相位變化。
- 如請求項16之系統,其中該光瞳濾波器之該蝕刻部分具有實質上匹配對應於該輸出光之一反射部分之一照明區域之一寬度以提供此照明區域而非對應於該輸出光之一散射光部分之此照明區域外之一相位變化。
- 如請求項18之系統,其中該照明區域對應於一σ 0.5照明且該光瞳濾波器之該寬度等於約該成像光瞳之一孔直徑之一半。
- 如請求項18之系統,其中該照明區域對應於小於或大於σ 0.5之一光瞳區域。
- 如請求項16之系統,其中該光瞳濾波器包括該玻璃之相對於包含該蝕刻部分之一側之一側上之複數個半色調圖案,其中該等半色調圖案經設定尺寸且經配置以控制該輸出光之該透射。
- 如請求項13之系統,其中該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度以引起複數個倍縮光罩圖案及缺陷類型之複數個強度色調之一校正。
- 如請求項13之系統,其中該光瞳濾波器經組態以提供該輸出光束中之相位對比度以使得複數個缺陷類型之複數個偏焦實質上相等。
- 一種使用一光學檢查工具檢查一極紫外光(EUV)倍縮光罩之方法,該方法包括:使用一檢查工具從自一EUV測試倍縮光罩之一測試部分反射及散射之一輸出光束獲得一測試影像或信號,其中相較於該測試倍縮光罩部分上雜訊之形式之一非相位或不同相物體,該檢查工具經組態以引入一球形像差以提供該輸出光束中之相位對比度來增強一缺陷之形式之一相位物體之一信號強度,其中該檢查工具自一光瞳濾波器引入該球形像差,該光瞳濾波器係基於隨著由複數個光瞳濾波器組態產生之一相位變化角而變化之複 數個缺陷類型之模擬缺陷強度信號而設計;針對經設計以相同於該測試倍縮光罩部分之一參考倍縮光罩部分獲得一參考影像或信號;比較該等測試及參考影像或信號且基於此比較判定該測試倍縮光罩部分是否具有任何候選缺陷;針對該倍縮光罩之複數個測試倍縮光罩部分之各者,重複使用該檢查工具、獲得一參考影像或信號、比較且判定之該等操作;且基於已經判定而呈現之任何候選缺陷產生一缺陷報告。
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