特許 7203453 ＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-04

(45)【発行日】2023-01-13

(54)【発明の名称】ＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/84 20120101AFI20230105BHJP

   G01N 21/956 20060101ALI20230105BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20230105BHJP

【ＦＩ】

G03F1/84

G01N21/956 A

H01L21/66 J

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021144093

(22)【出願日】2021-09-03

【審査請求日】2021-09-13

(31)【優先権主張番号】10-2021-0086358

(32)【優先日】2021-07-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】521390752

【氏名又は名称】イソル，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】リ，ドン グン

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０１０９４４０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０２０－５２８５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０６１２４１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ １／００－１／８６

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０１Ｎ ２１／９５６

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＥＵＶブランクマスクの欠陥を検出する検出方法において、
検査装置を用いて前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出するが、欠陥の位置座標及び信号強度値を含む欠陥情報を検出する第１ステップと、
前記ＥＵＶブランクマスクに形成すべきパターン情報を取得し、前記第１ステップで取得された欠陥情報及び前記パターン情報を用いてエアリアルイメージ情報を検出する第２ステップと、
前記第２ステップで取得されたエアリアルイメージ情報を用いて、前記ＥＵＶブランクマスクから作った前記ＥＵＶマスクによりウェーハに露光する際に、前記ＥＵＶマスクに存在する欠陥がウェーハに転写されるか否かを検出する第３ステップと、
前記第３ステップで検出された欠陥によるウェーハへの転写の有無により、当該欠陥が小さくなるかまたは消えるようにして、ウェーハに形成すべきパターンの欠陥を改善させてパターンを形成する第４ステップと、を含んで構成され、
前記第２ステップは、
前記エアリアルイメージ情報の検出のために、フォーカス位置及びデフォーカス位置のそれぞれ一つのイメージを取得するか、二つのデフォーカス位置において、それぞれエアリアルイメージ情報を検出し、
前記エアリアルイメージ情報についての振幅値及び位相値を計算し、
前記振幅値及び位相値を用いて、前記エアリアルイメージのフォーカス（二つのフォーカス）別のエアリアルイメージを再構成し、
フォーカス別の振幅値及び位相値をウェーハに露光すべき前記それぞれのフォーカス別のパターンに加え、
前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥の振幅値及び位相値が加えられたフォーカス別のパターンに対して、ウェーハ露光機の光学条件（シグマ及び開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕ、ＮＡ））によりエアリアルイメージの計算を行い、
前記計算により、ウェーハ面のエアリアルイメージ内に欠陥が転写されるか否かを検出することを特徴とするＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法。

【請求項2】

ＥＵＶブランクマスクの欠陥を検出する検出方法において、
検査装置を用いて前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出するが、欠陥の位置座標及び信号強度値を含む欠陥情報を検出する第１ステップと、
前記ＥＵＶブランクマスクに形成すべきパターン情報を取得し、前記第１ステップで取得された欠陥情報及び前記パターン情報を用いてエアリアルイメージ情報を検出する第２ステップと、
前記第２ステップで取得されたエアリアルイメージ情報を用いて、前記ＥＵＶブランクマスクから作った前記ＥＵＶマスクによりウェーハに露光する際に、前記ＥＵＶマスクに存在する欠陥がウェーハに転写されるか否かを検出する第３ステップと、
前記第３ステップで検出された欠陥によるウェーハへの転写の有無により、当該欠陥が小さくなるかまたは消えるようにして、ウェーハに形成すべきパターンの欠陥を改善させてパターンを形成する第４ステップと、を含んで構成され、
前記第２ステップは、
前記エアリアルイメージ情報を測定するために、強度値のみをフォーカス及びデフォーカスで測定し、前記強度値の平方根の値を振幅値として用い、
前記測定されたフォーカス及びデフォーカスのエアリアルイメージを、それぞれのビームが伝播または逆伝播したものとして用い、
前記エアリアルイメージを伝播させるためには、エアリアルイメージの振幅値及び位相値を用い、
前記エアリアルイメージの位相値は、前記両イメージ間の伝播または逆伝播により、それぞれのエアリアルイメージの測定値が振幅値を満足する位相値を繰り返し過程により再構成し、
前記エアリアルイメージ間の伝播及び逆伝播は、有限差分伝播（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ、ＦＤＰ）法で計算されることを特徴とするＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法。

【請求項3】

ＥＵＶブランクマスクの欠陥を検出する検出方法において、
検査装置を用いて前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出するが、欠陥の位置座標及び信号強度値を含む欠陥情報を検出する第１ステップと、
前記ＥＵＶブランクマスクに形成すべきパターン情報を取得し、前記第１ステップで取得された欠陥情報及び前記パターン情報を用いてエアリアルイメージ情報を検出する第２ステップと、
前記第２ステップで取得されたエアリアルイメージ情報を用いて、前記ＥＵＶブランクマスクから作った前記ＥＵＶマスクによりウェーハに露光する際に、前記ＥＵＶマスクに存在する欠陥がウェーハに転写されるか否かを検出する第３ステップと、
前記第３ステップで検出された欠陥によるウェーハへの転写の有無により、当該欠陥が小さくなるかまたは消えるようにして、ウェーハに形成すべきパターンの欠陥を改善させてパターンを形成する第４ステップと、を含んで構成され、
前記第２ステップは、
前記エアリアルイメージ情報の検出のために、フォーカス位置及びデフォーカス位置のそれぞれ一つの画像を取得するか、二つのデフォーカス位置において、それぞれのエアリアルイメージ情報を検出し、
検出された前記エアリアルイメージによる二つ以上のエアリアルイメージについての振幅値及び位相値を計算し、
前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥のエアリアルイメージを形成する振幅値及び位相値をウェーハに露光すべきパターンに加え、
前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥のエアリアルイメージに振幅値及び位相値が加えられたフォーカス別のパターンに対して、ウェーハ露光機の光学条件（シグマ及びＮＡ）によりエアリアルイメージの計算を行い、
前記計算により、ウェーハ面のエアリアルイメージ内のＥＵＶブランクマスクの欠陥によるパターンのサイズを測定し、
パターンサイズの誤差が基準値に対して大きいかあるいは小さいかを確認し、これにより、欠陥の転写性の有無を判断することを特徴とするＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法。

【請求項4】

前記第１ステップは、
前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出するための検査装備として、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）波長の光及びＡｒＦ光学系で構成されるか、ＥＵＶ（１３．５ｎｍ）波長の光及びＥＵＶ反射光学系で構成された顕微鏡により、前記ＥＵＶマスクの欠陥情報を検出し、
前記顕微鏡は、暗視野（Ｄａｒｋ－ｆｉｅｌｄ）方式のイメージング法を用いて、前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法。

【請求項5】

前記第２ステップは、
波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光及びＥＵＶ光学系を用い、明視野（ｂｒｉｇｈｔ－ｆｉｅｌｄ）方式のイメージング法を用いて、前記エアリアルイメージ情報を検出することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法。

【請求項6】

前記ＥＵＶ光学系は、
ＥＵＶ反射光学系が用いられた顕微鏡の構造、ゾーンプレートレンズ（Ｚｏｎｅｐｌａｔｅ ｌｅｎｓ）の透過光学系が含まれた顕微鏡の構造、全視野（Ｆｕｌｌ－ｆｉｅｌｄ）イメージング方式の顕微鏡の構造、走査型のイメージング方式の顕微鏡の構造のうちから選ばれたいずれか一つの顕微鏡の構造を有するＥＵＶ光学系を用いてエアリアルイメージ情報を検出することを特徴とする請求項５に記載のＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＥＵＶブランクマスク（ＥＵＶ Ｂｌａｎｋ ｍａｓｋ）の欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）検出を用いてウェーハ欠陥を改善する方法に係り、さらに詳しくは、半導体素子の製造工程中に極端紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、ＥＵＶ）露光工程を用いた微細パターンの形成の際に用いられるＥＵＶマスクの原材料に相当するＥＵＶブランクマスクの不良を検出して、露光工程時、それを改善させることができる、ＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、業界では、半導体を製造する際に、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いる極端紫外線リソグラフィ（Ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ＥＵＶリソグラフィ）を用いている。ＥＵＶ光は、波長が以前のＡｒＦ露光装置が持つ１９３ｎｍよりも短く、さらに微細化したパターンを形成することにより、半導体回路の集積度や性能を大いに改善させることができるという長所があるものの、ＥＵＶ光が空気中で全て吸収されるので、露光光学系の全ての部品と、回路の原版に相当するマスクと、回路を描き込むウェーハとが全て真空中に存在することになり、既存の透過型のマスクは、ＥＵＶ光がマスク物質により吸収されるので、反射型のＥＵＶマスクを用いなければならないという短所があった。

【0003】

反射型のＥＵＶマスクは、ウェーハに転写されるパターンの原版となり、ＥＵＶ光を反射させるためにＭｏとＳｉで構成された多層膜を有している。ウェーハに露光される原版回路は、ＥＵＶマスクでＥＵＶ光を反射させる多層膜ミラーの上に、光を吸収させる物質であるアブソーバーを用いて刻まれる。

【0004】

ＥＵＶマスクは、ＥＵＶブランクマスク（ＥＵＶマスク原材料）を用いて製造するようになるが、ＥＵＶブランクマスクは、ＥＵＶ光を反射させる多層膜の上にＥＵＶ光を吸収させるアブソーバーがある構造であり、このようなＥＵＶブランクマスクを用いて、アブソーバー層により半導体回路に応じたパターンを形成する過程がＥＵＶマスクの製造過程である。

【0005】

ＥＵＶリソグラフィ過程において、原版のＥＵＶマスクを用いて数十万枚の回路が刻まれたウェーハを繰り返して生産することになるが、ＥＵＶマスク内に欠陥があれば、かなり大量のウェーハが不良となってしまう。しかも、このような欠陥が、原材料であるＥＵＶブランクマスクの多層膜内に存在すれば、それを位相欠陥といい、修正が不可能であると知られている。

【0006】

このため、全体のウェーハの不良率を下げるためには、欠陥のないＥＵＶマスクを製造しなければならず、特に、ＥＵＶブランクマスクの欠陥のない原材料が使用されなければならない。しかし、現実的に、ＥＵＶブランクマスクの欠陥をなくすことは、低い収率により費用が多くかかるので、欠陥があっても、ＥＵＶマスクの製造工程において、アブソーバーパターンの下に欠陥を隠し、最大限多くの欠陥を有した安価なＥＵＶブランクマスクを使えるようにする技術が用いられてきている。

【0007】

しかしながら、既存に、ＥＵＶブランクマスクの欠陥を検出し、このような検出器から提供する欠陥情報におけるサイズ及び位置の不正確性のため、欠陥をパターンの下に隠す技術の効率が著しく落ちるという問題がある状況であった。

【0008】

これを解消するための技術によるＥＵＶブランクマスクの欠陥を検出する方法が、図１に示されている。既存の技術は、ブランク検査機で検出された欠陥の位置及びサイズについての情報が不正確であり、パターン形成の際に、ウェーハへの転写性の有無の判断が不正確であって、最終欠陥が転写されることにより、欠陥によるウェーハの不良を発生させている。

【0009】

したがって、このような問題を解消するために、欠陥情報を正確に把握し、その欠陥がウェーハにどうように転写されるかを検出して、欠陥を改善させることが切望されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】韓国登録特許１０－１８１１３０６号公報

【文献】韓国登録特許１０－０８７５５６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

上記した問題点を解決するための本発明は、ＥＵＶブランクマスクの原材料に起因したＥＵＶマスクの欠陥を検出し、これにより、ウェーハパターン工程における欠陥を最小化しまたは発生させないように、不良転写を改善させることを目的とする。

【0012】

このため、本発明は、ＥＵＶブランクマスクで検出された欠陥情報を用いて、ウェーハに転写性の有無を判断することにより、それによる欠陥を最小化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記した目的を達成するための本発明は、ＥＵＶブランクマスクの欠陥を検出する検出方法において、検査装置を用いてＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出するが、欠陥の位置座標及び信号強度値を含む欠陥情報を検出する第１ステップと、ＥＵＶ顕微鏡を用いて、前記ＥＵＶマスクによりウェーハに形成すべきパターン情報を取得し、前記第１ステップで取得された欠陥情報及び前記パターン情報を用いてエアリアルイメージ情報を検出する第２ステップと、前記第２ステップで取得されたエアリアルイメージ情報を用いて、前記ＥＵＶマスクによりウェーハに露光する際に、前記ＥＵＶマスクに存在する欠陥がウェーハに転写されるか否かを検出する第３ステップと、前記第３ステップで検出された欠陥によるウェーハへの転写の有無により、当該欠陥が小さくなるかまたは消えるように、前記ＥＵＶマスクの位置を調整するか、前記ＥＵＶマスクを他のものと交換するか、新たなＥＵＶブランクマスクを用いてＥＵＶマスクを製造して用いることにより、ウェーハに形成すべきパターンの欠陥を改善させてパターンを形成する第４ステップと、を含んで構成される。

【0014】

また、前記第１ステップは、前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出するための検査装備として、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）波長の光及びＡｒＦ光学系で構成されるか、ＥＵＶ（１３．５ｎｍ）波長の光及びＥＵＶ反射光学系で構成された顕微鏡により、前記ＥＵＶマスクの欠陥情報を検出し、前記顕微鏡は、暗視野（Ｄａｒｋ－ｆｉｅｌｄ）方式のイメージング法を用いて、前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出する。

【0015】

また、前記第２ステップは、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光及びＥＵＶ光学系を用い、明視野（ｂｒｉｇｈｔ－ｆｉｅｌｄ）方式のイメージング法を用いて、前記エアリアルイメージ情報を検出する。

【0016】

また、前記ＥＵＶ光学系は、ＥＵＶ反射光学系が用いられた顕微鏡の構造、ゾーンプレートレンズ（Ｚｏｎｅｐｌａｔｅ ｌｅｎｓ）の透過光学系が含まれた顕微鏡の構造、全視野（Ｆｕｌｌ－ｆｉｅｌｄ）イメージング方式の顕微鏡の構造、走査型のイメージング方式の顕微鏡の構造のうちから選ばれたいずれか一つの顕微鏡の構造を有するＥＵＶ光学系を用いてエアリアルイメージ情報を検出する。

【0017】

また、前記第２ステップは、前記エアリアルイメージ情報の検出のために、フォーカス位置及びデフォーカス位置のそれぞれ一つのイメージを取得するか、二つのデフォーカス位置において、それぞれエアリアルイメージ情報を検出し、前記エアリアルイメージ情報についての振幅値及び位相値を計算し、前記振幅値及び位相値を用いて、前記エアリアルイメージのフォーカス（二つのフォーカス）別のエアリアルイメージを再構成し、フォーカス別の振幅値及び位相値をウェーハに露光すべき前記それぞれのフォーカス別のパターンに加え、前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥の振幅値及び位相値が加えられたフォーカス別のパターンに対して、ウェーハ露光機の光学条件（シグマ及び開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕ、ＮＡ））によりエアリアルイメージの計算を行い、前記計算により、ウェーハ面のエアリアルイメージ内に欠陥が転写されるか否かを検出することを特徴とする。

【0018】

また、前記第２ステップは、前記エアリアルイメージ情報を測定するために、強度値のみをフォーカス及びデフォーカスで測定し、前記強度値の平方根の値を振幅値として用い、前記測定されたフォーカス及びデフォーカスのエアリアルイメージを、それぞれのビームが伝播または逆伝播したものとして用い、前記エアリアルイメージを伝播させるためには、エアリアルイメージの振幅値及び位相値を用い、前記エアリアルイメージの位相値は、前記両イメージ間の伝播または逆伝播により、それぞれのエアリアルイメージの測定値が振幅値を満足する位相値を繰り返し過程により再構成し、前記エアリアルイメージ間の伝播及び逆伝播は、有限差分伝播（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ、ＦＤＰ）法で計算される。

【0019】

また、前記第２ステップは、前記エアリアルイメージ情報の検出のために、フォーカス位置及びデフォーカス位置のそれぞれ一つの画像を取得するか、二つのデフォーカス位置において、それぞれのエアリアルイメージ情報を検出し、検出された前記エアリアルイメージによる二つ以上のエアリアルイメージについての振幅値及び位相値を計算し、前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥のエアリアルイメージを形成する振幅値及び位相値をウェーハに露光すべきパターンに加え、前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥のエアリアルイメージに振幅値及び位相値が加えられたフォーカス別のパターンに対して、ウェーハ露光機の光学条件（シグマ及びＮＡ）によりエアリアルイメージの計算を行い、前記計算により、ウェーハ面のエアリアルイメージ内のＥＵＶブランクマスクの欠陥によるパターンのサイズを測定し、パターンサイズの誤差が基準値に対して大きいかあるいは小さいかを確認し、これにより、欠陥の転写性の有無を判断することを特徴とする。

【0020】

また、前記ＥＵＶ顕微鏡は、高出力のフェムトセカンドレーザーをガスセルに集束させるための平面ミラー及び球面ミラーを含む高出力レーザー出力部と、前記レーザー出力部から出力された光からコヒーレントＥＵＶ光源の生成のためのガスセルを含むコヒーレントＥＵＶ光源生成部と、前記ＥＵＶマスクが位置され、前記反射型のＥＵＶマスクをＸ軸またはＹ軸方向に移動させる移動部と、前記ＥＵＶ光源生成部から出力される光を前記ＥＵＶマスクに照射するための多数の光学系と、前記移動部の上部に位置され、集束された前記干渉ＥＵＶ光のうち、透過された１次回折光が、反射型のＥＵＶマスクの一部の領域により反射される場合、反射された前記干渉ＥＵＶ光のエネルギーを検出する検出部と、を含んで構成されている。

【0021】

また、エアリアルイメージ情報を検出するために、フォーカス位置及びデフォーカス位置のそれぞれ一つのイメージを取得するか、二つのデフォーカス位置において、それぞれのエアリアルイメージ情報を検出するとき、前記デフォーカスイメージは、「＋」デフォーカスイメージ及び「－」デフォーカスイメージをそれぞれ取得することを特徴とする。

【0022】

また、前記第４ステップの後は、前記ＥＵＶ顕微鏡により、ウェーハに形成されたパターンの欠陥の転写の有無を測定するステップをさらに含んで構成されている。

【0023】

また、前記エアリアルイメージ情報を取得するＥＵＶ顕微鏡は、前記ＥＵＶマスクにより半導体ウェーハに露光する際に用いられる露光機の波長値と入射角、開口数（Ｎ／Ａ）及び照明系における条件と同じ条件のＥＵＶ顕微鏡が使用される。

【発明の効果】

【0024】

このように構成されて作用される本発明は、半導体ウェーハ工程において、ＥＵＶブランクマスクに存在する欠陥によるウェーハへの転写性の有無（欠陥による転写）を判断する際に、欠陥レビュー工程を用いて、不良の転写を改善することができる効果を奏する。

【0025】

したがって、ＥＵＶブランクマスクを用いたＥＵＶマスクパターンの形成前、予め欠陥の転写性の有無が正確に予測可能であるので、前記欠陥を特定のパターンの下に隠すか、パターンに応じた欠陥が含まれているＥＵＶブランクマスクを選択するか、新たなＥＵＶマスクを製造することにより、ＥＵＶブランクマスクの欠陥に起因するウェーハの欠陥を改善させて、結果的に工程効率性を著しく増大させることができるという長所がある。

【0026】

すなわち、本発明による工程を経て、ＥＵＶブランクマスクの欠陥の位置情報、サイズ、位相情報を全て検出することができるので、正確な欠陥情報の検出が可能である。

【0027】

これらのＥＵＶブランクマスク欠陥回避技術の改善は、ＥＵＶマスクの生産収率やＥＵＶブランクマスクの適切な使用に伴う生産コストの節減を図ることができるという大きな利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】従来技術に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥によるウェーハの欠陥が発生した過程を説明した図である。

【図2】本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法のフローチャートである。

【図3】本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法において、欠陥検出に使用されるＥＵＶ走査型顕微鏡の概略図である。

【図4】本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法において、エアリアルイメージの取得過程を示す図である。

【図5】本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法において、エアリアルイメージの取得の他の例を示す図である。

【図6】本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法を用いて、パターンと結合されたエアリアルイメージを示す図である。

【図7】本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法を用いて、パターンと結合された他のエアリアルイメージを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、添付された図面を参照して、本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法について詳述する。

【0030】

本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法は、ＥＵＶブランクマスクの欠陥を検出する検出方法において、検査装置を用いてＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出するが、欠陥の位置座標及び信号強度値を含む欠陥情報を検出する第１ステップと、ＥＵＶ顕微鏡を用いて、前記ＥＵＶマスクによりウェーハに形成すべきパターン情報を取得し、前記第１ステップで取得された欠陥情報及び前記パターン情報を用いてエアリアルイメージ情報を検出する第２ステップと、前記第２ステップで取得されたエアリアルイメージ情報を用いて、前記ＥＵＶマスクによりウェーハに露光する際に、前記ＥＵＶマスクに存在する欠陥がウェーハに転写されるか否かを検出する第３ステップと、前記第３ステップで検出された欠陥によるウェーハへの転写の有無により、当該欠陥が小さくなるかまたは消えるように、前記ＥＵＶマスクの位置を調整するか、前記ＥＵＶマスクを他のものと交換するか、新たなＥＵＶブランクマスクを用いてＥＵＶマスクを製造して用いることにより、ウェーハに形成すべきパターンの欠陥を改善させてパターンを形成する第４ステップと、を含んで構成される。

【0031】

本発明に係る技術は、ＥＵＶマスクの製造に使用される原材料に相当するＥＵＶブランクマスクに起因したＥＵＶマスクの欠陥を検出し、これにより、ウェーハパターン工程における欠陥を最小化しまたは発生させないように、不良転写を改善させることを、その目的とする。このため、本発明は、ＥＵＶブランクマスクの欠陥を検出し、その欠陥がウェーハパターン工程において転写されるか否かを判断して、欠陥が転写されることをなくしまたは最小化するか、転写に欠陥が影響を及ぼさない他のＥＵＶマスクと交換して転写するか、欠陥転写を回避するために、新たなＥＵＶマスクを製造してウェーハにパターニングを行うことにより、欠陥の転写を防止しまたは最小化させ、生産効率を著しく向上させることができることを主な特徴とする。

【0032】

すなわち、本発明は、前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥を回避するための技術として、大いに三つの過程で構成され、第一、欠陥を検出する過程と、第二、前記検出された欠陥から１３．５ｎｍの光でエアリアルイメージ情報を検出する過程と、第三、前記エアリアルイメージ情報の測定により再構成された欠陥情報及び生成したＥＵＶマスクのパターン情報を用いて、ウェーハ面にパターン欠陥が転写されるかを判断する過程とで、それぞれ構成されている。

【0033】

図２は、本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法のフローチャートである。

【0034】

前述したように、ＥＵＶブランクマスクの欠陥がウェーハに転写されることを改善するために、ＥＵＶブランクマスクの欠陥検出、エアリアルイメージの取得、転写性の有無に対する判断で、それぞれ構成されている。

【0035】

これを具体的に説明すると、まず、第１ステップ（Ｓ１００）において、検査装置を用いて、ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出するが、前記の欠陥情報は、欠陥の位置座標及び欠陥の信号強度値を含む。

【0036】

ＥＵＶブランクマスクに存在する欠陥情報における位置座標情報及び欠陥の強度値を検出するために、光学装備の顕微鏡を使用する。前記検査装備に相当する顕微鏡は、好ましくは、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）の波長の光及びＡｒＦ光学系で構成されるか、ＥＵＶ（１３．５ｎｍ）波長の光及びＥＵＶ反射光学系で構成される顕微鏡を使用して、前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出する。このとき、前記顕微鏡は、暗視野方式のイメージング法を用いて欠陥情報を検出する。

【0037】

したがって、ＥＵＶブランクマスクに起因したＥＵＶマスクの欠陥を、前記第１ステップ（Ｓ１００）により検査装置で検出した後、ここで、検出された欠陥の位置情報及び強度情報を、ウェーハへの転写の有無を判断する情報として活用する。

【0038】

次に、第２ステップ（Ｓ２００）工程により、ＥＵＶ顕微鏡を用いて、前記ＥＵＶマスクによりウェーハに形成すべきパターンの情報を取得し、前記第１ステップ（Ｓ１００）で取得した欠陥情報及び前記パターン情報を用いて、エアリアルイメージ情報を検出する。

【0039】

前記エアリアルイメージ情報は、前記第１ステップ（Ｓ１００）で検出された欠陥情報を用いて、その欠陥が露光工程において転写されるか否かを判断するためのイメージ情報に相当する。

【0040】

前記エアリアルイメージ情報の測定過程では、それを行うために、ＥＵＶ（１３．５ｎｍ）光及びＥＵＶ光学系を用いた顕微鏡構造の測定装置を用い、前記エアリアルイメージ情報の測定過程は、明視野方式のイメージング法を用いて、欠陥のフォーカスによりイメージを測定することを特徴とする。

【0041】

前記エアリアルイメージを測定するために、図４乃至図７においてさらに具体的に後述するが、簡単に説明すれば、前記ＥＵＶブランクマスクの欠陥のエアリアルイメージ情報を、フォーカス別（フォーカス、デフォーカス）に二つ以上を測定する。これは、フォーカシングイメージのみを測定する場合、欠陥の強度情報のみが検出されるので、フォーカス値及びデフォーカス値をそれぞれ検出して、欠陥の振幅値及び位相値をそれぞれ取得することができるからである。

【0042】

前記測定されたフォーカス別（フォーカス、デフォーカス）のエアリアルイメージ情報及びビームの進行モデルを用いて、前記エアリアルイメージ情報の振幅値及び位相値を計算し、ＥＵＶブランクマスク欠陥のエアリアルイメージの振幅値及び位相値を計算するとき、それぞれのエアリアルイメージの強度情報を境界条件として用いて、ビームの進行は、有限差分伝播を用いる方法を使用する。

【0043】

前記ＥＵＶブランクマスク欠陥の再構成されたフォーカス別の位相値及び振幅値を、ウェーハに露光すべきパターンに加え、前記欠陥の位相値及び振幅値が加えられたフォーカス別のパターンに対して、ウェーハ露光機の露光条件（シグマ及びＮＡ）によりエアリアルイメージの計算を行い、前記ウェーハのエアリアルイメージの計算により、ウェーハ面に欠陥が転写されるかを確認し、転写性の有無の判断により、欠陥の転写回避ができる方向へＥＵＶマスクのパターンを移動させて露光することにより、欠陥情報が転写されることを防止することができる。

【0044】

また、前記第２ステップで取得したエアリアルイメージ情報を用いて、ＥＵＶマスクによりウェーハに露光する際に、前記ＥＵＶマスクに存在する欠陥が、ウェーハに転写されるか否かを検出する第３ステップ（Ｓ３００）を行う。

【0045】

前記第３ステップで検出された欠陥の転写の有無により、その欠陥が小さくなりまたは消えるように、前記ＥＵＶマスクの位置を調整するか、前記ＥＵＶマスクを他のものと交換するか、または前記ＥＵＶマスクを再製造することにより、新たなＥＵＶマスクを用いて、ウェーハの上に形成すべき欠陥を改善するウェーハにパターンを形成する第４ステップ（Ｓ４００）である。

【0046】

前記第４ステップは、前記第１ステップ乃至第３ステップにおいて、欠陥による転写不良を防止するために、マスクの位置調整、マスクの交換、転写の有無による新規なマスクの製造により、ウェーハ露光工程を行うことで、欠陥転写の問題を事前に防止することができる。

【0047】

本発明では、ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出し、エアリアルイメージ情報を検出するために、露光機と同じ条件（波長等）を有するＥＵＶ走査型の顕微鏡を使用する。

【0048】

図３は、本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法において、欠陥検出に使用されるＥＵＶ走査型顕微鏡の概略図である。

【0049】

本発明において、ＥＵＶブランクマスクのエアリアルイメージ情報を取得するための装備としては、ＥＵＶ走査型の顕微鏡により測定する。本発明に係る前記ＥＵＶ走査型の顕微鏡装置は、本出願人の出願した発明による、韓国特許出願第１０－２０１９－００４４２２８号（発明の名称：走査型のＥＵＶマスクのパターンイメージ測定装置）である。

【0050】

前記ＥＵＶ顕微鏡について簡単に説明すれば、高出力のフェムトセカンドレーザーをガスセルに集束させるための平面ミラー２及び球面ミラー３を含む高出力レーザー出力部１と、前記レーザー出力部から出力された光からコヒーレントＥＵＶ光源の生成のためのガスセル４及びガス供給ライン５を含むコヒーレントＥＵＶ光源生成部と、前記ＥＵＶ生成光から高出力のレーザービームを除去するためのピンホール６、グラフェンフィルター７、Ｚｒフィルタ８と、上部に反射型のＥＵＶマスクが位置され、前記反射型のＥＵＶマスクをＸ軸またはＹ軸方向に移動させる移動部１６と、干渉ＥＵＶ光の収差を補正し、ＥＵＶ光をゾーンプレートレンズに接続させるＸ線球面ミラー１０と、前記移動部と前記Ｘ線球面ミラーとの間に位置され、反射された前記干渉ＥＵＶ光を前記反射型のＥＵＶマスクの一部領域に接続させるゾーンプレートレンズ１２と、前記ゾーンプレートレンズとＸ線球面ミラーとの間に位置され、Ｘ線球面ミラーにより接続されるビームを、前記ゾーンプレートレンズに誘導するために反射させるＸ線平面ミラー１１と、前記移動部の上部に位置され、接続された前記干渉ＥＵＶ光のうち１次回折光のみを透過させるオーダーソーティングアパーチャ（ＯＳＡ）１３と、前記移動部の上部に位置し、集束された前記干渉ＥＵＶ光のうち、透過した１次回折光が反射型のＥＵＶマスクの一部の領域により反射される場合、反射された前記干渉ＥＵＶ光のエネルギーを検出する検出部１７と、を含んで構成されている操作型のＥＵＶマスクのパターンイメージ測定装置である。

【0051】

前記ＥＵＶ顕微鏡装置の構成は一例であって、光学系の構成は、光学的特性に応じて様々に設計及び変更され得ることは言うまでもなく、これに限定されるものではない。

【0052】

このように構成された前記ＥＵＶ走査型顕微鏡では、ウェーハ露光機と同じ条件を有するＥＵＶ波長の光源を用いて、ＥＵＶマスクのパターンを測定して取得することができる。

【0053】

図４は、本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法において、エアリアルイメージの取得過程を示す図である。

【0054】

前記エアリアルイメージ情報を検出するためにフォーカス位置及びデフォーカス位置のそれぞれ一つの画像を取得するか、二つのデフォーカス位置において、それぞれのエアリアルイメージ情報を検出して、前記エアリアルイメージ情報についての振幅値及び位相値を計算する。

【0055】

ここで、前記デフォーカスイメージは、「＋」デフォーカスイメージ及び「－」デフォーカスイメージをそれぞれ取得するが、これは、ＥＵＶマスクを用いて、露光工程で発生し得る条件に合わせるために、ブラス及びマイナスのデフォーカスイメージを取得することである。

【0056】

前記振幅値及び位相値を用いて、前記エアリアルイメージのフォーカス（二つのフォーカス）別のエアリアルイメージを再構成し、フォーカス別の振幅値及び位相値をウェーハに露光される前記それぞれのフォーカス別のパターンに加え、欠陥の振幅値及び位相値が加えられたフォーカス別のパターンに対して、ウェーハ露光機の光学条件（シグマ及びＮＡ）によりエアリアルイメージの計算を行い、前記計算により、ウェーハ面のエアリアルイメージ内の欠陥が転写されるか否かを検出する。

【0057】

図５は、本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法において、エアリアルイメージの取得の他の例を示す図である。

【0058】

前記エアリアルイメージ情報を測定するために、強度値のみをフォーカス及びデフォーカスで測定し、前記強度値の平方根の値を振幅値として用い、前記測定されたフォーカス及びデフォーカスのエアリアルイメージを、それぞれのビームが伝播または逆伝播したものとして用い、前記エアリアルイメージを伝播させるためには、エアリアルイメージの振幅値及び位相値を用い、前記エアリアルイメージの位相値は、前記両イメージ間の伝播または逆伝播により、それぞれのエアリアルイメージの測定値が振幅値を満足する位相値を繰り返し過程により再構成し、前記エアリアルイメージ間の伝播及び逆伝播は、有限差分伝播（Ｆｉｎｉｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ、ＦＤＰ）法で計算される。

【0059】

図６は、本発明に係るＥＵＶブランクマスクの欠陥検出によるウェーハ欠陥の改善方法を用いて、パターンと結合されたエアリアルイメージを示す図であり、図７は、他のエアリアルイメージを示す図である。

【0060】

エアリアルイメージ情報の検出のために、フォーカス位置及びデフォーカス位置のそれぞれ一つのイメージを取得するか、二つのデフォーカス位置において、それぞれのエアリアルイメージ情報を検出し、検出された前記エアリアルイメージによる二つ以上のエアリアルイメージ情報の振幅値及び位相値を計算し、前記欠陥のエアリアルイメージを形成する振幅値及び位相値をウェーハに露光すべきパターンに加え、欠陥のエアリアルイメージに振幅値及び位相値が加えられたフォーカス別のパターンに対して、ウェーハ露光機の光学条件（シグマ及びＮＡ）によりエアリアルイメージ情報の計算を行い、前記計算により、ウェーハ面のエアリアルイメージ内の欠陥によるパターンサイズを測定し、パターンサイズの誤差が基準値に対して大きいかあるいは小さいかを確認し、これにより、欠陥の転写性の有無を判断する。

【0061】

図６は、検出された欠陥を有するＥＵＶマスクにより転写したときのウェーハのパターンサイズの誤差範囲基準（任意の基準）を外れなかった状態であり、これは、その欠陥により転写されても、ウェーハ露光過程において不良を生じないものである。図７は、検出された欠陥により転写されたときの誤差を外れた転写の形態を示すものであり、これは、不良として発生したものである。

【0062】

このように、本発明では、ＥＵＶブランクマスクの欠陥情報を検出し、エアリアルイメージ情報と一緒に分析して、転写時の誤差の範囲を外れているか否かを事前に読み取ることができ、これにより、欠陥発生の有無、すなわち、転写の有無により発生する誤差範囲に基づいて、マスクの位置調整、交換、マスクの製造によって、欠陥によるウェーハの不良率を最小化させることができる。

【0063】

このように構成される本発明は、半導体ウェーハ工程において、ＥＵＶブランクマスクに存在する様々な欠陥のウェーハへの転写性の有無を判断する際に、欠陥レビュー工程を用いて、不良の転写を改善することができる効果を奏する。

【0064】

したがって、ＥＵＶブランクマスクを用いたＥＵＶマスクパターンの形成前、予め欠陥の転写性の有無が正確に予測可能であるので、欠陥を特定のパターンの下に隠すか、パターンに応じた欠陥が含まれているＥＵＶブランクマスクを選択するか、新たなＥＵＶマスクを製造することにより、ＥＵＶブランクマスクから発生する欠陥を改善させることにより、結果的に工程効率性を著しく増大させることができるという長所がある。

【0065】

このようなＥＵＶブランクマスク欠陥回避技術の改善は、ＥＵＶマスクの生産収率やＥＵＶブランクマスクの適切な使用に伴う生産コストの節減を図ることができるという大きな利点がある。

【0066】

以上、本発明の原理を例示するための好適な実施形態について説明して図示したが、本発明は、このように図示かつ説明されたような構成及び作用に限定されるものではない。かえって、添付された請求の範囲の思想及びカテゴリを逸脱しない範囲内で、本発明の様々な変更及び修正が可能であることが、当業者にとって理解されるであろう。したがって、このような全ての適切な変更や修正、均等物も、本発明の範囲に属するものとみなされるべきである。

【符号の説明】

【0067】

Ｓ１００ 第１ステップ
Ｓ２００ 第２ステップ
Ｓ３００ 第３ステップ
Ｓ４００ 第４ステップ

【要約】      （修正有）

【課題】ＥＵＶブランクマスクの欠陥を検出し、ウェーハパターン工程における欠陥を最小化しまたは発生させないように、不良転写を改善させること。
【解決手段】検査装置を用いてＥＵＶブランクマスクの欠陥の位置座標、信号強度値を含む欠陥情報を検出する第１ステップと、ＥＵＶ顕微鏡を用いて、ＥＵＶマスクによりウェーハに形成すべきパターン情報を取得し、取得された欠陥情報及びパターン情報を用いてエアリアルイメージ情報を検出する第２ステップと、エアリアルイメージ情報を用いてＥＵＶマスクによりウェーハに露光する際に、ＥＵＶマスクに存在する欠陥がウェーハに転写されるか否かを検出する第３ステップと、ウェーハへの転写により欠陥が小さくなるかまたは消えるように、ＥＵＶマスクの位置を調整するか、ＥＵＶマスクを他のものと交換するか、により、ウェーハに形成すべきパターンの欠陥を改善すｒ第４ステップと、を含んで構成される。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】