CN102519968A - 掩膜板缺陷检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种掩膜板缺陷检测装置，包括：光源投射装置，包括光源和透镜，该光源用于发出光束并经透镜投射到掩膜板上；检测***，包括多个光强检测器，用于测算掩膜板对该光束的反射率和透射率中的至少一个，并与预先建立的检测基准作比较。采用这种结构的掩膜板缺陷检测装置可以快速有效地检测掩膜板上的haze缺陷及细微有机物污染。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地说，涉及一种掩膜板缺陷检测装置。
背景技术
在使用光掩模进行硅晶片光刻的过程中，环境中的离子容易在掩膜板上形成附着物，对曝光光束造成影响。当掩模板被光刻机激光照射一定时间以后，尤其是193nm或者193nm以下波长光源的照射下，在掩模板上会逐渐生成所谓的雾状缺陷(haze)。硫酸铵化合物被认为是最主要的雾状缺陷成份，光掩模清洗后残留的离子被认为是雾状缺陷产生的主要原因。雾状缺陷(haze)存在于掩模板上会引发光刻缺陷，进而导致产品合格率降低。因此，及时的发现掩模板的缺陷，防止有缺陷的掩模板继续被使用从而造成产品良率降低是非常关键的。
对此，业界常用的掩模板缺陷检测装置采用的光源是单一波长激光或卤素灯，依靠重复对比检测的方式(Die to Die或Die to Database)进行掩模板缺陷测试。此种方法非常耗时且难以发现掩膜板上的细微有机物污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效检测haze缺陷及细微有机物污染的掩膜板缺陷检测装置。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种掩膜板缺陷检测装置，包括：光源投射装置，包括光源和透镜，该光源用于发出光束并经透镜投射到掩膜板上；检测***，包括多个光强检测器，用于测算掩膜板对该光束的反射率和透射率中的至少一个，并与预先建立的检测基准作比较。
作为本发明上述掩膜板缺陷检测装置的一种优选方案：该光强检测器为三个，分别为第一、第二、第三光强检测器，该光源投射装置还包括一个分光镜，位于该光束入射光路上，该分光镜将光束分出一部分，第一光强检测器位于该分光镜分出光束的光路上，第二、第三光强检测器分别位于剩余部分光束入射到掩膜板后的反射光路和透射光路上。
作为本发明上述掩膜板缺陷检测装置的一种优选方案：光源投射装置中的光源为可调谐激光器发出的激光。
作为本发明上述掩膜板缺陷检测装置的进一步改进：该可调谐激光器发出的激光波长为157nm、193nm、248nm或257nm。
由于掩膜板上缺陷区域对于不同波长的光束的反射率和透射率不同于无缺陷区域，当激光光源或卤素灯发出的不同波长的光束投射到掩膜板上时，采用上述结构的掩膜板缺陷检测装置测算出该光束的反射率或透射率，并通过与预先建立的检测基准作对比，可以快速有效地发现雾状缺陷，并对细微有机物污染具有良好的检出率。
附图说明
图1为本发明的掩膜板缺陷检测装置结构示意图；
图2为本发明的校准掩膜板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明公开的一种掩膜板缺陷检测装置如图1所示，用于检测掩膜板10上可能的缺陷，包括光源投射装置和检测***；光源投射装置具体包括光源11、透镜12和分光镜13；检测***包括三个光强检测器14、15、16，分别用于检测光源发出的光束相对于掩膜板的入射光强、反射光强和透射光强。该检测装置还包括一个分光镜13，位于该光束的入射光路上，该分光镜13将光束分出一部分，所述第一光强检测器14位于该分光镜分出光束的光路上，所述第二、第三光强检测器15、16分别位于剩余部分光束相对于掩膜板10的反射光路和透射光路上。
光源11发出的光束经过透镜12后，在分光镜13处分成两部分，一部分光束转向光强检测器14，其余部分光束入射到待测掩膜板10上，该入射光束经过待测掩膜板10的反射和透射，产生反射光束和透射光束，反射光束的光强由光强检测器15检测到，透射光束的光强由光强检测器16检测到。进而计算出待测掩膜板10对入射光束的反射率和透射率，反射率为反射光束光强与入射光束光强的比值，透射率为透射光束光强与入射光束光强的比值。需要说明的是，光强检测器14测得的入射光强为从分光镜13分出的光强，其与原始入射光强(即未经过分光镜13的入射光强)具有恒定的比例关系。
根据本发明的一种实施方式，光源投射装置还包括一个入射角度调节机构，用于调节光束的入射角度。当光束的入射角度发生变化时，其反射光强、透射光强都会相应发生变化，进而掩膜板对光束的反射率和透射率也发生变化。
根据本发明的另一种实施方式，根据本发明的较佳实施方式，光源11为可调谐激光器，发出波长可变的激光光束，可调谐激光器发出的激光光束波长为157nm、193nm、248nm或257nm。
根据本发明的另一种实施方式，光源11为卤素光源，发出的光束可通过滤光片调整波长范围为120nm至800nm。
利用本发明的掩膜板缺陷检测装置检测待测掩膜板缺陷时，首先需要采用校准掩模板20进行校准测试。如图2所示，该掩膜板具有多个不同透光度的图形区域21，透光度的变化范围为0％-100％(0％表示不透光、100％表示全透光)。图形区域21可以由金属铬线条之间的间隙和金属铬线条按照间隙宽度与铬线条宽度的不同比例制成。用不同波长的光束投射到多个具有不同透光度的图形区域21上，进行校准测试，在不同波长光束投射的情况下，测算不同透光度的图形区域21对光束的反射率、透射率，并以此建立基准数据库。其中反射率为反射光强与入射光强的比值，透射率为透射光强与入射光强的比值，反射光强由光强检测器15测得、透射光强由光强检测器16测得、入射光强由光强检测器14测得。需要说明的是，光强检测器14测得的入射光强为从分光镜13分出的光强，其与原始入射光强(即未经过分光镜13的入射光强)具有恒定的比例关系。
在相同的测试环境下，以不同波长的光束以固定的角度入射向校准掩膜板20，光束的波长从小变大时，校准掩膜板20对入射光束的反射率会降低，而透射率会增加。
从基准数据库中至少可以查到可调谐激光器发出波长为157nm、193nm、248nm或257nm的激光光束投射到校准掩膜板20上时，校准掩膜板20的多个不同透光度的区域21对激光光束的反射率和透射率。参照上述做法，在波长为120nm至800nm的范围中选取若干中间值波长，以卤素光源发出该中间值波长的光束，再对校准掩膜板20进行校准测试，并将反射率、透射率数据存入上述基准数据库中。
根据半导体工艺技术等级、技术节点、设计规则等信息，进一步制出多种不同标准的校准掩膜板，再进行上述校准测试，并将数据也存入基准数据库中。
接下来，在检测待测掩膜板10的缺陷时，具体包括如下步骤：
A)：确定待测掩模板10的技术等级、技术节点、设计规则；
B)：用常规电子辅助设计软件(比如EDA)分析待测掩模板10的不同图形区域的透光度分布信息；
C)：根据上述不同图形区域的透光度分布信息，以及待测掩模板10的技术等级信息等，从基准数据库中提取相关基准数据，按照待测掩模板10的布局组合成本次检测的对比基准；
D)：采用不同波长的光束投射到待测掩模板10上，分别测算不同透光度的图形区域的反射率、透射率信息；
E)：将反射率和透射率信息与本次检测的对比基准进行对比，若发现反射率或透射率的差异满足判定规则，即可认为此处存在缺陷；
F)：若存在缺陷，以缺陷所在位置对缺陷进行分类；将缺陷坐标位置与待测掩模板10设计版图叠加以确定该处是否为致命缺陷，若是则停止使用该待测掩模板10并送交清洗。
根据本发明的一个实施例，上面所述的判定规则具体为：
a)在180nm及其以上工艺技术中，若待测掩膜板对该光束反射率或折射率与基准数据的差异大于等于0.1％，则判定存在缺陷；
b)在130nm工艺技术中，若待测掩膜板对该光束反射率或折射率与基准数据的差异大于等于1％，则判定存在缺陷；
c)在90nm工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于3％，则判定存在缺陷；
d)在65nm工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于10％，则判定存在缺陷；
e)在45nm工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于15％，则判定存在缺陷；
f)在32nm及其以下工艺技术中，若反射率或折射率与基准数据的差异大于等于30％，则判定存在缺陷。
由于工艺技术节点、版图设计、检测环境的不同，判定缺陷存在的条件需要基于实际情况进一步优化。
采用本发明的掩膜板缺陷检测装置，可以在掩膜板缺陷检测中减少人工干预的程度，快速有效地发现雾状缺陷，并对细微有机物污染具有良好的检出率。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种掩膜板缺陷检测装置，包括：
光源投射装置，包括光源和透镜，该光源用于发出光束并经透镜投射到掩膜板上；
检测***，包括多个光强检测器，用于测算掩膜板对该光束的反射率和透射率中的至少一个，并与预先建立的检测基准作比较。
2.如权利要求1所述的掩膜板缺陷检测装置，其特征在于，所述光强检测器为三个，分别为第一、第二、第三光强检测器，所述光源投射装置还包括一个分光镜，位于该光束入射光路上，该分光镜将光束分出一部分，所述第一光强检测器位于该分光镜分出光束的光路上，所述第二、第三光强检测器分别位于剩余部分光束入射到掩膜板后的反射光路和透射光路上。
3.如权利要求1至2中任一项所述的掩膜板缺陷检测装置，其特征在于，所述光源投射装置还包括一个入射角度调节机构，用于调节光束的入射角度。
4.如权利要求1所述的掩膜板缺陷检测装置，其特征在于，所述光源为可调谐激光器发出的激光。
5.如权利要求4所述的掩膜板缺陷检测装置，其特征在于，所述可调谐激光器发出的激光波长为157nm、193nm、248nm或257nm。
6.如权利要求1所述的掩膜板缺陷检测装置，其特征在于，所述光源为卤素光源。
7.如权利要求6所述的掩膜板缺陷检测装置，其特征在于，所述卤素光源发出的光束通过滤光片调整波长范围为120nm至800nm。
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