DE102020114143B4

DE102020114143B4 - Verfahren zur defektkontrolle

Info

Publication number: DE102020114143B4
Application number: DE102020114143.2A
Authority: DE
Inventors: Tsun-Cheng Tang; Hao-Ming Chang; Sheng-Chang Hsu; Cheng-Ming Lin
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2023-03-23
Anticipated expiration: 2040-05-28
Also published as: DE102020114143A1

Abstract

Verfahren (100) zur Defektkontrolle mit den folgenden Schritten:Erhalten (101) eines Substrats (PM1, 200) mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von Strukturen (202), die auf der Oberfläche angeordnet sind;Erhalten (102) eines Graustufenbilds (210) des Substrats (PM1, 200), wobei das Graustufenbild (210) eine Mehrzahl von Bereichen (212) aufweist, wobei jeder der Bereiche (212) einen Graustufenwert hat;Vergleichen (103) des Graustufenwerts jedes Bereichs (212) mit einer Graustufenreferenz, um eine erste Gruppe (G1), eine zweite Gruppe (G2) und eine n-te Gruppe (Gn) zu definieren, wobei die erste Gruppe (G1), die zweite Gruppe (G2) und die n-te Gruppe (Gn) jeweils mindestens einen Bereich (212) aufweisen, wobei der Bereich (212) in der ersten Gruppe (G1) eine erste Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat, der Bereich (212) in der zweiten Gruppe (G2) eine zweite Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat und der Bereich (212) in der n-ten Gruppe (Gn) eine n-te Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat;Durchführen (104) einer Berechnung entsprechend der ersten Differenz, der zweiten Differenz und der n-ten Differenz, um einen Punktwert zu erhalten; undwenn der Punktwert größer als ein Wert ist, Ermitteln (105a), dass das Substrat (PM1, 200) einen ESD-Defekt hat, und wenn der Punktwert kleiner als der Wert ist, Ermitteln (105b), dass das Substrat (PM1, 200) keinen ESD-Defekt hat.

Description

Hintergrund
Die IC-Industrie (IC: integrierter Halbleiter-Schaltkreis) hat in den letzten Jahrzehnten ein rasches Wachstum erfahren. Technologische Fortschritte bei Halbleitermaterialien und -Entwürfen haben immer kleinere und komplexere Schaltkreise hervorgebracht. Diese Fortschritte bei Materialien und Entwürfen sind möglich geworden, weil auch die Technologien für die Bearbeitung und Herstellung technische Fortschritte erfahren haben. Im Laufe der Halbleiter-Evolution hat die Anzahl von miteinander verbundenen Bauelementen je Flächeneinheit zugenommen, da die Größe der kleinsten Komponente, die zuverlässig erzeugt werden kann, abgenommen hat.
Die Halbleiterherstellung beruht stark auf dem Prozess der Fotolithografie, bei dem Licht mit einer gegebenen Frequenz zum Übertragen einer gewünschten Struktur auf einen Wafer verwendet wird, der eine Halbleiterbearbeitung durchläuft. Zum Übertragen der Struktur auf den Wafer wird häufig eine Fotomaske (die auch als eine Maske oder ein Retikel bezeichnet wird) verwendet. Die Fotomaske lässt Licht in einer gewünschten Struktur auf eine Schicht auf dem Wafer, wie etwa eine Fotoresistschicht (PR-Schicht), die auf die Belichtung chemisch reagiert, sodass einige Teile des Fotoresists entfernt werden und andere Teile bestehen bleiben. Das verbliebene Fotoresist wird dann zum Strukturieren einer tieferliegenden Schicht verwendet. Da die Strukturgrößen abgenommen haben, hat auch die Wellenlänge des Lichts, das bei der Fotolithografie zum Strukturieren von Schichten verwendet wird, abgenommen, sodass weitere Schwierigkeiten entstehen und technologische Fortschritte erforderlich sind, wie etwa die Verwendung von extremem Ultraviolett (EUV) als eine Lichtquelle und der Einsatz von Phasenverschiebungsmasken. Es ist wichtig, die Fotomasken zu verbessern, um anhaltende Fortschritte in der Industrie zu ermöglichen, insbesondere da Defekte in der strukturierten Schicht während späterer Bearbeitungsschritte bei der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen und integrierten Schaltkreisen vergrößert werden können. Daher sind Verbesserungen bei Fotomasken, unter anderem Verbesserungen bei der Defektkontrolle, erforderlich.
DE 10 2019 209 394 A1 offenbart ein Verfahren zum Überlagern von zwei Bildern einer fotolithographischen Maske, das die Schritte aufweist: (a) Bestimmen eines ersten Unterschieds eines ersten Bildes bezogen auf Design-Daten der fotolithographischen Maske; (b) Bestimmen eines zweiten Unterschieds eines zweiten Bildes bezogen auf Design-Daten der fotolithographischen Maske, oder bezogen auf das eine erste Bild; und (c) Überlagern des einen ersten und des einen zweiten Bildes unter Berücksichtigung des einen ersten Unterschieds und des einen zweiten Unterschieds.
Figurenliste
Aspekte der vorliegenden Erfindung lassen sich am besten anhand der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstehen. Es ist zu beachten, dass entsprechend der üblichen Praxis in der Branche verschiedene Elemente nicht maßstabsgetreu gezeichnet sind. Vielmehr können der Übersichtlichkeit der Erörterung halber die Abmessungen der verschiedenen Elemente beliebig vergrößert oder verkleinert sein.

1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Defektkontrolle gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine Schnittansicht einer Fotomaske gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung.
Die 3 bis 5 sind schematische Darstellungen der Fotomaske auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung bei einer oder mehreren Ausführungsformen.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Defektkontrolle gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung darstellt.
Die 7 bis 14A sind schematische Darstellungen, die eine Fotomaske auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung bei einer oder mehreren Ausführungsformen zeigen, und 14B ist eine schematische Darstellung, die eine gewünschte Fotomaske zeigt.
Die 15 und 16A sind schematische Darstellungen, die eine Fotomaske auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung bei einer oder mehreren Ausführungsformen zeigen, und 16B ist eine schematische Darstellung, die eine gewünschte Fotomaske zeigt.
Die 17 bis 20 sind schematische Darstellungen der Fotomaske auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung bei einer oder mehreren Ausführungsformen.
21A ist ein Teil eines Graustufenbilds der Fotomaske.
21B ist eine grafische Darstellung, die ein Berechnungsergebnis gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung bei einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt.
Die 22 bis 24 sind schematische Darstellungen der Fotomaske auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung bei einer oder mehreren Ausführungsformen.
25A ist ein Teil eines Graustufenbilds der Fotomaske.
25B ist eine grafische Darstellung, die ein Berechnungsergebnis gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung bei einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt.

Detaillierte Beschreibung
Die nachstehende Beschreibung liefert viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zum Implementieren verschiedener Merkmale des bereitgestellten Gegenstands. Nachstehend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Erfindung zu vereinfachen. Zum Beispiel kann die Herstellung eines ersten Elements über oder auf einem zweiten Element in der nachstehenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und das zweite Element in direktem Kontakt hergestellt werden, und sie kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zusätzliche Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element hergestellt werden können, sodass das erste und das zweite Element nicht in direktem Kontakt sind. Darüber hinaus können in der vorliegenden Erfindung Bezugszahlen und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholt werden. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Übersichtlichkeit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen vor.
Die Beschreibung der erläuternden Ausführungsformen soll in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden, die als Bestandteil der gesamten Beschreibung anzusehen sind. In der Beschreibung von Ausführungsformen, die hier offenbart werden, dienen Hinweise auf eine Richtung oder Orientierung lediglich der einfachen Beschreibung, und sie sollen den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise beschränken. Relative Begriffe, wie etwa „untere(r)“, „obere(r)“, „horizontale(r)“, „vertikale(r)“, „oberhalb“, „über“, „unterhalb“, „unter“, „nach oben“, „nach unten“, „oben“, „unten“ usw., sowie deren Ableitungen (z. B. die Adverbien „horizontal“, „nach unten“, „nach oben“ usw.) sollten als Begriffe aufgefasst werden, die sich auf die Orientierung beziehen, wie sie später beschrieben wird oder in der diskutierten Zeichnung gezeigt wird. Diese relativen Begriffe dienen nur der einfachen Beschreibung und erfordern nicht, dass die Vorrichtung in einer bestimmten Orientierung entworfen oder betrieben wird. Begriffe wie „angebracht“, „befestigt“, „verbunden“ oder „miteinander verbunden“ beziehen sich auf eine Beziehung, bei der Strukturen entweder direkt oder indirekt durch Zwischenstrukturen aneinander befestigt oder angebracht sind, sowie auf bewegliche und starre Befestigungen oder Beziehungen, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben. Darüber hinaus werden die Merkmale und Vorzüge der Beschreibung durch Bezugnahme auf die Ausführungsformen erläutert. Daher darf die Beschreibung ausdrücklich nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt werden, die einige mögliche nicht-beschränkende Kombinationen von Merkmalen erläutern, die einzeln oder in anderen Kombinationen von Merkmalen vorhanden sein können, sondern der Schutzumfang der Erfindung wird von den beigefügten Ansprüchen definiert.
Ungeachtet dessen, dass die numerischen Bereiche und Parameter, die den breiten Schutzumfang der Erfindung angeben, Näherungswerte sind, sind die in den speziellen Beispielen genannten Zahlenwerte so genau wie möglich angegeben. Ein Zahlenwert enthält jedoch grundsätzlich bestimmte Fehler, die zwangsläufig aus der Standardabweichung resultieren, die sich in den jeweiligen Prüfmesswerten findet. Außerdem bedeutet der hier verwendete Begriff „im Wesentlichen“, „ungefähr“ oder „etwa“ im Allgemeinen innerhalb eines Werts oder Bereichs, der von Fachleuten erwogen werden kann. Alternativ bedeutet der Begriff „im Wesentlichen“, „ungefähr“ oder „etwa“ innerhalb des zulässigen Standardfehlers des Mittelwerts, wenn er von einem Fachmann betrachtet wird. Fachleute können verstehen, dass sich der zulässige Standardfehler entsprechend unterschiedlichen Technologien ändern kann. Anders als in den Betriebs-/Arbeitsbeispielen, oder wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, sollten alle numerischen Bereiche, Mengen, Werte und Prozentsätze, wie etwa für Materialmengen, Zeitdauern, Temperaturen, Betriebsbedingungen, Mengenverhältnisse und dergleichen, die hier angegeben sind, in allen Fällen als durch den Begriff „im Wesentlichen“, „ungefähr“ oder „etwa“ modifiziert aufgefasst werden. Daher sind, wenn nichts Gegenteiliges angegeben ist, die numerischen Parameter, die in der vorliegenden Erfindung und den beigefügten Ansprüchen angegeben sind, Näherungswerte, die bei Bedarf geändert werden können. Zumindest sollte jeder numerische Parameter in Anbetracht der Anzahl von angegebenen signifikanten Zahlen und durch Anwenden von normalen Rundungsverfahren interpretiert werden. Bereiche können hier so dargestellt sein, dass sie von einem Endpunkt bis zu einem anderen Endpunkt reichen oder zwischen zwei Endpunkten liegen. Alle hier genannten Bereiche schließen die Endpunkte ein, wenn nicht anders angegeben.
Kontrolle ist ein wichtiger Schritt und dient zum Erkennen von Fotomaskendefekten nach Beendigung der Fotomaskenherstellung oder nach der Belichtung. Fotomaskendefekte können in zwei Kategorien eingeteilt werden, und zwar in harte und weiche Defekte. Defekte, die nicht mit Reinigungsschritten beseitigt werden können, werden als harte Defekte bezeichnet, und Defekte, die mit Reinigungsschritten beseitigt werden können, werden als weiche Defekte bezeichnet. Harte Defekte sind zum Beispiel globale Konstanzänderungen, Fehldimensionierung und Fehlplatzierung. Wenn harte Defekte gefunden oder identifiziert werden, kann die Fotomaske mit geeigneten Maßnahmen repariert oder nachbearbeitet werden. Bei einigen Vergleichsausführungsformen kann eine Nachplasmabehandlung durchgeführt werden, wenn Restdefekte, wie etwa Cr-Restdefekte, detektiert werden. Bei einigen Vergleichsausführungsformen kann ein Ionen- oder ein Elektronenstrahl verwendet werden, wenn lokal begrenzte harte Defekte gefunden werden. Bei einigen Vergleichsausführungsformen können chemische Lösungen verwendet werden, wenn globale Fehldimensionierungsdefekte gefunden werden. Die reparierte oder nachbearbeitete Fotomaske wird dann erneut kontrolliert, um die Maskenqualität zu gewährleisten. Bei einigen Vergleichsausführungsformen können jedoch Defektarten wie ESD-Defekte (ESD: elektrostatische Entladung) und komplizierte Defekte nicht gefunden werden, wenn das herkömmliche Kontrollmodell verwendet wird.
Der ESD-Defekt kann nach dem Belichten auftreten. Während des Belichtens oder während des Übertragens oder Speicherns der Fotomaske kann auf der Fotomaske eine statische Elektrizität entstehen, die tendenziell ein elektrisches Feld auf der Fotomaske erzeugt. Da das elektrische Feld elektrisch geladene Teilchen zu der Fotomaske zieht, wird eine neutralisierende Entladereaktion auf der Oberfläche der Fotomaske ausgelöst, wodurch die Maskenstruktur brennt oder schmilzt. Die ESD-Defekte sind mit den herkömmlichen Kontrollverfahren nicht leicht zu detektieren, da durch die ESD-Defekte eine kaum zu erkennende dünne Schicht auf der Oberfläche entsteht. Dadurch wird die Fotomaske mit den von dem Kontrollgerät unerkannten ESD-Defekten möglicherweise in einem späteren fotolithografischen Prozess verwendet. Bei einigen Vergleichsausführungsformen kann die Struktur auf der fehlerhaften Fotomaske nicht exakt übertragen werden.
Außer den ESD-Defekten gibt es einen komplizierten Defekt. Der komplizierte Defekt tritt auf, wenn eine Abschirmschicht oder eine Hartmaskenschicht, die eigentlich entfernt werden soll, auf der Fotomaske verbleibt. Der komplizierte Defekt hat zwei Formen. Bei einer Form soll ein Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt auftreten, wenn die Abschirmschicht an einer Position erscheint, von der sie entfernt werden sollte. Bei einer anderen Defektform soll ein Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt auftreten, wenn die Hartmaskenschicht, die vollständig von der Fotomaske entfernt werden soll, doch noch vorhanden ist. Die zwei Defektarten werden als komplizierte Defekte bezeichnet, da sowohl der Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt als auch der Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt bei Verwendung eines herkömmlichen Kontrollgeräts ähnliche Ergebnisse zeigen und es für das Kontrollgerät schwierig ist, zu ermitteln, welche Art von Schicht auf der Fotomaske verbleibt. Es ist zu beachten, dass die Abschirmschicht und die Hartmaskenschicht mit unterschiedlichen Entfernungsprozessen entfernt werden. Wenn ein ungeeigneter Entfernungsprozess verwendet wird, wird die Schicht, die eigentlich entfernt werden soll, nicht entfernt, oder andere Schichten können irrtümlich entfernt werden. Da das Kontrollgerät nicht ermitteln kann, welche Schicht auf der Fotomaske verbleibt, ist ein weiterer Kontrollschritt erforderlich, um den ungeeigneten Entfernungsprozess zu vermeiden. Somit wird bei dem bestehenden Verfahren Durchlaufzeit verschwendet.
Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Defektkontrolle bereit. Bei einigen Ausführungsformen wird das Verfahren zur Defektkontrolle zum Detektieren von ESD-Defekten durchgeführt. Bei einigen Ausführungsformen ist bei dem Verfahren zur Defektkontrolle eine erste Berechnung vorgesehen. Die erste Berechnung dient zum Vergrößern des ESD-Defekts, sodass das Vorhandensein des ESD-Defekts ermittelt werden kann. Bei einigen Ausführungsformen wird das Verfahren zur Defektkontrolle zum Detektieren von komplizierten Defekten durchgeführt. Bei einigen Ausführungsformen ist bei dem Verfahren zur Defektkontrolle eine zweite Berechnung vorgesehen. Die zweite Berechnung unterstützt ein Unterscheiden zwischen dem Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt und dem Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt. Daher kann ein geeigneter Entfernungsprozess durchgeführt werden. Mit dem bereitgestellten Verfahren zur Defektkontrolle können die Defekte unter Verwendung des herkömmlichen Kontrollgeräts exakt detektiert und identifiziert werden. Dementsprechend kann die Zuverlässigkeit der Kontrolle verbessert werden und die Durchlaufzeit kann verkürzt werden. Außerdem können zusätzliche Kosten für die Gerätemodifikation vermieden werden.
1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 100 zur Defektkontrolle gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Verfahren 100 umfasst eine Anzahl von Schritten (101, 102, 103, 104, 105a und 105b). Das Verfahren 100 zur Defektkontrolle wird gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen näher beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Schritte des Verfahrens 100 zur Defektkontrolle innerhalb des Schutzumfangs der verschiedenen Aspekte umgeordnet oder anderweitig modifiziert werden können. Es ist außerdem zu beachten, dass weitere Prozesse vor, während und nach dem Verfahren 100 vorgesehen werden können und dass einige andere Prozesse hier nur kurz beschrieben sein können. Daher sind weitere Implementierungen innerhalb des Schutzumfangs der verschiedenen Aspekte möglich, die hier beschrieben werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 100 zur Defektkontrolle in einer Lithografie-Anlage verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Lithografie-Anlage als ein Scanner bezeichnet werden, der so betreibbar ist, dass er eine lithografische Belichtung mit einer jeweiligen Strahlungsquelle und einem jeweiligen Belichtungsmodus durchführt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Lithografie-Anlage eine optische Belichtungsanlage, wie etwa eine I-Linien-Anlage (365 nm), eine DUV-Anlage (DUV: tiefes Ultraviolett, wobei Wellenlängen verwendet werden, die kleiner als 250 nm sind, aber normalerweise etwa 193 nm bis etwa 230 nm betragen), eine EUV-Anlage (EUV: extremes Ultraviolett) oder eine Röntgen-Belichtungsanlage oder eine Geladene-Teilchen-Anlage, wie etwa ein Elektronenstrahlschreiber, sein.
In 2, die eine Schnittansicht einer Fotomaske PM1 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung ist, weist die Fotomaske PM1 ein lichtleitendes Substrat 200 mit einem geeigneten Material auf, wie etwa einem Material mit geringer Wärmeausdehnung (LTEM) oder Quarzglas. In verschiedenen Beispielen ist das LTEM TiO₂-dotiertes SiO₂ oder ein anderes geeignetes Material mit geringer Wärmeausdehnung. Die Fotomaske PM1 weist eine Phasenverschiebungsschicht (PSL) 202 auf, die über dem Substrat 200 hergestellt ist. Die Phasenverschiebungsschicht 202 ist so hergestellt, dass sie weniger als etwa 20 % des einfallenden Lichts durchlässt und eine Phasenverschiebung von etwa 180° in Bezug zu dem durchgelassenen Licht (d. h., dem Licht, das durch das lichtdurchlässige Substrat durchgelassen wird) erzeugt. Bei einigen Ausführungsformen weist die Phasenverschiebungsschicht 202 Molybdänsilizid (MoSi), Molybdän-Silizid-Nitrid (MoSiN), Molybdän-Silizid-Oxidnitrid (MoSiON), Titannidrid, Titan-Siliziumnitrid oder Siliziumnitrid auf, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Fotomaske PM1 eine Abschirmschicht 204 über der Phasenverschiebungsschicht 202 aufweisen. Die Abschirmschicht 204 kann Chrom (Cr) aufweisen und kann weitere Schichten, wie etwa aus Chromoxid, Chromnitrid und Chromoxidnitrid, umfassen. Es werden hier zwar einige Beispiele für Materialien angegeben, die jeweils für das Substrat 200, die Phasenverschiebungsschicht 202 und die Abschirmschicht 204 verwendet werden können, aber es versteht sich, dass andere geeignete Materialien, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, ebenso verwendet werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Außerdem kann die Fotomaske PM1 weitere Schichten aufweisen, wie etwa eine rückseitige Schicht und/oder eine Antireflexionsbeschichtung (ARC), die jedoch nicht dargestellt sind. Darüber hinaus können auch weitere Fotomasken-Konfigurationen als die Fotomaske PM1 vorgesehen werden.
Bleiben wir bei 2. Die Fotomaske PM1 kann eine Membran 206 aufweisen, die als eine schützende Abdeckung verwendet wird. Die Membran 206 kann die Strukturen über dem Substrat 200 gegen Beschädigung und/oder Schmutzteilchen schützen. Die Membran 206 kann eine dünne Schicht auf einem Rahmen sein, die eine strukturierte Oberfläche der Fotomaske PM1 bedeckt.
In 2 wird bei einem Belichtungsprozess Licht auf die Fotomaske PM1 gerichtet und mit der Fotomaske PM1 reflektiert, und das mit der Fotomaske PM1 reflektierte Licht wird dann auf einen Wafer gerichtet. Während der Belichtung kann die Membran 206 das Licht absorbieren. Bei einigen Vergleichsausführungsformen können Wärme-Effekte und statische Elektrizität erzeugt werden. Daher kann sich eine unerwünschte dünne Schicht 208 über den Strukturen bilden, die von der Phasenverschiebungsschicht 202 erzeugt werden, wie in 2 gezeigt ist. Die dünne Schicht 208 wird, wie vorstehend dargelegt worden ist, als ein ESD-Defekt bezeichnet. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 100 zur Defektkontrolle nach den Belichtungsprozessen durchgeführt werden.
In 2 wird in einem Schritt 101 ein Substrat mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von auf der Oberfläche angeordneten Strukturen erhalten.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat die vorgenannte Fotomaske PM1 sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat das Substrat 200 der Fotomaske PM1 sein, und die Strukturen können von der Phasenverschiebungsschicht 202 gebildet werden, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
In einem Schritt 102 wird ein Graustufenbild des Substrats erhalten, wobei das Graustufenbild eine Mehrzahl von Bereichen aufweist, wobei jeder der Bereiche einen Graustufenwert hat.
In 3 wird bei einigen Ausführungsformen eine Oberfläche des Substrats 200 der Fotomaske PM1 mit einem optischen Kontrollgerät abgetastet, um ein Bild 210 der Struktur zu erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Fotomaske PM1 nach dem Entfernen der Membran 206 abgetastet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Fotomaske PM1 mit einem optischen Reflexionskontrollgerät abgetastet werden, sodass von der Oberfläche des Substrats 200 reflektiertes Licht entsteht. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Bild von dem optischen Kontrollgerät erzeugt, und es stellt die Strukturelemente in der Struktur der Fotomaske PM1 als ein helleres Grau auf einem Untergrund mit einem dunkleren Grau dar. Das heißt, unterschiedliche Teile des erhaltenen Bilds 210 haben unterschiedliche Graustufenintensitäten, und daher wird das erhaltene Bild 210 als ein Graustufenbild bezeichnet. Bei einigen Ausführungsformen kann das Bild 210 in eine Mehrzahl von Bereichen 212 unterteilt werden oder als eine solche definiert werden. Bei einigen Ausführungsformen entspricht jeder der Bereiche 212 im Wesentlichen einem Pixel des optischen Reflexionskontrollgeräts. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Fläche jedes Bereichs 212 etwa 55 nm² bis etwa 500 nm², aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Außerdem kann das Bild 210 durch Lichtnivellierung in ein Graustufenbild umgewandelt werden, um die Graustufe des Bilds bereichsweise zu skalieren. Dadurch erhält jeder der Bereiche 212 einen Graustufenwert.
In einem Schritt 103 wird der Graustufenwert jedes Bereichs 212 mit einer Graustufenreferenz verglichen, um eine erste Gruppe G1, eine zweite Gruppe G2 und eine n-te Gruppe Gn zu definieren, wobei jede dieser Gruppen mindestens einen Bereich 212 hat, wobei der Bereich 212 in der ersten Gruppe G1 eine erste Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat, der Bereich 212 in der zweiten Gruppe G2 eine zweite Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat und der Bereich 212 in der n-ten Gruppe Gn eine n-te Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat.
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Standard- oder goldenes Bild bereitgestellt werden. Das Standard- oder goldene Bild kann eine Targetstruktur haben, mit der die Struktur der Fotomaske PM1 für identisch gehalten wird. Das Standard- oder goldene Bild kann als eine Mehrzahl von Bereichen definiert werden oder in eine solche unterteilt werden. Anschließend kann das goldene Bild durch Lichtnivellierung umgewandelt werden, um es zu skalieren, um die Graustufenreferenz bereichsweise zu erhalten. Wie vorstehend dargelegt worden ist, entspricht bei einigen Ausführungsformen jeder Bereich des goldenen Bilds im Wesentlichen einem Pixel des optischen Reflexionskontrollgeräts. Bei einigen Ausführungsformen kann die Graustufenreferenz aus einer Datenbank des Defektkontrollgeräts abgerufen werden. Daher umfasst die Graustufenreferenz auch eine Mehrzahl von Graustufenwerten.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Graustufenwert jeder der Bereiche 212 in dem Bild 210 der Fotomaske PM1 mit einem der Graustufenwerte der Graustufenreferenz verglichen. Bei einigen Ausführungsformen wird der Graustufenwert jedes Bereichs 212 der Fotomaske PM1 mit dem des entsprechenden Bereichs der Graustufenreferenz verglichen. Dementsprechend wird eine Differenz zwischen dem Graustufenwert jedes der Bereiche 212 der Fotomaske PM1 und dem Graustufenwert des entsprechenden Bereichs der Graustufenreferenz ermittelt. In 4 hat jeder der Bereiche 212 eine Differenz.

In 5 werden die Bereiche 212 entsprechend ihrer Differenz in die erste Gruppe G1, die zweite Gruppe G2 bzw. die n-te Gruppe Gn eingeteilt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einteilung der Bereiche 212 gemäß Tabelle 1 wie folgt erfolgen:

	Graustufendifferenz	Gewichtsfaktor
Erste Gruppe (G1)	-50 bis 0 und 0 bis 50	0,9
Zweite Gruppe (G2)	-69 bis -50 und 50 - 69	0,925
Dritte Gruppe (G3)	-89 bis -70 und 70 - 89	0,95
Vierte Gruppe (G4)	-99 bis -90 und 90 bis 99	0,975
Fünfte Gruppe (G5)	<-100 und >100	1

Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, sind Bereiche angegeben, und Bereiche 212 mit Differenzen in dem gleichen Bereich werden in die gleiche Gruppe eingeteilt. Bei einigen Ausführungsformen haben die erste Gruppe G1, die zweite Gruppe G2 und die n-te Gruppe Gn jeweils mindestens einen Bereich 212. Der Bereich 212 in der ersten Gruppe G1 hat eine erste Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz, der Bereich 212 in der zweiten Gruppe G2 hat eine zweite Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz, und der Bereich 212 in der n-ten Gruppe Gn hat eine n-te Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Differenz kleiner als die zweite Differenz, und die (n-1)-te Differenz ist kleiner als die n-te Differenz, wie in Tabelle 1 angegeben ist.
In einem Schritt 104 wird eine Berechnung entsprechend der ersten Differenz, der zweiten Differenz und der n-ten Differenz durchgeführt, um einen Punktwert zu erhalten. Bei einigen Ausführungsformen wird die Berechnung entsprechend der folgenden Gleichung (1) durchgeführt: $Ws = \frac{\sum e_{1} {(G)}_{G 1} + \sum e_{2} {(G)}_{G 2} + \sum e_{3} {(G)}_{G 3} + \dots \sum e_{n} {(G)}_{G n}}{\sum {(G)}_{G 1, G 2, G 3, \dots G n}}$
wobei Ws der Punktwert ist, G der individuelle Grauwert in dem ersten Bereich G1, dem zweiten Bereich G2, dem dritten Bereich G3 und dem n-ten Bereich Gn ist, e₁ ein erster Gewichtsfaktor ist, e₂ ein zweiter Gewichtsfaktor ist, e₃ ein dritter Gewichtsfaktor ist und e_n ein n-ter Gewichtsfaktor ist.
Bei einigen Ausführungsformen können der erste Gewichtsfaktor e₁, der zweite Gewichtsfaktor e₂ und der n-te Gewichtsfaktor e_n die Gewichtsfaktoren sein, die in Tabelle 1 angegeben sind, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Bei diesen Ausführungsformen ist der erste Gewichtsfaktor e₁ kleiner als der zweite Gewichtsfaktor e₂, und der (n-1)-te Gewichtsfaktor e_(n-1) ist kleiner als der n-te Gewichtsfaktor e_n.
Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen die in 5 angegebenen Differenzen wie folgt in der Berechnung verwendet werden: $Ws= \frac{(47 + 48 + 49) \times 0,9 + (51 + 51 + 52 + 53 + 53) \times 0,925 + 75 \times 0,95}{47 + 48 + 49 + 51 + 51 + 52 + 53 + 53 + 75} = 0,921.$
Der Punktwert Ws wird gemäß der vorgenannten Gleichung (1) erhalten.
In einem Schritt 105a wird ermittelt, dass das Substrat einen ESD-Defekt hat, wenn der Punktwert Ws größer als ein Wert ist. In einem Schritt 105b wird ermittelt, dass das Substrat keinen ESD-Defekt hat, wenn der Punktwert Ws kleiner als der Wert ist.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Wert 0,92 betragen. Bei diesen Ausführungsformen ist der Punktwert Ws, der 0,921 beträgt, wie vorstehend angegeben worden ist, größer als der Wert, und somit wird festgestellt, dass die Fotomaske PM1 einen ESD-Defekt hat.
Es ist zu beachten, dass die Differenz zwischen den Graustufenwerten der Bereiche 212 des Bilds 210 und den Graustufenwerten der Graustufenreferenz eine Abweichung zwischen einem Oberflächenzustand der Strukturen auf der Fotomaske PM1 nach der Belichtung und einem ursprünglichen Oberflächenzustand der Fotomaske PM1 oder einem normalen Oberflächenzustand der Fotomaske PM1 zeigen kann. Eine größere Differenz kann anzeigen, dass der Oberflächenzustand der Fotomaske PM1, die gerade kontrolliert wird, sich stärker von dem ursprünglichen Oberflächenzustand als dem bei einem ähnlichen Vergleich unterscheidet, der eine kleinere Differenz zeigt. Außerdem kann die größere Differenz durch Multiplizieren des Graustufenwerts mit dem Gewichtsfaktor noch mehr vergrößert werden. Daher kann der ESD-Defekt leicht detektiert werden.
Bei einigen Ausführungsformen wird ein Aufsicht-Bild-Messsystem (AIMS) verwendet, wenn ermittelt wird, dass das Substrat den ESD-Defekt hat. Das AIMS ist eine Messmethodik, die eine Möglichkeit zum Simulieren des Ergebnisses einer Belichtung an einem Substrat, d. h. einem Fotomaskensubstrat, unter anderem durch Optical Proximity Correction (OPC), Maskenfehler-Verbesserungsfaktor (MEEF) und Masken-3D-Effekt-Informationen, bieten kann. Bei einigen Ausführungsformen kann das AIMS zum nochmaligen Prüfen des ESD-Defekts verwendet werden.
Bei einigen Ausführungsformen weist die Ermittlung, dass die Fotomaske PM1 keinen ESD-Defekt hat, darauf hin, dass sich keine dünne Schicht über der Struktur (d. h., der Phasenverschiebungsschicht 202) gebildet hat. Aber es kann sich tatsächlich eine solche dünne Schicht über der Struktur gebildet haben, die jedoch nicht so dick ist, dass sie die Reflexion ändert, und sie wird daher möglicherweise nicht detektiert. Daher könnte die Fotomaske PM1 bei einer späteren Belichtung verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen weist die Ermittlung, dass die Fotomaske PM1 den ESD-Defekt hat, darauf hin, dass sich eine dünne Schicht über der Struktur (d. h., der Phasenverschiebungsschicht 202) gebildet haben kann, und die dünne Schicht ist so dick, dass sie die Reflexion ändert, und dadurch kann das Belichtungsergebnis beeinträchtigt werden. Folglich wird die Fotomaske PM1, die als den ESD-Defekt aufweisend ermittelt worden ist, bei der späteren Belichtung nicht verwendet, und es kann ein geeigneter Schritt zum Entfernen der dünnen Schicht durchgeführt werden.
Wie vorstehend dargelegt worden ist, tritt der ESD-Defekt auf, wenn sich eine dünne Schicht über der Strukturoberfläche der Fotomaske PM1 bildet. Der ESD-Defekt ist möglicherweise nicht erkennbar, aber er kann ernsthafte Probleme bei der Belichtung verursachen. Durch Einteilen der Bereiche 212 in die erste Gruppe G1, die zweite Gruppe G2 und die n-te Gruppe Gn und durch Bereitstellen unterschiedlicher Gewichtsfaktoren für unterschiedliche Gruppen können die Gruppen, die den ESD-Defekt haben, vergrößert werden und daher leichter identifiziert werden. Außerdem kann durch Durchführen der Berechnung mit Gleichung (1) der Punktwert Ws, der den Zustand der gesamten Oberfläche darstellen kann, leicht ermittelt werden. Darüber hinaus kann der ESD-Defekt detektiert werden, wenn der Punktwert Ws größer als der Wert ist. Bei einigen Ausführungsformen ist der Wert einstellbar. Kurz gesagt, das Verfahren 100 zur Defektkontrolle kann durchgeführt werden, um den ESD-Defekt unter Verwendung des herkömmlichen Kontrollgeräts zu detektieren. Da das Verfahren 100 zur Defektkontrolle ein Wichtungsmodell, wie es in Gleichung (1) gezeigt ist, bereitstellt, können die ESD-Defekte vergrößert werden und leicht detektiert werden.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 300 zur Defektkontrolle gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung darstellt. Die 7 bis 14A sind schematische Darstellungen, die eine Fotomaske auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung in einer oder mehreren Ausführungsformen zeigen. 14B ist eine schematische Darstellung, die eine gewünschte Fotomaske zeigt. Die 15 und 16A sind schematische Darstellungen, die eine Fotomaske auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung in einer oder mehreren Ausführungsformen zeigen, und 16B ist eine schematische Darstellung, die eine gewünschte Fotomaske zeigt. Das Verfahren 300 umfasst eine Anzahl von Schritten (301, 302, 303, 304, 305, 306, 307a und 307b). Das Verfahren 300 zur Defektkontrolle wird gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen näher beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Schritte des Verfahrens 300 zur Defektkontrolle innerhalb des Schutzumfangs der verschiedenen Aspekte umgeordnet oder anderweitig modifiziert werden können. Es ist außerdem zu beachten, dass weitere Prozesse vor, während und nach dem Verfahren 300 vorgesehen werden können und dass einige andere Prozesse hier nur kurz beschrieben sein können. Daher sind weitere Implementierungen innerhalb des Schutzumfangs der verschiedenen Aspekte möglich, die hier beschrieben werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 zur Defektkontrolle nach den Schritten zur Herstellung der Fotomaske durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 zur Defektkontrolle nach den Schritten zur Herstellung der Phasenverschiebungsmaske durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 zur Defektkontrolle nach den Schritten zur Herstellung einer mit einer Hartmaske hergestellte Maske mit abgeschwächter Phasenverschiebung (HMAPSM) durchgeführt werden.
Es ist zu beachten, dass gleiche Elemente in dem Verfahren 100 und dem Verfahren 300 gleiche Materialien aufweisen können und daher der Kürze halber Beschreibungen nicht wiederholt werden.
In 7 kann bei einigen Ausführungsformen die Fotomaskenherstellung die folgenden Schritte umfassen. Es wird ein Substrat 400 bereitgestellt. Das Substrat 400 kann ein lichtleitendes Substrat sein. Auf dem Substrat 400 kann eine Phasenverschiebungsschicht 402 hergestellt werden. Die Abscheidung der Phasenverschiebungsschicht 402 kann durch Atomlagenabscheidung (ALD), chemische Aufdampfung (CVD), physikalische Aufdampfung (PVD), Laserdeposition (PLD), Sputtern, Aufschleudern (SOD) oder dergleichen oder eine Kombination davon erfolgen. Bei einigen Ausführungsformen beträgt auf Grund der Wellenlänge der Lichtquelle eine Dicke der Phasenverschiebungsschicht 402 etwa 40 nm bis etwa 100 nm. Bei einigen Ausführungsformen wird durch eine größere oder eine kleinere Dicke eine Abweichung einer Phasenverschiebung um π vergrößert, wodurch die Strukturauflösung verringert wird. Ein Fachmann dürfte jedoch verstehen, dass die Dicke der Phasenverschiebungsschicht 402 von einer Übertragungsrate des gewählten Materials, einer Wellenlänge der Lichtquelle und einer Tiefenschärfe (DOF) während des Prozesses bestimmt wird. Wenn die Phasenverschiebungsschicht 402 zum Beispiel Molybdän und Siliziumoxidnitrid aufweist, kann die Dicke der Phasenverschiebungsschicht 402 etwa 60 nm bis etwa 70 nm betragen.
Bleiben wir bei 7. Auf der Phasenverschiebungsschicht 402 wird eine Abschirmschicht 404 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Abschirmschicht 404 ein lichtsperrendes Material aufweisen, das eine so große Dicke hat, dass ein Durchgang von mehr als etwa 90 %, besser mehr als etwa 99 %, des einfallenden Lichts verhindert wird. Bei einigen Ausführungsformen kann die Abschirmschicht 404 Stapelschichten umfassen, zum Beispiel eine Cr-Schicht, die über einer Klebstoffschicht (nicht dargestellt) hergestellt ist, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist. Die Gesamtdicke der Abschirmschicht 404 hängt von der gewünschten Lichtdurchlässigkeit und der Ätzrate in einem späteren Ätzprozess ab. Normalerweise hat die Abschirmschicht 404 eine Dicke von etwa 500 Å bis etwa 1500 Å, und sie kann mit herkömmlichen CVD-, PECVD- oder PVD-Abscheidungsverfahren hergestellt werden.
Über der Abschirmschicht 404 wird eine Hartmaskenschicht 405 hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen weist die Hartmaskenschicht 405 Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Siliziumoxidnitrid, Siliziumoxidcarbid oder ein anderes geeignetes Material auf. Die Abscheidung der Hartmaskenschicht 405 erfolgt durch ALD, CVD, PVD, PLD, Sputtern, SOD oder dergleichen oder eine Kombination davon. Bei einigen Ausführungsformen kann die Hartmaskenschicht 405 zur Verbesserung des fotolithografischen Prozesses ein Antireflexionsvermögen haben. Bei einigen Ausführungsformen weist die Hartmaskenschicht 405 Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxidnitrid, Siliziumcarbid oder andere geeignete Materialien auf. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Hartmaskenschicht 405 nur eine Schicht. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die Hartmaskenschicht 405 mehrere Schichten. Bei einigen Ausführungsformen beträgt eine Dicke der Hartmaskenschicht 405 etwa 5 nm bis etwa 25 nm. Bei einigen Ausführungsformen werden durch eine größere Dicke die Herstellungskosten erhöht, ohne die Funktionalität wesentlich zu verbessern. Bei einigen Ausführungsformen steigt durch eine geringere Dicke die Gefahr einer Überätzung, was zu einer Beschädigung des Phasenschiebers führt. Anschließend wird ein strukturiertes Fotoresist 407 durch Abscheiden einer Schicht aus lichtempfindlichem Material und Durchführen eines fotolithografischen Prozesses hergestellt, wie etwa Elektronenstrahlschreiben, Laserschreiben, Ultraviolett(UV)-, EUV- oder anderer geeigneter Prozesse.
In 8 wird die Struktur der strukturierten Fotoresistschicht 407 auf die Hartmaskenschicht 405 übertragen. Nach dem Übertragen wird die strukturierte Fotoresistschicht 407 entfernt. In 9 wird nach dem Entfernen der strukturierten Fotoresistschicht 407 ein Ätzprozess durchgeführt, um die Abschirmschicht 404 und die Phasenverschiebungsschicht 402 mittels der strukturierten Hartmaskenschicht 405 zu ätzen. In den 10 und 11 wird nach dem Ätzen der Abschirmschicht 404 und der Phasenverschiebungsschicht 402 die Hartmaskenschicht 405 entfernt, und über dem Substrat 400 wird eine weitere Fotoresistschicht 409 hergestellt. In 12 kann ein fotolithografischer Prozess durchgeführt werden, um eine strukturierte Fotoresistschicht 409' herzustellen. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Teil der strukturierten Fotoresistschicht 409', die durch den fotolithografischen Prozess entfernt werden soll, auf der Abschirmschicht 404 zurückbleiben und kann als ein Rest 409r bezeichnet werden, der in 12 gezeigt ist. In 13 werden bei einigen Ausführungsformen Teile der Abschirmschicht 404 mittels der strukturierten Fotoresistschicht 409' entfernt.
In 14A wird nach dem Entfernen der Teile der Phasenverschiebungsschicht 402 die strukturierte Fotoresistschicht 409' entfernt. Bei einigen Vergleichsausführungsformen kann der Rest 409r während des Entfernens der strukturierten Fotoresistschicht 409' entfernt werden, und es wird eine Fotomaske PM2 erhalten, wie in 14A gezeigt ist. Da der Rest 409r das Entfernen des Teils der Abschirmschicht 404 behindern kann, kann ein Teil der Abschirmschicht 404, die entfernt werden soll, auf dem Substrat 400 zurückbleiben. In den 14A und 14B (wobei 14B eine schematische Darstellung ist, die eine gewünschte Fotomaske d-PM zeigt) kann bei einigen Vergleichsausführungsformen beim Vergleichen mit der gewünschten Fotomaske d-PM ein verbliebener Teil 408a der Abschirmschicht 404 als ein Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt bezeichnet werden. Wie vorstehend dargelegt worden ist, ist der Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt 408a einer der komplizierten Defekte.
Abgesehen von dem Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt umfassen die komplizierten Defekte auch einen Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt. Wie in 15 gezeigt ist, kann bei einigen Vergleichsausführungsformen nach dem Übertragen der Struktur der strukturierten Fotoresistschicht 407 und dem Entfernen der strukturierten Fotoresistschicht 407 ein Rest 407' der strukturierten Fotoresistschicht 407 auf der Hartmaskenschicht 405 zurückbleiben.
Der Rest 407' kann spätere Ätzprozesse behindern, und daher werden ein Teil 405' der Hartmaskenschicht 405 und ein Teil 404' der Abschirmschicht 404, die entfernt werden sollen, über dem Substrat 400 bestehen gelassen. In den 16A und 16B (wobei 16B eine schematische Darstellung ist, die eine gewünschte Fotomaske d-PM zeigt) können bei einigen Vergleichsausführungsformen der verbliebene Teil 405' der Hartmaskenschicht 405 und der verbliebene Teil 404' der Abschirmschicht 404 gemeinsam als eine dünne Schicht 408b bezeichnet werden, und diese dünne Schicht 408b wird beim Vergleichen mit der gewünschten Fotomaske d-PM als ein Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt bezeichnet.
In einem Schritt 301 wird ein Substrat mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von auf der Oberfläche angeordneten Strukturen erhalten.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat die vorgenannte Fotomaske PM2 sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat das Substrat 400 der in 14A oder 16A gezeigten Fotomaske PM2 sein, und die Strukturen können mittels der Phasenverschiebungsschicht 402 erzeugt werden, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
In einem Schritt 302 wird ein Graustufenbild des Substrats erhalten, wobei das Graustufenbild eine Mehrzahl von Bereichen umfasst, wobei jeder der Bereiche einen Graustufenwert hat.
In 17 wird bei einigen Ausführungsformen eine Oberfläche des Substrats 400 der Fotomaske PM2 mit einem optischen Kontrollgerät abgetastet, um ein Bild 410 der Struktur zu erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Fotomaske PM2 mit einem optischen Reflexionskontrollgerät abgetastet werden, sodass von der Oberfläche des Substrats 400 reflektiertes Licht entsteht. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Bild von dem optischen Kontrollgerät erzeugt, und es stellt die Strukturelemente in der Struktur der Fotomaske PM2 als ein helleres Grau auf einem Untergrund mit einem dunkleren Grau dar. Das heißt, unterschiedliche Teile des erhaltenen Bilds 410 haben unterschiedliche Graustufenintensitäten, und daher wird das erhaltene Bild 410 als ein Graustufenbild bezeichnet. Bei einigen Ausführungsformen kann das Bild 410 in eine Mehrzahl von Bereichen 412 unterteilt werden oder als eine solche definiert werden. Bei einigen Ausführungsformen entspricht jeder der Bereiche 412 im Wesentlichen einem Pixel des optischen Reflexionskontrollgeräts. Bei einigen Ausführungsformen können die Bereiche 412 entlang einer ersten Richtung D1 und einer zweiten Richtung D2, die zueinander senkrecht sind, definiert werden. Bei einigen Ausführungsformen können die Bereiche 412 so definiert werden, dass eine Matrix mit Spalten und Zeilen entsteht, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Außerdem kann das Bild 410 durch Lichtnivellierung in ein Graustufenbild umgewandelt werden, um die Graustufe des Bilds bereichsweise zu skalieren. Dadurch erhält jeder der Bereiche 412 einen Graustufenwert.
In einem Schritt 303 wird der Graustufenwert des Substrats mit einer Graustufenreferenz verglichen, um einen potentiellen Defektbereich zu identifizieren.
In 18 wird der Graustufenwert jedes Bereichs 412 mit einer Graustufenreferenz verglichen. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Standard- oder goldenes Bild bereitgestellt werden. Das Standard- oder goldene Bild kann ein Bild der gewünschten Fotomaske d-PM sein. Das Standard- oder goldene Bild kann als eine Mehrzahl von Bereichen definiert werden oder in eine solche unterteilt werden. Anschließend kann das Standard- oder goldene Bild durch Lichtnivellierung umgewandelt werden, um es zu skalieren, um die Graustufenreferenzen bereichsweise zu erhalten. Wie vorstehend dargelegt worden ist, entspricht bei einigen Ausführungsformen jeder Bereich des goldenen Bilds im Wesentlichen einem Pixel des optischen Reflexionskontrollgeräts. Bei einigen Ausführungsformen kann die Graustufenreferenz aus einer Datenbank des Defektkontrollgeräts abgerufen werden. Daher umfasst die Graustufenreferenz auch eine Mehrzahl von Graustufenwerten.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Graustufenwert jedes Bereichs 412 in dem Bild 410 der Fotomaske PM2 mit einem der Graustufenwerte der Graustufenreferenz verglichen. Bei einigen Ausführungsformen wird der Graustufenwert jedes Bereichs 412 der Fotomaske PM2 mit dem des entsprechenden Bereichs der Graustufenreferenz verglichen. Dementsprechend wird eine Differenz zwischen dem Graustufenwert jedes Bereichs 412 der Fotomaske PM2 und dem Graustufenwert des entsprechenden Bereichs der Graustufenreferenz ermittelt. In 18 hat jeder der Bereiche 412 eine Differenz. Und wenn die Differenz größer als ein Wert ist, kann ein Bereich mit einer Differenz, die größer als der Wert ist, als ein potentieller Defektbereich 414 erkannt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der potentielle Defektbereich 414 einen oder mehrere Bereiche 412 umfassen, wie in 18 gezeigt ist.
In einem Schritt 304 wird der potentielle Defektbereich 414 vergrößert, um einen Defektbereich 416 zu definieren.
Wie in 19 gezeigt ist, wird der potentielle Defektbereich 414 vergrößert. Bei einigen Ausführungsformen sind die Bereiche 412 entlang Spalten und Zeilen angeordnet, wie vorstehend dargelegt worden ist, und der potentielle Defektbereich 414 kann Bereiche 412 mit Differenzen umfassen, die größer als der Wert sind, wobei diese Bereiche ebenfalls so angeordnet sind, dass Spalten und Zeilen entstehen. Bei diesen Ausführungsformen wird der potentielle Defektbereich 414 so vergrößert, dass er mindestens eine Spalte an seiner rechten Seite und eine Spalte an seiner linken Seite umfasst. In ähnlicher Weise wird der potentielle Defektbereich 414 so vergrößert, dass er mindestens eine Zeile an seiner oberen Seite und eine Zeile an seiner unteren Seite umfasst. Folglich wird ein Defektbereich 416 gegenüber dem potentiellen Defektbereich 414 vergrößert. Außerdem hat der Defektbereich 416 eine Breite entlang der ersten Richtung D1 und eine Länge entlang der zweiten Richtung D2. Bei einigen Ausführungsformen sind die Breite und die Länge im Wesentlichen gleichgroß. Bei einigen Ausführungsformen wird eine Fläche des Defektbereichs 416 auf etwa 2 × 2 µm² bis 0,1 × 0,1 µm² vergrößert. Es ist zu beachten, dass wenn der Defektbereich 416 kleiner als 2 × 2 µm² oder größer als 10 × 10 µm² ist, die Defektkontrolle beeinträchtigt werden kann, was später beschrieben wird.
In einem Schritt 305 werden eine erste Gruppe, eine zweite Gruppe und eine n-te Gruppe definiert, wobei diese Gruppen jeweils mindestens einen ersten Bereich oder mindestens einen zweiten Bereich haben, wobei die Bereiche in ein und derselben Gruppe Differenzen in ein und demselben Bereich haben und Bereiche in unterschiedlichen Gruppen die Differenzen in unterschiedlichen Bereichen haben.
Wie in 20 gezeigt ist, werden bei einigen Ausführungsformen die Bereiche 412 entsprechend den Differenzen in die erste Gruppe G1 und die zweite Gruppe G2 eingeteilt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einteilung der Bereiche 412 entsprechend der Differenz gemäß der vorstehenden Tabelle 1 erfolgen.
Gemäß Tabelle 1 sind Bereiche vorgesehen, und Bereiche 412 mit Differenzen in dem gleichen Bereich werden in die gleiche Gruppe eingeteilt. Bei einigen Ausführungsformen haben die erste Gruppe G1 und die zweite Gruppe G2 jeweils mindestens einen Bereich 412. Außerdem haben die Bereiche 412 in der gleichen Gruppe die Differenzen in dem gleichen Bereich, und Bereiche 412 in unterschiedlichen Gruppen haben die Differenzen in unterschiedlichen Bereichen. Zum Beispiel hat der Bereich 412 in der ersten Gruppe G1 eine erste Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz, und der Bereich 412 in der zweiten Gruppe G2 hat eine zweite Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz, wie in 20 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen ist ein Absolutwert der ersten Differenz kleiner als ein Absolutwert der zweiten Differenz, und ein Absolutwert der (n-1)-ten Differenz ist kleiner als ein Absolutwert der n-ten Differenz, wie in Tabelle 1 angegeben ist.
In einem Schritt 306 wird eine erste Berechnung durchgeführt, um einen Punktwert zu erhalten. Bei einigen Ausführungsformen wird die erste Berechnung entsprechend der folgenden Gleichung (2) durchgeführt: $W_{s} = \frac{\sum | {(G \times e_{1})}_{G 1} | + \sum | {(G \times e_{2})}_{G 2} | + \sum | {(G \times e_{3})}_{G 3} | + \dots}{\sum {| G |}_{G 1, G 2, G 3 \dots}}$
wobei Ws der Punktwert ist, G der individuelle Grauwert in dem ersten Bereich G1, dem zweiten Bereich G2, dem dritten Bereich G3 und dem n-ten Bereich Gn ist, e₁ ein erster Gewichtsfaktor ist, e₂ ein zweiter Gewichtsfaktor ist, e₃ ein dritter Gewichtsfaktor ist und e_n ein n-ter Gewichtsfaktor ist. Bei einigen Ausführungsformen ist der erste Gewichtsfaktor e₁ kleiner als der zweite Gewichtsfaktor e₂, und der (n-1)-te Gewichtsfaktor e_(n-1) ist kleiner als der n-te Gewichtsfaktor e_n, wie in Tabelle 1 angegeben ist.
Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen die in 20 angegebenen Differenzen wie folgt in der Berechnung verwendet werden: $Ws = \frac{(1 \times 16) \times 0,9 + (70 \times 9) \times 0,95}{1 \times 16 + 70 \times 9} = 0,949.$
Der Punktwert Ws wird gemäß der vorgenannten Gleichung (2) erhalten.
In einem Schritt 307a wird ermittelt, dass das Substrat einen komplizierten Defekt hat, wenn der Punktwert Ws größer als ein Wert ist. In einem Schritt 307b wird ermittelt, dass das Substrat keinen komplizierten Defekt hat, wenn der Punktwert Ws kleiner als der Wert ist.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Wert 0,92 betragen. Daher wird festgestellt, dass ein komplizierter Defekt vorhanden ist, wenn der Punktwert Ws 0,949 ist, was größer als 0,92 ist. Es ist zu beachten, dass die Differenz zwischen den Graustufenwerten des Bereichs 412 des Bilds 410 und den Graustufenwerten der Graustufenreferenz eine Abweichung zwischen einem Oberflächenzustand der Strukturen auf der Fotomaske PM2 nach den Herstellungsprozessen und einem gewünschten Oberflächenzustand der gewünschten Fotomaske d-PM zeigen kann. Eine größere Differenz kann darauf hinweisen, dass der Oberflächenzustand der Fotomaske PM2, die gerade kontrolliert wird, sich stärker von dem Oberflächenzustand unterscheidet, der bei einem ähnlichen Vergleich zu finden ist, der eine kleinere Differenz zeigt. Außerdem kann die größere Differenz durch Multiplizieren des Graustufenwerts mit dem Gewichtsfaktor noch mehr vergrößert werden. Daher kann das Vorhandensein des komplizierten Defekts leicht ermittelt werden.
Bei einigen Ausführungsformen wird ein Aufsicht-Bild-Messsystem (AIMS) verwendet, wenn ermittelt wird, dass das Substrat den ESD-Defekt hat. Das AIMS ist eine Messmethodik, die eine Möglichkeit zum Simulieren des Ergebnisses einer Belichtung an einem Substrat, d. h. einem Fotomaskensubstrat, unter anderem durch Optical Proximity Correction (OPC), Maskenfehler-Verbesserungsfaktor (MEEF) und Masken-3D-Effekt-Informationen, bieten kann. Bei einigen Ausführungsformen kann das AIMS zum nochmaligen Prüfen des komplizierten Defekts verwendet werden.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Verfahren 300 zur Defektkontrolle weitere Schritte (308, 309a und 309b) umfassen. Diese Schritte werden anhand einer oder mehrerer Ausführungsformen näher beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Schritte des Verfahrens 300 zur Defektkontrolle innerhalb des Schutzumfangs der verschiedenen Aspekte umgeordnet oder anderweitig modifiziert werden können. Es ist außerdem zu beachten, dass weitere Prozesse vor, während und nach dem Verfahren 300 vorgesehen werden können und dass einige andere Prozesse hier nur kurz beschrieben sein können. Daher sind weitere Implementierungen innerhalb des Schutzumfangs der verschiedenen Aspekte möglich, die hier beschrieben werden.
In dem Schritt 308 wird eine zweite Berechnung durchgeführt, um eine grafische Darstellung zu erhalten.
Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite Berechnung eine erste Ableitung von Gleichung (2). Bei einigen Ausführungsformen kann eine grafische Darstellung, die das Ergebnis der zweiten Berechnung darstellt, erhalten werden, wie in 21B gezeigt ist. In 21B gibt die Abszissenachse Positionen der Bereiche 412 an, die bei der ersten und der zweiten Berechnung verwendet werden, und die Ordinatenachse gibt die Graustufenwerte an.
In dem Schritt 309a wird ermittelt, dass das Substrat einen Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat, wenn zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind. In dem Schritt 309b wird ermittelt, dass das Substrat einen Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat, wenn mehr als zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind.
Wie in 21B gezeigt ist, wird ermittelt, dass die Fotomaske PM2 einen Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat, da zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind. Dementsprechend kann nicht nur das Vorhandensein des komplizierten Defekts ermittelt werden, sondern es kann auch die Art des komplizierten Defekts (d. h., der Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt) identifiziert werden.
Wie vorstehend dargelegt worden ist, kann nach dem Identifizieren des Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekts ein AIMS verwendet werden, um den Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt nochmals zu prüfen. Bei einigen Ausführungsformen können weitere Schritte durchgeführt werden, um die unnötige Abschirmschicht zu entfernen. Zum Beispiel kann ein Entfernungsschritt durchgeführt werden. Bei einigen Ausführungsformen können Ätzgase wie Cl₂, SnCl₄, NOCl, NO₂Cl, CCl₄ oder andere geeignete Gase für den Entfernungsschritt verwendet werden.
Das Verfahren 300 zur Defektkontrolle kann weiterhin zum Identifizieren des Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekts verwendet werden. Zum Beispiel können bei weiteren Ausführungsformen die Schritte 301 bis 303 durchgeführt werden, um einen potentiellen Defektbereich 414 zu identifizieren, wie in 22 gezeigt ist.
Wie in 23 gezeigt ist, wird in dem Schritt 304 der potentielle Defektbereich 414 vergrößert. Bei einigen Ausführungsformen sind die Bereiche 412 entlang Spalten und Zeilen angeordnet, wie vorstehend dargelegt worden ist, und der potentielle Defektbereich 414 kann Bereiche 412 mit Differenzen umfassen, die größer als der Wert sind, wobei diese Bereiche ebenfalls so angeordnet sind, dass Spalten und Zeilen entstehen. Bei diesen Ausführungsformen wird der potentielle Defektbereich 414 so vergrößert, dass er mindestens eine Spalte an seiner rechten Seite und eine Spalte an seiner linken Seite umfasst. In ähnlicher Weise wird der potentielle Defektbereich 414 so vergrößert, dass er mindestens eine Zeile an seiner oberen Seite und eine Zeile an seiner unteren Seite umfasst. Folglich ist ein Defektbereich 416 größer als der potentielle Defektbereich 414. Außerdem hat der Defektbereich 416 eine Breite entlang der ersten Richtung D1 und eine Länge entlang der zweiten Richtung D2. Bei einigen Ausführungsformen sind die Breite und die Länge im Wesentlichen gleichgroß. Bei einigen Ausführungsformen wird eine Fläche des Defektbereichs 416 auf etwa 2 × 2 µm² bis 0,1 × 0,1 µm² vergrößert. Es ist zu beachten, dass wenn der Defektbereich 416 kleiner als 2 × 2 µm² oder größer als 10 × 10 µm² ist, die Defektkontrolle beeinträchtigt werden kann, was später beschrieben wird.
In dem Schritt 305 werden eine erste Gruppe, eine zweite Gruppe und eine n-te Gruppe definiert, wobei diese Gruppen jeweils mindestens einen ersten Bereich oder mindestens einen zweiten Bereich haben, wobei die Bereiche in ein und derselben Gruppe Differenzen in ein und demselben Bereich haben und Bereiche in unterschiedlichen Gruppen die Differenzen in unterschiedlichen Bereichen haben.
Wie in 24 gezeigt ist, werden bei einigen Ausführungsformen die Bereiche 412 entsprechend den Differenzen in die erste Gruppe G1, die zweite Gruppe G2 und die dritte Gruppe G3 eingeteilt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Einteilung der Bereiche 412 entsprechend den Differenzen gemäß der vorstehenden Tabelle 1 erfolgen.
Gemäß Tabelle 1 sind Bereiche vorgesehen, und Bereiche 412 mit Differenzen in dem gleichen Bereich werden in ein und dieselbe Gruppe eingeteilt. Bei einigen Ausführungsformen haben die erste Gruppe G1, die zweite Gruppe G2 und die n-te Gruppe Gn jeweils mindestens einen Bereich 412. Außerdem haben die Bereiche 412 in der gleichen Gruppe die Differenzen in dem gleichen Bereich, und Bereiche 412 in unterschiedlichen Gruppen haben die Differenzen in unterschiedlichen Bereichen. Zum Beispiel hat der Bereich 412 in der ersten Gruppe G1 eine erste Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz, der Bereich 412 in der zweiten Gruppe G2 hat eine zweite Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz, und der Bereich 412 in der dritten Gruppe G3 hat eine dritte Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz, wie in 24 gezeigt ist. Bei einigen Ausführungsformen ist ein Absolutwert der ersten Differenz kleiner als ein Absolutwert der zweiten Differenz, und ein Absolutwert der (n-1)-ten Differenz ist kleiner als ein Absolutwert der n-ten Differenz, wie in Tabelle 1 angegeben ist.
In dem Schritt 306 wird eine erste Berechnung durchgeführt, um einen Punktwert zu erhalten. Bei einigen Ausführungsformen wird die erste Berechnung entsprechend Gleichung (2) durchgeführt.
Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen die in 24 angegebenen Differenzen wie folgt in der ersten Berechnung verwendet werden: $Ws = \frac{| (1 \times 16) \times 0,9 | + | (- 60 \times 6) \times 0,925 | + | (70 \times 3) \times 0,95 |}{1 \times 16 + 70 \times 9} = 0,93.$
Der Punktwert Ws wird gemäß der vorgenannten Gleichung (2) erhalten.
In dem Schritt 307a wird ermittelt, dass das Substrat einen komplizierten Defekt hat, wenn der Punktwert Ws größer als ein Wert ist. In dem Schritt 307b wird ermittelt, dass das Substrat keinen komplizierten Defekt hat, wenn der Punktwert Ws kleiner als der Wert ist.
Bei einigen Ausführungsformen kann der Wert 0,92 betragen. Daher wird festgestellt, dass das Substrat einen komplizierten Defekt hat, wenn der Punktwert Ws 0,93 ist, was größer als 0,92 ist. Es ist zu beachten, dass die Differenz zwischen den Graustufenwerten des Bereichs 412 des Bilds 410 und den Graustufenwerten der Graustufenreferenz eine Abweichung zwischen einem Oberflächenzustand der Strukturen auf der Fotomaske PM2 nach den Herstellungsprozessen und einem gewünschten Oberflächenzustand der gewünschten Fotomaske d-PM zeigen kann. Eine größere Differenz kann darauf hinweisen, dass der Oberflächenzustand der Fotomaske PM2, die gerade kontrolliert wird, sich stärker von dem gewünschten Oberflächenzustand der gewünschten Fotomaske d-PM unterscheidet als der Oberflächenzustand, der bei einem ähnlichen Vergleich zu finden ist, der eine kleinere Differenz zeigt. Außerdem kann die größere Differenz durch Multiplizieren des Graustufenwerts mit dem Gewichtsfaktor noch mehr vergrößert werden. Daher kann der komplizierte Defekt leicht identifiziert werden.
Bei einigen Ausführungsformen wird ein AIMS verwendet, wenn ermittelt wird, dass das Substrat den komplizierten Defekt hat. Das AIMS ist eine Messmethodik, die eine Möglichkeit zum Simulieren des Ergebnisses einer Belichtung an einem Substrat, d. h. einem Fotomaskensubstrat, unter anderem durch OPC, MEEF und 3D-Effekt-Informationen, bieten kann.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Schritt 308 ausgeführt, in dem eine zweite Berechnung durchgeführt wird, um eine grafische Darstellung zu erhalten.
Bei einigen Ausführungsformen ist die zweite Berechnung eine erste Ableitung von Gleichung (2). Bei einigen Ausführungsformen kann eine grafische Darstellung, die das Ergebnis der zweiten Berechnung darstellt, erhalten werden, wie in 25B gezeigt ist. In 25B gibt die Abszissenachse Positionen der Bereiche 412 an, die bei der ersten und der zweiten Berechnung verwendet werden, und die Ordinatenachse gibt die Graustufenwerte an.
In dem Schritt 309a wird ermittelt, dass das Substrat einen Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat, wenn zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind. In dem Schritt 309b wird ermittelt, dass das Substrat einen Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat, wenn mehr als zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind.
Wie in 25B gezeigt ist, wird ermittelt, dass die Fotomaske PM2 einen Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat, da mehr als zwei Spitzenwerte (d. h. vier Spitzenwerte) in der grafischen Darstellung zu sehen sind.
Wie vorstehend dargelegt worden ist, kann nach dem Identifizieren des Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekts ein AIMS verwendet werden, um den Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt nochmals zu prüfen. Bei einigen Ausführungsformen können weitere Schritte durchgeführt werden, um die unnötige Hartmaskenschicht und Abschirmschicht zu entfernen. Zum Beispiel kann ein erster Entfernungsschritt durchgeführt werden, um die unnötige Hartmaskenschicht zu entfernen. Bei einigen Ausführungsformen können Ätzgase wie F₂, CF₄, SF₆, SnF₄, XeF₂, I₂ oder andere geeignete Gase für den Entfernungsschritt verwendet werden. Außerdem kann ein zweiter Entfernungsschritt durchgeführt werden, um die unnötige Abschirmschicht zu entfernen. Die Ätzgase, die in dem zweiten Entfernungsschritt verwendet werden, können den vorgenannten Ätzgasen ähnlich sein, und der Kürze halber werden sie nicht nochmals aufgeführt.
Außerdem bedeutet die Feststellung, dass die Fotomaske PM2 keinen komplizierten Defekt aufweist, dass sich keine dünne Schicht 408a und/oder 408b über der Struktur (d. h., der Phasenverschiebungsschicht 402) gebildet hat. Diese Schichten 408a und/oder 408b können aber tatsächlich über der Struktur entstanden sein, aber sie sind nicht so dick, dass sie die Reflexion ändern, und daher können sie möglicherweise nicht detektiert werden. Daher könnte die Fotomaske PM2 bei einer späteren Belichtung verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Feststellung, dass die Fotomaske PM2 den komplizierten Defekt hat, bedeuten, dass sich eine dünne Schicht 408a und/oder eine dünne Schicht 408b über der Struktur (d. h., der Phasenverschiebungsschicht 402) gebildet haben, die so dick sind, dass sie die Reflexion ändern, sodass das Belichtungsergebnis verschlechtert wird. Bei einigen Ausführungsformen werden nachfolgende Schritte 308, 309a und 309b durchgeführt, um die Art des vorhandenen komplizierten Defekts zu bestimmen. Dementsprechend kann ein geeigneter Entfernungsschritt durchgeführt werden.
Wie vorstehend dargelegt worden ist, tritt der komplizierte Defekt auf, wenn sich eine dünne Schicht über der Strukturoberfläche der Fotomaske PM2 bildet. Der komplizierte Defekt ist möglicherweise nicht erkennbar, aber er kann ernsthafte Probleme bei der Belichtung verursachen. Durch Einteilen der Bereiche 412 in die erste Gruppe G1, die zweite Gruppe G2 und die n-te Gruppe Gn und durch Bereitstellen unterschiedlicher Gewichtsfaktoren für unterschiedliche Gruppen können die Gruppen, die den komplizierten Defekt haben können, vergrößert werden. Außerdem kann durch Durchführen der ersten Berechnung mit Gleichung (1) der Punktwert Ws, der den Zustand der gesamten Oberfläche darstellen kann, leicht ermittelt werden. Darüber hinaus kann das Vorhandensein des komplizierten Defekts ermittelt werden, wenn der Punktwert Ws größer als der Wert ist. Bei einigen Ausführungsformen ist der Wert einstellbar.
Das Verfahren 300 zur Defektkontrolle kann durchgeführt werden, um den ESD-Defekt zu detektieren. Bei einigen Ausführungsformen stellt das Verfahren 300 zur Defektkontrolle ein Wichtungsmodell bereit. Das Wichtungsmodell unterstützt ein Vergrößern des ESD-Defekts, sodass der ESD-Defekt detektiert werden kann. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren 300 zur Defektkontrolle eine zweite Berechnung, die zum Unterscheiden des Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekts von dem Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt beiträgt. Daher können geeignete Entfernungsschritte durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Defektkontrolle bereit. Bei einigen Ausführungsformen wird das Verfahren zur Defektkontrolle zum Detektieren des ESD-Defekts durchgeführt. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren zur Defektkontrolle eine erste Berechnung. Die erste Berechnung dient zum Vergrößern des ESD-Defekts, sodass der ESD-Defekt ermittelt werden kann. Bei einigen Ausführungsformen wird das Verfahren zur Defektkontrolle zum Detektieren von komplizierten Defekten durchgeführt. Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren zur Defektkontrolle zwei Berechnungen. Die erste Berechnung wird zum Ermitteln des Vorhandenseins des komplizierten Defekts durchgeführt, und die zweite Berechnung wird zum Unterscheiden durchgeführt, ob der komplizierte Defekt der Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt oder der Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt ist. Dementsprechend können geeignete Entfernungsschritte durchgeführt werden. Mit dem bereitgestellten Verfahren zur Defektkontrolle können die Defekte unter Verwendung des herkömmlichen Kontrollgeräts exakt detektiert und identifiziert werden. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Kontrolle verbessert werden und die Durchlaufzeit für die Kontrolle kann verkürzt werden. Außerdem können zusätzliche Kosten für die Gerätemodifikation gespart werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Defektkontrolle bereitgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Erhalten eines Substrats mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von Strukturen, die auf der Oberfläche angeordnet sind; Erhalten eines Graustufenbilds des Substrats, wobei das Graustufenbild eine Mehrzahl von Bereichen aufweist, wobei jeder der Bereiche einen Graustufenwert hat; Vergleichen des Graustufenwerts jedes Bereichs mit einer Graustufenreferenz, um eine erste Gruppe, eine zweite Gruppe und eine n-te Gruppe zu definieren, wobei die erste Gruppe, die zweite Gruppe und die n-te Gruppe jeweils mindestens einen Bereich aufweisen, wobei der Bereich in der ersten Gruppe eine erste Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat, der Bereich in der zweiten Gruppe eine zweite Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat und der Bereich in der n-ten Gruppe eine n-te Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat; Durchführen einer Berechnung entsprechend der ersten Differenz, der zweiten Differenz und der n-ten Differenz, um einen Punktwert zu erhalten; und wenn der Punktwert größer als ein Wert ist, Ermitteln, dass das Substrat einen ESD-Defekt (ESD: elektrostatische Entladung) hat, und wenn der Punktwert kleiner als der Wert ist, Ermitteln, dass das Substrat keinen ESD-Defekt hat.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein weiteres Verfahren zur Defektkontrolle bereitgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Erhalten eines Substrats mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von Strukturen, die auf der Oberfläche angeordnet sind; Erhalten eines Graustufenbilds des Substrats; Definieren eines Defektbereichs in dem Graustufenbild, wobei der Defektbereich eine Mehrzahl von ersten Bereichen umfasst, wobei jeder der ersten Bereiche einen Graustufenwert und eine Differenz zwischen seinem Graustufenwert und einer Graustufenreferenz hat; Durchführen einer Berechnung, um einen Punktwert zu erhalten; und wenn der Punktwert größer als ein Wert ist, Ermitteln, dass das Substrat einen komplizierten Defekt hat, und wenn der Punktwert kleiner als der Wert ist, Ermitteln, dass das Substrat keinen komplizierten Defekt hat.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein weiteres Verfahren zur Defektkontrolle bereitgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Erhalten eines Substrats mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von Strukturen, die auf der Oberfläche angeordnet sind; Erhalten eines Graustufenbilds des Substrats; Definieren eines Defektbereichs in dem Graustufenbild, wobei der Defektbereich mindestens einen ersten Bereich und eine Mehrzahl von zweiten Bereichen umfasst, wobei der erste Bereich und die zweiten Bereiche jeweils einen Graustufenwert und eine Differenz zwischen ihrem Graustufenwert und einer Graustufenreferenz haben; Durchführen einer ersten Berechnung entsprechend den Differenzen zwischen der Graustufenreferenz und dem Graustufenwert jedes der Bereiche in dem Defektbereich, um einen Punktwert zu erhalten; Durchführen einer zweiten Berechnung, um eine grafische Darstellung zu erhalten, wenn der Punktwert größer als ein Wert ist; und wenn zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind, Ermitteln, dass das Substrat einen Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat, und wenn mehr als zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind, Ermitteln, dass das Substrat einen Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat.

Claims

Verfahren (100) zur Defektkontrolle mit den folgenden Schritten: Erhalten (101) eines Substrats (PM1, 200) mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von Strukturen (202), die auf der Oberfläche angeordnet sind; Erhalten (102) eines Graustufenbilds (210) des Substrats (PM1, 200), wobei das Graustufenbild (210) eine Mehrzahl von Bereichen (212) aufweist, wobei jeder der Bereiche (212) einen Graustufenwert hat; Vergleichen (103) des Graustufenwerts jedes Bereichs (212) mit einer Graustufenreferenz, um eine erste Gruppe (G1), eine zweite Gruppe (G2) und eine n-te Gruppe (Gn) zu definieren, wobei die erste Gruppe (G1), die zweite Gruppe (G2) und die n-te Gruppe (Gn) jeweils mindestens einen Bereich (212) aufweisen, wobei der Bereich (212) in der ersten Gruppe (G1) eine erste Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat, der Bereich (212) in der zweiten Gruppe (G2) eine zweite Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat und der Bereich (212) in der n-ten Gruppe (Gn) eine n-te Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat; Durchführen (104) einer Berechnung entsprechend der ersten Differenz, der zweiten Differenz und der n-ten Differenz, um einen Punktwert zu erhalten; und wenn der Punktwert größer als ein Wert ist, Ermitteln (105a), dass das Substrat (PM1, 200) einen ESD-Defekt hat, und wenn der Punktwert kleiner als der Wert ist, Ermitteln (105b), dass das Substrat (PM1, 200) keinen ESD-Defekt hat.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei das Erhalten (102) des Graustufenbilds (210) des Substrats (PM1, 200) weiterhin Folgendes umfasst: Abtasten der Oberfläche des Substrats (PM1, 200) mit einem optischen Kontrollgerät, um Licht zu erzeugen, das von der Oberfläche des Substrats (PM1, 200) reflektiert wird; und Erhalten des Graustufenbilds (210) des Substrats (PM1, 200) entsprechend dem reflektierten Licht.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Differenz kleiner als die zweite Differenz ist und eine (n-1)-te Differenz kleiner als die n-te Differenz ist.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Berechnung (104) gemäß einer folgenden Gleichung (1) durchgeführt wird: $Ws = \frac{\sum e_{1} {(G)}_{G 1} + \sum e_{2} {(G)}_{G 2} + \sum e_{3} {(G)}_{G 3} + \dots \sum e_{n} {(G)}_{G n}}{\sum {(G)}_{G 1, G 2, G 3 \dots G n}}$
wobei G der individuelle Grauwert in einem ersten Bereich G1, einem zweiten Bereich G2, einem dritten Bereich G3 und einem n-ten Bereich Gn ist, e₁ ein erster Gewichtsfaktor ist, e₂ ein zweiter Gewichtsfaktor ist, e₃ ein dritter Gewichtsfaktor ist und e_n ein n-ter Gewichtsfaktor ist.
Verfahren (100) nach Anspruch 4, wobei der erste Gewichtsfaktor kleiner als der zweite Gewichtsfaktor ist und ein (n-1)-ter Gewichtsfaktor kleiner als der n-te Gewichtsfaktor ist.
Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin ein Verwenden eines Aufsicht-Bild-Messsystems umfasst, wenn ermittelt wird, dass das Substrat (PM1, 200) den ESD-Defekt hat.
Verfahren (300) zur Defektkontrolle mit den folgenden Schritten: Erhalten (301) eines Substrats (PM2, 400) mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von Strukturen (402), die auf der Oberfläche angeordnet sind; Erhalten (302) eines Graustufenbilds (410) des Substrats (PM2, 400); Definieren (303, 304, 305) eines Defektbereichs (416) in dem Graustufenbild (410), wobei der Defektbereich (416) eine Mehrzahl von ersten Bereichen (412) umfasst, wobei jeder der ersten Bereiche (412) einen Graustufenwert und eine Differenz zwischen seinem Graustufenwert und einer Graustufenreferenz hat; Durchführen (306) einer Berechnung, um einen Punktwert zu erhalten; und wenn der Punktwert größer als ein Wert ist, Ermitteln (307a), dass das Substrat (PM2, 400) einen komplizierten Defekt hat, und wenn der Punktwert kleiner als der Wert ist, Ermitteln (307b), dass das Substrat (PM2, 400) keinen komplizierten Defekt hat.
Verfahren (300) nach Anspruch 7, wobei das Definieren (303, 304, 305) des Defektbereichs (416) in dem Graustufenbild (410) weiterhin Folgendes umfasst: Vergleichen (303) des Graustufenbilds (410) mit der Graustufenreferenz, um einen potentiellen Defektbereich (414) zu identifizieren; und Vergrößern (304) des potentiellen Defektbereichs (414) so, dass er eine Mehrzahl von zweiten Bereichen (412) umfasst, um den Defektbereich (416) zu definieren.
Verfahren (300) nach Anspruch 8, wobei die zweiten Bereiche (412) die ersten Bereiche (412) umschließen.
Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Defektbereich (416) eine Breite entlang einer ersten Richtung (D1) und eine Länge entlang einer zweiten Richtung (D2) hat, wobei die Breite und die Länge im Wesentlichen gleichgroß sind.
Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Definieren (303, 304, 305) des Defektbereichs (416) in dem Graustufenbild (410) weiterhin ein Definieren (305) einer ersten Gruppe (G1), einer zweiten Gruppe (G2) und einer n-ten Gruppe (Gn) umfasst, wobei die erste Gruppe (G1), die zweite Gruppe (G2) und die n-te Gruppe (Gn) jeweils mindestens einen ersten Bereich (412) oder mindestens einen zweiten Bereich (412) haben, wobei Bereiche (412) in ein und derselben Gruppe die Differenzen in ein und demselben Bereich haben und Bereiche (412) in unterschiedlichen Gruppen die Differenzen in unterschiedlichen Bereichen haben.
Verfahren (300) nach Anspruch 10, wobei die erste Berechnung gemäß einer folgenden Gleichung (2) durchgeführt wird: $W_{s} = \frac{\sum | {(G \times e_{1})}_{G 1} | + \sum | {(G \times e_{2})}_{G 2} | + \sum | {(G \times e_{3})}_{G 3} | + \dots}{\sum {| G |}_{G 1, G 2, G 3 \dots}}$
wobei Ws der Punktwert ist, G der individuelle Grauwert in dem ersten Bereich G1, dem zweiten Bereich G2, dem dritten Bereich G3 und dem n-ten Bereich Gn ist, e₁ ein erster Gewichtsfaktor ist, e₂ ein zweiter Gewichtsfaktor ist, e₃ ein dritter Gewichtsfaktor ist und e_n ein n-ter Gewichtsfaktor ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 12, wobei der erste Gewichtsfaktor kleiner als der zweite Gewichtsfaktor ist und ein (n-1)-ter Gewichtsfaktor kleiner als der n-te Gewichtsfaktor ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 12 oder 13, das weiterhin Folgendes umfasst: Erhalten (308) einer Ableitung einer ersten Ordnung von Gleichung (2); und Zeichnen einer grafischen Darstellung der Ableitung der ersten Ordnung.
Verfahren (300) nach Anspruch 14, wobei in dem Fall, dass zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind, ermittelt wird, dass das Substrat (PM2, 400) einen Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat, und in dem Fall, dass mehr als zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind, ermittelt wird, dass das Substrat (PM2, 400) einen Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat.
Verfahren (300) zur Defektkontrolle mit den folgenden Schritten: Erhalten (301) eines Substrats (PM2, 400) mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von Strukturen (402), die auf der Oberfläche angeordnet sind; Erhalten (302) eines Graustufenbilds (410) des Substrats (PM2, 400); Definieren (303, 304, 305) eines Defektbereichs (416) in dem Graustufenbild (410), wobei der Defektbereich (416) mindestens einen ersten Bereich (412) und eine Mehrzahl von zweiten Bereichen (412) umfasst, wobei der erste Bereich (412) und die zweiten Bereiche (412) jeweils einen Graustufenwert und eine Differenz zwischen ihrem Graustufenwert und einer Graustufenreferenz haben; Durchführen (306) einer ersten Berechnung entsprechend den Differenzen zwischen der Graustufenreferenz und dem Graustufenwert jedes der Bereiche (412) in dem Defektbereich, um einen Punktwert zu erhalten; Durchführen (308) einer zweiten Berechnung, um eine grafische Darstellung zu erhalten, wenn der Punktwert größer als ein Wert ist; und wenn zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind, Ermitteln (309b), dass das Substrat einen Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat, und wenn mehr als zwei Spitzenwerte in der grafischen Darstellung zu sehen sind, Ermitteln (309b), dass das Substrat einen Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt hat.
Verfahren (300) nach Anspruch 16, wobei das Definieren (303, 304, 305) des Defektbereichs (416) in dem Graustufenbild (410) weiterhin Folgendes umfasst: Vergleichen (303) des Graustufenbilds (410) mit der Graustufenreferenz, um einen potentiellen Defektbereich (414) zu identifizieren, der mindestens den ersten Bereich (412) umfasst; und Vergrößern (304) des potentiellen Defektbereichs (414) so, dass er die zweiten Bereiche (412) umfasst, um den Defektbereich (416) zu definieren.
Verfahren (300) nach Anspruch 16 oder 17, das weiterhin ein Vergleichen (305) des Graustufenwerts jedes Bereichs (412) mit der Graustufenreferenz umfasst, um eine erste Gruppe (G1), eine zweite Gruppe (G2) und eine n-te Gruppe (Gn) zu definieren, wobei die erste Gruppe (G1), die zweite Gruppe (G2) und die n-te Gruppe (Gn) jeweils mindestens den ersten Bereich (412) oder die zweiten Bereiche (412) umfassen, wobei jeder der Bereiche (412) in der ersten Gruppe (G1) eine erste Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat, jeder der Bereiche (412) in der zweiten Gruppe (G2) eine zweite Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat und jeder der Bereiche (412) in der n-ten Gruppe (Gn) eine n-te Differenz zwischen seinem Graustufenwert und der Graustufenreferenz hat.
Verfahren (300) nach Anspruch 18, wobei die erste Berechnung (306) gemäß einer folgenden Gleichung (3) durchgeführt wird: $W_{s} = \frac{\sum | {(G \times e_{1})}_{G 1} | + \sum | {(G \times e_{2})}_{G 2} | + \sum | {(G \times e_{3})}_{G 3} | + \dots}{\sum {| G |}_{G 1, G 2, G 3 \dots}}$
wobei Ws der Punktwert ist, G der individuelle Grauwert in einem ersten Bereich G1, einem zweiten Bereich G2, einem dritten Bereich G3 und einem n-ten Bereich Gn ist, e₁ ein erster Gewichtsfaktor ist, e₂ ein zweiter Gewichtsfaktor ist, e₃ ein dritter Gewichtsfaktor ist und e_n ein n-ter Gewichtsfaktor ist.
Verfahren (300) nach Anspruch 18 oder 19, wobei die zweite Berechnung (308) eine Ableitung erster Ordnung von Gleichung (3) ist.