DE102020114143B4 - DEFECT CONTROL PROCEDURE - Google Patents
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Images
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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.Method (100) for defect control, comprising the following steps: obtaining (101) a substrate (PM1, 200) having a surface and a plurality of structures (202) arranged on the surface; obtaining (102) a grayscale image (210) of the substrate (PM1, 200), wherein the grayscale image (210) comprises a plurality of regions (212), each of the regions (212) having a grayscale value;comparing (103) the grayscale value of each region (212) to a grayscale reference to to define a first group (G1), a second group (G2) and an nth group (Gn), the first group (G1), the second group (G2) and the nth group (Gn) being at least an area (212), the area (212) in the first group (G1) having a first difference between its gray level value and the gray level reference, the area (212) in the second group (G2) having a second difference between its gray level value and which has grayscale reference and the range (212) in the nth group (Gn) has an nth difference between its gray level value and the gray level reference;performing (104) a calculation according to the first difference, the second difference and the nth difference to obtain a score; andif the score is greater than a value, determining (105a) that the substrate (PM1, 200) has an ESD defect and if the score is less than the value, determining (105b) that the substrate (PM1, 200 ) has no ESD defect.
Description
Hintergrundbackground
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.The IC (semiconductor integrated circuit) industry has experienced rapid growth in recent decades. Technological advances in semiconductor materials and designs have resulted in ever smaller and more complex circuits. These advances in materials and design have been made possible because the technologies for machining and manufacturing have also advanced. During semiconductor evolution, the number of interconnected devices per unit area has increased as the size of the smallest component that can be reliably fabricated has decreased.
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.Semiconductor manufacturing relies heavily on the process of photolithography, which uses light at a given frequency to transfer a desired pattern onto a wafer undergoing semiconductor processing. A photomask (also referred to as a mask or reticle) is often used to transfer the pattern to the wafer. The photomask exposes light in a desired pattern to a layer on the wafer, such as a photoresist (PR) layer, which chemically reacts to exposure, removing some portions of the photoresist and leaving other portions intact. The remaining photoresist is then used to pattern an underlying layer. As feature sizes have decreased, the wavelength of light used to pattern layers in photolithography has also decreased, creating further difficulties and requiring technological advances such as the use of extreme ultraviolet (EUV) as a light source and the use of phase shift masks. It is important to improve photomasks to enable continued advances in the industry, especially since defects in the patterned layer can be magnified during later processing steps in the manufacture of semiconductor devices and integrated circuits. Therefore, improvements in photomasks, including improvements in defect control, are required.
Figurenlistecharacter list
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.
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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 bis5 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 bis14A sind schematische Darstellungen, die eine Fotomaske auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung bei einer oder mehreren Ausführungsformen zeigen, und14B ist eine schematische Darstellung, die eine gewünschte Fotomaske zeigt. - Die
15 und16A sind schematische Darstellungen, die eine Fotomaske auf verschiedenen Herstellungsstufen gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung bei einer oder mehreren Ausführungsformen zeigen, und16B ist eine schematische Darstellung, die eine gewünschte Fotomaske zeigt. - Die
17 bis20 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 bis24 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.
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1 FIG. 12 is a flow chart depicting a method for defect control in accordance with aspects of the present invention. -
2 Figure 12 is a sectional view of a photomask in accordance with aspects of the present invention. - The
3 until5 12 are schematic representations of the photomask at various stages of manufacture in accordance with aspects of the present invention in one or more embodiments. -
6 FIG. 12 is a flow chart depicting a method for defect control in accordance with aspects of the present invention. - The
7 until14A 12 are schematic diagrams showing a photomask at various stages of manufacture in accordance with aspects of the present invention in one or more embodiments, and14B Fig. 12 is a schematic diagram showing a desired photomask. - The
15 and16A 12 are schematic diagrams showing a photomask at various stages of manufacture in accordance with aspects of the present invention in one or more embodiments, and16B Fig. 12 is a schematic diagram showing a desired photomask. - The
17 until20 12 are schematic representations of the photomask at various stages of manufacture in accordance with aspects of the present invention in one or more embodiments. -
21A is part of a grayscale image of the photomask. -
21B FIG. 12 is a graph showing a calculation result according to aspects of the present invention in one or more embodiments. - The
22 until24 12 are schematic representations of the photomask at various stages of manufacture in accordance with aspects of the present invention in one or more embodiments. -
25A is part of a grayscale image of the photomask. -
25B FIG. 12 is a graph showing a calculation result according to aspects of the present invention in one or more embodiments.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
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.The description below provides many different embodiments or examples for implementing various features of the provided subject matter. Specific examples of components and arrangements are described below to simplify the present invention. For example, the fabrication of a first member over or on a second member in the description below may include embodiments where the first and second members are fabricated in direct contact, and may also include embodiments where additional members are formed between the first and can be made with the second element so that the first and second elements are not in direct contact. Furthermore, in the present invention, reference numbers and/or letters may be repeated in the various examples. This repetition is for the purpose of simplicity and clarity and does not in itself dictate a relationship between the various embodiments and/or configurations discussed.
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.The description of the illustrative embodiments is intended to be read in conjunction with the accompanying drawings, which are to be considered a part of the entire specification. In the description of embodiments disclosed herein, references to direction or orientation are for convenience in description only and are not intended to limit the scope of the present invention in any way. Relative terms, such as "lower", "upper", "horizontal", "vertical", "above", "above", "below", "below", " top", "down", "above", "below", etc., as well as their derivations (e.g. the adverbs "horizontal", "down", "up" etc.) should be understood as terms , which relate to the orientation as will be described later or as shown in the drawing under discussion. These relative terms are for convenience of description only and do not require the device to be designed or operated in a particular orientation. Terms such as "attached," "attached," "connected," or "interconnected" refer to a relationship in which structures are attached or attached to one another, either directly or indirectly through intermediate structures, and to movable and rigid attachments or relationships when not explicitly stated otherwise. Furthermore, the features and merits of the description are explained by referring to the embodiments. Therefore, the description must expressly not be limited to such embodiments that illustrate some possible non-limiting combinations of features, which may be present individually or in other combinations of features, but the scope of protection of the invention is defined by the appended claims.
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.Notwithstanding that the numerical ranges and parameters, which are indicative of the broad scope of the invention, are approximate, the numerical values set forth in specific examples are as accurate as possible. However, a numerical value always contains certain errors that inevitably result from the standard deviation found in the respective test measurement values. Also, as used herein, the term "substantially,""about," or "about" means generally within a value or range contemplated by those skilled in the art. Alternatively, the term "substantially,""approximately," or "approximately" means within the allowable standard error of the mean when considered by one skilled in the art. Those skilled in the art can understand that the allowable standard error may change according to different technologies. Other than in the operating/working examples, or unless expressly stated otherwise, all numerical ranges, amounts, values and percentages, such as for amounts of material, times, temperatures, operating conditions, proportions and the like, given herein should in all cases be construed as modified by the term "substantially,""approximately," or "about." Therefore, unless otherwise specified, the numerical parameters set forth in the present invention and the appended claims are approximate and subject to change as necessary. At the very least, each numeric parameter should be given the number of significant numbers specified and applied by that are interpreted by normal rounding methods. Regions can be shown here as extending from one end point to another end point or between two end points. All ranges herein include endpoints unless otherwise noted.
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.Inspection is an important step and serves to detect photomask defects after completion of photomask manufacture or after exposure. Photomask defects can be divided into two categories, hard and soft defects. Defects that cannot be eliminated with cleaning steps are referred to as hard defects, and defects that can be eliminated with cleaning steps are referred to as soft defects. Hard defects are, for example, global constancy changes, incorrect dimensioning and incorrect placement. If hard defects are found or identified, the photomask can be repaired or reworked with appropriate measures. In some comparative embodiments, a post-plasma treatment may be performed when residual defects, such as residual Cr defects, are detected. In some comparative embodiments, an ion or an electron beam can be used when localized hard defects are found. In some comparative embodiments, chemical solutions can be used when global misdimensioning defects are found. The repaired or reworked photomask is then inspected again to ensure mask quality. However, in some comparative embodiments, defect types such as ESD defects (ESD: Electrostatic Discharge) and complicated defects cannot be found when the conventional control model is used.
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.The ESD defect can appear after exposure. During exposure or during transfer or storage of the photomask, static electricity can build up on the photomask, which tends to create an electric field on the photomask. As the electric field attracts electrically charged particles to the photomask, a neutralizing discharge reaction is initiated on the surface of the photomask, burning or melting the mask structure. The ESD defects are not easy to detect with conventional control methods, since the ESD defects create a thin layer on the surface that is hardly recognizable. As a result, the photomask with the ESD defects undetected by the controller may be used in a later photolithographic process. In some comparative embodiments, the pattern on the defective photomask cannot be accurately transferred.
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.Besides the ESD defects, there is a complicated defect. The complicated defect occurs when a shielding layer or a hard mask layer that is supposed to be removed is left on the photomask. The complicated defect has two forms. In one mold, a hardmask layer/shield layer expansion defect is said to occur when the shield layer appears at a position from which it should be removed. In another defect shape, a hardmask layer/shield layer extension defect is said to occur when the hardmask layer that is intended to be completely removed from the photomask is still present. The two types of defects are referred to as complicated defects because both the shield layer extension defect and the hardmask layer/shield layer extension defect show similar results using a conventional inspection device and it is difficult for the inspection device to determine which type of layer is on the photomask remains. It should be noted that the shield layer and the hard mask layer are removed with different removal processes. If an inappropriate removal process is used, the layer intended to be removed will not be removed, or other layers may be removed in error. Since the control device cannot determine which layer remains on the photomask, an additional control step is required to avoid the improper removal process. Thus, with the existing method, throughput time is wasted.
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.Therefore, the present invention provides a defect control method. In some embodiments, the defect control method is performed to detect ESD defects. In some embodiments, a first calculation is provided in the defect control method. The first calculation is for enlarging the ESD defect so that the presence of the ESD defect can be determined. In some embodiments, the defect inspection method is performed to detect complicated defects. In some embodiments, a second calculation is included in the defect control method. The second calculation helps distinguish between the shield layer extension defect and the hard mask layer/shield layer extension defect. Therefore, an appropriate removal process can be performed. With the defect inspection method provided, the defects can be accurately detected and identified using the conventional inspection equipment. Accordingly, the reliability of the control can be improved and lead time can be shortened. In addition, additional costs for device modification can be avoided.
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 some embodiments, the
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Bleiben wir bei
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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 some embodiments, the substrate may be the aforementioned photomask PM1. In some embodiments, the substrate can be the
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 a
In
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.In a
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.In some embodiments, a standard or gold image may be provided. The standard or golden image may have a target pattern that the pattern of the photomask PM1 is believed to be identical to. The standard or golden image can be defined as or subdivided into a plurality of areas. Then the gold image can be transformed by light leveling to scale it to get the grayscale reference area by area. As discussed above, in some embodiments each area of the golden image corresponds substantially to a pixel of the optical reflectance monitor. In some embodiments, the grayscale reference may be retrieved from a defect inspection device database. Therefore, the gray level reference also includes a plurality of gray level values.
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
In
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.As shown in Table 1, areas are indicated, and
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:
Bei einigen Ausführungsformen können der erste Gewichtsfaktor e1, der zweite Gewichtsfaktor e2 und der n-te Gewichtsfaktor en 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 en.In some embodiments, the first weighting factor e 1 , the second weighting factor e 2 and the nth weighting factor e n may be the weighting factors given in Table 1, but the invention is not limited thereto. In these embodiments, the first weighting factor e 1 is less than the second weighting factor e 2 , and the (n-1)th weighting factor e (n-1) is less than the nth weighting factor e n .
Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen die in
Der Punktwert Ws wird gemäß der vorgenannten Gleichung (1) erhalten.The point value Ws is obtained according to the aforesaid equation (1).
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.In a
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.In some embodiments, the value may be 0.92. In these embodiments, the point value Ws, which is 0.921 as stated above, is larger than the value, and thus it is determined that the photomask PM1 has an ESD defect.
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.It should be noted that the difference between the gray level values of the
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.In some embodiments, an overhead image measurement system (AIMS) is used when the substrate is determined to have the ESD defect. The AIMS is a measurement methodology that provides a way of simulating the result of an exposure to a substrate, ie a photomask substrate through Optical Proximity Correction (OPC), Mask Error Enhancement Factor (MEEF), and Mask 3D Effect Information, among others. In some embodiments, the AIMS can be used to double check the ESD defect.
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.In some embodiments, determining that photomask PM1 does not have an ESD defect indicates that a thin layer has not formed over the structure (i.e., phase shift layer 202). But such a thin layer may indeed have formed over the structure, but not so thick as to change the reflection, and so it may not be detected. Therefore, the photomask PM1 could be used in a later exposure. In some embodiments, determining that photomask PM1 has the ESD defect indicates that a thin layer may have formed over the structure (i.e., phase shift layer 202), and the thin layer is so thick that it reflectance changes, and this can affect the exposure result. Consequently, the photomask PM1 determined to have the ESD defect is not used in the later exposure, and an appropriate thin film removing step can be performed.
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.As stated above, the ESD defect occurs when a thin film forms over the pattern surface of the photomask PM1. The ESD defect may not be apparent, but it can cause serious exposure problems. By dividing the
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.In some embodiments, the
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.It should be noted that like elements in
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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.A
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Abgesehen von dem Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt umfassen die komplizierten Defekte auch einen Hartmaskenschicht-/Abschirmschicht-Ausdehnungsdefekt. Wie in
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
In einem Schritt 301 wird ein Substrat mit einer Oberfläche und einer Mehrzahl von auf der Oberfläche angeordneten Strukturen erhalten.In a
Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat die vorgenannte Fotomaske PM2 sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Substrat das Substrat 400 der in
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 a
In
In einem Schritt 303 wird der Graustufenwert des Substrats mit einer Graustufenreferenz verglichen, um einen potentiellen Defektbereich zu identifizieren.In a
In
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
In einem Schritt 304 wird der potentielle Defektbereich 414 vergrößert, um einen Defektbereich 416 zu definieren.In a
Wie in
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.In a step 305 a first group, a second group and an nth group are defined, these groups each having at least a first range or at least a second range, the ranges in one and the same group having differences in one and the same range and areas in different groups that have differences in different areas.
Wie in
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
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:
Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen die in
Der Punktwert Ws wird gemäß der vorgenannten Gleichung (2) erhalten.The point value Ws is obtained according to the aforesaid equation (2).
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.In a
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.In some embodiments, the value may be 0.92. Therefore, it is determined that there is a complicated defect when the point value Ws is 0.949, which is larger than 0.92. It should be noted that the difference between the gray level values of the
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.In some embodiments, an overhead image measurement system (AIMS) is used when the substrate is determined to have the ESD defect. The AIMS is a measurement methodology that offers a way of simulating the result of an exposure on a substrate, i. H. a photomask substrate, including through optical proximity correction (OPC), mask error enhancement factor (MEEF), and mask 3D effect information. In some embodiments, the AIMS can be used to retest the complicated defect.
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 some embodiments, the
In dem Schritt 308 wird eine zweite Berechnung durchgeführt, um eine grafische Darstellung zu erhalten.In
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
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.In step 309a, it is determined that the substrate has a shield layer expansion defect when two peaks are seen in the plot. In
Wie in
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.As discussed above, after identifying the shield layer extension defect, an AIMS can be used to re-inspect the shield layer extension defect. In some embodiments, additional steps may be performed to remove the unnecessary shielding layer. For example, a removal step can be performed. At some In embodiments, etching gases such as Cl 2 , SnCl 4 , NOCl, NO 2 Cl, CCl 4 or other suitable gases may be used for the removal step.
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
Wie in
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.In step 305 a first group, a second group and an nth group are defined, these groups each having at least a first range or at least a second range, the ranges in one and the same group having differences in one and the same range and areas in different groups that have differences in different areas.
Wie in
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
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.In
Zum Beispiel können bei einigen Ausführungsformen die in
Der Punktwert Ws wird gemäß der vorgenannten Gleichung (2) erhalten.The point value Ws is obtained according to the aforesaid equation (2).
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.In
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.In some embodiments, the value may be 0.92. Therefore, the substrate is judged to have a complicated defect when the point value Ws is 0.93, which is larger than 0.92. It should be noted that the difference between the gray level values of the
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.In some embodiments, an AIMS is used when the substrate is determined to have the complicated defect. The AIMS is a measurement methodology that offers a way of simulating the result of an exposure on a substrate, i. H. a photomask substrate, including through OPC, MEEF and 3D effect information.
Bei einigen Ausführungsformen wird der Schritt 308 ausgeführt, in dem eine zweite Berechnung durchgeführt wird, um eine grafische Darstellung zu erhalten.In some embodiments,
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
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.In step 309a, it is determined that the substrate has a shield layer expansion defect when two peaks are seen in the plot. In
Wie in
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.As discussed above, after identifying the hardmask layer/shielding layer extension defect, an AIMS can be used to re-inspect the hardmask layer/shielding layer extension defect. In some embodiments, additional steps may be performed to remove the unnecessary hard mask layer and shield layer. For example, a first removal step can be performed to remove the unnecessary hard mask layer. In some embodiments, etching gases such as F 2 , CF 4 , SF 6 , SnF 4 , XeF 2 , I 2 or other suitable gases may be used for the removal step. In addition, a second removal step can be performed to remove the unnecessary shielding layer. The etchant gases used in the second removal step may be similar to the etchant gases mentioned above and will not be repeated for the sake of brevity.
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.Additionally, determining that photomask PM2 does not have a complicated defect means that a
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.As stated above, the complicated defect occurs when a thin film is formed over the pattern surface of the photomask PM2. The complicated defect may not be noticeable, but it can cause serious exposure problems. By dividing the
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.The
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.The present invention provides a method for defect control. In some embodiments, the defect control method is performed to detect the ESD defect. In some embodiments, the defect control method includes a first calculation. The first calculation is to enlarge the ESD defect so that the ESD defect can be found. In some embodiments, the defect inspection method is performed to detect complicated defects. In some embodiments, the defect control method includes two calculations. The first calculation is performed to determine the presence of the complicated defect, and the second calculation is performed to discriminate whether the complicated defect is the shielding layer extensional defect or the hardmask layer/shielding layer extensional defect. Accordingly, appropriate removal steps can be performed. With the defect inspection method provided, the defects can be accurately detected and identified using the conventional inspection equipment. Thereby, the reliability of the inspection can be improved and the turnaround time for the inspection can be shortened. In addition, additional costs for device modification can be saved.
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.According to one embodiment of the present invention, a defect control method is provided. The method includes the steps of: obtaining a substrate having a surface and a plurality of structures disposed on the surface; obtaining a grayscale image of the substrate, the grayscale image having a plurality of regions, each of the regions having a grayscale value; comparing the grayscale value of each region to a grayscale reference to define a first group, a second group and an nth group, the first group, the second group and the nth group each having at least one region, the region in the first group has a first difference between its grayscale value and the grayscale reference, the region in the second group has a second difference between its grayscale value and the grayscale reference, and the region in the nth group has an nth difference between its grayscale value and the grayscale reference has; performing a calculation according to the first difference, the second difference and the nth difference to obtain a point value; and if the score is greater than a value, determining that the substrate has an ESD (ESD: electrostatic discharge) defect, and if the score is less than the value, determining that the substrate does not have an ESD defect.
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.According to an embodiment of the present invention, another method for defect control is provided. The method includes the steps of: obtaining a substrate having a surface and a plurality of structures disposed on the surface; obtaining a grayscale image of the substrate; defining a defect area in the grayscale image, the defect area comprising a plurality of first areas, each of the first areas having a grayscale value and a difference between its grayscale value and a grayscale reference; performing a calculation to obtain a point value; and if the score is greater than a value, determining that the substrate has a complicated defect, and if the score is less than the value, determining that the substrate does not have a complicated defect.
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.According to an embodiment of the present invention, another method for defect control is provided. The method includes the steps of: obtaining a substrate having a surface and a plurality of structures disposed on the surface; obtaining a grayscale image of the substrate; defining a defect area in the grayscale image, the defect area rich comprises at least a first area and a plurality of second areas, the first area and the second areas each having a gray level value and a difference between their gray level value and a gray level reference; performing a first calculation according to the differences between the gray level reference and the gray level value of each of the areas in the defect area to obtain a score; performing a second calculation to obtain a graphical representation if the point value is greater than a value; and if two peaks can be seen in the plot, determining that the substrate has a shield layer expansion defect, and if more than two peaks can be seen in the plot, determining that the substrate has a hardmask layer/shield layer expansion defect .
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102019209394A1 (en) | 2019-06-27 | 2020-12-31 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method and device for superimposing at least two images of a photolithographic mask |
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