KR100190066B1 - Method of correcting defects of photomask - Google Patents

Abstract

FIB 시스템을 크게 변화시키지 않고 이상적인 수정을 실현시킬 수 있는 포토마스크의 결함 수정 방법을 개시한다.Disclosed is a defect correction method of a photomask that can realize an ideal correction without significantly changing the FIB system.

마스크 제작시 생기는 오페이크 결함인 잉여(extra) 크롬을 FIB로 신뢰성 있게 수정하는 방법에 있어서, FIB의 이온 빔 도즈값을 고정시키지 않고 수정 영역을 래스터(raster) 에칭하는 단계; 정해진 수정 영역에서 정해진 화소(pixel) 크기로 여러번, 적어도 5회이상 반복해서 에칭하면서 검출되는 이차 이온 크롬과 실리콘의 신호를 각 화소에 대해서 기록하고 비교해서 크롬과 실리콘의 경계면을 결정하는 단계; 및 각각의 영역에 대해서 실리콘 이온의 신호를 검출하다가 대부분의 수정 영역에서 급격히 피크값이 감소할 때 이온 빔(beam)을 편향(deflection)시켜서 차광하는(blanking)단계를 포함하는 것을 특징으로하는 포토마스크의 결함 수정 방법을 제공하는 것이다.CLAIMS What is claimed is: 1. A method of reliably correcting extra chromium, which is an off-fake defect generated during mask fabrication, with FIB, comprising: raster etching a correction region without fixing an ion beam dose value of the FIB; Determining the interface between chromium and silicon by recording and comparing the signals of the secondary ion chromium and silicon which are detected while repeatedly etching at least five times at a predetermined pixel size in a predetermined correction region for each pixel; And detecting a signal of silicon ions for each region and deflecting the ion beam when the peak value decreases sharply in most crystal regions, thereby blanking the photo. It is to provide a defect correction method of the mask.

따라서, 본 발명에 의하면 기존 FIB 시스템을 크게 변화시키지 않고 크롬과 실리콘의 이차이온의 신호 변화를 이용하여 크롬과 글래스의 경계면을 정확하게 찾아냄으로써 과도한 리버베드나 글래스 오버에치를 방지하여 성공적인 웨이퍼 프린팅을 이룰 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve successful wafer printing by accurately detecting the interface between chromium and glass using the signal change of chromium and silicon secondary ion without significantly changing the existing FIB system. have.

Description

포토마스크의 결함 수정 방법How to fix defects in the photomask

본 발명은 포토마스크의 결함 수정 방법(defect repair method)에 관한 것으로, 특히 FIB (Focused Ion Beam) 장치에 의한 포토마스크의 결함 수정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect repair method of a photomask, and more particularly, to a method of correcting a defect of a photomask by a Focused Ion Beam (FIB) device.

포토마스크 패턴의 형성시 포토마스크 상에서 자주 발생하는 결함의 종류는 크게 구분하면, 클리어(clear)형 결함과 오페이크(opaque)형 결함으로 구분할 수 있다. 상기 클리어형 결함은 하프톤 위상 반전 마스크의 경우에 하프톤 막 (투과형 포토마스크의 경우에는 크롬(Cr) 막)이 있어야 할 곳에 없어서 생기는 결함이고, 상기 오페이크형 결함은 상기 클리어형 결함과 상반되는 개념으로서, 하프톤 위상 반전 마스크의 경우에 하프톤 막 (투과형 포토마스크의 경우에는 크롬(Cr) 막)이 없어야 할 곳에 존재함으로써 생기는 결함을 말한다. 이와 같은 오페이크형 결함은 자신을 투과하는 빛이 180°의 위상차를 가지게 되므로 원래의 패턴으로 투과하는 빛과 상쇄 간섭을 일으킨다. 이와 같은 결함이 있는 경우에는 인텐시티(intensity)의 저하를 초래하고, 따라서 그 결함 부분이 패터닝되지 않는 경우가 있다.When the photomask pattern is formed, the types of defects frequently occurring on the photomask can be largely classified into clear defects and opaque defects. The clear defect is a defect caused by the absence of a halftone film (a chromium (Cr) film in the case of a transmissive photomask) in the case of a halftone phase reversal mask, and the off fake defect is opposite to the clear defect. In the case of a halftone phase inversion mask, a defect caused by being present in a place where there should be no halftone film (chromium (Cr) film in the case of a transmissive photomask) is mentioned. Such an off-fake type defect has a phase difference of 180 °, and thus causes destructive interference with light transmitted through the original pattern. In the case of such a defect, there is a case that the intensity is lowered, so that the defective portion may not be patterned.

상기와 같은 결함을 수정하기 위하여 현재 사용되고 있는 장치로서는 DRS (Defect Repair System)와, FIB (Focused Ion Beam)가 있다. 상기 DRS는 레이저를 이용한 결함 수정 장치이다. 이와 같은 장치로 결함을 수정하는 데 있어서, 클리어형 결함의 경우에는 결함 부위에 카본(carbon)을 발사하여 증착함으로써 결함을 수정하고, 오페이크형 결함의 경우에는 스폿(spot)의 크기를 레이저에 노출시킬 면적에 해당하는 크기로 조정한 후에, 결함의 두께를 고려하여 그에 알맞은 에너지로 레이저를 발사하여, 결함 부위의 오페이크 층을 순간적으로 기화시켜서 결함 부위를 제거(이하, 에칭이라 함)함으로써 결함을 수정한다. 또한, 상기 FIB는 이온 빔(ion beam)을 이용한 결함 수정 장치로서, 주로 클리어형 결함의 수정에 사용되며, 클리어형 결함의 경우에는 상기 DRS에서와 마찬가지로, 결함 부위에 카본을 발사하여 증착함으로써 결함을 수정하고, 오페이크형 결함의 경우에는 윈도우(window)의 크기를 수정할 결함 부위의 면적에 해당하는 크기로 조정한 후에, 갈륨(Ga)을 소스(source)로하는 이온 빔을 발사함으로써 국부적으로 에칭하여 결함을 수정한다.Devices currently used to correct such defects include DRS (Defect Repair System) and FIB (Focused Ion Beam). The DRS is a defect correction apparatus using a laser. In correcting defects with such a device, in the case of clear defects, the defects are corrected by firing and depositing carbon on a defect site, and in the case of an off-fake type defect, the spot size is applied to the laser. After adjusting to the size corresponding to the area to be exposed, the laser is fired with the appropriate energy in consideration of the thickness of the defect, and then the vaporized off-fake layer of the defect is momentarily removed to remove the defect (hereinafter referred to as etching). Correct the defect. In addition, the FIB is a defect correction apparatus using an ion beam, and is mainly used for correcting a clear defect, and in the case of a clear defect, as in the DRS, a defect is generated by firing carbon on a defect site and depositing it. In the case of the off-fake type defect, the size of the window is adjusted to the size corresponding to the area of the defect area to be corrected, and then the ion beam having gallium (Ga) as a source is fired locally. Etch to fix the defect.

이때, FIB를 이용하여 오페이크 결함인 잉여의 크롬을 스퍼터링 에칭할 경우, 종래 기술에서는 처음부터 이온 빔 도즈(dose)값을 고정해서 사용하게 된다. 물론, 이 도즈값은 결함을 수정할 때 리버베드(riverbed)나 과도식각에 의한 글래스(glass)의 손상을 적게하는 실험에 의해서 정해진 최적 도즈 값으로, 현재 사용하고 있는 마스크의 크롬 두께에 대해서 할당된 도즈값을 사용하게 된다.At this time, in the case of sputtering etching excess chromium, which is an off-fake defect, using FIB, the ion beam dose value is fixed and used in the prior art. Of course, this dose is the optimal dose determined by experiments that reduce the damage of the glass by riverbed or overetching when correcting defects, and the dose assigned to the chrome thickness of the mask currently in use. The value will be used.

하지만, FIB 시스템의 재현성이나 신뢰성이 완전하지 못해서 고정된 절대치 도즈값이 시간 또는 날마다 어느정도 변동을 하게되고, 또한 크롬 두께나 글래스 표면의 변동으로 인해서 수정의 결과가 동일하지 않게 된다. 그래서 실제 사용할 때에는 차라리 처음부터 안전한 수정을 위하여 도즈 값을 적정한 값보다 높게 설정하게 된다.However, the reproducibility or reliability of the FIB system is incomplete, causing the fixed absolute dose value to fluctuate somewhat over time or day, and also due to variations in chrome thickness or glass surface, resulting in inconsistencies. Therefore, in actual use, rather than setting the dose value higher than the appropriate value for safe modification from the beginning.

이러한 방법이 저집적 소자 수정시에는 영향을 거의 받지 않지만 64M또는 256M이상의 고집적 소자의 수정시에는 리버베드를 심화시키고 글래스를 오버에칭 시켜서 성공적인 웨이퍼 프린팅(printing)을 할 수 없게 된다. 이러한 이유로 인하여, 크롬을 정확하게 에칭하기 위한 최적 도즈값을 처음부터 고정시키는 것은 완전한 재현성과 안정성이 없이는 수정이 실패할 수 있는 위험부담을 안고 있게 된다.While this method is hardly affected by low-density device modifications, high-density devices larger than 64M or 256M can be used to deepen the riverbed and overetch the glass, making successful wafer printing impossible. For this reason, fixing the optimal dose value from the beginning to accurately etch chromium carries the risk that modifications can fail without complete reproducibility and stability.

이에 대한 대안으로, 수정 시스템과 3차원 영상(image)를 볼 수 있는 측정설비인 AFM(Atomic Force Microscope)의 결합을 이용하는 방법도 생각할 수 있지만 장비의 엄청난 가격, 시장성 및 설비의 거대한 부피등으로 실용화에는 문제점이 있다.As an alternative, one could think of a combination of correction system and AFM (Atomic Force Microscope), which is a measuring device for viewing three-dimensional images, but it is practically used due to the enormous price, marketability, and huge volume of equipment. There is a problem.

한편, 마스크에서 크롬과 글래스의 경계면을 찾아내는 방법을 활용하는 것은 기존 FIB 시스템을 크게 변화시키지 않고 이상적인 수정을 실현할 수 있게 된다.On the other hand, using a method of finding the interface between chromium and glass in the mask will enable ideal modifications without significantly altering existing FIB systems.

도 1은 글래스위에 크롬이 입혀진 마스크를 나타내는 단면도와 에칭했을 때 크롬과 글래스의 경계면에서 실리콘 이차 이온의 인텐시티가 피크 값을 나타내는 정규화된 이차 이온 인텐시티(secondary ion intensity)를 나타내는 그래프이다.1 is a cross-sectional view showing a mask coated with chromium on glass and a graph showing normalized secondary ion intensity in which the intensity of silicon secondary ions at the interface between chromium and glass shows a peak value when etched.

도 1을 참조하면 크롬이나 글래스의 성분인 실리콘 이차 이온 신호의 변화를 감지 하여 크롬과 글래스의 경계면에서 실리콘의 이차 이온 신호가 피크 값을 나타냄을 보여준다. 이와같은 특성을 활용하면 신뢰성 있는 새로운 FIB의 포토마스크의 결함 수정 방법을 얻을 수 있다.Referring to FIG. 1, a change in the silicon secondary ion signal, which is a component of chromium or glass, is detected to show that the secondary ion signal of silicon exhibits a peak value at the interface between chromium and glass. This feature provides a reliable method for correcting defects in new FIB photomasks.

따라서, 본 발명의 목적은 크롬과 글래스의 경계면을 찾아내는 방법을 기초로하여 기존 FIB 시스템을 크게 변화시키지 않고 이상적인 수정을 실현시킬 수 있는 포토마스크의 결함 수정 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a defect correction method of a photomask that can realize an ideal correction without significantly changing the existing FIB system based on the method of finding the interface between chromium and glass.

도 1은 마스크 단면도와 에칭했을 때 크롬과 글래스의 경계면에서 실리콘 이차 이온의 인텐시티가 피크 값을 나타내는 정규화된 이차 이온 인텐시티(secondary ion intensity)를 나타내는 그래프이다.FIG. 1 is a graph showing normalized secondary ion intensity in which the intensity of silicon secondary ions at the interface between chromium and glass when peaked in a mask cross-sectional view is etched.

도 2는 본 발명에 의해 변동에 의한 영향을 배제하고 융통성 있는 결과를 얻을 수 있는 FIB 시스템의 포토마스크 결함 수정 방법에 대한 전반적인 흐름도(flow chart)이다.FIG. 2 is a general flow chart of a method for correcting photomask defects in an FIB system that can be flexible and eliminate the effects of variation by the present invention.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 마스크 제작시 생기는 오페이크 결함인 잉여(extra) 크롬을 FIB로 신뢰성 있게 수정하는 방법에 있어서, FIB의 이온 빔 도즈값을 고정시키지 않고 수정 영역을 래스터(raster) 에칭하는 단계; 정해진 수정 영역에서 정해진 화소(pixel) 크기로 여러번 반복해서 에칭하면서 검출되는 이차 이온 크롬과 실리콘의 신호를 각 화소에 대해서 기록하고 비교해서 크롬과 실리콘의 경계면을 결정하는 단계; 및 각각의 영역에 대해서 실리콘 이온의 신호를 검출하다가 대부분의 수정 영역에서 급격히 피크값이 감소할 때 이온 빔(beam)을 편향(deflection)시켜서 차광하는(blanking)단계를 포함하는 것을 특징으로하는 포토마스크의 결함 수정 방법을 제공하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for reliably correcting extra chromium, which is an off-fake defect generated during mask fabrication, with a FIB, the raster of which is fixed without fixing the ion beam dose value of the FIB. ) Etching; Determining the interface between chromium and silicon by recording and comparing the signals of the secondary ion chromium and silicon which are detected while repeatedly etching to a predetermined pixel size in a predetermined correction region for each pixel; And detecting a signal of silicon ions for each region and deflecting the ion beam when the peak value decreases sharply in most crystal regions, thereby blanking the photo. It is to provide a defect correction method of the mask.

상기 수정 영역에서 정해진 화소(pixel) 크기로 반복해서 에칭하는 횟수는 적어도 5회이상인 것이 바람직하다.It is preferable that the number of times of etching repeatedly to a predetermined pixel size in the correction region is at least five times.

따라서, 본 발명에 의하면 기존 FIB 시스템을 크게 변화시키지 않고 크롬과 실리콘의 이차이온의 신호 변화를 이용하여 크롬과 글래스의 경계면을 정확하게 찾아냄으로써 과도한 리버베드나 글래스 오버에치를 방지하여 성공적인 웨이퍼 프린팅을 이룰 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to achieve successful wafer printing by accurately detecting the interface between chromium and glass using the signal change of chromium and silicon secondary ion without significantly changing the existing FIB system. have.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의해 변동에 의한 영향을 배제하고 융통성 있는 결과를 얻을 수 있는 FIB 시스템의 포토마스크 결함 수정 방법에 대한 전반적인 흐름도(flow chart)이다.FIG. 2 is a general flow chart of a method for correcting photomask defects in an FIB system that can be flexible and eliminate the effects of variation by the present invention.

본 흐름도에 나타낸 방법은 FIB 수정 시스템에 하드웨어와 소프트웨어 기능을 첨가함으로써 보다 신뢰성있고 안전한 수정을 할 수 있는 포토마스크 결함 수정 방법이다.The method shown in this flowchart is a photomask defect correction method that can be more reliable and secure by adding hardware and software functions to the FIB correction system.

구체적으로 설명하면, 처음에 FIB의 도즈값을 고정시키지 않고 수정 에칭을 시작한다. 정해진 수정 영역에서 정해진 화소(pixel) 크기로 여러번, 적어도 5회이상 반복하면서 수정 하면서 감지되는 이차 이온 크롬과 실리콘의 신호를 각 화소에 대해서 기록한다.Specifically, correction etching is started without first fixing the dose value of the FIB. The secondary ion chromium and silicon signals are detected for each pixel while being corrected by repeating a plurality of times and at least five times with a predetermined pixel size in a fixed region.

각각의 영역에 대해서 이차 이온의 신호를 감지하다가 대부분의 수정 영역에서 이차 이온 인텐시티의 최고값이 급격히 감소할 때 이차이온의 신호의 피크 값을 나타내는 지점을 감지하여 크롬과 글래스의 경계면 가장자리(edge)를 정확하게 찾아낸다. 이때, 빔(beam)을 편향(deflection)시켜서 과도한 리버베드나 글래스 오버에치를 방지하기 위한 차광(blanking)을 하면 된다.For each region, the signal of the secondary ion is detected, and the edge of the chromium and glass is detected by detecting the point representing the peak value of the signal of the secondary ion when the peak value of the secondary ion intensity decreases rapidly in most crystal regions. Find exactly In this case, the beam may be deflected so as to perform a blanking to prevent excessive riverbed or glass overetch.

이 방법의 가장 큰 장점은 FIB 시스템의 완전치 못한 재현성으로 인하여 고정된 도즈값의 변동에 의한 영향을 배제하고 시스템 자체의 당일 상태에 맞추어서 융통성있고 신뢰성 있는 결과를 수정할 때마다 얻을 수 있는 것이다.The main advantage of this method is that the FIB system's incomplete reproducibility eliminates the effects of fixed dose fluctuations and can be achieved whenever a flexible and reliable result is modified to match the state of the system itself.

따라서, 본 발명에 의하면 기존 FIB 시스템을 크게 변화시키지 않고 크롬과 실리콘의 이차이온의 신호 변화를 이용하여 크롬과 글래스의 경계면을 정확하게 찾아냄으로써 과도한 리버베드나 글래스 오버에치를 방지함하여 성공적인 웨이퍼 프린팅을 이룰 수 있다.Therefore, according to the present invention, successful wafer printing can be achieved by accurately detecting the interface between chromium and glass by using the signal change of chromium and silicon secondary ions without significantly changing the existing FIB system. Can be.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.The present invention is not limited to the above embodiments and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention.

Claims (2)

마스크 제작시 생기는 오페이크 결함인 잉여(extra) 크롬을 FIB로 신뢰성 있게 수정하는 방법에 있어서,In the method of reliably correcting the extra chromium, which is an off-fake defect generated during mask making, with FIB, FIB의 이온 빔 도즈값을 고정시키지 않고 수정 영역을 래스터(raster) 에칭하는 단계;Raster etching the quartz region without fixing the ion beam dose value of the FIB; 정해진 수정 영역에서 정해진 화소(pixel) 크기로 여러번 반복해서 에칭하면서 검출되는 이차 이온 크롬과 실리콘의 신호를 각 화소에 대해서 기록하고 비교해서 크롬과 실리콘의 경계면을 결정하는 단계; 및Determining the interface between chromium and silicon by recording and comparing the signals of the secondary ion chromium and silicon which are detected while repeatedly etching to a predetermined pixel size in a predetermined correction region for each pixel; And 각각의 영역에 대해서 실리콘 이온의 신호를 검출하다가 대부분의 수정 영역에서 급격히 피크값이 감소할 때 이온 빔(beam)을 편향(deflection)시켜서 차광하는(blanking)단계를 포함하는 것을 특징으로하는 포토마스크의 결함 수정 방법.Detecting a signal of silicon ions for each region and deflecting the ion beam when the peak value rapidly decreases in most crystal regions, thereby blanking the photomask. How to fix defects 제1항에 있어서, 상기 수정 영역에서 정해진 화소(pixel) 크기로 반복해서 에칭하는 횟수는 적어도 5회이상인 것을 특징으로하는 포토마스크의 결함 수정 방법.2. The method of claim 1, wherein the number of times of repeated etching with a predetermined pixel size in the correction region is at least five times.