掩模缺陷的检测方法

本发明涉及掩模版，更具体地涉及一种掩模缺陷的检测方法。

背景技术：

1、掩模版是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版，镀有多层膜的掩模基底称为掩模白板。掩模白板的缺陷有两种，当薄膜材料掺入光吸收杂质颗粒时，引起局部曝光强度不均匀，称之为振幅缺陷；当基底抛光时出现凹坑或鼓包，引起局部相位改变，称之为相位缺陷。掩模版中的缺陷是集成电路(ic)制作中产率下降的一个原因。因此，掩模版的检查是掩模版制作工艺中的关键步骤。

2、日本lasertec于2018年成功开发了光化图形掩模检测系统actis a150，可以实现euv掩模版的相位缺陷的检测。actis a150首先利用施瓦兹镜schwarzschild对掩模版进行26倍放大，然后利用scmos相机对掩模版进行成像。当存在缺陷时，相应的相机单像素数值降低1％左右，从而可以快速获得缺陷的位置；最后对该处位置进行1000倍放大，从而获得掩模缺陷的形状和大小。

3、但是，actis a150系统也存在一些问题，如schwarzschild系统进行成像时会导致像平面中心区域亮度低于其他区域，并产生渐晕区，降低成像质量，影响快速掩模缺陷的测量精度；另外schwarzschild为了提高euv(极紫外)波段的利用率，通常在表面镀mo/si多层膜，反射效率高达70％，缺点是euv能量带宽较窄，仅为3％，因此actis a150系统没有充分利用euv波段的光子。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种掩模缺陷的检测方法，以快速、高灵敏度地获取掩模版的掩模缺陷。

2、基于上述目的，本发明提供一种掩模缺陷的检测方法，包括步骤：

3、s100：通过euv光源向掩模版发射euv光，并在掩模版上形成光斑；

4、s200：移动掩模版，使得掩模版上的光斑的长度和宽度分别为第一预设值和第二预设值；

5、s300：移动掩模版，使光斑依次照射在掩模版的所有位置，在照射到掩模版的每一个位置时，记录该位置的位置信息，并通过scmos相机采集该位置的光斑在scmos相机的预设区域形成的散射图像信号，作为该位置的散射图像信号；

6、s400：根据各位置的散射图像信号以及掩模版的无缺陷位置的光斑在scmos相机的预设区域形成的散射图像信号得到各位置的散射图像信号的关联值；

7、s500：判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，若是，则该位置存在缺陷，否则，该位置不存在缺陷。

8、进一步地，所述第一预设值和所述第二预设值满足以下条件：使euv光在所述掩模版的功率密度高于0.22mw/mm^2。

9、步骤s300进一步包括：

10、s310：在保持所述掩模版与所述euv光源之间的距离不变的同时平移所述掩模版，使所述光斑照射在所述掩模版的左上角的位置，记录该位置的位置信息，并通过所述scmos相机获得该位置的散射图像信号；

11、s320：使所述掩模版沿x负向平移第一距离，以使所述光斑照射在所述掩模版的位置从所述掩模版的左上角移动到所述掩模版的右上角，在平移过程中，每当所述掩模版平移第一预设值的距离时，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置的位置信息，并打开所述scmos相机，以采集该位置的散射图像信号；

12、s330：使所述掩模版沿y负向平移第二预设值的距离，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置信息，并打开所述scmos相机，以采集该位置的散射图像信号；

13、s340：使所述掩模版沿x正向平移第一距离，在移动过程中，每当所述掩模版平移第一预设值的距离时，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置的位置信息，并打开所述scmos相机，以采集该位置的散射图像信号；

14、s350：使所述掩模版沿y负向平移第二预设值的距离，记录所述光斑照射在所述掩模版的位置的位置信息，并打开所述scmos相机，以采集该位置的散射图像信号；

15、s360：重复步骤s320-s350，直至所述掩模版的所有位置均被所述光斑照射过。

16、进一步地，所述掩模版安装在x向电机上，所述x向电机安装在y向电机上，所述y向电机安装在z向电机上，所述x向电机用于使所述掩模版沿x向平移，所述y向电机用于使所述x向电机和所述掩模版沿y向平移，所述z向电机用于使所述x向电机、所述y向电机和所述掩模版沿z向平移，以改变所述掩模版与所述euv光源之间的距离。

17、进一步地，掩模版的无缺陷位置的光斑在scmos相机的预设区域形成的散射图像信号等于掩模版的各位置的散射图像信号的平均值。

18、进一步地，各位置的散射图像信号的关联值cor(t)满足如下关系式：

19、

20、其中，i1(u,v)为掩模版的无缺陷位置的散射图像信号，i2(u,v,t)为掩模版的各位置的散射图像信号，u、v为scmos相机的坐标系的坐标，t为采集散射图像信号的时间，用于映射掩模的位置，<>为在scmos相机的预设区域对u、v遍历。

21、进一步地，判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，具体包括：

22、判断每一个位置的散射图像信号的关联值与各位置的散射图像信号的关联值的平均值之差是否大于各位置的散射图像信号的关联值的标准偏差，若是，则满足预设条件，否则，不满足预设条件。

23、进一步地，所述scmos相机的中心设置有遮光板，以遮挡所述smos相机的中心区域。

24、进一步地，所述scmos相机的预设区域为所述scmos相机上去除所述中心区域以外的边缘区域。

25、进一步地，所述euv光源包括光栅，所述光栅的线密度为50l/mm。

26、本发明的掩模缺陷的检测方法，采用低线密度光栅作为单色器光学元件，为掩模缺陷检测提供高效率的euv光；对掩模版进行散射成像，获得掩模版各位置的散射图像信号，并计算各散射图像信号的关联值，根据关联谱获得掩模版的缺陷位置，检测速度快，灵敏度高；可根据实际工作波长设计光栅参数、掩模版处光斑尺寸以及scoms相机到掩模版的距离，从而拓展到其他工作波长的掩模版缺陷检测。

技术特征：

1.一种掩模缺陷的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述第一预设值和所述第二预设值满足以下条件：使euv光在所述掩模版的功率密度高于0.22mw/mm^2。

3.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，步骤s300进一步包括：

4.根据权利要求3所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述掩模版安装在x向电机上，所述x向电机安装在y向电机上，所述y向电机安装在z向电机上，所述x向电机用于使所述掩模版沿x向平移，所述y向电机用于使所述x向电机和所述掩模版沿y向平移，所述z向电机用于使所述x向电机、所述y向电机和所述掩模版沿z向平移，以改变所述掩模版与所述euv光源之间的距离。

5.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，掩模版的无缺陷位置的光斑在scmos相机的预设区域形成的散射图像信号等于掩模版的各位置的散射图像信号的平均值。

6.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，各位置的散射图像信号的关联值cor(t)满足如下关系式：

7.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，具体包括：

8.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述scmos相机的中心设置有遮光板，以遮挡所述smos相机的中心区域。

9.根据权利要求8所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述scmos相机的预设区域为所述scmos相机上去除所述中心区域以外的边缘区域。

10.根据权利要求1所述的掩模缺陷的检测方法，其特征在于，所述euv光源包括光栅，所述光栅的线密度为50l/mm。

技术总结
本发明涉及一种掩模缺陷的检测方法，包括：EUV光源向掩模版发射EUV光，并在其上形成光斑；移动掩模版，使得光斑的长度和宽度分别为第一预设值和第二预设值；光斑依次照射在掩模版的所有位置，在照射到每一个位置时，通过SCMOS相机采集该位置的光斑在SCMOS相机的预设区域形成的散射图像信号，作为该位置的散射图像信号；获得各位置的散射图像信号的关联谱；判断每一个位置的散射图像信号的关联值是否满足预设条件，若是，则该位置存在缺陷，否则，该位置不存在缺陷。本发明的掩模缺陷的检测方法，通过掩模版各位置的散射图像信号的关联值获得掩模版的缺陷位置，检测速度快，灵敏度高。

技术研发人员：孟祥雨,王勇,张祥志,刘海岗,赵俊,邰仁忠
受保护的技术使用者：中国科学院上海高等研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13