專(zhuān)利名稱(chēng)：用于檢查制造集成電路器件中使用的掩模的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢查在制造集成電路(IC)器件中使用的掩模的設(shè)備和方法，該掩模具有半導(dǎo)體圖形，更具體，涉及一種使用第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)探測(cè)在制造IC器件中使用的掩模上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
制造集成電路(IC)器件的方法涉及諸如在硅晶片上重復(fù)地執(zhí)行各個(gè)半導(dǎo)體工序，包括淀積、光處理、光刻、離子注入和散射。以此方式，在單晶片上分批制造大量IC器件。
光工序包括在晶片上形成光刻膠層和構(gòu)圖該光刻膠層，以在晶片上形成半導(dǎo)體圖形。這涉及在晶片之上對(duì)準(zhǔn)具有半導(dǎo)體圖形的掩模并在該光刻膠層上照射光，以將半導(dǎo)體圖形轉(zhuǎn)移到晶片的曝光步驟。
隨著IC器件越來(lái)越小和功能越來(lái)越多的需求增加，在掩模上形成的半導(dǎo)體圖形尺寸被減小。這又增加探測(cè)半導(dǎo)體圖形上的缺陷的困難。
圖1圖示了制造IC器件中使用的具有半導(dǎo)體圖形的掩模105的布置和用于檢查該半導(dǎo)體圖形的常規(guī)掩模檢查設(shè)備101的視圖。參考圖1，常規(guī)掩模檢查設(shè)備101包括光學(xué)系統(tǒng)111和檢查工具121。
掩模105被設(shè)置在晶片上(未示出)，以及在該掩模上形成用于在晶片上形成半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體圖形。
光學(xué)系統(tǒng)111包括用于傳輸掩模105的圖像P1的透鏡。檢查工具(inspector)121檢查通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)111的圖像P1′，以決定在半導(dǎo)體圖形中是否存在或不存在缺陷。
用于檢查掩模105的方法包括照射光PP到掩模105上和檢查圖像P1穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)111之后獲得的圖像P1′的波形。該照射光PP通常可以具有大的光斑尺寸，以便整個(gè)掩模105被同時(shí)照射，或可以通過(guò)照射光PP(即，掃描)，移動(dòng)掩模105的各個(gè)部分，以便掩模105的所有區(qū)域被輪流照射，且因此被檢查。當(dāng)圖像P1′的波形扭曲時(shí)，掩模上的半導(dǎo)體圖形可以被確定為具有缺陷。
圖2A是波形圖的例子，圖示了圖1所示的掩模105的圖像P1的強(qiáng)度。圖2B是波形圖，圖示了穿過(guò)圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)111之后的圖像P1′的強(qiáng)度。
圖2A和2B示出了圖像P1的強(qiáng)度等于圖像P1′的強(qiáng)度。亦即，當(dāng)掩模105的圖像P1穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)111時(shí)，它沒(méi)有被放大。
圖3A是波形圖的例子，圖示了當(dāng)掩模105上的半導(dǎo)體圖形具有缺陷時(shí)，掩模105的圖像P1的強(qiáng)度。參考圖3A，當(dāng)半導(dǎo)體圖形有缺陷時(shí)，表示掩模105的圖像P1的強(qiáng)度的部分波形311以某種方式被扭曲。在該例子中，該強(qiáng)度在特定的位置被降低，因?yàn)檫@里的缺陷阻擋部分透射光。
圖3B是波形圖，圖示了在圖像P1穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)111之后獲得的圖像P1′的強(qiáng)度。參考圖3B，圖像P1′的強(qiáng)度等于圖像P1的強(qiáng)度，圖像P1具有圖3A所示的扭曲部分311。圖3A所示的圖像P1的扭曲部分311也具有與穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)111的圖像P1′的扭曲部分311′相同的尺寸。
當(dāng)掩模105具有缺陷時(shí)，表示圖像P1′的強(qiáng)度異常的波形寬度如此小，以致它可能非常難以被探測(cè)。因此，掩模105上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷不可以被容易地檢測(cè)到。亦即，因?yàn)檠谀?05上的半導(dǎo)體圖形是非常精細(xì)的，表示圖像P1′的強(qiáng)度的波形如此窄，以致如果半導(dǎo)體圖形具有缺陷，該圖像P1′僅僅略微地出現(xiàn)扭曲。這使之很難將該扭曲的圖像(圖3B的P1′)與普通圖像(圖2B的P1′)相區(qū)分。
由此，因?yàn)槭褂贸Ｒ?guī)掩模檢查設(shè)備101很難發(fā)現(xiàn)掩模105上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷，希望一種改進(jìn)的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的某些實(shí)施例提供一種用于檢查制造集成電路(1C)器件中使用的掩模的設(shè)備，該設(shè)備可以容易地探測(cè)掩模上的精細(xì)半導(dǎo)體圖形中的缺陷。
本發(fā)明的實(shí)施例也提供一種用于檢查制造IC器件中使用的掩模的方法，該方法允許容易地探測(cè)掩模上的精細(xì)半導(dǎo)體圖形中的缺陷。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于探測(cè)在制造IC器件中所用的掩模上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷的掩模檢查設(shè)備，該設(shè)備包括圖像合成儀，該圖像合成儀用于接收光束穿過(guò)掩模時(shí)產(chǎn)生的掩模圖像和具有掩模圖像的兩倍波長(zhǎng)的基準(zhǔn)光束、用于將該掩模圖像與基準(zhǔn)光束相結(jié)合以及用于沿相同的路徑引導(dǎo)該合成圖像；用于接收來(lái)自該圖像合成儀的圖像和用于增加入射圖像的強(qiáng)度的第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)；以及用于檢查離開(kāi)該第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像和用于決定掩模上的半導(dǎo)體圖形中是否存在缺陷的檢查單元。該設(shè)備還可以包括用于根據(jù)波長(zhǎng)，分開(kāi)離開(kāi)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像和用于在該檢查單元上投影該分開(kāi)圖像的圖像分離器。
在另一實(shí)施例中，一種用于探測(cè)在制造IC器件中使用的掩模上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷的掩模檢查設(shè)備，該設(shè)備包括圖像合成儀，該圖像合成儀用于接收通過(guò)反射來(lái)自掩模的光束產(chǎn)生的掩模圖像和具有掩模圖像的兩倍波長(zhǎng)的基準(zhǔn)光束、用于將該掩模圖像與基準(zhǔn)光束結(jié)合以及用于沿相同的路徑引導(dǎo)該合成圖像；用于接收來(lái)自該圖像合成儀的圖像和用于增加入射圖像的強(qiáng)度的第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)；以及用于檢查離開(kāi)該第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像和用于決定掩模上的半導(dǎo)體圖形中是否存在缺陷的檢查單元。該設(shè)備還可以包括用于根據(jù)波長(zhǎng)，分開(kāi)離開(kāi)該第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像和用于在該檢查單元上投影該分開(kāi)圖像的圖像分離器。
根據(jù)另一方面，提供一種用于探測(cè)在制造IC器件中使用的掩模上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷的掩模檢查方法，包括照射光到掩模上；將離開(kāi)該掩模的掩模圖像與具有掩模圖像的兩倍波長(zhǎng)的基準(zhǔn)光束相結(jié)合；當(dāng)該合成圖像穿過(guò)該第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)時(shí)增加該合成圖像的強(qiáng)度；根據(jù)波長(zhǎng)分開(kāi)離開(kāi)該第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像；以及檢查該分開(kāi)圖像。


通過(guò)參考附圖對(duì)其優(yōu)選示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述將使本發(fā)明的上述及其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)變得更明顯，其中圖1圖示了在制造集成電路(1C)器件中使用的具有半導(dǎo)體圖形的掩模的布置和用于檢查該半導(dǎo)體圖形的常規(guī)掩模檢查設(shè)備的視圖；圖2A是波形圖，圖示了圖1所示的掩模圖像的強(qiáng)度；圖2B是波形圖，圖示了穿過(guò)圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)的圖像強(qiáng)度；圖3A是波形圖，圖示了當(dāng)掩模上的半導(dǎo)體圖形有缺陷時(shí)，圖1所示的掩模圖像的強(qiáng)度；圖3B是波形圖，圖示了圖3A所示的圖像穿過(guò)圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)之后獲得的圖像強(qiáng)度；圖4是圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在制造IC器件中使用的具有半導(dǎo)體圖形的掩模的布置和用于檢查該半導(dǎo)體圖形的掩模檢查設(shè)備的視圖；圖5A是波形圖，圖示了圖4中所示的掩模圖像的強(qiáng)度；圖5B是波形圖，圖示了從外部入射在圖4所示的圖像合成儀上的基準(zhǔn)光束的強(qiáng)度；圖5C圖示了其中圖5A所示的掩模圖像與圖5B所示的基準(zhǔn)光束相結(jié)合的狀態(tài)；圖6A是波形圖的例子，圖示了穿過(guò)圖4所示的第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像的強(qiáng)度；圖6B波形圖的另一例子，圖示了穿過(guò)圖4所示的第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像的強(qiáng)度；圖6C是波形圖的例子，圖示了當(dāng)掩模上的半導(dǎo)體圖形具有缺陷時(shí)，圖4所示的掩模的圖像強(qiáng)度；圖7是波形圖，圖示了圖6C所示的圖像穿過(guò)圖4所示的第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)之后獲得的圖像強(qiáng)度；圖8是進(jìn)入圖4所示的第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的掩模圖像和離開(kāi)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像的模擬結(jié)果的曲線(xiàn)圖；圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例制造IC器件中使用的具有半導(dǎo)體圖形的掩模的布置和用于檢查該半導(dǎo)體圖形的掩模檢查設(shè)備的視圖；以及圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于檢查掩模的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖更完全地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在圖中相同的參考標(biāo)記表示相同的元件。
對(duì)于實(shí)施例，圖4圖示了制造集成電路(IC)器件(未示出)中使用的具有半導(dǎo)體圖形的掩模405的布置和用于檢查該半導(dǎo)體圖形的掩模檢查設(shè)備401。掩模檢查設(shè)備401包括圖像合成儀411、第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421、圖像分離器431以及檢查單元441。在該實(shí)施例中，檢查單元441包括第一和第二檢查工具445和446。
掩模405用來(lái)制造IC器件，且具有用于在晶片(未示出)上形成半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體圖形。因?yàn)檠谀?05上的半導(dǎo)體圖形是非常精細(xì)的，它不能用肉眼區(qū)分。該半導(dǎo)體圖形由透明和不透明部分構(gòu)成。因此，當(dāng)光(例如，激光束)照射到掩模405上，以探測(cè)掩模405上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷時(shí)，掩模圖像(圖5A和7A的P11)退出掩模405。亦即，穿過(guò)掩模405上的半導(dǎo)體圖形的透明部分的光具有高強(qiáng)度，而穿過(guò)半導(dǎo)體圖形的不透明部分的光具有非常低的強(qiáng)度。因此，掩模405的掩模圖像P11的強(qiáng)度通常將由圖5A所示的周期波形表示，該周期波形隨著掩模405上的透射位置而變化。當(dāng)然，該波形的形狀取決于掩模的圖形細(xì)節(jié)。
圖像合成儀411，其可以是分色(dichroic)濾光器，將掩模405的掩模圖像P1與從外部入射的基準(zhǔn)光束P21結(jié)合，并沿相同的路徑將該合成圖像P11和P21投影到第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421中。掩模圖像P11沿不同于基準(zhǔn)光束P21的路徑進(jìn)入圖像合成儀411，而圖像P11和P12都行進(jìn)相同的路徑到第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421?；鶞?zhǔn)光束P21優(yōu)選具有掩模圖像P11(λ)的兩倍波長(zhǎng)(2λ)。
第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421，在引導(dǎo)它們到圖像分離器431之前，有選擇地增加從圖像合成儀411入射的圖像P11和P21的強(qiáng)度。第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421顯著地增加掩模圖像P11和基準(zhǔn)光束P21之一的強(qiáng)度，以致它高于掩模圖像P11的初始強(qiáng)度。第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421可以包括單晶諸如LBO(Li284O7)、β-硼酸鋇(BBO)、KH2PO4(KDP)、KTiPO4(KTP)、KNBO3、周期性極化LiNbO3(PPLN)、砷酸鈦氧銣(RTA)、PPKTP、BIBO(BiB3O6)、PP0鈮酸鉀(PPKN)或PPRTA。
圖像分離器431，其可以是分色(dichroic)濾光器，根據(jù)波長(zhǎng)將來(lái)自第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11′和P21′分開(kāi)，并將具有λ波長(zhǎng)的圖像P11′和具有2λ波長(zhǎng)的圖像P21′(在優(yōu)選實(shí)施例中)分別投影到檢查單元441中的第一和第二檢查工具445和446上。
第一檢查工具445通過(guò)檢查P11′波形中的扭曲存在，分析具有λ波長(zhǎng)的圖像P11′的強(qiáng)度。如果在該波形中存在扭曲，那么第一檢查工具445決定掩模405上的半導(dǎo)體圖形有缺陷。相反，當(dāng)在該波形中不存在扭曲時(shí)，第一檢查工具445決定半導(dǎo)體圖形沒(méi)有缺陷。
第二檢查工具446通過(guò)檢查P21′波形中的扭曲存在，分析具有2λ波長(zhǎng)的圖像P21′的強(qiáng)度。如果在該波形中存在扭曲，那么第二檢查工具446決定掩模405上的半導(dǎo)體圖形被損壞。相反，當(dāng)在該波形中不存在扭曲時(shí)，第二檢查工具446決定半導(dǎo)體圖形沒(méi)有缺陷。
第一和第二檢查工具445和446每個(gè)可以包括接收入射圖像的電荷耦合器件(CCD)照相機(jī)或延時(shí)和集成(TDI)傳感器、顯示圖像的監(jiān)視器和分析該圖像的控制器。
第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421可以?xún)H僅增加入射掩模圖像P11和基準(zhǔn)光束P21之一的強(qiáng)度。因此，通過(guò)有選擇地檢查具有比初始掩模圖像P11更高強(qiáng)度的圖像，第一和第二檢查工具445和446可以精確地決定掩模405上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷的存在。亦即，當(dāng)具有λ波長(zhǎng)的圖像P11′的強(qiáng)度具有高于掩模圖像P11的強(qiáng)度時(shí)，第一檢查工具445探測(cè)到掩模405上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷，以及當(dāng)具有2λ波長(zhǎng)的圖像P21′的強(qiáng)度高于掩模圖像P11的強(qiáng)度時(shí)，第二檢查工具446探測(cè)到半導(dǎo)體圖形中的缺陷。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的掩模檢查設(shè)備401通過(guò)增加作為穿過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的合成圖像P11和P21的掩模圖像P11和基準(zhǔn)光束P21的強(qiáng)度，可以精確地探測(cè)掩模405上的精細(xì)半導(dǎo)體圖形中的缺陷。
掩模檢查設(shè)備401還允許多個(gè)檢查工具445和446的一個(gè)檢查具有比初始掩模圖像P11更高強(qiáng)度的圖像P11′或P21′，因此能夠精確的決定半導(dǎo)體圖形中存在缺陷。
圖5A是波形圖的例子，圖示了掩模P11的強(qiáng)度(圖4的405)。離開(kāi)掩模405的掩模圖像P11的強(qiáng)度可以由周期波形表示。
圖5B是波形圖的例子，圖示了從外部入射在圖像合成儀(圖4的411)的基準(zhǔn)光束P21的強(qiáng)度?；鶞?zhǔn)光束P21的強(qiáng)度具有直流(DC)電平。亦即，基準(zhǔn)光束P21的強(qiáng)度沒(méi)有特定的波形特點(diǎn)，由于它不穿過(guò)掩模。
圖5C圖示了圖5A所示的掩模圖像P11和圖5B所示的基準(zhǔn)光束P21。來(lái)自圖像合成儀411的結(jié)合掩模圖像P11和基準(zhǔn)光束P21被投影到第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)上(圖4的421)。
圖6A是波形圖的例子，圖示了來(lái)自第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11′和P21′的強(qiáng)度。圖像P11′和P21′之一的強(qiáng)度高于掩模405的圖5A中的原始圖像P11的強(qiáng)度。例如，具有λ波長(zhǎng)的圖像P11′具有顯著地高于掩模圖像P11的強(qiáng)度，而具有2λ波長(zhǎng)的圖像P21′具有低于掩模圖像P11的強(qiáng)度，但是圖像P21′通過(guò)穿過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421獲得掩模圖像P11的波形結(jié)構(gòu)。
圖6B是波形圖的另一例子，圖示了來(lái)自第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11′和P21′的強(qiáng)度。再次，圖像P11′和P21′之一的強(qiáng)度高于掩模405的圖5A中的原始圖像P11的強(qiáng)度。這時(shí)候，與圖6A的最后例子相反，具有波長(zhǎng)λ的圖像P11′具有低于初始掩模圖像P11的強(qiáng)度，而具有2λ波長(zhǎng)的圖像P21′具有顯著地高于初始掩模圖像P11的強(qiáng)度。
圖7A是波形圖的例子，圖示了當(dāng)掩模405上的半導(dǎo)體圖形具有缺陷時(shí)掩模405的圖像P11的強(qiáng)度。如圖7A所示，當(dāng)半導(dǎo)體圖形有缺陷時(shí)，表示掩模圖像P11的強(qiáng)度的部分波形711被扭曲。
圖7B是波形圖，圖示了圖7A所示的圖像P11穿過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421之后獲得的圖像P11′的強(qiáng)度。如圖7B所示，當(dāng)掩模405上的半導(dǎo)體圖形具有缺陷時(shí)，離開(kāi)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11′和P21′之一的扭曲部分721被顯著地放大。因此，通過(guò)檢查具有來(lái)自第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11′和P21′的放大扭曲部分721的圖像P11′，通過(guò)使它們對(duì)圖像P11′或P21′的影響更容易被看到，可以精確地探測(cè)半導(dǎo)體圖形中的任意缺陷。
圖8是進(jìn)入第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的掩模圖像P11和離開(kāi)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11′和P21′的模擬結(jié)果的曲線(xiàn)圖。圖8示出了圖像P11′和P21′的一個(gè)(P11′)具有高于掩模圖像P11的強(qiáng)度20％的強(qiáng)度。
圖像P11，P11′和P21′的對(duì)比度由公式(I)定義C=Imax-IminImax+Imin...(1)]]>其中，Imax和Imin分別表示圖像P11，P11′和P21′的最大和最小強(qiáng)度。
通過(guò)檢查公式(1)，可以看到也許通過(guò)電子地放大其信號(hào)，僅僅放大圖像P11，將不影響對(duì)比度C。這是因?yàn)榉糯笠驍?shù)將在該公式中抵消。但是通過(guò)使圖像P11通過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421，Imax比Imin增加更大的數(shù)量。圖8的模擬例子示出這些情況，如下。
對(duì)于掩模圖像P11，最大和最小強(qiáng)度Imax和Imin分別是1.0和0.35。因此，掩模圖像P11的對(duì)比度約為0.48。
來(lái)自第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11的最大和最小強(qiáng)度Imax和Imin分別是1.0和0.18。因此，掩模圖像P11′的對(duì)比度是0.69。
如上所述，來(lái)自第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11′具有比進(jìn)入第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的掩模圖像P11高20％以上的對(duì)比度。這增加的對(duì)比度有助于探測(cè)由掩模缺陷引起的掩模圖像中的波形異常。
圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例制造IC器件中使用的具有半導(dǎo)體圖形的掩模905的布置和用于檢查該半導(dǎo)體圖形的常規(guī)掩模檢查設(shè)備901的視圖。在該實(shí)施例中，通過(guò)反射來(lái)自掩模905的入射光產(chǎn)生掩模圖像P11，而通過(guò)使該入射光穿過(guò)掩模405產(chǎn)生圖4的實(shí)施例的掩模圖像P11。
掩模檢查設(shè)備901包括圖像合成儀911、第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)921、圖像分離器931以及包括第一和第二檢查工具945和946的檢查單元941。
掩模905、第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)921、圖像分離器931以及檢查單元941具有與圖4的對(duì)應(yīng)部件基本上相同的結(jié)構(gòu)和功能，因此將不給出其詳細(xì)的說(shuō)明。
通過(guò)照射光PP到掩模905上，產(chǎn)生掩模圖像P11。圖像合成儀911接收來(lái)自掩模905的掩模圖像P11和來(lái)自外部的基準(zhǔn)光束P21。然后圖像合成儀911將入射掩模圖像P11和基準(zhǔn)光束P21結(jié)合，并將它們投影到第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)921上。圖像合成儀911可以包括一個(gè)或多個(gè)鏡子913和914和透射一種波長(zhǎng)的光和反射另一波長(zhǎng)的光的分色濾光器915。鏡子913和914反射來(lái)自掩模905的掩模圖像P11到分色濾光器915上。分色濾光器915透射入射的掩模圖像P11和反射從外部入射的基準(zhǔn)光束P21到第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)921。
根據(jù)本實(shí)施例的掩模檢查設(shè)備901通過(guò)增加作為穿過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的合成圖像P11和P21的掩模圖像P11和基準(zhǔn)光束P21的強(qiáng)度和對(duì)比度，可以精確地探測(cè)掩模905上的精細(xì)半導(dǎo)體圖形中的缺陷。
掩模檢查設(shè)備901還允許多個(gè)檢查工具945和946之一檢查那些圖像，該多個(gè)檢查工具945和946之一接收具有高于掩模圖像P11的強(qiáng)度的圖像P11′或P21′。這能夠精確的探測(cè)半導(dǎo)體圖形中的缺陷。
圖10是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施例的用于檢查掩模的方法的流程圖。該掩模檢查方法包括六個(gè)步驟S1011至S1061。
在步驟S1011中，光被照射到掩模(例如，圖4的405)上。
在步驟S1021中，掩模405的掩模圖像P11與具有掩模圖像P11的兩倍波長(zhǎng)的基準(zhǔn)光束P21結(jié)合。亦即，在該實(shí)施例中，掩模圖像P11具有λ的波長(zhǎng)，而基準(zhǔn)光束P21具有2λ的波長(zhǎng)。
在步驟S1031中，當(dāng)合成圖像P11和P21穿過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)(例如，圖4的421)時(shí)，合成圖像P11和P21之一的強(qiáng)度增加。原始圖像P11的對(duì)比度也被增加。
在步驟S1041中，根據(jù)波長(zhǎng)，離開(kāi)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的合成圖像P11′和P21′分成具有λ波長(zhǎng)的圖像P11′和具有2λ波長(zhǎng)的圖像P21′。
在步驟S1051中，具有比初始掩模圖像P11更高強(qiáng)度的分開(kāi)圖像P11′和P21′之一被選擇。
在步驟S1061中，通過(guò)檢查所選圖像，決定在掩模405上的半導(dǎo)體圖形中是否存在任何缺陷。
如上所述，當(dāng)合成圖像P11和P21穿過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421時(shí)，該掩模檢查方法和設(shè)備通過(guò)增加掩模圖像P11和基準(zhǔn)光束P21的強(qiáng)度和對(duì)比度，可以增加掩模上的半導(dǎo)體圖形的缺陷的表觀(guān)尺寸，因此允許精確探測(cè)半導(dǎo)體圖形中的缺陷。
該掩模檢查方法和設(shè)備通過(guò)有選擇地檢查離開(kāi)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11′和P21′之一，也能夠精確探測(cè)半導(dǎo)體圖形中的缺陷，該離開(kāi)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421的圖像P11′和P21′之一具有顯著地高于從掩模405反射的初始掩模圖像P11的強(qiáng)度。
掩模檢查設(shè)備401或901通過(guò)將大量圖像P11′和P21′從第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)421或921傳輸?shù)蕉鄠€(gè)檢查工具445和446或945和946，和允許接收多個(gè)傳輸圖像P11′和P21′之一的多個(gè)檢查工具445和446或945和946之一檢查該顯著地放大的圖像，也能夠精確的探測(cè)半導(dǎo)體圖形中的缺陷，該多個(gè)傳輸圖像P11′和P21′之一具有顯著地高于掩模圖像P11的強(qiáng)度。
盡管已經(jīng)參考其示例性實(shí)施例具體展示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離附加權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍條件下，可以在形式上和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于探測(cè)在制造IC(集成電路)器件中使用的掩模上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷的掩模檢查設(shè)備，該設(shè)備包括圖像合成儀，該圖像合成儀用于接收在該掩模上入射的光束所產(chǎn)生的掩模圖像和用于接收基準(zhǔn)光束、將該掩模圖像與該基準(zhǔn)光束結(jié)合以形成合成圖像、以及沿相同的路徑引導(dǎo)該合成圖像，其中該掩模圖像包括對(duì)掩模上的半導(dǎo)體圖形敏感的波形；用于接收來(lái)自該圖像合成儀的合成圖像以及用于增加掩模圖像和基準(zhǔn)光束之一的強(qiáng)度的第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)，該合成圖像包括掩模圖像和基準(zhǔn)光束；以及檢查單元，用于通過(guò)檢查對(duì)合成圖像敏感、退出第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像，確定在半導(dǎo)體圖形中是否存在缺陷。
2.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中在該掩模上入射的光束通過(guò)掩模傳輸?shù)綀D像合成儀。
3.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中在該掩模上入射的光束從該掩模反射到圖像合成儀。
4.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該基準(zhǔn)光束具有掩模圖像的兩倍波長(zhǎng)。
5.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該基準(zhǔn)光束的強(qiáng)度具有DC(直流)電平。
6.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該圖像合成儀是反射基準(zhǔn)光束時(shí)用于傳輸掩模圖像的分色濾光器。
7.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)包括選自由LBO(Li2B4O7)、BBO(β-硼酸鋇)、KH2PO4(KDP)、KTiPO4(KTP)、KNBO3和PPLN(周期性極化LiNbO3)構(gòu)成的組的一種。
8.如權(quán)利要求1的設(shè)備，還包括用于根據(jù)波長(zhǎng)，將退出第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像分開(kāi)和用于在該檢查單元上投影該分開(kāi)圖像的圖像分離器。
9.如權(quán)利要求8的設(shè)備，其中該圖像分離器包括分色濾光器。
10.如權(quán)利要求8的設(shè)備，其中該檢查單元包括多個(gè)檢查工具，每個(gè)檢查工具用于從圖像分離器接收多個(gè)圖像之一，還用于通過(guò)檢查分別接收的圖像，確定在該掩模上的半導(dǎo)體圖形中是否存在缺陷。
11.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該光束是激光。
12.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)增加掩模圖像的對(duì)比度。
13.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該退出第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像包括第一圖像和第二圖像，該第一圖像具有與掩模圖像相同的波長(zhǎng)和與掩模圖像相同但是加強(qiáng)的波形，該第二圖像具有與掩模圖像相同的波形但是掩模圖像兩倍的波長(zhǎng)。
14.如權(quán)利要求1的設(shè)備，其中從第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)退出的圖像包括第一圖像和第二圖像，該第一圖像具有與掩模圖像相同但是加強(qiáng)的波形和掩模圖像的兩倍波長(zhǎng)，該第二圖像具有與掩模圖像相同的波長(zhǎng)和波形。
15.一種用于探測(cè)在制造IC(集成電路)器件中使用的掩模上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷的掩模檢查方法，該方法包括照射光到掩模上；將離開(kāi)掩模的掩模圖像與基準(zhǔn)光束結(jié)合；當(dāng)該合成圖像穿過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)時(shí)增加該合成圖像的強(qiáng)度；根據(jù)波長(zhǎng)將退出第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像分開(kāi)；以及檢查該分開(kāi)圖像。
16.如權(quán)利要求15的方法，其中檢查該分開(kāi)圖像包括選擇與該掩模圖像相比被加強(qiáng)的一個(gè)分開(kāi)圖像；以及檢查所選的圖像，以確定在掩模上的半導(dǎo)體圖形中是否存在缺陷。
17.如權(quán)利要求15的方法，還包括通過(guò)使該掩模圖像穿過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)，增加該掩模圖像的對(duì)比度。
18.如權(quán)利要求15的方法，還包括使照射光穿過(guò)掩?；驈难谀７瓷?，以產(chǎn)生掩模圖像，該掩模圖像包括對(duì)該掩模上的半導(dǎo)體圖形敏感的波形。
19.如權(quán)利要求18的方法，還包括使用第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)修改該合成圖像，以便退出的圖像包括第一圖像和第二圖像，該第一圖像具有與掩模圖像相同的波長(zhǎng)以及與掩模圖像相同但是被加強(qiáng)的波形，該第二圖像具有與掩模圖像相同的波形但是掩模圖像兩倍的波長(zhǎng)。
20.如權(quán)利要求18的方法，還包括使用第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)修改合成圖像，以便退出的圖像包括第一圖像和第二圖像，該第一圖像具有與掩模圖像相同但是被加強(qiáng)的波形和掩模圖像的兩倍波長(zhǎng)，該第二圖像具有與掩模圖像相同的波長(zhǎng)和波形。
21.如權(quán)利要求15的方法，還包括產(chǎn)生基準(zhǔn)光束，該基準(zhǔn)光束具有掩模圖像的兩倍波長(zhǎng)。
22.一種用于探測(cè)在制造IC(集成電路)器件中使用的掩模上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷的掩模檢查設(shè)備，該設(shè)備包括用于接收掩模圖像和基準(zhǔn)光束的第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)，該基準(zhǔn)光束具有掩模圖像的兩倍波長(zhǎng)，其中該掩模圖像對(duì)半導(dǎo)體圖形敏感；以及檢查單元，用于通過(guò)檢查退出第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)的圖像，確定掩模上的半導(dǎo)體圖形中是否存在缺陷。
全文摘要
在實(shí)施例中，一種用于探測(cè)掩模上的半導(dǎo)體圖形中的缺陷的掩模檢查設(shè)備，包括用于將穿過(guò)掩?；驈难谀７瓷涞墓馀c基準(zhǔn)光束結(jié)合的光學(xué)器件。兩個(gè)光束被穿過(guò)第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)。掩模缺陷影響傳輸光/反射光，以及可以通過(guò)分析透射光強(qiáng)度來(lái)探測(cè)。第二級(jí)非線(xiàn)性光學(xué)系統(tǒng)放大該結(jié)合光束的所選成分，因此提高探測(cè)。
文檔編號(hào)G01B11/24GK101071262SQ200710100999
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者金度映, 鄭東訓(xùn) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社