EUV光掩模检查设备的制作方法

euv光掩模检查设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年12月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2021-0184544的利益，针对所有目的，该申请的全部公开以引用方式全文并入本文中。
技术领域
3.本发明构思涉及一种euv光掩模检查设备。


背景技术：

4.随着半导体装置的电路图案的线宽迅速减小，难以用现有技术的曝光设备形成电路图案。为了解决或改进这些问题，已经开发了一种使用极紫外(euv)光刻技术的曝光设备，euv光刻技术使用波长为13.5nm的极紫外射线作为光源。由于在euv光刻中使用的波长为13.5nm的光几乎被所有材料吸收，因此可以使用反射光掩模代替现有的透射光掩模。此外，为了防止或减少杂质和/或异物粘附到光掩模的表面，可以安装具有高euv透射率的表膜。


技术实现要素：

5.各种示例实施例提供了一种配有表膜的euv光掩模检查设备，其可具有改进的检测精度和/或大规模生产。
6.根据一些示例实施例，一种极紫外(euv)光掩模检查设备，包括：多个光学系统，其分别被配置为在包括euv光掩模和euv光掩模上的表膜的掩模结构中形成不同的共焦点。多个光学系统中的第一光学系统包括：第一光源，其被配置为发射具有可见光范围内的波长的第一光；分束器，其被配置为透射或反射第一光；物镜，其被配置为允许第一光穿过掩模结构的至少一部分，以在掩模结构中形成第一焦点；第一光检测器，其被配置为检测由入射的第一光从掩模结构反射的第一反射光；以及针孔板，其在第一光源的前方，并且被配置为去除第一光的一部分。第一光检测器包括：检测模块，其包括光电倍增管(pmt)和雪崩光电二极管(apd)；以及热电冷却模块，其被配置为降低检测模块的热噪声。
7.根据一些示例实施例，一种euv光掩模检查设备包括：光源，其被配置为发射具有可见光范围内的波长的第一光；分束器，其被配置为透射或反射第一光；物镜，其被配置为允许第一光穿过包括euv光掩模和euv光掩模上的表膜的掩模结构的至少一部分，物镜被配置为在掩模结构中形成第一焦点；光检测器，其被配置为检测随着入射的第一光从掩模结构反射而提供的第一反射光；以及针孔板，其在光源和光检测器中的至少一个的前方，并且被配置为去除第一光和第一反射光中的至少一个的一部分。光检测器包括检测模块和被配置为减小检测模块的热噪声的热电冷却模块，并且第一焦点是与针孔板中的焦点和形成在光检测器中的焦点成共轭关系的共焦点。
8.根据一些示例实施例，一种euv光掩模检查设备包括：多个光学系统，其在检查对象上分别形成不同的共焦点。多个光学系统中的第一光学系统包括：光源，其被配置为发射
第一光；分束器，其被配置为透射或反射第一光；物镜，其被配置为允许第一光通过检查对象的至少一部分，以在检查对象上形成第一焦点；光检测器，其被配置为检测随着入射的第一光从检查对象反射而提供的第一反射光，光检测器包括光电倍增管(pmt)和雪崩光电二极管(apd)；聚光透镜，其在光源与分束器之间；以及针孔板，其在聚光透镜之间并且去除第一光的一部分。
附图说明
9.将从下面结合附图的详细描述中更清楚地理解本发明构思的以上和其它方面、特征和优点，在附图中：
10.图1是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的示意图；
11.图2a和图2b是示出通过根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的检查方法的图；
12.图3是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的示意图；
13.图4是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的光检测器的框图；
14.图5是示出根据光的波长的表膜的透射率的曲线图；
15.图6a和图6b是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的特性的图；
16.图7a至图7c是示出通过根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的图像分析方法的图；
17.图8a和图8b是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的示意图；
18.图9a和图9b是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的示意图；以及
19.图10是示出利用根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的euv光掩模检查方法的流程图。
具体实施方式
20.下文中，将参照附图描述一些示例实施例。
21.图1是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的示意图。
22.参照图1，euv光掩模检查设备1000是或包括检查在掩模结构ms(可被称作检查对象)中存在和/或不存在特定缺陷的光学检查设备。euv光掩模检查设备1000可包括：发射具有不同偏振方向的第一光l1和第二光l2的光源110；分束器120，其透射第一光l1和第二光l2、分离平行光、并且/或者改变从掩模结构ms反射的第一反射光lr1和第二反射光lr2的路径；中继光学系统188a和188b，其调整第一光l1和第二光l2的大小；物镜130，其使第一光l1和第二光l2进入掩模结构ms，并且在掩模结构ms中或掩模结构ms内形成焦点；光检测器140，其检测第一反射光lr1和第二反射光lr2；以及针孔板150，其设置在光源110前方，并且去除噪声。
23.euv光掩模检查设备1000还可包括：第一偏振的分束器122，其被配置为透射第一光l1和第二光l2，以根据偏振方向反射光，或者分离平行光；第一旋转镜162，其改变路径，使得第一光l1入射于第一偏振的分束器122上；第一聚光透镜182和第二聚光透镜184，其分别设置在针孔板150前后；二向色滤光器172，其位于第二旋转镜164与分束器120之间；自动调焦模块170，其连接至二向色滤光器172；第二旋转镜164，其改变第一光l1和第二光l2的
路径；以及四分之一波片176，其位于中继光学系统188a和188b与物镜130之间。
24.euv光掩模检查设备1000还可包括：第二偏振的分束器124，其根据偏振方向反射通过分束器120反射的第一反射光lr1和第二反射光lr2，或者分离平行光；低通滤波器174，其设置在分束器120和第二偏振的分束器124之间，以去除或减少噪声；镜166，其将来自第二偏振的分束器124的第二反射光lr2反射至第二光检测器140b；偏振片126a和126b，其调整分别来自第二偏振的分束器124和镜166的第一反射光lr1和第二反射光lr2的偏振方向；以及第三聚光透镜186a和第四聚光透镜186b，其将入射至光检测器140的第一反射光lr1和第二反射光lr2聚焦。
25.euv光掩模检查设备1000还可包括诸如其上装载掩模结构ms的水平台310的台面以及其上安装物镜130的竖直台320。掩模结构ms可包括euv光掩模410、设置在euv光掩模410上的表膜框架420、和表膜430。掩模结构ms可被称作在表膜430安装在euv光掩模410上的状态下针对缺陷的检查目标。
26.euv光掩模检查设备1000还可包括镜对准单元200、数据获取(daq)系统190和图像处理单元195。
27.光源110可包括第一光源110a和第二光源110b。第一光源110a和第二光源110b可分别发射具有不同偏振方向的第一光l1和第二光l2。例如，第一光l1和第二光l2可分别为s波和p波，或者反过来也可以。第一光l1和第二光l2可在掩模结构ms中在同一焦平面上形成不同位置的两个焦点，因此可高速地执行检查。
28.第一光源110a和第二光源110b中的每一个可包括点光源，从点光源发射的第一光l1和第二光l2可例如通过准直透镜转换为平行光。在一些示例实施例中，第一光l1和第二光l2可为激光器生成的平行光，并且第一光源110a和第二光源110b可为或可包括激光器。
29.第一光l1和第二光l2中的每一个可具有单一波长，但是示例实施例不限于此。第一光l1和第二光l2可具有相同波长或不同波长。例如，第一光l1和第二光l2可具有可见光范围内的波长。例如，第一光源110a和第二光源110b可分别发射波长在约400nm至约800nm的范围内的第一光l1和第二光l2。具有可见波长范围的第一光l1和第二光l2相对于表膜430具有高透射率，从而获得相对更清楚的图像。下面将参照图5详细描述这一点。然而，在一些示例实施例中，第一光l1和第二光l2可具有可见范围和红外范围内的波长。在这种情况下，第一光源110a和第二光源110b可分别发射具有在约400nm至约1mm的范围(例如，约400nm至约1000nm的范围)内的可见和/或红外波长的第一光l1和第二光l2。
30.第一光l1可通过第一旋转镜162入射至第一偏振的分束器122。例如，第一旋转镜162可为倾斜镜。第一旋转镜162的角度可被确定为使得从第一偏振的分束器122反射并入射至分束器120的第一光l1的路径不与第二光l2的路径重合。因此，第一光l1和第二光l2可在掩模结构ms中或掩模结构ms内在不同位置形成焦点。
31.通过第一偏振的分束器122反射的第一光l1和已穿过第一偏振的分束器122的第二光l2可穿过第一聚光透镜182、针孔板150和第二聚光透镜184，并且可入射至分束器120。第一光l1和第二光l2通过第一聚光透镜182会聚，并且其噪声被针孔板150阻挡或至少部分地阻挡，然后，第一光l1和第二光l2通过第二聚光透镜184再次分散，并且可入射至分束器120。
32.分束器120可透射从第一光源110a和第二光源110b发射的第一光l1和第二光l2中
的平行光。经过分束器120的第一光l1和第二光l2穿过二向色滤光器172并且可入射于调整角度的第二旋转镜164上。二向色滤光器172和自动调焦模块170可设为至少部分地锐化第一光l1和第二光l2，并且提高聚焦精度。然而，在一些示例实施例中，二向色滤光器172和自动调焦模块170之一或二者可省略。
33.就第二旋转镜164而言，第一光l1和第二光l2的路径可通过旋转镜子来改变。因此，在掩模结构ms中形成的第一光l1和第二光l2的焦点位置可在x-y平面(例如，相对于台面310水平的平面)上移动。第二旋转镜164可连续地旋转，从而获得掩模结构ms的整个区域的图像，因此，可检查掩模结构ms是否有缺陷。然而，第二旋转镜164示出了用于获得掩模结构ms的整个区域的图像的2d扫描装置作为示例，并且2d扫描装置的类型不限于此。在一些示例实施例中，2d扫描设备可为通过改变掩模结构ms的位置能够移动第一光l1和第二光l2的焦点位置的水平台310。虽然图1示出了第二旋转镜164和水平台310二者作为二维扫描装置，但是根据一些示例实施例可省略二者之一。
34.镜对准单元200可包括对准光源210、第一对准聚光透镜292和第二对准聚光透镜294、光栅板250和对准光检测器240。镜对准单元200可为或者可包括用于检查第二旋转镜164的对准状态的单元。然而，在一些示例实施例中，可省略镜对准单元200。从对准光源210发射的光被第二旋转镜164反射，并且可穿过第一对准聚光透镜292、光栅板250和第二对准聚光透镜294，并且可入射于对准光检测器240上。第二旋转镜164的对准状态可通过分析通过对准光检测器240输出的信号来分析和调整。
35.第一光l1和第二光l2可通过第二旋转镜164入射于中继光学系统188a和188b上。中继光学系统188a和188b可包括第一中继透镜188a和第二中继透镜188b，并且第一光l1和第二光l2的大小可通过中继光学系统188a和188b根据掩模结构ms的大小来调整。在图1中，构成或者被包括在中继光学系统188a和188b中的第一中继透镜188a和第二中继透镜188b示为两个，但是本发明构思不限于此。在一些示例实施例中，中继光学系统188a和188b可包括一个或三个或更多个中继透镜。
36.第一光l1和第二光l2可从中继光学系统188a和188b通过四分之一波片176入射至物镜130。四分之一波片176可延迟第一光l1和第二光l2的相位(例如，延迟波长的四分之一)，使得第一光l1和第二光l2清楚地彼此区分。然而，在一些示例实施例中，可省略四分之一波片176。
37.物镜130可设置在中继光学系统188a和188b与掩模结构ms之间。通过物镜130，入射于掩模结构ms的表膜430上并且穿过表膜430的第一光l1和第二光l2可在掩模结构ms中的焦平面上聚焦。物镜130在例如euv光掩模410的上表面、euv光掩模410的下表面、表膜430的上表面或者表膜430的下表面中的至少一个焦平面上聚焦。例如，当焦平面形成在euv光掩模410的上表面上时，在将表膜430附着时生成的在euv光掩模410上或至少部分在其上的异物可更容易检测。例如，当焦平面形成在表膜430的上表面或下表面上时，表膜430自身内的缺陷或异物可更容易检测。焦平面在竖直方向或者z方向上的位置可不同地变化，并且可在执行检查的同时不同地改变和执行。可通过物镜130的特性和光源110的波长来确定焦点。例如，当焦点形成在表膜430的下表面上时，确定了从焦点反射并且返回的反射光的移动路径。另外，第一光l1和第二光l2可在焦平面上形成两个分离的焦点。在这种情况下，光源110前方的针孔板150上的焦点、euv光掩模410中的焦平面上的焦点和光检测器140上的
焦点彼此共轭，由于这种共轭，euv光掩模检查设备1000可对应于共焦光学系统。
38.待检查的掩模结构ms位于水平台310上。水平台310可在水平方向(例如，x方向和/或y方向)上移动，并且可在x-y平面中旋转或不旋转。如上所述，可通过移动水平台310而扫描掩模结构ms的整个区域，来获得二维图像。
39.竖直台320可连接至物镜130，以在竖直方向(例如，z方向)上移动物镜130。因此，可测量掩模结构ms中的一个表面上的三维图像。通过驱动竖直台320来调整物镜130的高度，因此，找到其中通过光检测器140检测到信号强(例如最强)的位置，从而测量掩模结构ms的一个表面上存在的诸如异物等的缺陷的形状。然而，在一些示例实施例中，euv光掩模检查设备1000自身可在竖直方向上移动，而不使用竖直台320。例如，可省略竖直台320。
40.在表膜430安装在euv光掩模410上的状态下，掩模结构ms可被称作检查目标。euv光掩模410可为在euv光刻设备中用于曝光的掩模和/或标线。euv光掩模410可包括硅(si)层，并且还可包括诸如钼(mo)或钌(ru)的金属层以具有多层结构。euv光掩模410可包括在面对表膜430的上表面上的图案层。例如，图案层可包括钽硼氮化物(tabn)和镧(lr)中的至少一种，但是本发明构思不限于此。表膜430可安装在euv光掩模410上，以防止euv光掩模410的污染。表膜430可由相对于具有euv波长的光具有高透射率的材料形成。例如，表膜430可包括硅(si)、钼(mo)、碳纳米管(cnt)、石墨和钌(ru)中的至少一种，但是示例实施例不限于此。
41.从掩模结构ms反射的第一反射光lr1和第二反射光lr2可与反射光入射于掩模结构ms上时的路径相反地前进。第一反射光lr1和第二反射光lr2可穿过四分之一波片176，可在穿过物镜130的同时被调整为平行光，可在穿过中继光学系统188a和188b的同时被调整大小，被第二旋转镜164反射，并且可通过二向色滤光器172入射于分束器120上。分束器120可将第一反射光lr1和第二反射光lr2朝着第二偏振的分束器124反射。
42.第一反射光lr1和第二反射光lr2可首先穿过低通滤波器174，以去除或减小噪声，并且可随后入射至第二偏振的分束器124。然而，在一些示例实施例中，可省略低通滤波器174。通过第二偏振的分束器124反射的第一反射光lr1可通过第一偏振片126a入射于第三聚光透镜186a上。已穿过第二偏振的分束器124的第二反射光lr2可被镜166反射，随后可通过第二偏振片126b入射于第四聚光透镜186b上。在一些示例实施例中，可省略偏振片126a和126b以及镜166中的至少一个。
43.第三聚光透镜186a和第四聚光透镜186b可调整第一反射光lr1和第二反射光lr2，使得第一反射光lr1和第二反射光lr2在光检测器140中形成焦点。光检测器140可包括用于分别检测第一反射光lr1和第二反射光lr2的第一光检测器140a和第二光检测器140b。光检测器140可为或可包括用于光检测的光电二极管。在一些示例实施例中，光检测器140可包括光电倍增管(pmt)和雪崩光电二极管(apd)，并且还可包括热电冷却模块，诸如(但不限于)珀尔帖冷却器。下面将参照图4更详细地描述这一点。
44.数据采集系统190可收集通过光检测器140输出的图像信号。图像处理单元195可通过合成从数据采集系统190接收的信号获取掩模结构ms的图像。图像可为或者可包括掩模结构ms的图像，因此，可分析掩模结构ms中存在和/或不存在至少一个缺陷，和/或缺陷的大小和/或形态。例如，图像处理单元195可为或者可包括包含工作站的计算系统，并且可例如通过有线和/或无线连接连接至光掩模检查设备1000的至少一些其它组件。
45.根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备1000，来自光源110的可见光可透射通过表膜430以执行检查，使得不仅可检查掩模结构ms的表面还可检查掩模结构内的异物，而不用多次执行检查。与利用euv光检查的情况相比，示例实施例在价格方面可有优势，从而可改进大规模生产。可替代地或附加地，通过在利用可见光的同时应用共焦法，可抑制光通过表膜430的散射，以确保检测精度。
46.图2a和图2b是示出通过根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的检查方法的图。
47.参照图2a，在图1所示的euv光掩模检查设备1000中，利用所述多个光源110发射第一光l1和第二光l2，因此，第一光l1和第二光l2的焦点可分别形成在掩模结构ms中。虽然在图2a中焦平面示为表膜430的下表面，但是焦平面的位置不限于此。
48.参照图2b，在euv光掩模检查设备1000中示出了二维扫描路径。可通过调整第一光l1和第二光l2入射于其上的第二旋转镜164的旋转角扫描掩模结构ms的整个区域。在这种情况下，例如，可使用光栅扫描方法。由于第一光l1和第二光l2二者的焦点形成在掩模结构ms中或掩模结构ms内，因此可同时对两行执行检查。详细地说，在通过第一光l1执行包括第一点s1和第二点s2的第一行r1的扫描的同时，可通过第二光l2执行包括第七点s7和第八点s8的第二行r2的扫描。当通过第一光l1对第一行r1的扫描和通过第二光l2对第二行r2的扫描完成时，第一光l1和第二光l2的焦点可移动至下一行。在这种情况下，由于通过第一光l1和第二光l2同时扫描两行，扫描了第一行r1的第一光l1可移动至第三行r3，扫描了第二行r2的第二光l2可移动至第四行r4。
49.可调整图1的第二旋转镜164，以使得第一光l1和第二光l2的焦点在例如x方向上移动，并且当在x方向上的扫描完成时，可调整第二旋转镜164，以在垂直于x方向的方向(例如，y方向)上移动，使得第一光l1和第二光l2的焦点移动至下一列。在这种情况下，用于在x方向上扫描的第一旋转速度可比在y方向上扫描的第二旋转速度更快。水平扫描速度和竖直扫描速度可分别通过第一旋转速度和第二旋转速度确定。
50.图3是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的示意图。
51.参照图3，euv光掩模检查设备2000可包括：诸如两个或更多个光学系统的多个光学系统，诸如光学系统1000-1、1000-2、1000-3和1000-4；以及图像处理单元195。所述多个光学系统1000-1、1000-2、1000-3和1000-4中的每一个可包括除上面参照图1描述的euv光掩模检查设备1000中的水平台310和图像处理单元195之外的组件。然而，所述多个光学系统1000-1、1000-2、1000-3和1000-4中的每一个可基于图8a至图9b以及图1的一些示例实施例中的任一个，并且所述多个光学系统1000-1、1000-2、1000-3和1000-4中的每一个中的光源110的数量和光检测器140的数量可不同地改变。
52.euv光掩模检查设备2000可共享以上参照图1描述的水平台310，并且因此可为或者可包括用于检查水平台310上的一个掩模结构ms的设备。所述多个光学系统1000-1、1000-2、1000-3和1000-4的光源110可发射具有相同波长和/或偏振方向的光或者具有不同波长和偏振方向的光，并且光可穿过对应的物镜130以分别在相同或不同的焦平面上形成共焦点。在一些示例实施例中，所述多个光学系统1000-1、1000-2、1000-3和1000-4示为四个，但是光学系统的数量不限于此，而是可为两个或更多个。
53.在一些示例实施例中，可利用如上所述形成不同的共焦点的多个光学系统同时执
行检查来提高检查速度。在一些示例实施例中，掩模结构ms在z方向上的各种位置的检查可同时执行。
54.图4是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的光检测器的框图。
55.参照图4，光检测器140可包括：反射光lr入射于其上的检测模块142；耦接至检测模块142的热电冷却模块144；向检测模块142供应电力的电源模块146；以及放大来自检测模块142的信号的放大模块148。
56.检测模块142可为或者可包括包含光电倍增管(pmt)和雪崩光电二极管(apd)的混合检测器。光电倍增管(pmt)可以在真空管内包括光电阴极、聚焦电极、电子倍增器(倍增器电极)和用于收集电子的阳极中的一个或多个。当光入射到光电阴极上时，由于光电效应，光电子可发射到真空中。发射的光电子可以通过施加到聚焦电极的电压被感应到倍增器电极，通过来自倍增器电极的二次电子发射倍增，并由阳极形成电流信号。根据光电倍增管(pmt)，由于信号在不穿过外部装置的情况下被直接放大，因此可以提高检测模块142的灵敏度。
57.雪崩光电二极管(apd)可为或可包括光电二极管，该光电二极管能够由于当高反向偏置电压施加到半导体pn结时发生的击穿现象而放大光电流。详细地说，雪崩光电二极管(apd)可包括雪崩区和用作耗尽层的漂移区，入射光可以在漂移区中被吸收以产生电子和空穴。所产生的电子被注入雪崩区，并被雪崩区的电场加速，以产生新的电子-空穴对，并且雪崩区中的载流子数量可通过这种雪崩倍增而迅速倍增。
58.根据各个示例实施例的检测模块142，通过光电倍增管(pmt)放大的信号通过雪崩光电二极管(apd)再次倍增，使得灵敏度可提高。作为测试的结果，确认与检测模块142仅包括光电倍增管(pmt)的比较例相比，根据示例实施例的检测模块142，检测灵敏度增加了约19.4倍。
59.热电冷却模块144可耦接至检测模块142以降低通过检测模块142产生的热噪声。例如，热电冷却模块144可附着在检测模块142的至少一个表面上，并且热电冷却模块144耦接至检测模块142的方法在一些示例实施例中可选择性地变化。热电冷却模块144可包括能够通过珀尔帖效应冷却的至少一对n型和p型半导体层。珀尔帖效应是指当电流施加在不同的固体或半导体上时产生不同于焦耳热的热或吸热的现象。热电冷却模块144可使用空气冷却方法和/或水冷却方法。作为仿真的结果，可表明：通过应用热电冷却模块144，暗电流噪声降低了约7倍，信噪比(snr)可提高约21％。
60.电源模块146可供应检测模块142的操作所需或使用的电力。放大模块148可放大来自检测模块142的信号，并且可将放大的信号发送至数据采集系统190。然而，在一些示例实施例中，可省略放大模块148。
61.图5是示出根据光的波长的表膜的透射率的曲线图。
62.参照图5，针对图1的掩模结构ms的表膜430的一些示例实施例，示出了根据光的波长的透射率。表膜1是或包括由22nm的钼硅(mosi)形成的表膜，表膜2是由55nm硅膜形成的表膜，表膜3是由75nm硅膜形成的表膜，并且表膜4是由15nm石墨烯形成的表膜。如图5中所示，可看出，表膜1-4针对200nm或更小的波长具有低透射率，因此，可能难以用检查设施(例如，利用使用193nm的光的arf激光器)执行透射检查。表膜1-4可针对约400nm至约1000nm的范围内的可见光和红外波长透射。由于表膜对于在约400nm至约800nm的范围内的可见光具
有透射率，并且取决于表膜，透射率为约20％至约90％，因此，如以上参照图1所述，还可利用可见光穿过表膜430检查掩模结构ms。
63.图6a和图6b是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的特性的图。
64.参照图6a，将图1所示的euv光掩模检查设备的有效分辨率的仿真结果与比较例的结果进行比较。对于比较例，当不使用如图1中所示的共焦光学系统和如图2所示的混合光检测器时，示出了有效分辨率。如图6a所示，比较例具有约1μm(1微米)的分辨率，而该示例的euv光掩模检查设备具有约50nm的分辨率。因此，获得了分辨率提高约20倍的结果。
65.参照图6b，将如图1中所示的euv光掩模检查设备的示例(b)中获得的图像与比较例(a)中得到的图像进行比较。比较例(a)的情况对应于通过明场法检查的图像。如图6b所示，与比较例(a)不同，在示例(b)的情况下可以获得清晰的检查图像，并且可以容易地检测示例(b)图像左下方的缺陷df。
66.如上所述，根据示例实施例的euv光掩模检查设备，通过应用共焦法，可以显著降低表膜的散射效应，并且可以提高光检测器的灵敏度，从而确保检查灵敏度。
67.图7a至图7c是示出通过根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的图像分析方法的图。
68.图7a至图7c示出了对应于通过由图1的euv光掩模检查设备1000的图像处理单元195执行的图像比较而进行的检查方法的示例实施例的图像。图7a示出了用于缺陷分析的参考图像作为示例，图7b示出了通过分析获得的分析图像作为示例，图7c示出了对应于参考图像与分析图像之间的差异的差异图像作为示例。
69.参考图像可对应于例如在附着表膜430之前的euv光掩模410的图像。分析图像可为通过euv光掩模检查设备1000的检查获得的掩模结构ms的图像。可通过分析参考图像与分析图像之间的差异提取差异图像，因此，例如，可便于诸如由附着表膜430所致的异物的产生之类的缺陷的分析。
70.图8a和图8b是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的示意图。
71.参照图8a，euv光掩模检查设备1000a可与图1的euv光掩模检查设备1000具有针孔板150a的不同布置位置，因此，第一聚光透镜182a和第二聚光透镜184a的布置位置也可不同。
72.详细地说，针孔板150a以及第一聚光透镜182a和第二聚光透镜184a可位于光检测器140与分束器120之间，例如可位于低通滤波器174和第二偏振的分束器124之间。针孔板150a可位于第一聚光透镜182a和第二聚光透镜184a之间。
73.通过分束器120反射的第一反射光lr1和第二反射光lr2可穿过低通滤波器174，以入射于第一聚光透镜182a上。第一反射光lr1和第二反射光lr2通过第一聚光透镜182a会聚，然后穿过针孔板150a以阻挡或降低噪声，而非落于焦平面上，然后通过第二聚光透镜184a分散，以入射于第二偏振的分束器124上。因此，euv光掩模检查设备1000a形成共焦光学系统，从而获取具有改进的锐度或有保证的锐度的图像。在一些示例实施例中，如图1的实施例那样，在针孔板150a设置在光源110前方的状态下，针孔板150a还可设置在分束器120前方。
74.参照图8b，euv光掩模检查设备1000b可与图1的euv光掩模检查设备1000相比具有不同排列的针孔板150b。
75.详细地说，针孔板150b可位于光检测器140与分束器120之间，例如，光检测器140与第三聚光透镜186a和第四聚光透镜186b之间。在一些示例实施例中，可省略图1的第一聚光透镜182a和第二聚光透镜184a。
76.已穿过偏振片126a和126b以及第三聚光透镜186a和第四聚光透镜186b的第一反射光lr1和第二反射光lr2可穿过针孔板150b以阻挡噪声，而非落于焦平面上，然后可入射于光检测器140上。结果，euv光掩模检查设备1000b可获得在其中通过形成共焦光学系统而确保锐度的图像。在一些示例实施例中，针孔板150b可如图1的实施例中那样位于光源110前方，并且还可如本实施例中那样设置在分束器120前方。
77.图9a和图9b是示出根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的示意图。
78.参照图9a，euv光掩模检查设备1000c可与图1的euv光掩模检查设备1000具有不同数量的光源110和光检测器140，因此，可省略诸如第一旋转镜162、第一偏振的分束器122和第二偏振的分束器124的一些组件。在一些示例实施例中，可设置一个光源110和一个光检测器140。从光源110发射的光l从掩模结构ms反射，并且反射光lr穿过偏振片126和第三聚光透镜186，以入射于光检测器140上。在一些示例实施例中，在euv光掩模检查设备1000c中，还可省略镜子166和二向色滤光器172中的至少一个。
79.参照图9b，euv光掩模检查设备1000d可与图1的euv光掩模检查设备1000具有不同数量的光源110和光检测器140。在一些示例实施例中，可分别设置四个光源110和四个光检测器140。
80.光源110可包括第一光源至第四光源110a、110b、110c和110d，并且在第一光源至第四光源110a、110b、110c和110d中，偏振方向或波长中的至少一个可不同。因此，在euv光掩模检查设备1000d中，不同位置的四个焦点可形成在掩模结构ms中或掩模结构ms内，因此，可以相对更高的速度执行检查。
81.例如，第一光源110a可发射具有第一偏振方向和第一波长的第一光l1，第二光源110b可发射具有第一偏振方向和不同于第一波长的第二波长的第二光l2，第三光源110c可发射具有第二偏振方向和第三波长的第三光l3，第四光源110d可发射具有第二偏振方向和不同于第三波长的第四波长的第四光l4。
82.从掩模结构ms反射的第一反射光至第四反射光lr1、lr2、lr3和lr4四者可经过物镜130、中继光学系统188a和188b、第二旋转镜164、分束器120等入射于第二偏振的分束器124上。第二偏振的分束器124可将第一反射光至第四反射光lr1、lr2、lr3和lr4中的具有第一偏振方向的第一反射光lr1和第二反射光lr2与具有第二偏振方向的第三反射光lr3和第四反射光lr4分别分离。
83.euv光掩模检查设备1000d还可包括第一镜166a和第二镜166b以及第一二向色镜178a和第二二向色镜178b。因此，第一二向色镜178a可将第一波长的第一反射光lr1和第二波长的第二反射光lr2分开，第二二向色镜178b可将第三波长的第三反射光lr3和第四波长的第四反射光lr4分开。第一反射光至第四反射光lr1、lr2、lr3和lr4可穿过偏振片126a、126b、126c和126d和第三聚光透镜至第六聚光透镜186a、186b、186c和186d，并且可分别入射于第一光检测器至第四光检测器140a、140b、140c和140d上。第二反射光lr2和第四反射光lr4还可穿过第一镜166a和第二镜166b并且可分别入射于第二光检测器140b和第四光检测器140d上。
84.如图9a和图9b中，在euv光掩模检查设备中，光源和光检测器的数量可不同地改变。
85.图10是示出利用根据一些示例实施例的euv光掩模检查设备的euv光掩模检查方法的流程图。
86.参照图10，euv光掩模检查方法可包括：制备在光源前方具有针孔板的euv光掩模检查设备(s110)；在水平台上装载包括euv光掩模和euv光掩模上的表膜的euv光掩模结构(s120)；从光源发射作为可见光的第一光(s130)；用光检测器检测从euv光掩模结构反射的反射光(s140)；处理来自光检测器的信号，以获得图像(s150)；以及通过分析图像检测euv光掩模结构中的缺陷(s160)。可替代地或附加地，可基于检查的光掩模制造半导体装置(s170)。下文中，将参照图1描述各操作。
87.制备在光源110前方具有针孔板150的euv光掩模检查设备1000的操作s110可为制备图1、图2和图8a至图9b的设备的操作。
88.在水平台310上装载包括euv光掩模410和euv光掩模410上的表膜430的掩模结构ms的操作s120可为将掩模结构ms装载至euv光掩模检查设备1000中的操作。在本实施例的euv光掩模检查方法中，可通过利用作为检查目标的附着了表膜430的euv光掩模410执行检查。
89.从光源110发射作为可见光的第一光l1的操作s130可为朝着掩模结构ms发射至少一个光的操作。发射的第一光l1可穿过表膜430，并且在掩模结构ms中的任意位置上形成焦平面。第一光l1穿过针孔板150，以按照共焦方式形成焦点。在该操作中，如图1、图9a和图9b的一些示例实施例中那样，光源110的数量可不同地改变，因此，发射的光的类型也可改变。例如，在如图3所示包括所述多个光学系统1000-1，1000-2，1000-3和1000-4的设备中，焦平面可在z方向上形成在不同位置。
90.通过光检测器140检测从掩模结构ms反射的反射光lr1的操作s140可为通过光检测器140检测至少一个反射光lr1的操作。光检测器140可为上面参照图4描述的光检测器140。
91.处理来自光检测器140的信号以获得图像的操作s150可由数据采集系统190和图像处理单元195执行。
92.分析图像以检测掩模结构ms的缺陷的操作s160可为从获取的图像中确认掩模结构ms的缺陷的操作。可按照例如上面参照图7a至图7c描述的方式执行利用图像的检查方法，但不限于此。
93.基于检查的光掩模制造半导体装置的可选的或额外的操作s170可为在用于在半导体装置上形成结构和/或图案的光刻图案化处理中利用检查的光掩模的操作。例如，可去除光掩模中的缺陷，并且可在半导体制造中在利用光掩模之前修复光掩模。附加地或可替换地，可重写光掩模。附加地或可替换地，光刻处理可以例如通过使缺陷图案失焦来适应光掩模中的缺陷。附加地或可替换地，如果通过euv光掩模检查设备确定第一光掩模有缺陷，并且通过euv光掩模检查设备确定第二光掩模没有缺陷，则可以使用第二光掩模而不使用第一光掩模来制造半导体装置。
94.如上所述，可利用穿过表膜的光按照共焦方式检查包括euv光掩模和euv光掩模上的表膜的euv光掩模结构，因此，可提供具有改进的检测精度改进和量产率的euv光掩模检
查设备。
95.上述公开的任何元件和/或功能块可包括处理电路或按照处理电路实施，处理电路诸如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，诸如执行软件的处理器；或它们的组合。例如，更具体地，处理电路可以包括(但不限于)中央处理单元(cpu)、算术逻辑单元(alu)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(fpga)、片上系统(soc)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(asic)等。处理电路可以包括电部件，诸如晶体管、电阻器、电容器等中的至少一个。处理电路可包括诸如逻辑门的电组件，逻辑门包括与门、或门、与非门、非门等中的至少一个。组件可以以各种方式彼此通信，诸如(但不限于)使用有线和/或无线协议。
96.当在本说明书中结合数值使用术语“约”或“基本”时，意指相关的数值包括所列数值左右的(例如，
±
10％)的制造或操作容差。而且，当结合几何形状使用词语“一般”和“基本”时，其意指不要求该几何形状的精度，但是该形状的自由度在本公开的范围内。而且，当结合材料组成使用词语“一般”和“基本”时，其意指不要求材料的精确，但是材料的自由度在本公开的范围内。
97.虽然上面示出并描述了一些示例实施例，但是对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离所附权利要求所限定的本发明构思的范围的情况下进行修改和变化。此外，示例实施例不必彼此互斥。例如，一些示例实施例可以包括参考一个或多个附图描述的一个或多个特征，并且还可以包括参考一个或多个其它附图描述的一个或多个其它特征。

技术特征：
1.一种极紫外光掩模检查设备，包括：多个光学系统，所述多个光学系统分别被配置为在包括极紫外光掩模和所述极紫外光掩模上的表膜的掩模结构中形成不同的共焦点，其中，所述多个光学系统中的第一光学系统包括：第一光源，其被配置为发射具有可见光范围内的波长的第一光，分束器，其被配置为透射或反射所述第一光，物镜，其被配置为允许所述第一光穿过所述掩模结构的至少一部分，以在所述掩模结构中形成第一焦点，第一光检测器，其被配置为检测由入射的所述第一光从所述掩模结构反射的第一反射光，以及针孔板，其在所述第一光源的前方，并且被配置为去除所述第一光的一部分，并且所述第一光检测器包括：检测模块，其包括光电倍增管和雪崩光电二极管，以及热电冷却模块，其被配置为降低所述检测模块的热噪声。2.根据权利要求1所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述第一光源被配置为通过所述掩模结构中的所述表膜透射所述第一光。3.根据权利要求1所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述第一光学系统还包括分别位于所述针孔板的前方和所述针孔板的后方的聚光透镜。4.根据权利要求1所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述第一光具有大于或等于400nm且小于或等于800nm的波长。5.根据权利要求1所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述多个光学系统在所述掩模结构中形成不同焦平面。6.根据权利要求1所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述第一光学系统还包括：第二光源，其被配置为发射具有与所述第一光的偏振方向不同的偏振方向的第二光；第二光检测器，其被配置为检测随着入射的所述第二光从所述掩模结构被反射而提供的第二反射光；偏振的分束器，其在所述第一光源和所述第二光源与所述针孔板之间，并且被配置为将平行光分束，或者根据偏振方向反射所述第一光和所述第二光；以及旋转镜，其在所述偏振的分束器与所述第二光源之间，并且被配置为改变所述第二光的路径，使得所述第二光入射于所述偏振的分束器上。7.根据权利要求1所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述第一光学系统还包括：旋转镜，其被配置为改变来自所述分束器的所述第一光的路径，以及中继透镜，其被配置为调整入射的来自所述旋转镜的所述第一光的大小，以将所述第一光透射至所述物镜。8.根据权利要求7所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述第一光学系统还包括所述分束器与所述旋转镜之间的二向色滤光器。9.根据权利要求7所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述第一光学系统还包括，第三光源，其被配置为将第三光发射至所述旋转镜；以及镜对准单元，其包括被配置为检测通过所述旋转镜反射的所述第三光的第三光检测
器，并且确定所述旋转镜的对准状态。10.根据权利要求1所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述极紫外光掩模具有包括半导体层和金属层的多层结构。11.根据权利要求1所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述第一光学系统还包括被配置为收集从所述第一光检测器输出的信号的数据采集系统。12.根据权利要求1所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述多个光学系统中的每一个包括数据采集系统，并且所述极紫外光掩模检查设备还包括被配置为通过合成来自各个所述数据采集系统的信号而获取图像的图像处理单元。13.根据权利要求12所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述图像处理单元被配置为将从所述掩模结构获得的图像与用于所述极紫外光掩模的参考图像进行比较，并且检测所述掩模结构中的缺陷。14.一种极紫外光掩模检查设备，包括：光源，其被配置为发射具有可见光范围内的波长的第一光；分束器，其被配置为透射或反射所述第一光；物镜，其被配置为允许所述第一光穿过掩模结构的至少一部分，所述掩模结构包括极紫外光掩模和所述极紫外光掩模上的表膜，所述物镜被配置为在所述掩模结构中形成第一焦点；光检测器，其被配置为检测第一反射光，所述第一反射光对应于入射的且从所述掩模结构反射的所述第一光；以及针孔板，其在所述光源和所述光检测器中的至少一个的前方，并且被配置为去除所述第一光和所述第一反射光中的至少一个的一部分，其中，所述光检测器包括检测模块和被配置为减小所述检测模块的热噪声的热电冷却模块，并且所述第一焦点是与所述针孔板中的焦点和形成在所述光检测器中的焦点成共轭关系的共焦点。15.根据权利要求14所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述针孔板在所述光源与所述分束器之间。16.根据权利要求14所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述极紫外光掩模检查设备被配置为在所述掩模结构内在竖直方向上不同地调整所述第一焦点的位置。17.根据权利要求14所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述极紫外光掩模检查设备被配置为在所述表膜的下表面上形成所述第一焦点。18.根据权利要求14所述的极紫外光掩模检查设备，其中，所述检测模块包括光电倍增管和雪崩光电二极管。19.一种检查设备，包括：多个光学系统，所述多个光学系统在检查对象上分别形成不同的共焦点，其中，所述多个光学系统中的第一光学系统包括：光源，其被配置为发射第一光，分束器，其被配置为透射或反射所述第一光，
物镜，其被配置为允许所述第一光通过所述检查对象的至少一部分，以在所述检查对象上形成第一焦点，光检测器，其被配置为检测对应于从所述检查对象反射的所述第一光的第一反射光，并且包括光电倍增管和雪崩光电二极管，聚光透镜，其在所述光源与所述分束器之间，以及针孔板，其在所述聚光透镜之间并且去除所述第一光的一部分。20.根据权利要求19所述的所述检查设备，其中，所述第一光具有从可见光至红外光的范围内的波长。

技术总结
一种EUV光掩模检查设备，包括：多个光学系统，其分别在包括EUV光掩模和EUV光掩模上的表膜的掩模结构中形成不同的共焦点。多个光学系统中的第一光学系统包括：第一光源，其发射具有可见光范围内的波长的第一光；分束器，其透射或反射第一光；物镜，其被配置为允许第一光穿过掩模结构的至少一部分，以在掩模结构中形成第一焦点；第一光检测器，其被配置为检测通过入射的第一光从掩模结构反射的第一反射光，以及针孔板，其在第一光源前方。第一光检测器具有包括PMT和APD的检测模块和热电冷却模块。具有包括PMT和APD的检测模块和热电冷却模块。具有包括PMT和APD的检测模块和热电冷却模块。


技术研发人员：崔佳滥 金泰重 罗志勋 崔昌勋
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：2022.12.22
技术公布日：2023/7/19