監(jiān)測光掩模缺陷率的改變的制作方法
【專利說明】監(jiān)測光掩模缺陷率的改變
[0001 ] 相關(guān)申請案的交叉參考
[0002]本申請案根據(jù)35U.S.C.§119規(guī)定主張2013年7月29日由貫春(Chun Guan)等人申請的標(biāo)題為“用于監(jiān)測光掩模缺陷的變化的方法(Methods for Monitoring Changes inPhotomask Defectivity)”的第61/859,670號先前美國臨時申請案的優(yōu)先權(quán)，所述申請案的全文出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明大體上涉及光罩檢驗的領(lǐng)域。更特定來說，本發(fā)明涉及用于在IC(集成電路)制造背景中重新檢定單裸片光罩的合格性的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004]—般來說，半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)涉及用于使用在襯底上分層和圖案化的半導(dǎo)體材料(例如硅)制造集成電路的高度復(fù)雜技術(shù)。歸因于大規(guī)模的電路集成和半導(dǎo)體裝置的尺寸減小，所制造的裝置已變得對缺陷越來越敏感。即，引起裝置中的故障的缺陷正變得越來越小。在運輸?shù)阶罱K用戶或客戶之前所述裝置是無故障的。
[0005]集成電路通常由多個光罩制造。光罩的產(chǎn)生和此類光罩的隨后光學(xué)檢驗在半導(dǎo)體生產(chǎn)中已變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)步驟。最初，電路設(shè)計者提供電路圖案數(shù)據(jù)(所述數(shù)據(jù)描述特定集成電路(IC)設(shè)計)到光罩生產(chǎn)系統(tǒng)或光罩寫入器。所述電路圖案數(shù)據(jù)通常呈經(jīng)制造的IC裝置的物理層的代表性布局的形式。所述代表性布局包含針對IC裝置(例如，柵極氧化物、多晶硅、金屬化等等)的每一物理層的代表性層，其中每一代表性層由定義特定IC裝置的層圖案化的多個多邊形組成。
[0006]光罩寫入器使用電路圖案數(shù)據(jù)來寫入(例如，通常，電子束寫入器或激光掃描儀用于暴露光罩圖案)稍后將用于制造特定IC設(shè)計的多個光罩。接著，光罩檢驗系統(tǒng)可針對在光罩的生產(chǎn)期間可能已出現(xiàn)的缺陷檢驗光罩。
[0007]光罩或光掩模為含有至少透明和不透明區(qū)域，且有時含有半透明和相移區(qū)域的光學(xué)元件，所述區(qū)域一起定義電子裝置(例如集成電路)中的共面特征的圖案。在光刻期間使用光罩來界定半導(dǎo)體晶片中用于蝕刻、離子植入或其它制造工藝的指定區(qū)域。
[0008]在制造每一光罩或光罩群組后，每一新的光罩通常無缺陷或劣化。然而，光罩可能在使用后變得有缺陷。因此，尤其對于單裸片光罩，需要不斷改進(jìn)光罩檢驗技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]下文呈現(xiàn)本發(fā)明的簡化概述以便提供對本發(fā)明的某些實施例的基本了解。此概述并非本發(fā)明的詳盡綜述且其并未識別本發(fā)明的關(guān)鍵/重要元件或描繪本發(fā)明的范圍。其唯一目的是以簡化形式呈現(xiàn)本文中所揭示的一些概念作為稍后呈現(xiàn)的更詳細(xì)描述的序言。
[0010]在一個實施例中，揭示一種檢驗光刻光罩的方法。光罩檢驗工具用于執(zhí)行已識別為在規(guī)格內(nèi)的光罩的第一單裸片檢驗以便產(chǎn)生對應(yīng)于所述光罩的多個異?；€特征的多個基線事件，且每一基線事件指示對應(yīng)異常基線特征的位置和尺寸值。或者，基于從所述光罩的設(shè)計數(shù)據(jù)庫模擬的所述光罩的圖像產(chǎn)生基線事件。周期性地，在使用光罩的每一如此多曝光后，通過執(zhí)行隨后檢驗重新檢定所述光罩的合格性。每一隨后檢驗產(chǎn)生對應(yīng)于所述光罩上的多個當(dāng)前異常特征的多個當(dāng)前事件，且每一當(dāng)前事件指示對應(yīng)的當(dāng)前異常特征的位置和尺寸值。
[0011]在所述隨后檢驗期間，匹配指定位置和尺寸公差內(nèi)的基線事件的任何當(dāng)前異常事件視為不受關(guān)注或虛假缺陷且被摒棄。僅保持所述當(dāng)前異常事件(對于所述當(dāng)前異常事件無基線事件匹配)以用于進(jìn)一步處理。幸免于全部處理步驟的所述事件視為可重檢缺陷。可重檢缺陷用充分信息來報告以允許其經(jīng)適當(dāng)處置。通過在早期摒棄虛假和不受關(guān)注的事件:使得用戶免于重檢其;節(jié)省一些處理時間和費用;和最小化所述檢驗報告的數(shù)據(jù)量。
[0012]在某些實施例中，通過首先找到對于異常事件的子集和其對應(yīng)測試圖像的參考圖像而找到所述當(dāng)前異常事件與基線當(dāng)前事件之間的匹配?；诿恳粎⒖紙D像與測試圖像之間的比較找到候選缺陷。針對具有參考圖像的每一異常事件找到一或多個當(dāng)前候選缺陷，且可確定一或多個當(dāng)前候選缺陷中的每一者的位置和尺寸是否可與基線候選缺陷的基線位置和尺寸匹配。
[0013]在任一實施例(檢驗驅(qū)動的基線或數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的基線)中，可擴(kuò)大基線產(chǎn)生以同時對于圖案的所有部分(對于所述圖案的所述所有部分在運行時間無法找到或合成合適參考)保存圖案數(shù)據(jù)。這樣，隨后檢驗可使用保存于所述基線中的所述圖案數(shù)據(jù)來擴(kuò)大被找到和合成的參考使得全部圖案都可具有參考。在全部隨后單裸片檢驗期間，此基線可使用比較技術(shù)允許100%覆蓋。
[0014]在特定實施例中，產(chǎn)生多個候選光罩缺陷和其圖像的檢驗報告，使得所述候選缺陷包含當(dāng)前事件的第一子集和其對應(yīng)多個候選缺陷圖像，且排除所述當(dāng)前事件的第二子集和其對應(yīng)多個經(jīng)排除圖像。包含于所述檢驗報告中的事件的第一子集中的每一者具有無法以預(yù)定義量匹配任何基線事件的位置和尺寸值的位置和尺寸值，且從所述檢驗報告排除的事件的第二子集中的每一者具有以所述預(yù)定義量匹配任何基線事件的位置和尺寸值的位置和尺寸值。
[0015]在一個方面，至少一些基線事件對應(yīng)于多個光罩特征，在對此類光罩特征實施光學(xué)鄰近校正(OPC)過程以添加OPC裝飾使得此類光罩特征不再相同之前所述多個光罩特征經(jīng)設(shè)計為相同的。在另一個方面，至少一些基線事件對應(yīng)于并非為用于此光罩的原始設(shè)計的部分且經(jīng)確定為并不限制使用此光罩的晶片良率的光罩特征。在又一方面，至少一些基線事件對應(yīng)于在使用所述光罩的光刻工藝期間經(jīng)確定為并未印刷到晶片上的光罩特征。在另一方面，至少一些基線事件對應(yīng)于用于校正所述光罩上的缺陷的修復(fù)特征。
[0016]在一個實例中，第一和第二單裸片檢驗基于此類特征的背景確定所述光罩的哪些特征是非典型的。在進(jìn)一步方面，所述第一和第二單裸片檢驗包含模板匹配。在一個實施方案中，方法包含摒棄對于基線事件的多個基線圖像和摒棄候選事件的第二子集的對應(yīng)圖像。在另一個實例中，每一基線事件進(jìn)一步指示通道，且從檢驗報告排除的事件的第二子集中的每一者具有以預(yù)定義量匹配任何基線事件的通道和位置和尺寸值的通道和位置和尺寸值。
[0017]在替代實施例中，產(chǎn)生候選缺陷和其圖像的檢驗報告包括:對于具有無法以預(yù)定義量匹配任何基線事件的位置和尺寸值的位置和尺寸值的每一當(dāng)前事件，通過執(zhí)行具有比第二單裸片檢驗較不嚴(yán)格的閥值或算法的第三單裸片檢驗來確定此當(dāng)前事件是否為候選缺陷。在另一方面，所述候選缺陷圖像和所述經(jīng)排除的圖像包含經(jīng)反射圖像、經(jīng)透射圖像或組合的經(jīng)反射和透射圖像的一或多個組合。在一個實例中，所述候選缺陷進(jìn)一步包含當(dāng)前事件的第三子集，所述當(dāng)前事件中的每一者具有以預(yù)定義量匹配任何基線事件的位置和尺寸值且經(jīng)識別為修復(fù)位置的位置和尺寸值。
[0018]在某些實施例中，本發(fā)明涉及一種用于檢驗光刻光罩的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包含經(jīng)配置以執(zhí)行上文所描述的操作的至少一些操作的至少一個存儲器和至少一個處理器。在其它實施例中，本發(fā)明涉及計算機(jī)可讀媒體，其上存儲以用于執(zhí)行上文所描述操作的至少一些操作的指令。
[0019]下文參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的這些和其它方面。
【附圖說明】
[0020]圖1A為具有兩個前OPC特征(所述特征具有相同形狀和尺寸)的光罩部分的圖解俯視圖。
[0021]圖1B說明添加OPC裝飾的圖1A的兩個相同圖案。
[0022]圖2為說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于產(chǎn)生候選事件的基線的過程的流程圖。
[0023]圖3為說明根據(jù)本發(fā)明的特定實施方案用于產(chǎn)生檢驗報告的檢驗程序的流程圖。
[0024]圖4說明根據(jù)一個實施例的檢驗和缺陷重檢程序的綜述。
[0025]圖5為其中可實施本發(fā)明的技術(shù)的實例檢驗系統(tǒng)的示意圖。
[0026]圖6A為根據(jù)某些實施例的用于將掩模圖案從光掩模轉(zhuǎn)印到晶片上的光刻系統(tǒng)的簡化示意圖。
[0027]圖6B提供根據(jù)某些實施例的光掩模檢驗設(shè)備的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]在以下描述中，闡述許多特定細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的透徹了解?？稍跊]有這些特定細(xì)節(jié)的一些或全部的情況下實踐本發(fā)明。在其它實例中，未詳細(xì)描述眾所周知的工藝操作以避免不必要地模糊本發(fā)明。雖然將結(jié)合特定實施例描述本發(fā)明，但應(yīng)了解，不希望將本發(fā)明限于所述實施例。
[0029]單裸片光罩對于制造重新檢定合格性使用情況提出特定檢驗挑戰(zhàn)?？墒褂脤囊粋€裸片獲取的圖像與從第二裸片獲取的圖像進(jìn)行比較的技術(shù)來檢驗多裸片光罩?；蛘?，可使用將從光罩獲取的圖像與從后OPC(光學(xué)鄰近校正)數(shù)據(jù)庫呈現(xiàn)的圖像進(jìn)行比較的技術(shù)來檢驗單裸片光罩和多裸片光罩兩者。此第二技術(shù)需要對后OPC的數(shù)據(jù)庫的存取且通常視為成本太高和/或太復(fù)雜以致不能實踐用于光罩的制造重新檢定合格性。終究，光罩的圖案保真度已通過掩模商店或來料質(zhì)量控制檢驗確認(rèn)。重新檢定合格性檢驗僅需要找到在光罩使用期間增加的缺陷。然而，在沒有第二裸片或數(shù)據(jù)庫提供的參考的情況下，找到單裸片光罩上的此類缺陷可為有挑戰(zhàn)性的。
[0030]某些非比較技術(shù)可用于找到缺陷(從不