被校正的光掩模对准误差及校正光掩模的对准误差的方法

专利名称：被校正的光掩模对准误差及校正光掩模的对准误差的方法
技术领域：
本公开涉及已经被校正的光掩模对准(registration)误差，以及校 正光掩模的对准误差的方法，更具体，涉及由在光掩模衬底中局部地 形成应力产生部分而校正的光掩模对准误差，以及校正光掩模的对准 误差的方法。
背景技术：
当制造高集成度的半导体器件时，用于形成基本图形形状的光刻 工序的发展是显著的。原因是由于半导体器件的图形首先从在光刻工 序中所形成的光刻胶图形而形成。此外，光刻工序中的高度显著的因 素是在光刻工序中使用的光掩模上形成的光学图形的精确度，因为通 过将形成在光掩模上的光学图形转移到晶片上，而在晶片上形成用于 制造半导体器件的图形。
可以使用各种因数限定并测量在光掩模上形成的光学图形的精确 度。例如，该因数可包括光学图形的精确度、光学图形之间的距离或 者光学图形的方向。理想地，在整个光掩模的光学图形上，光学图形 之间的距离应当是一致的。然而，典型地通过使用电子束光刻法 (lithography)设备逐个地绘制光学图形而形成光掩模，而不是通过一 次形成全部光学图形。
例如，在透射类型的光掩模中，用于阻挡光的光阻挡层形成在光 掩模衬底上。在光阻挡层上形成光刻胶层。安装在电子束光刻法设备 上的电子枪局部地将电子束照射到光刻胶层，由此构图光刻胶层。使 用构图的光刻胶层作为蚀刻掩模，蚀刻光阻挡层，由此在光掩模上形 成光学图形。
同时，以在光掩模上形成反射层，然后在反射层上形成不反射光的吸收剂图形的方式制造使用远紫外(EUV)光的反射类型光掩模。 以与在制造透射类型光掩模中所使用的相似的方式，通过将反射类型 光掩模衬底系牢到一平台(stage)、在吸收基层上形成光刻胶层、照 射电子束以使得构图光刻胶层、以及使用构图的光刻胶作为蚀刻掩模 蚀刻吸收剂层，执行形成吸收剂的方法，由此形成光学图形。向其上照射电子束的光掩模衬底被放置在可移动平台上。当该平 台前向、后向、右向以及左向移动时，电子束照射到光掩模衬底。因 此，在该平台的移动期间可引入定位误差。这种定位误差可以反过来 导致光学图形没有理想地形成在光掩模衬底上。例如，在该平台的移动期间所出现的定位误差可以局部地扭曲光 掩模衬底上的光学图形形状，可以防止光掩模衬底上的光学图形保持 精确和理想的距离，并且可以使得光学图形定位在错误的方向中。典型地，由对准和正交(orthogonality)表示这种误差。对准是光 学图形之间的距离或间距的一致性的测量。正交是其中形成每个光学 图形的方向的精确性的测量。更具体，术语"对准"表示形成光学图 形的位置在其间是否具有精确的距离。术语"正交"表示其中重复地 形成光学图形的方向中是否具有正确的角度(例如，0°或90°)。在本说明书中，为了说明的简单，将两种类型的误差统一称为"对 准误差"。图1A和1B是对准图(map) 100a和100b，其分别说明其中在传 统光掩模上光学图形115a具有理想的对准的情况，以及其中在传统光 掩模上光学图形Usb具有对准误差的情况。 图1A是具有理想的光学图形115a的传统光掩模的对准图100a。参照图1A，说明了对准图100a，其中在光掩模上形成具有O(零) 的对准误差的光学图形115a。对准图100a具有与用于在光掩模上形成 光学图形115a的计算机数据的对准图相同的形状。然而，可能不形成 具有如图1A所示的具有0对准误差的理想光掩模。图lB是对准图100b，其中光学图形115b具有正(+ )和负(-) 的对准误差。对准图100b是实际光掩模的对准图的例子。图1B是其中在光掩模上没有理想地形成光学图形115b，但是在X 或Y方向上具有正(+ )和负(-)的对准误差的对准图100b。区域a 和c是其中光学图形115b在正(+ )方向上具有对准误差的区域，而 区域b和d是其中光学图形115b在负(-)方向上具有对准误差的区域。每个晶格的侧面是基于光刻法数据形成的光学图形U5b的对准 值。假设一个晶格是光刻法的一个步骤，各个步骤具有非一致的对准 误差。因此，没有一致地形成光学图形115b,而是非一致地形成，如 图l所示。在其中在正(+ )和负(-)方向上出现的对准误差达到超过容差 的程度的情况下，如图1B所示，不能形成精确的光学图形。如果正确 地形成每个光学图形不，在相同光掩模层中出现困难，并且在光掩模 层中出现更严重的重叠困难。即，如果光掩模层重叠另一光掩模层， 一个光掩模层中的对准误差可以加倍。如果累计这种对准误差，不仅 仅难以形成正常的光学图形，而且阻抗也增大，或者即使形成它们， 完成的器件的可靠性不利地受到影响。这种对准误差根据光刻法设备而变化，而且根据光刻法工序的处 理条件而变化。此外，即使当仅制造单个光掩模时，对准误差可以在
整个光掩模上变化，或者局部地变化。
克服当前的传统工序之下的上述对准误差的方法典型地仅仅包括 通过找到相同设备中的对准趋势来减小因素并保持稳定的处理条件。 为了减小对准误差，基本地要求光掩模制造设备的改进。然而，光掩 模制造设备的改进不是能够在短期内容易克服的，因为通常使用最佳 方法制造光掩模。
此外，可能因为其他原因出现对准误差。尽管在光刻法设备中基 于准确的对准值来执行光刻法工序，如果光掩模衬底本身是有缺陷的， 对准可能仍然存在错误。例如，如果光掩模衬底具有不均匀的表面和 大于容差的曲线或斜度，完成的光掩模将仍然局部地或者在整个衬底 上具有对准误差，即使基于准确的对准值执行光刻法工序。
典型地，不使用具有超过正(+ )或负(_)容差或者展示出严重 波动的对准误差的光掩模，而是放弃它们。如果光掩模在其整个衬底 上具有均匀的对准误差，在使用软件校正误差之后可以使用它们。然而，具有超过容差范围的或者由于严重的波动而不能被校正的对准误 差的光掩模将不在曝光工序使用。
因此，如果完成的光掩模的错误的对准能够被校正，在光掩模及 半导体器件的产量、产率、可靠性、性能上可以获得显著的结果。

发明内容
根据本发明的示例性实施例，提供一种光掩模。该光掩模具有光 掩模衬底、在光掩模衬底的一个表面上形成的光学图形、以及在光掩 模衬底中形成的多个应力产生部分。多个应力产生部分可以形成为对应于光学图形的对准误差。在光 掩模中，当由于应力产生部分的作用，光学图形物理地移动时，可以 校正光学图形的对准误差。应力产生部分可以产生縮小(contract)光掩模衬底的应力，由于 应力产生部分的密度大于光掩模衬底的平均密度。替换地，应力产生 部分可以产生扩大光掩模衬底的应力，由于应力产生部分的密度小于 光掩模衬底的平均密度。应力产生部分可具有椭圆球体，在该椭圆球体中垂直方向中的尺 寸大于水平方向中的尺寸。可以在对应于光掩模衬底的厚度的大约l/4至大约3/4的范围内的 位置处，更具体，在对应于光掩模衬底的厚度的大约1/2的位置形成应 力产生部分。应力产生部分可以形成在相同的水平面上，或者在多个水平面中， 即多个层中。应力产生部分可以形成在光掩模衬底的中心水平面之上或之下。 即，应力产生部分可以形成在接近于其中形成光学图形的表面或者其 相对表面的位置处。可以通过以脉冲的形式照射激光束而形成应力产生部分。光掩模可以是可以使用例如EUV光的反射类型光掩模。反射类型光掩模包括反射图形，该反射图形形成在光掩模衬底的 一侧上。反射图形是基于图形形状，反射所照射的光的图形。反射图形可以由多个材料层形成。特别地，可以通过交替地层叠 硅层和钼层来形成反射图形。此外，可以形成氧化物层作为顶层。
可以由石英制成反射类型光掩模的衬底。金属层例如铬、铝或钼 层，可以进一步形成在与其上形成反射图形的侧面相对的衬底的侧面上。根据本发明的示例性实施例，提供校正光掩模的对准误差的方法。 该方法包括在光掩模衬底上形成光学图形、测量光学图形的对准误差、 以及在光掩模衬底中形成多个应力产生部分，使得应力产生部分对应 于所测量的对准误差。


从下面结合附图所作的详细描述，可以更详细地理解本发明的示 例性实施例，在附图中图1A和1B是分别说明其中光学图形在光掩模上具有理想对准的 例子，以及其中光学图形在光掩模上具有对准误差的例子的对准图；图2A至2C是根据本发明的示例性实施例的光掩模的截面图和对 准图，其中通过在光掩模衬底上形成各种应力产生部分，已经校正了 光学图形的对准误差；图3A至3F是根据本发明的示例性实施例，原理性地说明光掩模衬底以及光掩模的衬底的截面图，其中已经校正了对准误差；图4是根据本发明的示例性实施例，说明校正光掩模的对准误差的方法的流程图；图5是根据本发明的示例性实施例，说明在光掩模的衬底中形成应力产生部分的方法的图；以及图6是根据本发明的示例性实施例，说明用来在光掩模衬底中形成应力产生部分的所照射激光束的图。
具体实施方式
在本说明书中，参照平面和截面视图，即本发明的理想化原理图 说明示例性实施例。可以根据制造技术和/或可允许的误差来修改在说 明性附图中示出的形状。本发明的示例性实施例不限制于所说明的特 定形状，而是可以包括根据制造工序所产生的形状变化。此外，在附 图中所示的区域的形状具有原理性特征，以及在附图中所示的区域的 形状说明器件的区域的特定形状，并且不限制本发明的示例性实施例 的范围。在本说明书中，为了方便理解本发明的技术精神，可以互换地使 用涉及本发明所属的技术领域的术语，并且应认为在不会误解本发明 的技术精神的范围内具有相似的意义。例如，光掩模、光掩模衬底和 对准图可以被混用并理解。此外，术语"光学图形"可以被用来并理 解为指光学图形的对准。即，术语"光学图形"可理解为具有多种含 义。术语"光学图形"可包括全部图形，例如反射型光掩模的反射型 图形、透射型光掩模的光阻挡图形、以及相移掩模的相移图形。此外，术语"光掩模"可包括使用EUV光的反射型光掩模、其他 透射型光掩模、相移掩模和刻度线(reticle)。在本说明书中，使用EUV光的反射型光掩模将被描述为例子。然 而，应理解，本发明的说明性例子的范围不限制于在本说明书中说明 的内容。在透射型光掩模中，唯一的差别是光学图形是透射类型的， 但是透射型光掩模使用与反射型光掩模相同的校正对准的方法。因此， 本领域技术人员可以从说明书中所示的实施例容易地想到透射型光掩 模或者相移光掩模的对准校正方法。将参照附图，详细说明根据本发明的示例性实施例的光掩模、已 经校正的对准误差以及校正光掩模的对准误差的方法。图2A至2C是根据本发明名的示例性实施例的光掩模的截面图以 及对准图，其中通过在光掩模衬底中形成各种应力产生部分，校正光 学图形的对准误差。可以放大每个图，以促进本发明的技术精神的理解。图2A是根据本发明的示例性实施例的光掩模200的衬底的截面图 和对准图205，其中在正(+ )方向中校正光学图形210的对准误差。参照图2A，通过在光掩模200a的衬底中形成扩大应力产生部分 220，达到校正光掩模衬底210b的对准误差，在该光掩模衬底210b中， 光学图形210a具有负(-)对准误差并扩大光掩模的衬底的体积。更详细，如果在不具有理想对准的光掩模200b的衬底的区域，例 如具有负(-)对准误差的区域中形成扩大应力产生部分220，扩大光 掩模200a的衬底，并且因此校正对准误差。如上所述，参考标号205 应被理解为指光掩模200的平面图或对准图，以及参考标号215应被 理解为指光学图形210或者光学图形210的对准图。扩大应力产生部分220是其中产生降低密度并增大体积的应力的 部分。例如，如果激光束照射到光掩模200a的衬底内，光掩模200b 的部分衬底的键合状态根据激光束的照射的处理条件而改变，所述激 光束照射到该光掩模200b的部分衬底上。例如，由于光掩模200b的衬底的键合状态改变，形成具有降低的 密度的部分。具有由于状态改变而被降低的密度的部分产生扩大光掩 模200b的衬底的应力。在这种情况下，如果局部地形成具有降低的密 度的部分，在光掩模200b的衬底内产生局部扩大应力，因此局部地扩 大光掩模200b的衬底。此外，如果在相同方向中形成多个具有降低的 密度的部分，扩大应力彼此叠加。因此，获得益处在于在该方向中可 以广泛地并且完全地扩大光掩模200b的衬底。因此，如果扩大应力产 生部分220形成在具有对准误差的光掩模200a的衬底的区域中，例如 具有负(-)误差的区域中，与对准是理想的情况相比，如在本示例性实施例中所示，可以局部地或者完全地扩大光掩模200b的衬底。因此， 在光掩模200b的衬底上形成的光学图形210a在其中扩大光掩模200b 的衬底的方向中移动。结果，光掩模图形210a的负(-)对准误差可以 被校正为接近于理想情况(例如，0;零)。为了促进根据当前示例性实施例的技术精神的理解，在图2A中示 出了其中己经校正负(-)对准误差的例子。尽管在图2A中，在整个 光掩模200b的衬底上，在相同平面上形成扩大应力产生部分220，应 理解，可以局部地形成扩大应力产生部分220，或者可以在多个面上形 成。因此，应注意，结合图2A的说明不仅仅包括其中在整个衬底形成 扩大应力产生部分220的例子，如图2A所示，而且包括其中局部地形 成扩大应力产生部分220的例子。例如，在局部地校正对准误差的情 况下，通过将激光束仅仅照射到光掩模200b的衬底内的区域上，可以 局部校正对准误差，在所述区域中将校正对准误差，由此局部地形成 扩大应力产生部分220。此外，可以在多个层上形成扩大应力产生部分 220，以增大对准校正效果。尽管如图2A所示，在相同平面和单个层 中形成扩大应力产生部分220，应理解，可以在多个平面上形成各种扩 大应力产生部分220。尽管，在图2A中，说明扩大应力产生部分220 具有相同尺寸、相同距离和相同间距，应理解，可以形成具有各种尺 寸和距离的扩大应力产生部分220。当例如以各种方式调节扩大应力产生部分220形成为其数量、尺 寸、距离、间距时，光掩模200b的衬底的体积可以以期望的方向和尺 寸扩大。因此，即使在具有各种尺寸的光学图形210a的对准误差存在 于光掩模200b的衬底上的情况下，可以通过以各种方式形成扩大应力 产生部分220，以使得它们适合于各个尺寸的误差，来校正对准误差。基于照射激光束的方法，扩大应力产生部分220可以形成为具有 各种尺寸、密度和形状。例如，可以根据各种处理条件，例如所照射
的激光束的波长、焦点位置、焦点尺寸、照射时间和照射循环来调节在光掩模200b的衬底中形成的扩大应力产生部分220的尺寸、密度和 形状。即，可以产生各种类型的扩大应力。可以通过形成如上所述的 各种扩大应力产生部分220来校正各种对准误差。将稍候描述形成各 种扩大应力产生部分220的方法。图2B是根据本发明的另一实施例的光掩模300的衬底的截面和对 准图305，其中在负(-)方向上校正光学图形310的对准误差。参照图2B，通过在其中光学图形310a具有正(+ )对准误差的光 掩模300a的衬底中形成缩小应力产生部分330，并且縮小光掩模300a 的衬底的体积，可以获得校正了对准误差的光掩模衬底310b。更具体，如果在没有理想对准的光掩模300b的衬底的区域，例如 具有正(+ )对准误差的区域中形成縮小应力产生部分330，光掩模300a 的衬底被縮小，因此校正对准误差。如上所述，参考标号305可理解 为指光掩模300的平面图或对准图，以及参考标号315可理解为指光 学图形310或光学图形310的对准图。縮小应力产生部分330是其中产生降低密度并增大体积的应力的 部分。例如，如果将激光束照射到光掩模300a的衬底内，激光束照射 到其上的光掩模300b的部分衬底的键合状态可以根据激光束的照射的 处理条件而改变。例如，由于光掩模300b的衬底的键合状态改变，具形成有增大的 密度的部分。具有随着键合状态改变而增大的密度的部分产生縮小光 掩模300b的衬底的应力。在这种情况下，如果局部地形成具有增大的 密度的部分，可以在光掩模300b的衬底内产生局部縮小应力，由此局 部地縮小光掩模300b的衬底。此外，如果在相同方向中形成多个具有 降低的密度的部分，縮小力彼此叠加，因此，获得益处在于在该方向 中可以广泛地并且完全地縮小光掩模300b的衬底。因此，如果縮小应 力产生部分330形成在具有对准误差的光掩模300a的衬底的区域中， 例如具有正(+)误差的区域中，与对准是理想的情况相比，如在本示 例性实施例中所示，可以局部地或者完全地縮小光掩模300b的衬底。 因此，在光掩模300b的衬底上所形成的光学图形310a在其中缩小光掩 模300b的衬底的方向中移动。结果，光掩模图形210a的正(+ )对准 误差可以被校正为接近于理想情况(例如，0;零)。为了促进根据当前示例性实施例的技术精神的理解，在图2B中示 出了其中已经校正正(+ )对准误差的例子。尽管在图2B中，在整个 光掩模300b的衬底上，在相同平面上形成縮小应力产生部分330，应 理解，可以局部地形成縮小应力产生部分330，或者可以在多个面上形 成。因此，应注意，结合图2B的说明不仅仅包括其中在整个衬底形成 縮小应力产生部分330的例子，如图2B所示，而且包括其中局部地形 成缩小应力产生部分330的例子。例如，在局部地校正对准误差的情 况下，通过将激光束仅仅照射到光掩模200b的衬底内的区域上，可以 局部地校正对准误差，在所述区域中将校正对准误差，由此局部地形 成縮小应力产生部分330。此外，可以在多个层上形成縮小应力产生部 分330，以增大对准校正效果。尽管如图2B所示，在相同平面和单个 层中形成縮小应力产生部分330，应理解，可以在多个平面上形成各种 縮小应力产生部分330。尽管，在图2B中，说明縮小应力产生部分330 具有相同尺寸、相同距离和相同间距，应理解，可以形成具有各种尺 寸和距离的縮小应力产生部分330。当例如以各种方式调节縮小应力产生部分330形成为其数量、尺 寸、距离、间距时，光掩模300b的衬底的体积可以在期望的方向和尺 寸縮小。因此，即使在具有各种尺寸的光学图形310a的对准误差存在 于光掩模300b的衬底上的情况下，可以通过以各种方式形成縮小应力 产生部分330，以使得它们适合于各个尺寸的误差，来校正对准误差。
基于照射激光束的方法，縮小应力产生部分330可以形成为具有 各种尺寸、密度和形状。例如，可以根据各种处理条件，例如所照射 的激光束的波长、焦点位置、焦点尺寸、照射时间和照射循环来调节 在光掩模300b的衬底中形成的縮小应力产生部分330的尺寸、密度和 形状。g卩，可以产生各种类型的縮小应力。可以通过形成如上所述的 各种縮小应力产生部分330来校正各种对准误差。将稍候描述形成各 种縮小应力产生部分330的方法。图2C是根据本发明的示例性实施例的光掩模400的截面和对准图 405，其中以增大和减小方式校正光学图形410的各种对准误差。参照图2C，通过在光掩模400a的衬底中形成扩大应力产生部分 420和缩小应力产生部分430，获得已经以增大和/或縮小方式校正了其 对准误差的光掩模400b，在该光掩模400a的衬底中，共存其中光学图 形410a的对准误差为正(+ )的区域和其中光学图形410a的对准误差 为负(-)的区域。更具体，在其中对准误差为正(+ )的对应于区域<a' 和'c'的光掩模400a的部分衬底中形成縮小应力产生部分430，以及 在其中对准误差为负(-)的对应于区域'b，和'd'的光掩模400a的 部分衬底中形成扩大应力产生部分420，由此获得其中已经校正对准误 差的光掩模400b。在图2C的右图中，当将对准图405b考虑为光掩模 时，应理解光掩模400b的衬底的截面对应于沿着线B-B'所取的对准图 405b的截面。在这种情况下，参考标号405应理解为指光掩模400的平面图或 者对准图，以及参考标号415应理解为指光学图形410或者光学图形 的对准图。实际的光掩模可以展示出在一致的方向上出现对准误差的趋势， 例如，全部在正(+ )或负(-)方向上。然而，在典型的光掩模中，对 准误差以随机的方式在各个区域中出现。因此，可以通过测量具有完
全光学图形410的光掩模的对准并且在光掩模的各个区域上执行校正 来执行对准的实际校正。例如，可以通过在对应于其中对准误差为负 (-)的区域的光掩模400a的衬底的区域'b'和'd'中形成扩大应力 产生部分420，并且在对应于其中对准误差为正(+ )的区域的光掩模 400a的衬底的区域'a'和'c'中形成縮小应力产生部分430,来校正 全部的对准误差。尽管在图2C中，通过将光掩模分为四个具有正(+ )或负(-)对 准误差的区域的情况作为例子给出说明，这仅仅是促进本发明的技术 精神的理解。实际上，由于各种对准误差是随机分布的，可以形成各 种扩大应力产生部分和各种縮小应力产生部分，因此需要处理各种对 准误差。在实际的光掩模200、 300或400上可存在几百万至几十亿的单元 光学图形210、 310或410。光掩模200、 300或400上的光学图形210、 310或410可以分为多个块并且根据例如光学图形210、 310或410的 形状、计算机数据和/或光掩模光刻设备的特性来光法它们。因此，基 于在其上执行光刻的多个块，光掩模200、300或400上的光学图形210、 310或410具有各种对准误差。由于完全地说明光掩模200、 300或400 的对准误差的校正是复杂的，概念性并且简单地说明了光掩模200、300 或400的对准误差。此外，在仅仅校正光掩模200、 300或400的对准误差的情况下， 优选地在对应于光掩模200、 300或400的衬底的厚度的大约1/2的位 置处形成应力产生部分220、 230、 320、 330、 420或430。当在光掩模 200、 300或400的衬底的中心水平面中形成应力产生部分220、 230、 320、 330、 420或430时，在光掩模200、 300或400的衬底的垂直方 向上产生的应力是小的，并且在垂直方向中对称出现。因此，光掩模 200、 300或400的衬底不弯折或者弯曲。在光掩模200、 300或400的 衬底的水平方向上，取决于应力产生部分220、 230、 320、 330、 420
或430的数目、尺寸和间距以及各种参数，产生期望量的应力。然而， 如果需要，不在中心水平面中形成应力产生部分220、 230、 320、 330、 420或430。例如，存在光掩模200、 300或400的整个衬底上形成应 力产生部分220、 230、 320、 330、 420或430的情况，仅仅在光掩模 200、 300或400的衬底的垂直方向中产生可忽略的量的应力的情况， 或者应当在光掩模200、 300或400的衬底的垂直方向中产生应力的情 况。例如，在其中光掩模200、 300或400的衬底在一个方向上弯折或 者弯曲的情况中，光掩模200的衬底局部不平坦，应力产生部分220、 230、 320、 330、 420或430形成为校正光掩模200、 300或400的衬底 的缺陷因数。例如，在光掩模200、 300或400的衬底的中心是凸起的情况下， 如果在低于光掩模衬底500的中心水平面的位置上形成扩大应力产生 部分220、 320或420，或者在高于光掩模200、 300或400的衬底的中 心水平面的位置上形成縮小应力产生部分230、330或430，光掩模200、 300或400可以被校正为完全水平的平坦形状。相反地，在光掩模200、 300或400的衬底的中心是凹陷的情况下， 如果在高于光掩模衬底500的中心水平面的位置上形成扩大应力产生 部分220、 320或420，或者在低于光掩模200、 300或400的衬底的中 心水平面的位置上形成縮小应力产生部分230、330或430，光掩模200、 300或400可以被校正为完全水平的平坦形状。图3A至3F是说明根据本发明的示例性实施例，光掩模500和600 的衬底以及光掩模500和600的衬底的对准误差已经被校正的截面图。参照图3A，在具有凸起中心部分的光掩模500a的衬底中形成扩 大应力产生部分520，由此校正光学图形510a的对准误差，同时将光 掩模500a的衬底校正为平坦形状。当在低于光掩模500b的衬底的中心 水平面的位置处形成扩大应力产生部分520时，可以在水平方向中产
生扩大应力，因此可以将具有凸起中心部分的光掩模500a的衬底校正 为平坦形状。参照图3B，在具有凸起中心的光掩模500a的衬底中形成縮小应 力产生部分530，由此校正光学图形510a的对准误差，同时将光掩模 500a的衬底校正为平坦形状。当在高于光掩模500b的衬底的中心水平 面的位置处形成縮小应力产生部分530时，可以在水平方向中产生縮 小应力，因此可以将具有凸起中心的光掩模500a的衬底校正为平坦形 状。参照图3C，在具有凹陷中心的光掩模600a的衬底中形成扩大应 力产生部分620，由此校正光学图形610a的对准误差，同时将光掩模 600a的衬底校正为平坦形状。当在高于光掩模600b的衬底的中心水平 面的位置处形成扩大应力产生部分620时，可以在水平方向中产生扩 大应力，因此可以将具有凹陷中心的光掩模600a的衬底校正为平坦形 状。参照图3D，在具有凹陷中心部分的光掩模600a的衬底中形成縮 小应力产生部分630，由此校正光学图形610a的对准误差，同时将光 掩模600a的衬底校正为平坦形状。当在低于光掩模600b的衬底的中心 水平面的位置处形成縮小应力产生部分620时，可以在水平方向中产 生縮小应力，因此可以将具有凹陷中心的光掩模600a的衬底校正为平 坦形状。参照图3E，在具有不均匀表面以及部分弯曲表面的光掩模700a 的衬底中形成扩大应力产生部分720和縮小应力产生部分730，由此校 正光学图形710a的对准误差，同时将光掩模700b的衬底校正为平坦形 状。具体，扩大应力产生部分720形成在光掩模700a的衬底中，其具 有向下弯曲的表面以及正(+ )对准误差，以及縮小应力产生部分730 形成在光掩模700a的衬底中，其具有向上弯曲的表面以及负(-)对准
误差，由此校正光学图形710a的对准误差同时将光掩模700b的衬底校 正为平坦形状。在图3E的情况下，光掩模700a的衬底表面的不规则 性和光学图形710a的对准误差在其之间不具有折中关系。因此，可以 通过形成扩大应力产生部分720或縮小应力产生部分730，来校正光掩 模700a的衬底表面和光学图形710a的对准误差。参照图3F，在具有不均匀表面和部分弯曲的表面的光掩模800b 的衬底中形成扩大应力产生部分820和縮小应力产生部分830，由此校 正光学图形810a的对准误差，同时将光掩模800b的衬底校正为平坦形 状。例如，扩大应力产生部分820和縮小应力产生部分830都形成在 光掩模800a的衬底中，结果是，可以校正具有向下曲面以及正(+ ) 对准误差的部分以及具有向上曲面以及负(-)对准误差的部分。在图3F的情况下，光掩模800a的衬底表面的不规则性和光学图 形810a的对准误差具有折中(trade-off)关系。因此，通过正确地形 成扩大应力产生部分820和縮小应力产生部分830，可以同时校正光掩 模800a的衬底表面和光学图形810a的对准误差。例如，可以在光掩模 800a的衬底中的下部形成用于校正光掩模衬底的不规则性的应力产生 部分820和830，以及可以在接近于光掩模800a的衬底表面的位置形 成用于校正光学图形810a的对准误差的应力产生部分820和830。尽 管在图3F中，在相同水平面上形成应力产生部分820和830，它们也 可以形成在不同的水平面上。替换地，可以在多个层上形成应力产生 部分820和830。期待由应力产生部分820和830所产生的扩大应力或縮小应力将 从应力产生部分820和830的中心轴向地产生。因此，如果在接近于 光掩模800的衬底表面的位置形成应力产生部分820和830，由于应力 产生部分820和830，光掩模的衬底的体积和形状可以显著地变化。因 此，取决于所产生的应力的量，可以在光掩模衬底800中的各个位置 处形成应力产生部分820和830。
如果在接近于光掩模800的表面或底表面的位置处形成多个应力 产生部分820和830，光掩模800的衬底可以在垂直方向上以及水平方 向上改变光掩模800的衬底的体积。在这种情况下，可以通过在对应 的相对位置处形成应力产生部分820和830来获得平衡。图4是说明根据本发明的示例性实施例的校正光掩模的对准误差 的方法的流程图。参照图4，根据本发明的示例性实施例的校正光掩模的对准误差的 方法包括步骤制造具有光学图形的光掩模，该光学图形形成在光掩 模的一个表面上(S10);测量所制造的光掩模的对准(S20);映射 所测量的对准(S30);将所映射的对准分类为负(-)值和正(+ )值 和值的尺寸范围(S40);以及在光掩模的衬底内形成应力产生部分， 以对应于分类的对准误差区域(S50)。在步骤SIO，首先通过已知的方法形成光掩模，在该光掩模的一 个表面上具有光学图形。当光掩模是反射型光掩模时，该光学图形可 以是反射型图形，当光掩模是透射型光掩模时，该光学图形可以是阻 挡光的图形，以及当光掩模是相移掩模时，该光学图形可以是相移图形。在步骤S20测量所制造的光掩模的对准。通过比较理想光掩模的 光学图形(例如，光掩模上的光学图形的计算机数据)与实际制造的 光掩模的光学图形，来测量光掩模的对准。可以对于各个光学图形块 或者对于各个光学图形来测量光掩模的对准。例如，可以使用对于各 个光掩模和光学图形先前设置对准容差，并且仅仅显示或存储在负(-) 或者正(+ )向上超过那些容差的对准部分的方法。在步骤S30映射所测量的对准的数据(例如，对准误差的数据)。
可以通过例如基于实际光掩模的对准误差，彼此匹配将形成应力产生 部分的光掩模的衬底的位置、将形成的应力产生部分的数目以及其他 信息，来执行对准误差数据的映射。所述其他信息包括例如通过实验 所设置的处理标准。例如，其他信息还可包括基于对准误差的符号(负 或正)和尺寸，关于将形成的应力产生部分的类型、尺寸、数目、面 积等的详细信息。在步骤S40,基于所映射数据，分类其中将形成应力产生部分的 光掩模的衬底的区域。将在光掩模衬底中形成的应力产生部分包括扩 大应力产生部分和縮小应力产生部分。因此，该区域被划分为其中形 成扩大应力产生部分的区域和其中形成縮小应力产生部分的区域。随 后，确定同时地还是分开地形成各个应力产生部分。此外，可以根据 对准误差的大小来确定将产生多少扩大应力或縮小应力。根据该确定 的结构，可以设置用于形成各个应力产生部分的多个处理参数。替换 地，如果设置了将产生的应力和将使用的处理参数，可以改变或者转 换用于形成应力产生部分的映射数据，使得映射数据对应于所产生的 应力，由此完成最终工作数据。在步骤S50,基于完成的最终工作数据，执行用于形成每一个应 力产生部分的工序。当形成每个应力产生部分时，可以基于各种处理 条件形成各种应力产生部分。例如，当形成扩大应力产生部分时，可 以根据自光束的各种照射条件产生各种类型的扩大应力，以及当形成 縮小应力产生部分时，可以根据自光束的各种照射条件产生各种类型 的縮小应力。因此，基于简化为各种标准处理的各种处理来照射激光 束。在其中同时地形成扩大应力产生部分和縮小应力产生部分的情况 下，可以通过照射激光束同时改变所照射的激光束的处理条件，来产 生各种应力产生部分，而实时地形成各个应力产生部分。 在其中分开地形成扩大应力产生部分和縮小应力产生部分的情况 下，可以首先形成扩大应力产生部分或者縮小应力产生部分并随后形成另一个。在这种情况下，可以使用与用于同时地形成两种类型的应 力产生部分相似的方法，形成扩大应力产生部分和縮小应力产生部分。 在另一方法中，可以通过最优化并固定所照射的激光束的多个处理条 件然后移动其上安装有光掩模衬底的平台，来形成应力产生部分。例 如，可以通过固定激光束的处理条件使得形成具有一致尺寸的扩大应 力产生部分或縮小应力产生部分，然后移动该平台，来形成扩大应力 产生部分或縮小应力产生部分。在这种情况下，如果将产生的应力大 于由根据固定地设置的激光照射条件所形成的每一个应力产生部分所 产生的应力，各个应力产生部分可以形成为使得它们在窄的间隔上或 者部分地彼此重叠。如果所产生的应力小于由根据固定的激光照射条 件所形成的每一个应力产生部分所产生的应力，可以在宽的间隔上形 成各个应力产生部分。基于通过各种实验获得的最佳激光处理条件并 且考虑到典型的激光处理条件和平台的移动条件，设置基准值。基准 值并不设置为特定的值，而是可以以不同的方式设置，例如，基于将 校正其对准误差的光掩模的类型、在光掩模的衬底上形成的光学图形 的各种形状、将使用的激光束、激光束的各种条件等。
图5是说明根据本发明的示例性实施例，在光掩模900的衬底中 形成应力产生部分920和930的方法的图。
参照图5，根据本发明的当前示例性实施例，优选地通过使用激光 枪950照射激光，在光掩模900的衬底中形成各种应力产生部分920 和930，来执行在光掩模卯0的衬底中形成应力产生部分920和930的方法。
如果激光束被聚焦并且照射在光掩模900的衬底上，在激光束的 焦点位置，光掩模900的衬底的键合状态局部地改变。例如，由于光 掩模900的衬底熔化短时间周期然后再次固化，光掩模衬底的键合密 度可以改变。所照射的激光束可以是例如以脉冲形成的毫微微(femto) 秒激光束。例如，可以通过控制各种参数例如所照射激光束的能量、持续时 间、频率和照射时间，以及各种参数例如光掩模900的衬底内的焦点 的位置和焦点的大小，形成具有各种形状的应力产生部分920和930。 在这种情况下，光学图形910可以位于其中照射激光束的位置的相对 位置处。图6是根据本发明的示例性实施例，说明照射以在光掩模的衬底 中形成应力产生部分的激光束。参照图6，根据本发明的当前示例性实施例，照射以在光掩模的衬 底中形成应力产生部分的激光束以脉冲形式照射，具有被控制的频率、 持续时间、能量等。在图6中，X轴表示时间t以及Y轴表示激光束 的能量E。在本发明的当前示例性实施例中所使用的激光束可以以能量A、 脉冲持续时间D以及频率F照射。S卩，通过控制所照射的激光束的脉 冲持续时间和频率，可以形成各种应力产生部分。根据频率F确定脉 冲之间的间距P。例如，可以将脉冲持续时间设置为小于间距的一半的值。在本发明的示例性实施例中所使用的激光束可以是使用钛(Ti): 蓝宝石作为光源的激光束。具体，毫微微秒激光束可以是本领域公知 的，在此将省略对其的详细说明。在本发明的示例性实施例中所使用的激光束可以是对于几ps的脉 冲持续时间D，每脉冲大约几微焦耳(pJ)，并且以大约100千赫兹(KHz) 的频率F。由于这是用于说明本发明的技术精神的实现的例子，本发明
的示例性实施例不限制于此。例如，尽管在本示例性实施例中使用具有几W的脉冲能量的激光束，可以使用具有大约几mJ的高脉冲能量的 激光束或者具有更低脉冲能量的激光束。此外，脉冲持续时间可以在 毫微微级上。作为光掩模衬底的材料的石英，具有大约每1微米(pm)几ms 的热扩散周期。因此，如果在小于热扩散周期的周期内照射高能量的 激光束，激光射照射到其上的部分的键合状态可以改变，而不影响周 围区域。换句话说，仅仅激光束已经照射到其上的部分适于具有扩大 或縮小应力。在本发明的示例性实施例中，使用具有达到不影响周围区域的程 度的相对高的能量的激光束的照射方法来形成扩大应力产生部分。更 具体，脉冲持续时间为大约5至大约7ps,激光能量为大约3至4nJ， 频率为大约100KHz，激光束光点的直径为大约lpm，以及扩大应力产 生部分之间的距离为大约3jxm。此外，应力产生部分在垂直方向中可 具有大约几pm至大约几十fxm的长度，并且在水平方向中可具有大约 lpm的长度。然而，可以以各种方式实现这些示例性实施例。因此， 本示例性实施例是说明性的并且本发明的技术精神不限制于此。此外，在本发明的示例性实施例中，可以使用照射具有相对低的 能量的激光束的方法形成縮小应力产生部分，该相对低的能量能够将 光掩模的衬底的键合状态改变为不影响周围区域的程度。更具体，脉 冲持续时间为大约lps，激光能量可以是大约1.5pJ，激光束的频率和 激光束的光点直径可以与当形成扩大应力产生部分时的那些相同，以 及应力产生部分之间的距离可以是大约1.8)im。縮小应力产生部分可以 具有相似于或者小于扩大应力产生部分的尺寸。可以使用各种方法形成对应于各种条件的扩大应力产生部分。例 如，当控制激光照射时间时，随着照射周期增大，具有将产生扩大应 力的趋势，以及随着照射周期减小，具有将产生縮小应力的趋势。当 控制激光照射能量时，随着能量便高，具有将产生扩大应力的趋势， 以及随着能量变小，具有将产生縮小应力的趋势。此外，当控制激光 持续时间时，随着持续时间增大，具有将产生扩大应力的趋势以及具 有将产生縮小应力的趋势。根据其中人们期望实现本发明的示例性实施例的技术精神的情 况，处理参数将不那么敏感或者更加敏感。此外，可以基于例如设备 和激光束的类型、激光束的密度、激光束的外形等，来形成各种应力 产生部分。因此，应理解，本说明书中的各种建议值仅仅是例子，而 不限制本发明的范围。如上所述，根据光掩模，已经校正其对准误差，以及根据本发明 的示例性实施例的校正光掩模的对准误差的方法。可以修改并使用完 成的光掩模，而不需要由于对准误差而丢弃它们。因此，益处在于减 小光掩模和半导体器件的制造成本以及可以縮短其制造周期。描述了本发明的示例性实施例，应进一步注意，对于本领域技术 人员，很显然，可以做出各种改进，而不背离由所附的权利要求的意 义和范围所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1. 一种光掩模，包括 光掩模衬底；在光掩模衬底的一个表面上形成的光学图形；以及 在光掩模衬底中形成的多个应力产生部分。
2. 如权利要求l的光掩模，其中多个应力产生部分形成为对应于 光学图形的对准误差。
3. 如权利要求2的光掩模，其中当由于应力产生部分的作用，光 学图形物理地移动时，校正光学图形的对准误差。
4. 如权利要求1的光掩模，其中应力产生部分的密度大于光掩模 衬底的平均密度，使得应力产生部分是产生縮小光掩模衬底的应力的 部分。
5. 如权利要求1的光掩模，其中应力产生部分的密度小于光掩模 衬底的平均密度，使得应力产生部分是产生扩大光掩模衬底的应力的 部分。
6. 如权利要求1的光掩模，其中应力产生部分每个具有椭圆球体， 在该椭圆球体中垂直方向中的尺寸大于水平方向中的尺寸。
7. 如权利要求1的光掩模，其中在光掩模衬底的厚度的大约1/4 至大约3/4的范围内的位置处形成应力产生部分。
8. 如权利要求7的光掩模，其中在对应于光掩模衬底的厚度的大 约1/2的位置处形成应力产生部分。
9. 如权利要求1的光掩模，其中应力产生部分形成在单个水平面上。
10. 如权利要求l的光掩模，其中应力产生部分形成在多个层中。
11. 如权利要求1的光掩模，其中应力产生部分形成在接近于光 掩模衬底的顶和底表面之一的位置处，并产生縮小应力。
12. 如权利要求1的光掩模，其中应力产生部分形成在接近于光 掩模衬底的顶和底表面之一的位置处，并产生扩大应力。
13. 如权利要求1的光掩模，其中光学图形选择性地反射光。
14. 如权利要求13的光掩模，其中光学图形包括反射光的反射层 以及不反射光的光吸收层。
15. 如权利要求14的光掩模， 包括硅和钼层，而形成反射层。
16. 如权利要求14的光掩模， 吸收层。
17. 如权利要求1的光掩模， 生部分。其中通过交替地层叠多个材料层， 其中由金属和金属氧化物膜形成光 其中通过照射激光束而形成应力产
18. 如权利要求17的光掩模，其中以脉冲形式照射激光束。
19. 一种校正光掩模的对准误差的方法，该方法包括 在光掩模衬底上形成光学图形； 测量光学图形的对准误差；以及在光掩模衬底中形成多个应力产生部分，使得应力产生部分对应 于所测量的对准误差。
20. 如权利要求19的方法，其中当由于应力产生部分的作用，光 学图形物理地移动时，校正光学图形的对准误差。
21. 如权利要求19的方法，其中应力产生部分的密度大于光掩模 衬底的平均密度，使得应力产生部分是产生縮小光掩模衬底的应力的 部分。
22. 如权利要求19的方法，其中应力产生部分的密度小于光掩模 衬底的平均密度，使得应力产生部分是产生扩大光掩模衬底的应力的 部分。
23. 如权利要求19的方法，其中应力产生部分每个具有椭圆球体， 在该椭圆球体中垂直方向中的尺寸大于水平方向中的尺寸。
24. 如权利要求19的方法，其中在光掩模衬底的厚度的大约1/4 至大约3/4的范围内的位置处形成应力产生部分。
25. 如权利要求24的方法，其中在对应于光掩模衬底的厚度的大 约1/2的位置处形成应力产生部分。
26. 如权利要求19的方法，其中应力产生部分形成在单个水平面上。
27. 如权利要求19的方法，其中应力产生部分形成在多个层中。
28. 如权利要求19的方法，其中应力产生部分形成在接近于光掩 模衬底的顶和底表面之一的位置处，并产生縮小应力。
29. 如权利要求19的方法，其中应力产生部分形成在接近于光掩 模衬底的顶和底表面之一的位置处，并产生扩大应力。
30. 如权利要求19的方法，其中光学图形选择性地反射光。
31. 如权利要求30的方法, 及不反射光的光吸收层。
32. 如权利要求31的方法， 括硅和钼层，而形成反射层。
33. 如权利要求31的方法， 收层。
34. 如权利要求19的方法， 部分。其中光学图形包括反射光的反射层以其中通过交替地层叠多个材料层，包其中由金属和金属氧化物膜形成光吸其中通过照射激光束而形成应力产生
35. 如权利要求34的方法，其中以脉冲形式照射激光束。
36. —种校正光掩模的对准误差的方法，该方法包括 完成光掩模，在该光掩模的一个表面上具有光学图形； 测量所完成的光掩模的对准误差； 映射所测量的对准误差； 根据尺寸分类所映射的对准误差；以及在对应于所分类的对准误差的范围的部分光掩模衬底中，形成多 个应力产生部分，由此校正对准误差。
全文摘要
提供一种其对准误差已经被校正的光掩模，以及校正光掩模的对准误差的方法。光掩模包括光掩模衬底、在光掩模衬底的一个表面上形成的光学图形、以及在光掩模衬底中形成的多个应力产生部分。校正光掩模的对准误差的方法包括以下步骤在光掩模衬底上形成光学图形、测量光学图形的对准误差、以及在光掩模衬底中形成多个应力产生部分，使得应力产生部分对应于所测量的对准误差。
文档编号G03F9/00GK101122737SQ200710005269
公开日2008年2月13日 申请日期2007年2月12日 优先权日2006年8月7日
发明者崔成云, 李明秀, 李贞勋, 裴硕钟, 金炳局 申请人:三星电子株式会社