监测光掩模缺陷率的改变的制作方法
【专利说明】监测光掩模缺陷率的改变
[0001 ] 相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案根据35U.S.C.§119规定主张2013年7月29日由贯春(Chun Guan)等人申请的标题为“用于监测光掩模缺陷的变化的方法(Methods for Monitoring Changes inPhotomask Defectivity)”的第61/859,670号先前美国临时申请案的优先权，所述申请案的全文出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明大体上涉及光罩检验的领域。更特定来说，本发明涉及用于在IC(集成电路)制造背景中重新检定单裸片光罩的合格性的技术。
【背景技术】
[0004]—般来说，半导体制造产业涉及用于使用在衬底上分层和图案化的半导体材料(例如硅)制造集成电路的高度复杂技术。归因于大规模的电路集成和半导体装置的尺寸减小，所制造的装置已变得对缺陷越来越敏感。即，引起装置中的故障的缺陷正变得越来越小。在运输到最终用户或客户之前所述装置是无故障的。
[0005]集成电路通常由多个光罩制造。光罩的产生和此类光罩的随后光学检验在半导体生产中已变为标准步骤。最初，电路设计者提供电路图案数据(所述数据描述特定集成电路(IC)设计)到光罩生产系统或光罩写入器。所述电路图案数据通常呈经制造的IC装置的物理层的代表性布局的形式。所述代表性布局包含针对IC装置(例如，栅极氧化物、多晶硅、金属化等等)的每一物理层的代表性层，其中每一代表性层由定义特定IC装置的层图案化的多个多边形组成。
[0006]光罩写入器使用电路图案数据来写入(例如，通常，电子束写入器或激光扫描仪用于暴露光罩图案)稍后将用于制造特定IC设计的多个光罩。接着，光罩检验系统可针对在光罩的生产期间可能已出现的缺陷检验光罩。
[0007]光罩或光掩模为含有至少透明和不透明区域，且有时含有半透明和相移区域的光学元件，所述区域一起定义电子装置(例如集成电路)中的共面特征的图案。在光刻期间使用光罩来界定半导体晶片中用于蚀刻、离子植入或其它制造工艺的指定区域。
[0008]在制造每一光罩或光罩群组后，每一新的光罩通常无缺陷或劣化。然而，光罩可能在使用后变得有缺陷。因此，尤其对于单裸片光罩，需要不断改进光罩检验技术。
【发明内容】
[0009]下文呈现本发明的简化概述以便提供对本发明的某些实施例的基本了解。此概述并非本发明的详尽综述且其并未识别本发明的关键/重要元件或描绘本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本文中所揭示的一些概念作为稍后呈现的更详细描述的序言。
[0010]在一个实施例中，揭示一种检验光刻光罩的方法。光罩检验工具用于执行已识别为在规格内的光罩的第一单裸片检验以便产生对应于所述光罩的多个异常基线特征的多个基线事件，且每一基线事件指示对应异常基线特征的位置和尺寸值。或者，基于从所述光罩的设计数据库模拟的所述光罩的图像产生基线事件。周期性地，在使用光罩的每一如此多曝光后，通过执行随后检验重新检定所述光罩的合格性。每一随后检验产生对应于所述光罩上的多个当前异常特征的多个当前事件，且每一当前事件指示对应的当前异常特征的位置和尺寸值。
[0011]在所述随后检验期间，匹配指定位置和尺寸公差内的基线事件的任何当前异常事件视为不受关注或虚假缺陷且被摒弃。仅保持所述当前异常事件(对于所述当前异常事件无基线事件匹配)以用于进一步处理。幸免于全部处理步骤的所述事件视为可重检缺陷。可重检缺陷用充分信息来报告以允许其经适当处置。通过在早期摒弃虚假和不受关注的事件:使得用户免于重检其;节省一些处理时间和费用;和最小化所述检验报告的数据量。
[0012]在某些实施例中，通过首先找到对于异常事件的子集和其对应测试图像的参考图像而找到所述当前异常事件与基线当前事件之间的匹配。基于每一参考图像与测试图像之间的比较找到候选缺陷。针对具有参考图像的每一异常事件找到一或多个当前候选缺陷，且可确定一或多个当前候选缺陷中的每一者的位置和尺寸是否可与基线候选缺陷的基线位置和尺寸匹配。
[0013]在任一实施例(检验驱动的基线或数据库驱动的基线)中，可扩大基线产生以同时对于图案的所有部分(对于所述图案的所述所有部分在运行时间无法找到或合成合适参考)保存图案数据。这样，随后检验可使用保存于所述基线中的所述图案数据来扩大被找到和合成的参考使得全部图案都可具有参考。在全部随后单裸片检验期间，此基线可使用比较技术允许100%覆盖。
[0014]在特定实施例中，产生多个候选光罩缺陷和其图像的检验报告，使得所述候选缺陷包含当前事件的第一子集和其对应多个候选缺陷图像，且排除所述当前事件的第二子集和其对应多个经排除图像。包含于所述检验报告中的事件的第一子集中的每一者具有无法以预定义量匹配任何基线事件的位置和尺寸值的位置和尺寸值，且从所述检验报告排除的事件的第二子集中的每一者具有以所述预定义量匹配任何基线事件的位置和尺寸值的位置和尺寸值。
[0015]在一个方面，至少一些基线事件对应于多个光罩特征，在对此类光罩特征实施光学邻近校正(OPC)过程以添加OPC装饰使得此类光罩特征不再相同之前所述多个光罩特征经设计为相同的。在另一个方面，至少一些基线事件对应于并非为用于此光罩的原始设计的部分且经确定为并不限制使用此光罩的晶片良率的光罩特征。在又一方面，至少一些基线事件对应于在使用所述光罩的光刻工艺期间经确定为并未印刷到晶片上的光罩特征。在另一方面，至少一些基线事件对应于用于校正所述光罩上的缺陷的修复特征。
[0016]在一个实例中，第一和第二单裸片检验基于此类特征的背景确定所述光罩的哪些特征是非典型的。在进一步方面，所述第一和第二单裸片检验包含模板匹配。在一个实施方案中，方法包含摒弃对于基线事件的多个基线图像和摒弃候选事件的第二子集的对应图像。在另一个实例中，每一基线事件进一步指示通道，且从检验报告排除的事件的第二子集中的每一者具有以预定义量匹配任何基线事件的通道和位置和尺寸值的通道和位置和尺寸值。
[0017]在替代实施例中，产生候选缺陷和其图像的检验报告包括:对于具有无法以预定义量匹配任何基线事件的位置和尺寸值的位置和尺寸值的每一当前事件，通过执行具有比第二单裸片检验较不严格的阀值或算法的第三单裸片检验来确定此当前事件是否为候选缺陷。在另一方面，所述候选缺陷图像和所述经排除的图像包含经反射图像、经透射图像或组合的经反射和透射图像的一或多个组合。在一个实例中，所述候选缺陷进一步包含当前事件的第三子集，所述当前事件中的每一者具有以预定义量匹配任何基线事件的位置和尺寸值且经识别为修复位置的位置和尺寸值。
[0018]在某些实施例中，本发明涉及一种用于检验光刻光罩的系统。所述系统包含经配置以执行上文所描述的操作的至少一些操作的至少一个存储器和至少一个处理器。在其它实施例中，本发明涉及计算机可读媒体，其上存储以用于执行上文所描述操作的至少一些操作的指令。
[0019]下文参考附图进一步描述本发明的这些和其它方面。
【附图说明】
[0020]图1A为具有两个前OPC特征(所述特征具有相同形状和尺寸)的光罩部分的图解俯视图。
[0021]图1B说明添加OPC装饰的图1A的两个相同图案。
[0022]图2为说明根据本发明的一个实施例用于产生候选事件的基线的过程的流程图。
[0023]图3为说明根据本发明的特定实施方案用于产生检验报告的检验程序的流程图。
[0024]图4说明根据一个实施例的检验和缺陷重检程序的综述。
[0025]图5为其中可实施本发明的技术的实例检验系统的示意图。
[0026]图6A为根据某些实施例的用于将掩模图案从光掩模转印到晶片上的光刻系统的简化示意图。
[0027]图6B提供根据某些实施例的光掩模检验设备的示意图。
【具体实施方式】
[0028]在以下描述中，阐述许多特定细节以提供对本发明的透彻了解。可在没有这些特定细节的一些或全部的情况下实践本发明。在其它实例中，未详细描述众所周知的工艺操作以避免不必要地模糊本发明。虽然将结合特定实施例描述本发明，但应了解，不希望将本发明限于所述实施例。
[0029]单裸片光罩对于制造重新检定合格性使用情况提出特定检验挑战。可使用将从一个裸片获取的图像与从第二裸片获取的图像进行比较的技术来检验多裸片光罩。或者，可使用将从光罩获取的图像与从后OPC(光学邻近校正)数据库呈现的图像进行比较的技术来检验单裸片光罩和多裸片光罩两者。此第二技术需要对后OPC的数据库的存取且通常视为成本太高和/或太复杂以致不能实践用于光罩的制造重新检定合格性。终究，光罩的图案保真度已通过掩模商店或来料质量控制检验确认。重新检定合格性检验仅需要找到在光罩使用期间增加的缺陷。然而，在没有第二裸片或数据库提供的参考的情况下，找到单裸片光罩上的此类缺陷可为有挑战性的。
[0030]某些非比较技术可用于找到缺陷(从不