检定用于显微光刻的图案的合格性的制作方法
【专利说明】
[0001 ] 相关申请案的交叉参考
[0002] 本申请案根据35U.S.C.§119主张由石瑞芳(Rui-Fang Shi)等人于2013年8月20日 申请的标题为"在大量制造之前检定用于显微光刻制造的图案的合格性（Qualifying Patterns for Microlithographic Fabrication Prior to High Volume Manufacturing)"的第61/867,939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领域。更特定来说，本发明涉及图案合格性检定。
【背景技术】
[0004] -般来说，半导体制造产业涉及使用分层堆放且图案化到衬底(例如硅)上的半导 体材料来制造积分电路的高度复杂技术。归因于大规模的电路集成化及半导体装置的大小 逐渐减小，所制造的装置对缺陷越来越敏感。即，引起装置的故障的缺陷变得越来越小。在 运送到最终用户或顾客之前，装置是无故障的。
[0005] 集成电路通常由多个光罩制造。最初，电路设计者将描述特定集成电路（IC)设计 的电路图案数据提供到光罩生产系统或光罩写入器。电路图案数据通常呈所制造 IC装置的 物理层的代表性布局的形式。代表性布局针对IC装置的每一物理层(例如，栅极氧化物、多 晶硅、镀金属等等)包含代表性层，其中每一代表性层由界定所述特定IC装置的层的图案化 的多个多边形组成。光罩写入器使用电路图案数据以写入(例如，通常使用电子束写入器或 激光扫描器以曝光光罩图案)稍后将用以制造特定IC设计的多个光罩。
[0006] 光罩或光掩模是含有至少透明及不透明区域且有时含有半透明及相移区域(其一 起界定电子装置(例如集成电路）中的共面特征的图案）的光学元件。在光刻期间使用光罩 以界定半导体晶片的指定区域以进行蚀刻、离子植入或其它制造工艺。
[0007]在制造每一光罩或光罩群组之后，通常检定每一新光罩的合格性以用于晶片制 造。举例来说，光罩图案需要无可印刷缺陷。因此，不断需要经改进的光罩检验及合格性检 定技术。
【发明内容】
[0008] 以下呈现本发明的简化概述以提供对本发明的某些实施例的基本理解。本概述并 非本发明的广泛综述，且其未识别本发明的关键/重要元素或描绘本发明的范围。本概述的 唯一目的是以简化形式呈现本文中揭示的某些概念而作为稍后呈现的更详细描述的序言。
[0009] 在一个实施例中，揭不一种检定光刻光罩合格性的方法。光罩检验工具用以从所 述光罩的每一图案区域获取不同成像配置的至少两个图像。光罩图案基于来自所述光罩的 每一图案区域的至少两个图像而重新构建。对于每一重新构建的光罩图案，在此重新构建 的光罩图案上模型化具有两种或两种以上不同晶片工艺条件的光刻工艺以产生两个或两 个以上对应模型化测试晶片图案。各自分析两个或两个以上模型化测试晶片图案以识别光 罩图案的热点图案，所述热点图案易受改变由此类热点图案形成的晶片图案的不同工艺条 件的影响。
[0010]在特定实例中，运用高分辨率显微镜获取经反射及经透射图像。在另一实例中，获 取具有不同光瞳形状及/或不同焦点条件的两个或两个以上经反射图像。此实例尤其适用 于EUV(极紫外线)光掩模。在另一方面中，不同成像条件下的至少两个图像包含可(例如)通 过数学迭代过程从其确定对应光罩的图案区域的振幅及相位的信息。在特定实施方案中， 两种或两种以上不同工艺条件包含来自焦点曝光矩阵(FEM)的两种或两种以上不同曝光及 焦点设置或多个曝光及焦点设置。在另一方面中，模型化光致抗蚀剂材料。在另一方面中， 模型化蚀刻或化学机械平坦化(CMP)工艺。
[0011] 在一个实施方案中，在运用此光罩的大量晶片制造开始之前或在运用此光罩的任 何晶片制造之前识别热点图案。在一个实施例中，所述方法包含：（i)基于多个后OPC(光学 接近校正)设计图案而模拟多个参考光罩图案;及（ii)对每一参考光罩图案执行模型化操 作以产生两个或两个以上对应模型化参考晶片图案。在此实施方案中，分析包含：比较每一 模型化测试晶片图案与其对应参考晶片图案；以及当源自此比较的差异超过预定阈值时， 识别此模型化测试图案的热点图案。在另一方面中，识别参考及测试光罩图案的多个初始 热点位置，且产生仅对应于初始热点位置的模型化测试及参考晶片图案。
[0012] 在一个实施方案中，当每一热点图案的对应两个或两个以上模型化测试晶片图案 针对两种或两种以上不同工艺条件变化达预定量时，识别所述热点图案。在替代实施例中， 各自分析两个或两个以上模型化测试晶片图案包含分析多个对应后OPC设计图案以区分两 种或两种以上不同工艺条件对用以制造光罩的设计的作用与所述两种或两种以上不同工 艺条件对所述光罩的作用。在另一方面中，所述方法包含以低于未对应于经识别热点图案 的晶片图案的阈值来检验由此光罩制造的对应于经识别热点图案的晶片图案。在另一应用 中，修改对应于经识别热点图案的设计图案，且基于此经修改设计图案而制造新光罩。
[0013] 在某些实施例中，本发明涉及一种检定光刻光罩合格性的检验系统。所述系统包 含用于产生入射光束的光源及用于将所述入射光束引导到样本上的照明光学模块。所述系 统还具有收集光学模块，所述收集光学模块用于响应于入射光束而以不同成像配置将两个 或两个以上输出光束从光罩的每一图案区域引导到至少一个传感器。所述至少一个传感器 经配置以检测所述两个或两个以上输出光束且产生所述两个或两个以上输出光束的两个 或两个以上图像或信号。所述系统进一步包含控制器，所述控制器经配置以执行至少一些 上述操作。在其它实施例中，本发明涉及其上存储有用于执行至少一些上述操作的指令的 计算机可读媒体。
[0014] 下文参考图而进一步描述本发明的这些方面及其它方面。
【附图说明】
[0015] 图1为说明根据本发明的一个实施例的用于识别热点的光罩合格性检定过程的流 程图。
[0016] 图2为表示根据本发明的一个实施例的热点重检过程的流程图。
[0017] 图3为说明根据本发明的一个实施例的晶片检验过程的流程图。
[0018] 图4为其中可实施本发明的技术的实例检验系统的图示。
[0019] 图5A为根据某些实施例的用于将掩模图案从光罩转印到晶片上的光刻系统的简 化示意图示。
[0020] 图5B提供根据某些实施例的光掩模检验设备的示意图示。
【具体实施方式】
[0021] 在以下描述中，阐述众多具体细节以提供对本发明的透彻理解。可在无一些或全 部这些特定细节的情况下实践本发明。在其它实例中，未详细描述熟知过程操作或设备组 件以免不必要地致使本发明不清楚。虽然将结合特定实施例来描述本发明，但应理解，不希 望将本发明限于所述实施例。
[0022] 术语"光罩"大体上包含其上形成有不透明材料层的透明衬底(例如玻璃、硼硅玻 璃、石英或熔融硅石）。不透明（或基本上不透明）材料可包含完全或部分阻挡光刻光(例如， 深UV)的任何合适材料。实例材料包含铬、硅化钼(MoSi )、硅化钽、硅化钨、玻璃上不透明 MoSi(OMOG)等等。也可在不透明层与透明衬底之间添加多晶硅膜以改善粘着性。低反射性 膜(例如氧化钼(MoO2)、氧化妈(WO 2)、氧化钛(TiO2)或氧化络(CrO2))可形成于不透明材料 上方。
[0023] 术语光罩是指不同类型的光罩，包含(但不限于)清透场(clear-field)光罩、暗场 光罩、二元光罩、相移掩模(PSM)、交替式PSM、衰减或半色调PSM、三元衰减PSM、无铬相位光 亥IjPSM及无铬相位光刻(CPL)。清透场光罩具有透明的场或背景区域，且暗场光罩具有不透 明的场或背景区域。二元光罩是具有透明或不透明的图案化区域的光罩。举例来说，可使用 由透明熔融硅石坯料制成的具有由铬金属吸附膜界定的图案的光掩模。二元光罩不同于相 移掩模(PSM)，相移掩模(PSM)的一种类型可包含仅部分透射光的膜，且这些光罩通常可称 为半色调或嵌入式相移掩模(EPSM)(例如ArF及KrF掩模）。如果将相移材料放置于光罩的交 替净空间上，那么所述光罩称为交替式PSM、ALT PSM或Levenson PSM。应用