CN1770008A - 修正光刻掩膜中缺陷的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种修正光刻掩膜中缺陷的方法，包括确定在原始掩膜上掩膜缺陷的存在，以及标识在所述原始掩膜上发现的各所述掩膜缺陷周围的可修补区域。封闭在所述原始掩膜上的各所述标识的可修补区域，以使在曝光所述原始掩膜期间，不印刷在所述可修补区域内的电路。形成修复掩膜，所述修复掩膜包括来自各所述标识的可修补区域的修正电路图形。

Description

修正光刻掩膜中缺陷的方法和装置

技术领域

本发明一般涉及用于半导体器件处理的光刻技术，更具体地说，涉及修正光刻掩膜中缺陷的方法和装置。

背景技术

在常规光刻系统中，半导体制造技术通常利用掩膜或标线片以在半导体晶片上投影图像，其中穿过(或反射回来)掩膜/标线片提供辐照，并且经过聚焦光学系统以形成图像(例如，集成电路图形)。定位半导体晶片，以接收透过(或反射回来)掩膜/标线片的辐照，以使在晶片上形成的图像对应于在掩膜/标线片上的图形。辐照源可以是光，例如紫外光、真空紫外(VUV)光、极紫外(EUV)光和深紫外(DUV)光。另外，辐照也可以是x射线辐照、电子束辐照等。一般来说，为了构图例如光致抗蚀剂材料的材料层，在晶片上利用形成的图像。再利用光致抗蚀剂材料限定掺杂区域、沉积区域、蚀刻区域，或与集成电路(IC)制造相关联的其它结构。

现有光刻掩膜(例如前沿掩膜)是以高成本和长加工时间制造的。掩膜生产中最重要的一个成本因素是生产完全无缺陷的掩膜的需要，由于不可修复的缺陷(或进行即使很细微的设计修改的需要)可导致需要生成整个新掩膜。除了增加的直接成本，制造新掩膜可延迟产品评定，从而引起更大的经济损失。

但是，在掩膜制造中，生产没有印刷缺陷的掩膜是一个困难的挑战。虽然满足临界尺寸(CD)控制和图像布置精确也是困难的挑战，由于例如较小的特征间距、较小的缺陷标准和在修复区域需要最小传输损耗等因素，生产没有印刷缺陷的掩膜可论证地仍是最困难的，并且增大了光学邻近修正(OPC)的复杂性。这样严格的要求是为前沿光刻的低k1因素的必要性所驱使。随着现有的248和193nm波长的不断延伸，以及157nm光刻的延迟，低k1光刻将继续作为可预见的将来的主要光刻技术。其直接结果是，OPC和嵌入并交替开口相移掩膜(PSM)使用的利用将在相当长的特定时间内增加。伴随着这些要求，带来了对鲁棒且成本有效的掩膜修复的更强烈的需要。

发明内容

通过修正光刻掩膜中缺陷的方法，克服或减轻了现有技术的上述缺点和不足。在代表性实施例中，所述方法包括确定在原始掩膜上掩膜缺陷的存在，以及标识在所述原始掩膜上发现的各所述掩膜缺陷周围的可修补(stitchable)区域。封闭在所述原始掩膜上的各所述标识的可修补区域，以使在曝光所述原始掩膜期间，不印刷在所述可修补区域内的电路。形成修复掩膜，所述修复掩膜包括来自各所述标识的可修补区域的修正电路图形。

在另一个实施例中，一种修正光刻掩膜中缺陷的方法，包括确定在多个原始掩膜上掩膜缺陷的存在，以及标识在各所述多个原始掩膜上发现的各所述掩膜缺陷周围的可修补区域。封闭在各所述多个原始掩膜上的各所述标识的可修补区域，以使在曝光所述多个原始掩膜期间，不印刷在所述可修补区域内的电路。形成修复掩膜，所述修复掩膜包括来自在各所述多个原始掩膜上的各所述标识的可修补区域的修正电路图形。

在又一个实施例中，一种修正光刻掩膜中缺陷的装置，包括修复掩膜，所述修复掩膜包括来自各多个标识的可修补区域的修正的电路图形，所述可修补区域围绕在原始掩膜上的一个或多个封闭的掩膜缺陷。

附图说明

参考代表性附图，其中在各图中相同的部件标号相同：

图1是流程图，示出了根据本发明的实施例修正在光刻掩膜中缺陷的方法和布置；

图2是在其上具有标识缺陷的前沿掩膜的平面图；

图3示出了围绕以可修补区域为边界的标识缺陷的电路的标识区域；

图4示出了用不透明材料掩盖可修补区域；

图5示出了根据在单个原始掩膜上的对应区域定位的修复掩膜上的多个修正区域；以及

图6是图2的替换实施例，其中修复掩膜包括来自多个单独原始掩膜的修正区域。

具体实施方式

在此公开了一种修正在光刻掩膜中缺陷的方法和装置。简要地说，该方法用于标识一个或多个在掩膜上的缺陷或需要修正的其它区域周围的“可修补”区域，随后在单个修复掩膜上生成各标识区域的修正图像。在一个实施例中，这可通过以下方式实现：为单个掩膜上的各修正缺陷提供单个修复掩膜，其中修正位于修复掩膜的对应区域。在该方式中，单个曝光步骤可与修复掩膜结合形成修正图形。可选地，无论在哪个掩膜上存在缺陷，单个修复掩膜可包括多个修正区域。从而，一个修复掩膜包括对在多个原始掩膜上的缺陷的所有修复。

相对于生成具有多个特征的整个新掩膜并经受附加缺陷的现有方法，本发明实施例是有利的。此外，掩盖所选区域并进行双重曝光(与试图在相同区域中再次印刷相反)是有利的，因为该掩盖可通过简单的材料层实现，而不必再现包括在需要位置处的相移层的衬底质量。由于在试图精确重构金属叠层，特别是在相移掩膜或反射掩膜上重构的困难，不希望试图在掩膜的相同区域再次印刷。

首先参考图1，示出了流程图，该流程图示出了根据本发明的实施例修正光刻掩膜中缺陷的方法100和布置。如方框102所示，首先确定在单个掩膜内的掩膜缺陷的存在。然后，如方框104所示，对于各缺陷，在缺陷周围标识区域，该区域以足够宽以在掩膜上对准抗蚀剂曝光(例如，约5微米(μm))的“可修补”区域为边界。在代表性实施例中，可修补区域所围绕的区域试图为最小区域(例如，约1平方微米)。如在此所述，认为其中包括下面的一个或多个特征的区域为可修补区域：空白区域、包括填充的区域、包括穿过(cross)可能的可修补区域的特征如布线的区域，该区域具有等于最小要求设计厚度加上可能的曝光对准偏差的厚度。例如，认为设计样本(book)的边界单元与填充(虚拟)区域可能提供可修补区域。此外，可修补区域可贯通填充形状。

然后，如方框106所示，用不透明材料掩盖围绕在可修补区域内的区域，这可通过多种可接受方法之一实现。在一个实施例中，通过直接金属沉积掩盖将要替换的电路区域(可修补区域之外)。可选地，用光致抗蚀剂封闭所有的掩膜区域(除了由可修补区域围绕的区域)。然后，在整个掩膜区域沉积(例如，溅射)例如铬的金属。然而，应理解，也可利用除了铬以外的其它光化学不透明材料。此外，也可沉积相移或部分透光膜。

当随后通过公知的“光致抗蚀剂剥离”工艺去除抗蚀剂(以及其上的不透明材料)时，仅保留在可修补区域内沉积的不透明材料。在这方面，也可利用其它公知的抗蚀剂/蚀刻组合，例如在剥离期间利用额外的负抗蚀剂层以保护封闭区域。用于掩盖的又一个实施例可包括在掩膜上形成/旋涂例如SiO₂、SiLK、聚酰胺或光致抗蚀剂的介质层，随后利用镶嵌附加工艺在可修补区域上定位金属。也可设计掩盖工艺以允许在通过介质层可将掩膜图形转移至晶片处的掩膜上保留介质层。

进入方框108，在独立的修复掩膜上生成包括修正图像的构图区域。在一个实施例中，修复掩膜可用于在单个掩膜上发现的各缺陷。在这种情况下，不仅修复掩膜包括用于在不透明原始掩膜上的各标识的可修补区域的修正区域，而且这些区域中的每个位于修复掩膜上的相应位置。从而，如方框110所示，利用双重曝光图形第一曝光原始掩模，随后利用修复掩膜进行第二曝光，以同时曝光在修补区域中的修正图像。由于在修复掩膜上生成的修正区域对应于在原始掩膜上的缺陷区域的实际位置，因此在独立的修复掩膜上可生成用于在其它掩膜中发现的缺陷的修复区域。换句话说，由于能够利用单个额外的曝光步骤转移所有的修正图形的权衡，在其上具有多个修正的各修复掩膜将对应于一个原始掩膜。

然而，在方法100的替换实施例中，单个修复掩膜可包括为器件制造工艺所有发现的缺陷的所有修正，而与器件的层本身(即在多个掩膜上的缺陷)无关。这将允许节省修复掩膜的实际面积，因为修正区域可有效地位于修复掩膜上。在这方面的权衡在于，对于在特定层上的多个缺陷，由于必须为各修正构图曝光而对准修复掩膜，独立的曝光步骤将用于各缺陷。在这种情况下，各修正区域将优选地包括不透明材料的边界，该不透明材料的厚度可以为约3mm，以允许在光刻曝光工具中的光学隔离。

与实施的实施例无关，包括用于关联的掩膜缺陷的多个修正区域的掩膜是希望的对制造整个新掩膜的替换。根据上述方法，可用可修补区域作为部分设计原则设计器件的层。对于布线层，这将导致具有等于最小设计厚度加上可能的在双重曝光中的对准偏差的布线厚度。一方面这可通过简单地在粗栅格上的间隔处要求较厚的布线实现。可选地，可查找除了交叉的可修补区域的最小布线外的近乎可修补的区域，并使得这些区域足够宽，以用于将容纳修补的长度。

图2至图6示出了上述代表性处理步骤概要的不同平面图。如图2所示，在原始光刻掩膜200中发现具有多个缺陷电路特征，用X 202具体标识。如图3所示，根据上述方框104，在以可修补区域为界的各缺陷周围标识电路的区域204。如图4所示，用不透明材料206掩盖由可修补区域围绕的区域。然后，如图5所示，在修复掩膜210上生成修正的电路图形208。

如上所述，在一个实施例中，修复掩膜210可包括来自单个原始掩膜的修正图形。在这种情况下，如图5所示例的，修正图形可位于与在原始掩膜上的缺陷位置相对应的区域。另一方面，图6示出了修复掩膜210的替换实施例，其中修正图形可来自多于一个的原始掩膜，从而可在修复掩膜210上以有效方式进行修正图形的替换。更具体地说，除了具有其本身的缺陷组的第二原始掩膜212之外，图6还示出了图2的第一原始掩膜200(及关联的缺陷)。在该实施例中，修复掩膜210包括在其上的第一区域214中来自第一原始掩膜200的修复电路，以及在其上的第二区域216中来自第二原始掩膜212的修复电路。

虽然参考优选实施例说明了本发明，本领域的技术人员应理解，只要不脱离本发明的范围，可进行各种修改和对其元素的等同替换。另外，只要不脱离本发明的基本范围，可对本发明的内容进行多种修改，以适应具体场合或材料。因此，本发明旨在不限于所公开的作为实施本发明的预期最佳模式的具体实施例，而旨在包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种修正光刻掩膜中缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：

确定在原始掩膜上掩膜缺陷的存在；

标识在所述原始掩膜上发现的各所述掩膜缺陷周围的可修补区域；

封闭在所述原始掩膜上的各所述标识的可修补区域，以使在曝光所述原始掩膜期间不印刷在所述可修补区域内的电路；以及

形成修复掩膜，所述修复掩膜包括来自各所述标识的可修补区域的修正电路图形。

2.根据权利要求1的方法，其中在所述修复掩膜上的相应位置形成来自所述原始掩膜的所述修正电路图形。

3.根据权利要求2的方法，还包括以下步骤：

利用所述原始掩膜进行第一曝光步骤；以及

利用所述修复掩膜进行第二曝光步骤，其中所述第二曝光步骤在各所述标识的可修补区域中产生同时修正的电路图形。

4.根据权利要求2的方法，其中所述封闭步骤还包括利用直接材料沉积在各所述标识的可修补区域上形成不透明材料。

5.根据权利要求2的方法，其中所述封闭步骤还包括利用构图的覆盖材料沉积在各所述标识的可修补区域上形成不透明材料。

6.根据权利要求2的方法，其中所述封闭步骤还包括在所述原始掩膜上形成绝缘层，随后在各所述标识的可修补区域上镶嵌形成不透明材料。

7.根据权利要求2的方法，其中所述可修补区域是包括以下区域中的至少一个或多个的区域：空白区域、包括填充的区域、以及包括穿过所述可修补区域的特征并具有至少等于最小设计厚度加上可能的曝光对准偏差的厚度的区域。

8.根据权利要求7的方法，其中所述可修补区域具有至少5微米的宽度。

9.一种修正光刻掩膜中缺陷的方法，所述方法包括以下步骤：

确定在多个原始掩膜上掩膜缺陷的存在；

标识在各所述多个原始掩膜上发现的各所述掩膜缺陷周围的可修补区域；

封闭在各所述多个原始掩膜上的各所述标识的可修补区域，以使在曝光所述多个原始掩膜期间不印刷在所述可修补区域内的电路；以及

形成修复掩膜，所述修复掩膜包括来自在各所述多个原始掩膜上的各所述标识的可修补区域的修正电路图形。

10.根据权利要求9的方法，其中通过不透明边界，在所述修复掩膜上相互分离来自各所述多个原始掩膜的所述修正电路图形。

11.根据权利要求10的方法，还包括：

利用所述多个原始掩膜中的一个进行第一曝光步骤；以及

利用所述修复掩膜进行随后的曝光步骤，用于与所述多个原始掩膜中的所述一个相对应的各修正电路图形。

12.根据权利要求10的方法，其中所述封闭步骤还包括利用直接材料沉积在各所述标识的可修补区域上形成不透明材料。

13.根据权利要求10的方法，其中所述封闭步骤还包括利用构图的覆盖材料沉积在各所述标识的可修补区域上形成不透明材料。

14.根据权利要求10的方法，其中所述封闭步骤还包括在所述原始掩膜上形成绝缘层，随后在各所述标识的可修补区域上镶嵌形成不透明材料。

15.根据权利要求10的方法，其中所述可修补区域是包括以下区域中的至少一个或多个的区域：空白区域、包括填充的区域、以及包括穿过所述可修补区域的特征并具有至少等于最小设计厚度加上可能的曝光对准偏差的厚度的区域。

16.根据权利要求15的方法，其中所述可修补区域具有至少5微米的宽度。

17.一种修正光刻掩膜中缺陷的装置，包括：

修复掩膜，所述修复掩膜包括来自各多个标识的可修补区域的修正电路图形，所述可修补区域围绕在原始掩膜上的一个或多个封闭的掩膜缺陷。

18.根据权利要求17的装置，其中在所述修复掩膜上的相应位置形成来自所述原始掩膜的所述修正电路图形。

19.根据权利要求17的装置，其中所述修复掩膜还包括来自各多个标识的可修补区域的修正电路图形，所述可修补区域围绕在各多个原始掩膜上的一个或多个封闭的掩膜缺陷。

20.根据权利要求19的装置，其中通过不透明边界，在所述修复掩膜上相互分离来自各所述多个原始掩膜的所述修正电路图形。

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