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極紫外波長范圍的掩模的制造方法、掩模和設(shè)備與流程

文檔序號(hào):11236492閱讀:1422來源:國知局
極紫外波長范圍的掩模的制造方法、掩模和設(shè)備與流程

本發(fā)明涉及處理euv掩模坯體的缺陷。



背景技術(shù):

作為在半導(dǎo)體工業(yè)中日益增長的集成密度的結(jié)果,光刻掩模必需將日益更小的結(jié)構(gòu)成像在晶片上。為了考慮到該趨勢(shì),光刻設(shè)備的曝光波長偏移至甚至更短的波長。未來的光刻系統(tǒng)以極紫外(euv)范圍(優(yōu)選地但是并不僅僅在10nm至15nm的范圍中)中的波長操作。euv波長范圍對(duì)未來的光刻系統(tǒng)的光路中的光學(xué)元件的精度有巨大的要求。這些光學(xué)元件希望是反射光學(xué)元件,因?yàn)楫?dāng)前已知的材料在euv范圍中的折射率基本上等于1。

euv掩模坯體包括呈現(xiàn)少熱膨脹的基底,比如石英。包括大約40至60雙層(例如包含硅(si)和鉬(mo))的多層結(jié)構(gòu)施加到基底,所述層充當(dāng)電介質(zhì)反射鏡。euv光刻掩模或簡單的euv掩模通過施加到多層結(jié)構(gòu)的吸收體結(jié)構(gòu)由掩模坯體制造,吸收體結(jié)構(gòu)吸收入射的euv光子。

由于極短的波長,甚至多層結(jié)構(gòu)的微小不平坦呈現(xiàn)在借助euv掩模曝光的晶片的像差中。在將多層結(jié)構(gòu)沉積在基底上期間,基底表面的微小不平坦通常在多層結(jié)構(gòu)中傳播。因此,有必要使用基底來制造表面粗糙度小于2nm(λeuv/4≤4nm)的euv掩模。目前,不可能制造滿足這些關(guān)于基底表面的平面度要求的基底。小的基底缺陷(≤20nm)當(dāng)前被認(rèn)為是化學(xué)機(jī)械拋光工藝(cmp)固有的。

如已所提及的,基底表面的不平坦在多層結(jié)構(gòu)的沉積期間在多層結(jié)構(gòu)中傳播。在該情況下,基底的缺陷可以基本上不變地傳播穿過基底。而且,對(duì)于基底缺陷,可以尺寸縮小或增大的方式在多層結(jié)構(gòu)中傳播。除了由基底導(dǎo)致的缺陷,在沉積多層結(jié)構(gòu)期間,額外的缺陷可出現(xiàn)在多層結(jié)構(gòu)本身中。這可例如作為沉積在基底表面上或單獨(dú)層之間和/或多層結(jié)構(gòu)表面上的粒子的結(jié)果而發(fā)生。而且,缺陷可作為有缺陷的層序列的結(jié)果而出現(xiàn)在多層結(jié)構(gòu)中。因此,總體上,存在于多層結(jié)構(gòu)中的缺陷的數(shù)量通常大于存在于基底表面上的數(shù)量。

在下文中,具有施加的多層結(jié)構(gòu)和沉積在其上的覆蓋層的基底稱為掩模坯體。然而,原則上,結(jié)合本發(fā)明,其它掩模坯體也是可設(shè)想的。

掩模坯體的缺陷一般在沉積多層結(jié)構(gòu)之后測量。在曝光由掩模坯體制造的euv掩模時(shí)在晶片上可見的缺陷(可印刷缺陷)在正常情況下被補(bǔ)償或修復(fù)。補(bǔ)償缺陷在此意味著所述缺陷基本上由吸收體圖案的元件覆蓋,使得在使用euv掩模曝光晶片時(shí)該缺陷實(shí)際上不再可見。

j.burns和m.abbas在由m.w.montgomery、w.maurer編輯的photomasktechnology2010,,proc.ofspievol.7823,782340-1-782340-5的出版物“euvmaskdefectmitigationthroughpatternplacement”描述了檢索匹配預(yù)定掩模布局的掩模坯體以及相對(duì)于預(yù)定掩模布局對(duì)準(zhǔn)選定掩模坯體。

在proc.spie8701,photomaskandnext-generationlithographymasktechnologyxx,870112(june28,2013)上的作者為y.negishi,y.fujita,k.seki,t.konishi,j.rankin,s.nash,e.gallagher,a.wagner,p.thwaite和a.elyat的文章“usingpatternshifttoavoidblankdefectsduringeuvlmaskfabrication”涉及通過偏移吸收體圖案可以補(bǔ)償?shù)娜毕莸某叽绾蛿?shù)量的問題。

p.yan在由l.s.zurbrick,m.warrenmontgomery編輯的photomasktechnology2009,proc.ofspie,vol.7488,748819-1-7e8819-8上的會(huì)議論文“euvlmlmaskblankfiducialmarkapplicationformldefectmitigation”描述了關(guān)于掩模坯體的參考標(biāo)記的缺陷坐標(biāo)相對(duì)于吸收體層的參考標(biāo)記的轉(zhuǎn)印。

p.yan,y.liu,m.kamna,g.zhang,r.chem和f.martinez在由p.p.naulleau.o.r.woodii編輯的extremeultraviolet(euv)lithographyiii,proc.ofspie,vol.8322,83220z-1-83220z-10的出版物“euvlmultilayermaskblankdefectmitigationfordefect-freeeuvlmaskfabrication”描述了可由吸收體圖案覆蓋的缺陷的最大數(shù)量、它們的缺陷尺寸、可以確定缺陷位置的變化和吸收體結(jié)構(gòu)的定位變化之間的折衷。

專利說明書us8592102b1描述了對(duì)掩模坯體的缺陷的補(bǔ)償。為此,掩模坯體的最佳匹配吸收體圖案的缺陷圖案從一組掩模坯體中選擇。吸收體圖案與缺陷圖案對(duì)準(zhǔn),使得通過吸收體圖案補(bǔ)償盡可能多的缺陷。剩余的缺陷被修復(fù)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

所有引用文件在補(bǔ)償工藝中考慮了具有相同重量的缺陷或根據(jù)缺陷尺寸排序了缺陷。因此,首先用于修復(fù)非補(bǔ)償缺陷的下游修復(fù)工藝變得十分復(fù)雜和耗時(shí)。其次補(bǔ)償工藝和隨后的修復(fù)工藝不會(huì)導(dǎo)致最佳的可能瑕疵處理結(jié)果。

因此,本發(fā)明通過以下來解決該問題:詳細(xì)說明制造極紫外波長范圍的掩模的方法、掩模和處理掩模坯體的缺陷的設(shè)備,它們至少部分地避免了現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面,該問題由如權(quán)利要求1所述的方法解決。在一個(gè)實(shí)施例中,從具有缺陷的掩模坯體出發(fā)制造極紫外波長范圍的掩模的方法包括下列步驟:(a)將缺陷歸類為至少一個(gè)第一組和至少一個(gè)第二組;(b)優(yōu)化掩模坯體上的吸收體圖案的布置,以借助布置的吸收體圖案補(bǔ)償最大數(shù)量的第一組缺陷;以及(c)將優(yōu)化的吸收體圖案(170)施加到掩模坯體。

根據(jù)本發(fā)明的方法不是簡單地補(bǔ)償最大數(shù)量的缺陷。而是,其首先對(duì)存在于掩模坯體上的缺陷進(jìn)行歸類。優(yōu)選地,掩模坯體的不能被修復(fù)的那些缺陷被分配到被補(bǔ)償?shù)娜毕萁M,即第一組。這確??梢詫?shí)際上處理在稍后的曝光工藝中可見(可印刷)的所有缺陷或者不能被補(bǔ)償?shù)氖S嗳毕莸臄?shù)量保持在可接受值之下。根據(jù)本發(fā)明的方法由此在制造掩模期間實(shí)現(xiàn)了最佳可能缺陷處理結(jié)果。

該方法可進(jìn)一步包括借助修復(fù)方法至少部分地修復(fù)第二組的缺陷的步驟,其中,修復(fù)缺陷包括修改施加的吸收體圖案的至少一個(gè)元件和/或修改掩模坯體的表面的至少一個(gè)部分。

修改吸收體圖案的元件以處理掩模坯體的多層結(jié)構(gòu)的缺陷之目的還在下文中被稱為“補(bǔ)償修復(fù)”。

而且,在一個(gè)示例性實(shí)施例中,該方法包括在施加到掩模坯體之前進(jìn)一步優(yōu)化吸收體圖案的一個(gè)或多個(gè)元件,以至少部分地補(bǔ)償?shù)诙M的一個(gè)或多個(gè)缺陷的效應(yīng)的步驟。該進(jìn)一步優(yōu)化使得可進(jìn)一步減少用于修復(fù)第二組的缺陷的剩余費(fèi)用。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中,將優(yōu)先權(quán)分配到來自第二缺陷組的每個(gè)缺陷或每個(gè)可修復(fù)缺陷。為了進(jìn)一步以最佳的可能方式利用吸收體圖案的布置的優(yōu)化,第一組(即,優(yōu)選地是不可修復(fù)缺陷的組)被額外地盡可能多地分配第二組的高優(yōu)先級(jí)的缺陷。將缺陷再分配到兩個(gè)組使得可關(guān)于時(shí)間利用和資源利用來優(yōu)化整個(gè)缺陷處理過程。

根據(jù)另一方面,步驟b包括從制造集成電路的掩模疊層的吸收體圖案中選擇吸收體圖案。

限定的方法不是簡單地使無規(guī)則的吸收體圖案適配于掩模坯體的缺陷圖案。而是,其從掩模疊層的吸收體圖案中選擇最佳匹配掩模坯體的缺陷圖案的吸收體圖案。

步驟b的另外方面可包括下列步驟:選擇掩模坯體的取向、移位掩模坯體和/或旋轉(zhuǎn)掩模坯體。

另外方面還包括以下步驟:表征掩模坯體的缺陷以確定缺陷是否可以通過修改吸收體圖案來修復(fù)或者缺陷是否必須通過優(yōu)化吸收體圖案的布置來補(bǔ)償。

通過在實(shí)施缺陷處理過程之前將識(shí)別的缺陷分為兩組,用于優(yōu)化吸收體圖案的布置的工藝的靈活性增加。優(yōu)化工藝考慮更少的缺陷和由此更少的邊界條件。

在另外方面中,表征缺陷還包括確定有效缺陷尺寸,其中有效缺陷尺寸包括缺陷的這樣的部分:在其修復(fù)或補(bǔ)償之后缺陷的剩余部分在曝光的晶片上不再可見,和/或其中有效缺陷尺寸通過在缺陷的表征中的誤差確定和/或基于用于曝光的光源的非遠(yuǎn)心性確定。

換言之,在確定有效缺陷尺寸時(shí)可考慮多個(gè)(可能相對(duì)的)觀點(diǎn):一方面,缺陷的小“殘余”在曝光期間不再具有明顯效應(yīng),使得有效缺陷尺寸可以小于整個(gè)缺陷,另一方面,測量精度和/或非遠(yuǎn)心曝光的限制可具有這樣的效應(yīng):有效確定的缺陷尺寸大于實(shí)際缺陷。

通過有效缺陷尺寸的概念可以最大化對(duì)現(xiàn)有掩模坯體的利用。此外,該概念允許靈活引入安全邊緣,舉例而言,在確定缺陷位置時(shí)的不確定性可以在所述尺寸中被考慮。

在另一方面中,表征缺陷還包括確定缺陷在掩模坯體的多層結(jié)構(gòu)中的傳播。

缺陷在多層結(jié)構(gòu)中的傳播對(duì)于缺陷的歸類以及由此對(duì)于缺陷的處理類型而言是重要的。

在又一方面中,步驟a.包括:如果缺陷不能通過表面敏感測量而檢測到、如果缺陷超過預(yù)定尺寸和/或如果在確定缺陷位置時(shí)的不同測量方法產(chǎn)生不同結(jié)果,則將缺陷歸類為至少一個(gè)第一組。

不能通過表面敏感測量檢測的缺陷可以局部化以用于僅以極高費(fèi)用的修復(fù)(如果有的話)。有效缺陷區(qū)域超過特定尺寸的缺陷要求十分高的缺陷處理費(fèi)用。此外,在非常大的缺陷的情況下,存在它們?cè)趩坞A段過程中不能被修復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)。另外,例如,如果多層結(jié)構(gòu)中的缺陷不垂直于多層結(jié)構(gòu)的層序列生長,則不同測量方法產(chǎn)生關(guān)于所述缺陷的位置和范圍的不同數(shù)據(jù)。這種缺陷的修復(fù)是可能的,如果有的話,僅在非常大的安全邊緣的情況下是可能的。

根據(jù)又一方面,步驟a.包括將掩模坯體的在前述方面中未提及的缺陷歸類為至少一個(gè)第二組。

由此,掩模坯體的所有缺陷被粗略地歸類。

有利方面還包括以下步驟:將優(yōu)先權(quán)分配給至少一個(gè)第二組的缺陷。在又一優(yōu)選方面,優(yōu)先權(quán)包括:用于修復(fù)第二組的缺陷的費(fèi)用和/或當(dāng)修復(fù)第二組的缺陷時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)和/或當(dāng)修復(fù)第二組的缺陷時(shí)的復(fù)雜度和/或第二組的缺陷的有效缺陷尺寸。

根據(jù)另一方面,如果存在下列條件中的一個(gè)或多個(gè),則將高優(yōu)先權(quán)分配給第二組的缺陷:耗時(shí)的修復(fù)、吸收體圖案元件的至少一個(gè)部分的沉積(必要的)、掩模坯體的多層結(jié)構(gòu)的修改(必要的)和缺陷的大有效缺陷尺寸。根據(jù)又一方面,如果存在下列條件中的一個(gè)或多個(gè),則將低優(yōu)先權(quán)分配給第二組的缺陷:修復(fù)并非時(shí)間要求嚴(yán)格的、吸收體圖案元件的至少一個(gè)部分的移除(必要的)、具有大致平行于吸收體圖案的條狀元件行進(jìn)的縱向方向的缺陷的非對(duì)稱范圍以及缺陷的小有效缺陷尺寸。

表述“大有效缺陷尺寸”和“小有效缺陷尺寸”涉及掩模坯體的可印刷的或可見的缺陷的平均有效缺陷尺寸。例如,如果有效缺陷尺寸是平均有效缺陷尺寸的兩倍(一半),則有效缺陷尺寸大(小)。

通過將優(yōu)先權(quán)分配給可修復(fù)缺陷,精細(xì)化了掩模坯體的缺陷的歸類。上面限定的缺陷處理方法的步驟b.和c.由此得到優(yōu)化。

另一方面還包括以下步驟:在執(zhí)行步驟b之前將具有高優(yōu)先權(quán)的至少一個(gè)缺陷分配給至少一個(gè)第一組。另一有利方面還包括:重復(fù)將具有高優(yōu)先權(quán)的至少一個(gè)缺陷分配給至少一個(gè)第一組的過程,只要缺陷的第一組的所有缺陷可以通過優(yōu)化吸收體圖案來補(bǔ)償即可。

缺陷的第一組由第二組的高優(yōu)先權(quán)的缺陷填充,直到吸收體圖案的優(yōu)化布置補(bǔ)償?shù)谝唤M的所有缺陷為止。該過程最大化了通過優(yōu)化吸收體圖案的布置而補(bǔ)償?shù)娜毕輸?shù)量。第二組中的可修復(fù)缺陷的歸類由此具有的優(yōu)點(diǎn)是,后續(xù)缺陷處理工藝可以基于可修復(fù)缺陷的優(yōu)先權(quán)進(jìn)行優(yōu)化。

又一有利方面還包括以下步驟:確定掩模坯體的在晶片上可見的所有缺陷是否能夠通過優(yōu)化吸收體圖案來補(bǔ)償。

如果掩模坯體具有少量缺陷,則可通過吸收體圖案的優(yōu)化布置補(bǔ)償所有缺陷。在該情況下,可以省略實(shí)施上面限定的方法的步驟c.。

根據(jù)另一方面,上面限定的方法還包括以下步驟:將至少部分地修復(fù)第二組的過程分為兩個(gè)子步驟,其中,第一子步驟在補(bǔ)償?shù)谝唤M的缺陷的過程之前實(shí)施。

通過在處理缺陷之前歸類掩模坯體的缺陷,在修復(fù)缺陷時(shí)還實(shí)現(xiàn)了更大的靈活性。在這方面,舉例而言,多層結(jié)構(gòu)的表面的修改可以在掩模坯體上實(shí)施,而不是一直不實(shí)施直到在euv掩模上。在修復(fù)第二組的缺陷的補(bǔ)償修復(fù)中,所施加的吸收體圖案的元件的一個(gè)或多個(gè)改變。

然而,還可在產(chǎn)生吸收體圖案時(shí)考慮第二組的缺陷,而不是在涉及高費(fèi)用的第二修復(fù)步驟中修改剛產(chǎn)生的吸收體圖案。如此額外地優(yōu)化的吸收體圖案補(bǔ)償?shù)谝唤M的缺陷,并進(jìn)一步至少部分地補(bǔ)償?shù)诙M的缺陷中的至少一個(gè)的效應(yīng)。在該實(shí)施例中,優(yōu)化吸收體圖案不僅包括優(yōu)化掩模坯體上的圖案的布置,而且還關(guān)于第二組的缺陷優(yōu)化吸收體圖案的元件。

根據(jù)另一方面,本發(fā)明涉及可通過上面解釋的方法之一制造的掩模。

根據(jù)另一方面,處理極紫外波長范圍的掩模坯體的缺陷的設(shè)備包括:(a)將缺陷歸類為至少一個(gè)第一組和至少一個(gè)第二組的裝置;(b)優(yōu)化掩模坯體上的吸收體圖案的布置以通過布置的吸收體圖案補(bǔ)償?shù)谝唤M的最大數(shù)量的缺陷的裝置;以及(c)將優(yōu)化的吸收體圖案施加到掩模坯體的裝置。

在另一優(yōu)選方面中,歸類缺陷的裝置和優(yōu)化吸收體圖案的布置的裝置包括至少一個(gè)計(jì)算單元。

該設(shè)備還可包括至少部分地修復(fù)第二組的缺陷的裝置。

根據(jù)另一有利方面,至少部分地修復(fù)第二組的缺陷的裝置包括至少一個(gè)掃描粒子顯微鏡和在真空室中局部地提供前驅(qū)氣體的至少一個(gè)氣體供給源。

根據(jù)又一方面,該設(shè)備還包括表征掩模坯體的缺陷的裝置,其中,用于表征的裝置包括掃描粒子顯示鏡、x射線束設(shè)備和/或掃描探針顯微鏡。

最后,在一個(gè)有利方面中,計(jì)算機(jī)程序包括實(shí)施根據(jù)上面指定的各方面中任一個(gè)的方法的所有步驟的指令。特別地,計(jì)算機(jī)程序可以在上面限定的設(shè)備中運(yùn)行。

附圖說明

參考附圖,下面的詳細(xì)說明描述了本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的示例性實(shí)施例,附圖中:

圖1示意性地示出極紫外(euv)波長范圍的光掩模的一部分的截面圖;

圖2示意性地表示穿過掩模坯體的一部分的截面圖,其中,基底具有局部凹陷;

圖3示意性闡明在掩模坯體的局部凸體處的有效缺陷尺寸的一般概念;

圖4示出具有確定缺陷的形心位置的參考標(biāo)記的圖2;

圖5再現(xiàn)在多層結(jié)構(gòu)中傳播期間改變其形式的埋藏缺陷;

圖6示意性地示出不垂直于多層結(jié)構(gòu)的層序列傳播的埋藏缺陷的測量數(shù)據(jù);

圖7示意性地表明,當(dāng)確定有效缺陷尺寸和位置時(shí)考慮入射euv輻射的非遠(yuǎn)心性和靜態(tài)誤差時(shí),實(shí)際上被補(bǔ)償或校正或產(chǎn)生的、來自圖6的缺陷的有效缺陷尺寸;

圖8在子圖8a中示意性地示出入射euv輻射不存在遠(yuǎn)心性的效應(yīng),在子圖8b中示出吸收體圖案的元件上的效應(yīng);

圖9在子圖(a)至(c)中示意性示出掩模坯體的缺陷補(bǔ)償?shù)囊话愀拍睿?/p>

圖10表明圖9所示一般概念的實(shí)施方式,以補(bǔ)償根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的掩模坯體的缺陷;以及

圖11呈現(xiàn)出在前面限定的方法的一個(gè)實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

下面基于制造極紫外(euv)波長范圍的光刻掩模的掩模坯體的應(yīng)用來更詳細(xì)地解釋根據(jù)本發(fā)明的方法的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例。然而,根據(jù)本發(fā)明的處理掩模坯體的缺陷的方法不限于下面討論的示例。確切地,該方法可總體上用于處理被歸類為不同等級(jí)的缺陷,其中,缺陷的不同等級(jí)借助不同修復(fù)方法進(jìn)行處理。

圖1示出穿過用于大約13.5nm的曝光波長的euv掩模100的一部分的截面圖。euv掩模100包括由具有低熱膨脹系數(shù)的材料(比如石英)構(gòu)成的基底110。其它電介質(zhì)、玻璃材料或半導(dǎo)體材料同樣可用作euv掩模的基底,比如oreuv掩模100的基底110的后側(cè)117用于在制造euv掩模100期間和在其操作時(shí)保持基底110。

包括20至80對(duì)交替鉬(mo)120和硅(si)層125的多層膜或多層結(jié)構(gòu)140(下文中還稱為mosi層)沉積在基底110的前側(cè)115上。mo層120的厚度為4.15nm,si層125具有2.80nm的厚度。為了保護(hù)多層結(jié)構(gòu)140,由二氧化硅構(gòu)成的覆蓋層130(例如通常具有優(yōu)選7nm的厚度)施加在最頂硅層125上。其它材料比如釕(ru)可同樣地用于形成覆蓋層130。代替鉬,在mosi層中,可使用由具有高質(zhì)量數(shù)的其它元素構(gòu)成的層,比如鈷(co)、鎳(ni)、鎢(w)、錸(re)和銥(ir)。多層結(jié)構(gòu)240的沉積可以通過例如離子束沉積(ibd)來實(shí)現(xiàn)。

基底110、多層結(jié)構(gòu)140和覆蓋層130在下文中稱為掩模坯體150。然而,還可將包括euv掩模的所有層,但是不具有整個(gè)區(qū)域吸收體層的結(jié)構(gòu)化的結(jié)構(gòu)稱為掩模坯體。

為了由掩模坯體150制造euv掩模100,緩沖層135沉積在覆蓋層130上??赡艿木彌_層材料是石英(sio2)、氮氧化硅(sion)、ru、鉻(cr)和/或氮化鉻(crn)。吸收層160沉積在緩沖層135上。此外,適用于吸收層160的材料是cr、氮化鈦(tin)和/或氮化鉭(tan)。例如由氮氧化鉭(taon)構(gòu)成的抗反射層165可施加在吸收層160上。

吸收層160例如借助電子束或激光束結(jié)構(gòu)化,使得吸收體圖案170從整個(gè)區(qū)域吸收層160產(chǎn)生。緩沖層135用于在吸收層160的結(jié)構(gòu)化期間保護(hù)多層結(jié)構(gòu)140。

euv光子180照射在euv掩模100上。在吸收體圖案170的區(qū)域中,所述光子被吸收,在沒有吸收體圖案170的元件的區(qū)域中,euv光子180從多層結(jié)構(gòu)140反射。

圖1示出理想euv掩模100。圖2的圖示200闡明基底210具有局部凹陷(稱為坑)形式的局部缺陷220的掩模坯體250。局部凹陷可例如在拋光基底210的前側(cè)115期間出現(xiàn)。在圖2闡述的示例中,缺陷220基本上以不變的形式傳播通過多層結(jié)構(gòu)240。

在此以及在本發(fā)明的其它地方,表述“基本上”指的是現(xiàn)有技術(shù)中慣例的測量誤差內(nèi)的變量的指示或數(shù)值指示。

圖2示出掩模坯體250的缺陷220的一個(gè)示例。如引言部分中已提及的,各種其它類型的缺陷可以存在于掩模坯體250中。沿著基底210的凹陷220,局部凸體(稱為:突出體)可以出現(xiàn)在基底210的表面115上(參見隨后的圖3)。而且,微小的刮擦可以在拋光基底210的表面115期間產(chǎn)生(圖2中未示出)。如引言部分中已討論的,在多層結(jié)構(gòu)240的沉積期間,基底210的表面115上的粒子可以過生長或粒子可以合并到多層結(jié)構(gòu)240中(同樣未在圖2示出)。

掩模坯體250的缺陷可在基底210中、在基底210的前側(cè)或表面115上、在多層結(jié)構(gòu)240中和/或掩模坯體250的表面260上具有它們的起點(diǎn)(圖2未示出)。與圖2所示示例相比,存在于基底210的前側(cè)115上的缺陷220在于多層結(jié)構(gòu)240中傳播期間改變它們的橫向尺寸和它們的高度。這可發(fā)生在兩個(gè)方向上,即缺陷可在多層結(jié)構(gòu)240中生長或收縮和/或可以改變其形式。掩模坯體250的不是僅僅在覆蓋層130的表面260上起源的缺陷在下文中還稱為埋藏缺陷。

理想地,缺陷220的橫向尺寸和高度應(yīng)當(dāng)以小于1nm的分辨率確定。而且,缺陷220的形貌應(yīng)當(dāng)通過不同測量方法獨(dú)立于彼此確定。為了測量缺陷220的輪廓、其在表面260上的位置和尤其其在多層結(jié)構(gòu)240中的傳播,例如可以使用x射線。

表面敏感方法的檢測極限涉及通過這些方法對(duì)缺陷位置(即其形心)的可檢測性或檢測率。掃描探針顯微鏡、掃描粒子顯微鏡和光學(xué)成像是表面敏感方法的示例。意在由這些技術(shù)檢測的缺陷220必須具有特定表面形貌或材料對(duì)比度??山馕龅谋砻嫘蚊不蛩璨牧蠈?duì)比度取決于相應(yīng)測量儀器的性能,比如其高度分辨率、其靈敏度和/或其信噪比。如下面基于圖5的示例所解釋的,在掩模坯體的表面上有平面的埋藏相位缺陷,因此,不能被表面敏感方法檢測到。

圖3的示圖300闡明了缺陷的有效缺陷尺寸的概念。圖3的示例表示穿過局部缺陷320的截面,該局部缺陷具有基底230的前側(cè)115的凸體的形式。與圖2的方式類似,局部缺陷320基本上不改變地傳播通過多層結(jié)構(gòu)340。表面360的區(qū)域370表示缺陷320的有效缺陷尺寸。所述尺寸涉及缺陷320的橫向尺寸,其可均用于補(bǔ)償和修復(fù)缺陷320。如在圖3中所表示的,一般而言,有效缺陷尺寸370小于缺陷320的實(shí)際橫向尺寸。對(duì)于具有高斯輪廓的缺陷320,有效缺陷尺寸可以對(duì)應(yīng)于缺陷320的半最大值全寬度(fwhm)的一倍或兩倍。

如果有效缺陷尺寸的區(qū)域370被修復(fù),則缺陷320的剩余殘留物380在由掩模坯體350制造的euv掩模的曝光期間不再導(dǎo)致在晶片上可見的瑕疵。通過最小化單獨(dú)缺陷220、320的尺寸,有效缺陷尺寸的概念使得在制造euv掩模期間有效地利用掩模坯體250、350。此外,該概念允許缺陷220、320的資源上高效的修復(fù)。

區(qū)域390表明在確定缺陷320的位置及其輪廓時(shí)考慮的安全邊緣。在額外的安全邊緣的情況下,缺陷320的有效缺陷尺寸370可以小于、等于或大于實(shí)際缺陷320的橫向尺寸。另外,為了確定有效缺陷尺寸,優(yōu)選地考慮下面進(jìn)一步解釋的觀點(diǎn),該觀點(diǎn)涉及當(dāng)確定實(shí)際缺陷的位置時(shí)的不可避免的誤差以及用于曝光掩模的光源的非遠(yuǎn)心性。

圖4的示圖400闡述了圖2的缺陷220的形心410相對(duì)于掩模坯體250的坐標(biāo)系的定位。坐標(biāo)系例如通過將參考標(biāo)記420的規(guī)則布置蝕刻進(jìn)所述掩模坯體的多層結(jié)構(gòu)240中而制造在掩模坯體250上。圖4的示圖400描繪了一個(gè)參考標(biāo)記420。缺陷220的形心410和參考標(biāo)記420之間的距離430的位置精度應(yīng)當(dāng)優(yōu)于30nm(偏差3σ),優(yōu)選地優(yōu)于5nm(偏差3σ),以使通過優(yōu)化吸收體圖案170的布置而補(bǔ)償缺陷成為可能。當(dāng)前可用的測量儀器具有約100nm的位置精度(偏差3σ),

以與缺陷220、320的形貌的確定類似的方式,確定形心410相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)參考標(biāo)記420的距離430應(yīng)當(dāng)借助多個(gè)測量方法獨(dú)立地確定。舉例來說,光化成像方法為此目的是適合的,光化成像方法是比如用于euv波長范圍的aimstm(空間像信息系統(tǒng))和/或用于abi(光化坯體檢驗(yàn))的設(shè)備,即,用于檢測和定位埋藏的euv坯體缺陷的掃描暗場euv顯微鏡。而且,表面敏感方法可用于該目的,例如掃描探針顯微鏡、掃描粒子顯微鏡和/或光化波長之外的光學(xué)成像。此外,在缺陷220、320在掩模坯體250、350內(nèi)的物理位置處測量缺陷220、320的方法(例如x射線)也可用于該目的。

檢測多層結(jié)構(gòu)240的在表面260上不突出而導(dǎo)致在曝光euv掩模期間可見瑕疵的缺陷是復(fù)雜的。特別地,難以限定這種缺陷的精確位置。圖5的示圖500示出穿過掩模坯體550的一部分的截面,其中基底510的表面115具有局部凸體520。局部缺陷520在多層結(jié)構(gòu)540中傳播。該傳播570導(dǎo)致缺陷520的高度的逐漸降低,伴隨著其橫向尺寸的增加。多層結(jié)構(gòu)540的最終層120、125基本上是平面的。在覆蓋層130上,可以確定在缺陷520的區(qū)域中沒有隆起。

在當(dāng)前修復(fù)方法中,尤其是在補(bǔ)償修復(fù)中,然而,有必要尋找實(shí)施修復(fù)的位置。缺陷520由此不適于修復(fù),因此必須通過用吸收體圖案170的元件覆蓋來補(bǔ)償。

此外,存在不垂直于多層結(jié)構(gòu)240的各層120、125而以不同于90°的角度傳播的缺陷。對(duì)于這些缺陷,同樣難以確定它們的位置和它們的形貌,由此難以表明它們?cè)谄毓饩陂g的效應(yīng)。如果通過不同方法獲得的單獨(dú)缺陷220、320的缺陷位置明顯彼此偏離,則這表明埋藏缺陷背離多層結(jié)構(gòu)240、440中的垂線生長。圖6的示圖600基于缺陷620闡述了該關(guān)系。輪廓610再現(xiàn)比如借助x射線輻射確定的缺陷。點(diǎn)630指示缺陷在基底210、410的表面115附近的形心。代替x射線輻射,缺陷620可以例如通過在表面115處穿過基底210、410的光學(xué)輻射來檢查。

輪廓640表示缺陷620在多層結(jié)構(gòu)240、440上的覆蓋層130的表面260、460處的形貌,比如通過掃描探針顯微鏡(例如原子力顯微鏡(afm))測量的。缺陷620的尺寸基本上不會(huì)因缺陷620在多層結(jié)構(gòu)240、440中的傳播改變。點(diǎn)650進(jìn)而指示缺陷620在覆蓋層130的表面260、460上的形心。然而,缺陷620的形心在多層結(jié)構(gòu)240、440中生長期間沿箭頭660偏移,這表明缺陷620不會(huì)在多層結(jié)構(gòu)240、440內(nèi)的豎直方向上生長。

缺陷620相對(duì)于參考標(biāo)記420的缺陷位置的測量精度在圖7中示出。可實(shí)現(xiàn)的精度由多個(gè)因素構(gòu)成:首先,由于入射的euv光子180的非遠(yuǎn)心性,缺陷局部化的精度取決于多層結(jié)構(gòu)240、440的反射率。圖8a闡述了該關(guān)系。由于多層結(jié)構(gòu)840的單獨(dú)mosi層的有限反射率,單獨(dú)euv光子180可以穿透直到基底810的表面115,并從所述表面反射。圖8b示出由于該效應(yīng),顯著大于缺陷820的橫向尺寸的區(qū)域850必須由吸收體圖案170的元件覆蓋。

在圖7中,箭頭710表示結(jié)果導(dǎo)致的缺陷尺寸620的明顯放大720。

其次,可實(shí)現(xiàn)的精度受到可確定表面260、460上的缺陷620的缺陷尺寸640和形心650以及其在多層結(jié)構(gòu)240、440中傳播660所用的精確度的影響。而且,這受到可定位修復(fù)缺陷的裝置(例如掃描粒子顯微鏡或掃描電子顯微鏡)所使用的精度的影響。最后提到的因子又取決于確定相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)參考標(biāo)記420的距離430的精度。這些誤差具有統(tǒng)計(jì)屬性。在確定要補(bǔ)償或要修復(fù)的缺陷尺寸時(shí),必須考慮它們。缺陷620的要修復(fù)區(qū)域的放大(該放大由這些統(tǒng)計(jì)不確定性帶來)由圖7中的箭頭730和輪廓740表示。

總體上,伴隨在曝光期間缺陷的可見性的上述觀點(diǎn),有效缺陷尺寸740由此出現(xiàn),其優(yōu)選地用在解釋的方法中。

為了檢查掩模坯體250、350、550的缺陷220、320、520、620,除了已經(jīng)提及的那些,其它有效裝置也是可用的。在這方面,本申請(qǐng)人名下的專利申請(qǐng)de102011079382.8描述了可用于檢查euv掩模的缺陷的方法。掃描探針顯微鏡、掃描粒子顯微鏡和紫外線輻射源用于分析缺陷。缺陷200的輪廓及其位置可以借助這些表面敏感方法確定。

而且,申請(qǐng)de2014211362.8詳細(xì)地公開了可分析掩模坯體250的基底210的前側(cè)115并由此確定掩模坯體250的基底210的前側(cè)115上的缺陷位置的設(shè)備。

此外,本申請(qǐng)人名下的pct申請(qǐng)wo2011/161243公開了基于產(chǎn)生聚焦疊層來確定多層結(jié)構(gòu)240、340、540的缺陷220、320、520、620的模型、檢查多層結(jié)構(gòu)240、340、540的表面260、360、560和各缺陷模型。

在檢查缺陷220、320、520、620之后,缺陷位置(即缺陷的形心)和缺陷形貌從分析工具的測量數(shù)據(jù)中計(jì)算出。有效缺陷尺寸從缺陷形貌或缺陷輪廓確定。總體上,列出單獨(dú)可印刷缺陷220、320、520、620的位置和有效缺陷尺寸370、740的缺陷圖因此從掩模坯體250、350、550確定。

圖9a示出許多掩模坯體950或掩模坯體的疊層910,掩模坯體在各情況下具有一個(gè)或多個(gè)缺陷920。在圖9a中,缺陷920由黑點(diǎn)表示。經(jīng)常遇到掩模坯體950具有多種類型缺陷920的情形。掩模坯體950的臨界的(critical)(即可見的或可印刷的)缺陷920的數(shù)量當(dāng)前通常在從20至幾百的范圍內(nèi)。臨界的缺陷尺寸取決于所考慮的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。舉例來說,對(duì)于16nm技術(shù)節(jié)點(diǎn),具有大約12nm的球形體積當(dāng)量直徑的缺陷920是臨界的。

通常,多個(gè)缺陷920起源于掩模坯體950的基底210的局部凹陷220(參見圖2)。如上述解釋的,掩模坯體950的缺陷920可以例如通過借助光化波長范圍的輻射的檢查而被檢查。

圖9b再現(xiàn)掩模布局930的庫940。該庫940可僅包含具有單個(gè)集成電路(ic)或單個(gè)部件的掩模布局930的一個(gè)掩模疊層。然而,優(yōu)選地,庫940包括不同ic或部件的布局930的掩模疊層。而且,有利地,庫940包括不同技術(shù)節(jié)點(diǎn)的掩模布局930。對(duì)于疊層910的掩模坯體950,最佳匹配掩模坯體950的缺陷920的掩模布局930那么從庫940中選擇。用于從庫940中選擇掩模布局930的邊界條件的數(shù)量越少,反而可以更好地進(jìn)行對(duì)應(yīng)。

對(duì)于選擇的掩模布局960,其吸收體圖案170那么在優(yōu)化過程中適配于掩模坯體950。該過程在圖9c中示意性示出。下列參數(shù)當(dāng)前可用作優(yōu)化參數(shù):掩模布局960相對(duì)于掩模坯體950的取向,即四個(gè)取向0°,90°,180°和270°。

而且,掩模布局960和由此吸收體圖案170相對(duì)于掩模框架在x和y方向上偏移。偏移布局960或吸收體圖案170可以通過掩??蚣艿南喾磳?dǎo)向的偏移由晶片步進(jìn)機(jī)來補(bǔ)償。吸收體圖案170的偏移當(dāng)前局限于≤±200μm?,F(xiàn)在的晶片步進(jìn)機(jī)可以補(bǔ)償高達(dá)該數(shù)量的掩模偏移量。

最后,取向的掩模圖案960可以旋轉(zhuǎn)高達(dá)±1°的角度。光掩模在該角度范圍中的旋轉(zhuǎn)同樣可以通過類似的現(xiàn)代晶片步進(jìn)機(jī)來補(bǔ)償。

圖10闡述了在現(xiàn)有技術(shù)中如何執(zhí)行圖9所述優(yōu)化過程。如上在討論圖9期間所解釋的,掩模坯體950的缺陷920的補(bǔ)償?shù)囊话愀拍钍鞘寡谀E黧w適配于掩模布局960,以利用吸收體圖案170的元件覆蓋掩模坯體950的盡可能多的缺陷920。如上所述,取向,x和y方向上的偏移還可以用于改進(jìn)覆蓋缺陷920的可能性。如圖10所示,當(dāng)前缺陷補(bǔ)償過程使掩模坯體950的被補(bǔ)償缺陷920的數(shù)量最大化。在優(yōu)化過程結(jié)束時(shí),確認(rèn)是否補(bǔ)償了所有缺陷920。如果是,則優(yōu)化的掩模布局960用于從掩模坯體950制造euv掩模。如果不是,則優(yōu)化的掩模布局960仍用于制造euv掩模,而剩余的或未補(bǔ)償?shù)娜毕荼仨毐恍迯?fù)。

最后,圖11示出本申請(qǐng)所限定的方法的一個(gè)示例性實(shí)施例的流程圖1100。該方法在步驟1102開始。判定塊1104涉及確認(rèn)是否通過優(yōu)化掩模布局960的吸收體圖案170而補(bǔ)償了掩模坯體950的所有缺陷920。在本申請(qǐng)中,在此,補(bǔ)償意味著通過吸收體圖案170的元件覆蓋缺陷,使得在曝光由掩模坯體950制造的euv掩模期間,缺陷920在晶片上不具有可印刷或可見缺陷。

如果在步驟1104,借助以優(yōu)化方式布置的吸收體圖案170可以補(bǔ)償所有缺陷920,則由掩模坯體950制造euv掩模,并且該方法在步驟1106結(jié)束。

如果沒有能夠補(bǔ)償掩模坯體950的所有缺陷920,則在步驟1108,將計(jì)數(shù)器設(shè)定為其初始值。那么判定塊1110涉及判定當(dāng)前考慮的缺陷920是否能被修復(fù)或其是否必須被補(bǔ)償。如果當(dāng)前考慮的掩模坯體950的缺陷必須被補(bǔ)償,則在步驟1112將所述缺陷歸類為第一組。分配到第一組的缺陷520、620在圖5和6中描述。而且,與掩模坯體950的平均有效缺陷尺寸相比,有效缺陷尺寸非常大的缺陷應(yīng)當(dāng)同樣被歸類為第一組。非常大的缺陷的修復(fù)非常復(fù)雜。特別地,有必要在多個(gè)步驟中實(shí)施修復(fù)。因此,存在在修復(fù)非常大的缺陷920期間可損壞euv掩模的表面的其它區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)。

然后,判定步驟1116涉及確定當(dāng)前考慮的缺陷920是否是掩模坯體950的最后缺陷920。如果該問題的答案是否定的,則該方法前進(jìn)至步驟1120,用于缺陷的計(jì)數(shù)器的指數(shù)增加一個(gè)單位。然后,該方法繼續(xù)判定塊1110,并且(i+1)。分析缺陷920。如果考慮的缺陷920是掩模坯體950的最后缺陷920(i=n),則方法繼續(xù)步驟1124。

相比之下,如果缺陷920可以被修復(fù),則其在步驟1114中被歸類為第二組。判定塊1118進(jìn)而涉及判定第i個(gè)缺陷是否是掩模坯體950的最后缺陷920。如果該問題的答案是否定的,則在步驟1122,缺陷920的計(jì)數(shù)器的指數(shù)增加一個(gè)單位。之后,該方法繼續(xù)判定塊1110。相比之下,如果考慮的第i個(gè)缺陷920是掩模坯體950的最后缺陷,則接下來執(zhí)行步驟1124。

第二組的缺陷在步驟1124中被優(yōu)先化。分配給第二組的缺陷的優(yōu)先權(quán)組合缺陷920本身的多個(gè)特征和/或其修復(fù)中的各方面。該優(yōu)先權(quán)可呈現(xiàn)兩個(gè)值,例如高優(yōu)先權(quán)和低優(yōu)先權(quán)。然而,優(yōu)先權(quán)等級(jí)還可以更細(xì)微地來選擇,并具有任意標(biāo)度,比如從1至10的數(shù)值。

缺陷內(nèi)部特征的一個(gè)示例是有效缺陷尺寸370、740。有效缺陷尺寸370、740越大,其優(yōu)先權(quán)越高。缺陷修復(fù)的影響缺陷優(yōu)先權(quán)的定義的各方面是例如修復(fù)缺陷920所需的費(fèi)用。在評(píng)估缺陷920的優(yōu)先權(quán)時(shí)有一定作用的其它方面的示例是修復(fù)缺陷的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)。

代替將掩模坯體950的缺陷920歸類為兩個(gè)組,并優(yōu)先化第二組中的缺陷,還可將缺陷分為多于兩個(gè)組。在該情況下,不可修復(fù)缺陷仍被歸類為第一組??尚迯?fù)缺陷根據(jù)它們的優(yōu)先權(quán)被分配到其它組。

而且,還可使將缺陷分配到第二組的過程倒轉(zhuǎn)為分配至第一組。這意味著例如,具有高優(yōu)先權(quán)的所有缺陷從第二組重新分配至第一組。如果不可能補(bǔ)償極大擴(kuò)大的第一組的所有缺陷,則新近添加到第一組的缺陷逐漸再次被分配到第二組。

在優(yōu)先化第二組的缺陷之后,該方法繼續(xù)步驟1126。在該步驟中,第二組的具有高優(yōu)先權(quán)或最高優(yōu)先權(quán)的至少一個(gè)缺陷被分配到第一組。在此描述的方法關(guān)于在步驟1126被添加到第一組的缺陷的數(shù)量方面是靈活的。在這方面,例如,來自第二組的具有高優(yōu)先權(quán)的一個(gè)、兩個(gè)、五個(gè)或10個(gè)缺陷可在一個(gè)步驟中被分配到第一組。還可設(shè)想的是,從第二組偏移至第一組的缺陷的數(shù)量可以取決于掩模坯體950的缺陷圖案。

如在討論圖9時(shí)所解釋的,下一步驟1128涉及選擇以最佳可能方式匹配掩模坯體950的缺陷920的第一組的掩模布局960。而且,同樣如在圖9中所述的,掩模坯體950上的所選擇的吸收體圖案170的布置被優(yōu)化。

然后,判定塊1130涉及判定關(guān)于該布置被優(yōu)化的吸收體圖案170是否可以補(bǔ)償?shù)谝唤M的所有缺陷以及從第二組添加的缺陷920。如果不是,則從第二組添加的缺陷再次返回第二組,在步驟1132,該方法根據(jù)圖9執(zhí)行缺陷的第一組的優(yōu)化過程。在步驟1134,借助以優(yōu)化方式布置的吸收體圖案170,那么由掩模坯體950制造euv掩模。

第二組的缺陷920在步驟1136被修復(fù)。為了修復(fù)第二組的缺陷920,首先,可采用如先前所提及的補(bǔ)償修復(fù)的方法。而且,在專利申請(qǐng)us61/324467中,申請(qǐng)人公開了可針對(duì)性地改變基底210、310、510的表面115從而修復(fù)第二組的缺陷920的方法。本申請(qǐng)人名下的申請(qǐng)wo2011/161243描述了借助離子束修復(fù)掩?;?10、310、510的表面115上的缺陷920,如先前提及的。

如果然后在判定塊1130中確認(rèn)在步驟1128中的優(yōu)化過程可以補(bǔ)償升級(jí)的第一組的所有缺陷(包括在最后步驟1142中新近添加的缺陷),升級(jí)的第一組在步驟1140中產(chǎn)生。升級(jí)的第一組包括第一組以及在步驟1126添加到第一組的缺陷。在步驟1144,第二組的具有高優(yōu)先權(quán)的一個(gè)或多個(gè)缺陷被分配到升級(jí)的第一組。對(duì)于該新的缺陷組,參考圖9解釋的優(yōu)化過程在步驟1144中執(zhí)行。

在判定塊1146,確認(rèn)是否仍可以補(bǔ)償所有缺陷920。如果是,則該方法繼續(xù)至塊1140,并產(chǎn)生包含比原始產(chǎn)生的升級(jí)的第一組更多的缺陷920的新近升級(jí)的第一組。該方法重復(fù)步驟1140、1142、1144以及判定塊1146的循環(huán),直到在步驟1144中的優(yōu)化過程不再補(bǔ)償所有缺陷為止。在步驟1148,該方法確定升級(jí)的第一組,即不具有來自第二組的在最后步驟1142中添加的缺陷的升級(jí)的第一組。由此確定的升級(jí)的第一組的缺陷可以通過優(yōu)化過程1144補(bǔ)償。

然后,該方法前進(jìn)至步驟1134,并借助以優(yōu)化方式布置的吸收體圖案170從掩模坯體950制造euv掩模。如上所述,第二組的剩余缺陷在塊1136中修復(fù)。最后,該方法在步驟1138結(jié)束。

盡管在圖11的流程圖中未示出,但是在于步驟1134中采用優(yōu)化的吸收體圖案之前,還可實(shí)施另一優(yōu)化,其在維持補(bǔ)償?shù)谝唤M的缺陷的同時(shí)修改吸收體圖案的單獨(dú)元件,以至少部分地補(bǔ)償?shù)诙M的一個(gè)或多個(gè)缺陷的效應(yīng)。這可例如通過改變吸收體圖案的形式和尺寸來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)在步驟1136中修復(fù)第二組的剩余缺陷時(shí),因此進(jìn)一步減少費(fèi)用。

通過將掩查坯體的缺陷歸類為至少兩個(gè)組,呈現(xiàn)的方法保證可消除掩模坯體的所有相關(guān)可印刷缺陷。而且,將缺陷歸類為兩個(gè)或更多組使得資源上高效的缺陷處理過程成為可能。

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