CN101162363B - 用于检查交替相移掩模的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种检查系统使用偏倚以补偿失配的检查数据，所述失配发生作为使用操作在不同于检查系统用以检查所述掩模的缺陷的光的波长的光的波长处的光学光刻系统印刷交替相移掩模的结果。

Description

用于检查交替相移掩模的方法和系统

技术领域

本公开通常涉及掩模检查，更具体而言，涉及使用偏倚的(biased)检查数据检查交替相移掩模。

背景技术

现在，目前水平的半导体制造利用193nm波长光学光刻系统结合相移掩模例如交替相移掩模以产生电路图形。交替相移掩模制造者面对的问题是在制造掩模之后用于在掩模中发现缺陷的当前可用的掩模检查工具利用不与193nm波长的光学光刻系统匹配的非光化波长的光。当用于曝光交替相移掩模的光的波长与用于检查掩模的光的波长之间存在失配时，管芯到数据库(die-to-database)的检查方法在检查交替相移掩模时将产生大量的假缺陷探测。因为归因于在电路制造期间用于曝光掩模的光的波长和在掩模制造期间用于检查掩模的光的波长的变化，观察的用于掩模的未被蚀刻的区域(0度区域)和蚀刻的区域(180度相移)的图像将不同于设计数据的储存的图像的尺寸，所以将从交替相移掩模提取的图像与用于制造该掩模的设计数据的图像相比较的管芯到数据库的检查方法将产生大量的假缺陷探测。由于这样高比率的假缺陷探测，对于石英缺陷(蚀刻的区域)掩模制造者典型地必须降低交替相移掩模的检查的灵敏度。

这些失配问题不单独局限于在193nm波长光学光刻系统上曝光掩模时的情形，而且是在电路制造工艺中用于曝光交替相移掩模的光的波长不同于在交替相移掩模的制造工艺期间用于检查交替相移掩模的波长的任何情形中所固有的。

避免该失配问题的一个方法是使用管芯到管芯(die-to-die)的检查方法，该方法比较具有相同的图形的掩模上的两个相同的图像并且识别两者之间的任何差异。在该方法中，因为管芯到管芯的检查仅仅是基于在掩模制造期间用于检查掩模的光的波长，所以在电路制造期间用于曝光掩模的光的波长与在掩模检查期间使用的光的波长的差异不是问题。遗憾的是，因为许多当今的交替相移掩模设计过大而不具有相同掩模的设计的拷贝，所以管芯到管芯的检查方法是不实际的。

发明内容

因此，需要一种可以提供用于使用与在掩模制造期间用于检查掩模的光的波长不同的光的波长曝光的交替相移掩模的管芯到数据库的检查方法的方法。

在一个实施例中，存在一种用于检查交替相移掩模的系统。在所述实施例中，所述系统包括光学扫描器，配置其以扫描所述交替相移掩模并产生光学图像数据。配置数据库以存储偏倚以补偿使用所述光学扫描器的所述交替相移掩模的光学扫描响应的检查数据。配置图像处理器以确定在所述交替相移掩模中是否存在缺陷。所述图像处理器通过比较产生的光学图像数据与偏倚的检查数据确定缺陷的存在。超过用户选择的阈值的所述产生的光学图像数据与所述偏倚的检查数据之间的变化表示所述交替相移掩模中的缺陷。

在另一实施例中，存在一种用于检查交替相移掩模的方法。在所述实施例中，使用光学扫描器扫描所述交替相移掩模。所述方法还包括从所述交替相移掩模的所述扫描产生光学图像数据。所述方法还包括取回偏倚以补偿使用所述光学扫描器的所述交替相移掩模的光学扫描响应的检查数据。所述方法还包括根据产生的光学图像和偏倚的检查数据确定在所述交替相移掩模中是否存在缺陷。

在第三实施例中，存在一种存储用于使光学检查系统能够确定交替相移掩模中的缺陷的计算机指令的计算机可读的存储介质。在所述实施例中，所述计算机指令包括获得从光学扫描器产生的所述交替相移掩模的光学图像数据。所述计算机指令还包括取回偏倚以补偿使用所述光学扫描器的所述交替相移掩模的光学扫描响应的检查数据。所述计算机指令还包括根据产生的光学图像数据和偏倚的检查数据确定在所述交替相移掩模中是否存在缺陷。

在又一实施例中，存在一种用于配置用于在使交替相移掩模的检查能够运作的计算机系统中使用的检查工具的方法。在所述实施例中，计算机基础结构被提供并且是可操作的以获得从光学扫描器产生的所述交替相移掩模的光学图像数据；取回偏倚以补偿使用所述光学扫描器的所述交替相移掩模的光学扫描响应的检查数据；以及根据产生的光学图像数据和偏倚的检查数据确定在所述交替相移掩模中是否存在缺陷。

因此，本公开提供一种用于配置用于使用计算机系统中的检查工具检查交替相移掩模的应用的方法、系统以及程序产品。

附图说明

图1示出了用于检查交替相移掩模的掩模检查系统的简化的示意图；

图2示出了描述了图1中描述的系统所使用的偏倚的检查数据的产生的流程图；

图3a-3b示出了在测试掩模中使用以产生在图2中所描述的偏倚的检查数据的交替相移掩模的实例；

图4示出了描述使用设计数据制造交替相移掩模和使用偏倚的检查数据检查掩模的缺陷的方法的通用的图；以及

图5示出了描述了使用图1中描述的系统的交替相移掩模的检查方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了用于检查交替相移掩模的掩模检查系统100的简化的示意图。除了常规交替相移掩模之外，掩模检查系统100的下列说明还适合于使用其它类型的掩模例如二元和衰减相移掩模。该掩模检查系统100可以进行几种用于探测缺陷的检查操作例如透射光检查、反射光检查和同时反射和透射检查。在透射检查中，光入射在衬底上并且检查系统100探测透射通过掩模的光的量。在反射光检查中，检查系统100测量从被测试的衬底的表面反射的光。同时反射和透射检查同时地进行反射光检查和透射光检查。

重新参考图1，掩模检查系统100包括用于承载将要经受检查的衬底(即，交替相移掩模)104的台102。台102是在电子子系统106的控制下的精确的设备驱动器，其能够相对于光学子系统108的光轴在单平面内以蛇形的(serpentine)方式移动被测试的掩模104，以便可以检查掩模表面的所有或任何的选择的部分。光学子系统108基本上是包括光源110和第一组相关的光学组件(optics)112的激光扫描器设备，其中该第一组相关的光学组件112在电子子系统106控制下将一束相干光偏转小的角度。在经过光学子系统108之后，束扫描沿这样的方向，其被定向为平行于从在掩模104处所见的Y轴。当扫描该光束时，承载被测试的掩模104的台102沿X轴的方向前后移动，同时在每一个往复移动的末端处沿Y方向增加，以便光束沿蛇形的路径跨过多个识别的掩模子区域扫描。这样，通过激光束以一系列的邻接的列条(swath)扫描掩模104的整个表面区域。在透明或部分透明的掩模的情况下，当束经过第二组相关的光学组件116时，透射探测器114将探测图像。在反射或部分反射的掩模的情况下，反射光探测器118将探测通过第一组相关的光学组件112的从掩模反射的光。

如图1中所示，电子子系统106包括从透射探测器114和反射光探测器118接收光学图像数据的图像处理器120。图像处理器120使用管芯到数据库的检查方法以确定在交替相移掩模中存在的缺陷。具体而言，图像处理器120取回储存在数据库适配器124中的偏倚的检查数据122并且将从透射探测器114和反射光探测器118中产生的观察的光学图像数据与偏倚的检查数据相对比。如果存在超过用户选择的阈值的观察的光学图像数据与偏倚检查数据122之间的变化，那么图像处理器120确定缺陷是存在的。

偏倚的检查数据122是已被偏倚以补偿使用光学扫描器的交替相移掩模的光学扫描响应的数据。如上所述，由使用操作在不同于用于曝光交替相移掩模的光的波长的光的波长处的掩模检查系统而产生的失配导致非常高数量的假缺陷探测。使用偏倚以补偿使用扫描器的掩模的光学扫描响应与用于曝光掩模的系统之间的变化的检查数据，当将观察的光学图像数据与偏倚的检查数据比较时，将不存在光学图像的尺寸的如此多的变化。结果，可以以较高的灵敏度运行检查系统100。下面是关于如何产生用于光学子系统108的偏倚的检查数据122的更为详细的讨论。

图像处理器120可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例或包含硬件和软件单元的实施例的形式。在优选实施例中，以包括但不局限于固件、驻留软件、微代码等等的软件的形式实现通过图像处理器120执行的处理功能。

而且，通过图像处理器120执行的处理功能可以采取从计算机可用或计算机可读的存储介质可存取的计算机程序产品的形式，其中该计算机可用或计算机可读的存储介质提供用于任何计算机或指令执行系统使用或者与任何计算机或指令执行系统有关的程序代码。为了该说明的目的，计算机可用或计算机可读的存储介质可以是可以包含、存储、通信、传播或传送用于指令执行系统、设备或装置使用或者与指令执行系统、装置或设备有关的程序的任何装置。

存储介质可以是可以包含、存储、通信、传播或传送用于指令执行系统、设备或装置使用或者与指令执行系统、装置或设备有关的包含用于执行图像处理功能的指令的程序的任何装置。计算机可读的存储介质可以是电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体的系统(或装置或设备)或者传播存储介质。计算机可读的存储介质的实例包括半导体或固态存储器、磁带、可移动的计算机磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的现有实例包括压缩盘—只读存储器(CD-ROM)、压缩盘—读写(CD-R/M)和数字视盘(DVD)。

电子子系统106除了执行用于检查交替相移掩模的缺陷的图像处理操作之外还执行额外的功能。例如，电子子系统106翻译和执行通过作为检查系统100的主控制器的控制计算机126发布的命令。这些命令的非详尽的列举可以包括功能例如数字化来自探测器114和118的输入、补偿用于入射光强度的变化的这些读出、在检查期间监视台102的轨迹和为用于移动台102的马达提供驱动。

在一个实施中，数据库适配器124包括配置以存储用于在管芯到数据库的检查方法中使用的偏倚的检查数据122的数据库。除了存储偏倚的检查数据122之外，数据库适配器124还可以存储其它的交替相移掩模信息例如与掩模有关的参考或设计数据和图形以及特征数据。另外，数据库适配器124可以存储在掩模中所探测的任何缺陷的位置。在本领域中的普通技术人员将认识到除了以上列出的实例外还存在数据库适配器124可以存储的各种其它数据。

除了作为检查系统100的主控制器外，控制计算机126还作为系统的操作者控制台。因此，在一个实施例中，控制计算机126可以发布命令以控制检查系统100的操作和监视光学子系统108和电子子系统106的状态。虽然在图1中没有示出，但是控制计算机126可以包括输入设备例如接收操作者输入的键盘、存储信息的数据库以及监视由检查系统的操作产生的结果例如在交替相移掩模中记录的缺陷和子系统的状态。在一个实施中，虽然控制计算机126是可以采取工作站的形式的通用计算机，但是也可以使用其它类型的计算机。

图2示出了描述了图1中描述的系统所使用的偏倚的检查数据的产生的流程图200。偏倚的检查数据的产生开始于在202处产生交替相移掩模的测试掩模。测试掩模将在其上具有许多重复的图形。在一个实施例中，存在包括线条和间隔的一组图形和具有线条和间隔的原样的图形但却是交替设计的另一组。因为蚀刻了交替相移测试掩模的铬特征，而没有蚀刻石英特征，所以第一组线条的图形称为0°图像数据。因为没有蚀刻交替相移测试掩模的铬特征，而是蚀刻了交替间隔的石英特征，所以第二组线条的图形称为180°图像数据。

偏倚的检查数据的产生在204处继续，其中将用于执行缺陷探测的检查系统在其操作波长的光处照射测试掩模。在一个实施例中，检查系统将操作在非光化波长的光处。在206处，检查系统将产生非相移的图像数据(即0°图像数据)和相移的图像数据(即180°图像数据)。接下来，在208处检验非相移的图像数据和相移的图像数据的光学响应。非相移的图像数据的光学响应用于数据库适配器的校准，而使用相移的图像数据的光学响应以确定用于检查的偏倚。具体而言，检验相移的图像数据中的线条的宽度以确定存储在数据库适配器108中的用于制造测试掩模的设计数据的光学图像数据的线条的宽度之间存在多大的差异。如果观察的光学图像数据和参考设计数据的线条的宽度之间存在光学响应中的差异，那么在210处测量差异的量值。

在确定光学响应中的差异的量值之后，其在212处被使用以产生偏倚的检查数据。具体而言，将差异反馈到用于制造交替相移掩模和存储在数据库适配器中的设计数据中。然后根据偏倚调整设计数据，以便从检查系统获得的数据的图像尺寸将匹配用于曝光交替相移掩模的光学光刻系统的光学响应。通过使用公知的将输入数据从设计者的格式转换成掩模制造者可以使用以印刷和检查掩模的格式的断裂(fracturing)方法实现调整。然后在214处将偏倚的设计数据存储在数据库适配器中作为供在管芯到数据库的检查方法中使用的偏倚的检查数据。

图3a-3b示出了在测试掩模中使用以产生在图2中所描述的偏倚的检查数据的交替相移掩模的实例。具体而言，图3a示出了具有0°图像数据和180°图像数据的两组图形的测试掩模。在图3a中，因为没有蚀刻掩模的石英特征，所以图形P1表示0°图像数据，而因为蚀刻了掩模的石英特征部分，所以图形P2表示180°图像数据。通过参考元素π标示了图形P2的石英特征部位被蚀刻的区域。图3b示出了在使用光学光刻系统曝光掩模之后和在使用检查系统检查之后的测试掩模的图形P2的光学图像数据。如在图3b中所示，在电路制造期间和在掩模检查期间曝光掩模之后得到的光学图像数据的π特征的宽度的尺寸存在差异。具体而言，在检查期间得到的光学图像数据的π特征的宽度基本上小于在掩模曝光期间得到的光学图像数据的π特征的宽度。如上所述，宽度的尺寸的差异是用于曝光掩模的光的波长与用于检查掩模的光的波长相比具有失配的结果。在该公开中，P1与P2之间的测量的差异是被反馈并用于调整设计数据中的π图像的尺寸的值，由此产生偏倚的检查数据。偏倚设计数据以补偿光的操作波长的该失配，将去除图像尺寸差异并且使管芯到数据库的检查方法能够更精确地探测缺陷。

图4示出了描述使用设计数据曝光交替相移掩模和使用偏倚的检查数据(源自将偏倚施加到设计数据)检查所制造的掩模的缺陷的方法400的通用的图。在图4中，掩模写入器(writer)在404处使用掩模制造者想要制造的实际设计的设计数据402印刷掩模。根据设计数据印刷的交替相移掩模，其随后在406处经受附加的掩模处理操作例如显影、蚀刻和清洗。然后在408处使用偏倚的检查数据410检查制造的交替相移掩模。图4的方法不同于常规的检查方法，因为该公开的检查系统使用与设计数据相对的偏倚的检查数据检查掩模。更具体而言，常规检查方法使用设计数据印刷掩模然后又在管芯到数据库的方法中使用设计数据检查掩模。结果，当用于印刷和用于检查的光的操作波长存在失配时，这种检查方法将具有高比例的假缺陷检查。本公开的检查方法仍使用设计数据用于制造但是通过利用用于缺陷检查的偏倚的检查数据克服了失配问题。

只要交替相移掩模曝光方法和光学检查系统保持固定，那么就可以在随后显影的交替相移掩模的检查中使用在图2中产生的偏倚。这允许掩模制造者具有无缝的制造流程。如果掩模曝光方法改变或使用了不同的检查工具，那么将必须产生新的偏倚的检查数据并且根据该偏倚的数据检查掩模的缺陷。

图5示出了描述了使用图1中描述的系统的交替相移掩模的检查方法500的流程图。检查方法开始于在502处使用图1中所描述的检查系统扫描交替相移掩模。在504处检查系统产生掩模图形的光学图像。然后在506处，检查系统取回存储在数据库适配器中的偏倚的检查数据。然后在508处，光学检查系统比较观察的图像数据与偏倚的检查数据之间的光学响应。在510处基于该比较，检查系统确定是否存在缺陷。具体而言，如果存在超过用户选择的阈值的观察的光学图像数据与偏倚的检查数据之间的变化，那么检查系统确定缺陷是存在的。

上述图2、4和5示出了与产生偏倚的检查数据、曝光交替相移掩模和检查掩模的缺陷有关的处理步骤。在这点上，在流程图中的每一个方块代表与执行这些功能有关的处理步骤。还应该注意到在一些可选的实施例中，在方块中注释的步骤可以不按照在附图中所注释的顺序出现，或者例如事实上可以基本上同时地或以相反的顺序被执行，这取决于所涉及的步骤。本领域的普通技术人员还将认识到可以增加描述这些处理步骤的附加的方块。

显而易见本公开已提供了一种用于使用偏倚的检查数据检查交替相移掩模的方法。偏倚的检查数据的使用降低了作为使用操作在不同于用于检查掩模的光的波长的光的波长处的光学光刻系统而产生的失配的结果而出现的假或多余的缺陷的量。结果，对于石英缺陷的探测，用于检查交替相移掩模的检查系统可以几乎满灵敏度运行。虽然结合其优选的实施例具体地示出和描述了本公开，应该理解本领域的普通技术人员可以在不背离本公开的范围的情况下进行有效的变化和修改。

在另一实施例中，本公开提供了一种基于认购、广告和/或费用来执行本发明的处理步骤的商业方法。即，服务提供者可以提供利于交替相移掩模的检查的检查工具。在该情况下，服务提供者可以为一个或多个用户产生、配置、维护、支持等等启动本发明的处理步骤的计算机基础结构。作为回报，服务提供者可以基于认购和/或费用协议从用户收取付款和/或服务提供者可以从向一个或多个第三方销售广告内容收取付款。

在又一实施例中，本公开提供了一种用于使用在计算机系统内的检查工具检查交替相移掩模的方法。在该情况下，可以提供框架(framework)和可以获得用于执行本公开的处理步骤的一个或多个系统并将其配置到框架。就该程度而言，系统的配置可以包括(1)在计算装置例如计算机系统上安装来自计算机可读的存储介质的程序代码；(2)将一个或多个计算设备加到框架；以及(3)合并和/或修改一个或多个现有系统的框架以使框架执行本发明的处理步骤中的一个或多个。

Claims (12)

1.一种用于检查交替相移掩模的系统，包括：

光学扫描器，配置其以扫描所述交替相移掩模和产生光学图像数据；

数据库，配置其以存储偏倚以补偿使用所述光学扫描器的所述交替相移掩模的光学扫描响应的检查数据；以及

图像处理器，配置其以确定在所述交替相移掩模中是否存在缺陷，其中所述图像处理器通过比较产生的光学图像数据与偏倚的检查数据确定缺陷的存在，其中超过用户选择的阈值的所述产生的光学图像数据与所述偏倚的检查数据之间的变化表示所述交替相移掩模中的缺陷，其中所述偏倚的检查数据基于源自在测试交替相移掩模的扫描期间从所述光学扫描器获得的光学成像数据的数据。

2.根据权利要求1的系统，其中所述偏倚的检查数据基于通过所述光学扫描器观察的相移的光学成像数据与从设计数据产生的参考光学图像数据的光学扫描响应中的差异。

3.根据权利要求1的系统，其中所述光学扫描器利用与在制造期间用于曝光所述交替相移掩模的光的波长失配的光的波长。

4.根据权利要求3的系统，其中所述光学扫描器利用非光化波长的光。

5.根据权利要求1的系统，其中所述图像处理器利用管芯到数据库的检查方法。

6.根据权利要求1的系统，还包括用于控制所述图像处理器的操作的控制器。

7.一种用于检查交替相移掩模的方法，包括以下步骤：

使用光学扫描器扫描所述交替相移掩模；

从所述交替相移掩模的所述扫描产生光学图像数据；

取回偏倚以补偿使用所述光学扫描器的所述交替相移掩模的光学扫描响应的检查数据；以及

根据产生的光学图像数据和偏倚的检查数据确定在所述交替相移掩模中是否存在缺陷，其中所述偏倚的检查数据基于源自在测试交替相移掩模的扫描期间从所述光学扫描器获得的相移的光学成像数据的数据。

8.根据权利要求7的方法，其中缺陷的所述存在的所述确定包括比较所述产生的光学图像数据与所述偏倚的检查数据，其中超过用户选择的阈值的所述产生的光学图像数据与所述偏倚的检查数据之间的变化表示所述交替相移掩模中的缺陷。

9.根据权利要求1的方法，其中所述偏倚的检查数据基于通过所述光学扫描器观察的所述相移的光学成像数据与从设计数据产生的参考光学图像数据的光学扫描响应中的差异。

10.根据权利要求7的方法，其中所述扫描利用与在制造期间用于曝光所述交替相移掩模的光的波长失配的光的波长。

11.根据权利要求10的方法，其中所述扫描利用非光化波长的光。

12.根据权利要求7的方法，其中所述确定包括利用管芯到数据的库检查方法。

Images