專利名稱：掩模板及其制造方法、以及監(jiān)測掩模板霧狀污染的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及半導(dǎo)體工藝中的掩模板以及對掩模板霧狀污染的監(jiān)測。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路的制造過程中，光刻工藝是極其重要的環(huán)節(jié)。在光刻工藝中，首先將設(shè)計(jì)好的圖案(諸如金屬線、接觸孔的圖案等)形成于一個或多個掩模板上，然后利用光刻機(jī)(例如步進(jìn)掃描光刻機(jī))通過曝光程序?qū)⒀谀０迳系膱D案轉(zhuǎn)移到晶圓上的光致抗蝕劑層上。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，掩模板的污染一直是個問題。由于掩模板的圖案將被重復(fù)地轉(zhuǎn)移到晶圓上，掩模板的污染將導(dǎo)致產(chǎn)生大量具有缺陷的芯片，嚴(yán)重影響良率。在掩模板的污染中，霧狀污染(haze)是最為常見、影響最嚴(yán)重并且難以避免的。通常，在掩模板清洗工藝中會使用硫酸，從而在掩模板上殘留有硫酸根離子。殘留的硫酸根會在掩模板使用過程中產(chǎn)生結(jié)晶，即霧狀污染。例如，掩模板上殘留的硫酸根會與空氣中的銨根等陽離子結(jié)合形成硫酸銨等晶體。隨著晶體不斷長大，當(dāng)其達(dá)到一定尺寸時(例如，與掩模板上的圖案尺寸相當(dāng)時)，就會影響到圖案的轉(zhuǎn)移，進(jìn)而影響芯片的良率。隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷減小，光刻波長也不斷減小，霧狀污染的影響越發(fā)嚴(yán)重。對于先進(jìn)的集成電路(IC)工藝，由于越來越多的半導(dǎo)體層需要采用193nm的光刻波長，大大增加了由霧狀污染引起的芯片缺陷的發(fā)生概率。因此，需要對掩模板上的污染——尤其是霧狀污染——進(jìn)行檢測，然后根據(jù)檢測結(jié)果，當(dāng)發(fā)現(xiàn)污染時，通過清洗來去除污染。傳統(tǒng)的檢測掩模板霧狀污染的方法是采用專用的掩模板檢測系統(tǒng)，諸如KLA-Tencor公司的STARlight_2TM掩模板檢測系統(tǒng)等。該系統(tǒng)可以對掩模板進(jìn)行離線檢測以發(fā)現(xiàn)霧狀污染。然而，該檢測十分昂貴，并且時間較長。一般地，每片掩模板的檢測需要2 4小時。這不僅影響半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)效率，同時增加了生產(chǎn)成本。并且，由于其一般是定期地對掩模板進(jìn)行離線檢測，難以及時地發(fā)現(xiàn)掩模板上的霧狀污染。另一種檢測掩模板霧狀污染的方法是人工檢查晶圓上的芯片區(qū)域的圖案是否異常。然而，這種方法需要耗費(fèi)大量的時間和人力，并且不夠準(zhǔn)確。并且，這種方法只能檢測到已經(jīng)導(dǎo)致芯片缺陷的尺寸較大的霧狀污染，而無法在霧狀污染引起芯片缺陷之前就將其發(fā)現(xiàn)。實(shí)際上，在利用該方法檢測到霧狀污染時，已經(jīng)產(chǎn)生了大量的缺陷芯片，導(dǎo)致了良率的損失。

發(fā)明內(nèi)容
為此，需要一種改進(jìn)的檢測掩模板霧狀污染的方案，其能夠及時有效地發(fā)現(xiàn)掩模板上的霧狀污染，以便盡早去除霧狀污染，提高芯片的良率。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種掩模板，所述掩模板具有至少一個劃片道和由劃片道分隔開的芯片區(qū)域，在劃片道內(nèi)具有至少一個監(jiān)測區(qū)域，其中，在所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)布置有一個或多個主圖案和位于每個主圖案附近的一個或多個相應(yīng)的輔助圖案，每個輔助圖案包括相互平行的至少兩個散射條，所述監(jiān)測區(qū)域的其余部分覆蓋有相移層，該相移層的透光率低于所述主圖案和輔助圖案的透光率，并且所述主圖案和所述輔助圖案的尺寸和相對位置被設(shè)計(jì)為使得:當(dāng)對無污染的掩模板進(jìn)行曝光時，所述輔助圖案不被轉(zhuǎn)移到晶圓上，而是與相應(yīng)的主圖案配合以在晶圓上產(chǎn)生與該主圖案相對應(yīng)的主轉(zhuǎn)移圖案。可選地，所述主圖案和所述輔助圖案的尺寸和相對位置還被設(shè)計(jì)為使得:當(dāng)輔助圖案中的兩個散射條之間的間隔區(qū)域中具有霧狀污染時，在對掩模板曝光后，在晶圓上的所述主轉(zhuǎn)移圖案附近產(chǎn)生缺陷標(biāo)識圖案?？蛇x地，所述缺陷標(biāo)識圖案是由于霧狀污染對所述間隔區(qū)域的相移特性的改變而引起的?？蛇x地，所述監(jiān)測區(qū)域被布置在掩模板的最外圍的劃片道中。可選地，每個監(jiān)測區(qū)域包括多個主圖案，相鄰主圖案之間的間距大于主圖案尺寸的5倍?？蛇x地，所述監(jiān)測區(qū)域的外周均不超出所述劃片道的邊界。可選地，所述監(jiān)測區(qū)域?yàn)榫匦?，其任意一邊與其所位于的劃片道的邊界的最短距離為1-10微米。可選地，用于所述掩模板的曝光光源是波長為193nm的ArF激光器?？蛇x地，所述主圖案為一個或多個孔?？蛇x地，所述芯片區(qū)域中的圖案為孔。可選地，在每個主圖案的一側(cè)布置與其相應(yīng)的輔助圖案?？蛇x地，在每個主圖案的兩側(cè)布置與其相應(yīng)的輔助圖案?？蛇x地，沿每個主圖案的周邊均勻地布置多個與其相應(yīng)的輔助圖案?？蛇x地，所述相移層的材料選自:MoS1、TaSi2、TiSi2,Fe2O3>Mo, Nb2O5, T1、Ta、CrN,MoO2, MoN、Cr2O2, TiN、ZrN、TiO2, TaN、Ta2O5, NbN、Si2N4, Al2O2N, A1202R、或上述材料的任意組
八
口 ο可選地，所述缺陷標(biāo)識圖案為圓孔狀，并且其尺寸小于所述主轉(zhuǎn)移圖案。可選地，在掩模板的最外圍的劃片道中布置多于5個監(jiān)測區(qū)域?？蛇x地，所述相移層的透光率為可選地，所述相移層被設(shè)置為使得穿過相移層的光相對于穿過主圖案和輔助圖案的光具有165° -185°的相移?？蛇x地，所述相移層被設(shè)置為使得穿過相移層的光相對于穿過主圖案和輔助圖案的光具有180°的相移。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種制造上面所述的任一種掩模板的方法，包括:提供透明基板；在所述透明基板上形成圖案化的相移層，以作為掩模板的光阻擋層，其中，在形成芯片區(qū)域的圖案的同時，在劃片道中形成布置有所述主圖案和所述輔助圖案的所述監(jiān)測區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種監(jiān)測掩模板的霧狀污染的方法，所述掩模板是上面所述的任一種掩模板，所述方法包括:通過曝光將掩模板上的圖案轉(zhuǎn)移到涂敷有光致抗蝕劑的晶圓上；檢查晶圓上的圖案；如果在晶圓上的與掩模板的監(jiān)測區(qū)域中的主圖案相對應(yīng)的主轉(zhuǎn)移圖案附近存在缺陷標(biāo)識圖案，則判定掩模板上具有霧狀污染，否則，判定掩模板上不具有霧狀污染?？蛇x地，所述方法還包括:如果判定掩模板上具有霧狀污染，則清洗掩模板?？蛇x地，檢查晶圓上的圖案包括:利用掃描電子顯微鏡在線獲得晶圓的圖像并對該圖像進(jìn)行檢查?？蛇x地，檢查晶圓上的圖案包括:利用光學(xué)方法對晶圓進(jìn)行缺陷掃描檢查。本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)在于，利用本發(fā)明的掩模板，能夠?qū)F狀污染進(jìn)行在線監(jiān)測，從而及時有效地發(fā)現(xiàn)掩模板上的霧狀污染。通過以下參照附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會變得清楚。


構(gòu)成說明書的一部分的附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例，并且連同描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明，其中:圖1是典型的掩模板的俯視示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在劃片道中具有監(jiān)測區(qū)域的掩模板的俯視示意圖。圖3A和3B分別是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，布置在監(jiān)測區(qū)域中的圖案和相應(yīng)的轉(zhuǎn)移到晶圓上的圖案的不意圖。圖4A和4B分別是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)生霧狀污染的監(jiān)測區(qū)域和相應(yīng)的轉(zhuǎn)移到晶圓上的圖案的不意圖。圖5A- 示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，監(jiān)測區(qū)域中可以采用的具體圖案布置的示例。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對掩模板的霧狀污染進(jìn)行監(jiān)測的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明，否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。同時，應(yīng)當(dāng)明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制的。以下對至少一個示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的，決不作為對本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。對于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論，但在適當(dāng)情況下，所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。在這里示出和討論的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制。因此，示例性實(shí)施例的其它示例可以具有不同的值。應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步討論。圖1示出了典型的掩模板100的俯視示意圖。掩模板100通常包括芯片區(qū)域110和劃片道(scribe lane) 120。芯片區(qū)域110中通常形成有要轉(zhuǎn)移到晶圓上的用于形成半導(dǎo)體器件的圖案，諸如接觸孔圖案、金屬線圖案等。劃片道120將各個芯片區(qū)域110分隔開，以便于在后續(xù)的劃片工藝中分割各個芯片。此外，劃片道120中可以形成有諸如對準(zhǔn)標(biāo)記之類的附加圖案以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的附加功能。掩模板100可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的各種掩模板，優(yōu)選地是衰減型相移掩模板。需要注意，圖1僅僅是示意性的圖示，芯片區(qū)域110和劃片道120的形狀、布置和數(shù)量可以根據(jù)需要而改變，而不限于圖中所示出的。在實(shí)踐中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，霧狀污染往往首先出現(xiàn)在掩模板的劃片道中，尤其是沿掩模板邊緣的最外圍劃片道(即，與掩模板的保護(hù)膜框架(pellicle frame)相鄰的劃片道)中，然后逐漸出現(xiàn)在芯片區(qū)域中。此外，霧狀污染在剛開始出現(xiàn)時往往很小，不會對轉(zhuǎn)移到晶圓上的芯片圖案造成影響，但隨后會迅速長大，從而會使轉(zhuǎn)移到晶圓上的芯片圖案發(fā)生畸變并導(dǎo)致芯片的缺陷。為此，發(fā)明人考慮在掩模板的劃片道中設(shè)置用于監(jiān)測霧狀污染的監(jiān)測區(qū)域，以便在霧狀污染對芯片造成不利影響之前，就將其發(fā)現(xiàn)并通過清洗來去除。從而，可以在很大程度上避免芯片缺陷的產(chǎn)生，大大提升芯片良率。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在劃片道中具有監(jiān)測區(qū)域的掩模板200的俯視示意圖。與圖1類似，掩模板200包括芯片區(qū)域210和劃片道220。在劃片道220中具有至少一個監(jiān)測區(qū)域230。監(jiān)測區(qū)域230可以監(jiān)測出現(xiàn)在該區(qū)域中的霧狀污染。因此，根據(jù)需要，可以在劃片道220中布置多個監(jiān)測區(qū)域230，以提高監(jiān)測到霧狀污染的概率。優(yōu)選地，監(jiān)測區(qū)域230大多布置在掩模板200最外圍的劃片道中，如圖2所示出的那樣，以便于盡早地監(jiān)測到霧狀污染。例如，可以在掩模板200最外圍的劃片道中布置多于5個監(jiān)測區(qū)域。雖然圖2中示出了矩形的監(jiān)測區(qū)域230，但監(jiān)測區(qū)域的形狀不限于此，而可以是任何適當(dāng)?shù)男螤?，諸如圓形、多邊形或是不規(guī)則的形狀。為了不影響到芯片區(qū)域中的圖案，優(yōu)選地，監(jiān)測區(qū)域230的外周不超出劃片道220的邊界。此外，為了覆蓋更大的面積以提高監(jiān)測到霧狀污染的概率，監(jiān)測區(qū)域230的邊界可以盡量接近其所位于的劃片道的邊界。例如，監(jiān)測區(qū)域230任意一邊與其所位于的劃片道的邊界的最短距離可以為1-10微米。為了能夠盡早地監(jiān)測到霧狀污染的發(fā)生，可以在監(jiān)測區(qū)域中布置與芯片區(qū)域中的圖案相比對霧狀污染更為敏感的監(jiān)測圖案。下面結(jié)合圖3A和圖3B來描述監(jiān)測區(qū)域中的圖案布置。圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以布置在監(jiān)測區(qū)域中的圖案的示意圖。如圖3A所示，監(jiān)測區(qū)域330內(nèi)布置有主圖案340和輔助圖案370，其中輔助圖案370位于主圖案340附近，包括相互平行的兩個散射條(scattering bar) 350和360?？蛇x地,根據(jù)需要,輔助圖案370可以包括更多的散射條。主圖案340和輔助圖案370可以是透光的區(qū)域。需要注意，雖然圖3A中示出的主圖案為方孔形，但本發(fā)明不限于此。主圖案可以是任何適當(dāng)?shù)男螤罨蛐螤罱M合，只要其能夠通過曝光被轉(zhuǎn)移到晶圓上即可。當(dāng)掩模板的芯片區(qū)域中的圖案為孔時(例如用于形成接觸孔的掩模板)，考慮到適合于該掩模板的光源和成像系統(tǒng)的特性，監(jiān)測區(qū)域中的主圖案340也優(yōu)選為一個或多個孔，以提高其成像質(zhì)量。
還需要注意，雖然圖3A中僅僅示出了一個主圖案和一個相應(yīng)的輔助圖案，但是每個主圖案也可以對應(yīng)于多個輔助圖案，并且監(jiān)測區(qū)域330中可以布置多個主圖案及其相應(yīng)的多個輔助圖案。關(guān)于這一點(diǎn)，在下文結(jié)合圖5A- 描述了更多的示例。在監(jiān)測區(qū)域330的其余部分覆蓋有相移層380。該相移層380的透光率低于主圖案340和輔助圖案370的透光率，可以作為掩模板的光阻擋層。優(yōu)選地，相移層380的透光率可以為4% -8%。相移層380可以使穿過其中的光具有預(yù)定的相移，以提升圖案轉(zhuǎn)移的效果。例如，根據(jù)曝光波長，相移層380的材料和厚度可以被設(shè)計(jì)為使得穿過相移層380的光相對于穿過主圖案340和輔助圖案370的光具有165° -185°的相移，從而有助于改善轉(zhuǎn)移到晶圓上的圖案的對比度。理想地，該相移可以是180°。相移層380可以使用的材料的實(shí)例可以包括:MoS1、TaSi2、TiSi2, Fe2O3'Mo、Nb2O5' T1、Ta、CrN、Mo02、MoN、Cr2O2, TiN、ZrN, TiO2, TaN、Ta2O5, NbN, Si2N4, A1202N、A1202R、或上述材料的任意組合。掩模板上的相移層的形成和使用是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，這里不再詳細(xì)描述。通常，設(shè)置輔助圖案370是為了進(jìn)一步改善在曝光之后轉(zhuǎn)移到晶圓上的與主圖案340相對應(yīng)的主轉(zhuǎn)移圖案345 (參見圖3B)的對比度。更具體地，輔助圖案370中的散射條350和360可以幫助消除透過主圖案340的光的衍射旁瓣，從而提高主轉(zhuǎn)移圖案345的對比度。而散射條350和360本身的尺寸被設(shè)計(jì)為小于曝光光源的最小成像尺寸，所以在正常情況下(即，掩模板未被污染的情況下)，輔助圖案370不會轉(zhuǎn)移到晶圓上，如圖3B所示的那樣。因此，主圖案340和輔助圖案370的尺寸和相對位置應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)為使得:當(dāng)對無污染的掩模板300進(jìn)行曝光時，輔助圖案370不被轉(zhuǎn)移到晶圓上，而是與相應(yīng)的主圖案340配合以在晶圓上產(chǎn)生與該主圖案340相對應(yīng)的主轉(zhuǎn)移圖案345。這里，由于光的衍射等原因，轉(zhuǎn)移到晶圓上的主轉(zhuǎn)移圖案345的形狀與掩模板上的主圖案340的形狀可能會不同。因此，盡管在圖3A中的主圖案340為方孔形，而在圖3B中示出的主轉(zhuǎn)移圖案345為圓孔形。然而，本發(fā)明并非限制于此，而是根據(jù)實(shí)際的參數(shù)，轉(zhuǎn)移圖案也可以是別的形狀。主圖案340和輔助圖案370的尺寸和相對位置的具體參數(shù)取決于曝光光源波長、成像的光學(xué)系統(tǒng)等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地根據(jù)所應(yīng)用的實(shí)際環(huán)境而計(jì)算出所需的參數(shù)。例如，可以針對曝光光源是波長為193nm的ArF激光器的情況來設(shè)計(jì)掩模板的上述參數(shù)。監(jiān)測區(qū)域330采用這樣的圖案布置，可以靈敏地監(jiān)測出現(xiàn)在該監(jiān)測區(qū)域330中的較小的霧狀污染，尤其是位于散射條之間的間隔區(qū)域中的霧狀污染。具體而言，當(dāng)該間隔區(qū)域中出現(xiàn)霧狀污染時，轉(zhuǎn)移到晶圓上的圖案會與圖3B的不同。下面結(jié)合圖4A和4B來加以說明。圖4A和4B分別是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)生了霧狀污染的監(jiān)測區(qū)域和相應(yīng)的轉(zhuǎn)移到晶圓上的圖案的不意圖。圖4A與圖3A類似，區(qū)別僅僅在于，在監(jiān)測區(qū)域330中的散射條350和360之間的間隔區(qū)域中出現(xiàn)了霧狀污染410。相應(yīng)地，通過曝光而轉(zhuǎn)移到晶圓上的圖案發(fā)生了變化。如圖4B所示的，在與主圖案340相對應(yīng)的主轉(zhuǎn)移圖案420的附近，產(chǎn)生了圖案430。由于圖案430是因霧狀污染410而出現(xiàn)的，在本文中稱之為缺陷標(biāo)識圖案。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，缺陷標(biāo)識圖案430的產(chǎn)生，是由于霧狀污染410改變了散射條350和360之間的間隔區(qū)域的相移特性。具體而言，霧狀污染410引入了附加的相移，使得透過該間隔區(qū)域的光與透過輔助圖案370 (即散射條350和360)的光之間的相位關(guān)系發(fā)生了改變，它們的聯(lián)合作用使得透過主圖案340的光的旁瓣不能得到很好的抑制，從而在主轉(zhuǎn)移圖案420附近出現(xiàn)了缺陷標(biāo)識圖案430。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，缺陷標(biāo)識圖案430的形狀通常為圓孔形，并且其尺寸小于主轉(zhuǎn)移圖案420的尺寸。需要注意的是，雖然圖4A中示出的霧狀污染410為橢圓形，但這僅僅是示意性的表示，實(shí)際中可能產(chǎn)生各種形狀和大小的霧狀污染。然而，只要霧狀污染出現(xiàn)在散射條之間的間隔區(qū)域中，就會導(dǎo)致缺陷標(biāo)識圖案的產(chǎn)生，從而檢測到掩模板上霧狀污染的存在。因此，采用這種圖案布置的監(jiān)測區(qū)域，能夠檢測到很小的霧狀污染，具有很高的靈敏度。進(jìn)一步地，為了提高發(fā)現(xiàn)霧狀污染的概率，除了在劃片道中布置更多的監(jiān)測區(qū)域夕卜，可以在每個監(jiān)測區(qū)域中布置多個主圖案及其相應(yīng)的輔助圖案。優(yōu)選地，相鄰主圖案之間的間距可以大于主圖案尺寸的5倍，這樣可以有利于輔助圖案的布置。此外，雖然圖3A和圖4A中示出了輔助圖案僅布置在主圖案的一側(cè)，但是可以在每個主圖案的兩側(cè)布置輔助圖案，或者可以沿每個主圖案的周邊均勻地布置多個輔助圖案。這樣，也可以提高檢測到霧狀污染的概率。圖5A- 示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，監(jiān)測區(qū)域中可以采用的具體圖案布置的幾個示例，其中，陰影部分為相移層，而白色部分為主圖案和相應(yīng)的輔助圖案形成的陣列。圖5A中示出了 8個主圖案，每個主圖案具有I個相應(yīng)的輔助圖案，其布置在該主圖案的一側(cè)。圖5B中示出了 4個主圖案，每個主圖案具有4個相應(yīng)的輔助圖案，它們沿該主圖案的周邊均勻地布置。圖5C示出了 4個主圖案，每個主圖案具有8個相應(yīng)的輔助圖案，它們沿該主圖案的周邊均勻地布置。圖示出了 10個主圖案，其中在上下兩端的主圖案分別具有3個相應(yīng)的輔助圖案，而在中間的主圖案分別具有2個相應(yīng)的輔助圖案，它們布置在該主圖案的兩側(cè)。需要注意，圖5A-5D示出的僅僅是監(jiān)測區(qū)域中可以采用的圖案的幾種可能的示例，實(shí)際上可以根據(jù)需要和劃片道的情況而采用各種可能的圖案。并且，每個監(jiān)測區(qū)域中的各個主圖案和輔助圖案的形狀和大小也可以根據(jù)需要而不同。上面已經(jīng)結(jié)合圖2-圖描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的掩模板的示例性結(jié)構(gòu)?？梢岳帽绢I(lǐng)域已知的各種方法來制造上述掩模板。由于本發(fā)明中的掩模板劃片道中的監(jiān)測區(qū)域利用相移層作為光阻擋層，優(yōu)選地，在芯片區(qū)域中也可以采用相移層作為光阻擋層。這樣，可以在形成芯片區(qū)域中的圖案的同時形成監(jiān)測區(qū)域中的圖案，無需增加額外的工藝步驟，也沒有使用多余的材料，不會為生產(chǎn)過程帶來額外的負(fù)擔(dān)。并且，在芯片區(qū)域中采用相移層作為光阻擋層，還可以改善轉(zhuǎn)移到晶圓上的圖案的特性。因此，根據(jù)一個實(shí)施例，提供一種制造參照圖2-圖所述的掩模板的方法。根據(jù)該方法，首先提供透明基板，然后在該透明基板上形成圖案化的相移層，以作為掩模板的光阻擋層，其中，在形成芯片區(qū)域的圖案的同時，在劃片道中形成布置有主圖案和輔助圖案的監(jiān)測區(qū)域。下面結(jié)合圖6來描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對掩模板的霧狀污染進(jìn)行監(jiān)測的方法的流程。該監(jiān)測方法可以利用前面根據(jù)圖2-圖描述的掩模板來進(jìn)行。如圖6的流程圖所示，在步驟610，通過曝光將掩模板上的圖案轉(zhuǎn)移到涂敷有光致抗蝕劑的晶圓上。然后進(jìn)行到步驟620，檢查晶圓上的圖案。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用已知的各種方法來檢查晶圓上的圖案。例如，可以利用掃描電子顯微鏡在線獲得晶圓的圖像并對該圖像進(jìn)行檢查。也可以利用光學(xué)方法(例如用紫外線照射)對晶圓進(jìn)行缺陷掃描檢查。接下來，在步驟630判斷晶圓上的與掩模板的監(jiān)測區(qū)域中的主圖案相對應(yīng)的主轉(zhuǎn)移圖案附近是否存在缺陷標(biāo)識圖案。如果存在缺陷標(biāo)識圖案，則判定掩模板上具有霧狀污染(步驟640)，否則，判定掩模板上不具有霧狀污染(步驟650)。優(yōu)選地，如果判定掩模板上具有霧狀污染，則清洗掩模板。如前面提到的，霧狀污染往往首先出現(xiàn)在劃片道中，這時，一方面由于芯片區(qū)域中可能尚未出現(xiàn)霧狀污染，另一方面由于霧狀污染較小，尚不會對芯片區(qū)域中的圖案轉(zhuǎn)移造成影響?？紤]到這一點(diǎn)，本發(fā)明通過在掩模板的劃片道中布置與芯片區(qū)域相比對霧狀污染更為敏感的、具有特定圖案的監(jiān)測區(qū)域，并通過檢查晶圓上的相應(yīng)轉(zhuǎn)移圖案，可以實(shí)現(xiàn)霧狀污染的在線監(jiān)測，從而能夠盡早地檢測到霧狀污染。一旦檢測到劃片道中出現(xiàn)霧狀污染，就可以及時地清洗掩模板，最大程度上避免了缺陷芯片的產(chǎn)生，大大提升了芯片良率。并且，根據(jù)本發(fā)明的方案充分利用了掩模板的空白部分，方便可行，可以降低檢測霧狀污染的成本并縮短檢測所耗費(fèi)的時間。至此，已經(jīng)詳細(xì)描述了根據(jù)本發(fā)明的掩模板、相應(yīng)的掩模板制造方法，以及利用該掩模板的霧狀污染監(jiān)測方法。為了避免遮蔽本發(fā)明的構(gòu)思，沒有描述本領(lǐng)域所公知的一些細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述，完全可以明白如何實(shí)施這里公開的技術(shù)方案。雖然已經(jīng)通過示例對本發(fā)明的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上示例僅是為了進(jìn)行說明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種掩模板，所述掩模板具有至少一個劃片道和由劃片道分隔開的芯片區(qū)域，在劃片道內(nèi)具有至少一個監(jiān)測區(qū)域，其中， 在所述監(jiān)測區(qū)域內(nèi)布置有一個或多個主圖案和位于每個主圖案附近的一個或多個相應(yīng)的輔助圖案，每個輔助圖案包括相互平行的至少兩個散射條， 所述監(jiān)測區(qū)域的其余部分覆蓋有相移層，該相移層的透光率低于所述主圖案和輔助圖案的透光率，并且 所述主圖案和所述輔助圖案的尺寸和相對位置被設(shè)計(jì)為使得:當(dāng)對無污染的掩模板進(jìn)行曝光時，所述輔助圖案不被轉(zhuǎn)移到晶圓上，而是與相應(yīng)的主圖案配合以在晶圓上產(chǎn)生與該主圖案相對應(yīng)的主轉(zhuǎn)移圖案。
2.按權(quán)利要求1所述的掩模板，其中， 所述主圖案和所述輔助圖案的尺寸和相對位置還被設(shè)計(jì)為使得:當(dāng)輔助圖案中的兩個散射條之間的間隔區(qū)域中具有霧狀污染時，在對掩模板曝光后，在晶圓上的所述主轉(zhuǎn)移圖案附近產(chǎn)生缺陷標(biāo)識圖案。
3.按權(quán)利要求2所述的掩模板，其中， 所述缺陷標(biāo)識圖案是由于霧狀污染對所述間隔區(qū)域的相移特性的改變而引起的。
4.按權(quán)利要求1所述的掩模板，其中所述監(jiān)測區(qū)域被布置在掩模板的最外圍的劃片道中。
5.按權(quán)利要求1所述的掩模板，其中，每個監(jiān)測區(qū)域包括多個主圖案，相鄰主圖案之間的間距大于主圖案尺寸的5倍。
6.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板，其中，所述監(jiān)測區(qū)域的外周均不超出所述劃片道的邊界。
7.按權(quán)利要求6所述的掩模板，其中，所述監(jiān)測區(qū)域?yàn)榫匦危淙我庖贿吪c其所位于的劃片道的邊界的最短距離為1-10微米。
8.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板,其中，用于所述掩模板的曝光光源是波長為193nm的ArF激光器。
9.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板,其中,所述主圖案為一個或多個孔。
10.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板，其中，所述芯片區(qū)域中的圖案為孔。
11.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板，其中，在每個主圖案的一側(cè)布置與其相應(yīng)的輔助圖案。
12.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板,其中,在每個主圖案的兩側(cè)布置與其相應(yīng)的輔助圖案。
13.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板，其中，沿每個主圖案的周邊均勻地布置多個與其相應(yīng)的輔助圖案。
14.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板,其中,所述相移層的材料選自:MoS1、TaSi2' TiSi2' Fe2O3' Mo、Nb2O5' T1、Ta、CrN, MoO2' MoN、Cr2O2, TiN、ZrN, TiO2, TaN、Ta205、NbN、Si2N4、A1202N、A1202R、或上述材料的任意組合。
15.按權(quán)利要求2所述的掩模板，其中，所述缺陷標(biāo)識圖案為圓孔狀，并且其尺寸小于所述主轉(zhuǎn)移圖案。
16.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板,其中,在掩模板的最外圍的劃片道中布置多于5個監(jiān)測區(qū)域。
17.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板,其中,所述相移層的透光率為4%-8%。
18.按權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的掩模板,其中， 所述相移層被設(shè)置為使得穿過相移層的光相對于穿過主圖案和輔助圖案的光具有165。-185。的相移。
19.按權(quán)利要求18所述的掩模板，其中， 所述相移層被設(shè)置為使得穿過相移層的光相對于穿過主圖案和輔助圖案的光具有180°的相移。
20.一種制造如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的掩模板的方法,包括: 提供透明基板；在所述透明基板上形成圖案化的相移層，以作為掩模板的光阻擋層，其中，在形成芯片區(qū)域的圖案的同時，在劃片道中形成布置有所述主圖案和所述輔助圖案的所述監(jiān)測區(qū)域。
21.一種監(jiān)測掩模板的霧狀污染的方法，所述掩模板是如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的掩模板，所述方法包括: 通過曝光將掩模板上的圖案轉(zhuǎn)移到涂敷有光致抗蝕劑的晶圓上； 檢查晶圓上的圖案； 如果在晶圓上的與掩模板的監(jiān)測區(qū)域中的主圖案相對應(yīng)的主轉(zhuǎn)移圖案附近存在缺陷標(biāo)識圖案，則判定掩模板上具有霧狀污染，否則，判定掩模板上不具有霧狀污染。
22.按權(quán)利要求21所述的方法，還包括: 如果判定掩模板上具有霧狀污染，則清洗掩模板。
23.按權(quán)利要求21所述的方法，其中，檢查晶圓上的圖案包括: 利用掃描電子顯微鏡在線獲得晶圓的圖像并對該圖像進(jìn)行檢查。
24.按權(quán)利要求21所述的方法，其中，檢查晶圓上的圖案包括: 利用光學(xué)方法對晶圓進(jìn)行缺陷掃描檢查。
全文摘要
本發(fā)明涉及掩模板及其制造方法、以及監(jiān)測掩模板霧狀污染的方法。在掩模板的劃片道內(nèi)具有至少一個監(jiān)測區(qū)域，其中布置有主圖案和位于每個主圖案附近的輔助圖案，每個輔助圖案包括相互平行的至少兩個散射條。監(jiān)測區(qū)域的其余部分覆蓋有透光率低于主圖案和輔助圖案的透光率的相移層。主圖案和輔助圖案被設(shè)計(jì)為使得當(dāng)對無污染的掩模板曝光時，輔助圖案不轉(zhuǎn)移到晶圓上，而是與相應(yīng)主圖案配合以在晶圓上產(chǎn)生與主圖案相對應(yīng)的主轉(zhuǎn)移圖案；而當(dāng)兩個散射條之間的間隔區(qū)域中具有霧狀污染時，在對掩模板曝光后，在晶圓上的主轉(zhuǎn)移圖案附近產(chǎn)生缺陷標(biāo)識圖案。利用本發(fā)明的掩模板，能夠?qū)ζ渖系撵F狀污染進(jìn)行在線監(jiān)測，及時有效地發(fā)現(xiàn)霧狀污染，提高產(chǎn)品的良率。
文檔編號H01L23/544GK103091971SQ20111033067
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者胡華勇, 張士健 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司