[发明专利]光掩模检测方法与在线即时光掩模检测方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种光掩模检测方法，且特别是有关于一种在线即时光掩模检测方法。

背景技术

近来，半导体均趋向缩小电路元件的设计发展，而于整个半导体工艺中最为举足轻重的步骤之一即为光刻工艺(photolithography)。凡是与半导体元件结构相关例如各层薄膜的图案，都是由光刻工艺来决定其关键尺寸(criticaldimension，CD)的大小。因此，将光掩模上的图案转移至晶片(wafer)上的精确性，便占有非常重要的地位。若是光掩模上的图案不正确，则会造成图案的转移更为不正确，因而影响晶片上的关键尺寸的容许度(tolerance)，降低曝光的解析度。

在制作光掩模的时候，通常会使用硫酸来清洗光掩模，而使得光掩模上会残留有硫酸根离子(SO₄^2-)。之后进行光刻工艺时，利用光掩模进行曝光步骤使光掩模上的图案转移至晶片上，很容易造成光掩模上的硫酸根离子与铵根离子(NH⁴⁺)相结合，或者是会有其他的微粒附着于光掩模上，而在光掩模上形成雾状的光掩模黑影(haze)。刚形成的光掩模黑影很小，对工艺并没有太大的影响，但是随着工艺时间拉长或是进行工艺的次数增加，会使光掩模上的化学变化持续进行，造成光掩模黑影逐渐成长扩大而影响光掩模上的图案。若使用上述具有光掩模黑影的光掩模进行图案转移，往往会造成转移到晶片上的图案不准确，而严重影响后续工艺。

一般而言，为了判断光掩模上是否具有光掩模黑影，会利用光掩模检验机针对光掩模进行扫描检测。然而，使用此光掩模检验机检测光掩模之前，必须要先将光掩模从机台中取出，进行离线(off-line)的光掩模检测。如此一来，需要花费的时间等待检测结果，且检测的抽样率低。再者，上述的光掩模检验机通常所费不赀，造成成本大幅增加。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光掩模检测方法，在晶片上的切割道区定义虚拟图案区，并通过重叠比较虚拟图案区来判断所使用的光掩模是否具有光掩模黑影。

本发明另提供一种在线即时光掩模检测方法，可以在进行光刻工艺的同时，对完成的晶片进行抽样检测，以达到即时检测光掩模的目的。

本发明提出一种光掩模检测方法，适用于具有图案区与空白区的光掩模。首先，提供晶片，此晶片是以上述光掩模进行光刻工艺。晶片上有多个曝光区，每一曝光区中有元件图案区，其中每一元件图案区被切割道区包围。且每一元件图案区对应于光掩模的图案区，而切割道区对应于光掩模的空白区。然后，将切割道区划分成多个虚拟图案区。接着，将虚拟图案区进行两两重叠比较步骤，当虚拟图案区至少其中之一与其他虚拟图案区不完全相叠合，则不完全叠合的虚拟图案区相对应的光掩模上的部分空白区具有光掩模黑影。

在本发明的一实施例中，上述的光掩模黑影包括硫酸铵颗粒。

在本发明的一实施例中，上述的光掩模黑影包括清洗光掩模之后的残留颗粒。

在本发明的一实施例中，上述的光掩模黑影包括化学生成物。

在本发明的一实施例中，上述的两两重叠比较步骤还包括重叠比较两相邻的虚拟图案区。

在本发明的一实施例中，当筛选出不完全叠合的虚拟图案区时，两两重叠比较步骤还包括进行重复比较步骤。

在本发明的一实施例中，上述的重复比较步骤包括重叠比较两曝光区中，切割道区彼此相对应的虚拟图案区。

在本发明的一实施例中，当第一曝光区的不完全叠合的第一虚拟图案与第二曝光区中相对应于不完全叠合的第一虚拟图案的第二虚拟图案完全叠合时，则定义光掩模上相对应于第一虚拟图案的部分空白区上，有光掩模黑影。

本发明另提出一种在线即时光掩模检测方法，适用于以光掩模于多片晶片上进行光刻工艺，其中光掩模具有图案区与空白区。首先，设定抽样检测机制，其包括抽样循环时间与光刻工艺完成晶片片数。之后，当以上述光掩模于晶片上进行光刻工艺的连续工艺时间与工艺次数满足抽样循环时间或是光刻工艺完成晶片片数其中之一时，则进行抽样检测步骤。抽样检测步骤包括：先于完成光刻工艺的晶片中，抽样第一晶片。第一晶片有多个曝光区，每一曝光区中有元件图案区，每一元件图案区被切割道区包围，且每一元件图案区对应于光掩模的图案区，而切割道区对应于光掩模的空白区。接着，将切割道区划分成多个虚拟图案区。然后，将虚拟图案区进行两两重叠比较步骤，其中当虚拟图案区至少其中之一与其他虚拟图案区不完全相叠合，则不完全叠合的虚拟图案区相对应的光掩模上的部分空白区具有光掩模黑影。此外，当连续工艺时间不满足抽样循环时间且工艺次数不满足光刻工艺完成晶片片数时，则继续进行光刻工艺。