半导体制造工艺一直遵循摩尔定律向前发展,光刻工艺的应用让半导体制造在大直径晶圆、小关键尺寸、高套刻精度、生产高效率和低成本的商业模式下快速前进。光刻工艺中反复使用的光罩容易在表面长出微小结晶状颗粒,这些微小颗粒在曝光时可能被转移到晶圆上形成图形缺陷,引起晶圆良率降低。特别是近几年193nm深紫外线激光光刻机的大量应用,光罩结晶状缺陷引起的良率损失较之前有显著的增加,光罩结晶状缺陷造成的良率损失成了光刻工艺工程师的重大挑战。其生长原因和预防成为光刻工艺中必须立即改善的重要课题。光罩结晶状缺陷的成分分析表明,其主要成分为NH4+, SO42-,Cl-等。从公开发表的文献和实验结果中可知,光罩清洗工艺中吸附在光罩表面的微量SO42-,NH4+甚至环境中的NH4+、Cl-等离子在193nm波长曝光激光的照射下活性增加,从而发生酸、碱化学反应生成结晶态化合物。光罩结晶状缺陷的产生和发生频率与光罩材料、光罩制作工艺和清洗流程密切相关；与晶圆尺寸、曝光波长、光刻工艺因子、光罩存储环境甚至使用习惯等密切相关。而晶圆尺寸、曝光波长、光刻工艺因子是半导体制造技术发展的主流和趋势。因此光罩结晶状缺陷的解决方案重点放在改进光罩清洗工艺、改善光罩使用、存储环境和改进光罩使用方式上。本文通过改进光罩清洗工艺从传统的酸、碱清洗工艺到无酸、碱清洗工艺,以降低光罩表面化学离子粘附。提出采用超纯干燥空气对光罩使用、存储微环境的改进方案,提出“排队-等待时间(Queue-Time)"功能来管理光罩离开光刻机和存储保护架的时间,进一步提高超纯干燥空气保护的效果。该方案比改善光刻区大环境有明显、稳定的效果,维护费用也大幅度降低。根据光罩结晶状缺陷的形成原理和生长特性优化193nm深紫外线曝光光罩的检测方式和检测频率,在保证光罩品质的同时减少对光罩缺陷检测设备的需求。结合晶圆曝光工艺特性和晶圆图形缺陷检测技术,开发光罩结晶状缺陷检测的替代方案,不仅具有检测速度快、效率高、及时有效等特点,而且大幅度降低光罩缺陷检测机的费用支出,上述改进减少光罩结晶状缺陷对晶圆产品良率的影响,也为光罩品质的持续改善打下了良好的基础。本文针对光刻工艺中193nm深紫外线曝光光罩结晶状缺陷问题。找到其产生原理,并结合半导体生产实际,从改善效果和实施成本等方面综合考虑,最后提出符合晶圆厂需求的光罩结晶状缺陷解决方案。