在上期本专栏的《掩膜版寿命受到的雾状缺陷限制》一文中，我们讨论了掩膜版上雾状缺陷的主要类型和曝光波长为193和248nm时的掩膜版寿命。而在此我们将讨论雾状缺陷问题的严重程度，并对控制这类缺陷所需的努力进行评估。
Grenon咨询公司的顾问Brian Grenon认为：“雾状缺陷问题是可以解决的。”Grenon对此有发言权，因为他曾经担任IBM的一家掩膜版工厂主管约20年之久，而现在则对光学表面（大部分是掩膜版）进行分子分析。
当使用波长为193nm的光来对掩膜版进行曝光时，雾状缺陷会通过光化学反应而生长变大，并最终导致必须对掩膜版进行再覆盖保护膜（repell）工艺，即将掩膜版从生产线上取下来、去除旧的保护膜、清洗掩膜版、然后覆盖新的保护膜。雾状缺陷要么是硫酸铵和碳酸铵等无机物，要么是碳氢化合物、羧酸、三聚氰酸或其它含碳分子等有机物。有机物或含硫化合物的来源不断地被确认。193nm光刻机使用SO2滤板来减少雾状缺陷。Toppan Photomasks公司使用自制的机器来对新材料和新产品进行辐照容忍度的测试。Toppan Photomasks的技术总监Franklin Kal
k说：“我们需要低的残留物水平、更清洁的掩膜版、除气量少的材料和一个清洁掩膜版的库环境。”
据Grenon说，每个fab或主流IC制造商在使用248或193nm光刻时都曾遇到过雾状缺陷问题。Grenon 介绍道：“这是一个系统性的问题，如果不根除所有的来源，它不会消失。在对石英进行Piranha清洗时，表面会变成很容易吸附分子污染物的硅胶。而去除这些污染物所需的能量与曝光所用的激光强度相当，所以实际上是用激光来清洗掩膜版。然而，掩膜版是被一层保护膜包裹起来的，这是一种半透膜，污染物被包在里面，它们趋向于首先粘附在掩膜版的边缘，却会真正影响到所有的表面。”
在fab内尚未使用过的掩膜版上也有可能会出现雾状缺陷。这是因为大多数掩膜版制造商在对掩膜版进行鉴定时，一般都会使用硫酸和过氧化氢（Piranha清洗流程）。Grenon说：“从制造商那里直接得到的掩膜版上也可能会出现雾状缺陷，因为它们通常会被Piranha溶液清洗多次，这是标准的流程。掩膜版要经过曝光、显影、光刻胶去除和清洗等步骤。然后测量CD和套刻精度，清洗通常需要在测量套刻精度之前进行，因为掩膜版夹具会引起图像布局误差。接着再次清洗掩膜版并覆盖保护膜。如果在保护膜下面有一颗微粒，那么就需要剥离保护膜并再次进行清洗。”所以即便是对于干净的掩膜版，通常也需要进行6到7次常规清洗。Grenon接着说：“每清洗一次就会形成一个硅胶单层，这个问题正在改变着人们的清洗方法。”
然而，要想改变掩膜版的清洗流程并不容易。许多掩膜版制造商开始采用无硫工艺，这将充分地降低雾状缺陷生长变大的几率。有机薄膜不存在问题，因为通常用热水就能将它们清洗干净；但无机物的问题则严重得多。
确定最优的掩膜版检查频率也很关键。根据从两个主流fab的数百片掩膜版中所收集到的信息，KLA-Tencor公司的工程师们提出了一些建议（如图）。对掩膜版关键层进行检查的次数必须远多于非关键层，而由于亮场掩膜版倾向于比暗场掩膜版（如通孔）更容易受污染，所以也要求更高的检查频率。KLA-Tencor的基本指导方针是每8天检查一次掩膜版的关键层，而每15天检查一次非关键层。这种掩膜版的再鉴定方法综合考虑了曝光极限和所费时间。
虽然检查频率很关键，Grenon认为最重要的是准确地确定何时需要对掩膜版进行清洗和再覆盖保护膜。如果存在的雾状缺陷不会被印制到晶圆上，fab就希望继续使用该掩膜版直到雾状缺陷开始影响成品率。Grenon认为：“通过改变标准清洗流程和优化检查过程，雾状缺陷的影响可以被降到最低。”