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TWI899735B - 檢測護膜的方法 - Google Patents

檢測護膜的方法

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TWI899735B
TWI899735B TW112147350A TW112147350A TWI899735B TW I899735 B TWI899735 B TW I899735B TW 112147350 A TW112147350 A TW 112147350A TW 112147350 A TW112147350 A TW 112147350A TW I899735 B TWI899735 B TW I899735B
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TW
Taiwan
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pellicle
light
defocused
particles
photomask
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TW112147350A
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TW202447338A (zh
Inventor
楊基
林耀堂
陳梓文
蘇健元
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
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Publication date
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Abstract

一種檢測護膜的方法包括:確認是否要檢查第一護膜的內部粒子;及回應於第一護膜的檢查:在基板上形成遮罩層;透過移動光罩組件形成散焦光路;透過散焦光來曝光遮罩層,且散焦光具有與第一護膜隔開距離的焦平面;拍攝基板的圖像;透過分析圖像確定是否超過閾值;回應於超過閾值,以第二護膜取代第一護膜;及,回應於未超過閾值,使用第一護膜執行晶圓生產。

Description

檢測護膜的方法
本揭露涉及一種檢測護膜的方法。
半導體積體電路(integrated circuit,IC)產業經歷了指數級的增長。IC材料和設計方面的技術進步並產生了多代IC,且每一代都具有比上一代更小、更複雜的電路。在IC發展的過程中,功能密度(即每個晶圓面積的互連裝置數量)皆普遍增加,而幾何尺寸(即可以使用製程創建的最小組件(或線))縮小。這種按比例縮小的過程通常是透過提高生產效率和降低相關成本來提供好處,並且也增加了加工和製造IC的複雜性。
根據本揭露的一些實施例,一種檢測護膜的方法包括:確認是否要檢查第一護膜的複數個內部粒子;以及回應於第一護膜的檢查:在基板上形成遮罩層;透過移動光罩組件形成散焦光路;透過散焦光來曝光遮罩層,並且散焦光具有與第一護膜間隔開一距離的焦平面;拍攝基板的圖像;透過分析圖像確定是否超過閾值;回應於超過閾 值,以第二護膜取代第一護膜;以及回應於未超過閾值,使用第一護膜執行晶圓生產。
根據本揭露的一些實施例,一種檢測護膜的方法包括:將第一護膜安裝至光罩組件上;確認是否檢查第一護膜;回應於第一護膜的檢查:透過移動在第一護膜前面的第一反射器來形成散焦光路;透過散焦光來拍攝圖像,並且散焦光具有在第一護膜和光罩組件的光罩之間的散焦光;透過分析圖像確定內部粒子是否存在於第一護膜上;回應於內部粒子的存在:以第二護膜取代第一護膜;以及使用第二護膜執行產生晶圓;以及,回應於該內部粒子不存在,使用該第一護膜執行晶圓生產。
根據本揭露的一些實施例,一種檢測護膜的方法包括:確認內部粒子是否存在於第一護膜的內表面上,並且第一護膜安裝光罩上,內表面會朝向光罩,且確認內部粒子是否存在的步驟進一步包括將散焦的極紫外光導向第一護膜,且散焦的極紫外光具有焦平面,焦平面比光罩的光罩圖案更靠近第一護膜;回應於內部粒子不存在,透過將第一護膜安裝到光罩上,且透過聚焦光對晶圓生產進行半導體製程;以及回應於該內部粒子存在:移除第一護膜;將第二護膜安裝到光罩上;以及透過聚焦光照射被安裝在光罩上的第二護膜對晶圓生產進行半導體製程。
10:微影曝光系統/EUV系統/微影系統
16:光罩台
18:光罩
22:半導體晶圓/晶圓
24:基板台
26:遮罩層
30A:投影光學盒/POB
30:液滴產生器
31:儲液器
32:噴嘴組件
35:液滴容器
40:氣源
41:氣體管線
50:雷射產生器/雷射源
51:雷射脈衝
52:發光點
55:窗口/透鏡
60:收集器
61:光軸
65:容器壁
66:第一幫浦/幫浦
68:第二幫浦/幫浦
70:監測裝置
71:計量工具
73:分析器
82:液滴
84:EUV輻射/EUV光
85,86:光
87:聚集點
88:等離子體
90:控制器
100:反射器
120:光源
140:照明器
200:光罩組件
216:光罩台
218:光罩
220:半導體晶圓/晶圓
225:區域
230:光罩圖案
250:粒子
360:框架
362:開口/孔
350T:粒子/工具粒子
350P:粒子/容器粒子
350I:內部粒子/IOPD
370:護膜
370S:粒子/小粒子
370L:粒子/大粒子
420,422,424:焦平面
450:散焦圖案/粒子圖案
480:入射光
490:光
452A,452B,452C,452D,452E,452F,452G:散焦圖像/繞射圖像
501:方法
505,510,520,530,540,550,560,570,580,590:步驟
AA,EE:剖面線
D1:高度/距離
D2:第二距離
D3:第三距離
D4,D5:直徑
D6:距離
X,Y,Z:軸
當結合附圖閱讀時,可以透過以下詳細說明中更 好地理解本揭露的實施例。值得注意的是,根據實務上的標準做法,各特徵並未按照比例繪製。事實上,為了討論的清楚起見,可以任意增加或減少各種特徵的尺寸。
第1A及1B圖是根據本揭露實施例的微影掃描儀的部分視圖;第2A-2C圖是根據本揭露的各種實施例的微影掃描儀的光罩組件的視圖;第3A-3G圖是根據本揭露的各種實施例的護膜的使用的視圖;第4A-4D圖是根據本揭露的各種實施例檢測護膜上的粒子的視圖;以及第5圖是根據本揭露的各種實施例的製造裝置方法的視圖。
以下揭露的內容提供了許多不同的實施例或示例,用於實現所提供本揭露的不同特徵。以下所描述組件和配置的具體示例是為了簡化本揭露,當然,這些僅是示例性的而不是限制性的。例如,以下的說明中在第二特徵上方或之上所形成第一特徵可以包括第一特徵和第二特徵形成為直接接觸的實施例,並且還可以包括在第一和第二特徵之間形成有其他特徵的實施例,以使得第一和第二特徵可以不直接接觸。此外,本揭露可以在各種示例中重複使用參考的數字和/或字母,此類重複是為了簡單和清 楚的目的,且其本身並不用於限定所討論的各種實施例和/或配置之間的關係。
另外,為了便於描述,本文中可以使用空間相對術語(諸如「下伏於」、「在…下方」、「低於」、「上方」「高於」、「上部」、「底部」及其類似者),以描述如圖式中所圖示的一個部件或特徵與另一部件或特徵的關係。除了在圖式中所描繪的定向之外,空間相對術語亦旨在涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或設置於其他定向),且因此可以相應地解釋本文中所使用的空間相對描述詞。
為了便於描述,本揭露可以使例如「大約」、「大致」、「基本上」等術語。本領域之通常知識者將能夠理解並推導出這些術語的含義。
本公開一般涉及用於製造半導體裝置的微影設備,以及更具體地涉及檢查作為光罩組件的一部分的護膜的方法。在先進的技術節點中,尺寸縮減(縮小)越來越困難。微影技術採用更短的曝光波長(包括利用深紫外線(deep ultraviolet,DUV;約為193~248奈米(nm))、極紫外線(extreme ultraviolet,EUV;約為10~100nm;特別為13.5nm)及X射線(約為0.01~10nm)),以確保在按比例縮小的尺寸上進行精確的圖案化。在EUV掃描儀中,EUV光由光源產生,並透過多個反射鏡和反射光罩反射至晶圓。只有一小部分EUV光會到達晶圓,因此,增加光源產生的EUV光的強度是一個值得關 注的話題。
在EUV微影中,遮罩或光罩的圖案會被反射至晶圓上以曝光圖案,並將圖案轉印到晶圓上。來自EUV掃描儀室(由於EUV吸收而處於真空環境)的粒子可以自由地移動到光罩的圖案的承載表面上,而形成光罩缺陷並導致所有曝光區域中的圖案缺陷。以選定的距離在光罩上安裝護膜,護膜可以是提供EUV波長穿透的奈米級厚度的護膜,可以防止由於從工具中釋放的粒子而造成的光罩缺陷。該距離被設定為相距於光罩的焦平面足夠遠,如此一來,只要粒徑小且EUV穿透度(transparency)清晰,便不會使得因護膜外表面上的任何粒子(例如,背向光罩的護膜表面)而導致圖案缺陷。
護膜有利於防止一些粒子沉積光罩上。然而,由於護膜內部區域的粒子,圖案缺陷仍有可能會發生,這被稱為「內部護膜缺陷(inner on-pellicle defects,IOPD)」。IOPD可以多種方式形成,例如,IOPD可以在形成護膜的薄膜製程期間形成,或可以在將護膜安裝到光罩的期間形成,或者在EUV曝光後,由於護膜元件的鍵斷裂而形成。IOPD也可以在半導體晶圓製程期間形成,由於腔室中的一些粒子可以透過框架中的孔洞進入,而護膜會設置在該框架上使得壓力平衡,一旦IOPD從護膜的內表面分離,IOPD會在光罩表面上沉降後導致圖案缺陷。
在護膜安裝之前,可以執行護膜鑑定的檢測過程。 然而,粒子尺寸分辨率可能僅為約300nm。在檢測過程中,可能無法識別小於300nm的粒子。護膜安裝後,由於護膜在張力下很容易因波動和外部振動而破裂,因此不能使用光罩檢測工具。護膜安裝後識別IOPD的一種有效方法是進行晶圓曝光並檢查是否發生圖案缺陷。然而,產量會因送去進行晶圓缺陷檢測的晶圓數量而減少。晶圓缺陷檢測工具也可能因IOPD檢測而增加負擔,而降低了其他檢測任務的可用性。一旦IOPD附著在圖案表面上,增加的批次會導致良率下降。
在本揭露的實施例中,描述了一種透過散焦EUV光識別IOPD的方法。該方法可以透過使光罩散焦直到護膜位於焦平面上,或者透過使EUV光本身散焦來執行。然後,晶圓曝光、EUV相機、EUV波前相機(散焦波前誤差)等可用於對IOPD成像。當使用散焦波前測量時,可以使用計算散焦像差動力學的計算程式。這些實施例的方法可以追蹤IOPD的演變(evolution),統計IOPD的數量,並設置閾值以主動觸發護膜重新安裝而不影響生產晶圓的製造,而而可以提高晶圓良率。
第1A圖是根據一些實施例的微影曝光系統10的示意圖。在一些實施例中,微影曝光系統10是設計成透過EUV輻射來曝光光阻劑層的極紫外(EUV)微影系統,且也可以稱為EUV系統10。EUV系統10也可稱為EUV掃描儀或微影掃描儀。根據一些實施例,微影曝光系統10包括光源120、照明器140、光罩台16、投 影光學模組(或稱投影光學盒(projection optics box,POB))30A和基板台24。微影曝光系統10的元件可被增加或省略,且本揭露並不受實施例限制。
在某些實施例中,光源120配置以產生波長範圍介於約1nm和約100nm之間的光輻射。在一特定示例中,光源120產生具有中心波長約為13.5nm的EUV輻射。因此,光源120也被稱為EUV輻射源,但應當理解,光源120不限制為發射EUV輻射。光源120可用於執行激發目標燃料以產生任何高強度光子。
在各種實施例中,照明器140包括各種折射光學元件,例如單個透鏡或具有多個反射器100的透鏡系統,例如透鏡(波帶板)或可選的反射光學元件(用於EUV微影曝光系統),例如單個反射鏡或具有多個反射鏡的反射鏡系統,以便將來自光源120的光引導到光罩台16上,特別是引導到固定在光罩台16上的光罩18上。在一些實施例中,光源120發出的EUV光84,且EUV光84經由反射器100反射產生光85,再經由反射器100的二次反射產生入射到光罩18的光86。在光源120產生EUV波長範圍內的光的實施例中,採用反射光學元件。在一些實施例中,照明器140包括至少兩個透鏡、至少三個透鏡或更多。
光罩台16配置以固定光罩18。在一些實施例中,光罩台16包括靜電吸盤(electrostatic chuck,e-chuck)以固定光罩18。使用e-chuck有益功效的原 因之一是氣體分子會吸收EUV輻射,並且e-chuck可在微影曝光系統10中操作以執行EUV微影的圖案化時,EUV微影的圖案化會被保持在真空環境中以避免EUV強度有所損失。在本揭露中,術語光罩、光遮罩和遮罩可互換使用。在本實施例中,光罩18是反射光罩。光罩18的一種示例性結構包括具有合適材料的基板,例如低熱膨脹材料(low thermal expansion material,LTEM)或熔融石英。在各種示例中,LTEM包括摻雜有SiO2的TiO2或具有低熱膨脹的其他合適的材料。光罩18包括沉積在基板上的反射多層。光罩台16可操作以在兩個水平方向平移,例如X軸方向和Y軸方向,以便將半導體晶圓22的多個不同區域暴露於光罩18所攜帶圖案的光。半導體晶圓22上可以具有遮罩層26,遮罩層26可以是對於攜帶圖案的光罩18的光敏感的光阻劑層。
投影光學模組(或投影光學盒(POB))30A配置以將光罩18的圖案成像到半導體晶圓22上,且半導體晶圓22上是固定在微影曝光系統10的基板台24上。在一些實施例中,POB 30A具有折射光學元件(例如用於UV微影曝光系統)或可選地反射光學元件(例如用於EUV微影曝光系統)。從光罩18射出的光會攜帶光罩18上定義的圖案的圖像,並由POB 30A收集。照明器140和POB 30A統稱為微影曝光系統10的光學模組。在一些實施例中,POB 30A包括至少六個反射光學元件。
在一些實施例中,半導體晶圓22可以由矽或其 他半導體材料製成。可選地或附加地,半導體晶圓22可以包括其他元素半導體材料,例如鍺(Ge)。在一些實施例中,半導體晶圓22例如由碳化矽(SiC)、砷化鎵(GaAs)、砷化銦(InAs)或磷化銦(InP)的半導體化合物製成。在一些實施例中,半導體晶圓22例如由矽鍺(SiGe)、矽鍺碳化物(SiGeC)、磷化鎵砷(GaAsP)或磷化鎵銦(GaInP)的合金半導體製成。在一些其他實施例中,半導體晶圓22可以是絕緣體上矽(silicon-on-insulator,SOI)基板或絕緣體上鍺(germanium-on-insulator,GOI)基板。
此外,半導體晶圓22可以具有各種裝置元件。在半導體晶圓22中形成的裝置元件的示例包括電晶體(例如,金屬氧化物半導體場效電晶體(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)、互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)電晶體、雙載子連接電晶體(bipolar junction transistor,BJT)、高壓電晶體、高頻電晶體、p通道和/或n通道場效電晶體(p-channel and/or n-channel field-effect transistor,PFET/NFET)等)、二極體和/或其他適用元件。執行各種製程以形成裝置元件,例如沉積、蝕刻、摻雜、微影、退火和/或其他合適的製程。在一些實施例中,半導體晶圓22塗有對EUV輻射敏感的光阻劑層。包括上述那些的各種組件被整合在一起 並可操作以執行微影製程。
微影曝光系統10還可以包括其他模組或整合(或耦合)其他模組,例如設計配置以向光源120提供氫氣的清潔模組,其中氫氣有助於減少光源120中的污染。關於光源120的說明在第1B圖中進一步描述。
在第1B圖中,根據一些實施例,光源120以示意圖的形式示出。在一些實施例中,光源120採用雙脈衝雷射產生等離子體(dual-pulse laser produced plasma,LPP)機制來產生等離子體88,並進而由等離子體88產生EUV輻射84。光源120包括液滴產生器30、液滴容器35、雷射產生器50、雷射產生等離子體(LPP)收集器60、監測裝置70及控制器90。光源120的上述元件中的部分或全部可以保持在真空中。值得一提的是,光源120的元件可以增加或省略,本實施例並不以此為限。
液滴產生器30配置以產生目標燃料80的多個液滴82,這些液滴82可以被延伸(elongated)到激發區,在該激發區具有來自雷射產生器50的沿著X軸的至少一個雷射脈衝51,如第1B圖所示。在一實施例中,目標燃料80包括錫(Sn)。在一實施例中,液滴82可以形成為橢圓形。在一實施例中,液滴82以大約50千赫茲(kHz)的速率產生,並且以大約70公尺/秒(m/s)的速率被引導至光源120的激發區中。其它材料也可用於目標燃料80,例如含錫液態材料(例如含有錫、鋰(Li)和 氙(Xe)的共晶合金)。液滴產生器30中的目標燃料80可以是液相。
雷射產生器50配置以產生至少一個雷射脈衝51,以使液滴82轉化為等離子體88。在一些實施例中,雷射產生器50配置以產生雷射脈衝51,並到達發光點52以將液滴82轉化為產生EUV輻射84的等離子體88。雷射脈衝51被引導穿過窗口(或透鏡)55,並在發光點52照射液滴82。窗口55形成在分段的收集器60中,並採用可以讓雷射脈衝51穿透的適合材料。另外,自發光點52散射的雷射脈衝51,經收集器60反射後,會到達聚集點87。液滴容器35捕獲並收集未使用的液滴82,和/或捕獲並收集由於雷射脈衝51撞擊液滴82而產生的液滴82的分散材料。
等離子體88發射EUV輻射84,且EUV輻射84由收集器60收集。收集器60更會反射及聚焦EUV輻射84以用於利用曝光工具所執行微影製程。在一些實施例中,收集器60具有平行於Z軸並垂直於X軸的光軸61。如圖所示,收集器60可以包括單個部分,或包括在Z軸方向上彼此偏移的至少兩個部分。收集器60還可包括容器壁65,容器壁65具有附接到容器壁65上的第一和第二幫浦66、68。在一些實施例中,第一和第二幫浦66、68包括洗滌器,洗滌器配置以從收集器60去除粒子和/或氣體。第一和第二幫浦66、68在本揭露中可統稱為「幫浦66、68」。
在一實施例中,雷射產生器50是二氧化碳(CO2)雷射源。在一些實施例中,雷射產生器50配置以產生具有單一波長的雷射脈衝51。雷射脈衝51會穿過光學組件以聚焦和確定雷射脈衝51的入射角。在一些實施例中,雷射脈衝51具有約200~300μm的光斑尺寸,例如為225μm。產生的雷射脈衝51具有一定的驅動功率以滿足晶圓生產的目標,例如每小時125片晶圓(wafers per hour,WPH)的生產量。例如,雷射脈衝51具有約23kW的驅動功率。在各種實施例中,雷射脈衝51的驅動功率至少為20kW,例如27kW。
監測裝置70配置為監測光源120中的一個或多個條件,以便產生用於控制光源120的可調配參數的數據。在一些實施例中,監測裝置70包括計量工具71和分析器73。在計量工具71配置以監測由液滴產生器30提供的液滴82的狀況的實施例中,計量工具71可以包括圖像傳感器,例如電荷耦合裝置(charge coupled device,CCD)、CMOS傳感器等。計量工具71會產生包括液滴82的圖像或影片的監控圖像,並將監控圖像傳輸到分析器73。在計量工具71配置以檢測由光源120中的液滴82產生的EUV光84的能量或強度的實施例中,計量工具71可以包括多個能量傳感器。能量傳感器可以是任何合適的能夠觀察和測量紫外區電磁輻射能量的傳感器。
分析器73配置以分析計量工具71產生的訊號, 並根據分析結果向控制器90輸出檢測訊號。例如,分析器73包括圖像分析器。分析器73接收從計量工具71傳送來的與圖像相關的數據,並對激發區中的液滴82的圖像進行圖像分析處理。然後,分析器73將與分析相關的數據發送給控制器90。分析可以包括流路誤差(flow path error)或位置誤差。
在一些實施例中,兩個或更多計量工具71配置以監測光源120的不同條件。計量工具71的其中一者配置以監測由液滴產生器30提供的液滴82的狀況,計量工具71的另一者配置以檢測由光源120中的液滴82所產生的EUV光84的能量或強度。在一些實施例中,計量工具71是最終聚焦模組(final focus module,FFM)並定位在雷射源50中,以檢測由液滴82反射的光。
控制器90配置以控制光源120的一個或多個元件。在一些實施例中,控制器90配置以驅動液滴產生器30產生液滴82。此外,控制器90配置以驅動雷射產生器50發射雷射脈衝51。可以透過控制器90控制,使得雷射脈衝51的產生與液滴82的產生具有相關聯,從而使得雷射脈衝51能夠依次擊中每個液滴82。
在一些實施例中,液滴產生器30包括儲液器31和噴嘴組件32。儲液器31配置以容納目標材料80。在一些實施例中,氣體管線41會連接到儲液器31,以用於從氣源40中,將幫浦氣體(pumping gas)(例如氬氣)引入至儲液器31中。透過控制氣體管線41中的氣體流 量,可以控制儲液器31中的壓力,例如,當氣體通過氣體管線41且連續地供應到儲液器31中時,儲液器31中的壓力會增加。如此一來,儲液器31中的目標材料80便可以液滴82的形式被擠出儲液器31。
第2A至2C圖是根據本揭露的各種實施例的微影掃描儀的光罩組件200的視圖。第2A圖是光罩組件200的側視圖。第2B圖是光罩組件200的光罩圖案230的俯視圖。第2C圖繪示了半導體晶圓220的區域225中曝光誤差的示意圖。
如第2A圖所示,光罩組件200包括光罩台216及附接到光罩台216上的光罩218。光罩台216和光罩218可以分別是第1A圖和第1B圖中的光罩台16和光罩18。光罩218包括光罩圖案230,光罩圖案230可以位於光罩218的面向照明器140的反射器和光罩組件200任一側上的POB 30A的任何一層中。
粒子250可以存在於微影掃描儀中。粒子250可以包括由微影掃描儀中的不同來源所產生的不同類型的粒子。例如,粒子250可以包括在等離子體88的形成期間由光源120產生的錫粒子;粒子250可以包括由光罩組件200在X軸及Y軸方向上的移動產生的SiC粒子;粒子250可以包括由用於將光罩218傳輸進出微影掃描儀的容器或傳輸工具所產生的碳粒子。具有不同材料成分的其他粒子250可以由微影掃描儀內部或外部的其他來源產生。一或多種的粒子250可以沉積在光罩圖案 230的一個或多個光罩圖案區域上的光罩218的表面上。沉積在光罩表面上的粒子250會形成光罩缺陷,光罩缺陷可能導致晶圓的所有曝光區域(例如,第2C圖的區域225)發生圖案缺陷。
第2B圖繪示了在光罩圖案230上具有粒子250的視圖。光罩圖案230會暴露於微影掃描儀的內部環境中。當光罩組件200位於微影掃描儀中時,粒子250可能會落在光罩218上。粒子250可以在光罩圖案230的一個或多個圖案區域之間形成短路或橋接或合併。當光罩218的圖案被轉移到半導體晶圓上時,例如為短路或橋接或合併的電性缺陷便有可能會發生在半導體晶圓的特徵之間。例如,相鄰的半導體鰭片或相鄰的導電線可能意外地合併,如此一來,可能會導致形成在半導體晶圓中的積體電路裸晶缺陷。
第2C圖繪示了半導體晶圓220的示意圖,半導體晶圓可以是第1A和1B圖的半導體晶圓22。第2C圖可以是由分析半導體晶圓220的計量工具生成的圖像的示意圖。在曝光期間,攜帶著光罩圖案230的圖案的光入射到半導體晶圓220上,粒子250會改變圖案,被改變的該圖案會被重複地轉移到半導體晶圓220的部分或全部區域225上。因此,半導體晶圓220的品質降低,進而降低微影掃描儀的生產率。
第3A至3G圖繪示了安裝在光罩組件200上的護膜370和框架360的示意圖,其中護膜370和框架 360配置以防止粒子250附著到光罩218上。並且,第3A圖是根據第3B圖的AA剖面線所繪示,及第3E圖是根據第3D圖的EE剖面線所繪示。在第3A和3B圖中,護膜370被繪示為透過框架360懸掛在光罩圖案230上方。護膜370可以是奈米級厚度的薄膜,護膜370可對於EUV波長(例如13.5nm)具有高穿透度(例如>90%)。例如,護膜370在Z軸方向上的厚度可以在約1nm至約10nm之間。
框架360具有高度D1,框架360可以為約1毫米(mm)至約3mm之間,或者更大。高度D1與Z軸方向上的護膜370和光罩圖案230之間的間隔距離大致相同。框架360在XY平面中可以為矩形(例如正方形),即如第3B圖所示。如圖所示,框架360可以在四個邊上與光罩圖案230相鄰。框架360可以在X軸和Y軸方向上從光罩圖案230水平偏移。例如,框架360可以在Y軸方向上從光罩圖案偏移第二距離D2,且在X軸方向上偏移第三距離D3。距離D1、D2、D3可以彼此相同。在一些實施例中,距離D1、D2、D3中的一或多個不同於距離D1、D2、D3中的其他距離。例如,如上所述,距離D1可以約在1~3mm的範圍內,而第二和第三距離D2、D3可約在0.5mm到約10mm的範圍內。將護膜370安裝在框架360上可以防止由微影掃描儀釋放的粒子形成的光罩缺陷。一般來說,距離D1足夠大,因此使得落在護膜370的外表面上的任何小於選定 尺寸(例如,直徑小於約500nm)的粒子250都離入射光的焦平面足夠遠,進而使得粒子250不會導致圖案缺陷。
第3C圖繪示了在護膜370上存在粒子370S、370L。粒子370S、370L可分別包括小粒子370S和大粒子370L。小粒子370S可以具有小於檢測工具的粒子檢測分辨率的直徑D4,而大粒子370L可以具有大於粒子檢測分辨率的直徑D5。粒子370S、370L可以與上述第2A至2C圖中描述的粒子250相同。在將護膜370安裝到光罩組件200上之前,可以透過用於護膜鑑定的檢測工具執行檢查過程。鑑定過程可能具有粒子檢測範圍或分辨率,超出該範圍或分辨率可能無法識別粒子。例如,粒子檢測分辨率可以約為300nm,而小粒子370S的直徑D4可小於300nm,例如小於200nm、小於100nm、小於50nm等,大粒子370L的直徑D5可以大於300nm。如此一來,護膜370的內表面及外表面上的大粒子370L可以被檢測工具識別,而小粒子370S可能無法被檢測工具識別,且小粒子370S可能在安裝時被留在護膜370上。
安裝護膜370後,檢測工具的進一步檢測可能會損壞護膜370,這是因為護膜370處於張力下時,護膜370容易因波動和外部振動而破裂。因此,在將護膜370安裝到光罩組件200之後,小粒子370S可能會被保留在護膜370的內表面和外表面上。
第3D圖繪示了在操作一段時間後,安裝有護膜370的光罩組件200。一般來說,護膜370可在被更換之前,針對所選定數量的晶圓進行操作,例如,護膜370可以具有操作約10,000個晶圓、約15,000個晶圓等的「壽命(lifetime)」。在另一示例中,護膜370的壽命可以移動或平移次數來衡量,單個晶圓的所有區域的曝光可能包括數十、數百或數千次的移動。在半導體晶圓220上製造積體電路裸晶期間,光罩組件200可沿著XY平面來回地平移,且粒子350T、350P可附著在護膜370的外表面,如第3D圖所示。粒子350T、350P可以為工具粒子350T和容器粒子350P,即如上述第2A至2C圖中描述的其他粒子類型。隨著時間的推移,隨著粒子350T、350P積聚在護膜370上,並由於沿著護膜370的XY平面反復加速,護膜370可能變形或破裂,並且被更換。
一個或多個內部粒子或「IOPD」350I可位於護膜370面向光罩218的內表面上。如上述第3C圖所示,內部粒子350I可以是在安裝之前或/和之後存在於護膜370上的小粒子350S。例如,IOPD 350I可以在形成護膜370的薄膜製程期間形成,或者可以在將護膜370安裝到光罩218期間被引入。在另一示例中,內部粒子350I可能是由於EUV曝光之後,護膜元件的鍵斷裂。在又一示例中,內部粒子350I可以是工具粒子350T或容器粒子350P,內部粒子350I進入框架360、護膜 370和光罩218之間的空間,相關的描述會於第3E和3F圖中更詳細地描述。
第3E和3F圖繪示出框架360(第3E圖)的側視圖,以及由於框架360中的開口或孔362(第3F圖)而導致內膜缺陷的形成。因為護膜370在真空或接近真空環境中操作,而且孔362存在於框架360中,如此,則有利於平衡護膜370下方的空間與微影掃描儀的內部環境之間的壓力,其中光罩組件200位於微影掃描儀的內部。在沒有孔362的實施例中,將護膜370安裝到光罩218後,護膜370會由於護膜370下方和光罩圖案230之間的空間中的氣壓而易於在真空或接近真空環境中破裂。
如第3F圖所示,由於框架360中的孔362,粒子350可以穿過孔362進入護膜370和光罩圖案230之間的空間,然後,粒子350可以沉積在護膜370的內表面上,並落下且沉積在光罩圖案230上。如第3F圖所示,粒子350落在光罩圖案230上,此可稱為「內膜缺陷」。內膜缺陷難以被檢測,並可能導致良率顯著降低。
第3G圖是在晶圓處理期間入射在半導體晶圓220上的光的輸出功率損失的示意圖,其中輸出功率損失是相對於光罩組件200的移動次數。例如,光源120的輸出功率可以大約是250瓦特,且在光罩組件200移動20,000次之後,由於粒子在護膜370上的積累,有效輸出功率減少約5%,即約降至238瓦特。如第3G圖所 示,護膜370的衰減在薄膜與薄膜、批次(batch)與批次、組別(lot)與組別等之間可能有顯著差異,這可能增加估計輸出功率和控制(例如,補償)輸出功率(相對於移動次數的減少)的難度。例如,如果在護膜370的壽命期間輸出功率的衰減是眾所周知的,則可以基於相對於移動次數的衰減增加曝光時間。
第4A至4D圖根據各種實施例的檢測IOPD 350I的方法的示意圖。第4A圖示出了當入射光480的焦平面420與光罩218的光罩圖案230齊平時,在半導體裝置製造期間,晶圓220被從光罩218反射的光490曝光。第4B圖示出了當入射光480的焦平面422由於光罩組件200的散焦移動而與護膜370基本上齊平或略微偏離護膜370時,晶圓220被從內部粒子350I反射的光490曝光。第4C圖示出了當入射光480的焦平面424由於入射光480的散焦而與護膜370基本上齊平或略微偏離護膜370時,晶圓220被從內部粒子350I反射的光490曝光。第4D圖繪示了在內部粒子350I與不同距離相關聯各種散焦圖像452A-452G。
如第4A圖所示,晶圓220可藉由攜帶定義在光罩218上的光罩圖案230產生的圖案的光490曝光。光490可在到達晶圓220之前被多個反射器反射,例如POB 30A的反射器。光490可以入射到晶圓220上的遮罩層,例如光阻劑層。光罩218的圖案可以透過將光阻劑層而暴露於光490中,且圖案會被轉移到晶圓220 上的光阻劑層。由於內部粒子350I遠離焦平面420,因此,由於內部粒子350I而導致的光490中的圖案偏離被降低到不太可能導致圖案缺陷的狀態,這在第4A圖中被示出,晶圓220上不存在粒子圖案450。由於內部粒子350I遠離焦平面420,因此焦平面420的入射光480位於離內部粒子350I很遠的距離(例如,大約距離D1),因此,使用具有焦平面420的入射光480可能難以識別或檢測到內部粒子350I的存在。應該理解的是,為了便於說明,第4A至4C圖未按比例繪製。如上述第3A至3G圖所示,距離D1可在約1mm至約3mm之間,且內部粒子350I可具有小於約300nm的直徑,即,內部粒子350I與焦平面420的距離D1與內部粒子350I的直徑的比值可在約3,000至約10,000之間。
如第4B圖所示,入射光480從光罩圖案230、內部粒子350I或兩者「散焦」,如此,則有利於檢測護膜370上的內部粒子350I。散焦可以透過相對於將入射光480導向光罩218的反射器移動光罩組件200的位置來執行。移動位置可以透過可操作的致動器(未示出)來移動光罩組件200來實現,且致動器可在垂直於XY平面的垂直方向(例如,Z軸方向)。在一些實施例中,移動位置可以是距離D1。在一些實施例中,另一個距離用於移動位置而不是距離D1。
如第4B圖所示,入射光480在散焦後,可具有焦平面422,焦平面422位於護膜370和光罩圖案230 之間的位置。在一些實施例中,焦平面422位於或靠近內部粒子350I的中心,且該中心可以是預測中心。例如,內部粒子350I的存在或不存在、護膜370上內部粒子350I的數量及內部粒子350I的相應尺寸在檢測之前可能是未知的。
為了檢測護膜370的內表面上的內部粒子350I,焦平面422可以被定位在一個或多個不同的位置,每個位置可能具有附帶的優點。例如,位置可以是在朝向光罩218的方向上從護膜370偏移距離D6,如圖所示。距離D6可以是參照第3C圖所描述的檢測工具的分辨率的一半。例如,當檢測工具具有300nm的分辨率時,距離D6可以約為150nm。
在一些實施例中,距離D6基本上為零,使得焦平面422基本上與護膜370共平面。
在一些實施例中,距離D6在一半的分辨率和零之間。例如,距離D6可與所選粒徑相關,當所選粒徑的內部粒子350I沉降在光罩圖案230上時,該所選粒徑不足以引起圖案缺陷。例如,選定的粒徑可以是大約4nm,而距離D6可以約為2nm,或選定的粒徑的一半。
在一些實施例中,資料庫可以儲存基於歷史的內部粒子檢測操作的歷史內部粒子數據。歷史內部粒子數據可以包括關於在歷史內部粒子檢測操作中檢測到的內部粒子的尺寸訊息。基於尺寸訊息,可以確定平均尺寸、中值尺寸、最常見尺寸或其他合適的尺寸。在此類實施例中, 距離D6可以是平均尺寸的大約一半、中值尺寸的一半、最常見尺寸的一半或其他合適尺寸的一半。
在一些實施例中,執行使用多於一個距離D6的多次曝光。例如,可以在150nm的距離D6處執行第一次曝光,可以在10nm的距離D6處執行第二次曝光,及可以在2nm的距離D6處執行第三次曝光。
在一些實施例中,與焦平面420相關的光罩組件200的第一位置會被儲存在資料庫中,並且,與焦平面422相關的光罩組件200的第二位置也會被儲存在資料庫中。在晶圓生產的半導體製程期間,光罩組件200可定位在第一位置,且在檢測內部粒子350I期間,光罩組件200可定位在第二位置。
在一些實施例中,光490的曝光是在晶圓(例如晶圓220)的光阻劑層上。在一些實施例中,曝光是在照相機(例如EUV照相機)的圖像傳感器上。在一些實施例中,EUV相機是EUV波前相機。EUV波前相機可以包括圖像傳感器上方的多個微透鏡。EUV波前相機可以是四波橫向剪切干涉儀(quadri-wave lateral shearing interferometer,QWLSI)相機。
從以上的說明應當理解,焦平面422可以與一個或多個內部粒子350I重疊,和/或可以相對於一個或多個內部粒子350I散焦(即,欠焦(underfocused))。第4D圖繪示了與相對於對象(例如,內部粒子350I)的增加欠焦的相關示例的繞射圖像或「散焦圖案」452A、 452B、452C、452D、452E、452F、452G。繞射圖像452A與穿過(重疊)內部粒子350I的焦平面422相關聯。繞射圖像452B與位於內部粒子350I和光罩218之間的焦平面422相關聯。繞射圖像452C、452D、452E、452F和452G與焦平面422與內部粒子350I距離的增加相關聯。
當晶圓220被光490曝光時,一個或多個點(例如,繞射圖像452A)可以被轉移到光阻劑層,繞射圖像452B-452G中所示的一個或多個散焦圖案可以被轉移到光阻劑層,或其組合。示例性的散焦圖案450在第4B圖中被繪示。接著,檢測工具(例如為光學檢測工具)可以拍攝光阻劑層的圖像,且基於該圖像識別內部粒子350I的存在或不存在。在一些實施例中,一個或多個點或散焦圖案被轉移到可以拍攝相機圖像的EUV相機或EUV波前相機的圖像傳感器。當相機圖像由EUV波前相機拍攝時,可以執行計算程式來計算相機圖像的散焦圖案的動態。動態可以包括散焦圖案的環的數量、環的強度等。
如第4C圖所示,入射光480在散焦之後可以具有焦平面424,焦平面424位於護膜370和光罩圖案230之間的位置。焦平面424的細節可以與第4B圖中所描述的焦平面422的細節相似或相同。焦平面424可以在光罩218的方向上從護膜370偏移距離D6。距離D6的細節可以與第4B圖中所描述的距離D6的細節相似或相同。
入射光480可以透過散焦入射光480本身而非移動光罩組件200而具有焦平面424。散焦入射光480可以透過修改產生入射光480的光路來執行。例如,引導入射光480的反射器(例如,第1A圖的反射器100)可以移動到第二位置,該第二位置比在半導體製程操作期間使用的第一位置(例如,產生第4A圖中所示的入射光480的位置)更遠。即,第一位置與在光罩圖案230上或非常靠近光罩圖案230的焦平面420相關,而第二位置與在護膜370上或附近的焦平面424相關。照明器140的另一個反射器、光源120的收集器60、沿著光路的另一個元件或其組合可以移動到與生成焦平面424相關的一個或多個第三位置,且該焦平面424在護膜370上方或附近。除了移動剛剛所描述的一個或多個元件之外,還可以旋轉一個或多個元件的相應角度。在一些實施例中,與焦平面420相關聯的一個或多個元件的第一組相應角度和位置儲存在資料庫中,且與焦平面424相關聯的一個或多個元件的第二組相應角度和位置儲存在資料庫中。在晶圓生產的半導體製程期間,一個或多個元件可基於第一組來定位和旋轉,而在內部粒子350I的檢測期間,一個或多個元件可基於第二組來定位和旋轉。
第5圖是根據各種實施例的用於形成裝置的過程或方法501的流程圖。在一些實施例中,用於形成裝置的方法501包括多個步驟(50、510、520、530、540、550、560、570、580及590)。根據一或多個實施例, 進一步地描述用於形成裝置的方法501。應當注意的是,方法501的操作可以在各個實施例的範圍內被重新安排或以其他方式修改。還需要說明的是,在方法501之前、期間和之後還可以提供額外的製程,其他一些製程在此僅作簡要描述。在一些實施例中,方法501是透過第1A至3B圖中描述的微影曝光系統10來執行。這些實施例是透過第1A至4D圖中描述的結構元件和製程來描述的。然而,方法501可以由具有一個或多個不同於微影系統10的結構元件的微影系統執行。
方法501開始於步驟505。在步驟510中,當要檢測內部粒子350I時,該方法501進入步驟540。當不進行檢測內部粒子350I時,該方法501進入步驟520。而要確定是否檢測內部粒子350I可以透過選定的進度表來執行。例如,選定的進度表可以包括晶圓生產的數量、由光罩組件200所執行的移動數量或另一進度表。選定的進度表可以是少於護膜370的預期壽命的移動次數。例如,護膜370的預期壽命可以約為10,000次的移動到約50,000次的移動次數之間,且在所選定的進度表中,移動次數的數量可以是1000次、5000次、更少次的移動或更多次的移動。接著,例如,每1000次移動,便會由步驟510會進入步驟540。所選擇的進度表可以是每處理99個晶圓生產,或另一個合適數量的晶圓生產。在99個晶圓生產的示例中,在內部粒子350I的檢測中消耗的晶圓的比率可以是1/100,也可使用另一比率, 且可基於檢測內部粒子350I的有利能力、在檢測內部粒子350I中消耗的晶圓成本或其他因素來決定。
在步驟520中,透過移動光罩組件200、微影系統10中的一個或多個元件或兩者來形成聚焦光路。此移動可包括移動位置、旋轉或兩者。可透過第4A至4D圖中所描述的方式執行移動。移動可導致入射光480具有與光罩圖案230重合的焦平面420。
在步驟530中,在形成聚焦光路之後,使用聚焦光執行晶圓生產的製程。聚焦光包括具有焦平面420的入射光480。製程可以包括在晶圓22上沉積遮罩層(例如,光阻劑),使遮罩層暴露於攜帶有光罩圖案230的圖案的光490中,根據圖案來圖案化遮罩層,並蝕刻圖案化後的遮罩層下方的層以形成開口,並在開口中形成特徵。這些特徵可以包括淺溝槽隔離(shallow trench isolation,STI)、源極/汲極區、閘極結構、導電觸點、導電通孔、導電線(conductive trace)或其他特徵。
在步驟540中,當要檢測內部粒子350I時,遮罩層(例如,第1A圖中所示的遮罩層26)沉積在基板(例如為晶圓22)上方。在一些實施例中,遮罩層26包括對EUV輻射84敏感的光阻劑層。在一些實施例中,基板是半導體基板,例如第1A和1B圖中描述的半導體晶圓22。在一些實施例中,基板是覆蓋在半導體基板上的層,例如介電層、金屬層、硬遮罩層或其他合適的層。在一些實施例中,遮罩層通過旋轉塗佈或其他合適的製程沉積。 具有透過步驟540形成遮罩層的晶圓可稱為「測試晶圓(test wafer)」或「檢測晶圓(inspection wafer)」。測試晶圓在許多方面與晶圓生產相似。在一些實施例中,例如,在一個或多個物理特性方面,測試晶圓不同於晶圓生產。
在步驟550中,透過移動光罩組件200、一個或多個光路元件或其組合來形成散焦光。移動可包括移動位置、旋轉或兩者。可透過於第4A至4D圖中所描述的方式執行移動。移動可導致入射光480具有焦平面422或424,且焦平面422或424與護膜370、內部粒子350I或內部粒子350I與光罩218之間的內部粒子350I附近的位置重合。
在步驟560中,透過散焦光拍攝護膜370處或護膜370附近區域的一或多個圖像。散焦光包括具有焦平面422或424的入射光480。圖像拍攝可以包括將遮罩層暴露於攜帶有護膜370和內部粒子350I(當存在時)的訊息的光490,且基於該圖案對遮罩層進行圖案化。圖像拍攝還可以包括蝕刻位於圖案化後的遮罩層下方的層以形成開口、在開口中形成特徵或兩者。圖像拍攝可以包括將EUV相機或EUV波前相機的圖像傳感器暴露於攜帶有護膜370和內部粒子350I(當存在時)的訊息的光490。在一些實施例中,單個圖像是在單個焦平面(例如焦平面422)上拍攝的。在一些實施例中,兩個或更多圖像是在相應的兩個或更多個焦平面(例如在第4A至4D 圖中所描述的距離D6處的焦平面)上拍攝的。
在步驟570中,圖像分析以確定護膜370的內表面上一個或多個內部粒子350I的存在。可以使用圖像處理技術分析圖像,例如邊緣檢測、過濾、銳化、平滑等。圖像可以由晶圓檢測工具分析,該檢測工具可以是光學檢測工具。在一些實施例中,可以透過計算裝置分析圖像,該計算裝置包括儲存用於執行分析的指令的記憶體,以及配置以執行指令以分析圖像的處理器。
在一些實施例中,分析圖像包括將圖像儲存在資料庫中、儲存圖像的分析訊息或兩者。基於儲存的圖像和/或分析訊息,方法501可以追蹤內部粒子350I的演變,計算內部粒子350I的數量,並建立用於主動觸發護膜重新安裝的閾值,以減少對晶圓生產製程的影響,從而可以提高晶圓的良率。
追蹤內部粒子350I的演變可以包括確定內部粒子350I的一個或多個參數隨著時間的變化。例如,內部粒子350I的類型和/或材料組成可以透過分析具有內部粒子350I的護膜370來執行。例如,可以確定內部粒子350I的尺寸及其隨時間的變化(例如,粒子尺寸隨時間減小)。可以確定內部粒子積累速率隨時間的變化。可以分析以上參數與晶圓良率的相關性,並可以建立用於觸發護膜重新安裝的閾值。例如,當內部粒子350I的數量超過閾值(例如,2、5、10、100或其他數量)時,晶圓良率可能會降低選定的量。例如,當內部粒子350I的尺 寸超過閾值(例如,30nm、50nm、100nm或其他尺寸)時,晶圓產量可能會降低於選定的量。閾值可以在步驟580中使用,如下所述。
在步驟580中,當檢測到內部粒子350I時,方法501進入步驟590。當沒有檢測到內部粒子350I時,方法501進入步驟520和步驟530中,以使用聚焦光執行晶圓生產的製程。在一些實施例中,步驟580在超過閾值時,會進入步驟590,而在未超過閾值時,進入步驟520和步驟530中。
在步驟590中,在護膜370上具有一個或多個內部粒子350I,且該護膜370被新的護膜取代。取代可包括從光罩組件200上拆卸在光罩組件200具有護膜370的框架360,並從框架360上移除護膜370,檢查新護膜的粒子,當新護膜基本上沒有或沒有粒子時,將新護膜附接至框架,並將包括新護膜的框架360安裝到光罩組件200。在安裝框架360後,該方法501可以進入步驟540檢查安裝的新護膜以確保在執行晶圓生產製程之前不存在內部粒子350I。在一些實施例中,該方法501可以直接進入步驟530而不檢查安裝的新護膜的內部粒子350I。
在一些實施例中,在處理晶圓生產時,入射光480具有第一功率,而在檢測內部粒子350I時,入射光480具有第二功率。第二功率可以低於第一功率。使用較低的功率可能有利於減少光源120的消耗並節省電力。
本揭露的實施例可以提供多個優點。實施例的方法501在內部粒子350I落在光罩圖案230上之前檢測內部粒子350I。方法501可以追蹤內部粒子350I的演變,計算內部粒子350I的數量,並建立用於觸發的閾值,進而主動更換護膜370,減少對晶圓生產製程的影響,從而可以提高晶圓良率和產量。
根據至少一個實施例,一種檢測護膜的方法包括:確認是否要檢查第一護膜的複數個內部粒子;回應於第一護膜的檢查:在基板上形成遮罩層;透過移動光罩組件形成散焦光路;透過一散焦光來曝光該遮罩層來曝光遮罩層,並且散焦光具有與第一護膜間隔開一距離的焦平面;拍攝基板的圖像;透過分析圖像確定是否超過閾值;回應於超過閾值,以第二護膜取代第一護膜;回應於未超過閾值,使用第一護膜執行晶圓生產。在一些實施例中,形成散焦光路包括:將光罩組件移動第一距離,且第一距離與第二距離相關聯,並且第二距離是在朝向光罩組件的方向上從第一護膜的偏移距離。在一些實施例中,第二距離與晶圓檢測工具的粒子檢測分辨率相關聯。在一些實施例中,第二距離是基於與圖案缺陷相關聯的所選擇的粒子尺寸。在一些實施例中,第二距離與歷史的內部粒子的平均尺寸相關聯。在一些實施例中,確定是否超過該閾值包括:確定存在於第一護膜上的內部粒子的數量是否超過數量閾值。在一些實施例中,確定是否超過閾值包括:確定存在於第一護膜上的內部粒子的至少其中一者的尺寸是否超過尺 寸閾值。
根據至少一個實施例,一種檢測護膜的方法包括:將第一護膜安裝到光罩組件;確認是否要檢查第一護膜;回應於第一護膜的檢查:透過移動在第一護膜前面的第一反射器形成散焦光路;透過散焦光來拍攝圖像,並且散焦光具有在第一護膜和光罩組件的光罩之間的散焦光;透過分析圖像確定內部粒子是否存在於第一護膜上;回應內部粒子的存在:用第二護膜取代第一護膜;使用第二護膜執行晶圓生產;回應於不存在內部粒子,使用第一護膜執行晶圓生產。在一些實施例中,檢測護膜的方法進一步包括:將第二護膜安裝到光罩組件上;以及在使用第二護膜執行晶圓生產前:透過第二散焦光拍攝第二護膜的一第二圖像,並且第二散焦光在第二護膜和光罩之間具有第二焦平面。在一些實施例中,拍攝圖像是透過極紫外光照相機進行的。在一些實施例中,極紫外光照相機是極紫外光波前照相機。在一些實施例中,形成散焦光路是透過進一步移動在第一護膜前面的第二反射器。在一些實施例中,移動第一反射器包括移動第一反射器的位置。在一些實施例中,移動第一反射器進一步包括旋轉第一反射器的角度。
根據至少一個實施例,一種檢測護膜的方法包括:確認內部粒子是否存在於第一護膜的內表面上,並且,第一護膜安裝光罩上,內表面會朝向光罩,且該確認進一步包括將散焦的極紫外(EUV)光導向第一護膜,且散焦的極紫外光具有焦平面,焦平面比光罩的光罩圖案更靠近第 一護膜;回應於內部粒子不存在,透過將第一護膜安裝到光罩上,且透過聚焦光對晶圓生產進行半導體製程;以及,回應於該內部粒子存在:移除第一薄膜;將第二薄膜安裝到光罩上;透過聚焦光照射被安裝在光罩上的第二護膜對晶圓生產進行半導體製程。在一些實施例中,散焦光的功率低於聚焦光的功率。在一些實施例中,散焦光是透過移動光罩的位置形成。在一些實施例中,光罩被移動到第一護膜位於散焦光的焦平面上的位置。在一些實施例中,檢測護膜的方法進一步包括:透過波前相機拍攝至少一圖像。在一些實施例中,檢測護膜的方法進一步包括:使用波前相機的散焦波前測量來計算動態的圖像像差。
本揭露概述了各種實施例,以使得熟習此項技術者可以較佳地理解本揭露的態樣。熟習此項技術者應當瞭解,其可以容易地將本揭露用作設計或修改其他製程及結構的基礎,以供實現本文中所引入的實施例的相同目的及/或達成相同優點。熟習此項技術者亦應該認識到,這類等效構造不脫離本揭露的精神及範疇,且在不脫離本揭露的精神及範疇的情況下,熟習此項技術者可以進行各種改變、取代及變更。
501:方法 505, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590:步驟

Claims (10)

  1. 一種檢測護膜的方法,包括: 確認是否要檢查一第一護膜的複數個內部粒子;以及 回應於該第一護膜的檢查: 在一基板上形成一遮罩層; 透過移動一光罩組件形成一散焦光路; 透過一散焦光來曝光該遮罩層,其中該散焦光具有與該第一護膜間隔開一距離的一焦平面; 拍攝該基板的一圖像; 透過分析該圖像確定是否超過一閾值; 回應於超過該閾值,以一第二護膜取代該第一護膜;以及 回應於未超過該閾值,使用該第一護膜執行晶圓生產。
  2. 如請求項1所述之方法,其中形成該散焦光路包括: 將該光罩組件移動一第一距離,且該第一距離與一第二距離相關聯,其中該第二距離是在朝向該光罩組件的方向上從該第一護膜的一偏移距離。
  3. 如請求項2所述之方法,其中該第二距離是基於與一圖案缺陷相關聯的所選擇的一粒子尺寸。
  4. 一種檢測護膜的方法,包括: 將一第一護膜安裝至一光罩組件上; 確認是否檢查該第一護膜; 回應於該第一護膜的檢查: 透過移動在該第一護膜前面的一第一反射器來形成一散焦光路; 透過一散焦光來拍攝一圖像,其中該散焦光具有在該第一護膜和該光罩組件的一光罩之間的一散焦光; 透過分析該圖像確定一內部粒子是否存在於該第一護膜上; 回應於該內部粒子的存在: 以一第二護膜取代該第一護膜;以及 使用該第二護膜執行晶圓生產;以及 回應於該內部粒子不存在,使用該第一護膜執行晶圓生產。
  5. 如請求項4所述之方法,進一步包括: 將該第二護膜安裝到該光罩組件上;以及 在使用該第二護膜執行晶圓生產前: 透過一第二散焦光拍攝該第二護膜的一第二圖像,其中該第二散焦光在該第二護膜和該光罩之間具有一第二焦平面。
  6. 如請求項4所述之方法,其中拍攝該圖像是透過一極紫外光照相機進行的。
  7. 如請求項4所述之方法,其中移動該第一反射器包括移動該第一反射器的一位置。
  8. 如請求項7所述之方法,其中移動該第一反射器進一步包括旋轉該第一反射器的一角度。
  9. 一種檢測護膜的方法,包括: 確認一內部粒子是否存在於一第一護膜的一內表面上,其中該第一護膜安裝一光罩上,該內表面會朝向該光罩,且確認該內部粒子是否存在的步驟進一步包括將散焦的一極紫外光導向該第一護膜,且散焦的該極紫外光具有一焦平面,該焦平面比該光罩的一光罩圖案更靠近該第一護膜; 回應於該內部粒子不存在,透過將該第一護膜安裝到該光罩上,且透過一聚焦光對一晶圓生產進行半導體製程;以及 回應於該內部粒子存在: 移除該第一護膜; 將一第二護膜安裝到該光罩上;以及 透過該聚焦光照射被安裝在該光罩上的該第二護膜對該晶圓生產進行半導體製程。
  10. 如請求項9所述之方法,其中該散焦光的功率低於該聚焦光的功率。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012059984A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Nuflare Technology Inc マスク検査装置及び露光用マスク製造装置
CN105319865A (zh) * 2014-07-29 2016-02-10 三星电子株式会社 光刻测量装置和光刻测量方法
TW201716883A (zh) * 2013-12-17 2017-05-16 Asml荷蘭公司 檢查方法、微影裝置、光罩及基板
US20170191948A1 (en) * 2016-01-04 2017-07-06 Kla-Tencor Corporation Optical Die to Database Inspection
TW201725380A (zh) * 2015-06-26 2017-07-16 信越化學工業股份有限公司 光罩基板之缺陷檢查方法、選取方法及製造方法
TW201901291A (zh) * 2017-05-18 2019-01-01 美商克萊譚克公司 用於檢測光罩之設備及方法
CN110473798A (zh) * 2019-08-19 2019-11-19 上海华力微电子有限公司 一种晶圆表面超小尺寸缺陷检测方法
TW202046007A (zh) * 2019-04-15 2020-12-16 荷蘭商Asml荷蘭公司 用於判定光罩之特徵校正之方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012059984A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Nuflare Technology Inc マスク検査装置及び露光用マスク製造装置
TW201716883A (zh) * 2013-12-17 2017-05-16 Asml荷蘭公司 檢查方法、微影裝置、光罩及基板
CN105319865A (zh) * 2014-07-29 2016-02-10 三星电子株式会社 光刻测量装置和光刻测量方法
TW201725380A (zh) * 2015-06-26 2017-07-16 信越化學工業股份有限公司 光罩基板之缺陷檢查方法、選取方法及製造方法
US20170191948A1 (en) * 2016-01-04 2017-07-06 Kla-Tencor Corporation Optical Die to Database Inspection
TW201901291A (zh) * 2017-05-18 2019-01-01 美商克萊譚克公司 用於檢測光罩之設備及方法
TW202046007A (zh) * 2019-04-15 2020-12-16 荷蘭商Asml荷蘭公司 用於判定光罩之特徵校正之方法
TW202208980A (zh) * 2019-04-15 2022-03-01 荷蘭商Asml荷蘭公司 用於判定光罩之特徵校正之方法
CN110473798A (zh) * 2019-08-19 2019-11-19 上海华力微电子有限公司 一种晶圆表面超小尺寸缺陷检测方法

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