CN101655463A - 物体表面上的颗粒检测 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及物体表面上的颗粒检测。本发明公开了一种用于检验物体表面的系统和方法。在一个实施例中，所述系统包括用于照射物体表面的照射源、用于拦截来自被照射的物体表面的散射光并将物体表面的所需区域的真实图像进行投影的光学元件、以及用于接收被投影的真实图像的传感器。计算机系统可被耦合至传感器，用于储存和分析真实图像。在一个实施例中，所述方法包括用照射束照射物体表面、拦截来自被照射的物体表面的散射光、和将物体表面的所需区域的真实图像投影到传感器上。这样，系统和方法被提供用于掩模版上的污染物或缺陷进行原位检测。

Description

物体表面上的颗粒检测
技术领域
本发明通常涉及光刻术，尤其涉及用于颗粒检测的系统和方法。
背景技术
光刻术被广泛地认为是制造集成电路(IC)以及其它装置和/或结构中的关键工艺。光刻设备是在光刻术中使用的机器，其将所需图案应用到衬底上(例如应用到衬底的目标部分上)的机器。在用光刻设备制造IC的过程中，图案形成装置(其可选地称为掩模或掩模版)生成待形成在IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(例如抗蚀剂)层上。通常，单个衬底包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。制造IC的不同层通常需要用不同的掩模版在不同层上对不同图案成像。因此，在光刻过程中可以更换掩模版。
现有的光刻系统投影非常小的掩模图案特征。在掩模版的表面上出现的灰尘或外来颗粒物质能够对获得的产品产生不利影响。在光刻过程之前或在光刻过程中沉积在掩模版上的任何颗粒物质可能扭曲投影到衬底上的图案中的特征。因此，特征尺寸越小，从掩模版上除去的颗粒的临界尺寸越小。
通常一起使用薄膜和掩模版。薄膜是很薄的透明层，其可在掩模版的表面上方的框架上被拉伸。薄膜用于阻挡颗粒到达掩模版表面的形成图案侧。薄膜表面上的任何颗粒在聚焦平面外并且应当不能在被曝光的晶片上形成图像。然而，仍然优选地是尽可能保持薄膜表面没有颗粒。
在光刻术中，掩模版检验系统可以集成有光刻工具。这种集成不但可以保护防止从非常小至非常大的范围内变化的颗粒引起的印制缺陷，而且还可以检测掩模版上的结晶，允许尽可能晚地清洗掩模版，其反过来增加机器的生产量和使用。基于这种情形的掩模版清洗还能够使得减少清洗频率，其可延长掩模版的寿命。
目前使用的高生产量的光刻工具采用快速的原位掩模版检验装置，用于检测颗粒污染物。速度和高信噪比的要求导致使用探针成像技术
(一种类型的散射仪)用于这种目的。这种技术是基于收集由已经被以合理的很小的斑在掩模版表面上被照射的污染物和灰尘颗粒散射的光。合理尺寸的斑(例如约50μm至300μm)在测试表面上被光栅化或被扫描，一次收集来自一个斑的信息。对于150mm×120mm的表面，其对应于约9兆像素的图像。探针束技术在图1A-1C、2和3中被示出。图1A示出物体，例如掩模版或薄膜，的一部分102。探针束斑104被显示，箭头106显示探针束的扫描方向。颗粒108被显示在探针束斑104中的一个上。
在使用探针束技术时，检测小于100μm的颗粒需要用于表示颗粒尺寸的强度准校准。颗粒尺寸通常根据使用用于强度校准的成组的5、10、30和50μm的乳胶球(latex sphere)的乳胶球等价物(Latex-SphereEquivalence)来确定。对于高达50μm的颗粒，可能需要内插散射光量，对于高达100μm的颗粒，可能需要外推散射光量。如图1B显示，在存在在照射斑(例如探针束斑104)内的小颗粒的组合时，这种组合可能被记录为等价于特定像素110内收集的有效信号的一个颗粒尺寸。另外，未被分辨的小颗粒的组合可报告成单个大颗粒112，如图1C所示。
图2显示在使用探针束技术时发生的物体220的表面的扫描或光栅化的一个示例。在这个示例中，探针束斑204沿方向246被扫描，同时物体220沿方向248移动。因为物体220一次被扫描一个探针束斑，直到所有扫描完全时，所以物体220的表面的整个评估才是完全的。另外，如果带有薄膜的掩模版被评估，那么为了评估掩模版表面和薄膜表面，运行两个完全的序列扫描是必需的。
在使用探针束技术时，反射的散射光被采样并且被转换成灰度级位图，之后其可被绘制成如图3中的分布图350所示的。分布图350显示被报告的大于特定尺寸(例如大于10μm)的颗粒352。
探针束技术的最终的空间分辨率由束斑尺寸和像素尺寸限定，其依次由指定的收集时间乘以光栅化速度来确定。空间分辨率大约等于斑的自相关函数或大约等于双束斑尺寸，其可用精细的图像处理来改善，允许获得靠近照射斑尺寸的分辨率。然而，检测光学系统只收集在所分配的单像素曝光的时间内的散射光，而不分辨照射斑。尽管空间分辨率很低，但是由于非常好的信噪比，可以检测次像素尺寸的明亮的颗粒，但不能被成像。
探针束技术还需要非常精细的和大的扫描机构，其在照射和检测路径上需要低数值孔径(NA)的光学元件。在检测路径中使用低数值孔径光学元件导致大的景深(DoF)。这导致无意地对真实的结构和由远离检验的预期平面的光学串扰而形成的物体成像。结果，基于探针的检验系统不能充分地识别污染颗粒，且不能区分它们和光学串扰的图像。因此，在使用探针束技术时，颗粒尺寸检测的精度、品质和确定性经常受到损害。
对增加的扫描速度和稳定性的近来的需求限制了例如有效的探针束技术的技术能力。另外，增加的扫描速度将降低信噪比，限制区分小颗粒与噪声的能力。另外，探针束技术易受如线宽缩小的光学串扰。随着对更高的生产量和缩小光刻特征尺寸的需求不断增加，提高颗粒检测系统在速度、更小颗粒尺寸检测以及对诸如光学串扰等的不希望的作用的免疫性方面的性能变得越来越重要。
发明内容
鉴于前述，所需要的是使用真实成像的颗粒探测的系统和方法。为了满足这种需要，本发明的实施例涉及使用真实成像的物体表面上的颗粒探测及其应用。
例如，本发明的实施例提供检验物体表面的系统。在所述系统中，存在用于提供照射束以照射物体表面的至少一个照射源。在一个实施例中，一个或多个照射源被配置使得照射束被以倾斜的角度提供至物体表面。所述系统还包括光学元件，用于拦截来自被照射的物体表面的散射光并且对物体表面的所需区域的真实图像进行投影。所述系统进一步包括传感器，用于接收所投影的真实图像。在一个实施例中，所述传感器可被放置以倾斜角度“观察”物体表面，同时照射束可以提供垂直的光。位于探测表面上的颗粒在真实图像中是可检测到的。计算机系统可被耦合至传感器，用于储存和分析真实图像。
本发明的另一实施例提供一种检测物体表面上的颗粒的方法。所述方法包括用照射束照射物体表面。所述方法进一步包括拦截来自所照射的物体表面的散射光，并且对物体表面的所需区域的真实图像投影到传感器上。真实图像之后可被处理以探测位于物体表面上的颗粒。
上面总结的系统和方法可用于物体(例如位于光刻系统中的掩模版和/或与其相关的薄膜)上的颗粒探测。同样地，本发明的另外的实施例提供一种器件制造的方法。所述方法包括通过产生第一照射束来评估掩模版的表面、用第一照射束照射掩模版表面、拦截来自所照射的掩模版表面的散射光、将掩模版表面的所需区域的真实图像投影到传感器上、和处理真实图像以探测位于掩模版表面上的颗粒。评估掩模版相关的薄膜的表面可以以类似方式进行。所述方法进一步包括产生第二照射束、用第二照射束照射掩模版、产生来自掩模版的第二照射束的图案、和将图案化的第二照射束投影到衬底的目标部分上。
参考附图在下文对本发明的另外的特征和优点以及本发明的多个实施例的结构和操作进行了详细描述。应当注意，本发明不限于在此处描述的特定实施例。在此处显示的这样的实施例仅是为了说明性的目的。基于在此处包含的教导，另外的实施例对相关领域的技术人员是显而易见的。
附图说明
附图并入本文中并且形成说明书的一部分，与所述描述一起阐明本发明，还用于解释本发明的原理和能够使得相关领域的技术人员实现和使用本发明。
图1A至1C示出颗粒检测的探针束技术的示例。
图2示出使用探针束技术扫描表面的示例。
图3示出使用探针束技术建立的所报告颗粒的分布图。
图4示出根据本发明的一个实施例的用于检验物体表面的系统。
图5示出根据本发明的一个实施例的用于检验多个物体表面的系统。
图6A示出根据本发明的一个实施例的如可以与图4和5中显示的系统一起使用的4个照射源的使用。
图6B示出根据本发明的一个实施例的如可以与图4和5中显示的系统一起使用的6个照射源的使用。
图6C示出根据本发明的一个实施例的如可以与图4和5中显示的系统一起使用的8个照射源的使用。
图7和8示出根据本发明的一个实施例的可以与图4和5中显示的系统一起使用的单个照射源的示例。
图9示出位于物体的表面上(例如掩模版上)的一维条形码的示例。
图10示出位于物体的表面上(例如掩模版上)的二维条形码的示例。
图11示出根据本发明的一个实施例的体视(或视差)成像系统。
图12示出根据本发明的一个实施例的包括用于检验物体(诸如掩模版和/或薄膜)表面的系统的示例性光刻系统。
图13A和13B分别示出在本发明的实施例中可以使用的示例性反射和透射光刻设备。
图14示出根据本发明的一个实施例用于阐明检验物体表面的示例性方法的流程图。
图15和16进一步示出根据本发明的实施例的图14中显示的方法的可选择的步骤。
图17示出根据本发明的一个实施例的用于阐明制造器件的示例性方法的流程图。
图18和19进一步示出根据本发明的一个实施例的图17中显示的方法的可选择的步骤。
图20示出根据本发明的一个实施例的用于阐明制造器件的示例性方法的流程图。
图21-23进一步示出根据本发明的实施例的图20中显示的方法的可选择的步骤。
图24示出可以用于实现本发明的特征和实施例的示例性计算机系统。
结合附图与下文所述的详细描述将使得本发明的特征和优点变得更加清楚，其中，相同的参考标记在全文中表示相应的元件。在附图中，相同的参考标记通常表示相同的、功能类似的、和/或结构类似的元件。最先出现元件的附图由相应的参考标记中最左边的数字表示。
具体实施方式
I.序言
本发明涉及物体表面上的颗粒检测及其应用。在随后的详细描述中，所提及的“一个实施例”、“实施例”“示例性实施例”等表示描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但每一实施例可以不必包括特定的特征、结构或特性。另外，这样的措辞不一定指相同的实施例。另外，在描述与一个实施例相关的特定的特征、结构或特性时，认为实现与其它的实施例相关的这样的特征、结构或特性，不论其是否被明确描述，都在本领域技术人员的知识范围内。
本发明的实施例涉及物体表面上的颗粒检测。本发明的实施例基于真实的成像并且涉及获取将被评估的表面的完整的两维图像。机器视觉技术中的新的发展，尤其是大尺度的线性和区域电荷耦合器件(CCD)使得在真实的成像模式中高分辨率地对表面进行采样成为可能和可行的。例如，本发明的实施例将对在光刻工业中使用的原位掩模版检验系统是特别有用的。在光刻系统中，本发明的实施例预想对检验掩模版的未图案化的表面以及其相关的薄膜是特别有用的。然而，可以理解，本发明的实施例还可用于评估掩模版、薄膜和例如晶片的潜在的其它物体的图案化的或未图案化的表面。
II示例性表面检验系统
图4示出根据本发明的实施例的用于检验物体表面的系统。具体地，图4示出用于检验掩模版420的表面的系统400。在图4中，检验系统454可用于评估掩模版420的表面421。如图4中所示的表面421是掩模版420的未图案化的表面。然而，本发明的实施例也可以用于评估图案化的表面。检验系统454包括一个或多个照射源456和包括光学系统462和传感器464的照相机系统458。在图4中，显示出两个照射源456。然而，可以使用任何数量的照射源。例如，如图6A所示，可以使用4个照射源，其中掩模版620被四个照射源656照射。在另一示例中，如图6B所示，可以使用六个照射源，其中掩模版620被六个照射源656照射。在另外的实施例中，如图6C所示，可以使用八个照射源，其中掩模版620被八个照射源656照射。围绕掩模版420的周边的任何形状(例如圆形、方形等)的单光源也可被使用，如在图7中显示的围绕掩模版720的周边的圆形光源756或在图8中显示的围绕掩模版820的周边的方形光源856。例如，照射源456可以是标准的发光二极管(LED)、闪烁发光二极管(闪烁LED)或激光二极管，但不限于这些，也可使用其它类型的照射源。
再次参考图4，光学系统462例如可以包括诸如一个或多个光学透镜的一个或多个光学元件。光学系统462的目的是拦截来自照射的掩模版表面421的散射光，使真实图像投影到传感器464上，以及根据需要放大或缩小。图像从光学系统462投影至传感器464上作为掩模版表面421的全场图像，如由线472显示的。如果掩模版表面421太大或如果传感器464对于全场图像的单一投影不具有足够的能力，那么对于一个有效的全场图像可以获得两个或更多个图像。传感器464可以是线性的或大面积的传感器，并且可以包括但不限于CMOS传感器阵列或电荷耦合器件(CCD)。例如，传感器464可以包括线性CCD或大面积的CCD。目前在市场上有多种线性和大面积的CCD，其可以用于系统400中，包括来自诸如加利福尼亚州的米尔皮塔斯的Fairchild Imaging、加利福尼亚州的圣何塞市的Atmel公司以及加拿大安大略省的沃特卢的DALSA公司等公司的CCD。在一个实施例中，一个照射源或多个照射源456可以以倾斜的角度470(例如以45度或更小)照射掩模版表面421，使得可以防止镜面反射到达光学系统462和传感器464(为了防止光学串扰和重影成像(ghost imaging))。在一个可替换的实施例中，传感器464可被设置以便以倾斜的角度“观察”掩模版表面421，同时照射源456可提供垂直的光。掩模版表面421的全场图像可被用于分析颗粒或其它异常物质，例如图4中显示的颗粒476。
图5示出用于检验掩模版420的表面及其相关的薄膜524的系统500。在图5中，检验系统555可以被用于评估薄膜524的表面525，并且类似于检验系统454。检验系统555包括一个或多个照射源557和包括光学系统566和传感器568的照相机系统560。在图5中，显示出两个照射源557。然而，如上所述，可以使用任意数量的照射源。例如，如图6A所示，可以使用四个照射源，其中，薄膜624被四个照射源657照射。在另一实施例中，如图6B所示，可以使用六个照射源，其中，薄膜624被六个照射源657照射。在另外的示例中，如图6C所示，可以使用八个照射源，其中，薄膜624被八个照射源657照射。围绕薄膜524的周边的任何形状(例如圆形、方形等)的单光源还可以被使用，如在图7中显示的围绕薄膜724的周边的圆形光源757或在图8中显示的围绕薄膜824的周边的方形光源857。照射源557例如可以是标准发光二极管(LED)、闪烁发光二极管(闪烁LED)或激光二极管，但不限于这些，还可使用其它类型的照射源。
再次参考图5，光学系统566例如可以包括诸如一个或多个透镜的一个或多个光学元件。光学系统566的目的是拦截来自被照射的薄膜表面525的散射光，并将真实图像投影到传感器568上，以及根据需要放大或缩小。图像从光学系统566投影至传感器568上作为薄膜表面525的全场图像，如由线574显示的。如果薄膜表面525太大或如果传感器568对于全场图像的单一投影不具有足够的能力，那么对于一个有效的全场图像可以获得两个或更多个图像。传感器568可以是线性的或大面积的传感器，并且可以包括但不限于如之前描述的CMOS传感器阵列或电荷耦合器件(CCD)。一个照射源或多个照射源557可以以倾斜的角度571(例如以45度或更小)照射薄膜表面525，使得可以防止镜面反射到达光学系统566和传感器568(为了防止光学串扰)。在一个可替换的实施例中，传感器568可被设置以便以倾斜的角度“观察”薄膜表面525，同时照射源557可提供垂直的光。薄膜表面525的全场图像可被用于分析颗粒或异常物质，例如图5中显示的颗粒578。
光学系统462/566可以具有例如在0.01至0.15范围内的数值孔径。可以选择数值孔径用于降低焦深。例如，可以选择数值孔径，使得焦深小于掩模版420(或薄膜524)的厚度的1/5、或甚至1/10。
薄膜524可以是下薄膜，用于保护掩模版的图案化的一侧，或是上薄膜，用于保护掩模版的未图案化的一侧。检验系统555可以用于评估上薄膜或下薄膜的表面。
如相关领域技术人员可以理解的，不一定包括检验系统454和555，因为一个系统可以用于检验掩模版420的表面(例如图4中显示的)或薄膜524的表面，或掩模版420和薄膜524的表面但以连续的方式。包括两个检验系统454/555的优点是可以同时执行表面421和525的评估，节省宝贵的时间并最终导致更高的生产量。使存在多于两个检验系统也是可能的(例如对于其它的掩模版组件、晶片等，其可以存在于一个系统中)。
在实施例中，如图4和5所示，检验系统454/555还可以包括耦合至各个传感器464/568的各个计算机系统467/569。计算机系统467和569不一定是不同的系统，因为它们可以是同一计算机系统。计算机系统467/569可被编程用于分析由传感器464/568获得的全场图像以检测可能存在于掩模版420和薄膜524的表面上的颗粒和/或异常物质。计算机系统467和569还可以用于确定被检测的颗粒和/或异常物质的尺寸和位置。例如如果确定的尺寸或位置在预定范围或其它的预定界限之外，那么颗粒尺寸和位置的确定可以用于摒弃模版420和/或薄膜524。使用计算机467和569，系统400/500可以被编程用于执行使用检验系统454、检验系统555、上述两者、两者都不用或甚至可能存在的其它检验系统的检验。这样，将被检验的表面是可以选择的。
在实施例中，投影到传感器464和568上的图像分别是掩模版表面421和薄膜表面525的全场图像。在实施例中，这些图像是允许检测真实颗粒形状和尺寸以及颗粒定位精度的高分辨率的图像。高分辨率和超高分辨率的图像可通过多帧连续影像和诸如亚像素分辨率处理的图像增强技术来获得。它们还允许更精确地摒弃平面外的图像和光学串扰。
投影到传感器464和568上的图像还可以是彩色图像。虽然真实颗粒的尺寸和位置不依赖于颜色，但是多颜色图像可以改善很小颗粒的检测。光学串扰图像可能是由衍射引起的，其依赖于波长(或颜色)。因此，多颜色图像将允许人们区分真实成像和串扰成像。
如上所述，诸如系统400/500的表面检验系统在与其中使用掩模版(或掩模)的光刻系统集成时，是非常有用的。诸如系统400/500的系统在光刻系统中是尤其有用的，因为它可被用于提供许多其它的功能。例如，系统400/500可以用于测量目的。掩模版，甚至晶片，的预对齐可以通过使得系统400/500检测适当的对齐目标来完成。掩模版(或晶片)识别可以通过阅读和解释位于掩模版(或晶片)表面上的一个或多个条形码(例如一维条形码、两维条形码等)，诸如在图9中显示的位于掩模版920上的一维条形码980和在图10中显示的掩模版1020上的两维条形码1080来完成。系统400/500还可用于确定薄膜的尺寸，例如检测薄膜是否太宽。这些和其它测量功能可与在本文中描述的颗粒检测功能同时执行。
诸如系统400/500的系统还可与多个照相机458/560一起使用。由多个照相机获得的至少中等的分辨率的多个图像，可被用于提供改善的分辨率(超高分辨率或超分辨率)以达到甚至更高的精度。多个图像还可用于提供体视或视差成像。视差是在从与物体不共直线的两个不同点处观看时在物体的明显的方向上的明显的位移或差别。这可通过使用来自不同角度的同一物体的多个图像来完成。体视或视差成像可以用于将物体表面上的真实颗粒与偏离物体表面一定距离的任何光学串扰区分开来。在图11中显示示例性的体视照相机配置，其中，多个照相机1158/1160用于对掩模版1120(或薄膜1124)的表面成像。虽然显示出四个照相机1158/1160，但是本领域技术人员应当理解体视图像可通过使用如少至两个照相机来获得。
上述的另外使用的系统400/500只是可以如何使用系统400/500的多种实施例和配置的几个示例。相关领域的技术人员在阅读本文的描述后将意识到系统400/500的许多其它的应用。
图12示出根据本发明的一个实施例的包括用于检验掩模版和/或薄膜的表面的系统的示例性的光刻系统1200。光刻系统1200包括被配置用于提供光束的照射源1286。光刻系统1200还包括被配置用于图案化光束的图案产生装置1288(诸如掩模版组件)。光刻系统1200还包括被配置以将图案化的光束投影到位于衬底台1292上的衬底上的投影系统1290。光刻系统1200还包括掩模版检验系统1294和薄膜检验系统1295。掩模版检验系统1294可以被配置类似于参考图4显示和描述的检验系统454。类似地，薄膜检验系统1295可被配置类似于参考图5显示和描述的检验系统555。掩模版检验系统1294和薄膜检验系统1295被显示耦合至计算机系统1296。计算机系统1296可以具有与如参考图4和5之前描述的计算机系统467/569相同的功能。检验系统454和555可被集成在其中的光刻系统的另外的示例之后将进行描述。
A.示例性光刻系统
图13A和图13B分别示意性示出光刻设备1300和光刻设备1300’。光刻设备1300和光刻设备1300’每个包括：照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，深紫外(DUV)辐射或极紫外(EUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模、掩模版或动态图案形成装置)MA并与配置用于精确地定位图案形成装置MA的第一定位装置PM相连；和衬底台(例如晶片台)WT，配置用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于精确地定位衬底W的第二定位装置PW相连。光刻设备1300和1300’还具有投影系统PS，配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分(例如包括一根或多个根管芯)C上。在光刻设备1300中，图案形成装置MA和投影系统PS是反射式的，在光刻设备1300’中，图案形成装置MA和投影系统PS是透射式的。
照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件或其任意组合，以引导、成形或控制辐射B。
支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备1300和1300’的设计以及诸如图案形成装置MA是否保持在真空环境中等其它条件的方式保持图案形成装置MA。支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置MA。支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统PS)。
术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束B、以便在衬底W的目标部分C上形成图案的任何装置。被赋予辐射束B的图案将与在目标部分C上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置MA可以是透射式的(如在图13B中的光刻设备1300’)或反射式的(如在图13A中的光刻设备1300)。图案形成装置MA的示例包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、和衰减型相移掩模类型以及各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束B。
术语“投影系统”PS可以包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。真空环境可以用于EUV或电子束辐射，因为其它气体可能吸收非常多的辐射或电子。因此，真空环境可以在真空壁和真空泵的帮助下被设置至整个束路径。
光刻设备1300和/或光刻设备1300’可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)WT的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它衬底台WT用于曝光。在预备步骤可被执行的同时一个或更多个其它的衬底台WT用于曝光时，预备步骤假定在“在线状态”期间发生，因为预备步骤在光刻设备1300和光刻设备1300’的需要的生产量内被执行。相反，在预备步骤不能被执行的同时一个或更多个其它的衬底台WT被用于曝光时，预备步骤假定在“离线状态”期间发生，因为预备步骤不能在光刻设备1300和/或光刻设备1300’的需要的生产量内被执行。如在此处详细地描述的，掩模版(或掩模)和/或薄膜的表面的检验可以在离线状态、在线状态或其结合时被执行。
参考图13A和13B，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设备1300、1300’可以是分立的实体(例如当该源SO为例如ArF准分子激光器的准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO考虑成形成光刻设备1300、1300’的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束B从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源SO可以是所述光刻设备1300、1300’的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD(图13B)。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件(图13B)，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束B，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
参考图13A，所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置MA来形成图案。在光刻设备1300中，辐射束B被从图案形成装置(例如掩模)MA反射。在从图案形成装置(例如掩模)MA反射之后，辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束B聚焦到衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器IF1用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。如在本文的其他地方所述的，本发明的实施例可以用于定位、阅读和/或解释这些对准标记。
参考图13B，辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的图案形成装置(例如掩模MA)上，并且通过图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将辐射束聚焦到衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将第一定位装置PM和另一位置传感器(图13B中未明确示出)用于相对于辐射束B的路径精确地定位掩模MA。
通常，可以通过形成第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所述光刻设备1300、1300’用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。
2.在扫描模式中，在对支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如掩模台)MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，在此处所指的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为了形成多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)或极紫外辐射(例如具有5nm或大于5nm的波长)。
在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”和“光学元件”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式和反射式的光学部件。
B.示例性计算机系统
本发明的实施例可以使用硬件、软件或其组合来实现，并且可以在一个或多个计算机系统或其它处理系统中实现。在图24中显示出计算机系统2400的一个示例。如上所述，计算机系统2400还可以用作计算机系统467、569和/或1296。
计算机系统2400包括一个或多个处理器，例如处理器2404。处理器2404可以是一般用途处理器(例如，CPU)或特殊用途处理器(例如，GPU)。处理器2404连接至通信基础结构2406(例如通信总线、跨接棒(cross-over bar)或网络)。根据本示例性计算机系统，可以描述各种软件的实施例。在阅读所述描述之后，相关领域的技术人员将清楚如何使用其它的计算机系统和/或架构来执行本发明。
计算机系统2400(可选择地)包括显示接口2402，其发送用于在显示单元2430上显示的来自通信基础结构2406(或未显示的帧缓存器)的图形、文本以及其它数据。
计算机系统2400还包括主存储器2408，优选地是随机存取存储器(RAM)，并且还可以包括辅存储器2410。辅存储器2410可以包括例如硬盘驱动器2412和/或可移除的存储驱动器2414，所述可移除的存储驱动器表现为软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器等。可移除的存储驱动2414以公知的方式从可移除的存储单元2418读取或写入。可移除的存储单元2418表现为软盘、磁带、光盘等，其由可移除的存储驱动2414读取和写入。如应当理解的，可移除的存储单元2418包括可读存储介质，所述可读存储介质具有储存在其中的计算机和/或数据。
在可替换的实施例中，辅存储器2410可以包括允许计算机程序或其它指令载入到计算机系统2400中的其它类似的装置。这样的装置可以包括例如可移除的存储单元2422和接口2420。这种示例可以包括程序盒带和盒带接口、可移除存储芯片(例如，可擦除可编程只读存储器(EPROM)或可编程只读存储器(PROM))以及相关的插口、以及其它的可移除的存储单元2422和接口2420，其允许软件和数据从可移除存储单元2422转移至计算机系统2400。
计算机系统2400还可以包括通信接口2424。通信接口2424允许软件和数据在计算机系统2400和外部装置之间被传送。通信接口2424的示例可以包括调制解调器、网络接口(例如以太网卡)、通信端口、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)的槽和卡等。经由通信接口2424传送的软件和数据表现为可以是能够被通信接口2424接收的电子的、电磁的、光学的或其它信号的信号2428的形式。这些信号2428经由通信路径(例如通道)2426被提供至通信接口2424。所述通道2426承载信号2428并且可以通过使用电线或电缆、光纤、电话线、蜂窝链路、射频(RF)链路以及其它的通信通道来执行。
在本文中，术语“计算机程序介质”和“计算机可读存储介质”通常用于表示例如可移除的存储驱动器2414和安装在硬盘驱动器2412中的硬盘的介质。这些计算机程序产品将软件提供至计算机系统2400。
计算机程序(还可被称为计算机控制逻辑)存储在主存储器2408和/或辅存储器2410中。还可经由通信接口2424接收计算机程序。这样的计算机程序，在执行时，能够使得计算机系统2400执行本发明的特征，例如分析如在此处描述的物体表面。具体地，所述计算机程序，在执行时，可使得处理器2404实现本发明的特征，包括实现在此处描述的图14-23中示出的方法。因此，这样的计算机程序代表计算机系统2400的控制器。
III.用于表面检验的示例性的方法
图14描述根据本发明的实施例的示出检验例如掩模版或薄膜的物体的表面的示例性方法1400的流程图。方法1400开始于步骤1402。在步骤1402中，物体(例如，掩模版、薄膜等)的表面用照射束照射。在一个实施例中，照射束以倾斜角度提供至物体表面上。在步骤1404中，来自所照射的物体表面的散射光被拦截。在步骤1406中，物体表面的所需区域的真实图像被投影至传感器(例如，图4和图5中的传感器464或568)上。在一个实施例中，传感器以倾斜的角度“观察”物体表面，同时照射束可提供垂直的光。在步骤1408中，真实图像被处理以检测位于物体表面上的颗粒。例如，耦合至传感器的计算机系统(例如，计算机系统467、569、或1296)可被用于分析用于颗粒检测的真实图像。之后，所述方法结束。
图15是根据本发明的一个实施例的描述方法1400的可选的另外的步骤的流程图。在步骤1502中，检测的颗粒的颗粒尺寸和位置被确定。这种信息可被用于做出关于使用被评估的物体的决定。例如，基于所确定的颗粒尺寸和位置是否在预定的范围或其它界限内，可能需要做出物体是否需要被摒弃的决定。
图16是根据本发明的一个实施例的描述方法1400的可选的另外的步骤的流程图。步骤1602来自于步骤1406。在步骤1602中，真实的图像被聚焦。例如，诸如在图4中显示的光学系统462或466的光学系统可对被投影的图像进行聚焦。方法1400继续步骤1408。
图17是根据本发明的一个实施例的显示制造装置的示例性方法1700的流程图。方法1700开始于步骤1702。在步骤1702中，掩模版的表面的颗粒被评估。所述评估可通过使用上述的方法1400来执行。在步骤1704中，产生照射束。在步骤1706中，掩模版被用照射束照射。在步骤1708中，照射束的图案由掩模版产生。在步骤1710中，图案化的照射束被投影到衬底的目标部分上。之后方法1700结束。
图18是根据本发明的一个实施例的描述方法1700的可选的另外的步骤的流程图。步骤1802来自于步骤1702。在步骤1802中，如果确定的颗粒的尺寸和位置中的一个或多个落到对应的确定的范围或界限外面，那么掩模版被摒弃。例如，如果颗粒大于预定的尺寸界限或位于掩模版上的关键位置处，那么掩模版可能被摒弃。如果掩模版被摒弃，那么所述方法结束，使得例如掩模版可被替换。如果掩模版没有被摒弃，那么方法1700继续步骤1704。
图19是根据本发明的一个实施例的描述方法1700的可选的另外的步骤的流程图。步骤1902来自于步骤1710。在步骤1902中，评估步骤1702在光刻处理期间以预定的间歇或间隔重复。因为颗粒可能在任何时间出现在掩模版上或结晶可能在任何时间在掩模版上发生，所以在光刻处理期间以一个或多个间歇或预定的间隔再评估掩模版表面是很重要的。
图20是根据本发明的一个实施例的显示制造器件的示例性方法2000的流程图。方法2000开始于步骤2002。在步骤2002中，掩模版表面的颗粒被评估。在步骤2004中，与掩模版相关的薄膜的表面的颗粒被评估。这些评估中的每一个可采用上述的方法1400来执行。在步骤2006中，产生照射束。在步骤2008中，用照射束照射掩模版。在步骤2010中，由掩模版产生照射束的图案。在步骤2012中，图案化的照射束被投影到衬底的目标部分上。之后方法2000结束。
图21是根据本发明的一个实施例的描述方法2000的可选的另外的步骤的流程图。步骤2102来自于步骤2004。在步骤2102中，如果预定的颗粒尺寸和位置中的一个或多个落到对应的预定范围或界限外面，那么掩模版和相关的薄膜被摒弃。例如，如果颗粒大于预定尺寸界限或位于关键位置处，那么掩模版组件可能被摒弃。如果掩模版组件被摒弃，那么之后所述方法结束，使得例如掩模版组件可被替换。如果掩模版组件没有被摒弃，那么方法2000继续步骤2006。
图22是根据本发明的一个实施例的描述方法2000的可选的另外的步骤的流程图。步骤2202来自于步骤2012。在步骤2202中，评估步骤2002和2004在光刻处理期间以预定的间歇或间隔重复。因为颗粒可能在任何时间出现或结晶可能在任何时间发生，所以在光刻处理期间以一个或多个间歇或预定的间隔再评估掩模版和薄膜表面是很重要的。
图23是描述步骤2004中的可选的另外的步骤的流程图。在步骤2302中，薄膜表面的评估与掩模版的表面的评估同时进行。之后方法2000继续步骤2006。在掩模版和薄膜的表面被同时检验时，节省了大量的时间，并且最终增加了生产量。
IV.特征和优点
与传统的表面检验的技术(例如进行制定约200μm尺寸的探针束斑的串行表面扫描且颗粒尺寸近似值基于强度的探针束技术)相比，在此处提出的本发明的实施例具有许多优点。本发明的实施例使用真实成像，其允许直接测量颗粒尺寸。在实施例中，更高的数值孔径提供了更小的焦深，更高的分辨率，并且因此提供更适合的摒弃掩模版的决定。因为可以获得掩模版表面和其相关的薄膜表面的同时表面扫描，所以极大地减小了检验时间，从而导致更高的生产量。另外，如上所述，本发明的实施例可以用于各种其它的功能，例如度量用途(例如，掩模版或晶片的预对准、条形码阅读、薄膜尺寸检测等)和多照相机用途(例如，改善(超高)的分辨率、体视(视差)成像等)。本发明的实施例还允许固定的和可移动的掩模版台。
V.结论
上面描述的是涉及物体表面上的颗粒检测的实施例。可以理解，具体实施方式部分而不是发明内容和摘要部分，意欲用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐明一个或多个本发明的实施例，但不是如由发明人设想的本发明的全部示例性实施例，并且因此不是要以任何方式限制本发明和随附的权利要求。
尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其它的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。
尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情况中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其它应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如，具有在5-20nm范围内的波长)以及粒子束(例如，离子束或电子束)。此外，可见光和红外辐射可以用于照射掩模版检验系统。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质(lieu半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当明白，在不偏离下文所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对所述的本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种用于检验物体表面的系统，包括：
至少一个照射源，用于提供照射束以照射所述物体表面；
光学元件，用于拦截来自所述被照射的物体表面的散射光并且将所述物体表面的所需区域的真实图像进行投影；和
传感器，用于接收所述被投影的真实图像，
其中，位于所述物体表面上的颗粒在所述真实图像中是可检测的。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个照射源被配置，使得所述照射束被以倾斜的角度提供至所述物体表面。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个照射源被配置，使得所述照射束被提供作为垂直的光，并且以与所述物体表面成倾斜的角度放置所述传感器。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述物体表面的所需区域是所述物体表面的全场。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光学元件和所述传感器形成照相机，两个或多个照相机被放置，使得从不同角度面对所述物体表面，且由所述两个或多个照相机获得的所述真实图像允许所述物体表面的视差成像。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个照射源、所述光学元件以及所述传感器集成到光刻系统中，用于使得所述系统能够执行带有薄膜的掩模版的原位检验。
7.一种用于检验掩模版及其薄膜的表面的原位掩模版污染物检测系统，包括：
第一照射源，用于提供掩模版照射束以照射所述掩模版的表面；
第一光学元件，用于拦截来自所述被照射的掩模版表面的第一散射光并且将所述掩模版表面的所需区域的真实掩模版图像进行投影；
第一传感器，用于接收所述被投影的真实掩模版图像，其中，位于所述掩模版表面上的颗粒在所述真实掩模版图像中是可检测的；
第二照射源，用于提供薄膜照射束以照射与所述掩模版相关联的薄膜的表面；
第二光学元件，用于拦截来自被照射的薄膜表面的第二散射光并且将所述薄膜表面的所需区域的真实薄膜图像进行投影；和
第二传感器，用于接收所述被投影的真实掩模版图像，其中，位于所述薄膜表面上的颗粒在所述真实薄膜图像中是可检测的。
8.一种光刻系统，包括：
颗粒检测系统，具有：
第一照射源，用于提供照射束以照射物体表面；
光学元件，用于拦截来自所述被照射的物体表面的散射光并且将所述物体表面的所需区域的真实图像进行投影；和
传感器，用于接收所述被投影的真实图像，
其中，位于所述物体表面上的颗粒在所述真实图像中是可检测的，
第二照射源，配置以提供光束；和
投影系统，配置以将来自掩模版的所述图案化的光束投影到衬底上。
9.一种检测物体表面上的颗粒的原位方法，包括步骤：
用照射束照射所述物体表面；
拦截来自所述被照射的物体表面的散射光；
将所述物体表面的所需区域的真实图像投影到传感器上；和
处理所述真实图像以检测位于所述物体表面上的颗粒。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括步骤：
在真实的成像模式中以高分辨率采样所述物体表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，在所述真实的成像模式中以高分辨率采样所述物体表面的步骤包括：
掩模版的全场成像；和
通过收集来自被检验的所述掩模版的表面的散射光来获取所述掩模版的两维图像。
12.一种器件制造方法，包括步骤：
评估掩模版表面的颗粒，包括步骤：
产生第一照射束；
用所述第一照射束照射所述掩模版表面；
拦截来自所述被照射的掩模版表面的散射光；
将所述掩模版表面的所需区域的真实图像投影到传感器上；和
处理所述真实图像以检测位于所述掩模版表面上的颗粒；
产生第二照射束；
用所述第二照射束照射所述掩模版；
由所述掩模版产生所述第二照射束的图案；和
将所述图案化的第二照射束投影到衬底的目标部分上。
13.一种装置制造的方法，包括步骤：
评估掩模版表面的颗粒，包括步骤：
产生第一照射束；
用所述第一照射束照射所述掩模版表面；
拦截来自所述被照射的掩模版表面的第一散射光；
将所述掩模版表面的所需区域的第一真实图像投影到第一传感器上；和
处理所述第一真实图像以检测位于所述掩模版表面上的颗粒；
评估与所述掩模版相关的薄膜表面的颗粒，包括步骤：
产生第二照射束；
用所述第二照射束照射所述薄膜表面；
拦截来自所述被照射的薄膜表面的第二散射光；
将所述薄膜表面的所需区域的第二真实图像投影到第二传感器上；和
处理所述第二真实图像以检测位于所述薄膜表面上的颗粒；
产生第三照射束；
用所述第三照射束照射所述掩模版；
由所述掩模版产生所述第三照射束的图案；和
将所述图案化的第三照射束投影到衬底的目标部分上。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括步骤：
在光刻处理期间以预定的间歇重复所述评估步骤。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个评估步骤同时进行。
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