CN105487339A - 光罩底部接触面的颗粒侦测方法及辅助工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光罩底部接触面的颗粒侦测方法及辅助工具，该辅助工具为一校正光罩，其上设置有一对标记，该一对标记的中心坐标分别为（-M，0）与（M，0），所述标记为中心对称图形。本发明利用校正光罩作为辅助工具进行侦测，通过旋转前与旋转后两次侦测可获得曝光机台本身的绕Y轴的倾斜角度；从而对于待测光罩绕Y轴的倾斜角度，只需要将测得的待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度值减去曝光机台本身绕Y轴的倾斜角度即可得到；从而根据所述待测光罩绕Y轴的倾斜角度F的大小，判断所述待测光罩底部接触面的污染程度以采取相应措施。本发明可以有效侦测光罩底部接触面的污染状况，效率高，有利于及时判断是否需要清理光罩，提高曝光质量。

Description

光罩底部接触面的颗粒侦测方法及辅助工具

技术领域

本发明属于半导体制造领域，涉及一种光罩底部接触面的颗粒侦测方法及辅助工具。

背景技术

在光刻工艺中，曝光时最重要的一环，而光罩又是重中之重。光罩又称光掩模版、掩膜版，英文名称为MASK或PHOTOMASK)，由石英玻璃作为衬底，在其上面镀上一层金属铬和感光胶，成为一种感光材料，把已设计好的电路图形通过电子激光设备曝光在感光胶上，被曝光的区域会被显影出来，在金属铬上形成电路图形，成为类似曝光后的底片的光掩模版，然后应用于对集成电路进行投影定位，通过集成电路光刻机对所投影的电路进行光蚀刻，其生产加工工序为：曝光，显影，去感光胶，最后应用于光蚀刻。

在纳米级的工艺要求条件下，任何光罩上带来的瑕疵都是无法接受的。在光罩的管理上，对于图案区的瑕疵侦测是非常到位的。相对而言，对于光罩图案区以外的接触面的问题却很少顾及。然而，光罩接触面出问题(结晶、颗粒粘附、凹陷等)，却会给生产的质量带来极大影响，并无法及时发现。例如，光罩接触面的颗粒将导致光罩倾斜，从而引起光罩一边曝光时光路不垂直，由于光路不垂直，进而引起聚焦面偏离。请参阅图1，显示为光罩101接触面无颗粒时，光罩101水平放置，光路垂直，使得光罩101上的图案102能够顺利聚焦于晶圆103上的示意图。再请参阅图2，显示为光罩101接触面上的颗粒104使得光罩101倾斜放置，引起一边曝光时的光路不垂直，聚焦面偏离，使得光罩右边的图案102不能顺利聚焦于晶圆103上的示意图。

目前，对于光罩底部的检测时通过目检的方式。这种方法对于纳米级的差异来说是非常粗糙的，并且目检法难以发现微米级的污染物，难以判断污染物的位置对于曝光时的影响。

对于光罩图案区的微粒问题可以利用光线反射这种常用的方法来检测，请参阅图3，显示为光罩101图案区的微粒104被入射光照射并反射的示意图，然而对于光罩接触面的微粒问题，由于微粒104被光罩承载台105所阻挡，光线无法直接照射到颗粒(如图3中虚线光路所示)，进而也就不存在反射，因此，光线反射法亦无法进行光罩接触面的微粒侦测。

因此，提供一种光罩底部接触面的颗粒侦测方法及辅助工具以解决上述问题，改善聚焦面偏离、提高曝光质量实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光罩底部接触面的颗粒侦测方法及辅助工具，用于解决现有技术中无法侦测光罩接触面的污染状况，并难以判断污染物的位置对于曝光时的影响的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光罩底部接触面的颗粒侦测方法，至少包括以下步骤：

S1：提供一校正光罩，所述校正光罩上设置有一对标记，该一对标记的中心坐标分别为(-M，0)与(M，0)，所述标记为中心对称图形；

S2：将所述校正光罩放置于曝光机的光罩承载台上，将曝光光源的光束依次照射在左右两个标记上，测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K1；

S3：将所述校正光罩旋转180°放置于曝光机的光罩承载台上，将曝光光源的光束依次照射在左右两个标记上，测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K2；

S4：根据公式K1＝A+B与K2＝A-B，其中A为所述校正光罩绕Y轴的倾斜角度，B为曝光机绕Y轴的倾斜角度，从而获得所述曝光机绕Y轴的倾斜角度B＝(K1+K2)/2；

S5：提供待测光罩，利用所述曝光机测量所述待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度E，获得该待测光罩绕Y轴的倾斜角度F＝E-B；

S6：根据所述待测光罩绕Y轴的倾斜角度F的大小，判断所述待测光罩底部接触面的污染程度以采取相应措施。

可选地，于所述步骤S2及步骤S3中，利用移动挡板使所述曝光光源的光依次照射在一对标记上。

可选地，于所述步骤S2及步骤S3中，通过光探测器探测透过所述标记的光照强度，并将透过一对标记的光照强度进行对比得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度。

可选地，透过所述标记的光通过一透镜聚焦之后被所述光探测器探测。

可选地，于所述步骤S5中，提供一组待测光罩，在同一片晶圆上依次测量每一片待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度，并获得每一片待测光罩绕Y轴的倾斜角度。

可选地，所述标记为间隔透光图形。

可选地，所述标记的整体轮廓为正方形、圆形、正六边形或正八边形。

本发明还提供一种用于光罩底部接触面颗粒侦测的辅助工具，所述辅助工具为一校正光罩，所述校正光罩上设置有一对标记，该一对标记的中心坐标分别为(-M，0)与(M，0)，所述标记为中心对称图形。

可选地，所述标记为间隔透光图形。

可选地，所述标记的整体轮廓为正方形、圆形、正六边形或正八边形。

可选地，所述标记的坐标值M大于所述校正光罩宽度的四分之一。

如上所述，本发明的光罩底部接触面的颗粒侦测方法及辅助工具，具有以下有益效果：1)本发明利用校正光罩作为辅助工具进行侦测，所述校正光罩上设置有一对标记，该一对标记的中心坐标分别为(-M，0)与(M，0)，所述标记为中心对称图形，使得所述校正光罩旋转180度之后仍然可以用于曝光光源侦测，通过旋转前与旋转后两次侦测可获得曝光机台本身的绕Y轴的倾斜角度；从而对于待测光罩绕Y轴的倾斜角度，只需要将测得的待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度值减去曝光机台本身绕Y轴的倾斜角度即可得到；2)考虑到FAB的生产压力，本发明可通过建立一个侦测制程，实现多个待测光罩在同一片晶圆上依次做曝光，来测得每一片待测光罩绕Y轴的倾斜角度，可以节省时间，提高效率，理论上要做多少块光罩都是可实现的；3)本发明通过所述待测光罩绕Y轴的倾斜角度值的大小，便可判断光罩接触面的污染程度，从而进行清理，通过清理后光罩绕Y轴的倾斜角度明显改善；4)本发明中，所述校正光罩旋转前与旋转后绕Y轴的等效倾斜角度可利用ASMLPAS850机台的RYTILT参数来侦测，高效准确。

附图说明

图1显示为现有技术中光罩接触面无颗粒时，光罩水平放置，光路垂直，使得光罩上的图案能够顺利聚焦于晶圆上的示意图。

图2显示为现有技术中光罩接触面上的颗粒使得光罩倾斜放置，引起一边曝光时的光路不垂直，聚焦面偏离，使得光罩右边的图案不能顺利聚焦于晶圆上的示意图。

图3显示为光罩图案区的微粒被入射光照射并反射，而光罩接触面的微粒被光罩承载台所阻挡，光线无法直接照射到从而无反射的示意图。

图4显示为本发明的光罩底部接触面的颗粒侦测方法的工艺流程图。

图5显示为本发明的光罩底部接触面的颗粒侦测方法中校正光罩的结构示意图。

图6显示为本发明的光罩底部接触面的颗粒侦测方法中校正光罩放置于光罩承载台上的示意图。

图7显示为本发明的光罩底部接触面的颗粒侦测方法中校正光罩旋转180°后放置于光罩承载台上的示意图。

元件标号说明

101光罩

102图案

103晶圆

104微粒

105光罩承载台

S1～S6步骤

201校正光罩

202图案区

203接触区

204标记

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图4至图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本发明提供一种光罩底部接触面的颗粒侦测方法，请参阅图4，显示为该方法的工艺流程图，至少包括以下步骤：

步骤S1：提供一校正光罩，所述校正光罩上设置有一对标记，该一对标记的中心坐标分别为(-M，0)与(M，0)，所述标记为中心对称图形；

步骤S2：将所述校正光罩放置于曝光机的光罩承载台上，将曝光光源的光束依次照射在左右两个标记上，测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K1；

步骤S3：将所述校正光罩旋转180°放置于曝光机的光罩承载台上，将曝光光源的光束依次照射在左右两个标记上，测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K2；

步骤S4：根据公式K1＝A+B与K2＝A-B，其中A为所述校正光罩绕Y轴的倾斜角度，B为曝光机绕Y轴的倾斜角度，从而获得所述曝光机绕Y轴的倾斜角度B＝(K1+K2)/2；

步骤S5：提供待测光罩，利用所述曝光机测量所述待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度E，获得该待测光罩绕Y轴的倾斜角度F＝E-B；

步骤S6：根据所述待测光罩绕Y轴的倾斜角度F的大小，判断所述待测光罩底部接触面的污染程度以采取相应措施。

请参阅图5，首先执行步骤S1：提供一校正光罩201，所述校正光罩201上设置有一对标记204，该一对标记204的中心坐标分别为(-M，0)与(M，0)，所述标记204为中心对称图形。

具体的，所述校正光罩201可为方形、圆形等，图5显示的为方形的情形。图5中还示出了X轴与Y轴，其以所述校正光罩的中心为坐标中心，所述X轴与Y轴均位于所述校正光罩所在平面上。所述校正光罩201包括中间的图案区202及外围的接触区203，所述接触区203用于与光罩承载台接触，所述图案区可使得曝光光线通过。所述标记204位于所述图案区202，且一对标记位于X轴上，并以Y轴为对称轴左右对称。所述标记204越接近于外侧越好，所述标记204的坐标值M优选为大于所述校正光罩201宽度的四分之一。

具体的，所述标记204为间隔透光图形。所述标记204的整体轮廓包括但不限于正方形、圆形、正六边形或正八边形等中心对称图形。由于所述标记204为中心对称图形，使得所述校正光罩旋转180度之后所述标记204的位置及形状仍然不变。当然，所述校正光罩201上其它区域还可有具有其它标记，其它标记优选为以X轴镜像复制一组。

请参阅图6，然后执行步骤S2：将所述校正光罩201放置于曝光机的光罩承载台上，将曝光光源的光束依次照射在左右两个标记204上，测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K1。

具体的，所述校正光罩201绕Y轴的等效倾斜角度可利用ASMLPAS850机台的RYTILT(RotationYTILT，绕Y轴的倾斜角度)参数来侦测，高效准确。透过所述标记204的光可通过一透镜聚焦之后被光探测器探测，通过比较透过左右两个标记的光照强度得到旋转前所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K1。

具体的，探测过程中所述曝光机及所述校正光罩保持不动，利用移动挡板使所述曝光光源的光依次照射在一对标记204上。

具体的，所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K1由两部分组成，一部分为校正光罩接触面的微粒引起的校正光罩倾斜，如图6所示，另一部分为曝光机自身的倾斜，二者合起来称为等效倾斜角度。

请参阅图7，接着执行步骤S3：将所述校正光罩201旋转180°放置于曝光机的光罩承载台上，将曝光光源的光束依次照射在左右两个标记上，测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K2。

由于一对标记204以Y轴为对称轴左右对称，且所述标记204为中心对称图形，因此将所述校正光罩201旋转180°之后一对标记204的位置及形状仍然保持不变，若所述曝光机自身不倾斜，则旋转后测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K2应与旋转前测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K1正好相反。

再执行步骤S4：根据公式K1＝A+B与K2＝A-B，其中A为所述校正光罩绕Y轴的倾斜角度，B为曝光机绕Y轴的倾斜角度，从而获得所述曝光机绕Y轴的倾斜角度B＝(K1+K2)/2。

如前所述，若所述曝光机自身不倾斜，则旋转后测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K2应与旋转前测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K1正好相反，K1+K2应为0，即所述曝光机绕Y轴的倾斜角度B＝0。同理，若所述曝光机自身存在倾斜，则K1+K2应包含两倍的曝光机自身倾斜效应，而由为例引起的倾斜效应相互抵消，本步骤中，可通过公式B＝(K1+K2)/2计算得到所述曝光机绕Y轴的倾斜角度。

执行步骤S5：提供待测光罩，利用所述曝光机测量所述待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度E，获得该待测光罩绕Y轴的倾斜角度F＝E-B。

具体的，由于前面步骤中已利用所述校正光罩作为辅助工具测得了曝光机绕Y轴的倾斜角度，因此，对于待测光罩绕Y轴的倾斜角度，只需要将测得的待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度值减去曝光机台本身绕Y轴的倾斜角度即可得到。

考虑到FAB的生产压力，在建立侦测系统中，可以优化侦测制程，实现多个待测光罩在同一片晶圆上依次做曝光，来测得每一片待测光罩绕Y轴的倾斜角度，可以节省时间，提高效率，理论上要做多少块光罩都是可实现的。

具体的，提供一组待测光罩，在同一片晶圆上依次测量每一片待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度，并获得每一片待测光罩绕Y轴的倾斜角度。

最后执行步骤S6：根据所述待测光罩绕Y轴的倾斜角度F的大小，判断所述待测光罩底部接触面的污染程度以采取相应措施。

具体的，当所述待测光罩绕Y轴的倾斜角度F的大小超过预设值时，即可判断所述待测光罩接触面的微粒问题严重，可以进行清理操作，如进行光罩清洗。

通过具体应用发现，当检测到待测光罩绕Y轴的倾斜角度F异常后，通过清理可以使得待测光罩绕Y轴的倾斜角度F回到正常范围，从而改善曝光机的聚焦面偏离问题。因此本发明可以有效侦测光罩底部接触面的污染状况，并判断污染物的位置对于曝光时的影响。

实施例二

请参阅图5，本发明还提供一种用于光罩底部接触面颗粒侦测的辅助工具，所述辅助工具为一校正光罩201，所述校正光罩201上设置有一对标记204，该一对标记204的中心坐标分别为(-M，0)与(M，0)，所述标记204为中心对称图形。

具体的，所述校正光罩201可为方形、圆形等，图5显示的为方形的情形。图5中还示出了X轴与Y轴，其以所述校正光罩的中心为坐标中心，所述X轴与Y轴均位于所述校正光罩所在平面上。所述校正光罩201包括中间的图案区202及外围的接触区203，所述接触区203用于与光罩承载台接触，所述图案区可使得曝光光线通过。所述标记204位于所述图案区202，且一对标记位于X轴上，并以Y轴为对称轴左右对称。所述标记204越接近于外侧越好，所述标记204的坐标值M优选为大于所述校正光罩201宽度的四分之一。

具体的，所述标记204为间隔透光图形。所述标记204的整体轮廓包括但不限于正方形、圆形、正六边形或正八边形等中心对称图形。由于所述标记204为中心对称图形，使得所述校正光罩旋转180度之后所述标记204的位置及形状仍然不变。当然，所述校正光罩201上其它区域还可有具有其它标记，其它标记优选为以X轴镜像复制一组。

本发明的校正光罩201可以作为辅助工具测量曝光机自身的倾斜角度，对于待测光罩绕Y轴的倾斜角度，只需要将测得的待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度值减去曝光机台本身绕Y轴的倾斜角度即可得到。所述校正光罩201的具体使用方法可参见实施例一，此处不再赘述。

综上所述，本发明的光罩底部接触面的颗粒侦测方法及辅助工具，具有以下有益效果：1)本发明利用校正光罩作为辅助工具进行侦测，所述校正光罩上设置有一对标记，该一对标记的中心坐标分别为(-M，0)与(M，0)，所述标记为中心对称图形，使得所述校正光罩旋转180度之后仍然可以用于曝光光源侦测，通过旋转前与旋转后两次侦测可获得曝光机台本身的绕Y轴的倾斜角度；从而对于待测光罩绕Y轴的倾斜角度，只需要将测得的待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度值减去曝光机台本身绕Y轴的倾斜角度即可得到；2)考虑到FAB的生产压力，本发明可通过建立一个侦测制程，实现多个待测光罩在同一片晶圆上依次做曝光，来测得每一片待测光罩绕Y轴的倾斜角度，可以节省时间，提高效率，理论上要做多少块光罩都是可实现的；3)本发明通过所述待测光罩绕Y轴的倾斜角度值的大小，便可判断光罩接触面的污染程度，从而进行清理，通过清理后光罩绕Y轴的倾斜角度明显改善；4)本发明中，所述校正光罩旋转前与旋转后绕Y轴的等效倾斜角度可利用ASMLPAS850机台的RYTILT参数来侦测，高效准确。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种光罩底部接触面的颗粒侦测方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

S1：提供一校正光罩，所述校正光罩上设置有一对标记，该一对标记的中心坐标分别为(-M，0)与(M，0)，所述标记为中心对称图形；

S2：将所述校正光罩放置于曝光机的光罩承载台上，将曝光光源的光束依次照射在左右两个标记上，测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K1；

S3：将所述校正光罩旋转180°放置于曝光机的光罩承载台上，将曝光光源的光束依次照射在左右两个标记上，测量得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度K2；

S4：根据公式K1＝A+B与K2＝A-B，其中A为所述校正光罩绕Y轴的倾斜角度，B为曝光机绕Y轴的倾斜角度，从而获得所述曝光机绕Y轴的倾斜角度B＝(K1+K2)/2；

S5：提供待测光罩，利用所述曝光机测量所述待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度E，获得该待测光罩绕Y轴的倾斜角度F＝E-B；

S6：根据所述待测光罩绕Y轴的倾斜角度F的大小，判断所述待测光罩底部接触面的污染程度以采取相应措施。

2.根据权利要求1所述的光罩底部接触面的颗粒侦测方法，其特征在于：于所述步骤S2及步骤S3中，利用移动挡板使所述曝光光源的光依次照射在一对标记上。

3.根据权利要求1所述的光罩底部接触面的颗粒侦测方法，其特征在于：于所述步骤S2及步骤S3中，通过光探测器探测透过所述标记的光照强度，并将透过一对标记的光照强度进行对比得到所述校正光罩绕Y轴的等效倾斜角度。

4.根据权利要求3所述的光罩底部接触面的颗粒侦测方法，其特征在于：透过所述标记的光通过一透镜聚焦之后被所述光探测器探测。

5.根据权利要求1所述的光罩底部接触面的颗粒侦测方法，其特征在于：于所述步骤S5中，提供一组待测光罩，在同一片晶圆上依次测量每一片待测光罩绕Y轴的等效倾斜角度，并获得每一片待测光罩绕Y轴的倾斜角度。

6.根据权利要求1所述的光罩底部接触面的颗粒侦测方法，其特征在于：所述标记为间隔透光图形。

7.根据权利要求1所述的光罩底部接触面的颗粒侦测方法，其特征在于：所述标记的整体轮廓为正方形、圆形、正六边形或正八边形。

8.一种用于光罩底部接触面颗粒侦测的辅助工具，其特征在于：所述辅助工具为一校正光罩，所述校正光罩上设置有一对标记，该一对标记的中心坐标分别为(-M，0)与(M，0)，所述标记为中心对称图形。

9.根据权利要求8所述的用于光罩底部接触面颗粒侦测的辅助工具，其特征在于：所述标记为间隔透光图形。

10.根据权利要求8所述的用于光罩底部接触面颗粒侦测的辅助工具，其特征在于：所述标记的整体轮廓为正方形、圆形、正六边形或正八边形。

11.根据权利要求8所述的用于光罩底部接触面颗粒侦测的辅助工具，其特征在于：所述标记的坐标值M大于所述校正光罩宽度的四分之一。