CN110824851B - 光刻设备的洁净度的检测方法以及反射式光掩模 - Google Patents

Abstract

一种光刻设备的洁净度的检测方法，包括：放置一反射式光掩模至一曝光腔内的一光掩模座上，且放置一晶片至曝光腔内的一晶片座上；通过反射式光掩模实施一曝光工艺至晶片上；将反射式光掩模由曝光腔移动至一光学检测机台；以及通过光学检测机台检测反射式光掩模上的污染物。

Description

光刻设备的洁净度的检测方法以及反射式光掩模

技术领域

本公开主要关于一种检测方法以及反射式光掩模，尤指一种光刻设备的洁净度的检测方法以及反射式光掩模。

背景技术

半导体装置已使用于多种电子上的应用，例如个人电脑、手机、数码相机、以及其他电子设备。半导体装置基本上依序通过沉积绝缘层或介电层、导电层、以及半导体层的材料至一晶片、以及使用光刻技术图案化多种材料层来形成电路组件以及元件于其上而被制造。许多集成电路一般制造于一单一晶片，且晶片上个别的管芯于集成电路之间沿着一切割线被切割分离。举例而言，个别的管芯基本上被分别的封装于一多晶片模块或是其他类型的封装。

由于半导体工艺的尺寸的小型化的要求，于光刻设备中采用了超紫外线作为曝光工艺中的光源，以使晶片上的光致抗蚀剂形成适用于小于20nm 半导体工艺的图案。

然而，虽然目前使用超紫外线作为曝光工艺中的光源的光刻设备符合了其使用的目的，但尚未满足许多其他方面的要求。因此，需要提供光刻设备的改进方案。

发明内容

本公开的一些实施例提供了一种反射式光掩模，用以检测一光刻设备的洁净度，包括：一基板；一反射结构，设置于基板上；以及一图案层，设置于反射结构上，包括多个第一检测单元。每一检测图案包括一第一检测单元。检测图案的第一检测单元沿一排列方向排列，且第一检测单元的面积沿排列方向逐渐变大。

本公开的一些实施例提供一种光刻设备的洁净度的检测方法，包括：放置一反射式光掩模至一曝光腔内的一光掩模座上，且放置一晶片至曝光腔内的一晶片座上；通过反射式光掩模实施一曝光工艺至晶片上；将反射式光掩模由曝光腔移动至一第一光学检测机台；以及通过通过第一光学检测机台检测反射式光掩模上的污染物。

附图说明

图1为根据本公开的一些实施例的光刻设备的示意图。

图2为根据本公开的一些实施例的光刻设备的洁净度的检测方法的流程图。

图3为根据本公开的一些实施例的光学检测机台的示意图。

图4为根据本公开的一些实施例的反射式光掩模的示意图。

图5为根据本公开的一些实施例的反射式光掩模的俯视图。

图6为根据本公开的一些实施例的检测图案的示意图。

图7为根据本公开的一些实施例的主对位标记的示意图。

图8为根据图5的A部分的放大图。

图9为根据本公开的一些实施例的检测图案的示意图。

附图标记说明：

光刻设备1

光源装置10

曝光腔20

照明装置30

光掩模装置40

光掩模座41

光学投影装置50

反射镜51

晶片座60

光掩模传送装置70

晶片传送装置80

激发腔A10

光线沟道A11

标的发射器A20

标的回收器A30

光线聚集器A40

激光发射器A50

光学检测机台B1

承载埠B10

第一焦点C1

第二焦点C2

排列方向D1、D2

标的E1

光掩模保存盒F1

脉冲激光L1

反射式光掩模M1

基板M10

反射结构M20

薄膜对M21

保护层M30

图案层M40

氮化硼钽层M41

氧化硼钽层M42

检测图案M43

第一检测单元M431、M431a、M431b、M431c

第一基准单元M432

第二检测单元M433、M433a、M433b、M433c

第二基准单元M434

主对位标记M44

第一主对位单元M441

第二主对位单元M442

第三主对位单元M443

次对位标记M45

次对位单元M451

对位本体M452

穿孔M453

宽度N1、N2、N3、N4、N5、N6

宽度N11、N12、N13、N21、N22、N23

长度P1

间距Q1、Q2、Q3、Q4、Q5

路径R1、R2、R3、R4

距离d1、d2

晶片W1

光致抗蚀剂层W11

第一检测群组Z1

第二检测群组Z2

具体实施方式

以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本公开的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本公开实施例，其仅作为例子，而并非用以限制本公开实施例。例如，第一特征在一第二特征上或上方的结构的描述包括了第一和第二特征之间直接接触，或是以另一特征设置于第一和第二特征之间，以致于第一和第二特征并不是直接接触。

此外，本说明书于不同的例子中沿用了相同的元件标号和/或文字。前述的沿用仅为了简化以及明确，并不表示于不同的实施例以及设定之间必定有关联。

本说明书的第一以及第二等词汇，仅作为清楚解释的目的，并非用以对应于以及限制专利范围。此外，第一特征以及第二特征等词汇，并非限定是相同或是不同的特征。

于此使用的空间上相关的词汇，例如上方或下方等，仅用以简易描述附图上的一元件或一特征相对于另一元件或特征的关系。除了附图上描述的方位外，包括于不同的方位使用或是操作的装置。附图中的形状、尺寸、以及厚度可能为了清楚说明的目的而未依照比例绘制或是被简化，仅提供说明之用。

图1为根据本公开的一些实施例的光刻设备1的示意图。光刻设备1 用以对一晶片W1实施一光刻工艺。光刻工艺可包括光致抗蚀剂涂布工艺、软烤工艺、曝光工艺、显影工艺、硬烤工艺、以及其他适合的工艺。

于本实施例中，光刻设备1可为一曝光设备，用以针对一晶片W1实施一曝光工艺。光刻设备1可包括一光源装置10、一曝光腔20、一照明装置30、一光掩模装置40、一光学投影装置50、以及一晶片座60。光刻设备1可包括所有上述的装置，但只要达到光刻设备1使用上的目的，可不需包括所有上述的装置。

光刻设备1不应限制于本公开所描述的装置。光刻设备1可包括其他合适的装置，例如涂布装置、软烤装置、显影装置、和/或硬烤装置等，以使得光刻设备1能实施完整的光刻工艺至晶片W1。

光源装置10用以产生光线至照明装置30。上述的光线可为超紫外线 (EUVlight)。于本实施例中，上述超紫外线的波长范围可定义为1mm至124 nm的范围之间。于一些实施例中，上述的光线的波长可为3mm至20nm 的范围之间。因此，光源装置10可为一超紫外线光源装置。然而，光源装置10不应被限制于用以产生超紫外线。光源装置10可用以发射任何的来自激发于标的E1的任何波长与强度的光子。

曝光腔20设置于光源装置10的一侧。在一些实施例中，照明装置30、光掩模装置40、光学投影装置50、以及晶片座60可设置于曝光腔20内。然而，由于气体分子会吸收超紫外线，因此曝光腔20内部可保持真空，以防止超紫外线损耗。

照明装置30用以将光源装置10所提供的光线(超紫外线)导向至设置于光源装置10的一反射式光掩模(mask、photomask、或reticle)M1。照明装置 30可包括一或多个光学元件，例如至少一个透镜、至少一个反射镜、和/或至少一个折射镜。光源装置10所发射的光线通过照明装置30折射、反射、和/或聚光后导向至反射式光掩模M1或光掩模装置40。

光掩模装置40用以固持反射式光掩模M1。于一些实施例中，光掩模装置40可用以移动反射式光掩模M1以使由照明装置30所发射的光线导向至反射式光掩模M1的不同区域。于一些实施例中，光掩模装置40可包括一光掩模座41，用以固持反射式光掩模M1。光掩模座41可为一静电吸座 (electrostatic chuck,e-chuck)。

光学投影装置(projection optics device,or projection optics box,POB)50设置于反射式光掩模M1以及晶片座60之间，用以将反射式光掩模M1的图案形成于晶片W1上。于一些实施例中，光学投影装置50可包括多个光学元件，例如至少一个透镜、至少一个反射镜、和/或至少一个折射镜。反射式光掩模M1所发射的光线携带了定义于反射式光掩模M1上的图案的影像，且通过光学投影装置50折射、反射、和/或聚光后导向至晶片W1或晶片座60。

于本实施例中，光学投影装置50包括多个反射镜51，用以反射光线(或超紫外线)。反射式光掩模M1所发射的光线通过光学投影装置50反射及聚光后导向至晶片W1或晶片座60。

晶片座60设置于反射式光掩模M1的下方。于本实施例中，晶片座60 设置于光学投影装置50的下方。晶片座60用以固持晶片W1。晶片座60 可为一静电吸座(electrostaticchuck,e-chuck)。

晶片W1可由硅或其他半导体材料所制成。于一些实施例中，晶片W1 可由复合半导体(compound semiconductor)材料所制成，例如碳化硅(silicon carbide,SiC)、砷化镓(gallium arsenic,GaAs)、砷化铟(indium arsenide,InAs)、或是磷化铟(indiumphosphide,InP)。于一些实施例中，晶片W1可由合金半导体(alloy semiconductor)所制成，例如硅锗(silicon germanium,SiGe)、硅碳化硅(silicon germanium carbide,SiGeC)、砷化镓磷化物(gallium arsenic phosphide,GaAsP)、或是磷化铟镓(galliumindium phosphide,GaInP)。于一些实施例中，晶片W1可为一绝缘层上硅(silicon-on-insulator,SOI)或是一绝缘层上锗(germanium-on-insulator,GOI)基材。

此外，晶片W1可具有多种装置元件(device element)。举例而言，形成于晶片W1上的装置元件可包括晶体管(transistor)、二极管(diode)、和/或其他适合的元件。多种不同的工艺可用以形成上述的装置元件。例如，沉积工艺、蚀刻工艺、注入工艺、光刻工艺、和/或其他合适的工艺。

于一些实施例中，晶片W1涂布了光致抗蚀剂层W11，其可对于光线(或紫外光)产生化学反应。当通过光学投影装置50所发射的图案化光线照射至光致抗蚀剂层W11，可使得光致抗蚀剂层W11被图案化。

光源装置10可使用脉冲激光激发等离子体(pulse laser produced plasma,pulse LPP)机构来使标的E1产生等离子体，并由等离子体出发出超紫外线。光源装置10可包括一激发腔A10、一标的发射器A20、一标的回收器A30、一光线聚集器A40、以及一激光发射器A50。

光源装置10可包括所有上述的装置，但只要达到光源装置10使用上的目的，可不需包括所有上述的装置。光源装置10不应限制于本公开所描述的装置，可包括其他合适的元件。

激发腔A10可位于曝光腔20的一侧。激发腔A10可通过一光线沟道 A11与曝光腔20连接。由于气体分子会吸收超紫外线，因此激发腔A10内部可保持真空，以防止超紫外线损耗。

标的发射器A20设置于激发腔A10上方，可用以发射多个标的 (target)E1。标的E1可于激发腔A10内被激光发射器A50所射出的脉冲激光L1照射，并激发出超紫外线。标的E1可为液态或是固态。于本实施例中，标的E1可为液态，且可为锡滴(tin droplet)。于一些实施例中，标的E1 的材质可为包括液态材质的锡，例如包括锡、锂(lithium,Li)、以及氙(xenon, Xe)的共晶合金(eutectic alloy)。

标的回收器A30设置于激发腔A10上，用以回收由标的发射器A20所射出但未被脉冲激光L1照射的标的E1。于本实施例中，标的回收器A30 与标的发射器A20可为于激发腔A10的两相对侧。

光线聚集器(light collector)A40，用以反射超紫外线，并将超紫外线通过光线沟道A11传送至曝光腔20内的照明装置30。于本实施例中，光线聚集器A40可为例如一椭圆镜片，其具有位于激发腔A10内的一第一焦点 C1以及曝光腔20内的一第二焦点C2。

当标的E1于第一焦点C1通过激光发射器A50所发出的脉冲激光L1 照射后激发超紫外光时，超紫外光可通过光线聚集器A40反射至第二焦点 C2。由于第二焦点C2可位于曝光腔20的照明装置30，因此于本实施例中可通过光线聚集器A40将超紫外光聚集于照明装置30。

于一些实施例中，第二焦点C2可位于激发腔A10或是光线沟道A11 内，于第二焦点C2的超紫外线可通过照明装置30照射至反射式光掩模M1。

需注意的是，只要能将标的E1所激发出的紫外光聚集于一区域，光线聚集器A40的形状或结构并不予以限制。举例而言，光线聚集器A40可为抛 物线状。

激光发射器A50设置于激发腔A10上。激光发射器A50可用以产生一脉冲激光(pulse laser)L1，穿过光线聚集器A40并照射至第一焦点C1。脉冲激光L1照射至标的E1时，可激发标的E1成为等离子体，并使得等离子体产生超紫外线。于一些实施例中，激光发射器A50可具有两个。光源装置 10可使用双脉冲激光激发等离子体(dual-pulse laserproduced plasma, dual-pulse LPP)。

图2为根据本公开的一些实施例的光刻设备1的洁净度的检测方法的流程图。于步骤S101中，光刻设备1的一光掩模传送装置70将反射式光掩模M1放置于曝光腔20内的光掩模座41上。通过光刻设备1的一晶片传送装置80将晶片W1放置于曝光腔20内的晶片座60上。

于步骤S103中，通过反射式光掩模M1实施一曝光工艺至晶片W1上。于曝光工艺中，激光发射器A50产生脉冲激光L1照射至标的E1，并产生一超紫外线。超紫外线通过光线聚集器A40反射至照明装置30，并通过照明装置30照射至反射式光掩模M1。超紫外线通过反射式光掩模M1反射后形成一图案化超紫外线。图案化超紫外线通过光学投影装置50照射至晶片W1上的光致抗蚀剂层W11。

曝光的过程中，曝光腔20内若有灰尘等污染物，则可能会掉落及沾附于反射式光掩模M1上。若反射式光掩模M1的表面沾附污染物则会造成具有瑕疵的光致抗蚀剂层W11，进而影响晶片W1的良率。

图3为根据本公开的一些实施例的光学检测机台B1的示意图。光学检测机台B1可为一激光检测机台、或一电子显微镜检测机台。于步骤S105 中，光掩模传送装置70将反射式光掩模M1移出由曝光腔20并放入一光掩模保存盒F1中。装有反射式光掩模M1的光掩模保存盒F1可通过输送装置(图未示)移动至光学检测机台B1的承载埠B10上。

于步骤S107中，光学检测机台B1将承载埠B10上的反射式光掩模 M1移动至光学检测机台B1的内部进行检测。光学检测机台B1检测反射式光掩模M1上的污染物的数目、分布、以及尺寸。

步骤S109中，当光学检测机台B1检测出反射式光掩模M1上的污染物的量超过一预定数值时，可进行一光掩模清洁程序。于光掩模清洁程序中，可将反射式光掩模M1通过一光掩模清洁机台(图未示)将反射式光掩模 M1上的污染物加以清除。

于一些实施例中，反射式光掩模M1为一产品光掩模，故通过产品光掩模能于晶片W1上形成对应于产品的电路布局的图案。通过本公开的光刻设备1的洁净度的检测方法，能有效地防止使用会造成曝光缺陷的反射式光掩模M1于产品的晶片W1的曝光工艺中，进而能提高晶片W1的良率。

此外，当光学检测机台B1检测出反射式光掩模M1上的污染物的量超过一预定数值时，则可能代表曝光腔20内的洁净度过低，可进行一机台清洁程序。此时，可停止光刻设备1的运作，并针对曝光腔20进行去除污染物的工作，例如以清洁液体擦拭曝光腔20内部的元件，以去除附着于曝光腔20内部的元件上的污染物。

于一些实施例中，光学检测机台B1可为一电子显微镜，可用以拍摄反射式光掩模M1的表面，并分析反射式光掩模M1的表面的影像以及污染物于影像之上的数目及位置。于一些实施例中，光学检测机台B1可为一激光检测机台，可用以发射激光以扫描反射式光掩模M1的表面，并分析通过反射式光掩模M1的表面反射的激光判断污染物于反射式光掩模M1的表面的数目及位置。

据此，于本公开中利用检测反射式光掩模M1上的污染物可即时地对曝光腔20进行机台清洁程序，避免反射式光掩模M1受到曝光腔20内的污染物的污染而造成晶片W1的缺陷。

于一些实施例中，晶片W1实施完整的光刻工艺后，可将晶片W1传送移动至光学检测机台B1上检测显影后的光致抗蚀剂层W11的图形。光学检测机台B1可进一步比对光致抗蚀剂层W11的图形以及反射式光掩模M1 的检测结果，来进一步分析污染物的数目、分布、以及尺寸，以更为精准地判断是否进行一光掩模清洁程序和/或一机台清洁程序。此外，可借此分析反射式光掩模M1上的污染物对于晶片W1的光致抗蚀剂层W11的图形的影响，进而可作为改进光刻设备1的依据。

于一些实施例中，使用同一台光学检测机台B1对于晶片W1以及反射式光掩模M1进行检测。于一些实施例中，使用不同的光学检测机台分别对于晶片W1以及反射式光掩模M1进行检测。

图4为根据本公开的一些实施例的反射式光掩模M1的示意图。于一些实施例中，反射式光掩模M1为一检测光掩模。检测光掩模可用于检测曝光腔20内的洁净度。反射式光掩模M1具有针对光刻设备1的洁净度的检测方法而设计的图案层M40，借此能更为精确地分析反射式光掩模M1上污染物的数目、分布、以及尺寸等情况，进而能更为精准地判断是否进行一光掩模清洁程序和/或一机台清洁程序。

反射式光掩模M1可包括基板M10、反射结构M20、保护层M30以及图案层M40。基板M10的材质可包括一低热膨胀材料(low thermal expansion metal(LTEM))。上述低热膨胀材料可包含掺杂氧化钛(TiO₂)的氧化硅(SiO₂)，和/或其他低热膨胀材料。由低热膨胀材料形成的基板M10可使加热光掩模所造成的影像扭曲问题最小化。在一些实施例中，在一些实施例中包含的材料具有低缺陷等级与平滑表面。

反射结构M20设置于基板M10上，用以反射光线或超紫外线。在一些实施例中，反射结构M20为多层结构(multi-layer structure)。反射结构M20 可包括薄膜对(film pairs)M21，例如钼-硅(molybdenum-silicon,Mo/Si)薄膜对，其中于每一薄膜对M21中，一层钼设置于另一层硅之上或是下。于一些实施例中，薄膜对M21可为钼-铍(molybdenum-beryllium,Mo/Be)薄膜对，或是其他能够对紫外线进行高反射的适合的材料。

在一些实施例中，反射结构M20中薄膜对M21的数目介于20至80 之间，但并不以此为限。在一些实施例中，反射结构M20包含40个薄膜对 M21。

保护层M30设置于反射结构M20上方。在一些实施例中，设置于反射结构M20上方的保护层M30用以防止反射结构M20氧化。在一些实施例中，保护层M30可包括单一膜或多层膜以具有额外功能。于一些实施例中，保护层M30可作为图案层M40的图案化或修补工艺中的蚀刻停止层。

于一些实施例中，保护层M30的材质包括钌(Ru)、钌化合物如硼化钌 (RuB)或钌硅(RuSi)、铬(Cr)、氧化铬(CrO)、或氮化铬(CrN)。

图案层M40设置于保护层M30上方。如图4所示，图案层M40覆盖部分反射结构M20。图案层M40吸收照射于其上的超紫外线，而未被图案层M40覆盖的反射结构M20反射超紫外线。因此被反射式光掩模M1所反射的超紫外线形成一图案化的超紫外线。

图案层M40可包括多层膜层，且每一膜层的材质可包括铬、氧化铬、氮化铬、钛、氧化钛、氮化钛、钽、氧化钽、氮化钽、氮氧化钽、氮化硼钽、氧化硼钽、氮氧化硼钽、铝、铝-铜、氧化铝、银、氧化银、钯、钌、钼、其他合适材料或上述的组合。如图4所示，图案层M40包括位于保护层M30上方的氮化硼钽(TaBN)层M41和位于氮化硼钽层M41上方的氧化硼钽(TaBO)层M42。在一些实施例中，氮化硼钽层M41的厚度约为50nm 至80nm，例如约为68nm。在一些实施例中，氧化硼钽层M42的厚度约为 1nm至10nm，例如约为2nm。

图5为根据本公开的一些实施例的反射式光掩模M1的俯视图。图案层 M40包括多个检测图案M43、一主对位标记M44、以及多个次对位标记 M45。检测图案M43可以阵列的方式排列于图案层M40内。检测图案M43 的数目依据反射式光掩模M1的尺寸而定并不予以限制。于一些实施例中，检测图案M43的数目可为16个至900个。检测图案M43可为矩形，但并不以此为限。

检测图案M43的宽度N1可约为3mm至7mm的范围之间。于一些实施例中，检测图案M43的宽度N1度可约为5mm。检测图案M43的长度 P1可约为5mm至9mm的范围之间。于一些实施例中，检测图案M43的长度P1可约为7mm。上述宽度N1可沿排列方向D1进行测量。上述长度P1可沿排列方向D2进行测量。排列方向D1可垂直于排列方向D2。

两相邻的检测图案M43的最小间距Q1约为0.5mm至3mm的范围之间。于一些实施例中，两相邻的检测图案M43的最小间距Q1约为1mm。检测图案M43与反射式光掩模M1边缘的间距Q2约为0.5mm至3mm的范围之间。于一些实施例中，两相邻的检测图案M43的最小间距Q2约为1 mm或1.5mm。

于一些实施例中，沿排列方向D1排列的检测图案M43可相同。沿排列方向D2排列的检测图案M43可不同。举例而言，于图5中第3排的检测图案M43可为一标准检测图案，于图5中第4排的检测图案M43可为一产品检测图案。标准检测图案以及产品检测图案呈现一至多种的电路布局。

于一些实施例中，检测图案M43排列于一阵列，主对位标记M44邻近于检测图案M43所形成的阵列的一角落。于一些实施例中，反射式光掩模 M1为一四边形。主对位标记M44邻近于反射式光掩模M1的一角落。此外，主对位标记M44可邻近于反射式光掩模M1的一角落与一次对位标记 M45之间。于一些实施例中，检测图案M43可为一四边形。次对位标记 M45邻近于位于每一检测图案M43的一角落。

图6为根据本公开的一些实施例的检测图案M43的示意图。检测图案 M43可包括多个第一检测单元M431(M431a、M431b、M431c…M431n)、多个第一基准单元M432、多个第二检测单元M433a(M433b、M433c… M433n)以及多个第二基准单元M434。于一些实施例中，一个第一检测单元 M431以及多个第一基准单元M432形成一第一检测群组Z1，且上述多个第一基准单元M432排列于一个第一检测单元M431的周围。一个第二检测单元M433以及多个第二基准单元M434形成一第二检测群组Z2，且上述多个第二基准单元M434排列于一个第二检测单元M433的周围。

举例而言，在图6中的每个第一检测单元M431a、M431b、M431c…或 M431n系与4个第一基准单元M432形成一个第一检测群组Z1。第一检测群组Z1可为矩形，且4个第一基准单元M432分别位于第一检测群组Z1 的角落。在图6中的每个第二检测单元M433a、M433b、M433c…或M433n 亦与4个第二基准单元M434形成一个第二检测群组Z2。第二检测群组Z2可为矩形，且4个第二基准单元M434分别位于第二检测群组Z2的角落。需注意的是，每个第一检测群组Z1中的第一基准单元M432的数量和每个第二检测群组Z2中的第二基准单元M434的数量可视需求调整。

多个第一检测群组Z1沿排列方向D1排列。多个第二检测群组Z2沿排列方向D1排列。在一些实 施例中，第一检测群组Z1以及第二检测群组 Z2沿排列方向D2交错间隔排列。举 例而言，于 排列方向D2上，第二排的第二检测群组 Z2是位于 第一排的第一检测群组Z1与 第三排的第一检测群组 Z1之间 ，而第三排的第一检测群组 Z1是位于 第二排的第二检测群组 Z2 与 第四排的第二检测群组 Z2之间 ，依此类 推。

于每一列的第一检测群组Z1中，第一检测单元M431a、M431b、 M431c…M431n沿排列方向D1排列，且第一检测单元M433b、M433c… M433n的面积沿排列方向逐渐变大。每一第一基准单元M432的面积可相同。在一些实 施例中，每一第一基准单元M432的中心与第一检测单元 M431a、M431b、M431c…M431n中的一者的中心的最短距离d1相等。

于一些实施例中，第一检测单元M431b的宽度N12大于第一检测单元 M431a的宽度N11。第一检测单元M431b的宽度N12与第一检测单元M431a 的宽度N11之间的差值为0.5nm。第一检测单元M431c的宽度N13大于第一检测单元M431b的宽度N12。第一检测单元M431c的宽度N13与第一检测单元M431b的宽度N12之间的差值为0.5nm。换句话说，第一检测单元M431的宽度沿排列方向D1逐渐增加一预定数值。于一些实施例中，上述预定数值可为0.2nm至1.0nm的范围之间。

于每一列的第二检测群组Z2中，第二检测单元M433b、M433c…M433n 沿排列方向D1排列，且第二检测单元M433b、M433c…M433n的面积沿排列方向D1逐渐变小。每一第二基准单元M434的面积可相同。在一些实 施例中，每一第二基准单元M434的中心与第二检测单元M433b、M433c… M433n中的一者的中心的最短距离d2相等。

于一些实施例中，第二检测单元M433b的宽度N2小于第二检测单元M433a的宽度N21。第二检测单元M433b的宽度N22与第二检测单元M433a 的宽度N21之间的差值为0.5nm。第二检测单元M433c的宽度N33大于第二检测单元M433b的宽度N32。第二检测单元M433c的宽度N33与第二检测单元M433b的宽度N32之间的差值为0.5nm。换句话说，第二检测单元M433的宽度沿排列方向D1逐渐减少一预定数值。于一些实施例中，上述预定数值可为0.2nm至1.0nm的范围之间。

通过上述本公开的检测图案M43的设计，当多个污染物掉落至不同的检测图案M43上时，光学检测机台B1分析反射式光掩模M1的表面后，可精确地分析出污染物分别掉落至那些检测图案M43上，且能计算出污染物覆盖于检测图案M43的数目、位置及面积。因此，光学检测机台B1可更为精确地分析污染物的数目、分布、以及尺寸，以更为精准地判断是否进行一光掩模清洁程序和/或一机台清洁程序。

图7为根据本公开的一些实施例的主对位标记M44的示意图。主对位标记M44的最大宽度N2可约为150um至250um的范围之间。于一些实施例中，主对位标记M44的最大宽度N2可约为200um。上述宽度N2沿延伸方向D1进行测量。

主对位标记M44包括多个第一主对位单元M441、多个第二主对位单元M442以及多个第三主对位单元M443。于一些实施例中，第一主对位单元M441、第二主对位单元M442以及第三主对位单元M443可为多边形或是四边形，但并不以此为限。于一些实施例中，第一主对位单元M441、第二主对位单元M442以及第三主对位单元M443可为矩形。第一主对位单元M441的面积大于第二主对位单元M442的面积。第二主对位单元M442的面积大于第三主对位单元M443的面积。

第一主对位单元M441的最大宽度N3可约为40um至140um的范围之间。于一些实施例中，第一主对位单元M441的最大宽度N3可约为90um。两相邻的第一主对位单元M441之间的最小间距Q3可约为10um至30um 的范围之间。于一些实施例中，两相邻的第一主对位单元M441之间的最小间距Q3可约为20um。上述宽度N3以及间距Q3沿延伸方向D1进行测量。

第二主对位单元M442的最大宽度N4可约为13um至23um的范围之间。于一些实施例中，第二主对位单元M442的最大宽度N4可约为18um。两相邻的第二主对位单元M442的最小间距Q4可约为2um至6um的范围之间。于一些实施例中，两相邻的第二主对位单元M442之间的最小间距 Q4可约为4um。上述宽度N4以及间距Q4沿延伸方向D1进行测量。

第三主对位单元M443的最大宽度N5可约为1um至3um的范围之间。于一些实施例中，第三主对位单元M443的最大宽度N5可约为2um。两相邻的第三主对位单元M443的最小间距Q4可约为0.5um至1.5um的范围之间。于一些实施例中，两相邻的第三主对位单元M443之间的最小间距 Q4可约为1um。上述宽度N5以及间距Q5沿延伸方向D1进行测量。

于一些实施例中，第一主对位单元M441的数目可为三个。第一主对位单元M441的中心位于一矩形路径R1的三个顶端，且第二主对位单元M442 邻近于矩形路径R1的另一顶端。第一主对位单元M441的任一者的面积大于第二主对位单元M442的总面积。

于一些实施例中，第二主对位单元M442的数目可为三个。第二主对位单元M442的中心位于一矩形路径R2的三个顶端，且第三主对位单元M443 邻近于矩形路径R2的另一顶端。第二主对位单元M442的任一者的面积大于第三主对位单元M443。

于一些实施例中，第三主对位单元M443的数目可为三个，且第三主对位单元M443的中心位于一矩形路径R3的三个顶端。上述矩形路径R2环绕矩形路径R3，且矩形路径R1环绕第二矩形路径R2。于一些实施例中，上述矩形路径R1、R2、R3可为正方形路径。

通过上述本公开的主对位标记M44的设计，可更为精确地分析，当污染物覆盖于主对位标记M44时对于晶片W1的光致抗蚀剂层W11所形成的对位标记图案的影响。

图8为根据图5的A部分的放大图。每一次对位标记M45邻近于一个检测图案M43。次对位标记M45可包括多个次对位单元M451。次对位单元M451的形状可为一多边形或四边形，但并不以此为限。次对位单元M451 的形状可为一矩形或正方形。于一些实施例中，次对位单元M451的数目可为三个。次对位单元M451之中心位于一矩形路径R4的三个顶端。检测图案M43的一角落位于矩形路径R4的另一顶端。于一些实施例中，上述矩形路径R4可为正方形路径。

图9为根据本公开的一些实施例的检测图案M43的示意图。每一次对位单元M451包括一对位本体M452以及多个对位孔M453。对位孔M453 形成于对位本体M452。于一些实施例中，对位孔M453以阵列的方式排列。对位孔的数目约为100至10000个的范围之间，但并不以此为限。对位孔 M453的宽度N6可约为50nm至200nm的范围之间。于一些实施例中，对位孔M453的宽度N6可约为100nm。上述宽度N6沿延伸方向D1进行测量。

通过上述本公开的次对位标记M45的设计可更为精确地分析，当污染物覆盖于次对位标记M45时对于晶片W1的光致抗蚀剂层W11所形成的对位标记图案的影响。此外，由于每一次对位标记M45对应于一个检测图案 M43，因此亦可使得光学检测机台B1分析污染物的数目、分布、以及尺寸，以更为精准地判断是否进行一光掩模清洁程序和/或一机台清洁程序。

于一些实施例中，第一主对位单元M441、第二主对位单元M442、以及第三主对位单元M443可依据次对位单元M451的设计形成多个对位孔。

综上所述，本公开的光刻设备利用检查反射式光掩模上污染物的量，来决定是否对反射式光掩模进行一光掩模清洁程序和/或对光刻设备进行一机台清洁程序，能减少晶片的缺陷进而提高晶片的良率。

本公开的一些实施例提供了一种反射式光掩模，用以检测一光刻设备的洁净度，包括：一基板；一反射结构，设置于基板上；以及一图案层，设置于反射结构上，包括多个第一检测单元。每一检测图案包括一第一检测单元。检测图案的第一检测单元沿一排列方向排列，且第一检测单元的面积沿排列方向逐渐变大。

于一些实施例中，图案层还包括多个第一基准单元，排列于第一检测单元的周围，其中每一第一基准单元的中心与第一检测单元中的一者的中心的最短距离相等。

于一些实施例中，每一检测图案还包括一第二检测单元，其中检测图案的第二检测单元沿排列方向排列，且第二检测单元的面积沿排列方向逐渐变小。

于一些实施例中，每一检测图案还包括多个第二基准单元，排列于第二检测单元的周围，其中每一第二基准单元的中心与第二检测单元中的一者的中心的最短距离相等。

于一些实施例中，第一检测单元与第二检测单元于垂直于排列方向的方向上交错排列。

于一些实施例中，图案层还包括一主对位标记，邻近于检测图案所形成的一阵列的一角落，且主对位标记包括多个第一主对位单元以及多个第二主对位单元，其中第一主对位单元的任一者的面积大于第二主对位单元的总面积，其中第一主对位单元的数目可为三个，第一主对位单元的中心位于一矩形路径的三个顶端，且第二主对位单元邻近于矩形路径的另一顶端。

于一些实施例中，图案层还包括多个次对位标记，其中每一次对位标记邻近于检测图案中的一者的角落，且每一次对位标记包括至少三个次对位单元，该至少三个次对位单元的中心分别位于一矩形路径的三个顶端，其中检测图案中的一者位于矩形路径的另一顶端，每一次对位单元包括以阵列的方式排列的多个对位孔，且对位孔的数目大于100个。

本公开的一些实施例提供一种光刻设备的洁净度的检测方法，包括：放置一反射式光掩模至一曝光腔内的一光掩模座上，且放置一晶片至曝光腔内的一晶片座上；通过反射式光掩模实施一曝光工艺至晶片上；将反射式光掩模由曝光腔移动至一第一光学检测机台上；以及通过第一光学检测机台检测反射式光掩模上的污染物。

于一些实施例中，光刻设备的洁净度的检测方法包括，当反射式光掩模上的污染物的量超过一预定数值时，进行一光掩模清洁程序和/或一机台清洁程序。

于一些实施例中，光刻设备的洁净度的检测方法包括，将晶片移动至一第二光学检测机台上；以及通过第二光学检测机台检测晶片上的曝光图形。

本公开虽以各种实施例公开如上，然而其仅为范例参考而非用以限定本公开的范围，任何本领域普通技术人员，在不脱离本公开的构思和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此上述实施例并非用以限定本公开的范围，本公开的保护范围当视随附的权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种反射式光掩模，用以检测一光刻设备的洁净度，包括：

一基板；

一反射结构，设置于该基板上；以及

一图案层，设置于该反射结构上，且包括多个检测图案，其中每一所述多个检测图案包括一第一检测单元，

其中所述多个检测图案的多个第一检测单元沿一排列方向排列，且所述多个第一检测单元的面积沿该排列方向逐渐变大。

2.如权利要求1所述的反射式光掩模，其中每一所述多个检测图案还包括多个第一基准单元，排列于该第一检测单元的周围，其中每一所述多个第一基准单元的中心与所述多个第一检测单元中的一者的中心的最短距离相等。

3.如权利要求2所述的反射式光掩模，其中每一所述多个检测图案还包括一第二检测单元，其中所述多个检测图案的多个第二检测单元沿该排列方向排列，且所述多个第二检测单元的面积沿该排列方向逐渐变小。

4.如权利要求3所述的反射式光掩模，其中每一所述多个检测图案还包括多个第二基准单元，排列于该第二检测单元的周围，其中每一所述多个第二基准单元的中心与所述多个第二检测单元中的一者的中心的最短距离相等。

5.如权利要求4所述的反射式光掩模，其中所述多个第一检测单元与所述多个第二检测单元于垂直于该排列方向的方向上交错排列。

6.如权利要求1所述的反射式光掩模，其中该图案层还包括一主对位标记，邻近于所述多个检测图案所形成的一阵列的一角落，且该主对位标记包括多个第一主对位单元以及多个第二主对位单元，其中所述多个第一主对位单元的任一者的面积大于所述多个第二主对位单元的总面积，其中所述多个第一主对位单元的数目为三个，所述多个第一主对位单元的中心位于一矩形路径的三个顶端，且所述多个第二主对位单元邻近于该矩形路径的另一顶端。

7.如权利要求1所述的反射式光掩模，其中该图案层还包括多个次对位标记，其中每一所述多个次对位标记邻近于所述多个检测图案中的一者的角落，且每一所述多个次对位标记包括至少三个次对位单元，所述至少三个次对位单元的中心分别位于一矩形路径的三个顶端，其中所述多个检测图案中的一者位于该矩形路径的另一顶端，每一所述多个次对位单元包括以阵列的方式排列的多个对位孔，且所述多个对位孔的数目大于100个。

8.一种光刻设备的洁净度的检测方法，包括：

放置如权利要求1所述的反射式光掩模至一曝光腔内的一光掩模座上，且放置一晶片至该曝光腔内的一晶片座上；

通过该反射式光掩模实施一曝光工艺至该晶片上；

将该反射式光掩模由该曝光腔移动至一第一光学检测机台；以及

通过该第一光学检测机台检测该反射式光掩模上的污染物。

9.如权利要求8所述的光刻设备的洁净度的检测方法，包括：

当该反射式光掩模上的污染物的量超过一预定数值时，进行一光掩模清洁程序和/或一机台清洁程序。

10.如权利要求8所述的光刻设备的洁净度的检测方法，包括：

将该晶片移动至一第二光学检测机台上；以及

通过该第二光学检测机台检测该晶片上的曝光图形。

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