CN112771448A - 粒子束装置、缺陷修复方法、光刻曝光工艺和光刻系统 - Google Patents

粒子束装置、缺陷修复方法、光刻曝光工艺和光刻系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112771448A
CN112771448A CN201980061382.XA CN201980061382A CN112771448A CN 112771448 A CN112771448 A CN 112771448A CN 201980061382 A CN201980061382 A CN 201980061382A CN 112771448 A CN112771448 A CN 112771448A
Authority
CN
China
Prior art keywords
particle beam
substrate
beam source
defects
defect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980061382.XA
Other languages
English (en)
Inventor
R·C·玛斯
A·O·波利雅科夫
T·J·科南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Netherlands BV
Original Assignee
ASML Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Netherlands BV filed Critical ASML Netherlands BV
Publication of CN112771448A publication Critical patent/CN112771448A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/2026—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure for the removal of unwanted material, e.g. image or background correction
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/7065—Defects, e.g. optical inspection of patterned layer for defects
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1472—Deflecting along given lines
    • H01J37/1474—Scanning means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/302—Controlling tubes by external information, e.g. programme control
    • H01J37/3023—Programme control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3175—Lithography
    • H01J2237/31752—Lithography using particular beams or near-field effects, e.g. STM-like techniques
    • H01J2237/31755—Lithography using particular beams or near-field effects, e.g. STM-like techniques using ion beams

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

描述了一种粒子束装置，该装置包括：‑载物台，被配置为保持半导体衬底；‑粒子束源，被配置为生成粒子束；‑检测器，被配置为检测由粒子束与衬底的相互作用引起的衬底的响应并且输出表示该响应的检测器信号；‑处理单元，被配置为：接收或确定衬底上的一个或多个缺陷目标区域的位置；控制粒子束源检查一个或多个缺陷目标区域；基于在一个或多个缺陷目标区域的检查期间获取的检测器信号识别一个或多个缺陷目标区域内的一个或多个缺陷；控制粒子束源修复一个或多个缺陷。

Description

粒子束装置、缺陷修复方法、光刻曝光工艺和光刻系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年9月19日提交的EP申请18195475.1的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及粒子束装置、缺陷修复方法、光刻曝光工艺和光刻系统。
背景技术
光刻装置是一种将期望图案施加到衬底上、通常是施加到衬底的目标部分上的机器。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将图案形成装置(其替代地称为掩模或掩模版)用于生成要形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干管芯的一部分)上。图案的转印通常是经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行的。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。常规的光刻装置包括：所谓的步进器，其中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案来照射每个目标部分，同时同步地平行或反平行于该方向扫描衬底。也可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成装置转印到衬底上。
通常在光刻装置中施加的辐射束可以例如是DUV辐射束(例如，波长为248nm或193nm)或EUV辐射束(例如，波长为11nm或13.5nm)。
集成电路的制造通常可能需要堆叠多个层，由此需要精确地对准这些层。如果没有这种对准，则层之间所需要的连接可能会出现缺陷，从而导致集成电路故障。
通常，集成电路的一个或多个底层将包含最小结构，诸如晶体管或其部件。后续层的结构通常较大，并且实现底层中的结构与外界的连接。鉴于此，两层的对准将是集成电路的底部中最大的挑战。
由于应用具有较小波长的辐射束，例如波长为11或13.5nm的EUV辐射，确保所曝光的衬底的每个部分接收适当剂量的辐射以对曝光图案正确显影变得更加麻烦。随着光子能量的增加(光子能量与波长成反比)，曝光特定特征所需要的光子总数减少。另外，曝光较小特征的要求导致更少的光子对特征的曝光过程有贡献。结果，可能发生某些特征保持曝光不足，即接收不到足够的剂量或辐射。
为了验证电路或电路层被正确地图案化，经常使用诸如电子束检查工具等检查工具对衬底进行检查。这样的工具例如用于评估例如由光刻装置执行的某些工艺步骤是否按预期执行。作为示例，使用这样的检查工具，可以评估衬底的特定区域是否已经受到足够的剂量或辐射。然后，这样的评估可以例如用于优化或调节其他衬底的曝光工艺。
期望改善诸如电子束检查工具等检查工具的功能，以便改善半导体器件的整体光刻制造工艺。
发明内容
期望改善诸如电子束检查工具等检查工具或装置的功能。
为了解决这些问题，根据本发明的一个方面，提供了一种粒子束装置，该粒子束装置包括：
-被配置为保持半导体衬底的载物台；
-被配置为生成粒子束的粒子束源；
-被配置为检测由粒子束与衬底的相互作用引起的衬底的响应，并且输出表示该响应的检测器信号的检测器；
-处理单元，被配置为：
a.接收或确定衬底上的一个或多个缺陷目标区域的位置；
b.控制粒子束源检查一个或多个缺陷目标区域；
c.基于在一个或多个缺陷目标区域的检查期间获取的检测器信号，识别一个或多个缺陷目标区域内的一个或多个缺陷；
d.控制粒子束源修复一个或多个缺陷。
根据本发明的另一方面，提供一种缺陷修复方法，该缺陷修复方法包括：
-接收包括经图案化的抗蚀剂层的衬底；
-接收或确定衬底上的一个或多个缺陷目标区域的位置；
-检查经图案化的抗蚀剂层的一个或多个缺陷目标区域；
-基于检查确定一个或多个缺陷目标区域中的一个或多个缺陷的位置；
-修改在一个或多个缺陷处的经图案化的抗蚀剂层以修复缺陷。
根据本发明的另一方面，提供一种光刻曝光工艺，包括：
-通过将抗蚀剂层暴露于经图案化的辐射束来对衬底的抗蚀剂层进行图案化；
-在抗蚀剂层的曝光期间日志记录或记录曝光工艺数据；
-基于曝光工艺数据确定一个或多个缺陷目标区域的位置；
-检查一个或多个缺陷目标区域，从而识别一个或多个缺陷目标区域中的一个或多个缺陷；
-修改在一个或多个缺陷处的经图案化的抗蚀剂层以修复缺陷。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考所附的示意图来描述本发明的实施例，在所附的示意图中对应附图标记指示对应部分，并且在附图中：
图1描绘了可以在本发明的实施例中应用的光刻装置；
图2描绘了根据本发明的实施例的粒子束装置；
图3示出了接触孔阵列的检查和修复过程；
图4描绘了根据本发明的缺陷修复方法的流程图；
图5描绘了根据本发明的光刻曝光工艺的流程图；
图6a和6b示意性地描绘了根据本发明的检查工具的俯视图和侧视图；
图7示意性地描绘了根据本发明的检查工具的更详细的实施例。
具体实施方式
图1示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的光刻装置。该设备包括：被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或任何其他合适的辐射)的照射系统(照射器)IL；被构造为支撑图案形成装置(例如，掩模)MA并且连接到第一定位装置PM的掩模支撑结构(例如，掩模台)MT，该第一定位装置PM被配置为根据某些参数精确地定位图案形成装置。该装置还包括被构造为保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位装置PW的衬底台(例如，晶片台)WT或“衬底支撑件”，该第二定位装置PW被配置为根据某些参数精确地定位衬底。该装置还包括被配置为将通过图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上的投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS。
照射系统可以包括用于引导、整形或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学部件、或其任何组合。
掩模支撑结构支撑(即，承载)图案形成装置的重量。掩模支撑结构以取决于图案形成装置的取向、光刻装置的设计、以及其他条件(诸如例如图案形成装置是否被保持在真空环境中)的方式来保持图案形成装置。掩模支撑结构可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案形成装置。掩模支撑结构可以是框架或台，例如，根据需要其可以是固定的或可移动的。掩模支撑结构MT可以确保图案形成装置例如相对于投影系统处于期望位置。本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可以被认为与更通用的术语“图案形成装置”同义。
本文中使用的术语“图案形成装置”应当广义地解释为是指可以用于向辐射束的横截面赋予图案以在衬底的目标区域中产生图案的任何装置。应当注意，例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则赋予辐射束的图案可能不完全对应于衬底的目标部分中的期望图案。通常，赋予辐射束的图案将对应于在诸如集成电路等目标部分中产生的器件中的特定功能层。
图案形成装置可以是透射性的或反射性的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻中是众所周知的，并且包括诸如二进制、交替相移和衰减相移以及各种混合掩模类型等掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单独倾斜，以便在不同方向上反射入射的辐射束。倾斜的反射镜在辐射束中赋予图案，该图案被反射镜矩阵反射。
本文中使用的术语“投影系统”应当广义地解释为涵盖任何类型的投影系统，包括折射、反射、折反射、磁性、电磁和静电光学系统、或其任何组合，这些投影系统适合所使用的曝光辐射或其他因素，诸如浸没液体的使用或真空的使用等。本文中对术语“投影透镜”的任何使用可以被认为与更通用的术语“投影系统”同义。
如这里描绘的，该装置是透射型的(例如，采用透射掩模)。替代地，该装置可以是反射型的(例如，采用上述类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射掩模)。
光刻装置可以是具有两个(双台)或更多个衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多个掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这样的“多台”机器中，可以并行使用附加台或支撑件，或者可以在将一个或多个其他台或支撑件用于曝光的同时，在一个或多个台或支撑件上执行制备步骤。
光刻装置也可以是如下类型：其中衬底的至少一部分可以被具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖，以填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加到光刻装置中的其他空间，例如在掩模与投影系统之间。浸没技术可以用于增加投影系统的数值孔径。如本文中使用的术语“浸没”并不表示诸如衬底等结构必须淹没在液体中，而是仅表示在曝光期间液体位于投影系统与衬底之间。
参考图1，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。光源和光刻装置可以是分开的实体，例如，当光源是准分子激光器时。在这种情况下，不认为光源形成光刻装置的一部分，并且借助于包括例如合适的导向镜和/或扩束器的束透射系统BD，将辐射束从源SO传递到照射器IL。在其他情况下，光源可以是光刻装置的组成部分，例如当光源是汞灯时。可以将源SO和照射器IL以及束透射系统BD(如果需要的话)一起称为辐射系统。
照射器IL可以包括被配置为调节辐射束的角强度分布的调节器AD。通常，照射器的光瞳面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(通常分别称为外部σ和内部σ)可以被调节。另外，照射器IL可以包括各种其他部件，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。
辐射束B入射在被保持在掩模支撑结构(例如，掩模台MT)上的图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且被图案形成装置图案化。在穿过掩模MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉测量装置、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT可以被精确地移动(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，第一定位装置PM和另一位置传感器(在图1中未明确示出)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位掩模MA(例如，在从掩模库机械取回之后，或者在扫描期间)。通常，掩模台MT的移动可以借助于形成第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)来实现。类似地，衬底台WT或“衬底支撑件”的移动可以使用形成第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现。在步进器的情况下(与扫描仪相反)，掩模台MT可以仅连接到短行程致动器，也可以固定。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2对准掩模MA和衬底W。尽管衬底对准标记(如图所示)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中(称为划线对准标记)。类似地，在掩模MA上提供有一个以上的管芯的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。
所描绘的装置可以在以下模式中的至少一种模式下使用：
1.在步进模式下，掩模台MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”基本上保持静止，同时赋予辐射束的整个图案被一次投射到目标部分C上(即，一次静态曝光)。然后，衬底台WT或“衬底支撑件”在X和/或Y方向上移动，使得可以曝光不同的目标部分C。在步进模式下，曝光场的最大大小限制了在一次静态曝光中进行成像的目标部分C的大小。
2.在扫描模式下，同步扫描掩模台MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”，同时赋予辐射束的图案被投射到目标部分C上(即，单次动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑件”相对于掩模台MT或“掩模支撑件”的速度和方向可以通过投射系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式下，曝光场的最大大小限制了在单次动态曝光中目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度决定了目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.在另一模式下，掩模台MT或“掩模支撑件”保持基本静止，以保持可编程图案形成装置，并且在赋予辐射束的图案被投射到目标部分C上的同时，衬底台WT或“衬底支撑件”被移动或扫描。在这种模式下，通常，采用脉冲辐射源，并且在衬底台WT或“衬底支撑件”的每次移动之后或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新可编程图案形成装置。这种操作模式可以容易地应用于利用可编程图案形成装置(诸如上述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻。
也可以采用上述使用模式或完全不同的使用模式的组合和/或变型。
在所示出的实施例中，光刻装置还包括根据本发明的检查工具IT。这样的检查工具IT可以例如使得能够确定结构的特性，特别是存在于由光刻装置处理的衬底W的感兴趣区域上或之中的掩埋结构的特性。在一个实施例中，如将在下面更详细地讨论的，检查工具可以包括用于检查衬底的电子束源。
在一个实施例中，第二定位装置PW可以被配置为将衬底W定位在检查工具IT的操作范围内。在这样的实施例中，检查工具IT可以例如被配置为确定所提到的结构的特性，例如电特性、材料特性和/或几何特性。在一个实施例中，该信息可以随后被提供给光刻装置的控制单元，并且在曝光工艺期间使用，例如通过基于该信息来控制照射系统、投影系统或定位装置之一中的一个或多个。
在所示出的实施例中，光刻装置可以被配置为向辐射束施加DUV辐射。在这种情况下，图案形成装置MA可以是透射图案形成装置，并且投影系统PS可以包括一个或多个透镜。
替代地，根据本发明的光刻装置可以被配置为对辐射束施加EUV辐射。在这种情况下，图案形成装置MA可以是反射图案形成装置，并且投影系统PS可以包括一个或多个反射镜。在这样的实施例中，该装置可以包括用于容纳照射系统IL和/或投影系统PS的一个或多个真空室。
根据本发明的一个方面，光刻装置可以包括根据本发明的检查和修复装置或粒子束装置，以便对要处理或已经处理的衬底进行在线或离线检查和修复。
根据本发明的一个方面，提供了一种粒子束装置，该粒子束装置被配置为检查诸如半导体衬底等物体，并且还被配置为在需要时修复物体上的某些缺陷。图2示意性地示出了这样的粒子束装置10的实施例。在所示出的实施例中，粒子束装置包括粒子束源11。在一个实施例中，粒子束源11包括电子束(electron beam)源(也称为电子束(e-beam)源)。
粒子束源11(诸如电子束源)通常是已知的，并且可以被应用在本发明中，以向物体13(例如，衬底)的区域上投射粒子束12(例如，电子束)。在所示出的实施例中，物体13借助于夹持机构13.4(例如，真空夹或静电夹)被安装到该装置的物体台13.2。在电子束源的情况下，上述源可以例如用于生成能量在0.2keV至100keV的范围内的电子束12。粒子束源11通常可以具有用于将粒子束12聚焦到物体13上的一个或多个透镜。在一个实施例中，装置10还可以包括可以偏转粒子束12的一个或多个扫描线圈或偏转板。通过这样做，粒子束12可以例如沿X轴和Y轴(垂直于X轴和Z轴)偏转，XY平面平行于物体的表面，使得物体的区域可以被扫描。一个或多个扫描线圈或偏转板的布置可以被称为束偏转器。这样的束偏转器可以被配置为将粒子束引导到物体13的期望位置上。在本发明的一个实施例中，粒子束源被配置为将多个电子束投射到物体13的相应的多个子区域上。通过这样做，每单位时间可以审查(examine)或检查(inspect)的感兴趣区域可以被扩大。此外，在本发明的实施例中，粒子束源可以被配置为改变或调节所生成的一个或多个粒子束的能级或剂量。在这样的实施例中，粒子束源因此可以被配置为改变表征一个或多个电子束的电流。
在将电子束应用为粒子束的情况下，将发生表面上的各种相互作用，以及与表面下的材料的相互作用，从而导致暴露的表面同时发射辐射和电子。通常，当这样的电子束12与样品相互作用时，构成束的电子将通过泪滴状体积(称为相互作用体积)内的散射和吸收来释放能量。电子束与样品之间的能量交换通常会导致以下情况的组合：
-通过非弹性散射而产生的二次电子的发射，
-通过与样品的弹性散射相互作用的反射或背散射出相互作用体积的电子的发射，
-耦合到声子(晶格振动)
-X射线发射，以及
-电磁辐射的发射，例如在深UV到IR的范围内。
后者的电磁辐射发射通常称为阴极发光光或CL光。
在本发明的实施例中，粒子束装置10还包括检测器15。这样的检测器可以被配置为检测电子束、通常是粒子束与物体的特定相互作用。作为示例，检测器15可以被配置为检测二次电子。在一个实施例中，粒子束装置10可以包括多个检测器，每个检测器被配置为检测粒子束与物体之间的特定相互作用。在所示出的实施例中，粒子束装置还包括用于检测由物体13发射的背散射电子的检测器15.1。
在图2中，箭头14指示所发射的二次或背散射电子。
根据本发明，所应用的一个或多个检测器(例如，检测器15和15.1)被配置为检测衬底的响应，该响应是由粒子束12与物体13(例如，半导体衬底)的相互作用引起的。一个或多个检测器还可以被配置为输出表示检测到的响应(例如，检测到的二次或背散射电子)的检测器信号。
在本发明的一个实施例中，粒子束装置包括用于执行低剂量检查扫描以检查一个或多个缺陷目标区域的二次电子检测器，这将在下面更详细地说明。
在所示出的实施例中，粒子束装置还包括处理单元17，例如包括微处理器、计算机等，该处理单元17用于处理从检测器接收的检测器信号，检测器信号例如表示由检测器15和15.1检测到的所发射的二次或背散射电子。
在所示出的实施例中，处理单元17包括输入端子17.2，该输入端子17.2用于从检测器15、15.1接收检测器信号15.2，例如，表示检测到的所发射的二次或背散射电子的信号15.2。
在该实施例中，处理单元还具有输出端子17.4，输出端子17.4用于输出用于控制粒子束源11的控制信号11.2。
根据本发明的粒子束装置还被配置为检查已经提供有经图案化的抗蚀剂层的半导体衬底，并且在需要时校正或修复在检查期间发现的经图案化的抗蚀剂层中的某些缺陷。为了实现这一点，根据本发明的粒子束装置的处理单元17被配置为检查衬底上的一个或多个目标区域，该目标区域潜在地包含一个或多个缺陷和/或具有增加风险会包含一个或多个缺陷。这样的目标区域也被称为缺陷目标区域或缺陷易发目标区域。
在本发明的一个实施例中，粒子束装置的处理单元17被配置为例如在输入端子17.2处接收表示要检查的衬底的一个或多个缺陷目标区域的位置的输入信号11.1。
替代地或另外地，粒子束装置10的处理单元17可以被配置为基于所接收的信息来确定一个或多个缺陷目标区域的位置。特别地，在本发明的实施例中，粒子束装置的处理单元17被配置为接收曝光工艺数据，例如，从已经进行了曝光工艺由此形成了经图案化的抗蚀剂层的光刻装置。在这样的实施例中，由处理单元17接收的输入信号11.1因此可以表示这样的曝光工艺数据。如下面将更详细解释的，基于所接收的曝光工艺数据，处理单元17可以被配置为确定在衬底上的哪些位置处可以存在缺陷特征或结构。
根据本发明，当已经确定或接收到一个或多个缺陷目标区域的位置时，粒子束装置的处理单元17可以实施控制粒子束源和/或束偏转器，以便检查缺陷目标区域。在一个实施例中，这样的检查可以涉及使用由粒子束源生成的粒子束扫描缺陷目标区域。如上所述，在缺陷目标区域的这样的扫描期间，可以通过粒子束装置的检测器来检测衬底对上述粒子束的响应。在这样的扫描期间，检测器可以例如记录所接收的响应和/或生成表示所接收的响应的输出信号(称为检测器信号)。检测器的所接收的响应可以例如包括响应于入射粒子束由衬底发射的辐射或粒子。注意，在已经执行一个或多个缺陷目标区域的扫描之后，也可以生成和输出表示所接收的响应的检测器信号。如图2所示，可以将表示检测器的所接收的响应的一个或多个检测器信号15.2提供给处理单元17。根据本发明，然后，处理单元17可以被配置为基于所接收的检测器信号识别一个或多个缺陷目标区域内的一个或多个缺陷。特别地，处理单元可以被配置为确定一个或多个缺陷目标区域内的一个或多个缺陷的位置。
作为示例，经图案化的抗蚀剂层可以包括表示多个接触孔的图案。典型地，如以上也参考图1所示，衬底设置有多个目标部分，由此向这些目标部分中的每个提供特定图案，例如包括多个接触孔的图案。
如果在由光刻装置执行的曝光期间一个或多个接触孔经受不足的辐射剂量，或者如果衬底的目标部分的特定部分在一定程度上焦点未对准，则上述接触孔可能没有所需要的尺寸并且因此可以被认为是缺陷。
根据本发明，粒子束装置被配置为在遇到这样的缺陷的情况下修复这样的缺陷。特别地，根据本发明，粒子束装置10的处理单元17被配置为控制粒子束源修复由于缺陷目标区域的检查而发现的缺陷。这样的修复可以例如通过使缺陷(即，缺陷特征或结构)经受粒子束(例如，电子束)来实现。
本领域技术人员将认识到，当抗蚀剂层(例如，衬底上的经图案化的抗蚀剂层)经受粒子束(例如，电子束)时，粒子束会影响经图案化的抗蚀剂层。特别地，将粒子束施加到抗蚀剂层可以导致抗蚀剂层的几何形状的改变。这种现象通常称为抗蚀剂收缩。
之所以发生这样的抗蚀剂收缩是因为所施加的电子束局部加热抗蚀剂，从而导致抗蚀剂的聚合物脱气或重新配置。生成热量是因为电子通过声子耦合将其部分能量传递给材料。
通常，这种现象是在粒子束检查工具(诸如电子束(e-beam)或电子束(electronbeam)检查工具)中应用的检查过程的不良副作用。
通常，为了获取足够的信噪比，诸如电子束检查工具等检查工具多次扫描感兴趣区域，从而将多次扫描进行组合以得到图像或感兴趣区域的表示。但是，在每个上述扫描期间，所扫描的区域都会受到影响。
在本发明的实施例中，刻意地应用抗蚀剂收缩现象以修改经图案化的抗蚀剂层，以便修复经图案化的抗蚀剂层中的缺陷。
在本发明的实施例中，粒子束装置是电子束装置。在这样的设备中，粒子束源可以是电子束(electron beam)源或电子束(e-beam)源。在这样的实施例中，该装置的处理单元可以被配置为借助于电子束来检查衬底上的一个或多个缺陷目标区域，以便检测缺陷目标区域中的缺陷的存在。当发现这样的缺陷时，处理单元然后可以被配置为控制电子束源以校正缺陷。作为示例，可以提及有缺陷的接触孔。为了符合要求，接触孔的直径和深度应当在预定范围内。如果接触孔所接收的辐射剂量不足，则接触孔可能太小(直径太小)或深度不足或两者。使用电子束，可以修复有缺陷的接触孔，使得直径和深度都在期望范围内。图3中示意性地示出了这样的实施例。图3的上部示意性地描绘了在生成接触孔阵列的过程中使用的经图案化的抗蚀剂层100的一部分，该经图案化的抗蚀剂层包括多个孔(由孔的轮廓110指示)。虚线120表示用于产生适当接触孔的孔的最小直径。经图案化的抗蚀剂层100的这样的部分的图像可以例如使用根据本发明的粒子束装置来获得。通过例如使用电子束扫描经图案化的抗蚀剂层100的部分，可以获取经图案化的抗蚀剂层100中的孔的图像。通过例如使用图2所示的处理单元17处理这样的图像，可以得到孔的轮廓110，并且可以评估孔的精度，即，孔的尺寸是否在规格范围内。在所示出的实施例中，经图案化的抗蚀剂层100的部分可以例如对应于经图案化的抗蚀剂层的缺陷目标区域之一，即，可能发生缺陷的区域。在所示出的实施例中，在经图案化的抗蚀剂层100的部分中存在两个缺陷；可以看出，多个孔110中的孔100.1和100.2的轮廓位于最小直径110内，即，它们太小。在一个实施例中，缺陷(即，有缺陷的孔)可以使用根据本发明的粒子束装置来修复。特别地，粒子束(例如，根据本发明的粒子束装置的电子束)可以用于扩大有缺陷的孔。特别地，通过使用粒子束(例如，电子束)再次扫描有缺陷的孔，可以扩大有缺陷的孔。替代地或另外地，可以利用电子束沿有缺陷的孔的圆周进行扫描以扩大有缺陷的孔。这样的附加扫描可以例如包括沿轮廓100.1和100.2的扫描和/或沿接触孔的期望直径120的扫描。通过这样做，经图案化的抗蚀剂层被修改，从而修复观察到的或识别出的缺陷。图3的底部示意性地示出了在应用使用粒子束的附加扫描之后的经图案化的抗蚀剂层100的部分。可以看出，有缺陷的孔已经得到修复，如放大的轮廓100.11和100.21所示。
因此，在一个实施例中，本发明提供了一种粒子束装置，该粒子束装置可以检查感兴趣区域(例如，衬底上可能发生一个或多个缺陷的区域)并且修复已经观察到的缺陷。
在一个实施例中，根据本发明的粒子束装置可以被配置为使用同一粒子束源执行两个操作，即，检查衬底、特别是衬底的经图案化的抗蚀剂层；以及修复衬底、特别是衬底的经图案化的抗蚀剂层的缺陷。作为示例，粒子束源可以包括电子束源。在这样的实施例中，粒子束装置的处理单元可以被配置为控制粒子束源以便用具有第一操作参数设定点的粒子束来检查一个或多个缺陷目标区域，从而控制粒子束源用具有第二操作参数设定点强度的粒子束来修复一个或多个缺陷。在一个实施例中，被改变的操作参数是粒子束的强度、或粒子束的电流、或粒子束的停留时间。这些操作参数中的每个可以被认为影响所施加的剂量，例如表示为μC/cm2或电子数/nm2。在本发明的一个实施例中，所施加的剂量对于检查步骤应当相对低，而对于修复或修改步骤应当相对高。因此，在这样的实施例中，与修复缺陷的步骤相比，检查一个或多个缺陷目标区域的步骤以较低的电流、较短的停留时间或较低的强度来执行。通过这样做，如本领域技术人员将理解的，可以将检查步骤期间的抗蚀剂收缩的不期望的影响保持为最小，而可以扩大修复步骤期间的期望的抗蚀剂收缩。实际上，对所施加的剂量(即，在特定位置接收的能量的量)的局部控制可以通过控制停留时间(即，束停留在特定位置的时间)来实现。
通常，着陆能量和束电流可以保持在固定值；典型的着陆能量可以在300到800eV之间，典型的束电流可以在1到100nA之间。为了进行检查，典型的所需要的剂量将是每个像素约30个电子，一个像素的大小在0.5到1nm之间。为了修复缺陷，所需要的剂量可以例如为原来的四倍，例如，每个像素120个电子。
替代地，根据本发明的粒子束装置可以包括两个不同的粒子束源。在这样的装置中，粒子束源可以例如包括用于检查一个或多个缺陷目标区域的第一粒子束源和用于修复一个或多个缺陷的第二粒子束源。在这样的实施例中，粒子束源可以基于所需要的任务来选择。特别地，可以选择侵入性较小或较低的粒子束源来执行一个或多个缺陷目标区域的检查，从而降低检查过程中的抗蚀剂收缩效果，而可以选择侵入性较大的粒子束源来执行修复步骤。
在本发明的实施例中，可以应用CD-SEM的低电压低电流电子源以检查缺陷区域，而可以应用高电压高电流束以局部地修复缺陷。
在本发明的实施例中，检查步骤借助于电子束源来执行，而诸如离子等较重颗粒被用于执行修复步骤。
在如上所述的实施例中，基于缺陷目标区域的检查结果而识别出的一个或多个缺陷通过材料的收缩来修复，以便例如扩大接触孔的尺寸。如上所述，材料的这种收缩可以通过使经图案化的抗蚀剂层经受诸如电子束等粒子束来实现。
替代地，本发明可以通过材料的添加而应用于修复缺陷。为了确保被制造的半导体器件的正确操作，被图案化的结构和/或特征的尺寸必须在预定极限内。典型地，结构和/或特征的尺寸需要在一定范围内，例如，具有上下边界或极限或阈值。参考图3的示例，诸如接触孔110等接触孔可以具有所需要的最小直径，例如，如图所示，直径120，最大直径也是如此。这样，尺寸太大的接触孔可能被图案化，即，由此去除了过多材料(即，抗蚀剂材料)。如果这样的缺陷被识别，则可以通过材料的添加对其进行修复。这样的添加可以例如借助于电子束诱导沉积(EBID)或离子束诱导沉积(IBID)来实现。这样的电子束或离子束诱导沉积(EBID/IBID)涉及借助于电子束来分解气态分子。当这样的电子束入射到衬底上并且气态分子引向衬底时，当气态分子被电子束分解时，材料可以沉积在衬底上。
根据本发明的一个方面，提供了一种缺陷修复方法，该方法包括修改通过曝光工艺而获取的经图案化的抗蚀剂层，以便修复在经图案化的抗蚀剂层中发现的一个或多个缺陷。
图4示意性地示出了该方法的流程图。根据本发明的缺陷修复方法包括接收包括经图案化的抗蚀剂层的衬底的第一步骤400。这样的经图案化的抗蚀剂层可以例如通过由光刻装置执行的曝光工艺来生成。在下一步骤410中，缺陷修复方法包括接收或确定衬底上的一个或多个缺陷目标区域的位置。在一个实施例中，步骤410可以涉及接收指示一个或多个缺陷目标区域(即，衬底上可能包含缺陷的区域)的位置的信息。这样的信息可以例如从已经执行了产生经图案化的抗蚀剂层的曝光工艺的光刻装置来获取。执行曝光工艺的光刻装置可以例如基于在曝光工艺期间日志记录的工艺参数，确定在衬底上的哪些位置曝光工艺可能不是最佳的、或者在哪些位置某些工艺参数在期望范围之外。
替代地，步骤410可以涉及确定衬底上的一个或多个缺陷目标区域的位置。这样的确定可以例如基于表示被执行以产生经图案化的抗蚀剂层的曝光工艺的曝光工艺数据。
在下一步骤420中，根据本发明的缺陷修复方法包括检查经图案化的抗蚀剂层的一个或多个缺陷目标区域。这样的检查可以例如使用粒子束装置(例如，根据本发明的粒子束装置)来执行。
在下一步骤430中，根据本发明的缺陷修复过程包括基于检查识别一个或多个缺陷目标区域中的一个或多个缺陷。在这样的步骤中，根据本发明的方法可以涉及通过处理检查数据(某些经图案化的结构或特征是否有缺陷，例如，具有超出规格范围的尺寸或其他特征)并且在发现这样的有缺陷的结构或特征的情况下确定其位置(location)或位置(position)。如上所述，当结构或特征的尺寸在预定边界(例如，上边界和下边界两者)之外时，结构或特征可以被认为是有缺陷的，即，被识别为缺陷。因此，结构或特征可能太小或太大，或者可能具有偏离期望形状的形状。识别一个或多个缺陷的步骤还可以包括确定缺陷目标区域内的一个或多个缺陷的位置。
在下一步骤440中，根据本发明的缺陷修复方法包括在一个或多个缺陷处修改经图案化的抗蚀剂层以修复缺陷。如上文已经提到的，修改经图案化的抗蚀剂层以便修复缺陷而可以涉及引起经图案化的抗蚀剂层的材料的收缩和/或材料的添加。
这样的材料收缩例如可以使用粒子辐射束(例如，电子束)来实现。材料的添加可以例如通过使用诸如电子束诱导沉积或EBID或离子束诱导沉积或IBID等沉积方法来实现。
在一个实施例中，添加材料的步骤之后可以是去除材料的步骤，从而例如去除部分沉积材料。在材料沉积步骤的精度可能较低或不足的情况下，这样的实施例可能是有益的。
根据本发明的实施例，步骤420和440可以例如使用粒子束装置来执行。这样的粒子束装置可以包括单个粒子束源，该单个粒子束源可以例如以不同强度操作。替代地，粒子束装置可以具有两个或更多个粒子束源，例如，电子束装置，这些粒子束源以不同强度操作和/或生成不同粒子束，即，由不同粒子(例如，离子和电子)组成的束。
根据本发明的一个方面，提供了一种光刻曝光工艺。图5示意性地示出了这样的曝光方法的流程图。
在第一步骤500中，该方法包括通过将抗蚀剂层暴露于经图案化的辐射束来图案化衬底的抗蚀剂层。该方法还包括在抗蚀剂层的曝光期间日志记录或记录曝光工艺数据的第二步骤510。如本领域技术人员将理解的，借助于光刻装置进行的衬底的抗蚀剂层的典型曝光工艺可以涉及通过经图案化的辐射束扫描衬底。在这样的布置中，曝光衬底的经图案化的辐射束可以例如呈狭缝状，例如，具有跨要曝光的衬底上的目标部分的宽度。为了精确地图案化抗蚀剂层，各种操作参数需要在严格的规格范围内连续。特别地，为了用期望图案适当地图案化抗蚀剂层，所曝光的衬底的每个部分应当接收适当剂量的辐射。另外，衬底的曝光部分应当保持在经图案化的辐射束的焦平面内或附近，以便精确地对衬底进行图案化。关于后者，可以指出，通常衬底的表面可能不完全平坦，使得难以将衬底的曝光区域保持焦点对准。在这点上，可以注意到，通常在将衬底暴露于经图案化的辐射束之前，可以用高度传感器(也称为水平传感器)对衬底进行扫描，以确定衬底的高度图。然后这样的高度图可以用于控制衬底定位到其上的载物台的位置，使得衬底的曝光部分尽可能好地在经图案化的辐射束的焦平面中。在曝光工艺中，可以监测和日志记录或记录实际的操作参数，诸如载物台的位置或所施加的剂量。这样的数据(在本发明中也称为曝光工艺数据)可以用于确定所曝光的衬底上可能已经发生缺陷的位置。使用这样的曝光工艺数据，例如还包括衬底的所确定的高度图，可以识别所曝光的衬底上的一个或多个操作参数在期望范围之外的位置。作为示例，基于曝光工艺数据，可以确定衬底上已经被应用不足剂量的辐射或者衬底部分在经图案化的辐射束的焦平面之外的某些位置。在本发明的含义内，这样的位置被称为缺陷目标区域。用于使用在曝光工艺期间日志记录或记录的操作参数来确定缺陷区域的位置的技术可以称为图案保真度量测。有关这种技术的更多细节例如可以在US9,990,451、US9,507,907、US9842186和US2018/0031981中找到，其全部通过引用并入本文。因此，在第三步骤520中，根据本发明的光刻曝光工艺包括基于曝光工艺数据确定一个或多个缺陷目标区域的位置。如上所述，可以使用日志记录或记录的曝光工艺数据来确定这样的区域的位置，即，由于不合规格的曝光工艺而潜在地包含一个或多个缺陷的区域。在本发明的实施例中，对缺陷目标区域的一个或多个位置的确定可以由已经执行曝光工艺的光刻装置来执行。替代地，可以将曝光工艺数据提供给检查工具或装置，例如根据本发明的粒子束装置。这样的装置然后可以执行步骤520以确定一个或多个缺陷目标区域的位置。
在第四步骤530中，根据本发明的光刻曝光工艺包括检查一个或多个缺陷目标区域，从而识别一个或多个缺陷目标区域中的一个或多个缺陷。这样的检查步骤可以例如使用根据本发明的粒子束装置来执行。
在第五步骤540中，该方法包括修改在一个或多个缺陷处的经图案化的抗蚀剂层以修复缺陷。这样的步骤可以例如通过将缺陷暴露于粒子束(例如，电子束)来执行，以校正经图案化的抗蚀剂层。在一个实施例中，也如上所述，修改经图案化的抗蚀剂层的步骤因此可以涉及经图案化的抗蚀剂层的某些部分的故意收缩，以便修复缺陷。经图案化的抗蚀剂层的部分的收缩可以例如使用诸如电子束等粒子束来完成。使抗蚀剂层经受这样的粒子束会引起在粒子束撞击衬底的位置处的抗蚀剂的收缩。在粒子束装置中，可以以高精度将粒子束对准期望位置，使得能够选择性地修改抗蚀剂层。特别地，电子束或其他类型的粒子束的施加可能导致被称为抗蚀剂收缩的现象，由此，经图案化的结构的尺寸受到诸如电子束等粒子束的施加的影响。替代地或另外地，修改经图案化的抗蚀剂层的步骤可以涉及向经图案化的抗蚀剂层添加材料，例如借助于诸如电子束诱导沉积等沉积方法。
借助于第五步骤540，即，通过去除或添加材料来修改经图案化的抗蚀剂层，可以校正或修复诸如尺寸在期望范围之外的结构或特征等缺陷。
根据本发明的一个方面，提供一种光刻系统，该光刻系统被配置为执行根据本发明的光刻曝光工艺。这样的光刻系统可以例如包括例如如图1所示的光刻装置，用于执行根据本发明的光刻曝光工艺的步骤500和510。这样的系统还可以包括根据本发明的粒子束装置，用于执行根据本发明的光刻曝光工艺的步骤530和540，在这样的系统中，光刻装置或粒子束装置可以被配置为执行确定一个或多个缺陷目标区域的位置的步骤520。
为了完整性，下面的图6a、6b和7示意性地示出了可以应用在根据本发明的粒子束装置或光刻系统中的粒子束装置的一些其他细节。
图6A和6B示意性地描绘了根据本发明的实施例的粒子束装置50的俯视图和剖视图。所示出的实施例包括外壳51、一对装载端口52，装载端口52用作接收待检查物体并且输出已经检查的物体的接口。如图所示的实施例还包括被称为EFEM(设备前端模块)53的物体传输系统，该系统被配置为处理物体和/或向负载端口传输物体和从负载端口传输物体。在所示出的实施例中，EFEM 53包括处理器机器人54，被配置为在装载端口与EBI系统50的装载锁定装置55之间运输物体。装载锁定装置55是出现在外壳51外部并且在EFEM中的大气条件与出现在检查工具50的真空室56中的真空条件之间的接口。在所示出的实施例中，真空室56包括粒子束源57，该粒子束源57被配置为将电子束或粒子束投射到待检查和/或修复物体(例如，半导体衬底或晶片)上。粒子束装置50还包括定位装置58，该定位装置58被配置为相对于由粒子束源57生成的粒子束来移动物体59。
在一个实施例中，定位装置可以包括多个定位器的级联布置，诸如用于将物体定位在基本水平的平面中的XY平台和用于将物体定位在垂直方向上的Z平台。
在一个实施例中，定位装置可以包括被配置为在相对较大的距离上提供物体的粗略定位的粗略定位器和被配置为在相对较小的距离上提供物体的精细定位的精细定位器。
在一个实施例中，定位装置58还包括用于在由粒子束装置50执行的检查过程中保持物体的物体台。在这样的实施例中，可以借助于诸如静电钳等夹具将物体59夹到物体台上。这样的夹具可以集成在物体台中。
图7示意性地示出了可以被配置为执行根据本发明的缺陷修复方法的根据本发明的粒子束装置200的更详细的实施例。粒子束装置200包括电子束源(称为电子枪210)和成像系统240。
电子枪210包括电子源212、抑制器电极214、阳极216、一组孔218和聚光器220。电子源212可以是如上所述的肖特基发射器或改进的肖特基发射器。通过阳极216的正电荷，可以提取电子束202，并且通过使用可调谐孔218，可以控制电子束202，可调谐孔218可以具有不同的孔尺寸以消除在孔外部的不必要的电子束。为了会聚电子束202，将聚光器220被应用于电子束202，这也提供放大。图10所示的聚光器220可以例如是可以会聚电子束202的静电透镜。另一方面，聚光器220也可以是磁透镜。
成像系统240例如可以包括遮挡件、一组孔242、检测器244、四组偏转器250、252、254和256、一对线圈262、磁轭260和电极270。电极270可以用于延迟和偏转电子束202，并且还可以具有静电透镜功能。此外，线圈262和磁轭260可以被配置到磁性物镜。
偏转器250和256可以被应用以将电子束202扫描到大视场，并且偏转器252和254可以用于将电子束202扫描到小视场。所有偏转器250、252、254和256可以控制电子束202的扫描方向。偏转器250、252、254和256可以是静电偏转器或磁偏转器。磁轭260的开口面对样品300，以将磁场浸入样品300中。另一方面，电极270被放置在磁轭260的开口下方，并且因此样品300将不会被损坏。为了校正电子束202的色差，延迟器270、样品300和磁轭260或其一部分可以形成透镜以消除电子束202的色差。粒子束装置200还包括处理单元310，处理单元310可以例如体现为处理器、微处理器、控制器或计算机，处理单元310被配置为从检查工具的一个或多个检测器(例如，检测器244)接收响应信号，并且将响应信号处理为扫描或检查的结构或样品300的图像。
可以使用以下条款进一步描述实施例：
1.一种粒子束装置，包括：
-载物台，被配置为保持半导体衬底；
-粒子束源，被配置为生成粒子束；
-检测器，被配置为检测由所述粒子束与所述衬底的相互作用引起的所述衬底的响应并且输出表示所述响应的检测器信号；
-处理单元，被配置为：
ο接收或确定所述衬底上的一个或多个缺陷目标区域的位置；
ο控制所述粒子束源检查所述一个或多个缺陷目标区域；
ο基于在所述一个或多个缺陷目标区域的所述检查期间获取的所述检测器信号识别所述一个或多个缺陷目标区域内的一个或多个缺陷；
ο控制所述粒子束源修复所述一个或多个缺陷。
2.根据条款1所述的粒子束装置，其中所述粒子束源包括束偏转器，所述束偏转器被配置为将所述粒子束引导到所述衬底上。
3.根据条款1或2所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为控制所述粒子束的强度。
4.根据条款3所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为控制所述粒子束源用具有第一强度的粒子束检查所述一个或多个缺陷目标区域并且控制所述粒子束源用具有第二强度的粒子束修复所述一个或多个缺陷，所述第二强度高于所述第一强度。
5.根据前述条款中任一项所述的粒子束装置，其中所述粒子束源包括电子束源。
6.根据前述条款中任一项所述的粒子束装置，其中所述粒子束源包括第一粒子束源和第二粒子束源。
7.根据条款6所述的粒子束装置，其中所述第一粒子束源包括电子束源并且所述第二粒子束源包括离子束源。
8.根据条款6所述的粒子束装置，其中所述第一粒子束源包括第一电子束源并且所述第二粒子束源包括第二电子束源。
9.根据条款6至8中任一项所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为控制所述第一粒子束源以检查所述一个或多个缺陷目标区域，并且控制所述第二粒子束源以修复所述一个或多个缺陷。
10.根据前述条款中任一项所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为接收表示所述一个或多个缺陷目标区域的所述位置的输入信号。
11.根据条款1至9中任一项所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为接收表示曝光工艺数据的输入信号，并且其中所述处理单元被配置为基于所述曝光工艺数据确定所述一个或多个缺陷目标区域的所述位置。
12.根据前述条款中任一项所述的粒子束装置，其中缺陷是指尺寸在预定范围之外的经图案化的抗蚀剂层的结构或特征。
13.根据条款12所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为控制所述粒子束源通过向所述缺陷施加粒子束以将所述尺寸修改为在所述预定范围内的已修改尺寸来修复所述一个或多个缺陷。
14.根据条款13所述的粒子束装置，其中修改所述尺寸的步骤涉及所述经图案化的抗蚀剂层的抗蚀剂的收缩。
15.一种缺陷修复方法，包括：
-接收包括经图案化的抗蚀剂层的衬底；
-接收或确定所述衬底上的一个或多个缺陷目标区域的位置；
-检查所述经图案化的抗蚀剂层的所述一个或多个缺陷目标区域；
-基于所述检查确定所述一个或多个缺陷目标区域中的一个或多个缺陷的位置；
-修改在所述一个或多个缺陷处的所述经图案化的抗蚀剂层以修复所述缺陷。
16.根据条款15所述的方法，其中检查所述一个或多个缺陷目标区域的步骤包括用粒子束扫描所述一个或多个缺陷目标区域。
17.根据条款15或16所述的方法，其中修改在所述一个或多个缺陷处的所述经图案化的抗蚀剂层的步骤包括将所述一个或多个缺陷暴露于粒子束。
18.根据条款15至17中任一项所述的方法，其中所述粒子束包括电子束。
19.一种光刻曝光工艺，包括：
-通过将衬底的抗蚀剂层暴露于经图案化的辐射束来对所述抗蚀剂层进行图案化；
-在所述抗蚀剂层的所述曝光期间日志记录或记录曝光工艺数据；
-基于所述曝光工艺数据确定一个或多个缺陷目标区域的位置；
-检查所述一个或多个缺陷目标区域，从而识别所述一个或多个缺陷目标区域中的一个或多个缺陷；
-修改在所述一个或多个缺陷处的所述经图案化的抗蚀剂层以修复所述缺陷。
20.根据条款19所述的光刻曝光工艺，其中检查所述一个或多个缺陷目标区域的所述步骤包括用粒子束扫描所述一个或多个目标区域。
21.根据条款19或20所述的光刻曝光工艺，其中修改在所述一个或多个缺陷处的所述经图案化的抗蚀剂层的所述步骤包括将所述一个或多个缺陷暴露于粒子束。
22.根据条款19至21中任一项所述的光刻曝光工艺，其中所述粒子束包括电子束。
23.一种光刻系统，被配置为执行根据条款19至22中任一项所述的光刻曝光工艺。
尽管在本文中可以具体参考在IC的制造中使用光刻设备，但是应当理解，本文中描述的光刻设备可以具有其他应用，诸如制造集成光学系统、用于磁畴存储器、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的引导和检测图案。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的上下文中，术语“晶片”或“管芯”在本文中的任何使用分别被认为是更通用的术语“衬底”或“目标部分”的同义词。本文所指的衬底可以在曝光之前或之后进行加工，例如在轨道(通常在衬底上施加一层抗蚀剂并且显影曝光的抗蚀剂的工具)、量测工具、和/或检查工具中。在适用的情况下，本文中的公开内容可以应用于这样的和其他衬底处理工具。此外，例如可以为了制造多层IC而对衬底进行不止一次的处理，因此本文中使用的术语“衬底”也可以是指已经包含多个处理过的层的衬底。
尽管上面已经具体参考了本发明的实施例在光学光刻的上下文中的使用，但是应当理解，本发明可以在其他应用中使用，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下不仅限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。可以将图案形成装置的形貌压入提供给衬底的抗蚀剂层中，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使抗蚀剂固化。在抗蚀剂固化之后，将图案形成装置移出抗蚀剂，从而在其中留下图案。
本文中使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，波长为或约为365、248、193、157或126nm)和极紫外(EUV)辐射(例如，波长在5到20nm的范围内)以及粒子束(诸如离子束或电子束)。
在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以指代各种类型的光学部件中的任何一种或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件。
尽管上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以不同于所描述的方式来实践。例如，本发明可以采取以下形式：计算机程序的形式，该计算机程序包含描述如上所述的方法的一个或多个机器可读指令序列；或者其中存储有这样的计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。
上面的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，对于本领域的技术人员将很清楚的是，可以在不脱离下面提出的权利要求的范围的情况下，对所描述的本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种粒子束装置，包括：
-载物台，被配置为保持半导体衬底；
-粒子束源，被配置为生成粒子束；
-检测器，被配置为检测由所述粒子束与所述衬底的相互作用引起的所述衬底的响应，并且输出表示所述响应的检测器信号；
-处理单元，被配置为：
接收或确定所述衬底上的一个或多个缺陷目标区域的位置；
控制所述粒子束源检查所述一个或多个缺陷目标区域；
基于在所述一个或多个缺陷目标区域的所述检查期间获取的所述检测器信号，识别所述一个或多个缺陷目标区域内的一个或多个缺陷；
控制所述粒子束源修复所述一个或多个缺陷。
2.根据权利要求1所述的粒子束装置，其中所述粒子束源包括束偏转器，所述束偏转器被配置为将所述粒子束引导到所述衬底上。
3.根据权利要求1所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为控制所述粒子束的强度。
4.根据权利要求3所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为控制所述粒子束源用具有第一强度的粒子束检查所述一个或多个缺陷目标区域，并且控制所述粒子束源用具有第二强度的粒子束修复所述一个或多个缺陷，所述第二强度高于所述第一强度。
5.根据权利要求1所述的粒子束装置，其中所述粒子束源包括电子束源。
6.根据权利要求1所述的粒子束装置，其中所述粒子束源包括第一粒子束源和第二粒子束源。
7.根据权利要求6所述的粒子束装置，其中所述第一粒子束源包括电子束源，并且所述第二粒子束源包括离子束源。
8.根据权利要求6所述的粒子束装置，其中所述第一粒子束源包括第一电子束源，并且所述第二粒子束源包括第二电子束源。
9.根据权利要求6所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为控制所述第一粒子束源检查所述一个或多个缺陷目标区域，并且控制所述第二粒子束源修复所述一个或多个缺陷。
10.根据权利要求1所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为接收表示所述一个或多个缺陷目标区域的所述位置的输入信号。
11.根据权利要求1所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为接收表示曝光工艺数据的输入信号，并且其中所述处理单元被配置为基于所述曝光工艺数据确定所述一个或多个缺陷目标区域的所述位置。
12.根据权利要求1所述的粒子束装置，其中缺陷是指尺寸在预定范围之外的经图案化的抗蚀剂层的结构或特征。
13.根据权利要求12所述的粒子束装置，其中所述处理单元被配置为控制所述粒子束源通过向所述缺陷施加粒子束以将所述尺寸修改为在所述预定范围内的已修改尺寸来修复所述一个或多个缺陷。
14.一种缺陷修复方法，包括：
-接收包括经图案化的抗蚀剂层的衬底；
-接收或确定所述衬底上的一个或多个缺陷目标区域的位置；
-检查所述经图案化的抗蚀剂层的所述一个或多个缺陷目标区域；
-基于所述检查，确定所述一个或多个缺陷目标区域中的一个或多个缺陷的位置；
-修改在所述一个或多个缺陷处的所述经图案化的抗蚀剂层以修复所述缺陷。
15.根据权利要求15所述的方法，其中检查所述一个或多个缺陷目标区域的所述步骤包括用粒子束扫描所述一个或多个缺陷目标区域，和/或其中修改在所述一个或多个缺陷处的所述经图案化的抗蚀剂层的步骤包括将所述一个或多个缺陷暴露于粒子束。
CN201980061382.XA 2018-09-19 2019-08-22 粒子束装置、缺陷修复方法、光刻曝光工艺和光刻系统 Pending CN112771448A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18195475.1A EP3627225A1 (en) 2018-09-19 2018-09-19 Particle beam apparatus, defect repair method, lithographic exposure process and lithographic system
EP18195475.1 2018-09-19
PCT/EP2019/072489 WO2020057894A1 (en) 2018-09-19 2019-08-22 Particle beam apparatus, defect repair method, lithographic exposure process and lithographic system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112771448A true CN112771448A (zh) 2021-05-07

Family

ID=63642861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980061382.XA Pending CN112771448A (zh) 2018-09-19 2019-08-22 粒子束装置、缺陷修复方法、光刻曝光工艺和光刻系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11996267B2 (zh)
EP (1) EP3627225A1 (zh)
CN (1) CN112771448A (zh)
TW (1) TWI754835B (zh)
WO (1) WO2020057894A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11651981B2 (en) * 2020-08-18 2023-05-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and system for map-free inspection of semiconductor devices
WO2024077416A1 (zh) * 2022-10-09 2024-04-18 袁元 半导体器件的加工控制方法及高能粒子束光刻设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040121069A1 (en) * 2002-08-08 2004-06-24 Ferranti David C. Repairing defects on photomasks using a charged particle beam and topographical data from a scanning probe microscope
US20150169997A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Carl Zeiss Sms Gmbh Apparatus and method for correlating images of a photolithographic mask
US20170292923A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Device and method for analysing a defect of a photolithographic mask or of a wafer

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6645677B1 (en) * 2000-09-18 2003-11-11 Micronic Laser Systems Ab Dual layer reticle blank and manufacturing process
CN105980934B (zh) 2014-02-12 2018-10-09 Asml荷兰有限公司 过程窗口的优化方法
WO2015189026A2 (en) 2014-06-10 2015-12-17 Asml Netherlands B.V. Computational wafer inspection
WO2016045901A1 (en) 2014-09-22 2016-03-31 Asml Netherlands B.V. Process window identifier
WO2016128189A1 (en) 2015-02-13 2016-08-18 Asml Netherlands B.V. Process variability aware adaptive inspection and metrology

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040121069A1 (en) * 2002-08-08 2004-06-24 Ferranti David C. Repairing defects on photomasks using a charged particle beam and topographical data from a scanning probe microscope
US20150169997A1 (en) * 2013-12-13 2015-06-18 Carl Zeiss Sms Gmbh Apparatus and method for correlating images of a photolithographic mask
US20170292923A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Device and method for analysing a defect of a photolithographic mask or of a wafer

Also Published As

Publication number Publication date
US20210327678A1 (en) 2021-10-21
TW202024802A (zh) 2020-07-01
WO2020057894A1 (en) 2020-03-26
US11996267B2 (en) 2024-05-28
EP3627225A1 (en) 2020-03-25
TWI754835B (zh) 2022-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102563726B1 (ko) 검사 툴 및 검사 방법
CN112204694A (zh) 电子束设备、检查工具和检查方法
US11996267B2 (en) Particle beam apparatus, defect repair method, lithographic exposure process and lithographic system
US11728129B2 (en) Inspection tool and method of determining a distortion of an inspection tool
US11243179B2 (en) Inspection tool, lithographic apparatus, electron beam source and an inspection method
CN112041753B (zh) 检查工具、检查方法和计算机程序产品
EP3428725A1 (en) Inspection tool, lithographic apparatus, lithographic system, inspection method and device manufacturing method
EP3428726A1 (en) Inspection tool, lithographic apparatus, lithographic system, inspection method and device manufacturing method
US20210055660A1 (en) Inspection system, lithographic apparatus, and inspection method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination