CN113204174A - 侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法 - Google Patents

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黄发彬
程宇
吴长明
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    • G03F7/70216—Mask projection systems
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Abstract

本发明公开了一种侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，包括：步骤一、在晶圆工件台上设置压力传感器；步骤二、将浸没罩从排水模式切换成吹气模式；步骤三、将浸没罩的各排液孔独立扫过压力传感器并记录各排液孔对应的压力值；步骤四、根据浸没罩的各排液孔的压力值确定浸没罩的各排液孔的堵塞状态。本发明能快速侦测浸没罩中的每一个排液孔的堵塞状态。

Description

侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法
技术领域
本发明涉及一种半导体集成电路的制造方法，特别涉及一种侦测浸没(immersion)式光刻机的浸没罩(immersion hood)的排液孔堵塞的方法。
背景技术
和干式光刻机相比，浸没式光刻机的投影透镜组会浸没在液体中，光线通过液体后再对晶圆(wafer)上的光刻胶进行曝光，由于液体会使光的波长缩短，故能增加分辨率，能实现对更小尺寸的图形的曝光。浸没式光刻机中光线穿过的液体是通过浸没罩来提供。如图1所示，是现有侦测浸没式光刻机曝光时的示意图；现有侦测浸没式光刻机中包括晶圆工件台(wafer stage)101，所述晶圆工件台101用于放置晶圆102。
浸没罩103设置在浸没式光刻机的投影透镜组104的底部，投影透镜组104中包括多个透镜105。
在曝光时，所述浸没罩103处于排水模式，所述浸没罩103的各排液孔107中会流动液体106，所述浸没罩103在所述晶圆102的曝光区域和所述投影透镜组104之间提供液体106，所述液体106缩短所述曝光的光线波长。所述液体106包括水。
在进行所述曝光时，通过扫描式移动所述晶圆工件台101实现对所述晶圆102的各区域进行曝光。曝光完成后光罩(reticle)上的图形会转移到所述晶圆102的光刻胶上。
所述浸没罩103中所包括的所述排液孔107的数量为2000个以上。图2中显示了图1中浸没罩103的多个排液孔107，其中堵塞了的排液孔单独用标记107a标出。
所述晶圆102的一个区域曝光完成后，会移动所述晶圆工件台101实现对所述晶圆102的下一个区域的曝光。所述晶圆102的一个区域曝光完成后，如果所述排液孔107有堵塞，则所述液体106无法顺利排出，这样液体就会残留在所述晶圆102上。如图3所示，是采用图1的现有侦测浸没式光刻机曝光时排液孔堵塞所导致的光刻胶异常图形照片；曝光完成后的所述晶圆102上形成有标记108对应的光刻胶图形，在虚线圈109所示区域中为残留有液体的区域，该区域中的光刻胶图形受到了影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，能快速侦测浸没罩中的每一个排液孔的堵塞状态。
为解决上述技术问题，本发明提供的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法包括如下步骤：
步骤一、在晶圆工件台上设置压力传感器。
步骤二、将浸没罩从排水模式切换成吹气模式；在所述吹气模式中，所述浸没罩的各排液孔中会流动气体。
步骤三、将所述浸没罩的各所述排液孔独立扫过所述压力传感器并记录各所述排液孔对应的压力值。
步骤四、根据所述浸没罩的各所述排液孔的压力值确定所述浸没罩的各所述排液孔的堵塞状态。
进一步的改进是，步骤三中，通过扫描式移动所述晶圆工件台实现将所述浸没罩的各所述排液孔独立扫过所述压力传感器。
进一步的改进是，步骤三中，还同时记录和各所述压力值对应的所述晶圆工件台的位置，所述晶圆工件台的位置和所述排液孔的位置对应。
进一步的改进是，步骤四中，制作所述压力值和所述晶圆工件台的位置形成的压力测量曲线，从所述压力测量曲线中确定异常压力值对应的所述晶圆工件台的位置，并进而确定有堵塞的所述排液孔的位置。
进一步的改进是，步骤四中从所述压力测量曲线中确定异常压力值的方法为：
计算标准差(sigma)；
将所述压力测量曲线中的偏离超过3个标准差或者6个标准差的压力值确定为所述异常压力值。
进一步的改进是，步骤二中，在所述排水模式中，所述浸没罩的各排液孔中会流动液体。
进一步的改进是，所述浸没罩设置在浸没式光刻机的投影透镜组的底部。
进一步的改进是，所述晶圆工件台用于放置晶圆。
进一步的改进是，在曝光时，所述浸没罩处于排水模式，所述浸没罩在所述晶圆的曝光区域和所述投影透镜组之间提供液体，所述液体缩短所述曝光的光线波长。
进一步的改进是，所述液体包括水。
进一步的改进是，在进行所述曝光时，通过扫描式移动所述晶圆工件台实现对所述晶圆的各区域进行曝光。
进一步的改进是，所述浸没罩中所包括的所述排液孔的数量为2000个以上。
进一步的改进是，所述排液孔为堵塞状态时对应的所述压力值会降低。
进一步的改进是，步骤四中在计算所述标准差之前还包括对所述压力值进行数值处理，所述数值处理包括：先进行信号平滑，再取微分，最后取平均算出压力峰值。
进一步的改进是，步骤二中，在所述吹气模式中流动的气体包括空气、氮气或惰性气体。
本发明通过在晶圆工件台上设置压力传感器，并在将浸没罩切换到吹气模式下将各排液孔扫过压力传感器测量得到各排液孔的吹气形成的压力值，并根据排液孔的压力值来确定排液孔的堵塞状态，所以，本发明能快速侦测浸没罩中的每一个排液孔的堵塞状态；这样本发明就能在曝光过程中防止由于排液孔堵塞而将水渍残留在晶圆上如残留在浸没罩的边缘和晶圆相切位置处，从而能防止由于水渍残留而对晶圆的光刻胶图形产生不利影响。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是现有侦测浸没式光刻机曝光时的示意图；
图2是图1中侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞示意图；
图3是采用图1的现有侦测浸没式光刻机曝光时排液孔堵塞所导致的光刻胶异常图形照片；
图4是本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法的流程图；
图5是本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法中设置的压力传感器的示意图；
图6是本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法排液孔吹气压力测试图；
图7是本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法得到的压力测量曲线；
图8是本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法得到经过压力值数值处理的压力测量曲线。
具体实施方式
如图4所示，是本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩103的排液孔107堵塞的方法的流程图；如图5所示，是本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩103的排液孔107堵塞的方法中设置的压力传感器111的示意图；如图6所示，是本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩103的排液孔107堵塞的方法排液孔107吹气压力测试图；本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩103的排液孔107堵塞的方法包括如下步骤：
步骤一、如图4所示，在晶圆工件台101上设置压力传感器111。
本发明实施例中，也请参考图1所示，所述晶圆工件台101用于放置晶圆102。
浸没罩103设置在浸没式光刻机的投影透镜组104的底部，投影透镜组104中包括多个透镜105。
在曝光时，所述浸没罩103处于排水模式，所述浸没罩103的各排液孔107中会流动液体106，所述浸没罩103在所述晶圆102的曝光区域和所述投影透镜组104之间提供液体106，所述液体106缩短所述曝光的光线波长。所述液体106包括水。
所述浸没罩103中所包括的所述排液孔107的数量为2000个以上。
在进行所述曝光时，通过扫描式移动所述晶圆工件台101实现对所述晶圆102的各区域进行曝光。
曝光是将光罩(reticle)上的图形转移到所述晶圆102的光刻胶上。
在光罩上设置有多个对准标记，在所述晶圆工件台101上还会包括多个对准标记传感器(sensor)，以实现所述光罩和所述晶圆之间的对准。如图5所示，所述晶圆工件台101上具有晶圆放置区110，在晶圆放置区110的外周设置有多个对准标记传感器，其中标记112a对应的对准标记传感器为PARIS sensor，标记112b对应的对准标记传感器为TISsensor1，标记112c对应的对准标记传感器为ILIAS sensor，标记112d对应的对准标记传感器为TIS sensor2，标记112e对应的对准标记传感器为ESCF sensor。PARIS、TIS、ILIAS和ESCF为对准标记类型，例如：PARIS为图像传感器(image sensor)标记的简称，TIS为同轴对准(in-line alignment)标记的简称。
步骤二、如图6所示，将浸没罩103从排水模式切换成吹气模式；在所述吹气模式中，所述浸没罩103的各排液孔107中会流动气体，流动的气体如标记113所示。在所述吹气模式中流动的气体包括空气、氮气或惰性气体。
步骤三、如图6所示，将所述浸没罩103的各所述排液孔107独立扫过所述压力传感器111并记录各所述排液孔107对应的压力值。
本发明实施例中，通过扫描式移动所述晶圆工件台101实现将所述浸没罩103的各所述排液孔107独立扫过所述压力传感器111。
步骤三中，还同时记录和各所述压力值对应的所述晶圆工件台101的位置，所述晶圆工件台101的位置和所述排液孔107的位置对应。
步骤四、根据所述浸没罩103的各所述排液孔107的压力值确定所述浸没罩103的各所述排液孔107的堵塞状态。图6中，堵塞的所述排液孔单独用标记107a标出。
本发明实施例中，步骤四中实现方法为：
如图7所示，制作所述压力值和所述晶圆工件台101的位置形成的压力测量曲线201，从所述压力测量曲线201中确定异常压力值对应的所述晶圆工件台101的位置，并进而确定有堵塞的所述排液孔107的位置。所述排液孔107为堵塞状态时对应的所述压力值会降低，如虚线圈202对应位置处的所述压力值为异常压力值，对应的所述排液孔107为堵塞的排液孔107a。
较佳为：从所述压力测量曲线201中确定异常压力值的方法为：
对所述压力值进行数值处理，所述数值处理包括：先进行信号平滑，再取微分，最后取平均算出压力峰值。如图8所示，是本发明实施例侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法得到经过压力值数值处理的压力测量曲线，图8中，压力测量曲线单独用标记201a表示。
计算标准差；
将所述压力测量曲线201中的偏离超过3个标准差或者6个标准差的压力值确定为所述异常压力值。图8中虚线圈202a中对应的压力值为所述异常压力值，从横坐标能得到所述异常压力值对应的位置。
本发明实施例通过在晶圆工件台101上设置压力传感器111，并在将浸没罩103切换到吹气模式下将各排液孔107扫过压力传感器111测量得到各排液孔107的吹气形成的压力值，并根据排液孔107的压力值来确定排液孔107的堵塞状态，所以，本发明实施例能快速侦测浸没罩103中的每一个排液孔107的堵塞状态；这样就能在曝光过程中防止由于排液孔堵塞而将水渍残留在晶圆上如残留在浸没罩的边缘和晶圆相切位置处，从而能防止由于水渍残留而对晶圆的光刻胶图形产生不利影响。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在晶圆工件台上设置压力传感器；
步骤二、将浸没罩从排水模式切换成吹气模式；在所述吹气模式中，所述浸没罩的各排液孔中会流动气体；
步骤三、将所述浸没罩的各所述排液孔独立扫过所述压力传感器并记录各所述排液孔对应的压力值；
步骤四、根据所述浸没罩的各所述排液孔的压力值确定所述浸没罩的各所述排液孔的堵塞状态。
2.如权利要求1所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：步骤三中，通过扫描式移动所述晶圆工件台实现将所述浸没罩的各所述排液孔独立扫过所述压力传感器。
3.如权利要求2所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：步骤三中，还同时记录和各所述压力值对应的所述晶圆工件台的位置，所述晶圆工件台的位置和所述排液孔的位置对应。
4.如权利要求3所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：步骤四中，制作所述压力值和所述晶圆工件台的位置形成的压力测量曲线，从所述压力测量曲线中确定异常压力值对应的所述晶圆工件台的位置，并进而确定有堵塞的所述排液孔的位置。
5.如权利要求4所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：步骤四中从所述压力测量曲线中确定异常压力值的方法为：
计算标准差；
将所述压力测量曲线中的偏离超过3个标准差或者6个标准差的压力值确定为所述异常压力值。
6.如权利要求1所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：步骤二中，在所述排水模式中，所述浸没罩的各排液孔中会流动液体。
7.如权利要求6所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：所述浸没罩设置在浸没式光刻机的投影透镜组的底部。
8.如权利要求7所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：所述晶圆工件台用于放置晶圆。
9.如权利要求8所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：在曝光时，所述浸没罩处于排水模式，所述浸没罩在所述晶圆的曝光区域和所述投影透镜组之间提供液体，所述液体缩短所述曝光的光线波长。
10.如权利要求9所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：所述液体包括水。
11.如权利要求9所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：在进行所述曝光时，通过扫描式移动所述晶圆工件台实现对所述晶圆的各区域进行曝光。
12.如权利要求1所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：所述浸没罩中所包括的所述排液孔的数量为2000个以上。
13.如权利要求1或4所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：所述排液孔为堵塞状态时对应的所述压力值会降低。
14.如权利要求5所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：步骤四中在计算所述标准差之前还包括对所述压力值进行数值处理，所述数值处理包括：先进行信号平滑，再取微分，最后取平均算出压力峰值。
15.如权利要求1所述的侦测浸没式光刻机的浸没罩的排液孔堵塞的方法，其特征在于：步骤二中，在所述吹气模式中流动的气体包括空气、氮气或惰性气体。
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