CN113504707B - 浸没装置上孔洞堵塞的检测方法 - Google Patents

浸没装置上孔洞堵塞的检测方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种浸没装置上孔洞堵塞的检测方法，涉及半导体制造领域。该浸没装置上孔洞堵塞的检测方法包括获取N片涂布有光刻胶的硅片；利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的初始缺陷图；针对N片硅片，令浸没装置相对硅片按预定方向遍历硅片的四个象限；利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的浸没缺陷图；根据初始缺陷图和浸没缺陷图，检测浸没装置上的孔洞是否存在堵塞；解决了目前对浸没装置进行堵塞检测耗费大量人力和时间的问题；达到了快速检测浸没装置的孔洞是否发生堵塞，降低检测成本的效果。

Description

浸没装置上孔洞堵塞的检测方法
技术领域
本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种浸没装置上孔洞堵塞的检测方法。
背景技术
光刻是半导体制造过程中关键的工艺，在亚微米工艺时代，最小线宽已经小于曝光光源的波长，随着线宽的减小，光刻工艺也越来越复杂。由于传统光刻机无法满足小线宽器件的制作，浸没式光刻技术被引入。浸没式光刻技术是在投影镜头和硅片之间用水来替代空气，利用水的更大折射率来增加分辨率。
在浸没式光刻过程中，投影镜头和硅片之间有一层液体被固定，使得曝光光线从镜头射向液体最终达到硅片表面。为了保证投影镜头和硅片之间始终有一层液体，在投影透镜和硅片之间设置浸没装置。如图1所示，浸没装置11上设置有众多空隙水出口(gapwater extraction)12、气刀孔(gas knife)13、外侧出水口(outer extraction)14，浸没装置维持的液体主要通过孔隙水出口12抽出，通过气刀孔13形成CO2气体刀锋阻止水的流出，通过外侧出水口14抽取出多余的水以及防止CO2外泄。
如果浸没装置上的空隙水出口、气刀孔、外侧水出口发生堵塞，有可能会有多余的水残留在硅片表面，进而导致产生水渍缺陷。由于空隙水出口、气刀孔、外侧水出口都是μm级的空洞，目前检测浸没装置是否发生堵塞只能定期通过显微镜来观察，每次检测都会耗费大量时间，且还可能引入环境中的微粒。
发明内容
为了解决相关技术中的问题，本申请提供了一种浸没装置上孔洞堵塞的检测方法。该技术方案如下：
一方面，本申请实施例提供了一种浸没装置上孔洞堵塞的检测方法，该方法包括：
获取N片涂布有光刻胶的硅片，N为正整数；
利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的初始缺陷图；
针对N片硅片，令浸没装置相对硅片按预定方向遍历硅片的四个象限；
利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的浸没缺陷图；
根据初始缺陷图和浸没缺陷图，检测浸没装置上的孔洞是否存在堵塞。
可选的，根据初始缺陷图和浸没缺陷图，检测浸没装置上的孔洞是否存在堵塞，包括：
根据初始缺陷图和浸没缺陷图，得到缺陷比较图；
检测缺陷比较图上是否存在轨迹缺陷；
若检测到缺陷比较图上存在轨迹缺陷，则确定浸没装置上的孔洞存在堵塞；
若检测到缺陷比较图上不存在轨迹缺陷，则确定浸没装置上的孔洞不存在堵塞。
可选的，该方法还包括：
当检测到浸没装置上的孔洞存在堵塞时，根据缺陷比较图确定被堵塞的孔洞的位置；缺陷比较图根据初始缺陷图和浸没缺陷图获得。
可选的，针对N片硅片，令浸没装置相对硅片按预定方向遍历硅片的四个象限；
针对N/2片硅片，固定浸没装置，通过硅片承载装置带动硅片移动，令浸没装置按顺时针方向遍历硅片的四个象限且在每个象限停留预定时间；N为正偶数；
针对剩余的N/2片硅片，固定浸没装置，通过硅片承载装置带动硅片移动，令浸没装置按逆时针方向遍历硅片的四个象限且在每个象限停留预定时间。
可选的，N＝10。
可选的，预定时间为30s。
可选的，根据初始缺陷图和浸没缺陷图，得到缺陷比较图，包括：
比对初始缺陷图上的缺陷和浸没缺陷图上的缺陷，得到缺陷比较图。
可选的，孔洞为空隙水出口、气刀孔、外侧水出口中的至少一种。
本申请技术方案，至少包括如下优点：
通过获取N片涂布有光刻胶的硅片，利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的初始缺陷图；针对N片硅片，令浸没装置相对硅片按预定方向遍历四个象限，利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片装置对应的浸没缺陷图，根据初始缺陷图和浸没缺陷图，检测浸没装置上的孔洞是否存在堵塞；解决了目前对浸没装置进行堵塞检测耗费大量人力和时间的问题；达到了快速检测浸没装置的孔洞是否发生堵塞，降低检测成本的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种浸没装置在工作时的局部示意图；
图2是本申请实施例提供的一种浸没装置上孔洞堵塞的检测方法；
图3是本申请实施例提供的一种浸没装置相对硅片遍历硅片上象限的示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种浸没装置相对硅片遍历硅片上象限的示意图；
图5是本申请实施例提供的一种轨迹缺陷的示意图；
图6是本申请实施例提供的一种定位浸没装置上堵塞孔洞坐标的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
请参考图2，其示出了本申请实施例提供的一种浸没装置上孔洞堵塞的检测方法的流程图，该方法至少包括如下步骤：
在步骤101中，获取N片涂布有光刻胶的硅片。
N为正整数。
获取N片同规格的硅片，并在硅片表面涂布光刻胶。
在步骤102中，利用表面扫装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的初始缺陷图。
在对硅片进行浸没式光刻之前，需要在硅片表面涂布光刻胶，涂胶后的硅片表面可能会存在一些缺陷，通过表面扫描装置(surface scan tool)扫描硅片，获取硅片涂胶后的缺陷情况。
针对N片硅片中的每片硅片，均利用表面扫描装置扫描，获取各个硅片对应的初始缺陷图。
初始缺陷图用于描述硅片涂胶后的缺陷情况。
在步骤103中，针对N片硅片，令浸没装置相对硅片按预定方向遍历硅片的四个象限。
针对N片硅片中的每片硅片，以某一象限为遍历起点，令浸没装置相对硅片按预定方向遍历硅片的四个象限。
在一个例子中，预定方向为顺时针，设置第二象限为遍历起点，则浸没装置相对硅片的遍历顺序为：硅片的第二象限、第一象限、第四象限、第三象限。
在另一个例子中，预定方向为逆时针，设置第二象限为遍历起点，则浸没装置相对硅片的遍历顺序为：硅片的第二象限、第三象限、第四象限、第一象限。
可选的，N片硅片对应的遍历顺序相同，或者，N片硅片中部分硅片对应的遍历顺序不相同，部分硅片对应的遍历顺序相同。
在步骤104中，利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的浸没缺陷图。
在利用浸没装置遍历硅片表面后，再次利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的浸没缺陷图。
每片硅片对应一张浸没缺陷图。
浸没缺陷图用于描述涂有光刻胶的硅片在被浸没装置遍历后的缺陷情况。
需要说明的是，遍历N片硅片的浸没装置为同一个浸没装置。
在步骤105中，根据初始缺陷图和浸没缺陷图，检测浸没装置上的孔洞是否存在堵塞。
每片硅片对应一张初始缺陷图和一张浸没缺陷图。
若浸没装置上的孔洞有堵塞，则初始缺陷图和浸没缺陷图存在差异；若浸没装置上的孔洞没有堵塞，则初始缺陷图和浸没装置图不存在差异。
针对每片硅片，检测初始缺陷图和浸没缺陷图是否存在差异；若检测到初始缺陷图和浸没缺陷图存在差异，则表明浸没装置上的孔洞存在堵塞；若检测到初始缺陷图和浸没缺陷图不存在差异，则表明浸没装置上的孔洞不存在堵塞。
利用N片硅片的初始缺陷图和浸没缺陷图来判断浸没装置上的孔洞是否存在堵塞，有助于排除误判情况，令检测结果更加可靠。
综上所述，本申请实施例提供的一种浸没装置上孔洞堵塞的检测方法，通过获取N片涂布有光刻胶的硅片，利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的初始缺陷图；针对N片硅片，令浸没装置相对硅片按预定方向遍历四个象限，利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片装置对应的浸没缺陷图，根据初始缺陷图和浸没缺陷图，检测浸没装置上的孔洞是否存在堵塞；解决了目前对浸没装置进行堵塞检测耗费大量人力和时间的问题；达到了快速检测浸没装置的孔洞是否发生堵塞，降低检测成本的效果。
浸没装置上的孔洞包括空隙水出口、气刀孔、外侧水出口，每种孔洞的数量为若干个。在检测浸没装置上的孔洞是否堵塞时，可以同时检测空隙水出口、气刀孔、外侧水出口，也可以检测空隙水出口、气刀孔、外侧水出口中的至少一种。
在一个例子中，在利用浸没装置遍历N片硅片时，将N片硅片分2组，每组对应一个遍历顺序，两组的遍历顺序不同，通过不同遍历顺序对应的浸没缺陷图实现对称对照，可以更好地排除误判情况，确定出浸没装置上被堵塞的孔洞的位置。本申请另一实施例提供了一种浸没装置上孔洞堵塞的检测方法，该方法至少包括如下步骤：
在步骤201中，获取N片涂布有光刻胶的硅片。
N为正整数。
获取N片同规格的硅片，并在硅片表面涂布光刻胶。
在步骤202中，利用表面扫装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的初始缺陷图。
针对N片硅片中的每片硅片，均利用表面扫描装置扫描，获取各个硅片对应的初始缺陷图。
初始缺陷图用于描述硅片涂胶后的缺陷情况。
在步骤203中，针对N/2片硅片，固定浸没装置，通过硅片承载装置带动硅片移动，令浸没装置按顺时针方向遍历硅片的四个象限且在每个象限停留预定时间。
在浸没装置遍历硅片的四个象限的过程中，浸没装置不动，通过硅片承载装置带动硅片移动。
在浸没装置遍历硅片的四个象限之前，先设置硅片上的某个象限为起点，N/2片硅片均以该设置的象限为遍历起点。比如：以第二象限为遍历起点。
在一个例子中，如图3所示，首先，令浸没装置11在硅片21的第二象限停留预定时间，然后，通过硅片承载装置带动硅片平移，令浸没装置位于硅片21的第一象限，且在第一象限停留预定时间；然后，通过硅片承载装置带动硅片平移，令浸没装置11位于硅片21的第四象限，且在第四象限停留预定时间；最后，通过硅片承载装置带动硅片平移，令浸没装置11位于硅片21的第三象限，且在第三象限停留预定时间。
预定时间根据实际情况预先设置。在一个例子中，预定时间为30s。
在一个例子中，N＝10，则先对5片硅片，令浸没装置相对硅片按顺时针方向遍历每片硅片的四个象限。
浸没装置11上的空隙水出口12位于气刀孔13的内侧，气刀孔13位于外侧水出口14的内侧。
在步骤204中，针对剩余的N/2片硅片，固定浸没装置，通过硅片承载装置带动硅片移动，令浸没装置按逆时针方向遍历硅片的四个象限且在每个象限停留预定时间。
在浸没装置遍历硅片的四个象限的过程中，浸没装置不动，通过硅片承载装置带动硅片移动。
在浸没装置遍历硅片的四个象限之前，先设置硅片上的某个象限为起点，N/2片硅片均以该设置的象限为遍历起点。
在一个例子中，如图4所示，首先，令浸没装置11在硅片21的第二象限停留预定时间，然后，通过硅片承载装置带动硅片21平移，令浸没装置11位于在硅片21的第三象限，且在第三象限停留预定时间；然后，通过硅片承载装置带动硅片21平移，令浸没装置11位于硅片的第四象限，且在第四象限停留预定时间；最后，通过硅片承载装置带动硅片21平移，令浸没装置11位于硅片21的第一象限，且在第一象限停留预定时间。
预定时间根据实际情况预先设置。在一个例子中，预定时间为30s。
在一个例子中，N＝10，则对剩余的5片硅片，令浸没装置相对硅片按逆时针方向遍历每片硅片的四个象限。
需要说明的是，步骤204还可以在步骤203之前执行，本申请实施例对此不作限定。
在步骤205中，利用表面扫描装置扫描N片硅片，获取N片硅片对应的浸没缺陷图。
该步骤在上述步骤104中进行了阐述，这里不再赘述。
在步骤206中，根据初始缺陷图和浸没缺陷图，得到缺陷比较图。
比对初始缺陷图上的缺陷和浸没缺陷图上的缺陷，得到缺陷比较图。针对N片硅片，获取到N张缺陷比较图，每片硅片对应一张缺陷比较图。
可选的，针对每片硅片，利用浸没缺陷图减去初始缺陷图，得到缺陷比较图。
在步骤207中，检测缺陷比较图上是否存在轨迹缺陷。
若浸没装置上的孔洞存在堵塞，则缺陷比较图上会出现如图5中轨迹22所示的轨迹缺陷。
轨迹22所示的轨迹缺陷是由于孔洞堵塞造成液体残留在硅片表面而形成的。
根据遍历方向可以确定轨迹缺陷的起点，缺陷比较图上轨迹缺陷的起点就是产生轨迹缺陷的地方，故可以根据轨迹缺陷确定出浸没装置上堵塞的孔洞的位置坐标。
因此，通过检测缺陷比较图上是否存在轨迹缺陷，可以判断浸没装置上的孔洞是否存在堵塞。
若检测到缺陷比较图上存在轨迹缺陷，则确定浸没装置上的孔洞存在堵塞。
若检测到缺陷比较图上不存在轨迹缺陷，则确定浸没装置上的孔洞不存在堵塞。
在步骤208中，当检测到浸没装置上的孔洞存在堵塞时，根据缺陷比较图确定被堵塞的孔洞的位置。
在一个例子中，缺陷比较图上存在轨迹缺陷22，如图5所示，结合轨迹缺陷和浸没装置上孔洞的位置，可以定位出堵塞的孔洞在浸没装置上的位置；如图6所示，根据浸没装置的尺寸大小建立坐标系，可以得到堵塞的孔洞的坐标，图6中4个堵塞的孔洞23的坐标如下表：
X(mm) Y(mm)
10.56 -25.31
30.78 -5.05
25.12 10.96
-11.32 -29.18
获取涂胶后的硅片的初始缺陷图，利用浸没装置遍历涂胶后的硅片，获取经浸没装置遍历后的硅片的浸没缺陷图，比较初始缺陷图和浸没缺陷图可以检测出浸没装置上的孔洞是否发生堵塞，根据缺陷比较图，还可以进一步确定堵塞的孔洞的具体位置，提高了对浸没装置堵塞情况的检测效率。
需要说明是的，在利用浸没装置遍历硅片的四个象限时，不对硅片进行曝光。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种浸没装置上孔洞堵塞的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取N片涂布有光刻胶的硅片，N为正整数；
利用表面扫描装置扫描所述N片硅片，获取所述N片硅片对应的初始缺陷图；
针对N/2片硅片，固定所述浸没装置，通过硅片承载装置带动硅片移动，令所述浸没装置按顺时针方向遍历所述硅片的四个象限且在每个象限停留预定时间；N为正偶数；
针对剩余的N/2片硅片，固定所述浸没装置，通过硅片承载装置带动硅片移动，令所述浸没装置按逆时针方向遍历所述硅片的四个象限且在每个象限停留预定时间；
利用所述表面扫描装置扫描所述N片硅片，获取所述N片硅片对应的浸没缺陷图；
根据所述初始缺陷图和所述浸没缺陷图，检测所述浸没装置上的孔洞是否存在堵塞。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始缺陷图和所述浸没缺陷图，检测所述浸没装置上的孔洞是否存在堵塞，包括：
根据所述初始缺陷图和所述浸没缺陷图，得到缺陷比较图；
检测所述缺陷比较图上是否存在轨迹缺陷；
若检测到所述缺陷比较图上存在轨迹缺陷，则确定所述浸没装置上的孔洞存在堵塞；
若检测到所述缺陷比较图上不存在轨迹缺陷，则确定所述浸没装置上的孔洞不存在堵塞。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当检测到所述浸没装置上的孔洞存在堵塞时，根据缺陷比较图确定被堵塞的孔洞的位置；所述缺陷比较图根据所述初始缺陷图和所述浸没缺陷图获得。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，N=10。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定时间为30s。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始缺陷图和所述浸没缺陷图，得到缺陷比较图，包括：
比对所述初始缺陷图上的缺陷和所述浸没缺陷图上的缺陷，得到缺陷比较图。
7.根据权利要求1至2、4至6任一所述的方法，其特征在于，所述孔洞为空隙水出口、气刀孔、外侧水出口中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述孔洞为空隙水出口、气刀孔、外侧水出口中的至少一种。
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