CN114563924A - 光掩模版缺陷处理设备、曝光机以及光掩模版缺陷处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于半导体制造技术领域，具体涉及一种光掩模版缺陷处理设备、曝光机以及光掩模版缺陷处理方法，光掩模版缺陷处理设备包括装载装置、检测装置、清除装置和控制装置，装载装置设置成装载光掩模版，检测装置设置成对光掩模版进行检测，清除装置设置成对光掩模版上的缺陷进行清除，装载装置、检测装置和清除装置分别与控制装置电连接。根据发明实施例的光掩模版缺陷处理设备，在曝光机具有曝光的功能上增加缺陷处理的功能，缺陷处理过程在曝光机的内部进行，无需将光掩模版取出，避免频繁的取放造成的损坏和二次污染。在曝光前通过检测装置对光掩模版进行检测，检测完成后通过清除装置对缺陷进行处理，降低因缺陷超过允许范围导致的生产损失。

Description

光掩模版缺陷处理设备、曝光机以及光掩模版缺陷处理方法

技术领域

本申请属于半导体制造技术领域，具体涉及一种光掩模版缺陷处理设备、曝光机以及光掩模版缺陷处理方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

随着现代半导体制造业的发展，光刻技术在芯片制造工艺流程中的作用越来越重要。光刻技术主要是使用光刻机将光掩模版(reticle)上的图形转移到硅片上，光掩模版包含了整个硅片的芯片阵列。光刻工艺中使用的光掩模版有很高的清洁度要求，微尘缺陷(particle)、黏着性缺陷和雾缺陷(haze)都会在光刻工艺中投影到硅片上形成多余图形，从而破坏芯片电路图形，对产品质量造成影响。

为了避免上述问题，现有的光刻工艺中使用的光掩模版在曝光前和曝光后，工作人员都会利用IRIS(Integrated Reticle Inspection System,光掩模版综合检查系统)进行缺陷检测。如果检测出的缺陷是微尘缺陷，且数量超过允许值，则将光掩模版从设备中取出，然后采用人工肉眼的方式在光掩模版上找出微尘缺陷并去除，在光掩模版取出进行缺陷清除的过程中，极易出现微尘掉落和光掩模版破损。

发明内容

本申请的第一方面提出了一种光掩模版缺陷处理设备，设置在曝光机内部，包括：

装载装置，所述装载装置设置成装载光掩模版；

检测装置，所述检测装置设置成对所述光掩模版进行检测；

清除装置，所述清除装置设置成对所述光掩模版上的缺陷进行清除；

控制装置，所述装载装置、所述检测装置和所述清除装置分别与所述控制装置电连接。

本申请的第二方面提出了一种曝光机，包括上述技术方案中的光掩模版缺陷处理设备。

本申请的第三方面提出了一种光掩模版缺陷处理方法，包括：

将光掩模版装载到光掩模版缺陷处理设备中；

对所述光掩模版进行检测；

根据检测结果为所述光掩模版上的缺陷未超过允许范围，将所述光掩模版移送至曝光区域的曝光平台后，对所述光掩模版进行曝光；

根据检测结果为所述光掩模版上的缺陷超过允许范围，对所述光掩模版进行清除。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施例的光掩模版缺陷处理设备的部分立体结构示意图；

图2为本申请实施例的光掩模版缺陷处理设备的连接框图；

图3为本申请实施例的光掩模版缺陷处理方法的流程图；

图4为图1所示的将光掩模版装载到光掩模版缺陷处理设备中的流程图；

图5为图1所示的对所述光掩模版进行检测的流程图；

图6为图1所示的根据检测结果为所述光掩模版上的缺陷超过允许范围，对所述光掩模版进行清除的流程图；

图7为图1所示的根据检测结果为所述光掩模版上的缺陷超过允许范围，对所述光掩模版进行清除之后步骤的流程图；

图8为图7所示的对所述光掩模版进行二次检测的流程图；

图9为本申请实施例的光掩模版缺陷处理方法的完整流程图。

附图标记：

1、装载装置；

2、检测装置；21、第一光源；22、第二光源；23、第一检测器；24、第二检测器；25、第一平面反射镜；26、第二平面反射镜；27、第一扩束镜；28、第二扩束镜；

3、清除装置；31、吹气装置；32、抽气装置；

4、控制装置；

5、光掩模版。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图2所示，本申请的实施例提供了一种光掩模版缺陷处理设备，设置在曝光机内部，包括：

装载装置1，装载装置1设置成装载光掩模版5；

检测装置2，检测装置2设置成对光掩模版5进行检测；

清除装置3，清除装置3设置成对光掩模版5上的缺陷进行清除；

控制装置4，所述装载装置1、所述检测装置2和所述清除装置3分别与所述控制装置4电连接。

根据本申请实施例的光掩模版缺陷处理设备，在曝光机具有曝光的功能上增加缺陷处理的功能，缺陷处理过程在曝光机的内部进行，无需将光掩模版5取出，避免频繁的取放造成的损坏和二次污染。在曝光前通过检测装置2对光掩模版5进行检测，检测完成后通过清除装置3对缺陷进行处理，能够减少降低因光掩模版5的缺陷超过允许范围导致的生产损失，提高了芯片的质量和良率。将现有技术中的人为清除转化为曝光机内部的机械清除，具有清除的统一标准，同时提高了检测和清除效率，降低工作人员的作业强度。

在本申请的一些实施例中，光掩模版5的缺陷至少包括微尘缺陷(particle)、黏着性缺陷和雾缺陷(haze)，其中，微尘缺陷的清除过程最为简单，通过擦拭、吹风等方式均可以将微尘缺陷清除。在一个实施例中，采用吹风的方式，尽可能减少与光掩模版5之间的实质接触。如图1所示，清除装置3包括吹气装置31，吹气装置31设置成向光掩模版5输送气体以清除光掩模版5上的缺陷，利用气体的流动使微尘缺陷与光掩模版5分离，完成清除的过程。为了避免被清除掉的微尘缺陷对光掩模版5造成二次污染，需要将携带微尘缺陷的气体进行处理。清除装置3还包括抽气装置32，通过抽气装置32在光掩模版缺陷处理设备内形成真空或负压，使气体被迫流至外界环境中，吹气装置31和抽气装置32配合使用。为了提高清除的效率，吹气装置31的出风口和抽气装置32的进风口相对设置，加快气体流至外界环境中的速度，也避免微尘缺陷在光掩模版缺陷处理设备中的流动。

其中，吹气装置31和抽气装置32都可以设置为相对光掩模版5移动。吹气装置31的吹风方向与光掩模版5所在平面的夹角不超过30°，不小于15°。经过实验发现，吹气装置31的吹风方向与光掩模版5所在平面的夹角在15°到30°的区间内，既可以获得良好的清除效果，又能够有效防止微尘缺陷再次黏附在光掩模版5上。

在本申请的一些实施例中，在向光掩模版5输送气体的过程中需要保证吹出的气体不携带微尘或杂质，气体可以为洁净的空气、氮气和离子风中的至少一种。洁净的空气和氮气可以去除不带电的微尘缺陷，但对于带电的非黏着性微尘需要采用离子风，通过离子风中和带点微尘缺陷。在一个实施例中，采用氮气枪对光掩模版进行清除。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，检测装置2包括光源和检测器，光源设置成为光掩模版5提供光线，提高了光掩模版5所在区域的亮度以便于检测器进行检测。检测器设置成检测是否存在经光掩模版5散射的光线以确定光掩模版5上的缺陷是否超过允许范围，当光掩模版上存在超过允许范围的缺陷时，经过超过允许范围的缺陷时光线会发生散射，经过未超过允许范围的缺陷时会直接反射或透射，根据光线的不同可以确定光掩模版5上的缺陷是否超过允许范围。

其中，光源和检测器的数量均可以为一个、两个或多个。如图1所示，在一个实施例中，光源设置有两个，分别为第一光源21和第二光源22，第一光源21和第二光源22采用激光器。激光器所发出的激光束可以看作是一条直线，其所能覆盖的面积很小，无法获得光掩模版5清晰的光线，因此需要改变激光束的发散角。针对于不同型号的光掩模版5，尺寸也有所不同，因此还需要调整激光器的入射角和出射角。检测装置2还包括第一平面反射镜25和第二平面反射镜26，第一平面反射镜25相对第一光源21的角度可以改变，第二平面反射镜26相对第二光源22可以改变，进而改变第一光源21和第二光源22的入射角和出射角。检测装置2还包括第一扩束镜27和第二扩束镜28，第一光源21发出的光依次穿过第一平面反射镜25和第一扩束镜27，第二光源22发出的光依次穿过第二平面反射镜26和第二扩束镜28。检测器设置有两个，分别为第一检测器23和第二检测器24，第一检测器23和第二检测器24均采用光电倍增管。另外，除了上述检测方法，还有其他检测方法，例如，检测器设置成获取光掩模版5的实际图像以确定光掩模版5上的缺陷是否超过允许范围，检测器获取光掩模版5的实际图像，控制装置4内设置有缺陷在允许范围内的光掩模版5的标准图像，通过实际图像和标准图像的对比，可以确定光掩模版5上的缺陷是否超过允许范围。

本申请的实施例还提出了一种曝光机，包括上述任一实施例中的光掩模版缺陷处理设备。

根据发明实施例的曝光机与上述光掩模版缺陷处理设备具有相同的优势，在此不再赘述。

如图2至图9所示，本申请的实施例还提供了一种光掩模版5缺陷处理方法，包括：

将光掩模版5装载到光掩模版缺陷处理设备中；

对光掩模版5进行检测；

根据检测结果为光掩模版5上的缺陷未超过允许范围，将光掩模版5移送至曝光区域的曝光平台后，对光掩模版5进行曝光；

根据检测结果为光掩模版5上的缺陷超过允许范围，对光掩模版5进行清除。

根据本实施例的光掩模版5缺陷处理方法，在曝光前通过检测装置2对光掩模版5进行检测，检测完成后通过清除装置3对缺陷进行处理，能够减少降低因光掩模版5的缺陷超过允许范围导致的生产损失，提高了芯片的质量和良率。将现有技术中的人为清除转化为光掩模版缺陷处理设备内部的机械清除，具有清除的统一标准，同时提高了检测和清除效率，降低工作人员的作业强度。

在本申请的一些实施例中，如图3、图4和图9所示，将光掩模版5装载到光掩模版缺陷处理设备中包括将光掩模版5放入传送盒中；将传送盒放入光掩模版缺陷处理设备中；控制机械抓手取出光掩模版5并移送至光掩模版缺陷处理设备中的装载台上，获取光掩模版5的识别码。将需要进行曝光的光掩模版5放入传送盒中，光掩模版5的数量可以为一个、两个或多个，将传送盒放入到光掩模版缺陷处理设备中，通过机械抓手从传送盒中抓取一个光掩模版5并移送至光掩模版缺陷处理设备中的装载台上，对该光掩模版5进行检测。不同的光掩模版5所能形成的电路图形不同，为了方便质量跟踪，每一光掩模版5上都具有识别码，当检测出该光掩模版5的缺陷超过允许范围时，通过识别码可以对光掩模版5和该光掩模版5所对应的芯片生产进度进行及时的调整。

其中，传送盒采用SMIF BOX(Standard Mechani cal Interface box标准机械接口盒)。

在本申请的一些实施例中，如图3、图5和图9所示，对光掩模版5进行检测包括控制检测装置2启动；检测是否存在经光掩模版5散射的光线；根据不存在经光掩模版5散射的光线，确定光掩模版5上的缺陷未超过允许范围；根据存在经光掩模版5散射的光线，确定光掩模版5上的缺陷超过允许范围并确定缺陷的位置和尺寸。当光掩模版上存在超过允许范围的缺陷时，经过超过允许范围的缺陷时光线会发生散射，经过未超过允许范围的缺陷时会直接反射或透射，根据光线的不同可以确定缺陷的位置和尺寸。

其中，对光掩模版进行检测还有其他方法。例如，控制检测装置2启动；获取光掩模版5的实际图像和标准图像；根据实际图像与标准图像相同，确定光掩模版5上的缺陷未超过允许范围；根据实际图像与标准图像不同，确定光掩模版5上的缺陷超过允许范围并确定缺陷的位置和尺寸。标准图像是缺陷在允许范围内的光掩模版5的图像，并不特指完全不存在缺陷的光掩模版5的图像。通过实际图像和标准图像的对比，可以确定缺陷的位置和尺寸。

在本申请的一些实施例中，如图3、图6和图9所示，根据检测结果为光掩模版5上的缺陷超过允许范围，对光掩模版5进行清除包括控制吹气装置31和抽气装置32启动；根据缺陷的位置和尺寸，控制光掩模版5和/或吹气装置31运动。可以是光掩模版5运动，吹气装置31静止；可以是光掩模版5静止，吹气装置31运动；还可以是光掩模版5和吹气装置31均运动。针对缺陷的位置和尺寸进行针对性的清除，提高了清除的效率和效果。根据缺陷的尺寸改变吹气装置31的风力大小，避免对光掩模版5造成损坏。

在本申请的一些实施例中，通过吹气装置31和抽气装置32能够将光掩模版5上的微尘缺陷进行清除，除了微尘缺陷，光掩模版5上还至少存在黏着性缺陷和雾缺陷。对于存在黏着性缺陷和/或雾缺陷的光掩模版5也不能应用于芯片的生产制造，因此，在进行前文所述的缺陷清除之后，还需要对光掩模版5再次进行检测，以确定光掩模版5上是否存在黏着性缺陷或雾缺陷。如图7和图9所示，在根据检测结果为光掩模版5上的缺陷超过允许范围，对光掩模版5进行清洁之后还包括对光掩模版5进行二次检测；根据二次检测结果为光掩模版5上的缺陷未超过允许范围，将光掩模版5移送至曝光区域的曝光平台后，对光掩模版5进行曝光；根据二次检测结果为光掩模版5上的缺陷超过允许范围，控制机械抓手卸载光掩模版5。要对光掩模版5进行二次检测说明该光掩模版5已经经过一次缺陷清除，二次检测的对象是黏着性缺陷和雾缺陷。如果二次检测的结果是光掩模版5上的缺陷超过允许范围，说明该光掩模版5上存在黏着性缺陷和/或雾缺陷，无法再进行芯片的生产制造，通过机械抓手将该光掩模版5从装载台上取走以便进行下一个光掩模版5的检测。如果二次检测的结果是光掩模版5上的缺陷未超过允许范围，将光掩模版5移送至曝光区域的曝光平台后，可以对光掩模版5进行曝光。

在本申请的一些实施例中，如图8和图9所示，对光掩模版5进行二次检测包括控制检测装置2启动；检测是否存在经光掩模版5散射的二次光线；根据不存在经光掩模版5散射的二次光线，确定光掩模版5上的缺陷未超过允许范围；根据存在经光掩模版5散射的二次光线，确定光掩模版5上存在雾缺陷和/或黏着性缺陷。当光掩模版上存在超过允许范围的缺陷时，经过超过允许范围的缺陷时光线会发生散射，经过未超过允许范围的缺陷时会直接反射或透射，根据光线的不同可以确定经过一次清除的光掩模版5存在黏着性缺陷和/或雾缺陷。

其中，对光掩模版5进行二次检测还存在其他方法，例如，包括控制检测装置2启动；获取光掩模版5的二次实际图像和标准图像；根据二次实际图像与标准图像相同，确定光掩模版5上的缺陷未超过允许范围；根据二次实际图像与标准图像不同，确定光掩模版5上存在雾缺陷和/或黏着性缺陷。获取光掩模版5的实际图像和标准图像，标准图像是缺陷在允许范围内的光掩模版5的图像，并不特指完全不存在缺陷的光掩模版5的图像。通过实际图像和标准图像的对比，可以确定经过一次清除的光掩模版5是否存在黏着性缺陷和/或雾缺陷。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光掩模版缺陷处理设备，设置在曝光机内部，其特征在于，包括：

装载装置，所述装载装置设置成装载光掩模版；

检测装置，所述检测装置设置成对所述光掩模版进行检测；

清除装置，所述清除装置设置成对所述光掩模版上的缺陷进行清除；

控制装置，所述装载装置、所述检测装置和所述清除装置分别与所述控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述的光掩模版缺陷处理设备，其特征在于，所述清除装置包括：

吹气装置，所述吹气装置设置成向所述光掩模版输送气体以清除所述光掩模版上的缺陷；

抽气装置，所述吹气装置的出风口与所述抽气装置的进风口相对。

3.根据权利要求1所述的光掩模版缺陷处理设备，其特征在于，所述检测装置包括：

光源，所述光源设置成为所述光掩模版提供光线；

检测器，所述检测器设置成检测是否存在经所述光掩模版散射的光线以确定所述光掩模版上的缺陷是否超过允许范围。

4.一种曝光机，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的光掩模版缺陷处理设备。

5.一种光掩模版缺陷处理方法，其特征在于，包括：

将光掩模版装载到光掩模版缺陷处理设备中；

对所述光掩模版进行检测；

根据检测结果为所述光掩模版上的缺陷未超过允许范围，将所述光掩模版移送至曝光区域的曝光平台后，对所述光掩模版进行曝光；

根据检测结果为所述光掩模版上的缺陷超过允许范围，对所述光掩模版进行清除。

6.根据权利要求5所述的光掩模版缺陷处理方法，其特征在于，所述将光掩模版装载到光掩模版缺陷处理设备中包括：

将所述光掩模版放入传送盒中；

将所述传送盒放入曝光机中；

控制机械抓手取出所述光掩模版并移送至所述曝光机的装载台上；

获取所述光掩模版的识别码。

7.根据权利要求5所述的光掩模版缺陷处理方法，其特征在于，所述对所述光掩模版进行检测包括：

控制检测装置启动；

检测是否存在经所述光掩模版散射的光线；

根据不存在经所述光掩模版散射的光线，确定所述光掩模版上的缺陷未超过允许范围；

根据存在经所述光掩模版散射的光线，确定所述光掩模版上的缺陷超过允许范围并确定缺陷的位置和尺寸。

8.根据权利要求5所述的光掩模版缺陷处理方法，其特征在于，所述根据检测结果为所述光掩模版上的缺陷超过允许范围，对所述光掩模版进行清除包括：

控制吹气装置启动；

控制抽气装置启动；

根据所述缺陷的位置和尺寸，控制所述光掩模版和/或所述吹气装置运动。

9.根据权利要求5所述的光掩模版缺陷处理方法，其特征在于，在所述根据检测结果为所述光掩模版上的缺陷超过允许范围，对所述光掩模版进行清洁之后还包括：

对所述光掩模版进行二次检测；

根据二次检测结果为所述光掩模版上的缺陷未超过允许范围，将所述光掩模版移送至曝光区域的曝光平台后，对所述光掩模版进行曝光；

根据二次检测结果为所述光掩模版上的缺陷超过允许范围，控制机械抓手卸载所述光掩模版。

10.根据权利要求9所述的光掩模版缺陷处理方法，其特征在于，所述对所述光掩模版进行二次检测包括：

控制检测装置启动；

检测是否存在经所述光掩模版散射的二次光线；

根据不存在经所述光掩模版散射的二次光线，确定所述光掩模版上的缺陷未超过允许范围；

根据存在经所述光掩模版散射的二次光线，确定所述光掩模版上存在雾缺陷和/或黏着性缺陷。

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