CN117631464A - 浸润式光刻机机台缺陷检测方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种浸润式光刻机机台缺陷检测方法，包括：通过待测机台按照预设光刻工艺参数组对第一测试晶圆曝光预设图案，得到第一测试图案，所述待测机台为浸润式光刻机机台，所述预设图案包括条纹图案；对所述第一测试图案进行缺陷检测，根据所述缺陷检测的结果判断所述待测机台是否出现缺陷。本公开实施例可以检测出浸润式光刻机机台是否存在缺陷。

Description

浸润式光刻机机台缺陷检测方法

技术领域

本公开涉及集成电路制造技术领域，具体而言，涉及一种浸润式光刻机机台的缺陷检测方法。

背景技术

浸润式光刻机机台是以液体(通常使用水)为介质进行曝光工艺的晶圆加工机台。将待加工晶圆放置在浸润式光刻机机台的浸没罩(immersion hood，IH)中后，将介质液体填充在光源和待加工晶圆之间，可以利用液体高于气体的折射系数提高光源的曝光精度。

由于使用液体作为介质，如果浸润式光刻机机台本身(例如浸没罩内部)或者介质液体出现杂质、碎屑等微小物质，这些微小物质将可能随着液体流动到待加工晶圆上方，造成曝光缺陷，严重时甚至会导致晶圆报废。而液体介质不能通过与气体介质相同的抽真空等方式检测杂质，这使得浸润式光刻机机台的缺陷检测至关重要又充满难点。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种浸润式光刻机机台缺陷检测方法，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的浸润式光刻机机台的缺陷难以检测的问题。

根据本公开的第一方面，提供一种浸润式光刻机机台缺陷检测方法，包括：通过待测机台按照预设光刻工艺参数组对第一测试晶圆曝光预设图案，得到第一测试图案，所述待测机台为浸润式光刻机机台，所述预设图案包括条纹图案；对所述第一测试图案进行缺陷检测，根据所述缺陷检测的结果判断所述待测机台是否出现缺陷。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一测试晶圆包括多个曝光区域，相邻的所述曝光区域之间设置有切割道，所述通过待测机台按照预设光刻工艺参数组对第一测试晶圆曝光预设图案包括：对每个所述曝光区域均曝光所述预设图案。

在本公开的一种示例性实施例中，所述条纹图案中线条的线宽被设置为所述待测机台的最小曝光线宽。

在本公开的一种示例性实施例中，所述条纹图案包括多条平行的线条，相邻两个线条的间距均被设置为所述待测机台的最小曝光线间距。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设光刻工艺参数组包括第一参数和第二参数，所述第一参数具有第一参数值，所述第二参数具有第二参数值，所述方法还包括：分别将多个备选的第一参数值和多个备选的第二参数值按照数值大小进行排列，形成第一矩阵光刻工艺参数组，所述第一矩阵光刻工艺参数组包括多个光刻工艺参数组，每个所述光刻工艺参数组均包括所述第一参数值与所述第二参数值；按照多个所述光刻工艺参数组分别对所述第二测试晶圆上的多个曝光区域曝光所述预设图案，得到与每个所述光刻工艺参数组对应的第二测试图案；根据每个光刻工艺参数组对应的所述第二测试图案的检测尺寸，在所述多个光刻工艺参数组中确定所述预设光刻工艺参数组。

在本公开的一种示例性实施例中，至少两个不同的曝光区域按照相同的光刻工艺参数组进行所述预设图案的曝光。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二测试晶圆的数量至少为2个。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一参数为曝光能量，所述第二参数为曝光焦距。

在本公开的一种示例性实施例中，所述检测尺寸包括线宽，所述根据每个光刻工艺参数组对应的所述第二测试图案的检测尺寸，在所述多个光刻工艺参数组中确定所述预设光刻工艺参数组包括：

在所述第二测试晶圆上，检测每个曝光区域上形成的第二测试图案，若线宽位于预设取值区间，且所述第二测试图案不存在缺陷，则将所述第二测试图案对应的光刻工艺参数组设置为候选光刻工艺参数组，得到第二矩阵光刻工艺参数组，所述第二矩阵光刻工艺参数组包括多个候选光刻工艺参数组；

按照预设规则在多个所述候选光刻工艺参数组中选取所述预设光刻工艺参数组。

在本公开的一种示例性实施例中，多个所述候选光刻工艺参数组对应的第一参数值均为候选第一参数值，所述多个所述候选光刻工艺参数组对应的第二参数值均为候选第二参数值，所述按照预设规则在多个所述候选光刻工艺参数组中选取所述预设光刻工艺参数组包括：

在全部所述候选第一参数值中，选择与全部所述候选第二参数值形成的光刻工艺参数组对应的线宽均位于所述预设取值区间的候选第一参数值，得到候选目标第一参数值；

将多个所述候选目标第一参数值按照数值大小进行排列，将排列得到的中间值设置为目标第一参数值；

将全部所述候选第二参数值按照数值大小进行排列，将排列得到的中间值设置为目标第二参数值；

将所述目标第一参数值和所述目标第二参数值分别设置为所述预设光刻工艺参数组中的第一参数值和第二参数值。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设取值区间根据所述条纹图案中线条的预设线宽以及预设波动范围确定。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一测试晶圆的数量为4～6个。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一测试晶圆和所述第二测试晶圆均为非产品所用的晶圆。

在本公开的一种示例性实施例中，所述对所述第一测试图案进行缺陷检测包括：

对所述第一测试图案进行缺陷扫描，得到缺陷扫描图，判断所述缺陷扫描图中是否存在曝光轨迹缺陷；

若所述缺陷扫描图中存在曝光轨迹缺陷，则利用电子显微镜对存在曝光轨迹缺陷的第一测试图案进行缺陷检测，得到电子显微镜检测结果；

或者，若所述缺陷扫描图中存在缺陷但不确定是否为曝光轨迹缺陷，则利用电子显微镜对存在缺陷的第一测试图案进行缺陷检测，得到电子显微镜检测结果；

基于所述电子显微镜检测结果，判断所述待测机台是否出现缺陷和缺陷类型。

在本公开的一种示例性实施例中，在所述待测机台运行预设时长，或者在所述待测机台处理超过预设数量的晶圆后，对所述待测机台进行检测。

本公开实施例通过使用待测机台对测试晶圆曝光条纹形态的预设图案(条纹图案)，并对曝光结果进行缺陷检测，可以及时检测到浸润式光刻机机台是否出现缺陷(以及缺陷类型)，从而避免或减少由此造成的产品晶圆上出现的缺陷概率，进而可以有效提高产品良率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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是本公开实施例中浸润式光刻机机台缺陷检测方法的流程图。

图2是本公开一个实施例中预设图案的示意图。

图3是本公开另一个实施例中预设图案的示意图。

图4是本公开实施例中确定预设光刻工艺参数组的流程图。

图5是步骤S41中第一矩阵光刻工艺参数组的示例。

图6是本公开一个实施例中步骤S3的流程图。

图7是筛选候选光刻工艺参数组的示意图。

图8是本公开一个实施例中步骤S432的子流程图。

图9是图8所示实施例的筛选数据示意图。

图10是本公开一个实施例中步骤S2的子流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

下面结合附图对本公开示例实施方式进行详细说明。

图1是本公开实施例中浸润式光刻机机台缺陷检测方法100的流程图。

参考图1，方法100可以包括：

步骤S1，通过待测机台按照预设光刻工艺参数组对第一测试晶圆曝光预设图案，得到第一测试图案，待测机台为浸润式光刻机机台，预设图案包括条纹图案；

步骤S2，对第一测试图案进行缺陷检测，根据缺陷检测的结果判断待测机台是否出现缺陷。

本公开实施例中，待测机台为浸润式光刻机机台。但是，如果其他种类的光刻机机台也能够通过本公开实施例的方法加以测试，则该种类的机台也可以作为待测机台。

在对浸润式光刻机机台进行缺陷检测时，可以发现包括浸没罩(immersion hood，IH，也称浸润罩)的缺陷在内的多种缺陷。缺陷的种类可以根据对第一测试图案的缺陷检测结果来识别。在本公开实施例中，通过设置将用于测试的预设图案设置为对浸没罩缺陷最敏感的条纹图案，使得浸没罩缺陷(类型主要包括颗粒缺陷(particle)、桥接(bridge)或图形不良(pattern NG))更容易被检测出来。如果待测机台为其他种类的机台，主要检测的是相应其他种类的缺陷，也可以设置其他预设图案进行检测。

在测试过程中，使用的第一测试晶圆可以是非产品所用的晶圆(NPW，Non-ProductWafer)。在一个实施例中，第一测试晶圆的数量可以为4-6片，以实现对待测晶圆的充分测试。

预设光刻工艺参数组与预设图案对应，是预先测得的能够将预设图案曝光在第一测试晶圆上的一组最佳光刻工艺参数。预设光刻工艺参数组可以包括多种光刻工艺参数，例如曝光焦距、曝光能量等，每种光刻工艺参数均具有对应的值。在进行步骤S1之前，可以通过实验测试获得能够曝光预设图案的最佳值，以减少对第一测试图案进行检测时，由于光刻工艺参数不合适引起的缺陷。确定预设光刻工艺参数组的详细过程可以参见图7-图9所示实施例及其对应描述。

预设图案是理想图案，可以通过制造产品晶圆时使用的掩膜版进行绘制，以在与待测机台正常生产过程中完全一致的环境和流程下，对待测机台进行测试。

需要说明的是，在对第一测试晶圆曝光预设图案时，最佳地，需要选择对IH缺陷最敏感的图层(layer)进行曝光，如BWZ(埋入式字线，Buried word line)，该层为图案线宽最小的层。为了提高测试效率，用于形成第一测试图案的图层也可以为晶圆的衬底层，材质例如为硅(Si)。为了提高对实际工况下缺陷的检测效率，选择的图层也可以与待测机台最常加工的晶圆图层相同。

理想状态下，第一测试图案应该与预设图案相同。但是由于掩膜版制造工艺误差、待测机台的性能不同、预设光刻工艺参数组的选取不同，以及实际工况中其他可能发生的影响，掩模板上的预设图案可能与设计的预设图案存在误差，第一测试图案可能与掩模板上的预设图案存在误差，从而造成第一测试图案与设计的预设图案存在误差。因此，在实际执行过程中，可以首先检查预设图案对应的掩膜版的精确度，以降低其他因素对第一测试图案与预设图案的匹配可能造成的不良影响。

在将预设图案设置为具有密集条纹的条纹图案的情况下，第一测试图案即使与设计的预设图案存在一定误差，也不会影响对IH缺陷的敏感，这也是本公开实施例选择将预设图案设置为条纹图案的原因。

在本公开的一种示例性实施例中，可以在待测机台运行预设时长，或者在待测机台处理超过预设数量的晶圆后，对待测机台进行检测。上述预设时长例如可以设置为72小时，预设数量例如可以设置为1500片。此外，也可以在更换浸没罩后，立刻对浸没罩缺陷进行检测。本领域技术人员可以根据实际需求自行设置对待测机台进行测试的频率，本公开对此不作特殊限制。

通过使用测试晶圆定期对待测机台进行测试，可以避免在产品晶圆中出现缺陷时才发现待测机台出现缺陷，从而有效提高对待测机台的监控效率，提高产品良率，降低生产成本。

图2是本公开一个实施例中预设图案的示意图。

由于待测机台为浸润式光刻机机台，曝光精度较高，为了准确检测到待测机台的浸没罩缺陷，可以使用对浸没罩缺陷最敏感的预设图案进行测试。在本公开实施例中使用条纹图案200作为测试图案(预设图案)。

参考图2，条纹图案200可以包括多条平行的线条21，线条21可以为直线，也可以为曲线，图2所示实施例中以直线为例。

相邻两个线条21的间距Dmin(边沿间距)均被设置为待测机台的最小曝光线间距。在一个实施例中，条纹图案中线条21的线宽可以均被设置为待测机台的最小曝光线宽Wmin。即，条纹图案200中的线条21的线宽相等、线间距相等。

由于线宽最小、线间距最小，若待测机台出现任意微小缺陷，即会引起细密的线条21的形变，从而使待测机台的缺陷更容易被检测出来。

在本公开的其他实施例中，预设图案也可以为由多条平行的曲线或者同心圆、同心矩形等形成的图案。

当预设图案包括多条平行的曲线时，每条曲线的线宽也可以被设置为待测机台的最小曝光线宽，相邻两条曲线之间的间距也可以被设置为待测机台的最小曝光线间距，相邻两条曲线之间的间距处处相等。将预设图案设置为曲线可以实现对预设机台曝光弧形图案的缺陷检验。

在另一个场景下，可以将预设图案设置为多个同心的圆形，每个圆的圆心均位于曝光区域的中心，每个圆的半径均不相同，每个圆的线宽均为待测机台的最小曝光线宽，相邻两个圆的边沿的间距处处等于待测机台的最小曝光线间距。当曝光区域为整个晶圆时，多个圆的圆心为晶圆的中心，最外层的圆靠近晶圆边界，从而，设置多个同心的圆形进行测试可以实现对晶圆各处的曝光缺陷检测。

在再一个场景下，如果曝光区域为其他形状，例如矩形，也可以将预设图案设置为多个同心的矩形，该矩形的边沿可以与曝光区域形状相同，从而实现对曝光区域的全面测试。同样，每个矩形的几何中心与曝光区域的中心重合，每个矩形的边沿线宽均为待测机台的最小曝光线宽，相邻两个矩形的边沿的间距处处等于待测机台的最小曝光线间距。

但是无论曝光区域是何种形状，图2所示的形状均能够对曝光区域进行全面检测。

为了更准确地在与实际生产完全一致的条件下进行检测，对曝光区域的划分可以与实际生产完全一致。

图3是本公开另一个实施例中预设图案的示意图。

参考图3，在本公开的另一个实施例中，第一测试晶圆包括多个曝光区域31，相邻的曝光区域31之间设置有切割道32，步骤S1可以包括：对每个曝光区域31均曝光预设图案200。

在一个实施例中，一片第一测试晶圆上曝光区域31的数量例如为121个，与产品晶圆相同。通过使用与产品晶圆相同的曝光区域划分进行预设图案200的曝光，可以在与产品生产相同的条件下，准确检测出能够对产品生产造成影响的缺陷，提高检测准确度。此外，也无需对待测机台进行特殊设置，仅需改变掩模板(使用产品光罩)上的图形即可，无需大范围调整掩膜版的布局和曝光方式，可以提高测试效率。

除了图2和图3所示的预设图案，在本公开的其他实施例中，还可以进行其他方式的曝光区域划分、使用其他图案对第一测试晶圆进行曝光，只要能够准确检测出待测晶圆对应的需要重点检测的微小缺陷的预设图案均可以应用在本公开实施例的方法中。

在步骤S1，对第一测试晶圆进行曝光的预设光刻工艺参数组的选择非常重要。如果该预设光刻工艺参数组选择不当，可能导致最终得到的第一测试图案模糊、扭曲、出现毛刺，甚至出现加工缺陷，进而引起缺陷误判。最轻的后果，也可能导致无法加工出理想的预设图案，降低检测到缺陷的概率。

因此，在本公开实施例中，在步骤S1之前，需要首先确定预设光刻工艺参数组。

图4是本公开实施例中确定预设光刻工艺参数组的流程图。

参考图4，在本公开的一种示例性实施例中，预设光刻工艺参数组包括第一参数和第二参数，第一参数具有第一参数值，第二参数具有第二参数值，方法100还可以包括：

步骤S41，分别将多个备选的第一参数值和多个备选的第二参数值按照数值大小进行排列，形成第一矩阵光刻工艺参数组，第一矩阵光刻工艺参数组包括多个光刻工艺参数组，每个光刻工艺参数组均包括第一参数值与第二参数值；

步骤S42，按照多个光刻工艺参数组分别对第二测试晶圆上的多个曝光区域曝光预设图案，得到与每个光刻工艺参数组对应的第二测试图案；

步骤S43，根据每个光刻工艺参数组对应的第二测试图案的检测尺寸，在多个光刻工艺参数组中确定预设光刻工艺参数组。

在图4所示实施例中，第二测试晶圆同样为非产品晶圆(NPW)，为了准确测试出最优的预设光刻工艺参数组，第二测试晶圆的数量至少为2个。确定最优的预设光刻工艺参数组的过程对每个待测机台来说可以仅进行一次，后续每次使用第一测试晶圆进行缺陷检测时，可以直接使用预设光刻工艺参数组，除非待测晶圆出现变动(维修、重新安装等)，否则无需重新确定预设光刻工艺参数组。对第二测试晶圆进行测试的图层(layer)需要与对第一测试晶圆进行测试的图层相同。

在一个实施例中，预设光刻工艺参数组可以包括第一参数和第二参数，第一参数例如为曝光能量，第二参数例如为曝光焦距，第一参数具有第一参数值，第二参数具有第二参数值，预设光刻工艺参数组中的第一参数值和第二参数值可以通过实验进行确定。

因此，为了筛选出最优的预设光刻工艺参数组，可以分别从多个备选的第一参数值和第二参数值中筛选合适的第一参数值(即第一参数的值)和第二参数值(即第二参数的值)。具体来说，可以根据备选的第一参数值和第二参数值在步骤S41生成多个待选的光刻工艺参数组。

图5是步骤S41中第一矩阵光刻工艺参数组的示例。

以第一参数值为曝光能量、第二参数值为曝光焦距为例，选择备选的第一参数值和第二参数值的过程，首先可以包括测得或者计算得到每个曝光焦距下，不同曝光能量对应的线宽，从而得到对应的线宽在预设取值范围内的曝光焦距和曝光能量组合，进而将该组合对应的全部曝光能量的数值均列为备选的第一参数值，对应的全部曝光焦距的数值均列为备选的第二参数值。再对这些备选的曝光焦距的数值和曝光能量的数值的组合进行进一步分析和筛选。

具体地，参考图5，假设备选的第一参数值(曝光能量)包括24、24.5、25、25.5、26、26.5、27、27.5、28、28.5、29，备选的第二参数值(曝光焦距)包括-0.11、-0.09、-0.07、-0.05、-0.03、-0.01、0.01、0.03、0.05、0.07，则可以生成如图5所示的第一矩阵光刻工艺参数组，每个第一参数值与每个第二参数值结合，以形成待选的光刻工艺参数组。图5中每个格子Aij(i为行标号，j为列标号)即对应一个待选的光刻工艺参数组。

此外，多个第一参数值和多个第二参数值的选取可以根据经验选取，也可以根据计算选取，只要能够确定一个预期能够曝光预设图案的数值范围即可，最佳数值可以在后续过程中确定。

在步骤S42，可以使用每个待选的光刻工艺参数组对第二测试晶圆进行曝光测试，以验证哪个光刻工艺参数组具有较理想的曝光效果。

为了提高测试效率，可以在一片第二测试晶圆上使用多个光刻工艺参数组曝光预设图案，一些情况下，可以分别使用全部待选的光刻工艺参数组对一片第二测试晶圆的不同区域进行曝光，以得到与每个光刻工艺参数组对应的第二测试图案。

在第二测试晶圆包括多个曝光区域(如图3所示)时，每个光刻工艺参数组可以对应曝光一或多个曝光区域。如果曝光区域的数量小于光刻工艺参数组的组数量，可以使用多片第二测试晶圆进行测试。如果曝光区域的数量等于光刻工艺参数组的组数量，可以设置每个曝光区域对应不同的一个光刻工艺参数组。如果曝光区域的数量大于光刻工艺参数组的组数量，可以设置至少两个不同的曝光区域按照相同的光刻工艺参数组进行预设图案的曝光。

为了避免因为第二测试晶圆本身的缺陷导致的筛选失误，可以对至少两片第二测试晶圆进行相同方式的曝光测试，例如对每片第二测试晶圆的同一个曝光区域均使用相同的一个光刻工艺参数组进行曝光，从而根据多片第二测试晶圆在相同环境下的曝光结果，判断每个光刻工艺参数组的曝光效果。

进一步，对于在检测过程中形成的与每个光刻工艺参数组对应的第二测试图案，可以在其中选择不存在缺陷(图像要求边缘不粗糙、图形形貌好、平滑完整等)或存在不超过5％缺陷(多次检测的图像)的第二测试图案对应的曝光焦距的数值和曝光能量的数值的组合，在备选的曝光焦距的数值和曝光能量的数值的组合中，得到候选光刻工艺参数组。

图6是本公开一个实施例中步骤S3的流程图。

参考图6，在本公开的一种示例性实施例中，检测尺寸包括线宽，步骤S43可以包括：

步骤S431，在第二测试晶圆上，检测每个曝光区域上形成的第二测试图案，若线宽位于预设取值区间，且第二测试图案不存在缺陷，则将第二测试图案对应的光刻工艺参数组设置为候选光刻工艺参数组，得到第二矩阵光刻工艺参数组，第二矩阵光刻工艺参数组包括多个候选光刻工艺参数组；

步骤S432，按照预设规则在多个候选光刻工艺参数组中选取预设光刻工艺参数组。

一些实施方式中，预设取值区间根据条纹图案中线条的预设线宽以及预设波动范围确定。选取不同层的条纹图案，其具有相应的预设线宽和相应的预设波动范围。

当预设图案为图2或图3所示的条纹图案，且预设图案的线宽为待测机台的最小曝光线宽时，预设取值区间根据该最小曝光线宽以及预设波动范围确定。例如，最小曝光线宽为35nm，预设波动范围为±1nm，则预设取值区间为34nm～36nm。

在步骤S431筛选加工线宽时，还需要保证第二测试图案不存在缺陷(电镜图的图像要求边缘不粗糙、图形形貌好、平滑完整等)。因此虽然线宽满足要求，但是如果第二测试图案存在缺陷，则也需要剔除与该存在缺陷的第二测试图案相对应的光刻工艺参数组。具体地，如果一个光刻工艺参数组对应多个曝光区域的多个第二测试图案，其中仅一个第二测试图案或在5％以下的第二测试图案存在缺陷，其他不存在缺陷，且不存在缺陷的第二测试图案中的线宽位于预设取值区间，考虑到偏差，仍旧可以将该光刻工艺参数组设置为候选光刻工艺参数组。

相反，如果一个光刻工艺参数组对应的第二测试图案的线宽位于预设取值区间，但是每个第二测试图案或超过5％的第二测试图案均存在缺陷，则不能将该光刻工艺参数组设置为候选光刻工艺参数组。

因此，为了防止误判，可以通过设置多个曝光区域或者多片第二测试晶圆等手段，对一个光刻工艺参数进行准确判断。

图7是筛选候选光刻工艺参数组的示意图。

参考图7，在图5的第一矩阵光刻工艺参数组的基础上，检测每个曝光区域上形成的第二测试图案，记录每个光刻工艺参数组Aij对应的线宽，若线宽位于预设取值区间，且第二测试图案不存在缺陷，则将对应的光刻工艺参数组Aij标记为候选光刻工艺参数组B，在图7中用阴影表示。

由图7可以看出，在筛选出的多个候选光刻工艺参数组B中，可能对应多个第一参数值(25.5～28.5)和多个第二参数值(-0.11～0.05)，为了进一步筛选可以将多个候选光刻工艺参数组对应的第一参数值均设置为候选第一参数值(图7中标记为B1)，多个候选光刻工艺参数组对应的第二参数值均设置为候选第二参数值(图7中标记为B2)，基于候选第一参数值和候选第二参数值进行进一步筛选。

在图7对应的实验中发现，曝光焦距0.07对应的一列光刻工艺参数组对应的线宽虽然在预设取值区间，但是第二测试图案或超过5％的第二测试图案存在缺陷，因此不被列入候选光刻工艺参数组。

图8是本公开一个实施例中步骤S432的子流程图。

参考图8，在一个实施例中，步骤S432可以包括：

步骤S4321，在全部候选第一参数值中，选择与全部候选第二参数值形成的光刻工艺参数组对应的线宽均位于预设取值区间的候选第一参数值，得到候选目标第一参数值；

步骤S4322，将多个候选目标第一参数值按照数值大小进行排列，将排列得到的中间值设置为目标第一参数值；

步骤S4323，将全部候选第二参数值按照数值大小进行排列，将排列得到的中间值设置为目标第二参数值；

步骤S4324，将目标第一参数值和目标第二参数值分别设置为预设光刻工艺参数组中的第一参数值和第二参数值。

图9是图8所示实施例的筛选数据示意图。

参考图8和图9，图9中的列为图7中选出的候选第一参数值，行为候选第二参数值，均按照数值大小排列。

在步骤S4321，首先可以确定每个候选第一参数值与全部第二候选参数值对应的光刻工艺参数组对应的线宽，即图9中的一行数据。确定哪个候选第一参数值对应的一行数据均在预设取值区间(图中9用虚线框表示)，将其设置为候选目标第一参数值，在图9中候选目标第一参数值为26.5、27、27.5。

接下来，在步骤S4322，选取候选目标第一参数值的中间值(27)作为目标第一参数值。

在步骤S4323，将全部候选第二参数值的中间值(-0.03)设置为目标第二参数值。

最后，将预设光刻工艺参数组设置为(目标第一参数值，目标第二参数值)，即图9中的(27，-0.03)。

选择候选目标第一参数值的中间值和候选第二参数值的中间值形成最终的预设光刻工艺参数组，能够在存在误差时，也能保证曝光出的线宽在预设取值区间内(线宽总会位于图9中的虚线区域)，即容错余量最大。

其中，步骤S4323中，目标第二参数值的确定，还可以包括以下方法：可以根据第一矩阵光刻工艺参数组及其对应的线宽，构建泊松分布图，可以通过泊松分布图(Bossung曲线，为曝光焦距与线宽的曲线图，横坐标为曝光焦距，纵坐标为线宽)，选取Bossung曲线的对称中心点对应的横坐标为目标第二参数值。同时该方法得到的目标第二参数值可以通过如下方法验证：以该目标第二参数值作为第二参数值得到的图案，满足线宽位于预设取值区间且图案不存在缺陷，且为第二参数值按照数值大小进行排列的中间值。

本公开实施例虽然以上述数值举例，但是在实际应用中，根据最小曝光线宽、最小曝光线距，根据预设图像的不同、待测机台性能的不同，可调节的第一参数和第二参数还可以有其他种类，即使同样为曝光能量和曝光焦距，也可以为其他数值，本领域技术人员可以根据实际工况自行调节。

接下来，在步骤S2，对第一测试图案进行缺陷检测。检测过程例如可以包括：对第一测试图案进行缺陷扫描，得到缺陷扫描图，判断缺陷扫描图中是否存在曝光轨迹缺陷；若缺陷扫描图中存在曝光轨迹缺陷，则利用电子显微镜对存在曝光轨迹缺陷的第一测试图案进行缺陷检测，得到电子显微镜检测结果；或者，若缺陷扫描图中存在缺陷但不确定是否为曝光轨迹缺陷，则利用电子显微镜对存在缺陷的第一测试图案进行缺陷检测，得到电子显微镜检测结果；基于电子显微镜检测结果，判断待测机台是否出现缺陷和缺陷类型。

图10是本公开一个实施例中步骤S2的子流程图。

参考图10，在本公开的一种示例性实施例中，步骤S2可以包括：

步骤S21，对第一测试图案进行缺陷扫描，得到多张缺陷扫描图；

步骤S22，判断是否有至少一张缺陷扫描图中存在缺陷，如果是，进入步骤S23，否则进入步骤S28判断待测机台不存在缺陷；

步骤S23，判断是否能确定缺陷为曝光轨迹缺陷，如果是，进入步骤S24，如果否，进入步骤S25；

步骤S24，若在至少一个缺陷扫描图中存在曝光轨迹缺陷，则利用电子显微镜对存在曝光轨迹缺陷的第一测试图案进行缺陷检测，得到电子显微镜检测结果，然后直接进入步骤S26根据电子显微镜检测结果判断缺陷类型；

步骤S25，若在至少一个缺陷扫描图中存在缺陷但不确定是否为曝光轨迹缺陷，则利用电子显微镜对存在缺陷的第一测试图案进行缺陷检测，得到电子显微镜检测结果；

步骤S26，根据电子显微镜检测结果判断是否是待测机台出现缺陷(还可能是涂胶显影机出现缺陷)，如果是，进入步骤S27确定待测机台的缺陷类型，否则进入步骤S28判断待测机台不存在缺陷。

图10所示实施例的缺陷扫描过程可以为一般的缺陷扫描过程，例如通过电子束反射等手段构建不同角度、不同焦距、不同区域的缺陷扫描图，缺陷扫描图可以为三维立体图像。接下来，通过缺陷检测软件自动判断或者人工判断缺陷扫描图中是否存在缺陷，并在判断存在缺陷时使用电子显微镜进一步进行观察判断，可以准确判断出待测机台是否出现缺陷和缺陷类型。

其中，在步骤S23，如果直接判断出缺陷扫描图中存在缺陷，且缺陷为曝光轨迹缺陷，则可以在步骤S24和步骤S27进一步通过电子显微镜确定待测机台出现IH缺陷以及该缺陷的类型，缺陷类型例如可以包括桥接(bridge)、颗粒(particle)、图形不良(Pattern NG)等。也可以大致推断是由何种原因造成的缺陷，原因例如包括：循环水中带有的杂质、纤维、颗粒等，曝光时水渍有残留，机台组件如晶圆工作台(wafer table)磨损或防水膜发生翘曲等。

如果判断出缺陷扫描图中存在缺陷，但是无法确定为何种缺陷，则可以在步骤S25和步骤26中另行判断，例如，需进一步判断该缺陷是曝光机带来的缺陷还是涂胶显影机带来的缺陷，并在判断该缺陷是曝光机(待测机台)带来的缺陷时，进一步判断是何种原因造成的缺陷。

在一些实施例中，为了防止晶圆本身问题导致的缺陷或者掩膜版导致的缺陷对待测机台的检测造成影响，还可以更换第一测试晶圆或者掩膜版进行测试，以确定待测机台是否存在缺陷。一个实施例中，第一测试晶圆的数量可以为4-6片，以实现对待测晶圆的充分测试。

最后，将由待测机台进行曝光过程中造成的缺陷的位置标记出来，并详细记录每个缺陷对应的原因，标记待测机台为存在缺陷的机台，并将缺陷信息加入为对待测机台进行维护的数据库。

在一些实施例中，由于多张缺陷扫描图的视野不同、对准的区域不同，同一个区域可能对应存在多张缺陷扫描图，此时可以使用同一个区域对应的多张缺陷扫描图综合对该区域进行缺陷判断。

此外，对于每个区域(多个区域之间存在重叠)，均可以使用该区域对应的多张缺陷扫描图综合进行缺陷判断，以对第一测试晶圆的全面检测。

综上所述，本公开实施例通过利用产品光罩将预设图形转移到非产品晶圆(NPWwafer)上，代替产品晶圆来进行缺陷检测(Defect monitor)，并使用待测机台对非产品晶圆曝光预设图案，可以及时检测出浸润式光刻机机台的缺陷，尤其是浸没罩(IH)的缺陷(IHDefect)，提高浸润式光刻机机台的维护效率。此外，由于使用的是产品光罩，曝光图形可以真实反应产品图形受IH Defect的影响。通过定期检测浸没式光刻机机台的缺陷，有助于减少IH Defect，提高产品良率。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和构思由权利要求指出。

Claims (15)

1.一种浸润式光刻机机台缺陷检测方法，其特征在于，包括：

通过待测机台按照预设光刻工艺参数组对第一测试晶圆曝光预设图案，得到第一测试图案，所述待测机台为浸润式光刻机机台，所述预设图案包括条纹图案；

对所述第一测试图案进行缺陷检测，根据所述缺陷检测的结果判断所述待测机台是否出现缺陷。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一测试晶圆包括多个曝光区域，相邻的所述曝光区域之间设置有切割道，所述通过待测机台按照预设光刻工艺参数组对第一测试晶圆曝光预设图案包括：对每个所述曝光区域均曝光所述预设图案。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述条纹图案中线条的线宽被设置为所述待测机台的最小曝光线宽。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述条纹图案包括多条平行的线条，相邻两个线条的间距均被设置为所述待测机台的最小曝光线间距。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设光刻工艺参数组包括第一参数和第二参数，所述第一参数具有第一参数值，所述第二参数具有第二参数值，所述方法还包括：

分别将多个备选的第一参数值和多个备选的第二参数值按照数值大小进行排列，形成第一矩阵光刻工艺参数组，所述第一矩阵光刻工艺参数组包括多个光刻工艺参数组，每个所述光刻工艺参数组均包括所述第一参数值与所述第二参数值；

按照多个所述光刻工艺参数组分别对第二测试晶圆上的多个曝光区域曝光所述预设图案，得到与每个所述光刻工艺参数组对应的第二测试图案；

根据每个光刻工艺参数组对应的所述第二测试图案的检测尺寸，在所述多个光刻工艺参数组中确定所述预设光刻工艺参数组。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，至少两个不同的曝光区域按照相同的光刻工艺参数组进行所述预设图案的曝光。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第二测试晶圆的数量至少为2个。

8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第一参数为曝光能量，所述第二参数为曝光焦距。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述检测尺寸包括线宽，所述根据每个光刻工艺参数组对应的所述第二测试图案的检测尺寸，在所述多个光刻工艺参数组中确定所述预设光刻工艺参数组包括：

在所述第二测试晶圆上，检测每个曝光区域上形成的第二测试图案，若线宽位于预设取值区间，且所述第二测试图案不存在缺陷，则将所述第二测试图案对应的光刻工艺参数组设置为候选光刻工艺参数组，得到第二矩阵光刻工艺参数组，所述第二矩阵光刻工艺参数组包括多个候选光刻工艺参数组；

按照预设规则在多个所述候选光刻工艺参数组中选取所述预设光刻工艺参数组。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，多个所述候选光刻工艺参数组对应的第一参数值均为候选第一参数值，所述多个所述候选光刻工艺参数组对应的第二参数值均为候选第二参数值，所述按照预设规则在多个所述候选光刻工艺参数组中选取所述预设光刻工艺参数组包括：

在全部所述候选第一参数值中，选择与全部所述候选第二参数值形成的光刻工艺参数组对应的线宽均位于所述预设取值区间的候选第一参数值，得到候选目标第一参数值；

将多个所述候选目标第一参数值按照数值大小进行排列，将排列得到的中间值设置为目标第一参数值；

将全部所述候选第二参数值按照数值大小进行排列，将排列得到的中间值设置为目标第二参数值；

将所述目标第一参数值和所述目标第二参数值分别设置为所述预设光刻工艺参数组中的第一参数值和第二参数值。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述预设取值区间根据所述条纹图案中线条的预设线宽以及预设波动范围确定。

12.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一测试晶圆的数量为4～6个。

13.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述第一测试晶圆和所述第二测试晶圆均为非产品所用的晶圆。

14.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述第一测试图案进行缺陷检测包括：

对所述第一测试图案进行缺陷扫描，得到缺陷扫描图，判断所述缺陷扫描图中是否存在曝光轨迹缺陷；

若所述缺陷扫描图中存在曝光轨迹缺陷，则利用电子显微镜对存在曝光轨迹缺陷的第一测试图案进行缺陷检测，得到电子显微镜检测结果；

或者，若所述缺陷扫描图中存在缺陷但不确定是否为曝光轨迹缺陷，则利用电子显微镜对存在缺陷的第一测试图案进行缺陷检测，得到电子显微镜检测结果；

基于所述电子显微镜检测结果，判断所述待测机台是否出现缺陷和缺陷类型。

15.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，在所述待测机台运行预设时长，或者在所述待测机台处理超过预设数量的晶圆后，对所述待测机台进行检测。