TWI434148B - Exposure control system and exposure control method - Google Patents

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TWI434148B
TWI434148B TW100121675A TW100121675A TWI434148B TW I434148 B TWI434148 B TW I434148B TW 100121675 A TW100121675 A TW 100121675A TW 100121675 A TW100121675 A TW 100121675A TW I434148 B TWI434148 B TW I434148B
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Description

曝光控制系統及曝光控制方法
本文中描述之實施例大致係關於曝光控制系統及曝光控制方法。
本申請案係基於且主張2010年6月29日申請的先前日本專利申請案第2010-148123號之優先權的權利；該案之全部內容以引用之方式併入本文中。
為應對半導體裝置之細微化，已提案有使用EUV(extreme ultraviolet：遠紫外線)光之反射型曝光。
由於該EUV反射型曝光係於真空腔室內進行，故係利用靜電夾頭(electrostatic chuck)保持光罩。靜電夾頭之材料通常係使用陶瓷。因此，存在自靜電夾頭脫離之陶瓷粒附著於光罩之背面之情形。又，存在光罩等之搬送時有粉塵等附著於光罩之背面之情形。如此於光罩之背面附著有異物之結果，導致有無法進行適當曝光之虞。
根據本發明之一實施例，曝光控制系統包含：重疊判定部，其判定附著於光罩之背面的異物之位置與保持上述光罩之夾頭之位置在以上述夾頭保持上述光罩時是否重疊；及曝光決定部，其在判定上述異物之位置與上述夾頭之位置未重疊之情形下，決定以上述夾頭保持上述光罩進行曝光。
根據本實施形態，能夠減少洗淨次數，且可提高半導體裝置之製造步驟之生產率。
以下，茲參照圖面說明實施形態。
(實施形態1)
圖1係顯示第1實施形態之曝光控制系統之構成的方塊圖。本系統係EUV反射型曝光用之系統。
本曝光控制系統雖具有與通常之曝光系統(曝光裝置)相同之基本構成，但進而具有通常之曝光系統不具備之特有的構成。
靜電夾頭12係保持EUV反射型曝光用之光罩者。靜電夾頭12之夾銷之材料係使用陶瓷。
異物(foreign matter)檢測部(unit)14係檢測附著於光罩之背面上之異物者。異物檢測部14係檢測關於異物之各種資訊。具體而言，係檢測異物之位置、異物之尺寸、異物之組成(異物之種類)等。
異物位置資訊記憶部16係記憶以異物檢測部14檢測之異物之位置資訊者。異物尺寸/組成資訊記憶部18係記憶以異物檢測部14檢測之異物之尺寸資訊及組成資訊者。夾頭位置資訊記憶部20係記憶靜電夾頭12之夾銷之位置資訊者。
重疊(overlap)判定部22係基於記憶於異物位置資訊記憶部16中之異物之位置資訊與記憶於夾頭位置資訊記憶部20中之夾銷之位置資訊，判定在利用夾頭保持光罩時，附著於光罩背面之異物之位置與夾銷之位置是否重疊。即，在利用夾頭保持光罩時，判定附著於光罩之背面之異物是否接觸於夾銷。
曝光決定部24係決定利用夾頭保持光罩進行曝光者。本實施形態中，係在藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾頭之位置未重疊之情形下，決定以夾頭保持光罩而進行曝光。
洗淨(cleaning)決定部26係在判定異物之位置與夾頭之位置為重疊之情形下，為除去異物而決定洗淨光罩者。
曝光部28係在決定以曝光決定部24進行曝光之情形下進行曝光者。該曝光部28係利用EUV光進行反射型之曝光，且於半導體基板(半導體晶圓)上之光致抗蝕劑轉印光罩上之圖案。
圖2係顯示本實施形態之曝光控制方法之動作之流程圖。
首先，將光罩搬入曝光系統(曝光裝置)內，利用異物檢測部14檢查光罩之背面(S11)。當於光罩之背面檢測到有異物時(S12)，進行異物觀察(S13)。藉此，取得異物之位置資訊、異物之尺寸資訊及異物之組成資訊。異物之位置資訊係被記憶於異物位置資訊記憶部16中(S14)，異物之尺寸資訊及異物之組成資訊係被記憶於異物尺寸/組成資訊記憶部18中(S15)。靜電夾頭12之夾銷之位置資訊被預先取得，且記憶於夾頭位置資訊記憶部20中(S16)。
其次，藉由重疊判定部22，基於記憶於異物位置資訊記憶部16中之異物之位置資訊、與記憶於夾頭位置資訊記憶部20中之夾銷之位置資訊，判定在利用夾頭保持光罩時，附著於光罩背面之異物之位置與夾銷之位置是否重疊(S17)。
當判定光罩之背面未附著異物時，及判定附著於光罩之背面之異物之位置與夾銷之位置未重疊時，決定藉由曝光決定部24進行曝光(S18)。該情形下，藉由曝光部28實行曝光。即，藉由EUV光進行反射型曝光，且將光罩上之圖案轉印(transfer)至半導體基板(半導體晶圓)上之光致抗蝕劑上(S19)。
在判定異物之位置與夾頭之位置為重疊之情形下，為除去異物而決定利用洗淨決定部26洗淨光罩，實行光罩背面之洗淨(S20)。即，如圖3所示，當異物106之位置與夾銷102之位置重疊時，由於光罩104會傾斜，故有不能進行適當之曝光(適當之圖案轉印)之虞。因此，本實施形態中會洗淨光罩除去異物。
實施洗淨後，再度將光罩搬入曝光系統(曝光裝置)內，藉由異物檢測部14檢查光罩之背面。
如上所述，在本實施形態中，判定附著於光罩之背面之異物之位置與保持光罩之夾頭(夾銷)之位置是否重疊。且，當判定異物之位置與夾頭之位置未重疊時，決定進行曝光。反射型光罩即使與圖案形成面相反之面(背面)上附著有異物仍不會對曝光造成影響，故只要異物之位置與夾頭之位置未重疊，即可進行適當之曝光(適當之圖案轉印)。因此，本實施形態中，因只在異物之位置與夾頭之位置重疊之情形下進行洗淨，故可減少洗淨次數，且能夠提高半導體裝置之製造步驟中之吞吐量。
(實施形態2)
圖4係顯示第2實施形態之曝光控制系統之構成的方塊圖。另，基本構成係與圖1所示之第1實施形態之構成相同，故省略第1實施形態所示之事項之說明。
本實施形態中，除圖1之構成以外，進而設置有曝光判定部30。該曝光判定部30係在藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾銷之位置重疊之情形下，判定以異物之位置與夾銷之位置重疊之狀態能否進行曝光。且，曝光決定部24係在以曝光判定部30判定能夠曝光之情形下，決定以夾頭保持光罩進行曝光。以曝光判定部30判定不能曝光之情形下，決定藉由洗淨決定部26洗淨光罩。
圖5係顯示本實施形態之曝光判定部30之構成之方塊圖。如圖5所示，曝光判定部30具備：計算光罩之表面與理想平面之偏差之偏差計算部32；及判定所計算之偏差是否滿足特定條件之偏差判定部34。以下將加以說明。
偏差計算部32基於記憶於異物位置資訊記憶部16中之異物的位置資訊、及記憶於異物尺寸/組成資訊記憶部18中之異物的尺寸/組成資訊，計算起因於異物之光罩之傾斜。即，在利用靜電夾頭保持光罩時附著於光罩背面之異物與夾銷重疊之情形下，因由光罩與夾銷所夾著之異物使光罩傾斜，故而計算其傾斜角。若因異物使光罩傾斜，且於光罩之表面(圖案形成面)產生凹凸，則會於光罩表面之理想平面與實際之光罩表面之間產生偏差。其結果，在半導體基板(半導體晶圓)之表面會產生焦點偏差，或使圖案位置位移。然而，只要偏差計算部32所計算之偏差小，且落在特定之容許範圍內，則即使以附著有異物之狀態(異物與夾銷接觸之狀態)進行曝光，仍能夠滿足所希望之微影技術條件。因此，以偏差判定部34判定以偏差計算部32計算之偏差是否滿足特定之條件(是否落在特定之容許範圍)。當判定為滿足特定條件之情形時，由曝光決定部24決定以附著有異物之狀態(異物與夾銷接觸之狀態)進行曝光。當判定為未滿足特定條件之情形時，因未能滿足所希望之微影技術條件，故由洗淨決定部26決定進行洗淨。
圖6係顯示本實施形態之曝光控制方法之動作的流程圖。另，因基本動作與圖2所示之第1實施形態之動作相同，故省略關於第1實施形態所示之事項的說明。
本實施形態中，在藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾銷之位置重疊之情形下，藉由曝光判定部30判定是否可以異物之位置與夾銷之位置重疊之狀態進行曝光(S21)。具體而言，如上所述，以偏差計算部32計算光罩之表面與理想平面之偏差，且以偏差判定部34判定所計算之偏差是否滿足特定之條件。而在判定為滿足特定之條件之情形下，由曝光決定部24決定以附著有異物之狀態進行曝光(S18)，且實行曝光(S19)。在判定為未滿足特定之條件之情形下，由洗淨決定部26決定進行洗淨，且實行洗淨(S20)。再者，藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾銷之位置未重疊之情形下，與第1實施形態相同，由曝光決定部24決定進行曝光(S18)，且實行曝光(S19)。
如上所示，本實施形態亦與第1實施形態相同，在判定異物之位置與夾頭之位置未重疊之情形下，因決定進行曝光，故可減少洗淨次數，提高半導體裝置之製造步驟中之吞吐量。又，本實施形態中，即使在判定異物之位置與夾頭之位置重疊之情形下，當判斷可以異物之位置與夾頭之位置重疊之狀態進行曝光時，仍決定進行曝光。因此，可進一步減少洗淨次數，進一步提高半導體裝置之製造步驟中之吞吐量。
(實施形態3)
圖7係顯示第3實施形態之曝光控制系統之構成的方塊圖。另，因基本構成與圖1所示之第1實施形態之構成相同，故省略關於第1實施形態所示之事項的說明。
本實施形態中，除圖1之構成以外，進而設置有曝光判定部40。該曝光判定部40在藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾銷之位置重疊之情形下，判定以使異物之位置與夾銷之位置相對位移之狀態能否進行曝光。且，曝光決定部24在以曝光判定部40判定能夠曝光之情形下，決定以夾頭保持光罩進行曝光。以曝光判定部40判定未能曝光之情形下，由洗淨決定部26決定洗淨光罩。以下，就本實施形態之曝光判定部40加以說明。
曝光判定部40係基於記憶於異物位置資訊記憶部16中之異物之位置資訊及記憶於夾頭位置資訊記憶部20中之夾銷之位置資訊，判定藉由使異物之位置與夾銷之位置相對位移能否曝光。具體而言，如圖8所示，係使光罩104之位置與夾銷102之位置相對位移，使異物106之位置與夾銷102之位置不重疊。且，以如此之狀態進行曝光時，在判定為滿足特定之微影技術條件之情形下，即判定能夠進行適當之曝光(適當之轉印)之情形下，決定進行曝光。
圖9係顯示本實施形態之曝光控制方法之動作之流程圖。另，因基本動作與圖2所示之第1實施形態之動作相同，故省略關於第1實施形態所示之事項的說明。
本實施形態中，在藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾銷之位置為重疊之情形下，位移光罩之位置(S22)。具體而言，使光罩之位置位移以不使異物之位置與夾銷之位置重疊。且，藉由曝光判定部40，判定以使異物之位置與夾銷之位置相對位移之狀態能否進行曝光(S23)。當判定能夠曝光時，由曝光決定部24決定以位移光罩位置之狀態進行曝光(S18)，且實行曝光(S19)。即，決定以附著有異物之狀態進行曝光，並實行曝光。曝光時會輸出光罩之位移量，以所輸出之位移量使光罩位移之狀態進行曝光。當判定未滿足特定之條件之情形下，由洗淨決定部26決定進行洗淨，且實行洗淨(S20)。另，當藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾銷之位置未重疊時，與第1實施形態相同，由曝光決定部24決定進行曝光(S18)，並實行曝光(S19)。
如上所示，本實施形態與第1實施形態相同，由於在判定異物之位置與夾頭之位置未重疊之情形下，決定進行曝光，故可減少洗淨次數，且提高半導體裝置之製造步驟中之吞吐量。又，本實施形態中，即使判定異物之位置與夾頭之位置為重疊之情形，只要判斷可以使異物之位置與夾銷之位置相對位移之狀態進行曝光之情形下，就可決定進行曝光。因此，可進一步減少洗淨次數，且進一步提高半導體裝置之製造步驟中之吞吐量。
再者，根據上述實施形態，雖以不使異物之位置與夾銷之位置重疊之方式使光罩之位置位移，然而只要是能夠進行適當之曝光(適當之圖案轉印)，則位移後異物之位置與夾銷之位置重疊亦可。
(實施形態4)
圖10係顯示第4實施形態之曝光控制系統之構成的方塊圖。另，因基本構成與圖1所示之第1實施形態之構成相同，故省略關於第1實施形態所示之事項的說明。
本實施形態中，除圖1之構成以外，進而設置有曝光判定部50。該曝光判定部50，係在藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾銷之位置為重疊之情形下，判定以異物之位置與夾銷之位置重疊之狀態，是否亦可藉由光罩之均勻化調整進行曝光。且，曝光決定部24係在以曝光判定部50判定能夠曝光之情形下，決定以夾頭保持光罩進行曝光。在曝光判定部50判定未能曝光之情形下，由洗淨決定部26決定洗淨光罩。以下，就本實施形態之曝光判定部50加以說明。
圖11係顯示本實施形態之曝光判定部50之構成之方塊圖。如圖11所示，曝光判定部50包含：假設使光罩傾斜而調整均勻化之狀態之均勻化(leveling)調整部52；計算光罩之表面與理想平面之偏差之偏差計算部54；及判定所計算之偏差是否滿足特定之條件之偏差判定部56。
均勻化調整部52，在異物之位置與夾銷之位置重疊之情形下，假設調整光罩之均勻化之狀態。偏差計算部54係計算以異物之位置與夾銷之位置重疊之狀態使光罩傾斜而進行均勻化調整時，光罩表面(圖案形成面)之理想平面與經均勻化調整之光罩表面之間的偏差。偏差判定部56係判定偏差計算部54所計算之偏差是否滿足特定之條件(是否落在特定之容許範圍)。當判定為滿足特定之條件時，由曝光決定部24決定以經均勻化調整之狀態且附著有異物之狀態(異物與夾銷接觸之狀態)進行曝光。實際上，較好為以使上述之偏差為最小之方式進行均勻化調整。當判定為未滿足特定之條件時，因不能滿足所希望之微影條件，故由洗淨決定部26決定進行洗淨。
圖12係顯示本實施形態之曝光控制方法之動作之流程圖。另，因基本動作與圖2所示之第1實施形態相同，故省略關於第1實施形態所示之事項的說明。
本實施形態中，在藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾銷之位置為重疊之情形下，假定使光罩傾斜進行均勻化調整之狀態(S24)。且，判定以經均勻化調整之狀態能否曝光(S25)。當判定為能夠曝光時，由曝光決定部24決定以將光罩均勻化調整之狀態進行曝光(S18)，且實行曝光(S19)。即，決定以附著有異物之狀態進行曝光，實行曝光。曝光時會輸出光罩之傾斜角，在以所輸出之傾斜角使光罩傾斜之狀態下進行曝光。當判定為未滿足特定之條件時，由洗淨決定部26決定進行洗淨，實行洗淨(S20)。另，在藉由重疊判定部22判定異物之位置與夾銷之位置未重疊之情形下，與第1實施形態相同，藉由曝光決定部24決定進行曝光(S18)，並實行曝光(S19)。
如上所述，本實施形態亦與第1實施形態相同，在判定異物之位置與夾頭之位置未重合之情形下決定進行曝光，故可減少洗淨次數，提高半導體裝置之製造步驟中之吞吐量。又，本實施形態中，即使在判定異物之位置與夾頭之位置為重疊之情形下，只要判斷出可以進行過光罩之均勻化調整之狀態進行曝光，即可決定進行曝光。因此，可進一步減少洗淨次數，且進一步提高半導體裝置之製造步驟中之吞吐量。
再者，如上述之第1~第4之實施形態，雖已假定且說明將異物檢測部14內置於曝光控制系統即曝光系統(曝光裝置)之情形，但異物檢測部14並非必須內置於曝光控制系統中。
如上所述，根據上述實施形態，可提供一種能夠進行適當之曝光之曝光控制系統及曝光控制方法。
雖然已描述特定實施例，但是此等實施例僅係經由實例而提出，且並非意欲限制本發明之範疇。實際上，本文中描述的新穎實施例可以多種其他形式體現；此外，在不脫離本發明之精神下，可在本文中描述之實施例的形式上作出多種省略、替代及改變。隨附申請專利範圍及其之等效物意欲涵蓋此等形式或修改，如同此等形式或修改落在本發明之範疇及精神內一般。
12．．．靜電夾頭
14．．．異物檢測部
16．．．異物位置資訊記憶部
18．．．異物尺寸/組成資訊記憶部
20．．．夾頭位置資訊記憶部
22．．．重疊判定部
24．．．曝光決定部
26．．．洗淨決定部
28．．．曝光部
30．．．曝光判定部
32．．．偏差計算部
34．．．偏差判定部
40．．．曝光判定部
50．．．曝光判定部
52．．．均勻化調整部
54．．．偏差計算部
56．．．偏差判定部
102．．．夾銷
104．．．光罩
106．．．異物
S11．．．檢查光罩背面
S12．．．檢測異物
S13．．．異物觀察
S14．．．異物位置資訊
S15．．．異物尺寸/組成資訊
S16．．．夾頭位置資訊
S17．．．重疊判定
S18．．．曝光決定
S19．．．曝光
S20．．．洗淨
S21．．．重疊判定
S22．．．位移光罩位置
S23．．．能否曝光
S24．．．均勻化調整
S25．．．能否曝光
圖1係顯示第1實施形態之曝光控制系統之構成之方塊圖。
圖2係顯示第1實施形態之曝光控制方法之動作之流程圖。
圖3係顯示第1實施形態中異物之位置與夾銷之位置的關係圖。
圖4係顯示第2實施形態之曝光控制系統之構成之方塊圖。
圖5係顯示第2實施形態之曝光判定部之構成之方塊圖。
圖6係顯示第2實施形態之曝光控制方法之動作之流程圖。
圖7係顯示第3實施形態之曝光控制系統之構成之方塊圖。
圖8係顯示第3實施形態中異物之位置與夾銷之位置的關係圖。
圖9係顯示第3實施形態之曝光控制方法之動作之流程圖。
圖10係顯示第4實施形態之曝光控制系統之構成之方塊圖。
圖11係顯示第4實施形態之曝光判定部之構成之方塊圖。
圖12係顯示第4實施形態之曝光控制方法之動作之流程圖。
12．．．靜電夾頭
14．．．異物檢測部
16．．．異物位置資訊記憶部
18．．．異物尺寸/組成資訊記憶部
20．．．夾頭位置資訊記憶部
22．．．重疊判定部
24．．．曝光決定部
26．．．洗淨決定部
28．．．曝光部

Claims (18)

  1. 一種曝光控制系統，其包含：重疊判定部，其判定附著於光罩之背面的異物之位置與保持上述光罩之夾頭之位置在以上述夾頭保持上述光罩時是否重疊；及曝光決定部，其在判定上述異物之位置與上述夾頭之位置未重疊之情形下，決定以上述夾頭保持上述光罩進行曝光。
  2. 如請求項1之曝光控制系統，其進而包含：在判定上述異物之位置與上述夾頭之位置為重疊之情形下，決定洗淨上述光罩之洗淨決定部。
  3. 如請求項1之曝光控制系統，其進而包含：在判定上述異物之位置與上述夾頭之位置為重疊之情形下，判定以上述異物之位置與上述夾頭之位置重疊之狀態能否曝光之曝光判定部；且上述曝光決定部在以上述曝光判定部判定能夠曝光之情形下，決定以上述夾頭保持上述光罩並進行曝光。
  4. 如請求項3之曝光控制系統，其中上述曝光判定部包含：計算上述光罩之表面與理想平面之偏差之偏差計算部；及判定上述所計算之偏差是否滿足特定條件之偏差判定部。
  5. 如請求項4之曝光控制系統，其中上述偏差計算部計算使上述光罩傾斜時之上述光罩之表面與理想平面之偏差。
  6. 如請求項1之曝光控制系統，其進而包含：在判定上述異物之位置與上述夾頭之位置為重疊之情形下，判定以使上述異物之位置與上述夾頭之位置相對位移之狀態能否曝光之曝光判定部；上述曝光決定部在以上述曝光判定部判定能夠曝光之情形下，決定以上述夾頭保持上述光罩並進行曝光。
  7. 如請求項1之曝光控制系統，其進而包含：檢測附著於上述光罩之背面的異物之位置之異物位置檢測部。
  8. 如請求項1之曝光控制系統，其中上述光罩為反射型光罩。
  9. 如請求項1之曝光控制系統，其中上述夾頭為靜電夾頭。
  10. 一種曝光控制方法，其包含：判定附著於光罩之背面的異物之位置與保持上述光罩之夾頭之位置在以上述夾頭保持上述光罩時是否重疊；及在判定上述異物之位置與上述夾頭之位置未重疊之情形下，決定以上述夾頭保持上述光罩並進行曝光。
  11. 如請求項10之曝光控制方法，其進而包含：在判定上述異物之位置與上述夾頭之位置為重疊之情形下，決定洗淨上述光罩。
  12. 如請求項10之曝光控制方法，其進而包含：在判定上述異物之位置與上述夾頭之位置為重疊之情形下，判定以上述異物之位置與上述夾頭之位置重疊之狀態能否曝光；且在判定為能夠曝光之情形下，決定以上述夾頭保持上述光罩進行曝光。
  13. 如請求項12之曝光控制方法，其中判定能否進行上述曝光包含：計算上述光罩之表面與理想平面之偏差；及判定上述所計算之偏差是否滿足特定條件。
  14. 如請求項13之曝光控制方法，其中計算上述偏差包含計算使上述光罩傾斜時之上述光罩之表面與理想平面之偏差。
  15. 如請求項10之曝光控制方法，其進而包含：在判定上述異物之位置與上述夾頭之位置為重疊之情形下，判定以使上述異物之位置與上述夾頭之位置相對位移之狀態能否曝光；且在判定為能夠曝光之情形下，決定以上述夾頭保持上述光罩進行曝光。
  16. 如請求項10之曝光控制方法，其進而包含：檢測附著於上述光罩之背面的異物之位置。
  17. 如請求項10之曝光控制方法，其中上述光罩為反射型光罩。
  18. 如請求項10之曝光控制方法，其中上述夾頭為靜電夾頭。
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