TWI485395B - 時間差光罩檢測 - Google Patents

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TWI485395B
TWI485395B TW099125979A TW99125979A TWI485395B TW I485395 B TWI485395 B TW I485395B TW 099125979 A TW099125979 A TW 099125979A TW 99125979 A TW99125979 A TW 99125979A TW I485395 B TWI485395 B TW I485395B
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Yevgeniy Konstantinovich Shmarev
Robert Albert Tharaldsen
Richard David Jacobs
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Description

時間差光罩檢測
本發明大體上係關於微影，且更特定言之係關於圖案化器件檢測。
微影裝置為將圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生形成於IC之個別層上的電路圖案。可將圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由將圖案成像至基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括：步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一個別目標部分；及掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
為了成像較小特徵，已提議使用極紫外線輻射(EUV)作為微影裝置中之曝光輻射。EUV輻射需要抽空裝置中之曝光輻射光束路徑，以避免曝光輻射之吸收。EUV微影裝置使用圖案化器件(諸如光罩或比例光罩)以將圖案賦予至EUV輻射光束中。此等圖案化器件極易遭受污染物(諸如微粒污染物)影響，此情形提供被賦予至EUV輻射光束中之圖案中的影像缺陷。影像缺陷至少降級且在一些情況下可破壞以受污染光罩加以製造之IC的效能。影像缺陷降低微影裝置之良率。因此，針對污染物來檢測圖案化器件對維持及改良微影裝置之良率至關重要。
通常，使用兩種方法(絕對偵測及比較技術)而針對污染物來檢測光罩。絕對偵測量測來自探測光束之經散射信號。經散射信號之分析可指示微粒污染物之特定類型及大小。然而，絕對偵測不能夠準確地區別藉由來自光罩圖案之散射產生的信號與藉由來自光罩圖案上之污染物之散射產生的信號。此問題之發生係因為污染物可由具有降至分子級別之尺寸的任何材料構成，其不幸地包括光罩吸收器結構的尺寸。結果，當使用絕對偵測時，來自光罩表面上之粒子的經散射信號不可區別於藉由光罩吸收器結構散射的信號。因此，絕對偵測通常被歸為檢測未經圖案化表面，諸如光罩或護膜之背側。
用於光罩檢測之另一習知方法使用比較技術。比較技術包括用於檢測光罩之經圖案化表面的兩種通用方法。第一傳統比較技術通常被稱作「晶粒間」(die-to-die)比較。此技術同時地比較基板上之第一圖案與亦位於基板上之第二圖案，第二圖案類似於第一圖案。此技術基本上比較來自光罩上之第一圖案的第一光學信號與來自同一光罩上之第二圖案的第二光學信號。此技術之問題包括：當光罩僅含有一個圖案或僅含有獨特圖案之集合時，不能執行該技術。另外，吸收器結構大小之變化及第一圖案與第二圖案之間的臨界尺寸之變化可複雜化粒子偵測程序且不良地限制檢測準確度。
第二習知比較技術比較有形光罩上之圖案與供以製造有形光罩之電腦產生理論光罩佈局設計。此技術之問題包括：在電腦產生理論光罩佈局設計中不表示光罩製造程序中之誤差，諸如源自臨界尺寸控制之誤差。此等誤差因指示有形光罩與電腦產生理論光罩佈局設計之間的差異(其為污染物之偽肯定(false positive)指示)而複雜化比較技術。因此，此比較技術固有地產生複雜化粒子偵測程序且不良地限制檢測準確度之誤差。
因此，用於檢測光罩之習知系統及方法遭受顯著缺點。
此章節係出於概述本發明之一些態樣且簡要地介紹一些較佳實施例的目的。可進行簡化或省略以避免混淆該章節之目的。此等簡化或省略不意欲限制本發明之範疇。依據本文中所體現且廣泛地描述的本發明之原理，本發明包括改良之光罩檢測系統及方法。為了滿足此等需要，本發明之實施例係針對時間差光罩檢測。舉例而言，一實施例提供一種用於使用一時間差技術來偵測一光罩上之污染物的方法。在此實施例中，判定該光罩之一部分之一第一圖徵(signature)與該光罩之該部分之一第二圖徵之間的一差異之存在，該第二圖徵係在該第一圖徵之後得以產生。該第一圖徵與該第二圖徵之間的一顯著差異指示該光罩上之污染物之存在。若不存在顯著差異，則認為該光罩清潔。在此實施例中，當該光罩處於一已知清潔條件下時，可量測該第一圖徵。
作為一另外實例，另一實施例提供一種用於偵測一光罩上之污染物的方法。記錄該光罩之一部分之一第一圖徵。接著，曝光該光罩之該部分以形成一晶圓影像。檢測該晶圓影像以偵測一誤差。若偵測到一誤差，則擦除該第一圖徵且將該光罩拒絕為受污染。若未在該晶圓影像中偵測到誤差，則隨後檢測該光罩之該部分以產生一第二圖徵。判定該第一圖徵與該第二圖徵之間的一差異以偵測該光罩上之污染物。若偵測到污染物，則可清潔該光罩。
在又一例示性實施例中，提供一種用於偵測一光罩上之污染物的方法。在該光罩滿足產生一功能積體電路層所必要之一最小清潔度級別的一時間記錄該光罩之一部分之一第一圖徵。在該記錄之後，檢測該光罩之該部分以產生一第二圖徵。判定該第一圖徵與該第二圖徵之間的一差異以偵測該光罩上之污染物。若偵測到污染物，則可清潔該光罩。
下文參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此等實施例。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將係顯而易見的。
併入本文中且形成本說明書之部分的隨附圖式說明本發明，且連同實施方式進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠製造及使用本發明。
根據下文在結合該等圖式時所闡述之實施方式，本發明之特徵及優點將變得更顯而易見，在該等圖式中，相似元件符號始終識別對應元件。在該等圖式中，相似元件符號通常指示相同、功能上類似及/或結構上類似之元件。一元件第一次出現時之圖式係藉由對應元件符號中之最左邊數位進行指示。
I.　綜述
根據本發明之各種「實施例」之以下描述，將較好地理解本發明。因此，特定「實施例」為本發明之觀點，但每一實施例自身不表示整個本發明。在許多情況下，來自一特定實施例之個別元件可以進行類似或對應功能的另一實施例中之不同元件取代。本發明係關於時間差光罩檢測方法及裝置。本說明書揭示併有本發明之特徵的一或多個實施例。所揭示實施例僅僅例示本發明。本發明之範疇不限於所揭示實施例。本發明係藉由此處附加之申請專利範圍界定。
所描述之實施例及在本說明書中對「一實施例」、「一實例實施例」等等之參考指示所描述之實施例可能包括一特定特徵、結構或特性，但每一實施例可能未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，此等短語未必指代同一實施例。另外，當結合一實施例來描述一特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否明確地進行描述，結合其他實施例來實現此特徵、結構或特性均係在熟習此項技術者之認識範圍內。
本發明之實施例的特徵可以硬體、韌體、軟體或其任何組合加以實施。本發明之實施例的特徵亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可藉由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸以可藉由機器(例如，計算器件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號，等等)；及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行特定動作。然而，應瞭解，此等描述僅僅係出於方便起見，且此等動作事實上係由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他器件引起。
本發明揭示用於時間差光罩檢測之系統及方法。舉例而言，藉由判定一光罩之一部分之一第一圖徵與該光罩之該部分之一第二圖徵之間的一差異來偵測一光罩上之污染物，該第二圖徵係在該第一圖徵之後得以產生。該第一圖徵之量測與該第二圖徵之量測並不同時。在量測該第一圖徵與量測該第二圖徵之間的時間內，光罩可儲存於一庫中及/或可在一微影裝置中用以製造整合器件。
在此實例中，當該光罩處於一已知清潔條件下時(諸如在該光罩滿足產生一功能積體電路層所必要之一最小清潔度級別的一時間)，可量測該第一圖徵。因此，若在該第一圖徵與該第二圖徵之間存在一顯著差異，則此差異指示該光罩上之污染物之存在。若不存在顯著差異，則認為該光罩清潔。若偵測到該光罩上之污染物，則可清潔該光罩。
然而，在更詳細地描述此等實施例之前，有指導性的是呈現可實施本發明之實施例的實例環境。
II.　實例微影環境
A.　實例反射微影系統及透射微影系統
圖1A及圖1B分別示意性地描繪微影裝置100及微影裝置100'。微影裝置100及微影裝置100'各自包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節藉由源SO提供之輻射光束B(例如，DUV或EUV輻射)；支撐結構(例如，光罩台)MT，其經組態以支撐圖案化器件(例如，光罩或動態圖案化器件)MA，且連接至經組態以準確地定位圖案化器件MA之第一定位器PM；及基板台(例如，晶圓台)WT，其經組態以固持基板(例如，塗佈抗蝕劑之晶圓)W，且連接至經組態以準確地定位基板W之第二定位器PW。微影裝置100及100'亦具有投影系統PS，其經組態以將藉由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分(例如，包含一或多個晶粒)C上。在微影裝置100中，圖案化器件MA及投影系統PS係反射的，且在微影裝置100'中，圖案化器件MA及投影系統PS係透射的。
照明系統IL可包括用於引導、塑形或控制輻射光束B的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT以取決於圖案化器件MA之定向、微影裝置100及100'之設計及其他條件(諸如圖案化器件MA是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構MT可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。
術語「圖案化器件」MA應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束B之橫截面中向輻射光束B賦予圖案以便在基板W之目標部分C中產生圖案的任何器件。被賦予至輻射光束B之圖案可對應於目標部分C中所產生之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件MA可為透射的(如在圖1B之微影裝置100'中)或為反射的(如在圖1A之微影裝置100中)。圖案化器件MA之實例包括比例光罩、光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束B中。
術語「投影系統」PS可涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。真空環境可用於EUV或電子束輻射，因為其他氣體可能分別吸收過多輻射或過多電子。因此，可憑藉真空壁及真空泵將真空環境提供至整個光束路徑。
微影裝置100及/或微影裝置100'可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)WT的類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外基板台WT，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他基板台WT用於曝光。
參看圖1A及圖1B，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源SO為準分子雷射時，輻射源SO與微影裝置100、100'可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源SO形成微影裝置100或100'之部分，且輻射光束B憑藉包含(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD(圖1B)而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源SO為水銀燈時，輻射源SO可為微影裝置100、100'之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD(圖1B)。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包含各種其他組件(圖1B)，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器IL可用以調節輻射光束B，以在其橫截面中具有所要均一度及強度分佈。
參看圖1A，輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係藉由圖案化器件MA而圖案化。在微影裝置100中，輻射光束B係自圖案化器件(例如，光罩)MA反射。在自圖案化器件(例如，光罩)MA反射之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將輻射光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF2(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器IF1可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件(例如，光罩)MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。
參看圖1B，輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化器件(例如，光罩MA)上，且係藉由該圖案化器件而圖案化。在橫穿光罩MA後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1B中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位光罩MA。
一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
微影裝置100及100'可用於以下模式中之至少一者中：
1.　在步進模式中，在將被賦予至輻射光束B之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。
2.　在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構(例如，光罩台)MT之速度及方向。
3.　在另一模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT保持實質上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。可使用脈衝式輻射源SO，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如本文中所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
在一另外實施例中，微影裝置100包括極紫外線(EUV)源，EUV源經組態以產生用於EUV微影之EUV輻射光束。一般而言，EUV源經組態於輻射系統(見下文)中，且對應照明系統經組態以調節EUV源之EUV輻射光束。
B.　實例EUV微影裝置
圖2示意性地描繪根據本發明之一實施例的例示性EUV微影裝置200。在圖2中，EUV微影裝置200包括輻射系統42、照明光學儀器單元44及投影系統PS。輻射系統42包括輻射源SO，其中可藉由放電電漿形成輻射光束。在一實施例中，可藉由氣體或蒸汽產生EUV輻射，例如，藉由Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽產生EUV輻射，其中產生極熱電漿以發射在電磁光譜之EUV範圍內的輻射。可藉由(例如)放電而產生至少部分地離子化之電漿來產生極熱電漿。為了輻射之有效率產生，可能需要為(例如)10帕斯卡之分壓的Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他適當氣體或蒸汽。藉由輻射源SO發射之輻射係經由定位於源腔室47中之開口中或後方的氣體障壁或污染物捕捉器49而自源腔室47傳遞至收集器腔室48中。在一實施例中，氣體障壁49可包括通道結構。
收集器腔室48包括可由掠入射收集器形成之輻射收集器50(其亦可被稱作收集器鏡面或收集器)。輻射收集器50具有上游輻射收集器側50a及下游輻射收集器側50b，且藉由收集器50傳遞之輻射可經反射離開光柵光譜濾光器51以在收集器腔室48中之孔隙處聚焦於虛擬源點52處。
自收集器腔室48，輻射光束56係在照明光學儀器單元44中經由正入射反射器53及54而反射至定位於比例光罩台或光罩台MT上之比例光罩或光罩(圖中未繪示)上。形成經圖案化光束57，其係在投影系統PS中經由反射元件58及59而成像至被支撐於晶圓載物台或基板台WT上之基板(圖中未繪示)上。在各種實施例中，照明光學儀器單元44及投影系統PS可包括比圖2所描繪之元件多(或少)的元件。舉例而言，取決於微影裝置之類型，可視情況存在光柵光譜濾光器51。另外，在一實施例中，照明光學儀器單元44及投影系統PS可包括比圖2所描繪之鏡面多的鏡面。舉例而言，除了反射元件58及59以外，投影系統PS亦可併有一至四個反射元件。在圖2中，元件符號180指示兩個反射器之間的空間，例如，反射器142與反射器143之間的空間。
在一實施例中，代替掠入射鏡面或除了掠入射鏡面以外，收集器鏡面50亦可包括正入射收集器。另外，儘管關於具有反射器142、143及146之巢套式收集器而描述收集器鏡面50，但在本文中進一步將收集器鏡面50用作收集器之實例。
另外，代替光柵51，如圖2示意性地所描繪，亦可應用透射光學濾光器。對於EUV而言為透射之光學濾光器以及對於UV輻射而言為較不透射或甚至實質上吸收UV輻射之光學濾光器為熟習此項技術者所知。因此，可在本文中進一步將「光柵光譜純度濾光器」之使用互換地指示為「光譜純度濾光器」，其包括光柵或透射濾光器。儘管圖2中未描繪，但可包括作為額外光學元件之EUV透射光學濾光器(例如，經組態於收集器鏡面50上游)，或在照明單元44及/或投影系統PS中之光學EUV透射濾光器。
相對於光學元件之術語「上游」及「下游」指示一或多個光學元件分別在一或多個額外光學元件之「光學上游」及「光學下游」之位置。遵循輻射光束橫穿通過微影裝置200之光徑，比第二光學元件更接近於輻射源SO之第一光學元件經組態於第二光學元件上游；第二光學元件經組態於第一光學元件下游。舉例而言，收集器鏡面50經組態於光譜濾光器51上游，而光學元件53經組態於光譜濾光器51下游。
圖2所描繪之所有光學元件(及此實施例之示意性圖式中未展示的額外光學元件)均可易受藉由輻射源SO產生之污染物(例如，Sn)之沈積的損壞。對於輻射收集器50及(在存在時)光譜純度濾光器51可為此情況。因此，可使用清潔器件來清潔此等光學元件中之一或多者，以及可將清潔方法應用於該等光學元件，而且應用於正入射反射器53及54以及反射元件58及59或其他光學元件(例如，額外鏡面、光柵，等等)。
輻射收集器50可為掠入射收集器，且在此實施例中，收集器50係沿著光軸O對準。輻射源SO或其影像亦可沿著光軸O定位。輻射收集器50可包含反射器142、143及146(亦被稱作「殼體」或Wolter型反射器，包括若干Wolter型反射器)。反射器142、143及146可為巢套式且圍繞光軸O旋轉對稱。在圖2中，內部反射器係藉由元件符號142指示，中間反射器係藉由元件符號143指示，且外部反射器係藉由元件符號146指示。輻射收集器50封閉特定體積，亦即，在外部反射器146內之體積。通常，在外部反射器146內之體積係圓周閉合的，但可存在小開口。
反射器142、143及146可分別包括至少一部分表示一反射層或許多反射層之表面。因此，反射器142、143及146(或具有三個以上反射器或殼體之輻射收集器之實施例中的額外反射器)經至少部分地設計成反射及收集來自輻射源SO之EUV輻射，且反射器142、143及146之至少部分可能未經設計成反射及收集EUV輻射。舉例而言，該等反射器之背側之至少部分可能未經設計成反射及收集EUV輻射。在此等反射層之表面上，可此外存在用於保護之頂蓋層，或作為提供於該等反射層之表面之至少部分上的光學濾光器。
輻射收集器50可置放於輻射源SO或輻射源SO之影像附近。每一反射器142、143及146可包含至少兩個鄰近反射表面，較遠離於輻射源SO之反射表面與較接近於輻射源SO之反射表面相比較經置放成與光軸O成小角度。以此方式，掠入射收集器50經組態以產生沿著光軸O傳播之(E)UV輻射光束。至少兩個反射器可經實質上同軸地置放且圍繞光軸O實質上旋轉對稱地延伸。應瞭解，輻射收集器50可具有在外部反射器146之外部表面上之另外特徵或圍繞外部反射器146之另外特徵，例如，保護固持器、加熱器，等等。
在本文中所描述之實施例中，術語「透鏡」及「透鏡元件」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包含折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
另外，本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包含紫外線(UV)輻射(例如，具有為365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長λ)、極紫外線(EUV或軟X射線)輻射(例如，具有在為大約5奈米至20奈米之範圍內的波長，例如，13.5奈米)，或在小於5奈米下工作之硬X射線；以及粒子束(諸如離子束或電子束)。通常，認為具有在約780奈米至3000奈米(或更大)之間的波長的輻射係IR輻射。UV指代具有大約100奈米至400奈米之波長的輻射。在微影內，其通常亦適用於可藉由水銀放電燈產生之波長：G線436奈米；H線405奈米；及/或I線365奈米。真空UV或VUV(亦即，藉由空氣吸收之UV)指代具有大約100奈米至200奈米之波長的輻射。深UV(DUV)通常指代具有在自約126奈米至約428奈米之範圍內之波長的輻射，且在一實施例中，準分子雷射可產生用於微影裝置內之DUV輻射。應瞭解，具有在(例如)約5奈米至20奈米之範圍內之波長的輻射係關於具有至少一部分係在約5奈米至20奈米之範圍內之特定波長帶的輻射。
III.　時間差光罩檢測
本發明揭示用以藉由時間差光罩檢測來偵測光罩上之污染物的系統及方法。在不同時間量測一第一圖徵及一第二圖徵，以在一早期時間點比較該光罩之一區域與該光罩自身，且因此識別歸因於該等圖徵之改變的污染物。當該光罩處於一已知清潔條件下時(諸如在該光罩滿足產生一功能積體電路層所必要之一最小清潔度級別的一時間)，可量測該第一圖徵。因此，若在該第一圖徵與該第二圖徵之間存在一顯著差異，則此差異指示該光罩上之污染物之存在。若在該第一圖徵與該第二圖徵之間不存在顯著差異，則認為該光罩清潔。
不同於絕對偵測方法，本文中所描述之系統及方法無需區分污染物與光罩吸收器結構。又，不同於比較方法，無需出於與供以製造有形光罩之電腦產生理論光罩佈局設計進行比較的目的或出於定位經類似圖案化區域的目的而具有對光罩圖案之認識。此外，可使用本文中所描述之方法來檢測任何類型之光罩圖案，因此，可藉由此技術來檢測光罩圖案特徵，光罩圖案特徵之尺寸類似於粒子之尺寸，或光罩圖案特徵之獨特性可阻止晶粒間比較。此技術區別藉由光罩吸收器產生之信號與藉由污染物產生之信號，且因此，該技術識別污染物之存在，污染物具有實質上類似於吸收器結構之實體尺寸的實體尺寸。又，因為比較光罩之每一區域與光罩自身，所以臨界尺寸變化並非問題，且此雜訊源被移除。
圖3描繪用於偵測光罩上之污染物之例示性方法300的流程圖。在步驟310中，產生及記錄光罩之至少一部分之第一圖徵。圖徵係由量測光罩表面之至少一部分之實體特性引起。可使用諸如強度成像、干涉量測、全像攝影、熱成像或靜電量測之檢測技術來產生圖徵。亦可使用其他檢測技術來產生圖徵。
作為一實例，在步驟310中，藉由來自輻射源之電磁輻射來掃描光罩，以產生以數位影像之形式的圖徵。電磁輻射具有實質上266奈米之波長、深紫外線波長或另一實務波長。在一些情況下，可偏振輻射。另外，可調整系統放大率以調整經投影影像大小。在與光罩相互作用之後，隨後藉由耦接至處理器及儲存器件之偵測器來偵測電磁輻射。偵測器可為焦平面陣列，例如，電荷耦合器件(CCD)，諸如電子倍增電荷耦合器件(EMCCD)。視情況，偵測程序在時間延遲及整合(time delay and integration,TDI)模式中操作。或者，可藉由光電倍增管或CMOS主動像素感測器來偵測電磁輻射。
在步驟320中，產生光罩之至少該部分之第二圖徵。步驟320在遲於步驟310之開始的時間開始。可以常規時間間隔(諸如在經過預定時間週期、預定光罩使用週期、預定儲存週期或此等因素之組合之後)執行步驟320。步驟320之執行無需為週期性的，且可在開始步驟310之後的任何時間開始。第一圖徵及第二圖徵無需確切地屬於光罩之同一區域，且僅需要包括用於步驟330中之比較的重疊區域。
在步驟330中，比較第一圖徵與第二圖徵以識別第一圖徵與第二圖徵之間的差異。圖徵之間的差異指示光罩上之污染物。亦識別污染物之量以判定污染物之量是否足夠顯著以准許進一步動作。舉例而言，若圖徵之間的差異指示污染物將充分地降級光罩圖案之成像以消弱藉由光罩製造之電路之功能，則該差異指示顯著污染物之存在。若圖徵之間的差異指示粒子具有大於表面面積限度之表面面積，則亦可認為污染物之量顯著。比較結果亦可指示污染物之大小及部位。若污染物之量顯著，則可清潔光罩以減少所存在之污染物之量。
圖4描繪使用已知清潔光罩來偵測污染物之例示性方法400的流程圖。在圖4中，藉由虛線方框來說明選用之步驟。在步驟410中，將光罩呈現至檢測系統，諸如微影工具中之檢測模組。光罩可為反射光罩，且可缺乏保護護膜。
在步驟420中，產生及記錄光罩之至少一部分之第一圖徵。光罩滿足產生功能電路層所必要之最小清潔度級別。舉例而言，藉由強度成像來產生第一圖徵。
在步驟430之後執行步驟320及330。在步驟320中，產生光罩之至少一部分之第二圖徵。如同第一圖徵，亦可藉由強度成像來產生第二圖徵。在步驟330中，比較第一圖徵與第二圖徵以識別第一圖徵與第二圖徵之間的差異。第一圖徵與第二圖徵之間的差異指示光罩上之污染物。在本文中別處找到關於步驟320及330之額外細節。
在步驟440中，自檢測系統移除光罩。在步驟450中，若偵測到污染物，則清潔光罩。在步驟460中，報告光罩上之污染物之存在。在步驟470中，例示性方法400結束。
圖5描繪用於偵測污染物之例示性方法500的流程圖，其包括檢測光罩以判定光罩之初始清潔度。在圖5中，藉由虛線方框來說明選用之步驟。在步驟510中，將光罩呈現至檢測系統。
在步驟510之後執行步驟310。在步驟310中，產生光罩之至少一部分之第一圖徵。在本文中別處找到關於步驟310之額外細節。
在步驟515中，記錄第一圖徵。在步驟520中，曝光光罩之至少一部分以形成晶圓影像。在步驟525中，檢查晶圓影像以判定在影像中是否存在暗示光罩將產生故障電路層之任何誤差。如圖5所示，步驟530為決定區塊，其基於步驟525之結果來判定例示性方法500之流程。
在步驟535中，將光罩儲存於(例如)光罩庫中。在步驟540中，使用光罩。舉例而言，曝光光罩以將圖案賦予至微影裝置100或微影裝置100'中之輻射光束B中。
在步驟550中，儲存識別污染物之部位的資料。在步驟555中，儲存第一圖徵。在步驟560中，清潔光罩以移除導致誤差之污染物。
在步驟570中，記錄清潔後圖徵。接著，比較第一圖徵與清潔後圖徵，以確認自光罩移除污染物且無新污染物存在於光罩上。若不存在新污染物，則以清潔後圖徵來覆寫第一圖徵。因此，清潔後圖徵變為第一圖徵。
在步驟540及570之後執行步驟320及330。在步驟320中，產生光罩之至少一部分之第二圖徵。在步驟330中，判定第一圖徵與第二圖徵之間的差異以偵測光罩上之污染物。在本文中別處找到關於步驟320及330之額外細節。
在步驟580中，自檢測系統移除光罩。在選用之步驟585中，若偵測到污染物，則清潔光罩。在選用之步驟590中，報告光罩上之污染物之存在。在步驟595中，例示性方法500結束。
圖6描繪污染物偵測系統600，其經組態以執行本文中所詳述之方法之至少一部分。污染物偵測系統600包括圖案化器件檢測系統610、微影工具650、耦接至記憶體630之控制器620，及檢測模組640。
IV.　結論
應瞭解，[發明內容]及[中文發明摘要]章節以及[發明名稱]不意欲限制本發明及申請專利範圍。[發明內容]及[中文發明摘要]章節可闡述如由發明人所預期的本發明之一或多個而非所有例示性實施例，且因此，不意欲以任何方式來限制本發明及附加申請專利範圍。
本文中已憑藉說明指定功能及其關係之實施的功能建置區塊來描述本發明。本文中已為了便於描述而任意地界定此等功能建置區塊之邊界。只要適當地執行指定功能及其關係，便可界定替代邊界。
特定實施例之前述描述充分地揭露本發明之一般本性以使得：在無不當實驗的情況下且在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項技術者之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此等修改及調適意欲係在所揭示實施例之等效物的意義及範圍內。本文中之措辭或術語係出於描述而非限制之目的，使得本說明書之措辭或術語待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解釋。
本發明之廣度及範疇不應受上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據申請專利範圍及其等效物進行界定。
42．．．輻射系統
44．．．照明光學儀器單元
47．．．源腔室
48．．．收集器腔室
49．．．氣體障壁/污染物捕捉器
50．．．輻射收集器/收集器鏡面
50a．．．上游輻射收集器側
50b．．．下游輻射收集器側
51．．．光柵光譜濾光器/光柵
52．．．虛擬源點
53．．．正入射反射器
54．．．正入射反射器
56．．．輻射光束
57．．．經圖案化光束
58．．．反射元件
59．．．反射元件
100．．．微影裝置
100'．．．微影裝置
142．．．反射器
143．．．反射器
146．．．反射器
180．．．空間
200．．．EUV微影裝置
600．．．污染物偵測系統
610．．．圖案化器件檢測系統
620．．．控制器
630．．．記憶體
640．．．檢測模組
650．．．微影工具
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．位置感測器
IF1．．．位置感測器
IF2．．．位置感測器
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化器件/光罩
MT．．．支撐結構/光罩台
O．．．光軸
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
圖1A及圖1B分別描繪反射微影裝置及透射微影裝置；
圖2描繪實例EUV微影裝置；
圖3描繪偵測污染物之例示性方法的流程圖；
圖4描繪使用已知清潔光罩來偵測污染物之例示性方法的流程圖；
圖5描繪偵測污染物之例示性方法的流程圖，其包括檢測光罩以判定光罩之清潔度；及
圖6描繪污染物偵測系統。
(無元件符號說明)

Claims (18)

  1. 一種用於偵測一光罩(reticle)上之污染物(contamination)的方法，其包含：比較清潔該光罩之前產生的該光罩之一部分的一第一圖徵(signature)與清潔該光罩之後產生的一第二圖徵，以回應於形成自該光罩清潔前的一晶圓影像中所偵測到的一誤差，該比較係實施以判定是否有污染物存在於經清潔的該光罩上；如果沒有該污染物，以該第二圖徵覆寫(overwriting)該第一圖徵；及判定在該第一圖徵與該光罩的該部分之一第三圖徵之間的一差異，該第三圖徵係在該第一圖徵之後產生。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：在該比較之前記錄該第一圖徵。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含：在該記錄之前將該光罩呈現至一檢測(inspection)系統。
  4. 如請求項2之方法，其進一步包含：曝光該光罩之該部分以形成該晶圓影像；及檢查該晶圓影像以偵測該誤差。
  5. 如請求項4之方法，其進一步包含：若偵測到該誤差，則儲存識別一污染物部位(location)之資料；及儲存該第一圖徵。
  6. 如請求項4之方法，其進一步包含：若未偵測到誤差，則在該記錄之後且在一預定使用週期(period of use)之後，檢測該光罩之該部分以產生該第二圖徵。
  7. 如請求項1之方法，其進一步包含：以在一時間延遲(time delay)及整合(integrate)模式中操作之一焦平面(focal plane)陣列，來產生該第一圖徵及該第二圖徵；或藉由強度成像(intensity imaging)該光罩之該部分來產生該第一圖徵及該第二圖徵；或藉由以具有一深紫外線(deep ultraviolet)波長之電磁輻射曝光該光罩之該部分，來產生該第一圖徵及該第二圖徵；或藉由以偏振(polarized)電磁輻射曝光該光罩之該部分來產生該第一圖徵及該第二圖徵；或藉由以一干涉計(interferometer)量測該光罩之該部分，來產生該第一圖徵及該第二圖徵；或藉由執行該光罩之該部分的全像攝影(holography)來產生該第一圖徵及該第二圖徵；或藉由量測該光罩之該部分的一靜電圖徵(electrostatic signature)來產生該第一圖徵及該第二圖徵；或藉由量測該光罩之該部分的一熱圖徵(thermal signature)來產生該第一圖徵及該第二圖徵；或藉由量測該光罩之該部分的一電容性圖徵(capacitive signature)來產生該第一圖徵及該第二圖徵。
  8. 如請求項1之方法，其中若該第一圖徵與該第二圖徵之間的該差異指示該污染物降級(degrade)光罩圖案之成像而足以損害(impair)一電路之功能，則該第一圖徵與該第二圖徵之間的該差異指示污染物之存在。
  9. 如請求項8之方法，其中若該第一圖徵與該第二圖徵之間的該差異指示具有大於一預定限度(predetermined limit)之一表面面積之一粒子之存在，則該第一圖徵與該第二圖徵之間的該差異指示污染物之存在。
  10. 一種經建構及配置以偵測一光罩上之污染物的裝置，其包含：一控制器；及耦合至該控制器的記憶體，該記憶體儲存一檢測模組，該檢測模組經組態以：比較清潔該光罩之前產生的該光罩之一部分的一第一圖徵與清潔該光罩之後產生的一第二圖徵，以回應於形成自該光罩清潔前的一晶圓影像中所偵測到的一誤差，該比較係實施以判定是否有污染物存在於經清潔的該光罩上；及如果沒有該污染物，以該第二圖徵覆寫該第一圖徵。
  11. 一種用於偵測一光罩上之污染物的方法，其包含：記錄該光罩之一部分之一第一圖徵；曝光該光罩之該部分以形成一晶圓影像；及 檢測該晶圓影像以偵測一誤差；回應於被偵測到的該誤差，擦除該第一圖徵且拒絕受污染的(contaminated)該光罩；及若未偵測到誤差，則在該記錄之後檢測該光罩之該部分以產生一第二圖徵；及判定該第一圖徵與該第二圖徵之間的一差異以偵測該光罩上之污染物。
  12. 一種用於偵測一光罩上之污染物的方法，其包含：記錄在清潔該光罩之前產生的該光罩之一部分之一第一圖徵，其中該光罩滿足產生一功能積體電路(functional integrated circuit)層所必要之一最小清潔度級別(level of cleanliness)；比較該第一圖徵與清潔該光罩之後產生的一第二圖徵，以判定是否有污染物存在於經清潔的該光罩上；及如果沒有污染物，以該第二圖徵覆寫該第一圖徵。
  13. 一種用於一微影工具(tool)中之圖案化器件檢測系統，該圖案化器件檢測系統包含：一控制器；及耦接至該控制器之記憶體，該記憶體儲存一檢測模組，該檢測模組經組態以：藉由判定清潔一光罩之前產生的該光罩之一部分之一第一圖徵與清潔該光罩之後產生的該光罩之該部分之一第二圖徵之間的一差異，來偵測該光罩上之污染物，以判定是否有污染物存在於經清潔的該光罩上；及 如果沒有該污染物的存在，以該第二圖徵覆寫該第一圖徵。
  14. 如請求項13之圖案化器件檢測系統，其中該檢測模組經組態以藉由檢查一晶圓影像來偵測一誤差，該晶圓影像係藉由曝光該光罩之該部分而形成。
  15. 如請求項14之圖案化器件檢測系統，其中若偵測到該誤差，則該檢測模組經組態以：將識別一污染物部位之資料儲存於該記憶體中；及將該第一圖徵儲存於該記憶體中。
  16. 如請求項14之圖案化器件檢測系統，其中若未偵測到誤差，則該檢測模組經組態以在一預定使用週期之後檢測該光罩之該部分以產生該第二圖徵。
  17. 如請求項13之圖案化器件檢測系統，其中若該第一圖徵與該第二圖徵之間的該差異指示該污染物降級光罩圖案之成像使足以損害一電路之功能，則該第一圖徵與該第二圖徵之間的該差異指示污染物之存在。
  18. 如請求項17之圖案化器件檢測系統，其中若該第一圖徵與該第二圖徵之間的該差異指示具有大於一預定限度之一表面面積之一粒子之存在，則該第一圖徵與該第二圖徵之間的該差異指示污染物之存在。
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