CN101592872A - 确定衬底中的缺陷的方法和光刻工艺中曝光衬底的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种确定衬底中的缺陷的方法和在光刻工艺中曝光衬底的设备。该方法包括：用传感器扫描衬底的扫描范围，该传感器将辐射束投影到衬底上；沿扫描范围测量从不同的衬底区域反射的辐射的强度的一部份；确定经过所扫描范围的被测量部份的变化量；由该变化量确定在衬底中是否存在任何缺陷。

Description

确定衬底中的缺陷的方法和光刻工艺中曝光衬底的设备
技术领域
本发明涉及一种确定衬底中的缺陷的方法。本发明还涉及一种用于在光刻工艺中曝光衬底的设备。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
光刻设备可以是这种类型，其中光学投影***被用于将通过图案形成装置(例如掩模)赋予到辐射束上的图案投影到衬底的目标部分上，如下面将要说明的。光学投影光刻设备还可以是这种类型，其中衬底的至少一部分由具有相对高的折射率(例如水)的液体覆盖，以便填充投影***和衬底之间的空间。浸没液体也可以应用到光刻设备中的其他空间，例如掩模和投影***之间的空间。浸没技术用于提高投影***的数值孔径在本领域是公知的。这里使用的术语“浸没”并不意味着结构，例如衬底，必须浸入到液体中，而仅意味着在曝光期间液***于投影***和衬底之间。
此外，光刻设备可以是具有两个(双台)或更多个支撑多个衬底的衬底台(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在这种“多台”的机器中，附加的台可以并行地使用，或可以在一个或更多个台上(也就是在预备台或测量台中)执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光一个或更多个衬底(也就是在曝光台中)。
在光学投影光刻设备的测量台上执行的预备步骤的示例是测量光学投影***和将要进行曝光的衬底之间的距离。当衬底位于光学投影***的焦点上时，形成投影图像的最佳分辨率。为了获得好的聚焦，衬底应该定位在光学***的焦点上。为了将衬底表面保持在投影***的焦距内，应该精确地确定衬底离光学***(特别是投影透镜)的距离。为此，光刻设备可以包括用于测量衬底表面高度的传感器。
目前，用于测量衬底的高度的传感器被用作用于在衬底表面上大量的测量点处测量局部高度和倾斜度的工具。在典型的双台光刻设备中，例如ASML的双扫描(ASML Twinscan)，通过传感器(例如水平传感器)在测量台中收集的高度信息被传送到曝光台并在衬底曝光期间使用。在其他类型的光刻设备中，传感器(有时称为“聚焦传感器”)构建成在运行中，即衬底曝光期间，实施衬底高度测量。
虽然衬底表面的高度被测量，但是传感器没能探测存在于衬底上的缺陷图案。通常，由于工艺问题，缺陷出现在衬底边缘处。早期在干式机器中，这不构成问题，因为在曝光期间衬底通常不会与光刻设备进行物理接触。在浸没式光刻设备中，由于衬底和浸没水接触，就存在缺陷可能扩展到衬底其他部分的风险，这会导致进一步的对衬底的损伤和对光刻设备的污染，因为处理层会从衬底上剥落并与浸没液体一起流到所述设备的多个部分。
发明内容
本发明旨在提供一种改进的用于探测衬底中的缺陷的方法和设备。
根据本发明的实施例，提供一种确定衬底中的缺陷的方法，所述方法包括：
-用传感器扫描所述衬底的扫描范围，所述传感器将辐射束投影到所述衬底上；
-测量沿所述扫描范围从不同衬底区域反射的辐射强度的一部份(fraction)；
-确定所述扫描范围内所测量的该部份的变化量；
-根据所述变化量确定在所述衬底中是否存在任何缺陷。
根据本发明的另一实施例，提供一种用于在光刻工艺中曝光衬底的设备，包括：
衬底台，构造成保持衬底；
传感器，配置并构造成将测量辐射束投影到所述衬底上，
控制器，用于控制所述衬底台和所述传感器的相对位置，所述控制器构建成使所述传感器利用所述测量辐射束扫描所述衬底的扫描范围；
其中，所述传感器配置并构造成测量沿所述扫描范围从不同衬底区域反射的辐射强度的一部份，并且
其中所述控制器构建成确定所述扫描范围内所述部份的变化量，以及根据所述变化量确定在所述衬底中是否存在任何缺陷。
附图说明
下面仅通过示例的方式，参考附图对本发明的实施例进行描述，其中示意性附图中相应的附图标记表示相应的部件，在附图中：
图1示出根据本发明实施例的光刻设备；
图2a和2b示意性示出包括传感器的双台光刻设备的一部分；
图3示意地表示了传感器的测量设置；
图4是经过衬底边缘扫描时传感器的强度信号作为离衬底中心的距离的函数的图解表示；
图5是对于未处理衬底和已处理衬底的传感器强度信号的图解表示；
图6是对于已处理的无缺陷衬底和已处理的有缺陷衬底的传感器强度信号的图解表示；
图7是在离衬底圆周边缘的短距离处采集到的传感器强度信号的图解表示；
图8是沿两个同心整体水平圆形(global level circle)区域扫描的衬底的实施例的俯视图；
图9是从图8中扫描过程得到的传感器强度信号的图解表示。
具体实施方式
图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括：
-照射***(照射器)IL，其构建用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射)；
-支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；
-衬底台(例如晶片台)WT，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与构建用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和
-投影***(例如折射式投影透镜***)PS，其构建用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
照射***可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述支撑结构支撑图案形成装置，也就是承受图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影***)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语“投影***”应该广义地解释为包括任意类型的投影***，投影***的类型可以包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学***、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影***”同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
所述光刻设备也可以是这种类型，其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影***和衬底之间的空间。浸没液体还可以应用到光刻设备中的其他空间，例如掩模和投影***之间。浸没技术可用于增大投影***的数值孔径在本领域是公知的。这里用到的术语“浸没”并不意味着诸如衬底等结构必须浸没在液体中，而仅仅意味着在曝光期间液体处于投影***和衬底之间。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源SO为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO看成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递***BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源SO是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递***BD一起称作辐射***。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器IL的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器IL用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案MA形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影***PS，所述投影***PS将所述束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以通过所述投影***PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分C的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分C的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
高度传感器测量衬底的高度或衬底台上的区域的高度。图2A和2B都图示出包括高度传感器或水平传感器LS的双台光刻设备的实施例的一部分。图2A示出了所述设备的第一台或测量台，而图2B示出了所述设备的第二台或曝光台。在实施例中，所述设备的第一和第二台并排配置。测量台中的多个部件与所述设备的曝光台中存在的部件类似或甚至是相同的，这些部件的大多数已经结合图1中的(单台)光刻设备被描述过。这里省略对它们的详细描述。
在所示的实施例中，高度传感器仅存在于测量台中。其结构使得能够在绘制衬底的衬底图(包括高度图)的同时，对前一个衬底进行曝光。参照图3，传感器是水平传感器LS，并且包括投影支路10和探测支路11，两者安装在量测框架12上。投影支路10包括照射组件和投影光学元件(PO)。照射组件包括用于产生测量辐射束的模块，在本实施例中是用于产生光束的灯模块(LM)、光导(LG)和照射光学元件(IO)。灯模块LM包括一个或更多个安装在位置转换机构(position-switching mechanism)上的卤素灯。光导LG包括用于将光从卤素灯传输到传感器的照射光学元件(IO)的光纤。照射光学元件IO中的一个设计成将来自光导LG的光聚焦到投影光栅上。照射光学元件IO包括用于聚焦光的多个透镜和用于使光弯转朝向投影光栅的端部反射镜。
投影光学元件(PO)模块包括投影光栅和传感器透镜组件。传感器透镜组件包括用于将投影光栅的图像投影到衬底W的反射镜。所投影的图像包括由用于高度的粗测量的捕获***使用的光栅和由用于高度的精测量的测量***使用的光栅。
探测支路11包括探测光学元件(DO)模块，探测光学元件(DO)模块包括透镜组件、探测光栅16和几个另外的光学元件，诸如调制光学元件等。探测支路11还包括数据采集模块(LSDAM)，其包括探测器15。探测光学元件的透镜组件与投影光学元件(PO)的透镜组件类似。探测光栅16将反射的光束分成将由捕获***的探测器组件15探测的三个光斑和将由测量***的探测器组件15探测的九个光斑。捕获***旨在用于衬底的高度(和倾斜度)的粗测量。捕获***的功能是将衬底送入测量***的测量范围内，也就是，捕获***的测量结果被用于将衬底移动到测量***的公差范围内的高度水平上。然后，测量***用于衬底的曝光场的更精确的高度测量。表示更精确地被测量的高度的数据(也就是衬底高度图)被传送到光刻设备的控制***或控制器17(在图1和图2中示意地示出)。一旦衬底位于曝光台上，所记录的衬底高度图被用于在曝光期间控制衬底台和调平衬底。
在操作过程中，高度将要被测量的表面被送到参考位置，并且用测量光束照射。测量光束以小于90度的角度入射到所述将要被测量的表面上。因为入射角等于反射角，测量光束以相同的角度从所述表面反射回来以形成被反射的辐射束，如图3所示。测量光束和被反射的光束限定测量平面。传感器测量位于测量平面内的被反射的测量光束的位置。如果所述表面沿测量光束的方向移动并且进行另一测量，则被反射的辐射束沿与之前相同的方向反射。然而，被反射的辐射束的位置已经发生移动，其移动的方式与所述表面被移动的方式相同。
传感器相对于衬底台是可移动的。然而，在另一实施例中，衬底台(WT)相对于传感器是可移动的。衬底台能够至少沿相对于传感器的横向(也就是，X方向和Y方向)移动。对于多个不同的横向位置，重复进行测量平面内的被反射的测量光束的位置测量。更具体地，多个高度位置通过传感器(可能与一个或更多个Z干涉计结合)进行测量，而与每个高度位置相关的横向位置通过位置传感器IF(例如包括一个或更多个干涉计)进行测量。
在实施例中，水平传感器(任选地与Z干涉计组合)除了探测衬底表面的高度之外，还可以用于探测所反射的测量光束的强度的一部份(或，更一般地，被反射的辐射束)。参照图3，被探测的强度信号主要是作为LS光斑强度信号和衬底上的结构的反射率的卷积的信号。在本实施例中，入射到衬底上的辐射被看成是恒定的。因而在实施例中，被反射的强度隐含地表示所述部份，尽管它们之间存在一恒定比值。通过在衬底上移动传感器光斑(或相对于水平传感器移动衬底或同时移动传感器和衬底)所获得的强度信号与有效光斑宽度成比例。
I ( x ) = ∫ t = 0 t = D r ( x , t ) I ( t ) dt
r(x，t)＝反射率
I(t)＝光强度
参照图3和上面的等式，在衬底表面上的任意点x处的强度是表面的反射率r(x，t)和在传感器的光斑宽度D上光束强度I(t)的积分。如果衬底上的结构足够大(例如依赖于传感器的精确度，大于大约0.1mm)，该结构在强度信号中可以看到。
图4示出在衬底中心和通过衬底边缘的位置之间沿径向方向扫描无加工层的超平衬底时，由传感器测量的、作为离衬底中心的距离d的函数的强度信号(I)的曲线图。如图4所示，当从BES(Bubble Extraction Seal)环朝向衬底中心扫描衬底时，由从衬底(右边)到反射镜块(左边)扫描时反射率的变化量得到合成廓线(标识为“总反射”)。当辐射光斑到达衬底的边缘时，辐射光斑的一部分部分地射到衬底上，而部分地射到衬底之外。这样，在本实施例中，光斑的在衬底上的部分对被反射的强度的贡献最大。然而，当衬底被加工并且在其上具有顶部抗蚀剂涂层时，则衬底表面反射率显著下降，而反射镜块上的反射率高于衬底上的反射率，如图5所示。在此，曲线18表示超平的、未处理的衬底，而曲线19表示没有任何缺陷的已处理的衬底。明显地看到，已处理的衬底的曲线19的反射率由于衬底表面的处理而减小。
结果，当衬底已经曝光并且被处理时，衬底的反射率可能显著减小。对于另一已处理的“好”的衬底(实际上几乎没有缺陷)和“坏”衬底(具有缺陷)，强度随从衬底外部的位置朝向衬底中心(方向P1朝向衬底的中心)的距离变化的曲线如图6所示。曲线20示出已处理的“好”衬底的强度，而曲线21表示“坏”衬底。从左至右，曲线示出存在BES环(BES环是位于衬底台***处的金属环)的情况、BES环和衬底之间存在间隙的情况以及衬底自身的情况。曲线中的尖端22表示传感器光斑落到晶片和BES环之间的间隙上时的强度。在比较靠近衬底中心的位置上，“好”衬底的曲线20基本上是平坦区域。然而，“坏”衬底的曲线21上存在区域24，其中强度显示出变化的、起伏的行为。区域24表示衬底表面上的诸如孔或其他类型损坏等结构。
图7示出强度随沿着半径几乎等于或稍小于(例如1.2mm)衬底半径(也就是300mm)的圆的距离变化的曲线。上面讨论的在衬底的不同角位置处执行的半径边缘扫描的强度测量结果已被重新布置，使得沿接近衬底圆周边缘的圆形轨迹的不同角位置处的强度能够被采集。通过在离晶片边缘的固定距离(例如大约1.3mm)处获得强度数据而对圆环强度进行重构。重构的结果在图7中示出。曲线26表示在已处理的“好”衬底的情况下，靠近衬底边缘处围绕衬底中心的圆上的强度。曲线27表示沿相同的轨迹的强度，但是是与“坏”衬底或有缺陷衬底相关的，也就是存在缺陷的衬底。从图7可以清楚地看到，与好衬底的边缘强度相比，有缺陷的衬底的边缘强度具有大的变化量。在本示例中，有缺陷的衬底的标准偏差大约是1864。好衬底的标准偏差大约是216。在本示例中，|坏晶片标准偏差-好晶片标准偏差|/(好晶片标准偏差)的比值大约为7。已经证明这个比值可以很好地指示衬底的品质。通过对标准偏差本身或上述比值设定阈值，可以将好衬底与有缺陷的衬底区分开。对于本示例，这意味着通过设定阈值，比方说2，上述比值将对衬底具有缺陷给出一个清楚且直接的指示。
在图8中，示出了衬底25的示意性俯视图。在本实施例中，使用传感器(LS)，更具体地使用传感器(LS)的捕获***，在衬底表面上方恒定的高度处可执行整体水平圆形(global level circle(GLC))扫描，也称为圆环强度测量。所述扫描包括两个扫描步骤。在第一步骤中，传感器(LS)测量沿靠近衬底中心的基本上圆形轨迹28的被反射的辐射束的强度。由于在衬底的这个部分，也就是相对靠近衬底中心的部分，存在缺陷的机会较小，因此，沿轨迹28的强度扫描可以看成是参考扫描。图9中示出了传感器的最终的强度信号。在第二步骤中，传感器(LS)测量沿靠近衬底25的圆周边缘30的第二轨迹29的强度。最终的传感器(LS)强度信号也在图9中示出。从图9可以看到，在衬底圆周边缘附近(该位置具有圆形边缘效应)的扫描区域中的扫描得到的强度信号表现出比在靠近衬底中心实施扫描时获得的强度信号大得多的变化量，这对于衬底的边缘是否有缺陷提供好的指示。
如果衬底中出现缺陷，这些缺陷将很可能靠近衬底边缘，因此靠近衬底25的边缘30的强度扫描能够提供对衬底上任何缺陷的存在的好的指示。对于本领域技术人员来说很明显，第一和第二步骤可以以相反的顺序实施(也就是在所述第二步骤之后实施第一步骤)，并且传感器(LS)可以遵循其他轨迹以覆盖其他参考区域和/或潜在的缺陷区域。
一旦已经实施了两个步骤，就可以确定对于被测强度的变化量的量度。在实施例中，对于表现变化性特征的量度可以是经过扫描范围的信号的均方根偏差(RMSD)。在另一实施例中，对于强度变化量的量度是沿圆形扫描范围的标准偏差。沿第一圆28的强度(GLC1)和沿第二圆29的强度(GLC2)的标准偏差可以被计算。然后，所计算的标准偏差用沿第一轨迹28的强度(GLC1)归一化，也就是(GLC2-GLC1)/GLC1。基于归一化的标准偏差，可以评估所检查的衬底是否有任何缺陷。
一种评估衬底品质的测量是通过将标准偏差或归一化的标准偏差与预设的阈值对比。如果该(归一化的)标准偏差大于所述阈值，就可以认为衬底包含一个或更多个缺陷。然后衬底被认为不合格，不需要进行进一步的衬底处理步骤，例如曝光步骤，或在多台光刻设备的情况中转移到下一个台。如果另一方面(归一化的)标准偏差保持小于所述阈值，就认为衬底没有任何实质性缺陷。这样衬底就可以进行下一步处理步骤。
因而，确定衬底中的缺陷的方法可以包括：
设置传感器，其构造用于将光束投影到衬底上，探测被反射光强度；
在预定扫描范围内用所述光束扫描衬底；
测量沿所述扫描范围从不同的衬底区域反射的光的强度；
确定对于经过所述扫描范围的至少一部分的光强度的变化量的量度；
根据对于光强度的变化量的量度来确定是否存在任何缺陷。
强度信息基本上可以给出被扫描衬底的集成的反射率，并且可以是由传感器探测器接收的被反射光的总量的量度。被反射光的量可以成功地用于探测衬底表面上的缺陷。利用来自由传感器探测器接收的被反射光的该信息，可以形成衬底的缺陷图，并基于所述缺陷图能够决定例如在双台光刻设备的情况中是否在后续曝光台中使用该衬底，或因为有缺陷决定衬底不合格。
确定对于被测量强度的变化量的量度可以包括：
确定对于经过所述扫描范围的至少一部分的平均辐射强度的量度；
由所述平均辐射强度量度确定对于被测量强度的偏差量的量度；
由所述平均辐射强度量度和辐射强度偏差量度确定是否存在任何缺陷。
在又一实施例中，平均辐射强度量度和辐射强度偏差量度可以基于在扫描范围的相同部分中测量的强度而进行确定。也就是说，在衬底的缺陷部分中测量的强度可以相对于在衬底的相同缺陷部分中测量的平均强度而被确定。
对应平均辐射强度的量度和对应所述偏差的量度可以基于在所述扫描的相同部分中测量的强度而被确定。参照图7，能够仅在潜在的缺陷区域中实施测量而不需要在参考区域实施测量，并且能够仅基于这些测量确定衬底的品质。例如，对于坏晶片的标准偏差是1864，而对于好晶片的标准偏差是216。可以设定阈值，例如800，并在所述偏差大于这个阈值时认为晶片是坏晶片。在又一实施例中，平均辐射强度量度基于在扫描范围的第一部分(例如，图8中示出的由内圆28限定的区域)中测量的强度而被确定，同时辐射强度偏差量度基于在扫描区域的不同的第二部分(例如，图8中围绕外圆29的潜在具有缺陷的区域)中测量的强度而被确定。
所确定的偏差量度可以进一步被归一化，例如通过用所确定的偏差量度除以在参考扫描范围内测量的强度的标准偏差。在还一实施例中，偏差量度除以对于平均辐射强度的量度。
然后将对于所测量的辐射强度的变化量的量度与预定阈值进行对比。如果所述偏差量度超过阈值，则衬底可能包含一个或更多个缺陷，而在相反的情况中，认为衬底基本上没有(实质性的)缺陷。
参考区域和可能的缺陷区域可以是在同一衬底上。然而，在其它实施例中，参考区域和缺陷区域是在不同的衬底上。例如，在其中多个类似的或相同的衬底被加工的实施例中，对于所有衬底，可以利用仅在一个衬底的参考区域中测量的强度。
虽然从衬底上反射的光束的强度可以通过已经设置在设备中的高度传感器(例如在测量阶段期间用于测量衬底高度的水平传感器，或在曝光阶段期间用于测量衬底高度的焦点传感器)进行利用，但是在其他实施例中，可以附加地或可选地使用不同类型的传感器。例如，可以使用强度探测器(传感器)，其特别被构建用于测量从衬底反射的光束的强度。
虽然在本文中详述了光刻设备用在制造ICs(集成电路)，但是应该理解到这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造集成光学***、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
虽然以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情况中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明的实施例可以有其它的应用，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑压印到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)和深紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
这里使用的术语“透镜”可以认为是一个或多种类型的光学元件的组合体，包括折射型、反射型、磁学型、电磁型和静电型光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的至少一个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的所述的计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
上面描述的内容是例证性的，而不是限定的。因而，应该认识到，本领域的技术人员在不脱离以下所述权利要求的范围的情况下，可以对上述本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种确定衬底中的缺陷的方法，所述方法包括步骤：
用传感器扫描衬底的扫描范围，所述传感器将辐射束投影在所述衬底上；
测量沿所述扫描范围从不同衬底区域反射的辐射强度的一部份；
确定经过所述扫描范围的被测量的该部份的变化量；
由所述变化量确定在所述衬底上是否存在任何缺陷。
2.如权利要求1所述的方法，包括步骤：将所述变化量与阈值进行比较。
3.如权利要求2所述的方法，其中确定所述变化量的步骤包括：计算沿所述扫描范围的至少一部分所测量的所述辐射强度的变化量。
4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中确定所述变化量的步骤包括：
确定经过所述扫描范围的至少一部分的平均的辐射强度部份；
由所述平均的辐射强度部份确定辐射强度部份的偏差；和
使用所述偏差以确定是否存在任何缺陷。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述平均的辐射强度部份是基于在所述扫描范围的第一部分中测量的强度所确定的，而所述偏差是基于在所述扫描范围的不同的第二部分中测量的强度而被确定的。
6.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述扫描范围的参考部分包括所述衬底的至少一个参考区域，并且所述扫描范围的测试部分包括衬底的至少一个潜在有缺陷的区域。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述区域的形状形成为同心的环，所述参考区域被限定为所述衬底的内环，而所述潜在有缺陷的区域被限定为所述衬底的外环。
8.如权利要求4所述的方法，其中确定所述部份的偏差的步骤包括：确定在所述扫描范围的所述第二部分中测量的所述部份和在所述扫描范围的所述第一部分中测量的所述部份之间的差。
9.如权利要求4到8中任一项所述的方法，其中确定缺陷的存在的步骤还包括：将所述偏差与针对所述偏差的阈值进行比较，以及确定所述偏差是否超过所述阈值。
10.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中扫描所述衬底的步骤包括：通过提供所述传感器和所述衬底之间的相对移动沿所述扫描范围投影所述辐射束。
11.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中测量所述强度的所述部份的步骤是在配置用于实施衬底曝光的光刻曝光设备的测量站中实施的。
12.如前面权利要求中任一项所述的方法，包括用配置成由被反射的辐射确定衬底表面的高度的传感器来实施沿扫描范围从不同衬底区域反射的辐射强度的所述部份的测量。
13.一种用于在光刻工艺中曝光衬底的设备，包括：
衬底台，其构造成保持衬底；
传感器，其配置并构造成将测量辐射束投影到所述衬底上，
控制器，其用于控制所述衬底台和所述传感器的相对位置，所述控制器构造成使所述传感器利用所述测量辐射束扫描衬底的扫描范围；
其中所述传感器配置并构造成测量沿所述扫描范围从不同的衬底区域反射的辐射强度的所述部份，和
其中，所述控制器构建成确定经过所述扫描范围的所述部份的变化量，并且由所述部份确定在所述衬底中是否存在任何缺陷。
14.如权利要求13所述的设备，其中所述传感器配置并构造成由所述被反射的辐射来确定布置在所述衬底台上的衬底表面的高度，以及其中所述控制器构建成将所述部份的所述变化量与阈值进行比较。
15.一种探测衬底中的缺陷的方法，包括步骤：
使用高度传感器在衬底的扫描范围上将辐射束投影到所述衬底上；
测量沿所述扫描范围从不同衬底区域反射的辐射的强度的一部份；
测量从所述扫描范围外部的参考区域反射的辐射的强度的一部份；
确定经过所述扫描范围的被测量部份和来自所述参考区域的被测量部份的变化量；和
由所述变化量来确定在所述衬底中是否存在任何缺陷，所述确定的步骤包括将来自所述扫描范围的所述变化量与来自所述参考区域的所述变化量进行比较。
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