TWI572975B - 用於檢驗一光微影標線之方法、檢驗系統及電腦可讀媒體 - Google Patents

用於檢驗一光微影標線之方法、檢驗系統及電腦可讀媒體 Download PDF

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TWI572975B
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卡爾E 海斯
許如芳
湯瑪士 法渥
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克萊譚克公司
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Description

用於檢驗一光微影標線之方法、檢驗系統及電腦可讀媒體 相關申請案交叉參照
本申請案依據35 U.S.C.§119主張2012年2月15日提出申請之Carl E.Hess等人之題為「Time-Varying Intensity Map Measurement」之第61/599,301號先前美國臨時申請案的優先權,該申請案出於各種目的全盤地以引用方式併入本文中。
本發明概言之係關於標線檢驗領域。更特定而言,本發明係關於一種用以偵測標線降級之方法。
通常,半導體製造行業涉及用於使用分層且圖案化至諸如矽之一基板上之半導體材料來製作積體電路之高度複雜技術。由於大規模的電路整合及越來越小的半導體裝置,因而所製作裝置已變得對缺陷越來越敏感。即,造成該裝置中之故障之缺陷正變得越來越小。該裝置在發往最終使用者或客戶之前係無故障的。
一積體電路通常係由複數個標線製作而成。標線之產生及隨後對此等標線之光學檢驗已成為半導體生產中之標準步驟。首先,電路設計者為一標線生產系統或標線書寫機提供描述一特定積體電路(IC)設計之電路圖案資料。電路圖案資料通常呈所製作IC裝置之實體層之一具象派佈局之形式。該具象派佈局包括針對該IC裝置之每一實體層 之一具象派層(例如,閘極氧化物、多晶矽、敷金屬等),其中每一具象派層係由界定該特定IC裝置之一層之圖案化之複數個多邊形構成。
標線書寫機使用電路圖案資料來書寫(例如,通常,使用一電子束書寫機或雷射掃描機來曝光一標線圖案)稍後將被用來製作該特定IC設計之複數個標線。一標線檢驗系統然後可檢驗該標線以找出可能已在該等標線之生產期間出現之缺陷。
一標線或光罩係至少含有共同界定諸如一積體電路之一電子裝置中之共面特徵圖案之透明區域與不透明區域及有時半透明區域與相移區域之一光學元件。標線係在光微影期間用來界定用於蝕刻、離子植入或其他製作程序之一半導體晶圓之指定區域。
在製作每一標線或每一群組之標線之後,每一新的標線通常無缺陷或降級。然而,該標線可在使用之後變為有缺陷的。因此,存在一種對經改良標線檢驗技術的持續需要。
下文呈現對所揭示內容之簡要總結以便提供對本發明之某些實施例之基本理解。本發明內容並非係對所揭示內容之廣泛概述且其並不識別本發明之關鍵/重要元素或刻化本發明之範疇。其唯一目的係以簡要形式呈現本文中所揭示之某些概念作為稍後呈現之更詳細說明之一前奏。
在一項實施例中,揭示一種檢驗一光微影標線之方法。界定一標線之複數個貼片區。在於任何光微影程序中使用一標線之前,在一第一檢驗期間使用一光學標線檢驗工具以針對複數組一或多個貼片區中之每一者獲得對應於自該標線之每一貼片區之複數個子區量測之光之多個參考強度值之一參考平均值。在於複數個光微影程序中使用該標線之後,在一第二檢驗期間使用該光學標線檢驗工具以針對該等組一或多個貼片區中之每一者獲得對應於自該標線之每一貼片區之該複 數個子區量測之光之多個測試強度值之一平均值。將該光學標線檢驗工具之同一設置配方用於該第一檢驗及該第二檢驗兩者。產生一差強度圖,且此圖包含各自對應於該等組一或多個貼片中之每一者之該等測試強度值之每一平均值與該等參考強度值之每一平均值之間的一差之複數個圖值。該差強度圖指示該標線是否已隨著時間降級超過一預定義位準。
在一具體實施方案中,該複數個貼片區實質上包含該標線之整個作用區,且該差強度圖係針對該標線之整個作用區而產生。在另一實施例中,該第一檢驗及該第二檢驗係在一薄膜安裝於該標線上時執行且該差強度圖指示該標線之一薄膜是否已隨著時間降級超過一預定義位準。在另一態樣中,該差強度圖指示該標線已隨著時間在一空間徑向圖案中降級超過一預定義位準。在一個實例性實施方案中,該等組一或多個貼片區中之每一者由一單個貼片區組成。在另一實例中,該等組一或多個貼片區中之每一者包括該等貼片區中之兩者或兩者以上。
在另一實施例中,該方法包括自該差強度圖移除一全域偏移。在另一態樣中,該差強度圖包含對應於導致該第一檢驗與該第二檢驗之間的不同平均強度值變化之該標線之不同區之不同色彩的區。在又一實施例中,該差強度圖經產生以正規化至一零平均值。在一個具體實施方案中,該差強度圖係基於在該第一檢驗及該第二檢驗期間收集之所反射光及所透射光兩者而產生。在另一態樣中,該第一檢驗係在該標線已被驗證為具有最小降級之後於任一光微影程序中使用此標線之前執行。
在又一實施例中,該方法包括重複用於在已清潔該標線之後針對該等組貼片區中之每一者獲得一第二參考平均值、在於第二複數個光微影程序中使用該經清潔標線之後針對該等組貼片區中之每一者獲 得一第二測試平均值及基於該等組一或多個貼片區中之每一者之該第二參考平均值及該第二測試平均值產生一第二差圖之操作。在另一態樣中,該方法進一步包括基於該差強度圖中之一全域偏移來判定一全域CD變化。在另一實例中,該差強度圖經產生以計及圖案密度相依性。
在某些實施例中,本發明係關於一種用於檢驗一光微影標線之系統。該系統包括經組態以執行上述操作中之至少一些操作之至少一個記憶體及至少一個處理器。在其他實施例中,本發明係關於上面儲存有用於執行上述操作中之至少一些操作之指令之電腦可讀媒體。
下文參照圖式來進一步闡述本發明之此等及其他態樣。
24‧‧‧強度值
25‧‧‧強度值
26‧‧‧強度值
100‧‧‧標線部分
102‧‧‧透明基板
104a‧‧‧不透明矽化鉬特徵/不透明圖案/不透明部分
104b‧‧‧不透明矽化鉬特徵/不透明圖案/不透明部分
106a‧‧‧臨界尺寸寬度/遮罩特徵尺寸/原始寬度
106b‧‧‧臨界尺寸寬度/原始寬度/遮罩特徵尺寸
106c‧‧‧臨界尺寸寬度/遮罩特徵尺寸/原始寬度
108‧‧‧深紫外光
154a‧‧‧不透明特徵/降級特徵
154b‧‧‧不透明特徵/降級特徵
156a‧‧‧遮罩特徵寬度/尺寸
156b‧‧‧間距寬度
156c‧‧‧遮罩特徵寬度/尺寸
164a‧‧‧矽化鉬特徵
164b‧‧‧矽化鉬特徵
174b‧‧‧氧化層
176a‧‧‧較大特徵寬度臨界尺寸
176b‧‧‧較小間距臨界尺寸
176c‧‧‧較大特徵寬度臨界尺寸
202‧‧‧透明基板
204a‧‧‧標線特徵
204b‧‧‧標線特徵
206a‧‧‧經腐蝕特徵
206b‧‧‧經腐蝕特徵
302‧‧‧薄膜框架
304‧‧‧作用區域
306‧‧‧透明膜
400‧‧‧差強度圖
402‧‧‧橙色最外部區域
404‧‧‧橙色最外部區域
406‧‧‧綠色外環區域
408‧‧‧淡藍色內環區域
410‧‧‧藍色中心區域
420‧‧‧條形圖
422‧‧‧範圍
424‧‧‧範圍
426‧‧‧範圍
428‧‧‧範圍
430‧‧‧範圍
600‧‧‧標線
602a‧‧‧刈幅
602b‧‧‧刈幅
652a‧‧‧強度資料集
652b‧‧‧強度資料集
652c‧‧‧強度資料集
652d‧‧‧強度資料集
672a‧‧‧強度值
672b‧‧‧強度值
672c‧‧‧強度值
672d‧‧‧強度值
672e‧‧‧強度值
672f‧‧‧強度值
800‧‧‧檢驗系統
802‧‧‧輸入
804a‧‧‧資料分配系統
804b‧‧‧資料分配系統
806a‧‧‧貼片處理器
806b‧‧‧記憶體
808‧‧‧交換式網路
810‧‧‧檢驗控制及/或檢查站
812‧‧‧圖產生器及記憶體
816‧‧‧大容量儲存裝置
900‧‧‧微影系統
901‧‧‧照明光學器件
902‧‧‧遮罩平面
903‧‧‧照明源
905‧‧‧照明透鏡
913‧‧‧成像光學器件
950‧‧‧檢驗系統
951a‧‧‧照明光學器件
951b‧‧‧數值孔徑
952‧‧‧標線平面
953a‧‧‧偵測光學器件
953b‧‧‧偵測光學器件
954a‧‧‧感測器
954b‧‧‧感測器
960‧‧‧照明源
973‧‧‧電腦系統
976‧‧‧光束分離器
978‧‧‧偵測透鏡
M‧‧‧光罩
W‧‧‧晶圓
圖1A係經歷使用一大功率、深紫外(UV)光之光微影曝光之一標線部分之一概略側視圖。
圖1B係圖解說明因重複微影曝光而引起之遮罩特徵之降級之圖1A之標線之一概略側視圖。
圖1C圖解說明在重複光微影曝光程序期間出現之一MoSi標線部分之降級。
圖2圖解說明因一清潔程序而引起之標線特徵之腐蝕。
圖3A係具有由一薄膜框架環繞之一作用區域之一標線之一俯視概略圖。
圖3B展示圖3A之標線及薄膜之一概略側視圖。
圖4係根據本發明之一項實施例基於跨越該標線之特定區處之隨著時間之平均強度差產生之一時間強度變化圖之一概略圖。
圖5係圖解說明根據本發明之一項實施例之一標線檢驗程序之一流程圖。
圖6A係對應於根據本發明實施例之一標線之兩個「刈幅」之兩 組強度資料之一概略圖。
圖6B係根據一具體實施方案劃分成若干貼片之一刈幅之一強度資料集之一概略圖。
圖6C圖解說明對應於一標線之一特定刈幅之一特定貼片之多個像素或點之多個強度值。
圖7係圖解說明根據本發明之一具體實施方案用於產生一時間強度圖之一程序之一流程圖。
圖8係其中可實施本發明之技術之一實例性檢驗系統之一概略圖。
圖9A係根據某些實施例用於將一遮罩圖案自一光罩轉印至一晶圓上之一微影系統之一簡化示意圖。
圖9B提供根據某些實施例之一光罩檢驗設備之一示意圖。
在下文說明中,列出大量具體細節以便提供對本發明之透徹瞭解。即使沒有此等具體細節中之一些或全部亦可實施本發明。在其他情況下,未詳細闡述習知程序操作以免不必要地掩蓋本發明。雖然將結合具體實施例來闡述本發明,但應瞭解,並非意欲將本發明限定於該等實施例。
術語「標線」通常包括上面形成有一層不透明材料之諸如玻璃、硼矽酸鹽玻璃、石英或發煙二氧化矽之一透明基板。該不透明(或實質不透明)材料可包括完全地或部分地遮擋光微影光(例如,深紫外光)之任一合適材料。實例性材料包括鉻、矽化鉬(MoSi)、矽化鉭、矽化鎢、玻璃上不透明MoSi(OMOG)、等等。亦可在該不透明層與該透明基板之間添加一多晶矽膜以提高黏合力。可在該不透明材料上方形成諸如氧化鉬(MoO2)、氧化鎢(WO2)、氧化鈦(TiO2)或氧化鉻(CrO2)之一低反射膜。
術語標線係指不同類型之標線,包括(但不限於)透明場標線、暗場標線、二元標線、相移遮罩(PSM)、交替PSM、衰減或半色調PSM、三元衰減PSM及無鉻相位微影PSM。一透明場標線具有呈透明之場區或背景區,且一暗場標線具有呈不透明之場區及背景區。二元標線係具有呈透明或不透明之圖案化區之標線。舉例而言,可使用由一發煙二氧化矽坯料製成具有由一鉻金屬吸附膜界定之一圖案之一光罩。二元標線不同於相移遮罩(PSM),一種類型之相移遮罩可包括僅部分地透射光之膜,且此等標線可共同稱作半色調或嵌入式相移遮罩(EPSM)。若在一標線之交替透明空間上放置一相移材料,則該標線稱作交替PSM、ALT PSM或Levenson PSM。施加至任意佈局圖案之一種類型之相移材料稱作衰減或半色調PSM,其可藉由以一部分透射或「半色調」膜來替換該不透明材料來製作。三元衰減PSM係同樣包括完全不透明特徵之衰減PSM。
一標線可變得以多種不同方式隨著時間而損壞。在一第一降級實例中,光微影曝光程序可導致標線之不透明材料之物理降級。舉例而言,用於標線上之一大功率光束(諸如處於193 nm下之一大功率深紫外(UV)光束)可在實體上造成對標線上之不透明材料之損壞。損壞亦可由諸如248 nm紫外光束之其他波長造成。實際上,紫外光束可藉由炸毀不透明特徵並使該等特徵變平在實體上使標線上之不透明圖案塌陷。此物理效應可對標線之臨界尺寸(CD)產生負面影響。
圖1A係經歷使用一大功率、深紫外(UV)光108之光微影曝光之一標線部分100之一概略側視圖。標線部分100包括形成於透明基板102上之不透明圖案104a及104b。不透明部分104a及104b實質上遮擋光108,而透明部分將光108傳遞至下伏晶圓(未展示)以曝光與入射光108起反應之此晶圓上之一光微影膜。該膜之經曝光區域在諸如用以移除經曝光(或未經曝光)膜部分之一蝕刻程序之進一步處理之後在該 晶圓上形成一圖案。
如所示,不透明圖案結構104a及104b經設計且經形成以分別具有臨界尺寸(CD)寬度106a及106c。類似地,不透明特徵104a與104b之間的間距具有CD寬度106b。一特定CD值通常可對如何在光微影程序中將此特定標線特徵轉印至該晶圓並挑選此CD以最佳化此轉印程序產生影響。換言之,若某一標線特徵之CD值處於一指定CD範圍內,則此CD值將導致使得所得積體電路能夠如電路設計師所預期正確操作之一對應晶圓特徵之製作。特徵通常形成具有亦產生運算電路從而節省積體晶片面積之最小尺寸。
遮罩特徵尺寸(例如,圖1A之106a至106c)可首先具有滿足預定義規格之CD值。然而,在至深紫外光之重複曝光之後,舉例而言,遮罩特徵可降級以致CD值不再處於預定義規格範圍內。圖1B係圖1A之標線之一概略側視圖,其圖解說明因重複微影曝光而引起之遮罩特徵之一物理類型降級。此類型之降級稱作「鉻」降級,此乃因此類型之問題通常出現在鉻類型標線中。
在每一曝光期間,深紫外光以相對大的功率應用於標線。此大功率紫外光趨於「下推」不透明特徵,從而產生諸如154a及154b之更圓及更平的不透明特徵。降級特徵154a及154b展示顯著改變之尺寸156a及156c,而且對間距寬度156b產生影響。如所示,不透明特徵154a及154b具有分別與原始寬度106a及106c相比明顯更大的寬度156a及156c,而此等不透明特徵之間的間距具有與原始寬度106b相比小得多的寬度156b。由於此降級,特徵CD值可能已顯著改變從而對晶圓良率產生影響。舉例而言,遮罩特徵寬度156a及156c可顯著大於原始線寬度CD,而間距寬度156b可顯著小於原始線間距寬度CD。
另一類型之降級特定而言針對MoSi標線而出現,但亦可出現在其他類型之標線中。圖1C圖解說明在重複光微影曝光程序期間出現 之一MoSi標線部分之降級。在曝光期間,光與MoSi特徵164a及164b起化學反應以使一氧化層174b及174b形成於此等MoSi特徵上。即,光引起一光催化化學反應以使來自該MoSi材料之氧離子化並使此等MoSi特徵之表面氧化。此氧化使不透明MoSi特徵104a及104b變為由沿著邊緣之一氧化堆積環繞。此MoSi氧化亦使CD改變。舉例而言,MoSi特徵164a及164b(連同額外氧化材料)產生分別為176a及176c之一較大特徵寬度CD及一較小間距CD 176b。
在另一降級實例中,不透明特徵可因一清潔程序而變小。來自空氣及其他源之化學污染物可形成於標線表面上從而造成一「混濁」。此混濁通常從標線中清潔掉。然而,此清潔程序可使該等標線特徵腐蝕。圖2圖解說明因一清潔程序而引起之標線特徵之腐蝕。在清潔之前,標線包括透明基板202上之一特定大小及形狀之標線特徵204a及204b。在清潔期間,清潔溶液可使此等標線特徵腐蝕從而形成經腐蝕特徵206a及206b。清潔類型降級亦可對晶圓良率產生影響,特別是當CD變得越來越小(例如,200 nm或更小)時。
一標線之薄膜亦可隨著時間降級。圖3A係具有由一薄膜框架302環繞之一作用區域304之一標線之一俯視概略圖。圖3B展示圖3A之標線及薄膜之一概略側視圖。該薄膜包括薄膜框架302及由薄膜框架302支撐之一透明膜306。該薄膜安裝於標線上以保護作用區域304免受污染。由於微影系統具有一相對高的數值孔徑,因此標線之背面上之污染物不對焦且通常不對曝光特性產生影響。然而,該薄膜可在曝光期間隨著時間而變暗或改變。儘管可(舉例而言)在一清潔程序之後以一新的膜來替換薄膜306,但監測介乎清潔之間的薄膜降級將係有利的。薄膜降級趨於隨著時間而呈徑向且可對晶圓製作產生負面影響。
某些實施例提供用於使用實質上跨越整個標線界定之特定區之一時間強度變化圖來追蹤一標線之時間降級(諸如鉻、MoSi、薄膜或 清潔類型降級)之技術及系統。舉例而言,標線之特定區之平均強度變化(舉例而言)係在一標線檢驗程序期間提供。在一具體實施方案中,將標線之作用區界定為複數個貼片區。使用一光學工具來檢驗標線並在此標線經歷多個曝光程序之前及之後針對每一貼片區獲得一平均強度值。然後基於相同貼片區之平均強度值之時間變化來產生一強度圖。
一時間強度變化圖之實施例可採取任一合適形式。舉例而言,該強度圖可以文字方式表示為標線之每一區之平均強度變化值之一清單。舉例而言,每一平均強度變化值可與對應標線區座標並排列出。該強度圖亦可由諸如網格點差值之標準變化或變異之一度量表示。另一選擇為或另外,一時間強度變化圖可以視覺方式表示以使得不同強度變化值或範圍展示為不同視覺方式,諸如不同色彩的標線區、不同條形圖高度、不同圖值、或3維表示法等。一強度圖可以不同網格點取樣大小或由至不同函數形式之擬合(諸如一多項式擬合或一傅立葉變換)來表示。
圖4係根據本發明之一項實施例基於跨越標線之特定區處之隨著時間之平均強度差產生之一時間強度變化圖400之一概略圖。在一具體實例中,可使用一分析程序來自在多個曝光運行之前及之後執行之兩個檢驗產生一差強度圖。一差強度圖400可顯示於提供於(舉例而言)一電腦之一顯示器上之任一合適圖形使用者介面(GUI)或諸如一文字及/或聽覺介面之任一其他合適類型之人機介面上。
所圖解說明之強度圖400對應於標線之整個作用區。儘管未以色彩展示,但強度圖400可包括對應於具有隨著時間之不同強度變化之標線之不同區域之不同色彩區域。如所示,強度圖400包括一藍色中心區域410、一淡藍色內環區域408、一綠色外環區域406以及黃色及橙色最外部區域404及402。在此實例中,綠色區域對應於標線之此特 定區域之一零強度差,而藍色、淡藍色、黃色及橙色區域對應於此等特定標線區域隨著時間之不同強度差。
該使用者介面可包括用於表示標線之強度變化之其他機構。如所示,該使用者介面亦可包括自在多個曝光運行之前及之後執行之兩個檢驗產生之一條形圖420。該條形圖包括具有正規化至一零平均值之範圍422、424、426、428及430之強度變化值之計數。每一範圍亦可以一特定色彩顯示。舉例而言,範圍422為橙色的;範圍424為黃色的;範圍426為綠色的;範圍428為藍色的;且範圍430為淡藍色的。當然,不同範圍可指派給不同色彩或值且取決於特定應用。
某些強度圖實施例圖解說明標線之不同區域在空間維度及時間維度兩者上的強度變化。舉例而言,一時間強度變化圖對應於平均起來有多少光透射過標線之特定較大區或自標線之特定較大區反射。此等強度圖圖解說明平均時間與空間變化而不需要以一細尺度解析度來解析缺陷。一時間強度變化圖可產生並應用於非重複標線特徵以及重複標線特徵。
圖5係圖解說明根據本發明之一項實施例之一標線檢驗程序500之一流程圖。首先,可在操作502中在於一光微影程序中使用該「良好」標線之前針對該標線之每一貼片(或每一組貼片)獲得一參考平均強度值(針對該貼片或該組貼片中之多個強度值)。該參考檢驗程序通常係對一已知優質標線執行。因此,在一參考檢驗程序期間使用(舉例而言)被驗證為無降級及缺陷之一新的標線來獲得參考平均強度值。另一選擇為,可在一標線已經歷可對標線降級或CD產生影響之任一類型之程序之後針對每一貼片獲得參考平均強度。舉例而言,可在已針對標線重複實施光微影程序之後及在標線被清潔且被驗證為具有很少或不具有降級或缺陷之後獲得參考平均強度。
可藉由任一合適方式將一標線驗證或界定為實質上沒有降級或 缺陷。舉例而言,一新近製造之標線之一購買者可假定該標線已由製造商驗證為無缺陷及降級。另一選擇為,可藉助一光學或掃描電子顯微鏡來檢驗標線以(舉例而言)藉由執行一晶粒對資料庫檢驗來判定標線上是否存在任何CD均勻度缺陷或標線是否已降級。可在清潔以移除混濁以及其他類型之降級及缺陷之後以類似方式檢驗一標線。
通常將該標線劃分成可自其獲得來自多個點之多個強度值之複數個貼片部分。該標線之該等貼片部分可經掃描以獲得此強度資料。該等貼片部分可依據特定系統及應用要求呈任一大小及形狀。通常,可藉由以任一合適方式掃描該標線來獲得每一貼片部分之多個強度值。以實例方式,可藉由光柵掃描標線來獲得每一貼片部分之多個強度值。另一選擇為,可藉由以諸如一圓形或螺旋形圖案之任一合適圖案來掃描標線從而獲得影像。當然,感測器可能必須以不同的方式(例如,以一圓形圖案形式)配置/或該標線可在掃描期間以不同的方式移動(例如,旋轉)以便自標線掃描一圓形或螺旋形。
在下文所圖解說明之實例中,當標線移動經過感測器時,自標線之一矩形區域(本文中稱作一「刈幅」)偵測光且將此所偵測光轉換成每一貼片中之多個點處之多個強度值。在此實施例中,掃描機之感測器配置成一矩形圖案以接收自標線反射及/或透射之光並自該光產生一組對應於標線之貼片之一刈幅之一組強度資料。在一具體實例中,每一刈幅可為約1百萬個像素寬及約1000至2000個像素高,而每一貼片可為約2000個像素寬及1000個像素高。
圖6A係對應於根據本發明實施例之標線600之兩個「刈幅」602a及602b之兩組強度資料之一概略圖。每一組強度資料可對應於標線600之一「刈幅」。每一組強度資料可藉由以一蛇形或光柵圖案形式自標線順序地掃描刈幅來獲得。舉例而言,藉由一光學檢驗系統之一光束從左到右掃描標線600之第一刈幅602以獲得一第一組強度資料。然 後從右到左掃描第二刈幅604以獲得一第二組強度資料。圖6B係對應於劃分成若干貼片之刈幅之強度資料集602a之一概略圖。如所示,強度資料602a進一步包括複數個貼片之強度資料,諸如對應於一標線之一刈幅之貼片之此等強度資料集652a、652b、652c及652d。
在針對每一刈幅之每一貼片中之多個點收集強度資料期間或之後,亦可針對每一貼片或每一組一或多個貼片判定一平均強度值。圖6C圖解說明對應於一標線之一特定刈幅之一特定貼片652a之多個像素或點之多個強度值(例如,672a、672b、672c、672d、672e及672f)。舉例而言,對應於標線之一貼片之強度資料集652a包括強度值26、25、25、25、24、25等等。可共同平均每一貼片之所有該等強度值以判定此貼片之一平均強度值(例如,25)。
重新參閱圖5之檢驗程序,然後可在針對該「良好」標線之每一貼片獲得平均強度值之後在操作504中將該「良好」標線用於多個光微影程序中。然後可在操作506中針對標線之每一貼片(或每一組貼片)獲得一測試平均強度值。可以與用於獲得每一貼片之參考平均值之技術類似之方式獲得每一貼片之測試平均值。
可使用以任一合適方式設置之一光學檢驗工具來獲得每一貼片之強度值。該光學工具通常係以一組操作參數或對於用於獲得強度值之不同檢驗運行實質相同之一「配方」設置。配方設定值可包括以下設定值中之一或多者:用於以一特定圖案、像素大小來掃描標線之一設定值、用於分組來自單一信號之毗鄰信號之一設定值、一焦點設定值、一照明或偵測孔徑設定值、一入射光束角度與波長設定值、一偵測器設定值、用於所反射光或所透射光之量、空中建模參數之一設定值、等等。
然後可在操作508中基於該等標線貼片之測試平均值與參考平均值之間的差來產生標線之一時間強度圖。舉例而言,將相同貼片或每 一組貼片之測試平均值及參考平均值彼此相減以判定相同貼片或相同組貼片之一差平均值。亦可在產生該時間強度圖之前判定並自每一差值中減去一全域偏移。舉例而言,判定並自每一差值(或每一像素強度值差)中減去整個標線之平均值(例如,所有貼片平均值之平均值或所有強度值之平均值)以便自該時間強度圖去除全域強度變化。
在產生一時間強度圖之前移除任何全域變化係有利的。舉例而言,光校準可在參考檢驗與測試檢驗之間有所不同且引起與標線之降級位準無關之所偵測光中之一總偏移。另外,降級趨於不均勻。另外,可程式化該光微影工具以補償均勻變化以使得均勻變化可對曝光程序產生負面影響,此與難以在光微影程序期間補償之不均勻變化截然相反。根據前述,通常可合理地忽略並自該強度圖結果移除一全域偏移以使得該圖僅提供不均勻變化。
然而,在其他應用中,一均勻強度偏移可能很重要。因此,可形成該時間強度圖而不移除任何全域偏移。舉例而言,可使用一全域強度偏移來判定一全域CD變化。即,一全域CD變化可與一時間強度圖之全域強度偏移相關聯。可在判定一全域CD變化時分析所透射光及所反射光兩者以補償雜訊。「一致」之R圖及T圖之部分可用於判定一CD偏移,而「不一致」之R圖及T圖之部分暗指某一類型之雜訊(亦即,雙折射率、反射率變化)且不用於判定一CD偏移。正確地校準並補償檢驗光位準亦係可取的。
一種用以判定一全域偏移之方式係計算測試檢驗及參考檢驗之全遮罩平均值並減去計算結果。在大多數情況下,自時間強度圖結果中減去此平均結果。然而,對於相對無雜訊之結果而言,該全域偏移可係非常有意義的,舉例而言,即使不存在明顯的空間分配變化。此全域偏移可表示全域CD變化。
在提供一時間強度圖之後,則可在操作510中基於此圖判定標線 是否通過檢驗。舉例而言,可判定同一標線區之隨著時間之平均強度值之任一變化是否超過一預定義臨限值。若一平均時間強度變化超過該預定義臨限值,則可更仔細地檢視對應標線部分以判定該標線是否有缺陷且無法再被使用。舉例而言,可使用一SEM來檢視該有缺陷區以判定臨界尺寸(CD)是否在規格範圍以外。
在替代實施方案中,該時間強度圖中之特定強度變化可與隨後可被判定為在規格範圍以內或以外之特定CD值相關聯。特定強度變化可透過具有可經量測以判定不同CD變化之間的強度差之多個已知CD值之校準標線與特定CD值相關聯。儘管此等CD及強度變化相關係自該校準標線之不同區獲得,但此等關聯可應用於每一相同標線區之每一時間強度差以判定此相同標線區之時間CD變化。
一不合格CD將導致標線無法通過該檢驗。若該標線未通過檢驗,則可在操作512中摒棄或可能的話修復該標線。舉例而言,可自該標線清除某些缺陷。在修復之後,可對經清潔標線執行一新的參考檢驗且該程序重複。
圖7係圖解說明根據本發明之一具體實施方案用於產生一時間強度圖之一程序700之一流程圖。首先,在操作702中,一光束可跨越標線掃描且可在此光束跨越每一貼片掃描時針對每一貼片中之每一像素或點收集強度值。換言之,該檢驗工具可操作以在一入射光束跨越一標線之每一貼片掃描時偵測並收集所反射光或所透射光抑或所反射光及所透射光兩者。如上所述,該入射光束可跨越各自包含複數個貼片之標線刈幅寬度掃描。回應於此入射光束而自每一貼片之複數個點或子區收集光。
該檢驗工具通常可操作以將此所偵測光轉換成對應於強度值之所偵測信號。所偵測信號可採取具有對應於標線之不同位置處之不同強度值之幅值之一電磁波形之形式。所偵測信號亦可採取強度值及相 關聯標線點座標之一簡單清單之形式。所偵測信號亦可採取具有對應於標線上之不同位置或掃描點之不同強度值之一影像之形式。一標線影像可在掃描標線之所有該等位置並將其轉換成所偵測信號之後產生,抑或一標線影像之部分可在掃描整個標線之後隨著最終標線影像完成而掃描每一標線部分時產生。
所偵測信號亦可採取空中影像之形式。即,可使用一空中成像技術來模擬光微影系統之光學效應以便產生在該晶圓上曝光之光阻劑圖案之一空中影像。通常,仿真光微影工具之光學器件以便基於來自標線之所偵測信號來產生一空中影像。該空間影像對應於自透過光微影光學器件及標線至一晶圓之光阻劑層上之光產生之圖案。另外,亦可仿真該特定類型之光阻劑材料之光阻劑曝光程序。
入射光或所偵測光可以任何合適入射角度透過任一合適空間孔徑以產生任一入射或所偵測光剖面。以實例方式,可利用可程式化照明或偵測孔徑來產生一特定光束剖面,諸如雙極子、四極子、類星體、環形物、等等。在一具體實例中,可實施源遮罩最佳化(SMO)或任一像素化照明技術。
可在操作704中將每一組一或多個貼片之所偵測信號之資料發送至並行貼片處理器。舉例而言,可將一第一貼片之強度值發送至一第一處理器,且可將一第二貼片之強度值發送至一第二處理器。另一選擇為,可將預定義數目個貼片之資料發送至個別貼片處理器。
每一處理器可在操作706中判定並儲存每一組一或多個貼片之平均貼片強度值。舉例而言,每一處理器可判定一個貼片之一平均值或每一組多個貼片之一平均值。舉例而言,可針對每一組1、2、50或200個貼片判定一平均值。針對其判定一平均值之貼片數目當然會對取樣粒度產生影響。即,用於每一平均值計算之一較高貼片數目與一較低取樣數目相關聯。然而,雜訊因使用更多貼片來判定每一平均值 而減少。
本發明之某些實施例使得能夠與(舉例而言)如藉助一SEM來執行之其他檢驗技術相比取樣更高數目個點。由於一SEM檢驗很慢,因而通常使用稀疏取樣(例如,不超過2000個點)。在本發明之一個實例性實施方案中,每一貼片(1k×2k)含有被掃描以獲得每一像素之所有2百萬個點之強度值之約2百萬個像素。若針對每一貼片獲得一平均值,則取樣2百萬個點。在另一實例中,平均2個貼片中之點導致針對每一2貼片網格取樣1百萬個點。若平均50個貼片,則針對每一50貼片網格取樣40,000個點。平均200個貼片導致取樣10,000個點,此仍遠高於可能要在一SEM檢驗中取樣之最大點數目。
亦可在判定每一貼片之平均強度值之前或之後組合對應於所反射光之強度值與所透射光之強度值。舉例而言,可針對每一點或像素判定所反射強度值及所透射強度值之一平均值。另一選擇為,可針對一貼片之所反射強度值及所透射強度值單獨地計算該等平均值。亦可組合或共同平均每一貼片之單獨計算之所反射平均值及所透射平均值。總而言之,可基於在標線檢驗期間所偵測之所反射光、所透射光或兩者產生該時間強度變化圖。在一個實例性實施方案中,可以(T-R)/2來組合所反射(R)及所透射(T)值。所反射信號通常係與所透射信號相反之符號。因此,減去該兩個圖把該等信號加在一起。由於雜訊源對於T及R不同,因而該雜訊可能趨於從該經組合信號中平均掉。可使用對R值及/或T值之其他加權來產生具有相關聯優點之一最終組合圖。在某些情況下,特定區域之R信號及T信號可具有同一符號,而不是一相反符號,此可指示結果在相關聯區域中不一致且可能並不可信。因此,R與T之組合可能在此等區域中下加權抑或在不充分可信之情況下自該計算移除。
重新參閱圖7之所圖解說明實例,然後可在操作708中判定是否 要開始一降級檢查或將該標線用於一光微影程序中。舉例而言,若該標線係新的且先前尚未被檢驗過,則僅使用該標線。在多個使用及針對相同標線再次收集及強度資料之後,可在操作708中判定是檢查標線之降級的時候了。
然後可在操作710中判定當前所獲得之強度平均值與一組先前獲得之強度平均值之間的差。即,自以前判定之一或多個貼片之每一平均值中減去目前針對相同的一或多個貼片判定之每一平均強度值(或反之亦然)。舉例而言,自在一第二時間t 1 處之特定貼片(或相同組貼片)之強度值之平均值中減去在一第一時間t 0 處之相同特定貼片之強度值之平均值。此減法程序針對一特定標線之每一貼片(或每一組貼片)在時間t 0 t 1 處所獲得之平均值重複。
然後可在操作712中基於所判定平均值差產生該標線之一強度圖。該強度圖包括一或多個全域偏移或欲產生以排除任何全域偏移。即,若實質上所有該等貼片之平均強度因從時間t 0 到時間t 1 之某一全域強度變化而具有一增大或減小之平均值,則可自在產生時間t 0 t 1 之強度圖之前判定之時間t 1 之每一貼片平均值中減去此變化。
可產生一強度圖以展示隨著時間跨越標線之平均強度值變化。舉例而言,若標線之一貼片從時間t 0 到時間t 1 一直未改變,則該強度圖將不展示此貼片在此時框期間的任何變化。由於該兩組強度資料係在不同時間使用相同檢驗配方獲得,因而容易對準來自標線之相同貼片之資料。舉例而言,每一檢驗程序具有相同掃描圖案且自對應於相對於同一標線原點位置之位置處之特定貼片之標線之特定部分收集資料。每一貼片之資料包括相對於一原點位置之該特定貼片之位置資料及對應強度值。因此,當使用同一檢驗程序時,一特定貼片之資料將與相同於相對於相同標線原點位置之先前檢驗之位置資料相關聯。該強度圖可基於發現亦與相同組位置(例如,相同標線貼片或相同組貼 片)相關聯之來自兩個不同時間之平均強度資料之間的差。
可在附裝該薄膜時或在移除該薄膜(例如,待替換)之後針對該標線之作用區域產生一強度圖。該作用區域係用於在微影程序期間在該晶圓上產生對應圖案之標線圖案部分。即,該標線作用區域用於產生該晶圓之複數個晶粒區域。若該薄膜存在,則該強度差圖可展示該標線作用區域、薄膜或兩者之降級。
該強度差圖將在移除任何全域變化偏移之情況下趨於僅展示不均勻降級。舉例而言,該強度差圖可展示跨越標線或薄膜之一徑向降級圖案。強度差可基於該作用區域之不同強度位準而有所不同。舉例而言,同一降級可在該強度圖中更清楚地展示於對應於該標線之更高密度作用區域之區域中。
該時間強度圖可經產生以便補償圖案密度效應。由於強度變化取決於邊緣像素數目,因而每一貼片之強度差值可基於平均邊緣像素數目來按比例調整。舉例而言,可藉由將標線中之所有該等貼片之平均邊緣像素數目除以該特定貼片之邊緣像素數目來按比例調整(減少或增加)每一特定貼片平均值。若一貼片不具有邊緣(例如,空的),則將不針對此貼片執行此按比例調整以便不除以零。
本發明之某些實施例可應用於非重複邏輯圖案以及重複圖案。由於強度圖係在不同時間針對相同貼片(相同組貼片)而不是同時針對重複單元部分產生,因而可針對不形成一重複圖案之一部分之貼片發現差。另外,由於該等強度差圖係隨著時間針對整個標線之相同貼片而產生,因而此強度圖將清楚地展示標線之空間剖面之一變化,諸如因鉻降級而引起之隨著時間跨越標線之一徑向變化。
本發明之技術可以硬體及/或軟體之任一合適組合來實施。圖8係其中可實施本發明之技術之一實例性檢驗系統800之一概略圖。檢驗系統800可自一檢驗工具或掃描機(未展示)接收輸入802。該檢驗系統 亦可包括用於分配所接收輸入802之一資料分配系統(例如,804a及804b)、用於處理所接收輸入802之特定部分/貼片之一強度信號(或貼片)處理系統(例如,貼片處理器及記憶體806a及806b)、用於產生一時間強度圖之一圖產生器系統(例如,圖產生器及記憶體812)、用於實現檢驗系統組件之間的通信之一網路(例如,交換式網路808)、一可選大容量儲存裝置816及用於檢視時間強度圖之一或多個檢驗控制及/或檢視站(例如,810)。檢驗系統800之每一處理器通常可包括一或多個微處理器積體電路且亦可含有介面及/或記憶體積體電路且另外可耦合至一或多個共用及/或全域記憶體裝置。
用於產生輸入資料802之掃描機或資料獲取系統(未展示)可採取用於獲得一標線之強度信號或影像之任一合適儀器(例如,如本文進一步闡述)之形式。舉例而言,該掃描機可基於被反射、透射或以其他方式引向一或多個光感測器之所偵測光之一部分來建構一光學影像或產生該標線之一部分之強度值。該掃描機然後可輸出該等強度值或者可自該掃描機輸出影像。
強度或影像資料802可由資料分配系統經由網路808接收。該資料分配系統可與用於保存所接收資料802之至少一部分之一或多個記憶體裝置(諸如,RAM緩衝器)相關聯。較佳地,整個記憶體足夠大以保存一整個樣片之資料。舉例而言,1G之記憶體很適用於係1百萬乘1000個像素或點之一樣片。
資料分配系統(例如,804a及804b)亦可控制所接收輸入802之部分至處理器(例如,806a及806b)之分配。舉例而言,資料分配系統可將一第一貼片之資料投送至一第一貼片處理器806a,且可將一第二貼片之資料投送至貼片處理器806b。多個貼片之多組資料亦可投送至每一貼片處理器。
該等貼片處理器可接收強度值或對應於該標線之至少一部分或 貼片之一影像。該等貼片處理器亦可各自耦合至諸如提供諸如保存所接收資料部分之本端記憶體功能之DRAM裝置之一或多個記憶體裝置(未展示)或與其整合在一起。較佳地,該記憶體足夠大以保存對應於該標線之一貼片之資料。舉例而言,8M之記憶體很適用於對應於係512乘1024像素之一貼片之強度值及一影像。另一選擇為,該等貼片處理器可共用記憶體。
每一組輸入資料802可對應於該標線之一刈幅。一或多組資料可儲存於該資料分配系統之記憶體中。此記憶體可由該資料分配系統內之一或多個處理器控制,且該記憶體可劃分成複數個分割區。舉例而言,該資料分配系統可將對應於一刈幅之一部分之資料接收至一第一記憶體分割區(未展示)中,且該資料分配系統可將對應於另一刈幅之另一資料接收至一第二記憶體分割區(未展示)中。較佳地,該資料分配系統之該等記憶體分割區中之每一者僅保存要投送至與此記憶體分割區相關聯之一處理器之資料之部分。舉例而言,該資料分配系統之第一記憶體分割區可保存第一資料並將其投送至貼片處理器806a,且第二記憶體分割區可保存第二資料並將其投送至貼片處理器806b。
該資料分配系統可基於該資料之任何合適參數瞎界定並分配該資料之每一組資料。舉例而言,可基於該貼片於該標線上之對應位置來界定並分配該資料。在一項實施例中,每一刈幅與一範圍之對應於該刈幅內之像素之水平位置之行位置相關聯。舉例而言,該刈幅之行0至256可對應於一第一貼片,且此等行內之像素將包含投送至一或多個貼片處理器之第一影像或第一組強度值。同樣地,該刈幅之行257至512對應於一第二貼片,且此等行中之像素將包含投送至不同貼片處理器之第二影像或第二組強度值。
圖9A係根據某些實施例可用於將一遮罩圖案自一光罩M轉印至一晶圓W上之一典型微影系統900之一簡化示意圖。此等系統之實例 包括掃描機及步進機,更特定而言,可自荷蘭Veldhoven中之ASML購得之PAS 5500系統。通常,一照明源903將一光束引導透過一照明光學器件901(例如,透鏡905)至位於一遮罩平面902中之一光罩M上。照明透鏡905具有位於彼平面902處之一數值孔徑901。數值孔徑901之值影響該光罩上之哪些缺陷屬於微影重大缺陷且哪些缺陷不屬於微影重大缺陷。通過光罩M之光束之一部分形成被引導透過成像光學器件913且至一晶圓W上以起始圖案轉印之一圖案化光信號。
圖9B提供根據某些實施例具有包括具有位於一標線平面952處之一相對較大數值孔徑915b之一成像透鏡之照明光學器件951a之一實例性檢驗系統950之一示意圖。所繪示檢驗系統950包括包括經設計以提供(舉例而言)60X至200X放大率或以上以加強檢驗之顯微放大光學器件之偵測光學器件953a及953b。舉例而言,位於該檢驗系統之標線平面952處之數值孔徑951b可顯著大於位於微影系統900之標線平面902處之數值孔徑901,而此可導致測試檢驗影像與實際列印影像之間的差。
本文中所述之檢驗技術可在各種經特別組態之檢驗系統(諸如圖9B中示意性地圖解說明之檢驗系統)上實施。所圖解說明之系統950包括產生被引導透過照明光學器件951a至位於標線平面952中之一光罩M上之一光束之一照明源960。光源之實例包括雷射或過濾燈。在一項實例中,該源係一193 nm雷射。如上文所解釋,檢驗系統950可具有可大於所對應微影系統之一標線平面數值孔徑(例如,圖9A中之元件901)之位於標線平面952處之一數值孔徑951b。待檢驗之光罩M放置於標線平面952處之一遮罩載台上且曝光於該源。
來自遮罩M之圖案化影像被引導透過將圖案化影像投影至一感測器954a上之許多光學元件953a。在一反射系統中,光學元件(例如,光束分離器976及偵測透鏡978)將所反射光引導並捕獲至感測器954b 上。合適感測器包括電極耦合裝置(CCD)、CCD陣列、時間延遲積分(TDI)感測器、TDI感測器陣列、光電倍增管(PMT)及其他感測器。
可藉由任一合適機構來使照明光學器件陣行相對於遮罩載台移動及/或使該載台相對於一偵測器或相機移動以便掃描該標線之貼片。舉例而言,可使用一馬達機構來移動該載台。以實例方式,該馬達機構可由螺桿驅動器與步進機馬達、具有回饋位置之線性驅動器或帶式致動器與步進機馬達形成。
由每一感測器(例如,954a及/或954b)捕獲之信號可由一電腦系統973或更特定而言由一或多個信號處理裝置處理,該一或多個信號處理裝置可各自包括經組態以將來自每一感測器類比信號轉換成數位信號以供處理之一類比轉數位置換器。電腦系統973通常具有經由適當匯流排或其他通信機構耦合至輸入/輸出埠及一或多個記憶體之一或多個處理器。
電腦系統973亦可包括用於提供使用者輸入(諸如改變,諸如改變聚焦及其他檢驗配方參數)之一或多個輸入裝置(例如,鍵盤、滑鼠、操縱桿)。電腦系統973亦可連接至該載台以控制(舉例而言)一樣本位置(例如,聚焦及掃描)且連接至其他檢驗系統組件以控制此等檢驗系統組件之其他檢驗參數及組態。
電腦系統973可經組態(例如,藉助程式化指令)以提供用於顯示所得強度值、影像及其他檢驗結果之一使用者介面(例如,一電腦螢幕)。電腦系統973可經組態以分析所反射及/或所透射感測光束之強度、相位及/或其他特性。電腦系統973可經組態(例如,藉助程式化指令)以提供用於顯示所得強度值、影像及其他檢驗特性之一使用者介面(例如,在一電腦螢幕上)。在某些實施例中,電腦系統973經組態以執行上文詳細說明之檢驗技術。
由於此等資訊及程式指令可在一經特別組態之電腦系統上實 施,因而此一系統包括用於執行可儲存於電腦可讀媒體上之用於執行本文中所述之各種操作之程式指令/電腦程式碼。機器可讀媒體之實例包括(但不限於)磁性媒體,諸如硬磁碟、軟磁碟及磁帶;光學媒體,諸如CD-ROM磁碟;磁光媒體,諸如光碟;及經特別組態以儲存並執行程式指令之硬體裝置,諸如唯讀記憶體裝置(ROM)及隨機存取記憶體(RAM)。程式指令之實例包括諸如由一編譯器產生之機構程式碼及含有可由該電腦使用一解譯器來執行之更高階程式碼之檔案兩者。
在某些實施例中,用於檢驗一光罩之一系統包括經組態以執行本文中所述之技術之至少一個記憶體及至少一個處理器。一檢驗系統之一項實例包括可自加利福尼亞州苗必達市之KLA-Tencor公司購得之一經特別組態之TeraScanTM DUV檢驗系統。
儘管為清楚理解起見已相當詳細地闡述了上述發明,但應瞭解可在隨附申請專利範圍之範疇內實施某些改動及修改。應注意存在實施本發明之程序、系統及設備之諸多替代方式。因此,本發明實施例應被視為說明性而非限定性,且本發明不應僅限於本文所給出之細節。

Claims (28)

  1. 一種檢驗一光微影標線之方法,該方法包含:界定一標線之複數個貼片區;在於任何光微影程序中使用一標線之前,在一第一檢驗期間使用一光學標線檢驗工具以針對複數組一或多個貼片區中之每一者獲得對應於自該標線之每一貼片區之複數個子區量測之光之多個參考強度值之一參考平均值;在於複數個光微影程序中使用該標線之後,在一第二檢驗期間使用該光學標線檢驗工具以針對該等組一或多個貼片區中之每一者獲得對應於自該標線之每一貼片區之該複數個子區量測之光之多個測試強度值之一平均值,其中該光學標線檢驗工具之同一設置配方用於該第一檢驗及該第二檢驗兩者;及產生及在一顯示器上顯示一差強度圖,該差強度圖包含各自對應於該等組一或多個貼片中之每一者之該等測試強度值之每一平均值與該等參考強度值之每一平均值之間的一差之複數個圖值,其中該差強度圖指示該標線之該等組一或多個貼片區中之不同者是否已隨著時間降級超過一預定義位準及指示該標線是否將被使用、修復或摒棄。
  2. 如請求項1之方法,其中該複數個貼片區實質上包含該標線之整個作用區且針對該標線之該整個作用區而產生該差強度圖。
  3. 如請求項1之方法,其中在一薄膜安裝於該標線上時執行該第一檢驗及該第二檢驗且該差強度圖指示該標線之一薄膜是否已隨著時間降級超過一預定義位準。
  4. 如請求項1之方法,其中該差強度圖指示該標線已隨著時間在一 空間徑向圖案中降級超過一預定義位準。
  5. 如請求項1之方法,其中該等組一或多個貼片區中之每一者由一單個貼片區組成。
  6. 如請求項1之方法,其進一步包含:若該差強度圖指示修復或摒棄該標線,則修復或摒棄該標線;否則繼續使用該標線於一隨後光微影程序中。
  7. 如請求項1之方法,其進一步包含自該差強度圖移除一全域偏移。
  8. 如請求項7之方法,其中該差強度圖包含對應於導致該第一檢驗與該第二檢驗之間的平均強度值之不同改變之該標線之不同區之不同色彩的區。
  9. 如請求項1之方法,其中該差強度圖經產生以正規化至一零平均值。
  10. 如請求項1之方法,其中基於在該第一檢驗及該第二檢驗期間收集之所反射光及所透射光兩者而產生該差強度圖。
  11. 如請求項1之方法,其進一步包含重複用於在已清潔該標線之後針對該等組貼片區中之每一者獲得一第二參考平均值、在於第二複數個光微影程序中使用該經清潔標線之後針對該等組貼片區中之每一者獲得一第二測試平均值及基於該等組一或多個貼片區中之每一者之該第二參考平均值及該第二測試平均值而產生一第二差圖之操作。
  12. 如請求項1之方法,其中在此標線已被驗證為具有最小降級之後於任何光微影程序中使用該標線之前執行該第一檢驗。
  13. 如請求項1之方法,其進一步包含基於該差強度圖中之一全域偏移而判定一全域臨界尺寸改變。
  14. 如請求項1之方法,其中該差強度圖經產生以計及圖案密度相依 性。
  15. 一種用於檢驗一光微影標線之檢驗系統,該系統包含:一顯示器;經組態以執行以下操作之至少一個記憶體及至少一個處理器:界定一標線之複數個貼片區;在於任何光微影程序中使用一標線之前,在一第一檢驗期間使用一光學標線檢驗工具以針對複數組一或多個貼片區中之每一者獲得對應於自該標線之每一貼片區之複數個子區量測之光之多個參考強度值之一參考平均值;在於複數個光微影程序中使用該標線之後,在一第二檢驗期間使用該光學標線檢驗工具以針對該等組一或多個貼片區中之每一者獲得對應於自該標線之每一貼片區之該複數個子區量測之光之多個測試強度值之一平均值,其中該光學標線檢驗工具之同一設置配方用於該第一檢驗及該第二檢驗兩者;及產生及在該顯示器上顯示一差強度圖,該差強度圖包含各自對應於該等組一或多個貼片中之每一者之該等測試強度值之每一平均值與該等參考強度值之每一平均值之間的一差之複數個圖值,其中該差強度圖指示該標線之該等組一或多個貼片區中之不同者是否已隨著時間降級超過一預定義位準及指示該標線是否將被使用、修復或摒棄。
  16. 如請求項15之系統,其中該複數個貼片區實質上包含該標線之整個作用區且該差強度圖係針對該標線之該整個作用區而產生。
  17. 如請求項15之系統,其中該第一檢驗及該第二檢驗係在一薄膜安裝於該標線上時執行且該差強度圖指示該標線之一薄膜是否 隨著時間降級超過一預定義位準。
  18. 如請求項15之系統,其中該差強度圖指示該標線已隨著時間在一空間徑向圖案中降級超過一預定義位準。
  19. 如請求項15之系統,其中該等組一或多個貼片區中之每一者由一單個貼片區組成。
  20. 如請求項15之系統,其中該等組一或多個貼片區中之每一者包括該等貼片區中之兩者或兩者以上。
  21. 如請求項15之系統,其中該至少一個記憶體及該至少一個處理器進一步經組態以自該差強度圖移除一全域偏移。
  22. 如請求項21之系統,其中該差強度圖包含對應於導致該第一檢驗與該第二檢驗之間的平均強度值之不同改變之該標線之不同區之不同色彩的區。
  23. 如請求項15之系統,其中該差強度圖經產生以正規化至一零平均值。
  24. 如請求項15之系統,其中該差強度圖係基於在該第一檢驗及該第二檢驗期間收集之所反射光及所透射光兩者而產生。
  25. 如請求項15之系統,其中該至少一個記憶體及該至少一個處理器進一步經組態以重複用於在已清潔該標線之後針對該等組貼片區中之每一者獲得一第二參考平均值、在於第二複數個光微影程序中使用該經清潔標線之後針對該等組貼片區中之每一者獲得一第二測試平均值及基於該等組一或多個貼片區中之每一者之該第二參考平均值及該第二測試平均值產生一第二差圖之操作。
  26. 如請求項15之系統,其中該第一檢驗係在此標線已被驗證為具有最小降級之後於任何光微影程序中使用該標線之前執行。
  27. 如請求項15之系統,其中該至少一個記憶體及該至少一個處理 器進一步經組態以基於該差強度圖中之一全域偏移而判定一全域臨界尺寸改變。
  28. 如請求項15之系統,其中該差強度圖經產生以計及圖案密度相依性。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10401305B2 (en) 2012-02-15 2019-09-03 Kla-Tencor Corporation Time-varying intensity map generation for reticles
JP6184473B2 (ja) 2012-03-20 2017-08-23 ケーエルエー−テンカー コーポレイション レチクルの劣化を検出するための反射マップおよび透過マップの使用
CN103869932A (zh) * 2012-12-10 2014-06-18 建兴电子科技股份有限公司 光学输入装置及其操作方法
US9390494B2 (en) 2012-12-13 2016-07-12 Kla-Tencor Corporation Delta die intensity map measurement
JP6119273B2 (ja) * 2013-01-31 2017-04-26 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子の検査方法及び半導体発光素子の製造方法
US9778205B2 (en) * 2014-03-25 2017-10-03 Kla-Tencor Corporation Delta die and delta database inspection
TWI638227B (zh) * 2014-03-25 2018-10-11 美商克萊譚克公司 用於檢測一光微影光罩之方法及系統及非暫態電腦可讀媒體
US9875534B2 (en) 2015-09-04 2018-01-23 Kla-Tencor Corporation Techniques and systems for model-based critical dimension measurements
US10289930B2 (en) * 2017-02-09 2019-05-14 Glasstech, Inc. System and associated for online measurement of the optical characteristics of a glass sheet
US10267750B2 (en) * 2017-02-09 2019-04-23 Glasstech, Inc. System and associated method for online detection of small defects on/in a glass sheet
US10451563B2 (en) * 2017-02-21 2019-10-22 Kla-Tencor Corporation Inspection of photomasks by comparing two photomasks
CN110736751B (zh) * 2019-11-06 2022-04-19 合肥御微半导体技术有限公司 一种表面缺陷检测方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6614520B1 (en) * 1997-12-18 2003-09-02 Kla-Tencor Corporation Method for inspecting a reticle
US20030174876A1 (en) * 1999-04-05 2003-09-18 Applied Materials, Inc. Local bias map using line width measurements
TW200644078A (en) * 2005-01-24 2006-12-16 Nikon Corp Measurement method, measurement system, inspection method, inspection system, exposure method, and exposure system
US20110014577A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Canon Kabushiki Kaisha Pellicle inspection device, exposure apparatus using same, and device manufacturing method
TW201131614A (en) * 2009-11-17 2011-09-16 Nikon Corp Optical characteristic measurement method, exposure method and device manufacturing method

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6345541A (ja) 1986-08-13 1988-02-26 Hitachi Ltd 検査方法および装置
JP3327600B2 (ja) 1992-12-07 2002-09-24 株式会社日立製作所 パターン欠陥検査方法およびその装置
US5784498A (en) 1996-01-11 1998-07-21 Xerox Corporation System and method for synthesizing background texture in an image
US6947587B1 (en) 1998-04-21 2005-09-20 Hitachi, Ltd. Defect inspection method and apparatus
US6615041B2 (en) * 1998-11-05 2003-09-02 Bellsouth Intellectual Property Corporation Methods and systems for providing information to a home system regarding a wireless unit roaming in a visited system
US6516085B1 (en) * 1999-05-03 2003-02-04 Kla-Tencor Apparatus and methods for collecting global data during a reticle inspection
US6879390B1 (en) 2000-08-10 2005-04-12 Kla-Tencor Technologies Corporation Multiple beam inspection apparatus and method
US6545829B1 (en) 2000-08-21 2003-04-08 Micron Technology, Inc. Method and device for improved lithographic critical dimension control
US20020187477A1 (en) * 2001-06-06 2002-12-12 Hong Xue Method for detecting single nucleotide polymorphisms (SNPs) and point mutations
JP2004271421A (ja) 2003-03-11 2004-09-30 Nikon Corp 異物検査装置及び方法並びに露光装置
JP4185789B2 (ja) 2003-03-12 2008-11-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン検査方法及びその装置
US9002497B2 (en) * 2003-07-03 2015-04-07 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for inspection of wafers and reticles using designer intent data
US7069155B1 (en) 2003-10-01 2006-06-27 Advanced Micro Devices, Inc. Real time analytical monitor for soft defects on reticle during reticle inspection
US7243331B2 (en) 2004-01-28 2007-07-10 Applied Materials, Israel, Ltd. Method and system for controlling the quality of a reticle
JP2006018054A (ja) 2004-07-02 2006-01-19 Sony Corp マスク検査装置およびマスク検査方法
JP2006080437A (ja) 2004-09-13 2006-03-23 Intel Corp マスク・ブランクス検査方法及びマスク・ブランク検査ツール
JP2006220644A (ja) 2005-01-14 2006-08-24 Hitachi High-Technologies Corp パターン検査方法及びその装置
DE102005009536A1 (de) 2005-02-25 2006-08-31 Carl Zeiss Sms Gmbh Verfahren zur Maskeninspektion im Rahmen des Maskendesigns und der Maskenherstellung
US7853920B2 (en) 2005-06-03 2010-12-14 Asml Netherlands B.V. Method for detecting, sampling, analyzing, and correcting marginal patterns in integrated circuit manufacturing
US7512501B2 (en) 2006-08-22 2009-03-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Defect inspecting apparatus for semiconductor wafer
US7873204B2 (en) 2007-01-11 2011-01-18 Kla-Tencor Corporation Method for detecting lithographically significant defects on reticles
US7564545B2 (en) 2007-03-15 2009-07-21 Kla-Tencor Technologies Corp. Inspection methods and systems for lithographic masks
CN101295130B (zh) 2007-04-24 2010-11-10 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光罩的检测方法
US7738093B2 (en) 2007-05-07 2010-06-15 Kla-Tencor Corp. Methods for detecting and classifying defects on a reticle
WO2009007977A2 (en) 2007-07-12 2009-01-15 Pixer Technology Ltd. Method and apparatus for duv transmission mapping
US8611639B2 (en) 2007-07-30 2013-12-17 Kla-Tencor Technologies Corp Semiconductor device property extraction, generation, visualization, and monitoring methods
JP4991499B2 (ja) * 2007-11-28 2012-08-01 株式会社日立ハイテクノロジーズ レチクル検査装置及びレチクル検査方法
WO2009083606A1 (en) 2008-01-03 2009-07-09 Carl Zeiss Sms Gmbh Method and apparatus for mapping of line-width size distributions on photomasks
US8023102B2 (en) * 2008-04-18 2011-09-20 International Business Machines Corporation Test method for determining reticle transmission stability
KR101511158B1 (ko) 2008-12-16 2015-04-13 삼성전자주식회사 레티클 에러 검출 방법
JP5487610B2 (ja) * 2008-12-18 2014-05-07 ソニー株式会社 画像処理装置および方法、並びにプログラム
JP2010224114A (ja) 2009-03-23 2010-10-07 Toshiba Corp マスク製造方法及び半導体装置の製造装置
DE102009031828A1 (de) * 2009-07-03 2011-01-05 Vodafone Holding Gmbh Batterieladestatusanzeige für ein Benutzerendgerät
US8408055B2 (en) * 2009-07-29 2013-04-02 Ford Global Technologies, Llc Method to detect and mitigate unsolicited exotherms in a diesel aftertreatment system
CN102472961B (zh) * 2009-09-24 2015-04-22 Asml控股股份有限公司 时间差分掩模版检查
JP5722551B2 (ja) * 2010-05-13 2015-05-20 株式会社日立ハイテクノロジーズ 欠陥検査方法及びその装置
JP5635309B2 (ja) 2010-06-18 2014-12-03 株式会社ニューフレアテクノロジー 検査装置および検査方法
DE102010030758B4 (de) * 2010-06-30 2018-07-19 Globalfoundries Dresden Module One Limited Liability Company & Co. Kg Steuerung kritischer Abmessungen in optischen Abbildungsprozessen für die Halbleiterherstellung durch Extraktion von Abbildungsfehlern auf der Grundlage abbildungsanlagenspezifischer Intensitätsmessungen und Simulationen
US9389408B2 (en) 2010-07-23 2016-07-12 Zeta Instruments, Inc. 3D microscope and methods of measuring patterned substrates
US10401305B2 (en) 2012-02-15 2019-09-03 Kla-Tencor Corporation Time-varying intensity map generation for reticles
US8855400B2 (en) 2012-03-08 2014-10-07 Kla-Tencor Corporation Detection of thin lines for selective sensitivity during reticle inspection using processed images
JP6184473B2 (ja) 2012-03-20 2017-08-23 ケーエルエー−テンカー コーポレイション レチクルの劣化を検出するための反射マップおよび透過マップの使用
US9390494B2 (en) 2012-12-13 2016-07-12 Kla-Tencor Corporation Delta die intensity map measurement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6614520B1 (en) * 1997-12-18 2003-09-02 Kla-Tencor Corporation Method for inspecting a reticle
US20030174876A1 (en) * 1999-04-05 2003-09-18 Applied Materials, Inc. Local bias map using line width measurements
TW200644078A (en) * 2005-01-24 2006-12-16 Nikon Corp Measurement method, measurement system, inspection method, inspection system, exposure method, and exposure system
US20110014577A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Canon Kabushiki Kaisha Pellicle inspection device, exposure apparatus using same, and device manufacturing method
TW201131614A (en) * 2009-11-17 2011-09-16 Nikon Corp Optical characteristic measurement method, exposure method and device manufacturing method

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KR20140129179A (ko) 2014-11-06

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