单片颗粒检查设备制造技术

提供了用于检测衬底表面上的颗粒的系统、装置和方法。示例方法可以包括由光栅结构接收来自辐射源的相干辐射。方法还可以包括由光栅结构基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束。方法还可以包括由光栅结构将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输。方法还可以包括由光栅结构响应于利用经聚焦相干辐射束照射区域而接收从该区域散射的光子。方法还可以包括通过光电检测器测量由光栅结构接收的光子。方法还可以包括由光电检测器并且基于所测量的光子生成用于检测位于衬底的表面的区域中的颗粒的电子信号。粒的电子信号。粒的电子信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单片颗粒检查设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月24日提交的美国临时专利申请号63/043，543和于2021年6月4日提交的美国临时专利申请号63/197，194的优先权，这两个申请通过整体引用并入本文。


[0003]本公开涉及可以用于例如计量系统中的颗粒检查设备。

技术介绍

[0004]光刻装置是将所期望的图案施加到衬底上，通常施加到衬底的目标部分上的机器。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可互换地被称为掩模或掩模版的图案化装置可以用于生成被形成在正在被形成的IC的单个层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干个管芯的一部分)上。图案的转移通常经由成像到被设置在衬底上的辐射敏感材料(例如，抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。传统的光刻装置包括所谓的步进机和所谓的扫描仪，在步进机中，通过一次将整个图案曝光到目标部分上来照射每个目标部分，在扫描仪中，通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案，同时与该扫描方向平行或反平行(例如，相反)地同步扫描目标部分来照射每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化装置转移到衬底。
[0005]随着半导体制造工艺的不断进步，电路元件的尺寸已经不断减小，而每个器件的功能元件(诸如晶体管)的数目在几十年内已经稳定地增加，遵循通常被称为摩尔定律的趋势。为了跟上摩尔定律，半导体工业正在追求能够产生越来越小的特征的技术。为了在衬底上投影图案，光刻装置可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了在衬底上被图案化的特征的最小尺寸。当前使用的典型波长是365nm(i
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线)、248nm、193nm和13.5nm。
[0006]极紫外(EUV)辐射，例如，具有约50纳米(nm)或更小波长的电磁辐射(有时也被称为软x射线)，并且包括约13.5nm波长的光，可以用于光刻装置中或与光刻装置一起使用，以在例如硅晶片的衬底中或衬底上产生极小的特征。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻装置相比，使用波长在4nm至20nm范围内(例如6.7nm或13.5nm)的EUV辐射的光刻装置可以用于在衬底上形成更小的特征。
[0007]产生EUV光的方法包括，但不一定限于，将具有例如氙(Xe)、锂(Li)或锡(Sn)的元素且具有EUV范围内的发射线的材料转换成等离子态。例如，在一种这样的被称为激光产生的等离子体(LPP)的方法中，可以通过用可以被称为驱动激光器的放大束来照射目标材料来产生等离子体，该目标材料在LPP源的上下文中可互换地被称为燃料(例如，以液滴、板、带、流或材料簇的形式)。对于该过程，等离子体通常在密封容器(例如，真空腔室)中被产生，并且使用各种类型的计量设备进行监测。
[0008]在光刻装置的环境内，发生高度动态的过程，例如，掩膜版切换、晶片切换、受控的
气流、真空腔室壁的除气、液体分配(例如，光致抗蚀剂涂层)、温度变化、金属沉积、多个可致动部件的快速移动、以及结构的磨损。随着时间的推移，动态过程在光刻装置内引入并且积聚污染物颗粒。这种污染可以包括在光刻图案化装置的表面上的颗粒的存在，其可以影响图案本身的蚀刻和/或随后的图案化过程中的不准确性，其可以导致损坏和/或不良电路。
[0009]附加地，在检查操作期间，从照射的图案反射的光可能产生假阳性检测，向检测器指示颗粒存在于其实际上不存在的位置。假阳性对光刻可能是有害的。例如，假阳性检测可以通过不必要地提示维护动作(例如，掩模版替换)或者甚至推荐丢弃完全一致的掩模版来减慢生产。而且，这种信号还可能干扰从光刻图案化装置背面的颗粒接收的其它光信号。

技术实现思路

[0010]本公开描述用于检测衬底表面上的颗粒的系统、装置和方法的各个方面。
[0011]在一些方面，本公开描述了一种系统。系统可以包括被配置为生成相干辐射的辐射源。系统还可以包括光栅结构，该光栅结构被光学耦合到辐射源并且被配置为接收来自辐射源的相干辐射，基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束，将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，以及响应于经聚焦相干辐射束对该区域的照射而接收从该区域散射的光子。该系统还可以包括光电检测器，其被光学耦合到光栅结构并且被配置为测量由光栅结构接收的光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底表面的区域中的颗粒中使用的电子信号。在一些方面，光栅结构可以包括多个区域，并且光电检测器可以被配置为测量由多个区域接收的多组光子，并且基于所测量的多组光子生成电子信号，其中多组光子中的每组光子已经被光栅结构的相应区域接收。
[0012]在一些方面，系统还可以包括多个光栅结构和多个光电检测器。每个光栅结构可以被光学耦合到辐射源，并且被配置为接收来自辐射源的相干辐射的相应部分，基于相干辐射的相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，将相应的经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的相应区域传输以及响应于由相应的经聚焦相干辐射束对相应区域的相应照射而接收从相应区域散射的相应光子。每个光电检测器可以被光学耦合到相应光栅结构，并且被配置为测量由相应光栅结构接收的相应光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的相应电子信号。
[0013]在一些方面，本公开描述了一种集成光学设备。该集成光学设备可以包括光栅结构，该光栅结构被光学耦合到辐射源并且被配置为接收来自辐射源的相干辐射，基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束，将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，并且响应于经聚焦相干辐射束对该区域的照射而接收从该区域散射的光子。集成光学设备还可以包括光电检测器，其被光学耦合到光栅结构并且被配置为测量由光栅结构接收的光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的电子信号。在一些方面，光栅结构可以包括多个区域，并且光电检测器可以被配置为测量由多个区域接收的多组光子，并且基于所测量的多组光子生成电子信号，其中多组光子中的每组光子已经被光栅结构的相应区域接收。
[0014]在一些方面，集成光学设备还可以包括多个光栅结构和多个光电检测器。每个光栅结构可以被光学耦合到辐射源，并且被配置为接收来自辐射源的相干辐射的相应部分，
基于相干辐射的相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，将相应的经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的相应区域传输，以及响应于相应的经聚焦相干辐射束对相应区域的相应照射而接收从相应区域散射的相应光子。每个光电检测器可以被光学耦合到相应光栅结构，并且被配置为测量由相应光栅结构接收的相应光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的相应电子信号。
[0015]在一些方面，本公开描述了一种单片检查设备(例如，单一芯片集成光学颗粒检查设备)。单片检查设备可以包括被配置为从辐射源接收相干辐射的接收器。单片检查设备还可以包括聚焦结构(例如，光栅结构、透镜光栅结构、或任何其他合适的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：辐射源，被配置为生成相干辐射；光栅结构，被光学耦合到所述辐射源并且被配置为：接收来自所述辐射源的所述相干辐射，基于所述相干辐射生成经聚焦相干辐射束，将所述经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，并且响应于由所述经聚焦相干辐射束对所述区域的照射，接收从所述区域散射的光子；以及光电检测器，被光学耦合到所述光栅结构并且被配置为：测量由所述光栅结构接收的所述光子，以及基于所测量的所述光子生成电子信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述区域包括颗粒；以及所述系统还包括控制器，所述控制器被耦合到所述光电检测器并且被配置为：接收来自所述光电检测器的所述电子信号，以及基于所述电子信号检测所述颗粒。3.根据权利要求2所述的系统，其中：所述辐射源包括被配置为生成所述相干辐射的激光源；所述相干辐射具有约400纳米的波长；以及所述颗粒的尺寸小于约100纳米。4.根据权利要求1所述的系统，其中：所述光栅结构包括多个区域；所述光电检测器被配置为：测量由所述多个区域接收的多组光子，以及基于所测量的所述多组光子生成所述电子信号；所述多组光子包括所述光子；以及所述多组光子中的每组光子已经被所述光栅结构的相应区域接收。5.根据权利要求4所述的系统，其中：所述光栅结构是包括四个象限的透镜光栅结构；所述多个区域中的每个区域对应于所述透镜光栅结构的相应象限；以及所述光电检测器是平衡光电检测器，所述平衡光电检测器通过相应的通道被耦合到所述透镜光栅结构的每个象限。6.根据权利要求1所述的系统，还包括：多个光栅结构，包括所述光栅结构，其中所述多个光栅结构中的每个光栅结构被光学耦合到所述辐射源并且被配置为：从所述辐射源接收所述相干辐射的相应部分，基于所述相干辐射的所述相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，将所述相应的经聚焦相干辐射束朝向所述衬底的所述表面的相应区域传输，以及响应于由所述相应的经聚焦相干辐射束对所述相应区域的相应照射，接收从所述相应
区域散射的相应光子；以及多个光电检测器，包括所述光电检测器，其中所述多个光电检测器中的每个光电检测器光学耦合到相应光栅结构，并且被配置为：测量由所述相应光栅结构接收的所述相应光子，以及基于所测量的所述相应光子生成相应电子信号。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述光栅结构被配置为生成具有笔形束形状的所述经聚焦相干辐射束。8.一种单片检查设备，包括：接收器，被配置为从辐射源接收相干辐射；聚焦结构，被光学耦合到所述接收器并且被配置为：基于所述相干辐射生成经聚焦相干辐射束，将所述经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，以及响应于由所述经聚焦相干辐射束对所述区域的照射，接收从所述区域散射的光子；以及光电检测器，被光学耦合到所述聚焦结构并且被配置为：测量由所述聚焦结构接收的所述光子，以及基于所测量的所述光子生成电子信号。9.根据权利要求8所述的单片检查设备，其中：所述区域包括颗粒；以及所述单片检查设备还包括控制器，所述控制器被耦合到所述光电检测器并且被配置为：接收来自所述光电检测器的所述电子信号，以及基于所述电子信号检测所述颗粒。10.根据权利要求9所述的单片检查设备，其中：所述相干辐射具有约400纳米的波长；以及所述颗粒的尺寸小于约100纳米。11.根据权利要求8所述的单片检查设备，其中：所述聚焦结构包括多个区域；所述光电检测器被配置为：测量由所述多个区域接收的多组光子，以及基于所测量的所述多组光子生成所述电子信号；所述多组光子包括所述光子；以及所述多组光子中的每组光子已...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：ASML控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：