[发明专利]物体检查系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年8月4日递交的美国临时申请61/231,161的优先权权益，其在此通过引用全文并入。

技术领域

本发明的实施例大体涉及物体检查系统和方法，并且具体地涉及光刻技术领域中的物体检查系统和方法，其中将要被检查的物体可以例如是掩模版或其他图案形成装置。

背景技术

光刻技术被广泛认为是制造集成电路(ICs)和其他器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着使用光刻技术形成的特征的尺寸变得越来越小，对于实现微型的将要制造的IC或其他器件和/或结构来说，光刻技术正变成更加关键的因素。

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。光刻设备可用于例如IC制造过程中。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待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上而实现图案的转移。通常，单一衬底将包括相邻目标部分的网络，所述相邻目标部分被连续地图案化。

目前的光刻系统投影极为细小的掩模图案特征。在掩模版的表面上出现的灰尘或外来粒子会负面地影响最终的产品。在光刻过程之前或期间沉积在掩模版上的任何粒子物质容易使正投影到衬底上的图案中的特征扭曲。因此，特征尺寸越小，从掩模版消除的临界微粒尺寸越小。

掩模版通常应用表膜。表膜是薄的透明层，其可以在掩模版的表面之上的框架上伸展开。表膜或表面薄膜用于拦截微粒到达掩模版表面的图案化一侧。虽然表膜表面上的微粒离开焦平面并且不应该在被曝光的晶片上形成图像，但是仍然优选将表膜表面尽可能地保持为无微粒。

图案印刷的极限的理论估计可以由用于分辨率的瑞利法则给出，如等式(1)所示：

CD=k1*λNAPS---(1)]]>

其中λ是所用辐射的波长，NA_PS是用以印刷图案的投影系统的数值孔径，k₁是依赖于工艺的调节因子，也称为瑞利常数，CD是印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。由等式(1)知道，特征的最小可印刷尺寸的减小可以由三种途径获得：通过缩短曝光波长λ、通过增大数值孔径NA_PS或通过减小k₁的值。

为了缩短曝光波长，并因此减小最小可印刷尺寸，已经提出使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射源通常配置成输出大约5-20nm的辐射波长，例如13.5nm或大约13nm。因此，EUV辐射源可以构成实现小特征印刷的重要步骤。这种辐射被称为极紫外或软x射线，并且可用的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源或来自电子存储环的同步加速器辐射。

然而对于特定类型的光刻技术(例如大多数极紫外(EUV)光刻工艺)，不使用表膜。当掩模版没有被覆盖时，它们容易被微粒污染，这会在光刻过程中引起缺陷。EUV掩模版上的微粒是成像缺陷的主要源头之一。EUV掩模版(或其他不采用表膜的掩模版)容易遭受有机物微粒和无机物微粒污染。大约20nm小的微粒尺寸会导致晶片上的致命缺陷和零产出。

在将EUV掩模版移动至曝光位置之前检查和清洁EUV掩模版是掩模版处理过程中的重要方面。掩模版通常在怀疑被污染的时候清洁，作为检查的结果，或基于历史统计进行清洁。

通常，使用光学技术检查掩模版。然而，图案与微粒以完全相同的方式散射光。掩模版表面的图案是任意的(即，非周期的)，因此无法通过简单分析散射光来分辨微粒和图案。在这些光学技术中总是需要参照，从一个管芯到另一个管芯，或从管芯到数据库。而且，已有的检查工具昂贵且相对慢。

已经提出，以光致发光(PL)信号的存在与否作为缺陷存在的指示器，例如参见JP 2007/258567或JP 11304717。然而，希望改进这些技术的微粒检测能力。

发明内容