基于散射仪的粒子检查系统的改进对准的制作方法

基于散射仪的粒子检查系统的改进对准
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年2月3日递交的美国临时专利申请号62/969,261的优先权，此美国申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
3.本公开涉及对光刻设备和系统中的光刻图案形成装置上的污染物的检测。


背景技术：

4.光刻设备是一种将期望的图案施加至衬底上(通常是在衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(ic)或被设计成为功能性的其它器件的制造中。在这种情况下，可替代地被称为掩模或掩模版的图案形成装置可以被用于产生待形成在被设计为功能性的器件的单独的层上的电路图案。可以将这种图案转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或若干个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续地图案化的相邻目标部分的网格。已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分，在扫描器中，通过在辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案的同时平行或反向平行于这个扫描方向同步地扫描所述衬底来照射每个目标部分。也可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印至所述衬底。
5.制造器件(诸如半导体器件)典型地涉及使用多个制作过程来处理衬底(例如，半导体晶片)，以形成所述器件的各个特征和通常多个层。典型地使用例如沉积、光刻、蚀刻、化学机械抛光、和离子注入来制造和/或处理这些层和/或特征。可以在衬底上的多个管芯上制作多个器件，且然后将所述多个器件分离成多个单独的器件。这种器件制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及图案转印步骤，诸如使用光刻设备的光学和/或纳米压印光刻，以在衬底上提供图案，并且典型地但可选地涉及一个或更多个有关的图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影、使用焙烤工具来焙烤所述衬底、由蚀刻设备蚀刻所述图案等。另外，一个或更多个量测过程被包含于所述图案化过程中。
6.在图案化过程期间的各个步骤处使用量测过程以监测和/或控制所述过程。例如，量测过程被用于测量衬底的一个或更多个特性，诸如在所述图案化过程期间形成在所述衬底上的特征的相对位置(例如，配准、重叠、对准等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(cd)、厚度等)，使得例如可以根据所述一个或更多个特性来确定所述图案化过程的性能。如果所述一个或更多个特性是不可接受的(例如，在一个或更多个特性的预定范围之外)，则可以例如基于所述一个或更多个特性的测量结果来设计或变更所述图案化过程的一个或更多个变量，使得由所述图案化过程制造的衬底具有一个或更多个可接受的特性。
7.随着光刻和其它图案化过程技术的进步，功能元件的尺寸已经持续减小，而每器件的所述功能元件(诸如晶体管)的量在过去几十年来已稳定地增加。同时，在重叠、临界尺
寸(cd)等方面对准确度的要求已变得越来越严格。将不可避免地在所述图案化过程中产生误差(诸如重叠中的误差、cd中的误差等)。例如，可能由光学像差、图案形成装置加热、图案形成装置误差、和/或衬底加热产生成像误差，并且可以依据例如重叠、cd等来表征成像误差。另外或替代地，可能在所述图案化过程的其它部分中(诸如在蚀刻、显影、焙烤等中)引入所述误差，并且类似地可以依据例如重叠、cd等来表征所述误差。所述误差可能在所述器件的功能运作方面导致问题，包括所述器件的功能失效、污染物、或功能器件的一个或更多个电气问题。因此，期望能够表征一个或更多个这些误差，并且采取用以对图案化过程进行设计、修改、控制等的步骤，以减少或最小化这些误差中的一个或更多个误差。
8.可能被产生的一个这样的误差是所述光刻图案形成装置的表面上的污染物。这样的污染物可以包括所述光刻图案形成装置的所述表面上存在可能影响所述图案本身的蚀刻和/或所述图案化过程中的随后的不准确度的粒子，这可能导致损坏的和/或运行不良的电路。
9.如此，由于低效处理、浪费、和处理延迟，则这些误差也可能导致增加的成本。


技术实现要素：

10.因此，需要确定图案形成装置的污染物的水平/程度，包括污染物的尺寸和位置，并且确定是由于在预定公差内而接受所述器件、还是由于被污染超过预定公差而拒绝所述器件。
11.在一些实施例中，本文描述了光刻检查设备、系统和方法。根据一些方面，描述了一种检查方法，包括在检查系统内的多元件检测器处接收在物体的表面处散射的辐射。所述方法还包括利用处理电路测量所述多元件检测器的每个元件的输出，所述输出对应于接收到的被散射的辐射。而且，所述方法还包括利用处理电路，通过识别包括所述多元件检测器的具有高于预定阈值的被测量的输出的一个或更多个元件的有效像素区域、以及识别包括所述多元件检测器的剩余元件的无效像素区域，来校准所述多元件检测器；以及将所述有效像素区域设置为所述多元件检测器与引起所述被散射的辐射的光源之间的默认对准设置。
12.根据一些方面，所述检查方法还可以包括在所述多元件检测器处接收在所述物体的所述表面处散射的第二辐射；以及基于所述有效像素的输出产生检测信号，所述检测信号指示在所述表面上存在外来粒子。所述检查方法也可以包括基于所述无效像素区域的输出确定杂散信号，所述杂散信号指示散射光；以及丢弃所述无效像素区域的输出。
13.根据一些方面，由所述被散射的辐射在所述多元件检测器的表面区域上产生的照射斑可以小于所述多元件检测器的检测表面区域，以及所述有效像素区域包含所述照射斑。
14.根据一些实施例，所述方法还可以包括：响应于从所述无效像素区域接收到检测信号来确定杂散信号；以及将所述杂散信号分类为误报信号。而且，所述方法也可以包括基于以下操作来确定所述外来粒子的位置：测量来自所述有效像素区域内的像素的像素输出；识别所述有效像素区域内的具有最高输出水平的一个或更多个像素；以及基于识别的所述一个或更多个像素在所述有效像素区域内的位置来推断所述外来粒子的位置。
15.根据一些实施例，所述方法还可以包括：通过识别所述多元件检测器与所述光源
之间的未对准情况，以及还通过响应于识别所述未对准来重新初始化校准操作来执行补偿操作。在这点上，所述识别还可包括：检测在所述有效像素区域内、或在无效像素区域内与所述有效像素区域交界的多个新元件，所述多个新元件位于由所述被散射的辐射在所述多元件检测器的表面区域上产生的照射斑之外，所述多个新元件中的每个新元件在一个或更多个检查操作期间产生高于预定阈值的输出。
16.根据一些方面，所述方法还可以包括将新的有效像素区域设置为所述多元件检测器与所述光源之间的默认对准设置。而且，根据一些方面，所述未对准情况可以是漂移情况，在漂移情况中，在光学元件之间可能发生漂移(或移位)，这可能导致照射区域与检测区域之间的未对准。
17.在下文中参考随附附图详细地描述本公开的另外的特征和优点、以及本公开的各个实施例的结构和操作。应注意，本公开不限于本文中所描述的具体实施例。本文仅出于例示性的目的来呈现这样的实施例。基于本发明中所包含的教导，另外的实施例对于相关领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
18.被合并入本文中并且构成说明书的一部分的随附附图图示出本公开，并且与描述一起进一步用于解释本公开的原理，并且使相关领域的技术人员能够制作并且使用本公开。
19.图1a示出根据一些实施例的反射型光刻设备的示意图；
20.图1b示出根据一些实施例的透射型光刻设备的示意图；
21.图2示出根据一些实施例的反射型光刻设备的详细示意图；
22.图3示出根据一些实施例的光刻单元的示意图；
23.图4示出根据示例性实施例的量测系统的示意图；
24.图5示出了根据一些实施例的使用激光扫描的光刻图案形成装置检查系统的示意图；
25.图6a至图6c图示了根据一些实施例的光刻图案形成装置上的照射斑与光电检测器的对准；
26.图7图示了需要精确对准的在整个光电检测器上的传统斑；
27.图8图示了根据一些实施例的用以提高所述照射斑的定位公差的过大尺寸的二维图像传感器阵列；
28.图9图示了一种图示根据一些实施例的用于检查物体的表面的示例性方法的流程图；
29.图10图示了一种图示根据一些实施例的用于校准用来检查物体的表面的检查检测器的示例性方法的流程图；
30.图11图示了一种图示根据一些实施例的用于检测对准漂移的示例性方法的流程图；
31.图12图示了一种图示根据一些实施例的用于将照射光学器件与检测光学器件对准的示例性方法的流程图；
32.图13是根据一些实施例的包括光电二极管阵列的检测器装置的图示；
33.图14是根据一些实施例的用以检测光刻图案形成装置上的粒子的检测器的组合的图示；
34.图15a至图15b示出了根据一些实施例的用以检测光刻图案形成装置上的粒子的检测器的组合；和
35.图16图示了根据一些实施例的组合传感器的内部构造。
36.根据以下阐明的详细描述，当与附图结合时，本公开的特征和优点将变得更加显而易见，其中，在整个本文中相同的附图标记标识相应的元件。在附图中，相同的附图标记通常指示相同的、功能上类似的、和/或结构上类似的元件。另外，通常，附图标记的最左边的数字标识了其中所述附图标记第一次出现于的附图。除非另外指示，否则整个本公开中提供的附图不应被解释为成比例的附图。
具体实施方式
37.本说明书披露了合并本公开的特征的一个或更多个实施例。一个或更多个被披露的实施例的仅仅例证了本公开。本公开的范围不限于一个或更多个被披露的实施例。本公开由随附其的权利要求限定。
38.一个或更多个所描述的实施例以及在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等指示一个或更多个所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括所述特定的特征、结构、或特性。此外，这样的短语不一定指代同一实施例。另外，当结合实施例来描述特定的特征、结构或特性时，应理解，无论是否明确描述，与其它实施例相结合来实现这样的特征、结构或特性均在本领域技术人员的知识范围内。
39.为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“较低”、“上方”、“在......上”、“较高”等，以易于描述如附图中图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。所述空间相对术语旨在涵盖装置的在使用或操作时除了图中所描绘的定向之外的不同定向。设备可以被另外定向(转动90度或处于其它定向)并且本文中使用的在空间上相对的描述可以相应地被同样解释。
40.本文中使用的术语“大约”指示可以基于特定技术而变化的给定量的值。基于所述特定技术，术语“大约”可以指示给定量的值，所述给定量在例如所述值的上下10％至30％(例如，所述值的
±
10％、
±
20％或
±
30％)内变化。
41.可以用硬件、固件、软件或其任何组合来实施本公开的实施例。本公开的实施例也可以被实施为被存储在机器可读介质上的可以由一个或更多个处理器读取和执行的指令。机器可读介质可以包括用于储存或传输呈机器(例如，计算装置)能够读取的形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(rom)；随机存取存储器(ram)；磁盘储存介质；光学储存介质；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。另外，在本文中，固件、软件、例程和/或指令可以被描述为执行某些动作。然而，应理解，这样的描述仅仅是为了方便起见，并且这些动作实际上是由计算装置、处理器、控制器或执行固件、软件、例程、非暂时性计算机可读指令等的其它装置产生的。
42.然而，在更详细地描述这样的实施例之前，呈现可以实施本公开的实施例的示例
环境是有指导意义的。
43.示例性光刻系统
44.图1a和图1b分别是根据一些实施例的光刻设备100和光刻设备100’的示意图。在一些实施例中，光刻设备100和光刻设备100’中的每个都包括以下部件：照射系统(照射器)il，所述照射系统被配置成调节辐射束b(例如，深紫外或极紫外(euv)辐射)；支撑结构(例如，掩模台)mt，所述支撑结构被配置成支撑图案形成装置(例如，掩模、掩模版、或动态图案形成装置)ma并且被连接至被配置成准确地定位所述图案形成装置ma的第一定位器pm；以及，衬底台(例如，晶片台)wt，所述衬底台被配置成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)w并且被连接至被配置成准确地定位衬底w的第二定位器pw。如本文中将进一步描述的，所述照射器的其它配置可以被实施以用于改善照射、和设计的紧凑度。
45.光刻设备100和100
′
也具有投影系统ps，所述投影系统被配置成将由图案形成装置ma赋予辐射束b的图案投影到衬底w的目标部分(例如，包括一个或更多个管芯)c上。在光刻设备100中，图案形成装置ma和投影系统ps是反射型的。在光刻设备100’中，图案形成装置ma和投影系统ps是透射型的。
46.所述照射系统il可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、反射折射性型、磁性型、电磁型、静电型、或其它类型的光学部件、或者它们的任何组合，以用于对所述辐射束b进行引导、整形、或控制。
47.支撑结构mt以取决于图案形成装置ma的相对于参考系的定向、光刻设备100和100
′
中的至少一个光刻设备的设计、和其它条件(诸如图案形成装置ma是否被保持在真空环境中)的方式来保持图案形成装置ma。所述支撑结构mt可以使用机械式、真空式、静电式、或其它夹持技术来保持所述图案形成装置ma。所述支撑结构mt可以是框架或台，例如，所述框架或台可以根据需要成为固定的或可移动的。通过使用传感器，所述支撑结构mt可以确保所述图案形成装置ma例如相对于所述投影系统ps位于期望的位置处。
48.术语“图案形成装置”ma应被广义地解释为表示能够用于在辐射束b的横截面中向所述辐射束b赋予图案以便在衬底w的目标部分c中产生图案的任何装置。赋予所述辐射束b的图案可以与在所述目标部分c中创建以形成集成电路的器件的特定功能层相对应。
49.所述图案形成装置ma可以是透射型的(如在图1b的光刻设备100’中那样)或反射型的(如在图1a的光刻设备100中那样)。图案形成装置ma的示例包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列、和可编程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、交替相移掩模类型、衰减相移掩模类型、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，所述小反射镜中的每个小反射镜可以被单独地倾斜，以便沿不同的方向反射入射辐射束。被倾斜的反射镜将图案赋予由小反射镜的矩阵反射的辐射束b。
50.术语“投影系统”ps可以涵盖任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学系统、或者它们的任何组合，如对于所使用的曝光辐射、或者对于诸如在衬底w上使用浸没液体或使用真空之类其它因素所适合的。因为其它气体可能吸收过多的辐射或电子，所以真空环境可以用于euv或电子束辐射。真空环境可能因此借助于真空壁和真空泵而被提供至整个束路径。
51.光刻设备100和/或光刻设备100’可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台wt
(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用额外的衬底台wt，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衬底台wt用于曝光。在一些情形下，额外的台可以不是衬底台wt。
52.参考图1a和图1b，所述照射器il接收来自辐射源so的辐射束。当源so是准分子激光器时，源so和光刻设备100、100’可以是单独的物理实体。在这种情况下，不认为所述源so形成所述光刻设备100或100’的一部分，并且所述辐射束借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统bd(在图1b中)而从所述源so传递至所述照射器il。在其它情况下，源so可以是所述光刻设备100、100’的组成部分
‑‑
例如当所述源so是汞灯时。可以将所述源so和照射器il以及需要时的束传递系统bd一起称作辐射系统。
53.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(在图1b中)。通常，可以调整所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称为“σ-外部”和“σ-内部”)。此外，照射器il可以包括各种其它部件(在图1b中)，诸如积分器in和聚光器co。可以将照射器il用于调整辐射束b，以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
54.参考图1a，所述辐射束b被入射到所述图案形成装置(例如，掩模)ma上并且被所述图案形成装置ma图案化，所述图案形成装置ma被保持在所述支撑结构(例如，掩模台)mt上。在光刻设备100中，所述辐射束b从所述图案形成装置(例如，掩模)ma反射。在已从所述图案形成装置(例如，掩模)ma反射之后，所述辐射束b传递穿过所述投影系统ps，所述投影系统ps将所述辐射束b聚焦至所述衬底w的目标部分c上。借助于第二定位器pw和位置传感器if2(例如，干涉仪装置、线性编码器、或电容传感器)，可以准确地移动衬底台wt(例如，以便将不同的目标部分c定位在辐射束b的路径中)。类似地，所述第一定位器pm和另一位置传感器if1可以用于将图案形成装置(例如，掩模)ma相对于辐射束b的路径准确地定位。可以使用掩模对准标记m1、m2和衬底对准标记p1、p2来对准图案形成装置(例如，掩模)ma和衬底w。
55.参考图1b，所述辐射束b被入射到所述图案形成装置(例如，掩模ma)上并且被所述图案形成装置图案化，所述图案形成装置被保持在所述支撑结构(例如，掩模台mt)上。在己穿越所述掩模ma的情况下，所述辐射束b行进穿过所述投影系统ps，所述投影系统将所述束聚焦至所述衬底w的目标部分c上。投影系统具有与照射系统光瞳ipu共轭的光瞳ppu。辐射的部分源自照射系统光瞳ipu处的强度分布，并且穿越掩模图案而不受掩模图案处的衍射影响，并且产生在照射系统光瞳ipu处的强度分布的图像。
56.借助于第二定位器pw和位置传感器if(例如，干涉仪装置、线性编码器、或电容传感器)，可以准确地移动衬底台wt(例如，以便将不同的目标部分c定位在辐射束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)可以将第一定位器pm和另一位置传感器(未在图1b中示出)用于相对于辐射束b的路径准确地定位掩模ma。
57.在一些实施例中，可以借助于形成所述第一定位器pm的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现所述掩模台mt的移动。类似地，可以使用形成第二定位器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。在步进器的情况下(与扫描器比较)，掩模台mt可以仅与短行程致动器相连接，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。虽然衬底对准标记(如图示的)占据了专用目标部分，但是衬底对准标记可以位于多个目标部分之间的空间(被称为划
线对准标记)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这些管芯之间。
58.掩模台mt和图案形成装置ma可以位于真空腔室中，其中，真空内机器人ivr可以被用于将图案形成装置(诸如掩模)移入和移出真空腔室。替代地，当掩模台mt和图案形成装置ma处于真空腔室以外时，真空外的机器人可以类似于真空内的机器人ivr那样用于各种输送操作。真空内的机器人和真空外的机器人两者都需要被校准以供将任何有效负载(例如，掩模)平稳地转移至转移站的固定的运动学支架上。
59.光刻设备100’可以包括图案形成装置转移系统。示例性图案形成装置转移系统可以是图案形成装置交换设备(v)，该图案形成装置交换设备包括例如真空内机器人ivr、掩模台mt、第一定位器pm、和用于转移和定位图案形成装置的其它类似的部件。图案形成装置交换设备v可以被配置成在承载着容器的图案形成装置与处理工具(例如，光刻设备100’)之间转移图案形成装置。
60.所述光刻设备100和100
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可以使用于以下模式中的至少一种：
61.1.在步进模式中，在将所述支撑结构(例如，掩模台)mt和所述衬底台wt保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束b的整个图案一次投影到目标部分c上(即，单次静态曝光)。然后将所述衬底台wt沿x和/或y方向移动，使得可以对不同的目标部分c曝光。
62.2.在扫描模式中，在同步地扫描所述支撑结构(例如，掩模台)mt和所述衬底台wt的同时，将赋予所述辐射束b的整个图案投影到目标部分c上(即，单次动态曝光)。可以由投影系统ps的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台wt相对于支撑结构(例如，掩模台)mt的速度和方向。
63.3.在另一模式中，在将保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如，掩模台)mt保持为大致固定、且所述衬底台wt被移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束b的图案投影到目标部分c上。可以采用脉冲辐射源so，并且在衬底台wt的每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可编程图案形成装置。这种操作模式可以易于被应用于采用可编程图案形成装置(诸如，可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
64.也可以采用上文描述的使用模式的组合和/或变形，或完全不同的使用模式。
65.在一些实施例中，光刻设备100包括极紫外(euv)源，所述极紫外(euv)源被配置成产生用于euv光刻的euv辐射束。通常，所述euv源被配置在辐射系统中，并且对应的照射系统被配置成调节所述euv源的所述euv辐射束。
66.图2更详细地示出了所述光刻设备100，所述光刻设备100包括所述源收集器设备so、所述照射系统il、和所述投影系统ps。源收集器设备so被构造并且布置成使得可以在源收集器设备so的围封结构220中维持真空环境。发射euv辐射的等离子体210可以由放电产生等离子体源形成。euv辐射可以由气体或蒸汽产生，例如氙气、锂蒸汽或锡蒸汽，其中，产生非常热的等离子体210以发射在电磁光谱的euv范围内的辐射。例如，由引起至少部分地电离的等离子体的放电而产生非常热的等离子体210。为了有效产生辐射，可以要求例如10pa分压的xe、li、sn蒸汽或任何其它合适的气体或蒸汽。在一些实施例中，提供被激发的锡(sn)的等离子体以产生euv辐射。
67.由热等离子体210发射的辐射从源腔室211经由被定位在源腔室211中的开口中或所述开口后方的可选的气体阻挡部或污染物陷阱230(在一些情况下，也被称为污染物阻挡
部或箔片阱)而被传递到收集器腔室212中。所述污染物陷阱230可以包括通道结构。污染物陷阱230也可以包括气体阻挡部，或气体阻挡部与通道结构的组合。如本领域中已知的，本文中进一步指示出的所述污染物陷阱或污染物阻挡件230至少包括通道结构。
68.收集器腔室211可以包括可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器co。辐射收集器co具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。穿越收集器co的辐射可以被从光栅光谱滤波器240反射离开以被聚焦在虚源点if处。所述虚源点if通常被称为中间焦点，并且所述源收集器设备被布置成使得所述中间焦点if位于所述围封结构220中的开口219处或附近。所述虚源点if是发射辐射的等离子体210的图像。光栅光谱滤波器240特别地被用于抑制红外(ir)辐射。
69.随后，辐射横穿照射系统il，所述照射系统il可以包括琢面场反射镜装置222和琢面光瞳反射镜装置224，所述琢面场反射镜装置222和琢面光瞳反射镜装置224被布置成在图案形成装置ma处提供辐射束221的期望的角分布，以及在图案形成装置ma处的辐射强度的期望的均一性。在辐射束221在由支撑结构mt保持的图案形成装置ma处反射时，形成了经图案化的束226，并且被图案化的束226由投影系统ps经由反射元件228、230而成像到由晶片平台或衬底台wt所保持的衬底w上。
70.在照射光学器件单元il和投影系统ps中通常可以存在比示出的元件更多的元件。所述光栅光谱滤波器240可以是可选地存在的，这取决于光刻设备的类型。另外，可以存在比图中示出的反射镜更多的反射镜，例如在所述投影系统ps中可以存在除图2中示出的反射型元件以外的1至6个额外的反射型元件。
71.收集器光学器件co(如图2中图示的)被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，以仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。掠入射反射器253、254和255围绕光轴o轴向对称地设置，并且这种类型的收集器光学器件co优选地与放电产生的等离子体源(经常被称为dpp源)结合使用。
72.示例性光刻单元
73.图3示出了光刻单元300的示意图，所述光刻单元有时也被称为光刻元或光刻簇。光刻设备100或100
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可以形成光刻单元300的一部分。光刻单元300也可以包括用于在衬底上执行曝光前过程和曝光后过程的设备。常规地，这些设备包括：用于沉积抗蚀剂层的旋涂机sc、用于显影被曝光的抗蚀剂的显影剂de、激冷板ch和焙烤板bk。衬底输送装置、或机器人ro从输入端口i/o1、输出端口i/o2拾取衬底，在不同的过程设备之间移动衬底，并且将衬底输送至光刻设备的进料台lb。这些装置通常统称为轨道或涂覆显影系统，并且由轨道控制单元或涂覆显影系统控制单元tcu控制，所述轨道控制单元或涂覆显影系统控制单元tcu本身由管理控制系统scs控制，所述管理控制系统scs也经由光刻控制单元lacu来控制光刻设备。因而，可以操作不同的设备以最大化吞吐量和处理效率。
74.示例性量测系统
75.图4示出了根据一些实施例的可以被实施为光刻设备100或100
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的一部分的量测系统400的示意图。在一些实施例中，量测系统400可以被配置为测量衬底w的表面上的高度和高度变化。在一些实施例中，量测系统400可以被配置为检测衬底上的对准标记的位置，并且使用对准标记的检测到的位置使衬底相对于图案形成装置或光刻设备100
′
的其它部件对准。
76.在一些实施例中，量测系统400可以包括辐射源402、投影光栅404、检测光栅412、和检测器414。辐射源402可以被配置成提供具有一个或更多个通带的电磁窄带辐射束。在一些示例中，一个或更多个通带可以在波长介于约500nm与约900mm之间的光谱内。在另一示例中，所述一个或更多个通带可以是介于约500nm至约900nm之间的波长的光谱内的离散的窄通带。在另一示例中，辐射源402产生介于约225nm与400nm之间的波长的紫外(uv)光谱内的光。辐射源402还可以被配置成提供在长时间段内(例如，在辐射源402的使用寿命内)具有大致恒定的中心波长(cwl)值的一个或更多个通带。如上文所论述的，在当前的量测系统中，辐射源402的这种配置可以有助于防止实际的cwl值从期望的cwl值移位。并且，结果，与当前的量测系统相比，恒定的cwl值的使用可以改善量测系统(例如，量测系统400)的长期稳定性和准确度。
77.投影光栅404可以被配置成接收从辐射源402产生的一个或更多个辐射束，并且将投影的图像提供至衬底408的表面上。成像光学器件406可以被包括在投影光栅404与衬底408之间，并且可以包括一个或更多个透镜、反射镜、光栅，等等。在一些实施例中，成像光学器件406被配置成使从投影光栅404投影的图像聚焦至衬底408的所述表面上。
78.在一些实施例中，投影光栅404以相对于表面法线的一角度θ在衬底408的所述表面上提供图像。所述图像由衬底表面反射且在检测光栅412上再成像。检测光栅412可以与投影光栅404相同。成像光学器件410可以被包括在衬底408与衬底检测光栅412之间，并且可以包括一个或更多个透镜、反射镜、光栅等。在一些实施例中，成像光学器件410被配置成使从衬底408的表面所反射的图像聚焦至检测光栅412上。由于倾斜入射，当由投影光栅404所投影的图像由检测光栅412接收到时，则衬底408的表面中的高度变化(zw)将使得所述图像移位经过距离(s)，所述距离(s)由以下方程式(1)给出：
79.s＝2zwsin(θ)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
80.在一些实施例中，由检测光栅412部分地传输投影光栅404的被移位的图像，并且，被传输的强度是所述图像移位的周期性函数。这种被移位的图像由检测器414接收和测量。检测器414可以包括光电二极管或光电二极管阵列。检测器414的其它示例包括ccd阵列。在一些实施例中，检测器414可以被设计成基于所接收的图像来测量低至1nm的晶片高度变化。
81.基于散射计的粒子检查系统的对准的示例性实施例
82.图5示出了根据一些实施例的使用激光扫描的光刻图案形成装置检查系统500的示意图。在一个示例中，检查系统500包括激光源扫描器，所述激光源扫描器在x方向502上(跨越整个所述光刻图案形成装置)扫描所述光刻图案形成装置的表面，而同时所述光刻图案形成装置504缓慢地移动经过所述扫描激光器。可以理解，可以在玻璃侧(例如，502(a)和/或表膜侧(例如，502(b))进行所述扫描操作。如果光刻图案形成装置504上存在污染，则如将在本文中进一步描述的，光可以发生散射并且检测器506可以处理散射光且提供对于检测到的污染物的进一步分析。可以理解所述检测器506可以被定位在不同的位置处以检测不同的扫描操作(例如，定位在位置506(a)处以用以检测玻璃侧扫描操作，和/或定位在位置506(b)处以用以检测表膜侧扫描操作)。
83.在一些实施例中，如果没有检测到污染，则检测器可能不会检测到来自所述光刻图案形成装置504的表面的任何散射，并且检测到的光将不会被进一步处理。如前所述，在
光刻图案形成装置504的表面上发现的任何污染都可能导致对于被处理的图案的修改，这将会产生非预期的图案或故障电路。
84.在一个示例中，检测器506(a)可以检测光的强度以通过检测反射的强度的水平来确定粒子508的尺寸。这可以用将较高水平的强度与较大的粒子尺寸相关联的方式来完成。这是因为较大的粒子将散射较多的光，且因此，对于检测器506(a)来说将显得更亮，其中，较小的粒子将散射较少的光，且因此，对于检测器506(a)来说将显得较暗。
85.可以理解，尺寸-强度相关性只是用以确定粒子508的尺寸的一种量度。在一些示例中，粒子508可以是小的但具有较高反射性的粒子(例如，金属的)，因此，强度相关性可以产生看起来比实际更大的粒子尺寸。替代地，粒子508可以是较大的具有较低反射性的粒子(例如，碳)，且因而，强度相关性可以产生看起来比实际更小的粒子尺寸。
86.因此，进一步的处理可以提供针对对于光刻图案形成装置的表面造成污染的粒子和粒子尺寸的有所改进的检测，如本文将进一步描述的。
87.在一个示例中，如图6a至6c中进一步描述的，对准可能是在检测器平面处对粒子图像进行检测的重要因素。例如查看图6a，图6a描述了受到照射束604照射的光刻图案形成装置602(例如，掩模版)。可以由散射测量法来完成粒子检测，其中，在整个衬底上对照射斑进行光栅扫描。如前所述，当衬底(例如，掩模版/光刻图案形成装置602的表面)上存在粒子时，可以由静态光电检测器606测量被散射的光。可以理解的是，在一些实施例中，所述光电检测器也是能够运动的。所述光电检测器的移动可以遵循光栅扫描或将会能够实现对所述光刻图案形成装置的整个表面进行扫描的其他扫描顺序。在一个示例中，所检测到的光的强度可以与检测到的粒子的尺寸有关。
88.为了测量微米级粒子，可以将光学器件定位至亚微米公差。这需要在掩模版上的照射区域608和检测器606上的被检测区域610之间进行一定程度的对准。如此，机械公差和光学失真可能会出现难以校正的动态对准误差。例如，照射斑必须被精确地对准，使得当照射斑击中粒子506时，被散射的光被定位到光电检测器606中。值得注意的是，如果所述光刻图案形成装置602是完全清洁的，则被反射的光可能是暗的，且光可能会进入束收集器。然而，当存在任何类型的污染物时，则被照射的污染物可能会产生可能需要由光电检测器606测量的光散射。因此，光斑(来自所述散射)和光电检测器的很高程度的对准可能是所需要的并且将会需要是微米量级，如前所述，这需要专门的制造工具。
89.在一些实施例中，如图6b和6c所示，当被照射的斑608和被检测的斑610之间存在大量交叠时，光电检测器准确检测粒子污染的能力可能会降低。例如，在图6b中，所述检测器仍然可以检测到在交叠区域中的污染，但可能不会在没有交叠的边缘区域中检测到污染。此外，当交叠没有被良好地对准时(例如，图6c)，可能包含粒子的被照射的像素可能不会与检测像素对准，这是因为该被照射的像素不在交叠/对准区域内。如此，检测器可能无法检测到粒子，这是因为所述检测器可能不处理与可以从其接收被散射的光的像素相关的任何信息。如将在图10中进一步描述的，在区域610内所检测到的粒子图像612可以被确定为由所述检测器处理的信号，其中，由不在区域610内的像素(例如，来自像素614)产生的任何检测或信号可能被视为误报检测并且被丢弃。
90.图7图示了根据一些实施例的需要准确对准的在整个光电检测器上的传统斑。例如，可能需要在整个光电检测器上的传统斑以供实现被照射的区域与被检测的区域之间的
完美对准。
91.根据一些实施例，为了克服被照射的区域与检测器区域之间的严格对准要求，本公开可以实施如图8所示的二维图像传感器阵列，以改善所述照射斑的定位公差。
92.在图8中，可以采用大于预期反射斑的传感器阵列。这改善了光学对准公差并且改善了可制造性。在一个实施例中，可以使用呈电荷耦合器件(ccd)、互补金属氧化物半导体(cmos)、或离散光电检测器形式的二维图像传感器阵列来代替单个光电二极管单元。在另一个实施例中，所述阵列可以是光电二极管的阵列。
93.使用光电检测器阵列(诸如光电二极管阵列)，可以允许放宽照射斑、多面镜、光学器件或光电检测器中的所有的定位公差，这是因为所述图像传感器阵列的尺寸过大并且产生的斑可能落在所述图像传感器阵列的不同区域上而无需精确对准。例如，区域802可以代表光电检测器阵列的整个区域，该光电检测器阵列可以捕获不想要的反射804、和预定义的有效像素区域808内的照射斑806。可以在区域802内的任何位置(例如，侧面、拐角部、中间，等等)处检测到照射斑806。在一个实施例中，可以基于例如图10中所限定的校准过程来识别/限定有效像素区域808。这种校准允许检查系统在光刻图案形成装置上的被照射的区域与检测器上的被照射的区域之间的对准或对应方面具有增加的公差和灵活性，而同时维持较高的检测准确度，这是因为所述检测器阵列是足够大的以实现完全交叠。
94.在一个实施例中，可以设计和校准图像处理算法以选择激活哪些像素、以及忽略哪些像素，这是因为要被忽略的像素包含由于并非源自粒子的光而导致的不想要的噪声。使用这种算法，随着时间推移的任何对准漂移都将不会产生如同在使用单个光电二极管时所引发的问题那样的问题，这是因为所述阵列能够在尺寸过大的检测区域内适应较高的公差。此外，表膜下垂有时可能导致照射斑发生变化。因此，这也可以通过当所述斑在整个所述光刻图案形成装置上进行时，动态地激活不同的像素来校准。根据一个方面，具有已知粒子尺寸的校准掩模版可以被放置在粒子扫描器系统中。
95.基于光学器件和光电检测器的对准，粒子可以将光散射到所述光电检测器阵列的特定区域中。因此，所述校准处理算法可以检测所述阵列的哪些区域正在检测光而哪些区域没有检测光。如此，可以打开正在接收光的区域以供进行未来的粒子扫描，而在所述校准过程期间没有接收到光的区域将被关闭以用于进行未来的粒子扫描。而且，可以对接收粒子光的像素区域进行阈值处理，以确定是否应该使用或丢弃来自该特定像素区域的信号。此处参考图9至图11提供了对校准和读出方法的进一步描述。
96.图9图示了图示根据一些实施例的用于检查诸如掩模版或表膜(例如，光刻图案形成装置)之类的物体的表面的示例性方法900的流程图。应当理解，所述方法的操作不需要按照所示的顺序执行，并且一些操作可以是可选的或额外的。
97.方法900开始于步骤902。在步骤902中，利用照射束来照射物体(例如，掩模版、表膜，等等)的表面。在实施例中，照射束以倾斜的角度被提供至物体表面。在步骤904中，来自被照射的物体表面的被散射的光被截取。在步骤906中，被散射的光被投影到传感器上(例如，图5的包括传感器阵列的传感器504)。在实施例中，所述传感器以倾斜的角度“观察”所述物体表面，而所述照射束可以提供垂直的光。在步骤908中，处理所述被散射的光以检测位于所述物体表面上的粒子。例如，耦接至所述传感器的处理器可以用于分析真实图像以供进行粒子检测。
98.在步骤910中，确定所检测到的粒子的粒子尺寸和位置。此信息可以用于做出关于正在被评估的物体的使用的决定。例如，可能需要基于所确定的粒子尺寸和位置是否在预定范围或其他限制内来做出是否需要拒绝所述物体的决定912。
99.图10图示了图示根据一些实施例的用于校准检查检测器以检查物体的表面的示例性方法1000的流程图。应当理解，所述方法的操作不需要按照所示的顺序执行，并且一些操作可以是可选的或额外的。
100.方法1000开始于步骤1002，步骤1002可以是步骤908的继续。此方法可以用于执行校准以识别所述传感器阵列内的将检测所述被散射的光的区域。此外，该方法可用于重新校准所检测到的漂移操作，如将在图11中进一步讨论的。在步骤1002处，检测接收所述照射的单元。如前所述，这消除了对严格的对准公差的需要，以便在被照射的区域与被检测的区域之间具有尽可能接近完美或准确的交叠。相反，尺寸过大的传感器阵列可以将由散射光所形成的整个区域包含在较大的公差范围内。
101.在步骤1004处，多个阵列单元被识别为涵盖被照射的装置区域的有效区域(例如，有效区域808)的一部分。在步骤1006处，有效区域内的多个阵列单元被识别为与装置上的被照射的区域相对应的照射区域(例如，照射区域806)。如图8中所述，所述有效区域大于被照射的区域并且包括额外的像素。
102.有效区域和较小的照射区域两者的设置允许进一步放宽公差。例如，一些被照射的斑可能涵盖一像素的多个部分，但不是涵盖整个像素。因此，将该像素包括为有效像素将会允许所述检测器读出该像素的输出以覆盖整个被照射的斑。否则，该像素的那部分将不会被读出，导致所述照射斑的多个部分不会被读出。当识别所述照射区域时，可以在步骤1008处检测所述照射区域内的粒子。在这方面，所述检测器可以将从被照射的区域内的像素接收的信号确定为从被分类为有效像素的像素接收的信号，并且还可以响应于从被分类为有效像素的那些像素接收到检测信号来确定与外来粒子(例如，粒子)的存在相对应的信号。
103.当检测器单元接收到被散射的光时，检测器单元会产生信号(例如，基于所接收到的辐射的检测信号)。所述检测器然后可以生成作为检测器的一个或更多个像素输出的总和的整体检测信号。基于所述检测信号，所述检测器可以识别杂散信号、以及对应于光刻图案形成装置(例如，图案形成装置606)的表面上的外来粒子的存在的信号。在一个示例中，此确定可以基于哪个像素正在生成读出。例如，杂散信号可以是在先前已经被识别为无效像素(例如，在校准期间)的像素处所产生的信号，其中，与所述表面上的外来粒子的存在相对应的信号可以在先前已经被识别为有效的(例如，在被指定为接收所述被散射的光的有效区域内)像素处产生。当信号被确定为杂散信号时，所述信号可能被分类为误报信号并且被丢弃。误报信号的识别可以有助于消除导致光刻图案化设备中的过程延迟的误检测、和错误读出。
104.图11图示了图示根据一些实施例的用于检测对准漂移的示例性方法1100的流程图。应当理解，所述方法的操作不需要按照所示的顺序执行，并且一些操作可以是可选的或额外的。
105.在步骤1102处，在所述检测器阵列内，检测到接收照射的多个单元。在步骤1104处，确定所述阵列单元是在先前限定的有效区域内还是在外部。如果检测到的单元在所述
有效区域内，则所述方法继续到如前所论述的步骤904。如果确定所述多个单元中的任何一个单元在所述有效区域之外，则在步骤1106处，确定漂移并且根据图10中所提供的方法执行重新校准1108。
106.光刻设备(例如，光刻设备100)将期望的图案施加到衬底上，诸如施加到所述衬底的目标部分上。在利用光刻设备来制造集成电路(ic)期间，光刻图案形成装置(例如，掩模或掩模版)产生待形成于ic中的单独的层上的电路图案。此图案可以被转印到所述衬底(例如，硅衬底)上的目标部分(例如，包括管芯的部分、一个或若干个管芯)上。为了降低ic的制造成本，则对每个ic的多个衬底进行曝光可能是有益的。同样，所述光刻设备可以持续使用。也就是说，在一些实施例中，为了将所有类型的ic的制造成本保持在可能的最小值，多个衬底曝光之间的空闲时间也被最小化。这可以包括检查、粒子检测和校准。因而，所述光刻设备可以吸收热，所述热会导致设备的部件的膨胀，从而导致漂移、移动、和均匀性变化。
107.为了确保所述图案形成装置和所述衬底上的良好的成像品质，则可以维持所述照射束的受控均匀性。如此，可以在至少一些均匀性的情况下控制所述照射束的整个光刻过程。因此，可能需要使用重新校准来执行对导致漂移或移动的任何膨胀的补偿。在一些示例中，相对于所述光刻图案形成装置上的照射区域，光电检测器阵列可能是尺寸过大的，由任何类型的移动或对检测器的物理调整而实施的物理重新校准可能不是必需的。相反，所述重新校准过程可以基于被投影到所述传感器阵列上的所检测到的被散射的光来重新限定有效区域和照射区域。
108.此外，漂移检测可能是更广泛的诊断能力的一部分。在这方面，形心跟踪算法可用于预测对准何时接近于不仅关于漂移而且关于移动以及任何类型的均匀性变化的最大超出规格设置。根据一个实施例，当具有已知粒子尺寸的校准掩模版被插入所述系统内以用于进行校准时，可以测量有效像素信号强度并且可以计算形心。例如，如果信号在两个像素之间平均地被拆分，则所述形心位于该两个像素的中心。当一个像素开始记录更强的强度值、且另一个像素开始变为更低的强度时，则“形心”可以被视为正在朝向更高强度的像素移动。可以利用两个或更多个像素来检测该形心。因此，在一段时间内，可以跟踪形心并且可以测量漂移数据。这可以帮助确定所述系统是否正朝着超出公差条件的条件移动(即朝向公差条件以外移动)。超出公差条件可能是一种其中有效像素不再利用正确的有效像素追踪粒子的情况。
109.虽然可以将无效光电二极管设置为拒绝不需要的光，但是测量无效光电二极管的输出以测量由于不需要的被散射的光而引起的误报的强度是有益处的。根据一些实施例，真实粒子可以在被校准的检测区域内照射。幽灵粒子可以照亮检测区域以及周围区域。因此，通过监测所述周围区域的信号强度，可以标记对幽灵粒子的检测，即误报检测。
110.传感器阵列可以是光电二极管的阵列、ccd阵列，等等。例如，光电二极管的阵列可以为ccd阵列的优点提供额外的优点。例如，光电二极管的处理时间可能会增加图像读取和检测的处理速度。
111.图12图示了根据一些实施例的描述用于将照射光学器件与检测光学器件对准的示例性方法1200的流程图。根据一些方面，方法1200可以包括在所述检查系统内的多元件检测器处接收1202在光刻图案形成装置的表面处被散射的辐射的操作。照射源可以照射光刻图案形成装置(例如，掩模版)的一部分。如前所述，可能需要照射源与检测系统之间的对
准来改善检测准确度。在这点上，并且为了改善对准公差，则可以使用多元件检测器。这种检测器可以是光电二极管阵列。虽然可以使用其他多元件检测器(例如，ccd、cmos，等等)，但光电二极管阵列传感器提供了某些优点，包括对被照射的区域和相关的数据的有效且方便的处理。
112.方法1200也可以包括所述多元件检测器的每个元件的输出的测量操作1204，所述输出对应于所接收的被散射的辐射。在这点上，所述检测器可以测量所述光电二极管阵列的每个光电二极管的输出以确定被散射的光在哪里入射到所述光电二极管阵列上。这可以消除可能需要不断地调整照射源与检测器之间的手动物理对准的需要。相反，方法1200允许实现可以用编程的方式启用或禁用在接收到光的有效区域内所指定的像素的增加的检测区域。在这点上，当随着时间的推移存在系统漂移、或未对准时，可以进行简单的重新校准过程，而不是手动地重新校准对准的操作。这还允许光学系统的较大的制造公差，这是因为可以通过控制激活/停用哪些像素来补偿或调整任何未对准。因此，接收被散射的光的像素将具有输出，而不接收光的像素可能没有输出、或者可能具有低于足够幅值的值的阈值的输出。
113.方法1200可以进一步包括校准操作1206。在这方面，方法1200可以包括：通过识别包括所述多元件检测器的具有高于预定阈值的被测量的输出的一个或更多个元件的有效像素区域、以及识别包括所述多元件检测器的剩余元件的无效像素区域，来校准所述多元件检测器。如本文中图8所述，当照射斑入射到光电二极管阵列上时，接收光的像素可以被设计为有效像素，而没有接收光或接收到不想要的反射的像素则可被指定为无源像素。此指定可能取决于针对每个像素的被测量的值输出。如本文所述，接收光的像素可以提供高于预定阈值的输出，例如，具有足以对应于接收的入射光的幅值的输出。
114.方法1200还可以包括将所述有效像素区域设置1208为所述多元件检测器与引起所述被散射的辐射的光源之间的默认对准设置。设置有效像素区域对于将入射到掩模版上的光与其在检测器上的相应的反射(散射)对准是非常重要的。一旦确定了所述有效区域，则可以将所述有效区域指定为可以获取所有未来读数的位置(除非发生漂移情况)。至此，可以认为所述检测器被校准且准备就绪以执行检查操作。
115.方法1200可以包括在图12中没有被图示的其他操作。例如，方法1200可以包括接收在所述物体的表面处散射的第二辐射并且基于所述有效像素的输出生成检测信号。在这点上，第二辐射散射可以是在校准所述检测器之后发生的辐射散射。此外，所述检测信号可以是指示是否检测到粒子的信号。如此处所述，不具有污染的掩模版在受照射时可能不会产生被散射的光。因此，当在所述检测器处接收到光时，所述检测器可以测量在所述有效区域内的每个像素的输出并且执行被加权的求和运算(使用运算放大器，等等)。然后，所述多元件检测器可以生成指示是否存在污染物的检测信号。例如，如果存在污染物，则被加权的总和可以等于值“1”，其中，被加权的总和可以等于“0”或接近的值。这指示了是否存在污染物。
116.根据一些实施例，可以采取额外的措施来确定污染物的位置。例如，可以由所述检测器执行额外的处理以确定所述有效像素区域内的哪些像素具有最大的输出(指示最强的强度)。因为所述检测器上的照射斑对应于所述掩模版上的照射斑，所以如由像素输出所测量的污染物的被检测的位置将会对应于所述掩模版上的所述照射斑内的位置。因此，此操
作可以根据确定污染物在所述有效像素区域内所定位于的位置来推断所述污染物的位置。
117.方法1200也可以使所述检测器能够丢弃无效像素区域的输出。此无效像素区域是在所指定的有效像素区域之外的区域。替代地，所述检测器也可以读取所述无效像素区域内的像素的输出以确定是否发生误报情况。这种情况可以被限定为系统接收到杂散光的情况。
118.由所述被散射的辐射在所述检测器的表面区域上所产生的照射斑可以小于所述检测器的检测表面区域，在检测表面区域中，所述有效像素区域包含所述照射斑。这可能是因为所述照射斑可能是圆形的，而有效像素区域可能不一定是圆形的。
119.在本公开的一些方面，可能由于漂移状况、或表膜下垂而发生未对准状况，这可能导致所述照射斑发生变化。因此，在一个示例中，方法1200可以包括通过在所述斑横穿跨越整个掩模版时动态地激活不同的像素来校准所述照射斑的变化。因此，方法1200可能需要新的校准过程，由此新的一组光电二极管被检测并且确定为所述有效区域的一部分。这可以使所述检测器能够调整所述有效像素区域以适应公差和/或任何上述条件的变化。
120.图13图示了根据一些实施例的、包括光电二极管阵列的检测器装置1300。光电二极管阵列(pda)1302可以是集成电路(ic)芯片上的离散光电二极管的线性阵列。在一个示例中，pda可以被放置在光谱仪的像平面处以允许同时检测一定范围的波长。在这方面，pda可以被认为是摄影胶片的电子版本。根据一些实施例，处理器1304可以处理从pda接收到的信号，并且确定接收到的信号是指示所检测到的粒子的信号(即，检测到的信号1306)、还是指示幽灵粒子的信号(即，指示误报的幽灵信号1308)。在一方面，来自在所述校准过程期间被识别为有效像素的像素的信号被相加并且被处理。例如，校准过程可以将像素6、7、10和11识别为有效像素(可以理解，这只是一个示例，并且任意数量的像素可以在所述校准过程期间被识别为有效像素，并且可以在从1个像素到n个像素的范围内变化)，这些信号的总共输出可以被求和并且被处理为指示在光刻图案形成装置的表面上检测到的粒子的信号。
121.如前所述，pda 1302还可以检测幻象信号1308。一方面，pda 1302可以被配置成用以拒绝从没有被识别为有效的像素所接收到的数据。例如，使用以上示例，所述处理器可以被配置成用以仅处理从像素6、7、10和11接收到的数据，并且使从pda 1302内的任何其他像素接收的数据作废或被删除。在另一方面，处理器1304可以被配置成用以处理从无效像素(例如，像素1、2、3、4等)接收到的信号。在这点上，处理器1304可以处理从无效像素接收到的所有信号并且输出指示幽灵粒子(误报)检测的被检测到的重影信号1308。
122.如前所述，校准工序可以确定激活哪个光电检测器。在这方面，那些有效光电检测器的输出被相加在一起以产生输出信号。无效光电二极管可以如此分类，并且可以被配置成用以拒绝导致误报读数的不需要的光。
123.在一个实施例中，所述处理器可以是模拟求和处理器或数字求和处理器。在模拟求和中，可以在进入求和放大器之前启用或禁用每个模拟输出。在数字求和中，可以离散地数字化每个输出，和以数字化方式启用/禁用每个输出。
124.在一些实施例中，粒子检查系统的制造可以允许检测粒子污染，并且重新校准以补偿漂移和其他部件变化；在照射系统与光电检测器之间提供宽松的光学对准公差；由于能够通过重新校准进行补偿，则随着时间的推移提供宽松的漂移预算；并且提供能够满足必要的吞吐量的足够的吞吐量，这是因为使用可以被同时地采样的光电二极管阵列使用以
与掩模版检查系统相同的采样率运行的离散模数转换器。
125.为了确定所检测到的粒子的尺寸，可以测量被散射的光的强度。如前所述，较大的物体可能散射较多的光，且因而在所述检测器处提供较高的强度的读数。然而，情况并非总是如此，因为某些物体可能具有较高的反射率性质，且因而可能提供比较大的物体更高的强度，这仅仅是因为该某些物体的成分，而不是因为该某些物体的尺寸。因此，除了光电检测器阵列之外，还可以采用成像装置的使用来更准确地测量被检测的物体的尺寸。
126.在一个示例中，可以采用高分辨率2d像素阵列(即，相机)以通过放大到足以直接地测量像素的数量来确定尺寸。所述像素可以做得足够小以具有足够的分辨率来查看关注的最小粒子尺寸。将要在散射测量模式下使用2d传感器进行粗略检测，将会需要以每秒数百万帧的速率读取所有像素。这种速度对于任何传感器都是不可行的。而且，使用另一个传感器可能面临空间限制。
127.图14示出了根据一些实施例的、包括以不同配置而布置的检测器(例如，具有检测器像素的检测器606)的传感器阵列1400。在一些实施例中，检测器606在单个物理传感器中合并了两种传感器技术，以在散射测量模式和高分辨率成像模式两者下进行读取。根据一些方面，检测器606可以被配置成用以合并两种或更多种传感器技术：呈二维阵列的ccd/cmos像素1402和一个或更多个光电二极管1404。光电二极管的配置或放置可以被布置呈任何布置方式，在图14中示出该布置方式中的两种布置方式。专用光电二极管以电子方式被相加在一起，给出与所有光电检测器像素上的总光子等效的瞬时值。这种方法允许实现高速读出，这是因为光电二极管可以以每秒数百万次的方式被读出，而cmos/ccd像素必须以串行的方式被计时，并且通常具有高达每秒数千帧的帧速率。
128.图15a至图15b图示了根据一些实施例的、用以检测光刻图案形成装置上的粒子的检测器的组合。在图15a至图15b中，所述传感器可用于粗略地检测粒子并且在每个像素1502处提供读数。因此，一旦以高分辨率较慢地(ccd/cmos)发现粒子，则可以读出像素数据。为了避免在同一粒子上重新触发(例如，在下一行扫描中)，则将会保持所述图像传感器的尺寸的禁止区域(keep out area)以避免重复该触发事件。在这点上，可以初始地读出光电二极管读出信号1504。当读出信号1504的值超过阈值1508时，则确定检测到某种类型的粒子，并且这触发了cmos读出操作发生(例如，cmos读出信号1506)。以这种方式，该两个检测器可以串联操作，其中，所述光电二极管阵列检测粒子，且ccd/cmos阵列可以检测所检测到的粒子的尺寸。而且，在一个示例中，当激活所述ccd/cmos阵列的2d阵列读出器1512时，可以触发1510阻挡区(block out zome)，以便避免由所述光电二极管阵列对另一个粒子的触发。可以理解，在二维阵列读出1512期间，不能触发另一次曝光。然而，如果两个粒子彼此非常接近，则将会可以执行重新扫描操作。因此，阻挡区可以暂时地暂停光电二极管阵列读出，直到ccd/cmos读出完成。
129.根据一些实施例，检测器阵列可以包括一种或更多种类型的像素技术，这些像素技术使所述检测器能够以较为有效和方便的方式处理数据并且识别粒子和粒子尺寸。在一些实施例中，如图16所示，检测器1602可以包括cmos/ccd像素阵列1402和光电二极管像素阵列1404的组合。这种组合可以允许一个阵列(例如，光电二极管阵列1404)检测所述粒子，而同时其他阵列(例如，cmos/ccd阵列1402)检测粒子尺寸。这是因为由于光电二极管阵列不需要对信息进行高分辨率捕获/处理，所以光电二极管阵列可以较快地处理数据。因而，
光电二极管阵列可以快速地识别粒子是否存在，以及然后cmos/ccd像素处理可以在对于粒子尺寸的检测之后。根据一个方面，光电二极管阵列1404可以确定一系列像素识别了粒子(根据图13的示例)。因此，处理器(例如，处理器1304)可以请求求和放大器1604处理来自光电二极管有效像素的邻域内的cmos/ccd像素的像素数据。在一个方面，所述处理器可以包括电路，该电路包括行解码器1606和列解码器1608、模数转换器1610和接口1612。根据一些实施例，模数转换器1610可以输出指示用于粒子检测的像素读数的像素值1614。在一个示例中，像素值1614可以对应于单个像素值。
130.根据一些实施例，图16中描述的方法提供了两步骤方案，即1)通过快速检测粒子来提高粒子检测的效率，以及2)通过收集检测到所述粒子的有效像素周围的图像数据来提高粒子尺寸检测的效率。
131.如在以下编号的方面中阐述本发明的其它方面。
132.1.一种检查方法，包括：
133.在检查系统内的多元件检测器处接收在物体的表面处散射的辐射；
134.利用处理电路测量所述多元件检测器的每个元件的输出，所述输出对应于接收到的被散射的辐射；
135.利用处理电路，通过识别包括所述多元件检测器的具有高于预定阈值的被测量的输出的一个或更多个元件的有效像素区域、以及识别包括所述多元件检测器的剩余元件的无效像素区域，来校准所述多元件检测器；以及
136.将所述有效像素区域设置为所述多元件检测器与引起所述被散射的辐射的光源之间的默认对准设置。
137.2.根据方面1所述的检查方法，还包括：
138.在所述多元件检测器处接收在所述物体的所述表面处散射的第二辐射；以及
139.基于所述有效像素的输出产生检测信号，所述检测信号指示在所述表面上存在外来粒子。
140.3.根据方面2所述的检查方法，还包括：
141.基于所述无效像素区域的输出确定杂散信号，所述杂散信号指示被散射的光；以及
142.丢弃所述无效像素区域的输出。
143.4.根据方面1所述的检查方法，其中，
144.由所述被散射的辐射在所述多元件检测器的表面区域上产生的照射斑小于所述多元件检测器的检测表面区域，以及
145.所述有效像素区域包含所述照射斑。
146.5.根据方面1所述的检查方法，还包括：
147.响应于从所述无效像素区域接收到检测信号来确定杂散信号；和
148.将所述杂散信号分类为误报信号。
149.6.根据方面2所述的检查方法，还包括：基于以下操作来确定所述外来粒子的位置：
150.测量来自所述有效像素区域内的像素的像素输出；
151.识别所述有效像素区域内的具有最高输出水平的一个或更多个像素；以及
152.基于识别的所述一个或更多个像素在所述有效像素区域内的位置来推断所述外来粒子的位置。
153.7.根据方面2所述的检查方法，还包括执行补偿操作，所述补偿操作包括：
154.识别所述多元件检测器与所述光源之间的未对准情况；以及
155.响应于识别所述未对准来重新初始化校准操作。
156.8.根据方面7所述的检查方法，所述识别还包括：
157.检测在所述有效像素区域内、或在无效像素区域内与所述有效像素区域交界的多个新元件，所述多个新元件位于由所述被散射的辐射在所述多元件检测器的表面区域上产生的照射斑之外，所述多个新元件中的每个新元件在一个或更多个检查操作期间产生高于预定阈值的输出。
158.9.根据方面7所述的检查方法，还包括：
159.将新的有效像素区域设置为所述多元件检测器与所述光源之间的默认对准设置。
160.10.根据方面7所述的检查方法，其中，所述未对准情况是漂移情况。
161.11.一种光刻检查设备，包括：
162.多元件检测器，所述多元件检测器被配置成：
163.利用处理电路测量所述多元件检测器的每个元件的输出，所述输出对应于接收到的被散射的辐射；
164.利用处理电路，通过识别包括所述多元件检测器的具有高于预定阈值的被测量的输出的一个或更多个元件的有效像素区域、以及识别包括所述多元件检测器的剩余元件的无效像素区域，来校准所述多元件检测器；以及
165.将所述有效像素区域设置为所述多元件检测器与引起所述被散射的辐射的光源之间的默认对准设置。
166.12.根据方面11所述的光刻检查设备，其中，所述检测器还被配置成：
167.接收在所述物体的所述表面处散射的第二辐射；以及
168.基于所述有效像素的输出产生检测信号，所述检测信号指示在所述表面上存在外来粒子。
169.13.根据方面12所述的光刻检查设备，其中，所述检测器还被配置成：
170.基于所述无效像素区域的输出确定杂散信号，所述杂散信号指示被散射的光；以及
171.丢弃所述无效像素区域的输出。
172.14.根据方面11所述的光刻检查设备，其中，
173.由所述被散射的辐射在所述多元件检测器的表面区域上产生的照射斑小于所述多元件检测器的检测表面区域，以及
174.所述有效像素区域对应于所述照射斑。
175.15.根据方面11所述的光刻检查设备，其中，所述检测器还被配置成：
176.响应于从所述有效像素区域以外的像素接收到检测信号来确定杂散信号；以及
177.将所述杂散信号分类为误报信号。
178.16.根据方面12所述的光刻检查设备，其中，所述检测器还被配置成：基于以下操作来确定所述外来粒子的位置：
179.测量来自所述有效像素区域内的像素的像素输出；
180.识别所述有效像素区域内的具有最高输出水平的一个或更多个像素；以及
181.基于识别的所述一个或更多个像素在所述有效像素区域内的位置来推断所述外来粒子的位置。
182.17.根据方面12所述的光刻检查设备，其中，所述检测器还被配置成执行补偿操作，所述补偿操作包括：
183.识别所述多元件检测器与所述光源之间的未对准情况；以及
184.响应于识别所述未对准来重新初始化校准操作。
185.18.根据方面17所述的光刻检查设备，由所述检测器进行的识别操作还包括：
186.检测在所述有效像素区域内或与所述有效像素区域交界的多个新元件，所述多个新元件位于由所述被散射的辐射在所述多元件检测器的表面区域上产生的照射斑之外，所述多个新元件中的每个新元件产生高于预定阈值的输出。
187.19.根据方面16所述的光刻检查设备，其中，所述检测器还被配置成：
188.将新的有效像素区域设置为所述多元件检测器与所述光源之间的默认对准设置。
189.20.根据方面16所述的光刻检查设备，其中，所述未对准情况是漂移情况。
190.虽然在本文中可以具体提及光刻设备在ic的制造中的使用，但是，应理解，本文中描述的光刻设备可以具有其它应用，诸如制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、lcd、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的情境下，本文中使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中提及的衬底可以在曝光之前或之后例如在轨道单元或涂覆显影系统单元(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对曝光后的抗蚀剂进行显影的工具)、量测单元和/或检查单元中进行处理。在适用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如以用于产生多层ic，使得本文中使用的术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理的层的衬底。
191.虽然上文已经具体提及本公开的实施例在光学光刻术的情境下的使用，但是将理解，本公开可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在情境允许的情况下，不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了产生在衬底上的图案。图案形成装置的形貌可以被压印到供给至所述衬底的抗蚀剂层中，由此所述抗蚀剂通过施加电磁辐射、热、压力或其组合而被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出所述抗蚀剂，从而在所述抗蚀剂中留下图案。
192.应理解，本文中的措辞或术语是出于描述而非限制性目的，使得本公开中的术语或措辞将由相关领域技术人员按照本文中的教导来解释。
193.在本文中描述的实施例中，在情境允许的情况下，术语“透镜”和“透镜元件”可以指各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型光学部件。
194.另外，本文中使用的术语“辐射”和“束”和“光”可以涵盖所有类型的电磁辐射，例如，紫外(uv)辐射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长λ)和极紫外(euv或软x-射线)辐射(例如，具有在5nm至20nm的范围内的波长，诸如例如13.5nm的波长)，或在小于5nm的波长下工作的硬x-射线，以及粒子束(诸如，离子束或电子束)。通常，具有介于大约
400nm至大约700nm之间的波长的辐射被认为是可见光辐射；具有介于大约780nm至3000nm(或更大)之间的波长的辐射被认为是ir辐射。uv指的是具有大约100nm至400nm的波长的辐射。在光刻术内，术语“uv”也适于可以由汞放电灯产生的波长：g线436nm；h线405nm；和/或i线365nm。真空uv或vuv(即，被气体吸收的uv)指的是具有约100nm至200nm的波长的辐射。深uv(duv)通常指具有从126nm至428nm的波长的范围的辐射，并且在一些实施例中，准分子激光器可以产生光刻设备内使用的duv辐射。应理解，具有在例如5nm至20nm的范围内的波长的辐射指具有至少部分地在介于5nm至20nm的范围内的某一波长带的辐射。
195.如本文中使用的术语“衬底”可以描述各材料层被添加到其上的材料。在一些实施例中，所述衬底本身可以被图案化，并且添加在其顶部的材料也可以被图案化，或者可以保持不被图案化。
196.虽然在本文中可以具体提及根据本公开的设备和/或系统在ic的制造中的使用，但是应明确地理解，这样的设备和/或系统可以具有许多其它可能的应用。例如，这样的设备和/或系统可以被用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、lcd面板、薄膜磁头等。技术人员将理解，在这种替代应用的情境下，术语“图案形成装置”、“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用应该被认为分别被更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”替换。
197.虽然上文已经描述了本公开的具体实施例，但将理解，本公开可以用除所描述的以外的方式来实践。所述描述并非旨在限制本公开。
198.将理解，“具体实施方式”章节而不是“发明内容”章节和“摘要”章节旨在用于解释权利要求。“发明内容”章节和“摘要”章节可以阐明本公开的如由一个或更多个发明者所设想的一个或更多个示例性实施例而不是所有示例性实施例，并且因此不旨在以任何方式限制本公开和随附的权利要求。
199.上文已经借助于图示出指定功能的实施方式及其关系的功能性构造块描述了本公开。为了描述方便，在本文中已经任意地限定了这些功能性构造块的边界。只要适当地执行指定功能及其关系，就可以定义替换的边界。
200.具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本公开的一般性质，使得在不背离本公开的总体构思且不进行过度实验的情况下，其它人可以通过应用本领域技术范围内的知识而容易地修改和/或调适这些具体实施例的各种应用。因此，基于本文中提出的教导和指导，这些调适和修改旨在落入所披露的实施例的等同物的含义和范围内。
201.本公开的广度和范围不应受到上文描述的示例性实施例中的任一示例性实施例的限制，而应仅由随附的权利要求及其等同物来限定。