本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種全縱深高分辨在線實(shí)時(shí)氣泡監(jiān)控裝置及監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

集成電路制造技術(shù)是一個(gè)復(fù)雜的工藝，技術(shù)更新很快。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，器件的關(guān)鍵尺寸越來(lái)越小，正是由于關(guān)鍵尺寸的減小才使得每個(gè)芯片上設(shè)置百萬(wàn)個(gè)器件成為可能。

在半導(dǎo)體器件的圖案化過(guò)程中，通常需要進(jìn)行光刻工藝，在光刻工藝過(guò)程中，光阻管路中氣泡的存在會(huì)影響光阻的噴量，從而影響涂布質(zhì)量，同時(shí)氣泡的存在也會(huì)產(chǎn)生微氣泡類缺陷(micro-bubble)，嚴(yán)重影響光刻工藝良率。隨著關(guān)鍵尺寸的持續(xù)縮小，微氣泡類缺陷(micro-bubble)的危害變得更為嚴(yán)重，為了提高光刻工藝量率，要求實(shí)現(xiàn)對(duì)光阻管路氣泡做到高靈敏度全縱深實(shí)時(shí)監(jiān)控。

目前的光刻工藝的光阻管路中的氣泡對(duì)半導(dǎo)體器件的良率產(chǎn)生很大的影響，但是目前并沒(méi)有能夠?qū)庾韫苈窔馀葑龅礁哽`敏度全縱深實(shí)時(shí)監(jiān)控的方法或者裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

本發(fā)明為了克服目前存在問(wèn)題，提供了一種全縱深高分辨在線實(shí)時(shí)氣泡監(jiān)控方法，包括：

選用成像鏡頭對(duì)流動(dòng)有聚合材料的管路進(jìn)行往返掃描并成像，以對(duì)所述管路中的氣泡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；

其中，所述掃描沿所述管路的徑向方向并且振幅為所述管路的直徑；

在所述往返掃描過(guò)程中控制所述成像鏡頭的移動(dòng)速度，以避免對(duì)同一氣泡或聚合材料區(qū)域重復(fù)掃描。

可選地，所述成像鏡頭的景深為f，在所述管路徑向上的掃描距離間隔為景深f，所述景深f為58-62um。

可選地，所述聚合材料流動(dòng)速度v，所述成像鏡頭的長(zhǎng)度為l，所述管路的直徑為h，所述成像鏡頭的掃描速度為s＝hv/l。

可選地，當(dāng)所述成像鏡頭的掃描速度為s＝hv/l時(shí)，根據(jù)所述成像得到所述聚合材料中氣泡的數(shù)目，將所述氣泡的數(shù)目乘以2得到所述管路中的氣泡總數(shù)。

可選地，所述成像鏡頭浸沒(méi)在待測(cè)的所述聚合材料中，以進(jìn)行所述掃描。

可選地，所述聚合材料為光刻膠材料或底部抗反射涂層。

可選地，選用若干所述成像鏡頭對(duì)所述聚合材料管路上的不同位置進(jìn)行掃描和成像。

本發(fā)明還提供了一種全縱深高分辨在線實(shí)時(shí)氣泡監(jiān)控裝置，包括：

聚合材料管路，所述聚合材料管路中具有流動(dòng)的聚合材料；

成像鏡頭單元，套設(shè)于所述聚合材料管路上，用于對(duì)所述管路中流動(dòng)的所述聚合材料進(jìn)行掃描并成像。

可選地，所述成像鏡頭單元包括設(shè)置于所述聚合材料管路兩側(cè)的照明光束、成像鏡頭以及位于所述成像鏡后的成像陣列。

可選地，所述聚合材料管路上還設(shè)置有過(guò)濾器、泵、電磁閥和噴嘴，其中在所述過(guò)濾器、和/或所述泵、和/或所述電磁閥和/或所述噴嘴前后的所述管路上設(shè)置有所述成像鏡頭。

可選地，所述成像鏡頭單元浸沒(méi)在待測(cè)的所述聚合材料中。

可選地，所述成像鏡頭沿管路的徑向方向掃描并且振幅為所述管路的直徑；

其中，所述聚合材料流動(dòng)速度v，所述成像鏡頭的長(zhǎng)度為l，所述管路的直徑為h，所述成像鏡頭的掃描速度為s＝hv/l。

本發(fā)明提出一種全縱深高分辨在線實(shí)時(shí)氣泡監(jiān)控方法，該方法通過(guò)高分辨透鏡組在沿垂直光阻管路方向做掃描動(dòng)作，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)光阻管路做高分辨全縱深成像，做到及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)光阻管路氣泡狀況，結(jié)合氣泡 報(bào)警系統(tǒng)可以有效的防止由于氣泡導(dǎo)致的產(chǎn)品缺陷，提高光刻工藝量率。

在本發(fā)明中通過(guò)成像鏡頭組沿垂直光阻管路方向做掃描動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)管路中不同深度氣泡聚焦成像，該系統(tǒng)的氣泡探測(cè)精度可達(dá)到3um，景深達(dá)到60um，鏡頭浸沒(méi)在模擬光刻膠/barc等折射率＝1.5的液體中作上下掃描動(dòng)作，避免對(duì)同一缺陷重復(fù)取值，每間隔一個(gè)成像景深60um取次數(shù)據(jù)；掃描方向取值距離間隔為一個(gè)景深f；掃描方向切換時(shí)間間隔需要l/v；z方向掃描速度需滿足s＝h/l/v，單次單向掃描時(shí)間內(nèi)光阻所流動(dòng)的距離范圍內(nèi)的氣泡數(shù)量是實(shí)際掃描數(shù)量的兩倍。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，

圖1為本發(fā)明所述光刻膠管路中氣泡的檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述光刻膠管路中氣泡的檢測(cè)裝置的位置示意圖；

圖3為本發(fā)明所述光刻膠管路中氣泡的檢測(cè)裝置的成像原理示意圖；

圖4為本發(fā)明所述光刻膠管路中氣泡的檢測(cè)裝置的移動(dòng)示意圖；

圖5為本發(fā)明所述光刻膠管路中氣泡的檢測(cè)裝置的成像示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開(kāi)徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在...上”、“與...相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)印Ｏ喾?，?dāng)元件被稱為“直接在...上”、“與...直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元 件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)印?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀?。因此，示例性術(shù)語(yǔ)“在...下面”和“在...下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

實(shí)施例一

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種聚合材料管路中氣泡的檢測(cè)方法，所述方法包括：

選用成像鏡頭對(duì)流動(dòng)有聚合材料的所述聚合材料管路進(jìn)行反復(fù)掃描并成像，以對(duì)所述管路中的氣泡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；

其中所述掃描沿管路的徑向方向并且振幅為所述管路的直徑；

在所述反復(fù)掃描過(guò)程中控制所述成像鏡頭的移動(dòng)速度，以避免對(duì)同一氣泡或聚合材料區(qū)域重復(fù)掃描。

在所述方法中所述成像鏡頭套設(shè)于所述聚合材料管路上，如圖2所示，用于對(duì)所述管路中流動(dòng)的所述聚合材料進(jìn)行掃描并成像，并且所述成像鏡頭的掃描方向?yàn)楣苈泛穸龋礊樗龉苈分睆健?/p>

可選地，當(dāng)所述管路水平放置時(shí)，所述管路的徑向?yàn)樨Q直方向，則如圖4所示，在所述管路徑向上上下移動(dòng)進(jìn)行反復(fù)的掃描。

可選地，所述聚合材料為具有流動(dòng)性的、用于形成掩膜材料的聚合物，包括光刻膠材料或底部抗反射涂層(barc)等。

其中，所述光刻膠材料或底部抗反射涂層(barc)的折射率＝1.5。

為了避免在掃描過(guò)程中對(duì)同一氣泡/光阻區(qū)域重復(fù)掃描/取值，需要滿足如下條件：

1)所述成像鏡頭的景深為f，在所述管路徑向上的掃描距離間隔為景深f，所述景深f為58-62um，例如為60um。

2)掃描方向切換時(shí)間間隔為l/v。

3)掃描速度s＝hv/l，具體過(guò)程如圖4所示，此時(shí)，由于成像鏡頭組在做掃描動(dòng)作的同時(shí)光阻在流動(dòng),將會(huì)有一半?yún)^(qū)域掃描不到，所以需要將實(shí)際掃描到氣泡數(shù)據(jù)乘以2，以得到所述管路中存在的氣泡的全部數(shù)目，以更加準(zhǔn)確的進(jìn)行監(jiān)控。

可選地，所述成像鏡頭浸沒(méi)在待測(cè)的所述聚合材料中以進(jìn)行所述掃描，例如鏡頭浸沒(méi)在模擬光刻膠/barc等折射率＝1.5的液體中作上下掃描的動(dòng)作。

進(jìn)一步，選用若干所述成像鏡頭對(duì)所述聚合材料管路的若干部分進(jìn)行掃描和成像。例如，如圖1所示，所述聚合材料管路上還設(shè)置有過(guò)濾器、泵、電磁閥和噴嘴，其中在所述過(guò)濾器、和/或泵、和/或電磁閥和/或噴嘴前后兩端的所述管路上設(shè)置有所述成像鏡頭。

本發(fā)明提出一種全縱深高分辨在線實(shí)時(shí)氣泡監(jiān)控方法，該方法通過(guò)高分辨透鏡組在沿垂直光阻管路方向做掃描動(dòng)作，可以有效實(shí)現(xiàn)對(duì)光阻管路做高分辨全縱深成像，做到及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)光阻管路氣泡狀況，結(jié)合氣泡報(bào)警系統(tǒng)可以有效的防止由于氣泡導(dǎo)致的產(chǎn)品缺陷，提高光刻工藝量率。

在本發(fā)明中通過(guò)成像鏡頭組沿垂直光阻管路方向做掃描動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì) 管路中不同深度氣泡聚焦成像，該系統(tǒng)的氣泡探測(cè)精度可達(dá)到3um，景深達(dá)到60um，鏡頭浸沒(méi)在模擬光刻膠/barc等折射率＝1.5的液體中作上下掃描動(dòng)作，避免對(duì)同一缺陷重復(fù)取值，每間隔一個(gè)成像景深60um取次數(shù)據(jù)；掃描方向取值距離間隔為一個(gè)景深f；掃描方向切換時(shí)間間隔需要l/v；z方向掃描速度需滿足s＝h/l/v，單次單向掃描時(shí)間內(nèi)光阻所流動(dòng)的距離范圍內(nèi)的氣泡數(shù)量是實(shí)際掃描數(shù)量的兩倍。

實(shí)施例二

本發(fā)明還提供了一種聚合材料管路中氣泡的檢測(cè)裝置，如圖3所示，包括：

聚合材料管路，所述聚合材料管路中具有流動(dòng)的聚合材料；

成像鏡頭單元，套設(shè)于所述聚合材料管路上，用于對(duì)所述管路中流動(dòng)的所述聚合材料進(jìn)行掃描并成像。

其中，如圖2和圖3所示，所述成像鏡頭單元包括設(shè)置于所述聚合材料管路兩側(cè)的照明光束、成像鏡頭以及位于所述成像鏡后的成像陣列。

其中所述照明光束可以由發(fā)光二極管提供，如圖5所示，所述發(fā)光二極管發(fā)出的光束通過(guò)反射鏡照射進(jìn)入所述管路，對(duì)所述管路進(jìn)行掃描，所述光束透過(guò)所述管路中的聚合材料后通過(guò)成像鏡頭成像，得到聚合物材料的圖像，所述圖像通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸至數(shù)據(jù)采集無(wú)線發(fā)射模塊。

其中，所述管路中的所述聚合材料包括光刻膠材料或底部抗反射涂層(barc)等。

其中，所述光刻膠材料或底部抗反射涂層(barc)的折射率＝1.5。

可選地，所述成像鏡頭浸沒(méi)在待測(cè)的所述聚合材料中以進(jìn)行所述掃描，例如鏡頭浸沒(méi)在模擬光刻膠/barc等折射率＝1.5的液體中作上下掃描的動(dòng)作。

其中，所述成像鏡頭的景深為f，在所述管路徑向上的掃描距離間隔為景深f，所述景深f為58-62um，例如為60um。

進(jìn)一步，掃描方向切換時(shí)間間隔為l/v。

進(jìn)一步，所述成像鏡頭的掃描速度s＝hv/l，具體過(guò)程如圖4所示，此時(shí)，由于成像鏡頭組在做掃描動(dòng)作的同時(shí)光阻在流動(dòng),將會(huì)有一半?yún)^(qū)域掃描不到，所以需要將實(shí)際掃描到氣泡數(shù)據(jù)乘以2，以得到所述管路中存在的 氣泡的全部數(shù)目，以更加準(zhǔn)確的進(jìn)行監(jiān)控。

可選地，所述聚合材料管路上還設(shè)置有過(guò)濾器、泵、電磁閥和噴嘴，其中在所述過(guò)濾器、和/或泵、和/或電磁閥和/或噴嘴前后的所述管路上設(shè)置有所述成像鏡頭。

可選地，所述聚合材料管路選用透明玻璃管路，以保證所述光束通過(guò)所述管路。

本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍所界定。