【光刻百科】集成掩模检测系统 Integrated Reticle Inspection System（IRIS）

在半导体制造领域，掩模起着十分重要的作用，掩模的好坏直接影响着半导体产品的良率，因而检测掩模的质量也成了必要的工序。通常，掩模在使用过程中很容易吸附粉尘颗粒，而较大粉尘颗粒很可能会直接影响掩模图案的转印质量，如果不进行处理会进一步引起良率下降。因此，在利用掩模曝光后，通常会利用集成掩模探测系统（Integrated Reticle Inspection System, IRIS）对掩模版进行检测，如果发现掩模版上存在超出规格的粉尘颗粒，则处于光刻制程中的晶圆将会全部被返工[1]。

Fab中对掩模缺陷的检测分为在线和离线两种。在线检测是指每次曝光之前和之后对掩模板表面检测。这通常是依靠光刻机中内置的检测单元来完成的。最常见的是集成在ASML系列光刻机上的掩模检测系统。IRISTM对即将被使用的掩模或刚使用完毕后的掩模的正反两面分别扫描，发现吸附在掩模上的颗粒，并报警。光刻工程师看到报警信号后做相应处理。图1是IRISTM工作的原理图。在做颗粒扫描时，掩模沿Y方向运动由机械手控制，X方向的扫描由激光束的移动来实现。完成一次IRISTM扫描的时间大约等价于2到3个晶圆曝光的时间。通常对一批晶圆可以只做一次IRISTM扫描，这样可以减少占用生产的时间，提高光刻机的产能[2]。

图1 掩模检测系统工作原理示意图

离线检测是指定期地把掩模从系统中调出来做缺陷检测。检测的时间间隔可以在掩模版管理系统中设定，也可以按使用的次数来决定是否做检测。半导体设备供应商提供专用设备来做这种检测。离线检测的优点是分辨率高，有些检测设备还能对检测出来的缺陷做简单处理[2]。

参考文献：

[1] 严轶博. 检测光罩的方法及利用其减少半导体产品返工率的方法. 中国专利 CN102023472 B[P]. 2012. 4-4

[2] 韦亚一. 超大规模集成电路先进光刻理论与应用. 科学出版社. 2016，270-270