專利名稱：曝光條件設(shè)定方法及表面檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種在使用于半導(dǎo)體制造的曝光系統(tǒng)設(shè)定聚焦偏置等的曝光條件的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在一般使用于存儲(chǔ)器或邏輯等的半導(dǎo)體制造的掃描器或步進(jìn)器等的曝光系統(tǒng) (例如，參照專利文獻(xiàn)1)，曝光時(shí)的最佳聚焦位置及有效聚焦范圍非常重要。此處所謂有效聚焦范圍(以下，稱為聚焦裕度)，是定義為產(chǎn)生曝光結(jié)果的電路圖案的線寬(VIA孔的情形為孔徑)作為電路成為滿足動(dòng)作規(guī)格的設(shè)計(jì)容許值內(nèi)的聚焦偏置的范圍。作為檢查產(chǎn)生的圖案是否在設(shè)計(jì)容許值內(nèi)的代表性方法，可舉出掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope 以下稱為SEM)的檢查。然而，由于SEM原理上不易到達(dá)高產(chǎn)率，因此在實(shí)際運(yùn)用上，如圖11所示，通過(guò)在曝光后的照射區(qū)域內(nèi)的五點(diǎn)程度的取樣實(shí)施檢查。另一方面，作為以高產(chǎn)率測(cè)量廣區(qū)域的信息的系統(tǒng)，可舉出散射測(cè)量法(Optical⑶以下稱為0⑶)。然而，為了進(jìn)行此測(cè)量，必須在某個(gè)程度的區(qū)域 (50 μ mX 50 μ m程度)設(shè)置專用圖案，必須要模擬結(jié)果的程式館等，原理上不易進(jìn)行在實(shí)際的電路圖案內(nèi)的特定圖案的檢查。又，在LSI (大型集成電路)制造，是否能均勻且依照設(shè)計(jì)解析充分發(fā)揮曝光機(jī)器具有的曝光性能的細(xì)微密集圖案非常重要。例如，使縱方向的線寬與線距圖案曝光時(shí)，以變形照明使曝光系統(tǒng)本身最佳化據(jù)以使該等細(xì)微圖案高精度曝光。其結(jié)果，聚焦裕度在曝光系統(tǒng)最佳化的細(xì)微圖案亦較廣。另一方面，著眼于所謂孤立圖案般的線寬與線距的占空比與上述細(xì)微圖案不同的圖案時(shí)，相較于曝光系統(tǒng)最佳化的細(xì)微圖案的聚焦裕度，孤立圖案等的聚焦裕度具有變窄的傾向。由于該等為實(shí)際的電路圖案，因此無(wú)法適用上述0CD，且在面內(nèi)觀察到較多點(diǎn)，因此若使用SEM則需要非常多時(shí)間。又，亦會(huì)有圖案的形狀并非單純的直線狀，在視野內(nèi)不測(cè)量復(fù)數(shù)個(gè)點(diǎn)則無(wú)法評(píng)估圖案形狀的情形，進(jìn)一步使SEM的產(chǎn)率降低。作為評(píng)估最佳聚焦的方法之一，有使用FEM(聚焦曝光陣列Focus Exposure Matrix)晶圓100(參照?qǐng)D10)的方法，該方法一邊以微小的步進(jìn)使曝光機(jī)器的聚焦偏置變化，一邊在晶圓上依序使照射區(qū)域101曝光。作為管理方法，使用SEM或0⑶等的測(cè)量裝置監(jiān)測(cè)形成于FEM晶圓100的光阻上的圖案的線寬(VIA孔的情形為孔徑)，以算出聚焦裕度及成為最佳聚焦的聚焦偏置值。然而，上述線寬與線距的占空比與細(xì)微圖案不同的圖案的情形，由于為實(shí)際的電路圖案，因此無(wú)法以O(shè)CD管理，且即使使用SEM亦耗費(fèi)龐大的時(shí)間及費(fèi)用，因此現(xiàn)實(shí)上不易實(shí)施正常檢查。又，假設(shè)即使實(shí)施SEM的管理，亦可說(shuō)是進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的反饋前耗時(shí)的方法。相對(duì)于此，有檢測(cè)形成于晶圓表面的圖案中的構(gòu)造性復(fù)折射導(dǎo)致的偏光變化以監(jiān)測(cè)最佳聚焦的方法。根據(jù)此種方法，求出各照射區(qū)域的亮度平均的峰值，可快速求出最佳聚焦。關(guān)于FEM晶圓100中細(xì)微圖案的最佳聚焦，亦可在短時(shí)間測(cè)量，因此可迅速進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的反饋。
然而，關(guān)于以存儲(chǔ)器墊(memory mat)大小的間隔反復(fù)存在的孤立圖案(例如防護(hù)圖案等)，由于間距大于細(xì)微圖案，因此原理上不易取得偏光的變化。因此，雖利用繞射光， 但來(lái)自線寬與線距圖案或防護(hù)圖案的繞射光，相對(duì)于圖12(a)所示的正常圖案，如圖12(b) 所示的產(chǎn)生變形的圖案般產(chǎn)生圖案變化時(shí)，產(chǎn)生繞射效率的變化。其結(jié)果，可將圖案的變化取得為繞射光的亮度變化。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2006-41549號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明欲解決的技術(shù)課題然而，檢測(cè)繞射光的情形與檢測(cè)偏光的情形不同，會(huì)有亮度的明暗變化(繞射效率的變化的比例)與圖案的形狀變化的關(guān)系并非為線性關(guān)系的情形，會(huì)有無(wú)法僅從亮度的明暗變化、例如照射區(qū)域內(nèi)的亮度平均值正確求出有效聚焦范圍或最佳聚焦等的情形。本發(fā)明有鑒于上述問(wèn)題而構(gòu)成，其目的在于提供一種正確設(shè)定聚焦裕度等的曝光條件的技術(shù)。為解決問(wèn)題采取的技術(shù)手段為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的曝光條件設(shè)定方法，是使用表面檢查裝置設(shè)定對(duì)進(jìn)行既定曝光的被曝光基板的曝光條件，該表面檢查裝置具備對(duì)在表面具有半導(dǎo)體圖案的基板照射照明光的照明部、及檢測(cè)來(lái)自該照明光照射的該基板的復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案的繞射光的檢測(cè)部，根據(jù)該檢測(cè)部所檢測(cè)的該繞射光的信息檢查該基板的表面，所述方法具有照明步驟，利用該照明部對(duì)已知曝光特性的基準(zhǔn)基板的表面照射照明光；檢測(cè)步驟，利用該檢測(cè)部檢測(cè)來(lái)自該照明光照射的該基準(zhǔn)基板的復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案的繞射光；以及設(shè)定步驟，根據(jù)該檢測(cè)的該繞射光的亮度的偏差設(shè)定該曝光條件。此外，上述曝光條件設(shè)定方法中，較佳為，在該設(shè)定步驟，將該亮度的偏差成為極大或極大附近的該曝光的條件值設(shè)定為該曝光條件的限界值。又，上述曝光條件設(shè)定方法中，較佳為，在該設(shè)定步驟，將根據(jù)該限界值設(shè)定的該曝光條件的范圍的中央值設(shè)定為該曝光條件的代表值。又，上述曝光條件設(shè)定方法中，較佳為，作為該半導(dǎo)體圖案，形成反復(fù)排列的線狀的線圖案或孔狀的孔圖案、及圍繞由該線圖案或該孔圖案構(gòu)成的存儲(chǔ)器墊的反復(fù)排列的防護(hù)圖案；該基準(zhǔn)基板的復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案分別以復(fù)數(shù)個(gè)曝光條件曝光形成。又，本發(fā)明的表面檢查裝置，其具備照明部，對(duì)通過(guò)既定曝光在表面形成半導(dǎo)體圖案的基板照射照明光；檢測(cè)部，檢測(cè)來(lái)自該照明光照射的該基板的復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案的繞射光；以及運(yùn)算部，根據(jù)該檢測(cè)的來(lái)自復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案的繞射光的亮度的偏差進(jìn)行求出該曝光條件的運(yùn)算。此外，上述表面檢查裝置中，較佳為，進(jìn)一步具備與通過(guò)該既定曝光使該半導(dǎo)體圖案曝光的曝光裝置進(jìn)行關(guān)于該曝光條件的電氣通訊的通訊部。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可求出適當(dāng)?shù)钠毓鈼l件。


圖1為顯示曝光條件設(shè)定方法的概略的流程圖。圖2為顯示表面檢查裝置的圖。圖3為顯示亮度的偏差的算出例的示意圖。圖4為顯示指定在晶片內(nèi)的檢測(cè)區(qū)域之例的示意圖。圖5為顯示存儲(chǔ)器單元的區(qū)塊的圖。圖6為顯示來(lái)自FEM晶圓的繞射光的亮度的影像的圖。圖7為顯示繞射光的亮度的偏差的分布圖。圖8為顯示繞射光的亮度的偏差的圖表。圖9為顯示SEM進(jìn)行的良好判定結(jié)果的圖。圖10為顯示FEM晶圓的一個(gè)例子的圖。圖11為顯示SEM進(jìn)行的觀察點(diǎn)之例的圖。圖12為顯示繞射效率的變化的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照?qǐng)D式說(shuō)明本發(fā)明較佳實(shí)施形態(tài)。圖2顯示本實(shí)施形態(tài)使用的表面檢查裝置，以此裝置檢查半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體晶圓W(以下，稱為晶圓W)的表面。表面檢查裝置 1具備用以支承大致圓盤形的晶圓W的載臺(tái)10，通過(guò)未圖示的搬送裝置搬送的晶圓W裝載于載臺(tái)10之上且通過(guò)真空吸附固定保持。載臺(tái)10，以晶圓W的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸(載臺(tái)10的中心軸)為旋轉(zhuǎn)軸，將晶圓W支承成可旋轉(zhuǎn)(在晶圓W表面內(nèi)旋轉(zhuǎn))。又，載臺(tái)10，以通過(guò)晶圓W表面的軸為中心，能使晶圓W傾斜(傾動(dòng))，可調(diào)整照明光的入射角。表面檢查裝置1進(jìn)一步具有對(duì)載臺(tái)10所支承的晶圓W的表面照射照明光作為平行光的照明系統(tǒng)20、將接受照明光的照射時(shí)的來(lái)自晶圓W的繞射光加以聚光的受光系統(tǒng) 30、接受受光系統(tǒng)30所聚光的光并拍攝晶圓W的表面像的攝影裝置35、及影像處理部40。 照明系統(tǒng)20具有射出照明光的照明單元21、及使從照明單元21射出的照明光反射向晶圓 W表面的照明側(cè)凹面鏡25。照明單元21具有金屬鹵素?zé)艋蛩y燈等的光源部22、將來(lái)自光源部22的光取出具有既定波長(zhǎng)的光并調(diào)節(jié)強(qiáng)度的調(diào)光部23、及將來(lái)自調(diào)光部23的光作為照明光導(dǎo)至照明側(cè)凹面鏡25的光導(dǎo)光纖24。此外，來(lái)自光源部22的光通過(guò)調(diào)光部23，具有既定波長(zhǎng)(例如，248nm的波長(zhǎng))的照明光從光導(dǎo)光纖M射出至照明側(cè)凹面鏡25，從光導(dǎo)光纖M射出至照明側(cè)凹面鏡25的照明光，由于光導(dǎo)光纖M的射出部配置于照明側(cè)凹面鏡25的焦點(diǎn)面，因此通過(guò)照明側(cè)凹面鏡25成為平行光束照射至載臺(tái)10所保持的晶圓W的表面。此外，照明光對(duì)晶圓W的入射角與出射角的關(guān)系，可通過(guò)使載臺(tái)10傾斜(傾動(dòng))使晶圓W的裝載角度變化來(lái)調(diào)整。來(lái)自晶圓W表面的出射光(繞射光)通過(guò)受光系統(tǒng)30聚光。受光系統(tǒng)30以與載臺(tái)10對(duì)向配置的受光側(cè)凹面鏡31為主體構(gòu)成，由受光側(cè)凹面鏡31所聚光的出射光(繞射光)，通過(guò)攝影裝置35內(nèi)的攝影光學(xué)系統(tǒng)在攝影面上成像為晶圓W的像(繞射像)。攝影裝置35將形成于攝影面上的晶圓W的表面像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生影像信號(hào)，將影像信號(hào)輸出至影像處理部40。
影像處理部40，根據(jù)從攝影裝置35輸入的晶圓W的影像信號(hào)，產(chǎn)生晶圓W的數(shù)字影像。在影像處理部40的內(nèi)部存儲(chǔ)器(未圖示)預(yù)先儲(chǔ)存良品晶圓的影像數(shù)據(jù)，影像處理部40，在產(chǎn)生晶圓W的影像(數(shù)字影像)時(shí)，比較晶圓W的影像數(shù)據(jù)與良品晶圓的影像數(shù)據(jù)，以檢查在晶圓W表面有無(wú)缺陷(異常)。此外，以未圖示的影像顯示裝置輸出顯示影像處理部40的檢查結(jié)果及此時(shí)的晶圓W的影像。又，影像處理部40，能利用晶圓W的影像求出曝光時(shí)的聚焦裕度等(進(jìn)行運(yùn)算)(詳細(xì)后述)。又，影像處理部40，與未圖示的外部輸出部連接，能經(jīng)由此外部輸出部與曝光機(jī)器(曝光裝置)等將聚焦裕度等的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行電氣通訊。然而，晶圓W通過(guò)未圖示的曝光機(jī)器在最上層光阻膜的曝光、顯影后，通過(guò)未圖示的搬送裝置從未圖示的晶圓匣(wafer cassette)或顯影裝置搬送至載臺(tái)10上。此外，此時(shí)，晶圓W在以晶圓W的圖案或外緣部(凹口或定向平面等)為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)下，搬送至載臺(tái)10上。此外，雖省略詳細(xì)圖示，在晶圓W表面，復(fù)數(shù)個(gè)照射區(qū)域縱橫排列，在各照射區(qū)域之中形成線圖案或孔圖案等的反復(fù)圖案(半導(dǎo)體圖案)。為了使用以上述方式構(gòu)成的表面檢查裝置1進(jìn)行晶圓W的表面檢查，首先，通過(guò)未圖示的搬送裝置將晶圓W搬送至載臺(tái)10上。此外，在搬送途中通過(guò)未圖示的對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)取得形成于晶圓W的表面的圖案的位置信息，以既定方向?qū)⒕AW裝載于載臺(tái)10上的既定位置。接著，以在晶圓W表面上的照明方向與圖案的反復(fù)方向一致的方式使載臺(tái)10旋轉(zhuǎn)，且設(shè)圖案的間距為P、照射至晶圓W表面的照明光的波長(zhǎng)為λ、照明光的入射角為0i、 η次繞射光的出射角為θ d時(shí)(參照?qǐng)D12)，進(jìn)行設(shè)定以滿足下式(1)(使載臺(tái)10傾斜)。P = ηΧ λ / {sin ( θ i)-sin( θ d)} · · · (1)接著，將照明光照射至晶圓W的表面。以上述條件將照明光照射至晶圓W表面時(shí)， 來(lái)自照明單元21的光源部22的光通過(guò)調(diào)光部23，具有既定波長(zhǎng)(例如，248nm的波長(zhǎng))的照明光從光導(dǎo)光纖M射出至照明側(cè)凹面鏡25，被照明側(cè)凹面鏡25反射的照明光成為平行光束照射至晶圓W的表面。從晶圓W表面射出的繞射光通過(guò)受光側(cè)凹面鏡31聚光，到達(dá)攝影裝置35的攝影面上，成像為晶圓W的像(繞射像)。因此，攝影裝置35將形成于攝影面上的晶圓W表面的像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生影像信號(hào)，將影像信號(hào)輸出至影像處理部40。影像處理部40，根據(jù)從攝影裝置35輸入的晶圓 W的影像信號(hào)，產(chǎn)生晶圓W的數(shù)字影像。又，影像處理部40，在產(chǎn)生晶圓W的影像(數(shù)字影像)時(shí)，比較晶圓W的影像數(shù)據(jù)與良品晶圓的影像數(shù)據(jù)，以檢查在晶圓W表面有無(wú)缺陷(異常)。此外，以未圖示的影像顯示裝置輸出顯示影像處理部40的檢查結(jié)果及此時(shí)的晶圓W 的影像。本實(shí)施形態(tài)中，使用上述表面檢查裝置1檢測(cè)繞射光的亮度變化，算出照射區(qū)域內(nèi)的亮度的偏差，以求出曝光時(shí)的聚焦裕度。一般而言，在掃描器等的曝光機(jī)器(未圖示) 曝光后的晶圓W，雖以非常高的精度控制照射區(qū)域內(nèi)的曝光后圖案的均勻性(像面)，但由于各種原因并非形成完全一樣的圖案。然而，以充分在聚焦裕度內(nèi)的聚焦偏置設(shè)定實(shí)施曝光時(shí)，即使像面的微小面內(nèi)偏差原因存在，對(duì)欲形成的圖案的線寬等的影響亦非常小，將形成后圖案視為繞射光柵的情形的繞射光亦測(cè)定為大致均勻的亮度。另一方面，以相當(dāng)于聚焦裕度的邊界部的聚焦偏置設(shè)定實(shí)施曝光時(shí)，由于上述微小面內(nèi)偏差在形成后圖案產(chǎn)生形狀變化，其結(jié)果，照射區(qū)域內(nèi)的繞射光的亮度產(chǎn)生偏差。本實(shí)施形態(tài)中，在圖6所示的FEM晶圓50，評(píng)估上述聚焦裕度的邊界附近的照射區(qū)域51內(nèi)的繞射光的亮度的偏差(設(shè)定亮度的偏差成為極大或極大附近的條件)，以求出穩(wěn)定可曝光的聚焦裕度。此外，在圖6所示的FEM晶圓50的表面，縱橫配置形成一邊使聚焦偏置在(圖6中的)橫方向逐一步進(jìn)AF變化一邊曝光的照射區(qū)域51，在該照射區(qū)域51 內(nèi)縱橫各排列3個(gè)晶片區(qū)域(以下，僅稱為晶片52)(參照?qǐng)D3)。關(guān)于亮度的偏差的評(píng)估，作為算出偏差的計(jì)算單位，亦具有平均化效果，因此如圖 3所示，可考慮使用在最小的反復(fù)圖案的晶片52單位的亮度平均。例如，就某個(gè)照射區(qū)域51 內(nèi)的各晶片52算出平均亮度，算出就某個(gè)照射區(qū)域51內(nèi)的各晶片52求出的平均亮度的偏差(例如，使用標(biāo)準(zhǔn)偏差ο的3σ)。此時(shí)，為了提升亮度的偏差的檢測(cè)感度，如圖4所示， 在晶片52內(nèi)不產(chǎn)生繞射光(外周部?jī)?nèi)側(cè)的)區(qū)域設(shè)置光罩52a，將來(lái)自該區(qū)域(光罩52a) 的信號(hào)除去亦是有效的。藉此，在將光罩5 部分的亮度信息除去的狀態(tài)下算出各晶片52 的平均亮度，因此可降低亮度的偏差較小的晶片52外周部?jī)?nèi)側(cè)的區(qū)域的亮度的影響，可提升亮度的偏差的檢測(cè)感度。如上述，由于所謂孤立圖案的聚焦裕度較曝光系統(tǒng)最佳化的細(xì)微圖案窄，因此本實(shí)施形態(tài)可適用于非一般以SEM等管理的細(xì)微圖案、線寬與線距的占空比較大的孤立圖案的圖案變動(dòng)的檢測(cè)。針對(duì)使用上述表面檢查裝置1的曝光條件設(shè)定方法(聚焦裕度的設(shè)定方法)進(jìn)行說(shuō)明。此外，較佳為，預(yù)先對(duì)一邊使聚焦偏置在橫方向逐一步進(jìn)AF變化一邊曝光的FEM晶圓50實(shí)施SEM影像的良好判定(例如，在圖11所示的一個(gè)照射區(qū)域內(nèi)的5點(diǎn))。此時(shí)的良好判定，主要判斷CD值(線圖案的線寬或孔圖案的孔徑)是否在良品范圍內(nèi)以進(jìn)行良好判定，但以目視判斷圖案形狀的變形亦可。以下，參照?qǐng)D1所示的流程圖，以圖5所示的圍繞矩形的存儲(chǔ)器單元的區(qū)塊55的防護(hù)圖案56為例說(shuō)明上述孤立圖案的一例。此外，在存儲(chǔ)器單元的區(qū)塊55內(nèi)曝光形成曝光系統(tǒng)最佳化的細(xì)微圖案(線圖案或孔圖案)。存儲(chǔ)器單元的區(qū)塊55，在晶片52內(nèi)規(guī)則性 (縱橫)以一定間隔配置，在各存儲(chǔ)器單元的區(qū)塊55彼此的間隙部防護(hù)圖案56配置形成為格子狀。是以，如圖5所示，將此配置間隔視為非常大的圖案間距(數(shù)10 100 μ m以上)， 可檢測(cè)對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的繞射光。因此，首先，通過(guò)未圖示的搬送裝置，將FEM晶圓50搬送至表面檢查裝置1的載臺(tái) 10上，使用照明系統(tǒng)20將照明光照射至FEM晶圓50的表面(步驟S101)。在此照明步驟， 以FEM晶圓50的表面上的照明方向與存儲(chǔ)器單元的區(qū)塊55(防護(hù)圖案56)的反復(fù)方向一致的方式使載臺(tái)10旋轉(zhuǎn)，且進(jìn)行設(shè)定以存儲(chǔ)器單元的區(qū)塊55 (防護(hù)圖案56)的反復(fù)間距作為繞射條件獲得高次的繞射光(滿足上述(1)式)(使載臺(tái)10傾斜)。以上述條件將照明光照射至FEM晶圓50表面時(shí)，來(lái)自照明單元21的光源部22的光通過(guò)調(diào)光部23，具有既定波長(zhǎng)(例如，248nm的波長(zhǎng))的照明光從光導(dǎo)光纖M射出至照明側(cè)凹面鏡25，被照明側(cè)凹面鏡25反射的照明光成為平行光束照射至FEM晶圓50的表面。 從FEM晶圓50表面射出的繞射光通過(guò)受光側(cè)凹面鏡31聚光，到達(dá)攝影裝置35的攝影面上， 成像為FEM晶圓50的像(防護(hù)圖案56的繞射像)。
因此，使用攝影裝置35檢測(cè)(拍攝)FEM晶圓50的像(防護(hù)圖案56的繞射像) (步驟。在此檢測(cè)步驟，攝影裝置35將形成于攝影面上的FEM晶圓50表面的像(防護(hù)圖案56的繞射像)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生影像信號(hào)，將影像信號(hào)輸出至影像處理部40。接著，影像處理部40根據(jù)從攝影裝置35輸入的FEM晶圓50的影像信號(hào)(相當(dāng)于圖6的亮度信息)，檢測(cè)對(duì)實(shí)際的晶圓W曝光時(shí)的有效聚焦裕度(步驟S102)，通過(guò)檢測(cè)后的聚焦裕度設(shè)定最佳聚焦(步驟S103)。在此設(shè)定步驟，首先，如圖3所示，算出各照射區(qū)域51內(nèi)的各晶片52的平均亮度，如圖7所示，算出在各照射區(qū)域51的各晶片52的平均亮度的偏差。此時(shí)，作為評(píng)估對(duì)象，選擇FEM晶圓50的中心附近可獲得數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。又，即使與聚焦同時(shí)使曝光量(劑量)步進(jìn)變化的情形，較佳為使用接近最佳劑量的FEM晶圓50 的中心附近的數(shù)據(jù)。以圖7中行編號(hào)R3 R6的照射區(qū)域51為評(píng)估對(duì)象，在各聚焦偏置值 (列編號(hào)Cl Cll分別)取得亮度的偏差成為最大的數(shù)值(照射區(qū)域51)，并圖表化者為圖8。接著，求出在取得的照射區(qū)域51內(nèi)的平均亮度的偏差(各晶片52)的變動(dòng)與預(yù)先實(shí)施的SEM影像的良好判定結(jié)果(參照?qǐng)D9)的相關(guān)，設(shè)定成為不良的亮度的偏差值。藉此， 由于在FEM晶圓使曝光機(jī)器的聚焦偏置以微小步進(jìn)連續(xù)變化，因此能將較成為不良的亮度的偏差值小的偏差值的聚焦偏置的范圍算出為聚焦裕度。例如圖8的情形，聚焦偏置值為-0.09(μπι)及+0.15(μπι)時(shí)，亮度的偏差值成為較成為上述不良的亮度的偏差值(圖 8中粗橫線)大，成為極大值附近之值，在較-0.09 (μ m) +0.15 (μ m)內(nèi)側(cè)的范圍亮度的偏差(較成為不良的亮度的偏差值)小的_0.06(μπι) +0. 12(μπι)算出為聚焦裕度。此時(shí)，使用復(fù)數(shù)片F(xiàn)EM晶圓(樣本)求出與SEM影像的良好判定結(jié)果的相關(guān)，可提升成為不良的亮度的偏差值的設(shè)定精度。此外，對(duì)象間距非常大的情形(數(shù)10 μ m)，雖以獲得高次繞射光的繞射條件(間距 /次數(shù))實(shí)施較有效，但作為繞射條件的選擇，較佳為，求出在取得的照射區(qū)域51內(nèi)的平均亮度的偏差(各晶片52)的變動(dòng)與SEM影像的良好判定結(jié)果的相關(guān)，且選擇影像亮度變化在聚焦變動(dòng)方向大的條件。又，確認(rèn)聚焦裕度的對(duì)象圖案為2種以上的情形(間距不同，或圖案方向不同的情形)，分別設(shè)定對(duì)應(yīng)的繞射條件(間距/繞射光方位)，將設(shè)定的各復(fù)數(shù)個(gè)繞射條件的有效聚焦區(qū)域的重疊范圍算出為聚焦裕度。如上述，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，在以對(duì)細(xì)微線寬與線距等的半導(dǎo)體電路圖案最佳化的曝光條件(變形照明等)進(jìn)行曝光的半導(dǎo)體圖案，利用防護(hù)圖案56般的相較于線寬與線距圖案具有較大周期的圖案的聚焦裕度較小，檢測(cè)防護(hù)圖案56的繞射光以檢測(cè)有效聚焦裕度，可正確設(shè)定成為最佳聚焦的聚焦偏置(適當(dāng)?shù)钠毓鈼l件)。又，在40nm以下的半導(dǎo)體電路圖案雖不會(huì)產(chǎn)生繞射光，但以防護(hù)圖案56為對(duì)象可利用繞射光。此外，將亮度的偏差成為極大或極大附近的條件值(聚焦偏置值)設(shè)定為限界值， 可正確求出聚焦裕度的邊界部(成為適當(dāng)?shù)钠毓鈼l件的限界外)。此外，上述實(shí)施形態(tài)中，作為曝光條件雖設(shè)定聚焦裕度，但并不限于此，將聚焦裕度的中央值設(shè)定為使用于曝光的聚焦偏置的代表值亦有效。例如圖8的情形，如上述聚焦裕度成為-0. 06 ( μ m) +0. 12 ( μ m)，將該聚焦裕度的中央值0. 03 ( μ m)設(shè)定為聚焦偏置的代表值。附圖標(biāo)號(hào)
W晶圓(基板及被曝光基板)1表面檢查裝置10載臺(tái)20照明系統(tǒng)(照明部)30受光系統(tǒng)35攝影裝置(檢測(cè)部)40影像處理部50FEM晶圓(基準(zhǔn)基板)
權(quán)利要求
1.一種曝光條件設(shè)定方法，是使用表面檢查裝置設(shè)定對(duì)進(jìn)行既定曝光的被曝光基板的曝光條件，該表面檢查裝置具備對(duì)在表面具有半導(dǎo)體圖案的基板照射照明光的照明部、及檢測(cè)來(lái)自該照明光照射的該基板的復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案的繞射光的檢測(cè)部，根據(jù)該檢測(cè)部所檢測(cè)的該繞射光的信息檢查該基板的表面，其特征在于，具有照明步驟，利用該照明部對(duì)已知曝光特性的基準(zhǔn)基板的表面照射照明光；檢測(cè)步驟，利用該檢測(cè)部檢測(cè)來(lái)自該照明光照射的該基準(zhǔn)基板的復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案的繞射光；以及設(shè)定步驟，根據(jù)該檢測(cè)的該繞射光的亮度的偏差設(shè)定該曝光條件。
2.如權(quán)利要求1所述的曝光條件設(shè)定方法，其中，在該設(shè)定步驟，將該亮度的偏差成為極大或極大附近的該曝光的條件值設(shè)定為該曝光條件的限界值。
3.如權(quán)利要求2所述的曝光條件設(shè)定方法，其中，在該設(shè)定步驟，將根據(jù)該限界值設(shè)定的該曝光條件的范圍的中央值設(shè)定為該曝光條件的代表值。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的曝光條件設(shè)定方法，其中，作為該半導(dǎo)體圖案，形成反復(fù)排列的線狀的線圖案或孔狀的孔圖案、及圍繞由該線圖案或該孔圖案構(gòu)成的存儲(chǔ)器墊的反復(fù)排列的防護(hù)圖案；該基準(zhǔn)基板的復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案分別以復(fù)數(shù)個(gè)曝光條件曝光形成。
5.一種表面檢查裝置，其具備照明部，對(duì)通過(guò)既定曝光在表面形成半導(dǎo)體圖案的基板照射照明光；檢測(cè)部，檢測(cè)來(lái)自該照明光照射的該基板的復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案的繞射光；以及運(yùn)算部，根據(jù)該檢測(cè)的來(lái)自復(fù)數(shù)個(gè)該半導(dǎo)體圖案的繞射光的亮度的偏差進(jìn)行求出該曝光條件的運(yùn)算。
6.如權(quán)利要求5所述的表面檢查裝置，其進(jìn)一步具備與通過(guò)該既定曝光使該半導(dǎo)體圖案曝光的曝光裝置進(jìn)行關(guān)于該曝光條件的電氣通訊的通訊部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種正確設(shè)定聚焦裕度等的曝光條件的方法。本發(fā)明的曝光條件設(shè)定方法，是使用表面檢查裝置(1)檢測(cè)來(lái)自照明光照射的晶圓的繞射光以檢查晶圓(W)的表面，設(shè)定對(duì)進(jìn)行既定曝光的晶圓(W)的曝光條件，所述方法具有照明步驟(步驟S101)，對(duì)已知曝光特性的FEM晶圓(50)的表面照射照明光；檢測(cè)步驟(步驟S102)，檢測(cè)來(lái)自照明光照射的FEM晶圓(50)的表面的繞射光；以及設(shè)定步驟(步驟S103)，根據(jù)檢測(cè)的繞射光的亮度的偏差設(shè)定曝光條件。
文檔編號(hào)G03F7/20GK102473600SQ20108002590
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者岡本裕昭 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康