專利名稱：圖案檢查設備,和使用其的曝光設備控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用來檢查形成在半導體晶片上的精細圖案的圖案檢查設備，和用來控制在包括在半導體制造過程中的光刻技術(shù)中使用的曝光設備的曝光設備控制系統(tǒng)。
相關技術(shù)描述對于在本技術(shù)最近領域中的半導體電路的精細圖案，對于光刻技術(shù)需要的臨界尺寸(CD)線寬的控制值將超出光刻技術(shù)中使用的曝光設備的控制極限。CD線寬對于確定半導體集成電路的基本性能是極其重要的因數(shù)，并且在半導體制造過程包括的光刻技術(shù)中，產(chǎn)量的提高極大地依靠如何控制CD線寬。
眾所周知，在光刻技術(shù)中，CD線寬被包括曝光設備，曝光焦點位置，聚光透鏡偏差，像場曲率，像場斜度等等中使用的光量的各種參數(shù)所確定。因此，為了控制CD線寬，穩(wěn)定和高精度地控制在曝光設備中的這些參數(shù)是重要的。
通常，為了穩(wěn)定地控制在曝光設備中的參數(shù)。通過利用曝光設備形成的抗蝕圖案的線寬使用掃描電子顯微鏡(SEM)等被測量，并且測量結(jié)果分別被反饋回曝光設備來使曝光設備中的參數(shù)保持在最佳的水平。即，假如通過曝光設備形成的抗蝕圖案的線寬偏離想要的值，通過把偏差作為校正信息反饋到曝光設備并且相應于反饋到后者的校正信息校正曝光設備中的參數(shù)，對于抗蝕圖案的期望的線寬的曝光設備能被控制。
然而，使用SEM等的測量速度比光刻技術(shù)中正常使用的曝光設備的操作速度是極慢的。因此，當使用SEM等獲得的測量結(jié)果被反饋到曝光設備中來校正后者中的參數(shù)時，時間常數(shù)是慢的，使得不能實時操作。
近來，積極地開發(fā)一種使用具有單一波長的激光作為照明光的激光顯微鏡。作為用來測量通過曝光設備形成的抗蝕圖案的線寬的設備，試圖使用這種激光顯微鏡作為檢查設備。使用短波深紫外線(UV)(deep-ultraviolet)激光作為激光顯微鏡的光源，對于近來的精細抗蝕圖案的線寬的高精確測量來說，檢查設備能具有足夠的光學分辨率。
使用這種激光顯微鏡的檢查設備能夠比使用SEM等的傳統(tǒng)的檢查設備更快地操作，并且以與用來形成抗蝕圖案的曝光設備大約相同的速度操作。因比，這種曝光設備能夠以與通過曝光設備形成抗蝕圖案相同的速度被用來測量形成的抗蝕圖案的線寬，并且實時地校正曝光設備中的參數(shù)。
為了有效地使用設有這種激光顯微鏡的檢查設備來測量抗蝕圖案的線寬，希望明確地確定曝光設備中的每一個參數(shù)的校正量。即，假如使用檢查設備測量的抗蝕圖案的線寬被發(fā)現(xiàn)編離愿望的數(shù)值，并且能夠知道曝光設備中的哪一個參數(shù)促使了這種偏離，通過把該偏差作為校正信息反饋到曝光設備，所討論的在曝光設備中的參數(shù)能夠被正確地校正。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是通過提供一種圖案檢查設備和一種曝光設備控制系統(tǒng)來克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，該圖案檢查設備能夠檢查通過曝光設備形成的抗蝕圖案來允許實時地校正曝光設備中的參數(shù)，同時基于檢查結(jié)果明確地確定曝光設備的參數(shù)的偏差來允許高精確控制曝光設備的參數(shù)，該曝光設備控制系統(tǒng)使用該圖案檢查設備來控制曝光設備。
上述目的通過提供一種圖案檢查設備來實現(xiàn)，其對應于將被制造的半導體電路的圖案來光學地檢查形成在半導體晶片上的抗蝕圖案，該圖案檢查設備包括用來至少都測量為凸起圖案的絕緣圖案的線寬和其中凸起圖案和凹下圖案以預定周期重復的重復圖案的線寬的裝置，該圖案檢查設備還包括用來產(chǎn)生想通過曝光設備來校正曝光的校正信息的裝置，該曝光裝置基于已經(jīng)通過上述測量裝置測量的絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬用來形成抗蝕圖案。在圖案檢查設備中，校正信息產(chǎn)生裝置把從絕緣圖案的線寬誤差和重復圖案的線寬誤差中獲得的曝光設備的曝光狀態(tài)誤差信息，分離成光量誤差分量和曝光聚焦位置誤差分量，從而產(chǎn)生要用來校正光量的光量校正信息和要用來校正曝光聚焦位置的聚焦校正信息。
在根據(jù)本發(fā)明的上述圖案檢查設備中，測量裝置適于用來測量至少全部為單一絕緣凸起圖案的絕緣圖案的線寬和其中凸起圖案和凹下圖案以預定周期重復的重復圖案的線寬。校正信息產(chǎn)生裝置適于產(chǎn)生用來想通過曝光設備來校正曝光的校正信息，該曝光裝置基于已經(jīng)通過上述測量裝置測量的絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬用來形成抗蝕圖案。
此時，絕緣圖案的線寬誤差和重復圖案的線寬誤差被作為曝光設備的曝光狀態(tài)誤差信息，絕緣圖案的線寬誤差即是通過來自預定一個的測量裝置測量的絕緣圖案線寬的偏差，重復圖案的線寬誤差即是通過測量裝置測量到的重復圖案線寬的偏差。校正信息產(chǎn)生裝置把上述曝光狀態(tài)誤差信息分離成光量誤差分量和曝光聚焦位置誤差分量，從而產(chǎn)生要用來校正光量的光量校正信息和要用來校正曝光聚焦位置的聚焦校正信息。
光量校正信息和聚焦校正信息將被提供給曝光設備。在曝光設備中，光量將相應于從圖案檢查設備中提供的光量校正信息被校正，并且因此曝光聚焦位置將相應于聚焦校正信息被校正。
上述的目的也能通過提供一種曝光設備控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，該曝光設備控制系統(tǒng)包括一種用來相應于將被制造的半導體電路的圖案在半導體晶片上形成抗蝕圖案的曝光設備，和用來通過曝光設備光學地檢查在半導體晶片上形成的抗蝕圖案的圖案檢查設備。在該曝光設備控制系統(tǒng)中，圖案檢查設備包括用來至少都測量為凸起圖案的絕緣圖案的線寬和其中凸起圖案和凹下圖案以預定周期重復的重復圖案的線寬的裝置，該圖案檢查設備還包括用來產(chǎn)生想通過曝光設備來校正曝光的校正信息的裝置，該曝光設備基于已經(jīng)通過上述測量裝置測量的絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬用來形成抗蝕圖案，校正信息產(chǎn)生裝置把從絕緣圖案的線寬誤差和重復圖案的線寬誤差中獲得的曝光設備的曝光狀態(tài)誤差信息分離成光量誤差分量和曝光聚焦位置誤差分量，從而產(chǎn)生要用來校正光量的光量校正信息和要用來校正曝光聚焦位置的聚焦校正信息。在曝光設備中，光量相應于包括在圖案檢查設備中的校正信息產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的光量校正信息被校正，曝光聚焦位置相應于包括在圖案檢查設備中的校正信息產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的聚焦校正信息被校正。
在曝光設備控制系統(tǒng)中，在圖案檢查設備中從絕緣圖案線寬和重復圖案線寬的偏差獲得的曝光設備中的曝光誤差信息被分離成光量誤差分量和曝光聚焦誤差分量，從而產(chǎn)生要用來校正光量的光量校正信息和要用來校正曝光聚焦位置的聚焦校正信息，于是，在曝光設備中的曝光量相應于光量校正信息被校正，同時在曝光設備中的曝光聚焦位置相應于聚焦校正信息被校正，從而曝光設備中的曝光能夠被正確地控制。
通過下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實施例的詳細描述，本發(fā)明的這些目的和其它目的，特征和優(yōu)點將變得更加明顯。
附圖簡述

圖1是使用根據(jù)本發(fā)明的曝光設備控制系統(tǒng)的半導體生產(chǎn)線的構(gòu)成的一個例子；圖2是根據(jù)本發(fā)明的圖案檢查設備的示意圖；圖3表示了通過圖案檢查設備測量到的絕緣圖案和L/S圖案的線寬與曝光設備中的曝光量之間的關系；圖4表示了通過圖案檢查設備測量到的絕緣圖案和重復圖案的線寬與曝光設備中的曝光聚焦位置之間的關系，其中圖4A表示了絕緣圖案的線寬與曝光聚焦位置之間的關系，圖4B表示了L/S圖案的線寬與曝光聚焦位置之間的關系；圖5解釋了如何從它的在圖案檢查設備中的圖象來測量絕緣圖案的線寬；圖6解釋了如何從它的在圖案檢查設備中的圖象來測量L/S圖案的線寬；圖7解釋了如何從它的在圖案檢查設備中的圖象來測量L/S圖案的線寬，其中圖7A是在半導體晶片上形成檢查圖案的例子的平面圖，圖7B顯示了從L/S圖案的圖象獲得的光調(diào)制和圖案占空(duty)之間的關系；圖8表示了在圖案檢查設備中提供變形照明的空間濾光片束限制器的一個例子；圖9表示了在通過圖案檢查設備測量的絕緣圖案的線寬和通過SEM測量的底線寬之間的關系，和在曝光設備中的線寬和曝光焦點位置之間的關系；圖10表示了從絕緣圖案的衍射干涉圖象的最佳對照的點，在圖案檢查設備的焦點位置和后者的線寬之間的關系；圖11解釋了用于確定L/S圖案的線寬，絕緣圖案的線寬，在曝光設備中的散焦量和散焦方向的圖案檢查設備中使用的算法；和圖12解釋了如何基于一個在另一個上記錄的絕緣圖象和隔離圖案通過圖案檢查設備來檢查在隔離圖案上的絕緣圖案的記錄的準確度。
最佳實施例的詳細描述現(xiàn)在參考圖1，是示意地說明使用根據(jù)本發(fā)明的曝光設備控制系統(tǒng)的半導體生產(chǎn)線的構(gòu)成的一個例子。如圖1所示，用標記1指示的半導體生產(chǎn)線是一系列生產(chǎn)線，其中光刻法包括在半導體生產(chǎn)過程中。該半導體生產(chǎn)線1包括彼此包括在生產(chǎn)線中的抗蝕涂料器2，加熱器3，曝光設備4，顯影器5，加熱器6，圖案檢查設備7和抗蝕剝離系統(tǒng)8。
在該半導體生產(chǎn)線1中，半導體晶片100首先被提供給抗蝕涂料器2?？刮g涂料器2利用抗蝕材料涂覆提供的半導體晶片100。于是，在半導體晶片100上將形成抗蝕層。
已經(jīng)通過抗蝕涂料器2利用抗蝕材料涂覆的并且其上形成抗蝕層的半導體晶片100被提供給加熱器3。加熱器3預烘焙提供的半導體晶片100上的抗蝕層。于是，在抗蝕層中殘余的溶液被揮發(fā)掉從而增加了抗蝕層對半導體晶片100的粘附力。
通過加熱器3被預烘焙的半導體晶片100接著被提供給曝光設備4。在曝光設備4中，相應于將被制造的半導體電路的圖案的圖案刻線用來曝光形成在半導體晶片100上的抗蝕層，從而相應于半導體電路圖案的隱藏圖案圖象將形成在半導體晶片100的抗蝕層上。
具有通過曝光設備4暴露到光中的抗蝕層的半導體晶片100接著被提供給顯影器5。顯影器5顯影通過曝光設備4曝光的抗蝕層。當多余的抗蝕層已經(jīng)從在顯影器5中顯影的抗蝕層中移除時，相應于想要的半導體電路圖案的抗蝕圖案將形成在半導體晶片100上。
在通過顯影器5顯影之后已經(jīng)在其上形成抗蝕圖案的半導體晶片100接著被提供給加熱器6。加熱器6二次加熱提供的半導體晶片100上的抗蝕圖案。二次加熱是要用來提高抗蝕圖案的刻蝕抗蝕性，耐熱性等。
已經(jīng)在加熱器6中二次加熱的半導體晶片100接著被提供給圖案檢查設備7。圖案檢查設備7采用激光顯微鏡來光檢查提供的半導體晶片100上的抗蝕圖案。更具體地說，圖案檢查設備7測量例如為絕緣凸起圖案的絕緣圖案的線寬、其中凸起圖案和凹下圖案以預定周期重復的重復圖案的線寬(在下文中，重復圖案將被稱為“L/S(線和間隔圖案)圖案”)、形成為絕緣圖案的主要層的隔離圖案上的絕緣圖案的定位的準確性、觸點孔的直徑和深度等等。圖案檢查設備7也檢查曝光設備4中的失真，放大系數(shù)，象場彎曲和象場斜度。
在半導體生產(chǎn)線1中，基于在圖案檢查設備7中進行的檢查結(jié)果判斷在半導體晶片100上已形成的抗蝕圖案是可以接受的或者是不可以接受的。僅僅被判斷具有可接受抗蝕圖案的半導體晶片100作為可以接受的晶片被傳送到下一個過程。另一方面，其抗蝕圖案被判斷為不合格的半導體晶片100被作為不合格晶片被傳送到抗蝕層剝離系統(tǒng)8。
抗蝕層剝離系統(tǒng)8對形成在已經(jīng)被判斷為具有不合格抗蝕圖案的半導體晶片100上的抗蝕圖案進行剝離和清洗，從而半導體晶片100返回到它被涂覆抗蝕層材料前的狀態(tài)?？刮g層已經(jīng)被剝離的半導體晶片100被再次提供給抗蝕涂料器2，從而抗蝕圖案將再次形成在半導體晶片100上。
如上所述，在半導體生產(chǎn)線1中，用來在半導體晶片100上形成抗蝕圖案的各種單元與用來檢查抗蝕圖案的圖案檢查設備7被設置在生產(chǎn)線中，并且每一個具有形成在其上的抗蝕圖案的所有半導體晶片100被檢查。于是，不合格的晶片進行到下一個步驟，而合格的晶片進行到抗蝕圖案的再形成過程，二者以相當?shù)偷念l率進行。
即，在傳統(tǒng)光刻、SEM等中施行的抗蝕圖案檢查通常用在檢查設備中。由于抗蝕圖案以一個比抗蝕圖案形成速度相當慢的速度被檢查，不是所有的半導體晶片都能夠被檢查，因此為了檢查的目的隨意地從多個半導體晶片中提取一些并且以統(tǒng)計的方式判斷抗蝕圖案。因此，大量已經(jīng)被判斷為合格的半導體晶片被全部送到再形成抗蝕圖案的過程，和作為可能是這種情況的合格的半導體晶片也被送到再形成抗蝕圖案的過程。在有些情況下，大量的包括不合格晶片的半導體晶片被判斷為合格的并且被送到下一個過程。
然而，半導體生產(chǎn)線1中包括的圖案檢查設備7是使用激光顯微鏡的設備，并且能夠以相當高的速度工作的激光顯微鏡被使用在圖案檢查設備中。圖案檢查設備7與用來在半導體晶片100上形成抗蝕圖案的其它單元一體地形成在生產(chǎn)線中，并且每一個具有形成在其上的抗蝕圖案的所有半導體晶片100都經(jīng)過檢查。因此，沒有上述的不便，僅僅合格的半導體晶片能夠非常有效和準確地被提供給下一個工序。
在半導體生產(chǎn)線1中，圖案檢查設備7也被采用來檢查在每一個提供的半導體晶片100上的抗蝕圖案，并且產(chǎn)生要用來基于檢查結(jié)果校正曝光設備4中的曝光的校正信息，并且把它反饋到曝光設備4中。于是曝光設備4中的曝光相應于校正信息被校正，從而控制曝光設備4。
現(xiàn)在，下面將詳細地描述用來檢查形成在半導體晶片100上的抗蝕圖案的圖案檢查設備7的實施例。
圖案檢查設備7通過使用激光顯微鏡用來拾取形成在半導體晶片100上的抗蝕圖案的圖象并且基于抗蝕圖案的拾取圖象檢查抗蝕圖案。如圖2所示，圖案檢查設備7包括例如一個移動階段(stage)11，其支持可移動的半導體晶片100到一任意的位置。
該移動階段11包括用來水平地移動放置在移動階段11的半導體晶片100的例如X，Y階段，用來垂直地移動半導體晶片100的Z階段，用來旋轉(zhuǎn)半導體晶片100的θ階段，和一個用來吸除和固定半導體晶片100的負壓力板。移動階段11被這樣采用的，即它的每一個階段能夠在控制器12的控制下被移動。由于每一個階段被移動，被負壓力板吸附的半導體晶片100在它的要被檢查的任意位置能夠被移動到在圖案檢查設備7中預定的檢查位置，并且被調(diào)整到正確的高度，從而調(diào)整用于檢查的最佳聚焦。
圖案檢查設備7也包括照明光源13，其把照明光發(fā)射到被定位在預定位置的半導體晶片100的任意部分上。
作為照明光源13，應該最好使用能夠發(fā)射具有150到370nm波長的UV激光的紫外線激光光源。更具體地說，照明光源13應該最好使用具有YAG第四諧波和266nm波長的全固態(tài)激光，具有YAG第四諧波和大約710到740nm的近紅外激光，具有通過使用鈦-藍寶石晶體提取的和頻率的全固態(tài)激光，KrF激態(tài)原子激光，ArF激態(tài)原子激光，F(xiàn)e激態(tài)原子激光等等中的任何一種。
利用作為照明光源13的發(fā)射這樣一種短波UV激光的UV激光源，圖案檢查設備7能夠以高分辨率檢查形成在半導體晶片100上的抗蝕圖案。
圖案檢查設備7還包括一個照明光系統(tǒng)，其把從照明光源13發(fā)射的UV激光照射到形成在半導體晶片100上的抗蝕圖案上，從而照射抗蝕圖案，圖案檢查設備7還包括一個成像光系統(tǒng)，其把從被UV激光照射的抗蝕圖案中反射的光，散射的光，折射的光等等引導到成像元件14從而在成像元件14上形成抗蝕圖案的圖象。
下面將參考圖2描述一起形成這些照射和成像光系統(tǒng)的光學元件。從照射光源13發(fā)射出的UV激光首先穿過可變ND濾光器(束衰減濾光器)15并且入射到聚光透鏡16上?？勺僋D濾光器15是用來使從照射光源13發(fā)射的UV激光衰減，而不改變它的特有的成分。
入射到聚光透鏡16上的UV激光被后者聚光并且聚焦在快門17內(nèi)?？扉T17包括聲-光調(diào)制器(AOM)等等，用來例如在控制器12的控制下在傳送和切斷UB激光之間進行選擇。AOM利用聲-光效應，并且能在衍射效率的范圍內(nèi)自由地調(diào)節(jié)衍射光。通過AOM截止零階衍射光和利用空間濾光器僅提取一階衍射光，能夠形成一種高響應的快門。利用通過快門17在傳送和截止UV激光之間進行的選擇，通過快門17傳送的UV激光量將被調(diào)節(jié)，并且照射到半導體晶片100的檢查部分上的UV激光量被調(diào)節(jié)。
當圖案檢查設備7用來檢查在半導體晶片100上的抗蝕圖案時，具有接近曝光波長的UV激光將被輻射到抗蝕圖案上。所以，為了防止抗蝕圖案收縮，控制UV激光的輻射量是重要的。為此原因，在圖案檢查設備7中，快門17被設置在UV激光的光路中。由于快門17在控制器12的控制下在傳輸和切斷UV激光之間進行選擇，從而調(diào)節(jié)UV激光輻射量。
應該注意到，快門17可以是在能夠把從照明光源13發(fā)射出的UV激光進行傳輸和切斷之間進行選擇的任何—種類型．例如，快門17可以是諸如由液晶材料制成的液晶板的空間光調(diào)制器，利用衍射光栤諾墓庋萇淅嘈涂烀牛 蛘呃墈霉彈效應的波導類型快門。
通過快門17傳輸?shù)腢V激光通過一個光纖18被輻射到旋轉(zhuǎn)漫射板19的漫射表面上。注意到光纖18被設置用來把從照明光源13發(fā)射出的UV激光彎曲地引導到設置在照明光源13的下游的每一個光學元件上，同時隨機化從照明光源發(fā)射出的線性極化UV激光的偏轉(zhuǎn)方向，從而把單模式的入射UV激光轉(zhuǎn)換成多模式。旋轉(zhuǎn)漫射板19也被設置用來減少斑點噪聲，其在當高相干UV激光被用作照明激光時將是一個問題。光纖18和旋轉(zhuǎn)漫射板19二者作為相干減少裝置來減少照明光系統(tǒng)的相干，從而提供均勻的照明。
輻射到旋轉(zhuǎn)漫射板19上的UV激光被繼續(xù)傳輸穿過其使用旋轉(zhuǎn)漫射板19作為光源的一起形成Koehler照明系統(tǒng)的聚光鏡20，孔徑光闌2l，場闌22和聚光透鏡23，并且入射到極化束分離器24上。
入射到極化束分離器24上的UV激光被極化束分離器24分離成兩個為彼此垂直方向的線性極化光分量，其中的一個將被極化束分離器24反射，而另一個將通過極化束分離器24被傳輸。
被極化束分離器24反射的線性極化光分量中的一個，被允許通過1/4波長板25，于是被圓偏振，并且通過物鏡26被輻射到半導體晶片100上的抗蝕圖案上。于是，半導體晶片100上的抗蝕圖案將被UV激光照射。在圖案檢查設備7中，包括從前述可變ND濾光器15到物鏡26的光學元件一起形成照射光系統(tǒng)。
通過極化束分離器24傳輸?shù)钠渌€性極化光分量也穿過成像透鏡27被入射到光量監(jiān)控器28上，并且被光量監(jiān)控器28所檢測。注意到，假設照射光源13對極化的依賴是恒定的，通過極化束分離器24傳輸并且通過光量監(jiān)視器28檢測的其它線性極化光分量與被極化束分離器24反射并且輻射到半導體晶片100上的抗蝕圖案的一個線性極化光分量成比例。因比，通過預先地確定在這些線性極化光分量之間的相互關系，能夠根據(jù)通過光量監(jiān)視器28檢測到的其它線性極化光分量，確定輻射到半導體晶片100上的抗蝕圖案的UV激光量。
作為用來監(jiān)視UV激光輻射量的光量監(jiān)視器28，可以使用例如適于對深紫外線(deep-ultraviolet)激光高敏感的紫外線CCD(電荷耦合器件)攝像機。這個光量監(jiān)視器28被連接到計算電路29，把控測到的光轉(zhuǎn)換成電信號并且把它提供給計算電路29。根據(jù)從光量監(jiān)視器28提供的電信號計算整體輻射的UV激光量，計算電路29把它提供給控制器12。
注意到光量監(jiān)視器28可以是能夠把檢測到的光轉(zhuǎn)換成電信號的任何一種類型。例如，光電晶體管，熱量計等可以用作光量監(jiān)視器28。
在圖案檢查設備7中，控制器12適于相應于通過計算電路29計算的整體UV激光量來控制快門17，來調(diào)節(jié)輻射到半導體晶片100上的抗蝕圖案上的UV激光量。更具體地說，當通過計算電路29計算的整體的UV激光輻射量變得接近將促使抗蝕圖案收縮的輻射閾值時，控制器12將關閉快門17來切斷UV激光，使得UV激光將不輻射到抗蝕圖案上。通過控制可變ND濾光器15，控制器12也能調(diào)節(jié)輻射到抗蝕圖案的UV激光量。
在圖案檢查設備7中，為了控制快門17的開和關，控制器12也能把包括在照射光系統(tǒng)中的快門17轉(zhuǎn)成與由紫外線CCD攝像機組成的成像元件14的快門同步。于是，通過控制與成像元件14的快門同步的在照射光系統(tǒng)中的快門17的開和關，能夠有效地把UV激光輻射到半導體晶片100上的抗蝕圖案上。
輻射到半導體晶片100的抗蝕圖案上的UV激光將相應于抗蝕圖案的狀態(tài)被反射，散射和衍射。從抗蝕圖案反射的光，散射的光和衍射的光被傳輸穿過物鏡26，并且通過物鏡26被入射到1/4波長板25上。該光通過1/4波長板25被轉(zhuǎn)換成圓極化光并且然后再次入射到極化束分離器24上。注意到，在檢查的情況下已經(jīng)入射到極化束分離器24上的從半導體晶片100的部分上反射的光，散射的光，衍射的光，是與以前被極化束分離器24反射的線性極化光垂直的線性極化光，所以它將被允許通過極化束分離器24。
已經(jīng)穿過極化束分離器24從半導體晶片100的檢查部分反射的光，散射的光和衍射的光，通過成像透鏡30入射到成像元件14上。于是，通過物鏡26放大的抗蝕圖案的像將被成像元件14拾取。
在圖案檢查設備7中，包括從物鏡26到成像透鏡30的光學元件一起形成成像光系統(tǒng)。
注意到物鏡26是具有大約0.9的大數(shù)值孔徑(NA)的透鏡。利用短波UV激光作為照射光和利用大NA透鏡作為物鏡26，圖案檢查設備7能夠高效地檢查精細的圖案。物鏡26也適于減少對作為照射光的UV激光的象差。
成像元件14也是例如高靈敏的紫外線CCD攝像機，其能確保對UV激光的高量子效率，更具體地說，例如大約36％的量子效率。通過使用對UV激光高靈敏的CCD攝像機作為成像元件14，能夠成像高分辨率的精細圖案。成像元件14連接到成像處理計算機31。在圖案檢查設備7中，被成像元件14拾取的半導體晶片100上的抗蝕圖案的圖象被送到成像處理計算機31中。
注意到成像元件14應該希望設置有冷卻部件。例如，在使用紫外線CCD攝像機作為成像元件14的情況下，CCD芯片應該希望被構(gòu)成使得被冷卻大約5℃。通過用這種方式冷卻成像元件14，有可能顯著地抑制讀噪聲和熱噪聲，其在當被成像元件14拾取的半導體晶片100上的抗蝕圖案的圖像被傳送到成像處理計算機31中的時候?qū)l(fā)生。
圖案檢查設備7也包括一個焦點控制器，其調(diào)節(jié)在物鏡26與在檢查情況下的半導體晶片100之間的距離，即成像光系統(tǒng)的聚焦。
在使用光學顯微鏡的傳統(tǒng)的圖案檢查設備中，在檢查中照射光被輻射到目標上，從該目標反射的光被檢測從而檢查在物鏡和目標之間的距離，從而調(diào)節(jié)聚焦。然而，當照射光被輻射到目標上時聚焦調(diào)節(jié)將導致計算照射光也作為在檢查之中輻射到目標上的照射光量。假如聚焦調(diào)節(jié)導致這樣的計算照射光輻射量，在實際檢查中照射光輻射量將被限制。即通過這種檢查設備的檢查有非常差的效率。
為了避免上述問題，在圖案檢查設備7中，電容式傳感器32被布置在物鏡26的附近來檢測在檢查期間在物鏡26和半導體晶片100之間的距離，通過由控制器12驅(qū)動移動階段11的Z階段，成像光系統(tǒng)的聚焦被調(diào)節(jié)直到在物鏡26和半導體晶片100之間的距離變得最佳。即在圖案檢查設備7中，電容式傳感器32，控制器12和移動階段11的Z階段用來調(diào)節(jié)成像光系統(tǒng)的聚焦。
在圖案檢查設備7中，由成像元件14拾取的半導體晶片100上的抗蝕圖案的圖像被提供給成像處理計算機31，其處理和分析被提供的圖象來檢查抗蝕圖案。
更具體地說，圖案檢查設備7成像在半導體晶片100上形成為絕緣凸起的絕緣圖案，并且根據(jù)這樣拾取的絕緣圖案圖像產(chǎn)生光強度曲線。基于由絕緣圖案圖象產(chǎn)生的光強度曲線，圖案檢查設備7測量絕緣圖案的線寬。圖案檢查設備7也成像形成為其中凸起圖案和凹下圖案以預定的周期在半導體晶片100上重復的重復圖案的L/S圖案，并且依據(jù)這樣拾取的L/S圖案圖像產(chǎn)生光強度曲線。基于依據(jù)L/S圖案圖像產(chǎn)生的光強度曲線，圖案檢查設備7測量L/S圖案的線寬。另外，圖案檢查設備7測量形成為絕緣圖案的主要層的隔離圖案上的絕緣圖案的定位的準確性、觸點孔的半徑和深度等。
在半導體生產(chǎn)線1中測量結(jié)果被用來判斷是否抗蝕圖案已經(jīng)正確地形成在半導體晶片100上。即在半導體生產(chǎn)線1中，基于通過圖案檢查設備7形成的測量結(jié)果判斷形成在半導體晶片100上的抗蝕圖案是合格的或者是不合格的。僅僅具有形成在其上的抗蝕圖案已經(jīng)被判斷為合格的半導體晶片100被送到下一步驟，其抗蝕圖案已經(jīng)被判斷為不合格的半導體晶片100被送到抗蝕層的再形成步驟。
另外，除了前面提到的線寬測量之外，圖案檢查設備7也檢查曝光設備4中的失真，放大系數(shù)，象場彎曲和象場斜度。這些檢查對于曝光設備4中的曝光校正是需要的，并且檢查結(jié)果與絕緣和L/S圖案線寬的測量結(jié)果一起被提供給校正信息產(chǎn)生器33，其產(chǎn)生要用來校正曝光設備4中的曝光的校正信息。
基于從成像處理計算機31提供的測量結(jié)果和檢查結(jié)果，校正信息產(chǎn)生器33產(chǎn)生各種校正信息，該信息包括要用來校正曝光設備4中的曝光量的信息，來校正曝光設備4中的曝光聚焦位置的信息，來校正包括在曝光設備4中的聚光透鏡的偏差的信息，和來校正曝光設備4中的象場彎曲和象場斜度的信息。校正信息產(chǎn)生器33把這些校正信息提供給曝光設備4。
更具體地說，在圖案檢查設備7中，形成在半導體晶片100上的絕緣圖案和L/S圖案二者的線寬被測量和提供給校正信息產(chǎn)生器33。在圖案檢查設備7中，校正信息產(chǎn)生器33把從來自預定圖案線寬的一組絕緣圖案線寬的偏差(絕緣圖案的線寬誤差)和來自預定圖案線寬的一組L/S圖案線寬的偏差(L/S圖案的線寬誤差)中獲得的曝光狀態(tài)誤差信息分離成曝光設備4中的曝光量誤差分量和曝光設備4中的曝光聚焦位置誤差分量，從而產(chǎn)生要用來校正曝光設備4中的曝光量的光量校正信息和要用來校正曝光設備4中的曝光聚焦位置的聚焦校正信息。
如前面所描述的，在半導體生產(chǎn)線1中，所有的提供的半導體晶片100被圖案檢查設備7檢查，并且由包括在圖案檢查設備7中的校正信息產(chǎn)生器33產(chǎn)生的各種校正信息被反饋到曝光設備4中。曝光設備4中的曝光相應于校正信息被實時地校正，從而控制曝光設備4。更具體地說，在該半導體生產(chǎn)線1中，為在確定曝光設備4中的曝光變化的最重要原因的曝光時間量和曝光聚焦位置，將相應于來自圖案檢查設備7中的校正信息被實時地校正。因此，半導體生產(chǎn)線1中的光刻技術(shù)可能顯著地減少不合格半導體晶片的產(chǎn)生。
現(xiàn)在，將詳細地描述在圖案檢查設備4中要用來校正曝光設備4中的曝光的校正信息的一個發(fā)生例子。
圖3表示了曝光設備4中的曝光量與形成在半導體晶片100上的絕緣圖案和L/S圖案的線寬之間的關系。如圖3所示，曝光設備4中的曝光量越大，形成在半導體晶片100上的絕緣和L/S圖案的線寬越小，并且球面像差使得這一趨勢更加明顯。
圖4表示了曝光設備4中的曝光聚焦位置與形成在半導體晶片100上的絕緣圖案和L/S圖案的線寬之間的關系。如圖4A和4B所示，依據(jù)曝光設備4中的曝光聚焦位置的變化，在絕緣和L/S圖案之間線寬是不同的。即當曝光設備4中的曝光聚焦位置離圖4A中所示的焦點越遠，絕緣圖案有更小的線寬。另一方面，當曝光設備4中的曝光位置離圖4B中所示的焦點越遠，L/S圖案的線寬越大。另外，眾所周知，除其它之外，相對散焦方向的對稱性尤其依靠在絕緣和L/S圖案二者中的球面象差。
在前述的圖案檢查設備7中，如圖5所示，絕緣圖案的線寬被觀察為據(jù)絕緣圖案圖象制備的光強度曲線中的傾斜間隔W。
另一方面，如圖6所示，L/S圖案能被觀察為光調(diào)制的圖形。注意到在圖6中，光調(diào)制由D/(C+D)表示。L/S圖案的線寬被作為與圖7A中所示的空間頻率帶寬相同的圖案占空(duty)，并且光調(diào)制能被作為如圖7B所示的圖案占空的函數(shù)。注意到，圖案占空是在由L(線)和S(空)組成的一個周期內(nèi)L(線)寬與圖案線寬的比。
由于前述圖案檢查設備7使用發(fā)射高相干激光的激光源作為照明光源13，觀察中的L/S圖案的光調(diào)制比其中使用例如燈等作為照明光源的圖案檢查設備中觀察到的高很多。
另外，在圖案檢查設備7中，為了進一步改善觀察中的L/S圖案的光調(diào)制，如圖8所示例如要用來提供變形照明的空間濾光膜應該被設置在孔徑光闌12處。通過相應于在觀察中的L/S圖案提供這樣一種空間濾光膜和提供最佳變形照明，比第二高的高階衍射光能夠被阻止產(chǎn)生，于是光調(diào)制將被改善。應該注意到，用于變形照明的空間濾光膜可以不形成任何限定的形狀，而可以形成其能夠依靠在觀察中的L/S圖案抑制產(chǎn)生比第二高的高階衍射光的任何形狀。由于任何比第四高的高階衍射光將不對成像有大的幫助，由于為了確保足夠的照明光量，它可以不被切掉。
在L/S圖案的線寬的測量期間獲得的光調(diào)制取在如圖7B所示的預定圖案占空的一個極值。所以，從這個獲得的光調(diào)制數(shù)據(jù)不能確定在該極限之前和之后的L/S圖案的線寬。為此原因，在采用了依據(jù)本發(fā)明的曝光設備控制系統(tǒng)的半導體生產(chǎn)線1中，每一個具有通過對判斷在相同測量圖案中的極值要求的步寬和步數(shù)而變化的圖案占空的檢查圖案被形成在半導體圖案100上，多個檢查圖案通過圖案檢查設備7被測量，并且與測量數(shù)據(jù)匹配的圖案利用圖7B中所示的產(chǎn)生函數(shù)曲線形成，從而能夠測量L/S圖案的線寬。
注意到，形成在半導體晶片100上的檢查圖案不限于顯示在圖7A中的形狀，而可以形成任何形狀，其中空間頻率即由L(線)和S(空)組成的一個周期的圖案的線寬被線寬即可變化的L(線)寬所固定。另外，垂直圖案和水平圖案可以被形成單一的檢查圖案。
在上面的實施例中，線寬以固定的空間頻率來測量。然而，注意到，通過利用其中線寬被固定而L/S圖案的空間頻率是變化的檢查圖案測量它和利用光調(diào)制曲線匹配它，L/S圖案的線寬可以被測量。
在前述中，L/S圖案線寬通過一個算法被定義，在該算法中，L/S圖案線寬基于在相同空間頻率考慮圖案占空的光調(diào)制被測量，即，L/S圖案的線寬是光調(diào)制依靠的參數(shù)。然而，應該注意到，從L/S圖案圖象準備的光強度曲線，圖案檢查設備7的放大系數(shù)可以被提高來確定L(線)的實際線寬，并且該實際線寬可以被用作L/S圖案線寬。
在包括有根據(jù)本發(fā)明的曝光設備控制系統(tǒng)的半導體生產(chǎn)線1中，通過圖案檢查設備7被測量的L/S圖案的空間頻率應該在將被使用的光刻中依據(jù)設計規(guī)則被正確地測量。在該半導體生產(chǎn)線1中，對每一光刻，在測量中的目標線寬被確定以測量目標線寬的L/S圖案線寬和絕緣圖案線寬。對于半導體電路圖案設計規(guī)則，門線寬，關鍵工序或者非關鍵工序，目標線寬應該被方便地確定。對于最大光調(diào)制，L/S圖案的目標線寬是這樣的，即在刻線掩膜處的圖案占空是50％，其是要用來確保高準確地與顯示在圖7B中的產(chǎn)生函數(shù)曲線匹配。
在圖案檢查設備7中，對于每一個絕緣和L/S圖案，基于在上面所測量的絕緣和L/S圖案的線寬和隨著這些測量獲得的聚焦位置信息，離基準線寬的偏差(線寬誤差)被描述，并且它與顯示在圖4A和4B中的預測量曝光聚焦位置/線寬曲線相匹配，從而計算曝光聚焦位置誤差，即當形成絕緣和L/S圖案時在曝光設備4中的散焦量。然而，對于判斷散焦方向，上述描述并不充分。
應該注意到，作為由圖9所示，由于在即使當?shù)拙€寬(圖案的底部線寬)是恒定的時候通過在曝光期間對激光的散焦導致的抗蝕層形狀的變化等，作為由圖案檢查設備7所測量到的，形成在半導體晶片100上的絕緣圖案將具有可變化的線寬。即，即使當?shù)撞烤€寬是恒定的，通過圖案檢查設備7測量的絕緣圖案線寬，將比假如曝光設備4中的曝光聚焦位置在加(正)進行方向偏離時當激光恰好在焦點的情況大。另一方面，假如曝光設備4中的曝光聚焦位置在減(負)進行方向偏離，通過圖案檢查設備7測量到的絕緣圖案線寬將比當激光恰好在焦點時的情況小。注意到顯示在圖9中的底線寬是一個通過SEM(掃描電子顯微鏡)測量到的值。
對于通過使用圖案檢查設備7的絕緣圖案線寬的較高準確的測量，基于通過成像元件14拾取的絕緣圖案的衍射干涉圖象(偏焦干涉方法)，對在成像光系統(tǒng)和絕緣圖案線寬的測量中散焦激光是非常有效的。在這種情況下，在其中絕緣圖案的衍射干涉圖象的最佳對比度點能被獲得的圖案檢查設備7中，聚焦位置將依靠在圖案檢查設備7中的光系統(tǒng)的象差的影響下如圖10所示的絕緣圖案線寬而變化。絕緣圖案線寬將由底部線寬所支配。
另一方面，當用作功能部件的光調(diào)制在L/S圖案線寬的測量中是最大的時候，激光恰好在圖案檢查設備7的焦點上。即，當可能確定在其中當采用前述偏焦干涉方法時絕緣圖案的衍射干涉圖象的最佳對比度點能夠被獲得的圖案檢查設備7中的聚焦位置，和在其中當測量L/S圖案線寬時光調(diào)制是最大的圖案檢查設備7中恰好在焦點位置之間的不同的時候，底部線寬能夠被確定。
從上所述明顯可見，通過利用圖案檢查設備7的線寬測量獲得的參數(shù)包括三種絕緣圖案線寬，L/S圖案線寬和底部線寬，其依靠圖案的形式。通過把這三種參數(shù)與顯示在圖4A，4B，7B，9和10中的圖案匹配，能夠識別曝光設備4中的散焦量和方向，并且來計算不受散焦影響的絕緣和L/S圖案的線寬，即，其假設恰好在焦點上暴露給激光。
參考圖11，顯示了一種算法，通過該算法，基于前述的測量原則通過圖案檢查設備7，L/S和絕緣圖案的線寬，在曝光設備4中的散焦量和方向被確定。顯示在圖11中的測量算法已經(jīng)通過考慮對每一線寬的頻率響應被實現(xiàn)，每一線寬將通過這種不將對測量有不利效果的范圍的光學象差被致變，該測量作用于在圖案檢查設備7中的光系統(tǒng)。通過使用這種算法確定曝光設備4中的散焦量和方向，能夠從來自絕緣和L/S圖案線寬的誤差可獲得的曝光設備4的曝光狀態(tài)誤差信息分離出曝光聚焦位置的誤差分量。
通過在已經(jīng)分離曝光設備4中的曝光聚焦位置的誤差分量之后進行圖形與顯示在圖3中的線寬對曝光量曲線的匹配，能夠確定曝光設備4中的曝光量的誤差。
在圖案檢查設備7中，上述操作通過成像處理計算機31和校正信息產(chǎn)生器33來實現(xiàn)，以確定曝光設備4中的曝光聚焦位置和曝光量之誤差，從而產(chǎn)生要用來校正曝光設備4中的曝光聚焦位置的聚焦校正信息和要用來校正曝光量的光量校正信息。聚焦校正信息和光量校正信息被反饋到曝光設備4中從而正確地控制后者。于是，在確定曝光設備4的曝光中是最重要的曝光量和曝光聚焦位置將被相應于來自圖案檢查設備7中的校正信息被實時地校正，從而能夠可靠地減少不合格晶片的產(chǎn)生。
在圖案檢查設備7中，為了提高曝光設備4中的偏差之測量和校正的準確度，前述的絕緣和L/S圖案線寬的至少一個的測量也利用徑向和經(jīng)向圖象。假如從徑向圖象到經(jīng)向圖象測量結(jié)果是不同的，則意味著包括在曝光設備4中的投影透鏡中已經(jīng)產(chǎn)生了偏差。在這種情況下，圖案檢查設備7產(chǎn)生要用來校正投影透鏡的偏差的偏差校正信息并且把該信息反饋到曝光設備4中。
另外，在圖案檢查設備7中，為了校正曝光設備4中象場彎曲和象場斜度，前述的絕緣和L/S圖案線寬的至少一個的測量是在半導體晶片100上的預定曝光區(qū)域內(nèi)的多個位置上進行。即，前述檢查圖案分別被設置在半導體晶片100上的預定曝光區(qū)域內(nèi)的多個位置上，并且這些檢查圖案被圖案檢查設備7測量。于是，能夠知道在預定曝光區(qū)域內(nèi)的最佳象場位置，即，在曝光設備4中象場彎曲和象場斜度，和在曝光區(qū)域中的不均勻的曝光量?；谠谶@樣獲得的最佳象場位置上的信息，圖案檢查設備7產(chǎn)生要用來校正曝光設備4中的象場彎曲和斜度以及不均勻之曝光量的象場校正信息，并且把這些校正信息反饋到曝光設備4中。
在上述圖案檢查設備7中，L/S圖案的L(線)數(shù)被設置為3或5并且光調(diào)制被平均確定。然而，應該注意到，在L/S圖案中L(線)數(shù)不限于3或5而可以基于希望的測量準確度和間歇時間被恰當?shù)卦O置。由于通過提高L/S圖案中L(線)數(shù)能夠提高測量的準確度，后者應該在測量間隙時間的允許范圍內(nèi)希望被設置為一盡可能大的數(shù)。
眾所周知，當曝光設備4的光系統(tǒng)產(chǎn)生慧形象差的時候，從左端到右端L/S圖案的線寬是不同的。這能由上面圖案檢查設備7中的光調(diào)制的不同觀察到。因此，在圖案檢查設備7中，通過處理L/S圖案線寬的左和右端的數(shù)據(jù)，能夠發(fā)現(xiàn)曝光設備4的光系統(tǒng)中的慧形象差，當任何慧形象差異常地被檢測到的時候，要用來校正該異常的校正信息能夠被反饋到曝光設備4中。
眾所周知，假如曝光設備4中的光系統(tǒng)產(chǎn)生球面像差，對于每一個曝光線寬，聚焦位置是變化的。因此，通過形成如圖7A所示的半導體晶片100上的檢查圖案，曝光設備4的球面像差能夠被發(fā)現(xiàn)，同時進行通過圖案檢查設備7的檢查圖案的不同線寬的測量，和根據(jù)用來測量在上述曝光設備4中的散焦量之一個算法的數(shù)據(jù)處理，并且當檢測到任何象差異常時，用來校正該象差異常的校正信息能夠被反饋到曝光設備4中。
另外，除了上面提到的絕緣和L/S圖案線寬的測量之外，圖案檢查設備7進行絕緣圖案和形成為一個在另一個上的絕緣圖案的主要層的隔離圖案的定位的準確性的檢查，失真檢查和放大系數(shù)檢查，后兩個是定位準確性檢查的應用。在這種情況下，在絕緣和隔離圖案的右和左端之間的間隔E和F分別基于一個在另一個上被記錄的絕緣和隔離圖案的圖象在彼此垂直的兩個方向被測量，如圖12所示。于是，在隔離圖案上的絕緣圖案的定位準確性被檢查。通過檢查在曝光設備4中曝光區(qū)域內(nèi)的多個點的定位準確性，能夠檢查相對曝光區(qū)域內(nèi)前述曝光處理的失真和放大系數(shù)。如上所述，在圖案檢查設備7中，定位準確度，失真和放大系數(shù)被檢查，并且當任何它們中的異常被發(fā)現(xiàn)時，用于校正該異常的校正信息被反饋到曝光設備4中。
在其中應用根據(jù)本發(fā)明的曝光設備控制系統(tǒng)的半導體生產(chǎn)線1中，通過曝光設備4的曝光跟隨著通過顯影器5的顯影，通過加熱器6的二次加熱和然后通過如前面已經(jīng)描述圖案檢查設備7的檢查。因此，在從圖案檢查設備7到曝光設備4的反饋回路中，存在一些將引起相位滯后的時間常數(shù)。因此，從圖案檢查設備7到曝光設備4的反饋的第一個目的是知道對每個已經(jīng)被檢查的半導體晶片100用于更新反饋參數(shù)的上述變化的趨勢。
在圖案檢查設備7中，對于通過平均半導體晶片100中的測量點N數(shù)量的測量的改善準確度，噪音分量被減少到(1/N)1/2。因此，對于已經(jīng)被檢查的每個半導體晶片100，更新從圖案檢查設備7到曝光設備4的反饋參數(shù)對于這種改進的測量準確度是很有效的，并且最適合于使用在半導體生產(chǎn)線1中的曝光設備控制系統(tǒng)。
如前面已經(jīng)描述的，根據(jù)本發(fā)明的圖案檢查設備能夠正確地檢查曝光設備中的曝光量的偏差和曝光聚焦位置的偏差，該曝光設備使用在作用在半導體生產(chǎn)線中的光刻技術(shù)中，從而產(chǎn)生要用于校正曝光設備中的曝光量的光量校正信息和要用于校正曝光聚焦位置的聚焦校正信息，并且把這些校正信息反饋到曝光設備中。
相應于通過圖案檢查設備產(chǎn)生的光量校正信息和聚焦校正信息，根據(jù)本發(fā)明的曝光設備控制系統(tǒng)也能夠進行正確和實時地校正曝光設備中的曝光量和曝光聚焦位置，該曝光設備使用在作用在半導體生產(chǎn)線中的光刻技術(shù)中。因此，曝光設備控制系統(tǒng)能夠顯著地減少光刻中不合格晶片的產(chǎn)生，并且因此提高了半導體生產(chǎn)的成品率。
權(quán)利要求
1.一種圖案檢查設備，其相對將被制造的半導體電路的圖案光檢查形成在半導體晶片上的抗蝕圖案，該設備包括用來至少測量為凸起圖案的絕緣圖案的線寬和其中凸起圖案和凹下圖案以預定周期重復的重復圖案的線寬二者的裝置；和用來產(chǎn)生想通過曝光設備來校正曝光的校正信息的裝置，該曝光裝置基于已經(jīng)通過上述測量裝置測量的絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬用來形成抗蝕圖案；校正信息產(chǎn)生裝置把從絕緣圖案的線寬誤差和重復圖案的線寬誤差中獲得的曝光設備的曝光狀態(tài)誤差信息分離成光量誤差分量和曝光聚焦位置誤差分量，從而產(chǎn)生要用來校正光量的光量校正信息和要用來校正曝光聚焦位置的聚焦校正信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設備，其中測量裝置基于徑向圖象和經(jīng)向圖象二者，測量絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬中的至少一個；和校正信息產(chǎn)生裝置基于通過測量裝置基于徑向圖象和經(jīng)向圖象進行的測量之結(jié)果產(chǎn)生象差校正信息，該象差校正信息要用來校正包括在曝光設備中的投影透鏡的象差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的設備，其中測量裝置測量在半導體晶片上多個位置的絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬中的至少一個；和校正信息產(chǎn)生裝置基于通過測量裝置在多個位置進行的測量之結(jié)果產(chǎn)生象場校正信息，該校正信息要用來校正曝光設備的象場彎曲和象場斜度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的設備，其中測量裝置包括一個紫外線激光源，該紫外線激光源發(fā)射一個150到370nm波長的紫外線激光，作為用來光測量絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬的光源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的設備，其中測量裝置包括用于控制從紫外線激光源發(fā)射的紫外線激光的光量到其將不使在絕緣圖案和重復圖案中產(chǎn)生任何收縮的量的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設備，其中測量裝置基于光調(diào)制測量結(jié)果，測量重復圖案的光調(diào)制度和測量重復圖案的線寬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的設備，其中測量設備也測量絕緣圖案和形成為絕緣圖案的主要層的隔離圖案的定位之誤差。
8.一種曝光設備控制系統(tǒng)，包括一種用來相應于將被制造的半導體電路的圖案在半導體晶片上形成抗蝕圖案的曝光設備；和用來通過曝光設備光檢查在半導體晶片上形成的抗蝕圖案的圖案檢查設備；圖案檢查設備包括用來至少測量為凸起圖案的絕緣圖案的線寬和其中凸起圖案和凹下圖案以預定周期重復的重復圖案的線寬二者的裝置；和用來產(chǎn)生想通過曝光設備來校正曝光的校正信息的裝置，該曝光設備基于已經(jīng)通過上述測量裝置測量的絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬用來形成抗蝕圖案；校正信息產(chǎn)生裝置把從絕緣圖案的線寬誤差和重復圖案的線寬誤差中獲得的曝光設備的曝光狀態(tài)誤差信息分離成光量誤差分量和曝光聚焦位置誤差分量，從而產(chǎn)生要用來校正光量的光量校正信息和要用來校正曝光聚焦位置的聚焦校正信息；和在該曝光設備中，光量相應于包括在圖案檢查設備中的校正信息產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的光量校正信息被校正，曝光聚焦位置相應于包括在圖案檢查設備中的校正信息產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的聚焦校正信息被校正。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中包括在圖案檢查設備中的測量裝置基于徑向圖象和經(jīng)向圖象二者，測量絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬中的至少一個；包括在圖案檢查設備中的校正信息產(chǎn)生裝置基于通過測量裝置基于徑向圖象和經(jīng)向圖象進行的測量之結(jié)果產(chǎn)生象差校正信息，該象差校正信息要用來校正包括在曝光設備中的投影透鏡的象差；和在曝光設備中，投影透鏡的象差相應于通過包括在圖案檢查設備中的校正信息產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的象差校正信息被校正。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中，包括在圖案檢查設備中的測量裝置測量在半導體晶片上多個位置的絕緣圖案的線寬和重復圖案的線寬中的至少一個；包括在圖案檢查設備中的校正信息產(chǎn)生裝置基于通過測量裝置在多個位置進行的測量之結(jié)果產(chǎn)生象場校正信息，該校正信息要用來校正曝光設備的象場彎曲和象場斜度；和在該曝光設備中，象場彎曲和象場斜度相應于通過包括在圖案檢查設備中的校正信息產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的象場校正信息被校正。
全文摘要
一個圖案檢查設備7被用于光刻的半導體生產(chǎn)線1中。圖案檢查設備7測量通過曝光設備4中的曝光過程形成在半導體晶片100上的絕緣圖案和L/S圖案二者的線寬,并且基于測量的結(jié)果產(chǎn)生要用來校正曝光設備4中的光量的光量校正信息,要用來校正曝光聚焦位置的聚焦校正信息等等。于是,相應于通過圖案檢查設備7產(chǎn)生的這些校正信息,曝光設備4中的曝光被校正。于是,通過曝光設備4形成的抗蝕圖案能夠被快速地檢查從而允許基于檢查結(jié)果實時地校正曝光設備4的參數(shù),并且高準確地控制曝光設備4的參數(shù)。
文檔編號G01N21/956GK1349252SQ01138570
公開日2002年5月15日 申請日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月23日
發(fā)明者森田昌幸, 玉田仁志, 今井裕 申請人:索尼株式會社