專利名稱：圖形輪廓的檢查裝置和檢查方法、曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地說涉及檢測具有凹凸剖面的圖形的輪廓(プロフアイル)誤差(偏差)的圖形檢查裝置，說得更詳細(xì)點(diǎn)，涉及判定在晶片等的基板上邊形成的光致抗蝕劑(光刻膠)圖形是否有形成不良的檢查裝置和檢查方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體元件的制造工序中，作為用來形成電路圖形的掩模，要在晶片上邊形成光致抗蝕劑圖形(以下，簡稱為抗蝕劑圖形)?？刮g劑圖形，可采用對于已涂敷到晶片上邊的抗蝕劑使用步進(jìn)投影式或掃描式曝光機(jī)，對掩模圖形曝光，除去被曝光的部分或未被曝光的部分(顯影)的辦法形成。盡可能按照設(shè)計尺寸精度良好地制作該抗蝕劑圖形，在進(jìn)行半導(dǎo)體的各種圖形的微細(xì)加工方面是特別重要的。
由于曝光時的散焦(焦點(diǎn)不對)等，常常不能按照設(shè)計正確地形成抗蝕劑圖形。就是說，由于散焦，抗蝕劑圖形被制作成從設(shè)計尺寸偏移開來。該散焦，在例如把晶片載置吸附到臺上以平面地保持晶片上表面進(jìn)行曝光時，在由于晶片背面與臺表面間的灰塵或塵埃等異物，使得晶片表面不能成為平面的情況下，或歸因于抗蝕劑的涂敷不均勻等的種種的原因而使得抗蝕劑表面的高度變成為不均勻的情況下，就會發(fā)生。
以往由散焦產(chǎn)生的抗蝕劑圖形的形成不良(輪廓誤差)一直采用把抗蝕劑圖形看作是衍射光柵，利用在向抗蝕劑圖形照射光時發(fā)生的衍射光的辦法進(jìn)行檢查。例如，日本的公開專利公報、特開2001-141657，把從抗蝕劑圖形在散焦部分和正常部分上產(chǎn)生的衍射光的衍射角度的差異當(dāng)作色差取出來，進(jìn)行散焦部分的有無的檢查。
隨著半導(dǎo)體的微細(xì)化的進(jìn)步，要在晶片上邊形成的圖形的間距，要借助于可見光產(chǎn)生衍射光，就變得過于小了。例如，為了用已進(jìn)步到0.1微米(100nm)左右的微細(xì)化的晶片產(chǎn)生衍射光，例如，就如在日本的公開專利公報、特開2000-338049所述的那樣，作為光源就必須使用波長比可見光更短的紫外區(qū)(400nm或以下)的光。但是，若使用紫外光，則抗蝕劑圖形就會被曝光。此外，由于人對紫外光沒有視覺靈敏度，故進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)定或衍射光的測定就要花費(fèi)大量勞力和時間。此外，作為受光器使用的紫外線傳感器價格昂貴，而大面積的紫外線傳感器有時候就連搞到手也是困難的。
此外，所說的利用衍射光，意味著衍射角度依賴于晶片上邊的圖形的不同而變化。就是說，必須進(jìn)行從所有的角度、方向觀察由散焦造成的抗蝕劑圖形的形成不良的宏觀觀察，這對于檢查時間的縮短、宏觀檢查的自動化來說，就變成為一個大缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于簡易且高精度地檢測具有凹凸剖面的圖形的輪廓誤差(偏差)。
本發(fā)明的目的在于簡易地判定有無抗蝕劑圖形的散焦。
本發(fā)明以來自具有凹凸剖面的圖形的上面(頂面)與側(cè)面之間的邊沿的反射光量為監(jiān)控器，檢測圖形的輪廓誤差。就是說，本發(fā)明在來自用受光器受光的圖形的邊沿的反射光量多的情況下，就把包括該邊沿的圖形的輪廓誤差當(dāng)作是小，反之，來自邊沿的反射光量小的情況下，就把包括該邊沿的圖形的輪廓誤差當(dāng)作大，來檢測圖形的輪廓誤差。
本發(fā)明提供用來以來自具有凹凸剖面的圖形的上面與側(cè)面之間的邊沿的反射光量為監(jiān)控器、檢測圖形的輪廓誤差的新的光學(xué)系統(tǒng)。這時，本發(fā)明具有這樣的特征通過不使用紫外光或衍射光而使用一般可以使用的可見光的簡易的光學(xué)系統(tǒng)宏觀地精度良好地檢測微細(xì)的圖形的輪廓誤差。


圖1是對散焦部分的抗蝕劑圖形和正常的抗蝕劑圖形的邊沿的形狀進(jìn)行比較的圖。
圖2示出了散焦部分的抗蝕劑圖形和正常的抗蝕劑圖形的照射光的入射角度的不同。
圖3是本發(fā)明的抗蝕劑圖形檢查裝置和檢查方法的圖，(a)是抗蝕劑圖形檢查的概略圖，(b)是的(a)的主要部分?jǐn)U大圖。
圖4是示出了包括照射光的擴(kuò)散角度α在內(nèi)的照明周圍情況的圖。
圖5示出了抗蝕劑圖形的等效模型。
圖6示出了不能目視照射光的光源與眼睛的配置。
圖7示出了本發(fā)明的使用CCD的自動檢查裝置的例子。
圖8示出了臺上的晶片的旋轉(zhuǎn)。
圖9示出了要向抗蝕劑圖形上照射照射光的方向。
圖10示出了圖7的檢查用PC的控制流程。
圖11示出了用圖7的本發(fā)明的系統(tǒng)測定的晶片的測定結(jié)果。
圖12示出了向抗蝕劑圖形的上面照射的照射光和向邊沿照射的照射光。
圖13示是出了向邊沿照射的照射光的比率的曲線圖。
圖14示出了散焦部分的抗蝕劑圖形和正常的抗蝕劑圖形的反射光的不同。
具體實(shí)施例方式
在以下的說明中，雖然主要使用了抗蝕劑圖形，但是，本發(fā)明的適用對象并不限于此，對于連續(xù)的至少具有多個凹凸的(具有厚度的)所有的圖形都可以應(yīng)用。例如，在半導(dǎo)體上的微細(xì)的電路圖形、半導(dǎo)體激光器用的光柵、濾色器等的光學(xué)用圖形等中也可以應(yīng)用。
在說明本發(fā)明的實(shí)施方式的詳情之前，先對本發(fā)明的檢測原理進(jìn)行說明。圖形的輪廓誤差，在該圖形的上面與側(cè)面之間的邊沿(以下，簡稱為邊沿)上顯著地表現(xiàn)出來。當(dāng)有了輪廓誤差(偏移)時，邊沿的形狀就會從原本應(yīng)有的形狀偏離開來。例如，如圖1所示，抗蝕劑圖形12b的邊沿18b，就變成為比正常的12a的邊沿更陡急的曲線。就是說，邊沿更偏向內(nèi)側(cè)。這是因?yàn)橛捎谄毓鈺r的散焦把模糊的像(掩模圖形)復(fù)制到了抗蝕劑上的緣故。
因此，如圖2所示，在正常的12a的邊沿18a和散焦的12b的邊沿18b處，由于照射光Li對邊沿的入射角度θ和φ不同，故反射光Lr對照射光Li的角度也不同。就是說，在向圖形入射的入射光之內(nèi)，在邊沿處的反射光的反射角度與邊沿的傾斜情況(角度)相對應(yīng)地變化。在把反射光的受光器的位置(例如對圖形上面的角度)固定為恒定的位置(角度)的情況下，要進(jìn)入受光器的來自邊沿的反射光的量則與邊沿的傾斜情況(角度)相對應(yīng)地變化。就是說，邊沿的傾斜情況(角度)越大，換句話說，散焦越大，則要進(jìn)入受光器的來自邊沿的反射光量就變得越小。其結(jié)果是可以采用檢測來自邊沿的反射光量的辦法來檢測圖形的輪廓誤差。
采用對各個邊沿中的每一個或?qū)γ恳粋€恒定的區(qū)域相對地比較來自邊沿的反射光量的辦法，就可以宏觀地得到2維配置的圖形中的輪廓誤差的有無及其分布。換句話說，即便是在圖形以2維且寬面積地形成的情況下，采用對每一個適當(dāng)?shù)拿娣e一邊掃描一邊測定的辦法，就可以作為2維分布(宏觀)得到圖形的輪廓誤差。
在本發(fā)明中，檢測原理與以往的使用衍射光或相干(干涉)光的方法根本不同。就是說，在本發(fā)明中，變成為要盡可能地排除衍射光或相干光(變成為不進(jìn)行檢測)以便可以盡可能多地檢測來自邊沿的反射光量。為此，在本發(fā)明中，要使用與以往的方式不同的光學(xué)系統(tǒng)的配置或光學(xué)元件的特性等。在本發(fā)明中，為了最大限度地發(fā)揮檢測靈敏度，要使用例如以下所示的那樣的與以往的方式不同的光學(xué)系統(tǒng)的配置、光學(xué)元件的特性等。
(a)作為光源，理想的是均勻的面發(fā)光的光源。
(b)理想的是把光源配置在要向抗蝕劑的邊沿部分照射光的位置上?；蛘撸硐氲氖桥渲脼槭沟每梢杂檬芄馄饔^察該均勻的面發(fā)光的光源。
此外，理想的是使光從對于圖形的上面和側(cè)面之間的邊沿大致垂直的方向入射。
(c)理想的是使光源變成為具有小于等于規(guī)定的角度(例如約35度)的方向性的光束。
(d)為了具有方向性，理想的是使光源變成為像20mm×300mm那樣橫長狀(條狀)的形狀。
(e)作為受光器雖然可以利用例如CCD，但是理想的是可以檢測具有方向性的光的線傳感器型而不是面?zhèn)鞲衅餍汀?br> 以下，用附圖詳細(xì)地對本發(fā)明的一個實(shí)施方式的圖形檢查裝置和檢查方法進(jìn)行說明。在本說明書中，作為一個例子，說明對使用硅的晶片作為基板，在使用掃描型曝光器對已涂敷到該晶片上邊的正型的抗蝕劑進(jìn)行了曝光后，除去不要的抗蝕劑而產(chǎn)生的抗蝕劑圖形進(jìn)行檢查的情況。此外，抗蝕劑圖形，例如具有0.6到0.7微米(μm)的厚度。另外，即便是抗蝕劑的厚度更薄，例如，在0.1微米(μm)以下，也是可以檢測的。
圖3(a)、(b)示出了本發(fā)明的一個實(shí)施方式的圖形檢查裝置的光的照射和反射的樣子。包括用來向在晶片1上形成的抗蝕劑圖形12照射照射光Li的光源S，和用來接受照射光Li被抗蝕劑圖形12的邊沿反射后的反射光Lr的受光裝置P。向抗蝕劑圖形12的全體或部分上照射照射光Li。用受光裝置受光的，是被邊沿反射后的反射光Lr，要使得盡可能不接受在上面處反射的光等。采用更多地接受被邊沿反射的反射光Lr的辦法，來提高檢測靈敏度。
在圖3中，設(shè)置晶片14的臺16是圓形的，以垂直地貫通圓的中心點(diǎn)的線為軸，使得可以自由地在圓周方向上旋轉(zhuǎn)。
為了改善在受光裝置接受反射光Lr時的靈敏度或視認(rèn)性，照射光Li理想的是單色光。但是，在檢測上則并不限于此。也可以是含有某一波長和接近該波長的多個波長的光。例如，光源S，使用把多個發(fā)光二極管(LED)縱橫地排列起來構(gòu)成陣列的面發(fā)光光源，使得可以向抗蝕劑圖形12全體照射照射光Li。
為了接受在邊沿處反射的反射光Lr，照射光Li的波長，理想的是從可見光的約400至700納米(nm)。這是因?yàn)樵诳梢姽獾那闆r下，可以借助于目視，借助于反射光Lr的亮度(明度)，來識別反射光量。但是，并不限定于可見光，只要是不含有使抗蝕劑曝光的波長(紫外光)的光，例如即便是紅外光之類的別的波長區(qū)域的光也沒有問題。
圖4示出了本發(fā)明的一個實(shí)施方式的光源周圍的情況。在圖4中，在LED的前面配置擴(kuò)散板13，使來自光源S的照射光Li的擴(kuò)散角度γ(最上光或最下光對中心光的角度)變成為小于等于35度。使擴(kuò)散角度γ變成為小于等于35度的理由，是因?yàn)檫M(jìn)行種種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得到了這樣的見解這樣做對于除去來自邊沿以外的反射光、衍射光、散射光等的多余的光，提高檢測靈敏度是最合適的。以下說明在本發(fā)明中使用的LED和擴(kuò)散板的構(gòu)成的例子。但是。不言而喻也可以是其它的波長的LED。
<LED和擴(kuò)散板的構(gòu)成的例子>
LED主波長535nm，發(fā)光強(qiáng)度3.4cd，方向特性±15度，個數(shù)240個，尺寸250mm×48mm擴(kuò)散板透過率60％使用LED的面發(fā)光光源，對于使發(fā)光面的輝度變成為均勻、以提高照射光的方向性是合適的。面發(fā)光光源可以對寬的區(qū)域同時照射照射光Li。因此，在用受光裝置接受反射光Lr時，就可以良好地識別來自正常部分和散焦部分的反射光的不同。此外，由于可以向?qū)挼姆秶丈湔丈涔釲i，故具有在進(jìn)行檢查時即便是不使光源S或基板14移動也可以測定的優(yōu)點(diǎn)。
來自光源S的光，必須以對于抗蝕劑圖形12的上面傾斜15度至75度的角度，更為理想的是以30度至50度的角度進(jìn)行照射。此外，受光裝置的反射光的受光，也希望以對抗蝕劑圖形12的上面傾斜15度至75度的角度進(jìn)行。其根據(jù)如下。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，由光照射產(chǎn)生的來自抗蝕劑邊沿的反射光，可采用用圖5所示的等效模型對抗蝕劑的形狀進(jìn)行近似的辦法宏觀地進(jìn)行計算。就是說，對光照射(入射)角度的反射角度，可用下式近似地求出。
θ＝180-θin-2θo......(1)其中，θ反射角度，θin光照射角度，θo抗蝕劑的邊沿角度。
此外，由用SEM等得到的多個線條寬度的抗蝕劑的剖面形狀可知，邊沿部分的傾斜角度θo可以代表在30度到70度的范圍內(nèi)所有的抗蝕劑形狀。此外，用式(1)求從最大光照射角度70度到最小光照射角度15度的反射角度與抗蝕劑邊沿傾斜角度的關(guān)系的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)抗蝕劑邊沿傾斜角度30度到70度中的反射光，對于光照射角度15度到75度來說，反射角度也全部可以收攏到15度到75度的范圍。即，如果想要接受來自所有的形狀的抗蝕劑邊沿部分的反射光，則可知只要光源可以覆蓋照射角度15度到75度，此外，受光器也可以覆蓋受光角度15度到75度即可。換句話說，若角度變成為15度以下，則照射光Li就要向受光器P(圖3)的相反一側(cè)反射，若變成為75度以上，則照射光Li就要向基板14的方向反射，所以就變成為不能用受光器接受反射光Lr。
受光器，例如包括作為受光元件使用CDD的照相機(jī)P。CCD所接受到的反射光Lr，就如要在后邊詳細(xì)地說明的那樣，要被變換成圖像數(shù)據(jù)。通過再對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理來檢測散焦部分。例如，作為圖像處理可以采用把由于在邊沿處的反射光量而圖像數(shù)據(jù)急劇地變化的部分當(dāng)作亮度(明度)差進(jìn)行檢測的辦法，來區(qū)別正常部分和散焦部分。在使用照相機(jī)的情況下，如后所述，檢查裝置10的自動化就是可能的。此外，也可以不使用照相機(jī)而代之以使用人的眼睛。在該情況下，目視反射光Lr，并根據(jù)反射光Lr的不同來區(qū)別正常部分和散焦部分。
如上所述，照相機(jī)P，一般的說可配置在對于抗蝕劑圖形12的上面在上方從15度到75度的范圍的位置上。此外，在即便是在15度到75度的角度下也可以接受反射光Lr的情況下，也可以在該角度的范圍內(nèi)配置照相機(jī)P。但是，如圖6所示，如果光源S和照相機(jī)P配置在照射光Li的同一條線上，則照相機(jī)P不能確認(rèn)反射光Lr。因此，光源S和照相機(jī)P，雖然必須使角度位置錯開，但是就抗蝕劑圖形12來說卻必須配置在同一側(cè)。在光源S相對于抗蝕劑圖形12的上面配置在從15度到75度的位置上的情況下，照射光Li和反射光Lr所構(gòu)成的角度β，對于照射光Li可以在大致正或負(fù)60度的角度的范圍變化。
光源S與抗蝕劑圖形12之間的距離，理想的是例如300mm至600mm的范圍。這是因?yàn)槿绻庠碨與抗蝕劑圖形12之間的距離離開得過大，則抗蝕劑圖形12上邊的照度就要降低，反射光Lr的對比度惡化，結(jié)果變成為看漏了散焦。反之，如果光源S與抗蝕劑圖形12之間的距離過近，則反射光Lr的對比度惡化，抗蝕劑圖形12上的照度過高，在用人眼目視的情況下眼睛易于疲勞，照射光Li向抗蝕劑圖形12上照射的照射面積就要變窄。
抗蝕劑圖形12與照相機(jī)(或眼)P之間的距離，理想的是也是例如300mm至600mm的范圍。這是因?yàn)槿绻障鄼C(jī)P離抗蝕劑圖形12過近，則視野變窄，而如果離得過遠(yuǎn)，則反射光Lr的對比度就要惡化的緣故。
光源S與照相機(jī)(或眼)P在位置，也可以在上述的范圍內(nèi)固定。這是為了使反射光Lr對照射光Li的角度恒定。因此，本發(fā)明可以在使用被認(rèn)為是今后需要的CCD的自動檢查裝置中利用。
圖7示出了本發(fā)明的一個實(shí)施方式的使用CCD的自動檢查裝置。在圖7中，在圓形的臺(工作臺)30上載置具有作為測定對象的圖形的基板(晶片)32。臺30，可借助于受控制器控制的線性馬達(dá)34旋轉(zhuǎn)移動或在水平或垂直方向上移動。如圖8所示，使臺30在圓周方向上旋轉(zhuǎn)90度，就可以從另外的方向進(jìn)行檢查。這是因?yàn)槿鐖D9所示，在抗蝕劑圖形12朝向X方向或Y方向的情況下，在從A點(diǎn)照射光時，朝向Y方向的抗蝕劑圖形12的檢查雖然可以用上述的方法進(jìn)行，但是朝向X方向的抗蝕劑圖形12，由于所照射的光不能向A點(diǎn)的方向反射，所以必須從多個方向進(jìn)行檢查。
作為光源，可以使用照射角度不同的照明(光)A、B、C這3個照明40、42、44。各個照明，可通過由控制器48控制的馬達(dá)46，沿著規(guī)定的圓弧改變位置。各個照明的角度，可在相對于工作臺上的圖形上面15度～75度的范圍內(nèi)改變。另外，照明的個數(shù)之所以定為3個，是為了要提高檢測靈敏度，只要為最底1個或以上就可以進(jìn)行檢查。照明的至少一個，可定位使得對于晶片上邊的抗蝕劑圖形的邊沿成為大致垂直。在圖7中，照明A(40)被設(shè)置在48度至52度的位置上，照明C(44)被設(shè)置在16度至18度的位置上，照明B(42)則被設(shè)置在與CCD線傳感器大致同軸上。照明的亮度(明度)可由照明用的電源50進(jìn)行調(diào)整。
CCD線傳感器照相機(jī)52，與照明同樣，可借助于受控制器48控制的馬達(dá)46，沿著圓弧改變位置。照相機(jī)52的受光角度，可在相對于工作臺上的圖形上面15度～75度的范圍內(nèi)改變。照相機(jī)52帶有馬達(dá)用的照相機(jī)54。馬達(dá)的控制器36、48，照明用的電源50，照相機(jī)50、52的輸出，連接到檢查用個人計算機(jī)(PC)56上。檢查用PC56，根據(jù)規(guī)定的自動測定程序，對各個控制器和照明用電源等進(jìn)行控制。借助于由檢查用PC56發(fā)出的指令，可根據(jù)對象任意地設(shè)定攝像光學(xué)系統(tǒng)(照明和線傳感器照相機(jī)的位置關(guān)系)。
圖7的攝像光學(xué)系統(tǒng)(照明和線傳感器照相機(jī)的位置關(guān)系)和角度的設(shè)定，可如下那樣地設(shè)定。就是說，要設(shè)定為使得除去不要的散射光或衍射光，靈敏度良好地檢測抗蝕劑的微妙的形狀變化。在這里，在設(shè)計系統(tǒng)方面最重要的，是要使來自檢查晶片的衍射光不會返回線傳感器照相機(jī)52的設(shè)置角度，以便對比度良好地僅僅取出來自抗蝕劑邊沿部分的反射光。于是，在用反射型光柵模型計算把晶片上的圖形當(dāng)作衍射光柵發(fā)生的衍射光，使用專用原版(レテイクル)時，設(shè)定了衍射光不會返回CCD線傳感器所存在的角度的位置關(guān)系。另外，在進(jìn)行設(shè)定時，必須留意的是最佳的攝像角度也會隨著抗蝕劑的形狀而改變。
圖10示出了用圖7的檢查用PC56進(jìn)行控制的控制流程圖(自動測定流程)。接通3個照明(ON)(步驟60)。用照相機(jī)52接受來自晶片32上的圖形的反射光(步驟62)。用PC56內(nèi)的捕捉卡接收照相機(jī)52的輸出，把該值(數(shù)字值)當(dāng)作圖像數(shù)據(jù)存儲到存儲器內(nèi)(步驟64)。該數(shù)字值的大小，與反射光量的大小對應(yīng)。對馬達(dá)進(jìn)行控制以改變照相機(jī)的角度(步驟66)。反復(fù)進(jìn)行步驟62至步驟66，將在各個角度下的圖像數(shù)據(jù)(數(shù)字值)存儲在存儲器內(nèi)。PC56以得到的數(shù)字值為基礎(chǔ)決定使檢測靈敏度(圖像的濃淡(明暗))成為最大的照相機(jī)52的角度(步驟68)。照相機(jī)52可用所決定的角度固定下來。
對馬達(dá)34進(jìn)行控制以設(shè)定晶片上的測定位置(步驟70)。在移動到最初的測定位置上后，與步驟62、64相同地進(jìn)行測定，把圖像數(shù)據(jù)存儲到存儲器內(nèi)(步驟72)。反復(fù)進(jìn)行步驟70和72，邊對晶片上的測定位置進(jìn)行掃描邊依次進(jìn)行測定。這時，由于照相機(jī)52是線傳感器照相機(jī)，所以一邊以規(guī)定的間隔每次1條線地進(jìn)行移動一邊對晶片進(jìn)行測定。測定一直進(jìn)行到在所有的測定點(diǎn)(線)上的測定都結(jié)束為止。PC根據(jù)測定數(shù)據(jù)把在晶片上的各個位置處的圖像數(shù)據(jù)作為2維的圖像進(jìn)行映射(步驟76)。根據(jù)映射后的圖像信息中的明暗(顏色的濃淡)，就可以檢測晶片上的圖形有無輪廓誤差(散焦)。
圖11示出了用圖7的本發(fā)明的一個實(shí)施方式的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測定的晶片的測定結(jié)果。圖11是對線寬度為0.3微米的抗蝕劑圖形進(jìn)行測定的測定結(jié)果。圖11中的圖像的大致正方形的暗的部分(濃的部分)表示有輪廓誤差(圖形邊沿的塌邊)的部分。該輪廓誤差，是歸因于使抗蝕劑圖形曝光的步進(jìn)曝光(ステツパ)裝置的掃描時的同步偏差(正誤差)產(chǎn)生的。由于所使用的步進(jìn)曝光裝置把3×4的12個芯片當(dāng)作1個原版，用該1個原版單位獲取同步，故在每一個原版區(qū)域內(nèi)都會產(chǎn)生輪廓誤差。該輪廓誤差在步進(jìn)曝光機(jī)的掃描時的同步的精度方面是不可避免地要產(chǎn)生的。在本發(fā)明者進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，若使用以往的利用衍射的方法，則幾乎不能測定該不可避免地產(chǎn)生的輪廓誤差。但是，用圖7的本發(fā)明的一個實(shí)施方式的裝置，如圖11所示，可以作為鮮明的圖像對輪廓誤差進(jìn)行檢測。
倘采用圖7的檢查裝置，由于可以根據(jù)檢測出的圖形的輪廓誤差調(diào)整抗蝕劑的曝光條件，故可以作為曝光裝置或步進(jìn)曝光裝置的一部分組裝進(jìn)來使用。就是說，通過把根據(jù)用圖7所示的檢查裝置檢測出的圖形的輪廓誤差調(diào)整光致抗蝕劑的曝光條件的手段(流程)設(shè)置到曝光裝置或步進(jìn)曝光裝置中去，具有在半導(dǎo)體的制造工藝線中可以用在線方式調(diào)整曝光條件(散焦)的優(yōu)點(diǎn)。此外，具有曝光裝置或步進(jìn)曝光裝置的晶片與原版的掃描時的同步偏差(正誤差)、自動聚焦的跟蹤性能、水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的誤差、透鏡的失真等的特性也可以檢測。最后，再次對可以有效地使用本發(fā)明的檢查裝置的情況進(jìn)行說明。如上所述，本發(fā)明的檢查裝置，如圖3所示，采用向抗蝕劑圖形12的邊沿照射照射光Li，用照相機(jī)P的CCD接受反射光Lr的辦法，檢查由散焦產(chǎn)生的抗蝕劑圖形12的輪廓誤差(形成不良)。因此，抗蝕劑圖形12中的邊沿的面積的比率越大，則可以用照相機(jī)P的CDD接受越多的反射光Lr，越可以有效地使用檢查裝置10。
如圖12所示，如果設(shè)要向抗蝕劑圖形12的上面20照射的照射光Li的寬度為a，設(shè)要向邊沿18照射的照射光Li的寬度為b，則照射光Li之內(nèi)要向邊沿18照射的比率A，就可以用下式表示。
A＝b/(a+b)×100圖13示出了求出抗蝕劑圖形12的間距(圖形寬度與圖形間隔的和)與要向邊沿18照射的照射光Li的比率的關(guān)系的曲線。如圖13所示，在間距為0.8μm(圖形寬度/圖形間隔＝0.40μm/0.40μm)與0.6μm(圖形寬度/圖形間隔＝0.29μm/0.31μm)之間，上述照射光Li的比率將急劇地增大。在間距比0.6μm更微細(xì)化的抗蝕劑圖形12的檢查中，雖然可以有效地使用本發(fā)明的檢查裝置10，但是，根據(jù)本發(fā)明人等的實(shí)驗(yàn)，由于只要是可向邊沿18照射的照射光的比率在50％或以上的抗蝕劑圖形12的檢查就可以確認(rèn)反射光Lr，故可以使用。這是因?yàn)闅w因于抗蝕劑圖形12的微細(xì)化，占抗蝕劑圖形12全體的邊沿18的比率增大，在從光源S看抗蝕劑圖形12時，邊沿18已變成為鏡面那樣的狀態(tài)的緣故。因此，當(dāng)存在著由于散焦而產(chǎn)生的抗蝕劑圖形12的形成不良時，如圖14所示，由于僅僅該部分(圖中斜線部分的抗蝕劑圖形12b)反射光Lr的角度不同，故可以區(qū)別正常部分和散焦部分。這是因?yàn)榭梢栽谂渲迷谝?guī)定的角度上的受光器接受到的受光量中出現(xiàn)不同的緣故。
雖然對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明卻并不限定于上述實(shí)施方式。例如，采用使得可以在上邊所說的范圍內(nèi)改變光源S與照相機(jī)P的位置的辦法，除去可以接收由抗蝕劑圖形12的邊沿18反射的反射光Lr之外，取決于光源S與照相機(jī)P的位置，也可以使得以抗蝕劑圖形12為衍射光柵，接受衍射光。在該情況下，由于接受衍射光，故要構(gòu)成為使得以通過載置臺16的中心的線為軸使載置臺16任意的角度地傾斜。通過以上那樣的構(gòu)成，上述的檢查裝置和以往的檢查裝置不同，即便是存在著多個抗蝕劑圖形12的圖形寬度的情況下，也可以確實(shí)地進(jìn)行檢查。
此外，通過根據(jù)要向邊沿18照射的照射光Li的比率，分開使用本發(fā)明的檢查裝置10和以往的利用衍射光的檢查裝置，可以確實(shí)地檢查散焦部分。在存在著多個抗蝕劑圖形12的圖形寬度的情況下，通過使用本申請和以往的檢查裝置，就可以確實(shí)地進(jìn)行檢查。
光源S雖然使用的是LED，但是也可以作成為不使用LED而代之以使用具備鹵素?zé)艉蜑V光器的結(jié)構(gòu)。借助于從鹵素?zé)舻墓庵星袛嗟?波長(短波長)以下的光的濾光器和切斷第2波長(長波長)以上的光的濾光器，取出含有從第1至2波長的光。第1和第2波長，是合乎上邊所說的LED的條件的波長。也可以不使用2個濾光器代之以使用僅僅使含有第1至2波長的光通過的濾光器除此之外，本發(fā)明在不違背其宗旨的范圍內(nèi)也可以以根據(jù)本專業(yè)人員的知識加以種種的改良、修正、變形后的形態(tài)進(jìn)行實(shí)施。
倘采用本發(fā)明，則可以簡易且高精度地檢測具有凹凸剖面的圖形的輪廓誤差(偏差)。倘采用本發(fā)明，則可以簡易地檢測抗蝕劑圖形的曝光時有無散焦。倘采用本發(fā)明，則也可以簡易地檢測那些若用利用衍射光的以往的方法所不能檢測的、具有0.1微米左右或其以下的圖形寬度的微細(xì)化的抗蝕劑圖形的輪廓誤差(偏差)的有無。
權(quán)利要求
1.一種用來檢測具有凹凸剖面的圖形的輪廓誤差的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于，包括乘載上述圖形的板；能夠在相對于上述圖形的上面15度至75度的范圍內(nèi)改變向上述圖形照射的照射光的角度的光源；以及能夠以相對于上述圖形的上面15度至75度的范圍內(nèi)的角度接受來自上述圖形的反射光的受光器；其中，根據(jù)上述受光器所接受的、來自上述圖形各個部分的上面與側(cè)面之間的邊沿的反射光量，檢測上述圖形的輪廓誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于在上述受光器接受的上述反射光量多的情況下，含有該邊沿的圖形的輪廓誤差小，反之，在上述反射光量少的情況下，含有該邊沿的圖形的輪廓誤差大。
3.一種用來檢測具有凹凸剖面的圖形的輪廓誤差的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于，包括乘載上述圖形的板；能夠在相對于上述圖形的上面15度至75度的范圍內(nèi)改變向上述圖形照射的照射光的角度的光源；以及能夠以相對于上述圖形的上面15度至75度的范圍內(nèi)的角度接受來自上述圖形的反射光的受光器；其中，上述光源的照射角度被決定為使得相對于上述圖形的上面與側(cè)面之間的邊沿成為大致垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于還包括具有與上述照射角度不同的照射角度的至少1個或以上的光源。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于上述光源包括均勻的面發(fā)光光源。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于上述光源，具有橫長的形狀使得照射光具有方向性。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于上述受光器的受光角度被決定為使得在上述反射光之內(nèi)、來自上述圖形的邊沿的反射光的比率變成為最大。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于上述受光器的受光角度a(度)被決定為滿足如下關(guān)系a＝180-b-2c其中，b為對圖形上面的照射角度(度)，c為邊沿相對于與圖形上面平行的平面的傾斜角度(度)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于上述受光器包括線傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于上述受光器包括CCD照相機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于上述圖形包括設(shè)置在基板上的抗蝕劑圖形。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于，還包括接受上述受光器的輸出信號、產(chǎn)生與上述受光器接受到的反射光量對應(yīng)的圖像信息的圖像處理裝置；為了改變上述照射光的角度和上述反射光的受光角度、改變上述光源和受光器的位置的驅(qū)動裝置；以及為了改變上述照射光在上述圖形上的照射位置、使上述板移動的移動裝置。
13.一種用來檢測在基板上邊形成的具有厚度的圖形的形成不良的圖形輪廓檢查裝置，其特征在于，包括乘載上述圖形的板；能夠在相對于上述圖形的上面15度至75度的范圍內(nèi)改變向上述圖形照射的照射光的角度的光源；以及能夠以相對于上述圖形的上面15度至75度的范圍內(nèi)的角度接受來自上述圖形的反射光的受光器；其中，上述光源的照射角度被決定為使得在上述照射光之內(nèi)、向上述圖形的上面與側(cè)面之間的邊沿照射的照射光的比率成為50％或以上。
14.一種對設(shè)置在基板上的光致抗蝕劑進(jìn)行曝光的曝光裝置，包括用來檢測具有凹凸剖面的光致抗蝕劑圖形的輪廓誤差的圖形輪廓檢查裝置，該檢查裝置的特征在于，包括乘載上述圖形的板；能夠在相對于上述圖形的上面15度至75度的范圍內(nèi)改變向上述圖形照射的照射光的角度的光源；以及能夠以相對于上述圖形的上面15度至75度的范圍內(nèi)的角度接受來自上述圖形的反射光的受光器；其中，根據(jù)上述受光器所接受的、來自上述圖形各個部分的上面與側(cè)面之間的邊沿的反射光量，檢測上述圖形的輪廓誤差；此外，還包括根據(jù)由上述檢查裝置檢測出的上述圖形的輪廓誤差，調(diào)整上述光致抗蝕劑的曝光條件的裝置。
15.一種檢測具有凹凸剖面的圖形的輪廓誤差的圖形輪廓檢查方法，包括(a)對上述圖形的上面斜向地照射光的步驟；(b)接受在上述圖形的上面與側(cè)面之間的邊沿處反射的反射光的步驟；(c)根據(jù)在上述接受光的上述邊沿處反射的反射光量檢測上述圖形的輪廓誤差的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖形輪廓檢查方法，其中，上述檢測輪廓誤差的步驟(c)包括在上述反射光量多的情況下，判斷為含有該邊沿的圖形的輪廓誤差小，反之，在上述反射光量少的情況下，判斷為含有該邊沿的圖形的輪廓誤差大的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖形輪廓檢查方法，其中，還包括(d)根據(jù)上述檢測出的圖形各個部分的輪廓誤差，以在圖形全體上的輪廓誤差作為圖像信息進(jìn)行映射的步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖形輪廓檢查方法，其中，上述進(jìn)行照射的步驟(a)，包括以相對于上述邊沿大致垂直的方式照射光的步驟。
全文摘要
簡易且高精度地檢測具有凹凸剖面的圖形的輪廓誤差(偏差)。一種用來檢測具有凹凸剖面的圖形的輪廓誤差的圖形(32)檢查裝置，其特征在于，包括乘載上述圖形的板(30)，能夠在相對于上述圖形的上面15度到75度的范圍內(nèi)改變向上述圖形照射的照射光的角度的光源(40、42、44)，能夠以相對于上述圖形的上面15度到75度的范圍內(nèi)的角度接受來自上述圖形的反射光的受光器(52、54)，其中，根據(jù)上述受光器所接受的、來自上述圖形各個部分的上面與側(cè)面之間的邊沿的反射光量，檢測上述圖形的輪廓誤差。
文檔編號G03F7/20GK1596368SQ02823689
公開日2005年3月16日 申請日期2002年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者宇田滿, 寺川和成, 鈴木晃, 森田千明, 山田靖治, 早野輝彥 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司