專利名稱：曝光條件設(shè)定方法、襯底處理裝置和計算機程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在制造半導(dǎo)體裝置等的步驟中為了形成有良好形狀的刻蝕圖形而對以預(yù)定圖形對用作刻蝕掩模的抗蝕劑膜進行曝光時的最佳曝光條件進行設(shè)定的曝光條件設(shè)定方法、以及為了執(zhí)行該曝光條件設(shè)定方法所用的襯底處理裝置和計算機程序。
背景技術(shù)：
在具有嵌入式結(jié)構(gòu)等多層布線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的制造工藝中，例如，在層間絕緣膜上形成抗蝕劑膜，以用預(yù)定圖形對抗蝕劑膜進行曝光、顯影后所形成的抗蝕劑圖形作為刻蝕掩模，對層間絕緣膜進行等離子體刻蝕，進行層間絕緣膜的構(gòu)圖。另外，在光掩模的制作中，在設(shè)置于襯底上的遮光層上形成抗蝕劑圖形，用干法刻蝕對遮光層進行構(gòu)圖。
如下述的專利文獻1所述的那樣，可通過定期對刻蝕圖形的形狀進行SEM觀察來進行這樣形成的刻蝕圖形的線寬等的管理。而且，當(dāng)刻蝕圖形的形狀在既定的尺寸范圍之外的情況下，操作人員根據(jù)過去的處理數(shù)據(jù)等，改變刻蝕條件或形成作為刻蝕掩模的抗蝕劑圖形用的光刻步驟中的處理條件(曝光量或聚焦值)等，由此，進行刻蝕圖形的尺寸改變。
然而，存在如下問題由于SEM觀察必須熟練、對形狀判斷因人而異，所以，為了決定曝光條件，需要較長的時間。另外，可用上述尺寸改變方法進行調(diào)整的刻蝕圖形的尺寸僅限于每1枚晶片(或每批)的平均尺寸，無法改善1枚晶片的面內(nèi)的尺寸的分散性。
專利文獻1特開2003-59990號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于容易得到所希望形狀的刻蝕圖形的曝光條件設(shè)定方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于在襯底的整個面內(nèi)得到所希望形狀的刻蝕圖形的曝光條件設(shè)定方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于執(zhí)行這樣的曝光條件設(shè)定方法的襯底處理裝置和計算機程序。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一種曝光條件設(shè)定方法，具有如下步驟在具有被刻蝕層的測試襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，分別改變曝光量和聚焦值，以預(yù)定的測試圖形對上述抗蝕劑膜的多個部位逐次進行曝光、顯影，在上述多個部位形成抗蝕劑圖形；通過散射測量(スキヤテロメトリ)技術(shù)測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀；使用形成有上述抗蝕劑圖形的抗蝕劑膜作為刻蝕掩模，對上述被刻蝕層進行刻蝕，從上述襯底上剝離上述抗蝕劑膜，在上述多個部位形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的刻蝕圖形的形狀；根據(jù)對上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合、上述多個部位的上述抗蝕劑圖形的形狀測定結(jié)果和上述多個部位的上述刻蝕圖形的形狀測定結(jié)果，決定為了得到所希望形狀的刻蝕圖形所允許的曝光量和聚焦值的組合的管理范圍。
在上述第一方面中，還可以具有如下步驟在決定了上述管理范圍后，決定上述管理范圍內(nèi)的1組曝光量和聚焦值的組合；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，根據(jù)上述所決定的曝光量和聚焦值以預(yù)定的產(chǎn)品圖形對該抗蝕劑膜進行曝光、顯影，對上述被刻蝕層進行刻蝕，剝離上述抗蝕劑膜，形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述刻蝕圖形的形狀；判斷上述刻蝕圖形的形狀是否在預(yù)定的允許尺寸范圍內(nèi)；在上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍之外的情況下，決定屬于上述管理范圍的新的曝光量和聚焦值的組合，以使其后處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
另外，在上述第一方面中，還可以具有如下步驟在決定了上述管理范圍后，決定上述管理范圍內(nèi)的1組曝光量和聚焦值的組合；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，根據(jù)上述所決定的曝光量和聚焦值以預(yù)定的產(chǎn)品圖形對該抗蝕劑膜進行曝光、顯影，對上述被刻蝕層進行刻蝕，剝離上述抗蝕劑膜，形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述刻蝕圖形的形狀；判斷上述刻蝕圖形的形狀是否在預(yù)定的允許尺寸范圍內(nèi)；當(dāng)形成在上述產(chǎn)品襯底上的刻蝕圖形的形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍之外而且要改變曝光量和聚焦值使得其后處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)時，在該新的曝光量和聚焦值的組合在上述管理范圍之外的情況下，以該新的曝光量和聚焦值使用上述產(chǎn)品圖形對上述另外的產(chǎn)品襯底進行曝光、顯影，測定所得到的抗蝕劑圖形的形狀；在上述抗蝕劑圖形的形狀在預(yù)定的尺寸范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)上述測試圖形的目標(biāo)尺寸、形成在上述測試襯底上的抗蝕劑圖形的形狀、以及上述逐次曝光中所使用的曝光量和聚焦值的組合，決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍；在上述抗蝕劑圖形的形狀在上述尺寸范圍外的情況下，再執(zhí)行用于使用新的測試襯底決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍的一系列處理。
此時，在使用上述新的測試襯底決定新的管理范圍的情況下，在新的測試襯底的處理之前，優(yōu)選對從形成抗蝕劑膜至刻蝕處理后的抗蝕劑圖形剝離的一系列處理中所用的裝置進行檢查。
另外，在上述第一方面中，優(yōu)選上述多個部位構(gòu)成以曝光量和聚焦值為要素的矩陣，優(yōu)選上述圖形的測定對象包含圖形的線寬。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種襯底處理裝置，其具備曝光處理部，以預(yù)定的圖形對形成在具有被刻蝕層的襯底的該被刻蝕層上的抗蝕劑膜進行曝光；圖形形狀測定部，通過散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的形狀和刻蝕圖形的形狀；控制部，控制上述曝光處理部和上述圖形形狀測定部，其中，上述控制部根據(jù)如下內(nèi)容決定為了得到所希望的刻蝕圖形所允許的曝光量和聚焦值的組合的管理范圍，即用上述圖形形狀測定部測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀的結(jié)果，該多個部位的抗蝕劑圖形的形狀是分別改變曝光量和聚焦值以預(yù)定的測試圖形對形成在襯底上的抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影而得到的；用上述圖形形狀測定部測定上述多個部位的刻蝕圖形的形狀的結(jié)果，該多個部位的刻蝕圖形的形狀是通過以形成有上述抗蝕劑圖形的抗蝕劑膜為刻蝕掩模對上述被刻蝕層進行刻蝕而形成的；以及對上述多個部位逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合。
在上述第二方面中，當(dāng)形成在以上述管理范圍內(nèi)的一組曝光量和聚焦值的組合進行曝光后的產(chǎn)品襯底上的刻蝕圖形的形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍之外時，上述控制部決定屬于上述管理范圍的新的曝光量和聚焦值的組合，以使其后進行的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
另外，在上述第二方面中，當(dāng)形成在使用上述管理范圍內(nèi)的一組曝光量和聚焦值的組合進行曝光后的產(chǎn)品襯底上的刻蝕圖形的形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍之外、而且要改變曝光量和聚焦值以使其后所處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)時，在該新的曝光量和聚焦值的組合在上述管理范圍之外的情況下，上述控制部控制上述曝光處理部，以使以該新的曝光量和聚焦值對上述另外的產(chǎn)品襯底進行曝光，在以新的曝光量和聚焦值進行曝光處理后的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的抗蝕劑圖形的形狀落在預(yù)定的尺寸范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)形成在上述逐次曝光后的襯底上的抗蝕劑圖形的形狀、形成該抗蝕劑圖形所使用的光掩模的目標(biāo)尺寸、以及上述逐次曝光所使用的曝光量與聚焦值的組合，決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍。
此外，在上述第二方面中，上述圖形形狀測定部以具有測定抗蝕劑圖形的形狀的第一測定部和測定刻蝕圖形的形狀的第二測定部的方式構(gòu)成。
按照本發(fā)明的第三方面，提供一種計算機程序，該計算機程序使計算機控制襯底處理裝置，其中，該襯底處理裝置具有曝光處理部，以預(yù)定的圖形對形成在襯底上的抗蝕劑膜進行曝光；圖形形狀測定部，通過散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的形狀和刻蝕圖形的形狀，該計算機程序包含使計算機控制上述襯底處理裝置的軟件，以執(zhí)行具有如下步驟的處理在執(zhí)行時，在具有被刻蝕層的測試襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，分別改變曝光量和聚焦值，以預(yù)定的測試圖形對該抗蝕劑膜的多個部位逐次進行曝光、顯影，在上述多個部位形成抗蝕劑圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀；使用形成有上述抗蝕劑圖形的抗蝕劑膜作為刻蝕掩模，刻蝕上述被刻蝕層，從上述襯底上剝離上述抗蝕劑膜，在上述多個部位形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的刻蝕圖形的形狀；根據(jù)對上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合、上述多個部位的上述抗蝕劑圖形的形狀測定結(jié)果和上述多個部位的上述刻蝕圖形的形狀測定結(jié)果，決定為了得到所希望形狀的刻蝕圖形所允許的曝光量和聚焦值的組合的管理范圍。
在上述第三方面中，上述處理還可以具有如下步驟在決定了上述管理范圍后，決定上述管理范圍內(nèi)的1組曝光量和聚焦值的組合；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，根據(jù)上述所決定的曝光量和聚焦值以預(yù)定的產(chǎn)品圖形對該抗蝕劑膜進行曝光、顯影，刻蝕上述被刻蝕層，剝離抗蝕劑膜，形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述刻蝕圖形的形狀；判斷上述刻蝕圖形的形狀是否在預(yù)定的允許尺寸范圍內(nèi)；在上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍之外的情況下，決定屬于上述管理范圍的新的曝光量和聚焦值的組合，使得其后處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
另外，在上述第三方面中，上述處理還可以具有如下步驟在決定了上述管理范圍后，決定上述管理范圍內(nèi)的1組曝光量和聚焦值的組合；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，根據(jù)上述所決定的曝光量和聚焦值以預(yù)定的產(chǎn)品圖形對該抗蝕劑膜進行曝光、顯影，刻蝕上述被刻蝕層，剝離上述抗蝕劑膜，形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述刻蝕圖形的形狀；判斷上述刻蝕圖形的形狀是否在預(yù)定的允許尺寸范圍內(nèi)；當(dāng)形成在上述產(chǎn)品襯底上的刻蝕圖形的形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍之外、而且要改變曝光量和聚焦值使得其后所處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)時，在該新的曝光量和聚焦值的組合在上述管理范圍之外的情況下，以該新的曝光量和聚焦值使用上述產(chǎn)品圖形對上述另外的產(chǎn)品襯底進行曝光、顯影，測定所得到的抗蝕劑圖形的形狀；在上述抗蝕劑圖形的形狀在預(yù)定的尺寸范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)上述測試圖形的目標(biāo)尺寸、形成在上述測試襯底上的抗蝕劑圖形的形狀、以及上述逐次曝光所使用的曝光量和聚焦值的組合，決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍；在上述抗蝕劑圖形的形狀在上述尺寸范圍外的情況下，再執(zhí)行用于使用新的測試襯底決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍的一系列處理。
按照本發(fā)明的第四方面，提供一種曝光條件設(shè)定方法，具有如下步驟在具有被刻蝕層的測試襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，分別改變曝光量和聚焦值，以預(yù)定的測試圖形對上述抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影，在上述多個部位形成抗蝕劑圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，以預(yù)定的產(chǎn)品圖形，用預(yù)定的曝光量和聚焦值對上述抗蝕劑膜進行曝光、顯影、刻蝕，通過散射測量技術(shù)測定除去上述抗蝕劑膜所得到的刻蝕圖形的形狀；在上述刻蝕圖形之中存在其形狀在允許尺寸范圍外的區(qū)域的情況下，根據(jù)對上述測試襯底的上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合、以及形成在上述測試襯底上的抗蝕劑圖形的形狀測定數(shù)據(jù)，改變用于對上述產(chǎn)品襯底進行曝光的曝光量和聚焦值的組合，以使全部刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
在上述第四方面中，對上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍外的區(qū)域應(yīng)用新的曝光量和聚焦值的組合；對上述刻蝕圖形的形狀在允許尺寸范圍內(nèi)的區(qū)域應(yīng)用以前的曝光量和聚焦值的組合。
按照本發(fā)明的第五方面，提供一種襯底處理裝置，其具備曝光處理部，以預(yù)定的圖形對形成在具有被刻蝕層的襯底的該被刻蝕層上的抗蝕劑膜進行曝光；圖形形狀測定部，通過散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的形狀和刻蝕圖形的形狀；控制部，控制上述曝光處理部和上述圖形形狀測定部，其中，上述控制部根據(jù)如下內(nèi)容，在上述刻蝕圖形之中存在其形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍外的區(qū)域的情況下，改變上述測試襯底的曝光量和聚焦值的組合，以使全部刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)，即用上述圖形形狀測定部測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀的結(jié)果，該多個部位的抗蝕劑圖形的形狀是分別改變曝光量和聚焦值以預(yù)定的測試圖形對形成在測試襯底上的抗蝕劑膜的多個部位逐次進行曝光、顯影而得到的；對上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合；用上述圖形形狀測定部測定上述被刻蝕層的刻蝕圖形的形狀的結(jié)果，該被刻蝕層的刻蝕圖形的形狀是以預(yù)定的產(chǎn)品圖形按預(yù)定的曝光量和聚焦值對具有被刻蝕層和抗蝕劑膜的產(chǎn)品襯底的該抗蝕劑膜進行曝光、顯影、刻蝕并剝離上述抗蝕劑膜而得到的。
在上述第五方面中，上述控制部對上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍外的區(qū)域應(yīng)用新的曝光量和聚焦值的組合；對上述刻蝕圖形的形狀在允許尺寸范圍內(nèi)的區(qū)域應(yīng)用以前的曝光量和聚焦值的組合。
按照本發(fā)明的第六方面，提供一種計算機程序，該計算機程序使計算機控制襯底處理裝置，其中，該襯底處理裝置具有曝光處理部，以預(yù)定的圖形對形成在襯底上的抗蝕劑膜進行曝光；圖形形狀測定部，通過散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的形狀和刻蝕圖形的形狀，其中，該計算機程序包含使計算機控制上述襯底處理裝置的軟件，以執(zhí)行具有如下步驟的處理在執(zhí)行時，在具有被刻蝕層的測試襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，分別改變曝光量和聚焦值，以預(yù)定的測試圖形對該抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影，在上述多個部位形成抗蝕劑圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，以預(yù)定的產(chǎn)品圖形用預(yù)定的曝光量和聚焦值對上述抗蝕劑膜進行曝光、顯影、刻蝕，通過散射測量技術(shù)測定除去上述抗蝕劑膜所得到的刻蝕圖形的形狀；在上述刻蝕圖形之中存在其形狀在允許尺寸范圍外的區(qū)域的情況下，根據(jù)對上述測試襯底的上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合、以及形成在上述測試襯底上的抗蝕劑圖形的形狀測定數(shù)據(jù)，改變用于對上述產(chǎn)品襯底進行曝光的曝光量和聚焦值的組合，使得全部刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
在上述第六方面中，提供一種計算機程序，對上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍外的區(qū)域應(yīng)用新的曝光量和聚焦值的組合；對上述刻蝕圖形的形狀在允許尺寸范圍內(nèi)的區(qū)域應(yīng)用以前的曝光量和聚焦值的組合。
按照本發(fā)明，由于在測試襯底的被刻蝕膜上的抗蝕劑膜的多個部位，分別改變曝光量和聚焦值，進行逐次曝光、顯影，通過散射測量技術(shù)測定所形成的抗蝕劑圖形的形狀和進一步對這些多個部位進行刻蝕時的刻蝕圖形的形狀，決定為了從這些之中得到所希望形狀的刻蝕圖形所允許的曝光量和聚焦值的組合的管理范圍，所以，可容易地得到允許尺寸范圍內(nèi)的刻蝕圖形，從而可抑制刻蝕處理中的不合格品的產(chǎn)生。
另外，按照本發(fā)明，由于在測試襯底的被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，在此處改變曝光量和聚焦值，進行逐次曝光、顯影，通過散射測量技術(shù)測定所形成的多個抗蝕劑圖形的形狀，在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，通過散射測量技術(shù)測定以預(yù)定的產(chǎn)品圖形所形成的刻蝕圖形的形狀，據(jù)此改變用于對產(chǎn)品襯底進行曝光的曝光量和聚焦值的組合，使得全部刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)，從而可抑制襯底面內(nèi)的刻蝕圖形形狀的分散性的產(chǎn)生，容易在襯底整個面內(nèi)得到落在允許尺寸范圍內(nèi)的刻蝕圖形，可抑制不合格品的產(chǎn)生。


圖1是表示晶片處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是表示綜合計算機的概略結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是表示晶片處理系統(tǒng)的調(diào)整方法的流程圖。
圖4是表示逐次曝光的矩陣的圖。
圖5是表示由逐次曝光得到的抗蝕劑圖形的線寬與曝光量以及聚焦值的關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示刻蝕圖形的線寬與曝光量以及聚焦值的關(guān)系的曲線圖。
圖7A是表示抗蝕劑圖形的剖面形狀與刻蝕圖形的剖面形狀的關(guān)系的例子的圖。
圖7B是表示抗蝕劑圖形的剖面形狀與刻蝕圖形的剖面形狀的關(guān)系的例子的圖。
圖7C是表示抗蝕劑圖形的剖面形狀與刻蝕圖形的剖面形狀的關(guān)系的例子的圖。
圖7D是表示抗蝕劑圖形的剖面形狀與刻蝕圖形的剖面形狀的關(guān)系的例子的圖。
圖8是表示用于改變曝光量和聚焦值的組合的方法的流程圖。
圖9是表示逐次曝光的矩陣與曝光量和聚焦值的組合的管理范圍的關(guān)系的圖。
圖10是表示抑制刻蝕圖形的面內(nèi)分散性的產(chǎn)生用的晶片處理系統(tǒng)的調(diào)整方法的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施方式。在此處，以使用抗蝕劑圖形對形成在半導(dǎo)體晶片W上的被刻蝕膜(被刻蝕層)進行刻蝕而形成刻蝕圖形的晶片處理系統(tǒng)為例進行說明。
圖1是表示用于對被刻蝕膜進行構(gòu)圖的晶片處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。該晶片處理系統(tǒng)具有抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置12；曝光裝置13；刻蝕裝置14；抗蝕劑剝離裝置15；用于測定抗蝕劑圖形的形狀的第一線寬測定裝置(ODP-1)16；用于測定刻蝕圖形的形狀的第二線寬測定裝置(ODP-2)17；以及綜合計算機11。
抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置12由成膜裝置(未圖示)在用CVD法或SOD法(spin on dielectric旋轉(zhuǎn)涂覆電介質(zhì))等方法所形成的層間絕緣膜那樣的被刻蝕膜上形成抗蝕劑膜，并對曝光處理后的抗蝕劑膜進行顯影。
曝光裝置13使用預(yù)定的掩模圖形(光掩模)在預(yù)定的曝光條件下對抗蝕劑膜進行曝光。
刻蝕裝置14是以抗蝕劑圖形為刻蝕掩模對被刻蝕膜進行刻蝕的裝置，例如，構(gòu)成為等離子體刻蝕裝置。
抗蝕劑剝離裝置15是從刻蝕處理后的晶片W上剝離抗蝕劑圖形的裝置，例如，構(gòu)成為等離子體灰化裝置。
第一線寬測定裝置(ODP-1)16使用散射測量技術(shù)對由抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置12進行的顯影處理后所形成的抗蝕劑圖形的形狀進行測定。
第二線寬測定裝置(ODP-2)17使用散射測量技術(shù)對由刻蝕裝置14進行刻蝕處理后所形成的被刻蝕膜的刻蝕圖形的形狀進行測定，其結(jié)構(gòu)與第一線寬測定裝置(ODP-1)16相同，只是測定對象不同。
所謂散射測量技術(shù)，是指對多個圖形形狀計算衍射光強度分布，例如，預(yù)先構(gòu)建程序庫，將光入射到測定對象的圖形上，檢測衍射光強度的角度方向分布，將其檢測結(jié)果與上述程序庫進行比較，由圖形匹配來推定測定對象的圖形的寬度、高度等，例如，已在特開2002-260994號公報中進行了說明。
綜合計算機11在此處控制第一、第二線寬測定裝置16、17以及曝光裝置13。并且，綜合計算機11除了控制這些裝置以外，也可對抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置12、刻蝕裝置14、抗蝕劑剝離裝置15進行控制，并且還可控制未圖示的成膜裝置。
圖2是表示綜合計算機11的概略結(jié)構(gòu)的圖。綜合計算機11具有處理控制器(CPU)31；數(shù)據(jù)輸入輸出部32，其具有顯示器，將步驟管理人員進行用于決定后述的曝光處理用的管理范圍的命令輸入操作的鍵盤或者例如處理控制器(CPU)31的運算結(jié)果可視化并進行顯示；存儲部33，存儲各種程序或數(shù)據(jù)；接口(IF)34a、34b和34c，使得在第一線寬測定裝置(ODP-1)16、第二線寬測定裝置(ODP-2)17以及曝光裝置13之間能夠分別進行數(shù)據(jù)通信。
具體地說，在存儲部33中記錄如下內(nèi)容曝光管理程序36，用于由處理控制器(CPU)31執(zhí)行后述的曝光管理范圍的決定或者曝光量與聚焦值的組合的改變等；第一分析程序37a，用于分析在第一線寬測定裝置(ODP-1)16中測得的分光反射光譜；該分析中所使用的第一程序庫(數(shù)據(jù)庫)37b；第二分析程序38a，用于分析在第二線寬測定裝置(ODP-2)17中測得的分光反射光譜；以及該分析中所使用的第二程序庫(數(shù)據(jù)庫)38b。
第一程序庫37b具有表示抗蝕劑圖形的形狀的線寬(圖2所示的“RCD1”等)或底寬、膜厚、側(cè)面角度等參數(shù)和與對應(yīng)于此的分光反射光譜相關(guān)的數(shù)據(jù)。同樣地，第二程序庫38b具有刻蝕圖形的線寬(圖2所示的“ECD1”等)或膜厚等和與對應(yīng)于此的分光反射光譜相關(guān)的數(shù)據(jù)。并且，“線寬”是指圖形的上表面的寬度，“底寬”是指圖形的最下部的寬度。
并且，圖1、2所示的晶片處理系統(tǒng)具有2臺線寬測定裝置，但是，也可以是用1臺線寬測定裝置對抗蝕劑圖形和刻蝕圖形各自的形狀進行測定的結(jié)構(gòu)。此時，只要綜合計算機11能夠識別測定對象是抗蝕劑圖形和刻蝕圖形中的哪一種圖形即可。例如，可以使綜合計算機11在步驟管理人員從數(shù)據(jù)輸入輸出部32輸入測定對象后開始線寬測定裝置的測定，也可以使綜合計算機11管理晶片運送過程，以使綜合計算機11能夠自動識別是完成在抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置12中的處理后的晶片，還是完成在抗蝕劑膜剝離裝置15中的處理后的晶片。
然后，參照圖3的流程圖，說明使用這樣的晶片處理系統(tǒng)來形成所希望形狀的刻蝕圖形的晶片處理系統(tǒng)的調(diào)整方法。這樣的晶片處理系統(tǒng)的調(diào)整方法實質(zhì)上是曝光裝置13中的曝光量和聚焦值的調(diào)整方法。
最初準(zhǔn)備用未圖示的成膜裝置形成被刻蝕膜例如low-k膜后的測試晶片W(步驟1)。然后，將晶片W運送到抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置12，在此處，在被刻蝕膜上形成抗蝕劑膜(步驟2)。將形成有抗蝕劑膜的晶片W運進曝光裝置13內(nèi)，在此處，如圖4所示，使曝光量以固定幅度在E0～En(n自然數(shù))之間逐次變化，而且，使聚焦值以固定幅度在F0～Fm(m自然數(shù))之間逐次變化，形成矩陣，進行以各矩陣要素(Ei，F(xiàn)j)為1次拍攝(shot)的曝光處理(以下稱為“水平曝光”)(步驟3)。在該步驟3中，在曝光量和聚焦值恰當(dāng)?shù)那闆r下，使用可得到線寬為H0的抗蝕劑圖形(以下，稱為“測試圖形”)的掩模作為光掩模，將其后形成的刻蝕圖形的線寬的目標(biāo)值也定為H0。
然后，將進行水平曝光后的晶片W返回到抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置12，在此處，進行顯影處理(步驟4)。由此，形成預(yù)定的抗蝕劑圖形。
將形成有抗蝕劑圖形的晶片W運送到第一線寬測定裝置(ODP-1)16，在此處，通過散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的圖形形狀(步驟5)。在該步驟5中，按照每1次拍攝曝光，即按照每個矩陣要素(Ei，F(xiàn)j)，例如，向各矩陣要素的中心照射預(yù)定波長的光，測定其分光反射光譜。
綜合計算機11通過對照由步驟5的處理測得的波形與對抗蝕劑圖形所記錄的第一程序庫37b的信息求得抗蝕劑圖形的線寬，并且，將其結(jié)果與步驟3的曝光量和聚焦值的組合進行對照，對它們進行鏈接(link)(步驟6)。并且，根據(jù)散射測量技術(shù)，就抗蝕劑圖形的形狀而言，不僅可求得其線寬，而且可求得底寬或側(cè)面的斜度等，但是，在此處，用線寬代表抗蝕劑圖形的形狀。
圖5是表示由步驟6得到的抗蝕劑圖形的線寬與曝光量以及聚焦值的關(guān)系的一例的曲線圖。該曲線圖成為用于確認抗蝕劑圖形的線寬與其后所形成的刻蝕圖形的線寬產(chǎn)生何種程度的偏移的資料。另外，該曲線圖可用作如下情況的參考數(shù)據(jù)在決定后述的管理范圍后，在隨時間變化對產(chǎn)品晶片W進行處理的過程中，產(chǎn)生了為得到所希望形狀的刻蝕圖形而必須改變曝光量和聚焦值的組合的狀況。
然后，將晶片W從第一線寬測定裝置(ODP-1)16運送到刻蝕裝置14，在此處，將抗蝕劑圖形用作刻蝕掩模，對被刻蝕膜進行刻蝕(步驟7)。例如，在等離子體刻蝕處理中，改變?nèi)菁{晶片W的室內(nèi)的真空度或者導(dǎo)入室內(nèi)的氣體量、用于產(chǎn)生等離子體的電壓、處理時間等，由此，可改變刻蝕條件，但是，由于這些調(diào)整并不容易，通常將刻蝕條件固定為用于產(chǎn)品制造的條件，在此處，步驟7也是在這種固定條件下進行的。
將結(jié)束刻蝕處理后的晶片W運送到抗蝕劑剝離裝置15，在此處，進行抗蝕劑膜的剝離處理(步驟8)。由此，在晶片W的表面上露出刻蝕圖形。然后，將晶片W運送到第二線寬測定裝置(ODP-2)17，在此處，使用散射測量技術(shù)測定刻蝕圖形的形狀(步驟9)。在該步驟9中，與先前的步驟5相同，按照每1次拍攝曝光，對各矩陣的中心照射預(yù)定波長的光，測定其分光反射光譜。
綜合計算機11通過對照由步驟9的處理測得的波形與對刻蝕圖形所記錄的第二程序庫38b的信息求得刻蝕圖形的線寬，使其結(jié)果與各矩陣要素(Ei，F(xiàn)j)的曝光量以及聚焦值鏈接(步驟10)。
圖6是表示由步驟10得到的刻蝕圖形的線寬與曝光參數(shù)(曝光量和聚焦值)的關(guān)系的一例的曲線圖。對圖5與圖6進行比較可知，在圖6中，最接近于線寬H0的線是與圖5所示曝光量為Ei的線不同的曝光量為Ei+1的線。即，用于形成形狀精度較高的抗蝕劑圖形的最佳的曝光量與聚焦值的組合、和用于形成形狀精度較高的刻蝕圖形的最佳的曝光量與聚焦值的組合產(chǎn)生差異。
參照圖7A～7D簡單地說明產(chǎn)生這種差異的原因。圖7A～7D是表示抗蝕劑圖形的剖面形狀與刻蝕圖形的剖面形狀的關(guān)系的例子的圖。
如圖7A所示，在抗蝕劑圖形61a為矩形、對刻蝕氣氛表現(xiàn)出良好的耐受性的情況下，可得到與抗蝕劑圖形61a的線寬H相等的線寬W的刻蝕圖形62a。與此相對，如圖7B所示，在抗蝕劑圖形61b為矩形、但對刻蝕氣氛的耐受性較低的情況下，在刻蝕處理時由于抗蝕劑圖形61b受到侵蝕，所以，刻蝕圖形62b的線寬W比最初的抗蝕劑圖形61b的線寬H窄。并且，如圖7C所示，如果抗蝕劑圖形61c為梯形，則刻蝕圖形62c的線寬W比抗蝕劑圖形61c的線寬H寬，反之，如圖7D所示，如果抗蝕劑圖形61d為倒梯形，則刻蝕圖形62d的線寬W比抗蝕劑圖形61d的線寬H窄。
這樣，刻蝕圖形的線寬受抗蝕劑圖形的形狀的影響很大，若未恰當(dāng)?shù)剡M行抗蝕劑膜的曝光，則難以得到良好的刻蝕圖形。因此，在步驟5、6中測定抗蝕劑圖形的形狀以得到與曝光參數(shù)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，這對于使刻蝕圖形的線寬落在允許尺寸范圍內(nèi)的情況也是有益的。
這樣，在步驟10中如果求得與刻蝕圖形的線寬相關(guān)的數(shù)據(jù)，則綜合計算機11決定要得到所希望形狀的刻蝕圖形所需的曝光量和聚焦值的組合的范圍(以下稱為“管理范圍”)(步驟11)。
該步驟11以如下方式進行。
首先，由于作為目標(biāo)的刻蝕圖形的線寬有固定的允許寬度，所以，將該寬度定為δ0。于是，刻蝕圖形的線寬只要在H0±δ0的范圍內(nèi)即可。該刻蝕圖形的允許范圍是圖6中用陰影線表示的區(qū)域。該區(qū)域為管理范圍。
這樣，對曝光量和聚焦值的組合設(shè)置管理范圍，在該管理范圍內(nèi)決定應(yīng)用于實際曝光處理的曝光量和聚焦值的組合，由此，能夠容易地得到屬于允許尺寸范圍的刻蝕圖形。由此，可抑制因刻蝕處理造成的不合格品的產(chǎn)生。
并且，在上述說明中，僅以刻蝕圖形的線寬為基準(zhǔn)決定了曝光量和聚焦值的組合的管理范圍，但是，如上所述，根據(jù)散射測量技術(shù)不僅可求得線寬，也可求得底寬或斜度，所以，最初如上述那樣以刻蝕圖形的線寬求得最初的管理范圍，然后以底寬使管理范圍縮小，并且以圖形的斜度使管理范圍縮小，以此求得曝光量和聚焦值的組合的最終的管理范圍亦可。
另外，在上述說明中，使用1枚測試晶片W決定曝光量和聚焦值的組合的管理范圍，但是，也可準(zhǔn)備2枚測試晶片W，其中1枚在進行步驟1～5的處理后被保管起來，剩下的1枚在進行步驟1～4以及步驟7～11的處理(即，未測定抗蝕劑圖形的形狀)后被保管起來。這是因為，在2枚測試晶片W上分別形成的抗蝕劑圖形的形狀實質(zhì)上可視作相同，這樣，保管測試晶片W，由此，可作為以后需要進行晶片處理系統(tǒng)的再調(diào)整時的參考。
在作為產(chǎn)品的晶片的處理開始前進行上述步驟1～11的步驟。因而，在步驟11結(jié)束后才進行實際的產(chǎn)品晶片的處理，但是，由于刻蝕室的清潔處理、被刻蝕膜的性能變化、抗蝕劑膜的性能變化、曝光裝置或抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置的維護等的產(chǎn)品晶片的制造環(huán)境隨時間的變化，抗蝕劑圖形的線寬超出允許尺寸范圍以外，為了解決這一問題，往往需要改變曝光量和聚焦值。以下，參照圖8所示的流程圖，說明此時的調(diào)整方法。
如果由步驟11決定了曝光量和聚焦值的組合的管理范圍，則在該管理范圍內(nèi)決定最容易得到希望的線寬的刻蝕圖形的條件、曝光量和聚焦值的組合(步驟12)。圖9是將步驟11中所求得的管理范圍用于圖4的圖，該圖9中的斜線區(qū)域為管理范圍。在步驟12中，例如，可將該管理范圍的大致中心處的曝光量和聚焦值的組合定為對產(chǎn)品晶片W曝光時的初始設(shè)定值。
這樣，如果決定了曝光量和聚焦值，則準(zhǔn)備形成有被刻蝕膜的產(chǎn)品晶片W(步驟13)，在被刻蝕膜上形成抗蝕劑膜(步驟14)，以所決定的曝光量和聚焦值用預(yù)定的產(chǎn)品圖形對所形成的抗蝕劑膜進行曝光(步驟15)、顯影(步驟16)。使用這樣形成的抗蝕劑圖形作為刻蝕掩模，對被刻蝕膜進行刻蝕，形成刻蝕圖形(步驟17)，然后，剝離抗蝕劑圖形(步驟18)。這樣，對形成有刻蝕圖形的產(chǎn)品晶片W而言，例如，按照每個以多枚為1個單位的批次，或者按照預(yù)定的枚數(shù)，用第二線寬測定裝置(ODP-2)17測定所形成的刻蝕圖形的線寬(步驟19)。
由于形成在產(chǎn)品晶片W上的刻蝕圖形的線寬存在應(yīng)當(dāng)允許的尺寸范圍，所以，接著判斷線寬是否在允許范圍內(nèi)(步驟20)。如果該線寬為允許范圍，則返回到步驟13，繼續(xù)產(chǎn)品晶片W的處理。在該線寬在該允許尺寸范圍以外的情況下，綜合計算機11需要改變曝光量和聚焦值，以使形成在產(chǎn)品晶片W上的刻蝕圖形的線寬落在允許尺寸范圍內(nèi)。
例如，在刻蝕圖形的線寬比允許尺寸范圍寬的情況下，若使用先前所示的圖6進行說明，認為圖6所示的各曲線向上側(cè)移動。因此可認為，例如，將曝光量從最初的Ei+1改變?yōu)镋i或Ei-1，甚至Ei-1的下側(cè)，由此，可使刻蝕圖形的線寬落在允許尺寸范圍內(nèi)。
但是，在這樣改變后的曝光量和聚焦值的組合處于在步驟11中所求得的管理范圍外的情況下，認為沒有適當(dāng)?shù)剡M行曝光處理，從保證產(chǎn)品晶片W的品質(zhì)的觀點看是不好的。
因此，當(dāng)在步驟19中所測定的線寬在允許尺寸范圍外時，判斷能否通過在由步驟11中所求得的管理范圍內(nèi)改變曝光量和聚焦值的組合而使刻蝕圖形的線寬落在允許尺寸范圍內(nèi)(步驟21)。
通過在管理范圍內(nèi)改變曝光量和聚焦值的組合可使刻蝕圖形的線寬落在允許尺寸范圍內(nèi)的情況下，綜合計算機11就這樣自動改變曝光量和聚焦值的組合(步驟22)。該方法主要在開始產(chǎn)品晶片W的處理后初次改變曝光量和聚焦值的情況等、改變次數(shù)較少的情況下使用。并且，步驟管理人員也能夠以手動改變曝光量和聚焦值的組合(通過數(shù)據(jù)輸入輸出部32決定新的曝光量和聚焦值的組合)。
這樣，如果決定了新的曝光量和聚焦值的組合，則曝光裝置13根據(jù)來自綜合計算機11的指令，從以下處理的產(chǎn)品晶片W開始以該新的曝光量和聚焦值進行曝光處理(步驟23)，其后，對經(jīng)顯影、刻蝕、抗蝕劑圖形剝離而形成在產(chǎn)品晶片W上的刻蝕圖形的線寬進行測定(步驟24)。然后，判斷線寬是否在允許范圍內(nèi)(步驟25)。如果此處測得的線寬在允許尺寸范圍內(nèi)，則返回到步驟13，接著繼續(xù)處理產(chǎn)品晶片W。另一方面，在測得的線寬在允許尺寸范圍外的情況下，例如，綜合計算機11停止曝光裝置13的工作，發(fā)出警報(步驟26)。在發(fā)出了警報的情況下，步驟管理人員采取應(yīng)對措施，以便可檢查產(chǎn)品晶片W的刻蝕圖形，并且檢查晶片處理系統(tǒng)，對產(chǎn)品晶片W進行處理。
另一方面，在步驟21中，在判斷為不能通過在管理范圍內(nèi)改變曝光量和聚焦值的組合使刻蝕圖形的線寬落在允許尺寸范圍內(nèi)的情況下，暫且將曝光裝置13的曝光量和聚焦值調(diào)整為管理范圍之外的新的曝光量和聚焦值(步驟27)。
這樣，通過在管理范圍內(nèi)改變曝光量和聚焦值的組合也不能使刻蝕圖形的線寬落在允許尺寸范圍內(nèi)，產(chǎn)生此情況的原因如下。
如上所述，當(dāng)通過在管理范圍內(nèi)改變曝光量和聚焦值的組合可使刻蝕圖形的線寬落在允許尺寸范圍內(nèi)時，若在步驟22中改變曝光量和聚焦值，例如，曝光量和聚焦值的組合從最初設(shè)定的圖9的斜線區(qū)域的中心移動到斜線區(qū)域內(nèi)的外側(cè)。因此，若重復(fù)這樣的改變，則會產(chǎn)生新的曝光量和聚焦值的組合偏離管理范圍的情況。
此時，在步驟27中，暫且將曝光裝置13調(diào)整為處于管理范圍之外的新的曝光量和聚焦值，這是因為存在如下情況為了防止因使晶片處理系統(tǒng)停止而造成的生產(chǎn)下降，以所設(shè)定的新的曝光量和聚焦值可充分地進行對產(chǎn)品晶片W的處理。
這樣，在調(diào)整為新的曝光量和聚焦值后，在這樣新的條件下，以產(chǎn)品圖形對其它產(chǎn)品晶片W進行曝光、顯影，檢查所得到的抗蝕劑圖形的形狀(線寬)(步驟28)。
在此處，為了使其后所形成的刻蝕圖形的線寬落在允許尺寸范圍內(nèi)，抗蝕劑圖形的線寬必須落在固定的允許尺寸范圍內(nèi)。因此，判斷在步驟28中所得到的抗蝕劑圖形的線寬是否在允許尺寸范圍內(nèi)(步驟29)。當(dāng)在允許范圍內(nèi)時，根據(jù)先前形成在測試襯底上的抗蝕劑圖形的形狀、測試圖形的目標(biāo)尺寸以及水平曝光中的曝光量和聚焦值的組合，決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍，設(shè)定新的曝光量和聚焦值的管理范圍(步驟30)。然后，返回到步驟13，以所設(shè)定的新的曝光量和聚焦值的組合繼續(xù)對產(chǎn)品晶片W進行處理。
另一方面，在抗蝕劑圖形的線寬在固定的尺寸范圍外的情況下，中止產(chǎn)品晶片W的處理，使用新的測試襯底再次進行從步驟1至步驟11的處理，決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍(步驟31)。由此，可重新開始步驟12以后的處理。
并且，在進行該步驟31的處理的情況下，最好預(yù)先對從形成被刻蝕膜或形成抗蝕劑膜至刻蝕處理后的抗蝕劑圖形剝離的一系列的處理中所用的裝置進行檢查。由此，到其后的系統(tǒng)檢查的時間變長，可抑制其間的處理條件的變動，容易使產(chǎn)品晶片W的品質(zhì)維持恒定。
然后，參照圖10所示的流程圖，說明調(diào)整曝光裝置13以使在用晶片處理系統(tǒng)制造產(chǎn)品時可抑制刻蝕處理的晶片W面內(nèi)的形狀分散性、在晶片W面內(nèi)的全部拍攝中得到所希望的刻蝕圖形形狀的方法。
最初，以與先前所說明的圖3所示的步驟1～6相同的過程進行對測試晶片形成被刻蝕膜(步驟101)、形成抗蝕劑膜(步驟102)、使用形成有測試圖形的光掩模的水平曝光(步驟103)、顯影處理(步驟104)、用散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的形狀(步驟105)、水平曝光中所用的曝光量和聚焦值的組合與抗蝕劑圖形的形狀數(shù)據(jù)的鏈接(步驟106)。
然后，準(zhǔn)備形成有被刻蝕膜的產(chǎn)品晶片W(步驟107)，形成抗蝕劑膜(步驟108)，使用形成有用于產(chǎn)品制造的圖形的光掩模以在經(jīng)驗上不產(chǎn)生產(chǎn)品不良的有效的某個曝光量和聚焦值的組合進行曝光(步驟109)、顯影(步驟110)，以所形成的抗蝕劑圖形為刻蝕掩模進行刻蝕(步驟111)，對抗蝕劑圖形進行剝離處理(步驟112)，通過散射測量技術(shù)測定所形成的刻蝕圖形的形狀(步驟113)。
然后，判斷在該步驟113中所得到的刻蝕圖形的線寬在產(chǎn)品晶片W的整個面內(nèi)是否落在允許范圍內(nèi)(步驟114)。當(dāng)線寬在產(chǎn)品晶片W的整個面內(nèi)落在允許范圍內(nèi)時，返回到步驟107，繼續(xù)進行產(chǎn)品晶片W的處理。
與此相對，容易產(chǎn)生如下情況在步驟113中所得到的刻蝕圖形的線寬在產(chǎn)品晶片W的一部分上落在允許范圍內(nèi)，但是，一部分在允許范圍外。例如，在等離子體刻蝕處理中，在經(jīng)驗上，可看到線寬在晶片W的中心部比外圍部細的趨勢。即，刻蝕圖形的線寬呈現(xiàn)環(huán)狀的分布。因此，當(dāng)在整個面內(nèi)線寬不在允許尺寸范圍內(nèi)時，即，刻蝕圖形的線寬在產(chǎn)品晶片W的中心部落在允許范圍內(nèi)而在外圍部則在允許范圍外的情況下，作為第一方法，有改變產(chǎn)品晶片W的外圍部的曝光量和聚焦值的方法(步驟115)。另外，作為第二方法，有改變產(chǎn)品晶片W整體的曝光量和聚焦值的方法(步驟116)。但是，第二方法的前提是在與產(chǎn)品晶片W的外圍部的曝光量和聚焦值的改變一致地在產(chǎn)品晶片W整體上改變曝光量和聚焦值時，可使產(chǎn)品晶片W的中心部中的線寬限于允許范圍內(nèi)。通過選取其中的某一種，在產(chǎn)品晶片W整體上可使刻蝕圖形的線寬落在允許范圍內(nèi)。
在這樣的曝光量和聚焦值的改變中利用先前所進行的測試晶片W的評價結(jié)果。上述刻蝕圖形的線寬在產(chǎn)品晶片W的中心部落在允許范圍內(nèi)而在外圍部則在允許范圍外的情況下，由于與所希望的線寬相比，產(chǎn)品晶片W的外圍部的線寬較寬，所以，在使用第一方法的情況下，首先查看以與對產(chǎn)品晶片W所使用的以前的曝光量以及聚焦值相同的曝光量以及聚焦值進行曝光后的測試晶片W內(nèi)的區(qū)域，選出可得到比該曝光區(qū)域(拍攝)的抗蝕劑圖形的線寬細的線寬的曝光量以及聚焦值。而且，在產(chǎn)品晶片W的曝光處理時，用以前的曝光量和聚焦值對產(chǎn)品晶片W的中心部進行曝光，改變?yōu)樵撔碌钠毓饬亢途劢怪祵ν鈬窟M行曝光。由此，可使產(chǎn)品晶片W整體的抗蝕劑圖形的線寬落在允許范圍內(nèi)。
在該第一方法中，也可按照每1次拍攝曝光改變曝光量和聚焦值。由此，可在產(chǎn)品晶片W面內(nèi)得到線寬均勻性更優(yōu)良的刻蝕圖形。
另外，在使用上述第二方法的情況下，查看以與對產(chǎn)品晶片W所應(yīng)用的以前的曝光量以及聚焦值相同的曝光量以及聚焦值進行曝光后的測試晶片W內(nèi)的區(qū)域，選出線寬比該曝光區(qū)域(拍攝)的抗蝕劑圖形的線寬窄而且以該曝光量和聚焦值對產(chǎn)品晶片W的中心部進行曝光時也可使所得到的刻蝕圖形的線寬落在允許范圍內(nèi)的曝光量和聚焦值的組合。然后，僅以所選出的新的曝光量和聚焦值進行產(chǎn)品晶片W的曝光。通過該方法也可使產(chǎn)品晶片W整體的抗蝕劑圖形的圖形的線寬落在允許范圍內(nèi)。該第二方法主要可用于每次曝光拍攝時的抗蝕劑圖形的線寬之差較小的情況。
在這些第一方法、第二方法中的任意一種方法中，通過步驟管理人員的判斷、步驟管理人員或者技術(shù)人員所設(shè)計的系數(shù)模型進行曝光量和聚焦值的改變。
并且，以上所說明的實施方式始終意在闡明本發(fā)明的技術(shù)性的內(nèi)容，本發(fā)明并非僅限定于這樣的具體例子來進行解釋，在本發(fā)明的宗旨和技術(shù)方案所述的范圍內(nèi)，可進行各種變更并進行實施。
例如，作為刻蝕裝置，不限于1臺，也可用多臺刻蝕裝置，或者也可用具有多個刻蝕室的刻蝕裝置。另外，同樣地，對于抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置，也不限于1臺，也可設(shè)置多臺，另外，設(shè)置多個抗蝕劑涂敷單元以及多個顯影單元亦可。在這樣的情況下，在刻蝕裝置間或者刻蝕室間，并且在抗蝕劑涂敷、顯影處理裝置間或者抗蝕劑涂敷單元或顯影單元間存在個體差異，有時會產(chǎn)生不能根據(jù)常規(guī)的裝置的運行條件設(shè)定來掌握的處理條件的分散性。在這樣的情況下，對全部的處理部分別設(shè)置ID，綜合計算機在全部ID的組合中設(shè)定與光刻處理條件對應(yīng)的管理范圍，為了得到所希望形狀的刻蝕圖形，優(yōu)選按照這些管理范圍中的每一個改變曝光量和聚焦值的組合。
并且，通過積累與這種改變相關(guān)的數(shù)據(jù)并加以運用，由此，可提高改變曝光量和聚焦值的組合的定時(timing)和精度，以保持刻蝕圖形的形狀恒定。
另外，在上述實施方式中，示出了將本發(fā)明應(yīng)用于半導(dǎo)體晶片的情況，但是，對以液晶顯示裝置為代表的FPD(平板顯示器)用的玻璃襯底等其它襯底，也可應(yīng)用本發(fā)明。
工業(yè)上的可利用性本發(fā)明適合于在半導(dǎo)體裝置或FPD的制造中要求較高的線寬精度的情況。
權(quán)利要求
1.一種曝光條件設(shè)定方法，具有如下步驟在具有被刻蝕層的測試襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，分別改變曝光量和聚焦值，用預(yù)定的測試圖形對上述抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影，在上述多個部位形成抗蝕劑圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀；使用形成有上述抗蝕劑圖形的抗蝕劑膜作為刻蝕掩模，對上述被刻蝕層進行刻蝕，從上述襯底上剝離上述抗蝕劑膜，在上述多個部位形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的刻蝕圖形的形狀；根據(jù)對上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量以及聚焦值的組合、上述多個部位的上述抗蝕劑圖形的形狀測定結(jié)果和上述多個部位的上述刻蝕圖形的形狀測定結(jié)果，決定為了得到所希望形狀的刻蝕圖形所允許的曝光量和聚焦值的組合的管理范圍。
2.如權(quán)利要求1的曝光條件設(shè)定方法，其特征在于，具有如下步驟在決定上述管理范圍后，決定上述管理范圍內(nèi)的一組曝光量和聚焦值的組合；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，根據(jù)上述所決定的曝光量和聚焦值以預(yù)定的產(chǎn)品圖形對該抗蝕劑膜進行曝光、顯影，對上述被刻蝕層進行刻蝕，剝離上述抗蝕劑膜，形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述刻蝕圖形的形狀；判斷上述刻蝕圖形的形狀是否在預(yù)定的允許尺寸范圍內(nèi)；在上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍之外的情況下，決定屬于上述管理范圍的新的曝光量和聚焦值的組合，以使其后處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1的曝光條件設(shè)定方法，其特征在于，具有如下步驟在決定上述管理范圍后，決定上述管理范圍內(nèi)的一組曝光量和聚焦值的組合；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，根據(jù)上述所決定的曝光量和聚焦值，以預(yù)定的產(chǎn)品圖形對該抗蝕劑膜進行曝光、顯影，對上述被刻蝕層進行刻蝕，剝離上述抗蝕劑膜，形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述刻蝕圖形的形狀；判斷上述刻蝕圖形的形狀是否在預(yù)定的允許尺寸范圍內(nèi)；若形成在上述產(chǎn)品襯底上的刻蝕圖形的形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍之外、而且要改變曝光量和聚焦值以使其后處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)時，在該新的曝光量和聚焦值的組合在上述管理范圍之外的情況下，以該新的曝光量和聚焦值使用上述產(chǎn)品圖形對上述另外的產(chǎn)品襯底進行曝光、顯影，測定所得到的抗蝕劑圖形的形狀；在上述抗蝕劑圖形的形狀在預(yù)定的尺寸范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)上述測試圖形的目標(biāo)尺寸、形成在上述測試襯底上的抗蝕劑圖形的形狀、以及上述逐次曝光中所使用的曝光量與聚焦值的組合，決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍；在上述抗蝕劑圖形的形狀在上述尺寸范圍外的情況下，再執(zhí)行用于使用新的測試襯底決定曝光量與聚焦值的組合的新的管理范圍的一系列處理。
4.如權(quán)利要求3的曝光條件設(shè)定方法，其特征在于，在使用上述新的測試襯底決定新的管理范圍的情況下，在新的測試襯底的處理之前，對從形成抗蝕劑膜至刻蝕處理后的抗蝕劑圖形剝離的一系列處理中所使用的裝置進行檢查。
5.如權(quán)利要求1的曝光條件設(shè)定方法，其特征在于，上述多個部位構(gòu)成以曝光量和聚焦值為要素的矩陣。
6.如權(quán)利要求1的曝光條件設(shè)定方法，其特征在于，上述圖形的測定對象包括圖形的線寬。
7.一種襯底處理裝置，其具有曝光處理部，以預(yù)定的圖形對形成在具有被刻蝕層的襯底的該被刻蝕層上的抗蝕劑膜進行曝光；圖形形狀測定部，通過散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的形狀和刻蝕圖形的形狀；以及控制部，控制上述曝光處理部和上述圖形形狀測定部，其特征在于，上述控制部根據(jù)如下內(nèi)容決定為了得到所希望的刻蝕圖形所允許的曝光量與聚焦值的組合的管理范圍，即用上述圖形形狀測定部測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀的結(jié)果，該多個部位的抗蝕劑圖形的形狀是分別改變曝光量和聚焦值并以預(yù)定的測試圖形對形成在襯底上的抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影而得到的；用上述圖形形狀測定部測定上述多個部位的刻蝕圖形的形狀的結(jié)果，該多個部位的刻蝕圖形的形狀是通過以形成有上述抗蝕劑圖形的抗蝕劑膜為刻蝕掩模對上述被刻蝕層進行刻蝕而形成的；以及對上述多個部位逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合。
8.如權(quán)利要求7的襯底處理裝置，其特征在于，當(dāng)形成在以上述管理范圍內(nèi)的一組曝光量和聚焦值的組合進行曝光后的產(chǎn)品襯底上的刻蝕圖形的形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍之外時，上述控制部決定屬于上述管理范圍的新的曝光量和聚焦值的組合，以使其后進行的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7的襯底處理裝置，其特征在于，當(dāng)形成在使用上述管理范圍內(nèi)的一組曝光量和聚焦值的組合進行曝光后的產(chǎn)品襯底上的刻蝕圖形的形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍之外、而且要改變曝光量和聚焦值以使其后處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)時，在該新的曝光量和聚焦值的組合在上述管理范圍之外的情況下，上述控制部控制上述曝光處理部，以使以該新的曝光量和聚焦值對上述另外的產(chǎn)品襯底進行曝光，在以新的曝光量和聚焦值進行曝光處理后的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的抗蝕劑圖形的形狀落在預(yù)定的尺寸范圍內(nèi)的情況下，根據(jù)形成在上述逐次曝光后的襯底上的抗蝕劑圖形的形狀、形成該抗蝕劑圖形所使用的光掩模的目標(biāo)尺寸、以及上述逐次曝光所使用的曝光量與聚焦值的組合，決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍。
10.如權(quán)利要求7的襯底處理裝置，其特征在于，上述圖形形狀測定部具有測定抗蝕劑圖形的形狀的第一測定部和測定刻蝕圖形的形狀的第二測定部。
11.一種計算機程序，該計算機程序使計算機控制襯底處理裝置，其中，該襯底處理裝置具有曝光處理部，以預(yù)定的圖形對形成在襯底上的抗蝕劑膜進行曝光；以及圖形形狀測定部，通過散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的形狀和刻蝕圖形的形狀，其特征在于，該計算機程序包含使計算機控制上述襯底處理裝置的軟件，以執(zhí)行具有如下步驟的處理在執(zhí)行時，在具有被刻蝕層的測試襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，分別改變曝光量和聚焦值，以預(yù)定的測試圖形對該抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影，在上述多個部位形成抗蝕劑圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀；使用形成有上述抗蝕劑圖形的抗蝕劑膜作為刻蝕掩模，對上述被刻蝕層進行刻蝕，從上述襯底上剝離上述抗蝕劑膜，在上述多個部位形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的刻蝕圖形的形狀；根據(jù)對上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量與聚焦值的組合、上述多個部位的上述抗蝕劑圖形的形狀測定結(jié)果、上述多個部位的上述刻蝕圖形的形狀測定結(jié)果，決定為了得到所希望形狀的刻蝕圖形所允許的曝光量和聚焦值的組合的管理范圍。
12.如權(quán)利要求11的計算機程序，其特征在于，上述處理還具有如下步驟在決定上述管理范圍后，決定上述管理范圍內(nèi)的一組曝光量和聚焦值的組合；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，根據(jù)上述所決定的曝光量和聚焦值，以預(yù)定的產(chǎn)品圖形對該抗蝕劑膜進行曝光、顯影，對上述被刻蝕層進行刻蝕，剝離上述抗蝕劑膜，形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述刻蝕圖形的形狀；判斷上述刻蝕圖形的形狀是否在預(yù)定的允許尺寸范圍內(nèi)；當(dāng)上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍之外的情況下，決定屬于上述管理范圍的新的曝光量和聚焦值的組合，以使其后處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求11的計算機程序，其特征在于，上述處理還具有如下步驟在決定了上述管理范圍后，決定上述管理范圍內(nèi)的一組曝光量和聚焦值的組合；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，根據(jù)上述所決定的曝光量和聚焦值，以預(yù)定的產(chǎn)品圖形對該抗蝕劑膜進行曝光、顯影，對上述被刻蝕層進行刻蝕，剝離上述抗蝕劑膜，形成刻蝕圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述刻蝕圖形的形狀；判斷上述刻蝕圖形的形狀是否在預(yù)定的允許尺寸范圍內(nèi)；當(dāng)形成在上述產(chǎn)品襯底上的刻蝕圖形的形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍之外、而且要改變曝光量和聚焦值以使其后處理的另外的產(chǎn)品襯底上所形成的刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)時，在該新的曝光量和聚焦值的組合在上述管理范圍之外的情況下，以該新的曝光量和聚焦值使用上述產(chǎn)品圖形對上述另外的產(chǎn)品襯底進行曝光、顯影，測定所得到的抗蝕劑圖形的形狀；當(dāng)上述抗蝕劑圖形的形狀在預(yù)定的尺寸范圍內(nèi)時，根據(jù)上述測試圖形的目標(biāo)尺寸、形成在上述測試襯底上的抗蝕劑圖形的形狀、以及上述逐次曝光所用的曝光量和聚焦值的組合，決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍；在上述抗蝕劑圖形的形狀在上述尺寸范圍外的情況下，再執(zhí)行用于使用新的測試襯底決定曝光量和聚焦值的組合的新的管理范圍的一系列處理。
14.一種曝光條件設(shè)定方法，具有如下步驟在具有被刻蝕層的測試襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，分別改變曝光量和聚焦值，以預(yù)定的測試圖形對上述抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影，在上述多個部位形成抗蝕劑圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，以預(yù)定的產(chǎn)品圖形，用預(yù)定的曝光量和聚焦值對上述抗蝕劑膜進行曝光、顯影、刻蝕，通過散射測量技術(shù)測定除去上述抗蝕劑膜后所得到的刻蝕圖形的形狀；在上述刻蝕圖形之中存在其形狀在允許尺寸范圍外的區(qū)域的情況下，根據(jù)對上述測試襯底的上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合、以及形成在上述測試襯底上的抗蝕劑圖形的形狀測定數(shù)據(jù)，改變用于對上述產(chǎn)品襯底進行曝光的曝光量和聚焦值的組合，以使全部刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14的曝光條件設(shè)定方法，其特征在于，對上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍外的區(qū)域應(yīng)用新的曝光量和聚焦值的組合；對上述刻蝕圖形的形狀在允許尺寸范圍內(nèi)的區(qū)域應(yīng)用以前的曝光量和聚焦值的組合。
16.一種襯底處理裝置，其具備曝光處理部，以預(yù)定的圖形對形成在具有被刻蝕層的襯底的該被刻蝕層上的抗蝕劑膜進行曝光；圖形形狀測定部，通過散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的形狀和刻蝕圖形的形狀；以及控制部，控制上述曝光處理部和上述圖形形狀測定部，其特征在于，上述控制部根據(jù)如下內(nèi)容，在上述刻蝕圖形之中存在其形狀在預(yù)定的允許尺寸范圍外的區(qū)域的情況下，改變上述測試襯底的曝光量和聚焦值的組合，以使全部刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)，即用上述圖形形狀測定部測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀的結(jié)果，該多個部位的抗蝕劑圖形的形狀是分別改變曝光量和聚焦值、以預(yù)定的測試圖形對形成在測試襯底上的抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影而得到的；對上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合；用上述圖形形狀測定部測定上述被刻蝕層的刻蝕圖形的形狀的結(jié)果，該被刻蝕層的刻蝕圖形的形狀是以預(yù)定的產(chǎn)品圖形按預(yù)定的曝光量和聚焦值對具有被刻蝕層和抗蝕劑膜的產(chǎn)品襯底的該抗蝕劑膜進行曝光、顯影、刻蝕并剝離上述抗蝕劑膜而得到的。
17.如權(quán)利要求16的襯底處理裝置，其特征在于，上述控制部對上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍外的區(qū)域應(yīng)用新的曝光量和聚焦值的組合；對上述刻蝕圖形的形狀在允許尺寸范圍內(nèi)的區(qū)域應(yīng)用以前的曝光量和聚焦值的組合。
18.一種計算機程序，該計算機程序使計算機控制襯底處理裝置，其中，該襯底處理裝置具有曝光處理部，以預(yù)定的圖形對形成在襯底上的抗蝕劑膜進行曝光；圖形形狀測定部，通過散射測量技術(shù)測定抗蝕劑圖形的形狀和刻蝕圖形的形狀，其特征在于，該計算機程序包含使計算機控制上述襯底處理裝置的軟件，以執(zhí)行具有如下步驟的處理在執(zhí)行時，在具有被刻蝕層的測試襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，分別改變曝光量和聚焦值，以預(yù)定的測試圖形對上述抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影，在上述多個部位形成抗蝕劑圖形；通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的抗蝕劑圖形的形狀；在具有被刻蝕層的產(chǎn)品襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，以預(yù)定的產(chǎn)品圖形按預(yù)定的曝光量和聚焦值對上述抗蝕劑膜進行曝光、顯影、刻蝕，通過散射測量技術(shù)測定除去上述抗蝕劑膜所得到的刻蝕圖形的形狀；在上述刻蝕圖形之中存在其形狀在允許尺寸范圍外的區(qū)域的情況下，根據(jù)對上述測試襯底的上述多個部位進行逐次曝光時的上述各部位的曝光量和聚焦值的組合、以及形成在上述測試襯底上的抗蝕劑圖形的形狀測定數(shù)據(jù)，改變用于對上述產(chǎn)品襯底進行曝光的曝光量和聚焦值的組合，以使全部刻蝕圖形的形狀落在上述允許尺寸范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求18的計算機程序，其特征在于，對上述刻蝕圖形的形狀在上述允許尺寸范圍外的區(qū)域應(yīng)用新的曝光量和聚焦值的組合；對上述刻蝕圖形的形狀在允許尺寸范圍內(nèi)的區(qū)域應(yīng)用以前的曝光量和聚焦值的組合。
全文摘要
在具有被刻蝕層的測試襯底的該被刻蝕層上形成抗蝕劑膜，分別改變曝光量和聚焦值，以預(yù)定的測試圖形對抗蝕劑膜的多個部位進行逐次曝光、顯影，在上述多個部位形成抗蝕劑圖形。然后，對被刻蝕膜進行刻蝕，剝離抗蝕劑圖形，通過散射測量技術(shù)測定上述多個部位的被刻蝕膜的圖形的形狀，根據(jù)逐次曝光的曝光量以及聚焦值、抗蝕劑圖形的線寬和刻蝕圖形的線寬，決定為了得到所希望形狀的刻蝕圖形所允許的曝光量和聚焦值的組合的管理范圍。
文檔編號G03F7/20GK101061568SQ200580039229
公開日2007年10月24日 申請日期2005年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月16日
發(fā)明者澤井和夫, 園田明弘 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社