[發明專利]曝光條件設定方法及表面檢查裝置

無效

• 申請號: 201080025903.5
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN102473600A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 岡本裕昭
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F7/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明是關于一種在使用于半導體制造的曝光系統設定聚焦偏置等的曝光條件的技術。

背景技術

在一般使用于存儲器或邏輯等的半導體制造的掃描器或步進器等的曝光系統(例如，參照專利文獻1)，曝光時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)，是定義為產生曝光結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作規格的設計容許值內的聚焦偏置的范圍。

作為檢查產生的圖案是否在設計容許值內的代表性方法，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原理上不易到達高產率，因此在實際運用上，如圖11所示，通過在曝光后的照射區域內的五點程度的取樣實施檢查。另一方面，作為以高產率測量廣區域的信息的系統，可舉出散射測量法(Optical?CD：以下稱為OCD)。然而，為了進行此測量，必須在某個程度的區域(50μm×50μm程度)設置專用圖案，必須要模擬結果的程式館等，原理上不易進行在實際的電路圖案內的特定圖案的檢查。

又，在LSI(大型集成電路)制造，是否能均勻且依照設計解析充分發揮曝光機器具有的曝光性能的細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，以變形照明使曝光系統本身最佳化據以使該等細微圖案高精度曝光。其結果，聚焦裕度在曝光系統最佳化的細微圖案亦較廣。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微圖案不同的圖案時，相較于曝光系統最佳化的細微圖案的聚焦裕度，孤立圖案等的聚焦裕度具有變窄的傾向。由于該等為實際的電路圖案，因此無法適用上述OCD，且在面內觀察到較多點，因此若使用SEM則需要非常多時間。又，亦會有圖案的形狀并非單純的直線狀，在視野內不測量復數個點則無法評估圖案形狀的情形，進一步使SEM的產率降低。

作為評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(參照圖10)的方法，該方法一邊以微小的步進使曝光機器的聚焦偏置變化，一邊在晶圓上依序使照射區域101曝光。作為管理方法，使用SEM或OCD等的測量裝置監測形成于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微圖案不同的圖案的情形，由于為實際的電路圖案，因此無法以OCD管理，且即使使用SEM亦耗費龐大的時間及費用，因此現實上不易實施正常檢查。又，假設即使實施SEM的管理，亦可說是進行測量結果的反饋前耗時的方法。

相對于此，有檢測形成于晶圓表面的圖案中的構造性復折射導致的偏光變化以監測最佳聚焦的方法。根據此種方法，求出各照射區域的亮度平均的峰值，可快速求出最佳聚焦。關于FEM晶圓100中細微圖案的最佳聚焦，亦可在短時間測量，因此可迅速進行測量結果的反饋。

然而，關于以存儲器墊(memory?mat)大小的間隔反復存在的孤立圖案(例如防護圖案等)，由于間距大于細微圖案，因此原理上不易取得偏光的變化。因此，雖利用繞射光，但來自線寬與線距圖案或防護圖案的繞射光，相對于圖12(a)所示的正常圖案，如圖12(b)所示的產生變形的圖案般產生圖案變化時，產生繞射效率的變化。其結果，可將圖案的變化取得為繞射光的亮度變化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-41549號公報

發明內容

發明欲解決的技術課題

然而，檢測繞射光的情形與檢測偏光的情形不同，會有亮度的明暗變化(繞射效率的變化的比例)與圖案的形狀變化的關系并非為線性關系的情形，會有無法僅從亮度的明暗變化、例如照射區域內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。

本發明有鑒于上述問題而構成，其目的在于提供一種正確設定聚焦裕度等的曝光條件的技術。

為解決問題采取的技術手段