重叠测量方法和使用其的重叠测量设备技术

一种重叠测量设备，包括：　　　　产生具有多个波长的可见光的光源；　　　　光学模块，从由该光源产生的可见光中选择具有单个波长的可见光，使该具有单个波长的可见光入射在多个重叠图形上，以及使用从该多个重叠图形反射的可见光，用预定的颜色投影该重叠图形；　　　　成像单元，根据该可见光的各个波长，获得该多个重叠图形的图像和获得对应于该图像的图像信号；　　　　数据库，连续地存储由该成像单元获取的图像信号；　　　　选择单元，使用该数据库中存储的图像信号，从该重叠图形图像中选择清楚的图像；以及　　　　控制单元，输出控制信号到光学模块，以便该光学模块可以使用与可见光的各个波长相关的信息，用特定的颜色投影该重叠图形，该可见光用来投影由选择单元选择的重叠图形。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体上涉及一种半导体制造方法和使用该半导体制造方法的半导体制造设备，更具体，涉及一种重叠测量方法和使用该重叠测量方法的重叠测量设备。本申请要求2006年4月27日申请的韩国专利申请号10-2006-0038074的优先权，在此将其公开内容全部引入作为参考。
技术介绍
近年来，诸如计算机和移动电话的高性能电子装置的需求一直在快速增长。具体地，对于以高速运行的较小尺寸的电子装置有需求。因为大多数电子装置包括在该装置内至少执行部分处理的半导体芯片，所以研制具有高运行速度和高存储容量，但是仍是较小尺寸的新半导体芯片的需求相应增加。由此，有研制具有高集成度、高可靠性和高响应速度的半导体芯片的动向。通常，半导体芯片制造工序包括各个基本工序的组合。亦即，芯片经历大量分立的工序。此外，为了保证高产率和处理量，各个基本工序被研制。然而，在一个或多个单个基本工序过程中，将不可避免地发生某些错误。为此，努力的方向是致力于用于测量各个基本工序中的工艺误差的研究方法和设备。具体地，这些努力的一部分涉及光刻工序。这是因为光刻涉及加工条件和加工设备的频繁变化，光刻是重要的半导体制造工序。光刻工序通常涉及将掩模上的几何形状转移到硅晶片的表面。光刻工序中涉及的步骤包括晶片清洗、阻挡层形成、光刻胶涂敷、软烘焙、掩模对准、曝光和显影以及硬烘焙。具体，在光刻工序中，使用光刻胶图形作为刻蚀掩模，执行在光刻胶图形下面布置的晶片或在晶片上形成的薄膜的构图。典型地使用中间掩模(reticle)以在底下的晶片上或在该晶片形成的薄膜上形成精确的半导体图形。具体地，中间掩模被用作图形掩模，其允许光刻胶被有选择地露出，并被布置在预定的位置。然后，该晶片被对准，以对应于该中间掩模的位置。但是，在某些条件下，该中间掩模和晶片可能未对准。例如，当传播在中间掩模上入射的光的光学系统中有缺陷时，该中间掩模和晶片可能相互未对准。在这种条件下，晶片上形成的图形不可能是精确的。此外，晶片上形成的任意进一步的图形(即，通过之后的各个工序形成的图形)将必定是不精确的，因为所有附加图形相对于先前形成的图形对准，而先前形成的图形没有被精确地形成。为了克服这种问题，曝光工序中使用的中间掩模具有在其上形成的对准图形和重叠图形。具体地，对准图形用来对准该晶片，以便在光刻过程中精确曝光。此外，该重叠图形用来测量在先前和后续工序中的光刻条件是否相互匹配。此外，当该中间掩模变化时，在先前和后续工序中形成重叠图形相互重叠，或排列在预定空间，以便它们可以相互比较。由此，重叠测量设备测量并比较先前和后续工序中形成的重叠图形，并将比较结果提供给半导体制造设备的操作员或控制器。该比较结果被操作员/控制器用来调整半导体制造设备，以便在晶片上的准确位置形成光刻胶图形(即，精确的图形)。通常，在光刻工序中，在相同的平面上不形成多个重叠图形。具体地，在晶片上或晶片的薄膜上每次一个地形成每个图形。此外，在先前工序的过程中形成的图形顶上形成每个随后的图形。亦即，该重叠图形被互相层叠，以便在不同的平面上形成每个重叠图形。常规重叠测量设备包括放大并投影多个重叠图形的光学模块，获得对应于该投影的重叠图形的成像单元，以及读取单元。该读取单元执行大量功能。例如，该读取单元由成像单元获得的图像信号而形成图像、读取对应于该重叠图形的重叠图形图像之间的位置差异、计算重叠补偿值以及将包括重叠补偿值的反馈提供给曝光单元。具体，该光学模块照射由白色可见光构成的入射光到晶片的表面上，并放大和投影其反射光，以便该成像单元可以获得对应于该重叠图形的图像。典型地，与在晶片的表面上形成薄膜或光敏膜的步骤一起，以沟槽形状或突出块形状，形成重叠图形。但是，在其线宽接近可见光波长的重叠图形上可能折射或散射从光学模块照射的可见光(具有预定波长)。该照射光的波长和重叠图形的线宽之间的相似性可能导致重叠测量误差。例如，当由白色可见光构成的入射光入射到重叠图形上并被折射或散射时，该反射光包括红色、蓝色和绿色分量的至少一种。但是，用黑色和白色混合处理该反射光。在该工序中，在处理该反射光的同时，成像单元可能使整个或至少部分重叠图形图像变形。由此，读取单元可以，基于被成像单元部分地或完全地扭曲的重叠图形图像，计算不正确的重叠补偿值。重叠补偿处理中的这些误差可能导致光刻工序的成品率减少。因此需要一种系统和方法，在半导体芯片制造工序过程中提供准确的重叠补偿值。本公开致力于克服与常规重叠测量系统和方法相关的一个或多个缺点。
技术实现思路
本公开的一个方面包括一种重叠测量设备。该设备包括产生具有多个波长的可见光的光源；光学模块，从由该光源产生的可见光中选择具有单个波长的可见光，使该具有单个波长的可见光入射在多个重叠图形上，以及使用从该多个重叠图形反射的可见光，用预定的颜色投影该重叠图形；成像单元，根据该可见光的各个波长获取多个重叠图形的图像，以及获取对应于该图像的图像信号；数据库，连续地存储通过该成像单元获取的图像信号；选择单元，使用该数据库中存储的图像信号从该重叠图形图像选择清楚的图像；以及控制单元，输出控制信号到光学模块，以便该光学模块可以使用与可见光的各个波长相关的信息，用特定的颜色投影该重叠图形，该信息用来投影由选择单元选择的重叠图形。本公开的另一方面包括一种重叠测量设备。该设备包括产生具有多个波长的可见光的光源；使可见光入射在重叠图形上的光学模块，并选择从该重叠图形反射的具有单个波长的可见光，以便用预定的颜色投影该重叠图形；成像单元，根据可见光的各个波长获取多个重叠图形的图像和获得对应于该图像的图像信号；数据库，连续地存储通过该成像单元获取的图像信号；选择单元，使用数据库中存储的图像信号，从重叠图形图像选择清楚的图像；以及控制单元，输出控制信号到光学模块，以便该光学模块可以使用与可见光的单个波长相关的信息，用特定的颜色投影该重叠图形，该信息用来投影由选择单元选择的重叠图形。本公开的另一方面包括一种重叠测量方法。该方法包括根据用来投影多个重叠图形的各个可见光的波长，获取多个重叠图形；在数据库中存储对应于根据可见光的各个波长获得的多个重叠图形图像的信号；使用数据库中存储的图像信号，显示多个重叠图形图像；比较多个重叠图形图像上出现的多个重叠图形的清晰度；以及通过选择单元，从其上出现多个重叠图形的重叠图形图像选择清楚的图像；以及使用具有相应波长的可见光放大和投影该多个重叠图形，该具有相应波长的可见光用来获取通过选择单元选择的重叠图形图像。附图说明对所属领域的普通技术人员来说，通过参考附图详细描述其优选示例性实施例，将使本专利技术的上述及其他特点变得更明显，其中图1图示了根据示例性公开的实施例的重叠测量设备的视图；图2图示了图1的光学模块；图3是图示了重叠图形的平面图；图4是沿图3的线I-I′的剖面图；图5图示了根据选择的示例性公开的实施例的重叠测量设备的视图；图6图示了图5的光学模块；图7是图示了重叠图形的平面图；图8是沿图7的线II-II′的剖面图；以及图9图示了根据示例性公开的实施例的重叠测量方法的流程图。具体实施例方式下面，现在将参考附图详细描述根据本专利技术的示例性实施例的重叠测量方法和使用该重叠测量方法的重叠测量设备。本专利技术可以以各种形式体现，不应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重叠测量设备，包括：产生具有多个波长的可见光的光源；光学模块，从由该光源产生的可见光中选择具有单个波长的可见光，使该具有单个波长的可见光入射在多个重叠图形上，以及使用从该多个重叠图形反射的可见光，用预定的颜色投影该重叠图形；成像单元，根据该可见光的各个波长，获得该多个重叠图形的图像和获得对应于该图像的图像信号；数据库，连续地存储由该成像单元获取的图像信号；选择单元，使用该数据库中存储的图像信号，从该重叠图形图像中选择清楚的图像；以及控制单元，输出控制信号到光学模块，以便该光学模块可以使用与可见光的各个波长相关的信息，用特定的颜色投影该重叠图形，该可见光用来投影由选择单元选择的重叠图形。

【技术特征摘要】
1.一种重叠测量设备，包括产生具有多个波长的可见光的光源；光学模块，从由该光源产生的可见光中选择具有单个波长的可见光，使该具有单个波长的可见光入射在多个重叠图形上，以及使用从该多个重叠图形反射的可见光，用预定的颜色投影该重叠图形；成像单元，根据该可见光的各个波长，获得该多个重叠图形的图像和获得对应于该图像的图像信号；数据库，连续地存储由该成像单元获取的图像信号；选择单元，使用该数据库中存储的图像信号，从该重叠图形图像中选择清楚的图像；以及控制单元，输出控制信号到光学模块，以便该光学模块可以使用与可见光的各个波长相关的信息，用特定的颜色投影该重叠图形，该可见光用来投影由选择单元选择的重叠图形。2.根据权利要求1的重叠测量设备，还包括读取单元，该读取单元读取在由该选择单元选择的重叠图形图像上出现的多个重叠图形的偏移。3.根据权利要求1的重叠测量设备，还包括显示单元，该显示单元使用在该数据库中存储的图像信号，显示其上出现多个重叠图形的多个重叠图形图像，并显示由选择单元选择的重叠图形图像。4.根据权利要求1的重叠测量设备，其中该光学模块包括第一反光镜，反射由该光源产生的可见光；滤光器，过滤该具有多个波长的可见光，以选择具有单个波长的可见光；光纤，改变由该滤光器过滤的可见光的传输路径；光束分裂器，分裂从该光纤发射的可见光；以及投影单元，放大并投影由光束分裂器分裂的可见光到晶片的表面上，以及放大和投影从晶片的表面反射的可见光到成像单元上。5.根据权利要求4的重叠测量设备，其中该滤光器根据从控制单元输出的控制信号，在直线上前后移动的同时，从该具有多个波长的可见光中选择具有单个波长的可见光。6.根据权利要求4的重叠测量设备，其中该滤光器根据从控制单元输出的控制信号，在旋转的同时，从该具有多个波长的可见光中选择具有单个波长的可见光。7.根据权利要求4的重叠测量设备，其中该光束分裂器包括半反光镜。8.根据权利要求4的重叠测量设备，其中该投影单元包括主物镜和目镜，该主物镜使该可见光入射到在晶片表面上形成的多个重叠图形上，该目镜使用通过主物镜入射在晶片表面上并从该晶片表面反射的可见光放大和投影该多个重叠图形。9.根据权利要求8的重叠测量设备，其中该主物镜包括高度消色差物镜。10.根据权利要求1的重叠测量设备，其中该控制单元从滤光器接收关于由光学模块选择的可见光的单个波长的信息，并输入该信息到数据库。11.根据权利要求1的重叠测量设备，其中该选择单元在多个重叠图形图像上执行黑白混合处理，并选择清楚的重叠图形图像。12.根据权利要求11的重叠测量设备，其中该选择单元根据具有预定颜色的可见光的强度，在重叠图形图像上执行黑白混合处理。13.一种重叠测量设备，包括光源，产生具有多个波长的可见光；光学模块，使该可见光入射在重叠图形上，以及选择从该重叠图形反射的具有单个波长的可见光，以便用预定的颜色投影该重叠图形；成像单元，根据该可见光的各个波长获取多个重叠图形的图像，和获取对应于该图像的图像信号；数据库，连续地存储由该成像单元获取的图像信号；选择单元，使用在该数据库中存储的图像信号，从重叠图形图像中选择清楚的图像；以及控制单元，输出控制信号到光学模块，以便该光学模块可以使用与可见光的单个波长相关的信息，用特定的颜色投影该重叠图形，该可见光用来投影由选择单元选择的重叠图形。14.根据权利要求13的重叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔交亨，朴珍俊，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR