表面检查装置及其方法制造方法及图纸

提供一种能以短时间、高精度测量曝光时的聚焦状态的装置。表面检查装置1具有以照明系20照明具有既定图案的晶圆（wafer）10的表面并拍摄来自晶圆10的光所形成的影像的摄影装置35、储存关于显示影像的信号强度与聚焦偏移量的关系的聚焦曲线的信息(基准数据)的记忆部45、利用记忆部45中储存的基准数据从以摄影装置35拍摄的影像信号强度判定对晶圆10上的图案曝光时的聚焦状态的影像处理部40。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于检查具有既定图案的基板表面的表面检查装置及表面检查方法。又，是关于具有此种表面检查装置及曝光装置的曝光系统、以及使用此种表面检查方法的半导体元件制造方法。
技术介绍
步进扫描(step&scan)方式的曝光装置是一边通过掩膜图案及投影透镜照射狭缝状的光、一边使标线片载台(亦即形成有掩膜图案的掩膜基板)与晶圆载台(亦即形成有半导体图案的晶圆(wafer))相对移动以扫描(=scan) 一照射(one shot)分,据以对半导体晶圆进行一照射分的·曝光。如此，由于以狭缝(光)的长边与标线片载台的相对扫描距离决定曝光照射的大小，因此可使曝光照射变大(加大)。于此种曝光装置中，聚焦(图案在晶圆面上的对焦状态)的管理是非常重要的。因此，监测曝光装置在晶圆面上的聚焦状态(此处所指的聚焦管理，不限定于因散焦(失焦)造成的不良情形，而是指在照射内及晶圆全面管理聚焦状态的变动)。曝光装置的聚焦状态的测量，已知有例如以使用专用的掩膜基板使测试图案曝光、显影，从所得的测试图案的位置偏移测量聚焦偏移(offset)量的方法(例如参照专利文献I)。先行技术文献专利文献专利文献1:日本特开2002 - 289503号公报
技术实现思路
然而，以此种方法测量曝光装置的聚焦状态的情形时，掩膜图案的种类及曝光装置的照明条件有所限制，仅能以和实际元件不同的图案测量聚焦状态。本专利技术鉴于此种问题而为，其目的在提供一种能以实际元件的图案测量对基板进行的加工的条件(例如曝光时的聚焦状态)的装置及方法。用以解决课题的手段为达成上述目的，本专利技术的表面检查装置，具有:照明部，以照明光照明具有经既定加工条件加工的图案的基板的表面既定区域；检测部，检测与从位在该既定区域内的图案往第I方向行进的第I光对应的第I检测信号、以及与往该第I方向不同的第2方向行进的第2光对应的第2检测信号:准备部，对具有以复数个已知加工条件加工的复数个图案的至少一个，准备显示以该检测部检测的第I检测信号与该已知复数个加工条件的关系的第I基准数据、以及显示以该检测部检测的第2检测信号与该已知复数个加工条件的关系的第2基准数据；以及判定部，对待求出加工条件的基板，根据以该检测部检测的第I检测信号与该第I基准数据的一致度、以及对该基板以该检测部检测的第2检测信号与该第2基准数据的一致度，判定该基板上的图案的加工条件。又，上述表面检查装置中，该图案通过各该既定区域的曝光所设的图案，以该判定部求出的该加工条件是该曝光时的聚焦状态与曝光量中的至少一方；相对于该加工条件变化的该第I检测信号的变化与相对于该加工条件变化的该第2检测信号的变化是相反的。又，上述表面检查装置中，以该判定部判定的该加工条件为该聚焦状态，相对于该聚焦状态变化的该第I检测信号及第2检测信号的变化，较相对于该曝光量变化的变化大。此外，该准备部可以是储存该第I基准数据与该第2基准数据的记忆部。又，上述表面检查装置中，其中，该第I检测信号与该第2检测信号中的至少一方可依据绕射光。此外，该第I方向与该第2方向可以是于位在该既定区域内的图案产生的不同次数的绕射光的行进方向。再者，该第I检测信号与该第2检测信号中的至少一方可以是依据既定的偏光成分。又，上述表面检查装置中，其中，该检测部检测往与该第I方向、该第2方向皆不同的第3方向行进的第3光对应的第3检测信号；于该准备部进一步储存有针对具有该复数个图案的基板，显示以该检测部检测的第3检测信号与该已知的复数个加工条件的关系的第3基准数据；该判定部根据对该被检基板以该检测部检测的第I检测信号与该第I基准数据的一致度、对该被检基板以该检测部检测的第2检测信号与该第2基准数据的一致度、以及对该被检基板以该检测部检测的第3检测信号与该第3基准数据的一致度，判定该被检基板上的图案的加工条件。又，上述表面检查装置中，进一步具备支承该基板的载台，该载台能以与该基板的该被支承的面略平行且与该照明光的行进方向略正交的轴为中心旋动。此外，该检测部可具备插拔自如的设在照明该基板的照明光的光路、使该照明光中的s偏光成分透射的方式构成的照明侧偏光滤光器，或插拔自如的设在第I或第2光路、使该第1、第2光中的s偏光成分透射的方式构成的受光侧偏光滤光器。又，本专利技术的曝光系统，具备于基板表面曝光出既定图案的曝光装置、与对被该曝光装置曝光而于表面设有该图案的基板进行表面检查的表面检查装置；该表面检查装置是本专利技术的表面检查装置，·作为以该判定部求出的该加工条件将该曝光时的聚焦状态输出至该曝光装置；该曝光装置根据从该表面检查装置输入的该曝光时的聚焦状态，修正该曝光装置的聚焦设定。上述曝光系统可以是对该基板通过液体曝光出该既定图案的液浸型曝光>J-U装直。又，本专利技术的表面检查方法，是以照明光照明具有以既定加工条件加工的图案的基板的表面既定区域，以检测与从位在该既定区域内的图案往第I方向行进的第I光对应的第I检测信号、以及与往该第I方向不同的第2方向行进的第2光对应的第2检测信号；对具有以复数个已知加工条件加工的复数个图案的至少一个基板，准备显示该第I检测信号与该已知的复数个加工条件的关系的第I基准数据、与显示该第2检测信号与该已知的复数个加工条件的关系的第2基准数据；根据从待求出加工条件的基板检测的第I检测信号与该第I基准数据的一致度、以及从该基板检测之第2检测信号与该第2基准数据的一致度，判定该基板上的图案的加工条件。又，上述表面检查方法中，该图案通过各该既定区域的曝光所设的图案，该判定的该加工条件系该曝光时的聚焦状态与曝光量中的至少一方；相对于该加工条件变化的该第I检测信号的变化与相对于该加工条件变化的该第2检测信号的变化可以是相反的。又，上述表面检查方法中，该判定的该加工条件为该聚焦状态，相对于该聚焦状态变化的该第I检测信号及第2检测信号的变化，可较相对于该曝光量变化的变化大。又，其储存该第I基准数据与该第2基准数据，可通过叫出该储存的该第I基准数据与该第2基准数据来进行该准备。又，该第I检测信号与该第2检测信号中的至少一方可依据绕射光。再者，该第I方向与该第2方向可以是于位在该既定区域内的图案产生的不同次数的绕射光的行进方向。又，上述表面检查方法中，该第I检测信号与该第2检测信号中的至少一方可以是依据既定的偏光成分。又，上述表面检查方法中，其能检测与该第I方向、该第2方向皆不同的第3方向行进的第3光对应的第3检测信号；可进一步储存对具有该复数个图案的基板，显示该第3检测信号与该已知的复数个加工条件的关系的第3基准数据；可根据从该被检基板检测出的第I检测信号与该第1基准数据的 一致度、从该被检基板检测出的第2检测信号与该第2基准数据的一致度、以及从该被检基板检测出的第3检测信号与该第3基准数据的一致度，判定该被检基板上的图案的加工条件。又，本专利技术的半导体元件制造方法，具有于基板表面曝光出既定图案的光刻工艺:其于该曝光后，使用本专利技术的表面检查方法进行该基板的检查。专利技术效果根据本专利技术，能以实际元件的图案测量对基板进行的加工的条件(例如曝光时的聚焦状态)。附图说明图1为表面检查装置的概要构成图。图2为显示于表面检查装置的光路上插入偏光滤光器的状态的图。图3为半导体晶圆表面的外观图。图4为用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：深泽和彦，藤森义彦，武田信介，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：
国别省市：