发明名称 测定方法、转印特性测定方法、曝光装置之调整方法及元件制造方法
摘要 于曝光装置装载标线片进行曝光,将标线片上的测定用标记转印至晶圆上来形成测定用标记的第1转印像(步骤212)。其次,于旋转晶圆后(步骤218),对旋转后的晶圆转印测定用标记来形成测定用标记的第2转印像(步骤224)。以此方式,根据测定用标记转印时晶圆相对标线片的方向,以SEM(扫描型电子显微镜)取得分别形成于晶圆上的测定用标记的第1、第2转印像的影像。在不旋转任一影像的状态下,对所取得之各影像施以使测定方向共通的影像处理,来测定测定用标记的第1、第2转印像分别于测定方向的尺寸。藉此,防止影像取得与影像处理的组合所造成之标记尺寸测定精度的降低。
申请公布号 TWI275131 申请公布日期 2007.03.01
申请号 TW094103877 申请日期 2005.02.05
申请人 尼康股份有限公司 发明人 吉川伊织
分类号 H01L21/027(2006.01) 主分类号 H01L21/027(2006.01)
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种测定方法,系测定形成于物体上之标记于至 少2方向之尺寸资讯,其特征在于,包含: 第1影像取得步骤,系在将该物体设定于基准方向 的第1状态下,以测定装置取得该标记的第1影像; 第2影像取得步骤,系在自该第1状态将该标记之至 少一部分旋转既定角度(0<<180)的第2状态下 以该测定装置取得该标记的第2影像; 第1测定步骤,系对该第1影像施以伴随边缘检测处 理的影像处理,以测定该标记于与该基准方向正交 之第1方向的第1尺寸;以及 第2测定步骤,系对该第2影像施以伴随边缘检测处 理的影像处理,以测定该标记于相对该第1方向旋 转该角度之第2方向的第2尺寸。 2.如申请专利范围第1项之测定方法,其中于该物体 上,该标记配置于复数不同位置: 于该第1、第2影像取得步骤中,分别取得该复数标 记的影像; 于该第1、第2测定步骤中,分别就该复数标记,测定 该第1尺寸、第2尺寸。 3.如申请专利范围第1项之测定方法,其中该标记包 含延伸于该基准方向的第1线要素,以及延伸于相 对该基准方向旋转该角度之方向的第2线要素; 该标记的第1尺寸系该第1线要素的宽度方向尺寸 该标记的第2尺寸系该第2线要素的宽度方向尺寸 。 4.如申请专利范围第1项之测定方法,其中,该标记 包含在该物体上该尺寸测定方向以该既定角度 交叉配置的第1及第2要素,就该标记的第1尺寸而言 ,为测定该第1要素于该第1方向的尺寸,系在该第1 状态下至少取得测定方向大致与该基准方向正交 的该第1要素的影像来作为该第1影像;就该标记的 第2尺寸而言,为测定该第2要素于该第2方向的尺寸 ,系在该第2状态下至少取得测定方向大致与该基 准方向正交的该第2要素的影像来作为该第2影像 。 5.如申请专利范围第4项之测定方法,其中,该物体 系在该测定装置内以该第1要素的测定方向大致与 该基准方向正交的方式配置并取得该第1影像后, 大致旋转该既定角度来取得该第2影像。 6.如申请专利范围第4项之测定方法,其中,该标记 具有含该第1及第2要素的至少一个第1标记,及相对 该第1标记、该第1及第2要素大致旋转该既定角度 的至少一个第2标记,该第1状态下该第1标记的至 少第1要素的影像取得及该第2状态下该第2标记的 至少第2要素的影像取得,系在实质上不旋转该物 体的情形下进行。 7.如申请专利范围第6项之测定方法,其中,该第1及 第2标记除了该物体的旋转方向位置外,系以相同 条件形成于该物体。 8.如申请专利范围第1项之测定方法,其中,该角度 为90。 9.如申请专利范围第1项之测定方法,其中,该标记 系藉曝光装置转印于该物体上的既定测定用标记 的转印像。 10.如申请专利范围第9项之测定方法,其中,该标记 藉由该曝光装置的1次曝光动作,分别形成于该物 体上同一区域内的不同位置,根据于该各位置测定 的标记尺寸,分别求出该曝光装置于不同方向的转 印特性。 11.如申请专利范围第9项之测定方法,其中,该标记 藉由该曝光装置的复数次曝光动作,分别形成于该 物体上的不同区域,根据于该不同区域测定的标记 尺寸,分别求出该曝光装置于不同方向的转印特性 。 12.如申请专利范围第9项之测定方法,其中,该标记 藉由该曝光装置的至少1次的第1曝光,以及该物体 的旋转角实质上与该第1曝光相异该既定角度的 至少1次的第2曝光,来分别形成于该物体上的不同 区域,取得以该第1曝光形成的标记的至少一部分 来作为该第1影像,并取得以该第2曝光形成的标记 的至少一部分来作为该第2影像。 13.如申请专利范围第12项之测定方法,其中,于该第 1及第2曝光中,包含该测定用标记之该曝光装置的 转印条件系设定成相同,至少取得以该第1曝光形 成的标记的第1部分来作为该第1影像,并至少取得 以该第2曝光形成的标记的与该第1部分不同的第2 部分来作为该第2影像。 14.如申请专利范围第13项之测定方法,其中,该第1 及第2部分的构造实质上相同,该第1及第2曝光的次 数大致相等。 15.如申请专利范围第12项之测定方法,其中,该第1 及第2曝光系分别各进行复数次,于该物体上以该 第1曝光形成标记的复数个第1区域、和以该第2曝 光形成标记的复数个第2区域,实质上系交互配置 。 16.如申请专利范围第1至15项中任一项之测定方法, 其中,该测定装置系带电粒子束扫瞄型的测定装置 。 17.一种转印特性测定方法,系测定曝光装置于2不 同方向的转印特性,该曝光装置系用来将形成于光 罩之图案转印至物体上,其特征在于,包含: 转印步骤,系使用该曝光装置,将包含用于该2方向 转印特性测定的第1及第2要素的标记形成于物体 上; 影像取得步骤,系将该物体在测定装置内设定于基 准方向,取得含有该第1及第2要素一方的该标记的 至少一部分的第1影像,并取得含有该第1及第2要素 另一方的该标记的至少一部分的第2影像,取得第2 影像时旋转角实质上与取得该第1影像时偏离与该 2方向的交叉角相同的角度(0<<180);以及 测定步骤,系分别处理该第1及第2影像,并分别测定 该标记于该2方向的第1及第2尺寸。 18.如申请专利范围第17项之转印特性测定方法,其 中,系在以该测定装置取得该第1影像后,将该物体 大致旋转该角度来取得该第2影像。 19.如申请专利范围第17项之转印特性测定方法,其 中,该转印步骤,系藉由该曝光装置至少1次的第1曝 光,以及该物体的旋转角实质上与该第1曝光偏离 该既定角度的至少1次的第2曝光,来在该物体上 的不同区域分别形成该标记,该影像取得步骤,系 取得以该第1曝光形成的第1标记的该第1及第2要素 之一方来作为该第1影像后,在实质上不旋转该物 体的状态下,取得以该第2曝光形成的第2标记的该 第1及第2要素之另一方来作为该第2影像。 20.如申请专利范围第19项之转印特性测定方法,其 中,于该第1及第2曝光中,包含该既定测定用标记之 曝光装置的转印条件系设定为相同,该第1及第2标 记中,该第1及第2要素的构造实质上相同。 21.如申请专利范围第19项之转印特性测定方法,其 中,该第1及第2曝光系分别各进行复数次,将从该复 数个第1标记的影像处理所得之该一方标记的尺寸 定为于该2方向中一方的第1尺寸,并将从该复数个 第2标记的影像处理所得之该另一方标记的尺寸定 为于该2方向中另一方的第2尺寸。 22.一种转印特性测定方法,系测定曝光装置的图案 转印特性,该曝光装置系用来将形成于光罩的图案 转印至物体上,其特征为,包含: 第1转印步骤,系将具有形成至少一个既定测定用 标记之图案区域的测定光罩装载于该曝光装置并 进行曝光,将该图案区域转印至该物体上; 第2转印步骤,系旋转该测定光罩及该物体的至少 一方,在该物体相对该测定光罩的角度从该第1转 印步骤变化既定角度(0<<180)状态下,将该图 案区域转印至该物体上; 影像取得步骤,系在该物体设定于基准方向的状态 下,以测定装置分别取得于该第1转印步骤中形成 于该物体上的该测定用标记的第1转印像、以及于 该第2转印步骤中形成于该物体上的该测定用标记 的第2转印像;以及 测定步骤,系对所取得的该第1转印像的影像及该 第2转印像的影像,分别施以伴具有边缘检测处理 的影像处理,来至少测定该测定用标记的第1转印 像及第2转印像分别在与该基准方向之对应方向正 交的测定方向尺寸。 23.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该测定步骤,系以在该第1转印步骤中形成的该 测定用标记的转印像的一部分作为该第1转印像, 并以在该第2转印步骤中形成的该测定用标记的转 印像与该第1转印像相异的一部分作为该第2转印 像,来分别测定于该测定方向的尺寸。 24.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该测定用标记含有互异的第1及第2标记要素,为 使在该第1及第2转印步骤之一步骤中形成的该第1 及第2标记要素的转印像之一方、与在另一转印步 骤中形成的该第1及第2标记要素的转印像之另一 方不致于在该物体上重叠,系于该第1转印步骤及 该第2转印步骤中,使该物体上该测定用标记的转 印区域的至少一部分不同。 25.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该测定用标记含有互异的第1及第2标记要素,该 测定步骤,系以在该第1转印步骤中形成的该第1及 第2标记要素的一方的转印像作为该第1转印像,并 以在该第2转印步骤中形成的该第1及第2标记要素 的另一方的转印像作为该第2转印像,来分别测定 于该测定方向的尺寸。 26.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,系根据该测定结果,来分别决定该曝光装置于 彼此交叉之第1及第2方向的该测定用标记转印像 尺寸。 27.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该第1转印步骤、该第2转印步骤,系将该图案区 域分别形成于该物体上的复数个不同位置; 该影像取得步骤,系分别取得以该第1转印步骤分 别转印至该物体上复数个不同位置的该测定用标 记的复数个第1转印像、以及以该第2转印步骤分 别转印至该物体上复数个不同位置的该测定用标 记的复数个第2转印像; 该测定步骤,系分别对该复数个第1转印像及该复 数个第2转印像进行该影像处理,以测定该第1及第2 转印像于该测定方向的尺寸。 28.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该测定用标记含有互异的第1及第2标记要素,该 测定步骤,系以在该第1转印步骤中形成的该第1及 第2标记要素的一方的转印像作为该第1转印像,并 以在该第2转印步骤中形成的该第1及第2标记要素 的另一方的转印像作为该第2转印像,来分别测定 于该测定方向的尺寸,根据该测定结果求出该尺寸 的分散。 29.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,于该测定用光罩上,在该图案区域内的不同位 置形成复数个该测定用标记; 该影像取得步骤,系对各该复数个测定用标记,取 得于该第1转印步骤中形成于该物体上的该测定用 标记的第1转印像、以及于该第2转印步骤中形成 于该物体上的该测定用标记的第2转印像; 该测定步骤,系根据该复数个测定用标记的第1转 印像及第2转印像分别于该测定方向的尺寸,进一 步测定该复数个测定用标记的第1转印像及第2转 印像分别于该测定方向的尺寸面内均一性。 30.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该第1及第2转印步骤,包含该既定测定用标记的 曝光装置的转印条件系设定成相同,且该测定用标 记包含其构成实质上相同的第1及第2标记要素,俾 分别测定该曝光装置于彼此交叉的第1及第2方向 的转印特性。 31.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该测定用标记系分别形成于该图案区域内不同 的复数个位置,该第1及第2转印步骤,系分别进行复 数次该图案区域的转印,且该测定步骤,系分别测 定在该物体上转印该图案区域之复数个区域中,该 测定用标记的第1及第2转印像于该测定方向的尺 寸。 32.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该测定用标记包含延伸于该基准方向的第1线 图案要素,以及延伸于相对该基准方向旋转该角度 之方向的第2线图案要素; 该测定用标记的第1转印像于该测定方向的尺寸, 系该第1线图案要素的转印像的宽度方向尺寸,该 测定用标记的第2转印像于该测定方向的尺寸,则 系该第2线图案要素的转印像的宽度方向尺寸。 33.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该角度为90。 34.如申请专利范围第22项之转印特性测定方法,其 中,该测定装置系带电粒子束扫瞄型的测定装置。 35.一种转印特性测定方法,系测定曝光装置于彼此 交叉的第1及第2方向的图案转印特性,该曝光装置 系用来将形成于光罩的图案转印至物体上,其特征 在于,包含: 标记形成步骤,系使用该曝光装置,将含有测定方 向分别与该第1及第2方向实质上一致的第1及第2要 素的标记形成于物体上;以及 测定步骤,系以在测定装置内各该测定方向大致一 致的方式检测形成于该物体上之标记的第1及第2 要素,以测定于该测定方向的尺寸。 36.一种转印特性测定方法,系测定曝光装置于彼此 交叉的第1及第2方向的图案转印特性,该曝光装置 系用来将形成于光罩的图案转印至物体上,其特征 在于,包含: 标记形成步骤,系使用该曝光装置,将含有测定方 向分别与该第1及第2方向实质上一致的第1及第2要 素的标记,作为其旋转角仅相差与该第1及第2方向 的交叉角大致相同角度的第1及第2标记,形成于物 体上;以及 测定步骤,系检测形成于该物体上的第1标记的第1 及第2要素的一方,以及测定方向实质上与该第1标 记之一方要素一致的形成于该物体上的第2标记的 第1及第2要素的另一方,以分别测定该标记的第1及 第2要素于该测定方向的尺寸。 37.一种曝光装置之调整左法,其特征在于,包含: 测定步骤,系使用申请专利范围第17至36中任一项 之转印特性测定方法,来测定曝光装置的图案转印 特性,该曝光装置系用来将形成于光罩之图案转印 至物体上;以及 调整步骤,系根据该测定结果,进行该曝光装置的 调整。 38.如申请专利范围第37项之曝光装置之调整方法, 其中,该曝光装置具有将该图案的像投影至该物体 上的投影光学系统,该转印特性包含该投影光学系 统的成像特像。 39.一种元件制造方法,其特征在于: 包含使用以申请专利范围第37项之调整方法调整 图案转印特性的曝光装置,将形成于光罩的图案转 印至感光物体上的步骤。 图式简单说明: 第1图系显示一实施形态的曝光装置的概略图。 第2图系从图案面侧观看测定用标线片的俯视图。 第3图系显示简化进行曝光装置的图案转印特性测 定方法的部分处理之际,曝光装置主控制装置内CPU 的处理算法的流程图。 第4图系显示第3图之步骤102之子程序处理例的图 。 第5(A)图系显示至第4照射为止的图案转印处理结 束时测定用晶圆WT的状态的图。 第5(B)图系显示至第24照射为止的图案转印处理结 束时测定用晶圆WT的状态的图。 第6(A)图系显示至第28照射为止的图案转印处理结 束时测定用晶圆WT的状态的图。 第6(B)图系显示全部48照射的图案转印处理结束时 测定用晶圆WT的状态的图。 第7图系显示形成于测定用晶圆WT上的照射区域SA1 的测定用标记MP1~MP13的光阻像M1~M13的图。
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