KR100277110B1

KR100277110B1 - 노광장치

Info

Publication number: KR100277110B1
Application number: KR1019970031226A
Authority: KR
Inventors: 세이지 타케우찌; 미노루 요시이
Original assignee: 미다라이 후지오; 캐논 가부시키가이샤
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1997-07-05
Publication date: 2001-01-15
Also published as: EP0816926A3; TW368682B; US6594012B2; EP0816926A2; KR980011724A; US20020093656A1

Abstract

물체에 형성된 패턴의 상태를 검출하는 패턴검사장치에 있어서, 물체에 형성된 감광패턴상에 입력광을 투영하는 광투영수단; 상기 감광패턴으로부터의 신호광을 수광하는 수광수단; 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 광의 변화를 검출하여 상기 감광패턴의 형성상태를 검출하는 처리수단; 및 상기 광투영수단으로부터의 광의 입사조건을 변경시키는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

노광장치

본 발명은 노광장치에 관한 것으로, 특히 패턴검사장치 또는 이러한 검사장치를 이용한 기판처리공정모니터장치에 관한 것이다. 또, 본 발명은, 상기와 같은 검사장치 또는 기판처리공정모니터장치를 지닌 노광장치에 관한 것이다. 본 발명은, 특히 예를 들면 반도체디바이스(예를 들면 IC 또는LSI), CCD등의 촬상소자, 액정패널등의 표시디아비스 또는 자기헤드등의 디바이스의 생산용의 제조처리중, 리소그래피공정에 사용되는 처리장치에 있어서의 모니터절차에 의거해서, 리소그래피공정에 있어서의 최적노광조건을 신속하게 또는 실시간에 결정하여 노광공정을 수행하는데 적합하다. 또한 본 발명은 특히 처리공정에 있어서 어떠한 이상의 검출도 신속하게 행하여 처리제어를 보장하는데 적용가능하다.

최근, IC, LSI등의 반도제디바이스의 집적도가 상당히 증가하여, 반도체웨이퍼의 미세가공기술도 많이 진보하고 있다. 이 미세가공기술에 있어서, 마스크(레티클)의 회로패턴상을 투영광학계(투영렌즈)에 의해 감광기판상에 형성하고, 감광기판을 스텝-앤드-리피트방식에 의해 노광하는 축소투영노광장치(스테퍼)에 대한 많은 제안이 되어 있다.

이러한 스테퍼에 있어서는, 레티클의 회로패턴을 소정의 축소배율을 지닌 투영광학계에 의해 웨이퍼면상의 소정위치에 축소투영하고, 1회의 투영전사동작종료후, 웨이퍼가 놓인 스테이지를 소정량 이동시키고 나서, 상기 전사동작을 반복한다. 이 절차를 반복하여 웨이퍼면전체의 노광을 행하고 있다.

일반적으로, 투영광학계를 지닌 스테퍼를 이용해서 미세회로패턴의 전사를 확실히 하기 위해서는, 웨이퍼노광량 혹은 웨이퍼의 포커스위치(투영광학계의 광축방향에 대한 웨이퍼위치)등의 노광조건을 적절하게 설정하는 일이 중요하다.

이 목적을 위해서, 종래의 스테퍼에서는, 양산공정에 들어가기전의 시험프린트처리(센드-어헤드)를 행하고 있다. 이러한 시험 프린터처리에 있어서는, 각 샷마다 노광조건, 즉 포커스위치 및 노광량(셔터시간)중 적어도 하나를 순차 변화시키면서, 감광기판의 프린트후, 현상처리하고, 현상된 직선패턴의 선폭을 광학현미경 혹은 선폭측정장치를 이용해서 계측만 후, 최적노팡조건을 결정하고 있다.

웨이퍼샷배열의 가로방향에 대해서는, 예를 들면, 노광처리는, 포커스값을 일정하게 하고 노광량(셔터시간)을 순차 일정량씩 변화시키면서 행해도 된다. 또, 웨이퍼샷배열의 세로방향에 대해서는, 노광량을 일정하게 하고 포커스간을 순차 일정량씩 변화시키면서 행해도 된다.

다음에, 현상처리를 통해서 형성된 각 샷내의 라인 및 스페이스의 레지스트패턴의 선폭(L&S패턴)을 주사형 전자현미경(SEM)을 이용해서 측정하고, 이것에 의거해서, 최적 포커스위치 및 최적 노광량을 구해도 된다.

그러나, 이 방법에 있어서는, 예를 들면 스테퍼에 있어서 최적노광조건(노광량 또는 포커스위치)을 설정하기 위해서는 웨이퍼상의 레지스트패턴의 선폭을 주사형 전자현미경에 의해 측정하고 있으므로 긴 처리시간을 요한다고 하는 문제점이 있었다.

또한, 노광후의 웨이퍼는, 예를 들면 현상공정, 에칭공정 및 애싱(ashing)공정에 의해 처리해야만 하며, 이들 공정을 통해, 웨이퍼상에 최종적인 패턴이 형성되므로, 노광후의 이러한 처리공정의 조건에 따라서, 웨이퍼상의 이러만 최종적인 패턴의 형성상태가 변화할 가능성이 있다.

또, 디바이스의 양산시에 있어서는, 이러한 패턴의 형성상태가 일정해야할 필요가 있으나, 다양한 요인에 의해, 처리공정의 조건이 변화하여, 그결과 수율을 저하시키므로, 처리공정을 주기적으로 모니터해서 관리해야할 필요가 있다.

통상, 이러힌 처리관리는, 직선패턴의 선폭을 광학현미경 혹은 선폭측정장치를 이용해서 계측하므로, 처리관리에 장시간이 걸린다고 하는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은 최적노광조건을 단시간에 결정할 수 있는 패턴검사장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 패턴검사장치를 구비한 투영노광장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 패턴검사장치에 있어서는, 노광에 의해 감광된 레지스트의 감광상태(즉, 잠상)혹은 현상후의 라인-앤드-스페이스패턴등의 감광패턴의 형성상태를, 예를 들면, 반사광의 강도변화 혹은 편광상태의 변화 등의 상이한 입사광조건하에 투영되는 광의 변화에 의거해서 측정하고, 이 측정값에 의거해서, 최적노광조건을 결정하고, 그 최적노광조건하에서 웨이퍼의 양산노광을 행한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 신속하고 확실한 프로세스관리가 가능한 동시에 고집적도의 패턴의 생산이 가능만 기판처리공정 모니터장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 기판처리공정 모니터장치에 있어서, 예를 들면 현상공정의 관리를 위해서는, 현상공정전의 노광레지스트의 감광상태(즉, 잠상)와 현상공정후의 라인-앤드-스페이스패턴등의 감광패턴의 형성상태를, 예를 들면, 반사광의 강도변화나 편광상태의 변화등의 투영광의 변화에 의거해서 측정한다. 다음에, 이들 측정값의 비교에 의거해서, 패턴형성상태의 변화를 검출하여, 현상처리동안 또는 현상처리전에 이상이 발생되었는지의 여부를 판정한다.

본 발명의 일양상에 의하면, 물체에 형성된 패턴의 상태를 검출하는 패턴검사장치에 있어서, 물체에 형성된 감광패턴상에 입력광을 투영하는 광투영수단; 상기 감광패턴으로부터 신호광을 수광하는 수광수단; 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 광의 변화를 검출하여 상기 감광패턴의 형성상태를 검출하는 처리수단; 및 상기 광투영수단으로부터의 광의 입사조건을 변화시키는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양상에 의하면, 노광광이 조사된 제 1물체의 패턴을, 감광재가 도포된 제 2물체상에 투영광학계에 의해 투영함으로써, 상기 제 2물체상에 감광패턴을 형성하는 투영노광장치에 있어서, 상이한 광입사조건으로 상기 감광패턴상에 입력광을 투영하는 광투영수단; 상기 감광패턴으로부터 신호광을 수광하는 수광수단; 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 입력광의 변화를 검출하여 상기 감광패턴의 형성상태를 검출하는 처리수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 제 1물체의 패턴을 감광재가 도포된 제 2물체상에 투영광학계에 의해 투영하는 투영노광방법에 있어서, 노광조건을 변화시키면서 제1물체의 패턴을 노광광으로 조사하고, 이와 같이 조사된 제 1물체의 패턴을 제 2물체상에 투영함으로써, 해당 제 2물체상에 감광패턴을 복수개 형성하는 공정; 상이한 광입사조건하에서 광투영수단으로부터의 입력광을 상기 감광패턴에 투영하는 공정 ; 수광수단에 의해 상기 감광패턴으로부터의 신호광을 수광하는 공정; 처리수단에 의해, 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 입력광의 변화를 검출하여 상기 감광패턴의 형성상태를 검출하는 공정, 및 상기 처리수단으로부터의 신호에 의거해서, 제어수단에 의해 상기 제 2물체의 노광조건을 제어하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 기판처리공정모니터수단은, 기판에 형성된 패턴상에 입력광을 투영하는 광투영수단; 상기 패턴으로부터 신호광을 수광하는 수공수단; 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 입력광의 변화를 검출하는 검출수단; 및 상기 검출수단에 의한 검출결과에 의거해서 상기 패턴의 형성상태를 검출하고, 해당 기판에 대한 처리공정전후의 상기 패턴의 형성상태의 검출결과를 모니터하여 비교하는 처리수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 기판처리공정모니터방법은, 기판에 형성된 주기적인 패턴상에 입력광을 투영하는 공정 : 수광수단에 의해, 상기 패턴으로부터 신호광을 수광하는 공정, 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 입력광의 변화를 검출하는 제 1검출공정 ; 상기 제 1검출공정에 의한 검출결과에 의거해서 상기 패턴의 형성상태를 검출하는 제 2검출공정; 및 해당기판에 대한 처리공정전후의 상기 패턴의 형성상태의 검출결과를 모니터하여 비교하는 처리공정을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이들 및 기타 목적과, 특성 및 이점등은 첨부도면과 관련한 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 장치의 주요부의 단면도.

제2도는 제1도의 장치중의 편광해석장치의 단면도.

제3도는 노광장치에 있어서의 포커스검출과 노광량제어를 설명하는 개략도.

제4도는 노광조건측정용의 레티클패턴의 확대평면도.

제5도는 노광조건을 변화시킴에 따라 프린트되는 웨이퍼상의 레지스트잠상을 설명하는 개략도.

제6(a)도 내지 제6(c)도는 각각 제5도의 웨이퍼상의 레지스트잠상을 설명하는 개략단면도.

제7도는 주사형전자현미경(SEM)을 통한 편광해석장치의 측정치의 교정을 설명하는 개략도.

제8도는 △-φ맵의 그래프.

제9도는 편광해석법을 노광조건설정에 적용한 경우의 절차의 순서도.

제10도는 편광해석법을 설명하는 개략도.

제11도는 편광해석장치를 별도로 배치한 본 발명의 다른 실시예에 의한 장치의 개략도.

제12도는 편광해석장치를 별도로 배치한 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 장치의 개략도.

제13도는 현상공정후의 레지스트의 단면형상의 각 예를 설명하는 개략도.

제14도는 현상공정을 첨가한 절차의 순서도.

제15도는 현상공정을 첨가한 본 발명의 일실시예에 의한 장치의 개략도.

제16도는 본 발명의 일실시예에 의한 디바이스제조방법의 순서도.

제17도는 제16도의 방법에 있어서 포함된 웨이퍼공정의 순서도.

제18도는 본 발명의 일실시예에 의만 장치의 주요부의 단면도.

제19도는 측정용패턴의 확대평면도.

제20도는 레지스트잠상을 설명하는 개략단면도.

제21도는 편광해석용 구성을 설명하는 개략도.

제22도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 장치를 설명하는 평면도.

제23도는 제22도의 장치에 있어서 행해야할 절차의 순서도.

제24도는 편광해석장치에 의한 패턴측정용의 허용범위를 설명하는 그래프.

제25도는 본 발명의 다른 실시예에 있어서 행해야할 절차의 순서도.

제26도는 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서 행해야할 절차의 순서도.

제27도는 본 발명의 다른 실시예에 있어서 행해야할 절차의 순서도.

* 도면의 주요부분의 대한 부호의 설명

11 : 축소투영 렌즈 12 : 레티클

13,106 : 웨이퍼 14 : 웨이퍼척

15 : 대강이동·미세이동스테이지 16 : X-Y스테이지

17 : 광원 18 : 구조체

21 : 광원 22 : 검출소자

23 : 포커스제어장치 24 : 적산노광량제어장치

30 : 편광해석장치 31,101 : 광원부(광투영수단)

32,102 : 수광부 33,103 : 구동기

34,104 : 편광처리장치 109 : CPU

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 있어서, 제 1물체(레티클)의 패턴을 제 2물체(웨이퍼)상에 투영·프린트하는 투영노광을 위한 최적노광조건설정에 대해 설명한다.

본 발명은, 패턴을 레지스트에 전사한 경우, 레지스트패턴의 굴절률의 평균값 또는 실효값이 (a)포커스위치 및 (b)노광량의 변화에 따라 변화한다는 원리에 의거한 것이다.

구체적으로는, 본 발명에 있어서, 레티클(R)로서는, 예를 들면 일방향으로 주기를 가진 라인-앤드-스페이스패턴으로 이루어진 노공조건측정용패턴을 지닌 마스크를 이용하고, 이러한 기준패턴의 상을 웨이퍼상에 노광량 및 포커스위치중의 적어도 하나를 변경하면서 순차 프린트한다.

다음에 이 순차노광에 의해 형성된 웨이퍼상의 레지스트패턴내의 잠상(즉, 노광에 의해 초래된 화학변화에 기인해서 굴절률이 변화된 부분에 형성된 상)또는 현상처리후에 형성된 웨이퍼상의 요철패턴(직사각형파형상 패턴)에 대해서, 광투영수단으로부터 상이한 광입사조건하에서 입력광을 조사한다. 상기 감광패턴으로부터의 신호광을 수광수단에 의해 수광하고, 이 수광수단으로부터의 신호를 이용해서, 입력광의 변화(입력광의 편광상태의 변화 혹은 입력광의 강도변화)를 검출한다. 각각 상이한 광입사조건에 대응한 복수개의 광에 있어서의 상기 변화의 검출에 의거해서, 상기 감광패턴의 형성상태를 처리수단에 의해 검출한다. 다음에, 이 처리수단으로부터의 신호에 의거해서 제어수단에 의해 웨이퍼에 대한 노광조건(즉, 예를 들면 노광량 또는 광축방향에 대한 위치)을 제어하고 있다.

이하, 이러한 광의 변화로서 입력광의 편광상태의 변화를 이용한 경우를 예로 취해 설명한다.

감광패턴에 대해, 소정의 파장과 소정의 편광상태를 지닌 광을 소정의 입사각으로 레지스트상에 투영하면, 상기 광이 해당 레지스트내를 투과하여, 웨이퍼바닥기판의 표면에 의해 반사된 후, 더욱 해당 레지스트를 통해 다시 투과한다. 상기 레지스트로부터 나온 광은 레지스트표면에서 직접 반사된 광과 합성되고, 이렇게 합성된 광의 편광상태를 측정한다.

요철패턴위상형 회절격자에 대해서, 그 피치보다도 긴 파장에서는 회절광을 생성하지 않고, 이 광이 복굴절특성을 지니는 것은 공지되어 있다.

이하의 본 발명의 일실시예에서는, 반사광을 검출하는 경우를 중심으로 설명하나, 레지스트패턴의 피치가 파장보다도 클때에는 회절광을 생성하여, 이러한 회절광에 의해서도 마찬가지의 측정을 행할 수 있다.

이하, 본 발명에 사용하는 편광해석법에 대해 설명한다.

이제, 격자두께를 d, 듀티비(주기에 대한 잔존레지스트부분의 비)를 t라 하고, 주기보다도 큰 파장을 지닌 레이저광이 복굴절소자에 수직으로 입사하는 것으로 가정한다. 이때, 입력 또는 투영광의 편광상태가 격자홈에 편행인지 수직인지의 여부에 따라. 복굴절소자의 주기구조부분에서의 굴절률 n∥및 n┴은 각각 다음식으로 주어지는 것이 공지되어 있다. 즉 격자홈에 평행한 광에 대한 실효굴절률을 nll, 격자홈에 수직인 광에 대한 실효굴절률을 n┴라 하면,

식중, n1은 격자의 라인부분의 굴절률, n2는 격자의 스페이스부분의 굴절률이다. 라인부분(L)과 스페이스부분(5)은, 레지스트잠상의 경우, (L)이 레지스트에 상당하고, (S)가 노광된 레지스트에 상당하는 것이다. 레지스트를 현상한 경우 (L)이 레지스트에 상당하고, (S)가 공기등의 기체에 상당하는 것이다.

또, 상기 굴절률의 식은, 주기구조의 주기가 파장과 비교해서 충분히 작은 경우의 근사식이다. 엄밀하게 전계를 계산함으로써, 주기가 파장과 동일, 혹은 유사할 경우 또는 주기구조이외의 구조를 이용할 경우에 있어서도 굴절률을 계산할 수 있다.

편광해석의 모델은 웨이퍼기판상의, 소정두께의 복굴절매체의 복굴절률을 측정하는 것에 상당한다. 또, 편광해석법이란, 상기와 같이 웨이퍼기판상에, P/S위상차(P편광과 S편광간의 위상차)가 0이고 진폭비가 1인 직선편광광을 소정각도 θ로 투영하고, 그 반사광의 위상차(△)와 진폭비(φ)를 측정함으로써, n∥과 n┴를 구하는 것이다. 그리고, 미리 측정한 레지스트두께 d와 라인부분(L) 및 스페이스 부분(S)의 굴절률 n1 및 n2로부터, 그리고 상기 설명한 편광해석법에 따라 구한 n11 및 n12값으로부터, 상기 식 또는 엄밀하게 푼 방정식을 이용해서 듀티 t를 구하고 있다. 이러한 편광해석법은 공지되어 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

광입사조건(예를 들면, 입사각, 패턴방향에 대한 방위각, 파장)에 대해서는 레지스트의 굴절률, 그의 막두께 또는 패턴형상에 따라 최적조건이 다르다. 또, 상기 조건은, 현상된 레지스트 패턴측정에 대해서 그리고 잠상레지스트 패턴측정에 대해서도 다르다. 또한 잠상에 대해서는, 노광부분과 미노광부분간의 굴절률차가 작으므로, 노광조건의 미소변화에 의해 패턴형상에 발생되는 미소변화를 광의 미소 변화에 의해 분해검출하기 위해서는, 노광조건에 따라서 광의 큰 변화를 일으키는 입사조건으로 측정을 행해도 된다.

이와 같이 해서 본 발명의 일실시예를 구성함으로써, 상이한 입사조건하에서 광을 투영하여, 상기한 편광해석법에 의거해서, 레지스트내의 잠상패턴 혹은 현상 후의 요철패턴상의 듀티를 측정하는 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는, 소정의 광입사조건하에서 측정된 값으로부터, 최적광입사조건을 계산하고, 이러한 최적의 광입사조건의 측정에 의해, 향상된 분해능의 측정이 가능하다.

또, 편광해석법에 의하면, 광입사조건에 따라서는, 상이한 레지스트막두께 혹은 상이한 레지스트패턴형상에 있어서도 동일한 편광상태가 재현된다. 이점을 고려해서, 본 발명의 일실시예에서는, 상이한 광입사조건하의 반사광의 변화를 검출하여, 중첩상태로 보이는 상이한 레지스트형상을 상이한 광입사조건하에서 분해 함으로써 측정값을 구하고 있다.

본 발명의 일실시예는, 라인-앤드-스페이스패턴을 상이한 노광조건으로 감광기판상에 전사함으로써 복수의 감광패턴을 형성하는 공정, 상기 감광패턴에 광을 순차 투영하여 해당 패턴으로부터 광의 편광상태를 검출함으로써 상기 편광상태에 의거해서 상기 감광패턴의 듀티를 산출하는 공정, 소정의 듀티가 얻어지는 노광조건을 결정하는 공정 및 상기 결정된 노광조건하에서 웨이퍼를 프린트하는 공정을 구비하고, 상기 광투영수단은 투영광의 광입사조건을 가변하는 것을 특징으로 한다.

[제1 실시예]

이하, 본 발명의 제 1실시예에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 제1도는 본 발명의 제 1실시예의 주요부의 개략도, 제2도 내지 제5도는 각각 제1도의 대응하는 부분의 개략도이다.

본 실시예에서는, 감광패턴을 개재만 입력광의 변화로서 편광상태의 변화가 검출된다.

제1도에 있어서, (11)은 노광광원(17)(후술함)으로부터의 노광광으로 조명한 레티클(12)면상의 회로패턴(12a)을 웨이퍼(13)의 표면상에 투영하는 축소투영렌즈, (15)는 웨이퍼척(14)을 Z방향으로 대강이동 및 미세이동시키는 대강이동 미세이동스테이지, (16)은 웨이퍼척(14)을 X 및 Y방향으로 이동시키는 X-Y스테이지, (17)은 노광광원 (18)은 광원(17), 레티클(12), 배럴(1), 웨이퍼스테이지(16) 및 아크(36)를 지지하는 구조체이다.

포커스위치, 즉 투영렌즈(11)의 광축방향에 대한 웨이퍼(13)의 위치를 검출하는 초점위치제어장치와, 레티클(12)을 노광광으로 조사할 때 이용되는 노광량제어장치를 포함하는 본 발명의 제어수단에 대해 제4도를 참조해서 설명한다.

제3도에 있어서, (21)은 예를 들면 반도체레이저 등의 고휘도광원이다. 이 광원(21)으로부터의 레이저광은 편향거울(28)에 의해 편향되고, 그후, 웨이퍼(13)의 표면상에 투영되고, 웨이퍼(13)의 측정점(P1)에서 반사된 후. 편향거울(29)에 의해 편향되어 입사광의 2차원위치를 검출하는 검출소자(22)에 투영된다. 검출소자(22)는 예를 들면 CCD로 이루어져, 거기에 입사하는 광의 위치를 검출하고 있다. 여기서, Z방향(투영렌즈(11)의 광축방향)에 대한 웨이퍼(13)표면의 위치변화는, 검출소자(22)상의 광의 입사위치의 위치적 변이량으로서 검출될 수 있다. 이 검출소자(22)로부터의 신호에 의거해서, 포커스제어장치(23)는, 웨이퍼(13)의 Z축위치, 즉 포커스위치를 대강이동·미세이동스테이지(15)를 사용해서, 제어하고 있다.

(26)은 셔터개폐기구 (27)은 반투명거울, (25)는 반투명거울(27)에서 반사된 광원(17)으로부터의 광의 노광량을 검출하는 조도센서이다. 적산노광량제어장치(24)는 조도센서(25)로부터의 신호에 의거해서 셔터개폐기구(26)를 제어함으로써 광원(17)으로부터의 광에 의해 적산노광량을 제어한다. 이러만 처리에 의해, 레티클(12)을 조사하는 노광량이 미리 설정된 양으로 제어된다.

본 실시예에 있어서는, 전술한 바와 같은 노광량제어장치와 포커스위치제어장치를 지닌 제어수단을 이용해서 레티클(12)의 패턴을 웨이퍼(13)표면상에 투영하는 노광조건을 제어하고 있다.

다음에, 광원(17)으로부터의 노광광이 조명된 레티클(12)의 패턴을 웨이퍼(13)면상에 투영할 경우에 대해 설명한다.

제4도는 레티클(12)의 표면에 형성된 기준패턴(12P)을 도시한 것이다. 기준패턴(12P)은 라인-앤드-스페이스패턴(12V),(12H)이 직교배열되어 있다.

본 실시예에서는, 라인-앤드-스테이스패턴(12V),(12H)으로 이루어진 패턴(12P)을 지닌 레티클(12)을 레티클스테이지(12a)에 세트한다. 또 레티클(12)이 도포된 웨이퍼(13)을 웨이퍼척(14)에 세트한다. 다음에, 레티클(12)의 패턴(12P)을 스텝-앤드-리피트방식으로 웨이퍼(13)상에 순차 프린트한다. 여기서, 상술한 포커스제어장치(23) 및 적산노광량제어장치(24)를 이용해서 제6도에 도시한 바와 같이, 영역(샷)(13P)을 순차 프린트함으로써 패턴(12V),(12H)의 잠상(13V),(13H)을 프린트한다.

여기서, X방향의 샷위치에 따라서, 포커스오프셋을 예상되는 최적위치(예상되는 베스트포커스위치)를 중심으로 일정량씩 변화시키면서 스텝방식으로 이동을 행한다. Y방향의 샷에 관해서는, 최적노광량(셔터시간)을 중심으로 노광량을 변화시켜서 노광을 행한다. 제5도의 예에 있어서는 설명의 편의상 3×3매트릭스를 예시하였으나, 샷의 수가 많을수록 조건의 결정이 더욱 용이해진다.

제6(a)도 내지 제6(c)도는, 상기한 바와 같이 순차 노광한 웨이퍼(13)의 레지스트의 개략단면도이다. 이들 도면에 도시한 바와 같이, 노광후의 웨이퍼(13)의 레지스트내에, 잠상이 형성된다. 잠상은, 예를 들면 노광광에 의해 초래되는 화학변화로부터 기인하는 레지스트의 성질의 변화에 의해 형성되는 상이다. 도면에 있어서 빗금친 부분은 노광된 부분을 나타내며, 일반적으로, 이들 부분에서 굴절률이 변한다. 제6(a)도 내지 제6(c)도에 있어서는, 매트릭스어드레스는 제5도의 어드레스에 대응한 위치에서의 단면에 상당한다. 제6(a)도, 제6(b)도 및 제6(c)도는 각각 제5도의 라인(1),(2) 및 (3)에서 자른 단면도이다.

다음에, 노광한 후의 웨이퍼(13)의 레지스트는 제6(a)도 내지 제6(c)도에 도시한 바와 같은 잠상을, 웨이퍼척(14)으로부터 제거하지 않고, 광해석장치(30)에 의해, 조사된 광에 대한 반사광의 진폭비 φ와 위상차 △의 측정을 행한다. 상기 편광해석장치는 광원(31), 수광부(32), 구동기(33) 및 편광처리장치(34)로 구성되어 있다.

제2도는 제1도의 이러한 편광해석장치(30)의 주요부의 단면도이다. 제10도는 광로를 전개하여 도시한 개략도이다. 제2도 및 제10도에 있어서, 광원수단(광투영수단)(31)은 광원(31a)(웨이퍼(13)상의 라인-앤드-스페이스피치보다도 긴 파장을 제공하며, He-Ne레이저나 반도체레이저 뿐만 아니라, 분광기로부터의 단색광으로도 이루어짐)과 예를 들면 글란-톰슨프리즘 등의 편광소자(31b)를 포함한다. 편광소자(31b)는 P편광성분(도면의 지면에 평행) 및 S 편광성분(도면의 지면에 수직)이등량이 되도록 편광면이 도면의 지면에 대해서 45°로 배치되어 있다, 따라서, 이들 P편광광과 S편광광사이의 위상차 △는 0이고 진폭비 φ는 1이다.

수광부(수광수단)(32)는 이방성축이 광(35)에 직교하는 λ/4(파장)판(32d), 예를 들면 글란-톰슨프리즘등의 편광소자(해석기)(32b) 및 광전변환소자(32a)로 구성되어 있다. λ/4판(32d)은 광(35)방향을 따라 회전축을 지닌 회전기구(32c)내에 유지되어 있어, 구동기(33)로부터의 신호에 응해서 일정속도로 회전가능하다.

광원수단(31)으로부터의 광(35)은 웨이퍼(13)상의 레지스트표면에 의해, 그리고 웨이퍼기판의 표면에 의해 반사된다. 이들 반사광의 합성광에 있어서는, 예를 들면, 웨이퍼(13)상의 레지스트의 복굴절률 n1 및 n2에 따라 P편광성분과 S편광성분의 위상차 △와 진폭비 φ가 변화한다.

이 광을 회전하는 λ/4판(32d) 및 해석기(32b)를 통해서, 검출기(32a)에 의해 검출함으로써, 위상차 △와 진폭비 φ에 대응하는 사인파의 전기신호를 얻고, 다음에, DC성분 크기 및 그의 진폭의 사인파의 위치정보로부터, 위상차 △와 진폭비 φ를 구하고 있다.

다음에, 편광해석법에 의해 측정된 △ 및 φ로부터 산출된 n∥과 n┴로부터 뿐만 아니라. 미리 측정된 레지스트의 미노광부의 굴절률 n1, 그의 노광부의 굴절률 n2, 레지스트의 두께 d 및 기판의 복굴절률 ns로부터, 듀티 t┴(n┴을 사용한때의 듀티)를 다음식에 따라 구하고 있다.

t┴= n1**2 · (n2**2-n┴**2)/{n┴**2 · (n2**2-n1**2)}

또, 듀티 t∥ (n∥ 을 사용한 때의 듀티)가 다음식에 의해 얻어진다.

t∥ =(n∥**2-n2**2)/(n1**2-n2**2)

이들 두 값을 평균함으로써, 듀티 t의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

t=(t┴7-t∥)/2

제2도에 있어서, 광원수단(32) 및 수광부(31)는 아치(36)에 고정되어 있다. 구동기(54)가 구동수단(37)을 가동시켜 원호형상으로 아치(36)를 따라 이동시키면, 입사각도를 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 측정대상이 현상처리전의 잠상인 경우, 듀티를 정밀하게 측정할 수 있는 최적입사각은 사용하는 레지스트에 따라 다르므로, 예를 들면 노광부와 미노광부간의 굴절률차 또는 레지스트의 두께에 따라 최적각도를 선택할 수 있다. 또한, 측정대상이 현상처리전의 잠상인 경우와 현상처리후의 현상패턴인 경우간에도 최적입사각은 크게 다르므로, 컴퓨터(34)로부터의 신호에 응해서 측정대상에 적합한 입사각을 설정한다. 구체적으로는, 광입사조건(입사각도)은 상이한 입사조건하의 광의 변화에 의거해서 결정해도 된다.

한편, 제7도는 편광해석을 통해 측정한 샘플의 라인-앤드-스페이스의 듀티와, 동일 샘플을 현상하고 주사형전자현미경에 의해 측정해서 얻어진 값을 비교함으로써 최적노광조건을 결정하는 방법을 도시한 것이다. 편광해석법을 이용할 경우, 하지의 바닥기판에 의해 발생되는 듀티의 오프셋을 측정할 수 있다. 이후의 측정에서는, 이러한 오프셋을 측정값으로부터 감산하고, 그 결과 얻어진 값을 정확한 측정치로서 취한다. 이 주사형 전자현미경을 사용한 비교는 이러한 처리조건을 변화시킨 경우에만 한번 행하면 되고, 그후에는 불필요하다.

다음에, 제8도 및 제9도를 참조해서 노광조건최적화절차에 대해 설명한다. 제8도는 1매의 웨이퍼에 8×6개의 칩이 프린트되어 있고, 이것에 대한 편광해석결과를 △-φ맵상에 예시한 일례를 도시한 것이다. 예를 들면, 라인(70)상의 측정점에 관해서는, 노광량이 일정하고 포커스가 변화하고 있으며, 한편, 라인(61)상의 측정점에 대해서는, 포커스가 일정하고 노광량이 변화하고 있다.

이 △-φ맵상의 직사각형 윤곽(AX)내에 표시된 샷은, 진술한 바와 같은 주사형 전자현미경에 의거해서 최적듀티비가 확립되어 있는 범위를 나타낸다. 따라서, 편광해석법에 의해 노광샷이 측정된 경우에는, △ 및 φ가 이 윤곽(7)내에 있으면, 최적듀티를 나타내는 것으로 된다.

상기 절차는 제9도에 표시한 순서도로서 나타낼 수 있다. 먼저, 웨이퍼에 레지스트를 도포하다. 레지스트의 두께를 알지못하면, 이때 측정한다. 이어서, 전술한 바와 같이, 스테이지를 스텝방식으로 이동하여, 포커스와 노광량(셔터시간)을 변화시키면서 시험프린트를 행한다. 기판의 복굴절률 ns, 레이즈스트이 미노광부 및 노광부의 굴절률n1 및 n2, 레지스트의 두께 d 및 사용파장λ에 따라, 높은 측정감도가 확보되는 최적각도로 입사각θ를 설정·고정한다.

이어서, 웨이퍼척으로 부터 웨이퍼를 내려놓지 않고, 마찬가지로 스테이지를 이동하고, 편광해석법에 따라 샷을 순차 변화시키면서, △ 및 φ를 측정한다. 편광해석결과가 제8도에 표시한 소정범위의 △ 및 φ내에 있으면, 그 샷이 프린트되어있는 노광조건을 양산프린트용의 최적노광조건으로 취한다.

이 편광해석법에 의거한 듀티체크를, 웨이퍼양산프린트공정내의 도중에서 소정의 타이밍에서 행함으로써 수율증가를 보장할 수도 있다. 본 발명의 이 실시예에서는, 이미 설명한 바와 같이, 전술한 방법으로 최적노광조건을 설정하고, 그후, 소정의 현상공정에 의해 웨이퍼를 처리함으로써, 고집적도의 디바이스를 제조할 수 있다.

이상의 설명에서는, 본 발명을, 현상전의 잠상을 측정대상으로 한 경우를 중심으로 설명하였으나, 본 실시예에서는 입사각이 가변되므로, 레지스트의 현상후의 현상패턴의 편광해석에도 적용가능하다. 제13도는 본 발명에 관한 레지스트현상후의 감광패턴의 단면형상을 도시한 것이다. 제13도로부터 알 수 있는 바와 같이, 잠상패턴에 대한 측정에 비해서 라인과 스페이스간의 굴절률차가 크므로(굴절률n2인 매체가 굴절률이 1.0정도인 기체이기 때문임), 이 예는 듀티측정정밀도의 점에서 유리하다. 따라서, 조건을 제한하면, 현상패턴에 대한 측정을 바람직하게 선택할 수 있다.

제14도는 본 실시예에 따라 현상패턴을 측정하는 경우의 순서도이다. 이 경우에 있어서, 레지스트현상용의 현상기(현상장치)와 주사형 전자현미경을 조합해서 사용하여, 잠상이 아니라 현상된 상에 대해 측정을 행한다. 주사형 전자현미경은 편광해석에 의거한 패턴형상측정의 교정용으로서 현상된 레지스트상을 확인할 필요가 생긴 때에 사용해도 된다. 제14도의 순서도에 의한 측정을 행하기 전에, 입사각 θ를, 예를 들면 기판의 복굴절률ns, 레지스트의 굴절률n1 및 두께d, 파장λ에 따라, 높은 측정정밀도가 얻어지는 최적각도로 고정한다. 이것이 완료되면, 측정절차를 수행한다.

[제2 실시예]

본 발명의 제2 실시예는 제2도의 구조에 있어서 광입사방향이 가변되는 실시예에 상당한다. “입사방향”이란, 감광패턴면상의 소정의 방향에 대해서, 감광패턴의 법선과 투영광의 축에 의해 정의되는 입사면이 이루는 입사방위각에 상당한다. 제2도에 있어서는, 웨이퍼척(14)바로 아래의 X-Y스테이지밑에 회전스테이지(도시생략)가 배치되어 있다. X-Y스테이지는 측정대상인 감광패턴을 광투영스폿의 위치로 이동시킨 후, 회전스테이지는, 광원수단 및 수광수단에 대한 감광패턴을, 레지스트하지 기판, 레지스트의 미노광부 및 노광부의 굴절률n1 및 n2, 레지스트의 두께, 그리고, 노광패턴의 주기, 각도 및 라인수에 적합한 최적입사방향으로 이동시킨다.

이와 같이 해서 감도가 높은 측정이 얻어지는 입사방향으로의 편광해석측정을 행하고 있다. 구체적으로는, 상이한 입사조건(입사방위각)하에서의 광의 변화에 의거해서 광입사조건(입사방위각)이 결정된다. 본 실시예의 나머지부분은 제 1실시예와 거의 마찬가지이다.

웨이퍼X-Y스테이지밑의 회전스테이지 대신에, 웨이퍼에 대한 법선과 일치함과 동시에 제2도의 아치(36)에 대한 입사점을 통과하는 축을 중심으로 회전가능한 구동계를 사용할 경우에도 마찬가지의 유리한 결과를 얻을 수 있다.

[제3 실시예]

본 발명의 제3 실시예는 제2도의 구조에 있어서 투영광의 파장이 가변되는 실시예에 상당한다. 예를 들면, 광원수단(31)의 광원은 할로겐램프와 분광기의 조합으로 구성해도 된다. 잠상레지스트패턴이 측정대상인 경우, 레지스트감광파장에 가까운 단파장을 이용해서 측정을 행하면, 미노광부가 감광되어, 패턴의 변화를 초래한다. 이것을 고려해서, 본 실시예에 있어서는, 사용하는 레지스트가 감도를 지니지 않는 충분히 긴 파장을 이용해서 측정을 행한다. 한편, 현상된 레지스트패턴이 측정대상인 경우, 이것이 현상처리된 패턴이므로, 감도가 높은 보다 단파장을 이용하여 고정밀측정을 확실하게 할 수 있다.

또한, 예를 들면 레지스트하지 기판, 레지스트의 미노광부 및 노광부의 굴절률n1 및 n2, 레지스트의 두께t, 노광패턴의 주기, 각도 및 라인수에 따라 투영광의 최적파장이 다르므로, 측정대상에 적합한 최적광파장으로 측정을 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 입사조건(투영광의 파장)은, 상이한 입사조건(투영광의 파장)하에서의 광의 변화에 의거해서 결정된다.

본 실시예의 나머지 부분은 제1 실시예와 거의 마찬가지이다.

할로겐램프로부터의 광이 분광기를 통과하고, 광파이버를 이용해서, 분광기의 출구로부터의 광을 광원수단으로 인도하는 구성에 의해서도 투영광의 가변파장의 마찬가지의 유리한 결과를 얻을 수 있다. 또, 할로겐램프와 분광기의 조합을 이용함이 없이, 조정가능한 레이저 또는 복수의 반도체레이저를 이용해도 마찬가지의 유리한 결과를 얻을 수 있다.

[제4 실시예]

제11도는 본 발명의 제4 실시예의 개략도이다. 본 실시예의 제1 실시예와의 다른 점은, 노광장치내에 몇몇 물리적인 제약이 있는 경우를 고려해서, 편광해석장치를 노광장치의 웨이퍼스테이지와는 별도로 설치한 점이다. 나머지부분은 제1 실시예의 구성과 마찬가지이다. 제12도는 본 실시예의 변형예를 도시한 것이다. 웨이퍼의 레지스트를 현상처리하지 않은 잠상에 대해 편광해석하는 제4 실시예와 비교할 때, 본 변형예에 있어서는, 레지스트를 현상한 후, 편광해석을 행하고 있다.

[제5 실시예]

본 발명의 제5 실시예는, 하나의 감광패턴에 대해 상이한 입사각을 이용해서 측정을 행하는 예이다. 미리 측정한 미노광부 및 노광부의 굴절률n1 및 n2, 레지스트두께d 및 기판의 복굴절률ns에 의거해서 하나의 최적입사각을 결정하는 제1 실시예에 비해서, 본 실시예에 있어서는, 상이한 입사각으로 광을 투영하고, 광의 변화를 검출한다. 따라서, 상이한 입사각에 대한 검출치를 이용함으로써, 고정밀도로 측정을 행할 수 있다.

본 발명의 본 실시예에 의하면, 미리 측정한 미노광부 및 노광부의 굴절률n1 및 n2, 레지스트두께d 및 기판의 복굴절률ns를 이용해서 최적입사각에 가까운 복수의 입사각을 선택하고, 이러한 입사각으로 측정을 행한다. 감광패턴의 어느 형상을 가정할 경우, 소망의 입사각으로 광이 입사할때의 광의 변화를 계산할 수 있다.

측정이 행해진 각 입사각에 대해서, 가정된 어느 듀티t를 가정한 계산에 의거한 광의 변화와, 실제로 측정해서 얻어진 광의 변화를 비교한다. 예를 들면, 3개의 입사각θ1, θ2 및 θ3에서 측정이 행해진 경우, 측정을 통해 얻어진 P편광광과 S편광광의 비 φ1, φ2, φ3 P편광광과 S편광광의 위상차△1, △2, △3, 계산에 의해 얻어진 P편광광과 S편광광의 비 φ1'(t), φ2'(t), φ3'(t) 및 P편광광과 S편광광의 위상차△1'(t), △2'(t), △3'(t)를 이용한 함수, 즉

가 최소로 되도록 듀티t를 구하면 된다. 이와 같이 해서, 듀티t를 정밀하게 측정할 수 있다.

또한, 노광 또는 현상의 결과로서 레지스트의 막두께가 변화하는 것이 알려져 있으므로, 미리 측정한 두께d에서 입사각의 최적화는 반드시 최적입사각의 결정으로 한정할 필요는 없다. 막두께에 대해서도 편광상태가 가변가능하므로, 듀티의 결정을 위해서, 계산용의 파라미터로서 두께d를 첨가하고, 듀티t 및 두께d는, 다음 함수, 즉,

가 최소로 되도록 구성하면 된다. 이와 같이 해서, 감광패턴의 형상을 더욱 정확히 측정할 수 있다. 레지스트의 형상을 특정하고자 할 경우, 많은 파라미터를 고려해서, 상이한 입사각을 이용해서 얻어진 검출치를 통해 측정을 행하는 것이 바람직하다. 본 실시예의 나머지부분은 제 1실시예의 구성과 거의 마찬가지이다.

[제6 실시예]

본 발명의 제6 실시예는 하나의 감광패턴에 대해 상이한 입사방향을 이용해서 측정을 행하는 예이다. 입사방향이란, 감광패턴의 면상의 임의의 방항에 대해서, 감광패턴에 대한 법선과 투영광의 광축에 의해 정의되는 입사평면의 입사방위각을 의미한다. 본 실시예는 제 2실시예와 마찬가지로, 제2도에 있어서 웨이퍼척(14)바로밑의 X-Y스테이지밑에 회전스테이지가 배치되어 있다. 측정대상인 감광패턴을 투영광스폿의 위치로 이동시킨 후, 편광해석을 행하고 있다.

광은 X방향으로 패턴에 투영하고, 그후, 회전스테이지를 이동시켜 광의 입사점을 중심으로 감광패턴을 90°만큼 X-Y평면을 따라 회전이동시키고, 선행하는 측정동작의 입사방향과 직교하는 입사방향을 이용해서 다시 측정을 행하고 있다.

본 실시예는 하지기판의 구조 또는 어떠한 레지스트불균일에 의한 측정치의 변동이 있을 경우에 대응한 것으로, 구체적으로는, 임의의 방향의 편광해석측정에 대해서, 이것에 직교하는 입사방향으로 상기 선행하는 측정에서와 거의 동일한 측정점에서 2차측정을 행한다. 이렇게 함으로써, 다음과 같이 정밀도를 증가시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 1의 결정은 제 1실시예와 마찬가지이다.

t(90°)=(t┴ + t∥)/2

제1 실시예에서 산출한 t(0°)를 이용함으로써, 평균을 구한다. 즉,

t-{t(0°)+t(90°)}/2

이와 같이 해서, 듀티t의 측정정밀도를 증가시킬 수 있다.

또한, 패턴의 형상의 상세에 대한 측정에 대해서는, 감광패턴의 홈에 평행인 입사평면 및 그에 직교하는 입사면의 두방향에 있어서의 측정해석뿐만 아니라, 상기 두방향간의 중간의 입사방향에 있어서의 측정해석이 요구된다.

웨이퍼X-Y스테이지 아래의 회전스테이지대신에, 제2도의 아치(36)에 대한 입사점을 통과하는, 웨이퍼에 대한 법선의 축을 중심으로 회전가능한 구동계를 이용함으로써 마찬가지의 유리한 결과를 얻을 수 있다. 본 실시예의 나머지부분은 제1 실시예의 구성과 거의 마찬가지이다.

[제7 실시예]

본 발명의 제7 실시예는 하나의 감광패턴에 대해 상이한 파장을 이용해서 측정을 행하는 예이다. 본 실시예는 제3 실시예와 마찬가지이며, 제2도의 구성에 있어서, 광원수단(31)용의 광원이, 예를 들면 할로겐램프와 분광기와의 조합으로 구성되어있다.

본 제 3실시에에서는, 예를 들면 하지기판, 레지스트의 미노광부 및 노광부의 굴절률n1 및 n2, 레지스트두께d, 노광주기, 각도, 라인수 등의 측정대상의 값에 대응한 하나의 최적입사파장으로 측정을 행한다. 복수의 파장을 이용해서 얻어진 검출치를 이용함으로써, 높은 정밀도의 측정이 가능해진다.

본 실시예에 의하면, 예를 들면, 미리 측정되어 있는 레지스트의 하지기판, 레지스트의 미노광부 및 노광부의 굴절률n1 및 n2, 두께d, 그리고 노광패턴의 주기, 각도 및 라인수 등의 측정대상의 값에 의거해서 최적파장근방의 복수의 파장을 선택하고, 이들 파장을 이용해서 측정을 행한다.

제5 실시예와 마찬가지로 감광패턴의 소정의 형상을 가정하면, 소정파장의 광이 입사된때의 광변화를 계산할 수 있다. 입사된 각 파장에 관해서, 소정듀티t를 가정한 계산에 의거한 광변화와 실제로 측정해서 얻어진 광변화를 서로 비교한다. 예를 들면, 3개의 파장 λ1, λ2 및 λ3을 이용해서 편광상태의 변화를 측정할 경우, 측정을 통해 얻어진 P편광광과 S편광광의 비 φ1, φ2, φ3, P편광광과 S편광광의 위상차△1, △2, △3, 계산에 의해 얻어진 P편광광과 S편광광의 비 φ1'(t), φ2'(t), φ3'(t), 그리고 P편광광과 S편광광의 위상차△1'(t), △2'(t), △3'(t)를 이용한 함수, 즉

또한, 노광 또는 현상에 의해 레지스트의 두께가 변화하는 것이 공지되어 있으므로, 패턴이 없는 부분에 관해서 미리 측정한 레지스트두께d를 이용하면 계산이 부적합할 경우가 있다. 본 실시예에서는, 복수의 파장을 이용해서 측정을 행하므로, 패턴위치에서의 레지스트두께뿐만 아니라 듀티 및 레지스트의 형상의 측정도 동시에 행할 수 있다.

또, 편광상태는 막두께에 따라 변하므로, 전술한 바와 같은 듀티를 구하기 위해서는, 계산용의 파라미터로서 두께d를 첨가하고, 듀티t 및 두께d는, 다음함수, 즉,

가 최소로 되도록 구하면 된다. 이와 같이 해서, 감광패턴의 형상을 더욱 정확히 측정할 수 있다. 레지스트의 형상을 특정하고자 할 경우, 많은 파라미터를 고려해서, 상이한 입사각을 이용해서 얻어진 검출치를 통해 측정을 행하는 것이 바람직하다.

할로겐램프로부터의 광이 분광기를 통과하고, 광파이버를 이용해서, 분광기의 출구로부터의 광을 광원수단으로 인도하는 구성에 의해서도 투영광의 복수파장에 의거한 측정의 마찬가지의 유리한 결과를 얻을 수 있다. 또한 조정가능한 레이저 또는 상이한 파장의 복수의 광원 등의 복수의 파장을 제공하는 광원을 이용해도 마찬가지의 유리한 결과를 얻을 수 있다. 본 실시예의 나머지부분은 제1 실시예의 구성과 거의 마찬가지이다.

[제8 실시예]

본 발명의 제8 실시예는, 하나의 감광패턴에 대해 주어진 입사조건하에서 광원으로부터 광을 투영하고, 그 광의 변화의 검출치에 의거해서, 처리수단에 의해 최적입사조건을 계산한다. 다음에, 광원은, 이 최적입사조건하에서 광을 투영하여 감광패턴의 형성상태를 구한다.

전술한 바와 같이, 노광 또는 현상에 의해 레지스트의 두께가 변하므로, 측정오차의 원인으로 된다. 이점을 고려해서, 예를 들면, 미리 측정되어 있는 레지스트의 하지기판의 굴절률ns, 레지스트의 미노광부 및 노광부의 굴절률n1 및 n2, 두께d, 노광부의 주기, 각도, 라인수 등의 측정대상의 값에 의거해서 계산한 최적입사조건하에서 일단 측정을 행한다. 다음에, 이 측정결과와 계산값과의 비교를 행하여, 예비치와 크게 다른 수치(예를 들면 두께)를 보정하여, 최적입사조건을 다시 계산한다. 다음에, 갱신된 최적입사조건에 대해서 광원을 일치시키고, 그 조건하에서 광을 투영하여, 광의 변화를 수광계에 의해 검출함으로써, 레지스트패턴을 측정하고 있다.

여기서 입사조건이란, 입사각, 입사방향 또는 입사파장이다.

[제9 실시예]

다음에, 상기 설명한 투영방법을 이용한 디바이스제조방법의 일실시예를 설명한다.

제16도는 예를 들면, 반도체칩(예를 들면 IC 또는 LSI), 액정패널 또는 CCD등의 마이크로디바이스의 제조공정을 표시한 순서도이다. 스텝 1은 반도체디바이스의 회로를 설계하는 설계공정이고, 스텝 2는 상기 설계한 회로패턴에 의거해서 마스크를 제작하는 공정이며, 스텝 3은 실리콘 등의 재료를 이용해서 웨이퍼를 제조하는 공정이다. 스텝 4는 상기 준비한 마스크와 웨이퍼를 이용해서, 리소그래피기술에 의해 웨이퍼상에 실제의 회로를 형성하는 소위 전(前)공정이라 불리는 웨이퍼공정이고, 다음의 스텝 5는 스텝 4에서 처리된 웨이퍼를 반도체칩으로 형성하는 소위 후공정이라 불리는 조립공정이다. 이 공정은 어셈블링(다이싱 및 본딩)공정과 패키징(칩봉인)공정을 포함한다. 스텝 6은 스텝 5에서 작성된 반도체디바이스의 동작체크, 내구성체크 등을 수행하는 검사공정이다. 이들 공정에 의해, 반도체장치가 완성되어 출하된다(스텝 7).

제17도는 웨이퍼공정의 상세를 표시한 순서도이다. 스텝 11은 웨이퍼의 표면을 산화시키는 산화공정이고, 스텝 12는 웨이퍼표면에 절연막을 형성하는 CVD공정이며, 스텝 13은 증착법에 의해 웨이퍼상에 전극을 형성하는 전극형성공정이다.

스텝 14는 웨이퍼에 이온을 주입시키는 이온주입공정이고, 스텝 15는 웨이퍼에 레지스트(감광제)를 도포하는 레지스트공정이며, 스텝 16은 전술한 노광장치에 의해서 웨이퍼상에 마스크의 회로패턴을 노광에 의해 프린트하는 노광공정이다. 스텝 17은 노광한 웨이퍼를 현상하는 현상공정이고, 스텝 18은 현상한 레지스트상이외의 부분을 제거하는 에칭공정이고, 스텝 19는 에칭공정후 웨이퍼상에 남아있는 레지스트재를 분리하는 박리공정이다. 이들 공정을 반복함으로써, 웨이퍼상에 회로패턴이 중첩형성된다.

이들 공정에 의해, 고집적도의 마이크로디바이스를 제조하는 것이 가능하다.

다음에, 본 발명의 다른 양상을 설명한다.

여기서, 기판상에 형성된 패턴의 측정을 위한 본 발명에 의한 측정방법의 중요특성을 설명한다.

본 발명의 일실시예는, 패턴의 형상변화에 따라 패턴의 평균굴절률 혹은 그의 실효값이 변화한다는 원리에 의거한 것이다.

구체적으로는, 본 발명에 있어서는, 레티클(R)로서는, 예를 들면 일방향으로 주기를 지닌 라인-앤드-스페이스패턴으로 이루어진 공정관리용의 패턴을 지닌 마스크를 이용하고, 이러만 기준패턴의 상을 웨이퍼(W)상에 순차 프린트하고 있다.

다음에, 이 노광처리를 통해 형성된 웨이퍼상의 레지스트재료내의 잠상(즉, 노광에 의해 초래되는 화학변화에 기인해서 굴절률이 변화된 부분에 형성된 상) 또는 현상처리후에 형성된 웨이퍼상의 요철패턴(직사각형파형상패턴)에 대해 광투영수단으로부터의 입력광을 조사하고, 상기 패턴으로부터의 신호광을 수광수단에 의해 수광하고, 이 수광수단으로부터의 신호를 이용해서, 입력광의 변화(입력광의 편광상태의 변화 혹은 그의 강도변화)를 검출한다. 광입사조건에 대응한 광변화의검출에 의거해서, 패턴의 형성상태를 처리수단에 의해 검출한다.

이하, 이러한 광변화로서 입력광의 편광상태의 변화를 이용해서 줴이퍼상의 레지스트패턴을 측정할 경우를 예로 들어 설명한다.

패턴에 대해, 소정의 파장과 소정의 편광상태를 지니는 광을 소정의 입사각으로 레지스트상에 투영한다. 이 광은 레지스트내를 투과하고, 웨이퍼바닥기판의 표면에 의해 반사된 후, 다시 해당 레지스트를 투과한다. 상기 레지스트로부터 나오는 광은 레지스트의 표면에서 직접 반사된 광과 합성된다. 이러한 합성광의 편광상태를 측정 한다.

요철패턴위상형 회절격자에 대해서 해당 피치보다도 긴 파장에서는 회절광을 생성하지 않고, 이 광이 복굴절특성을 지니는 것은 공지되어 있다.

이하의 본 발명의 일실시예에서는, 반사광을 검출하는 경우를 중심으로 설명하나, 레지스트패턴의 피치가 파장보다도 클 때에는 회절광을 생성하여, 이러한 회절광에 의해서도 마찬가지의 측정을 행할 수 있다.

이하, 본 발명에 사용하는 편광해석법에 대해 설명하다.

이제 격자두께를 d, 듀티비(주기에 대한 잔존레지스트부분의 비)를 t라 하고, 주기보다도 큰 파장을 지닌 레이저광이 복굴절소자에 수직으로 입사하는 것으로 가정한다. 이때, 입력 또는 투영광의 편광상태가 격자홈에 평행인지 수직인지의 여부에 따라, 복굴절소자의 주기구조부분에서의 굴절률n∥ 및 n┴은 각각 다음식으로 주어지는 것이 공지되어 있다. 즉, 격자흠에 평행한 광에 대한 실효굴절률을 n∥, 격자홈에 수직인 광에 대한 실효굴절률을 n┴라 하면,

식중, n1 은 겨자의 라인부분의 굴절률, n2는 격자의 스페이스부분의 굴절률이다. 라인부분(L)과 스페이스부분(S)은, 레지스트잠상의 경우, (L)이 레지스트에 상당하고, (S)가 노광된 레지스트에 상당하는 것이다. 레지스트를 현상한 경우, (L)이 레지스트에 상당하고, (S)가 공기 등의 기체에 상당하는 것이다.

또, 상기 굴절률의 식은, 주기구조의 주기가 파장과 비교해서 충분히 작은 경우의 근사식이다. 엄밀하게 전계를 계산함으로써, 주기가 파장과 동일 혹은 유사할 경우 또는 주기구조이외의 구조를 이용할 경우에 있어서도 굴절률을 계산할 수 있다.

편광해석의 모델은 웨이퍼기판상의, 소정두께의 복굴절매체의 복굴절률을 측정하는 것에 상당한다. 또, 편광해석법이란, 상기와 같이 웨이퍼기판상에, P/S위상차(P편광과 S편광간의 위상차)가 0이고 진폭비가 1인 직선편광광을 소정각도θ로 투영하고, 그 반사광의 위상차(△)와 진폭비(φ)를 측정함으로써, n∥ 과 n┴를 구하는 것이다. 그리고, 미리 측정한 레지스트두께 d와 라인부분(L) 및 스페이스부분(S)의 굴절률n1 및 n2로부터 그리고 상기 설명한 편광해석법에 따라 구한 n∥ 및 n12값으로부터, 상기 식 또는 엄밀하게 푼 방정식을 이용해서 듀티t를 구하고 있다. 이러한 편광해석법은 공지되어 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

광입사조건(예를 들면, 입사각, 패턴방향에 대한 방위각, 파장)에 대해서는, 레지스트의 굴절률, 그의 막두께 또는 패턴형상에 따라 최적조건이 다르다. 또, 상기 조건은, 현상된 레지스트패턴측정에 대해서 그리고 잠상레지스트패턴측정에 대해서도 다르다. 또한, 잠상에 대해서는, 노광부분과 미노광부분간의 굴절률차가 작으므로, 노광조건의 미소변화에 의해 패턴형상에 발생되는 미소변화를 광의 미소변화에 의해 분해검출하기 위해서는, 노광조건에 따라서 광의 큰 변화를 일으키는 입사조건으로 측정을 행해도 된다.

본 발명의 실시예에 있어서는, 라인-앤드-스페이스패턴이 형성되어 있는 감광기판을 먼저 현상공정전에 측정하고, 현상처리후, 측정을 재차 행하여, 그 결과를 서로 비교한다. 이것에 의거해서, 패턴의 불균일성을 지니거나 소정형상을 지니지 않은 패턴을 지닌 웨이퍼가 형성되면, 그 원인이 현상처리공정에 포함된 것인지 아닌지를 판별한다.

[제10 실시예]

제18도는 본 발명의 제10 실시예의 주요부의 개략도이고, 제2도는 패턴의 일례를 예시한 것이다.

본 실시예는, 감광패턴을 통한 투영광의 변화로서, 편광상태의 변화를 이용하고, 이것에 의거해서, 노광공정 및 현상공정에 있어서의 어떠한 이상이나 결함을 분리해서 검출할 수 있다.

제19도는 레티클면상의 기준패턴(201p)을 예시한 것이다. 이 기준패턴(201p)은 각각 라인(L)과 스페이스(5)로 이루어진 라인-앤드-스페이스패턴(202),(203)이 직교배열되어 있다.

본 실시예에서는, 레티클상에 형성된 라인-앤드-스페이스패턴(202),(203)으로 이루어진 패턴(201p)을 스텝-앤드-리피트방식에 따라 레지스트가 도포된 웨이퍼(106)상에 순차 프린트하고 있다.

제20도는 레지스트의 단면도이다. 노광후의 웨이퍼(106)상의 레지스트내에, 제20도에 도시한 바와 같은 잠상이 형성된다. 이 잠상은 예를 들면 노광광의 조사에 의해 초래된 화학변화로 인한 레지스트의 성질변화에 의해 형성된다. 빗금친부분은 노광부를 나타내고, 일반적으로 이들 부분에서 굴절률이 변화된다. 제20도에 있어서 (305)는 노광량 및 포커스량(투영렌즈의 광축방향에 대한 웨이퍼의 위치)이 예를 들면 최적화된 때의 잠상이다. 이 때 듀티가 0.5인 패턴이 형성된다.

예를 들면, 노광량이 변화한 경우, 노광량이 보정값보다도 작으면, (304)와 같이 듀티가 0.5이하인 잠상패턴이 형성된다. 한편, 노광량이 보정값보다도 크면, (306)과 같이 듀티가 0.5이상인 잠상패턴이 형성된다.

또한, 노광공정시 포커스량이 변화한 때는, (302) 또는 (308)과 같이 패턴의 측벽의 경사가 변화한다.

노광장치의 노광조건을 최적화하고, 이 조건을 일정하게 유지하면서 노광을 행하면, 그 결과 형성된 복수의 패턴은 일정한 형상을 지니게 된다. 그러나, 이 단계에서 노광장치에 있어서 이상이 발생하면, 이들 잠상은 형상이 달라지므로, 패턴의 형성상태에 대한 측정결과가 서로 다르게 된다.

이하 제18도는 참조해서, 편광상태의 변화의 검출에 의거한 패턴측정에 대해 설명한다.

광원부(101), 수광부(102), 구동기(103), 편광처리장치(104) 및 CPU(중앙처리장치)(109)로 구성되고 편광해석법에 의거한 처리모니터장치에 의해, 투영광에 대한 반사광의 진폭비 P와 위상차△를 측정하여, 패턴의 형성상태를 판정한다.

제21도는 제18도의 장치의 광로를 전개한 개략도이다. 제18도 및 제21도에 있어서, 광원부(광투영수단)(101)는 광원(1011)(He-Ne레이저나 반도체레이저뿐만 아니라, 분광기로부터의 단색광으로도 이루어짐)과 예를 들면 글란-톰슨프리즘 등의 편광소자(1012)를 포함한다. 편광소자(1012)는 P편광성분(도면의 지면에 평행) 및 S편광성분(도면의 지면에 수직)이 등량이 되도록 편광면이 도면의 지면에 대해서 45°로 배치되어 있다. 따라서, 이들 P편광광과 S편광광사이의 위상차△는 0이고 진폭비 φ는 1이다.

수광부(수광수단)(102)는 이방성축이 광(105)에 직교하는 λ/4(파장)판(1024), 예를 들면 글란-톰슨프리즘 등의 편광소자(해석기)(1022) 및 광전변환소자(1021)로 구성되어 있다. λ/4판(1024)은 광(105)방향을 따라 회전축을 지닌 회전기구(1023)내에 유지되어 있어, 구동기(103)로부터의 신호에 응해서 일정속도로 회전가능하다.

광원수단(101)으로부터의 광(105)은 웨이퍼(106)상의 레지스트표면에 의해, 그리고 웨이퍼기판의 표면에 의해 반사된다. 이들 반사광의 합성광에 있어서는, 예를 들면, 웨이퍼(106)상의 레지스트의 복굴절률n1 및 n2에 따라 P편광성분과 S편광성분의 위상차△와 진폭비 φ가 변화한다.

이 광을 회전하는 λ/4판(1024) 및 해석기(1022)를 통해서, 검출기(1021)에 의해 검출함으로써, 위상차△와 진폭비 φ에 대응하는 사인파의 전기신호를 얻고, 다음에, DC성분크기 및 그의 진폭의 사인파의 위치정보로부터, 위상차△와 진폭비φ를 구하고 있다.

전술한 바와 같은 편광해석법에 의거하고, 또한, 미리 측정된 레지스트의 미노광부의 굴절률n1, 그의 노광부의 굴절률n2, 레지스트의 두께 d 및 기판의 합성굴절률ns가 주어진 경우, CPU(109)는 복굴절률구조로서 취한 라인-앤드-스페이스레지스트패턴에 의해 n┴를 산출하고, 또한 이 값n┴으로부터 다음식에 따라서 듀티t1를 구한다. 즉,

t┴=n1**2·(n2**2-n1**2)/{n┴**2·(n2**2-n1**2)}

굴절률 n∥의 값으로부터 듀티t∥가 다음식으로 부여된다. 즉,

t∥=(n∥**2-n2**2)/(n1**2-2n**2)

이들 두 값을 평균함으로써, 정밀도를 향상시킬 수 있다. 즉,

t1=(t┴1-t∥)/2

일반적으로, 듀티t는 상기 절차에 따라 구할 수 있으나, 레지스트불균일성 또는 하지구조에 기인한 측정값의 변동이 있을 경우도 있으므로, 제22도의 평면도에 도시한 바와 같이, X방향의 편광해석측정에 대해서, 이에 직교하는 Y방향의 제2 편광해석장치에 의해, 제1 편광해석장치(101,102)에 의해서 측정한 것과 거의 동일한 측정점에 동시 측정을 행한다. 이것에 의해 다음과 같이, 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이 경우에 있어서도, 듀티t1의 결정과 마찬가지로,

t2=(t┴/t∥)/2

이며, 상기 설명한 튜티t1을 이용해서, 평균값을 계산한다. 즉,

t=(t1+t2)/2

이와 같이 해서 듀티t의 측정정밀도를 높이고 있다.

잠상패턴측정에 대한 정밀도향성을 위해서는 소망의 패턴의 라인과 스페이스의 편광해석을 통해 얻어진 값과 현상된 샘플에 대해 주사형 전자현미경을 이용해서 행한 측정값을 서로 비교해서 편광해석법에 있어서의 하지구조로 인한 듀티의 오프셋을 구해도 된다. 이후의 측정에서는, 오프셋을 감산한 값을 보정된 측정치로서 이용한다. 현상후의 패턴에 관해서는, 편광해석을 통해 얻어진 듀티와 측정값과의 비교에 의해 프로세스에 의존하는 어떠한 오프셋도 제거할 수 있다. 주사형 전자현미경을 이용한 비교는, 프로세스 등의 조건이 변화한 경우 초기단계에서만 한 번 행하면 되고 그후의 절차동안에는 불필요하다.

이하, 제23도를 참조해서, 편광상태의 변화검출에 기인한 공정모니터장치의 동작을 설명한다.

제23도는 현상공정모니터처리의 순서도이다.

먼저, 노광공정(601)후의 웨이퍼가 공정모니터에 반송되고, 스텝(602)에서, 잠상의 상태에서 전술한 바와 같이, 편광처리장치(104)에 의해서 위상차△와 진폭비 φ를 검출하고, 검출된 위상차△와 진폭비 φ에 의거해서, CPU(109)는 패턴의 형성상태를 측정한다. 스텝(603)에서는, CPU(109)가 웨이퍼상의 복수의 패턴에 대한 측정결과의 비교로부터, 웨이퍼상의 복수의 샷의 패턴이 미리 설정된 허용범위내의 형상으로 형성되어 있는 지의 여부를 판정한다. 만약, 패턴의 형성상태가 허용범위밖에 있을 경우, 스텝(604)에서 불량패턴이 형성되어 있는 샷을 (E)로서 기억한다. (615)가 웨이퍼상의 불량샷의 위치를 (E)로 표시하고 있다. 모든 패턴이 만족할만한 형성상태에 있을 경우는, 직접 현상공정(605)으로 웨이퍼를 반송하고, 불량샷이 있을 경우는 스텝(604)후에 현상공정(605)으로 웨이퍼를 반송한다.

현상공정(605)에 의해 처리된 웨이퍼는 재차 공정모니터로 반송되고, 스텝(606)에서, 웨이퍼상의 복수의 패턴에 대해 측정을 행한다. 여기서는, 현상공정후의 레지스트패턴의 형상상태를 측정하기 위하여, 잠상패턴측정시와는 측정조건(투영광의 입사각 또는 입사파장등) 및 형성상태판정에 필요한 정수(굴절률 또는 두께등)가 다르다. 측정방법은 전술한 바와 마찬가지이며, 현상의 경우는, 라인-앤드-스페이스패턴의 스페이스부분은 공기 등의 기체에 대응한다. 스텝(607)에서는, 웨이퍼상의 복수패턴의 측정결과의 비교에 의거해서, CPU(109)가 웨이퍼상의 복수의 샷의 패턴이 미리 설정된 허용범위내의 형상과 균일하게 형성되어 있는 지의 여부를 판정한다. 만약 패턴형상상태가 허용범위밖에 있을 경우, 스텝(608)에서 불량패턴이 형성되어 있는 샷을 D로서 기억한다. (16)이 웨이퍼상의 현상공정중에 발생된 불량샷의 위치를 D로서 표시하고 있다. 모든 패턴이 만족할 만한 범위내의 형성상태에 있을 경우는, 현상공정에서 이상이 없는 패턴이 형성되어 있는 것이므로, 직접 다음공정(711)으로 웨이퍼를 반송한다.

불량샷이 있을 경우는 스텝(609)으로 진행하여, CPU(109)는 현상공정전의 패턴의 불균일성을 기억하고 있는 샷(E)의 위치와 현상공정후의 패턴의 불균일성을 기억하고 있는 샷(D)의 위치를 비교한다. 서로 일치하면, 불균일성, 즉 이상패턴의 형성은 노광공정에만 기인하는 것이므로, 스텝(612)에서 노광공정에 이상이 있는 것이라고 판정하여, 작업자에게 경보를 발한다. 또, 상기 각 위치가 일치하지 않을 경우에는, 스텝(610)에 있어서, (E)의 샷이 있는지의 여부를 판정하고, (E)가 있으면, 노광공정 및 현상공정양쪽에 균일한 샷이 얻어지지 않는 원인이 있는 것으로 해서, 이들 양 공정이 이상이 있는 것이라고 판정하여 작업자에게 경보를 발한다. (E)가 없는 경우에는, 현상공정에만 이상이 발생한 것이라고 판정하여, 대응하는 경보를 작업자에게 발한다.

본 실시예에서는, 이상과 같이 해서, 패턴형성에 이상이 있을 경우에, 그것이 노광공정이전의 공정에서 발생한 것인지 현상공정에서 발생한 것인지의 여부를 제8도와 같이 분리해서 검출하고 있다. 또, 각각의 공정에서 이상이 발생한 때에, 즉시 작업자가 그 문제에 대처할 수 있도록 경보를 발하고 있다.

이하, 제24도를 참조해서, 패턴측정시의 허용범위에 대해 설명한다. 이것은 본 실시예에 있어서의 공정모니터용의 초기데이터로서, 공정모니터에 의해 처리될 데이터를 작성하는 하나의 방법이다. 제24도는, 1매의 웨이퍼에 대해, 일방향을 따른 노광량 및 그 방향과 직교하는 방향을 따른 포커스량을 소량씩 순차 변화시키면서 8×6회의 샷노광을 행하는 예를 도시한 것으로서, 여기서는 현상공정전의 8×6개의 점에서의 편광해석결과를 △-φ맵상에 표시하고 있다. 예를 들면, 라인(710)을 따른 각 측정점에 관해서는, 노광량이 일정하고 포커스가 변화하고 있으며, 한편, 라인(701)을 따른 각 측정점에 관해서는, 포커스가 일정하고 노광량이 변화하고 있다.

이들 8×6개의 점에 관해서는 현상공정후에 이미 설명한 바와 같은 주사형 전자현미경측정과의 상관을 취함으로써, 최적듀티의 범위를 현상공정전의 △-φ맵상의 직사각형윤곽(AX)으로서 특정할 수 있다. 마찬가지로, 현상공정후의 편광해석결과와 주사형 전자현미경측정치와의 상관을 취함으로써, 최적듀티의 범위를 현상공정후의 △-φ맵상의 직사각형 윤곽(AX)으로서도 특정할 수 있다. 물론, 현상 공정전후에, 최적듀티의 △-φ맵에 있어서의 직사각형윤곽은 다르다. 따라서, 공정모니터장치의 CPU(109)는 노광샷을 편광해석법에 의해 측정하고, 이 윤곽(AX)내에 △ 및 φ가 있다면, 이들은 최적듀티를 나타내는 허용범위내에 있다는 것으로 되므로, 각 공정과 관련해서, △-φ맵상에 있어서의 최적듀티의 직사각형윤곽용의 데이터를 장치에 기억시켜 둔다. 이 경우, 패턴비교는 듀티t의 값 등을 이용하지않고 행해도 되나, 직접비교는 예를 들면, 계산전에, △ 및 φ 등의 측정데이터를 이용해서 행하면 된다. 이것에 의해 계산시간을 효율적으로 절약할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 실시예에 있어서는, 노광공정 및 / 또는 현상공정에 이상이 발생한 경우에, 어느 공정에서 그러한 이상이 발생했는지를 분리해서 신속하게 검출할 수 있으므로, 디바이스의 양산공정의 수율증가에 기여할 수 있다.

[제11 실시예]

본 발명의 제11 실시예는 에칭공정을 모니터하는 예이다. 에칭공정은, 현상된 레지스트를 마스크로서 이용해서, 기판의 비피복부를 제거(에칭)함으로써 레지스트패턴을 기판에 전사하는 공정이다.

패턴측정은 제10 실시예와 거의 마찬가지 방법으로 행하나, 에칭공정후의 패턴에 관해서는, 기판의 패턴에 중첩하는 레지스트패턴이 있으므로, 복굴절막이 2층으로 존재한다. 또, 기관이 실리콘기판 등의 유전체재료가 아닌 경우, 기판재질에의한 흡착이 있으므로, 편광분석에 기인한 패턴의 산출이 복잡해진다. 에칭공정에서는 레지스트패턴의 선폭이 정밀도좋게 처리될 수 있으므로, 에칭깊이를 모니터해야 할 경우가 있다. 이 경우, 에칭공정전에 측정한 레지스트패턴의 듀티 혹은 선폭이 기판의 듀티 혹은 선폭에 대응하므로, 이들을 공지의 값으로서 취해도 된다. 따라서, 편팡해석에 의거해서 기판패턴에 의한 복굴절층의 두께를 검출함으로써 에칭깊이를 정확하게 검출할 수 있다.

제25도는 공정모니터처리의 순서도이다.

먼저, 현상공정(801)후의 웨이퍼가 공정모니터에 반송되고, 스텝(802)에서, 잠상의 상태에서 전술한 바와 같이, 편광처리장치(104)에 의해서 위상차△와 진폭비 φ를 검출하고, 검출된 위상차△와 진폭비 φ에 의거해서, CPU(109)는 패턴의 형성상태를 측정한다. 스텝(803)에서는, CPU(109)가 웨이퍼상의 복수의 패턴에 대한 측정결과의 비교로부터, 웨이퍼상의 복수의 샷의 패턴이 미리 설정된 허용범위내의 형상으로 형성되어 있는 지의 여부를 판정한다. 또는, 전술한 바와 같이, 검출된 위상차△와 진폭비 φ가 최적듀티로 되어 있는 △-φ맵상의 직사각형 윤곽(AX)내에 있는지의 여부에 대해 판정해도 된다. 만약, 패턴의 형성상태가 허용범위밖에 있을 경우, 스텝(804)에서 불량패턴이 형성되어 있는 샷을 (E)로서 기억한다. (815)가 웨이퍼상의 불량샷의 위치를 (E)로 표시하고 있다. 모든 패턴이 만족할 만한 형성상태에 있을 경우는, 직접 에칭공정(805)으로 웨이퍼를 반송하고, 불량샷이 있을 경우는 스텝(804)후에 에칭공정(805)으로 웨이퍼를 반송한다.

에칭공정(805)에 의해 처리된 웨이퍼는 재차 공정모니터로 반송되고, 스텝(806)에서, 웨이퍼상의 복수의 패턴에 대해 측정을 행한다. 여기에서는, 에칭공정후의 레지스트패턴의 형성상태를 측정하기 위하여, 잠상패턴측정시와는 측정조건(투영광의 입사각 또는 입사파장 등) 및 형성상태판정에 필요한 정수(굴절률 또는 두께 등)가 다르다. 스텝(807)에서는, 웨이퍼상의 복수패턴의 측정결과의 비교에 의거해서, CPU(109)가 웨이퍼상의 복수의 샷의 패턴이 미리 설정된 허용범위내의 형상과 균일하게 형성되어 있는 지의 여부를 판정한다. 만약 패턴형성상태가 허용범위밖에 있을 경우, 스텝(808)에서 불량패턴이 형성되어 있는 샷을 D로서 기억한다. (816)이 에칭처리중에 발생된 불량샷의 위치를 D로서 표시하고 있다. 모든 패턴이 만족할 만한 범위내의 형성상태에 있을 경우는, 에칭공정에서 이상이 없는 패턴이 형성되어 있는 것이므로, 직접 다음공정(811)으로 웨이퍼를 반송한다.

불량샷이 있을 경우는, 스텝(809)으로 진행하여, CPU(109)는 에칭공정전의 패턴의 불균일성을 기억하고 시는 샷(E)의 위치와 에칭공정후의 패턴의 불균일성을 기억하고 있는 샷(D)의 위치를 비교한다. 서로 일치하면, 불균일성, 즉 이상 패턴의 형성은 현상공정에만 기인하는 것이므로, 현상공정에 이상이 있는 것이라고 판정하여, 작업자에게 경보를 발한다. 또, 상기 각 위치가 일치하지 않을 경우에는, 스텝(810)에 있어서, (E)의 샷이 있는 지의 여부를 판정하고, (E)가 있으면, 현상공정 및 에칭공정양쪽에 균일한 샷이 얻어지지 않는 원인이 있는 것으로 해서, 이들 양 공정이 이상이 있는 것이라고 판정하여 작업자에게 경보를 발한다. (E)가 없는 경우에는, 에칭공정에만 이상이 발생한 것이라고 판정하여, 대응하는 경보를 작업자에게 발한다.

본 실시예에서는, 이상과 같이 해서, 패턴형성에 이상이 있을 경우에, 그것이 에칭공정이전의 공정에서 발생한 것인지 에칭공정에서 발생만 것인지의 여부를 제8도와 같이 분리해서 검출하고 있다. 또, 각각의 공정에서 이상이 발생한 때에, 즉시 작업자가 그 문제에 대처할 수 있도록 경보를 발하고 있으므로, 디바이스의 양산공정의 수율을 향상시키는 데 기여한다.

[제12 실시예]

본 발명의 제12 실시예는 에싱공정을 모니터하는 예이다. 에싱처리는, 에칭후에 레지스트를 제거해서, 기판패턴을 노출시키는 공정으로 패턴형성에 있어서의 간단한 최종공정이다.

패턴측정은 제10 실시예와 거의 마찬가지 방법으로 행한다.

제27도는 공정모니터처리의 순서도이다.

먼저, 에칭공정(901)후의 웨이퍼가 공정모니터에 반송되고, 스텝(902)에서, 웨이퍼의 레지스트와 기판에 의한 패턴에 관해서, 편광처리장치(104)에 의해서 위상차△와 진폭비 φ를 검출하고, 검출된 위상차△와 진폭비 φ에 의거해서, CPU(109)는 패턴의 형성상태를 측정한다. 스텝(903)에서는, CPU(109)가 웨이퍼상의 복수의 패턴에 대한 측정결과의 비교로부터, 웨이퍼상의 복수의 샷의 패턴이 미리 설정된 허용범위내의 형상으로 형성되어 있는 지의 여부를 판정한다. 만약, 패턴의 형성상태가 허용범위밖에 있을 경우, 스텝(904)에서 불량패턴이 형성되어 있는 샷을(E)로서 기억한다. (915)가 웨이퍼상의 불략샷의 위치를 (E)로 표시하고 있다. 모든 패턴이 만족할 만한 형성상태에 있을 경우는, 직접 에싱공정(905)으로 웨이퍼를 반송하고, 불량샷이 있을 경우는 스텝(904)후에 에싱공정(905)으로 웨이퍼를 반송한다.

에싱공정(905)에 의해 처리된 웨이퍼는 재차 공정모니터로 반송되고, 스텝(906)에서, 웨이퍼상의 복수의 패턴에 대해 측정을 행한다. 여기에서는, 에싱공정후의 레지스트패턴의 형성상태를 측정하기 위하여, 레지스트와 기판재료에 의한 패턴측정시와는 측정조건(투영광의 입사각 또는 입사파장 등) 및 형성상태판정에 필요한 정수(굴절률 또는 두께 등)가 다르다. 측정방법은 전술한 바와 거의 마찬가지이다. 스텝(907)에서는, 웨이퍼상의 복수패턴의 측정결과의 비교에 의거해서, CPU(109)가 웨이퍼상의 복수의 샷의 패턴이 미리 설정된 허용범위내의 형상과 균일하게 형성되어 있는 지의 여부를 판정한다. 만약 패턴형성상태가 허용범위밖에 있을 경우, 스텝(908)에서 불량패턴이 형성되어 있는 샷을 D로서 기억한다. (916)이 에싱처리중에 발생된 불량샷의 위치를 D로서 표시하고 있다. 모든 패턴이 만족할 만한 범위내의 형성상태에 있을 경우는, 에싱공정에서 이상이 없는 패턴이 형성되어 있는 것이므로, 직접 다음공정(911)으로 웨이퍼를 반송한다.

불량샷이 있을 경우는, 스텝(909)으로 진행하여, CPU(109)는 에싱공정전의 패턴의 불균일성을 기억하고 있는 샷(E)의 위치와 에싱공정후의 패턴의 불균일성을 기억하고 있는 샷(D)의 위치를 비교한다. 서로 일치하면, 불균일성, 즉 이상 패턴의 형성은 에싱공정에만 기인하는 것이므로, 에싱공정에 이상이 있는 것이라고 판정하여, 작업자에게 경보를 발한다. 또, 상기 각 위치가 일치하지 않을 경우에는, 스텝(910)에 있어서, (E)의 샷이 있는 지의 여부를 판정하고, (E)가 있으면, 에칭공정 및 에싱공정양쪽에 균일한 샷이 얻어지지 않는 원인이 있는 것으로 해서, 이들 양 공정이 이상이 있는 것이라고 판정하여 작업자에게 경보를 발한다. (E)가 없는 경우에는, 에싱공정에만 이상이 발생한 것이라고 판정하여, 대응하는 경보를 작업자에게 발한다.

본 실시예에서는, 이상과 같이 해서, 패턴형성에 이상이 있을 경우에, 그것이 에싱공정이전의 공정에서 발생한 것인지 에싱공정에서 발생한 것인지의 여부를 제9도와 같이 분리해서 검출하고 있다. 또, 각각의 공정에서 이상이 발생한 때에, 즉시 작업자가 그 문제에 대처할 수 있도록 경보를 발하고 있으므로, 디바이스의 양산공정의 수율을 향상시키는 데 기여한다.

[제13 실시예]

본 발명의 실시예는 공정모니터를 범용적으로 구성한 실시예이다. 본 실시예에 의하면, 예를 들면 미리 측정조건 및 패턴형상의 허용범위를 입력해 놓음으로써, 어떠한 공정에도 적응시킬 수 있다. 본 실시예를 제27도를 이용해서 상세히 설명한다.

제27도는 공정모니터처리의 순서도이다. 본 실시예에 있어서는, 임의의 공정 B전과 후에 패턴측정을 행함으로써, B공정전에 이상이 발생했는지 혹은 B공정에서 이상이 발생했는지의 여부를 분리해서 판별할 수 있다. A공정종료후 및 B공정전에, 패턴측정을 행한다. 측정방법은, 선행실시예와 거의 마찬가지이다. 즉, 광을 패턴에 투영하고, 그 반사광의 변화를 검출함으로써, 패턴형상을 측정한다. 여기서, 측정조건(예를 들면 입사각 또는 입사파장) 및 형성상태결정에 펼요한 정수(예를 들면 굴절률 또는 두께)는 공정에 따라서 다르므로, 미리 기억하고 있는 B공정전의 측정조건에 의거해서 측정을 행하고, 또, 형성상태결정용의 정수에 대해서도 기억되어 있는 것을 이용한다.

스텝(1003)에서는, CPU(109)가 웨이퍼상의 복수의 패턴에 대한 측정결과의 비교로부터, 웨이퍼상의 복수의 샷의 패턴이 미리 설정된 허용범위내의 형상으로 형성되어 있는 지의 여부를 판정한다. 만약, 패턴의 형성상태가 허용범위밖에 있을 경우, B공정전에 이상이 있는 것으로 판정하여, 스텝(1004)에서 조작자에게 경보를 발한다. 이상이 없을 경우는, 그 웨이퍼는 그대로 스텝(1005)에서 B공정으로 반송한다.

스텝(1006)에서, 재차 패턴측정을 반복한다. 여기에서는, 미리 유지되어 있는 B공정후의 측정에 관한 측정조건 및 정수를 이용한다. 스텝(1007)에서는, 웨이퍼상의 복수샷의 패턴에 대한 측정결과의 비교로부터, 웨이퍼의 복수샷의 패턴이 균일하게 허용범위내의 형상으로 형성되어 있는 지의 여부를 판정한다.

만약 패턴형성상태가 허용범위밖에 있을 경우, B공정에서 이상이 발생한 것으로 판정하고, 스텝(1008)에서 해당 경보를 조작자에게 발한다. 이상이 없을 경우는, 그 웨이퍼는 그대로 스텝(1009)에서 C공정으로 반송된다.

본 실시예에 의한 공정모니터는 범용적이므로, 전술한 바와 같이, 임의의 공정전후에 이상이 발생한 경우, 그 공정전후의 어느 쪽에 이상이 발생했는지의 여부를 분리해서 검출할 수 있다. 또, 모든 공정(그 공정전 후)에 본 실시예의 공정모니터를 이용함으로써, 어느 공정에서 이상이 발행했는 지를 신속하게 검출할 수 있다. 또, 어느 공정에서 이상이 발생한 때에 작업자가 그 문제에 대처할 수 있도록 경보를 발하고 있으므로, 디바이스의 양산공정의 수율을 향상시키는 데 기여하고 있다.

본 발명에 의하면, 이상과 같이, 노광에 의한 레지스트의 감광상태(잠상) 혹은 현상후의 라인-앤드-스페이스 등의 감광패턴의 형성상태를 입사광의 변화, 예를들면, 반사광의 강도의 변화나 편광상태의 변화를 이용해서 측정하고, 그 측정결과로부터 최적인 노광조건을 결정하고, 그 최적노광조건에서 웨이퍼를 양산노광하고 있으므로, 단시간에 최적노광조건을 실정하는 일이 가능하고, 고집적도의 투영패턴을 용이하게 얻을 수 있는 패턴검사장치 및 이것을 이용한 투영노광장치를 달성할 수 있다.

특히, 종래의 주사형 전자현미경을 이용한 방법에 비해서, 주기성을 지닌 패턴, 예를 들면 라인-앤드-스페이스패턴을 레티클에 구성한 노광조건측정용의 레티클을 이용해서 이 패턴의 레지스트상(현상할 경우, 혹은 현상하지 않은 잠상의 경우)의 듀티를 반사광의 정보를 이용함으로써 최적노광조건을, 고정밀도로, 또한 단시간에 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 이상과 같이, 노광에 의한 레지스트의 감광상태(잠상) 혹은 현상후의 라인-앤드-스페이스 등의 감광패턴, 에칭공정전후의 패턴, 에칭공정전후의 패턴의 형성상태를 입사광의 변화, 예를 들면, 반사광의 강도변화나 편광상태의 변화를 이용해서 측정하고 있다. 그 측정치로부터 미리 설정된 허용범위내에서 있는 지를 확인하는 것을 임의의 공정전후에서 행하여, 허용범위밖에 있을 때에 경보를 발함으로써 신속하게 이상을 발견하는 일이 가능하고, 또한 소망의 공정의 전후에서, 패턴측정을 행함으로써 이상이 그 공정보다 전에 발생한 것인지, 그 공정에서 발생한 것인지를 분리한다.

고집적도의 IC를 양산할 때에, 이상의 조기발견, 원인의 특정에 기여하여, 수율좋게 IC를 제작할 수 있는 기판처리공정모니터를 달성할 수 있다.

특히, 종래의 주사형 전자현미경을 이용한 방법에 비해서 신속하게 웨이퍼파괴없이 행할 수 있다.

Claims

물체에 형성된 패턴의 상태를 검출하는 패턴검사장치에 있어서, 물체에 형성된 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴상에 입력광을 조사하는 광조사수단, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리후에 형성된 패턴으로부터의 신호광을 수광하는 수광수단; 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 물체에 입사하는 광의, 반사로 인한, 편광상태의 변화 또는 강도의 변화를 검출하여 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴의 형성상태를 검출하는 처리수단; 및 상기 광조사수단으로부터의 광의 입사조건을 변화시키는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 광조사수단은 상이한 광입사조건으로 입력광을 조사하고, 상기 처리수단은 상기 상이한 광입사조건하에서의 광의 변화에 의거해서 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴의 형성상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 광조사수단은 상이한 광입사조건으로 입력광을 조사하고, 상기 처리수단은 상기 상이한 광입사조건하에서의 물체에 입사하는 광의, 반사로 인한, 편광상태의 변화 또는 강도의 변화에 의거해서 광입사조건을 결정하고, 그 결정된 조건으로 상기 광조사수단이 입력광을 조사할 경우의 해당 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리후에 형성된 패턴의 형성상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 광입사조건은 입력광의 입사각도인 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 광입사조건은 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리후에 형성된 패턴의 방향과 입사평면이 이루는 입사방위각인 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 광입사조건은 입력광의 파장인 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴의 형성상태는 해당 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴의 듀티 관한 것임을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴의 형성상태는 해당 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴의 단면형상인 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 입력광의 변화는 해당 입력광의 편광상태의 변화인 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 입력광의 변화는 해당 입력광의 강도변화인 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴은 현상처리전의 잠상패턴인 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
제1항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴은 현상처리후의 현상패턴인 것을 특징으로 하는 패턴검사장치.
노광광이 조사된 제1물체의 패턴을, 감광재가 도포된 제2 물체상에 투영광학계에 의해 투영함으로써, 상기 제2 물체상에 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴을 형성하는 투영노광장치에 있어서, 상이한 광입사조건으로 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴상에 입력광을 조사하는 광조사수단; 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴으로부터의 신호를 수광하는 수광수단; 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 물체에 입사하는 광의, 반사로인한, 편광상태의 변화 또는 강도의 변화를 검출하여 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴의 형성상태를 검출하는 처리수단을 구비한 것을 특징으로하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 광조사수단은 상이한 광입사조건으로 입력광을 조사하고, 상기 처리수단은 상기 상이한 광입사조건하에서의 광의 변화에 의거해서 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상처리 후에 형성된 패턴의 형성상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 광조사수단은 상이한 광입사조건으로 입력광을 조사하고, 상기 처리수단은 상기 상이한 광입사조건하에서의 광의 변화에 의거해서 광입사조건을 결정하고, 그 결정된 조건으로 상기 광조사수단이 입력광을 조사할 경우의 해당 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 형성상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 광입사조건은 입력광의 입사각도인 것을 특징으로하는 투영 노광장치.
제13항에 있어서, 상기 광입사조건은 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴방향과 입사평면이 이루는 입사방위각인 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 광입사조건은 입력광의 파장인 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 형성상태는 해당 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 듀티에 관한 것임을 특징으로 하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 형성상태는 해당 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 단면형상인 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 입력광의 변화는 해당 입력광의 편광상태의 변화인것을 특징으로 하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 입력광의 변화는 해당 입력광의 강도변화인 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴은 현상상처리전의 잠상패턴인 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
제13항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴은 현상처리후의 현상패턴인 것을 특징으로 하는 투영노광장치.
제1 물체의 패턴을 감광재가 도포된 제2 물체상에 투영광학계에 의해 투영하는 투영노광방법에 있어서, 노광조건을 변화시키면서 제1 물체의 패턴을 노광광으로 조사하고, 이와 같이 조사된 제 1물체의 패턴을 제 2물체상에 투영함으로써, 해당 제 2물체상에 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴을 복수개 형성하는 공정; 상이한 광입사조건하에서 광조사수단으로부터의 입력광을 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴에 조사하는 공정; 수광수단에 의해, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴으로부터의 신호광을 수광하는 공정; 처리수단에 의해, 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 물체에 입사하는 광의, 반사로 인한, 편광상태의 변화 또는 강도의 변화를 검출하여 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 형성상태를 검출하는 공정; 및 상기 처리수단으로부터의 신호에 의거해서, 제어수단에 의해 상기 제2 물체의 노광조건을 제어하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 상이한 광입사조건하에서의 광의 변화에 의거해서 상기 처리수단에 의해 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 형성상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 상이한 광입사조건하에서의 광의 변화에 의거해서 상기 처리수단에 의해 광입사조건을 결정하고, 그 결정된 광입사조건으로 상기 광조사수단이 입력광을 조사할 경우의 해당 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 형성상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 광입사조건은 입력광의 입사각도인 것을 특징으로하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 광입사조건은 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 방향과 입사평면이 이루는 입사방위각인 것을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 광입사조건은 입력광의 파장인 것을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 노광조건은 상기 제2 물체에 대한 노광량에 관한 것임을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 노광조건은 상기 투영광학계의 광축방향에 대해서 상기 제2 물체의 표면의 위치에 관한 것임을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 형성상태는 해당 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 듀티에 관한 것임을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 형성상태는 해당 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴의 단면형상인 것을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 입력광의 변화는 해당 입력광의 편광상태의 변화인것을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 입력광의 변화는 해당 입력광의 강도변화인 것을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴은 현상처리전의 잠상패턴인 것을 특징으로 하는 투영노광방법.
제25항에 있어서, 상기 감광재료내의 잠상패턴 또는 현상 처리 후에 형성된 패턴은 현상처리후의 현상패턴인 것을 특징으로 하는 투영노광방법.
기판에 형성된 패턴상에 입력광을 조사하는 광조사수단; 상기 패턴으로부터 신호광을 수광하는 수광수단; 상기 수팡수단으로부터의 신호를 이용해서 입력광의 변화를 검출하는 검출수단; 및 상기 검출수단에 의한 검출결과에 의거해서 상기 패턴의 형성상태를 검출하고, 해당 기판에 대한 처리공정전후의 상기 패턴의 형성상태의 검출결과를 기억하여 비교하는 처리수단을 구비한 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터장치.
제39항에 있어서, 상기 입력광의 변화는 해당 입력광의 편광상태의 변화인것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터장치.
제39항에 있어서, 상기 입력광의 변화는 해당 입력광의 강도변화인 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터장치.
제39항에 있어서, 상기 처리수단은 상기 비교결과에 의거해서 처리공정의 이상을 판별하는 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터장치.
제39항에 있어서, 상기 처리수단은 상기 입력광의 변화가 소정의 범위내인지의 여부를 판정하고, 또, 상기 패턴의 형성상태가 만족할 만한 것인지 아닌지를 판정하는 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터장치.
제43항에 있어서, 상기 기판처리공정전후의 패턴의 형성상태의 만족도의 판정에 대해서, 상기 소정범위와 다른 범위에 있는 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터장치.
제39항에 있어서, 상기 기판상에 복수개의 패턴을 형성하고, 상기 처리수단은, 상기 각 패턴에 대해, 상기 기판처리공정전후의 해당 패턴의 형성상태의 검출결과를 기억하고 비교하는 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터장치.
제39항에 있어서, 상기 기판처리공정은 현상처리, 에칭처리 및 에싱처리중의 하나인 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터장치.
기판에 형성된 주기적인 패턴상에 입력광을 조사하는 공정; 수광수단에 의해, 상기 패턴으로부터 신호광을 수광하는 공정; 상기 수광수단으로부터의 신호를 이용해서 입력과의 변화를 검출하는 제1 검출공정; 상기 제1 검출공정에 의한 검출결과에 의거해서 상기 패턴의 형성상태를 검출하는 제2 검출공정; 및 해당 기판에 대한 처리공정전후의 상기 패턴의 형성상태의 검출결과를 기억하여 비교하는 처리공정을 구비한 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터방법.
제47항에 있어서, 상기 입력광의 변화가 해당 입력광의 편광상태의 변화인 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터방법.
제47항에 있어서, 상기 입력광의 변화가 해당 입력광의 강도변화인 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터방법.
제47항에 있어서, 상기 처리공정은 상기 비교결과에 의거해서 처리공정의 이상을 판별하는 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터방법.
제47항에 있어서, 상기 처리공정은 상기 입력광의 변화가 소정의 범위내인지의 여부를 판정하고, 또 상기 패턴의 형성상태가 만족할 만한 것인지 아닌지를 판정하는 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터방법.
제51항에 있어서, 상기 기판처리공정전후의 패턴의 형성상태의 만족도의 판정에 대해서, 상기 소정댐위와 다른 범위에 있는 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터방법.
제47항에 있어서, 상기 기판상에 복수개의 패턴을 형성하고, 상기 처리공정은, 상기 각 패턴에 대해, 상기 기판처리공정전후의 해당 패턴의 형성상태의 검출결과를 기억하고 비교하는 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터방법.
제47항에 있어서, 상기 기판처리공정은 현상처리, 에칭처리 및 에싱처리중의 하나인 것을 특징으로 하는 기판처리공정모니터방법.