[发明专利]测量象差引起的位置移动和/或畸变的方法装置

说明书

本发明涉及测量由透镜的象差引起的畸变的方法，更详细地说，涉及用来测量由用于缩影投影曝光的投影光学系统的透镜的象差引起的象点的位置移动和畸变的方法和装置。

在用以制造半导体元件、液晶显示元件或薄膜磁头的曝光(光刻技术)的工艺中，使用一种缩影投影曝光装置，后者利用具有预定放大率的光网(reticle)作为掩模(光掩模)，通过投影光学系统投影一个缩小到原始尺寸的图案，并且将它曝光。在这种缩影投影曝光装置中，为了在基片的光致抗蚀剂上精确地形成光网的图案图象并且将它曝光，必须使投影光学系统中的象差尽可能地小。

利用具有检验图案的光网、例如具有大约两倍于曝光波长的间距的线条间隔图案(line-and-space pattern)，来检验由透镜的各个环形区域之间的放大率差异引起的投影光学系统的不对称象差，例如慧形象差。更具体地说，把所述检验图案曝光在涂有光致抗蚀剂的基片上。利用SEM(扫描电子显微镜)测量通过基片显影处理形成的检验图案的光致抗蚀剂图象的不对称性。在所述测量结果的基础上，测量投影光学系统的慧形象差。应当指出，日本公开特许公报6-117831号和8-78309号涉及象差测量和畸变测量。

如上所述，在定量测量投影光学系统的慧形象差的传统方法中，利用其若干线条间隔图以大约两倍于曝光波长的间距排列的光网将检验图案曝光，利用长度测量SEM测量线条宽度，然后根据所述图案两端之间所述线条宽度差值计算慧形象差量。但是，在这种传统的方法中，虽然可以估算慧形象差量，但是不能够测量由慧形象差引起的象点的位置移动。

至于由透镜引起的图象畸变，可以测量畸变量。但是，所设计的畸变检查记号的间距不同于实际器件的间距。由于这种原因，在具有慧形象差的投影光学系统的透镜中，位置移动的测量值不同于器件曝光时的值。

在测量包括由缩影投影曝光装置的投影光学系统的慧形象差引起的位置移动的畸变时，不能够测量由检验图案的线条宽度差别引起位置移动。因此，作为重要的目的之一，必须实现一种自动的、快速的并且容易执行的畸变测量方法。

本发明的目的是提供一种用来测量由象差引起的位置移动和/或畸变的方法和装置，该方法和装置允许对透镜象差中位置移动分量进行自动测量，所述透镜象差既包含由慧形象差引起畸变又包含由慧形象差引起的象点位置移动。

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种畸变测量方法，它包括以下步骤：形成掩模，该掩模至少具有包含多个大图案的阵列的第一衍射光栅图案和包含多个显微图案的阵列的第二衍射光栅图案，所述第二衍射光栅图案与所述第一衍射光栅图案隔开预定的间隔，所述多个显微图案沿着垂直于所述第二衍射光栅图案的阵列方向的方向、按照预定的间距排列；至少通过透镜把形成在所述掩模上的所述第一和第二衍射光栅图案投影在光敏基片上；以及利用具有可衍射波长的相干光线扫描所述光敏基片，并且测量至少所述第一和第二衍射光栅图案之间的间隔，从而测量包含由透镜的象差引起的象点的位置移动分量的畸变。

图1A是说明由慧形象差引起的包含位置移动的畸变测量图案、以便说明根据本发明的实施例的测量方法的视图；

图1B是说明当扫描图1A中所示的畸变测量图案时扫描位置和信号强度的关系的曲线图；

图2是用来说明由慧形象差引起的位置移动的聚焦相关性的曲线图；

图3A是说明用来把由慧形象差引起的位置移动与由畸变引起的位置移动分开的测量图案、以便说明根据本发明的另一个实施例的测量方法的视图；

图3B是说明当扫描图3A中所示的畸变测量图案时扫描位置和信号强度的关系的曲线图；

图4是用来说明由于由慧形象差和由远心性移动引起的位置移动缘故的位置移动的曲线图；以及

图5是说明根据本发明的测量装置的配置的视图。

下面将参考附图详细地描述本发明。

图1A说明根据本发明的实施例的测量方法。图1A显示包含由慧形象差引起的位置移动的畸变测量图案(也称为“标记”)。在检查用光网上画出这种测量图案。利用画出的检查光网将涂有光致抗蚀剂的基片曝光和显影。更具体地说，图1A还示出检查图案的形状，后者形成在利用所述检查光网曝光和显影的基片的光致抗蚀剂上。