CN1452215A

CN1452215A - 图案形成方法

Info

Publication number: CN1452215A
Application number: CN03109850A
Authority: CN
Inventors: 伊藤信一; 高桥理一郎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2003-10-29
Also published as: TW200403549A; TWI241467B; JP3711083B2; JP2003303766A; KR20030081162A; KR100541908B1; US20030219660A1

Abstract

本发明可以局部地修正感光性树脂图案的异常，除去重复加工基板，降低制造成本。是包含，在基板上形成被加工膜的步骤S11、在被加工膜的主面上形成抗蚀剂膜的步骤、在抗蚀剂膜上曝光所希望的图案的步骤、显影抗蚀剂膜形成抗蚀剂图案的步骤S12、检查抗蚀剂图案的尺寸或者形状的异常的步骤S13、对由S13检测出的异常位置实施修正处理的步骤S14、用修正后的抗蚀剂图案选择蚀刻被加工膜的步骤S15的图案形成方法，在S13以及S14中使用把DUV光作为光源的相同的光学装置连续进行S13和S14，并且在S13中向抗蚀剂表面提供氮气，在S14中向抗蚀剂表面提供氧气。

Description

图案形成方法

技术领域

本发明涉及在半导体器件、ULSI、电子电路零件、液晶显示元件等的制造中使用的，采用光刻以及蚀刻的图案形成技术，特别涉及用于在被形成在被处理基板上的感光性树脂膜上形成所希望图案的图案形成方法。

另外，本发明涉及包含使用通过上述图案形成方法形成的感光树脂图案加工被处理基板的步骤的半导体装置的制造方法。进而，本发明涉及用于实施上述图案形成方法的图案检查修正装置以及图案细化装置。

背景技术

近年，伴随电子器件和集成电路等的微细化，在采用曝光、显影、蚀刻的一连串工艺的图案形成方法中不能完全控制，图案尺寸和形状等的偏差越来越成为问题。

在现在的半导体集成电路中，在一个芯片内包含孤立图案、密集图案、CD(Critical Dimension：最小尺寸)的大的图案、小的图案等多个图案，具有复杂的构造。由于孤立图案和密集图案的不同或者CD的不同，热处理、显影、蚀刻等的各工序中的最佳条件原本不同，现在，基底膜的形成、感光性树脂膜的涂布、热处理、显影、蚀刻等的工艺在基板整个面上一并进行。因此，对于各图案余量变窄，例如孤立图案的CD偏差、在芯片内的特定区域上的CD不均匀性、粗糙度等成为问题。

对于这些问题，以往，主要进行在OPC(Optical ProximityCompensation：光近接效果修正)技术等的曝光工序中的修正。在OPC技术中，通过预先向投影曝光时使用的掩膜加入从设计的阶段已知的信息进行修正。因此，不能修正预想不到的工艺的摇动引起的感光性树脂图案的CD异常、形状异常、缺陷等。具有这些异常的基板通过检查被检测出，在抗蚀剂膜剥离除去后，从上游工艺开始再次重复。为了去除这种重复加工(rework)基板，需要可以和异常检测同时进行异常位置的修正的技术。

另外，例如在ArF光刻技术中，当形成具有线宽度70nm以下的CD的感光性树脂图案时，不能得到充分的容限(tolerance)。因此，采用在用现有的装置形成可以得到充分容限的100nm左右的感光性树脂图案后，通过在蚀刻工序中改变蚀刻条件，形成具有70nm或以下的CD的图案的方法。

但是，控制线宽度方向的蚀刻量是极其困难的，产生CD不均匀性、图案形状、缺陷等的多个问题。因而，迫切需要和蚀刻不同可以容易控制，具有充分的容限的CD细化(Slimming)技术的实现。

以往，伴随电子器件和集成电路等的微细化，图案尺寸和形状等的偏差成为问题，修正这样的部分的图案异常是困难的。另外，在现行的光刻技术中需要形成线宽度70nm或以下的图案的CD细化技术，但具有充分容限进行CD细化是困难的。

本发明，就是考虑上述问题而形成的，其目的在于提供一种图案形成方法，它可以局部修正感光性树脂图案的异常，去除重复加工基板可以有助于制造成本降低。进而，本发明的另一目的在于提供一种图案形成方法，它可以用和蚀刻不同的方法进行CD细化，可以容易控制尺寸，具有充分的容限。

另外，本发明的另一目的在于提供使用了上述的图案形成方法的半导体装置的制造方法，和用于实施上述的图案形成方法的图案检查修正装置以及图案细化装置。

发明内容

为了解决上述课题，本发明采用了以下那样的构成。

即，本发明是具备：在被处理基板的主面上形成感光性树脂膜的工序；在上述感光性树脂膜上曝光希望的图案的工序；显影上述感光性树脂从而形成感光性树脂图案的工序；检查上述感光性树脂图案的尺寸或者形状异常的检查工序；对由上述检查工序检查出的异常位置实施修正处理的修正工序的图案形成方法，

(a)特征在于：上述修正工序，包含对上述感光性树脂图案的异常位置照射上述感光性树脂具有吸收性的波长的光，改变该图案的形状的工序。

(b)其特征在于：在上述检查工序以及修正工序中，使用把和在曝光上述图案时使用的光的波长相同或者比其短的波长的光作为光源的相同光学装置，在相同容器内接着上述检查工序进行上述修正工序。

(c)其特征在于：在上述检查工序以及修正工序中，使用将深紫外光作为光源的相同光学装置，在相同容器内接着上述检查工序进行上述修正工序。

在此，作为本发明优选的实施方式可以列举以下例子。

(1)被处理基板，是在基板上形成被加工膜的基板。

(2)检查工序，是在向感光性树脂图案的光照射观察区域提供使感光性树脂的化学反应不活跃的气体，一边控制容器内的气体氛围一边检查感光性树脂图案的尺寸或者形状的异常的工序。

(3)作为使感光性树脂的化学反应不活跃的气体，使用氮气，或者氩气、氖气、氪气、氦气、氙气任意方。

(4)修正工序，是向感光性树脂图案的光照射修正区域提供包含促进感光性树脂的化学反应的元素的气体，一边控制容器内的气体氛围一边实施修正处理的工序。

(5)作为包含促进感光性树脂的化学反应的元素的气体使用氧气。

(6)在设定在修正工序中的修正量时，调整促进气体中的感光性树脂的化学反应的元素的浓度、处理时间、光照射能量的任意方。

(7)一边提供使感光性树脂的化学反应不活跃的气体一边进行检查工序，在确认感光性树脂图案的尺寸或者形状的异常后，立即把提供气体切换为包含促进感光性树脂的化学反应的元素的气体，对被检查出的异常位置实施修正处理。

另外，本发明是具备：在被处理基板的主面上形成感光性树脂膜的工序；在上述感光性树脂膜上曝光希望图案的工序；显影上述感光性树脂从而形成感光性树脂图案的工序；检查上述感光性树脂图案的细化区域的工序；对上述被检查出的细化区域实施用于将上述感光性树脂图案加工成所希望的尺寸的细化处理的工序的图案形成方法，

(a)其特征在于：在检查上述细化区域的工序以及实施细化处理的工序中，使用将与在曝光上述图案时使用的光的波长相同或者比其短的波长的光作为光源的相同光学装置，进行在相同的容器内接着检查上述细化区域的工序，实施上述细化处理的工序。

(b)其特征在于：在检查上述细化区域的工序以及实施细化处理的工序中，使用将深紫外光作为光源的相同的光学装置，在相同容器内接着检查上述细化区域的工序，进行实施上述细化处理的工序。

在此，作为本发明优选的实施方式可以列举以下例子。

(1)被处理基板，是在基板上形成被加工膜的基板。

(2)细化区域，是基板整个面、基板内的图案区域、芯片区域、芯片内的特定区域的任意方。

(3)检查细化区域的工序，是向感光性树脂图案的光照射区域提供使感光性树脂的化学反应不活跃的气体，一边控制容器内的气体氛围一边检查细化区域的工序。

(4)作为使感光性树脂的化学反应不活跃的气体，使用氮气，或者氩气、氖气、氪气、氦气、氙气的任意方。

(5)实施细化处理的工序，是向基板上的希望区域提供包含促进感光性树脂的化学反应的元素的气体，一边控制容器内的气体氛围一边细化处理感光性树脂图案的工序。

(6)作为包含促进感光性树脂的化学反应的元素的气体使用氧气。

(7)在实施细化处理的工序中使用的照射光，如使得照射区域的感光性树脂图案尺寸成为希望尺寸那样地，调整光强度分布或者扫描速度。

(8)实施细化处理的工序，是沿着细化区域扫描狭缝(スリツト)形状的照射光的工序，调整狭缝内的光强度分布或者扫描速度，使得照射区域的感光性树脂图案尺寸成为所希望尺寸。

另外本发明，在半导体装置的制造方法中，特征在于：具有使用上述图案形成方法把被形成在被处理基板上的感光性树脂图案用作掩膜，有选择地蚀刻上述被处理基板的工序。

另外本发明，在图案检查修正装置中，特征在于，具备：搭载在主面上形成有感光性树脂图案的被处理基板的载物台；使上述载物台在水平方向的至少2个方向上移动的移动装置；具有深紫外光的光源，一边在上述被处理基板的主面上照射深紫外光，一边检查上述感光性树脂图案的尺寸或者形状的异常的检查装置；有选择地将来自上述光源的深紫外光经由规定的掩膜照射上述被处理基板的要修正的区域，修正上述感光性树脂图案的异常位置的修正装置；向上述被处理基板的主面上的空间中，在由上述检查装置进行的检查动作中提供使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体，在由上述修正装置进行的修正动作中提供使上述感光性树脂的化学反应活跃的气体，控制该被处理基板的主面上的气体氛围的气体氛围控制装置。

另外本发明，在图案细化装置中，其特征在于，包含：搭载在主面上形成有感光性树脂图案的被处理基板的载物台；使上述载物台在水平方向的至少2个方向上移动的移动装置；具有深紫外光的光源，一边在上述被处理基板的主面上照射深紫外光，一边检查上述感光性树脂图案的应细化区域的细化区域检测装置；将来自上述光源的深紫外光照射到上述被处理基板的细化区域，对上述感光性树脂图案实施细化处理的细化处理装置；向上述被处理基板的主面上的空间中，在由上述细化区域检测装置进行的检查动作中提供使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体，在由上述细化处理装置进行的细化动作中提供使上述感光性树脂的化学反应活跃的气体，控制该被处理基板的主面上的气体氛围的气体氛围控制装置。

在此，作为本发明优选的实施方式可以列举如下的例子。

(1)气体氛围控制装置，具备气体切换装置，使得可以根据检查/修正装置(检测/处理装置)的动作状况，在该检查/修正装置(检测/处理装置)开始检查前，提供使感光性树脂的化学反应不活跃的气体形成气体氛围，在检查(检测)结束开始修正(细化处理)的期间，提供使感光性树脂的化学反应活跃的气体形成气体氛围。

气体切换装置，由夹着检查/修正装置(检测/处理装置)的物镜相对配置在水平方向上的气体提供装置和排气装置构成。

如果采用本发明，则通过在感光性树脂图案的异常位置上照射光来修正图案，可以局部地修正图案。因此，可以去除重复加工基板有助于制造成本的降低。特别是在检查和修正中只改变气体的种类，可以在相同容器内用同样的光学系统连续进行检查和修正，由此在可以实现工艺的简化以及快速化的同时，降低制造成本。

另外，即使是CD细化也一样，通过向要细化的区域照射光，可以容易地控制图案尺寸。进而，由于在细化区域检测和细化处理中只改变气体的种类，可以用相同的光学系统进行细化区域检测和细化处理。由此，可以用和蚀刻不同的方法进行CD细化，可以容易控制尺寸，可以具有充分的容限形成图案。

附图说明

图1是用于说明实施方式1的图案形成方法的流程图。

图2是用于说明采用以往方法的图案形成方法的流程图。

图3是展示在实施方式1中使用的光学测量仪器的一例的图。

图4是展示在光学测量仪器中的气体氛围控制部的构成例子的剖面图。

图5是展示在光学测量仪器中的气体氛围控制部的具体例子的平面图。

图6是展示抗蚀剂图案的各种异常的示意图。

图7是展示采用DUV照射的CD细化的氮气氛围和氧气氛围的不同的特性图。

图8是用于说明实施方式2的图案形成方法的流程图。

符号说明

31 被处理基板

32 样品载物台

33 照射/加工光源

34 光学系统

35 光圈

36 半透镜

37 物镜

38 CCD照相机

39 照射光控制单元

40 检查/修正位置

41，51 气体导入部

42，52，52a，52b 排气部

51a 惰性气体导入部

51b 活性气体导入部

61 抗蚀剂图案

63 桥接缺陷

65 粗糙度变差的区域

67 设计图案

具体实施方式

以下，根据图示的实施方式说明本发明的详细。

实施方式1

在本实施方式中，说明通过在被处理基板上的所希望区域的所希望抗蚀剂图案上局部地照射深紫外光(DUV)，进行图案尺寸控制的方法(基板内局部性修正)。

图1是用于说明本发明的实施方式1的图案形成方法的流程图。另外，为了比较把以往的图案形成方法的流程图展示在图2中。

首先，在本实施方式中如图1所示，准备在基板上形成被加工膜的被处理基板(步骤S11)。而后，在被加工膜上形成抗蚀剂膜(感光性树脂膜)后，曝光所希望的图案，通过实施热处理、显影处理，形成抗蚀剂图案(步骤S12)。

以下，通过把DUV作为探针的光学测量仪器，检查抗蚀剂图案的尺寸以及形状(步骤S13)。这时，和测定同时进行采用氮气等的惰性气体的抗蚀剂表面的气体氛围控制。测定的结果，如果确认异常，则实施修正处理(步骤S14)。即，在尺寸、形状上发现异常的区域中，再次照射DUV。这时，进行气体氛围的控制，使得在DUV照射中可以始终向抗蚀剂表面提供氧气等的反应活性的气体。

在此，在以往的方法中如图2所示，如果确认异常则在除去被处理基板上的抗蚀剂图案后，再次进行抗蚀剂膜的形成。而后，再次进行转移到抗蚀剂图案形成的步骤S12的，所谓的重复加工处理。本实施方式和以往方法的不同之处在于，并不是在步骤S13中的尺寸以及形状的检查后进行重复加工，而是在和尺寸以及形状的检查大致同时实施修正处理。

以下，把修正后的抗蚀剂图案作为掩膜有选择地蚀刻被加工膜(步骤S15)。由此，在被加工膜上形成图案(步骤S16)。

图3展示在本实施方式中使用的光学测量仪器的一例。图中的31是被处理基板，32是样品载物台，33是照射/加工光源，34是光学系统，35是光圈，36是半透半反射镜(ハ一フミラ一)，37是物镜，38是CCD照相机，39是照射光控制单元。从DUV光的照射/加工光源33发出的观察光33a经由光学系统34以及光圈35在半透半反射镜36上反射，由物镜37聚光在被处理基板31上的观察点上。观察点的像，通过物镜37直接进入半透半反射镜35，在CCD照相机38的受光面上成像。

在观察时在物镜37和观察点(检查/修正位置)40之间的空间上，例如用如图4所示那样的气体氛围控制部填充氮气等的惰性气体，抑制抗蚀剂的化学反应。作为使抗蚀剂的化学反应不活跃的气体，代替氮气，也可以使用Ar，Ne，Kr，He，或者Xe等。

气体氛围控制部由气体导入部41和排出部42组成，它们夹着被接近配置在被处理基板31上的检查/修正位置40上的物镜38，被相对配置在水平方向上。另外，在进行修正时使用气体氛围控制部填充氧气等的活性气体。图5(a)～(c)展示气体氛围控制部的具体例子。进而，图5展示图4的A-A’剖面。

图5(a)由相对配置惰性气体导入部51a和排气部52a的一对惰性气体导入部/排气部、相对配置活性气体导入部51b和排气部52b的一对活性气体导入部/排气部构成气体氛围控制部。当导入各自的气体时，在使中间介有透镜而相对的排气部动作的同时进行。通过使相对的排气部动作进行气体导入，即使在透镜和被处理基板的最接近部分(观察点)也可以快速地置换。

图5(b)，是有一个排气部52，在和其相对一侧上交替配置有多个惰性气体导入部51a和多个活性气体导入部51b的方式。图5(c)是相对配置惰性气体以及活性气体的导入部51和排气部52的气体氛围控制部。一边使相对的排气部动作，一边切换气体导入部的阀门导入气体。即使在图5(b)(c)的构成中，即使在透镜和被处理基板的最接近部分(观察点)上也可以快速地进行置换。

以下，叙述本发明人们实际上进行图案形成的例子。

在硅基板上形成作为被加工膜的氧化膜后，在其上涂布反射防止膜、化学增幅型抗蚀剂，用KrF基元激光(エキミマレ一ザ)，经由曝光用刻线(レチクル)缩小投影曝光所希望的图案。接着，在热处理该基板后进行显影，在该基板上形成130nm规则的线和间隔(L/S)形状的栅极(ゲ-ト)加工用抗蚀剂图案。以下，用将DUV作为探针的光学式的尺寸测量仪器检查被形成在基板上的抗蚀剂图案的线宽、形状等。

在本实施方式中作为尺寸测量仪器，使用了把266nm的DUV作为探针光的显微镜。显微镜探针光的能量大致是3μW。这时，如照射该基板的探针光的区域和其周边的抗蚀剂表面始终处于氮气氛围那样，例如如图5(a)所示预先一边使夹着物镜设置的排气部动作，一边用惰性气体导入喷嘴吹氮气。检查的结果，检测出了加工成比作为目标的尺寸还粗的区域、粗糙度差的区域，以及由于附着颗粒等的引起的桥接(ブリツジング)缺陷。与这些区域相对，把观察点和物镜之间的气体氛围从氮气氛围切换为氧气氛围进行修正。从氮气氛围到氧气氛围的详细工序如下。

1)遮挡对被处理基板的观察区域的探针光。遮挡通过遮光器(ミヤツタ一)、关闭探针光的电源等进行。

2)关闭氮气的提供喷嘴，打开氧气的提供喷嘴。

3)在气体氛围由氧气充满的阶段再次开启对被处理基板的观察区域的探针光。开启通过遮光器的开放，或者接通探针光的电源进行即可。

图6展示检查结果。图6中的(a)模式化地展示除了抗蚀剂图案61以外检测出由于附着颗粒等导致的桥接缺陷63的区域，(b)模式化地展示抗蚀剂图案61的边缘65的粗糙度变差的区域，(c)模式化地展示抗蚀剂图案61制作得比作为目标的尺寸(设计图案)67粗的区域。

在本实施方式中，在氧气氛围中的DUV照射时间从1秒到30秒进行。照射时间，一边同时用显微镜观察控制的线宽度、粗糙度的程度、缺陷大小等的变化一边确定。由此，可以完全除去由异物引起的桥接缺陷。另外，带有比所希望的尺寸粗的部分可以大致使其细至设计尺寸。

当进行修正时，在上述图3的装置中把光圈35变更为适合修正部的适宜的形状来进行。例如，在照射光学系统中使用在圆板上开多个孔的尼普科夫盘(Nipkow Disk)系统中，使只照射加工部那样的加工位置光圈和尼普科夫盘一致，来只照射加工部。在该加工法中，因为对加工部在共焦点上照射DUV光，所以可以只在焦点位置得到高的光强度，此外的区域因为光强度衰减到未引起光反应，所以被加工区域以外的地方照射DUV光至使图案劣化的可能性极低。进而，在观察时完全开启加工位置光圈在整个视野上进行观察。这样的共焦光学系统是共焦点，利用只在焦点一致的部分上得到高的光强度这一点，通过使被处理基板相对光轴在垂直方向移动，就可以容易地进行抗蚀剂厚度方向上的修正。

在使用激光在视野内操作激光的方式的情况下，可以在来到修正位置的阶段上关闭激光，或者用上述的加工位置光圈只对加工部进行照射。

进而，上述的时间并不限于上述的时间范围。在本实施方式中是在氧气氛围(氧气浓度20％)下进行，但通过实验可知以40％的氧气浓度需要大致一半的时间，以10％浓度需要大致2倍的时间。如果浓度增高，则蚀刻速度加快控制困难，但适宜大缺陷的除去(不太需要处理停止的精度的情况)。另一方面，如果使浓度降低，则蚀刻速度也降低，适宜除去微小缺陷(需要处理停止的精度的情况)。这是氧气的例子。但即使在使用臭氧的情况下也发现同样的趋势。也可以这样根据成为被加工对象的缺陷、尺寸切换气体浓度进行加工。另外，由此如上所述适时改变处理时间。

另外，虽然在本实施方式中用3μW的DUV照射量进行，但通过实验可知在照射量为6μW时需要大致一半的时间，在照射量是1.5μW时需要大致2倍的时间。如果提高照射量则蚀刻速度加快，虽然控制困难但适合于大缺陷的除去(不太需要处理停止的精度的情况)。另一方面，如果降低照射量则蚀刻速度也降低，适合于微小缺陷的除去(需要处理停止的精度的情况)。这虽然是以266nm的照射例子，但在使用其他波长的情况下也可以发现同样的倾向。也可以这样根据成为被加工对象的缺陷、尺寸切换照射量进行加工。另外，由此如上所述适时改变处理时间。

氮气、氧气的提供优选地如图5(a)～(c)所示，可以是相对于提供喷嘴在夹着物镜的相对一侧上设置吸引喷嘴，在由吸引喷嘴吸气的同时从提供喷嘴提供氧气。由此可以快速地进行气体氛围的置换。

在本实施方式中将氮气用作惰性气体，但即使在使用He、Ne、Ar、Kr等照射350nm或以下，并且各个元素不吸收的波长的DUV光进行观察的情况下，和使用氮气的情况一样可以在不导致破损的状态下观察。另外，氧气不需要是100％。即使是大气程度的氧浓度(约20％)也可以充分地进行修正。另外，作为氧化性气体成分即使使用包含臭氧的气体也可以得到同样的效果。

另外，虽然在本实施方式中作为DUV光使用了266nm的光，但并不限于此。调查了使用各种光源和感光性树脂膜是否可以修正，如果在氧化性气体氛围下照射作为350nm以下的光、感光性树脂膜具有吸收的波长的光，则可以充分地进行修正。但是，关于图案的检查，优选地，和在曝光图案时使用的曝光波长相等或者比其短的波长的一方。

对如上所述制作的被处理基板持续地在通常的蚀刻条件下，把抗蚀剂图案作为掩膜进行蚀刻(RIE)处理。即使在RIE处理后也完全看不到桥接引起的短路，另外因为在抗蚀剂加工的阶段进行线宽的修正，栅极线宽的精度也良好，所以可以制作可靠性高的器件。

本实施方式是将抗蚀剂用作感光性树脂的情况，但即使作为感光性树脂使用感光性聚酰亚胺的情况下，也可以在惰性气体氛围下的DUV光观察中，不对图案给予损伤地进行，对感光性树脂的反应，可以通过切换为包含活性元素的气体氛围的修正，进行缺陷的除去、聚酰亚胺图案的削刻修正等。

以下，详细叙述在本实施方式中的尺寸修正和CD细化。

尺寸或者形状的测定可以在氮气氛围下进行，由此可以抑制由于DUV照射在抗蚀剂表面引起的化学变化，可以防止对抗蚀剂膜的损伤。实际，在氮气氛围下的DUV观察中对抗蚀剂图案没有损伤，进而即使是RIE后的图案也不能完全确认加工不良等的损伤。在实验中对抗蚀剂图案，在氮气氛围中的DUV照射下，如图7所示，在照射30秒后CD变化在1％以内。在RIE后，在DUV照射时间30秒中，是在约0.7％和其他工序产生的尺寸偏差的范围内。

尺寸测定的结果，在检测出异常的情况下，即当测定值比管理上限还大时，在照射DUV的状态下，通过把吹入的气体从氮气切换为包含氧气的气体，直接进行修正。通过向被DUV照射的区域继续供给氧气，促进该区域的抗蚀剂，或者反射防止膜等的基底的化学变化，可以使RIE时的蚀刻选择比变化。通过利用它适宜地选择在氧气氛围下的DUV照射强度和照射时间，可以控制RIE后的图案尺寸。在实验中，以氧气氛围中的DUV的30秒照射，抗蚀剂图案的CD细化，如图7所示是15％左右。在把该图案作为掩膜的RIE后的图案中，CD细化是13％左右。

进而，CD细化，不必须在被处理基板的整个主面上进行，也可以以块、芯片、被处理基板单位一并进行。只是器件和特定的块同样在RIE后使尺寸细大致20％的情况下，遮掩使得光只照射该区域，在反应活性气体氛围下可以进行45秒的照射。作为这样的情况，可以列举只使芯片上系统(システムオンチツプ)中的逻辑部变细等。

另外，以芯片单位一同使尺寸变细的方法，可以在制作曝光装置的解像极限附近的图案时等使用。另外，在芯片内有逐渐使尺寸变细的情况。例如，是当设计上相同尺寸的图案的地方由于显影不均匀性在芯片内尺寸变化的情况下，和因为芯片内的粗细差在RIE工序中在芯片的内部尺寸变化的情况等。

在这些情况下，当尺寸在芯片整体中变化时，可以进行根据变动量的照射量修正的同时进行细化。可以在照射光源中设置狭缝形状的光圈，把该像转印在芯片上，根据抗蚀剂尺寸的粗细使被处理基板的移动速度变化，越粗动作越慢。或者，可以根据抗蚀剂尺寸的粗细使照射量变化，越粗照射量越多。这些操作，可以进行控制，使得剩余图案的尺寸越粗，照射能量越高。

以下，说明上述图6(b)所示的粗糙度图案形状的修正。

在氮气氛围中的抗蚀剂图案的形状测定的结果，当测量到比容许值还差的抗蚀剂图案形状的粗糙度值时，把吹入的气体从氮气切换为含氧气的气体，通过以适当的强度、适当的时间照射DUV，则可以促使抗蚀剂或者反射防止膜等的基底的化学变化。而后，由于使抗蚀剂形状、RIE耐性变化，可以使RIE后的图案粗糙度进步。

在本发明人的实验中，为了进行形状修正，实施了5秒钟左右的DUV照射。由此，RIE后的图案CD减少了3％左右，粗糙度改善了约20％。

以下，说明上述图6(a)所示的修正有机物附着缺陷的方法。

在把DUV作为光源的缺陷检查装置中，对于被检测出的有机物附着缺陷和跨越图案间的桥接缺陷等，在该情况下通过一边吹入包含氧气的气体一边照射DUV，可以分解除去附着有机物。同时，进行监视观察，在可以确认缺陷位置被适宜地修正的同时，通过使DUV照射停止，可以同时进行缺陷检查和其修正。由此，可以显著降低RIE后的的配线短路缺陷。在本发明人们的实验中，通常5～10个左右的配线短路缺陷，通过该方法变为0个。

如果采用这样的本实施方式，则通过DUV光学测量仪器检查形成有抗蚀剂图案的基板，通过在氧气氛围下DUV照射检测出尺寸、形状、缺陷等异常的位置，可以进行RIE后的尺寸、形状、缺陷的控制。另外，通过在形成抗蚀剂图案和感光性聚酰亚胺等，在氧气氛围下对特定的区域一并照射DUV，可以容易地进行RIE后的CD细化。由此，可以通过减低重复加工削减成本、大幅度提高成品率、不需要下一代曝光装置的IC高集成化。

实施方式2

在本实施方式中，说明基板面一并修正。

在实施方式1中，虽然说明了用DUV灯，与观察、测定同时进行芯片内的局部的尺寸修正、形状修正、缺陷修正的例子，但在以下的情况下，不是局部的修正，而是需要对被处理基板主面全整或者特定的大块(バルク)区域(芯片内整体、芯片内的特定的块等)一并照射DUV。

(1)例如当形成具有70nm以下CD的抗蚀剂图案时，用现行的光刻技术因为没有容限所以形成100nm左右的抗蚀剂图案，其后，采用通过蚀刻形成具有70nm以下的CD的图案的方法。这种情况下，通过在氧气氛围中一并对基板全面照射DUV，可以把图案的尺寸细化到所希望的值。

(2)另外，当虽然保持着在基板面内的CD均匀性，但在批(ロツト)内的基板面间的尺寸差超过容许范围的情况下，用DUV照射基板主面整体，可以进行面间的尺寸修正。这些还可以考虑RIE后的尺寸变动来进行。

具体地说，如图8的流程图所示，首先准备在基板上形成有被加工膜的被处理基板(步骤S81)。而后，在被加工膜上形成抗蚀剂膜(感光性树脂膜)后，曝光所希望的图案，通过实施热处理、显影处理形成抗蚀剂图案(步骤S82)。该抗蚀剂图案的CD，可以用现行的光刻容限良好地形成，例如假设100nm。

以下，通过把DUV作为探针的光学测量仪器，检查抗蚀剂图案的尺寸以及形状(步骤S83)。在此，如上述(1)那样当进行全体的CD细化时，不是氮气灯的惰性气体，而是进行气体氛围控制使得可以始终对抗蚀剂表面提供氧气。由此，进行CD细化(步骤S84)。通过该CD细化，可以把抗蚀剂图案的CD设置成例如70nm。

以后，和实施方式1一样，把CD细化后的抗蚀剂图案作为掩膜选择蚀刻被加工膜(步骤S85)。由此，以在以往方法中得不到的高的精度形成微细的被加工膜图案(步骤S86)。

如果采用这样的本实施方式，则和实施方式1一样，通过向抗蚀剂图案照射DUV，进行抗蚀剂的CD细化。而后，在该情况下，通过使用灯光，可以在基板主面整个面或者特定的大块区域上均匀照射，可以把基板面上的图案整体修正为比现行的光刻技术的极限还微细的所希望的CD。

本发明人们的实验结果是，可以和实施方式1一样在30秒照射下进行约15％CD细化。照射能量是1～3J/cm²左右。如上所述，为了进行30％的CD细化需要约1分钟的DUV照射。但是，因为能量的值依赖于CD细化量和抗蚀剂灯等，所以并不限于此值。

变形例

进而，本发明并不限定于上述的各实施方式。作为对被处理基板进行照射的光源，虽然在实施方式1中使用了在显微镜内存在的探针光源、在实施方式2中使用了灯光，但如果可以均匀照射则不特别限制光源的种类。为了均匀照射，优选地，通过小孔和狭缝切下从光源照射的光的强度均匀部分，通过扫描法等把它照射在被处理基板上。

另外，照射在细化区域上的照射光，优选地，调整光强度分布，使得照射区域的感光性树脂图案尺寸成为所希望尺寸。进而，当沿着细化区域扫描狭缝形状的照射光时，优选地，调整狭缝内的光强度分布或者扫描速度，使得照射区域的感光性树脂图案尺寸成为希望尺寸。另外，作为细化区域，基板整个面、基板内的图案区域、芯片区域，或者芯片内的特定区域的任意方等，只要根据需要适宜确定即可。

另外，虽然作为光源在实施方式1中使用266nm的单色光，在实施方式2中使用包含266nm的探针光，但如果没有由于对抗蚀剂的吸收等引起的显著的损伤，可以得到和实施方式一样的效果，则不限于266nm，也不拘泥于单色和白色等。另外，被处理基板不必须在基板上形成有被加工膜的基板，也可以是基板自身。这种情况下，因为直接在基板上形成抗蚀剂图案，所以把抗蚀剂图案作为掩膜的蚀刻用于基板的加工。

另外，在不脱离本发明的主旨的范围中，可以实施各种变形。

如以上详细描述的那样，如果采用本发明，则通过检查感光性树脂图案的尺寸或者形状的异常，对被检测出的异常位置照射感光性树脂具有吸收性的波长的光，改变该图案的形状，可以局部地修正感光性树脂图案的异常，可以除去重复加工基板，有利于降低成本。

特别是，在检查工序以及修正工序中使用把深紫外光作为光源的相同的光学装置，通过气体的切换在相同容器内接着检查工序进行修正工序，可以连续进行上述修正，由此在实现工艺的简化以及迅速化的同时，还可以实现制造成本降低。

另外，用和上述一样的方法，可以用和蚀刻不同的方法进行CD细化，可以容易地控制尺寸，可以进行具有充分的容限的图案形成。

Claims

1.一种图案形成方法，其特征在于，具备：在被处理基板的主面上形成感光性树脂膜的工序；在上述感光性树脂膜上曝光所希望的图案的工序；显影上述感光性树脂膜形成感光性树脂图案的工序；检查上述感光性树脂图案的尺寸或者形状的异常的检测工序；对由上述检查工序检测出的异常位置实施修正处理的修正工序；

上述修正工序，包含对上述感光性树脂图案的异常位置照射上述感光性树脂具有吸收性的波长的光，使该图案的形状改变的工序。

2.一种图案形成方法，其特征在于，具备：在被处理基板的主面上形成感光性树脂膜的工序；在上述感光性树脂膜上曝光所希望的图案的工序；显影上述感光性树脂膜形成感光性树脂图案的工序；检查上述感光性树脂图案的尺寸或者形状的异常的检测工序；对由上述检查工序检测出的异常位置实施修正处理的修正工序，

在上述检查工序以及修正工序中，使用把深紫外光作为光源的相同的光学装置或者把和在曝光上述图案时使用的光的波长相同或者比其短的波长的光作为光源的相同的光学装置，在相同容器内接着上述检查工序进行上述修正工序。

3.根据权利要求2所述的图案形成方法，其特征在于，上述检查工序，是向对上述感光性树脂图案的光照射观察区域提供使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体，在控制上述容器内的气体氛围的同时检查上述感光性树脂图案的尺寸或者形状的异常的工序。

4.根据权利要求2所述的图案形成方法，其特征在于，上述修正工序，是向对上述感光性树脂图案的光照射修正区域提供包含促进上述感光性树脂的化学反应的元素的气体，在控制上述容器内的气体氛围的同时实施修正处理的工序。

5.根据权利要求4所述的图案形成方法，其特征在于，在设定在上述修正工序中的修正量时，调整上述气体中的促进感光性树脂的化学反应的元素的浓度、处理时间、光照射能量的任意方。

6.根据权利要求2所述的图案形成方法，其特征在于，在提供使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体的同时进行上述检查工序，确认上述感光性树脂图案的尺寸或者形状的异常后，立即把提供气体切换为包含促进上述感光性树脂的化学反应的元素的气体，对被检测出的异常位置实施修正处理。

7.一种图案形成方法，其特征在于，具备：在被处理基板的主面上形成感光性树脂膜的工序；在上述感光性树脂膜上曝光所希望的图案的工序；显影上述感光性树脂膜形成感光性树脂图案的工序；检查上述感光性树脂图案的细化区域的工序；对上述被检测出的细化区域实施用于把上述感光性树脂图案加工为所希望的尺寸的细化处理的工序；

在检查上述细化区域的工序以及实施细化处理的工序中，使用把深紫外光作为光源的相同的光学装置或者把和在曝光上述图案时使用的光的波长相同或者比其短的波长的光作为光源的相同的光学装置，在相同容器内接着检测上述细化区域的工序进行实施细化处理的工序。

8.根据权利要求3所述的图案形成方法，其特征在于，作为使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体，使用氮气，或者氩气、氖气、氪气、氦气、氙气的任意方。

9.根据权利要求4所述的图案形成方法，其特征在于，作为包含促进上述感光性树脂的化学反应的元素的气体使用氧气。

10.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于，上述细化区域，是基板整个面、基板内的图案区域、芯片区域、芯片内的特定区域的任意方。

11.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于，检查上述细化区域的工序，是向对上述感光性树脂图案的光照射区域提供使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体，在控制上述容器内的气体氛围的同时检测细化区域的工序。

12.根据权利要求11所述的图案形成方法，其特征在于，作为使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体，使用氮气，或者氩气、氖气、氪气、氦气、氙气的任意方。

13.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于，实施上述细化处理的工序，是向上述基板上的所希望的区域提供包含促进上述感光性树脂的化学反应的元素的气体，在控制上述容器内的气体氛围的同时细化处理上述感光性树脂图案的工序。

14.根据权利要求13所述的图案形成方法，其特征在于，作为包含促进上述感光性树脂的化学反应的元素的气体使用氧气。

15.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于，在实施上述细化处理的工序中使用的照射光，调整光强度分布，使得照射区域的感光性树脂图案尺寸成为所希望的尺寸。

16.根据权利要求7所述的图案形成方法，其特征在于，实施上述细化处理的工序，是沿着细化区域扫描缝隙形状的照射光的工序，调整缝隙内的光强度分布或者扫描速度，使得照射区域的感光性树脂图案尺寸成为所希望的尺寸。

17.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具有将使用根据权利要求1至16的任意一项所述的图案形成方法形成在被处理基板上的感光性树脂图案作为掩膜使用，有选择地蚀刻上述被处理基板的工序。

18.一种图案检查修正装置，其特征在于，具备：

搭载在主面上形成有感光性树脂图案的被处理基板的载物台；

使上述载物台在水平方向的至少2个方向上移动的移动装置；

具有深紫外光的光源，在上述被处理基板的主面上照射深紫外光的同时，检查上述感光性树脂图案的尺寸或者形状的异常的检查装置；

经由规定的掩模，有选择地把来自上述光源的深紫外光照射在上述被处理基板的应该修正的区域上，修正上述感光性树脂图案的异常位置的修正装置；

向上述被处理基板的主面上的空间，在由上述检查装置进行的检查动作中提供使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体，在由上述修正装置进行的修正动作中提供使上述感光性树脂的化学反应活跃的气体，控制该被处理基板的主面上的气体氛围的气体氛围控制装置。

19.根据权利要求18所述的图案检查修正装置，其特征在于，上述气体氛围控制装置具有，可以根据上述检查/修正装置的动作状况，在该检查/修正装置开始检查前，提供使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体形成气体氛围，在检查结束开始修正之前的期间，提供使上述感光性树脂的化学反应活跃的气体形成气体氛围的气体切换装置。

20.根据权利要求18所述的图案检查修正装置，其特征在于，上述气体切换装置，由夹着上述检查/修正装置的物镜在水平方向上相对配置的气体提供装置和排气装置构成。

21.一种图案细化装置，其特征在于，具备：

使上述载物台在水平方向的至少2个方向上移动的移动装置；

具有深紫外光的光源，在上述被处理基板的主面上照射深紫外光的同时，检查上述感光性树脂图案的应细化区域的细化区域检测装置；

把来自上述光源的深紫外光照射在上述被处理基板的细化区域上，对上述感光性树脂实施细化处理的细化处理装置；

向上述被处理基板的主面上的空间，在由上述细化区域检测装置进行的检测动作中提供使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体，在由上述细化处理装置进行的细化动作中提供使上述感光性树脂的化学反应活跃的气体，控制该被处理基板的主面上的气体氛围的气体氛围控制装置。

22.根据权利要求21所述的图案细化装置，其特征在于，上述气体氛围控制装置具备，可以根据上述细化区域检测/细化处理装置的动作状况，在该检测/处理装置开始检测前，提供使上述感光性树脂的化学反应不活跃的气体形成气体氛围，在检测结束开始细化处理之前的期间，提供使上述感光性树脂的化学反应活跃的气体形成气体氛围的气体切换装置。

23.根据权利要求22所述的图案细化装置，其特征在于，上述气体切换装置，由夹着上述细化区域检测/细化处理装置的物镜在水平方向上相对配置的气体提供装置和排气装置构成。