專利名稱：測量、曝光裝置及方法、調(diào)整方法以及器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量在曝光裝置中使用的投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑的測量方法以及裝置。在使用光刻技術(shù)制造半導體存儲器、邏輯電路等微細的半導體元件時，以往使用投影曝光裝置。投影曝光裝置用投影光學系統(tǒng)把描畫在掩膜原版(掩膜)上的電路圖案投影在晶片等上進行電路圖案的轉(zhuǎn)印。
背景技術(shù)：
在投影曝光裝置中能夠轉(zhuǎn)印的最小的尺寸(分辨率)與在曝光中使用的光的波長成正比，與投影光學系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)成反比。因而，如果使波長越短，此外如果使NA越高，則分辨率越好。因此，伴隨對近年的半導體元件的微細化的要求，曝光光的短波長化以及投影光學系統(tǒng)的高NA化正在進步。特別是隨著投影光學系統(tǒng)的高NA化，在裝置之間的NA的匹配變得重要，投影光學系統(tǒng)的NA(投影光學系統(tǒng)的開口光圈的開口形狀以及位置)的高精度的測量以及調(diào)整的需求高漲。
有關(guān)投影光學系統(tǒng)的NA的測量方法以往提出了幾個方案。在特開平03-65623號公報中，根據(jù)通過了投影光學系統(tǒng)的開口光圈的光，測量在開口光圈位置上的照度分布(光強度分布)，從該光強度分布測量結(jié)果中求投影光學系統(tǒng)的NA。具體地說，如特開2005-322856號公報的測量方法所示那樣，首先除去使用累計、濾波等測量到的光強度分布的噪聲，對光強度分布進行平滑化。而后，從通過對平滑化后的光強度分布進行差分處理所得到的差分光強度分布曲線的極小值中求投影光學系統(tǒng)的NA。
但是，無論在特開平03-65623號公報還是在特開2005-322856號公報的測量方法中，對于來自投影光學系統(tǒng)的開口光圈邊緣的衍射光所給予的對光強度分布的影響沒有做任何敘述。根據(jù)特開2005-322856號公報，對于當差分光強度分布曲線的極小值、即所測量到的光強度分布的拐點有多個的情況下，哪個拐點相當于投影光學系統(tǒng)的NA，進而拐點是否正確地與投影光學系統(tǒng)的NA對應這一點沒有揭示。
當光照射到開口光圈上的情況下，通過了開口光圈的光和由開口光圈邊緣衍射的光發(fā)生干涉。因而，認為緊接通過了開口光圈之后的光強度分布變成在邊緣附近包含作為周期性的凹凸的衍射條紋的光強度分布。從這種光強度分布中得到的差分光強度分布曲線具有許多極小值以及極大值。因此，在特開2005-322856號公報的測量方法中，考慮在把衍射條紋作為噪聲進行平滑化后，檢測差分光強度曲線的極小值。但是，衍射條紋是來自開口光圈的邊緣的信息。因而，在把衍射條紋作為噪聲進行平滑化的特開2005-322856號公報的測量方法中，不能夠高精度地測量投影光學系統(tǒng)的NA(開口光圈的開口形狀以及位置)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是提供一種能夠高精度測量光學系統(tǒng)的開口光圈的位置的測量方法以及裝置。
作為本發(fā)明的一個方面的測量方法，用于測量光學系統(tǒng)的開口光圈的位置，其特征在于，具有在和上述光學系統(tǒng)的光瞳位置光學共軛的位置上測定通過了上述開口光圈的光的光強度分布的步驟；以及根據(jù)在上述測定步驟中測定的上述光強度分布的衍射條紋，決定上述光學系統(tǒng)的開口光圈的位置的步驟。
本發(fā)明的另一目的或者其他特征應該能夠通過參照


的優(yōu)選實施例而明白。

圖1是表示在開口光圈的邊緣上的光強度分布的圖。
圖2是用于說明在開口光圈的邊緣上的衍射的圖。
圖3是表示作為本發(fā)明的一個方面的曝光裝置的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖4是用于說明作為本發(fā)明的一個方面的測量方法的流程圖。
圖5是表示作為本發(fā)明的一個方面的曝光裝置的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖6是表示圖5所示的掩膜的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖7是表示圖5所示的測定部的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖8是表示作為本發(fā)明的一個方面的曝光裝置的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
圖9是用于說明作為本發(fā)明的一個方面的曝光方法的流程圖。
圖10是用于說明器件(半導體器件和液晶顯示器件)的制造的流程圖。
圖11是圖10所示的步驟4的晶片工藝的詳細的流程圖。
圖12是表示形成在感光襯底上的圖案的概略圖。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。而且，在各圖中，對于同一部件標注相同的參照符號，并省略重復的說明。
本發(fā)明人注意到包含在光強度分布中的衍射條紋是來自開口光圈的邊緣的信息，發(fā)現(xiàn)了通過弄清楚衍射條紋和開口光圈的邊緣位置的關(guān)系，能夠高精度地測量投影光學系統(tǒng)的NA。
來自開口光圈的邊緣的衍射現(xiàn)象能夠從麥克斯韋方程式知道。參照圖1可知相對在開口光圈的邊緣上照射平面波時的、開口部以及遮擋部所形成的矩形的光強度分布LI1，從麥克斯韋的方程式推導的嚴密解是包含衍射條紋的光強度分布LI2。在此，圖1是表示在開口光圈的邊緣上的光強度分布的圖。而且，在圖1中，采用開口位置作為橫軸，采用光強度作為縱軸。
如果使用光強度分布LI2(即，嚴密解)，則通過取得在像面上的光振幅信息，反傳播這種光振幅信息，能夠求開口光圈的位置(開口位置)。此外，預先取得開口光圈的位置和光振幅信息或者光強度分布的關(guān)系作為表，通過對這種表和實際的光振幅信息或者光強度分布進行比較，能夠求開口光圈的位置。而且，還能夠近似地根據(jù)光強度分布的衍射條紋簡單地計算開口光圈的位置。
本發(fā)明是根據(jù)光強度分布的衍射條紋決定開口光圈的位置的方法。但是，本發(fā)明如上所述還包含根據(jù)嚴密解把預先計算出的光強度分布的衍射條紋進行表格化(或者模板化)，通過和實際的光強度分布進行比較決定開口光圈的位置的方法。
在此，說明根據(jù)光強度分布近似地計算開口光圈的位置的方法。如圖2所示，在從開口光圈的邊緣ASE只離開距離r的位置Pr上的光強度分布包含由光線B0和衍射光BD的干涉產(chǎn)生的衍射條紋，衍射光BD的相位相對光線B0的相位延遲5/4π。圖2是用于說明在開口光圈的邊緣ASE上的衍射的圖。
因而，當使用菲涅耳近似，求提供由在位置Pr上的光線B0和衍射光BD產(chǎn)生的衍射像的極大值以及極小值的ΔX max以及ΔX min，則ΔX max以及ΔX min可以用以下的公式1以及2表示。在此，ΔX max以及ΔX min分別是從真正的開口光圈的邊緣ASE的位置開始在X方向上的偏離。如果此時位置Pr和邊緣ASE的距離r接近0，因為提供這些極大值、極小值的ΔX max以及ΔX min的距離也接近0，所以實際上并不存在，這是因為使用菲涅耳近似的緣故，實際上在嚴密解LI2中存在類似可被看到的極值。因而，在此說明距離r是菲涅耳近似區(qū)域的情況。
ΔXmax(n)=(3/4+2n)·(λ·r)]]>[式2]ΔXmin(n)=(7/4+2n)·(λ·r)]]>
因而，通過根據(jù)通過了開口光圈的光形成的光強度分布來特定提供周期性極大值或者極小值的位置X，從而能夠求從正確的開口光圈的邊緣ASE的位置或者開口光圈的位置到位置(測量位置)Pr的距離。在此，因為位置Pr是開口光圈的位置和投影光學系統(tǒng)的光瞳面之間的差，所以能夠測量開口光圈在Z方向(光軸方向)上的位置偏離。
以下，說明利用了上述的原理的各種曝光裝置。
圖3是表示作為本發(fā)明的一個方面的曝光裝置1的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。曝光裝置1是把掩膜原版20的電路圖案曝光在被處理體40上的投影曝光裝置。曝光裝置1在本實施方式中，是步進掃描方式的投影曝光裝置，但也可以適用步進重復方式。
曝光裝置1如圖3所示具有照明裝置10；搭載掩膜原版20的掩膜原版載置臺25；投影光學系統(tǒng)30；搭載被處理體40的晶片載置臺45；聚焦測量系統(tǒng)50；測量單元100。
照明裝置10對形成有轉(zhuǎn)印用的電路圖案的掩膜原版20進行照明，具有光源12和未圖示的照明光學系統(tǒng)。而且，在本實施方式中，把開口板110(開口板112)配置在照明裝置10內(nèi)。但是，開口板110并不是構(gòu)成照明裝置10的必須部件。
光源12在本實施方式中使用波長約193nm的ArF準分子激光器。但是，作為光源12的種類也可以使用波長約248nm的KrF準分子激光器、波長約157nm的F2激光器，該激光器的個數(shù)也沒有限定。未圖示的照明光學系統(tǒng)是照明掩膜原版20的光學系統(tǒng)，包含透鏡、反光鏡、光學積分器、光圈等。
在掩膜原版20上形成應該轉(zhuǎn)印的電路圖案，被掩膜原版載置臺25支撐并驅(qū)動。
掩膜原版載置臺25支撐掩膜原版20并且連接在未圖示的移動機構(gòu)上。
投影光學系統(tǒng)30把掩膜原版20的圖案成像在晶片40上。在投影光學系統(tǒng)30中能夠使用折射系統(tǒng)、反射折射系統(tǒng)、反射系統(tǒng)。
投影光學系統(tǒng)30在本實施方式中具有開口光圈32和驅(qū)動機構(gòu)34。開口光圈32被配置在投影光學系統(tǒng)30的光瞳位置上，用來規(guī)定投影光學系統(tǒng)30的數(shù)值孔徑(NA)。驅(qū)動機構(gòu)34具有作為用以調(diào)整開口光圈32的調(diào)整單元的功能，具體地說，對開口光圈32的開口形狀以及位置進行調(diào)整(變更)以及修正。
被處理體40在本實施方式中是晶片，但還廣泛地包含玻璃襯底、其他的襯底。在被處理體40的表面上涂敷光敏抗蝕劑。
晶片載置臺45經(jīng)由未圖示的晶片卡盤支撐被處理體40。
聚焦測量系統(tǒng)50測量被處理體40面的Z方向(光軸方向)的聚焦位置，控制晶片載置臺45的位置以及角度。
測量單元100測量投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的位置。而且，測量單元100還可以測量開口光圈32的開口形狀、開口光圈32規(guī)定的NA。測量單元100在本實施方式中具有開口板110和測定部120。
開口板110被配置在和投影光學系統(tǒng)30的物體面光學共軛的位置上(在本實施方式中，配置在照明裝置10內(nèi))，把來自光源12的光(照明裝置10的NA)放大到投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的大小(開口的大小)。當開口板110未把照明裝置10的NA放大到投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的大小的情況下，或者在投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的邊緣上未照射充分強度的光的情形下，置換為帶有具有擴散效果的光學部件112a的開口板112。此外，開口板110也可以置換為具有配置在投影光學系統(tǒng)30的物體面或者其附近的開口的掩膜。
測定部120在本實施方式中，被配置在晶片載置臺45上，可以和被處理體40可交換地被配置在投影光學系統(tǒng)30的像面上。換句話說，當對被處理體40曝光的情況下，在投影光學系統(tǒng)30的像面上配置被處理體40，當測量投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的位置的情況下，在投影光學系統(tǒng)30的像面上配置測定部120。測定部120具有CCD122、開口板124、控制部126。
當測量投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的位置的情況下，從照明裝置10射出的光通過投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32，經(jīng)由未圖示的中繼光學系統(tǒng)入射到測定部120。入射到測定部120的光在配置在和投影光學系統(tǒng)30的光瞳面光學共軛的位置上的CCD122上形成光強度分布。在此，所謂和投影光學系統(tǒng)30的光瞳面光學共軛的位置實際上還包含共軛的位置，例如，還包含遠場。在CCD122的上段配置開口板124，詳細地說開口板124被配置成和投影光學系統(tǒng)30的像面一致。
控制部126使用CCD122的測定結(jié)果(即，光強度分布)計算投影光學系統(tǒng)30的光瞳面全體的光強度分布(以下，稱為“光強度分布圖”)，根據(jù)這種光強度分布圖，對投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32進行解析。此外，控制部126根據(jù)投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的解析結(jié)果，經(jīng)由驅(qū)動機構(gòu)34控制開口光圈32的開口形狀以及位置。
以下，參照圖4作為控制部126的動作的一個例子，說明投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的控制。在本實施方式中，以控制部126計算投影光學系統(tǒng)30的NA(即，開口光圈32的開口的大小)的情況為例進行說明。在此，圖4是用于說明控制部126的動作的一個例子(即，作為本發(fā)明的一個方面的測量方法)的流程圖。
參照圖4，首先經(jīng)由開口板124用CCD122測定通過了投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的光的光強度分布。換句話說，在和投影光學系統(tǒng)30的光瞳位置光學共軛的位置上測定光強度分布(步驟1002)。而且，控制部126如上所述，根據(jù)CCD122測定的光強度分布計算光強度分布圖。
接著，根據(jù)提供計算出的光強度分布圖的極大值以及極小值的位置來計算投影光學系統(tǒng)30的NA(開口光圈32的開口的大小)(步驟1004)。而且，所謂投影光學系統(tǒng)30的NA是把開口光圈32的開口形狀看成正圓求得的平均的開口大小。因而，在計算平均的矢徑方向的NA方面，考慮把光強度分布圖的外形中心作為原點的極坐標，通過在旋轉(zhuǎn)方向上積分，得到相對矢徑方向的平均的積分曲線。能夠根據(jù)該積分曲線計算提供基于衍射像的極大值以及極小值的開口光圈32的位置。如果把真正的開口光圈32的邊緣位置設(shè)置為X0，則可以用以下的公式3以及4表示計算出的開口光圈32的位置X max(n)以及X min(n)。
X max(n)＝X0-ΔX max(n)[式4]X min(n)＝X0-ΔX min(n)而后，能夠由公式1以及公式3得到以下的公式5。
＝{(3/4+2(n+1))-(3/4+2n)}·(λ·r)如果認為CCD122和投影光學系統(tǒng)30的光瞳位置共軛，則能夠從公式5中計算開口光圈32和投影光學系統(tǒng)光瞳位置之間的距離(即，圖1所示的距離r)。同樣，從公式2以及公式4也能夠計算開口光圈32和光瞳位置之間的距離r。
能夠根據(jù)距離r計算ΔX max(n)或者ΔX min(n)，能夠從公式3或者4中求真正的開口光圈32的位置X0，即，投影光學系統(tǒng)30的NA。
在此，說明根據(jù)計算出的開口光圈32的位置X max(n)或者Xmin(n)求真正的開口光圈32的位置X0或者距離r的幾種方法。
X max(0)或者X min(0)是衍射像的最強的極值。因而，使用這2個值，能夠計算真正的開口光圈32的位置X0或者距離r。
從公式1以及2得到以下的公式6。
Xmin(0)-Xmax(0)=λ·r]]>能夠根據(jù)公式6求距離r，同樣，能夠根據(jù)公式3或者4求真正的開口光圈32的位置X0。n即使是0以外的數(shù)也一樣。此外，把距離r作為固定值，也可以根據(jù)經(jīng)過計算的開口光圈32的位置X max(n)或者X min(n)直接計算真正的開口光圈32的位置X0。當然，也可以一邊把經(jīng)過計算的開口光圈32的位置X max(n)或者X min(n)作為參數(shù)改變開口光圈32的光軸方向的位置，一邊監(jiān)視X max(n)或者X min(n)的變化量。由此，能夠檢測X max(n)或者Xmin(n)變?yōu)闃O值的位置，如果開口光圈32和投影光學系統(tǒng)30的光瞳位置之間的距離大致變成0，則能夠計算真正的開口光圈32的位置X0。這是因為如公式1或者2所示，在菲涅耳近似區(qū)域內(nèi)，ΔX max(n)或者ΔX min(n)與 成比例的緣故。距離r如果接近0，則如前面的嚴密解所示收斂在某一值。因而由于距離r是充分小的值并未引起ΔX max(n)或者ΔX min(n)的變化，所以如上所述把r認為是0，根據(jù)計算出的開口光圈32的位置X max(n)或者X min(n)能夠直接計算真正的開口光圈32的位置X0。
進而，能夠根據(jù)與在通過光強度分布圖的外形中心的任意方向θ的面相切而產(chǎn)生的矢徑位置相對應的曲線來計算X max(θ、n)或者X min(θ、n)，進而計算r(θ)以及X0(θ)。之后，通過一邊改變θ一邊重復上述的計算，能夠求開口光圈32的開口形狀以及光軸方向的位置偏離。
返回圖4判斷在預先決定的全部的測量位置(投影光學系統(tǒng)30的光軸方向的位置)上，是否測量了開口光圈32的位置(步驟1006)。如果未測量預先決定的全部測量位置，則改變開口光圈32的測量位置(步驟1008)，重復步驟1002以下的步驟。
另一個方面，在預先決定的全部測量位置上，如果測量了開口光圈32的位置，則根據(jù)測量后的開口光圈32的位置以及投影光學系統(tǒng)30的NA，計算開口光圈32的修正量(步驟1010)。例如，對經(jīng)過測量的開口光圈32的位置以及投影光學系統(tǒng)30的NA，和所希望的開口光圈32的位置以及所希望的投影光學系統(tǒng)30的NA進行比較，把其差分作為開口光圈32的修正量。
而后，根據(jù)開口光圈32的修正量，經(jīng)由驅(qū)動機構(gòu)34對開口光圈32的開口的大小(開口形狀)以及位置進行修正(調(diào)整)(步驟1012)。
這樣，通過利用作為來自開口光圈32的邊緣的信息的衍射條紋，能夠高精度地求開口光圈32的位置。
圖5是表示作為曝光裝置1的變形例子的曝光裝置1A的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。雖然曝光裝置1A和曝光裝置1一樣，但測量單元100的結(jié)構(gòu)不同。實施例2的測量單元100和實施例1的測量單元100比較，進一步具有掩膜130，取代測定部120具有測定部140。
掩膜130配置在掩膜原版載置臺25上，在測量投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的位置的情況下，與光路上的掩膜原版20進行交換。掩膜130如圖6所示，在和配置在投影光學系統(tǒng)30的物體面上的面相反的面上具有開口，在該開口的上部或者內(nèi)部具有擴散光學元件132。因而，光學元件132變成從投影光學系統(tǒng)30的物體面稍微散焦的位置。在本實施方式中在用Cr形成的遮光部的中心形成透射部。此外，在作為透射部的開口部的內(nèi)部配置擴散光學元件132。掩膜130靠擴散光學元件132的作用，具有和帶有具有擴散效果的光學部件112a的開口板112同樣的效果。因而，只要配置開口板112或者掩膜130之一即可。在此，圖6是表示掩膜130的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
掩膜130在和配置在投影光學系統(tǒng)30的物體面上的面相反的面上具有開口(小孔)。因為開口部的擴散光學元件132從投影光學系統(tǒng)30的物體面稍微散焦，所以當在投影光學系統(tǒng)30的像面上測量開口光圈32的位置的情況下，變得在遠場位置上進行測量。即，能夠看作被配置在和投影光學系統(tǒng)30的光瞳位置光學共軛的位置上。因而，通過了掩膜130的光通過投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32，在投影光學系統(tǒng)30的像面上形成在光瞳面上的光強度分布。
測定部140測定形成在投影光學系統(tǒng)30的像面上的光強度分布。測定部140如圖7所示，具有開口板142、在離開開口板142的位置上具有光量傳感器144。測定部140配置在晶片載置臺45上，使開口板142的位置移動到投影光學系統(tǒng)30的像面位置上，一邊在XY方向上移動一邊用光量傳感器144檢測通過開口板142的光量。由此，測定部140能夠測定通過了投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的光的光強度分布。在此，圖7是表示測定部140的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。
控制部126和實施例1一樣，根據(jù)經(jīng)過測定的光強度分布計算光強度分布圖，通過根據(jù)該光強度分布圖求提供極大值以及極小值的位置，從而分析開口光圈32的位置。而且，投影光學系統(tǒng)30的NA、開口光圈32的位置的計算等(控制部126的動作)和實施例1一樣。
圖8是表示作為曝光裝置1的變形例子的曝光裝置1B的結(jié)構(gòu)的概略剖面圖。曝光裝置1B和曝光裝置1一樣，但還具有掩膜130。此外，曝光裝置1B不是必須需要測定部140，根據(jù)實際對搭載在晶片載置臺45上的感光襯底RS進行曝光的結(jié)果，測量投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的位置。而且，感光襯底RS也可以是被處理體40。
掩膜130和實施例2一樣，被配置在掩膜原版載置臺25上，當測量投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的位置的情況下，與光路上的掩膜原版20進行交換。而且，因為掩膜130的結(jié)構(gòu)等和實施例2一樣，所以在此省略詳細的說明。
在此，參照圖9說明曝光裝置1B中的曝光方法。圖9是用于說明作為本發(fā)明的一個方面的曝光方法的流程圖。
首先，把掩膜130以及感光襯底RS配置在規(guī)定位置上(步驟2002)。此時，感光襯底RS的Z方向(光軸方向)的位置用聚焦測量系統(tǒng)50來測量，襯底RS經(jīng)由晶片載置臺45被移動到投影光學系統(tǒng)30的像面位置上。
如果把掩膜130以及感光襯底RS配置在規(guī)定的位置上，則用經(jīng)過設(shè)定的曝光量對感光襯底RS進行曝光(步驟2004)。此時，通過掩膜130以及開口光圈32的光在投影光學系統(tǒng)30的像面上形成在投影光學系統(tǒng)30的光瞳面中的光強度分布。因而，把在投影光學系統(tǒng)30的光瞳面中的光強度分布曝光在感光襯底RS上。而后，判斷是否用預先決定的全部種類的曝光量對感光襯底RS進行了曝光(步驟2006)。
當未用全部種類的曝光量對感光襯底RS進行曝光的情況下，移動感光襯底RS的XY位置，改變曝光量的設(shè)定(例如，對曝光量加上ΔE)(步驟2008)，返回步驟2004。由此，把在不同的曝光量下的光強度分布曝光在感光襯底RS上。
另一個方面，當以全種類的曝光量對感光襯底RS進行了曝光的情況下，通過對經(jīng)過曝光的感光襯底RS進行顯影，圖像解析抗蝕劑像來計算光強度分布圖(步驟S2010)。具體地說，在進行了感光襯底RS的顯影后，通過利用光學式顯微鏡等觀察在不同的曝光量下的光強度分布，并進行圖像解析，再現(xiàn)立體的光強度分布圖。而且，在步驟2004中，如圖12所示，在曝光過的被測量圖案151的周圍也可以另外用雙重曝光形成參照圖案150。而且，在步驟2004的曝光步驟中，可以對多個曝光量不同的被測量圖案151中的每一個，用雙重曝光對參照標記150進行曝光。在制成步驟2010的光強度分布圖的步驟中，因為能夠以各個參照標記150為基準正確地掌握各被測量圖案151的位置所以有效。在此，圖12是表示形成在感光襯底RS上的圖案的概略圖。
接著，和實施例1一樣，根據(jù)由光強度分布圖提供極大值以及極小值的位置來計算投影光學系統(tǒng)30的NA(開口光圈32的位置以及開口的大小)(步驟2012)。而后，根據(jù)計算出的投影光學系統(tǒng)30的NA，修正開口光圈32的開口的大小(開口形狀)以及位置。進而，把掩膜130變換為掩膜原版20，把感光襯底RS變換為被處理體40，把掩膜原版20的圖案曝光在被處理體40上。
這樣曝光裝置1至1A能夠高精度地測量投影光學系統(tǒng)30的數(shù)值孔徑(開口光圈32的開口形狀以及位置)，根據(jù)該測量結(jié)果高精度地調(diào)整投影光學系統(tǒng)30的NA。而且，測量上述的投影光學系統(tǒng)30的開口光圈32的位置的測量方法以及裝置(測量單元100)也構(gòu)成本發(fā)明的一個方面。
在曝光中，從光源12發(fā)出的光束靠未圖示的照明光學系統(tǒng)的作用對掩膜原版20進行照明。通過掩膜原版20反映掩膜原版圖案的光束經(jīng)由投影光學系統(tǒng)30被成像在被處理體40上。曝光裝置1使用的投影光學系統(tǒng)30高精度地調(diào)整開口光圈32的開口形狀以及位置。由此，曝光裝置1至1B能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的曝光性能(高分辨率)。因而，曝光裝置1至1B與以往相比能夠提供高品質(zhì)的器件(半導體器件、液晶顯示器件)。
接著參照圖10以及圖11說明利用了上述的曝光裝置1至1B的器件制造方法的實施例。圖10是用于說明器件(半導體器件、液晶顯示器件)的制造的流程圖。在此，以半導體器件的制造為例進行說明。在步驟1(電路設(shè)計)中，進行器件的電路設(shè)計。在步驟2(掩膜原版制作)中，制作形成了經(jīng)過設(shè)計的電路圖案的掩膜原版。在步驟3(晶片制造)中，用硅等材料制造晶片。步驟4(晶片工藝)稱為前工序，使用掩膜原版和晶片利用光蝕刻技術(shù)在晶片上形成實際的電路。步驟5(組裝)稱為后工序，是使用在步驟4中制成的晶片進行半導體芯片化的過程，包含裝配工序(切割，壓焊(boarding))、封裝(packaging)工序(芯片封裝)等工序。在步驟6(檢查)中，進行在步驟5中制成的半導體器件的動作確認測試、耐久性測試等檢查。經(jīng)過這樣的工序，半導體器件完成，將其出廠(步驟7)。
圖11是步驟4的晶片工藝的詳細流程圖。在步驟11(氧化)中，氧化晶片的表面。在步驟12(CVD)中在晶片的表面上形成絕緣膜。在步驟13(電極形成)中用蒸鍍等在晶片上形成電極。在步驟14(離子注入)中，向晶片中注入離子。在步驟15(抗蝕劑處理)中，在晶片上涂敷感光劑。在步驟16(曝光)中，用曝光裝置1至1B在晶片上進行掩膜原版的電路圖案的曝光。在步驟17(顯影)中，顯影經(jīng)過曝光的晶片。在步驟18(蝕刻)中，消去經(jīng)過顯影的抗蝕劑像以外的部分。在步驟19(抗蝕劑剝離)中，除去蝕刻完成后不需要的抗蝕劑。通過重復進行這些步驟，在晶片上形成多層電路圖案。根據(jù)本實施方式的器件制造方法，能夠制造比以往更高品質(zhì)的器件。這樣使用曝光裝置1至1B的器件制造方法以及作為結(jié)果的器件也構(gòu)成本發(fā)明的一個方面。
以上說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本發(fā)明并不限于這些實施例，在其主旨的范圍內(nèi)可以進行各種變形以及變更。
權(quán)利要求
1.一種測量方法，用于測量光學系統(tǒng)的開口光圈的位置，其特征在于，具有在和上述光學系統(tǒng)的光瞳位置光學共軛的位置上測定通過了上述開口光圈的光的光強度分布的步驟；以及根據(jù)在上述測定步驟中測定的上述光強度分布的衍射條紋，決定上述光學系統(tǒng)的開口光圈的位置的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于上述決定步驟具有利用自上述光強度分布的外形中心起的旋轉(zhuǎn)積分，求相對上述開口光圈的矢徑方向的積分曲線的步驟；求上述積分曲線的1個以上極值的步驟；以及根據(jù)上述1個以上的極值求上述開口光圈的數(shù)值孔徑的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于上述決定步驟具有利用自上述光強度分布的外形中心起的旋轉(zhuǎn)積分，求相對上述開口光圈的矢徑方向的積分曲線的步驟；根據(jù)通過上述光強度分布的外形中心的多個剖面的曲線中的每一個求上述積分曲線的1個以上極值的步驟；以及根據(jù)上述1個以上極值求上述開口光圈的形狀的步驟。
4.如權(quán)利要求2或者3所述的測量方法，其特征在于上述決定步驟進一步具有求上述開口光圈在光軸方向上的位置偏離的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于上述決定步驟具有利用自上述光強度分布的外形中心起的旋轉(zhuǎn)積分，求相對上述開口光圈的矢徑方向的積分曲線的步驟；把n設(shè)置為0以上的整數(shù)，求從上述積分曲線的上升開始到第n個為止的至少1個極大值或者極小值的步驟；以及根據(jù)上述至少1個極大值或者極小值，求上述開口光圈在矢徑方向上的位置或者上述開口光圈在光軸方向上的位置偏離的步驟。
6.一種測量裝置，用于測量光學系統(tǒng)的開口光圈的位置，其特征在于具有在和上述光學系統(tǒng)的光瞳位置光學共軛的位置上測定通過了上述開口光圈的光的光強度分布的測定單元；以及根據(jù)在上述測定單元所測定的上述光強度分布的衍射條紋，控制上述光學系統(tǒng)的開口光圈的位置的控制單元。
7.如權(quán)利要求6所述的測量裝置，其特征在于進一步具有包含被配置在和上述光學系統(tǒng)的物體面光學共軛的位置上、使光通過的開口部和使光擴散的擴散部的掩膜。
8.一種曝光裝置，配備把掩膜原版的圖案投影在被處理體上的投影光學系統(tǒng)，其特征在于具有包含被配置在和上述光學系統(tǒng)的物體面光學共軛的位置或者其附近、使光通過的開口部和使光擴散的擴散部的掩膜；被配置在和上述投影光學系統(tǒng)的光瞳位置光學共軛的位置上，測定通過了上述投影光學系統(tǒng)的開口光圈的光的光強度分布的測定單元；以及根據(jù)上述測定單元所測定的上述光強度分布的衍射條紋，控制上述光學系統(tǒng)的開口光圈的位置的控制單元。
9.一種把掩膜原版的圖案經(jīng)由投影光學系統(tǒng)曝光在被處理體上的曝光方法，其特征在于，具有在離開上述投影光學系統(tǒng)的圖像的位置上，把包含被配置在和上述投影光學系統(tǒng)的物體面光學共軛的位置或者其附近、使光通過的開口部和使光擴散的擴散部的掩膜的掩膜圖案以多個不同的曝光量曝光在上述被處理體上的步驟；以及根據(jù)被曝光在上述被處理體上的上述掩膜圖案，決定上述投影光學系統(tǒng)的開口光圈的位置的步驟。
10.一種調(diào)整方法，其特征在于具有使用權(quán)利要求1至5中的任意一項所述的測量方法或者權(quán)利要求6或者7所述的測量裝置，測量光學系統(tǒng)的開口光圈的位置的步驟；以及根據(jù)上述測量步驟的測量處理結(jié)果，調(diào)整上述光學系統(tǒng)的開口光圈的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測量方法，用于測量光學系統(tǒng)的開口光圈的位置，其特征在于具有在和上述光學系統(tǒng)的光瞳位置光學共軛的位置上測定通過了上述開口光圈的光的光強度分布的步驟；以及根據(jù)在上述測定步驟中測定的上述光強度分布的衍射條紋，決定上述光學系統(tǒng)的開口光圈的位置的步驟。
文檔編號G03F7/20GK101046639SQ20071009146
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者鹽出吉宏 申請人:佳能株式會社