專(zhuān)利名稱(chēng)：曝光方法和曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元件和液晶顯示裝置等制造中，特別是適宜以最適合的曝光區(qū)域內(nèi)的聚焦條件進(jìn)行的曝光方法、曝光裝置、及半導(dǎo)體器件的制造方法。
下面參照

圖11來(lái)說(shuō)明掃描式曝光裝置中的聚焦控制方法。使用預(yù)讀聚焦傳感器112(112a、112b、112c)對(duì)要進(jìn)行曝光的晶片104的曝光區(qū)域預(yù)先監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的晶片104表面的凹凸形狀。運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114根據(jù)監(jiān)視結(jié)果來(lái)計(jì)算對(duì)于縫隙方向及掃描方向合適的聚焦和傾斜量。聚焦和矯平控制部115通過(guò)晶片臺(tái)Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)111使晶片臺(tái)105一邊傾斜一邊進(jìn)行掃描曝光，并對(duì)聚焦進(jìn)行傾斜分量是1次的校正。其中，101是原版，102是原版臺(tái)，103是投影透鏡。
圖12、圖3表示將上述聚焦控制方法應(yīng)用于晶片面的例子。圖12是說(shuō)明用現(xiàn)有的曝光方法對(duì)沒(méi)有2次以上的分量的晶片進(jìn)行曝光情況的圖。而圖3是說(shuō)明用現(xiàn)有的曝光方法對(duì)有2次以上的分量的晶片進(jìn)行曝光情況的圖。
晶片面(實(shí)線(xiàn))和裝置的自動(dòng)聚焦面(虛線(xiàn))的關(guān)系在相對(duì)于掃描方向和縫隙方向只有傾斜分量的情況下(圖12(a))，通過(guò)現(xiàn)有的傾斜校正(圖12(b))可使晶片面與聚焦面一致。其結(jié)果，如圖12(c)所示，可以進(jìn)行曝光而沒(méi)有聚焦變動(dòng)。
但是，實(shí)際上，因晶片的平坦度和曝光裝置包含的像差的影響，在上述傾斜分量以外還存在彎曲分量等2次以上的分量(圖3(a))，所以?xún)H用現(xiàn)有的傾斜校正(圖3(c))不能抑制如圖3(c)所示的聚焦變動(dòng)。
該影響對(duì)于縫隙寬度窄的掃描方向來(lái)說(shuō)，即使上述現(xiàn)有方法，按照晶片的表面形狀，在掃描中重復(fù)進(jìn)行仔細(xì)的傾斜校正，也可以校正平緩的彎曲分量。但是，對(duì)于縫隙方向的彎曲分量而言，不能進(jìn)行校正，所以存在不能改善聚焦變動(dòng)這樣的問(wèn)題，因聚焦誤差而引起成品率下降。
如上所述，在用掃描曝光裝置進(jìn)行曝光的情況下，不能對(duì)縫隙分量的彎曲分量進(jìn)行校正，所以存在不能改善聚焦變動(dòng)這樣的問(wèn)題，還存在因聚焦誤差造成成品率下降的問(wèn)題。
本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的而如下構(gòu)成。
(1)本發(fā)明的曝光方法在通過(guò)原版(reticule)相對(duì)于曝光光移動(dòng)，同步地，晶片相對(duì)于通過(guò)了光學(xué)系統(tǒng)的曝光光移動(dòng)，從而對(duì)所述晶片上的被曝光區(qū)域進(jìn)行掃描曝光的曝光方法中，其特征在于包括測(cè)定所述曝光光不照射的計(jì)測(cè)區(qū)域的與所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向有關(guān)的位置分布的步驟；將測(cè)定的位置分布分離為傾斜分量和2次以上的分量的步驟；以及在所述曝光光照射所述計(jì)測(cè)區(qū)域時(shí)，根據(jù)分離的傾斜分量，來(lái)調(diào)整與被曝光區(qū)域面的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向有關(guān)的位置，同時(shí)根據(jù)分離的2次以上的分量，來(lái)校正所述光學(xué)系統(tǒng)的成像特性的步驟。
(2)本發(fā)明的曝光方法在通過(guò)原版相對(duì)于曝光光移動(dòng)，同步地，晶片相對(duì)于通過(guò)了光學(xué)系統(tǒng)的曝光光移動(dòng)，從而對(duì)所述晶片上的被曝光區(qū)域進(jìn)行掃描曝光的曝光方法中，其特征在于包括測(cè)定所述曝光光不照射的計(jì)測(cè)區(qū)域的與所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的位置分布的步驟；將測(cè)定的計(jì)測(cè)區(qū)域的光軸方向的位置分布分離為傾斜分量和2次以上的分量的步驟；測(cè)定所述原版面的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的位置分布的步驟；將測(cè)定的原版面的光軸方向的位置分離成傾斜分量和2次以上的分量的步驟；以及在所述曝光光照射所述計(jì)測(cè)區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述被曝光區(qū)域面及原版面的傾斜分量，來(lái)調(diào)整所述晶片的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向位置，同時(shí)根據(jù)所述被曝光區(qū)域面及原版面的2次以上的分量，來(lái)調(diào)整所述光學(xué)系統(tǒng)的成像特性、以及所述原版面的位置的至少其中一方的步驟。
圖2表示說(shuō)明第1實(shí)施方案的曝光方法的流程圖。
圖3說(shuō)明用現(xiàn)有的曝光方法對(duì)有2次以上的彎曲分量的晶片進(jìn)行曝光情況的圖。
圖4說(shuō)明用第1實(shí)施方案的曝光方法對(duì)有2次以上的彎曲分量的晶片進(jìn)行曝光情況的圖。
圖5表示第1實(shí)施方案的曝光方法的示意結(jié)構(gòu)的圖。
圖6表示將第2實(shí)施方案的變形大的原版夾緊時(shí)的原版形狀的圖。
圖7表示在第2實(shí)施方案的原版臺(tái)、卡盤(pán)、以及卡盤(pán)下部配置的上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖。
圖8表示因卡盤(pán)下部的上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)造成的原版的變形狀態(tài)的圖。
圖9說(shuō)明卡盤(pán)下部的上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)的曝光方法的圖。
圖10表示說(shuō)明第3實(shí)施方案的曝光方法的流程圖。
圖11表示現(xiàn)有的掃描式曝光方法的示意結(jié)構(gòu)的圖。
圖12說(shuō)明用現(xiàn)有的曝光方法對(duì)沒(méi)有2次以上的彎曲分量的晶片進(jìn)行曝光的情況的圖。
(第1實(shí)施方案)發(fā)明人著眼于使用投影透鏡的像差校正功能，通過(guò)進(jìn)行透鏡控制，可以校正僅用傾斜校正不能抑制的縫隙方向的2次以上的彎曲分量。
圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方案的掃描曝光裝置的縮小投影式曝光裝置的示意結(jié)構(gòu)的圖。
如圖1所示，通過(guò)圖示省略的照明光學(xué)系統(tǒng)以縫隙狀的矩形照明區(qū)域來(lái)照明原版臺(tái)102上載置的原版101上的圖形，該圖形的圖像通過(guò)投影透鏡103被投影曝光在晶片臺(tái)105上的晶片104上。在該曝光時(shí)，對(duì)于縫隙狀的照明區(qū)域，使原版101在掃描方向上以固定速度進(jìn)行掃描，同步地，晶片104在掃描方向上被掃描。
此時(shí)，通過(guò)原版101和晶片104相互反方向地移動(dòng)，原版101的投影透鏡103側(cè)的面、即圖形面上形成的全圖形圖像由投影透鏡103以規(guī)定的倍率來(lái)縮小，并投影在晶片104上的曝光面上。
在晶片104上的曝光面上涂敷光刻膠，通過(guò)投影透鏡103投影的縮小圖形圖像來(lái)使該光刻膠曝光。
將原版101搭載在分別在垂直于光束的光軸方向(投影透鏡的光軸方向)的X軸方向、Y軸方向上可移動(dòng)的原版臺(tái)102上。原版臺(tái)102的X軸方向的移動(dòng)、即向掃描方向的移動(dòng)由原版X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)106來(lái)進(jìn)行，而向Y軸方向的移動(dòng)由Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)107來(lái)進(jìn)行。
晶片104被搭載在晶片臺(tái)105上，該晶片臺(tái)可變更對(duì)光束的光軸方向的傾斜角，并且分別在垂直于光束的光軸方向的X軸方向、Y軸方向及平行于光束的光軸方向的Z軸方向上可移動(dòng)。晶片臺(tái)105的X軸方向的移動(dòng)、即向掃描方向的移動(dòng)由晶片臺(tái)X軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)109來(lái)進(jìn)行。而向Y軸方向的移動(dòng)由晶片臺(tái)Y軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)110來(lái)進(jìn)行。向Z軸方向的移動(dòng)及對(duì)曝光面的光軸方向的傾斜角的變更由晶片臺(tái)Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)111來(lái)進(jìn)行。
預(yù)讀聚焦傳感器112(112a、112b、112c)預(yù)先監(jiān)視此后要曝光的曝光區(qū)域(計(jì)測(cè)區(qū)域)內(nèi)的晶片104表面的凹凸形狀。預(yù)讀聚焦傳感器112為捕獲晶片的此后要曝光的區(qū)域的形狀，具有在足夠數(shù)量的計(jì)測(cè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)位置上分別照射照明光的照射器112a、以及接收各個(gè)反射光的受光器112b。預(yù)讀聚焦傳感器112還具備根據(jù)受光器112b接收到的各反射光的信號(hào)測(cè)定與計(jì)測(cè)區(qū)域的多個(gè)位置中的晶片的曝光面的高度位置有關(guān)的信息、即光束的光軸方向(Z軸方向)的位置的晶片形狀監(jiān)視機(jī)構(gòu)112c。
在投影透鏡103中設(shè)置用于校正像差(成像特性)的透鏡控制部113。
運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114根據(jù)來(lái)自預(yù)讀聚焦傳感器112的數(shù)據(jù)來(lái)求1次分量的最小平方平面和對(duì)于縫隙方向的2次以上的最小平方曲面。然后，求從求出的平方曲面中扣除1次最小平方平面分量所得的2次彎曲分量和成為2次平面分量的1次傾斜分量。
運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114根據(jù)求出的傾斜分量，對(duì)縫隙方向及掃描方向運(yùn)算合適的聚焦和矯平量，并將它們傳送到聚焦和矯平控制部115。
此外，運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114，在消除求出的彎曲分量并實(shí)現(xiàn)聚焦變動(dòng)最少的狀態(tài)方面，求期望的投影透鏡的像差調(diào)整量并將該調(diào)整量交送到透鏡控制部113。
下面參照?qǐng)D2的流程圖來(lái)說(shuō)明該曝光裝置的曝光控制方法。
(步驟S101)對(duì)于原版，向縫隙狀的曝光區(qū)域照射曝光光，同時(shí)移動(dòng)原版101和晶片104來(lái)開(kāi)始掃描曝光。
(步驟S102)首先，使用預(yù)讀聚焦傳感器112，取得成為下個(gè)曝光區(qū)域的計(jì)測(cè)區(qū)域的晶片形狀數(shù)據(jù)。
(步驟S103)根據(jù)預(yù)讀聚焦傳感器112取得的計(jì)測(cè)區(qū)域的晶片形狀數(shù)據(jù)，運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114分別求晶片形狀數(shù)據(jù)對(duì)于縫隙方向及掃描方向的最小平方平面、以及對(duì)于縫隙方向的最小平方曲面，分離成1次傾斜分量和2次以上的彎曲分量。
(步驟S104)運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114求與光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向垂直所需的晶片臺(tái)105的矯平量，以便分離的傾斜分量垂直于Z軸。
(步驟S105)運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)求期望的投影透鏡103的像差調(diào)整量，以便消除分離的彎曲分量并實(shí)現(xiàn)聚焦變動(dòng)最少的狀態(tài)。這里，調(diào)整投影透鏡103的像面彎曲特性，在消除方向上校正晶片104的彎曲分量的值。
(步驟S106)
如果計(jì)測(cè)區(qū)域到達(dá)曝光區(qū)域，則聚焦和矯平控制部115根據(jù)運(yùn)算的傾斜調(diào)整量來(lái)控制晶片Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)111，同時(shí)根據(jù)運(yùn)算的像差校正參數(shù)，由透鏡控制部113進(jìn)行投影透鏡103的像面彎曲特性的校正。此時(shí)，按照需要，在到達(dá)曝光區(qū)域時(shí)，聚焦傳感器112也取得該場(chǎng)所的晶片形狀數(shù)據(jù)，還對(duì)實(shí)時(shí)曝光前獲得的校正數(shù)據(jù)進(jìn)一步實(shí)施微調(diào)整。
在現(xiàn)有的校正方法中，在對(duì)具有圖3(a)那樣的彎曲分量的部分進(jìn)行曝光的情況下，僅實(shí)施如圖3(b)所示的傾斜校正。因此，對(duì)于圖3(c)所示的占有聚焦變動(dòng)的主要部分的彎曲分量不能進(jìn)行校正，所以最終殘留大的聚焦變動(dòng)殘差。
相反，在本發(fā)明中，通過(guò)運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114，不僅進(jìn)行現(xiàn)有的傾斜校正(圖4(a))，而且如圖4(b)所示，形成2次以上的彎曲分量數(shù)據(jù)，對(duì)于縫隙方向，確定用于消除上述彎曲分量的合適的像差校正量。然后，根據(jù)該求出的像差校正量，在透鏡控制部113中使投影透鏡的像差校正有效，如圖4(c)所示，對(duì)于彎曲分量也進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?。其結(jié)果，可以極大地降低晶片面上的有效的聚焦變動(dòng)。
而且，如果不僅考慮晶片的形狀，而且還考慮曝光裝置的殘存的像面彎曲量，求要校正的彎曲分量量和與其相當(dāng)?shù)南癫钚Ｕ坎⑦M(jìn)行校正，則可進(jìn)行高精度的校正。
通過(guò)使用上述方法，如圖4所示，可以進(jìn)行以往不能進(jìn)行的2次以上的彎曲分量的校正，可以大幅度地減輕曝光區(qū)域內(nèi)的聚焦偏差Δf。由此，即使對(duì)于以往聚焦偏差大而不能使用的晶片周邊部的晶片平坦度差的區(qū)域，也可以高精度地調(diào)整聚焦，所以可以提高成品率，降低生產(chǎn)成本。
再有，這里所示的實(shí)施方案假設(shè)為掃描式曝光方法，進(jìn)行縫隙方向的傾斜分量及彎曲分量的校正，但即使對(duì)于掃描方向，也可以按照需要來(lái)進(jìn)行同樣的校正。此外，如果是成批曝光式的曝光裝置，如果對(duì)于X方向及Y方向雙方進(jìn)行像差校正，則可獲得同樣的效果。
而且，對(duì)于掃描曝光時(shí)的原版形狀的位移來(lái)說(shuō)，也被取入運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114，可以確定最終的透鏡像差的校正量。圖5表示可測(cè)定掃描曝光時(shí)的原版形狀的位移的曝光裝置的示意結(jié)構(gòu)。如圖5所示，由原版平坦度監(jiān)視器120(120a、120b、120c)測(cè)定掃描時(shí)的原版形狀的位移。然后，將測(cè)定結(jié)果取入運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114，確定最終的投影透鏡103的像差校正量。此外，也可以通過(guò)原版臺(tái)Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)108，使原版臺(tái)102傾斜來(lái)進(jìn)行校正。而且，可以是包含原版狀態(tài)的校正，所以與圖1所示的裝置相比，可進(jìn)行更高精度的校正。
原版平坦度監(jiān)視器120包括照射器120a，將照明光分別照射到足夠數(shù)量的計(jì)測(cè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)位置，以便捕獲原版101的曝光區(qū)域內(nèi)的原版形狀；以及接受各個(gè)反射光的受光器120b。此時(shí)，最好監(jiān)視原版上和晶片上分別對(duì)應(yīng)曝光區(qū)域內(nèi)的傳感位置的位置。原版平坦度監(jiān)視器120還包括原版形狀監(jiān)視機(jī)構(gòu)120c，根據(jù)受光器120b受光的各反射光的信號(hào)，來(lái)測(cè)定計(jì)測(cè)區(qū)域的多個(gè)位置上的與原版的高度位置有關(guān)的信息、即光束的光軸方向(Z軸方向)的位置。
(第2實(shí)施方案)本發(fā)明人提出以下方法對(duì)于第1實(shí)施方案中說(shuō)明的裝置，特別是在因原版的形狀變形造成聚焦變動(dòng)大的情況下，作為有效的方法，通過(guò)在原版的檢驗(yàn)板上附加上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)，可改善晶片面上的有效的聚焦變動(dòng)。
(結(jié)構(gòu))裝置結(jié)構(gòu)使用圖5所示的裝置。與第1實(shí)施方案不同，在原版形狀極大變形的情況下，在上述像差校正中存在不能校正的部分。圖6表示將上述變形大的原版夾緊時(shí)的原版形狀。如圖6(a)所示，夾緊后的形狀在原版的端部極大地變形，超過(guò)了像差校正的容許范圍。圖6(b)表示對(duì)原版形狀的變形采用第1實(shí)施方案的方法，使用傾斜校正及像差校正情況下的聚焦變動(dòng)殘差。實(shí)線(xiàn)表示作為晶片的傾斜校正實(shí)施后獲得的原版形狀的變形造成的聚焦變動(dòng)殘差，虛線(xiàn)表示對(duì)于傾斜校正以盡量減少像差校正中的殘差來(lái)調(diào)整的邊界的校正量。在圖6(c)中，作為實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)的總體，表示對(duì)原版的變形進(jìn)行傾斜校正和像差校正后的聚焦變動(dòng)殘差。根據(jù)以上的結(jié)果，在原版形狀差的情況下，特別是在原版的端部部分形狀?lèi)夯蟮那闆r下，無(wú)論怎樣只進(jìn)行像差校正，作為不能校正的彎曲分量，都會(huì)殘留Δf的聚焦變動(dòng)。
因此，在保持原版的檢驗(yàn)板中設(shè)置在PZT等上下方向上可微動(dòng)的變動(dòng)機(jī)構(gòu)。通過(guò)上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)，來(lái)校正僅靠像差校正不能校正的聚焦變動(dòng)的彎曲分量。
圖7表示原版臺(tái)和卡盤(pán)、以及在卡盤(pán)下部設(shè)置的上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖7(a)是表示原版和卡盤(pán)的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖7(b)是表示從圖7(a)的箭頭方向觀察的側(cè)面圖，圖7(c)是表示卡盤(pán)及上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的平面圖。
如圖7(a)、(b)所示，在原版臺(tái)102上通過(guò)上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)131搭載卡盤(pán)132。如圖7(b)、(c)所示，在各個(gè)卡盤(pán)132下部設(shè)置6個(gè)上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)131a～131f。
以下，根據(jù)圖8、圖9來(lái)記述圖7的卡盤(pán)下部的上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)的聚焦控制方法。
首先，通過(guò)圖5所示的原版平坦度監(jiān)視器120來(lái)觀察原版形狀，同時(shí)起動(dòng)上述共計(jì)18個(gè)上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)131，進(jìn)行可用像差調(diào)整來(lái)校正原版101的變形的區(qū)域的調(diào)整。調(diào)整的結(jié)果，原版夾緊后的原版101的表面形狀如圖8(a)至圖8(b)所示，變成用像差校正可以充分校正聚焦變動(dòng)的狀態(tài)。
接著，根據(jù)上述第1實(shí)施方案的步驟來(lái)進(jìn)行控制。通過(guò)預(yù)讀聚焦傳感器112來(lái)計(jì)測(cè)此后要曝光的區(qū)域的晶片形狀(臺(tái)階差信息)。計(jì)測(cè)的數(shù)據(jù)由運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114分離成1次傾斜校正分量和2次以上的彎曲分量。然后，按照傾斜校正分量進(jìn)行傾斜校正(圖9(a))，接著根據(jù)獲得的2次以上的彎曲分量數(shù)據(jù)，該運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114確定縫隙方向上合適的像差校正量(圖9(b))。根據(jù)該求出的像差校正量，透鏡控制部113進(jìn)行投影透鏡的像差校正(圖9(c))，實(shí)施曝光。
再有，對(duì)于傾斜量的校正，根據(jù)現(xiàn)有的方法，聚焦和矯平控制部115通過(guò)晶片臺(tái)Z軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)111在曝光中控制晶片臺(tái)105的傾斜來(lái)進(jìn)行校正。
這里在每一處的卡盤(pán)上設(shè)置的上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)為6個(gè)，但并不限定于6個(gè)。此外，即使在原版卡盤(pán)部以外的場(chǎng)所，只要設(shè)置在可以改變?cè)姹砻嫘螤畹淖冃翁匦缘牡胤骄涂梢浴?br> 通過(guò)使用上述方法，如圖8、圖9所示，可以校正以往不能校正的2次以上的彎曲分量，可以大幅度地減小曝光區(qū)域內(nèi)的聚焦偏差Δf。由此，即使對(duì)于在以往聚焦偏差大而不能使用的晶片周邊部的晶片平坦度差的區(qū)域，也可以使聚焦高精度地一致，所以可以提高成品率，降低生產(chǎn)成本。
(第3實(shí)施方案)在第3實(shí)施方案中，將高效率地執(zhí)行第1及第2實(shí)施方案的方法，提高生產(chǎn)量的控制方法記述如下。在第1及第2實(shí)施方案中，運(yùn)算電路機(jī)構(gòu)114的負(fù)擔(dān)大，成為使生產(chǎn)量惡化的主要原因。
因此，發(fā)明人提出對(duì)于晶片的平坦度數(shù)據(jù)預(yù)存及使用預(yù)先計(jì)測(cè)的數(shù)據(jù)。以下詳細(xì)地記述。
下面根據(jù)圖10來(lái)說(shuō)明聚焦控制步驟。
(步驟S201)首先，預(yù)先取得要曝光的晶片的形狀數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方案中，使用在與曝光裝置相同的夾緊狀態(tài)下可進(jìn)行平坦度測(cè)定的尼康公司(ニコン)制造的晶片平坦度測(cè)定裝置(NIWF-300)，預(yù)先求晶片平坦度數(shù)據(jù)。再有，在充分確認(rèn)了上述晶片平坦度測(cè)定裝置和曝光裝置計(jì)測(cè)的晶片平坦度數(shù)據(jù)的相關(guān)被充分得到再進(jìn)行實(shí)施。
這里特別要注意的方面是，預(yù)先獲得的晶片形狀數(shù)據(jù)要按與使用的曝光裝置相同構(gòu)造的卡盤(pán)、以及夾緊條件來(lái)進(jìn)行測(cè)定。如果使用以不同構(gòu)造的卡盤(pán)和夾緊狀態(tài)測(cè)定的數(shù)據(jù)，則有與實(shí)際的曝光中的晶片平坦度完全不相關(guān)的情況，反而成為引起聚焦變動(dòng)的主要原因。即使在不能一致于同一條件的情況下，也必須充分確認(rèn)兩者的相關(guān)，考慮該相關(guān)，并在對(duì)計(jì)測(cè)數(shù)據(jù)校正增加上進(jìn)行實(shí)施。
(步驟S202)讀入曝光映射圖，開(kāi)始掃描曝光。
(步驟S203)與步驟S202同時(shí)，取得預(yù)先測(cè)定的晶片平坦度數(shù)據(jù)，運(yùn)算各位置的形狀數(shù)據(jù)。
(步驟S204)將運(yùn)算的形狀數(shù)據(jù)分離成縫隙方向和掃描方向的傾斜分量、以及彎曲分量。
(步驟S205、S206)依次對(duì)于各曝光位置，根據(jù)傾斜分量來(lái)確定矯平量，同時(shí)根據(jù)彎曲數(shù)據(jù)來(lái)確定像差校正參數(shù)。
(步驟S207)根據(jù)各曝光位置的矯平量及像差矯正參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
這里，為了實(shí)現(xiàn)處理的高效率化，也可以在第1片的晶片的曝光中準(zhǔn)備下次一個(gè)晶片的曝光，將步驟S203～S205、S206在預(yù)曝光中并行進(jìn)行，并進(jìn)行計(jì)算處理。這樣，可提高生產(chǎn)量。
通過(guò)使用上述方法，如圖10所示，與現(xiàn)有的曝光處理相比，可以在曝光中處理使處理增加的部分，所以可以不降低生產(chǎn)量，可以進(jìn)行以往不能校正的2次以上的彎曲分量的校正，可以大幅度她減小曝光區(qū)域內(nèi)的聚焦偏差Δf。由此，即使在以往聚焦偏差大而不能使用的晶片周邊部的晶片平坦度差的區(qū)域，也可以使聚焦高精度地一致，所以可以提高成品率，降低生產(chǎn)成本。
此外，步驟S203～S205、S206也可以利用與曝光處理不同的獨(dú)立的運(yùn)算裝置，而將其運(yùn)算結(jié)果預(yù)先保存在數(shù)據(jù)庫(kù)上，在曝光裝置曝光時(shí)調(diào)出這些運(yùn)算結(jié)果來(lái)執(zhí)行，可以縮短運(yùn)算處理時(shí)間，能夠進(jìn)一步提高生產(chǎn)量。
此外，作為用于預(yù)先測(cè)定晶片面的形狀數(shù)據(jù)的裝置，只要是能以與曝光裝置檢測(cè)的晶片面形狀相關(guān)而充分檢測(cè)的計(jì)測(cè)裝置就可以，也可以直接使用普通的平坦度計(jì)測(cè)裝置和曝光裝置的自動(dòng)聚焦功能。
而且，可預(yù)先取得關(guān)于原版的平坦度的數(shù)據(jù)，與上述晶片平坦度信息一致相同地進(jìn)行的處理，這里，當(dāng)然可以不進(jìn)行詳細(xì)地記述。
再有，這里所示的實(shí)施方案假設(shè)為掃描式曝光裝置，為縫隙方向，但對(duì)于掃描方向，根據(jù)需要也可以進(jìn)行同樣的校正。此外，如果是成批曝光式的曝光裝置，則對(duì)X、Y雙方進(jìn)行像差校正是有效的，可獲得同樣的效果。
再有，本發(fā)明不限于上述各實(shí)施方案，在實(shí)施階段中，在不脫離其主要精神的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變形。而且，在上述實(shí)施方案中包含各個(gè)階段的發(fā)明，可通過(guò)公開(kāi)的多個(gè)主要結(jié)構(gòu)部件的適當(dāng)組合來(lái)提取各個(gè)發(fā)明。例如，即使從實(shí)施方案中所示的所有主要構(gòu)成要件中除去幾個(gè)主要構(gòu)成要件，也可以解決在發(fā)明要解決的問(wèn)題中所述的問(wèn)題，在可獲得發(fā)明效果中敘述的效果的情況下，除去該主要構(gòu)成要件的結(jié)構(gòu)可作為發(fā)明來(lái)提取。
如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明，可進(jìn)行縫隙方向的2次以上的彎曲分量的校正，可以大幅度地減輕曝光區(qū)域內(nèi)的聚焦偏差Δf，所以可以使聚焦高精度地一致，可以提高成品率。
權(quán)利要求
1.一種曝光方法，在通過(guò)原版相對(duì)于曝光光移動(dòng)，同步地，晶片相對(duì)于通過(guò)了光學(xué)系統(tǒng)的曝光光移動(dòng)，從而對(duì)所述晶片上的被曝光區(qū)域進(jìn)行掃描曝光的曝光方法中，其特征在于，包括測(cè)定所述曝光光不照射的計(jì)測(cè)區(qū)域的與所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向有關(guān)的位置分布的步驟；將測(cè)定的位置分布分離為傾斜分量和2次以上的分量的步驟；以及在所述曝光光照射所述計(jì)測(cè)區(qū)域時(shí)，根據(jù)分離的傾斜分量，來(lái)調(diào)整與被曝光區(qū)域面的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向有關(guān)的位置，同時(shí)根據(jù)分離的2次以上的分量，來(lái)校正所述光學(xué)系統(tǒng)的成像特性的步驟。
2.一種曝光方法，在通過(guò)原版相對(duì)于曝光光移動(dòng)，同步地，晶片相對(duì)于通過(guò)了光學(xué)系統(tǒng)的曝光光移動(dòng)，從而對(duì)所述晶片上的被曝光區(qū)域進(jìn)行掃描曝光的曝光方法中，其特征在于，包括測(cè)定所述曝光光不照射的計(jì)測(cè)區(qū)域的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的位置分布的步驟；將測(cè)定的計(jì)測(cè)區(qū)域的光軸方向的位置分布分離為傾斜分量和2次以上的分量的步驟；測(cè)定所述原版面的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的位置分布的測(cè)定步驟；將測(cè)定的原版面的光軸方向的位置分離成傾斜分量和2次以上的分量的步驟；以及在所述曝光光照射所述計(jì)測(cè)區(qū)域時(shí)，根據(jù)所述被曝光區(qū)域面及原版面的傾斜分量，來(lái)調(diào)整所述晶片的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向位置，同時(shí)根據(jù)所述被曝光區(qū)域面及原版面的2次以上的分量，來(lái)調(diào)整所述光學(xué)系統(tǒng)的成像特性以及所述原版面的位置中的至少一方的步驟。
3.如權(quán)利要求1或2所述的曝光方法，其特征在于，調(diào)整作為成像特性的像面彎曲特性。
4.如權(quán)利要求1或2所述的曝光方法，其特征在于，在投影到所述晶片上時(shí)，在消除所述被曝光區(qū)域面的位置的2次以上的分量的方向上調(diào)整所述成像特性。
5.如權(quán)利要求1或2所述的曝光方法，其特征在于，所述計(jì)測(cè)區(qū)域的位置分布的測(cè)定在對(duì)所述晶片進(jìn)行掃描曝光之前預(yù)先進(jìn)行。
6.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，該方法基于權(quán)利要求1或2所述的曝光方法。
7.一種曝光裝置，其特征在于包括光學(xué)系統(tǒng)，將形成于原版上的圖形投影到晶片上；原版臺(tái)，搭載所述原版，在垂直于所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的方向上可移動(dòng)；晶片臺(tái)，搭載所述晶片，在所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向和垂直于所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的方向上可移動(dòng)；晶片面位置測(cè)定部件，測(cè)定所述晶片面的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的位置；運(yùn)算機(jī)構(gòu)，將通過(guò)該晶片面位置測(cè)定部件獲得的測(cè)定值分離成傾斜分量和2次以上的分量；調(diào)整部件，根據(jù)由該運(yùn)算機(jī)構(gòu)分離的傾斜分量，來(lái)調(diào)整所述晶片的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向位置；以及校正部件，根據(jù)由所述運(yùn)算機(jī)構(gòu)分離的2次以上的分量，來(lái)校正所述光學(xué)系統(tǒng)的成像特性。
8.一種曝光裝置，其特征在于包括光學(xué)系統(tǒng)，將形成于原版上的圖形投影到晶片上；原版臺(tái)，搭載所述原版，在所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向及垂直于所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的方向上可移動(dòng)；晶片臺(tái)，搭載所述晶片，在所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向和垂直于所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的方向上可移動(dòng)；晶片面位置測(cè)定部件，測(cè)定所述晶片面的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的位置；原版面位置測(cè)定部件，測(cè)定所述原版面的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向的位置；運(yùn)算機(jī)構(gòu)，將從該晶片面位置測(cè)定部件及原版面位置測(cè)定部件雙方獲得的測(cè)定值分離成傾斜分量和2次以上的分量；調(diào)整部件，根據(jù)所述傾斜分量，來(lái)調(diào)整所述晶片的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向位置；以及校正部件，根據(jù)所述2次以上的分量，來(lái)對(duì)所述光學(xué)系統(tǒng)的成像特性、以及所述原版臺(tái)上配置的上下微動(dòng)機(jī)構(gòu)的至少其中之一進(jìn)行校正。
9.如權(quán)利要求7或8所述的曝光裝置，其特征在于，所述校正部件校正像面彎曲特性。
10.如權(quán)利要求7或8所述的曝光裝置，其特征在于，所述校正部件在所述晶片上進(jìn)行投影時(shí)，在消除所述2次以上的分量的值的方向上校正所述晶片的所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向位置。
全文摘要
在掃描曝光時(shí)，校正縫隙分量的彎曲分量，以提高成品率。本發(fā)明的曝光方法包括測(cè)定所述曝光光不照射的計(jì)測(cè)區(qū)域中的與所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向有關(guān)的位置分布的步驟(S103)；將測(cè)定的位置分布分離成傾斜分量和2次以上的分量的步驟(S104)；在所述曝光光照射所述計(jì)測(cè)區(qū)域時(shí)，根據(jù)分離的傾斜分量，來(lái)調(diào)整被曝光區(qū)域面的與所述光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向有關(guān)的位置，同時(shí)根據(jù)分離的2次以上的分量，來(lái)校正所述光學(xué)系統(tǒng)的成像特性的步驟(S107)。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1416019SQ0214619
公開(kāi)日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月2日
發(fā)明者藤澤忠仁, 淺野昌史, 東木達(dá)彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝