CN101002306A - 掩模表面的高度方向位置测定方法、曝光装置以及曝光方法 - Google Patents

Abstract

一种曝光装置中掩模M表面的高度方向位置测定方法，此曝光装置具有一种转印功能，以借由投影光学系统使掩模M上已形成的图案转印至晶圆等的感应基板上，其特征为：在测定该掩模M的高度方向位置所进行的测定之前使配置在掩模M和投影光学系统之间曝光时规定该曝光区域所用的曝光区域规定构件1移动。本发明在即使存在着曝光区域规定构件时，由于可使曝光区域规定构件退避，仍可对掩模表面的所定部份的高度方向位置进行测定。

Description

掩模表面的高度方向位置测定方法、曝光装置以及曝光方法

技术领域

本发明涉及一种使用掩模的曝光装置中的掩模表面的高度方向位置的测定方法、曝光装置以及曝光方法。

背景技术

近年，随着半导体集成电路的微细化，为了使由光的绕射极限(limit)所限制的光学系统的解像能力向上提高，正在开发一种投影光刻(lithography)技术，其使用一种较紫外线波长更短(11～14纳米)的超紫外线(EUV，Extreme UltraViolet)的光以取代先前的紫外线。在此种波长区域中，不能使用现有的透镜之类的透过折射型的光学元件，而是使用一种利用“反射”的光学系统。同时，掩模也使用反射型的掩模。

掩模的面上为了使曝光区域以外的区域上所入射的不要的光被除去，如图6所示，则掩模M的近旁设有一种狭缝(slit)基板41，其具有圆弧状的开口41a。然后，曝光转印(transfer)时掩模台(stage)上所安装的掩模M就沿箭头所示的方向而移动，掩模面上所形成的图案(patterns)逐次受到照明。在图6中，(a)是由侧面(掩模M的扫描方向)所看到的掩模M和狭缝基板41，(b)是由狭缝基板41侧所看到的掩模M和狭缝基板41。同时，掩模M上存在着设有图案的图案区域Ma以及周围未设有图案的周围区域Mb。

另一方面，掩模的表面未必是平坦的。此外，掩模安装在掩模台上时，高度方向的位置会变动，且在倾斜的状态下安装完成。此种情况下，掩模和投影光学系统的距离会变动。因此，在晶圆上进行曝光转印时，一方面像的模糊(blurring)可能会发生，且另一方面可能会由于放大率或转印位置等的误差而产生所谓成像性能上的问题。

为了防止上述的问题，须测定掩模的高度方向的位置，使成像性能上的问题不会发生。

在掩模的各部份的高度方向的位置的测定中，使光由斜方向照射至掩模的测定面，借由对掩模面上所反射的光入射至受光面上时的位置进行观测以进行上述的测定。若掩模的测定面的高度发生变化，则由于所观测的光的入射位置会发生变动，借此即可测定此掩模的测定面的高度。

然而，在具有上述狭缝基板的超紫外线(EUV)曝光装置中，曝光转印中若借由上述的光学方法来测定掩模的曝光面的高度方向位置，则会发生“狭缝基板成为一种妨碍”的问题。图6中，在测定此掩模面M的高度方向位置时，如图6(a)所示，光43由投光器42进行照射，以受光器44来观看掩模M面上所反射的光的位置。在图6(a)中，虽然光43只以1条来显示，但实际上如图6(b)所示会形成多个狭缝像45，同时须测定多个点的高度方向位置。

然而，狭缝基板41存在时，此光在狭缝基板41上受到遮蔽，会发生“未达到掩模M的表面为止”的问题。即，如图6b所示，狭缝像45(图中以9×2个狭缝像作为例子来显示)之中的一部份虽然会通过狭缝基板41的开口41a以到达掩模M的表面为止，但其它的狭缝像45会受到狭缝基板41所遮蔽而不能到达掩模M的表面。因此，在此种状态下不能测定掩模M的面的高度方向位置。

以上的说明虽然是就使用光的掩模M面的高度测定方法来说明，但即使在使用一种应用静电容量、涡电流、超音波等的其它原理的接触式或非接触式的高度测定装置时，一方面可借由狭缝基板41的存在来进行测定，且另一方面可考虑该测定资料未到达所定的精确度时所发生的问题。又，即使不是使用反射型的掩模而是使用透过型的掩模，则掩模和投影光学系统之间即使配置着规定该狭缝基板等的曝光区域所用的曝光区域规定构件时也会发生同样的问题。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的是：在投影光学系统和掩模之间在曝光装置也具有一种规定一曝光区域所用的曝光区域规定构件时，提供一种可测定掩模表面的各高度方向位置的方法，以及使用此测定资料时所用的曝光装置和曝光方法。

本发明为解决上述问题而采用的技术方案是提供一种掩模表面的高度方向位置测定方法，在具有转印功能的曝光装置中的掩模的高度方向位置测定方法中，由光源所射出的光照射至掩模上，借由投影光学系统使该掩模上所形成的图案转印至晶圆等的感应基板上，其特征为：在测定此掩模的高度方向位置的测定进行前，使掩模和该投影光学系统之间所配置的规定该曝光时的曝光区域所用的曝光区域规定构件移动。

借由上述方法，则在掩模表面的高度方向位置测定时，须使狭缝基板等的曝光区域规定构件移动。于是，即使具有曝光区域规定构件，由于可使曝光区域规定构件退避，则可测定掩模表面的所定部份的高度方向位置。预先测定掩模的扫描方向位置及其此时已测定的掩模表面的所定部份的高度方向位置，借由记忆过程，曝光转印中若检出掩模的扫描方向位置，则可知道该扫描方向位置所对应的掩模表面的高度。例如，依据此种信息可进行以高度方向的位置误差为基准的补正。又，在包含以下的方案时，通常，基准面在设定投影光学系统时成为一种基准。

在上述方法中，该曝光区域规定构件在曝光时其位置是固定的。

由于狭缝基板等的曝光区域规定构件即使曝光时已固定，但测定之前由于可移动至测定时不会施加不良影响的位置为止，则仍可测定此掩模的高度方向位置。

在上述方法中，测定前该曝光区域规定构件移动至一种对该高度测定装置的功能无阻碍的位置。

该曝光区域规定构件由于向着一种对该高度测定装置的功能无阻碍的位置而移动，则可良好地进行高度的测定。

在上述方法中，使该掩模和该曝光区域规定构件的相对位置间歇地变化，以进行掩模表面的高度方向位置测定。

由于狭缝基板等的曝光区域规定构件不需分路(shunting)，借由掩模和曝光区域规定构件的相对位置的少量偏移，即可进行掩模表面的测定而不会防碍高度测定装置的功能。因此，掩模基板不需作大距离的移动。本方法所能测定的掩模表面的区域由于会受到限制，则须间歇地使掩模台移动，且另一方面使测定位置变更以进行测定。

在上述方法中，该曝光区域规定构件具有曝光光束可通过的开口，通过该开口以进行高度方向位置测定。

在上述方法中，一方面对保持着该掩模所用的掩模台进行扫描，且另一方面进行掩模表面的高度方向位置测定。

当进行掩模表面的高度方向位置测定时，由于一方面扫描掩模台且另一方面进行测定，则可进行高度测定装置已被固定的任一种测定。又，掩模台之中通常由于使用干涉计而须具备一种扫描方向位置测定装置，则可使用该扫描方向位置测定装置以检出掩模的扫描方向位置。

在上述方法中，该曝光区域规定构件是狭缝基板。

在上述方法中，掩模的高度方向位置的测定是使用光学式的测定装置来进行，此光学式的测定装置至少具有测定用的光源以及检出器，检出器可检出由该测定用光源所射出且在掩模上反射的光束。

使用此光学式的测定装置时，其优点是高精确度、高安定性、对非计测对象的限制较少、非接触且高速。

在上述方法中，在掩模表面的高度方向位置测定进行的同时，对掩模台的高度方向位置进行测定，然后使已测定的掩模表面的高度方向位置在已测定的掩模台的高度方向位置上进行补正。

在使用上述方法而未进行补正时，伴随着掩模台的扫描所造成的掩模的高度方向位置变动会有问题。即，掩模表面的高度方向位置测定时，曝光转印时的掩模台的高度方向位置若相同，此时虽然不会发生问题，但若两者之间有不同，则相对于投影光学系统的掩模面的位置会发生误差。

鉴于此，在掩模表面的高度方向位置测定的同时，须测定一种由基准面开始的“掩模台的高度方向位置”，使已测定的掩模表面的高度方向位置在已测定的掩模台的高度方向位置上进行补正。因此，即使测定时与曝光转印时掩模台的高度方向位置不相同，仍可考虑曝光转印时已测定的掩模台的高度方向位置，借由高度补正的进行来进行正确的曝光。

又，就此种高度补正而言存在着掩模台的姿势补正方法，晶圆等的感应基板台的姿势补正方法，投影光学系统的镜面或透镜的位置补正方法。总之，掩模台的高度方向的偏差虽然可补正掩模台的位置，但由于此种偏差不会另外使成像位置变动，则若进行成像位置调整，其它方法也可行，在感应基板台的位置或投影光学系统的位置调整时同样也可进行成像位置的调整。又，不限于本手段，本说明书及权利要求书中所述的高度补正在意义上是指：进行此种成像位置补正所用方法的任一种。

在上述方法中，掩模之中设在图案已形成的区域的周围的图案未形成的区域的高度方向位置须进行测定。

在掩模表面的高度方向位置测定时，掩模中已形成的图案的凹凸会有问题。即，由于图案形成时所造成的掩模表面的凹凸，则所测定的资料中可能含有误差。

如上所述，掩模中由于图案形成时的图案区域的周围存在着图案未形成的周围区域，则本方法中须测定此周围区域的掩模表面的高度方向位置。

例如，掩模表面部份的起伏较少，大体上掩模整体只有高度或倾斜度有问题时，借由本方法可知掩模整体的高度或倾斜度，可依据此资料来进行高度补正。

在上述方法中，该曝光区域规定构件在曝光时回到规定该曝光区域所用的位置上。

所谓规定该曝光区域所用的位置是指：在曝光状态时，曝光区域规定构件规定一种区域，只使曝光光束照射至应曝光的区域上，应曝光区域以外的区域不受该曝光光束所照射，发挥此种作用的位置即称为规定该曝光区域所用的位置。本方法中，曝光区域规定构件由于曝光时回到规定该曝光区域所用的位置，因此可在正确的曝光区域上进行曝光。

本发明提供另一种曝光装置的掩模表面的高度方向位置测定方法，此曝光装置具有一种转印功能，由光源所射出的光照射至掩模时，借由投影光学系统使掩模上已形成的图案转印至晶圆等的感应基板上，本方法的特征为：设有一种掩模台高度位置测定装置，以测定此掩模保持用的掩模台的高度方向位置，由此掩模台高度位置测定装置的测定资料以求出掩模表面的高度方向位置。

一般而言，掩模台之中设有测长干涉计等的位置测定装置，以对掩模台的扫描方向和掩模台平面内与此平面成直角的方向的位置进行测定。本手段中，为了设置同样的位置测定装置以测定掩模台的高度方向位置，则须由此测定的资料中测定此掩模表面的高度方向位置。本方法中掩模表面的起伏问题确实会变成更大。然而，对掩模的掩模台的安装精度的偏差较小时本方法是有效的。又，在其它的手段中在测定该掩模台的高度时，可使用本手段中所用的掩模台高度位置测定装置。

本发明还提供一种具有转印功能的曝光装置，由光源所射出的光照射至掩模时，借由投影光学系统使掩模上已形成的图案转印至晶圆等的感应基板上，在投影光学系统和掩模之间此曝光装置具有一种曝光时规定该曝光区域所用的曝光区域规定构件，在借由高度测定装置来测定一种由掩模表面的基准面开始的高度方向位置所用的方法中，此掩模长面的高度方向位置测定方法的特征是：借由曝光区域规定构件而在高度测定装置的功能未受到防碍的位置上进行掩模表面的高度方向位置测定。

上述方法是借由曝光区域规定构件而在高度测定装置的功能未受到防碍的位置上进行掩模表面的高度方向位置测定。因此，狭缝基板等的曝光区域规定构件不须移动。此种情况下，掩模表面的高度方向位置测定进行时的位置和曝光时所使用的光所照射的位置虽然不同，但借由掩模台之中所设置的扫描方向位置测定装置所测定的掩模台扫描方向位置的资料，仍可对扫描位置的不同进行补正。

本发明提供另一种具有转印功能的曝光装置，由光源所射出的光照射至掩模时，借由投影光学系统使掩模上已形成的图案转印至晶圆等的感应基板上，在投影光学系统和掩模之间此曝光装置具有一种曝光时规定该曝光区域所用的曝光区域规定构件，此曝光装置的特征为具备一种手段，其借由上述的掩模表面的高度方向位置测定方法以进行掩模表面的各高度方向位置的测定之后，曝光时依据已测定的掩模表面的各高度方向位置的资料，以进行高度补正。

由于依据已测定的掩模表面的高度方向位置的资料以进行上述的高度补正，则掩模表面的高度方向位置变动所造成的像的模糊可减轻。

本发明提供又一种使用上述曝光装置的曝光方法，此种设在曝光装置中的曝光方法的特征是：进行该高度补正所用的手段具有一种测定手段，其在曝光时对由掩模台的基准面开始的高度方向位置进行测定，且依据已测定的掩模表面的各高度方向位置的资料和曝光时所测定的掩模台的高度方向位置，以进行高度补正。

本手段中由于依据已测定的掩模表面的各高度方向位置的资料和曝光时所测定的掩模台的高度方向位置以进行高度补正，则即使测定时和曝光时掩模台的高度方向位置不一样时，仍可正确地依据掩模表面的高度方向位置变动而使像的模糊减轻。

本发明提供又一种曝光装置，其借由投影光学系统使反射型掩模的图案在晶圆等的感应基板上曝光，其特征为具备：一测定装置，其用来测定该反射型掩模的高度方向位置；另一测定装置，其用来测定该感应基板的高度方向位置；一调整装置，其依据该已测定的反射型掩模的高度方向位置，以调整该反射型掩模的高度方向位置；以及另一调整装置，其依据该已测定的感应基板的高度方向位置，以调整该感应基板的高度方向位置。

本装置中掩模的高度误差在掩模位置上进行补正，感应基板的高度误差在感应基板的位置上进行补正。总之，可独立地进行一种以掩模测和感应基板侧的高度测定为基准的高度补正。在使用反射型掩模时，由于掩模侧不易位于远心(telecentric)光学系统中，则掩模的高度偏差会并发一种放大率误差。因此，一方面使掩模的偏差在感应基板侧上进行补正，且另一方面若反过来使感应基板侧的偏差在掩模侧上进行补正，则会发生上述的放大率误差，这些都可能成为一种问题。本装置中由于补正是各别独立地进行，则可使放大率误差的影响减低。

本发明还提供一种具有转印功能的曝光装置，由光源所射出的光照射至掩模时，借由投影光学系统使掩模上已形成的图案转印至晶圆等的感应基板上，其特征为具备：高度方向位置测定装置，其用来测定该掩模的高度方向位置；曝光区域规定构件，其配置在该掩模和投影光学系统之间以规定该曝光区域；移动装置，其使曝光区域规定构件移动；以及控制装置，其在曝光时使该曝光区域规定构件被固定，在测定该高度方向位置时对该移动装置进行控制，使该曝光区域规定构件移动。

本装置中，在掩模表面的高度方向位置的测定之前，使曝光时固定的狭缝基板等的曝光区域规定构件移动。因此，即使存在着曝光区域规定构件时，由于可使曝光区域规定构件退避，则可对掩模表面的所定部份的高度方向位置进行测定。借由掩模的扫描方向位置及其此时已测定的掩模表面的所定部份的高度方向位置的预先测定以及储存，此时曝光转印中若检出此掩模的扫描方向位置，则可知该扫描方向位置所对应的掩模表面的高度。例如，依据此种信息，则可进行一种以高度方向的误差为基准的补正。

附图说明

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明，其中：

图1是本发明的第1实施例中掩模表面的高度方向位置测定方法示意图。

图2是掩模台的高度方向位置检出用的方法以及掩模台的倾斜测定用的方法示意图。

图3是本发明的第2实施例中掩模表面的高度方向位置测定方法示意图。

图4是本发明的第3实施例中掩模表面的高度方向位置测定方法示意图。

图5是本发明的实施例中所使用的EUV(超紫外线)曝光装置的概要图。

图6是现有的EUV(超紫外线)曝光装置中的自动聚焦控制的问题点的示意图。

具体实施方式

以下，虽然使用附图来说明本发明的实施例，但本发明当然不限于此处所示的实施例。图5是可适用于本发明的实施例中的EUV(超紫外线)曝光装置的整体的概要图。由EUV光源31所放出的EUV光32入射至照明光学系统33，经由作为准直镜(Collimator mirror)用的凹面反射镜34而成为近似平行的光束，然后入射至一对由弗利斯(Fries)目镜35a和35b所构成的光学整合器35。例如，可使用美国专利第6452661号公报中已揭示的弗利斯目镜作为一对弗利斯(Fries)目镜35a和35b。为了说明上的方便，其构成和作用方式此处省略，详细情况可参阅美国专利第6452661号的公报。

此处，第2弗利斯(Fries)目镜3 5b的反射面的近旁(即，光学整合器3 5的射出面的近旁)形成一种具有所定形状的实质的面光源。由实质的面光源所发出的光借由平面反射镜36偏向之后，掩模M上形成细长的圆弧状的照明区域。由已受照明的掩模M的图案而来的光经由多个反射镜(图5中以举例方式显示6个反射镜M1～M6)所构成的投影光学系统PL而在晶圆W上形成掩模图案的像。掩模M搭载在掩模台55上且可在x，y，z的各轴方向及各轴周围的旋转方向中移动。又，晶圆W也搭载在晶圆台56上且可在x，y，z的各轴方向及各轴周围的旋转方向中移动。又，此种移动自由度也可较上述数目还少。晶圆台和掩模台的x，y方向的位置可借由未图示的干涉计而各别地测定，已测定的资料输入至控制装置51中。又，控制装置51使各驱动信号57，58输出至掩模台55和晶圆台56中，借由线性马达或空气致动器(actuator)等的未图示的致动器使各别的台移动。由卤素灯或激光所构成的投光器2所射出的光3在掩模M上反射且借由受光器4来测定。掩模M的高度可对应于受光器4上所入射的光束的位置来测定，此种测定结果输出至控制装置51。此种高度位置测定的详细过程容后再述。又，掩模M的直下方配置着一种由狭缝基板所构成的曝光区域规定构件1。狭缝基板1可借由线性马达等的致动器60来移动，如后所述。一驱动信号59由控制装置51输入至致动器60中，以使狭缝基板1移动。与掩模侧同样高的位置测定装置也配置在晶圆侧，由投光器52所射出的光53在晶圆W上反射且借由受光器54来测定。晶圆W的高度可对应于受光器54所入射的光束的位置来测定，此测定结果输出至控制装置51。

掩模的位置变动或晶圆的位置变动由于是一种相对的问题，则在使用现有的透过型掩模的曝光装置中在对掩模侧和晶圆侧的高度进行测定时，可对掩模侧或晶圆侧的任一侧的高度方向位置作补正。又，若控制的反应性足够，则借由光学系统(本例的情况是镜面)的位置的调整，也可对已投影在晶圆上的像的高度方向位置进行补正。本实施例中虽然可采用上述的补正方法，但在反射型掩模的情况下在远心光学系统中不易对掩模侧进行上述的补正。总之，掩模侧的高度方向的位置偏差可能会产生一种放大率变动误差。因此，掩模侧和晶圆侧的高度方向位置的补正较佳是独立地进行。

如上所述，掩模M中的照明区域虽然是圆弧状，但在投影光学系统的反射镜中此照明区域在考虑其配置的关系上不能使用近轴光线以及试图使尽可能广的曝光转印区域中的像差缩小的情况下，可使自像面弯曲等的光轴的距离所决定的像差大致上成为一定，这是因为可容易地对此种像差进行补正之故。又，本实施例中，由于照射在掩模M上的照明光会受到狭缝基板1所限制，则掩模M上所形成的照明区域须规定成圆弧状。然而，由最后在晶圆上所导入的曝光光束所造成的曝光区域若规定成所定形状时也可行，则该照明区域在构成上也可在照明光在掩模M上反射之后使照明光受到狭缝基板1所限制。又，也可在掩模M上进行反射之前和之后的此二种情况下使各别的照明光受到限制。如图5所示，入射至掩模上的光束的主光线是以一种相对于y轴方向(纸面的横方向)成所定的角度而入射且反射。此种情况下，若使用图1(b)来说明，则光束入射至掩模上时，狭缝基板1的开口部1a的上侧部份所在处光束会被遮住，由于由掩模所反射的光束现在由于又在开口部1a的下侧部份被遮住，则曝光区域须规定成圆弧状。又，就开口部1a的横方向而言入射光束、反射光束的任一光束也同样会在振幅上受到限制。使用透过型的掩模时，图案面配置在晶圆侧，已透过掩模的照明光会受到曝光区域规定构件所限制。又，曝光区域在本实施例中虽然由于上述理由而作成圆弧状，但不限于此种形式。

图1是本发明的第1实施例中掩模表面的高度方向位置测定方法说明用的示意图。此测定方法是与使用图6来说明的测定方法相对应。本申请中所谓“高度方向”的意义是：与正常位置上已安装的掩模表面成垂直的方向。通常，这与投影光学系统的光轴方向一致。

图1(a)是图5的掩模近旁的示意图，其显示由侧面(掩模M的扫描方向)所看到的掩模M和狭缝基板1的示意图。图1(b)是由狭缝基板1侧所看到的掩模M和狭缝基板1的示意图。1a是曝光时决定EUV光的照射区域所用的开口。

在测定此掩模M面的高度方向位置时，如图1(a)所示，由投光器2发出此光3，观看此掩模M面上所反射的光的受光器4上的位置。就此种高度方向位置测定用的方法而言，例如美国专利第5801835号公报或美国专利第5633721号公报中所记载的技术也可用在本发明的专利中。又，上述美国专利中所记载的技术虽然是就晶圆面的高度方向位置测定用的方法来说明，但以同样的方法也可对本发明的掩模面的高度方向位置进行测定。

例如，由于可对掩模面的高度方向位置的偏差进行测定以作为CCD等的受光器4的表面的光束的位置偏差，则可依据此光束的位置来测定高度。又，在图1(a)中，虽然此光3只显示1条，但实际上配置着一种光学系统，其中具有多个狭缝的狭缝基板配置在投光器2和掩模基板之间，使狭缝基板的像形成在掩模面上，而且，另配置一种成像光学系统，使该狭缝像成像在受光器4上。因此，由受光器4上的各狭缝像的位置即可同时测定该掩模的多个点的高度方向位置。

本实施例中，在测定该掩模表面的高度方向位置时，如图1(b)所示，狭缝基板1由以2点式封闭线所示的正规位置移动，光3不会受到狭缝基板1所干扰，此狭缝基板1移动至其在掩模M的表面上所可到达的位置为止。又，在高度方向位置的测定时若移动方向未对狭缝基板1或未对一使狭缝基板1移动的机构造成干扰，则此时的移动方向都可是可行的。

因此，光3的狭缝像5(图1中虽然以9×2个狭缝像作为例子来显示，但狭缝像的间隔、个数、配置位置不限于此)的全部都可到达掩模M的表面为止，以测定掩模M表面的高度方向位置。借由以多个点来进行测定，则即使例如由于掩模的挠性等而在x方向中产生高度分布，仍可求得该掩模台的扫描方向(y方向)的各位置上最适当的高度。

在上述状态下借由掩模台的驱动，使掩模M在箭头方向中移动，以所定间隔来测定此掩模M的表面的高度方向位置。掩模台之中安装着测定该箭头方向的位置以及与此位置成直角的方向(图的左右方向)的位置所用的位置测定装置，借由这些位置资料的同时取得，则可知道掩模M的表面的哪一位置成为哪一种高度。

又，如图1所示的例子中，虽然只有此设有图案的图案区域Ma部份被测定，但测定此部份时会由于图案所造成的表面的凹凸而可能发生一种测定误差。在EUV曝光装置用的反射掩模中，由于多层膜上一方面会形成吸收体图案层，且另一方面借由去除一部份多层膜以形成应转印的图案，则会产生凹凸状态。在此种情况下，未形成图案的周围区域Mb的高度方向位置也同时测定，由这些资料也可算出掩模M的平均高度方向位置及其倾斜度。例如，为了减低凹凸的影响，则存在一种方法，其中不使用一种对周围区域Mb的高度方向位置已超过所定的范围的掩模面的高度位置资料，或另有一方法，其中就已超过所定范围的区域而言，以图案层的厚度作为所考虑的高度。又，为了测定周围区域Mb的高度方向位置，则若图1中所示的狭缝像5形成在周围区域Mb中时也可。

如上所述，可测定掩模M表面各位置的高度方向位置。此测定结果送至图5中所示的控制装置51而储存着。然后，狭缝基板1回到原来的位置，借由EUV光来进行曝光转印。依据曝光时上述的高度方向位置的资料，一方面对掩模台的高度位置及x轴周围、y轴周围的旋转进行补正，且另一方面进行曝光。如上所述，此种补正在光学系统或晶圆台的位置补正时也可进行。曝光中不必测定该掩模的高度方向位置，则也可只需依据已储存的高度方向位置资料来进行补正，但若对测定时和曝光时的情况进行比较，则全部的台也可移动。由于此一原因，曝光时使用一种可通过狭缝基板1a的一个或多个狭缝像5以即时地测定此掩模的高度，使用此测定结果和先前所储存的高度测定资料此二种信息也可进行补正。

曝光时图2中所示的方法也可作为即时地测定掩模的高度方向位置所用的方法。为了测定掩模台的z方向位置，图2中配置着一种使用干涉计的测定装置，其与掩模的高度方向位置的测定同时以对掩模台的高度方向位置进行测定。由干涉计所进行的测定较佳是具有高的测定反应性和高的检出精度。

以下的图中，与之前的附图中所示的构成要素相同的构成要素具有相同的符号，其说明于此处省略。图2中，掩模M保持在掩模台MS上。设有一种x方向位置测定装置11，其使用掩模台MS的x方向位置测定用的干涉计。光12照射至掩模台MS的测定用基板13的端面上所设置的反射镜，借由反射镜的反射光和照射光的相位差的测定，以测定掩模台MS的x方向位置(即使为了y方向位置测定，也可设有相同的物件，其图示和说明此处省略)。

此外，图2(a)为了测定掩模台MS的z方向位置，须设有一种使用干涉计的高度测定装置14，由此使2束光15照射至掩模台MS上所设置的测定用移动镜17，以x方向的2点来测定掩模台的z方向位置。因此，可测定掩模台MS的z方向位置且同时可测定掩模台MS的以y轴为中心的倾斜度。同样，若以y方向的2点来测定掩模台MS的z方向位置，则可测定掩模台MS的以x轴为中心的倾斜度。先前，为了测定x轴周围和y轴周围的旋转，虽然x轴方向和y轴方向的台位置是在多个位置上进行测定，但图2(a)的例子中借由z方向的高度测定装置14，则由于可测定x轴周围和y轴周围的旋转而可使x轴方向、y轴方向的位置测定装置的构成简略化。又，台上所设置的移动镜的长度也可变短。在使用反射型掩模时，掩模台MS的里面空间由于较未配置各构造物时有更多的剩余空间，则测定用移动镜17的位置也可相对地较自由地配置着。

图2(b)中，由x方向位置测定装置11所发出的光12以2条来表示，测定用移动镜13的侧面在z方向中不同的2个位置上测定x方向位置。即使如此，仍可测定掩模台MS的以y轴为中心的倾斜度。此种情况下，高度测定装置14借由使光15照射在测定用移动镜13上，则能在1点上测定此掩模台MS的z方向位置。此时，为了测定x轴方向的位置和z轴方向的位置所使用的移动镜13由于共用一个，则可使此装置小型轻量化。

图2(c)是另一种掩模台MS的测定用移动镜13，其另一面上设有测定用移动镜16，在高度测定位置14上对此移动镜16下面的位置进行测定时用的点是与图2(b)不同的。图2(b)所示的移动镜13为了实现2面的面精度以及各面之间的直交度，则成本可能较高，对此而言本例中由于使用通常所使用的只有1面的移动镜，则成本较低。

图2(d)中由x方向位置测定装置11所发出的光12以1条来表示，以各别的高度测定装置14来测定该测定用基板13、16两方的下面所用的点是与图2(b)不同的。在与图2(b)、(c)比较时，由于以相隔一距离的2点来测定y轴周围的旋转，则y轴周围的旋转的计测精确度可提高。又，图2(b)，(c)，(d)的例子中由于由投影光学系统侧来进行高度测定，则可以投影光学系统为基准来进行测定，这样可使测定精度向上提高。

因此，使用掩模台位置测定装置以测定该掩模表面的高度方向位置时，须测定此掩模台位置(3维空间)且须相对应地测定倾斜度(3维空间)。然后，借由掩模台位置的测定值，可对已测定的掩模表面的高度及其测定点位置(x轴方向、y轴方向)进行补正。

然后，在实际的曝光转印时，也使用掩模台位置测定装置以测定此掩模台位置(3维空间)且须相对应地测定倾斜度(3维空间)。由此种资料和先前已测定的掩模的表面的高度及其测定点位置(x轴方向、y轴方向)，以决定应进行上述补正时所需的操作量。

当然，即使已测定的掩模表面的高度及其测定点位置(x轴方向、y轴方向)未作补正，这些资料及其测定时的掩模台位置测定装置同时记忆着，由测定时和曝光转印时的掩模台位置的差以及已测定的掩模表面的高度及其测定点位置(x轴方向、y轴方向)，以决定应进行自动聚焦时所需的操作量，则这样也与前述的动作等效。

又，在以上的说明中，虽然使掩模M移动以进行测定，但也可使掩模M固定而使测定装置移动以进行测定。然而，掩模的移动由于可使用EUV曝光装置作为标准时所具有的机构来进行，则较佳是使掩模M移动以进行此测定。

图3是本发明的第2实施例中掩模表面的高度方向位置测定方法说明用的示意图。图3(a)是由侧面(掩模M的扫描方向)所看到的掩模M和狭缝基板1。图3(b)是由狭缝基板1侧所看到的掩模M和狭缝基板1。

本实施例与第1实施例不同，狭缝基板1未全面地退避，如图3(b)的小箭头所示，狭缝基板1只少量地偏移。若这样，则多个狭缝像5之中大约有几个会通过开口1a而到达掩模M的表面。由于对应于狭缝基板1的偏移位置时有哪几个狭缝像5会通过开口1a可由几何学的关系来决定，则可测定狭缝基板1的偏移位置，只对此偏移位置上已通过此开口1a的狭缝像5来进行测定。直至已进行全部的狭缝像5的测定为止，这些已通过此开口1a的狭缝像5都可借由狭缝基板1的偏移来进行。

然后，若全部的狭缝像5的测定已结束，则现在须将此掩模M偏移所定的量，以进行此掩模M的表面的其它位置的测定。本实施例中，由于狭缝基板1的偏移量可以较少，则在与第1实施例相比较之下具有不需空间的优点。

以上所示的实施例中，掩模表面的高度测定方向位置测定时和曝光转印时掩模的位置或倾斜不一样的情况下，虽然已就补正方法来说明，然而，若由掩模台的扫描精度来考虑时上述的“不一样“不会成为一种问题时，此时由于可同时考虑掩模表面的高度测定方向位置测定时和曝光转印时掩模的位置或倾斜，则不用说该已测定的资料可使用在其原来的高度补正中。

图4是本发明的第3实施例中掩模表面的高度方向位置测定方法说明用的示意图。图4(a)是由侧面(掩模M的扫描方向)所看到的掩模M和狭缝基板1。图4(b)是由狭缝基板1侧所看到的掩模M和狭缝基板1。

本实施例中，掩模表面的高度方向位置测定是在一种与狭缝基板1相分离的位置上进行。因此，狭缝基板1不会对此测定造成防碍。如图(4b)所示，由狭缝基板1相分离的位置上以光3来进行照射而形成狭缝像5，一方面使掩模M在箭头方向中移动且另一方面进行此测定。然而，曝光中不进行高度方向位置测定。又，由于曝光位置和高度方向测定位置不同，这些位置虽然需要进行补正，但其补正方法可适当地使用第1实施例、第2实施例中已说明的方法。

本实施例中，即使移动一测定器以进行测定，狭缝基板1的上侧上的掩模M的面不能被测定。因此，测定时须使掩模M移动以进行测定。

在以上的实施例中，虽然可采用以摄像装置来测定的方法以作为掩模表面的高度方向测定位置的测定方法，此种以摄像装置来测定的方法中光倾斜地入射至掩模表面，此光照射至掩模表面上的位置是以投光器和位于另一方向中的摄像装置来测定，但若有其它可测定掩模表面的高度方向位置的方法，则可任意地使用其它的光学测定方法，更明确而言，利用静电容量的变化的测定方法，使用涡电流的变化的测定方法等都可使用。

又，若掩模表面的凹凸未造成其它问题，且掩模台上所安装的掩模的位置可假定每个掩模都未发生变化时，则也可测定掩模台的高度方向位置以取代直接测定掩模表面的高度方向位置。此时，借由图2中的高度测定装置14以测定掩模台MS的z轴方向变位，借由此值以算出掩模表面的高度方向位置。

又，上述的实施例中虽然是以掩模和晶圆此二者相对地进行扫描时的扫描型曝光装置作为例子来说明，但扫描型曝光装置中可配置着同步式遮板，上述的曝光区域规定构件1以外也可任意地变更图1中所示的开口1a的横方向的宽度所用的可动遮板，或掩模的图案区域的周围所配置的遮光带的更周围区域的曝光光束在照明时，同步式遮板使不需要的曝光光束不会到达晶圆上。此种同步式遮板在扫描方向的曝光开始及结束时使光束移动至所定位置，以便在遮光带(图1的Mb的区域)受到照明期间可遮住该曝光光束。即使在所述的此种可移动的遮板或同步式遮板的遮光构件中，在掩模的高度测定时造成干扰的情况下虽然需要移动各遮光构件，但在这些遮光构件中如上所述由于具备致动器，则也可借由这些致动器来移动。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作出各种等效修改和替换，因此本发明的保护范围当以所附的权利要求书所界定的为准。

Claims (17)

1.一种曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，此曝光装置具有一种转印功能，从光源射出的光照射在掩模上，借由投影光学系统使所述掩模上已形成的图案转印至感应基板上，其特征在于：在测定所述掩模的高度方向位置所进行的测定之前，使配置在所述掩模和所述投影光学系统之间并在曝光时规定所述曝光区域所用的曝光区域规定构件移动。

2.如权利要求1所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，所述曝光区域规定构件在曝光时其位置固定。

3.如权利要求1所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，在测定前所述曝光区域规定构件移动至对所述高度测定装置的功能不会造成防碍的位置。

4.如权利要求3所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，使掩模和曝光区域规定构件的相对位置间歇地变化，以进行掩模表面的高度方向位置测定。

5.如权利要求1所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，所述曝光区域规定构件具有可通过所述曝光光束的开口，通过所述开口以进行所述高度方向位置测定。

6.如权利要求1所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，一边对保持所述掩模所用的掩模台进行移动，且一边进行掩模表面的高度方向位置测定。

7.如权利要求1所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，所述曝光区域规定构件是一种狭缝基板。

8.如权利要求1所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，掩模的高度方向位置的测定是使用光学式的测定装置来进行，此光学式的测定装置至少具有测定用的光源以及检出器，检出器是检出由所述测定用的光源所射出且在掩模上反射的光束。

9.如权利要求1所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，在掩模表面的高度方向位置测定进行的同时，对掩模台的高度方向位置进行测定，以已测定的掩模台的高度方向位置对已测定的掩模表面的高度方向位置进行补正。

10.如权利要求1所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，对掩模之中设在图案已形成的区域的周围的图案未形成的区域的高度方向位置进行测定。

11.如权利要求1所述的曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，其特征在于，所述曝光区域规定构件是在曝光时回到规定所述曝光区域的位置上。

12.一种曝光装置中掩模表面的高度方向位置测定方法，此曝光装置具有一种转印功能，光源所射出的光照射至掩模，借由投影光学系统使所述掩模上已形成的图案转印至感应基板上，其特征在于：设有一种掩模台高度位置测定装置，以测定保持所述掩模的掩模台的高度方向位置，由所述掩模台高度位置测定装置的测定资料，求出所述掩模表面的高度方向位置。

13.一种掩模表面的高度方向位置测定方法，其中曝光装置具有转印功能，光源所射出的光照射至掩模，借由投影光学系统使所述掩模上已形成的图案转印至感应基板上，在所述投影光学系统和所述掩模之间具有在曝光时规定所述曝光区域的曝光区域规定构件，借由高度测定装置来测定离所述掩模表面的基准面的高度方向位置，其特征在于：在高度测定装置的功能未受到所述曝光区域规定构件防碍的位置上，进行所述掩模表面的高度方向位置测定。

14.一种曝光装置，具有转印功能，其中光源所射出的光照射至掩模，借由投影光学系统使所述掩模上已形成的图案转印至感应基板上，在所述投影光学系统和所述掩模之间此曝光装置具有在曝光时规定所述曝光区域的曝光区域规定构件，其特征在于：所述曝光装置包括高度补正装置，借由权利要求1中所述的掩模表面的高度方向位置测定方法进行掩模表面的各高度方向位置的测定之后，曝光时依据已测定的掩模表面的各高度方向位置的资料，进行高度补正。

15.一种使用如权利要求14所述的曝光装置的曝光方法，其特征在于：所述高度补正装置具有测定装置，其在曝光时对由掩模台的基准面开始的高度方向位置进行测定，且依据已测定的掩模表面的各高度方向位置的资料和曝光时所测定的掩模台的高度方向位置，以进行高度补正。

16.一种曝光装置，其借由投影光学系统，使反射型掩模的图案曝光到感应基板上，其特征在于：包括：

测定所述反射型掩模的高度方向位置的测定装置；

测定所述感应基板的高度方向位置的测定装置；

依据所述已测定的反射型掩模的高度方向位置，调整所述反射型掩模的高度方向位置的调整装置；以及

依据所述已测定的感应基板的高度方向位置，调整所述感应基板的高度方向位置的调整装置。

17.一种曝光装置，具有转印功能，其中光源所射出的光照射至掩模，借由投影光学系统使所述掩模上已形成的图案转印至感应基板上，其特征在于，包括：

高度方向位置测定装置，其用来测定所述掩模的高度方向位置；

曝光区域规定构件，其配置在所述掩模和投影光学系统之间以规定曝光区域；

移动装置，其使曝光区域规定构件移动；以及

控制装置，对所述移动装置进行控制，使得在曝光时，固定所述曝光区域规定构件，而在测定所述高度方向位置时，使所述曝光区域规定构件移动。

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