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TWI443472B - Pattern forming method and apparatus, exposure method and apparatus, and component manufacturing method and element - Google Patents

Pattern forming method and apparatus, exposure method and apparatus, and component manufacturing method and element Download PDF

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TWI443472B
TWI443472B TW097126607A TW97126607A TWI443472B TW I443472 B TWI443472 B TW I443472B TW 097126607 A TW097126607 A TW 097126607A TW 97126607 A TW97126607 A TW 97126607A TW I443472 B TWI443472 B TW I443472B
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TW
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exposure
energy beam
pattern forming
moving body
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TW097126607A
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TW200919106A (en
Inventor
大和狀一
蛭川茂
Original Assignee
尼康股份有限公司
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Publication date
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Publication of TW200919106A publication Critical patent/TW200919106A/zh
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Description

圖案形成方法及裝置、曝光方法及裝置、以及元件製造方法及元件
本發明,係關於圖案形成方法及裝置、曝光方法及裝置、以及元件製造方法及元件,特別是關於使用可變成形光罩於物體上之區劃區域形成圖案之圖案形成方法及圖案形成裝置、以經由前述圖案形成裝置之能量束使物體曝光之曝光方法及曝光裝置、以及使用前述圖案形成方法或前述曝光方法之元件製造方法及以該元件製造方法製造之元件。
一直以來,於製造半導體元件或液晶顯示元件等電子元件(微元件)之微影步驟,係使用將形成於標線片、光罩等)之圖案透過投影光學系統轉印至塗有光阻等感應劑之基板(玻璃板、晶圓等)上之投影曝光裝置。
然而,近年來,提出了各種與元件圖案大小無關、可取代昂貴之光罩(固定之圖案原版的光罩)而使用可變成形光罩(亦稱為主動光罩)之所謂的無光罩型之掃描型曝光裝置。作為此無光罩型之掃描型曝光裝置之一種,提出了將反射型空間光調變器之一種的微反射鏡陣列作為可變成形光罩使用之掃描型曝光裝置(例如參照專利文獻1)。根據將此微反射鏡陣列用作為可變成形光罩之掃描型曝光裝置,藉由與基板載台往掃描方向之掃描同步,使在可變成形光罩生成之圖案變化來使基板載台上所保持之基板曝光,即能容易的於該基板上形成所欲圖案,且能降低裝置成本及 小型化。
然而,將微反射鏡陣列作為可變成形光罩加以使用之掃描型曝光裝置,由於微反射鏡陣列之大型化是比較困難的,因此基板上之照明區域(圖案形成區域)非常的小(例如,非掃描方向(在與基板之面平行之面內、與掃描方向正交之方向)之寬度為0.2mm程度)。因此,使用直徑300mm之晶圓作為基板之情形,為了使一片晶圓曝光(假設使晶圓之全面曝光),至少須於掃描方向對晶圓進行1500次(750來回)掃描,須要非常長的時間。
因此,無光罩型之掃描型曝光裝置,在進行一片基板之曝光的期間,基板載台附近產生環境氣氛之温度變動等的可能性高,起因於此,導致基板載台之位置測量所使用之測量裝置(雷射干涉儀等)之測量值變動,而有產生測量誤差之虞。此外,亦可能引此測量誤差而導致曝光精度降低。
又,由於基板上之照明區域(圖案形成區域)非常小,因此使例如晶圓上之25mm×33mm大小之照射區域一次曝光是非常困難的。另一方面,液晶曝光裝置等係採用將複數個投影光學系統配置成千鳥狀(鋸齒狀狀),使用視野光闌將各投影光學系統之光罩圖案投影區域(照明區域)規定成梯形之方法,但若將此方法在採用微反射鏡陣列之曝光裝置中用於畫面接合的話,由於微反射鏡陣列之一部分微反射鏡在曝光中一直未使用,並非有效率之方法。由於此理由,期待能有一種適於使用可變成形光罩進行畫面接合之 圖案形成技術的開發。
【專利文獻1】特開2004-327660號公報
有鑑於上述情形而成,就第1觀點而言,本發明之第1曝光方法,係以經過圖案形成裝置之能量束使物體曝光,其特徵在於:包含檢測步驟,此步驟係在對該物體上之曝光對象之複數個圖案形成區域開始曝光後、至該曝光對象之圖案形成區域全部曝光為止之期間,使用設於保持該物體之移動體的測量用圖案,接收透過該圖案形成裝置之能量束,以檢測關於該能量束與該物體之位置關係的資訊。
據此,在對物體上曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始至結束為止之期間,使用設於保持物體之移動體之測量用圖案,接收經由圖案形成裝置之能量束,檢測能量束與物體間之位置關係相關之資訊。據此,即使因謀種原因使能量束與物體間之位置關係相關之資訊產生變動,亦能在對複數個圖案形成區域之曝光開始至結束為止之期間檢測該變動。因此,考量此檢測結果,其結果即能實現高精度之曝光。
就第2觀點而言,本發明之第2曝光方法,係以經過圖案形成裝置之能量束使物體曝光,其特徵在於:包含受光步驟,此步驟係在對該物體上之曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始後、至該曝光對象之圖案形成區域全部曝光為止之期間,使用設於保持該物體之移動體的測量用圖案,接收透過該圖案形成裝置之能量束。
據此,在對物體上曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始至結束為止之期間,使用設於保持前述物體之移動體之測量用圖案,接收經由前述圖案形成裝置之能量束。據此,能在對複數個圖案形成區域之曝光開始至結束為止之期間,將所接收之能量束之受光結果反映於曝光動作,其結果能實現高精度之曝光。
就第3觀點而言,本發明之曝光裝置,係以經過圖案形成裝置之能量束使物體曝光,其特徵在於:具備保持該物體移動之移動體;在該移動體保持該物體之部分以外之部分,且對該物體上之曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始後、至該曝光對象之圖案形成區域全部曝光為止之期間該能量束通過之部分,設有測量用圖案。
據此,在對物體上曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始至結束為止之期間,能接收經由測量用圖案之能量束。因此,能在對複數個圖案形成區域之曝光開始至結束為止之期間,將接收經由測量用圖案之能量束之結果反映於曝光動作,其結果能實現高精度之曝光。
就第4觀點而言,本發明之第1圖案形成方法,係使用可變成形光罩於物體上之至少一個區劃區域形成圖案,該可變成形光罩具有2維配置在照明光之入射位置、可個別調變該照明光之振幅、相位及偏光狀態之至少一者的複數個調變元件,以生成由亮區域與暗區域構成之光圖案,其特徵在於,包含:控制步驟,其係在將該可變成形光罩所產生之光圖案加以接合以在該物體上之該區劃區域形成目 標圖案時,根據與該目標圖案相關之資訊、以及與規定該可變成形光罩使用區域之模板之設定相關之資訊,控制該可變成形光罩之複數個調變元件。
據此,在考慮與目標圖案相關之資訊及與可變成形光罩之複數個調變元件之配置相關之資訊後,以所產生之光圖案之接合來形成目標圖案之方式決定與模板設定相關之資訊,即能根據與目標圖案相關之資訊、及該所定之與模板設定相關之資訊控制可變成形光罩之複數個調變元件,其結果,繼能藉由以可變成形光罩所產生之光圖案之接合,於物體上之區劃區域形成目標圖案。
就第5觀點而言,本發明之第2圖案形成方法,係使用可變成形光罩在物體上之至少一個區劃區域形成圖案,該可變成形光罩具有2維配置在照明光之入射位置、可在空間上個別調變該照明光之振幅、相位及偏光狀態之至少一者的複數個調變元件,用以形成由亮區域與暗區域構成之光圖案,其特徵在於:在將該可變成形光罩所產生之光圖案加以接合以在該物體上之區劃區域形成目標圖案時,包含:設定步驟,係將用以規定該可變成形光罩使用區域之複數個模板,以在一部分產生模板彼此之重疊區域之狀態,設定在待形成該目標圖案之2維像素區域內;以及控制步驟,根據與各模板之設定相關之資訊、以及與該目標圖案相關之資訊,依序控制該可變成形光罩之複數個調變元件。
據此,在將以可變成形光罩產生之光圖案加以接合以 在前述物體上之區劃區域形成目標圖案時,規定可變成形光罩之使用區域之複數個模板,即在於一部分產生重疊區域之狀態,分別被設定在目標圖案待形成之2維像素區域內。並根據與各模板之設定相關之資訊、及與目標圖案相關之資訊,控制可變成形光罩之複數個調變元件。據此,即能防止於光圖案接合部之一部分產生重疊區域而於接合線之部分產生段差,於物體上之區劃區域以良好精度形成目標圖案。
就第6觀點而言,本發明之第3圖案形成方法,係使用具有能空間上個別調變照明光之振幅、相位及偏光狀態之至少一者之複數個調變元件、用以生成光圖案之圖案產生器,以對應該光圖案之照明光照明物體,以在該物體上之至少一個區劃區域形成圖案,其特徵在於,包含:控制步驟,係在以對應該圖案產生器所生成之光圖案之照明光依序照明該物體上之該區劃區域之部分區域,以在該區劃區域形成目標圖案時,根據與該目標圖案相關之資訊以及用以規定該圖案產生器之使用區域之資訊,控制該圖案產生器之複數個調變元件。
據此,藉由在考慮與目標圖案相關之資訊及與圖案產生器之複數個調變元件之配置相關之資訊後,以和生成之光圖案對應之照明光依序照明物體上區劃區域之部分區域,以於該區劃區域形成目標圖案之方式來決定用以規定圖案產生器之使用區域的資訊,即能根據與目標圖案相關之資訊、與規定該所決定之圖案產生器使用區域之資訊, 控制圖案產生器之複數個調變元件,其結果,即藉由以圖案產生器所生成之光圖案之接合,於物體上之區劃區域形成目標圖案。
就第7觀點而言,本發明之第1圖案形成裝置,係於物體上形成圖案,其具備:照明系,供射出照明光;可變成形光罩,具有2維配置在該照明光之入射位置、可在空間上各別調變該照明光之振幅、相位及偏光狀態之至少一者的複數個調變元件,以生成由亮區域與暗區域構成之光圖案;以及控制裝置,在將該可變成形光罩所產生之光圖案加以接合以在該物體上之該區劃區域形成目標圖案時,根據與該目標圖案相關之資訊、以及與規定該可變成形光罩使用區域之模板之設定相關之資訊,控制該可變成形光罩之複數個調變元件。
據此,藉由在考慮與目標圖案相關之資訊、及與可變成形光罩之複數個調變元件之配置相關之資訊後,以所產生之光圖案之接合形成目標圖案之方式決定與模板設定相關之資訊,即能藉控制裝置,根據與目標圖案相關之資訊、及與該所決定之模板設定相關之資訊,控制可變成形光罩之複數個調變元件控制,其結果,即能藉由以可變成形光罩所產生之光圖案之接合,於物體上之區劃區域形成目標圖案。
就第8觀點而言,本發明之第2圖案形成裝置,係於物體上形成圖案,其具備:照明系,供射出照明光;可變成形光罩,具有2維配置在該照明光之入射位置、可在空 間上各別調變該照明光之振幅、相位及偏光狀態之至少一者的複數個調變元件,以生成由亮區域與暗區域構成之光圖案;模板設定裝置,係在將該可變成形光罩所產生之光圖案加以接合以在該物體上之該區劃區域形成目標圖案時,將規定該可變成形光罩之使用區域之複數個模板,以在一部分產生模板彼此之重疊區域之狀態,分別設定於待形成該目標圖案之2維像素區域內;以及控制裝置,係根據與各模板之設定相關之資訊、以及與該目標圖案相關之資訊,依序控制該可變成形光罩之複數個調變元件。
據此,在將以可變成形光罩產生之光圖案加以接合而在物體上之區劃區域形成目標圖案時,藉設定裝置,將規定可變成形光罩使用區域之複數個模板,以在一部分產生重疊區域之狀態,分別設定在形成目標圖案之2維像素區域內。並藉由控制裝置,根據與各模板設定相關之資訊、及與目標圖案相關之資訊,依序控制可變成形光罩之複數個調變元件。據此,即能在光圖案接合部之一部分產生重疊區域而於接合線之部分產生段差,以良好精度於物體上之區劃區域形成目標圖案。
就第9觀點而言,本發明之圖案形成裝置,係於物體上形成圖案,具備:圖案產生器,具有複數個將照明光之振幅、相位及偏光狀態之至少一者空間上個別的加以調變之調變元件,以生成光圖案;以及控制裝置,以對應該圖案產生器所生成之光圖案的照 明光,依序照明該物體上之區劃區域之部分區域以在該區劃區域形成目標圖案時,根據與該目標圖案相關之資訊、以及規定該圖案生成器之使用區域的使用區域設定資訊,控制該圖案生成器之複數個調變元件。
據此,藉由在考慮與目標圖案相關之資訊及與圖案產生器之複數個調變元件之配置相關之資訊後,以和所生成之光圖案對應之照明光依序照明物體上之區劃區域之部分區域,以於該區劃區域形成目標圖案之方式,決定用以規定圖案產生器之使用區域的資訊,即能藉控制裝置,根據與目標圖案相關之資訊、及用以規定所決定之圖案產生器之使用區域的資訊控制圖案產生器之複數個調變元件,其結果,即能藉以圖案產生器生成之光圖案之接合,於物體上之區劃區域形成目標圖案。
又,微影步驟中,藉使用本發明之第1或第2曝光方法將元件圖案轉印至基板上,即能提升高集體度微元件之生產性。
此外,於微影步驟使用本發明第1~第3圖案形成方法之任一者,於物體上形成圖案並對形成了該圖案之前述物體進行處理,即能提升高積體度微元件之生產性。
承上所述,就另一觀點而言,本發明之元件製造方法、以及使用該元件製造方法所製造之元件,係使用本發明之第1或第2曝光方法之任一者,或者使用本發明之第1~第3圖案形成方法之任一者。
《第1實施形態》
以下,根據圖1~圖7説明本發明之第1實施形態。圖1中概略顯示第1實施形態之曝光裝置100之構成。
曝光裝置100,具備照明系10、圖案生成裝置12、投影光學系統PL、載台裝置16、及控制系統等。曝光裝置100,將以圖案生成裝置12生成之圖案之像(圖案像),使用投影光學系統PL形成於構成載台裝置16之一部分之載台ST上所裝載之晶圓W上。控制系統包含微電腦,以統籌控制裝置全體之主控制裝置20為中心而構成。又,曝光裝置100係使以可變成形光罩VM進行之生成圖案之變更(切換)與晶圓W之移動同步,來於晶圓W上形成圖案之掃描型曝光裝置。
照明系10,具備:包含光源單元及光源控制系統之光源系、照明光學系(皆未圖示)及反射反射鏡26等。照明光學系包含可變更照明條件之成形光學系、光學積分器(照度均一化構件)、視野光闌、中繼透鏡等(皆未圖示),以下,係針對包含反射鏡26者進行説明。又,作為光學積分器,係使用例如複眼透鏡、內面反射型積分器或繞射光學元件等。
作為光源單元,係使用例如國際公開第1999/46835號小冊子(對應美國專利第7,023,610號說明書)所揭示之包含具有DFB半導體雷射或光纖雷射等固體雷射光源、光纖放大器等之光放大部、及波長變換部等,輸出波長440~445nm之脈衝光的高諧波產生裝置。
圖案生成裝置12,係用以生成待投影至載台ST上所裝載之晶圓W之可變圖案的電子光罩系統,具備用以控制可變成形光罩VM、及構成可變成形光罩VM之複數個微反射鏡之動作狀態的驅動系30等。
此處,可變成形光罩VM,包含例如非發光型影像顯示元件(亦稱為空間光調變器:Spatial Light Modulator(SLM))之一種的微反射鏡陣列。
作為可變成形光罩VM,舉一例而言,如圖2所示,係使用包含於XY平面內二維(陣列狀)配置之m行n列之複數個微反射鏡機構Mij (i=1~m、j=1~n)之作為光學元件的微反射鏡陣列。本實施形態中,係例如設m=10、n>m。
微反射鏡陣列,係在以CMOS製程製作之積體電路上以MEMS技術形成可動式之微反射鏡機構,微反射鏡機構Mij 分別具有微反射鏡與驅動機構,藉由驅動機構使微反射鏡繞既定軸、此處係能繞與X軸平行之軸,在第1位置(微反射鏡之反射面與XY平面平行之位置)與第2位置(反射面從第1位置於圖1中之反時針方向旋轉既定角度α之位置)之間來回旋轉。可變成形光罩VM,使入射之照明光IL,以二維排列(配置)之微反射鏡(反射鏡元件)單位,反射向(偏向)朝投影光學系統PL之方向或投影光學系統PL外之方向,使入射至投影光學系統PL之入射光之強度(振幅)空間性的加以調變。
驅動系30連接於主控制裝置20。主控制裝置20,從未圖示之上位裝置取得關於目標圖案之資訊、例如目標圖 案之設計資料(例如、CAD資料),使用該設計資料,算出對待以可變成形光罩VM生成之圖案(以下,為方便起見稱光罩圖案)對應之驅動系30的控制資訊。
前述光罩圖案,係預定好在掃描曝光時之捲動(scroll)者,為時間上格送之顯示資料。此處,光罩圖案捲動速度(顯示速度),係作為包含後述載台ST之移動速度等之掃描曝光用參數之一部分,由主控制裝置20加以決定。
驅動系30,依據主控制裝置20所供應之控制資訊,對可變成形光罩VM供應驅動訊號。據此,各微反射鏡即在ON狀態與OFF狀態之間進行2元動作,就可變成形光罩VM全體生成所欲之反射圖案。亦即,各微反射鏡在來自以可變成形光罩VM生成之反射圖案之照明光IL之0次繞射光(0次光,正反射光)IL0 及將1次繞射光IL1 導向射入投影光學系統PL之方向的ON狀態、與將照明光IL之0次光IL0 (及1次繞射光IL1 )導向偏離投影光學系統PL之非曝光光路的OFF狀態之間進行2元動作,就全體而言生成所欲之圖案(反射圖案)。接著,將此圖案之像(圖案像)透過投影光學系統PL形成於晶圓W上。本實施形態中圖案像於晶圓W上之成像,係利用次數不同之複數個繞射光彼此之干涉,具體而言,由圖1可知,係利用來自照射於可變成形光罩VM之照明光IL以該可變成形光罩VM生成之圖案之0次繞射光IL0 與1次繞射光IL1 之2光束干涉。因此,於OFF狀態下,1次繞射光IL1 及0次繞射光IL0 中、至少0次繞射光IL0 是不入射至投影光學系統PL。
投影光學系統PL,具有在鏡筒內部以既定位置關係配置之複數個光學元件。投影光學系統PL,將圖案生成裝置12生成之圖案,以投影倍率β(β為例如1/200、1/400、1/500等)縮小投影至配置在被曝光面上之晶圓W上。因此,當以來自照明系10之照明光IL照明可變成形光罩VM時,即以在此可變成形光罩VM反射之照明光IL,透過投影光學系統PL將以可變成形光罩VM生成之電路圖案之縮小像(部分倒立像),形成在表面塗有光阻之晶圓W上之曝光區域IA。又,本實施形態中,曝光區域IA於X軸方向之寬度(長度)係設定為例如0.2mm程度。
載台裝置16,具備保持曝光對象之晶圓W之可動載台ST、與依據來自主控制裝置20之指令控制載台ST之動作狀態(移動等)之載台驅動系40。
載台ST,如圖3之俯視圖所示,係透過設於其上面(+Z側之面)中央之未圖示之晶圓保持具保持晶圓W。此外,於載台ST之上面(+Z側之面)設有圍繞晶圓W之圓環狀狹縫板32。
於狹縫板32之+Y側端部附近,以X軸方向之既定間隔(此處,與晶圓W上之照射區域於X軸方向之寬度相同間隔)形成有複數(此處為10)狹縫對34。各狹縫對34,如圖4(A)中放大所示,包含:以Y軸方向為長邊方向、X軸方向之寬度為寬度為2D之狹縫狀之開口圖案(以下,稱「狹縫」)34x,以及以X軸方向為長邊方向、Y軸方向寬度為2D之狹縫34y。又,實際上,狹縫板32,如圖4(B)所示, 係於玻璃板32a(實際上,具有俯視圓環狀之形狀)上面形成有兼作為遮光膜之反射膜32b,於反射膜32b之一部分藉圖案成形形成有狹縫34x,34y。
狹縫板32,如圖4(B)所示,係以封閉從載台ST上面往下挖入之狀態形成之凹部41(凹部41,實際上,係與狹縫板32同樣的,具有俯視(從上方所視)圓環狀之形狀)的狀態設於載台ST。此外,雖省略圖示,狹縫板32之上面(+Z側之面)、與載台ST上所保持之晶圓W之上面(+Z側之面)係位於大致同一面上。
於凹部41內之狹縫34y及34x下方(-Z側),分別如圖4(B)所示,設有由聚光透鏡36與光電轉換元件構成之光檢測器38。於各光檢測器38,連接供應該光電轉換訊號之訊號處理系(未圖示)。本實施形態中,分別包含狹縫對34之各狹縫、聚光透鏡36、光檢測器38而構成空間像測量器44。亦即,圖3之構成中,於載台ST上設有20個空間像測量器44。又,若使用二維感測器作為光檢測器38,將聚光透鏡36構成為將通過1個狹縫對34之狹縫34x之光、與通過狹縫34y之光一起導向二維感測器之檢測面的話,則對1個狹縫對34僅需設置聚光透鏡36與光檢測器38各1個即可。
作為光檢測器38,係使用能以良好精度檢測微弱之光的光電轉換元件(受光元件)、例如photo multiplier tube(PMT、光電倍増管)、或光電二極體等。處理光檢測器38之輸出訊號之訊號處理系,包含増幅器、A/D變流器(通 常使用具16位元分解能力者)等。
回到圖1,載台ST可藉由載台驅動系40,移動於X軸、Y軸及Z軸方向、且繞Z軸方向(θ z方向)旋轉,可相對透過投影光學系統PL生成之可變成形光罩VM之圖案像,以4自由度進行晶圓W之對準。此外,亦可設計成使載台ST進行繞X軸、Y軸方向之旋轉(θ x、θ y),來構成為能相對圖案像進行晶圓W之6自由度對準。
載台ST之位置資訊(亦包旋轉資訊),係藉由對將載台ST之端面(側面)予以鏡面加工形成之反射面照射測長光束的晶圓雷射干涉儀(以下,稱「雷射干涉儀」)18,以例如0.5~1nm程度之分解能力隨時加以檢測。
進一步詳言之,如圖3所示,實際上,載台ST之+X側之面為反射面17X、Y側之面為反射面17Y,與此對應的分別設有X軸方向位置測量用之雷射干涉儀18X、Y軸方向位置測量用之雷射干涉儀18Y分別設。此、X軸方向位置測量用之雷射干涉儀18X及Y軸方向位置測量用之雷射干涉儀18Y之至少一方,係具有複數測長軸之多軸干涉儀,除載台ST之X、Y位置外,亦能測量旋轉(至少θ z方向之旋轉(偏搖、yawing))。
此外,雷射干涉儀18X,18Y,亦可皆使用多軸干涉儀,而除偏搖外亦可測量俯仰(pitching、θ x方向之旋轉)、滾動(θ y方向之旋轉)。又,亦可取代干涉儀、或再加上編碼器,若再有需要的話亦可包含聚焦感測器等,來構成測量載台ST之位置資訊(亦含旋轉資訊)的測量系。
回到圖1,主控制裝置20控制照明系10、圖案生成裝置12、載台裝置16等之動作,透過投影光學系統PL於晶圓W上形成以可變成形光罩VM逐次生成之圖案之像。此時,主控制裝置20一邊以適當速度移動晶圓W、一邊與此同步透過驅動系30捲動(scroll)以可變成形光罩VM生成之圖案,進行掃描型之曝光。
此處,設保持晶圓W之載台ST之掃描速度為V1時,以可變成形光罩VM顯示之圖案於掃描方向之顯示速度V2即為V2=V1/β。因此,當投影光學系統PL之投影倍率β為例如1/200時,可變成形光罩VM之圖案於掃描方向之顯示速度V2,即為載台ST之速度V1之200倍之速度。
此外,雖未圖示,於投影光學系統PL之側面配置有對準檢測系。本實施形態中,係使用檢測晶圓W上形成之界線(street line)及位置檢測用標記(精對準標記)之成像式對準感測器作為對準檢測系。此對準檢測系之詳細構成,已揭示於例如特開平9-219354號公報。對準檢測系之檢測結果被供應至主控制裝置20。
以上述方式構成之本實施形態之曝光裝置100,係以下述方式實施進行包含曝光動作之一連串動作。又,本實施形態中,舉一例而言,如圖5所示,晶圓W係使用直徑300mm之晶圓,於晶圓W上存在圖案形成對象之76個照射區域SA1~SA76,且各照射區域具有X軸方向寬度26mm、Y軸方向寬度33mm之長方形形狀。又,將沿Y軸排列之照射區域統稱為「照射區域列」、將各照射區域列從+X方向依序稱為「第 1照射區域列」、「第2照射區域列」、…、「第11照射區域列」。
首先,主控制裝置20,在載台ST上裝載有晶圓W之狀態下,進行使用基準標記構件等未圖示之對準系之基準線測量等之準備處理。
接著,主控制裝置20使用未圖示之對準系,進行例如特開昭61-44429號公報(對應美國專利第4,780,617號說明書)等所揭示之EGA(全晶圓加強型對準)。
在上述EGA結束後,主控制裝置20根據以雷射干涉儀18X,18Y測量之載台ST之位置資訊,透過載台驅動系40移動載台ST,將晶圓W定位於曝光開始位置。又,此處之曝光開始位置,係指於圖5之符號STA所示位置定位曝光區域IA之位置。
之後,主控制裝置20以適當時序使照明系10、圖案生成裝置12、載台裝置16等動作,將圖案生成裝置12所生成之圖案之像透過投影光學系統PL投影至晶圓W上之適當位置。此處,本實施形態中,如圖5中以軌道Rt所示,一邊使晶圓W(載台ST)移動於+Y方向以使曝光區域(圖案像)在晶圓W上移動於-Y方向、一邊將圖案生成裝置12生成之圖案之像透過投影光學系統PL進行投影,使位於晶圓W上最+X側之第1照射區域列(含照射區域SA1,SA2,SA3,SA4之列)之+X側端部(於X軸方向之寬度為0.2mm之部分)曝光。亦即,對第1照射區域列之+X側端部附近,實施掃描方式之曝光動作。
接著,在上述第1次掃描方式之曝光結束之階段,使載台ST於X軸方向(+X方向)步進曝光區域IA於X軸方向之寬度分(0.2mm),與和先前相反之方向(-Y方向)一邊使載台ST移動、一邊以掃描方式進行第1照射區域列之曝光。進一步的,之後,則沿圖5所示之軌道Rt,一邊反覆進行往+X方向之步進動作、往Y軸方向之掃描動作,一邊進行對第1照射區域列(SA1~SA4)之圖案形成。
此外,本實施形態中,由於照射區域SA1~SA4於X軸方向之寬度為26mm、曝光區域IA於X軸方向之寬度為0.2mm,因此,實際上,為了使第1照射區域列(SA1~SA4)全面曝光,必須進行往上述Y軸方向之掃描動作130次(惟於圖5中,為方便圖示,軌道Rt喜簡化顯示)。
之後,主控制裝置20即以和第1照射區域列之曝光動作同樣的方式,進行包含照射區域SA5~SA10之第2照射區域列之曝光動作,並以同樣方式進行對第3~第11照射區域列之曝光動作。
本實施形態之主控制裝置20,在各照射區域列之曝光之間(亦即,第k(k=1~10)之照射區域列之曝光結束後、至第(k+1)之照射區域列之曝光開始前),使用載台ST上所設之空間像測量器44實施空間像測量動作。
具體而言,例如在曝光區域IA存在於圖5所示之載台ST上之區域MA內時,主控制裝置20透過驅動系30驅動可變成形光罩VM,於狹縫板32上形成圖6(A)所示之以Y軸方向為週期方向之線與空間圖案之空間像134y。此場合, 由於線與空間圖案係形成於可變成形光罩VM上預先設定之區域,因此空間像134y與投影光學系統PL之位置關係恆為一定。
從此狀態,主控制裝置20透過載台驅動系40使載台ST移動於-Y方向(箭頭FY方向),以使空間像134y與狹縫34y於Y軸方向相對移動。
在此移動中,通過狹縫34y之(照明光IL)透過載台ST內之聚光透鏡36被光檢測器38接收,其光電轉換訊號透過未圖示之訊號處理系被供應至主控制裝置20。主控制裝置20根據該光電轉換訊號測量對應空間像134y之光強度分布。
圖6(B)中,顯示了上述空間像測量時所得之光電轉換訊號(光強度訊號)P之一例。
此場合,空間像134y因狹縫34y之掃描方向(Y軸方向)之寬度(2D)之影響,像被平均化。
因此,設狹縫為p(y)、空間像之強度分布為i(y)、觀測之光強度訊號為m(y)時,空間像之強度分布i(y)與所觀測之強度訊號m(y)之關係,即能以下述(1)式加以表示。此(1)式中,強度分布i(y)、強度訊號m(y)之單位為每單位長度之強度。
【式2】
亦即,所觀測之強度訊號m(y)為狹縫p(y)與空間像之強度分布i(y)的摺積convolution。因此,就測量精度而言,狹縫寬2D越小越佳。
其次,主控制裝置20在使用狹縫34y之空間像測量結束之階段,透過驅動系30驅動可變成形光罩VM,於狹縫板32上,形成如圖7所示之以X軸方向為週期方向之線與空間圖案之空間像134x。接著,主控制裝置20,透過載台驅動系40使載台ST移動於+X方向(箭頭FX方向),以使此圖案之像與狹縫34x於X軸方向相對移動,以和前述同樣的進行空間像測量。
藉由以上述方式實施之空間像測量,能檢測圖案像在XY平面內之成像位置。此處,如前所述,因空間像134y與投影光學系統PL之位置關係恆為一定,因此,理想上,通過狹縫34y之光之測量結果(使用雷射干涉儀18Y檢測之空間像之Y位置資訊)應當恆為一定。
相對於此,在通過狹縫34y,34x之光之測量結果產生變動之場合,由於預測會因載台ST附近之環境氣氛之温度變動等,使得雷射干涉儀18Y,18X之測量結果產生誤差,因此本實施形態中,係使用空間像測量結果,進行雷射干涉儀18Y,18X之測量值之校正。
此處,本實施形態中,1個照射區域列曝光結束後、至次一個照射區域列之曝光開始前為止之期間,進行上述 空間像測量並進行上述雷射干涉儀18X,18Y之校正,因此在次一個照射區域列之曝光動作中,使用測量值經校正之雷射干涉儀18Y,18X進行載台ST之移動控制。
如以上之説明,根據本實施形態,在對晶圓W上之曝光對象之複數個照射區域之曝光開始至結束為止之期間,使用設於保持晶圓W之載台ST之空間像測量器44接收經由圖案生成裝置12之照明光IL,檢測照明光IL與載台ST之位置關係(以及照明光IL與晶圓W之位置關係)相關之資訊,因此,在例如載台ST之周邊環境氣雰產生變化而使干涉儀之測量值產生誤差之場合,亦能在對複數個照射區域之曝光開始至結束為止之期間檢測與該誤差相關之資訊。因此,在進行其後之曝光動作時,考慮此檢測結果(本實施形態中係校正干涉儀),即能實現高精度之曝光。特別是,即使如本實施形態般,需對晶圓W之曝光區域IA進行多次來回掃描,而使得一片晶圓之曝光需較長時間之情形時,可在對一片晶圓之曝光開始至結束為止之期間進行雷射干涉儀18X,18Y之校正,因此能實現高精度之曝光。
又,根據本實施形態,在往X軸方向之步進途中,使用配置在晶圓W附近之空間像測量器44進行空間像測量,因此能在幾乎不降低生產率之情況下,實現高精度之曝光。
又,根據本實施形態,由於在狹縫板32上設有複數狹縫對34,因此為進行空間像測量,使用位在最接近圖案像附近之空間像測量器44即可。因此,與狹縫對34僅在載台ST上設置1處之情形相較,能縮短為進行空間像測量之 載台ST之移動距離,就此點而言,亦能謀求生產率之提升。
此外,根據本實施形態之曝光裝置100,驅動系30係將可變成形光罩VM之各微反射鏡設定為ON狀態與OFF狀態之任一者。如此,藉由各微反射鏡之2元驅動,能使驅動系30之處理演算(algorithm)單純化,而獲得高速化之處理。再者,亦能抑制驅動系30之大型化、高成本化。
又,上述實施形態中,雖係針對使用空間像測量器44之測量結果進行雷射干涉儀18X,18Y之校正進行了説明,但本發明不限於此,例如,亦可使用空間像測量器44之測量結果,來校正以前述EGA方式所求出之照射區域之排列資訊(座標系)亦可。或者,亦可使用空間像測量器44之測量結果,控制可變成形光罩VM之各反射鏡元件on、off,據以修正(校正)以可變成形光罩VM形成之圖案在晶圓上之位置。總而言之,只要校正主控制裝置20所有之載台ST之移動控制資訊、或照明光IL與晶圓W之位置關係相關之資訊即可。
又,上述實施形態中,雖係在一片晶圓之曝光期間,使用空間像測量器44進行空間像測量、且使用該測量結果進行干涉儀之校正,但不限於此,亦可在一片晶圓之曝光期間,僅進行使用空間像測量器44之空間像測量,在下一片晶圓或既定片數後之晶圓之曝光時,再使用空間像測量結果進行各種校正。
又,亦可在一片晶圓之曝光期間,校正載台ST之位置控制資訊,在下一片晶圓或既定片數後之晶圓曝光時,再 進行將干涉儀之校正等、上述各種校正方法加以適當組合。
此外,上述實施形態,雖針對空間像測量器44係設於載台ST之情形作了説明,但亦可將空間像測量器44設於載台ST上用以保持晶圓W之晶圓保持具。
又,上述實施形態,雖係針對測量空間像時,以狹縫與空間像相對移動之方式掃描載台ST之情形作了説明,但不限於此,亦可在空間像測量時,在停止載台ST之狀態下控制圖案生成裝置12,使圖案像相對狹縫移動。
又,上述實施形態,雖係針對每使一列照射區域曝光即進行空間像測量之情形作了説明,但不限於此,亦可每使2以上既定數之列之照射區域曝光後進行測量。此外,亦可在每一步進時進行空間像測量。再者,亦可將空間像測量之時序,設定為經既定時間後、或照明光IL第一次通過狹縫上時等之各種時序。
又,上述實施形態,係說明了照射列數為11列、在每一列分之曝光結束後進行空間像測量,而在最初列之曝光前及最終列之曝光結束後不進行空間像測量之情形。因此,係將空間像測量器44之數量對應照射列彼此之交界線之數(10條)而設為10對、20個。然而,若在最初列之曝光前、及最終列之曝光後進行空間像測量的話,可將空間像測量器44之數量設為12對、24個。此外,空間像測量之時序並不限於每在1個照射列結束後進行一次,亦可在1個照射列之曝光途中進行空間像測量,此情形下,可設置22對以上之空間像測量器44。又,由於照射列數不限於11, 因此空間像測量器44之數量,亦可設定為與照射列數無關。再者,上述實施形態中,例如圖3中僅在晶圓W之+Y側配置狹縫對34、空間像測量器44,但可在晶圓W相反側之-Y側亦配置狹縫對34、空間像測量器44。
又,上述實施形態,雖係針對載台ST內設置光檢測器38之情形作了説明,但不限於此,亦可將光檢測器38配置在載台ST之外側,將通過狹縫之照明光透射光纖等導向光檢測器38。此外,光檢測器38無須於各狹縫設置1個,亦可例如對所有狹縫分別設置光纖,將來自各光纖之光導向光檢測器38。此場合,亦可於光纖分別設置設定為僅將來自任意光纖之光射入光檢測器38之切換機構。
又,上述實施形態,雖係針對一邊移動載台ST以使照明光IL沿圖5所示之軌道Rt相對載台ST移動、曝光一邊進行曝光之情形作了説明,但不限於此,亦可如圖8(A)所示,先沿路徑Rt1使所有照射區域之一部分分別曝光後,沿著較路徑Rt1偏向-X側0.2mm之路徑Rt2使所有照射區域之一部分分別曝光,再沿著較路徑Rt2更偏向-X側0.2mm之路徑Rt3使所有照射區域之一部分分別曝光,以使晶圓上之所有照射區域曝光。又,亦可如圖8(B)所示,進行先沿路徑Rt1’使1個照射區域全部曝光,之後,沿路徑Rt2’、Rt3’…使各照射區域依序曝光之曝光動作。無論何種情形,在照明光IL(曝光區域IA)通過構成空間像測量器之各狹縫對34上時,進行空間像測量即可。
又,上述實施形態,雖係針對空間像測量時,以光檢 測器38檢測光強度之情形作了説明,但不限於此,亦可例如檢測每單位時間、單位面積之光之振幅、及光量(在既定期間或既定區間之強度累積值)。
又,上述實施形態,雖係針對於載台ST設置空間像測量器44之情形作了說明,但不限於此,亦可取代空間像測量器44,而在載台ST上之晶圓W附近設置反射型標記。例如,可一邊以雷射干涉儀18X,18Y測量載台ST之XY位置,一邊對反射型標記照射照明光,以其他檢測裝置檢測於該反射型標記反射之照明光。此場合,亦可使用檢測裝置之檢測結果進行干涉儀之校正等之校正動作。此外,並不限於狹縫狀之開口及反射型標記,只要是能檢測曝光區域與載台(晶圓)間之位置關係的話,可使用各種圖案。
《第2實施形態》
其次,根據圖9~圖22說明本發明之第2實施形態。本第2實施形態之曝光裝置,由於係與前述第1實施形態同樣的構成,因此,以下基於避免重複説明之觀點,針對相同或同等部分係使用同一符號並省略詳細説明。本第2實施形態之曝光裝置與前述第1實施形態相異處在於,主控制裝置20除目標圖案之設計資料外亦使用後述模板(template),來算出對應以可變成形光罩VM生成之圖案(光罩圖案)之驅動系30之控制資訊。以下,以和第1實施形態之相異點為中心進行説明。
此處,針對主控制裝置20進行之於晶圓W上之複數、例如K個照射區域形成圖案像之處理(包含算出對應光罩圖 案之驅動系30之控制資訊),沿著顯示主控制裝置20之控制演算之圖10及圖11之流程圖加以説明。
首先,在說明具體之處理前,先説明若干前提條件。
此處,係假設在晶圓W上之各照射區域,例如圖9所示,設定有由沿X軸方向及Y軸方向配置成矩陣狀之複數個像素構成之二維像素。此處,舉一例而言,設X軸方向之像素數為nx個、Y軸方向之像素數為ny個,將各像素記為Gi,j (i=1~ny、j=1~nx)。又,以-X方向為j之増加方向、以-Y方向為i之増加方向。
又,可變成形光罩VM之各反射鏡元件尺寸之投影光學系統PL之投影倍率,係設為與各像素Gi,j 之尺寸(像素間距)一致。此外,像素Gi,j 之尺寸為例如70nm×70nm。
再者,假設係藉由N脈衝、例如N=50脈衝之照明光IL之照射,於晶圓W上形成圖案像。又,設投影光學系統PL之孔徑數NA=0.95、σ(同調因數、coherence factor)=0.90、環帶比(Ann)=2/3之照明條件下,進行圖案像之形成。
主控制裝置20,首先,於圖10之步驟102中,將用以規定可變成形光罩VM之使用區域(作為ON、OFF控制之對象之微反射鏡區域)之最初的模板,例如設定可變成形光罩VM之非掃描方向之使用區域為最大之模板。其結果,舉一例而言,如圖12(A)所示之上下反轉之等邊梯形之模板TP1,即被設定於可變成形光罩VM(微反射鏡群)。此處,此模板TP1可以下述方式加以設定。亦即,於未圖示之記憶體內預 先準備形狀、大小相異之複數個模板,從其中選擇模板TP1。或者,根據可變成形光罩VM之微反射鏡群之配置及數量,將基本的模板加以變形來作成。
其次,主控制裝置20,於步驟104,從使用可變成形光罩VM能一次曝光之晶圓W上之區域之非掃描方向寬度(對應模板TP1之非掃描方向寬度及像素數)、與照射區域之非掃描方向寬度(像素數對應)的關係,計算出照射區域內於非掃描方向須進行幾次接合。設所須接合次數為q。此處,為簡化説明,係設q為2。
其次,主控制裝置20,於步驟106,從上位裝置取得對配置成圖13所示矩陣狀之複數(由ny×nx個像素組成之假想圖案區域(2維像素區域)PA’(此對應於圖9之2維像素)之各像素,分別分配0或1之目標圖案的資料。假想圖案區域PA’之周圍,被所有像素分配0之矩形框狀遮光圖案覆蓋。以下説明(含圖中之顯示)中,以0或灰色表示遮光部、以1或白色表示光透射部。
主控制裝置20,舉一例而言,係取得如圖14所示之目標圖案之資料。
其次,主控制裝置20,於步驟108中,根據假想圖案區域PA’之非掃描方向寬度(像素數)、與模板TP1之非掃描方向寬度(像素數)、以及上述次數q(=2),算出待與最初之模板(模板TP1)組合之模板。此場合,係根據模板TP1之形狀及尺寸、假想圖案區域PA’之非掃描方向寬度,以主控制裝置20進行既定之運算,來算出圖12(B)所示之模 板TP2及圖12(C)所示之模板TP3。
亦即,主控制裝置20,如圖15(A)所示,將模板TP1與假想圖案區域PA’之掃描方向對應方向之一端緣接觸,設定於其外側之非掃描方向中央部,而作為待與模板TP1接合之模板,則算出在該模板TP1之非掃描方向一側端部形成模板彼此之既定重疊區域之如圖15(B)所示之模板TP2。同樣的,作為待與模板TP1接合之模板,算出在模板TP1之非掃描方向另一側端部形成模板彼此之既定重疊區域之如圖15(C)所示之模板TP3。
此等模板TP2,TP3被設定於可變成形光罩VM之狀態,分別顯示於前述圖12(B)、圖12(C)。亦可取代模板TP1,TP2,TP3之至少一者,使用將此等模板在對應掃描方向之方向加以反轉之模板。又,圖15(C)中,當將模板TP1上下反轉時,會藉由模板TP1,TP2,TP3在無間隙且無重複之情形下,形成矩形(長方形)之區域。換言之,根據與假想圖案區域PA’之掃描方向對應方向之一端緣相接設定之模板TP1,匴算出滿足此條件之模板TP2,TP3。
接著,說明使用如模板TP1,TP2,TP3之形狀之模板的理由。
在將複數個矩形模板相鄰配加以使用時,有可能會在接縫部分產生段差。又,將複數個矩形模板於非掃描方向加以彼此重疊使用時,該模板彼此之重疊區域之微反射鏡在使用任一模板時皆為ON狀態之情形,該部分之曝光量會比其他部分過高。如此一來,矩形模板將會不適於接合曝 光(stitching曝光)。此為第1理由。
又,考慮將圖16(A)最上層所示横線圖案之光阻像,使用如圖16(A)之第2層~第6層所示之圖案組合的5重曝光(各次之曝光量為通常之1/5)形成於晶圓W上之情形。此場合,將與各横線圖案之接縫位置無關的、藉5重曝光而獲得如圖16(A)最上層所示之横線圖案之光阻像。
接著,考慮與圖16(A)之第2層~第6層之圖案組合等價之於一部分具有圖案彼此之重疊區域的圖案組合時,可有如圖16(B)之第1層~第5層所示之圖案組合。使用此等圖案組合,一邊使被線A1、B1所夾部分重疊、一邊進行5重曝光(各次之曝光量為通常之1/5)的話,則無論於任一點之曝光量皆相同,能正確的進行接合曝光。
又,作為與圖16(A)之第2層~第6層之圖案組合等價之於一部分具有圖案彼此之重疊區域之圖案組合的另一例,有如圖16(C)之第1層~第5層所示之圖案組合。此圖16(C)之組合,正是將圖16(B)右側之組予以上下反轉者。。因此,使用此等圖案組合,一邊使被線A1、B1所夾部分重疊、一邊進行5重曝光(各次之曝光量為通常之1/5)的話,則無論於任一點之曝光量皆相同,能正確的進行接合曝光。
亦即,為進行與使用此圖16(C)之場合同樣之圖案組合之於一部份具有圖案彼此之重疊區域的多重曝光來進行接合曝光,而使用如模板TP1,TP2,TP3般之形狀的模板。藉由模板TP1,TP2,TP3之使用,以在一部分具有圖案彼此之重疊區域之多重曝光來進行接合曝光,關於此點另於 後述。
其次,主控制裝置20,於步驟110,移至依序使用所算出之所有模板將目標圖案形成於晶圓上之複數(例如K個)照射區域的次程式(subroutine)。
此處,於次程式處理之説明前,說明使用模板之可變成形光罩之各微反射鏡之控制原理。
圖17(A)顯示設定於可變成形光罩VM之前述模板TP1、圖17(B)顯示圖案資料(光罩資料)之一例、圖17(C)則顯示了於圖17(B)之圖案資料設定模板TP1之情形時,從主控制裝置20輸出至驅動系30之輸出資料。
與此等圖17(A)~圖17(C)比較即可知,圖17(A)之各像素(微反射鏡)之值(模板內部全為「1」、模板外部全為「0」)、與對應圖案資料之像素值(暗部為「0」、明部為「1」)之積,即為對各像素(微反射鏡)之輸出資料。
此場合,驅動系30,根據輸出資料「0」將使對應之微反射鏡成為OFF狀態之OFF訊號送至該微反射鏡之驅動機構,根據輸出資料「1」將使對應之微反射鏡成為ON狀態之ON訊號送至該微反射鏡之驅動機構。其結果,由圖17(C)可知,僅擷取模板TP1內部之光罩圖案明部之資料,僅對應明部之微反射鏡成為ON狀態,其他微反射鏡則為OFF狀態。
於次程式110之處理開始前,主控制裝置20將後述第1計數器之計數值i、第2計數器之計數值p、第3計數器之計數值k皆初期化為1。此處,計數值i表示上述假想圖 案區域PA’之行號,計數值p表示模板為第幾個,計數值k則表示曝光對象之照射區域之順序。
於次程式110,主控制裝置20,首先於圖11之步驟120中,將載台ST移動至為進行晶圓W上第k個(此處為第1個)照射區域之曝光的掃描開始位置。
其次,主控制裝置20,於步驟122,將第p個(此處為第1個)模板TP1設定於初期位置(此場合,為前述圖15(A)之位置)(參照圖14)。
其次,主控制裝置20,於步驟124,開始光源之發光。然而,此時可變成形光罩VM之所有微反射鏡皆為OFF狀態,因此於投影光學系統PL幾乎不會射入來自微反射鏡之0次繞射光(及1次繞射光)。
其次,主控制裝置20,於步驟126,使第p個(此處為第1個)模板相對假想圖案區域PA’於掃描方向移動1像素分,並與此同步移動載台ST。
其次,主控制裝置20,於步驟128,根據與模板設定相關之資訊及與目標圖案相關之資訊,透過驅動系30進行可變成形光罩VM之各微反射鏡的ON、OFF控制。此時,主控制裝置20,將僅使對應模板內部之目標圖案之明部的微反射鏡為ON狀態、其他微反射鏡為OFF狀態之控制訊號,供應至驅動系30。據此,僅對應模板內部明部之像素的微反射鏡成為ON狀態,以來自該ON狀態之微反射鏡之反射繞射光所形成之圖案之像,即透過投影光學系統PL形成於晶圓W上。
接著,於次一步驟130,主控制裝置20等待N/m脈衝、本實施形態中為50/10=5脈衝之照明光IL對可變成形光罩VM之照射結束。當N/m脈衝之照明光IL之照射結束時,即進至步驟132,在停止光源發光之同時,使可變成形光罩VM之所有微反射鏡成為OFF狀態。
其次,主控制裝置20,於步驟134,參照第1計數器之計數值i,判斷使用第p個模板進行照射區域內之2維像素之第ny行之曝光是否已結束。此處,由於i為1,因此此處之判斷為否定,主控制裝置20,於步驟136,將計數值i加1(i←i+1)。接著,重複步驟124以後之處理,當步驟134之判斷為肯定時,主控制裝置20即移至步驟138。於步驟138,主控制裝置20參照第2計數器之計數值p判斷現在設定之模板是否為最後之模板。此場合,由於p=1,因此此處之判斷為否定,主控制裝置20於步驟140將計數值p加1(p←p+1)後,進至步驟142。於步驟142,主控制裝置20,為了將晶圓W上之第k個照射區域,使用第p個模板、與可變成形光罩VM,設定為開始曝光之最佳初期位置(此位置,係從步驟120所設定之掃描開始位置於X軸方向移動既定距離之位置)而使載台ST移動於XY2維方向後,回到步驟122。
接著,主控制裝置20,重複步驟122~140之處理,直到步驟138之判斷獲得肯定為止。據此,以各模板TP2,TP3相對分配目標圖案之資料(0或1)之假想圖案區域PA’於掃描方向相對掃描之方式,藉主控制裝置20,進行將模板TP2, TP3在假想圖案區域PA’上之設定位置1像素1像素的變更於掃描方向,使用可變成形光罩VM之目標圖案在晶圓W上之形成。
接著,當使用最後之模板(TP3)進行之在照射區域內之2維像素之第ny行之曝光結束時,步驟138之判斷獲得肯定而進至步驟144。於步驟144,主控制裝置20,參照第3計數器之計數值k,判斷晶圓W上之最終照射區域之曝光是否已結束。此時,由於k=1,因此此判斷為否定,於步驟146’將計數值k加1(k←k+1)後,回到步驟120,之後,重複上述步驟120以後之處理,分別對第2至第K個照射區域,以前述掃描曝光進行目標圖案之形成。
在對晶圓W上第K個照射區域之目標圖案形成結束時,即結束次程式110之處理,回到主程式(main routine)而結束本程式之一連串處理。
圖19(A)~圖19(N),係顯示在前述目標圖案之假想圖案區域PA’上,將模板TP1之設定位置從圖14及圖18中以實線所示之圖案區域外之第1位置,1像素1像素(參照圖14)的變化至圖18中以虛線所示之圖案區域內之第2位置時,所取出之圖案資料變化的狀態。當著眼於假想圖案區域PA’最上端之線圖案(明部)時,可知此線圖案之長度會依據模板TP1之位置變化而慢慢變長。然而,此線圖案原本即係假想圖案區域PA’最外周之框之一部分,較模板TP1之長度長的多。因此,此線圖案係使用模板TP1~TP3之接合曝光之對象(圖14參照)。
因此,主控制裝置20,針對模板TP2之設定位置,亦係從圖15(C)所示位置起,於假想圖案區域PA’上1像素1像素的(圖14參照)加以變化,於各設定位置,如前所述的將僅使對應模板內部目標圖案之明部之微反射鏡成為ON狀態、其他微反射鏡成為OFF狀態之控制訊號,供應至驅動系30。又,主控制裝置20,針對模板TP3之設定位置,亦係從圖15(C)所示位置起,於假想圖案區域PA’上1像素1像素的(圖14參照)加以變化,於各設定位置,如前所述的將僅使對應模板內部目標圖案之明部之微反射鏡成為ON狀態、其他微反射鏡成為OFF狀態之控制訊號,供應至驅動系30。
本第2實施形態中,主控制裝置20係以上述方式,將模板TP1,TP2,TP3之設定位置,分別1像素1像素的加以變化,於各位置進行曝光,一邊與前述圖16(B)或圖16(C)之情形同樣的、使重疊區域內之線圖案長度慢慢變化、一邊進行於一部分具有重疊區域之多重曝光,將線圖案及其他圖案形成於晶圓W上。
根據以上説明之本第2實施形態,由於具備與前述第1實施形態同等之裝置構成,因此能獲得同等之效果。又,根據本第2實施形態,係藉由主控制裝置20,根據與目標圖案相關之資訊(目標圖案之資料)、以及與用以規定可變成形光罩VM之使用區域(亦即,作為ON、OFF控制之對象的微反射鏡區域)之模板(例如,TP1,TP2及TP3)之設定相關之資訊,控制可變成形光罩VM之複數個微反射鏡機構Mij (i =1~m、j=1~n),其結果,藉由以可變成形光罩VM產生之圖案之接合,於晶圓W上之照射區域形成目標圖案。
又,藉由主控制裝置20,以無間隙之狀態且不致重疊之情形下,將具有可相鄰接配置之形狀的複數個模板(例如TP1,TP2及TP3),以在一部分產生模板彼此之重疊區域之狀態,分別設定在將形成目標圖案之假想圖案區域PA’內。並藉由主控制裝置20,根據與各模板之設定相關之資訊、以及與目標圖案相關之資訊,依序控制可變成形光罩VM之複數個微反射鏡機構Mij 。據此,於晶圓W上形成之圖案接合部之一部分產生重疊區域,而能防止於接縫之部分產生段差,就此點而言,能於晶圓W上之照射區域以良好精度形成目標圖案。
又,上述第2實施形態中,為簡化説明而將所須之接合次數q設為2,但在照射區域於X軸方向之寬度為26mm、曝光區域IA於X軸方向之寬度為0.2mm之場合,實際上,所須次數q超過129次(模板彼此之重疊區域是必須的)。此場合,於非掃描方向兩端設定與模板TP2,TP3相同之模板,兩端以外之部分則將與模板TP1相同之模板,以和前述相同之重疊寬度加以設定即可。
又,上述第2實施形態所説明之模板組合,僅為一例,本發明不受限於此。例如,亦可如圖20(A)~圖20(D)所示,採用相鄰接模板彼此不會產生重疊區域之模板之組合。其中,圖20(A)之模板組合,係將梯形狀之複數個模板,交互上下反轉而無間隙且無模板彼此重疊之區域的狀態加以組 合者。圖20(B)之模板組合,係將兩端之梯形模板、與其間之平行四邊形之複數個模板,以無間隙且無模板彼此之重疊區域的狀態加以組合者。圖20(C)之模板組合,係以該圖中之高度方向(掃描方向)中央為交界,將上下反轉之平行四邊形或梯形(兩端部)加以組合之形狀之複數個模板,以無間隙且無模板彼此之重疊區域的狀態加以組合者。圖20(D)之模板組合,係將該圖中之高度方向(掃描方向)分成3段,將上下交互反轉之平行四邊形或梯形(兩端部)加以組合之形狀之複數個模板,以無間隙且無模板彼此之重疊區域的狀態加以組合者。
或者,亦可如圖20(E)~圖20(H)所示,採用相鄰接之模板彼此產生重疊區域、及與此同形狀且同一面積之缺口區域之模板組合。其中,圖20(E)、圖20(F),係分別將圖20(A)、圖20(B)之複數(4個)模板中、左起偶數個模板之面向加以上下反轉者。又,圖20(G)、圖20(H)之模板,係分別將圖20(C)之相鄰接模板之接合部形狀加以變形,相鄰接之模板彼此產生重疊區域及與此同形狀且同一面積之缺口區域之模板的組合。圖20(E)~圖20(H)之任一情形,由於皆能將缺口區域正好以重疊區域加以填補,因此不存在多餘之區域(以下,稱真重複區域)。因此,無論採用圖20(A)~圖20(H)之任一模板之組合,皆能與前述實施形態同樣的,使用可變成形光罩VM以掃描曝光方式形成圖案之情形、獲得同樣的結果。
又,如上述第2實施形態般,在以50脈衝之雷射光之 照射,於晶圓W上形成圖案像之場合,例如,在形成不是微反射鏡尺寸之投影倍率(晶圓W上之像素尺寸)之整數倍之線寬之圖案的情形,亦可採用以可變成形光罩依序生成亮區域與暗區域之分布狀態互異之複數個基本圖案,將此等基本圖案以合計50脈衝之方式加以組合以進行圖案形成(曝光)之圖案形成方法(以下,稱為數位灰階標度(digital gray scale)曝光)。因此,上述第2實施形態之曝光裝置,主控制裝置20可取代上述步驟128之處理,而根據模板之設定資訊、以及與目標圖案相關之資訊(包含亮區域與暗區域之分布狀態互異之複數個基本圖案、與照射於各該基本圖案之可變成形光罩VM之照明光IL之累積光量相關之資訊(脈衝數),對應目標圖案之基本圖案之重畳資訊),透過驅動系30進行可變成形光罩VM之微反射鏡之ON、OFF狀態之控制,換言之,可在將目標圖案形成於晶圓W上之期間以藉由照明光IL之照射而對圖案在晶圓W上之形成有所助益之複數個微反射鏡在可變成形光罩VM上之數量及位置之至少一方可變更之方式,控制可變成形光罩VM之複數個微反射鏡。如此,即能不受限於目標圖案之線寬,以良好精度將該目標圖案形成於晶圓W上之各照射區域。又,據此,在將能以可變成形光罩VM一次曝光之晶圓W上之區域(照明區域)假設性的分割為複數個像素之情形時,可將1像素之大小放大某種程度。換言之,即使總像素數少,亦能將任意圖案以良好精度形成於晶圓W上之任意位置。因此,能在不增加控制對象之微反射鏡數之情形下,將所欲圖案 以良好精度形成於晶圓W上,抑制可變成形光罩VM之高成本化。
又,上述各實施形態之曝光裝置,在進行使用前述模板之曝光時,不僅僅是非接合部,即使是接合部亦能採用數位灰階標度曝光。不過,在此場合,為了以良好精度形成圖案,模板之組合以採用無缺口區域之組合、例如圖20(A)~圖20(D)般之複數個模板之組合較佳。
時至近日,由發明人等所進行之模擬結果,發現會因曝光條件之不同,在上述實施形態及如圖20(A)~圖20(H)之不存在真重複區域之複數個模板之設定條件下,藉由上述掃描曝光,於晶圓W上所形成之圖案線寬會產生與設計值相異之情形。
具體而言,發明人等進行了照明光之波長為445nm、投影光學系統之孔徑數(NA)為0.95、同調因數σ值為0.95之通常照明條件下,於塗有負型光阻之晶圓W上形成目標線寬350nm(設晶圓W上1像素之尺寸為70nm,共5像素)之各種圖案之模擬結果,得到下述a.~e.般之結果。
a.欲形成由縱線構成之線與空間(L/S)圖案之場合,於晶圓W上形成了非接合部(接合部以外之部分)350nm、接合部362nm之線(line)寬的L/S圖案。
b.欲形成由横線構成之線與空間(L/S)圖案之場合,於晶圓W上形成了非接合部350nm、接合部372nm之線寬的L/S圖案。
c.欲形成由縱線構成之孤立空間(space)圖案之場 合,於晶圓W上形成了非接合部350nm、接合部325nm之寬度之孤立空間圖案。
d.欲形成由横線構成之孤立空間圖案之場合,於晶圓W上形成了非接合部350nm、接合部340nm之寬度之孤立空間圖案。
e.欲形成孤立線圖案之場合,於晶圓W上形成了非接合部350nm、接合部377nm之空氣之孤立線圖案。
由此等結果可知,產生了接合部與非接合部間之線寬差、於接合部之縱横線線寬差及孤立密集線寬差。因此,必須對接合部之曝光進一步下工夫。然而,分析上述a.~e.之結果可知,於接合部線變粗、空間變細。此理由之一,可舉出下列情形。
亦即,在接合部以外之非接合部,來自位於可變成形光罩VM之非掃描方向端部以外之特定微反射鏡的反射繞射光,雖然是對晶圓W上之圖案形成(成像)主要有助益者,但來自與該特定微反射鏡之非掃描方向兩側相鄰接或接近之微反射鏡之繞射光的一部分亦會入射於投影光學系統PL。相對於此,在接合部,來自位於可變成形光罩VM之非掃描方向端部之特定微反射鏡的反射繞射光,雖係對晶圓W上之圖案形成(成像)主要有助益者,但由於在該特定微反射鏡之非掃描方向一側不存在微反射鏡,因此入射於投影光學系統PL之繞射光之光量,與非接合部相比是小的。換言之,在接合部與非接合部之光近接效果之影響是不同的。由此理由可知,與非接合部相較,在接合部產生了曝 光量不足(under dose)之情形。因此,必須增加在接合部之曝光量。
因此,上述各實施形態之曝光裝置,為了增加在模板接合部之曝光量,可在相鄰接之模板彼此間產生真重複區域(多餘區域)。
例如,如圖21(A)所示,考量使用與圖20(B)相同之複數個模板組合之情形。此場合,主控制裝置20可變化複數個模板之非掃描方向之位置關係,以在相鄰接之模板彼此間形成圖21(B)所示寬度B之模板彼此之重疊區域(此場合為真重複區域),並以和前述同樣之順序進行掃描曝光。如此,即能改善曝光量在接合部不足(under dose)的情形。此場合下,主控制裝置20,最好是能在考慮了目標圖案中所含圖案之光近接效果造成之線寬誤差之修正的上述寬度B(以下,記載為重疊寬度B)、亦即產生重疊(over lap)量之模板彼此之重疊區域的狀態下,分別設定複數個模板。
此場合,主控制裝置20可在實際曝光之前,先進行測試曝光,於該測試曝光時,變化複數個模板之非掃描方向之位置關係,以進行用以將既定測試圖案形成於晶圓W上之掃描曝光。此時,主控制裝置20可一邊將重疊寬度B設定為各種值、一邊反反覆進行在晶圓W上之不同位置形成測試圖案的測試曝光。接著,主控制裝置20在測試曝光結束後,將載台ST上之晶圓W透過未圖示之搬送系搬送至例如聯機於曝光裝置100之未圖示之塗敷顯影機(C/D),等待該晶圓W於C/D進行顯影。顯影結束時,主控制裝置20 即將顯影後之晶圓W再度裝載至載台ST上,使用未圖示之對準檢測系來測量顯影後晶圓W上所形成之複數個測試圖案之光阻像之線寬。接著,主控制裝置20選擇接合部與非接合部之線圖案之線寬度為最接近之測試圖案,將對應該測試圖案之重疊寬度B儲存至記憶體。
於實際之曝光時,以相鄰接之模板彼此間形成記憶體內所儲存之重疊寬度B之重疊區域的方式設定複數個模板,並進行接合曝光即可。
又,於上述測試曝光時,當然是在使用各測試圖案之各曝光,進行重疊區域於非掃描方向形成1處之模板設定即可。
又,上述説明中,雖未變更複數個模板之形狀,而變更模板之位置關係,但亦可取代此,由主控制裝置20,進行如圖21(C)所示,將各模板在維持傾斜部之傾斜的狀態下變形成往非掃描方向拉伸之形狀,以在相鄰接之模板彼此間形成重疊寬度B之重疊區域的模板設定。或者,準備非掃描方向之尺寸不同之複數種平行四邊形或梯形之模板,由主控制裝置20從中選出並設定重疊寬度B為所欲值之模板組合。
上述重疊寬度B之模板彼此之重疊區域之設定,針對前述圖20(A)、圖20(C)、圖20(D)等之模板組合,亦可同樣的進行。
除此之外,主控制裝置20亦可進行將圖21(A)之各模板在維持傾斜部之傾斜之狀態下拉伸於非掃描方向使其且 微妙變化形狀,以在相鄰接之模板彼此間形成如圖21(D)所示之重疊區域的複數個模板之設定。
又,在使用如圖21(B)~圖21(D)之模板組合之情形時,主控制裝置20亦可將前述數位灰階標度曝光方法與模板設定加以組合採用。在此情形下,亦能不受限於目標圖案之線寬,而以良好精度將該目標圖案形成於晶圓W上之各照射區域,且能不增加控制對象之微反射鏡數,而將所欲圖案以良好精度形成於晶圓W上。
除此之外,亦可採用如圖22所示之在非掃描方向之全區域一定有1處畫面接合之形狀的模板組合。在此場合,接合部與非接合部之間不會產生線寬差。又,不限於此,亦可採用在非掃描方向之全區域一定有2處以上之相同數目之畫面接合之形狀的模板組合。
又,上述實施形態中,雖係針對為形成對應設計資料之圖案所需之雷射脈衝數為50脈衝之情形作了說明,但本發明並不限定於此。例如,只要是在各模板之設定位置至少1脈衝之雷射脈衝照射於可變成形光罩VM即可。此外,上述實施形態,雖係就像素尺寸為70nm×70nm之情形作了說明,但當然不限定於此。
又,於晶圓W上形成線與空間圖案之場合外,在形成點圖案等其他密集圖案、孤立圖案之場合,當然本發明皆是非常適合的。
又,上述各實施形態中,照明光學系雖具備視野光闌,但亦可藉由例如可變成形光罩之各微反射鏡之ON狀態、OFF 狀態,來實質規定在晶圓W上之照明光之照射區域。
又,上述各實施形態中,作為光源,雖係針對使用從單一波長振盪雷射所發出之單一波長雷射光之高諧波的高諧波產生裝置之情形作了說明,但不限於此,只要是使用波長400nm程度之照明光來照明可變成形光罩的話,亦可使用YAG雷射之高諧波產生裝置。除此之外,在不特別要求雷射振盪之反覆頻率之場合,亦可使用ArF準分子雷射。
又,上述各實施形態,雖針對照明光為脈衝光之情形作了說明,但本發明並不限定於此,亦可使用連續光作為照明用光。此場合,作為對應前述目標圖案之重畳資訊,只要使用包含亮區域與暗區域之分布狀態互異之複數個基本圖案、與照射於各該基本圖案之可變成形光罩之照明光之照射時間(與累積光量相關之資訊)的資訊即可。
又,上述各實施形態,雖係針對使用包含非發光型影像顯示元件之微反射鏡陣列的可變成形光罩之情形作了說明,但亦可取代微反射鏡陣列,而使用以下説明之非發光型影像顯示元件。此處之非發光型影像顯示元件,亦稱為空間光調變器(SLM:Spatial Light Modulator),係在空間上調變往既定方向行進之光之振幅(強度)、相位或偏光狀態之元件,作為透射型空間光調變器,則除透射型液晶顯示元件(LCD:Liquid Crystal Display)以外,亦可舉出例如電色顯示器(ECD)等。此外,作為反射型空間光調變器,除上述微反射鏡陣列外,亦可舉出例如反射型液晶顯示元件、電泳顯示器(EPD:Electro Phonetic Display)、 電子紙(或電子墨水)、光繞射型光閥(Grating Light Valve)等。
又,使用反射型之非發光型影像顯示元件構成可變成形光罩之情形,作為投影光學系統,除前述折射系之外,可使用折反射系、或反射系。此外,亦可與反射折射系、反射系或折射系之投影光學系統組合使用包含透射型之非發光型影像顯示元件之可變成形光罩。再者,本發明之曝光裝置所具備之光學系不限於縮小系,亦可以是等倍系、或放大系之任一者。
又,上述實施形態中,雖係針對進行掃描型曝光之曝光裝置作了說明,但部分請求項之圖案形成方法亦能適用於例如靜止曝光型(一次曝光型)之曝光裝置,圖23中顯示於靜止型曝光裝置中所使用之3×3=9個之分割區域重疊曝光所使用之分割圖案組合之一例。各分割圖案濃度之差異,表示曝光量之差異。如此圖23所示之使用分割圖案組合之重疊曝光,係以下述方式進行。
亦即,將以可變成形光罩VM產生之光圖案加以接合以在晶圓W上之照射區域形成目標圖案時,將用以規定可變成形光罩VM之使用區域的複數個模板(此場合為矩形之模板),以在一部分產生模板彼此之重疊區域之狀態下,分別設定於待形成目標圖案之2維像素區域內之步驟,以複數階段變更模板彼此之重疊區域寬度之方式,一邊變化複數個模板之大小、一邊重複進行複數次。並在每次進行設定步驟時,根據與各模板之設定相關之資訊、以及與前述目 標圖案相關之資訊,進行依序控制可變成形光罩VM之複數個微反射鏡機構Mij 的步驟。
又,上述各實施形態,雖針對圖案生成裝置12包含可變成形光罩VM(具有複數微反射鏡)之情形作了說明,但不限於此,亦可採用其他之圖案生成裝置12(例如,具備多條光纖之圖案生成裝置等)。
又,上述各實施形態中所提示之尺寸等數值僅為一例,但並不限定於上述各實施形態之數值。
又,上述各實施形態,雖係針對僅具備1個晶圓載台WST之情形作了說明,但不限於此,可採用具備2個晶圓載台之雙載台型之載台裝置,或亦可採用例如國際公開第2005/074014號小冊子(對應美國專利申請公開2007/0127006號說明書)等所揭示之具備晶圓載台與測量載台之載台裝置。
又,本發明亦能適用於國際公開第2004/053955號小冊子(對應美國專利申請公開第2005/0259234號說明書)等所揭示之液浸曝光裝置。
又,上述各實施形態中待形成圖案之物體(被能量束照射之曝光對象物體)不限於晶圓,亦可以是玻璃板、陶瓷基板、或空白光罩(Mask Blanks)等其他物體。
又,上述實施形態之曝光裝置係藉由將包含本案申請專利範圍中所舉各構成要件之各種次系統加以組裝,以能保持既定之機械精度、電氣精度、光學精度之方式所製造。為確保此等各種精度,於組裝前後,係進行對各種光學系 統進行用以達成光學精度之調整、對各種機械系統進行用以達成機械精度之調整、對各種電氣系統進行用以達成電氣精度之調整。從各種次系統至曝光裝置之組裝製程,係包含機械連接、電路之配線連接、氣壓迴路之配管連接等。當然,從各種次系統至曝光裝置之組裝製程前,有各次系統個別之組裝製程。當各種次系統至曝光裝置之組裝製程結束後,即進行綜合調整,以確保曝光裝置整體之各種精度。此外,曝光裝置之製造最好是在溫度及清潔度等皆受到管理之潔淨室進行。
又,援用與上述各實施形態所引用之曝光裝置等相關之所有公報、國際公開小冊子、美國專利申請公開說明書及美國專利說明書之揭示,作為本說明書記載之一部分。
《元件製造方法》
接著,說明於微影步驟中使用上述各實施形態之曝光裝置之微元件製造方法。圖24係用以說明作為微元件之半導體元件製造方法的流程圖。
首先,於步驟202,在1批晶圓(平板)上蒸鍍金屬膜。於其次之步驟204,於該1批晶圓(平板)上之金屬膜上塗布光阻。之後,於步驟206,藉由上述各實施形態之曝光裝置,視根據設計資料所決定之目標圖案相關之資訊(包含不致成為對應複數個調變元件之配置於平板上假想設定之二維像素尺寸之整數倍尺寸之目標圖案相關之前述基本圖案的重畳資訊)(以及與模板設定相關之資訊),透過投影光學系統PL將以可變成形光罩產生之圖案之像,依序投影至該1 批晶圓(平板)上之各照射區域。
之後,於步驟208,在進行該1批晶圓(平板)上光阻之顯影後,於步驟21中,於該1批晶圓(平板)上以光阻圖案為光罩進行蝕刻,對應設計資料之電路圖案即形成在各晶圓(平板)上之各照射區域。
之後,進行再上層之電路圖案之形成等,製造半導體元件等之元件。因此,能以良好精度將所欲線寬之圖案形成在所欲位置,其結果,能以高良率製造半導體元件等。
又,上述各實施形態之曝光裝置,亦可藉由在平板(玻璃基板)上形成既定圖案(電路圖案、電極圖案等),獲得作為微元件之液晶顯示元件。圖25係用以說明使用上述各實施形態之曝光裝置於平板上形成既定圖案,據以製造作為微元件之液晶顯示元件之方法的流程圖。
步驟302之圖案形成步驟,係使用上述各實施形態之曝光裝置,執行視根據設計資料決定之目標圖案相關之資訊(包含不致成為對應複數個調變元件之配置於平板上假想設定之二維像素尺寸之整數倍尺寸之目標圖案相關之前述基本圖案的重畳資訊)(以及與模板設定相關之資訊),將以可變成形光罩產生之圖案之像透過投影光學系統PL依序形成於感光性基板(塗有光阻之玻璃基板等),所謂之光微影步驟。藉由此光微影步驟,於感光性基板上形成包含多數電極等之既定圖案。之後,曝光後之基板,經顯影步驟、蝕刻步驟、光阻剝離步驟等各步驟而在基板上形成既定圖案。
其次,於步驟304之彩色濾光片形成步驟中,形成對應R(Red)、G(Green)、B(Blue)之3個點之組多數排列成矩陣狀之彩色濾光片,或形成R、G、B3條線之濾光器之組複數排列於水平掃描線方向之彩色濾光片。並在彩色濾光片形成步驟(步驟304)後,執行步驟306單元組裝步驟。步驟306之單元組裝步驟,係使用以圖案形成步驟所得之具有既定圖案之基板、以及於彩色濾光片形成步驟所得之彩色濾光片等組裝液晶面板(液晶單元)。於單元組裝步驟中,例如,在圖案形成步驟所得之具有既定圖案之基板與彩色濾光片形成步驟所得之彩色濾光片之間注入液晶,以製造液晶面板(液晶單元)。之後,於步驟308之模組組裝步驟,安裝用以進行所組裝之液晶面板(液晶單元)之顯示動作之電路、背光單元等各零件而完成液晶顯示元件。因此,於此微元件製造方法之圖案形成步驟中,能將所欲線寬之圖案像以良好精度形成於所欲位置,其結果能以高良率製造液晶顯示元件。
如以上之説明,本發明之圖案形成方法及圖案形成裝置,非常適合於物體上形成圖案。又,本發明之曝光方法及曝光裝置,適用以經由圖案形成裝置之能量束使物體曝光。此外,本發明之元件製造方法適用於微元件之製造。
10‧‧‧照明系
12‧‧‧圖案生成裝置
16‧‧‧載台裝置
17‧‧‧反射面
18‧‧‧雷射干涉儀
20‧‧‧主控制裝置
26‧‧‧反射鏡
30‧‧‧驅動系
32‧‧‧狹縫板
32a‧‧‧玻璃板
32b‧‧‧反射膜
34‧‧‧狹縫對
34x ,34y ‧‧‧開口圖案
36‧‧‧聚光透鏡
38‧‧‧光檢測器
40‧‧‧載台驅動系
41‧‧‧凹部
44‧‧‧空間像測量器
100‧‧‧曝光裝置
134‧‧‧空間像
Gi,j ‧‧‧像素
IA‧‧‧曝光區域
IL‧‧‧照明光
Mij ‧‧‧微反射鏡機構
PA’‧‧‧假想圖案區域
PL‧‧‧投影光學系
Rt‧‧‧路徑
SA1~SA4‧‧‧照射區域
ST‧‧‧載台
TP‧‧‧模板
VM‧‧‧可變成形光罩
W‧‧‧晶圓
圖1係顯示第1實施形態之曝光裝置的概略圖。
圖2係顯示圖1之可變成形光罩中微反射鏡機構之配 置的圖。
圖3係顯示載台及雷射干涉儀的俯視圖。
圖4(A)係顯示狹縫對的俯視圖,圖4(B)係顯示空間像測量器之縱剖面圖。
圖5係顯示曝光區域IA於晶圓上之移動軌道的圖。
圖6(A)係用以說明空間像134y之測量方法的圖,圖6(B)係顯示在空間像測量時所得之光電轉換訊號(光強度訊號)P之一例的圖。
圖7係用以說明空間像134x之測量方法的圖。
圖8(A)、圖8(B)係顯示曝光動作之其他例的圖。
圖9係用以說明在晶圓上之照射區域假想性設定二維像素的圖。
圖10係顯示第2實施形態中,與在晶圓上之複數個照射區域形成圖案像之處理相關之主控制裝置之控制演算的流程圖。
圖11係顯示圖10之次程式110之一例的流程圖。
圖12(A)、圖12(B)及圖12(C)係分別顯示模板TP1、TP2及TP3的圖。
圖13係顯示由配置成矩陣狀之複數個像素構成之假想圖案區域(2維像素區域)PA’的圖。
圖14係顯示目標圖案之一例的圖。
圖15(A)、圖15(B)及圖15(C)係分顯示將模板TP1、模板TP1,TP2及模板TP1~TP3分別與對應假想圖案區域PA’之掃描方向之方向的一端緣接觸設定之狀態的圖。
圖16(A)係針對以5重曝光形成横線圖案之光阻像之情形的圖、圖16(B)及圖16(C)係顯示與圖16(A)之第2層~第6層之圖案組合等價、於一部分具有圖案彼此之重疊區域之一圖案組合例的圖。
圖17(A)係顯示設定於可變成形光罩之模板TP1的圖、圖17(B)顯示圖案資料(光罩資料)之一例的圖、圖17(C)則係顯示於圖17(B)之圖案資料設定模板TP1時,從主控制裝置輸出至驅動系之輸出資料的圖。
圖18係用以說明模板TP1之設定位置變化之情形的圖,顯示假想圖案區域PA’外之第1位置、與假想圖案區域PA’內之第2位置的圖。
圖19(A)~圖19(N)係顯示模板TP1之設定位置從圖18中以實線所示之圖案區域外之第1位置,在假想圖案區域PA’上,1像素1像素變化至圖18中以虛線所示之圖案區域內之第2位置為止時,所擷取之圖案資料變化狀態的圖。
圖20(A)~圖20(H)係分別顯示模板組合之不同例的圖。
圖21(A)及圖21(B)係用以說明為了增加在模板接合部之曝光量,而使鄰接之模板彼此間產生真重複區域(多餘之區域)之場合的圖,圖21(C)、圖21(D)係顯示分別使鄰接之模板彼此間產生真重複區域(多餘之區域)之模板組合之其他例的圖。
圖22係顯示於非掃描方向之所有區域,一定有1處畫面接合之形狀之一模板組合例的圖。
圖23係顯示靜止型曝光裝置所使用,用於3×3=9個分割區域之重疊曝光之分割圖案組合之例的圖。
圖24係用以說明製造作為微元件之半導體元件之製造方法的流程圖。
圖25係用以說明製造作為微元件之液晶顯示元件之製造方法的流程圖。
32‧‧‧狹縫板
34‧‧‧狹縫對
MA‧‧‧載台ST上之區域
Rt‧‧‧軌道
ST‧‧‧載台
SA1~SA10‧‧‧照射區域
SA75,SA76‧‧‧照射區域

Claims (46)

  1. 一種曝光方法,係以經過圖案形成裝置之能量束使物體曝光,其特徵在於:包含檢測步驟,此步驟係在對該物體上之曝光對象之複數個圖案形成區域開始曝光後、至該曝光對象之圖案形成區域全部曝光為止之期間,使用設於保持該物體之移動體的測量用圖案,接收透過該圖案形成裝置之能量束,以檢測關於該能量束與該物體之位置關係的資訊。
  2. 如申請專利範圍第1之曝光方法,其中,該檢測步驟係在使該移動體從一軸方向之一側移動至另一側之動作所伴隨之曝光進行後,到使該移動體從一軸方向之另側移動至一側之動作所伴隨之曝光進行為止的期間進行。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光方法,其中,該測量用圖案係配置在該移動體之保持該物體之部分的附近。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光方法,其中,該複數個圖案形成區域係沿既定排列形成;該檢測步驟,係在對該既定排列中既定數之行中所含每一圖案形成區域進行曝光時實施。
  5. 如申請專利範圍第4項之曝光方法,其中,該檢測步驟係對在每一行分之圖案形成區域進行曝光時實施。
  6. 如申請專利範圍第1項之曝光方法,其進一步包含校正步驟,係使用該檢測結果校正該移動體之移動控制資訊、關於該能量束與該物體之位置關係之資訊、以及測量該移動體位置之測量系之測量資訊之至少一者。
  7. 如申請專利範圍第6項之曝光方法,其中,在對該物體上之曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始後、至該曝光對象之圖案形成區域全部曝光為止之期間,進行該檢測步驟與該校正步驟之雙方。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光方法,其中,該測量用圖案於該移動體設有複數個。
  9. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光方法,其中,該測量用圖案係狹縫狀之開口。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光方法,其進一步包含訊號取得步驟,此步驟係將通過該狹縫狀開口之能量束予以光電轉換,以獲得與通過該狹縫狀開口之能量束對應之光電轉換訊號。
  11. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光方法,其中,該測量用圖案為反射型圖案。
  12. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光方法,其中,該圖案形成裝置包含具有反射鏡元件之光學元件,該反射鏡元件形成有反射面。
  13. 一種曝光方法,係以經過圖案形成裝置之能量束使物體曝光,其特徵在於:包含受光步驟,此步驟係在對該物體上之曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始後、至該曝光對象之圖案形成區域全部曝光為止之期間,使用設於保持該物體之移動體的受光部,接收透過該圖案形成裝置之能量束。
  14. 如申請專利範圍第13之曝光方法,其中,該受光 步驟係在使該移動體從一軸方向之一側移動至另一側之動作所伴隨之曝光進行後,到使該移動體從一軸方向之另一側移動至一側之動作所伴隨之曝光進行為止的期間進行。
  15. 如申請專利範圍第14項之曝光方法,其中,該受光部係配置在該移動體之保持該物體之部分的附近。
  16. 如申請專利範圍第15項之曝光方法,其中,該複數個圖案形成區域係沿既定排列形成;該受光步驟,係在對該既定排列中既定數之行中所含每一圖案形成區域進行曝光時實施。
  17. 如申請專利範圍第16項之曝光方法,其中,該受光步驟係對在每一行分之圖案形成區域進行曝光時實施。
  18. 如申請專利範圍第13至17項中任一項之曝光方法,其進一步包含檢測步驟,係使用該受光結果檢測關於該能量束與該物體之位置關係之資訊。
  19. 如申請專利範圍第18項之曝光方法,其中,在該受光步驟中,使用設於該移動體之測量用圖案,接收該能量束。
  20. 如申請專利範圍第19項之曝光方法,其中,該測量用圖案於該移動體設有複數個。
  21. 如申請專利範圍第19項之曝光方法,其中,該測量用圖案係狹縫狀之開口。
  22. 如申請專利範圍第21項之曝光方法,其進一步包含訊號取得步驟,此步驟係將通過該狹縫狀開口之能量束予以光電轉換,以獲得與通過該狹縫狀開口之能量束對應 之光電轉換訊號。
  23. 如申請專利範圍第19項之曝光方法,其中,該測量用圖案為反射型圖案。
  24. 如申請專利範圍第13項之曝光方法,其進一步包含校正步驟,係使用該檢測結果校正該移動體之移動控制資訊、關於該能量束與該物體之位置關係之資訊、以及測量該移動體位置之測量系之測量資訊之至少一者。
  25. 如申請專利範圍第24項之曝光方法,其中,在對該物體上之曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始後、至該曝光對象之圖案形成區域全部曝光為止之期間,進行該檢測步驟與該校正步驟之雙方。
  26. 如申請專利範圍第13至17項中任一項之曝光方法,其中,該圖案形成裝置包含具有反射鏡元件之光學元件,該反射鏡元件形成有反射面。
  27. 一種元件製造方法,係包含微影步驟,其特徵在於,包含:使用申請專利範圍第1至26項中任一項之曝光方法使物體曝光之動作;使經曝光之該物體顯影並於該物體之表面形成光罩之動作;以及透過該光罩加工該物體之動作。
  28. 一種曝光裝置,係以經過圖案形成裝置之能量束使物體曝光,其特徵在於:具備保持該物體並進行移動之移動體; 在該移動體之保持該物體之部分以外之部分,且對該物體上之曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始後、至該曝光對象之圖案形成區域全部曝光為止之期間該能量束通過之部分,設有測量用圖案。
  29. 如申請專利範圍第28項之曝光裝置,其進一步具備校正裝置,此裝置係校正該移動體之移動控制資訊、關於該能量束與該物體之位置關係之資訊、及測量該移動體之位置之測量系之測量資訊之至少一者。
  30. 如申請專利範圍第28或29項之曝光裝置,其中,該測量用圖案為狹縫狀之開口;並進一步具備檢測器,此檢測器係檢測經過該圖案形成裝置之能量束中、通過該狹縫狀開口之能量束。
  31. 如申請專利範圍第30項之曝光裝置,其進一步具備控制裝置,此裝置係控制該移動體之移動,以使該狹縫狀開口與該能量束相對移動。
  32. 如申請專利範圍第30項之曝光裝置,其中,該檢測器係將通過該狹縫狀開口之能量束予以光電轉換,以獲得與通過該狹縫狀開口之能量束對應之光電轉換訊號。
  33. 如申請專利範圍第28或29項之曝光裝置,其中,該測量用圖案為反射型圖案;並進一步具備檢測以該反射型圖案反射之光的檢測器。
  34. 如申請專利範圍第28或29項之曝光裝置,其中,該圖案形成裝置包含具有反射鏡元件之光學元件,該反射 鏡元件形成有反射面。
  35. 一種曝光裝置,係以經過圖案形成裝置之能量束使物體曝光,其特徵在於:具備保持該物體並進行移動之移動體;在該移動體之保持該物體之部分以外之部分,且對該物體上之曝光對象之複數個圖案形成區域之曝光開始後、至該曝光對象之圖案形成區域全部曝光為止之期間該能量束通過之部分,設有接收經過該圖案形成裝置之能量束的受光部。
  36. 如申請專利範圍第35項之曝光裝置,其中,該受光部,係在使該移動體從一軸方向之一側移動至另一側之動作所伴隨之曝光進行後,到使該移動體從一軸方向之另一側移動至一側之動作所伴隨之曝光進行為止的期間,接收該能量束。
  37. 如申請專利範圍第35項之曝光裝置,其中,該受光部,係配置於該移動體之保持該物體之部分的附近。
  38. 如申請專利範圍第35項之曝光裝置,其中,該複數個圖案形成區域係沿既定排列形成;該受光部,係在對該既定排列中既定數之行中所含每一圖案形成區域進行曝光時接收該能量束。
  39. 如申請專利範圍第35項之曝光裝置,其中,該受光部,係對在每一行分之圖案形成區域進行曝光時接收該能量束。
  40. 如申請專利範圍第35項之曝光裝置,其進一步具 備校正裝置,此裝置係校正該移動體之移動控制資訊、關於該能量束與該物體之位置關係之資訊、及測量該移動體之位置之測量系之測量資訊之至少一者。
  41. 如申請專利範圍第40項之曝光裝置,其中,在該受光部中,具備設於該移動體之測量用圖案。
  42. 如申請專利範圍第41項之曝光裝置,其中,該測量用圖案為狹縫狀之開口;並進一步具備檢測器,此檢測器係檢測經過該圖案形成裝置之能量束中、通過該狹縫狀開口之能量束。
  43. 如申請專利範圍第42項之曝光裝置,其進一步具備控制裝置,此裝置係控制該移動體之移動,以使該狹縫狀開口與該能量束相對移動。
  44. 如申請專利範圍第42項之曝光裝置,其中,該檢測器係將通過該狹縫狀開口之能量束予以光電轉換,以獲得與通過該狹縫狀開口之能量束對應之光電轉換訊號。
  45. 如申請專利範圍第42項之曝光裝置,其中,該測量用圖案為反射型圖案;並進一步具備檢測以該反射型圖案反射之光的檢測器。
  46. 如申請專利範圍第35至45項中任一項之曝光裝置,其中,該圖案形成裝置包含具有反射鏡元件之光學元件,該反射鏡元件形成有反射面。
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