CN101414131B - 微影制程的曝光装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种微影制程的曝光装置及方法，该微影制程的曝光装置，至少包括可变聚焦元件。可变聚焦元件可包含在电场存在下可被变形的透明膜。透明膜的变形可允许放射光束的焦距作调整。在一实施例中，可调整可变聚焦元件，藉以提供曝光目标上的第一位置具有第一焦距的放射光束、和提供此曝光目标上的第二位置具有第二焦距的放射光束。也提供一种微影制程的方法和电脑可读取媒体。
Description
技术领域
本发明涉及一种微影制程，特别是涉及一种有关施加于制造半导体元件的微影制程的曝光装置及方法。
背景技术
扫描器，已知如步进扫描系统，为一种应用于现今的微影制程(或称为光刻工艺)以制造半导体元件的曝光工具。当曝光基材上的光敏材料时，扫描器用以移动基材(例如：晶圆)与图罩(通常称为光掩膜)的相对位置。常见的扫描器，与其它常见的曝光工具一样，均受限于曝光工艺(工艺即制程，本文均称为工艺)在既定曝光场中以固定的焦距执行。曝光场包括基材的区域，且此区域为单一曝光或“照射”覆盖(如：曝光)。相对于此，今日的半导体元件因基材平面上的特征高度的极大变化而通常包括极大的图案密度差异。例如：双重镶嵌工艺是一种在半导体元件中形成连接线的典型方法，此双重镶嵌工艺提供大步阶高度差，而导致大曝光场内聚焦范围。此场内聚焦范围对聚焦深度(Depth-Of-Focus：DOF)造成不良冲击。在微影制程中较差的DOF会降低解析度。因此，需要一种改进的曝光装置与方法。
由此可见，上述现有的曝光装置及方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的微影制程的曝光装置及方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的曝光装置及方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的微影制程的曝光装置及方法，能够改进一般现有的曝光装置及方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的曝光装置及方法存在的缺陷，而提供一种新的微影制程的曝光装置及方法，所要解决的技术问题是使其用以改 进曝光场内焦距并增进曝光品质，非常适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种微影制程的曝光装置，该微影制程的曝光装置是一步进扫描系统，且其至少包括：一放射源，操作来提供一放射光束以曝光一半导体基材；一位准感测器，用以判断该半导体基材上的一第一特征的一第一高度与一第二特征的一第二高度，并且提供该第一高度的指示与该第二高度的指示给一控制器，其中该第一特征与该第二特征位在该半导体基材的一单一曝光场中；一可变聚焦元件，其中该可变聚焦元件至少包含一膜，且当一第一电场施加在该膜时，该可变聚焦元件是装设来提供一第一焦距，而当一第二电场施加于该膜时，该可变聚焦元件是装设来提供一第二焦距；该控制器，操作地耦合于该可变聚焦元件，其中该控制器是安装来在当曝光该半导体基材的该单一曝光场时藉由个别地提供该第一电场和该第二电场的方式来控制该可变聚焦元件。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的微影制程的曝光装置，其中所述的膜包含一透明固态材料和一透明液体材料的至少之一，或包含硅。
前述的微影制程的曝光装置，其更包含一光掩膜，该光掩膜包含有用以形成一电路的一部分的一图案，其中该光掩膜位于该放射源与该可变聚焦元件之间。
前述的微影制程的曝光装置，其中所述的可变聚焦元件是一微光机电系统元件。
本发明的目的及解决其技术问题另还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种微影制程的曝光方法，至少包括以下步骤：利用一步进扫描系统的一放射源来提供一放射光束，其中该步进扫描系统包含该放射源、一位准感测器、一控制器以及一可变聚焦元件，该可变聚焦元件包含一透明膜，其中该控制器可操作地耦合于该透明膜，该控制器利用调整施加在该透明膜上的电场强度来控制该透明膜的变形，藉此改变该放射光束通过该膜的焦距；利用该位准感测器来判断一基材的一第一位准与该基材的一第二位准，其中该第一位准和该第二位准包含在该基材上的一单一曝光场中；利用所判断出的该第一位准，判断曝光该基材的一第一焦距、以及利用所判断出的该第二位准，判断曝光该基材的一第二焦距；利用该控 制器变形该透明膜，藉以提供的一第一变形膜；使所提供的该放射光束通过该第一变形膜，以提供该第一焦距；在该放射光束已通过该第一变形膜之后，将该基材曝光于该放射光束，其中将该基材曝光于该放射光束的步骤包含形成一图案于该基材上，该图案包含一电路特征的一部分；接着利用该控制器变形该透明膜，藉以提供一第二变形膜；使所提供的该放射光束通过该第二变形膜，以提供该第二焦距；以及在该放射光束已通过该第二变形膜之后，将该基材曝光于该放射光束，其中在该放射光束已通过该第一变形膜之后将该基材曝光于该放射光束的步骤、以及在该放射光束已通过该第二变形膜之后将该基材曝光于该放射光束的步骤是在一单一曝光场中进行。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的微影制程的曝光方法，其中变形该透明膜的步骤包含使该透明膜提供一抛物线状的表面，且该透明膜是一含有硅的膜。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：
为达到上述目的，本发明提供了一种微影制程的曝光装置，此装置至少包括可提供放射光束来曝光半导体基材的放射源、包含透明膜的可变聚焦元件、控制可变聚焦元件的控制器、以及定位半导体基材的基材平台，其中当施加电场于透明膜，透明膜会变形，变形的膜改变放射光束通过膜的焦距，因此当不同的电场个别地施加于该透明膜时，可变聚焦元件可提供不同的焦距。
另外，为达到上述目的，本发明还提供了一种用于微影制程的曝光工艺的电脑可读取媒体，电脑可读取媒体至少包括决定微影参数的多个电脑可读取指令。其中多个电脑可读取指令至少包含接收在一半导体基材上的位准的至少一个测定，其中位准包含在一参考平面上的第一特征的高度；提供用来曝光该第一特征的焦距；判断膜的调整，以提供所决定的焦距。
再者，为达到上述目的，本发明再提供了一种微影制程的曝光方法，此方法包括：提供放射光束；提供透明膜的变形，其中膜可由施加一电场至膜使其变形，使放射光束通过变形的膜可改变放射光束的焦距，然后基材曝光于放射光束，而在基材上形成电路特征的部份图案。
依照本发明一较佳实施例，方法包括接收基材的第一位准以用于曝光，并且决定膜用来曝光第一位准的适当的焦距。除第一位准之外，方法也包括接收基材的第二位准以用于曝光，并且变形该膜提供一适当的焦距曝光第二位准，第一位准和第二位准皆包含在相同的场里。因此，在实施例中，方法可用以改进曝光场内焦距。
借由上述技术方案，本发明微影制程的曝光装置及方法至少具有下列优点及有益效果：
本发明用以改进曝光场内焦距并增进曝光品质。
综上所述，本发明提供一种微影制程的曝光装置，至少包括可变聚焦元件。可变聚焦元件可包含在电场存在下可被变形的透明膜。透明膜的变形可允许放射光束的焦距作调整。在一实施例中，可调整可变聚焦元件，藉以提供曝光目标上的第一位置具有第一焦距的放射光束、和提供此曝光目标上的第二位置具有第二焦距的放射光束。也提供一种微影制程的方法和电脑可读取媒体。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1A是绘示曝光装置的一实施例的示意图。
图1B是绘示由图1A的曝光工具所产生的放射光束的一实施例的剖面图。
图2是绘示一种曝光系统的一实施例的方块图。
图3是绘示微影方法的一实施例的流程图。
100：曝光装置 102：投影系统壳体
104：放射源 106：图罩边缘遮罩组件
108：镜片 110：光掩膜
112：可变聚焦元件 114：成像透镜元件
116：位准感测器 118：基材平台
120：基材 122：放射光束
124：放射光束 200：曝光工艺系统
202：曝光装置 204：位准感测器
206：电脑 300：方法
302：步骤 304：步骤
306：步骤 308：步骤
310：步骤
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的微影制程的曝光装置及方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
本发明大体上是揭露有关于一种微影制程，且特别是有关于有利于半导体元件制造的曝光工艺和系统。然而，可理解的是，特定实施例的提出是作为教示更广的发明概念的例子，在此技术领域中具有通常知识者可以轻易应用本发明揭露的教示于其他方法或装置中。例如：虽然在此所描述的，如可应用在于基材(例如晶圆)上制造半导体元件的微影系统及方法，本发明揭露可应用在使用微影的其他技术，例如印刷电路板。此外，可理解的是在本发明揭露中所讨论的方法和装置包含一些现有习知的结构及/或工艺。而这些结构和工艺在此技术中为已知，将只讨论这些结构和工艺的一般程度的细节。另外，为了方便与范例的目的，在整份图式中的参考编号会重复，这样的重复并不表示整份图式中的特征或步骤的任何必要结合。
请参阅图1A所示，其绘示一种曝光装置100的一实施例的示意图。曝光装置100是以简化方式绘示，以概略性地描述一般熟知的组件和系统，更特别是描述本实施例特有的元件和系统。例如：曝光装置100包括许多透镜、平台、镜片、对准系统、过滤器及/或其他系统和元件。额外的系统及/或元件可包含在曝光装置100的投影系统壳体102中、曝光装置100的投影系统壳体102上及/或邻近曝光装置100的投影系统壳体102。曝光装置100可以是步进器、扫瞄器、步进扫描系统、浸润式微影装置及/或其他能将基材曝光于放射线的装置。在扫描过程中，藉由扫瞄器或步进扫描系统来执行，以取代整个曝光场的一次曝光，场的曝光的进行是经由曝光孔径，常称为狭缝(Slit)。
曝光装置100包含放射源104，以提供放射光束(例如放射能量)。放射源104可以是任何合适的光源，例如紫外光(Ultra-violet；UV)源、深紫外光(Deep-ultra-violet；DUV)源、或极紫外光(Extreme-ul tra-violet；EUV)源。例如：放射源104可以是水银灯、氟化氪(KrF)准分子激光(即雷射，本文均称为激光)、氟化氩(ArF)准分子激光、氟(F2)准分子激光、及/或其他光源。放射源104产生入射至基材120上的放射光束。
曝光装置100包含投影系统壳体102，此投影系统壳体102可以提供机壳，而放射源104所产生的放射光束可行进通过机壳。投影系统壳体102 包含有助于进行曝光工艺的多个组件，包含那些已说明与未说明者，例如透镜、过滤器、反射器(例如镜子)。如同已描述的，曝光装置100包含反射器、镜片108，以指引放射源104朝向曝光目标(例如基材120)所产生的放射光束的路径。曝光装置100亦包含成像透镜元件114。成像透镜元件114可包含单一透镜或多个透镜组件，以装设来投影放射光束于基材120上。成像透镜元件114可提供关于基材120的放射光束的聚焦。
利用图罩(在此称为光掩膜)来提供欲利用曝光装置100曝光的图案。在例示的实施例中，在进行曝光工艺时，将光掩膜110设在曝光装置100中。光掩膜110可包括含有透明基材，例如熔融硅石(SiO2)、硼硅玻璃、或钠钙玻璃。光掩膜110可包含吸收层(例如用以吸收放射线的材料)。吸收层的材料可以是铬(Cr)、氧化铁或无机膜，包括例如硅化钼、硅氧化锆、氮化硅及/或氮化钛、及/或其他在此技术领域中已知的放射线吸收材料。图案化吸收层，以使此吸收层具有一个或多个开口，开口可使放射光束通过光掩膜110而不会被严重吸收。光掩膜110亦包含一个或多个吸收区(例如吸收层所在的区域)，放射光束可能遭到吸收区完全或部分吸收，而完全或部分地阻挡放射光束通过光掩膜110。如此一来，行经光掩膜110之后的放射光束在其剖面上含有图案，如吸收/非吸收区所提供的图案。图案可提供位在基材120上的光敏性材料层的图案化，描述如下。此图案可用来在基材120上制造一个或多个电路特征或部份电路特征。在一实施例中，光掩膜110包括具有图案的二元式强度光掩膜(二元式光掩膜)，此图案包括铬区(如吸收区)和透明区。在其他实施例中，光掩膜110可包含交替式相位偏移光掩膜(Alternating Phase Shift Mask；AltPSM)、衰减性相位偏移光掩膜(Attenuating Phase Shift Mask；AttPSM)、无铬相位微影(Chromeless Phase Lithography；CPL)光掩膜或/及在此技术领域中已知的可能光掩膜技术。光掩膜110可进一步包含光学邻近效应修正(OpticalProximity Correction；OPC)特征。光掩膜110可定位在平台(未绘示)上，使得光掩膜110可以移动来配合曝光装置100的扫描功能。
曝光装置100更包含用以支持、定位、移动、和其他操作基材(例如晶圆)120的基材平台118。基材平台118可相对于光掩膜110定位，藉以使位在基材平台118上的基材120的适当部分曝光于包括在光掩膜110上的适当图案。基材平台118可提供步进扫描工艺。基材平台118也可操作来定位基材120的垂直方向，因此可改变由基材120到成像透镜元件114的相对距离来提供合适的曝光。
基材120可以是半导体基材(例如晶圆)。基材120可包括硅、锗、钻石及/或复合半导体材料。在其他实施例中，基材120可包括材料，例如形成光掩膜，例如光掩膜110的熔融硅或氟化钙、薄膜晶体管液晶显示(TFT LCD)元件的玻璃、及/或其他有助于曝光工艺的可能材料。基材120可包括形成于其上的多个特征，这些特征包括一个或更多个图案化层。在一实施例中，基材120包括利用双重镶嵌工艺所形成的连接线特征或其部份。基材120可包括数层及/或数个特征，例如双重镶嵌结构，这些层及/或特征提供基材120的多种地形。基材的多种地形提供依照一参考平面所决定的在基材上不同的特征高度(例如：依照一参考平面所决定的横跨基材120的最高层的不同高度)。在基材120上一个位置的最高层(或特征)的高度在此可当作一位准。此位准可由位准感测器所测定，以下将描述更进一步的细节。在基材120的多个位准的决定提供一位准感测地图(例如在基材上两个或更多个位置的基材相对高度的表示。)
基材120更包括将利用曝光装置100来曝光的光敏性材料层。此光敏性材料可包含光阻，例如化学增幅型光阻(Chemical AmplificationResist；CAR)。基材120包含多片晶粒(例如：集成电路元件)。基材120亦包括多个曝光场。一曝光场包括由曝光装置100以单一曝光照射的一基材120区域。一曝光场可包括一个或多个晶粒及/或其部分。基材120包括由数个邻近曝光场所构成的一矩阵(例如列与行)。此曝光场矩阵可提供相邻曝光场之间的重叠(例如：基材120的一区域可包含在超过一个曝光场内)。曝光装置100施加放射光束于基材120表面上，且特别是在单一曝光场中且涂覆有光敏性材料的基材120表面上，其中放射光束的剖面具有图案。图案可由光掩膜110定义。
进行曝光工艺步骤之前，基材120可通过包含在基材120上形成光敏性材料层的其他多种工艺。光敏性材料一般包括在基材上的光阻层。在基材上形成光阻层时可利用旋转涂布工艺、沉积工艺及/或在此技术领域中已知用以形成一层的其他工艺来进行。形成光阻层之后，可软烤基材120，来蒸发溶剂。接着，可将基材120转移到曝光装置100，特别是转移到基材平台118。曝光之后，可对基材120进行进一步的微影制程处理，例如后曝光烘烤以提供聚合物的分解和其后曝光图案的显影。图案可用以在基材上形成一个或多个特征，例如栅极特征、源极特征、漏极特征、内连线特征、隔离特征及/或在此技术领域中已知的其他集成电路特征。可使用传统制造方法，例如离子植入、扩散、沉积、电镀、蚀刻、化学机械研磨、氧化及/或在此技术领域中已知的其他工艺，来形成这些特征。基材120可通过多个微影制程来加以处理，以在基材120上形成元件，在此期间曝光装置100可于基材120上进行多次曝光工艺。
曝光装置100亦包括位准感测器116。位准感测器116可提供基材120的地形或其任何部分(例如位准)的测定。位准感测器116可提供在基材120上的一点或多点的基材120最高表面的相对高度的测定。在一实施例中，位 准感测器116可测定在基材上复数点的位准来产生位准感测地图。位准感测器116可操作地耦合于控制器，且控制器可利用位准感测器116的输出(例如：已测定的位准或位准感测地图)，以决定一个或多个曝光装置100的工艺参数，更进一步的细节如参阅图2所作的描述。在一实施例中，位准感测器116量测基材120的最高表面的斜率。位准感测器116可包括，例如放射(例如光)源、反射器(例如镜片)、检测器及/或在此技术领域中已知的其他元件。
曝光装置100亦包括图罩边缘遮罩组件(ReticleEdge MaskingAssembly；REMA)106。图罩边缘遮罩组件106在曝光工艺期间藉由遮罩部分的入射放射的方式来定义欲照明的光掩膜110的区域，如第1b图所示。在一实施例中，图罩边缘遮罩组件106包括多片，这些片矩形地定位且可移动的，以定义使放射线通过的开口。
曝光装置100更包含可变聚焦元件112。可变聚焦元件112提供焦距的调整，此焦距由曝光装置100所提供。在一实施例中，可变聚焦元件112提供在曝光工艺中焦距的调整。例如，在一实施例中，可变聚焦元件112提供欲用来曝光基材120的多个焦距。在一实施例中，可变聚焦元件112提供欲用来曝光基材120上的单一曝光场的多个焦距。可变聚焦元件112包含可调整的透明孔径。放射线，例如来自放射源104的放射光束，可通过此可调整的透明孔径。在一实施例中，校准可变聚焦元件112，使得其可变的孔径控制曝光装置100在扫描模式下的狭缝尺寸。
可变聚焦元件112，特别是透明孔径，可包括液态或固态的透明材料。在一实施例中，透明材料形成一膜。在一实施例中，此膜包含硅。在另一实施例中，此膜包含结晶硅。可将此膜予以静电变形。亦即所施加的一电场可变形此膜。当变形时，此膜可提供一抛物线状的表面。如此，此膜可包括可操作来抛物线状地变形的任何材料。所施加的电场强度可影响变形的程度。此膜可以是当电场移除时，此膜会回到其原本的形状(例如表面是实质平坦的)。膜的表面对于入射放射光束作为透镜。因此，膜的变形提供来改变入射放射光束的焦距。可变形的膜依据所施加电场的强度而可提供多个焦距。因此，藉由简单地改变施加电场，可变形的膜提供多个焦距之间的容易变化。可变形的膜可使用绝缘层上覆硅(Silicon-on-insulator；SOI)工艺来形成。
可变聚焦元件112操作地耦合于控制器(例如集成电路控制器)。控制器可操作来改变或调整施加于可变聚焦元件112的电场。此电场的形成可藉由施加一电压在耦合于可变聚焦元件112的膜的两个电极之间。控制器可根据提供产生所需焦距的变形所要求的电场强度，来决定欲施加的电压。控制器可提供第一电压和随之而生的电场给基材120上第一位置，并且提 供第二电压和随之而生的电场(与第一不同)给基材120上第二位置。在一实施例中，控制器在单一曝光场内提供不同焦距给基材120，其中这些焦距欲由可变聚焦元件112所提供。在一实施例中，控制器操作地耦合于位准感测器116，藉此可接收来自位准感测器116的资讯，例如位准感测地图。举例而言，来自位准感测地图的资讯可用于决定曝光工艺的一个或更多个所需的焦距，如下参阅图2所作的描述。
可变聚焦元件112的膜可包括微机膜。在一实施例中，可变聚焦元件112可以是微机电系统(Micro-electro-mechanical System；MEMS)元件。在另一实施例中，可变聚焦元件112可以是微光机电系统(Micro-opto-electro-mechanical System；MOEMS)元件。一种这样的微光机电系统元件已描述于由梅施德(英文名为：Mescheder)等人于2006年光学工程国际学会(SPIE)6186卷中所发表的“基于MOEM技术的主动聚焦元件(Active focusing device based on MOEMS technology)”，在此一并列入参考。
现在请参阅图1B，以剖面所绘示的是已行经曝光装置而入射于基材上的放射光束124，其中曝光装置如图1A所示的曝光装置100。放射光束122可由放射源104所产生，如上之更详细描述。放射光束122可为紫外线放射光束、深紫外线放射光源、极紫外放射光源、及/或在此技术领域中已知的任何其他放射线类型。如图1B所示，放射光束122形成入射于基材120上的放射光束124。放射光束124包含已通过曝光装置的一个或多个元件的放射光束122；其中这些元件提供部分放射光束124的吸收或反射。放射光束124是由图罩边缘遮罩组件106、光掩膜110、可变聚焦元件112所定义，全部已参阅图1A而更详细地描述。所产生的光束，即放射光束124定义曝光场或部分的曝光场，而入射在曝光目标上(例如基材120)。
图罩边缘遮罩组件106会遮蔽部分的放射光束122(例如完全或部分吸收)，其中图罩边缘遮罩组件106遮蔽光掩膜110不想被曝光的区域。图罩边缘遮罩组件106可定义欲被照明光掩膜110的区域，且当放射光束122从放射源传送出时，图罩边缘遮罩组件106定位在光掩膜110前，例如图1A所示。在一实施例中，图罩边缘遮罩组件106可近乎邻近地设置于光掩膜110(未绘示)。图罩边缘遮罩组件106包含数个调节器，以提供来移动图罩边缘遮罩组件106的吸收部份(例如片)(例如：调整区域来遮蔽放射线，如图1B所示的阴影区域)。图罩边缘遮罩组件106因此可定义放射光束122的形状。放射光束122接着通过光掩膜110，而一图案定义在放射光束122的剖面中，如上参阅图1A所作的更详细描述。
通过光掩膜110之后，放射光束122是入射于可变聚焦元件112的上。可变聚焦元件112可使用包含在可变聚焦元件112内的可变形透明膜来调 整放射光束122的焦距，如上参阅图1A所作的详细描述。虽然以如包含水平方向的剖面线绘示(例如狭缝)。在一实施例中，可变聚焦元件112包含透明膜，其中此透明膜可容许放射线的可变部份通过而到水平方向的晶圆(例如狭缝)。因此，投影于基材120之前，放射光束124已至少由图罩边缘遮罩组件106、光掩膜110和可变聚焦元件112所定义。放射光束122及/或放射光束124可通过多个滤波器、透镜、及/或在此技术领域中已知可进一步地定义光束的形状、图案、构图、焦距、及/或其他特性的其他元件。
现在请参阅图2所示，其绘示说明一种曝光工艺系统200的一实施例的方块图。曝光工艺系统200可用以提供工艺控制，以改善曝光品质。在一实施例中，此曝光工艺系统200可用来增加场内聚焦的范围。曝光工艺系统200容许焦距局部地调整，以补偿在基材的目标区域(例如曝光场)上的地形差异。此对比于传统以一固定的焦距执行的曝光工艺。此曝光工艺系统200包含曝光装置202、位准感测器204和电脑206，曝光工艺系统200描绘多个箭头以说明资讯流向。虽然以不同单元绘示，但位准感测器204可以包含在曝光装置202内。同样地，电脑206可为包含在曝光装置202及/或位准感测器204中的软体及/或硬体。曝光装置202可实质近似于曝光装置100，如上参阅图1A所作的详细描述。位准感测器204可实质上近似于位准感测器116，亦如上参照第1a图所作的描述。
位准感测器204可操作耦合于电脑206，藉以使得资讯可传送于位准感测器204和电脑206之间。所传送的资讯可包含一个或多个基材地形的测定(例如位准感测地图)。位准感测地图可包括在基材上一个或多个点的位准(例如相对于平面的高度)。在一实施例中，位准感测地图可包括多个位准，其中每一个位准对应于基材的单一曝光场上的一点。
电脑206是能够处理、执行或其他操作资讯的资讯处理系统。电脑206包括电脑可读取媒体，以储存功能性描述素材(例如软体或资料结构)。此类的功能性描述素材在电脑可读取媒体上编码时给予功能。电脑206亦可包括处理器，以处理或其他操作已接收及/或已储存的资料。电脑206可包括具有功能控制器，如上述参阅图1A和图1B的可变聚焦元件112的控制器的说明。
在一实施例中，电脑206依据所接收的位准感测地图来决定补偿地图。补偿地图可包含欲应用于基材的曝光工艺的一个或多个参数的决定。这些参数可全部或部分地补偿地形差异，这些地形差异决定且提供在位准感测地图中。在一实施例中，补偿地图提供一个或更多个参数，其中这些参数欲应用于基材上的数点中的每一点的曝光工艺。例如，在一实施例中，补偿地图明确说明欲应用来曝光基材的第一区域的第一焦距、以及欲应用来曝光基材的第二区域的第二焦距。在一实施例中，基材的第一区域和第二 区域在单一曝光场内。在一实施例中，补偿地图更对应于基材上的地点的所需焦距而提供施加至包含在曝光装置202内的可变聚焦元件的电场强度。可变聚焦元件可实质上近似于可变聚焦元件112，如上参照第1a图和第1b图所作的描述。电脑206可包含、或可操作地耦合于一控制器，此控制器可操作施加一已定电场(例如供应一电压)，例如由补偿地图所提供，到可变聚焦元件112。
如一例子，在一实施例中，提供基材，例如上述参阅图1A和图1B所描述的基材120。位准感测器204测定基材的一个或多个位准，而产生一位准感测地图。特别是，位准感测地图提供基材上的至少一个位置而决定一位准(例如高度)，称为第一位准，在此例子中此至少一位置称为第一位置。第一位准可为在曝光装置202的一般聚焦深度外。位准感测地图与电脑206连通。当第一位置曝光时，电脑206可产生补偿地图，而决定欲由曝光装置202提供的修改焦距。这个修改的焦距可提供第一位置适当的曝光，藉以使其落在聚焦深度内。补偿地图更可包括多个修改焦距，其中每一个修改焦距对应于晶圆上的一个位置，且位准感测器已提供每个位置一个位准。电脑206接着决定欲施加于曝光装置202的可变聚焦元件上的电场强度及/或电压，来提供已修改的焦距。接着施加电场于曝光装置202的可变聚焦元件，并且使用具有由可变聚焦元件决定的焦距的放射光束来曝光第一位置。因此，曝光工艺系统200藉由使用资讯(例如位准感测地图)来提供预测工艺控制的系统和方法，以在曝光前判断曝光装置202所提供的焦距。藉由调整施加至可变聚焦元件的电场，可调整曝光装置202(例如可变聚焦元件)所提供的焦距，以使用预测资讯在一既定焦距下曝光基材上的一局部区域。再者，藉由调整施加至可变聚焦元件的电场，可调整曝光装置202(例如可变聚焦元件)所提供的焦距，以提供基材上的多个点的曝光，其中这些点位在不同焦距。
在一实施例中，电脑206提供其他参数来补偿位准感测地图，例如调整介于晶圆与曝光的透镜之间的距离、及/或调整曝光工具的图罩边缘遮罩组件，例如图罩边缘遮罩组件106。在其他实施例中，电脑206接收来自其他来源的资讯以取代或增加来自位准感测器204的资讯。此资讯亦可用来决定可变聚焦装置的所需修正(例如调整)，并且可包括与任何焦距变动来源有关的资讯，例如在曝光装置202中或应用在曝光工艺中的光掩膜。
现在请参阅图3所示，提供一种进行微影制程的方法。方法300包括应用在微影制程中的一种曝光工艺。方法300开始于步骤302，此处提供涂有光敏性材料的基材。所提供的基材可实质上近似于基材120，如上参阅图1A所作的描述。基材上的光敏性材料(例如光阻)的形成可使用旋转涂布工艺、沉积工艺、及/或由在此技术领域中已知的其他的工艺。光阻可包含正光阻 或负光阻。在基材上可呈现一个或更多个层、及/或特征除了光阻层外，包括在下面的光阻层。光阻层形成之后，可烘烤基材，以准备曝光工艺。
方法300接着进行至步骤304，在此步骤304中，提供包含可变聚焦元件的曝光装置。所提供的曝光装置可实质上近似于曝光装置100及/或曝光装置202，如上参照第1a图和第2图所作的叙述。可变聚焦元件可实质上近似于可变聚焦元件112，如上参照第1a至第1b图所作的叙述。曝光装置可包含阶段性平台，其中上方参照步骤302所提供的基材设置在此阶段性平台上。此阶段性平台可实质上近似于基材平台118，亦如上参照第1a图所作的描述。
方法300接着进行至步骤306，其中位准感测地图包含依在基材上的至少一点的最高特征(例如层)的位准(例如：从一参考平面的高度)的决定。在一实施例中，依在一曝光场内多个点决定最高特征的位准或高度。可利用位准感测器，例如位准感测器116，来产生位准感测地图，如上参照第1a图所作的描述；及/或位准感测器204，如上参照第2图所作的描述。
方法300接着进行至步骤308，在此步骤308中，调整可变聚焦元件以提供曝光工艺适当的焦距。可变聚焦元件的调整提供由可变聚焦元件和其曝光装置所提供的焦距的变化。使用位准感测地图来决定焦距所需要的调整，如上参照步骤306所作的描述。在一实施例中，产生补偿地图，以提供基材上的多个点从参考平面的焦距的所需补偿的判断。可调整可变聚焦元件，来提供所需的全部或部份补偿。藉由将可变形的膜暴露于已决定强度的电场下，可调整可变聚焦元件，其中此可变形的膜包含在可变聚焦元件中，如同参照第1a图所示的可变聚焦元件112所提供的更详细的说明。
方法300接着进行至步骤310，其中曝光一场在基材上。在一实施例中，利用扫描曝光工艺曝光此场。入射于基材上的放射光束曝光电路特征的图案或其部份在曝光场中(例如暴露于放射线的基材部份)。利用可变聚焦元件可部份的定义曝光场。特别的是，可变聚焦元件部份地定义放射光束的焦距，其中此放射光束照射于基材上并且提供曝光场。在曝光工艺中，可变聚焦元件可允许曝光装置的放射光束的焦距被调整。例如，在一实施例中，可变聚焦元件对于一给定基材提供在曝光工艺内一个或更多个不同的焦距。在一实施例中，可变聚焦元件对于在基材上的给定曝光场允许在曝光工艺内提供一个或更多个不同的焦距。亦可根据在曝光场中的一给定特征，例如双重镶嵌内连线结构的存在，来调整可变聚焦元件。
因此，方法300在曝光工艺内提供可修改的焦距。虽然在此所描述为可修正的聚焦对应于由基材的地形的位准感测器的决定，方法300的一实施例可提供对应于其他参数的可调整的聚焦，其中方法300包括可变聚焦元件的使用。在一实施例中，基材的地形可利用除了位准感测器的外的装 置来加以决定。可修正的焦距有助于补偿任何可能影响曝光装置及/或工艺的聚焦范围的参数，包含导因于光掩膜、透镜、或曝光装置的其他组件、及/或曝光工艺的那些结果任何可用补偿。再者，方法300可包括利用外加的方式，例如基材的定位的调整，来调整曝光装置所提供的焦距。
因此，本发明揭露提供一种装置。此装置包括放射源，此放射源可操作的提供放射光束。亦包括可变聚焦元件。可变聚焦元件包含膜。在一实施例中，当电场施加于膜时，膜为可变形的。在一实施例中，已变形的膜改变通过膜的放射光束的焦距。此装置亦包括一控制器，此控制器可操作地耦合于可变聚焦元件和基材平台，用来定位半导体基材。
亦提供一包含多个指令的电脑可读取媒体。这些指令包括提供接收半导体基材上的一位准的至少一决定。位准包括在一参考平面上的第一特征的高度。这些指令更提供决定欲用来曝光第一特征的焦距。亦提供的是决定一膜的调整，以提供所决定的焦距。
进一步提供的是一种微影方法。此方法包括提供放射光束。亦提供的是变形一透明膜。在一实施例中，藉由施加一电场至膜可变形此膜。放射光束通过变形的膜。通过变形的膜可改变放射光束的焦距。接着以放射光束曝光基材，以在基材上形成部份电路特征的图案。在一实施例中，方法可包括接收欲曝光的基材的第一位准与变形膜，以提供适当焦距来曝光第一位准。在一实施例中，方法亦可包括接收欲曝光的基材除第一位准的外的第二位准、以及变形此膜以提供一适当焦距来曝光第二位准。在一实施例中，第一位准和第二位准包含在相同的曝光场里。因此，在一实施例中，方法可用以改进内曝光场的聚焦。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种微影制程的曝光装置，其特征在于该微影制程的曝光装置是一步进扫描系统，且其至少包括：
一放射源，操作来提供一放射光束以曝光一半导体基材；
一位准感测器，用以判断该半导体基材上的一第一特征的一第一高度与一第二特征的一第二高度，并且提供该第一高度的指示与该第二高度的指示给一控制器，其中该第一特征与该第二特征位在该半导体基材的一单一曝光场中；
一可变聚焦元件，其中该可变聚焦元件至少包含一膜，且当一第一电场施加在该膜时，该可变聚焦元件是装设来提供一第一焦距，而当一第二电场施加于该膜时，该可变聚焦元件是装设来提供一第二焦距；
该控制器，操作地耦合于该可变聚焦元件，其中该控制器是安装来在当曝光该半导体基材的该单一曝光场时藉由个别地提供该第一电场和该第二电场的方式来控制该可变聚焦元件，其中该控制器提供该第一电场来回应接收自该位准感测器的该第一高度的指示、以及提供该第二电场来回应接收自该位准感测器的该第二高度的指示；以及
一基材平台，用以定位该半导体基材。
2.根据权利要求1所述的微影制程的曝光装置，其特征在于其中所述的膜包含一透明固态材料和一透明液体材料的至少之一，或包含硅。
3.根据权利要求1所述的微影制程的曝光装置，其特征在于其更包含一光掩膜，该光掩膜包含有用以形成一电路的一部分的一图案，其中该光掩膜位于该放射源与该可变聚焦元件之间。
4.根据权利要求1所述的微影制程的曝光装置，其特征在于其中所述的可变聚焦元件是一微光机电系统元件。
5.一种微影制程的曝光方法，其特征在于其至少包括以下步骤：
利用一步进扫描系统的一放射源来提供一放射光束，其中该步进扫描系统包含该放射源、一位准感测器、一控制器以及一可变聚焦元件，该可变聚焦元件包含一透明膜，其中该控制器可操作地耦合于该透明膜，该控制器利用调整施加在该透明膜上的电场强度来控制该透明膜的变形，藉此改变该放射光束通过该透明膜的焦距；
利用该位准感测器来判断一基材的一第一位准与该基材的一第二位准，其中该第一位准和该第二位准包含在该基材上的一单一曝光场中；
利用所判断出的该第一位准，判断曝光该基材的一第一焦距、以及利用所判断出的该第二位准，判断曝光该基材的一第二焦距；
利用该控制器变形该透明膜，藉以提供一第一变形膜；
使所提供的该放射光束通过该第一变形膜，以提供该第一焦距；
在该放射光束已通过该第一变形膜之后，将该基材曝光于该放射光束，其中将该基材曝光于该放射光束的步骤包含形成一图案于该基材上，该图案包含一电路特征的一部分；
接着利用该控制器变形该透明膜，藉以提供一第二变形膜；
使所提供的该放射光束通过该第二变形膜，以提供该第二焦距；以及
在该放射光束已通过该第二变形膜之后，将该基材曝光于该放射光束，其中在该放射光束已通过该第一变形膜之后将该基材曝光于该放射光束的步骤、以及在该放射光束已通过该第二变形膜之后将该基材曝光于该放射光束的步骤是在该单一曝光场中进行。
6.根据权利要求5所述的微影制程的曝光方法，其特征在于其中变形该透明膜的步骤包含使该透明膜提供一抛物线状的表面，且该透明膜是一含有硅的膜。
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