CN110062914B - 接近式曝光装置以及接近式曝光方法 - Google Patents

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Abstract

接近式曝光装置包括：平面镜(68)，具有能够校正曲率的镜变形单元(70)；CCD摄像机(30)，能够拍摄掩模M侧的对准标记(Ma)和工件(W)侧的对准标记(Wa)；存储部(91)，存储根据在对第一层的掩模(M)的图案进行曝光时照射到工件(W)的主光线(EL)的角度和掩模(M)及工件(W)间的间隙计算的对准标记(Wa)的初始偏移分量；以及控制装置(90)，在对第二层以后的掩模(M)的图案进行曝光时，利用对于由CCD摄像机(30)观测的工件(W)侧的对准标记(Wa)补偿初始偏移分量而得到的工件(W)侧的校正对准标记(Wa')以及掩模M侧的对准标记(Ma)来进行对准调整。

Description

接近式曝光装置以及接近式曝光方法
技术领域
本发明涉及接近式曝光装置以及接近式曝光方法。
背景技术
以往，在专利文献1中公开了一种曝光装置，该曝光装置具有多个反射镜，各反射镜分别包括能够校正反射镜的曲率的镜弯曲机构，掩模侧的一个反射镜根据工件的应变量驱动镜弯曲机构来校正工件的变形，另一个反射镜在校正了一个反射镜的曲率的状态下，驱动镜弯曲机构校正反射镜的曲率来提高曝光光的照度分布。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-146417号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
然而，如专利文献1中记载，当进行镜弯曲时，照射到工件的曝光光的主光线的角度相对于工件变得不垂直，从而造成转印图案被偏移该相应量地转印。因此，在对第二层进行曝光时的对准中使用的在对第一层进行曝光时被转印的工件侧的对准标记有时会被发生位置偏移地转印。如果使用该工件侧的对准标记进行对准调整并进行第二层以后的曝光，则被偏移上述主光线的角度的偏差量地曝光转印，因此曝光精度下降。
另外，工件在曝光时，由于工件的温度变化而引起的伸长、吸附状态的变化、工件的特性等，各工件会产生固有的变形。因此，在对第二层以后进行曝光时的对准中使用的工件侧的对准标记中，有时也会因上述工件固有的变形而在转印时发生位置偏移。
在专利文献1记载的曝光装置中，虽然根据工件的变形来校正了反射镜的曲率，但是未考虑与第一层曝光时的偏角的变化相应的对准标记的位置偏移这一点。另外，仅通过对准标记的位置偏移量，无法判断工件固有的应变。
本发明是鉴于上述课题而完成，其第一目的是提供一种接近式曝光装置以及接近式曝光方法，能够校正由于伴随镜弯曲而产生的曝光光的主光线的角度引起的校准误差，从而高精度地对掩模的图案进行曝光转印。另外，第二目的在于提供一种接近式曝光装置以及接近式曝光方法，能够校正因工件固有的变形而引起的偏移量，从而高精度地对掩模的图案进行曝光转印。
用于解决问题的技术手段
本发明的上述目的通过以下构成实现。
(1)一种接近式曝光装置，包括：
工件支承部，其对工件进行支承；
掩模支承部，其对掩模进行支承；以及
照明光学系统，其具有光源、积分器以及对来自光源的曝光光进行反射的多个反射镜，
所述接近式曝光装置将来自所述光源的曝光光经由所述掩模而照射到所述工件，并将所述掩模的图案转印到所述工件，
其特征在于，
多个所述反射镜中的至少一个所述反射镜具有能够对所述反射镜的曲率进行校正的镜弯曲机构，
所述接近式曝光装置具有：
对准摄像机，能够拍摄掩模侧的对准标记和工件侧的对准标记；
存储部，其存储根据对第一层的所述掩模的图案进行曝光时照射到所述工件的所述曝光光的主光线的角度以及所述掩模和所述工件间的间隙而算出的所述工件侧的对准标记的初始偏移分量；以及
控制装置，其在对第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，利用对于由所述对准摄像机观测的所述工件侧的对准标记补偿所述初始偏移分量而得到的工件侧的校正对准标记以及所述掩模侧的对准标记来进行对准调整。
(2)根据(1)所述的接近式曝光装置，其特征在于，
在对所述第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，根据所述掩模侧的对准标记与所述工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，来驱动所述镜弯曲机构以对所述反射镜的曲率进行校正。
(3)根据(1)所述的接近式曝光装置，其特征在于，
所述接近式曝光装置还具有镜移动机构，所述镜移动机构能够使具有所述镜弯曲机构的所述反射镜沿相对于该反射镜垂直的垂直方向分别移动，
在对所述第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，根据所述掩模侧的对准标记与所述工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，来算出平均偏移量，并根据该平均偏移量而利用所述镜移动机构来变更所述反射镜的倾斜度，并且根据在所述各位置的偏移量与所述平均偏移量的差分而利用所述镜弯曲机构来对所述反射镜的曲率进行校正。
(4)根据(1)所述的接近式曝光装置，其特征在于，
所述存储部在对第二层以后的预定的层中的所述掩模的图案进行曝光时，对所述工件侧的校正对准标记，在曝光了预定数量的工件时，将与曝光时的所述掩模侧的对准标记的位置偏移分量平均化而记录为应变引起的偏移分量，
所述控制装置根据所述应变引起的偏移分量而利用所述镜弯曲机构来对所述反射镜的曲率进行校正。
(5)一种接近式曝光装置，包括：
工件支承部，其对工件进行支承；
掩模支承部，其对掩模进行支承；以及
照明光学系统，其具有光源、积分器以及对来自光源的曝光光进行反射的多个反射镜，
所述接近式曝光装置将来自所述光源的曝光光经由所述掩模而照射到所述工件，并将所述掩模的图案转印到所述工件，
所述接近式曝光装置的特征在于，
多个所述反射镜中的至少一个所述反射镜具有能够对所述反射镜的曲率进行校正的镜弯曲机构，
所述接近式曝光装置具有能够拍摄掩模侧的对准标记和工件侧的对准标记的对准摄像机，
所述接近式曝光装置具有：
存储部，其在对第二层以后的预定的层中的所述掩模的图案进行曝光时，对所述工件侧的对准标记，在曝光了预定数量的工件时，将与曝光时的所述掩模侧的对准标记的位置偏移分量平均化而记录为应变引起的偏移分量；以及
控制部，其根据所述应变引起的偏移分量而利用所述镜弯曲机构来对所述反射镜的曲率进行校正。
(6)一种接近式曝光方法，
所述接近式曝光方法使用接近式曝光装置，将来自所述光源的曝光光经由所述掩模而照射到所述工件以将所述掩模的图案转印到所述工件，
所述接近式曝光装置包括：
工件支承部，其对工件进行支承；
掩模支承部，其对掩模进行支承；以及
照明光学系统，其具有光源、积分器以及对来自光源的曝光光进行反射的多个反射镜，
多个所述反射镜中的至少一个所述反射镜具有能够对所述反射镜的曲率进行校正的镜弯曲机构，
所述接近式曝光装置具有能够拍摄掩模侧的对准标记和工件侧的对准标记的对准摄像机，
所述接近式曝光方法的特征在于，包括：
存储根据在对第一层的掩模的图案进行曝光时照射到所述工件的所述曝光光的主光线的角度以及所述掩模和所述工件间的间隙而算出的所述工件侧的对准标记的初始偏移分量的工序；以及
在对第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，利用对于由所述对准摄像机观测的所述工件侧的对准标记补偿所述初始偏移分量而得到的工件侧的校正对准标记以及所述掩模侧的对准标记来进行对准调整的工序。
(7)根据(6)所述的接近式曝光方法，其特征在于，
在对所述第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，根据所述掩模侧的对准标记与所述工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，来驱动所述镜弯曲机构以对所述反射镜的曲率进行校正。
(8)根据(6)所述的接近式曝光方法，其特征在于，
所述接近式曝光装置还具有：能够使具有所述镜弯曲机构的所述反射镜沿相对于该反射镜垂直的垂直方向分别移动的镜移动机构，
在对所述第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，根据所述掩模侧的对准标记与所述工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，来算出平均偏移量，并根据该平均偏移量而利用所述镜移动机构来改变所述反射镜的倾斜度，并且根据在所述各位置的偏移量与所述平均偏移量的差分而利用所述镜弯曲机构来对所述反射镜的曲率进行校正。
(9)根据(6)所述的接近式曝光方法，其特征在于，
所述接近式曝光方法包括：
在对第二层以后的预定的层中的所述掩模的图案进行曝光时，对所述工件侧的校正对准标记，在曝光了预定数量的工件时，将与曝光时的所述掩模侧的对准标记的位置偏移分量平均化而记录为应变引起的偏移分量的工序；以及
根据所述应变引起的偏移分量，而利用所述镜弯曲机构来对所述反射镜的曲率进行校正的工序。
(10)一种接近式曝光方法，
所述接近式曝光方法使用接近式曝光装置将来自所述光源的曝光光经由所述掩模而照射到所述工件并将所述掩模的图案转印到所述工件，
所述接近式曝光装置包括：
工件支承部，其对工件进行支承；
掩模支承部，其对掩模进行支承；以及
照明光学系统，其具有光源、积分器以及对来自光源的曝光光进行反射的多个反射镜，
多个所述反射镜中的至少一个所述反射镜具有能够对所述反射镜的曲率进行校正的镜弯曲机构，
所述接近式曝光装置还具有能够拍摄掩模侧的对准标记和工件侧的对准标记的对准摄像机，
所述接近式曝光方法的特征在于，包括：
在对第二层以后的预定的层中的所述掩模的图案进行曝光时，对所述工件侧的对准标记，在曝光了预定数量的工件时，将与曝光时的所述掩模侧的对准标记的位置偏移分量平均化而记录为应变引起的偏移分量的工序；以及
根据所述应变引起的偏移分量而利用所述镜弯曲机构对所述反射镜的曲率进行校正的工序。
发明效果
根据本发明的接近式曝光装置以及接近式曝光方法，存储根据在曝光第一层的掩模的图案时照射到工件的所述曝光光的主光线的角度和掩模与工件间的间隙计算的工件侧的对准标记的初始偏移分量，并且在对第二层以后的掩模的图案进行曝光时，利用对由对准摄像机观测的工件侧的对准标记补偿初始偏移分量而得到的工件侧的校正对准标记以及掩模侧的对准标记进行对准调整。基于此，能够对伴随镜弯曲的曝光光的主光线的角度所引起的校准误差进行校正而高精度地对掩模的图案进行曝光转印。
另外，根据本发明的接近式曝光装置以及接近式曝光方法，在对第二层以后的预定的层中的掩模的图案进行曝光时，对工件侧的对准标记，在曝光了预定数量的工件使，将与曝光时的掩模侧的对准标记的位置偏移分量平均化，并记录为应变引起的偏移分量，根据应变引起的偏移分量，利用镜弯曲机构对反射镜的曲率进行校正。基于此，能够对由工件固有的变形引起的偏移量进行校正，而高精度地对掩模的图案进行曝光转印。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式涉及的曝光装置的主视图。
图2是示出图1所示的照明光学系统的图。
图3的(a)是示出照明光学系统的镜变形单元的俯视图，(b)是沿着(a)的A-A线的剖面图，(c)是沿着(a)的B-B线的剖面图。
图4是使图3的镜变形单元的支承机构工作后的状态的图。
图5是示出镜变形单元的工作步骤的流程图。
图6是示出由于偏角而使掩模的对准标记偏移地转印到工件的状态的示意图。
图7是示出本发明的第1实施方式涉及的根据偏角与曝光间隙算出对准标记的初始偏移分量的步骤的流程图。
图8是示出本发明的第1实施方式涉及的校正对准标记的初始偏移分量而进行对准调整的步骤的流程图。
图9的(a)是示出在对准调整前用对准摄像机观测的掩模侧的对准标记与工件侧的对准标记的位置关系的示意图，(b)是示出对准调整后的掩模侧的对准标记与工件侧的对准标记的位置关系的示意图。
图10是本发明的第2实施方式涉及的具有镜移动机构的平面镜的简要立体图。
图11的(a)是图10的镜移动机构的动作状态的一个例子，(b)是图10的镜移动机构的动作状态的其他例子。
图12是本发明的第3实施方式涉及的校正对准标记的初始偏移分量并进一步校正由于工件固有的变形而引起的偏移分量而对第二层以后的工件进行曝光的步骤的流程图。
图13是示出根据补偿了初始偏移分量后的标记间距离的平均值对第二层以后的预定的层的掩模的图案进行曝光的状态的示意图。
图14的(a)是示出第一张工件曝光时的掩模侧的对准标记与工件侧的对准标记的位置关系的示意图，(b)是示出第二张工件曝光时的掩模侧的对准标记与工件侧的对准标记的位置关系的示意图，(c)是示出第三张工件曝光时的掩模侧的对准标记与工件侧的对准标记的位置关系的示意图，(d)是示出在将第1～3张对准标记的偏移分量平均化而对第四张工件曝光时的掩模侧的对准标记与工件侧的对准标记的位置关系的示意图。
符号说明
1 掩模台(掩模支承部)
2 工件台(工件支承部)
3 照明光学系统
30 CCD摄像机(对准摄像机)
60 多灯单元(光源)
65 光学积分器
68 平面镜(反射镜)
70 镜变形单元(镜弯曲机构)
90 控制装置
91 存储部
EL 主光线
M 掩模
Ma 掩模侧的对准标记
PE 接近式曝光装置
W 工件
Wa、Wa1、Wa2、Wa3 工件侧的对准标记
Wa'、Wa1'、Wa2'、Wa3' 工件侧的辅助对准标记
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，根据附图，对本发明涉及的曝光装置的第1实施方式进行详细说明。如图1所示，接近式曝光装置PE使用比作为被曝光材料的工件W小的掩模M，并将掩模M用掩模台(掩模支承部)1保持，同时将工件W用工件台(工件支承部)2保持，且使掩模M与工件W接近而以预定的曝光间隙对置配置的状态下，从照明光学系统3朝向掩模M照射图案曝光用的光，从而将掩模M的图案曝光转印在工件W上。另外，使工件台2相对于掩模M在X轴方向和Y轴方向这两个轴方向步进移动，并在每一步中进行曝光转印。
为了使工件台2在X轴方向步进移动，在装置基座4上设置有使X轴进给台5a在X轴方向步进移动的X轴台进给机构5。为了使工件台2在Y轴方向步进移动，在X轴台进给机构5的X轴进给台5a上设置有使Y轴进给台6a在Y轴方向步进移动的Y轴台进给机构6。在Y轴台进给机构6的Y轴进给台6a上设置有工件台2。在工件台2的上表面上，工件W被以用工件卡盘等抽真空后的状态保持。另外，在工件台2的侧部，配设有用于测量掩模M的下表面高度的基板侧变位传感器15。因此，基板侧变位传感器15能够与工件台2一起在X、Y轴方向移动。
在装置基座4上，多个(图示的实施方式中，为4根)X轴线性引导件的导轨51被配置在X轴方向，在各个导轨51架设有被固定在X轴进给台5a下表面的滑动件52。基于此，X轴进给台5a被X轴台进给机构5的第1线性电动机20驱动，能够沿着导轨51在X轴方向往复移动。另外，在X轴进给台5a上，多个Y轴线性引导件的导轨53被配置在Y轴方向，并且在各个导轨53上架设有被固定在Y轴进给台6a下表面的滑动件54。基于此，Y轴进给台6a被Y轴台进给机构6的第2线性电动机21驱动，能够沿着导轨53在Y轴方向往复移动。
为了使工件台2在上下方向移动，在Y轴台进给机构6与工件台2之间，设置有：上下粗调装置7，虽然定位分辨率较粗但移动行程和移动速度大；以及上下微调装置8，能够进行比上下粗调装置7高的分辨率的定位，使工件台2上下微动，而将掩模M与工件W的对置面间的间隙微调成预定量。
上下粗调装置7利用设置在后述的微调台6b的适当的驱动机构，使工件台2相对于微调台6b上下移动。在工件台2的底面的4处部位固定的台粗调轴14与固定在微调台6b的直动轴承14a卡合，并且相对于微调台6b在上下方向被引导。需要说明的是，对于上下粗调装置7，即使分辨率低，也希望重复定位精度高。
上下微调装置8具有：固定台9，被固定在Y轴进给台6a；以及线性引导件的引导轨10，该引导轨以使引导轨内端侧向斜下方倾斜的状态安装在固定台9，并且所述上下微调装置8中，在经由架设于该引导轨10的滑动件11而沿着引导轨10往复移动的滑动体12连结有滚珠丝杠的螺母(未图示)，并且，滑动体12的上端面相对于固定在微调台6b的凸缘12a而以在水平方向自由滑动的方式接触。
而且，如果利用安装在固定台9的电动机17，来使滚珠丝杠的螺杆轴旋转驱动，则螺母、滑动件11和滑动体12成为一体地沿着引导轨10向倾斜方向移动，基于此，凸缘12a上下微动。
需要说明的是，上下微调装置8也可以代替利用电动机17和滚珠丝杠来驱动滑动体12而利用线性电动机来驱动滑动体12。
该上下微调装置8在Z轴进给台6a的Y轴方向的一端侧(图1的左端侧)设置1台，在另一端侧设置2台，合计设置3台，并且分别独立地驱动控制。基于此，上下微调装置8根据利用间隙传感器27在多个部位测量的掩模M与工件W的间隙量的测量结果，对3个部位的凸缘12a的高度独立地微调，以对工件台2的高度和倾斜度进行微调。
需要说明的是，在利用上下微调装置8能够充分调整工件台2的高度的情况下，也可以省略上下粗调装置7。
另外，在Y轴进给台6a上设置有：棒状镜19，与对工件台2的Y方向的位置进行检测的Y轴激光干涉仪18对置；以及棒状镜，与对工件台2的X轴方向的位置进行检测的X轴激光干涉仪对置(均未图示)。与Y轴激光干涉仪18对置的棒状镜19在Y轴进给台6a的一侧沿着X轴方向配置，与X轴激光干涉仪对置的棒状镜在Y轴进给台6a的一端侧沿着Y轴方向配置。
Y轴激光干涉仪18和X轴激光干涉仪分别以始终与对应的棒状镜对置的方式配置并被装置基座4支承。需要说明的是，Y轴激光干涉仪18在X轴方向上分离地设置有2台。利用2台Y轴激光干涉仪18，经由棒状镜19检测Y轴进给台6a进而检测工件台2的Y轴方向的位置以及偏转误差。另外，利用X轴激光干涉仪，经由对置的棒状镜，检测X轴进给台5a进而检测工件台2的X轴方向的位置。
掩模台1具有：掩模基框24，包含大致长方形状的框体；以及掩模框25，在该掩模基框24的中央部开口经由间隙而插入并且被支承为能够在X、Y、θ方向(X、Y平面内)移动，掩模基框24利用从装置基座4突出设置的支柱4a而被保持在工件台2上方的预定位置。
在掩模框25的中央部开口的下表面设置有框状的掩模保持器26。即，在掩模框25的下表面设置有与未图示的真空式吸附装置连接的多个掩模保持器吸附槽，掩模保持器26经由多个掩模保持器吸附槽而被吸附保持在掩模框25。
在掩模保持器26的下表面开设有用于吸附掩模M的未绘制掩模图案的周缘部的多个掩模吸附槽(未图示)，掩模M经由掩模吸附槽而被未图示的真空式吸附装置拆装自由地保持在掩模保持器26的下表面。
另外，在掩模框25，搭载有对掩模M的对准标记Ma和工件W的对准标记Wa进行拍摄的对准调整用的CCD摄像机30。接近式曝光装置PE具有根据由CCD摄像机30拍摄到的掩模M的对准标记Ma与工件W的对准标记Wa的标记间距离来进行掩模M与工件W的对准调整的控制装置90。控制装置90被构成为包含存储部91，该存储部91存储后述的工件W的对准标记Wa的初始偏移分量、由工件固有的变形引起的应变引起的偏移分量。进一步地，在工件台2设置有作为照度测量手段的多个照度传感器95，该多个照度传感器95对照射到工件台2的曝光光的照度进行测量。
如图2所示，本实施方式的曝光装置PE的照明光学系统3包括：多灯单元60，具有作为紫外线照射用的光源的高压水银灯61以及对从该高压水银灯61照射出的光进行聚光的反射器62；平面镜63，用于改变光路EL的朝向；曝光控制用快门单元64，对照射光路进行开闭控制；光学积分器65，设置在曝光控制用快门单元64的下游侧，将由反射器62聚光后的光以在照射区域成为尽可能均匀的照度分布的方式射出；平面镜66，用于改变从光学积分器65射出后的光路EL的朝向；准直镜67，将来自高压水银灯61的光照射为平行光；以及平面镜68，朝向掩模M照射该平行光。需要说明的是，也可以在光学积分器65与曝光面之间配置有DUV截止滤光器、偏振滤光器、带通滤光器。另外，作为光源，高压水银灯可以是单个的灯，也可以由LED构成。
而且，如果在曝光时对其曝光控制用快门单元64进行打开控制，则从多灯单元60照射出的光经由平面镜63、光学积分器65、平面镜66、准直镜67、平面镜68而作为图案曝光用的光照射在被掩模保持器26保持的掩模M继而照射在工件W的表面，掩模M的曝光图案被曝光转印在工件W上。
此处，如图3所示，平面镜66、68包含被形成为正面观察时为矩形状的玻璃原材料。掩模侧的平面镜68通过设置在平面镜68的反面侧的镜弯曲机构即多个镜变形单元70而被支承在镜变形单元保持框71。镜变形单元70具有：多个衬垫72、多个保持部件73以及作为驱动装置的多个电动机74。镜变形单元70被设置在平面镜68的反面的中央附近3个部位以及周缘部16的部位。
对于设置在中央附近的镜变形单元70，衬垫72利用粘接剂而被固定在平面镜68的反面。对于设置在周缘部的镜变形单元70，在以夹着平面镜68的正反面的方式设置的支承部75将衬垫72用粘接剂固定。另外，在一端被固定在衬垫72的各保持部件73，在衬垫72附近的位置设置有允许±0·5deg以上的弯曲的作为弯曲机构的球窝接头76，在相对于镜变形单元保持框71而成为相反侧的另一端，安装有电动机74。需要说明的是，平面镜68中央的保持部件73也可以是被固定在镜变形单元保持框71的构造。
另外，在矩形状的镜变形单元保持框71，在彼此正交的2个边的位置安装有引导部件77、78，在与这些引导部件77、78对置的支承部75的侧面安装有转动部件79。另外，在引导转动部件79的引导部件77、78的引导面77a、78a涂布有特氟隆(注册商标)等低摩擦机构80。
进一步地，在将曝光光向掩模侧的对准标记(未图示)的位置反射的平面镜68的各位置的反面，安装有多个接触式传感器81。
基于此，平面镜68一边利用接触式传感器81对平面镜68的变位量进行传感器检测，一边通过驱动各镜变形单元70的电动机74，来改变各镜变形单元70的长度，从而使支承部75直线地移动。而且，由于各镜变形单元70长度的不同，平面镜68能够一边经由设置在支承部75的转动部件79而被2个引导部件77、78引导，一边局部地校正其曲率。
需要说明的是，如图2所示，在平面镜68的镜变形单元70的各电动机74连接有控制部94，该控制部94根据来自控制装置90的指令向各电动机74输送控制信号。控制部94对平面镜68的曲率进行校正，并对后述的工件W的变形进行校正，并且向电动机74提供控制信号，以抑制由照度传感器95测量出的曝光光的照度偏差。
图5是示出镜变形单元70的工作步骤的流程图，对工件W曝光掩模M的图案(步骤S1)，对该曝光转印图案Wp进行测长(步骤S2)。而且，比较测长结果和设计值(步骤S3)，根据该差来决定校正量(步骤S4)，决定平面镜68的形状(步骤S5)，决定镜变形单元70的各电动机74的驱动量(步骤S6)。
另外，如图4所示，在各镜变形单元70设置有球窝接头76，因此能够使支承部侧的部分在三维空间上转动，能够使各衬垫72沿着平面镜68的表面倾斜。因此，在防止各衬垫72与平面镜68的粘接剥落的同时，在移动量不同的各衬垫72间的平面镜68的应力被抑制，即使由平均破坏应力值小的玻璃原材料构成的情况下，在对平面镜68的曲率进行局部地校正时，也能够在不损坏平面镜68的情况下以10mm量级弯曲平面镜68，能够较大地改变曲率。
此处，没有基底标记的第一层的曝光由接近式曝光装置PE的机械精度来决定曝光位置。另外，在第一层的曝光中，在第二层以后的各层的曝光中被使用的工件W的对准标记Wa被曝光。
在该第一层的曝光时，由于曝光装置的间隙分布、照明装置的偏角的分布、工件的温度应变等，例如即使要曝光成长方形，有时也稍微变形。这种情况下，对第一层的曝光结果的图案进行测长，求出设计坐标与测量坐标的偏移量，根据该偏移量来决定镜弯曲量。即，以偏移量达到0的方式，使测量结果接近设计坐标值。如果平面镜68被进行镜弯曲校正，则如图6所示，主光线EL的角度(偏角)相对于与工件W垂直的方向倾斜，因此工件W的对准标记Wa被形成在从掩模M的对准标记Ma的正下的位置偏移后的位置。
在第一层的工件W的曝光中的掩模M的对准标记Ma与工件W的对准标记Wa之间的偏移量(初始偏移分量)根据图7示出的流程图求出。即，根据平面镜68的形状和掩模M的图案，首先求出与各对准标记Ma的位置对应地决定的偏角(步骤S11)。然后，根据各偏角、掩模M和工件W的曝光间隙(步骤S12)，算出初始偏移分量(步骤S13)。该初始偏移分量被存储在存储部91。
而且，在第二层以后的工件W的曝光中，如图8所示，利用CCD摄像机30，同时观测掩模M的对准标记Ma和工件W的对准标记Wa(步骤S21)。此时，使用相对于被CCD摄像机30观测的工件侧的对准标记Wa而补偿了存储在存储部91中的初始偏移分量(步骤S22)所得到的工件侧的校正对准标记，来决定与掩模M的对准标记Ma之间的对准校正量(步骤S23)。然后，利用未图示的掩模驱动部，将在掩模台(掩模支承部)1保持的掩模M移动以进行对准调整(步骤S24)。
基于此，如图9(a)所示，对以初始偏移分量的相应量进行偏移而被观测到的工件W的对准标记Wa，补偿初始偏移分量而进行对准调整，从而在控制装置90内，如图9(b)所示地，能够以成为掩模M的对准标记Ma与工件W的对准标记Wa一致的状态的方式进行对准调整。
需要说明的是，实际上，由于因镜变形单元引起的误差、由对准动作引起的误差、对工件W进行曝光处理时由于工件的温度变化而引起的伸长、吸附状态的变化、工件的特性等，也包含有工件W固有的变形。因此，对于在实际的曝光中被观测的各标记的位置，即使补偿初始偏移分量而进行对准调整，所有掩模侧的对准标记与工件侧的校正对准标记也不会一致，以掩模侧的对准标记与工件侧的对准标记的偏移量的合计成为最小的方式进行对准调整。
因此，在第1实施方式中，根据掩模侧的对准标记与工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，针对每个工件W而驱动各镜变形单元70的电动机，从而对平面镜68进一步进行镜弯曲校正。基于此，能够也可以消除由于工件W固有的变形引起的偏移量并进行第二层以后的工件W的曝光。
如上所述地，根据本实施方式的接近式曝光装置PE以及接近式曝光方法，存储根据在曝光第一层的掩模M的图案时对工件W照射的曝光光的主光线EL的角度和掩模M及工件W间的间隙计算的工件W侧的对准标记Wa的初始偏移分量，并且在曝光第二层以后的掩模M的图案时，利用对由CCD摄像机30观测的工件W侧的对准标记Wa补偿初始偏移分量而得到的工件W侧的校正对准标记和掩模M侧的对准标记Ma进行对准调整。基于此，能够对伴随镜弯曲的曝光光的主光线EL的角度所引起的校准误差进行校正而高精度地对掩模M的图案进行曝光转印。
另外，在本实施方式中，在对第二层以后的掩模M的图案进行曝光时，根据掩模侧的对准标记Ma与工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，来驱动镜变形单元70而对平面镜68的曲率进行校正，因此，也可以消除由于工件W固有的变形而引起的偏移量，从而能够进一步提高第二层以后的工件W的曝光精度。
(第2实施方式)
接着，参照图10和图11，对本发明的第2实施方式涉及的接近式曝光装置以及接近式曝光方法进行说明。需要说明的是，本实施方式在平面镜68还具有镜移动机构的点上以及在镜的控制方法上与第1实施方式不同。
在第2实施方式中，具有镜变形单元70的平面镜68还具有相对于该平面镜68能够在垂直方向分别移动的多个(在本实施方式中，4个)镜移动机构80。如图10所示，多个镜移动单元80分别被安装在镜变形单元保持框71的4个部位的角部。多个镜移动单元80例如使平面镜68整体相对于X方向或者相对于Y方向或者相对于X、Y两个方向倾斜地被驱动，从而改变来自光源的主光线的角度。
此处，与第1实施方式同样地，在对第二层以后的掩模的图案进行曝光时，将掩模侧的对准标记Ma与工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量设为Pi＝(Δxi、Δyi)。其中，i＝1、2、…、N
此处，在各位置的偏移量的平均偏移量G由下式表示。
[式1]
Figure BDA0002088746730000171
因此，在本实施方式中，首先，根据平均偏移量G的x分量、y分量，分别驱动镜移动机构80而改变平面镜68的倾斜度。例如，在假设平均偏移量G在x方向偏移了δ(μm)的情况下，若设曝光间隙为gap(μm)，则校正角θ由以下的式表示。
[式2]
Figure BDA0002088746730000181
另一方面，若与旋转驱动的镜的x方向对应的边的长度为L(mm)，则为了使主光线倾斜平均偏移量G的相应量，A＝Ltan(θ/2)，只要使平面镜68的边移动该A(mm)的量即可。例如，在gap＝200μm、δ＝1μm、L＝2000mm时，A＝5mm。
需要说明的是，在使平面镜68倾斜了A的量时，可以如图11(a)所示地仅移动x方向的一个镜移动机构80，也可以如图11(b)所示地将x方向的两侧的镜移动机构80向相反方向都均等地移动A/2。
进一步地，算出在各位置的偏移量Pi与平均偏移量G的差分Ai＝Pi-G，利用镜变形单元70根据该差分对平面镜68的曲率进行校正。
因此，在本实施方式中，在对第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，根据掩模侧的对准标记Ma和工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量Pi，算出平均偏移量G，并且根据该平均偏移量G利用镜移动机构80来改变平面镜68的倾斜度，同时根据在各位置的偏移量Pi与平均偏移量G的差分Ai而利用镜变形单元70来对平面镜68的曲率进行校正。基于此，也能够消除由于工件W固有的变形而引起的偏移量从而进一步提高第二层以后的工件W的曝光精度，并且能够将镜变形单元70的行程设定得较小，并且能够抑制平面镜68的弯曲。
对于其他构成和作用，与第1实施方式相同或等同。
(第3实施方式)
接着，参照图12～图14，对本发明的第3实施方式涉及的接近式曝光装置以及接近式曝光方法进行说明。需要说明的是，在本实施方式中，镜的控制手法与第1和第2实施方式不同。
如上所述地，在工件侧的对准标记Wa中，也包含了由于工件W固有的变形而引起的偏移分量，因此在本实施方式中，在第二层以后的工件W的曝光时，对由于该偏移分量而引起的偏移量进行校正。
在第二层以后的工件W的曝光时，在被观测的工件侧的对准标记Wa中，除了上述的由镜弯曲校正引起的初始偏移分量A之外，也包含有由于工件W固有的变形而引起的偏移分量B。例如，在着眼于1个部位的标记观测位置的情况下，如图14(a)～(c)所示，被观测的工件侧的对准标记Wa如果补偿由于镜弯曲校正而引起的初始偏移分量A，则得到标注工件侧的校正对准标记Wa'，其中，包含由于工件W固有的变形而引起的偏移分量B。而且，包含偏移分量B的工件侧的校正对准标记Wa'(Wa1'、Wa2'、Wa3')的位置如图14(a)～(c)所示，对每个工件W是不同的。
在本实施方式中，针对该工件侧的校正对准标记Wa'，在曝光了预定数量的工件(图14中，3个工件)时，将与曝光时的掩模侧的对准标记Ma的位置偏移分量进行平均化，并记录为应变引起的偏移分量C(参照图14(d))。而且，根据应变引起的偏移分量C，利用镜变形单元70对平面镜68的曲率进行校正。
图12是示出对对准标记的初始偏移分量进行校正并进一步对由于工件固有的变形而引起的偏移分量进行校正以曝光第二层以后的工件的步骤的流程图。如图12所示，利用CCD摄像机30同时观察掩模M的对准标记Ma和工件W的对准标记Wa(步骤S31)，并对掩模M的对准标记Ma补偿在存储部91中存储的初始偏移分量而求出辅助对准标记Wa'(步骤S32)。
接着，使用工件侧的校正对准标记Wa'和掩模M的对准标记Ma进行对准调整(步骤S33)。此时，在对准调整量比允许范围大的情况下，使掩模台(掩模支承部)1移动(步骤S34)而返回步骤S31。在对准调整量小于允许范围的情况下，对被观测的对准标记Wa补偿初始偏移分量而算出由于工件W固有的变形而引起的偏移分量B(步骤S35)。在曝光了多张工件W的情况下，如图14(d)所示，算出各工件W(图14中是3张工件W)固有的变形所引起的偏移分量B的平均值(应变引起的偏移分量C)(步骤S36)，并将其作为对准标记基准位置进行校正(步骤S37)。
而且，根据对准标记Wa的位置算出图案校正位置的校正转换系数(步骤S38)，算出曝光图案校正量(步骤S39)，决定平面镜68的形状(步骤S40)。接着，判别用于达成得到的平面镜68的形状的电动机74的工作范围是否超过限制(步骤S41)。而且，在电动机74的工作范围超过限制的情况下，由于进一步对平面镜68的形状校正是困难的，因此，在步骤S45中进行曝光转印。
另一方面，在电动机74的工作范围未超过限制的情况下，算出电动机74的进一步的移动量(差分)(步骤S42)，使电动机74工作该差分量(步骤S43)而进行平面镜68的形状的变形(步骤S44)，将掩模M的图案曝光转印在工件W(步骤S45)。而且，在曝光结束后(步骤S46)，将工件台(工件支承部)2移动到下一个曝光位置(步骤S47)，将电动机74移动到设定位置(步骤S48)，返回步骤S31，反复进行同样的动作。
如以上说明的那样，根据本实施方式的接近式曝光装置PE以及接近式曝光方法，在对第二层以后的预定的层中的掩模M的图案进行曝光时，对工件侧的校正对准标记Wa'，在曝光了预定数量的工件W时，将与曝光时的掩模侧的对准标记Ma的位置偏移分量平均化，并记录为应变引起的偏移分量C，根据应变引起的偏移分量C，利用镜变形单元70对平面镜68的曲率进行校正。基于此，对工件W固有的变形所引起的偏移分量B进行校正，能够高精度地对掩模M的图案进行曝光转印。
需要说明的是，在能够确定由镜变形单元引起的误差、由对准动作引起的误差的情况下，除了初始应变分量，工件侧的校正对准标记Wa'也可以连同这些误差分量补偿后而给出。
需要说明的是，本发明不限于上述实施方式，能够适当地进行变形、改良等。
例如，在上述实施方式中，由工件固有的变形引起的偏移量的校正也可以与伴随着镜弯曲的曝光光的主光线的角度所引起的校准误差的校正独立地进行。即，本发明的接近式曝光装置以及接近式曝光方法在对第二层以后的预定的层中的掩模的图案进行曝光时，对工件侧的对准标记，在曝光了预定数量的工件时，将与曝光时的掩模侧的对准标记的位置偏移分量平均化而记录为应变引起的偏移分量，并且根据应变引起的偏移分量，利用镜弯曲机构对反射镜的曲率进行校正。基于此，能够对由工件固有的变形引起的偏移量进行校正而高精度地对掩模的图案进行曝光转印。
参照特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但在不脱离本发明的精神和范围的情况下可进行各种变更和校正，对于本领域技术人员来讲这是不言而喻的。
本申请基于2016年12月8日提出的日本专利申请2016-238738，并将其内容结合与此作为参考。

Claims (8)

1.一种接近式曝光装置，包括：
工件支承部，其对工件进行支承；
掩模支承部，其对掩模进行支承；以及
照明光学系统，其具有光源、积分器以及对来自光源的曝光光进行反射的多个反射镜，
所述接近式曝光装置将来自所述光源的曝光光经由所述掩模而照射到所述工件，并将所述掩模的图案转印到所述工件，
所述接近式曝光装置的特征在于，
多个所述反射镜中的至少一个所述反射镜具有能够对所述反射镜的曲率进行校正的镜弯曲机构，
所述接近式曝光装置具有：
对准摄像机，其能够拍摄掩模侧的对准标记和工件侧的对准标记；
存储部，其存储根据对第一层的所述掩模的图案进行曝光时照射到所述工件的所述曝光光的主光线的角度以及从所述掩模和所述工件间的间隙而算出的所述工件侧的对准标记的初始偏移分量；以及
控制装置，其在对第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，利用对由所述对准摄像机观测的所述工件侧的对准标记补偿所述初始偏移分量而得到的工件侧的校正对准标记以及所述掩模侧的对准标记来进行对准调整。
2.根据权利要求1所述的接近式曝光装置，其特征在于，
在对所述第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，根据所述掩模侧的对准标记与所述工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，来驱动所述镜弯曲机构以对所述反射镜的曲率进行校正。
3.根据权利要求1所述的接近式曝光装置，其特征在于，
所述接近式曝光装置还具有镜移动机构，所述镜移动机构能够使具有所述镜弯曲机构的所述反射镜沿相对于该反射镜垂直的垂直方向移动，
在对所述第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，根据所述掩模侧的对准标记与所述工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，来算出平均偏移量，并根据该平均偏移量而利用所述镜移动机构来变更所述反射镜的倾斜度，并且根据在所述各位置的偏移量与所述平均偏移量的差分而利用所述镜弯曲机构来对所述反射镜的曲率进行校正。
4.根据权利要求1所述的接近式曝光装置，其特征在于，
所述存储部在对第二层以后的预定的层中的所述掩模的图案进行曝光时，对所述工件侧的校正对准标记，在曝光了预定数量的工件时，将与曝光时的所述掩模侧的对准标记的位置偏移分量平均化而记录为应变引起的偏移分量，
所述控制装置根据所述应变引起的偏移分量而利用所述镜弯曲机构来对所述反射镜的曲率进行校正。
5.一种接近式曝光方法，
所述接近式曝光方法使用接近式曝光装置，将来自光源的曝光光经由掩模而照射到工件以将所述掩模的图案转印到所述工件，
所述接近式曝光装置包括：
工件支承部，其对所述工件进行支承；
掩模支承部，其对所述掩模进行支承；以及
照明光学系统，其具有所述光源、积分器以及对来自所述光源的曝光光进行反射的多个反射镜，
多个所述反射镜中的至少一个所述反射镜具有能够对所述反射镜的曲率进行校正的镜弯曲机构，
所述接近式曝光装置具有能够拍摄掩模侧的对准标记和工件侧的对准标记的对准摄像机，
所述接近式曝光方法的特征在于，包括：
存储根据在对第一层的掩模的图案进行曝光时照射到所述工件的所述曝光光的主光线的角度以及从所述掩模和所述工件间的间隙而算出的所述工件侧的对准标记的初始偏移分量的工序；以及
在对第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，利用对由所述对准摄像机观测的所述工件侧的对准标记补偿所述初始偏移分量而得到的工件侧的校正对准标记，以及所述掩模侧的对准标记来进行对准调整的工序。
6.根据权利要求5所述的接近式曝光方法，其特征在于，
在对所述第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，根据所述掩模侧的对准标记与所述工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，来驱动所述镜弯曲机构以对所述反射镜的曲率进行校正。
7.根据权利要求5所述的接近式曝光方法，其特征在于，
所述接近式曝光装置还具有：能够使具有所述镜弯曲机构的所述反射镜沿相对于该反射镜垂直的垂直方向移动的镜移动机构，
在对所述第二层以后的所述掩模的图案进行曝光时，根据所述掩模侧的对准标记与所述工件侧的校正对准标记在各位置的偏移量，来算出平均偏移量，并根据该平均偏移量而利用所述镜移动机构来改变所述反射镜的倾斜度，并且根据在所述各位置的偏移量与所述平均偏移量的差分而利用所述镜弯曲机构来对所述反射镜的曲率进行校正。
8.根据权利要求5所述的接近式曝光方法，其特征在于，
所述接近式曝光方法包括：
在对第二层以后的预定的层中的所述掩模的图案进行曝光时，对所述工件侧的校正对准标记，在曝光了预定数量的工件时，将与曝光时的所述掩模侧的对准标记的位置偏移分量平均化而记录为应变引起的偏移分量的工序；以及
根据所述应变引起的偏移分量，而利用所述镜弯曲机构来对所述反射镜的曲率进行校正的工序。
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