CN110398880B - 曝光设备及曝光方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种曝光设备，包括照明系统、控制系统及投影光学系统。照明系统配置用以产生曝光用光照明掩模载台上的掩模。照明系统包括光学元件、检测器及驱动装置。光学元件配置于曝光用光的光路上，用以引导曝光用光至掩模上。检测器配置用以感测来自光学元件的曝光用光的强度。控制系统配置用以根据来自检测器的感测信号控制驱动装置沿着不同于上述光路的方向驱动光学元件。投影光学系统配置用以将掩模的图案转印至基板载台上的基板上。

Description

曝光设备及曝光方法

技术领域

本发明实施例涉及一种半导体技术，特别涉及一种曝光设备及曝光方法。

背景技术

半导体制造中，光刻(Photolithography)工艺是相当重要的技术。整体制造中所需要经过的光刻次数或是所需要的掩模数量可以表示工艺的难易程度。光刻工艺决定了半导体装置中的结构，如各层的图案及掺杂区域，及其功能的有效性。

一般光刻工艺使用曝光设备，将形成于掩模上的图案的缩小像投影曝光于作为曝光对象的基板(例如，涂布有光刻胶的半导体晶圆或玻璃基板)。近年来，大多采用步进(stepping)重复方式的缩小投影曝光设备(即，步进式曝光机)或是步进扫描(scanning)方式的投影曝光设备(即，步进扫描式曝光机)。

上述步进式曝光机，是将基板装载在可作二维移动的基板载台上，以基板载台使基板步进移动，并依序重复进行使掩模图案的缩小像曝光于基板上的各照射区域的曝光设备。又，步进扫描式曝光机，是在以狭缝状的曝光用光的脉冲照射于掩模的状态下，使装载有掩模的掩模载台与装载有基板的基板载台相对于投影光学系统(projection opticalsystem)而彼此同步移动，并使形成于掩模上的图案的一部份逐步转印在基板的照射区域，待结束对一个照射区域的图案转印后，使基板步进移动，然后进行另一照射区域的图案转印。

虽然现有的曝光设备及曝光方法已经足以达成其目标，但仍不能在各方面令人满意。

发明内容

本申请一些实施例提供一种曝光设备。曝光设备包括照明系统、控制系统及投影光学系统。照明系统配置用以产生曝光用光(exposure light)照明掩模载台上的掩模。照明系统包括光学元件、检测器及驱动装置。光学元件配置于曝光用光的光路上，用以引导曝光用光至掩模上。检测器配置用以感测来自光学元件的曝光用光的强度。控制系统配置用以根据来自检测器的感测信号控制驱动装置沿着不同于上述光路的方向驱动光学元件。投影光学系统配置用以将掩模的图案转印至基板载台上的基板上。

本申请一些实施例提供一种曝光设备。曝光设备包括照明系统、控制系统及投影光学系统。照明系统配置用以产生曝光用光照明掩模载台上的掩模。照明系统包括第一光学元件、第二光学元件、检测器、第一驱动装置及第二驱动装置。第一光学元件配置于曝光用光的光路上，用以引导曝光用光至掩模上。第二光学元件配置于上述光路上，用以引导曝光用光至掩模上，且第二光学元件相较于第一光学元件靠近光路的下游端。检测器配置用以感测来自第一光学元件的曝光用光的强度。控制系统配置用以根据来自检测器的感测信号控制第一驱动装置沿着不同于上述光路的方向驱动第一光学元件，且配置用以根据控制系统的数据库中所储存的查找表决定第二光学元件的移动方式、方向及移动量，并据此控制第二驱动装置驱动第二光学元件。投影光学系统配置用以将掩模的图案转印至基板载台上的基板上。

本申请一些实施例提供一种曝光方法。曝光方法包括由一曝光设备中的一照明系统产生一曝光用光以照明一掩模，并将掩模的图案转印至一基板上。曝光方法还包括感测来自照明系统的一光路中的一第一光学元件的曝光用光的强度。此外，曝光方法还包括当所感测来自第一光学元件的曝光用光的强度低于预定值时，驱动第一光学元件移动至一第一位置，使得所感测来自第一光学元件的曝光用光的强度回到正常范围内。

附图说明

图1显示根据一些实施例的一曝光设备的主要构成的方块示意图。

图2显示根据一些实施例的图1的曝光设备的概略结构示意图。

图3显示根据一些实施例的光学元件中被曝光用光长期照射的区域发生雾化的示意图。

图4A至图4C分别显示根据一些实施例的用以感测来自光学元件所反射或透射的曝光用光的强度的机构配置示意图。

图5A及图5B分别显示根据一些实施例的用以驱动光学元件的机构示意图。

图6显示根据一些实施例的移动照明光学系统中的多个光学元件以矫正偏移的光路的示意图。

图7显示根据一些实施例的一曝光方法的流程图。

附图说明：

1～曝光设备；

2～光源；

3～照明光学系统；

4～掩模载台；

5～掩模对准光学系统；

6～控制系统；

6A～数据库；

7～投影光学系统；

8～基板载台；

9～激光干涉仪；

10～基板对准光学系统；

11～处理腔室；

12～气体浓度感测器；

20～送光系统；

21～反射镜；

23～气密室；

31～透镜；

32～反射镜；

33～气密室；

41～检测器；

42～分光镜；

50～光学元件支架；

51～光学元件保持部；

51A～开口；

51B～连接部；

51C～枢轴；

52～固定基座；

52A～开孔；

52B～导引槽；

60～驱动装置；

70～曝光方法；

71、72、73～操作；

D1～第一方向；

D2～第二方向；

I～照明系统；

M～掩模；

P～光路；

P1～偏移的光路；

W～基板；

R1～中央区域；

R2～周边区域；

Y1～第一位置；

Y2～第二位置；

OE、OE1、OE2、OE3～光学元件。

具体实施方式

以下公开内容提供许多不同的实施例或较佳范例以实施本案的不同特征。当然，本申请也可以许多不同形式实施，而不局限于以下所述的实施例。以下公开内容配合附图详细叙述各个构件及其排列方式的特定范例，为了简化说明，使公开得以更透彻且完整，以将本申请公开的范围完整地传达予同领域熟悉此技术者。

在下文中所使用的空间相关用词，例如“在……下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，是为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位之外，这些空间相关用词也意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，而在此所使用的空间相关用词也可依此相同解释。

必须了解的是，未特别图示或描述的元件可按照本领域技术人员所熟知的各种形式存在。此外，若实施例中叙述了一第一特征形成于一第二特征的上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的情况，也可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使得上述第一特征与第二特征未直接接触的情况。

以下不同实施例中可能重复使用相同的元件标号及/或文字，这些重复为的是简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。在附图中，结构的形状或厚度可能扩大，以简化或便于标示。

图1显示根据本发明一些实施例的一曝光设备1的主要构成的方块示意图。需要说明的是，为了清楚起见，图1中所示曝光设备1的构成已被简化以更好地理解本申请的发明概念。一些附加特征可以被加入曝光设备1中，且在曝光设备1的其他实施例中可以替换或消除下面描述的一些特征。

曝光设备1是在半导体制造中的光刻工艺中所使用的投影曝光设备，并可通过步进扫描的曝光方式将一掩模M(photomask或reticle，合称为掩模)上所形成的图案曝光(转印)到涂布在一基板W(例如，半导体晶圆、玻璃基板或其他适合的材质的基板)表面上的光刻胶材料(图未示)。然而，本案不限定曝光设备1的曝光方式，上述步进扫描式曝光机仅是作为本申请中的一个例子，曝光设备1也可采用步进重复方式进行曝光。

如图1中所示，曝光设备1包括一光源2。在一些实施例中，光源2是可发射激光并且被填充气体(例如KrF或ArF)的准分子激光光源(KrF气体激光光波长约248nm，ArF气体激光光波长约193nm)。然而，光源2的种类并不限于此，配合基板W上的光刻胶材料的不同，也可以选用其他适合并具有不同波长的光源种类(例如汞灯)来作为光源2。光源2配置用以将例如紫外线或远紫外线的曝光用光(exposure light)射出至一照明光学系统(illuminationoptical system)3。

照明光学系统3，虽未图示出，其可由例如光束成形系统(包括多个透镜)、光学积分器(包括多个复眼透镜、棒状积分器或绕射光学元件等)、(半)反射镜、成像透镜系统(包括多个透镜)、及固定遮板(孔径光阑)等构成，并将光源2所产生的曝光用光调整成均一的照度来照明被上述固定遮板所限定的掩模M上的狭缝状照明区域(即，照明光学系统3可对曝光用光进行塑形(shape))。

在一些实施例中，在照明光学系统3的靠近出口端设置有一检测器(图未示)以监测曝光用光的能量(即，光强度)，并将感测结果输出至一控制系统6。当由该检测器的感测信号所演算的曝光用光的强度出现异常时，控制系统6会令光源2或如下述曝光设备1中的其他部件的运作停止，并警示操作员来进行检查、修护等工作，借以避免工艺结果受到影响(例如，当曝光用光的强度未达一预定标准值时，光刻工艺产能会下降)。

掩模M于其图案面(如图1中所示的下面)形成有(例如电路)图案。掩模M可通过例如真空吸附而被保持于一掩模载台4上。在一些实施例中，掩模载台4可以预定的扫描速度驱动于预定的扫描方向(如图1中所示的X轴方向)的同时，在X轴方向、Y轴方向和旋转(如图1中所示的θ角度)方向上微幅驱动。在一些实施例中，一掩模对准光学系统5配置用以检测出形成于掩模M上的对准标记，并将检测结果输出至控制系统6。

基板W可通过例如真空吸附而被保持于一基板载台8上。掩模M上所形成的图案，被曝光用光照明后，通过一投影光学系统7(例如包括一镜筒及以预定位置关系保持于镜筒内的多个光学元件)而被转印在基板W上的光刻胶材料。在一些实施例中，基板载台8可在扫描曝光时于Y轴方向以预定的速度驱动的同时，在照射曝光间以步进方式驱动于X轴方向和Y轴方向。在一些实施例中，一激光干涉仪9配置用以检测出基板载台8(及基板W)在X轴方向和Y轴方向的位置以及绕着X轴、Y轴与Z轴旋转的倾斜角，并将检测结果输出至控制系统6。在一些实施例中，在投影光学系统7的外周还配置有一基板对准光学系统10，可用以检测出形成于基板W上的对准标记，并将检测结果输出至控制系统6。

需要说明的是，于本实施例中，将平行于照明光学系统3与投影光学系统7的光轴的方向取为Z轴方向，将在垂直于Z轴的平面内沿着曝光时掩模M与基板W的扫描方向的方向取为X轴，以及将沿着正交于扫描方向的方向(即，沿着非扫描方向)取为Y轴。

在一些实施例中，控制系统6可根据来自掩模对准光学系统5、激光干涉仪9及基板对准光学系统10的检测信号，对包括掩模载台4与基板载台8的驱动装置(例如包括线性马达及/或音频线性马达)等的曝光设备1整体作控制。

图2显示根据一些实施例的图1的曝光设备1的概略结构示意图。其中，与图1中使用相同的符号表示相同的部件，故省略其详述说明。如图2中所示，曝光设备1包括：光源2、送光系统20、照明光学系统3、以及投影光学系统7。在一些实施例中，送光系统20配置用以将光源2所产生的曝光用光引导、传送至照明光学系统3。照明光学系统3配置用以照明被保持于掩模载台4上的掩模M(如前所述，照明光学系统3可对曝光用光塑形，再将经过塑形的曝光用光照明至掩模M)。投影光学系统7配置用以将掩模M上的图案投影(转印)在被保持于基板载台8上的基板W。在曝光设备1中，具有从光源2经送光系统20、照明光学系统3及投影光学系统7直到基板W的曝光用光的一光路P。

送光系统20也称作光束匹配单元(Beam Matching Unit(BMU))，包括多个反射镜21。送光系统20配置用以使从光源2射出的曝光用光的光轴与照明光学系统3的光轴成为一致(即，使曝光用光射入照明光学系统3的路线与照明光学系统3的光轴平行且正对)。在本发明实施例中，光源2、送光系统20及照明光学系统3共同构成曝光设备1的照明系统I。

又，为了清楚起见，在图2中仅图示出照明光学系统3中与下面将介绍本申请的发明重点较相关的部分透镜31及反射镜32，而省略其他的光学部件。透镜31及反射镜32的数量与配置位置并不以图2中所示为限，也可以做出其他的变化及修改。

如图2中所示，掩模载台4、基板载台8、照明光学系统3及投影光学系统7设置于曝光设备1的一处理腔室11内。又，照明光学系统3包括一气密室33，配置用以将曝光用光的光路P与处理腔室11的环境隔绝。在气密室33内侧，上述透镜31、反射镜32与照明光学系统3中未图示的其他光学部件配置于光路P上，以引导曝光用光至掩模M上。

在一些实施例中，在曝光时会将对曝光用光为非活性的光路气体(例如氮气)通过一气体管路(图未示)供给至气密室33内。此外，在处理腔室11内装设有为了检测该室内的氧浓度的一气体浓度感测器12，例如为一氧浓度感测器，当气体浓度感测器12检测到的氧浓度低于预定值时，代表气密室33内的非活性气体发生泄漏。气体浓度感测器12可将检测结果输出至控制系统6(图1)。

当根据气体浓度感测器12的检测信号所演算的氧浓度低于预定值时，控制系统6会进行警示，同时截断对气密室33的非活性气体的供给，并停止光源2的曝光用光的射出。应了解的是，当气密室33内的非活性气体发生泄漏时，处理腔室11内的氧气也可能跑到气密室33内，并与曝光用光接触、反应而产生臭氧。在长时间接触下，臭氧将导致照明光学系统3的光学元件损坏。因此，配置气体浓度感测器12能够保护照明光学系统3。

在一些实施例中，如图2中所示，光源2及送光系统20设置于处理腔室11外。又，送光系统20也包括一气密室23，配置于光源2与照明光学系统3(的气密室33)之间，用以将曝光用光的光路P与外界环境隔绝，并避免外气与曝光用光接触、反应而产生可能导致送光系统20中的反射镜21损坏的臭氧。在一些实施例中，气密室23与气密室33的连接部分可用密封部件密封。在气密室23内侧，上述反射镜21配置于光路P上，以引导曝光用光射入照明光学系统3(之后，再照射至掩模M)。

需要注意的是，在经过高能量的曝光用光长时间的照射下，送光系统20中的反射镜21及照明光学系统3中的透镜31与反射镜32等(为了方便说明，下面简称为照明系统I中的光学元件OE)会逐渐雾化(老化)。更准确来说，根据一些实施例，光学元件OE的中央区域R1受到曝光用光长期照射而逐渐发生雾化(如图3中所示)，导致经由该区域所反射或透射的曝光用光的强度降低，如此将影响光刻工艺的产能。但是，光学元件OE的中央区域R1之外的周边区域R2由于未受到曝光用光集中照射而发生雾化，故该区域仍能保有正常的光学特性(即，经由周边区域R2所反射或透射的曝光用光的强度不会降低)。

基于上述，为了感测监控(在曝光时)来自照明系统I中的各个光学元件OE的曝光用光的强度，并在发现来自一光学元件OE所反射或透射的曝光用光的强度降低时，能够通过调整该光学元件OE的位置(例如，使该光学元件OE被曝光用光照射的区域从如图3的实施例中所示的已雾化的中央区域R1移动至正常的周边区域R2)来立即校正曝光设备1的曝光用光的强度，同时延长光学元件OE的使用寿命并减少制造成本，本发明一些实施例还提出下述的技术手段。

图4A至图4C分别显示根据一些实施例的用以感测来自照明系统I中的各个光学元件OE所反射或透射的曝光用光的强度的机构配置示意图。如图4A中所示，当要感测的光学元件OE以反射方式来引导曝光用光的一半反射镜(例如一半透明分光镜，可将一束光线分为两道独立的光线，其中一道光线为反射光，另一道光线为折射光)时，可配置一检测器41来感测来自光学元件OE的折射光的强度。由于经由光学元件OE所反射及折射的两道光线的能量成一定比例(例如95％反射及5％折射)，故通过感测折射光的强度可以得到来自光学元件OE所反射的曝光用光的强度。

如图4B中所示，当要感测的光学元件OE以反射方式来引导曝光用光的一(全)反射镜时，可配置一分光镜42于光学元件OE之后的光路P上，将来自光学元件OE的一束曝光用光分为两道独立的光线，其中一道光线为反射光，另一道光线为沿着光路P继续行进的折射光，并再配置一检测器41来感测来自分光镜42的反射光的强度。由于经由分光镜42所反射及折射的两道光线的能量成一定比例(例如1％反射及99％折射)，故通过感测反射光的强度可以得到来自光学元件OE所反射的曝光用光的强度。

如图4C中所示，当要感测的光学元件OE以透射方式来引导曝光用光的一透镜时，也可利用类似上述图4B中说明的机构配置来感测得到来自光学元件OE所透射的曝光用光的强度，在此仅省略重复说明。

上述检测器41会将感测结果输出至控制系统6(图1)。另外，上述图4A至图4C中说明的机构配置仅是作为本申请中的一些例子，而非作为限定用途，其他习知能够感测得到来自光学元件OE所反射或透射的曝光用光的强度的机构配置(包括不同的检测器型态)也可被应用。

接着请依序参阅图5A及图5B，其分别显示根据一些实施例的用以驱动光学元件OE的机构示意图。

在图5A中，上半部示出用以将光学元件OE安装于曝光用光的光路P上的光学元件支架50的分解示意图，下半部则示出光学元件支架50与驱动装置60的连接示意图。光学元件支架50包括一光学元件保持部51及一固定基座52。光学元件保持部51配置用以保持光学元件OE，并具有一形状及尺寸对应光学元件OE的开口51A，可允许光学元件OE固定安装于其中。固定基座52可通过例如螺丝等锁合件穿过其上所形成的多个开孔52A，而被固定于送光系统20的气密室23内侧或照明光学系统3的气密室33内侧。固定基座52也具有一导引槽52B，贯穿固定基座52的上下表面并于一第一方向D1上延伸，第一方向D1不同于光路P的方向。在一些实施例中，第一方向D1垂直于光路P的方向。

光学元件保持部51以连接部51B穿过导引槽52B且连接部51B只能沿着导引槽52B进行移动(即，连接部51B无法于垂直于导引槽52B(第二方向D1)的一第二方向D2上进行移动)的方式连接至固定基座52。又，光学元件保持部51的连接部51B以例如锁合方式(图未示)连接至驱动装置60(例如一线性步进马达)。驱动装置60又电性连接至控制系统6(图1)。

图5B显示根据另一些实施例的用以驱动光学元件OE的机构示意图。其中，与图5A中使用相同的符号表示相同或相似的部件，故省略其详述说明。在图5B的光学元件支架50中，光学元件保持部51的连接部51B及固定基座52的导引槽52B等结构被省略。此外，除了形成有开孔52A(用于使固定基座52被固定于送光系统20的气密室23内侧或照明光学系统3的气密室33内侧)的一板状结构外，固定基座52也包括从板状结构延伸的一大致呈Y字型的支架结构，其中光学元件保持部51对应地容置于固定基座52的支架结构中。又，光学元件保持部51具有一枢轴51C，枢轴51C枢接至固定基座52上的开孔(从而，光学元件保持部51通过枢轴51C可相对于固定基座52进行枢转)，且枢轴51C还进一步连接至驱动装置60(例如一旋转步进马达)。驱动装置60又电性连接至控制系统6(图1)。

虽然未图示，照明系统I中的每一光学元件OE及其所对应配置的检测器41及驱动装置60一起设置于送光系统20的气密室23内侧及照明光学系统3的气密室33内侧。

通过上述配置，(在曝光设备1进行曝光期间)当由设置于送光系统20或照明光学系统3中的一检测器41的感测信号所演算的来自一对应的光学元件OE所反射或透射的曝光用光的强度低于预定值时(代表该光学元件OE中被曝光用光所照射的区域已发生雾化)，控制系统6会控制对应于该检测器41的驱动装置60沿着不同于曝光用光的光路P的方向驱动光学元件保持部51及其上的光学元件OE(例如，驱动光学元件保持部51沿着导引槽52B于第一方向D1上线性移动，或者驱动光学元件保持部51以枢轴51C为中心相对于固定基座5进行枢转)，直到该检测器41所感测来自该光学元件OE的曝光用光的强度回到一正常范围内(代表该光学元件OE中被曝光用光所照射的区域已落在正常(非雾化)的区域)。根据一些实施例，控制系统6根据与驱动装置60对应配置的一编码器(图未示)所回传的移动量或旋转量，而可准确得知驱动装置60的移动位置或旋转角度，进而控制驱动装置60的运作。

如此一来，能够达到即时监控及校正曝光设备的曝光用光的强度的目的，并改善光刻工艺的产能(由于延长了光学元件OE的使用寿命，因此也可减少停机更换光学元件OE的作业时间及产能浪费)及良率。

另须注意的是，当移动照明系统I中的任一光学元件OE的位置时，可能会改变曝光用光的光路P而影响曝光设备1整体的表现。因此，在某些实施例中，矫正来自送光系统20或照明光学系统3中的一光学元件OE的曝光用光的强度而通过上述技术手段移动该光学元件OE的位置时，也将光路P上位于该光学元件OE下游的至少一光学元件OE的位置作对应地调整，以使得光路P可保持在一预定的光路范围内(此预定的光路范围经过预先测试而得到，故不会影响送光系统20及照明光学系统3正常功能的最大容许光路偏移范围)。

举例来说，图6中显示根据一些实施例，在照明光学系统3中，有3个光学元件OE沿着曝光用光的光路P(平行于X轴方向)串接配置。从光路P的靠近上游端至靠近下游端，3个光学元件OE依序被标示为OE1、OE2、OE3。在某些实施例中，当控制系统6根据对应于光学元件OE1(第一光学元件)的检测器41的感测信号而得知光学元件OE1已发生雾化时，控制系统6会控制对应于光学元件OE1的驱动装置60(第一驱动装置)驱动光学元件OE1沿着Y轴方向移动至一第一位置Y1，并使得经由光学元件OE1所透射的曝光用光的强度回到正常范围内，以校正曝光用光的强度。

接着，控制系统6会根据其数据库6A中所储存的一查找表(其中包括可保持曝光用光的光路P在预定的光路范围内的多组光学元件OE1、OE2、OE3的对应位置数据，此表经过预先测试而得到)决定在光学元件OE1下游的光学元件OE2和光学元件OE3的移动方式(线性移动或旋转)、方向及移动量，再据此控制对应于光学元件OE2和光学元件OE3的驱动装置60的运作。在图6的实施例中，控制系统6根据查找表所记录的位置数据，进一步控制对应于光学元件OE2的驱动装置60(第二驱动装置)驱动光学元件OE2沿着Y轴方向对应地移动至一第二位置Y2，以校正偏移的光路P1(即，减少因光学元件OE1的位置移动所导致的光路偏移)。另外，送光系统20中的光路校正也可采用与上述说明类似的方法，在此仅省略赘述。

本发明一些实施例还提供一种曝光方法70，如图7中的流程图所示。为了说明，将配合参照图1至图5B一起描述流程图。首先，曝光方法70包括操作71：由一曝光设备中的一照明系统产生一曝光用光以照明一掩模，并将掩模的图案转印至一基板上。在一些实施例中，曝光设备1(例如一步进扫描式曝光机或步进式曝光机)包括一照明系统I(例如包括光源2、送光系统20及照明光学系统3)。照明系统I配置用以产生一曝光用光照明掩模载台4上的一掩模M，且照明系统I包括配置于曝光用光的一光路P上并用以引导曝光用光至掩模M上的一第一光学元件(例如，送光系统20中的反射镜21及照明光学系统3中的透镜31与反射镜32中的任一者)。在一些实施例中，曝光设备1还包括一投影光学系统7，配置用以将掩模M的图案转印(曝光)至基板载台8上的一基板W上。

接着，曝光方法70还包括操作72：通过设置于送光系统20或照明光学系统3中的一或多个检测器41，感测来自照明系统I的光路P中的第一光学元件的曝光用光的强度。

此外，曝光方法70还包括操作73：当检测器41所感测来自第一光学元件的曝光用光的强度低于一预定值时(代表第一光学元件中被曝光用光所照射的区域已发生雾化)，曝光设备1中的一控制系统6控制设置于送光系统20或照明光学系统3中的一(第一)驱动装置60驱动第一光学元件移动(例如包括线性移动或旋转)至一第一位置，使得所感测来自第一光学元件的曝光用光的强度回到一正常范围内(代表该第一光学元件中被曝光用光所照射的区域已落在正常(非雾化)的区域)，以达到校正曝光用光的强度的目的。

需要了解的是，在上述实施例中的方法之前、期间和之后可以提供额外的操作，并且对于不同实施例中的方法，可以替换或消除一些描述的操作。举例来说，如图6所示，曝光方法70还可以包括：在控制一(第一)驱动装置60驱动第一光学元件移动至第一位置后，控制系统6再控制另一(第二)驱动装置60驱动一第二光学元件对应地移动至一第二位置，以校正偏移的光路，其中第二光学元件(例如，送光系统20中的反射镜21及照明光学系统3中的透镜31与反射镜32中的其中一者)配置于光路上且相较于第一光学元件靠近光路的下游端。

综上所述，本申请实施例至少具有以下优点：在曝光设备进行曝光期间，能够感测出其照明系统中的光学元件(透镜或反射镜)因受到曝光用光长期照射而发生雾化的情况，并通过驱动光学元件发生位移来调整光学元件被曝光用光照射的区域，以达到即时校正曝光设备的曝光用光的强度，并改善光刻工艺的产能及良率的目的。

根据一些实施例，提供一种曝光设备。曝光设备包括照明系统、控制系统及投影光学系统。照明系统配置用以产生曝光用光照明掩模载台上的掩模。照明系统包括光学元件、检测器及驱动装置。光学元件配置于曝光用光的光路上，用以引导曝光用光至掩模上。检测器配置用以感测来自光学元件的曝光用光的强度。控制系统配置用以根据来自检测器的感测信号控制驱动装置沿着不同于上述光路的方向驱动光学元件。投影光学系统配置用以将掩模的图案转印至基板载台上的基板上。

根据一些实施例，照明系统还包括光源、照明光学系统及送光系统。曝光设备还包括处理腔室。掩模载台、基板载台、照明光学系统及投影光学系统设置于处理腔室内。光源及送光系统设置于处理腔室外。送光系统配置用以将光源所产生的曝光用光传送至照明光学系统，而照明光学系统配置用以对曝光用光塑形，再将经过塑形的曝光用光照明至掩模。

根据一些实施例，送光系统还包括气密室，配置于光源与照明光学系统之间，用以将曝光用光的光路与外界环境隔绝。光学元件、检测器及驱动装置设置于气密室内。

根据一些实施例，照明光学系统还包括气密室，配置用以将曝光用光的光路与处理腔室的环境隔绝。光学元件、检测器及驱动装置设置于气密室内。

根据一些实施例，照明系统还包括光学元件支架，配置用以将光学元件安装于曝光用光的光路上。光学元件支架包括光学元件保持部及固定基座。光学元件保持部配置用以保持光学元件。固定基座固定于照明系统中，且固定基座具有引导槽，可允许光学元件保持部沿着引导槽进行移动。光学元件保持部穿过引导槽而连接至驱动装置。

根据一些实施例，照明系统还包括光学元件支架，配置用以将光学元件安装于曝光用光的光路上。光学元件支架包括光学元件保持部及固定基座。光学元件保持部配置用以保持光学元件。固定基座固定于光路上。光学元件保持部具有枢轴，枢接至固定基座且连接至驱动装置。

根据一些实施例，提供一种曝光设备。曝光设备包括照明系统、控制系统及投影光学系统。照明系统配置用以产生曝光用光照明掩模载台上的掩模。照明系统包括第一光学元件、第二光学元件、检测器、第一驱动装置及第二驱动装置。第一光学元件配置于曝光用光的光路上，用以引导曝光用光至掩模上。第二光学元件配置于上述光路上，用以引导曝光用光至掩模上，且第二光学元件相较于第一光学元件靠近光路的下游端。检测器配置用以感测来自第一光学元件的曝光用光的强度。控制系统配置用以根据来自检测器的感测信号控制第一驱动装置沿着不同于上述光路的方向驱动第一光学元件，且配置用以根据控制系统的数据库中所储存的查找表决定第二光学元件的移动方式、方向及移动量，并据此控制第二驱动装置驱动第二光学元件。投影光学系统配置用以将掩模的图案转印至基板载台上的基板上。

根据一些实施例，查找表包含可保持曝光用光的光路在预定的光路范围内的多组第一光学元件及第二光学元件的对应位置数据。

根据一些实施例，提供一种曝光方法。曝光方法包括由一曝光设备中的一照明系统产生一曝光用光以照明一掩模，并将掩模的图案转印至一基板上。曝光方法还包括感测来自照明系统的一光路中的一第一光学元件的曝光用光的强度。此外，曝光方法还包括当所感测来自第一光学元件的曝光用光的强度低于预定值时，驱动第一光学元件移动至一第一位置，使得所感测来自第一光学元件的曝光用光的强度回到正常范围内。

根据一些实施例，曝光方法还包括在驱动第一光学元件移动至第一位置后，驱动第二光学元件对应地移动至一第二位置，以校正偏移的光路，其中第二光学元件配置于光路上且相较于第一光学元件靠近光路的下游端。

以上虽然详细描述了实施例及它们的优势，但应该理解，在不背离所附申请专利范围限定的本申请的精神和范围的情况下，对本申请可作出各种变化、替代和修改。此外，本申请的范围不旨在限制于说明书中所述的工艺、机器、制造、物质组成、工具、方法和步骤的特定实施例。作为本领域的普通技术人员将容易地从本申请中理解，根据本申请，可利用现有的或今后将被开发的、执行与在本申请所述的对应实施例基本相同的功能或实现基本相同的结果的工艺、机器、制造、物质组成、工具、方法或步骤。因此，所附申请专利范围旨在将这些工艺、机器、制造、物质组成、工具、方法或步骤包括它们的范围内。此外，每一个申请专利范围构成一个单独的实施例，且不同申请专利范围和实施例的组合都在本申请范围内。

Claims (10)

1.一种曝光设备，包括：

一照明系统，配置用以产生一曝光用光照明一掩模载台上的一掩模，该照明系统包括：

一光学元件，配置于该曝光用光的一光路上，用以引导该曝光用光至该掩模上；

一检测器，配置用以感测来自该光学元件的该曝光用光的强度；以及

一驱动装置；

一控制系统，配置用以根据来自该检测器的一感测信号控制该驱动装置沿着不同于该光路的方向驱动该光学元件，使得该光学元件被该曝光用光照射的区域从一第一区域移动至不同于该第一区域的一第二区域；以及

一投影光学系统，配置用以将该掩模的图案转印至一基板载台上的一基板上。

2.如权利要求1所述的曝光设备，其中该照明系统还包括一光源、一照明光学系统及一送光系统，该曝光设备还包括一处理腔室，其中该掩模载台、该基板载台、该照明光学系统及该投影光学系统设置于该处理腔室内，该光源及该送光系统设置于该处理腔室外，且该送光系统配置用以将该光源所产生的该曝光用光传送至该照明光学系统，而该照明光学系统配置用以对该曝光用光塑形，再将经过塑形的该曝光用光照明至该掩模。

3.如权利要求2所述的曝光设备，其中该送光系统还包括一气密室，配置于该光源与该照明光学系统之间，用以将该曝光用光的该光路与外界环境隔绝，其中该光学元件、该检测器及该驱动装置设置于该气密室内。

4.如权利要求2所述的曝光设备，其中该照明光学系统还包括一气密室，配置用以将该曝光用光的该光路与该处理腔室的环境隔绝，其中该光学元件、该检测器及该驱动装置设置于该气密室内。

5.如权利要求1至4中任一项所述的曝光设备，其中该照明系统还包括一光学元件支架，配置用以将该光学元件安装于该曝光用光的该光路上，其中该光学元件支架包括一光学元件保持部及一固定基座，该光学元件保持部配置用以保持该光学元件，该固定基座固定于该照明系统中，且该固定基座具有一引导槽，可允许该光学元件保持部沿着该引导槽进行移动，该光学元件保持部穿过该引导槽而连接至该驱动装置。

6.如权利要求1至4中任一项所述的曝光设备，其中该照明系统还包括一光学元件支架，配置用以将该光学元件安装于该曝光用光的该光路上，其中该光学元件支架包括一光学元件保持部及一固定基座，该光学元件保持部配置用以保持该光学元件，该固定基座固定于该照明系统中，且光学元件保持部具有一枢轴，枢接至该固定基座及连接至该驱动装置。

7.一种曝光设备，包括：

一照明系统，配置用以产生一曝光用光照明一掩模载台上的一掩模，该照明系统包括：

一第一光学元件，配置于该曝光用光的一光路上，用以引导该曝光用光至该掩模上；

一第二光学元件，配置于该光路上，用以引导该曝光用光至该掩模上，且该第二光学元件相较于该第一光学元件靠近该光路的下游端；

一检测器，配置用以感测来自该第一光学元件的该曝光用光的强度；

一第一驱动装置；以及

一第二驱动装置；

一控制系统，配置用以根据来自该检测器的一感测信号控制该第一驱动装置沿着不同于该光路的方向驱动该第一光学元件，使得该第一光学元件被该曝光用光照射的区域从一第一区域移动至不同于该第一区域的一第二区域，且配置用以根据该控制系统的一数据库中所储存的一查找表决定该第二光学元件的移动方式、方向及移动量，并据此控制该第二驱动装置驱动该第二光学元件；以及

一投影光学系统，配置用以将该掩模的图案转印至一基板载台上的一基板上。

8.如权利要求7所述的曝光设备，其中该查找表包含可保持该曝光用光的该光路在一预定的光路范围内的多组该第一光学元件及该第二光学元件的对应位置数据。

9.一种曝光方法，包括：

由一曝光设备中的一照明系统产生一曝光用光以照明一掩模，并将该掩模的图案转印至一基板上；

感测来自该照明系统的一光路中的一第一光学元件的该曝光用光的强度；以及

当所感测来自该第一光学元件的该曝光用光的强度低于一预定值时，驱动该第一光学元件移动至一第一位置，使得该第一光学元件被该曝光用光照射的区域从一第一区域移动至不同于该第一区域的一第二区域，进而使得所感测来自该第一光学元件的该曝光用光的强度回到一正常范围内。

10.如权利要求9所述的曝光方法，还包括：

在驱动该第一光学元件移动至该第一位置后，驱动一第二光学元件对应地移动至一第二位置，以校正偏移的该光路，其中该第二光学元件配置于该光路上且相较于该第一光学元件靠近该光路的下游端。

Images