TW200837805A - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents
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Description
200837805 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種曝光設備及裝置製造方法。 【先前技術】 隨著最近半導體之集積程度增加,要求半導體曝光設 備有更高的解析能力。爲增加解析能力,需要一具有一等 於或高於〇·9 NA的投影光學系統,這造成投影光學系統 尺寸的進一步增加。 圖4係顯示日本特許早期公開第1 1 -29587號所說明 一曝光設備之配置的示意圖。爲減少振動,包含致動器之 活動機架12支承一筒形支座(投影光學系統支座)10, 該筒形支座10支承一投影光學系統9。將用來測量支承一 晶圓6之晶圓載台7之位置之AZ干涉儀1 6及XY干涉儀 1 7附著於筒形支座1 0。干涉儀1 6,1 7量測晶圓載台7相 對於投影光學系統9的位置,並根據該量測結果,將晶圓 載台7對準。 在干涉儀16,17以上述方式附著於筒形支座10情況 下,當筒形支座1 〇變形時,發生測量誤差。不僅在活動 機架12之致動器產生熱時,亦在一重結構安裝於筒形支 座時,筒形支座10可能變形。特別是在安裝較重投影 光學系統9時,筒形支座1 〇可能顯著變形。 作爲解決此變形的方案,筒形支座1 0可由低熱膨脹 材料製成,或可加大尺寸。惟,前一方案由成本觀點看來 200837805 不利’後一方案則加大整體設備的尺寸,並 間來製造筒形支座10。 【發明內容】 本發明係有鑑於以上背景而開發完成者 的在於減少因一用來支承投影光學系統之支 生的測量誤差。 根據本發明,揭示一種曝光設備,具有 統’使一光罩與一基板對準,並透過投影光 罩之圖案投影於基板,使基板曝光。該設備 裝置’配置來進行用於對準之測量;一第1 支承測量裝置;以及一第2支座,配置來支 統。第1支座與第2支座相互隔離。 根據本發明,可例如減少因一支承投影 座之變形而發生的測量誤差。 本發明之進一步特點由以下參考附圖所 例的說明將可瞭然。 【實施方式】 以下參考附圖說明本發明之較佳實施例 〔第1實施例〕 圖1係顯示根據本發明第1實施例,一 意圖。圖1所示曝光設備1〇〇配置成使一光 需要很長的時 ,其例示性目 座之變形而發 一投影光學系 學系統,將光 包括:一測量 支座,配置來 承投影光學系 光學系統之支 作例示性實施 曝光設備之示 罩(亦稱爲原 -5- 200837805 片或光罩)1 02與一晶圓(亦稱爲基板)i n 6對準,並透 過一投影光學系統1 06,將光罩1 〇2的圖案投射於晶圓 116,使晶圓116曝光。 曝光設備100包括:一照明光學系統101,以一光束 照射光罩102 ;以及一光罩載台單元1〇3,保持並驅動光 罩102。曝光設備100亦包括:投影光學系統1〇6,將畫 在先罩102的圖案投射於晶圓116;以及一晶圓載台單元 1 1 7,保持並驅動晶圓1 1 6。 一安裝於一托架(底座)119上的底架120支承照明 光學系統101。光罩載台單元103包含:一活動部(保持 並移動光罩102者:一光罩載台)i〇3a,保持並移動光罩 102 ;以及一驅動單元103b,驅動活動部l〇3a。一雷射干 涉儀104測量活動部103a的位置。 根據雷射干涉儀104的輸出控制驅動單元i〇3b。較佳 地,雷射干涉儀1 〇 4的測量軸線及活動部1 〇 3 a的驅動軸 線位於所有六個軸向中,亦即X、Y及Z方向及屬於繞個 別軸線之旋轉方向之ω X、ω y及ω z方向中。一光罩載台 表面板123支承光罩載台單元103,而一與底架120集積 的支座110則支承光罩載台表面板123。 作爲第1支座之一例子的測量系統支座1 1 1支承作爲 一測量裝置例子之雷射干涉儀104,該雷射干涉儀104用 來進行測量,俾將光罩與晶圓對準。 作爲第2支座之一例子的筒形支座108透過作爲振動 隔離單元之一例子的機架1 07支承投影光學系統(筒) -6 200837805 10 6° 機架107插入投影光學系統i〇6與筒形支座i〇8間, 以抑制投影光學系統1 06的振動。機架1 07包括一含有一 致動器的活動機架,以及一阻止振動自筒形支座108傳至 投影光學系統1 06的氣動機架。一加速感測器可測量投影 光學系統106的振動。 底架120透過作爲一振動隔離單元例子之機架〗〇9支 承筒形支座1 0 8。機架1 〇 9插入筒形支座1 〇 8與底架1 2 0 間,以抑制投影光學系統1 06的振動。機架1 〇9包括一含 有一致動器的活動機架,以及一阻止振動自底架i 2〇傳至 筒形支座108的氣動機架。機架107及109不限於上述配 置’只要其具有振動抑制或振動絕緣功能即可。 將作爲第1支座之一例子的測量系統支座1 11與作爲 第2支座之一例子的筒形支座丨〇 8隔離,以防止振動傳遞 於其間。亦即,將至少一振動隔離單元,也就是本實施例 中的機架112及109插入測量系統支座ill與筒形支座 1 〇 8間的路徑中。 晶圓載台單元117包含:一活動部117a,保持並移動 晶圓1 1 6 ;以及一驅動單元1 1 7b,驅動活動部1 1 7 a。一作 爲一測量裝置例子的雷射干涉儀1 1 5測量可動部1 1 7a的 位置。根據晶圓載台單元1 1 5之輸出控制驅動單元1 1 7b。 較佳地,雷射干涉儀1 1 5的測量軸線及可動部1 1 7 a的驅 動軸線位於所有六個軸向,亦即X、Y及Z方向及屬於繞 個別軸線之旋轉方向之ωχ、oy及ωζ方向中。一晶圓載 200837805 台表面板1 2 4支承晶圓載台單元1 1 7,而測量系統支座 1 1 1則支承雷射千涉儀1 1 5。晶圓載台表面板1 2 4安裝於 托架1 1 9上。 一作爲第2測量裝置之一例子的雷射干涉儀1 〇5測量 投影光學系統(筒)1 06與測量系統支座1 1 1間的位置關 係。 投影光學系統(筒)1 06與測量系統支座1 1 1間的位 置關係可根據雷射干涉儀1 05所得測量結果調整。這可保 證投影光學系統1 06、光罩1 02與晶圓1 1 6間的位置關係 。較佳地,雷射干涉儀1 05的測量軸在上述六個軸向中。 如上述,與筒形支座1 08隔離之測量系統支座丨丨丨支 承雷射干涉儀104、105及1 15。這可大幅減少因筒形支座 1 0 8之變形影響而發生的測量誤差。亦如上述,機架1 〇 9 支承筒形支座1 08,而機架1 1 2則支承測量系統支座i i ! ο 這可抑制振動傳遞於筒形支座1 08與測量系統支座 1 1 1 間。 測量系統支座111支承一用來對準晶圓1 1 6的對準感 測器1 1 3以及一用來測量晶圓1 1 6之表面水平之聚焦感測 器1 2 1。對準感測器(Χ-Υ測量裝置)1 1 3係一測量裝置 例子,其沿垂直於投影光學系統1 06之光軸之方向測量晶 圓上一對準標記的位置。聚焦感測器(Ζ測量裝置)1 2 1 係一測量裝置例子,其沿投影光學系統1 06之光軸之方向 測量晶圓的位置。 -8 - 200837805 運送至光罩載台單 100亦可包括一用 之夾頭(未圖示) 送的晶圓安裝於晶 測器1 1 3進行用於 1 1 7之夾頭上的晶 偵測於前一步驟中 測結果,控制晶圓 地重疊圖案於晶圓 之活動部l〇3a及 :同步掃瞄驅動。 ,一曝光設備之不 實施例相同。與第 例中的相同構成元 個作爲晶圓載台單 動部117A及117B 晶圓載台單元。晶 曝光設備100可包括一用來將光罩 元103的光罩運送裝置127。曝光設備 來將晶圓116運送至晶圓載台單元ι17 的運送裝置1 1 8。 在預對準後,將運送裝置118所運 圓載台單元117的夾頭上。在藉對準感 對準之測量後,使安裝於晶圓載台單元 圓曝光。更具體而言,對準感測器1 1 3 形成於晶圓上之標記的位置,並根據偵 載台單元117,使晶圓曝光。這可精確 上。 於曝光程序中,光罩載台單元103 晶圓載台單元1 17之活動部1 17a被相5 〔第2實施例〕 圖2係顯示根據本發明第2實施例 意圖。在此未特別述及的細節可與第1 1實施例相同的參考號碼標示第2實施 件。 圖2所示之一曝光裝置200包括二 元1 1 7之活動部(亦即晶圓載台)的活 。此一晶圓載台單元稱爲具有雙載台之 圓載台單元可具有三個以上活動部(亦即晶圓載台)。 曝光裝置200可於一測量站MS進行測量以對準保持 200837805 於一載台上的晶圓,於一曝光站ES使一保持於另一載台 上的晶圓曝光。 一測量系統支座1 1 1 ( 一第1支座例子)支承一雷射 干涉儀(一測量裝置例子)115A,該雷射千涉儀115A用 來於曝光站ES測量活動部(晶圓載台)之位置。同樣地 ’測量系統支座111支承一雷射干涉儀(一測量裝置例子 )1 1 5 B,該雷射干涉儀1 1 5 B用來於測量站M S測量活動 部(晶圓載台)之位置。於測量站MS,測量系統支座 1 1 1亦支承一用來對準一晶圓1 1 6的對準感測器(一測量 裝置例子)1 1 3以及一用來測量晶圓1 1 6之表面水平的聚 焦感測器(一測量裝置例子)1 2 1。 曝光裝置200可包括一 TTL對準顯微鏡126,該TTL 對準顯微鏡126用來透過投影光學系統106觀察投影光學 系統1 06之物側及影像側的參考標記。 圖3係顯示晶圓載台單元117之活動部(載台)的活 動部117A及11 7B之配置之平面圖。一安裝於活動部(載 台)117A及117B之各部上的夾頭201夾持晶圓116。參 考標記203形成於活動部(載台)117A及117B之各部上 。使用TTL對準顯微鏡126來觀察此等參考標記203,以 測量光罩與晶圓間的位置關係。根據該測量結果,計算於 測量站MS所得測量結果與於曝光站ES所得測量結果間 的差。 以下將簡短解釋曝光裝置200的作業。 一光罩運送裝置127將一光罩運送至一光罩載台單元 -10- 200837805 1 〇 3之一活動部1 0 3 a之一預定位置。 一晶元運送裝置118將一晶圓運送至測量站MS中晶 圚載台單元117的活動部(載台)。通常,晶圓在被運送 時進行預對準。 於測量站M S,對準感測器11 3測量參考標記2 0 3及 晶圓上對準標記的位置。根據該測量結果,計算參考標記 203與晶圓上鏡頭以及晶圓上鏡頭配置的位置關係。 接著,於測量站MS ’焦點感測器121在驅動晶圓時 測量其表面形狀(焦點數値)。 將所測量之晶圓運送至曝光站ES,惟藉夾頭201夾 持於活動部(載台)上。此時,將於曝光站ES之活動部 (載台)移至測量站M S。亦即,測量站MS及曝光站ES 交換其活動部(載台)。 於曝光站ES中,TTL對準顯微鏡126測量晶圓載台 單元117上參考標記203與形成於光罩或光罩載台單元 103之活動部103a上之參考標記間的位置關係。根據該測 量結果,校正藉雷射干涉儀1 1 5 A於曝光站ES所測得活動 部(載台)的位置以及於測量站M S所得鏡頭配置及表面 形狀(焦點數値)。 根據所校正鏡頭配置及焦點數値,依序將複數鏡頭區 曝光。 與上述曝光程序同時,於測量站測量次一晶圓。於完 成曝光及測量程序後,測量站MS及曝光站ES交換其活 動部(載台)。藉由重覆此作業,將複數晶圓加工。 -11 - 200837805 〔應用例〕 其次將解釋使用上述曝光設備的裝置製造方法。圖5 係顯示半導體裝置製造方法的從頭到尾順序的流程圖。於 步驟1 (電路設計)中’設計一半導體裝置之電路。於步 驟2 (光罩製造)中’根據所設計電路圖案製造光罩。於 步驟3 (晶圓製造)中,使用諸如矽之材料製造晶圓。於 稱爲前置程序之步驟4 (晶圓加工)中,使用光罩及晶圓 ,藉由光微刻形成一真正電路於晶圓上。於稱爲後置程序 之步驟5 (裝配)中’使用於步驟4中製成之晶圓,形成 一半導體晶片。該步驟包含諸如裝配(切割及接合)以及 封裝(晶片封裝)。於步驟6 (檢驗)中進行包含作業檢 查測試及於步驟5所製成半導體裝置之耐久測試的檢驗。 半導體裝置藉由此等程序完成,並於步驟7中出貨。 圖6係顯示晶圓加工之詳細順序的流程圖。於步驟1 1 (氧化)中,將晶圓表面氧化。於步驟12 ( CVD (化學汽 相沉積))中,形成一絕緣膜於晶圓表面上。於步驟1 3 ( 電極形成)中,藉由沉積形成一電極於晶圓上。於步驟1 4 (離子植入)中,將離子植入晶圓。於步驟1 5 ( CMP (化 學機械拋光))中,藉由CMP使絕緣膜平坦。於步驟16 (光阻加工)中,塗布一光敏劑於晶圓。於步驟1 7 (曝光 )中,使用上述曝光設備,藉由透過上面形成有電路圖案 的光罩,使塗覆光敏劑的晶圓曝光,形成一潛像圖案於光 阻上。於步驟1 8 (顯影)中,使形成於晶圓上之光阻上的 -12- 200837805 潛像圖案顯影以形成一光阻圖案。於步驟19(鈾刻)中, 透過光阻圖案敞開的部分,蝕刻光阻圖案下方的層或基板 。於步驟20 (光阻移除)中,移除蝕刻後殘留的不必要光 阻。藉由重覆此等步驟,於晶圓上形成電路圖案之多層結 雖然參加例示性實施例說明本發明,惟須知本發明不 限於所揭示例示性實施例。以下申請專利範圍將作最廣闊 的解釋以涵蓋所有此等變更及對等結構和功能。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示根據本發明第1實施例,一曝光設備之示 意圖; 圖2係顯示根據本發明第2實施例,一曝光設備之示 意圖; 圖3係顯示一晶圓載台單元之活動部(載台)之配置 之平面圖; 圖4係顯示一習知曝光設備之示意圖; 圖5係顯示半導體裝置製造方法之從頭到尾順序之流 程圖;以及 圖6係顯示晶圓製程之詳細順序之流程圖。 【主要元件符號說明】 6 :晶圓 7 :晶圓載台 -13- 200837805 9 =投影光學系統 1 〇 :筒形支座 1 2 :活動機架 16,17 :干涉儀 1〇〇 :曝光設備 1 〇 1 :照明光學系統 102 :光罩 103 :光罩載台單元 1 0 3 a :活動部 1 0 3 b :驅動部 104,105 :雷射千涉儀 106 :投影光學系統 1 0 7,1 09 :機架 108 :筒形支座 1 10 :支座 1 1 1 :測量系統支座 1 1 2 :機架 1 1 3 :對準感測器 115,115A,115B :雷射干涉儀 1 1 6 :晶圓 1 1 7 :晶圓載台單元 117A,117B,117a :活動部 1 17b :驅動單元 1 1 8 :運送裝置 -14 200837805 1 1 9 :托架 120 :底架 1 2 1 :焦點感測器 123 :光罩載台表面板 124:晶圓載台表面板 126 :對準顯微鏡 127 :光罩運送裝置 200 :曝光設備 2 〇 1 :夾頭 203 :參考標記 ES :曝光站 MS :測量站
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Claims (1)
- 200837805 十、申請專利範圍 1. 一種曝光設備,具有一投影光學系統,使一光罩與 一基板對準,並透過該投影光學系統,將該光罩之圖案投 影於該基板,使該基板曝光,該設備包括: 一測量裝置,配置來進行用於對準之測量; 一第1支座,配置來支承該測量裝置;以及 一第2支座,配置來支承該投影光學系統; 其中該第1支座與該第2支座相互隔離。 2. 如申請專利範圍第1項之曝光設備,其進一步包括 一配置來支承該第1支座及該第2支座之共用支架。 3 .如申請專利範圍第2項之曝光設備,其進一步包括 一第1振動絕緣單元,配置在該第1支座與該支架間 :以及 一第2振動絕緣單元,配置在該第2支座與該支架間 〇 4.如申請專利範圍第1項之曝光設備,其進一步包括 一第2測量裝置,配置來測量該第1支座與該投影光學系 統間的位置關係; 其中根據藉該第2測量裝置獲得的位置關係調整該第 1支座與該投影光學系統間的位置關係。 5 .如申請專利範圍第1項之曝光設備,其中該測量裝 置包含:一 Z測量裝置,配置來測量該基板在平行於該投 影光學系統之光軸之方向中的位置;以及一 X-Y測量裝置 -16- 200837805 ,配置來測量該基板之一標記在垂直於該光軸之方向中的 位置。 6. 如申請專利範圍第1項之曝光設備,其中該測量裝 置包含一第1測量裝置及一第2測量裝置的至少一者,該 第1測量裝置配置來測量一光罩載台的位置,該光罩載台 配置來保持該光罩,以及該第2測量裝置配置來測量一基 板載台的位置,該基板載台配置來保持該基板。 7. 如申請專利範圍第1項之曝光設備,其進一步包括 一測量站,其中測量該基板上之一鏡頭的位置;以及 一曝光站,其中該基板根據於該測量站中進行之測量定位 ,並使該定位之基板曝光。 8. —種裝置製造方法,該方法包括: 使用如申請專利範圍第1項之曝光設備使一基板曝光 將該曝光之基板顯影;以及 處理該顯影之基板以製造該裝置。 -17-
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