TW201101369A - Exposure method and device manufacturing method, and overlay error measuring method - Google Patents

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201101369 - 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於曝光方法及元件製造方法、以及重疊誤 差測量方法，詳言之，係關於於物體上經由投影光學系統 形成圖案之曝光方法及使用該曝光方法製造電子元件之元 件製造方法、以及測量在物體上排列之複數個區劃區域重 疊形成之不同層圖案彼此之重疊誤差之重疊誤差測量方 法。 〇 【先前技術】 一直以來，於製造半導體元件（積體電路等）、液晶顯示 元件等電子元件（微元件）之微影製程，主要係使用步進重複 (step & repeat)方式之投影曝光裝置（所謂之步進機）、或步 進掃描（step & scan)方式之投影曝光裝置（所謂之掃描步進 機（亦稱掃描機））等。 此種曝光裝置，係對形成有圖案之光罩（又试標線片） Q 照射照明用光，經由投影光學系統將圖案之像投影至塗有 感光劑（抗蝕劑）之基板（晶圓、玻璃板等）上，據以將圖案分 別轉印至基板上之複數個照射區域。並於基板上重疊形成 複數層之圖案以製造上述之電子元件。因此’被要求要具 有將圖案之像正確重疊轉印至已形成在基板上各照射區域 之圖案之高重疊精度。 然而，於基板上重疊形成圖案，由時會在基板表面產 生凹凸。特別是，相對於形成元件圖案之照射區域，形成 對準標記等之切割道（street)(亦稱為sCribe line或scribe 3 201101369 lane)會有凹陷之情形。此場合，將焦點對焦於照射區域進 行元件圖案之轉印時，會在散焦狀態下將對準標記轉印至 切割道，而有形成變形及/或位置偏移之對準標記之虞。 近年來，圖案日趨微細化而使得投影光學系統高ΝΑ 化，焦深亦隨此而變窄，因此即使散焦之程度小，亦有可 能導致產生對準標記之誤檢測程度之大的變形。因此，當 利用變形及/或位置偏移形成之對準標記進行㈣之重疊 的話，有可能產生無法忽視程度之重疊誤差。 【發明内容】 解決課題之手段 本發明第1態樣之曝光方法，係於物體上排列之複數 個第1區域經由投影光學系統分別重疊形成圖案，其特徵 ;匕3 _ &抑制曝光誤差之手段，該曝光誤差係在 該物體上排列之複數個帛1區域分別形成該圖案時，對應 該複數個第1區域开4志古^ # 飞开y成有軚记之第2區域與對應該標記之 該第1區域在與該投影光學系統之光軸正交 偏移所引起。 主根據次此方法，由於在複數個第1區域分別形成圖宰 時，與投影光學系絲之氺紅Έ + 先軸正交面内之位置偏移引起之曝 差S到了抑制，因此能進行重疊精度良好之曝光。 此處’曝光誤差不僅包含位置誤差，亦可包含旋轉、 七率及/或形狀誤差。σ m v、要此藉由抑制該誤差而提升在盥 才又影光學系統之光# 一 尤釉正乂之面内之重疊（才—八―卜 度的話即可。又，轿J田如 ）精 斤明抑制’亦包含阻止產生上述曝光誤 201101369 差之情形。 、本發明第2態樣之第2曝光方法，係在排列於物體上 之複數個第1區域分別重疊形成圖案，其特徵在於，包含: 檢測對應該複數個第i區域之複數個第！標記，根據該檢 4、、。果進行該物體對既定點之位置對準後，進行用以縮小 形成有該複數個第i標記之第2區域之至少部分目標部分 ^、第1區域之段差之對該物體之曝光之動作·以及檢測 ^ 5複數個第1軚5己，根據該檢測結果進行該物體對既定點 之位置對準後，藉由使該物體曝光以在該目標部分形成第2 標記，並於該複數個第丨區域分別重疊形成該圖案之動作。 根據此方法’能維持充分之重疊精度。 本發明第3態樣之元件製造方法，其包含：使用本發 月第1及第2曝光方法之任一者於物體上形成圖案之動 作；以及使形成有前述圖案之前述物體顯影之動作。 .根據此方法，能以良好之生產性（含良率）製造高積體度 D <元件° …本發明第4態樣之元件製造方法，包含於物體上排列 之複數個第1區域分別重疊形成囷案之動作，其特徵在於， 包含：檢測對應該複數個第i區域之複數個第工標記，根 據該檢測結果進行該物體對既定點之位置對準後，進行使 形成有該複數個第i標記之第2區域之至少部分目標部分 與該第1區域平坦化之平坦化處理之動作；以及檢測該複 數個第1 ‘记，根據該檢測結果進行該物體對既定點之位 置對準後於才目對該帛i (^域平坦化後之該目標部分形成 5 201101369 第2標記之動作。 根據此方法’藉由使用第2栌今 標5己於物體上排列之複數 個第1區域分別重疊形成圖案， I7肖b、准持充分的重疊精度， 其結果’即能以良好之生產性製 土座f玍裂k向積體度之元件。 本發明第5態樣之重疊誤差測詈 L w j量方法，係測量於物體 上之基準層及目標層分別經由投 仅办光學系統形成之二個圖 案彼此之之重疊誤差，其包含：針 對至包含用以照明形 成有位置關係已知之圖案與標印 /、栋°己之先罩之照明條件的複數 個條件’分別考慮該投影光學系統 丁此I九學特性，將經由該 才又影光學系統投影至該物體上之該圖 <袭圖案之像與該標記之像 在與該技影光學系統之光軸正交之面内2 π 110网之第1位置偏移， 相對該圖案之像與該標記之像在與該光軸平行之方向之第 2位置偏移加以求出，並根據與該第2位置偏移對應之該第 1位置偏移將該標記之設計條件予以最佳化之動作；使用形 成有位置關係已知之第1圖案與第丨標記之第丨光罩進行 曝光’在該物體上之基準層之複數個第1區域經由該投影 光學系統形成該第1圖案之同時’於對應該複數個第1區 域之第2區域形成該第"票記之動作；使用具有位置關係 已知之第1圖案與經由該最佳化使設計條件最佳化之第2 標記之第2光罩進行曝光，在該物體上之該第丨圖案重疊 形成目標層之該第2圖案之同時，於該第2區域之該第i 標記重疊形成第2標記之動作；以及藉由測量形成在該物 體上之該第2區域之該第丨標記與該第2標記之位置偏移， 據以算出該第1圖案與該第2圖案之重疊誤差之動作。 201101369 根據此方法，能以良好精度測量分別於物體上之基準 層及目標層經由投影光學系統形成之第1圖案與第2圖案 之重疊誤差。 本發明第6態樣之重疊誤差測量方法，係測量於物體 上之基準層及目標層分別經由投影光學系統形成之二個圖 案彼此之之重疊誤差，其包含：至少考慮該投影光學系統

之光學特性’求出經由該投影光學系統投影至該物體上第1 區域之圖案之像，與經由該投影光學系統投影至該物體上 第2區域之標記之像，在與該投影光學系統之光軸正交之 面内之第1位置偏移之動作；使用形成有位置關係已知之 第1圖案與第1測量標記之光罩進行曝光，在該物體上基 準層之該第1區域經由該投影光學系統形成該第丨圖案， 同時於該帛2區域形成該第}測量標記之動作；使用形成 有位置關係已知之第2圖案與第2測量標記之光罩進行曝 光’於該物體上之該第1圖案重疊形成目標層之該第2圖 案同時於該第2區域之該第j測量標記重疊形成第2測 量標記之動作；以及測量形成於該物體上之該帛2區域之 該第1測量標記與該第2測量標記之位置偏移，並使用該 測量結果與該帛1位置偏移算出該第1圖案與該第2圖案 之重疊誤差之動作。 .根據此方法，能以免挤锫疮、h , I、 民奸積度測量分別於物體上之基準 層及目標層經由投影 杈影先予系統形成之第丨圖案與第2 之重疊誤差。 【實施方式】 7 201101369 《第1實施形態》 以下，根據圖1〜圖12説明本發明之一實施形態。圖 1中概略顯示了實施第i實施形態之曝光方法所使用之曝光 裝置100之構成。此曝光裝置100係步進掃描（step&scan) 方式之投影曝光裝置、即所謂之掃描機。 曝光裝置100，如圖1所示，具備照明系統I〇p、保持 标線片R之標線片載台RST、包含投影光學系統之投影 單元pu、保持晶圓w之晶圓載台wst及此等之控制系統 等。 以下，將與投影光學系統PL之光軸Αχρ平行之方向 ^為Ζ軸方向、在與此正交之面内相對掃描標線片R與晶 圓W之掃描方向設為丫軸方向、將與ζ軸及γ軸正交之方 向設為X軸方向，並以繞χ軸、γ軸及2軸之旋轉方向分 別為0 X、0 y及0 ζ方向進行説明。 照明系統IOP ’包含光源及經由送光光學系統連接於光 源之照明用光學系統，將以標線片遮簾（遮罩系統）規定之延 伸於X軸方向之細長狹縫狀照明區域IAR，藉由照明用光 (曝光用光）IL以大致均一之照度加以照明。此處照明用光 係使用ArF準分子雷射光（波長193nm)。又，照明系統 I〇P之構成已揭示於例如美國專利申請公開第2003 / 0025890號說明書等。 才示線片載台RST配置在照明系統I〇p之—z側。標線 片載台RST上以例如真空吸附方式固定有標線片r。 ‘線片載台RST，可藉由例如包含線性馬達等之標線 201101369 片載σ驅動系統1丨（圖1中未圖示，參照圖2)微幅驅動於 平面内’且此以既定行程範圍驅動於Υ軸方向。 心線片載台RST之ΧΥ平面内之位置資訊（含0Ζ方向 之旋轉資訊係以標線片雷射干涉儀（以下，稱「標線片干 涉儀」）14，透過移動鏡12(或形成在標線片載台RST之端 面之反射面），以例如〇 25nm程度解析能力隨時加以檢測。 心線片干涉儀14之測量資訊被供應至主控制裝置12〇(圖1 中省略圖示，參照圖2)。 於標線片載台rST上方，圖！中雖省略了圖示，但例 如。又有由使用美國專利第5,646,413號說明書等所揭示之曝 光波長之光之TTR(Through The Reticle)對準系統所構成之 一對標線片對準檢測系統13(參照圖2)。各標線片對準檢測 系統1 3之檢測訊號被供應至主控制裝置1 20。 才又影單元PU配置在標線片載台RST之一 Z側。投影光 學系統PL保持在鏡筒40内。 才又影光學系統PL，係使用例如由沿光軸ΑΧρ排列之複 數個光學元件（透鏡元件）構成之折射光學系統。投影光學系 統PL，例如為兩側遠心、具有既定投影倍率召（沒例如為^ /4、1/5 或 1/8 等）。 於投影單元PU之鏡筒40側面，設有用以檢測形成在 晶圓W之對準標記及基準標記之對準檢測系統AS。此處， 對準檢測系統AS係使用鹵素燈等寬頻光照明標記，並藉由 對此標記影像進行影像處理以測量標記位置之影像處理方 式之成像式對準感測器之一種的HA(Field image 9 201101369 AHgnment)系統。又’對準檢測系統AS，έ且裝有 在標記檢測時用以檢測形成有該標記之區域於對準光 ^ ^ ^ (軸方向）之位置（散焦量）的焦點檢測系 統。此組裝有隹點拾、、目丨丨么分 ， 示 哀有‘、,、點檢測糸統之成像式對準感測器，已揭示 於例如美國專利第5,721 605轳却明音够 ，唬說月書專。此對準檢測系統 AS之檢測資訊及測量資 j里貝戒被供應至主控制裝置i 2〇。 晶圓載台WST可在配置於投影單元叫之―2側 台基座22上’藉由包含例如線性馬達等之載台驅動系統24

以既定行程驅動於x軸方向、Y軸方向，絲幅驅動於Z 軸方向、0X方向、方向及方向。 於晶圓載台WST上透過晶圓保持具(未圖示)以直空吸 附等方式保持有晶目W。又，亦可取代晶圓載台WST，使 用具備移動於X軸方向、Y軸方向及ΘΖ方向之第i載台、 _第i載台上微移動於2軸方向…方向…方向 之第2載台的載台裝置。 一於晶圓載台WST上，以表面與晶圓W表面相同高度之 狀態固定有基準板Fpe於基準板Fp之表面，形成有對準檢 測系統AS之基準線測量等所使用之基準標記、及以標線片 對準檢測系統13檢測之至少一對之基準標記等。 少進—步的，於晶圓載台WST，裝備有用以測量經由投 〜光學系統PL投影至晶圓w上之圖案之空間像的空間像 d量器、測量照射於晶圓w之照明用光強度（照度）之照度 •測器（或照度不均感測器）及波面像差測量器（皆未圖示） 等。作為空間像測量器，可使用例如美國專利申請公開第 201101369 2〇〇2/0041377號說明書等所揭示之構成之測量器。照度不 均感測器可採用例如美國專利第4,465,368號說明書等所揭 示之構成之感測器。作為波面像差測量器，則可採用例如 國際公開第03 / 065428號等所揭示之夏克—哈特曼 (Shack-Hartman)方式之測量器。又，亦可取代標線片對= 檢測系統丨3而使用空間像測量器，進行標線片尺之標記與 晶圓载台WST之基準標記之檢測。此場合，可不設置標線 片對準檢測系統13。 〇 晶圓載台WST之XY平面内之位置資訊（含旋轉資訊 (yawing量（<9 z方向之旋轉量0 z)、pitching量（0 χ方向之 旋轉量0 X)、rolling量（0y.方向之旋轉量θ y)))係藉由雷射 干涉儀系統（以下，簡稱為「干涉儀系統」）18，經由移動鏡 16(或形成在晶圓載台WST端面之反射面）以例如〇 25nm程 度之解析能力隨時加以檢測。 干涉儀系統18之測量資訊被供應至主控制裝置12〇。 ❹ 主控制裝置12〇根據干涉儀系統18之測量資訊，透過載台 驅動系統24控制晶圓載台WST之XY平面内位置（含0 z 方向之旋轉）。 又’晶圓W表面之z軸方向位置及傾斜量，係以例如 由美國專利第5,448,332號說明書等所揭示之斜入射方式之 多點焦點位置檢測系統構成之焦點感測器AF(參照圖2)加 以'則量。焦點感測器AF之測量資訊被供應至主控制裝置 120 ° 附帶一提的，標線片R係由矩形之玻璃基板構成。且 11 201101369 於該玻璃基板上，例如，如從圖案面側（圖丨中一 z侧）觀察 標線片R之俯視圖之圖3(A)所示，形成有具元件圖案（以 下，僅稱圖案）之圖案區域RS。又，於玻璃基板上，在圖案 區域RS之一X側及+ χ側分別形成有同樣的對準標記am〇 對準彳示se* AM ’例如圖3(B)所示’具有排列於Y軸方 向之二個線與空間（line & space)圖案（L/S圖案）LSX、LSY。 L/ S圖案LSX係於X軸方向以等間隔d(例如6 " m)排列之 線寬L(例如2 // m)之5條線圖案之集合。s圖案LSY則 係於Y軸方向以等間隔d排列之線寬[之5條線圖案之集 合0 又’於標線片R，圖案區域RS係遮蔽光之遮光部構成， 於該遮光部内形成有使光透射之透光部構成之圖案。亦即， 才示線片R係ti、負型標線片（負型光罩）。於標線片r，除圖 案區域RS以外之區域RT為透光部。於區域rt，形成有包 含由遮光部構成之線圖案之對準標記AM。 本實施形態之曝光裝置1 〇〇，當以來自照明系統I〇p之 照明用光IL照明標線片R上之照明區域jar時，藉由通過 投影光學系統PL之第1面（物體面）與圖案面大致一致配置 之標線片R之照明用光IL ’經由投影光學系統pl(投影單 元PU)將該照明區域IAR内之標線片R之電路圖案縮小像 (電路圖案之部分縮小像）’形成於配置在投影光學系統pL 之第2面（像面）側、表面塗有光阻（感光劑）之晶圓w上與前 述照明區域IAR共辆之區域（以下’亦稱為曝光區域）i a。接 著，藉由標線片載台RST與晶圓載台WST之同步驅動，相 12 201101369 對照明區域IAR(照明用光IL)使標線片R移動於掃描方向 (Y軸方向）並相對曝光區域IA(照明用光IL)使晶圓W移動 於掃描方向（Y轴方向），據以進行晶圓W上之一個照射區 域（區劃區域）之掃描曝光，於該照射區域轉印標線片R之圖 案。亦即，本實施形態，係藉由照明系統IOP及投影光學 系統PL於晶圓W上生成標線片r之圖案，使用照明用光 IL進行晶圓W上之感光層（光阻層）之曝光於晶圓w上形成 該圖案。 接著’簡單說明曝光裝置1〇〇之曝光方法。 根據主控制裝置120之指示，藉由未圖示之標線片裝 載器（loader)將標線片R裝載於標線片載台尺灯上。 並將藉由與曝光裝置100並設、例如線上（inline)連接 之未圖不之塗布/顯影裝置（C/D)於其表面塗有感光劑（光 阻）、形成光阻層之晶圓W，裝載於晶圓載台WST之晶圓保 持具（未圖示）上。 '於B曰圓W上’例如圖4(A)所示，排列有複數個照射區 域S。於各照射區域形成有藉由至前層為止之曝光及元件加 處理形成有圖案。又，在相鄰照射區域間之間隙SL形成 有複數個對準標記AM。此間隙SL，亦被稱為切割道線 (streetli ^或劃線（sedbeline)等，以下僅稱為切割道。 一在圍軚—個照射區域s之切割道SL，例如圖4(B)所

形成有四個對準標記AM。此處’在照射區域s之-X 側之二個對準標記AM中位於 上τ π十γ側之對準標記AM、與在 照射區域S之 之+ X側之二個對準標記ΑΜ中位於—γ側之對 13 201101369 準標記AM，係附設於照射區域s之對準標記。附設於昭射 區域S之二個對準標記AM與照射…之位置關係，係 :α ;紅線片R上之對準標記AM與圖案區域Μ之位置關 係。又，其餘對準標記AM則係附設於相鄰照射區域 準標記。 主控制裝置120,實施將形成在晶圓w上之切割道儿 之複數個對準標記AM中、預先決定之複數個對準標記 AM’使用對準檢測系統AS加以檢測之對準測量。其結果， 針對檢測對象之各個對準標記AM，檢測出其χ位置°與γ 位置（正確而言’係構成對準標記趟之l/s圖案⑽之 X位置與L/S圖案咖之γ位置)。主控制裝置12〇，並 使用例如美國專利第6,876,946號說明f等所揭示之利用最 J平方法之統计學手法，求出晶目w上所有照射區域之排 列座標及包含各照射倍率之變形量（倍率、旋轉、正交度^以 下，將此對準手法稱為「照射内多點Ega」）。 又 主控制裝置12〇根據晶圓對準測量（照射内多點ega) 之結果，求出投影光學系統PL之投影中心與晶圓w上各 照射區域之相對位置關係。 主控制裝置監視標線片干涉儀14及干涉儀系統18 之測量結果，使標線片載台RST及晶圓載台WST分別移動 至掃描開始位置（加速開始位置）。 主控制裝置120沿Y軸方向、彼此逆向的相對驅動標 線片載台RST與晶圓載台WST。主控制裝置12〇在標線片 載台RST及晶圓載台WST分別達到目標速度時，以照明用 201101369 光IL照明標線片R。據此，開始掃描曝光。 主控制裝置120控制標線 WST » L7 ^ 線片載台RST與晶圓載台 1以使掃描曝光中、標線片.

片戟口 RST與晶圓載台WST 之速度比，維持於對應投影光 产比 予糸統P]L之投影倍率y9之速 當標線片R之圖案轉印 印至切割道S£時，對晶圓 即結束。 至照射區域S、對準標記am轉 W上一個照射區域之掃描曝光

WST移動（步進移動）至對 速開始位置）。 樣之方式，進行對次一照 主控制裝置120使晶圓载台 次一照射區域之掃描開始位置（加 主控制裝置120以和上述同 射區域之掃描曝光。 之後’主控制裝置120反覆進行照射區域間之步進移 動與對照射區域之掃描曝光，於所有照射區域轉印標線片R 之元件圖案，於切割道SL轉印對準標記AM。 藉由反覆上述曝光處理及蝕刻等之元件加工處理，於 晶圓W上重疊形成複數個圖案。 惟，如圖4(B)之B— B線剖面圖之圖4(c)所示，相對 於照射區域S，其周圍之切割道SL有時會凹陷。 此處，舉僅被在標線片R之L/s圖案LSX之—個線 圖案遮光之照明用光IL經由投影光學系統PL照射於晶圓 w上之正型光阻層CR之情形，説明曝光時於z軸方向之晶 圓W之表面位置與光阻層感光狀態之關係之一例。又，於 z軸方向’假設投影光學系統PL距焦點位置之距離為△ z、 15 201101369 投影光學系統PL較焦點位置之+ z側為「+」、一 z側為 「一」。此外，正型光阻之情形，感光之部分藉顯影加以 去除，未感光之部分則作為光阻圖案殘留於晶圓W上。 如圖5(A)所示，於z軸方向晶圓w之表面位置與投影 光學系統PL之焦點一致之情形，亦即散焦量△ z = 〇之情形 下’例如圖5(B)所示，空間像強度分布顯示大致理想的凹 形分布。不過，在空間像強度分布之凹形底部顯現出因投 影光學系統PL之像差及非遠心性、以及照明條件等而產生 之微細構造。在此情形下，於光阻層CR，被超過閾強度之 強度之，、，、明用光IL照射之部分ch感光、而被未超過閾強 度之強度之照明用光IL照射之部分CR〇則不感光。因此， 對準標記能在幾乎不變形之情形下形成。 另—方面’如圖6(A)所示，於Z軸方向晶圓w之表面 較投影光學系統PL之焦點位於一z側之情形，例如ΔΖ = △之情形，則獲得如圖6(B)所示之空間像強度分布。與 上述△ 〇之情形相較，空間像強度分布之整體產生變 形，其中心略往一 X側移動。此外，於空間像強度分布之底 部，於其+ χ側呈現具有超過閾強度之強度之旁波瓣（side lobe)°因此，除上述部分CR]外，對應旁波瓣之部分cR2 亦感光而形成包含因旁波瓣而產生之缺陷之光阻圖案。其 結果’即形成變形及/或位置偏移之對準標記。 又’如圖7(A)所示，於Z軸方向晶圓w之表面較投影 光學系統PL之焦點位於+ Z側之情形，例如△ z= + △之 情形時’得到如圖7(B)所示之空間像強度分布。與上述△ z 16 201101369 =〇之情形相較，空間像強度分布之整體產生變形，其中心 略往+ χ側移動。此外，於空間像強度分布之底部，除出現 於+ X側之旁波瓣外，於一X側亦出現具有超過閾強度之強 度之另一旁波瓣。因此，除上述部分CR1外，對應旁波瓣 之二個部分CR2亦感光而形成包含因旁波瓣而產生之二個 缺陷之光阻圖案。其結果，形成變形及/或位置偏移之對 準標記。 圖8中，顯示了從對準檢測系統AS之對準標記檢測位 置之設計上位置偏離之位移量與散焦量Δζ之關係。圖8 中’係以往+Χ方向之位移為「+」、往—χ方向之位移為 「一」。據此，相對於較小之散焦量Δζ(= — 〇.5 △〜+ 〇.5 △)，與散焦（△ Ζ之變化）一起空間像強度之分布整體產生變 形，其中心位移，因此所形成之對準標記之檢測位置緩慢 位移。△&〇之情形時，可知對準標記係被檢測出大致在 設計位置（略一 χ側）。 〇 另一方面，相對於大的散焦量ΔΖ($ ~〇·75△及^ + 〇·75 △) ’則由於如圖6(B)及圖7(B)所示在分布底部出現旁 波瓣，此外其數量亦増加，因此所形成之對準標記之檢測 位置會相對散焦1 △ z大幅振動。△ z = — △之情形時(圖 6(B))，由於空間像強度分布之中心往_ χ側位移且於底部 之+X側出現旁波瓣，因此對準標記之檢測位置係從設計位 置往m幅位移。又，在Λζ= +△之情形時（圖7(b))， 由於底部之+ x側出現旁波瓣且於-χ偵，丨出現另一旁波 瓣，因此位移量反而變小。 / 17 201101369 如乂上所述，由於投影光學系統p 性、以及照明條件等中之一個 非“ 聯，因此產生散隹狀熊下㈣ 等中二個以彼此相關 、、狀態下轉印之對準標記之變形及/或也 置偏移。此處，在切割道SL 一 咱例如與上述△z = — △ =u冑焦點對焦於照射區域s而轉印元件圖案時，即 曰於切割道SL以散焦狀態轉印對準標記AM，該對準標記 =會被:測出相對設計位置位移於—χ側之位置。 2在晶圓對準時對準標記之誤檢測、亦即為重疊誤差之原

八人說明即使在散焦狀態下轉印，其變形及位置偏 移亦小（以對準檢測系統AS檢測之檢麻置之 準標記之設計方法。 ’ T 首先，考慮投影光學系統PL之光學特性，將經由投影 先學糸統PL投影至晶冑w上之圖案像之投影位置與對準 標記之像之投影位置在與晶㈣之表面平行之方向（與光轴 AXP交叉之方向）之位移（横移），相對與光轴Up平行之方 向之位移（縱移）加以求出。 此處’作為投影光學系統PL之光學特性，係考慮像差、 遠心性㈣⑽⑽叫等。光學特性（像差、遠心、性等）係預 先使用搭載於晶圓载台WST之空間像測量料、或採用使 用基準晶圓之測試曝光法等加以測量出。X，所謂像差， 例如包含球面像差(成像位置之像差）、慧形像差(倍率之像 差）、非點像差、像面灣曲 '歪曲像差（畸變）等。 A ·考慮照明條件及投影光學系統pL之光學特性算 18 201101369 出=成於標線片R之對準標記鹰中所含之L/s圖案⑽ =空間像於X軸方向之強度分布Ι(χ)。此處，針對互異之 複數個線寬L及散焦量△ ζ，分別求出強度分布Ι(χ)。又， 由於本實施形態之曝光裝置! 〇〇步進掃描(step & scan)方式 之曝光裝置，因此係求針對非掃描方向（X轴方向）之空間像 之強度分布I(X)=MdyI(X、Y)。照明條件，包含例如所使 日用之光源(照明用光之中心波長、波長寬等之波長特性)、照 方式(广極照明、三極照明等)、在標線片及晶圓上之照度 ^此等照明條件’通常’係視待形成於晶圓之圖案來設 =了月方式等’視^於晶圓上之光阻層特性（例如種類、層 厚等）適當決定照度等。 於求取空間像之強度分布Ι(χ)時，於z轴方向，投影 :之照射區域s之表面與投影光學系統pL之焦點位置 1 或最佳焦點位置）—致，投影對準標記AM之切割道SL之 面則相對投影光學系統PL之焦點位置凹陷△ &此場合， 〇 ^係對應對準標記AM之像被投影之切㈣SL之面位置 K焦點（或最佳隹WL· m v '，、、點位置）之偏離（稱散焦量△ z)。 散焦董△日洋，认奋 Λ Δ時於此處所得之強度分布Ι(χ)顯示 於圖9。又，圖9中 率。 之符就万係投影光學系統PL之投影倍 Β 因 L/S 圖窣 準秤& SX之轉印而於切割道儿形成之對 干a己（以下，為方 之 更起見，亦稱形成標記」）於X轴方向 定羞 下式（1)求出。此處，0 (I)係以下式（2) 疋義之階梯函數下表X ； 双X “。又’ Ith為閾強度。 19 201101369 F(X)= Q (-I(X)+ith)……（1) m- 1 for />0 0 for /<〇 (2) C •從下式（3)求出形成標記之中心位置Xam。 xam= $ dXF(X) . χ/ $ dXF(X)……(3) 〇 .從下式（4)求出形成標記之横移ΔΧΑΜ。此處，XAM0 為形成椋§己之設計上中心位置。作為此設計上中心位置 ΧΑΜ〇 ’係使用在沒有投影光學系統PL之像差及非遠心性之 理想狀態下所得之中心位置。 △ Xam = Xam — Χαμό......(4) 而在形成於照射區域S之圖案（以下，為方便起見， 亦稱形成圖案」）之中心位置相對理想狀態下之中心位置 =^移之％合，則從下式（5)求出相對横移△ XAM，。此處， 為开/成圖案之中心位置之位移。此△ Xs係與形成標記 之横移〜同樣的、但僅相對散焦量ΔΖ=〇求出。

Δ X

Xam~ Χαμό- Δ Xs · Λ X y · (5) • « · · ·

AM ...... 形成广嚴格而言’雖須考量從形成圖案之中心位n t成才示S己之中心位置 Λ 圭 離對a又叶上距離之偏移，但於 -致=照射區域8之表面與投影光學系統凡之焦點位3 :形時，可以形成標記之横移心來代用。 镨由對例如投影光學系統PL 求出横移或相對横移ΔΧα 圍内之散焦△ Ζ之函赵夕ΑΜ ，即能求出作為散焦^ “多 ΔΧαΜ(ΔΖ)或相對横移 ΔΧΑΜ，（ΔΖ)。 20 201101369 ，E .接著，根據所求得之横移或相對横移△ Χαμ (△ Ζ)，將對準標記ΑΜ之設計條件予以最佳化。此 處，认汁條件令包含例如標記種類、形狀及位置（像高）等之 ,、種本實施形態中，舉一例而言，作為標記種類， 考量作為L/S圖案、位置（像高）顯示於圖之位置。l / S ®案之形’針對其形狀之設計條件，包含線圖案之線 見L $距d等。此處，舉一例而言’在此等標記種類與位 置（像高）等之條件下，將構成L/s圖案之線圖案之線寬L ^ 予以最佳化。 圖10中’顯示了分別針對線寬L不同之5種（a<b<c < d < e)L/ SffltLSX所得之横移△ Xam與散焦量Δζ之關 係。根據此關係，散焦量Δζ為一〇·5△〜+ 〇·5△時，由於 強度分布整體產生變形、其令心位移，因此横移〜“系 相對散焦量^緩慢變化。而在散焦量ΔΖ為-0.75△以下 及+ 0.75 △以上時，於強度分布之底部出現具有超過間強度 〇 ith之強度之旁波瓣’進一步的’由於隨著散焦量Δζ之絶 對値越大、旁波辦之數量越増加，因此横移㈣散焦 量△ Ζ大幅振動。 又’即使線寬L不同，横移△ Χαμ相對散焦量△ ζ之變 化雖大致相同’但可知隨著線寬L越大、變化程度即越大。 圖11中，顯示了相對於線寬L、在散焦量^2=〇下之横移 △Χαμ 之平均（ΔΧΑΜ(ΔΖ=〇))及傾斜（dAXAM/dAZ 丨… 〇)。此處，可知雖然平均而言相對線寬L大致一定’但傾斜 則是線寬L越大而越大。因此，選擇平均最小、且傾斜最 21 201101369 小之線寬a為線寬L之最佳條件。 as F. 針對關於對準標記AM之其他 明條件，以和上述A .〜E .相π + Ε相问之順序求出最佳條件- G. 進—步的’為設計出更佳的對準標記颜 以使用對準檢測系統AS檢測晶㈣上形成之對準標記賴 之檢測條件。檢測條件中，包含對對準標I己AM照射之檢 測光之照射條件，例如強度、波長特性、照明分布等之至 少-種。根據此等檢測條件，決定對對準檢測系統Μ之輪 h亦即用以表示對對準標記AM之形狀分布f(x)(參照前 述式⑴)之對準檢測系、统AS <檢測結果（訊㈣歸⑻之 回應之回應函數叫此處，訊號強度f(x)係使用形狀分 布F(X)與回應函數p (X)，以下式（6)求出。 f(X)=MdX，《^(χ-χ，）.F(X’）.·.⑹ 此外，亦可使用對準檢測系統As檢測具有理想形狀分 布F〇(X)之對準標記AM，將所得之檢測結果（訊號強度）f(x) 適用於式（6)，以經驗方式求出回應函數ρ (χ)亦是可能的。 使用式（6)，從先前求出之對準標記AM之形狀分布F(x) 求出使用對準檢測系統AS之檢測結果（訊號強度）f(x)。圖 12中顯示了所求得之訊號強度f(x)之—例。於訊號強度 f(x) ’出現對應構成對準標記am之五個線圖案之五個連續 底部。再者，於各個之底部出現對應線圖案缺陷之旁波瓣。 接著，使用訊號強度f(X)求出以下式（7)表示之對準標 記AM(L/ S圖案LSX)之檢測位置χΑΜ，並進一步從檢測位 置Χαμ對設計上中心位置ΧΑΜ0之偏移，求出以下式（8)表示 22 201101369 之横移△ Χαμ。

Xam= S dXf(X) · x/ S dxf⑻…⑺ Δ Xam= Xam~ Xamo …（8) 又，與先前同樣的，在圖案之中心位置亦相對理想狀 態下之中心位置產生偏移之情形時，㈣下式⑼求出相對 横移ΔΧαμ’ 。 △ Χαμ = Χαμ~ ΧΑμ〇- Δ Xs ...(9) 圖案之中心位置之位移系與橫移ΔΧΑΜ同樣的求 出。不過’僅對散焦求出。 取代前述横移△ ΧΑΜ或相對横移△ Χαμ，使用此横移 △ Χαμ或相對横移△ χΑΜ，，和先前同樣的，將對準標記 AM之設計條件予以最佳化。 針對所有SX af條件，就每一照明條件、且每一檢測 條件’進行同樣之設計條件之最佳化。 1 ·針對對準標記AM中所含之另一個L/ S圖案LS Y， ^ 亦以同樣方式求出線寬L之最佳條件。 將滿足以上述方式所得之最佳條件之對準標記AM形 成於&線片R，即使在散焦狀態下進行轉印，亦能將變形及 位置偏移小之對準標記形.成於切割道SL。 如以上之説明，本實施形態之係S曝光裝置100，係考 慮照明條件及投影光學系統PL之光學特性，求出投影至晶 圓W之對準標記AM之像之横移（△ XAM或A XAM)，根據該 知'移（△ Xam或△ Χαμ)將形成於標線片R之對準標記AM之 认D十條件加以最佳化。在此情形下，即使以散焦狀態轉印 23 201101369 晶圓w，亦能減小形成於晶圓w之對準標記之變形及位置 偏移。因此，能將晶圓W上之複數個照射區域之各個，對 既定位置、例如對標線片R之圖案之投影位置進行高精度 的位置對準，進而能提升重疊精度。 此外，上述實施形態中，亦可取代正型光阻而使用負 型光阻。在此場合，係取代上述式（1)而使用下式 F(X)= θ (Ι(Χ) — Ith)......(10) 又，上述實施形態中，就標線片之每一種類使用不同 之照明條件之情形時，係就每—照明條件求出最佳條件。 又，上述實施形態中，在準備了照明條件不同之複數 個標線片情形時’主控㈣£ 12G係選擇設有對應曝光裝 置100之照明條件之最佳對準標記AM之標線片。此外， 亦：藉由統籌控制包含曝光裝置100《元件製造系統之主 電恥，來選擇設有對應曝光裝置100之照明條件之最佳對 準標記AM之標線片。 案又亦可於上述實施形態中，使用相對形成有元件圖 圖案。卩（圖案區域）於面位置不同之段部形成有對準標 =之—段構造之標線片（以下，稱具段部之標線片）進行曝 的對形成於該段部之對準標記進行最佳設計亦是有效 、 昜σ，圖案部與段部面位置之偏差（段差）選擇滿足△ ^ R ~ Δ Z W / Ω 2 ηβ較佳。此處，△ Zw係晶圓上切割道内之凹 陷之深声， 少 ^卢則係投影光學系統之投影倍率。此外，η係像 側媒質之^ 時，"斤射率，上述實施形態之乾式曝光裝置之情形 氣之折射率n二1 .〇，若係後述經由液體（水）使晶圓曝 24 201101369 光之濕式曝光裝置之情形的話’液體（水）之折射率n=1 44 態 形 fe 實 2 第 c« 其次，參照圖14(A)〜圖16(D)説 態之曝光方法及元件製造方法。本第2實施形態係使用前 述曝光裝置100。此處，就避免重複説明之觀點，針對裝置 構成等省略其説明。又，針對相同之構成構件係使用相同 〇 〇 符號。 本第2實施形態中，為抑制因晶圓上之照射區域（圖案 之形成區域）與切割道（對準標記等之形成區域）之段差而產 生之曝光誤差，係以下述方式，由主控制裝置12〇進行對 準標記檢測結果之修正。 a.首先，以和前述第1實施形態中所説明之A .〜^ . 相之順序’針對L//S圖案Lsx之轉印而形成於切割道乩 之對準標記(形成標記)、形成於照射區域S之圖案(形成圖 f4)’就互異之複數個出横移△、或ΔΧαμ、以及相 野横移ΔΧαμ’或ΔΧαμ， 0 此時，空間像之強度分布Ι(χ)在對準標記αμ之設計 條件為複數之情形時，進_ +甘八 運步亦刀別對各設計條件加以求 又4條件中’包含例如標記種類、形狀及位置（像高） ==少二種。例如L/s圖案之情形時，針對其形狀之設 寸條件，包含線圖案之線宽 見L間距d等。又，針對互異之 焚數個散焦量△Z，亦分別龙 人^ 刀77別求出強度分布I(x)。不過，此場 0 ’由於係取相對晶圓上照 “、、射h域S之切割道SL内之凹 25 201101369 p£3因此僅須考量散焦區域△ z $ 0即可。 藉由對投影光學系統PL之焦深範圍内之散焦Δ ζ(但△ :〇)求出桜移或相對横移’即能求出作為散焦△ Ζ之函數之 移Χαμ(Δ Ζ)或△ Χαμ(Δ Ζ)、以及相對横移△ Χαμ, (△ ζ)或△ χΑΜ’（△ ζ)。 、b.對對準標記ΑΜ中所含之另—個L/S圖案LSY亦同 樣的求出作為散焦Δζ之函數之横移△ Μ △ ζ)或△ YAMUZ)J 以及相對横移 ΔΥαμ，（ΔΖ)或 ΔΥαμ’ （ΔΖ)。 C_所得之横移△ Χαμ( △ Ζ)、△ Υαμ( △ Ζ)或△ χΑΜ( △ ζ)， 2ΥΑΜ(ΔΖ)、以及相對横移 ΔΧαμ，（ΔΖ^ΔΥαμ，（ΔΖ) ，am ( △ Ζ)、△ Yam，（ △ Ζ)，係對應照明條件、對準 標記之設計條件、對準檢測系統AS之檢測條件等，健存於 未圖示之記憶體。 d.於曝光步驟中，使用對準檢測系統AS檢測晶圓w t形成之對準標記時，分別㈣焦點感測HAF及對準檢測 糸’、’充AS所具備之焦點檢測系統測量照射區域$及切 ^之面位置(各個之表面於2軸方向之位置）。並求出二照 射區域s之面位置為其淮 ，，、土旱之切割道SL之凹陷深度△ z。 e·將對應此時之晶圓w之曝光條件（中所含之照明條 2形成在所使用之標線片R之對準標記之設計條件、對 準檢測系，统AS之檢測條件等）之横移 ζ)^δχαμ(ΔΖ)5ΔΥαμ(Δ2)_^^^^#δΧαμ> ^ 體(未圖二或UZ)、AYaM，UZ)從記憶 體（未圖不）中^，使用所讀出之横移或相對横移求出對應 26 201101369 切割道SL之凹陷深度△ Z之對準標記之横移△ χΑΜ(△ z)、 △ Yam( △ Z)或△ XAM( △ Z)，△ γΑΜ( △ Z)、以及相對横移△ XAM’（ΔΖ)、ΔΥΑΜ’（ΔΖ)或 ΔχΑΜ，（ΔΖ)、ΔΥαμ，（△ Ζ)。 f .以所求出之横移△ χΑΜ( △ ζ)、△ Υαμ( △ ζ)或△ ΧΑΜ( △ Ζ)，△ ΥΑΜ( A Ζ)、以及相對横移△ Χαμ，（ △ ζ)、△ Υαμ’（ΔΖ)或 ΔΧΑΜ’（Δζ^ΔΥαμ’為修正値，修 正對準標記AM之檢測結果。

如以上之説明，根據本第2實施形態之曝光方法，係 預先求出横移 ΔΧΑΜ(ΔΖ)、ΛΥΑΜαΖ)或 △ Υαμ(ΔΖ)、以及相對横移 ΔΧαμ，(δζ)或 △ Χαμ (△ Ζ)、△ γΑΜ’ （△ ζ),於曝光步驟中，在檢測晶 圓w上形成之對準標記時，藉由測量以照射區域s之面位 置為基準之切割道SL之面位置，使用對應從該測量結果所 得之縱移（散焦量ΛΖ)之横移ΔΧαμ、ΔΥαμ *ΔΧαμ，δ Yam、以及相對横移 ΔΧαμ， 、△ Υαμ，或 ΔΧαμ， 、△ ΑΜ ，即能修正對準標記之檢測結果、例如EGA參數（偏 移（offset)、X定標（scaling)、正交度）。在此場合，能修正 伴隨切割道SL之凹陷之對準標記之檢測誤差。因此，能將 晶圓 W I* + ι 上之複數個照射區域分別以高精度位置對準於既定 位^、例如對準於標線片R之圖案投影位置，進而能提升

又，上Yam 或 A X 述第2實施形態，亦可取代使用横移△χ am，△ YAM、以及相對横移△ Xam，、 Δ 或 27 201101369 △ xAM’、δυαμ，直接修正對準標記之檢測結果，而修正 基準線測量之結果、或修正從對準標記之檢測結果所求出 之晶圓W上之照射區域S之位置、倍率及正交度。 此場合’如圖13⑷所示，針對曝光區域^内於4 方向之複數個位置求出横移δχαμ、λυαμ

Yam、以及相對横移 ΔΧαμ，、ΔΥαμ，或△Χαμ，、’△ ΥΑΜ’。圖13(Α)中’分別使用向量顯示了於五個位置所得 之橫移δχαμ、δυαμ *ΔΧαμ，ΔΥαμ。使用此等結果，以 和求出照射M S之位置、倍率及正交度時同樣的，求出 顯示曝光區域ΙΑ之横移之偏移(。ffset、位置之位移)、倍率 (X定標）及正交度。此等偏移、倍率及正交度，係針對互異 之複數個△ Z加以求出，儲存於記憶體。 /、 ，圖13(B)中，顯示僅因偏移（〇ffset)而横移之曝光區域 IA。又’圖13(C)中顯示僅因倍率而横移之曝光區域 IA而圖13⑼中則顯不僅因正交度而横移之曝光區域 主控制裝置120，在對晶圓w之晶圓對準中，以對應 切割道SL之凹陷深度之對應之偏移、倍率及正交度之値2 修正値，修正照射區域s之位置、倍率及正交度。 ‘ 又，此修正係以圖13(A)所示之曝光區域ia之横移同 等的反映於晶H W全面為前提，因此切割冑儿之凹陷深 度至少在針對晶圓對準测量（照射内多點崎等）中檢 所有對準標記大致相等是必要的。 又’在以載台驅動系統24進行之晶圓载台wst之驅 28 201101369 動控制中，有時會發在 ^發^軸方向之晶圓w之位置對準誤差 ，之焦點誤差)之情形。在此場合，先前之假設、亦即圓 ”像投如之晶圓w上之照射區域s之面位置與投影光學系 統PL之焦點(或最佳焦點位置)-致之假定不一定成立。因 將仏移△ XAM作為以在z轴方向之照射區$ s之面位 置及照射區域s之面位置為基準之切割道SL之凹陷深度之 、 並且，在横移△ Χαμ之變化相對照射區 域S之面位置不太大時，亦可就照射區域S之面位置將橫 移ΔΧΑ“σ以平均，並將所得之横移ΔΧΑΜ之平均値取代上 述横移△ ΧΑΜ加以使用。 第2實施形態中，亦可取代使用橫移、相對横移或横 f之平均値修正對準標記之檢測結果，而修正從基準線測 量之…果、或對準標記之檢測結果所求出之晶圓w上之照 射區域S之位置、倍率及正交度等之EGA結果。除此之外， 亦可修正基準標記與晶圓標記之位置關係。 《第3實施形態》 其次，參照圖14(A)〜圖16(0)説明本發明之第3實施 形態之曝光方法及元件製造方法。本第3實施形態，係使 用前述曝光裝置100。此處，就避免重複説明之觀點，針對 裝置構成等省略其説明。又，針對相同之構成構件係使用 相同符號。 本第3實施形態中’為避免對準標記之誤檢測係進行 虛擬圖案曝光及對準標記之形成。 29 201101369 根據主控制裝置m之指示，以未圖示之標線片裝载 器將例如圖14(A)所示之標線片R〇裝載於標線片載台m 上。標線片R0,係於玻璃基板上形成有包含元件圖案之圖 案區域RS0及圍繞該圖案區域RS〇 '形成有虛擬圖案之虛 擬圖案區域RD。虛擬圖案區域RD具有對應切割道π之 形狀及大小。此外，於標線片R〇，圖案區域_係由遮光 部構成’於該遮光部内形成有由透光部構成之元件圖案， 虛擬圖案區域RD則為遮光部。 〃 如圖15⑷所示，於晶圓w之表面積層形成有導電性 薄膜及絶緣性薄膜等之機能m L1、與正型光阻膜(光阻 層伽。又，於切割道儿形成有對準標記am。此晶圓w 被搬入曝光裝f⑽’被裝載於搭載在晶圓載台赠上之 晶圓保持具上’並被吸附保持。 主控制裝置120使用對準檢測系統AS經由光阻層cri 及機能膜L1檢測切割道SL之對準標記am，以實施晶圓對 準(亦可以是前述照射内多.點EGA、或例如美國專利第 4,780,617號說明書等所揭示之Ega)。 主控制裝置120根據晶圓對準之結果，於晶圓w上之 所有照射區域内依序進行掃描曝光。此處，由於虛擬圖案 區域RD為遮光部，因此照明用光匕不會直照射於切割道 SL之光阻層CR1。 當所有照射區域之掃描曝光結束時，即進行晶圓W之 顯影。藉由此顯影’晶圓W上形成之光阻層㈤中、感光 之。P刀即☆解’而其餘部分則作為光阻圖案而殘留於晶圓 30 201101369 表面。因此，a區1Ϊ7· 曰 上之各照射區域S即被具有與禪後片 R0之元件圖幸相η时 丨饭八啕興稞踝月 ，、问開口（溝部）之光阻圖案覆蓋，切割道SL 則如圖15(B)所示，祜办 a 被70全〉又有開口之光阻圖案完全覆蓋。 虽顯影結去η士 „ ^ τ 1 守，即以光阻圖案為蝕刻光罩而進行機能 膜L1之钕刻加工，一 σ 退步除去光阻層CR1。如此，於照射 品、上之機成膜^即形成與標線片⑼之元件圖案相同 二、另方面，切割道SL上之機能膜L1，則如圖15(C) Ο 所不’不會被蝕刻而作為虛擬圖f DPI埋設在產生於切割 道SL之凹陷。 <’、、射區域S上之機能膜L i表面與虛擬圖案Dp j 之表面即成為大致同面高，晶圓W之表面變得平坦。此場 °在不進行對準標記形成之層是複數層連續之情形時， 有可1無法以-次的虛擬圖案曝光使其變得平坦。在此種 清形/ /、要重複複數次曝光直到表面變得充分平坦即 ‘然/、要疋平坦到（照射區域表面與產生於切割道SL· 之凹陷之段差小到）因散焦而變形形成之對準標記之誤檢測 可忽視之程度即可。 於次一層之曝光（伴隨對準標記之轉印形成之曝光） 時，如圖16(A)所示，於形成有虛擬圖案Dpi之晶圓w表 面積層形成機能膜L2與正型光阻膜（光阻層）CR2。此晶圓 w被搬入曝光裝置100，而被裝載於搭機載在晶圓載台 上之晶圓保持具上、被吸附保持。 主控制裝置120使用對準檢測系統as，經由機能膜L2 及虛擬圖案DPI檢測切割道Sl之對準標記am，以實施晶 31 201101369 圓對準。 主控制裝置120根據晶圓對準之社 、’'。果’於所有照射區 域進行掃描曝光。如此，於照射區域s L•场1 b上之光阻層CR2轉 I7標線片R之元件圖案，而於切割道$ T l 曰，， _ L上之光阻層CR2， 則如圖16(B)所示，轉印標線片R之對準標圮 當所有照射區域之掃描曝光結束時，即進行^圓界之 顯影。藉由此顯影，晶圓w上形成 取炙九阻層CR2中、感光 ^部分即溶解，而其餘部分則作為光阻圖案而殘留於晶圓 f面。因此’照射區域S即被具有與標線片R之元件圖宰 相同開口（溝部）之光阻圖案覆蓋 J oj 逼 SL，則如圖 16(C) 不Μ被對應對準標記AM之光阻圖案覆蓋—部分。 當顯影結束時，即以光阻圖案為敍刻光罩進行機能膜 2之㈣加工，未被光阻圖案覆蓋之部分被㈣。進一步 除去光阻層CR2。如此，於昭射^3祕 BP 对£域s上之機能膜L2 >成/、標線片R之元件圖案相同 虛擬圖老_ u 彳Π之圖案，於切割道SL之 逯圖案DPI上，則如圖16(d)所, μ· > 飴 （）所不未被蝕刻而殘留之機 ' 2之-部分即形成為新的對準標記趟2。 ，著’在之後之曝光處理，即使用新的對準標記am2 進仃晶圓對準（照射内多點㈣等）。又 姆準標記AM之一部分是使用 ^ ^ 對a 使用可肊之情形下，亦可使用該 丰^己鳩與新形成之對準標記趟2進行晶圓對準。 :以上之說明，根據本第3實施形態，可於形成有對 平/ ° AM之㈣道SL上形成虛擬圖案DPI以使晶圓W 旦，於虛擬圖案DP1上形成新的對準標記鑛。在此場 32 201101369 合’對準標記AM2能在不會因散焦而變形之情形下形成在 曰曰圓w上。因此’於晶圓對準時能避免該對準標記之誤檢 測’而能維持充分之重疊精度。 又’本第3實施形態之虛擬圖案曝光，可僅於切割道 SL之一部分形成虛擬圖案。此場合，可取代標線片R0而 使用例如圖17所示之標線片R0，。此標線片R0，，僅在 對應標線片R之形成有對準標記AM之區域之區域近旁， 设有形成有虛擬圖案之虛擬圖案區域RD，。 〇 又’亦可取代本第3實施形態之虛擬圖案曝光，而僅 形成虛擬圖案。此場合，可使用形成有虛擬圖案區域尺〇或 RD，、與全面由遮光圖案構成之圖案區域之標線片。此場 合，若無法以一次虛擬圖案曝光使其平坦時，只要重複進 行複數次曝光直到表面變得十分平坦即可。當然，只要是 平坦到因散焦而變形形成之對準標記之誤檢測可忽視之程 度即可。除此之外，亦可使用例如電子束曝光裝置等，於 〇自圓上之切割道僅形成虛擬圖帛，或進行㈣成該虛擬圖 案之部分以既定材科加以填埋之處理。亦即，只要進行使 用以區劃晶圓上複數個照射區域（區劃區域）之凹部（切割道） 之至少部分之目標部分與照射區域部分平坦化之平坦化處 理即可。此外，在不伴隨圖案之轉印而僅進行平坦化處理（含 虛擬圖案之形成）之情形時，亦可在伴隨對準標記之轉印之 層之曝光m日』上之切割道形成纽圖案等。又， 虛擬圖案之材料不-定必須使用導電性薄膜或絶緣性薄旗 等之機能膜材料。 33 201101369 又，上述第3實施形態中，亦可取代虛擬圖案曝光， 而進行正型光阻之一部分（相對於切割道之至少部分目標部 分）為非曝光部之曝光。當然，不限於正型光阻，亦可以使 用負型光阻。於此場合，係取代前述標線片R〇而使用虛擬 圖案區域RD為透光部、且圖案區域Rs〇及虛擬圖案區域 RD以外為遮光部之標線片。 又，上述第3實施形態，雖係針對於對準標記AM上 重疊形成新的對準標記AM2之情形作了説明但不限定於 此。例如，若新的對準標記AM2之形成位置是已決定的話， 亦可僅於部分對準標記AM重叠、或於任意位置形成虛擬 圖案DPI，於其上形成新的對準標記aM2。 又，亦可取代上述第3實施形態之虛擬圖案之曝光或 與其併用，使用前述具段差之標線片進行曝光。此場合， 圖案部與段部之面位置偏移（段差）可選擇AZr = β、。 、 又，上述第3實施形態，亦可於曝光開始前，使用例 如焦點感測器AF等檢測晶圓W表面之凹陷（段差資訊），並 根據其結果決定設置虛擬圖案DP1及新對準標記AM2之位 置。於此場合，亦可在凹陷深度超過予先設定之深度時進 饤上述虛擬圖案曝光，以形成新的對準標記。 又亦可在每重疊形成既定複數層之圖案時，實施上 述虛擬圖案曝光。 此外，上述第3實施㈣，亦可在使用對準檢測系統 S，經由虛擬圖案DP1檢測已形成在切割道之對準標 34 201101369 «•己AM日夺’考慮虛擬圖帛Dpi之材質、厚度等，以將對準 檢測系統AS之檢測條件、例如檢測光之強度、波長、光束 尺寸等最佳化。 ，又纟擬圖案曝光並不一定需要以曝光裝置、亦即透 k u予系統進行，亦可將如前述之其他裝置、或虛擬 圖案曝光模組（單元、w + Da # V早7G ) „又置在曝先裝置内部之既定位置（例 如曰曰圓之卸載路徑上等）。此虛擬圖案曝光模組，可將例 如空間光變調器等用作為例如圖案產生器。此外，上 施：態雖係針對切割道相對照射區域(圖案形成區域)凹陷 之！月形作了沉明，但相反的、亦即照射區域相對切割道凹 =二要形成對準標記之區域與形成圖案之區域之間 又 二、上述第1〜第3實施形態之適用皆非常佳。 佳；外前：第1實施形態中，亦可在前述對準標記之最 ΛΧ ΓΛ7、“ 叹汁中求仔之心移AXamUZ)或 來修正對準標記AM之檢測結果。如此，能進 案重疊（位置對準）。 “M之檢測結果之修正，首先，係在使用對準檢 AS檢測對準標記細時 。β檢測系統 系統AS所罝備之隹^ φ…感^ AF及對準檢測 ‘、、、點檢測系統，分別測量晶圓w之 有圖案之照射區域s與附設有對準標記am之切割/成 面位求出以照射區域s之面位置為基準之切之 凹陷深度ΔΖ。其次，從對準標記之最佳 D, L之 中、選擇對應晶圓 又。十所未得之横移 才應曰曰® W之曝光條件（照明條 系統AS之檢測條件之横移。使用 ）=準檢測 核移求出對應深 35 201101369 度△ z之對準標記之横移 ΑΜ(Δ z)或△ Χαμ(δ z)。最後， 使用所求传之横移作為修正倍，修正對準標記趟之檢測 結果。或者’亦可修正基準線測量之結果或職參數。如 此，即能進一步消除J5EI #4· is? ” ^及最佳設計之對準標記之微小 變形（横移）而產生之重疊（位置對準）誤差。 “：：前述帛1實施形態中’可與上述第3實施形態同 ’ ' 3曰圓W上產生之凹狀切割道SL形成虛擬圖案等， 以將晶圓W表面盡可能的加以平坦化。此外，於完全或大 致平t化之切割道SL上形成新的對準標記，將該新形成之 對準心5己予以最佳設計亦是有效的。此場合，使晶圓w表 面平坦U而形成之對準標記之散焦所伴隨之横移或得消除 ，隨著殘留之投影光學系統之像差之横移則以對準標記之 取佳Ά加以消除。將以此方式最佳設計之對準標記形成 於切割道SL上’使用該對準標記進行對準測量。進一步的， 使用於最佳設計所求得之横移或ΔΧαμΜ)修 正對準標記之檢測結果。如此，能進行更高精度之圖宰重 疊（位置對準）。 又，則述第2實施形態中’可與前述第3實施形 ，的於曰曰® w上生成之凹狀切割道SL形成虛擬圖案以將 晶圓W表面（切割道與被此區劃之照射區域之表面）盡可处 的加以平坦化’於完全或大致平坦化之切割道SL上形成新 的對準標記’以修正該新形成之對準標記之檢測誤差亦是 有效的。此場合’藉由使晶圓w表面平坦，即能消除隨= 形成之對準標記之散焦產生之橫移，並藉由修正消除殘留 36 201101369 之投影光學系統之像差所伴隨之横移。因&，能進行更高 精度之圖案重疊（位置對準）。 ❹ Ο 、=、，前述第3實施形態中，亦可與虛擬圖案曝光組合， 以和則述帛1實施形態同樣的設計因散焦產生之轉印像之 變开」的對準標S& ’使用形成有經設計之對準標記之標線 片來進行曝光（圖案之轉印）。例如，考慮投影光學系統PL 之像差、遠心性等之光學特性，相對散焦求出經由投影光 :系統投影至晶圓上之對準標記之像之投影位置之位移 篁，並將對準標記之種類、形狀、形成位置等予以最佳化， 乂使所得之位移s為最小、或相對散焦之位移量變化程度 為最】准杈影圖案之晶圓上照射區域之面位置係假設 為/、投〜光予系統之焦點一致。進一步的，亦考慮標線片 及晶圓之照明條件、對準檢測系統AS之檢測條件等。如此， 月匕進步避免對準標記之誤檢測、亦即重疊誤差之發生。 又’上述第1〜第3實施形態中所説明之對準標記之配 置等僅為一例’例如對準標記之數量只要是一個以上即 可其七狀等可以是任意的。此外，對準標記亦不限於形 成在切割道線’亦可形成在照射區域内。 又’上述第1〜第3實施形態之各個中作為晶圓對準， 可取代照射内多點EGA而實施例如美國專利第4,780,6 17 说說明書等所揭示之EGa，此場合，可於一個照射區域僅 射出一個對準標記。 再者’亦可組合上述第1〜第3實施形態中之任意二種 加以使用、或組合第1〜第3實施形態之全部加以使用。 37 201101369 《重疊誤差測量》 又，上述第1實施形態雖係針對將用以進行圖案之位 置對準之對準標記加以最佳設計之情形作了説明，但不限 於對準標記’亦可將用以測量分別形成在晶圓上不同之二 個層（基準層與目標層）之二個圖案彼此之重疊誤差之標記 等予以最佳設計。圖1 8(A)中，作為一例，顯示了於基準層 之曝光時與元件圖案一起，於各照射區域SAp分別轉印、 形成四個重疊誤差測量標記MO〇(圖18(A)中以符號M〇表 不）之晶圓W。圖18(A)中，符號MXP、MYP分別為X對準 標記、Υ對準標記。 此場合’於基準層之曝光處理，係使用形成有位置關 係已知之元件圖案與重疊誤差測量標記Μ〇0之標線片（稱第 1才示線片）。使用此第1標線片’如圖1 8 (A)所示，於照射區 域SP上形成基準層之元件圖案之同時，於切割道sl上形 成重疊誤差測量標記MO〇。並藉由至目標層之曝光為止期 間之製程之處理’於照射區域S p與切割道SL形成段差。 於之後之目標層之曝光處理中，使用形成有位置關係已知 之元件圖案與重疊誤差測量標記MO〆參照圖1 8(C))之標線 片（稱第2標線片）。此處’第2標線片上之重疊誤差測量標 記MO!，係依照前述第1實施形態所説明之順序加以最佳 <>又》十。接者’使用第2標線片於照射區域S ρ上之元件圖宰 重疊形成目標層之元件圖案之同時，於切割道SL上之重疊 誤差測量標記ΜΟ〇重疊形成重疊誤差測量標記MOi。此場 合’作為重堂誤差測量標記MO〇、MO 1 ’例如係使用圖1 8(c) 38 201101369 所示之Bar in Bar標記。 重疊誤差測量標記MO。，由圖18(C)可知，包含於 方向相距既定距離平行配置之以χ軸方向為長邊方向車二 對線圖案、以及於\軸方向相距既定距離平行配置 軸方向為長邊方向之-對線圖案< 4條線圖案，整體 ’、有四個角σ卩分缺角之大致正方形之矩形標記（B。“ 之形狀。 知§己） 〇 ^誤差測量標記M〇1，整體而言具有四個角部分缺 正方形之矩形標記（Box標記）之形狀，係與 全。 差測置標記M〇Q大致相似而大一圈之標記。 =、 此等二個重疊誤差測量標記m〇〇、m〇i，在無重 =h形下進仃曝光之情形時，係設計成分別在基準層與目 軚層其中心大致一致之位置關係。 因此，在進行形成有重疊誤差測量標記Μ〇ι之晶圓之 顯影(及蝕刻加工)後’使用重疊測量裝置(亦稱為重疊 ◎檢査裝置）等測量切割道SL ±重疊形成之重疊誤差測量標 記M〇°與重疊誤差測量標記M〇1之位置偏移（dx、dy)。: 射區域SP附設複數個同樣的重疊誤差測量標記，從針對 所有標5己之位置偏移（dx、dy)求出照射區域％内重疊形成 之元件圖案之重疊誤差。此時，由於重疊誤差測量標 係依照據前述順序經最佳設計，因此至少因照射區域 切^道之段差引起之重叠誤差測量標言己M〇1之位置測量誤 差幾乎不會產生。因此，在基準層之照射區域(元件圖案區 域)與切割道之段差幾乎為零之情形時，能以良好精度測量 39 201101369 形成於目標層之元件圖案相對基準層之元件圖案之重疊誤 差:此外，將重疊誤差測量標記m〇q依照前述順序加以最 佳設計的話，即能以更高精度進行重疊誤差測量。 又’上述第2實施形態中，雖係針對形成虛擬圖案以 使晶圓平坦化，該虛擬圖案上形成新的對準標記之情形 作了説明，但不限於對準標記，亦可形成例如重疊誤差測 量標記等。作為重疊誤差測量標記，可使用由如&如 標記構成之前述重疊誤差測量標記m〇(m〇。、m〇i)(參照圖 18(A)、圖 iMC))。 此場合，依照前述順序，與圖16(D)之情形同樣的，如 圖卵）所示，於照射區域Sp上之機能膜^形成目標層之 元件圖案同時的’於切割道SL之虛擬圖帛Dpi上形成重聂 誤差測量標記及新的對準標記）。此場合，係於在與^ 準層之元件圖案同時形成之重疊誤差測量標記购。重疊形 成重疊誤差測量標記MCh。 此處’如前所述，二個重疊誤差測量標記則。、Μ。〗 在無重疊誤差之情形下進行曝光時，係設計成分別在基準 層與目標層其中心大致一致之位置關係。 因此，在使切割道SL之虛擬圖案Dpi上形成有重疊誤 差測量標錢01(及新的對準標記）之晶圓顯影（及㈣加工〕 後，使用重疊測量裝置（亦稱重疊偏差檢査裝置）等測量切判 道SL上重叠形成之重疊誤差測量標言己助。與重疊誤差測量 標記M〇1之位置偏移（dx、dy)。在照射區域設複數個 同樣的重疊誤差測量標記，從針對所有標記之位置偏移 201101369 (dx、dy)求出照射區域Sp内重疊形成之元件圖案之重疊誤 差。如此，即能測量以曝光形成於目標層之元件圖案相對 基準層之元件圖案之重疊誤差。此場合，重疊誤差測量桿 記能在無健造成之變形之情形下形成於晶圓w(^ 切割道SL之虛擬圖案DP1)上。因此，能以良好精度進行上 述重疊誤差測量。

又，上述第3實施形態，雖係針對修正為進行圖案之 位置對準所使用之對準標記（晶圓標記）之檢測結果之情形 ^ 了説明’但不限於料標記，例如亦可修正重疊誤差測 量標記等之檢測結果。作為重疊誤差測量標記，可使用由 Bar m Bar標記構成之前述重疊誤差測量標& (廳〇、 M〇】）（參照圖 18(A)，圖 18(C))。 此場合，於基準層之曝光處理中，使用形成有位置關 係已知之元件圖案與重疊誤差測量標記M〇〇之前述第"票 線片，如圖u㈧所示，在照射區域Sp上形成基準層之元 件圖案之同時，於切割道SL上形成重疊誤差測量標記 MO。。並藉由至目標層之曝光為止之期間之製程之處理，於 照射區域S p與切割道SI形4、@ ¥ d形成段差。於之後之目標層之曝 光處理，使用形成有位詈在& 罝關係已知之疋件圖案與重疊誤差

測量標記MOi之前述第2捭嬙y . Qn A J I罘2榇線片，在照射區域％上之元件 圖案重登形成目標層之元件圖宏夕円 田 耳〜凡仟圖累之冋時，於切割道SL上之 重®誤差測量標記M〇〇重属带击舌® ¥ , θ 0里璺形成重豐誤差測量標記Μ〇丨。 之後’與前述同樣的，在# 任便形成有重疊誤差測量標記 Μ〇ι之晶圓顯影（及钱刻加工，说m 4， J加工）後，使用重疊測量裝置（亦稱 41 201101369 重疊偏差檢査裝置）等測量切割道SL上重疊形成之重叠誤 差測量標記M〇0與重疊誤差測量標記MO!之位置偏移 (dx、dy)。進一步的’將重疊誤差測量標記mc^相對於元 件圖案之位置關係（△ x、△ γ)，如前所述的使用横移△ Χαμ、△ YAM等加以修正。於照射區域S p附設複數個同樣 的重疊誤差測量標記，從針對所有標記之位置偏移（dx、 與經修正之位置關係（△ X、△ Y)求出照射區域SP内重疊形 成之元件圖案之重疊誤差。如此，即能以良好精度測量形 成於目標層之元件圖案相對基準層之元件圖案之重疊誤 差。 、 又’圖18(A)〜圖i8(c)所示之重疊誤差測量標記 MO(MOG、MO!)僅為一例，其尺寸、於一個照射區域之數量、 晶圓標記及重疊誤差測量標記之配置位置、形狀等，皆可 適當的加以變更。因此，作為重疊誤差測量標記，可使用 例如Box in Box標記。 又，於上述各實施形態中，可取代前述標線片干涉儀 14、或。與前述標線片干涉儀14 —起，使㈣碼器（由複數個 編碼器構成之編碼器系統）。同樣的，亦可取代前述干涉儀 系統18、或與前述干涉儀系統18 —起，使用編碼器（ 數個編碼器構成之編碼器系統）。 又’上述各實施形態中， 準檢測系統，但不限於此，當 檢測方式之對準檢測系統、例 標記並檢測從該對象標記產生 雖係使用影像處理方式之對 然亦可單獨或組合使用其他 如將同調檢測光照射於對象 之散射光或繞射光、或使從 42 2〇1101369 該對象標記產生之二個繞射光（例如同次數之繞射光、或繞 射於同方向之繞射光）干涉來加以檢測之方式之對準感 器。 '

又’上述各實施形態，雖係針對適用於不經由液體（水） 進行晶圓w之曝光之乾式曝光裝置之情形作了說明，但不 限於此，上述各實施形態亦能適用於例如國際公開第99/ 49504號、歐洲專利申請公開第Luo』％號說明書、國際 公開第2004/055803號、特開2〇〇4— 289126號公報（對^ 美國專利帛6,952,253號說明書）等所揭之形成—包含投影 j學系統與晶圓間之照明用光之光路之液浸空間，經由投 影光學系統及液浸空間之液體以照明用光使晶圓曝光之曝 光裝置。此外，於例如國際公開第2〇〇7/〇97379號（對應美 國專利申凊公開第2008/ 0088843號說明書）所揭示之液浸 曝光裝置等，亦能適用上述各實施形態。於前述第1實施 形態或第3實施形態使用此等液浸曝光裝置之情時，可與 照明條件及投影光學系統以光學特性一起亦考慮例如所 =用之液體之折射率（或温度或其分布），使對準標記賴之 設計條件最佳化、或求出横移或相對横移。 入，上述第 至第3實施形態雖係針對曝光裝置 為掃描型曝光裝置之情形作了說明，但不限定於此。例如 曝先裝置HH)亦可以是靜止型曝光裝置。此外，亦可p :’:射區域與照射區域加以合成之步進接合& =之縮小投料光裝置、近接方式之曝光裝置、或 兄技影對準$等。再者’亦可以是例如美國專利第6,州，㈣ 43 201101369 號說明書、美國專利第MAW號說明書、美 M0M07號說明書等所揭示之具備複數個晶圓載台之多載 台型曝光裝置。此種曝光裝置，無須求出基準線，僅 曝光站（透過投影光學系统淮件a面s , 、 于糸統進仃晶圓曝光之位置）測量標線 片標記之投影位置即可。又，& … 。 J又，無需於投影光學系統近旁設 置焦點感測Is AF而僅愛母要，¾丨θ n # 皇""°又置測置站（對準檢測系統近旁）即 〇 又，亦可以是例如國際公開第2005 / 074014號（對應美 國專利申請公開第2007/ 〇 ! 27⑽6號說明書）等所揭示之具 備與晶圓載台不同之另—包含測量構件（例如、基準標記及 /或感測器專）之測量載台之曝光裝置。 又’上述第1至第3實施形態中之投影光學系統pL， 不僅僅是縮小系統亦可以是等倍系統及放大系統之任一 種。此外，投影光學系統PL*僅是折射系統，亦可以是反 射系統及折反射系統之任一種，其投影像可以是倒立像及 正立像之任一種。再者，照明區域及曝光區域之形狀雖為 矩形，但不限於此，亦可以是例如圓弧、梯形或平行四邊 形等。 又’上述第1至匕第3實施形態中，曝光裝置1〇〇之 光源不限於ArF準分子雷射，亦可使用KrF準分子雷射（輸 出波長248nm)、F2雷射（輸出波長157nm)、Ar2雷射（輸出 波長126nm) 'Κι*2雷射（輸出波長146nm)等之脈衝雷射光源， 或發出g線（波長436nm)、i線（波長365nm)等輝線之超高 壓水銀燈等。亦可使用YAG雷射之高諧波產生裝置等。除 44 201101369 此之外’亦可使用例如美國專利第7,023,610號說明書所揭 示之以摻雜有铒（或铒及镱兩者）之光纖放大器，將從dfb 半導體雷射或光纖雷射射出之紅外線區或可見區的單一波 長雷射光予以放大作為真空紫外光，並以非線形光學結晶 將其轉換波長成紫外光之諧波。 又，上述第1至第3實施形態，作為曝光裝置1〇〇之 照明用光IL並不限於波長1 〇〇nrn以上之光，亦可使用波長 〇 未滿100ηιη之光。上述各實施形態亦能適用於例如使用軟 X線區域（例如5〜15nm之波長帶）之EUV(Extreme Ultraviolet)光之EUV曝光裝置。除此之外，亦能適用於使 用電子束或離子束專帶電粒子束之曝光裝置。 進一步的，亦能將上述各實施形態適用於例如美國專 利第6,611，3 16號所揭示之將兩個標線片圖案透過投影光學 系統合成在晶圓上，藉由一次掃描曝光使晶圓上之一個照 射區域大致同時雙重曝光之曝光裝置。 〇 曰又，上述第1至第3實施形態中待形成圖案之物體（能 置束所照射之曝光對象之物體）並不限於晶圓，亦可係玻璃 板、陶瓷基板、膜構件、或者光罩基板等其他物體。 曝光裝置之用途並不限定於半導體製造用之曝光裝 ^，亦可廣泛適用於例如用來製造將液晶顯示元件圖案轉 P於方型玻璃板之液晶用曝光裝置，或製造有機el、薄膜 磁頭、攝影元件（CCD等）、微型機器及麵晶片等的曝光 裝置又，上述各實施形態亦能適用於除製造半導體元件 等微元件外’為製造用於光曝光裝置、Euv(極遠紫外線） 45 201101369 曝光裝置、x射線曝光裝置及電子射線曝光裝置等的標線片 或光罩，⑯電路圖案轉印至玻璃基板或⑪晶圓等之曝光裝 置。 半導體元件等之電影子元件，係經由進行元件之功 能、性能設計之步驟，由從碎材料形成晶圓之步驟，使用 前述實施形態之曝光裝置（圖案形&製置）將形成於光罩 (標線片）之圖案轉印至晶圓之微影步驟，將曝光後晶圓加以 顯影之顯影步冑’將殘存光阻之部分以外部分之露出 以蝕刻加以去除之蝕刻步驟，去除經蝕刻後不要之光阻之 光阻除去步驟，元件組裝步驟（含切割步驟、接合步驟、封 裝步驟)、及檢査步驟等加以製造。此場合，由於係於微影 f程m述實施形態之曝光裝置實施前述曝光方法於 晶圓上形成元件圖帛，因此能以良好之生產性製造高積體 度之元件。 又，援用以上説明所引用之與曝光裝置等相關之所有 &報、國際公開、^國專利巾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。 産業上之可利用性 本發明曝光方法適合於物體上重疊形成圖案。又，本 發明之元件製造方法適合製造半導體元件、液晶顯示元件 2之電子元件。此外，本發明之重疊誤差測量方法非常適 合用於測量在物體上排列之複數個區劃區域重疊形成之不 同層圖案彼此之重疊誤差。 【圖式簡單說明】 46 201101369 圖1係顯示實施第1實施形態之曝光方法所使用之曝 光裝置之概略構成之圖。 圖2係用以說明圖1之曝光裝置所具備之主控制裝置 之輸出入關係之方塊圖。 圖3(A)係顯示標線片表面之俯視圖、圖3(B)係形成於 標線片之對準標記之放大圖。 圖4(A)係用以說晶圓之照射區域之圖、圖4(B)係放大 一個照射區域之周邊之圖、圖4(c)係圖4(8)之B — B線剖 〇面圖。 圖5(A)及圖5(B)係分別用以說明散焦量ΔΖ=〇時形成 之光阻圖案之圖。 圖6(A)及圖6(B)係分別用以說明△ζ: — !時形成之光 阻圖案之圖。 圖7(A)及圖7(B)係分別用以說明+ 1時形成之光 阻圖案之圖。 〇 圖8係用以說明横移ΔΧαμ與散焦量ΔΖ之關係之圖。 圖9係用以說明L/s圖案LSX之空間像於χ軸方向 之強度分布之圖。 圖10係用以說明線寬與横移△ ΧΑΜ與散焦量△ Z之關 係之圖。 圖11係用以說明線寬L與横移平均及傾斜之 關係之圖。 圖12係用以說明使用對準檢測系統檢測之s圖案 LSX之檢測訊號強度分布之圖。 ,、 47 201101369 圖13(A)係顯示就曝光區域内之每一像高求出 之圖、圖13(B)〜圖13(D)則係顯示分別從横移求出之横移 光區域之偏置（〇ffset)、χ定標及正交度之圖。 ’曝 圖14係用以說明於虛擬圖案曝光令所使用之標線片 圖。 之· ^圖i5(A)〜圖15(C)係用以說明分別形成虛擬圖案、 形成之虛擬圖案上形成新的對準標記之順序之圖（其”。 ，圖16⑷〜冑16(D)係用以說明分別形成虛擬圖案、 形成之虛擬圖案上形成新的對準標記之順序之圖（其2)。 圖17係用以說明於虛擬圖案曝光中所使用之標線片 於 於 之 圖18(A)〜圖18(C)係用 之圖。 以說明重疊誤差測量之變形例 11 12、16 13 14 18 22 24 40 110 標線片載台驅動系統 移動鏡 標線片對準檢測系統 標線片雷射干涉儀 雷射干涉儀系統 載台基座 載台驅動系統 鏡筒 曝光裝置 主控制裝置 48 120 201101369

AF 焦點感測器 AM、AM2 對準標記 AS 對準檢測系統 AXp 投影光學系統之光軸 CR、CR2 光阻層 CR〇 光阻層之不感光部分 CRi 光阻層之感光部分 d 等間隔 DPI 虛擬圖案 dx、dy 位置偏移 FP 基準板 IA 曝光區域 IA， 横移之曝光區域 IAR 照明區域 IL 照明用光（曝光用光） IOP 照明系統 L 線寬 LI、L2 機能膜 LSX、LSY 線與空間圖案 M〇i、MO〇 重疊誤差測量標記 MXP ' MYp X對準標記、Y對準標記 PL 投影光學系統 PU 投影單元 R、R0、R0’ 標線片 49 201101369 RD、RD’ 虛擬圖案區域 RS、RSO 圖案區域 RST 標線片載台 RT 除圖案區域RS外之區域 SL 照射區域間之間隙 W 晶圓 WST 晶圓載台 50

Claims (1)

1. 201101369 七、申請專利範圍： 1 ·一種曝光方法，係於物體上排列之複數個第丨區域 經由投影光學系統分別重疊形成圖案，其特徵在於，包含： 實施抑制曝光誤差之手段’該曝光誤差係在該物體上 排列之複數個第丨區域分別形成該圖案時，對應該複數個 第1區域形成有標之第2區域與對應該標記之該第1區 域在與該投影光學系統之光轴正交之面内之位置偏移所引 起。 3 2·如申請專利範圍第丨項之曝光方法，其中，抑制該 曝光誤差之手#又，包含使該位置偏移為最小之該標記之最 佳設計。 3·如申請專利範圍第2項之曝光方法，其中，該標記 ，最佳設計，包含：針對至少包含為照明形成有該圖案與 该標记之光罩之照明條件之複數個條件之各個，考慮該投 影光學系統之光學特性’將將由該投影光學系統投影至該

   物體上之該圖案之像與該標記之像在與該投影光學系統之 光軸正交之面内之帛Hi置偏移，相對該圖案之像與該標 記之像在與該光軸平行之方向之帛2位置偏移加以求出， 根據該第2位置偏移與對應之該帛1位置偏移將該標記之 設計條件予以最佳化。 4 ·如申請專利範圍第 該設計條件最佳化成該第 之變化程度為最小。 項之曝光方法，其中，係將該 位置偏移相對該第2位置偏移 該 •如申請專利範圍第3《4項之曝光方法，其中 51 201101369 圖案之像所投影之該物體上之面，係假定為位於該投影光 學系統之焦點。 6 ·如申請專利範圍第3至5項中任一項之曝光方法， 其中，該设计條件中至少包含該標記之種類、形狀及位置 之至少1種。 7 ·如申請專利範圍第3至6項中任一項之曝光方法， 其中，該照明條件中包含使用之光源、照明方式、於該光 罩上之照度、於該物體上之照度之至少1種。 8·如申請專利範圍第3至7項中任一項之曝光方法， 其中，該複數個條件中進一步包含用以檢測形成在該物體 上之標記之檢測條件。 9·如申請專利範圍第8項之曝光方法，其中，該檢測 條件中包含為檢測該標！己而對該標記照射之檢測光之照射 條件。 10·如申請專利範圍第3至9項中任一項之曝光方法， 其中’作為該投影光學系統之光學特性考慮像差與遠心性 之至少一方。 、1 1 ·如申請專利範圍第2至10項中任一項之曝光方 法^其進-步包含經由-併形成有該最佳設計後之該標記 與"亥圖案之光罩、與該投影光學系統對該物體上形成之感 光層照射能量束’據以在該複數個第1區域分別形成該圖 案且於該第2區域形成該標記。 之曝光方法，其進一步包 1區域之各個而形成於該 12 ·如申請專利範圍第u項 含檢測對應該物體上之複數個第 52 201101369 第2區域之複數個該標記中之至少一部分標記，根據該檢 測結果於形成在該複數個第1區域之該圖案上重疊形成次 一圖案。 13·如申請專利範圍第ι2項之曝光方法，其中，於檢 測該標記時，測量形成有該圖案之該物體上之複數個第i 區域與形成有該標記之該第2區域之部分區域在與該投影 光學系統之光軸平行方向之第3位置偏移，使用該測量之 該第3位置偏移與既定修正資訊修正該標記之檢測結果。 I 14·如申請專利範圍第13項之曝光方法，其中，該修 正-貝訊係在重疊形成該圖案之前，至少考慮該投影光學系 統之光學特性，將經由該投影光學系統投影至該物體上之 該複數個帛1區域之該圖案之像、與經由該投影光學系統 投影於該第2區域之部分區域之該標記之像在與該投影光 學系統之光軸正交之面内之第1位置偏移’相對該圖案之 像與該標記之像在與該光軸平行之方向之第2位置偏移加 以求出。 Q 15 ·如申請專利範圍第14工員之曝光方法，其中，於修 正該檢測結果時，使用與該第3位置偏移之測量結果相等 之對應該第2位置偏移之該第】位置偏移。 16·如申請專利範圍帛！至1〇射任一項之曝光方 法，其中，抑制該曝光誤差之手段包含平坦化處理之進行， 該平坦化處理係為避免對應該複數個第！區域之各個形成 呑亥標5己之該第2區域之5小一加八^ 瑪芡至 > 部分之目標部分與該第1區 域之間產生段差。 53 201101369 17 ·如申請專利範圍第16項之曝光方法，其中，該彳 坦化處理係進行縮小該第2區域之至少—部分之目標部分 對該第1區域之段差之曝光。 18·如申請專利範圍第16項之曝光方法，其中，該千 坦化處理（i包含將該目標部分以既定材料加以填埋。 19·如申請專利範圍第16至18項中任一項之曝光方 法，其進一步包含在進行該物體對既定點之位置對準後， 在藉由該平坦化處理而對該第1區域之段差縮小之部分形 成標記之動作。 20 ·如申請專利範圍第19項之曝光方法，其進一步包 含在形成該標記之動作後，檢測至少包含該標記之複數個 標記，並根據該檢測結果於該複數個第丨區域分別重疊形 成該圖案。 21 ·如申請專利範圍第1至1〇、16至18項中任一項 之曝光方法，其中，抑制該曝光誤差之手段，包含求出經 由該投影光學系統投影至該物體上之該複數個第丨區域之 該圖案之像、與經由該投影光學系統投影於該第2區域之 部分區域之與該第1區域對應之該標記之像在與該投影光 學系統之光軸正交之面内之第i位置偏移。 22 ·如申請專利範圍第21項之曝光方法，其中，至少 考慮該投影光學系統之光學特性求出該$ i位置偏移。 23 ·如申請專利範圍第22項之曝光方法，其中，係相 對該圖案之像與該標記之像在與該投影光學系統之光車由平 行之方向之第2位置偏移求出該第丨位置偏移。 54 201101369 24·如申請專利範圍第22或23項之曝光方法，其中， 作為該投影光學系統之光學特性考慮像差與遠心、性之至少 1種。 、25 ·如申請專利範圍第21至24項中任—項之曝光方 法，其中，進一步考慮用以照明形成該圖案與該標記之光 罩之照明條件。 26·如申請專利範圍第25項之曝光方法，其令，該照 月條件中包含使用之光源、照明方式、於該光罩上之照度、 於該物體上之照度、設於該物體上之感光層之種類之至少i 種。 27如申研專利範圍第25或26項之曝光方法，其中， *亥第1位置偏移係以對應該光罩上之該圖案與該標記之位 置偏移在該物體上之位置偏移為基準加以求出。 、28 ·如申請專利範圍第2!至27項中任—項之曝光方 法’其進一步包含： 〇 檢測形成於該物體上之第2區域之標記位置之動作. 以及 ’ 使用所求出之該第丨位置偏移與該標記位置之檢測結 果，於該物體上之該第丨區域形成該圖案之動作。 29 ·如申請專利範圍第28項之曝光方法，其中，該形 、動作係使用該第1位置偏移加以修正相對該圖案投 〜位置之該標記位置之檢測結果。 3〇 ·如申請專利範圍第28項之曝光方法，其中，該形 動作係使用該第1位置偏移修正待相對該圖案之投 55 201101369 景夕位置進行位置對準之該物體之目標位置。 31 ·如申請專利範圍第30項之曝光方法，其中，今形 成之動作，係測量形成有該圖案之該第1區域與形成有該 钛°己之°亥第2區域在與該光軸平行之方向之第3位置^ 移’根據該測量結果於該物體上形成該圖案。 32 ·如申請專利範圍第3 1項之曝光方法，其中，該形 成之動作係使用與該第3位置偏移之測量結果相等^ 該第2位置偏移之該第丨位置偏移。 33 ·如申請專利範圍第28至32項中任—項之曝光方 法，其進一步於該檢測之前，包含： 二進行為減少段差之處理，該段差係分別對應該物體上 之成複數個第1區域之待形成該標記之該第2區域之至少 一部分，對對應第1區域之段差；以及 在對該對應第1區域之段差減少之部分形成該標記之 動作。 、34.如中請專利範圍第21至33項中任—項之曝光方 法，、中》亥求出之動作，進一步考慮用以檢測該物體上 所形成之該標記之檢測條件。 、35·如中請專利範圍第21至M項中任—項之曝光方 法其中-亥求出之動作，進一步考慮至少包含該標記種 類、形狀及位置之該標記之設計條件。 3 6 ·如申清專利籍圖楚11 月兮〜祀固第21至35項中任一項之曝光方 法其中《亥求出之動作，係假定該圖案之像所投影之該 第1區域係位在該投影光學系統之焦深内。 56 201101369 37· -種曝光方法，係在排列於物體上之複數個第i 區域分別重疊形成圖案，其特徵在於，包含： 檢測對應該複數個第i區域之複數個第工標記，根據 該檢測結果進行該物體對既定點之位置對準後，進行用以 縮小形成有該複數個第"票記之第2區域之至少部分目標 部分對該第1區域之段差之對該物體之曝光之動作； 檢測該複數個第丨標記，根據該檢測結果進行該物體 對既疋點之位置對準後，藉由使該物體曝光以在該目標部 分形成第2標記’並於該複數個帛i區域分別重疊形成該 圖案之動作。 38 ·如申請專利範圍第37項之曝光方法，其中，所進 行之該曝光，係進行使該目標部分之一部分為曝光部、另 一部分為非曝光部之曝光。 39 ·如申請專利範圍第37或38項之曝光方法，其中， 所進行之該曝光，係對該物體進行用以在該目標部分形成 虛擬圖案之曝光。 〇 40 ·如申睛專利範圍第39項之曝光方法，其中，所進 行之該曝光，係對該物體進行用以形成該虛擬圖案、並於 該複數個第1區域分別重疊形成圖案之曝光。 41 ·如申請專利範圍第37至40項中任一項之曝光方 法’其中’係重覆複數次進行該曝光之處理以使該物體之 上面平坦化。 42 ·如申請專利範圍第37至41項中任一項之曝光方 法，其進一步包含在重疊形成該圖案後，檢測至少包含該 57 201101369 第2標記之複數個標記’根據該檢測結果於該複數個第1 區域分別進一步重疊形成該圖案之動作。 43·如申請專利範圍第37至42項中任一項之曝光方 法，其中，該複數個第1標記之至少一部分係存在於該第2 區域内； 所進行之該曝光，係以包含該至少一部分之第1標記 之該第2區域内之部分為該目標部分。 44 ·如申請專利範圍第43項之曝光方法，其中，重疊 形成該圖案’係將該第2標記重疊形成於該至少一部分之 第1標記。 45 ·如申請專利範圍第44項之曝光方法，其中，重疊 形成該圖案，係將用以檢測該至少一部分之第丨標記之檢 測條件，根據覆蓋該第2區域内之該第1標記之構件之特 性加以決定。 46·如申清專利範圍弟44或45項之曝光方法，立中， 5玄至少一部分之第1標記與重疊形成於該第丨標記之該第2 標記係重疊誤差測量標記。 47·如申請專利範圍第37至46項中任一項之曝光方 法，其中，係在每次該第2區域之深度超過闕深時，即實 施進行該曝光之動作及重疊形成圖案之動作。 48·如申請專利範圍第37至47項中任一項之曝光方 法，其中，係在每次重疊形成既定複數層之圖案時，即實 施進行該曝光之動作及重疊形成圖案之動作。 49·如申請專利範圍第37至48 ”任一項之曝光方 58 201101369 法，其中，該曝光之進行中，係測量該物體上面之凹凸以 特定該第2區域。 50·如申請專利範圍第37至49項中任一項之曝光方 法’其中，係經由形成有該圖案及標記之光罩與投影光學 系統將該圖案之像投影於該物體上，據以在該該物體上形 成該圖案；

   該標記，係考慮該投影光學系統之光學特性，根據將 經由該投影光學系統投影於該物體上之該圖案之像與該桿 記之像在與該投影光學系統之光軸正交之面内之位置= 移，相對該圖案之像與該標記之像在與該光軸平行之方向 之位置偏移所求得之結果加以設計。 51 ·如申請專利範圍第37至50項中住a , 土川項〒任一項之曝光方 法’其中，對該物體上之該圖荦、 。亥第1標記及該第2標 〇己之形成係藉由對該物體上报 進行。 物體场成之感應層照射能量束據以 ◎ 一種元件製造方法，其包含： 使用申請專利範圍第1 物體上形成圖案之動作；以及項中任-項之曝光方法於 使形成有該圖案之該物體顯影之動作。 53 ·—種元件製造方、本 第1區域分別重疊 宰3於物體上排列之複數個 檢_、該複數個:::::^ 該檢測結果進行該物 ？數個第1標記，根據 成有該複數個“標記之第既^=位置對準後’進行使形 S域之至少部分目標部分與 59 201101369 該第1區域平坦化之平坦化處理之動作；以及 檢測該複數個第1標記，根據該檢測結果進行該物體 對既定點之位置對準後，於相對該第1區域平坦化後之該 目標部分形成第2標記之動作。 54 ·如申請專利範圍第53項之元件製造方法，其中， 該平坦化處理之進行係將該目標部分以既定材料加以填 埋。 5 5 ·如申睛專利範圍第5 3或5 4項之元件製造方法， 其中，該平坦化處理之進行係於該目標部分形成虛擬圖案。 56 . —種重疊誤差測量方法，係測量於物體上之基準 層及目標層分別經由投影光學系統形成之二個圖案彼此之 之重疊誤差，其包含： 針對至少包含用以照明形成有位置關係已知之圖案與 標記之光罩之照明條件的複數個條件，分別考慮該投影光 學系統之光學特性，將經由該投影光學系統投影至該物體 上之該圖案之像與該標記之像在與該投影光學系統之光轴 正交之面内之第1位置偏移，相對該圖案之像與該標記之 像在與該光軸平行之方向之第2位置偏移加以求出，並根 據與該第2位置偏移對應之該第丨位置偏移將該標記之設 計條件予以最佳化之動作； 使用形成有位置關係已知之第1圖案與第1標記之第1 光罩進打曝光’在該物體上之基準層之複數個第1區域經 由該投影光學系統形成該第丨圖案之同時，於對應該複數 個第1區域之第2區域形成該第1標記之動作； 201101369 圖案與經由該最佳化使 光罩進行曝光，在該物 之该第2圖案之同時， 使用具有位置關係已知之第1 設計條件最佳化之第2標記之第2 體上之該第1圖案重疊形成目標層 於該第2區域之該帛"票記重疊形成第2標記之動作；以 及 藉由測量形成在該物體上之該第2區域之該第丨標記

   與該第2標記之位置偏移，據以算出該第ι圖案與該第2 圖案之重疊誤差之動作。 W·如申請專利範圍第56項之重疊誤差測量方法，立 中，係將該設計條件最佳化成㈣1位置偏移相對該第^ 位置偏移之變化程度為最小。 58·如中請專利範圍第56或57項之重疊誤差測量方 法，其進一步包含藉由該最佳化將該第1光罩之該第夏標 記之設計條件予以最佳化之動作。

   5 9 · —種重疊誤差測量方 層及目標層分別經由投影光學 之重疊誤差，其包含： 法，係測量於物體上之基準 系統形成之二個圖案彼此之 〜丁何丨王，承出經由該投 影光學系統投影至該物體上第丨 ^尽尤圖案之像，與經由 該投影光學系統投影至該物體上第 由 币2 &域之標記之像，扁 與該投影光學系統之光軸正交之 作； m円之弟1位置偏移之動 之 '▲吗求興弟1測量樟午 光罩進行曝光，在該物體上里知。己 基準層之該第I區域經由該 61 201101369 投影光學系統形成該第丨圖案’同時於該第2區域形成該 第1測量標記之動作； 使用形成有位置關係已知之第2圖案與第2測量構記 之光罩進行曝光，於該物體上之該第1圖案重疊形成目標 :之該第2圖帛’同時於該第2區域之該第丄測量標記重 疊形成第2測量標記之動作；以及 測量形成於該物體上之該第2區域之該第】測量標記 與該第2測量標記之位置偏移，並使用該測量結果與該第丄 位置偏移算出該第i圖案與該第2圖案之重疊誤差之動作。 60 ·如申请專利範圍第59項之重疊誤差測量方法其 中’該算出動作係使用該第！位置偏移修正該測量結果。 、61如申凊專利範圍第59或60項之重疊誤差測量方 去其中，3玄求出動作，係將該第i位置偏移相對該圖案 之像與該標記之像在與該投影光學系統之光軸平行方向^ 第2位置偏移加以求出。 62 ·如申請專利範圍第61項之重疊誤差測量方法， 中：該算出動作，測量形成有該第2圖案之該第工區域輿 形成有該第2標記之該第2區域在與該光軸平行方向之第、3 位置偏移’並進一步使用該測量結果算出該重疊誤差。 八、圖式： (如次頁） 62