TW201335718A - 曝光裝置、曝光管理系統及曝光方法 - Google Patents

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Abstract

根據實施形態，提供一種包含取得部及計算部之曝光裝置。取得部取得複數個測量值。複數個測量值係對複數個偏焦量進行測量而得之值。複數個偏焦量相互不同。複數個測量值分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈。計算部自複數個測量值求出複數個失真誤差。計算部根據複數個偏焦量及複數個失真誤差，求出相關關係。相關關係係偏焦量與用以修正失真誤差之對準修正值之相關關係。

Description

曝光裝置、曝光管理系統及曝光方法
本實施形態係關於一種曝光裝置、曝光管理系統、及曝光方法。
本申請案享受2012年2月23日提出申請之日本專利申請案編號2012-037417之優先權之利益，且該日本專利申請案之全部內容援用於本申請案中。
於曝光裝置中，進行將光罩之圖案向基板轉印之曝光處理。此時，存在若基板上之光罩之圖案之轉印位置自預定之位置偏移則產生圖案不良之可能性。因此，期望能提昇對準精度。
根據實施形態，提供一種包含取得部及計算部之曝光裝置。取得部取得複數個測量值。複數個測量值係對複數個偏焦量進行測量而得之值。複數個偏焦量相互不同。複數個測量值分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈。計算部自複數個測量值求出複數個失真誤差。計算部根據複數個偏焦量及複數個失真誤差，求出相關關係。相關關係係偏焦量與用以修正失真誤差之對準修正值之相關關係。
本實施形態可修正失真誤差，從而可提昇曝光照射區域內之對準精度。
以下，參照附圖對實施形態之曝光裝置、曝光管理系 統、及曝光方法詳細地進行說明。再者，並非藉由該等實施形態而限定本發明。
(第1實施形態)
使用圖1對第1實施形態之曝光裝置100進行說明。圖1係表示曝光裝置100之構成之圖。
曝光裝置100用於半導體器件之製造之微影步驟中。曝光裝置100例如為掃描型曝光裝置，一面沿著X方向對光罩MK及基板SB進行同步掃描，一面進行將光罩MK之圖案向基板SB上轉印之曝光處理。於以下說明中，將於沿基板SB之表面SBa之面內垂直於X方向之方向設為Y方向，將垂直於X-Y平面之方向設為Z方向。
此時，當面對半導體器件之微細化要求，而考慮到利用微影之微細化即曝光裝置之高解像化進行應對之情形時，於液浸型曝光裝置中，技術上難以使作為決定圖案解像極限之一個參數的透鏡開口數(例如，NA=1.35)較大。
因此，於本實施形態中，採用縮小投影型EUV(Extreme Ultra Vioret，遠紫外線)曝光裝置作為曝光裝置100，該縮小投影型EUV曝光裝置係使作為決定圖案解像極限之另一個參數的來自於光源LS之光之波長較先前(例如，ArF光)短，且以EUV光作為曝光之光。EUV光之波長例如為λ=13.5 nm。
於EUV曝光裝置中，因曝光之光(EUV光)在空氣中之透過率非常低，故必需使曝光之光所通過之部位為真空。即，曝光裝置100係曝光之光所通過之部位配置於真空腔 室內，且真空腔室內會被真空排氣。因此，於曝光裝置100中，無法使用真空吸盤作為吸附光罩台10上之光罩MK之機構，故而光罩台10利用靜電吸盤11吸附光罩MK。
又，於EUV曝光裝置中，因曝光之光之波長非常短，故不存在構成折射光學系統之適當之透鏡材料(高透過率、折射率差)，而必需使用反射光學系統及反射型光罩。
即，於曝光裝置100中，照明光學系統IOS及投影光學系統POS皆為反射光學系統，光罩MK為反射型光罩。例如，投影光學系統POS具有複數面鏡M1~M7。例如，自照明光學系統IOS照射至光罩MK上之曝光之光經光罩MK之表面MKa反射，並經由複數面鏡M1~M7向基板SB之表面SBa導引。
此時，如圖2所示，相對於光罩MK曝光之光成為非焦闌(例如，傾斜6度而入射)。因此，存在如下可能性：即受到光罩MK之表面MKa之平坦度或靜電吸盤11之表面11a之平坦度之影響，而產生曝光圖案之轉印位置於基板SB上自圖1中實線所示之位置向單點劃線所示之位置偏移之位置偏移誤差。例如，於光罩MK之表面MKa自原本之位置以距離d凹陷之情形時，曝光之光之重心於剛經光罩MK反射之後在沿光罩MK之表面MKa之方向上以例如dtan6°≒d/9.5產生位置偏移，於基板SB之表面SBa上在沿基板SB之表面SBa之方向上以例如d/38產生位置偏移。
自研究結果發現：曝光照射區域內之位置偏移分佈受到平坦度之影響，而取決於光罩MK之表面MKa至基板SB之 表面SBa之距離即曝光裝置100之偏焦量FO。
又，於照明光學系統IOS之光瞳位置，例如配設有如圖3A所示之開口形狀之光圈IOSa，從而實現用以使曝光裝置100之解像力提昇之偶極(dipole)照明。若該偶極照明之亮度平衡如圖3B所示被打破，則相對於光罩MK曝光之光成為非焦闌，故而存在如下可能性：即易於受到其影響，而產生曝光圖案之轉印位置於基板SB上自圖1中實線所示之位置向單點劃線所示之位置偏移之位置偏移誤差。
自研究結果發現：該位置偏移之曝光照射區域內之分佈(位置偏移分佈)亦取決於光罩MK之表面MKa至基板SB之表面SBa之距離即曝光裝置100之偏焦量FO。
又，於本實施形態中，自研究結果注意到：存在進行曝光裝置100之QC(Quality Control，品質管理)而求出之裝置之最佳聚焦位置(偏焦量FO=E)如圖4所示，與實際之半導體器件(產品組)之最佳聚焦位置(偏焦量FO=F)不同之情形。即，於求出裝置之最佳聚焦位置時，與將QC用光罩圖案(參照圖5)轉印於平坦之基板之表面上相對地，於實際之半導體器件(產品組)中，將光罩圖案轉印於因基底層之圖案而不平坦之基板之表面上，故而並不限於兩者之最佳聚焦位置相同。因此，於實際之半導體器件之曝光處理中，針對每個半導體器件均存在曝光照射區域內之位置偏移分佈各式各樣地變動，作為曝光裝置100之失真誤差而顯在化之可能性。
例如，於如圖4之左圖SH-E所示，進行曝光裝置100之 QC，將偏焦量FO=E之Z位置作為最佳聚焦位置而設定成Z=0之基準位置之後，若於圖4之右圖SH-F所示之Z≠0之Z位置對產品基板進行曝光，則存在於曝光裝置100之QC中未能看到之新的曝光照射區域內之失真誤差顯在化，且於產品晶圓之曝光時曝光照射區域內之對準精度降低之可能性。
即，存在基板SB上之光罩MK之圖案之轉印位置自預定之位置偏移而產生圖案不良之可能性。藉此，存在返工率上升或基板之良率下將之傾向，從而存在半導體器件之生產性降低之可能性。
因此，曝光裝置100為了抑制失真誤差之影響，提昇光罩MK與基板SB之對準之精度，而針對相互不同之複數個偏焦量測量曝光照射區域內之位置偏移分佈以求出失真誤差，從而求出偏焦量與用以修正失真誤差之對準修正值之相關關係。
具體而言，曝光裝置100包含光源LS、照明光學系統IOS、投影光學系統POS、光罩台10、基板台20、測量器40、80、及控制系統30。
光源LS例如使EUV光作為曝光之光而產生。光源LS使所產生之曝光之光向照明光學系統IOS入射。
照明光學系統IOS對曝光之光，進行藉由光圈IOSa等之調整。照明光學系統IOS藉由已調整之曝光之光照明光罩MK。對光罩MK進行照明之曝光之光經光罩MK之表面MKa反射，並向投影光學系統POS導引。
投影光學系統POS將導引而來之曝光之光進而向基板SB之表面SBa導引。
光罩台10保持光罩MK。光罩台10例如具有靜電吸盤11，藉由利用靜電吸盤11吸附光罩MK而保持光罩MK。光罩台10例如將具有與應該於進行裝置QC時形成於基板SB上之複數個對準測量標記對應之QC用光罩圖案(參照圖5)之QC用光罩作為光罩MK而保持。光罩台10例如將具有於進行實體器件之曝光處理時與實體器件之圖案對應之光罩圖案之光罩作為光罩MK而保持。
又，光罩台10係於例如6個方向(X方向、Y方向、Z方向、繞X軸之旋轉方向、繞Y軸之旋轉方向、繞Z軸之旋轉方向)上驅動。
基板台20保持基板SB。基板台20例如具有靜電吸盤21，藉由利用靜電吸盤21吸附基板SB而保持基板SB。
又，基板台20係於例如6個方向(X方向、Y方向、Z方向、繞X軸之旋轉方向、繞Y軸之旋轉方向、繞Z軸之旋轉方向)上驅動。
測量器40進行對準測量。測量器40例如具有光學顯微鏡，於進行裝置QC時，利用光學顯微鏡取得形成於QC用之基板SB上之複數個對準測量用標記PT1~PTn(參照圖5)之光學影像(對準測量標記)並向控制系統30供給。再者，測量器40亦可利用光學顯微鏡進而取得基準測量用標記M(參照圖5)之光學影像並向控制系統30供給。QC用之基板SB例如既可為作為基準之黃金基板，或者亦可為特定之裸基 板。再者，對準測量亦可由曝光裝置100之外部之對準檢查裝置(未圖示)來進行，以取代由曝光裝置100來進行。
測量器80進行聚焦測量。測量器80例如包含投射系統80a及受光系統80b。投射系統80a及受光系統80b於相對向之位置，分別位於測量對象(例如，基板SB)之斜上方。自投射系統80a照射之光沿著光軸向基板SB側行進而於基板SB上成像為特定形狀之像並反射。該反射光沿著光軸向遠離基板SB之方向行進並於受光系統80b中再次成像為特定形狀之像。藉此，測量器80進行檢測出基板SB之Z位置之聚焦測量。
控制系統30整體地控制曝光裝置100之各部。具體而言，控制系統30包含光罩台控制部31、基板台控制部32、測量控制部33、及主控制部34。
光罩台控制部31控制光罩台10之驅動。光罩台控制部31例如於X方向上驅動光罩台10。
基板台控制部32控制基板台20之驅動。基板台控制部32例如於6個方向(X方向、Y方向、Z方向、繞X軸之旋轉方向、繞Y軸之旋轉方向、繞Z軸之旋轉方向)上驅動基板台20。
此時，主控制部34於曝光處理時，以沿著X方向同步掃描光罩台10及基板台20之方式，控制光罩台控制部31及基板台控制部32。
測量控制部33控制測量器40。例如，測量控制部33控制測量器40，使用相對之方法或絕對之方法，求出複數個對 準測量用標記PT1~PTn(參照圖5)之位置偏移量。
於使用相對之方法之情形時，測量控制部33取得複數個對準測量用標記PT1~PTn之光學影像。測量控制部33對複數個對準測量用標記PT1~PTn之光學影像實施特定之運算，藉此求出各對準測量用標記PT1~PTn之位置偏移量。
例如，如圖5所示，例如以對準測量用標記PT1作為基準測量用標記，預先取得表示對準測量用標記PTk之原本位置之相對位置向量RP1。然後，自上述所取得之光學影像，例如，求出對準測量用標記PTk自實線所示之位置向虛線所示之位置偏移之情形時之相對位置向量RP2。接著，自相對位置向量RP2向量性地減去相對位置向量RP1，藉此求出位置偏移量(例如，向量之量)。由於該方法係以對準測量用標記PT1為基準，故雖無法掌握絕對之位置偏移量，但可掌握複數個對準測量用標記PT1~PTn之間之相對之位置偏移。
或者，於使用絕對之方法之情形時，測量控制部33取得複數個對準測量用標記PT1~PTn之光學影像及基準測量用標記M之光學影像。測量控制部33一面使用基準測量用標記M之光學影像，一面對複數個對準測量用標記PT1~PTn之光學影像實施特定之運算，藉此求出各對準測量用標記PT1~PTn之位置偏移量。
例如，如圖5所示，例如以基準測量用標記M作為基準，預先取得表示對準測量用標記PTk之原本位置之絕對位置向量SP1。然後，根據上述所取得之光學影像，例 如，求出對準測量用標記PTk自實線所示之位置向虛線所示之位置偏移之情形時之絕對位置向量SP2。接著，自絕對位置向量SP2向量性地減去絕對位置向量SP1，藉此求出位置偏移量(例如，向量之量)。由於該方法係以基準測量用標記M為基準，故而亦可掌握各對準測量用標記PT1~PTn之絕對之位置偏移量。
然後，測量控制部33將所求出之位置偏移量(例如，向量之量)之2維之分佈資訊(參照圖7)作為表示曝光照射區域內之位置偏移分佈之測量值而取得。測量控制部33針對相互不同之複數個偏焦量例如依序取得此種測量值。測量控制部33將所取得之測量值向主控制部34供給。測量控制部33例如將複數個測量值(例如，參照圖7之SH-A~SH-C)依序向主控制部34供給。
又，測量控制部33控制測量器80。例如，測量控制部33控制測量器80，進行聚焦測量而取得聚焦測量之結果，根據聚焦測量之結果，例如得出其與相對於基準之Z位置之聚焦測量之結果的差量等，藉此求出偏焦量FO。然後，測量控制部33將所求出之偏焦量FO作為測量值向主控制部34供給。
主控制部34整體地控制光罩台控制部31、基板台控制部32、及測量控制部33。具體而言，主控制部34包含聚焦控制部35、對準控制部36、記憶部37、及曝光處理部38。
聚焦控制部35自測量控制部33收到聚焦測量之測量值即偏焦量FO。聚焦控制部35對偏焦量FO與目標之偏焦量進 行比較。
例如，聚焦控制部35具有決定目標之偏焦量之第1決定部35a。第1決定部35a例如於進行裝置QC時，將相互不同之複數個偏焦量之中未選擇之偏焦量決定為目標之偏焦量。第1決定部35a例如於曝光實體器件之基板時，根據實體器件之配方資訊等，將與實體器件之製造條件對應之偏焦量決定為目標之偏焦量。
然後，聚焦控制部35求出諸如偏焦量FO接近於目標之偏焦量之類之聚焦修正值。聚焦控制部35使用所求出之聚焦修正值，經由基板台控制部32使基板SB於Z方向等上移動。
對準控制部36包含計算部36a及第2決定部36b。計算部36a包含誤差計算部36a1及相關關係計算部36a2。
誤差計算部36a1例如依序自測量控制部33收到分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈之複數個測量值。誤差計算部36a1針對複數個測量值各者，求出表示位置偏移分佈之偏度之失真誤差。例如，誤差計算部36a1向量性地單純加算各測量值中所含之複數個位置偏移量(例如，向量之量)，藉此求出失真誤差(例如，向量之量)。誤差計算部36a1將所求出之失真誤差向相關關係計算部36a2供給。
相關關係計算部36a2例如於進行裝置QC時每當偏焦量FO改變，便自測量控制部33收到聚焦測量之測量值即偏焦量FO，且自誤差計算部36a1收到失真誤差。即，相關關係計算部36a2以可得知兩者之對應關係之形式收到複數個偏 焦量及複數個失真誤差。相關關係計算部36a2根據複數個偏焦量及複數個失真誤差，求出偏焦量與對準修正值之相關關係。對準修正值係用以修正失真誤差之修正值。
例如，相關關係計算部36a2一收到失真誤差(例如，向量之量)，便求出諸如抵消失真誤差之類之向量(Dx、Dy)。然後，相關關係計算部36a2例如將與該向量對應之係數K1~K20作為對準修正值而求出。相關關係計算部36a2針對複數個不同之偏焦量FO=A~C重複進行此種處理，而針對複數個對準修正值K1~K20各者獲得相關關係G1~G20(參照圖8B)。相關關係計算部36a2將與所得之相關關係G1~G20相應之相關資訊記憶於記憶部37中。
第2決定部36b參照記憶部37，取得與相關關係相應之相關資訊。又，第2決定部36b自第1決定部35a收到決定為曝光實體器件之基板時之目標之偏焦量的偏焦量。第2決定部36b根據相關資訊，決定相對於實體器件之基板之偏焦量之對準修正值。第2決定部36b將所決定之對準修正值向曝光處理部38供給。
曝光處理部38以如下方式進行控制，即於進行裝置QC時，根據藉由第1決定部35a而決定之偏焦量FO，經由基板台20使基板SB於Z方向上移動，之後於移動後之位置曝光基板SB。
又，曝光處理部38於實體器件之曝光時，使用所決定之偏焦量FO及對準修正值，將基板SB曝光。即，曝光處理部38以如下方式進行控制，即根據藉由第1決定部35a而決 定之偏焦量FO，經由基板台20使基板SB於Z方向上移動，之後根據藉由第2決定部36b而決定之對準修正值，經由基板台20使基板SB於X方向及Y方向上移動，於移動後之位置將基板SB曝光。
記憶部37記憶與藉由相關關係計算部36a2而求出之相關關係相應之相關資訊。
此處，於所得之相關關係G1~G20之資料量較多之情形時若將其直接記憶於記憶部37中則必需使記憶部37之記憶容量為大容量。為了降低曝光裝置100之成本，亦期望用以減少資料量之工夫。
因此，例如，相關關係計算部36a2自所得之相關關係G1~G20，擷取與預料用於實體器件中之偏焦量A、B、C對應之值，例如生成如圖9所示之相關表371。相關表371例如包含偏焦欄3711、K1之值欄3712-1、K2之值欄3712-2、...、K20之值欄3712-20。藉由參照相關表371，例如，可特定與偏焦量A對應之對準修正值K1a~K20a。藉由參照相關表371，例如，可特定與偏焦量B對應之對準修正值K1b~K20b。藉由參照相關表371，例如，可特定與偏焦量C對應之對準修正值K1c~K20c。相關關係計算部36a2將所生成之相關表371記憶於記憶部37中。
或者，例如，相關關係計算部36a2根據所得之相關關係G1~G20，求出表示偏焦量與對準修正值之關係之函數式。 即，相關關係計算部36a2求出用以根據偏焦量FO求出對準修正值K1b~K20b之函數式K1=F1(FO)、K2=F2(FO)、...、 K20=F20(FO)。例如，於偏焦量FO與對準修正值K1b~K20b之關係對於裝置AP2而言如圖8B所示可直線近似之情形時，可使用1次函數作為函數F1~F20。或者，例如，於偏焦量FO與對準修正值K1b~K20b之關係可於2次函數中近似之情形時，可使用2次函數作為函數F1~F20。或者，例如，於偏焦量FO與對準修正值K1b~K20b之關係可於3次函數中近似之情形時，可使用3次函數作為函數F1~F20。或者，例如，於偏焦量FO與對準修正值K1b~K20b之關係可於n次函數(n≧4)中近似之情形時，可使用n次函數作為函數F1~F20。相關關係計算部36a2將所求出之函數式記憶於記憶部37中。
其次，主要使用圖10對曝光裝置100之動作進行說明。圖10係表示曝光裝置100之動作之流程圖。
於步驟S10中，曝光裝置100進行裝置QC。具體而言，進行以下步驟S11、步驟S12之處理。
於步驟S11中，曝光裝置100進行QC曝光。
具體而言，準備具有如圖5所示之光罩圖案之曝光裝置之對準QC用之光罩MK。曝光裝置之對準QC用之光罩MK如圖5所示，於曝光照射區域(可曝光之區域)內配置有複數個對準測量用標記(a plurality of mask alignment marks)PT1~PTn之圖案，且可測量曝光照射區域內之偏度成分(失真誤差)。
然後，曝光裝置100使用對準QC用之光罩MK，於對準QC用之基板SB上進行曝光而形成複數個對準測量標記(a plurality of alignment marks)。QC用之基板SB例如既可為作為基準之黃金基板，或者亦可為特定之裸基板。
此時，於先前之對準QC曝光中，於偏焦量固定之條件(0個或1個條件)下進行，但於本實施形態中，於複數個偏焦條件下例如依序地進行曝光。例如，如圖6所示，對「A」所示之複數個曝光照射區域各者，於偏焦量FO=A之條件下進行QC曝光，其後，對「B」所示之複數個曝光照射區域各者，於偏焦量FO=B之條件下進行QC曝光，其後，對「C」所示之複數個曝光照射區域各者，於偏焦量FO=C之條件下進行QC曝光。
於步驟S12中，曝光裝置100進行對準測量。即，曝光裝置100對於複數個偏焦條件(偏焦量FO=A~C)下曝光之QC用之基板SB，進行對準測量。對準測量係測量於曝光照射區域內配置有複數個之對準測量標記。再者，亦可進而測量與對準測量標記分開地形成之基準測量標記。又，為了進行高精度之對準測量，於圖6所示之情形時，較佳為將如下值作為相對於該偏焦量之測量結果：即針對每個偏焦量，均對複數個曝光照射區域進行對準測量，再將複數個曝光照射區域之測量結果平均而獲得之值。
再者，對準測量亦可由曝光裝置100之外部之對準檢查裝置(未圖示)來進行，以取代由曝光裝置100來進行。
於步驟S20中，曝光裝置100進行計算處理。具體而言，進行以下步驟S21~步驟S23之處理。
於步驟S21中，曝光裝置100使用上述相對之方法或絕對 之方法，求出複數個對準測量用標記之位置偏移量。然後，測量控制部33將所求出之位置偏移量(例如，向量之量)之2維之分佈資訊(參照圖7)作為表示曝光照射區域內之位置偏移分佈之測量值而取得。即，各測量值係表示曝光照射區域內之位置偏移分佈者，例如，包含曝光照射區域內之位置偏移量(例如，向量之量)之2維之分佈資訊(參照圖7)。
於步驟S22中，曝光裝置100根據各測量值，針對每個偏焦量算出曝光照射區域內之偏度成分(失真誤差)(參照圖7)。例如，曝光裝置100向量性地單純加算各測量值中所含之複數個位置偏移量(例如，向量之量)，藉此求出失真誤差(例如，向量之量)。
於步驟S23中，曝光裝置100根據複數個偏焦量及複數個失真誤差，求出偏焦量與對準修正值之相關關係。例如，曝光裝置100對步驟S22之算出結果，例如利用圖8A所示之3次之高次函數式進行最小平方近似，針對每個偏焦量算出用以修正失真誤差之對準修正值K1~K20。
具體而言，曝光裝置100一收到失真誤差(例如，向量之量)，便求出諸如抵消失真誤差之類之向量(Dx、Dy)。然後，相關關係計算部36a2例如利用圖8A所示之3次之高次函數式進行最小平方近似，將與該向量對應之係數K1~K20作為對準修正值而求出。相關關係計算部36a2針對複數個不同之偏焦量FO=A~C重複進行此種處理，而針對複數個對準修正值K1~K20各者獲得相關關係G1~G20(參照圖8B)。 曝光裝置100生成與所得之相關關係G1~G20相應之相關資訊並將其記憶於記憶部37中。
於步驟S30中，曝光裝置100對實體器件之基板SB進行曝光處理。具體而言，進行以下步驟S31~步驟S33之處理。
於步驟S31中，曝光裝置100進行聚焦控制。例如，曝光裝置100根據實體器件之配方資訊等，決定與實體器件之製造條件對應之偏焦量。然後，曝光裝置100以接近於所決定之偏焦量之方式，使基板SB於Z方向等上移動。
於步驟S32中，曝光裝置100進行對準控制。即，曝光裝置100使用每個所算出之偏焦量之對準修正值K1~K20之資訊即相關資訊(例如，圖9所示之相關表371)，利用與實際曝光之產品之偏焦量對應之對準修正值K1~K20修正曝光照射區域內之偏度成分(失真誤差)。
具體而言，曝光裝置100參照記憶部37，取得與相關關係相應之相關資訊。曝光裝置100根據相關資訊，決定相對於實體器件之基板之偏焦量之對準修正值K1~K20。曝光裝置100根據所決定之對準修正值K1~K20，自例如圖8A所示之函數式決定X方向及Y方向之移動量，使基板SB於X方向及Y方向上移動。
於步驟S33中，曝光裝置100進行基板SB之曝光。
如上所述，第1實施形態中，於曝光裝置100中，測量控制部33取得對相互不同之複數個偏焦量進行測量而得之複數個測量值、即分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈 之複數個測量值。計算部36a自複數個測量值求出複數個失真誤差，根據複數個偏焦量及複數個失真誤差，求出偏焦量與對準修正值之相關關係。藉此，於偏焦量依每個半導體器而變動之情形時，對用以修正失真誤差之對準修正值進行調整。其結果，於實體器件之最佳聚焦位置自裝置QC時之最佳聚焦位置偏移，而可能導致失真誤差之顯著化之情形時，可修正失真誤差，從而可提昇曝光照射區域內之對準精度。
又，第1實施形態中，於曝光裝置100中，第1決定部35a決定曝光實體器件之基板時之偏焦量，第2決定部36b根據藉由計算部36a而求出之相關關係，決定相對於實體器件之偏焦量之對準修正值，曝光處理部38使用該所決定之對準修正值，將基板SB曝光。藉此，可於實體器件之曝光時提昇曝光照射區域內之對準精度，故而可抑制圖案不良之產生，從而可降低返工率，提高基板之良率。其結果，可提昇半導體器件之生產性。
又，例如，於第1實施形態中，計算部36a根據複數個偏焦量及複數個失真誤差，求出偏焦量及對準修正值對複數個偏焦量建立關聯之相關表371。藉此，藉由參照相關表371，可易於決定與偏焦量對應之對準修正值。又，可將決定與偏焦量對應之對準修正值時所參照之資料之容量抑制得較小。
或者，例如，於第1實施形態中，計算部36a根據複數個偏焦量及複數個失真誤差，求出表示偏焦量與對準修正值 之關係之函數式。藉此，通過代入函數式而計算，可易於決定與偏焦量對應之對準修正值。又，可將決定與偏焦量對應之對準修正值時所參照之資料之容量抑制得較小。
再者，於第1實施形態中，對相關關係之計算係於曝光裝置內進行之情形例示性地進行了說明，但相關關係之計算亦可於曝光裝置外部進行，所得之相關資訊例如既可利用直接手動輸入或通過記憶媒體而向曝光裝置輸入之方法，亦可利用在線(online)等之資料通信方法輸入至曝光裝置中。
例如，如圖11所示，相關關係之計算亦可於管理中心50i中進行。圖11係表示包含第1實施形態之變形例之曝光裝置的系統之構成之圖。於該情形時，曝光管理系統70i中，管理中心50i經由通信線路60i連接於複數個曝光裝置AP1、AP2、...、APk(曝光裝置100i)，管理中心50i亦可統一地管理複數個曝光裝置AP1~APk而總括地進行各曝光裝置AP1~APk之相關關係之計算(參照圖8B)。
具體而言，管理中心50i包含計算部51、記憶部52、及通信I/F(InterFace，介面)53。計算部51包含誤差計算部51a及相關關係計算部51b。誤差計算部51a及相關關係計算部51b之功能分別與曝光裝置100(參照圖1)之誤差計算部36a1及相關關係計算部36a2之功能相同。與其相應地，各曝光裝置AP1~APk亦可為省略計算部36a(參照圖1)而成之構成。
又，於管理中心50i之記憶部52中，記憶有相關關係資 料庫52a。相關關係資料庫52a例如如圖12所示，具有將與曝光裝置100(參照圖1)之相關表371(參照圖9)相同之資料構造作為資料庫，進而與裝置之識別子建立關聯之資料構造。即，相關關係資料庫52a例如具有裝置識別子欄52a3、偏焦欄52a1、K1之值欄52a2-1、K2之值欄52a2-2、...、K20之值欄52a2-20。藉由參照相關關係資料庫52a，例如，可決定與曝光裝置AP1之偏焦量A對應之對準修正值K1a~K20a。又，藉由參照相關關係資料庫52a，例如，可決定與曝光裝置APk之偏焦量C對應之對準修正值K1ck~K20ck。
管理中心50i之通信I/F 53經由通信線路60i而與複數個曝光裝置AP1~APk進行通信。與其相應地，各曝光裝置AP1~APk亦可為於其控制系統內追加有通信I/F 39而成之構成。通信I/F 39係用以與管理中心50i通信之介面，連接於通信線路60i。
例如，各曝光裝置AP1~APk取得分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈之複數個測量值並將其記憶於自身之記憶部中。管理中心50i例如定期地經由通信線路60i而相對於各曝光裝置AP1~APk之記憶部存取，自各曝光裝置AP1~APk經由通信線路60i利用通信I/F 53接收複數個偏焦量、分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈之複數個測量值、及曝光裝置之識別資訊。計算部51之誤差計算部51a自通信I/F 53收到複數個測量值，根據複數個測量值求出複數個失真誤差並向相關關係計算部51b供給。相關關 係計算部51b自通信I/F 53收到複數個偏焦量，自誤差計算部51a收到複數個失真誤差，根據複數個偏焦量及複數個失真誤差，求出偏焦量與對準修正值之相關關係，進而生成與所求出之相關關係相應之相關資訊。相關關係計算部51b自通信I/F 53進而收到曝光裝置AP1~APk之識別資訊，將所生成之相關資訊與曝光裝置AP1~APk之識別資訊建立關聯而例如作為相關關係資料庫52a(參照圖12)記憶於記憶部52中。而且，於管理中心50i經由通信線路60i自曝光裝置AP1~APk接收到相關關係之取得要求之情形時，將與各裝置對應之相關資訊自記憶部52讀出並經由通信線路60i向曝光裝置AP1~APk發送。藉此，於各曝光裝置AP1~APk各者中只要將複數個測量值更新為最新值而記憶，便可於必要之時序取得最新之相關資訊。
(第2實施形態)
其次，對第2實施形態之曝光裝置進行說明。以下，以與第1實施形態不同之部分為中心進行說明。
圖3表示第2實施形態之曝光裝置100j之構成。曝光裝置100j係使光源LSi產生例如ArF光之液浸曝光裝置。與此相應地，照明光學系統IOSj及投影光學系統POSj皆為折射光學系統，且於保持在基板台20j上之基板SB與投影光學系統POSj之間形成藉由水供給-回收機構110而使水充滿之構成。又，保持於光罩台10j上之光罩MKj為透過型光罩。儘管為液浸曝光裝置，但於控制配設在照明光學系統IOSj之光瞳位置之光圈IOSja之開口形狀且使用例如如圖14A、B 所示之偶極照明之情形時，即便相對於光罩MKj曝光之光未成為非焦闌，亦存在因照明亮度分佈之影響而產生焦闌偏移之可能性。因此，存在產生曝光圖案之轉印位置於基板SB上在沿基板SB之表面SBa之方向上偏移之位置偏移誤差之可能性。
因此，於第2實施形態中，曝光裝置100j亦會為了抑制失真誤差之影響，提昇光罩MKj與基板SB之對準之精度，而針對相互不同之複數個偏焦量測量曝光照射區域內之位置偏移分佈以求出失真誤差，從而求出偏焦量與用以修正失真誤差之對準修正值之相關關係。即，曝光裝置100j包含與第1實施形態相同之控制系統30。
如此，第2實施形態中，於曝光裝置100j中，測量控制部33取得針對相互不同之複數個偏焦量進行測量所得之複數個測量值即分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈之複數個測量值。計算部36a根據複數個測量值求出複數個失真誤差，根據複數個偏焦量及複數個失真誤差，求出偏焦量與對準修正值之相關關係。即，藉由第2實施形態，針對每個半導體器件於偏焦量變動之情形時，亦可對用以修正失真誤差之對準修正值進行調整。其結果，於實體器件之最佳聚焦位置自裝置QC時之最佳聚焦位置偏移，而令人擔心失真誤差之顯在化之情形時，可修正失真誤差，從而可提昇曝光照射區域內之對準精度。
對本發明之若干實施形態進行了說明，但該等實施形態僅係作為示例而提示，並未意圖限定發明之範圍。該等新 穎之實施形態可以其他各種形態實施，且於不脫離發明之要旨之範圍內，可進行各種省略、替換、變更。該等實施形態或其變形包含於發明之範圍或要旨內，且包含於專利申請範圍中所記載之發明及其等效之範圍內。
10、10j‧‧‧光罩台
11、21‧‧‧靜電吸盤
11a‧‧‧靜電吸盤之表面
20、20j‧‧‧基板台
30‧‧‧控制系統
31‧‧‧光罩台控制部
32‧‧‧基板台控制部
33‧‧‧測量控制部
34‧‧‧主控制部
35‧‧‧聚焦控制部
35a‧‧‧第1決定部
36‧‧‧對準控制部
36a、51‧‧‧計算部
36a1、51a‧‧‧誤差計算部
36a2、51b‧‧‧相關關係計算部
36b‧‧‧第2決定部
37、52‧‧‧記憶部
38‧‧‧曝光處理部
39、53‧‧‧通信介面
40、80‧‧‧測量器
50i‧‧‧管理中心
52a‧‧‧相關關係資料庫
52a1‧‧‧偏焦欄
52a2-1‧‧‧K1之值欄
52a2-2‧‧‧K2之值欄
52a2-20‧‧‧K20之值欄
52a3‧‧‧裝置識別子欄
60i‧‧‧通信線路
70i‧‧‧曝光管理系統
80a‧‧‧投射系統
80b‧‧‧受光系統
100、100i、100j‧‧‧曝光裝置
110‧‧‧水供給-回收機構
371‧‧‧相關表
3711‧‧‧偏焦欄
3712-1‧‧‧K1之值欄
3712-2‧‧‧K2之值欄
3712-20‧‧‧K20之值欄
A、B、C‧‧‧偏焦量
AP1~APk‧‧‧曝光裝置
d‧‧‧凹陷量
FO‧‧‧偏焦量
G1~G20‧‧‧相關關係
IOS、IOSj‧‧‧照明光學系統
IOSa、IOSja‧‧‧光圈
K1a~K1ck、K2a~K2ck、 ...、K20a~K20ck‧‧‧對準修正值
LS、LSj‧‧‧光源
M‧‧‧基準測量用標記
M1~M7‧‧‧鏡
MK、MKj‧‧‧光罩
MKa‧‧‧光罩之表面
POS、POSj‧‧‧投影光學系統
PT1~PTn‧‧‧對準測量用標記
RP1、RP2‧‧‧相對位置向量
S10~S12、S20~S23、
S30~S33‧‧‧步驟
SB‧‧‧基板
SBa‧‧‧基板之表面
SP1、SP2‧‧‧絕對位置向量SP1
X、Y、Z‧‧‧方向
圖1係表示第1實施形態之曝光裝置之構成之圖。
圖2係表示第1實施形態之光罩之偏度之圖。
圖3A及圖3B係表示第1實施形態之光圈之不平衡之圖。
圖4係表示第1實施形態之位置偏移分佈之測量值之圖。
圖5係表示第1實施形態之QC用光罩之圖案之圖。
圖6係表示第1實施形態之QC用基板之圖案之圖。
圖7係表示關於第1實施形態之位置偏移分佈之複數個測量值之圖。
圖8A及圖8B係表示第1實施形態之相關關係之計算結果之圖。
圖9係表示第1實施形態之相關表之資料構造之圖。
圖10係表示第1實施形態之曝光裝置之動作之流程圖。
圖11係表示包含第1實施形態之變形例之曝光裝置的系統之構成之圖。
圖12係表示第1實施形態之變形例之相關關係資料庫之資料構造之圖。
圖13係表示第2實施形態之曝光裝置之構成之圖。
圖14A及圖14B係表示第2實施形態之光圈之構成之圖。
10‧‧‧光罩台
11‧‧‧靜電吸盤
11a‧‧‧靜電吸盤之表面
20‧‧‧基板台
21‧‧‧靜電吸盤
30‧‧‧控制系統
31‧‧‧光罩台控制部
32‧‧‧基板台控制部
33‧‧‧測量控制部
34‧‧‧主控制部
35‧‧‧聚焦控制部
35a‧‧‧第1決定部
36‧‧‧對準控制部
36a‧‧‧計算部
36a1‧‧‧誤差計算部
36a2‧‧‧相關關係計算部
36b‧‧‧第2決定部
37‧‧‧記憶部
38‧‧‧曝光處理部
40‧‧‧測量器
80‧‧‧測量器
80a‧‧‧投射系統
80b‧‧‧受光系統
100‧‧‧曝光裝置
d‧‧‧凹陷量
FO‧‧‧偏焦量
IOS‧‧‧照明光學系統
IOSa‧‧‧光圈
LS‧‧‧光源
M1~M7‧‧‧鏡
MK‧‧‧光罩
MKa‧‧‧光罩之表面
POS‧‧‧投影光學系統
SB‧‧‧基板
SBa‧‧‧基板之表面
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向

Claims (20)

  1. 一種曝光裝置，其包括：取得部，其取得對相互不同之複數個偏焦量進行測量而得之複數個測量值、即分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈之上述複數個測量值；及計算部，其自上述複數個測量值求出複數個失真誤差，根據上述複數個偏焦量及上述複數個失真誤差，求出偏焦量與用以修正失真誤差之對準修正值之相關關係。
  2. 如請求項1之曝光裝置，其中上述失真誤差係表示位置偏移分佈之偏度之誤差。
  3. 如請求項2之曝光裝置，其中上述計算部向量性地單純將上述複數個測量值中所含之複數個位置偏移量相加，而求出上述失真誤差。
  4. 如請求項3之曝光裝置，其中上述計算部求出抵消上述所求出之失真誤差之向量，而進行求出與上述所求出之向量對應之複數個係數作為上述對準修正值之計算處理。
  5. 如請求項4之曝光裝置，其中上述計算部對上述複數個偏焦量重複進行上述計算處理，並針對複數個上述係數之各者求出上述相關關係。
  6. 如請求項1之曝光裝置，其中上述計算部進而求出與上述相關關係相應之相關資訊。
  7. 如請求項6之曝光裝置，其中上述計算部根據上述複數 個偏焦量及上述複數個失真誤差，求出偏焦量及對準修正值對複數個偏焦量建立關聯之相關表。
  8. 如請求項7之曝光裝置，其更包含記憶上述所求出之相關表之記憶部。
  9. 如請求項7之曝光裝置，其中上述計算部根據上述複數個偏焦量及上述複數個失真誤差，獲得偏焦量及對準修正值對上述複數個偏焦量建立關聯之相關關係，並自所得之相關關係擷取與預料使用於實體器件之複數個偏焦量對應之值，求出偏焦量及對準修正值對上述預料之複數個偏焦量建立關聯之相關表。
  10. 如請求項6之曝光裝置，其中上述計算部根據上述複數個偏焦量及上述複數個失真誤差，求出表示偏焦量與對準修正值之關係之函數式。
  11. 如請求項10之曝光裝置，其更包含記憶上述所求出之函數式之記憶部。
  12. 如請求項10之曝光裝置，其中上述計算部根據上述複數個偏焦量及上述複數個失真誤差，獲得偏焦量及對準修正值對上述複數個偏焦量建立關聯之相關關係，並自所獲得之相關關係求出上述函數式。
  13. 如請求項1之曝光裝置，其更包括：第1決定部，其決定將基板曝光時之偏焦量；第2決定部，其根據上述相關關係，決定相對於所決定之偏焦量之對準修正值；及處理部，其使用所決定之對準修正值，將上述基板曝 光。
  14. 如請求項1之曝光裝置，其中上述曝光裝置為EUV曝光裝置。
  15. 如請求項1之曝光裝置，其中上述曝光裝置為液浸曝光裝置。
  16. 一種曝光管理系統，其包括：複數個曝光裝置；及經由通信線路而連接於上述複數個曝光裝置之管理中心；且上述複數個曝光裝置之各者包括：取得部，其取得對相互不同之複數個偏焦量進行測量而得之複數個測量值、即分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈之上述複數個測量值；及記憶部，其記憶上述所取得之複數個測量值；上述管理中心包括：接收部，其經由上述通信線路存取上述曝光裝置之記憶部，而接收上述所記憶之複數個測量值；及計算部，其自上述複數個測量值求出複數個失真誤差，根據上述複數個偏焦量及上述複數個失真誤差，求出偏焦量與用以修正失真誤差之對準修正值之相關關係。
  17. 如請求項16之曝光管理系統，其中上述管理中心更包含記憶部，其針對上述複數個曝光裝置記憶將與上述相關關係相應之相關資訊與上述曝光裝置之識別資訊建立關 聯之相關關係資料庫。
  18. 如請求項17之曝光管理系統，其中上述管理中心於經由上述通信線路自上述曝光裝置接收到取得相關關係之要求之情形時，將與上述曝光裝置對應之相關資訊自上述記憶部讀出，並經由上述通信線路向上述曝光裝置發送。
  19. 一種曝光方法，其包括如下步驟：取得對相互不同之複數個偏焦量進行測量而得之複數個測量值、即分別表示曝光照射區域內之位置偏移分佈之上述複數個測量值；自上述複數個測量值求出複數個失真誤差；及根據上述複數個偏焦量及上述複數個失真誤差，求出偏焦量與用以修正失真誤差之對準修正值之相關關係；且於將基板曝光時，進行聚焦控制，並且參照上述相關關係而控制基板位置。
  20. 如請求項19之曝光方法，其中取得上述複數個測量值之步驟進而包含：使用形成有複數個對準用標記(a plurality of mask alignment marks)之對準用之光罩對對準用之基板進行曝光，而求出上述對準用之基板上之與上述複數個對準用標記(a plurality of mask alignment marks)對應之複數個對準標記(a plurality of alignment marks)之位置偏移量作為上述位置偏移分佈。
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