TW201530264A - 曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之對標線片(R)照射照明光(IL)以將形成在標線片(R)之圖案面之圖案轉印至晶圓(W)之曝光裝置(100)，具備保持標線片(R)移動的標線片載台(RST)、與對標線片載台(RST)所保持之標線片(R)之前述圖案面照射測量光以檢測來自圖案面之斑點的感測器(30)。

Description

曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法
本發明係關於曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法，特別是關於在製造電子元件之微影製程中使用之曝光裝置及曝光方法、以及使用前述曝光裝置或曝光方法之元件製造方法。
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)之微影製程中，主要係使用步進重複(step & repeat)方式之投影曝光裝置(所謂的步進機)、或步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置(所謂的掃描步進機(亦稱掃描機))等之逐次移動型投影曝光裝置。
於此種曝光裝置，係將形成於光罩或標線片(以下，統稱為「標線片」)之圖案透過投影光學系分別轉印至塗有感應劑(抗蝕劑)之晶圓或玻璃板等物體(以下，統稱為「晶圓」)上之複數個照射(shot)區域。
此種投影曝光裝置，由於係用於微元件之製造，因此為了使最終製品之元件能發揮所欲性能，因此將標線片上形成之圖案(稱“曝光用圖案”)對應投影光學系之投影倍率的縮小像，正確重疊於實際形成在晶圓上各照射區域之圖案(稱“底圖案”)而形成一事，亦即重疊精度是 非常重要的。
於實際之曝光程序中，係以晶圓上以和各照射區域之既定位置關係形成之晶圓對準標記、及標線片上以和曝光圖案之既定位置關係形成之標線片對準標記為媒介，以該等對準標記代表圖案之位置，進行曝光動作(例如，參照專利文獻1)。如以上所言，從對準標記之位置間接的推測實圖案之位置。
上述推測成立之理由如下。例如，以標線片側為例，由於標線片對準標記與曝光用圖案係於同一玻璃基板(標線片母片)上、同時以電子束曝光裝置家以描繪，因此標線片對準標記與曝光用圖案間之位置關係能以電子束曝光裝置之描繪誤差程度加以確保。因此，只要檢測(測量)標線片對準標記之位置，即能良好的推定與該標線片對準標記間之位置關係已知之曝光用圖案之位置。
然而，上述推測係以曝光用圖案及標線片對準標記之位置不變為前提，因此，實際上也有不成立的情形。最典型的例，即是隨著曝光用光之照射導致之標線片的熱變形(熱膨脹等)，而於曝光用圖案產生變動(變形)的情形。一般而言，標線片對準(標線片之位置對準或為此之位置測量)係使用在標線片周圍4點之標線片對準標記來進行，於此標線片對準，除曝光用圖案之面內(例如XY平面內)位置資訊之外，僅另求出X軸方向及Y軸方向之倍率變化、以及正交度及旋轉等之線性成分。亦即，並不求出標線片之熱吸收導致之非線性形狀變化(例如，變成所謂之銀行標記般之形狀、或啤酒桶般之形狀)等之資訊。
在標線片母片上之曝光用圖案周圍多處位置描繪標線片對 準標記，並於標線片對準時加以測量的話可掌握曝光用圖案之外周形狀，因此可獲得更正確之近似。然而，如此一來，不僅測量耗費時間、將導致效率大幅降低，且曝光用圖案之圖案區域外周之變形方式(變形狀態)與圖案區域內部實圖案之變形方式非為比例關係之情形時，推測即會產生誤差。例如，照射(shot)尺寸非視野尺寸而是寬度及全長較小之照射之情形時，或在標線片圖案區域內之穿透率分布有偏差時等，影響特別大。
先行技術文獻
[專利文獻1]美國專利第5,646,413號說明書
本發明第1態樣提供一種曝光裝置，係對光罩照射能量束以將形成在該光罩之圖案面之圖案轉印至物體，其具備：保持該光罩移動的光罩載台，以及對被保持於該光罩載台之該光罩之既定面照射測量光、以取得與來自該既定面之斑點相關之資訊的感測器。。
此態樣，可根據與以感測器取得之斑點(speckle)相關之資訊，求出光罩既定面之資訊。
本發明第2態樣提供一種曝光方法，係對光罩照射能量束以將形成在該光罩之圖案面之圖案轉印至物體，其包含：在第1時間點對該光罩之既定面照射測量光以檢測並保持該既定面之第1區域之第1資訊的動作；在從該第1時間點經過既定時間後，對該第1區域照射該測量光以檢測該第1區域之第2資訊的動作；以及根據所檢測之該第1區域之該第2 資訊與所保持之該第1資訊，求出因該能量束對該光罩之照射引起之該第1區域之變動資訊的動作。
此態樣，可求出因能量束對光罩之照射引起之既定面之第1區域之變動資訊。
本發明第3態樣提供一種元件製造方法，其包含：以第2態樣之曝光方法於感應基板轉印前述圖案的動作；以及使轉印有前述圖案之感應基板顯影的動作。
10‧‧‧凹部
11‧‧‧標線片載台驅動系
12‧‧‧移動鏡
13‧‧‧標線片對準檢測系
14‧‧‧標線片干涉儀
16‧‧‧移動鏡
18‧‧‧干涉儀系統
20‧‧‧主控制裝置
22‧‧‧晶圓載台平台
23‧‧‧標線片載台平台
23a‧‧‧開口
24‧‧‧載台驅動系
30‧‧‧圖案測量裝置
30L1、30L2、30C、30R1、30R2‧‧‧斑點感測器
31‧‧‧箱體
32‧‧‧透鏡
40‧‧‧鏡筒
48‧‧‧成像特性修正控制器
100‧‧‧曝光裝置
AFS‧‧‧焦點感測器
AX‧‧‧光軸
AS‧‧‧對準檢測系
FA‧‧‧對準標記
FP‧‧‧基準板
IA‧‧‧曝光區域
IAR‧‧‧照明區域
IL‧‧‧照明光
IOP‧‧‧照明系
LB‧‧‧雷射光束
MA‧‧‧標記區域
PA‧‧‧圖案區域
PL‧‧‧投影光學系
PU‧‧‧投影單元
R‧‧‧標線片
RA‧‧‧標線片對準標記
RFM‧‧‧標線片基準標記板
RST‧‧‧標線片載台
W‧‧‧晶圓
WST‧‧‧晶圓載台
圖1係概略顯示一實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖2(A)係從上方(+Z方向)觀察圖1之標線片載台的圖、圖2(B)係沿圖2(A)之B-B線剖開之標線片載台近旁部分的剖面圖。
圖3係顯示以一實施形態之曝光裝置之控制系為中心構成之主控制裝置之輸出入關係的方塊圖。
圖4(A)係用以說明初期測量動作的圖、圖4(B)係顯示從斑點感測器30L1所得之斑點資訊的圖。
圖5(A)~圖5(D)係用以說明在標線片對準時進行之使用斑點感測器30L1之測量的圖。
圖6係係用以說明除去感測器輸出之漂移成分的圖。
圖7(A)係以概念方式顯示使用5個斑點感測器之各個所得之標的各部之X位移的圖、圖7(B)係以概念方式顯示使用5個斑點感測器之各個所得之標的各部之Y位移的圖、圖7(C)係顯示所求得之圖案區域PA之 2維變形形狀之例的圖。
圖8係用以說明變形例之曝光裝置的圖。
以下，針對一實施形態，依據圖1~圖7加以說明。
圖1中顯示了一實施形態之曝光裝置100之概略構成。此曝光裝置100係步進掃描方式之投影曝光裝置、所謂的掃描器。如後所述，本實施形態中設有投影光學系PL，以下，以和投影光學系PL之光軸AX平行之方向為Z軸方向、在與此正交之面內標線片與晶圓相對掃描之掃描方向為Y軸方向、和Z軸及Y軸正交之方向為X軸方向，並以繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別為θx、θy及θz方向來進行說明。
曝光裝置100，具備照明系IOP、保持標線片R之標線片載台RST、將形成在標線片R之圖案之像投影至塗有感應劑(抗蝕劑)之晶圓W上之投影單元PU、保持晶圓W於XY平面內移動之晶圓載台WST、以及此等之控制系等。
照明系IOP包含光源及透過送光光學系連接於光源之照明光學系，將以標線片遮簾(masking系統)設定(限制)之標線片R上於X軸方向(圖1中與紙面正交之方向)細長延伸之狹縫狀照明區域IAR，透過照明光(曝光用光)IL以大致均一之照度加以照明。照明系IOP之構成已揭露於例如美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等。此處，作為照明光IL之一例，係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)。
標線片載台RST配置在照明系IOP之圖1中下方。標線片載台RST，例如可藉由包含線性馬達等之標線片載台驅動系11(圖1中未 圖示，參照圖3)在標線片載台平台23上、於水平面(XY平面)內微幅驅動並於掃描方向(圖1中紙面內之左右方向Y軸方向)以既定行程範圍驅動。於標線片載台平台23，其中央部形成有作為照明光IL之通路、於Z軸方向貫通之既定形狀的開口23a(參照圖2(B))。
於標線片載台RST上，裝載有標線片R。標線片R，如圖2(A)所示，由近乎正方形之玻璃板構成，於其-Z側之面之中央形成有於Y軸方向長之矩形圖案區域PA。以下，將形成有圖案區域PA之標線片R之-Z側之面稱為圖案面。於圖案面，在靠近圖案區域PA之Y軸方向兩側於圖案區域PA之X軸方向兩端之位置各形成有一對(合計4個)標線片對準標記(以下，簡稱為標線片標記)RA。此4個標線片標記RA係藉由電子束曝光裝置與圖案區域PA之圖案(曝光用圖案)同時被描繪於圖案面。本實施形態中，4個標線片標記與圖案區域PA間之位置關係如設計值，亦即係設描繪圖案區域PA之圖案(曝光用圖案)與標線片標記RA之電子束曝光裝置之描繪誤差為零(或可忽視程度的極小)。
標線片載台RST，如圖2(A)及圖2(B)所示，由於Y軸方向長之矩形板構件構成，於其上面形成有Y軸方向之尺寸較標線片R之Y軸方向長度大、且X軸方向之尺寸較標線片R之X軸方向長度些微大之矩形凹部10，於該凹部10，在其X軸方向之中央部於Y軸方向之全長形成有貫通於Z軸方向之開口10a。
標線片R在圖案區域PA位於開口10a內之狀態下，配置在凹部10內之-Y側端部近旁。標線片R，例如被真空吸附於設在開口10a之X軸方向兩側之段部上面之未圖示的吸附部。
於凹部10內部之+Y側端部近旁，從標線片R往+Y側相隔既定間隔，在開口10a之X軸方向兩側之段部上面之間架設有延伸於X軸方向之標線片基準(fiducial)板(以下，簡稱基準板)RFM。基準板RFM，其長邊方向之兩端部固定在開口10a之X軸方向兩側之段部上面。基準板RFM由低熱膨脹率之玻璃、例如首德(Schott)公司之Zerodur(商品名)等構成，於其下面(-Z側之面)，於X軸方向以和標線片R上之一對標線片標記RA相同間隔形成有一對對準標記FA。對準標記FA雖係與標線片標記RA為相同標記，但此處為便於識別，使用了不同符號。又，如圖3所示，在標線片R被裝載於標線片載台RST上之狀態下，一對標線片標記RA之各個與一對對準標記FA，近乎位在相同X位置。於基準板RFM之下面(-Z側之面)，以長邊方向之一端部與另一端部接近一對對準標記FA之狀態，形成有形成了各種標記(例如，分別包含用於空間像測量之各種測量標記之複數個AIS標記區塊等)的標記區域MA。標記區域MA與圖案區域PA被設定為近乎同一高度。
回到圖1，標線片載台RST之XY平面內之位置資訊(含θz方向之旋轉資訊)係藉由標線片雷射干涉儀(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端面之反射面)，以例如0.25nm程度之解析能力隨時加以檢測。標線片干涉儀14之測量資訊被供應至主控制裝置20(圖1中未圖示，參照圖3)。又，上述標線片載台RST之XY平面內之位置資訊，亦可由編碼器取代標線片干涉儀14進行測量。
進一步的，如圖1、圖2(A)及圖2(B)所示，於標線片載台平台23之內部、例如於X軸方向以既定間隔設有複數(例如5個)用 於標線片R之圖案之經時性變動測量的圖案測量裝置30。又，關於圖案測量裝置30留待後敘。
投影單元PU配置在標線片載台RST之圖1中的下方。投影單元PU，包含鏡筒40、與保持在鏡筒40內之投影光學系PL。投影光學系PL，例如為兩側遠心且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)。因此，當以來自照明系IOP之照明光IL照明標線片R上之照明區域IAR時，藉由通過投影光學系PL之第1面(物體面)與圖案面近乎一致配置之標線片R的照明光IL，透過投影光學系PL將該照明區域IAR內之標線片R之電路圖案之縮小像(電路圖案之一部分之縮小像)，形成在配置於投影光學系PL之第2面(像面)側、表面塗有抗蝕劑(感應劑)之晶圓W上與前述照明區域IAR共軛之區域(以下，亦稱曝光區域)IA。並藉由標線片載台RST與晶圓載台WST之同步驅動，使標線片R相對照明區域IAR(照明光IL)移動於掃描方向(Y軸方向)、且使晶圓W相對曝光區域IA(照明光IL)移動於掃描方向(Y軸方向)，據以進行晶圓W上之1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。
作為投影光學系PL，例如係使用僅由沿與Z軸方向平行之光軸AX排列之複數片、例如10~20片程度之折射光學元件(透鏡元件)構成之折射系。構成此投影光學系PL之複數片透鏡元件中、物體面側(標線片R側)之複數片透鏡元件，係可藉由未圖示之驅動元件、例如壓電元件等而能於轉換驅動於Z軸方向(投影光學系PL之光軸方向)及驅動於相對XY面之傾斜方向(亦即θx方向及θy方向)的可動透鏡。並由成像特性修正控制器48(圖1中未圖示，參照圖3)根據來自主控制裝置20之指 示獨立的調整對各驅動元件之施加電壓，據以個別驅動各可動透鏡，以調整投影光學系PL之各種成像特性(倍率、畸變、像散、慧形像差、像面彎曲等)。此外，亦可取代可動透鏡之移動、或再加上在鏡筒40內部之相鄰特定之透鏡元件間設置氣密室，將該氣密室內之氣體壓力由成像特性修正控制器48來加以控制，或者亦可採用照明光IL之中心波長可由成像特性修正控制器48加以轉換(shift)之構成。藉由此等構成，亦可調整投影光學系PL之成像特性。
晶圓載台WST，可藉由包含線性馬達或平面馬達等之載台驅動系24(圖1中，為方便起見係以方塊表示)在晶圓載台平台22上於X軸方向、Y軸方向以既定行程加以驅動，並於Z軸方向、θx方向、θy方向及θz方向微幅驅動。晶圓W透過晶圓保持具(未圖示)以真空吸附等方式被保持在晶圓載台WST上。又，亦可取代晶圓載台WST，使用具備往X軸方向、Y軸方向及θz方向之第1載台、與在該第1載台上往Z軸方向、θx方向及θy方向微動之第2載台的載台裝置。
晶圓載台WST之XY平面內之位置資訊(包含旋轉資訊(yawing量(θz方向之旋轉量θz)、pitching量(θx方向之旋轉量θx)、rolling量(θy方向之旋轉量θy)))係藉由雷射干涉儀系統(以下，簡稱為干涉儀系統)18透過移動鏡16(或形成在晶圓載台WST端面之反射面)，以例如0.25nm程度之解析能力隨時加以檢測。又，晶圓載台WST之XY平面內之位置資訊，亦可取代干涉儀系統18以編碼器進行測量。
干涉儀系統18之測量資訊被供應至主控制裝置20(參照圖3)。主控制裝置20，根據干涉儀系統18之測量資訊透過載台驅動系24控 制晶圓載台WST之XY平面內之位置(含θz方向之旋轉)。
又，圖1中雖省略圖示，晶圓W表面之Z軸方向位置及傾斜量，係例如由美國專利第5.448.332號說明書等所揭露之斜入射方式之多點焦點位置檢測系構成之焦點感測器AFS(參照圖3)加以測量。此焦點感測器AFS之測量資訊亦係供應至主控制裝置20(參照圖3)。
又，於晶圓載台WST上固定有其表面與晶圓W之面同高度之基準板FP。於此基準板FP表面，形成有接著說明之用於對準檢測系AS之基準線測量等之第1基準標記、及以後述標線片對準檢測系檢測之一對第2基準標記等。
於投影單元PU之鏡筒40之側面，設有檢測形成在晶圓W之對準標記或第1基準標記的對準檢測系AS。對準檢測系AS，例如係使用以鹵素燈等之寬頻(broad band)光照明標記，對此標記之影像進行影像處理據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FIA(Field Image Alignment)系。
於曝光裝置100，進一步在標線片載台RST之上方，於X軸方向相隔既定距離設有可同時檢測位在裝載於標線片載台RST之標線片R上同一Y位置之一對標線片標記RA的一對標線片對準檢測系13(圖1中未圖示，參照圖3)。各標線片對準檢測系13，係對以CCD攝影機等攝影元件拍攝之對準標記之影像資料進行影像處理，以測量標記位置之VRA(Visual Reticle Alignment)方式的檢測系，分別包含用以將與照明光IL相同波長之照明光照射於對準標記之落射照明系、與用以拍攝該對準標記之像之檢測系(皆未圖示)而構成。檢測系之拍攝結果(亦即標線片對準檢 測系13對標記之檢測結果)被供應至主控制裝置20。各標線片對準檢測系13具有可在照明光IL之光路上挿拔自如之反射鏡，當將該反射鏡插入照明光IL之光路上時，即將從落射照明系(未圖示)射出之照明光導向標線片R上，且藉由該照明將經由標線片R→投影光學系PL→晶圓載台WST上之物體(例如基準板FP)→投影光學系PL→標線片R之路徑的檢測光導向標線片對準檢測系13之檢測系。又，上述反射鏡在曝光程序開始時，會在用以將標線片R上之圖案區域PA之圖案(曝光用圖案)轉印至晶圓W上之照明光IL之照射前，依據來自主控制裝置20之指令，藉由未圖示之驅動裝置而退避至照明光IL之光路外。
接著，說明5個圖案測量裝置30。5個圖案測量裝置30，如圖2(A)所示，係於X軸方向分離配置。5個圖案測量裝置30之Y位置，如圖2(B)所示，係配置在從投影光學系PL之光軸AX往+Y側偏置若干之位置。各圖案測量裝置30，如後所述，由於係取得與來自標的之斑點的資訊，因此，以下稱為斑點(speckle)感測器30，為識別各感測器，從、+X側起依序稱為斑點感測器30R2、斑點感測器30R1、斑點感測器30C、斑點感測器30L1及斑點感測器30L2。此處，「與斑點相關之資訊」係指與測量光(例如相干(coherent)的雷射光)在標的(target，作為物體之標線片等)表面散射之反射光彼此干涉生成之明暗斑點圖案之資訊，具體包含例如斑點、斑點雜訊、或斑點圖案等。
位於X軸方向兩端部之斑點感測器30R2及斑點感測器30L2，俯視下係設在能與標線片R上之一對標線片標記RA重疊之位置。
5個斑點感測器30除配置不同外構造相同，因此，以下僅 代表性的與斑點感測器30R2為例，說明其構成等。
斑點感測器30R2為編碼器之一種，與例如美國專利申請公開第2004/0218181號說明書所揭示之斑點影像基礎之光學式位置轉換器(transducer)同樣構成。亦即，斑點感測器30R2係設在標線片載台平台23內部，具有箱體31、光源、透鏡32、具有針孔之針孔針孔板及光檢測器、以及訊號生成處理電路等(圖2(B)等中僅顯示箱體31、透鏡32)。
光源收納在箱體31內部，若係過設在箱體31之光穿透部之作為標的的光學擴散粗面(圖2(B)之情形時，係對標線片R之圖案面之圖案區域PA部分)從相對其法線方向(Z軸方向)傾斜之方向照射雷射光束(或其他相干的光束)LB。作為相干光束之光源，一般係射出雷射光束的光源。不過，亦可取代雷射光束，使用任何一種其他現有或今後開發出之可射出相干光束的相干光源。此外，使用相干光束之光源係由於與白色光等相較，可進行斑點之高精度測量之故。
透鏡32係配置在形成於箱體31上壁(+Z側之壁面)之開口內，在其光軸與Z軸方向一致之狀態下固定於箱體31。配置有透鏡32之箱體31上壁之上面，與標線片載台平台23之上面近乎一致。
針孔板(未圖示)係以其針孔之中心與透鏡32之光軸近乎一致之狀態，配置在透鏡32之-Z側之後側焦點面。從針孔板往-Z側分離配置有光檢測器(未圖示)。此場合，包含透鏡32及針孔板之光學系係遠心的光學系。
作為光檢測器，例如係使用電荷耦合元件(CCD)、CMOS光感應元素之排列等。
訊號生成處理電路連接於光源及光檢測器，與例如美國專利申請公開第2004/0218181號說明書所揭示之訊號生成處理電路相同構成。
接著，簡單說明斑點感測器30R2之斑點檢測原理。如圖2(B)所示，從斑點感測器30R2內部之光源相對Z軸斜向射出之雷射光束LB照射於作為標的之光學擴散粗面(圖2(B)之情形時，係標線片R之圖案面之圖案區域PA)之部分區域、亦即、照射於在包含部分圖案之圖案面的區域，從該區域產生散射光、繞射光、或繞射光彼此之干涉光等。此等光被透鏡32聚光，投影至針孔板上包含針孔之區域。接著，此光通過針孔沿透鏡32之光軸投影至光檢測器之受光面上。據此，光檢測器之檢測資訊被送至訊號生成處理電路，藉由該訊號生成處理電路，以例如美國專利申請公開第2004/0218181號說明書所揭示之手法，檢測斑點。又，作為光學擴散粗面，不限於標線片R之圖案面，亦可以是標線片R之既定面。標線片R之既定面，除標線片R之圖案面外，亦可以例如標線片R之上面(與圖案面相反側之面)或標線片R之側面等為既定面。
此場合，如前所述，由於係採用遠心光學系，因此斑點感測器30R2對圖案面與標線片載台平台23上面間之間隙變化並不敏感。再者，由於使用了針孔板，因此斑點(影像)之尺寸僅依存於針孔尺寸，尤其是對透鏡32之任一透鏡參數皆是獨立的。
除此之外之斑點感測器30R1、30C、30L1及30L2與上述斑點感測器30R2同樣構成。來自5個斑點感測器30R2、30R1、30C、30L1及30L2之訊號生成處理電路之斑點資訊係供應至主控制裝置20(參照圖3)。5個斑點感測器30R2、30R1、30C、30L1及30L2各個之檢測區域，係來自各個光源之雷射 光束LB於圖案面上之照射區域(各個透鏡32之+Z側之區域)，此等照射區域係根據斑點感測器30R2、30R1、30C、30L1及30L2之配置在圖案面上於X軸方向分離配置(參照圖2(A)中之5個透鏡32之配置)。
圖3中，以方塊圖顯示了以曝光裝置100之控制系為中心構成之主控制裝置20之輸出入關係。主控制裝置20包含微電腦(或工作站)等，統籌控制曝光裝置100之全體。
其次，說明以本實施形態之曝光裝置100進行之、與標線片R之圖案區域PA內圖案之光軸AX交叉、例如與正交之XY平面平行之圖案面內之變動量(變形量)的測量方法。
首先，簡單說明測量之原理。
最初，在該曝光用圖案(標線片R)第一次使用時僅一次透過標線片載台RST將標線片R定位於既定位置後使用斑點感測器30進行標線片R之圖案區域PA之至少部分區域、亦即進行包含部分圖案之圖案面之部分區域之斑點檢測，將該檢測結果作為在基準狀態(原點狀態)下之斑點資訊並加以儲存。又，上述斑點之檢測亦可以是對包含全部圖案之圖案面(例如圖案區域PA之全區域)進行。
在從進行上述基準狀態下之斑點檢測之時間點經過既定時間後，例如在該既定時間之期間進行照明光IL之照射之情形時，會因標線片之熱變形(熱膨脹等)使標線片R之圖案區域PA(之各部)在圖案面內產生數nm等級之變動(位移)。因此，此時，上述檢測標線片R之圖案區域PA之部分區域所得之斑點，若在該檢測時原有將標線片R定位在上述既定位置時，會因應上述數nm等級之變動而有變化。
因此，將標線片R定位於上述既定位置並使用斑點感測器30進行標線片R之圖案區域PA之部分區域之斑點檢測，使用預先檢測並儲存之基準狀態下之斑點之資訊、與之後檢測之斑點之資訊的差分進行既定運算，將該差分換算為圖案區域PA之變動量(△X、△Y)。此處，雖係針對將標線片R定位於既定位置、於2個時間點對圖案面之同一區域進行斑點檢測之情形做了說明，但在一邊移動標線片R、一邊進行檢測之情形時，亦能與上述同樣的，根據之後檢測時所檢測出之斑點資訊與在基準狀態下預先檢測儲存之斑點資訊的差分，求出圖案區域PA之部分區域之變動量(△X、△Y)。標線片R之位置資訊，由於能藉由標線片干涉儀14以0.25nm之解析能力正確的加以測量，因此只要是在之後之斑點檢測時與基準狀態下之斑點檢測時，使標線片載台RST(標線片R)同樣移動的話，即能進行來自在同一座標位置之圖案之斑點相互之比較(差分)。
其次，說明使用5個斑點感測器之標線片R之圖案區域PA之圖案(曝光用圖案)之變動量測量方法的具體例。
首先，一特定之標線片R第一次被裝載於標線片載台RST上時，即進行測量(檢測)該標線片R之曝光用圖案作出之斑點的動作(後述初期測量動作)，其測量結果儲存至主控制裝置20具備之記憶裝置(未圖示)。若標線片R(圖案)不同的話，所得之斑點亦為固有之物，因此初期測量動作一定須針對每一標線片進行1次。本實施形態中，針對可能使用之標線片，係進行以下說明之初期測量動作，其測量結果儲存至主控制裝置20所具備之記憶裝置。本實施形態中，可能使用之任何標線片中，4個標線片標記RA與圖案區域PA之位置關係皆如設計值。
初期測量動作，最好是在此測量對象之標線片R尚未被照射照明光IL之基準狀態、亦即標線片R未被加熱、亦未產生伸縮、可作為之後之曝光動作之基準的狀態下進行。
具體而言，主控制裝置20，如圖4(A)所示，例如與掃描曝光時同樣的藉由使標線片載台RST於同圖中塗白箭頭所示之掃描方向(scan方向)等速移動，據以一邊於掃描方向(scan方向)掃描固定在標線片載台RST上之基準板RFM與測量對象之標線片R、一邊連續取得來自5個斑點感測器30R2、30R1、30C、30L1及30L2之訊號生成處理電路之斑點的檢測訊號(斑點訊號)。
上述斑點訊號之取得，係與標線片干涉儀14擷取測量訊號之時序同步進行。亦即，標線片干涉儀14之測量值與斑點訊號彼此對應之資訊，藉由主控制裝置20儲存在記憶裝置內。此時間點所得之斑點訊號，係來自標線片R之曝光用圖案之隨機斑點的資訊，並未得到任何可利用之位置資訊。僅僅是得到待作為基準之訊號波形的狀態。
圖4(B)中，作為一例，以概念圖顯示了此時從斑點感測器30L1所得之斑點之資訊。圖4(B)中，橫軸顯示在載台座標系上之標線片載台RST之Y座標，縱軸代表斑點訊號。又，圖4(B)中，為便於圖示，作為概念圖將斑點訊號顯示成純量，但實際上，並非純量而是多維之資訊。此外，以符號Sf0表示之訊號波形係顯示從基準板RFM之部分區域所得之斑點訊號之波形，以符號Sp0表示之訊號波形則係顯示從標線片R之圖案區域PA之部分區域所得之斑點訊號之波形。
另一方面，在各批晶圓之曝光開始前、亦即在一批之先頭進 行之標線片對準時，主控制裝置20係與一般之掃描器同樣的，使用一對標線片對準檢測系13及晶圓載台WST上之基準板FP之一對第2基準標記、以及4個標線片標記RA進行標線片對準動作。再加上，主控制裝置20與前述初期測量動作時同樣的，使標線片載台RST於掃描方向(scan方向)等速移動，一邊於掃描方向(scan方向)掃描固定在標線片載台RST上之基準板RFM與標線片R、一邊與標線片干涉儀14擷取測量訊號之時序同步連續取得來自5個斑點感測器30R2、30R1、30C、30L1及30L2之訊號生成處理電路之斑點訊號，將之儲存於記憶裝置內。
接著，主控制裝置20藉比較以此標線片對準時之測量所得之斑點與已預先取得之該標線片R在基準狀態下之斑點，藉由運算求出測量時標線片R之圖案區域PA之各部相對基準狀態已位移若干。
與一例而言，關於使用斑點感測器30L1之測量，說明如下。例如，從圖5(B)之概念圖所示之測量時所得之斑點資訊(參照訊號波形Sf、Sp)與圖5(A)之概念圖所示之基準狀態下之斑點資訊(參照訊號波形Sf0、Sp0)之差分，可求出於圖5(C)及圖5(D)中分別以概念圖顯示之標的各部相對於基準狀態的變動量(X位移△X及Y位移△Y)。作為標的，除圖案區域PA之一部分外、亦包含基準板RFM之一部分(及標線片R上之標線片標記RA)。
與上述相同樣之標的各部相對於基準狀態的變動量(X位移△X及Y位移△Y)，可作為使用其他4個斑點感測器30L2、30C、30R2、30R1各個之測量結果加以求出。
另一方面，各斑點感測器30安裝於箱體31之安裝位置或安 裝狀態有可能在長時間後產生變動，如此，各斑點感測器30之輸出即會產生漂移(drift)，此漂移將導致於前述變動量產生測量誤差。於本實施形態，位除去因此斑點感測器之輸出之經時性漂移引起之前述變動量之測量誤差，使用了基準板RFM。亦即，基準板RFM與標線片R不同的，即使曝光開始後經長時間，亦無產生熱變形等之虞，因此從基準板RFM所得之斑點於測量時亦不會從基準狀態產生變化。從而，例如圖5(C)及圖5(D)等中就基準板RFM所得之X位移△X及Y位移△Y，可視為是對應之斑點感測器(此場合為斑點感測器30L1)之輸出之經時性漂移造成之變動成分(亦稱漂移成分)。因此，主控制裝置20，藉由從測量時同一斑點感測器之測量結果所得之標線片圖案區域PA部分之X位移△X及Y位移△Y，減去基準板RFM部分之X位移△X、Y位移△Y，據以除去因上述斑點感測器之輸出之經時性漂移引起之前述變動量的測量誤差。
例如，圖6(A)中以虛線所示之斑點之Y位移△Y，係從基準板RFM部分及標線片圖案區域PA部分所得之情形時，藉由將其等於Y軸方向移至同圖中以實線所示之位置，即能獲得除去了因斑點感測器之輸出之經時性漂移引起之測量誤差(漂移成分)的圖案區域PA部分之Y位移△Y。針對X位移△X亦相同。
其次，主控制裝置20，將圖7(A)及圖7(B)中顯示一例之從5個斑點感測器30L2、30L1、30C、30R2、30R1之各個所得之標的各部之X位移△X及Y位移△Y以前述方式求出(將各斑點訊號轉換成位移資訊)後，將圖7(A)及圖7(B)中左側所示之各斑點感測器之輸出之漂移成分，從右側所示之對應之圖案區域PA部分之X位移△X及Y位移△Y中除去。
之後，主控制裝置20，即可根據除去了漂移成分從5個斑點感測器30L2、30L1、30C、30R2、30R1之各個所得之圖案區域PA之變動資訊(△X及△Y)、與標線片R之圖案區域PA之各部之位置資訊(以4個標線片標記RA之位置為基準之位置資訊)，將圖案區域PA之2維變形形狀(亦即標線片圖案區域PA內各部之XY平面內之變動資訊(位移資訊))以標線片標記RA之位置為基準加以求出(參照圖7(C))。此處，之所以可將圖案區域PA之變形形狀以標線片標記RA之位置為基準加以求出，係因圖7(A)及圖7(B)等中雖未圖示，但實際上係以斑點感測器30L2、30R2測量各2個來自標線片標記RA之斑點，結果，標線片標記RA之位置資訊包含在斑點之測量結果中之故。又，以上雖未特別說明，於本實施形態，在標線片對準後，標線片R之位置資訊係以測量標線片載台RST之位置資訊的標線片干涉儀14加以測量，此外，各斑點感測器30之設置位置、進而其檢測區域(雷射光束LB在圖案面上之照射區域)在載台座標系上之位置座標是已知的。因此，主控制裝置20，只要知道以標線片干涉儀14測量之位置資訊、例如標線片載台RST之Y座標值(Y)，即能算出標線片R之Y位置及在對應之標線片R上之雷射光束LB之照射位置。從而，即能容易的分辨以斑點感測器30L2、30R2測量之斑點資訊中、哪個部分是在標線片標記RA產生之斑點資訊。
於本實施形態之曝光裝置100，例如在一批晶圓之最前之晶圓之處理時，首先，將標線片R裝載於標線片載台RST上，並由主控制裝置20使用一對標線片對準檢測系13、對準檢測系AS、以及基準板FP(一對第2基準標記及第1基準標記)例如依據美國專利第5,646,413號說明書等所揭露 之順序進行標線片對準及對準檢測系AS之基準線測量。此外，於標線片對準時，依據上述詳述之順序，由主控制裝置20，將圖案區域PA之2維變形形狀以標線片標記RA之位置為基準加以求出。
其次，在進行晶圓W裝載(或晶圓更換)至晶圓載台WST上之動作後，由主控制裝置20使用對準檢測系AS實施檢測晶圓W上之複數個對準標記的對準測量(例如EGA)。據此，求出晶圓W上之複數個照射區域之排列座標。又，對準測量(EGA)之詳情，例如已揭露於美國專利第4,780,617號說明書等。
接著，由主控制裝置20根據對準測量之結果，進行反覆將晶圓W移動至用以曝光晶圓W上複數個照射區域之加速開始位置之照射(shot)間步進動作與前述掃描曝光動作之步進掃描方式的曝光動作，於晶圓W上之全照射區域、依序轉印標線片R之圖案。
於該曝光時，主控制裝置20根據標線片對準時求出之標線片R之圖案區域PA之2維變形資訊，控制標線片載台驅動系11、載台驅動系24及成像特性修正控制器48中之至少1個，以更高精度進行標線片R之圖案區域PA(曝光用圖案)與已形成在晶圓W上之複數個照射區域(底圖案)之重疊。除此點之外，步進掃描方式之曝光動作與先前方式並無差異，因此省略詳細說明。
當曝光結束時，曝光完成之晶圓W即被從晶圓載台WST上卸下(unload)。之後，反覆進行上述晶圓W之裝載以後之動作，依序處理一批內之複數片晶圓。一批處理結束後，即對下一批晶圓反覆進行同樣的處理(包含標線片對準、及伴隨此標線片對準之前述圖案區域PA之2維變 形形狀之測量)。又，於下一批之處理時，雖亦有更換標線片、使用不同標線片之情形，但於本實施形態，針對該更換後之標線片亦如前所述的進行初期測量動作，將其測量結果、亦即基準狀態下之該標線片之圖案區域PA之斑點資訊儲存於記憶裝置，因此與前述同樣的，於標線片對準時進行圖案區域PA之2維變形形狀之測量。
如以上之詳細說明，依據本實施形態之曝光裝置100，在每次進行標線片對準時，由主控制裝置20進行使用斑點感測器30L1、30L2、30C、30R1、30R2之前述測量，根據以標線片干涉儀14測量之標線片載台RST之位置資訊、與以斑點感測器30L1、30L2、30C、30R1、30R2檢測之斑點資訊，求出形成在標線片R之圖案面之圖案區域PA於XY平面內之變動量(圖案區域PA之2維變形)。因此，即使因照明光IL之照射導致標線片R之熱變形而產生在與投影光學系PL之光軸交叉之方向(例如圖案區域PA之與XY平面平行之面內)之位移，亦能檢測出該位移。特別是利用斑點檢測之標的變動量之檢測，與利用與FIA系相同之影像處理方式之成像式感測器之影像檢測結果的標的變動量檢測相較，能進行良好精度之檢測。因此，即使圖案區域PA之圖案面內之變動(形狀變化)是非線性的變動(形狀變化)，亦能以良好精度檢測出該變動量。
又，曝光裝置100，係在晶圓對準(EGA)後進行之步進掃描方式之曝光動作下的掃描曝光時，為進行標線片R之曝光用圖案與晶圓W上之底圖案之重疊而根據上述圖案區域PA之XY平面內之變動量(圖案區域PA之2維變形)資訊，以主控制裝置20控制標線片載台驅動系11、載台驅動系24及成像特性修正控制器48中之至少1個。因此，即使是伴隨 著因標線片R之熱變形等引起之圖案區域PA(曝光用圖案)之變形的情形時，亦能提升標線片R之曝光用圖案與晶圓W上之底圖案的重疊精度。
又，於上述實施形態，係針對設有5個斑點感測器(圖案測量裝置)30、且係在照明區域IAR之+Y側錯開既定量之位置，沿X軸方向以既定間隔配置之情形做了說明。然而，斑點感測器可以是1個、2個、3個、4個、或6個以上，設置2個以上之場合，各自之檢測區域以配置在圖案面(或此近旁之面)內彼此不同之位置較佳。斑點感測器是設置2個以上時，各自之檢測區域並不限於X軸方向、亦可以是在與Y軸交叉之方向排列配置。不過，斑點感測器(圖案測量裝置)30必須配置在標線片載台RST之移動範圍內、可檢測來自標線片R之圖案區域及基準板RFM之斑點的位置。又，在設置2個以上之斑點感測器之情形時，不限於沿X軸方向以既定間隔配置成一列之例，只要是感測器彼此於至少X方向分離的話，亦可以不是排成一列。
又，上述實施形態，係針對隨著在每一批之前頭進行之標線片對準，伴隨斑點測量之進行前述標線片R之圖案區域PA之2維變形之測量的情形做了說明。然而，不限於此，理論上，上述圖案區域PA之2維變形之測量可在標線片載台RST之動作中、例如掃描曝光中等隨時、即時(realtime)實施。以斑點檢測進行之圖案變動量之測量，與空間像測量等之光強度測量不同，即使是在標線片載台RST高速移動中，亦能進行高精度之測量。
不過，如上述實施形態般，複數個斑點感測器之檢測區域(測量點)係相對光軸於掃描方向偏移(offset)之情形時，若進行即時測量， 則其部分測量動作會變成是在標線片載台RST之加減速中進行。此場合，為去除伴隨加減速之因加速度對標線片變形之影響，只要以標線片未被加熱之狀態之掃描動作時所得之訊號為參考(reference)，以相對該參考值之變化量進行同樣處理即可。藉由即時測量之進行，亦能掌握在標線片對準實施間隔內之圖案區域各部之位置變化，因此能期待重疊精度更一步之提升。
又，上述實施形態，雖係針對在標線片載台RST之掃描方向連續移動中，進行使用5個斑點感測器之測量(檢測)的情形做了說明，但此種連續測量將導致記憶裝置內儲存之資料量變得十分龐大。因此，為降低資料量，亦可採用使標線片載台RST於掃描方向之複數點(例如5點)步進移動，於各步進位置進行使用斑點感測器之測量(檢測)的離散、靜止測量。採用連續測量或離散、靜止測量，例如可視與所需之測量精度之平衡來加以決定。
又，上述實施形態，係針對主控制裝置20在上述連續測量時，根據標線片干涉儀14之測量資訊與斑點感測器之測量資訊，測量圖案區域之2維變形(圖案區域各部之2維平面內之位移)的情形做了說明。然而，並不限於此，亦可根據標線片干涉儀14之測量資訊與斑點感測器之測量資訊，除圖案區域之2維變形外亦測量圖案區域之Z軸方向位移。作為前述斑點感測器30，藉採用例如特開2006-184091號公報等所揭露之以三角測量原理檢測測定對象面之高度方向位置的影像相關位移計，即能在圖案區域PA之至少部分區域之2維變形外亦測量該至少部分區域之Z軸方向位移。
又，上述實施形態，雖係針對例如複數個(5個)斑點感測器之檢測區域相對投影光學系PL之光軸AX於掃描方向偏移配置之構成做了說明，但不限於此，複數個感測器中之至少1個之檢測區域可設定為照明光IL通過之照明區域IAR之部分區域。例如，如圖8所示之變形例之曝光裝置般，藉斜入射光學系之採用，亦可做成就掃描方向於光軸AX上配置複數個斑點感測器(圖案測量裝置)之檢測區域的構成。本變形例之曝光裝置中，複數個(5個)斑點感測器30’之各個，係由照射單元30A與受光單元30B構成。照射單元30A包含箱體與內建在該箱體之相干光源，受光單元30B則包含箱體與內建在該箱體之透鏡、針孔板及檢測器。
本變形例之曝光裝置中，其他部分之構成與前述實施形態之曝光裝置相同樣。
依據本變形例之曝光裝置，於步進掃描方式之曝光動作中仍能進行標線片R之圖案區域PA之斑點的前述連續測量。因此，於標線片對準時，無須追加斑點之測量程序，就此點而言與上述實施形態相較能提升產量。此外，由於係直接測量曝光用圖案其本身之位置，因此根據此測量結果，為進行曝光用圖案與晶圓上底圖案之重疊而控制標線片載台驅動系11，即相當於將標線片載台RST之定位以曝光用圖案其本身來進行。因此，依據本變形例之曝光裝置，不僅處理簡便且亦能提升曝光用圖案與晶圓上底圖案之重疊精度。此場合，與使用包含以格子部為標的之讀頭的編碼器系統測量標線片載台之位置資訊的情形合等不同的，由於不受因格子部變動等引起之載台座標系變動的影響，因此在確保重疊精度上是極為有利的。不過，在此場合亦會產生斑點感測器30’之輸出之漂移，因此須與上 述實施形態採同樣方式去除此漂移成分。又，為進一步提升測量精度，亦可併用上述標線片干涉儀14或編碼器系統來測量標線片載台RST之XY平面內之位置資訊。
又，上述實施形態或變形例(以下，稱上述實施形態等)中，係針對用以檢測圖案區域之變形(各部之位移)之感測器係使用斑點感測器之情形做了說明。然而，如前所述，當採用在曝光開始前之標線片(光罩)處於基準狀態時，在伴隨標線片移動之既定動作中，根據標線片之位置資訊與圖案測量裝置(感測器)之圖案區域之圖案之檢測資訊求出圖案之第1資訊，在曝光開始後經既定時間後，於前述既定動作中，根據標線片之位置資訊與前述圖案測量裝置(感測器)之圖案之檢測資訊求出前述圖案之第2資訊，並根據對應標線片同一位置之前述第2資訊與前述第1資訊之差分，求出前述圖案之XY平面內(及Z軸方向)之變動資訊的手法時，感測器可以不是斑點感測器。此時之感測器，例如可考慮使用拍攝圖案區域以取的其影像之與前述FIA系相同之影像處理方式的成像式影像感測器等。
又，上述實施形態等中，雖係假設於標線片R無圖案等之描繪誤差(或可忽視程度的小)，但藉由前述斑點測量之利用，亦能檢測圖案之描繪誤差、例如檢測變形等。具體而言，預先準備具有以電子束曝光裝置描繪之無描繪誤差(變形等)之圖案的基準標線片A，對此基準標線片進行與前述初期測量動作相同之測量動作，以所測量之斑點資訊為基準資訊保存於記憶裝置。又，對有圖案描繪誤差之另一標線片B進行與前述初期測量動作相同之測量動作，將所測量之斑點資訊做為該標線片B在基 準狀態下之斑點資訊保存於記憶裝置。接著，比較標線片B在基準狀態下之斑點資訊與基準資訊，當兩者有差異時，即可判斷於標線片B有圖案之描繪誤差，其差被認為與描繪誤差對應。例如，線與空間(line & space)圖案之一部分因描繪誤差而變形之場合，包含此描繪誤差之線與空間圖案之斑點會與作為基準資訊加以保持之斑點不同，因此可透過上述方法，檢測該線與空間圖案之一部分之變形。
又，上述實施形態等，雖係針對曝光裝置係不透過液體(水)進行晶圓W之曝光的乾式曝光裝置之情形做了說明，但不限於此，上述實施形態等亦能適用於例如歐洲專利申請公開第1,420,298號說明書、國際公開第2004/055803號、美國專利第6,952,253號說明書等所揭露之在投影光學系與晶圓之間形成包含照明光之光路的液浸空間，透過投影光學系及液浸空間之液體以照明光使晶圓曝光之曝光裝置。
又，上述實施形態等中，雖係針對曝光裝置為掃描步進機之情形做了說明，但不限於此，上述實施形態等亦能適用於步進機等之靜止型曝光裝置。此外，將照射區域與照射區域加以合成之步進接合(step & stitch)方式之縮小投影曝光裝置、讀使用投影光學系之近接方式之曝光裝置、或反射鏡投影對準器等，皆能適用上述實施形態。
又，上述實施形態等，亦能適用於雙載台型之曝光裝置。雙載台型曝光裝置之構造及曝光動作，以揭露於例如美國專利6,341,007號、美國專利6,400,441號、美國專利6,549,269號、美國專利6,590,634號、美國專利5,969,441號、及美國專利6,208,407號等。
又，上述實施形態等之曝光裝置中的投影光學系不限於縮小 系，亦可以是等倍及放大系之任一種，投影光學系PL亦不僅限於折射系而可以是反射系及反射折射系之任一種，其投影像可以是倒立像及正立像之任一種。此外，前述照明區域及曝光區域之形狀雖設為矩形，但不限於此，亦可以是例如圓弧、梯形、或平行四邊形等。
又，照明光IL不限於ArF準分子雷射光(波長193nm)，亦可以是KrF準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光、或F2雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。亦可使用例如美國專利第7,023,610號說明書所揭示之、將作為真空紫外光從DFB半導體雷射或光纖雷射震盪出之紅外帶、或可見光帶之單一波長雷射光，以例如摻雜有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器加以增幅，並以非線性光學結晶將其波長轉換成紫外光之諧波。
又，上述實施形態等中，作為曝光裝置之照明光IL並不限於波長100nm以上之光，當然亦可使用波長不滿100nm之光。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，亦能適用本發明。除此之外，使用電子線或離子束等帶電粒子線之曝光裝置，亦能適用上述實施形態等。
再者，例如美國專利第6,611,316號說明書所揭示之、將2個標線片圖案透過投影光學系在晶圓上合成，並藉由一次掃描曝光幾乎同時雙重曝光在晶圓上之一個照射區域之曝光裝置，亦能適用上述實施形態等。
又，上述實施形態等中待形成圖案之物體(被能量束照射之曝光對象物體)不限於晶圓，可以是玻璃板、陶瓷基板、薄膜構件、或光罩基底(mask blank)等其他物體。
此外，於標線片載台、晶圓載台之位置資訊之測量，可取代雷射干涉儀而使用編碼器。
曝光裝置之用途不限於半導體製造用之曝光裝置，例如將液晶顯示元件圖案轉印至方型玻璃板片之液晶用曝光裝置、及用以製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、微機器及DNA晶片等之曝光裝置。此外，不僅僅是半導體元件等之微元件，本發明亦能適用於為製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X線曝光裝置及電子束曝光裝置等所使用之標線片或光罩，而將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置，亦能適用上述實施形態等。
半導體元件等之電子元件，經由進行元件之功能/性能設計的步驟、根據此設計步驟製作標線片的步驟、從矽材料製作晶圓的步驟、以上述實施形態等之曝光裝置(圖案形成裝置)及其曝光方法將光罩(標線片)之圖案轉印至晶圓的微影步驟、使經曝光之晶圓顯影的顯影步驟、殘存有光阻之部分以外部分之露出構件透過蝕刻去除的蝕刻步驟、除去完成蝕刻而不需之光阻的光阻除去步驟、元件組裝步驟(包含切割製程、結合製程、封裝製程)、檢査步驟等加以製造。此場合，於微影步驟使用上述實施形態等之曝光裝置實施前述曝光方法，於晶圓上形成元件圖案，因此能以良好生產性製造高積體度之元件。
又，援用至此為止之說明所引用之所有與曝光裝置等有關之公報、國際公開、歐洲專利申請公開說明書、美國專利申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。
12‧‧‧移動鏡
14‧‧‧標線片干涉儀
16‧‧‧移動鏡
18‧‧‧干涉儀系統
22‧‧‧晶圓載台平台
23‧‧‧標線片載台平台
24‧‧‧載台驅動系
30‧‧‧圖案測量裝置
40‧‧‧鏡筒
100‧‧‧曝光裝置
AX‧‧‧光軸
AS‧‧‧對準檢測系
FP‧‧‧基準板
IA‧‧‧曝光區域
IAR‧‧‧照明區域
IL‧‧‧照明光
IOP‧‧‧照明系
PL‧‧‧投影光學系
PU‧‧‧投影單元
R‧‧‧標線片
RST‧‧‧標線片載台
W‧‧‧晶圓
WST‧‧‧晶圓載台

Claims (38)

  1. 一種曝光裝置，係對光罩照射能量束以將形成在該光罩之圖案面之圖案轉印至物體，其具備：光罩載台，保持該光罩移動；以及感測器，係對被保持於該光罩載台之該光罩之既定面照射測量光，以取得與來自該既定面之斑點相關之資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，該既定面包含該光罩之該圖案面；該感測器係取得與來自該圖案面之該斑點相關之資訊。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之曝光裝置，其中，與該斑點相關之資訊包含對該既定面照射該測量光所得之斑點。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置，其進一步具備控制裝置，此控制裝置係根據該斑點，求出在至少包含該圖案之一部分之該圖案面的第1區域之經時性變動量。
  5. 如申請專利範圍第4項之曝光裝置，其中，該控制裝置係根據該斑點求出包含該第1區域之該光罩的經時性變動量。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之曝光裝置，其中，該控制裝置係根據在第1時間點測量之來自該圖案面之斑點、與和該第1時間點在時間上不同之第2時間點之來自該圖案面之斑點，求出因該能量束照射引起之該經時性變動量。
  7. 如申請專利範圍第6項之曝光裝置，其中，該第1時間點包含能量束尚未照射該光罩之基準狀態下的時間。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之曝光裝置，其中，該第2時間點包含對該光罩照射該能量束並經過既定時間的時間。
  9. 如申請專利範圍第4至8項中任一項之曝光裝置，其中，係透過投影光學系將該圖案轉印至該物體；該變動量，包含該圖案面在至少與該投影光學系之光軸交叉之方向的變動量。
  10. 如申請專利範圍第4至8項中任一項之曝光裝置，其中，係透過投影光學系將該圖案轉印至該物體；該感測器亦能檢測與該投影光學系之光軸平行之方向的位置資訊；該控制裝置，根據該感測器之檢測資訊，求出該圖案面在與該投影光學系之光軸平行之方向的變動量。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之曝光裝置，其進一步具備調整該投影光學系之至少包含畸變之成像特性的成像特性調整裝置，與保持該物體移動的物體載台；該控制裝置根據該求出之該圖案之變動量，控制該光罩載台、該物體載台及該成像特性調整裝置中之至少1個。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，係在使該光罩載台與該物體載台同步對該能量束進行相對移動之掃描曝光時，進行根據該圖案變動量之該控制。
  13. 如申請專利範圍第4至12項中任一項之曝光裝置，其中，於該光罩載台設有形成了基準圖案之基準構件；該控制裝置根據以該感測器檢測之來自該基準構件之斑點，算出因該 感測器之漂移引起之該變動量之測量誤差。
  14. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置，其中，係根據求出之該測量誤差與來自該圖案面之斑點，求出該圖案面之經時性變動量。
  15. 如申請專利範圍第3至14項中任一項之曝光裝置，其進一步具備測量該光罩載台之位置資訊的位置測量裝置；該控制裝置，根據以該位置測量裝置測量之測量資訊與該感測器之檢測資訊，算出照射於該光罩之圖案面之該測量光之照射位置。
  16. 如申請專利範圍第3至15項中任一項之曝光裝置，其中，該感測器設有複數個，各個檢測區域係配置在該圖案面內互異之位置。
  17. 如申請專利範圍第16項之曝光裝置，其中，該複數個感測器中之至少1個，其檢測區域係配置在可檢測來自形成在該光罩之光罩對準標記之斑點的位置。
  18. 如申請專利範圍第16或17項之曝光裝置，其中，該光罩與該物體一邊同步相對移動、一邊將該圖案轉印至該物體；該複數個感測器各個之檢測區域，係在該圖案面內與該相對移動之方向交叉之方向排列配置。
  19. 如申請專利範圍第18項之曝光裝置，其中，該複數個感測器之檢測區域，係在該圖案面內、沿著與通過該投影光學系之光軸之該相對移動之方向正交之方向之軸排列配置。
  20. 如申請專利範圍第16至19項中任一項之曝光裝置，其中，係以該複數個感測器中之第1感測器求出在該第1檢測區域之該經時性變動量；以和該第1感測器不同之第2感測器求出於該圖案面內、在與該第1 區域不同之第2區域之經時性變動量。
  21. 如申請專利範圍第16至20項中任一項之曝光裝置，其中，該複數個感測器之至少1個檢測區域，包含該能量束通過之區域。
  22. 如申請專利範圍第3至21項中任一項之曝光裝置，其中，該控制裝置，係與將該圖案依序轉印至該物體上之複數個區劃區域的動作並行，以該感測器檢測來自該圖案面之該斑點。
  23. 一種曝光方法，係對光罩照射能量束以將形成在該光罩之圖案面之圖案轉印至物體，其包含：在第1時間點對該光罩之既定面照射測量光以檢測並保持該既定面之第1區域之第1資訊的動作；在從該第1時間點經過既定時間後，對該第1區域照射該測量光以檢測該第1區域之第2資訊的動作；以及根據所檢測之該第1區域之該第2資訊與所保持之該第1資訊，求出因該能量束對該光罩之照射引起之該第1區域之變動資訊的動作。
  24. 如申請專利範圍第23項之曝光方法，其中，該第1資訊及該第2資訊包含與該測量光照射於該既定面而產生之斑點相關之資訊。
  25. 如申請專利範圍第23或24項之曝光方法，其中，該既定面包含該光罩之該圖案面。
  26. 如申請專利範圍第23至25項中任一項之曝光方法，其中，該第1時間點包含該圖案對該物體之轉印開始之前。
  27. 如申請專利範圍第23至26項中任一項之曝光方法，其進一步包含一邊在使該光罩與該物體同步對該能量束相對移動、一邊透過投影光學系 使該物體曝光之掃描曝光時，根據該求出之該第1區域之變動資訊，控制該光罩之移動、該物體之移動及該投影光學系之成像特性中之至少1個的動作。
  28. 如申請專利範圍第23至27項中任一項之曝光方法，其中，於該第1區域檢測之資訊，係對該光罩之既定面照射與該能量束不同之同調光束以取得與來自該既定面之檢測區域之斑點相關之資訊的感測器之資訊。
  29. 如申請專利範圍第28項之曝光方法，其中，與該斑點相關之資訊包含對該既定面照射該測量光所得之斑點。
  30. 如申請專利範圍第29項之曝光方法，其中，該感測器設有複數個，藉由該複數個感測器，於配置在該既定面上不同位置之複數個檢測區域之各個，檢測來自該既定面之斑點。
  31. 如申請專利範圍第30項之曝光方法，其中，該複數個感測器中之至少1個，能在其檢測區域檢測來自形成在該光罩之光罩對準標記的該斑點。
  32. 如申請專利範圍第30或31項之曝光方法，其中，係一邊使該光罩與該物體同步對該能量束相對移動、一邊透過投影光學系使該物體曝光；該複數個感測器，能於該既定面內、在與該相對移動方向交叉之方向彼此分離配置之各個檢測區域內，檢測來自該光罩之既定面之斑點。
  33. 如申請專利範圍第32項之曝光方法，其中，該複數個檢測區域係於該既定面內、沿與通過該投影光學系之光軸之該相對移動方向交叉之方向之軸排列配置。
  34. 如申請專利範圍第25項之曝光方法，其中，該第1區域之變動資 訊，包含該第1區域在與該圖案面平行之平面方向的變動。
  35. 如申請專利範圍第25項之曝光方法，其中，該第1區域之變動資訊，包含該第1區域在與該圖案面交叉之方向的變動。
  36. 如申請專利範圍第28項之曝光方法，其中，該光罩被保持在具有形成了基準圖案之基準構件的光罩載台；根據與來自該基準構件之斑點的資訊，算出因該感測器之漂移引起之該變動資訊之測量誤差。
  37. 如申請專利範圍第23至36項中任一項之曝光方法，其中，該第2資訊係與該能量束照射於該物體之動作並行檢測。
  38. 一種元件製造方法，包含：以申請專利範圍第23至37項中任一項之曝光方法將該圖案轉印至感應基板的動作；以及使轉印有該圖案之感應基板顯影的動作。
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