TW202043940A - 曝光裝置及物品製造方法 - Google Patents

曝光裝置及物品製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202043940A
TW202043940A TW109114486A TW109114486A TW202043940A TW 202043940 A TW202043940 A TW 202043940A TW 109114486 A TW109114486 A TW 109114486A TW 109114486 A TW109114486 A TW 109114486A TW 202043940 A TW202043940 A TW 202043940A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
deformation
model
exposure
heating
Prior art date
Application number
TW109114486A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI791980B (zh
Inventor
繁延篤
吉岡勇徳
島崎将俊
Original Assignee
日商佳能股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商佳能股份有限公司 filed Critical 日商佳能股份有限公司
Publication of TW202043940A publication Critical patent/TW202043940A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI791980B publication Critical patent/TWI791980B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70783—Handling stress or warp of chucks, masks or workpieces, e.g. to compensate for imaging errors or considerations related to warpage of masks or workpieces due to their own weight
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
    • G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

本發明公開了曝光裝置和物品製造方法。提供了一種曝光裝置，該曝光裝置執行在交換基板的同時曝光多個基板中的各個基板的作業處理。該裝置包括被配置為保持基板的基板保持器以及被配置為控制作業處理的控制器。控制器基於作業處理的經過時間與基板變形量之間的關係來校正由於基板的變形而產生的重疊誤差，並曝光基板。在該關係中，在基板交換時輸送到基板保持器的基板被賦予初始變形量，該初始變形量與基板保持器在基板交換時的殘留熱量對應。

Description

曝光裝置及物品製造方法
本發明涉及曝光裝置及物品製造方法。
將原件的圖案投影並曝光到基板上的曝光裝置的重要性能之一是通過多個步驟轉印到基板的各個圖案的重疊精確度(overlay accuracy)。當在曝光裝置中重複曝光時，基板或基板保持器通過吸收曝光光的能量的一部分被加熱，並且基板熱膨脹。這會造成重疊精確度的下降。
為了應對這一問題，已經提出了一種用於補償由於用曝光光照射基板或基板保持器而引起的重疊精確度的波動的技術。例如，日本專利No. 5555983公開了一種曝光期間的重疊誤差(諸如基板倍率)的波動模型。在日本專利No. 5555983中，為了提高模型的精確度，在曝光之前和之後通過對準儀來測量重疊誤差以獲得基板的變化量，並且基於變化寬度來校準模型。但是，基板的變形量是難以預測的，因為它是由諸如曝光視角、曝光次序和曝光量之類的各種變數確定的。另一方面，日本專利No. 4444812公開了一種方法，其中將基板劃分為微小區域，並且通過微小區域重疊模型來預測由於曝光而引起的基板的變形量。
隨著半導體器件的小型化和高集成度的最新進展，要求進一步提高曝光裝置的重疊精確度。因此，需要進一步對由於基板的熱變形引起的重疊精確度的波動進行先進的補償。
本發明提供了一種在重疊精確度對基板熱變形的強健性方面有利的技術。
本發明在其一方面中提供了一種曝光裝置，該曝光裝置執行在交換基板的同時曝光多個基板中的各個基板的作業處理，該曝光裝置包括被配置為保持基板的基板保持器以及被配置為控制作業處理的控制器，其中控制器基於作業處理的經過時間與基板變形量之間的關係來校正由於基板的變形而產生的重疊誤差，並曝光基板，並且其中，在該關係中，在基板交換時輸送到基板保持器的基板被賦予初始變形量，該初始變形量與基板保持器在基板交換時的殘留熱量對應。
通過以下(參考圖式)對示例性實施例的描述，本發明的其它特徵將變得清楚。
在下文中，將參考圖式詳細描述實施例。注意的是，以下實施例並非旨在限制要求保護的發明的範圍。在實施例中描述了多個特徵，但是並不限制於要求所有這種特徵的發明，並且可以適當地組合多個這種特徵。此外，在圖式中，相同的元件符號被賦予相同或相似的配置，並且省略其重複描述。
＜第一實施例＞ 圖1是示出根據實施例的曝光裝置10的佈置的視圖。曝光裝置10可以包括例如保持原件1(掩膜或標線(reticle))的原件台2、投影光學系統3、基板4、基板保持器5(基板卡盤)、基板台6、照明光學系統7和控制器9。基板台6被配置為支撐基板保持器並且可與基板保持器5一起移動。控制器9控制曝光裝置10的各個單元。控制器9包括例如CPU、記憶體等，並且控制將原件1的圖案轉印到基板4的擊射區域的處理。
照明光學系統7照亮由原件台2保持的原件1。更具體而言，照明光學系統7使用諸如遮蔽葉片之類的遮光構件對從光源發射的光進行整形，並用整形後的光照亮原件1的圖案區域(其中形成有圖案的區域)。作為光源，可以使用超高壓汞燈、諸如LED之類的固態光源、準分子雷射器、EUV光源等。原件1由原件台2保持，並且基板4由基板台6(經由基板保持器5)保持。此時，原件1和基板4分別佈置在經由投影光學系統3在光學上幾乎共軛的位置(投影光學系統3的物平面和像平面)處。投影光學系統3將原件1的圖案投影到基板4(其擊射區域)上。投影光學系統3可以包括光學元件3a和驅動光學元件3a的驅動器3b。此外，曝光裝置10包括測量基板4或基板保持器5的溫度的測量設備11，以及調整基板保持器5的溫度的調整設備12。測量設備11可以包括用於測量基板的溫度的紅外相機等，或者可以包括用於測量冷卻基板保持器5的冷卻水的溫度的感測器。
曝光裝置10可以執行其中在經由基板輸送機構(未示出)交換基板的同時對多個基板(例如，一個批次的基板)中的各個基板依次執行曝光的作業處理。控制器9控制這種作業處理。
在曝光裝置10中，曝光光(exposure light)8的一部分被基板4和基板保持器5吸收，使得基板4受到由此產生的熱量的影響而變形，並且重疊精確度會隨著曝光時間(作業處理的經過時間)而波動。如圖3中所示，基板4的變形量的組成包括基板移位、基板(擊射)倍率、基板驅動方向上的移位差、梯形失真(keystone)變形、彎曲變形等。
例如，如圖2中所示，當使用具有預定強度的曝光光8執行曝光處理時，由於曝光熱量引起的基板的變形量呈指數波動，因此會難以精確地將原件1的圖案轉印到擊射區域。因此，在這個實施例中，控制器9基於作業處理的經過時間與基板變形量之間的關係來校正由於基板的變形而產生的重疊誤差，並使基板曝光。在此，在上述關係中，在每次交換基板後，將與基板保持器5的殘留熱量對應的初始變形量賦予被輸送到基板保持器5的基板。下面將描述具體示例。
例如，控制器9使用預測公式獲得相對於作業處理的經過時間的由於基板的熱變形引起的重疊誤差特性的波動的預測值，並且基於該預測值來校正重疊誤差。校正可以通過例如以下方式中的至少一種來實現：通過投影光學系統3的驅動器3b對光學元件3a進行的驅動、基板台6的驅動、原件台2的驅動、照明光學系統7的光學元件的驅動、照明光學系統7的光源的振盪頻率的調整等。當通過驅動投影光學系統3的光學元件3a來執行校正時，投影光學系統3的擊射倍率可以通過基於預測值在光軸方向上移動光學元件3a來校正。當通過驅動基板台6來執行校正時，控制器9基於預測值來計算基板4的最優曝光位置，並將其反映在基板台6的驅動位置上。因此，可以校正基板變形量的組成，包括基板移位、基板倍率、擊射倍率、基板驅動方向上的移位差、梯形失真變形和彎曲變形中的至少一個。此外，還可以基於基板變形量的預測值、基板保持器5的溫度的預測值或由測量設備11實際測得的基板4的溫度由調整設備12調整基板保持器5的溫度。
注意的是，除了上述方法之外，還可以通過經由用紅外線等加熱投影光學系統3的光學元件3a、使投影光學系統3的光學元件3a變形、使投影光學系統3中的反射構件的反射表面變形等調整投影光學系統3來實現校正。另外，除了上述方法之外，還可以通過經由用紅外線等對基板4進行局部加熱、通過向基板4局部吹氣來冷卻基板4等直接校正基板4的變形來實現校正。注意的是，本發明不限於特定的校正方法。此外，已經描述了曝光裝置10被配置為投影原件1的圖案，但是本發明適用於不使用原件的所謂的無掩膜曝光裝置。
下面將描述根據這個實施例的重疊誤差特性的波動的預測公式。在這個實施例中，預測在執行其中在交換基板的同時對多個基板中的各個基板執行曝光的作業處理時的基板變形量。在這種作業處理中，重複對基板(其上的各個擊射區域)的曝光和基板交換。作業處理的經過時間與基板變形量之間的關係由在對基板(其各個擊射區域)進行曝光時要應用的加熱模型以及在基板交換時要應用的冷卻模型來表示。
加熱模型由以下等式表示：
Figure 02_image001
其中φh 是基板變形量(預測值)，th 是曝光時間，Io 是飽和變形量，φini-heat 是加熱時的初始變形量，並且Kh 是加熱時的時間常數。
冷卻模型由以下等式表示：
Figure 02_image003
其中φc 是基板變形量(預測值)，tc 是曝光停止時間，φini-cool 是冷卻時的初始變形量，並且Kc 是冷卻時的時間常數。
由等式(1)表述的加熱模型公式反映了在用曝光光照射基板4期間的重疊誤差的波動。由等式(2)表述的冷卻模型公式反映了在停止用曝光光照射基板4的狀態下由於基板膨脹引起的重疊誤差的波動，即，曝光結束之後的重疊誤差的波動。Io 是由於對基板曝光產生的熱量的影響而引起的基板變形量(基板移位、基板倍率、擊射倍率、基板驅動方向上的移位差、梯形失真變形或彎曲變形)的飽和變形量。這個飽和變形量可以根據照度、原件的透射率、曝光視角等而變化，因此可以通過曝光實驗或計算預先確定。th 是將緊接在各個基板的第一個擊射區域的曝光之前的時間假設為參考(th = 0)的曝光時間，並且等式(1)是用於通過每次對各個擊射區域執行曝光時獲得th 來預測基板變形量的模型。tc 是將緊接在對各個基板的最後一個擊射區域的曝光之後的時間假設為參考(tc = 0)的曝光停止時間，並且等式(2)是用於通過獲得在曝光等待時間期間的冷卻時間tc 來預測基板變形量的模型。
φini-heat 和 φini-cool 中的每一個指示模型的初始條件(加熱時的初始變形量或冷卻時的初始變形量)。初始變形量可以是與基板交換時的基板保持器的殘留熱量對應的量。當交替執行基板曝光操作和基板交換操作時，交替地應用加熱模型和冷卻模型。因此，在這個實施例中，基於通過緊前一個應用的冷卻模型獲得的基板變形量的最終預測值，確定加熱模型的加熱時的初始變形量φini-heat 。此外，基於通過緊前一個應用的加熱模型獲得的基板變形量的最終預測值，確定冷卻模型的冷卻時的初始變形量φini-cool 。
圖4A是示出根據這個實施例的根據上述模型的曝光時間(作業處理的經過時間)與基板變形量之間的關係的曲線圖，並且圖4B是概念性地示出根據相關技術的曝光時間(作業處理的經過時間)與基板變形量之間的關係的曲線圖。
當針對一個基板的各個擊射區域重複曝光時，基板變形量由於熱量輸入而增加。當中斷曝光時，基板變形量從該時間點起通過冷卻而減小。當重新開始曝光時，基板變形量再次增加。圖4A的曲線圖示出了對在交換基板的同時對多個基板執行曝光的情況應用這個關係的情況。在圖4A的曲線圖中，可以認為基板變形量增加的各個時段與各個基板的曝光時段對應，並且基板變形量減小的各個時段與基板交換的時段對應。
在圖4B所示的相關技術中，假設通過交換基板來回收曝光熱量，使得各個基板沒有初始變形量。但是，在實踐中，由於對前一基板進行曝光期間的基板保持器5的殘留熱量的影響，即使在相同的曝光條件下，初始條件也不同，因此，曝光處理期間的基板變形量對於各個基板是不同的。因此，根據這個實施例的模型對於各個基板考慮初始變形量，如圖4A中所示。每個曲線圖中的實線指示由每個模型預測的變形量，而虛線指示實際變形量。
在基板曝光時，根據加熱模型公式(1)執行預測。但是，由於模型公式取決於初始條件φini-heat ，因此每單位時間的變形量的增加取決於每次基板曝光時φini-heat 的量值而不同。在非曝光(諸如基板交換)時使用的冷卻模型公式(2)也取決於初始條件φini-cool ，因此類似於等式(1)，每單位時間的變形量的減少取決於初始條件而不同。如從圖4A與圖4B之間的比較中可以看出的，根據這個實施例的模型更成功地預測了實際變形量，因此該模型可以減小由於基板的熱膨脹引起的重疊誤差。
當基板變形量的組成的改變量取決於多個因素時，僅使用時間常數Kc 和Kh 可能無法以高精確度對基板變形量建模。因此，加熱模型和冷卻模型中的每一個可以由通過線性疊加具有不同係數的多個模型公式而獲得的模型公式來表示。圖5示出了通過線性疊加具有不同係數的多個模型公式(模型1和模型2)而獲得的加熱模型的時間特性的示例。
＜第二實施例＞ 在第二實施例中，預測基板溫度，並且基於預測的基板溫度來預測基板變形量。作業處理的經過時間與基板溫度之間的關係(第一關係)由在對基板(其各個擊射區域)進行曝光時要應用的加熱模型和在基板交換時要應用的冷卻模型來表示。
加熱模型由以下等式表述：
Figure 02_image005
其中φh 是基板溫度(預測值)，th 是曝光時間，To 是飽和溫度，φini-heat 是加熱時的初始變形量，並且Kh 是加熱時的時間常數。
冷卻模型由以下等式表述：
Figure 02_image007
其中φc 為基板溫度(預測值)，tc 為曝光停止時間，φini-coo l 是冷卻時的初始變形量，並且Kc 是冷卻時的時間常數。
由等式(3)表述的加熱模型公式表示在用曝光光照射基板4期間的基板溫度的波動。由等式(4)表述的冷卻模型公式表示在用曝光光照射基板4結束的狀態下的基板溫度的波動。To 是由於對基板的曝光而引起的溫度波動的係數，並且通過曝光實驗或計算預先確定。此外，預先獲得基板溫度與基板變形量(基板移位、基板倍率、擊射倍率、基板驅動方向上的移位差、梯形失真變形或彎曲變形)之間的關係(第二關係)。基於該關係，控制器9根據預測的溫度來預測基板變形量，並且在基於預測的基板變形量校正重疊誤差的同時執行曝光處理。th 是將緊接在對各個基板的第一個擊射區域的曝光之前的時間假設為參考(th = 0)的曝光時間，並且等式(3)是用於通過每次對各個擊射區域執行曝光時獲得th 來預測基板溫度的模型。tc 是將緊接在對各個基板的最後一個擊射區域的曝光之後的時間假設為參考(tc = 0)的曝光停止時間，並且等式(4)是用於通過獲得在曝光等待時間期間的冷卻時間tc 來預測基板溫度的模型。
φini-heat 和 φini-cool 中的每一個指示模型的初始條件(加熱時的初始溫度或冷卻時的初始溫度)。初始溫度可以是與基板交換時的基板保持器的殘留熱量對應的溫度。當交替地執行基板曝光操作和基板交換操作時，交替地應用加熱模型和冷卻模型。因此，在這個實施例中，基於由緊前一個應用的冷卻模型獲得的基板溫度的最終預測值來確定加熱模型的加熱時的初始溫度φini-heat 。此外，基於通過緊前一個應用的加熱模型獲得的基板溫度的最終預測值來確定冷卻模型的冷卻時的初始溫度φini-cool 。
控制器9可以基於由測量設備11獲得的實際測量結果對加熱模型公式的加熱時的初始溫度φini-heat 進行校準。這使得能夠對重疊誤差進行更高精確度的校正。圖6是示出當測量設備11在開始基板交換的定時處測量溫度並且模型被依次校準時獲得的效果的曲線圖。在圖6中，點線指示由未校準的模型預測的基板溫度，虛線指示由測量設備11獲得的實際測量值，並且實線指示基於實際測量值進行了校準的基板溫度。可以看出，經校準的基板溫度模型更接近於實際測量值。
注意的是，在這個實施例中，已經描述了使用測量設備11測量基板4的溫度，但是測量設備11可以被配置為測量基板保持器5的溫度。
此外，當基板溫度的變化取決於多個因素時，僅使用時間常數Kc 和Kh 可能無法以高精確度對基板溫度的變化建模。因此，加熱模型和冷卻模型中的每一個可以由通過線性疊加具有不同係數的多個模型公式而獲得的模型公式來表示。
＜物品製造方法的實施例＞ 根據本發明實施例的物品製造方法適當地製造物品，例如，諸如半導體器件之類的微器件或具有微結構的元件。這個實施例的物品製造方法包括通過對施加在基板上的光敏劑使用上述曝光裝置而形成潛影圖案的步驟(曝光基板的步驟)，以及將在上述步驟中已形成潛影圖案的基板顯影的步驟。此外，製造方法包括其它眾所周知的步驟(氧化、成膜、沉積、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕劑去除、切割、粘合、封裝等)。這個實施例的物品製造方法在物品的性能、品質、生產率和生產成本中的至少一項方面比常規方法更具優勢。
雖然已經參考示例性實施例描述了本發明，但是應該理解的是，本發明不限於所公開的示例性實施例。所附申請專利範圍的範圍應被賦予最寬泛的解釋，以便涵蓋所有這種修改以及等同的結構和功能。
1:原件 2:原件台 3:投影光學系統 3a:光學元件 3b:驅動器 4:基板 5:基板保持器 6:基板台 7:照明光學系統 8:曝光光 9:控制器 10:曝光裝置 11:測量設備 12:調整設備
[圖1]是示出根據實施例的曝光裝置的佈置的視圖；
[圖2]是示出曝光時間與基板變形量之間的關係的曲線圖；
[圖3]是示例性地示出基板變形量的組成的視圖；
[圖4A]是示出根據實施例的曝光時間(作業處理的經過時間)與基板變形量之間的關係的曲線圖；
[圖4B]是示出根據相關技術的曝光時間(作業處理的經過時間)與基板變形量之間的關係的曲線圖；
[圖5]是示出通過多個模型公式的線性疊加而獲得的加熱模型的時間特性的示例的曲線圖；以及
[圖6]是示出基於實際測得的溫度來校準模型的效果的曲線圖。
1:原件
2:原件台
3:投影光學系統
3a:光學元件
3b:驅動器
4:基板
5:基板保持器
6:基板台
7:照明光學系統
8:曝光光
9:控制器
10:曝光裝置
11:測量設備
12:調整設備

Claims (12)

  1. 一種曝光裝置，其執行在交換基板的同時曝光多個基板中的各個基板的作業處理，該曝光裝置包括： 基板保持器，被配置為保持基板；以及 控制器，被配置為控制作業處理， 其中控制器基於作業處理的經過時間與基板變形量之間的關係來校正由於基板的變形而產生的重疊誤差，並且曝光基板，以及 其中，在所述關係中，在基板交換時輸送到基板保持器的基板被賦予初始變形量，該初始變形量與基板保持器在基板交換時的殘留熱量對應。
  2. 根據請求項1所述的裝置，其中 所述關係由在基板曝光時要應用的加熱模型和在基板交換時要應用的冷卻模型來表示， 加熱模型被表述為
    Figure 03_image001
    其中φh 是基板變形量，th 是曝光時間，Io 是飽和變形量，φini-heat 是加熱時的初始變形量，並且Kh 是加熱時的時間常數，以及 冷卻模型被表述為
    Figure 03_image003
    其中φc 是基板變形量，tc 是曝光停止時間，φini-coo 是冷卻時的初始變形量，並且Kc 是冷卻時的時間常數。
  3. 根據請求項2所述的裝置，其中，基於通過緊前一個應用的冷卻模型獲得的基板變形量的最終預測值，確定加熱時的初始變形量，並且，基於通過緊前一個應用的加熱模型獲得的基板變形量的最終預測值，確定冷卻時的初始變形量。
  4. 根據請求項2所述的裝置，其中加熱模型和冷卻模型中的每一個由通過線性疊加具有不同係數的多個模型公式而獲得的模型公式來表述。
  5. 一種曝光裝置，其執行在交換基板的同時曝光多個基板中的各個基板的作業處理，該曝光裝置包括： 基板保持器，被配置為保持基板；以及 控制器，被配置為控制作業處理， 其中控制器基於作業處理的經過時間與基板溫度之間的第一關係以及基板溫度與基板變形量之間的第二關係來校正由於基板的變形而產生的重疊誤差，並曝光基板，以及 在第一關係中，在基板交換時輸送到基板保持器的基板被賦予初始溫度，該初始溫度與基板保持器在基板交換時的殘留熱量對應。
  6. 根據請求項5所述的裝置，其中 第一關係由基板曝光時要應用的加熱模型和基板交換時要應用的冷卻模型來表示， 加熱模型被表述為
    Figure 03_image005
    其中φh 是基板溫度，th 是曝光時間，To 是飽和溫度，φini-heat 是加熱時的初始溫度，並且Kh 是加熱時的時間常數，以及 冷卻模型被表述為
    Figure 03_image007
    其中φc 是基板溫度，tc 是曝光停止時間，φini-cool 是冷卻時的初始溫度，並且Kc 是冷卻時的時間常數。
  7. 根據請求項6所述的裝置，其中，基於通過緊前一個應用的冷卻模型獲得的基板溫度的最終預測值，確定加熱時的初始溫度，並且，基於通過緊前一個應用的加熱模型獲得的基板溫度的最終預測值，確定冷卻時的初始溫度。
  8. 根據請求項7所述裝置，還包括：測量設備，被配置為測量基板的溫度， 其中控制器基於在開始基板交換的定時處由測量設備測得的溫度來校準加熱時的初始溫度。
  9. 根據請求項6所述的裝置，其中加熱模型和冷卻模型中的每一個由通過線性疊加具有不同係數的多個模型公式而獲得的模型公式來表述。
  10. 根據請求項1所述的裝置，其中基板變形量的組成包括基板移位、基板倍率、擊射倍率、基板驅動方向上的移位差、梯形失真變形和彎曲變形中的至少一個。
  11. 根據請求項1所述的裝置，還包括： 原件台，被配置為保持原件； 基板保持器，被配置為保持基板； 基板台，被配置為支撐基板保持器； 照明光學系統，被配置為照亮由原件台保持的原件；以及 投影光學系統，被配置為將由照明光學系統照亮的原件的圖案投影到由基板保持器保持的基板上， 其中控制器通過執行以下至少一項來校正重疊誤差：投影光學系統的光學元件的驅動、基板台的驅動、原件台的驅動、照明光學系統的光學元件的驅動以及照明光學系統的光源的振盪頻率的調整。
  12. 一種物品製造方法，包括： 使用根據請求項1至11中的任一項所述的曝光裝置對基板進行曝光，以及 顯影經曝光的基板， 其中從經顯影的基板製造物品。
TW109114486A 2019-05-17 2020-04-30 曝光裝置及物品製造方法 TWI791980B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-093919 2019-05-17
JP2019093919A JP2020187334A (ja) 2019-05-17 2019-05-17 露光装置、および物品製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202043940A true TW202043940A (zh) 2020-12-01
TWI791980B TWI791980B (zh) 2023-02-11

Family

ID=70480125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109114486A TWI791980B (zh) 2019-05-17 2020-04-30 曝光裝置及物品製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11199784B2 (zh)
EP (1) EP3739390A1 (zh)
JP (1) JP2020187334A (zh)
KR (1) KR20200132703A (zh)
CN (1) CN111948909A (zh)
SG (1) SG10202004559TA (zh)
TW (1) TWI791980B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022258251A1 (en) * 2021-06-07 2022-12-15 Asml Netherlands B.V. Method and arrangement for determining thermally-induced deformations
JP2023053800A (ja) * 2021-10-01 2023-04-13 キヤノン株式会社 基板上の複数のショット領域の配列を求める方法、露光方法、露光装置、物品の製造方法、プログラム及び情報処理装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3077176B2 (ja) * 1990-08-13 2000-08-14 株式会社ニコン 露光方法、装置、及び素子製造方法
JPH06181168A (ja) * 1992-12-14 1994-06-28 Nikon Corp 位置合わせ方法
JP3460769B2 (ja) * 1996-03-15 2003-10-27 富士通株式会社 荷電粒子ビーム露光方法及びその装置
JPH10189424A (ja) 1996-12-27 1998-07-21 Nikon Corp 露光装置
JPH1187228A (ja) * 1997-09-01 1999-03-30 Nikon Corp 露光装置及び露光方法
JPH11135407A (ja) * 1997-10-28 1999-05-21 Nikon Corp 露光方法および装置
US7250237B2 (en) * 2003-12-23 2007-07-31 Asml Netherlands B.V. Optimized correction of wafer thermal deformations in a lithographic process
US8164736B2 (en) 2007-05-29 2012-04-24 Nikon Corporation Exposure method, exposure apparatus, and method for producing device
JP2010147203A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Nikon Corp 露光方法及びデバイス製造方法
WO2014166704A1 (en) * 2013-04-09 2014-10-16 Asml Netherlands B.V. Support structure, method of controlling the temperature of the same, and apparatuses including the same
JP6381188B2 (ja) * 2013-08-13 2018-08-29 キヤノン株式会社 露光装置およびデバイスの製造方法
WO2017198478A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-23 Asml Netherlands B.V. Method of sequencing lots for a lithographic apparatus
CN111470362B (zh) * 2016-08-08 2022-04-01 株式会社尼康 基板处理装置
EP3444673A1 (en) 2017-08-14 2019-02-20 ASML Netherlands B.V. Method of adapting feed-forward parameters

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200132703A (ko) 2020-11-25
TWI791980B (zh) 2023-02-11
JP2020187334A (ja) 2020-11-19
US11199784B2 (en) 2021-12-14
SG10202004559TA (en) 2020-12-30
EP3739390A1 (en) 2020-11-18
US20200363734A1 (en) 2020-11-19
CN111948909A (zh) 2020-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9891525B2 (en) Exposure method, exposure apparatus, and article manufacturing method
TWI791980B (zh) 曝光裝置及物品製造方法
JPH05144701A (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体素子の製造方法
JP2001274080A (ja) 走査型投影露光装置及びその位置合わせ方法
JP5077656B2 (ja) パターンデータ処理方法及びシステム、並びに露光方法及び装置
US20120293782A1 (en) Methods and Systems for Lithography Alignment
US20080062391A1 (en) Exposure apparatus and method of manufacturing device
JP2009302400A (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
WO1999031716A1 (fr) Aligneur, methode d'exposition et procede de fabrication de ce dispositif
JP2003068622A (ja) 露光装置及びその制御方法並びにデバイスの製造方法
JP3833209B2 (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
JP2020187334A5 (zh)
JP2010283305A (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
TWI833910B (zh) 基板處理裝置及物品之製造方法
JPH11135407A (ja) 露光方法および装置
JP2010147203A (ja) 露光方法及びデバイス製造方法
JP5414288B2 (ja) 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
JP5354339B2 (ja) 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP5473500B2 (ja) 露光装置、露光装置の制御方法、及びデバイス製造方法
JP2008153546A (ja) 移動体機構
JP2876406B2 (ja) 露光装置及び露光方法
JP7005183B2 (ja) 露光方法、露光装置および、物品製造方法
JP2020190638A (ja) パターン形成方法
JPH11176733A (ja) 露光方法および装置
JP2006339303A (ja) 露光装置、露光方法及びデバイスの製造方法