TW202217472A - 投影曝光裝置及投影曝光方法 - Google Patents

投影曝光裝置及投影曝光方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202217472A
TW202217472A TW110134228A TW110134228A TW202217472A TW 202217472 A TW202217472 A TW 202217472A TW 110134228 A TW110134228 A TW 110134228A TW 110134228 A TW110134228 A TW 110134228A TW 202217472 A TW202217472 A TW 202217472A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
alignment
workpiece
mask
mark
Prior art date
Application number
TW110134228A
Other languages
English (en)
Inventor
榎本芳幸
Original Assignee
日商Ｖ科技股份有限公司
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Ｖ科技股份有限公司 filed Critical 日商Ｖ科技股份有限公司
Publication of TW202217472A publication Critical patent/TW202217472A/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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
    • 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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • 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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/7015—Details of optical elements
    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment
    • G03F9/7084—Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本發明之投影曝光裝置(10)具備：遮罩標記照明用光源(21)，其可將曝光光自身、或與曝光光實質上相同波長之光即第1對準光(L1)照射至遮罩標記(MM)；及對準單元(30)，其具有可將與曝光光不同波長之第2對準光(L2)照射至工件標記(WM)之工件標記照明用光源(31)、攝像裝置(32)、及攝像光學系統(40)。攝像光學系統(40)具備：第1分色稜鏡(41)，其合成第1對準光(L1)與來自工件標記(WM)之光並向攝像裝置(32)出射；及光路長變更光學系統(42)，其使第1對準光(L1)分支且合流；且與攝像裝置(32)相對之工件標記(WM)與遮罩標記(MM)之像(MMI)之光學位置關係相等。藉此，可提供即使為小尺寸之曝光區域亦可進行高精度之對準之投影曝光裝置及投影曝光方法。

Description

投影曝光裝置及投影曝光方法
本發明係關於一種投影曝光裝置及投影曝光方法，尤其關於即使為小尺寸之曝光區域亦可進行高精度之對準之投影曝光裝置及投影曝光方法。
於使用光微影技術，製造半導體晶圓、或印刷配線基板、液晶基板等時，使用藉由投影透鏡將遮罩之圖案投影於基板並將該圖案轉印於基板之投影曝光裝置。
於印刷配線基板等中，伴隨著電子機器之高速化、多功能化、小型化，而追求多層化、高密度化、細微化。因此，遮罩之圖案轉印於工件之情形時，對之前形成之圖案正確對準下一張圖案較重要。又，於投影曝光裝置中，投影透鏡以像差相對於用於曝光之紫外線變得最小之方式設計。因此，於對準時，於遮罩之對準標記經由投影透鏡形成於工件之TTL(Through The Lens：鏡後測光)對準方式中，期望使用曝光光作為對準光。另一方面，研究紫外線使工件之光阻感光，因而未使通過投影透鏡之對準光照射於工件而進行對準。
於專利文獻1記載之對位裝置中，自曝光光照射裝置對遮罩照射曝光光，並對設置於與工件台上之工件固定區域分離之位置之反射構件投影遮罩之對準標記，接收投影像並記憶其相對位置。接著，停止曝光光之照射，使載置工件之工件台移動至遮罩之對準標記投影於工件上之位置，將非曝光光照射於工件之對準標記，接收工件之對準標記，檢測其相對位置。且，藉由以兩對準標記之位置重疊之方式使工件及/或遮罩移動，而使遮罩與工件對位。
專利文獻2揭示一種投影曝光裝置，其具備：第1照明系統，其對配置於主光罩側之主光罩整合標記照射曝光用照明光；及第2照明系統，其對配置於晶圓側之晶圓整合標記照射較第1照明光波長寬度更廣之第2照明光；且藉由配置於與受光面成相反側之檢測裝置而檢測成像於受光面之主光罩整合標記及晶圓整合標記之像，並輸出主光罩整合標記與晶圓整合標記之相對位置關係所對應之信號。
於專利文獻3記載之曝光裝置中，具備：對準照明單元，其可對遮罩之遮罩側對準標記照射使用曝光光之對準光；及對準相機單元，其使自對準照明單元出射並經由遮罩及投影透鏡之對準光入射。揭示有一種對準相機單元，其具有：成像光學系統，其於入射之對準光相對於遮罩之光學之位置關係與對象工件不同之位置上於與對象工件相等之虛設工件區域，形成遮罩側對準標記像；及攝像光學系統，其使與攝像裝置相對之對象工件與虛設工件區域之光學之位置關係相等；且獲得極高之對準之精度。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開平9-82615號公報 專利文獻2：日本專利特開平11-251233號公報 專利文獻3：日本專利特開2011-253864號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，專利文獻1記載之對位裝置因使用預先記憶之遮罩之對準標記進行對準，故若於取得兩對準標記之間產生溫度變化等干擾，則無法考慮干擾所致之誤差，有未高精度地進行對準之虞。 又，於專利文獻2、3揭示之曝光裝置中，因遮罩之對準標記像成像之受光面及虛設工件區域，於檢測裝置或攝像裝置之相反側，於工件之曝光區域上延伸設置，故若複數個工件之對準標記接近，則有干擾複數個受光面及虛設工件區域之可能性。尤其近年來，未於印刷配線基板等中進一步細微化，而謀求增加曝光區域之分割數並以高解析度進行曝光，期望即使為小尺寸之曝光區域亦可進行對準。
本發明係鑑於上述問題而完成者，其目的在於提供一種即使為小尺寸之曝光區域亦可進行高精度之對準之投影曝光裝置及投影曝光方法。 [解決問題之技術手段]
本發明之上述目的藉由下述構成而達成。 (1)一種投影曝光裝置，其係對遮罩照射曝光光，藉由投影透鏡將形成於該遮罩之圖案投影於工件，並對該工件曝光上述圖案者，且具備： 遮罩標記照明用光源，其可將上述曝光光自身、或與上述曝光光實質上相同之波長之光即第1對準光照射於上述遮罩之對準標記； 工件標記照明用光源，其可將與上述曝光光不同之波長之第2對準光照射於上述工件之對準標記； 及對準單元，其具有：攝像裝置，其取得上述第1對準光之上述遮罩之對準標記之像、與上述工件之對準標記；及攝像光學系統，其具有將合成自上述遮罩標記照明用光源出射並經由上述遮罩及上述投影透鏡之上述第1對準光與來自上述工件之對準標記之光之合成光，向上述攝像裝置出射之合成光學元件，用於使上述攝像裝置取得上述遮罩之對準標記之像、與上述工件之對準標記作為圖像；且 上述攝像光學系統具有：光路長變更光學系統，其以上述合成光學元件至上述攝像裝置之第1對準光之光路長較上述合成光學元件至上述攝像裝置之來自上述工件之對準標記之光之光路長更長之方式，使上述第1對準光自藉由上述合成光學元件合成之上述第1對準光與來自上述工件之對準標記之光分支且合流； 藉由上述攝像裝置取得之上述遮罩之對準標記之像，成像於上述光路長變更光學系統之光路上；且 與上述攝像裝置相對之上述工件之對準標記與上述遮罩之對準標記之像之光學之位置關係相等。 (2)一種投影曝光方法，其係具備如(1)記載之投影曝光裝置的方法，且具備以下步驟： 基於藉由上述攝像裝置取得之上述遮罩之對準標記之像、與上述工件之對準標記，對準上述遮罩與上述工件；及 對遮罩照射曝光光，藉由投影透鏡將形成於該遮罩之圖案投影於工件，並對該工件曝光上述圖案。 [發明之效果]
根據本發明之投影曝光裝置及投影曝光方法，於使用複數個對準單元進行對準時，即使為小尺寸之曝光區域，亦可不使對準單元彼此干擾，而進行高精度之對準。
以下，基於圖式詳細說明本發明之投影曝光裝置及投影曝光方法之一實施形態。 如圖1所示，投影曝光裝置10具備光源部11、帶通濾波器12、積分器透鏡13、準直透鏡14、平面鏡15、遮罩台16、修正光學系統17、投影透鏡18、及工件台19。
光源部11將例如複數個LED(Light Emitting Diode：發光二級體)光源以二維陣列狀而構成，發出包含曝光光即紫外線之光。帶通濾波器12截斷紫外線(例如i線)以外之波長頻帶之光。透過帶通濾波器12之光入射至積分器透鏡13。積分器透鏡13係用於消除入射之光之照度不均，且以均一之照度分佈照明遮罩M之光學系統。另，於積分器透鏡13之射出面，配置有開口光圈。準直透鏡14將自積分器透鏡13入射之光作為平行光出射。且，設為平行光之曝光光由平面鏡15反射，並向遮罩台16所保持之遮罩M出射。通過遮罩M之曝光光入射至修正光學系統17。
遮罩台16藉由無圖示之遮罩驅動機構，將形成有圖案之遮罩M沿與曝光光之光軸EL正交之方向可移動地移動。另，於遮罩M，於圖案之周圍，與稍後敘述之工件W之4個對準標記WM對應，形成4個對準標記MM(參照圖2)。
修正光學系統17係根據工件W之應變等，使形成於工件W上之遮罩M之圖案像變形者，例如藉由於光軸方向並列複數張玻璃板，使各玻璃板適當彎曲或旋轉而進行修正。另，修正光學系統17除遮罩台16與投影透鏡18之間以外，可固定設置於投影透鏡18，或可設置於投影透鏡18與工件台19之間。
投影透鏡18使形成於遮罩M之圖案之像適當變倍形成於工件W之表面。又，投影透鏡18因使用紫外線(i線)作為曝光光，故以像差相對於紫外線(i線)變得最小之方式設計。如此，透過遮罩M之曝光光入射至投影透鏡18，遮罩M之圖案像形成於塗佈有感光材料之工件W上。 另，作為曝光光，除i線(波長365 nm)以外，亦可利用h線(波長405 nm)、g線(波長436 nm)、各線之組合、或其間之波長。
保持工件W之工件台19亦可藉由無圖示之工件驅動機構，沿與曝光光之光軸EL正交之方向移動。尤其於本實施形態中，工件W具備複數個曝光區域，進行一面於曝光區域移動，一面進行複數次曝光之步進曝光。另，作為工件W，列舉矽晶圓或玻璃基板或印刷配線基板等。
接著，參照圖2對於將遮罩M之圖案曝光轉印於工件W上時，於曝光轉印之前進行之遮罩M與工件W之對準進行說明。
投影曝光裝置10具備4個遮罩標記照明單元20、與對應於各個遮罩標記照明單元20之4個對準單元30。4個遮罩標記照明單元20與形成於遮罩M之4個對準標記MM(以下，亦簡稱為遮罩標記MM)個別對應設置，4個對準單元30與形成於工件W之4個對準標記WM(以下，亦簡稱為工件標記WM)個別對應設置。此處，因各遮罩標記照明單元20及各對準單元30具有同一構成，故於以下之說明中，參照圖2對1個遮罩標記照明單元20及1個對準單元30進行說明。
遮罩標記照明單元20配置於遮罩台16之上方。遮罩標記照明單元20具有出射與曝光光相同波長之紫外線即第1對準光(i線)L1之LED等之遮罩標記照明用光源21、準直透鏡22、及反射稜鏡23。準直透鏡22將入射之光作為平行光出射，反射稜鏡23將藉由準直透鏡22設為平行光之紫外線之行進方向轉換為與遮罩M正交之方向。另，亦可取代反射稜鏡23，使用反射鏡面。又，亦可不使用反射稜鏡23或反射鏡面而將遮罩標記照明單元20以其光軸相對於遮罩M正交之方式配置。
遮罩標記照明單元20設置為可相對於對應之遮罩標記MM進退，於進行與工件W之對準調整時，向對應之遮罩標記MM出射第1對準光L1。將通過遮罩M之第1對準光L1入射至修正光學系統17及投影透鏡18。
於投影透鏡18與工件W之間，對準單元30相對於第1對準光L1自投影透鏡18向工件W之光路進退自如地設置。對準單元30具備攝像裝置32、攝像光學系統40、及工件標記照明用光源31。
攝像裝置32於至少第1對準光L1即紫外線(i線)之波長頻帶、與可見光之波長頻帶具有感度，可同時取得第1對準光L1之遮罩M之遮罩標記MM之像MMI、與工件W之工件標記WM。攝像裝置32雖可為光學相機，但較佳為具有CCD(Charge Coupled Device：電荷耦合器件)或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)感測器等之攝像元件，將該攝像元件接收到之光進行光電轉換並作為電性信號輸出之裝置。
攝像光學系統40係用於使攝像裝置32取得遮罩標記MM之像MMI、與工件標記WM作為圖像者，以自攝像裝置32接近之順序，具有內置半鏡面34與成像透鏡35之成像透鏡單元33、光路長變更光學系統42、及合成光學元件即第1分色稜鏡41。
第1分色稜鏡41係用於將合成自遮罩標記照明用光源21出射經由遮罩M及投影透鏡18之第1對準光L1、與來自工件W之工件標記WM之光之合成光向攝像裝置32出射之光學元件，且配置於投影透鏡18之下方中第1對準光L1通過之位置。
亦參照圖3(a)，第1分色稜鏡41具有一對稜鏡43、44以相對於自投影透鏡18出射之第1對準光L1之光軸傾斜45°之接合面45接合之構成。接合面45構成所謂半鏡面。又，配置於接合面45之下方之稜鏡44係與第1對準光L1之光軸正交之下表面46構成反射第1對準光L1，透過第2對準光L2之分色面。藉由該分色面，於使用紫外線即第1對準光L1之對準時，可防止該紫外線照射至工件W且感光材料感光。
光路長變更光學系統42係使第1對準光L1自藉由第1分色稜鏡41合成之第1對準光L1與來自工件標記WM之光分支且合流並變更第1對準光L1之光路長之光學系統。光路長變更光學系統42具備：第2分色稜鏡48，其配置於自第1分色稜鏡41之接合面45出射之合成光之光軸LA上；及一對反射光學元件49，其等配置於包含合成光之光軸LA之水平面上，自合成光之光軸LA即第2分色稜鏡48分離，與該光軸LA平行並列配置。
亦參照圖3(b)，第2分色稜鏡48接合有複數個(於圖示之實施例中為3個)稜鏡53、54、55。形成於各稜鏡53、54、55間之2個正交之接合面51、52相對於自第1分色稜鏡41之接合面45出射之合成光之光軸LA分別傾斜45°，構成分色面。即，該等接合面51、52亦反射第1對準光L1，透過第2對準光L2。
一對反射光學元件49由一對稜鏡58、59構成，具有與第2分色稜鏡48之接合面51平行配置之第1反射面56、及與第2分色稜鏡48之接合面52平行配置之第2反射面57，且第1反射面56與第2反射面57相互正交。且，由第2分色稜鏡48之一側之接合面51反射之第1對準光L1由第1反射面56及第2反射面57反射並入射至第2分色稜鏡48之接合面52。藉此，變更第1對準光L1之光路長。另，一對稜鏡58、59亦可為一對鏡面。
工件標記照明用光源31將例如具有與可見光等曝光光不同之波長之第2對準光L2導入成像透鏡單元33內，由相對於第2對準光L2之光軸傾斜45°之半鏡面34反射，與合成光之光軸LA同軸出射，經由第2分色稜鏡48及第1分色稜鏡41照射至工件W之工件標記WM並照明。即，自成像透鏡單元33導入之第2對準光L2構成模擬配置於合成光之光軸LA上之同軸落射照明。
另，有時工件標記WM之外觀因塗佈於工件W之感光材料之種類而不同。因此，亦可配合感光材料之種類，將可切換為更容易觀察之波長之光之無圖示之光學濾光器設置於工件標記照明用光源31。
又，為方便說明光路，而於圖2中向上方突出之狀態下描繪工件標記照明用光源31及反射光學元件49，但實際上配置於圖2中虛線D內之工件標記照明用光源31、成像透鏡單元33、第2分色稜鏡48及反射光學元件49以將合成光之光軸LA設為中心旋轉90°之狀態而配置。即，工件標記照明用光源31及反射光學元件49配置於包含合成光之光軸LA之水平面上，具體而言，自上方觀察，工件標記照明用光源31安裝於成像透鏡單元33之側面，反射光學元件49配置於第2分色稜鏡48之側方。藉此，於投影透鏡18與工件W之間之空間內，對準單元30可不與投影透鏡18或工件W干擾而退進。
於具有此種構成之攝像光學系統40中，如圖4(a)所示，透過投影透鏡18之第1對準光L1於由第1分色稜鏡41之構成分色面之下表面46反射之後，進而由接合面45反射並入射至第2分色稜鏡48。入射至第2分色稜鏡48之第1對準光L1由第2分色稜鏡48之接合面51反射，進而由反射光學元件49之第1反射面56及第2反射面57反射並入射至第2分色稜鏡48之接合面52。由接合面52反射之第1對準光L1通過成像透鏡單元33內之半鏡面34及成像透鏡35到達攝像裝置32。
另一方面，如圖4(b)所示，由第2對準光L2照明之來自工件標記WM之光於由第1分色稜鏡41之接合面45反射之後，通過第2分色稜鏡48之接合面51、52及成像透鏡單元33內之半鏡面34及成像透鏡35到達攝像裝置32。因此，第2分色稜鏡48至攝像裝置32之光係第1對準光L1與來自工件標記WM之光合流，再次成為合成光。
如此，藉由於第1分色稜鏡41與攝像裝置32之間，配置光路長變更光學系統42(第2分色稜鏡48及反射光學元件49)，可使第1分色稜鏡41至攝像裝置32之第1對準光L之光路長較第1分色稜鏡41至攝像裝置32之來自工件標記WM之光之光路長更長。且，於光路長變更光學系統42之光路上，形成遮罩標記MM之像MMI。藉此，因遮罩標記MM之像MMI成為光路長變更光學系統42之光路上之空中像，故不易產生異物附著等之虞，可由攝像裝置32精度較佳地取得。
光路長變更光學系統42藉由以圖4(a)所示之自第1對準光L1之光路上成像之遮罩標記MM之像MMI至攝像裝置32(具體而言，攝像裝置32之接收面)之光路長L1L與圖4(b)所示之工件標記WM至攝像裝置32之光路長L2L成為相同長度之方式設定，並設定與攝像裝置32相對之工件標記WM與遮罩標記MM之像MMI之光學之位置關係相等，而可藉由攝像裝置32於同一視野內捕捉遮罩標記MM之像MMI與設置於工件W上之工件標記WM。即，於第1對準光L1之光路上，遮罩標記MM之像MMI與攝像裝置係光學共軛之位置關係，於第2對準光L2之光路上，工件標記WM與攝像裝置32為光學共軛之位置關係。
且，基於攝像裝置32之視野內之遮罩標記MM之像MMI與工件標記WM之位置關係，根據需要移動遮罩M與工件W之相對位置，且以遮罩標記MM之像MMI與工件標記WM一致之方式藉由修正光學系統17修正遮罩標記MM之像MMI之位置及形狀，並將遮罩M與工件W對準。
因上述對準作業於每次曝光1個曝光區域EA時進行，故可大幅抑制對準動作與曝光動作之間之干擾所致之影響，並可高精度曝光轉印遮罩M之圖案。
工件標記WM如圖5所示，按設定於工件W之曝光區域EA，分別逐個設置於曝光區域EA之4角，合計4個。為由攝像裝置32同時捕捉4個工件標記WM，而需將4台對準單元30分別定位於工件標記WM上。
尤其於將圖5(a)所示之曝光區域EA1進行4分割之圖5(b)所示之小尺寸之曝光區域EA2中，工件標記WM彼此之間隔亦變窄。即使於此種接近配置工件標記WM之曝光區域EA2中，亦因對準單元30相對於第1分色稜鏡41於攝像裝置32之相反側不具有光學系統，故可使複數個對準單元30彼此接近。因此，亦可容易對應於小尺寸之曝光區域EA，對印刷配線基板等之細微化或高解析度之曝光貢獻較大。
如上所述，於本實施形態之投影曝光裝置10中，即使相對於小尺寸之曝光區域EA，亦可藉由與曝光光相同之紫外線(i線)透過投影透鏡18之TTL方式之對準，以極高精度進行對準。
另，本發明並非限定於上述實施形態者，可適當變形、改良等。 例如，於上述實施形態，雖對分別設置4個遮罩之對準標記及工件之對準標記之例進行說明，但亦可分別設置3個遮罩之對準標記及工件之對準標記，進行遮罩與工件之對準。
又，於上述實施形態中，作為對準時照射遮罩之對準標記之遮罩標記照明用光源，除光源部11以外，設置有照射與曝光光實質上相同之波長之光即第1對準光L1之光源。然而，本發明不限定於此，例如可將自光源部11照射之曝光光自身作為第1對準光L1照射至遮罩之對準標記。即，光源部11亦可作為遮罩標記照明用光源使用。
於曝光光照射至遮罩M之對準標記MM之情形時，如圖6所示之變化例，於進行對準時同時使用可向遮罩M之上方進出之1張遮光板60。例如，若設為有4個觀察部位，則於遮光板60，在與遮罩M之各對準標記MM對應之位置形成4個孔部61(於圖6中僅顯示2個孔部)。遮光板60於進行對準時，於遮罩M之上方進出，將照射至曝光區域之曝光光遮光，且經由4個孔部61向各對準標記MM照射曝光光。又，於對準結束後，進行曝光時，遮光板60自遮罩M之上方退避。
又，如圖7所示之其他變化例，若設為有4個觀察部位，則亦可同時使用分別具有與遮罩M之各對準標記MM對應之1個孔部61，並可向遮罩M之上方進出之4張遮光板60A～60D。藉此，即使於各對準標記MM之位置根據遮罩M變化之情形時，亦藉由配合各對準標記MM之位置使各遮光板60A～60D之位置移動，而可不改變遮光板60A～60D進行對應。 又，本發明雖較佳為使用可抑制本實施形態般之對準單元之高度方向尺寸之工件標記照明用光源，但於容許高度方向尺寸之情形時，亦可使用環照明等其他工件標記照明用光源。
如以上所述，於本說明書中揭示有以下事項。 (1)一種投影曝光裝置，其係對遮罩照射曝光光，藉由投影透鏡將形成於該遮罩之圖案投影於工件，並對該工件曝光上述圖案者，且具備： 遮罩標記照明用光源，其可將上述曝光光自身、或與上述曝光光實質上相同波長之光即第1對準光照射於上述遮罩之對準標記； 工件標記照明用光源，其可將與上述曝光光不同波長之第2對準光照射於上述工件之對準標記； 及對準單元，其具有：攝像裝置，其取得上述第1對準光之上述遮罩之對準標記之像、與上述工件之對準標記；及攝像光學系統，其具有將合成自上述遮罩標記照明用光源出射並經由上述遮罩及上述投影透鏡之上述第1對準光與來自上述工件之對準標記之光之合成光，向上述攝像裝置出射之合成光學元件，用於使上述攝像裝置取得上述遮罩之對準標記之像、與上述工件之對準標記作為圖像；且 上述攝像光學系統：具有光路長變更光學系統，其以上述合成光學元件至上述攝像裝置之第1對準光之光路長較上述合成光學元件至上述攝像裝置之來自上述工件之對準標記之光之光路長更長之方式，使上述第1對準光自藉由上述合成光學元件合成之上述第1對準光與來自上述工件之對準標記之光分支且合流； 藉由上述攝像裝置取得之上述遮罩之對準標記之像，成像於上述光路長變更光學系統之光路上；且 與上述攝像裝置相對之上述工件之對準標記與上述遮罩之對準標記之像之光學之位置關係相等。 根據該構成，於使用複數個對準單元進行對準時，即使為小尺寸之曝光區域，對準單元彼此亦不干擾，可進行高精度之對準。
(2)如(1)記載之投影曝光裝置，其中上述合成光學元件係具有相對於自上述投影透鏡出射之上述第1對準光之光軸傾斜45°之接合面構成半鏡面之一對稜鏡之第1分色稜鏡； 於與上述工件對向之上述稜鏡中，與上述第1對準光之光軸正交之面構成反射上述第1對準光，使上述第2對準光透過之分色面。 根據該構成，可防止具有與曝光光實質上相同波長之第1對準光照射至工件，又，可合成第1對準光與第2對準光並設為合成光。
(3)如(1)或(2)記載之投影曝光裝置，其中上述光路長變更光學系統具備：第2分色稜鏡，其包含相對於自上述合成光學元件出射之上述合成光之光軸分別傾斜45°，且構成反射上述第1對準光，使上述第2對準光透過之分色面之2個接合面正交之複數個稜鏡；及 一對反射光學元件，其分別設置於自上述合成光學元件所出射之上述合成光之光軸分離之位置，且彼此之反射面以使上述第2分色稜鏡之一側之上述接合面所反射之上述第1對準光入射至上述第2分色稜鏡之另一側之上述接合面之方式正交。 根據該構成，可從自合成光學元件出射之合成光分離第1對準光，變更第1對準光之光路長。
(4)如(3)記載之投影曝光裝置，其中上述對準單元以於上述投影透鏡與上述工件之間可進退之方式水平移動自如地設置； 上述工件標記照明用光源、及上述一對反射光學元件配置於包含自上述合成光學元件出射之上述合成光之光軸之水平面上。 根據該構成，可抑制對準單元之高度方向尺寸，藉此，可使對準單元於投影透鏡與工件之間之空間內不與投影透鏡或工件干擾地移動，又，於曝光轉印時，可使對準單元退避。
(5)一種投影曝光方法，其係具備如(1)～(4)中任一項記載之投影曝光裝置的方法，且具備以下步驟： 基於藉由上述攝像裝置取得之上述遮罩之對準標記之像、與上述工件之對準標記，對準上述遮罩與上述工件；及 對遮罩照射曝光光，藉由投影透鏡將形成於該遮罩之圖案投影於工件，並對該工件曝光上述圖案。 根據該構成，於使用複數個對準單元進行對準時，即使為小尺寸之曝光區域，對準單元彼此亦不干擾，可進行高精度之對準，並可實現增加曝光區域之分割數之高解析度之曝光。
另，本申請案係基於2020年9月14日申請之日本專利申請(專利申請2010-153975)者，其內容作為參照引用於本申請案之中。
10:投影曝光裝置 11:光源部 12:帶通濾波器 13:積分器透鏡 14:準直透鏡 15:平面鏡 16:遮罩台 17:修正光學系統 18:投影透鏡 19:工件台 20:遮罩標記照明單元 21:遮罩標記照明用光源 22:準直透鏡 23:反射稜鏡 30:對準單元 31:工件標記照明用光源 32:攝像裝置 33:成像透鏡單元 34:半鏡面 35:成像透鏡 40:攝像光學系統 41:第1分色稜鏡(合成光學元件) 42:光路長變更光學系統 43:稜鏡 44:稜鏡 45:接合面(半鏡面) 46:下表面(分色面) 48:第2分色稜鏡 49:反射光學元件 51:接合面(分色面) 52:接合面(分色面) 53:稜鏡 54:稜鏡 55:稜鏡 56:第1反射面(反射面) 57:第2反射面(反射面) 58:稜鏡 59:稜鏡 60:遮光板 60A:遮光板 60B:遮光板 60C:遮光板 60D:遮光板 61:孔部 D:虛線 EA1:曝光區域 EA2:曝光區域 EL:光軸 L1:第1對準光 L1L:光路長 L2:第2對準光 L2L:光路長 LA:合成光之光軸 M:遮罩 MM:遮罩標記(遮罩之對準標記) MMI:遮罩之對準標記之像 W:工件 WM:工件標記(工件之對準標記)
圖1係模式性顯示本發明之投影曝光裝置之構成之說明圖。 圖2係顯示以使用曝光光之TTL方式進行對準調整之狀態之模式圖。 圖3(a)係第1分色稜鏡之放大圖，(b)係第2分色稜鏡之放大圖。 圖4(a)係顯示自遮罩標記照明用光源出射，通過投影透鏡之第1對準光經由包含光路長變更光學系統之攝像光學系統入射至攝像裝置之狀態之模式圖，(b)係顯示藉由工件標記照明用光源照明之來自工件之對準標記之光經由攝像光學系統入射至攝像裝置之狀態之模式圖。 圖5(a)係將設定於較大之曝光區域之4角之4個工件之對準標記之配置與對準單元一同顯示之圖，(b)係將對(a)之曝光區域進行4分割之小尺寸之曝光區域之4角所設定之4個工件之對準標記之配置與對準單元一同顯示之圖。 圖6係顯示作為遮罩標記照明用光源，使用曝光光之情形之變化例之要部放大圖。 圖7(a)係顯示作為遮罩標記照明用光源，使用曝光光之情形之其他變化例之要部放大圖，(b)係顯示複數個遮光板之上表面圖。
10:投影曝光裝置
17:修正光學系統
18:投影透鏡
19:工件台
20:遮罩標記照明單元
21:遮罩標記照明用光源
22:準直透鏡
23:反射稜鏡
30:對準單元
31:工件標記照明用光源
32:攝像裝置
33:成像透鏡單元
34:半鏡面
35:成像透鏡
40:攝像光學系統
41:第1分色稜鏡(合成光學元件)
42:光路長變更光學系統
48:第2分色稜鏡
49:反射光學元件
58:稜鏡
59:稜鏡
D:虛線
L1:第1對準光
L2:第2對準光
LA:合成光之光軸
M:遮罩
MM:遮罩標記(遮罩之對準標記)
MMI:遮罩之對準標記之像
W:工件
WM:工件標記(工件之對準標記)

Claims (5)

  1. 一種投影曝光裝置，其係對遮罩照射曝光光，藉由投影透鏡將形成於該遮罩之圖案投影於工件，並對該工件曝光上述圖案者，且具備： 遮罩標記照明用光源，其可將上述曝光光自身、或與上述曝光光實質上相同波長之光即第1對準光照射於上述遮罩之對準標記； 工件標記照明用光源，其可將與上述曝光光不同波長之第2對準光照射於上述工件之對準標記； 及對準單元，其具有：攝像裝置，其取得上述第1對準光之上述遮罩之對準標記之像、與上述工件之對準標記；及攝像光學系統，其具有將合成自上述遮罩標記照明用光源出射並經由上述遮罩及上述投影透鏡之上述第1對準光與來自上述工件之對準標記之光之合成光，向上述攝像裝置出射之合成光學元件，用於使上述攝像裝置取得上述遮罩之對準標記之像、與上述工件之對準標記作為圖像；且 上述攝像光學系統具有：光路長變更光學系統，其以上述合成光學元件至上述攝像裝置之第1對準光之光路長較上述合成光學元件至上述攝像裝置之來自上述工件之對準標記之光之光路長更長之方式，使上述第1對準光自藉由上述合成光學元件合成之上述第1對準光與來自上述工件之對準標記之光分支且合流； 藉由上述攝像裝置取得之上述遮罩之對準標記之像，成像於上述光路長變更光學系統之光路上；且 與上述攝像裝置相對之上述工件之對準標記與上述遮罩之對準標記之像之光學位置關係相等。
  2. 如請求項1之投影曝光裝置，其中上述合成光學元件係具有相對於自上述投影透鏡出射之上述第1對準光之光軸傾斜45°之接合面構成半鏡面之一對稜鏡之第1分色稜鏡； 於與上述工件對向之上述稜鏡中，與上述第1對準光之光軸正交之面構成反射上述第1對準光，使上述第2對準光透過之分色面。
  3. 如請求項1或2之投影曝光裝置，其中上述光路長變更光學系統具備：第2分色稜鏡，其包含相對於自上述合成光學元件出射之上述合成光之光軸分別傾斜45°，且構成反射上述第1對準光，使上述第2對準光透過之分色面之2個接合面正交之複數個稜鏡；及 一對反射光學元件，其分別設置於自上述合成光學元件所出射之上述合成光之光軸分離之位置，且彼此之反射面以使上述第2分色稜鏡之一側之上述接合面所反射之上述第1對準光入射至上述第2分色稜鏡之另一側之上述接合面之方式正交。
  4. 如請求項3之投影曝光裝置，其中上述對準單元以於上述投影透鏡與上述工件之間可進退之方式水平移動自如地設置； 上述工件標記照明用光源、及上述一對反射光學元件配置於包含自上述合成光學元件出射之上述合成光之光軸之水平面上。
  5. 一種投影曝光方法，其係具備如請求項1至4中任一項記載之投影曝光裝置的投影曝光方法，且具備以下步驟： 基於藉由上述攝像裝置取得之上述遮罩之對準標記之像、與上述工件之對準標記，對準上述遮罩與上述工件；及 對遮罩照射曝光光，藉由投影透鏡將形成於該遮罩之圖案投影於工件，並對該工件曝光上述圖案。
TW110134228A 2020-09-14 2021-09-14 投影曝光裝置及投影曝光方法 TW202217472A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-153975 2020-09-14
JP2020153975A JP2022047923A (ja) 2020-09-14 2020-09-14 投影露光装置及び投影露光方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202217472A true TW202217472A (zh) 2022-05-01

Family

ID=80631541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110134228A TW202217472A (zh) 2020-09-14 2021-09-14 投影曝光裝置及投影曝光方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230359126A1 (zh)
JP (1) JP2022047923A (zh)
KR (1) KR20230075409A (zh)
CN (1) CN116171406A (zh)
TW (1) TW202217472A (zh)
WO (1) WO2022054544A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62262426A (ja) * 1986-05-09 1987-11-14 Canon Inc 露光装置
JPH02288324A (ja) * 1989-04-28 1990-11-28 Toshiba Corp 縮小投影露光装置
JP2994991B2 (ja) 1995-09-19 1999-12-27 ウシオ電機株式会社 マスクとワークの位置合わせ方法および装置
JPH11251233A (ja) 1998-03-04 1999-09-17 Nikon Corp 投影露光装置、アライメント装置およびアライメント方法
JP2000147795A (ja) * 1998-11-11 2000-05-26 Ushio Inc アライメント顕微鏡
JP5523207B2 (ja) 2010-06-01 2014-06-18 株式会社トプコン 露光装置
JP2013021164A (ja) * 2011-07-12 2013-01-31 Ushio Inc アライメントマークの検出装置
JP2015135893A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 株式会社サーマプレシジョン アライメントユニット

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230075409A (ko) 2023-05-31
WO2022054544A1 (ja) 2022-03-17
CN116171406A (zh) 2023-05-26
JP2022047923A (ja) 2022-03-25
US20230359126A1 (en) 2023-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101277430B1 (ko) 노광 장치
US4402596A (en) Projection type exposure device
JP5743958B2 (ja) 計測方法、露光方法および装置
JPH0140490B2 (zh)
KR20120128571A (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 디바이스 제조 방법
US6664012B2 (en) Through-the-lens alignment for photolithography
KR19980042321A (ko) 조명 장치, 조명 장치를 구비한 노광 장치 및 반도체 디바이스 제조방법
JP2004004215A (ja) 投影露光装置及び位置合わせ装置
US4295735A (en) Optical projection system having a photorepetition function
TWI722394B (zh) 圖案形成裝置及物品製造方法
KR20010091971A (ko) 얼라인먼트 장치, 얼라인먼트 방법, 노광 장치 및 노광 방법
KR102026107B1 (ko) 노광 장치 및 노광재 제조 방법
TW202217472A (zh) 投影曝光裝置及投影曝光方法
JP5901655B2 (ja) インプリント装置及びデバイス製造方法
JPS63237521A (ja) 投影光学装置
GB2126746A (en) Compensating for optical path length changes
JP3214027B2 (ja) 露光装置及びそれを用いた半導体チップの製造方法
JP2788242B2 (ja) パターン検出装置及び露光装置
JPH08339959A (ja) 位置合わせ方法
JPS58213207A (ja) アライメントマーク検出方法
JP3326446B2 (ja) 露光方法及び装置、リソグラフィ方法、マーク焼き付け装置、及びプロキシミティ露光装置
JPS63221616A (ja) マスク・ウエハの位置合わせ方法
JPH11304422A (ja) 位置検出装置及び位置検出方法並びに露光装置
KR20230004748A (ko) 패턴 형성 장치
JPH01208832A (ja) 投影露光装置