TW202326304A - 曝光裝置、曝光方法和物品的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了曝光裝置、曝光方法和物品的製造方法。一種曝光裝置，包括：獲得單元，其被構造為針對基板上的多個曝光區域中的各者，獲得曝光區域中的高度方向上的表面位置；以及控制單元，其被構造為基於獲得的表面位置，控制基板載台在高度方向上的驅動，其中，所述控制單元根據獲得的表面位置獲得近似地表示曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面，並且針對與近似表面相關的資訊不超過預定範圍的第一曝光區域，基於從近似地表示在第一曝光區域之前已曝光的曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面獲得的、與驅動相關的校正值來控制驅動。

Description

曝光裝置、曝光方法和物品的製造方法
本發明涉及曝光裝置、曝光方法和物品的製造方法。
在製造諸如半導體元件的元件的微影製程中，使用經由投影光學系統將原件(遮罩模板或遮罩)的圖案轉印到基板上的曝光裝置。作為這樣的曝光裝置，通常已知採用步進重複法的曝光裝置(步進器)和採用步進掃描法的曝光裝置(掃描儀)。
為了將原件的圖案精確地轉印到基板上，除了原件與基板之間的對準之外，還需要對曝光裝置進行高度準確的聚焦對準，並且在日本特開2005-129674號公報和日本特開2016-100590號公報中已經提出了與此相關的技術。請注意，聚焦對準是指投影光學系統的像面與基板面之間的對準。
日本特開2005-129674號公報公開了如下的技術：基於處理目標區域的位置的測量結果，使用多項式(近似表面形狀)來表示基板上的處理目標區域(曝光區域)，並進行聚焦校正值的前饋處理，從而改善聚焦跟蹤性(聚焦殘差)。日本特開2016-100590號公報公開了如下的技術：在去除異常值的同時使用根據基板上的多個位置的測量結果計算出的聚焦校正值來進行聚焦控制。
然而，令人擔心的是，如果用於聚焦對準的聚焦校正值針對各個曝光區域而變化，則更可能產生與聚焦對準中的基板載台(基板)的驅動控制相關的殘差，即，載台控制殘差。
本發明提供了一種在抑制載台控制殘差方面有利的技術。
根據本發明的第一方面，提供了一種用於經由原件對基板進行曝光的曝光裝置，所述曝光裝置包括：基板載台，其用以保持所述基板；獲得單元，其用以針對所述基板上要曝光的多個曝光區域中的各者，獲得所述曝光區域中的多個測量點處的高度方向上的表面位置；以及控制單元，其用以基於由所述獲得單元獲得的所述表面位置，在對所述多個曝光區域中的各者進行曝光時，控制所述基板載台在所述高度方向上的驅動，其中，所述控制單元：針對所述多個曝光區域中的各者，根據由所述獲得單元獲得的所述表面位置，獲得近似地表示曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面，以及在所述多個曝光區域當中，針對與所述近似表面相關的資訊不超過預定範圍的第一曝光區域，基於從近似地表示在第一曝光區域之前已曝光的所述曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面獲得的、與所述驅動相關的校正值來控制所述驅動。
根據以下參照所附圖式對示例性實施例的描述，本發明的進一步方面將變得明顯。
下面，將參照所附圖式詳細描述實施例。注意，以下的實施例並不是為了限制本發明所要求保護的範圍。實施例中描述了多個特徵，但需要所有此類特徵的發明不受限制，並且可以適當地組合多個此類特徵。此外，在所附圖式中，相同的所附圖式符號被賦予相同或類似的構造，並且省略其冗餘描述。
圖1是示出根據本發明的一方面的曝光裝置80的構造的示意圖。曝光裝置80是在微影製程中使用並且使用原件(遮罩模板(reticle)或遮罩(mask))在基板上形成圖案的微影裝置，該微影製程是製造諸如半導體元件的元件的製程。曝光裝置80進行經由原件對基板進行曝光的曝光處理，以將原件的圖案轉印到基板。
在本實施例中，曝光裝置80是透過在掃描方向上驅動原件和基板的同時，對基板進行曝光(掃描曝光)來將原件的圖案轉印到基板的步進和掃描曝光裝置(掃描儀)。然而，曝光裝置80也可以採用步進重複法或其他曝光方法。
在說明書和所附圖式中，在XYZ座標系上指示方向，其中沿投影光學系統14(將在後面描述)的光軸的方向被定義為Z軸，而與垂直於Z軸的平面平行且相互垂直的兩個方向被定義為X軸和Y軸。平行於XYZ座標系的X軸、Y軸和Z軸的方向分別被稱為X方向、Y方向和Z方向。圍繞X軸的旋轉方向、圍繞Y軸的旋轉方向和圍繞Z軸的旋轉方向分別被稱為ωX方向、ωY方向和ωZ方向。在以下描述中，Z方向有時被稱為高度方向。
如圖1所示，曝光裝置80包括照明光學系統11、保持原件12的原件載台13、投影光學系統14、保持基板15的基板載台16、第一測量單元18、第二測量單元19、第三測量單元17以及控制單元20。
控制單元20例如由包括CPU、記憶體等的計算機(資訊處理裝置)形成，並且根據儲存在儲存單元中的程式綜合控制曝光裝置80的各單元。在本實施例中，控制單元20控制將在原件12上形成的圖案轉印到基板15上的曝光處理(進行基板15的掃描曝光)。
照明光學系統11包括諸如遮蔽葉片的遮光構件。照明光學系統11將從諸如准分子雷射器的光源(未示出)發出的光整形為例如具有沿X方向的縱向的帶狀或弧形狹縫狀光，並且利用該狹縫狀光照明原件12的一部分。
原件12和基板15分別由原件載台13和基板載台16保持，並且經由投影光學系統14佈置在光學共軛位置(optically conjugate position)。
投影光學系統14具有預定的投影倍率(例如，1/2或1/4)，並將在原件12上形成的圖案投影到基板15上。在下面的描述中，基板15的其上投影有原件12的圖案的區域(即，要被狹縫狀光照射並且用作相對於照射區域(shot region)的曝光單位的區域)被稱為曝光區域21。
原件載台13和基板載台16被構造為能夠在與投影光學系統14的光軸(狹縫狀光的光軸)垂直的方向(例如Y方向)上驅動。以與投影光學系統14的投影倍率相匹配的速度比，彼此同步地相對驅動(掃描)原件載台13和基板載台16。由此，可以掃描基板上的曝光區域21，並將原件12的圖案轉印到基板15上(照射區域)。透過對基板上的多個照射區域中的各者依次重複上述掃描曝光，完成對一個基板15的曝光處理。
第一測量單元18包括例如雷射干涉儀，並測量原件載台13的位置。例如，包括在第一測量單元18中的雷射干涉儀向配設在原件載台13上的反射器13a發射雷射束，並檢測由反射器13a反射的雷射束，從而測量從原件載台13上的基準位置的位移。第一測量單元18可以基於從原件載台13上的基準位置的位移來獲得原件載台13的當前位置。
第二測量單元19包括例如雷射干涉儀，並測量基板載台16的位置。例如，包括在第二測量單元19中的雷射干涉儀向配設在基板載台16上的反射器16a發射雷射束，並檢測由反射器16a反射的雷射束，從而測量從基板載台16上的基準位置的位移。第二測量單元19可以基於從基板載台16上的基準位置的位移來獲得基板載台16的當前位置。
控制單元20基於由第一測量單元18獲得的原件載台13的當前位置和由第二測量單元19獲得的基板載台16的當前位置，控制原件載台13在X方向和Y方向的驅動以及基板載台16在X方向和Y方向的驅動。請注意，在本實施例中，第一測量單元18和第二測量單元19分別使用雷射干涉儀來測量原件載台13的位置和基板載台16的位置，但本發明並不限於此。例如，可以使用編碼器。
第三測量單元17用於將基板15的表面(下文將稱為“基板面”)與投影光學系統14的像面相匹配，並且具有測量基板面的位置和傾斜度的功能。在本實施例中，第三測量單元17在基板載台16被驅動時，測量由基板載台16保持的基板15上的照射區域中的測量目標點(測量點)的表面位置(高度方向的位置)。以這種方式，第三測量單元17用作獲得基板15上要曝光的曝光區域中的多個測量點處的高度方向上的表面位置的獲得單元。
第三測量單元17例如被構造為利用光傾斜地照射基板15的斜入射測量單元。第三測量單元17包括用光照射基板15的照射系統17a和接收由基板15反射的光的光接收系統17b。
照射系統17a例如包括光源70、準直透鏡71、狹縫構件72、照射光學系統73和鏡子74。光接收系統17b例如包括鏡子75、光接收光學系統76、校正光學系統77、光電轉換元件78和處理單元79。
光源70包括燈、發光二極體等，並發射對基板上的抗蝕劑(光敏劑(photosensitive agent))不敏感的波長的光。準直透鏡71將從光源70發射的光轉換為平行光，該平行光的截面具有幾乎均勻的強度分佈。狹縫構件72透過將一對棱鏡(角柱形構件)以傾斜面彼此面對的方式接合而構成。透過使用由鉻等製成的遮光膜，來在接合的表面中形成多個開口(例如，九個針孔)。照射光學系統73是雙遠心系統(bi-telecentric system)，並使(引導)已透過狹縫構件72的多個開口的光束經由鏡子74分別進入基板15上的照射區域中的多個測量目標點(測量點)。
其中形成有開口的平面(接合面)和基板面被設定為滿足相對於照射光學系統73的防光(shine proof)條件。在本實施例中，從照射光學系統73進入基板15的光的入射角(由投影光學系統14的光軸定義的角度)為70°或更大。此外，如圖2所示，照射系統17a用以從相對於平行於基板面的方向(X方向和Y方向)中的掃描方向(Y方向)具有角度θ(例如，22.5°)的方向發射光。以這種方式，透過使多個(例如，九個)光束進入基板上的多個(例如，九個)測量目標點，即測量點30，可以在多個測量點30處獨立地(單獨地)測量基板面的表面位置。圖2示出了照射系統17a、光接收系統17b和基板上的測量點30之間的關係的示例。
由基板上的各測量目標點(測量點30)反射的多個光束經由鏡子75進入光接收光學系統76。光接收光學系統76是雙遠心系統。光接收光學系統76包括由基板上的各測量目標點反射的多個光束的公共光闌(diaphragm)。該光闌切斷由形成在基板上的圖案生成的高階繞射光(雜訊光(noise light))。
校正光學系統77包括多個(例如，九個)校正透鏡，並將已經透過光接收光學系統76的多個光束形成為在光電轉換元件78的光電轉換面(光接收面)上的圖像，從而在光電轉換面上形成多個針孔圖像。例如，CCD線型感測器、CMOS線型感測器等用作光電轉換元件78。基於在光電轉換元件78(其光電轉換面)上形成的各個針孔圖像的位置，處理單元79計算(獲得)在各個測量目標點(即基板上的測量點30)處的基板面的表面位置。注意，光接收系統17b進行傾斜校正，使得基板上的各測量點和光電轉換元件78的光電轉換面相互共軛。因此，在光電轉換元件78的光電轉換面上形成的各個針孔圖像的位置不會由於基板上的各個測量點的局部傾斜而改變。
透過如上所述構造照射系統17a和光接收系統17b，第三測量單元17可以基於在光電轉換元件78的光電轉換面上形成的各個針孔圖像的位置，測量基板上的各個測量點處的基板面的表面位置。然後，控制單元20基於第三測量單元17的測量結果，控制基板載台16在Z方向的驅動(聚焦驅動)，以使基板15的基板面與目標面(目標高度位置)相匹配。這裡，目標面是原件12的圖案的像面，也就是投影光學系統14的像面的位置(最佳聚焦位置(最佳曝光位置))。然而，目標面並不是指與投影光學系統14的像面的位置完全匹配的位置，而是包括允許的聚焦深度範圍內的位置。
圖3是示出曝光區域21和九個測量點30(30a 1至30a 3、30b 1至30b 3和30c 1至30c 3)之間關係的圖，該九個測量點由第三測量單元17在基板上的照射區域15a中形成。曝光區域21是具有由圖3中的虛線指示的矩形形狀的區域。測量點30a 1至30a 3是在曝光區域21中(內部)形成的測量點。測量點30a 1至30a 3是這樣的測量點，在該測量點處，與基板上的測量目標點的曝光並行地進行對測量目標點處的基板面的表面位置的測量(所謂的聚焦測量)。測量點30b 1至30b 3和30c 1至30c 3是在與形成於曝光區域21中的測量點30a 1至30a 3在掃描方向(Y方向)上分別相距距離Lp的位置處形成的測量點。測量點30b 1至30b 3和30c 1至30c 3是這樣的測量點，在該測量點處，在基板上的測量目標點曝光之前，進行對測量目標點處的基板面的表面位置的測量(即所謂的聚焦測量)。
根據基板載台16的驅動方向(掃描方向)，控制單元20切換用於在基板上的測量目標點處進行表面位置的測量(即，聚焦測量)的測量點。例如，參照圖3，當在沿箭頭F所指示的方向驅動基板載台16的同時進行掃描曝光時，在曝光區域21中形成的測量點30a 1至30a 3處進行聚焦測量之前，進行在測量點30b 1至30b 3處的聚焦測量。此時，控制單元20基於在測量點30b 1至30b 3處的聚焦測量的結果，決定用於將包括測量點30b 1至30b 3的區域的表面位置佈置在目標高度位置的命令值。然後，控制單元20根據決定的命令值，控制基板載台16的聚焦驅動，使得包括測量點30b 1至30b 3的區域到該區域成為曝光區域21(到達曝光區域21)時被佈置在目標高度位置。
另一方面，當在沿箭頭R指示的方向驅動基板載台16的同時進行掃描曝光時，在曝光區域21中形成的測量點30c 1至30c 3處進行聚焦測量之前，進行測量點30a 1至30a 3處的聚焦測量。此時，控制單元20基於在測量點30c 1至30c 3的聚焦測量的結果，決定用於將包括測量點30c 1至30c 3的區域的表面位置佈置在目標高度位置的命令值。然後，控制單元20根據決定的命令值，控制基板載台16的聚焦驅動，使得包括測量點30c 1至30c 3的區域到該區域成為曝光區域21時被佈置在目標高度位置。
在此，參照圖4，描述在沿箭頭F指示的方向驅動基板載台16的同時進行掃描曝光時，提高基板載台16的同步精度的方法。圖4是示出基板上的照射區域15a中的測量點30c 1至30c 3以及在各測量點處的表面位置的測量結果(聚焦測量結果)z1至z3的圖。在相關技術中，控制單元20根據各測量點30c 1至30c 3處的表面位置的測量結果z1至z3來計算近似地表示曝光區域21的表面的橫截面形狀的近似表面。然後，控制單元20基於近似表面的傾斜度(基板載台的ωX方向旋轉和ωY方向旋轉)和聚焦測量結果，如上所述控制基板載台16的聚焦驅動。需要注意的是，為了避免由於基板載台16的快速驅動而導致同步精度下降，通常針對基板載台16的驅動量設定驅動量的上限(上限驅動量)。因此，在聚焦驅動期間，如果基板載台16的驅動量超過上限，則以上限驅動量驅動基板載台16。
下面在各實施例中描述用於抑制與基板載台16的驅動控制相關的殘差，即抑制聚焦驅動期間的載台控制殘差的技術。請注意，載台控制殘差是聚焦殘差的因素之一。 ＜第一實施例＞
如圖4所示，如果基板15的表面的橫截面形狀w1是平面，理想地是計算與基板15的表面的橫截面形狀w1相同的近似表面。因此，基板載台16的聚焦驅動被控制為使得基板載台16成為平面表面。然而，實際上，如圖4所示，在測量點30c 1至30c 3處的測量結果z1至z3分別包括測量誤差s1至s3。因此，即使基板15表面的橫截面形狀w1是平面，在各測量點30c 1至30c 3處的測量結果z1至z3也如圖5A和圖5B所示那樣變化。圖5A和圖5B是分別示出包括測量誤差的各測量點30c 1至30c 3處的測量結果z1至z3的示例的圖。即使基板15表面的橫截面形狀w1具有相同的平面形狀，也可以根據圖5A所示的測量結果z1至z3計算近似表面100，並且根據圖5B所示的測量結果z1至z3計算近似表面101。以這種方式，如果根據各個測量點處的測量結果計算出的近似表面由於測量誤差而針對各個曝光區域變化，則與從近似表面獲得的聚焦驅動相關的校正值(聚焦校正值)也變化。結果，給基板載台16的驅動控制帶來不必要的干擾，並產生載台控制殘差(基板載台16的同步精度降低)。
為了防止這種情況，在本實施例中，針對根據對基板上的各測量點處的表面位置的測量結果計算的近似表面(由其獲得的聚焦校正值)，設定特定的臨界值範圍(預定範圍)。然後，將近似表面與特定臨界值範圍進行比較，以確定是否將從近似表面獲得的聚焦校正值應用於聚焦驅動。
圖6是示出針對根據測量點30c 1至30c 3處的測量結果計算的近似表面105的傾斜度(在本實施例中為ωY方向的旋轉)而設定的臨界值102(其範圍)的示例的圖。在本實施例中，基於第三測量單元17相對於測量點30c 1至30c 3的測量精度103和第三測量單元17相對於測量點30c 1至30c 3的測量跨距104(測量範圍)來設定(指定)臨界值102。更具體地，如圖6所示，臨界值102(其範圍)由夾在兩條線102a和102b之間的範圍指定。線102a是連接位於測量跨距104兩端的測量點30c 1和30c 3的線，即連接一個測量點30c 1的測量精度103的下限值和另一個測量點30c 3的測量精度103的上限值的線。線102b是連接位於測量跨距104兩端的測量點30c 1和30c 3的線，即連接一個測量點30c 1的測量精度103的上限值和另一個測量點30c 3的測量精度103的下限值的線。對於測量精度103，可以使用預先評估的由第三測量單元17獲得的各測量點處的表面位置的測量結果的標準偏差，或者可以在用作測量單位(通道)的各測量點處使用不同的值。基於由第三測量單元17形成的多個測量點當中的、能夠測量表面位置的測量點(有效通道)來決定測量跨距104。因此，例如，針對部分照射區域，在排除不存在於基板上的測量點(無效通道)的同時決定測量跨距104。
參照圖6，在本實施例中，如果計算出其傾斜度落在臨界值102的範圍內的近似表面105，則由控制單元20控制基板載台16的聚焦驅動，而不應用從近似表面105獲得的聚焦校正值。更具體地，基於從近似地表示在要曝光的曝光區域之前已曝光的曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面而獲得的聚焦校正值，來控制基板載台16的聚焦驅動。例如，在接受(take over)在對緊接在要曝光的曝光區域之前已曝光的曝光區域進行曝光時已經應用的聚焦校正值的同時，控制基板載台16的聚焦驅動。另一方面，如果計算出傾斜度落在臨界值102的範圍之外的近似表面106，則由控制單元20基於從近似表面106獲得的聚焦校正值來控制基板載台16的聚焦驅動。
在本實施例中，對於近似表面的傾斜度不超過臨界值102的範圍的曝光區域(第一曝光區域)，基於從在該曝光區域之前已曝光的曝光區域的近似表面而獲得的聚焦校正值，來控制基板載台16的聚焦驅動。由此，在聚焦驅動中，能夠減少由第三測量單元17的測量精度引起的對基板載台16的不必要的驅動控制，從而能夠抑制載台控制殘差的產生(能夠減少基板載台16的同步誤差)。
另一方面，對於近似表面的傾斜度超過臨界值102的範圍的曝光區域(第二曝光區域)，基於從該曝光區域的近似表面獲得的聚焦校正值來控制基板載台16的聚焦驅動。因此，如果曝光區域的近似表面大幅變化，則可以根據曝光區域表面的橫截面形狀，高精度地控制基板載台16的聚焦驅動。因此，可以抑制聚焦殘差的產生。
對於要首先曝光的曝光區域(第三曝光區域)，在該曝光區域之前沒有獲得聚焦校正值。因此，對於要首先曝光的曝光區域，無論近似表面的傾斜度是落在臨界值102的範圍內還是落在臨界值102的範圍外，都基於從該曝光區域的近似表面獲得的聚焦校正值來控制基板載台16的聚焦驅動。
在本實施例中，已經將近似表面的傾斜度(在ωY方向上的旋轉)作為示例進行了描述，但是也可以類似地控制關於近似表面的傾斜度(在ωX方向上的旋轉)的聚焦驅動。或者，可以相對於近似表面在高度方向上的位置設定預定範圍，並且如果近似表面在高度方向上的位置超過預定範圍，可以基於從近似表面獲得的、與聚焦驅動相關的校正值來控制基板載台16的聚焦驅動。如果近似表面在高度方向上的位置不超過預定範圍，則可以基於例如與在對緊接之前曝光的曝光區域進行曝光時已經應用的聚焦驅動相關的校正值，來控制基板載台16的聚焦驅動。
也就是說，如果與近似表面相關的資訊超過預定範圍，則基於從近似表面獲得的、與聚焦驅動相關的聚焦校正值來控制基板載台16的聚焦驅動。如果與近似表面相關的資訊不超過預定範圍，則基於例如在對緊接之前曝光的曝光區域進行曝光時已應用的聚焦校正值來控制聚焦驅動。這裡，與近似表面相關的資訊包括近似表面的傾斜度和近似表面在高度方向上的位置中的至少一者。 ＜第二實施例＞
在本實施例中，描述了如下的技術：減少在基板15上的照射區域當中的、包括基板15的外周部的部分照射區域中的載台控制殘差(聚焦殘差)。圖7是示出包括基板15的外周部的部分照射區域15b中的測量點30c 1至30c 3以及在測量點30c 1和30c 2處的表面位置的測量結果(聚焦測量結果)z1和z2的圖。參照圖7，在部分照射區域15b中，由於測量點30c 3是不存在於基板上的測量點(無效通道)，第三測量單元17不能對測量點30c 3處的表面位置進行測量。結果，第三測量單元17的測量跨距減小，並且近似地表示包括測量點30c 1和30c 2的曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面111的精度降低。
圖8A是示出在包括基板15的外周部的部分照射區域15c中由第三測量單元17形成的多個測量點30c 1至30c 6之間的關係的圖，並且圖8B是示出在包括基板15的外周部的部分照射區域15d中，由第三測量單元17形成的多個測量點30c 1至30c 6之間關係的圖。測量點30c 1至30c 6被形成為沿X方向佈置。
參考圖8A，在部分照射區域15c中，測量點30c 1至30c 4是有效通道，而測量點30c 5和30c 6是無效通道。參照圖8B，在部分照射區域15d中，測量點30c 1和30c 2是有效通道，而測量點30c 3至30c 6是無效通道。以這種方式，第三測量單元17的測量跨距根據有效通道的數量而改變，並且近似表面的精度也相應地改變。
在本實施例中，為近似表面設定的臨界值針對各個曝光區域進行了優化。由此，即使針對包括基板15的外周部的部分照射區域，也能夠以高精度控制基板載台16的聚焦驅動。
圖9是示出針對包括基板15的外周部的部分照射區域的近似表面111而設定的臨界值112的示例的圖。參照圖9，第三測量單元17的測量精度103不變，但第三測量單元17的測量跨距113減少。因此，針對部分照射區域的近似表面111設定的臨界值112的區域，即夾在兩條線112a和112b之間的區域，變得大於針對正常照射區域的近似表面105設定的臨界值102的範圍(參見圖6)。
如果計算出傾斜度落在臨界值112的範圍內的近似表面111，則如第一實施例中那樣，由控制單元20控制基板載台16的聚焦驅動，而不應用從近似表面111獲得的聚焦控制值。另一方面，如果計算出傾斜度落在臨界值112的範圍之外的近似表面114，則由控制單元20基於從近似表面114獲得的聚焦控制值來控制基板載台16的聚焦驅動。
圖10A和圖10B是分別示出當第三測量單元17在X方向上形成多個測量點30c 1至30c 6時，針對部分照射區域的近似表面設定的臨界值的示例的圖。參照圖10A，根據用作測量點30c 1至30c 6當中的有效通道的測量點30c 1至30c 4決定第三測量單元17的測量跨距118。然後，基於第三測量單元17的測量精度103和第三測量單元17的測量跨距118，來設定臨界值119。參照圖10B，根據用作測量點30c 1至30c 6當中的有效通道的測量點30c 1和30c 2決定第三測量單元17的測量跨距120。基於第三測量單元17的測量精度103和第三測量單元17的測量跨距120，來設定臨界值121。
根據本實施例，針對包括基板15的外周部的部分照射區域，也可以高精度地控制基板載台16的聚焦驅動。因此，可以抑制載台控制殘差的產生。 ＜第三實施例＞
在本實施例中，控制單元20基於基板15上的照射區域的表面位置的測量結果和相鄰的照射區域的表面位置的測量結果，預測曝光區域的表面的橫截面形狀，並獲得相對於曝光區域的表面的實際橫截面形狀w2的預測橫截面形狀w3。注意，透過進行函數近似，例如三維函數近似，而獲得預測橫截面形狀w3。
圖11是示出曝光區域的表面的實際橫截面形狀w2、曝光區域的表面的預測橫截面形狀w3以及針對曝光區域的近似表面設定的臨界值的示例的圖。參照圖11，在本實施例中，基於第三測量單元17的測量精度103、第三測量單元17的測量跨距104以及預測橫截面形狀w3，來設定臨界值115。更具體地，以預測橫截面形狀w3為基準，根據第三測量單元17的測量精度103和測量跨距104來設定臨界值115。因此，臨界值115的範圍，即夾在兩條線115a和115b之間的範圍，相對於臨界值102的範圍(參見圖6)移位。
如果計算出傾斜度落在臨界值115的範圍內的近似表面116，則由控制單元20基於根據預測橫截面形狀w3獲得的聚焦校正值來控制基板載台16的聚焦驅動，而不應用從近似表面116獲得的聚焦校正值。另一方面，如果計算出傾斜度落在臨界值115的範圍之外的近似表面117，則由控制單元20基於從近似表面117獲得的聚焦校正值來控制基板載台16的聚焦驅動。
根據該實施例，由於可以高精度地控制基板載台16的聚焦驅動，所以可以抑制載台控制殘差的產生。特別是在基板15的表面的橫截面形狀的變化被隱藏在由第三測量單元17的測量精度引起的近似表面的變化中時，該實施例是有利的。
＜第四實施例＞ 參照圖12，描述在曝光裝置80中的曝光處理(曝光方法)。圖12是用於說明本實施例中的曝光處理的流程圖。
在步驟S1002中，控制單元20基於在基板15上的各測量點處的聚焦測量結果，計算近似地表示包括各測量點的曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面。
在步驟S1004中，控制單元20基於從步驟S1002中計算的近似表面獲得的聚焦校正值，確定基板載台16在聚焦驅動中的驅動量是否超過上限。如果基板載台16在聚焦驅動中的驅動量超過上限，則該處理轉移到步驟S1006。另一方面，如果基板載台16在聚焦驅動中的驅動量不超過上限，則該處理轉移到步驟S1008。
在步驟S1006中，控制單元20在控制基板載台16的聚焦驅動以便以上限驅動量驅動基板載台16的同時對基板15上的曝光區域進行曝光(進行掃描曝光)。
在步驟S1008中，控制單元20確定在步驟S1002中計算的、與近似表面相關的資訊是否超過預定範圍。如果在步驟S1002中計算的、與近似表面相關的資訊不超過預定範圍，則該處理轉移到步驟S1010。另一方面，如果在步驟S1002中計算的、與近似表面相關的資訊超過預定範圍，則該處理轉移到步驟S1012。
在步驟S1010中，控制單元20在基於從在待曝光區域之前已曝光的曝光區域的近似表面獲得的聚焦校正值來控制基板載台16的聚焦驅動的同時，對基板15上的曝光區域進行曝光(進行掃描曝光)。
在步驟S1012中，控制單元20在基於從在步驟S1002中計算的近似表面獲得的聚焦校正值來控制基板載台16的聚焦驅動的同時，對基板15上的曝光區域進行曝光(進行掃描曝光)。
圖13是用於說明透過上述曝光處理改善載台控制殘差(聚焦殘差)的圖。參照圖13，在各個測量點30處的測量結果不包括測量誤差的理想狀態下，在聚焦驅動中沿著基板15的表面的橫截面形狀w4驅動基板載台16，所以不產生載台控制殘差。然而，根據相關技術，如果各個測量點30處的測量結果包括測量誤差，則在聚焦驅動中，基板載台16在大幅偏離基板15表面的橫截面形狀w4的同時被驅動，並產生大的載台控制殘差131。另一方面，根據本實施例，即使在各個測量點30處包括測量誤差，在聚焦驅動中，基板載台16也幾乎沿著橫截面形狀w4被驅動而不會大幅偏離基板15的表面的橫截面形狀w4。因此，在該實施例中，抑制了載台控制殘差132的產生，並且可以將載台控制偏差抑制到相對較小的載台控制殘差132。
在上述各實施例中，以如下情況為例進行了說明，即，在曝光處理的序列(一連串步驟)中，使用第三測量單元17來測量基板15上待曝光的曝光區域中的多個測量點處的高度方向上的表面位置。然而，本發明不限於此。例如，在曝光處理的序列之前，可以使用第三測量單元17測量(初步測量)基板15上待曝光的曝光區域中的多個測量點處的高度方向上的表面位置。或者，可以使用外部測量裝置來測量(初步測量)基板15上待曝光的曝光區域中的多個測量點處的高度方向上的表面位置，並且可以由外部測量裝置獲得表面位置。在這種情況下，控制單元20用作獲得在基板15上待曝光的曝光區域中的多個測量點處的高度方向上的表面位置的獲得單元。需要注意的是，在初步測量中，也可以以比基板上的測量點30的測量間隔小的間隔多次測量基板載台16的測量原點。由此，能夠在基板15的整個表面中高精度地測量高度方向上的表面位置。
根據本發明的實施例的製造物品的方法適用於製造例如液晶顯示元件、半導體元件、平板顯示器或MEMS的物品。該製造方法包括使用上述曝光裝置80或曝光方法，對塗有光阻劑(photoresist)的基板進行曝光的處理，以及對曝光的光阻劑進行顯影的處理。此外，使用顯影的光阻劑的圖案作為遮罩，對基板進行蝕刻處理、離子植入處理等，從而在基板上形成電路圖案。透過重複曝光、顯影、蝕刻等處理，在基板上形成由多個層組成的電路圖案。在後處理中，對形成有電路圖案的基板進行切割(處理)，並進行晶片安裝、黏合和檢查處理。該製造方法還可以包括其他已知的處理(例如，氧化、沉積、氣相沉積、摻雜、平坦化和抗蝕劑去除)。與傳統方法相比，根據本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個方面是有利的。
注意，本發明並不將微影裝置限制為曝光裝置，並且也可以將微影裝置應用於例如壓印裝置。壓印裝置使模具(原件)和在基板上佈置(提供)的壓印材料彼此接觸，並對壓印材料施加固化能量，從而形成模具的圖案已經轉印到其上的固化產品的圖案。本發明可應用於基板等的外部檢查裝置。
雖然已經參照示例性實施例對本發明進行了描述，但應當理解，本發明不限於所公開的示例性實施例。所附申請專利範圍應給予最廣泛的解釋，以包括所有此類變型和同等結構及功能。
80:曝光裝置 11:照明光學系統 12:原件 13:原件載台 14:投影光學系統 15:基板 16:基板載台 17:第三測量單元 18:第一測量單元 19:第二測量單元 20:控制單元 21:曝光區域 13a:反射器 16a:反射器 17a:照射系統 17b:光接收系統 70:光源 71:準直透鏡 72:狹縫構件 73:照射光學系統 74:鏡子 75:鏡子 76:光接收光學系統 77:校正光學系統 78:光電轉換元件 79:處理單元 80:曝光裝置 30:測量點 131:載台控制殘差 132:載台控制殘差 100:近似表面 101:近似表面 102:臨界值 102a:線 102b:線 103:測量精度 104:測量跨距 105:近似表面 106:近似表面 30 c1:測量點 30 c2:測量點 30 c3:測量點 30 c4:測量點 30 c5:測量點 30 c6:測量點 15a:照射區域 15b:部分照射區域 15c:部分照射區域 15d:部分照射區域 111:近似表面 112:臨界值 113:測量跨距 114:近似表面 115:臨界值 116:近似表面 117:近似表面 118:測量跨距 119:臨界值 120:測量跨距 112a:線 112b:線 w1:橫截面形狀 w2:實際橫截面形狀 w3:預測橫截面形狀 w4:橫截面形狀 z1:測量結果 z2:測量結果 z3:測量結果 s1:測量誤差 s2:測量誤差 s3:測量誤差 30 a1:測量點 30 a2:測量點 30 a3:測量點 30 b1:測量點 30 b2:測量點 30 b3:測量點 Lp:距離 R:箭頭 F:箭頭 115a:線 115b:線 121:臨界值
[圖1]是示出根據本發明的一方面的曝光裝置的構造的示意圖。
[圖2]是示出照射系統、光接收系統和基板上的測量點之間關係的示例的圖。
[圖3]是示出曝光區域與基板上的照射區域中形成的測量點之間的關係的圖。
[圖4]是示出基板上的照射區域的測量點和各測量點處的表面位置的測量結果的圖。
[圖5A]和[圖5B]是分別示出在各測量點處的表面位置的測量結果的示例的圖。
[圖6]是示出針對近似表面設定的臨界值的示例的圖。
[圖7]是示出基板上的部分照射區域的測量點以及各測量點處的表面位置的測量結果的圖。
[圖8A]和[圖8B]是各自示出部分照射區域中的多個測量點之間的位置關係的圖。
[圖9]是示出針對部分照射區域的近似表面設定的臨界值的示例的圖。
[圖10A]和[圖10B]是各自示出針對部分照射區域的近似表面設定的臨界值的示例的圖。
[圖11]是示出曝光區域的表面的實際橫截面形狀、其預測橫截面形狀以及針對曝光區域的近似表面設定的臨界值的示例的圖。
[圖12]是用於說明曝光處理的流程圖。
[圖13]是用於說明載台控制殘差被改善的圖。
30c1:測量點
30c2:測量點
30c3:測量點
102:臨界值
102a:線
102b:線
103:測量精度
104:測量跨距
105:近似表面
106:近似表面
w1:橫截面形狀

Claims (14)

  1. 一種用於經由原件對基板進行曝光的曝光裝置，所述曝光裝置包括： 基板載台，其被構造為保持所述基板； 獲得單元，其被構造為針對所述基板上的要曝光的多個曝光區域中的各者，獲得所述曝光區域中的多個測量點處的高度方向上的表面位置；以及 控制單元，其被構造為基於由所述獲得單元獲得的所述表面位置，在對所述多個曝光區域中的各者進行曝光時，控制所述基板載台在所述高度方向上的驅動， 其中，所述控制單元： 針對所述多個曝光區域中的各者，根據由所述獲得單元獲得的所述表面位置，獲得近似地表示所述曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面，並且 在所述多個曝光區域當中，針對與所述近似表面相關的資訊不超過預定範圍的第一曝光區域，基於從近似地表示在所述第一曝光區域之前已曝光的所述曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面獲得的、與所述驅動相關的校正值來控制所述驅動。
  2. 如請求項1所述的曝光裝置，其中， 在所述多個曝光區域當中，針對與所述近似表面相關的資訊超過所述預定範圍的第二曝光區域，所述控制單元基於從近似地表示所述第二曝光區域的表面的橫截面形狀的所述近似表面獲得的、與所述驅動相關的校正值來控制所述驅動。
  3. 如請求項1所述的曝光裝置，其中， 在所述多個曝光區域當中，針對要首先曝光的第三曝光區域，所述控制單元基於從近似地表示所述第三曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面獲得的、與驅動相關的校正值來控制所述驅動。
  4. 如請求項1所述的曝光裝置，其中， 針對所述第一曝光區域，所述控制單元基於與在對緊接在所述第一曝光區域之前已曝光的曝光區域進行曝光時已使用的、與所述驅動相關的校正值來控制所述驅動。
  5. 如請求項1所述的曝光裝置，其中， 所述獲得單元包括測量單元，所述測量單元被構造為測量所述表面位置。
  6. 如請求項5所述的曝光裝置，其中， 基於所述測量單元相對於所述多個測量點的測量精度和所述測量單元相對於所述多個測量點的測量範圍，來設定所述預定範圍。
  7. 如請求項1所述的曝光裝置，其中， 所述獲得單元獲得由外部測量裝置測量的所述表面位置。
  8. 如請求項7所述的曝光裝置，其中， 基於所述外部測量裝置相對於所述多個測量點的測量精度和所述外部測量裝置相對於所述多個測量點的測量範圍，來設定所述預定範圍。
  9. 如請求項6所述的曝光裝置，其中， 基於所述多個測量點當中的、能夠測量所述表面位置的測量點來決定所述測量範圍。
  10. 如請求項6所述的曝光裝置，其中， 針對所述多個曝光區域中的各者，還基於所述曝光區域的所述表面的預測橫截面形狀來設定所述預定範圍。
  11. 如請求項10所述的曝光裝置，其中， 近似地表示在所述第一曝光區域之前已曝光的所述曝光區域的所述表面的所述橫截面形狀的所述近似表面包括所述表面的所述預測橫截面形狀。
  12. 如請求項1所述的曝光裝置，其中， 與所述近似表面相關的所述資訊包括所述近似表面的傾斜度和所述近似表面在所述高度方向上的位置中的至少一者。
  13. 一種經由原件對基板進行曝光的曝光方法，所述曝光方法包括： 針對所述基板上的要曝光的多個曝光區域中的各者，獲得所述曝光區域中的多個測量點處的高度方向上的表面位置；以及 基於所獲得的所述表面位置，在對所述多個曝光區域中的各者進行曝光時，控制保持所述基板的基板載台在所述高度方向上的驅動， 其中，在所述控制所述基板載台的所述驅動中， 針對所述多個曝光區域中的各者，根據所獲得的所述表面位置，獲得近似地表示所述曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面，並且 在所述多個曝光區域當中，針對與所述近似表面相關的資訊不超過預定範圍的第一曝光區域，基於從近似地表示在所述第一曝光區域之前已曝光的所述曝光區域的表面的橫截面形狀的近似表面獲得的、與所述驅動相關的校正值來控制所述驅動。
  14. 一種製造物品的方法，所述方法包括： 使用請求項13中限定的曝光方法對基板進行曝光； 對所述曝光的基板進行顯影；以及 由所述顯影的基板製造所述物品。
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