A7 403937 五、發明説明（/ ) [技術範疇] 本發明係有關曝光裝置及使用該裝置之半導體元件之 製造方法’特別是有關裝載有包含反射構件之反射屈折型 投影光學系統的投影曝光裝置中之光罩與晶圓之位置對正 0 [習知技術] 以往’在以蝕刻步驟製造半導體元件及液晶顯示元件 等時’係使用投影曝光裝置，然而，近年來半導體技術的 快速進展’使得微細加工技術亦隨之顯著地進展。例如可 隨時寫入讚取之目Ξι憶體，亦即如DRAM ( Dynamic
Random Access Memory)之半導體元件，雖以 16M bit ' DRAM爲現在之主流，但爲提昇集積度至256M bit DRAM 領域之開發目前亦在進行當中。 隨著半導體元件的集積化，曝光波長也由現在主流的 i線（365nm)，發展的更爲短波長化。亦即，KrF準分子 雷射（發振波長248 nm)已實用化，更進一步的，針對 ArF準分子雷射（發振波長193 nm)之實用化的開發亦在 進行當中。 當曝光波長演進至短波長化時，由於光學材料 率降低，例如可使用於投影光學系統之光學材料的曰月 顯的受到限制。其結果，裝載有折射型投影光擧系，統 知主流的曝光裝置，有投影光學系統之軸上色像 較大之不便。 針對此，在裝載有反射折射型投影光學系統; 3 本紙張尺度適用中國國家標準（〇奶〉戍4規格（2〗0父297公釐) '-- ! ii —1 -I- - 1----I I -- 1*κ----- i i .-- ___- 丁— — I I I I -I (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403937 A7 B7 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 五、發明説明（上） 置中，即使種類非常少的光學材料，亦可良好地抑制投影 光學系統之軸上色像差。然而，反射折射型投影光學系統 中，由於其光軸因反射構件而彎曲不致呈直線狀的延伸， 因反射構件之位置變動所造成之光罩圖案像的變動，（圖 像的位置偏差或圖像的轉動偏差）有遠比折射型投影光學 系統更易產生的不便。再者’折射型之投影光學系統，係 不含反射構件而係包含如透鏡般之折射系統的投影光學系 統，反射折射型投影光學系統是至少包含一種反射構件與 如透鏡般之折射系統的投影光學系統。 在特開昭63-41023號公報或特開平7-22350號公報 中，揭示有關於裝載反射折射型投影光學系統之曝光裝置 的光罩與晶圓（感光性基板）之位置對正系統。揭示於此 等公報上之曝光裝置中，於光罩與晶圓間的光路中附設有 如半稜鏡之分束器，將調整光射入此半稜鏡以測定光罩與 晶圓之相對位置。 又，於特開平5-21314號公報，揭示有關相對於折射 型投影光學系統邊相對移動光罩及晶圓、將光罩圖案複製 於晶圓之各曝光領域的掃瞄型（步進掃瞄方式）曝光裝置 中，利用在晶圓台上形成之基準標誌，在曝光前預先測定 光罩與晶圓之相對位置的方法。 [發明欲解決之課題] 於特開昭63-41023號公報及特開平7-22350號公報 中揭示之曝光裝置，光罩與晶圓間之光路中附設有半稜鏡 。亦即，在光罩與晶圓間之光路中，配置有構成投影光學 4 -II--I n I n n n I— n n _ I n τ I.---.1 . I I .1 n c请先閱讀背面之注意事項c寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CMS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消黄合作社印製 403937 Α7 _ Β7 五、發明説明π ) ' 系統之非必要不可缺的半稜鏡。因此，附設之半稜鏡容易 帶糸δ ?又於先學系統之光學性能不良影響。又，由於製造半 棱鏡後，無法修正其光分離面（波面分割面），因此爲避 免對投影光學系統的光學性能帶來不良影響，針對半棱鏡 的製造皆要求極高的精度。 另一方面’揭示於特開平5-213Μ號公報之曝光裝置 ，係利用在晶圓台上形成之基準標誌，在曝光前預先測定 光罩與晶圓之相對位置。亦即，無法在曝光中隨時測定光 罩與晶圓的相對位置。因此，針對裝載反射折射型投影光 學系統之曝光裝置使用此公報揭示之位置對正系統時，即 使投影光學系統中之反射構件的位置在曝光中有所變動，-而使光罩圖案像自基準成像位置產生位置偏差或轉動偏差 ’亦無法在曝光中隨時因應光罩圖案像之位置偏差或轉動 偏差’而進行相對於投影光學系統之光罩與晶圓的位置對 正。 有鑑於前述課題，本發明之目的，在於提供一種於光 罩與晶圓間之光路中不設置多餘的光學構件，因應配置在 反射折射型投影光學系統中之反射構件的位置變動所造成 之光罩圖案像的位置偏差或轉動偏差，亦能在曝光中隨時 進行光罩與晶圓之位置對正的曝光裝置及使用該裝置之半 導體元件的製造方法。 [解決課題之手段] 爲解決前述課題，本案之第1發明係提供一種曝光裝 置，其具備有用以照明形成既定圖案之光罩的照明光學系 5 本紙張尺度適用中國國家棣牟（CNS ) Μ規格（210Χ297公釐） !/ιί,Μ------裝------訂------線 (詩先閲讀背面之注意事項寫本頁) 4〇3937 A7 B7___ 五、聲明説明（4) ^ r. 1 0 統，以及用以將前述光罩上之前述圖案像’透過至少 於 反射構件投影於感光性基板之投影光學系統，其特徵在、 ,與備有： 基灌 檢測系統，用以檢測自前述至少1個反射構件之 ^ k _的變動量； 求 演算系統，依據前述檢測系統檢測之前述變動寥 出有關前述光罩及前述感光性基板中至少一方之修1^ 0案 以用來進行自基準成像位置移動之狀態所形成之萷述圖 與前述感光性基板實質上之位置對正； 移動系統，依據前述演算系統求出之前述修正釁’ s 少移動前述光罩及前述感光性基板中一方。 根據第1發明之較佳態樣，前述演算系統’係依據 前述檢測系統檢測之前述變動量，求出前述圖案像自前述 基準成像位置的位置偏差量及轉動偏差量，以求出實質上· 修正該位置偏差量及前述轉動偏差量所需之前述光罩之·ί# 正量；前述移動系統，係依據前述演算系統求得之前述修 正量，僅使前述光罩移動。或者’前述演算系統，係依據 前述檢測系統檢測之前述變動量，求出前述圖案像自前述 基準成像位置的位置偏差量及轉動偏差量，針對在至少產 生有該位置偏差量及前述轉動偏差量中之一方的狀態下形 成之前述圖案像，求出用以對前述感光性基板進行實質上 之位置對正所需之前述感光性基板的修正量；前述移動系 統，係依據前述演算系統求得之前述修正量，僂使前述感 光性基板移動。或者是，前述演算系統，係依據前述檢測 6 ^_ 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS > Α4規格（210X297公釐） ----.------装------ir------線· 一请先閱讀背命之泣意事項vi..寫本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403937 b7 ____ _ -- -. ___ 五、發明説明（e ) 系統檢測之前述變動量，求出前述圖案像自前述基準成像 位置的位置偏差量及轉動偏差量，以求出實質上修正該位 置偏差量及前述轉動偏差量中之一方所需之前述光罩之修 正量，針對在產生前述位置偏差量及前述轉動偏差量中另 一方之狀態下形成之前述圖案像，求出用以對前述感光性 基板進行實質上之位置對正所需之前述感光性基板的修正 量；前述移動系統，係依據前述演算系統求得之前述光罩 的修正量及前述感光性基板的修正量，使前述光罩及前述 感光性基板移動。 又，本案之第2發明，係提供一種使用第1發明之曝 光裝置的半導體元件之製造方法，其特徵在於，包含有： 檢測步驟，係檢測自前述至少1個反射構件之基準位 置的變動量； 演算步驟，係依據前述檢測步驟檢測之前述變動量’ 求出有關前述光罩及前述感光性基板中至少一方之修正量 ，以用來進行自基準成像位置移動之狀態所形成之前述® 案與前述感光性基板實質上之位置對正； 位置對正步驟，係依據前述演算步驟求出之前述修正 量，使前述光罩及前述感光性基板中至少一方移動，以進 行相對於前述投影光學系統之前述光罩與前述感光性基板 之位置對正； 曝光步驟，係以前述位置對正步驟在已進行相對於前 述投影光學系統之前述光罩與前述感光性基板之位置對正 的狀態下，以前述照明光學系統照明前述光罩，將前述光 ___ 7 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4現格（210X297公釐） ^ Γ 裝 訂 線 (请先閱讀背面之注意事項寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消貪合作社印製 403937 A7 B7 五、發明説明（6) 罩之圖案透過前述投影光學系統在前述感光性基板進行曝 光。’ 根據第2發明之較佳態樣，係於前述曝光步驟前，先 進行前述檢測步驟、前述演算步驟及前述位置對正步驟， 同時亦在前述曝光步驟中隨時進行。又，在前述演算步驟 中’最好是依據前述檢測步驟檢測之前述變動量，求得之 則述圖案像自則述基準成像位置的移動量，及保持前述光 罩’且相對於前述投影光學系統能移動之光罩台的位置資 訊，以及保持前述感光性基板，且相對於前述投影光學系 統移能移動之基板台的位置資訊，以求出相對於前述投影 光學系統，用以進行前述光罩與前述感光性基板實質上之-位置對正所需之有關前述光罩及前述感光性基板中，至少 一方之修正量。 [實施形態] 本發明，係依據自投影光學系統中配置之反射構件的 基準位置之變動量，求出有關前述光罩及前述感光性基板 中至少一方之修正量，以進行自基準成像位置移動狀態下 形成之圖案像與感光性基板實質上之位置對正。然後，依 據求得之修正量，藉由至少移動光罩及感光性基板中一方 ，以實質上進行圖案像與感光性基板之位置對正。再者， 本說明書中之「基準成像位置」，係指反射構件在位於基 準位置之狀態下，透過投影光學系統形成之圖案像的位置 〇 具體來說，依據自反射構件之基準位置的變動量，求 8 ” — 訂 線 f請先聞讀背面之注意事ip-r4寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403937 Α7 _ Β7 五'發明説明（7) 出自圖案像之基準成像位置的位置偏差量及轉動偏差量， 以求出用以實質上修正此位置偏差量及轉動偏差量所需之 光罩的修正量。然後，依據求得之修正量僅使光罩移動， 以實質上修正圖案像之位置偏差及轉動偏差，即能進行圖 案像與感光性基板之實質上之位置對正。 又’依據自反射構件之基準位置的變動量，求出自圖 案像之基準成像位置的位置偏差量及轉動偏差量，以求出 相對於產生有此位置偏差量及轉動偏差量之至少一方的狀 態下形成之圖案像，用以對感光性基板進行實質上之位置 對正所需之感光性基板的修正量。然後，依據求得之修正 量僅使光罩移動，以進行實質上之相對於自基準成像位置 移動之狀態所形成之圖案像的感光性基板位置對正，即能 進行圖案像與感光性基板實質上之位置對正。 更進一步的，依據自反射構件之基準位置的變動量， 求出自圖案像之基準成像位置的位置偏差量及轉動偏差量 ’求出用以實質上修正此位置偏差量及轉動偏差量中之一 方所需之光罩的修正量，以求出相對於產生有此位置偏差 量及轉動偏差量之另一方的狀態下形成之圖案像’對感光 性基板進行實質上之位置對正所需之感光性基板的修正量 。然後’依據求得之光罩的修正量移動光罩，僅對圖案像 之位置偏差（轉動偏差）進行實質上之修正，同時依據求 得之感光性基板的修正量移動感光性基板，相對於自基準 成像位置的位置偏差（轉動偏差）之狀態來形成之圖案像 ，對感光性基板進行實質上之位置對正，即能進行圖案像 9 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ----------1------•玎------g (請先閲讀背面之注意事項广〜寫本頁) 403937 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（《） 與感光性基板實質上之位置對正。 如上所述’本發明在光罩與感光性基板之晶圓間的光 路中’並無設置多g余的光學構件’爲因應反射折射型之投 影光學系統中配置之反射構件的位置變動所造成之圖案像 的位置偏差及轉動偏差，即使在曝光中亦可隨日寺進行光罩 與晶圓之位置對正。其結果’在曝光中即使因反射構件位 置變動造成圖案像的位置偏差及轉動偏差，亦可藉由在曝 光中隨時進彳了光罩與晶圓之位置對正，而'能,經常之良好： 的位置對正狀態下製造良好之半導體元件。 接著’依據所附圖式，說明本發明之實施例。 圖1係槪略的藏不本發明桌1實施例之曝光裝置的構 成圖。第1實施例中，本發明係適用於相對於反射折射型 之投影光學系統’相對移動光罩及晶圓之同時，藉掃瞄曝 光將光罩圖案複製在晶圓之各曝光領域之掃瞄型的曝光裝 置。 圖1中，係將Z軸設定與投影光學系統3之光罩側部 分3a的光軸AXa平行，於Z軸垂直之面內，將γ軸設定 與圖1之紙面平行，於Z軸垂直之面內，將X軸設定與圖 1之紙面垂直。 圖1之曝光裝置’具備有用以均勻地照明形成有應複 製之既定圖案之光罩2的照明光學系統1。照明光學系統1 ，係例如以從ArF準分子雷射光源射出的光透過複眼透鏡 ，形成由多數光源像構成之二次光源，此二次光源的光， 透過聚光透鏡聚光射向光罩2。以此方式，藉從照明光學 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) .裝· 、-* 線 403937 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（？） 系統1射出的光重疊平均照明光罩2。再者’藉從照明光 學系統1射出的光在光罩2上形成之照野（照明領域）， 具有沿X方向延伸之細長矩形狀’其中心相對於投影光學 系統3之光罩側部分3a的光軸AXa，偏心於-Y方向。 光罩2，係在XY平面內支撐於光罩台（未圖示）上 。光罩台，係由能在Χγ平面內之二維方向移動之XY台 以及能繞Z軸轉動之轉動台等所構成。又’光罩台係依據 來自控制系統11之指令’透過驅動系統12驅動控制之方 式構成。 穿透光罩2之圖案的光’透過投影光學系統3之光罩 側部分3a，沿-Z方向射入凹鏡M3。以凹鏡M3反射至+X 方向的光，射入配置在投影光學系統3之光罩側部分3 a光 路中之第1反射鏡Ml。以第1反射鏡Ml反射至+Y·方向 反射的光，透過2個的透鏡成分，射入第2反射鏡M2。 以第2反射鏡M2反射至-Z方向的光，透過投影光學系統 3之光罩側部分3b，到達塗布有如光阻劑般之感光材料之 感光性基板晶圓4上。 以此方式，於晶圓4上形成光罩2之圖案像。又，在 晶圓上形成之曝光區域，對應於形成在光罩上之照野具有 沿X方向延伸之細長矩形狀，其中心相對於投影光學系統 3之晶圓側部分3b的光軸AXb，偏心於+Υ方向（參照後 述說明之圖3)。更進一步具體來說，光罩2上形成之照 野與晶圓4上形成之曝光區域形狀互似，其大小及對應光 軸的偏心距離，係依存於投影光學系統3之投影倍率。 神水 I訂 II 線 (請先閱讀背面之注意事項V4-寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210 X 297公嫠） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403937 at B7 五、發明説明（) 晶圓4，係在XY平面內支撐於晶圓台上。晶圓台， 與光罩台相同地，係由能在ΧΥ平面內之二維方向移動之 台及能繞ζ軸轉動之轉動台等所構成。 因此，藉由相對於投影光學系統3沿Υ方向同步移動 光罩2及晶圓4且同時進行掃瞄曝光，能將光罩圖案複製 至晶圓4之1個曝光區域。然後，藉由於ΧΥ平面二維方 向驅動控制晶圓4同時反覆進行上述之掃瞄曝光，亦即是 按照步進掃瞄方式，即可將光罩圖案逐次複製至晶圓4的 各個曝光區域。 第1實施例中，具備有用以檢測自配置在投影光學系 統3之第1反射鏡Ml基準位置的變動量之第1檢測系統 13，以及自第2反射鏡M2基準位置的變動量之第2檢測 系統14。第1檢測系統13及第2檢測系統14之輸出，供 給至演算系統15。演算系統15，依據以第1檢測系統13 檢測之自第1反射鏡Ml基準位置的變動量以及由第2檢 測系統14檢測之自第2反射鏡M2基準位置的變動量，透 過投影光學系統3，求出自形成圖案像之基準成像位置的 變動量，亦即位置偏差量及轉動偏差量。 其次，演算系統15，依據求得之位置偏差量及轉動偏 差量，求出用以修正自圖案像之基準成像位置的位置偏差 及轉動偏差所需之光罩2的修正量。以演算系統15求得之 修正量資訊，供給至控制系統11。 控制系統11，依據由演算系統15供給之修正量資訊 ，透過驅動系統12驅動控制光罩台。以此方式，光罩2僅 坤衣 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 403937 A7 B7 五、發明説明（|丨） 移動所需之修正量，修正自圖案像之基準成像位置的位置 偏差及轉動偏差。其結果，即進行圖案像與晶圓4之位置 對正。 以下，依據更進一步具體的構成例，說明有關第1實 施例中光罩2與晶圓4的位置對正。 第1實施例之投影光學系統3的各個數據揭示於下表 (1)。於表（1)之[全體之數據]中，NA表示像側（晶圓 側）之開口數，/3表示投影倍數。又於表（1)之[透鏡之 數據]中，第1欄表示自光罩側（物體側）起之透鏡面的順 序，第2欄之r表示透鏡面的曲率半徑（~表示平面）， 第3欄之d表示透鏡面的間隔，第4欄之η表示相對於 ArF準分子雷射的振盪波長λ=193。4nm之折射率。 [表1] [全體之數據] ΝΑ=0·6 /3:1/4 [透鏡之數據] ---------批衣------訂------i (請先閱讀背面之注意事項VV,"寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 d η r 〇〇 d 60.000 η 1 -210.000 18.000 1.56019 2 -233.058 1.734 3 301.818 32.109 1.50138 4 -415.393 19.449 5 154862.242 15.248 1.56019 6 -528.109 5.460 7 -316.309 18.000 1.56019 8 275.570 74.064 9 342.313 48.000 1.50138 13 (光罩2) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 403937 A7 B7 五、發明説明（^ ) 經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 10 —248.024 1.806 11 -250.000 20.000 1.56019 12 3438.110 286.849 13 390.013 40.000 1.50138 14 -2017.162 22.849 15 421.041 20.000 1.56019 16 230.317 47.916 17 -222.542 20.000 1.56019 18 988.626 7.270 19 -11949.023 27.617 1.50138 20 -328.913 0.500 21 365.306 42.285 1.56019 22 -1713.365 160.144 23 -283.704 30.000 1.56019 24 1076.349 30.701 25 -353.136 -30.701 (凹鏡M3) 26 1076.349 -30.000 1.56019 27 -283.704 -160.144 28 -1713.365 -42.285 1.56019 29 365.306 -0.500 30 -328.913 -27.617 1.50138 31 -11949.023 -7.270 32 988.626 -20.000 1.56019 33 -222.542 -47.916 34 230.317 -20.000 1.56019 35 421.041 -22.849 36 -2017.162 -40.000 1.50138 37 390.013 -286.849 38 3438.110 -20.000 1.56019 39 -250.000 -1.806 40 -248.024 -48.000 1.50138 41 342.313 -4.064 42 〇〇 180.000 (第1反射鏡Ml) 43 560.214 34.041 1.50138 44 -256.332 3.017 45 -250.000 20.000 1.56019 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（hOXM?公釐） ----------1------ΐτ------# (請先閲讀背面之注意事項V%,寫本頁) 403937 at Β7 五、發明説明（ί)) 46 -1453.242 422.966 47 CO 150.000 (第2反射鏡M2 ) 48 -285.380 -30.000 1.56019 49 -954.824 -50.000 50 〇〇 -78.332 (開口光圏S) 51 -220.000 -45.000 1.50138 52 -2665.536 -6.535 53 —200.000 -27.411 1.56019 54 -516.467 -18.844 55 632.373 -30.000 1.56019 56 -1060.585 -19.112 57 -553.788 -45.000 1.56019 58 5823.302 0.500 59 -153.299 -45.000 1.56019 60 -120.000 -1.243 61 -125.615 -66.000 1.56019 62 3036.218 -17.000 (晶圓4) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 首先，如圖2所示，考慮第1反射鏡Ml以Z軸之順 時鐘方向由基準位置僅轉動變動Γ (1秒）之情況。此時 ，如3圖所示，相對於投影光學系統3之晶圓部分3b的光 軸AXb，沿Y方向僅偏心+7mm而應在晶圓4上形成之曝 光區域EF，係沿X方向全體僅移動dX=+121nm。又，自 曝光區域EF的中心沿-X方向相距15mm之曝光區域EF 的端部像點P1，係沿Y方向僅移動dX=-71nm，同時沿X 方向僅移動dX=-54nm。更進一步的，自曝光區域EF的中 心沿+X方向相距15mm之曝光區域EF的端部像點P2，係 沿Y方向僅移動dY=+71nm，同時沿X方向僅移動dX=-54nm ° 15 I . 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項r^寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 403937 A7 B7 五、發明説明（4) 其次，如圖4所示，考慮第2反射鏡M2以Y軸之順 時鐘方向由基準位置僅轉動變動Γ ( 1秒）之情況。此時 ，如圖5所示，透過投影光學系統3在晶圓4上形成之曝 光區域EF，係沿X方向全體僅移動dX=-794nm。又，自 曝光區域EF的中心，沿-X方向相距15mm之曝光區域EF 的端部像點P1，係沿Y方向僅移動dx=-74nm，同時沿X 方向僅移動dX=-23nm。更進一步的，自曝光區域EF的中 心，沿+X方向相距15mm之曝光區域EF的端部像點P2， 係沿Y方向僅移動dY=+74nm，同時沿X方向僅移動 dX=-23nm。 因此，當第1反射鏡Ml以Z軸之順時鐘方向由基準 位置僅轉動變動Γ同時第2反射鏡M2以Y軸之順時鐘 方向由基準位置僅轉動變動Γ時，曝光區域EF的全體移 動量，像點P1的移動量及像點P2的移動量，係圖3及圖 5中作爲移動量的合成，而如下表（2)所示。 ^ 批衣 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項/4寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 dY dX EF的全體移動量 Onm -673nm 像點P1的移動量 -145nm -77nm 像點P2的移動量 +145nm -77nm 亦即，當第1反射鏡Ml以Z.軸之順時鐘方向由基準 位置僅轉動變動1”同時第2反射鏡M2以Y軸之順時鐘 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 403937 at B7 五、發明説明（rr ) 方向由基準位置僅轉動變動Γ時，透過投影光學系統3 形成之圖案像，係沿X方向僅有dX=-673nm之位置偏差 的同時，在Z軸之順時鐘方向僅有2”之轉動偏差。 如上所述，第1實施例中，係藉由僅移動光罩2以修 正圖案像之位置偏差及轉動偏差，進行圖案像與晶圓4之 位置對正，進而進行光罩2與晶圓4之位置對正。因此， 第1實施例之具體構成例中，僅使光罩2沿+X方向移動 673nm (圖案像之位置偏差）X 4 (投影倍數的逆數） =2692nm，同時亦以圖案像之轉動偏差量相同角度亦即僅2 ”使光罩2在Z軸之反時鐘方向轉動。如此，依據所需之 修正量僅移動光罩2時，曝光區域EF的全體移動量，像 點P1的移動量及像點P2的移動量，即修正如表（3)。 [表3] dY d： EF的全體移動量 Onm Onm 像點Ρ1的移動量 Onm -9nm 像點Ρ2的移動量 Onm -9nm 0¾-- (請先閱讀背面之注意事項广〜寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 若參照表（3)，藉依據所需之修正量僅使光罩2移動 ，即知可良好地修正因自第1反射鏡Ml及第2反射鏡M2 基準位置的轉動變動而產生之圖案像的位置偏差及轉動偏 差。再者，若著眼於像點P1及像點P2的移動量時，Y方 向的成分dY被完全修正，而X方向的成分dX雖有若干殘 17 本紙張尺度適用中國國家榡芈（CNS ) Μ規格（210Χ297公釐） 403937 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（4) 留’但藉由使γ方向的成分dY稍微的惡化，即可謀求將 X方向的成分dX變小之最適宜化。 如上述般，第1實施例之具體構成例中，係以第1檢 測系統13檢測第1反射鏡Μ1之繞z軸之轉動變動角，而 以第2檢測系統14檢測第2反射鏡M2之繞Υ軸之轉動變 動角。此時’對檢測反射鏡之轉動變動角的檢測系統，可 採用例如圖6所示之構成。圖6中，如第1檢測系統13及 第2檢測系統14般之檢測系統，係由斜方向對檢測對象之 反射鏡61的端面61a照射光線之照射部62，以及用以檢 測來自反射鏡61的端面61a之反射光受光位置的檢測部 63所構成。檢測部63，係依據來自反射鏡61的端面61a 之反射光之受光位置，檢測反射鏡61的轉動變動角。來自 檢測部63之檢測信號，係供給至演算系統15。 又’第1檢測系統13及第2檢測系統14，亦可採用 圖6 (B)及（C)所示之構成。圖6(B)及（C)所示之 檢測系統，照射部62係自斜方向將光線投射至反射鏡61 之背面61b ’來自反射鏡61之背面61b之反射光受光位置 由檢測部63檢測。此變形例中，如圖6 ( B)及（C)所示 ，藉由2組檢測系統，檢測反射鏡61的轉動變動及位置偏 差。第1組檢測系統，如圖6 ( B)所示，具備有： 照射部62B，具有對準光源623及來自光源623之光 的透鏡622 ;以及 檢測部63B，具有在反射鏡之背面61b對反射光進行 聚光之透鏡631及配置在透鏡631之聚光位置的光電變換 裝----.--訂------線 (請先閱讀背面之注意事項.V、%寫本頁) 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 403937 at B7 經濟部智慧財產局WC工消費合作社印製 五、發明説明（㈧） 元件632。 第2組檢測系統，具備有： 照射部62C ’具有在反射鏡61的背面61b，對光源 623及來自光源6M的光進行聚光之透鏡624 ;以及 檢測部63C ’具有形成反射鏡之背面61b之聚光點的 像之透鏡633、及配置於由透鏡633所形成之像形成位置 之光電變換元件634。 此處，可藉由監控在檢測部63B之光電變換元件632 上之聚光位置的位置偏差，測定反射鏡61的轉動量，亦可 藉由監控在檢測部63C之光電變換元件634上之聚光位置 的位置偏差，監控沿反射鏡之背面61b之法線方向的位置 偏差。 又，反射鏡61之表面，針對曝光光的波長區域蒸鍍有 最適宜化之反射增加膜，而在反射鏡61的背面61b，最好 針對照射部62產生之光的波長區域（例如可視光），蒸鍍 最適宜化之反射增加膜蒸發較佳。 演算系統15，依據第1檢測系統13檢測之第1反射 鏡Ml的轉動變動角與第2檢測系統14檢測之第2反射鏡 M2的轉動變動角，求出自圖案像之基準成像位置的位置 偏差量及轉動偏差量。其次，演算系統15依據求得之圖案 像的位置偏差量及轉動偏差量，求出用以實質上修正此圖 案像的位置偏差及轉動偏差所需之光罩2的修正量。以演 算系統15求得之修正量資訊，供給控制系統11。控制系 統11，依據由演算系統15所供給之修正量資訊，透過驅 (請先閲讀背面之注意事4寫本頁) -裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ2_97公釐） 403937 A7 A7 . B7 五、發明説明（β ) 動系統12驅動控制光罩台。以此方式，光罩2僅移動所需 之修正量，以實質上修正自圖案像之基準成像位置的位置 偏差及轉動偏差。其結果，良好的進行了圖案像與晶圓4 之位置對正，且進一步進行了良好的光罩2與晶圓4之位 置對正。 如上所述，光罩2與晶圓4之位置對正結束後，移至 曝光步驟（微影步驟）。圖7係用以說明使用本發明之曝 光裝置在晶圓上形成既定之電路圖案之各步驟的流程圖。 首先，圖7之步驟71中’在1批晶圓上蒸鍍金屬膜。 下一步驟72，係在晶圓上之金屬膜上塗布光敏抗蝕劑。之 後’步驟73，係使用第1實施例之曝光裝置，透過投影光 學系統將光罩上的圖案依序複製於晶圓上的各曝光領域。. 接者’步驟7 4 ’係進行晶圓上之光敏抗蝕現像。之後，步 驟7 5 ’係藉由在晶圓上以光阻圖案作爲光罩進行餽刻，以 在晶圓上的各曝光領域形成對應於光罩上之圖案的電路圖 案。之後’更進一步進行上層之電路圖案的形成，晶圓步 驟結束後將晶圓送至下一個步驟。 晶圓步驟結束後，以實際的組裝步驟，經過切斷在胃 個燒接之電路上之晶圓的晶片化之切割步驟、在各晶片，賦 予配線等之結合步驟、包裝各個晶片之封包步驟等各個步· 驟後，製造成LSI等之半導體元件。 以上之說明中，係顯示了使用曝光裝置藉晶圓處理之 微影步驟製造LSI等之半導體兀件之例，但藉使用曝光裝 置之微影步驟，亦能製造液晶顯示元件、薄膜磁頭、攝像 ^-------1-- (請先閲讀背面之注意事項厂k寫本頁) 、-口 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 403937 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（θ) 元件(CCD等）之半導體元件。 如上所述，第1實施例中，不在光罩2與晶圓4間之 光路中設置多餘的光學構件，亦能在曝光中隨時進行光罩 2與晶圓4之位置對正，以因應配置在反射折射型投影光 學系統3中之反射構件Ml及M2之位置變動所造成之光 罩圖案像的位置偏差及轉動偏差。其結果，即使在掃瞄曝 光中因反射構件Ml及M2的位置變動引起光罩圖案像的 位置偏差或轉動偏差，亦能藉由在掃瞄曝光中隨時進行光 罩2與晶圓4之位置對正，在經常之良好的位置對正狀態 下製造良好之半導體元件。 又，第1實施例中之演算系統15，係自反射鏡的轉動 變動角，求出圖案像的位置偏差量及轉動偏差量，進而自 圖案像的位置偏差量及轉動偏差量，求出光罩2之所需修 正量。然而，亦可不求出圖案像的移動量（位置偏差量及 轉動偏差量），而直接自反射鏡的轉動變動角，求出光罩 2之所需修正量。此時，例如係藉由進行依據既定之演算 式的演算，或藉由參照既定之記憶表亦可求出圖案像之移 動量或光罩2之所需修正量。 又，在第1實施例中，係藉由僅移動光罩2，修正圖 案像的位置偏差及轉動偏差，以進行圖案像與晶圓之位置 對正。然而，亦可藉由僅移動光罩2，相對於自基準成像 位置移動所形成之圖案像進行對晶圓4之位置對正，以進 行圖案像與晶圓之位置對正。上述之具體的構成例中僅移 動晶圓4時，係沿-X方向使晶圓4僅移動673nm (圖案像 _^_ 21 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X 297公釐〉 {請先閲讀背面之注意事項V4寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403937 Α7 Β7 五、發明説明（) 的位置偏差量）’同時亦使晶圓4以z軸之順時鐘方向僅 轉動與圖案像之轉動偏差量相同角度，亦即2”。 再者，亦可移動光罩2及晶圓4雙方，以進行圖案像 與晶圓之位置對正。上述之具體的構成例中，移動光罩2 及晶圓4時，係沿+X方向使光罩4僅移動2692nm，以修 正圖案像之位置偏差，同時使光罩2以Z軸之順時鐘方向 僅轉動2” ，即可相對於自基準成像位置轉動偏差所形成 之圖案像進行晶圓4之位置對正。或者，使光罩2以Z軸 之反時鐘方向僅轉動2” ，以修正圖案像之轉動偏差，同 時沿+X方向使光罩4僅移動673nm，即可相對於自基準成 像位置位置偏差所形成之圖案像進行晶圓4之位置對正。 更進一步的，第1實施例之具體構成例中，係以第1 檢測系統13檢測第1反射鏡Ml之繞Z軸的轉動變動角， 第2檢測系統14檢測第2反射鏡M2之繞Y軸的轉動變動 角。而因第1反射鏡Ml之繞Z軸的轉動變動角及第2反 射鏡M2之繞Y軸的轉動變動角，使圖案像向於X方向產 生位置偏差之同時亦繞Z軸產生轉動偏差。然而’藉由檢 測系統檢測之自反射構件之基準位置的變動量，並不限於 反射構件之繞既定軸的轉動變動角，而係視需要亦包含繞 其他軸之轉動量或如三維方向移動量般的變動量之槪念。 一般來說，若1個或複數之反射構件繞3個軸線產生 轉動變動或在三維方向產生位置變動時’會產生圖案像之 三維方向之位置偏差、或繞3個軸線之轉動偏差。此時， 光罩台或晶圓台視需要，必須具備三維方向之移動自由度 22 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2ίΟΧ297公釐） 裝------訂------線 (請先閲讀背面之注意事項r^寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403937 A7 B7 ' —-------—_____ 五、發明説明（？丨） 及繞3個軸線之轉動自由度。具體來說，除了 χγ台及繞 ζ軸之轉動台，亦需要加上能在ζ方向移動之Ζ台以及能 繞X軸及繞γ軸轉動之水準台。 又，在反射構件之轉動變動特別的具有決定性之影響 時，於反射構件之反射面中，係成爲檢測與其法線直交之 繞2個軸線的轉動變動角。此時，於第i實施例之第i反 射鏡Ml的反射面，係設定由與X軸平行之χ，軸及與γ軸 平行之Υ’軸構成之局部座標，以檢測第i反射鏡M1之繞 X’軸的轉動變動角及繞Y’軸的轉動變動角。又，於第1實 施例之第2反射鏡M2的反射面亦同樣地，設定由與χ軸 平行之X’軸及與Y軸平行之Y，軸構成之局部座標，以檢 測第2反射鏡M2之繞X’軸的轉動變動角及繞γ，軸的轉動 變動角。 圖8係槪略的顯示有關本發明第2實施例之曝光裝置 的構成圖。又，圖9係槪略的顯示圖8中所省略之光罩台 及光罩台測量系統之構成的俯視圖。更進—步的，圖10係 槪略的顯示圖8中所省略之晶圓台及晶圓台測量系統之構 成的俯視圖。 第1實施例與第2實施例雖有類似之構成，但第2實 施例中亦考慮光罩台的位置資訊及晶圓台的位置資訊以進 行光罩與晶圓的位置對正，僅此點與第1實施例不同。因 此’圖8中，與第丨實施例之構成要素相同機能之要素係 賦予和圖1相同之參照符號。以下，著眼於與第1實施例 之相異點，說明第2實施例。 ___ 23 尽紙張尺度適用中國國家榡準（CNS )人4規格（210X297公釐） I 裝 I . 訂— — I I ~線 (請先閱讀背面之注意事項寫本I ) Α7 Β7 403937 五、發明説明（Λ1) 參照圖9，光罩2，係透過光罩保持具91在ΧΥ平面 內支撐於光罩台92上。光罩台92，係由能在χγ平面作 二維移動之台及能繞Ζ軸轉動之轉動台等所構成。又，光 罩台92之ΧΥ座標及繞Ζ軸之轉動量，係以光罩台測量系 統16 (參照圖8)常時測量。 光罩台測量系統16中，於光罩台92上固定有透鏡93 ’該透鏡93具有與ΧΖ平面平行、沿X方向延伸之長的反 射面。又，使沿+Χ方向射入之光束朝Ζ方向平行移動以 使之沿-X方向射出之方式構成之2個隅角稜鏡94及95， 在Υ方向相隔一間距固定於光罩台92上。 更進一步的，光罩台測量系統16，具備有使相對於透 鏡93之反射面以垂直入射光束所得之反射光束，與參照光 束干涉的雷射干涉儀96。又，亦具備有使相對於隅角稜鏡 94及95，以沿X方向入射光束所得之反射光束，與參照 光束干涉的雷射干涉儀97及98。再者，雷射干涉儀96〜 98，係藉由與光罩台92隔絕之適當的支撐具支撐。以此方 式，光罩台測量系統16即能依據雷射干涉儀96之輸出， 測出光罩台92之Υ方向的移動量、亦即Υ座標。又，依 據雷射干涉儀97與雷射干涉儀98之輸出，亦可測出光罩 台92之X方向的移動量、亦即X座標及光罩台92之繞Ζ 軸的轉動量。以光罩台測量系統16測出之光罩台92的位 置資訊，供給至演算系統15。 另一方面，參照圖10，晶圓4係透過晶圓座101在 ΧΥ平面內支撐於晶圓台102上。晶圓台102，係由能在二 24 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) Α4規格（2Κ)Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項r4'寫本頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403937 kl 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（>Ό 維方向移動之χγ台及能繞ζ軸轉動之轉動台等所構成。 又，晶圓台102之ΧΥ座標及繞Ζ軸之轉動量，係以晶圓 台測量系統17 (圖8參照）’常時測量。 晶圓台測量系統17中，於晶圓台102上固定有透鏡 103，該透鏡1〇3具有與ΧΖ平面平行、沿X方向延伸之長 的反射面。又，於晶圓台102上固定有透鏡104，該透鏡 104具有與ΥΖ平面平行、沿Υ方向延伸之長的反射面。 更進一步的，晶圓台測量系統17，具備有使相對於透 鏡103之反射面以垂直入射光束所得之反射光束，與參照 光束干涉之雷射干涉儀105。亦具備有對相對於透鏡104 之反射面，以垂直入射Υ方向相隔一間距之二束光束所得 之二束反射光束進行干涉之雷射干涉儀106。更進一步的 ，具備有使朝向晶圓4之曝光區域EF的中心、相對於透 鏡1〇4之反射面以垂直入射光束所得之反射光束，與參照 光束干涉的雷射干涉儀107。 再者，雷射干涉儀105〜107，係藉由與晶圓台1〇2隔 絕之適當的支撐具支撐。以此方式，晶圓台測量系統17， 即可依據雷射干涉儀105之輸出，測出晶圓台102之Υ方 向的移動量、亦即Υ座標。又，亦可依據雷射干涉儀106 之輸出，測出晶圓台102之繞Ζ軸的轉動量。更進一步的 ，依據雷射干涉儀1〇7之輸出，可測出晶圓台102之X方 向的移動量、亦即X座標。而以晶圓台測量系統16測出 之晶圓台102的位置資訊，供給至演算系統15。 第2實施例中，如圖8所示，光罩台測量系統16之輸 _ 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事%寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印级 403937 五、發明説明（a) 出及晶圓台測量系統I7之輸出，與第1檢測系統13之輸 出及第2檢測系統14之輸出，同時供給至演算系統15。 演算系統15，依據第1檢測系統13檢測之第1反射鏡Ml 的轉動變動角及第2檢測系統14檢測之第2反射鏡M2的 轉動變動角所求出之自圖案像之基準成像位置的位置偏差 量及轉動偏差量，以及依據使用光罩台測量系統16測出之 光罩台的位置資訊及使用晶圓台測量系統17測出之晶圓台 的位置資訊，求出相對於投影光學系統3對光罩2與晶圓 3進行實質上之位置對正所需之修正量。 以演等系統15求得之修正量資訊，供給至控制系統 11。控制系統11依據自演算系統15供給之修正量資訊， 透過驅動系統12驅動控制光罩台。以此方式，光罩2僅移 動所需之修正量，即可實質上修正自圖案像之基準成像位 置的位置偏差及轉動偏差，同時亦可實質上修正光罩台與 晶圓台之相對位置偏差所造成之光罩2與晶圓4之相對位 置偏差。其結果，可相對於投影光學系統3進行良好之光 罩2與晶圓4之位置對正。 以此方式，第2實施例中亦與第1實施例相同的，不 在光罩2與晶圓4間之光路中設置多餘的光學構件，亦能 在曝光中隨時進行光罩2與晶圓4之位置對正，以因應配 置在反射折射型投影光學系統3中之反射構件Ml及M2 之位置變動所造成之光罩圖案像的位置偏差及轉動偏差。 其結果，即使在掃瞄曝光中因反射構件Ml及M2的位置 變動引起光罩圖案像的位置偏差或轉動偏差’或者產生光 26_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----------------.玎------Μ (請先閱讀背面之注意事項/%寫本頁) 403937 at B7 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 五、發明説明（) 罩台與晶圓台之相對位置的偏差，亦能藉由在掃瞄曝光中 隨時進行光罩2與晶圓4之位置對正，在經常之良好的位 置對正狀態下製造良好之半導體裝置。 又’第2實施例中亦與第1實施例相同的，藉由僅使 晶圓4移動，或使光罩2及晶圓4移動，即可相對於投影 光學系統3進行光罩2與晶圓4之位置對正。 再者，上述各實施例中，雖係舉投影光學系統含2個 反射鏡（光路偏向構件）之曝光裝置爲例以說明本發明， 但反射鏡之數量及配置並不限於第1實施例。 更進一步的，上述各實施例中，作爲投影光學系統係 使用反射折射型光學系統，但在本發明中，亦可使用至少 含有1個反射構件之光學系統，例如反射型光學系統或含 有光路彎曲透鏡之折射型光學系統等。 又，上述之各實施例中，係舉相對於投影光學系統， 藉由同步移動光罩及晶圓同時進行掃瞄曝光，以將光罩圖 案複製在晶圓之各曝光領域之所謂的步進掃瞄方式之曝光 裝置爲例以說明本發明。然而，相對於投影光學系統，僅 使晶圓在二維方向以步進方式移動同時將光罩圖案逐次複 製於晶圓之各攝像領域的所謂步進重複方式之曝光裝置或 其他方式之曝光裝置，亦可適用於本發明。 圖11係槪略顯示有關本發明第3實施例之曝光裝置的 構成圖。 圖η所示之曝光裝置，係使用波長5〜15nm左右之 軟X線領域的光線（EUV光線）作爲曝光用之照明光，以 _______ 27 _ _ 本紙張尺度適ϋ國國家標準（CNS ) Λ4規格（210'Χ 297/>ϋ " ----------餐------ir------.^. (請先閱讀背面之注意事項V.%寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403^37 A7 B7 五、發明説明（) 步進掃瞄方式進行曝光動作之投影曝光裝置。又，圖11中 ，係將投影原版之反射型光罩2的縮小像形成於晶圓4上 之反射縮小投影光學系統的光軸方向設爲Y方向，將與此 Y方向直交之紙面內方向設爲Z方向，並將與此YZ方向 直交之紙面垂直方向設爲X方向。 此投影曝光裝置，係將描繪於投影原版(reticle)之反射 型光罩2上之電路圖案之一部份的像，透過反射縮小投影 光學系統3持續投影於感光性基板之晶圓4上，並藉由對 光罩2與晶圓4進行相對於反射縮小投影光學系統3之1 維方向的相對掃瞄，以步進掃瞄方式將反射型光罩2之電 路圖案的全體複製在晶圓4上各個複數之攝像領域。 此處，本實施形態中之曝光用照明光EUV光，因對大 氣之穿透率低，故EUV光所通過之光路，係以未圖示之真 空氣室包覆以遮斷外氣。 首先，說明圖11之照明光學系統1。 雷射光源100，具有供給紅外區域〜可視區域波長之 雷射光的機能，例如係使用以半導體雷射激發之YAG雷射 或準分子雷射。此雷射光，係藉由聚光光學系統1〇1聚光 於位置102。噴嘴103，將氣體狀的物體噴向位置1〇2，此 噴出物體於位置102承受高照度的雷射光。此時，噴出之 物體受雷射光的能量而成高溫，被激發成等離子體狀態， 在朝低電位狀態遷移時，放出EUV光。 此位置102周圍，配置有構成聚光光學系統之橢圓鏡 104 ’此橢圓鏡104，係以其第1焦點與位置1〇2幾乎一致 —______ 28 本紙張纽ϋ用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公瘦)' " 一 I i 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項-T埃寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403937 at B7 五、發明説明（) 之方式定位。橢圓鏡104的內表面，設有用以反射EUV光 之多重膜，在此處被反射之EUV光，在橢圓鏡104的第2 焦點一度聚光後，朝向構成聚光光學系統之拋物面鏡105 。拋物面鏡105，係以其焦點與橢圓鏡1〇4第2焦點位置 幾乎一致之方式定位，其內表面，設有用以反射EUV光之 多重膜。 自拋物面鏡105射出之EUA光，在幾乎被對準之狀態 ，朝向作爲光學積分器之反射型複眼光學系統i〇6a、 l〇6b。反射型複眼光學系統106a、106b ’係由集積複數個 反射面而成的第1反射元件群l〇6a，以及具有對應於第1 反射元件群l〇6a之複數個反射面之複數個反射面的第2反 射元件群l〇6b所構成。在構成該等第1及第2反射元件群 106a，106b之複數個反射面上，亦設有用以反射_EUV光 之多重膜。 來自拋物面鏡105之被對準的EUA光’被第1反射元 件群106a波面分割，將來自各個反射面之EUV光，聚光 形成複數之光源像。此等複數之光源像形成的各個位置附 近，定位有第2反射元素群l〇6b之複數個反射面’此等第 2反射元件群106b之複數個反射面’實質上實現場鏡之機 能。以此方式，反射型複眼光學系統l〇6a ’ 106b ’依據來 自拋物面鏡105之略平行光束’形成作爲2次光源之多數 的光源像。再者，有關此種反射型複眼光學系統1〇6 ’本 案提案人已在特願平第10-47400號中提出。又’本實施 形態中爲控制2次光源的形狀’最好在第2反射元件群 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（210X297公釐） ^ 装 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項填商本買) 403937 A7 _______ B7 五、發明説明（d) 106b之附近設置σ光圈較佳。 接著，來自反射型複眼光學系統106a，l〇6b所形成之 2次光源的EUA光，朝向已定位之聚光反射鏡1〇7以使此 2次光源位置的附近成爲焦點位置，以此聚光反射鏡107 反射聚光後，透過光路彎折鏡108，到達反射型光罩2上 。在此等聚光反射1¾ 1 〇 7及光路灣折鏡10 8的表面，設有 用以反射EUV光之多重膜。然後，聚光反射鏡107，將發 自2次光源的EUA光聚光，以重疊平均照明反射型光罩2 〇 又，在本實施形態中，爲進行朝向反射型光罩2之照 明光，及朝向反射在該反射型光罩2之投影系統3的EUV 光之空間的光路分離，照明系統係非遠心系統，且反射縮 小投影光學系統3亦爲光罩側非遠心之光學系統。 接著，在反射型光罩2上，設有由用以反射EUV光之 多層膜而構成之反射膜，此反射膜係對應應複製於作爲感 光性基板之晶圓4上之圖案的形狀。以此反射型光罩2反 射，含有反射型光罩2之圖案資訊的EUV光，射入反射縮 小投影光學系統3。 反射縮小投影光學系統3，係由作爲光路彎折鏡之透 鏡Ml，凹鏡M2、凸鏡M3及凹鏡M4所構成。又，構成 反射縮小投影光學系統3之透鏡Ml〜M4 ’係由在基材上 設有用以反射EUV光之多重膜而構成。 以反射型光罩2尽射之EUV光’通過反射縮小投影光 學系統3，在晶圓2上之圓弧狀的曝光領域內，以既定之 30 (請先聞讀背面之注意事項4填寫本頁) -裝' 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 403937 Μ Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（j ) 縮小倍率/5 (例如I/5| = 1M，1/5，1/6)形成反射型光罩2 之圖案的縮小像。 又，反射型光罩2，係至少以能沿Y方向及Z軸爲中 心之轉動方向移動之光罩台2S支撐，而晶圓4，係以能沿 XYZ方向移動之晶圓台4S支撐。此等光罩台2S及晶圓台 4S之移動，係藉由各個光罩台驅動系統12及晶圓台驅動 系統（未圖示）達成。在進行曝光動作時，係以照明系統 1對反射型光罩2持續照射EUV光，相對於反射縮小投影 光學系統3，使反射型光罩2及晶圓4，依據投影系統3之 縮小倍率以既定之速度比移動。藉此，於晶圓4上既定之 攝像領域內，掃瞄曝光反射型光罩2之圖案。 其次，本實施形態中，光罩台2S之XY座標及繞Z軸 的轉動量，係以光罩台測量系統16常時測量，此測量之光 罩台2S的位置資訊，供給至演算系統15。再者，晶圓台 4S之XY座標及繞Z軸的轉動量，以晶圓台測量系統17 常時測量，此測量到之晶圓台4S的位置資訊，供給至演算 系統15。 又，有關作爲投影系統之反射縮小投影光學系統3的 透鏡Ml轉動變動角及位置偏差量，係以檢測系統13檢測 ，輸出至演算系統15。演算系統15，與前述第2實施例相 同地，係依據檢測系統13檢測之反射鏡Ml的轉動變動角 ，求出之自圖案像之基準成像位置的位置偏差量及轉動偏 差量，及依據使用光罩台測量系統16測出之光罩台4S的 位置資訊，以及依據使用晶圓台測量系統17測出之晶圓台 31 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） _ 裝 訂 線 (請先閱讀背面之注意事^丨填寫本頁) 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 403937 五、發明説明h。） 的位置資訊，求出相對於投影系統3對光罩2與晶圓4進 行實質上之位置對正所需之光罩2的修正量。 以演算系統15求得之修正量資訊，供給至控制系統 11。控制系統11，依據由演算系統15供給之修正量資訊 ，透過驅動系統12驅動控制光罩台。以此方式，光罩2僅 移動所需之修正量，即可實質上修正自圖案像之基準成像 位置的位置偏差及轉動偏差，同時亦可實質上修正因光罩 台與晶圓台之相對位置偏差，所產生之光罩2與晶圓4之 相對位置偏差。其結果，能相對於投影光學系統3進行良 好之光罩2與晶圓4之位置對正。 •又，第3實施例亦與第1實施例及第2實施例相同地 ，藉由僅移動晶圓4，或藉由移動光罩2及晶圓4，即可進 行相對於投影光學系統3之光罩2與晶圓4之位置對正。 再者，上述之各實施例中，係檢測作爲投影光學系統 中之光路偏向構件（光路彎折鏡）之平面鏡的轉動變動角 ，但本發明中，即使檢測轉動變動角之透鏡，爲具有光焦 度（power)之透鏡（凹鏡，凸鏡），只要該透鏡係在將光 軸彎折的情況下皆可適用。又，此情況不僅是像的位置變 動或轉動偏差，亦有招致像差狀態變化之危險，但在像差 狀態之變化在容許量以內，仍可藉由至少移動光罩及感光 性基板中一方的位置，即能在良好的位置對正狀態及像差 修正狀態下實現曝光。再者，若像差狀態的變化超出容許 量時，只要移動構成投影光學系統之光學構件中的一部分 以修正像差狀態即可。 ____ 32 g张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公瘦1 ---^-------裝------、玎------^ (請先聞讀背面之注意事^1填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消贫合作社印製 403937 Α7 Β7 五、發明説明（；丨） 圖12係槪略顯示有關本發明第4實施例之曝光裝置的 圖。 圖12所示之曝光裝置，係將光罩2上形成之電路圖案 的等倍像，投影於坡璃基板上塗布有感光性材料之感光性 基板4上’相對於等倍之投影光學系統3相對的持續移動 光罩2及感光性基板4 ’而進行曝光之投影裝置。此種方 式之投影曝光裝置’例如美國專利第5,298,939號公報中 已有揭示。 圖I2中’係以光罩2之電路圖案形成面爲XY平面之 方式設定座標系統’ X軸與紙面垂直方向、Y軸與紙面內 方向、而Z軸與XY平面分別直交，且設定於紙面內方向 〇 圖示之曝光裝置，具備有平均照明形成應複製圖案之 光罩2的照明光學系統1。此照明光學系統1，因能使用與 揭示於上述美國專利第5,298,939號公報相同之物，故此 處省略其說明。又，照明光學系統1在光罩2上形成之照 野（照明領域），例如可成爲具有延伸於X方向之底邊且 具有較該底邊更向-Y方向側之上邊的台形狀。 光罩2，與前記實施例相同的，係藉由具有能在XY 平面內於二維方向移動之XY台，及能繞Z軸轉動之β台 (轉動台）之光罩台2S支撐。 投影光學系統3，係由形成光罩2之等倍中間像的第1 成像系統3Α，以及使該中間像在感光性基板4上以等倍再 成像之第2成像系統3Β所構成。而，第1成像系統3Α， 33 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ； 訂 線 (請先閱讀背面之注意事^寫本頁) 403937 A7 B7 五、發明説明（U ) (請先閲讀背面之注意事填寫本頁) 係由光路彎折鏡Ml、透鏡群3A1及凹鏡M3構成，第2 成像系統3B，則係由光路彎折鏡M2、透鏡群3B1以及凹 鏡M4構成。穿透光罩2之圖案的光，在光路彎折鏡Ml 反射朝+Y方向行進後，經過透鏡群3A1以凹鏡M3反射， 再經過透鏡群3A1以光路彎折鏡Ml反射朝-Z方向行進 ，形成光罩2之等倍的中間像（橫倍率1)。來自此中 間像之光，於光路彎折鏡M2反射朝+Y方向行進後，經過 透鏡群3B1以凹鏡M4反射，再經過透鏡群3A2以光路彎 折鏡M2反射朝-Z方向行進，在感光性基板4上形成光 罩2之等倍的2次像（橫倍率=+1)。 感光性基板4，與上述實施例相同的，係被具有能在 XY平面內二維方向移動之XY台及能繞Z軸轉動之6>台（ 轉動台）的基板台4S所支撐。此基板台4S，係依據來自 控制系統11的指令透過驅動控制系統12而驅動控制。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，藉相對於投影光學系統3沿Y方向一體移動光 罩2及感光性基板4同時進行掃瞄曝光，即可將光罩圖案 像複製於感光性基板4上延伸於Y方向的曝光領域。之後 ，藉由將光罩2及感光性基板4沿X方向一體移動（步進 動作）’重複上述掃瞄曝光’即可將光罩圖案複製於感光 性基板4上之全部領域。 第4實施例中，具備有用以檢測自配置在投影光學系 統3、作爲光路彎折鏡之第1反射鏡Ml基準位置的變動 量之第1檢測系統13，以及自作爲光路彎折鏡之第2反射 鏡M2基準位置的變動量之第2檢測系統Μ。再者，第4 34 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） 403937 at B7 五、發明説明（η ) 實施例與第2實施例相同地，具備有測量光罩台2S之座標 位置的光罩台測量系統16,以及測量基板台4S之座標位 置的基板台測量系統17。此等第1及第2檢測系統13、Η ’光罩台測量系統16及基板台測量系統17之輸出，供給 至演算系統15。演算系統15，與第2實施例相同地.，依據 第1及第2檢測系統13，14檢測之第1及第2反射鏡Ml ’ M2的轉動變動角，求出自圖案像之基準成像位置的位 置偏差量及轉動偏差量，及以光罩台測量系統16測出之光 罩台2S的位置資訊，以及以基板台測量系統17測出之基 板台的位置資訊，求出相對於投影系統3，進行光罩2與 感光性基板4實質上之位置對正所需之感光性基板4的修 正量。 以演算系統15求得之修正量資訊，供給至控制系統 11。控制系統11，依據由演算系統15供給之修正量資訊 ’透過驅動系統12而驅動控制基板台4S。以五方式，感 光性基板4僅移動所需之修正量，即可實質修正自圖案像 之基準成像位置的位置偏差及轉動偏差，同時亦可實質修 正因光罩台與晶圓台之相對位置偏差所造成之光罩2與晶 圓4之相對位置偏差。其結果，可良好地進行相對於投影 光學系統3之光罩2與晶圓4之位置對正。 又，第4實施例中，係對複數之單位曝光領域持續進 行曝光，而取得大面積之曝光領域。此處，爲更進一步提 昇單位曝光領域間之持續精度，於掃瞄曝光中’光罩2及 感光性基板4中至少一方之移動方向，不僅是Y方向，最 35 _ 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS〉A4規格（210X297公釐〉 ---;-------^-- (請先閱讀背面之注意事Γ填寫本頁) -9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 403937 五、發明説明（if ) 好是配合圖案像之轉動方向亦附加+X方向或-X方向之移 動量成分。 又，上述各實施例中，係經常時進行因配置在投影系 統中之反射構件的位置變動，所造成之圖案像的位置偏差 及轉動偏差之光罩及感光性基板的位置修正，但此修正不 需隨時進行。 例如，可考慮在對感光性基板上之1個攝像領域進行 曝光後，移動至下個攝像領域之動作中進行修正，或在交 換感光性基板時進行修正，或交換光罩時進行修正等。 再者，.亦可隨時藉由檢測系統監視反射構件的位置變 動，在反射構件的位置變動量超出既定容許量時，進行修 正。有關此變形例，例如參照圖11加以說明。圖11中’ 預先於演算部內記憶有關反射構件的位置變動量之容許量 ，並以演算部15判斷檢測系統13所檢測之位置變動量是 否達到此容許量。如在容許量內，即不需進行光罩及感光 性基板中至少一方之位置修正，若超出容許量時’則自位 置變動量求出光罩及感光性基板中至少一方的修正量’將 之移動。又，在超出容許量時，最好是在連接於演算部之 表示部的顯示器18上，顯示超出容許量一事1 ° 更進一步的，上述各實施例中，作爲照明光學系統之 光源，係使用ArF準分子雷射光源’但亦可使用供給F2 準分子雷射光源（波長157nm)、KrF準分子雷射光源（ 波長248nm) 、i線（波長365nm)之水銀燈泡或供給 13nm之軟線波長域之電磁波等之物。 36 ---Μ-------赛------1Τ------線 C請先閲讀背面之注意事产“填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 403937 37 五、發明説明（π ) [發明之效果] 如上述之說明般，根據本發明之曝光裝置，不在光罩 與感光性基板之晶圓間之光路中設置多餘的光學構件，亦 能在曝光中隨時進行光罩與晶圓之位置對正，以因應配置 在反射折射型投影光學系統中之反射構件之位置變動所造 成之圖案像的位置偏差及轉動偏差。因此，即使在掃瞄曝 光中因反射構件的位置變動引起光罩圖案像的位置偏差或 轉動偏差，亦能藉由在掃瞄曝光中隨時進行光罩與晶圓之 位置對正，在經常之良好的位置對正狀態下製造良好之半 導體元件。.
[圖式之簡單說明] 圖1係槪略顯示有關本發明第1實施例之曝光裝置的 構成圖。 圖2係顯示圖1之第1反射鏡Ml自基準位置順時鐘 繞Z軸旋轉之轉動變動狀態的圖。 圖3係顯示第1反射鏡Ml轉動變動時之曝光區域EF 的全體移動或像點P1及P2之移動的圖。 圖4係顯示圖1之第2反射鏡M2自基準位置順時鐘 繞Y軸旋轉之轉動變動狀態的圖。 圖5係顯示第2反射鏡M2轉動變動時之曝光區域EF 的全體移動或像點P1及P2之移動的圖。 圖6係槪略顯示檢測反射鏡之轉動變動角的檢測系統 之具體構成圖，（A)係顯示第1實施例之檢測系統，（B )及（C)係顯示變形例之檢測系統。 ‘ 37 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ^ 扣衣 訂 線 (請先閱讀背面之注意事^寫本頁) ， 403937 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（终） 圖7係說明使用本發明之曝光裝置在晶圓上形成既定 之電路圖案的各步驟流程圖。 圖8係槪略顯示本發明第2實施例之曝光裝置的構成 圖。 圖9係槪略顯示圖8中所省略之光罩台及光罩台測量 系統之構成的俯視圖。 圖10係槪略顯示圖8中所省略之晶圓台及晶圓台測量 系統之構成的俯視圖。 圖11係槪略顯示本發明第3實施例之曝光裝置的構成 圖。 · 圖12係槪略顯示本發明第4實施例之曝光裝置的構成 圖。 [符號之說明] 1 照明光學系統 2 光罩 3 投影光學系 4 晶圓（感光性基板） 11 控制系統 12 驅動系統 13 第1檢測系統 14 第2檢測系統 15 演算系統 16 光罩台測量系統 38 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項Η填寫本頁) 403937 A7 B7 五、發明説明（”） 17 Ml M2 M3 S 61 62 63 91 92 . 101 102 96 〜98 105〜107 晶圓台測量系統 第1反射鏡 第2反射鏡 凹鏡 開口光圈 反射鏡 照射部 檢測部 光罩保持具 光罩台 晶圓座 晶圓台 雷射干涉儀 雷射干涉儀 (請先閱讀背面之注意事項f4寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）