TWI455177B - An exposure apparatus and an exposure method, and an element manufacturing method - Google Patents

An exposure apparatus and an exposure method, and an element manufacturing method Download PDF

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Description

曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法
本發明係關於一種曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法。
本案基於2006年4月21日所申請之日本特願2006－118004號主張優先權，於本案中援引其內容。
例如專利文獻1所揭示，有一種具備使用凹面鏡之反射折射型之投影光學系統的曝光裝置。已知此種曝光裝置中，當將從投影光學系統之光軸偏差之區域作為曝光區域時，變更投影倍率則投影像之中心會偏移(像移)。專利文獻2揭示有一種為修正像移，將修正用光學元件插入光路之技術。
專利文獻1：日本特開平6－132191號公報專利文獻2：日本特開2004－145269號公報
上述習知技術中，設置像移對策之光學元件，當使該光學元件傾斜以修正像移時，其他的像差可能變動。又，當變更投影倍率時，由於標線片中心與對準光學系統之距離的基線量因像移而變動，因此再次進行測量基線量之處理。若每變更投影倍率即測量基線量，產率會明顯降低。
本發明形態之目的在於提供一種能高精度曝光處理之曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法。
本發明係採用與顯示實施形態之第1圖至第5圖對應的以下構成。
本發明第1形態之曝光裝置，具備以既定投影倍率將光罩(R)之圖案投影於基板(W)上之既定曝光區域的投影光學系統(PL)，投影光學系統之光軸中心與該圖案所投影之投影區域(33)之中心係設定在相異位置；具備：倍率變更裝置(LC)，用以變更投影光學系統之投影倍率；算出裝置(23)，用以算出該投影倍率之變更所伴隨之該投影區域中心之偏移量；以及修正裝置，係依據該投影區域中心之偏移量，修正該曝光區域之位置資訊。
本發明第2形態之曝光方法，具備以既定投影倍率將光罩(R)之圖案投影於既定曝光區域的投影光學系統(PL)，將投影光學系統之光軸中心與該圖案所投影之投影區域(33)之中心設定在相異位置以進行曝光；具有：變更步驟，用以變更投影光學系統之投影倍率；算出步驟，用以算出該投影倍率之變更所伴隨之該投影區域中心之偏移量；以及修正步驟，係依據該投影區域中心之偏移量，修正該曝光區域之位置資訊。
依據第1或第2形態，當伴隨投影倍率之變更而投影區域中心偏移時，算出此偏移量，以修正欲將圖案曝光之曝光區域的位置資訊。藉由例如依據上述偏移量以修正使用於曝光處理之基板的位置，將光罩之圖案轉印於基板上之既定位置。因此，能防止像移用之光學元件的設置、及/或其他像差之變動。又，能抑制每變更投影倍率時之基線量的反覆測量，防止產率降低。
本發明第3形態之元件製造方法，包含微影製程；該微影製程中，使用上述記載之曝光方法。
依據第3形態，微影製程中，例如能防止產率降低，可高效率製造元件。
此外，為了易理解地說明本發明，雖與顯示一實施例之圖式之符號對應來加以說明，但當然本發明並非限於實施例。
本發明中，即使當隨著投影倍率之變更而投影區域之中心位置偏移時，亦能防止像移對策之光學元件之設置、及/或每變更投影倍率時之基線量之反覆測量，能進行高精度之曝光處理。
以下，參照第1圖至第7圖說明本發明之曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法之實施形態。
本實施形態係將本發明適用於使用反射折射系統作為投影光學系統之步進掃描方式的投影曝光裝置。
第1圖係顯示本實施形態之投影曝光裝置之概略構成的圖。此第1圖中，省略收納投影曝光裝置的室。第1圖中，使用ArF準分子雷射光源1(振盪波長為193nm)作為曝光用光源。作為該曝光用光源，亦能使用其他的KrF準分子雷射(波長為248nm)或F2 雷射(波長為157nm)般之在振盪階段放射紫外域之雷射光者、放射將來自固態雷射光源(YAG或半導體雷射等)之近紅外域之雷射光轉換波長而獲得之大致真空紫外域的諧波雷射光者、或經常使用於該種曝光裝置之水銀放電燈等。
第1圖中，以來自ArF準分子雷射光源1之波長193nm狹帶化之紫外脈衝光所構成的曝光用光IL(曝光光束)，係通過光束匹配單元(BMU)2，通過遮光性的管5內，射入作為光衰減器之可變減光器6，該光束匹配單元2包含在與投影曝光裝置本體之間，用以使光路定位匹配的可動反射鏡等。用以控制對晶圓上之光阻之曝光量的曝光控制器24，係控制ArF準分子雷射光源1之發光之開始及停止、以及以振盪頻率及脈衝能量所定之輸出，且階段性或連續性調整對可變減光器6之曝光用光的減光率。
通過可變減光器6之曝光用光IL，係經由沿著既定光軸配置之透鏡系統7A,7B所構成之光束整形光學系統，射入作為光學積分器之複眼透鏡11。在複眼透鏡11之射出面配置照明系統之開口光圈系統12。於開口光圈系統12，切換自如地配置通常照明用之圓形開口光圈、由複數個偏心之小開口構成的變形照明用之開口光圈、及輪帶照明用之開口光圈等。從複眼透鏡11射出，通過開口光圈系統12中之既定開口光圈之曝光用光IL，係射入透射率高、反射率低之分束器8。被分束器8反射之紫外脈衝光係射入由光電檢測器構成之積分感測器9。積分感測器9之檢測訊號供應至曝光控制器24。又，相對分束器8，在積分感測器9之相反側配置反射光檢測系統10。反射光檢測系統10係檢測出被晶圓W反射之曝光用光IL之反射光的光電檢測器。依據反射光檢測系統10之檢測結果，能算出被晶圓W反射而射入投影光學系統PL之入射光量。
分束器8之透射率及反射率係預先高精度測量，接著儲存於曝光控制器24內之記憶體。曝光控制器24可藉由積分感測器9之檢測訊號間接地監測曝光用光IL對投影光學系統PL之入射光量、及其累計值。
透射過分束器8之曝光用光IL被光路彎曲用之反射鏡13反射後，經由聚光透鏡系統14射入標線片遮板機構16內之固定照明視野光圈(固定遮板)15A。固定遮板15A具有開口部，該開口部在與投影光學系統PL之視野大致共軛之區域內，配置成在與掃描方向正交之非掃描方向延伸成直線狹縫狀、圓弧狀、或矩形(以下，統稱為「狹縫狀」)。再者，在標線片遮板機構16內設有與固定遮板15A不同之使照明區域之掃描方向之寬度可變的可動遮板15B，以該可動遮板15B謀求降低標線片載台之掃描移動距離、降低標線片R之遮光帶寬度。可動遮板15B之開口率資訊亦供應至曝光控制器24。將該開口率乘上從積分感測器9之檢測訊號求出之入射光量的值成為實際上對投影光學系統PL之入射光量。主控制裝置23依據積分感測器9及反射光檢測系統10之檢測訊號、可動遮板15B之開口率資訊、及其他資訊，將投影光學系統PL之投影倍率或光軸方向之成像位置(焦點位置)、及畸變等之修正指令傳至透鏡控制器LC(倍率變更裝置)。透鏡控制器LC依照此指令進行投影光學系統之修正光學系統(後述)之驅動，以進行投影倍率等之修正。
被標線片遮板機構16之固定遮板15A整形成狹縫狀之曝光用光IL，係透過成像用透鏡系統17、光路彎曲用之反射鏡18、及主聚光透鏡系統19，在作為光罩之標線片R之電路圖案區域，以相同的強度分布照射與固定遮板15A之狹縫狀開口部相似的照明區域31。亦即，固定遮板15A之開口部、或可動遮板15B之開口部之配置面，係因成像用透鏡系統17與主聚光透鏡系統19之合成系統，而與標線片R之圖案面大致共軛。以包含從可變減光器6到主聚光透鏡系統19為止之構件，構成照明光學系統3。照明光學系統3係收納於副室45內。通常的空氣對使用於本實施形態之曝光用光IL之ArF準分子雷射的光吸收率高。因此，在副室45內透過配管46供應透射過曝光用光IL之氣體(對曝光用光IL吸收率低的氣體)之氮氣(N2 )。此外，亦能使用乾燥空氣或氦等惰性氣體來取代氮氣。
在形成於標線片R之電路圖案區域內，以曝光用光IL照射之照明區域31內之部分像，係透過兩側(或單側)遠心、投影倍率β為縮小倍率之投影光學系統PL，成像投影於作為基板(感應基板)之塗布有光阻劑之晶圓W上的投影區域33。列舉一例，投影光學系統PL之投影倍率β為1/4。
本實施形態之投影光學系統PL係反射折射系統，其詳細構成之一例，例如揭示於國際公開第01/065296號小冊子(對應美國專利申請公開第2003/0011755A1號說明書)。以下說明中，將與投影光學系統PL之光軸AX平行的方向設為Z軸，與Z軸垂直的平面內，與第1圖之紙面垂直的方向設為X軸，與第1圖之紙面平行的方向設為Y軸。本實施形態中，－Z方向係大致鉛垂下方向，XY平面係與水平面大致平行，沿著Y軸之方向(Y方向)係掃描曝光時之標線片R及晶圓W之掃描方向。標線片R上之照明區域31及與此共軛之晶圓W上之投影區域33，分別具有沿著非掃描方向之X軸方向(X方向)之長軸的細長形狀。
如第1圖簡化所示，投影光學系統PL具有第1折射光學系統27、反射光學元件28、凹面鏡29、第2折射光學系統30、及內部配置該等之鏡筒26。第1折射光學系統27形成標線片R上之照明區域31內之圖案縮小像32A。反射光學元件28具有使來自第1折射光學系統27之光束大致往－Y方向彎曲的第1反射面、及使來自後述凹面鏡29之光束大致往－Z方向彎曲的第2反射面。凹面鏡29將來自反射光學元件28之光束反射至反射光學元件28側而形成像32B。第2折射光學系統30將經由像32B藉由反射光學元件28大致反射至－Z方向之光束聚光，在晶圓W上之投影區域33形成該像32B之縮小像。又，投影光學系統PL具有進行投影倍率或焦點位置、畸變等之微調整之未圖示的修正光學系統。折射光學系統27及30之光軸與光軸AX一致。反射光學元件28及凹面鏡29之光軸與Y軸平行。照明區域31內之圖案與投影區域33內之像的方向相同。反射光學元件28與凹面鏡29呈相對向，反射光學元件28係配置於＋Y方向側，凹面鏡29係配置於－Y方向側。鏡筒26之－Y方向側之側面的一部分26a突出至外側。
此構成中，包含射入凹面鏡29之像32A的光束、與被凹面鏡29反射而形成像32B的光束係於Z方向分離。標線片R上之照明區域31之中心係相對光軸AX於－Y方向偏移。晶圓W上之投影區域33之中心亦相對光軸AX於－Y方向(與本發明之既定方向對應，本實施形態中係與掃描方向平行)偏移。列舉一例，設投影區域33之Y方向的寬度(狹縫寬度)為5~10nm，則其偏移量△Y係超出該狹縫寬度之1/2某個程度(例如1mm左右)之長度。此外，在投影光學系統PL之鏡筒26內亦供應透過配管47而透射過曝光用光IL之氣體(對曝光用光IL吸收率低的氣體)之氮氣、或氦等之惰性氣體。
此外，作為投影光學系統PL，日本特開2000－47114號公報(對應美國專利第6,496,306號說明書)所揭示之反射折射系統亦能適用於本發明。
其次，說明本實施形態之投影曝光裝置之載台系統及對準系統。
配置於投影光學系統PL之物體面側之標線片R，當掃描曝光時，係透過空氣軸承吸附保持於標線片基座21上之至少於Y方向定速移動的標線片載台20。標線片載台20之移動座標位置(X方向、Y方向之位置、及繞Z軸之旋轉角)，係以固定於標線片載台20的移動鏡(未圖示)及具有與該移動鏡相對向配置之複數個雷射干涉儀的標線片干涉儀系統(未圖示)逐次測量。標線片載台20之移動係藉由具有線性馬達或微動致動器等的驅動系統22進行控制。標線片干涉儀系統實際上係構成在X方向具有1個光軸、及在Y方向具有2個光軸之至少3軸的雷射干涉儀。標線片干涉儀系統之測量資訊係供應至統轄控制裝置整體動作之主控制裝置23內的載台控制部及統轄控制部。載台控制部依據該測量資訊及來自統轄控制部之控制資訊(輸入資訊)，控制驅動系統22之動作。
另一方面，配置於投影光學系統PL之像面側之晶圓W，係透過晶圓保持具34吸附保持於晶圓載台35上。晶圓載台35係透過空氣軸承而裝載在晶圓基座37上，以在掃描曝光時至少能於Y方向定速移動，且於X方向及Y方向步進移動。晶圓載台35具備Z調平機構，該Z調平機構依據多點自動聚焦感測器(未圖示)之測量值，控制晶圓W之Z方向位置(聚焦位置)、與繞X軸及Y軸之傾斜角。自動聚焦感測器測量包含投影區域33之既定區域內之複數個測量點之聚焦位置。聚焦檢測系統，例如，如美國專利第6,608,681號等所揭示般，以該複數個測量點分別測量基板之Z軸方向之位置資訊，藉此檢測出基板之面位置資訊。
在投影光學系統PL之－Y方向之側面，亦即在投影區域33相對光軸AX之中心位置之偏移方向之側面附近，以離軸方式配置場像對準(FIA：Field Image Alignment)方式之對準感測器43。對準感測器43係以例如光導件(未圖示)等導引之寬帶域之照明光來照明被檢測標記，將與被檢測標記像與內部之指標標記像對應之影像訊號供應至對準處理系統25。FIA方式之對準感測器之詳細構成之一例，例如揭示於日本特開平7－183186號公報。晶圓載台35及後述測量用載台36之移動座標之資訊亦供應至對準處理系統25。對準處理系統25，將該影像訊號加以影像處理，求出被檢測標記像中心相對該指標標記像中心之X方向、Y方向所對應之位置偏移量，在此位置偏移量加上此時之載台移動座標，藉此算出該被檢測標記之X方向、Y方向之座標。此時，在對準感測器43之視野內，共軛像相對指標標記之中心B成為對準感測器43之檢測中心(被檢測標記之測量位置偏移量成為(0,0)之位置)。
第2圖係顯示第1圖中之載台系統、投影光學系統PL、及對準感測器43之位置關係。第2圖中，在晶圓W上面設定於X方向及Y方向以既定間距分割之多數個照射區域SA(曝光區域，第2圖中顯示代表性之1個照射區域)。在各照射區域SA分別附設作為對準標記之X軸之晶圓標記WMX及Y軸之晶圓標記WMY。藉由對準感測器43測量晶圓W上之既定晶圓標記之座標，藉此進行晶圓W之對準。
列舉一例，對準處理系統25，統計處理晶圓W上之既定配置之複數個晶圓標記之座標，藉此以增強整體對準(EGA)方式算出晶圓W上之全部照射區域之排列座標。又，如後述，預先測量對準感測器43之檢測中心B與曝光中心(通常與投影區域33之中心大致相等)之間隔之基線量。基線量之資訊係儲存於對準處理系統25內。於對準處理系統25，關於晶圓W上之全部照射區域，以基線量修正而求出之排列座標之資訊係供應至主控制裝置23內之統轄控制部。
又，第1圖中，在晶圓基座37上，透過空氣軸承等與晶圓載台35(曝光用載台)獨立裝載能於X方向及Y方向移動自如的測量用載台36。測量用載台36係使用於標線片對準及基線量(投影區域33與對準感測器43之位置關係)的測量、及曝光用光IL之照射量的測量時。在測量用載台36上面固定形成有既定基準標記的基準標記板38。包含基準標記板38之空間像測量系統48係裝入於測量用載台36。空間像測量系統48之詳細構成之一例係揭示於日本特開2002－14005號公報(對應美國專利申請公開第2002/0041377號說明書)。照射量測量用之照射量感測器(未圖示)亦裝入於測量用載台36。基準標記板38之上面設定成與投影光學系統PL之像面相同高度。如後述，本實施形態之投影曝光裝置係液浸型，基準標記板38上面之被矩形框包圍之區域，係供應有液體之淹沒區域36a。
晶圓載台35及測量用載台36係分別沿著未圖示之X軸導件，藉由線性馬達於X方向驅動，且該等X軸導件沿著未圖示之Y軸導件，藉由線性馬達於Y方向驅動。包含該等線性馬達之驅動機構係圖示為驅動系統41。測量用載台36及驅動系統41與測量投影區域與對準系統之位置關係的測量機構對應。主控制裝置23內之載台控制部，為控制驅動系統41之動作，必須測量晶圓載台35及測量用載台36之移動座標位置(X方向、Y方向之位置、及繞Z軸等之旋轉角)。因此，在晶圓載台35之－X方向及－Y方向之側面固定由平面鏡構成之移動鏡(未圖示)，亦在測量用載台36之－X方向之側面、＋Y方向之側面、及－Y方向之側面固定由平面鏡構成之移動鏡(未圖示)。然而，亦可使用各載台被鏡面加工之側面作為移動鏡，以取代使用移動鏡。
第2圖係顯示用以測量晶圓載台35及測量用載台36之移動座標位置的晶圓干涉儀系統。第2圖中，為進行標線片R之對準及基線量之測量，測量用載台36位在投影光學系統PL之下方，晶圓載台35位於晶圓基座37上之＋X方向及－Y方向端部之晶圓之裝載位置LP。又，為對晶圓W進行曝光，當晶圓載台35移動至投影光學系統PL之下方時，測量用載台36移動至＋Y方向之退開位置。
第2圖中，作為X座標測量用，在晶圓基座37之－X方向之端部上方的中央配置雷射干涉儀42AX，以於Y方向狹持該雷射干涉儀42AX的方式，配置雷射干涉儀42BX及42CX。中央的雷射干涉儀42AX將在Y方向僅離既定間隔之2軸之測量光束LX1及LX2照射至＋X方向。雷射干涉儀42BX將測量光束LX3照射至＋X方向。雷射干涉儀42CX將測量光束LX4照射至＋X方向。此時，延長測量光束LX1之直線通過投影區域33之中心而與平行於Z軸之直線大致交叉。中央的雷射干涉儀42AX測量位於投影光學系統PL下方之晶圓載台35或測量用載台36之X座標、及繞Z軸之旋轉角θ Z1。雷射干涉儀42BX及42CX分別測量移動至－Y方向之裝載位置LP之晶圓載台35及移動至＋Y方向之退開位置之測量用載台36之X座標。
作為Y座標測量用，在晶圓基座37之－Y方向及＋Y方向之端部上方分別配置雷射干涉儀42AY及42BY。雷射干涉儀42AY將在X方向僅離既定間隔之2軸之測量光束LY1及LY2照射至＋Y方向，且將1軸的測量光束LY3朝向晶圓載台35照射至＋Y方向。雷射干涉儀42BY將2軸的測量光束LY4及LY5相對測量用載台36照射至－Y方向。通過2軸的測量光束LY1及LY2中心之直線、及通過2軸的測量光束LY4及LY5中心之直線，係分別通過投影區域33之中心而與平行於Z軸之直線大致交叉。藉由測量光束LY1及LY2測量位於投影光學系統PL下方之晶圓載台35或測量用載台36之Y座標、及繞Z軸之旋轉角θ Z2。藉由測量光束LY3測量位於裝載位置LP之晶圓載台35之Y座標。藉由測量光束LY4及LY5測量退開時之測量用載台36之Y座標及繞Z軸之旋轉角θ Z3。
此構成中，列舉一例，以雷射干涉儀42AX及42AY測量之繞Z軸之旋轉角θ Z1及θ Z2之平均值成為測量對象之載台之繞Z軸之旋轉角。雷射干涉儀42AX及42AY，實際上亦進一步產生繞Y軸及X軸之旋轉角測量用測量光束。第2圖之X軸之雷射干涉儀42AX,42BX,42CX及Y軸之雷射干涉儀42AY,42BY構成晶圓干涉儀系統。晶圓干涉儀系統之測量資訊係供應至第1圖之主控制裝置23內之載台控制部及統轄控制部。載台控制部依據來自該測量資訊及統轄控制部之控制資訊，控制驅動系統41之動作。X軸之雷射干涉儀42AX及Y軸之雷射干涉儀42AY之測量資訊亦供應至第1圖之對準處理系統25。
本實施形態之投影曝光裝置係液浸型。為了於掃描方向挾持投影光學系統PL，在投影光學系統PL與晶圓W(或基準標記板38)之間，配置用以供應純水等液體之一對液體供應回收裝置44A及44B(液體供應機構)。當掃描曝光時及標線片R之對準時，從液體供應回收裝置44A及44B，將液體供應至與投影光學系統PL相對向之物體之間。藉此，可改善解析度及焦點深度。此外，液體供應回收裝置44A及44B之詳細構成，例如揭示於國際公開第99/49504號小冊子。
本實施形態中，第1圖之主控制裝置23內之載台控制部包含依據標線片干涉儀系統之測量資訊來最佳地控制驅動系統22的標線片側控制部、及依據第2圖之晶圓干涉儀系統之測量資訊來最佳地控制驅動系統41的晶圓側控制部。當掃描曝光時，同步掃描標線片R與晶圓W時，該兩者之控制部協調控制各驅動系統22,41。
其次，參照第3A圖及第3B圖，說明第2圖之標線片R上之照明區域31與晶圓W上之投影區域33的位置關係。第3A圖係顯示第2圖之標線片R上之照明區域31。第3A圖中，在投影光學系統PL之標線片R側之圓形之照明視野27a內，於相對光軸AX僅偏移－Y方向之位置設定於X方向長之矩形的照明區域31。照明區域31之短邊方向(Y方向)與標線片R之掃描方向一致。亦即，照明區域31具有延伸於X方向之長軸與延伸於Y方向之短軸。另一方面，第3B圖係顯示第2圖之晶圓W上之照射區域SA(與照明區域31共軛的區域)。第3B圖中，在第2圖之投影光學系統PL之第2對物部52(縮小投影系統)之圓形的有效曝光場30a內，於相對光軸AX僅偏移－Y方向之位置設定於X方向長之矩形的投影區域33。
在上述曝光裝置，首先，在主控制裝置23之控制下進行曝光準備用測量。亦即，進行對標線片載台20上之標線片R之標線片對準、或使用對準感測器43之基線量之測定等之準備作業。該基線量係對準感測器43之檢測中心(指標標記對晶圓W上之投影像中心)與標線片R的中心(與光軸AX1近似)之間隔，成為將以對準感測器43測量之晶圓W送入投影光學系統PL之投影區域時的基準值。
又，當對晶圓W之曝光為第2層以後之曝光時，由於與已形成之電路圖案重疊而高精度形成電路圖案，因此，藉由使用對準感測器(基準測量裝置)43之EGA測量(日本特開昭61－44429號公報等所揭示之增強整體對準)，能以高精度檢測出晶圓W上之照射區域之排列座標。
對晶圓W之曝光動作係以下述方式進行，即藉由主控制裝置23，依據事前進行之增強整體對準(EGA)等之晶圓對準的結果及最新之對準感測器43之基線量的測量結果等，以步進掃描方式反覆進行使晶圓載台WST移動至晶圓W上之各照射區域之曝光用之掃描開始位置(加速開始位置)的照射間移動動作、及以掃描曝光方式轉印對各照射區域形成於標線片R之圖案的掃描曝光動作。
當持續此種掃描曝光時，會因照明光(曝光用光IL)之照射熱而使標線片R伸縮或變形，因該等而投影於晶圓W上之投影像之倍率逐漸變化，有可能無法曝光作為目標之投影像。因此，修正投影倍率。此時，由於伴隨投影倍率之變更，投影區域33之像中心偏移，因此必須配合偏移之投影區域33之位置修正晶圓W之位置(照射區域SA之位置)。
同樣地，當依據實施上述EGA測量的結果調整包含投影倍率之成像特性時、或將圖案轉印於複數個照射區域之晶圓重疊以測量器等事先測量，依據各照射區域之測量結果變更投影倍率，將圖案重疊於該晶圓時，伴隨投影倍率之變更，投影區域33之像中心皆偏移。因此，必須配合偏移之投影區域33之位置修正晶圓W之位置(照射區域SA之位置)。
以下，詳述各種情形。
(標線片R之伸縮所伴隨之修正)
此處，首先，說明求出標線片R之伸縮(熱變形)之步驟。
此外，由於算出標線片R之伸縮量(變形量)之方法，例如已揭示於日本特開平11－195602號公報，因此此處簡單予以說明。
該標線片伸縮係藉由測量照明光(曝光用光IL)之照射量來算出。具體而言，由於標線片伸縮係取決於標線片R之溫度分布而產生，因此為計算熱變形量，求出標線片R之某個時點之溫度分布。作為計算該溫度分布之方法，將標線片R分解為既定有限要素，藉由差分法、或有限要素法等計算各點之溫度變化。
第4圖係顯示將標線片R之圖案區域61於掃描方向(Y方向)分割為5，於非掃描方向(X方向)分割為4，亦即分割成5×4個之20區塊之狀態。第4圖中，設被分割之區塊為區塊B1~B20，又，設各區塊B1~B20之中心點為P1~P20。此外，分割數、及計算方法之選擇最後由必要的精度或電腦之計算速度等予以決定即可，本實施形態中，為了方便起見，將圖案區域61分割成20。
即使當標線片R之區塊B1~B20彼此被相同照度照明時，標線片R所吸收之熱量會因圖案存在率之分布而在各區塊B1~B20不同。因此，必須在標線片R上之各區塊B1~B20求出圖案存在率。然而，假設所吸收的熱量在各區塊內均一。
各區塊B1~B20內之圖案存在率，係依據第1圖所示之積分感測器9之檢測結果、與設於測量用載台36之照射量感測器(未圖示)之檢測結果之比求出。因此，首先，將與第4圖之標線片R相同形狀但完全未描繪圖案之標線片(測試標線片)，定位成使區塊B1~B4之掃描方向中心與曝光用光IL之照明區域31之中心大致一致。其次，移動第1圖所示之測量用載台36移動，將照射量感測器中心送入投影光學系統PL照射之投影區域33之大致中心。接著，透過該測試標線片等，測定到達照射量感測器之曝光用光之照射量。
之後，變更可動遮板15B之開口部形狀，僅照明區塊B1，藉此測定反射光檢測系統10之輸出。與此同時，亦測定積分感測器9之輸出。以下，變更可動遮板15B之開口部形狀，依序照明各區塊B2~B4，在照明各區塊B2~B4之狀態下，測定反射光檢測系統10及積分感測器9之輸出。之後，驅動標線片載台20，使第4圖之次行之區塊B5~B8之中心定位於曝光用光之照明區域之中心附近，透過可動遮板15B，依序照明各區塊B5~B8，以測定反射光檢測系統10及積分感測器9之輸出。再者，在次行以後之區塊B9~B12、B13~B16、B17~B20，亦進行相同測定。
其次，描繪有實際曝光用圖案之標線片R亦反覆與上述測試標線片相同的測定，於各區塊B1~B20測定照射量感測器及積分感測器9之輸出。接著，依據未描繪圖案之測試標線片之照射量感測器之輸出與積分感測器9之輸出比、及描繪有圖案之標線片R之照射量感測器之輸出與積分感測器9之輸出比，於各區塊B1~B20求出標線片R上之圖案存在率。此外，本實施形態中，在圖案存在率測定，雖使用完全未描繪圖案之測試標線片，但亦可在標線片載台20上無標線片R之狀態下，求出照射量感測器與積分感測器9之輸出比。此時，由於不必準備測試標線片，因此有提高曝光製程之產率，進一步亦降低製造成本的優點。
其次，依據各區塊B1~B20之圖案存在率計算各區塊之熱吸收量。各區塊係與照明光(曝光用光IL)之照度(與準分子雷射光源1之功率成比例)及圖案存在率成比例地吸收熱量。所吸收的熱量因輻射或擴散移動至空氣中或標線片載台20。在各區塊間亦產生熱移動。因此，主控制裝置23使用各區塊之圖案存在率、照明光(曝光用光IL)之照度(與積分感測器9之輸出對應)、曝光裝置之空氣溫度、標線片載台20之溫度等，以既定計算式算出標線片R之溫度分布。
主控制裝置23依據所求出之溫度分布與標線片R(例如石英玻璃)之線膨漲係數，求出各區塊B1~B20之中心點P1~P20之彼此距離之變化，決定標線片R上各點之位移(亦即伸縮量)作為伸縮測量裝置。
其次，將所求出之標線片R之各區塊B1~B20之中心點P1~P20之移動量分解為各成分。第5圖係顯示標線片R之Y座標與分解之熱變形量之各成分之關係的一例及對應此之修正量。第5圖之(a)~(g)中，橫軸係顯示標線片R之掃描方向之位置(Y座標)，縱軸係顯示與Y座標對應之標線片R之各熱變形量、或修正量。又，點線之曲線C1~C7係分別顯示變形量之計算值，實線之曲線D1~D7係分別顯示對應之修正量。第5圖之(a)之X倍率1，係依據第4圖之外側中心點P1與P4往X方向的移動量算出之倍率變化量。第5圖之(b)之X倍率2，係依據內側之中心點P2與P3往X方向的移動量算出之倍率變化量。第5圖之(c)之X倍率傾斜1，係依據外側之中心點P1與P4往X方向之移動量的差所算出之值。第5圖之(d)之X倍率傾斜2，係依據內側之中心點P2與P3往X方向之移動量的差所算出之值。
當標線片R之圖案存在率之分布產生偏移時，例如在區塊B1,B2圖案存在率大，而在區塊B3,B4圖案存在率小時，標線片R之熱變形量在區塊B3,B4側變大，於X方向之倍率出現偏移。第5圖之(e)之Y偏移，係顯示第4圖之中心點P1~P4往Y方向之平均移動量。第5圖之(f)之旋轉，係顯示使中心點P1~P4往Y方向之移動量與各像高之關係近似直線，藉此所求出之旋轉角。第5圖之(g)之X偏移，係顯示中心點P1~P4往X方向之平均移動量。在計算上，使標線片R於Y方向依序每次僅移動既定步進量，算出上述各成分。
其次，使用既定計算式，表示所求出之各成分以作為Y座標之函數。
該等成像特性之函數化之各成分係儲存於主控制裝置23內之記憶部。主控制裝置23，列舉一例，係透過透鏡控制器LC分別變更投影光學系統PL之倍率，以使所儲存之各成分抵消。
由於以此方式變更投影倍率時，標線片R之中心(投影光學系統PL之光軸AX1)與投影光學系統PL之投影區域33之中心不同，因此投影領域33之位置可能產生若干偏移的像移。此時，主控制裝置23算出投影倍率之變更所伴隨之投影區域33之中心的偏移量以作為算出裝置。依據該算出偏移量，主控制裝置23內之載台控制部(修正裝置)使用驅動系統41以控制晶圓載台35，分別在X方向及Y方向修正晶圓W之位置。
以下，說明X方向及Y方向之修正。
(X方向修正)
設與X方向相關之倍率變化為△X，上述中央之偏心量為k。主控制裝置23使用下式算出像移量S。
S＝k×△X………(1)
作為位置控制裝置，載台控制部將預先設定之晶圓W上之照射區域SA的位置定位於以上述式(1)算出之像移量S進行修正之X方向位置。
此時，當照明標線片R之區塊B1~B4時，依據Y座標控制X偏移量(修正量)，以使區塊B1~B4之中心點P1~P4之X偏移量相對照明區域，成為照明區域中心之偏移量。
此外，如上述，曝光處理時，亦可不以即時方式修正X方向之位置，而是每次照射即修正像移量之步驟。此時，例如當使用上述基線量將晶圓W上之照射區域SA定位於投影區域33時，亦可以基線量累加像移量之驅動量來定位、或使用以像移量所修正之基線量將晶圓送入之構成。
(Y方向修正)
為修正Y方向(掃描方向)之像移量，依據標線片R之Y座標變更標線片R與晶圓W之相對速度。具體而言，如上述，依據Y座標求出Y偏移量，依據Y座標變更標線片R之掃描速度(標線片與晶圓之速度比、同步移動速度)以進行修正，以使該Y偏移量相抵消。
例如，由於吸收照明光使標線片R於Y方向膨脹而產生Y偏移時，降低晶圓W(晶圓載台35)之掃描速度，當相反時，提高晶圓W(晶圓載台35)之掃描速度。
此外，當修正第5圖之(f)之旋轉成分時，能藉由變更標線片R與晶圓W之相對旋轉量來進行修正。亦即，透過標線片載台20使標線片R旋轉、或透過晶圓轉台35使晶圓W於θ Z方向(繞Z軸之旋轉方向)旋轉即可。
如此，為修正標線片之伸縮而變更投影倍率時，亦能在修正像移量之狀態下進行曝光處理。
(EGA測量所伴隨之修正)
如上述，當對晶圓W之曝光為第2層以後之曝光時，由於與已形成之電路圖案重疊而高精度形成電路圖案，故使用對準感測器43進行測量晶圓W上未圖示之晶圓標記(基板標記)的EGA測量。又，於主控制裝置23，求出晶圓W上之照射區域之排列座標及倍率修正值。主控制裝置23為反映所求出之倍率修正值，透過透鏡控制器LC變更投影光學系統PL之倍率。
由於伴隨該倍率變更，與標線片伸縮時同樣產生像移，因此本實施形態中，作為算出裝置，主控制裝置23首先使用上述之式(1)算出像移量S。又，主控制裝置23對載台控制部發出指令，藉由晶圓W(晶圓載台35)之位置調整修正X方向之像移量。此時，當使用上述基線量將晶圓W上之照射區域SA定位於投影區域33時，以基線量累加像移量之驅動量進行定位、或使用以像移量進行修正之基線量將晶圓送入之構成即可。
主控制裝置23亦針對Y方向之像移量，與標線片伸縮時同樣地藉由晶圓W(晶圓載台35)之掃描速度調整進行修正。此外，當修正旋轉方向成分時亦與標線片伸縮時相同。
以此方式，當依據EGA測量變更投影倍率時，亦能在修正像移量後之狀態下進行曝光處理。
此外，該EGA測量所伴隨之修正係於每進行EGA測量時進行。
(全照射區域測量所伴隨之修正)
上述EGA測量所伴隨之修正，雖在複數個照射區域中，作為測量進行EGA測量之照射區域之晶圓標記的步驟，但當對全照射區域測量晶圓標記，依據該測量結果採用將圖案重疊之步驟時，本發明亦能適用於變更投影倍率時。
例如，如日本特開2001－345243號公報所揭示，對批量內之第n片(n≧2)前之晶圓，檢測全照射區域之位置，將各位置偏移量分離成非線性成分與線性成分，使用該位置偏移量與既定評價函數來評價晶圓之非線性變形，依據以該評價結果所決定之補充函數，算出全照射之位置偏移量之非線性成分。另一方面，對第n片以後之晶圓，藉由EGA測量算出修正位置偏移量之線性成分後之全照射之位置座標，依據修正該線性成分之全照射之位置座標、與依據上述所算出之非線性成分，檢測照射位置以將圖案重疊。當作為此種步驟時，本發明亦能適用於變更投影倍率時。
又，如日本特開2002－353121號公報所揭示，對與基板相關之各複數個條件，藉由重疊測量器等對基準晶圓上之全照射區域測量重疊誤差。藉此，實際上，事先準備用以修正對晶圓上之各複數個照射區域之設計值之位置偏移量之非線性成分的修正圖。又，在曝光前，選擇與指定照射資料等對應之修正圖，藉由晶圓更換、粗略對準、EGA晶圓對準算出所有照射區域之排列座標。依據該排列座標與修正圖，移動晶圓，對各照射區域進行曝光。此時，本發明亦能適用於變更投影倍率時。
亦即，每當照射區域變更投影倍率時，與上述相同產生像移。
因此，主控制裝置23依據算出之投影倍率之變更量，透過成像特性修正裝置51變更投影光學系統PL之倍率，且對載台控制部輸出使用上述之式(1)所算出的像移量S。藉此，X方向之像移量係藉由晶圓W(晶圓載台35)之位置調整進行修正。Y方向之像移量係與上述情形相同，藉由晶圓W(晶圓載台35)之掃描速度調整進行修正。
此時，當使用上述基線量，將晶圓W上之照射區域SA定位於投影區域33時，以基線量累加像移量之驅動量來定位、或使用藉由像移量所修正之基線量將晶圓送入之構成即可。
如以上說明，本實施形態中，在標線片R之伸縮所伴隨之修正、EGA測量所伴隨之修正、全照射區域測量所伴隨之修正時，變更投影光學系統PL之投影倍率。當投影區域33之中心位置偏移時，亦依據該偏移量修正晶圓W之照射區域SA之位置。因此，不需以像移對策另設置光學元件、或不需每當變更投影倍率時測量基線量，不會導致產率降低，能進行高精度曝光處理。
又，本實施形態中，能高精度修正由於吸收照明光而產生之標線片R之熱變形所引起之成像特性之變化，能防止圖案之轉印精度降低。
以上，參照所附圖式說明本發明之較佳實施形態，但當然本發明並非限於相關例。上述例中所示之各構成構件之各形狀或組合等係一例，在不脫離本發明主旨之範圍內，能依據設計要求等進行各種變更。
例如，上述實施形態中，雖表示將本發明適用於當進行標線片R伸縮所伴隨之修正、EGA測量所伴隨之修正、或全照射區域測量所伴隨之修正而變更投影倍率時之例，但並非限於此，亦能適用於當進行標線片對準而變更投影倍率時。
具體而言，例如亦可將本發明適用於藉由將曝光用光照射於描繪於標線片R上之對準標記，將以CCD(Charge Coupled Device)攝影機等所攝影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(視覺標線片對準：Visual Reticle Alignment)方式、或裝載於測量用載台36之空間像測量(AIS)，測量標線片R(圖案)之位置、倍率等，依據所測量之倍率變更投影光學系統PL之投影倍率時，依據所算出之像移量修正晶圓W上之照射區域SA之位置。
此外，該標線片對準之投影倍率之變更、及倍率變更所伴隨之曝光位置之修正，係在每當測量上述基線量時、或施以曝光處理之晶圓之第一批量、或適當批量之途中進行。
作為上述實施形態之對準感測器43，除了使用以鹵素燈等作為光源之波長帶寬廣的光照明，將CCD攝影機等所攝影之對準標記之影像資料進行影像處理，以測量標記位置之場像對準(FIA：Field Image Alignment)方式之外，亦可使用將雷射光照射於晶圓上之點列狀之對準標記，使用被該標記繞射或散射的光檢測出標記位置之雷射步進對準(LSA：Laser Step Alignment)方式、或將在間矩方向對照傾斜之2個同調光束(coherence beam)照射於晶圓上之繞射光柵狀之對準標記，使產生的2個繞射光干涉，依據該相位測量對準標記位置之LIA(雷射干涉對準：Laser Interferometric Alignment)方式。
作為曝光裝置之用途，並非限於半導體元件製造用之曝光裝置，例如，亦能廣泛適用於將液晶顯示元件圖案曝光於方型之玻璃板之液晶用之曝光裝置、或用以製造薄膜磁頭、攝影元件(CCD)、微機器、MEMS(微機電系統)、DNA晶片(基因晶片)、標線片或光罩等之曝光裝置。
作為基板，不僅適用於半導體元件製造用之半導體晶圓，亦適用於顯示元件用之玻璃基板、薄膜磁頭用之陶瓷晶圓、或使用於曝光裝置之光罩或標線片之原版(合成石英、矽晶圓)、或薄膜構件等。又，基板的形狀並非限於圓形，矩形等其他形狀亦可。
又，本發明所適用之曝光裝置之光源，不僅能使用KrF準分子雷射光(248nm)、ArF準分子雷射光(193nm)、F2 雷射(157nm)等，亦能使用g線(436nm)及i線(365nm)。再者，投影光學系統之倍率不僅可為縮小系統，亦可為等倍及擴大系統中任一種。又，上述實施形態中，雖例示反射折射型之投影光學系統，但並非限於此，亦能適用於投影光學系統之光軸(標線片中心)與投影區域中心設定在不同位置的折射型投影光學系統。
液浸曝光用之液體可使用水(純水)，亦可使用水以外之液體，例如過氟化聚醚(PFPE)、或氟系油等氟系流體、或香柏油(cedar oil)等。又，作為液體，亦可使用對曝光用光之折射率較水高之液體，例如折射率為1.6~1.8左右之液體。再者，亦可用折射率較石英或螢石高(例如1.6以上)之材料形成終端光學元件FL。此處，作為折射率較純水高(例如1.5以上)之液體LQ，例如可列舉出折射率約為1.50之異丙醇(isopropanol)、具有折射率約為1.61之甘油(glycerin)之C－H鍵結或O－H鍵結之既定液體、己烷(hexane)、庚烷(heptane)、葵烷(decane)等既定液體(有機溶劑)、或折射率約為1.60之十氫萘(Decalin：Decahydronaphthalene)等。又，液體LQ亦可為於該等液體中混合任意2種以上之液體者，亦可為於純水中添加(混合)該等液體之至少1種者。再者，液體LQ亦可為在純水中添加(混合)H＋ 、Cs＋ 、K＋ 、Cl－ 、SO4 2－ 、PO4 2－ 等鹼基或酸者，亦可惟在純水中添加(混合)Al氧化物等之微粒子者。此外，作為液體，較佳為光吸收係數小、溫度取決性少、對投影光學系統及/或塗布於基板表面之感光材(或被覆膜或反射防止膜等)穩定者。液體亦能使用超臨界流體。又，能在基板上設有保護感光材或基材免於接觸液體之被覆膜等。又，亦可用例如石英(矽)、或氟化鈣(螢石)、氟化鋇、氟化鍶、氟化鋰、及氟化鈉等氟化化合物之單結晶材料形成終端光學元件，亦可用折射率較石英或螢石高(例如1.6以上)之材料形成。作為折射率1.6以上之材料，例如能使用國際公開第2005/059617號小冊子所揭示之藍寶石(sapphire)、二氧化鍺等，或國際公開第2005/059618號小冊子所揭示之氯化鉀(折射率約為1.75)等。
當使用液浸法時，亦可如國際公開第2004/019128號小冊子(對應美國專利公開第2005/0248856號)所揭示般，除了終端光學元件像面側之光路外，亦能以液體填滿終端光學元件之物體面側之光路。再者，亦可在終端光學元件表面之一部分(至少包含與液體之接觸面)或全部形成具有親液性及/或溶解防止功能之薄膜。此外，雖石英與液體之親和性高，且亦不需要溶解防止膜，但螢石至少能形成溶解防止膜，故較佳。
上述各實施形態中，雖使用干涉儀系統測量光罩載台及基板載台之位置資訊，但並非限於此，例如亦可使用檢測出設於基板載台上面之尺標(繞射光柵)的編碼器系統。此時，較佳為，構成為具備干涉儀系統與編碼器系統兩者之混合系統，使用干涉儀系統之測量結果進行編碼器系統之測量結果之校正。又，亦可切換使用干涉儀系統與編碼器系統、或使用兩者，以進行載台之位置控制。
上述各實施形態中，為形成圖案而使用光罩，但能使用產生可變圖案之電子光罩(亦稱為可變成形光罩、主動光罩、或圖案產生器)來取代。電子光罩，例如能使用非發光型影像顯示元件(亦稱為空間光調變器：Spatial Light Modulator(SLM))之一種之DMD(數位微鏡裝置：Deformable Micro－mirror Device或Digital Micro－mirror Device)。DMD具有依據既定電子資料來驅動之複數個反射元件(微小反射鏡)，複數個反射元件在DMD表面排列成二維陣列狀，且以元件單位進行驅動，使曝光用光反射、偏向。各反射元件之反射面之角度係可調整。DMD之動作能藉由控制裝置控制。控制裝置依據待形成於基板上之圖案所對應之電子資料(圖案資訊)驅動DMD之反射元件，以反射元件將照明系統照射之曝光用光圖案化。與使用DMD，以使用形成有圖案之光罩(標線片)曝光時相較，當圖案變更時，不需要光罩之更換作業及光罩載台之光罩之對準操作。此外，使用電子光罩之曝光裝置，亦可不設光罩載台，而僅藉由基板載台使基板在X軸及Y軸方向移動。此外，使用DMD之曝光裝置，例如揭示於日本特開平8－313842號公報、日本特開2004－304135號公報、美國專利第6,778,257號公報。
此外，在法令允許範圍內，援引與上述各實施形態及變形例所引用之曝光裝置等相關之所有公開公報及美國專利等之揭示，作為本文記載之一部分。
又，上述實施形態之曝光裝置，將包含各構成元件之各種副系統組裝製造，以保持既定機械精度、電氣精度、光學精度。為確保該等各種精度，在該組裝之前後，對各種光學系統進行用以達成光學精度之調整，對各種機械系統進行用以達成機械精度之調整，對各種電氣系統進行用以達成電氣精度之調整。將各種副系統組裝至曝光裝置之步驟，包含各種副系統相互之機械連接、電路之配線連接、氣壓電路之配管連接等。在將該各種副系統組裝至曝光裝置之步驟前，當然有各副系統個別的組裝步驟。在將各種副系統組裝至曝光裝置之步驟完成後，進行綜合調整，以確保曝光裝置整體之各種精度。此外，較佳為，曝光裝置之製造係在溫度及真空度等受到管理之無塵室進行。
其次，說明在微影製程使用本發明實施形態之曝光裝置及曝光方法之微元件之製造方法的實施形態。第6圖係顯示微元件(IC或LSI(大型積體電路)等半導體晶片、液晶面板、CCD、薄膜磁頭、微機器等)之製造例的流程圖。
首先，在步驟S10(設計步驟)，進行微元件之功能及性能設計(例如半導體元件之電路設計等)，進行用以實現該功能之圖案設計。其次，在步驟S11(光罩製作步驟)，製作形成設計之電路圖案之光罩(標線片)。另一方面，在步驟S12(晶圓製造步驟)，使用矽等材料製造晶圓。
其次，在步驟S13(晶圓處理步驟)，使用步驟S10~步驟S12所準備之光罩與晶圓，如後述，利用微影技術等在晶圓上形成實際之電路等。其次，在步驟S14(元件組裝步驟)，使用步驟S13所處理之晶圓進行元件組裝。在該步驟S14，視需要包含晶片切割步驟、接合步驟、及封裝步驟(晶片封裝)等步驟。最後，在步驟S15(檢查步驟)，進行步驟S14所製作之微元件之動作確認測試、耐久性測試等檢查。經過該等步驟後，完成微元件，並將其出貨。
第7圖係顯示製作半導體元件時之步驟S13之詳細步驟之一例的圖。
在步驟S21(氧化步驟)，使晶圓表面氧化。在步驟S22(CVD(化學氣相沉積)步驟)，於晶圓表面形成絕緣膜。在步驟S23(電極形成步驟)，藉由蒸鍍於晶圓上形成電極。在步驟S24(離子植入步驟)，將離子植入晶圓。以上各步驟S21~步驟S24構成晶圓處理各階段之前處理製程，於各階段視必要之處理選擇來進行。
在晶圓處理之各階段，上述前處理製程結束後，如下述進行後處理製程。該後處理製程，首先，在步驟S25(光阻形成步驟)，於晶圓上塗布感光劑。接著，在步驟S26(曝光步驟)，藉由以上所說明之微影系統(曝光裝置)及曝光方法，將光罩之電路圖案轉印於晶圓。其次，在步驟S27(顯影步驟)，使曝光後晶圓顯影，在步驟S28(蝕刻步驟)，藉由蝕刻除去光阻殘存部分以外部分之露出構件。接著，在步驟S29(光阻除去步驟)，除去蝕刻完成後不要的光阻。反覆進行該等前處理製程與後處理製程，以在晶圓上多重形成電路圖案。
又，不僅半導體元件等微元件，為製造使用於光曝光裝置、EUV(極紫外光)曝光裝置、X線曝光裝置、及電子線曝光裝置等的標線片或光罩，本發明亦能適用於從母標線片將電路圖案轉印於玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。此處，使用DUV(深紫外)或VUV(真空紫外)光等之曝光裝置，一般係使用透射型標線片，標線片基板能使用石英玻璃、摻雜氟之石英玻璃、螢石、氟化鎂、或水晶等。又，近接方式之X線曝光裝置或電子線曝光裝置等，使用透射型光罩(模板光罩、薄膜光罩)，能使用矽晶圓等作為光罩基板。此外，此種曝光裝置係揭示於WO99/34255號公報、WO99/50712號公報、WO99/66370號公報、日本特開平11－194479號公報、日本特開2000－12453號公報、日本特開2000－29202號公報等。
LC．．．透鏡控制器(倍率變更裝置)
PL．．．投影光學系統
R．．．標線片(光罩)
SA．．．照射區域(曝光區域)
W．．．晶圓(基板)
23．．．主控制裝置(算出裝置)
33．．．投影區
43．．．對準感測器(基板測量裝置)
第1圖係顯示本實施形態之投影曝光裝置之概略構成的圖。
第2圖係顯示投影曝光裝置之概略構成的立體圖。
第3A圖係顯示第2圖之標線片上之照明區域的圖。
第3B圖係顯示第2圖之晶圓上之照射區域的圖。
第4圖係顯示將標線片之圖案區域分割之狀態的圖。
第5圖係顯示標線片之Y座標與分解後熱變形量之各成分之關係一例、及與其對應之修正量的圖。
第6圖係顯示微元件之製程之一例的流程圖。
第7圖係顯示第6圖中步驟S13之詳細製程之一例的圖。
AX．．．光軸
B．．．中心
IL．．．曝光用光
LC．．．透鏡控制器(倍率變更裝置)
PL．．．投影光學系統
R．．．標線片(光罩)
W．．．晶圓(基板)
1．．．ArF準分子雷射光源
2．．．光束匹配單元
3．．．照明光學系統
5．．．管
6．．．可變減光器
7A,7B．．．透鏡系統
8．．．分束器
9．．．積分感測器
10．．．反射光檢測系統
11．．．複眼透鏡
12．．．開口光圈系統
13．．．反射鏡
14．．．聚光透鏡系統
15A．．．固定照明視野光圈(固定遮板)
15B．．．可動遮板
16．．．標線片遮板機構
17．．．成像用透鏡系統
18．．．反射鏡
19．．．主聚光透鏡系統
20．．．標線片載台
21．．．標線片基座
22．．．驅動系統
23．．．主控制裝置
24．．．曝光控制器
25．．．對準處理系統
26．．．鏡筒
26a．．．側面之一部分
27．．．第1折射光學系統
28．．．反射光學元件
29．．．凹面鏡
30．．．第2折射光學系統
31．．．照明區域
32A,32B．．．像
33．．．投影區域
34．．．晶圓保持具
35．．．晶圓載台
36．．．測量用載台
36a．．．淹沒區域
37．．．晶圓基座
38．．．基準標記板
41．．．驅動系統
43．．．對準感測器
44A,44B．．．液體供應回收裝置
45．．．副室
46,47．．．配管
48．．．空間像測量系統

Claims (13)

  1. 一種曝光裝置，係使光罩之圖案轉印於基板上，其特徵在於，具備：投影光學系統，係以既定投影倍率將該光罩之圖案投影於基板上之既定曝光區域，該圖案所投影之投影區域之中心與光軸中心係設定在相異位置；倍率變更裝置，用以變更該投影光學系統之投影倍率；算出裝置，用以算出該投影倍率之變更所伴隨之該投影區域內之既定點之偏移量；以及位置控制裝置，控制該光罩與該基板之相對位置；該位置控制裝置使用該算出之該既定點之偏移量控制該光罩與該基板之相對位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其進一步具備測量形成於該基板之基板標記的基板測量裝置；該算出裝置，係依據從該基板測量裝置之測量結果所求出之該投影倍率之變更資訊，算出該偏移量。
  3. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其進一步具備測量形成於該光罩之光罩標記的光罩測量裝置；該算出裝置，係依據從該光罩測量裝置之測量結果所求出之該投影倍率之變更資訊，算出該偏移量。
  4. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其進一步具備測量該光罩伸縮相關資訊的伸縮測量裝置；該算出裝置，係依據從該伸縮測量裝置之測量結果所求出之該投影倍率之變更資訊，算出該偏移量。
  5. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，該修正裝置，係依據該偏移量，修正從該基板測量裝置之測量結果所求出之該曝光區域之位置資訊。
  6. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置，其中，該修正裝置，係依據該偏移量，修正從該光罩測量裝置之測量結果所求出之該光罩之位置資訊，以修正該曝光區域之位置資訊。
  7. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其具備控制該光罩與該基板之位置的位置控制裝置；該位置控制裝置，係依據修正後該曝光區域之位置資訊，控制該光罩與該基板之相對位置。
  8. 如申請專利範圍第7項之曝光裝置，其中，該曝光裝置，係一邊使該光罩與該基板同步移動，一邊將該光罩之圖案轉印於該基板上的掃描型曝光裝置。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光裝置，其中，該圖案所投影之投影區域係狹縫狀。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其中，該投影光學系統係反射折射系統。
  11. 如申請專利範圍第8項之曝光裝置，其中，該位置控制裝置，係依據修正後該曝光區域之位置資訊，控制該光罩與該基板的同步移動速度。
  12. 一種曝光方法，係使光罩之圖案轉印於基板上，其特徵在於，具備：曝光步驟，係將以既定投影倍率將光罩之圖案投影於 既定曝光區域之投影光學系統之光軸中心、及該圖案所投影之投影區域之中心設定在相異位置以進行曝光；變更步驟，用以變更該投影光學系統之投影倍率；算出步驟，用以算出該投影倍率之變更所伴隨之該投影區域內之既定點之偏移量；以及控制步驟，使用該算出之該投影區域內之既定點之偏移量控制該光罩與該基板之相對位置。
  13. 一種元件製造方法，包含微影製程，其特徵在於：該微影製程中，使用申請專利範圍第12項之曝光方法。
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