TWI595328B

TWI595328B - 曝光設備

Info

Publication number: TWI595328B
Application number: TW104127053A
Authority: TW
Inventors: 鈴木勝
Original assignee: 東芝股份有限公司
Priority date: 2015-03-12
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2017-08-11
Also published as: US9703212B2; KR20160110025A; KR101729408B1; TW201632997A; US20160266504A1

Description

曝光設備

相關申請案之交叉參考

本申請案係基於並主張2015年3月12日申請之美國臨時申請案第62/132,185號之優先權的權利；該案之全部內容以引用的方式併入本文中。

本文所描述之實施例大體上係關於一曝光設備、一晶圓台與一曝光順序設定裝置。

近年來，一曝光設備所使用之曝光光的波長已變得較短。使用極紫外光(極紫外光：下文簡稱為EUV光)的一EUV曝光設備正被應用至一半導體裝置之製造。在該EUV曝光設備中，EUV光在空氣中被削弱。據此，在一真空腔室中執行曝光。

當被曝光在真空腔室中時，一晶圓被提供來自EUV光及類似者的能量以產生熱。然而，一真空中之一物件具有少量的熱消散。存在一種方法，其中在與晶圓之背面側接觸的一靜電卡盤側上提供一冷卻機構作為用於消散能量的一方法。在該冷卻機構中，在晶圓之背面與靜電卡盤之間傳遞氣體(諸如氫氣)以將晶圓之熱釋放至靜電卡盤側。

然而，若EUV光之一光源的輸出增加，則甚至冷卻機構亦不提供充分冷卻。若未充分提供冷卻，則晶圓變形。據此，對準精確性及類似者降低。特別地，歸因於正被曝光之一受照區(shot)的熱效應，一鄰近受照區上之一熱效應亦出現。因此，抑制晶圓之變形的一曝光程序係期望的。

根據本實施例，提供一種防止一晶圓變形的曝光設備。

根據一實施例，提供一種曝光設備。該曝光設備包含其上安裝一晶圓的一晶圓台、將曝光光施加至一光罩的一輻照光學系統及將該曝光光導引至晶圓台上的一投射光學系統。晶圓台包含固持晶圓的一晶圓夾箝及固持一矽板的一板夾箝，該矽板具有形成在一矽基板上的一預定膜。此外，量測矽板之一背面溫度的複數個溫度感測器被放置在板夾箝的上表面側上。投射光學系統在矽板之曝光之後將曝光光施加至板夾箝上的矽板。此外，該投射光學系統在晶圓之曝光之後將曝光光施加至晶圓夾箝上的晶圓。

在實施例中，可隨後曝光一受照區，而無一經曝光之受照區(exposed shot)之熱效應。因此，一晶圓可無變形及膨脹地曝光。據此，可達成抑制晶圓之變形之一曝光程序。因此，可獲得可改良曝光位置之對準精確性的一效應。

6L‧‧‧曝光光

10‧‧‧曝光設備

15‧‧‧矽板

15A‧‧‧矽板

15B‧‧‧矽板

15C‧‧‧矽板

16‧‧‧溫度感測器

17‧‧‧中心曝光區域

17A‧‧‧中心曝光區域

18A‧‧‧受照區

18B‧‧‧受照區

18C‧‧‧受照區

18D‧‧‧受照區

20‧‧‧真空腔室

21‧‧‧照明光學系統

22‧‧‧投射光學系統

23‧‧‧光罩(反射式遮罩)

24‧‧‧晶圓台

25‧‧‧晶圓夾箝

26‧‧‧冷卻氣體

27‧‧‧冷卻劑

30‧‧‧光源

31‧‧‧受照區

32‧‧‧受照區

35‧‧‧扇形掃描區域

40‧‧‧冷卻氣體供應槽

41‧‧‧受照區

42‧‧‧受照區

43‧‧‧受照區

45‧‧‧板夾箝

50‧‧‧冷卻劑供應槽

51‧‧‧受照區

52‧‧‧受照區

53‧‧‧受照區

60‧‧‧曝光順序設定裝置

61‧‧‧輸入單元(輸入模組)

62‧‧‧溫度改變量計算單元

63‧‧‧變形量計算單元

64‧‧‧函數產生單元

65‧‧‧允許受照區提取單元

66‧‧‧曝光順序設定單元(設定模組)

67‧‧‧輸出單元

70‧‧‧控制設備

71A‧‧‧受照區

71B‧‧‧受照區

71C‧‧‧受照區

71D‧‧‧受照區

72A‧‧‧受照區

72B‧‧‧受照區

72C‧‧‧受照區

72D‧‧‧受照區

81‧‧‧晶圓傳送機構

82‧‧‧板傳送機構

85‧‧‧輸入單元

86‧‧‧控制指令產生單元

87‧‧‧指令輸出單元

91‧‧‧中央處理單元(CPU)

92‧‧‧唯讀記憶體(ROM)

93‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)

94‧‧‧顯示單元

95‧‧‧輸入單元

97‧‧‧曝光順序設定程式

101‧‧‧校正參數

102‧‧‧校正參數

151A‧‧‧矽板區域

151B‧‧‧矽板區域

151C‧‧‧矽板區域

151D‧‧‧矽板區域

152A‧‧‧矽板區域

152B‧‧‧矽板區域

152C‧‧‧矽板區域

152D‧‧‧矽板區域

171A‧‧‧中心曝光區域

171B‧‧‧中心曝光區域

171C‧‧‧中心曝光區域

171D‧‧‧中心曝光區域

172A‧‧‧中心曝光區域

172B‧‧‧中心曝光區域

172C‧‧‧中心曝光區域

172D‧‧‧中心曝光區域

S10‧‧‧步驟

S20‧‧‧步驟

S30‧‧‧步驟

S40‧‧‧步驟

S50‧‧‧步驟

S60‧‧‧步驟

S70‧‧‧步驟

S80‧‧‧步驟

S90‧‧‧步驟

S100‧‧‧步驟

S110‧‧‧步驟

S120‧‧‧步驟

S130‧‧‧步驟

Sc1‧‧‧掃描曝光程序

Sc2‧‧‧掃描曝光程序

Sc3‧‧‧掃描曝光程序

Sc11‧‧‧掃描曝光程序

Sc12‧‧‧掃描曝光程序

St1‧‧‧步進程序

St2‧‧‧步進程序

WA‧‧‧晶圓

圖1係根據一實施例繪示一曝光設備之組態的一圖式；圖2係繪示一晶圓台之組態的一圖式；圖3A與圖3B係繪示一矽板之一示意性組態的圖式；圖4係繪示矽板上之溫度分佈的一圖式；圖5係繪示一晶圓上之溫度分佈之一實例的一圖式；圖6係根據實施例繪示一曝光順序設定裝置之組態的一方塊圖；圖7係根據實施例繪示用於一曝光順序設定程序之一程序的一流程圖；圖8A至圖8C係基於允許變形量受照區繪示曝光順序設定程序的圖式；圖9係繪示為晶圓設定之一曝光順序之一實例的一圖式；圖10係繪示藉由曝光設備之一步進程序與一掃描程序的一圖式；圖11A至圖11C係繪示一經曝光之受照區之熱效應下之一受照區的變形形狀之圖式；圖12A與圖12B係繪示一收集參數之一實例的圖式；圖13A至圖13C係繪示矽板之一特殊組態實例的圖式；且圖14係繪示曝光順序設定裝置之一硬體組態的一圖式。

下文將參考隨附圖式詳細說明一曝光設備、一晶圓台與一曝光順序設定裝置的例示性實施例。本發明並不限於下列實施例。

(實施例)

圖1係根據一實施例繪示一曝光設備之組態的一圖式。一曝光設備10係一種執行一受照區中之一掃描曝光同時將曝光光施加至(例如)具有一預定形狀之一掃描區域的設備。

曝光設備10包含一真空腔室20、一光源30及一控制設備70。此外，該曝光設備10包含一冷卻氣體供應槽40與一冷卻劑供應槽50。

光源30發射曝光光6L並將該曝光光6L發送至真空腔室20中。該曝光光6L係(例如)近似100奈米或以下之一波長的極紫外光(極紫外光：下文簡稱為EUV光)。

真空腔室20係在一基板(諸如一晶圓WA)被曝光時抽空的一腔室。在該真空腔室20中，放置一照明光學系統21、一投射光學系統22、一晶圓台24及類似者。此外，在該真空腔室20中，放置一光罩台(未繪示)、一冷卻氣體管(未繪示)、一冷卻劑管(未繪示)及類似者。

照明光學系統21與投射光學系統22二者皆為反射式光學系統。例如，照明光學系統21與投射光學系統22包含複數個鏡子。一晶圓夾箝25、包括板形矽的一矽板15與一板夾箝45被放置在實施例之晶圓台24上。

晶圓夾箝25運用一靜電卡盤來固持晶圓WA。板夾箝45運用一靜電卡盤來固持矽板15。該板夾箝45具有類似於晶圓夾箝25的一結構(諸如導熱性)。

矽板15包括類似於晶圓WA的一材料，且在其背面側上提供有複數個溫度感測器。當曝光光6L被施加至矽板15時，溫度感測器量測該矽板15之背面上的溫度。藉由該溫度感測器所量測的背面溫度被傳輸至控制設備70。

控制設備70係控制曝光設備10的一電腦。實施例之控制設備70基於藉由溫度感測器所量測的背面溫度來設定晶圓WA中之每一受照區的曝光順序。若曝光光6L被施加至晶圓WA中之一受照區，則鄰近受照區之溫度亦增加且受照區之形狀變形。因此，控制設備70將其中受照區形狀之變形量在一允許範圍內的一受照區(下文被稱為允許變形量受照區)設定為下一受照區。

允許變形量受照區可為其中藉由一溫度感測器16所量測之背面溫度低於一預定值的一受照區。此外，該允許變形量受照區可係其中與形成在一下層側上的一受照區之未對準量(疊對(O/L)誤差量)在一允許範圍內的一受照區。該等允許變形量受照區依次經選擇以判定針對晶圓WA的曝光順序。

冷卻氣體供應槽40將用於冷卻晶圓WA的冷卻氣體(諸如氫氣)26供應至真空腔室20中。經由冷卻氣體管而將冷卻氣體26發送出至晶圓WA與矽板15的背面及類似者。該冷卻氣體26可被發送至矽板15的上表面及類似者。

冷卻劑供應槽50將用於冷卻晶圓WA的冷卻劑27供應至真空腔室20中。經由冷卻劑管而將冷卻劑27發送出至晶圓WA與矽板15的背面側(晶圓夾箝25與板夾箝45的背面側)。

當對晶圓WA執行一曝光程序時，一光罩(反射式遮罩)23附接至真空腔室20中的一光罩台。此外，亦當對矽板15執行曝光程序時，光罩23附接至真空腔室20中的光罩台。

當在曝光設備10中執行曝光程序時，從光源30發射曝光光6L。接著，藉由照明光學系統21將該曝光光6L施加至光罩23。該曝光光6L在光罩23之表面上被反射且被傳輸至投射光學系統22。接著，傳輸至投射光學系統22的該曝光光6L被導引至晶圓台24上。

在曝光設備10中，對晶圓WA執行曝光程序之前，先對矽板15執行該曝光程序。接著，控制設備70基於矽板15之背面溫度判定曝光順序。

此外，當對晶圓WA執行曝光程序時，該晶圓WA被傳送至真空腔室20中以安裝在晶圓台24上。接著，控制設備70以預定曝光順序曝光該晶圓WA。

圖2係繪示晶圓台之組態的一圖式。晶圓夾箝25與板夾箝45被放置在晶圓台24的上表面上。矽板15被放置在板夾箝45上。該矽板15被放置在一位置，其中當晶圓夾箝25固持晶圓WA時，該晶圓WA不與矽板15接觸。

當晶圓夾箝25固持晶圓WA時，矽板15之上表面實質上與該晶圓WA之上表面一樣高。此外，當晶圓夾箝25固持晶圓WA時，矽板15之背面實質上與該晶圓WA之背面一樣高。以此方式，矽板15與晶圓WA具有實質上相同的厚度。矽板15具有等於複數個受照區(例如，9個或更多個受照區)的一上表面區域。

矽板15可預先被固定並放置在晶圓台24上或可藉由一傳送而被移動至該晶圓台24上。晶圓WA係藉由一傳送而被移動至該晶圓台24上。

曝光設備10包含一晶圓傳送機構81，該晶圓傳送機構81具有將晶圓WA傳送至晶圓台24上的功能與將晶圓WA傳送離開晶圓台24上的功能。此外，該曝光設備10包含一板傳送機構82，該板傳送機構82具有將矽板15傳送至板夾箝45上的功能與將矽板15傳送離開板夾箝45上的功能。

若矽板15預先被固定並放置在晶圓台24上，則曝光設備10可不包含板傳送機構82。此外，晶圓傳送機構81可傳送晶圓WA與矽板15。此外，板傳送機構82可傳送晶圓WA與矽板15。

圖3A與圖3B係繪示矽板之一示意性組態的圖式。圖3A繪示如從上表面側觀察時矽板15的一透視圖。此外，圖3B繪示如從背面側觀察時矽板15的一俯視圖。

複數個溫度感測器16被放置在矽板15的背面側上。該等溫度感測器16之各者(例如)以一矩陣形式(網孔形式)的規則間隔放置在矽板15的背面上。圖3B繪示一種情況，其中在矽板15的背面上，在縱向方向上配置14個溫度感測器16，且在橫向方向上配置12個溫度感測器16。然而，溫度感測器16之數目與配置並不限於圖3B中所繪示之該情況。

曝光光6L被施加至板夾箝45上之矽板15的一中心區域(下文被稱為中心曝光區域17)。背面溫度係在矽板15上之中心曝光區域17中及該中心曝光區域17周圍(矽板15之一外部周邊區域)(下文被稱為板外部周邊區域)進行量測。

溫度感測器16可不被放置在中心曝光區域17中。在此情況中，該等溫度感測器16被放置在矽板15之背面上的板外部周邊區域中。中心曝光區域17之尺寸及形狀(矩形區域)相同於等於為晶圓WA設定之一受照區的一尺寸及形狀。

藉由將溫度感測器16放置在板外部周邊區域中使輕易導出該板外部周邊區域之變形量變得可行。因此，對應於板外部周邊區域而適當設定受照區之曝光順序變得可行。

此外，可藉由將溫度感測器16放置在中心曝光區域17中而輕易導出該中心曝光區域17的變形量。因此，對應於中心曝光區域17而輕易校正一受照區之變形量變得可行。

曝光設備10對中心曝光區域17執行一掃描曝光，同時將曝光光6L施加至一扇形掃描區域35。接著，溫度感測器16在曝光完成時量測背面溫度。此外，該溫度感測器16量測從曝光完成至背面溫度降至一允許範圍內時該背面溫度的轉變。該溫度感測器16將所量測的背面溫度傳輸至控制設備70。

甚至在不除氣的一真空中亦可操作的一器件被用作溫度感測器16。此外，該溫度感測器16具有一高導熱性係較佳的。該溫度感測器16經組態使用(例如)一鎧裝熱電偶。該鎧裝熱電偶具有(例如)一結構，其中氧化鎂粉末或矽石粉末被填充在一金屬保護管(護套)中。溫度感測器16之一尖端部分係(例如)ø0.15。

圖4係繪示矽板上之溫度分佈的一圖式。圖4繪示矽板15上之截面位置與溫度分佈之間的關係。矽板15以類似於其中晶圓WA被固持在晶圓夾箝25上之狀態的一狀態固持在板夾箝45上。

在矽板15與板夾箝45之間提供溫度感測器16。該溫度感測器16量測矽板15的背面溫度。當曝光光6L被施加至矽板15時，藉由冷卻劑27或類似者冷卻晶圓WA的背面側。

當曝光光6L被施加至矽板15的中心曝光區域17時，該中心曝光區域17中的背面溫度增加。此外，係該中心曝光區域17周圍之一部分之板外部周邊區域中的背面溫度增加。在板外部周邊區域中，距中心曝光區域17之距離越短，背面溫度之增加越高。背面溫度在具有比一預定值更長的距中心曝光區域17之一距離的一區域中並不增加。

圖5係繪示晶圓上之溫度分佈之一實例的一圖式。圖5繪示在曝光光6L被施加至晶圓WA中心的一受照區時如從上表面側觀察該晶圓WA上的溫度分佈。藉由一模擬計算圖5中所繪示的溫度分佈。深色部分指示圖5中所繪示之溫度分佈中的高溫部分。

當曝光光6L被施加至晶圓WA中心的受照區時，產生通過該曝光光6L的熱能與通過紅外光(二氧化碳雷射)的熱能。因此，晶圓WA中心的背面溫度增加。在此情況中，距經曝光之受照區之距離越短，背面溫度之增加越高。背面溫度在其中距經曝光之受照區之距離比預定值長的一區域中並不增加。

在實施例中，曝光設備10預先量測晶圓WA與矽板15之背面溫度的此一狀態。因此，可估計在曝光光6L被施加至晶圓WA時該晶圓WA的背面溫度。在實施例中，控制設備70的一曝光順序設定裝置60(隨後描述)基於晶圓WA之背面溫度判定針對該晶圓WA的曝光順序。

圖6係根據實施例繪示曝光順序設定裝置之組態的一方塊圖。曝光順序設定裝置60被放置在(例如)控制設備70中。該控制設備70包含曝光順序設定裝置60、一輸入單元85、一控制指令產生單元86及一指令輸出單元87。

曝光順序設定裝置60包含複數個模組。該曝光順序設定裝置60之模組係一輸入單元(輸入模組)61、一溫度改變量計算單元62、一變形量計算單元63、一函數產生單元64、一允許受照區提取單元65、一曝光順序設定單元(設定模組)66及一輸出單元67。

各種資訊被輸入至輸入單元61中。該等各種資訊可由一使用者輸入或可從控制設備70中之一記憶體(未繪示)進行讀取以輸入。

待輸入至輸入單元61中的資訊包含晶圓WA之一受照區映射、矽板15之導熱性、矽板15之熱膨脹係數、溫度感測器16之導熱性及曝光條件。此外，藉由每一溫度感測器16所量測之晶圓WA的背面溫度被輸入至輸入單元61中。矽板15之溫度在曝光之後改變。因此，溫度感測器16在一預定時間內量測晶圓WA的背面溫度，且持續將所量測之結果輸入至輸入單元61中。

受照區映射包含關於一受照區尺寸、一受照區之位置與受照區之數目的資訊。此外，曝光條件包含在掃描區域35步進並從一受照區移動至另一受照區時的一移動速度(下文被稱為步進速度)。可基於受照區之間的距離與一步進移動時間計算該步進速度。明確言之，藉由將對其執行一第一掃描程序之一第一受照區與對其執行一第二掃描程序之一第二受照區之間的距離除以從完成第一掃描程序至開始第二掃描程序之時間來計算該步進速度。

輸入單元61將矽板15之輸入導熱性、溫度感測器16之導熱性與背面溫度傳輸至溫度改變量計算單元62。此外，該輸入單元61將矽板15之輸入熱膨脹係數傳輸至變形量計算單元63。此外，該輸入單元61將輸入受照區映射傳輸至允許受照區提取單元65與曝光順序設定單元66。

溫度改變量計算單元62計算矽板15之溫度改變量。該溫度改變量計算單元62基於矽板15之導熱性、溫度感測器16之導熱性與該矽板15之背面溫度來計算該矽板15的溫度改變量。藉由該溫度改變量計算單元62所計算的溫度改變量包含從緊接中心曝光區域17之曝光後之矽板15的溫度至該矽板15的隨後溫度之一轉變。該溫度改變量計算單元62計算在每一溫度感測器16之位置處的溫度改變量。該溫度改變量計算單元62將所計算之溫度改變量傳輸至變形量計算單元63。

變形量計算單元63基於矽板15之溫度改變量與熱膨脹係數來計算該矽板15的變形量(下文被稱為板變形量)。該變形量計算單元63計算在每一溫度感測器16之位置處的板變形量。藉由該變形量計算單元63所計算的板變形量包含從緊接中心曝光區域17之曝光後之板變形量至隨後板變形量的一轉變。該變形量計算單元63將所計算之板變形量傳輸至函數產生單元64。

函數產生單元64使相對於中心曝光區域17之一位置、曝光之後之一歷時時間與板變形量之間的關係函數化。相對於中心曝光區域17之位置係(例如)在該中心曝光區域17之一受照區曝光完成時相對於掃描區域35之一中心部分的一位置(座標)。

為掃描區域35從一步進至另一步進之移動的一步進移動係在一受照區中之掃描程序與下一受照區中之掃描程序之間執行。從當前受照區至下一受照區之距離越長(步進移動越長)，步進移動需要一越長時間。由於步進移動需要一更長時間，故矽板15的溫度降低。據此，板變形量亦減少。

因此，函數產生單元64基於步進速度與距中心曝光區域17之距離來計算相對於該中心曝光區域17之一位置與移動至該位置所需要時間之間的關係(位置/時間關係)。相對於中心曝光區域17之位置係步進移動之後的一位置。移動至該位置所需要之時間係曝光之後的一歷時時間。函數產生單元64使用位置/時間關係來使相對於中心曝光區域17之一位置、曝光之後之一歷時時間與板變形量之間的關係函數化。

換言之，函數產生單元64使用步進速度來產生一函數，該函數指示相對於中心曝光區域17之一位置與板變形量在曝光之後之轉變之間的關係。該函數產生單元64將所產生之函數傳輸至允許受照區提取單元65與曝光順序設定單元66。

允許受照區提取單元65基於受照區映射與所產生之函數提取允許變形量受照區。該允許受照區提取單元65將所提取之允許變形量受照區傳輸至曝光順序設定單元66。

曝光順序設定單元66基於受照區映射與允許變形量受照區來設定晶圓WA中之每一受照區的曝光順序。若無法以諸如所有受照區依次變成一允許變形量受照區之一方式來設定曝光順序，則該曝光順序設定單元66在設定一間隔時間之後設定曝光順序。在此情況中，需要該曝光順序設定單元66僅為需要一間隔的一受照區來設定一間隔。該曝光順序設定單元66將設定曝光順序傳輸至輸出單元67。該輸出單元67將曝光順序傳輸至控制指令產生單元86。

受照區映射、曝光條件及類似者被輸入至控制設備70的輸入單元85中。待輸入至輸入單元85中的曝光條件包含(例如)曝光能量(每單位時間之能量的數量：mj/cm²)。受照區映射與曝光條件可預先儲存在控制設備70中，且指定一受照區映射與曝光條件之資訊可被輸入至輸入單元85中。

輸入單元85將受照區映射與曝光條件傳輸至控制指令產生單元86。該控制指令產生單元86根據受照區映射、曝光條件與曝光順序而產生一曝光指令並將該曝光指令傳輸至指令輸出單元87。該指令輸出單元87將曝光指令傳輸至真空腔室20中的裝置。

當矽板15被曝光且當晶圓WA被曝光時，曝光設備10將相同曝光條件之一曝光指令傳輸至真空腔室中的一組件。藉由該曝光設備10所傳輸出的曝光條件包含曝光能量、一受照區尺寸、一照明條件、光罩之類型與一冷卻狀態之至少一者。

接著，給出根據實施例用於一曝光順序設定程序之一程序的一描述。圖7係根據實施例繪示用於曝光順序設定程序之程序的一流程圖。各種膜被層積在晶圓WA上。據此，當為晶圓WA設定曝光順序時，需預先識別該晶圓WA之膜結構(步驟S10)。

例如，在背面側上、中間層中、前面側上及類似者之晶圓WA的膜結構被識別為該晶圓WA的膜結構。在此時間點上，識別每一膜之厚度、膜之種類(材料)、每一膜之圖案覆蓋(密度)、受照區佈局及類似者。膜之種類包含(例如)一矽基板、一氮化矽膜、一氧化矽膜及一金屬膜。

具有相同膜結構作為晶圓WA的矽板15被放置在晶圓台24上(步驟S20)。該矽板15係(例如)其中各種膜被沈積在矽基板上的一板。複數個溫度感測器16被放置在該矽板15的背面側上。此外，識別該矽板15之導熱性與溫度感測器16之導熱性(步驟S30)。

在曝光設備10中，在晶圓WA之曝光條件下曝光矽板15(步驟S40)。明確言之，運用與晶圓WA之曝光條件相同的曝光能量、受照區尺寸、照明條件、光罩及冷卻狀態來曝光矽板15之中心曝光區域17。

接著，溫度感測器16在曝光程序期間及之後量測矽板15之背面溫度(步驟S50)。例如，每一溫度感測器16在曝光程序期間依預定時序量測背面溫度。此外，每一溫度感測器16在完成曝光程序之後與直至經過一預定時間為止之間依預定時序量測背面溫度。藉由溫度感測器16量測在矽板15之背面上的中心曝光區域17與板外部周邊區域中的背面溫度。

當曝光晶圓WA時，依逐一受照區基礎而對一受照區執行一向上掃描或向下掃描。因此，溫度感測器16可量測對矽板15執行向上掃描曝光時的背面溫度與對矽板15執行向下掃描曝光時的背面溫度。每一溫度感測器16將所量測之背面溫度(溫度改變之轉變)傳輸至曝光順序設定裝置60的輸入單元61。

晶圓WA之受照區映射、矽板15之導熱性、矽板15之熱膨脹係數、溫度感測器16之導熱性、曝光條件及類似者預先被輸入至輸入單元61中。該輸入單元61將所輸入導熱性與背面溫度傳輸至溫度改變量計算單元62。此外，該輸入單元61將所輸入熱膨脹係數傳輸至變形量計算單元63。此外，該輸入單元61將所輸入受照區映射傳輸至允許受照區提取單元65與曝光順序設定單元66。

溫度改變量計算單元62基於矽板15之導熱性、溫度感測器16之導熱性與該矽板15之背面溫度來計算該矽板15的溫度改變量(步驟S60)。藉由該溫度改變量計算單元62所計算的溫度改變量係從曝光開始之溫度轉變。該溫度改變量計算單元62將所計算之溫度改變量傳輸至變形量計算單元63。

變形量計算單元63基於矽板15之溫度改變量與熱膨脹係數而計算在每一溫度感測器16之位置處的板變形量(步驟S70)。該板變形量係從緊接曝光後直至經過一預定時間為止的板變形量轉變。變形量計算單元63將所計算之板變形量傳輸至函數產生單元64。

變形量計算單元63可內插並計算鄰近溫度感測器16之間的一溫度改變。此外，若所有溫度感測器16偵測一溫度增加，則變形量計算單元63可基於距中心曝光區域17之距離與矽板15上之溫度分佈(梯度)而將一溫度外推至其中該溫度不被量測的一位置(周邊估計)。

函數產生單元64使相對於中心曝光區域17之一位置(下一曝光位置)、曝光之後之一歷時時間與板變形量之間的關係函數化(步驟S80)。該函數產生單元64將所產生之函數傳輸至允許受照區提取單元65與曝光順序設定單元66。

允許受照區提取單元65基於受照區映射與所產生之函數而從板外部周邊區域提取一允許變形量受照區(步驟S90)。板變形量係在一溫度感測器16之位置處的允許範圍內，其具有小於溫度感測器16之中之一預定值的溫度改變量。因此，相對於中心曝光區域17之允許變形量受照區的位置對應於溫度感測器16距該中心曝光區域17的一位置，其中一溫度增加小於預定值。

允許受照區提取單元65可基於背面溫度提取一允許變形量受照區。此外，該允許受照區提取單元65可基於板變形量計算上層與下層之間的未對準量，且基於所計算之值提取一允許變形量受照區。

允許受照區提取單元65將所提取之允許變形量受照區傳輸至曝光順序設定單元66。若已提取複數個允許變形量受照區，則該允許受照區提取單元65將所有所提取之允許變形量受照區傳輸至曝光順序設定單元66。

曝光順序設定單元66識別晶圓WA之受照區映射(步驟S100)。該曝光順序設定單元66基於受照區映射與允許變形量受照區而臨時設定晶圓WA中之受照區的曝光順序。在此時間點上，該曝光順序設定單元66判斷是否可以諸如晶圓WA上之所有受照區依次變成一允許變形量受照區之一方式來設定曝光順序(步驟S110)。

若可以諸如晶圓WA上之所有受照區依次變成一允許變形量受照區之一方式來設定曝光順序(步驟S110，是)，則曝光順序設定單元66將臨時設定之曝光順序設定為晶圓WA的曝光順序(步驟S120)。

另一方面，若無法以諸如晶圓WA上之所有受照區依次變成一允許變形量受照區之一方式來設定曝光順序(步驟S110，否)，則曝光順序設定單元66設定一間隔時間且接著設定曝光順序(步驟S130)。在此情況中，該曝光順序設定單元66僅為需要一間隔的一受照區來設定一間隔。

曝光順序設定單元66將設定曝光順序傳輸至輸出單元67。該輸出單元67將曝光順序傳輸至控制指令產生單元86。隨後曝光晶圓WA。明確言之，控制指令產生單元86根據受照區映射、曝光條件與曝光順序而產生一曝光指令並將該曝光指令傳輸至指令輸出單元87。接著，該指令輸出單元87將曝光指令傳輸至真空腔室20中的裝置(諸如晶圓台24)。因此，根據曝光指令以曝光順序對真空腔室20中的晶圓WA執行曝光程序。

因此，可在其中針對曝光之一受照區未變形的一狀態中曝光晶圓WA。據此，可在一期望區域中執行一曝光。此外，無需增加冷卻氣體量。據此，真空度未降低。此外，無需在晶圓WA之背面側與靜電卡盤之間增加一接觸區域。據此，可抑制微粒附接至晶圓WA之背面與靜電卡盤的接觸表面。因此，可防止附接微粒在夾住晶圓之後使晶圓WA變形。

以此方式，實施例之曝光順序設定裝置60可基於依任何時序量測的背面溫度來設定曝光順序。例如，該曝光順序設定裝置60可緊接中心曝光區域17之曝光後而基於板外部周邊區域中的背面溫度來設定曝光順序。此外，該曝光順序設定裝置60可在完成中心曝光區域17之曝光之後基於板外部周邊區域中之背面溫度的轉變設定曝光順序。

圖8A至圖8C係基於允許變形量受照區繪示曝光順序設定程序之圖式。圖8A繪示矽板15之中心曝光區域17的一俯視圖。例如，矽板15上之受照區(排除受照區18A至18D)被假定為允許變形量受照區。在下列描述中，在一些情況中，排除允許變形量受照區之受照區被稱為非允許受照區。

受照區18A係在中心曝光區域17上側的一受照區。受照區18B係在中心曝光區域17右方的一受照區。此外，受照區18C係在中心曝光區域17下側的一受照區。受照區18D係在中心曝光區域17左方的一受照區。以此方式，若曝光光6L被施加至中心曝光區域17，則靠近該中心曝光區域17之受照區變成非允許受照區，且遠離該中心曝光區域17之受照區變成允許變形量受照區。

圖8B與圖8C繪示設定在晶圓WA上之受照區的一俯視圖。圖8B中所繪示之一受照區51係對應於中心曝光區域17的一受照區。此外，一受照區71A係對應於受照區18A之一受照區。一受照區71B係對應於受照區18B之一受照區。此外，一受照區71C係對應於受照區18C之一受照區。一受照區71D係對應於受照區18D之一受照區。因此，若受照區51係中心曝光區域17，則受照區71A至71D係非允許受照區且排除受照區71A至71D之受照區係板外部周邊區域中的允許變形量受照區。

在曝光係第N個(N係一自然數)受照區之受照區51之後，曝光順序設定單元66設定下一(第(N+1)個)受照區。在此時間點上，該曝光順序設定單元66從允許變形量受照區之中設定下一受照區。該曝光順序設定單元66將(例如)靠近當前受照區51之一受照區設定為允許變形量受照區之中的下一受照區。因此，縮短步進移動變得可行。圖8B繪示一種情況，其中放置在受照區51右下方之一受照區52被設定為在受照區51之後曝光的一受照區。

若對受照區52執行一曝光，則該受照區52變成對應於中心曝光區域17之一受照區。如圖8C中所繪示，一受照區72A係在受照區52上側之一受照區且對應於受照區18A。此外，一受照區72B係在受照區52右方之一受照區且對應於受照區18B。此外，一受照區72C係在受照區52下側之一受照區且對應於受照區18C。此外，一受照區72D係在受照區52左方之一受照區且對應於受照區18D。以此方式，若受照區52係中心曝光區域17，則受照區72A至72D係非允許受照區，且排除受照區72A至72D之受照區係板外部周邊區域中的允許變形量受照區。

曝光順序設定單元66設定第(N+1)個受照區52且接著設定第(N+2)個受照區。在此時間點上，該曝光順序設定單元66從允許變形量受照區之中設定下一受照區。該曝光順序設定單元66將(例如)靠近當前受照區52之一受照區設定為允許變形量受照區之中的下一受照區。圖8C繪示一種情況，其中放置在受照區51左下方之一受照區53被設定為在受照區52之後曝光的一受照區。

曝光順序設定單元66針對所有受照區來設定曝光順序。在此情況中，該曝光順序設定單元66設定具有用於整個晶圓WA之曝光之最短時間的一曝光順序。該曝光順序設定單元66可設定具有比一預定值更短的用於整個晶圓WA之曝光之時間的一曝光順序。

受照區71A與受照區71D可在其中完成受照區52之曝光之階段仍為非允許受照區。換言之，當待在第M(M係一自然數)個受照區之曝光之後曝光之一受照區被設定時，當待在第M個受照區之後曝光之一受照區被設定時為非允許受照區的一受照區可仍為非允許受照區。在此情況中，曝光順序設定單元66並不將仍為非允許受照區之受照區設定為接下來待曝光的一受照區。

圖9係繪示針對晶圓所設定之曝光順序之一實例的一圖式。圖9之晶圓WA中所繪示之數值表示該晶圓WA中的曝光順序。例如，待在第八個受照區之後曝光的第九個受照區係在該第八個受照區右下方的一受照區。此外，待在第九個受照區之後曝光的第十個受照區係在第八個受照區左下方的一受照區。圖9繪示第一至第二十二個受照區。然而，亦在類似於圖8中所描述之程序的一程序中設定第二十三個及更後的受照區。

圖10係繪示藉由曝光設備之一步進程序與一掃描程序的一圖式。此處，在以從受照區51至受照區53之順序曝光晶圓WA之內部的一情況中給出步進程序與掃描程序之一描述。

曝光設備10藉由使掃描區域35在一受照區內移動而在該受照區中執行一掃描曝光。該曝光設備10對受照區51執行一掃描曝光程序Sc1，且隨後執行將掃描區域35從受照區51移動至受照區52的一步進程序St1。

此外，曝光設備10對受照區52執行一掃描曝光程序Sc2，且隨後執行將掃描區域35從受照區52移動至受照區53的一步進程序St2。接著，該曝光設備10對受照區53執行一掃描曝光程序Sc3，且隨後執行將掃描區域35從受照區53移動至下一受照區的步進程序。

在受照區52之曝光之後，藉由受照區51之曝光不會使該受照區52變形或膨脹。類似地，在受照區53之曝光之後，藉由受照區51與受照區52之曝光不會使該受照區53變形或膨脹。因此，執行具有高對準精確性的一曝光。

此處，給出在一經曝光之受照區之熱效應下之一受照區之變形形狀的一描述。圖11A至圖11C係繪示在一經曝光之受照區之熱效應下之一受照區之變形形狀的圖式。

如圖11A中所繪示，當對一矩形受照區31執行一掃描曝光程序Sc11時，該受照區31經變形成為一實質上梯形受照區41。此外，藉由對該受照區31執行之掃描曝光程序Sc11而使鄰近於受照區31之一矩形受照區32變形成為一受照區42。

可估計受照區41之形狀。據此，可藉由曝光一曝光區域同時校正該曝光區域而使受照區31曝光。可藉由使用(例如)一校正參數(諸如下文所描述之K9)來曝光經變形成為受照區41的一受照區作為受照區31。

圖12A與圖12B係繪示收集參數之一實例的圖式。圖12A中所繪示之一校正參數101係K9。圖12B中所繪示之一校正參數102係K12。一受照區之形狀可使用K9進行校正或可使用K12進行校正。此外，一受照區之形狀可使用K9與K12二者進行校正。

如圖11B中所繪示，當對受照區32之一區域執行一掃描曝光程序Sc12時，該受照區32變形。此外，藉由受照區31之掃描曝光所引起的變形(受照區42)保留在受照區32之區域中。

因此，當在其中受照區32變形為在受照區42中之一狀態中對該受照區32之區域執行掃描曝光程序Sc12時，其變成藉由組合歸因於掃描曝光程序Sc12之變形與剩餘變形所引起之一變形形狀的一受照區43。

如圖11C中所繪示，受照區43具有一複雜的變形形狀。據此，很難作出一校正以估計此變形形狀。若受照區32變形為在受照區43中，則當比該受照區43之一上層被圖案化時，與該受照區43之對準變得困難。此外，很難對準受照區43與比該受照區43之一下層側。

在實施例中，對一允許變形量受照區執行一曝光，其中一受照區之變形量小於一預定值。據此，可輕易執行上層與下層之間的對準。晶圓WA中之實際未對準量可經量測以基於量測結果來校正與上層的對準。此外，即使允許變形量受照區被曝光，受照區之形狀亦可變形。據此，可以此一方式執行一曝光以便校正受照區之形狀。在此情況中，受照區之形狀係針對(例如)待曝光之每一受照區進行校正。

圖13A至圖13C係繪示矽板之一特殊組態實例的圖式。圖13A係繪示矽板之一第一實例的一圖式。如該圖式中所繪示，一矽板15A具有一矩形形狀的一上表面且包含(例如)等於九個受照區的一區域。明確言之，該矽板15A包含一中心曝光區域17A之一受照區及鄰近於該中心曝光區域17A之八個受照區(板外部周邊區域)。

圖13B係繪示矽板之一第二實例的一圖式。如該圖式中所繪示，一矽板15B具有一矩形形狀的一上表面且包含(例如)四種類型的矽板區域151A至151D。該等矽板區域151A至151D各自具有一不同的膜結構(例如，光阻之下層側上的頂層膜)。例如，光阻之下層側上的頂層膜係矽板區域151A中之一氮化矽膜。光阻之下層側上的頂層膜係矽板151B區域中之一金屬膜。

矽板區域151A至151D各自包含(例如)等於如矽板15A中之九個受照區的一區域。明確言之，矽板區域151A包含一中心曝光區域171A之一受照區及鄰近於該中心曝光區域171A之八個受照區。此外，矽板區域151B包含一中心曝光區域171B之一受照區及鄰近於該中心曝光區域171B之八個受照區。此外，矽板區域151C包含一中心曝光區域171C之一受照區及鄰近於該中心曝光區域171C之八個受照區。此外，矽板區域151D包含一中心曝光區域171D之一受照區及鄰近於該中心曝光區域171D之八個受照區。

圖13C係繪示矽板之一第三實例的一圖式。如該圖式中所繪示，一矽板15C包含(例如)四種類型的矽板區域152A至152D。該矽板15C具有一圓形區域的一上表面，且運用一旋轉器型旋轉機構來旋轉矽板區域152A至152D。

例如，若使用矽板區域152A，則矽板15C係繞板平面中之一中心Cl旋轉以將該矽板區域152A移動至曝光位置。此外，若使用矽板區域152B，則矽板15C係繞板平面中之一中心C1旋轉以將該矽板區域152B移動至曝光位置。

矽板區域152A至152D包含類似於矽板區域151A至151D之區域。該等矽板區域152A至152D之各者各自包含其中心曝光區域172A、172B、172C或172D之一受照區及鄰近於上述中心曝光區域172A、172B、172C或172D之八個受照區。

矽板15A與15B可具有一圓形形狀的一上表面。此外，矽板15C可具有一矩形形狀的一上表面。此外，矽板15A可包含25個或36個受照區，而不限於九個受照區。此外，矽板區域151A至151D及152A至152D可包含25個或36個受照區，而不限於九個受照區。

此外，矽板15A至15C之任意者可被傳送至真空腔室20中供使用。在此情況中，其上放置溫度感測器16之板夾箝45係形成在真空腔室20中。在其中板夾箝45固持矽板15A、15B或15C之狀態中對矽板15A至15C之任意者執行曝光程序。矽板15A、15B或15C若必要則被傳送出且另一矽板15A、15B或15C若必要則被傳送入。

藉由曝光順序設定裝置60針對(例如)晶圓程序之每一層設定曝光順序。在製造一半導體裝置之後，該曝光順序設定裝置60使用矽板15來設定晶圓WA的曝光順序。在此時間點上，該曝光順序設定裝置60針對晶圓WA之每一膜結構設定該晶圓WA的曝光順序。

各種膜被沈積在晶圓WA上。該晶圓WA被傳送至曝光設備10中，光阻已被施加至該晶圓WA。曝光設備10以預設曝光順序曝光晶圓WA。在此時間點上，該曝光設備10根據晶圓WA之膜結構而以曝光順序曝光該晶圓WA。

晶圓WA隨後經開發以在該晶圓WA上形成一光阻圖案。使用該光阻圖案作為一遮罩以蝕刻該光阻圖案的一下層側。因此，對應於該光阻圖案之一實際圖案係形成在晶圓WA上。在製造一半導體裝置之後，膜沈積程序、曝光程序、開發程序、蝕刻程序及類似者藉由層基礎而在一層上重複。

接著，描述曝光順序設定裝置60之一硬體組態。圖14係繪示曝光順序設定裝置之一硬體組態的一圖式。曝光順序設定裝置60包含一中央處理單元(CPU)91、一唯讀記憶體(ROM)92、一隨機存取記憶體(RAM)93、一顯示單元94及一輸入單元95。在該曝光順序設定裝置60中，此等CPU 91、ROM 92、RAM 93、顯示單元94與輸入單元95係經由一匯流排線連接。

CPU 91使用一曝光順序設定程式97作為一電腦程式來判定一圖案。該曝光順序設定程式97係一電腦可執行電腦程式產品，其包含具有複數個命令用於設定曝光順序之一非暫時性、電腦可讀記錄媒體(非暫時性電腦可讀媒體)。該曝光順序設定程式97藉由複數個命令而引起一電腦執行曝光順序之設定。

顯示單元94係一顯示裝置(諸如一液晶監測器)，且基於CPU 91之一指令顯示晶圓WA之受照區映射、曝光條件、藉由溫度感測器16所量測之溫度、矽板15之溫度改變量、曝光順序、間隔時間及類似者。輸入單元95經組態包含一滑鼠及一鍵盤，且輸入待由使用者在外部輸入之指令資訊(諸如設定曝光順序所必需之一參數)。已被輸入至輸入單元95中之指令資訊被傳輸至CPU 91。

曝光順序設定程式97被儲存在ROM 92中且經由匯流排線而被載入至RAM 93中。圖14繪示一種狀態，其中曝光順序設定程式97已被載入至RAM 93中。

CPU 91執行載入至RAM 93中之曝光順序設定程式97。明確言之，在曝光順序設定裝置60中，該CPU 91根據來自輸入單元95之藉由使用者之指令的輸入而從ROM 92讀取曝光順序設定程式97，並擴充RAM 93中之一程式儲存區域中的曝光順序設定程式97以執行各種程序。該CPU 91將各種程序之後出現的各種資料臨時儲存在RAM 93中形成之資料儲存區域中。

待由曝光順序設定裝置60執行之曝光順序設定程式97具有包含溫度改變量計算單元62、變形量計算單元63、函數產生單元64、允許受照區提取單元65及曝光順序設定單元66之一模組組態，其等被載入至一主要儲存裝置上，且在該主要儲存裝置上產生。

在實施例中，描述其中曝光設備10將曝光光6L用於曝光之情況。然而，該曝光設備10可使用除曝光光6L外之曝光光來執行曝光。此外，在實施例中，描述其中該曝光設備10在真空腔室20中執行曝光之情況。然而，該曝光設備10可在除真空腔室20外之一腔室中執行曝光。

此外，在實施例中，描述其中曝光設備10冷卻晶圓WA與矽板15之背面之情況。然而，該曝光設備10可調整晶圓WA與矽板15之背面的溫度。

以此方式，根據實施例，曝光設備10將曝光光6L施加至具有與晶圓WA之膜結構相同的膜結構之矽板15，且溫度感測器16量測晶圓WA之背面溫度。接著，曝光順序設定裝置60基於背面溫度而為晶圓WA設定曝光順序。

因此，可隨後曝光一受照區而無一經曝光之受照區之熱效應。因此，晶圓WA可被曝光而無變形及膨脹。據此，可達成抑制晶圓WA之變形之曝光程序。因此，可獲得可改良曝光位置之對準精確性的一效應。

雖然已描述特定實施例，但此等實施例僅已藉由實例進行介紹，且並非旨在限制本發明之範疇。實際上，本文所描述之新穎的實施例可以各種其他形式體現；此外，可對本文所描述之實施例之形式作出各種省略、置換與改變，而不背離本發明之精神。隨附申請專利範圍及其等效物旨在涵蓋諸如將落在本發明之範疇與精神內的形式或修改。