TWI680356B - 曝光裝置及曝光方法 - Google Patents

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Akira Ikarashi
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日商牛尾電機股份有限公司
Ushio Denki Kabushiki Kaisha
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Abstract

本發明的課題是在於提供一種即使在進行不同的種類用不同的曝光圖案之曝光時，也不會費事或花成本，適於多種類少量生產之曝光技術。
其解決手段是工件(W)的各對準標記(AM)會經由透過型的數位光罩(2)來以各攝影機(7)攝影，控制器(4)上的修正程式會根據各攝像資料來修正原型的圖案資料。修正是包含遮罩圖案的顯示位置的修正、倍率的修正。包含來自光源(1)的紫外線的光是透過被修正的遮罩圖案來照射至工件(W)，工件(W)會被曝光。

Description

曝光裝置及曝光方法
本案的發明是有關光刻(Photolithography)的曝光技術。
光刻是作為在對象物中作入微細的形狀之技術，被使用在各種的用途。代表性的，為了在各種電子機器所搭載的印刷基板的製造之電路圖案的形成，而進行光刻。在光刻中，存在將所欲取得的形狀的光照射至對象物的曝光工程，且使用曝光裝置。
在曝光裝置是存在投影曝光、接觸曝光、接近曝光等的各種方式。該等的方式是成為經由光罩來將來自光源的光照射至對象物(以下稱為工件)之構成。光罩是在如石英玻璃基板般的透明的玻璃基板上，以鉻等的遮光性材料來形成圖案，藉由此圖案來控制光的透過、遮斷。此圖案是與所欲形成於工件的圖案相同者，藉由此圖案的光被投影或轉印於工件上來進行曝光。以下，將被照射至工件上的光的圖案稱為曝光圖案，將被形成於遮罩上的圖案稱為遮罩圖案。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平6-232024號公報
[專利文獻2]日本特開2004-87771號公報
在上述以往的曝光裝置中，由於在製品的種類不同的情況形成的圖案也不同，因此必須配合各種類來準備各光罩加以保管，除了光罩本身的成本以外，管理的成本也不能忽視。此點是多種類少量生產的傾向大的生產現場，其問題越深刻。
本案的發明是考量上述課題而進行研發者，以提供一種即使在進行不同的種類用不同的曝光圖案之曝光時，也不會費事或花成本，適於多種類少量生產之曝光技術為目的。
為了解決上述課題，本案的請求項1記載的發明係具備：光源，其係放出包含紫外線的光；透過型的數位光罩；搬送系，其係將工件搬送至來自通過數位光罩的光源 的光的照射位置；攝影機，其係攝取被搬送至光的照射位置的工件的特定部位；及控制器，又，數位光罩，係具有藉由控制器來控制之多數的畫素，各畫素係取得：透過紫外線的OFF狀態、及遮斷紫外線的ON狀態者，控制器係具備：記憶部，其係記憶用以使遮罩圖案的顯示進行於數位光罩的資料之圖案資料；及輸出部，其係對數位光罩輸出圖案資料，而使遮罩圖案的顯示進行於數位光罩，並且，在控制器中安裝有修正程式，使根據攝影機之攝像資料來修正圖案資料而修正後的圖案資料能夠從輸出部輸出，修正程式係包含顯示位置修正模組，按照攝影機之工件的特定部位的攝像資料來修正數位光罩上的遮罩圖案的顯示位置。
又，為了解決上述課題，請求項2記載的發明係於前述請求項1的構成中，具有前述工件的特定部位為對準標記之構成。
又，為了解決上述課題，請求項3記載的發明係於前述請求項2的構成中，具有前述對準標記係設置複數個，前述攝影機為攝取各對準標記者之構成。
又，為了解決上述課題，請求項4記載的發明係於前述請求項3的構成中，具有前述攝影機係分別設在可攝取各對準標記的位置之構成。
又，為了解決上述課題，請求項5記載的發明係於前述請求項3或4的構成中，具有前述修正程式係包含：按照前述攝影機之前述對準標記的攝像資料來決定數位光罩的遮罩圖案的顯示倍率之擴縮模組之構成。
又，為了解決上述課題，請求項6記載的發明係於前述請求項3、4或5的構成中，具有前述修正程式係包含：按照前述攝影機之對準標記的攝像資料來判斷工件的變形，遮罩圖案會按照該判斷結果來變形而顯示之變形模組之構成。
又，為了解決上述課題，請求項7記載的發明係於前述請求項1~6中的任一項的構成中，具有前述數位光罩係具有透過前述攝影機的攝影波長的光之透過部，前述攝影機係被配置於可透過前述數位光罩的該透過部來盯上前述特定部位的位置之構成。
又，為了解決上述課題，請求項8記載的發明係於前述請求項7的構成中，具有設有移動機構之構成，其係使被搬送至前述照射位置的工件或前述數位光罩移動，而設為工件與前述數位光罩接觸的狀態或持預定的間隙來對向的狀態。
又，為了解決上述課題，請求項9記載的發明係於前述請求項1的構成中，具有前述工件的特定部位為藉由已 被進行的光刻所形成的圖案的特定處之構成。
又，為了解決上述課題，請求項10記載的發明係使用前述請求項1乃至9的任一項所記載的曝光裝置之曝光方法，
該曝光裝置係具備：被配置於前述光的照射位置的平台、及在平台上載置有工件的狀態下使平台或前述數位光罩移動而使前述數位光罩接觸於工件的移動機構，其特徵係具有：攝影步驟，其係前述數位光罩與工件接觸後，透過前述數位光罩來利用前述攝影機進行前述工件的特定部位的攝影；修正步驟，其係按照在攝影步驟所取得的攝像資料來執行前述修正程式；及曝光步驟，其係一邊藉由以前述修正程式所修正的圖案資料來使遮罩圖案顯示於前述數位光罩，一邊將前述工件曝光，從攝影步驟到曝光步驟終了的期間，前述數位光罩與工件接觸而兩者的位置關係不變化的狀態會繼續。
又，為了解決上述課題，請求項11記載的發明係使用請求項1乃至9的任一項所記載的曝光裝置之曝光方法，該曝光裝置係具備：被配置於前述光的照射位置的平台、及在平台上載置有工件的狀態下使平台或前述數位光 罩移動而使前述數位光罩接觸於工件的移動機構、及在前述數位光罩接觸於工件的狀態下將前述數位光罩與工件之間的空間真空排氣而使兩者緊貼的排氣系，其特徵係具有：攝影步驟，其係前述數位光罩與工件之間的空間被真空排氣而兩者緊貼後，透過前述數位光罩來利用前述攝影機進行前述工件的特定部位的攝影；修正步驟，其係按照在攝影步驟所取得的攝像資料來執行前述修正程式；及曝光步驟，其係一邊藉由以前述修正程式所修正的圖案資料來使遮罩圖案顯示於前述數位光罩，一邊將前述工件曝光，從攝影步驟到曝光步驟終了的期間，前述數位光罩與工件之間的空間被真空排氣而兩者緊貼的狀態會繼續。
如以下說明般，若根據本案的請求項1記載的發明，則由於使用數位光罩來進行曝光，因此即使在進行不同的種類的製品用的曝光時，也不必更換硬體的光罩，且不須按每個種類準備硬體的光罩加以管理。因此，可提供一種生產性高，且運轉成本便宜的曝光裝置。而且，以藉由按照工件的特定部位的攝像結果所被算出的顯示修正資料來修正的圖案資料顯示遮罩圖案，工件會以通過該遮罩圖案的光來曝光，因此不需要對準的動作。所 以，此點更令裝置的成本便宜，且生產性變高。
又，若根據請求項2記載的發明，則除了上述效果以外，攝影機會攝取被設於工件的對準標記來算出顯示修正資料，因此資料處理容易。
又，若根據請求項3記載的發明，則除了上述效果以外，設有複數個對準標記，因此沒有需要解像度非常高的攝影機，或由標記的擴縮來判斷工件的擴縮時的精度降低的問題。
又，若根據請求項4記載的發明，則除了上述效果以外，對各對準標記攝影用分別設有攝影機，因此不需要攝影機的移動機構，停止位置的精度也沒有關係。所以，在成本及曝光品質的面更可取得優越的效果。
又，若根據請求項5記載的發明，則除了上述效果以外，即使工件的尺寸變化，還是可按照其尺寸變化來修正遮罩圖案，在被修正的狀態下進行曝光，因此尺寸變化與最終的製品的關係為可容許時，進行對應於可容許的尺寸變化之圖案形成。所以，可提高製品的良品率。
又，若根據請求項6記載的發明，則除了上述效果以外，即使工件變形，還是可按照其變形來修正遮罩圖案，在被修正的狀態下進行曝光，因此變形與最終的製品的關係為可容許時，圖案會在對應於可容許的工件的變形之狀態下被形成。所以，可提高製品的良品率。
又，若根據請求項7記載的發明，則除了上述效果以外，透過數位光罩來攝取對準標記，因此攝取對準標記時 的視差會變小。所以，可進行更高精度的資料修正。
又，若根據請求項9記載的發明，則除了上述效果以外，進行階層構造的圖案形成時，各層的圖案會在位置偏移或變形被修正的狀態下形成，因此可取得更良質的多層構造的圖案。
又，若根據請求項10記載的發明，則除了上述效果以外，數位光罩與工件接觸而兩者的位置關係不變化的狀態原封不動保持下，適用修正資料的圖案資料被顯示於數位光罩，進行曝光。因此，不會有攝影機之攝影後產生工件的位置偏移而造成顯示修正資料不正確的情形，按照攝影機的攝像結果之遮罩圖案的修正的技術構成變成更有意義者。
又，若根據請求項11記載的發明，則除了上述效果以外，利用真空排氣之數位光罩與工件的緊貼狀態原封不動保持下，適用修正資料的圖案資料被顯示於數位光罩，進行曝光。因此，上述效果可更確實地取得。
1‧‧‧光源
2‧‧‧數位光罩
3‧‧‧搬送系
31‧‧‧搬入側輸送機
32‧‧‧搬出側輸送機
33‧‧‧搬入手
34‧‧‧搬出手
4‧‧‧控制器
41‧‧‧處理器
42‧‧‧記憶部
43‧‧‧輸出入部
5‧‧‧照射光學系
6‧‧‧平台
61‧‧‧真空吸附孔
62‧‧‧移動機構
63‧‧‧周狀密封構件
64‧‧‧排氣孔
7‧‧‧攝影機
8‧‧‧排氣系
圖1是實施形態的曝光裝置的概略圖。
圖2是表示實施形態的裝置之循序程式的主要部的流程圖。
圖3是表示修正程式的概略的流程圖。
圖4是針對像原點的特定來表示的概念圖。
圖5是針對顯示位置修正模組來表示的概念圖。
圖6是針對擴縮模組來表示的概念圖。
圖7是針對變形模組來表示的概念圖。
圖8是表示實施形態的曝光裝置的全體的動作的正面剖面概略圖。
其次，說明有關用以實施本案發明的形態(以下稱為實施形態)。
圖1是實施形態的曝光裝置的概略圖。圖1所示的曝光裝置是構成具備：光源1、光罩2、搬送系3、及控制裝置的各部之控制器4等。
光源1是至少放出含紫外線的光者。例如，採用短弧型或長弧型的水銀燈等作為光源1。
光罩2是以此實施形態的曝光裝置作為大的特徵點，使用透過型的數位光罩2。所謂數位光罩2雖不是一般性的用語，但為數位顯示遮罩圖案的光罩。
數位光罩2是具有藉由控制器4來控制的多數的畫素，各畫素是取得：透過紫外線的OFF狀態、及遮斷紫外線的ON狀態者，該等畫素的ON-OFF的圖案為被顯示的遮罩圖案。
作為如此的數位光罩2，在此實施形態中是使用透過型液晶顯示器。例如，可採用10~100μm程度的畫素間距的高解像度的TFT彩色液晶顯示器。但，由於背光是 不需要，所以在卸下的狀態下被使用。並且，市售的液晶顯示器是有設置紫外線截止濾鏡的情況，但該情況也被卸下使用。
光學系的構成是依曝光的方式而不同。此實施形態的裝置是進行接觸曝光的裝置，在光源1與數位光罩2之間配置有照射光學系5。有關照射光學系5是可由各種來任意地選擇，但例如以短弧型的紫外線燈作為光源1時，可採用以積分透鏡(integrator lens)來將來自光源1的光設為均一的強度分布的光束之後，以準直透鏡作為平行光來照射至數位光罩2的構成。以數位光罩2來控制透過‧遮斷的光是維持平行光到達工件W而將工件W曝光。照射光學系5是包含未圖示的快門，快門是藉由控制器4來控制。
另外，進行投影曝光時，在數位光罩2與工件W之間配置有投影光學系。投影光學系是投影數位光罩2上的遮罩圖案而照射光至工件W。
在與數位光罩2對向的位置是配置有平台6。平台6是在被照射曝光圖案的光的位置保持工件W的構件。工件W是被載置於平台6的上面而保持。平台6是在上面具有用以使工件W不會在平台6上移動的真空吸附孔61，設有將真空吸附孔61排氣而真空吸附工件W的排氣系8。平台6是具備未圖示的工件用感測器，可由工件用感測器來確認載置工件W的情形。工件用感測器是被連接至控制器4。
搬送系3是採用依工件W的類型來最適化者。在此實施形態中，成為剛性類型的印刷基板用的曝光裝置。因此，在此實施形態中，藉由輸送機31，32及搬送手33，34等來構成搬送系3。
輸送機31，32是對於平台6設在搬入側及搬出側(以下稱為搬送側輸送機，搬出側輸送機)，搬送手33，34也設在搬入側及搬出側(以下稱為搬入手，搬出手)。在此實施形態中，搬送方向是水平方向。以下，基於說明的方便起見，以搬送方向(圖1的紙面上，左右方向)作為X方向，且以和X方向垂直的水平方向(與圖1的紙面垂直的方向)作為Y方向。
搬入手33是拾取在搬入側輸送機31所被搬送的工件W而載置於平台6的機構，搬出手34是從平台6拾取被曝光的工件W而載置於搬出側輸送機32的機構。各手33，34是在下端具備吸附工件W的吸附墊(符號省略)，且具備手驅動機構331，341。各手驅動機構331，341是使各手移動於水平方向及垂直方向的機構。藉由該等機構來進行工件W的移載。
並且，裝置是具備移動平台6的移動機構62。移動機構62是用以將被載置之平台6相對於數位光罩2的距離調節成最合適的機構。在此實施形態中，成為進行接觸曝光者，成為進行用以使被載置的工件W接觸於數位光罩2的移動之機構。因此，移動機構62是在此實施形態中成為昇降機構。另外，有關數位光學光罩2也 是因應所需設有移動機構，調節相對於工件W的距離(包含距離零)。
而且，實施形態的裝置是為了提高數位光罩2對於工件W的緊貼性，而採用將工件W與數位光罩2之間真空排氣的構成。具體而言，如圖1所示般，在平台6的表面是設有像O型環那樣的周狀密封構件63。數位光罩2是具有框部21，如後述般，平台6藉由移動機構62來上昇時，框部21是抵接於周狀密封構件63而緊貼。工件W是被載置於周狀密封構件63的內側。平台6是形成具有位於所被載置的工件W與周狀密封構件63之間的緊貼用的排氣孔64。藉由從排氣孔64排氣來使工件W與數位光罩2之間成為真空，提高數位光罩2對於工件W的緊貼性。
並且，設有攝取被搬送至照射位置的工件W的對準標記之攝影機7。對準標記是在工件W的表面至少設置兩個。配合於此，在此實施形態中至少設有兩個的攝影機7。例如若對準標記為四個，則攝影機7也設四個。
各攝影機7的配置位置是工件W被載置於所被設定的載置位置時，可攝取該被載置的工件W的對準標記的位置(視野的範圍內)。各攝影機7是例如採用CCD攝影機7，採用對應於數位光罩2的畫素間距之高解像度的攝影機7。例如，採用2μm~10μm程度的畫素間距者。另外，各攝影機7是透過數位光罩2來攝取各對準標記。各攝影機是將可視光設為攝像波長者，但數位光罩2是具 有透過可視光的透過部。透過部是與遮罩圖案的顯示同樣，藉由將一定的區域的點群設為透過狀態來構成。
又，各攝影機7是被連接至控制器4，藉由在各攝影機7攝影而取得的資料(以下稱為攝像資料)會被傳送至控制器4。控制器4的記憶部是對各攝影機7用確保記憶區域，在各記憶區域是記憶來自各攝影機7的攝像資料，以各攝影機7的訊框週期更新。
控制器4是包含執行各種程式的處理器之控制手段，使用像PLC(Programmable Logic Controller)那樣的可編程式的控制裝置作為控制器4。如圖1所示般，控制器4是具備處理器41、記憶體那樣的記憶部42、輸出入部(1/O)43等。另外，在記憶部42中記憶有各種程式，其中含有循序程式。
如上述般，數位光罩2是用以由被形成的遮罩圖案來控制光的透過．遮斷而將曝光圖案的光投影轉印至工件W上。在此實施形態的裝置中，數位光罩2是被連接至控制器4，按照從控制器4傳送的資料來進行顯示的事會成為遮罩圖案的形成。以下，將此遮罩圖案的顯示用資料稱為圖案資料。並且，控制器4的輸出入部43是作為實施形態的輸出部的機能，對於光罩2輸出圖案資料的部分。
控制器4是控制搬送系3來一片一片搬入工件W而使載置於平台6，對數位光罩2輸出圖案資料來使遮罩圖案顯示，在此狀態下將工件W曝光。預定時間的 曝光之後，從平台6拾取工件W而使搬出。循序程式會被安裝於控制器4，而使能以如此的循序動作。在如此的循序程式中，使用數位光罩2的遮罩圖案的顯示及利用此的工件W的曝光會被最適化。以下，說明有關此點。
圖2是表示實施形態的裝置的循序程式的主要部的流程圖。
在實施形態中，圖案資料是基本上預先被作成，被記憶於控制器4的記憶部42。圖案資料的作成是依據對於工件W形成怎樣的圖案者，根據最終的製品的設計資訊來作成。另外，圖案資料是在數位光罩2的影像顯示用的資料，亦可謂某種的影像資料。
在記憶部42中按每個種類記憶有圖案資料。以下，將被記憶於記憶部42之原型(original)的每個種類的圖案資料稱為原型資料。循序程式是從記憶部42讀出所被指定的種類的圖案資料，經由輸出入部43來傳送至數位光罩2而使進行遮罩圖案的顯示。此時，按照從各攝影機7傳送的攝像資料來修正原型資料，且將被修正的圖案資料(以下稱為修正完了圖案資料)傳送至數位光罩2。進行此修正的修正程式會作為循序程式的子程序而被安裝。
若更具體說明，則如圖2所示般，曝光時，循序程式是將工件W載置於平台6之後，驅動平台6而使工件W成為接觸於數位光罩2的狀態，且藉由排氣系8來將兩者之間真空排氣而使緊貼。在此狀態下，循序程式 執行修正程式。
修正程式的恢復值是怎麼樣修正原型資料而顯示的資料(以下稱為顯示修正資料)。如圖2所示般，循序程式是對於原型資料適用顯示修正資料來取得修正完了圖案資料，且將修正完了圖案資料傳送至數位光罩2而使遮罩圖案顯示。在此狀態下，開啟照射光學系5內的快門而進行曝光。然後，預定時間的曝光後，關閉快門，將緊貼解除之後控制搬送系3來使曝光完了的工件W從平台6拾取而搬出。循序程式會被安裝於控制器4，而使能以如此的循序動作。
其次，參照圖3說明有關修正程式。圖3是表示修正程式的概略的流程圖。
如圖2所示般，若在工件用感測器確認出載置有工件W，則循序程式叫出修正程式而執行。如圖3所示般，一旦修正程式起動，則取得各攝影機7的攝像資料。亦即，從記憶部42的記憶區域讀出各攝像資料，暫時性地儲存成變數。
其次，修正程式是處理各攝像資料來算出顯示修正資料。顯示修正資料是有修正遮罩圖案的顯示位置的資料的情況，修正遮罩圖案的形狀的資料的情況，或該等的雙方的情況。哪個的情況皆修正程式是從各攝像資料取得顯示對準標記的像(以下稱為標記像)的部分的資料，特定成為標記像的基準的點(以下稱為像原點)。參照圖4來說明有關此點。圖4是表示有關實施形態的對準 標記及像原點的特定之概念圖。
如圖4所示般，工件W是具有藉由光刻來進行圖案形成的區域(以下稱為圖案形成區域)WR。對準標記AM是形成於圖案形成區域WR的外側的空白的區域。如圖4所示般，在此實施形態中，設在方形的工件W的平面視的輪廓的各角的部分。在此例中，對準標記AM是成為圓形的圖案。
在圖4中，顯示各攝影機7之攝影可能區域(視野)72，舉例表示藉由某攝影機7所攝影的影像I。處理此影像I的資料(攝像資料)來特定像原點Mo。有關像原點的特定雖有幾個的做法，但在此實施形態中是以重心作為像原點來特定。此情況的重心是假定平面視具有該標記像的形狀的均質的板的情況的重心的意思。在此例中，由於對準標記AM為圓形，所以圓的中心成為像原點Mo，但星形或十字形等的其他的形狀時也可算出重心的平面視的座標作為像原點Mo。
如圖3所示般，修正程式是像原點Mo的算出後，求取基準點與像原點Mo的偏移，算出顯示修正資料，作為補償(修正)其偏移的量。首先，說明有關基準點。
所謂顯示修正資料的算出時的基準點是工件W往平台6的載置之基準點，理想的是在平台6上被載置於此位置的意思之基準點。以下，將基準點改稱為載置基準點。在圖4中以Po來表示載置基準點。例如工件W為方形， 在方形的各角落形成有對準工件W，以攝影機7能夠同時攝取各對準標記的方式設置四台。此情況，載置基準點Po是例如將相對於平台6，照射光學系5的光軸51交叉的點設為平台原點(在圖1中以60表示)，相對於此平台原點60，延伸於XY方向的方形的各角的位置成為載置基準點Po。此方形的尺寸是相當於作為四個的對準標記所成的設計資訊的方形的尺寸。亦即，與作為在工件W上的對準標記的形成位置而預先被設定的資訊的方形的尺寸相同。
各攝影機7是被配置於面臨平台6上的載置基準點Po的位置。通常是設為攝影機7的光軸(攝影機7的攝像透鏡的中心軸)71會與載置基準點Po一致的位置。搬送系3的搬入手是以工件W的各對準標記能夠一致於各載置基準點Po的方式，將工件W載置於平台6。然而，因為搬入43手的精度或在處於搬入輸送機41上的時間點位置已經偏移等的要因，被載置於平台6時的工件W的位置不是各對準標記一致於載置基準點Po的位置。即便如此，各對準標記是進入各攝影機7的攝像區域之中。亦即，以各機構系的精度為要因的位置偏移是即使有也最大為0.5~1.0mm程度。另一方面，各攝影機7是在安裝狀態的攝影距離中例如以7.5×10mm程度的區域作為攝像區域，持充分的裕度攝取各對準標記。
如此的載置基準點Po是在攝像資料的處理中也作為常數被設定。例如當攝影機7的光軸71上的點為 載置基準點Po時，如圖4所示般，攝像資料所表現的影像I的中心點為載置基準點Po。修正程式是如圖4所示般，在來自各攝影機7的攝像資料中算出上述像原點Mo，判斷連結各像原點Mo而形成的形狀(以下稱為像原點形成圖形)是否為方形。方形時，判斷是否與連結載置基準點Po而形成的方形(以下稱為基準方形)BR大致同尺寸。所謂「大致同尺寸」是意指各邊的大小的不同為某臨界值以內。當為大致同尺寸時，如圖3所示般，修正程式是執行顯示位置修正模組。顯示位置修正模組是作為修正程式的子程序而被安裝的程式。圖5是表示有關顯示位置修正模組的概念圖。
顯示位置修正模組是以四個的載置基準點Po的任一個作為基準來算出偏移量。例如圖5所示般，以左下的載置基準點Po為基準，連結各像原點Mo而形成的方形(以下稱為像方形)MR會以左下的載置基準點Po為基準來算出哪個程度偏移。亦即，算出像方形MR的左下的像原點Mo之離載置基準點Po的X方向的偏移量、Y方向的偏移量、旋轉方向(θ方向)的偏移量。該等的偏移量的資料為在XYθ方向的修正用資料(以下稱為XYθ修正資料)。在顯示位置修正資料中包含XYθ的各量、及以四個的載置基準點Po的其中的哪個作為基準的資訊。顯示位置修正模組是以如此算出的顯示位置修正資料作為恢復值回到修正程式。另外，亦有θ為零的情況。
又，像原點形成圖形為方形者，但不是與基 準方形BR大致同尺寸時，顯示位置修正程式是執行擴縮模組。圖6是針對擴縮模組來表示的概念圖。
如圖6(1)所示般，擴縮模組是同樣以四個的載置基準點Po的其中的任一的點作為基準來算出像方形MR的XY方向的偏移、θ方向的偏移。亦即，算出XYθ修正資料。然後，如圖6(2)所示般，使對應的像方形MR的像原點Mo一致於該載置基準點Po，使僅傾斜角θ逆向旋轉，以使XY方向的邊一致的狀態為概念。在此狀態下，算出像方形MR離基準方形BR如何程度的倍率，以該倍率作為擴縮率，含在顯示修正資料中。此情況，X方向的擴縮率與Y方向的擴縮率有相同時也有不同時。如此，擴縮模組是除了XYθ修正資料以外，還取得加上XY的擴縮率的修正資料，作為恢復值回到修正程式。
當像原點形成圖形不是方形時，如圖4所示般，修正程式是執行變形模組。圖7是針對變形模組來表示的概念圖。
當像原點形成圖形不是方形時，意思在工件W產生歪斜那樣的變形。此情況，有修正可能的變形及修正不可能的變形。變形模組是解析像原點形成圖形，判斷是否可修正。例如圖7(1)所示般，當連結像原點Mo而形成的形狀為對於中心線Lc呈對稱的梯形時，為修正可能。亦即，變形模組是以連結某二個像原點Mo的線部分Lo作為基準線部分，通過基準線部分Lo的中點，與該線部分垂直的線Lc為概念。若像原點形成圖形相對於該線部分 為對稱的梯形，則為修正可能。
此情況，變形程式是如圖7(1)所示般，算出用以使該基準線部分Lo一致於對應的基準方形BR的邊之XYθ修正資料。然後，如圖7(2)所示般，使像原點形成圖形針對XYθ逆向移動，以使像原點形成圖形的基準線部分Lo一致於基準方形BR的對應的邊之狀態為概念。此時，當基準線部分Lo的長度與基準方形BR的對應的邊的長度不一致時，全體擴大縮小像原點形成圖形，記憶那時候的擴縮率。
然後，在圖7(2)所示的狀態，算出梯形的上邊與下邊的比率，產生在中心線Lc的方向慢慢地擴大或縮小的修正資料(逐漸擴縮率)。然後，將XYθ修正資料、全體的擴縮率的倒數、及在X方向或Y方向的逐漸擴縮率含在修正資料中。如此被算出的顯示修正資料作為變形模組的執行結果回到修正程式。上述的例子是梯形，但平行四邊形或菱形等圖形的情況也可修正，可修正作成變形資料回到修正程式。另外，判斷不能變形時，以其意旨的值作為恢復值回到修正程式。
像這樣，各模組會按照條件來執行，顯示修正資料會在修正程式中取得。修正程式是以如此取得的顯示修正資料作為程式的執行結果回到循序程式，終了程式。另外，當不能變形的值藉由變形模組而返回時，由於在工件W中產生無法修正的歪斜，因此修正程式是將不能修正的意旨的程式的執行結果輸出至循序程式，終了程 式。
如圖2所示般，一旦從修正程式回到顯示修正資料，則循序程式是適用顯示修正資料來更新原型資料。亦即，根據XY方向的修正資料來將遮罩圖案的顯示位置修正於XY方向而更新原型資料，作為修正完了圖案資料。並且，若在顯示修正資料中含有θ修正資料，則適用旋轉中心點及旋轉角度來修正原型資料。而且，若含有擴縮修正資料或變形資料，則適用該等資料，在X方向、Y方向進行擴縮或逐漸擴縮來修正原型資料。像這樣，循序程式取得修正完了圖案資料。
其次，循序程式是將修正完了圖案資料傳送至數位光罩2，使遮罩圖案顯示。在此狀態下開啟快門，透過數位光罩2來將工件W曝光。另外，如圖2所示般，當來自修正程式的恢復值不為顯示修正資料時(不能修正時)，循序程式是對控制器4所具備之未圖示的顯示器顯示其意旨的錯誤訊息，中止程式。循序程式及修正程式是被程式設計成為能以如此的循序來進行動作。
另外，各攝影機7之各對準標記的攝像是藉由排氣系8來真空排氣而數位光罩2與工件W緊貼後，完成適用顯示修正資料的遮罩圖案的顯示、對應於遮罩圖案的曝光圖案的工件W的曝光，因此緊貼狀態是被保持。所以，在各攝影機7攝取各對準標記後的曝光完了為止的期間，不會有工件W對於數位光罩2位置偏移的情形。
其次，參照圖8來概略性地說明有關實施形 態的曝光裝置的全體的動作。圖8是表示實施形態的曝光裝置的全體的動作的正面剖面概略圖。以下的說明是曝光方法的發明的實施形態的說明。
首先，如圖8(1)所示般，一片的工件W會藉由搬入側輸送機31來搬入。然後，如圖8(2)所示般，藉由搬入手33來載置於平台6。然後，工件W是藉由來自真空吸附孔62的真空排氣來吸附於平台6。其次，移動機構62會動作而使平台6上昇，如圖8(3)所示般，使工件W接觸於數位光罩2。
然後，從平台6的排氣孔64進行真空排氣，數位光罩2與工件W之間的空間會被真空排氣而使兩者緊貼。在此狀態下，各攝影機7會透過數位光罩2來攝取工件W的各對準標記。各攝影機是將攝像資料傳送至控制器4，在控制器4執行修正程式。此結果，修正完了圖案資料會被傳送至數位光罩2，被修正的遮罩圖案會在數位光罩2中被顯示。
在此狀態下，照射光學系5內的快門會開啟，來自照射光學系R的光E會被照射至顯示被修正的遮罩圖案的數位光罩2，對於工件W進行曝光圖案的曝光。預定時間的曝光後，快門會被關閉，數位光罩2與工件W之間的真空排氣被解除。然後，移動機構62會使平台6下降，如圖8(4)所示般，回到當初的高度。藉此，工件W離開數位光罩2。然後，在平台6的工件W的真空吸附會被解除，如圖8(5)所示般，搬出手34會 從平台6拾取工件W，移載至搬出側輸送機32。然後，搬出側輸送機32會將工件W搬出。另一方面，搬入側輸送機31搬入其次的工件W，有關其次的工件W重複同樣的步驟。
若根據上述構成及動作的實施形態的曝光裝置，則不是以往所說的類比的光罩，而是使用數位光罩來進行曝光。因此，在進行不同的種類的製品用的曝光時，僅圖案資料的變更即可，不需要硬體的光罩的更換。因此，成為生產性高的製程。並且，不需要按每個種類準備硬體的光罩，不需要按每個種類管理硬體的光罩。因此，運轉成本也變便宜。
並且，在實施形態的曝光裝置中，工件W被搬入而載置於平台6時，藉由攝取工件W的各對準標記，處理該攝像資料，而作成遮罩圖案的顯示修正資料，在藉由顯示修正資料來修正的狀態下顯示遮罩圖案。然後，依據被修正顯示的遮罩圖案來控制光的透過及遮斷，曝光圖案的光會被照射於工件W而曝光。亦即，工件W是在維持被載置於平台6的狀態下曝光，本質上不需要對準的動作。因此，實施形態的裝置是不需要對準機構，且不需要對準的動作。因此，此點，裝置的成本會變便宜，且間歇時間會變短。
並且，即使在工件W有尺寸的變化或變形時，還是可按照其尺寸變化或變形來修正遮罩圖案，在被修正的狀態下進行曝光。因此，當該等尺寸變化或變形與 最終的製品的關係為可容許時，形成對應於該等可容許的尺寸變化或變形之圖案。因此，可提高製品的良品率。亦即，在工件W有被容許的尺寸變化或變形時，若在未對應於此的狀態下形成圖案，則圖案與工件W的尺寸或形狀會成為不平衡，因此容易形成製品不良。若根據實施形態的裝置，則可使此要因的製品不良減低，可幫助良品率提升。
另外，尺寸變化或變形被容許的程度是被反映在上述修正程式的判斷的條件。亦即，例如被判斷為方形時的臨界值是成為反映變形所被容許的程度者。有關尺寸變化也同樣。
當對於尺寸變化或變形的對應不需要時，修正程式是只進行XYθ的修正即可。此情況也是享有不需要對準的效果。另外，在無θ方向的偏移的狀態下工件W被搬入、載置時，亦有修正程式被程式設計成不進行θ方向的修正的情況。而且，在擴縮的修正中在XY方向進行等倍的擴縮的修正，但可使不進行不等倍的修正(非相似的修正)。若在工件W中只發生相似形的變化，非相似的變化是不發生，則亦有如此進行的情況。而且，若方形的工件W成為非方形的變化不發生，則亦有使不進行對非方形的修正(變形)的情況。
在上述實施形態中，進行不同的種類用的曝光時，遮罩圖案當然是設為不同者。在控制器4的記憶部42是記憶有關於各種類的圖案資料。作業者是在某種類 的批量的處理開始時，操作控制器4，進行選擇遮罩圖案的輸入。控制器4是從記憶部42讀出所被選擇的遮罩圖案，如上述般，一邊執行修正程式，一邊進行各工件W的曝光處理。修正程式是載置基準點Po的位置、基準方形BR、甚至各臨界值等會按每個種類而不同，因此按照圖案資料來最適化設計程式，安裝於控制器4。所以，使用不同的圖案資料來進行曝光處理時，修正程式也會因應於此而被選擇，執行於處理器41中。
另外，也有在工件W印上表示製品的種類的ID的情況，依情況，亦可用攝影機7讀取此ID而判斷種類，控制器4自動地選擇圖案資料。
在上述的實施形態中，對準標記的數量是設為四個，但對準標記是只要至少有二個即夠。若有二個，則XYθ的顯示位置修正為可能。並且，當對準標記為三個時，載置基準點Po也成為三個，因此基準的圖形是成為三角形。所以，藉由像原點形成圖形是否形成與連結載置基準點Po而形成的三角形大致相似的三角形，來判斷擴縮修正是否可能。
又，攝影機的台數是對應於對準標記的數量，但亦可不一定要是同數。亦即，例如對於二個的對準標記設為1台的攝影機時，亦可為在該攝影機設置移動機構，使攝影機依序移動至各對準標記的攝像位置的構成。但，由於在攝像時以哪個位置有對準標記來進行顯示位置修正，因此攝影機必須精度佳地停止於成為基準的位置。 若像上述的實施形態那樣分別對各對準標記攝影用設置攝影機，則不需要移動機構，停止位置的精度也成為無關，因此在成本及曝光品質的面具有優越性。
又，即使對準標記為一個，也可實施。例如被塗滿的方形的圖案形成一個的對準標記，由該對準標記所被攝取的位置、傾斜角來算出XYθ修正資料，以離開像的尺寸的基準尺寸之偏移來算出擴縮資料。但，若所欲只以一個的標記來算出修正資料，則會有需要解像度非常高的攝影機的缺點。又，若由標記的擴縮來判斷工件W的擴縮，則可能有精度不佳的情況。基於無如此的缺點的點，以複數的對準標記來判斷較佳。
並且，在上述實施形態中，攝影機7是被配置於透過數位光罩2來攝取對準標記的位置，但此也不一定為必須。例如也有在工件W的背面設置各對準標記的情況，此情況是可思考在平台6設置攝像用的開口，從背側經由開口來攝像的構造。開口的位置是設為當載置有工件W時可盯上各對準標記的位置。並且，進行投影曝光的光學系的情況，亦可為在數位光罩2與平台6之間設置折返反射鏡，一邊在反射鏡折返，一邊攝取各對準標記的構成。各折返反射鏡是被配置於不遮蔽曝光用的光的位置。
但，在進行接觸曝光或接近曝光的裝置中，若採用透過數位光罩2來攝取對準標記的構成，則由於攝取對準標記時的視差會變小，因此具有可進行更高精度的資料修正 之優越性。
又，如上述般，在上述實施形態是成為進行以真空排氣來提高緊貼性的接觸曝光之裝置，攝影機7之對準標記的攝像是在數位光罩2與工件W藉由真空排氣來緊貼的狀態下進行。然後，保持真空排氣之緊貼狀態不動，適用修正資料的遮罩圖案會被顯示於數位光罩2，進行曝光。因此，攝影機7之攝影後，不會有發生工件W的位置偏移而顯示修正資料形成不正確的情形，對準標記的攝像之遮罩圖案的修正之技術構成會成為更有意義者。
另外，以真空排氣來提高緊貼性是在本案發明中不是必須要件，只要使數位光罩2對於工件W接觸即可。此情況也是只要摩擦力作用於兩者之間，不只移動任一方，兩者的位置關係不變化，上述效果同樣可取得。但，由於進行真空吸附，摩擦力比較會變高，因此上述效果會有更確實的面。
有關數位光罩2的點間距與曝光的解像度的關係，若舉一例，則例如使用30μm程度的點間距的數位光罩2，以等倍來曝光的情況(接觸方式或接近方式)，可在100μm程度的線與空間(line and space)曝光。100μm程度的線寬是在多數的製品所被採用的等級，在此等級可形成靈活性高的光刻的意義大。
並且，有在某種的製造製程中對於一個的工件W重複複數次光刻來形成階層構造的圖案的情況。此情況，可在某次的光刻時配合圖案形成的狀況來調整下次 的光刻的圖案形成(上層的圖案形成)。亦即，如在圖4中擴大顯示般，可在工件W的圖案形成區域WR中已形成有別的圖案。實施形態的構成是可在如此的用途中被最適化。具體而言，以攝影機來攝取在前次的光刻所形成的圖案的特定處，進行資料處理。此情況，可判斷在前次的光刻的圖案的形成位置之處會被選擇作為攝像處，與工件W的情況同樣，算出XYθ修正資料。並且，藉由攝取某特徵性之處，可判斷已被形成的圖案的尺寸的偏移，或判斷變形，此情況也與工件W的情況同樣，算出擴縮修正資料，或作成變形資料，在遮罩圖案的顯示位置或形狀被修正的狀態下進行下次的曝光。如此一來，由於在位置偏移或變形被修正的狀態下形成各層的圖案，因此可取得更良質的多層構造的圖案。
而且，在像晶圓那樣的工件W中設有定向平面或槽口等輪廓形狀的特異點。因此，亦可在攝影機攝取此特異點來作成XYθ修正資料。因此，在本案發明中，攝影機之攝像是修正資料的作成為可能的工件W的特定部位。
但，由前述說明可知，在工件設置對準標記來攝取對準標記而利用於遮罩資料的修正，資料處理較為容易，擴縮修正等也容易進行。此點，對準標記的攝像較為理想。

Claims (10)

  1. 一種曝光裝置，其特徵係具備：光源，其係放出包含紫外線的光；透過型的數位光罩；搬送系，其係將工件搬送至來自通過數位光罩的光源的光的照射位置；攝影機，其係攝取被搬送至光的照射位置的工件的特定部位；及控制器，又，數位光罩，係具有藉由控制器來控制之多數的畫素，各畫素係取得：透過紫外線的OFF狀態、及遮斷紫外線的ON狀態者，控制器係具備：記憶部，其係記憶用以使遮罩圖案的顯示進行於數位光罩的資料之圖案資料；及輸出部，其係對數位光罩輸出圖案資料，而使遮罩圖案的顯示進行於數位光罩，並且，在控制器中安裝有修正程式，使根據攝影機之攝像資料來修正圖案資料而修正後的圖案資料能夠從輸出部輸出，修正程式係包含顯示位置修正模組，按照攝影機之工件的特定部位的攝像資料來修正數位光罩上的遮罩圖案的顯示位置，前述數位光罩係具有透過前述攝影機的攝影波長的光之透過部，前述攝影機係被配置於可透過前述數位光罩的該透過部來盯上前述特定部位的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，前述工件的特定部位為對準標記。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，前述對準標記係設置複數個，前述攝影機為攝取各對準標記者。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置，其中，前述攝影機係分別設在可攝取各對準標記的位置。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之曝光裝置，其中，前述修正程式係包含：按照前述攝影機之前述對準標記的攝像資料來決定數位光罩的遮罩圖案的顯示倍率之擴縮模組。
  6. 如申請專利範圍第3或4項之曝光裝置，其中，前述修正程式係包含：按照前述攝影機之對準標記的攝像資料來判斷工件的變形，遮罩圖案會按照該判斷結果來變形而顯示之變形模組。
  7. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，設有移動機構，其係使被搬送至前述照射位置的工件或前述數位光罩移動，而設為工件與前述數位光罩接觸的狀態或持預定的間隙來對向的狀態。
  8. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，前述工件的特定部位為藉由已被進行的光刻所形成的圖案的特定處。
  9. 一種曝光方法，其係使用如申請專利範圍第1~8項中的任一項所記載之曝光裝置的曝光方法，該曝光裝置係具備：被配置於前述光的照射位置的平台、及在平台上載置有工件的狀態下使平台或前述數位光罩移動而使前述數位光罩接觸於工件的移動機構，其特徵係具有：攝影步驟，其係前述數位光罩與工件接觸後，透過前述數位光罩來利用前述攝影機進行前述工件的特定部位的攝影；修正步驟，其係按照在攝影步驟所取得的攝像資料來執行前述修正程式；及曝光步驟，其係一邊藉由以前述修正程式所修正的圖案資料來使遮罩圖案顯示於前述數位光罩，一邊將前述工件曝光，從攝影步驟到曝光步驟終了的期間，前述數位光罩與工件接觸而兩者的位置關係不變化的狀態會繼續。
  10. 一種曝光方法，其係使用如申請專利範圍第1~8項中的任一項所記載之曝光裝置的曝光方法，該曝光裝置係具備：被配置於前述光的照射位置的平台、及在平台上載置有工件的狀態下使平台或前述數位光罩移動而使前述數位光罩接觸於工件的移動機構、及在前述數位光罩接觸於工件的狀態下將前述數位光罩與工件之間的空間真空排氣而使兩者緊貼的排氣系，其特徵係具有：攝影步驟，其係前述數位光罩與工件之間的空間被真空排氣而兩者緊貼後，透過前述數位光罩來利用前述攝影機進行前述工件的特定部位的攝影；修正步驟，其係按照在攝影步驟所取得的攝像資料來執行前述修正程式；及曝光步驟，其係一邊藉由以前述修正程式所修正的圖案資料來使遮罩圖案顯示於前述數位光罩，一邊將前述工件曝光，從攝影步驟到曝光步驟終了的期間，前述數位光罩與工件之間的空間被真空排氣而兩者緊貼的狀態會繼續。
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