TWI748017B - 近接曝光裝置及近接曝光方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之近接曝光裝置具備：平面鏡(68)，其具有可修正曲率之反射鏡變形單元(70)；CCD照相機(30)，其可拍攝遮罩M側之對準標記(Ma)及工件(W)側之對準標記(Wa)；記憶部(91)，其記憶根據曝光第1層之遮罩(M)之圖案時照射於工件(W)之主光線(EL)之角度、及遮罩(M)與工件(W)間之間隙而計算的對準標記(Wa)之初始偏移成分；及控制裝置(90)，其在曝光第2層以後之遮罩(M)之圖案時，以相對於藉由CCD照相機(30)觀測之工件(W)側之對準標記(Wa)偏移初始偏移成分而得的工件(W)側之修正對準標記(Wa')、及遮罩M側之對準標記(Ma)，進行對準調整。

Description

近接曝光裝置及近接曝光方法
本發明係關於一種近接曝光裝置及近接曝光方法。
先前，在專利文獻1中揭示有以下曝光裝置，即：具有分別具備可修正反射鏡之曲率之反射鏡彎曲機構之複數個反射鏡，遮罩側之一個反射鏡根據工件之變形量驅動反射鏡彎曲機構而修正工件之變形，另一反射鏡在已修正一個反射鏡之曲率之狀態下驅動反射鏡彎曲機構而修正反射鏡之曲率而提高曝光光之照度分佈。 [先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本專利特開2015-146417號公報
[發明所欲解決之問題] 另一方面，如專利文獻1所記載般，若進行反射鏡彎曲，則照射至工件之曝光光之主光線之角度相對於工件不垂直，轉印圖案與其相應地偏移並被轉印。因而，有用於曝光第2層時之對準的在曝光第1層時被轉印之工件側之對準標記發生位置偏移並被轉印之情形。由於若使用該工件側之對準標記進行對準調整，並進行第2層以後之曝光，則偏移上述主光線之角度之偏移之大小並被曝光轉印，故曝光精度降低。 又，在工件曝光時，由於因工件之溫度變化所致之伸長、吸附狀態之變化、及工件之特性等，而就每一工件產生固有之變形。因而，針對在用於曝光第2層以後時之對準的工件側之對準標記，有在上述工件中因固有之變形亦發生位置偏移並被轉印之情形。 雖然在專利文獻1記載之曝光裝置中相應於工件之變形修正反射鏡之曲率，但未考量對準標記以第1層之曝光時之傾斜角之變化部分發生位置偏移之點。且，僅憑藉對準標記之位置偏移無法判斷工件固有之變形。 本發明係鑒於前述之課題而完成者，其第1目的在於提供一種修正起因於伴隨著反射鏡彎曲之曝光光之主光線之角度的對準誤差，而可高精度地曝光轉印遮罩之圖案的近接曝光裝置及近接曝光方法。又，第2目的在於提供一種 修正起因於工件固有之變形之偏移量，而可高精度地曝光轉印遮罩之圖案的近接曝光裝置及近接曝光方法。 [解決問題之技術手波紋] 本發明之上述目的利用下述之構成來達成。 (1) 一種近接曝光裝置，其特徵在於具備： 工件支持部，其支持工件； 遮罩支持部，其支持遮罩；及 照明光學系統，其具有光源、積分器、及反射來自光源之曝光光之複數個反射鏡； 該近接曝光裝置係將來自前述光源之曝光光經由前述遮罩照射於前述工件而將前述遮罩之圖案轉印於前述工件； 前述複數個反射鏡中之至少1個前述反射鏡具有可修正前述反射鏡之曲率之反射鏡彎曲機構；且前述近接曝光裝置具備： 對準照相機，其可拍攝遮罩側之對準標記及工件側之對準標記； 記憶部，其記憶根據將第1層之前述遮罩之圖案曝光時照射於前述工件之前述曝光光之主光線之角度、及前述遮罩與前述工件間之間隙而計算的前述工件側之對準標記之初始偏移成分；及 控制裝置，其在曝光第2層以後之前述遮罩之圖案時，以相對於藉由前述對準照相機觀測之前述工件側之對準標記偏移前述初始偏移成分而得的工件側之修正對準標記、及前述遮罩側之對準標記，進行對準調整。 (2) 如(1)之近接曝光裝置，其中在曝光前述第2層以後之前述遮罩之圖案時，基於在前述遮罩側之對準標記與前述工件側之修正對準標記之各位置之偏移量，驅動前述反射鏡彎曲機構而修正前述反射鏡之曲率。 (3) 如(1)之近接曝光裝置，其中更具備可將具備前述反射鏡彎曲機構之前述反射鏡相對於該反射鏡於垂直方向各自移動的反射鏡移動機構；且 在曝光前述第2層以後之前述遮罩之圖案時，基於在前述遮罩側之對準標記與前述工件側之修正對準標記之各位置之偏移量而算出平均偏移量，基於該平均偏移量藉由前述反射鏡移動機構變更前述反射鏡之斜率，且基於在前述各位置之偏移量與前述平均偏移量之差分藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。 (4) 如(1)之近接曝光裝置，其中在曝光第2層以後之特定層之前述遮罩之圖案時，前述記憶部對於前述工件側之修正對準標記，在已曝光特定數之工件時將與曝光時之前述遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化而記錄作為變形起因偏移成分； 前述控制裝置基於前述變形起因偏移成分，藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。 (5) 一種近接曝光裝置，其特徵在於具備： 工件支持部，其支持工件； 遮罩支持部，其支持遮罩；及 照明光學系統，其具有光源、積分器、及反射來自光源之曝光光之複數個反射鏡； 該近接曝光裝置係將來自前述光源之曝光光經由前述遮罩照射於前述工件而將前述遮罩之圖案轉印於前述工件；且 前述複數個反射鏡中之至少1個前述反射鏡具有可修正前述反射鏡之曲率之反射鏡彎曲機構；且前述近接曝光裝置具備： 對準照相機，其可拍攝遮罩側之對準標記及工件側之對準標記； 記憶部，其在曝光第2層以後之特定層之前述遮罩之圖案時，對於前述工件側之對準標記，在已曝光特定數之工件時將與曝光時之前述遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化而記錄作為變形起因偏移成分；及 控制部，其基於前述變形起因偏移成分，藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。 (6) 一種近接曝光方法，其特徵在於使用近接曝光裝置，將來自前述光源之曝光光經由前述遮罩照射於前述工件而將前述遮罩之圖案轉印於前述工件，前述近接曝光裝置具備： 工件支持部，其支持工件； 遮罩支持部，其支持遮罩； 照明光學系統，其具有光源、積分器、及反射來自光源之曝光光之複數個反射鏡，前述複數個反射鏡中之至少1個前述反射鏡具有可修正前述反射鏡之曲率之反射鏡彎曲機構；及 對準照相機，其可拍攝遮罩側之對準標記及工件側之對準標記；且該近接曝光方法具備以下步驟： 記憶根據曝光第1層之遮罩之圖案時照射於前述工件之前述曝光光之主光線之角度、及前述遮罩與前述工件間之間隙而計算的前述工件側之對準標記之初始偏移成分；及 在曝光第2層以後之前述遮罩之圖案時，以相對於藉由前述對準照相機觀測之前述工件側之對準標記偏移前述初始偏移成分而得的工件側之修正對準標記、及前述遮罩側之對準標記，進行對準調整。 (7) 如(6)之近接曝光方法，其中在曝光前述第2層以後之前述遮罩之圖案時，基於在前述遮罩側之對準標記與前述工件側之修正對準標記之各位置之偏移量，驅動前述反射鏡彎曲機構而修正前述反射鏡之曲率。 (8) 如(6)之近接曝光方法，其中前述近接曝光裝置更具備可將具備前述反射鏡彎曲機構之前述反射鏡相對於該反射鏡於垂直方向各自移動的反射鏡移動機構；且 在曝光前述第2層以後之前述遮罩之圖案時，基於在前述遮罩側之對準標記與前述工件側之修正對準標記之各位置之偏移量而算出平均偏移量，基於該平均偏移量藉由前述反射鏡移動機構變更前述反射鏡之斜率，且基於在前述各位置之偏移量與前述平均偏移量之差分藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。 (9) 如(6)之近接曝光方法，其中包含以下步驟： 在曝光第2層以後之特定層之前述遮罩之圖案時，對於前述工件側之修正對準標記，在已曝光特定數之工件時將與曝光時之前述遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化而記錄作為變形起因偏移成分；及 基於前述變形起因偏移成分，藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。 (10) 一種近接曝光方法，其特徵在於使用近接曝光裝置，將來自前述光源之曝光光經由前述遮罩照射於前述工件而將前述遮罩之圖案轉印於前述工件，前述近接曝光裝置具備： 工件支持部，其支持工件； 遮罩支持部，其支持遮罩； 照明光學系統，其具有光源、積分器、及反射來自光源之曝光光之複數個反射鏡，前述複數個反射鏡中之至少1個前述反射鏡具有可修正前述反射鏡之曲率之反射鏡彎曲機構；及 對準照相機，其可拍攝遮罩側之對準標記及工件側之對準標記；且該近接曝光方法具備以下步驟： 在曝光第2層以後之特定之層之前述遮罩之圖案時，對於前述工件側之對準標記，在已曝光特定數之工件時將與曝光時之前述遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化而記錄作為變形起因偏移成分；及 基於前述變形起因偏移成分，藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。 [發明之效果] 根據本發明之近接曝光裝置及近接曝光方法，記憶根據曝光第1層之遮罩之圖案時之照射至工件之前述曝光光之主光線之角度、及遮罩與工件間之間隙而計算的工件側之對準標記之初始偏移成分，並在曝光第2層以後之遮罩之圖案時，以相對於利用對準照相機觀測之工件側之對準標記偏移初始偏移成分獲得的工件側之修正對準標記、及遮罩側之對準標記進行對準調整。藉此，能夠修正起因於伴隨著反射鏡彎曲之曝光光之主光線之角度的對準誤差，而高精度地曝光轉印遮罩之圖案。 又，根據本發明之近接曝光裝置及近接曝光方法，在曝光第2層以後之特定之層之遮罩之圖案時，相對於工件側之對準標記，在曝光特定數之工件時將與曝光時之遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化，並記錄為變形起因偏移成分，基於變形起因偏移成分利用反射鏡彎曲機構修正反射鏡之曲率。藉此，能夠修正起因於工件固有之變形之偏移量，而高精度地曝光轉印遮罩之圖案。
(第1實施形態) 以下，基於圖式詳細地說明本發明之曝光裝置之第1實施形態。如圖1所示，接近曝光裝置PE使用較作為被曝光材之工件W為小之遮罩M，以遮罩載台(遮罩支持部)1保持遮罩M，且以工件載台(工件支持部)2保持工件W，在使遮罩M與工件W接近並以特定之曝光間隙對向配置之狀態下，藉由使圖案曝光用之光自照明裝置3朝向遮罩M照射，而將遮罩M之圖案曝光轉印至工件W上。且，使工件載台2相對於遮罩M在X軸方向與Y軸方向之二軸方向上步進移動，並就每一步驟進行曝光轉印。 為了使工件載台2在X軸方向步進移動，而在裝置基座4上設置有使X軸進給台5a在X軸方向上步進移動之X軸載台進給機構5。為了使工件載台2在Y軸方向上步進移動，而在X軸載台進給機構5之X軸進給台5a上，設置有使Y軸進給台6a在Y軸方向步進移動之Y軸載台進給機構6。在Y軸載台進給機構6之Y軸進給台6a上設置有工件載台2。工件W以被工件吸盤等真空吸引之狀態被保持於工件載台2之上表面。又，在工件載台2之側部，配設有用於測定遮罩M之下表面高度之基板側變位感測器15。因此，基板側變位感測器15可與工件載台2一起在X、Y軸方向移動。 在裝置基座4上，於X軸方向配置有複數條(在圖中所示之實施形態中為4條)X軸線性導引之導軌51，在各個導軌51架設有固定於X軸進給台5a之下表面之滑塊52。藉此，X軸進給台5a以X軸載台進給機構5之第1線性馬達20驅動，可沿導軌51在X軸方向往復移動。又，在X軸進給台5a上，於Y軸方向上配置有複數條Y軸線性導引之導軌53，在各個導軌53架設有固定於Y軸進給台6a之下表面之滑塊54。藉此，Y軸進給台6a以Y軸載台進給機構6之第2線性馬達21驅動，可沿導軌53在Y軸方向往復移動。 為了使工件載台2在Y軸載台進給機構6與工件載台2之間於上下方向移動，而設置有：上下粗動裝置7，其比較性定位解析度較粗，但移動行程及移動速度較大；及上下微動裝置8，其可進行與上下粗動裝置7相比較高解析度之定位，且使工件載台2上下微動而以特定量微調整遮罩M與工件W之對向面間之間隙。 上下粗動裝置7藉由設置於後述之微動載台6b之適宜之驅動機構使工件載台2相對於微動載台6b上下動。固定於工件載台2之底面之4個部位之載台粗動軸14與固定於微動載台6b之直動軸承14a卡合，而相對於微動載台6b朝上下方向被導引。此外，上下粗動裝置7理想為即便解析度低，但重複定位精度高。 上下微動裝置8具備：固定台9，其固定於Y軸進給台6a；及線性導引之導軌10，其以使其內端側朝斜下方傾斜之狀態安裝於固定台9；且在經由架設於該導軌10之滑塊11沿導軌10往復移動之滑動體12連接有滾珠螺桿之螺帽(未圖示)，且滑動體12之上端面相對於固定於微動載台6b之凸緣12a在水平方向上滑動自如地相接。 而且，若利用安裝於固定台9之馬達17使滾珠螺桿之螺桿軸旋轉驅動，則螺帽、滑塊11及滑動體12成為一體而沿導軌10在斜向方向上移動，藉此，凸緣12a上下微動。 此外，上下微動裝置8可利用線性馬達驅動滑動體12來替代利用馬達17與滾珠螺桿驅動滑動體12。 該上下微動裝置8總計設置3台，即：在Z軸進給台6a之Y軸方向之一端側(圖1之左端側)設置1台，在另一端側設置2台，且各自獨立地被驅動控制。藉此，上下微動裝置8基於間隙感測器27之複數部位之遮罩M與工件W之間隙量的計測結果，獨立地微調整3個部位之凸緣12a之高度，而微調整工件載台2之高度及斜率。 此外，在能夠利用上下微動裝置8充分地調整工件載台2之高度之情形下，可省略上下粗動裝置7。 又，在Y軸進給台6a上設置有：柱狀反射鏡19，其與檢測工件載台2之Y方向之位置之Y軸雷射干涉計18為對向；及柱狀反射鏡，其與檢測工件載台2之X軸方向之位置之X軸雷射干涉計(皆未圖示)為對向。與Y軸雷射干涉計18對向之柱狀反射鏡19係在Y軸進給台6a之一側沿X軸方向配置，與X軸雷射干涉計對向之柱狀反射鏡係在Y軸進給台6a之一端側沿Y軸方向配置。 Y軸雷射干涉計18及X軸雷射干涉計以分別與經常對應之柱狀反射鏡對向之方式配置，並被裝置基座4支持。此外，Y軸雷射干涉計18係在X軸方向上相隔地設置2台。利用2台Y軸雷射干涉計18，經由柱狀反射鏡19檢測Y軸進給台6a、甚至工件載台2之Y軸方向之位置及側傾誤差。又，利用X軸雷射干涉計，經由對向之柱狀反射鏡檢測X軸進給台5a、甚至工件載台2之X軸方向之位置。 遮罩載台1具備：遮罩基框24，其由大致長方形狀之框體構成；遮罩框25，其經由間隙被插入該遮罩基框24之中央部開口，可在X、Y、θ方向(X、Y平面內)上移動地受支持；且遮罩基框24藉由自裝置基座4突設之支柱4a而被保持於工件載台2之上方之固定位置。 在遮罩框25之中央部開口之下表面設置有框狀之遮罩保持器26。亦即，在遮罩框25之下表面設置有連接於未圖示之真空式吸附裝置之複數個遮罩保持器吸附槽，將遮罩保持器26經由複數個遮罩保持器吸附槽而吸附保持於遮罩框25。 在遮罩保持器26之下表面開設有用於吸附遮罩M之未描繪遮罩圖案之周緣部的複數個遮罩吸附槽(未圖示)，遮罩M經由遮罩吸附槽藉由未圖示之真空式吸附裝置而拆裝自如地被保持於遮罩保持器26之下表面。 又，在遮罩框25搭載有拍攝遮罩M之對準標記Ma、及工件W之對準標記Wa之對準調整用之CCD照相機30。近接曝光裝置PE具備基於利用CCD照相機30拍攝之遮罩M之對準標記Ma與工件W之對準標記Wa之標記間距離進行遮罩M與工件W之對準調整的控制裝置90。控制裝置90包含記憶後述之工件W之對準標記Wa之初始偏移成分、及起因於工件固有之變形之變形起因偏移成分的記憶部91。再者，在工件載台2設置有作為測定照射至工件載台2之曝光光之照度之照度測定機構的複數個照度感測器95。 如圖2所示，本實施形態之曝光裝置PE之照明光學系統3具備：多燈單元60，其等各自具備作為紫外線照射用之光源之高壓水銀燈61、及將自該高壓水銀燈61照射之光聚光之反射器62；平面鏡63，其用於改變光路EL之方向；曝光控制用快門單元64，其對照射光路進行開閉控制；光學積分器65，其配置於曝光控制用快門單元64之下游側，以使由反射器62聚光之光在照射區域內儘可能地成為均一之照度分佈之方式出射光；平面鏡66，其用於改變自光學積分器65出射之光路EL之方向；準直鏡67，其使來自高壓水銀燈61之光照射成為平行光；及平面鏡68，其使該平行光朝向遮罩M照射。此外，可在光學積分器65與曝光面之間配置DUV截止濾光器、偏光濾光器、及帶通濾光器。又，針對光源，高壓水銀燈可為單一的燈，或可由LED構成。 而且，若在曝光時該曝光控制用快門單元64被開控制，則自多燈單元60照射之光經由平面鏡63、光學積分器65、平面鏡66、準直鏡67、及平面鏡68，作為圖案曝光用之光照射至由遮罩保持器26保持之遮罩M、甚至工件W之表面，並將遮罩M之曝光圖案曝光轉印至工件W上。 此處，如圖3所示，平面鏡66、68包含在前視下形成為矩形狀之玻璃素材。遮罩側之平面鏡68係由設置於平面鏡68之背面側之作為反射鏡彎曲機構之複數個反射鏡變形單元70而支持於反射鏡變形單元保持框71。反射鏡變形單元70具備：複數個墊72、複數個保持構件73、及作為驅動裝置之複數個馬達74。反射鏡變形單元70設置於平面鏡68之背面之中央附近之3個部位、及周緣部之16個部位。 在設置於中央附近之反射鏡變形單元70中，以接著劑將墊72固定於平面鏡68之背面。在設置於周緣部之反射鏡變形單元70中，以接著劑將墊72固定於以夾著平面鏡68之正反面而設置之支持部75。又，在一端固定於墊72之各保持構件73中，在靠近墊72之位置，設置有作為容許±0.5 deg以上之屈曲之屈曲機構之球接頭76，在相對於反射鏡變形單元保持框71為相反側之另一端安裝有馬達74。此外，平面鏡68之中央之保持構件73亦可為固定於反射鏡變形單元保持框71之構造。 又，在矩形狀之反射鏡變形單元保持框71，在彼此正交之2邊之位置安裝有導引構件77、78，在與該等導引構件77、78對向之支持部75之側面安裝有滾動構件79。又，在導引滾動構件79之導引構件77、78之導引面77a、78a塗佈有TEFLON(鐵氟龍)(註冊商標)等之低摩擦機構80。 再者，在將曝光光反射至遮罩側之對準標記(未圖示)之位置之平面鏡68之各位置之背面安裝有複數個接觸式感測器81。 藉此，一面將平面鏡68藉由接觸式感測器81感測平面鏡68之變位量，一面藉由驅動各反射鏡變形單元70之馬達74，將各反射鏡變形單元70改變其長度而使支持部75直線地移動。而且，根據各反射鏡變形單元70之長度之不同，平面鏡68能夠一面經由設置於支持部75之滾動構件79由2個導引構件77、78導引，一面局部地修正其曲率。 此外，如圖2所示，在平面鏡68之反射鏡變形單元70之各馬達74連接有基於來自控制裝置90之指令將控制信號送出至各馬達74之控制部94。控制部94以修正平面鏡68之曲率，並修正後述之工件W之變形，且抑制以照度感測器95測定之曝光光之照度之不均一之方式對馬達74賦予控制信號。 圖5係顯示反射鏡變形單元70之作動程序之流程圖，將遮罩M之圖案曝光至工件W(步驟S1)，對該曝光轉印圖案Wp予以測長(步驟S2)。而後，比較測長結果與設計值(步驟S3)，根據該差決定修正量(步驟S4)，決定平面鏡68之形狀(步驟S5)，決定反射鏡變形單元70之各馬達74之驅動量(步驟S6)。 又，如圖4所示，由於在各反射鏡變形單元70設置有球接頭76，故能夠將支持部側之部分設定為可三維地轉動，能夠使各墊72沿平面鏡68之表面傾斜。因而，防止各墊72與平面鏡68之接著剝落，且抑制移動量不同之各墊72間之平面鏡68之應力，即便在包含平均破壞應力值為小之玻璃素材之情形下，在局部地修正平面鏡68之曲率時，仍能夠在不毀損平面鏡68下以10 mm等級彎曲平面鏡68，且能夠將曲率變更為較大。 此處，無基底標記之第1層之曝光係根據近接曝光裝置PE之機械精度決定曝光位置。又，在第1層之曝光中將在第2層以後之各層之曝光使用之工件W之對準標記Wa曝光。 在該第1層之曝光時，即便欲利用曝光裝置之間隙分佈、照明裝置之傾斜角之分佈、及工件之溫度變形等呈例如長方形曝光，仍有略微變形之情形。在該情形下，對第1層之曝光結果之圖案予以測長，求取設計座標與測定座標之偏移量，基於該偏移量決定反射鏡彎曲量。亦即，以偏移量成為0之方式使測定結果接近設計座標值。若平面鏡68經反射鏡彎曲修正，則如圖6所示，由於主光線EL之角度(傾斜角)相對於與工件W垂直之方向傾斜，故工件W之對準標記Wa形成於自遮罩M之對準標記Ma之正下方之位置偏移之位置。 利用圖7所示之流程圖求取第1層之工件W之曝光之遮罩M之對準標記Ma與工件W之對準標記Wa之偏移量(初始偏移成分)。亦即，首先根據平面鏡68之形狀與遮罩M之圖案求取與各對準標記Ma之位置對應地決定之傾斜角(步驟S11)。而後，基於各傾斜角、及遮罩M與工件W之曝光間隙(步驟S12)算出初始偏移成分(步驟S13)。將該初始偏移成分記憶於記憶部91。 而後，在第2層以後之工件W之曝光中，如圖8所示，利用CCD照相機30同時觀測遮罩M之對準標記Ma與工件W之對準標記Wa(步驟S21)。此時，使用相對於利用CCD照相機30觀測之工件側之對準標記Wa偏移記憶於記憶部91之初始偏移成分(步驟S22)獲得的工件側之修正對準標記，在與遮罩M之對準標記Ma之間決定對準修正量(步驟S23)。之後，利用未圖示之遮罩驅動部使由遮罩載台(遮罩支持部)1保持之遮罩M移動而進行對準調整(步驟S24)。 藉此，如圖9(a)所示，藉由相對於偏移初始偏移成分而觀測之工件W之對準標記Wa偏移初始偏移成分而進行對準調整，而在控制裝置90內，如圖9(b)所示般能夠以遮罩M之對準標記Ma與工件W之對準標記Wa成為一致之狀態之方式進行對準調整。 此外，實際上更包含起因於反射鏡變形單元之誤差、因對準動作所致之誤差、或對工件W進行曝光處理時之因工件之溫度變化所致之伸長、及因吸附狀態之變化、工件之特性等所致之工件W固有之變形。因而，即便在實際之曝光中觀測之各標記之位置偏移初始偏移成分而進行對準調整，但並非所有之遮罩側之對準標記與工件側之修正對準標記一致，以遮罩側之對準標記與工件側之對準標記之偏移量之總計成為最小之方式進行對準調整。 因而，在第1實施形態中，藉由基於在遮罩側之對準標記與工件側之修正對準標記之各位置之偏移量，就每一工件W驅動各反射鏡變形單元70之馬達，而進一步對平面鏡68進行反射鏡彎曲修正。藉此，能夠去除因工件W固有之變形所致之偏移量，並進行第2層以後之工件W之曝光。 如以上所說明般，根據本實施形態之近接曝光裝置PE及近接曝光方法，記憶根據曝光第1層之遮罩M之圖案時之照射至工件W之曝光光之主光線EL之角度、及遮罩M與工件W間之間隙而計算的工件W側之對準標記Wa之初始偏移成分，在曝光第2層以後之遮罩M之圖案時，以相對於利用CCD照相機30觀測之工件W側之對準標記Wa偏移初始偏移成分獲得的工件W側之修正對準標記、及遮罩M側之對準標記Ma進行對準調整。藉此，能夠修正起因於伴隨著反射鏡彎曲之曝光光之主光線EL之角度的對準誤差，而高精度地曝光轉印遮罩M之圖案。 又，在本實施形態中，在曝光第2層以後之遮罩M之圖案時，由於基於在遮罩側之對準標記Ma與工件側之修正對準標記之各位置之偏移量，驅動反射鏡變形單元70而修正平面鏡68之曲率，故能夠去除因工件W固有之變形所致之偏移量，而進一步提高第2層以後之工件W之曝光精度。 (第2實施形態) 其次，針對本發明之第2實施形態之近接曝光裝置及近接曝光方法參照圖10及圖11進行說明。此外，本實施形態在平面鏡68更具備反射鏡移動機構之點上、及反射鏡之控制方法上與第1實施形態不同。 在第2實施形態中，具備反射鏡變形單元70之平面鏡68更具備可相對於該平面鏡68在垂直方向上分別移動之複數個(在本實施形態中為4個)反射鏡移動機構80。如圖10所示，複數個反射鏡移動單元80分別設置於反射鏡變形單元保持框71之4個部位之角隅部。複數個反射鏡移動單元80係以例如使平面鏡68之整體相對於X方向、或相對於Y方向、或者相對於X、Y兩個方向傾斜，而改變來自光源之主光線之角度之方式驅動。 此處，與第1實施形態相同地，在曝光第2層以後之遮罩之圖案時，將在遮罩側之對準標記Ma與工件側之修正對準標記之各位置之偏移量設為Pi=(△xi, △yi)。其中，i=1、2、・・・、N 此處，在各位置之偏移量之平均偏移量G以下式表示。 [數1]
Figure 02_image001
因而，在本實施形態中，首先，基於平均偏移量G之x成分、y成分分別驅動反射鏡移動機構80來變更平面鏡68之斜率。例如，若平均偏移量G在x方向上偏移δ(μm)，則若將曝光間隙設為gap(μm)，則修正角θ係以以下之式表示。 [數2]
Figure 02_image003
另一方面，若將旋轉之反射鏡之與x方向對應之邊之長度設為L(mm)，則在使主光線傾斜平均偏移量G時，A=Ltan(θ/2)，只要使平面鏡68之邊移動該A(mm)即可。例如，在gap=200 μm、δ=1 μm、L=2000 mm時，A=5 mm。 此外，在使平面鏡68傾斜A時，可如圖11(a)所示般僅使x方向之一個反射鏡移動機構80移動，還可如圖11(b)所示般使x方向之兩側之反射鏡移動機構80逆向地均等地各移動A/2。 再者，算出在各位置之偏移量Pi與平均偏移量G之差分Ai=Pi-G，基於該差分利用反射鏡變形單元70修正平面鏡68之曲率。 因而，在本實施形態中，在曝光第2層以後之前述遮罩之圖案時，基於在遮罩側之對準標記Ma與工件側之修正對準標記之各位置之偏移量Pi算出平均偏移量G，基於該平均偏移量G藉由反射鏡移動機構80變更平面鏡68之斜率，且基於在各位置之偏移量Pi與平均偏移量G之差分Ai藉由反射鏡變形單元70修正平面鏡68之曲率。藉此，能夠去除因工件W固有之變形所致之偏移量，而進一步提高第2層以後之工件W之曝光精度，且能夠將反射鏡變形單元70之行程設定為較小，能夠抑制平面鏡68之彎曲。 針對其他之構成及作用係與第1實施形態相同或同等。 (第3實施形態) 其次，針對本發明之第3實施形態之近接曝光裝置及近接曝光方法，參照圖12至圖14進行說明。此外，在本實施形態中，在反射鏡之控制方法上與第1及第2實施形態不同。 如上述般，由於在工件側之對準標記Wa中亦包含因工件W固有之變形所致之偏移成分，故在本實施形態中亦然，在第2層以後之工件W之曝光時修正因該偏移成分所致之偏移量。 在第2層以後之工件W之曝光時，在觀測之工件側之對準標記Wa中除包含因上述之反射鏡彎曲修正所致之初始偏移成分A外，還包含因工件W固有之變形所致之偏移成分B。例如，若著眼於1個部位之標記觀測位置，則如圖14(a)至圖14(c)所示般，若觀測之工件側之對準標記Wa偏移因反射鏡彎曲修正所致之初始偏移成分A，則賦予工件側之修正對準標記Wa'，其中包含因工件W固有之變形所致之偏移成分B。而且，包含偏移成分B之工件側之修正對準標記Wa'(Wa1'、Wa2'、Wa3')之位置係如圖14(a)至圖14(c)所示般就每一工件W不同。 在本實施形態中，對於該工件側之修正對準標記Wa'，在已曝光特定數之工件(在圖14中為3個工件)時將與曝光時之遮罩側之對準標記Ma之位置偏移成分平均化，記錄作為變形起因偏移成分C(參照圖14(d))。而後，基於變形起因偏移成分C藉由反射鏡變形單元70修正平面鏡68之曲率。 圖12係顯示修正對準標記之初始偏移成分，進而修正因工件固有之變形所致之偏移成分，且曝光第2層以後之工件之程序之流程圖。如圖12所示，利用CCD照相機30同時觀測遮罩M之對準標記Ma與工件W之對準標記Wa(步驟S31)，相對於遮罩M之對準標記Ma偏移記憶於記憶部91之初始偏移成分，求取輔助對準標記Wa'(步驟S32)。 其次，使用工件側之修正對準標記Wa'、及遮罩M之對準標記Ma進行對準調整(步驟S33)。此時，在對準調整量大於容許範圍之情形下，移動遮罩載台1(遮罩支持部)(步驟S34)並返回步驟S31。在對準調整量小於容許範圍之情形下，相對於觀測之對準標記Wa偏移初始偏移成分並算出因工件W固有之變形所致之偏移成分B(步驟S35)。在曝光複數個工件W之情形下，如圖14(d)所示，算出因各工件W(在圖14中為3個工件W)固有之變形所致之偏移成分B之平均值(變形起因偏移成分C)(步驟S36)，並將其作為對準標記基準位置進行修正(步驟S37)。 而後，根據對準標記Wa之位置算出圖案修正位置之修正變換係數(步驟S38)，算出曝光圖案修正量(步驟S39)，並決定平面鏡68之形狀(步驟S40)。其次，判別用於達成獲得之平面鏡68之形狀之馬達74之作動範圍是否超過極限(步驟S41)。而且，由於在馬達74之作動範圍超過極限之情形下，難以進行此以上之平面鏡68之形狀修正，故在步驟S45進行曝光轉印。 另一方面，在馬達74之作動範圍未超過極限之情形下，算出馬達74之進一步移動量(差分)(步驟S42)，使馬達74作動該差分(步驟S43)，使平面鏡68之形狀變形(步驟S44)，並將遮罩M之圖案曝光轉印至工件W(步驟S45)。而後，在曝光結束後(步驟S46)，將工件載台(工件支持部)2移動至下一曝光位置(步驟S47)，將馬達74移動至設定位置(步驟S48)，並返回步驟S31，重複相同之動作。 如以上所說明般，根據本實施形態之近接曝光裝置PE及近接曝光方法，在曝光第2層以後之特定之層之遮罩M之圖案時，相對於工件側之修正對準標記Wa'，在曝光特定數之工件W時將與曝光時之遮罩側之對準標記Ma之位置偏移成分平均化，並記錄為變形起因偏移成分C，基於變形起因偏移成分C利用反射鏡變形單元70修正平面鏡68之曲率。藉此，能夠修正起因於工件W固有之變形之偏移成分B，而高精度地曝光轉印遮罩M之圖案。 此外，在能夠特定起因於反射鏡變形單元之誤差、及因對準動作所致之誤差之情形下，工件側之修正對準標記Wa'除能夠偏移初始變形成分外，還能夠偏移該等誤差成分而賦予。 此外，本發明並不限定於前述之實施形態，可適宜地變化、改良等。 例如，在上述實施形態中，起因於工件固有之變形之偏移量之修正可與起因於伴隨著反射鏡彎曲之曝光光之主光線之角度的對準誤差之修正獨立地進行。具體而言，本發明之近接曝光裝置及近接曝光方法在曝光第2層以後之特定之層之遮罩之圖案時，相對於工件側之對準標記，在曝光特定數之工件時將與曝光時之遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化，並記錄為變形起因偏移成分，基於變形起因偏移成分利用反射鏡彎曲機構修正反射鏡之曲率。藉此，能夠修正起因於工件固有之變形之偏移量，而高精度地曝光轉印遮罩之圖案。 雖然又參照特定之實施態樣詳細地說明了本發明，但在不脫離本發明之精神與範圍下能夠施加變更或修正對本領域技術人員而言是不言而喻的。 本發明申請案係基於2016年12月8日申請之日本發明專利申請案2016-238738者，其內容作為參照而被援用至此。
1‧‧‧遮罩載台/遮罩支持部2‧‧‧工件載台/工件支持部3‧‧‧照明裝置/照明光學系統4‧‧‧裝置基座4a‧‧‧支柱5‧‧‧X軸載台進給機構5a‧‧‧X軸進給台6‧‧‧Y軸載台進給機構6a‧‧‧Y軸進給台/Z軸進給台6b‧‧‧微動載台7‧‧‧上下粗動裝置8‧‧‧上下微動裝置9‧‧‧固定台10‧‧‧導軌11‧‧‧滑塊12‧‧‧滑動體12a‧‧‧凸緣14‧‧‧載台粗動軸14a‧‧‧直動軸承15‧‧‧基板側變位感測器17‧‧‧馬達18‧‧‧Y軸雷射干涉計19‧‧‧柱狀反射鏡20‧‧‧第1線性馬達21‧‧‧第2線性馬達24‧‧‧遮罩基框25‧‧‧遮罩框26‧‧‧遮罩保持器27‧‧‧間隙感測器30‧‧‧CCD照相機(對準照相機)51‧‧‧導軌52‧‧‧滑塊53‧‧‧導軌54‧‧‧滑塊60‧‧‧多燈單元(光源)61‧‧‧高壓水銀燈62‧‧‧反射器63‧‧‧平面鏡64‧‧‧曝光控制用快門單元65‧‧‧光學積分器66‧‧‧平面鏡67‧‧‧準直鏡68‧‧‧平面鏡(反射鏡)70‧‧‧反射鏡變形單元(反射鏡彎曲機構)71‧‧‧反射鏡變形單元保持框72‧‧‧墊73‧‧‧保持構件74‧‧‧馬達75‧‧‧支持部76‧‧‧球接頭77‧‧‧導引構件77a‧‧‧導引面78‧‧‧導引構件78a‧‧‧導引面79‧‧‧滾動構件80‧‧‧低摩擦機構/反射鏡移動單元/反射鏡移動機構81‧‧‧接觸式感測器90‧‧‧控制裝置91‧‧‧記憶部94‧‧‧控制部95‧‧‧照度感測器A‧‧‧初始偏移成分B‧‧‧偏移成分C‧‧‧變形起因偏移成分EL‧‧‧主光線/光路L‧‧‧長度M‧‧‧遮罩Ma‧‧‧遮罩側之對準標記PE‧‧‧接近曝光裝置W‧‧‧工件Wa‧‧‧工件側之對準標記Wa1‧‧‧工件側之對準標記Wa2‧‧‧工件側之對準標記Wa3‧‧‧工件側之對準標記Wa'‧‧‧工件側之修正對準標記Wa1'‧‧‧工件側之修正對準標記Wa2'‧‧‧工件側之修正對準標記Wa3'‧‧‧工件側之修正對準標記Wp‧‧‧曝光轉印圖案
圖1係本發明之第1實施形態之曝光裝置之前視圖。 圖2係顯示圖1所示之照明光學系統之圖。 圖3(a)係顯示照明光學系統之反射鏡變形單元之平面圖；圖3(b)係沿圖3(a)之A-A線之剖視圖；圖3(c)係沿圖3(a)之B-B線之剖視圖。 圖4係顯示使圖3之反射鏡變形單元之支持機構作動之狀態之圖。 圖5係反射鏡變形單元之作動程序之流程圖。 圖6係顯示因傾斜角而遮罩之對準標記偏移並被轉印至工件之狀態之示意圖。 圖7係顯示本發明之第1實施形態之根據傾斜角與曝光間隙算出對準標記之初始偏移成分之程序之流程圖。 圖8係顯示本發明之第1實施形態之修正對準標記之初始偏移成分而進行對準調整之程序之流程圖。 圖9(a)係顯示在對準調整前以對準照相機觀測之遮罩側之對準標記與工件側之對準標記之位置關係之示意圖；圖9(b)係顯示對準調整後之遮罩側之對準標記與工件側之對準標記之位置關係之示意圖。 圖10係本發明之第2實施形態之具備反射鏡移動機構之平面鏡之概略立體圖。 圖11(a)係圖10之反射鏡移動機構之動作狀態之一例；圖11(b)係圖10之反射鏡移動機構之動作狀態之另一例。 圖12係顯示本發明之第3實施形態之修正對準標記之初始偏移成分，進而修正因工件固有之變形所致之偏移成分，且曝光第2層以後之工件之程序之流程圖。 圖13係顯示基於偏移初始偏移成分之標記間距離之平均值曝光第2層以後之特定之層之遮罩之圖案之狀態之示意圖。 圖14(a)係顯示第1個工件曝光時之遮罩側之對準標記與工件側之對準標記之位置關係之示意圖；圖14(b)係顯示第2個工件曝光時之遮罩側之對準標記與工件側之對準標記之位置關係之示意圖；圖14(c)係顯示第3個工件曝光時之遮罩側之對準標記與工件側之對準標記之位置關係之示意圖；圖14(d)係顯示將第1～第3個對準標記之偏移成分平均化並曝光第4個工件時之遮罩側之對準標記與工件側之對準標記之位置關係之示意圖。

Claims (10)

  1. 一種近接曝光裝置，其特徵在於具備：工件支持部，其支持工件；遮罩支持部，其支持遮罩；及照明光學系統，其具有光源、積分器、及反射來自光源之曝光光之複數個反射鏡；該近接曝光裝置係將來自前述光源之曝光光經由前述遮罩照射於前述工件而將前述遮罩之圖案轉印於前述工件；前述複數個反射鏡中之至少1個前述反射鏡具有可修正前述反射鏡之曲率之反射鏡彎曲機構；且前述近接曝光裝置具備：對準照相機，其可拍攝遮罩側之對準標記及工件側之對準標記；記憶部，其記憶根據將第1層之前述遮罩之圖案曝光時照射於前述工件之前述曝光光之主光線之角度、及前述遮罩與前述工件間之間隙而計算的前述工件側之對準標記之初始偏移成分；及控制裝置，其在曝光第2層以後之前述遮罩之圖案時，以相對於藉由前述對準照相機觀測之前述工件側之對準標記偏移前述初始偏移成分而得的工件側之修正對準標記、及前述遮罩側之對準標記，進行對準調整。
  2. 如請求項1之近接曝光裝置，其中在曝光前述第2層以後之前述遮罩之圖案時，基於在前述遮罩側之對準標記與前述工件側之修正對準標記之各位置之偏移量，驅動前述反射鏡彎曲機構而修正前述反射鏡之曲率。
  3. 如請求項1之近接曝光裝置，其中更具備可將具備前述反射鏡彎曲機構之前述反射鏡相對於該反射鏡於垂直方向各自移動的反射鏡移動機構；且在曝光前述第2層以後之前述遮罩之圖案時，基於在前述遮罩側之對準標記與前述工件側之修正對準標記之各位置之偏移量而算出平均偏移量，基於該平均偏移量藉由前述反射鏡移動機構變更前述反射鏡之斜率，且基於在前述各位置之偏移量與前述平均偏移量之差分藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。
  4. 如請求項1之近接曝光裝置，其中在曝光第2層以後之特定層之前述遮罩之圖案時，前述記憶部對於前述工件側之修正對準標記，在已曝光特定數之工件時將與曝光時之前述遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化而記錄作為變形起因偏移成分；前述控制裝置基於前述變形起因偏移成分，藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。
  5. 一種近接曝光裝置，其特徵在於具備：工件支持部，其支持工件；遮罩支持部，其支持遮罩；及照明光學系統，其具有光源、積分器、及反射來自光源之曝光光之複數個反射鏡；該近接曝光裝置係將來自前述光源之曝光光經由前述遮罩照射於前述工件而將前述遮罩之圖案轉印於前述工件；且 前述複數個反射鏡中之至少1個前述反射鏡具有可修正前述反射鏡之曲率之反射鏡彎曲機構；且前述近接曝光裝置具備：對準照相機，其可拍攝遮罩側之對準標記及工件側之對準標記；記憶部，其在曝光第2層以後之特定層之前述遮罩之圖案時，對於前述工件側之對準標記，在已曝光特定數之工件時將與曝光時之前述遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化而記錄作為變形起因偏移成分；及控制部，其基於前述變形起因偏移成分，藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。
  6. 一種近接曝光方法，其特徵在於使用近接曝光裝置，將來自光源之曝光光經由遮罩照射於工件而將前述遮罩之圖案轉印於前述工件，前述近接曝光裝置具備：工件支持部，其支持前述工件；遮罩支持部，其支持前述遮罩；照明光學系統，其具有前述光源、積分器、及反射來自光源之曝光光之複數個反射鏡，前述複數個反射鏡中之至少1個前述反射鏡具有可修正前述反射鏡之曲率之反射鏡彎曲機構；及對準照相機，其可拍攝遮罩側之對準標記及工件側之對準標記；且該近接曝光方法具備以下步驟：記憶根據曝光第1層之遮罩之圖案時照射於前述工件之前述曝光光之主光線之角度、及前述遮罩與前述工件間之間隙而計算的前述工件側之對準標記之初始偏移成分；及在曝光第2層以後之前述遮罩之圖案時，以相對於藉由前述對準照相 機觀測之前述工件側之對準標記偏移前述初始偏移成分而得的工件側之修正對準標記、及前述遮罩側之對準標記，進行對準調整。
  7. 如請求項6之近接曝光方法，其中在曝光前述第2層以後之前述遮罩之圖案時，基於在前述遮罩側之對準標記與前述工件側之修正對準標記之各位置之偏移量，驅動前述反射鏡彎曲機構而修正前述反射鏡之曲率。
  8. 如請求項6之近接曝光方法，其中前述近接曝光裝置更具備可將具備前述反射鏡彎曲機構之前述反射鏡相對於該反射鏡於垂直方向各自移動的反射鏡移動機構；且在曝光前述第2層以後之前述遮罩之圖案時，基於在前述遮罩側之對準標記與前述工件側之修正對準標記之各位置之偏移量而算出平均偏移量，基於該平均偏移量藉由前述反射鏡移動機構變更前述反射鏡之斜率，且基於在前述各位置之偏移量與前述平均偏移量之差分藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。
  9. 如請求項6之近接曝光方法，其中包含以下步驟：在曝光第2層以後之特定層之前述遮罩之圖案時，對於前述工件側之修正對準標記，在已曝光特定數之工件時將與曝光時之前述遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化而記錄作為變形起因偏移成分；及基於前述變形起因偏移成分，藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。
  10. 一種近接曝光方法，其特徵在於使用近接曝光裝置，將來自光源之曝光光經由遮罩照射於工件而將前述遮罩之圖案轉印於前述工件，前述近接曝光裝置具備：工件支持部，其支持前述工件；遮罩支持部，其支持前述遮罩；照明光學系統，其具有前述光源、積分器、及反射來自光源之曝光光之複數個反射鏡，前述複數個反射鏡中之至少1個前述反射鏡具有可修正前述反射鏡之曲率之反射鏡彎曲機構；及對準照相機，其可拍攝遮罩側之對準標記及工件側之對準標記；且該近接曝光方法具備以下步驟：在曝光第2層以後之特定層之前述遮罩之圖案時，對於前述工件側之對準標記，在已曝光特定數之工件時將與曝光時之前述遮罩側之對準標記之位置偏移成分平均化而記錄作為變形起因偏移成分；及基於前述變形起因偏移成分，藉由前述反射鏡彎曲機構修正前述反射鏡之曲率。
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