TWI767290B - 曝光方法、曝光裝置、及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

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Abstract

實施形態提供一種可將與高度相關之資訊用於修正對位之曝光方法。 實施形態之曝光方法係獲取與基板上表面之高度相關之第1高度資訊，偵測基板與具有應轉印至基板之第1被轉印圖案之第1遮罩之相對位置，獲取第1位置資訊，將第1高度資訊轉換為第2位置資訊，於基板上表面形成特定電路圖案之後，獲取與該基板上表面之高度相關之第2高度資訊，偵測該基板與具有應轉印至該基板之第2被轉印圖案之第2遮罩之相對位置，獲取第3位置資訊，將第2高度資訊轉換為第4位置資訊，基於所儲存之第2位置資訊與第4位置資訊之差分，計算差分位置資訊，且基於第3位置資訊及差分位置資訊，進行上表面形成有特定電路圖案之基板與第2遮罩之對位。

Description

曝光方法、曝光裝置、及半導體裝置之製造方法
本發明之實施形態係關於一種曝光方法、曝光裝置及半導體裝置之製造方法。
於曝光裝置中，利用特定光學系統對塗佈有光阻層之基板投射原版之圖案，使光阻層曝光。當投射原版之圖案時，利用高度偵測裝置測量高度方向上之基板表面位置，基於其測量結果，對基板表面與光學系統之相對位置進行控制。例如於半導體記憶體等半導體裝置中，隨著積體度增加，特徵尺寸越來越小，高度方向之階差亦變大。於此種狀況下，為了確保高度方向之位置精度，期望提昇高度偵測裝置之分辨率。
又，利用位置偵測裝置測量原版之圖案與基板之間之二維相對位置，並基於其測量結果進行對位。相對位置之測量主要是藉由檢測分別設置於原版及基板上之對準標記之位置來進行。但是，存在不僅要檢測對準標記位置，而且還對其檢測結果進行修正而進行對位之情況。尤其是於如上所述之狀況下，期望進行對位修正。
本發明欲解決之課題在於提供一種可將利用高度偵測部獲取之與基板面上之高度相關之資訊用於對位修正之曝光方法、曝光裝置及半導體裝置之製造方法。
實施形態之曝光方法包括以下步驟：偵測作為曝光對象之基板之上表面之高度，獲取第1高度資訊；偵測基板與具有應轉印至該基板之第1被轉印圖案之第1遮罩之相對位置，獲取第1位置資訊；將第1高度資訊轉換為第2位置資訊；於基板之上表面形成特定電路圖案之後，偵測該基板之上表面之高度，獲取第2高度資訊；偵測上表面形成有特定電路圖案之基板與具有應轉印至該基板之第2被轉印圖案之第2遮罩的相對位置，獲取第3位置資訊；將第2高度資訊轉換為第4位置資訊；基於第2位置資訊與第4位置資訊之差分，計算差分位置資訊；基於第3位置資訊及差分位置資訊，進行上表面形成有特定電路圖案之基板與第2遮罩之對位。
以下，參照隨附圖式對非限定性之例示之實施形態進行說明，所有圖式中，對相同或對應之構件或零件標註相同或對應之參照符號，並省略重複說明。又，圖式並非為了展示構件或零件間之尺寸之相對比，因此，具體尺寸可依據以下非限定性之實施形態，由業者決定。
首先，參照圖1對實施形態之曝光裝置進行說明。圖1係模式性地表示實施形態之曝光裝置之構成例之方塊圖。如圖所示，曝光裝置1具有照明系統10A、透鏡系統10B、位置偵測裝置14、高度偵測裝置16、載台18。又，曝光裝置1中具有保持部(未圖示)，該保持部保持能夠根據使用該曝光裝置1製造之器件而更換之圖罩12(亦稱為遮罩或原版)。
照明系統10A雖省略了圖示，但可具有：光源，其出射曝光之光；光學系統，其將來自光源之曝光之光轉換為平行光，且包含1個或複數個透鏡；及狹縫板，其具有將藉由光學系統轉換為平行光之曝光之光整形為狹縫狀光束之曝光狹縫。
透鏡系統10B使利用圖罩12所得之投影像投影至晶圓W上。透鏡系統10B包含1個或複數個透鏡，藉此，能夠改變投影像之倍率。
位置偵測裝置14偵測設置於圖罩12上之對準標記、及由載台18保持之被轉印圖罩12之被轉印圖案的作為被轉印基板之晶圓W上所設置之對準標記，產生基於偵測結果之位置資訊，並將該資訊發送至控制部20。
高度偵測裝置16藉由將出射光IL朝向載台18上之晶圓W出射，並接收自晶圓W之上表面(形成器件之面)反射之反射光RL，來偵測晶圓W上表面之高度。基於偵測結果產生高度資訊，所產生之高度資訊被發送至控制部20。再者，於本實施形態中，高度偵測裝置16之聚焦區域例如可設為0.1～1 mm×0.1～1 mm左右。即，高度偵測裝置16具有相當於該程度之聚焦區域之分辨率。
載台18具有能夠載置晶圓W之上表面，於該上表面設置有進行吸附之晶圓吸附機構。晶圓吸附機構可由藉由吸引晶圓W而保持該晶圓W之真空吸盤、或利用庫侖力保持晶圓W之靜電吸盤等實現。
控制部20總括地控制曝光裝置1。又，控制部20具有測量資料輸入部21、測量資料運算部22、及控制值輸出部23。測量資料輸入部21接收自位置偵測裝置14發送之位置資訊，並接收自高度偵測裝置16發送之高度資訊。由測量資料輸入部21接收到之位置資訊及高度資訊被發送至測量資料運算部22。測量資料運算部22當自測量資料輸入部21接收到位置資訊及高度資訊時，對位置資訊及高度資訊進行各種運算處理，算出位置修正量。基於位置修正量之控制值自控制值輸出部23被發送至成像部31、轉印基板控制部32、及被轉印基板控制部33。
又，控制部20可構成為包含CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、及RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)之電腦。又，控制部20亦可由處理器構成，上述處理器具備例如以專用積體電路(ASIC)、可編程門陣列(PGA)、現場可編程門陣列(FPGA)為代表之硬體。電腦及處理器可根據特定程式或各種資料使曝光裝置1執行下述曝光方法。程式或各種資料可記憶於特定之記憶裝置中，並自該等記憶裝置輸入至控制部20。又，程式或各種資料可記憶於作為周圍設備之硬盤驅動器(HDD)、或服務器、半導體記憶體等非臨時性電腦可讀記憶介質中，並以有線或無線之方式自該等非臨時性電腦可讀記憶介質中下載。
以下，參照圖2及圖3，對實施形態之曝光方法進行說明。圖2及圖3係表示實施形態之曝光方法之流程圖。本實施形態之曝光方法係使用圖1之曝光裝置1來進行，曝光裝置1之各部由來自控制部20之指示信號控制。
首先，準備作為被轉印基板之晶圓W。於晶圓W上已經形成有基底層、及形成於基底層之上之各種薄膜。薄膜可由絕緣體或導電體等形成，且圖案化為特定電路圖案。基底層例如可由絕緣體形成，又，亦可由矽形成。
於步驟S1中，將晶圓W搬入至設置於曝光裝置1外部之阻劑塗佈顯影裝置，於此處對該晶圓W塗佈阻劑膜。
被塗佈有阻劑膜之晶圓W自阻劑塗佈顯影裝置被搬入至曝光裝置1(步驟S2)。於該搬入時，可藉由設置於阻劑塗佈顯影裝置與曝光裝置1之間且將兩者連結之承載器進行。於曝光裝置1內，藉由特定之搬送機構(未圖示)將晶圓W載置到載台18上。載置於載台18上之晶圓W藉由吸附機構而由載台18之上表面支持。
接著，於步驟S3中，藉由載台18移動，晶圓W於xy面內被掃描，透過阻劑膜，由高度偵測裝置16偵測晶圓W面內之各座標點(x，y)處之相對於特定基準面(例如晶圓W之基底層之表面)之高度。基於偵測結果，獲取第1高度資訊。第1高度資訊例如可為各座標點與該點處之高度建立關聯而得之資料。第1高度資訊從高度偵測裝置16被發送至控制部之測量資料輸入部21(圖1)。
又，於步驟S3中，利用位置偵測裝置14偵測圖罩12之對準標記(未圖示)、及由載台18保持之晶圓W之對準標記(未圖示)，獲得基於偵測結果之第1位置資訊。第1位置資訊自位置偵測裝置14被發送至控制部之測量資料輸入部21(圖1)。
接下來，步驟S4中，於測量資料運算部22內將第1高度資訊轉換為第2位置資訊。該轉換例如可藉由對相對於x軸之高度之函數、及相對於y軸之高度之函數分別微分來進行。第2位置資訊例如儲存於控制部20中所包含之記憶裝置中(步驟S5)。但是，亦可儲存於與控制部20連接之外部記憶裝置中。第2位置資訊於下述步驟S13(圖3)中使用。
然後，於步驟S6中，基於由位置偵測裝置14獲取之第1位置資訊、及由高度偵測裝置16獲取之第1高度資訊使晶圓W上之阻劑膜曝光。
此處，對於該曝光，使用具有如圖4所示之曝光照射區域之圖罩12(圖1)。參照圖4(A)，曝光照射區域SH具有複數個(圖示例中為10個)晶片區域RP。晶片區域RP與一個半導體元件對應。又，如圖4(B)所示，各晶片區域RP並不限定於此，例如具有記憶胞區域CA(以下，簡稱為胞區域CA)、周圍電路區域PA(以下，簡稱為周圍區域PA)、感測放大器區域SA(以下，稱為S/A區域SA)。胞區域CA、周圍區域PA、及S/A區域SA分別具有特定之被轉印圖案。又，針對每個曝光工序準備於胞區域CA、周圍區域PA、及S/A區域SA分別具有特定之被轉印圖案之複數個圖罩12。
使用具有此種曝光照射區域之圖罩12形成之半導體器件例如可為具有三維構造之半導體記憶器件。於此情形時，於晶圓上之胞區域可形成例如絕緣層與導電層交替積層而成之積層體、及配置於貫通該積層體之半導體柱之複數個記憶胞。另一方面，於與周圍區域PA對應之晶圓上之周圍區域、及與S/A區域SA對應之晶圓上之S/A區域不形成積層體。因此，於晶圓上，胞區域與周圍區域及S/A區域之間可能產生相對較大之高低差。再者，以下說明中，有時將晶圓上之胞區域亦稱為胞區域CA，同樣地，有時將晶圓上之周圍區域稱為周圍區域PA，將晶圓上之S/A區域稱為S/A區域SA。
又，於曝光照射區域SH內可設置1個或複數個對準標記。該等對準標記可包括用於曝光照射區域SH之y軸方向(圖4中之曝光照射區域SH之長邊方向)之對位之對準標記、及用於曝光照射區域SH之x軸方向(圖4中之曝光照射區域SH之短邊方向)之對位之對準標記。
接下來，於步驟S7中，將使阻劑膜曝光後之晶圓W自曝光裝置1搬出至阻劑塗佈顯影裝置，此處，使經曝光後之阻劑膜顯影。藉此，於晶圓W之上表面形成特定之阻劑遮罩。
然後，於步驟S8中，對上表面形成有阻劑遮罩之晶圓W進行特定之各種處理。該等處理可包括使用阻劑遮罩之蝕刻、洗淨、成膜等。
特定處理結束後，將晶圓W再次搬入至阻劑塗佈顯影裝置，對晶圓W之上表面塗佈阻劑膜(步驟S9)。將塗佈有阻劑膜之晶圓W搬入至曝光裝置1(步驟S10)。
接著，於步驟S11中，藉由載台18移動，晶圓W於xy面內被掃描，由高度偵測裝置16透過阻劑膜偵測晶圓W面內之各座標點(x，y)處之、相對於特定基準面(例如晶圓W之基底層之表面)之高度。基於偵測結果，獲取第2高度資訊。第2高度資訊例如可為各座標點與該點處之高度建立關聯而得之資料。第2高度資訊從高度偵測裝置16被發送至控制部之測量資料輸入部21(圖1)。
又，於步驟S11中，藉由位置偵測裝置14偵測圖罩12之對準標記(未圖示)、及由載台18保持之晶圓W之對準標記(未圖示)，獲取基於偵測結果之第3位置資訊。此處之圖罩12與步驟S3中使用之圖罩12相同，具有胞區域CA、周圍區域PA、及S/A區域SA。但是，關於該等區域CA、PA、SA中之被轉印圖案，步驟S11中使用之圖罩12與步驟S3中使用之圖罩12不同。步驟S11中使用之圖罩12具有於之後的步驟S16中應轉印至阻劑膜之被轉印圖案。再者，所獲取之第3位置資訊自位置偵測裝置14被發送至控制部之測量資料輸入部21(圖1)。
接下來，於步驟S12中，由測量資料運算部22將第2高度資訊轉換為第4位置資訊。該轉換亦與步驟S4相同，例如可藉由將相對於x軸之高度之函數、及相對於y軸之高度之函數分別微分而進行。
接著，於步驟S13中，基於之前步驟S4中自第1高度資訊予以轉換、且於步驟S5中儲存之第2位置資訊、及步驟S12中自第2高度資訊予以轉換之第4位置資訊，於測量資料運算部22中計算差分位置資訊。
圖5係說明於測量資料運算部22中計算之差分位置資訊之圖。圖5(A)所示為針對晶圓W面內之每個座標點取第2位置資訊與第4位置資訊之差分、且於每個座標點示出差分之(未加工之)差值圖MA，圖5(B)所示為表示差值圖MA中所含之因晶圓W翹曲而產生之分量的翹曲分量圖MB，圖5(C)所示為自差值圖MA中排除翹曲分量後之有用之(剩餘之)差值圖MC。又，圖5(D)係對y軸繪製圖5(A)之差值圖MA中沿y方向之細長區域RY中之差值所得的曲線圖，圖5(E)係對y軸繪製剩餘差值圖MC中之y方向之值所得之曲線圖。
晶圓W因作用於晶圓W內之應力而整體或局部地翹曲，因此，由高度偵測裝置16獲取之第1高度資訊及第2高度資訊中包含晶圓W之翹曲分量。因此，無論於自第1高度資訊轉換成之第2位置資訊中，還是自第2高度資訊轉換成之第4位置資訊中，均包含翹曲分量。此種翹曲分量於圖5(B)中以灰階(灰度影線)GR表示，於圖5(D)中以律動PB表示。圖5(B)所示之晶圓之翹曲分量例如可利用觸針式或非接觸式翹曲測定裝置或者X射線拓樸圖等測量。若自差值圖MA中減去以此種方式測量出之翹曲分量圖MB，則獲得圖5(C)所示之剩餘差值圖MC。如圖5(C)所示，剩餘差值圖MC中無灰階，於圖5(E)中，亦無像圖5(D)般之律動PB。
再者，晶圓之翹曲例如亦可藉由利用載台18上配備之靜電吸盤等吸附機構將晶圓平坦地保持而排除。又，亦可藉由利用例如曲線擬合將圖5(D)之律動PB排除，而求得與圖5(E)之剩餘之面內應變圖相同之圖。
接下來，參照圖6進一步進行說明。圖6(A)係將圖5(E)之一部分P放大表示之曲線圖，圖6(B)係將圖6(A)中之一部分PP進一步放大表示之曲線圖。於該等曲線圖中，橫軸表示曝光照射區域SH內之y方向之位置，縱軸表示沿著y方向之剩餘差值。再者，圖6中之y方向與圖4所示之曝光照射區域SH之長邊方向一致。
如圖6(A)所示，剩餘差值沿著y軸呈鋸齒波狀週期性變化。將圖6(A)中之一部分PP放大表示之圖6(B)表示晶片區域RP內之剩餘差值。如圖所示，剩餘差值呈V字狀變化。此處，剩餘差值相對於y軸，於周圍區域PA及S/A區域SA中具有負斜率，於胞區域CA中具有正斜率。其表示於周圍區域PA及S/A區域SA中，拉伸應力沿y方向作用，於胞區域CA中，壓縮應力沿y方向作用。認為此種應力主要是因電路圖案(自一個光處理至下一個光處理對晶圓W追加之電路圖案)與其底層之間之熱膨脹係數而產生，該電路圖案係藉由步驟S8中之蝕刻、或洗淨、成膜等處理而形成於晶圓W之上表面之電路圖案。而且，於本實施形態中，如上所述，於晶圓W上之胞區域CA形成有積層體，於周圍區域PA及S/A區域SA不形成積層體，如此於胞區域CA與周圍區域PA及S/A區域SA中構造相差較大，因此可認為上述應力增大。
又，胞區域CA因此種壓縮應力而收縮，周圍區域PA及S/A區域SA因拉伸應力而擴展。即，因此種擴展、收縮，導致於胞區域CA內，例如會產生之後之步驟S16中使阻劑膜曝光時所使用之圖罩12內的胞區域CA內之相對於遮光圖案之位置偏移。
再者，圖5(D)及圖5(E)表示相對於y軸之差值，但同樣，亦可獲得相對於x軸之差值。x軸方向相當於圖4之曝光照射區域SH之短邊方向。
返回至圖3，於步驟S14中，基於步驟S13中計算出之差分位置資訊(位置偏移量)、及步驟S11中由位置偵測裝置14獲取之第3位置資訊，決定位置修正量。
若對晶圓W之面內(曝光照射區域SH)設定xy座標，則各座標點(x，y)處之x軸方向之位置偏移量IPDX(x，y)、及y軸方向之位置偏移量IPDY(x，y)可如下述數式1般表示。  [數1]
Figure 02_image001
此處，k1 、k2 、k3 、k4 、k5 及k6 為修正參數，可如數式2般表示。  [數2]
Figure 02_image003
如上所述，數式2為晶圓面內座標(X，Y)之函數，m、n為0以上之整數。P1mn ～P6mn 可稱為實質上之修正參數。
又，如圖7(A)所示，k1 表示x方向之位移分量，k3 表示x方向之倍率分量，k5 表示x方向之旋轉分量(或x方向之正交度分量)，如圖7(B)所示，k2 表示y方向之位移分量，k4 表示y方向之倍率分量，k6 表示y方向之旋轉分量(或y方向之正交度分量)。藉由改變該等修正參數k1 ～k6 ，能夠修正載台18與圖罩12之間之相對速度、載台18之旋轉角、透鏡系統10B之投射倍率等。再者，如上所述之晶片區域RP內產生之因擴展、收縮所導致之位置偏移可基於修正參數k3 及k4 進行修正。
以下，以數式1中之IPDX(x，y)為例進行說明。首先，具有x軸方向之各點x1 、x2 、…xN 處之位置偏移量之計算值IPDx1 、IPDx2 、…、IPDxN作為要素之向量(目標變量向量)η可如數式3般表示。  [數3]
Figure 02_image005
又，同樣地，具有目標變量之理論值作為要素之向量H如數式4般表示。  [數4]
Figure 02_image007
進而，將解釋變量向量F設為對各座標點(x，y)加上1所得之向量(數式5)，將向量β設為具有修正參數k1 、k3 、k5 作為要素之向量(數式6)。  [數5]
Figure 02_image009
[數6]
Figure 02_image011
向量H係由以修正參數k1 、k3 、k5 為要素之向量β與解釋變量向量F之積表示，因此，以下數式7成立。  [數7]
Figure 02_image013
此處，若將具有目標變量之理論值作為要素之向量H與具有計算值作為要素之向量η之間的N個要素之殘差向量設為向量D，則如數式8般表示。  [數8]
Figure 02_image015
若將殘差之平方和設為S，則平方和S由向量D與其轉置向量t D之積表示，因此，如數式9般表示。  [數9]
Figure 02_image017
以向量β對平方和S進行微分，若作為平方和S成為最小之條件，設為微分之結果等於零向量，則得到數式10。  [數10]
Figure 02_image019
由此，下述數式11成立。  [數11]
Figure 02_image021
因此，可根據以下數式12，求出向量β、即修正參數k1 、k3 、k5 。  [數12]
Figure 02_image023
對於x軸方向亦藉由同樣地計算，求出修正參數k2 、k4 、k6 。藉此，獲得數式1之位置偏移量IPDX(x，y)及IPDY(x，y)。之後，基於由位置偵測裝置14獲取之第3位置資訊、及位置偏移量，決定位置修正量。藉此，可藉由位置偏移量而修正根據第3位置資訊而得之晶圓W與圖罩12之相對位置。
然後，於步驟S15中，將位置修正量自控制部20之控制值輸出部23發送至成像部31、轉印基板控制部32、及被轉印基板控制部33。基於位置修正量，由成像部31控制透鏡系統10B，且/或由轉印基板控制部32控制圖罩12(之保持部)，且/或由被轉印基板控制部33控制載台18，並使晶圓W上之阻劑膜曝光(步驟S16)。
接下來，將阻劑膜曝光後，將晶圓W搬出至阻劑塗佈顯影裝置，於該處將曝光後之阻劑膜顯影(步驟S17)。藉此，於晶圓W之上表面形成特定之阻劑遮罩。
對形成有阻劑遮罩之晶圓W，進行使用阻劑遮罩之蝕刻、洗淨、成膜等(步驟S18)。藉此，包括本實施形態之曝光方法在內之一系列工序結束。
如以上所說明，於本實施形態之曝光方法中，於第1次曝光工序(步驟S6)之前，將由高度偵測裝置16獲取之與晶圓W上表面相關之高度資訊(第1高度資訊)轉換為位置資訊(第2位置資訊)。將該位置資訊(第2位置資訊)儲存以供後續使用。之後，晶圓W經過各種處理，直至第2次曝光工序(S16)。於第2次曝光工序之前，藉由高度偵測裝置16獲取(經過各種處理後之)晶圓W之上表面之高度資訊(第2高度資訊)，且與第1次曝光工序同樣地，將其轉換為位置資訊(第4位置資訊)。然後，求出該第4位置資訊與之前儲存之第2位置資訊之差分位置資訊。基於該差分位置資訊、及由位置偵測裝置14獲取之位置資訊(第3位置資訊)，決定位置修正量，根據該位置修正量，控制透鏡系統10B、圖罩12、及/或載台18(圖1)，將晶圓W上之阻劑膜曝光。
如此，根據本實施形態之曝光方法，藉由不僅使用位置偵測裝置14所獲得之位置資訊，而且亦使用自高度偵測裝置16所獲得之高度資訊轉換成之位置資訊，來修正圖罩12與晶圓W之對準位置，因此，能夠提高對位精度。
又，高度偵測裝置16可具有例如0.1～1 mm×0.1～1 mm左右之聚焦區域。此處，胞區域CA之y方向長度例如為數mm左右，周圍區域PA之y方向長度為胞區域CA之y方向長度之約1/10～1/2。假設使用聚焦區域之尺寸為該程度之高度偵測裝置16之情形時，難以於聚焦區域中僅收容周圍區域PA。即，會產生於聚焦區域中包含胞區域CA及周圍區域PA之情況，因此，所測量出之高度會產生誤差。
但是，如上所述，實施形態之曝光裝置1之高度偵測裝置16具有例如0.1～1 mm×0.1～1 mm左右之聚焦區域，因此，胞區域CA及周圍區域PA之高度可個別地進行測量。即，能以相對較高之分辨率偵測高度。又，自此種高分辨率之高度資訊轉換成之位置資訊亦可具有較高之分辨率。因此，能夠檢測出曝光照射區域SH或晶片區域RP內等微小區域內之因應力所產生之位置偏移，亦能修正此種位置偏移。
(變化例)  接下來，參照圖8對實施形態之變化例之曝光方法進行說明。圖8係表示實施形態之變化例之曝光方法之流程圖。變化例之曝光方法可對尚未進行處理之晶圓(裸晶圓)、或經過初始之若干個處理後之晶圓進行。
於步驟S21中，將如上所述之晶圓W搬入至設置於曝光裝置1外部之阻劑塗佈顯影裝置，於此處對該晶圓W塗佈阻劑膜。然後，於步驟S22中，塗佈有阻劑膜之晶圓W自阻劑塗佈顯影裝置被搬入至曝光裝置1。於曝光裝置1內，晶圓W由載台18之上表面支持。
於步驟S23中，藉由載台18移動，晶圓W於xy面內被掃描，透過阻劑膜，由高度偵測裝置16偵測晶圓W面內之各座標點(x，y)處之相對於特定基準面(例如晶圓W之基底層之表面)之高度。基於偵測結果，獲取高度資訊。高度資訊例如可為各座標點與該點處之高度建立關聯而得之資料。高度資訊自高度偵測裝置16被發送至控制部之測量資料輸入部21(圖1)。
又，於步驟S23中，利用位置偵測裝置14偵測圖罩12之對準標記(未圖示)、及晶圓W之對準標記(未圖示)，獲取基於偵測結果之第1位置資訊。第1位置資訊自位置偵測裝置14被發送至控制部之測量資料輸入部21(圖1)。
接下來，於步驟S24中，測量資料運算部22將高度資訊轉換為第2位置資訊。該轉換例如可藉由對相對於x軸之高度之函數、及相對於y軸之高度之函數分別微分來進行。
然後，於步驟S25中，測量資料運算部22基於由位置偵測裝置14獲取之第1位置資訊、及自高度偵測裝置16所獲取之高度資訊轉換成之第2位置資訊，決定位置修正量。
於步驟S26中，位置修正量自控制值輸出部23被發送至成像部31、轉印基板控制部32、及被轉印基板控制部33。然後，於步驟S27中，基於位置修正量，由成像部31控制透鏡系統10B，由轉印基板控制部32控制圖罩12(之保持部)，由被轉印基板控制部33控制載台18，同時使晶圓W上之阻劑膜曝光。之後，晶圓W自曝光裝置1被搬送至阻劑塗佈顯影裝置，使阻劑膜顯影(步驟S28)。
於變化例之曝光方法中，基於由位置偵測裝置14獲取之第1位置資訊、及藉由將高度偵測裝置16所獲取之高度資訊轉換而獲得之第2位置資訊，決定位置修正量，並基於該位置修正量使阻劑膜曝光。針對利用位置偵測裝置14所得之第1位置資訊，利用自高度資訊轉換成之第2位置資訊來決定位置修正量，因此能夠提高對位精度。
雖對本發明之若干實施形態進行了說明，但該等實施形態係作為示例而提出，並不意圖限定發明之範圍。該等新穎之實施形態能以其他各種形態實施，且能夠於不脫離發明主旨之範圍內進行各種省略、替換、變更。該等實施形態或其變化包含於發明之範圍或主旨中，並且包含於申請專利範圍所記載之發明及其同等之範圍內。
例如，於實施形態之曝光方法中，亦可於步驟S4(圖2)之後，與於步驟S5中儲存第2位置資訊之同時，或者於儲存第2位置資訊之後，與變化例之曝光方法之步驟S25同樣地，利用第1位置資訊及第2位置資訊決定位置修正量。
又，實施形態之曝光方法(包括變化例)可用作以上述具有三維構造之半導體記憶器件為代表之各種半導體裝置之製造方法。  [相關申請案]
本申請案享有以日本專利申請案2020-050121號(申請日：2020年3月19日)為基礎申請案之優先權。本申請案藉由參照該基礎申請案而包含基礎申請案之全部內容。
1:曝光裝置 10A:照明系統 10B:透鏡系統 12:圖罩 14:位置偵測裝置 16:高度偵測裝置 18:載台 20:控制部 21:測量資料輸入部 22:測量資料運算部 23:控制值輸出部 31:成像部 32:轉印基板控制部 33:被轉印基板控制部 CA:存儲胞區域 IL:出射光 PA:周圍電路區域 RL:反射光 RP:晶片區域 RY:細長區域 SA:感測放大器區域 SH:曝光照射區域 W:晶圓
圖1係模式性地表示實施形態之曝光裝置之構成例之方塊圖。 圖2係表示實施形態之曝光方法之流程圖。 圖3係繼圖2之後表示實施形態之曝光方法之流程圖。 圖4(A)、(B)係表示實施形態之曝光方法中，圖1之曝光裝置中能夠使用之圖罩之曝光照射區域之一例的俯視圖。 圖5(A)～(E)係說明於圖1之曝光裝置之測量資料運算部中計算之差分位置資訊之圖。 圖6(A)、(B)係將圖5之一部分放大表示之圖。 圖7(A)、(B)係表示可利用曝光條件之參數進行修正之位置偏移之圖。 圖8係表示實施形態之變化例之曝光方法之流程圖。

Claims (9)

  1. 一種曝光方法，其包括以下步驟：偵測作為曝光對象之基板之上表面之高度，獲取第1高度資訊；偵測上述基板、與具有應轉印至該基板之第1被轉印圖案之第1遮罩之相對位置，獲取第1位置資訊；將上述第1高度資訊轉換為第2位置資訊；於上述基板之上表面形成特定電路圖案之後，偵測該基板之上表面之高度，獲取第2高度資訊；偵測上表面形成有上述特定電路圖案之上述基板、與具有應轉印至該基板之第2被轉印圖案之第2遮罩的相對位置，獲取第3位置資訊；將上述第2高度資訊轉換為第4位置資訊；基於上述第2位置資訊與上述第4位置資訊之差分，計算差分位置資訊；基於上述第3位置資訊及上述差分位置資訊，進行上表面形成有上述特定電路圖案之上述基板與上述第2遮罩之對位。
  2. 如請求項1之曝光方法，其中上述特定電路圖案係基於上述第1位置資訊及上述第1高度資訊，將上述基板與上述第1遮罩對位，且將該基板曝光而形成。
  3. 如請求項1之曝光方法，其中上述特定電路圖案係基於上述第1位置資訊及上述第2位置資訊，將上述基板與上述第1遮罩對位，且將該基板曝 光而形成。
  4. 如請求項1至3中任一項之曝光方法，其中上述第1遮罩與上述第2遮罩具有同一曝光照射區域或晶片區域，上述第1及第2高度資訊係於上述曝光照射區域或晶片區域中求出。
  5. 一種曝光裝置，其具備：高度偵測部，其偵測作為曝光對象之基板之上表面之高度，獲取高度資訊；位置偵測部，其偵測上述基板、與具有應形成於該基板之被轉印圖案之遮罩之相對位置，獲取位置資訊；光學系統，其將上述被轉印圖案轉印至上述基板；及控制部，其可對上述高度偵測部、上述位置偵測部、上述光學系統進行控制，且以如下方式構成：偵測作為曝光對象之基板之上表面之高度，獲取第1高度資訊，偵測上述基板、與具有應轉印至該基板之第1被轉印圖案之第1遮罩之相對位置，獲取第1位置資訊，將上述第1高度資訊轉換為第2位置資訊，於上述基板之上表面形成特定電路圖案之後，偵測該基板之上表面之高度，獲取第2高度資訊，偵測上表面形成有上述特定電路圖案之上述基板、與具有應轉印至該基板之第2被轉印圖案之第2遮罩的相對位置，獲取第3位置資訊，將上述第2高度資訊轉換為第4位置資訊， 基於上述第2位置資訊與上述第4位置資訊之差分，計算差分位置資訊，且基於上述第3位置資訊及上述差分位置資訊，進行上表面形成有上述特定電路圖案之上述基板與上述第2遮罩之對位。
  6. 如請求項5之曝光裝置，其中基於上述第1位置資訊及上述第1高度資訊，將上述基板與上述第1遮罩對位，且將該基板曝光而形成上述特定電路圖案。
  7. 如請求項5之曝光裝置，其中基於上述第1位置資訊及上述第2位置資訊，將上述基板與上述第1遮罩對位，且將該基板曝光而形成上述特定電路圖案。
  8. 如請求項5至7中任一項之曝光裝置，其中上述第1遮罩與上述第2遮罩具有同一曝光照射區域或晶片區域，上述第1及第2高度資訊係於上述曝光照射區域或晶片區域中求出。
  9. 一種半導體裝置之製造方法，其包括以下步驟：偵測作為曝光對象之基板之上表面之高度，獲取第1高度資訊；偵測上述基板、與具有應轉印至該基板之第1被轉印圖案之第1遮罩之相對位置，獲取第1位置資訊；將上述第1高度資訊轉換為第2位置資訊；於上述基板之上表面形成特定電路圖案之後，偵測該基板之上表面 之高度，獲取第2高度資訊；偵測上表面形成有上述特定電路圖案之上述基板、與具有應轉印至該基板之第2被轉印圖案之第2遮罩的相對位置，獲取第3位置資訊；將上述第2高度資訊轉換為第4位置資訊；基於上述第2位置資訊與上述第4位置資訊之差分，計算差分位置資訊；基於上述第3位置資訊及上述差分位置資訊，進行上表面形成有上述特定電路圖案之上述基板與上述第2遮罩之對位。
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