TWI791125B

TWI791125B - 曝光裝置

Info

Publication number: TWI791125B
Application number: TW108130421A
Authority: TW
Inventors: 六川裕樹; 濱脇智大
Original assignee: 日商鷗爾熙製作所股份有限公司
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2019-08-26
Publication date: 2023-02-01
Also published as: TW202024798A; JP2020106603A; JP7198659B2; KR20200080117A

Abstract

提供一種即使在基板的曝光期間也可以確認曝光量，並且減少曝光量損失的光學裝置以及曝光裝置。

包括至少兩個串聯配置的桿狀透鏡、以及將一方的桿狀透鏡的出射端面與另一方的桿狀透鏡的入射端面之間反射而傳遞的光接受的受光部的光學裝置。

Description

曝光裝置

本發明係關於一種適用於照明裝置的光學裝置以及曝光裝置。

例如，已知監測在曝光裝置中使用的照明裝置(光學裝置)的光量以抑制光量變動。作為監測光量的一種方法是將光量感測器的受光部設置在曝光台，並在不曝光基板時進行光量的測定。使用這種方法，無論是曝光期間或非曝光期間，都無法進行光量監測。為了即使在曝光期間也進行光量監測，需要使用專利文獻1或專利文獻2中記載的進行光量監測的照明裝置。

專利文獻1係關於一種適於在圖像感測元件的製造工程中檢查圖像感測元件的照明光學裝置，並且具有積分桿(integrator rod，以下稱為桿狀透鏡)。在桿狀透鏡內部，從光入射面入射的光以與入射角相對應的次數重複內面反射，並朝光出射面傳送。因此在光出射面，反射次數不同的光重疊，並且使光量分佈均一化。在專利文獻1的構成中，將桿狀透鏡傾斜45度橫截般的光分支面設置在桿狀透鏡的光出射面附近。光分支面係為施加半反射鏡塗層的平面。以光分支面分支到與光出射面不同的方向，並且從桿狀透鏡的側面被引導到外部，並且被引導到光量監測用的光檢測器。

專利文獻2中，記載了一種光源裝置，此光源裝置用於在拍攝檢查對象物的表面並且藉由圖像處理進行產品檢查時，經由光纖將照明光照射到檢查對象物。檢測照射的照明光的照射光量的光量監測器係包括，從光源至被照射物的光路中，將從光入射端面入射的光均一化而從光出射端面出射的桿狀透鏡構成的導光桿。

導光桿的光出射端面以及光纖的光入射端面係具有間隔地配置，並收納在遮光外殼。光感測器接收被照射在光纖的光入射端面以及反射的光，對應此檢測光量而藉由光量控制器控制照射光量。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2005-195348號公報

[專利文獻2]日本特開2007-163358號公報

專利文獻1中記載的照明裝置用於檢查圖像感測元件的照明裝置，而不用於曝光裝置。又，為了進行監測光量，光在半反射鏡面分支，而發生光量損失。此外，存在桿狀透鏡端面的錐形加工或半反射鏡塗層等的成本增加的問題。

專利文獻2中記載的照明裝置用於圖像處理檢查裝置的光源裝置，而不用於曝光裝置。又，入射在光感測器上的光量少，測量誤差便增加。此外，導光桿與光纖之間需要某種程度大間隔的距離，而存在大量的洩漏光並且不能有效率地利用光的問題。

因此，本發明的目的是提供一種即使在基板的曝光期間也可以確認曝光量，並且減少曝光量損失的光學裝置以及曝光裝置。

本發明係為一種光學裝置，包括：至少兩個串聯配置的桿狀透鏡；以及將一方的桿狀透鏡的出射端面與另一方的桿狀透鏡的入射端面之間反射而傳遞的光接受的受光部。

又，本發明係為一種光學裝置，包括：至少兩個串聯配置的桿狀透鏡；將桿狀透鏡收納的桿狀透鏡支架；形成於桿狀透鏡支架的取光口；以及將從取光口出射的光接受的受光部。

此外，本發明係為一種曝光裝置，具有光源以及照射光源的光的光學系統；光學系統係包括至少兩個串聯配置的桿狀透鏡、以及將一方的桿狀透鏡的出射端面與另一方的桿狀透鏡的入射端面之間傳播的光接受的受光部。

根據至少一個實施例，從桿狀透鏡之間出射的光可以藉由受光部接收，例如，可以進行定照度控制。即使在曝光期間也可以監測光量。又，在此記載的效果並非限定，具有在本發明中記載的效果或與這些不同的效果也可以。

1:光源

2:照明光學系統

3:遮罩

4:投影透鏡

5:曝光台

11a、11b:桿狀透鏡

12:光量感測器

13:遮光板

14:遮光板移動機構

15:透鏡組

16:桿狀透鏡支架

17:取光口

18:電源

19:系統控制器

21a、21b:光纖

22:光纖支架

23a、23b:光量感測器

24:取光口

25:光量感測器

26:受光部

27:會聚引導部

28:端末部

W:基板

G1、G2、G3:間隙

第1圖係為表示根據本發明之一實施例的曝光裝置的構成的圖。

第2(a)圖以及第2(b)圖係為一實施例中的光量測量部的第一示例的剖面圖以及局部平面圖。

第3(a)圖、第3(b)圖以及第3(c)圖係為表示一實施例中的兩個桿狀透鏡的配置例的示意圖。

第4圖係為一實施例中的光量測量部的第二示例的剖面圖。

第5圖係為一實施例中的光量測量部的第三示例的立體圖。

以下，關於本發明的實施例等參考附圖同時說明。以下說明的實施例等係為本發明的合適的具體示例，並且本發明的內容不限於這些實施例等。

第1圖係為可以適用本發明的曝光裝置的概略構成圖。曝光裝置係包括光源1、將從光源1的出射光作為均一照度的照明光而用以照明遮罩3的照明光學系統2、作為圖案原版的遮罩(光罩)3、作為將遮罩3的圖像投影到基板W的投影光學系統的投影透鏡4、以及載置有基板W的曝光台5。又，第1圖中的各個元件係以沿著主要的光軸的剖面圖表示，並且除了一部分之外，省略了陰影線。

光源1係為放射包括g、h、i線的寬帶光的紫外燈。又，設置橢圓反射鏡並朝著桿狀透鏡11a的入口收集光。相對於光源1設置驅動用電源18。

照明光學系統2係包括串聯配置的桿狀透鏡11a以及11b、構成光量測量部的光量感測器12以及透鏡組15(在第1圖中省略並且以單個透鏡表示)。光量感測器12係例如由光電二極管構成。

由光量感測器12測量的光量數據係被發送到系統控制器19。系統控制器19係用以控制曝光裝置的整體動作，並且也進行相對於光源1的電源18的控制。系統控制器19係基於發送的光量數據而進行與曝光有關的控制。例如，用於照射到基板的光阻層的積分光量的管理、或是光源的輸出變動的監視、或定照度控制。

桿狀透鏡11a、11b中的每一個係為具有多邊形剖面的透明體，並且藉由內面反射而用作為光學積分器(照明光均一化手段)。又，照明光學系統2係包括設置在桿狀透鏡11b的出射側端面附近的遮光板13以及遮光板移動機構14。

在使基板W移動而依次地曝光圖案的分步重複(step and repeat)方式中，基板W的分步移動以及曝光交替地重複。當曝光位置到達基板邊緣(周邊部)時，存在不從邊緣端曝光預定範圍的功能。這樣的基板周邊非曝光功能被稱為WEM(基板邊緣遮罩)。為了WEM，在遮罩耦合位置設置有藉由遮光板移動機構14而被定位於非曝光位置的遮光板13。

遮罩3係為描繪預定圖案的透射型光罩。遮罩3係被支持於遮罩台(未圖示)。

投影透鏡4係構成投影光學系統，並且將遮罩3的圖案投影到曝光面(基板上表面)。在第1圖中省略了透鏡組，僅示出了一個投影透鏡4，但是實際上設置了複數個透鏡。

基板W係為半導體晶圓(矽基板)、印刷配線板(有機基板)、液晶基板(玻璃基板)等，並且光阻層形成在基板的表面。基板W係被吸附保持在曝光台5。

曝光台5藉由台移動機構而在X、Y、θ方向上移動。基板W的表面(二維平面)以X方向以及Y方向限定，旋轉方向以θ限定。

第2(a)圖以及第2(b)圖係為桿狀透鏡以及光量測量部的放大剖面圖以及放大平面圖。在第2(b)圖中，省略了光量感測器12。桿狀透鏡支架16係將至少兩個桿狀透鏡11a以及11b固定在預定位置的筒形外殼。桿狀透鏡支架16將以串聯配置的方式的複數個桿狀透鏡(第2圖中的第一桿狀透鏡11a以及第二桿狀透鏡11b)保持。在此所說的串聯，是意味著桿狀透鏡11a的出射端面與桿狀透鏡11b的入射端面相對，並且從桿狀透鏡11a的出射端面射出的光直接入射到桿狀透鏡11b的入射端面的配置。

桿狀透鏡支架16係將桿狀透鏡11a以及11b以預定寬度的間隙(氣隙)G1分隔配置。即，入射側桿狀透鏡11a的出射端面與出射側桿狀透鏡11b的入射端面平行地隔著間隙G1而相對。

在桿狀透鏡支架16中，在對應於鄰接桿狀透鏡11a以及11b的位置(即，間隙G1的位置)的上表面(或側面)的地方形成例如圓形的開口(取光口17)。光量感測器12係以其受光部可以接收從桿狀透鏡支架16的取光口17射出的光的方式被定位。

光量感測器12係為測量預定波長的光量(照度)的感測器，例如測量436nm(g線)、405nm(h線)、365nm(i線)之任一種的波長的成分的光量。

第3圖係為將由桿狀透鏡支架16保持的桿狀透鏡11a以及11b放大的圖。又，在第3圖中，省略了光量感測器12以及桿狀透鏡支架16等。微小的間隙(氣隙)G1設置在鄰接的桿狀透鏡11a以及11b之間。光量感測器12係接收傳過此間隙G1而到達取光口17的光。也就是說，接收在第一桿狀透鏡11a的出射端面與第二桿狀透鏡11b的入射端面之間多次反射的光。如果間隙G1太寬，則損失用於曝光的光量，因此盡可能地小較佳。然而，當間隙為0時，光傳播不到光量感測器12。間隙G1的寬度係為例如0.05mm至1mm。

鄰接的桿狀透鏡11a、11b的端面係不一定為垂直面，如第3(b)圖所示般傾斜也可以。或是，鄰接的桿狀透鏡11a、11b的端面如第3(c)圖不平行也可以。在這種情況下，桿狀透鏡11a的出射端面以及桿狀透鏡11b的入射端面部分地接觸也可以。

第4圖示出光量測量部的第二示例。例如，兩條光纖21a以及21b的入射端面相對於桿狀透鏡支架16的取光口17配置。光纖21a以及21b由光纖支架22定位。通過光纖21a以及21b的光被引導至光量感測器23a以及23b。光量感測器23a以及23b係互相檢測不同波長的光的光量。又，以光纖以及光量感測器各為一個而檢測特定波長的光量的方式也可以。此外，在取光口與光量感測器之間設置切換式的光學帶通濾波器，並且以一個光量感測器測量數個波長的光量的方式也可以。

第5圖係示出光量測量部的第三示例。桿狀透鏡11a以及11b經由間隙G1而相對配置在角筒狀外殼的桿狀透鏡支架16。狹縫狀(長孔狀)開口的取光口24形成在對應於桿狀透鏡支架16的上表面的間隙G1的位置。由於從間隙G1出射的光係為線狀，因此經由將通過取光口24的線狀光會聚而引導到光量感測器，而可以增加接受光量並提高了光量測量的精度。

為了將從取光口24取得光並引導到光量感測器25的受光部26，而使用例如束狀光纖。束狀光纖係為，將高透射率的複數根光纖束在一起而構成會聚引導部27，並且將端末部設置在會聚引導部27的兩端的光導。入射側的端末部28係將光纖束解開而具有與取光口24的形狀大約一致的入射端面的方式成形。會聚引導部27的出射側係被以成束狀態的光纖相對於或緊密接觸光量感測器25的受光部26的方式完成。又，會聚引導部27係使用反射鏡、稜鏡、透鏡等將線狀光轉換成點光的光學系統也可以。

儘管以上已經具體說明了關於本技術的一實施例，但是本發明不限於上述的一實施例，並且基於本發明的技術思想而可以有各種變形。又，上述的實施例中舉出的構成、方法、工程、形狀、材料以及數值等僅是示例，並且根據需要使用與此不同的構成、方法、工程、形狀、材料以及數值等也可以。

例如，將三個以上的桿狀透鏡串聯配置也可以。在這種情況下，形成複數個間隙並且在對應於各間隙的位置設置取光口也可以。在形成複數個取光口的情況下，相對於各取光口而設置不同靈敏度波長的複數個光量感測器也可以。此外，本發明係不限於半導體曝光裝置，而且可以適用相對於照度分佈均一化地使用桿狀透鏡的裝置。例如，可以藉由使光罩緊密接觸於基板的接觸曝光裝置、或者不使用遮罩的直接曝光裝置，使用本發明監測光量。此外，光源係不限於UV燈，例如使用LED光源也可以。

11a、11b:桿狀透鏡

12:光量感測器

16:桿狀透鏡支架

17:取光口

G1:間隙

Claims

一種曝光裝置，具有光源以及照射前述光源的光的光學系統，前述光學系統係包括：至少兩個桿狀透鏡，串聯配置；桿狀透鏡支架，將前述至少兩個桿狀透鏡收納；取光口，形成於前述桿狀透鏡支架的前述至少兩個桿狀透鏡的端面彼此相對的位置的至少一處；以及受光部，將從前述取光口出射的光接受，其中在前述端面彼此相對的位置，具有從前述端面彼此抵接的側往前述取光口擴張的間隙。
如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置，其中前述間隙的擴張側的寬度為1mm以下。
如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置，其中前述取光口為狹縫狀的開口，前述曝光裝置更包括從前述開口出射的線狀光入射、並相對於前述受光部出射點光的光導。
如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置，其中在前述桿狀透鏡支架的照明光出射側的端部附近配置可動遮光板。