曝光装置及曝光方法、以及器件制造方法制造方法及图纸

一种曝光装置(100)，其向标线片(R)照射照明光(IL)，将在标线片(R)的图案面形成的图案转印至晶圆(W)，该曝光装置(100)具有：标线片载台(RST)，其保持标线片(R)并且移动；以及传感器(30)，其对于保持在标线片载台(RST)的标线片(R)的所述图案面照射测量光，检测来自图案面的斑点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及曝光装置及曝光方法、以及器件制造方法，尤其是涉及在制造电子器件的光刻工序中所使用的曝光装置及曝光方法、以及利用所述曝光装置或曝光方法的器件制造方法。
技术介绍
以往，在制造半导体元件(集成电路等)、液晶显示元件等的电子器件(微型器件)的光刻工序中，主要使用步进重复方式的投影曝光装置(所谓的步进机)、或步进扫描方式的投影曝光装置(所谓的扫描步进机(也称为扫描仪))等的逐次移动型的投影曝光装置。在这种曝光装置中，在掩膜或标线片(以下，统称为“标线片”)形成的图案经由投影光学系统被分别转印至涂敷有感光剂(抗蚀剂)的晶圆或玻璃板等的物体(以下，统称为“晶圆”)上的多个照射区域。由于这种投影曝光装置应用于微型器件的制造，所以为了使作为最终产品的器件发挥期望的性能，重点在于能够以使在标线片上形成的图案(称为曝光用图案)的基于投影光学系统的投影倍率的缩小像与实际在晶圆上的各照射区域形成的图案(称为底图案)准确地重合的方式来形成，即重合精度尤为重要。然而，在实际的曝光时序中，将在晶圆上与各照射区域具有规定的位置关系地形成的晶圆对准标记、及在标线片上与曝光图案具有规定的位置关系地形成的标线片对准标记作为媒介，使这些对准标记代表图案的位置来进行曝光动作(例如，参照专利文献1)。像这样，根据对准标记的位置间接地推测了实际图案的位置。上述推测成立基于以下的理由。例如，以标线片侧为例，由于标线片对准标记和曝光用图案是利用电子束曝光装置在同一玻璃基板
(标线片母片)上同时描绘出的，所以标线片对准标记与曝光用图案之间的位置关系能够通过电子束曝光装置的描绘误差的等级来保障。因此，若对标线片对准标记的位置进行检测(测量)，则能够良好地推断出与该标线片对准标记之间的位置关系已知的曝光用图案的位置。但是，上述推测是以曝光用图案及标线片对准标记的位置不变为前提的，因此，实际上有不能成立的情况。作为最为典型的例子，举出如下的情况：伴随因曝光用光的照射而引起的标线片的热变形(热膨胀等)，曝光用图案会产生变动(形变)。通常，标线片对准(标线片的对位或用于对位的位置测量)是利用存在于标线片的周围4点的标线片对准标记来进行的，但在该标线片对准中，除了曝光用图案的面内(例如XY平面内)的位置信息以外，仅求出X轴方向及Y轴方向的倍率变化、以及正交度及旋转等的线性成分。即，得不到因标线片的热量吸收而引起的非线性的形状变化(例如，向所谓的银行标记之类的形状或啤酒桶之类的形状的变化)等的信息。在标线片母片上的曝光用图案的周围的更多处位置描绘标线片对准标记，若在标线片对准时测量这些标线片对准标记则可获知曝光用图案的外周形状，因此，能够得到更准确的近似。但是，在该情况下，测量需要时间，不仅处理能力大幅下降，在曝光用图案的图案区域外周的形变方式(变形状态)与图案区域内部的实际图案的形变方式不具有比例关系的情况下，推测会产生误差。例如，在照射尺寸并非全视场而是宽度和/或全长很小的照射的情况、或在标线片图案区域内的透射率分布有偏倚的情况等下，影响尤其大。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第5,646,413号说明书
技术实现思路
根据本专利技术的第一方案，提供一种曝光装置，其向掩膜照射能量
束，将在所述掩膜的图案面形成的图案转印至物体，该曝光装置具有：掩膜载台，其保持所述掩膜并且移动；以及传感器，其对于保持在所述掩膜载台的所述掩膜的规定面照射测量光，获得来自所述规定面的与斑点(speckle)有关的信息。由此，基于由传感器得到的与斑点有关的信息，求出掩膜的规定面的信息。根据本专利技术的第二方案，提供一种曝光方法，其向掩膜照射能量束，将在所述掩膜的图案面形成的图案转印至物体，该曝光方法包括以下的步骤：在第一时间点向所述掩膜的规定面照射测量光来检测所述规定面的第一区域的第一信息，并保持该第一信息；在从所述第一时间点经过了规定时间之后，向所述第一区域照射所述测量光来检测所述第一区域的第二信息；以及基于检测到的所述第一区域的所述第二信息和所保持的所述第一信息，求出因向所述掩膜照射所述能量束而引起的所述第一区域的变动信息。由此，求出因向掩膜照射能量束而引起的规定面的第一区域的变动信息。根据本专利技术的第三方案，提供一种器件制造方法，该器件制造方法包括如下的步骤：利用第二方案的曝光方法向感光基板转印所述图案；以及使转印有所述图案的感光基板显影。附图说明图1是概略地示出一个实施方式的曝光装置的构成的图。图2的(A)是从上方(+Z方向)观察图1的标线片载台得到的图，图2的(B)是沿图2的(A)的B-B线取截面得到的标线片载台附近部分的剖视图。图3是示出一个实施方式的以曝光装置的控制系统为中心构成的主控制装置的输入输出关系的框图。图4的(A)是用于说明初始测量动作的图，图4的(B)是从斑点传感器30L1得到的斑点的信息的图。图5的(A)～图5的(D)是用于说明在标线片对准时进行的、利用了斑点传感器30L1的测量的图。图6是用于说明除去传感器输出的漂移成分的图。图7的(A)是概念性地示出分别利用五个斑点传感器得到的目标各部分的X向位移的图，图7的(B)是概念性地示出分别利用五个斑点传感器得到的目标各部分的Y向位移的图，图7的(C)是示出所求出的图案区域PA的二维形变形状的一例的图。图8是用于说明变形例的曝光装置的图。具体实施方式以下，基于图1～图7，对一个实施方式进行说明。图1示出了一个实施方式的曝光装置100的概略的构成。该曝光装置100为步进扫描方式的投影曝光装置，即所谓的扫描仪。如后述那样，在本实施方式中，设有投影光学系统PL，以下，将与投影光学系统PL的光轴AX平行的方向作为Z轴方向、将在与该Z轴正交的面内相对扫描标线片与晶圆的扫描方向作为Y轴方向、将与Z轴及Y轴正交的方向作为X轴方向、将绕X轴、Y轴、及Z轴旋转的旋转(倾斜)方向分别作为θx、θy、及θz方向，来进行说明。曝光装置100具有照明系统IOP、保持标线片R的标线片载台RST、将在标线片R上形成的图案的像投影至涂敷有感光剂(抗蚀剂)的晶圆W上的投影单元PU、保持晶圆W在XY平面内移动的晶圆载台WST、及这些的控制系统等。照明系统IOP包括光源及经由送光光学系统与光源连接的照明光学系统，利用照明光(曝光用光)IL以几乎均匀的照度对照明区域IAR进行照明，该照明区域IAR是在利用标线片遮帘(masking系统)设定(限制)的标线片R上在X轴方向(图1中与纸面正交方向)上细长地延伸的狭缝状的区域。照明系统IOP的构成在例如美国专利申请公开第2003/0025890号说明书等中已披露。在此，作为照明光IL，作为一例而使用ArF准分子激光(波长193nm)。标线片载台RST配置在照明系统IOP的图1中的下方。标线片载台RST通过包括例如线性电机等在内的标线片载台驱动系统11(在图1中未图示，参照图3)能够在标线片载台平台23上在水平面(XY平面)内以微小程度驱动，并且能够在扫描方向(图1中的纸面内左右方向即Y轴方向)上在规定行程范围内驱动。在标线片载台平台23的中央部形成有成为照明光IL的通路的在Z轴方向贯穿的具有规定形状的开口23a(参照图2的(B))。在标线片载台RST上载置有标线片R。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曝光装置，其向掩膜照射能量束，将在所述掩膜的图案面形成的图案转印至物体，所述曝光装置的特征在于，具有：掩膜载台，其保持所述掩膜并且移动；以及传感器，其对于保持在所述掩膜载台的所述掩膜的规定面照射测量光，获得来自所述规定面的与斑点有关的信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.16 JP 2014-0056841.一种曝光装置，其向掩膜照射能量束，将在所述掩膜的图案面形成的图案转印至物体，所述曝光装置的特征在于，具有：掩膜载台，其保持所述掩膜并且移动；以及传感器，其对于保持在所述掩膜载台的所述掩膜的规定面照射测量光，获得来自所述规定面的与斑点有关的信息。2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述规定面包括所述掩膜的所述图案面，所述传感器获得来自所述图案面的与所述斑点有关的信息。3.如权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，与所述斑点有关的信息包括向所述规定面照射所述测量光而得到的斑点。4.如权利要求3所述的曝光装置，其特征在于，还具有控制装置，该控制装置基于所述斑点，求出至少包括所述图案的一部分在内的所述图案面中的第一区域的随时间经过的变动量。5.如权利要求4所述的曝光装置，其特征在于，所述控制装置基于所述斑点，求出包括所述第一区域在内的所述掩膜的随时间经过的变动量。6.如权利要求4或5所述的曝光装置，其特征在于，所述控制装置基于在第一时间点测量到的来自所述图案面的斑点和在时间上与所述第一时间点不同的第二时间点的来自所述图案面的斑点，求出因所述能量束的照射而引起的所述随时间经过的变动量。7.如权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，所述第一时间点包括还没有向所述掩膜照射能量束的基准状态的时间。8.如权利要求6或7所述的曝光装置，其特征在于，所述第二时间点包括对于所述掩膜照射所述能量束并经过了规定时间后的时间。9.如权利要求4～8中任一项所述的曝光装置，其特征在于，通过投影光学系统将所述图案转印至所述物体，所述变动量包括所述图案面的至少在与所述投影光学系统的光轴交差的方向上的变动量。10.如权利要求4～8中任一项所述的曝光装置，其特征在于，通过投影光学系统将所述图案转印至所述物体，所述传感器还能够检测出与所述投影光学系统的光轴平行的方向上的位置信息，所述控制装置基于所述传感器的检测信息，求出所述图案面的在与所述投影光学系统的光轴平行的方向上的变动量。11.如权利要求9或10所述的曝光装置，其特征在于，还具有：成像特性调整装置，其对所述投影光学系统的至少包括畸变在内的成像特性进行调整；以及物体载台，其保持所述物体并且移动，所述控制装置基于所述求出的所述图案的变动量，对所述掩膜载台、所述物体载台及所述成像特性调整装置的至少一个进行控制。12.如权利要求11所述的曝光装置，其特征在于，在使所述掩膜载台与所述物体载台同步地相对于所述能量束进行相对移动的扫描曝光时，进行基于所述图案的变动量的所述控制。13.如权利要求4～12中任一项所述的曝光装置，其特征在于，在所述掩膜载台设置有形成有基准图案的基准构件，所述控制装置基于由所述传感器检测出的来自所述基准构件的斑点，计算出因所述传感器的漂移而引起的所述变动量的测量误差。14.如权利要求13所述的曝光装置，其特征在于，基于求出的所述测量误差和来自所述图案面的斑点，求出所述图
\t案面的随时间经过的变动量。15.如权利要求3～14中任一项所述的曝光装置，其特征在于，还具有位置测量装置，该位置测量装置对所述掩膜载台的位置信息进行测量，所述控制装置基于由所述位置测量装置测量到的测量信息和所述传感器的检测信息，计算出照射至所述掩膜的图案面的所述测量光的照射位置。16.如权利要求3～15中任一项所述的曝光装置，其特征在于，所述传感器设置有多个，各自的检测区域在所述图案面内配置在彼此不同的位置。17.如权利要求16所述的曝光装置，其特征在于，所述多个传感器中的至少一个传感器的检测区域配置在能够检测来自在所述掩膜形成的掩膜对准标记的斑点的位置。18.如权利要求16或17所述的曝光装置，其特征在于，一边使所述掩膜与所述物体同步进行相对移动一边向所述物体转印所述图案，所述多个传感器各自的检测区域在所述图案面内沿与所述相对移动的方向交差的方向排列配置。19.如权利要求18所述的曝光装置，其特征在于，所述多个传感器的检测区域在所述图案面内，沿与所述投影光学系统的光轴通过的所述相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴崎祐一，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本;JP