曝光设备及曝光方法技术

本申请提供一种曝光设备，包括照明系统、控制系统及投影光学系统。照明系统配置用以产生曝光用光照明掩模载台上的掩模。照明系统包括光学元件、检测器及驱动装置。光学元件配置于曝光用光的光路上，用以引导曝光用光至掩模上。检测器配置用以感测来自光学元件的曝光用光的强度。控制系统配置用以根据来自检测器的感测信号控制驱动装置沿着不同于上述光路的方向驱动光学元件。投影光学系统配置用以将掩模的图案转印至基板载台上的基板上。

Exposure equipment and method

【技术实现步骤摘要】
曝光设备及曝光方法
本专利技术实施例涉及一种半导体技术，特别涉及一种曝光设备及曝光方法。
技术介绍
半导体制造中，光刻(Photolithography)工艺是相当重要的技术。整体制造中所需要经过的光刻次数或是所需要的掩模数量可以表示工艺的难易程度。光刻工艺决定了半导体装置中的结构，如各层的图案及掺杂区域，及其功能的有效性。一般光刻工艺使用曝光设备，将形成于掩模上的图案的缩小像投影曝光于作为曝光对象的基板(例如，涂布有光刻胶的半导体晶圆或玻璃基板)。近年来，大多采用步进(stepping)重复方式的缩小投影曝光设备(即，步进式曝光机)或是步进扫描(scanning)方式的投影曝光设备(即，步进扫描式曝光机)。上述步进式曝光机，是将基板装载在可作二维移动的基板载台上，以基板载台使基板步进移动，并依序重复进行使掩模图案的缩小像曝光于基板上的各照射区域的曝光设备。又，步进扫描式曝光机，是在以狭缝状的曝光用光的脉冲照射于掩模的状态下，使装载有掩模的掩模载台与装载有基板的基板载台相对于投影光学系统(projectionopticalsystem)而彼此同步移动，并使形成于掩模上的图案的一部份逐步转印在基板的照射区域，待结束对一个照射区域的图案转印后，使基板步进移动，然后进行另一照射区域的图案转印。虽然现有的曝光设备及曝光方法已经足以达成其目标，但仍不能在各方面令人满意。
技术实现思路
本申请一些实施例提供一种曝光设备。曝光设备包括照明系统、控制系统及投影光学系统。照明系统配置用以产生曝光用光(exposurelight)照明掩模载台上的掩模。照明系统包括光学元件、检测器及驱动装置。光学元件配置于曝光用光的光路上，用以引导曝光用光至掩模上。检测器配置用以感测来自光学元件的曝光用光的强度。控制系统配置用以根据来自检测器的感测信号控制驱动装置沿着不同于上述光路的方向驱动光学元件。投影光学系统配置用以将掩模的图案转印至基板载台上的基板上。本申请一些实施例提供一种曝光设备。曝光设备包括照明系统、控制系统及投影光学系统。照明系统配置用以产生曝光用光照明掩模载台上的掩模。照明系统包括第一光学元件、第二光学元件、检测器、第一驱动装置及第二驱动装置。第一光学元件配置于曝光用光的光路上，用以引导曝光用光至掩模上。第二光学元件配置于上述光路上，用以引导曝光用光至掩模上，且第二光学元件相较于第一光学元件靠近光路的下游端。检测器配置用以感测来自第一光学元件的曝光用光的强度。控制系统配置用以根据来自检测器的感测信号控制第一驱动装置沿着不同于上述光路的方向驱动第一光学元件，且配置用以根据控制系统的数据库中所储存的查找表决定第二光学元件的移动方式、方向及移动量，并据此控制第二驱动装置驱动第二光学元件。投影光学系统配置用以将掩模的图案转印至基板载台上的基板上。本申请一些实施例提供一种曝光方法。曝光方法包括由一曝光设备中的一照明系统产生一曝光用光以照明一掩模，并将掩模的图案转印至一基板上。曝光方法还包括感测来自照明系统的一光路中的一第一光学元件的曝光用光的强度。此外，曝光方法还包括当所感测来自第一光学元件的曝光用光的强度低于预定值时，驱动第一光学元件移动至一第一位置，使得所感测来自第一光学元件的曝光用光的强度回到正常范围内。附图说明图1显示根据一些实施例的一曝光设备的主要构成的方块示意图。图2显示根据一些实施例的图1的曝光设备的概略结构示意图。图3显示根据一些实施例的光学元件中被曝光用光长期照射的区域发生雾化的示意图。图4A至图4C分别显示根据一些实施例的用以感测来自光学元件所反射或透射的曝光用光的强度的机构配置示意图。图5A及图5B分别显示根据一些实施例的用以驱动光学元件的机构示意图。图6显示根据一些实施例的移动照明光学系统中的多个光学元件以矫正偏移的光路的示意图。图7显示根据一些实施例的一曝光方法的流程图。附图说明：1～曝光设备；2～光源；3～照明光学系统；4～掩模载台；5～掩模对准光学系统；6～控制系统；6A～数据库；7～投影光学系统；8～基板载台；9～激光干涉仪；10～基板对准光学系统；11～处理腔室；12～气体浓度感测器；20～送光系统；21～反射镜；23～气密室；31～透镜；32～反射镜；33～气密室；41～检测器；42～分光镜；50～光学元件支架；51～光学元件保持部；51A～开口；51B～连接部；51C～枢轴；52～固定基座；52A～开孔；52B～导引槽；60～驱动装置；70～曝光方法；71、72、73～操作；D1～第一方向；D2～第二方向；I～照明系统；M～掩模；P～光路；P1～偏移的光路；W～基板；R1～中央区域；R2～周边区域；Y1～第一位置；Y2～第二位置；OE、OE1、OE2、OE3～光学元件。具体实施方式以下公开内容提供许多不同的实施例或较佳范例以实施本案的不同特征。当然，本申请也可以许多不同形式实施，而不局限于以下所述的实施例。以下公开内容配合附图详细叙述各个构件及其排列方式的特定范例，为了简化说明，使公开得以更透彻且完整，以将本申请公开的范围完整地传达予同领域熟悉此技术者。在下文中所使用的空间相关用词，例如“在……下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，是为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位之外，这些空间相关用词也意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，而在此所使用的空间相关用词也可依此相同解释。必须了解的是，未特别图示或描述的元件可按照本领域技术人员所熟知的各种形式存在。此外，若实施例中叙述了一第一特征形成于一第二特征的上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的情况，也可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使得上述第一特征与第二特征未直接接触的情况。以下不同实施例中可能重复使用相同的元件标号及/或文字，这些重复为的是简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。在附图中，结构的形状或厚度可能扩大，以简化或便于标示。图1显示根据本专利技术一些实施例的一曝光设备1的主要构成的方块示意图。需要说明的是，为了清楚起见，图1中所示曝光设备1的构成已被简化以更好地理解本申请的专利技术概念。一些附加特征可以被加入曝光设备1中，且在曝光设备1的其他实施例中可以替换或消除下面描述的一些特征。曝光设备1是在半导体制造中的光刻工艺中所使用的投影曝光设备，并可通过步进扫描的曝光方式将一掩模M(photomask或reticle，合称为掩模)上所形成的图案曝光(转印)到涂布在一基板W(例如，半导体晶圆、玻璃基板或其他适合的材质的基板)表面上的光刻胶材料(图未示)。然而，本案不限定曝光设备1的曝光方式，上述步进扫描式曝光机仅是作为本申请中的一个例子，曝光设备1也可采用步进重复方式进行曝光。如图1中所示，曝光设备1包括一光源2。在一些实施例中，光源2是可发射激光并且被填充气体(例如KrF或ArF)的准分子激光光源(KrF气体激光光波长约248nm，ArF气体激光光波长约193nm)。然而，光源2的种类并不限于此，配合基板W上的光刻胶材料的不同，也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曝光设备，包括：一照明系统，配置用以产生一曝光用光照明一掩模载台上的一掩模，该照明系统包括：一光学元件，配置于该曝光用光的一光路上，用以引导该曝光用光至该掩模上；一检测器，配置用以感测来自该光学元件的曝光用光的强度；以及一驱动装置；一控制系统，配置用以根据来自该检测器的一感测信号控制该驱动装置沿着不同于该光路的方向驱动该光学元件；以及一投影光学系统，配置用以将该掩模的图案转印至一基板载台上的一基板上。

【技术特征摘要】
1.一种曝光设备，包括：一照明系统，配置用以产生一曝光用光照明一掩模载台上的一掩模，该照明系统包括：一光学元件，配置于该曝光用光的一光路上，用以引导该曝光用光至该掩模上；一检测器，配置用以感测来自该光学元件的曝光用光的强度；以及一驱动装置；一控制系统，配置用以根据来自该检测器的一感测信号控制该驱动装置沿着不同于该光路的方向驱动该光学元件；以及一投影光学系统，配置用以将该掩模的图案转印至一基板载台上的一基板上。2.如权利要求1所述的曝光设备，其中该照明系统还包括一光源、一照明光学系统及一送光系统，该曝光设备还包括一处理腔室，其中该掩模载台、该基板载台、该照明光学系统及该投影光学系统设置于该处理腔室内，该光源及该送光系统设置于该处理腔室外，且该送光系统配置用以将该光源所产生的该曝光用光传送至该照明光学系统，而该照明光学系统配置用以对该曝光用光塑形，再将经过塑形的该曝光用光照明至该掩模。3.如权利要求2所述的曝光设备，其中该送光系统还包括一气密室，配置于该光源与该照明光学系统之间，用以将该曝光用光的该光路与外界环境隔绝，其中该光学元件、该检测器及该驱动装置设置于该气密室内。4.如权利要求2所述的曝光设备，其中该照明光学系统还包括一气密室，配置用以将该曝光用光的该光路与该处理腔室的环境隔绝，其中该光学元件、该检测器及该驱动装置设置于该气密室内。5.如权利要求1至4中任一项所述的曝光设备，其中该照明系统还包括一光学元件支架，配置用以将该光学元件安装于该曝光用光的该光路上，其中该光学元件支架包括一光学元件保持部及一固定基座，该光学元件保持部配置用以保持该光学元件，该固定基座固定于该照明系统中，且该固定基座具有一引导槽，可允许该光学元件保持部沿着该引导槽进行移动，该光学元件保持部穿过该引导槽而连接至该驱动装置。6.如权利要求1至4中任一项所述的曝光设备，其中该照明系统还包括一光学元件支架，配置用以将该光学元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡佩璁，罗忠文，潘信华，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71