曝光装置制造方法及图纸

提供了这样的曝光装置，它的特征在于包括：具有预定成像特性的投影光学系统；设于形成应复制的图案的掩模与上述投影光学系统之间用以减少上述图案畸变的校正光学元件；配置于上述掩模的图案面侧，通过上述校正光学元件来控制上述掩模表面形状的斜入射方式的检测装置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体集成电路与液晶显示元件等制造工艺中，使掩模或原版(这两个术语在本申请中可交换使用)上的图案于基片(晶片或玻璃板等)上曝光的曝光装置。本专利技术例如特别适用于扫描型投影曝光装置。
技术介绍
以往，在由光刻工艺制造半导体元件、液晶显示元件或薄膜磁头等时，已提出了将光掩模或原版(以下用原版)的图案复制到感光性基片晶片、玻璃板(以下用晶片)之上的投影曝光装置。近年来，半导体元件等的图案日益微细化，为实现这种微细化，需要提高投影光学系统的分辩率，而为了提高分辨率，则有使曝光光线的波长短波长化或加大投影光学系统数值孔径的方法。另一方面，从半导体元件的一个芯片图案来看，则有大型化的倾向。因此需要能对更大面积图案曝光的装置。为了满足以上两方面的要求，需有加大曝光区域且分辨率高的投影光学系统，但当曝光区域愈益增大且分辨愈益提高时，就难以在整个曝光区域将失真等成像性能保持于预定精度内。为此，当前重视的是扫描型曝光装置。在扫描型曝光装置中，是相对于矩形或圆弧形等狭缝状照明区域，对原版与晶片作相对的同步扫描，同时将原版的图案复制到晶片上。在上述方式下，由于是对原版作狭缝状照明，故只利用到投影光学系统的一部分，从而有利于失真等成像性能保持于预定精度内。此外，通过对原版进行狭缝状照明，能利用投影光学系统有效曝光区的最大直径，从而有利于在扫描中使扫描方向不受光学系统限制而能扩大曝光区域。但目前要求对图案作进一步微细化，因而即使是在扫描型曝光装置中，也有必要减小图案图像的畸变(失真)。为了减小失真，自然需要减小投影光学系统的各种像差。因此，已有的安装于步进式光刻机上的投影光学系统，在光学设计上是以在整个投影视场内使各种像差与失真平均减小为其条件。此外，应将各种像差与失真收归到设计时的容许范围内，对透镜元件与光学部件等作高精度的加工，对各像差作实际测定，例如对各透镜间的空气间隔、透镜的倾斜度与平行偏心等以复杂的手续进行调整组装，并反复进行调整、检查而装配成投影光学系统。在各像差之中，特别是对于失真，由前述的调整方法，能相对于光轴就对称分量或规则性的非对称分量进行调整。但相对于所谓随机分量则有不能由前述调整方法调整的问题。于是，为了多少减轻这种高精度投影光学系统制造上的困难，还为了能将随机分量也归并到设计时的允许范围之内，采用有下述方法即对已组装的投影光学系统的图像畸变进行实测，为使这种实测的图像畸变特性于投影视场内的各点为最小，而将研磨的光学校正板(校正光学元件)插入投影光路内，以使通过投影视场内各点的主光线部分地偏转。例如这种方法已公开于特开平8-203805号公报中、特开平8-203805号公报是有关应用光学校正板的步进式光刻机的校正方法。于扫描型曝光装置中应用光学校正板的校正方法已示明于特开平11-045842号公报中。在特开平11-045842号公报内，是在用扫描型曝光装置将掩模上的图案于感光基片上扫描曝光时，相对于扫描方向，在投影区域内的整个宽度上，着重由于使动态图像畸变特性平均化而有的动态图像畸变特性，而对于这种动态图像畸变特性之中至少是其随机分量，则通过将透明平行平板(光学校正板)的表面进行局部研磨加工成的图像畸变校正板设于投影光路内进行校正。着眼于光学校正板的制造与测定的有特开平11-031652号公报所示的内容。据此公报，在用干涉计测定光学校正板表面形状时，为了防止光学校正板的背景光的干扰，使光学校正板取为具有楔角的基板。对于有关失真的已有例虽然进行了说明，但为了与微细化相对应，除失真之外，还需考虑投影光学系统引起的投影图像成像特性的变动量。伴随着微细化，成像特性变动量的容许范围也变窄。因此，过去在投影曝光装置中，为了校正投影光学系统因吸收照明光而产生的成像特性(例如倍率、焦点位置等)的变动量，如特开昭60-78455号公报或特开昭63-58349号公报等所示，可设置检测入射到投影光学系的光量而根据检测到的光量来校正投影光学系统成像特性变动量的成像特性校正机构。例如，现说明特开昭60-78455公报所公开的机构；预先制备好的与投影光学系统成像特性的变动特性对应的模型，求出装载有晶片的晶片台架上光电传感器等按预定时间间隔入射到投影光学系统的光能数量，将此光能数量的积分值应用于该模型以计算成像特性的变动量。这时，用于求得入射到投影光学系统的光能的积分值的曝光时间，例如可通过经常监控示明用于进行照明光开闭的光闸处于开状态的信号计算出，而再由此模型算出投影光学系统成像特性的变动量，进而基于此校正量进行校正。据此，大致解决了因投影光学系统照明光吸收造成成像特性变动的问题。但由于照明光也通过掩模，掩模会因吸收照明光而热变形，这样，有时会发生成像特性变化之类的不合适情形。特别是由于掩模是由铬膜等遮光膜描出图案，这与透过率高的玻璃基片部不同，遮光膜的热吸收大。此外，近年来光学系统为防止闪光目的而倾向于采用使掩模上的遮光膜低反射化的技术，这样就更增大了遮光膜的热吸收。再有，掩模遮光膜的电路图案并不限于在整个掩模上均匀分布，有时也可是偏分布。这种情形下，掩模会局部升温，有可能发生各向异性的畸变。再有，在用可变视场光阑(原版屏档)等只使掩模一部分图案曝光时，同样也能发生各向异性的畸变。由于这样发生的掩模的畸变，投影的图像也会发生各向异性的畸变。这时，仅仅校正倍率分量是不充分的。对于掩模的热变形，由于会因所用的掩模种类致热变形量进而使成像特性的变化量不同，不易作统一地校正。这就是说，虽然投影曝光装置在出厂时对用于调整成像特性时掩模的热变形所致成像特性的变动量，可以作为此投影曝光装置成像特性的变动特性来认识而进行校正，但当使用其他的掩模时，由于热变形量不同，就不能正确地校正。特别是在接二连三地更换掩模进行曝光时，当不考虑各掩模的热变形量时。由于成像特性变动量的累积而会出现很大的误差。为了解决上述问题，特开平4-192317号公报公开了这样的投影曝光装置，它对包括形成掩模图案的铬的热吸收率、图案内铬的残存率等参数在内的，因掩模热变形所发生的光学特性的变化进行校正。此公报的成像特性的校正方法是以总体曝光方式(全视野方式)为前提而提出的。在扫描曝光方式中，由于在曝光时的掩模是相对于照明区域扫描，相对于掩模应考虑的因素(伴随掩模扫描而发生的掩模冷却效应等)增加，从而掩模热变形量的计算与总体曝光方式的情形相比，存在有变得复杂化的不希望的情形。扫描曝光方式中，对因掩模热变形而发生的光学特性的变化进行校正的曝光装置，已在特开平10-214780号公报中示明。此公报中采用的是，通过斜入射方式的光学系统检测掩模产生的挠曲，再计算出掩模的挠曲量而进行校正的方式。特开平10-214780号公报中所公开的扫描曝光方式的机制简述如下。扫描曝光方式中曝光用的光束其宽度在扫描方向中窄而在正交方向中宽。着眼于这种曝光用光束的照射范围，对于扫描方向的挠曲，通过聚焦或矫平控制，相应地只校正扫描方向与正交方向的挠曲，这在实用上能进行良好的图案投影。校正时，驱动设于掩模两端的压电元件，为矫正掩模的挠曲而进行掩模变形。压电元件沿掩模扫描移动方向配置有多个。挠曲的检测可以定在一点进行掩模挠曲的检测或在多点进行检测，通过平均或最小二乘法算出挠曲校正量，作本文档来自技高网...

【技术保护点】
曝光装置，其特征在于包括有：具有预定成像特性的投影光学系统；设于形成有应复制图案的掩模与上述投影光学系统之间、用以减少上述图案的畸变的校正光学元件；配置于上述掩模的图案面侧，通过上述校正光学元件来检测上述掩模表面形状的斜入射方式的检测装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛伸一，前田浩平，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]