【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及成像状态调节系统、曝光方法和曝光装置以及程序和信息存储介质，并尤其涉及一种通过用在曝光装置中的投影光学系统优化图案的成像状态的成像状态调节系统、可行地实现成像状态优化的曝光方法和曝光装置、使计算机执行曝光装置中图案成像状态优化的程序和将程序储存其中的信息存储介质。
技术介绍
常规上在通过光刻工艺制造器件如半导体、液晶显示器等时，使用投影曝光装置，如基于步进-重复法(所谓的步进器)的缩小投影曝光装置和基于步进-扫描法(所谓的扫描步进器)的扫描投影曝光装置。这种曝光装置将光掩模或分划板(以下通称为“分划板”)的图案通过投影光学系统转移到其上被涂覆了光敏剂如光致抗蚀剂的衬底如晶片或玻璃板上。制造这些器件如半导体时，因为必需将不同的电路图案多层重叠地形成在衬底上，所以将形成在分划板上的图案和已经形成在每个瞄准区上的图案精确地重叠在晶片上很重要。为了以良好的精确度执行这种重叠，绝对需要将投影光学系统的成像质量调节到理想的状态(例如，校正分划板图案向衬底上瞄准区(图案)转移图像的放大误差)。甚至在将第一层的分划板图案转移到衬底上的每个瞄准区的情况下，也优选调...
【技术保护点】
一种用在曝光装置中的成像状态调节系统，其利用投影光学系统在物体上形成预定图案的投影图像，所述系统是一种优化所述物体上所述投影图像的形成状态的系统，包括：调节单元，调节所述物体上所述投影图像的形成状态；和计算机，经通信信道连接 到所述曝光装置，并利用所述调节单元的调节信息和涉及预定曝光条件下所述投影光学系统成像质量的信息计算目标曝光条件下所述调节单元的最佳调节量。
【技术特征摘要】
JP 2002-1-29 020712/2002;JP 2002-5-31 158954/20021.一种用在曝光装置中的成像状态调节系统，其利用投影光学系统在物体上形成预定图案的投影图像，所述系统是一种优化所述物体上所述投影图像的形成状态的系统，包括调节单元，调节所述物体上所述投影图像的形成状态；和计算机，经通信信道连接到所述曝光装置，并利用所述调节单元的调节信息和涉及预定曝光条件下所述投影光学系统成像质量的信息计算目标曝光条件下所述调节单元的最佳调节量。2.如权利要求1所述的成像状态调节系统，其中所述预定曝光条件至少是一个基准曝光条件。3.如权利要求2所述的成像状态调节系统，其中所述涉及成像质量的信息包括已经在所述基准曝光条件下被调节了的所述投影光学系统的波前像差的信息。4.如权利要求2所述的成像状态调节系统，其中所述涉及成像质量的信息包括关于所述投影光学系统的独立波前像差和所述基准曝光条件下所述投影光学系统的成像质量的信息。5.如权利要求2所述的成像状态调节系统，其中所述涉及投影光学系统成像质量的信息是关于所述基准曝光条件下所述投影光学系统的成像质量和所述成像质量的预定目标值之间差异的信息，所述调节单元的所述调节信息是关于所述调节单元调节量的信息，所述计算机利用所述差异的关系表达式、表示所述目标曝光条件下所述投影光学系统的所述成像质量和Zernike多项式每一项系数之间关系的Zernike灵敏度曲线、由表示所述调节单元的调节和所述投影光学系统波前像差的变化之间关系的参数组成的波前像差变化表以及所述调节量计算所述最佳调节量。6.如权利要求5所述的成像状态调节系统，其中所述预定目标值是已经从外界输入的所述投影光学系统的至少一个评估点中成像质量的目标值。7.如权利要求6所述的成像状态调节系统，其中所述成像质量的目标值是在选取的代表点处成像质量的目标值。8.如权利要求6所述的成像状态调节系统，其中所述成像质量的目标值是其系数的目标值被转换的成像质量的目标值，所述系数的目标值通过利用像差分解法将所述投影光学系统的所述成像质量分解成多个分量并根据由所述分解获得的分解系数改善不合格的分量而设置。9.如权利要求5所述的成像状态调节系统，其中所述关系表达式是包括加权函数、以对所述Zernike多项式中的任何项进行加权的方程。10.如权利要求9所述的成像状态调节系统，其中所述计算机在屏幕上以允许的值作为边界用不同的颜色显示所述基准曝光条件下所述投影光学系统的成像质量，还显示用于设置所述加权的屏幕。11.如权利要求9所述的成像状态调节系统，其中在所述成像质量超过允许值的所述基准曝光条件下，在所述投影光学系统的所述成像质量中将所述加权设置得很高。12.如权利要求5所述的成像状态调节系统，其中所述计算机根据多个基准曝光条件下的Zernike灵敏度曲线通过内插计算制作所述目标曝光条件下的所述Zernike灵敏度曲线。13.如权利要求1所述的成像状态调节系统，其中所述预定曝光条件是所述目标曝光条件。14.如权利要求13所述的成像状态调节系统，其中所述涉及投影光学系统成像质量的信息是在所述目标曝光条件下所述投影光学系统成像质量的实际测量数据。15.如权利要求14所述的成像状态调节系统，其中所述实际测量数据包括所述目标曝光条件下的任何成像质量的实际测量数据。16.如权利要求14所述的成像状态调节系统，其中所述实际测量数据包括所述目标曝光条件下波前像差的实际测量数据。17.如权利要求13所述的成像状态调节系统，其中所述涉及投影光学系统成像质量的信息是关于所述目标曝光条件下投影光学系统成像质量与所述成像质量预定目标值之差的信息，所述调节单元的所述调节信息是关于所述调节单元的调节量的信息，并且所述计算机利用所述差值之间的关系表达式、表示所述目标曝光条件下所述投影光学系统的所述成像质量和Zernike多项式中每一项的系数之间的关系的Zernike灵敏度曲线、由表示所述调节单元的调节和所述投影光学系统波前像差的变化之间关系的参数组成的波前像差变化表以及所述调节量算出所述最佳调节量。18.如权利要求17所述的成像状态调节系统，其中所述预定目标值是在已经从外界输入的所述投影光学系统的至少一个评估点处成像质量的目标值。19.如权利要求18所述的成像状态调节系统，其中所述成像质量的目标值是选定代表点处的成像质量目标值。20.如权利要求18所述的成像状态调节系统，其中所述成像质量的目标值是系数的目标值被转换的成像质量目标值，所述系数的目标值通过像差分解法将所述投影光学系统的所述成像质量分解为多个分量并根据由所述分解获得的分解系数改进不合格的分量而设置。21.如权利要求17所述的成像状态调节系统，其中所述关系表达式是一个方程，包括对所述Zernike多项式中的任何项进行加权的加权函数。22.如权利要求21所述的成像状态调节系统，其中所述计算机在屏幕上以允许的值作为边界用不同的颜色显示所述目标曝光条件下所述投影光学系统的成像质量，还显示设置所述加权的屏幕。23.如权利要求21所述的成像状态调节系统，其中在所述成像质量超过允许值的所述目标曝光条件下，在所述投影光学系统的所述成像质量中将所述加权设置得很高。24.如权利要求17所述的成像状态调节系统，其中所述计算机根据多个基准曝光条件下的Zernike灵敏度曲线通过内插计算制作所述目标曝光条件下的所述Zernike灵敏度曲线。25.如权利要求1所述的成像状态调节系统，其中所述计算机在进一步考虑限制条件的情况下计算所述最佳调节量，其中所述限制条件由所述调节单元的调节量限度决定。26.如权利要求1所述的成像状态调节系统，其中所述投影光学系统的至少一部分场能够从外界设置成所述计算机的最佳场范围。27.如权利要求1所述的成像状态调节系统，其中在所述计算机中可以从第一模式、第二模式和第三模式中设置至少两种模式，其中，第一模式是根据所述调节单元的调节信息以及所述涉及在至少一个基准曝光条件下的所述投影光学系统成像质量的信息计算在所述目标曝光条件下所述调节单元的所述最佳调节量，第二模式是根据在所述目标曝光条件下所述投影光学系统成像质量的实际测量数据计算所述目标曝光条件下所述调节单元的所述最佳调节量，第三模式是根据所述调节单元的所述调节信息以及关于所述投影光学系统在所述至少一个基准曝光光条件下波前像差的信息，在任选的曝光条件下，在已经按照调节信息调节了所述调节单元的状态下，计算所述投影光学系统的成像质量。28.如权利要求1～27任一所述的成像状态调节系统，其中所述计算机根据所述算出的调节量控制所述调节单元。29.一种用在曝光装置中的成像状态调节系统，其利用投影光学系统在物体上形成预定图案的投影图像，所述系统是一种优化所述物体上所述投影图像的形成状态的系统，包括调节单元，调节所述物体上所述投影图像的形成状态；和计算机，经通信信道连接到所述曝光装置，并根据所述调节单元的所述调节信息以及关于所述投影光学系统在已经根据所述调节信息调节了所述调节单元的状态下的波前像差的信息计算在已经根据调节信息调节了所述调节单元的状态下所述投影光学系统在任选的曝光条件下的成像质量。30.如权利要求29所述的成像状态调节系统，其中所述任选的曝光条件是根据涉及由所述投影光学系统对图案投影的第一信息以及涉及所述图案的投影条件的第二信息确定的条件。31.如权利要求30所述的成像状态调节系统，其中所述第二信息包括所述投影光学系统的数值孔径和所述图案的照明条件。32.如权利要求29所述的成像状态调节系统，其中所述计算机根据关于所述投影光学系统当前波前像差的信息和关于在所述任选的曝光条件下表示所述投影光学系统的成像质量和Zernike多项式中每一项的系数之间关系的Zernike灵敏度曲线计算在所述任选的曝光条件下所述投影光学系统的成像质量，其中关于所述投影光学系统当前波前像差的信息是根据所述调节单元的调节信息以及所述投影光学系统在基准曝光条件下的波前像差的信息而获得的。33.如权利要求29所述的成像状态调节系统，其中所述计算机根据多个基准曝光条件下的Zernike灵敏度曲线，通过内插计算制作在所述任选的曝光条件下的所述Zernike灵敏度曲线。34.如权利要求1～27和29～33任一所述的成像状态调节系统，其中所述通信信道是局域网。35.如权利要求1～27和29～33任一所述的成像状态调节系统，其中所述通信信道包括一条公共线。36.如权利要求1～27和29～33任一所述的成像状态调节系统，其中所述通信信道包括射频线。37.如权利要求1～27和29～33任一所述的成像状态调节系统，其中所述计算机是用于控制组成所述曝光装置的每个部件的计算机。38.一种利用投影光学系统把预定图案转移到物体上的曝光方法，所述方法包括计算过程，利用所述调节单元的调节信息以及涉及预定曝光条件下所述投影光学系统成像质量的信息计算目标曝光条件下调节单元的最佳调节量，其中所述调节单元通过所述投影光学系统调节所述物体上的所述图案的投影图像的形成状态；和转移过程，在已经根据所述目标曝光条件下的所述算出的调节量调节了所述调节单元的状态下，利用所述投影光学系统将所述图案转移到所述物体上。39.如权利要求38所述的曝光方法，其中所述预定曝光条件是至少一个目标曝光条件。40.如权利要求39所述的曝光方法，其中所述涉及成像质量的信息包括关于在所述基准曝光条件下已经被调节了的所述投影光学系统的波前像差的信息。41.如权利要求40所述的曝光方法，其中所述涉及成像质量的信息包括关于所述投影光学系统独立波前像差和所述投影光学系统在所述基准曝光条件下的成像质量的信息。42.如权利要求40所述的曝光方法，其中所述涉及投影光学系统成像质量的信息是所述目标曝光条件下所述投影光学系统的成像质量和所述成像质量的预定目标值之间差异的信息，所述调节单元的所述调节信息是关于所述调节单元调节量的信息，并且在所述计算过程中，利用所述差异的关系表达式、表示所述目标曝光条件下所述投影光学系统的成像质量和Zernike多项式每一项系数之间关系的Zernike灵敏度曲线、由表示所述调节单元的调节和所述投影光学系统的波前像差的变化之间关系的参数组成的波前像差变化表以及所述调节量计算所述最佳调节量。43.如权利要求38所述的曝光方法，其中所述预定曝光条件是所述目标曝光条件.44.如权利要求43所述的曝光方法，其中所述涉及投影光学系统成像质量的信息是在所述目标曝光条件下所述投影光学系统成像质量的实际测量数据。45.如权利要求44所述的曝光方法，其中所述实际测量数据包括所述目标曝光条件下波前像差的实际测量数据。46.如权利要求43所述的曝光方法，其中所述涉及投影光学系统成像质量的信息是所述目标曝光条件下所述投影光学系统的成像质量和所述成像质量的预定目标值之间差异的信息，所述调节单元的所述调节信息是关于所述调节单元调节量的信息，并且在所述计算过程中，利用所述差异的关系表达式、表示所述目标曝光条件下所述投影光学系统的成像质量和Zernike多项式的每一项系数之间关系的Zernike灵敏度曲线、由表示所述调节单元的调节和所述投影光学系统的波前像差的变化之间关系的参数组成的波前像差变化表以及所述调节量计算所述最佳调节量。47.如权利要求42或46所述的曝光方法，其中所述关系表达式是包括加权函数、以对所述Zernike多项式中的任一项进行加权的方程。48.一种通过投影光学系统把图案转移到物体上的曝光方法，所述方法包括根据涉及所述投影光学系统波前像差的信息和表示所述投影光学系统成像质量与Zernike多项式中每一项系数之间关系的Zernike灵敏度曲线，在具有不同设置值的多个曝光条件下分别计算所述投影光学系统的成像质量，其中多个曝光条件涉及在关于所述转移的多条设置信息中被关注的设置信息；和根据对每个所述曝光条件算出的所述成像质量决定涉及所述被关注的设置信息的设置值为最佳的曝光条件。49.如权利要求48所述的曝光方法，其中所述多条设置信息包括涉及由所述投影光学系统对图案投影的信息，并且利用作为所述被关注的设置信息的所述涉及图案的信息决定最佳设置值。50.如权利要求48所述的曝光方法，其中所述多条设置信息包括涉及由所述投影光学系统对图案投影的投影条件的多条信息，并且利用作为所述被关注的设置信息的涉及投影条件的所述多条信息中的所述一条信息决定最佳设置值。51.如权利要求50所述的曝光方法，其中所述涉及投影条件的多条信息包括所述投影光学系统的以及照明所述图案的照明光学系统的光学信息。52.如权利要求51所述的曝光方法，其中所述照明光学系统的所述光学信息包括涉及所述图案的照明条件的多条信息。53.如权利要求48～52任一所述的曝光方法，其中利用Zernike灵敏度曲线计算所述的所述成像质量，其中所述Zernike灵敏度曲线至少在所述多个曝光条件的一部分中不同。54.如权利要求53所述的曝光方法，其中所述多个曝光条件中的至少一个具有根据对应于所述多个曝光条件中的其它曝光条件的Zernike灵敏度曲线，通过内插计算制作出的其对应的Zernike灵敏度曲线。55.如权利要求48和50～52任一所述的曝光方法，其中根据表示由所述调节单元对所述物体上所述投影光学系统投影的所述图案的图像形成状态的调节与所述投影光学系统的波前像差的变化之间关系的波前像差变化表以及所述Zernike灵敏度曲线决定在涉及所述被关注的设置信息的设置值为最佳的曝光条件下所述调节单元的最佳调节量。56.如权利要求55所述的曝光方法，其中在涉及所述被关注的设置信息的设置值最佳的所述曝光条件下当所述图案被转移到所述物体上时，根据所述最佳调节量调节所述投影光学系统的至少一个光学元件。57.如权利要求55所述的曝光方法，其中利用对所述Zernike多项式的至少一项进行加权的加权函数计算所述最佳调节量。58.如权利要求55所述的曝光方法，其中利用在所述多个曝光条件的至少一部分中不同的Zernike灵敏度曲线计算所述成像质量。59.如权利要求58所述的曝光方法，其中根据对应于所述多个曝光条件中其它曝光条件的Zernike灵敏度曲线，通过内插计算制作所述多个曝光条件中的至少一个的对应的Zernike灵敏度曲线。60.一种通过投影光学系统把图案转移到物体上的曝光方法，其中，根据涉及所述投影光学系统波前像差的信息、表示所述投影光学系统成像质量与Zernike多项式中每一项系数之间关系的Zernike灵敏度曲线以及表示所述调节单元对所述物体上由所述投影光学系统形成的图案图像的形成状态的调节与所述投影光学系统波前像差的变化之间关系的波前像差变化表，在所述投影光学系统的成像质量最佳的曝光条件下决定调节单元的最佳调节量。61.如权利要求60所述的曝光方法，其中当在成像质量最佳的所述曝光条件下将所述图案转移到所述物体上时，可以根据所述最佳调节量调节所述投影光学系统的至少一个光学元件。62.如权利要求60所述的曝光方法，其中利用对所述Zernike多项式中的至少一项执行加权的加权函数计算所述最佳调节量。63.如权利要求60～62任一所述的曝光方法，其中在多个曝光条件的每一个下确定使所述投影光学系统成像质量最佳的所述调节单元的所述最佳调节量，其中所述多个曝光条件在关于所述转移的多条设置信息中的至少一条设置信息内有不同的设置值。64.如权利要求63所述的曝光方法，其中利用在所述多个曝光条件的至少一部分中不同的Zernike灵敏度曲线计算所述最佳调节量。65.如权利要求64所述的曝光方法，其中根据对应于所述多个曝光条件中其它曝光条件的Zernike灵敏度曲线，通过内插计算制作所述多个曝光条件中的至少一个的对应的Zernike灵敏度曲线。66.如权利要求63所述的曝光方法，其中所述多条设置信息包括涉及所述投影光学系统对图案投影的信息，可以分别在所述图案不同的多个曝光条件的每一个下确定使所述投影光学系统成像质量最佳的所述调节单元的所述调节量。67.如权利要求63所述的曝光方法，其中所述多条设置信息包括涉及所述投影光学系统对图案投影的投影条件的投影信息，并且在涉及所述投影信息的设置值不同的多个曝光条件的每一个下，确定使所述投影光学系统的成像质量最佳的所述调节单元的所述最佳调节量。68.如权利要求67所述的曝光方法，其中涉及所述投影条件的所述信息包括所述投影光学系统和对所述图案照明的照明光学系统的光学信息，并且在涉及所述投影光学系统的两条光学信息中至少一条的设置值不同的多个曝光条件的每一条下，确定使所述投影光学系统的成像质量最佳的所述调节单元的所述最佳调节量。69.如权利要求68所述的曝光方法，其中所述照明光学系统的所述光学信息包括涉及所述图案照明条件的多条照明信息，并且在涉及所述多条照明信息的至少一条照明信息的设置值不同的多个曝光条件的每一个下，决定使所述投影光学系统的成像质量最佳的所述调节单元的所述最佳调节量。70.一种通过投影光学系统将图案转移到物体上的曝光装置，所述装置包括设置单元，设置曝光条件，该曝光条件的设置值在涉及所述投影光学系统对图案投影的投影条件的多条设置信息中的至少一条设置信息中可变；和计算单元，根据涉及所述投影光学系统波前像差的信息和表示所述投影光学系统成像质量与Zernike多项式中每一项系数之间关系的Zernike灵敏度曲线，分别计算在具有不同设置值的多个曝光条件下所述投影光学系统的成像质量，其中所述多个曝光条件涉及在多个设置信息中被关注的设置信息，并根据对每个所述曝光条件算出的所述成像质量决定涉及所述被关注的设置信息的设置值最佳的曝光条件。71.如权利要求70所述的曝光装置，其中利用在多个曝光条件中的至少一部分中不同的Zernike灵敏度曲线计算所述成像质量。72.如权利要求71所述的曝光装置，其中所述多个曝光条件中的至少一个具有根据对应于所述多个曝光条件中的其它曝光条件的Zernike灵敏度曲线，通过内插计算制作出的其对应的Zernike灵敏度曲线。73.如权利要求70～72任一所述的曝光装置，还包括调节单元，调节由所述投影光学系统投影到所述物体上的图像形成状态，其中所述曝光装置根据波前像差表和所述Zernike灵敏度曲线决定其涉及所述被关注设置信息的设置值最佳的曝光条件下所述调节单元的最佳调节量，其中所述波前像差表表示所述调节单元的调节与所述投影光学系统波前像差的变化之间的关系。74.如权利要求73所述的曝光装置，其中当在涉及所述被关注设置信息的设置值最佳的所述曝光条件下把所述图案转移到所述物体上时，根据所述最佳调节量调节所述投影光学系统的至少一个光学元件。75.如权利要求73所述的曝光装置，其中利用对所述Zernike多项式中的至少一项进行加权的加权函数计算所述最佳调节量。76.一种通过投影光学系统将图案转移到物体上的曝光装置，所述装置包括调节单元，调节由所述投影光学系统在所述物体上形成图案图像的形成状态；计算单元，根据涉及所述投影光学系统波前像差的信息和表示所述投影光学系统成像质量与Zernike多项式中每一项系数之间关系的Zernike灵敏度曲线以及表示所述调节单元的调节与所述投影光学系统波前像差的变化之间的关系的波前像差变化表，在所述投影光学系统成像质量最佳的曝光条件下决定所述调节单元的最佳调节量。77.如权利要求76所述的曝光装置，其中利用对所述Zernike多项式中的至少一项进行加权的加权函数计算所述最佳调节量。78.如权利要求76和77之一所述的曝光装置，其中在多个曝光条件中的每一个曝光条件下决定使所述投影光学系统的成像质量最佳的所述调节单元的所述最佳调节量，其中所述多个曝光条件在关于所述转移的多条设置信息中的至少一条设置信息内有不同设置值。79.如权利要求78所述的曝光装置，其中分别利用在所述多个曝光条件的至少一部分曝光条件中不同的Zernike灵敏度曲线决定最佳调节量。80.如权利要求79所述的曝光装置，其中根据对应于所述多个曝光条件中其它曝光条件的Zernike灵敏度曲线，通过内插计算制作所述多个曝光条件中的至少一个的对应的Zernike灵敏度曲线。81...
【专利技术属性】
技术研发人员：清水康男，蛭川茂，铃木广介，松山知行，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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