曝光装置及曝光方法、以及器件制造方法
【专利摘要】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。
【专利说明】
曝光装置及曝光方法、以及器件制造方法
技术领域
[0001]本发明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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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I)。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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:美国专利第5，646，413号说明书
【发明内容】
[0012]根据本发明的第一方案，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(speckl e)有关的信息。
[0013]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。
[0014]根据本发明的第二方案，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。
[0015]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。
[0016]根据本发明的第三方案，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】
[0017]图1是概略地示出一个实施方式的曝光装置的构成的图。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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30u的测量的图。
[0022]图6是用于说明除去传感器输出的漂移成分的图。
[0023]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。
[0024]图8是用于说明变形例的曝光装置的图。
【具体实施方式】
[0025]以下，基于图1?图7，对一个实施方式进行说明。
[0026]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、￥轴、及Z轴旋转的旋转(倾斜)方向分别作为ΘX、0y、及Θz方向，来进行说明。
[0027]曝光装置100具有照明系统Ι0Ρ、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。
[0028]照明系统1P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1P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)。[0029 ]标线片载台RST配置在照明系统1P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))。
[0030]在标线片载台RST上载置有标线片R。如图2的(A)所示，标线片R由几乎正方形的玻璃板构成，在其-Z侧的面的中央处形成有在Y轴方向上具有长边的矩形的图案区域PA。以下，将形成有图案区域PA的标线片R的-Z侧的面称为图案面。在图案面上，与图案区域PA的Y轴方向上的两侧接近且在图案区域PA的X轴方向上的两端的位置各形成有一对(合计为四个)标线片对准标记(以下，简称为标线片标记)RA。这四个标线片标记RA是利用电子束曝光装置与图案区域PA的图案(曝光用图案)同时描绘在图案面上的。在本实施方式中，四个标线片标记与图案区域PA之间的位置关系与基于设计值，S卩，对图案区域PA的图案(曝光用图案)和标线片标记RA进行描绘的电子束曝光装置的描绘误差为零(或小到能够无视的程度)。
[0031]如图2的(A)及图2的(B)所示，标线片载台RST由在Y轴方向上具有长边的矩形的板构件构成，在其上表面上形成有Y轴方向上的尺寸比标线片R在Y轴方向上的长度更大、且X轴方向上的尺寸仅比标线片R在X轴方向上的长度大一些的矩形的凹部10，在该凹部10的X轴方向上的中央部，在Y轴方向的整体范围内形成有在Z轴方向上贯穿的开口 10a。
[0032]标线片R以图案区域PA位于开口1a内的状态配置在凹部10内的-Y侧的端部附近。标线片R例如被真空吸附于在开口 1a的X轴方向两侧的层差部的上表面设置的未图示的吸附部。
[0033]在凹部10内部的+Y侧端部附近，从标线片R朝向+Y侧隔着规定的间隔的位置，在开口 1a的X轴方向两侧的层差部上表面之间架设有沿X轴方向延伸的标线片基准(fiducial)板(以下，简称为基准板)RFM。基准板RFM的长边方向上的两端部固定于开口 1a的X轴方向两侧的层差部上表面。基准板RFM由低热膨胀率的玻璃例如肖特公司的Zerodur (商品名，微晶玻璃)等构成，在其下表面(-Z侧的面)以在X轴方向上与标线片R上的一对标线片标记RA相同的间隔形成有一对对准标记FA。对准标记FA为与标线片标记RA相同的标记，但在此为了识别(区别)而使用不同的附图标记。另外，如图3所示，在标线片R装载于标线片载台RST上的状态下，一对标线片标记RA各自与一对对准标记FA位于几乎同一X位置。在基准板RFM的下表面(-Z侧的面)上，以长边方向上的一端部和另一端部与一对对准标记FA接近的状态形成有标记区域MA，在该标记区域MA上形成有种种标记(例如，分别包含用于空间像测量的各种测量标记在内的多个AIS标记块等)。标记区域MA和图案区域PA设定成几乎在同一高度。
[0034]返回图1，通过标线片激光干涉仪(以下，称为“标线片干涉仪”)14借助移动镜12(或形成于标线片载台RST的端面的反射面)以例如0.25nm左右的分辨能力始终检测出标线片载台RST在XY平面内的位置信息(包括ΘΖ方向的旋转信息)。标线片干涉仪14的测量信息被供给到主控制装置20(在图1中未图示，参照图3)。此外，也可以取代标线片干涉仪14，而是通过编码器来测量上述标线片载台RST在XY平面内的位置信息。
[0035]而且，如图1、图2的(A)及图2的(B)所示，在标线片载台平台23的内部设置有用于进行标线片R的图案的随时间经过变动的测量的图案测量装置30，作为一例，在X轴方向上以规定间隔设置有多个(例如五个)。此外，后面对图案测量装置30进行说明。
[0036]投影单元PU配置在标线片载台RST的图1中的下方。投影单元PU包括镜筒40和在镜筒40内保持的投影光学系统PL。投影光学系统PL例如是两侧远心，且具有规定的投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或者1/8倍等)。因此，当利用来自照明系统1P的照明光IL照射标线片R上的照明区域IAR时，利用从使投影光学系统PL的第一面(物体面)与图案面几乎一致地配置的标线片R透射的照明光IL，经由投影光学系统PL将该照明区域IAR内的标线片R的电路图案的缩小像(电路图案的一部分的缩小像)形成于晶圆W上的与上述照明区域IAR共轭的区域(以下也称为曝光区域)ΙΑ，上述晶圆W的表面涂敷有抗蚀剂(感光剂)且配置于投影光学系统PL的第二面(像面)侧。而且，通过标线片载台RST和晶圆载台WST的同步驱动，使标线片R相对于照明区域IAR(照明光IL)在扫描方向(Y轴方向)上相对移动，并且使晶圆W相对于曝光区域IA(照明光IL)在扫描方向(Y轴方向)上相对移动，由此对晶圆W上的一个照射(shot)区域(划分区域)进行扫描曝光，将标线片R的图案转印至该照射区域。
[0037]作为投影光学系统PL，作为一例，而使用仅由沿与Z轴方向平行的光轴AX排列的多片例如10?20片左右的折射光学元件(透镜元件)构成的折射系统。构成该投影光学系统PL的多片透镜元件中，物体面侧(标线片R侧)的多片透镜元件成为可动透镜，该可动透镜能够通过未图示的驱动元件、例如压电元件等而在Z轴方向(投影光学系统PL的光轴方向)上移动驱动、及在相对于XY面的倾斜方向(即θχ方向及0y方向)上驱动。然后，成像特性修正控制器48(在图1中未图示，参照图3)基于来自主控制装置20的指示，独立调整对各驱动元件施加的电压，由此，各可动透镜被个别地驱动，从而调整投影光学系统PL的种种成像特性(倍率、畸变、像散、彗形像差、像面弯曲等)。此外，可以构成为，取代移动可动透镜、或在移动可动透镜的基础上，在镜筒40内部的相邻特定的透镜元件之间设置气密室，由成像特性修正控制器48来控制该气密室内的气体的压力，也可以采用能够由成像特性修正控制器48来转换照明光IL的中心波长的构成。通过这些构成也能够实现投影光学系统PL的成像特性的调整。
[0038]晶圆载台WST通过包括线性电机或平面电机等在内的载台驱动系统24(在图1中，为了方便用块表示)而在晶圆载台平台22上沿X轴方向、Y轴方向以规定行程驱动，并且沿Z轴方向、θχ方向、Gy方向、及θζ方向以微小程度驱动。晶圆W经由晶圆保持件(未图示)通过真空吸附等而被保持在晶圆载台WST上。此外，取代晶圆载台WST，还能够使用具有沿X轴方向、Y轴方向及θζ方向移动的第一载台、和在该第一载台上沿Z轴方向、θχ方向及0y方向微动的第二载台在内的载台装置。
[0039]通过激光干涉仪系统(以下，简称为干涉仪系统)18借助移动镜16(或在晶圆载台WST的端面形成的反射面)以例如0.25nm左右的分辨能力始终检测出晶圆载台WST的XY平面内的位置信息(包括旋转信息(首摇量(yawing，θζ方向的旋转量θζ)、纵摇量(pitching，θχ方向的旋转量θχ)、横摇量(ro 11 ing，0y方向的旋转量9y)))。此外，可以取代干涉仪系统18而通过编码器来测量晶圆载台WST在XY平面内的位置信息。
[0040]干涉仪系统18的测量信息被供给至主控制装置20(参照图3)。主控制装置20基于干涉仪系统18的测量信息，借助载台驱动系统24来控制晶圆载台WST在XY平面内的位置(包括θζ方向上的旋转)。
[0041]另外，虽在图1中省略图示，但晶圆W的表面在Z轴方向上的位置及倾斜量是通过例如美国专利第5，448，332号说明书等中披露的由斜入射方式的多点焦点位置检测系统构成的对焦传感器AFS(参照图3)来测量的。该对焦传感器AFS的测量信息也被供给至主控制装置20(参照图3)。
[0042]另外，在晶圆载台WST上固定有基准板FP，该基准板FP的表面与晶圆W的表面为相同的高度。在该基准板FP的表面上形成有接下来说明的对准检测系统AS的基线测量等所使用的第一基准标记、及利用后述的标线片对准检测系统检测出的一对第二基准标记等。[0043 ]在投影单元PU的镜筒40的侧面设置有对准检测系统AS，该对准检测系统AS对在晶圆W形成的对准标记或第一基准标记进行检测。作为一例，对准检测系统AS使用作为图像处理方式的成像式对准传感器的一种的FIA(Field Image Alignment:场图像对准)系统，该FIA系统利用卤素灯等的宽频带(broad band)光对标记进行照明，并通过对该标记的图像进行图像处理来测量标记位置。
[0044]在曝光装置100中，进一步在标线片载台RST的上方，并沿X轴方向隔着规定距离地设置有一对标线片对准检测系统13(在图1中未图示，参照图3)，该一对标线片对准检测系统13能够同时对位于在标线片载台RST上载置的标线片R上的同一 Y位置的一对标线片标记RA进行检测。各标线片对准检测系统13是对通过CCD相机等的摄像元件拍摄到的对准标记的图像数据进行图像处理来测量标记位置的VRA(Visual Reticle Alignment:图像标线片对准)方式的检测系统，分别包括用于将与照明光IL相同波长的照明光照射至对准标记的落射照明系统、和用于对该对准标记的像进行拍摄的检测系统(均未图示)来构成。检测系统的摄像结果(即标线片对准检测系统13针对标记的检测结果)被供给至主控制装置20。各标线片对准检测系统13具有在照明光IL的光路上插拔自如的反射镜，若该反射镜插入在照明光IL的光路上，则将从落射照明系统(未图示)射出的照明光引导至标线片R上，且将通过该照明而产生的从标线片R—投影光学系统PL—晶圆载台WST上的物体(例如基准板FP) —投影光学系统PL—标线片R这一路径通过的检测光引导至标线片对准检测系统13的检测系统。此外，若曝光时序开始，则上述反射镜在照射用于将标线片R上的图案区域PA的图案(曝光用图案)转印至晶圆W上的照明光IL之前，基于来自主控制装置20的指令通过未图示的驱动装置而退避至照明光IL的光路之外。
[0045]接着，对五个图案测量装置30进行说明。如图2的(A)所示，五个图案测量装置30在X轴方向上分离地配置。如图2的(B)所示，五个图案测量装置30的Y位置配置在从投影光学系统PL的光轴AX向+Y侧偏移少许的位置上。如后述那样，各图案测量装置30取得来自目标的与斑点有关的信息，因此，以下称为斑点传感器30，为了识别各传感器而从+X侧按顺序称为斑点传感器30r2、斑点传感器30r1、斑点传感器30c、斑点传感器30li及斑点传感器30l2。在此，“与斑点有关的信息”是指，与测量光(例如相干的激光)在目标(作为物体的标线片等)的表面发生散射的反射光互相干涉而生成的明暗的斑点图样有关的信息，作为具体例包含斑点、斑点噪声、或斑点图案等。
[0046]位于X轴方向上的两端部的斑点传感器30R2及斑点传感器30L2设置在俯视时能够与标线片R上的一对标线片标记RA重叠的位置。
[0047]五个斑点传感器30除了配置位置不同这一点以外是由相同的结构构成的，因此，以下，以斑点传感器30R2为代表对其结构等进行说明。
[0048]斑点传感器3(^2是编码器的一种，例如构成为与在美国专利申请公开第2004/0218181号说明书披露的基于斑点图像的光学式位置转换器(transducer)相同。即，斑点传感器30R2设置在标线片载台平台23的内部，包括框体31、光源、透镜32、具有针孔的针孔板及光检测器、以及信号生成处理电路等(在图2的(B)等中，仅示出框体31、透镜32)。
[0049]光源容置在框体31内部，经由设置于框体31的光透射部向成为目标的光学漫射粗糙面(在图2的(B)的情况下，为标线片R的图案面的图案区域PA部分)从相对于其法线方向(Z轴方向)倾斜的方向照射激光束(或其他相干光束)ο作为相干光束的光源，一般为放射激光束的光源。但是，取代激光束，还能够使用有放射相干光束的可能性的任一种其他已知或今后开发出的相干光源。此外，使用相干光束的光源是因为与白色光等相比能够实现斑点的高精度测量。
[0050]透镜32配置在形成于框体31的上壁(+Z侧的壁面)的开口内，以其光轴与Z轴方向一致的状态固定于框体31。配置有透镜32的框体31的上壁的上表面与标线片载台平台23的上表面几乎一致。
[0051]针孔板(未图示)以其针孔的中心与透镜32的光轴几乎一致的状态配置在透镜32的-Z侧的后侧焦点面。从针孔板向-Z侧分离地配置有光检测器(未图示)。在该情况下，包括透镜32及针孔板在内的光学系统为远心光学系统。
[0052]作为光检测器，利用例如电荷耦合器件(CXD)、CMOS光感应元件的排列等。
[0053]信号生成处理电路与光源及光检测器连接，例如与在美国专利申请公开第2004/0218181号说明书披露的信号生成处理电路同样地构成。
[0054]在此，简单地说明斑点传感器30R2对斑点进行检测的原理。如图2的(B)所示，从斑点传感器30R2内部的光源相对于Z轴倾斜地射出的激光束LB照射至成为目标的光学漫射粗糙面(在图2的(B)的情况下，为标线片R的图案面的图案区域PA)的一部分区域、即包括图案的一部分在内的图案面上的区域，从该区域产生散射光、衍射光、或衍射光彼此之间的干涉光等。然后，这些光由透镜32聚光，投影至针孔板上的包括针孔在内的区域。然后，该光从针孔通过并沿透镜32的光轴投影至光检测器的受光面上。由此，光检测器的检测信息被发送至信号生成处理电路，并通过该信号生成处理电路根据例如在美国专利申请公开第2004/0218181号说明书中披露的方法来检测出斑点。
[0055]此外，作为光学漫射粗糙面，不限于标线片R的图案面，也可以为标线片R的规定面。作为标线片R的规定面，除了标线片R的图案面以外，例如也可以将标线片R的上表面(与图案面相反一侧的面)和/或标线片R的侧面等作为规定面。
[0056]在该情况下，如上所述，由于采用了远心光学系统，所以斑点传感器3(^2对图案面与标线片载台平台23的上表面之间的间隙变化不敏感。而且，由于利用了针孔板，所以斑点(图像)的尺寸仅取决于针孔的尺寸，特别是无论透镜32具有怎样的透镜参数都是独立的。
[0057]其他斑点传感器30r1、30c、30li及30L2与上述斑点传感器30R2同样地构成。来自五个斑点传感器30[?、30[?1、30(；、3(^1及301^的信号生成处理电路的斑点信息供给至主控制装置20(参照图3)。五个斑点传感器30r2、30r1、30c、30li及30l2各自的检测区域为来自各自的光源的激光束LB在图案面上的照射区域(各自的透镜32的+Z侧的区域)，这些照射区域与斑点传感器30R2、30R1、30c、30L1及30L2的配置对应地在图案面上沿X轴方向分离地配置(参照图2的(A)中的五个透镜32的配置)。
[0058]图3中用框图示出了以曝光装置100的控制系统为中心构成的主控制装置20的输入输出关系。主控制装置20包括微型计算机(或工作站)等，其统一控制曝光装置100整体。
[0059]接着，说明利用本实施方式的曝光装置100进行的、对标线片R的图案区域PA内的图案的、在和与光轴AX交差例如正交的XY平面平行的图案面内的变动量(形变量)的测量方法。
[0060]首先，简单地说明测量的原理。
[0061]最初，在第一次使用该曝光用图案(标线片R)时仅一次借助标线片载台RST将标线片R定位在规定位置，利用斑点传感器30对标线片R的图案区域PA的至少一部分的区域、SP包括部分图案在内的图案面的一部分区域的斑点进行检测，将该检测结果作为基准状态(原点状态)下的斑点的信息进行存储。此外，上述斑点的检测也可以是针对包括图案的全部在内的图案面(例如图案区域PA的整个范围内)进行的。
[0062]在从进行了上述基准状态下的斑点的检测的时间点起经过了规定时间之后，例如在该规定时间内进行照明光IL的照射的情况下，会因标线片的热变形(热膨胀等)而导致标线片R的图案区域PA(的各部)在图案面内发生几nm(纳米)等级的变动(位移)。因此，此时，就上述的对标线片R的图案区域PA的一部分区域进行检测而得到的斑点而言，若在该检测时将标线片R定位在上述规定位置，则该斑点会与上述几nm等级的变动对应地发生变化。
[0063]因此，在上述规定位置对标线片R进行定位并利用斑点传感器30对标线片R的图案区域PA的一部分区域的斑点进行检测，使用预先检测并存储的基准状态下的斑点的信息与之后检测出的斑点的信息之间的差分进行规定的运算，将该差分换算成图案区域PA的变动量(ΔΧ、Δ Y)。在此，说明了将标线片R定位在规定的位置并在两个时间点针对图案面的同一区域进行斑点的检测的情况，但在一边移动标线片R—边进行检测的情况下，也与上述同样地，能够基于之后检测时检测出的斑点的信息与在基准状态下预先检测并存储的斑点的信息之间的差分，来求出图案区域PA的一部分区域的变动量(ΔΧ、Δ Y)。由于标线片R的位置信息能够通过标线片干涉仪14以0.25nm的分辨能力准确地测量出，所以只要在之后检测斑点时和在基准状态下检测斑点时以同样的方式移动标线片载台RST(标线片R)，就能够对来自位于同一坐标位置的图案的斑点之间进行比较(差分)。
[0064]接着，对利用五个斑点传感器测量标线片R的图案区域PA的图案(曝光用图案)的变动量的方法的具体例进行说明。
[0065]首先，在第一次将某个特定的标线片R装载在标线片载台RST上时，进行对该标线片R的曝光用图案生成的斑点进行测量(检测)的动作(后述的初始测量动作)，该测量结果存储在主控制装置20所具备的存储装置(未图示)中。若标线片R(图案)不同，则从标线片R得到的斑点也是固有的，因此，针对每个标线片都需要进行一次初始测量动作。在本实施方式中，针对具有被使用的可能性的标线片进行接下来说明的初始测量动作，其测量结果存储在主控制装置20所具有的存储装置中。在本实施方式中，在具有被使用的可能性的任一标线片中，四个标线片标记RA与图案区域PA之间的位置关系都基于设计值。
[0066]初始测量动作优选在尚未对作为其测量对象的标线片R照射照明光IL的基准状态下进行，该基准状态即为没有对标线片R加热、标线片R也未伸缩、能够成为此后的曝光动作的基准的状态。
[0067]具体来说，如图4的(A)所示，主控制装置20例如与扫描曝光时同样地，使标线片载台RST向该图中用空心箭头示出的扫描方向(scan方向)等速移动，由此，一边在扫描方向(scan方向)上扫描固定在标线片载台RST上的基准板RFM和测量对象的标线片R，一边连续地取得来自五个斑点传感器30[?、30[?1、30(；、3(^1及301^的信号生成处理电路的斑点的检测信号(斑点信号)。
[0068]上述斑点信号的取得与标线片干涉仪14的获取测量信号的时间同步地进行。即，将标线片干涉仪14的测量值和斑点信号彼此建立了对应关系的信息通过主控制装置20存储在存储装置内。在该时间点得到的斑点信号是标线片R的曝光用图案本来的随机斑点的信息，并未得到任何能够利用的位置信息。仅是得到了应作为基准的信号波形的状态。
[0069]图4的(B)中，作为一例，以概念图示出了此时从斑点传感器30L1得到的斑点的信息。在图4的(B)中，横轴表示载台坐标系统上的标线片载台RST的Y坐标，纵轴表示斑点信号。此外，在图4的(B)中，为了便于图示，作为概念图，将斑点信号作为标量(scalar)来示出，但实际上，斑点信号是非标量的多维信息。另外，用附图标记Sfo表示的信号波形示出从基准板RFM的一部分区域得到的斑点信号的波形，用附图标记Spo表示的信号波形示出从标线片R的图案区域PA的一部分区域得到的斑点信号的波形。
[0070]另一方面，在各批的晶圆将要曝光开始之前，即在针对每批最开始晶圆进行的标线片对准时，主控制装置20与通常的扫描仪同样地，利用一对标线片对准检测系统13及晶圆载台WST上的基准板FP的一对第二基准标记、以及四个标线片标记RA，来进行标线片对准动作。在此基础上，主控制装置20与上述初始测量动作时同样地，一边使标线片载台RST朝向扫描方向(scan方向)等速移动，在扫描方向(scan方向)上对固定在标线片载台RST上的基准板RFM和标线片R进行扫描，一边与标线片干涉仪14获取测量信号的时间同步地连续取得来自五个斑点传感器30[?、30[?1、30(；、3(^1及301^的信号生成处理电路的斑点信号，并存储在存储装置内。
[0071]接着，主控制装置20通过对由在该标线片对准时的测量得到的斑点、和预先已取得的该标线片R的基准状态下的斑点进行比较，基于运算来求出在测量时标线片R的图案区域PA的各部分相对于基准状态发生了多大程度的位移。
[0072]作为一例，对利用了斑点传感器30u的测量进行说明，例如，根据在图5的(B)中作为概念图而示出的在测量时得到的斑点的信息(参照信号波形Sf、Sp)与在图5的(A)中作为概念图而示出的基准状态下的斑点的信息(参照信号波形Sf(KSpO)之间的差分，求出在图5的(C)及图5的(D)中分别作为概念图示出的、相对于基准状态的目标各部分的变动量(X向位移A X、及Y向位移Δ Y)。目标除了包括图案区域PA的一部分以外，还包括基准板RFM的一部分(及标线片R上的标线片标记RA)。
[0073]作为分别利用了剩余四个斑点传感器30L2、30c、30R2、30R1的测量结果，求出与上述同样的相对于基准状态的目标的各部分的变动量(X向位移A X、及Y向位移A Y)。
[0074]然而，考虑到各斑点传感器30的框体31的安装位置或安装状态在长时间内会发生变动，由此，各斑点传感器30的输出发生漂移，因该漂移而导致上述的变动量产生测量误差。在本实施方式中，为了除去因该斑点传感器的输出的随时间经过漂移而引起的上述变动量的测量误差，使用基准板RFM。即，基准板RFM与标线片R不同，即使在曝光开始后经过很长时间，也不担心会发生热变形等，因此，即使在测量时从基准板RFM得到的斑点应该也不会偏离基准状态而发生变化。因此，在例如图5的(C)及图5的(D)等中，能够认为对基准板RFM得到的X向位移△ X、及Y向位移△ Y是因相应的斑点传感器(在该情况下，为斑点传感器30u)的输出的随时间经过漂移而引起的变动成分(也称为漂移成分)。于是，主控制装置20通过从在测量时由同一个斑点传感器的测量结果得到的、标线片图案区域PA部分的X向位移A X及Y向位移△ Y减去基准板RFM部分的X向位移△ X、Y向位移△ Y，来除去因上述斑点传感器的输出的随时间经过漂移而引起的上述变动量的测量误差。
[0075]例如，在图6的(A)中，在用虚线表示的斑点的Y向位移△Y是从基准板RFM部分及标线片图案区域PA部分得到的情况下，通过直到该图中用实线表示的位置为止在Y轴方向上移动这些斑点，能够得到除去了因斑点传感器的输出的随时间经过漂移而引起的测量误差(漂移成分)之后的图案区域PA部分的Y向位移△ Y。针对X向位移△ X也同样。
[0076]于是，主控制装置20在以上述方式求出图7的(A)及图7的(B)中作为一例示出的分别利用五个斑点传感器30l2、30l1、30c、30r2、30ri得到的目标各部分的X向位移Δ X及Y向位移Δ Y(在将各斑点信号转换成位移信息之后)后，从在右侧示出的对应的图案区域PA部分的X向位移A X及Y向位移△ Y除去在图7的(A)及图7的(B)中的左侧示出的各斑点传感器的输出的漂移成分。
[0077]此后，主控制装置20能够基于被除去了漂移成分的、由五个斑点传感器30L2、30L1、30c、30R2、30R1分别得到的图案区域PA的变动信息(△ X及△ Y)、和标线片R的图案区域PA的各部分的位置信息(以四个标线片标记RA的位置为基准的位置信息)，以标线片标记RA的位置为基准求出图案区域PA的二维形变形状(即标线片图案区域PA内各部分在XY平面内的变动信息(位移信息))(参照图7的(C))。在此，之所以能够以标线片标记RA的位置为基准求出图案区域PA的形变形状是因为，虽然图7的(A)及图7的(B)等未图示，但实际上，利用斑点传感器30L2、30R2测量来自各两个标线片标记RA的斑点，作为结果，这些标线片标记RA的位置信息包含在斑点的测量结果中。另外，虽然到此为止没有特意进行说明，在本实施方式中，在标线片对准后，标线片R的位置信息是利用对标线片载台RST的位置信息进行测量的标线片干涉仪14进行测量的，另外，各斑点传感器30的设置位置、以及其检测区域(激光束LB在图案面上的照射区域)在载台坐标系统上的位置坐标为已知的。因此，只要知道由标线片干涉仪14测量出的位置信息例如标线片载台RST的Y坐标值(Y)，主控制装置20就能够计算出标线片R的Y位置、及对应的在标线片R上的激光束LB的照射位置。因此，能够易于辨别出由斑点传感器3 O L 2、3 O R 2测量出的斑点的信息中、哪个部分是由标线片标记R A产生的斑点的信息。
[0078]在本实施方式的曝光装置100中，例如在进行针对每批最开始的晶圆处理时，最初，标线片R装载在标线片载台RST上，通过主控制装置20利用一对标线片对准检测系统13、对准检测系统AS、以及基准板FP(—对第二基准标记及第一基准标记)，按照例如在美国专利第5，646，413号说明书等中披露的顺序，来进行标线片对准及对准检测系统AS的基线测量。另外，在标线片对准时，按照以上详细说明的顺序，通过主控制装置20，以标线片标记RA的位置为基准求出图案区域PA的二维形变形状。
[0079]接着，在将晶圆W装载在晶圆载台WST上(或更换晶圆)之后，通过主控制装置20利用对准检测系统AS执行对晶圆W上的多个对准标记进行检测的对准测量(例如EGA)。由此，求出晶圆W上的多个照射区域的排列坐标。此外，对准测量(EGA)的详细内容已在例如美国专利第4，780，617号说明书等中披露。
[0080]接着，通过主控制装置20，基于对准测量的结果，进行重复将晶圆W移动至用于对晶圆W上的多个照射区域曝光的加速开始位置的照射间步进动作和上述扫描曝光动作的步进扫描方式的曝光动作，在晶圆W上的整个照射区域依次转印标线片R的图案。
[0081]在上述曝光时，主控制装置20基于在标线片对准时求出的标线片R的图案区域PA的二维形变的信息，通过控制标线片载台驱动系统11、载台驱动系统24及成像特性修正控制器48的至少一个，来更高精度地实现标线片R的图案区域PA(曝光用图案)与已经形成在晶圆W上的多个照射区域(底图案)的重合。除该点以外，步进扫描方式的曝光动作与以往并无不同点，因此省略详细说明。
[0082]若曝光结束，则将已曝光的晶圆W从晶圆载台WST上卸载。此后，重复进行上述晶圆W的装载以后的动作，从而依次处理一批内的多个晶圆。在一批的处理结束后，针对下一批晶圆反复执行同样的处理(包括标线片对准及伴随该标线片对准的上述图案区域PA的二维形变形状的测量)。此外，在执行下一批的处理时，还有进行标线片更换而使用不同的标线片的情况，在本实施方式中，针对该更换后的标线片，也以上述方式进行初始测量动作，并将其测量结果即基准状态下的该标线片的图案区域PA的斑点的信息存储在存储装置内，因此，与上述同样地，在标线片对准时进行图案区域PA的二维形变形状的测量。
[0083]如以上详细说明的那样，根据本实施方式的曝光装置100，每次进行标线片对准时，都通过主控制装置20进行利用了斑点传感器30L1、30L2、30C、30R1、30R2的上述测量，并基于由标线片干涉仪14测量到的标线片载台RST的位置信息、和由斑点传感器30L1、30L2、30c、30R1、30R2检测出的斑点的信息，求出形成在标线片R的图案面的图案区域PA在XY平面内的变动量(图案区域PA的二维形变)。因此，即使因由照明光IL的照射引起的标线片R的热变形导致在与投影光学系统PL的光轴交差的方向(例如图案区域PA的与XY平面平行的面内)上产生位移，也能够检测出该位移。特别是，相比于利用由与FIA系统同样的图像处理方式的成像式传感器对图像检测得到的结果进行的目标变动量的检测，利用斑点检测的目标变动量的检测能够为精度高的检测。因此，即使图案区域PA的图案面内的变动(形状变化)为非线性的变动(形状变化)，也能够高精度地检测该变动量。
[0084]另外，根据曝光装置100，在晶圆对准(EGA)后进行的、步进扫描方式的曝光动作下的扫描曝光时，为了使标线片R的曝光用图案与晶圆W上的底图案重合，基于上述的图案区域PA的XY平面内的变动量(图案区域PA的二维形变)的信息，通过主控制装置20控制标线片载台驱动系统11、载台驱动系统24及成像特性修正控制器48的至少一个。因此，即使在伴随因标线片R的热变形等而引起图案区域PA(曝光用图案)发生形变的情况下，也能够提高标线片R的曝光用图案与晶圆W上的底图案的重合精度。
[0085]此外，在上述实施方式中，对斑点传感器(图案测量装置)30设置有五个并且在照明区域IAR的向+Y侧偏移了规定量的位置沿X轴方向以规定间隔配置的情况进行了说明。然而，斑点传感器可以设置有一个、两个、三个、四个、或六个以上，在设置有两个以上的情况下，优选各自的检测区域在图案面(或其附近的面)内配置在彼此不同的位置。斑点传感器在设置有两个以上的情况下，各自的检测区域不限于沿X轴方向配置，也可以沿与Y轴交差的方向排列地配置。但是，斑点传感器(图案测量装置)30需要在标线片载台RST的移动范围内配置在能够检测到来自标线片R的图案区域、及基准板RFM的斑点的位置。另外，在斑点传感器设置有两个以上的情况下，不限于沿X轴方向以规定间隔配置成一列的例子，只要彼此的传感器至少在X方向分离，即使不排列成一列也可以。
[0086]另外，在上述实施方式中，对随着在针对每批最开始的晶圆进行的标线片对准而测量伴随测量斑点的上述标线片R的图案区域PA的二维形变的情况进行了说明。然而不限于此，原理上，还能够考虑在标线片载台RST的动作过程中例如扫描曝光过程中等始终实时实施上述的图案区域PA的二维形变的测量。基于斑点检测的图案的变动量测量与空间像测量这种光强度的测量不同，即使在标线片载台RST高速移动过程中，也能够实现高精度的测量。
[0087]但是，如上述实施方式那样，在多个斑点传感器的检测区域(测量点)相对于光轴向扫描方向偏移的情况下，若进行实时测量，则其一部分的测量动作会在标线片载台RST的加减速过程中进行。在该情况下，为了去掉伴随加减速的加速度对标线片的变形造成的影响，只要以在没有对标线片加热的状态下进行扫描动作时得到的信号为基准，利用相对于该基准的变化量进行同样的处理即可。通过进行实时测量，还能够获取在标线片对准实施间隔内的图案区域各部分的位置变化，因此，能够期待进一步提高重合精度。
[0088]此外，在上述实施方式中，对在标线片载台RST在扫描方向上的连续移动过程中进行基于五个斑点传感器的测量(检测)的情况进行了说明，但考虑到在这种连续测量中，在存储装置内存储的数据的量会变膨大。于是，可以以减少数据量为目的，采用如下的离散静止测量，即，将标线片载台RST在扫描方向上的多个点(例如5点)上步进移动，在各步进位置进行基于斑点传感器的测量(检测)。是进行连续测量还是进行离散静止测量，例如可以根据与必要的测量精度之间的平衡来决定。
[0089]另外，在上述实施方式中，对主控制装置20在上述连续测量时，基于标线片干涉仪14的测量信息和斑点传感器的测量信息对图案区域的二维形变(图案区域的各部分在二维平面内的位移)进行测量的情况进行了说明。然而不限于此，也可以基于标线片干涉仪14的测量信息和斑点传感器的测量信息，在测量图案区域的二维形变的基础上，还测量图案区域在Z轴方向上的位移。通过采用例如在日本特开2006-184091号公报等披露的、利用三角测量原理对测定对象面的高度方向位置进行检测的图像相关位移计来作为上述的斑点传感器30，在图案区域PA的至少一部分区域的二维形变的基础上，还能够对该至少一部分区域在Z轴方向上的位移进行测量。
[0090]另外，在上述实施方式中，作为一例，对多个(五个)斑点传感器的检测区域相对于投影光学系统PL的光轴AX向扫描方向偏移地配置的构成进行了说明，但不限于此，多个传感器的至少一个检测区域可以设定在照明光IL所通过的照明区域IAR的一部分区域。例如图8示出的变形例的曝光装置那样，采用斜入射光学系统，由此，也能够考虑构成为沿扫描方向在光轴AX上配置多个斑点传感器(图案测量装置)的检测区域的结构。在本变形例的曝光装置中，多个(五个)斑点传感器30’各自由照射单元30A和受光单元30B构成。照射单元30A包括框体和内置于该框体的相干光源，受光单元30B包括框体和内置于该框体的透镜、针孔板及检测器。
[0091]在本变形例的曝光装置中，其他部分的构成与上述实施方式的曝光装置相同。
[0092]根据本变形例的曝光装置，即使在步进扫描方式的曝光动作过程中也能够实现对标线片R的图案区域PA的斑点的上述连续测量。因此，在标线片对准时，不需要追加斑点的测量时序，相应地与上述实施方式相比能够提高处理能力。另外，由于直接测量曝光用图案本身的位置，所以基于该测量结果以使曝光用图案与晶圆上的底图案重合的方式控制标线片载台驱动系统11，相当于利用曝光用图案本身来进行标线片载台RST的定位。因此，根据本变形例的曝光装置，处理变简便，并且曝光用图案与晶圆上的底图案的重合精度也提高。在该情况下，与利用将格子部作为目标的包括读头在内的编码器系统来测量标线片载台的位置信息的情况等不同，不会受到因格子部的变动等而引起的载台坐标系统的变动的影响，因此，在确保重合精度上极其有利。但在这种情况下，也有可能产生斑点传感器30 ’的输出漂移，因此，与上述实施方式同样地，需要去除该漂移成分。另外，为了进一步提高测量精度，可以并用上述标线片干涉仪14或编码器系统来测量标线片载台RST的XY平面内的位置?目息O
[0093]此外，在上述实施方式或变形例(以下，称为上述实施方式等)中，对作为用于检测图案区域的形变(各部的位移)的传感器而使用斑点传感器的情况进行了说明。然而，如上所述，在曝光开始前的标线片(掩膜)处于基准状态时，在伴随标线片的移动的规定动作过程中，基于标线片的位置信息和图案测量装置(传感器)对图案区域的图案的检测信息，求出图案的第一信息，在曝光开始后经过规定时间之后，在所述规定动作过程中，基于标线片的位置信息和所述图案测量装置(传感器)对图案的检测信息，求出所述图案的第二信息，并基于对应于标线片的同一位置的所述第二信息与所述第一信息之间的差分，来求出所述图案的XY平面内(及Z轴方向)的变动信息，在采用这种方法的情况下，传感器也可以不是斑点传感器。作为这种情况下的传感器，可以考虑使用例如与对图案区域进行拍摄以获得该图像的上述FIA系统同样的图像处理方式的成像式图像传感器等。
[0094]另外，在上述实施方式等中，将标线片R设为图案等无描绘误差(或小到能够无视的程度)的标线片，但通过利用上述斑点测量，也能够检测图案的描绘误差例如变形等。具体来说，预先准备具有利用电子束曝光装置描绘出的没有描绘误差(变形等)的图案的基准标线片Α，针对该基准标线片进行与上述的初始测量动作同样的测量动作，将测量出的斑点信息作为基准信息并保存至存储装置。另外，针对图案有描绘误差的另一标线片B进行与上述的初始测量动作同样的测量动作，将测量出的斑点的信息作为该标线片B的基准状态下的斑点的信息并保存至存储装置。然后，对标线片B的基准状态下的斑点的信息和基准信息进行比较，若他们之间存在差值，则能够判断为标线片B具有图案的描绘误差，能够认为该差值与描绘误差对应。例如，在线与间隔(line and space)图案的一部分因描绘误差而发生变形的情况下，包括该描绘误差在内的线与间隔图案的斑点与作为基准信息而保持的斑点不同，因此，通过上述方法能够检测出该线与间隔图案的一部分的变形。
[0095]此外，在上述实施方式等中，对曝光装置为不通过液体(水)来对晶圆W进行曝光的干式曝光装置的情况进行了说明，但不限于此，例如，如欧州专利申请公开第I，420，298号说明书、国际公开第2004/055803号、美国专利第6，952，253号说明书等中披露的那样，还能够对在投影光学系统与晶圆之间形成包含照明光的光路在内的液浸空间且通过投影光学系统及液浸空间的液体利用照明光对晶圆进行曝光的曝光装置应用上述实施方式等。
[0096]另外，在上述实施方式等中，对曝光装置为扫描步进机的情况进行了说明，但不限于此，还可以对步进机等的静止型曝光装置应用上述实施方式等。另外，对将照射区域和照射区域进行合成的步进接合(step&stitch)方式的缩小投影曝光装置、没有利用投影光学系统的接近式曝光装置、或反射镜投影式对准曝光装置(project1n aligner)等也能够应用上述实施方式等。
[0097]另外，上述实施方式等也能够应用于双载台型的曝光装置。双载台型的曝光装置的构造及曝光动作已在例如美国专利第6，341，007号、美国专利第6，400，441号、美国专利第6，549，269号、美国专利第6，590，634号、美国专利第5，969，441号以及美国专利第6，208，407号等中披露。
[0098]另外，上述实施方式等的曝光装置中的投影光学系统不仅可以为缩小系统也可以为等倍及放大系统的某一种，投影光学系统PL不仅可以为折射系统，也可以为反射系统及反射折射系统的某一种，其投影像可以为倒立像及正立像的某一种。另外，上述的照明区域及曝光区域的形状不限于矩形，例如可以为圆弧、梯形或平行四边形等。
[0099]另外，照明光IL不限于ArF准分子激光(波长193nm)，也可以是KrF准分子激光(波长248nm)等紫外光或者F2激光(波长157nm)等真空紫外光。也可以例如美国专利第7，023，610号说明书中披露的那样，使用如下的高谐波，该高谐波作为真空紫外光，利用掺杂有例如铒(或者铒和镱双方)的光纤放大器将由DFB半导体激光器或者光纤激光器振荡出的红外区域或者可视区域的单一波长激光放大，并使用非线性光学晶体波长变换成紫外光。
[0100]另外，在上述实施方式等中，作为曝光装置的照明光IL不限于波长10nm以上的光，当然也可以使用波长不满10nm的光。例如，也能够将本发明应用于使用软X线区域(例如5?15nm的波长区域)的EUV(Extreme Ultrav1let:极紫外线)光的EUV曝光装置。另外，上述实施方式等也能够应用于使用电子束或者离子束等带电粒子束的曝光装置。
[0101]还能够将上述实施方式应用于例如美国专利第6，611，316号说明书中披露的那种曝光装置，该曝光装置利用投影光学系统在晶圆上合成两个标线片图案，通过一次扫描曝光，来几乎同时对晶圆上的一个照射区域进行双重曝光。
[0102]此外，在上述实施方式中应形成图案的物体(被能量束照射的作为曝光对象的物体)并不限于晶圆，也可以是玻璃板、陶瓷基板、薄膜构件或者掩模底版(mask blank)等其他的物体。
[0103]另外，还可以取代激光干涉仪，而将编码器用于标线片载台、晶圆载台的位置信息的测量。
[0104]作为曝光装置的用途并不限定于半导体制造用的曝光装置，也能够广泛地应用于例如将液晶显示元件图案转印至方形的玻璃板的液晶用的曝光装置或者用于制造有机EL、薄膜磁头、摄像元件((XD等)、微型机器以及DNA芯片等的曝光装置。另外，上述实施方式等不仅能够应用于为了制造半导体元件等微型器件的曝光装置，而且也能够应用于为了制造光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置以及电子束曝光装置等所使用的标线片或者掩膜，而将电路图案转印至玻璃基板或者硅晶圆等上的曝光装置。
[0105]半导体元件等电子器件是通过以下这些步骤制造的:器件的功能、性能设计的步骤、基于该设计步骤的制作标线片的步骤、利用硅材料制作晶圆的步骤、通过上述实施方式的曝光装置(图案形成装置)以及该曝光方法来将掩膜(标线片)的图案转印至晶圆的光刻步骤、使曝光后的晶圆显影的显影步骤、通过蚀刻去掉除了保留抗蚀剂的部分以外的部分的露出构件的刻蚀步骤、去掉蚀刻结束后不再需要的抗蚀剂的去除抗蚀剂步骤、器件组装步骤(包括切割工序、结合工序、封装工序)、以及检查步骤等。在这种情况下，在光刻步骤中，由于使用上述实施方式等的曝光装置来实施上述的曝光方法，在晶圆上形成器件图案，所以能够以较高的生产性制造高集成度的器件。
[0106]此外，援引在至此为止的说明中引用的与曝光装置等有关的所有公报、国际公开、欧州专利申请公开说明书、美国专利申请公开说明书及美国专利说明书的披露内容来作为本说明书的记载的一部分。
[0107]附图标记说明
[0108]14标线片干涉仪、20主控制装置、30L1、30L2、30c、30r1、30R2斑点传感器、48成像特性修正控制器、100曝光装置、IL照明光、PA图案区域、PL投影光学系统、R标线片、RA标线片对准标记、RFM标线片基准标记板、RST标线片载台、W晶圆、WST晶圆载台。
【主权项】
1.一种曝光装置，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移动的方向正交的方向上的轴排列配置。20.如权利要求16?19中任一项所述的曝光装置，其特征在于， 通过所述多个传感器中的第一传感器求出所述第一检测区域中的所述随时间经过的变动量， 通过与所述第一传感器不同的第二传感器求出在所述图案面内与所述第一区域不同的第二区域中的随时间经过的变动量。21.如权利要求16?20中任一项所述的曝光装置，其特征在于， 所述多个传感器的至少一个的检测区域包括所述能量束通过的区域。22.如权利要求3?21中任一项所述的曝光装置，其特征在于， 所述控制装置向所述物体上的多个区划区域依次转印所述图案，与此并行地，通过所述传感器检测来自所述图案面的所述斑点。23.—种曝光方法，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，所述曝光方法的特征在于， 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。24.如权利要求23所述的曝光方法，其特征在于， 所述第一信息以及所述第二信息包括与将所述测量光照射至所述规定面而产生的斑点有关的信息。25.如权利要求23或24所述的曝光方法，其特征在于， 所述规定面包括所述掩膜的所述图案面。26.如权利要求23?25中任一项所述的曝光方法，其特征在于， 所述第一时间点包括开始向所述物体转印所述图案之前的时间。27.如权利要求23?26中任一项所述的曝光方法，其特征在于， 还包括如下的步骤: 在一边使所述掩膜与所述物体同步地相对于所述能量束进行相对移动一边通过投影光学系统对所述物体进行曝光的扫描曝光时，基于所述求出的所述第一区域的变动信息，对所述掩膜的移动、所述物体的移动、及所述投影光学系统的成像特性的至少一个进行控制。28.如权利要求23?27中任一项所述的曝光方法，其特征在于， 在所述第一区域检测到的信息为，向所述掩膜的规定面照射与所述能量束不同的相干光束来获得来自所述规定面的检测区域的与斑点有关的信息的传感器的信息。29.如权利要求28所述的曝光方法，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。30.如权利要求29所述的曝光方法，其特征在于， 所述传感器设置有多个，通过该多个传感器在配置在所述规定面上的不同位置的多个检测区域分别检测来自所述规定面的斑点。31.如权利要求30所述的曝光方法，其特征在于， 所述多个传感器中的至少一个在其检测区域能够检测来自在所述掩膜形成的掩膜对准标记的所述斑点。32.如权利要求30或31所述的曝光方法，其特征在于， 一边使所述掩膜与所述物体同步地相对于所述能量束进行相对移动，一边通过投影光学系统对所述物体进行曝光， 所述多个传感器能够在所述规定面内沿与所述相对移动的方向交差的方向彼此分离地配置的各自的检测区域内，检测来自所述掩膜的规定面的斑点。33.如权利要求32所述的曝光方法，其特征在于， 所述多个检测区域在所述规定面内，沿与所述投影光学系统的光轴通过的所述相对移动的方向交差的方向的轴排列配置。34.如权利要求25所述的曝光方法，其特征在于， 所述第一区域的变动信息包括与所述图案面平行的平面方向上的所述第一区域的变动。35.如权利要求25所述的曝光方法，其特征在于， 所述第一区域的变动信息包括与所述图案面交差的方向上的所述第一区域的变动。36.如权利要求28所述的曝光方法，其特征在于， 所述掩膜保持在具有形成有基准图案的基准构件的掩膜载台上， 基于来自所述基准构件的与斑点有关的信息，计算出因所述传感器的漂移而引起的所述变动信息的测量误差。37.如权利要求23?36中任一项所述的曝光方法，其特征在于， 对所述第二信息的检测是与向所述物体照射所述能量束并行进行的。38.一种器件制造方法，其特征在于， 包括如下的步骤: 利用如权利要求23?37中任一项所述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。
【文档编号】H01L21/027GK105917441SQ201580004839
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年1月8日
【发明人】柴崎祐, 柴崎祐一
【申请人】株式会社尼康