曝光方法及曝光装置的制作方法

专利名称：曝光方法及曝光装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种曝光方法及曝光装置。
然而，随着近年来图案细微化的趋势，而将曝光装置内所使用的光学投影系统的开口数NA设定变大，且由于开口数NA变大的缘故，因而导致光学投影系统的焦点深度因kλ/NA2(k为定值，λ为波长)的关系而变浅。而且，当进行液晶显示器的制造之际，所使用的玻璃基板的表面(曝光处理面)必需在光学投影系统的焦点深度内具有较小的平面度。但，由于玻璃基板一般是由玻璃压延制造而成，因此难以得到所期望的平面度。
因而，难以一次对此光学投影系统的焦点深度内的玻璃基板表面的全部曝光区域进行曝光处理。在公知中，凭借对位于光学投影系统的焦点深度内的玻璃基板上的曝光处理面进行预测而将玻璃基板上的曝光区域分割成多个小区域。之后，分别对分割区域进行曝光处理，以将此分割区域中的玻璃基板上所形成的分割图案合并而形成所预定的图案。具体而言，首先，分别对位于光学投影系统的焦点深度内的玻璃基板上的分割区域进行预测，再分别设定所预测的分割区域的尺寸。之后分别对具有各自对应此设定的分割区域的分割图案的光罩进行设计制作。接着，使用此光罩试验性的对玻璃基板进行曝光处理。总体而言，起因于光学投影系统的焦点深度内的玻璃基板的分割区域的玻璃基板的平面度不足而形成不良图案，由于此分割区域凭借此在焦点深度内对分割区域的尺寸再度设定修正而成，因此，必需重新修正制作对应此而再度设定修正的分割区域的光罩，之后进行再度曝光处理以于全部的曝光区域中得到具有所定的精确度的图案。
然而，由于在此方法中先以预测为基准将大曝光区域分割成多个小曝光区域之后，再进行曝光处理，因此，必需进行测试的曝光处理而降低生产性或作业效率。而且，在进行测试的曝光处理之后，需将未符合光学投影系统的焦点深度内的分割区域，依预测设定修正成符合焦点深度内的新分割区域尺寸，因而需修正制作具有对应此分割区域的分割图案的光罩，如此会使效率更进一步地降低。
为解决上述问题，本发明的较佳实施例采用安装有对应

图1至图9的结构。
本发明的曝光方法，适用于在光学投影系统PL中在基板P上曝光形成图案PA的曝光方法，此方法包括检测基板P的平面度，再以此检测结果为基准，对基板P上的投影区域的尺寸进行设定。
本发明的曝光装置，适用于在光学投影系统PL中在基板P上曝光形成图案PA的曝光装置EX，此装置包括检测装置(6、CONT)与设定装置(CONT、M、B)。检测装置(6、CONT)用以检测基板P的平面度。设定装置(CONT、M、B)以此检测结果为基准，对基板P上的投影区域的尺寸进行设定。
在本发明中，检测基板P的平面度，再以此检测结果为基准，对基板P上的投影区域的尺寸进行设定。例如当投影区域内所对应的基板P的曝光处理面以较有效率的方式设定于光学投影系统PL的焦点深度内。因此，由于可以较有效率的方式设定对应平面度的较佳投影区域，因而可在实现高生产性的同时，以较有效率地方式进行精确度佳的曝光处理。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明。
图2A至图2B所示为遮蔽装置的说明图。
图3所示为用以说明本发明的一较佳实施例的曝光方法的流程图。
图4所示为用以说明本发明的一较佳实施例的曝光方法的流程图。
图5A至图5D所示为本发明的第一较佳实施例的曝光方法的说明图。
图6A至图6B所示为基板平面度的说明图。
图7A至图7D所示为本发明的第二较佳实施例的曝光方法的说明图。
图8A至图8B所示为本发明的其它较佳实施例的曝光方法的说明图。
图9所示为半导体装置的制造过程的一实例的流程图。标号说明1光源 2椭圆镜3a折射镜3b折射镜5雷射干涉计 6焦点检测系统(检测装置)6a光投射系统6b光接收系统7可变光罩 14开口部15a透光部 15b减光部16遮光部201，202，203，204，205，206，S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S11，S12，S13，S14，S15，S16，S17步骤AX光轴 B遮蔽装置(设定装置)
B1光源侧遮蔽 B2光学投影系统侧遮蔽Bn标准遮蔽 Bg遮蔽玻璃(设定装置)CONT控制装置(检测装置、设定装置、曝光控制装置)D，PSTD驱动机构EL曝光光线EX曝光装置 IL光学照明系统IU光学单元 M，M1，M2，M3光罩Ma，Mb，Mc，Md，Me，Mf分割光罩(设定装置)MST光罩台 P玻璃基板(基板)PA图案 PA1导线图案(周边部图案)PA2画素图案(反复图案)PAa，PAb，PAc，PAd，PAe，PAf分割图案PH基板托架 PL光学投影系统PST基板台座请参照图1所示，曝光装置EX具有光学照明系统IL、遮蔽(blind)装置B及光学投影系统PL。其中，光学照明系统IL以来自光源1的光束对保持于光罩台(mask stage)MST上的光罩M(Ma～Md)进行照明。遮蔽装置B(设定装置)配置于此光学照明系统IL内，凭借调整通过曝光光线EL的开口面积，以规定此曝光光线EL对光罩M(Ma～Md)的照明范围。光学投影系统PL用以将曝光光线EL照明于光罩M(Ma～Md)的图案PA(PAa～PAd)后所产生的影像投射于角形的玻璃基板P(基板)上。曝光装置EX全体的动作以控制装置CONT(设定装置、曝光控制装置)的指示为基准而进行。
再者，在本较佳实施例中，曝光装置EX在光罩M与基板P皆为静止的状态下，以光罩M的图案进行曝光后再将基板P依序步进的反复步进型的曝光装置。在此，本较佳实施例中，当在基板P上转写所定图案之际，将此所定图案分割成多个部分而形成各自对应每个分割图案PAa～PAd的多个分割光罩Ma～Md，且合并凭借前述分割光罩Ma～Md的交替而于基板P上所形成的分割图案PAa～PAd(即将画面连续)即可于基板P上形成一个合成图案。
光源1例如是位于g线(436nm)、h线(405nm)、i线(365nm)及更细微领域的发射波长为193nm的ArF雷射准分子雷射(laser excimerlaser)、发射波长为157nm的氟雷射(F2laser)、发射波长为146nm的氪雷射(Krypton-dimer laser，Kr2雷射)、或发射波长为126nm的氩雷射(Argon-dimer laser，Ar2雷射)。
来自光源1所射出的曝光光线EL以椭圆镜2聚光，再以光学照明系统IL的折射镜(mirror)3a反射，以入射至构成光学照明系统IL的光学单元IU中。光学单元IU具有中继透镜(relay lens)、用以使曝光光线EL均一化的光学积算器(optical integrator)、用以使曝光光线EL射入光学积算器的输入透镜(input lens)、用以将由光学积算器所射出的曝光光线EL聚光于光罩M上的中继透镜、以及聚光透镜(condenser lens)等的多个透镜(光学器件)。
如图1所示，具有各个图案PAa～PAd的光罩Ma～Md搭载于可变光罩(mask change)7上。可变光罩7配置成可于光罩台MST的上方自由移动，以在光罩台MST上分别对分割光罩Ma～Md进行负载卸载(load unload)。
搭载于可变光罩7上的光罩M收容于光罩收藏室(mask library)(未图标)内。光罩收藏室内的光罩M搭载于可变光罩7上之际，从光罩收藏室以未图标的装载器(loader))将光罩M负载在光罩台MST上，再以可变光罩7收取光罩台MST上的光罩M，以使光罩M搭载于可变光罩7上。另一方面，搭载于可变光罩7上的光罩M会回到光罩收藏室内，也即当来自可变光罩7的光罩M负载于光罩台MST时，以前述未图标的装载器将光罩台MST上的光罩M移回光罩收藏室。
由光学单元IU所射出的曝光光线EL，在经过折射镜3b的反射之后，入射至可于二次元方向(即XY方向)上移动的光罩台MST上的光罩M(Ma～Md)中。更有甚者，透过光罩M的曝光光线EL入射至光学投影系统PL中，并透过构成此光学投影系统PL的多个透镜(光学器件)入射至基板P中，而在基板P的表面形成光罩M的图案的影像。
基板P于其表面上涂布感光剂，再保持在基板托架(holder)PH上。此用以保持基板P的基板托架PH设置于基板台座PST上。基板台座PST也可以设成可在XYZ方向上移动或是设成可在Z轴方向上转动。更有甚者，也可以在倾斜于曝光光线EL的光轴AX的方向上移动，且当支持有基板P之际，也可视基板P的水平(leveling)进行调整。
基板台座PST的XY平面内的位置以雷射干涉计5检测而得。另一方面，基板台座的Z方向的位置则以具有光投射系统6a与光接收系统6b的焦点检测系统6(检测装置)检测而得。将雷射干涉计5及焦点检测系统6的检测结果输出至控制装置CONT之后，基板台座PST会以控制装置CONT的指示为基准并凭借驱动机构PSTD而移动。而且，焦点检测系统6检测基板托架PH上所保持的基板P的表面(曝光处理面)的位置，以提供关于此基板P位置的情报给控制装置CONT。控制装置CONT会于进行曝光处理之前，以焦点检测系统6对基板P的表面位置的检测结果为基准，经过驱动机构PSTD移动基板台座PST，以使基板P的表面位置与光学投影系统PL的焦点位置相互吻合。
再者，当基板P已与光学投影系统PL的成像位置相互吻合之际，焦点检出系统6不一定需要检测出基板P上的光学投影系统PL的投影区域的中心位置。例如，请参照图5B所示，当4个分割光罩Ma～Md的图案同时连续曝光在基板P上之际，焦点检出系统6检测出基板P上进行接合的位置(也就是说，图5B的分割光罩Ma～Md的部分的投影位置)，其检测结果的平均位置也与光学投影系统PL的成像位置相符合。因此，可以减少基板P上的接合部分的线宽变化，而制造出高品质的液晶显示器。
另外，焦点检测系统6(检测装置)可以检测基板P表面的多个位置，并将此检测结果输入控制装置CONT内。控制装置CONT会以基板P表面的多个位置情报为基准，而求得基板P的平面度。也就是说，仅利用可检测基板P表面多个位置的焦点检测系统6以及以此检测结果为基准而求得基板P的平面度的控制装置CONT，即可构成用以检测基板P的平面度的检测装置。
配置于光学照明系统IL内的遮蔽装置B(设定装置)用以调整曝光光线EL对光罩M的照明范围，且其所定的尺寸可设定照明范围的尺寸，甚至设定光学投影系统PL对基板P的投影区域的尺寸。
请参照图2A所示，遮蔽装置B具有光源侧遮蔽B1与光学投影系统侧遮蔽B2。光源侧遮蔽B1与光学投影系统侧遮蔽B2分别设有一体成形的遮蔽玻璃(glass blind)Bg与标准遮蔽(normal blind)Bn。遮蔽玻璃Bg用以进行持续画面的曝光处理(重复曝光)，而标准遮蔽Bn则用以进行不持续画面的曝光处理。光源侧遮蔽B1与光学投影系统侧遮蔽B2凭借依据控制装置CONT的指示而驱动的驱动机构D而可以在图2A的Y方向(与曝光光线EL的光轴AX交会的方向)上移动。当在曝光处理的过程中，在切换遮蔽玻璃Bg与标准遮蔽Bn之际，光源侧遮蔽B1与光学投影系统侧遮蔽B2分别在图2A的Y方向上进行移动。
标准遮蔽Bn具有开口部14，且其周围由遮光部16所构成。在开口部14中设有未图标的刃形支承(knife-edge)。总体来说，驱动机构D移动光源侧遮蔽B1与光学投影系统侧遮蔽B2，以使其各自的开口部14组合而改变形成提供曝光光线EL通过的开口的尺寸，进而调整曝光光线EL对光罩M的照明范围。
遮蔽玻璃Bg具有由透明的玻璃基板所构成的透光部15a。透光部15a的周围由遮光部16所构成。再者，在透光部15a与遮光部16的交界处，即，在由玻璃基板所构成的透光部15a的端部上设有由铬(chrome)等遮旋光性部件的密度的变化而蒸着得到的减光部15b。在减光部15b中的铬膜以低于曝光装置EX的解析界限的尺寸的点(dot)状的方式蒸着于玻璃基板上，此点状的铬膜的密度设定成由透光部15a朝向遮光部16渐增，如此，即可使减光部15b的减光率发生变化。
对进行持续画面之际的光罩M的曝光光线EL的照明范围的设定如图2B所示，将光源侧遮蔽B1与光学投影系统侧遮蔽B2的各遮蔽玻璃Bg、Bg依所定量进行组合而得。最后，以驱动机构D移动光源侧遮蔽B1与光学投影系统侧遮蔽B2，以使各个的透光部15a依所定量组合而调整形成可透过曝光光线EL的透过部的尺寸，进而调整曝光光线EL对光罩M的照明范围。总体来说，凭借基板P在对应减光部15b的减光区域的重叠曝光，可使合成图案的全部区域内的曝光量为均一的。再者，即使不设置如图2A至图2B中所示的分设于上下部分的横向部分的减光部15b，也可以在进行曝光处理之际，凭借将光源侧或光学投影系统侧的至少一侧的玻璃遮蔽Bg在横向(Y方向)上的移动进行曝光所产生的光量分布而在投影区域上形成减光区域，因此当此减光区域与基板P重合时，也可使合成图案的全部区域内的曝光量为均一的。
由蒸着所形成的玻璃遮蔽Bg的减光部15b可凭借分子级别(level)进行具有较佳精确度的光量分布的调整，如此，在进行持续画面(重复曝光)之际，可进行更精确地合成图案的全部区域内的曝光量的均一化。因而，例如是反复形成同一的部分图案，也可以进行更精确地反复图案(画素图案(pixel pattern))的重合。
接着，请参照图3与图4所示对利用控制装置CONT将光罩M上所形成的图案曝光于基板P上的方法进行说明。
首先，控制装置CONT进行投影区域的最佳化以使基板P的曝光区域位于光学投影系统PL的焦点深度内，也就是说，判别是对曝光区域进行一次总括性的曝光处理，或是对分割曝光区域而成的分割区域进行曝光处理。如此，并对此曝光处理所得的图案与其对应的必要的所定精确度的图案进行判断。例如是将驱动器(driver)所编入的图案或接触窗开口(contact hole)图案等所定分辨率为必要图案时，则判断为需进行最佳化(也就是为「是」的情形)。当绝缘层等所定分辨率为容许图案时，则判断为不需进行最佳化(也就是为「否」的情形)(步骤S1)。
当控制装置CONT在步骤S1中判断为需进行最佳化(也就是为「是」的情形)的情形下，以所定分辨率对必要的图案进行曝光之际，由于必需有关于基板P的平面度的数据，因而开始取得前述的数据(步骤S2)。
另一方面，当控制装置CONT在步骤S1中判断为不需进行最佳化(也就是为「否」的情形)的情形时，则开始进行通常的曝光动作(步骤S14)。
接着，控制装置CONT判断是否进行基板P的平面度的检测(步骤S3)。
当控制装置CONT在步骤S3中判断为需要进行基板P的平面度的检测(也就是为「是」的情形)时，则将待进行曝光处理的基板P负载于基板台座PST上(步骤S4)。
接着，控制装置CONT控制焦点检测系统6(检测装置)检测关于基板P的全部曝光区域(即基板P的表面的全面)中的多点的位置的情报。至装置CONT以检测装置6的检测结果为基准，求得基板P的平面度(步骤S5)。
再者，检测装置6对基板P的全面(全曝光区域)的格子状位置进行检测。
另一方面，控制装置CONT在步骤S3中判断为不进行基板P的平面度的检测(也就是为「否」的情形)时，此控制装置CONT会要求所连接的存储装置中关于基板P的平面度的情报(步骤S6)。
在此，存储装置内储存有由检测装置6或其它的平面度检测装置所检测的关于基板P的平面度的情报。此其它的平面度检测装置例如是设于曝光装置EX所邻接的代码显影器(code developer)内的平面度检测装置。此代码显影器内的平面度检测装置用以对显像处理后的基板P的平面度进行检测，一般而言，由于由玻璃基板所构成的基板P的一批(lot)的每一个的形状几乎相同，因而使用显像处理后的基板P的平面度的检测数据即可。
控制装置CONT领受存储装置中所存储的关于平面度的数据(步骤S7)。
控制装置CONT在步骤S5或步骤S7中取得关于基板P的平面度的情报后，判断是否对具有此平面度的基板P进行曝光处理。具体而言，在求得基板P的全曝光区域中的光学投影系统PL的焦点深度与平面度之差DEL之后，判断此之差DEL是否大于所定值δ(步骤S8)。
在此，所定值δ为预设的容许值，由于在光学投影系统PL的焦点深度内，对基板P的曝光处理面有所影响的要因中，此数值化的结果涵盖有基板P的平面度以外的要因。具体而言，基板P上的感光剂的不均一性、基板托架PH的平面度、自动对焦(auto-focus)精确度、自动对焦与光学投影系统PL之间的同焦点误差、光学系统的镜面弯曲等，当前述之差DEL为所定值δ以上时，对光学投影系统PL的焦点深度而言，基板P的平面度在容许值内。
控制装置CONT在此差DEL大于所定值δ之际进行通常的曝光处理动作(步骤S14)，而当此差DEL小于所定值δ之际，则进行步骤S9以求取满足此差DEL大于所定值δ的条件的投影区域。
另外，也有将基板P整个倾斜以得到良好的平面度的情形。
为此，控制装置CONT在步骤S8中判断为必需将基板P整体的水平补正。具体而言，当基板托架PH的平面为a1x+b1y+c1z+d＝0，且依据基板P的平面度的数据而得到类似的基板P的平面a2x+b2y+c2z+d＝0之际，此时基板台座PST的水平(也就是余切(cotangent))角以θ表示，且θ满足数学式1之际，控制装置CONT完成基板P的水平补正，而进行步骤S14。
数学式1COS-1|a1a2+b1b2+c1c2a12+b12+c12a22+b22+c22|≤θ]]>再者，控制装置CONT在未满足上式的情形或在步骤S9中未从平面度的测定数据得到近似基板的平面度的情形时，则依据每一曝光区域(例如是44mm×44mm)所计算而得到的近似平面所需进行的水平补正，进行基板P全体的水平补正。
再者，控制装置CONT在计算出每一曝光区域的近似平面的情形时，以除去局部平面度较差的特殊点(x3，y3，z3)之后所计算而得。
控制装置CONT在步骤S9中，下式可计算出特殊点(x3，y3，z3)对进行水平补正后的曝光区域的近似平面a2’x+b2’y+c2’z+d’＝0的距离H。数学式2H=|a2′x3+b2′y3+c2′z3+d2′|a2′2+b2′2+c2′2]]>此时，控制装置CONT以光学投影系统PL的焦点深度与所算出的距离H之间的差为DEL，再以此差DEL与所定值δ比较，当差DEL为较大的情形，则进行步骤S10。
控制装置CONT在差DEL小于所定值δ的情形时，则依序缩小曝光区域(最后直到10mm×10mm为止)，当差DEL大于所定值δ之后，则设定此为曝光区域，再进行步骤S10。
控制装置CONT在求得差DEL为所定值δ以上的投影区域尺寸之后，判断是否对具有所求得的尺寸的投影区域进行处理。具体而言，当由具有多个分割图案的基板P所结合而成的基板P进行所定图案的曝光之际，判断具有对应步骤S9所求得的投影区域的尺寸的分割图案的多个光罩M是否要变更(步骤S10)。
控制装置CONT在步骤S10判断为需变更光罩M的情形(也就是为「是」的情形)时，选择具有对应步骤S9中所求得的投影区域尺寸的分割图案的光罩M，再将此光罩M搭载于可变光罩7上，之后，将具有所定的分割图案的光罩M负载于光罩台MST上(步骤S11)。
例如，请参照图5A所示，在以形成于光罩M上的图案PA对基板P进行曝光之际，图案PA形成如图5B所示的4个分割图案PAa～PAd，再以分别形成有分割图案PAa～PAd的光罩Ma～Md进行曝光处理。由此所检测而得的基板P的平面度的结果，会使如图6A所示的此平面度较大(较差)的情形，直接将投影区域设定成较小，可使对应此基板P的曝光处理面变为位于光学投影系统PL的焦点深度内。因而，请参照图5C所示，对较小的投影区域进行曝光处理，图案PA例如被分别分割成6个分割图案PAa～PAf等较小的分割图案，再使用分别具有此分割图案PAa～PAf的光罩Ma～Mf进行曝光处理为此，控制装置CONT(曝光控制装置)指示将保持于可变光罩7上的分割光罩Ma～Md变更为分割光罩Ma～Mf。总体而言，将分割光罩Ma～Md自可变光罩7卸载，并将分割光罩Ma～Mf负载在可变光罩7上。
另一方面，当检出装置6所检测而得到的基板P的平面度为如图6B所示的较小(较佳)时，可以将图5B的4个分割图案PAa～PAd形成具有较大投影区域的分割图案，并可替换光罩Ma～Md而对对应此投影区域的位于光学投影系统PL的焦点深度内的基板P的曝光处理面进行通常的曝光处理动作。
再者，基板P的平面度为如图6B所示的起伏较小(较佳)之际，则可以对具有较大分割图案的图案PA进行曝光处理。例如是将保持于可变光罩7上的4个分割光罩Ma～Md替换成图5D所示的分别具有较大的分割图案PAa、PAb的2个光罩Ma、Mb。
控制装置CONT在步骤S10中判断为不变更光罩M(也就是为「否」的情形)时，由于在此时的投影区域内光学投影系统PL的焦点深度内无法涵盖基板P的曝光处理面，因而发出超过(over)焦点深度的警告(步骤S15)。
控制装置CONT在步骤S15之后，判断是否继续所定的处理(步骤S16)。
当控制装置CONT判断为不继续进行处理的情形(也就是为「否」的情形)时，则结束此一连串的所定处理。
控制装置CONT在步骤11中判断所负载的光罩M是否为适当光罩(步骤S12)。
此适当光罩例如是具有由同一部分图案反复成形的反复图案的光罩。此具有反复图案的光罩可轻易进行精确度较佳的持续画面。
当控制装置CONT在步骤S12中判断为适当光罩(也就是为「是」的情形)之际，则依据所判断的具有反复图案的光罩进行遮蔽装置B的设定(步骤S13)。
最后，为进行持续画面而将遮蔽装置B中的遮蔽玻璃Bg作最佳的设定，以在对基板P进行曝光之际，使分割图案PAa～PAd(PAa～PAf)的周边部相互接合，而使全体在基板P上形成所定图案PA。
另一方面，控制装置CONT在步骤S12中判断为不是适合光罩(也就是为「否」的情形)之际，则进行不是适合光罩的警告(步骤S17)。
控制装置CONT在进行不是适合光罩的警告之后，会进行是否继续进行处理的判断(步骤S16)。
此时，将对应投影区域的基板P的曝光处理面变更至焦点深度内更佳适当的位置(例如是焦点深度内的中央值)，再分别利用具各分割图案PAa～PAd(PAa～PAf)的遮蔽玻璃Bg更进一步地分割曝光。例如是将对应1个分割图案Paa的曝光光线的遮蔽玻璃Bg的照明区域分割成更小的区块，再使这些小区域接合于基板P上。
如此，由于使用具有由同一部分图案反复成行的反复图案(画素图案)的遮蔽玻璃Bg，因此，在对应所设定的适合的分割区域的各投影区域中，可使基板P的曝光处理面完全位于光学投影系统PL的焦点深度内。最后，反复图案也可以改用图案的其它部分，当基板P所具有的所望平面度的范围较广泛时，则对光罩M(具分割图案)的照明区域设定成较广泛。另一方面，当基板P所具有的所望平面度的范围狭小时，则对光罩M(具分割图案)的照明区域设定成较狭小。
控制装置CONT在步骤S16中判断为继续进行处理的情形时，则继续使用搭载于可变光罩7上的光罩M进行处理之际，进入步骤S13，进行遮蔽玻璃Bg的设定。另外在步骤S10中，当控制装置CONT判断对应投影区域的基板P的曝光处理面不在光学投影系统PL的焦点深度内而进行光罩M的交换时，可将可变光罩7(光罩台MST)所保持的光罩M变更为具有用以形成大于所望投影区域的投影区域的图案(分割图案)的光罩M。因而，对具有此大于所望图案的图案的光罩M以遮蔽玻璃Bg进行其投影区域的控制，而做出所望的投影区域(较小的投影区域)。
最后，在分割图案PAa～PAd(PAa～PAf)之中，例如是于对应1个分割图案Paa的遮蔽玻璃Bg中所分割的照明区域为将分割图案PAa作更进一步地分割而成。
在上述的说明中，为检测基板P的平面度，再以此检测结果为主对基板P设定其投影区域的尺寸，以更有效率地进行精确度佳的曝光处理。然而，在公知技术中的无法检测出基板的平面度之际，对基板P的平面度的最差值进行预测，再以此预测为主进行具有分割图案的光罩的制作，使用此光罩进行曝光处理及显像处理的测试，当起因于基板P的平面度而使基板P的曝光处理面无法进入光学投影系统PL的焦点深度的情形(也就是所形成的图案的分辨率为低于所定的精确度的情形)时，则需将光罩的分割图案修正为更小的结构之后并再次进行曝光处理，此进行的作业为较无效率的。然而，在本发明中，由于先检测基板P的平面度，并以此检测结果为基础设定投影区域的尺寸，再进行曝光处理，因此，不需进行公知的光罩的结构修改或测试曝光显影处理。如此，可以大幅提高生产量(throughput)，并可于高生产性的情形下，有效率地进行精确度佳的曝光处理。
总而言之，先对应光学投影系统PL的焦点深度PL而设定投影区域的尺寸，可于使用焦点深度较大的光学投影系统PL之际，对较大的投影区域进行曝光处理，如此即可在减少曝光处理次数、或减少光罩个数的情形下进行曝光处理，进而在低成本的情形下进行较有效率的曝光处理。另一方面，当使用焦点深度较小的光学投影系统PL之际，也可以对较小的投影区域进行精确度佳的曝光处理。总而言之，基板P的曝光处理面位于光学投影系统PL的焦点深度内之际，会自动随着对应基板P的平面度而对投影区域的尺寸进行由大至小的调整，进而可在基板P的全部的曝光区域中形成高精确度的图案。其中，由于此以较佳的效率进行对应平面度的最佳投影区域的设定，因此，可实现高的生产性，甚至更有效率地进行精确度佳的曝光处理。
由于图案由多个分割图案所形成，因此，在对此基板P进行图案的曝光时，此多个分割图案会于基板P上相互结合，并于分别对应的具有所望的平面度的投影区域中分别形成分割图案。因而，可全体形成高精确度的图案。
由于多个分割图案分别形成于多个光罩上，因此凭借这些光罩的替换所进行的曝光处理，为作业性佳的曝光处理。
此时，由于此图案具有同一部分图案反复成形的反复图案，因此当进行持续画面之际，会高精确度地与接合部分的图案位置紧密配合，接合部与接合部以外的部分等的图案的形状可同时轻易地形成于任意位置。更甚之，在此情形下，使用遮蔽玻璃Bg进行接合处理即可以高精确度的方式轻易进行。第二实施例接着，对本发明的较佳实施例的光方法及曝光装置进行说明。在此，本较佳实施例与前述第一较佳实施例所具有相同的结构部分，以同一符号表示，简略或省略其说明。
在第一较佳实施例中，由多个分割图案分别形成于多个光罩上，再以曝光光线照射于各个光罩上，此多个分割图案的影像于基板P上接合而构成在基板P上曝光而成的所定图案。而在第二较佳实施例中，所使用的光罩M为具有所定图案的1个光罩，并以遮蔽装置B(设定装置)将光罩M的投影区域变更分割为多个曝光光线的照明区域，以将光罩上所形成的图案分割成多个，再将各个分割图案接合于基板P上，以于基板P上形成曝光图案。
请参照图7A所示，以形成有图案PA的光罩M对基板P进行曝光之际，再以检测基板P的平面度而得到的结果为基准对基板P的投影区域的尺寸设定成如图7B所示的4个分割图案PAa～PAd(分割区域)。在此情形下，由遮蔽装置B的遮蔽玻璃Bg组合以将曝光光线EL对光罩M的照射区域分割成多个，且形成于光罩M的图案PA由多个分割图案PAa～PAd所构成，进而将此多个分割图案PAa～PAd接合于基板P上。
再者，请参照图7B所示，凭借调整遮蔽装置B(遮蔽玻璃Bg)可以设定对光罩M的照明区域，再以曝光光线EL依序照射于分割区域PAa～PAd上。此时，邻接分割图案的接合部分调整成与遮蔽玻璃Bg的减光部15b的减光区域相重合，进而使曝光区域全体的曝光量均一化。
当基板P的平面度较大(较差)或光学投影系统PL的焦点深度较小时，为使对应各投影区域的基板P的曝光处理面位于光学投影系统PL的焦点深度内，因而降低投影区域的尺寸(也就是增加分割图案的分割数)，如图7C所示，凭借调整遮蔽玻璃Bg的重合量，而将图案PA分割成例如是6个的分割图案PAa～PAf(分割区域)。再者，当基板P的平面度较小(较佳)或光学投影系统PL的焦点深度较大的情形时，可增大投影区域的尺寸，请参照图7D所示，调整遮蔽玻璃Bg，而将图案PA分割成例如是2个的分割图案PAa、PAb(分割区域)。
因此，凭借调整遮蔽玻璃Bg，即可在1个光罩M上对曝光光线EL的照明区域的尺寸进行任意设定。总而言之，此照明区域的尺寸的调整可任意设定基板P上的投影区域的尺寸。再将对应投影区域的图案接合于基板P上，即可在基板P上形成所定图案。
在以上的说明中，当所定图案PA形成多个分割图案之际，对所定图案PA的曝光光线EL的照明区域的尺寸依据所设定的投影区域的尺寸而设定，并形成对应此投影区域的尺寸的分割图案。总而言之，在本较佳实施例中，在形成分割图案之际，使用遮蔽装置B(遮蔽玻璃Bg)以减少所使用的光罩个数。更甚之，例如是由同一部分的图案反复形成的反复图案等的图案可于任意位置上设定其分割区域。
在上述第一较佳实施例与第二较佳实施例的说明中，使用具有所定图案PA的光罩M之际，可凭借遮蔽玻璃Bg分割此图案PA以进行曝光处理，也可以利用分别具有较小的分割图案PAa～PAd(PAa～PAf)的分割光罩Ma～Md(Ma～Mf)进行曝光处理。更甚之，也可以一并使用具有分割图案的分割光罩Ma～Mf与遮蔽玻璃Bg，以将分割图案PAa～PAf作更进一步地分割。
再者，由同一部分的图案反复形成的反复图案(画素图案)例如是在使用如图5B所示的分割图案Paa的反复图案部分之后，再以分割图案PAb对基板P上的区域曝光之际，使用遮蔽玻璃Bg对分割图案Paa的反复图案部分进行曝光。最后，在图5A至图5D中使用4个(或6个)光罩对反复图案进行曝光，此反复图案可在所使用的1个光罩上，凭借遮蔽玻璃Bg的调整及曝光，而进行大范围的曝光区域的曝光。在此情形下，原无法形成于1个光罩上的周边部图案(导线图案)可凭借在1个光罩上的画素图案部分的反复图案对应而得。
更甚之，请参照图8A所示，当以具有导线图案(周边部图案)PA1与画素图案(反复图案)PA2的图案进行曝光之际，如图8B所示，准备具有导线图案PA1的边角部的光罩M1、M3以及形成有画素图案PA2的大部分图案的光罩M2。当进行画素图案PA2曝光之际，在所使用的光罩M2上，凭借遮蔽玻璃Bg设定对应光学投影系统PL的焦点深度的投影区域的尺寸，再进行曝光处理，如此在形成画素图案PA2之际，即可不需进行光罩M2的替换，进而可以进行作业性佳的曝光处理。
再者，在上述较佳实施例中，用以进行曝光处理的光罩M自可变光罩7上负载至光罩台MST上进行曝光。另外，也可以改为搭载于可变光罩7上进行曝光，即当设置于光罩台MST之际，使可变光罩7于XY方向上移动，以使所定的光罩M(Ma～Md(Mf))配置于曝光光线EL的光路上。
而且，本较佳实施例的曝光装置也可以适用于利用光罩M与基板P同步移动的方式进行光罩M的图案PA的曝光的扫瞄型曝光装置。
曝光装置的用途并不限于用以在角型玻璃板(glass plate)上曝光形成液晶显示器件图案的液晶用曝光装置，也可以适用于例如是在晶圆(wafer)上曝光形成图案的半导体制造用曝光装置或用以制造薄膜磁头(head)的曝光装置。
光学投影系统PL的倍率可以等倍率地缩小及放大。
在光学投影系统PL中，当使用准分子雷射等的远红外线的情形时，使用硝材、石英或莹石等作为透过远紫外线的材料。当使用F2雷射或X射线的情形时，则改用反射屈折系统或屈折系统作为光学系统(光罩也改用反射型式的种类)。再者，当使用电子射线的情形时，光学系统则改用由电子透镜(lens)及偏向器所构成的光学电子系统。而且，也可以将通过电子射线的光路变成真空状态。
当在基板台座PST或光罩台MST上使用线性发动机(linear motor)的情形时，可以使用空气轴承(air bearing)的空气浮上型及使用洛伦(Lorentz)力或电抗(reactance)力的磁气浮上型。再者，平台可以为沿着引导(guide)移动的型式，也可以为不设引导的无引导型式(guidelesstype)。
当平台的驱动装置使用平面发动机之际，可以将磁石单元(永久磁石)与电机子单元连接于平台的任一方，也可以将磁石单元(永久磁石)与电机子单元设于平台的移动面侧(基准(base))的另一方。
在基板台座PST的移动时所发生的反作用力，可如日本专利特开平8-166475号公报上所记载的凭借使用机械的床(大地)作为框架(frame)部件而避免它。本发明也可适用于具有此结构的曝光装置。
在光罩台MST的移动时所发生的反作用力，可如日本专利特开平8-330224号公报上所记载的凭借使用机械的床(大地)作为框架部件而避免它。本发明也可适用于具有此结构的曝光装置。
在上述中，本发明的较佳实施例的曝光装置如本发明的申请专利范围所述的含有各构成要素的各种辅助系统(sub-system)为了确保所定的精确度、电性的精确度、光学的精确度而组合制造的。为确保此各种精确度，在此组合的前后，需进行对各种光学系统达成其光学精确度的调整、对各种机械系统达成其机械精确度的调整、对各种电性系统达成其电性精确度的调整等的调整。在将各种辅助系统组合于曝光装置的制作工艺之前，各种辅助系统也可以进行各别的组合制作工艺。当完成各种辅助系统的组合至曝光装置的制作工艺之后，进行综合的调整，即可确保曝光装置全体的各种精确度。再者，也可以在清洁室(clean room)中对曝光装置的制造的温度及清洁度等进行管理。
半导体装置(device)如图9所示，经过进行装置的机能、性能的设计的步骤201、以此设计的装置为基准进行光罩(光栅(reticule))的制作的步骤202、进行由装置的基材所构成的基板(晶圆、玻璃板)的制造的步骤203、于前述较佳实施例的曝光装置中进行将光栅的图案曝光于晶圆上的晶圆处理的步骤204进行装置的安装(包括画线(dicing)制作工艺、接合(bonding)制作工艺、封装(package)制作工艺)的步骤205、检查步骤206等所制造而得。
本发明的曝光方法及曝光装置系具有以下的效果。
本发明所述的曝光装置中，检测基板的平面度，再以此检测结果为基准，对基板上的投影区域的尺寸进行设定，以较有效率地进行精确度佳的曝光处理。而且，不需进行公知的光罩制作修正或试验的曝光显影处理，而可于高生产性的情形下，以较有效率地方式进行精确度佳的曝光处理。
本发明所述的曝光装置中，投影区域尺寸的设定为对应光学投影系统的焦点深度而设定的。例如当所使用的光学投影系统的焦点深度较大时，可以对较大的投影区域进行曝光处理，而可在较少的曝光处理次数、较少的光罩个数的情形下进行曝光处理，进而可于低成本的情形下进行较有效率地曝光处理。另一方面，当所使用的光学投影系统的焦点深度较小时，可以在较小的投影区域之下进行精确度佳的曝光处理。如此，由于可以较有效率的方式设定对应平面度的较佳投影区域，因而可于实现高生产性的同时，以较有效率地方式进行精确度佳的曝光处理。
本发明所记载的曝光方法和曝光装置中，图案由多个分割图案所形成，此多个分割图案接合于基板上，以于此基板上形成曝光图案，且于分别具有所望的平面度的投影区域中分别形成对应的分割图案。如此，可形成全体皆为高精确度的图案。
本发明所记载的曝光方法中，多个分割图案由多个光罩分别形成，凭借此光罩的替换进行的曝光处理之际，可以进行作业性佳的曝光处理。
本发明所记载的曝光方法中，图案具有由同一部分的图案反复形成的反复图案。当进行持续画面之际，不需对接合部分的图案位置进行高精确度的对准，即可轻易的将接合部分与接合部分以外的部分的任一图案形状的位置同化。
本发明所记载的曝光方法中，在基板上的进行接合的位置上与对应的光学投影系统的显影位置相结合，如此可以使接合部分的线宽均一。在投影区域的中心与对应的光学投影系统的显影位置相结合时，可使接合部分不会在投影区域的周边受到光学投影系统的像差(aberration)所影响，具有防止接合部分受到光学投影系统的像差所影响的效果。
权利要求
1.一种曝光方法，适用于在一光学投影系统中在一基板上曝光形成一图案的方法，其特征在于该方法包括检测该基板的一平面度；以该平面度的检测结果为基准，对该基板上的一投影区域的尺寸进行设定。
2.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于其中该投影区域的尺寸的设定是由所对应的该光学投影系统的一焦点深度所设定。
3.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于其中该图案是由复数个分割图案所形成，且在该基板上对该图案进行曝光，以使该些分割图案在该基板上进行一接合。
4.如权利要求2所述的曝光方法，其特征在于其中该图案是由复数个分割图案所形成，且在该基板上对该图案进行曝光，以使该些分割图案在该基板上进行一接合。
5.如权利要求3所述的曝光方法，其特征在于其中该些分割图案由复数个光罩分别形成。
6.如权利要求4所述的曝光方法，其特征在于其中该些分割图案由复数个光罩分别形成。
7.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于其中该图案具有由一同一部分图案所反复形成的一反复图案。
8.如权利要求2所述的曝光方法，其特征在于其中该图案具有由一同一部分图案所反复形成的一反复图案。
9.如权利要求3所述的曝光方法，其特征在于其中该图案具有由一同一部分图案所反复形成的一反复图案。
10.如权利要求4所述的曝光方法，其特征在于其中该图案具有由一同一部分图案所反复形成的一反复图案。
11.如权利要求5所述的曝光方法，其特征在于其中该图案具有由一同一部分图案所反复形成的一反复图案。
12.如权利要求6所述的曝光方法，其特征在于其中该图案具有由一同一部分图案所反复形成的一反复图案。
13.如权利要求3项至第12项中任一所述的曝光方法，其特征在于其中在该基板上对该接合的位置进行检测，并使该基板的对应该接合的检测结果的一位置与该光学投影系统的一显影位置相结合。
14.一种曝光装置，适用于在一光学投影系统中在一基板上曝光形成一图案的装置，其特征在于该装置包括一检测装置，用以检测该基板的一平面度；一设定装置，以该平面度的检测结果为基准，对该基板上的一投影区域的尺寸进行设定。
15.如权利要求14所述的曝光装置，其特征在于其中该设定装置由所对应的该光学投影系统的一焦点深度对该投影区域的尺寸进行设定。
16.如权利要求14项或第15所述的曝光装置，其特征在于还包括一曝光控制装置，具有该图案是由复数个分割图案所形成，且在该基板上对该图案进行曝光，以使该些分割图案在该基板上进行接合。
全文摘要
一种曝光方法及曝光装置用以对具有大平面度的大型基板,在高生产性的情形下,进行精确度佳的曝光处理。在光学投影系统PL中用以将光罩M的图案曝光于基板P上的曝光装置EX具有用以检测基板P的平面度的检测装置,且控制装置CONT以检测装置的检测结果为基准对基板P的投影区域的尺寸设定成所定尺寸。投影区域尺寸的设定由对应光罩Ma～Md的照明区域的尺寸的遮蔽装置B所设定。
文档编号G03F1/70GK1369747SQ02102898
公开日2002年9月18日 申请日期2002年1月30日 优先权日2001年1月30日
发明者町野胜弥 申请人:尼康股份有限公司