[發明專利]曝光裝置和曝光方法以及器件制造方法

有效

• 申請號: 201110302682.8
• 申請日: 2004-10-12
• 公開（公告）號: CN102360167A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 安田雅彥;正田隆博;金谷有步;長山匡;白石健一
• 申請（專利權）人: 株式會社尼康
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G03F9/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 金春實

本分案申請是基于申請號為200480029466.9，申請日為2004年10 月12日，發明名稱為“曝光裝置和曝光方法以及器件制造方法”的中 國專利申請的分案申請。更具體說，本分案申請是基于申請號為 200910129713.7，申請日為2004年10月12日(分案提交日為2009年3月 24日)，發明名稱為“曝光裝置和曝光方法以及器件制造方法”的分 案申請的再次分案申請。

技術領域

本發明涉及經由投影光學系統和液體在基片上曝光圖案的曝光 裝置和曝光方法以及器件制造方法。

背景技術

半導體器件和液晶顯示器件等微器件通過將形成在掩模上的圖 案轉印到感光性的基片上的、所謂的光刻法的方法來進行制造。在此 光刻法工序中所使用的曝光裝置具有支持掩模的掩模臺和支持基片的 基片臺，一邊逐次移動掩模臺及基片臺一邊經由投影光學系統將掩模 的圖案轉印到基片上。

由于上述微器件是在基片上重合多層圖案而形成，所以在將第2 層以下的圖案在基片上進行投影曝光之際，精確地進行將已經形成在 基片上的圖案、與下一將曝光的掩模的圖案像對位(位置調整)的對 準處理就很重要。作為對準方式有使用投影光學系統作為標記檢測系 統的一部分的所謂TTL方式和不經由投影光學系統地使用專用的標記 檢測系統的所謂離軸(off-axis)方式。這些方式不是將掩模與基片直 接進行對位而是經由設置在曝光裝置內(一般是在基片臺上)的基準 標記間接地進行對位。其中，在離軸方式中進行計測基線量(信息) 的基線(base?line)計測，該基線量是規定基片臺的移動的坐標系內 的上述專用的標記檢測系統的檢測基準位置與掩模的圖案像的投影位 置的距離(位置關系)。然后在對基片進行重合曝光之際，例如將形 成在作為基片上的曝光對象區域的拍攝區域上的對準標記用標記檢測 系統進行檢測，以求解拍攝區域相對于標記檢測系統的檢測基準位置 的位置信息(偏移)，并通過將基片臺從此時的基片臺的位置按上述 基線量以及用標記檢測系統所求出的拍攝區域的偏移量相應進行移 動，將掩模的圖案像的投影位置與該拍攝區域進行對位，并在該狀態 下進行曝光。這樣一來，就能夠使已經形成在基片(拍攝區域)的圖 案與下一個掩模的圖案像重合起來。

可是，近年來，為了適應器件圖案的更進一步的高集成化人們希 望投影光學系統進一步的高分辨率化。使用的曝光波長越短、或者投 影光學系統的數值口徑越大則投影光學系統的分辨率(析像清晰度) 就越高。為此，曝光裝置所使用的曝光波長逐年短波長化，投影光學 系統的數值口徑也不斷增大。而且，雖然現在主流的曝光波長是KrF 激態復合物激光器的248nm，但更短波長的ArF激態復合物激光器的 193nm也正不斷被實用化。另外，在進行曝光之際，聚焦深度(DOF) 也與分辨率同樣重要。分辨率R及聚焦深度δ分別用以下公式來表示。

R＝k1·λ/NA???????...(1)

δ＝±k2·λ/NA²???...(2)

這里，λ是曝光波長，NA是投影光學系統的數值口徑，k1、k2 是加工系數(process?coefficient)。根據(1)式、(2)式可知為了 提高分辨率R，若使曝光波長λ變短、使數值口徑NA變大則聚焦深度δ 將變得狹窄。

若聚焦深度δ過于狹窄使基片表面相對于投影光學系統的像面吻 合將變得困難，曝光動作時的容限(margin)恐怕就會不足。因而， 作為實質上縮短曝光波長且擴展聚焦深度的方法，例如提出了國際公 布第99/49504號公報所公開的浸液法(liquid?immersion?method)。 該浸液法是在投影光學系統的下面與基片表面之間用水或有機溶媒等 液體充滿，利用液體中的曝光光的波長為空氣中的1/n(n是液體的 折射率通常為1.2～1.6左右)這一事實使分辨率改善，同時將聚焦深度 擴大約n倍這樣的方法。

可是，在浸液曝光處理中將掩模的圖案像與基片上的各拍攝區域 精確地進行對位當然也很重要，在經由基準標記間接地進行如上述那 樣的掩模的圖案像與基片的對位的情況下能夠精確地進行基線計測及 對準處理就很重要。