TWI387855B - A variable slit device, a lighting device, an exposure device, an exposure method, and an element manufacturing method - Google Patents

A variable slit device, a lighting device, an exposure device, an exposure method, and an element manufacturing method Download PDF

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TWI387855B
TWI387855B TW093134648A TW93134648A TWI387855B TW I387855 B TWI387855 B TW I387855B TW 093134648 A TW093134648 A TW 093134648A TW 93134648 A TW93134648 A TW 93134648A TW I387855 B TWI387855 B TW I387855B
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Description

可變狹縫裝置、照明裝置、曝光裝置、曝光方法及元件製造方法
本發明係關於製造半導體元件等元件之光微影製程所使用之曝光裝置及曝光方法等。
在製造半導體元件、薄膜磁頭、液晶顯示元件等元件之光微影製程中，一般係使用曝光裝置，其係將形成於光罩或標線片之圖案像轉印至塗布光阻等感光劑之基板上。該曝光裝置隨著半導體記憶體之大容量化及CPU處理器之高速化、大積體化之進展，形成於基板上之光阻圖案之高積體化、微細化之要求逐年嚴格起來。另一方面，隨著圖案之高積體化、微細化，曝光條件些微的變化會導致不良率上升、良率的降低。
為此，曝光裝置，係藉由累計曝光量的一致化，來防止照度不均所造成之不一致之線寬不良。特別是在對狹縫狀照明光相對掃描光罩與基板，將形成於光罩之圖案轉印於基板上之掃描型曝光裝置中，例如，提出了一種如日本專利特開平10-340854號公報與日本專利特開2000-82655號公報所揭示，使照明光之狹縫寬局部變化，以使累計曝光量均勻化的可變狹縫裝置。
[專利文獻1]日本特開平10-340854號公報(第1圖)[專利文獻2]日本特開2000-82655號公報(第1圖)
上述技術，係在狹縫狀照明光之長邊方向，排列複數個葉片，在各葉片連結致動器來進行驅動，藉此使照明光之狹縫寬產生部分變化。並且，為了以良好精度消除照度不均所造成之曝光不均，最好是能使用多數葉片，來增加能變更狹縫寬之處(長邊方向位置)，來精密控制照明光之狹縫寬度。
但是，若增多葉片數，亦會增加致動器之數量，致動器之控制將複雜化，且用以變化照明光之形狀的時間增加而降低曝光裝置之產能。又，致動器之增加會帶來發熱，而產生使曝光裝置之曝光精度受到不良影響之問題。
本發明有鑑於上述問題，其目的係提供能精密控制狹縫狀照明光形狀，且能高速進行照明光之狹縫寬形狀變化之可變狹縫裝置、使用其之照明裝置、曝光裝置、曝光方法及元件製造方法。
本發明之可變狹縫裝置等，為了解決上述問題，採用了以下手段。
第1發明係一種可變狹縫裝置(100)，係用來形成狹縫狀之照明光(EL)，其特徵在於，具有：第1遮光部(10)，具有用來規定該照明光一長邊(L1)之複數個葉片(30)；第2遮光部(20)，規定該照明光另一長邊(L2)；以及驅動機構(50,60)，係驅動該第1遮光部與該第2遮光部，使該照明光長邊方向之形狀變化。根據本發明，因第2遮光部具有大致直線狀之遮光部，故藉由第2遮光部，能容易且高速修正 照明光之低次不均成分。並且，能藉由第1遮光部，修正照明光之高次不均成分。
又，複數個葉片(30)係具有直線狀之邊緣部，第1遮光部(10)具有第1推拉構件(72)，係在對照明光(EL)一長邊(L1)大致正交之方向，推拉複數個葉片，能使照明光長邊方向之形狀詳細變化。
又，複數個葉片(30)係大致無間隙地配置成梳齒狀，能不漏光地遮住照明光。
又，第2遮光部(20)，具備：具直線狀邊緣部的1片葉片(40)、用以推拉葉片(40)之兩端部的第2推拉構件(74a,b)；驅動機構(60)係透過該第2推拉構件，使該葉片之直線狀邊緣部從既定位置傾斜，因能以簡單的機構來驅動第2遮光部，故能高速修正照明光之低次不均成分。
又，驅動機構(50,60)係根據與照明光EL照度不均相關之資訊，來驅動第1遮光部10與第2遮光部20，因此能準確地修正照度光之照度不均。
第2發明係一種照明裝置(121)，係將狹縫狀之照明光(EL)照射於被照明物，作為調整照明光形狀之裝置，係使用第1發明之可變狹縫裝置(100)。根據此發明，當大致矩形之照明光發生照度不均之情形，能配合該照度，使狹縫寬高速變化，準確地修正照度不均。
第3發明係一種曝光裝置EX，係透過光罩(R)一邊將狹縫狀之照明光(EL)照射至基板(W)，一邊在與照明光長邊方向大致正交之方向相對掃描光罩與基板，藉此將形成於光 罩之圖案曝光於基板上，其特徵在於：作為照明光照射至光罩之照明裝置，係使用第2發明之照明裝置(121)。根據此發明，能高速且準確地修正曝光不均，使形成於基板之線寬一致，降低線寬不良之產生。
又，由於具備：測量部(230)，係測量與照明光(EL)照度不均相關之資訊；運算部(221)，係根據與照度不均相關之資訊，求出照明光一長邊(L1)形狀與照明光另一長邊(L2)形狀之至少一方，俾使相對移動時，在與照明光長邊方向大致正交之方向，照明光之照度累積大致均勻；以及控制裝置(220)，係根據運算部之運算結果，對驅動機構(50,60)賦予驅動第1遮光部(10)及第2遮光部(20)的指令，能修正照明光之累積不均。
又，運算部(221)，係區別照明光(EL)長邊(L1,L2)方向之照度分布之低次不均成分與高次不均成分，並加以算出；控制裝置(220)，係依據低次不均成分，對驅動機構(50)賦予驅動指令俾驅動該第1遮光部(10)，且依據該高次不均成分，對驅動機構(60)賦予驅動指令，俾驅動第2遮光部(20)，如此，能準確地修正照度不均之1次不均及高次不均。
再者，亦可具備：具備：運算部(221)，係根據與形成於基板之圖案線寬相關的資訊，求出照明光另一長邊形狀之至少一方；以及控制裝置(220)，係根據運算部之運算結果，對驅動機構(50)賦予驅動該第2遮光部(20)的指令。
第4發明之曝光方法，係透過光罩(R)，一邊將狹縫狀之照明光(EL)照射至基板(W)，一邊在與照明光長邊方向大 致正交之方向，相對掃描光罩與基板，藉此將形成於光罩之圖案曝光至基板上，其特徵在於：係驅動具有用來規定照明光一長邊之複數個葉片的第1遮光部(10)、與用以規定照明光另一長邊的第2遮光部(20)，使照明光長邊方向之形狀變化。根據此發明，與第3發明同樣的，由於第2遮光部具有大致直線狀的遮光部，因此可藉由第2遮光部，容易且高速修正照明光之低次不均成分。並且，能藉由第1遮光部，修正照明光之高次不均。
第5發明係一種元件之製造方法，係包含微影製程，該微影製程中係使用第4發明之曝光方法。根據此發明，由於能抑制照度不均所造成之圖案線寬不良，故能有效率製造具備微細圖案之元件。
根據本發明，能得到以下效果。
因第1發明係分別以不同之遮光部來修正低次不均成分與高次不均成分，故複數個遮光部之控制不致於錯綜複雜，能準確地修正照度不均。
又，使照明光之長邊方向形狀微細變化，能準確地修正照明光之高次不均成分。能毫無遺漏的遮住照明光，準確地使照明光長邊方向之形狀變化。又能高速修正照明光之低次不均成分，在使用於曝光裝置時，不致降低產能。此外，能準確地修正照明光之照度不均，在使用於曝光裝置時，能形成微細之圖案。
第2發明，特別係在照明光發生低次不均成分時，能高速且容易修正該照度不均。
第3發明及第4發明，能高速且準確地修正曝光不均，使形成於基板之線寬一致，降低線寬不良之發生，並且能提高產能。特別係在形成微細圖案時，非常有效。
又，能準確地修正照度光之累積不均，確實減少形成於基板之圖案線寬不良。
又，能準確地修正照度不均之低次不均成分及高次不均成分，使形成於基板之圖案線寬一致。
第4發明，因能抑制照度不均所造成之圖案線寬不良，故能以良好的效率製造具備微細圖案之元件。再者，能以良好的效率達成半導體記憶體之大容量化與CPU處理器之高速化、高積體化。
以下，針對本發明之可變狹縫裝置之實施形態，參照圖式加以說明。第1圖係顯示可變狹縫裝置100之圖。
首先，從未圖示之光源射出之照明光通過整形光學系統，被整形成矩形之照明光EL’。
接著，可變狹縫裝置100，變更與被整形成矩形之照明光EL’長邊方向大致正交方向(以下，簡稱短邊方向)之寬，形成具有所欲狹縫寬之狹縫狀照明光EL。可變狹縫裝置100，具備：第1遮光部10，係為了規定狹縫狀照明光EL一長邊L2，將通過照明光EL之一部分遮光；第2遮光部20，係為了規定狹縫狀照明光EL另一長邊L1，將通過照明光EL之一部分遮光；致動器部50，係驅動第1遮光部 10；以及致動器部60，係驅動第2遮光部20。亦即，可變狹縫裝置100可藉由驅動致動器部50,60，任意遮住通過之照明光，使第1遮光部10與第2遮光部20間之開口M之照明光EL短邊方向之寬產生局部變化。
因此，藉由第1遮光部10與第2遮光部20，照明光EL形成具有部分變化之狹縫寬S之狹縫狀照明光EL。又，照明光EL之兩短邊係由未圖示之2片葉片來規定。
又，設照明光EL之短邊方向為Y0 方向、照明光EL之長邊方向為X0 方向。
第1遮光部10具有複數個葉片30，此等複數個葉片30係彼此獨立驅動。此等複數個葉片30係配置在與照明光EL之光軸正交之面內，在該面內，無間隙地配置成梳齒狀。
各葉片30，係形成為長板狀，其長邊方向係配置成與Y0 方向平行。又，由於各葉片30會被照明光EL加熱，故係由具備耐熱性之材料，例如不銹鋼、鐵、銅合金等金屬所形成。再者，施有表面處理俾在與相鄰葉片30接觸下也能滑動。
又，在各葉片30長邊方向之一端部，形成直線狀之邊緣部，該邊緣部係用來規定狹縫狀之照明光EL一長邊L2者，與X0 方向平行形成。又，各邊緣部之厚度約為10μm左右。此係為了使遮斷狹縫狀照明光EL之光軸方向(Z0 方向)的位置正確地一致之故。
又，各葉片30長邊方向之另一端部係透過桿72，連結於後述線性致動器70。因此，藉由在照明光EL之短邊方向 (Y0 方向)將各桿72移動任意距離，各葉片30即往Y0 方向移動，而規定照明光EL一長邊L2。
第2遮光部20係由長板狀之1片葉片40所構成，葉片40係配置成其長邊方向與X0 方向平行。此外，第1圖中，係顯示葉片40之長邊方向從相對X0 方向平行配置之初期狀態，成為傾斜既定角度之狀態。
葉片40係由與葉片30相同之材料所構成，照明光EL側之邊緣部形成為直線狀，且形成為約10μm之厚度。
又，在葉片40之長邊方向兩端，以能旋轉之方式連結有桿74a,74b、與能使桿74a,74b在照明光EL之短邊方向(Y0 方向)移動任意距離的線性致動器70。在照明光EL之短邊方向(Y0 方向)，使2根桿74a,74b移動任意之距離，藉此在與照明光EL之光軸大致正交之面內，能使葉片40之邊緣部從初期狀態傾斜。亦即，葉片40係以桿74a(能旋轉地連接於該葉片40)之轉軸為中心旋轉，或以桿74b(能旋轉地連接於該葉片40)之轉軸為中心旋轉，藉此葉片40之邊緣部能使通過之照明光EL之遮光狀態變化，將照明光EL形成任意之狹縫形狀。
致動器部(驅動機構)50，具備線性致動器70(係與葉片30之數同數)、及桿(第1推拉構件)72(係連接於各線性致動器)，如前所述，藉由驅動各線性致動器70，透過桿72使各葉片30於Y0 方向移動。此外，作為線性致動器，例如，可使用音圈馬達等。
又，致動器部(驅動機構)60，具備2個線性致動器70、 與連接於該2個線性致動器之桿(第2推拉構件)74a,74b，如上述般，藉由驅動各線性致動器70，透過桿74使葉片40平行移動於Y0 方向、或進行旋轉。再者，2根桿74a,74b中之一桿74a係由能在X0 方向彈性變形之彈性體(例如，板狀彈簧等)所構成，桿74a之前端，亦即與葉片40之連結部能在X0 方向微動。之所以將桿74a之前端部分作成能於X0 方向進行微動，係因葉片40會旋轉運動之故。也就是說，使葉片40旋轉時，與線性致動器70連接之兩端部會一邊移動於Y0 方向、亦會一邊在X0 方向微動，因此桿74a必須構成為能在X0 方向位移。又，另一桿74b具備不會往X0 方向彎曲程度之剛性，亦即，葉片40往Y0 方向移動之際，不會彎曲之剛性，俾成為葉片40往X0 方向移動之起點。
又，將致動器部50,60安裝於能往Y0 方向移動之未圖示之移動台，亦能各葉片30,40與致動器部50,60一起往Y0 方向移動。
其次，針對適用於照明裝置及曝光裝置之實施形態，說明上述可變狹縫裝置100。第2圖係顯示照明光學系統121及曝光裝置EX之示意圖。又，作為照明裝置，係以照明光學系統121為例加以說明。
曝光裝置EX係將照明光(曝光用光)EL照射於標線片(光罩)R，使標線片R與晶圓(基板)W相對地同步移動於一維方向，透過投影光學系統PL將形成於標線片R之圖案(電路圖案等)轉印至晶圓W上之步進及掃描方式之掃描曝光裝置(所謂之掃描步進機)。此種曝光裝置EX，能將標線片R 之圖案曝光至較投影光學系統PL之曝光場為廣之晶圓W上之區域。
曝光裝置EX係由光源120、照明光學系統121(藉由來自光源120之照明光EL照射標線片R)、標線片載台RS(用以保持標線片R)、投影光學系(將從標線片R射出之照明光EL照射於晶圓W上)、晶圓載台WS(用以保持晶圓W)、主控制系統220(係統籌控制曝光裝置EX之動作)等所構成。此外，曝光裝置EX係整體容納於處理室(未圖示)內部。
又，XYZ正交座標系統，係將X軸及Y軸設定為與保持晶圓W之晶圓載台WS平行，將Z軸設定為與晶圓載台WS正交之方向。實際上，圖中之XYZ正交座標系統，係將與水平面平行之面設定為XY平面，將Z軸設定於垂直方向。
作為光源120，係使用產生波長約120nm~約200nm之波長範圍之照明光，例如，ArF準分子雷射(波長：193nm)、氟(F2 )雷射(157nm)、氪(Kr2 )雷射(146nm)、氬(Ar2 )雷射(126nm)等。又，本實施形態中，係使用ArF準分子雷射來作為照明光。
又，光源120中，同時設有未圖示之光源控制裝置，該光源控制裝置係根據來自主控制系統220之指示，進行所射出之照明光EL之振盪中心波長及光譜半值寬之控制、脈衝振盪之觸發控制等。
照明光學系統121係以大致均勻之照度分布，將光源120射出之照明光EL照射於標線片R上之既定照明區域內。
具體而言，從光源120所照射之照明光EL係被偏向鏡130偏向，射入作為光衰減器的可變減光器131。可變減光器131為了控制對晶圓上光阻之曝光量，係以階段性或連續性地調整減光率。從可變減光器131射出之照明光EL被光路偏向鏡132偏向後，依序透過第1複眼透鏡133、變焦透鏡134、振動鏡135等，射入第2複眼透鏡136。
在第2複眼透鏡136之射出側，配置有旋轉器137(係為了將有效光源之大小、形狀設定在所欲值，用來切換孔徑光闌)。本實施形態，為了減低在孔徑光闌之光量損失，係藉由變焦透鏡134來變化至第2複眼透鏡136之光束大小。
在旋轉器(revolver)137中，以大致等間隔設置有例如：孔徑光闌(由一般之圓形開口構成，稱為一般光闌)、孔徑光闌(小σ光圈，係由小的圓形開口構成，用來減小相干係數σ值)、環帶照明用之環帶狀孔徑光闌(環帶光闌)、以及變形孔徑光闌(係為變形光源用，而偏心配置複數個開口)。該旋轉器137係藉由馬達等驅動裝置來旋轉，選擇性地將任一孔徑光闌配置於照明光EL之光路上，藉此，瞳面之2次光源形狀與大小受到環形、小圓形、大圓形、或4孔等限制。以此方式，藉由在照明光EL之光路上配置任一光闌，即能變更標線片R之照明條件。
又，通過孔徑光闌開口之照明光EL透過聚光透鏡群組140，來照明照明視野光闌(標線片遮光板)141。此外，關於此照明視野光闌141，已揭示於日本專利特開平4-196513 號公報及對應此公報之美國專利第5,473,410號公報。
又，在照明視野光闌141附近，配置有可變狹縫裝置100。詳細而言，具備可變狹縫裝置100之第1遮光部10及第2遮光部20，如第2圖所示，係配置於與標線片R之圖案共軛之位置(嚴格而言，係共軛位置之附近)，使照明光EL之狹縫寬S變化。又，第1遮光部10及第2遮光部20，能在照明光學系統121之光軸方向位移。當變化可變狹縫裝置100之狹縫寬S時，照射於標線片R及晶圓W之照明光EL之掃描方向(Y方向)之狹縫寬S即變化，進一步的將第1遮光部10及第2遮光部20往照明光學系統121之光軸方向移動，即能調整照射於標線片R及晶圓W之照明光EL周緣部分之模糊範圍。此外，通過照明視野光圈141及可變狹縫裝置100之照明光EL，透過由偏向鏡142,145、透鏡群組143,144,146,147所構成之照明視野光圈成像光學系統(標線片遮簾成像系統)，導引至標線片R。
藉此，在標線片R上，形成與可變狹縫裝置100之開口M同一形狀之照明區域(曝光區)。
標線片載台RS具備標線片保持具等，其係設置於照明光學系統121之正下方，用來支持標線片R。標線片保持具(未圖示)支持於標線片載台RS，且具有對應標線片R上圖案之開口，將標線片R之圖案設置在下方，藉由真空吸附來加以保持。標線片載台RS係藉由未圖示之驅動部在Y方向進行一維掃描移動，且能在X方向及旋轉方向(Z軸旋轉之θ方向)微動。作為驅動部，例如，係使用線性線圈馬達。 藉此，可進行標線片R之定位，俾使標線片R之圖案區域之中心通過投影光學系統PL之光軸。
又，藉由雷射干涉計150逐次檢測標線片R之Y方向位置，輸出至主控制系統220。
投影光學系統PL，係以投影系統鏡筒(鏡筒169)來將複數個折射光學元件(透鏡，係由摻氟石英、或螢石、氟化鋰等氟化物結晶構成)加以密封而成。投影光學系統PL透過標線片R，以既定之投影倍率β(例如，β為1/4)來縮小所射出之照明光EL，將標線片R之圖案像成像於晶圓W上之特定區域(照射區域)。又，構成投影光學系統PL之各光學元件係透過各保持構件(未圖示)，支持於投影系統鏡筒，各保持構件係保持各光學元件之周緣部。
又，使用F2 雷射等真空紫外線來作為照明光時，就透過率良好之光學玻璃材料而言，係使用螢石(CaF2 之結晶)、摻氟或氫等之石英玻璃、及氟化鎂(MgF2 )等。此時，在投影光學系統PL中，只用折射光學元件構成，來得到所欲之成像特性(色像差特性)有其困難，故亦可採用組合折射光學元件與反射光學元件(反射鏡)之反射折射系統。
晶圓載台WS，具備保持晶圓W之晶圓保持具180。晶圓保持具180係支持於晶圓載台WS，且藉由真空吸附來保持晶圓W。晶圓載台WS，係將能往彼此正交之方向移動的一對塊件(block)重疊在平台183上者，能藉由未圖示之驅動部在XY平面內移動。
又，藉由設於外部之雷射干涉儀151，逐次檢測晶圓載 台WS之X方向及Y方向之位置，輸出至主控制系統220。在晶圓載台WS之-Y側之端部，由平面鏡所構成之Y移動鏡152Y係延設於X方向。來自Y軸雷射干涉計151Y(係大致垂直配置於外部)之測長光束投射於此Y移動鏡152Y，其反射光被Y軸雷射干涉計151Y受光，藉此檢測晶圓W之Y位置。又，採用大致同樣之構成，藉由未圖示之X軸雷射干涉計，檢測晶圓W之X位置。
此外，藉由晶圓載台WS在XY面內之移動，將晶圓W上之任意照射區域定位於標線片R之圖案之投影位置(曝光位置)，將標線片R之圖案像投影轉印於晶圓W上。
又，晶圓載台WS係與平衡配重(未圖示)起、透過非接觸式軸承(未圖示之複數個氣墊)，被懸浮支持在地面上。因此，根據運動量不滅定律，例如，對應晶圓載台WS往+X方向及+Y方向之移動，平衡配重即往-X方向及-Y方向移動。以此方式，可藉由平衡配重之移動，抵消晶圓載台WS之移動所帶來之反作用力，且防止重心位置之變化。
又，在晶圓載台WS之上方，設有用來檢測晶圓W之表面Z方向位置(聚焦位置)、傾斜角之斜入射方式的自動聚焦感測器181、偏軸方式之對準感測器182等。
然後，主控制系統(控制裝置)220係統籌控制曝光裝置EX，除進行各種運算之運算部221外，亦設有記錄各種資訊之記憶部222。
例如，控制標線片載台RS及晶圓載台WS之位置等，重複進行將形成於標線片R之圖案像轉印於晶圓W上之照 射區域亦曝光動作。
此外，亦對可變狹縫裝置100之致動器部50,60下指令，來控制遮光部10,20之形狀、位置，進行累計曝光之均勻化。
又，由於照明光(即ArF準分子雷射光)會受氧分子、有機物等(以下，稱吸光物質)吸收的影響，因此需減低照明光EL通過之空間內存在的吸光物質，使照明光EL能以充分的照度到達晶圓W上面。
因此，照明光EL通過之空間，亦即，將照明光路(從光源120到標線片R之光路)及投影光路(從標線片R到晶圓W之光路)與外部環境氣氛加以遮斷，以低吸光性氣體(對真空紫外區之光，具有吸收性少之特性；例如：氮氣、氦氣、氬氣、氖氣、氪氣等惰性氣體，或該等之混合氣體)將該等光路加以充滿。
具體而言，在從光源120至可變減光器131之光路中，設置外殼160，在從可變減光器131至照明視野光圈141之光路中，設置外殼161，在從透鏡群組143到透鏡群組147之照明視野光闌成像光學系統中，設置外殼162，來遮斷外部氣體，並且在光路內充填低吸光性氣體。此外，外殼161與外殼162係藉由外殼163來連接。
在收納照明視野光闌成像光學系統之外殼162與投影學系統PL間之空間，設有保持標線片R之標線片載台RS。
又，投影光學系統PL，其鏡筒169為外殼，其內部光路充填有低吸光性氣體。
此外，在投影光學系統PL之像面側，設有晶圓載台WS(透過晶圓保持具180來保持晶圓)、斜入射方式之自動聚焦感測器181(用來檢測晶圓W表面之Z方向位置(聚焦位置)與傾斜角之)、偏軸方式之對準感測器182、平台183(係用以裝載晶圓載台WS)。
進一步的，在外殼161,162及鏡筒169中，設有供氣閥200,201,206及排氣閥210,211,216，此等供氣閥200,201,206及排氣閥210,211,216係連接於未圖示之供排氣體系統，在各空間內供應低吸光性氣體，且將吸光物質等排出至外部。
其次，針對使用具備以上構成之可變狹縫裝置100、照明光學系統121、及曝光裝置EX，進行將形成於標線片R之圖案轉印至晶圓W上之曝光處理方法加以說明。
首先，在標線片載台RS上及晶圓載台WS上，分別裝載標線片R及晶圓W，藉由來自照明光學系統121之照明光EL來照射標線片R。來自標線片R上之照明區域之光透過投影光學系統PL，被引導至晶圓W，將標線片R之照明區域內之圖案，縮小投影至晶圓W上。
又，將狹縫狀之照明光EL照射於標線片R，將標線片R與晶圓W彼此逆向相對同步移動於照明光EL之狹縫寬S之方向，透過投影光學系統PL將形成於標線片R之圖案轉印於晶圓W上。重複進行此曝光作業，將形成於標線片R之圖案依序曝光於晶圓W上之各照射區域。
此時，照射於標線片R之照明光EL，若發生照度不均 的話，累計曝光量將會變得不均勻，晶圓W上形成之圖案線寬亦將不均勻。由於線寬不均勻係半導體元件之斷線等故障原因，故必須將使用照明光之累計曝光量均勻化。此種照明不均現象，係因構成照明光學系統121與投影光學系統PL之各元件之透過率變化等原因而產生。
此處，針對照度不均所造成之曝光不均之修正原理等加以敘述。第3圖係說明照明光之照度不均等之圖，第3圖之(a)~(d)係顯示照度不均(分布)之形態，第3圖之(e)~(h)係顯示用來修正此等照度不均之可變狹縫裝置100之開口M之形狀圖，亦即，係顯示藉由遮光部10,20所形成、照明光EL之通過區域形狀的圖。
照明光EL，一般係形成為狹縫狀，透過標線片R照射晶圓W，藉此在晶圓W上，形成狹縫上之照明區域。然後，藉由將標線片R與晶圓W掃描於照明光EL之狹縫寬S方向，來將標線片R之圖案轉印至形成在晶圓W上之矩形照射區域。此時，若照明光EL之照度均勻，且掃描速度一定，則在與掃描方向正交方向之照明光之累計曝光量均勻，晶圓W上之照射區域即應被均勻曝光。
但是，實際上，照明光EL之照度不均現象並不少，例如，如第3(a)圖所示，會發生相對狹縫狀之照明區域之中心P，照明光EL之右側較適當值為高，左側(-X0 側)為低之狀態。若使用此種不均勻之照明光EL來進行曝光處理，則照射區域之右側將會過度曝光，而左側則曝光不足。其結果，感光劑(光阻)之曝光不均勻，形成於晶圓之線寬成為不 一致。
因此，必須修正上述照明光EL之照度不均。作為修正方法，係在照度較適當值為高(過度曝光)之處，為減低曝光量而減少照明光EL所照射之面積。亦即，縮小狹縫寬S之一部分。相反地，在照度較適當值低(曝光不足)處，則為了增加曝光量而增加照明光EL照射之面積。亦即，擴大狹縫寬S之一部分。也就是說，可變狹縫裝置100，調整狹縫寬S之一部分，藉此在與掃描方向正交方向，調整照明光之累計曝光量，俾使成為大致均勻。
若以上述例來說明，則在產生第3(a)圖所示之照明光EL之照度不均勻性之情形時，係如第3(e)圖所示，縮小右側之狹縫寬S，另一方面，為了擴大左側之狹縫寬S，驅動可變狹縫裝置100之遮光部10,20。藉此，右側之曝光量減少，另一方面，左側之曝光量增加，故能修正因照明光EL之照度不均所造成之曝光不均。
再者，第3圖之(e)~(h)係顯示變更照明光EL之單側長邊形狀之情形。在變更兩側之長邊形狀時，將狹縫寬S設為與變更單側之長邊形狀時相同寬度即可。
在照明光EL之照度不均中，如上述之例，除了有從右向左以一定比率，照度變化之低次不均成分(包含一次不均或傾斜不均)外，亦存在照度輻射線狀變化之高次不均成分。在該高次不均成分中，包含2次不均(第3(b)圖)、4次曲線形之4次不均(第3(c)圖)、或照度不均現象隨機產生之隨機不均(第3(d)圖)等。
一次不均之情形，如前所述，狹縫寬S亦以一定比率變化，藉此能將曝光量調整大致均勻(第3圖(e))。2次不均、4次不均、或隨機不均之情形，係配合該照度之分布狀況，如第3圖之(f)~(h)所示，使狹縫寬S變化，藉此能將曝光量修正為大致均勻，抑制因照度不均所造成之曝光不均。
其次，針對修正因照度不均等所造成之曝光不均時，可變狹縫裝置100之具體動作加以說明。
首先，測量照明光EL之曝光量。照度計230，例如，如第2圖所示，係設置在保持晶圓W之晶圓載台WS，在測量照射於晶圓上之照明光EL之曝光區域內的照度時，於投影光學系統PL，係配置在與標線片R之圖案共軛之位置(投影光學系統PL之像面)附近。又，該照度計230之受光面大小，可形成為較照射於晶圓W上之曝光區域為大，以測量曝光區域內之照度不均，又，亦可將照度計230受光面之大小，相對晶圓W上之照射曝光區域形成的較小，藉由照度計230掃描該曝光區域內，來測量曝光區域內之照度不均。此外，使用照度計230之曝光量(照度不均)之測量結果，係傳送至主控制系統220。
又，亦可不使用照度計230，而取代形成電路圖案之標線片R，使用形成有測試圖案之測試標線片，將測試圖案曝光於晶圓W上，實際上測定該曝光處理之晶圓W上之測試圖案之線寬，來間接的測量曝光量。又，晶圓W上之線寬測量，最好是在至少一個照射區域內之複數處進行。再者，狹縫寬S之修正值，最好是視照射區域內之照明光EL所照 射之位置來加以求出。
如前所述，實際測量形成於晶圓W上之測試圖案之線寬，藉此亦能整體修改後述之照明光EL之照度不均以外之原因(例如，掃描曝光中之同步誤差或聚焦追蹤誤差、晶圓W上之光阻塗布不均等)所造成之線寬誤差。
又，曝光區域內之照度不均測量，係在曝光裝置之啟動時、維護時、或在使晶圓曝光時之曝光條件設定時進行設定。作為曝光條件，例如，包含：用來照明標線片R之照明條件(孔徑光闌之設定)、投影光學系統之數值孔徑、塗布在晶圓上之光阻之感度等。又，照度不均之測量，可就每一照射區域、每一晶圓、或每一批量進行。
傳送曝光量測量結果之主控制系統220，係在運算部221中，分析測量結果，判斷來自該照明光EL之照度不均之形態(1次不均、2次不均、隨機不均等)。並且，為修正因該照度不均所造成之曝光不均，求出必要之照明光EL之形狀(狹縫寬S)，且求出用來形成該形狀之遮光部10,20之各葉片之驅動量。
又，主控制系統220根據所求出之葉片之驅動量，下指令給可變狹縫裝置100，來驅動致動器部50,60之線性致動器70，以驅動各遮光部10,20之葉片。
以此方式，視照明光EL之照度不均驅動可變狹縫裝置100，使照明光EL之狹縫寬S部分變化。
在運算部221中，判斷照明光EL之照度不均之形態，係因為根據照度不均之形態，來區別所驅動之遮光部10,20 之故。
例如，照度光EL之照度不均為1次不均時，主控制系統220係下達僅驅動第2遮光部20之指令給可變狹縫裝置100。此係由於構成第2遮光部20之葉片40邊緣部係形成為直線狀，僅需使葉片40朝向照明光EL旋轉及移動，即能線性遮住照明光EL之故。據此，能確實的修正1勿不均。又，由於葉片40僅藉由2個線性致動器70來驅動，故與由複數個葉片30所構成之第1遮光部10相較，能高速且確實的線性遮住照明光EL。
又，例如，照明光EL之照度不均為2次以上之高次不均(亦含隨機)時，主控制系220係下達僅驅動第1遮光部10之指令給可變狹縫裝置100。此係由於第2遮光部20，在機構上不能修正高次不均，2次以上之高次不均必須藉由第1遮光部10來修正之故。
此外，照明光EL之照度不均係結合複數個形態之複合不均的情形並不少見。因此，必須複合驅動遮光部10,20的兩方，來消除照度不均。又，複合不均中，往往包含1次不均。因此，最好是能先以第2遮光部20來確實消除1次不均。並在消除1次不均後，藉由第1遮光部10消除高次不均。如此，即使係結合複數個形態之複合不均，亦能確實的加以修正。
又，亦可修正形成於一片晶圓W之各照射區域的照度不均。此時，例如，係設定第1遮光部10之各葉片30之推拉量，俾在晶圓之曝光前，以第1遮光部10修正除1次 不均外之2次以上的不均。在1片晶圓或複數片晶圓之曝光完成前，該推拉量之設定不變更。又，設定第2遮光部20之葉片40邊緣部之傾斜角度，俾藉由第2遮光部20修正1次不均。由於第2遮光部20能高速驅動，故第2遮光部20之葉片40之邊緣部之傾斜角度，係能在形成於每1片晶圓之照射區域進行變更。因此，能確實的就每一照射區域修正1次不均。
又，如前所述，標線片能以環形、小圓形、大圓形、或4孔等照明條件來加以照明。因此，將在各種照明條件下設定之照明光EL之形狀(狹縫寬)記憶在主控制系統220內，在每次變更照明條件時，驅動可變狹縫裝置100之遮光部10,20，以成為照明光EL之形狀亦可。再者，將各種照明條件下，使可變狹縫裝置100之第1遮光部10及第2遮光部20往照明光學系統121之光軸方向移動之移動量記憶於主控制系統220內，在每次變更照明條件時，以照明光EL周緣部之模糊範圍為最佳之方式來進行驅動亦可。此係因為隨著照明條件之變更，照射於標線片R上及晶圓W上之狹縫狀之照明區域之周緣部模糊範圍會變化之故。特別是，與掃描方向(Y方向)正交之方向(X方向)之周緣部之模糊範圍(狹縫狀之照明光EL之長邊L1、L2之寬)產生變化時，將照射區域之掃描方向之照度均勻性維持在容許範圍內將變得困難之故。因此，本實施形態，如前所述，係在照明條件每次變更時，使第1遮光部10及第2遮光部20往光軸方向移動，俾能將周緣部之模糊範圍設定為最佳。 根據此被設定為最佳之模糊範圍、曝光量、照度均勻性之關係，求出用來使1個照射區域曝光之最小曝光數，即能將實際上用來使照射區域曝光之曝光脈衝數，設定為大於所求出之最小曝光脈衝數，維持對晶圓W之累計曝光量及照度均勻性的精度。
上述實施形態，係就藉由可變狹縫裝置100來修正照度不均據以抑制曝光不均，而使圖案線寬一致之情形作了說明。然而，亦有藉可變狹縫裝置100積極地使其產生照度不均而曝光成不均勻，來使圖案之線寬一致的情形。
例如，塗布在晶圓W上之光阻之膜厚不均勻時，係配合該膜厚不均使其產生照度不均。在正型光阻之膜厚較厚的區域，係擴大狹縫寬S增加曝光量，另一方面，在膜厚較薄之區域，則縮小狹縫寬S減少曝光量，藉此能抑制因光阻膜厚不均所造成之圖案線寬之不良(不均勻)。
因此，以下，針對修正由於照度不均以外之原因所產生之圖案線寬不良(不均勻)時，可變狹縫裝置100之具體動作加以說明。
曝光前，在晶圓W上塗布光阻。光阻係感光性樹脂，有負型(留下來自標線片R之照明光EL所照射之部分)與正型(除去照射之部分)。光阻係藉由塗布機(coater)，薄薄地塗布在晶圓W之表面。所謂塗布機係指將噴嘴所供應之液狀光阻，滴至固定於旋轉支持台之晶圓W表面並使支持台高速旋轉，據以在晶圓W上形成均勻之光阻薄膜之裝置。
但是，實際上，要在晶圓W之表面形成均勻之光阻膜 是非常困難的。形成在晶圓W上之光阻膜厚，受光阻黏度與光阻中之溶劑種類、及塗布機之旋轉速度、旋轉時間所影響。特別是會因光阻之塗布方法，而從晶圓W之中心形成同心圓狀不均勻膜厚之光阻膜。也就是說，光阻膜厚因晶圓W邊緣部之表面張力等影響，而有周邊區域較晶圓W之中央區域為厚的傾向。
又，在晶圓W上之光阻膜厚不均勻的情形下使晶圓W全體曝光時，即使照射均勻之照明光，亦會在光阻膜較厚之區域與較薄之間產生光阻感光(光化學反應)程度之差異。亦即，在光阻較厚之區域感光不足，在較薄之區域則過度感光。
此外，正型光阻之情形，在感光不足之區域因光阻不能充分除去，故圖案之線寬變細，另一方面，在感光過度之區域，因所需部分被除去，故圖案之線寬變粗。因此，在晶圓W之中央區圖案之線寬變細，在周邊區域圖案之線寬變粗。又，負型光阻之情形，在晶圓W之中央區圖案之線寬變粗，在周邊區域圖案之線寬變細。
又，在曝光處理後進行之顯影、蝕刻製程之各處理不均勻之情形，圖案之線寬亦會變成不均勻。
顯影處理，係使用鹼性水溶液，將施以曝光處理後晶圓W上之光阻的一部分加以溶解並除去。亦即，晶圓W上之光阻，被照明光EL照射(曝光處理)之部分係對鹼性水溶液，進行可溶或不溶之光化學變化，因此係從噴嘴將鹼性水溶液噴吹至晶圓W，將光阻之可溶部分溶解除去。
光阻之溶解受鹼性水溶液之溫度、濃度、噴吹壓力、噴吹角度及時間之影響很大，因此光阻溶解不均勻之情形並不少見。例如，從晶圓W之周邊側向中心側噴吹鹼性水溶液時，在晶圓W之中央區域，光阻之溶解會不足，在周邊區域有時會過度。
因此，會產生在光阻之溶解除去不充分之區域圖案之線寬變細，另一方面，在溶解過度之區域圖案之線寬變粗的現象。
蝕刻處理，係以酸性水溶液來溶解經顯影處理而露出之晶圓W之銅箔部分，以形成圖案。作為酸性水溶液，例如，有氯化鐵液、氯化銅液，作為酸性水溶液之塗布方法，有浸漬式與噴灑式。
浸漬式蝕刻，因有從晶圓W之周邊向中心進行蝕刻之現象，故在晶圓W之中心區域與周邊區域，蝕刻將會不均勻。特別是隨著晶圓W之大型化，中央區域與周邊區域之差變大。
又，至於噴灑式蝕刻，由於中央區域與周邊區域之蝕刻差較浸漬式為小，但與顯影處理之情形同樣的，由於噴嘴涵蓋之噴嘴有效範圍等影響，蝕刻會變成不均勻。
因此，會產生在晶圓W之中央區域蝕刻不充分而使圖案之線寬變粗，在周邊區域則蝕刻過度而使圖案之線寬變細的現象。
第4圖係以示意方式顯示形成於晶圓W上之圖案之線寬變化量的分布圖。又，圖中顏色濃的區域係線寬較變細， 顏色較淡的區域線寬較粗。
如前所述，即使照明光EL無照度不均之情形，亦會因曝光處理之前處理製程及後處理製程(參照第6圖)之各處理，使形成於晶圓W各照射區域之圖案線寬有時變成不均勻。
即使在此情形下，亦能藉由可變狹縫裝置100發揮如下之作用，來使圖案線寬一致。
首先，圖案線寬之不均勻究竟是因何種原因產生，或者什麼樣的原因會造成什麼程度的影響是不易正確瞭解。但是，前處理製程及後處理製程之各處理中，係至少對同一批量內之晶圓W應是大致均勻地進行。也就是說，光阻之膜厚、顯影、蝕刻處理狀態，在同一批量之晶圓，係大致均勻。
因此，為了事前調查形成於晶圓W上之圖案線寬之不均勻性，使用形成有測試圖案之標線片、或形成有電路圖案之標線片來進行測試曝光，以測定形成在晶圓W上之圖案線寬。又，在進行測試曝光前，係先驅動第1遮光部10及第2遮光部20，來使可變狹縫裝置100成為初期狀態，亦即成為等間隔之狹縫寬。在該初期狀態中，使用照度計230，測量照射至晶圓上之狹縫狀曝光區域內之照度分布。然後，藉由通過等間隔狹縫寬之照明光EL，進行曝光處理將圖案形成在晶圓W上，並測量該線寬之分布。
接著，根據測試曝光前所測量之狹縫狀曝光區域內之照度分布，求出第1遮光部10(用來修正因構成具備曝光裝 置之照明光學系統121與投影光學系統PL之光學元件之透過率變化而產生之照度不均)之各葉片30之推拉量、及第2遮光部20之葉片40之傾斜量。
此外，根據以測試曝光所求出之晶圓W之線寬變化量分布，求出晶圓上各照射區域所產生之線寬變化量。根據所求出之線寬變化量，在各照射區域，求出用來修正該線寬變化量之第2遮光部20之葉片40之傾斜量。
然後，主控制系統220，在實際之曝光處理前，根據照度計230之測量結果調整第1遮光部10之各葉片30之推拉量、及第2遮光部20之葉片40之傾斜量。其次，在實際之曝光處理中，就每一照射區域，視測試曝光之晶圓W之線寬分布結果，在事前調整之葉片40之傾斜量(根據照度計230之測量結果所求出之第2遮光部20之葉片傾斜量)中，加上於各照射區域所求出之傾斜量，調整各照射區域所供應之累計曝光量，來改善圖案之線寬不良。
例如，在圖案線寬較細之照射區域，減少照明光EL之照度，另一方面，在圖案線寬較粗之照射區域，則增加照明光EL之照度。亦即，藉由積極的使其產生曝光不均，來抵消曝光處理之前處理製程及後處理製程中各處理的不均。
具體而言，測試曝光之結果，在一個照射區域內圖案線寬不均勻時，就該照射區域，藉由可變狹縫裝置100來變化狹縫寬度變化，使產生曝光不均據以修正非掃描方向之不均。另一方面，掃描方向之不均，則可藉由一邊變化 照明光EL之脈衝數、一邊進行掃描曝光，或一邊變化晶圓載台WS之移動速度(即掃描速度)、一邊進行曝光，來修正不均。
如第4(b)圖所示，當著眼於晶圓W中排列於非掃描方向(X方向)之複數個照射區域時，例如，在左端之照射區域，照射內左側之線寬粗、右側細。在中央之照射區域，線寬整體上皆細。此外，在右端之照射區域，照射內之左側線寬細、右側粗。
此情形下，可在往X方向步進移動依序進行曝光時，藉由就各照射區域變化可變狹縫裝置100之遮光部20，來良好的改善不均。具體而言，如第4(b)圖所示，在左端之照射區域，驅動遮光部20使開口M之狹縫寬S在照射內之左側寬、右側窄的狀態下進行曝光。在中央之照射區域，使遮光部20平行均勻的進行曝光。而在右端之曝光區域，則使開口M之狹縫寬S在照射內之左側窄、右側寬的狀態下進行曝光。
又，遮光部20之驅動，係因圖案線寬是沿著X方向慢慢變化，因此僅1次成分之修正亦能期待得到大的效果，再者，由於遮光部20能較遮光部10高速驅動，因此能不中斷曝光處理維持高產能。
承上所述，藉由對晶圓W上之各照射區域發揮可變狹縫裝置100之作用進行曝光處理，即能抑制因曝光處理之前處理製程及後處理製程之各處理所造成之形成於晶圓W之各照射區域之圖案線寬不均勻的事態，將圖案之線寬一 致。
又，當著眼於晶圓W中排列於掃描方向(Y方向)之複數個照射區域時，由於圖案線寬係沿著Y方向慢慢變化，故亦能不進行X方向之步進移動，而在Y方向一邊步進移動，一邊進行曝光處理。此時，例如，可藉由就各照射區域，變化載台之移動速度及雷射之振盪頻率、雷射之脈衝能量等，一邊減少遮光部20之形狀變化、一邊抑制不均。再者，為了在Y方向一邊步進移動、一邊進行曝光處理，必須用與朝X方向之步進移動不同之驅動程序來進行標線線載台RS、照明光學系統121之標線片遮簾等之驅動。此時，遮光部10，在Y方向之一行的曝光完成前不必驅動。
如以上說明，根據可變狹縫裝置100，由於能分別以分別之遮光部10,20來修正1次不均與高次不均，因此複數個遮光部10,20之控制不致於錯綜複雜，能準確修正照度不均。又，能使照明光EL長邊方向之形狀微細的變化，來準確修正照明光EL之高次不均。特別是能以遮光部20高速修正照明光EL之1次不均，故不會降低曝光裝置EX之效率，而能正確的形成微細之圖案。
又，可變狹縫裝置100不限於抑制照明不均之使用，亦能積極的產生照明不均，據以改善照明不均以外之原因所造成之圖案線寬不良(不均勻)。
此外，上述實施形態中所示之動作步驟、或各構成構件之各形狀與組合等僅為一例，在不脫離本發明主旨範圍內，能根據製程條件與設計要求等，進行各種變更。例如， 本發明亦包含如下之變更。
上述實施形態，係針對使用在遮光部之一方，將複數個葉片大致無間隙的配置成梳齒狀之所謂的梳齒型遮光部之情形作了說明，但不限於此。亦可使用如日本專利特開平10-340854號所揭示，將複數個葉片分別在各自的兩端部以能旋轉之方式連結形成之所謂的鏈型遮光部。
上述實施形態中，縮係針對為了使第2遮光部20之葉片40旋轉，而在葉片40之兩端連結線性致動器70之情形作了說明，但不限於此。例如，亦可在葉片40之中央部，連接馬達等旋轉系統致動器來使葉片40旋轉。
又，上述實施形態中，雖係針對第2遮光部20具有1片葉片40之構成作了說明，但亦可組合複數片邊緣部長度較第1遮光部10之葉片為長的葉片。例如，亦可是具備2片、3片、或4片葉片的構成。
又，作為線性致動器，除了使用音圈馬達之外，亦可使用線性馬達、侍服馬達之齒條(rack)/小齒輪(pinion)機構或凸輪機構等。
又，上述實施形態係根據晶圓上所形成之測試圖案之線寬分布，來確認光阻之膜厚不均所引起之圖案線寬不良。然而，並不限於此實施形態。例如，事先以實驗或模擬等方式，求出光阻之膜厚與線寬不良之關係，以膜厚測定裝置檢測標線片之膜厚，從該檢測結果來確認圖案之線寬不良亦可。
曝光裝置EX之用途並不限於半導體元件製造用的曝 光裝置，例如，亦能廣泛的適用於將液晶顯示元件圖案曝光至方形玻璃基板的液晶用曝光裝置、或用以製造薄膜磁頭的曝光裝置等。
又，適用本發明之曝光裝置之光源，不僅能使用KrF準分子雷射(248nm)、ArF準分子雷射(193nm)、F2 雷射(157nm)等，亦能使用g(436nm)及i線(365nm)。再者，投影光學系統之倍率不僅係縮小系統，亦可以是等倍及放大系統之任一系統。
又，在晶圓載台及標線片載台使用線性馬達之情形，無論是採用空氣懸浮型(使用空氣軸承)或磁浮型(使用羅倫茲力或反作用)之任一種皆可。又，載台可以是沿導軌移動之型式，亦可以是不設置導軌之無導軌型式。再者，作為載台之驅動機構使用平面馬達時，可將磁鐵單元(永久磁鐵)與電樞單元之任一方連接於載台，將磁鐵單元與電樞單元之另一方設在載台之移動面側(基)即可。
因晶圓載台之移動所產生之反作用力，可如日本專利特開平8-166475號之記載，使用框架構件將其機械性的釋放至地面。
因標線片載台之移動所產生之反作用力，可如日本專利特開平8-330224號之記載，使用框架構件將其機械性的釋放至地面。
又，適用本發明之曝光裝置，係將包含本案申請專利範圍所例舉之各構成要素的各種子系統，以能保持既定機械精度、電氣精度、光學精度之方式，加以組裝製造。為 確保此等各種精度，於此組裝之前後，對各種光學系統進行用以達成光學精度之調整，對各種機械系統進行用以達成機械精度之調整，對各種電氣系統則進行用達成各種電氣精度之調整。各種子系統組裝至曝光裝置之步驟，包含各種子系統彼此間之機械連接、電氣迴路之連接、氣壓迴路之連接等。此各種子系統組裝至曝光裝置之步驟前，當然有各個子系統之組裝步驟。各種子系統組裝至曝光裝置之步驟結束後，即進行綜合調整，以確保曝光裝置之各種精度。又，曝光裝置的製造以在溫度及潔淨度等受到管理的無塵室中進行較佳。
其次，針對微影製程使用本發明實施形態之曝光裝置及曝光方法之微元件之製造方法之實施形態，加以說明。第5圖係顯示微元件(IC或LSI等半導體晶片、液晶面板、CCD、薄膜磁頭、微機械等)之製造例的流程圖。
首先，在步驟S10(設計步驟)中，進行微元件之功能及性能設計(例如，半導體元件之電路設計等)，進行用來實現該功能之圖案設計。其次，在步驟S11(光罩製作步驟)中，製作形成設計電路圖案之光罩(標線片)。另一方面，在步驟S12(晶圓製造步驟)中，使用矽等材料來製造晶圓。
其次，在步驟S13(晶圓處理步驟)中，用步驟S10~S12所準備之光罩與晶圓，如後述，藉由微影技術等，在晶圓上，形成實際之電路等。其次，在步驟S14(元件組裝步驟)中，使用步驟S13所處理之晶圓，進行元件組裝。在該步驟S14中，視需要包含切割製程、焊接製程、及封裝製程(晶 片密封)等製程。最後，在步驟S15(檢查步驟)中，進行步驟S14所製作之微元件之動作確認測試、耐久性測試等檢查。經過這些步驟後，微元件便告完成，將製品出貨。
第6圖係顯示半導體元件之情形時步驟S13之詳細製程例的圖。
在步驟S21(氧化步驟)中，使晶圓之表面氧化。在步驟S22(CVD步驟)中，在晶圓表面形成絕緣膜。在步驟S23(電極形成步驟)中，在晶圓上，藉由蒸鍍來形成電極。在步驟S24(離子植入步驟)中，在晶圓中植入離子。以上之步驟S21~步驟S24，係構成晶圓處理各階段之前處理製程，在各階段視所需之處理加以選擇並執行。
在晶圓處理之各階段，結束上述前處理製程時，即進行以下之後處理製程。在該後處理製程中，首先，在步驟S25(光阻形成步驟)中，在晶圓上塗布感光劑。其次，在步驟S26(曝光步驟)中，藉由以上所說明之微影系統(曝光裝置)及曝光方法，將光罩之電路圖案轉印至晶圓。其次，在步驟S27(顯影步驟)中，將曝光之晶圓顯影，在步驟S28(蝕刻步驟)中，藉由蝕刻，除去殘留光阻部分以外部分之露出構件。並且，在步驟S29(光阻除去步驟)中，除去蝕刻完成後不需之光阻。藉由重複進行此等前處理製程與後處理製程，在晶圓上形成多層的電路圖案。
又，本發明不僅能適用於半導體元件等微元件，並且能適用於光曝光裝置、EUV曝光裝置、X線曝光裝置、及曝光裝置(為了製造電子線曝光裝置等所使用之標線片或光 罩，從母標線片將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等)。此處，使用DUV(深紫外)及VUV(真空紫外)光等之曝光裝置，一般係使用透過型標線片，作為標線片基板，可使用石英玻璃、摻氟之石英玻璃、螢石、氟化鎂、或水晶等。又，近接方式之X線曝光裝置與電子線曝光裝置等，可使用透過型光罩(模板式光罩、膜式光罩)，就光罩基板而言，能使用矽晶圓等。又，此種曝光裝置已揭示於國際公開WO99/34255號、WO99/50712號、WO99/66370號、日本專利特開平11-194479號、日本專利特開2000-12453號、日本專利特開2000-29202號等。
進一步的，本發明亦能適用於例如揭示於國際公開WO99/49504號公報等之記載，在投影光學系統PL與晶圓間充滿液體(例如，純水等)之浸液型曝光裝置。浸液曝光裝置亦可使用反射折射型之投影光學系統之掃描曝光方式。
EL,EL’‧‧‧照明光
EX‧‧‧曝光裝置
L1,L2‧‧‧長邊
PL‧‧‧投影光學系統
R‧‧‧標線片(光罩)
RS‧‧‧標線片載台
W‧‧‧晶圓(基板)
WS‧‧‧晶圓載台
10‧‧‧第1遮光部
20‧‧‧第2遮光部
30,40‧‧‧葉片
50,60‧‧‧致動器部(驅動機構)
70‧‧‧線性致動器
72‧‧‧桿(第1推拉構件)
74,74a,74b‧‧‧桿(第2推拉構件)
100‧‧‧可變狹縫裝置
120‧‧‧光源
121‧‧‧照明光學系統(照明裝置)
130‧‧‧偏光鏡
131‧‧‧可變減光器
132‧‧‧光路偏光鏡
133‧‧‧第1複眼透鏡
134‧‧‧變焦透鏡
135‧‧‧振動鏡
136‧‧‧第2複眼透鏡
137‧‧‧旋轉器
140‧‧‧聚焦透鏡群組
141‧‧‧照明視野光圈(標線片遮簾)
142,145‧‧‧偏向鏡
143,144,146,147‧‧‧透鏡群組
151‧‧‧雷射干涉計
151Y‧‧‧Y軸雷射干涉計
152Y‧‧‧Y移動鏡
160,161,162,163‧‧‧外殼
169‧‧‧鏡筒
180‧‧‧晶圓保持具
181‧‧‧自動聚焦感測器
182‧‧‧對準感測器
183‧‧‧平台
200,201,206‧‧‧供氣閥
210,211,216‧‧‧排氣閥
220‧‧‧主控制系統(控制裝置)
221‧‧‧運算部
222‧‧‧記憶部
230‧‧‧照度計(測量部)
第1圖，係顯示可變狹縫裝置的圖。
第2圖，係顯示照明光學系統及曝光裝置的示意圖。
第3(a)~3(h)圖，係用以說明照明光之照度不均的圖。
第4(a)、4(b)圖，係以示意方式顯示晶圓W上所形成之圖案之線寬分布等的圖。
第5圖，係顯示微元件製程例的流程圖。
第6圖，係顯示第5圖中之步驟S13之詳細製程例的圖。
EL’‧‧‧照明光
L1、L2‧‧‧長邊
10‧‧‧第1遮光部
20‧‧‧第2遮光部
30、40‧‧‧葉片
50、60‧‧‧致動器部(驅動機構)
70‧‧‧線性致動器
72‧‧‧桿(第1推拉構件)
74a、74b‧‧‧桿(第2推拉構件)
100‧‧‧可變狹縫裝置

Claims (29)

  1. 一種可變狹縫裝置，係用來形成狹縫狀之照明光；其特徵在於，具有：第1遮光部，係具有用來規定該照明光一長邊之複數個葉片；第2遮光部，係規定該照明光另一長邊；驅動機構，係驅動該第1遮光部與該第2遮光部之至少一方，使該照明光長邊方向之形狀變化；以及控制裝置，求出包含於該照明光之照度不均之第1成分、及與該第1成分不同之第2成分，以根據該第1成分驅動該第1遮光部，並根據該第2成分驅動該第2遮光部之方式控制該驅動機構。
  2. 如申請專利範圍第1項之可變狹縫裝置，其中，該複數個葉片具有直線狀邊緣部；該第1遮光部具有第1推拉構件，係用來將該複數個葉片沿與該照明光之長邊方向大致正交之方向推拉。
  3. 如申請專利範圍第2項之可變狹縫裝置，其中，該複數個葉片係大致無間隙地配置成梳齒狀。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之可變狹縫裝置，其中，該第2遮光部具備少於該第1遮光部所具備之複數個葉片之數量的葉片。
  5. 如申請專利範圍第4項之可變狹縫裝置，其中，該第2遮光部具備：具直線狀邊緣部的1片葉片、用以推拉該葉片之兩端部的第2推拉構件； 該驅動機構係透過該第2推拉構件，使該葉片之直線狀邊緣部從既定位置傾斜。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之可變狹縫裝置，其中，該驅動機構係根據與該照明光照度不均相關之資訊，來驅動該第1遮光部與該第2遮光部。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之可變狹縫裝置，其中，該驅動機構係使該第1遮光部與該第2遮光部往該照明光之光路方向移動。
  8. 一種照明裝置，係將狹縫狀之照明光照射至被照明物，其特徵在於：作為調整該照明光形狀之裝置，係使用申請專利範圍第1至7項中任一項之可變狹縫裝置。
  9. 一種曝光裝置，係透過光罩一邊將狹縫狀之照明光照射至基板，一邊在與該照明光長邊方向大致正交之方向相對掃描該光罩與該基板，藉此將形成於該光罩之圖案曝光於該基板上，其特徵在於：作為該照明光照射至該光罩之照明裝置，係使用申請專利範圍第8項之照明裝置。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其具備：測量部，係測量與該照明光照度不均相關之資訊；運算部，係根據與該照度不均相關之資訊，求出該照明光一長邊形狀與照明光另一長邊形狀之至少一方，俾使該相對移動時，在與該照明光長邊方向大致正交之方向，該照明光之照度累積大致均勻；以及 控制裝置，係根據該運算部之運算結果，對該驅動機構賦予驅動該第1遮光部及該第2遮光部的指令。
  11. 如申請專利範圍第9項或第10項之曝光裝置，其具備：運算部，係根據與形成於該基板之圖案線寬相關的資訊，求出該照明光另一長邊形狀之至少一方；以及控制裝置，係根據該運算部之運算結果，對該驅動機構賦予驅動該第2遮光部的指令。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，與形成於該基板之圖案線寬相關的資訊，包含因塗布於該基板上之感光劑膜厚不均所造成的線寬變化量。
  13. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其具備：測量部，係測量與該照明光照度不均相關的資訊；運算部，係根據與該照明光照度不均相關的資訊及與形成於該基板之圖案線寬相關的資訊，求出該照明光一長邊形狀與照明光另一長邊形狀之至少一方；以及控制裝置，係根據該運算部之運算結果，對該驅動機構賦予驅動該第1遮光部及該第2遮光部的指令。
  14. 如申請專利範圍第10項或第13項之曝光裝置，其中，該測量部係在該光罩之更換時，測量與該照明光照度不均相關的資訊；該控制裝置，係在將被更換之該光罩上形成之圖案曝光至該基板前，對該驅動機構，賦予驅動該第1遮光部及該第2遮光部的驅動指令，且在每次將該圖案分別曝光至 該基板上之各複數個曝光區域時，對該驅動機構賦予驅動該第2遮光部的驅動指令。
  15. 如申請專利範圍第10項或第13項之曝光裝置，其中，該運算部，係區別該照明光長邊方向之照度分布之低次不均成分與高次不均成分，並加以算出；該控制裝置，係依據該低次不均成分，對該驅動機構賦予驅動指令俾驅動該第1遮光部，且依據該高次不均成分，對該驅動機構賦予驅動指令俾驅動該第2遮光部。
  16. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其具備對該驅動機構賦予驅動該第1遮光部與該第2遮光部之至少一方之驅動指令的控制裝置。
  17. 如申請專利範圍第16項之曝光裝置，其中，該圖案之線寬不良之產生，係起因於對該基板的前處理製程。
  18. 如申請專利範圍第16項之曝光裝置，其中，該圖案之線寬不良之產生，係起因於對該基板的後處理製程。
  19. 一種曝光方法，係透過光罩，一邊將狹縫狀之照明光照射至基板，一邊在與該照明光長邊方向大致正交之方向，相對掃描該光罩與該基板，藉此將形成於該光罩之圖案曝光至該基板上，其特徵在於，具備：驅動具有用來規定該照明光一長邊之複數個葉片的第1遮光部、與用以規定該照明光另一長邊的第2遮光部之至少一方，使該照明光長邊方向之形狀變化；以及求出包含於該照明光之照度不均之第1成分、及與該第1成分不同之第2成分； 使該照明光長邊方向之形狀變化，係包含以根據該第1成分驅動該第1遮光部，並根據該第2成分驅動該第2遮光部之方式控制該驅動機構。
  20. 如申請專利範圍第19項之曝光方法，其中，該第1遮光部與該第2遮光部之至少一方係依據與該照明光照度不均相關之資訊來加以驅動。
  21. 如申請專利範圍第20項之曝光方法，其中，係依據與該照度不均相關之資訊，運算該照明光一長邊形狀與照明光另一長邊形狀之至少一方，俾使該相對移動時，在與該照明光長邊方向大致正交之方向，該照明光之照度累積大致均勻；根據運算結果，驅動該第1遮光部與該第2遮光部。
  22. 如申請專利範圍第19至21項中任一項之曝光方法，其中，係根據與該基板上所形成之圖案線寬相關之資訊，運算該照明光另一長邊形狀之至少一方；根據運算結果，驅動該第2遮光部。
  23. 如申請專利範圍第22項之曝光方法，其中，與形成於該基板之圖案線寬相關之資訊，包含因該基板上所塗布之感光劑之膜厚不均所造成的線寬變化量。
  24. 如申請專利範圍第23項之曝光方法，其中，係在該光罩之更換時，測量與該照明光照度不均相關之資訊；根據測量結果，驅動該第1遮光部及該第2遮光部；在每次將該圖案分別曝光至該基板上之各複數個曝光區域時，驅動該第2遮光部。
  25. 如申請專利範圍第19至21項中任一項之曝光方法，其中，係區別該照明光長邊方向照度分布之低次不均成分與高次不均成分，並加以算出；根據算出結果，驅動該第1遮光部以修正該低次不均成分，且驅動該第2遮光部以修正該高次不均成分。
  26. 如申請專利範圍第19項之曝光方法，其中，驅動該第1遮光部與該第2遮光部之至少一方以抑制形成於該基板之該圖案的線寬不良。
  27. 如申請專利範圍第26項之曝光裝置，其中，該圖案之線寬不良之產生，係起因於對該基板的前處理製程。
  28. 如申請專利範圍第26項之曝光裝置，其中，該圖案之線寬不良之產生，係起因於對該基板的後處理製程。
  29. 一種元件之製造方法，係包含微影製程，其特徵在於：該微影製程中，係使用申請專利範圍第19至23項中任一項之曝光方法。
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