CN113495433B - 曝光方法、曝光装置及半导体装置的制造方法 - Google Patents

曝光方法、曝光装置及半导体装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本案涉及一种曝光方法、曝光装置及半导体装置的制造方法。实施方式提供一种可将与高度相关的信息用于对位修正的曝光方法。实施方式的曝光方法是获取与衬底上表面的高度相关的第1高度信息，侦测衬底与具有应转印到衬底的第1被转印图案的第1掩模的相对位置，获取第1位置信息，将第1高度信息转换为第2位置信息，在衬底上表面形成指定电路图案之后，获取与该衬底上表面的高度相关的第2高度信息，侦测该衬底与具有应转印到该衬底的第2被转印图案的第2掩模的相对位置，获取第3位置信息，将第2高度信息转换为第4位置信息，基于所保存的第2位置信息与第4位置信息的差分，计算差分位置信息，且基于第3位置信息及差分位置信息，进行上表面形成有指定电路图案的衬底与第2掩模的对位。

Description

曝光方法、曝光装置及半导体装置的制造方法
[相关申请案]
本申请案享有以日本专利申请案2020-050121号(申请日：2020年3月19日)为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种曝光方法、曝光装置及半导体装置的制造方法。
背景技术
在曝光装置中，利用指定光学***对涂布有光阻层的衬底投射原版的图案，使光阻层曝光。当投射原版的图案时，利用高度侦测装置测量高度方向上的衬底表面位置，基于其测量结果，对衬底表面与光学***的相对位置进行控制。例如在半导体存储器等半导体装置中，随着集成度增加，特征尺寸越来越小，高度方向的阶差也变大。在这种状况下，为了确保高度方向的位置精度，期望提升高度侦测装置的分辨率。
另外，利用位置侦测装置测量原版的图案与衬底之间的二维相对位置，并基于其测量结果进行对位。相对位置的测量主要是通过检测分别设置在原版及衬底上的对准标记的位置来进行。但是，存在不仅要检测对准标记位置，而且还对其检测结果进行修正而进行对位的情况。尤其是在如上所述的状况下，期望进行对位修正。
发明内容
本发明要解决的问题在于提供一种可将利用高度侦测部获取的与衬底面上的高度相关的信息用于对位修正的曝光方法、曝光装置及半导体装置的制造方法。
实施方式的曝光方法包括以下步骤：侦测作为曝光对象的衬底的上表面高度，获取第1高度信息；侦测衬底与具有应转印到该衬底的第1被转印图案的第1掩模的相对位置，获取第1位置信息；将第1高度信息转换为第2位置信息；在衬底的上表面形成指定电路图案之后，侦测该衬底的上表面高度，获取第2高度信息；侦测上表面形成有指定电路图案的衬底与具有应转印到该衬底的第2被转印图案的第2掩模的相对位置，获取第3位置信息；将第2高度信息转换为第4位置信息；基于第2位置信息与第4位置信息的差分，计算差分位置信息；基于第3位置信息及差分位置信息，进行上表面形成有指定电路图案的衬底与第2掩模的对位。
附图说明
图1是示意性地表示实施方式的曝光装置的构成例的框图。
图2是表示实施方式的曝光方法的流程图。
图3是继图2之后表示实施方式的曝光方法的流程图。
图4(A)、(B)是表示实施方式的曝光方法中，图1的曝光装置中能够使用的光罩的曝光照射区域的一例的俯视图。
图5(A)～(E)是说明在图1的曝光装置的测量数据运算部中计算的差分位置信息的图。
图6(A)、(B)是将图5的一部分放大表示的图。
图7(A)、(B)是表示可利用曝光条件的参数进行修正的位置偏移的图。
图8是表示实施方式的变化例的曝光方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对非限定性的例示的实施方式进行说明，所有附图中，对相同或对应的部件或零件标注相同或对应的参照符号，并省略重复说明。另外，附图并非为了展示部件或零件间的尺寸的相对比，因此，具体尺寸可依据以下非限定性的实施方式，由业者决定。
首先，参照图1对实施方式的曝光装置进行说明。图1是示意性地表示实施方式的曝光装置的构成例的框图。如图所示，曝光装置1具有照明***10A、透镜***10B、位置侦测装置14、高度侦测装置16、平台18。另外，曝光装置1中具有保持部(未图示)，该保持部保持能够根据使用该曝光装置1制造的器件而更换的光罩12(也称为掩模或原版)。
照明***10A虽省略了图示，但可具有：光源，出射曝光的光；光学***，将来自光源的曝光的光转换为平行光，且包含1个或多个透镜；及狭缝板，具有将通过光学***转换为平行光的曝光的光整形为狭缝状光束的曝光狭缝。
透镜***10B使利用光罩12所得的投影像投影到晶圆W上。透镜***10B包含1个或多个透镜，由此能够改变投影像的倍率。
位置侦测装置14侦测设置在光罩12上的对准标记、及由平台18保持的被转印光罩12的被转印图案的作为被转印衬底的晶圆W上所设置的对准标记，产生基于侦测结果的位置信息，并将该信息发送到控制部20。
高度侦测装置16通过将出射光IL朝向平台18上的晶圆W出射，并接收从晶圆W的上表面(形成器件的面)反射的反射光RL，来侦测晶圆W上表面的高度。基于侦测结果产生高度信息，所产生的高度信息被发送到控制部20。此外，在本实施方式中，高度侦测装置16的聚焦区域例如可设为0.1～1mm×0.1～1mm左右。也就是说，高度侦测装置16具有相当于该程度的聚焦区域的分辨率。
平台18具有能够载置晶圆W的上表面，在该上表面设置着进行吸附的晶圆吸附机构。晶圆吸附机构可由通过吸引晶圆W而保持该晶圆W的真空吸盘、或利用库仑力保持晶圆W的静电吸盘等实现。
控制部20总括地控制曝光装置1。另外，控制部20具有测量数据输入部21、测量数据运算部22、及控制值输出部23。测量数据输入部21接收从位置侦测装置14发送的位置信息，并接收从高度侦测装置16发送的高度信息。由测量数据输入部21接收到的位置信息及高度信息被发送到测量数据运算部22。测量数据运算部22当从测量数据输入部21接收到位置信息及高度信息时，对位置信息及高度信息进行各种运算处理，算出位置修正量。基于位置修正量的控制值从控制值输出部23被发送到成像部31、转印衬底控制部32、及被转印衬底控制部33。
另外，控制部20可构成为包含CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、及RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)的计算机。另外，控制部20也可由处理器构成，所述处理器具备例如以专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)为代表的硬件。计算机及处理器可根据指定程序或各种数据使曝光装置1执行下述曝光方法。程序或各种数据可存储在指定的存储装置中，并从这些存储装置输入到控制部20。另外，程序或各种数据可存储在作为***设备的硬盘驱动器(HDD)、或服务器、半导体存储器等非临时性计算机可读存储介质中，并以有线或无线的方式从这些非临时性计算机可读存储介质中下载。
以下，参照图2及图3，对实施方式的曝光方法进行说明。图2及图3是表示实施方式的曝光方法的流程图。本实施方式的曝光方法是使用图1的曝光装置1来进行，曝光装置1的各部由来自控制部20的指示信号控制。
首先，准备作为被转印衬底的晶圆W。在晶圆W上已经形成有基底层、及形成在基底层之上的各种薄膜。薄膜可由绝缘体或导电体等形成，且图案化为指定电路图案。基底层例如可由绝缘体形成，另外，也可由硅形成。
在步骤S1中，将晶圆W搬入到设置在曝光装置1外部的光阻剂涂布显影装置，在此处对该晶圆W涂布光阻膜。
被涂布了光阻膜的晶圆W从光阻剂涂布显影装置被搬入到曝光装置1(步骤S2)。在该搬入时，可通过设置在光阻剂涂布显影装置与曝光装置1之间且将两者连结的承载器进行。在曝光装置1内，通过指定的搬送机构(未图示)将晶圆W载置到平台18上。载置在平台18上的晶圆W通过吸附机构而由平台18的上表面支撑。
接着，在步骤S3中，通过平台18移动，晶圆W在xy面内被扫描，透过光阻膜，由高度侦测装置16侦测晶圆W面内的各坐标点(x，y)处的相对于指定基准面(例如晶圆W的基底层的表面)的高度。基于侦测结果，获取第1高度信息。第1高度信息例如可为各坐标点与该点处的高度建立关联而得的数据。第1高度信息从高度侦测装置16被发送到控制部的测量数据输入部21(图1)。
另外，在步骤S3中，利用位置侦测装置14侦测光罩12的对准标记(未图示)、及由平台18保持的晶圆W的对准标记(未图示)，获得基于侦测结果的第1位置信息。第1位置信息从位置侦测装置14被发送到控制部的测量数据输入部21(图1)。
接下来，步骤S4中，在测量数据运算部22内将第1高度信息转换为第2位置信息。该转换例如可通过对相对于x轴的高度的函数、及相对于y轴的高度的函数分别微分来进行。第2位置信息例如保存在控制部20中所包含的存储装置中(步骤S5)。但是，也可保存在与控制部20连接的外部存储装置中。第2位置信息在下述步骤S13(图3)中使用。
然后，在步骤S6中，基于由位置侦测装置14获取的第1位置信息、及由高度侦测装置16获取的第1高度信息使晶圆W上的光阻膜曝光。
此处，对于该曝光，使用具有如图4所示的曝光照射区域的光罩12(图1)。参照图4(A)，曝光照射区域SH具有多个(图示例中为10个)芯片区域RP。芯片区域RP与一个半导体元件对应。另外，如图4(B)所示，各芯片区域RP并不限定于此，例如具有存储单元区域CA(以下，简称为单元区域CA)、***电路区域PA(以下，简称为***区域PA)、感测放大器区域SA(以下，称为S/A区域SA)。单元区域CA、***区域PA、及S/A区域SA分别具有指定的被转印图案。另外，针对每个曝光工程准备在单元区域CA、***区域PA、及S/A区域SA分别具有指定的被转印图案的多个光罩12。
使用具有这种曝光照射区域的光罩12形成的半导体器件例如可为具有三维构造的半导体存储器件。在此情况下，在晶圆上的单元区域可形成例如绝缘层与导电层交替积层而成的积层体、及配置在贯通该积层体的半导体柱的多个存储单元。另一方面，在与***区域PA对应的晶圆上的***区域、及与S/A区域SA对应的晶圆上的S/A区域不形成积层体。因此，在晶圆上，单元区域与***区域及S/A区域之间可能产生相对较大的高低差。此外，以下说明中，有时将晶圆上的单元区域也称为单元区域CA，同样地，有时将晶圆上的***区域称为***区域PA，将晶圆上的S/A区域称为S/A区域SA。
另外，在曝光照射区域SH内可设置1个或多个对准标记。这些对准标记可包括用于曝光照射区域SH的y轴方向(图4中的曝光照射区域SH的长边方向)的对位的对准标记、及用于曝光照射区域SH的x轴方向(图4中的曝光照射区域SH的短边方向)的对位的对准标记。
接下来，在步骤S7中，将使光阻膜曝光后的晶圆W从曝光装置1搬出到光阻剂涂布显影装置，此处，使经曝光后的光阻膜显影。由此，在晶圆W的上表面形成指定的光阻掩模。
然后，在步骤S8中，对上表面形成有光阻掩模的晶圆W进行指定的各种处理。这些处理可包括使用光阻掩模的蚀刻、或洗净、成膜等。
指定处理结束后，晶圆W再次被搬入到光阻剂涂布显影装置中，对晶圆W的上表面涂布光阻膜(步骤S9)。涂布有光阻膜的晶圆W被搬入到曝光装置1(步骤S10)。
接着，在步骤S11中，通过平台18移动，晶圆W在xy面内被扫描，透过光阻膜，由高度侦测装置16侦测晶圆W面内的各坐标点(x，y)处的相对于指定基准面(例如晶圆W的基底层的表面)的高度。基于侦测结果，获取第2高度信息。第2高度信息例如可为各坐标点与该点处的高度建立关联而得的数据。第2高度信息从高度侦测装置16被发送到控制部的测量数据输入部21(图1)。
另外，在步骤S11中，利用位置侦测装置14侦测光罩12的对准标记(未图示)、及由平台18保持的晶圆W的对准标记(未图示)，获取基于侦测结果的第3位置信息。此处的光罩12与步骤S3中使用的光罩12相同，具有单元区域CA、***区域PA、及S/A区域SA。但是，关于这些区域CA、PA、SA中的被转印图案，步骤S11中使用的光罩12与步骤S3中使用的光罩12不同。步骤S11中使用的光罩12具有在之后的步骤S16中应转印到光阻膜的被转印图案。此外，所获取的第3位置信息从位置侦测装置14被发送到控制部的测量数据输入部21(图1)。
接下来，在步骤S12中，利用测量数据运算部22将第2高度信息转换为第4位置信息。该转换也与步骤S4相同，例如可通过对相对于x轴的高度的函数、及相对于y轴的高度的函数分别微分来进行。
接着，在步骤S13中，基于之前步骤S4中从第1高度信息转换并在步骤S5中被保存的第2位置信息、及步骤S12中从第2高度信息转换成的第4位置信息，在测量数据运算部22中计算差分位置信息。
图5是说明在测量数据运算部22中计算的差分位置信息的图。图5(A)所示为针对晶圆W面内的每个坐标点取第2位置信息与第4位置信息的差分并针对每个坐标点示出差分的(未加工的)差值图MA，图5(B)所示为表示差值图MA中所包含的因晶圆W翘曲所产生的分量的翘曲分量图MB，图5(C)所示为从差值图MA中排除翘曲分量后的有用的(剩余的)差值图MC。另外，图5(D)是对y轴绘制图5(A)的差值图MA中沿y方向的细长区域RY中的差值所得的曲线图，图5(E)是对y轴绘制剩余差值图MC中的y方向的值所得的曲线图。
晶圆W因作用于晶圆W内的应力而整体或局部地翘曲，因此，由高度侦测装置16获取的第1高度信息及第2高度信息中包含晶圆W的翘曲分量。因此，无论在从第1高度信息转换成的第2位置信息中，还是从第2高度信息转换成的第4位置信息中，均包含翘曲分量。这种翘曲分量在图5(B)中以灰阶(灰度影线)GR表示，在图5(D)中以律动PB表示。图5(B)所示的晶圆的翘曲分量例如可利用触针式或非接触式翘曲测定装置或者X射线拓扑图等测量。如果从差值图MA中减去以这种方式测量出的翘曲分量图MB，则获得图5(C)所示的剩余差值图MC。如图5(C)所示，剩余差值图MC中无灰阶，在图5(E)中，也无像图5(D)那样的律动PB。
此外，晶圆的翘曲例如也可通过利用平台18上配备的静电吸盘等吸附机构将晶圆平坦地保持而排除。另外，也可通过利用例如曲线拟合将图5(D)的律动PB排除，而求得与图5(E)的剩余的面内应变图相同的图。
接下来，参照图6进一步进行说明。图6(A)是将图5(E)的一部分P放大表示的曲线图，图6(B)是将图6(A)中的一部分PP进一步放大表示的曲线图。在这些曲线图中，横轴表示曝光照射区域SH内的y方向的位置，纵轴表示沿着y方向的剩余差值。此外，图6中的y方向与图4所示的曝光照射区域SH的长边方向一致。
如图6(A)所示，剩余差值沿着y轴呈锯齿波状周期性变化。将图6(A)中的一部分PP放大表示的图6(B)表示芯片区域RP内的剩余差值。如图所示，剩余差值呈V字状变化。此处，剩余差值相对于y轴，在***区域PA及S/A区域SA中具有负斜率，在单元区域CA中具有正斜率。这表示在***区域PA及S/A区域SA中，拉伸应力沿y方向作用，在单元区域CA中，压缩应力沿y方向作用。认为这种应力主要是因电路图案(从一个光处理到下一个光处理对晶圆W追加的电路图案)与其底层之间的热膨胀系数而产生，该电路图案是通过步骤S8中的蚀刻、或洗净、成膜等处理而形成于晶圆W的上表面的电路图案。而且，在本实施方式中，如上所述，在晶圆W上的单元区域CA形成有积层体，在***区域PA及S/A区域SA不形成积层体，像这样在单元区域CA与***区域PA及S/A区域SA中构造相差较大，因此可认为所述应力增大。
另外，单元区域CA因这种压缩应力而收缩，***区域PA及S/A区域SA因拉伸应力而扩展。也就是说，因这种扩展、收缩，导致在单元区域CA内，例如会产生之后的步骤S16中使光阻膜曝光时所使用的光罩12内的单元区域CA内的相对于遮光图案的位置偏移。
此外，图5(D)及图5(E)表示相对于y轴的差值，但同样，也可获得相对于x轴的差值。x轴方向相当于图4的曝光照射区域SH的短边方向。
返回到图3，在步骤S14中，基于步骤S13中计算出的差分位置信息(位置偏移量)、及步骤S11中由位置侦测装置14获取的第3位置信息，决定位置修正量。
如果对晶圆W的面内(曝光照射区域SH)设定xy坐标，那么各坐标点(x，y)处的x轴方向的位置偏移量IPDX(x，y)、及y轴方向的位置偏移量IPDY(x，y)可如下述数式1那样表示。
[数1]
此处，k1、k2、k3、k4、k5及k6为修正参数，可如数式2那样表示。
[数2]
如上所述，数式2为晶圆面内坐标(X，Y)的函数，m、n为0以上的整数。P1mn～P6mn可称为实质上的修正参数。
另外，如图7(A)所示，k1表示x方向的位移分量，k3表示x方向的倍率分量，k5表示x方向的旋转分量(或x方向的正交度分量)，如图7(B)所示，k2表示y方向的位移分量，k4表示y方向的倍率分量，k6表示y方向的旋转分量(或y方向的正交度分量)。通过改变这些修正参数k1～k6，能够修正平台18与光罩12之间的相对速度、平台18的旋转角、透镜***10B的投射倍率等。此外，如上所述的芯片区域RP内产生的因扩展、收缩所导致的位置偏移可基于修正参数k3及k4进行修正。
以下，以数式1中的IPDX(x，y)为例进行说明。首先，具有x轴方向的各点x1、x2、…xN处的位置偏移量的计算值IPDx1、IPDx2、…、IPDxN作为要素的矢量(目标变量矢量)η可如数式3那样表示。
[数3]
另外，同样地，具有目标变量的理论值作为要素的矢量H如数式4那样表示。
[数4]
进而，将解释变量矢量F设为对各坐标点(x，y)加上1所得的矢量(数式5)，将矢量β设为具有修正参数k1、k3、k5作为要素的矢量(数式6)。
[数5]
[数6]
矢量H是由以修正参数k1、k3、k5为要素的矢量β与解释变量矢量F的积表示，因此，以下数式7成立。
[数7]
此处，如果将具有目标变量的理论值作为要素的矢量H与具有计算值作为要素的矢量η之间的N个要素的残差矢量设为矢量D，那么如数式8那样表示。
[数8]
η-H＝η-Fβ＝D …数式8
如果将残差的平方和设为S，那么平方和S由矢量D与其转置矢量tD的积表示，因此，如数式9那样表示。
[数9]
S＝tDD …数式9
以矢量β对平方和S进行微分，如果作为平方和S成为最小的条件，设为微分的结果等于零矢量，那么得到数式10。
[数10]
由此，下述数式11成立。
[数11]
tFFβ＝tFη…数式11
因此，可根据以下数式12求出矢量β、即修正参数k1、k3、k5。
[数12]
关于x轴方向，也通过同样地计算而求出修正参数k2、k4、k6。由此，获得数式1的位置偏移量IPDX(x，y)及IPDY(x，y)。之后，基于由位置侦测装置14获取的第3位置信息、及位置偏移量，决定位置修正量。由此，可利用位置偏移量来修正利用第3位置信息所得的晶圆W与光罩12的相对位置。
然后，在步骤S15中，将位置修正量从控制部20的控制值输出部23发送到成像部31、转印衬底控制部32、及被转印衬底控制部33。基于位置修正量，由成像部31控制透镜***10B，且/或由转印衬底控制部32控制光罩12(的保持部)，且/或由被转印衬底控制部33控制平台18，同时使晶圆W上的光阻膜曝光(步骤S16)。
接下来，使光阻膜曝光后，晶圆W被搬出到光阻剂涂布显影装置，此处，使曝光后的光阻膜显影(步骤S17)。由此，在晶圆W的上表面形成指定的光阻掩模。
对形成有光阻掩模的晶圆W进行使用光阻掩模的蚀刻、或洗净、成膜等(步骤S18)。由此，包括本实施方式的曝光方法在内的一系列工程结束。
如以上所说明，在本实施方式的曝光方法中，在第1次曝光工程(步骤S6)之前，将由高度侦测装置16获取的与晶圆W上表面相关的高度信息(第1高度信息)转换为位置信息(第2位置信息)。该位置信息(第2位置信息)被保存供以后使用。之后，晶圆W经过各种处理直到第2次曝光工程(S16)。在第2次曝光工程之前，利用高度侦测装置16获取(经过各种处理后的)晶圆W的上表面的高度信息(第2高度信息)，与第1次曝光工程同样地，转换为位置信息(第4位置信息)。然后，求出该第4位置信息与之前所保存的第2位置信息的差分位置信息。基于该差分位置信息及由位置侦测装置14获取的位置信息(第3位置信息)，决定位置修正量，根据该位置修正量，控制透镜***10B、光罩12、及/或平台18(图1)，使晶圆W上的光阻膜曝光。
这样一来，根据本实施方式的曝光方法，通过不仅使用位置侦测装置14所获得的位置信息，而且也使用从高度侦测装置16所获得的高度信息转换成的位置信息，来修正光罩12与晶圆W的对准位置，因此，能够提高对位精度。
另外，高度侦测装置16可具有例如0.1～1mm×0.1～1mm左右的聚焦区域。此处，单元区域CA的y方向长度例如为数mm左右，***区域PA的y方向长度为单元区域CA的y方向长度的约1/10～1/2。假设使用聚焦区域的尺寸为该程度的高度侦测装置16的情况下，难以在聚焦区域中仅收容***区域PA。也就是说，会产生在聚焦区域中包含单元区域CA及***区域PA的情况，因此，所测量出的高度会产生误差。
但是，如上所述，实施方式的曝光装置1的高度侦测装置16具有例如0.1～1mm×0.1～1mm左右的聚焦区域，因此，单元区域CA及***区域PA的高度可个别地进行测量。也就是说，能以相对较高的分辨率侦测高度。另外，从这种高分辨率的高度信息转换成的位置信息也可具有较高的分辨率。因此，能够检测出曝光照射区域SH或芯片区域RP内等微小区域内的因应力所产生的位置偏移，也能修正这种位置偏移。
(变化例)
接下来，参照图8对实施方式的变化例的曝光方法进行说明。图8是表示实施方式的变化例的曝光方法的流程图。变化例的曝光方法可对尚未进行处理的晶圆(裸晶圆)、或经过初始的若干个处理后的晶圆进行。
在步骤S21中，将如上所述的晶圆W搬入到设置在曝光装置1外部的光阻剂涂布显影装置，在此处对该晶圆W涂布光阻膜。然后，在步骤S22中，涂布有光阻膜的晶圆W从光阻剂涂布显影装置被搬入到曝光装置1。在曝光装置1内，晶圆W由平台18的上表面支撑。
在步骤S23中，通过平台18移动，晶圆W在xy面内被扫描，透过光阻膜，由高度侦测装置16侦测晶圆W面内的各坐标点(x，y)处的相对于指定基准面(例如晶圆W的基底层的表面)的高度。基于侦测结果，获取高度信息。高度信息例如可为各坐标点与该点处的高度建立关联而得的数据。高度信息从高度侦测装置16被发送到控制部的测量数据输入部21(图1)。
另外，在步骤S23中，利用位置侦测装置14侦测光罩12的对准标记(未图示)、及晶圆W的对准标记(未图示)，获取基于侦测结果的第1位置信息。第1位置信息从位置侦测装置14被发送到控制部的测量数据输入部21(图1)。
接下来，在步骤S24中，测量数据运算部22将高度信息转换为第2位置信息。该转换例如可通过对相对于x轴的高度的函数、及相对于y轴的高度的函数分别微分来进行。
然后，在步骤S25中，测量数据运算部22基于由位置侦测装置14获取的第1位置信息、及从高度侦测装置16所获取的高度信息转换成的第2位置信息，决定位置修正量。
在步骤S26中，位置修正量从控制值输出部23被发送到成像部31、转印衬底控制部32、及被转印衬底控制部33。然后，在步骤S27中，基于位置修正量，由成像部31控制透镜***10B，由转印衬底控制部32控制光罩12(的保持部)，由被转印衬底控制部33控制平台18，同时使晶圆W上的光阻膜曝光。之后，晶圆W从曝光装置1被搬送到光阻剂涂布显影装置，使光阻膜显影(步骤S28)。
在变化例的曝光方法中，基于由位置侦测装置14获取的第1位置信息、及通过将高度侦测装置16所获取的高度信息转换而获得的第2位置信息，决定位置修正量，并基于该位置修正量使光阻膜曝光。针对利用位置侦测装置14所得的第1位置信息，利用从高度信息转换成的第2位置信息来决定位置修正量，因此能够提高对位精度。
虽对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为示例而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其它各种方式实施，且能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变化包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
例如，在实施方式的曝光方法中，也可在步骤S4(图2)之后，与在步骤S5中保存第2位置信息的同时，或者在保存第2位置信息之后，与变化例的曝光方法的步骤S25同样地，利用第1位置信息及第2位置信息决定位置修正量。
另外，实施方式的曝光方法(包括变化例)可用作以所述具有三维构造的半导体存储器件为代表的各种半导体装置的制造方法。
[符号的说明]
1 曝光装置
10A 照明***
10B 透镜***
12 光罩
14 位置侦测装置
16 高度侦测装置
18 平台
20 控制部
21 测量数据输入部
22 测量数据运算部
23 控制值输出部
31 成像部
32 转印衬底控制部
33 被转印衬底控制部
SH 曝光照射区域
RP 芯片区域
CA 存储单元区域
PA ***电路区域
SA 感测放大器区域

Claims (9)

1.一种曝光方法，包括以下步骤：
侦测作为曝光对象的衬底的上表面高度，获取第1高度信息；
侦测所述衬底与具有应转印到该衬底的第1被转印图案的第1掩模的相对位置，获取第1位置信息；
将所述第1高度信息转换为第2位置信息；
在所述衬底的上表面形成指定电路图案之后，侦测该衬底的上表面高度，获取第2高度信息；
侦测上表面形成有所述指定电路图案的所述衬底与具有应转印到该衬底的第2被转印图案的第2掩模的相对位置，获取第3位置信息；
将所述第2高度信息转换为第4位置信息；
基于所述第2位置信息与所述第4位置信息的差分，计算差分位置信息；
基于所述第3位置信息及所述差分位置信息，进行上表面形成有所述指定电路图案的所述衬底与所述第2掩模的对位。
2.根据权利要求1所述的曝光方法，其中所述指定电路图案是基于所述第1位置信息及所述第1高度信息，将所述衬底与所述第1掩模对位，并使该衬底曝光而形成。
3.根据权利要求1所述的曝光方法，其中所述指定电路图案是基于所述第1位置信息及所述第2位置信息，将所述衬底与所述第1掩模对位，并使该衬底曝光而形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的曝光方法，其中所述第1掩模与所述第2掩模具有同一曝光照射区域或芯片区域，所述第1及第2高度信息是在所述曝光照射区域或芯片区域被求出。
5.一种曝光装置，具备：
高度侦测部，侦测作为曝光对象的衬底的上表面高度，获取高度信息；
位置侦测部，侦测所述衬底与具有应形成于该衬底的被转印图案的掩模的相对位置，获取位置信息；
光学***，将所述被转印图案转印到所述衬底；以及
控制部，可对所述高度侦测部、所述位置侦测部、所述光学***进行控制，且以如下方式构成，即，
侦测作为曝光对象的衬底的上表面高度，获取第1高度信息，
侦测所述衬底与具有应转印到该衬底的第1被转印图案的第1掩模的相对位置，获取第1位置信息，
将所述第1高度信息转换为第2位置信息，
在所述衬底的上表面形成指定电路图案之后，侦测该衬底的上表面高度，获取第2高度信息，
侦测上表面形成有所述指定电路图案的所述衬底与具有应转印到该衬底的第2被转印图案的第2掩模的相对位置，获取第3位置信息，
将所述第2高度信息转换为第4位置信息，
基于所述第2位置信息与所述第4位置信息的差分，计算差分位置信息，且
基于所述第3位置信息及所述差分位置信息，进行上表面形成有所述指定电路图案的所述衬底与所述掩模的对位。
6.根据权利要求5所述的曝光装置，其中基于所述第1位置信息及所述第1高度信息，将所述衬底与所述第1掩模对位，并使该衬底曝光而形成所述指定电路图案。
7.根据权利要求5所述的曝光装置，其中基于所述第1位置信息及所述第2位置信息，将所述衬底与所述第1掩模对位，并使该衬底曝光而形成所述指定电路图案。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的曝光装置，其中所述第1掩模与所述第2掩模具有同一曝光照射区域或芯片区域，所述第1及第2高度信息是在所述曝光照射区域或芯片区域被求出。
9.一种半导体装置的制造方法，包括以下步骤：
侦测作为曝光对象的衬底的上表面高度，获取第1高度信息；
侦测所述衬底与具有应转印到该衬底的第1被转印图案的第1掩模的相对位置，获取第1位置信息；
将所述第1高度信息转换为第2位置信息；
在所述衬底的上表面形成指定电路图案之后，侦测该衬底的上表面高度，获取第2高度信息；
侦测上表面形成有所述指定电路图案的所述衬底与具有应转印到该衬底的第2被转印图案的第2掩模的相对位置，获取第3位置信息；
将所述第2高度信息转换为第4位置信息；
基于所述第2位置信息与所述第4位置信息的差分，计算差分位置信息；
基于所述第3位置信息及所述差分位置信息，进行上表面形成有所述指定电路图案的所述衬底与所述第2掩模的对位。
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