TWI395072B - 成像特性變動預測方法、曝光設備、及裝置製造方法 - Google Patents

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Description

成像特性變動預測方法、曝光設備、及裝置製造方法
本發明係關於一種製造諸如半導體裝置或液晶裝置之裝置的曝光設備。
製造由諸如LSIs或VLSIs之微圖案所構成的半導體裝置之製程運用縮減投射曝光設備，其使形成於遮罩(光罩)上的電路圖案縮減且曝光至覆有光敏劑之基板(晶圓)上，以形成曝光圖案。
隨著半導體裝置之整合密度的增加，需要進一步的圖案小型化。針對於抗蝕處理之顯影以及針對於曝光設備之小型化的要求也同時提高。
一改善曝光設備之解析度的方法包含一將曝光波長改變至較短波長之方法、及一增大投射光學系統之數值孔徑(NA)的方法。當以此方式來改善解析度時，投射光學系統之聚焦深度減小。因此，晶圓表面於其匹配之聚焦準確度隨著投射光學系統之成像平面(焦平面)的提高為一重要的議題。
投射曝光設備的其中一個重要的光學特性為對準準確度，而複數個步驟中之圖案係以該對準準確度而被準確地重疊。影響對準準確度的一個重要因素包含投射光學系統之放大率誤差。VLSI之圖案特徵尺寸逐年縮減，因此，針對於對準準確度之改善的要求亦提高。因而，使投射光 學系統之放大率維持在預定值係非常重要的。
已知投射光學系統吸收部分的曝光能量，且因為該吸收所產生的熱使投射光學系統之溫度改變，其跟著改變光學特性，諸如：投射光學系統之折射率。
當投射光學系統係照射以曝光光線於一長的時間週期，投射光學系統之成像特性(聚焦、放大率、失真、像散像差、波前像差等等)變動。因此，如上所述的聚焦與對準之不可忽略的誤差可能不合意地發生。
有鑒於此，已經提出一種方法，該方法補償視曝光能量照射狀態而發生在投射光學系統中的成像特性之變動。 舉例而言，依據本案申請人之日本專利公告第63-16725號，取決於投射光學系統之曝光能量狀態的成像特性之變動量係由一模型表示式來予以計算，該模型表示式包含曝光量、曝光時間、非曝光時間等等作為參數，且根據計算結果來修正投射光學系統之成像特性上的變動。
上述的模型表示式具有對投射光學系統係特定的個別成像特性之係數。投射光學系統之成像特性的變動能夠藉由近似地設定該等係數來予以取得及修正。
已經提出一種曝光設備，其可藉由改變照明形狀而獲得到對特定投射圖案之較高的解析度。在此設備中，形成於投射光學系統之光瞳平面上的光源分佈視曝光條件(投射系統之NA、照明系統之數值孔徑、曝光區域、曝光中央位置、供曝光所使用之遮罩、等等)而改變。因此，針對於各個曝光條件之成像特性的變動量也改變。
因此，已經提出一種曝光方法，其甚至當入射於投射光學系統上之能量的分佈改變時，也能夠適當地調整成像特性變動。舉例而言，依據日本專利第2828226號所揭示的方法，對應於照明光線的光源分佈狀態之成像特性的修正係數被儲存。當改變光源分佈狀態時，對應的修正資訊被讀出，且根據該讀出資訊而修正該變動。
為了準確地修正上述之對應於照明光線的光源分佈狀態之成像特性的變動，必須從光瞳平面上之照明光線的光源分佈狀態、光罩透射率、曝光區域、掃描速度、曝光量、照射時間、等等之差異來計算針對於給定的曝光條件之最佳的修正係數。
如上所述，必須計算針對於曝光條件為最佳的且作為補償成像特性之變動的修正係數。隨著小型化之進展，曝光設備需要準確度之改善。為了更準確地修正，尋求發生於曝光時的成像特性之變動。
針對於各個曝光條件而改變修正係數，且難以完全抑制伴隨著曝光而產生之熱變動。捕捉熱變動現象需要一段固定長度的時間或更長的時間，且對於複數個曝光條件而言，獲得到修正係數需要許多的時間。
假設分開計算個別之曝光條件的修正係數。為了消除在各個曝光條件下的曝光之影響，於下一個曝光條件下的評估必須在由前一個曝光條件下的曝光所引起的成像特性之變動幾乎消失之後才被實施。這會由於熱鬆弛現象之特性而需要許多的時間。
因此，本發明之目的在於提供一種能夠有效率地預測針對於各個曝光條件的成像特性變動之方法。
依據本發明，前述目的係藉由提出一種方法而達成，該種方法係用來預測於曝光設備中之投射光學系統的成像特性變動，該曝光設備係透過投射光學系統而將形成於光罩上的圖案投射至晶圓上，該方法包括：測量步驟，以在第一曝光條件下的曝光光線來照射該投射光學系統，以測量該投射光學系統之第一成像特性變動，並且在停止照射之後，在成像特性值被恢復至開始照射時的初始值之前，以在第二曝光條件下的曝光光線來照射該投射光學系統，以測量該投射光學系統之第二成像特性變動；及計算步驟，係由計算單元所實施，根據成像特性模型來計算在該測量步驟中所測量出之該第一與第二成像特性變動的近似表示式其中，該成像特性模型包含一曝光模型，表示該投射光學系統以曝光光線之照射期間的成像特性變動；及一非曝光模型，表示於停止照射之狀態中的成像特性變動；且該計算步驟包括步驟：根據該曝光模型，計算該第一成像特性變動的該近似表示式；對該非曝光模型，應用由該第一成像特性變動的該近 似表示式所獲得到之最終成像特性值、及自停止以在該第一曝光條件下的該曝光光線照射該投射光學系統直到開始以該第二曝光條件下的該曝光光線照射該投射光學系統為止所經過之時間，因而計算該第二成像特性變動之初始值；及根據將該第二成像特性變動之初始值應用至其之該曝光模型，計算於該測量步驟中所測量到之該第二成像特性變動的該近似表示式。
本發明之更多特徵將從下面參照隨附圖式之代表性實施例的說明而變得顯明。
本發明之各種的代表性實施例、特、與樣態將參照圖式而被詳述於下。
注意：在此說明書中，成像特性係包括聚焦、放大率、失真、像散像差、球面像差、彗星(coma)像差、與波前像差之至少其中一者。如眾所週知於此技術領域中，波前像差係表示成藉由展開一波前形狀為任尼克(Zernike)多項式所獲得到的諸項。此等成像特性可被概括稱為“像差”。
(第一實施例)
圖1顯示依據此實施例之掃描式曝光設備的示意組態。參照圖1，參考標號101表示一脈衝雷射源，其中，諸 如KrF或Ar之氣體被密封以發射雷射。
脈衝雷射源101發射其具有波長在例如193 nm之遠紫外線區域中的光線。脈衝雷射源101包含一頻帶窄化模組，其包括一前鏡(其構成一共振器)、一繞射光柵(以窄化曝光波長之頻帶)、一稜鏡、等等。脈衝雷射源101亦包含一監視器模組，其包括一光譜儀(以監視該波長之穩定性與頻譜帶寬)、一偵測器、等等。脈衝雷射源101亦設有一光閥(shutter)等等。
一雷射控制器102控制脈衝雷射源101之氣體交換操作、波長穩定化、放電施加電壓、等等。在此實施例中，脈衝雷射源101並非藉由雷射控制器102之單一控制操作來予以控制，而是可藉由來自整個曝光設備之主控制器103(其係透過介面電纜而被連接)的指令來予以控制。
自脈衝雷射源101所發射出之射束係透過一照明光學系統104之射束成形光學系統(未顯示出)而被成形為預定的射束形狀。所成形的射束係進而入射於光學整合器(未顯示出)上且形成大量的二次光源，而以均勻的照度分佈來照明光罩109(稍後描述)。
照明光學系統104之孔徑光闌105的孔徑部分係幾乎為圓形。一照明系統控制器108可設定該孔徑部分之直徑，且因此可將照明光學系統104之數值孔徑(NA)設定為所想要的值。在此情況中，照明光學系統104之數值孔徑對投射光學系統110(稍後描述)之數值孔徑的比值為一相干因數(α值)。因此，照明系統控制器108可藉由 控制該照明系統之孔徑光闌105來設定α值。
一半鏡106係位於照明光學系統104之光學路徑上且反射及取得曝光光線之照明光罩109的部分。一紫外光光感測器107係位於半鏡106之反射光線的光學路徑上，且產生對應於曝光光線之強度(曝光能量)的輸出。
整合由脈衝雷射源101所發射出的各個脈衝光線之整合電路(未顯示出)將來自光感測器107之輸出轉換成每個脈衝之曝光能量。所獲得到的曝光能量被輸入至主控制器103，其透過照明系統控制器108來控制該曝光設備之主體。
光罩(或遮罩)109用作為一原版。待曝光之半導體裝置的電路圖案係形成於光罩上，且係藉由照明光學系統104來予以照射。投射光學系統110係定位而以一縮減放大率β(例如：β=1/4)來縮減光罩109之電路圖案影像，且藉由投射於晶圓115的單一拍攝區域上的投射而形成影像，該晶圓115用作為塗覆有光阻的光敏基板。
投射光學系統110之孔徑光闌111(具有幾乎為圓形的孔徑部分)係位於投射光學系統110之光瞳平面(針對於光罩而言為傅立葉變換平面)上。諸如馬達之驅動單元112控制孔徑光闌111之孔徑部分的直徑，藉以設定該直徑於所想要的值。
參考標號113表示一場透鏡驅動器。場透鏡驅動器113用來藉由利用氣動壓力、壓電元件、等等而沿著投射光學系統110之光軸移動一構成投射光學系統110中之透 鏡系統之部分的場。這改善投射放大率而同時防止於投射光學系統110的各種像差方面之劣化，因而減小失真誤差。
參考標號114表示一投射透鏡控制器，其在主控制器103之控制下而控制驅動單元112與場透鏡驅動器113。
一晶圓台116係可移動於三維方向上，且可移動於投射光學系統110之光軸的方向(Z方向)上且在垂直於光軸之方向的平面(X-Y平面)內。一雷射干涉儀118測量到固定於晶圓台116之活動鏡117的距離，藉以偵測晶圓台116在X-Y平面上之位置。
在曝光設備的主控制器103之控制下的台控制器120藉由雷射干涉儀118來偵測晶圓台116之位置，且控制諸如馬達之驅動單元119，以便在X-Y平面上移動晶圓台116至預定位置。
參考標號121表示一泛光光學系統；且，參考標號122表示一偵測光學系統。泛光光學系統121與偵測光學系統122構成一聚焦平面偵測單元。泛光光學系統121投射複數個光束，其包含並不使晶圓115上之光阻光敏化的非曝光光線。所投射的光束係聚焦於晶圓115上且被反射。由晶圓115所反射的光束係入射於偵測光學系統122。
雖然未顯示出，複數個位置偵測光線接收元件係位於偵測光學系統122中，以對應於個別的反射光束。個別的位置偵測光線接收元件之光線接收表面與晶圓115上之個別光束的反射點係透過成像光學系統而幾乎共軛。晶圓 115在投射光學系統110之光軸方向上的表面之位置偏移被測量作為偵測光學系統122中之位置偵測光線接收元件上的入射光束的位置偏移。
現在將解說發生於當以依據此實施例之曝光能量之照射時投射光學系統110的像差變動(影像特性變動)之模型表示式，及補償被用來量化該模型表示式之各個曝光條件的影像特性變動之修正係數。
圖2顯示由曝光所造成之投射光學系統110之像差隨著時間而變化的一個實例。注意：橫座標軸代表時間t，且縱座標軸代表投射光學系統110之某個影像高度的像差量F。像差表示聚焦、放大率、失真像差、像散像差、球面像差、彗星像差、等等。△F表示像差的變動量且通常對各個影像高度而採取不同的值。假設：作為投射光學系統110的成像特性值之像差量的初始值為F0。當脈衝雷射源101於時間t0開始投射光學系統110之曝光時，像差隨著時間經過而變動，且於時間t1而穩定於一給定的像差量F1。之後，甚至是當投射光學系統110具有曝光光線時，由投射光學系統110所吸收的能量被連續照射以產生熱量，且由投射光學系統110所發射的熱能量達到平衡，使得像差量並不改變自F1。當曝光停止於時間t2時，像差量隨著時間經過而恢復至初始狀態，且於時間t3時達到初始像差量F0。
圖2中之時間常數TS1與TS2係等於投射光學系統110之熱轉移特性的時間常數。時間常數TS1與TS2對於 各個投射光學系統110而言為獨有的值，且自一個像差改變至另一個像差。因此，當測試該投射光學系統時，針對各個設備及針對各個像差而獲得到時間常數TS1與TS2。
現在將解說圖2中所示之像差的最大變動量F1之計算方法。最大變動量F1係可表示為等式(1)，其使用每個單位光線量(單位曝光能量)之像差變動量K與決定實際的曝光能量之曝光條件(曝光時間、曝光量、掃描速度、曝光區域資訊、等等)之參數Q：F1=K×Q...(1)
假設：於給定時間時之像差量為△Fk ，由自從該給定時間開始之時間△t時的曝光所獲得到之像差量△Fk+1 係近似為：△Fk+1 =△Fk +F1×(1-exp(-△t/TS1))...(2)
自針對於各個像差所儲存之最大變動量F1與時間常數TS1與TS2。同樣地，若並未被實施有時間△t的曝光，則像差量△Fk+1 可近似為：△Fk+1 =△Fk ×exp(-△t/TS2)...(3)
代表圖2中所示之投射光學系統110的像差變動特性之曲線係使用上面等式(1)、(2)、與(3)之函數來予以模型化，以預測由曝光熱所引起之投射光學系統的像差變動。注意：等式(1)、(2)、與(3)僅為此實施例的一個實例，且該曲線係可使用其他的等式而模型化。
上述的投射光學系統之像差的變動特性模型包含：一曝光模型，表示於以曝光光線照射投射光學系統期間的成 像特性變動；及，一非曝光模型，表示於停止照射之狀態中的成像特性變動。曝光模型係由等式(2)來予以表示，且非曝光模型係由等式(3)來予以表示。
當計算在上述的等式(2)中所運用之最大變動量F1時，使用稍後將描述之修正係數。針對各個像差而計算修正係數。
現在將解說等式(1)之參數Q。此參數包含例如曝光時間、曝光量、與掃描速度之任一者。參數Q與上述的修正係數之組合可以計算出最大變動量F1。
修正係數係必須針對各個曝光條件來予以計算。這是因為當曝光條件改變時，入射於投射光學系統110上之光線的能量密度分佈改變，且因此該投射光學系統之像差變動量與其影像高度相依性改變。曝光條件表示有效光源形狀、遮罩圖案、與該遮罩被照射之區域。
圖3顯示於習知測量程序中之像差變化的一個實例。當針對各個不同的曝光條件而計算修正係數，為了藉由消除存在於不同的曝光條件下的殘餘像差之影響以準確地計算修正係數，實施靜置/冷卻直到像差幾乎消失為止。因此，當許多曝光條件存在時，計算花費許多時間，如上所述。
圖4顯示在依據此實施例之測量程序中之像差變化的一個實例。於此實施例中，甚至當曝光條件改變時，可近乎連續地實施曝光評估而不論來自先前條件的像差是否維持不變，使得能夠藉由即將被解說於下文中之程序來計算 針對各個曝光條件之修正係數。
首先，將解說在此實施例之成像特性變動預測方法中，實行於各個曝光條件之下的曝光且測量分離的像差之測量程序(第一程序)。於此測量程序中，投射光學系統係以第一曝光條件之下的曝光光線來予以照射，以測量該投射光學系統之第一成像特性變動。然後，在停止照射之後，在成像特性值恢復至開始照射時所獲得到的初始值F0之前，投射光學系統係以第二曝光條件之下的曝光光線來予以照射，以測量該投射光學系統之第二成像特性變動。
圖5顯示此實施例之測量程序內容的流程圖。首先，於步驟S1，即將在該曝光條件下獲得到該係數之曝光條件係設定為第一曝光條件。該曝光條件包含有效的光源、遮罩、曝光區域、等等。之後，初始測量係實施於步驟S2。
於步驟S3與S4，測量及曝光係重複於預設曝光條件下以測量在時間上係分離之複數個像差，且所獲得到的測量資料被儲存於儲存器中。測量資料為聚焦失真、放大率、失真像差、像散像差、球面像差、彗星像差、與波前像差之至少其中一者。
更明確而言，於步驟S5與S6中，檢查預定的所需時間是否已經經過及預定數目的必要測量點是否已被獲得到。若於步驟S5與S6中為否(NO)，則程序返回至步驟S3，且重複曝光及測量。若於步驟S5與S6中為是(YES)，則在步驟S1所設定之第一曝光條件下測量第一成像 特性變動之測量程序結束。當同時評估複數個像差時，針對各個像差而作出相同的判定。測量區間、所需時間、與必要測量點的數目係視待修正之像差及設備而改變。
於步驟S7，檢查修正係數即將被計算於其下之另一個曝光條件是否存在。若於步驟S7為是，則重複上述的步驟S1至S6。舉例而言，若第二曝光條件存在，則其被設定且第二成像特性變動被測量。此時，對應於設備之獨特的時間常數之非曝光時間可以被保留於新曝光條件(第二曝光條件)與先前曝光條件(第一曝光條件)之間的曝光區間中。然後，慨速改變之像差分量的影響可在下一個曝光之前被消除。從修正係數計算之準確度的觀點來看，此係有利的。
現在將根據成像特性模型來解說用以計算於測量程序中所測量到的成像特性變動之近似表示式的計算程序(第二程序)。
圖6為顯示計算程序之內容的流程圖。首先，於步驟S11，第一成像特性變動之近似表示式(最佳修正模型)係根據曝光模型而被計算。更明確而言，初始(於照射開始時)殘餘像差量△F與修正係數係根據在藉由上面測量程序所獲得到之第一曝光條件下的測量資料、當取得測量資料時的時間、及當取得該資料時所獲得得到的曝光資訊而被計算。初始殘餘像差量△F與修正係數被計算，俾使於預定修正模型與離散測量資料之間的殘餘值被最小化。
於步驟S12，檢查另一個曝光條件(第二曝光條件) 是否存在。若於步驟S12為是，則程序進行至步驟S13。於步驟S13，在步驟S11中藉由近似表示式所獲得到之最終殘餘像差量(最終成像特性值)和直到下一個曝光為止出現的時間被應用至等式(3)之非曝光模型，以獲得到在下一個曝光條件下的初始殘餘像差量△F(於圖7之<I>)。於步驟S14，於測量程序中所測量到之第二成像特性變動的近似表示式係根據應用初始殘餘像差量△F於其中之曝光模型而被計算。舉例而言，修正係數係根據在下一個曝光條件下之時間離散的像差變化資料(其係獲得於測量程序中)、與提供於資料之間的曝光資訊而被計算，俾使於預定修正模型與測量資料之間的殘餘值被最小化。
之後，程序返回至步驟S12。若又一個曝光條件(第三曝光條件)存在，則修正係數係依據實際曝光的順序而被計算於步驟S13及S14。投射光學系統之成像特性的修正係數係針對即將被預測之各個像差而被計算。
雖然此實施例具有一個模型，此實施例可具有複數個模型，或可運用另一個型式的模型。依據上述實例，於步驟S13，初始殘餘像差量△F係獲得自一最佳修正模型、自該修正係數所獲得到的最終殘餘像差量、與藉由使用等式(3)的非曝光模型之直到下一個曝光條件為止所經過的時間。若測量準確度係足夠高，則可運用於下一個曝光條件下的初始測量值。
將參照圖8的流程圖而概述投射至晶圓上之曝光流程圖。匹配曝光條件之修正係數被讀出於步驟S21，且曝光 程序被實施於步驟S22。
於步驟S23，檢查修正係數被計算於其下之曝光條件(曝光量、曝光區域、等等)是否等於實際曝光發生於其下的曝光條件。若該條件改變，則預測誤差發生於像差等式中。因此，修正係數被修正及更新於步驟S24以補償該誤差。於步驟S25，像差(成像特性)係使用該修正係數來予以計算。
針對各個影像高度之像差的最大變動量F1係計算自針對各個曝光條件所計算的修正係數，及該曝光係實際實施於其下的條件Q。在計算最大變動量F1之後，於上面等式(2)與(3)中所示的加熱與冷卻計算被實施，使得像差變動量△F之時間特性可以被預測。
將解說修正像差變動量△F之方法。
各個像差變動量係根據計算於上面的計算程序(第二步驟)中之修正係數與實際的曝光光學能量條件而被預測，且該修正系統(投射光學系統、光罩台、與晶圓台之至少其中一者)之位置被計算以修正所預測的像差變動量。
雖然未顯示出，若針對各個影像高度之預測模型被使用，則於任意的影像高度處之像差變動量可被預測，使得修正系統位置可被計算出。
當計算就在曝光前之修正系統位置時，其係自大氣壓感測器輸出被計算出，而包含環繞投射光學系統的環境氣體之大氣壓力加諸於成像投射系統之影響、及設定為曝光參數或設備參數之偏移量。
將解說驅動修正系統至所計算出之位置的方法。準確地驅動諸如透鏡或鏡的光學元件於所想要之方向上的光學驅動元件係安裝於此實施例之投射光學系統上，以便更準確地形成該遮罩圖案之影像。
圖9A至9C為顯示用於此實施例之投射光學系統的驅動機構的視圖。此驅動機構運用於日本專利申請案第2006-028789號中所揭示的驅動系統。因此，光學元件可被驅動於所想要的方向上。
圖9A為自其移除一透鏡與透鏡框之平面圖，圖9B為安裝有透鏡與透鏡框之平面圖，且圖9C為沿著圖9B之線A-A所取得的剖面圖。一靜止的透鏡筒201具有光學元件驅動器210、透鏡位置偵測部分係固定於其中之底表面平坦部分201a、與一側壁圓柱部分201b，以連接靜止透鏡鏡筒201至相鄰的上下方與其他透鏡單元。
光學元件驅動器210包括三組相同的驅動機構且被設置於靜止的透鏡鏡筒201之底表面平坦部分201a上。透鏡位置偵測單元202為偵測該透鏡框於光軸方向及垂直於光軸之徑向方向上的位移之單元，且各自包括一運用半導體雷射之干涉長度測量單元、一靜電電容位移量計、一線性編碼器、一差動變壓器式位移計、等等，係依據所要求的準確度而為必要的。
圖9B顯示該透鏡與透鏡框被安裝於其中的狀態。用以收納一透鏡203之透鏡框204係設有凸緣做為凸緣形狀突出部於上表面之六個位置處。六個凸緣中的三個凸緣係 以透鏡框附接螺絲205而被固定於光學元件驅動器210之位移輸出部分。
將參照圖9C來做說明。雷射干涉儀型式的位移感測器被使用作為透鏡位置偵測單元202。舉例而言，偵測雷射束被投射於光軸之方向與透鏡203之徑向方向上，且透鏡框204的三個部分(靠近凸緣部分)之各自在光軸方向(Z方向)與在徑向方向上之位移係自反射的光線之干涉資訊中被偵測出。於上述的配置中，當三組光學元件驅動器210係藉由相同的量來予以驅動時，透鏡203係可平移於光軸的方向上，亦即：於圖9C所示的Z方向軸上。
當三組光學元件驅動器210的驅動量係設有預定的差異時，於圖9B所示的方向θa與θb上之傾斜驅動變成可能。此時，當來自透鏡位置偵測單元202之於光軸方向上的輸出被反饋時，透鏡203之平移量與傾斜驅動量可被準確地控制。又，當來自透鏡位置偵測單元202之於徑向方向上的輸出被監視時，垂直於透鏡203光軸的平面之影像伴隨平行偏心度的移位量可被計算出。
當此等計算結果被加至例如晶圓台之驅動量時，透鏡之光罩影像伴隨偏心度的對準誤差可被消除。
上述的投射光學系統之驅動機構使光學元件傾斜，且將其驅動於Z方向上以修正目前的像差。因此，舉例而言，相對於光軸非對稱地發生之像差上的變動可被修正。
舉例而言，當修正聚焦時，不僅投射光學系統而且該光罩係置放於該處之光罩台、或該晶圓係置放於該處之晶 圓台均可被驅動於Z方向上或傾斜，使得其位置與姿勢被修正。
依據本發明之較佳實施例的裝置製造方法係適用於諸如半導體裝置、液晶裝置、等等的裝置之製造。此裝置製造方法可包含：一曝光步驟，使用上述曝光設備以使塗覆有光敏劑之基板曝光；一顯影步驟，使曝光於該曝光步驟之基板顯影；及，其他已知步驟，處理該經顯影的基板以製造裝置。
儘管本發明係已經參照代表性實施例而被描述，要瞭解的是：本發明並不受限於所揭示的代表性實施例。以下申請專利範圍之範疇係授予最廣義的解讀，以便涵蓋所有此種的修改與等效的結構與功能。
101‧‧‧脈衝雷射源
102‧‧‧雷射控制器
103‧‧‧主控制器
104‧‧‧照明光學系統
105‧‧‧孔徑光闌
106‧‧‧半鏡
107‧‧‧光感測器
108‧‧‧照明系統控制器
109‧‧‧光罩(遮罩)
110‧‧‧投射光學系統
111‧‧‧孔徑光闌
112‧‧‧驅動單元
113‧‧‧場透鏡驅動器
114‧‧‧投射透鏡控制器
115‧‧‧晶圓
116‧‧‧晶圓台
117‧‧‧活動鏡
118‧‧‧雷射干涉儀
119‧‧‧驅動單元
120‧‧‧台控制器
121‧‧‧泛光光學系統
122‧‧‧偵測光學系統
201‧‧‧鏡筒
201a‧‧‧底表面平坦部分
201b‧‧‧側壁圓柱部分
202‧‧‧透鏡位置偵測單元
203‧‧‧透鏡
204‧‧‧透鏡框
205‧‧‧螺絲
210‧‧‧光學元件驅動器
圖1係顯示依據一實施例之掃描式曝光設備的示意組態示圖；圖2係顯示投射光學系統之像差變動特性的一個實例的圖表；圖3係顯示依據先前技藝之測量程序中的像差變化的圖表；圖4係顯示圖1中之實施例之測量程序中的像差變化的圖表；圖5係顯示圖1中之實施例之測量程序內容的流程圖； 圖6係顯示圖1中之實施例之計算程序內容的流程圖；圖7係用來解說用以獲得圖1中之實施例之初始殘餘像差量之程序的圖表；圖8係顯示圖1中之實施例之曝光程序的流程圖；及圖9A至9C係顯示圖1中之實施例之投射光學系統的驅動機構的視圖。
101‧‧‧脈衝雷射源
102‧‧‧雷射控制器
103‧‧‧主控制器
104‧‧‧照明光學系統
105‧‧‧孔徑光闌
106‧‧‧半鏡
107‧‧‧光感測器
108‧‧‧照明系統控制器
109‧‧‧光罩(遮罩)
110‧‧‧投射光學系統
111‧‧‧孔徑光闌
112‧‧‧驅動單元
113‧‧‧場透鏡驅動器
114‧‧‧投射透鏡控制器
115‧‧‧晶圓
116‧‧‧晶圓台
117‧‧‧活動鏡
118‧‧‧雷射干涉計
119‧‧‧驅動單元
120‧‧‧台控制器
121‧‧‧泛光光學系統
122‧‧‧偵測光學系統

Claims (5)

  1. 一種用以預測曝光設備中之投射光學系統的成像特性變動之方法，該曝光設備係經由該投射光學系統而將形成於光罩上的圖案投射至晶圓上，該方法包括：測量步驟，以在第一曝光條件之下的曝光光線來照射該投射光學系統，以測量該投射光學系統之第一成像特性變動，且在停止照射之後，在成像特性值被恢復至開始照射時的初始值之前，以在第二曝光條件之下的曝光光線來照射該投射光學系統，以測量該投射光學系統之第二成像特性變動；及計算步驟，係由計算單元所實施，根據成像特性模型而計算在該測量步驟中所測量到之該第一與該第二成像特性變動的近似表示式，其中，該成像特性模型包含一曝光模型，表示該投射光學系統以曝光光線之照射期間的成像特性變動；及一非曝光模型，表示於停止照射之狀態中的成像特性變動；且該計算步驟包括步驟：根據該曝光模型，計算該第一成像特性變動的該近似表示式；對該非曝光模型，應用由該第一成像特性變動的該近似表示式所獲得到之最終成像特性值、及自停止以在該第一曝光條件下的該曝光光線照射該投射光學系統直到開始 以該第二曝光條件下的該曝光光線照射該投射光學系統為止所經過之時間，因而計算該第二成像特性變動之初始值；及根據將該第二成像特性變動之初始值應用至其之該曝光模型，計算於該測量步驟中所測量到之該第二成像特性變動的該近似表示式。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該成像特性變動包含聚焦變動、放大率變動、失真像差變動、像散像差變動、球面像差變動、彗星像差變動的至少其中一者。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該第一與第二曝光條件係針對有效光源、遮罩、與曝光區域的至少其中一者而有所不同的。
  4. 一種曝光設備，藉由照明光學系統來照明置放於光罩台上之光罩，以透過投射光學系統而將形成於該光罩上的圖案投射至置放於晶圓台上之晶圓，該設備包括：測量單元，係組構成以在第一曝光條件之下的曝光光線來照射該投射光學系統，以測量該投射光學系統之第一成像特性變動，且在停止照射之後，在成像特性值被恢復至開始照射時的初始值之前，以在第二曝光條件之下的曝光光線來照射該投射光學系統，以測量該投射光學系統之第二成像特性變動；計算單元，係組構成根據成像特性模型而計算由該測量單元所測量到之該第一與第二成像特性變動的近似表示式；及 控制單元，係組構成當投射該圖案至該晶圓上時，根據由該計算單元所計算出之該第一與第二成像特性變動的該近似表示式而控制該投射光學系統、該光罩台、和該晶圓台之至少其中一者的位置及姿勢，其中，該成像特性模型包含一曝光模型，表示該投射光學系統以曝光光線之照射期間的成像特性變動；及一非曝光模型，表示於停止照射之狀態中的成像特性變動；且該計算單元係組構成：根據該曝光模型，計算該第一成像特性變動的該近似表示式；對該非曝光模型，應用由該第一成像特性變動的該近似表示式所獲得到之最終成像特性值、及自停止以在該第一曝光條件下的該曝光光線照射該投射光學系統直到開始以該第二曝光條件下的該曝光光線照射該投射光學系統為止所經過之時間，因而計算該第二成像特性變動之初始值；及根據將該第二成像特性變動之初始值應用至其之該曝光模型，計算於該測量步驟中所測量到之該第二成像特性變動的該近似表示式。
  5. 一種裝置製造方法，包括步驟：使用如申請專利範圍第4項之曝光設備以使晶圓曝光；及使該晶圓顯影。
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