TWI470377B - 曝光設備及裝置製造方法 - Google Patents

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Shinichi Hirano
Ryota Makino
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Canon Kk
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Description

曝光設備及裝置製造方法
諸實施例之一個揭示態樣係有關曝光設備及裝置製造方法。
近年來，倒裝晶片組裝更常被用於半導體裝置之安裝。根據倒裝晶片組裝實施之半導體裝置之製造作業包含在裝置上形成焊球之作業。
形成焊球之習知方法例係電鍍方法。於電鍍方法中，為使形成於晶圓(基板)上之導電膜接觸(於導電狀態下)電鍍設備中的電極，形成於供接觸電極之導電膜上之光阻部分須剝離。
若光阻為負光阻，該程序即可藉由防止曝光光線照射晶圓之圓周部分來進行。具體而言，該程序可藉由屏蔽晶圓之圓周部分來進行。例如，美國專利第6,680,774號揭示一種技術，其中，在曝光期間，光屏蔽板配置在晶圓上。
日本特願公開2005-286062號說明一種印刷設備，其藉由照射UV射線於配置在晶圓上而與模接觸之光阻上，轉印模圖案於光阻。於日本特願公開2005-286062號所說明之技術中，為界定分別對應於晶圓之周緣部分之照射區之照射區，具有分別對應於晶圓上第一至第四象限之對應區域外形之弧形的四片光屏蔽板被分別沿X軸方向 及Y軸方向驅動。
若如於美國專利第6,680,774號中，光屏蔽板配置在晶圓上，即因每逢晶圓更換，光屏蔽板須縮回，而在空間及通量上有限制。
不配置光屏蔽板於晶圓上，可如於日本特願公開2005-286062號所說明，光屏蔽板配置在光學上與晶圓共軛之面上，並可以此光屏蔽板蔽板晶圓之周緣區。在此一技術中，根據就每一周緣照射區而言，晶圓上之周緣照射區之位置，光屏蔽板定位成，晶圓之周緣與周緣區之界線間之距離恆定(亦即，內側上之周緣區屏蔽距晶圓之周緣既定寬度)。
然而，當根據其外形作為參考而屏蔽晶圓時，用以驅動光屏蔽板之光屏蔽板驅動單元之驅動參考位置與晶圓之實際中心位置(用來作為曝光參考之位置)間之距離並非恆相同。
若光屏蔽板之驅動參考位置與晶圓之實際中心位置未對齊，當光屏蔽板根據晶圓上周緣照射區之位置定位時，光屏蔽板會偏離該位移量。因此，每一周緣照射區之晶圓周緣與周緣區之界限間之距離不同，以致於光屏蔽板所屏蔽之周緣區之寬度無法設定成相同。
諸實施例之一個揭示態樣係有關曝光設備及裝置製造方法，能減少因光屏蔽板驅動單元之實際驅動參考位置與 用來作為曝光參考之位置(例如光軸位置)間之位移效應而發生之偏離所欲位置之位移。
根據諸實施例之一態樣，一種曝光設備，包含光學系統，該光學系統具有：照射光學系統，係配置成以來自光源之光照射形成有圖案之原片；以及投影光學系統，係配置成投射圖案影像於包含外緣上之弧形部之基板上，該曝光設備包括：光屏蔽板，係配置在與該光學系統中光路上之該投影光學系統之目標平面共軛之平面上或附近，且包含弧形部，以界定該圖案影像呈弧形投射在該基板上之區域之外緣之至少一部分；旋轉驅動單元，係配置成沿該光學系統中的光路，繞旋轉軸可旋轉地驅動該光屏蔽板；位移驅動單元，係配置成沿與該旋轉軸交叉之方向位移驅動該光屏蔽板；獲取單元，係配置成獲取有關參考軸與該旋轉軸間之相對位置之資訊，該參考軸用來當該圖案影像藉該光學系統投射於該基板上時，作為參考；以及控制單元，係配置來控制該旋轉驅動單元及該位移驅動單元，使得當投射該圖案影像於該基板外緣附近之圓周部上時，該光屏蔽板根據有關該相對位置之資訊，定位於預定位置。
由以下參考附圖所作例示性實施例之詳細說明，本揭示內容之進一步特點及態樣將瞭然。
併入及構成本說明書之一部分之附圖圖解本揭示內容之例示性實施例、特點及態樣，並與說明一起用來解釋本揭示內容之原理。
以下將參考圖式，詳細說明本揭示內容之各個例示性實施例、特點及態樣。
於圖式中，相同零件標以相同參考符號，並省略此等零件之重複說明。
第1圖顯示根據諸實施例之態樣之曝光設備100的配置，該曝光設備100包含由照射光學系統及投影光學系統構組而成之光學系統。曝光設備100係一種光微刻設備，其以投影光學系統投射劃線片(掩模)圖案於基板(基板上之照射區)上，作為原型，並轉印劃線片圖案於基板上。
曝光設備100包含：照射光學系統1，係用於以來自光源之光照射劃線片2；以及劃線片載台3，係用於夾持及移動具有待轉印於基板9(晶圓、玻璃基板等)之圖案(電路圖案)之劃線片2。曝光設備100又包含對準偵測單元4。對準偵測單元4透過投影光學系統5偵測夾持於劃線片載台3上之劃線片2之位置以及基板9上之對準標記之位置。
於本例示性實施例中，對準偵測單元4具有偵測夾持於劃線片載台3上之劃線片2之位置的功能，以及偵測基板9上之對準標記之位置的功能。然而，可分開配置用以偵測夾持於劃線片載台3上之劃線片2之位置的劃線片對準偵測單元以及用以偵測基板9上之對準標記的基板對準偵測單元。
曝光設備100又包含：投影光學系統5，係用以投射劃線片2之圖案於基板9；基板載台6，係夾持及移動基板9(於XY平面中至少沿X軸方向及Y軸方向移動)；以及雷射干涉儀7，係用於測量基板載台6之位置。曝光設備100亦包含：夾頭8，係吸附而黏貼(夾持)基板9；以及Z軸移動機構(未圖示)，係沿Z軸方向(垂直方向，亦即，用以於曝光期間調焦之機構)移動配置於夾頭8之下部上之基板9。
此外，曝光設備100包含：自動對焦單元10，係用以測量夾持在基板載台6上之基板9於z軸方向中之位置(焦點位置)；以及控制單元21，係包含中央處理單元(CPU)及記憶體，用以控制整部曝光設備100(用以使基板9曝光之作業)。曝光設備100亦包含：光偵測感測器50，係用以偵測基板載台6上之曝光量；以及輸入介面51，係容許設備控制所需參數從設備外部輸入，該參數包含投影光學系統之中心位置與光屏蔽板驅動單元之旋轉中心間之位移。
第2圖詳細顯示照射光學系統1之配置。如於第2圖中所示，在本例示性實施例中，照射光學系統1包含光源11。然而，照射光學系統1未必須要包含光源11，且照射光學系統1與光源11可分開設置。
雖然於本例示性實施例中使用超高壓水銀燈作為光源11，惟亦可使用準分子雷射(KrF準分子雷射或ArF準分子雷射等)。通常可使用橢圓形反射鏡於聚光反射鏡12。 然而，聚光反射鏡12不限於橢圓形反射鏡。亦可使用小平面反射鏡，其最適化以在聚光點增加聚光度。
快門13藉由在控制單元21之控制下調整開/關時間，調整業已塗佈光阻(光敏劑)之基板9上的曝光量。
具有變焦距功能之變焦距中繼光學系統14改變於複眼透鏡15之光通量直徑。於曝光設備100中，為根據待轉印至基板9之圖案，最佳化投影光學系統5之影像形成能力，需要(照射光學系統1之數值孔徑(NA))/(投影光學系統5之NA)所表示之相干因數(σ值)。
於本例示性實施例中，σ值可藉由改變決定照射光學系統1之NA之複眼透鏡15的光通量直徑來改變。
複眼透鏡15***於波前折射在入口表面上之光通量，以於出口表面上產生輔助光源。複眼透鏡15可用圓筒形透鏡陣列取代。聚光光學系統16添加於波前為互疊於待照射之表面上之複眼透鏡15所***之光束，以形成均勻的照度分佈於待照射之表面上。
遮蔽葉片17配置在待聚光光學系統16照射之表面上。由可變孔徑光闌構組而成之遮蔽葉片17決定待於控制單元21之控制下，以曝光設備100，藉由操作及重複方法，重複轉印之一個照射區之形狀(照射形狀)。換言之，遮蔽葉片17遮蔽射入較界定基板上照射區外緣之直邊更向外之區域的光線。
中繼光學系統18將形成於遮蔽葉片17之位置上之照度分佈投射至光屏蔽板19。又，中繼光學系統20將形成 於光屏蔽板19之位置上之照度分佈投射至劃線片2。
光屏蔽板19可改變在以曝光設備100，藉由操作及重複方法，使基板9重複曝光期間，根據基板9之曝光位置轉印圖案之區域的形狀。
光屏蔽板19配置在與照射光學系統1中的投影光學系統5之目標平面共軛之平面上或其附近。光屏蔽板19在其邊緣包含一弧(弧形部)，其重疊於基板9周緣之內側上之圓形界線，並界定轉印圖案至基板9之區域。
光屏蔽板19可用來作為所欲光屏蔽構件，只要其配置在由照射光學系統1及投影光學系統5構組而成之光學系統之光路上與投影光學系統5之目標平面共軛之位置上或其附近即可。又，「與投影光學系統5之目標平面共軛之位置」亦可重申為「與劃線片2之配置所決定之圖案面共軛之位置」。
光屏蔽板19於基板9上之周緣照射區中為驅動單元22所驅動。例如，在控制器21之控制下，驅動單元22繞平行於照射光學系統1之光軸之軸線可旋轉地驅動光屏蔽板19，並在垂直於照射光學系統1之光軸之平面中線性驅動光屏蔽板19。
於本例示性實施例中，在零件的配置方面，遮蔽葉片17及光屏蔽板19配置在照射光學系統1中的不同光學共軛位置，中繼光學系統18配置於其間。然而，若在配置上沒問題，即遮蔽葉片17可鄰近光屏蔽板19配置。若遮蔽葉片17鄰近光屏蔽板19配置，惟此等零件並未裝配在 相同位置，較佳即係配置光屏蔽板19於光學上與基板9共軛之位置，並配置遮蔽葉片17於散焦位置。
若因此種配置而散焦的量無法被接受，光即藉遮蔽葉片17屏蔽設成，光不射入較沿第一方向界定照射區外緣之直邊更向外之區域。又，用來以劃線片2上之Cr圖案屏蔽光線之光屏蔽構件設成，光不射入較沿垂直於第一方向之第二方向界定照射區外緣之直邊更向外之區域。
此外，照射區之形狀可由劃線片2上之Cr圖案決定。為防止因諸如劃線片2上之Cr圖案剝離之缺點而發生之轉印，遮蔽葉片17可遍及較照射區之形狀更大之區域屏蔽光。照射光學系統中遮蔽葉片17及光屏蔽板19之配置位置順序並無大礙。此等零件之任一者可配置於光源11側。
現在將更詳細說明光屏蔽板19。第3A圖顯示自紙面上方所視基板9上之轉印區。雖然通常使用矽製基板於基板9，惟亦可使用玻璃、藍寶石或複合物製基板。
雖然在一曝光中藉曝光設備100轉印圖案之區域根據投影光學系統5之影像形成區來決定，它卻通常小於基板9之尺寸。因此，使用重複作位置之轉印(基板9之曝光)同時步進基板9之曝光方法於曝光設備100中。此方法稱為「步進及重複方法」。
於第3A圖中影線所示區域顯示藉由一曝光轉印圖案之照射區。藉由重複曝光複數個照射區同時步進基板9，相同圖案“C”可轉印至基板9整體。
如以上所述，在形成焊球之操作中，光阻業已剝離之區域須出現在基板9上，以使基板9上之導電膜與電鍍設備中的電極接觸(在導電狀態中)。
如於第3A圖中所示，該區域對應於基板9之圓周部分，亦即，位在內側，距基板9之周緣預定寬度(於本例示性實施例中為“d”)。若塗佈在基板9上之光阻為負光阻，基板9之周緣區92即須在曝光期間被屏蔽。換言之，當轉印圖案至基板9之周緣照射區91時，周緣照射區91須藉由界定如於第3B圖中所示者轉印區域，亦即，界定照射之外緣的一部分，予以曝光。
第4圖顯示如於第3B圖中所示，用以界定作為轉印區之周緣照射區91之光屏蔽板19的配置例。於第4圖中，光屏蔽板19自照射光學系統1之光軸方向觀看。
光屏蔽板19由用以屏蔽曝光光線之光屏蔽部分191以及容許曝光光線通過之孔徑部192構組而成。光屏蔽部分191係一種框架，包含基板9之周緣(外緣)之弧形及大致相同弧形邊緣部分191a，以及不直接有助於基板9之周緣區92之光屏蔽之直緣部分191b。
理想地，較佳係屬於光屏蔽板19之弧形部之弧形邊緣部分191a為圓形或大致相同圓弧形，其小於基板9之周緣(外緣)之弧形部之圓形的半徑(曲線半徑)達“d”量。
孔徑部192具有足夠大，以容許較照射曝光照射區所需光通量更寬之光通量通過之尺寸。
當接近基板9之中心之照射(投影圖案影像)曝光時，光屏蔽板19回縮，並移動至較有助於照射曝光之光通量更寬之光通量通過孔徑部192之位置。此時，光通量具有為屬於另一光屏蔽板之遮蔽葉片17，而非為光屏蔽板19所界定為矩形之截面。
然而，光屏蔽板19不限於第4圖所示配置。光屏蔽板19可由包含圓形邊緣部分之光屏蔽部分構組而成，或可由僅一部分包含弧形邊緣部分之光屏蔽部分構組而成。
此乃因為，驅動單元22可沿繞照射光學系統1之光軸之旋轉方向(箭頭AR1)可旋轉地驅動光屏蔽板19，並沿平行於連接弧形邊緣部分191a之頂點之直線的方向(箭頭AR2)線性驅動光屏蔽板19。
又，驅動單元22具有二機構，像是沿繞光軸之旋轉方向(箭頭AR1)可旋轉地驅動光屏蔽板19之旋轉驅動單元，以及平行於連接弧形邊緣部分191a之頂點之直線的方向(箭頭AR2)位移驅動(平移驅動)光屏蔽板19之位移驅動單元。此外，驅動單元22亦可具有另一位移驅動單元機構，用以沿垂直於連接弧形邊緣部分191a之頂點之直線的方向(箭頭AR3)位移驅動。
第5圖顯示在控制單元21之控制下，驅動單元22對光屏蔽板19之定位。於第5圖中顯示基板9之周緣照射區91與光屏蔽板19間之位置關係。如於第5圖中所示，當使周緣照射區91曝光時，光屏蔽板19被定位在屏蔽射入周緣區92之曝光光線的位置，該周緣區92在接近內側 上之周緣(外緣)，距基板9之周緣(外緣)“d”量處。
更具體而言，光屏蔽板19定位成，光屏蔽板19可旋轉地繞照射光學系統1之光軸僅被驅動θ量，且光屏蔽板19之中心(x,y)定位在沿基板9之中心方向自周緣照射區91之中心(x1,y1)僅位移(線性驅動)L量之位置。在此，「周緣照射區91之中心」係以和中心部分相同之方式，於周緣照射區91之一部分未被弧形屏蔽之狀態下，照射區之中心。
基本上，由照射光學系統1及投影光學系統5構組而成之光學系統之光軸配置成，在周緣照射區91之曝光期間，通過周緣照射區91之中心及劃線片之圖案部分之中心。
又，L係光屏蔽板19之線性驅動量，並使用第5圖中所示值，藉以下等式表示。
d：周緣區92之寬度。
θ：旋轉驅動量(亦即，形成於連接基板9之中心與周緣照射區91之中心之直線與基板9之水平線間之角度)。
L：光屏蔽板19之線性驅動量。
L1：自光屏蔽板19之中心至光屏蔽板19之弧形邊緣部分191a之距離。
L2：自基板9之中心至周緣照射區91之中心之距 離。
L3：自基板9之中心至基板9之周緣之距離(亦即，基板9之半徑)。
L4：自基板9之中心至光屏蔽板19之中心之距離。
現在將參考第6圖說明藉曝光設備100實施曝光處理。此曝光處理藉控制單元21實施，該控制單元21以集成方式控制曝光設備100中之單元的每一者。在此，將舉例說明於一個基板9上實施之曝光處理。
於操作步驟S602中，獲取有關基板9之曝光處理之曝光處理資訊(亦即當基板9曝光時獲取之資訊)。除了曝光參數外，曝光處理資訊包含光屏蔽板19定位(控制)所需資訊。
曝光處理資訊例如包含資訊指出是否形成一層(下層)於待曝光之基板9上(亦即，曝光處理係第一順序或第二順序)，以及指出基板9上複數個照射區之陣列之布局資訊。
又，曝光處理資訊亦可包含指出當配置基板9於基板載台6上時所發生的基板9之中心與基板載台6之中心間之位移量的基板配置偏差，以及指出當使周緣照射區91曝光時光屏蔽板19之控制模式之光屏蔽板控制模式資訊。
於操作步驟S604中，待曝光之基板9藉基板輸送機器人送入至曝光設備100，且此基板9配置於基板載台6上。於此程序期間，根據曝光處理資訊中所包含之基板配 置偏差，基板9被夾持在基板載台6上，使基板9之中心與基板載台6之中心相匹配。
於操作步驟S606中，根據於操作步驟S602所獲取之曝光處理條件中的順序資訊，判定是否形成一層於待曝光之基板9上。若判定形成一層於基板9上(於操作步驟S606中的肯定)，處理即進行至操作步驟S608。若判定未形成一層於基板9上(於操作步驟S606中的否定)，處理即進行至操作步驟S612。
於操作步驟S608中，藉對準偵測單元4(亦即實施預對準)偵測(約略偵測)形成於基板9上之層之對準標記。於操作步驟S610中，根據於操作步驟S608中獲得之偵測結果，藉對準偵測單元4精密偵測形成於基板9上之層之對準標記。
如以下所述，根據於操作步驟S608及S610中的偵測結果，可判定對應於基板載台6之中心位置之基板9之中心位置(基板中心位置)與形成於基板9上之層中複數個照射區陣列之中心位置(層中心位置)間的位移量。
於操作步驟S612中，光屏蔽板19藉驅動單元22驅動及定位。具體而言，若如參考第5圖所示，未於待曝光的基板9上形成一層，光屏蔽板19即根據於操作步驟S602中所獲取之曝光處理條件所包含的佈局資訊來定位。
又，若於待曝光的基板9上形成一層，光屏蔽板19即根據於操作步驟S602中所獲取之曝光處理條件所包含 的佈局資訊，以及由操作步驟S608及S610中的偵測結果判定之基板中心位置與層中心位置間的位移量來定位。
然而，如以上所述，當基板9之周緣照射區91曝光時，光屏蔽板19被用來屏蔽射至周緣區92上之曝光。因此，若目標照射區(待轉印圖案之照射區)不是周緣照射區91，光屏蔽板19即無須正確定位，只要光屏蔽板19自照射光學系統1中的光路縮回。
若目標照射區不是周緣照射(亦稱為圓周照射)區91，亦即，若基板之中心部分之照射待曝光，業已通過框架本體光屏蔽板19之孔徑部192之光通量即為遮蔽葉片17所屏蔽。
通過遮蔽葉片17所形成之孔徑部之光通量到達基板9，並使基板曝光。光屏蔽板19可定位成，光通量為遮蔽葉片17所屏蔽，並投影於基板9上成為矩形。又，光屏蔽板19之定位可與須將目標照射區定位於基板9上曝光位置之基板載台6之移動並行。
於操作步驟S614中，基板9上之目標照射區曝光以轉印劃線片2之圖案至此目標照射區。於操作步驟S616中，判定是否夾持於基板載台6上之基板9上之所有照射區業已曝光(亦即，是否圖案業已轉印至所有照射區)。
若判定並非基板9上之所有照射區業已曝光(操作步驟S616中的否定)，處理即進至操作步驟S612，並將次一照射區當作目標照射區來處理。若判定基板9上之所有照射區業已曝光(操作步驟S616中的肯定)，處理即進 至操作步驟S618。於操作步驟S618中，藉基板輸送機器人收集業已曝光所有照射區之基板9，且自曝光設備100送出基板。
第7圖顯示在無第4圖所示AR3驅動機構之系統中，屬於平面(基板9的面或與其平行的面)上光屏蔽板19之旋轉中心之旋轉軸之位置對光軸之位置失準(△x,△y)。第7圖顯示在控制單元21之控制下，藉驅動單元22對光屏蔽板19定位。
光軸係當劃線片2上之圖案影像藉光學系統投影至基板9時，用來作為參考之軸(參考軸)。於此情況下，光軸可被視為光學系統之光軸。更具體而言，於曝光設備中，使用供調整光源或定位各個零件之標記，進行校準，使光軸可被視為通過基板9上照射區中心及投影至該照射區之劃線片2之圖案區中心之軸。
若屬於光屏蔽板19之旋轉中心之旋轉軸對光軸失準(△x,△y)，光屏蔽板19即配置於屏蔽周緣照射區91之191a的位置。然而，當虛線所示屬於光屏蔽板19之旋轉中心之旋轉軸位移量為(△x,△y)時，光屏蔽板19會因此位移量而在虛線所示191b位置錯位。
因此，為正確配置光屏蔽板19於191a位置，在計算第5圖所示θ及L時之程序中，計算虛擬周緣照射區91’。
x2=x1-△x y2=y1-△y
根據第5圖所示方法，相對於此虛擬周緣照射中心(x2,y2)計算θ’及L。
θ：光屏蔽板19之旋轉驅動量(亦即，形成於連接基板9之中心與周緣照射區91’之中心之直線與基板9之水平線間之角度)。
L：周緣照射區91’中之線性驅動量。
光屏蔽板19被驅動θ’及L時之虛擬光屏蔽板位置以虛線標示。於此情況下，在實際屏蔽位置，由於光屏蔽板之旋轉中心之位移量為(△x,△y)，因此，光屏蔽板配置在位移(△x,△y)之位置191a。
△x及△y可藉由經由輸入介面51，輸入根據第二例示性實施例或第三例示性實施例中所述方法算出的值。輸入介面51可為設於設備中的使用者介面或經由網路接收資訊之介面。
光屏蔽板之旋轉中心之位移量(△x,△y)係指出光軸與光屏蔽板19之旋轉中心之相對位置之資訊，亦即，位移方向及位移量。此指出相對位置之資訊亦可自作為載台座標系統座標或基板座標系統座標之預定參考獲取來作為座標資訊。
指出相對位置之資訊藉諸如根據第二例示性實施例之計算單元、根據第三例示性實施例之計算單元獲取單元獲取，或自曝光設備100(未圖示)中之記憶體(儲存單元)經由輸入介面輸入。
於具有第4圖中所示AR3驅動機構之系統中，光屏蔽 板之旋轉中心之位移量△x,△y亦可根據AR2及AR3驅動量校正，而不校正旋轉角度θ。
如於第8圖中所示，光屏蔽板19具有孔徑。此孔徑包含配置在孔徑邊緣之相對側位置上的第一弧及第二弧。第一弧及第二弧具有自孔徑內側朝外側方向突出之凸形。
於第8圖中所示例子中，作為驅動單元22之例子，線性驅動單元95安裝在旋轉驅動單元96上，使光屏蔽板19可沿徑向及繞光軸之旋轉方向被驅動。可使用某些其他配置於此，只要光屏蔽板19能沿徑向及繞光軸之旋轉方向被驅動即可。
於第8圖中，虛線所圍區域A顯示光屏蔽板19被屏蔽時其上面之照射區之外觀。光屏蔽板19被屏蔽之形狀被轉印至晶圓。
光屏蔽板19又包含孔徑構件或光屏蔽構件。孔徑構件或光屏蔽構件用來作為旋轉驅動量辨識單元，供辨識旋轉驅動單元96之旋轉驅動量。於本例示性實施例中將說明清楚，使用孔徑構件或光屏蔽構件計算旋轉驅動量之方法。
第9A至9F圖顯示光屏蔽板19之孔徑構件或光屏蔽構件例子。於第9A圖中所示例子中，作為孔徑構件之一例子，在邊緣上包含筆直部分之長縫形孔徑構件61設在光屏蔽板19中。如於第9B圖中所示，孔徑構件可配置成，包含邊緣上之筆直部分之長縫形孔徑構件62a及62b可垂直***。
又，如於第9C圖中所示，孔徑構件無須為包含筆直部分之長縫形。孔徑構件可配置成例如具有圓孔形之孔徑構件63a及63b。而且，孔徑構件可為其他形狀，只要其繞孔徑構件形狀之重心對稱即可。在第9D圖所示之例子中，光屏蔽板19設有長縫形孔徑構件71，作為光屏蔽構件之一例子，其在邊緣上包含一筆直部分。
如於第9E圖中所示，包含邊緣上之筆直部分之長縫形孔徑構件72a及72b可垂直***。第9F圖顯示光屏蔽構件之縱長方向沿弧之邊緣不同的情形。同樣地，孔徑構件73a及73b亦可垂直***。
第9A至9F圖顯示光屏蔽板19在個別光屏蔽板上配置有第一弧及第二弧。雖然如此，卻如第4圖所示，第一及第二弧亦可配置在集積光屏蔽板上。又，在集積光屏蔽板情況下，孔徑構件或光屏蔽構件可配置在同樣對應於弧形之位置。
為在基板9之圓周部分上形成寬度“d”所指非曝光區，須滿足以下二條件：
條件1：劃線片2與光屏蔽板19業已對齊(其位置關係業已釐清)。
條件2：劃線片2與基板9業已對齊(其位置關係業已釐清)。
現在將詳細說明當滿足條件2時，實現條件1之調整方法。於此例子中，根據來自第1圖所示對準偵測單元4之偵測結果，劃線片2參考點業已相對於光軸對齊。在以 下調整流程中實施之包含曝光處理、載台驅動及光屏蔽板之驅動之一系列程序藉控制單元21執行。
首先，在第10圖之流程圖之操作步驟S1001中實施劃線片2之參考點(後文稱為「劃線片2之中心2c」)及旋轉驅動單元96之旋轉中心96c之定位。如自紙之上方所視，第11圖顯示用於此定位之劃線片2，其界定如第11圖所示之X軸與Y軸。
劃線片2包含作為可轉印至基板之至少二標度40a及40b。已知標度40中離劃線片2之中心之Y座標。標度40之值代表劃線片2上之X座標。光屏蔽板19具有第9A圖所示形狀。
將根據第12圖中所示流程圖，詳細說明劃線片2之中心2c及旋轉驅動單元96之旋轉中心96c之定位。於本例之說明中，將使用光屏蔽板19之第一弧。
於操作步驟S2001中，送入劃線片及晶圓，設定諸如曝光量、晶圓上之佈局及驅動單元驅動條件之曝光條件。於操作步驟S2002中，根據驅動條件，光屏蔽板19為旋轉驅動單元96所旋轉驅動，並為線性驅動單元95所線性驅動，使光屏蔽板19移動至於第13A圖中作為例子顯示之第一位置。
如由第13A圖可知，在第一位置，劃線片2藉光屏蔽板19屏蔽，且光屏蔽板19之第一弧及孔徑構件23定位於劃線片2上。雖然於第13圖中未顯示旋轉驅動單元96及線性驅動單元95，光屏蔽板19、旋轉驅動單元96與線 性驅動單元95間之關係如於第8圖中所示。於此同時，夾持基板9之基板載台6被驅動至照射位置。於操作步驟S2003中，自照射系統照射預定曝光量於基板9。
照射S1藉光屏蔽板19轉印於基板9，作為劃線片2之圖案所界定之形狀。於操作步驟S2004中，藉由線性驅動軸方向根據驅動單元驅動條件來固定，光屏蔽板19可繞旋轉驅動單元96之旋轉中心96c，被旋轉驅動180°，以移動至第二位置(第13B圖)。同時，夾持基板9之基板載台6被驅動至次一照射位置。
於操作步驟S2005中，照射S2同樣藉由從照射系統照射預定曝光量於基板9上，予以轉印。於操作步驟S2006中，送出基板9，並實施顯影。藉由此顯影，形成照射S1及S2之光阻影像於基板9上。
於操作步驟S2007中，根據光屏蔽板19之第一位置之照射S1及第二位置之照射S2，判定相對於劃線片2之中心2c之旋轉驅動單元96之旋轉中心96c。
讀取及記錄標度40a及40b與用於第14A圖所示照射S1之光屏蔽板19之第一弧邊緣相交的值41a及41b。同時，讀取及記錄標度40a及40b與用於照射S1之筆直長縫形孔徑構件61之直緣相交的值42a及42b。
同樣讀取及記錄用於第14B圖所示照射S2之值(43a、43b、44a及44b)。可使用例如多用途光顯微鏡來實施標度之讀取。雖然第14A及14B圖顯示於曝光部分之光阻業已因顯影而剝離之情形，亦即使用正光阻之情 形，惟亦可使用負光阻。在此一例子中將說明使用正光阻之情形，因為，此一情形更容易說明。
因此，標度40標出劃線片2之參考中心之座標值。首先，根據用於第一位置照射S1之標度值41a及41b及第一弧之半徑，計算第一弧所形成之第一圓之圓心座標Oa。同樣地，根據用於第二位置照射S2之標度值43a及43b及第一弧之半徑，計算第一弧所形成之第二圓之圓心座標Ob。
第一及二圓之圓心座標Oa及Ob之中心點O係旋轉驅動單元96之旋轉中心。據此，實施位置調整，以匹配劃線片2之中心與旋轉驅動單元96之旋轉中心。
然而，當藉旋轉驅動單元96可旋轉地自第一位置驅動至第二位置時，恆有旋轉角度誤差。雖然旋轉驅動單元96之旋轉角度誤差有各種理由，例子卻包含用來偵測馬達角度之旋轉編碼器及齒輪反作用力中的誤差。因此，於實務中，無法消除誤差。
第13C圖顯示光屏蔽板19業已自第一位置至第二位置旋轉180°+α°(其中α為旋轉誤差)之情形。第一弧所形成之第二圓之圓心座標Oc由在第13C圖所示狀態中曝光之照射獲得。第一及第二圓之圓心座標Oa及Oc之中心點Oe被判定為旋轉驅動單元96之旋轉中心96c。亦即，算出異於真正旋轉中心96c的點。
如於第13D圖中所示，這特別是對中心旋轉座標之Y座標之計算精確度有極大的作用。因此，使用標度40與 同時記錄之長縫形孔徑部61之直緣相交之值來實施校正。
在第一位置獲得通過標度40與長縫形孔徑構件61之直緣相交的兩個座標點42a及42b之直線的坡度T1。同樣地，在第二位置獲得通過標度40與長縫形孔徑構件61之直緣相交的兩個座標點44a及44b之直線的坡度T2。
若光屏蔽板19自第一位置至第二位置正確地旋轉180°，此二坡度即相同，亦即，T1=T2。藉由計算此二坡度之差T1-T2=α，可知當自第一位置旋轉至第二位置時，實際旋轉角度為180°+α°。
其次，將說明使用實際旋轉角度之校正方法。若在第一位置第一圓之圓心座標Oa與在第二位置第二圓之圓心座標Oc間沿X方向之距離為P，即可知，由於180°旋轉角度之旋轉角度誤差為α°，因而，據此校正在第二位置第二圓之圓心座標Oc之Y座標Ocy。
校正量δy可由Psin(α/2)界定。判定旋轉驅動單元96之旋轉中心96c之計算精確度可根據在第二位置第二圓之校正圓心座標Od及在第一位置第一圓之圓心座標Oa來改進，即使旋轉驅動單元96之旋轉角度有誤差。
根據以上結果，旋轉驅動單元96之旋轉中心96c可調整成其匹配劃線片2之中心2c。又，雖然較佳係光屏蔽板之第一弧及孔徑部藉光屏蔽板同時投影至晶圓，本揭示內容卻不限於此。
藉由以遮蔽葉片17限制照射區，旋轉驅動單元96之 旋轉中心及劃線片2之定位調整可藉由個別投影至基板來實施。
又，雖然劃線片2上之標度40沿X軸配置，該標度40卻亦可沿Y軸配置。於此情況下，可藉由自此例示性實施例中所述情形，進一步旋轉光屏蔽板19之第一及第二位置90°，實施定位調整。此外，亦可藉由根據劃線片2上之標度40，旋轉第一及第二位置至適當位置，實施定位調整。
其次，於第10圖中所示流程圖之操作步驟S1002中，調整可旋轉地驅動光屏蔽板19之旋轉驅動單元96之驅動源。根據此調整，劃線片2之X軸與線性驅動光屏蔽板19之線性驅動單元95之驅動軸可作成平行。於第13圖中，雖然為簡明而顯示業已平行狀態，於實際實務中卻在零件之形狀及零件如何安裝方面有誤差，以致於X軸與驅動軸不平行。
旋轉驅動單元96之驅動源可設定成具有一偏位，使以上所判定通過第一圓之圓心座標Oa及第二圓之校正圓心座標Od之直線之坡度為零。又，可對光屏蔽板19之第二弧實施相同調整。
其次，於第10圖中所示流程圖之操作步驟S1003中，調整線性驅動光屏蔽板19之旋轉驅動單元96之驅動源。根據此調整，使線性驅動單元95之驅動軸方向及劃線片2之X軸方向中的位置匹配。線性驅動單元95接著固定，且光屏蔽板19被線性驅動單元95驅動至劃線片2 上之標度40與光屏蔽板19之第一弧相交之位置。
基板9於此狀態下曝光。在送出晶圓及顯影之後，線性驅動單元95之驅動源可藉由讀取標度40與第一弧相交之值並設定成該值係指定值，設定成具有一偏位。根據此調整，藉劃線片2完成光屏蔽板19之第一弧之定位。又，可對光屏蔽板19之第二弧實施相同調整。
於第二例示性實施例中，根據第14A圖說明光屏蔽板19。然而，顯然可以相同方式，甚至對第14B、14D、14E及14F圖所示形狀實施調整。
就第14F圖所示光屏蔽板19而言，可使用光屏蔽構件33a或33b之直緣計算實際旋轉角度。於此情況下，須除了劃線片2上之標度40外，進一步提供與光屏蔽構件33a或33b之直緣相交之標度。
又，若第4圖中所示光屏蔽板19之直緣191b可與晶圓上之圓緣一起投影，此一配置即可同樣用於實際旋轉角度之計算。而且，雖然根據調整所需最少數目之照射來說明第二例示性實施例，在實際實務中卻可使用複數個照射之平均值來減少標度讀取錯誤對計算精確度的效應。根據一個實施例，照射數沒有限制。
此外，於第二例示性實施例中，雖然根據劃線片2上之二標度座標及弧之半徑計算圓心座標，圓心卻可藉由提供至少又一個標度於劃線片上，根據三個標度之座標來計算。同樣地，為減少標度讀取錯誤對計算精確度的效應，亦可使用複數個標度間的三個標度之個別組合判定圓之圓 心座標之平均值。
可知，於第二例示性實施例中，孔徑構件或光屏蔽構件旨在用於位置調整。當自基板9之周緣形成光屏蔽寬度d所界定之光屏蔽區時，無需藉孔徑構件或光屏蔽構件對晶圓之圖案轉印。這甚至可能是一個問題。具體而言，孔徑構件或光屏蔽構件之圖案轉印僅在調整光屏蔽板19之位置時實施。因此，須根據是否將實施對晶圓之圖案轉印，選擇孔徑構件或光屏蔽構件。
更具體而言，此構件可根據孔徑構件是否阻塞，或光屏蔽構件是否移除或移至對晶圓之圖案轉印未發生之位置來選擇。又，用以選擇是否藉孔徑構件或光屏蔽構件轉印圖案至晶圓之單元可為自動或手動，且實施此選擇之方法未限定。
於第二例示性實施例中，根據自曝光於基板9上之照射獲得之資訊，實施第12圖中所示流程圖之操作步驟S1001所實施之調整。然而，調整亦可使用光偵測感測器50在基板載台6上實施。屬於光偵測單元之光偵測感測器50係接收自照射系統照射之光，並偵測晶圓面上之曝光量。
光屏蔽板19之邊緣可藉光偵測感測器50，根據載台座標參考偵測。更具體而言，可在驅動載台時偵出照度為0之座標。根據照度為0之二座標及弧形之半徑，可判定該圓之圓心座標。
同樣地，使用第9A圖作為例子，亦可判定孔徑構件 之長縫筆直部分之坡度。若光屏蔽板19具有第9C圖所示形狀，即可使用照度偵測感測器偵測每一孔徑構件63a及63b之重心位置。易於瞭解，即使孔徑構件無筆直部分，仍可藉由使用連接二重心之直線之坡度，進行上述角度校正。
包含在光偵測感測器50上之投射處理、載台驅動及光屏蔽板之驅動之一系列程序藉控制單元21執行。光偵測感測器50之偵測結果藉偵測計算單元處理，並將所獲得之旋轉中心位移量登入資料庫。
接著，用以驅動光屏蔽板19之驅動單元藉控制單元21，根據登入資料庫之旋轉中心位移量校正。當使用照度偵測感測器時，須知，並未直接應用劃線片與驅動單元之旋轉中心間之關係。
於此情況下，須預先知悉基板載台6上之晶圓與照度偵測感測器間之位置關係，並間接對齊劃線片中心與驅動單元之旋轉中心。又，亦可容易瞭解，於第10圖中所示流程圖之操作步驟S1002及S1003所實施之調整可同樣使用光偵測感測器50來實施。
其次，將說明根據例示性實施例之裝置(半導體裝置、液晶顯示裝置等)製造方法。藉由實施在晶圓上製造積體電路之預處理，以及在預處理中製成之晶圓上完成積體電路晶片作為成品之後處理，製造半導體裝置。
預處理包含使用上述曝光設備使塗佈光敏劑之晶圓曝光之作業，以及將晶圓顯影之作業。後處理包含組裝作業 (切割及接合)，以及包裝作業(包封)。液晶顯示裝置藉由進行形成透明電極之程序製造。
形成透明電極之程序包含：塗佈光敏劑於玻璃基板上之作業，於該玻璃基板上業已蒸汽沉積透明電極膜；使用上述曝光設備使塗佈光敏劑之玻璃基板曝光之作業；以及將玻璃基板顯影之作業。根據本例示性實施例之裝置製造方法，可製造具有較習知裝置更高之品質之裝置。
雖然業已參考例示性實施例說明本揭示內容，卻須知本揭示內容並不限於所揭示之例示性實施例。以下申請專利範圍之範疇應作最廣解釋，以涵蓋所有修改、均等構造及功能。
1‧‧‧照射光學系統
2‧‧‧劃線片
2c‧‧‧劃線片之中心
3‧‧‧劃線片載台
4‧‧‧對準偵測單元
5‧‧‧投影光學系統
6‧‧‧基板載台
7‧‧‧雷射干涉儀
8‧‧‧夾頭
9‧‧‧基板
10‧‧‧自動對焦單元
11‧‧‧光源
12‧‧‧聚光反射鏡
13‧‧‧快門
14‧‧‧變焦距中繼光學系統
15‧‧‧複眼透鏡
16‧‧‧聚光光學系統
17‧‧‧遮蔽葉片
18‧‧‧中繼光學系統
19‧‧‧光屏蔽板
20‧‧‧中繼光學系統
21‧‧‧控制單元
22‧‧‧驅動單元
23‧‧‧孔徑構件
33a、33b‧‧‧光屏蔽構件
40、40a、40b‧‧‧標度
41a、41b‧‧‧值
42a、42b‧‧‧值
44a、44b‧‧‧座標
50‧‧‧光偵測感測器
51‧‧‧輸入介面
61‧‧‧孔徑構件
63a、63b‧‧‧孔徑構件
71‧‧‧孔徑構件
72a、72b‧‧‧孔徑構件
91‧‧‧周緣照射區
91’‧‧‧虛擬周緣照射區
92‧‧‧周緣區
95‧‧‧線性驅動單元
96‧‧‧旋轉驅動單元
96c‧‧‧旋轉中心
100‧‧‧曝光設備
191‧‧‧光屏蔽部分
191a‧‧‧弧形邊緣部分
191b‧‧‧直緣部分
192‧‧‧孔徑部
第1圖顯示根據諸實施例之態樣之曝光設備的配置。
第2圖詳細顯示照射光學系統之配置。
第3A及3B圖顯示基板上之轉印區。
第4圖顯示光屏蔽板之配置例。
第5圖顯示光屏蔽板之定位。
第6圖係顯示藉曝光設備進行之曝光處理之流程圖。
第7圖顯示當光屏蔽板中旋轉驅動單元之旋轉軸位置與參考軸之位置未對齊時，光屏蔽板之定位。
第8圖顯示根據第二例示性實施例之光屏蔽板。
第9A至9F圖顯示光屏蔽板之配置。
第10圖係顯示相對於劃線片調整光屏蔽板之位置之 方法的流程圖。
第11圖顯示用來調整光屏蔽板之位置的劃線片。
第12圖係顯示計算驅動單元之旋轉中心之方法的流程圖。
第13A至13D圖顯示計算驅動單元之旋轉中心之方法。
第14A及14B圖顯示照射形狀，其轉印於晶圓上，成為當計算旋轉驅動單元之旋轉軸位置時獲得之曝光結果。
1‧‧‧照射光學系統
2‧‧‧劃線片
3‧‧‧劃線片載台
4‧‧‧對準偵測單元
5‧‧‧投影光學系統
6‧‧‧基板載台
7‧‧‧雷射干涉儀
8‧‧‧夾頭
9‧‧‧基板
10‧‧‧自動對焦單元
21‧‧‧控制單元
50‧‧‧光偵測感測器
51‧‧‧輸入介面
100‧‧‧曝光設備

Claims (7)

  1. 一種曝光設備，包含光學系統，該光學系統具有：照射光學系統，係配置成以來自光源之光照射形成有圖案之原片；以及投影光學系統，係配置成投射圖案影像於包含外緣上之弧形部之基板上，該曝光設備包括：光屏蔽板，係配置在與該光學系統中光路上之該投影光學系統之目標平面共軛之平面上或附近，且包含弧形部，以界定該圖案影像呈弧形投射在該基板上之區域之外緣之至少一部分；旋轉驅動單元，係配置成沿該光學系統中的光路，繞旋轉軸可旋轉地驅動該光屏蔽板；位移驅動單元，係配置成沿與該旋轉軸交叉之方向位移驅動該光屏蔽板；獲取單元，係配置成獲取有關參考軸與該旋轉軸間之相對位置之資訊，該參考軸用來當該圖案影像藉該光學系統投射於該基板上時，作為參考；以及控制單元，係配置來控制該旋轉驅動單元及該位移驅動單元，使得當投射該圖案影像於該基板外緣附近之圓周部上時，該光屏蔽板根據有關該相對位置之資訊，定位於預定位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光設備，其中，該光屏蔽板之該弧形部之曲線之半徑小於該基板外緣之該弧形部之曲線之半徑。
  3. 如申請專利範圍第1項之曝光設備，其中，該有關 相對位置之資訊係指出該旋轉軸相對於該參考軸之位移方向之位移量之資訊。
  4. 如申請專利範圍第1項之曝光設備，其中，該有關該參考軸與該旋轉軸間之相對位置之資訊係在該光屏蔽板已藉由以該控制單元控制該旋轉驅動單元以旋轉驅動該光屏蔽板而配置在彼此互異之二可旋轉從動位置之狀態下，使用來自該光源之光來獲取。
  5. 如申請專利範圍第1項之曝光設備，又包括基板載台，係配置成保持及移動基板，於該基板上包含有光偵測單元；其中，該獲取單元係配置成，根據在該光屏蔽板業已被可旋轉地驅動並配置在兩個不同位置之狀態下，藉由以該光偵測單元接收來自該光源之光所獲得之資訊，獲取該有關該相對位置之資訊。
  6. 如申請專利範圍第1項之曝光設備，又包括光屏蔽構件，係異於該光屏蔽板，以界定該區域，其中，該光屏蔽板係在其中心位置有孔徑部之框架，且其中，該弧形部形成在面對該孔徑部之位置，且其中，當該圖案影像被投射在該基板之中心附近時，到達該圖案影像投射在該基板之區域之來自該光源之光通過該框架之該孔徑部，並以該光屏蔽構件界定該區域。
  7. 一種裝置製造方法，包括：使用如申請專利範圍第1至6項中任一項之曝光設備，使基板曝光；以及將經曝光之基板顯影。
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