TWI674482B - 曝光設備及曝光方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種曝光設備，包括照明系統、控制系統及投影光學系統。照明系統配置用以產生曝光用光照明光罩載台上的光罩。照明系統包括光學元件、偵測器及驅動裝置。光學元件配置於曝光用光的光路上，用以引導曝光用光至光罩上。偵測器配置用以感測來自光學元件的曝光用光的強度。控制系統配置用以根據來自偵測器的感測訊號控制驅動裝置沿著不同於上述光路的方向驅動光學元件。投影光學系統配置用以將光罩的圖案轉印至基板載台上的基板上。

Description

曝光設備及曝光方法

本發明實施例關於一種半導體技術，特別係有關於一種曝光設備及曝光方法。

半導體製造中，微影(Photolithography)製程係相當重要的技術。整體製造中所需要經過的微影次數或是所需要的光罩數量可以表示製程的難易程度。微影製程決定了半導體裝置中的結構，如各層的圖案及摻雜區域，及其功能的有效性。

一般微影製程係使用曝光設備，將形成於光罩上的圖案的縮小像投影曝光於作為曝光對象的基板(例如，塗佈有光阻的半導體晶圓或玻璃基板)。近年來，大多採用步進(stepping)重複方式的縮小投影曝光設備(即，步進式曝光機)或是步進掃描(scanning)方式的投影曝光設備(即，步進掃描式曝光機)。

上述步進式曝光機，係將基板裝載在可作二維移動的基板載台上，以基板載台使基板步進移動，並依序重複進行使光罩圖案的縮小像曝光於基板上的各照射區域的曝光設備。又，步進掃描式曝光機，係在以狹縫狀的曝光用光的脈衝照射於光罩的狀態下，使裝載有光罩的光罩載台與裝載有基板的基板載台相對於投影光學系統(projection optical system)而 彼此同步移動，並使形成於光罩上的圖案的一部份逐步轉印在基板的照射區域，待結束對一個照射區域的圖案轉印後，使基板步進移動，然後進行另一照射區域的圖案轉印。

雖然現有的曝光設備及曝光方法已經足以達成其目標，但仍不能在各方面令人滿意。

本揭露一些實施例提供一種曝光設備。曝光設備包括照明系統、控制系統及投影光學系統。照明系統配置用以產生曝光用光(exposure light)照明光罩載台上的光罩。照明系統包括光學元件、偵測器及驅動裝置。光學元件配置於曝光用光的光路上，用以引導曝光用光至光罩上。偵測器配置用以感測來自光學元件的曝光用光的強度。控制系統配置用以根據來自偵測器的感測訊號控制驅動裝置沿著不同於上述光路的方向驅動光學元件。投影光學系統配置用以將光罩的圖案轉印至基板載台上的基板上。

本揭露一些實施例提供一種曝光設備。曝光設備包括照明系統、控制系統及投影光學系統。照明系統配置用以產生曝光用光照明光罩載台上的光罩。照明系統包括第一光學元件、第二光學元件、偵測器、第一驅動裝置及第二驅動裝置。第一光學元件配置於曝光用光的光路上，用以引導曝光用光至光罩上。第二光學元件配置於上述光路上，用以引導曝光用光至光罩上，且第二光學元件相較於第一光學元件靠近光路的下游端。偵測器配置用以感測來自第一光學元件的曝光用光的強度。控制系統配置用以根據來自偵測器的感測訊號控制第一驅 動裝置沿著不同於上述光路的方向驅動第一光學元件，且配置用以根據控制系統的資料庫中所儲存的查找表決定第二光學元件的移動方式、方向及移動量，並據此控制第二驅動裝置驅動第二光學元件。投影光學系統配置用以將光罩的圖案轉印至基板載台上的基板上。

本揭露一些實施例提供一種曝光方法。曝光方法包括由一曝光設備中之一照明系統產生一曝光用光以照明一光罩，並將光罩的圖案轉印至一基板上。曝光方法更包括感測來自照明系統之一光路中的一第一光學元件的曝光用光的強度。此外，曝光方法還包括當所感測來自第一光學元件的曝光用光的強度低於既定值時，驅動第一光學元件移動至一第一位置，使得所感測來自第一光學元件的曝光用光的強度回到正常範圍內。

1‧‧‧曝光設備

2‧‧‧光源

3‧‧‧照明光學系統

4‧‧‧光罩載台

5‧‧‧光罩對準光學系統

6‧‧‧控制系統

6A‧‧‧資料庫

7‧‧‧投影光學系統

8‧‧‧基板載台

9‧‧‧雷射干涉儀

10‧‧‧基板對準光學系統

11‧‧‧處理腔室

12‧‧‧氣體濃度感測器

20‧‧‧送光系統

21‧‧‧反射鏡

23‧‧‧氣密室

31‧‧‧透鏡

32‧‧‧反射鏡

33‧‧‧氣密室

41‧‧‧偵測器

42‧‧‧分光鏡

50‧‧‧光學元件支架

51‧‧‧光學元件保持部

51A‧‧‧開口

51B‧‧‧連接部

51C‧‧‧樞軸

52‧‧‧固定基座

52A‧‧‧開孔

52B‧‧‧導引槽

60‧‧‧驅動裝置

70‧‧‧曝光方法

71、72、73‧‧‧操作

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

I‧‧‧照明系統

M‧‧‧光罩

P‧‧‧光路

P1‧‧‧偏移的光路

W‧‧‧基板

R1‧‧‧中央區域

R2‧‧‧周邊區域

Y1‧‧‧第一位置

Y2‧‧‧第二位置

OE、OE1、OE2、OE3‧‧‧光學元件

第1圖顯示根據一些實施例之一曝光設備之主要構成的方塊示意圖。

第2圖顯示根據一些實施例之第1圖之曝光設備的概略結構示意圖。

第3圖顯示根據一些實施例之光學元件中被曝光用光長期照射的區域發生霧化的示意圖。

第4A至4C圖分別顯示根據一些實施例之用以感測來自光學元件所反射或透射的曝光用光的強度的機構配置示意圖。

第5A及5B圖分別顯示根據一些實施例之用以驅動光學元 件的機構示意圖。

第6圖顯示根據一些實施例之移動照明光學系統中的複數個光學元件以矯正偏移之光路的示意圖。

第7圖顯示根據一些實施例之一曝光方法的流程圖。

以下揭露內容提供許多不同的實施例或較佳範例以實施本案的不同特徵。當然，本揭露也可以許多不同形式實施，而不局限於以下所述之實施例。以下揭露內容配合圖式詳細敘述各個構件及其排列方式的特定範例，係為了簡化說明，使揭露得以更透徹且完整，以將本揭露之範圍完整地傳達予同領域熟悉此技術者。

在下文中所使用的空間相關用詞，例如“在...下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，係為了便於描述圖示中一個元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位之外，這些空間相關用詞也意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，而在此所使用的空間相關用詞也可依此相同解釋。

必須了解的是，未特別圖示或描述之元件可以本領域技術人士所熟知之各種形式存在。此外，若實施例中敘述了一第一特徵形成於一第二特徵之上或上方，即表示其可能包含上述第一特徵與上述第二特徵是直接接觸的情況，亦可能包含了有附加特徵形成於上述第一特徵與上述第二特徵之間，而使得上述第一特徵與第二特徵未直接接觸的情況。

以下不同實施例中可能重複使用相同的元件標號及/或文字，這些重複係為了簡化與清晰的目的，並非用以限定所討論的不同實施例及/或結構之間有特定的關係。在圖式中，結構的形狀或厚度可能擴大，以簡化或便於標示。

第1圖顯示根據本發明一些實施例之一曝光設備1之主要構成的方塊示意圖。需要說明的是，為了清楚起見，第1圖中所示曝光設備1的構成已被簡化以更好地理解本揭露的發明概念。一些附加特徵可以被加入曝光設備1中，且在曝光設備1的其他實施例中可以替換或消除下面描述的一些特徵。

曝光設備1係在半導體製造中的微影製程中所使用的投影曝光設備，並可藉由步進掃描的曝光方式將一光罩M(photomask或reticle，合稱之為光罩)上所形成的圖案曝光(轉印)到塗佈在一基板W(例如，半導體晶圓、玻璃基板或其他適合的材質的基板)表面上的光阻材料(圖未示)。然而，本案不限定曝光設備1的曝光方式，上述步進掃描式曝光機僅是作為本揭露中的一個例子，曝光設備1也可採用步進重複方式進行曝光。

如第1圖中所示，曝光設備1包括一光源2。在一些實施例中，光源2是可發射雷射並且被填充氣體(例如KrF或ArF)的準分子雷射光源(KrF氣體雷射光波長約248nm，ArF氣體雷射光波長約193nm)。然而，光源2的種類並不限於此，配合基板W上的光阻材料的不同，也可以選用其他適合並具有不同波長的光源種類(例如汞燈)來作為光源2。光源2配置用以將例如紫外線或遠紫外線的曝光用光(exposure light)射出至一照明光學 系統(illumination optical system)3。

照明光學系統3，雖未圖示出，其可由例如光束成形系統(包括多個透鏡)、光學積分器(包括多個複眼透鏡、棒狀積分器或繞射光學元件等)、(半)反射鏡、成像透鏡系統(包括多個透鏡)、及固定遮板(孔徑光闌)等構成，並將光源2所產生的曝光用光調整成均一的照度來照明被上述固定遮板所限定的光罩M上的狹縫狀照明區域(即，照明光學系統3可對曝光用光進行塑形(shape))。

在一些實施例中，在照明光學系統3的靠近出口端設置有一偵測器(圖未示)以監測曝光用光的能量(即，光強度)，並將感測結果輸出至一控制系統6。當由該偵測器的感測訊號所演算之曝光用光的強度出現異常時，控制系統6會令光源2或如下述曝光設備1中的其他部件的運作停止，並警示操作員來進行檢查、修護等工作，藉以避免製程結果受到影響(例如，當曝光用光的強度未達一既定標準值時，微影製程產能會下降)。

光罩M係於其圖案面(如第1圖中所示之下面)形成有(例如電路)圖案。光罩M可藉由例如真空吸附而被保持於一光罩載台4上。在一些實施例中，光罩載台4可以既定的掃描速度驅動於既定的掃描方向(如第1圖中所示之X軸方向)的同時，在X軸方向、Y軸方向和旋轉(如第1圖中所示之θ角度)方向上微幅驅動。在一些實施例中，一光罩對準光學系統5係配置用以檢測出形成於光罩M上之對準標記，並將檢測結果輸出至控制系統6。

基板W可藉由例如真空吸附而被保持於一基板載台8上。光罩M上所形成的圖案，被曝光用光照明後，係藉由一投影光學系統7(例如包括一鏡筒及以既定位置關係保持於鏡筒內之複數個光學元件)而被轉印在基板W上的光阻材料。在一些實施例中，基板載台8可在掃瞄曝光時於Y軸方向以既定的速度驅動之同時，在照射曝光間以步進方式驅動於X軸方向和Y軸方向。在一些實施例中，一雷射干涉儀9係配置用以檢測出基板載台8(及基板W)在X軸方向和Y軸方向之位置以及繞著X軸、Y軸與Z軸旋轉之傾斜角，並將檢測結果輸出至控制系統6。在一些實施例中，在投影光學系統7的外周還配置有一基板對準光學系統10，可用以檢測出形成於基板W上之對準標記，並將檢測結果輸出至控制系統6。

需要說明的是，於本實施例中，係將平行於照明光學系統3與投影光學系統7之光軸的方向取為Z軸方向，將在垂直於Z軸之平面內沿著曝光時光罩M與基板W之掃描方向的方向取為X軸，以及將沿著正交於掃描方向的方向(即，沿著非掃描方向)取為Y軸。

在一些實施例中，控制系統6可根據來自光罩對準光學系統5、雷射干涉儀9及基板對準光學系統10之檢測訊號，對包括光罩載台4與基板載台8的驅動裝置(例如包括線性馬達及/或音頻線性馬達)等之曝光設備1整體作控制。

第2圖顯示根據一些實施例之第1圖之曝光設備1的概略結構示意圖。其中，與第1圖中使用相同的符號係表示相同的部件，故省略其詳述說明。如第2圖中所示，曝光設備1 包括：光源2、送光系統20、照明光學系統3、以及投影光學系統7。在一些實施例中，送光系統20配置用以將光源2所產生的曝光用光引導、傳送至照明光學系統3。照明光學系統3配置用以照明被保持於光罩載台4上之光罩M(如前所述，照明光學系統3係可對曝光用光塑形，再將經過塑形之曝光用光照明至光罩M)。投影光學系統7配置用以將光罩M上的圖案投影(轉印)在被保持於基板載台8上之基板W。在曝光設備1中，具有從光源2經送光系統20、照明光學系統3及投影光學系統7直到基板W之曝光用光的一光路P。

送光系統20也稱作光束匹配單元(Beam Matching Unit(BMU))，包括多個反射鏡21。送光系統20配置用以使從光源2射出的曝光用光之光軸與照明光學系統3之光軸成為一致(即，使曝光用光射入照明光學系統3之路線與照明光學系統3之光軸平行且正對)。在本發明實施例中，光源2、送光系統20及照明光學系統3共同構成曝光設備1的照明系統I。

又，為了清楚起見，在第2圖中僅圖示出照明光學系統3中與下面將介紹本揭露的發明重點較相關的部分透鏡31及反射鏡32，而省略其他的光學部件。透鏡31及反射鏡32的數量與配置位置並不以第2圖中所示為限，也可以做出其他的變化及修改。

如第2圖中所示，光罩載台4、基板載台8、照明光學系統3及投影光學系統7係設置於曝光設備1之一處理腔室11內。又，照明光學系統3包括一氣密室33，配置用以將曝光用光的光路P與處理腔室11的環境隔絕。在氣密室33內側，上述 透鏡31、反射鏡32與照明光學系統3中未圖示的其他光學部件係配置於光路P上，以引導曝光用光至光罩M上。

在一些實施例中，在曝光時係會將對曝光用光為非活性的光路氣體(例如氮氣)通過一氣體管路(圖未示)供給至氣密室33內。此外，在處理腔室11內裝設有為了檢測該室內的氧濃度之一氣體濃度感測器12，例如為一氧濃度感測器，當氣體濃度感測器12偵測到的氧濃度低於既定值時，代表氣密室33內之非活性氣體發生洩漏。氣體濃度感測器12可將檢測結果輸出至控制系統6(第1圖)。

當根據氣體濃度感測器12的檢測訊號所演算之氧濃度低於既定值時，控制系統6會進行警示，同時截斷對氣密室33之非活性氣體的供給，並停止光源2之曝光用光的射出。應瞭解的是，當氣密室33內之非活性氣體發生洩漏時，處理腔室11內之氧氣也可能跑到氣密室33內，並與曝光用光接觸、反應而產生臭氧。在長時間接觸下，臭氧將導致照明光學系統3之光學元件損壞。因此，配置氣體濃度感測器12能夠保護照明光學系統3。

在一些實施例中，如第2圖中所示，光源2及送光系統20係設置於處理腔室11外。又，送光系統20也包括一氣密室23，配置於光源2與照明光學系統3(的氣密室33)之間，用以將曝光用光的光路P與外界環境隔絕，並避免外氣與曝光用光接觸、反應而產生可能導致送光系統20中的反射鏡21損壞之臭氧。在一些實施例中，氣密室23與氣密室33的連接部分可用密封部件密封。在氣密室23內側，上述反射鏡21係配置於光路P 上，以引導曝光用光射入照明光學系統3(之後，再照射至光罩M)。

需要注意的是，在經過高能量的曝光用光長時間的照射下，送光系統20中的反射鏡21及照明光學系統3中的透鏡31與反射鏡32等(為了方便說明，下面簡稱之為照明系統I中的光學元件OE)會逐漸霧化(老化)。更準確來說，根據一些實施例，光學元件OE的中央區域R1係受到曝光用光長期照射而逐漸發生霧化(如第3圖中所示)，導致經由該區域所反射或透射的曝光用光的強度降低，如此將影響微影製程的產能。但是，光學元件OE的中央區域R1之外的周邊區域R2由於未受到曝光用光集中照射而發生霧化，故該區域仍能保有正常的光學特性(即，經由周邊區域R2所反射或透射的曝光用光的強度不會降低)。

基於上述，為了感測監控(在曝光時)來自照明系統I中的各個光學元件OE的曝光用光的強度，並在發現來自一光學元件OE所反射或透射的曝光用光的強度降低時，能夠藉由調整該光學元件OE的位置(例如，使該光學元件OE被曝光用光照射的區域從如第3圖之實施例中所示的已霧化的中央區域R1移動至正常的周邊區域R2)來立即校正曝光設備1之曝光用光的強度，同時延長光學元件OE的使用壽命並減少製造成本，本發明一些實施例更提出下述的技術手段。

第4A至4C圖分別顯示根據一些實施例之用以感測來自照明系統I中的各個光學元件OE所反射或透射的曝光用光的強度的機構配置示意圖。如第4A圖中所示，當要感測的光學 元件OE係以反射方式來引導曝光用光的一半反射鏡(例如一半透明分光鏡，可將一束光線分為兩道獨立的光線，其一為反射光，另一為折射光)時，可配置一偵測器41來感測來自光學元件OE的折射光的強度。由於經由光學元件OE所反射及折射的兩道光線的能量係成一定比例(例如95%反射及5%折射)，故藉由感測折射光的強度可以得到來自光學元件OE所反射的曝光用光的強度。

如第4B圖中所示，當要感測的光學元件OE係以反射方式來引導曝光用光的一(全)反射鏡時，可配置一分光鏡42於光學元件OE之後的光路P上，將來自光學元件OE的一束曝光用光分為兩道獨立的光線，其一為反射光，另一為沿著光路P繼續行進的折射光，並再配置一偵測器41來感測來自分光鏡42的反射光的強度。由於經由分光鏡42所反射及折射的兩道光線的能量係成一定比例(例如1%反射及99%折射)，故藉由感測反射光的強度可以得到來自光學元件OE所反射的曝光用光的強度。

如第4C圖中所示，當要感測的光學元件OE係以透射方式來引導曝光用光的一透鏡時，也可利用類似上述第4B圖中說明的機構配置來感測得到來自光學元件OE所透射的曝光用光的強度，在此僅省略重複說明。

上述偵測器41會將感測結果輸出至控制系統6(第1圖)。另外，上述第4A至4C圖中說明的機構配置僅是作為本揭露中的一些例子，而非作為限定用途，其他習知能夠感測得到來自光學元件OE所反射或透射的曝光用光的強度的機構配置 (包括不同的偵測器型態)也可被應用。

接著請依序參閱第5A及5B圖，其分別顯示根據一些實施例之用以驅動光學元件OE的機構示意圖。

在第5A圖中，上半部係示出用以將光學元件OE安裝於曝光用光之光路P上的光學元件支架50的分解示意圖，下半部則示出光學元件支架50與驅動裝置60的連接示意圖。光學元件支架50包括一光學元件保持部51及一固定基座52。光學元件保持部51係配置用以保持光學元件OE，並具有一形狀及尺寸對應光學元件OE的開口51A，可允許光學元件OE固定安裝於其中。固定基座52係可通過例如螺絲等鎖合件穿過其上所形成的多個開孔52A，而被固定於送光系統20之氣密室23內側或照明光學系統3之氣密室33內側。固定基座52亦具有一導引槽52B，貫穿固定基座52的上下表面並於一第一方向D1上延伸，第一方向D1不同於光路P的方向。在一些實施例中，第一方向D1係垂直於光路P的方向。

光學元件保持部51係以連接部51B穿過導引槽52B且連接部51B只能沿著導引槽52B進行移動(即，連接部51B無法於垂直於導引槽52B(第二方向D1)之一第二方向D2上進行移動)的方式連接至固定基座52。又，光學元件保持部51之連接部51B係以例如鎖合方式(圖未示)連接至驅動裝置60(例如一線性步進馬達)。驅動裝置60又電性連接至控制系統6(第1圖)。

第5B圖顯示根據另一些實施例之用以驅動光學元件OE的機構示意圖。其中，與第5A圖中使用相同的符號係表示相同或相似的部件，故省略其詳述說明。在第5B圖之光學元 件支架50中，光學元件保持部51之連接部51B及固定基座52之導引槽52B等結構係被省略。此外，除了形成有開孔52A(用於使固定基座52被固定於送光系統20之氣密室23內側或照明光學系統3之氣密室33內側)的一板狀結構外，固定基座52亦包括從板狀結構延伸之一大致呈Y字型的支架結構，其中光學元件保持部51對應地容置於固定基座52的支架結構中。又，光學元件保持部51具有一樞軸51C，樞軸51C係樞接至固定基座52上的開孔(從而，光學元件保持部51通過樞軸51C可相對於固定基座52進行樞轉)，且樞軸51C更進一步連接至驅動裝置60(例如一旋轉步進馬達)。驅動裝置60又電性連接至控制系統6(第1圖)。

雖然未圖示，照明系統I中的每一光學元件OE及其所對應配置的偵測器41及驅動裝置60係一起設置於送光系統20之氣密室23內側及照明光學系統3之氣密室33內側。

藉由上述配置，(在曝光設備1進行曝光期間)當由設置於送光系統20或照明光學系統3中之一偵測器41的感測訊號所演算之來自一對應的光學元件OE所反射或透射的曝光用光的強度低於既定值時(代表該光學元件OE中被曝光用光所照射的區域已發生霧化)，控制系統6會控制對應於該偵測器41的驅動裝置60沿著不同於曝光用光之光路P的方向驅動光學元件保持部51及其上之光學元件OE(例如，驅動光學元件保持部51沿著導引槽52B於第一方向D1上線性移動，或者驅動光學元件保持部51以樞軸51C為中心相對於固定基座5進行樞轉)，直到該偵測器41所感測來自該光學元件OE的曝光用光的強度回到一正常範圍內(代表該光學元件OE中被曝光用光所照射的區域 已落在正常(非霧化)的區域)。根據一些實施例，控制系統6係根據與驅動裝置60對應配置的一編碼器(圖未示)所回傳的移動量或旋轉量，而可準確得知驅動裝置60的移動位置或旋轉角度，進而控制驅動裝置60的運作。

如此一來，能夠達到即時監控及校正曝光設備之曝光用光的強度的目的，並改善微影製程的產能(由於延長了光學元件OE的使用壽命，因此也可減少停機更換光學元件OE的作業時間及產能浪費)及良率。

另須注意的是，當移動照明系統I中的任一光學元件OE的位置時，可能會改變曝光用光的光路P而影響曝光設備1整體的表現。因此，在某些實施例中，矯正來自送光系統20或照明光學系統3中之一光學元件OE的曝光用光的強度而藉由上述技術手段移動該光學元件OE的位置時，亦將光路P上位於該光學元件OE下游的至少一光學元件OE的位置作對應地調整，以使得光路P可保持在一既定的光路範圍內(此既定的光路範圍係經過預先測試而得到之不會影響送光系統20及照明光學系統3正常功能的最大容許光路偏移範圍)。

舉例來說，第6圖中顯示根據一些實施例，在照明光學系統3中，有3個光學元件OE係沿著曝光用光的光路P(平行於X軸方向)串接配置。從光路P之靠近上游端至靠近下游端，3個光學元件OE依序被標示為OE1、OE2、OE3。在某些實施例中，當控制系統6根據對應於光學元件OE1(第一光學元件)的偵測器41的感測訊號而得知光學元件OE1已發生霧化時，控制系統6會控制對應於光學元件OE1之驅動裝置60(第一驅動裝置) 驅動光學元件OE1沿著Y軸方向移動至一第一位置Y1，並使得經由光學元件OE1所透射的曝光用光的強度回到正常範圍內，以校正曝光用光的強度。

接著，控制系統6會根據其資料庫6A中所儲存的一查找表(其中包括可保持曝光用光的光路P在既定的光路範圍內的多組光學元件OE1、OE2、OE3的對應位置資料，此表係經過預先測試而得到)決定在光學元件OE1下游的光學元件OE2和光學元件OE3的移動方式(線性移動或旋轉)、方向及移動量，再據此控制對應於光學元件OE2和光學元件OE3的驅動裝置60的運作。在第6圖之實施例中，控制系統6根據查找表所記錄的位置資料，係進一步控制對應於光學元件OE2的驅動裝置60(第二驅動裝置)驅動光學元件OE2沿著Y軸方向對應地移動至一第二位置Y2，以校正偏移的光路P1(即，減少因光學元件OE1的位置移動所導致的光路偏移)。另外，送光系統20中之光路校正也可採用與上述說明類似的方法，在此僅省略贅述。

本發明一些實施例亦提供一種曝光方法70，如第7圖中之流程圖所示。為了說明，將配合參照第1至5B圖一起描述流程圖。首先，曝光方法70包括操作71：由一曝光設備中之一照明系統產生一曝光用光以照明一光罩，並將光罩的圖案轉印至一基板上。在一些實施例中，曝光設備1(例如一步進掃描式曝光機或步進式曝光機)包括一照明系統I(例如包括光源2、送光系統20及照明光學系統3)。照明系統I配置用以產生一曝光用光照明光罩載台4上的一光罩M，且照明系統I包括配置於曝光用光的一光路P上並用以引導曝光用光至光罩M上的一第一 光學元件(例如，送光系統20中的反射鏡21及照明光學系統3中的透鏡31與反射鏡32中的任一者)。在一些實施例中，曝光設備1更包括一投影光學系統7，配置用以將光罩M的圖案轉印(曝光)至基板載台8上的一基板W上。

接著，曝光方法70更包括操作72：藉由設置於送光系統20或照明光學系統3中的一或多個偵測器41，感測來自照明系統I之光路P中之第一光學元件的曝光用光的強度。

此外，曝光方法70還包括操作73：當偵測器41所感測來自第一光學元件的曝光用光的強度低於一既定值時(代表第一光學元件中被曝光用光所照射的區域已發生霧化)，曝光設備1中之一控制系統6係控制設置於送光系統20或照明光學系統3中的一(第一)驅動裝置60驅動第一光學元件移動(例如包括線性移動或旋轉)至一第一位置，使得所感測來自第一光學元件的曝光用光的強度回到一正常範圍內(代表該第一光學元件中被曝光用光所照射的區域已落在正常(非霧化)的區域)，以達到校正曝光用光的強度的目的。

需要瞭解的是，在上述實施例中的方法之前、期間和之後可以提供額外的操作，並且對於不同實施例中的方法，可以替換或消除一些描述的操作。舉例來說，如第6圖所示，曝光方法70還可以包括：在控制一(第一)驅動裝置60驅動第一光學元件移動至第一位置後，控制系統6再控制另一(第二)驅動裝置60驅動一第二光學元件對應地移動至一第二位置，以校正偏移的光路，其中第二光學元件(例如，送光系統20中的反射鏡21及照明光學系統3中的透鏡31與反射鏡32中的其中一者) 係配置於光路上且相較於第一光學元件靠近光路的下游端。

綜上所述，本揭露實施例至少具有以下優點：在曝光設備進行曝光期間，能夠感測出其照明系統中的光學元件(透鏡或反射鏡)因受到曝光用光長期照射而發生霧化的情況，並藉由驅動光學元件發生位移來調整光學元件被曝光用光照射的區域，以達到即時校正曝光設備之曝光用光的強度，並改善微影製程的產能及良率的目的。

根據一些實施例，提供一種曝光設備。曝光設備包括照明系統、控制系統及投影光學系統。照明系統配置用以產生曝光用光照明光罩載台上的光罩。照明系統包括光學元件、偵測器及驅動裝置。光學元件配置於曝光用光的光路上，用以引導曝光用光至光罩上。偵測器配置用以感測來自光學元件的曝光用光的強度。控制系統配置用以根據來自偵測器的感測訊號控制驅動裝置沿著不同於上述光路的方向驅動光學元件。投影光學系統配置用以將光罩的圖案轉印至基板載台上的基板上。

根據一些實施例，照明系統更包括光源、照明光學系統及送光系統。曝光設備更包括處理腔室。光罩載台、基板載台、照明光學系統及投影光學系統設置於處理腔室內。光源及送光系統設置於處理腔室外。送光系統配置用以將光源所產生的曝光用光傳送至照明光學系統，而照明光學系統配置用以對曝光用光塑形，再將經過塑形之曝光用光照明至光罩。

根據一些實施例，送光系統更包括氣密室，配置於光源與照明光學系統之間，用以將曝光用光的光路與外界環 境隔絕。光學元件、偵測器及驅動裝置設置於氣密室內。

根據一些實施例，照明光學系統更包括氣密室，配置用以將曝光用光的光路與處理腔室的環境隔絕。光學元件、偵測器及驅動裝置設置於氣密室內。

根據一些實施例，照明系統更包括光學元件支架，配置用以將光學元件安裝於曝光用光的光路上。光學元件支架包括光學元件保持部及固定基座。光學元件保持部配置用以保持光學元件。固定基座固定於照明系統中，且固定基座具有引導槽，可允許光學元件保持部沿著引導槽進行移動。光學元件保持部穿過引導槽而連接至驅動裝置。

根據一些實施例，照明系統更包括光學元件支架，配置用以將光學元件安裝於曝光用光的光路上。光學元件支架包括光學元件保持部及固定基座。光學元件保持部配置用以保持光學元件。固定基座固定於光路上。光學元件保持部具有樞軸，樞接至固定基座且連接至驅動裝置。

根據一些實施例，提供一種曝光設備。曝光設備包括照明系統、控制系統及投影光學系統。照明系統配置用以產生曝光用光照明光罩載台上的光罩。照明系統包括第一光學元件、第二光學元件、偵測器、第一驅動裝置及第二驅動裝置。第一光學元件配置於曝光用光的光路上，用以引導曝光用光至光罩上。第二光學元件配置於上述光路上，用以引導曝光用光至光罩上，且第二光學元件相較於第一光學元件靠近光路的下游端。偵測器配置用以感測來自第一光學元件的曝光用光的強度。控制系統配置用以根據來自偵測器的感測訊號控制第一驅 動裝置沿著不同於上述光路的方向驅動第一光學元件，且配置用以根據控制系統的資料庫中所儲存的查找表決定第二光學元件的移動方式、方向及移動量，並據此控制第二驅動裝置驅動第二光學元件。投影光學系統配置用以將光罩的圖案轉印至基板載台上的基板上。

根據一些實施例，查找表包含可保持曝光用光的光路在既定的光路範圍內的多組第一光學元件及第二光學元件的對應位置資料。

根據一些實施例，提供一種曝光方法。曝光方法包括由一曝光設備中之一照明系統產生一曝光用光以照明一光罩，並將光罩的圖案轉印至一基板上。曝光方法更包括感測來自照明系統之一光路中的一第一光學元件的曝光用光的強度。此外，曝光方法還包括當所感測來自第一光學元件的曝光用光的強度低於既定值時，驅動第一光學元件移動至一第一位置，使得所感測來自第一光學元件的曝光用光的強度回到正常範圍內。

根據一些實施例，曝光方法更包括在驅動第一光學元件移動至第一位置後，驅動第二光學元件對應地移動至一第二位置，以校正偏移的光路，其中第二光學元件係配置於光路上且相較於第一光學元件靠近光路的下游端。

以上雖然詳細描述了實施例及它們的優勢，但應該理解，在不背離所附申請專利範圍限定的本揭露的精神和範圍的情況下，對本揭露可作出各種變化、替代和修改。此外，本申請的範圍不旨在限制於說明書中所述的製程、機器、製造、 物質組成、工具、方法和步驟的特定實施例。作為本領域的普通技術人員將容易地從本揭露中理解，根據本揭露，可利用現有的或今後將被開發的、執行與在本揭露所述的對應實施例基本相同的功能或實現基本相同的結果的製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟。因此，所附申請專利範圍旨在將這些製程、機器、製造、物質組成、工具、方法或步驟包括它們的範圍內。此外，每一個申請專利範圍構成一個單獨的實施例，且不同申請專利範圍和實施例的組合都在本揭露範圍內。

Claims (10)

1. 一種曝光設備，包括：一照明系統，配置用以產生一曝光用光照明一光罩載台上的一光罩，該照明系統包括：一光學元件，配置於該曝光用光的一光路上，用以引導該曝光用光至該光罩上；一偵測器，配置用以感測來自該光學元件的該曝光用光的強度；一驅動裝置；一控制系統，配置用以根據來自該偵測器的一感測訊號控制該驅動裝置沿著不同於該光路的方向驅動該光學元件，使得該光學元件被該曝光用光照射的區域從一第一區域移動至不同於該第一區域的一第二區域；以及一投影光學系統，配置用以將該光罩的圖案轉印至一基板載台上的一基板上。
2. 如申請專利範圍第1項所述的曝光設備，其中該照明系統更包括一光源、一照明光學系統及一送光系統，該曝光設備更包括一處理腔室，其中該光罩載台、該基板載台、該照明光學系統及該投影光學系統設置於該處理腔室內，該光源及該送光系統設置於該處理腔室外，且該送光系統配置用以將該光源所產生的該曝光用光傳送至該照明光學系統，而該照明光學系統配置用以對該曝光用光塑形，再將經過塑形之該曝光用光照明至該光罩。
3. 如申請專利範圍第2項所述的曝光設備，其中該送光系統更 包括一氣密室，配置於該光源與該照明光學系統之間，用以將該曝光用光的該光路與外界環境隔絕，其中該光學元件、該偵測器及該驅動裝置設置於該氣密室內。
4. 如申請專利範圍第2項所述的曝光設備，其中該照明光學系統更包括一氣密室，配置用以將該曝光用光的該光路與該處理腔室的環境隔絕，其中該光學元件、該偵測器及該驅動裝置設置於該氣密室內。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的曝光設備，其中該照明系統更包括一光學元件支架，配置用以將該光學元件安裝於該曝光用光的該光路上，其中該光學元件支架包括一光學元件保持部及一固定基座，該光學元件保持部配置用以保持該光學元件，該固定基座固定於該照明系統中，且該固定基座具有一引導槽，可允許該光學元件保持部沿著該引導槽進行移動，該光學元件保持部穿過該引導槽而連接至該驅動裝置。
6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的曝光設備，其中該照明系統更包括一光學元件支架，配置用以將該光學元件安裝於該曝光用光的該光路上，其中該光學元件支架包括一光學元件保持部及一固定基座，該光學元件保持部配置用以保持該光學元件，該固定基座固定於該照明系統中，且光學元件保持部具有一樞軸，樞接至該固定基座及連接至該驅動裝置。
7. 一種曝光設備，包括：一照明系統，配置用以產生一曝光用光照明一光罩載台上 的一光罩，該照明系統包括：一第一光學元件，配置於該曝光用光的一光路上，用以引導該曝光用光至該光罩上；一第二光學元件，配置於該光路上，用以引導該曝光用光至該光罩上，且該第二光學元件相較於該第一光學元件靠近該光路的下游端；一偵測器，配置用以感測來自該第一光學元件的該曝光用光的強度；一第一驅動裝置；一第二驅動裝置；一控制系統，配置用以根據來自該偵測器的一感測訊號控制該第一驅動裝置沿著不同於該光路的方向驅動該第一光學元件，使得該第一光學元件被該曝光用光照射的區域從一第一區域移動至不同於該第一區域的一第二區域，且配置用以根據該控制單元的一資料庫中所儲存的一查找表決定該第二光學元件的移動方式、方向及移動量，並據此控制該第二驅動裝置驅動該第二光學元件；以及一投影光學系統，配置用以將該光罩的圖案轉印至一基板載台上的一基板上。
8. 如申請專利範圍第7項所述的曝光設備，其中該查找表包含可保持該曝光用光的該光路在一既定的光路範圍內的多組該第一光學元件及該第二光學元件的對應位置資料。
9. 一種曝光方法，包括：由一曝光設備中之一照明系統產生一曝光用光以照明一光 罩，並將該光罩的圖案轉印至一基板上；感測來自該照明系統之一光路中的一第一光學元件的該曝光用光的強度；以及當所感測來自該第一光學元件的該曝光用光的強度低於一既定值時，驅動該第一光學元件移動至一第一位置，使得該第一光學元件被該曝光用光照射的區域從一第一區域移動至不同於該第一區域的一第二區域，進而使得所感測來自該第一光學元件的該曝光用光的強度回到一正常範圍內。
10. 如申請專利範圍第9項所述的曝光方法，更包括：在驅動該第一光學元件移動至該第一位置後，驅動一第二光學元件對應地移動至一第二位置，以校正偏移的該光路，其中該第二光學元件配置於該光路上且相較於該第一光學元件靠近該光路的下游端。