CN100508120C - 曝光装置以及曝光方法 - Google Patents
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Abstract
一种曝光装置以及曝光方法,使靶材料等离子化,并产生脉冲光,以脉冲光进行曝光。本发明的特点是包括:发光机构,使间歇性供应的靶材料等离子化而产生脉冲光;标线片载物台,具备照射脉冲光的标线片;感应基板载物台,配置有照射于标线片经过图案化的脉冲光的感应基板;控制机构,在开始对感应基板上进行曝光前,依据感应基板载物台的驱动时序及脉冲光的发光时序,使曝光开始点或者曝光结束点与发光时序一致的方式,控制感应基板载物台。本发明即使在曝光用光源中,使用使靶材料等离子化而产生的脉冲光的情形时,也能获得良好的曝光量均一性。
Description
技术领域
本发明是关于一种曝光装置,尤其是关于一种使靶材料等离子化而产生脉冲光,并以脉冲光进行曝光的曝光装置以及曝光方法。
背景技术
目前,在使用有脉冲光的曝光装置中,自曝光装置侧对光源进行发光指示(触发),而光源则以其为依据产生曝光光线。即,曝光装置侧以使装置的载物台驱动与时序一致的方式触发光源而进行曝光动作。借此,可在曝光区域内获得均一曝光量。
另一方面,在某种EUV光源中,间隙性供应靶材料并使其等离子化,而使用由等离子所辐射的X线(EUV光)。至于这种光源,存有液滴·激光等离子X线源,其例如自喷嘴前端滴落液滴,并对液滴照射激光使之等离子化。
【专利文献1】日本专利早期公开第2000—215998号公报。
然而,在这种光源中,EUV光所发光的时刻,依存于靶材料所供应的时序,而与曝光装置内部的时序并无关系。为此,即使自曝光装置侧触发光源,也不会以曝光装置所期望的时序使EUV光发光。该时序的偏差(延迟)最大为光源重复频率的倒数。例如重复频率为1kHz,则最大延迟为1ms。
为此,由于曝光装置载物台的启动与EUV光发光时刻的偏差,因此曝光区域内的扫描开始部分以及扫描最终部中所照射的脉冲数在最差时不足一个脉冲,故而导致区域内的曝光量均一性恶化。
发明内容
本发明是为了解决现有技术存在的上述问题而提出的,其目的在于提供一种曝光装置以及曝光方法,其即使在曝光用光源中使用将靶材料等离子化而产生的脉冲光时,也可获得良好的曝光量均一性。
本发明第1观点所提出的曝光装置,其特点是包括:发光机构,其使间歇性供应的靶材料等离子化而产生脉冲光;标线片载物台,其具备照射有上述脉冲光的标线片;感应基板载物台,其配置有照射有在上述标线片经过图案化的脉冲光的感应基板;控制机构,其于开始在上述感应基板上进行曝光前,以依据上述感应基板载物台的驱动时序及上述脉冲光的发光时序,而使曝光开始点或者曝光结束点与上述发光时序一致的方式,控制上述感应基板载物台。
本发明第2观点所提出的曝光装置,其特点是包括:发光机构,其使间歇性供应的靶材料等离子化而产生脉冲光;标线片载物台,其具备照射有上述脉冲光的标线片;感应基板载物台,其配置有照射有在上述标线片经过图案化的脉冲光的感应基板;控制机构,其于开始在上述感应基板上进行曝光前,以依据上述感应基板载物台的驱动时序及上述脉冲光的发光时序,而使曝光开始点或者曝光结束点与发光时序一致的方式,控制上述发光时序。
本发明第3观点所提出的曝光装置是与第2观点所提出的曝光装置有关,其中通过使上述脉冲光的相位产生变化而调整上述发光时序。
本发明第4观点所提出的曝光装置是与第2观点所提出的曝光装置有关,其中通过使上述脉冲光的发光频率产生变化而调整上述发光时序。
本发明第5观点所提出的曝光装置是与第1观点至第4观点中任一观点所提出的曝光装置有关,其中借由检测机构预先检测上述脉冲光的发光时序。
本发明第6观点所提出的曝光装置是与第1观点至第4观点中任一观点所提出的曝光装置有关,其中依据上述供应机构中上述靶材料的供应时序而求得上述脉冲光的发光时序。
本发明第7观点所提出的曝光装置是与第6观点所提出的曝光装置有关,其中借由检测出上述靶材料的供应时刻而求得上述靶材料的供应时序。
本发明第8观点所提出的曝光装置是与第6观点所提出的曝光装置有关,其中借由供应上述靶材料的供应机构的驱动控制信号而求得上述靶材料的供应时序。
本发明第9观点所提出的曝光装置是与第1观点至第8观点中任一观点所提出的曝光装置有关,其中上述感应基板载物台,以固定的控制周期受到驱动控制。
本发明第10观点所提出的曝光装置是与第9观点所提出的曝光装置有关,其中上述控制机构,以将上述控制周期与上述脉冲光的周期进行同步调整的方式开始曝光。
本发明第11观点所提出的曝光装置是与第10观点所提出的曝光装置有关,以使上述感应基板载物台的启动开始时刻延迟的方式,进行上述同步调整。
本发明第12观点所提出的曝光装置是与第11观点所提出的曝光装置有关,其中上述控制机构将上述启动开始时刻的延迟时间设为最小。
本发明第13观点所提出的曝光方法,其特点是使用如本发明第1至12观点中任何一项所述的曝光装置在一感应基板上对图案进行曝光,在开始对上述感应基板上进行曝光前,测定上述脉冲光的发光时序。
本发明第14观点所提出的曝光方法是与第13观点所提出的曝光方法有关,其中依据上述靶材料的供应时序而求出上述脉冲光的发光时序。
本发明第15观点所提出的曝光方法是与第13观点所提出的曝光方法有关,其中借由检测出上述脉冲光的强度而求出上述脉冲光的发光时序。
本发明的曝光装置中,由于在开始对感应基板上进行曝光前,以依据感应基板载物台的驱动时序与脉冲光的发光时序,而使曝光开始点或者曝光结束点与发光时序一致的方式,对感应基板载物台进行控制,因此即使在曝光用的光源中使用将靶材料等离子化而产生的脉冲光的情形时,也可获得良好的曝光量均一性。
本发明的曝光装置中,由于在开始对感应基板上进行曝光前,以依据感应基板载物台的驱动时序与脉冲光的发光时序,而使曝光开始点或者曝光结束点与发光时序一致的方式控制发光时序,因此即使在曝光用的光源中使用将靶材料等离子化而产生的脉冲光的情形时,也可获得良好的曝光量均一性。
本发明的曝光装置中,由于在开始对感应基板上进行曝光前,以依据感应基板载物台的驱动条件与脉冲光的发光条件,而使曝光开始点或者曝光结束点与脉冲光的发光时序一致的方式,控制感应基板载物台,因此即使在曝光用光源中使用将靶材料等离子化而产生的脉冲光的情形时,也可获得良好的曝光量均一性。
本发明的曝光方法中,由于在曝光开始前测定脉冲光的发光时序,因此即使在曝光用的光源中使用将靶材料等离子化而产生的脉冲光的情形时,也可把握发光时序,并以此为依据控制曝光量均一性。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合附图作详细说明,其中:
图1是表示本发明的曝光装置的第1实施例的示意图。
图2是表示图1的控制装置中控制晶圆载物台的时序图的示意图。
图3是表示本发明的曝光装置的第2实施例中,控制晶圆载物台的时序图的示意图。
图4是表示本发明的曝光装置的第3实施例的示意图。
具体实施方式
以下使用附图就本发明的实施例加以详细说明。
第1实施例
图1表示有本发明的曝光装置的第1实施例。在该实施例中,曝光用的光源中使用有采用液滴靶的激光等离子X线源。该实施例的曝光装置,具有EUV光产生部11以及曝光部13。
EUV光产生部11使靶材料等离子化并产生包含EUV光的脉冲光。该EUV光产生部11具有真空室15。在真空室15内,配置有反射EUV光的聚光镜17,以及检测EUV光的EUV光检测器19。
在真空室15上侧,配置有供应靶材料的靶材料供应装置21。该靶材料供应装置21,具有开口于真空室15内的喷嘴23,以及将靶材料供应至喷嘴23的供应部25。在真空室15下侧,配置有回收靶材料的回收机构27。
在真空室15侧方,配置有激光光学系统33,其将来自产生激光的激光装置29的激光31导入至真空室15内。来自激光装置29的激光31,经过反射镜35、37反射后,借由透镜39而聚光,并借由形成于真空室15的激光导入窗41而导入至真空室15内。
激光装置29以及靶材料供应装置21的供应部25,受到激光·靶材料控制装置43的控制。
曝光部13具有真空室45。在真空室45内,配置有标线片载物台47以及晶圆载物台49。由EUV光产生部11所产生的EUV光自EUV光导入部51导入至真空室45内的照明光学系统53中,并借由照明光学系统53而导入至配置于标线片载物台47下侧的标线片55的下面。在标线片55经过图案化并得到反射的EUV光,借由投影光学系统57照射至作为配置于晶圆载物台49上面的感应基板的晶圆59上,由此进行曝光。该实施例中将驱动标线片载物台47以及晶圆载物台49而进行扫描曝光。
在图1中,符号61表示控制装置。该控制装置61输入来自EUV光检测器19以及激光·靶材料控制装置43的信号。同时,由标线片载物台47以及晶圆载物台49输入驱动控制信号。继而,对标线片载物台47、晶圆载物台49以及激光·靶材料控制装置43进行控制。
上述曝光装置中,借由靶材料供应装置21的供应部25,自喷嘴23的前端,间歇性喷出包含例如液化氙的液滴靶63。经喷出的靶63到达特定位置(聚光镜17的焦点)后,自激光装置29出射有激光31,并借由透镜39而将其聚光于靶63上,以此使靶材料等离子化。
等离子65所放出的EUV光67通过聚光镜17而聚光,并导入至曝光部13的照明光学系统53中。由照明光学系统53所出射的EUV光67将入射至标线片载物台47的标线片55并被反射。标线片55的反射光将入射至投影光学系统57中,并将标线片55上的微细图案成像于涂布有抗蚀剂的晶圆59上。
在此,激光装置29以及靶材料供应装置21的供应部25,借由激光·靶控制装置43,而在靶63位于特定位置(聚光镜17的焦点)时以激光31照射靶63的方式控制时序。例如,可通过调整自激光装置29朝向靶63的激光的发光时序而得到控制。再者,该调整可借由以下方式进行,即例如通过EUV光检测器19等检测器检测EUV光的发光状态。并且将由激光装置29所射出的激光的脉冲周期与靶材料的供应周期(与靶63通过聚光镜17的焦点的周期相同)调整为所设计的周期。
另一方面,如图2所示,晶圆载物台49的轨道追踪控制为离散性的,其驱动控制周期为Ds。并且等离子65的发光也是离散性的,其EUV光(亦称为脉冲光)的发光周期为De,而两者并不同步。
继而,在1次曝光照射的扫描曝光中,自晶圆载物台49的启动开始起直至曝光开始为止的时间Tse,在生成晶圆载物台49轨道的时刻上是已知的。又,使启动开始之前的驱动控制时序为时间原点0,则自此处起直至其后的脉冲光的发光点为止的时间差Tof,可通过某些硬件的测量机构进行测量,故其也为已知。
该实施例中,为获得时间差Tof,而在曝光开始前使等离子65发光,并对脉冲光的发光时序与晶圆载物台49的驱动控制时序的延迟时间进行检测。该时间差Tof借由通过EUV光检测器19监视脉冲光而出现。该实施例中,于EUV光检测器19中使用有发光二极管。当产生脉冲光时,电流(电压)将会自发光二极管中输出,以监视该信号,借此可获得脉冲光的发光时序。通过分析来自该发光二极管的信号与曝光装置内部所具有的晶圆载物台49的驱动控制时序的控制周期的时间差,可获得Tof。
在此,使n为整数,则脉冲光的发光时序Tf(n)如下式所示。
Tf(n)=n×De+Tof
又,使m为整数,则曝光开始的驱动控制时序Ts(m)如下式所示。
Ts(m)=m×Ds+Tse
如图2的直线a所示,若在最初的时间原点0处开始晶圆载物台49的启动,则脉冲光的发光时序未必与晶圆载物台49到达曝光开始点的时序一致。为使其一致,则如图2的直线b所示,可使晶圆载物台49的启动开始延迟(由于驱动控制为离散性,因而延迟为以一个试样Ds为单位)。
在此,研究|Tf(n)—Ts(m)|<Δ(Δ为所容许的时间差)成立的最小n、m。使用该m,即,自先前的时间原点0仅使晶圆载物台49的启动开始的驱动控制时序延迟m试样,借此以脉冲光的发光开始点靠近曝光开始点附近的方式进行控制(获取同步)。
再者,周期De与周期Ds的值因时序的初始值而使n与m值过大,故而有可能使达到可进行曝光开始的状态为止的时间延长。当其成为问题的情形时,也可预先使发光的时序或者晶圆载物台49的驱动控制的时序即相位偏移,而以n、m值为较小的值获得同步。至于使相位偏移的方法,例如,可使用改变轨道的开始位置(初始位置),或者调整轨道生成的参数(加速度)等方法。
上述曝光装置中,在开始对晶圆59上进行曝光前,以依据晶圆载物台49的驱动控制时序与脉冲光的发光时序,而使曝光开始点与发光时序一致(同步)的方式,控制晶圆载物台49的移动开始时序,因此即使在曝光用光源中使用使靶材料等离子化而产生的脉冲光的情形时,也可获得良好的曝光量均一性。在此,所谓一致(同步)是指可容许装置并无规格上问题的程度的时间差。
即,本质上可降低晶圆载物台49的曝光开始时刻与脉冲光的发光时刻的偏差,使曝光区域内扫描开始部分中所照射的脉冲光的曝光区域内的脉冲数一直为固定的脉冲数,故使曝光区域内的曝光量为均一。
再者,上述曝光装置中使用EUV光检测器19检测EUV光的发光时序,然而也可使用其他方法检测发光时序。例如,如上所述,可以下述方式预先进行调整,使靶63的供应时序,与由激光装置29所射出的等离子激励用的脉冲激光的脉冲时序,取得同步。在该情形时,可将激光装置29的激光发光时序作为EUV光的发光时序进行控制。在进行如此的控制时,若激光装置29的激光发光周期与靶63的供应周期不同,则较好的是针对该不同之处进行分析。
第2实施例
图3表示有本发明的曝光装置第2实施例的时序图。
在该实施例中对与第1实施例相同的部分付与相同符号,并省略详细说明。
在该实施例中,在开始对晶圆59上进行曝光前,将依据晶圆载物台49的驱动控制时序与脉冲光的发光时序而调整发光时序,以使曝光开始与发光时序一致。
在该实施例中,发光时序的调整可借由使脉冲光相位变化而进行。即,控制装置61,在图3的时刻A上,对晶圆载物台49的驱动控制时序与脉冲光的发光时序的偏差量Tof进行检测(与第1实施例相同)。继而,依据该结果,计算出使脉冲光的发光时序偏移何种程度,则可在最短时间内使之与晶圆载物台49的驱动控制时序一致。继而,将该计算结果反馈至激光·靶材料控制装置43中。借此,变更通过靶材料供应装置21的供应部25而自喷嘴23所喷出的靶63的喷出时序,故将脉冲光的发光时序(相位)偏移(图中调整有时刻A的发光与下次的发光为止的时序)。再者,在该实施例中,脉冲光的发光频率(重复频率)并不产生变化。
在该实施例中,也可获得与第1实施例相同的效果,该实施例与第1实施例相比,可以更短时间使晶圆载物台49的驱动控制时序与脉冲光的发光时序一致。因此,可减少等待时间,提高曝光装置效率。
再者,该实施例中,就偏移有脉冲光的发光时序(相位)的例加以说明,然而也可设为改变脉冲光的发光频率(重复频率)。
即,当照射到晶圆59上1点的脉冲光的脉冲数较为充分,且曝光量均一性也较为充分时,则即使略微改变脉冲光的发光频率也并无问题。因此,在这种情形时,也可以使晶圆载物台49的驱动控制时序与脉冲光的发光时序一致的方式改变脉冲光的发光频率。另外,也可以改变载物台的驱动控制时序的相位或频率。
第3实施例
图4表示本发明的曝光装置的第3实施例。
在该实施例中,对于与第1实施例相同的部分,将付与相同符号并省略详细说明。
该实施例中,借由监视由喷嘴23喷出靶材料的时序,而可监视脉冲光的发光时序。
在该实施例中,在靶63的通过位置的单侧配置有光照射器71,与光照射器71对向则配置有光检测器73。光照射器71具有发光二极管75与聚光透镜77。由发光二极管75所放出的光设计为借由聚光透镜77而在靶63所通过的位置处聚为焦点。在靶63所通过的时刻处,来自发光二极管75的光借由靶63而遮断或散射,因此由光检测器73所检测的光量将降低,则来自光检测器73的输出信号会降低。
因此,可借由监视光检测器73的输出信号,而监视靶63所通过的时刻。继而,自靶63通过起直至靶63发光为止的时间为固定的,因而可根据光检测器73的检测信号而推算出脉冲光的发光时序。
在该实施例中,也可获得与第1实施例相同的效果。
再者,在该实施例中,就借由光检测器73而监视靶63所通过的时刻的例子加以說明,然而也可通过自激光·靶材料控制装置43求得输出至靶材料供应装置21的供应部25的材料供应信号,与靶材料的滴落时序相关性,而根据针对靶材料供应装置21的材料供应信号推算出脉冲光的发光时序。
例如,当将脉冲电压施加至靶材料供应装置21的供应部25时,则相应于此,液滴将以特定应答时间自喷嘴23滴落。因此,可借由预先测定施加脉冲电压的时刻与脉冲光发光为止的时间差,而仅获得脉冲电压的施加时序,由此获得脉冲光的发光时刻。
实施例的补充事项
以上通过上述实施例说明本发明,然而本发明的技术性范围并非限定于上述实施例,例如,也可为以下形态。
(1)上述实施例中,就使曝光开始点与脉冲光发光点同步之例加以说明,然而也可设为使曝光结束点与脉冲光发光点同步。何种条件较为重要可借由曝光的曝光照射形状等而决定,当无法同时使两者同步时,较好的是控制为仅使较为重要者同步。例如,借由对曝光照射边缘附近有无图案或照明均一性要求较高的图案的有无等,而决定何者优先即可。
(2)在上述实施例中,就借由EUV光检测器19而监视脉冲光的发光时序之例加以说明,然而也可借由例如对可视光、红外线区具有敏感性的光检测器而进行监视。即,自等离子65将与EUV光67同时产生紫外线、可视光及红外线等,因此可借由对其进行监视而获得EUV光67的发光时序。
(3)在上述实施例中,就借由EUV光67的光源中使用激光生成等离子光源之例加以说明,然而也可使用例如间歇性将靶材料供应至电极间,据此进行放电而产生EUV光的放电等离子X线源。此外,至于间歇性的靶材料供应方法,存在有间歇性将气体喷出至电极间,或者将液体状或微粒子状的靶材料供应至电极间的方法。
(4)在上述实施例中,就借由靶材料中使用液化氙之例加以说明,然而也可使用例如锡(Sn)。在该情形时,较好的是对例如聚苯乙烯树脂中分散有Sn固体微粒子者进行加热,并以液体状形态而使用。
(5)在上述实施例中,获得有感应基板的载物台控制时序与发光时序的同步,也可以相同方式,获得标线片载物台的控制时序与发光时序的同步。
Claims (15)
1.一种曝光装置,其特征在于,包括:
一发光机构,其使间歇性供应的一靶材料等离子化而产生一脉冲光;
一标线片载物台,其具备照射有所述脉冲光的一标线片;
一感应基板载物台,其配置有照射有在所述标线片经过图案化的所述脉冲光的一感应基板;以及
一控制机构,其在开始对所述感应基板上进行曝光前,以依据所述感应基板载物台的一驱动时序及所述脉冲光的一发光时序,而使曝光开始点或者曝光结束点与所述发光时序一致的方式,控制所述感应基板载物台。
2.一种曝光装置,其特征在于,包括:
一发光机构,其使间歇性供应的一靶材料等离子化而产生一脉冲光;
一标线片载物台,其具备照射有所述脉冲光的一标线片;
一感应基板载物台,其配置有照射有在所述标线片经过图案化的所述脉冲光的一感应基板;以及
一控制机构,其在开始对所述感应基板上进行曝光前,以依据所述感应基板载物台的一驱动时序及所述脉冲光的一发光时序,而使曝光开始点或者曝光结束点与所述发光时序一致的方式,控制所述发光时序。
3.如权利要求2所述的曝光装置,其特征在于,通过使所述脉冲光的一相位产生变化而调整所述发光时序。
4.如权利要求2所述的曝光装置,其特征在于,通过使所述脉冲光的一发光频率产生变化而调整所述发光时序。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的曝光装置,其特征在于,借由一检测机构预先检测所述脉冲光的所述发光时序。
6.如权利要求1至4中任何一项所述的曝光装置,其特征在于,依据一供应机构中所述靶材料的一供应时序而求得所述脉冲光的所述发光时序。
7.如权利要求6所述的曝光装置,其特征在于,借由检测出所述靶材料的一供应时刻而求得所述靶材料的所述供应时序。
8.如权利要求6所述的曝光装置,其特征在于,借由供应所述靶材料的所述供应机构的一驱动控制信号而求得所述靶材料的所述供应时序。
9.如权利要求1至4中任何一项所述的曝光装置,其特征在于,所述感应基板载物台以固定的一控制周期受到驱动控制。
10.如权利要求9所述的曝光装置,其特征在于,所述控制机构以将所述控制周期与所述脉冲光的一周期进行一同步调整的方式开始曝光。
11.如权利要求10所述的曝光装置,其特征在于,所述控制机构以使所述感应基板载物台的一启动开始时刻延迟的方式,进行所述同步调整。
12.如权利要求11所述的曝光装置,其特征在于,所述控制机构将所述启动开始时刻的一延迟时间设为最小。
13.一种曝光方法,其特征在于:
使用如权利要求1至12中任何一项所述的曝光装置在一感应基板上对图案进行曝光,在开始对所述感应基板上进行曝光前,测定所述脉冲光的一发光时序。
14.如权利要求13所述的曝光方法,其特征在于,依据所述靶材料的一供应时序而求出所述脉冲光的所述发光时序。
15.如权利要求13所述的曝光方法,其特征在于,借由检测出所述脉冲光的一强度而求出所述脉冲光的所述发光时序。
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