TWI484302B - 光罩表面的高度方向位置測定方法、曝光裝置以及曝光方法 - Google Patents

Description

光罩表面的高度方向位置測定方法、曝光裝置以及曝光方法

本發明涉及一種使用光罩的曝光裝置中之光罩表面的高度方向位置的測定方法、曝光裝置以及曝光方法。本說明書及申請專利範圍中所謂“高度方向”之意義是：與正常位置上已安裝的光罩表面成垂直之方向。通常，這與投影光學系統的光軸方向一致。

近年，隨著半導體積體電路的微細化，為了使由光的繞射極限(limit)所限制的光學系統的解像能力向上提高，正在開發一種投影光刻(lithography)技術，其使用一種較紫外線波長還短(11~14奈米)的極端紫外線(EUV,Extreme Ultra Violet)的光以取代先前的紫外線。在此種波長區域中，不能使用先前之透鏡之類的透過折射型的光學元件，而是使用一種利用”反射”的光學系統。又，光罩亦使用反射型的光罩。

光罩的面上為了使曝光區域以外的區域上所入射的不要的光被除去，如圖6所示，則光罩M的近旁設有一種狹縫(slit)基板41，其具有圓弧狀的開口41a。然後，曝光轉印(transfer)時光罩台(stage)上所安裝的光罩M就像箭頭所示的方向而移動，光罩面上所形成的圖案(patterns)逐次受到照明。又，圖6中，(a)是由側面(光罩M的掃描方向)所看到的光罩M和狹縫基板41，(b)是由狹縫基板41側所看到的光罩M和狹縫基板41。又，光罩M上存在著設有圖案的圖案區域Ma以及周圍未設有圖案的周圍區域Mb。

另一方面，光罩的表面未必是平坦的。又，光罩安裝在光罩台上時，高度方向的位置會變動，且在傾斜的狀態下安裝完成。此種情況下，光罩和投影光學系統的距離會變動。因此，在晶圓上進行曝光轉印時，一方面像的模糊(blurring)可能會發生，且另一方面可能會由於放大率或轉印位置等的誤差而產生所謂成像性能上的問題。

為了防止上述的問題，須測定光罩的高度方向的位置，使成像性能上的問題不會發生。

在光罩的各部份的高度方向的位置的測定中，使光由斜方向照射至光罩的測定面，藉由對光罩面上所反射的光入射至受光面上時的位置進行觀測以進行上述之測定。若光罩的測定面的高度發生變化，則由於所觀測的光的入射位置會發生變動，藉此即可測定此光罩的測定面的高度。

然而，在具有上述狹縫基板的極端紫外線(EUV)曝光裝置中，曝光轉印中若藉由上述的光學方法來測定光罩的曝光面的高度方向位置，則會發生”狹縫基板成為一種妨礙”之問題。圖6中，在測定此光罩面M的高度方向位置時，如圖6(a)所示，光43由投光器42進行照射，以受光器44來觀看光罩M面上所反射的光的位置。又，在圖6(a)中，雖然光43只以1條來顯示，但實際上如圖6(b)所示會形成多個狹縫像45，同時須測定多個點的高度方向位置。

然而，狹縫基板41存在時，此光在狹縫基板41上受到遮蔽，會發生”未達到光罩M的表面為止”的問題。即，如圖6b所示，狹縫像45(圖中以92個狹縫像作為例子來顯示)之中的一部份雖然會通過狹縫基板41的開口41a以到達光罩M的表面為止，但其它的狹縫像45會受到狹縫基板41所遮蔽而不能到達光罩M的表面。因此，在此種狀態下不能測定光罩M的面的高度方向位置。

以上的說明雖然是就使用光的光罩M面的高度測定方法來說明，但即使在使用一種應用靜電容量、渦電流、超音波等的其它原理的接觸式或非接觸式的高度測定裝置時，一方面可藉由狹縫基板41的存在來進行測定，且另一方面可考慮該測定資料未到達所定的精確度時所發生的問題。又，即使不是使用反射型的光罩而是使用透過型的光罩，則光罩和投影光學系統之間即使配置著規定該狹縫基板等的曝光區域所用的曝光區域規定構件時亦會發生同樣的問題。

鑑於以上的事情，本發明的目的是在投影光學系統和光罩之間在曝光裝置亦具有一種規定一曝光區域所用的曝光區域規定構件時提供一種可測定光罩表面的各高度方向位置的方法，以及使用此測定資料時所用的曝光裝置和曝光方法。

解決上述問題所用的第1手段是一種光罩表面的高度方向位置測定方法，在具有轉印功能之曝光裝置中之光罩的高度方向位置測定方法中，由光源所射出的光照射至光罩上，藉由投影光學系統使該光罩上所形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，其特徵為：在測定此光罩的高度方向位置之測定進行前，使光罩和該投影光學系統之間所配置的規定該曝光時之曝光區域所用的曝光區域規定構件移動。

藉由本手段，則在光罩表面的高度方向位置測定時，須使狹縫基板等的曝光區域規定構件移動。於是，即使具有曝光區域規定構件，由於可使曝光區域規定構件退避，則可測定光罩表面的所定部份的高度方向位置。預先測定光罩的掃描方向位置及其此時已測定的光罩表面的所定部份的高度方向位置，藉由記憶過程，曝光轉印中若檢出光罩的掃描方向位置，則可知道該掃描方向位置所對應的光罩表面的高度。例如，依據此種資訊可進行以高度方向的位置誤差為基準的補正。又，在包含以下的手段時，通常，基準面在設定投影光學系統時成為一種基準。

解決上述問題所用的第2手段之特徵是：第1手段中該曝光區域規定構件在曝光時其位置是固定的。

本手段中，狹縫基板等的曝光區域規定構件即使曝光時已固定，但測定之前由於可移動至測定時不會施加不良影響的位置為止，則仍可測定此光罩的高度方向位置。

解決上述問題所用的第3手段之特徵是：第1手段或第2手段中測定前該曝光區域規定構件移動至一種對該高度測定裝置的功能無阻礙的位置。

本手段中該曝光區域規定構件由於向著一種對該高度測定裝置的功能無阻礙的位置而移動，則可良好地進行高度的測定。

解決上述問題所用的第4手段之特徵是：第3手段中使該光罩和該曝光區域規定構件的相對位置間歇地變化，以進行光罩表面的高度方向位置測定。

本手段中，狹縫基板等的曝光區域規定構件不需分路(shunting)，藉由光罩和曝光區域規定構件的相對位置的少量偏移，即可進行光罩表面的測定而不會防礙高度測定裝置的功能。因此，光罩基板不需作大距離的移動。本方法所能測定的光罩表面的區域由於會受到限制，則須間歇地使光罩台移動，且另一方面使測定位置變更以進行測定。

解決上述問題所用的第5手段之特徵是：第1手段至第4手段之任一手段中該曝光區域規定構件具有曝光光束可通過的開口，通過該開口以進行高度方向位置測定。

本手段中，可通過開口以進行高度方向位置測定。

解決上述問題所用的第6手段之特徵是：第1手段至第3手段之任一手段中，一方面對保持著該光罩所用的光罩台進行掃描，且另一方面進行光罩表面之高度方向位置測定。

本手段中當進行光罩表面之高度方向位置測定時，由於一方面掃描光罩台且另一方面進行測定，則可進行高度測定裝置已被固定的任一種測定。又，光罩台之中通常由於使用干涉計而須具備一種掃描方向位置測定裝置，則可使用該掃描方向位置測定裝置以檢出光罩的掃描方向位置。

解決上述問題所用的第7手段之特徵是：第1手段至第6手段之任一手段中，該曝光區域規定構件是狹縫基板。

解決上述問題所用的第8手段之特徵是：第1手段至第7手段之任一手段中，光罩之高度方向位置的測定是使用光學式的測定裝置來進行，此光學式的測定裝置至少具有測定用的光源以及檢出器，檢出器可檢出由該測定用光源所射出且在光罩上反射的光束。

使用此光學式的測定裝置時，其優點是高精確度、高安定性、對非計測對象的限制較少、非接觸且高速。

解決上述問題所用的第9手段之特徵是：第1手段至第8手段之任一手段中，在與光罩表面的高度方向位置測定的進行時的同時，對光罩台的高度方向位置進行測定，然後使已測定的光罩表面的高度方向位置在已測定的光罩台的高度方向位置上進行補正。

在使用上述第1手段至第8手段時，伴隨著光罩台的掃描所造成的光罩的高度方向位置變動會有問題。即，光罩表面的高度方向位置測定時，曝光轉印時之光罩台的高度方向位置若相同，此時雖然不會發生問題，但若兩者之間有不同，則相對於投影光學系統之光罩面的位置會發生誤差。

本手段中，與光罩表面的高度方向位置測定的同時，須測定一種由基準面開始的”光罩台之高度方向位置”，使已測定的光罩表面的高度方向位置在已測定的光罩台的高度方向位置上進行補正。因此，即使測定時與曝光轉印時光罩台的高度方向位置不相同，仍可考慮曝光轉印時已測定的光罩台的高度方向位置，藉由高度補正的進行來進行正確的曝光。

又，就此種高度補正而言存在著光罩台的姿勢補正方法，晶圓等的感應基板台的姿勢補正方法，投影光學系統的鏡面或透鏡的位置補正方法。總之，光罩台的高度方向的偏差雖然可補正光罩台的位置，但由於此種偏差不會另外使成像位置變動，則若進行成像位置調整，其它方法亦可行，在感應基板台的位置或投影光學系統的位置調整時同樣亦可進行成像位置的調整。又，不限於本手段，本說明書及申請專利範圍中所述的高度補正在意義上是指：進行此種成像位置補正所用方法的任一種。

解決上述問題所用的第10手段之特徵是：第1手段至第9手段之任一手段中，光罩之中設在圖案已形成的區域的周圍之圖案未形成的區域的高度方向位置須進行測定。

在光罩表面的高度方向位置測定時，光罩中已形成的圖案的凹凸會有問題。即，由於圖案形成時所造成的光罩表面的凹凸，則所測定的資料中可能含有誤差。

如上所述，光罩中由於圖案形成時的圖案區域的周圍存在著圖案未形成之周圍區域，則本手段中須測定此周圍區域之光罩表面的高度方向位置。

例如，光罩表面部份的起伏較少，大體上光罩整體只有高度或傾斜度有問題時，藉由本手段可知光罩整體的高度或傾斜度，可依據此資料來進行高度補正。

解決上述問題所用的第11手段之特徵是：第1手段至第10手段之任一手段中，該曝光區域規定構件在曝光時回到規定該曝光區域所用的位置上。

所謂規定該曝光區域所用的位置是指：在曝光狀態時，曝光區域規定構件規定一種區域，只使曝光光束照射至應曝光的區域上，應曝光以外的區域不受該曝光光束所照射，發揮此種作用的位置即稱為規定該曝光區域所用的位置。本手段中，曝光區域規定構件由於曝光時回到規定該曝光區域所用的位置，因此可在正確的曝光區域上進行曝光。

解決上述問題所用的第12手段是曝光裝置之光罩表面的高度方向位置測定方法，此曝光裝置具有一種轉印功能，由光源所射出的光照射至光罩時，藉由投影光學系統使光罩上已形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，本方法之特徵為：設有一種光罩台高度位置測定裝置，以測定此光罩保持用的光罩台的高度方向位置，由此光罩台高度位置測定裝置的測定資料以求出光罩表面的高度方向位置。

一般而言，光罩台之中設有測長干涉計等的位置測定裝置，以對光罩台的掃描方向和光罩台平面內與此平面成直角的方向的位置進行測定。本手段中，為了設置同樣的位置測定裝置以測定光罩台的高度方向位置，則須由此測定的資料中測定此光罩表面的高度方向位置。本方法中光罩表面的起伏問題確實會變成更大。然而，對光罩的光罩台的安裝精度的偏差較小時本方法是有效的。又，在其它的手段中在測定該光罩台的高度時，可使用本手段中所用的光罩台高度位置測定裝置。

解決上述問題所用的第13手段是一種具有轉印功能的曝光裝置，由光源所射出的光照射至光罩時，藉由投影光學系統使光罩上已形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，在投影光學系統和光罩之間此曝光裝置具有一種曝光時規定該曝光區域所用的曝光區域規定構件，藉由高度測定裝置來測定一種由光罩表面的基準面開始的高度方向位置所用的方法中，此光罩長面的高度方向位置測定方法之特徵是：藉由曝光區域規定構件而在高度測定裝置的功能未受到防礙的位置上進行光罩表面的高度方向位置測定。

本手段是藉由曝光區域規定構件而在高度測定裝置的功能未受到防礙的位置上進行光罩表面的高度方向位置測定。因此，狹縫基板等的曝光區域規定構件不須移動。此種情況下，光罩表面的高度方向位置測定進行時的位置和曝光時所使用的光所照射的位置雖然不同，但藉由光罩台之中所設置的掃描方向位置測定裝置所測定的光罩台掃描方向位置的資料，仍可對掃描位置的不同進行補正。

解決上述問題所用的第14手段是一種具有轉印功能的曝光裝置，由光源所射出的光照射至光罩時，藉由投影光學系統使光罩上已形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，在投影光學系統和光罩之間此曝光裝置具有一種曝光時規定該曝光區域所用的曝光區域規定構件，此曝光裝置的特徵為具備一種手段，其藉由上述第1手段至第13手段中任一手段中所述的光罩表面的高度方向位置測定方法以進行光罩表面的各高度方向位置的測定之後，曝光時依據已測定的光罩表面的各高度方向位置的資料，以進行高度補正。

本手段中，由於依據已測定的光罩表面的高度方向位置的資料以進行上述的高度補正，則光罩表面的高度方向位置變動所造成的像的模糊可減輕。

解決上述問題所用的第15手段是一種使用第14手段的曝光方法，此種設在曝光裝置中的曝光方法之特徵是：進行該高度補正所用的手段具有一種測定手段，其在曝光時對由光罩台的基準面開始的高度方向位置進行測定，且依據已測定的光罩表面的各高度方向位置的資料和曝光時所測定的光罩台的高度方向位置，以進行高度補正。

本手段中由於依據已測定的光罩表面的各高度方向位置的資料和曝光時所測定的光罩台的高度方向位置以進行高度補正，則即使測定時和曝光時光罩台的高度方向位置不一樣時，仍可正確地依據光罩表面的高度方向位置變動而使像的模糊減輕。

解決上述問題所用的第16手段是一種曝光裝置，其藉由投影光學系統使反射型光罩的圖案在晶圓等的感應基板上曝光，其特徵為具備：一測定裝置，其用來測定該反射型光罩的高度方向位置。

另一測定裝置，其用來測定該感應基板的高度方向位置；一調整裝置，其依據該已測定的反射型光罩的高度方向位置，以調整該反射型光罩的高度方向位置；以及另一調整裝置，其依據該已測定的感應基板的高度方向位置，以調整該感應基板的高度方向位置。

本裝置中光罩的高度誤差在光罩位置上進行補正，感應基板的高度誤差在感應基板的位置上進行補正。總之，可獨立地進行一種以光罩測和感應基板側的高度測定為基準的高度補正。在使用反射型光罩時，由於光罩側不易位於遠心(telecentric)光學系統中，則光罩的高度偏差會併發一種放大率誤差。因此，一方面使光罩的偏差在感應基板側上進行補正，且另一方面若反過來使感應基板側的偏差在光罩側上進行補正，則會發生上述的放大率誤差，這些都可能成為一種問題。本裝置中由於補正是各別獨立地進行，則可使放大率誤差的影響減低。

解決上述問題所用的第17手段是一種具有轉印功能的曝光裝置，由光源所射出的光照射至光罩時，藉由投影光學系統使光罩上已形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，其特徵為具備：高度方向位置測定裝置，其用來測定該光罩的高度方向位置；曝光區域規定構件，其配置在該光罩和投影光學系統之間以規定該曝光區域；移動裝置，其使曝光區域規定構件移動；以及控制裝置，其在曝光時使該曝光區域規定構件被固定，在測定該高度方向位置時對該移動裝置進行控制，使該曝光區域規定構件移動。

本裝置中，在光罩表面的高度方向位置的測定之前，使曝光時固定的狹縫基板等的曝光區域規定構件移動。因此，即使存在著曝光區域規定構件時，由於可使曝光區域規定構件退避，則可對光罩表面的所定部份的高度方向位置進行測定。藉由光罩的掃描方向位置及其此時已測定的光罩表面的所定部份的高度方向位置的預先測定以及儲存，此時曝光轉印中若檢出此光罩的掃描方向位置，則可知該掃描方向位置所對應的光罩表面的高度。例如，依據此種資訊，則可進行一種以高度方向的誤差為基準的補正。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下，雖然使用圖式來說明本發明的實施形式，但本發明不用說當然不限於此處所示的實施形式。圖5是可適用於本發明的實施形式中之EUV(極端紫外線)曝光裝置的整體之概要圖。由EUV光源31所放出的EUV光32入射至照明光學系統33，經由作為準直鏡(Collimator mirror)用的凹面反射鏡34而成為近似平行的光束，然後入射至一對由弗利斯(Fries)目鏡35a和35b所構成之光學整合器35。例如，可使用美國專利第6452661號公報中已揭示的弗利斯目鏡作為一對弗利斯(Fries)目鏡35a和35b。為了說明上的方便，其構成和作用方式此處省略，詳細情況可參閱美國專利第6452661號的公報。

此處，第2弗利斯(Fries)目鏡35b的反射面的近旁(即，光學整合器35的射出面的近旁)形成一種具有所定形狀的實質的面光源。由實質的面光源所發出的光藉由平面反射鏡36偏向之後，光罩M上形成細長的圓弧狀的照明區域。由已受照明的光罩M的圖案而來的光經由多個反射鏡(圖5中以舉例方式顯示6個反射鏡M1~M6)所構成的投影光學系統PL而在晶圓W上形成光罩圖案的像。光罩M搭載在光罩台55上且可在x,y,z的各軸方向及各軸周圍的旋轉方向中移動。又，晶圓W亦搭載在晶圓台56上且可在x,y,z的各軸方向及各軸周圍的旋轉方向中移動。又，此種移動自由度亦可較上述數目還少。晶圓台和光罩台的x,y方向的位置可藉由未圖示的干涉計而各別地測定，已測定的資料輸入至控制裝置51中。又，控制裝置51使各驅動信號57，58輸出至光罩台55和晶圓台56中，藉由線性馬達或空氣致動器(actuator)等的未圖式之致動器使各別的台移動。由鹵素燈或雷射所構成的投光器2所射出的光3在光罩M上反射且藉由受光器4來測定。光罩M的高度可對應於受光器4上所入射的光束的位置來測定，此種測定結果輸出至控制裝置51。此種高度位置測定的詳細過程容後再述。又，光罩M的直下方配置著一種由狹縫基板所構成的曝光區域規定構件1。狹縫基板1可藉由線性馬達等的致動器60來移動，如後所述。一驅動信號59由控制裝置51輸入至致動器60中，以使狹縫基板1移動。與光罩側同樣高的位置測定裝置亦配置在晶圓側，由投光器52所射出的光53在晶圓W上反射且藉由受光器54來測定。晶圓W的高度可對應於受光器54所入射的光束的位置來測定，此測定結果輸出至控制裝置51。

光罩的位置變動或晶圓的位置變動由於是一種相對的問題，則在使用先前的過型光罩的曝光裝置中在對光罩側和晶圓側的高度進行測定時，可對光罩側或晶圓側的任一側的高度方向位置作補正。又，若控制的反應性足夠，則藉由光學系統(本例的情況是鏡面)的位置之調整，亦可對已投影在晶圓上的像的高度方向位置進行補正。本實施形式中雖然可採用上述的補正方法，但在反射型光罩的情況下在遠心光學系統中不易對光罩側進行上述的補正。總之，光罩側的高度方向的位置偏差可能會產生一種放大率變動誤差。因此，光罩側和晶圓側的高度方向位置的補正較佳是獨立地進行。

如上所述，光罩M中的照明區域雖然是圓弧狀，但在投影光學系統的反射鏡中此照明區域在考慮其配置的關係上不能使用近軸光線以及試圖使儘可能廣的曝光轉印區域中的像差縮小的情況下，可使自像面彎曲等的光軸之距離所決定的像差大致上成為一定，這是因為可容易地對此種像差進行補正之故。又，本實施形式中，由於照射在光罩M上的照明光會受到狹縫基板1所限制，則光罩M上所形成的照明區域須規定成圓弧狀。然而，由最後在晶圓上所導入的曝光光束所造成的曝光區域若規定成所定形狀時亦可行，則該照明區域在構成上亦可在照明光在光罩M上反射之後使照明光受到狹縫基板1所限制。又，亦可在光罩M上進行反射之前和之後的此二種情況下使各別的照明光受到限制。如圖5所示，入射至光罩上的光束的主光線是以一種相對於y軸方向(紙面的橫方向)成所定的角度而入射且反射。此種情況下，若使用圖1(b)來說明，則光束入射至光罩上時，狹縫基板1的開口部1a的上側部份所在處光束會被遮住，由於由光罩所反射的光束現在由於又在開口部1a的下側部份被遮住，則曝光區域須規定成圓弧狀。又，就開口部1a的橫方向而言入射光束、反射光束的任一光束亦同樣會在振幅上受到限制。使用透過型的光罩時，圖案面配置在晶圓側，已透過光罩的照明光會受到曝光區域規定構件所限制。又，曝光區域在本實施形式中雖然由於上述理由而作成圓弧狀，但不限於此種形式。

圖1是本發明的第1實施形式中光罩表面的高度方向位置測定方法說明用的圖解。此測定方法是與使用圖6來說明的測定方法相對應。

圖1(a)是圖5的光罩近旁的圖解，其顯示由側面(光罩M的掃描方向)所看到的光罩M和狹縫基板1的圖解。圖1(b)是由狹縫基板1側所看到的光罩M和狹縫基板1的圖解。1a是曝光時決定EUV光的照射區域所用的開口。

在測定此光罩M面的高度方向位置時，如圖1(a)所示，由投光器2發出此光3，觀看此光罩M面上所反射的光的受光器4上的位置。就此種高度方向位置測定用的方法而言，例如美國專利第5801835號公報或美國專利第5633721號公報中所記載的技術亦可用在本發明之專利中。又，上述美國專利中所記載的技術雖然是就晶圓面的高度方向位置測定用的方法來說明，但以同樣的方法亦可對本發明的光罩面的高度方向位置進行測定。

例如，由於可對光罩面的高度方向位置的偏差進行測定以作為CCD等的受光器4的表面之光束的位置偏差，則可依據此光束的位置來測定高度。又，在圖1(a)中，雖然此光3只顯示1條，但實際上配置著一種光學系統，其中具有多個狹縫之狹縫基板配置在投光器2和光罩基板之間，使狹縫基板的像形成在光罩面上，而且，另配置一種成像光學系統，使該狹縫像成像在受光器4上。因此，由受光器4上之各狹縫像的位置即可同時測定該光罩的多個點的高度方向位置。

本實施形式中，在測定該光罩表面的高度方向位置時，如圖1(b)所示，狹縫基板1由以2點式封閉線所示的正規位置移動，光3不會受到狹縫基板1所干擾，此狹縫基板1移動至其在光罩M的表面上所可到達的位置為止。又，在高度方向位置的測定時若移動方向未對狹縫基板1或未對一使狹縫基板1移動的機構造成干擾，則此時的移動方向都可是可行的。

因此，光3的狹縫像5(圖1中雖然以9×2個狹縫像作為例子來顯示，但狹縫像的間隔、個數、配置位置不限於此)的全部都可到達光罩M的表面為止，以測定光罩M表面的高度方向位置。藉由以多個點來進行測定，則即使例如由於光罩的撓性等而在x方向中產生高度分佈，仍可求得該光罩台的掃描方向(y方向)的各位置上最適當的高度。

在上述狀態下藉由光罩台的驅動，使光罩M在箭頭方向中移動，以所定間隔來測定此光罩M的表面的高度方向位置。光罩台之中安裝著測定該箭頭方向的位置以及與此位置成直角的方向(圖的左右方向)的位置所用的位置測定裝置，藉由這些位置資料的同時取得，則可知道”光罩M的表面的哪一位置成為哪一種高度”。

又，如圖1所示的例子中，雖然只有此設有圖案的圖案區域Ma部份被測定，但測定此部份時會由於圖案所造成的表面的凹凸而可能發生一種測定誤差。在EUV曝光裝置用的反射光罩中，由於多層膜上一方面會形成吸收體圖案層，且另一方面藉由去除一部份多層膜以形成應轉印的圖案，則會產生凹凸狀態。在此種情況下，未形成圖案的周圍區域Mb的高度方向位置亦同時測定，由這些資料亦可算出光罩M的平均高度方向位置及其傾斜度。例如，為了減低凹凸的影響，則存在一種方法，其中不使用一種對周圍區域Mb的高度方向位置已超過所定的範圍之光罩面的高度位置資料，或另有一方法，其中就已超過所定範圍之區域而言，以圖案層的厚度作為所考慮的高度。又，為了測定周圍區域Mb的高度方向位置，則若圖1中所示的狹縫像5形成在周圍區域Mb中時亦可。

如上所述，可測定光罩M表面各位置的高度方向位置。此測定結果送至圖5中所示之控制裝置51而儲存著。然後，狹縫基板1回到原來的位置，藉由EUV光來進行曝光轉印。依據曝光時上述之高度方向位置的資料，一方面對光罩台之高度位置及x軸周圍、y軸周圍的旋轉進行補正，且另一方面進行曝光。如上所述，此種補正在光學系統或晶圓台的位置補正時亦可進行。曝光中不必測定該光罩的高度方向位置，則亦可只需依據已儲存的高度方向位置資料來進行補正，但若對測定時和曝光時的情況進行比較，則全部的台亦可移動。由於此一原因，曝光時使用一種可通過狹縫基板1a的一個或多個狹縫像5以即時地測定此光罩的高度，使用此測定結果和先前所儲存的高度測定資料此二種資訊亦可進行補正。

曝光時圖2中所示的方法亦可作為即時地測定光罩的高度方向位置所用的方法。為了測定光罩台的z方向位置，圖2中配置著一種使用干涉計的測定裝置，其與光罩的高度方向位置的測定同時以對光罩台的高度方向位置進行測定。由干涉計所進行的測定較佳是具有高的測定反應性和高的檢出精度。

以下的圖中，與本列之前的圖式中所示的構成要素相同的構成要素具有相同的符號，其說明於此處省略。圖2中，光罩M保持在光罩台MS上。設有一種x方向位置測定裝置11，其使用光罩台MS的x方向位置測定用的干涉計。光12照射至光罩台MS的測定用基板13的端面上所設置的反射鏡，藉由反射鏡的反射光和照射光的相位差的測定，以測定光罩台MS的x方向位置(即使為了y方向位置測定，亦可設有相同的物件，其圖示和說明此處省略)。

此外，圖2(a)為了測定光罩台MS的z方向位置，須設有一種使用干涉計的高度測定裝置14，由此使2束光15照射至光罩台MS上所設置的測定用移動鏡17，以x方向的2點來測定光罩台的z方向位置。因此，可測定光罩台MS的z方向位置且同時可測定光罩台MS的以y軸為中心的傾斜度。同樣，若以y方向的2點來測定光罩台MS的z方向位置，則可測定光罩台MS的以x軸為中心的傾斜度。先前，為了測定x軸周圍和y軸周圍的旋轉，雖然x軸方向和y軸方向的台位置是在多個位置上進行測定，但圖2(a)的例子中藉由z方向的高度測定裝置14，則由於可測定x軸周圍和y軸周圍的旋轉而可使x軸方向、y軸方向的位置測定裝置的構成簡略化。又，台上所設置的移動鏡的長度亦可變短。在使用反射型光罩時，光罩台MS的裏面空間由於較未配置各構造物時有更多的剩餘空間，則測定用移動鏡17的位置亦可相對地較自由地配置著。

圖2(b)中，由x方向位置測定裝置11所發出的光12以2條來表示，測定用移動鏡13的側面在z方向中不同的2個位置上測定x方向位置。即使如此，仍可測定光罩台MS的以y軸為中心的傾斜度。此種情況下，高度測定裝置14藉由使光15照射在測定用移動鏡13上，則能在1點上測定此光罩台MS的z方向位置。此時，為了測定x軸方向的位置和z軸方向的位置所使用的移動鏡13由於共用一個，則可使此裝置小型輕量化。

圖2(c)是另一種光罩台MS的測定用移動鏡13，其另一面上設有測定用移動鏡16，在高度測定位置14上對此移動鏡16下面的位置進行測定時用的點是與圖2(b)不同的。圖2(b)所示的移動鏡13為了實現2面的面精度以及各面之間的直交度，則成本可能較高，對此而言本例中由於使用通常所使用的只有1面的移動鏡，則成本較低。

圖2(d)中由x方向位置測定裝置11所發出的光12以1條來表示，以各別的高度測定裝置14來測定該測定用基板13、16兩方的下面所用的點是與圖2(b)不同的。在與圖2(b)、(c)比較時，由於以相隔一距離的2點來測定y軸周圍的旋轉，則y軸周圍的旋轉的計測精確度可提高。又，圖2(b),(c),(d)的例子中由於由投影光學系統側來進行高度測定，則可以投影光學系統為基準來進行測定，這樣可使測定精度向上提高。

因此，使用光罩台位置測定裝置以測定該光罩表面的高度方向位置時，須測定此光罩台位置(3維空間)且須相對應地測定傾斜度(3維空間)。然後，藉由光罩台位置的測定值，可對已測定的光罩表面的高度及其測定點位置(x軸方向、y軸方向)進行補正。

然後，在實際的曝光轉印時，亦使用光罩台位置測定裝置以測定此光罩台位置(3維空間)且須相對應地測定傾斜度(3維空間)。由此種資料和先前已測定的光罩的表面的高度及其測定點位置(x軸方向、y軸方向)，以決定應進行上述補正時所需的操作量。

當然，即使已測定的光罩表面的高度及其測定點位置(x軸方向、y軸方向)未作補正，這些資料及其測定時的光罩台位置測定裝置同時記憶著，由測定時和曝光轉印時的光罩台位置的差以及已測定的光罩表面的高度及其測定點位置(x軸方向、y軸方向)，以決定應進行自動聚焦時所需的操作量，則這樣亦與前述的動作等效。

又，在以上的說明中，雖然使光罩M移動以進行測定，但亦可使光罩M固定而使測定裝置移動以進行測定。然而，光罩的移動由於可使用EUV曝光裝置作為標準時所具有的機構來進行，則較佳是使光罩M移動以進行此測定。

圖3是本發明的第2實施形式中光罩表面的高度方向位置測定方法說明用的圖解。圖3(a)是由側面(光罩M的掃描方向)所看到的光罩M和狹縫基板1。圖3(b)是由狹縫基板1側所看到的光罩M和狹縫基板1。

本實施形式與第1實施形式不同，狹縫基板1未全面地退避，如圖3(b)之小箭頭所示，狹縫基板1只少量地偏移。若這樣，則多個狹縫像5之中大約有幾個會通過開口1a而到達光罩M之表面。由於”對應於狹縫基板1之偏移位置時有哪幾個狹縫像5會通過開口1a”可由幾何學的關係來決定，則可測定狹縫基板1之偏移位置，只對此偏移位置上已通過此開口1a之狹縫像5來進行測定。直至已進行全部的狹縫像5的測定為止，這些已通過此開口1a之狹縫像5都可藉由狹縫基板1之偏移來進行。

然後，若全部的狹縫像5的測定已終了，則現在須將此光罩M偏移所定的量，以進行此光罩M的表面的其它位置的測定。本實施形式中，由於狹縫基板1的偏移量可以較少，則在與第1實施形式相比較之下具有”不需空間”的優點。

以上所示的實施形式中，光罩表面的高度測定方向位置測定時和曝光轉印時光罩的位置或傾斜不一樣之情況下，雖然已就補正方法來說明，然而，若由光罩台的掃描精度來考慮時上述之”不一樣”不會成為一種問題時，此時由於可同時考慮光罩表面的高度測定方向位置測定時和曝光轉印時光罩的位置或傾斜，則不用說該已測定的資料可使用在其原來的高度補正中。

圖4是本發明的第3實施形式中光罩表面的高度方向位置測定方法說明用的圖解。圖4(a)是由側面(光罩M的掃描方向)所看到的光罩M和狹縫基板1。圖4(b)是由狹縫基板1側所看到的光罩M和狹縫基板1。

本實施形式中，光罩表面的高度方向位置測定是在一種與狹縫基板1相分離的位置上進行。因此，狹縫基板1不會對此測定造成防礙。如圖(4b)所示，由狹縫基板1相分離的位置上以光3來進行照射而形成狹縫像5，一方面使光罩M在箭頭方向中移動且另一方面進行此測定。然而，曝光中不進行高度方向位置測定。又，由於曝光位置和高度方向測定位置不同，這些位置雖然需要進行補正，但其補正方法可適當地使用第1實施形式、第2實施形式中已說明的方法。

本實施形式中，即使移動一測定器以進行測定，狹縫基板1的上側上之光罩M的面不能被測定。因此，測定時須使光罩M移動以進行測定。

在以上的實施形式中，雖然可採用以攝像裝置來測定的方法以作為光罩表面的高度方向測定位置之測定方法，此種以攝像裝置來測定的方法中光傾斜地入射至光罩表面，此光照射至光罩表面上的位置是以投光器和位於另一方向中的攝像裝置來測定，但若有其它可測定光罩表面的高度方向位置之方法，則可任意地使用其它的光學測定方法，更明確而言，利用靜電容量的變化的測定方法，使用渦電流的變化的測定方法等都可使用。

又，若光罩表面的凹凸未造成其它問題，且光罩台上所安裝的光罩的位置可假定每個光罩都未發生變化時，則亦可測定光罩台的高度方向位置以取代直接測定光罩表面的高度方向位置。此時，藉由圖2中的高度測定裝置14以測定光罩台MS的z軸方向變位，藉由此值以算出光罩表面的高度方向位置。

又，上述的實施形式中雖然是以光罩和晶圓此二者相對地進行掃描時之掃描型曝光裝置作為例子來說明，但掃描型曝光裝置中可配置著同步式遮板，上述的曝光區域規定構件1以外亦可任意地變更圖1中所示的開口1a的橫方向的寬度所用的可動遮板，或光罩的圖案區域的周圍所配置的遮光帶的更周圍區域的曝光光束在照明時，同步式遮板使不需要的曝光光束不會到達晶圓上。此種同步式遮板在掃描方向的曝光開始及終了時使光束移動至所定位置，以便在遮光帶(圖1的Mb的區域)受到照明期間可遮住該曝光光束。即使在所述之此種可移動的遮板或同步式遮板之遮光構件中，在光罩的高度測定時造成干擾的情況下雖然需要移動各遮光構件，但在這些遮光構件中如上所述由於具備致動器，則亦可藉由這些致動器來移動。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．基板

2．．．光器

3．．．光

4．．．受光器

5．．．狹縫像

11．．．x方向位置測定裝置

12．．．光

13．．．測定用基板

14．．．測定裝置

15．．．光

16，17．．．測定用移動鏡

31．．．極端紫外線(EUV)光源

32．．．極端紫外線光

33．．．照明光學系統

34．．．凹面反射鏡

35a,35b．．．弗利斯目鏡

35．．．光學整合器

36．．．平面反射鏡

51．．．控制裝置

52．．．投光器

53．．．光

54．．．受光器

55．．．光罩台

56．．．晶圓台

57，58，59．．．驅動信號

60．．．致動器

1a．．．狹縫基板

Ma．．．圖案區域

Mb．．．周圍區域

M．．．光罩

PL．．．投影光學系統

W．．．晶圓

MS．．．光罩台

圖1是本發明的第1實施形式中光罩表面的高度方向位置測定方法說明用的圖解。

圖2是光罩台的高度方向位置檢出用的方法以及光罩台的傾斜測定用的方法說明用的圖解。

圖3是本發明的第2實施形式中光罩表面的高度方向位置測定方法說明用的圖解。

圖4是本發明的第3實施形式中光罩表面的高度方向位置測定方法說明用的圖解。

圖5是本發明的實施形式中所使用之EUV(極端紫外線)曝光裝置的概要圖。

圖6是先前的EUV(極端紫外線)曝光裝置中的自動聚焦控制的問題點之圖解。

1．．．基板

2．．．光器

3．．．光

4．．．受光器

5．．．狹縫像

1a．．．狹縫基板

Ma．．．圖案區域

Mb．．．周圍區域

M．．．光罩

Claims (17)

1. 一種曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，此曝光裝置具有一種轉印功能，從光源射出的光照射在光罩上，藉由投影光學系統使該光罩上已形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，其特徵為：在測定該光罩之高度方向位置所進行的測定之前，使配置在該光罩和該投影光學系統之間、從該光源向該光罩的該光的一部分進行遮光並在曝光時規定該曝光區域所用的曝光區域規定構件從前述曝光時設定的位置移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中該曝光區域規定構件在曝光時其位置固定。
3. 如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中在測定前該曝光區域規定構件移動至對該高度測定裝置的功能不會造成防礙的位置。
4. 如申請專利範圍第3項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中使光罩和曝光區域規定構件的相對位置間歇地變化，以進行光罩表面的高度方向位置測定。
5. 如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中該曝光區域規定構件具有可通過該曝光光束的開口，通過此開口以進行該高度方向位置測定。
6. 如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中一邊對保持著該光罩所用的光罩台進行移動，且一邊進行光罩表面之高度方向位置測定。
7. 如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中該曝光區域規定構件是一種狹縫基板。
8. 如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中光罩之高度方向位置的測定是使用光學式的測定裝置來進行，此光學式的測定裝置至少具有測定用的光源以及檢出器，檢出器是檢出由該測定用的光源所射出且在光罩上反射的光束。
9. 如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中在與光罩表面的高度方向位置測定的進行時的同時，對光罩台的高度方向位置進行測定，以已測定的光罩台的高度方向位置對已測定的光罩表面的高度方向位置進行補正。
10. 如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中對光罩之中設在圖案已形成的區域的周圍之圖案未形成的區域的高度方向位置進行測定。
11. 如申請專利範圍第1項所述之曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，其中該曝光區域規定構件是在曝光時回到規定該曝光區域的位置上。
12. 一種曝光裝置中光罩表面的高度方向位置測定方法，此曝光裝置具有一種轉印功能，光源所射出的光照射至光罩，藉由投影光學系統使該光罩上已形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，其特徵為：設有一種光罩台高度位置測定裝置，以測定保持該光罩的光罩台的高度方向位置，由該光罩台高度位置測定裝置的測定資料，求出該光罩表面的高度方向位置。
13. 一種光罩表面的高度方向位置測定方法，其中曝光裝置具有轉印功能，光源所射出的光照射至光罩，藉由投影光學系統使該光罩上已形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，在該投影光學系統和該光罩之間，具有曝光光可通過的開口，具有在曝光時規定該曝光區域的曝光區域規定構件，藉由高度測定裝置來測定離該光罩表面的基準面的高度方向位置，其特徵在於：包括：在該高度測定裝置的功能未受到該曝光區域規定構件防礙的位置上，進行該光罩表面的高度方向位置測定，其中該高度方向位置測定是不經由該開口而進行。
14. 一種曝光裝置，具有轉印功能，其中光源所射出的光照射至光罩，藉由投影光學系統使該光罩上已形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，在該投影光學系統和該光罩之間此曝光裝置具有在曝光時規定該曝光區域的曝光區域規定構件，其特徵為：包括高度補正裝置，藉由申請專利範圍第1項中所述的光罩表面的高度方向位置測定方法進行光罩表面的各高度方向位置的測定之後，曝光時依據 已測定的光罩表面的各高度方向位置的資料，進行高度補正。
15. 一種曝光方法，其使用如申請專利範圍第14項所述之曝光裝置，其特徵為：該高度補正裝置具有測定裝置，其在曝光時對由光罩台的基準面開始的高度方向位置進行測定，且依據已測定的光罩表面的各高度方向位置的資料和曝光時所測定的光罩台的高度方向位置，以進行高度補正。
16. 一種曝光裝置，其藉由投影光學系統，使反射型光罩的圖案曝光到晶圓等的感應基板上，其特徵為：包括：測定該反射型光罩的高度方向位置的測定裝置，其中藉由在申請專利範圍第14項中所述的曝光裝置中，利用該光罩表面的高度方向位置測定方法進行測定；測定該感應基板的高度方向位置的測定裝置；依據該已測定的反射型光罩的高度方向位置，調整該反射型光罩的高度方向位置的調整裝置；以及依據該已測定的感應基板的高度方向位置，調整該感應基板的高度方向位置的調整裝置。
17. 一種曝光裝置，具有轉印功能，其中光源所射出的光照射至光罩，藉由投影光學系統使該光罩上已形成的圖案轉印至晶圓等的感應基板上，其特徵為：包括：高度方向位置測定裝置，其用來測定該光罩的高度方向位置，其中藉由申請專利範圍第1項中所述的光罩表面的高度方向位置測定方法進行測定； 曝光區域規定構件，其配置在該光罩和投影光學系統之間以規定曝光區域；移動裝置，其使曝光區域規定構件移動；以及控制裝置，對該移動裝置進行控制，使得在曝光時，固定該曝光區域規定構件，而在測定該高度方向位置時，使該曝光區域規定構件移動。