位置检测方法和表面形状估算方法、曝光装置及采用该曝光装置的器件制造方法制造方法及图纸

一种位置检测系统，包括检测装置，相对于基本垂直于模版表面的方向检测位于模版表面上不同点处的位置，所述模版表面具有在其上形成的预定图案；其特征在于所述检测装置包括将来自光源的光引导至所述模版表面的光投影部分，和接收来自所述模版表面的反射光的光接收部分；其中来自所述光投影部分、入射到所述模版表面上的光的入射角度不小于４５度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及在例如制造半导体器件或液晶显示器件的光刻工艺中，用来将诸如晶片的基底曝光于模版图案的投影曝光方法和投影曝光装置。
技术介绍
近年来，除步进重复型曝光装置如步进器外，扫描型投影曝光装置(扫描曝光装置)如步进扫描型曝光装置已经被用来制造半导体器件等。在这类投影曝光装置中使用的投影光学系统需要提供接近于其极限的分辨能力。为此，使用一种机构来测定对该分辨能力有影响的因素(大气压，环境温度等)，并依照测定结果来校正成像性质。另外，由于投影光学系统的数值孔径被设置得很大，来获得较高的分辨能力，因此聚焦的深度会变得非常浅。鉴于此，采用倾斜入射型焦点位置检测系统来测定晶片表面的焦点位置(沿投影光学系统光轴方向的位置)，其中该晶片表面的表面不平度是可变的。同时，依照焦点位置的测定，采用自动对焦机构来调节晶片表面位置与投影光学系统的成像面重合。另外，最近几年，由模版(作为掩模)的变形而引起的成像误差已经变得不能再忽略。具体地，例如，如果模版的图案表面朝投影光学系统偏斜或者不均匀地弯曲，则成像位置就沿模版图案表面偏移的相同方向偏移。结果，若晶片位置相同，则出现散焦。此外，若模版图案表面发生变形，则图案表面内的图案位置(沿垂直于投影光学系统光轴的方向上的位置)可能变化。这种图案的横向偏移会导致失真误差。引起这类模版变形的因素可以概括为(a)高度的变形，(b)模版图案表面的平坦度，以及(c)当模版用模版支架吸附和支持时由于接触表面的平坦度而引起的变形(其包括由所夹的杂质粒子引起的变形)。由这类因素引起的变形幅度大约是0.5微米，但是如果用具有投影放大率为1∶4的投影光学系统来对这类模版进行投影时，在成像位置处会出现相对于模版变形方向30nm的位置偏移。这样的数值非常大，不能够被忽略。鉴于此，可以依照测定结果来测定模版图案表面的变形，并补偿成像性能。然而，模版的测定必须非常精确地进行。因此，需要以大约0.1微米的测定精度来测定模版图案的变形量。另外，由于曝光装置每个模版和每个模版支架的变形都不尽相同，因此为了实现对模版变形的精确测定，需要在模版被投影曝光装置的模版支架实际吸附和支持的同时进行测定。如上所述，为了在投影曝光装置内获得更高的成像性能，理想的是不仅在晶片侧而且在模版侧进行图案表面形状的测定。为此，对于模版表面形状的测定，类似于倾斜入射型自动聚集传感器的用来检测晶片焦点位置的位置传感器也可以设在模版台一侧。在这种情形下，由于模版的图案表面形成在其底面上，即形成在模版的投影光学系统一侧，因此，用来检测图案表面形状的检测光必须从模版的底侧倾斜地进行投影。然而，在此情形中，由于该检测光直接入射到模版的图案表面上，检测光会受图案的反射率差异(即，铬与玻璃之间的反射率差)的影响。因此，很难实现表面形状的精确检测。而且，在一些情形中，防灰尘膜(薄膜)借助于金属框架粘附在模版上，用来防止模版图案表面粘附杂质粒子。在此情形中，倾斜投影的光会被金属框架阻挡，为了避免这一点，检测光不应当以非常窄的角度(大的入射角)投影到模版图案表面上。另外，因为金属框架的存在，所以取决于倾斜入射型位置传感器的检测光的入射方向，图案表面上位置可检测区域就有所限制。从而，很难在图案表面的整个拍照区域上进行表面形状的直接测定。
技术实现思路
依照本专利技术的第一方面，为了解决上面讨论的至少一个问题，本专利技术提供一种位置检测系统，包括检测装置，相对于基本垂直于模版表面的方向检测位于模版表面上不同点处的位置，所述模版表面具有在其上形成的预定图案；其特征在于所述检测装置包括将来自光源的光导引至所述模版表面的光投影部分，和接收来自所述模版表面的反射光的光接收部分；以及来自所述光投影部分、入射到所述模版表面上的光的入射角度不小于45度。依照本专利技术的第二方面，提供一种位置检测系统，包括检测装置，相对于基本垂直于模版表面的方向检测位于模版表面上不同点处的位置，所述模版表面具有在其上形成的预定图案；和防灰尘附着部件，包括相对于基本垂直于模版表面的方向具有预定高度的框架，和防灰尘附着膜；其特征在于所述检测装置包括将来自光源的光导引至所述模版表面的光投影部分，和接收来自所述模版表面的反射光的光接收部分；以及来自所述光投影部分、入射到所述模版表面上的光的入射角度不大于80度。在本专利技术的第三方面，与上面描述的第二方面有关，来自所述光投影部分、入射到所述模版表面上的光的入射角度不小于45度。在本专利技术的第四方面，与上面描述的第一至第四方面的任何一个有关，所述图案包括在扫描曝光中要用的图案，所述检测光在与扫描方向倾斜地倾向的同时入射到所述模版表面上。在本专利技术的第五方面，与上面描述的第四方面有关，从基本垂直于所述模版表面的方向看，所述检测光确定一个相对于所述扫描方向不小于20度但不大于70度的角度。依照本专利技术的第六方面，提供一种位置检测系统，包括检测装置，相对于基本垂直于模版表面的方向检测位于模版表面上不同点处的位置，所述模版表面具有在近似长方形区域内形成的预定图案；其特征在于所述检测装置包括将来自光源的检测光导引至所述模版表面的光投影部分；以及从基本垂直于所述模版表面的方向看，入射到所述模版表面上的所述检测光确定一个相对于所述长方形的任何一个侧边不小于20度但不大于70度的角度。依照本专利技术的第七方面，提供一种可用依照上述第一至第六方面任何一个所述的位置检测系统的表面形状估算系统，基于用该位置检测系统的检测，估算所述模版表面上除所述不同点外其他区域的表面形状。依照本专利技术的第八方面，提供一种借助于投影曝光来对具有图案的光敏基底进行曝光的曝光装置，其特征在于包括如上述第一至第六方面任何一个所述的位置检测系统。依照本专利技术的第九方面，曝光装置还包括报警装置，基于用依照上述本专利技术第一至第六方面任何一个所述的位置检测系统的检测，或者基于用依照上述本专利技术第七方面的表面形状估算方法的估算，告知模版的替换和/或模版的重置。依照本专利技术的第十方面，提供一种器件的制造方法，包括步骤用依照上述第八或第九方面的曝光装置对基底进行曝光；和对曝光过的基底进行显影。在本专利技术下面结合附图的对优选实施方式描述的基础上，本专利技术的这些和其他目标，特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1是依照本专利技术一种实施方式，投影曝光装置的主体结构的示意图；图2是说明模版变形以及模版表面位置检测系统的功能的示意图；图3A-3C示出在CCD传感器上检测光的波形信号，其中图3A示出参考状态，图3B示出存在Z位移但信号未受模版图案影响的状态，图3C示出存在Z位移而且信号受到模版图案影响的状态；图4是说明由于形成在模版表面上图案的反射率差异而引起检测光波形的重心变化的示意图；图5是说明检测光的入射角、图案的反射率比(“铬的反射率”比“玻璃的反射率”)和归因于图案的测定误差之间关系的曲线图；图6示出检测截面和检测面，用来说明由于金属框架的存在，检测光入射角的增加(θ12＜θ11＜θ10)如何使检测区域变窄；图7是说明检测区域的差别的示意图，其中检测光从与扫描方向正交的方向以不同的入射角θ12、θ11和θ10(θ12＜θ11＜θ10)入射；图8是说明检测区域的差别的示意图，其中检测光从与扫描方向成φ角的方向倾斜入射；图9的示意图说明当检测光从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置检测系统，包括：检测装置，相对于基本垂直于模版表面的方向检测位于模版表面上不同点处的位置，所述模版表面具有在其上形成的预定图案；其中，所述检测装置包括将来自光源的光引导至所述模版表面的光投影部分，和接收来自所述模版表 面的反射光的光接收部分；并且其中，来自所述光投影部分、入射到所述模版表面上的光的入射角度不小于４５度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前田浩平，三浦圣也，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]