发明名称 投影光学系统、曝光装置以及曝光方法
摘要 一种曝光方法,将被形成于罩幕的图案的缩小像,藉由投影光学系统投影曝光于感光性基板上,包括当该投影光学系统的光路中的大气中的折射率为1时,该投影光学系统与该感光性基板之间的光路填满有比1.1大的折射率的媒介质的填充步骤;向该感光性基板上的一拍摄区域投影曝光的曝光步骤,其中该拍射区域包含多个部份的曝光区域,该曝光步骤对该些部份曝光区域往返操作多次。较佳地,对于该曝光步骤,对多个拍射区域进行投影曝光,且向相互不邻接的部份曝光区域多次往返操作。又,该些部份曝光区域之中至少其二部份曝光区域相互有一部份重叠为较佳。
申请公布号 TWI237307 申请公布日期 2005.08.01
申请号 TW093109182 申请日期 2004.04.02
申请人 尼康股份有限公司 发明人 大村 泰弘;石田 久美子;池泽 弘范
分类号 H01L21/027 主分类号 H01L21/027
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 1.一种曝光方法,为被形成于罩幕的图案的缩小像,藉由投影光学系统在感光性基板上投影曝光的曝光方法,包括:当该投影光学系统的光路中的大气折射率为1时,该投影光学系统与该感光性基板之间的光路填满有比1.1大的折射率的媒介质的填充步骤;向该感光性基板上的一个拍射区域投影曝光的曝光步骤;以及该一个拍射区域包含多个部份曝光区域,该曝光步骤对该些部份曝光区域往返操作多次。2.如申请专利范围第1项所述之曝光方法,其中于该曝光步骤包括:静止投影曝光步骤,在该罩幕与该感光性基板相对于该投影光学系统为静止的状态,进行往该些部份曝光区域的静止投影曝光;以及移动步骤,为了对与进行静止投影曝光的该部份曝光区域不同的部份曝光区域进行静止投影曝光,相对该投影光学系统,至少使该感光性基板相对移动的移动步骤。3.如申请专利范围第2项所述之曝光方法,其中于该投影光学系统有约1/5以下的投影倍率,且于该曝光步骤,利用往该一个拍射区域的约1/2大的部份曝光区域的静止投影曝光,至少2次往返,进行往该一个拍射区域的投影曝光。4.如申请专利范围第3项所述之曝光方法,其中于该曝光步骤,利用往该一个拍射区域的约1/2大的部份曝光区域的静止投影曝光,2次往返,进行往该一个拍射区域的投影曝光。5.如申请专利范围第3或4项所述之曝光方法,其中于该曝光步骤的第1次静止投影曝光与第2次静止投影曝光之间,包含切换罩幕的切换步骤。6.如申请专利范围第2项所述之曝光方法,其中于该投影光学系统有约1/4以下的投影倍率,且于该曝光步骤,利用往该一个拍射区域的约1/4大的部份曝光区域的静止投影曝光,至少4次往返,进行往该一个拍射区域的投影曝光。7.如申请专利范围第6项所述之曝光方法,其中于该曝光步骤,利用往该一个拍射区域的约1/2大的部份曝光区域的静止投影曝光,4次往返,进行往该一个拍射区域的投影曝光。8.如申请专利范围第1项所述之曝光方法,其中该投影光学系统有1/8以下的倍率。9.如申请专利范围第8项所述之曝光方法,其中于该曝步骤,对多个拍射区域进行投影曝光,且向相互不邻接的部份曝光区域多次往返操作。10.如申请专利范围第9项所述之曝光方法,其中于该曝步骤,于该些拍射区域的分别部份曝光区域,往特定的部份曝光区域曝光结束后,进行往该些拍射区域的分别部份曝光区域的别的部份曝光区域曝光。11.如申请专利范围第10项所述之曝光方法,其中于该曝步骤往该特定的部份曝光区域曝光与往该别的该部份曝光区域曝光之间,包含切换罩幕的切换步骤。12.如申请专利范围第8项所述之曝光方法,其中于该部份曝光步骤,进行该一个拍射区域的约1/4大的部份曝光区域的投影曝光,该曝光步骤包括至少4次部份曝光步骤。13.如申请专利范围第1~4项与6~7项所述任其一之曝光方法,其中该些部份曝光区域之中的至少2个,相互有一部份重叠。14.一种曝光方法,为被形成于罩幕的图案的缩小像,藉由投影光学系统在感光性基板上投影曝光的曝光方法,包括:当该投影光学系统的光路中的大气折射率为1时,该投影光学系统与该感光性基板之间的光路填满有比1.1大的折射率的媒介质的填充步骤;相对于该投影光学系统,该罩幕与该感光性基板为静止状态,向该感光性基板上的第1静止曝光区域投影曝光的第1曝光步骤;该第1曝光步骤之直后,就进行为了对与在第1曝光步骤被投影曝光的该第1静止曝光区域不邻接的第2静止曝光区域投影曝光,相对该投影光学系统,至少使该感光性基板相对移动的移动步骤;以及于该移动步骤之直后,就进行相对于该投影光学系统,该罩幕与该感光性基板为静止状态,向该感光性基板上的第2静止曝光区域投影曝光的第2曝光步骤。15.如申请专利范围第14项所述之曝光方法,其中该第1曝光步骤与该第2曝光步骤之间,又包括切换罩幕的切换步骤。16.如申请专利范围第14或15项所述之曝光方法,其中在相对于该投影光学系统,该罩幕与该感光性基板为静止状态,往该第1与该第2静止曝光区域相异的第3静止曝光区域投影曝光的第3曝光步骤;以及该第3静止曝光区域,位于该第1静止曝光区与该第2静止曝光区域之间。17.如申请专利范围第16项所述之曝光方法,其中该第2曝光步骤与该第3曝光步骤之间,又包括切换罩幕的切换步骤。18.如申请专利范围第17项所述之曝光方法,其中该第3静止曝光区域,与该第1静止曝光区或该第2静止曝光区域有一部份重叠。19.如申请专利范围第1~4,8项所述任其一之曝光方法,其中该投影光学系统,是利用仅多个透光部材被构成的折射光学系统。20.如申请专利范围第1~4项所述任其一之曝光方法,其中该媒介质是水。21.一种曝光装置,为被形成于罩幕的图案的缩小像,藉由投影光学系统在感光性基板上投影曝光的曝光装置,包括:当该投影光学系统的光路中的大气折射率为1时,该投影光学系统与该感光性基板之间的光路填满有比1.1大的折射率的媒介质;以及该投影光学系统,有静止曝光区域,其比在该感光性基板上预定实际形成的1个拍摄区域小,其中向该拍摄区域投影曝光之际,重复数次投影曝光于该拍摄区域的一部份。22.如申请专利范围第21项所述之曝光装置,其中对应该投影光学系统,在该罩幕与该感光性基板为静止状态,进行对应该拍摄区域的一部份的静止投影曝光,而为了进行与该拍摄区域的前一部份相异的一部分的静止投影曝光,至少该感光性基板相对该投影光学系统相对移动。23.如申请专利范围第22项所述之曝光装置,其中该静止投影曝光有该拍射区域的约1/2大,且该投影光学系统有约1/5以下的投影倍率。24.如申请专利范围第22项所述之曝光装置,其中该静止投影曝光有该拍射区域的约1/4大,且该投影光学系统有约1/4以平的投影倍率。25.如申请专利范围第22项所述之曝光装置,其中该静止投影曝光有该拍射区域的约1/4大,且该投影光学系统有约1/8以下的投影倍率。26.如申请专利范围第21~25项任其一所述之曝光装置,其中该拍射区域的该一部份与该相异部份,相互有部份重叠。27.如申请专利范围第21~25项任其一所述之曝光装置,其中该投影光学系统,是利用仅多个透光部材被构成的折射光学系统。28.如申请专利范围第21~25项任其一所述之曝光装置,其中该媒介质是水。29.一种曝光装置,为被形成于罩幕的图案的缩小像,藉由投影光学系统在感光性基板上投影曝光的曝光装置,包括:可移动方式保持该感光性基板的一基板平台;当该投影光学系统的光路中的大气折射率为1时,该投影光学系统与该感光性基板之间的光路填满有比1.1大的折射率的媒介质的填充装置;相对该投影光学系统,在该罩幕与该感光性基板为静止状态,向该感光性基板上的第1静止曝光区域投影曝光,且接续该感光性基板上的第1静止曝光区域的投影曝光,为了向与在该第1曝光步骤被投影曝光的该第1静止曝光区域相邻的第2静止曝光区域进行投影曝光,相对该投影光学系统,至少使该感光性基板相对移动,接续该感光性基板的相对移动,相对该投影光学系统,在该罩幕与该感光性基板为静止状态,向该感光性基板上的该第2静止曝光区域投影曝光,至少控制该基板平台的控制装置。30.如申请专利范围第29项所述之曝光装置,其中往该第1静止曝光区域的投影曝光,与往该第2静止曝光区域的投影曝光之间,罩幕不必切换。31.如申请专利范围第29或30项所述之曝光装置,其中相对该投影光学系统,在该罩幕与该感光性基板为静止状态,向与该1静止曝光区域与该第2静止曝光区域的该第3静止曝光区域投影曝光,且于该第3静止曝光区域,位于该1静止曝光区域与该第2静止曝光区域之间。32.如申请专利范围第31项所述之曝光装置,其中在该第2曝光步骤与该第3曝光步骤之间,切换该罩幕。33.如申请专利范围第31项所述之曝光装置,其中该第3静止曝光区域,与该1静止曝光区域或该第2静止曝光区域相邻。34.如申请专利范围第31项所述之曝光装置,其中该第3静止曝光区域,与该1静止曝光区域或该第2静止曝光区域有部份重叠。35.如申请专利范围第29或30项所述之曝光装置,其中该媒介质是水。36.一种投影光学系统,系将第1面缩小像形成于第2面上的投影光学系统,包括:当该投影光学系统的光路中的大气折射率为1时,该投影光学系统与该感光性基板之间的光路填满有比1.1大的折射率的媒介质;该投影光学系统中的有功率的全部光学部材为穿透性光学部材;该投影光学系统的倍率的大小在1/8以下;以及该第1面侧与该第2面侧的双方约远心构成。37.如申请专利范围第36项所述之投影光学系统,其中从该第2面侧的瞳位置到该第2面的距离为L2,从该第1面到该第2面的距离为LA时,满足0.18<L2/LA<0.245的条件。38.如申请专利范围第36或37项所述之投影光学系统,其中至少一个可变光圈,配置于该第2面侧的瞳位置或附近。39.如申请专利范围第36或37项所述之投影光学系统,其中顺着该第1面侧,包含有正折射力的第1透镜组,负折射力的第2透镜组,正折射力的第3透镜组,负折射力的第4透镜组,正折射力的第5透镜组,光圈,正折射力的第6透镜组,其中当从该第1面侧的光轴上的1点的光束,在各光学面上所占的区域的大小定义为部份径时,PX是该投影光学系统中的部份径的最大値,P2为第2透镜组的部份径的聂小値,其满足条件式0.04<P2/PX<0.2。40.如申请专利范围第39项所述之投影光学系统,其中该第4透镜组的透镜最小有效径为D4,该第1面的有效径为D0时,满足0.4<D4/D0<0.9。41.如申请专利范围第36或37项所述之投影光学系统,其中顺着该第1面侧包括负折射力的第1透镜组,正折射力的第2透镜组,负折射力的第3透镜组,正折射力的第4透镜组,光圈,正折射力的第5透镜组,其中,当从该第1面侧的光轴上的1点的光束,在各光学面上所占的区域的大小定义为部份径时,PX是该投影光学系统中的部份径的最大値,P3为第3透镜组的部份径的最小値,满足0.07<P3/PX<0.23。42.如申请专利范围第41项所述之投影光学系统,其中第3透镜组的透镜中最小有效径为D3,且该第1面的有效径为D0时,满足0.35 < D3 / D0 < 0.85。43.如申请专利范围第36或37项所述之投影光学系统,其中该媒介质为水。44.一种曝光装置,包括:为了照明被设定于该第1面的罩幕的照明系统;以及系将被形成于该罩幕的图案像,形成于被设定于该感光性基板上的如申请专利范围第36或43项所述之任其一投影光学系统。45.如申请专利范围第44项所述之曝光装置,其中相对该投影光学系统,在该罩幕与该感光性基板为静止状态,该图案形成于该感光性基板上的部份,且对与该部份相异的部份,相对该投影光学系统,在该罩幕与该感光性基板为静止状态,为了形成图案像,至少该感光性基板相对该投影光学系统可以相对移动。46.如申请专利范围第45项所述之曝光装置,其中该拍摄区域的该部份,与该相异部份相互有一部份重叠。47.一种曝光方法,包括:照明步骤,照明于被设定在该第1面的罩幕;以及曝光步骤,藉由如申请专利范围第36~43项任其一所述之投影光学系统,将被形成于罩幕的图案像,投影曝光到被设定于该第2面的感光性基板上。48.如申请专利范围第47项所述之曝光方法,其中于该曝光步骤,往含有多个部份曝光区域的1个拍摄区域,进行投影曝光;以及该曝光步骤,包括多次往该部份曝光区域投影曝光的部份曝光步骤。49.如申请专利范围第48项所述之曝光方法,其中于该部份曝光步骤,进行往该1个拍摄区域的约1/4大的部份曝光区域的投影曝光,该曝光步骤,包括至少4个的该部份曝光步骤。50.如申请专利范围第48或49项所述之曝光方法,其中于该部份曝光步骤,相对该投影光学系统,在该罩幕与该感光性基板为静止状态,进行向该部份曝光区域的静止投影曝光。51.如申请专利范围第48或49项所述之曝光方法,其中在该曝光步骤,第1次部份曝光步骤与第2次部份曝光步骤之间,包括切换罩幕的切换罩幕步骤。52.如申请专利范围第51项所述之曝光方法,其中于该曝光步骤,进行往多个拍摄区域投影曝光;以及该切换罩幕步骤,进行于对该些拍摄区域的第1次部份曝光步骤与对该些拍摄区域的第2次部份曝光步骤之间。53.一种曝光方法,系将被形成于该罩幕的图案的缩小像,藉由投影光学系统投影曝光于该感光性基板上的曝光方法,包括:准备步骤,以准备倍率在1/8以下的投影光学系统;填充步骤,当该投影光学系统的光路中的大气折射率为1时,该投影光学系统与该感光性基板之间的光路填满有比1.1大的折射率的媒介质;进行向该感光性基板上的一个拍摄区域投影曝光的曝光步骤,其中于该曝光步骤,进行向包含多个部份曝光区域的一个拍摄区域的投影曝光,该曝光步骤,包括多个部份曝光步骤,以向该些部份曝光区域投影曝光。54.如申请专利范围第53项所述之曝光方法,其中于该部份曝光步骤,进行一个拍摄区域的1/4大的部份曝光区域的投影曝光,该曝光步骤,包括至少4个该部份曝光步骤。55.如申请专利范围第53或54项所述之曝光方法,其中于该部份曝光步骤,相对投影光学系统,在该罩幕与该感光性基板为静止状态,进行往该部份曝光步骤的静止投影曝光。56.如申请专利范围第53或54项所述之曝光方法,其中在该曝光步骤的第1次部份曝光步骤与第2次部份曝光步骤之间,包含切换罩幕的切换罩幕步骤。57.如申请专利范围第56项所述之曝光方法,其中于该曝光步骤,进行往多个拍摄区域投影曝光;该切换罩幕步骤,进行于对该些拍摄区域的第1次部份曝光步骤与对该些拍摄区域的第2次部份曝光步骤之间。图式简单说明:图1绘示依据本发明实施例,曝光装置的结构示意图。图2绘示依据本发明实施例,场镜与晶圆之间的结构示意图。图3绘示依据本发明第1实施例投影光学系统的透镜结构示意图。图4绘示依据本发明第1实施例横像差的示意图。图5绘示依据本发明第1实施例,拍摄区域与部份曝光区域的关系。图6绘示依据本发明第2实施例投影光学系统的透镜结构示意图。图7绘示依据本发明第2实施例横像差的示意图。图8绘示依据本发明第2实施例,拍摄区域与部份曝光区域的关系。图9绘示依据本发明第3实施例投影光学系统的透镜结构示意图。图10绘示依据本发明第3实施例横像差的示意图。图11绘示依据本发明第3实施例,拍摄区域与部份曝光区域的关系。图12绘示依据本发明第4实施例的投影光学系统的透镜结构示意图。图13绘示依据本发明第4实施例横像差的示意图。图14绘示依据本发明第5实施例的投影光学系统的透镜结构示意图。图15绘示依据本发明第5实施例横像差的示意图。图16绘示依据本发明各实施例,拍摄区域与部份曝光区域的关系。图17绘示依据本发明各实施例,相对1个晶圆上的多个拍摄区域的曝光步骤来回示意图。图18绘示依据本发明各实施例,得到做为微元件的半导体元件的制造流程。图19绘示依据本发明各实施例,得到做为微元件的液晶显示元件的制造流程。
地址 日本
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