CN111258183B - 光刻设备、确定方法和制造物品的方法 - Google Patents

光刻设备、确定方法和制造物品的方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及光刻设备、确定方法和制造物品的方法，提供了一种能够在较短时间段中检测原版的异常保持的光刻设备。该光刻设备被配置为通过使用原版在基板上形成图案，并且该光刻设备包括：被配置为保持其上形成有第一标记的原版的保持单元；被配置为拾取第一标记的图像的测量单元；和控制单元，该控制单元被配置为：在测量单元的焦点位置被调整到基准位置的情况下使得测量单元获得在由保持单元保持的原版上的第一标记的图像；并且在作为第一标记的图像的对比度的第一对比度相对于基准对比度的变化超出可允许范围时，确定原版正在被保持单元异常保持。

Description

光刻设备、确定方法和制造物品的方法
背景技术
本公开涉及光刻设备、确定方法和制造物品的方法。
技术领域
在半导体器件、微机电***(MEMS)、平板显示器或其他此类物品的制造中，作为光刻设备的示例的曝光设备将绘制在原版(母版(reticle)或掩模(mask))上的图案转印到基板(晶圆(wafer)或面板)上。由于要在基板上形成的图案变得越来越细，因此需要以更高的精度对准要转印到基板上的图案。
导致对准精度降低的原因包括夹在原版和保持该原版的原版台之间的异物。当原版被保持在原版台上而在原版和原版台之间夹有异物时，要转印到基板上的图案可能会错位。鉴于此，需要曝光设备包括能够检测到原版已经在由于所夹的异物或其他此类原因引起的异常状态下被保持在原版台上的装置。
在日本专利申请公开No.2004-186313中公开了一种曝光设备，该曝光设备被配置为通过使用测量单元测量原版的高度来确定异物的存在或不存在。在日本专利申请公开No.2004-186313中，原版的高度是从在改变测量单元的焦距的同时反复执行测量时所呈现的对比度变化中获得的。
在日本专利申请公开No.2004-186313中，原版的高度是通过在改变测量单元的焦距的同时反复执行焦点测量而测量的，因此会有需要大量时间来确定异物的存在或不存在的问题。
发明内容
因此，本发明的目标是提供能够在较短时间段中检测原版的异常保持的光刻设备、确定方法和制造物品的方法。
为了解决上述问题，根据本发明的至少一个实施例，提供有被配置为通过使用原版在基板上形成图案的光刻设备，该光刻设备包括：保持单元，该保持单元被配置为保持形成有第一标记的原版；测量单元，该测量单元被配置为拾取第一标记的图像；和控制单元，该控制单元被配置为：在测量单元的焦点位置被调整到基准位置的情况下使得测量单元获得由保持单元所保持的原版上的第一标记的图像；并且在作为第一标记的图像的对比度的第一对比度相对于基准对比度的变化超出可允许范围时，确定原版正在由保持单元异常地保持。
参考附图，本发明的进一步特征将从示例性实施例的以下描述中变得明显。
附图说明
图1是用于说明曝光设备的视图。
图2A是用于说明测量单元、原版台和保持在原版台上的原版的视图。
图2B是用于说明原版上的原版标记、原版台上的基准标记和基板台上的吸附垫(suction pad)的视图。
图3是用于示出焦点位置和标记的图像的对比度之间的关系的图形。
图4是用于说明根据本发明的第一实施例的用于原版的异常保持的确定方法的流程图。
图5是用于说明在原版已经被异常保持时出现的原版和原版台的视图。
图6是用于示出第一实施例中标记的图像的对比度变化的图形。
图7是用于说明第一实施例中的用户界面的简图。
图8是用于说明根据本发明的第二实施例的用于原版的异常保持的确定方法的流程图。
图9是用于示出由于测量单元的位置变化而引起的标记的图像的对比度变化的图形。
图10是用于说明根据本发明的第三实施例的用于原版的异常保持的确定方法的流程图。
图11是用于说明根据本发明的第四实施例的曝光设备的视图。
图12是用于说明第四实施例中的基板台的视图。
图13是用于示出第四实施例中的标记的图像的光量变化的图形。
图14是用于说明根据第四实施例的用于原版的异常保持的确定方法的流程图。
具体实施方式
参考附图详细描述了本发明的示例性实施例。在每个图中，相似的组件由相似的附图标记表示，并且其重复描述被省略。
<第一实施例>
在本发明的第一实施例中，描述了将曝光设备用作光刻设备的示例。图1是用于说明曝光设备100的视图。曝光设备100包括原版台(保持单元)2、投影光学***3、基板台5、照明光学***6、测量单元8和控制单元20。曝光设备100通过以曝光光7穿过形成有图案的原版(母版或掩模)1照射基板(晶圆)4，从而将图案转印到基板4上。在以下描述中，与投影光学***3的光轴平行的方向被定义为Z轴方向，在垂直于Z轴方向的平面上相互正交的两个方向被定义为X轴方向和Y轴方向。
从光源(未示出)发出的光穿过照明光学***6对保持在原版台2上的原版1进行照明。光源的示例包括高压水银灯和准分子激光器。当光源为准分子激光器时，不需要在曝光设备100的腔室(chamber)内提供光源，而可以在外部提供光源。要转印的图案和稍后描述的原版标记在原版1上形成。对原版1进行照明的光穿过投影光学***3到达基板4。原版1是形成有预定图案的母版或掩模，并且透射施加自照明光学***6的光。基板4是例如硅晶圆、玻璃板或薄膜状基板。
原版台2包括吸附(suck)和保持原版1的吸附装置。作为通过原版台2的吸附装置吸附原版1的方法，可以采用真空吸附法、静电吸附法或其他的吸附法。吸附装置还可以包括布置在保持面上用于将原版1保持在原版台2上的多个吸附垫。稍后将详细描述原版台2。
原版1上的图案的图像通过投影光学***3被形成和转印到施加于基板4上的感光介质(例如抗蚀剂(resist))上。基板台5包括用于保持基板4的吸附装置。作为通过吸附装置吸附基板4的方法，可以采用真空吸附法、静电吸附法或其他的吸附法。基板台5被配置为可移动的。此外，当基板台5沿着垂直于投影光学***3的光轴的平面二维地逐步移动时，重复曝光基板4上的多个发射区域(shot region)。这是被称为“步进重复(step-and-repeat)法”的曝光方法。还有被称为“步进扫描(step-and-scan)法”的曝光方法，在该曝光方法中，通过在同步原版台2和基板台5的同时执行扫描来执行曝光，而第一实施例可以被类似地应用于采用该方法的曝光设备。
测量单元8被布置在原版台2的向上的方向(Z轴正方向)上，并且测量原版1上提供的原版标记和原版台上提供的基准标记。在图1中布置了两个测量单元8，但测量单元8的数量不限于两个。稍后将详细描述测量单元8。
控制单元20控制例如曝光设备100的组件中的每个组件的操作和调整，从而控制用于在基板4上形成图案的曝光处理。控制单元20是例如现场可编程门阵列(FPGA)或其他此类可编程逻辑器件(PLD)、专用集成电路(ASIC)、内置程序的计算机，或者是可以通过组合上述类型的全部或部分来配置的信息处理设备。控制单元20包括：被配置为存储包括有程序和数据的信息的ROM；和被配置为存储用于CPU的工作区和临时数据的RAM。控制单元20还包括磁性存储设备(HDD)(未示出)，该磁性存储设备能够存储比ROM和RAM容量更大的数据。控制单元20还包括驱动器，该驱动器被配置为加载CD、DVD、存储卡或其他此类外部介质，以从外部介质读取/向外部介质写入数据。在第一实施例中，假设ROM、RAM、磁存储装置和驱动器中的至少一个被设置为存储单元，并且包括有程序和数据的信息被保持在该存储单元中。控制单元20可以(在公共的壳体中)与曝光设备100的其他部分整体地配置，也可以(在分离的壳体中)与曝光设备100的其他部分分离地配置。
接下来描述原版台2和测量单元8。图2A是用于说明测量单元8、原版台2和保持在原版台2上的原版1的视图。如图2A所示，原版标记12被布置在原版1上。另外，板13被布置在原版台2上，并且基准标记14被布置在板13上。在这种情况下，基准标记14相对于投影光学***3的光轴被布置在事先定义的基准位置处。
测量单元8还包括光接收元件9和光学元件10，并且通过原版1测量原版1上的原版标记12和原版台2上的基准标记14。测量单元8的光轴方向是沿着Z轴方向的方向，虚线指示测量单元8的焦点位置11。光接收元件9是被配置为接收来自原版标记12和基准标记14穿过光学元件10的光以获得原版标记12和基准标记14的图像的元件，其可以包括例如CCD、CMOS或其他此类图像拾取元件。光接收元件9被布置在与测量单元8的焦点位置11共轭的位置上。光学元件10包括至少两个透镜，并且将来自原版标记12和基准标记14的光成像到光接收元件9上。测量单元8通过以Z轴方向驱动至少一个光学元件10来调整焦点位置11。控制单元20通过使得测量单元8测量原版标记12和基准标记14，可以获得原版1和原版台2之间的位置关系。
图2B是用于说明原版1上的原版标记12、原版台2上的基准标记14和用作基板台5的吸附装置的吸附垫15的视图。原版1被放置在原版台2上提供的吸附垫15上，并且原版台2通过吸附垫15吸附和保持原版1。原版标记12和基准标记14可以包括具有其他特定形状的标记，这些形状包括圆形、十字形、L形、条形、方形、倒V形和山形。
现在描述在原版1被保持在原版台2上时要执行的焦点测量处理和对准处理。在焦距测量处理中，基于原版标记12的图像与基准标记14的图像的对比度来确定基准焦距位置(以下称为“基准位置”)。首先，控制单元20获得已经由测量单元8的光接收元件9所获得的原版标记12和基准标记14的图像的对比度。然后，控制单元20控制测量单元8，以便将焦点位置11调整到两个标记的图像的对比度彼此相等的位置。在这种控制下，调整焦点位置11以便使焦点位置11位于原版标记12(原版1)和基准标记14(原版台2)之间。以这种方式，将被调整使得原版标记12的图像的对比度(第一对比度)和基准标记14的图像的对比度(第二对比度)彼此相等的焦点位置11设置为基准位置。在另一种情况下，可以将焦点位置11的中间位置用作基准位置，在该中间位置处，原版标记12和基准标记14的相应对比度的曲线达到峰值。
现在描述从原版标记的图像和基准标记的图像中获得的对比度。图3是用于示出焦点位置11和标记的图像的对比度之间关系的图形。在图3的图形中，纵轴指示图像的对比度，横轴指示焦点位置11。由黑色圆圈连接的曲线指示第一对比度，由白色圆圈连接的曲线指示第二对比度。获得基准标记的曲线与原版标记的曲线的交点处的焦点位置11作为基准位置。在图3的图形中，基准位置被定义为横轴的原点(Z＝0(微米))。在图3中，将原版标记12和基准标记14设置为具有相同形状，因此基准标记的曲线和原版标记的曲线具有相同的形状。然而，原版标记12和基准标记14不限于具有相同形状的标记，即使基准标记的曲线和原版标记的曲线具有相互不同的形状，也可以应用第一实施例。
然后，在对准处理中，控制单元20基于由测量单元8获得的原版标记12和基准标记14的图像获得原版标记12和基准标记14在XY平面上的位置。然后控制单元20从原版标记12和基准标记14在XY平面上的位置中获得原版1和原版台2之间的位置关系。控制单元20控制基板台5，使得原版1的图案的图像在曝光期间基于原版1和原版台2之间的位置关系被投影在基板4上的预定位置处。
在这种情况下，通过将基准位置保持在存储单元中，控制单元20可以无需每次在原版被保持在原版台上时测量标记来获得基准位置。在有多个原版1时，可以为多个原版1中的每一个原版1测量基准位置，来为原版1中的每一个原版1保持不同的基准位置。将标识符分配到多个原版1中的每一个原版1，控制单元20可以通过保持原版1的标识符连同基准位置来获得多个原版1的相应基准位置。
接下来描述用于原版1的异常保持的确定方法。图4是用于说明根据第一实施例的用于原版1的异常保持的确定方法的流程图。用于图4中所示的确定方法的处理由控制单元20执行。控制单元20可以在对准处理之前执行用于原版1的异常保持的确定方法的处理，也可以在对准处理之后执行用于原版1的异常保持的确定方法的处理。通过在对准处理之前执行用于原版1的异常保持的确定方法的处理来获得基准位置，因此可能省略焦点测量处理。
在步骤S101中，控制单元20使得原版输送器(未示出)将原版1输送到原版台2。此时，控制单元20通过将目标位置设置到原版1上的原版标记12在Z轴方向上被叠加在基准标记14上的位置，来控制原版输送器以将原版1保持在原版台2上。在这种控制下，从原版标记12到测量单元8的光学路径与从基准标记14到测量单元8的光学路径相互重叠。
在步骤S102中，控制单元20确定是否可以获得基准位置，并且在确定可以获得基准位置时，将处理推进到步骤S103。同时，在确定无法获得基准位置时，控制单元20将处理推进到步骤S104。
在这种情况下，控制单元20在基准位置被保持在存储单元中时确定可以获得基准位置，而在基准位置未被保持在存储单元中时确定无法获得基准位置。在另一种情况下，控制单元20可以通过事先在存储单元中保持有关被保持在原版台2上的原版1的历史的信息来确定是否可以获得基准位置。即，控制单元20可确定可以获得用于已经预先被保持在原版台2上的原版1的基准位置，并且可确定无法获得用于将要首次被保持在原版台2上的原版1的基准位置。
在步骤S103中，控制单元20获得基准位置。在为多个原版1中的每一个原版1保持基准位置时，获得了步骤S101中与保持在原版台2上的原版1相对应的基准位置。
在步骤S104中，控制单元20控制测量单元8执行焦点测量处理。即，控制单元20使得测量单元8将测量单元8的焦点位置11调整到第一对比度与第二对比度彼此相等的位置，以获得基准位置。然后，控制单元20在存储单元中保持所获得的基准位置。在这种情况下，在为每个原版1保持基准位置时，控制单元20在步骤S101中也将被保持在原版台2上的原版1的标识符连同基准位置保持在存储单元中。控制单元20还可以将基准位置发送到外部信息处理设备，以允许外部信息处理设备保持基准位置。在这种情况下，在步骤S103中，控制单元20从外部信息处理设备请求基准位置，并且从外部信息处理装置接收基准位置以获得基准位置。在步骤S102中，控制单元20还向外部信息处理设备查询是否可以获得基准位置，从而确定是否可以获得基准位置。
在步骤S105中，控制单元20控制测量单元8将测量单元8的焦点位置11移动到步骤S103中获得的基准位置。测量单元8通过以Z轴方向驱动至少一个光学元件10，将焦点位置11移动到基准位置。
在步骤S106中，控制单元20使得测量单元8测量原版标记12和基准标记14，并且获得在基准位置处的第一对比度和第二对比度。
在步骤S107中，控制单元20在第二对比度(基准对比度)用作基准的情况下在基准位置处获得第一对比度的变化量。然后，控制单元20确定第一对比度的变化量是否超出事先定义的可允许范围。在确定第一对比度的变化量在可允许范围内时，控制单元20使处理结束。在确定第一对比度的变化量超出可允许范围时，控制单元20将处理推进到步骤S108。在这种情况下，第一对比度的变化量可以被设置为在基准位置处的第一对比度和第二对比度之间的比率或差值，并且在第一对比度的变化量大于预定阈值(事先定义的值)时，控制单元20可以确定第一对比度的变化量超出可允许范围。
在步骤S108中，控制单元20确定原版1正在被异常保持在原版台2上。在这种情况下，在步骤S108中确定原版1正在被异常保持在原版台2上时，控制单元20可以中断或取消用于对基板4进行曝光的曝光处理(用于在基板4上形成图案的处理)。控制单元20也可以通过用户界面输出错误。
接下来描述了原版1正在被异常保持在原版台2上的情况。图5是用于说明在原版1已经被异常保持时出现的原版1和原版台2的视图。当异物16粘附在原版1或吸附垫15上时，异物16被夹在原版台2(吸附垫15)和被保持在原版台2上的原版1之间。因此，相比于原版1被正常保持而没有异物16的位置，原版1被保持在以向上的方向(Z轴正方向)移位(displace)的位置，从而以向上的方向(Z轴正方向)移位原版标记12的位置。当原版标记12被向上移位时，相对于焦点位置11的第一对比度被改变。在这种情况下，原版1被异常地保持在原版台2上指的是例如原版1在异物被夹在原版1和原版台2之间的情况下被保持在原版台2上的状态。然而，本发明不限于这种状态，并且原版1被异常地保持在原版台2上包括原版1不能被正常地保持在原版台2上，或者原版1以异常方式被保持在原版台2上。例如，原版1被异常地保持在原版台2上也包括原版1由于吸附垫15或原版1的变形而引起的以异常方式被保持在原版台2上。
图6是用于示出第一实施例中标记的图像的对比度变化的图形。当原版1已经被异常地保持时，与原版1被正常保持的情况相比，关于原版标记12的曲线被以横轴方向移动。在图6中，示出了当在原版1上的原版标记12被向上移位的情况下测量原版标记12时所呈现的原版标记12和基准标记14的图像的对比度。与图3的曲线相比，第一对比度被改变是在于基准位置(Z＝0)处第一对比度被降低。同时，第二对比度因为未被原版1的异常保持所影响而没有改变。这允许在将第二对比度用作基准的情况下获得第一对比度的变化。因此，在步骤S107中，控制单元20可以通过确定基准位置处的第一对比度和第二对比度之间的差值或比率是否超出事先定义的可允许范围来确定原版1是否正在被异常地保持在原版台2上。
在这种情况下，在步骤S107中，控制单元20可以通过将在基准位置处的第一对比度(基准对比度)作为基准来获得在基准位置处的第一对比度的变化量，该第一对比度在步骤S104中获得基准位置时呈现。即，可以将第一对比度的变化量设置为在步骤S104中获得基准位置时呈现的第一对比度与在步骤S107中测量原版标记12时呈现的第一对比度之间的差值或比率。在这种情况下，在步骤S104中，控制单元20在存储单元中保持在基准位置处的第一对比度。
如上所述，在异物16粘附在原版1或吸附垫15上时，异物16被夹在原版台2(吸附垫15)和被保持在原版台2上的原版1之间。此时，原版标记12的位置被以向上的方向(Z轴正方向)移位。另外，更靠近夹着异物16的吸附垫15的原版标记12在向上的方向上呈现更大的位移量，并且第一对比度的变化量变大。因此，控制单元20可以基于原版标记12和吸附垫15的位置以及原版标记12的第一对比度的变化量的大小来识别夹着异物16的吸附垫15。
在这种情况下，在步骤S108中，在通过用户界面输出错误时，控制单元20可以在用户界面上显示用于识别夹着异物16的吸附垫15的信息。图7是用于说明第一实施例中的用户界面的简图。在图7中说明的示例中，两个左和右原版标记12中的右原版标记12的对比度变化量为12％，这指示其超过了10％的阈值。图7中说明的示例还指示，有可能异物16可被夹在四个吸附垫15中靠近右侧的原版标记12的两个吸附垫15(2号和4号)处。在第一实施例中，识别了夹着异物16的两个吸附垫15，但是在对应于相应吸附垫15的原版标记12在一对一的基础上被布置时，也可以识别涉及异常保持的一个吸附垫。
如上所述，根据第一实施例，可能通过确定原版标记的图像的对比度的变化是否在可允许范围内，以在较短的时间段中检测原版的异常保持。
<第二实施例>
接下来描述根据本发明的第二实施例的光刻设备。要注意的是，以下未提及的事项可以遵循第一实施例。在第二实施例中描述了这样的实施例：在该实施例中，使用指示焦点位置11和第一对比度之间的关系的信息以基于第一对比度的变化来检测原版1的异常保持。
在图6中，当改变第一对比度时，整个曲线以横轴方向移动而不改变曲线的形状。因此，可以通过使用基准位置(Z＝0)处的第一对比度的变化量和指示焦点位置11和第一对比度之间的关系的信息(第一对比度信息)来获得整个曲线在横轴方向上的移动量。简而言之，可以获得焦点位置11相对于原版标记12的变化量。在所获得的焦点位置11的变化量超出事先定义的可允许范围时，可能确定原版1正在被异常地保持在原版台2上。
鉴于前述内容，在第二实施例中，第一对比度的变化量和第一对比度信息被用于检测原版1的异常保持。
图8是用于说明根据第二实施例的用于原版的异常保持的确定方法的流程图。图8的流程图在步骤S201至步骤S203与图4的流程图不同。因此，省略其他步骤的描述。
在步骤S201中，控制单元20获得从存储单元预先获得的第一对比度信息。在这种情况下，控制单元20在原版1被正常保持在原版台2上的情况下改变焦点位置11的同时测量原版标记12，并且在存储单元中保持第一对比度信息。作为用于保持第一对比度信息的格式，第一对比度信息作为焦点位置11和第一对比度的离散数据集被保持在存储单元中。作为用于保持第一对比度信息的格式，也可以使用有关通过将焦点位置11用作变量的高斯函数或高阶函数对离散数据集进行近似而获得的函数的信息。当对比度的变化较小时，也可以使用有关通过将焦点位置11用作变量的线性函数对离散数据集进行近似而获得的函数的信息。第一对比度信息也可以通过仿真获得。在另一种情况下，外部信息处理设备可以保持第一对比度信息。在这种情况下，控制单元20从外部信息处理设备获得第一对比度信息。
在步骤S202中，控制单元20使得测量单元8测量原版标记12，并且在基准位置处获得第一对比度。在这种情况下，不需要控制单元20测量基准标记14和获得第二对比度。
在步骤S203中，控制单元20通过使用在步骤S201中获得的第一对比度信息和在步骤S202中获得的基准位置处的第一对比度，获得焦点位置11相对于原版标记12的变化量。即，控制单元20获得图6所示的关于原版标记12的曲线相对于图3所示的关于原版标记12的曲线在横轴方向上的移动量。然后，控制单元20确定焦点位置11相对于原版标记12的变化量是否超出事先定义的可允许范围，并且在确定该变化量在可允许范围内时，使处理结束。在确定该变化量超出可允许范围时，控制单元20将处理推进到步骤S108。
如上所述，根据第二实施例，可能通过使用焦点位置和原版标记的图像的对比度之间的关系来确定焦点位置11相对于原版标记12的变化是否在可允许范围内，以在较短的时间段中检测原版的异常保持。
<第三实施例>
接下来描述根据本发明的第三实施例的光刻设备。要注意的是，以下未提及的事项可以遵循第一实施例和第二实施例。在第三实施例中描述了这样的实施例：在该实施例中，考虑到由于测量单元8的位置位移引起的第一对比度的变化来检测原版1的异常保持。第三实施例中的测量单元8被配置为可在XY平面内移动。在测量原版标记12和基准标记14时，测量单元8被移动到图1所示的位置，但是在执行曝光处理时，测量单元8被移动到与曝光光7的光学路径间隔开的退避(retract)位置。在这种情况下，在测量单元8被再次移动到用于测量原版标记12和基准标记14的位置时，测量单元8在Z轴方向上的位置可能相对于原版台2被移位。即，有可能在测量基准位置时呈现的测量单元8在Z轴方向上相对于原版台2的相对位置与在确定原版1的异常保持时呈现的测量单元8在Z轴方向上相对于原版台2的相对位置相互不同。不仅在原版1正在被异常保持时，而且在测量单元8在Z轴方向上相对于原版台2的相对位置被改变时，第一对比度都被改变。因此，基于测量单元8在Z轴方向上的位置不改变的假设，有可能在基于第一对比度的变化来确定原版1的异常保持时错误地确定原版1的异常保持。
图9是用于示出由于测量单元8的位置变化而引起的标记的图像的对比度变化的图形。当测量单元8在Z轴方向上的位置被改变时，与图3的曲线图相比，第一对比度曲线和第二对比曲线被改变。这是因为测量单元8在Z轴方向上的位置已经被向下改变。因此，即使当原版1未被异常保持时，也可能在测量单元8的位置在Z轴方向上被改变时改变在基准位置处的第一对比度。
鉴于前述内容，在第三实施例中，考虑到由于测量单元8的位置变化引起的第一对比度的变化来检测原版1的异常保持。
图10是用于说明根据第三实施例的用于原版的异常保持的确定方法的流程图。图10的流程图在步骤S301至步骤S303与图4的流程图不同。因此，省略其他步骤的描述。
在步骤S301中，控制单元20以与步骤S201中相同的方式获得事先从存储单元获得的第一对比度信息。另外，控制单元20获得事先从存储单元获得的指示焦点位置11和第二对比度之间的关系的信息(第二对比度信息)。在这种情况下，控制单元20在原版1被正常保持在原版台2上的情况下改变焦点位置11的同时测量基准标记14，并且在存储单元中保持第二对比度信息。在这种情况下，作为用于保持第二对比度信息的格式，第二对比度信息作为焦点位置11和第二对比度的离散数据集被保持在存储单元中。作为用于保持第二对比度信息的格式，也可以使用有关通过将焦点位置11用作变量的高斯函数或高阶函数对离散数据集进行近似而获得的函数的信息。当对比度的变化较小时，也可以使用有关通过将焦点位置11用作变量的线性函数对离散数据集进行近似而获得的函数的信息。第二对比度信息也可以通过仿真获得，而不需要实际测量对比度。在另一种情况下，外部信息处理设备可以保持第二对比度信息。在这种情况下，控制单元20从外部信息处理设备获得第二对比度信息。
在步骤S302中，控制单元20通过使用第一对比度信息和第二对比度信息来校正基准位置处的基准标记14和原版标记12的图像的对比度变化。首先，控制单元20通过使用在步骤S301中获得的第一对比度信息和在步骤S106中获得的在基准位置处的第一对比度，获得焦点位置11相对于原版标记12的变化量。即，控制单元20获得图9所示的关于原版标记12的曲线在横轴方向上相对于图3所示的关于原版标记12的曲线的移动量。
接下来，控制单元20通过使用在步骤S301中获得的第二对比度信息和在步骤S106中获得的在基准位置处的第二对比度，获得焦点位置11相对于基准标记14的变化量。即，控制单元20获得图9所示的关于基准标记14的曲线在横轴方向上相对于图3所示的关于基准标记14的曲线的移动量。
接下来，控制单元20校正焦点位置11相对于原版标记12的变化量，以便取消焦点位置11相对于基准标记14的变化量。例如，在已经将关于基准标记14的曲线在横轴上向右(正方向)移动时，控制单元20校正关于原版标记12的曲线以便将该曲线在横轴上向左(负方向)移动。然后，控制单元20通过使用关于原版标记12的已校正曲线来校正基准位置(Z＝0)处的第一对比度。
然后，控制单元20校正焦点位置11相对于基准标记14的变化量，以便取消焦点位置11相对于基准标记14的变化量。例如，在已经将关于基准标记14的曲线在横轴上向右(正方向)移动时，控制单元20校正关于基准标记14的曲线以便将该曲线在横轴上向左(负方向)移动。然后，控制单元20通过使用关于基准标记14的已校正曲线来校正基准位置(Z＝0)处的第二对比度。
在步骤S303中，控制单元20参考在步骤S302中校正的第二对比度(基准对比度)，获得在步骤S302中校正的第一对比度的变化量。然后，控制单元20确定第一对比度的变化量是否超出事先定义的可允许范围。在确定第一对比度的变化量在可允许范围内时，控制单元20使处理结束。在确定第一对比度的变化量超出可允许范围时，控制单元20将处理推进到步骤S108。另外，控制单元20可以参考在从事先获得的第一对比度信息获得的基准位置处的第一对比度，以获得在步骤S302中校正的第一对比度的变化量。
在步骤S302中，当测量单元8在Z轴方向上相对于原版台2的位置变化较大时，控制单元20可以确定该焦点异常。例如，控制单元20确定焦点位置11相对于基准标记14的变化量是否在可允许范围内。当焦点位置11相对于基准标记14的变化量超出可允许范围时，控制单元20也可以通过用户界面输出错误以使处理结束。
根据第三实施例的用于原版的异常保持的确定方法可以单独使用，但是也可以与根据第一实施例或第二实施例的用于原版的异常保持的确定方法组合使用。即，在执行根据第一实施例或第二实施例的用于原版的异常保持的确定方法之后确定原版1正在原版台2上被异常保持时，可以执行根据第三实施例的用于原版的异常保持的确定方法。
如上所述，根据第三实施例，可能通过确定原版标记的图像的对比度的变化是否在可允许范围内，在较短的时间段中检测到原版的异常保持。另外，可以考虑由于测量单元8的位置变化引起的第一对比度的变化，因此可能抑制对原版的异常保持的错误检测。
<第四实施例>
接下来描述根据本发明的第四实施例的光刻设备。要注意的是，以下未提及的事项可以遵循第一实施例至第三实施例。在第四实施例中描述了这样的实施例：在该实施例中，基于第一光量的变化，使用指示焦点位置11和第一光量之间的关系的信息来检测原版1的异常保持。
图11是用于说明根据第四实施例的光刻设备的视图。第四实施例中的曝光设备100包括在基板台5上的板21和被配置为测量基板台5内部的光量的光接收元件22。
图12是用于说明在第四实施例中的基板台5的视图。板21被布置在基板台5上，并且提供有用于光量测量的基准标记24。光接收元件22被布置在基板台5的内部，并且在板21和基准标记24的下方。
用于光量测量的原版标记12在原版1的照亮区域中提供，并且原版标记12被照亮光学***6照亮，从而在投影光学***3的基板侧形成原版标记12的图像25。
考虑到投影光学***3的成像放大率，将原版标记12和基准标记24设计为使得原版标记12的图像25和基准标记24具有相同的形状。因此，在原版标记12的图像25和基准标记24被布置在相互共轭的位置时，原版标记12的图像25和基准标记24相互叠加，并且来自原版标记12的图像25的光通过基准标记24的开口部分透射。透射光23的光量由布置在板21下方的光接收元件22测量。当基准标记24变得更靠近形成原版标记12的图像25的焦点位置时，通过其透射的光量增加，并且由光接收元件22测量的光量增加。在第四实施例中，原版标记12的图像25和基准标记24被设置为具有相同的形状，但是原版标记12的图像25和基准标记24可以具有不同的形状，只要从这些形状中能够获得在基板台上的板21和原版1之间的位置关系即可。
另外，基板台5被配置为可移动的，因此可能移动布置在基板台5上/中的板21、基准标记24和光接收元件22。因此，控制单元20可以在驱动基板台5的同时测量来自光接收元件22的光量，并且可以基于所测量的光量来检测焦点位置。
现在描述用于检测焦点位置的处理。在用于检测焦点位置的处理中，基于由光接收元件22测量的光量来确定基准焦点位置(以下称为“基准位置”)。首先，控制单元20在沿Z轴方向驱动基板台5的同时获得由光接收元件22测量的光23的光量。然后，控制单元20通过将基板台5的基准位置设置为所获得的光量被最大化的位置，以控制基板台5。控制单元20还将在基准位置处测量的光23的光量设置为基准光量。
现在描述由光接收元件22测量的光量。图13是用于示出基板台5在Z轴方向上的位置与由光接收元件22测量的光量之间的关系的图形。在图13的图形中，纵轴指示由光接收元件22测量的光量，而横轴指示基板台5在Z轴方向上的位置。获得基板台5的基准位置作为基板台5上光量被最大化所处的位置。在图13的图形中，基准位置被定义为横轴的原点(Z＝0(微米))。在第一实施例中的对比度的情况下，获得第一对比度和第二对比度的两条曲线。然而，在第四实施例中，将通过基准标记24的开口部分透射的光23的光量设置为纵轴，因此获得该光量的一条曲线。
在这种情况下，通过将基准位置保持在存储单元中，控制单元20可以无需每次在原版1被保持在原版台2上时测量该标记来获得基准位置。在有多个原版1时，可以为多个原版1中的每一个原版1测量成像位置，来为原版1中的每一个原版1保持不同的成像位置。将标识符分配给多个原版1中的每一个原版1，控制单元20通过保持原版1的标识符连同基准位置来获得多个原版1的相应基准位置。
接下来描述用于原版1的异常保持的确定方法。如图5所示，当异物16被夹在原版1和原版台2(吸附垫15)之间以使原版1的位置以向上的方向(Z轴正方向)移位时，形成原版标记12的图像25的焦点位置也被移位。在那种情况下，整个曲线在横轴方向上被移动而不改变图13中的曲线的形状。因此，通过使用基准位置(Z＝0)处的光量的变化量和指示焦点位置和光量之间的关系的信息(光量信息)，可以获得整个图线在横轴方向上的移动量。简而言之，可以获得焦点位置相对于原版标记12的图像25的变化量。当所获得的焦点位置的变化量超出事先定义的可允许范围时，可能确定原版1正在被异常保持在原版台2上。
图14是用于说明根据第四实施例的用于原版1的异常保持的确定方法的流程图。图14的流程图在步骤S401至步骤S405与图4的流程图不同。因此，省略其他步骤的描述。
在步骤S401中，控制单元20控制基板台5和光接收元件22以执行焦点测量处理。即，控制单元20将基板台5驱动到由光接收元件22测量的光23的光量被最大化的位置，从而获得基准位置。
在步骤S402中，控制单元20控制基板台5以将基板台5在Z轴方向上的位置移动到在步骤S103中获得的基准位置。
在步骤S403中，控制单元20从存储单元获得事先获得的光量信息。在这种情况下，控制单元20在原版1被正常保持在原版台2上的情况下改变基板台5在Z轴方向上的位置的同时，通过光接收元件22测量光量，并在存储单元中保持光量信息。
在步骤S404中，控制单元20使得光接收元件22测量光23的光量，并且获得基准位置处的光量。
在步骤S405中，控制单元20通过使用在步骤S403中获得的光量信息和在步骤S404中获得基准位置处的光量，以获得形成原版标记12的图像25的焦点位置的变化量。即，控制单元20获得图13所示的关于光量的曲线在横轴上的移动量。然后，控制单元20确定形成原版标记12的图像25的焦点位置的变化量是否超出事先定义的可允许范围，并且当确定该变化量在可允许范围内时，使处理结束。当确定该变化量超出可允许范围时，控制单元20将处理推进到步骤S108。
如上所述，根据第四实施例，可能通过使用焦点位置和光量之间的关系确定形成原版标记12的图像25的焦点位置的变化是否在可允许范围内，以在较短的时间段内检测原版的异常保持。
(制造物品的方法)
根据本发明的制造物品的方法适合于制造物品，例如，半导体器件、磁性存储介质、液晶显示器件或其他这此类器件。该制造方法包括通过使用曝光设备对于施加有光敏剂的基板进行曝光(在基板上形成图案)，以及对所曝光的基板进行显影(处理基板)。该制造方法还可以包括执行氧化、膜形成、气相沉积、掺杂、平坦化、蚀刻、抗蚀剂剥离、切割、接合、封装以及其他此类已知的处理。与相关技术相比，根据本发明的制造物品的方法在物品的性能、质量、生产率和生产成本中的至少一项是有利的。
以上描述了本发明的示例性实施例，但是应当理解的是，本发明不限于那些实施例，并且在不偏离本发明的精神的情况下可以对其进行各种修改和改变。曝光设备已经被描述作为光刻设备的示例，但是本发明不限于此。
作为光刻设备的示例，可以使用压印设备，该压印设备被配置为通过使用具有不平坦图案的模具(图案或模板)在基板上形成压印材料的图案。作为光刻设备的另一示例，可以使用被配置为执行模制的平坦化设备，以便通过使用具有平坦部分而没有不平坦图案的模具(平坦模板)来对基板上的组合物进行平坦化。作为光刻设备的又一示例，可以使用被配置为使用带电粒子束(例如，电子束或离子束)穿过带电粒子光学***在基板上执行绘制以在基板上形成图案的绘制设备或其他此类设备。
第一至第四实施例不仅可以单独实现，还可以以第一至第四实施例的任意组合来实现。
根据本发明的至少一个实施例，可能提供能够在较短的时间段中检测原版的异常保持的光刻设备、确定方法以及制造物品的方法。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以便包含所有此类修改以及等同的结构和功能。

Claims (16)

1.一种被配置为通过使用原版在基板上形成图案的光刻设备，其特征在于，所述光刻设备包括：
保持单元，所述保持单元包括第二标记并且被配置为保持所述原版，第一标记形成于所述原版上；
测量单元，所述测量单元被配置为拾取所述第一标记的图像和所述第二标记的图像；和
控制单元，所述控制单元被配置为：
确定在多个原版中包括的第一原版上形成的第一标记与所述第二标记之间的基准位置；
使所述测量单元在所述测量单元的焦点位置被调整到所述基准位置的状态下获得在所述第一原版上形成的第一标记的第一图像；
获得在所述第一原版上形成的第一标记的第一图像的基准对比度；
在所述多个原版中包括的第二原版由所述保持单元保持的情况下，使所述测量单元在所述测量单元的焦点位置被调整到所述基准位置的状态下获得在所述第二原版上形成的第一标记的第二图像；
获得在所述第二原版上形成的第一标记的第二图像的第一对比度；
确定所述第一对比度相对于所述基准对比度的变化是否超出可允许范围；以及
在所述变化超出可允许范围的情况下，确定所述第二原版正在由所述保持单元异常保持。
2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述第一对比度的变化包括所述第一对比度和所述基准对比度之间的比率和差值中的一者。
3.根据权利要求1所述的光刻设备，
其中，所述保持单元被配置为保持所述原版，以使得从所述第一标记到所述测量单元的光的光路和从所述第二标记到所述测量单元的光的光路相互重叠。
4.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述第一标记和所述第二标记具有相同的形状。
5.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述控制单元被配置为：在所述第一对比度相对于所述第二对比度的所述变化超出所述可允许范围时确定所述原版正在被所述保持单元异常保持，所述第一对比度已经基于指示所述测量单元的焦点位置和所述第一对比度之间的关系的第一对比度信息被校正，所述第二对比度已经基于指示所述测量单元的焦点位置和所述第二对比度之间的关系的第二对比度信息被校正。
6.一种被配置为通过使用原版在基板上形成图案的光刻设备，其特征在于，所述光刻设备包括：
保持单元，所述保持单元被配置为保持所述原版，第一标记形成于所述原版上，
投影光学***，所述投影光学***被配置为投影所述第一标记的图像；
可移动的台，第二标记形成于所述台上；
测量单元，所述测量单元被配置为测量穿过所述第二标记透射的光的光量；和
控制单元，所述控制单元被配置为：
在所述第二标记被定位在基准位置的情况下，获得穿过所述第二标记透射的光的基准光量，其中在多个原版中包括的第一原版上形成的第一标记已经被投影在所述第二标记上，所述基准位置是在所述第一原版上形成的第一标记的第一图像被形成的焦点位置；
在所述多个原版中包括的第二原版由所述保持单元保持的情况下，使所述测量单元在所述第二标记被所述台定位在基准位置的状态下测量穿过所述第二标记透射的光的第一光量，在所述第二原版上形成的第一标记的第二图像已经被投影在所述第二标记上；
确定所述第一光量相对于所述基准光量的变化是否超出可允许范围；以及
在所述变化超出可允许范围的情况下，确定所述第二原版正在被所述保持单元异常保持。
7.根据权利要求6所述的光刻设备，其中，所述光量的变化包括所测量的光量和所述基准光量之间的比率和差值中的一者。
8.根据权利要求6所述的光刻设备，其中，所述控制单元被配置为：基于由所述测量单元在所述台正在沿着所述投影光学***的光轴方向被移动的状态下测量的光量来获得所述基准位置。
9.根据权利要求6所述的光刻设备，其中，所述第一标记和所述第二标记具有相同的形状。
10.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述控制单元被配置为：在确定所述原版正在被所述保持单元异常保持时，执行用于在所述基板上形成所述图案的处理的中断和取消之一。
11.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述控制单元被配置为：在确定所述原版正在被所述保持单元异常保持时，通过用户界面输出错误。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的光刻设备，其中，所述控制单元被配置为：在确定所述原版正在被所述保持单元异常保持时，通过用户界面输出用于识别涉及所述异常保持的吸附垫的信息。
13.一种确定方法，所述确定方法确定在由光刻设备在基板上形成图案时要使用的原版是否正在被保持单元异常保持，其特征在于，所述确定方法包括：
确定在多个原版中包括的第一原版上形成的第一标记与所述保持单元的第二标记之间的基准位置；
在测量单元的焦点位置被调整到所述基准位置的状态下获得在所述第一原版上形成的第一标记的第一图像；
获得基准对比度，所述基准对比度是在所述第一原版上形成的第一标记的第一图像的对比度；
在所述多个原版中包括的第二原版由所述保持单元保持的情况下，在所述测量单元的焦点位置被调整到所述基准位置的状态下获得在所述第二原版上形成的第一标记的第二图像；
获得在所述第二原版上形成的第一标记的第二图像的第一对比度；
确定所述第一对比度相对于所述基准对比度的变化是否超出可允许范围；以及
在所述变化超出可允许范围的情况下，确定所述第二原版正在由所述保持单元异常保持。
14.一种制造物品的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定在基板上形成图案时要使用的原版是否正在被保持单元异常保持；
通过使用所述原版在基板上形成图案；
处理在形成过程中所述图案形成于其上的所述基板；以及
从所处理的基板制造物品，
其中，所述确定包括：
确定在多个原版中包括的第一原版上形成的第一标记与在所述保持单元上形成的第二标记之间的基准位置；
在测量单元的焦点位置被调整到所述基准位置的状态下获得在所述第一原版上形成的第一标记的第一图像；
获得基准对比度，所述基准对比度是在所述第一原版上形成的第一标记的第一图像的对比度；
在所述多个原版中包括的第二原版由所述保持单元保持的情况下，在所述测量单元的焦点位置被调整到所述基准位置的状态下获得在所述第二原版上形成的第一标记的第二图像；
获得在所述第二原版上形成的第一标记的第二图像的第一对比度；
确定所述第一对比度相对于所述基准对比度的变化是否超出可允许范围；以及
在所述变化超出可允许范围的情况下，确定所述第二原版正在由所述保持单元异常保持。
15.一种确定方法，所述确定方法确定在由光刻设备在基板上形成图案时要使用的原版是否正在被保持单元异常保持，其特征在于，所述确定方法包括：
在第二标记被定位在基准位置的情况下，获得由测量单元测量的穿过第二标记透射的光的基准光量，其中第一标记的第一图像已被投影在所述第二标记上，所述测量单元用于测量穿过在可移动台上形成的第二标记透射的光的光量，所述基准位置是第一标记的第一图像被形成的焦点位置，所述第一标记被形成在多个原版中包括的第一原版上；
在所述多个原版中包括的第二原版由所述保持单元保持的情况下，在所述第二标记被定位在所述基准位置的状态下测量穿过所述第二标记透射的光的第一光量，在所述第二原版上形成的第一标记的第二图像已经被投影在所述第二标记上；
确定所述第一光量相对于所述基准光量的变化是否超出可允许范围；以及
在所述变化超出可允许范围的情况下，确定所述第二原版正在被所述保持单元异常保持。
16.一种制造物品的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定在基板上形成图案时要使用的原版是否正在被用于保持原版的保持单元异常保持；
通过使用光刻设备在基板上形成图案；
处理在形成过程中所述图案形成于其上的所述基板；以及
从所处理的基板制造物品，
其中所述确定包括：
在第二标记被定位在基准位置的情况下，获得由测量单元测量的穿过第二标记透射的光的基准光量，其中第一标记的第一图像已被投影在所述第二标记上，所述测量单元用于测量穿过在可移动台上形成的第二标记透射的光的光量，所述基准位置是第一标记的第一图像被形成的焦点位置，所述第一标记被形成在多个原版中包括的第一原版上；
在所述多个原版中包括的第二原版由所述保持单元保持的情况下，在所述第二标记被定位在所述基准位置的状态下测量穿过所述第二标记透射的光的第一光量，在所述第二原版上形成的第一标记的第二图像已经被投影在所述第二标记上；
确定所述第一光量相对于所述基准光量的变化是否超出可允许范围；以及
在所述变化超出可允许范围的情况下，确定所述第二原版正在被所述保持单元异常保持。
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