TW202028693A - 測量裝置、測量系統、曝光裝置及測量方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之移動體之控制方法，包含：使可在XY平面內移動之移動體(22)往Y軸方向移動，並同時使從標記檢測系(50)照射之測量束一邊對設在載置於該移動體(22)之晶圓(W)之複數個格子標記之中之一部分格子標記往Y軸方向掃描一邊檢測該一部分格子標記之步驟；測量測量束在一部分格子標記上之照射位置之步驟；以及根據照射位置之測量結果使測量束與移動體(22)在X軸方向相對移動，且一邊使測量光往Y軸方向掃描一邊檢測其他格子標記之步驟。

Description

測量裝置、測量系統、曝光裝置及測量方法
本發明係關於一種移動體之控制方法、曝光方法、元件製造方法，及曝光裝置，更詳細而言，係關於載置設有複數個標記之物體之移動體之控制方法、包含該移動體之控制方法之曝光方法、使用該曝光方法之元件製造方法、包含載置設有複數個標記之物體之移動體之移動體裝置、及具備該移動體裝置之曝光裝置。
以往，在製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等電子元件(微元件)之微影製程，使用步進掃描方式之投影曝光裝置(所謂掃描步進器(亦稱為掃描器))等。
在此種曝光裝置，由於例如在晶圓或玻璃板(以下，統稱為「晶圓」)上重疊形成複數層圖案，因此進行用以使已形成在晶圓上之圖案、與光罩或標線片(以下，統稱為「標線片」)具有之圖案成為最佳相對位置關係之操作(所謂對準)。又，作為在此種對準使用之對準系(感測器)，已知有可藉由使測量光掃描設在晶圓之格子標記(追隨晶圓W之移動)迅速地進行該格子標記之檢測者(例如，參照專利文獻1)。
此處，為了提升重疊精度，較佳為，進行多數格子標記之位置測量，具體而言，較佳為，正確且快速進行設定在晶圓上之所有照射區域之格子標記之位置測量。
專利文獻1：美國專利第8593646號說明書
第1形態之移動體之控制方法，包含：使移動體往第1軸之方向移動，並同時使從標記檢測系照射之測量光一邊對設在載置於該移動體之物體之複數個標記之中之第1標記往該第1軸之方向掃描一邊檢測該第1標記之動作；測量該第1標記與該測量光之位置關係之動作；以及根據測量之該位置關係調整該測量光與該移動體在與該第1軸交叉之第2軸之方向之相對位置之動作。
第2形態之曝光方法，包含：藉由第1形態之移動體之控制方法控制載置設有複數個標記之物體之該移動體之動作；以及一邊根據該複數個標記之檢測結果控制該移動體在該二維平面內之位置、一邊使用能量束在該物體形成既定圖案之動作。
第3形態之元件製造方法，包含：使用第2形態之曝光方法使基板曝光之動作；以及使已曝光之該基板顯影之動作。
第4形態之移動體裝置，具備：移動體，可在包含第1軸及與該第1軸交叉之第2軸之二維平面內移動；標記檢測系，使測量光對設在載置於該移動體之物體之複數個標記往該第1軸之方向掃描；以及控制系，一邊使該移動體往該第1軸之方向移動、一邊使用該標記檢測系進行該標記之檢測；該控制系，檢測該複數個標記之中之第1標記，且測量該第1標記與該測量光之位置關係，根據測量之該位置關係調整該測量光與該移動體在與該第1軸交叉之第2軸之方向之相對位置。
第5形態之曝光裝置，包含：第4形態之移動體裝置，在該移動體載置設有複數個標記之物體；以及圖案形成裝置，使用能量束在載置於該二維平面內之位置根據該複數個標記之檢測結果被控制之該移動體之該物體形成既定圖案。
(第1實施形態) 以下，根據圖1~圖11說明第1實施形態。
圖1係概略顯示第1實施形態之曝光裝置10之構成。曝光裝置10為步進掃描方式之投影曝光裝置，即所謂掃描器。如後述，本實施形態中，設有投影光學系16b，在以下，設與此投影光學系16b之光軸AX平行之方向為Z軸方向、在與其正交之面內標線片R與晶圓W相對掃描之方向為Y軸方向、與Z軸及Y軸正交之方向為X軸方向，並以繞X軸、Y軸、及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別為θx、θy、及θz方向進行說明。
曝光裝置10具備照明系12、標線片載台14、投影單元16、包含晶圓載台22之晶圓載台裝置20、多點焦點位置測量系40、對準系50、及此等之控制系。圖1中，在晶圓載台22上載置有晶圓W。
照明系12，例如美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等所揭示，包含光源與具有具備光學積分器之照度均一化光學系及標線片遮板(皆未圖示)之照明光學系。照明系12藉由照明光(曝光用光)IL以大致均一照度照明標線片遮板(遮罩系統)設定(限制)之標線片R上之X軸方向長之狹縫狀照明區域IAR。作為照明光IL，使用例如ArF準分子雷射光(波長193nm)。
在標線片載台14上藉由例如真空吸附固定有在圖案面(圖1中下面)形成有電路圖案之標線片R。標線片載台14可藉由包含例如線性馬達等之標線片載台驅動系32(圖1中未圖示，參照圖6)在XY平面內微幅驅動，且能以既定掃描速度驅動於掃描方向(圖1中紙面內左右方向即Y軸方向)。標線片載台14在XY平面內之位置資訊(包含θz方向之旋轉量資訊)，係藉由包含例如干涉儀系統(或者編碼器系統)之標線片載台位置測量系34以例如0.5~1nm程度之解析能力隨時測量。標線片載台位置測量系34之測量值傳送至主控制裝置30(圖1中未圖示，參照圖6)。主控制裝置30根據標線片載台位置測量系34之測量值算出標線片載台14在X軸方向、Y軸方向及θz方向之位置，且根據該算出結果控制標線片載台驅動系32，藉此控制標線片載台14之位置(及速度)。又，圖1中雖未圖示，但曝光裝置10具備用以進行形成在標線片R上之標線片對準標記之位置檢測之標線片對準系18(參照圖6)。作為標線片對準系18，可使用例如美國專利第5646413號說明書、美國專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示之構成之對準系。
投影單元16配置在標線片載台14之圖1中下方。投影單元16包含鏡筒16a、收納在鏡筒16a內之投影光學系16b。作為投影光學系16b，使用例如由沿著與Z軸方向平行之光軸AX排列之複數個光學元件(透鏡元件)構成之折射光學系。投影光學系16b例如兩側遠心且具有既定投影倍率(例如，1/4、1/5或1/8等)。因此，藉由照明系12照明標線片R上之照明區域IAR時，藉由通過圖案面與投影光學系16b之第1面(物體面)大致一致配置之標線面R之照明光IL，透過投影光學系16b(投影單元16)將該照明區域IAR內之標線片R之電路圖案之縮小像(電路圖案之一部分縮小像)形成在配置在投影光學系16b之第2面(像面)側、在表面塗布有光阻(感應劑)之晶圓W上之與該照明區域IAR共軛之區域(以下，稱為曝光區域)IA。接著，藉由標線片載台14與晶圓載台22之同步移動，使標線片R相對於照明區域IAR(照明光IL)往掃描方向(Y軸方向)移動，且使晶圓W相對於曝光區域IA(照明光IL)往掃描方向(Y軸方向)移動，藉此進行晶圓W上之一個照射區域(區劃區域)之掃描曝光，在該照射區域轉印標線片R之圖案。亦即，本實施形態中，藉由照明系12、標線片R及投影光學系16b在晶圓W上產生圖案，藉由照明光IL進行之晶圓W上之感應層(光阻層)之曝光在晶圓W上形成該圖案。
晶圓載台裝置20具備配置在基座28上方之晶圓載台22。晶圓載台22包含載台本體24、搭載於該載台本體24上之晶圓台26。載台本體24係藉由固定在其底面之未圖示之非接觸軸承、例如空氣軸承，透過數μm程度之間隙支承在基座28上。載台本體24可藉由包含例如線性馬達(或者平面馬達)之晶圓載台驅動系36(圖1中未圖示，參照圖6)相對於基座28驅動於水平面內3自由度方向(X、Y、θz)。晶圓載台驅動系36包含將晶圓台26相對於載台本體24在6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)微幅驅動之微小驅動系。晶圓台26之6自由度方向之位置資訊係藉由例如包含干涉儀系統(或者編碼器系統)之晶圓載台位置測量系38以例如0.5~1nm程度之解析能力隨時測量。晶圓載台位置測量系38之測量值傳送至主控制裝置30(圖1中未圖示，參照圖6)。主控制裝置30根據晶圓載台位置測量系38之測量值算出晶圓台26在6自由度方向之位置，且根據該算出結果控制晶圓載台驅動系36，藉此控制晶圓台26之位置(及速度)。主控制裝置30亦根據晶圓載台位置測量系38之測量值控制載台24在XY平面內之位置。
此處，在晶圓W上之各照射區域，作為對準系50之檢測對象，形成有至少一個圖2(a)所示之格子標記GM。此外，格子標記GM，實際上，形成在各照射區域之刻劃線內。
格子標記GM包含第1格子標記GMa與第2格子標記GMb。第1格子標記GMa由反射型繞射光柵構成，該反射型繞射光柵，係在XY平面內往相對於X軸呈45˚之角度之方向(以下，方便上，稱為α方向)延伸之格子線於XY平面內在與α方向正交之方向(以下，方便上稱為β方向)以既定間隔(既定間距)形成之以β方向為週期方向之反射型繞射光柵。第2格子標記GMb由往β方向延伸之格子線在α方向以既定間隔(既定間距)形成之以α方向為週期方向之反射型繞射光柵。第1格子標記GMa與第2格子標記GMb係以在Y軸方向之位置相同之方式在X軸方向連續(相鄰)配置。此外，圖2(a)中，為了方便圖示，格子間距係圖示成遠大於實際上之間距。其他圖中之繞射光柵亦相同。此外，間距P1與間距P2亦可為相同值，亦可為不同值。又，圖2(a)中，第1格子標記GMa與第2格子標記GMb雖相接，但亦可不相接。
返回圖1，多點焦點位置測量系40為例如與美國專利第5448332號說明書等所揭示相同構成之測量晶圓W在Z軸方向之位置資訊之斜入射方式之位置測量裝置。多點焦點位置測量系40，配置在配置於投影單元16之－Y側之對準系50之更－Y側。由於多點焦點位置測量系40之輸出用於後述自動聚焦裝置，因此以下將多點焦點位置測量系40稱為AF系40。
AF系40具備將複數個檢測光束照射至晶圓W表面之照射系、與接受來自晶圓W表面之該複數個檢測光束之反射光之受光系(皆未圖示)。AF40之複數個檢測點(檢測光束之照射點)雖省略圖示，但沿著X軸方向以既定間隔配置在被檢測面上。本實施形態中，配置成例如1列M行(M為檢測點之總數)或2列N行(N為檢測點之總數之1/2)之矩陣狀。受光系之輸出供應至主控制裝置30(參照圖6)。主控制裝置30根據受光系之輸出求出晶圓W表面在上述複數個檢測點之Z軸方向之位置資訊(面位置資訊)。本實施形態中，AF系40形成之面位置資訊之檢測區域(複數個檢測點之配置區域)，如圖8(a)~圖8(c)中附加與AF系40相同之符號所示，係設定成往X軸方向延伸之帶狀區域。又，AF系40之檢測區域在X軸方向之長度，係設定成與設定在至少晶圓W上之一個照射區域之X軸方向之長度同等。
主控制裝置30，在曝光動作之前，使晶圓W相對於AF系40之檢測區域往Y軸及/或X軸方向適當移動，根據此時之AF系40之輸出求出晶圓W之面位置資訊。主控制裝置30對設定在晶圓W上之所有照射區域進行上述面位置資訊之取得，使其結果與晶圓台26之位置資訊產生關聯，儲存為聚焦映射(focus mapping)資訊。
對準系50，如圖3所示，具備包含物鏡62之對物光學系60、照射系70、及受光系80。
照射系70具備射出複數個測量光L1, L2之光源72、配置在測量光L1, L2之光路上之可動鏡74、使可動鏡74反射之測量光L1, L2之一部分朝向晶圓W反射，使其餘部分穿透之半反射鏡(分束器)76、配置在穿透(通過)半反射鏡76之測量光L1, L2之光路上之光束位置檢測感測器78等。
光源72將不會使塗布在晶圓W(參照圖1)之光阻感光之寬帶之波長之一對測量光L1, L2往－Z方向射出。此外，圖3中，測量光L2之光路與測量光L1之光路在紙面內側重疊。本第1實施形態中，作為測量光L1, L2係使用例如白色光。
作為可動鏡74，本實施形態中，使用例如公知之電流鏡。可動鏡74中，用以反射測量光L1, L2之反射面可繞與X軸平行之軸線旋動(旋轉)。可動鏡74之旋動角度由主控制裝置30(圖3中未圖示，參照圖6)。關於可動鏡74之角度控制將於後述。此外，只要可控制測量光L1, L2之反射角，亦可使用電流鏡以外之光學構件(例如稜鏡等)。
半反射鏡76與可動鏡74不同，位置(反射面之角度)被固定。被可動鏡74之反射面反射之測量光L1, L2之一部分，在光路被半反射鏡76往－Z方向彎折後，透過對物透明板62大致垂直射入形成在晶圓W上之格子標記GM。此外，圖3中，可動鏡74相對於Z軸以45˚之角度傾斜，來自可動鏡74之測量光L1, L2之一部分被半反射鏡76反射向與Z軸平行之方向。又，圖3中，在光源72與對物透明板62間之測量光L1, L2之光路上僅配置有可動鏡74與半反射鏡76，但即使可動鏡74相對於Z軸以45˚以外之角度傾斜之情形，亦以從對物透明板62射出之測量光L1, L2大致垂直射入形成在晶圓W上之格子標記GM之方式構成照射系70。此情形，亦可在光源72與對物透明板62間之測量光L1, L2之光路上配置與可動鏡74、半反射鏡76不同之至少另一個光學構件。通過(穿透)半反射鏡76之測量光L1, L2透過透鏡77射入光束位置檢測感測器78。光束位置檢測感測器78具有例如PD(Photo Detector)陣列、或者CCD(Charge Coupled Device)等光電轉換元件，其成像面配置在與晶圓W表面共軛之面上。
此處，如圖2(a)所示，以從光源72射出之測量光L1, L2之中測量光L1照射至第1格子標記GMa上、測量光L2照射至第2格子標記GMb上之方式設定測量光L1, L2之間隔。此外，於對準系50，當可動鏡74之反射面之角度改變時，反應可動鏡74之反射面角度，測量光L1, L2之各個在格子標記GMa, GMb(晶圓W)上之入射(照射)位置即於掃描方向(Y軸方向、第1方向)變化(參照圖2(a)中之白箭頭)。又，與測量光L1, L2在格子標記GM上之位置變化連動，在光束位置檢測感測器78上之測量光L1, L2之入射位置亦變化。光束位置檢測感測器78之輸出供應至主控制裝置30(圖3中未圖示，參照圖6)。主控制裝置30可根據光束位置檢測感測器78之輸出求出在晶圓W上之測量光L1, L2之照射位置資訊。
此處，對準系50，如圖1所示，較上述AF系40配置在＋Y側，因此對準系50之檢測區域(檢測點)，如圖8(a)~圖8(c)中附加與對準系50相同之符號所示，相對於AF系40之檢測區域配置在＋Y側。然而，並不限於此，此等檢測區域亦可在Y軸方向重複。
對物光學系60具備物鏡62、檢測器側透鏡64、及格子板66。在對準系50，在格子標記GM位於對物光學系60之正下方之狀態下，當測量光L1照射至第1格子標記GMa(參照圖2(a))時，以從第1格子標記GMa產生之測量光L1為依據之複數個(與白色光所含之複數個波長之光對應之複數個)±1次繞射光±L3射入物鏡62。同樣地，當測量光L2照射至第2格子標記GMb(參照圖2(a))時，以從第2格子標記GMb產生之測量光L2為依據之複數個±1次繞射光±L4射入物鏡62。±1次繞射光±L3, ±L4分別被物鏡62彎折光路，射入配置在物鏡62上方之檢測器側透鏡64。檢測器側透鏡64，使±1次繞射光±L3, ±L4分別聚光於配置在該檢測器側透鏡64上方之格子板66上。
在格子板66，如圖4所示，形成有往Y軸方向延伸之讀出用繞射光柵Ga, Gb。讀出用繞射光柵Ga，係與格子標記GMa(參照圖2(a))對應之以β方向為週期方向之穿透型繞射光柵。讀出用繞射光柵Gb，係與格子標記GMb(參照圖2(a))對應之以α方向為週期方向之穿透型繞射光柵。此外，本實施形態中，讀出用繞射光柵Ga之間距係設定成與格子標記GMa之間距實質上相同。又，讀出用繞射光柵Gb之間距係設定成與格子標記GMb之間距實質上相同。
受光系80具備檢測器84及藉由如後述以測量光L1, L2為依據之繞射光(±L3, ±L4)彼此之干涉將與成像在格子板66(讀出用繞射光柵Ga, Gb)上之像(干涉條紋)對應之光導向檢測器84之光學系86等。
成像在讀出用繞射光柵Ga, Gb上之像(干涉條紋)所對應之光，係透過光學系86具有之反射鏡86a導向檢測器84。本實施形態之對準系50，作為測量光L1, L2使用白色光，與此對應地光學系86具有分光稜鏡86b。來自格子板66之光透過分光稜鏡86b分光成例如藍、綠、及紅之各色。檢測器84具有與上述各色對應獨立設置之光偵測器PD1~PD3。檢測器84具有之光偵測器PD1~PD3分別之輸出供應至主控制裝置30(圖3中未圖示，參照圖6)。
作為一例，從光偵測器PD1~PD3分別之輸出可獲得圖5所示之波形訊號(干涉訊號)。主控制裝置30(參照圖6)從上述訊號之相位藉由運算求出格子標記GMa, GMb分別之位置。亦即，本實施形態之曝光裝置10(參照圖1)，藉由對準系50與主控制裝置30(分別參照圖6)構成用以求出形成在晶圓W之格子標記GM之位置資訊之對準裝置。
主控制裝置30(參照圖6)，在使用對準系50進行格子標記GM之位置測量時，如圖3之雙箭頭所示，一邊使格子標記GM(亦即晶圓W)相對於對準系50往Y軸方向驅動，一邊藉由控制可動鏡74使測量光L1, L2追隨格子標記GM往Y軸方向掃描(參照圖2(a))。藉此，由於格子標記GM與格子板66往Y軸方向相對移動，因此藉由以測量光L1為依據之繞射光彼此之干涉、及以測量光L2為依據之繞射光彼此之干涉，使干涉條紋分別成像(形成)在格子板66具有之讀出用繞射光柵Ga, Gb上。成像在格子板66上之干涉條紋，如上述，被檢測器84檢測。檢測器84之輸出供應至主控制裝置30。此外，圖5(a)所示之波形，係根據格子標記GMa, GMb與讀出用繞射光柵Ga, Gb(參照圖4)之相對移動產生，與照射至格子標記GMa, GMb上之測量光L1, L2之位置無關地產生。是以，格子標記GMa, GMb(亦即晶圓載台22)之移動與測量光L1, L2之掃描亦可不完全地同步(速度嚴格一致)。
此處，本實施形態中，以一邊使格子標記GM往Y軸方向移動一邊追隨該格子標記GM之方式使測量束之照射點往Y軸方向移動，因此藉由下述明之方法求出格子標記GM在晶圓W上之位置之絕對值。此外，在如以往從對準系50照射之測量束之照射點在XY平面內之位置固定時，可根據對準系之輸出(與圖5(a)相同之波形)之中心求出格子標記GM之位置之絕對值。
主控制裝置30，與圖5(a)所示之波形(以下，稱為第1波形)獨立地，產生圖5(b)所示之波形(以下，稱為第2波形)。在第1波形及第2波形所示之訊號，為測量束與讀出用繞射光柵Ga, Gb與格子標記GM之重疊產生之訊號。此處，第1波形之橫軸為晶圓台26之Y座標值，相對於此，第2波形之橫軸，係根據對準系50之光束位置檢測感測器78與晶圓載台位置測量系38之輸出求出之測量束之Y位置與晶圓台26之Y座標值之差。亦即，第1波形及第2波形皆在測量束在掃描方向橫越一個格子標記GM時輸出，取橫軸之方法不同。其中第1波形表示藉由在格子標記GM產生之既定次數之繞射光、例如±1次繞射光彼此之干涉成像在讀出用繞射光柵Ga及Gb上之干涉條紋所得之週期訊號，表示測量束整體在強度一定之既定期間(圖5(a)中網底之範圍)位於格子標記GM內(亦即測量束之一部分未到達格子標記GM之端部)。
另一方面，第2波形係藉由從測量束之光束位置減去晶圓載台之位置表示在格子標記GM之某種程度之位置及其形狀。具體而言，此第2波形之包絡線表示測量束與晶圓上之格子標記GM之重疊，從此包絡線之始點至終點表示格子標記GM之概略位置與形狀。此外，第2波形之包絡線之中始點與終點之中間點表示格子標記GM之中央。
主控制裝置30，藉由運算從第2波形之中心位置求出格子標記之大致位置(粗略位置)。作為該運算，可使用例如第2波形之訊號強度上升之邊緣部分藉由切片法等公知方法求出。
接著，主控制裝置30，從第1波形(相位)藉由例如高速傅立葉轉換等公知方法求出標記位置。此時，主控制裝置30僅使用測量束完全位於格子標記GM內之資料(圖5(a)中網底範圍內之資料)。
圖5(c)係格子標記GM之絕對值之計算方法之概念圖。圖5(c)中，縱軸方向短之複數條線(短線)意指由第1波形假設之格子標記GM之位置，此複數條短線之各個與圖5(a)中第1波形之峰值對應。此外，圖5(c)中，代表性地記載接近後述長線之6條短線，但實際上會出現更多短線。又，圖5(c)中，縱軸方向長之1條線(長線)意指由第2波形求出之格子標記GM之粗略位置(例如上述格子標記GM之中央位置)，最接近此長線(格子標記GM之粗略位置)之短線(標記位置之後補)成為晶圓W上之格子標記GM之絕對值(在格子標記GM中央之絕對位置)。
此外，由於本實施形態中對準系50使測量束往Y軸方向掃描，因此可藉由上述方法求出格子標記GM在Y軸方向之絕對值，但為了求出在X軸方向之絕對值，例如只要使晶圓W(格子標記GM)與對準系50往X軸方向相對移動即可(後述第2實施形態亦相同)。
具體而言，使測量束與格子標記GM相對地蛇行(進行往與X軸及Y軸交叉之方向(例如相對於X軸與Y軸成為＋45˚及－45˚之方向)之移動)使測量束掃描X軸方向以檢測格子標記GM之邊緣部分。或者，與Y軸方向同樣地，只要以可檢測格子標記GM之邊緣部分之方式使測量束與格子標記GM在X軸方向相對移動即可。此外，使測量束與格子標記GM相對地蛇行使測量束掃描X軸方向以檢測格子標記GM之邊緣部分之動作，亦可以例如形成在後述第1照射區域且對準系50最先測量之格子標記GM(第1格子標記)為對象進行。或者，使測量束掃描X軸方向以檢測格子標記GM之邊緣部分之動作，亦可以例如形成在後述第1照射區域且對準系50最先測量之格子標記GM(第1格子標記)為對象進行。此外，亦可使一對格子標記GMa, GMb之週期方向不正交而稍微錯開。
接著，使用圖7所示之流程圖說明使用圖1之曝光裝置10之曝光動作。以下說明之曝光動作，在主控制裝置30(參照圖6)之管理下進行。
主控制裝置30，在步驟S10，將曝光對象之晶圓W裝載在晶圓載台22(分別參照圖1)。此時，晶圓載台22定位在基座28(參照圖1)上之既定裝載位置。
當晶圓裝載結束時，主控制裝置30，在下一個步驟S12，進行AF系40、及對準系50之第1次校正。本實施形態中，第1次校正，如圖8(a)所示，係使用晶圓載台22具有之第1測量標記(基準標記)WFM1進行。本實施形態之晶圓載台22，晶圓W保持在配置在晶圓台26(參照圖1)之上面中央之晶圓保持具(未圖示)，第1測量標記WFM1配置在晶圓台26上面之晶圓保持具外側之區域且＋Y側及－X側之位置。又，在晶圓台26上面之晶圓保持具外側之區域且－Y側及＋X側之位置配置有進行後述第2次校正時使用之第2測量標記WFM2。
在第1及第2測量標記WFM1, WFM2上分別形成有用以進行AF系40之校正之基準面、及用以進行對準系50之校正之基準標記(分別未圖示)。第1及第2測量標記WFM1, WFM2之構成，除了配置不同之點外實質上相同。
主控制裝置30，為了第1次校正動作，驅動晶圓載台22將第1測量標記WFM1定位在AF系40、及對準系50之正下方之位置。此外，亦可在使晶圓載台22位於上述裝載位置之狀態下，以第1測量標記WFM1位在AF系40、及對準系50之正下方之方式設定裝載位置。
在本步驟S12之校正動作，主控制裝置30，使用第1測量標記WFM1之基準面進行AF系40之校正，且使對準系50測量第1測量標記WFM1上之基準標記。接著，主控制裝置30，根據對準系50之輸出與晶圓載台位置測量系38之輸出求出對準系50(之檢測中心)在XY平面內之位置資訊。用以進行對準系50之校正之基準標記，與形成在晶圓W上之格子標記GM(參照圖2(a))實質上相同。
當第1次校正結束時，主控制裝置30，在下一個步驟S14，開始對準測量、及面位置測量。因此，主控制裝置30，驅動晶圓載台22，將第1照射區域定位成位於AF系40、及對準系50之正下方。此處，第1照射區域係意指檢測對象之所有照射區域中、最先進行對準測量及面位置測量之照射區域，本實施形態中，為例如排列在最－X側之複數個照射區域之中、最＋Y側之照射區域。
此處，本實施形態中，由於AF系40之檢測區域相對於對準系50之檢測區域配置在－Y側，因此相較於形成在照射區域內之格子標記GM先求出該照射區域之面位置資訊。接著，主控制裝置30，根據上述面位置資訊與預先就各層分別求出之偏移值控制晶圓台26在Z軸方向之位置及姿勢(θx方向及θz方向之傾斜)，藉此使對準系50之對物光學系60聚焦於檢測對象之格子標記GM。本實施形態中，上述偏移值係意指以對準系50之訊號強度(干涉條紋之對比)成為最大之方式調整晶圓台26之位置及姿勢時所得之AF系40之測量值。如上述，本實施形態中，使用在對準系50進行之格子標記GM之檢測前一刻所得之晶圓W之面位置資訊，大致即時進行晶圓台26之位置及姿勢之控制。此外，亦可與格子標記GM之位置測量並行，接受來自位置測量對象之格子標記GM之光以進行晶圓W之面位置檢測。
接著，根據圖9之流程圖說明在步驟S14進行之對準動作。
主控制裝置30，在步驟S30，使用對準系50(參照圖1)測量形成在第1照射區域內之格子標記GM(參照圖2(a))。此外，將形成在第1照射區域內之格子標記GM稱為「第1標記」。此處，在上述步驟S10之晶圓裝載時晶圓W未正確地載置在晶圓載台22上之既定設計上之位置時(包含有旋轉偏移時)，對準系50無法檢測格子標記GM。
因此，主控制裝置30，在無法檢測第1照射區域內之格子標記GM時(在步驟S32判定否)，進到步驟S34，進行晶圓W之搜尋對準動作。搜尋對準動作，係使用例如形成在晶圓W之外周緣部之缺口、或者形成在晶圓W上之搜尋標記(皆未圖示)進行，主控制裝置30，根據該搜尋對準動作之結果控制晶圓載台22之位置(包含θz方向之旋轉)返回步驟S30。在檢測出第1照射區域內之格子標記GM時，進到步驟S36。
此外，在上述步驟S32，在無法檢測晶圓W上之第1照射區域內之格子標記GM時(在步驟S32判定否)，亦可拋棄該晶圓W。此情形，主控制裝置30將晶圓載台22驅動至既定卸載位置(亦可與裝載位置共通)，將晶圓W從晶圓載台22移除，且返回步驟S10，在該晶圓載台22上載置另一個晶圓。
此外，在步驟S30之前，亦可使用例如對準系50粗略地(以比步驟S14之對準測量粗略之精度)測量晶圓W上之既定(例如任意之數處)照射區域內之格子標記GM或上述搜尋標記之位置(稱為「事前測量步驟」)。藉由此事前處理，可更高精度地把握裝載在晶圓載台22之晶圓W之位置資訊，可抑制在上述步驟S32無法檢測晶圓W上之第1照射區域內之格子標記GM之事態。此外，在此事前測量步驟之格子標記GM或搜尋標記亦可包含在上述「第1標記」。
在步驟S36，主控制裝置30根據對準系50輸出，使用上述方法(參照圖5(a)~圖5(c))求出格子標記GM之位置之絕對值。主控制裝置30根據該格子標記GM之位置資訊與上述校正動作(參照步驟S12)求出之對準系50之位置資訊，求出從對準系50照射之測量束在X軸方向之中心與格子標記GM在X軸方向之中心之偏移量。
此處，測量束在X軸方向之中心與格子標記GM在X軸方向之中心之「偏移量」，較佳為，作為格子標記GM在－Y方向之端部之「偏移量」求出，但亦可在格子標記GM在Y軸方向之任意位置求出。例如，亦可作為格子標記GM在Y軸方向之中央附近之「偏移量」求出。又，測量束在X軸方向之中心與格子標記GM在X軸方向之中心之「偏移量」，亦可考慮從格子標記GM在＋Y方向之端部(亦即，測量束通過格子標記GM之始點)之軌跡。
接著，主控制裝置30，在步驟S38判定在步驟S36求出之結果(偏移量)是否大於既定容許值。藉由此判定，若偏移量為容許值以上(在步驟S38判定否)，則進到步驟S40。相對於此，若偏移量不滿容許值(在步驟S38判定是)，則進到步驟S42。
在步驟S42，主控制裝置30，對應在步驟S36求出之偏移量，如圖10所示，使晶圓載台22與從對準系50照射之測量束在晶圓W上之照射點往X軸方向相對移動，藉此一邊修正測量束在格子標記GM上之照射點之位置、一邊進行第二個檢測對象之格子標記GM之位置測量。此外，第二個以後之檢測對象之複數個格子標記GM之中至少一個與本實施形態中「第2標記」對應。此外，圖10中之格子標記GM，實際上雖使用上述圖2(a)所示之格子標記GM，但亦可使用與X軸和Y軸正交之圖10所示之格子標記GM。
修正此晶圓載台22之X位置之控制，係為了使從對準系50射出之測量束與第二個以後之檢測對象之格子標記GM之中心一致而進行，因此以下稱為追蹤控制。此處，第二個檢測對象之格子標記GM亦可形成在第1照射區域內，亦可形成在其他照射區域內。又，主控制裝置30，亦可反應在上述步驟S36求出之偏移量，推定第二個以後之檢測對象之格子標記GM之中心位置。
此外，圖10中，雖描繪藉由測量束相對於晶圓W往－X方向及－Y方向、接著往＋X方向及－Y方向移動，以測量束相對於晶圓W蛇行之方式掃描，但本實施形態中，實際上晶圓載台22一邊相對於測量束(對準系50)往＋X方向或－X方向微幅移動、一邊往＋Y方向移動。此外，由於只要晶圓載台22相對於測量束(對準系50)往X軸方向移動即可，因此亦可使對準系50能往X軸方向移動，測量束相對於往Y軸方向移動之晶圓W往＋X方向或－X方向微幅驅動，亦可使晶圓W與測量束(對準系50)兩者適當地往＋X方向或－X方向微幅驅動。
藉由使晶圓載台22往＋Y方向驅動，形成在第1行(最靠－X側之行)所含之複數個照射區域之格子標記GM之位置測量結束時，主控制裝置30，如圖8(b)之箭頭所示，使晶圓載台22相對於對準系50往－X方向移動一個照射區域之距離，且使晶圓載台22往－Y方向移動(在Y軸方向使移動方向反轉)，藉此進行分別形成在第2行所含之複數個照射區域之格子標記GM(參照圖2(a))之位置測量。以下，藉由適當地切換晶圓載台22往－X方向之移動、與往＋Y或－Y方向之移動，進行所有檢測對象之格子標記GM之位置測量。此外，往X軸方向及Y軸方向之移動次數可依據設定在晶圓上之照射區域之數及配置適當地變更。
此處，由於藉由檢測結果之平均化(所謂移動平均)可降低裝置振動之影響，因此較佳為格子標記之檢測時間更長。相對於此，本實施形態中，由於一邊使晶圓W相對於對準系50(更詳細而言，對準系50具有之讀出用繞射光柵Ga, Gb(參照圖4))移動一邊進行格子標記GM之檢測，因此不易確保較長之檢測時間。因此，將晶圓載台22往Y軸方向驅動以進行一行所含之複數個格子標記之位置測量時，主控制裝置30，以下術方式控制晶圓載台22之速度。
主控制裝置30，使第1照射區域內之格子標記GM(用以求出上述位置偏移量之格子標記GM)之測量速度(晶圓載台22之移動速度及測量束之掃描速度)較之後之格子標記GM之測量速度慢。例如，主控制裝置30進行在測量第1照射區域內之格子標記GM(相當於第1標記)後使晶圓載台22之移動速度增加之控制。更具體而言，一邊使晶圓載台22以第1速度移動一邊測量第1照射區域內之格子標記GM後，使從＋Y方向依序排列之檢測對象之格子標記GM(相當於第2標記)之測量速度逐漸增加。此外，一邊使晶圓載台22以第1速度移動一邊測量第1照射區域內之格子標記GM(第1標記)後，亦可使晶圓載台22之移動速度增加至第2速度為止，測量之後之格子標記GM(第2標記)。藉此，可確保用以求出上述位置偏移量之格子標記GM之較長檢測時間，可更正確地球出上述位置偏移量，同時可縮短晶圓載台22移動之距離，因此可縮短測量時間。此外，並不限於此，例如亦可使進行第1行照射區域所含之檢測對象之格子標記GM之位置測量時之測量速度較進行第2行以後之格子標記GM之位置測量時之測量速度慢。
又，排列在各行內之複數個格子標記GM之位置測量時，亦可使測量順序最後之格子標記GM(或者包含最後之格子標記GM之複數個格子標記GM)之測量速度較之前之格子標記GM之測量速度慢。本實施形態中，如上述，由於在格子標記GM之位置測量時切換晶圓載台22往＋Y方向之移動與往－Y方向之移動，因此在該切換時必須使晶圓載台22在Y軸方向減速。與此並行地，藉由使在各行之測量順序最後之格子標記GM之測量速度變慢，可提升該格子標記GM之測量精度，同時可縮短晶圓載台22移動之距離，因此可縮短測量時間。
主控制裝置30，當形成在最後一行(本實施形態中，最靠＋X側之行)所含之最終照射區域(行數為奇數時，最靠－Y側之照射區域，行數為偶數時，最靠＋Y側之照射區域)之格子標記GM之位置測量結束時(在步驟S44判定是)，進到圖7之步驟S16，進行第二次校正。在第二次校正，主控制裝置30，適當驅動晶圓載台22，如圖8(c)所示，使第2測量標記WFM2位於AF系40及對準系50之正下方。之後，使用第2測量標記WFM2進行多點焦點位置測量系40及對準系50之第二次校正。
此外，上述說明中，在步驟S36(參照圖9)使用第1照射區域之格子標記GM(亦即一個格子標記GM)求出偏移量，根據其結果適當修正晶圓載台22之X位置(參照步驟S42，及圖10)，但並不限於此，亦可測量包含第1照射區域之複數個照射區域之格子標記GM(或者第1照射區域內之複數個格子標記GM)之位置，根據其結果修正晶圓載台22之X位置。此情形，例如測量複數個格子標記，根據其結果藉由運算將晶圓載台22之移動軌跡作為函數(例如1次函數)求出即可。
又，第1照射區域之位置可適當變更，未必要最靠－X側且＋Y側之照射區域(第1測量標記WFM1附近之照射區域)，亦可使用例如晶圓W內側之照射區域之格子標記。又，亦可例如使用第1照射區域內之格子標記GM周圍(例如既定半徑r內所含)之複數個格子標記藉由運算將晶圓載台22之移動軌跡作為函數(例如1次函數)求出。
此處，進行上述晶圓W上之格子標記GM之位置測量時，主控制裝置30，與晶圓載台22往＋Y或－Y方向之驅動連動地使對準系50之可動鏡74往返複數次(依據一行所含之檢測對象標記之數)。此時，主控制裝置30，如圖11所示，將可動鏡74之驅動波形控制成鋸齒狀。具體而言，圖11中，在t1 ~t2 間、t5 ~t6 間，為了使測量束掃描驅動可動鏡74，在t3 ~t4 間、t7 ~t8 間，為了使可動鏡74返回初始位置驅動可動鏡74。如上述，相較於使測量束與格子標記GM同步地往Y軸方向追隨時之可動鏡74之速度，使可動鏡74返回時之可動鏡74之速度變快。藉此，在檢測對象之格子標記GM間之間隔狹窄之情形亦能因應。
第二次校正結束時，主控制裝置30，進到步驟S18，根據在步驟S14取得之AF系40之輸出求出各照射區域之面位置之分布資訊，且根據對準系50之測量結果藉由例如增強全域對準(EGA)等方法求出各照射區域之排列座標。主控制裝置30依據上述面位置資訊及EGA運算之結果一邊驅動晶圓載台22一邊對各照射區域進行步進掃描方式之曝光動作。此步進掃描方式之曝光動作與一直以來者相同，因此省略其詳細說明。
根據以上說明之本第1實施形態之曝光裝置10，由於係因應對準系50之測量束對最初之格子標記GM之照射位置之偏移，修正之後之格子標記GM測量時晶圓載台22之位置，因此可確實地求出檢測對象之格子標記GM之位置資訊。
又，本實施形態之對準系50，使晶圓W(晶圓載台22)往Y軸方向移動，並同時使測量光L1, L2對格子標記GM(分別參照圖3)往Y軸方向掃描，因此能與晶圓載台22往曝光開始位置之移動動作並行地進行該格子標記GM之位置測量動作，該晶圓載台22往曝光開始位置之移動動作係例如在晶圓W裝載於晶圓載台22上後進行。此時，在晶圓載台22之移動路徑上預先配置對準系50較佳。藉此，可縮短對準測量時間，提升整體之產率。
又，本實施形態之對準系50，以追隨往掃描方向移動之晶圓W(格子標記GM)之方式掃描測量光，因此可長時間測量。因此，由於可取得所謂輸出之移動平均，因此可降低裝置振動之影響。又，假設作為對準系之受光系使用影像感測器(例如，CCD等)檢測線與空間狀之標記時，追隨往掃描方向移動之晶圓W掃描測量光時，即無法檢測與掃描方向完全平行之線以外之像(像會變形)。相對於此，本實施形態，藉由使來自格子標記GM之繞射光干涉，進行該格子標記GM之位置測量，因此可確實地進行標記檢測。
又，本實施形態之對準系50，作為檢測器84，對應白色光即測量光L1, L2，具有例如三個光偵測器PD1~PD3(分別為藍色光、綠色光、紅色光用)。因此，例如在晶圓對準前使用白色光檢測形成在晶圓W上之重疊標記(未圖示)，預先求出干涉條紋之對比成為最高之光之顏色，藉此可決定上述例如三個光偵測器PD1~PD3之中何者之輸出最適於用在晶圓對準。
(第2實施形態) 接著說明第2實施形態之曝光裝置。本第2實施形態之曝光裝置與上述第1實施形態之曝光裝置10僅晶圓載台上之測量標記之位置不同，因此僅說明以下不同點，關於具有與第1實施形態相同之構成及功能之要素，使用與第1實施形態相同之符號，省略其說明。
上述第1實施形態中，如圖8(a)等所示，在晶圓載台22配置有例如二個測量標記WFM1, WFM2，相對於此，如圖12(a)~圖12(d)所示，在本第2實施形態之晶圓載台122，在未圖示之晶圓保持具(圖12(a)~圖12(d)中與晶圓W重疊)之＋Y側配置有一個測量標記。以下，使用圖13所示之流程圖說明本第2實施形態之曝光動作。
主控制裝置30，在步驟S50將晶圓W裝載於晶圓載台122上(參照圖12(a))。在上述第1實施形態，在晶圓W裝載後一刻進行校正動作，相對於此，本第2實施形態中，在晶圓W裝載後，進到步驟S52，將晶圓載台22在XY平面內適當驅動，進行檢測對象之所有格子標記GM之位置測量。
在本第2實施形態中格子標記GM之位置測量動作，進行與第1實施形態相同之追蹤處理。亦即，如表示圖13之步驟S52之具體例之圖14之流程圖所示，在步驟S70進行第1照射之格子標記GM(相當於第1標記)之位置測量，其結果，無法檢測格子標記GM時(在步驟S72判定否)，進到步驟S74記進行搜尋對準動作，返回步驟S70重新進行第1照射之格子標記GM之位置測量。相對於此，可進行第1照射之格子標記GM之位置測量時(在步驟S72判定是)，進到步驟S76，求出測量束在格子標記GM上之位置偏移量。又，若在步驟S76求出之位置偏移量不滿容許值(在步驟S78判定是)，則進到圖13之步驟S54。相對於此，在位置偏移量為容許值以上時(在步驟S78判定否)，則進到步驟S80，重新進行第1照射之格子標記GM之位置測量。
返回圖13，在步驟S54，與第1實施形態相同，如圖10所示，使測量束與晶圓W往X軸方向(抵銷上述位置偏移之方向)相對移動，且將晶圓W往Y軸方向驅動。對準系50(參照圖3)一邊以追隨晶圓W往Y軸方向之移動之方式將測量束照射至晶圓W上、一邊進行檢測對象之格子標記GM之位置測量。又，亦並行進行使用AF系40之晶圓W之面位置測量(聚焦映射動作)。
在下一個步驟S56，主控制裝置30，與上述格子標記GM之位置測量動作並行地，根據晶圓載台位置測量系38之輸出判斷對準系50之檢測區域與測量標記WFM在XY平面內之位置是否一致。其結果，當對準系50之檢測區域與測量標記WFM在XY平面內之位置一致時，進到步驟S58，在格子標記GM之位置測量動作及聚焦映射動作中斷後，在下一個步驟S60，進行AF系40及對準系50之校正動作。
接著，在校正動作結束時進到步驟S62，主控制裝置30再次開始格子標記GM之位置測量動作及聚焦映射動作。接著，當最終照射之格子標記GM之位置測量結束時(在步驟S64判定是)，在步驟S66，開始步進掃描方式之曝光動作。在以上說明之第2實施形態，亦可獲得與上述第1實施形態相同之效果。
此外，上述第1及第2實施形態之包含追蹤控制之晶圓載台22及其控制方法可適當變更。例如，上述第1及第2實施形態中，在無法檢測第1照射區域之格子標記GM時(在步驟S32, S72判定否)，雖進行搜尋對準，但並不限於此，亦可在晶圓裝載後(步驟S10與步驟S14間之任意期間、或者步驟S50與步驟S54間之任意期間)執行搜尋對準。又，上述第1及第2實施形態中，亦可執行上述事前測量步驟。
又，上述第1及第2實施形態中，如圖2(a)所示，雖照射與格子標記GMa, GMb之各個對應之測量光L1, L2，但並不限於此，例如圖2(b)所示，亦可將往X軸方向延伸之(寬廣之)單一測量光L1照射至格子標記GMa, GMb。
又，上述第1及第2實施形態中，如圖2(a)所示，格子標記GMa, GMb雖沿著X軸方向排列，但並不限於此，例如圖2(c)所示，格子標記GMa, GMb亦可沿著Y軸方向排列。此情形，藉由使單一測量光L1依序(或相反)掃描格子標記GMa, GMb，可求出格子標記GM在XY平面內之位置。
又，上述第1及第2實施形態中，從對準系50射出之測量光L1, L2雖垂直射入格子標記GM，但並不限於此，亦可成既定角度(亦即傾斜)射入格子標記GM。例如圖15(a)所示，以入射角θ1 使波長λ之測量光L射入格子間距p之格子標記GM時，從格子標記GM產生繞射角θ2 之繞射光L’。此處，由於λ/p=sin(θ1 )＋sin(θ2 )成立，因此藉由圖15(a)所示之斜入射方式，即使為數值孔徑NA相同之光學系，相較於使測量光L垂直射入格子標記GM之情形，可進行更細間距之格子標記GM之位置測量。
此處，上述第1及第2實施形態中，由於藉由使來自格子標記GM之一對繞射光干涉進行格子標記GM之位置測量，因此在使用圖15(a)所示之斜入射方式之情形，亦如圖15(b)所示，為了進行格子標記GM(參照圖15(a))在正交二軸方向之位置測量，合計從四方向將測量光L照射至格子標記GM。此處，圖15(b)係顯示在物鏡62之光瞳面之像(光之方向)之圖。如上述，本實施形態之格子標記GM(參照圖2)，以相對於X軸及Y軸呈例如45˚之方向之α或β方向週期方向，因此測量光L之入射方向及繞射光L’之出射方向亦同樣地成為α或β方向。此外，測量對象之格子標記之週期方向亦可為與X軸及Y軸平行之方向，在此情形，如圖15(c)所示，使測量光L射入與X軸及Y軸平行之方向。此情形，繞射光L’往與X軸及Y軸平行之方向射出。
又，上述第1實施形態之對準系50之受光系80，雖藉由分光稜鏡86b分光成白色光，但並不限於此，如圖16所示之受光系380般，亦可使用複數個分光濾鏡386將白色光朝向對應各色(例如，藍、綠、黃、紅、紅外光)配置之光偵測器PD1~PD5分光。
又，照明光IL並不限於ArF準分子雷射光(波長193nm)，亦可為KrF準分子雷射光(波長248nm)等紫外光、或者F2 雷射光(波長157nm)等真空紫外光。例如美國專利第7023610號說明書所揭示，作為真空紫外光，亦可使用將從DFB半導體雷射或光纖雷射振盪之紅外域或可見光域之單一波長雷射光以例如摻雜有鉺(或鉺與鐿之兩者)之光纖放大器增幅，使用非線性光學結晶波長轉換成紫外光之諧波。又，照明光IL之波長並不限於100nm以上之光，亦可使用波長不滿100nm之光，例如，使用軟X線區域(例如5~15nm之波長域)之EUV(Extreme Ultraviolet)光之EUV曝光裝置亦可適用於上述實施形態。此外，使用電子線或離子束等荷電粒子線之曝光裝置亦可適用於上述實施形態。
又，上述實施形態之曝光裝置之投影光學系，不僅為縮小系，亦可為等倍及放大系之任一者，投影光學系16b不僅為折射系，亦可為反射系及反射折射系之任一者，其投影像可為倒立像及正立像之任一者。又，亦可將在上述第1實施形態與第2實施形態分別詳述之構成任意組合實施。
又，上述實施形態中，雖使用在光穿透性基板上形成有既定遮光圖案(或相位圖案、減光圖案)之光穿透型光罩(標線片)，但亦可替代此標線片，例如美國專利第6778257號說明書所揭示，使用根據待曝光圖案之電子資料形成穿透圖案或反射圖案、或者發光圖案之電子光罩(亦稱為可變成形光罩、主動光罩、或者影像產生器，包含例如非發光型影像顯示元件(空間光調變器)之一種即DMD(Digital Micro－mirror Device)等)。
又，作為曝光裝置，例如美國專利第8004650號說明書所揭示之在投影光學系與曝光對象物體(例如晶圓)之間充滿液體(例如純水)之狀態下進行曝光動作之所謂液浸曝光裝置亦可適用於上述實施形態。
又，例如美國專利申請公開第2010/0066992號說明書所揭示之具備二個晶圓載台之曝光裝置亦可適用於上述實施形態。
又，例如國際公開第2001/035168號所揭示，藉由在晶圓W上形成干涉條紋以在晶圓W上形成線與空間圖案之曝光裝置(微影系統)亦可適用於上述實施形態。又，將照射區域與照射區域合成之步進接合方式之縮小投影曝光裝置亦可適用於上述實施形態。
又，例如美國專利第6611316號說明書所揭示，透過投影光學系將二個標線片圖案在晶圓上合成，藉由一次掃描曝光使晶圓上之一個照射區域大致同時雙重曝光之曝光裝置亦可適用於上述實施形態。
又，上述實施形態中，待形成圖案之物體(能量束照射之曝光對象之物體)並不限於晶圓，亦可為玻璃板、陶瓷基板、膜構件、或者光罩基板等其他物體。
又，作為曝光裝置之用途，並不限於半導體製造用曝光裝置，例如亦可廣泛適用於將液晶顯示元件圖案轉印至角型玻璃板之液晶用曝光裝置、或用以製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、微機器或者DNA晶片等之曝光裝置。又，不僅半導體元件等微元件，為了製造在光曝光裝置、EUV曝光裝置、X線曝光裝置、或者電子線曝光裝置等使用之標線片或光罩，將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置亦可適用於上述實施形態。
半導體元件等電子元件係經由下述步驟製造，即進行元件之功能/性能設計之步驟、製作以此設計步驟為依據之標線片之步驟、由矽材料製作晶圓之步驟、藉由上述實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)及其曝光方法將光罩(標線片)之圖案轉印至晶圓之微影步驟、使已曝光晶圓顯影之顯影步驟、藉由蝕刻除去光阻殘留部分以外之部分之露出構件之蝕刻步驟、除去蝕刻後不要之光阻之光阻除去步驟、元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)、檢查步驟等。此情形，在微影步驟，使用上述實施形態之曝光裝置執行上述曝光方法，在晶圓上形成元件圖案，因此能以良好產率製造高積體度之元件。
此外，援引上述記載所引用之與曝光裝置等相關之所有公報、國際公開、美國專利申請公開書說明書、及美國專利說明書之揭示作為本說明書記載之一部分。
如上述說明，本發明之移動體之控制方法適於檢測設在載置於移動體之物體之複數個標記。又，本發明之曝光方法及曝光裝置適於使物體曝光。又，本發明之元件製造方法適於微元件之製造。
10:曝光裝置 14:標線片載台 20:晶圓載台裝置 30:主控制裝置 40:AF系 50:對準感測器 GM:格子標記 W:晶圓
[圖1]係概略顯示第1實施形態之曝光裝置之構成之圖。 [圖2](a)~圖2(c)係顯示形成在晶圓上之格子標記之一例(其1~其3)之圖。 [圖3]係顯示圖1之曝光裝置具備之對準系之構成之圖。 [圖4]係圖3之對準系具備之讀出用繞射光柵之俯視圖。 [圖5](a)係顯示根據圖3之對準系具備之檢測系之輸出產生之波形之一例之圖，圖5(b)係調整圖5(a)之波形之橫軸之波形，圖5(c)係晶圓上之格子標記之位置之求出方法之概念圖。 [圖6]係顯示曝光裝置之控制系之方塊圖。 [圖7]係用以說明使用圖1之曝光裝置之曝光動作之流程圖。 [圖8](a)~圖8(c)係用以說明對準測量動作及聚焦映射動作之圖(其1~其3)。 [圖9]係用以說明對準測量動作之流程圖。 [圖10]係用以說明在對準測量動作時晶圓載台與對準系之測量光之相對位置關係之圖。 [圖11]係顯示圖3之對準系具備之可動鏡之驅動訊號之一例之圖。 [圖12](a)~圖12(d)係用以說明第2實施形態之曝光裝置中對準測量動作之圖(其1~其4)。 [圖13]係用以說明使用第2實施形態之曝光動作之流程圖。 [圖14]係用以說明第2實施形態之對準測量動作之流程圖。 [圖15](a)係顯示從變形例之對準系射入格子標記之測量光及繞射光之圖，圖15(b)及圖15(c)係顯示測量光及繞射光在物鏡之光瞳面上之位置之圖(其1及其2)。 [圖16]係顯示對準系之檢測系之變形例之圖。
22:晶圓載台
40:AF系
50:對準感測器
W:晶圓
WFM1,WFM2:測量標記

Claims (44)

  1. 一種測量裝置，具備： 照射系，對設在移動之物體之標記照射測量光； 標記檢測系，接受來自該物體之標記之光；以及 調整裝置，根據藉由該標記檢測系之光之受光結果，調整該測量光與該物體之相對位置； 該照射系，一邊使該測量光往第1軸之方向移動、一邊對移動於該第1軸之方向之該物體之標記照射該測量光； 該標記檢測系，接受來自藉由該調整裝置調整後之該物體之標記之光。
  2. 如請求項1之測量裝置，其進一步具有： 移動體，載置該物體；以及 控制系，控制該移動體、該標記檢測系、及該調整裝置。
  3. 如請求項2之測量裝置，其中， 該物體，具有作為第1標記之該標記、及與該第1標記不同之第2標記； 該控制系係進行控制，以一邊使該調整裝置調整該相對位置、且使該移動體移動於該第1軸之方向，一邊檢測該第2標記。
  4. 如請求項3之測量裝置，其中， 該第2標記係該第1標記之檢測以後被檢測之標記。
  5. 如請求項2之測量裝置，其中， 於該標記中包含2個以上之標記； 該控制系，分別對該2個以上之標記求出位置偏移量，根據該位置偏移量進行該移動體與該測量光之相對位置之調整。
  6. 如請求項1之測量裝置，其中， 藉由該調整裝置所進行之該相對位置之調整，包含在與該第1軸交叉之第2軸之方向之相對位置之調整。
  7. 如請求項2之測量裝置，其進一步具有： 位置測量系，能測量該移動體之2維平面內之位置資訊； 該控制系，使用該位置測量系與該標記檢測系檢測該標記之位置資訊。
  8. 如請求項2之測量裝置，其中， 該標記檢測系，檢測照射於該標記之該測量光； 該控制系，根據該測量光之檢測結果求出該標記與該測量光之位置關係。
  9. 一種測量裝置，具備： 標記檢測裝置，具有：照射系，對設在移動之物體之標記一邊移動測量光一邊照射；及受光系，接受來自該標記之光；以及 位置測量裝置，取得有關該物體之表面之位置資訊； 藉由該位置測量裝置所進行之有關該物體之表面之位置資訊之取得，係於藉由該標記檢測裝置所進行之該標記之檢測前進行。
  10. 如請求項9之測量裝置，其中， 該物體之移動方向及該測量光之移動方向為第1軸方向。
  11. 如請求項10之測量裝置，其中， 藉由該物體往該第1軸方向之移動，該物體接近處理裝置能對該物體實施處理之動作之處理位置。
  12. 如請求項10之測量裝置，其進一步具有： 第1移動裝置，使該物體往該第1軸方向移動。
  13. 如請求項9之測量裝置，其中， 該標記設於該物體之表面； 該位置測量裝置所取得之有關該物體之表面之位置資訊，係於與該物體之表面交叉之第2軸方向之有關該物體之表面之位置資訊。
  14. 如請求項13之測量裝置，其進一步具有： 第2移動裝置，根據藉由該位置測量裝置所取得之該物體之於該第2軸方向之位置資訊，使該物體移動於該第2軸方向； 藉由該第2移動裝置所進行之該物體之移動，係於藉由該標記檢測裝置所進行之檢測前進行。
  15. 如請求項9之測量裝置，其進一步具有： 對物光學系，與該物體對向； 該標記為繞射標記； 該受光系，經由該對物光學系接受來自該繞射標記之繞射光。
  16. 如請求項15之測量裝置，其中， 該對物光學系包含該物鏡； 該物鏡具有來自該照射系之該測量光之光路，且使於該格子標記所產生之繞射光朝向該受光系彎曲。
  17. 如請求項15之測量裝置，其中， 該對物光學系包含該物鏡； 該物鏡，使該繞射光之中0次光以外之光朝向該受光系彎曲。
  18. 如請求項10之測量裝置，其進一步具有： 調整裝置，根據藉由該標記檢測系之光之受光結果，調整該測量光與該物體之相對位置； 該照射系，一邊使該測量光往該第1軸之方向移動、一邊對移動於該第1軸之方向之該物體之標記照射該測量光； 該標記檢測系，接受來自藉由該調整裝置調整後之該物體之標記之光。
  19. 一種測量裝置，具備： 標記檢測裝置，具有：照射系，對設在移動之物體之標記一邊移動測量光一邊照射；及受光系，接受來自該標記之光；以及 位置測量裝置，取得有關該物體之表面之位置資訊； 藉由該位置測量裝置所進行之有關該物體之表面之位置資訊之取得，係與藉由該標記檢測裝置所進行之該標記之檢測並行。
  20. 如請求項19之測量裝置，其中， 該物體之移動方向及該測量光之移動方向為第1軸方向。
  21. 如請求項20之測量裝置，其中， 藉由該物體往該第1軸方向之移動，該物體接近處理裝置能對該物體實施處理之動作之處理位置。
  22. 如請求項20之測量裝置，其進一步具有： 第1移動裝置，使該物體往該第1軸方向移動。
  23. 如請求項19之測量裝置，其中， 該標記設於該物體之表面； 該位置測量裝置所取得之有關該物體之表面之位置資訊，係於與該物體之表面交叉之第2軸方向之有關該物體之表面之位置資訊。
  24. 如請求項23之測量裝置，其進一步具有： 第2移動裝置，根據藉由該位置測量裝置所取得之該物體之於該第2軸方向之位置資訊，使該物體移動於該第2軸方向。
  25. 如請求項19之測量裝置，其進一步具有： 對物光學系，與該物體對向； 該標記為繞射標記； 該受光系，經由該對物光學系接受來自該繞射標記之繞射光。
  26. 如請求項25之測量裝置，其中， 該對物光學系包含該物鏡； 該物鏡具有來自該照射系之該測量光之光路，且使於該格子標記所產生之繞射光朝向該受光系彎曲。
  27. 如請求項25之測量裝置，其中， 該對物光學系包含該對物光學元件； 該對物光學元件，使該繞射光之中0次光以外之光朝向該受光系彎曲。
  28. 如請求項20之測量裝置，其進一步具有： 調整裝置，根據藉由該標記檢測系之光之受光結果，調整該測量光與該物體之相對位置； 該照射系，一邊使該測量光往該第1軸之方向移動、一邊對移動於該第1軸之方向之該物體之標記照射該測量光； 該標記檢測系，接受來自藉由該調整裝置調整後之該物體之標記之光。
  29. 一種測量系統，係測量往處理裝置能對物體實施處理之處理位置移動之物體，具備： 照射系，對設在移動之該物體之標記一邊移動測量光一邊照射；以及 受光系，接受來自該標記之光； 該照射系，於該物體往該處理位置移動之期間，對該物體一邊移動該測量光一邊照射。
  30. 如請求項29之測量系統，其中， 該物體之移動方向及該測量光之移動方向為第1軸方向。
  31. 如請求項30之測量系統，其進一步具有： 第1移動裝置，使該物體往該第1軸方向移動。
  32. 如請求項29之測量系統，其進一步具有： 位置測量裝置，取得與該物體之表面交叉之第2軸方向之有關該物體之表面之位置資訊； 該標記設在該物體之表面。
  33. 如請求項32之測量系統，其進一步具有： 第2移動裝置，根據藉由該位置測量裝置所取得之該物體之於該第2軸方向之位置資訊，使該物體移動於該第2軸方向； 藉由該第2移動裝置所進行之該物體之移動，係於藉由該標記檢測裝置所進行之檢測前進行。
  34. 如請求項32之測量系統，其中， 藉由該位置測量裝置所進行之該位置資訊之取得，係於藉由該標記檢測裝置所進行之檢測前進行。
  35. 如請求項27之測量系統，其中， 藉由該標記檢測裝置所進行之檢測時之該物體與該處理位置之間之距離，係較藉由該位置測量裝置所進行之該位置資訊之取得時之該物體與該處理位置之間之距離為短。
  36. 如請求項29之測量系統，其進一步具有： 對物光學系，與該物體對向； 該標記為繞射標記； 該受光系，經由該對物光學系接受來自該繞射標記之繞射光。
  37. 如請求項36之測量系統，其中， 該對物光學系包含該物鏡； 該物鏡具有來自該照射系之該測量光之光路，且使於該格子標記所產生之繞射光朝向該受光系彎曲。
  38. 如請求項36之測量系統，其中， 該對物光學系包含該物鏡； 該物鏡，使該繞射光之中0次光以外之光朝向該受光系彎曲。
  39. 如請求項30之測量系統，其進一步具有： 調整裝置，根據藉由該標記檢測系之光之受光結果，調整該測量光與該物體之相對位置； 該照射系，一邊使該測量光往該第1軸之方向移動、一邊對移動於該第1軸之方向之該物體之標記照射該測量光； 該標記檢測系，接受來自藉由該調整裝置調整後之該物體之標記之光。
  40. 一種曝光裝置，具備： 請求項1至39中任一項之測量系統；以及 圖案形成裝置，對該物體照射能量束以形成既定圖案。
  41. 一種測量方法，包含： 對設在移動之物體之標記照射測量光之動作； 接受來自該物體之標記之光之動作；以及 根據該光之受光結果，調整該測量光與該物體之相對位置之動作； 於該照射之動作中，一邊使該測量光往第1軸之方向移動、一邊對移動於該第1軸之方向之該物體之標記照射該測量光； 於該受光之動作中，接受來自該相對位置調整後之該物體之標記之光。
  42. 一種測量方法，包含： 對設在移動之物體之標記一邊移動測量光一邊照射，接受來自該標記之光，以檢測該標記之動作；以及 取得有關該物體之表面之位置資訊之動作； 取得有關該物體之表面之位置資訊之動作，係於檢測該標記之動作前進行。
  43. 一種測量方法，包含： 對設在移動之物體之標記一邊移動測量光一邊照射，接受來自該標記之光，以檢測該標記之動作；以及 取得有關該物體之表面之位置資訊之動作； 取得有關該物體之表面之位置資訊之動作，係與檢測該標記之動作並行。
  44. 一種測量方法，係測量往處理裝置能對物體實施處理之處理位置移動之物體，包含： 對設在移動之該物體之標記一邊移動測量光一邊照射之動作；以及 接受來自該標記之光之動作； 於該照射之動作中，於該物體往該處理位置移動之期間，對該物體一邊移動該測量光一邊照射。
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