TWI402890B - Measurement methods, measurement systems, inspection methods, inspection systems, exposure methods and exposure systems - Google Patents

Measurement methods, measurement systems, inspection methods, inspection systems, exposure methods and exposure systems Download PDF

Info

Publication number
TWI402890B
TWI402890B TW095102569A TW95102569A TWI402890B TW I402890 B TWI402890 B TW I402890B TW 095102569 A TW095102569 A TW 095102569A TW 95102569 A TW95102569 A TW 95102569A TW I402890 B TWI402890 B TW I402890B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
exposure
flatness
reticle
wafer
measuring
Prior art date
Application number
TW095102569A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200644078A (en
Inventor
沖田晉一
Original Assignee
尼康股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 尼康股份有限公司 filed Critical 尼康股份有限公司
Publication of TW200644078A publication Critical patent/TW200644078A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI402890B publication Critical patent/TWI402890B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70783—Handling stress or warp of chucks, masks or workpieces, e.g. to compensate for imaging errors or considerations related to warpage of masks or workpieces due to their own weight

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

測量方法、測量系統、檢查方法、檢查系統、曝光方法及曝光系統
本發明係關於測量方法、測量系統、檢查方法、檢查系統、曝光方法及曝光系統，詳言之，係關於用以測量與曝光所使用之物體平坦度相關資訊的測量方法及系統，用以檢查曝光所使用之物體上之異物或部分缺陷的檢查方法及系統，以及使用該測量方法及檢查方法之曝光方法及曝光系統。
用以製造半導體元件、液晶顯示元件等之微影製程，主要係使用將形成在光罩或標線片(以下，總稱為「標線片」)之圖案，透過投影光學系統轉印至塗有光阻等之晶圓或玻璃板等基板(以下，總稱為「晶圓」)的曝光裝置，例如有步進重複(Step & Repeat)方式之縮小投影曝光裝置(所謂的步進器、Stepper)、以及對該步進器施加改良之步進掃描(Step & Scan)方式之掃描型投影曝光裝置(所謂之掃描步進器、Scanning Stepper)等的逐次移動型投影曝光裝置(以下，略稱為「曝光裝置」)。
此種投影曝光裝置之投影光學系統，由於被要求接近其極限之解析力，因此，近年來為提高解析力而將投影光學系統之數值孔徑(NA)設定得大，隨此焦深(DOF)變得相當的淺，於投影光學系統之光軸方向，對聚焦調平控制(使晶圓之曝光面位於該焦深內)之要求精度則越來越嚴峻。
在此種狀況下，即使是標線片微小之變形亦不能忽視。例如，假設在標線片圖案區域之面(圖案面)大致同樣的彎向投影光學系統側時，使晶圓在投影光學系統光軸方向的目標位置於整個圖案區域相同的話，曝光面會偏離DOF而產生局部的散焦。
當標線片之圖案面產生變形時，該圖案面上之圖案在投影光學系統光軸之垂直方向的成像位置亦會有變化(橫移)之情形，而此圖案之橫移亦係畸變誤差之原因。
由於以上之背景，對標線片平坦度日漸要求必須有更為嚴格的管理。例如，對標線片保持具之標線片保持方式之改良即為一例(例如專利文獻一)。又，因應所要求之圖案轉印精度與標線片平坦度相關之規格亦被嚴格的規定，例如，標線片表面之最大值與最小值之差(即平坦度)即被要求必須在0.5微米之內來作為其合格基準。
不過，此規格僅係關於標線片本身之平坦度的規格，在實際之曝光中，由於以下理由，平坦度會更為降低。
(1)本身重量所造成之彎曲、(2)將標線片強力的吸附保持於標線片保持具時，因此兩者接觸面之平面度差異而產生標線片的變形。
被保持於標線片保持具之標線片之變形，由於每一片、甚至曝光裝置之每一標線片保持具(與每一曝光裝置同義)皆不同，因此欲取得此時關於該標線片平坦度之資訊，只能在將曝光所使用之標線片實際的安裝於曝光裝置之標線片保持具之狀態下加以測量。然而，此時，必須在一連串的曝光步驟中，將標線片保持於標線片保持具後進行其變形之測量步驟，因此恐將導致曝光製程產率之降低。
[專利文獻]日本特開2004－328014號公報
在上述背景下完成之本發明，就第1觀點而言，係一種測量方法，其包含事前取得步驟；該步驟，係在將物體搬入曝光裝置(使用被保持於既定保持裝置之物體來進行曝光者)前，取得在被保持於該既定保持裝置之狀態下、或在與其同等狀態下與該物體平坦度相關的資訊。
此處，「與被保持於既定保持裝置之狀態同等之狀態」，包含下列狀態：亦即，雖非被保持於既定保持裝置之狀態，但不僅僅是以能和既定保持裝置大致同等之保持狀態，保持於能保持物體之保持裝置，且若是在該狀態下取得關於該物體平坦度之資訊的話，能從該資訊算出、或推定出被保持於既定保持裝置之狀態下之關於物體平坦度之資訊。又，此處，「與物體平坦度相關之資訊(或關於物體平坦度之資訊)」，係指在算出其物體面平坦度時有用之資訊，例如代表性的有該物體之面形狀資料。
據此，由於係在將物體搬入曝光裝置前，取得在被保持於既定保持裝置之狀態下、或在與其同等狀態下與該物體平坦度相關的資訊，因此不致對曝光裝置之生產率產生影響，而能在曝光前辨識關於該物體平坦度之資訊。
就本發明之第2觀點而言，第一曝光方法，係將形成於光罩上之圖案透過投影光學系統轉印至感光物體上，其特徵在於，包含：測量步驟，係使用本發明之測量方法，來測量該光罩及該感光物體中至少一方之與平坦度相關之資訊；以及轉印步驟，係根據該測量結果，一邊進行該投影光學系統成像特性之修正、與該光罩及該感光物體之相對位置之修正的至少一方，一邊將該圖案轉印至該感光物體上。此時，由於係使用本發明之測量方法來測量關於用於曝光之光罩、或感光物體之平坦度的資訊，因此能在不降低生產率之情形下，實現高精度之曝光。
就本發明之第3觀點而言，第二種曝光方法，係使用既定保持裝置所保持之物體進行曝光，其特徵在於，包含：調整步驟，係調整該物體之保持狀態，以使被該既定保持裝置所保持狀態下之該物體平坦度良好；以及曝光步驟，係在該調整後之保持狀態以該既定保持裝置保持該物體之同時，一邊進行曝光。此時，由於使用既定保持裝置所保持之物體進行曝光時，能藉由保持狀態經調整之保持裝置來保持物體，以使該物體之平坦度良好，因此能實現高精度之曝光。
就本發明之第4觀點而言，檢查方法，其包含事前取得步驟；該步驟，係在將物體搬入使用物體進行曝光之曝光裝置前，取得與附著在該物體之異物及該物體之部分缺損相關的資訊。據此，由於係在將物體搬入使用物體進行曝光之曝光裝置前，取得與附著在該物體之異物及該物體之部分缺損相關之至少一方的資訊，因此能在不對曝光裝置生產率造成影響之情形下，早一步辨識出與該物體之異物及該物體之部分缺損相關之至少一方的資訊。
就本發明之第5觀點而言，第三曝光方法，係將光罩上形成之圖案，透過投影光學系統轉印至感光物體上，其特徵在於，包含：事前處理步驟，係使用本發明之檢查方法，進行對該光罩及感光物體上之至少一方之異物附著或部分缺損的事前處理；以及轉印步驟，係根據該事前處理結果，將該圖案轉印至該感光物體上。此時，由於係使用本發明之檢查方法，在搬入曝光裝置之前檢測出該光罩及感光物體上異物附著或部分缺損，根據該檢測結果來進行曝光，因此能防止該異物附著或部分缺損所伴隨之良率降低。
就本發明之第6觀點而言，第一曝光系統，其具備：曝光裝置，係使用既定保持裝置所保持之物體進行曝光；以及事前取得裝置，係在將該物體搬入該曝光裝置之前，取得被該既定保持裝置所保持之狀態、或同等狀態下與該物體平坦度相關之資訊。根據此系統，係在將曝光所使用之物體搬入曝光裝置前，取得在被保持於既定保持裝置之狀態下、或在與其同等狀態下與該物體平坦度相關的資訊。如此，不致對曝光裝置之生產率產生影響，而能在曝光前辨識出關於該物體平坦度之資訊。
就本發明之第7觀點而言，第二曝光系統，其具備：曝光裝置，係使用物體進行曝光；以及事前取得裝置，係在將該物體搬入該曝光裝置之前，取得與該物體上之異物及部分缺損之至少一方相關之資訊。在此情形下，能在將物體搬入曝光裝置之前，使用事前取得裝置，取得與該物體上之異物及部分缺損之至少一方相關之資訊。
 <第1實施形態>
以下，根據圖1~圖14說明本發明之第1實施形態。圖1中，概略顯示了適合實施本發明測量方法及曝光方法之第1實施形態之曝光系統200的整體構成。
此曝光系統200，係用以處理作為感光物體之半導體晶圓或玻璃板等之基板(以下，總稱為「晶圓」)，設置在製造微元件等裝置之「基板處理工廠」。如圖1所示，曝光系統200，具備：具有雷射光源1等之曝光裝置100、與該曝光裝置100相鄰配置之塗布顯影裝置300、以及測量標線片面形狀之標線片測量機800A。於塗布顯影裝置300內，設有晶圓測量機400A。
關於此曝光裝置100及塗布顯影裝置300之組合，可將該等視為一體之「基板處理裝置」。基板處理裝置，可在需要時將塗布步驟(於晶圓上塗布光阻等感光劑的步驟)、事前取得步驟(於事前取得與晶圓平坦度相關之資訊(面形狀)的步驟)、曝光步驟(將轉印標線片上形成之圖案的步驟)、以及顯影步驟(將曝光步驟結束後之晶圓予以顯影的步驟)，與曝光系統200內之其他裝置協調同時進行。其中，塗布步驟及顯影步驟係以塗布顯影裝置300實施，曝光步驟係以曝光裝置100實施，事前取得步驟係以塗布顯影裝置300及後述解析系統600實施。又，標線片面形狀之事前取得步驟，係以標線片測量機800A及後述解析系統600來實施。
於基板處理裝置，曝光裝置100及塗布顯影裝置300係彼此線上(in－line)連接。此處之線上連接，係指將裝置間及各裝置內之處理單元間，透過機械臂或滑件等自動搬送晶圓之搬送裝置加以連接之意。
此外，圖1中，為便於顯示而僅圖示了一個基板處理裝置，實際上，於曝光系統200設有複數台基板處理裝置。亦即，於曝光系統200，設有複數台曝光裝置100、與線上連接於曝光裝置100之塗布顯影裝置300。
再者，曝光系統200，亦具備：集中管理各曝光裝置100所實施之曝光步驟的曝光步驟管理控制器500、進行各種運算處理及解析處理的解析系統600、以及統籌管理基板處理工廠內各裝置的工廠內生產管理主系統700。
構成此曝光系統200之各裝置中，至少各基板處理裝置(100,300)以及標線片測量機800A，係設置在溫度及濕度受到管理之無塵室內。又，各裝置並透過基板處理工廠內所鋪設之區域網路LAN(Local Area Network)等之網路、或專用線路(有線或無線)連接，而能在各裝置之間適當的進行資料通訊。
晶圓測量機400A，係與曝光裝置10分開獨立動作之裝置(詳情後敘)，係作為設於塗布顯影裝置300內之複數個處理單元中的一個而設置，用以在將晶圓搬入曝光裝置100之前，預先測量晶圓之曝光對象面的面形狀。此外，標線片測量機800A，係與其他裝置(基板處理裝置(100,300)等)分開獨立設置之測量裝置，於此曝光系統200中設有單一或複數台。
[曝光裝置]
曝光裝置100，於本第1實施形態中，係步進掃描(Step & Scan)方式之投影曝光裝置(掃描型曝光裝置)。圖2中，以示意方式顯示了曝光裝置100的概略構成。如圖2所示，此曝光裝置100，具備：包含圖1所示之雷射光源1及未圖示之照明光學系統的照明系統、用以保持標線片R(被來自該照明系統之能量束的曝光用照明光IL(以下，簡稱為“照明用光”)所照明者)之標線片載台RST、投影光學系統PL、搭載欲搬入之晶圓W的晶圓載台WST、以及該等之控制系統等。
前述標線片載台RST，可藉由例如包含線性馬達等之標線片載台驅動部56R，來在與上述照明系統之光軸(與後述投影光學系統PL之光軸AX一致)垂直之XY平面內進行微驅動，且能以指定之掃描速度在既定掃描方向(此處，係設為Y軸方向)驅動。
於前述標線片載台RST上，設有標線片保持具PH。該標線片保持具PH，例如係以真空吸附方式將標線片R吸附保持成其圖案區域側之面(以下，稱“圖案面”)朝向－Z側。如圖3(A)之立體圖所示，於標線片保持具PH設有將標線片R以其X軸兩端來吸附保持標線片R、延伸於Y軸方向的3個吸附面。於此3個吸附面，設有：分別與標線片R抵接之平台部、以及透過真空源與管線連通之槽部。圖3(A)中並未顯示該兩部分。於吸附保持標線片R時，由於被支撐於平台部之標線片R而使得與外氣隔離之槽部成為真空狀態，藉由外氣壓力來吸附保持標線片R。因此，對標線片R之吸附力，係與此槽部之真空度相對應。曝光裝置100，在主控制裝置20之指示下，藉由使用未圖示之真空源來調整排氣力，而能控制對標線片R之吸附力。
回到圖2，於標線片載台RST，在標線片R之下方形成有作為照明用光IL之通路的開口。此開口之大小，係設定為大於照明區域IAR。
於標線片載台RST上，固定有用以反射來自標線片雷射干涉儀(以下，稱“標線片干涉儀”)54R之雷射束的移動鏡52R，標線片載台RST於XY面內之位置藉由標線片干涉儀54R，例如以0.5~1nm程度之解析能力隨時加以檢測。此處，實際上，如圖3(A)所示，於標線片載台RST上，設有具反射面(與掃描曝光時之非掃描方向(X軸方向)正交之面)之移動鏡，於標線片載台RST之掃描方向(Y軸方向)，設有2個角隅稜鏡型反射鏡(例如逆向反射鏡等)，並設有具分別對應之測長軸的干涉儀，但圖2中僅代表性的顯示移動鏡52、標線片干涉儀54R。亦即，於Y軸方向，標線片干涉儀54R係具有2個測長軸之雙軸干涉儀，根據此標線片干涉儀54R之測量值，除標線片載台RST之Y位置外，亦能測量繞Z軸之旋轉(θ z旋轉)。此外，例如，亦可對標線片載台RST之端面進行鏡面加工來形成反射面(相當於移動鏡52R之反射面)。
來自標線片干涉儀54R之標線片載台RST之位置資訊，係送至載台控制裝置19、並透過此載台控制裝置19送至主控制裝置20。載台控制裝置19，根據主控制裝置20之指示透過標線片載台驅動部56R，控制標線片載台RST之移動。
又，圖2中雖未顯示，於標線片載台RST，設有由下側(－Z側)平面度良好之玻璃基板構成之標線片基標(fiducial mark)板(以下，略稱為“標線片標記板”)此標線片標記板，係由與標線片R同材質之玻璃素材、例如合成石英、氟化鉀及其他氟化物結晶等構成，被固定於標線片載台RST。此標線片標記板之基準面，係被設計為與標線片R之圖案面同高、且與前述狹縫狀照明區域IAR大致相同大小。此基準面具有高平坦度，於該基準面全體大致均等的(例如矩陣狀)形成有複數個評價標記。由於標線片載台RST之移動，當標線片標記板位於投影光學系統PL之光軸AX上時，即能將透過投影光學系統PL所得之複數個評價標記像，形成於晶圓載台WST側。由此複數個評價標記像構成之成像面，可視為標線片標記板之基準面的投影像面。本第1實施形態中，此投影像面為進行晶圓載台WST之聚焦調平控制時的基準像面。
前述投影光學系統PL，係以其光軸AX方向為Z軸方向之方式配置在標線片載台RST之圖2中的下方。投影光學系統PL係兩側遠心之縮小系統，使用由沿著光軸AX方向相距既定間隔配置之複數片透鏡元件所構成的折射光學系統。此投影光學系統PL之投影倍率，例如為1/4、1/5等。因此，當從未圖示之照明系統之照明用光IL照射標線片R上之狹縫狀照明區域IAR時，藉由通過標線片R之照明用光IL，透過投影光學系統PL將該照明區域IAR內標線片R之電路圖案縮小像(部分縮小像)，形成於表面塗有光阻(感光劑)之晶圓W上與該照明區IAR共軛之曝光區域IA。
作為投影光學系統PL，係使用僅由複數片、例如10~20片左右之折射光學元件(透鏡元件)13所構成的折射系統。構成此投影光學系統PL之複數片透鏡元件13中，位於物體面側(標線片R側)之複數片(此處，為簡化說明係設為4片)透鏡元件131 ,132 ,133 ,134 ，係能藉由成像特性修正控制器48從外部加以驅動的可動透鏡。透鏡元件131 ~134 ，係分別透過未圖示之雙重構造的透鏡保持具被保持於鏡筒。此等透鏡元件131 ~134 係分別被保持於內側透鏡保持具，該等內側透鏡保持具係以未圖示之驅動元件，例如以壓電元件等於重力方向、以3點支撐於外側透鏡保持具。並藉由獨立調整對該等驅動元件之施加電壓，而能將透鏡元件131 ~134 之各個，於投影光學系統PL之光軸方向的Z軸方向進行變位驅動，以及驅動於相對XY面之傾斜方向(亦即，能進行繞X軸之旋轉方向(θ x方向)及繞Y軸之旋轉方向(θ y方向)的驅動(可傾斜))。
其他透鏡元件13，則透過一般的透鏡保持具保持於鏡筒。此外，不限於透鏡元件131 ~134 之驅動，亦可將配置在投影光學系統PL光瞳面附近、或像面側之透鏡元件，或將用以修正投影光學系統PL之像差、特別是用以修正其非同軸對稱成份的像差修正板(光學板)等構成為可驅動。再者，該等可驅動光學元件之自由度(可移動之方向)亦不限於3個，可以是1個、2個或4個以上。
各驅動元件之驅動電壓(驅動元件之驅動量)，係根據來自主控制裝置20之指令以成像特性修正控制器48加以控制，據此，即能修正投影光學系統PL之成像特性，例如聚焦、像面彎曲、畸變、倍率、球面像差、像散及慧形像差等。
前述晶圓載台WST，包含：XY載台42，以及裝載於該XY載台42上之Z傾斜載台38。
前述XY載台42，係藉由未圖示之空氣軸承、例如透過數μm程度之間隙懸浮支撐在未圖示之晶圓載台基座(鋪設在晶圓載台WST之作業範圍)的上面上方，而能藉由構成晶圓載台WST驅動部56W之未圖示的線性馬達等，在掃描方向之Y軸方向(圖2中與紙面正交方向)及與此正交之X軸方向(圖2中紙面之左右方向)進行2維驅動。
前述Z傾斜載台38，係藉由3個Z驅動部27A,27B,27C(其中，位於紙面內側之Z驅動部27C未圖示)以3點支撐在XY載台42上。該等Z驅動部27A~27C，包含：將Z傾斜載台38下面之各支撐點於投影光學系統PL之光軸方向(Z軸方向)獨立的加以驅動之3個致動器(例如音圈馬達等)21A,21B,21C(其中，位於紙面內側之致動器21C未圖示)，以及用以分別檢測該等致動器21A,21B,21C各自於各支撐點之Z軸方向驅動量(從基準位置起之變位)的編碼器23A~23C(其中，位於紙面內側之編碼器23C未圖示)。此處，作為編碼器23A~23C，例如可使用光學式或靜電容式等的線性編碼器。
本第1實施形態中，係以上述致動器21A~21C來構成驅動Z傾斜載台38之驅動裝置，其能將Z傾斜載台38驅動於：相對與光軸AX方向(Z軸方向)及與光軸正交之面(XY面)的傾斜方向，亦即繞X軸之旋轉方向的θ x方向、繞Y軸之旋轉方向的θ y方向。又，以編碼器23A~23C測量之Z傾斜載台38以各Z驅動部27A~27C加以支撐之各支撐點Z軸方向之驅動量(從基準點起之變位量)，係供應至載台控制裝置19、以及透過此載台控制裝置19供應至主控制裝置20。
於Z傾斜載台38上，固定有移動鏡52W，藉由配置於外部之晶圓雷射干涉儀(以下，稱“晶圓干涉儀”)54W，透過移動鏡52W，以例如0.5~1nm程度之分解能力隨時檢測Z傾斜載台38(晶圓載台WST)於XY面內之位置。
此處，實際上，於Z傾斜載台38上設有Y移動鏡(具有與掃描曝光時掃描方向之Y軸方向正交的反射面)與X移動鏡(具有與非掃描方向之X軸方向正交的反射面)，干涉儀亦對應於此，而設有X軸方向位置測量用之X雷射干涉儀與Y軸方向位置測量用Y雷射干涉儀，但圖2中係代表性的顯示移動鏡52W、晶圓干涉儀54W。此外，例如亦可將Z傾斜載台38之端面予以鏡面加工來形成反射面(相當於前述X移動鏡、Y移動鏡之反射面)。又，X雷射干涉儀及Y雷射干涉儀係具有複數測長軸之多軸干涉儀，除晶圓載台WST之X、Y位置之外，亦能測量旋轉(偏搖(yawing、繞Z軸旋轉之θ z旋轉)、縱搖(pitching、繞X軸旋轉之θ x旋轉)、橫搖(rolling、繞Y軸旋轉之θ y旋轉)。因此，以下之說明中，係以晶圓干涉儀54W來測量Z傾斜載台38之X、Y、θ z、θ x、θ y之5自由度方向之位置。又，多軸干涉儀亦可透過傾斜45°設置於Z傾斜載台之反射面，對裝載投影光學系統PL之架台(未圖示)所設之反射面照射雷射光束，來檢測於投影光學系統PL之光軸方向(Z軸方向)的相對位置資訊。
晶圓載台WST之位置資訊(或速度資訊)，係係供應至載台控制裝置19、及透過此載台控制裝置19供應至主控制裝置20。載台控制裝置19，係根據主控制裝置20之指示透過晶圓載台驅動部56W，控制晶圓載台WST之XY面內位置，並驅動Z驅動部27A~27C來控制Z傾斜載台38之Z位置及傾斜。
前述Z傾斜載台38上設有晶圓保持具WH，於該晶圓保持具WH上真空吸附晶圓W。如圖3(B)所示，晶圓保持具WH，具備：其外觀為既定厚度圓形板狀的本體部26，以既定間隔設置在該本體部26上面(圖26中紙面前側之面)除外周部附近既定寬度之環狀區域外的中央部既定面積區域之複數個銷部32,32…，以及以圍著前述區域(配置該等複數個銷部32之區域)之狀態設置在外周緣附近的環狀凸部(以下稱“凸緣部”)28等。配置銷部32之區域，係透過真空源、管線等彼此連通，於裝載晶圓時，此區域成為真空狀態，將晶圓W以被銷32等支撐之狀態予以吸附保持。
回到圖2，於晶圓載台WST上，以其表面與晶圓W表面大致同高之方式固定有基準標記板FM，於該基準標記板FM形成有後述標線片對準用之複數對第1基準標記、後述對準系統ALG之基線測量用之基準標記等。又，於基準標記板FM上亦設有一平面，此平面被施以足以覆蓋後述標線片標記板之基準面投影像、後述焦點位置檢測系統之測量點區域之大小的鏡面加工。此平面之高度，亦被規定為與晶圓W表面同高。
於本第1實施形態之曝光裝置100，設有由照射系統60a與受光系統60b所構成之斜入射方式之多點焦點位置檢測系統(以下簡稱為“焦點位置檢測系統”)。該照射系統60a具有以主控制裝置20進行開關(on/off)控制之光源朝投影光學系統PL之成像面以相對光軸AX從斜方向之方式，照射用以形成多數針孔或狹縫像的成像光束；該受光系統60b，係用以接收該等成像光束在晶圓W表面之反射光束。該多數狹縫像形成之地點，即為此焦點位置檢測系統(60a,60b)之測量點，由此測量點構成之區域，在以下之說明中稱「測量點區域」。此測量點區域，係配置成與曝光區域IA及其周邊區域對應。亦即，在焦點位置檢測系統(60a,60b)之複數個測量點，能檢測出晶圓W在各點之Z軸方向位置(高度)，從所有測量點之晶圓W面位置，根據複數個測量點之測量結果，能求出曝光區域IA及其周邊全體之晶圓W表面的Z位置、亦即能求出傾斜。
又，與本第1實施形態之焦點位置檢測系統(60a,60b)相同之多點焦點位置檢測系統之詳細構成，例如已揭示於日本特開平6－283403號公報(對應美國專利第5,448,332號)等。在本國際申請之指定國(或所選擇之選擇國)國內法令許可範圍內，援用上述公報及對應美國專利之揭示作為本說明書記載之一部分。又，上述公報等所記載之多點焦點位置檢測系統，如前所述，不僅能測量晶圓W上之曝光區域IA，亦能測量其周邊之Z位置，具有能預先讀出晶圓W於掃描方向之起伏的功能，但亦可不具備該等功能，此外，以照射系統60a照射之光束形狀，可以是平行四邊形或其他形狀。
載台控制系統19所進行之自動聚焦(auto focus)及自動調平(auto leveling)，係在掃描曝光等時，根據來自受光系統60b之焦點偏移訊號(散焦訊號)、例如根據S曲線訊號，透過晶圓載台驅動部56W控制晶圓W之Z位置及相對XY面之傾斜，以使焦點偏移為零、或在焦深內。
進一步的，曝光裝置100具備離軸(off－axis)方式之對準系統ALG，此ALG係用於被保持在晶圓載台WST(正確而言，係晶圓保持具WH)之晶圓W上之對準標記、及基準標記板FM上所形成之基準標記的位置測量等。作為此對準系統ALG，例如係使用影像處理方式之FIA(Field Image Alignment)系的感測器，其係以不致使晶圓W上之光阻感光的寬頻檢測光束照射對象標記，以攝影元件(CCD等)拍攝該對象標記之反射光在受光面成像出的對象標記之像、與未圖示之指標之像，並輸出該等之攝影訊號。FIA系之感測器，例如已揭示於日本特開平2－54103號公報(及對應之美國專利第4,962,318號說明書)等。在本國際申請之指定國(或所選擇之選擇國)國內法令許可範圍內，援用上述公報及對應美國專利之揭示作為本說明書記載之一部分。此外，不限於FIA系，當然亦可單獨或適當組合下述種類之對準感測器來加以使用，亦即，對對象標記照射同調(coherent)檢測光，檢測從該對象標記產生之散射光或繞射光、或者對從該對象標記產生的2個繞射光(例如同次)進行干涉來加以檢測者。
此外，本第1實施形態之曝光裝置100中，雖未圖示，但在標線片R上方，設有一對由TTR(Through The Reticle)對準系統構成的標線片對準系統，其所使用之曝光波長之光，係用以透過投影光學系統PL來同時觀察標線片R上之一對標線片標記、與對應之基準標記板上之一對第1基準標記。作為該等標線片對準系統，例如係使用與日本特開平7－176468號公報(及對應之美國專利第5,646,413號)等所揭示者據具有相同構造之物。在本國際申請之指定國(或所選擇之選擇國)國內法令許可範圍內，援用上述公報及對應美國專利之揭示作為本說明書記載之一部分。
前述控制系統，於圖2中，主要係以前述主控制裝置20構成。主控制裝置20，係由以CPU(中央處理器)、ROM(唯讀記憶體)、RAM(隨機存取記憶體)等所組成之所謂的工作站(或微電腦)構成，除進行前述各種控制動作外，亦統籌控制裝置全體。載台控制裝置19，依據主控制裝置20之指示，進行晶圓載台WST(XY載台42、Z傾斜載台38)以及標線片載台RST之位置控制。
[標線片測量機]
其次，根據圖4說明標線片測量機800A之構成。此標線片測量機800A，具備：相當於曝光裝置100中之標線片載台RST之標線片載台RST’、與標線片保持具RH同型之保持具的標線片保持具RH’、以及斐左干涉儀60。
此標線片測量機800A，係設置在用以搬送曝光系統200之標線片R之未圖示的標線片搬送系統之搬送路徑中。曝光系統200，例如係在曝光步驟控制器500之管理下，在將標線片R搬入此曝光裝置100之前，以未圖示之標線片搬送系統將標線片R搬入標線片測量機800A，以適當之真空壓教其真空吸附保持於標線片保持具RH”上。標線片測量機800A，即測量被吸附保持於標線片保持具RH’上之狀態下之標線片R之圖案面的面形狀。
此時，標線片R，係被保持成其圖案面朝向－Z側。為了能測量標線片R圖案面之面形狀，於標線片測量機800A設有斐左干涉儀60，其係設在標線片保持具RH’之－Z側、亦即被保持於標線片保持具RH’之標線片R的圖案面側。
此斐左干涉儀60，包含：雷射光源61、透鏡62、光闌63、分束器64、λ/4波長板65、準直透鏡66、形成有參照面67A,68A之參照面用構件67,68、透鏡69、干涉紋檢測部70、以及處理裝置71等。
如圖4所示，例如從振盪波長633nm之He－Ne雷射等之雷射光源61發出之光，係被設定為具可干涉性、具有與紙面平行之偏光方位(X軸方向)的直線偏光光束。此光束，在經過透鏡62及用以除去雜散光等之光闌63後，射入分束器64。
分束器64，可使在X軸方向具有偏光方位之直線偏光的光束透射。透射過之光束射入λ/4波長板65而被轉換成圓偏光，經準直透鏡66轉換成平行光後，射入參照面用構件67。於參照面用構件67形成之參照面67A，此平行光之一部分反射、其餘則透射。透射過之光束，照射於標線片保持具RH’所保持之標線片R的圖案面全面，例如，在標線片R之圖案面全面蒸鍍有鉻之情形時，所照射之平行光即於該圖案面反射。
於參照面用構件67之參照面67A反射之光(參照光)、與在標線片R之圖案面反射之光(測定光)，經λ/4波長板65轉換為在Y軸方向具有偏光位移之直線偏光，一邊通過準直透鏡66被聚光、一邊以分束器64加以反射。被分束器64反射之光束，以透鏡69轉換成平行光而被導至由CCD(電耦合元件：Charged Coupled Device)構成之干涉紋檢測部70。於此干涉紋檢測部70之受光面，形成有由在參照面用構件67之參照面67A、與在標線片R之圖案面反射而合成之光的干涉紋，以干涉紋檢測部70來檢測此干涉紋。
亦即，假設參照面用構件67之參照面67A、與標線片r之圖案面間的距離為d時，一次來回以2d的光路差參照光與測定光產生干涉，當該光路差為雷射波長之1/2的奇數倍時，彼此抵消而產生暗線，當光路差為雷射波長之整數倍時，彼此強化而產生明線，結果，於干涉紋檢測部70之受光面產生干涉紋。
此干涉紋之檢測結果被送至處理裝置71。處理裝置71，根據此干涉紋之檢測結果算出標線片保持具RH’所保持之標線片R之圖案面面形狀。具體而言，處理裝置71，根據干涉紋之檢測結果，藉干涉紋之明線及暗線數之累積運算，來暫定出對應依該干涉紋分布狀態之標線片R圖案面梯度的面形狀資料。然後，隨著該累積運算，將暫定之面形狀資料中所含之一定的梯度或一定之散焦(偏置成分)，作為內含在面形狀資料中之累積誤差而加以去除，來算出最終的標線片R之面形狀資料。此面形狀資料，例如，係作為相對某一面內資料(XY位置)之面高(Z位置)之資料等的數位資料加以算出。
另一方面，若標線片R係其圖案面未施有鉻蒸鍍之透射標線片之情形時，照射於標線片R之圖案面全面之光束的一部分於該圖案區域反射，而其餘之光束，則到達標線片R圖案面之相反側的面，部分於該面反射、其餘則穿透。透射過標線片R之光束，到達另一參照面用構件68之參照面68A。此參照面68A係高反射率之面，該光束於此面反射，而回到標線片R。以和上述相同光路，分別於參照面用構件67,68之參照面67A,68A反射之參照光、與在標線片R之圖案面或其相反側之面反射之測定光的干涉紋，即於干涉紋檢測部70被檢測出。
如前所述，於此標線片測量機800A，將圖案面全面蒸鍍有鉻之標線片保持於標線片保持具RH’時，在參照面用構件67之參照面67A反射之參照光、與在圖案面反射之測定光的干涉紋，即於干涉紋檢測部70觀測出，而將透射標線片作為標線片R保持於標線片保持具RH’時，則係觀測在參照面用構件68之參照面68A分別反射之參照光、與在圖案面及其背面反射之測定光的干涉紋。據此，標線片測量機800A，無論是全面蒸鍍鉻之標線片、透射標線片、或其圖案區域形成有電路圖案之標線片，皆能測量其圖案面全面之面形狀。此處，標線片平坦度之測量，不須就圖案全面進行，亦可根據標線片圖案設計資料，於X軸方向、Y軸方向以既定間距，均等的從標線片面之透射、或反射部分之複數個測量點近似的加以求出。例如，於Y軸方向(掃描方向)之7點、X軸方向之5點，根據標線片面內之35個測量點的測量值，來近似的求出標線片平坦度。
又，於此標線片載台RST’，與標線片載台RST同樣的，設有相當於標線片標記板之標記板。在以斐左干涉儀60測量保持於標線片保持具RH’之泵R圖案面的面形狀時，亦同時測量此標記板之面形狀。亦即，根據標線片測量機800A之測量結果，能獲得以標記板之面位置為基準之標線片R圖案面之面形狀資料。
又，於標線片測量機800A，可將此斐左干涉儀60設為雷射光束2度通過被檢測體之雙程型的干涉儀，據以提昇其檢測精度。
[塗布顯影裝置]
接著，參照圖5說明各基板處理裝置所具備之塗布顯影裝置300。塗布顯影裝置300，係在圍著曝光裝置100之處理室內，設置成能以聯機方式連接於曝光裝置100。於塗布顯影裝置300，以橫過其中央部之方式配置有用以搬送晶圓W之搬送線301。於此搬送線301之一端配置有用以收納未曝光或於前一步驟之基板處理裝置處理後之多數片晶圓W的晶圓載台302、以及用以收納在本基板處理裝置結束曝光步驟及顯影步驟之多數片晶圓W的晶圓載台303，於搬送線301之另一端則配置有曝光裝置100之處理室側面之具擋門的搬送口(未圖示)。
又，沿著設於塗布顯影裝置300之搬送線301之一側設有塗布部(coater部)310，沿著另一側設有顯影部(developer部)320。塗布部310，包含：於晶圓W塗布光阻的光阻塗布機311、由用以對該晶圓W上之光阻進行預熱之加熱板構成的預烘烤裝置312、以及用冷卻經預烘烤後之晶圓W的冷卻裝置313。
顯影部320，具備：對曝光處理後晶圓W上之光阻進行烘烤、所謂用以進行曝光後烘烤(PEB：Post－Exposure Bake)之後烘烤裝置321、用以冷卻PEB後之晶圓W的冷卻裝置322、以及用以進行晶圓W之光阻之顯影的顯影裝置323。
[晶圓測量機]
此外，本第1實施形態中，聯機設有晶圓測量機400A，其係在將晶圓W搬入曝光裝置100之前，用以事前測量與該晶圓W之平坦度相關資訊(面形狀)。如圖6所示，晶圓測量機400A，包含：晶圓載台WST’、晶圓保持具WH’、與斐左干涉儀60’。晶圓載台WST’雖與晶圓載台WST為大致同型，但亦可以是非移動型之固定載台。又，晶圓保持具WH’係與晶圓保持具WH為同型之保持具，藉真空吸附晶圓W(亦即與曝光裝置100之晶圓保持具WH相同方式)，來保持晶圓W。
此晶圓測量機400A，與標線片測量機800A同樣的，係使用斐左干涉儀60’來測量被吸附保持於晶圓保持具WH’之狀態下之晶圓W的面形狀。此斐左干涉儀60’，除不具備參照面用構件68之外，可作成與斐左干涉儀60同等之構成，因此省略關於其構成之詳細說明。亦即，此斐左干涉儀60’係反射測量型之干涉儀。
又，於此晶圓載台WST’，與晶圓載台WST同樣的設有相當於基準標記板FM之標記板。此標記板之面，被嚴格規定為大致平面，因此相當於標記板面形狀之訊號，即為顯示該標記板高度之訊號。因此，將相當於此標記板面形狀之訊號、與相當於晶圓W面形狀訊號加以比較的話，即能得知標記板之面高度與晶圓W面形狀之測量對象面高部異相對關係，從而求出該等之差。亦即，能以標記板之面為基準，藉由斐左干涉儀60’來測量晶圓保持具WH’所保持之晶圓W的面形狀。
又，圖5所示之構成塗布部310之各單元(光阻塗布機311、預烘烤裝置312、冷卻裝置313)、構成顯影部320之各單元(後烘烤裝置321、冷卻裝置322、顯影裝置323)及晶圓測量機400A之構成及配置，僅為一例，實際上另設有複數個其他處理單元及緩衝單元等，且各單元為立體配置，亦設有在各單元間搬送晶圓W或晶圓保持具WH的機械臂及昇降機等。此外，晶圓W以何種路徑通過各單元間並予以處理，係從處理單元之處理內容及全體之處理時間之高速化等的觀點而被最佳化，能動態的加以變更。
曝光裝置100所具備之主控制裝置20、塗布部310及顯影部320、晶圓測量機400A及解析系統600，如前所述，係以有線或無線方式連接，接收並傳送各種顯示處理開始或處理結束的訊號。又，本第1實施形態中，以晶圓測量機400A測量之測量結果(相當於以晶圓測量機400A之處理裝置71算出之晶圓W面形狀的資料(面形狀資料))，雖係被送至(通知至)解析系統600，但亦可不送至解析系統600而直接、或透過解析系統600送至曝光裝置100的主控制裝置20。
又，以晶圓測量機400A進行之晶圓W面形狀之測量，只要是在晶圓W前層之標記形成完成後即可進行，但最好是在晶圓W搬入塗布顯影裝置300之後，尤以光阻塗布後、且搬入曝光裝置100之前進行。此外，晶圓測量機400A之設置位置，並不需如本第1實施形態般限制在塗布顯影裝置300內，只要是在曝光裝置100之處理室內的話，例如可以是在塗布顯影裝置300內之外部，或設置與此等裝置分開獨立之測量專用的裝置，以搬送裝置加以連接。然而，當將晶圓測量機400A設置在塗布顯影裝置300內時，由於能一併進行晶圓W之前處理、與其面形狀之自動測量，因此對產能是有利的。
此曝光系統200中之晶圓處理製程，係於各基板處理裝置分別進行，各基板處理裝置係以曝光步驟管理控制器500統籌進行控制、管理。曝光步驟管理控制器500，係於附屬之記憶裝置中儲存用以控制以曝光系統200處理之各批、或各晶圓之製程的各種資訊，以及為進行該控制之各種參數或曝光履歷資料等的各種資訊。根據此等資訊，控制並管理各基板處理裝置，以對各批施以適當之處理。
又，解析系統600，係與曝光裝置100、塗布顯影裝置300(晶圓測量機400A)、曝光裝置100之光源、標線片測量機800A等獨立動作之裝置，從該等各種裝置經由網路收集各種資料，進行必要之解析處理。
工廠內生產管理主系統700，係統籌管理基板處理工廠內之所有半導體製程。
[標線片圖案面之面形狀事前測量的準備處理]
其次，參照圖7之流程圖，說明圖1所示之曝光系統200中，為進行對與標線片保持具RH所保持之同等狀態下之標線片R圖案面之面形狀事前測量的準備處理。此準備處理，係配合在基板處理工廠內進行曝光裝置100及標線片測量機800A、塗布顯影裝置300之組裝時進行。此時，亦即，曝光系統200內之標線片測量機800A及曝光裝置100以外之構成要件的組裝及調整已完成，且工廠內生產管理主系統700、曝光步驟管理控制器500已開始動作。又，此準備處理中，係使用其圖案面全面蒸鍍鉻之作為基準物體的基準標線片RT 。
首先，於步驟S10，在標線片測量機800A內設置斐左干涉儀60，藉此斐左干涉儀60將圖4所示之標線片R圖案面(被檢測面)之面形狀調整為可測量之狀態。亦即，將斐左干涉儀60內之光學系統設置成圖4所示之狀態。此調整，可使用組裝用機械人自動進行。此調整中，亦一併進行能將斐左干涉儀60之測量結果從處理裝置71送至解析系統600之調整。又，在此時間點，於標線片測量機800A內，並未將標線片載台RST’及標線片保持具RH’設置為圖4所示之狀態。此外，關於參照面用構件68，在此時間點尚無須設置成圖4所示之狀態。
於次一步驟S12，係將欲設置於曝光裝置100之標線片載台RST及標線片保持具RH，與圖4所示之標線片載台RST’及標線片保持具RH’同樣的加以設置，調整成能在標線片保持具RH’上吸附保持標線片R之狀態，且調整標線片R及標記板相對斐左干涉儀60之位置及姿勢等，俾成為能使用斐左干涉儀60以適當之狀態測量標線片R及標記板之面形狀。
於次一步驟S14，使用未圖示之標線片搬送系統將基準標線片RT 裝載至標線片保持具RH上，使基準標線片RT 被吸附保持於標線片保持具RH。接著，於次一步驟S16，使用斐左干涉儀60測量基準標線片RT 之圖案面的面形狀。此測量結果係從處理裝置71送至解析系統600。進一步的，於次一步驟S18，使用未圖示之標線片搬送系統卸下基準標線片RT ，使其在適當之位置待機。
於次一步驟S20，將標線片載台RST及標線片保持具RH從標線片測量機800A取下，而設置標線片載台RST’及標線片保持具RH’，調整成能在標線片保持具RH上吸附保持標線片R之狀態，且調整標線片R及標記板相對斐左干涉儀60之位置及姿勢等，俾成為能使用斐左干涉儀60以適當之狀態測量標線片R及標記板之面形狀。
於次一步驟S22，使用待機之未圖示的標線片搬送系統將待機之基準標線片RT 裝載於標線片保持具RH，使基準標線片RT 被吸附保持於標線片保持具RH。接著，於次一步驟S24，使用斐左干涉儀60測量基準標線片RT 之圖案面的面形狀。此測量結果係從處理裝置71送至解析系統600。進一步的，於次一步驟S26，使用標線片搬送系統卸下基準標線片RT ，將其送回保管場所。
於次一步驟S28，解析系統600算出面形狀差資料，此面形狀差資料係相當於在步驟S16所取得之被標線片保持具RH保持之狀態下基準標線片RT 之圖案面之面形狀資料、與在步驟S24所取得之被標線片保持具RH’保持之狀態下基準標線片RT 之圖案面之面形狀資料的差。此處，係算出以標線片載台RST’之標記板高度之測量結果為基準(使其一致)時的面形狀差(將相當於標記板之訊號加以重疊時相當於各圖案面面形狀之訊號的差)。解析系統600儲存此算出結果，以隨時能讀出之方式加以管理。步驟S28結束後，即結束此準備處理。
經過此準備處理後，最後曝光系統200之各構成要件即完成組裝(例如，在曝光裝置100內，如圖2所示的設置標線片載台RST及標線片保持具RH。而標線片測量機800A內之標線片載台RST’及標線片保持具RH’，則在進行上述步驟後，已被設置成如圖4所示之狀態)，並調整成實際上可運用之狀態。
又，關於晶圓測量機400A，亦係進行與上述處理相同之處理。亦即，取代晶圓載台WST’及晶圓保持具WH’而設置晶圓載台WST及晶圓保持具WH，以斐左干涉儀60’測量將基準保持於晶圓保持具WH時基準晶圓的面形狀，並將相當於基準標記板FM之標記板表面為基準時之各面形狀差資料，以解析系統600加以求出。解析系統600將此面形狀資料儲存於未圖示之記憶裝置，以隨時能讀出該資料之方式加以管理。
上述準備處理，係就曝光系統200內之所有曝光裝置100分別進行。又，當一台台曝光裝置，係能從複數個標線片保持具RH中選擇一個用於曝光之標線片保持具(亦即實際保持標線片R的保持具)的情形時，則係就複數個標線片保持具RH之各個進行上述動作，以解析系統600來求出育標線片測量機800A之標線片保持具RH’的面形狀差。解析系統600，對此等所有標線片保持具RH、與就該等標線片保持具RH以上述方式算出之面形狀差資料賦予關連性，儲存於未圖示之記憶裝置，在使用任一標線片保持具RH時，即能讀出對應該標線片保持具RH之面形狀差資料。
[晶圓製程]
其次，根據圖8~圖10之流程圖及圖11~圖13，說明圖1所示之曝光系統200中，對已完成第一層曝光之一片晶圓W進行曝光處理時的動作。又，作為前提，係假設已藉由設於標線片載台RST之標線片標記板之投影像(空間像)測量處理或測試曝光等，檢測出該標線片標記板藉投影光學系統PL之投影像面(最佳成像面)，以載台控制裝置19進行之晶圓載台WST之聚焦、調平控制中，已調整焦點位置檢測系統(60a,60b)之檢測偏置，俾能進行使對應晶圓W曝光區域IA之表面與檢測出之最佳成像面一致(對齊)的聚焦、調平控制。
如圖8所示，首先，於步驟S50，在工廠內生產管理主系統700之管理下，曝光步驟管理控制器500藉未圖示之標線片搬送系統，將預定裝載於曝光裝置100之標線片R搬送至標線片測量機800A，將其裝載於標線片保持具RH’上。於次一步驟S52，標線片測量機800A測量相當於被保持在標線片保持具RH’之狀態下之標線片R圖案面的面形狀。此測量出之面形狀(x,y)(x、y，係以標線片R之圖案中心為原點之X軸方向、Y軸方向的位置座標)被送至解析系統600。圖11、圖12中，顯示測量出之面形狀R(x,y)例。圖11係顯示從＋Z側所視時相對於XY面之標線片R圖案面的Z位置變化，圖12則係將相對於XY面之標線片R圖案面的Z位置以3維圖表加以表示者。如圖11、圖12所示，標線片R，會因被保持於標線片保持具RH’，而變形為標線片R圖案面之中心附近相對該保持部分凹陷。如圖12所示，標線片R圖案面之Z位置的最大與最小值之差為0.5微米程度。又，圖12之圖表中，係以標線片R之標記板面之Z位置為原點來加以顯示。
回到圖8，於步驟S54，藉未圖示之搬送系統將標線片R從標線片測量機800A卸下。接著，標線片搬送系統將此標線片R搬送至曝光裝置100。
於次一步驟S56，解析系統600，算出與被保持於曝光裝置100之標線片保持具RH之狀態大致相等狀態下之標線片R之面形狀資料。亦即，解析系統600，根據上述步驟S28所算出之面形狀差資料(設此為dR(x,y))、與在步驟S52所取得之被標線片保持具RH’保持之狀態下標線片R之面形狀資料(R(x,y))，算出與被保持於標線片保持具RH之狀態大致相等狀態下之標線片R之面形狀資料(R’(x,y)＝R(x,y)＋dR(x,y))。標線片R之面形狀資料R’(x,y)由解析系統600送至曝光步驟管理控制器500。
於次一步驟S58，曝光步驟管理控制器500判斷標線片R之圖案面平坦度是否異常，亦即，判斷是否為無法滿足關於平坦度要求精度之標線片R。此處，係從以下述方式求出之標線片R圖案面之面形狀資料R’(x,y)，算出關於該平坦度之指標值，根據該值來進行上述判斷。例如，此處，若面形狀資料R’(x,y)中面位置最大值與最小值之差不在容許範圍內的話，即判斷為標線片R之平坦度異常。若此判斷為肯定的話，即進至步驟S60，指示剔除該標線片R(或使用監視器上之顯示功能來促進該標線片R之剔除)，結束處理。另一方面，此判斷若為肯定的話，即進至步驟S62。
於步驟S62，曝光步驟管理控制器500，將面形狀資料R’(x,y)送至主控制裝置20，或令解析系統600將此面形狀資料R’(x,y)送至主控制裝置20。於次一步驟S64，將標線片R搬入曝光裝置100，如圖2所示的將標線片R吸附保持在標線片保持具RH上。然後，於次一步驟S66，對曝光裝置100，下達使用未圖示之標線片對準系統及對準系統ALG等，來進行以未圖示之標線片對準系統進行之標線片對準、以及基線測量等關於標線片R之準備作業。又，此等曝光裝置100之一連串的動作，由於與一般之掃描器相同，因此省略詳細之說明。步驟S66結束後，即進至圖9之步驟S70。
於次一步驟S70，曝光步驟管理控制器500，對基板處理裝置、亦即對曝光裝置100及塗布顯影裝置300(塗布部310、顯影部320及晶圓測量機400A等)做出以既定順序進行對晶圓W之處理的指示。當接收此指示時，從晶圓載體302取出之一片晶圓W，即在搬送線301上被搬送至光阻塗布機311。接著，對被搬入光阻塗布機311之晶圓W塗布光阻，進一步將該晶圓W沿搬送線301搬送至預烘烤裝置312及冷卻裝置313，進行對該晶圓W之光阻處理。結束光阻處理後，即從塗布顯影裝置300對曝光步驟管理控制器500送出光阻處理結束通知。於步驟S72中，曝光步驟管理控制器500取得此通知。
於次一步驟S74，曝光步驟管理控制器500，將晶圓W裝載於晶圓測量機400A，於步驟S76中，以晶圓測量機400A測量晶圓W之面形狀，取得該面形狀資料W(x,y)。圖13中，顯示此處所取得之晶圓面形狀資料W(x,y)的一例。
於次一步驟S78，從晶圓測量機400A卸下晶圓W，藉未圖示之搬送系統將晶圓W搬送至曝光裝置100。然後，於步驟S80，曝光步驟管理控制器500，使解析系統600根據在上述步驟S28算出之面形狀差資料(設為dW(x,y))、與在步驟S52取得之被晶圓保持具WH’保持之狀態下之晶圓W的面形狀資料(W(x,y))，算出與被保持於晶圓保持具WH之狀態大致相等狀態下之晶圓W之面形狀資料(W’(x,y)＝W(x,y)＋dW(x,y))。所算出之晶圓W之面形狀資料W’(x,y)由解析系統600送至曝光步驟管理控制器500。
於次一步驟S82，曝光步驟管理控制器500判斷晶圓W之平坦度是否為無法滿足對平坦度所要求之精度。此判斷，係根據晶圓W之面形狀資料W’(x,y)算出代表該平坦度之指標值，以該值為判斷基準來進行。例如，此處，若面形狀資料W’(x,y)中最大值與最小值之差不在容許範圍內的話，即可判斷未滿足要求精度而為異常。若此判斷為肯定的話，即進至步驟S84，曝光步驟管理控制器500指示剔除該晶圓W(或使用監視器上之顯示功能來促進該晶圓W之剔除)，結束處理。
另一方面，此判斷若為肯定的話，即進至步驟S86。於步驟S86，曝光步驟管理控制器500，將晶圓W之面形狀資料W’(x,y)送至主控制裝置20，或令解析系統600將此面形狀資料R’(x,y)送至主控制裝置20。於次一步驟S88，曝光步驟管理控制器500，對塗布顯影裝置300做出將晶圓W搬送至曝光裝置100之指示。據此，晶圓W即被搬入曝光裝置100。配合此動作，曝光步驟管理控制器500，對曝光裝100做出開始一連串動作之指示。以下，圖10之步驟S90至步驟S108之動作，即以曝光裝置100之主控制裝置20來進行。
接收該指示之主控制裝置20，於步驟S90中，藉未圖示之預對準裝置，進行以高精度調整晶圓W相對晶圓載台WST之旋轉偏移與中心位置偏移之所謂的晶圓預對準，以使用來規定晶圓載台WST之移動位置(根據晶圓干涉儀54W之測量值的位置)的載台座標系統(本第1實施形態中，為XY座標系統)、和以晶圓W上之照射區域之排列所規定之座標系統(晶圓座標系統)一致至某種程度。
於次一步驟S92，透過未圖示之晶圓供料器(loader)，將晶圓W裝載至晶圓載台WST上之晶圓保持具WH上。
於次一步驟S94，進行晶圓對準。此處，係進行使用對準系統ALG等之EGA方式等的晶圓對準。又，關於此EGA方式之對準，例如已揭示於日本特開昭61－44429號公報及對應之美國專利第4,780,617號等，因此省略詳細之說明。在本國際申請之指定國(或所選擇之選擇國)國內法令許可範圍內，援用上述公報及對應美國專利之揭示作為本說明書記載之一部分。
於次一步驟S96，將標線片R圖案面之面形狀資料R’(x,y)換算為像面上之曲面。此換算，係使用投影光學系統PL之投影倍率來進行。將換算後之面形狀資料設為R”(x,y)。此R”(x,y)，可視為用以顯示以標線片標記板之評價標記像所評價之標線片R圖案像之像面偏離基準面的偏移量。
接著，於步驟S98，將顯示照射區域排列號碼之計數器p之值(以下，稱“計數器值p”)設為1，以最初的照射區域作為曝光對象區域。
其次，於步驟S100，根據曝光對象區域之排列座標(各照射區域之中心位置座標)透過載台控制裝置19、晶圓載台驅動部56W移動晶圓載台WST，以使晶圓W之位置成為用以使曝光對象區域曝光之加速開始位置，且透過載台控制裝置19、標線片載台驅動部56R移動標線片載台RST，以使標線片R之位置成為加速開始位置。亦即，主控制裝置20，根據晶圓對準結果所得之晶圓W上各照射區域之排列資訊、及對準系統ALG之基線，一邊監測來自干涉儀54W,54R之位置資訊，一邊藉由載台控制裝置19之控制，使Z傾斜載台38(晶圓載台WST)移動至用以使晶圓W之第1照射區域曝光的掃描開始位置，且使標線片載台RST移動至掃描開始位置(加速開始位置)。
於次一步驟S102，開始進行標線片載台RST與晶圓載台WST之相對掃描。當兩載台RST、WST分別到達目標掃描速度、達到等速同步狀態時，即從未圖示之照明系統以照明用光IL開始照明標線片R之圖案區域，開始掃描曝光。然後，以照明用光IL逐次照明標線片R圖案區域之不同區域，對圖案區域全面之照明結束，即結束掃描曝光。據此，標線片R之電路圖案等即透過投影光學系統PL被縮小轉印至晶圓W上之曝光對象區域。亦即，此處，係進行步進掃描(step & scan)方式之曝光。
於此掃描曝光中，根據以上述步驟S96所求出之晶圓像面換算之標線片R的面形狀資料R”(x,y)，視標線片載台RST之Y座標，透過成像特性修正控制器48驅動可動透鏡，且根據焦點位置檢測系統(60a,60b)之輸出，透過載台控制裝置19及致動器21A~21C驅動Z傾斜載台38，使晶圓W之面與該修正後之掃描像面一致。
據此，於掃描曝光中，因相當於非掃描方向(X軸方向)之標線片R照明區域IAR之部分的面形狀變化而產生之像面變化的1次成分，即被Z傾斜載台38之偏搖(X軸方向傾斜)控制加以修正，2次以上之成分則以可動透鏡之驅動加以修正，掃描方向(Y軸方向)之像面變化以Z傾斜載台38之縱搖(Y軸方向傾斜)控制加以修正，像面之偏置成分則以Z傾斜載台38之Z軸方向控制(聚焦控制)來加以修正。
又，掃描曝光中以可動透鏡之驅動進行之投影光學系統PL之成像特性的修正，例如像面彎曲之修正並不須要在掃描曝光中隨時進行，例如，亦可在掃描曝光之前進行。此情形下，當因可動透鏡之驅動而使聚焦位置產生變化時，主控制裝置20，亦可在掃描曝光前先算出會產生之聚焦位置的變化量△Z’，於掃描曝光中，根據僅使－△Z’變化之聚焦位置的目標值，來實施前述聚焦、調平控制。據此，即能修正因標線片R圖案面之彎曲造成之像面彎曲及散焦，將晶圓W表面以高精度、在焦深之範圍內對齊於對標線片R圖案面之實際的像面。
又，於此掃描曝光中，在以標線片R之面形狀資料R”(x,y)進行修正的同時，亦進行使用晶圓W面形狀資料W(x,y)之晶圓載台WST之位置控制的修正。亦即，根據從晶圓干涉儀54W之測量值所得之晶圓載台WST之X位置、Y位置，算出相當於曝光區域IA之晶圓W的位置(x,y)。然後，根據從該晶圓W位置(x,y)之晶圓面形狀資料W(x,y)算出之曝光區域IA所對應的晶圓W表面，例如，調整焦點位置檢測系統(60a,60b)之檢測偏置。據此，即能不受該晶圓W對基準標記板Z位置之對應曝光區域IA之晶圓W面形狀之變化，使圖案之最佳成像面、與晶圓W表面在焦深範圍內一致。
於次一步驟S104，參照計數器值p判斷是否所有照射區域皆已進行曝光。此處，p＝1，亦即僅對最初的照射區域進行了曝光，因此步驟S104之判斷為否定，而進至步驟S106。於步驟S106，增加計數器值p(p←p＋1)，以下一照射區域為曝光對象區域，回到步驟S100。
以下，重複步驟S100→S102→S104→S106之處理、判斷，直到步驟S104之判斷獲得肯定為止，將標線片R之電路圖案等轉印至晶圓W上之複數個照射區域。當對晶圓W上之所有照射區域之圖案轉印結束時，步驟S104之判斷即為肯定而移至步驟S108。步驟S108，係指示未圖示之晶圓卸載器進行晶圓W之卸載。
根據該指示而從晶圓載台WST卸下之晶圓W，藉由未圖示之晶圓卸載器被搬送至塗布顯影裝置300之搬送線301後，沿著搬送線301依序經過後烘烤裝置321及冷卻裝置322而被送至顯影裝置323。次一步驟S110中，於顯影裝置323，在晶圓W之各照射區域上顯影出對應標線片之元件圖案的光阻圖案像。結束顯影之晶圓W，視需要以未圖示之測量裝置檢查所形成之圖案線寬、重疊誤差等，經搬送線301收納至晶圓載體303內。
於次一步驟S112，收納在晶圓載體303內之晶圓W被搬送至其他處理裝置，進行蝕刻(削除未以光阻保護之部分)、於步驟S114中進行光阻剝離(步驟S96，去除不要的光阻)。若有待以曝光裝置100進行曝光之下一晶圓W時，即對該晶圓W重複進行上述S70~S114之處理。據此，對晶圓載體302中所收納之例如一批晶圓W，即形成多層的電路圖案。
[管線處理]
上述第1實施形態之處理順序中，雖有可能因晶圓測量機400A進行之搬入曝光裝置100前之晶圓W面形狀之測量步驟(圖9之步驟S70~S88)，而使晶圓處理製程之產能降低，但可藉由下述管線處理(Pipeline處理)之適用，來防止產能之降低。以下，根據圖14加以說明。
由於追加了晶圓W面形狀之測量步驟，因此晶圓處理製程，即變成由形成光阻膜之光阻處理步驟A、晶圓測量機400A進行之晶圓面形狀之測量步驟B、進行對準及曝光之曝光步驟C、進行曝光後之熱處理及顯影之顯影步驟D、以及進行光阻圖案測定時之圖案尺寸測量步驟E的5個步驟所構成。以此等5個步驟，對數片晶圓W(圖中為3片)，進行平行處理之管線處理。具體而言，或與較晶圓W之測量步驟B先行之晶圓W之曝光步驟C同時進行，即能將對整體產能能之影響降至極小。
又，在顯影步驟D之實施後進行光阻尺寸測定步驟E之情形時，藉由將事前測量步驟B與光阻尺寸測定步驟E彼此不重疊之時序，於晶圓測量機400A以管線方式(Pipeline方式)進行測量，則由於不需另行設置光阻尺寸測定裝置，因此不僅能削減裝置成本、且亦不致對產能帶來過多的不良影響。
又，圖14所示之管線處理僅為一例，當然，將步驟順序修改為對前一晶圓進行曝光期間對次一晶圓W進行晶圓預對準等方式，皆是可行的。
如以上之詳細說明，根據本第1實施形態，係在將曝光所使用之標線片R及晶圓W搬入曝光裝置100之前，取得與被保持在標線片保持具RH及晶圓保持具WH之狀態同等狀態下之與標線片R及晶圓W之平坦度相關的資訊(該等之面形狀資料R”(x,y)、W’(x,y))。如此，即能在不對曝光裝置100之產能造成影響的情形下，在使用標線片R及晶圓W之曝光裝置100進行曝光動作之前，辨識出與該標線片R及晶圓W相關之資訊。
更具體而言，本第1實施形態，係在以標線片保持具RH’、晶圓保持具WH’(被保持於標線片保持具RH、晶圓保持具WH之狀態下之標線片R、晶圓W的面形狀、與保持該標線片R、晶圓W時之面形狀差為已知者)保持標線片R、晶圓W之狀態下，測量標線片R、晶圓W之面形狀，根據被保持於標線片保持具RH’、晶圓保持具WH’之狀態下之標線片R、晶圓W的面形狀資料與前述面形狀差資料，來算出與被保持於標線片保持具RH、晶圓保持具WH之狀態同等狀態下之標線片R、晶圓W的面形狀資料。如此，即使不是將標線片R、晶圓W直接保持於標線片保持具RH、晶圓保持具WH之狀態，亦能求得與保持該等之狀態同等狀態下之標線片R、晶圓W的面形狀。據此，即能在將標線片R、晶圓W搬入曝光裝置100之前，於事前取得曝光中之標線片R、晶圓W的面形狀。
應，本第1實施形態中，係在此種標線片R、晶圓W之面形狀的事前測量步驟之前，分別測量被保持於標線片保持具RH、晶圓保持具WH之基準標線片RT 、基準晶圓之面形狀，與被保持於標線片保持具RH’、晶圓保持具WH’之該等的面形狀，將該等測量結果之差，作為標線片保持具RH與標線片保持具RH’的面形狀差、晶圓保持具WH與晶圓保持具WH’的面形狀差來加以算出。藉由求出之此面形狀差，則無需將標線片R、晶圓W保持於標線片保持具RH、晶圓保持具WH，即能求出與被保持於標線片保持具RH、晶圓保持具WH之狀態下之標線片R、晶圓W的面形狀。
又，依本第1實施形態，根據標線片R、晶圓W之面形狀測量結果檢測該等之平坦度異常，當判斷為異常時，即剔除該標線片R、晶圓W。如此，不致於將被視為異常之標線片R、晶圓W用於曝光，能使曝光步驟適當的進行。
又，根據本第1實施形態，如以上所述，係在搬入曝光裝置100之前，測量與被保持在標線片保持具RH及晶圓保持具WH之狀態同等狀態下之標線片R、晶圓W的面形狀，根據該測量結果，一邊進行投影光學系統PL之成像特性修正、標線片R及晶圓W之相對位置修正，一邊將標線片R上形成之電路圖案等轉印至晶圓W上，因此能進行高精度之曝光。
又，本第1實施形態中，係視標線片R之面形狀，使用成像特性修正控制器48，修正投影光學系統PL之成像特性中的聚焦、像面彎曲、及畸變。藉由此等像差成分之修正，能將標線片R之圖案轉印至晶圓W上的期望位置。
又，本第1實施形態中，關於W面形狀，係將焦點位置檢測系統(60a,60b)之檢測隨時配合該面形狀來加以調整，但並不限於此。例如，亦可將標線片R之像面換算的面形狀資料R”(x,y)與晶圓W之面形狀資料W’(x,y)的和，根據以對應曝光區域IA之部分加算的結果，使用成像特性修正控制器48來調整投影光學系統PL之成像特性。
又，本第1實施形態中，雖係就標線片R之面形狀、與晶圓W之面形狀的雙方皆進行了事前(搬入曝光裝置100之前)測量，但當然亦可僅進行其中一方之事前測量。當僅將標線片R之面形狀反映於曝光時投影光學系統PL之成像特性的情形時，作為可修正之像差成分，係調整投影光學系統PL之聚焦、像面彎曲及畸變，但僅有晶圓W之面形狀時，則僅調整投影光學系統PL之聚焦。
又，本第1實施形態中，當標線片R、晶圓W之平坦度無法滿足所需精度之情形時，係排除該標線片R、晶圓W，但並不限於此。若平坦度惡化之面僅為極少的一部分時，亦可將其餘部分用於曝光。例如，在標線片R之圖案區域形成有對應複數個晶片區域之電路圖案時，可使用未圖示之照明系統所具備之標線片遮簾加以限定進行曝光，以避免使平坦度惡化之晶片區域曝光。關於此點，對晶圓亦是相同，即使晶圓W整體之平坦度超過容許值，亦可判斷是否因部分之平坦度惡化所造成，而僅將平坦度惡化部分之照射區域從曝光對象中去除。
又，當檢測出平坦度異常時，亦可將標線片保持具RH更換為另一保持具。具體而言，曝光步驟管理控制器500，於圖8之步驟S58中，判斷出平坦度異常時，即對曝光裝置100之主控制裝置20，做出更換標線片保持具RH之指示。主控制裝置20，在搬入標線片R之前，使用未圖示之標線片保持具更換系統進行標線片保持具RH之更換。
此外，例如，曝光裝置100能從複數個標線片保持具RH中選擇1個標線片保持具RH，將其裝載於標線片載台RST上之情形時，亦可選擇平坦度在容許範圍內者。此時，解析系統600，係就曝光裝置100所具備之複數個標線片保持具RH，分別將其與標線片保持具RH’之面形狀差資料dR(x,y)儲存於未圖示之記憶裝置加以管理。於圖8之步驟S56，解析系統600，算出標線片R之面形狀資料R(x,y)、與各標線片保持具RH之面形狀資料dR(x,y)之和的面形狀資料R’(x,y)，曝光步驟管理控制器500根據該算出結果，選擇圖案面平坦度最為良好的標線片保持具RH。曝光步驟管理控制器500，將與此被選擇之標線片保持具RH相關之資訊(例如標線片保持具RH之識別號碼)等送至曝光裝置100之主控制裝置20。主控制裝置20，在將標線片搬入之前，將所選擇之標線片保持具RH裝載於標線片載台RST。又，關於此平坦度最為良好之保持具之選擇，當然亦可就晶圓保持具WH同樣的加以實施。
進一步的，由於亦有可能因標線片保持具RH’與標線片R之間、晶圓保持具WH’與晶圓W之間挾入異物而使該等之平坦度惡化之情形，因此，亦可先將標線片保持具RH、晶圓保持具WH、標線片R、晶圓W加入洗淨，於標線片測量機800A、晶圓測量機400A再度進行面形狀之測量。具體而言，曝光步驟管理控制器500，在從標線片R之面形狀資料R’(x,y)所得之平坦度超過既定闕值時，即視為平坦度異常，而將標線片保持具RH、標線片R或晶圓保持具WH、晶圓W搬送至基板處理工廠內所裝備之洗淨裝置予以洗淨。洗淨後，再將標線片保持具RH及標線片R、晶圓保持具WH及晶圓W搬送至標線片測量機800A或晶圓測量機400A，進行圖8或圖9所示之面形狀資料的事前取得步驟。
又，本第1實施形態中，亦能作成可調整標線片保持具RH’或晶圓保持具WH’所保持之標線片R或晶圓W之保持狀態。例如，將晶圓保持具WH’之一支銷32，例如連接於壓電元件等，其前端部之高度能分別加以調整時，可在圖7所示之對晶圓W進行之準備處理後調整銷32，以使在晶圓保持具WH之保持狀態下之基準晶圓的面形狀、與在晶圓保持具WH’之保持狀態下之基準晶圓的面形狀大致一致。以此方式，由於能使在標線片保持具RH之保持狀態下之面形狀、與在標線片保持具RH’之保持狀態下之面形狀大致一致，因此能更進一步的提昇該等面形狀之測量精度。
<第2實施形態>
以下，根據圖15、圖16說明本發明之第2實施形態。上述第1實施形態，係在將晶圓W搬入曝光100之前，測量與被保持在晶圓保持具WH之狀態同等狀態(被保持在面形狀差已知之其他晶圓保持具WH’的狀態)下之晶圓W的面形狀，本第2實施形態，則係直接事前測量被保持晶圓保持具WH之晶圓W的面形狀。此處，與上述第1實施形態相同或同等之構成部分係使用相同符號，並簡化或省略其說明。能適合實施本發明之檢查方法及曝光方法之第2實施形態之曝光系統，其特徵在於，係取代前述第1實施形態中之晶圓測量機400A(圖6)而具備晶圓測量機400B，並進一步具備能在曝光裝置100與晶圓測量機400B之間搬送晶圓保持具WH之未圖示的搬送系統。
圖15中，顯示了晶圓測量機400B之概略構成。如圖15所示，晶圓測量機400B中，係將曝光裝置100所使用之晶圓保持具WH裝載在晶圓載台WST’上，而非專用的晶圓保持具WH’。此晶圓保持具WH，係以上述搬送系統加以搬送，裝載於晶圓載台WST’上。晶圓測量機400B，係進行被吸附保持於曝光裝置100所使用之晶圓保持具WH的狀態，亦即係進行與實施曝光中相同狀態下之晶圓W的面形狀測量。
其次，依據圖16之流程圖，說明使用圖15所示之晶圓測量機400B進行晶圓W之面形狀測量時的動作。此測量動作，係取代第1實施形態中曝光動作之圖9的步驟S74~步驟S88而進行。
首先，於步驟S200，藉由未圖示之搬送系統，將晶圓保持具WH從曝光裝置100搬送至晶圓測量機400B，裝載於晶圓載台WST’上。於次一步驟S202，將晶圓W安裝於裝載在晶圓載台WST’之晶圓保持具WH上。於次一步驟S204，晶圓測量機400B測量晶圓W之面形狀，將晶圓W之面形狀資料W’(x,y)送至曝光步驟管理控制器500。於步驟S206，曝光步驟管理控制器500判斷依該面形狀資料W’(x,y)之平坦度是否在容許範圍內。若此判斷為否定的話，即進至步驟S208，若為肯定的話即進至步驟S214。此處，係設晶圓W之面形狀資料W’(x,y)在容許範圍外，判斷為否定而進至步驟S208。於步驟S208，曝光步驟管理控制器500，判斷晶圓W之面形狀測量次數是否超過既定次數(例如2次)，此處，由於係第1次，因此判斷為否，進至步驟S210。
於步驟S210，使用未圖示之搬送系統先卸下晶圓W，回到步驟S202，將晶圓W再次裝載於晶圓測量機400B。此時，係將晶圓W之裝載位置，設為相對前次之步驟S202之晶圓W的裝載位置，偏離既定距離(例如100微米左右)之位置。然後，於步驟S204，在晶圓測量機400B再次測量晶圓W之面形狀，於步驟S206中，曝光步驟管理控制器500取得該面形狀資料W’(x,y)，判斷晶圓W之平坦度是否在容許範圍內。
如前所述的重複步驟S202~步驟S210之環狀處理，直到步驟S206之判斷獲得肯定、或步驟S208之判斷獲得肯定，一邊將晶圓W在晶圓保持具WH上之保持位置偏離數百微米，一邊取得每次的晶圓W之面形狀資料W’(x,y)。當此環狀處理之重複次數達既定次數以上時，步驟S208之判斷即獲得肯定，進至步驟S212，剔除該晶圓W，結束處理。
另一方面，若依晶圓W之面形狀資料W’(x,y)之平坦度在容許範圍內，步驟S206之判斷為肯定的話，即進至步驟S214。於步驟S214，卸下晶圓W(或使用監視器上之顯示功能來促進該晶圓W之卸載)，於之後的步驟S216，卸下晶圓保持具WH(或使用監視器上之顯示功能來促進該晶圓保持具WH之卸載)送至曝光裝置100，將其裝載於晶圓載台WST上。進一步的，於步驟S218，曝光步驟管理控制器500，將最終取得之晶圓W在晶圓保持具WH上之保持位置及在該保持位置下之晶圓W的面形狀資料W’(x,y)送至主控制裝置20，進而在步驟S220，將晶圓W搬送至曝光裝置100。
步驟S220之實施後，與上述第1實施形態同樣的，進行圖10之步驟S90~步驟S108之曝光處理，並進行顯影(步驟S110)、蝕刻(步驟S112)、光阻剝離(步驟S114)。持在曝光裝置100所使用之晶圓保持具WH之狀態下之晶圓W平坦度相關之資訊(面形狀)，係直接在將晶圓W搬入曝光裝置100之前進行事前測量，因此能直接測量與實際曝光中相同狀態下之晶圓W的面形狀，而能獲得高測量精度。
又，根據本第2實施形態，換一個觀點來看，係調整晶圓W之保持狀態以使被保持在晶圓保持具WH之狀態下之晶圓W的平坦度良好，一邊在以調整後之保持狀態以晶圓保持具WH保持晶圓W，一邊將標線片R上之圖案轉印至晶圓W上。在此情形下，由於能以保持狀態經調整之晶圓保持具WH保持晶圓W，以使晶圓W之平坦度良好，因此能實現高精度之曝光。
又，本第2實施形態中，由於係將曝光裝置100所使用晶圓保持具WH搬送至晶圓測量機400B，來測量晶圓W之面形狀，因此在此測量中，曝光裝置100無法使用晶圓保持具WH。因此，本第2實施形態，係準備複數個晶圓保持具WH，若依序加以使用的話，即同時進行在曝光裝置100之曝光、與在晶圓測量機400B之測量。如此，即能在不降低產能的情形下，於事前測量晶圓W之面形狀。
又，根據本第2實施形態，於步驟S202~步驟S210中，係一邊調整晶圓W在晶圓保持具WH之保持位置、一邊進行晶圓W之面形狀測量，在曝光裝置100內以晶圓保持具WH保持晶圓W時，係以晶圓W之平坦度最為良好之位置保持晶圓W。如此，即能以晶圓W平坦度之最佳化狀態，以晶圓保持具WH保持晶圓W。
又，本第2實施形態中，從晶圓W之面形狀W(x,y)所得之其平坦度不在容許範圍內時，係變更晶圓W在晶圓保持具WH上之保持位置，但並不限於此，亦可變更晶圓保持具WH之吸附保持力。亦即，亦可在步驟S206、步驟S208之判斷為否定後，取代卸下步驟S210中之晶圓W後，於步驟S202進行晶圓W之裝載並變更晶圓W之保持位置，而變更晶圓保持具WH之真空壓，回到步驟S204，再次測量晶圓W之面形狀。然後，在既定範圍內變化真空壓，當晶圓W之面形狀W(x,y)在容許範圍內時，即將該真空壓作為用以吸附保持晶圓W的真空壓，與晶圓W之面形狀W(x,y)一起送至曝光裝置100之主控制裝置20即可。
又，此時，若在既定範圍內變化真空壓亦無法使晶圓W之平坦度在容許範圍內時，可變更晶圓W被保持於晶圓保持具WH之保持位置，並進一步調整真空壓。此外，即使變化晶圓W之保持位置亦無法使晶圓W之平坦度在容許範圍內時，可將晶圓W保持於平坦度最良好之保持位置，於該保持位置變化晶圓W之真空壓，並選擇最良好時之真空壓來作為最佳真空壓。
又，為了判斷晶圓W在晶圓保持具WH上之保持位置是否為較佳位置，可在將晶圓W保持於該保持位置的狀態下，變化晶圓保持具WH之真空壓，來測量晶圓W之面形狀變化。此處，當該變化量大於既定值時，該保持位置即不是較佳位置，而可變更晶圓W在晶圓保持具WH之保持位置。亦即，可視真空壓將晶圓W之平坦度幾乎不會改變之保持位置，選擇為晶圓W之最佳保持位置。亦即，可根據隨著晶圓保持具WH之真空吸附力之變動所產生之晶圓W面形狀之變動程度(大小)，來求出晶圓W在晶圓保持具WH之最佳保持位置。
又，本第2實施形態中，當判斷出從晶圓W面形狀所得之平坦度異常時，係於步驟S212剔除該晶圓W，但亦可將晶圓W從晶圓保持具WH卸下，分別予以洗淨後，再重試上述事前測量處理(或使用監視器上之顯示功能等，將此情形，亦即可分別促進將晶圓W與晶圓保持具WH予以洗淨之主旨)。
又，本第2實施形態中，於曝光裝置100具有複數個晶圓保持具WH時，亦可在將晶圓W保持於其中之一之晶圓保持具WH的狀態下，測量其面形狀，並選擇性的使用平坦度最為良好之晶圓保持具WH(或使用監視器上之顯示功能等，來促進選擇性的使用平坦度最為良好之晶圓保持具WH)。具體而言，於圖16之步驟S206，在平坦度容許值內判斷為否定時，將另一晶圓保持具WH裝載於晶圓測量機400B上，在將晶圓W保持於該晶圓保持具WH之狀態下，重複進行其面形狀之測量處理，直到平坦度在容許範圍內即可。
又，本第2實施形態中，雖係就被保持於晶圓保持具WH之晶圓W的面形狀，直接的加以事前測量之情形作了說明，但當然亦可就被保持於標線片保持具RH之標線片R的面形狀直接的加以事前測量。此時，必須具備能在事前測量被保持於標線片保持具RH之狀態下之標線片R面形狀的標線片測量機，並進一步具備能在該標線片測量機與曝光裝置之間搬送標線片保持具RH之未圖示的搬送系統。
<第3實施形態>
以下，根據圖17、圖18說明本發明之第3實施形態。此處，與上述第1實施形態相同或同等之構成部分係使用相同符號，並簡化或省略其說明。此第3實施形態之曝光系統之特徵在於，具備如圖17之立體圖以示意方式顯示其構成的標線片測量機800C。
如圖17所示，標線片測量機800C，具備：光源801、振動鏡802、掃描鏡803、與受光器808，809，810。又，標線片R之圖案面(被檢測面804)上，形成有電路圖案，並假設其一部分附著有異物。
從光源801射出之光束L1，被振動鏡(電流掃描鏡或多面掃描鏡)802偏向而射入掃描鏡803，從此掃描鏡803射出之光束L2，掃描被檢測面804上之掃描線805。此時，若以較光束L2之掃描週期慢的速度使被檢測面804往與掃描線805正交之方向移動時，即能以光束L2掃描被檢測面804上之全面。在此情形下，當光束L2照射於被檢測面804表面上存在異物806之區域時，即會產生散射光L3。此外，當光束L2照射於與被檢測面804上所附著之異物及圖案缺陷不同，例如照射於存在標線片R上之電路圖案、晶圓W上之電路圖案等週期性構造(以下，總稱為“圖案”)807之區域時，會從該圖案807產生繞射光L4。
圖17中，受光器808,809及810係配置成不同方向對著掃描線805。相對於從異物806產生之散射光L3係幾乎朝向所有方向產生之等向(Isotropic)的散射光，從圖案807產生之繞射光L4則係因繞射而產生，因此係在空間上朝離散方向射出之光(指向性強的光)。使用此散射光L3、與繞射光L4之性質上的差異，於所有受光器808,809及810檢測出光時，即判斷該光為來自缺陷之散射光，若受光器808,809及810中只要存在1個未檢測出光之受光器時，則判斷該光為來自圖案的繞射光。據此，即能將圖案807與異物806予以區別檢測出。
其次，說明本第3實施形態之曝光系統200之動作。圖18中，顯示了表示圖17之標線片R之面形狀事前測量之處理順序的流程圖。如圖18所示，於步驟S300，將標線片R裝載於標線片測量機800C。於步驟S302，以上述方式測量標線片R之圖案面(異物之附著及圖案缺陷)。此測量結果被送至曝光步驟管理控制器500。於次一步驟S304，將標線片R從標線片測量機800C卸下。
於次一步S306，曝光步驟管理控制器500判斷此測量是否是第2次的測量。若此判斷為肯定的話即進至步驟S312，若為否的話則進至步驟S308。此處，由於測量為第1次，因此判斷為否，進至步驟S308。步驟S308，於測量中觀測到散射光L3，判斷是否在標線片R上發現異勿(例如圖17之異物806)。若此判斷為否的話即進至步驟S314，若為肯定的話則進至步驟S310。
步驟S310中，於未圖示之洗淨裝置將標線片R之圖案面予以洗淨(或使用監視器上之顯示功能來促進標線片R之圖案面之洗淨)。步驟S310結束後，回到步驟S300將標線片R再次裝載於標線片測量機800C，於步驟S302中進行異物、圖案缺陷之事前測量，於步驟S304中從標線片測量機800C卸下標線片R，於步驟S306，由於係第2次測量因此判斷為肯定，進至步驟S312。
於步驟S312，判斷圖案面上是否有缺陷。在對洗淨後之標線片R進行之第2次測量中干測到散射光L3，即代表有圖案缺陷。因此，此處，在第2次測量中亦觀測到散射光L3時，判斷即為肯定而進至步驟S318。步驟S318中，剔除標線片R(或使用監視器上之顯示功能來促進該標線片R之剔除)，結束處理。
另一方面，於步驟S308中判斷為否後(第1次測量中未於標線片R上觀測到散射光L3之情形)、或於步驟312中判斷為肯定後(第2次測量中亦未於標線片R上觀測到散射光L3之情形)，進至步驟S314。步驟S314中，將標線片R搬入曝光裝置100，於步驟S316進行與第1實施形態之步驟S66(參照圖6)相同的準備處理。步驟S316之實施後，進行與圖9、圖10相同之處理。
如以上之詳細說明，根據本第3實施形態，係在將曝光使用之標線片R搬入曝光裝置100之前，對標線片R之圖案面進行測量，來取得與附著在標線片R上之異物及圖案缺損相關的資訊。如此，即不致對曝光裝置100之生產率造成影響，能及早檢測出附著在標線片R之異物及圖案缺陷，加以處理。
又，根據本第3實施形態，測量標線片R之圖案面，並觀測到散射光L3而判斷有異物附著時，於步驟S310將標線片R之圖案面予以洗淨，當再度進行上述測量仍觀測到散射光L3時，即判斷為有圖案缺陷，因此能區別圖案面上之異物、與圖案缺陷，當判斷為異物時進行洗淨，判斷有圖案缺陷時及進行標線片R之剔除，而能分別根據檢測結果實施適當之處理又，本第3實施形態中，雖係針對具備事前測量標線片R上之異物或圖案缺陷的標線片測量機800C之情形作了說明，但當然亦可以是具備事前測量晶圓W上之異物或圖案缺陷的晶圓測量機。此晶圓測量機之構成及動作，由於能作成與上述標線片測量機800C之構成及動作大致相同，因此省略詳細之說明。
又，本第3實施形態中，當標線片R之圖案缺陷產生位置僅為極少的一部分時，亦同樣的可將其餘部分用於曝光。例如，在標線片R之圖案區域形成有對應複數個晶片區域之電路圖案時，可使用未圖示之照明系統所具備之標線片遮簾加以限定進行曝光，以避免使產生圖案缺陷之晶片區域曝光。
關於此點，對晶圓亦是相同，即使晶圓W上之部分照射區域產生圖案缺陷，若係僅限於部分照射區域的話，可僅將產生圖案缺陷之照射區域從曝光對象中去除。
又，上述第1、第2實施形態中，與標線片R及晶圓W平坦度相關之資訊雖係設為該標線片R、晶圓W之面形狀資料，但並不限於此，例如亦可以是該面形狀之微分資料或積分資料。此外，亦可以是該標線片R及晶圓W之Z位置的分散及標準偏差、最大值與最小值之差。再者，作為此面形狀資料，可以是以相對各Xy位置之Z位置的面形狀地圖方式加以表現者、亦可以是以函數形式加以表現者。
又，上述實施形態中，用以保持標線片R或晶圓W之標線片保持具RH,RH’、晶圓保持具WH,WH’，雖係真空吸附式之保持具，但亦可以是靜電吸附方式之保持具。又，為防止將標線片R、晶圓W保持於RH,RH’，WH,WH’時，因載台RST,WST之掃描時所產生的加速度造成標線片R、晶圓W之位置偏移，可併用將標線片R、晶圓W壓接於載台RST,WST之機械式挾持(clamp)機構。此時，在進行事前之平坦度測量時，亦最好是能併用相同的挾持機構。
又，上述各實施形態中，為測量標線片R、晶圓W之面形狀而使用了斐左干涉儀，但不限於此。標線片R。晶圓W面形狀之測量裝置，只要是在不與被檢測面接觸之情形下，測量其面形狀之測量裝置即可。例如，亦可使用曝光裝置100所具備、與焦點位置檢測系統(60a,60b)相同之測量裝置等，來測量該等之面形狀。若使用斜入射方式之檢測系統的話，無論是透明的標線片、或形成有複雜電路圖案的晶圓，皆能以良好精度測量該等之面形狀。
又，上述各實施形態中，標線片測量機800A、800C雖係未與曝光裝置100聯機之測量機(在標線片之搬送路徑上設置之測量機)，而晶圓測量機400A、400B則為與曝光裝置100聯機之測量機，設置在塗布顯影裝置300內。如此，能以良好效率進行標線片與晶圓之事前測量。然而，並不限於此，亦可以相反方式設置，或將兩者皆與曝光裝置聯機或機外(off line)連接。
此外，亦可使該等標線片測量機(或標線片檢測器)800A,800C、及晶圓測量機(晶圓檢測器)400A,400C能輸出上述解析系統600之解析功能、以及該解析結果所輸出之指示(例如，已述之晶圓及標線片之剔除指示等)。
又，上述實施形態中，作為照明用光IL，只要是一般曝光裝置所使用者皆能適用。例如，可使用KrF準分子雷射光(波長248nm)、ArF準分子雷射光(波長193nm)、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)、F2雷射光(波長157nm)、銅蒸汽雷射、YAG雷射、半導體雷射等諧波等來作為照明用光IL。
又，上述各實施形態之曝光裝置中，投影光學系統可以使用縮小系統、等倍或放大系統之任一者，亦可以是折射系統、折反射系統或反射系統之任一者。無論是何種光學系統，只要是能調整其成像特性之光學系統的話，即能如上述各實施形態般，調整投影光學系統成像特性，提昇曝光精度。
又，製造上述各實施形態之曝光裝置時，係將由複數片透鏡構成之投影光學系統裝入曝光裝置。之後，進行光學調整，且將由多數機械零件構成之標線片載台及晶圓載台安裝於曝光裝置，並連接線路及管路，再進行綜合調整(電氣調整、動作確認等)，即能製造上述各實施形態之曝光裝置。又，上述第1實施形態中，在將此標線片載台RST或晶圓載台WST安裝於曝光裝置之前，須進行用來算出使用基準標線片RT、基準晶圓之平坦度差的準備處理。又，曝光裝置之製造，最好是能在溫度及潔淨度等受到管理之無塵室進行。
又，上述實施形態中，雖係就步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置作了說明，但本發明除步進重複(step & repeat)型之投影曝光裝置外，當然亦能適用於近接方式之曝光裝置等其他種類之曝光裝置。此外，本發明亦非常適合用於將照射區域與照射加以合成之步進接合(step & stitch)方式的縮小投影曝光裝置。又，亦能適用於既定2座晶圓載台之雙載台型曝光裝置。當然，本發明亦能適用於使用液浸法之曝光裝置。
又，本發明並不限於半導體製造用之曝光裝置，而亦能適用於將元件圖案轉印至玻璃基板上之曝光裝置，將薄膜磁頭製造用之元件圖案轉印至陶瓷晶圓上之曝光裝置，以及用以製造攝影元件(CCD等)、微機器、有機EL、DNA晶片等之曝光裝置等。此外，本發明亦能適用於使用EUV光、X光、或電子束及離子束等帶電粒子線作為曝光光束的曝光裝置。
又，不僅是製造半導體元件等之微元件，為製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X光曝光裝置、及電子束曝光裝置等所使用之標線片或光罩，而將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置亦能適用本發明。此處，使用DUV(深紫外線)或VUV(真空紫外線)光等之曝光裝置一般係使用透射型標線片，作為標線片基板，係使用石英玻璃、摻雜了氟之石英玻璃、螢石、氟化鎂、或水晶等。又，近接方式之X光曝光裝置、或電子束曝光裝置等，則係使用透射型光罩(模板光罩(stencil mask)、薄膜光罩(membrane mask))，作為光罩基板係使用矽晶圓等。
又，上述各實施形態中，標線片R及晶圓W之平坦度、異物及缺陷等之測量結果，係送至解析系統600，進行使用該測量結果之運算，由曝光步驟管理控制器500來進行根據該測量結果、運算結果之步驟的控制，但不限於此。例如，亦可以解析系統600來進行根據該測量結果、運算結果之步驟的控制，或將標線片R及晶圓W之平坦度、異物及缺陷等之測量結果送至主控制裝置20，由主控制裝置20進行使用該測量結果之運算，並進行根據該運算結果之步驟的控制。
半導體元件，係經進行元件之製造、功能設計的步驟，製作根據該設計步驟之標線片的步驟，從矽材料製造晶圓之步驟，使用上述各實施形態之曝光系統200及曝光裝置100將標線片之圖案轉印至晶圓W的步驟，記憶體檢修步驟，元件組裝步驟(包含切割步驟、結合步驟、及封裝步驟)，檢查步驟等來加以製造。
如以上之說明，本發明之測量方法適於測量曝光所使用之物體的平坦度，本發明之檢查方法適於檢測曝光所使用之物體之異物或部分缺損，本發明之曝光方法及曝光系統，適於用以製造半導體元件、液晶顯示元件、攝影元件、薄膜磁頭等之光微影製程。
1．．．雷射光源
13．．．折射光學元件
131 ~134 ．．．透鏡元件
19．．．載台控制裝置
20．．．主控制裝置
21A,21B,21C．．．致動器
23A,23B,23C．．．編碼器
26．．．晶圓保持具本體部
27A,27B,27C．．．Z驅動部
28．．．凸緣部
32．．．銷部
38．．．Z傾斜載台
42．．．XY載台
48．．．成像特性修正控制器
52R．．．移動鏡
52W．．．移動鏡
54R．．．標線片干涉儀
54W．．．晶圓干涉儀
56R．．．標線片載台驅動部
56W．．．晶圓載台驅動部
60．．．斐左(Fizeau interferometer)干涉儀
60a．．．照射系統
60b．．．受光系統
61．．．雷射光源
62,69．．．透鏡
63．．．光闌
64．．．分束器
65．．．λ/4波長板
66．．．準直透鏡
67,68．．．參照面用構件
67A,68A．．．參照面
70．．．干涉紋檢測部
71．．．處理裝置
100．．．曝光裝置
200．．．曝光系統
300．．．塗布顯影裝置
301．．．搬送線
302,303．．．晶圓載體
310．．．塗布部
311．．．光阻塗布機
312．．．預烘烤部
313,322．．．冷卻裝置
320．．．顯影部
321．．．後烘烤部
323．．．顯影裝置
400A,400B．．．晶圓測量機
500．．．曝光步驟管理控制器
600．．．解析系統
700．．．工廠內生產管理主系統
800A,800C．．．標線片測量機
801．．．光源
802．．．振動鏡
803．．．掃描鏡
804．．．被檢測面
805．．．掃描線
806．．．異物
807．．．圖案
808,809,810．．．受光器
AX．．．投影光學系統之光軸
ALG．．．對準系統
FM．．．基準標記板
IA．．．曝光區域
IAR．．．照明區域
IL．．．照明用光
L1,L2．．．光束
L3．．．散射光
L4．．．繞射光
PL．．．投影光學系統
R．．．標線片
RT ．．．基準標線片
RH．．．標線片保持具
RST．．．標線片載台
W．．．晶圓
WH．．．晶圓保持具
WST．．．晶圓載台
圖1，係概略顯示本發明第1實施形態之曝光系統之構成的圖。
圖2，係概略顯示本發明第1實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖3(A)、(B)，(A)係顯示標線片保持具之一構成例的立體圖、(B)則係顯示晶圓保持具之一構成例的立體圖。
圖4，係概略顯示本發明第1實施形態之標線片測量機之構成的圖。
圖5，係概略顯示本發明第1實施形態之塗布顯影裝置之構成的圖。
圖6，係概略顯示本發明第1實施形態之晶圓測量機之構成的圖。
圖7，係顯示本發明第1實施形態之標線片面形狀之事前測量之準備處理之處理步驟的流程圖。
圖8，係顯示本發明第1實施形態之標線片面形狀測量之處理步驟的流程圖。
圖9，係顯示本發明第1實施形態之晶圓面形狀測量之處理步驟的流程圖。
圖10，係顯示曝光動作之處理步驟的流程圖。
圖11，係顯示標線片面形狀測量結果之一例(其1)的圖。
圖12，係顯示標線片面形狀測量結果之一例(其2)的圖。
圖13，係顯示標線片面形狀測量結果之一例(其3)的圖。
圖14，係用以說明本發明第1實施形態之管線處理的圖。
圖15，係顯示本發明第2實施形態之晶圓測量機之概略構成的圖。
圖16，係顯示本發明第2實施形態之標線片面形狀之測量之處理步驟的流程圖。
圖17，係顯示本發明第3實施形態之標線片測量機之概略構成的圖。
圖18，係顯示本發明第3實施形態之晶圓面形狀之測量之處理步驟的流程圖。

Claims (48)

  1. 一種測量方法，其包含事前取得步驟；該步驟，係在將物體搬入曝光裝置(使用被保持於既定保持裝置之物體來進行曝光者)前，取得在被保持於該既定保持裝置之狀態下、或在與其同等狀態下與該物體平坦度相關的資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項之測量方法，其中，事前取得步驟，包含：第1副步驟，其係在以另一保持裝置保持該物體之狀態，測量與該物體平坦度相關之資訊；該另一裝置中，在被保持於該既定保持裝置之狀態下與該物體平坦度相關之資訊、與保持該物體之狀態下與該物體平坦度相關之資訊兩者間的關係為已知；以及第2副步驟，係根據在被保持於該另一保持裝置之狀態下與該物體平坦度相關之資訊的測量結果、與該關係，來算出與被保持於該既定保持裝置之狀態同等狀態下與該物體平坦度相關之資訊。
  3. 如申請專利範圍第2項之測量方法，其中，於該事前取得步驟之前，進一步包含；差值算出步驟，係測量被保持於該既定保持裝置之狀態下與基準物體平坦度相關之資訊、與被保持於該另一保持裝置之狀態下與該基準物體平坦度相關之資訊，分別減去各測量結果，來減去作為該關係之與該兩平坦度相關之資訊間的差值。
  4. 如申請專利範圍第3項之測量方法，其具備複數個該既定保持裝置，並進一步包含：選擇步驟，係從該複數個既定保持裝置中，根據前述差值，選擇該物體之平坦度最為良好之保持裝置，來作為保持該物體之保持裝置。
  5. 如申請專利範圍第1項之測量方法，其中，該事前取得步驟，係直接測量被該既定保持裝置所保持狀態下與該物體平坦度相關之資訊。
  6. 如申請專利範圍第5項之測量方法，其中，該事前取得步驟，係一邊調整該既定保持裝置之該物體的保持狀態，一邊進行與該物體平坦度相關之資訊的測量；在該曝光裝置內以該既定保持裝置保持該物體時，考慮該調整之結果。
  7. 如申請專利範圍第6項之測量方法，其中，該事前取得步驟，係根據隨著該既定保持裝置保持該物體之保持力、保持位置、及保持面之至少一者之變動而變動之與該物體平坦度相關資訊的變動程度，來求出該既定保持裝置之該物體的最佳保持位置。
  8. 如申請專利範圍第5項之測量方法，其進一步包含：檢測步驟，係根據該事前取得步驟之取得結果，檢測平坦度異常；以及交換步驟，係在檢測出該平坦度異常時，進行該既定保持裝置之交換。
  9. 如申請專利範圍第1或5項之測量方法，其進一步包含：檢測步驟，係根據該事前取得步驟之取得結果，檢測平坦度異常；以及處理步驟，係在檢測出該平坦度異常時，進行該物體之剔除、與保持該物體之保持裝置保持面之清潔中的至少一方。
  10. 一種曝光方法，係將形成於光罩上之圖案透過投影光學系統轉印至感光物體上，其特徵在於，包含：測量步驟，係使用申請專利範圍第1至9項中任一項之測量方法，來測量該光罩及該感光物體中至少一方之與平坦度相關之資訊；以及轉印步驟，係根據該測量結果，一邊進行該投影光學系統成像特性之修正、與該光罩及該感光物體之相對位置之修正的至少一方，一邊將該圖案轉印至該感光物體上。
  11. 如申請專利範圍第10項之曝光方法，其中，該測量步驟，係分別測量與該光罩平坦度相關之資訊、和與該感光物體平坦度相關之資訊，來求出與該光罩平坦度相關之資訊、和與該感光物體平坦度相關之資訊的差值；該轉印步驟，係考慮與該光罩平坦度相關之資訊、和與該感光物體平坦度相關之資訊的差，來進行該投影光學系統成像特性之修正、和該光罩與該感光物體之相對位置之修正中的至少一方。
  12. 如申請專利範圍第10項之曝光方法，其中，以該測量步驟測量與該光罩平坦度相關之資訊時，該投影光學系統之成像特性中，包含該投影光學系統之聚焦、像面彎曲、畸變中之至少一方。
  13. 如申請專利範圍第10項之曝光方法，其中，以該測量步驟測量與該感光物體平坦度相關之資訊時，該投影光學系統之成像特性中，包含該投影光學系統之聚焦。
  14. 如申請專利範圍第10至13項中任一項之曝光方法，其中，在對複數個感光物體之各個依序進行該測量步驟、該曝光步驟時，係在對前一感光物體進行該曝光步驟的期間，對接著處理之感光物體進行該測量步驟。
  15. 一種曝光方法，係使用既定保持裝置所保持之物體進行曝光，其特徵在於，包含：調整步驟，係調整該物體之保持狀態，以使被該既定保持裝置所保持狀態下之該物體平坦度良好；以及曝光步驟，係在該調整後之保持狀態以該既定保持裝置保持該物體之同時，一邊進行曝光。
  16. 一種檢查方法，其包含事前取得步驟；該步驟，係在將物體搬入使用物體進行曝光之曝光裝置前，取得與附著在該物體之異物及該物體之部分缺損相關的資訊。
  17. 如申請專利範圍第16項之檢查方法，其進一步包含：檢測步驟，係根據於該事前取得步驟所取得之資訊，檢測該物體上之異物附著及該物體之部分缺損；除去步驟，係在該檢測步驟中檢測出異物附著時，進行該異物之去除；以及剔除步驟，係在該檢測步驟中檢測出該物體之部分缺損時，剔除該物體。
  18. 一種曝光方法，係將光罩上形成之圖案，透過投影光學系統轉印至感光物體上，其特徵在於，包含：事前處理步驟，係使用申請專利範圍第16或17項之檢查方法，進行對該光罩及感光物體上之至少一方之異物附著或部分缺損的事前處理；以及轉印步驟，係根據該事前處理結果，將該圖案轉印至該感光物體上。
  19. 如申請專利範圍第18項之曝光方法，其中，形成於該光罩之圖案，包含分別對應複數個晶片區域之複數圖案；該事前處理步驟中，在該光罩上之至少一個圖案區域內檢測出異物或部分缺損時，該轉印步驟係一邊遮蔽檢測出異物或部分缺損之圖案區域、一邊進行曝光，或將該晶片區域從曝光對象之區域剔除。
  20. 如申請專利範圍第18項之曝光方法，其中，在對複數個感光物體之各個依序進行該事前處理步驟、與該曝光步驟時，係在對前一感光物體進行該曝光步驟的期間，對接著處理之感光物體進行該事前處理步驟。
  21. 一種曝光系統，其具備：曝光裝置，係使用既定保持裝置所保持之物體進行曝光；以及事前取得裝置，係在將該物體搬入該曝光裝置之前，取得被該既定保持裝置所保持之狀態、或同等狀態下與該物體平坦度相關之資訊。
  22. 如申請專利範圍第21項之曝光系統，其中，該事前取得裝置，具備：測量裝置，其係在以另一保持裝置保持該物體之狀態，測量與該物體平坦度相關之資訊；該另一裝置中，在被保持於該既定保持裝置之狀態下與該物體平坦度相關之資訊、與保持該物體之狀態下與該物體平坦度相關之資訊兩者間的關係為已知；以及第2副步驟，係根據在被保持於該另一保持裝置之狀態下與該物體平坦度相關之資訊的測量結果、與該關係，來算出與被保持於該既定保持裝置之狀態同等狀態下與該物體平坦度相關之資訊。
  23. 如申請專利範圍第21項之曝光系統，其中，該事前取得裝置具備測量裝置，此測量裝置係直接測量被該既定保持裝置所保持狀態下與該物體平坦度相關之資訊。
  24. 如申請專利範圍第23項之曝光系統，其中，該測量裝置，係一邊調整該既定保持裝置之該物體的保持狀態，一邊測量與該物體平坦度相關之資訊；該曝光裝置進一步具備調整裝置，此調整裝置係考慮該測量裝置之調整結果，來調整該既定保持裝置之該物體的保持狀態。
  25. 如申請專利範圍第24項之曝光系統，其中，該事前取得裝置，係根據隨著該既定保持裝置保持該物體之保持力、保持位置、及保持面之至少一者之變動而變動之與該物體平坦度相關資訊的變動程度，來求出該既定保持裝置之該物體的最佳保持位置以作為該調整之結果。
  26. 如申請專利範圍第23項之曝光系統，其進一步具備：檢測裝置，係根據該事前取得裝置之取得結果，檢測平坦度異常；以及處理裝置，係在檢測出該平坦度異常時，進行該既定保持裝置之交換、該物體之剔除、以及該保持裝置保持面之清潔的至少一者。
  27. 如申請專利範圍第21項之曝光系統，其中，該事前取得裝置，係用以測量與該物體平坦度相關之資訊的非接觸檢測方式之測量裝置。
  28. 如申請專利範圍第27項之曝光系統，其中，該測量裝置係斐左干涉儀。
  29. 如申請專利範圍第28項之曝光系統，其中，該斐左干涉儀係雙程干涉儀。
  30. 如申請專利範圍第21項之曝光系統，其中，該曝光裝置，係將光罩上形成之圖案透過投影光學系統轉印至感光物體上之投影曝光裝置；該事前取得裝置，係取得與該光罩及該感光物體之至少一方之平坦度相關之資訊；該曝光裝置，係根據該取得結果，一邊進行該投影光學系統成像特性之修正、和該光罩與該感光物體相對位置之修正之至少一方，一邊進行曝光。
  31. 如申請專利範圍第30項之曝光系統，其中，該事前取得裝置，係測量與該光罩平坦度相關之資訊、以及與該感光物體平坦度相關之資訊，根據各測量結果，進一步求出與該光罩平坦度相關之資訊、和與該感光物體平坦度相關之資訊的差值；該曝光裝置，係考慮與該光罩平坦度相關之資訊、和與該感光物體平坦度相關之資訊的差值，來進行該投影光學系統成像特性之修正、和該光罩及該感光物體相對位置之修正之至少一方。
  32. 如申請專利範圍第30項之曝光系統，其具備測量與該光罩平坦度相關之資訊的事前取得裝置，以及測量與該感光物體平坦度相關之資訊的事前取得裝置；測量與該感光物體平坦度相關之資訊的事前取得裝置，係與該曝光裝置聯機(in line)，測量與該光罩平坦度相關之資訊的事前取得裝置，則係設置在搬送該光罩之搬送路徑上。
  33. 一種曝光系統，其具備：曝光裝置，係使用物體進行曝光；以及事前取得裝置，係在將該物體搬入該曝光裝置之前，取得與該物體上之異物及部分缺損之至少一方相關之資訊。
  34. 如申請專利範圍第33項之曝光系統，其進一步具備：檢測裝置，係根據於該事前取得裝置所取得之資訊，檢測該物體上之異物附著及該物體之部分缺損；異物除去裝置，係在該檢測裝置中檢測出異物附著時，進行該異物之去除；以及剔除裝置，係在該檢測裝置中檢測出該物體之部分缺損時，進行該物體之剔除。
  35. 如申請專利範圍第34項之曝光系統，其中，該曝光裝置，係將光罩上形成之圖案透過投影光學系統轉印至感光物體上之投影曝光裝置；該事前取得裝置，係取得與該光罩上及該感光物體上之至少一方之異物附著或部分缺損相關之資訊；該檢測裝置，係檢測該光罩上及該感光物體上之至少一方之異物附著或部分缺損；該曝光裝置，係根據該檢測結果，將該圖案轉印至該感光物體上。
  36. 如申請專利範圍第35項之曝光系統，其中，形成於該光罩之圖案，包含分別對應複數個晶片區域之複數圖案；當該事前取得裝置，在該光罩上之至少一個圖案區域內檢測出異物或部分缺損時，該曝光裝置，係一邊遮蔽該檢測裝置所檢測出有異物或部分缺損之圖案區域、一邊進行曝光，或將該晶片區域從曝光對象之區域剔除。
  37. 如申請專利範圍第33至36項中任一項之曝光系統，其中，該事前取得裝置係與該曝光裝置聯機(in line)。
  38. 一種測量系統，其特徵在於：係在將物體搬入曝光裝置(使用被保持於既定保持裝置之物體來進行曝光者)前，取得在被保持於該既定保持裝置之狀態下、或在與其同等狀態下與該物體平坦度相關的資訊。
  39. 如申請專利範圍第38項之測量系統，其包含：測量單元，其具備另一保持裝置，且在以該另一保持裝置保持該物體之狀態，測量與該物體平坦度相關之資訊；該另一保持裝置中，在被保持於該既定保持裝置之狀態下與該物體平坦度相關之資訊、與保持該物體之狀態下與該物體平坦度相關之資訊兩者間的關係為已知；以及算出單元，係根據在被保持於該另一保持裝置之狀態下與該物體平坦度相關之資訊的測量結果、與該關係，來算出與被保持於該既定保持裝置之狀態同等狀態下與該物體平坦度相關之資訊。
  40. 如申請專利範圍第38項之測量系統，其進一步包含記憶單元，係於取得與該物體平坦度相關之資訊之前，測量被保持於該既定保持裝置之狀態下與基準物體平坦度相關之資訊、與被保持於該另一保持裝置之狀態下與該基準物體平坦度相關之資訊，並儲存分別減去各測量結果所得，作為該關係之與該兩平坦度相關之資訊間的差值。
  41. 如申請專利範圍第40項之測量系統，其進一步包含選擇單元，係在具備複數個該既定保持裝置時，從該複數個既定保持裝置中，根據前述差值，選擇該物體之平坦度最為良好之保持裝置，來作為保持該物體之保持裝置。
  42. 如申請專利範圍第38項之測量系統，其中，該測量單元，係直接測量被該既定保持裝置所保持狀態下與該物體平坦度相關之資訊。
  43. 如申請專利範圍第42項之測量系統，其中，該測量單元，係一邊調整該既定保持裝置之該物體的保持狀態，一邊進行與該物體平坦度相關之資訊的測量。
  44. 如申請專利範圍第43項之測量系統，其進一步包含運算單元，係根據隨著該既定保持裝置保持該物體之保持力、保持位置、及保持面之至少一者之變動而變動之與該物體平坦度相關資訊的變動程度，來求出該既定保持裝置之該物體的最佳保持位置。
  45. 如申請專利範圍第42項之測量系統，其進一步包含檢測單元，係根據該算出單元所算出之與該物體平坦度相關之資訊，檢測該物體平坦度之異常；當檢測出該平坦度異常時，即促使該既定保持裝置之交換。
  46. 如申請專利範圍第38或42項之測量系統，其進一步包含檢測單元，係根據該算出單元所算出之與該物體平坦度相關之資訊，檢測該物體平坦度之異常；當檢測出該平坦度異常時，即促使該物體之剔除、與保持該物體之保持裝置保持面之清潔中的至少一方。
  47. 一種檢查系統，其特徵在於：係在將物體搬入曝光裝置(使用被保持於既定保持裝置之物體來進行曝光者)前，取得與附著在該物體上之異物及該物體之部分缺損之至少一方相關的資訊。
  48. 如申請專利範圍第47項之檢查系統，其包含檢測單元，係根據所取得之資訊，檢測該物體上之異物附著及該物體之部分缺損；當該檢測單元檢測出異物附著時，即促使除去該異物；當該檢測單元檢測出該物體之部分缺損時，則促使該物體之剔除。
TW095102569A 2005-01-24 2006-01-24 Measurement methods, measurement systems, inspection methods, inspection systems, exposure methods and exposure systems TWI402890B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005015464 2005-01-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200644078A TW200644078A (en) 2006-12-16
TWI402890B true TWI402890B (zh) 2013-07-21

Family

ID=36692396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW095102569A TWI402890B (zh) 2005-01-24 2006-01-24 Measurement methods, measurement systems, inspection methods, inspection systems, exposure methods and exposure systems

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5278719B2 (zh)
KR (1) KR101193432B1 (zh)
TW (1) TWI402890B (zh)
WO (1) WO2006078025A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8102505B2 (en) * 2007-03-20 2012-01-24 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus comprising a vibration isolation support device
US7894037B2 (en) * 2007-07-30 2011-02-22 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP5462791B2 (ja) * 2007-08-03 2014-04-02 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー マイクロリソグラフィのための投影対物系、投影露光装置、及び投影露光方法
NL1036307A1 (nl) 2007-12-21 2009-06-23 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, method for levelling an object, and lithographic projection method.
US10401305B2 (en) * 2012-02-15 2019-09-03 Kla-Tencor Corporation Time-varying intensity map generation for reticles
JP6025419B2 (ja) 2012-06-27 2016-11-16 株式会社ニューフレアテクノロジー 検査方法および検査装置
WO2017209901A2 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Applied Materials, Inc. Substrate distance monitoring
US10488176B2 (en) * 2016-06-17 2019-11-26 Corning Incorporated Edge registration for interferometry
EP3805735A4 (en) * 2018-06-11 2021-07-21 Shimadzu Corporation FAULT DETECTION METHOD AND DEVICE
TWI715150B (zh) * 2019-08-14 2021-01-01 錼創顯示科技股份有限公司 噴射元件、微型發光二極體檢修設備及檢修方法
JP7143831B2 (ja) * 2019-10-11 2022-09-29 信越半導体株式会社 ウェーハ形状の測定方法
CN112635386A (zh) * 2019-12-26 2021-04-09 南京力安半导体有限公司 气浮卡盘

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08181057A (ja) * 1994-12-27 1996-07-12 Canon Inc 露光装置及び方法
US5795685A (en) * 1997-01-14 1998-08-18 International Business Machines Corporation Simple repair method for phase shifting masks
JPH1126376A (ja) * 1997-07-09 1999-01-29 Canon Inc 投影露光装置およびディバイス製造方法
TW408364B (en) * 1997-09-19 2000-10-11 Nikon Corp Stage apparatus, scanning exposure apparatus and method and the device produced by the way
US6319637B1 (en) * 1999-01-28 2001-11-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for forming pattern
JP2002151400A (ja) * 2000-11-15 2002-05-24 Canon Inc 露光装置、その保守方法並びに同装置を用いた半導体デバイス製造方法及び半導体製造工場
US20020102749A1 (en) * 2000-09-20 2002-08-01 John Fielden Methods and systems for determining a characteristic of a layer formed on a specimen by a deposition process
TW578247B (en) * 2001-05-22 2004-03-01 Nikon Prec Inc Method and apparatus for dimension measurement of a pattern formed by lithographic exposure tools
US20040227916A1 (en) * 2003-03-27 2004-11-18 Takuya Kono Displacement correction apparatus, exposure system, exposure method and a computer program product
JP2005005316A (ja) * 2003-06-09 2005-01-06 Nikon Corp レチクル及び露光方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2536059B2 (ja) * 1988-05-19 1996-09-18 株式会社ニコン 物体の表面状態測定装置及び表面の高さ測定装置
JPH0618220A (ja) * 1992-07-03 1994-01-25 Nikon Corp パターン位置測定装置
JP3307988B2 (ja) * 1992-07-17 2002-07-29 株式会社ニコン 投影露光方法及び装置
JP3374467B2 (ja) * 1993-09-14 2003-02-04 株式会社ニコン 投影露光装置及び露光方法
JP3393947B2 (ja) * 1995-03-13 2003-04-07 株式会社東芝 半導体回路パターンの評価方法と評価システム及び描画方法及び描画システム
JP3477898B2 (ja) * 1995-03-23 2003-12-10 株式会社ニコン 投影露光装置
JPH09260245A (ja) * 1996-03-21 1997-10-03 Canon Inc マスクの異物除去装置
JPH102865A (ja) * 1996-06-18 1998-01-06 Nikon Corp レチクルの検査装置およびその検査方法
JPH1145846A (ja) * 1997-07-25 1999-02-16 Nikon Corp 走査型露光方法及び装置
JP2001023886A (ja) 1999-07-08 2001-01-26 Nikon Corp 試料保持装置及び露光装置
JP2002057097A (ja) * 2000-05-31 2002-02-22 Nikon Corp 露光装置、及びマイクロデバイス並びにその製造方法
JP3572053B2 (ja) * 2001-05-31 2004-09-29 株式会社東芝 露光マスクの製造方法、マスク基板情報生成方法、半導体装置の製造方法およびサーバー
JP2003142370A (ja) * 2001-10-31 2003-05-16 Nitto Denko Corp レチクルが接する装置のクリーニング方法
JP4191923B2 (ja) * 2001-11-02 2008-12-03 株式会社東芝 露光方法および露光装置
JP2003224055A (ja) * 2002-01-29 2003-08-08 Nikon Corp 露光方法及び露光装置
JP2004165249A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Sony Corp 露光装置及び露光方法
JP2004327485A (ja) * 2003-04-21 2004-11-18 Canon Inc 露光用マスクの異物除去方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08181057A (ja) * 1994-12-27 1996-07-12 Canon Inc 露光装置及び方法
US5795685A (en) * 1997-01-14 1998-08-18 International Business Machines Corporation Simple repair method for phase shifting masks
JPH1126376A (ja) * 1997-07-09 1999-01-29 Canon Inc 投影露光装置およびディバイス製造方法
TW408364B (en) * 1997-09-19 2000-10-11 Nikon Corp Stage apparatus, scanning exposure apparatus and method and the device produced by the way
US6319637B1 (en) * 1999-01-28 2001-11-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for forming pattern
US20020102749A1 (en) * 2000-09-20 2002-08-01 John Fielden Methods and systems for determining a characteristic of a layer formed on a specimen by a deposition process
JP2002151400A (ja) * 2000-11-15 2002-05-24 Canon Inc 露光装置、その保守方法並びに同装置を用いた半導体デバイス製造方法及び半導体製造工場
TW578247B (en) * 2001-05-22 2004-03-01 Nikon Prec Inc Method and apparatus for dimension measurement of a pattern formed by lithographic exposure tools
US20040227916A1 (en) * 2003-03-27 2004-11-18 Takuya Kono Displacement correction apparatus, exposure system, exposure method and a computer program product
JP2005005316A (ja) * 2003-06-09 2005-01-06 Nikon Corp レチクル及び露光方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070100866A (ko) 2007-10-12
JP5278719B2 (ja) 2013-09-04
KR101193432B1 (ko) 2012-10-24
WO2006078025A1 (ja) 2006-07-27
TW200644078A (en) 2006-12-16
JPWO2006078025A1 (ja) 2008-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI402890B (zh) Measurement methods, measurement systems, inspection methods, inspection systems, exposure methods and exposure systems
US7593100B2 (en) Measuring method, measuring system, inspecting method, inspecting system, exposure method and exposure system, in which information as to the degree of the flatness of an object is pre-obtained
TWI696042B (zh) 測量裝置、微影系統及曝光裝置、以及管理方法、重疊測量方法及元件製造方法
JP5464155B2 (ja) 露光装置、及び露光方法
JP4345098B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
TWI553703B (zh) A position measuring method, a position control method, a measuring method, a loading method, an exposure method and an exposure apparatus, and a device manufacturing method
EP1791169A1 (en) Aligning method, processing system, substrate loading repeatability measuring method, position measuring method, exposure method, substrate processing apparatus, measuring method and measuring apparatus
JP6207671B1 (ja) パターン形成装置、基板配置方法及び物品の製造方法
KR20010092288A (ko) 위치맞춤방법, 노광방법, 노광장치 및 디바이스제조방법
JP5354395B2 (ja) 転写特性計測方法、露光装置の調整方法及びデバイス製造方法
JP2000164504A (ja) ステージ装置、露光装置、及び前記ステージ装置を用いた位置決め方法
TW201337476A (zh) 角度分辨散射計及檢查方法
JP2007115784A (ja) 露光システム、露光方法、及びデバイス製造工場
JP2008021748A (ja) 露光装置
JP2002170754A (ja) 露光装置、光学特性検出方法及び露光方法
JP7321794B2 (ja) 露光装置、露光方法、および物品の製造方法
TW200533887A (en) Lithographic apparatus, method of calibration, calibration plate, device manufacturing method, and device manufactured thereby
JP2017215617A (ja) 基板保持装置
JP7330778B2 (ja) ステージ装置、制御方法、基板処理装置、および物品の製造方法
JP2002246287A (ja) 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
JP4793686B2 (ja) 露光方法、デバイス製造処理方法、デバイス製造処理システム及び測定検査装置
JP2006032807A (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
JP2006024681A (ja) 位置計測装置及び方法並びに露光装置及び方法
JP2004273860A (ja) 露光方法
JP2009266864A (ja) 露光装置