TW200907610A - Apparatus and method for measuring the positions of marks on a mask - Google Patents

Description

200907610 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種量測遮罩上之記號位置的裝置及方 法。 【先前技術】 這類裝置的其中一項問題在於’因為遮罩本身重量的緣 故’導致遮罩被固持在一個例如三點式支架上的時候會產 c。在實質上具有立方體形狀且寬度為152腿、長度 2 52_、南度為6.35_的遮罩中，這樣的下陷(視此支 木之二點配置方式而會導致遮罩上的圖案（亦即，用於 在半導體製造時曝光所用的圖案）在z方向（亦即，垂直於 遮罩平面）上偏移大約咖至_nm，且在方向上（亦 :，遮罩平面内)偏移大約6。至8〇,為了校正此種圖 、偏移、、乂本要藉由有限70素模型計算法（finite elements model calculati〇n)來模擬遮罩之下陷，且將 此納入評估光學量測時的考量。同時，要求在以方向上 -的量測精確度，因而已經使得目前所能達到 的精確度不再足夠。 【發明内容】 有馨於上述情形’本發明之目的是要提供一種量測遮罩 上之5己號位置的裝置，續裝醫台匕心Λ t戒置4衣置此允許在遮罩平面内達到想 ，々月^ 且，本發明亦提供一種對應的量測遮罩上 之記號位置的方法。 上述目的係藉由—^ Θ .§ | m 槿里測遮罩上之記號位置的裝置而 97110766 200907610 達成，該裝置包含：一個用於固持住遮罩的遮罩 二個記錄單元’用於記錄遮罩固持器所固持的遮罩之 號；一個致動模組，用於使遮罩固持器相 :個評估模組，數值地計算 下器内的下陷’且根據所計算出來的 之間的相的5己錄、及遮罩111持器與記錄單元 才對移動，而決定在遮罩上記號之位置，盆中. =算該下陷之前，先決定在遮罩固持器内、罩 且在該數值計算中納入考量，及^戈 量^罩之幾何尺寸係在該下陷之數值計算中被納入考 置)考:=固/!器"該遮罩之目前位置(亦即，真正位 即使収夠⑽確度。這是因為， 的變化。^上34罩位置的細微改變，也會導致下陷 度幾何尺寸，能帶來在計算遮罩之下陷綱 本發明的裝置可以砒执里丄、 明的裝置也可以I 個成何尺寸。當Μ ’本發 尺寸。作為替代方式、，可Λ幾個或所有的（必需的）幾何 測-個、幾個二::乂猎由-個單獨的量測裝置而量 至本發明的裝置，致使，後寸，然後再供應 算下陷時的考量。 了以將延些幾何尺寸納入計 97110766 200907610 本^明之衣置之遮罩固持器，可以被設置成一個三點式 支架。然而，任何其他種類的遮罩固持器也是可行的。 特別地，此種裝置可以包含第一量测模組，用以量測遮 罩固持裔内的遮罩之位置。如此能確保遮罩固持器中的遮 罩之目如位置，在母次計算下陷時均被納入考量，如此能 帶來非常好的量測結果。 下陷的計算特別是被實施成為有限元素計算法（finite n elements calculati〇n)。然而，任何其他種類的數值模 型也是可行的。 第:1測模組可以至少量測一個遮罩邊緣相對於遮罩 固持器的位置。遮罩邊緣之量測可以藉由想要的精確度而 輕易地實施出來。 當然’可以使用第-量測模組對幾個料邊緣量測出相 對於遮罩固持器的位置。 迫罩可以被5又置成為貫質上一個立方體，在此情形中， 所里測到的該立方體之長度、寬度、與高度將會被納入 算下陷時的考量。 11 、而且，對於此裝置來說，可以包含第二量測模組，可 測出遮罩之重量以及該立方體之長度、寬度、與高度三個 尺寸中之二個尺寸，並且根據所測量出來的兩個尺寸以 所測量出來的重量，而計算出第三個尺寸。特別有利於旦 測長度與寬度。這-點例如可利用習知的顯微鏡而達里 “幾何尺寸及/或重量之量測，可以在此種量測遮罩 記號位置的裝置之内部或外部實施出來。 97110766 200907610 本裝置可以另外包括一個操縱模組，可以將遮罩以高精 確度定位於預定位置上’以便決定出遮罩在遮罩固持 的位置。 ，縱模組可以藉由例如回饋控制，而實施遮罩在遮罩固 持器内的定位。為此目的，可以實施光學及，或機械量測。 而且，也可以使用機械感測裝置，以預先決定在遮罩固持 器中的想要位置（目標位置）。 Ο 假如遮罩是透明的話，可以光學地量測出遮罩之厚度。 特別是’可以運用記錄單元，以進行厚度量測。較佳地， 其厚度是在遮罩固持器之支架之多個點上所量測出來。 本發明之目的另外是由-種量測遮罩上之記號位置的 方法所達成，其中， (a) 遮罩被定位於一個遮罩固持器上； (b) 記錄遮罩固持器所固持的遮罩之記號；以及 (。)數值地計算出由於重力所引起的遮罩在遮罩固持器 陷’且根據所計算出來的下陷以及諸項記錄， 疋遮罩之位置；其中， (d)遮罩之幾何尺寸在計算下陷時被納入考量，及/ :計算下陷之前，先決定在遮罩固持器内遮罩之目前位 置’亚在該數值計算中納入考量。 夠以高精確度計算出遮罩之下陷，且藉此能夠 以心要的釦確度決定出在遮罩平面内的位置。 為了貝施記號之記錄，此方法較佳 . m kh ^ ^ - 权佳地包含.在遮罩與對 應的5己錄以之間實施相對移動。特別是，遮罩可以相對 97110766 200907610 於§己錄單元而移動。合冰々巧咕> 納入考量。 疋把號之位料’此相對移動被 遮罩固持器可以被設罟出炎 ._ 皮又置成為一個三點式支架。特別地， 二在：個標準化步驟中，量測出此三點式支架之個別的 =目於遮罩固持器之—個參考點的精蜂位置。 如，栌攄讲蓄 、出遮罩在遮罩固持器中的位置（例 參考點而實施。认點）胃然，此量測可以相對於 置至測出一個遮罩邊緣相對於遮罩固持器的位 出遮罩在遮罩固持器中之位^的活，也可以從中推導 ^藉由量測而決定出在計算下陷時 何尺寸。特別地，可以在遮罩 曰 隹‘罩固持态上所放置的遮罩上實 細14些1測。然而，也可 只 ^ ^ _ 以在遮罩被定位於遮罩固持3|上 之月”實施遮罩之量測。例如 （旱口孖裔上 B au θ 了以置測出遮罩之重量， 且攸所1測到的重量推導出一個幾何尺寸。 遮罩可以實質上被設置成為一個立方體，致使， 時可以被納入考慮。 -度、與南度，在計算下陷 假如遮罩被設置成為一個 量出褲€ +1 θ 1U立方體的話，則進一步可以測 里出遮罩之重量以及該立方體 尺寸中之兩加口二 長度、寬度、與高度三個 尺才中之兩個尺寸，且根據所量 測出來的舌θ ^ 、J出來的兩個尺寸及所量 州出求的重1，而計算出第三個尺寸。 遮罩可以用高精破廣而姑中 度而破《位在遮罩固持器中的預定 97110766 200907610 位置上，以便決定遮罩在遮罩固持器中的位置。這一點特 別可以藉由回饋控制而達成目的。 要知道的疋，上述特徵及以下將說明的特徵，不僅可以 被:於所指出的諸種組合，而且，在不背離本發明之範圍 的刚提下，仍可以產生其他組合方式或單獨使用。 【實施方式】 以下，將參考隨附圖式並藉由範例方式詳細說明本發 明，附隨圖式亦揭示出對本發明很重要的特點。 在圖1所示的實施例中，量測遮罩2上之記號M位置的 裝置1，包含一個用於固持住遮罩2的遮罩固持器3。 遮罩固持器3被設置成為一個三點式支架，且如圖丨所 示包含支架4、5與6。 圖2以頂視圖示意地顯示遮罩2 ’其中，記號m僅示音 地顯示出來，而並未依照比例繪製。使遮罩2以其下表面 被支撐於支架4-6上的諸位置，在圖2中各以虛線圓形顯 示。 量測遮罩2上之記號M位置的袭置i，包含記錄單元7, 在此顯示其具有量測物鏡8及偵測器9。記錄單元7另外 包含分光器10以及照射源n ’使其可以使用入射 而記錄記號Μ。 μ 藉由致動模組12,可使料_器3相對於量測物心 =圖式平面的平面上移動。使用此致動模組 12’遮罩固持H 3及因而遮罩2各自可以被定位成使得記 錄早凡7可以用很大的放大率記錄其中—個記號M。 97110766 11 200907610 遮罩固持器3被裝附至第一量測模組13，允 出遮罩2之邊緣14相對於支架4_6的位置及定向”測 16:裝置」另外包含第二量測模組15，如圖V之雙箭頭 16所^其可以較位於遮罩2上方，而取代記錄前貝 使用第二量測模組15，可以從遮罩之頂視方向 。 些尺寸（亦即，長度與寬度）。 d出一 :錄單元7、第二量測模組15、第—量測模組⑴ 諸12被連接至評估模組Η，此評估模組17係 :=夹疋遮罩2之記號M之位置。此項決定 己' :以及記錄單元7與遮罩2之間的相對移動而作成； 且，由於重力所引起的遮罩下陷，其係以 Τ式針對其前緣18而顯示於圖3中，乃#由#二2 算法而將其模塑（圖3中，虛線19 ^ ” °十

L 跡’而虛線2〇則是重力所引起的下陷在時:重零力:軌Τ =算將由第一量測模組13所量測的遮 此 2料支架4、5與6的位置與定向，分肋j量 模二：上呈現的下陷可以相當高的精確度數學地形成 Μ、之位置可以相當高的精確度決U遮罩2上的記號 ^ 了遮罩2在支架4_6上的位置之外，遮罩& =二另特納入考量。遮罩2之厚度D可以被第一量測 以，由遮罩2之長度L與寬度β(頂視方向)可 第:旦置測模組15而量測，為了該項位置量測，此 -里測核組15被定位在所固持的遮罩2之上方。在計 9711〇766 12 200907610 ::fe時將遮罩2所量測到的幾何尺寸納入考量’能導致 更焉的精確度。 ，何尺寸之量測並不需要在量測遮罩2上之記號Μ位置 置、置1中實施。可以在將遮罩放入裝置！之前先量測遮 然而，遮罩2之相對於支架4_6的位置之量測，必 須在此裝置1内實施。 Η如也可以決定讓幾何尺寸僅以光學方式量測出其長 又L與寬度Β。而且，將遮罩2稱重，致使可以針對已知 的材質而計算出遮罩2之厚度。 在標準化步驟中，沒有遮罩2的支架4、5與6之位置（例 =，ι相對於第一量測模組13)，可以用相當高的精確度而 『測出來。S後’可以藉由量測出遮罩固持器3中的遮罩 2之位置，而決定出遮罩2被支撐在支架4—6上的精確位 、除了量測遮罩2相對於支架4-6的位置之外，也可以將 遮罩2以高精確度定位於支架4_6上。為此目的，作為裝 置1之部分的操縱模組（未顯示），可以將遮罩總是定位 在支架4-6上的相同定向上。較佳地，該定位可以藉由回 饋控制而實施。例如，可以同時利用光學方式量測位置。 而且，可以使用機械開關或感測裝置，以分別決定或設定 在支架4-6上的想要位置。 【圖式簡單說明】 圖1是量測遮罩上之記號位置的裝置之示意圖。 圖2顯示欲被量測的遮罩2之頂視圖。 97110766 13 200907610 圖3顯示在遮罩固持器3中所固持的遮罩2之下陷的示 意圖。 【主要元件符號說明】 1 (量測）裝置 2 遮罩 3 遮罩固持器 4 支架 5 支架 6 支架 7 記錄單元 8 量測物鏡 9 偵測器 10 分光器 11 照射源 12 致動模組 13 (第一）量測模組 14 (遮罩）邊緣 15 (第二）量測模組 16 雙箭頭 17 評估模組 18 前緣 19 虛線 20 虛線 B 寬度 97110766 14 200907610 D 厚度 L 長度 M 記號 97110766 15

Claims (1)

1. 200907610 十、申請專利範圍： 1. 一種量測遮罩（2)上之記號（M)位置的裝置 置包含： 7 5茨裝 遮罩固持器（3)，用於固持住遮罩（2); 記錄單元⑺，用於記錄遮罩固制⑶所固持的遮罩⑵ 之记遽（Μ); /致動模組⑽，用於使遮罩固持器⑶與記錄單元 ，彼此相對移動；以及 ^模組⑽，數值地計算出由於重力所引起的㈣⑵ ^固:ίΓ(3)内的下陷，且根據所計算出來的下陷、 :早兀⑺所產生的記錄、及遮罩固持器⑶與記錄單元 )之間的相對移動，而決定在遮罩⑺上記號（Μ)之位置； 遮罩d在計算該下陷之前，先決定在料111持器⑶内 之目前位置’且在該數值計算中納 或將遮罩（2)之+ M ^ ^ $量。 ）之成何尺寸在該下陷之數值計算中納入考 被利圍第1項之裝置’其中’遮罩固持器⑶ 被叹置成一個三點式支架。 如申請專利範圍第1項之裝置，其中’包含第一詈、谢 模組(13) ’用以量測遮罩固持器内的遮罩之位置。/ 奢：：範圍第3項之裝置，其中，第-量測模組 位置。里1個料邊緣（14)相對於遮罩㈣器（3)的 5.如申清專利範圍第1項之裝置，其令，遮罩（2)被設 97110766 200907610 置成為實質上一個立方體，而且，所量測到的該立方體之 長度、寬度、與高度係被納入計算下陷時的考量。 6.如申請專㈣1項之裝置，其中，遮罩⑺被設 置成為實質上-個立方體，而且，此裝置包含第二量測模 組(⑸，可量測出遮罩⑵之重量以及該立方體之長度； 寬度、與高度三個尺寸中之二個尺寸，並且根據所測量出 來的兩個尺寸以及所測量出來的重量，而計算出第三個尺 寸。 7·如申請專·圍第】至6項中任—項之裝置，盆中， 包含-個操縱模組，用以將遮罩⑵定位於預定位置上， 以便決定出遮單⑺在遮罩固持器⑶中的位置。 8·如申請專利範圍第1至6項中任一項之裝置，i中， 包含-個操縱模組，用以將遮罩⑵定位於預定位置上， 則更：定出遮罩⑵在遮罩固持器⑶中的位置；其中，該 操縱模組係藉由回饋控制而實施該遮罩 ‘ (3)内的定位。 < 千 9,種量測遮軍上之記號位置的方法，包含： (a)遮罩被定位於一個遮罩固持器上； ⑻記錄遮罩固持器所固持的遮罩之記號；以及 :)數值地計算出由於重力所引起 m 據十鼻出來的下陷以及諸項記錄，而決 疋遮罩上之記號位置；其中， (d)遮罩之幾柄p + μ 計算下陷之予，昇下陷時被納入考量，及/或在 則，先決定在遮罩固持器内遮罩之目前位置， 97110766 17 200907610 並在數值計算中納入考量。 遮罩固持器 量測出遮罩 二〇.如申請專利範圍第9項之方法 被设置成一個三點式支架。 八中 11. 如申請專利範圍第9項 固持器中遮罩的位置。、万法’其中 至少量測出 12. 如申請專利範圍第11項之方 一個遮罩邊緣相對於遮罩固持器的位置其中 在計算下陷 13. 如申請專利範圍第9項之 時，被納人考量的料之幾 \ 中’在計； 14·如申請專利範圍第13項：：；由：：所決定。 持器上所定位的遮罩上，實施遮罩二罩固 15.如申請專利範圍第9項之方單^成^尺寸之置測。 成為實質上一個立方體，而且-中’遮罩被設置 产、官许你丄ώ 所里測到的該立方體之長 又寬度、與局度係被納入計算下陷時的考量。 二二申請專利範圍第9項之方法，其中，遮罩被設置 成為貫貝上一個立方體，而且， 之具疮、办命t _ 遲草之重置以及該立方體 又見又、，、向度二個尺寸中之二個尺寸被量測出 ^旦以及’根據所測量出來的兩個尺寸以及所量測出來的 重置，而計算出第三個尺寸。 Π·如申請專利範圍第9至16項中任一項之方法，其 中’遮罩被定位於預定位置上，則更決定出遮罩在 持器中的位置。 18·如申請專利範圍第9至16項中任一項之方法，其 中，遮罩被定位於預定位置上，以便決定出遮罩在遮罩固 持益中的位置；以及，藉由回饋控制而實施遮罩在遮罩固 97110766 18 200907610 持β内的定位。 Γ

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