TW200947160A - Position detection method, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Description
200947160 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於位置偵測方法、曝光設備及裝置製 造方法。 【先前技術】 諸如步進器之投影曝光設備及諸如步進掃瞄方案的步 〇 進器之掃瞄型投影曝光設備已被熟知作爲使用來藉由微影 術製造例如,半導體裝置、液晶顯示裝置及薄膜磁頭之曝 光設備(日本專利先行公開申請案第2005-302825號)。 在此將參照圖1簡單解說曝光設備。 諸如具有比極紫外線光更短的波長之KrF激勵雷射光 束或ArF激勵雷射光束之單波長振盪雷射光束被使用於曝 光用光源LS。曝光用光源LS所射出之光束經由照明光學 系統IL而照亮供作圖案原片之光罩RT上的預定區。將 © 轉移的圖案被形成在光罩RT上。形成在光罩RT上之圖 案(例如,微電路圖案)係藉由投影光學系統PO而投影 至晶圓W上。 曝光設備需要具有接近理論限制之解析力。爲符合此 需要,曝光設備包括量測影響解析力的因子(例如,大氣 壓力及周圍溫度)之機構’且依據量測結果來校正投影光 學系統PO的成像特性。投影光學系統P〇的數値孔徑被 設定大以達到高解析力’因此焦點的深度係相當小。傾斜 入射偵測方案的焦點位置偵測系統F S (以下稱爲焦點偵 -5- 200947160 測系統)量測晶圓W的整個表面的三維形狀,且調整投 影光學系統PO於光軸方向(以下稱爲z方向)的位準( 曝光的最佳位準)。 隨著解析力的改善,亦需要更高的重疊準確度。設在 投影光學系統PO的光軸外側之軸外校準偵測系統〇A( 以下稱爲校準偵測系統)被使用於重疊。校準偵測系統 · OA觀測形成在晶圓W上之複數校準標記,以及計算且校 正垂直至投影光學系統PO的光軸之平面上(以下稱爲X- ^ y平面)的拍攝區之未校準量。 - 實際實施曝光之投影光學系統PO的光軸及校準偵測 系統OA的光軸具有稱爲基線量的距離於二者間。當基線 量改變時,在藉由校準偵測系統OA量測之後,誤差在標 記移動於投影光學系統PO下方時而發生。爲獲得具有更 高準確度之穩定校準,TTL-AA (通過透鏡自動校準)方 案的光學位置偵測系統CA量測且校正基線量的改變。 TTL-AA方案的光學位置偵測系統CA使用例如,已傳播 © 通過光罩RT及投影光學系統PO之曝光用光來量測光罩 RT及晶圓W間的相對位置。光學位置偵測系統Ca的光 源所射出之光照亮形成在光罩RT上之校準標記(未顯示 )。被此標記反射及散射之光將影像形成在光學位置偵測 系統CA中之影像感知器的影像感知表面上。透射通過除 了光罩RT上的校準標記外之透明區的偵測光經由投影光 學系統PO到達晶圓W上之校準標記及載台參考標記。被 這些標記反射及散射之光在透射通過除了光罩RT上的校 -6- 200947160 準標記外之透明區時經由投影光學系統ρ〇將影像形成在 校準偵測系統OA中之影像感知器的影像感知表面上。光 罩RT上之校準標記及晶圓W上之校準標記與載台參考標 記可以是同時觀測。使其可能量測光罩RT及晶圓W間的 相對位置關係(於垂直至投影光學系統PO的光軸之x-y 方向)、及光罩RT及晶圓W間的共軛關係(聚焦)。 光罩校準光學系統RA用來偵測光罩載台RS及光罩 © RT間的相對位置是否被校準。光罩校準光學系統RA於 相同範圍觀測形成在光罩載台RS上之光罩參考標記及形 成在光罩RT上之校準標記,藉此量測其相對位置以及校 準光罩RT。 諸如校準偵測系統OA之光學位置偵測系統及TTL-AA方案的光學位置偵測系統CA在量測校準標記的位置 之前必須調整校準標記相對於偵測系統的焦點(光軸方向 的位置)。爲此理由,基於將偵測之標記的照射而輸出自 © 影像感知器之信號係在驅動標記於光軸方向時予以監視。 則基於諸如驅動位置及輸出信號的對比之評估値而偵測, 藉此在所偵測最佳焦點位置而偵測校準標記的位置。例如 ; ,一已知方法獲得說明驅動位置及輸出信號的對比間的關 係之對比曲線,且決定對比係最大之對比曲線的峰値位置 作爲焦點位置。 然而,取決於光學位置偵測系統的照明條件,對比曲 線常常不具單峰値,而是複數峰値。各別標記的狀態由於 製造誤差而變化,例如,於晶圓上的拍攝之間以及批量之 200947160 間,因此當對比曲線具有複數峰値時,用於焦點位置的參 考之峰値位置係不穩定。於此例中,所偵測焦點位置依照 處理狀態而改變,且亦大大地改變於拍攝間及晶圓間。 如圖9所示,散焦特性可能留於校準偵測系統0A作 爲光學系統組裝與調整誤差。此特性代表所偵測標記的位 :
置(於晶圓表面上的平面上方向)之移位,其取決於焦點 位置。因此,隨著校準時之焦點位置之大變化,校準標記 的量測値由於散焦特性而變化,其在校準準確度上具有大 Q 的不利影響。 【發明內容】 ’ 本發明能夠提供即使當複數峰値被偵測於輸出自影像 感知器之信號的評估値而抑制焦點位置變化的技術。 依據本發明的第一形態,提供一種位置偵測方法,用 於偵測光學位置偵測設備的焦點位置’該光學位置偵測設 備包括:影像感知器及光學系統’該光學系統將標的物的 〇 影像形成在該影像感知器的影像感知表面上’該方法包含 以下步驟:量測該標的物於該光學系統的光軸方向的位置 及輸出自該影像感知器之信號的評估値間的關係;及偵測 接近參考焦點位置之峰値的位置作爲焦點位置’如果該評 估値於量測於該量測步驟之關係中具有複數峰値’該位置 被選擇。 依據本發明的第二形態,提供一種曝光設備’其將原 片的圖案投影至藉由載台所固持之基板上,藉由使該基板 -8 - 200947160 曝光,該設備包含:光學位置偵測單元,其包括影像感知 器及光學系統,該光學系統配置成將標的物的影像形成在 該影像感知器的影像感知表面上;載台驅動機構,其配置 成驅動該載台;及控制單元,其配置成控制該光學位置偵 測單元及該載台驅動機構,其中該控制單元,量測該標的 物於該光學系統的光軸方向的位置及輸出自該影像感知器 之信號的評估値間的關係,偵測接近參考焦點位置之峰値 〇 的位置作爲焦點位置,如果該評估値於所量測關係中具有 複數峰値,該位置被選擇,及藉由在藉由該光學位置偵測 單元所偵測之焦點位置來偵測該標的物的位置且基於該標 的物的該位置來控制該載台驅動機構,校準該載台。 依據本發明的第三形態,提供一種裝置製造方法,包 含使用上述曝光設備使基板曝光的步驟;及實施用於所曝 光基板之顯影處理。 自例示性實施例的以下說明並參照附圖,本發明的進 ® 一步特徵將變得顯而易知。 【實施方式】 現將參照附圖詳細說明本發明的較佳實施例。應注意 到,這些實施例中所提之組件的相對配置、數式及數値不 會受限本發明的範圍,除非以不同方式特別指出。 此實施例將例示應用依據本發明的位置偵測方法之曝 光設備(例如,作爲光學位置偵射單元或光學位置偵測設 備)偵測校準偵測系統OA中的焦點位置之例示。 200947160 現將參照圖1解說曝光設備的槪要。注意到,如以上 之相同點的說明將不再重複。 校準偵測系統OA光學地偵測由晶圓載台WS所固持 之晶圓W上的校準標記(標的物)。校準偵測系統〇A未 使用投影光學系統PO來實施晶圓校準,因此它有少數的 光學限制。爲此理由,比起在高機率經由投影光學系統 P 〇而實施偵測’此例之偵測被預期以更高準確度來實施 〇 偵測晶圓載台的位置之干涉計IF量測x-y平面上之 晶圓載台WS的位置。基於位置量測,晶圓載台WS被驅 動以使晶圓W上之校準標記(未顯示於圖1)移入校準偵 測系統OA的偵測範圍,藉此量測校準標記的位置。 現將參照圖2更詳細地說明圖1所示之校準偵測系統 OA。 校準偵測系統〇 A包括用於校準偵測系統之諸如照明 光源20及物鏡26之光學系統,如圖2所示。照明光源 20使用鹵素燈來供應具有寬波長範圍的光,或使用He_Ne 雷射而供應單色。 照明光源20所射出之照明光係經由照明系統透鏡2 i 藉由半反射鏡22而反射,且進入前成像透鏡群組23。照 明光進一步經由中繼透鏡24藉由反射鏡25而反射,且進 入·物鏡26。藉由物鏡26所會聚之照明光照亮形成在所校 準以落入可能觀測範圍內的晶圓W上之校準標記Μ。 校準標記Μ所反射且散射之光係經由物鏡26藉由反 -10- 200947160 射鏡25而反射’且進入中繼透鏡24。中繼透鏡24所反 射且散射之光係經由前成像透鏡群組23透射通過半反射 鏡22,係藉由後成像透鏡群組27而會聚,以及將校準標 記Μ的影像形成在諸如CCD (電荷耦合裝置)之影像感 知器28的影像感知表面上。影像感知器28將帶有形成在 影像感知表面上之校準標記Μ的成像的資訊之輸出信號 傳送至控制單元8。控制單元8處理該信號,藉此偵測晶 〇 圓W上之校準標記Μ的位置。再者,基於來自上述的干 涉計IF之資訊,形成在晶圓W上之拍攝區的陣列資訊被 ' 獲得。晶圓載台WS係基於拍攝區的陣列資訊藉由載台驅 動機構(未顯示)而驅動以使晶圓W移入投影光學系統 PO的曝光區。曝光設備以此方式步進地實施曝光。 校準偵測系統OA中之校準標記Μ的焦點位置係藉由 量測所獲得。校準偵測系統ΟΑ將晶圓載台WS驅動於光 軸方向’亦即,ζ方向,同時觀測晶圓W上之標記。量測 © 輸出自影像感知器28之信號的最佳估計値之位置被決定 作爲焦點位置。 以下將說明詳細量測方法。 : 校準偵測系統〇Α以數次拍攝量測校準標記Μ以量測 晶圓W上之拍攝區的陣列資訊。爲準確地量測拍攝區的 陣列資訊,需要計算每一校準標記Μ之最佳焦點位置。 影像感知方案的校準偵測系統ΟΑ中之最佳焦點位置包括 :例如,對比是最大値之位置。這是因爲對比越高,電雜 訊代表之隨機雜訊部份的影響變相對更小,以及量測複製 -11 - 200947160 性被預期而因此改善。 爲達到此操作,首先,將被量測之校準標記Μ被帶 入校準偵測系統ΟΑ的範圍,且晶圓W係在量測輸出自影 像感知器28之信號時被驅動於校準偵測系統〇α(以下稱 爲ζ方向)的光軸方向。以此操作,ζ方向的驅動量及輸 出信號的對比可被獲得以繪出凸形圖(對比曲線)(圖 ^ 3Α)。此使用對比曲線的峰値(對比是最大的位置)作 爲焦點位置藉由校準量測而致使具有高量測準確度的校準 @ 〇 以此方式,如果對比曲線具有單峰値,甚至當有處理 ' 變化時,峰値位置及對比値僅些微改變。此致使穩定焦點 量測,其對重叠準確度極小影響。然而,如果複數峰値被 偵測於對比曲線,當有處理變化時,焦點位置改變很大。 例如,圖3 Β顯示在藉由減小校準偵測系統〇 Α的亮度σ 來量測校準標記Μ時輸出之對比曲線。參照圖3 Β,對比 曲線於ζ方向具有相對於驅動量之二峰値。於此例中,對 © 比由於處理變化而改變,因此最大峰値移位於該二峰値。 爲此理由,將被認定爲焦點位置之峰値由於每一拍攝或每 一晶圓之處理變化而改變,導致校準時之焦點位置變化。 代表所偵測標記的位置移位之散焦特性,其取決於焦 點位置,可能留在校準偵測系統ΟΑ中作爲光學系統組件 及調整誤差。因此,隨著校準時之焦點位置變化,標記的 量測値改變,其具有對校準準確度之大的不利影響。 考慮此變化,量測僅需要在對比曲線具有單峰値之照 -12- 200947160 明條件及偵測條件下而實施。然而,輸出自影像感知器 28之信號的對比取決於該處理往往是低的。於此例中, 實施具有高準確度的觀測是不可能的,除非採取減小亮度 σ及增加對比之手段。然而,減小亮度σ可能產生複數峰 値。 爲克服此情況,以下實施例將解說即使當基於校準標 記Μ的亮度以晶圓W的散焦及輸出信號的對比間的關係 〇 (對比曲線)所產生複數峰値時而偵測穩定焦點位置的方 法。 (第一實施例) 首先將解說依據第一實施例之焦點位置偵測方法。第 一實施例將例示以下例子,如果複數峰値被產生於上述對 比曲線,接近參考焦點位置之峰値係選自該複數峰値,且 所選峰値的位置被偵測作爲焦點位置。注意到,參考亮度 ® 模式之焦點位置(峰値)被使用作爲第一實施例之參考焦 點位置。參考亮度模式之焦點位置所指的是在對比曲線具 有單峰値之照明條件下(例如,亮度σ係大的)所偵測之 . 焦點位置。參考亮度模式之對比曲線係,例如,圖5Α中 的虛線所指之一者。 現將參照圖4解說依據第一實施例之焦點位置偵測方 法的順序的實例。 控制單元8控制驅動晶圓載台WS之載台驅動機構( 未顯示),以使晶圓W上的校準標記Μ落入校準偵測系 -13- 200947160 統OA的範圍(步驟S101)。 在校準亮度條件下(於此例中,亮度σ係小之條件) 來觀測校準標記Μ時,控制單元8控制驅動晶圓載台WS 於ζ方向之載台驅動機構。以此操作,量測晶圓评於ζ 方向的驅動量及輸出自影像感知器28之信號的對比間的 關係(對比曲線)(步驟S102)。量測於步驟S102之對 ’ 比曲線是,例如,圖5Α中的實線所指之一者。 控制單元8分析所量測對比曲線以檢查供作焦點位置 _ 之峰値的數量(步驟S103 )。圖5Β顯示藉由計算圖5Α 中的實線所指之對比曲線上之每一點的導數所獲得之結果 (微分曲線)作爲相對於焦點位置之斜率。參照圖5 Β, 橫貫沿著圖表的中線行進且標示零之橫座標的部份係回折 點。注意到,因爲於此實施例必須偵測對比係高之部份, 其中導數値自正値變成負値且橫貫標示零的橫座標之部份 被偵測。於圖5Β所示的實例,二點相當於這些部份。因 此’圖5Α中的實線所指之對比曲線被決定作爲具有複數 〇 峰値之對比曲線。於另一方法,峰値的數量可藉由實施對 比曲線的多項式配合以及微分該多項法以導出微分曲線而 獲得。注意到’具有大的足以用於可能對比曲線的階(例 如’第10階或第15階)之多項法係適合的。峰値的數量 係藉由微分所獲得多項法及計算所量測焦點範圍內之峰値 的數量而獲得。 如果單峰値被偵測作爲步驟s 1 0 3之分析結果,校準 僅需實施在呈現該峰値之焦點位置。如果複數峰値被偵測 -14- 200947160 ,一峰値係基於該參考焦點位置而選自該複數峰値以一直 決定特定位置周圍的峰値作爲焦點位置。特定位置周圍的 峰値被一直決定作爲焦點位置之理由將抑制焦點變化。 如果複數峰値被偵測,控制單元8照亮參考亮度模式 的校準標記Μ,且基於亮度來量測對比曲線(步驟s 1 04 )。參考亮度模式之校準標記Μ的對比曲線的量測不需 一直被完成或在此實序,且例如,可被預先完成。於此例 〇 中,步驟S1 04中,預先記錄的參考亮度模式之對比曲線 係自儲存裝置(例如,RAM )而讀出。參考亮度模式的對 比曲線係,例如,圖5A的虛線所指之一者。 控制單元8指定峰値位置且偵測焦點位置(步驟 S105)。焦點位置係藉由自獲得步驟S102的對比曲線來 選擇接近參考亮度模式的焦點位置(峰値)之峰値所偵測 。注意到’上述微分曲線計算處理及類似者必須被實施用 於量測於參考亮度模式之對比曲線以確認此對比曲線具有 φ 單峰値。 當確認對比曲線於參考亮度模式具有單峰値時,比較 顯示該峰値之焦點位置(1)與具有複數峰値之對比曲線 。接近參考亮度模式的峰値位置(1)之峰値位置(2)於 此模式在亮度條件下被偵測作爲焦點位置。 每當實施焦點量測於每一拍攝時(其需要焦點量測) ,接近參考亮度模式的峰値位置(1 )之峰値被偵測作爲 焦點位置(步驟S 1 0 6 )。校準量測係在這些偵測焦點位 置實施於各別拍攝(步驟S1 07)。 -15- 200947160 如上述,依據第一實施例,即使當有拍攝間、晶圓間 或批量間之處理變化時,偵測穩定焦點位置係可能的。此 容許具有高準確度之校準量測。 (第二實施例) 接著將解說依據第二實施例之焦點位置偵測方法。如 於第一實施例,第二實施例將例示自複數峰値選擇接近參 考焦點位置的峰値之例子,藉此偵測焦點位置。與第一實 施例之差異在於,緊接在前的拍攝或晶圓之焦點位置被採 用作爲第二實施例之參考焦點位置。亦即,如果對比曲線 具有複數峰値,且因此由於處理變化而難以穩定地決定焦 點位置,接近前一拍攝或晶圓的焦點位置之峰値的位置被 決定作爲校準標記的焦點位置。 在本文中,將參照圖6解說依據第二實施例之焦點位 置偵測方法的順序的實例。注意到,自步驟S201至S203 之處理係相同如第一實施例中已說明之步驟S101至S1 03 ),以及其說明不再重複。 於步驟S2 03,如果對比曲線被決定具有複數峰値, 控制單元8自儲存裝置(例如,RAM )讀出使用於緊接在 前一拍攝或晶圓之焦點位置資訊。接近此位置之峰値被偵 測作爲焦點位置(步驟S204 )。相同選擇同樣地被實施 於後續焦點量測(步驟S205 ),以及校準量測係在此些 量測的焦點位置而實施於每一拍攝(步驟S206 )。 如上述,依據第二實施例,即使當有拍攝間、晶圓間 -16- 200947160 或批量間之處理變化時,偵測穩定焦點位置係可能的。此 容許具有高準確度之校準量測。 第二實施例已例示緊接在前一拍攝之焦點位置或緊接 在前一晶圓上之拍攝被決定作爲參考焦點位置。此因爲相 較於使用更加在前的拍攝或晶圓之焦點位置的例子,焦點 位置的誤差較少可能發生。然而,緊接在前的拍攝或晶圓 不需一直被使用,以及更加在前的拍攝或晶圓之焦點位置 〇 (例如,第二在前的晶圓之焦點位置)可被決定作爲參考 焦點位置。 (第三實施例) 接著將解說依據第三實施例之焦點位置偵測方法。如 於第一實施例,第三實施例將例示自複數峰値選擇接近參 考焦點位置的峰値之例子,藉此偵測焦點位置。與第一實 施例之差異在於,藉由將對比曲線加於晶圓w的表面上 〇 之複數量測拍攝所導出之對比曲線被採用作爲第三實施例 的參考焦點位置。 在本文中,將參照圖7解說依據第三實施例之焦點位 置偵測方法的槪要。 爲獲得校準偵測系統OA之最佳焦點位置,控制單元 8在任意亮度條件下量測對比曲線,且以如第一實施例所 述的相同方式來獲得此曲線的峰値的數量。 如果複數峰値被偵測,控制單元8於晶圓W的表面 上之各別拍攝而獲得以偵測校準偵測系統OA的焦點位置 -17- 200947160 (圖7中的S1至S4)。 由於晶圓W的表面上之平面中處理變化,圖7所示 之各別拍攝的對比曲線是不同的,因此對比的峰値位置因 爲每一拍攝而改變。控制單元8加入所有這些對比曲線且 平均它們,藉此計算對比曲線A1。顯示對比曲線A1的最 大値之焦點位置被計算。於各別拍攝之對比曲線(圖7中 的S1至S4),接近對比曲線A1的峰値之峰値被決定作 爲焦點位置。 0 於對比曲線S1及S2的每一者,右峰値係高於左峰値 。然而,左峰値被選擇作爲焦點位置以配對顯示對比曲線 A1的最大値之峰値位置。 雖然圖7例示在4點的對比曲線S 1至S4被加入之例 子,點的數量不需一直是4,且可以是例如,2或5。當 所加入之對比曲線的數量增加時,更穩定的對比曲線A1 可藉由平均效應而獲得。 如上述,依據第三實施例,甚至當晶圓W的表面上 〇 有平面中處理變化時,在藉由考慮晶圓 W上的每一拍攝 之變化所獲得之焦點位置來實施校準是可能的。 (第四實施例) 接著將解說依據第四實施例之焦點位置偵測方法。如 於第一實施例,第四實施例將例示自複數峰値選擇接近參 考焦點位置的峰値之例子,藉此偵測焦點位置。與第一實 施例之差異在於,由例如操作者依據指令(經由輸入裝置 -18- 200947160 (例如,圖1所示的操作面板OP )發出)所指定之位置 被採用作爲第四實施例的參考焦點位置。 爲獲得校準偵測系統OA之最佳焦點位置,控制單元 8在任意亮度條件下量測對比曲線,且以如第一實施例所 述的相同方式而獲得此曲線的峰値的數量。 如果對比曲線具有複數峰値,接近藉由例如操作者經 由操作面板OP所指定之任意焦點位置的峰値被決定作爲 Φ 所量測之校準標記的焦點位置。 如上述,依據第四實施例,即使當有拍攝間、晶圓間 或批量間之處理變化時,偵測穩定焦點位置係可能的。此 容許具有高準確度之校準量測。 上述第一實施例至第三實施例及第四實施例的組合可 被實施。例如,如果不可能甚至藉由第一至第三實施例所 述之方法在穩定焦點位置實施校準,操作者可輸入任意焦 點位置,以使接近輸入焦點位置的對比峰値被採用作爲所 © 使用之焦點位置。 (第五實施例) 接著將解說依據第五實施例之焦點位置偵測方法。第 五實施例將例示以下例子,其中,如果有複數峰値及其變 化係大或第一至第四實施例所述的方法不可能克服所涉及 的情況,焦點位置被固定。 爲獲得校準偵測系統Ο A之最佳焦點位置,控制單元 8在任意亮度條件下量測對比曲線,且以如第一實施例所 -19- 200947160 述的相同方式而獲得此曲線的峰値的數量。 如果有複數峰値及其變化係大或第一至第四實施例所 述的方法不可能克服所涉及的情況,控制單元8固定焦點 位置。 用於固定焦點位置之指數包括: 1. 參考亮度模式之焦點位置被決定作爲固定的焦點 位置: 2. 緊接在前的拍攝之焦點位置或緊接在前的晶圓上 @ 之拍攝被決定作爲固定的焦點位置; 3. 所有量測拍攝中之晶圓…於z方向的驅動量及輸 出自影像感知器28的信號間的關係被平均,以及顯示平 均對比曲線的最大値之峰値位置被決定作爲固定的焦點位 置;及 4 .任意位置係由例如操作者經由輸入裝置來輸入, 及所輸入位置被決定作爲固定的焦點位置。 亦即,焦點位置係基於“1”、“2”、“3”、及“4”的指數 ❹ 分別固定,亦即,第一至第四實施例。 當上述之“4”中的指數被使用時,將被偵測之焦點位 置不是諸如對比係高的位置之相對位置,如以上已述。爲 此理由,焦點位置係使用光學焦點偵測系統來量測且決定 ,該光學焦點偵測系統量測標的物的焦點位置,諸如圖1 所示的傾斜入射偵測方案的焦點位置偵測系統FS。 (第六實施例) -20- 200947160 接著將解說依據第六實施例之焦點位置偵測方法。第 六實施例將例示藉由結合上述第一至第五實施例所偵測之 焦點位置的例子。 在此將參照圖8解說依據第六實施例之焦點偵測方法 的順序的實例。 控制單元8控制驅動晶圓載台WS之載台驅動機構( 未顯示),以使晶圓W上之校準標記Μ落在校準偵測系 〇 統ΟΑ的領域內(步驟S301)。當校準標記Μ被帶入校 準偵測系統ΟΑ的領域中,控制單元8在觀察校準標記Μ 時控制載台驅動機構以驅動晶圓載台WS於ζ方向。控制 單元8則基於校準標記Μ的亮度而獲得晶圓W於ζ方向 的驅動量及輸出自影像感知器28之信號的對比間之關係 ,藉此量測對比曲線(步驟S 3 0 2 )。 控制單元8藉由微分或多項式配合而計算峰値的數量 ’如第一實施例所述,以分析對比曲線是否具有複數凸形 G 峰値(步驟S3 0 3 )。 如果對比曲線具有一單峰値,顯示該峰値之焦點位置 係用於校準的最佳焦點位置,以及校準被實施在該焦點位 置。如果對比曲線具有複數峰値,每一峰値的相對位準可 能由於處理變化而改變,且因此,顯示最佳焦點位置之峰 値可能因爲每一拍攝而改變。爲克服此情況,使用第一至 第四實施例所述的方法(步驟S304),控制單元8選擇 峰値使得特定位置周圍的峰値無關相對位準的變化而一直 被偵測作爲焦點位置。 -21 - 200947160 如果控制單元8於步驟S304已無法峰値選擇,其使 用依據第五實施例之方法將焦點位置固定於校準偵測(步 驟S305 )。如果處理變化係大的使第一至第四實施例所 述的方法不足以防止焦點位置的變化(其轉成移位變化) ,控制單元8使用同樣地依據第五實施例的方法將焦點位 置固定至校準偵測,導致校準準確度的降低。校準被實施 在此固定焦點位置(步驟S306)。 如上述,依據第六實施例,即使當藉由第一至第五實 施例所述的方法之焦點位置的偵測已失敗時,在對比係高 之穩定焦點位置來實施校準是可能的。 雖然以上已述本發明的例示性實施例,本發明未特別 限制上述圖式所示之實施例,且藉由適當地修改實施例予 以實施而不會背離本發明的精神及範圍。 例如,上述實施例已例示偵測校準偵測系統OA中的 校準標記Μ的焦點位置的指數係對比之例子。然而,只 要該指數係用於輸出自影像感知器28的信號之評估指數 ,光量、偵測波形的對稱性或形狀可被使用。即使於此例 中,即使當複數焦點位置候選者已被偵測時,涉及的問題 可藉由如上述之相同方法來解決。 且,雖然上述實施例已例示校準偵測系統ΟΑ的焦點 位置被偵測之例子,如上述之焦點位置的偵測亦可應用於 除了校準偵測系統ΟΑ外之偵測器。例如,如上述之焦點 位置的偵測可被應用至使用照明光來偵測標的物的位置之 光學位置偵測單元(例如,TTL-AA方案的光學位置偵測 -22- 200947160 系統CA及光罩校準光學系統RA)。 裝置的製造藉由以下步驟:使用曝光設備使塗有光阻 (光敏劑)的基板(例如,晶圓或玻璃板)曝光的步驟、 使曝光基板顯影的步驟及其它已知步驟。 依據本發明,即使當複數峰値被偵測於輸出自影像感 知器之信號的評估値時,焦點位置的變化被抑制。 當本發明已參照例示性實施例予以說明,應瞭解到, φ 本發明未受限於所揭示的例示性實施例。以下請求項的範 圍將符合最廣詮釋以含蓋所有此種修改及等效結構及功能 〇 【圖式簡單說明】 圖1係顯示曝光設備的槪要的實例之方塊示意圖; 圖2係顯示圖1所示之校準偵測系統〇A的槪要的實 例之示意圖; 〇 圖3 A及3 B係顯示對比曲線的實例之曲線圖; 圖4係解說依據第一實施例之焦點位置偵測方法的順 序的實例之流程圖; 圖5 A及5 B係顯示對比曲線的實例之曲線圖; 圖6係解說依據第二實施例之焦點位置偵測方法的順 序的實例之流程圖; 圖7係顯示依據第三實施例之焦點位置偵測方法的槪 要的實例之示意圖; 圖8係解說依據第六實施例之焦點位置偵測方法的順 -23- 200947160 序的實例之流程圖; 圖9係顯示習知技術之曲線圖。 【主要元件符號說明】 A1 :對比曲線 CA :光學位置偵測系統 CCD:電荷耦合裝置 FS :焦點位置偵測系統 IF :干涉計 IL :照明光學系統 L S :曝光用光源 Μ :校準標記 ΟΑ :校準偵測系統 ΟΡ :操作面板 ΡΟ :投影光學系統 RA :光罩校準光學系統 RS :光罩載台 RT :光罩 S 1 :對比曲線 S 2 :對比曲線 S 4 :對比曲線 TTL-AA :通過透鏡自動校準 W :晶圓 w S :晶圓載台 -24- 200947160 σ :亮度 8 :控制單元 20 :照明光源 21 :照明系統透鏡 22 :半反射鏡 24 :中繼透鏡 2 5 :反射鏡 2 6 _物鏡 27 :後成像透鏡群組 2 8 :影像感知器 -25-
Claims (1)
- 200947160 七、申請專利範圍: 1 · 一種位置偵測方法,用於偵測光學位置偵測設備 的焦點位置,該光學位置偵測設備包括影像感知器及光學 系統,該光學系統將標的物的影像形成在該影像感知器的 影像感知表面上,該位置偵測方法包含以下步驟: 胃 量測該標的物於該光學系統的光軸方向之位置及輸出 自該影像感知器之信號的評估値間的關係;及 偵測接近參考焦點位置之峰値的位置作爲焦點位置, @ 如果該評估値在該量測步驟所量測之關係中具有複數峰値 ,則該位置被選擇。 2 ·如申請專利範圍第1項之位置偵測方法,其中, 於該偵測步驟中,如果接近該參考焦點位置之峰値的選擇 已失敗,則該參考焦點位置被偵測作爲該焦點位置。 3.如申請專利範圍第1或2項之位置偵測方法,其 中,當該標的物係在單峰値被產生於該評估値之照明條件 下而照亮時,該參考焦點位置係輸出自該影像感知器之該 © 信號的評估値的峰値的位置。 4 ·如申請專利範圍第3項之位置偵測方法,其中, 該偵測步驟包括如果該評估値的複數峰値被偵測,則量測 該參考焦點位置。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之位置偵測方法,其 中,藉由在該量測步驟使用於緊接在前的拍攝區及緊接在 前的晶圓的一者所量測之關係所選擇之峰値的位置被使用 作爲該參考焦點位置。 -26- 200947160 6.如申請專利範圍第1或2項之位置偵測方法,其 中,藉由在該量測步驟使用於複數量測拍攝所量測之關係 的平均結果所選擇之峰値的位置被使用作爲該參考焦點位 置。 7·如申請專利範圍第1或2項之位置偵測方法,其 中,依據由操作者經由輸入裝置發出的指令所決定之位置 被使用作爲該參考焦點位置。 〇 8.—種曝光設備,其將原片的圖案投影至載台所固 持之基板上,藉此使該基板曝光,該曝光設備包含: 光學位置偵測單元,其包括影像感知器及光學系統, 該光學系統係配置成將標的物的影像形成在該影像感知器 的影像感知表面上; 載台驅動機構,其配置成驅動該載台;及 控制單元,其配置成控制該光學位置偵測單元及該載 台驅動機構, 〇 其中,該控制單元, · 量測該標的物於該光學系統的光軸方向之位置及輸出 自該影像感知器之信號的評估値間的關係, 偵測接近參考焦點位置之峰値的位置作爲焦點位置, 如果該評估値於所量測關係中具有複數峰値,則該位置被 選擇,及 藉由在該光學位置偵測單元所偵測之焦點位置來偵測 該標的物的位置且基於該標的物的該位置來控制該載台驅 動機構,校準該載台。 -27- 200947160 9. 一種裝置製造方法,包含以下步驟: 使用依據申請專利範圍第8項的曝光設備使基板曝光 ;及 實施用於所曝光基板之顯影處理。
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