TW201416663A - 偵測裝置，微影裝置，物品的製造方法以及偵測方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種偵測裝置，用於偵測在基板上的異物粒子，該偵測裝置包括一板，具有在第一面上的第一圖樣、第二圖樣，布置在不同於該第一面的第二面上、一驅動機構，配置來使該基板及該板互相接觸、一測量單元，配置來在該基板及該板互相接觸的狀態下，測量該第一圖樣及該第二圖樣之間的相對位置偏差、以及一處理單元，配置來執行處理，用於根據由該測量單元所測得的該位置偏差來偵測在該基板上的異物粒子。

Description

偵測裝置，微影裝置，物品的製造方法以及偵測方法
本發明係關於一種偵測在基板上的異物粒子的偵測裝置，微影裝置，物品的製造方法，以及偵測方法。
作為大規模生產磁性儲存媒介、半導體裝置等等的微影技術的其中之一，壓印技術已經獲得了很多的關注。壓印技術使用形成有作為原片的精細圖樣的模具來將圖樣轉移到，例如矽晶圓或玻璃晶圓或玻璃板的基板上。
在使用壓印技術的壓印裝置中，模具經由供應到基板上的樹脂而抵壓於基板，且樹脂在此狀態下被固化。接著，該模具從固化的樹脂剝離，從而將模具上的圖樣轉移到基板。光固化技術及熱固化技術為可用於作為一種樹脂固化方法。由於光固化技術可抑制由溫度控制所造成的圖樣轉移時間的增加，以及由溫度改變所造成的圖樣 尺寸精確度的減少，光固化技術係適用於製造半導體裝置及磁性儲存媒介。
在壓印裝置所代表的微影裝置中，為了提高生產量，對在基板或類似物上的異物粒子的測量為重要的。特別是在壓印裝置中，不像其他微影裝置，由於模具及基板(上的樹脂)被互相接觸，若大的異物粒子出現在基板上，其係會被擠進模具及基板之間，因此損壞模具(的圖樣)。即使是小到圖樣尺寸的異物粒子被擠進模具的圖樣中，仍造成將被轉移到基板的每一拍攝區域上的圖案的缺陷。
例如，掃描式電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、掃描穿隧顯微鏡(STM)等等為可用來作為用於偵測在基板上的異物粒子的偵測裝置(異物粒子檢查裝置)。這些偵測裝置可偵測數奈米等級的異物粒子，但用於偵測異物粒子所需的時間(偵測時間)為長的。因此，這些偵測裝置並不適合用來掃描基板的整個表面。
作為光學地偵測異物粒子的偵測裝置(例如，藉由暗場方法)，Surfscan SP2(KLA-Tencor)、LS6800(Hitachi High-Technologies)、WM-6000(TOPCON)等等係商業上可用的(參見日本第4183492及4316853號專利)。這些偵測裝置具有約30奈米的偵測精確度，且不需要長的偵測時間，但它們僅能夠應付(被應用於)不具有例如裝置圖案的基準圖型的基板。因此， 這些偵測裝置無法被用於實際的處理中。
作為可應付具有基準圖型的基板之偵測裝置，PUMA9500(KLA-Tencor)、IS3200(Hitachi High-Technologies)、ComPlus 4T(Applied Materials)等等為可用的(參見美國第7,410,737及6,862,491號專利)。這些偵測裝置在從基準圖型移除散射光的同時偵測異物粒子，但它們的偵測精確度很大程度上取決於使用傅立葉濾波器的基準圖型，且它們的偵測時間不足以滿足需求。
此外，即使對於具有基準圖型的基板，作為缺陷檢查裝置之市售的2830(KLA-Tencor)可偵測約50奈米的異物粒子，但其需要長的偵測時間且不適用於檢查基板的整個表面。(參見美國第6,313,467號專利。)
在考慮到對微影裝置的傳統的偵測裝置或缺陷檢查裝置的應用，對於偵測出現在具有基準圖型的基板上的異物粒子所需的條件，更具體地，約數十個奈米的偵測精確度及約50基板/小時的偵測時間係無法被滿足。此外，在壓印裝置中，由於在壓印處理前需要用於偵測位在壓印裝置內的基板上的異物粒子的技術，足跡的抑制同樣為需要的。
本發明提供有利於以高精確度且在短時間內偵測在基板上的異物粒子的一種技術。
根據本發明的一個面向，其係提供一種偵測 裝置，用於偵測在基板上的異物粒子，該偵測裝置包括一板，具有在第一面上的第一圖樣、布置在不同於第一面的第二面上的第二圖樣、配置來使該基板及該板互相接觸的驅動機構、測量單元，配置來在該基板及該板被互相接觸的狀態下，測量該第一圖樣及該第二圖樣之間的相對位置偏差、以及處理單元，配置來執行處理，以根據由該測量單元所測得的該位置偏差來偵測在該基板上的異物粒子。
從以下參照附圖的例示性實施例的說明，本發明的更多面向將會變得清楚。
1‧‧‧偵測裝置
102‧‧‧平板
102a‧‧‧面
102b‧‧‧面
104‧‧‧圖樣
106‧‧‧圖樣
112‧‧‧遮光膜
114‧‧‧撥水膜
130‧‧‧測量單元
132‧‧‧照明系統
134‧‧‧觀測設備
136‧‧‧感測器
142‧‧‧基板固持單元
144‧‧‧基板驅動單元
146‧‧‧平板固持單元
148‧‧‧平板驅動單元
150‧‧‧處理單元
152‧‧‧儲存單元
162‧‧‧成像系統
164‧‧‧線性感測器
300‧‧‧微影裝置
310‧‧‧轉移處理單元
320‧‧‧晶圓傳送盒
330‧‧‧基板運送單元
FP‧‧‧異物粒子
SB‧‧‧基板
P1‧‧‧光柵節距
P2‧‧‧光柵節距
圖1A及1B為用於說明本發明的概貌的視圖。
圖2為用於說明布置在圖1B所顯示之平板上的圖樣的位置偏差之視圖。
圖3為說明由在基板上的異物粒子所造成的平板之翹曲的視圖。
圖4為顯示根據在平板上之圖樣的相對位置偏差之計算的理想模式的視圖。
圖5為顯示在施加於平板的壓力、平板的厚度、平板的翹曲之半徑以及在基板上的異物粒子之尺寸之間的關係之圖形。
圖6為顯示於在基板上的異物粒子的尺寸以及在平板上的圖樣的相對位置偏差量之間的關係之圖形。
圖7為顯示用於根據本發明的一面向之偵測裝置的平板的實際配置的例子之示意圖。
圖8為用於說明被使用來測量在平板上的圖樣的相對位置偏差的測量單元的例子之視圖。
圖9為用於說明如何計算在基板上的異物粒子的位置的視圖。
圖10為顯示根據本發明的一面向的偵測裝置之配置的示意圖。
圖11為顯示根據本發明的一面向的偵測裝置之配置的示意圖。
圖12為顯示在平板上的圖案之布置以及圖11所顯示的偵測裝置之測量單元的示意圖。
圖13為顯示根據本發明的一面向之微影裝置的配置之示意圖。
本發明之較佳實施例將參照附圖描述如下。需注意相同標號係代表在附圖中的相同構件，且不會給予重複的說明。
本發明的概貌將參照圖1A及1B描述如下。圖1A顯示被包含在根據本發明的一面向之偵測裝置中的平板102接觸在基板SB上的異物粒子FP(雜質)的狀態。從圖1A所顯示的狀態可看出，當基板SB與平板102被相對移動時，以及當基板SB與平板102藉由，例如施 加一力道於平板102，而被互相接觸時，平板102之圍繞異物粒子FP的一部份係變形(突起)，如圖1B所示。因此，布置在平板102的基板側的一面102a(第一面)之圖樣104(第一圖樣)與布置在相對於平板102的基板側的面的一側上的一面102b(第二面)之圖樣106(第二圖樣)之間的相對位置係偏離。
圖1A所顯示的圖樣104及106間的相對位置偏差將參照圖2詳細地描述如下。以T為平板102的厚度，並以B為平板102之圍繞異物粒子FP的該部份的翹曲量(曲度)。在此情況下，相對於在平板102的中央位置的參考線，圖樣104及106係朝相反的方向偏離，且在圖樣104及106間的相對位置偏差△x係按照平板102的厚度T及翹曲量B的比例而增加。
因此，如圖3所示，藉由根據在基板SB上的異物粒子FP所造成的平板102的翹曲量之模擬，計算出異物粒子FP的尺寸與圖樣104及106間的相對位置偏差(位置偏差量)之間的關係。此模擬係使用圖4所顯示之理想模式被做成，更具體而言，該理想模式係為當平板102的邊緣部份之兩點受到限制時，施加均勻壓力(重量)P到平板102的整個表面之理想模式。平板102係以石英作為材料，且具有E=71500[N/mm2]的縱向彈性係數以及v=0.335的柏松比。圖5顯示以使用壓力P[kPa]的異物粒子FP的尺寸、平板102的厚度T[mm]、以及平板102的翹曲的半徑R[mm]作為變數的平板102翹曲量W 的計算結果。在圖5中，縱座標描繪異物粒子的尺寸[nm]，且橫座標描繪平板102的半徑R[mm]。
參照圖5，在包含平板102的厚度T為1[mm]及壓力P為10[kPa]的條件(條件1)下，相對於具有約100奈米(小尺寸)尺寸的異物粒子FP，平板102的翹曲之半徑R約為5毫米。在包含平板102的厚度T為1[mm]及壓力P為100[kPa]的條件(條件2)下，以及在包含平板102的厚度T為0.5[mm]及壓力P為10[kPa]的條件(條件3)下，相對於具有約100奈米尺寸的異物粒子FP，平板102的翹曲之半徑R約為3毫米。
在此情況下，由於平板102之翹曲的較大半徑R相對於同樣尺寸的異物粒子FP，係代表著平板102的較小曲度，在圖樣104及106間的相對位置偏差量係較小。因此，對於在圖樣104及106間的相對位置偏差的靈敏度為低的(不受影響的)。例如，條件2及3相較於條件1可更靈敏地偵測同樣尺寸的異物粒子FP。
如同上面所描述的，由於平板102的翹曲係相對於約數十奈米的異物粒子FP以毫米等級被產生，即使當將被偵測到的物體的尺寸為毫米等級，其仍可作為圖樣104及106間的相對位置偏差而被偵測。然而，這些條件很大程度上係取決於平板102的材料之物理特性。因此，該條件係可根據用來作為平板102之材料的物理特性來優化。
在基板SB上的異物粒子FP之偵測限制尺寸 將參照圖6描述如下。圖6顯示在基板SB上的異物粒子FP之尺寸與在平板102上的圖樣104及106間的相對位置偏差量之間的關係。在圖6中，縱座標描繪圖樣104及106間的相對位置偏差量[nm]，且橫座標描繪異物粒子FP的尺寸[nm]。此外，在圖6中，為了簡單起見，圖樣104及106間的相對位置偏差量△x=(異物粒子FP的尺寸/R)。
從圖6中同樣可看出，當測量單元可以約數個奈米之一測量精確度(解析度)來測量圖樣104及106間的相對位置偏差時，約10奈米的異物粒子FP可被偵測。然而，僅測量單元的解析度無法決定異物粒子FP的偵測精確度。為了決定異物粒子FP的偵測精確度，用於製造半導體裝置的基板(晶圓或玻璃板)的平坦度以及由來自於包括在測量信號中之基準圖型的散射光所造成的雜訊必需被納入考量。
在本發明中，由於在平板102上的圖樣104及106被偵測，且在基板SB上的異物粒子FP係根據在圖樣104及106間的相對位置偏差改變而被偵測，基板SB的平坦度(粗糙度)中的局部改變以及高頻要素成為雜訊。因此，雜訊必須從像是化學式機械研磨法(Chemical Mechanical Polishing，CMP)的加工效能中被預測。一般而言，由化學式機械研磨法的物理研磨中，基板的平坦度係依據基準圖型的圖樣密度及線寬被局部地改變。同樣的，在整個基板上產生一個全局平坦度係為已知的。
在這樣的情況下，對於基板的局部平坦度，在具有相同基準圖型的拍攝區域中的平坦度要素被事先抽離，且被從測量結果中被扣除，因此減少雜訊。另一方面，對於基板的全局平坦度，例如，較低級的曲度要素係使用統計處理等等的方式被過濾掉，以降低雜訊，從而抑制異物粒子的偵測精確度的劣化。
此外，由於檢測在基板上的異物粒子所需的處理可同時計算基板的平坦度，其同樣可被用在測量基板的平坦度。
再者，對於來自基準圖型的散射光的影響，藉由制定平板102的配置或使用傾斜入射光學系統作為所需的測量單元來測量在圖樣104及106間的相對位置偏差，雜訊可被大幅地減少。
如上所述，本發明容許高達約數十奈米之解析度的異物粒子偵測，且不易受到來自於基準圖型的影響。換言之，本發明可滿足用於偵測在具有基準圖型的基板上的異物粒子所需的條件，更具體地，可滿足約數十奈米的偵測精確度以及約50基板/小時的偵測時間。
使用在根據本發明的一面向之偵測裝置中的平板102的實際配置之例子將參照圖7描述如下。平板102係由一材料製成，該材料具有對於用來觀察圖樣104及106所需的光之透明性。例如，當觀察圖樣104及106所需的光為可見光時，平板102較佳係由玻璃或石英作為材料所製成。
圖樣104及106分別被形成在平板102的面102a及102b上，且在圖樣104及106間的相對位置偏差可在觀察圖樣104及106的同時被測量。
對於圖樣104及106，線及空間的重複圖樣、十字型光柵圖樣、方格光柵圖樣等等為一般所使用的，但本發明並不限制於這些特定的圖樣。圖樣104及106可被形成為，例如由蝕刻平板102(的面102a及102b)所造成的階級。為了增強測量信號的對比，例如金屬膜的遮光構件可被形成在平板102上，且可被蝕刻來形成各圖樣104及106。此外，圖樣104及106可由藉由離子注入來摻雜物質(離子)到平板102(的面102a及102b)中而形成。
遮蔽由基板SB所反射的光的遮光膜112較佳係形成於平板102的基板側上的面102a上，亦即，於圖樣104的下表面。因此，在觀察圖樣104及106時，來自基板SB的基準圖型的雜訊光可被抑制。因此，在測量圖樣104及106間的相對位置偏差時的測量精確度的減少可被抑制，從而增進異物粒子偵測的解析度。
當圖樣104被形成為階級時，在基板SB上的異物粒子FP被擠進到階級中，且干擾平板102的變形，造成對異物粒子的偵測精確度之減少，或是異物粒子偵測失敗。因此，遮光膜112可作用為填滿形成圖樣104之階級的構件，以使與基板SB的接觸面為平的，如圖7所示。除了遮光膜112以外，亦可配置有一構件，其填滿形 成圖樣104之階級，以使與基板SB的接觸面為平的。在此情況下，此構件具有不同於平板102的折射率之折射率。
遮光膜112必須由所需用來觀察圖樣104及106的光不會穿透的材料所製成。然而，當遮光膜112不具有不同於圖樣104的大的折射率時，由於測量信號的對比無法被取得，遮光膜112的材料必須被適當地選擇。在此實施例中，平板102係藉由形成金屬膜的圖樣106、階級的圖樣104、以及金屬膜的遮光膜112而被配置。
在平板102接觸基板SB的一面上，考量到在基板SB及平板102之間的接觸，較佳係形成有撥水膜114。在此實施例中，當黏著層(黏著劑)被塗佈(供應)到基板SB時，基板SB及平板102被互相接觸。因此，當塗佈於基板SB上的黏著層與平板102被互相接觸時，若它們的黏著強度為高的，或是在基板SB(黏著層)及平板102之間的接觸面積為大的，基板SB及平板102可能會無法從彼此分開。因此，具有對於黏著層的撥水性之撥水膜114被事先形成(塗佈)於平板102與基板SB接觸的面上，基板SB及平板102可輕易地被從彼此分開。在此實施例中，撥水膜114係形成在遮光膜112在基板側的面上。然而，當遮光膜112並非形成在平板102上時，撥水膜114可能被形成在平板102在基板側的面102a上。另外，撥水膜114可能作用為填滿形成圖樣104之階級的構件，以使與基板SB的接觸面為平的。需注意 的是，黏著層係在基板SB被帶入微影裝置之前被塗佈於基板SB上，從而使基板和抗蝕劑(感光劑)或樹脂牢固地彼此緊密接觸。特別是在壓印裝置中，由於模具從基板上的樹脂(固化的樹脂)上被剝離(釋放)，可防止對應到抗蝕劑圖案之固化的樹脂從基板上剝離之黏著層係為其所需要的。
所需用來測量在平板102上的圖樣104及106間的相對位置偏差的測量單元130的例子將參照圖8描述如下。在此實施例中，將舉例說明一情況，其中圖樣104及106為具有不同的光柵節距的光柵圖樣，且雲紋圖樣(雲紋條紋)由圖樣104及106之間的相對關係而形成。然而，只要圖樣104及106可形成雲紋圖樣，圖樣104及106亦可能為線與空間圖樣。
使P1為形成在平板102的面102a上之圖樣104的光柵節距，以及使P2(P1<P2)為形成在平板102的面102b上之圖樣106的光柵節距，雲紋圖樣的節距P3係可由以下的方程式所表示：1/P3=(1/P1)-(1/P2)...(1)
在此情況下，使△x為在平板102上的圖樣104及106間的相對位置偏差量，雲紋圖樣的節距P3之偏移量與週期Pa(=(P1+P2)/2)之相位差成比例。因此，雲紋圖樣的相對偏移量S係可由以下的方程式所表示：S=(△x/Pa)．P3...(2)
參照方程式(1)及(2)，藉由適當地選擇(設 定)光柵節距P1及P2，實際位置偏差量△x可以一放大的比例被測得(亦即，以較高的精確度)。這意味著，藉由增加雲紋圖樣的節距P3，數值孔徑(NA)實際上可被減少，而無需增加包含在測量單元130中的光學系統的光學放大倍率。換言之，由於雲紋測量方法即使在測量單元130被配置以一簡單的光學系統時，亦可增進圖樣104及106間的相對位置偏差的測量精確度，故雲紋測量方法是有利的。
圖9係顯示作為測量單元130的傾斜入射光學系統，其中照射圖樣104及106的光之光路與來自圖樣104及106的光之光路係為相符的。在此情況下，由於圖樣104及106必須同樣在垂直於偵測方向的方向產生繞射光，圖樣104及106的至少其中之一必須為十字型光柵圖樣或方格光柵圖樣。在此實施例中，方格光柵圖樣作為圖樣104被布置在平板102的基板側上的面102a上，且線與空間圖樣作為圖樣106被布置在與平板102的基板側上的面相反之側的面102b上。
圖案104和106上的傾斜入射照明系統被採用的原因在於，其不須偵測來自於平板102的面102a及102b與基板SB的表面(在平表面側的面)的零級光。由於雲紋測量方法係測量來自預定順序的成像光射線的位置偏差，零級光係成為雜訊。
在此實施例中，測量單元130包括照明系統132、觀測設備134以及感測器136，感測器136係偵測 由已經通過圖樣104及106的光所形成的雲紋圖樣。來自照明系統132的光照射在平板102上的整個圖樣106。注意力係集中在已經通過圖樣106的光之零級光。此零級光通過圖樣106且被圖樣104所繞射(反射)。雖然由圖樣104所繞射的一級光射線在四個不同的方向行進，但垂直於圖樣104的照明方向(在平行於圖中的平面之方向)之光柵節距被設計成使得出自於四個一級光射線的兩個光射線以入射方向返回。
此外，該兩個一級光射線再次被圖樣106繞射，且至少兩個或多個繞射的光射線會通過觀測設備134。在此情況下，反射自圖樣104的零級光以及剩下的兩個一級光射線不會進入到觀測設備134。然而，為了得到由進入觀測設備134的該至少兩個或多個繞射的光射線的純粹一級光所形成之雲紋圖樣的節距(P3)，觀測設備134的瞳孔平面之數值孔徑(NA)必需為足夠小的。最後，該至少兩個或多個繞射的光射線通過觀測設備134，且在感測器136上形成雲紋圖樣。
同樣地，如對於從照明系統132發出且通過圖樣106的正負一級之繞射光射線，由圖樣104所繞射的至少二個或多個繞射光射線通過觀測設備134並形成雲紋圖樣。在此情況下，布置在平板102的面102b上的圖樣106可被布置在平板102的與平板102的面102a光學共軛之一面上。例如，形成有圖樣106的參考板可被布置在平板102上方之部分附近的空間中，或可被布置在觀測設 備134內或在感測器136的成像表面上。然而，在這樣的情況下，應注意到的是，相較於圖樣104及106均布置在平板102的情況，對於圖樣104及106間的相對位置偏差之靈敏度係減少了一半。
在此實施例中，來自於照明系統132的光之中央波長為500奈米，照射圖樣104及106的光之入射角為0.1(NA)，照射圖樣104及106的光之數值孔徑為0.025，且觀測設備134的瞳孔平面之數值孔徑為0.03。此外，圖樣106的光柵節距為9.03μm，圖樣104在垂直於圖樣106的方向之光柵節距為2.5μm，且圖樣104在平行於圖樣106的方向之光柵節距為9μm。因此，雲紋圖樣的放大倍率為自方程式(1)及(2)的300倍，且雲紋圖樣的節距為1355μm。
感測器136包括CCD感測器或CMOS感測器，且具有Φ30mm的視野角以及10μm/pixel的解析度。因此，藉由設定觀測設備134的光學放大為0.1，Φ300mm的範圍可被觀察到。同樣地，相較於雲紋圖樣的節距(1355μm)，使用約14像素來執行位置測量。此外，從雲紋圖樣的像素/放大倍率相當於100奈米/300，位置偏差的靈敏度為333奈米/像素。因此，由於約數十奈米的位置偏差可從正弦波分析被偵測，可應付約100奈米尺寸的異物粒子的檢查。當異物粒子的偵測精確度被要求更進一步提高時，觀察範圍可能要被限縮，或是雲紋圖樣的放大倍率或感測器136的解析度可能要被提 高，以符合這樣的需求。然而，如上所述，在雲紋圖樣的節距與位置偏差的測量精確度之間的關係是很重要的，且雲紋圖樣的節距較佳係為約1mm。
由感測器136所偵測到的雲紋圖樣資訊包括關於在平板102上的圖樣104及106間的位置偏差資訊，以及在沒有異物粒子FP於基板SB上的狀態下關於基板SB的平坦度資訊。因此，參考雲紋圖樣(的影像)，或圖樣104及106間在沒有異物粒子FP於基板SB上的狀態下的相對參考位置偏差，係使用，例如可保證其平坦度的裸基板，而被事先取得。接著，藉由比較參考雲紋圖樣(或參考位置偏差)與在異物粒子FP存在於基板SB上的狀態下，亦即在異物檢測時機，所獲得的雲紋圖樣(圖樣104及106間的相對位置偏差)，來計算異物粒子FP的位置及尺寸。
在計算異物粒子FP的尺寸時，執行對由感測器136所偵測到的雲紋圖樣之在整個測量區域的各節距之位置測量。同樣地，參考雲紋圖樣的各節距之位置測量被事先執行，且兩個影像的各節距座標之位置偏差量被計算出來，以得到位置偏差地圖。接著，從此位置偏差地圖，使用在基板SB上的異物粒子FP的尺寸及在平板102上之圖樣104與106間的相對位置偏差量之間的關係，來計算出各節距座標之異物粒子FP的尺寸，如圖6所示。此外，藉由指定在圖樣104與106間的相對位置偏差中的改變符號被從位置偏差地圖顛倒之偏折點，如圖9所示，可 計算出異物粒子FP的位置。
此實施例已經說明了異物粒子FP在一方向上從位置偏差地圖被偵測到的情況。同樣地，在兩個方向上，亦即X與Y方向，的位置偏差地圖可被獲得。在此情況下，圖樣106可能從線與空間圖樣被改變成十字光柵圖樣，或是沿X與Y方向之線與空間圖樣可能以雲紋圖樣的各節距被布置在一方格圖樣中。
此外，藉由頻率分析，低級要素被從在兩方向中的位置偏差地圖中抽離作為基板SB的全局平坦度，以平均每一拍攝區域的位置偏差地圖，從而抽離其作為在那一拍攝區域的平坦度要素。異物粒子同樣可藉由消除這些位置偏差要素而被檢查。因此，藉由將這些位置偏差要素轉換成一平坦度，基板SB的平坦度可同樣被測得。或者，在於兩方向之位置偏差地圖被轉換成平坦度地圖之後，可計算出基板SB的平坦度。
使用兩個不同節距的雲紋圖樣位置偏差測量已至此被說明。此外，異物粒子可從雲紋圖樣的光強度被測得。在此情況下，重疊的圖樣可能具有相等的節距。藉由偵測來自於兩圖樣的光強度，可偵測出在基板上的異物粒子。此外，可從由感測器偵測之雲紋光強度與參考雲紋光強度地圖之間的差異偵測到異物粒子。
根據本發明之一面向的偵測裝置1將參照圖10描述如下。偵測裝置1為偵測在基板SB上的異物粒子的一裝置(異物粒子檢查裝置)。偵測裝置1包括圖樣 104及106形成於其上的平板102、固持基板SB的基板固持單元142、以及驅動(例如，藉由六軸驅動)基板固持單元142的基板驅動單元144。此外，偵測裝置1包括固持平板102的平板固持單元146、以及驅動(例如，藉由六軸驅動)平板固持單元146的平板驅動單元148。更進一步地，偵測裝置1包括測量單元130、處理單元150、以及儲存單元152。
在此實施例中，平板固持單元146係配置來，從在相對於平板102的基板側上的面102a的一側上的面102b，施加壓力到平板102。換言之，平板固持單元146還作用為用來使平板102變形的變形單元。基板驅動單元144及平板驅動單元148係作用為移動機構(驅動機構)，其係相對移動基板SB及平板102，以使其互相接觸。
平板102具有前面所述的配置及功能。在此實施例中，平板102的尺寸係假定為大於基板SB的尺寸。更明確地，平板102的尺寸為Φ450mm，且基板SB的尺寸為Φ300mm。由於異物粒子偵測可被同時應用到基板SB的全部表面，這樣的尺寸在生產量方面是有優勢的。然而，即使當平板102的尺寸是小於或等於基板SB的尺寸時，異物粒子偵測仍可藉由分割異物粒子偵測區域而被同時應用到基板SB的全部表面。
測量單元130具有前面所述的配置，且在基板SB及平板102被互相接觸的狀態下，測量在平板102 上的圖樣104及106間的相對位置偏差。
處理單元150有系統地控制偵測裝置1的各個單元。此外，在此實施例中，處理單元150執行處理，用於根據在圖樣104及106之間的相對位置偏差，此相對位置偏差係由測量單元130所測得，來偵測在基板SB上的異物粒子(異物粒子偵測處理)，亦即，上述的處理。儲存單元152儲存由處理單元150所執行的用於異物粒子偵測處理所需的資訊，例如沒有異物粒子FP在基板SB上的狀態下之參考雲紋圖樣、圖樣104及106間的相對參考位置偏差等等。
由偵測裝置1所處理的異物粒子偵測將描述如下。基板驅動單元144在Z軸方向驅動固持基板SB的基板固持單元142，使基板SB及平板102(由平板固持單元146所固持)互相接觸。在此情況下，基板固持單元142施加壓力於平板102的面102b，以使平板102凸向基板側，使得平板102從其中央部分(凸部)被接觸於基板SB。接著，當平板102的中央部分與基板SB接觸時，施加到平板102的面102b上的壓力係逐漸減少為零，使得基板SB與平板成為互相(緊密)接觸，而在基板SB及平板102間的氣體(空氣)朝向外周圍被移除。換言之，在基板SB及平板102被互相接觸以前，平板102係被變形，使得其具有朝向基板SB的凸表面。接著，當基板SB及平板102被互相接觸時，平板102的變形量被減少，以使基板SB及平板102的凸表面之間的接觸面積一步步地 增加。因此，在基板SB及平板102間的氣層之產生可被抑制，因而設置了理想的接觸狀態。藉由減少在基板SB及平板102間的氣層，在基板SB上的異物粒子可被精確地反映在平板102的變形上。此外，由於基板SB及平板102(的凸表面)間的接觸面積係逐步地增加，當大的異物粒子被擠進基板SB及平板102之間時，基板SB及平板102的進一步接觸(異物粒子偵測處理)可被中止。因此，由在基板SB上的異物粒子造成的基板SB及平板102之損壞可被消除。需注意的是，黏著層或抗蝕劑被塗佈到基板SB上，係同樣消除由基板SB和平板102的直接接觸所造成的損害。
在基板SB及平板102被互相接觸之後，測量單元130偵測代表在平板102上的圖樣104及106間的相對位置偏差的雲紋圖樣。接著，如同上面所描述的，儲存在儲存單元152中的參考雲紋圖樣被與偵測到的雲紋圖樣相比較，從而偵測在基板SB上的異物粒子。
根據本發明的一面向之偵測裝置1的另一配置將參照圖11描述如下。圖11所顯示的偵測裝置1包括作為測量單元130的照明系統132、成像系統162、以及線性感測器164。成像系統162係為，例如由SLA(SELFOC Lens Array，自聚焦透鏡列)(Nippon Sheet Glass)所配置的光學系統，其中大量的折射率分佈型透鏡(SELFOC lenses，自聚焦透鏡)被佈置成一列，並由整個列來形成一連續影像(雲紋圖樣)。由線性感測器164 所偵測的雲紋圖樣係儲存於儲存單元152中。
由圖11所顯示的偵測裝置1進行的異物粒子偵測將描述如下。基板驅動單元144在Z軸方向驅動固持基板SB的基板固持單元142，以使基板SB及平板102(固持於平板固持單元146)互相接觸。在基板SB及平板102被互相接觸之後，平板102被來自於照明系統132的線性光斜向照射。假定來自於照明系統132的光之中央波長為500奈米，照射圖樣104及106的光之入射角為0.2(NA)，且照射圖樣104及106的光之數值孔徑為0.025。由於來自於照明系統132的光之線長係長於300mm，基板SB的整個表面可由單一掃描來測量。
基板驅動單元144在Y軸方向驅動(掃描)基板固持單元142，使得基板SB的整個表面被來自於照明系統132的線性光所掃描。亦即，基板固持單元142被控制成作為一掃描機構，其係相對於線性感測器164掃描雲紋圖樣。在此實施例中，假定布置在平板102的基板側上的面102a的圖樣104為線與空間圖樣，且具有9.03μm的節距。另一方面，假定布置於在相對於在平板102的基板側的面之側上的面102b的圖樣106為方格光柵圖樣。此外，假定圖樣106在垂直於圖樣104的方向之光柵節距為5μm，且圖樣106在平行於圖樣104的方向之光柵節距為9μm。進一步地，假定成像系統162的瞳孔平面之數值孔徑為0.03。
圖12顯示在平板102上的圖樣104及106的 布置，以及測量單元130(照明系統132、成像系統162及線性感測器164)。參照圖12，照明系統132、成像系統162及線性感測器164係布置在垂直於掃描方向的一方向上，且平板102的圖樣104(線與空間圖樣)係布置在平行於該掃描方向的方向。
在圖11所顯示的偵測裝置1中，雲紋圖樣係形成於線性感測器164。因此，藉由與基板驅動單元144之掃描同步地將形成於線性感測器164的雲紋圖樣儲存到儲存單元152，可得到基板SB的整個表面之雲紋圖樣。當成像系統162為一等量放大系統時，線性感測器164需要300奈米或更長的線長。然而，由於解析度可為約0.1mm，線性感測器164僅需具有3000像素(300mm/0.1mm)或更多。接著，由線性感測器164所偵測之雲紋圖樣被與儲存在儲存單元152中的參考雲紋圖樣相比較，從而偵測出在基板SB上的異物粒子。
如上所述，根據本實施例之偵測裝置1，在基板SB上的異物粒子可以約數十奈米的偵測精確度在短時間內被偵測出來。此外，由於偵測裝置1具有如上所述之簡單配置，其可輕易地被建立在微影裝置等裝置中。
根據本發明的一面向之微影裝置300將參照圖13描述如下。微影裝置300係為轉移圖樣到基板上的一裝置，且在本實施例中被實施為一壓印裝置。如圖13所示，微影裝置300包括偵測裝置1、轉移處理單元310、晶圓傳送盒(FOUP)320以及基板運送單元330。 在本實施例中，轉移處理單元310執行壓印處理，用於在模具被抵壓向供應到基板的樹脂時，固化樹脂，並將模具從固化的樹脂剝離。晶圓傳送盒320為基板的運送容器，其係符合半導體設備及材料協會(Semiconductor Equipment and Materials Institute，SEMI)的標準。
儲存於晶圓傳送盒320中的基板係被基板運送單元330運送到轉移處理單元310。基板運送單元330還包括對齊基板的對位機構等等，並在校正基板的旋轉及移位時運送基板。上述的偵測裝置1被安排到轉移處理單元310的基板進入位置。因此，偵測裝置1的基板固持單元142及基板驅動單元144可由微影裝置300的基板平台及基板夾頭來取代。在此基板進入位置上，由偵測裝置1來執行在基板上的異物粒子檢查。
如上所述，根據本實施例的微影裝置300，在用於轉移圖樣到基板上的轉移處理之前且於微影裝置300中，在基板上的異物粒子可被立即偵測出來。換言之，微影裝置300可偵測在基板上的異物粒子，並可根據偵測的結果來執行轉移處理。因此，微影裝置300可防止由異物粒子所造成模具的損害、圖樣轉移錯誤等等，且可有效地製造，例如半導體裝置，的一物體。作為一物體的裝置(半導體裝置、液晶顯示元件等等)的製造方法係包括使用微影裝置300轉移(形成)基板(晶圓、玻璃板、膜狀基板等等)上的圖樣的步驟。此製造步驟還包括蝕刻圖樣被轉移於其上的基板的步驟。需注意的是，此製造方法包 括另一個處理步驟，當另一個物體，例如點陣圖樣媒介(記錄媒體)或光學元件被製造時，該處理步驟係處理圖樣被轉移於其上的基板來代替蝕刻步驟。
除了壓印裝置，微影裝置300同樣可能被用作帶電粒子束微影裝置、投影曝光裝置等等。帶電粒子束微影裝置為一種微影裝置，其係藉由使用帶電粒子束描繪於基板而轉移圖案到基板上。投影曝光裝置為一種微影裝置，其係藉由透過投影光學系統投影圖樣到基板上的標線片而轉移圖樣到基板上的標線片。
雖然本發明已經參照例示性實施例被描述，但其應可理解本發明並不被限制在所揭露的例示性實施例。以下的申請專利範圍請求項之範圍應被賦予最廣泛的解釋，以使其涵蓋所有這樣的修改、相當的結構和功能。
102‧‧‧平板
104‧‧‧圖樣
106‧‧‧圖樣
SB‧‧‧基板
FP‧‧‧異物粒子

Claims (17)

  1. 一種偵測裝置，用於偵測在基板上的異物粒子，該偵測裝置包括：一板，具有在一第一面上的一第一圖樣；一第二圖樣，布置在不同於該第一面的一第二面上；一驅動機構，配置來使該基板及該板互相接觸；一測量單元，配置來在該基板及該板互相接觸的狀態下，測量該第一圖樣及該第二圖樣之間的相對位置偏差；以及一處理單元，配置來執行處理，以根據由該測量單元所測得的該位置偏差來偵測在該基板上的異物粒子。
  2. 如申請專利範圍第1項之偵測裝置，其中該第一面係為該板在基板側上的一面，以及該第二面係為在相對於在該板的該基板側上的該面之一側上的一面。
  3. 如申請專利範圍第1項之偵測裝置，其中該第二面係為與該第一面為光學共軛的一面。
  4. 如申請專利範圍第3項之偵測裝置，其中該測量單元包括觀測設備，配置來光學偵測該第一圖樣及該第二圖樣，以及該第二面係為在該觀測設備內的一面。
  5. 如申請專利範圍第1項之偵測裝置，更包括：變形單元，配置來使該板變形，其中，在該基板及該板被互相接觸之前，該變形單元 係變形該板以得到朝向該基板的凸面；以及當該基板及該板被互相接觸時，該變形單元減少該板的變形量以增加該基板及該凸面之間的接觸面積。
  6. 如申請專利範圍第1項之偵測裝置，其中該第一圖樣及該第二圖樣為具有不同光柵節距的光柵圖樣，以及該測量單元包括感測器，其配置來偵測由來自於該第一圖樣及該第二圖樣的光所形成的雲紋圖樣，並根據由該感測器所偵測到的該雲紋圖樣來測量在該第一圖樣及該第二圖樣之間的相對位置偏差。
  7. 如申請專利範圍第6項之偵測裝置，其中該感測器包括線性感測器，以及該偵測裝置更包括掃描機構，其配置來掃描在該線性感測器上的該雲紋圖樣。
  8. 如申請專利範圍第2項之偵測裝置，其中該第一圖樣及該第二圖樣係由一遮光構件或一階級所形成。
  9. 如申請專利範圍第2項之偵測裝置，其中該第一圖樣係由一階級所形成，該板包括一構件，該構件填滿該階級以使與該基板的接觸面為平的，以及該構件具有不同於該板的折射率的折射率。
  10. 如申請專利範圍第1項之偵測裝置，其中該板具有在基板側上的面上的遮光膜，該遮光膜係遮蔽由該基板所反射的光。
  11. 如申請專利範圍第1項之偵測裝置，其中該板具 有在與該基板的接觸面上的撥水膜，該撥水膜具有抵抗被供給到該基板的黏著材料的撥水性。
  12. 一種偵測裝置，用於偵測在基板上的異物粒子，該偵測裝置包括：一板，具有在一第一面上的一第一圖樣；一第二圖樣，布置在不同於該第一面的一第二面上；一驅動機構，配置來使該基板及該板互相接觸；一測量單元，配置來在該基板及該板互相接觸的狀態下，測量來自於該第一圖樣及該第二圖樣的光強度；以及一處理單元，配置來執行處理，以根據由該測量單元所測得的該光強度來偵測在該基板上的異物粒子。
  13. 一種微影裝置，用於轉移圖樣到基板上，該微影裝置包括：如申請專利範圍第1項之用於偵測在該基板上的異物粒子的一偵測裝置。
  14. 如申請專利範圍第13項之微影裝置，其中該微影裝置在於該基板上的樹脂與一模具互相接觸的狀態下，藉由固化該樹脂將該圖樣轉移到該基板上。
  15. 一種物品的製造方法，該方法包括：使用微影裝置將圖案轉移到基板；以及處理該圖案已經被轉移到其上的該基板，其中，該微影裝置包括一偵測裝置，用於偵測在該基板上的異物粒子，以及其中，該偵測裝置包括： 一板，具有在一第一面上的一第一圖樣；一第二圖樣，布置在不同於該第一面的一第二面上；一驅動機構，配置來使該基板及該板互相接觸；一測量單元，配置來在該基板及該板互相接觸的狀態下，測量該第一圖樣及該第二圖樣之間的相對位置偏差；以及一處理單元，配置來執行處理，以根據由該測量單元所測得的該位置偏差來偵測在該基板上的異物粒子。
  16. 一種偵測方法，用於偵測在基板上的異物粒子，該方法包括：使該基板與具有在一第一面上的一第一圖樣的一板互相接觸；在該基板及該板互相接觸的狀態下，測量該第一圖樣及布置在不同於該第一面的一第二面上的一第二圖樣之間的相對位置偏差；以及執行處理，以根據由該測得的位置偏差來偵測在該基板上的異物粒子。
  17. 一種偵測方法，用於偵測在基板上的異物粒子，該方法包括：使該基板與具有在一第一面上的一第一圖樣的一板互相接觸；在該基板及該板互相接觸的狀態下，測量來自該第一圖樣及布置在不同於該第一面的一第二面上的一第二圖樣之間的光強度；以及 執行處理，以根據由該測得的光強度來偵測在該基板上的異物粒子。
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