TW201937313A - 圖案形成裝置、對齊標記檢測方法和圖案形成方法 - Google Patents

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Abstract

本公開內容涉及圖案形成裝置、對齊標記檢測方法和圖案形成方法。一種被配置為在基板上形成圖案的圖案形成裝置包括：保持部分，其被配置為透過吸附保持基板；光學系統，其被配置為從基板的吸附表面側檢測被設於由保持部分保持的基板的對齊標記；以及被配置為遮蔽入射光學系統的光的單元。

Description

圖案形成裝置、對齊標記檢測方法和圖案形成方法
本發明涉及一種圖案形成裝置、對齊標記檢測方法和圖案形成方法。
在使用光刻技術製造器件(比如半導體器件或液晶顯示器件)中，曝光裝置被用來從投射光學系統投射光罩圖案，並且該圖案被轉印到基板上。
近年來，曝光裝置不僅用於製造比如記憶體或邏輯晶片的積體電路(IC)晶片，而且還用於使用穿孔處理來製造堆疊器件，例如，比如微電機系統(MEMS)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像傳感器的器件。在這樣的器件的製造中，儘管線寬解析度和重合精度這二者不是非常需要的，但是比IC晶片的常規製造中的焦深更深的焦深是必需的。
此外，曝光裝置執行曝光處理，在曝光處理中，基板(比如矽晶圓)的前表面側基於形成在基板的後表面側(即，表面被卡盤吸附的一側)的對齊標記被曝光。曝光處理是從基板的前表面側形成穿孔以用於與後表面側的電路的電連接所必需的。因此，形成在基板的後表面側的對齊標記的檢測(以下，“後表面對齊”)是需要的。尤其是，為了進行基於形成在基板的後表面側的對齊標記來曝光基板的前表面側的曝光處理，形成在基板的前表面側的對齊標記和形成在基板的後表面側的對齊標記的重合檢查是需要的。
日本專利申請公開No. 2002-280299討論了用於對齊標記檢測的光學系統設置在基板的後表面側以便進行後表面對齊的光刻裝置。此外，日本專利申請公開No. 2002-280299討論了使用被設於基板台架用以檢測對齊標記的光學系統來從基板台架側觀察標記、並且檢測標記的影像的技術。
在如日本專利申請公開No. 2002-280299中討論的那樣用於檢測對齊標記的光學系統設置在基板台架上的情況下，用於曝光基板的曝光光可能入射用於檢測對齊標記的光學系統，這取決於光學系統的檢測視野位置。
在這種情況下，如果曝光光照射用於檢測對齊標記的光學系統的光學構件，則由於光學構件的著色或透射率的降低而導致的光學特性的改變可能發生。如果用於檢測對齊標記的光學系統的光學特性的改變發生，則使用對齊標記進行對齊控制所需的時間可能增加，由此器件製造的生產率降低。此外，由於對齊標記檢測準確度降低，對齊準確度的降低可能發生。
根據本發明的一態樣，一種被配置為在基板上形成圖案的圖案形成裝置包括：保持部分，其被配置為透過吸附保持基板；光學系統，其被配置為從基板的吸附表面側檢測被設於由保持部分保持的基板的對齊標記；以及被配置為遮蔽入射光學系統的光的單元。
從以下參照圖式對示例性實施例的描述，本發明的進一步的特徵將變得清楚。下面描述的本發明的每個實施例可以單獨實施，或者作為多個實施例的組合實施。並且，來自不同實施例的特徵在需要的情況下或者在單個實施例中組合來自單獨的實施例中的元素或特徵是有益的情況下可以被組合。
下面將與標準光罩圖案形成裝置的操作的說明一起參照圖式來描述本發明的各種示例性實施例。
圖1是例示說明根據本發明的示例性實施例的一態樣的曝光裝置100的配置的示意圖。曝光裝置100是被配置為在基板上形成圖案的光刻裝置(圖案形成裝置)的例子。曝光裝置100包括光罩台架2、基板台架4和照明光學系統5。光罩台架2保持光罩(中間光罩(reticle))1。基板台架4保持基板3。照明光學系統5照射保持在光罩台架2上的光罩1。此外，曝光裝置100包括投射光學系統6和控制單元(計算機)17。投射光學系統6將光罩1的圖案影像投射到基板台架4上保持的基板3上。控制單元17全面地控制曝光裝置100的整個操作。
在本示例性實施例中，曝光裝置100是掃描型曝光裝置(掃描儀)，所述掃描型曝光裝置被配置為在光罩1和基板3在掃描方向上被彼此同步掃描的同時將光罩1的圖案轉印到基板3上(即，在步進掃描法中)。可替代地，曝光裝置100可以是被配置為在光罩1被固定的狀態下將光罩1的圖案投射到基板3上(即，在步進重複法中)的曝光裝置(步進器)。
以下，與投射光學系統6的光軸相對應的方向(光軸方向)將被稱為“Z軸方向”，光罩1和基板3在垂直於Z軸方向的平面中的掃描方向將被稱為“Y軸方向”，垂直於Z軸方向和Y軸方向的方向(非掃描方向)將被稱為“X軸方向”。此外，關於X軸、Y軸和Z軸的旋轉方向將分別被稱為“θX方向”、“θY方向”和“θZ方向”。
照明光學系統5用具有均勻照度分佈的光(曝光光)照射光罩1，具體地說，光罩1上的預定照射區域。曝光光的例子包括超高壓汞燈的g線(大約436 nm的波長)和i線(大約365 nm的波長)、KrF準分子雷射器(大約248 nm的波長)、ArF準分子雷射器(大約143 nm的波長)和F2雷射器(大約157 nm的波長)。此外，為了製造更精確的半導體器件，幾奈米至幾百奈米的極紫外光(EUV光)可以用作曝光光。
光罩台架2是以在垂直於投射光學系統6的光軸的平面中(即，在XY面中)可二維移動並且在θZ方向上可旋轉這樣的方式配置的。光罩台架2由比如線型馬達的驅動裝置(未例示)單軸或六軸驅動。
在光罩台架2上，設置鏡7。此外，雷射干涉儀9設置在面對鏡7的位置處。光罩台架2的二維位置和旋轉角度由雷射干涉儀9即時測量，測量結果被輸出到控制單元17。控制單元17基於雷射干涉儀9的測量結果來控制光罩台架2的驅動裝置，並且定位保持在光罩台架2上的光罩1。
投射光學系統6包括多個光學元件，並且以預定投射倍率β將光罩1的圖案投射到基板3上。光刻膠(抗蝕劑)被預先塗覆到基板3，當光罩1的圖案的影像被投射到光刻膠上時，在光刻膠上形成潛像圖案。根據本示例性實施例的投射光學系統6是具有例如1/4或1/5的投射倍率β的縮小光學系統。
基板台架4包括Z台架、XY台架和基底。Z台架經由被配置為吸附保持基板3的卡盤保持基板3。XY台架支撐Z台架，基底支撐XY台架。基板台架4由比如線型馬達的驅動裝置驅動。被配置為吸附保持基板3的卡盤被可移除地附連到基板台架4。
在基板台架4上，設置鏡8。此外，雷射干涉儀10和12設置在面對鏡8的位置處。基板台架4在X軸方向和Y軸方向以及θZ方向上的位置由雷射干涉儀10即時測量，測量結果被輸出到控制單元17。類似地，基板台架4在Z軸方向以及θX方向和θY方向上的位置由雷射干涉儀12即時測量，測量結果被輸出到控制單元17。控制單元17基於雷射干涉儀10和12的測量結果來控制基板台架4的驅動裝置，並且定位保持在基板台架4上的基板3。
光罩對齊檢測系統13設置在光罩台架2的附近。光罩對齊檢測系統13經由投射光學系統6檢測保持在光罩台架2上的光罩1上的光罩參考標記(未例示)和設置在基板台架4上的台架參考板11上的參考標記39。
光罩對齊檢測系統13使用用於曝光基板3的光源、經由投射光學系統6來照射光罩1上的光罩參考標記和參考標記39。此外，光罩對齊檢測系統13使用影像傳感器(例如，光電轉換元件，比如電荷耦合器件(CCD)照相機)來檢測來自光罩參考標記和參考標記39的反射光。光罩1和基板3基於來自影像傳感器的檢測信號被對齊。在對齊中，可以透過使光罩1上的光罩參考標記和台架參考板11上的參考標記39的位置對齊和聚焦來調整光罩1和基板3之間的相對位置關係(X、Y、Z)。
光罩對齊檢測系統14設置在基板台架4上。光罩對齊檢測系統14是透射型檢測系統，並且在參考標記39是透射型標記的情況下使用。光罩對齊檢測系統14使用用於曝光基板3的光源來照射光罩1上的光罩參考標記和參考標記39，並且使用光量傳感器來檢測來自標記的透射光。在該檢測中，在基板台架4在X軸方向(或Y軸方向)和Z軸方向上被移動的同時，光罩對齊檢測系統14檢測已經透射通過參考標記的透射光的光量。這樣，光罩1上的光罩參考標記和台架參考板11上的參考標記39的位置可以被對齊和聚焦。因此，可使用光罩對齊檢測系統13和光罩對齊檢測系統14中的任一個來調整光罩1和基板3之間的相對位置關係(X、Y、Z)。
台架參考板11以台架參考板11的前表面的高度與基板3的前表面的高度基本上相同這樣的方式設置在基板台架4的拐角處。台架參考板11可以要麼被設置在基板台架4的一個拐角處，要麼被設置在基板台架4的多個拐角處。
如圖2所示，台架參考板11包括參考標記39和參考標記40，參考標記39將由光罩對齊檢測系統13或14檢測，參考標記40將由基板對齊檢測系統16檢測。圖2是例示說明從Z方向看到的晶圓(基板)3和晶圓台架(基板台架)4的平面圖。台架參考板11可以包括多個參考標記39和/或多個參考標記40。此外，參考標記39和40之間的位置關係(X軸方向和Y軸方向)被設置為預定的位置關係(即，已知的)。參考標記39和40可以是共享的標記。如圖2所示，用於對齊的標記形成在晶圓3的投射(shot)區域之間的每個劃線中。
焦點檢測系統15包括投射系統和光接收系統。投射系統將光投射到基板3的前表面上，光接收系統接收在基板3的前表面上反射的光。焦點檢測系統15檢測基板3在Z軸方向上的位置，並且將檢測結果輸出到控制單元17。控制單元17基於焦點檢測系統15的檢測結果來控制驅動基板台架4的驅動裝置，並且調整保持在基板台架4上的基板3在Z軸方向上的位置和傾斜角度。
基板對齊檢測系統16包括光學系統，比如被配置為照射標記的照明系統和被配置為基於來自標記的光形成標記的影像的影像形成系統。基板對齊檢測系統16檢測各種標記，例如，形成在基板3上的對齊標記和台架參考板11上的參考標記40，並且將檢測結果輸出到控制單元17。控制單元17基於基板對齊檢測系統16的檢測結果來控制驅動基板台架4的驅動裝置，並且調整保持在基板台架4上的基板3在X軸方向和Y軸方向上的位置或θZ方向上的旋轉角度。
此外，基板對齊檢測系統16包括用於基板對齊檢測系統16的焦點檢測系統(AF檢測系統)41。類似於焦點檢測系統15，AF檢測系統41包括投射系統和光接收系統，投射系統被配置為將光投射到基板3的前表面上，光接收系統被配置為接收在基板3的前表面上反射的光。焦點檢測系統15用於調整投射光學系統6的焦點，而AF檢測系統41用於調整基板對齊檢測系統16的焦點。
一般來說，用於檢測基板側的標記的檢測系統的配置大致分為兩個，離軸對齊(OA)檢測系統和透過透鏡對齊(TTL)檢測系統。OA檢測系統不經由投射光學系統光學地檢測形成在基板3上的對齊標記。TTL檢測系統經由投射光學系統使用具有與曝光光的波長不同的波長的光(非曝光光)來檢測形成在基板上的對齊標記。雖然基板對齊檢測系統16是根據本示例性實施例的OA檢測系統，但是對齊檢測方法不限於根據本示例性實施例的系統。例如，在基板對齊檢測系統16是TTL檢測系統的情況下，基板對齊檢測系統16經由投射光學系統6來檢測形成在基板3上的對齊標記。然而，這樣的情況下的系統的基本配置類似於OA檢測系統的配置。
以下參照圖3來描述基板對齊檢測系統16。圖3是例示說明基板對齊檢測系統16的特定配置的示意圖。基板對齊檢測系統16用作被配置為檢測各種標記的檢測單元。例如，基板對齊檢測系統16檢測形成在基板3的前表面(第一表面)上的對齊標記(第一標記)，並且還檢測形成在基板3的後表面(與第一表面相反的第二表面)上的對齊標記(第二標記)。基板3的後表面是透過被配置為吸附保持基板3的卡盤吸附的一側的基板表面，基板3的前表面是在吸附表面的相反側一側並且塗覆有用於圖案形成的光刻膠的基板表面。此外，如下所述，基板對齊檢測系統16檢測形成在卡盤上的參考標記。為簡化描述，將參照圖3給出對基板對齊檢測系統16檢測圖2所示的形成在基板3的前表面側的對齊標記(以下，“前表面側標記”)19的情況的例子的描述。根據本示例性實施例，基板3是矽(Si)晶圓。
光源20發射作為具有不通過基板3的波長的光的可見光(例如，具有400 nm至800 nm的波長的光)和作為具有通過基板3的波長的光的紅外光(例如，具有800 nm至1500 nm的波長的光)。來自光源20的光通過第一中繼光學系統21、波長濾光片22和第二中繼光學系統23，並且到達設置在基板對齊檢測系統16的光瞳面(相對於物面的光學傅立葉變換面)處的孔徑光欄24。
波長濾光片22設有多個濾光器，每個濾光器被配置為透射不同波長帶的光線，所述多個濾光器中的一個在控制單元17的控制下被選擇並且被設置在基板對齊檢測系統16的光路上。根據本示例性實施例，波長濾光片22設有透射可見光的可見光濾光器和透射紅外光的紅外光濾光器，濾波器被切換以用可見光和紅外光中的一個照射標記。波長濾光片22以新的濾光器可以被添加到波長濾光片22這樣的方式被配置。
均具有彼此不同的照度σ(孔徑直徑)的多個孔徑光欄被設置為孔徑光欄24，並且透過在控制單元17的控制下將孔徑光欄切換為設置在基板對齊檢測系統16的光路上，照射標記的光的照度σ是可改變的。孔徑光欄24以新的孔徑光欄可以被添加到孔徑光欄24這樣的方式被配置。
已經到達孔徑光欄24的光經由第一照明系統25和第二照明系統27被引導到偏振分束器28。在被引導到偏振分束器28的光之中，垂直於片材表面的S偏振光在偏振分束器28處被反射，並且透射通過數值孔徑(NA)光欄26和λ/4片29以變為圓偏振光。透射通過λ/4片29的光通過物鏡30，照射形成在基板3上的前表面側標記19。透過在控制單元17的控制下改變孔徑量，NA光欄26的數值孔徑是可改變的。
來自前表面側標記19的通過物鏡30的反射光、繞射光和散射光通過經過λ/4片29而變為平行於片材表面的P偏振光，並且經由NA光欄26通過偏振分束器28。通過偏振分束器28的光經由中繼透鏡31、第一影像形成系統32、彗形像差調整光學構件35和第二影像形成系統33在光電轉換元件(例如，傳感器，比如CCD傳感器)34上形成前表面側標記19的影像。光電轉換元件34捕獲(檢測)前表面側標記19的影像，並且獲取檢測信號。在形成在基板3的後表面上的對齊標記的影像形成在光電轉換元件34上的情況下，光電轉換元件34捕獲對齊標記的影像，並且獲取檢測信號。
在基板對齊檢測系統16檢測形成在基板3上的前表面側標記19的情況下，單色光或窄波長帶的光生成干涉條紋，因為抗蝕劑(透明層)被塗覆(被形成)在前表面側標記19上。因此，干涉條紋的信號被加到來自光電轉換元件34的檢測信號，因此變得難以高精度地檢測前表面側標記19。因此，一般來說，被配置為發射寬波長帶的光的光源用作光源20，從而防止干涉條紋信號被加到來自光電轉換元件34的檢測信號。
處理單元45基於光電轉換元件34捕獲的標記的影像來執行確定標記的位置的處理。可替代地，處理單元45的功能可以包括在控制單元17或外部控制裝置中。

(第一示例性實施例)
透過從基板的前表面側照射來檢測標記的基板對齊標記檢測方法在上面被描述為例子。根據本示例性實施例，將給出對透過從基板的後表面側照射來檢測標記的例子的描述。
將給出其上形成將被檢測的對齊標記的基板的描述。根據本示例性實施例，對齊標記形成在具有如圖4所示的分層結構的基板310中。圖4是例示說明基板310的示意性截面圖。在基板310中，中間層302(比如金屬層或高度摻雜層)形成在第一晶圓301和第二晶圓303之間。中間層302由不太可能透射紅外光的材料製成。在第二晶圓303上，形成對齊標記304，並且第二晶圓303的下表面將被卡盤吸附。第二晶圓303上的對齊標記304用於基於對齊標記304的檢測的位置來使基板310對齊並且在第一晶圓301上形成圖案的處理。
因為中間層302不太可能透射紅外光，所以難以使用紅外光從第一晶圓301側檢測對齊標記304。因此，根據本示例性實施例，對齊標記304是從第二晶圓303側檢測的。
圖5是例示說明用於從第二晶圓303側檢測對齊標記304的光學系統160的示圖。圖5是例示說明包括光學系統160的配置的截面圖。光學系統160的位置在吸附保持基板310的卡盤400(保持部分)中是固定的，並且光學系統160與卡盤400整合。
光學系統160包括反射鏡161、透鏡和鏡筒。反射鏡161反射來自基板對齊檢測系統16的照明光，透鏡將反射鏡161反射的光引導到基板310。光學系統160是中繼(影像形成)光學系統，該中繼光學系統使用來自基板對齊檢測系統16的照明光照射基板310上的對齊標記304，並且在與基板310分開設置的影像平面163上形成對齊標記304的影像。
基板對齊檢測系統16檢測形成在影像平面163上的對齊標記304的影像，並且確定對齊標記304的位置。如設計中所希望的，影像平面163在Z方向上的高度是可改變的。因此，根據基板(晶圓)厚度和標記位置而變化的影像平面163的高度的範圍可設置為落在基板台架4在Z方向上的驅動範圍內。
照明光源和光電轉換元件被提供給基板對齊檢測系統16，並且光學系統160包括中繼光學系統，由此防止卡盤400的熱變形，並且重量減輕。希望的是，照明光的波長被設置為透射通過矽的紅外光的波長，例如，1000 nm或更大。
如果基板310上的對齊標記304的位置被改變，即，如果從基板310的被卡盤400吸附的吸附表面312到對齊標記304的距離被改變，則影像平面163的位置改變。因此，基板台架4以影像平面163在基板對齊檢測系統16可檢測的焦深內這樣的方式、基於從吸附表面312到對齊標記304的距離在Z方向上移動。
根據本示例性實施例，透過考慮標記位置測量準確度和光學系統的大小，光學系統160的檢測(觀察)視野為大約ϕ1 mm，並且光學系統160的倍率為1。位置測量準確度為大約500 nm。例如，在光學系統160為倍率減小系統的情況下，在觀察視野增大時，測量準確度降低。此外，在光學系統160的透鏡直徑進一步增大的情況下，在觀察視野增大時，卡盤400中的空間存在限制。
此外，快門單元165被設在來自基板對齊檢測系統16的照明光的光路中。快門單元165在XY面中是可移動的，XY面中的移動使光透射狀態改變。雖然下面將描述快門單元165的特定配置，但是快門單元165處於遮光狀態和透光狀態之一。具體地說，快門單元165具有選擇性地遮蔽朝向快門單元165發射的光的功能。
當快門單元165處於透光狀態時，圖5中的來自上方的光入射光學系統160，而當快門單元165處於遮光狀態時，圖5中的來自上方的光被快門單元165遮蔽。
例如，在基板對齊檢測系統16發射照明光來檢測對齊標記304時，快門單元165被設置為透光狀態。此外，在光罩的圖案被投射到基板310上以形成圖案時，快門單元165被設置為遮光狀態，從而減小不必要的光入射到光學系統160的風險。
如上所述，目前，i線(大約365 nm的波長)、KrF準分子雷射器(大約248 nm的波長)、ArF準分子雷射器(大約143 nm的波長)等用作曝光光。如果這樣的波長區域的光入射光學系統160，則光學系統160中包括的比如透鏡和稜鏡的光學構件的日曬可能發生，和/或透射率可能降低。因此，需要用於減小入射光學系統160的曝光光的量的機構。
如圖5所示，因為基板310的邊緣和對齊標記304的影像平面163之間的距離相對較短，所以尤其是在使基板310的邊緣部分曝光的處理中曝光光入射光學系統160的可能性高。
根據本示例性實施例，快門單元165被設置在照明光的光路中，從而減小入射光學系統160的光(比如可以改變光學系統160中包括的光學構件的光學特性的曝光光)的量。
雖然快門單元165被設置在圖5中的基板台架4上，但是快門單元165可以被設置在光學系統160的內部。
圖6是例示說明從Z方向看到的卡盤400的頂視圖。在圖6中，卡盤400吸附基板310。除了點線指定的光學系統160之外，卡盤400還設有光學系統160’，光學系統160’被佈置在X方向上偏離光學系統160的位置處。光學系統160’的配置類似於光學系統160的配置。
圖5所示的光學系統160是沿著圖6中指定的截面Y-Y’截取的截面圖。光學系統160照射光學系統160的觀察視野(檢測視野)164中的對齊標記304，並且在影像平面163上形成對齊標記304的影像。此外，除了對齊標記304之外，基板310還設有對齊標記304’，對齊標記304’被設置在X方向上從與對齊標記304所對應的位置偏離的位置處。光學系統160’照射光學系統160’的觀察視野164’中的對齊標記304’，並且在影像平面163’上形成對齊標記304’的影像。這樣，變得可以使用光學系統160和160’來測量基板310在X方向和Y方向上的位置以及相對於基板310的中心的位置的關於X軸的旋轉角度(旋轉位置)θ。
在卡盤400沒有偏差地設置在基板台架4上的情況下，光學系統160和160’的觀察視野164和164’以觀察視野164和164’在Y方向上的位置相同這樣的方式被設置。因為光學系統160和160’的配置(光路長度)被設置為相同的，所以在卡盤400沒有偏差地設置在基板台架4上的情況下，影像平面163和163’以影像平面163和163’在Y方向上的位置相同這樣的方式被設置。
此外，如參照圖5所描述的，快門單元165和165’被設在來自基板對齊檢測系統16的照明光的光路中。在圖6中，實線指定的快門單元165和165’處於遮光狀態。快門單元165和165’在箭頭指定的方向上移動，從而變為透光狀態。
在用於使基板310(晶圓303)曝光的投射佈局中，需要適合於光學系統160和160’的觀察視野164和164’的標記。在基板310的中心處於(X, Y)=(0, 0)的情況下，光學系統160和160’的觀察視野164和164’的中心的位置被設置為(-67.20, -35.50)和(67.20, -35.50)。Y方向上的像高被設置為相同的，以便在投射佈局的佈置中減少對於X方向的限制。
例如，多個標記按1 mm間隔對齊地設在位置Y=-35.50處，以使得在光學系統160和160’的觀察視野164和164’中測量總是可能的。可替代地，適合於位置(-67.20, -35.50)和(67.20, -35.50)的視野的坐標可以被指定以設置標記。為了檢測關於Z軸的旋轉角度θ，用於至少兩眼的標記是必要的。觀察視野164和164’的像高可以被設置在Y=0或X=0上，或者可以被設置為任何高度。
卡盤400被可移除地附連到基板台架4。根據要吸附的基板，或者為了維護，卡盤400被替換為另一卡盤。光學系統160的觀察視野164的像高(X方向和Y方向上的位置)相對於卡盤400是固定的。因此，如果被卡盤400吸附的基板310的投射佈局或對齊標記304的位置改變，則光學系統160可能變為不再能夠檢測對齊標記304。
在這種情況下，卡盤400在光學系統160的觀察視野164的位置中被移除並且被替換為與卡盤400不同的新卡盤。具體地說，卡盤400根據被卡盤400吸附的基板310的投射佈局和/或對齊標記304的位置被替換，光學系統160的觀察視野164的像高被改變。此外，在光學系統160被污染或被損壞的情況下，卡盤400與光學系統160作為整體是可易於替換的。
曝光裝置100包括用於放入或取出卡盤400的卡盤替換機構(未例示)。為了取出卡盤400，關閉在基板台架4上被真空吸附的卡盤400的吸附力，然後用卡盤替換機構將卡盤400提升，並且將卡盤400從基板台架4移動。為了放入卡盤400，另一方面，用卡盤替換機構將卡盤400移到基板台架4上方的位置，然後將卡盤400的定位孔裝配到從基板台架4突出的兩個或更多個定位銷以確定位置。其後，開啟卡盤400的吸附力，從而將卡盤400固定在基板台架4上。
在替換處理中，如果卡盤400的定位孔大得足以在定位孔和定位銷之間形成間隙，則基板台架4的定位銷易於被插入到卡盤400的定位孔中。然而，如果間隙過大，則將卡盤400定位在基板台架4上的誤差增大，並且例如，卡盤400被顯著地旋轉θ，這使光學系統160的觀察視野164的位置偏離預定位置。如果光學系統160的觀察視野164的位置偏離預定位置，則當基板310被設置在卡盤400上的預定位置處時，可能變得難以檢測基板310的對齊標記304。
因此，根據本示例性實施例，如圖5和6所示，用於測量光學系統160的檢測視野的位置的參考標記401和401’被提供和固定在卡盤400上的預定位置處。參考標記401被提供給固定在卡盤400上的標記板410。此外，參考標記401’被提供給固定在卡盤400上的標記板410’。希望的是，參考標記401和401’是具有二維特性特徵的標記，以使得X方向和Y方向上的位置可以被測量。例如，參考標記可以具有二乘二矩陣的形狀和正(“+”)符號，其在X方向和Y方向這兩個方向上具有寬度。
希望的是，參考標記401和401’的位置被設在離卡盤400(基板放置區域)的中心(圖6中的點線和虛線的交點)的位置可能最大的距離處，以便以更高的準確度計算卡盤400的旋轉角度θ。在圖6所示的例子中，參考標記401和401’在X方向上被設置在卡盤400的最外面的邊緣的附近。此外，當卡盤400沒有偏差地設置在基板台架4上時，參考標記401和401’可以以參考標記401和401’在Y方向上的位置相同這樣的方式被設置。
將參照圖7來給出對快門單元165的配置的描述。快門單元165包括作為快門構件的快門165a、連接到快門165a的可移動部分165b、被配置為驅動可移動部分165b的致動器165c、以及被配置為將驅動信號發送給致動器165c的電纜165d。
致動器165c基於驅動信號來驅動可移動部分165b，從而移動快門165a。快門165a被移動，從而在遮光狀態和透光狀態之間改變快門單元165的光透射狀態。在圖7中，當快門165a在實線指定的位置中時，快門單元165處於遮光狀態，當快門165a在虛線指定的位置中時，快門單元165處於透光狀態。
如本文中所使用的，術語“遮光狀態”是指快門165a遮蔽可能從卡盤400的上表面入射光學系統160的光的狀態。希望的是完全遮蔽可能入射光學系統160的光。可能可以允許光以光學系統160的光學構件的光學特性的改變是可允許的程度入射光學系統160。
此外，術語“透光狀態”是指從基板對齊檢測系統16發射的光在不被快門165a遮蔽的情況下入射光學系統160的狀態。只要被提供給基板310的對齊標記304是可檢測的，來自基板對齊檢測系統16的光就可以部分地被快門165a遮蔽。
快門165a的前表面希望地被處理為使得處理後的表面不太可能反射光。這使快門165a反射的光作為閃光到達基板310的風險降低。用於減少光的反射的處理方法的例子包括對快門165a的前表面提供用於減小反射率的抗反射膜或鍍層的方法。此外，也可以使用對快門165a的前表面提供能夠吸收光的構件的方法。各種馬達(比如超聲波馬達、線型馬達、壓電馬達和步進馬達)可以用作致動器165c。
圖8是例示說明對其提供參考標記401的標記板410的例子的示圖。在標記板410上，例如，形成用於搜索參考標記401的、指示參考標記401的位置的箭頭標記402以有利於參考標記401的檢測。標記板410的大小例如在X方向上為3 mm，在Y方向上為3 mm，並且被設置為大於在基板台架4上設置卡盤400時可能發生的放置誤差。因此，即使在卡盤400被替換的情況下，參考標記401也被可靠地檢測。另一類型的標記403可以被作為額外的標記提供以為參考標記401被污染或被損壞的情況做好準備。
參考標記401包括彼此分離的至少兩個或更多個標記以測量整個卡盤400相對於卡盤400的中心的位置關於Z軸的旋轉角度。雖然卡盤400包括參考標記401和401’(每個均被設在如圖6所示的兩個位置處的構件上)，但是例如，兩個標記可以形成在單個構件上。參考標記401和401’由基板對齊檢測系統16檢測。
基板對齊檢測系統16移動基板台架4，順序地檢測參考標記401和401’，並且測量參考標記401和401’中的每個的位置。然後，基於預先獲取的卡盤400的中心的位置與參考標記401和401’的相對位置(設計值等)以及參考標記401和401’的測得位置來確定卡盤400的位置。具體地說，確定作為卡盤400的位置的X方向和Y方向上的位置和相對於卡盤400的中心的位置關於Z軸的旋轉角度θc。
因為光學系統160和160’相對於參考標記(卡盤400)固定在預定位置處，所以可以基於關於參考標記的預定位置和測得位置的資訊來確定光學系統160和160’的觀察視野164和164’。具體地說，基於參考標記401和401’的測得位置確定卡盤400的位置等同於確定光學系統160和160’的觀察視野164和164’的位置。
可以預先測量參考標記401和401’與光學系統160和160’的觀察視野164和164’之間的相對位置關係，或者可以使用設計值。在測量相對位置關係的情況下，例如，使用卡盤吸附表面側的(後表面上的)標記和相反側(前表面側)的標記的相對位置已知的工具基板。工具基板被卡盤400吸附，使用光學系統160和160’來檢測後表面側的標記，並且確定後表面側的標記相對於光學系統160和160’的檢測視野的中心位置的位置。
接著，使用基板對齊檢測系統16來檢測前表面側的標記以確定前表面側的標記的位置。因此，可以基於確定的位置以及前表面側的標記和後表面側的標記的相對位置來確定光學系統160和160’的檢測視野的中心在基板台架4的坐標系中的位置。使用基板對齊檢測系統16來檢測參考標記401和401’的位置。這樣，測量參考標記401和401’與光學系統160和160’的觀察視野164和164’的相對位置。
接著，以下參照圖9中的流程圖來描述在基板對齊執行之後進行曝光操作的處理和快門單元165的光透射狀態的控制之間的關係。基線已經被作為初步裝置調整測得。具體地說，經由投射光學系統6，光罩對齊檢測系統13檢測設置在基板台架4上的台架參考板11上的參考標記39。此外，使用基板對齊檢測系統16來檢測台架參考板11上的參考標記39。基於兩個檢測的位置來確定光罩對齊檢測系統13(投射光學系統6)和基板對齊檢測系統16的光軸之間的距離(基線)。
然後，在步驟S1中，移動快門165a以使快門單元165變為透光狀態。這樣，來自基板對齊檢測系統16的照明光入射光學系統160，並且狀態變為對齊標記304的影像可獲取的狀態。
然後，在步驟S2中，使用基板對齊檢測系統16來測量卡盤400的參考標記401和401’的位置。具體地說，基板對齊檢測系統16檢測參考標記401和401’，並且測量參考標記401和401’的中心的位置。在基板台架4的坐標系中測量所述位置。可以基於參考標記401和401’的測得位置來確定卡盤400在X方向和Y方向上的位置以及相對於卡盤400的中心的位置關於Z軸的旋轉角度θ。
然後，在步驟S3中，將卡盤400在X方向和Y方向上的位置以及關於Z軸的旋轉角度θ儲存在控制單元17的記憶體(儲存單元)中。因為參考標記401和401’與光學系統160和160’的觀察視野164和164’的相對位置如上所述是已知的，所以可以基於在步驟S2中測得的參考標記401和401’的位置來確定光學系統160和160’的觀察視野164和164’的位置。
曝光裝置100包括預對齊(PA)檢測器50(預對齊檢測單元)，PA檢測器50被配置為保持基板並且測量基板的中心的位置。圖10A和10B是例示說明PA檢測器50的示圖。PA檢測器50包括台架51、52和53。台架51在Y方向上移動基板310。台架52在X方向上移動基板310。台架53能夠在XY面上旋轉和驅動基板310。此外，PA檢測器50包括多個照相機54(測量單元)和處理單元(計算機)(未例示)。所述多個照相機54能夠檢測定向平面或凹槽55和基板310的外表面。處理單元基於照相機54檢測的資訊來計算基板310的位置。
在PA檢測器50中，計算基板310的中心在XY面中的位置。具體地說，PA檢測器50將基板310關於Z軸旋轉360度，並且用照相機54來觀察基板310的外表面的形狀以便檢測基板310的位置偏差。處理單元基於基板310的外表面的形狀來計算基板310的中心的理想位置。此外，在基板310具有凹槽55或定向平面的情況下，基板310在旋轉方向上的位置也是可測量的。
圖11例示說明被配置為傳送基板310的傳送手60(傳送單元)的配置。在傳送基板310時，在設置在PA檢測器50的台架53上的基板310下面移動傳送手60。在操作中，預先使PA檢測器50的台架53對基板310的吸附變弱，並且將在Z方向上降低的傳送手60在Z方向上提升到使傳送手60與基板310接觸的位置。傳送手60還包括吸附機構，在傳送手60吸附基板310之後，進一步在Z方向上提升傳送手60。其後，傳送手60可以將基板310沿著導向件61移到基板台架4的位置。
在接著步驟S3的步驟S4中，從PA檢測器50將基板310設置在基板台架4上，以使得光學系統160和160’從基板310的吸附表面側檢測的基板310的對齊標記304和304’在光學系統160和160’的檢測視野內。基板310基於在步驟S2中測得的參考標記401和401’的位置被設置在基板台架4上。
例如，在使用傳送手60將基板310移到基板台架4時，在傳送手60保持基板310的情況下，基於在步驟S3中儲存在記憶體中的位置和旋轉角度來對基板台架4在X方向和Y方向上的位置以及關於Z軸的旋轉角度進行校正。可替代地，在傳送手60是具有三個或更多個軸的自由度的傳送手的情況下，可以基於在步驟S3中儲存在記憶體中的位置和旋轉角度來在位置控制系統中對傳送手60的位置進行校正。
可替代地，在PA檢測器50確定基板310的中心的位置之後，基於在步驟S3中儲存在記憶體中的位置和旋轉角度在PA檢測器50的台架53上改變基板310在X方向和Y方向上的位置以及關於Z軸的旋轉角度。然後，傳送手60可以將基板310從PA檢測器50移到基板台架4。可替代地，可以調整基板台架4上的卡盤400的位置和角度(光學系統160和160’的檢測視野)。可替代地，可以組合前述校正方法。
從PA檢測器50根據基板台架4的坐標系調整的角度，希望關於Z軸的旋轉角度的校正量盡可能地減小。原因如下。在根據基板台架的坐標系對關於Z軸的旋轉角度進行校正並且進行曝光的情況下，如果基板310的旋轉角度超過基板台架4的角度驅動範圍，則對基板310的旋轉進行校正的操作變得必要。
具體地說，用銷保持基板310以僅使基板台架4旋轉，並且對基板310的旋轉進行校正。因此，吞吐量減小。因此，在將基板310的對齊標記304設置在光學系統160的觀察視野164中的情況下，希望關於Z軸的旋轉角度的校正量盡可能地小。
基板台架4包括卡盤提升/降低機構(未例示)和當卡盤400被降低時突出的吸附銷。在基板310被傳遞到基板台架4上之前，提升/降低機構使卡盤400降低，吸附銷突出。在Z方向上降低傳送手60，並且在基板310與吸附銷接觸之前，使傳送手60的吸附變弱。此外，降低傳送手60，用吸附銷吸附基板310，並且傳遞基板310。其後，將傳送手60在水平方向上向後並且遠離基板台架4移動。在傳送手60的移動被確認之後，基板台架4的卡盤提升/降低機構提升並且驅動卡盤400。在基板310與卡盤吸附機構接觸之前，使吸附銷的吸附變弱。此外，卡盤400被提升並且吸附基板310，由此基板310已經被傳遞到卡盤400。
這樣，光學系統160和160’從基板310的吸附表面側檢測的基板310的對齊標記304和304’被帶到光學系統160和160’的檢測視野中，因此使對齊標記檢測誤差減小。此外，再次放置基板310、替換卡盤400或者由於檢測誤差而再次放置卡盤400變得不是必要的，因此吞吐量改進。
接著，在步驟S5中，光學系統160和160’的檢測視野中的基板310的對齊標記304和304’被檢測。基於對齊標記304和304’的檢測的位置來確定基板310在X方向和Y方向上的位置以及關於Z軸的旋轉角度(方位)。
以下參照圖12來描述檢測對齊標記304和304’的方法。使用光學系統160和160’以及基板對齊檢測系統16來測量對齊標記304和304’的位置。基於基板對齊檢測系統16的光電轉換元件34的位置測量和獲取的對齊標記304和304’的位置分別被表示為(X1, Y1)和(X2, Y2)。透過將Y2-Y1=ΔY除以光學系統160和160’的觀察視野之間的距離來計算基板關於Z軸的旋轉角度θ。
在對基板310關於Z軸的旋轉角度進行校正中，相對於基板台架4的實際運行的旋轉角度θ的校正量需要在基板台架4的坐標系中透過從計算的旋轉角度θ減去基於參考標記的卡盤400的旋轉偏差θc來計算。圖12是例示說明不存在基於參考標記的卡盤400的旋轉偏差θc的情況的示圖。在存在基於參考標記的卡盤400的旋轉偏差θc的情況下，使觀察視野164和164’的位置偏離，並且還使影像平面163和163’偏離。
接著，在步驟S6中，基於在步驟S5中獲得的基板310的位置和方位以及從在步驟S2測得的參考標記的位置獲得的光學系統160和160’的觀察視野(卡盤)的位置來使基板310對齊。具體地說，使基板310相對於基板310在X方向和Y方向上的位置以及關於Z軸的旋轉角度與投射光學系統6(基板台架4的坐標系)對齊。
如果基板對齊作為前述步驟的結果完成，則在步驟S7中，使快門單元165變為遮光狀態。這樣，使入射到光學系統160的曝光光的量減少以阻止光學系統160的光學構件的光學特性改變。
然後，在步驟S8中，曝光裝置100將光罩1的圖案的影像投射到基板310的前表面側(即，塗覆到晶圓301的光刻膠)以在光刻膠上形成潛像圖案。因為在基板310已經被對齊之後將圖案形成在基板310上，所以基板310的前表面側和後表面側的圖案的重合精度得到改進。

(第一修改例子中的快門單元)
快門單元165可以如圖13所示那樣配置。快門單元165包括快門165a1、連接到快門165a1的可移動部分165b1、以及被配置為引導可移動部分165b1的移動的引導部分165c1。此外，快門單元165包括柱塞165d1和固定部分165e1。柱塞165d1是被配置為限制可移動部分165b1的移動的鎖定構件。固定部分165e1與基板台架4分開提供。
可移動部分165b1被配置為與基板台架4的移動同時移動，並且可移動部分165b1可以在圖13中指定的X軸方向上沿著引導部分165c1移動。快門單元165的光透射狀態在圖13中的實線指定的遮光狀態和圖13中的虛線指定的透光狀態之間改變。柱塞165d1被設置在卡盤400的凹部中，並且具有將快門165a1固定在遮光狀態的位置和透光狀態的位置的功能。
固定部分165e1被提供在可移動部分165b1的移動方向上，如果基板台架4在可移動部分165b1和固定部分165e1彼此接觸的狀態下被進一步驅動，則不小於預定水平的力被施加於柱塞165d1。因此，柱塞165d1的被鎖狀態被取消，並且可移動部分165b1被移動。在快門165a1變為遮光狀態的位置處，柱塞165d1再次變為鎖定狀態。
快門單元165被如上所述那樣配置以使得在不提供比如馬達的致動器的情況下，快門單元165的光透射狀態是可改變的。這樣，對齊準確度或圖案形成準確度由於致動器發熱而降低的風險降低。

(第二修改例子中的快門單元)
快門單元165可以如圖14所示那樣配置。快門單元165包括快門165a2、噴嘴165b2和引導部分165c2。噴嘴165b2將空氣供應(傳遞)給快門165a2。引導部分165c2引導快門165a2的移動。此外，快門單元165包括柱塞165d2，柱塞165d2作為用於限制快門165a2的移動的鎖定構件。
噴嘴165b2設有用於改變空氣供應方向的閥門，並且透過切換該閥門，傳遞空氣的方向是可改變的。柱塞165d2具有與在上面第一修改例子中描述的功能類似的功能。
此外，在快門165a2是磁性構件的情況下，快門165a2可以透過設置電磁鐵並且將電通過該電磁鐵來驅動。

(第三修改例子中的快門單元)
快門單元165可以如圖15所示那樣配置。快門單元165包括氣囊(balloon)165a3和噴嘴165b3，氣囊165a3作為快門構件，噴嘴165b3被配置為將空氣供應給氣囊165a3。快門單元165透過將空氣供應給氣囊165a3以使氣囊165a3擴張而變為遮光狀態。快門單元165透過減小供應給氣囊165a3的空氣的量以使氣囊165a3收縮而變為透光狀態。
修改例子中的配置實現了快門單元165的簡化的配置。因此可以如圖15中的實線和虛線所示那樣將快門單元165提供在基板對齊檢測系統16的下面、而且還在對齊標記304的下面。因此，即使在例如曝光光在沒有基板310被保持在卡盤400上的狀態下意外從對齊標記304側入射的情況下，透過使氣囊165a3保持處於擴張狀態，也防止曝光光入射光學系統160。

(其他修改例子)
基板不限於基板310，對齊標記304和304’可以形成在與基板的後表面(即，基板310的被卡盤400吸附的吸附表面312)相反的前表面上。在這種情況下，因為光學系統160照射對齊標記304和304’的光不必透射通過基板(比如矽基板)，所以該光不必具有紅外波長。
此外，希望的是，光學系統160的光學構件中使用的材料強烈地抵抗曝光光。如本文中所使用的，措辭“強烈地抵抗曝光光的材料”是指這樣的材料：當曝光光被施加於該材料時，該材料的光學特性不大可能改變。
如上所述，光學系統160的光學構件的材料如上所述那樣被設計為即使在曝光光入射光學系統160的情況下也使光學系統160的光學特性的改變減小。
此外，透過設計光學系統160的佈置，還可以有效地避免曝光光入射光學系統160的情形。可能的解決方案是將圖5中的鏡161和基板310的邊緣部分之間的距離設置為相對較長的距離。此外，將用於圖案形成的方案設置為防止用於圖案形成的光在鏡161上方照射也是有效的。
此外，應用卡盤400的裝置不限於曝光裝置，卡盤400適用於光刻裝置，比如繪製裝置和壓印裝置。繪製裝置是用帶電粒子束(電子束、離子束等)在基板上進行繪製的光刻裝置，壓印裝置是在基板上模制壓印材料(樹脂等)並且在基板上形成圖案的光刻裝置。此外，基板不限於Si晶圓，可以是碳化矽(SiC)基板、藍寶石基板、摻雜Si基板、玻璃基板等。

(物品製造方法)
接著，以下描述使用上述光刻裝置來製造物品(半導體IC元件、液晶顯示器件等)的方法。所述製造物品的方法包括使用上述光刻裝置在基板(晶圓、玻璃板、膜形基板等)上形成圖案並且對其上形成圖案的基板進行處理(顯影、蝕刻等)。所述製造物品的方法在物品的性能、品質和生產率中的至少一個上比常規方法更有利。此外，上述光刻裝置能夠以高吞吐量提供經濟的高品質的物品，比如器件(半導體積體電路元件、液晶顯示器件等)。
雖然上面已經描述了本發明的各種示例性實施例，應注意，本發明的範圍不限於所公開的示例性實施例。
雖然已經參照示例性實施例描述了本發明，但是要理解本發明不限於所公開的示例性實施例。所附申請專利範圍的範疇要被給予最廣泛的解釋以便包含所有的這樣的修改以及等同的結構和功能。
100‧‧‧曝光裝置
1‧‧‧光罩
2‧‧‧光罩台架
3‧‧‧基板
4‧‧‧基板台架
5‧‧‧照明光學系統
6‧‧‧投射光學系統
7‧‧‧鏡
8‧‧‧鏡
9‧‧‧雷射干涉儀
10‧‧‧雷射干涉儀
11‧‧‧台架參考板
12‧‧‧雷射干涉儀
13‧‧‧光罩對齊檢測系統
14‧‧‧光罩對齊檢測系統
15‧‧‧焦點檢測系統
16‧‧‧基板對齊檢測系統
17‧‧‧控制單元
19‧‧‧前表面側標記
39‧‧‧參考標記
40‧‧‧參考標記
41‧‧‧焦點檢測系統/AF檢測系統
20‧‧‧光源
21‧‧‧第一中繼光學系統
22‧‧‧波長濾光片
23‧‧‧第二中繼光學系統
24‧‧‧孔徑光欄
25‧‧‧第一照明系統
26‧‧‧數值孔徑光欄/NA光欄
27‧‧‧第二照明系統
28‧‧‧偏振分束器
29‧‧‧λ/4片
30‧‧‧物鏡
31‧‧‧中繼透鏡
32‧‧‧第一影像形成系統
33‧‧‧第二影像形成系統
34‧‧‧光電轉換元件
35‧‧‧彗形像差調整光學構件
45‧‧‧處理單元
310‧‧‧基板
301‧‧‧第一晶圓
302‧‧‧中間層
303‧‧‧第二晶圓
304、304’‧‧‧對齊標記
312‧‧‧吸附表面
160、160’‧‧‧光學系統
161、161’‧‧‧反射鏡
163、163’‧‧‧影像平面
164、164’‧‧‧觀察視野/檢測視野
165、165’‧‧‧快門單元
400‧‧‧卡盤
401、401’‧‧‧參考標記
410、410’‧‧‧標記板
165a‧‧‧快門
165b‧‧‧可移動部分
165c‧‧‧致動器
165d‧‧‧電纜
402‧‧‧箭頭標記
403‧‧‧標記
S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8‧‧‧步驟
50‧‧‧預對齊檢測器/PA檢測器
51、52、53‧‧‧台架
54‧‧‧照相機
55‧‧‧凹槽
60‧‧‧傳送手
61‧‧‧導向件
165a1‧‧‧快門
165b1‧‧‧可移動部分
165c1‧‧‧引導部分
165d1‧‧‧柱塞
165e1‧‧‧固定部分
165a2‧‧‧快門
165b2‧‧‧噴嘴
165c2‧‧‧引導部分
165d2‧‧‧柱塞
165a3‧‧‧氣囊
165b3‧‧‧噴嘴
圖1是示意性地例示說明曝光裝置的示圖。
圖2是例示說明基板和基板台架的平面圖。
圖3是例示說明基板對齊檢測系統的示意圖。
圖4是例示說明基板的截面圖。
圖5是例示說明根據本發明的光學系統配置的視圖。
圖6是例示說明基板和卡盤的示圖。
圖7是例示說明根據本發明的快門單元配置的示圖。
圖8是例示說明參考標記的示圖。
圖9是例示說明根據本發明的從基板對齊操作到曝光操作的處理的流程圖。
圖10A和10B是例示說明預對齊檢測器的示意圖。
圖11是例示說明傳送手配置的示圖。
圖12是例示說明對齊標記如何被檢測的示圖。
圖13是例示說明根據本發明的第一修改例子中的快門單元的示圖。
圖14是例示說明根據本發明的第二修改例子中的快門單元的示圖。
圖15是例示說明根據本發明的第三修改例子中的快門單元的示圖。

Claims (20)

  1. 一種被配置為在基板上形成圖案的圖案形成裝置，其特徵在於，所述圖案形成裝置包括： 保持部分，所述保持部分被配置為透過吸附以保持所述基板； 光學系統，所述光學系統被配置為從所述基板的吸附表面側檢測被設於由所述保持部分保持的所述基板的對齊標記；以及 被配置為遮蔽入射所述光學系統的光的單元。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案形成裝置，其中，所述單元是被配置為選擇性地遮蔽入射所述光學系統的所述光的快門單元。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的圖案形成裝置，其中，所述快門單元遮蔽用於在所述基板上形成圖案並且入射所述光學系統的光。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述的圖案形成裝置，其中，所述快門單元的光透射狀態變為遮光狀態和透光狀態中的一種，在所述遮光狀態下，入射所述光學系統的所述光被遮蔽，在所述透光狀態下，入射所述光學系統的所述光被透射。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述的圖案形成裝置，其中，在用於在所述基板上形成所述圖案的光被施加時，所述快門單元處於遮光狀態。
  6. 根據申請專利範圍第4項所述的圖案形成裝置， 其中，所述快門單元包括可移動快門構件，以及 其中，所述快門單元的所述光透射狀態藉由移動所述快門構件而在遮光狀態和透光狀態之間改變。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的圖案形成裝置，進一步包括被配置為供應空氣以用於移動所述快門構件的噴嘴。
  8. 根據申請專利範圍第6項所述的圖案形成裝置， 其中，所述快門單元進一步包括電磁鐵，以及 其中，作為磁性構件的所述快門構件透過使電經過所述電磁鐵而移動。
  9. 根據申請專利範圍第6項所述的圖案形成裝置，進一步包括： 氣囊，所述氣囊被配置為移動所述快門構件；以及 噴嘴，所述噴嘴被配置為將空氣供應給所述氣囊， 其中，所述快門構件透過控制供應給所述氣囊的空氣的量而移動。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案形成裝置，進一步包括被配置為檢測所述對齊標記的檢測單元， 其中，所述檢測單元透過經由所述光學系統檢測形成在影像平面上的所述對齊標記的影像來獲取所述對齊標記的位置。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案形成裝置，其中，所述光學系統相對於所述保持部分的位置是固定的。
  12. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案形成裝置，進一步包括可移動的台架， 其中，所述保持部分能夠從所述台架移除。
  13. 根據申請專利範圍第12項所述的圖案形成裝置，其中，所述單元被設在所述台架上。
  14. 根據申請專利範圍第12項所述的圖案形成裝置， 其中，所述單元包括可移動快門構件和連接到所述可移動快門構件的可移動部分，以及 其中，所述可移動部分隨著所述台架的移動而移動。
  15. 根據申請專利範圍第14項所述的圖案形成裝置， 其中，所述可移動部分設有柱塞，以及 其中，所述可移動部分透過取消所述柱塞的鎖定狀態而變得可移動。
  16. 根據申請專利範圍第1項所述的圖案形成裝置，其中，所述光學系統被設置和固定在所述保持部分中。
  17. 根據申請專利範圍第16項所述的圖案形成裝置，其中，所述光學系統是被設置和固定在所述保持部分中的中繼光學系統。
  18. 一種在圖案形成裝置中檢測對齊標記的方法，其特徵在於，所述圖案形成裝置包括： 保持部分，所述保持部分被配置為透過吸附以保持基板， 光學系統，所述光學系統被配置為從所述基板的吸附表面側檢測被設於由所述保持部分保持的所述基板的對齊標記，以及 被配置為遮蔽入射所述光學系統的光的單元， 所述方法包括： 以入射所述光學系統的所述光被透射這樣的方式來控制所述單元的光透射狀態；以及 經由所述光學系統檢測形成在影像平面上的所述對齊標記的影像。
  19. 一種在圖案形成裝置中形成圖案的方法，其特徵在於，所述圖案形成裝置包括： 保持部分，所述保持部分被配置為透過吸附以保持基板， 光學系統，所述光學系統被配置為從所述基板的吸附表面側檢測被設於由所述保持部分保持的所述基板的對齊標記，以及 被配置為遮蔽入射所述光學系統的光的單元， 所述方法包括： 以入射所述光學系統的所述光被遮蔽這樣的方式來控制所述單元的光透射狀態；以及 透過朝向所述基板施加光來在所述基板上形成所述圖案。
  20. 一種製造物品的方法，其特徵在於，所述方法包括： 使用根據申請專利範圍第1至17項中任一項所述的圖案形成裝置來在基板上形成圖案；以及 透過對形成有所述圖案的所述基板進行處理來製造物品。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11270950B2 (en) 2019-09-27 2022-03-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method for forming alignment marks
TWI770590B (zh) * 2019-09-27 2022-07-11 台灣積體電路製造股份有限公司 對準標記及用於形成對準標記的方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6207671B1 (ja) * 2016-06-01 2017-10-04 キヤノン株式会社 パターン形成装置、基板配置方法及び物品の製造方法
SG11201911798UA (en) * 2019-08-23 2021-04-29 Ev Group E Thallner Gmbh Method and device for the alignment of substrates
TW202139347A (zh) * 2020-03-04 2021-10-16 荷蘭商Ａｓｍ Ｉｐ私人控股有限公司 反應器系統、對準夾具、及對準方法
CN114117988A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 长鑫存储技术有限公司 标记坐标确定方法、装置、计算机可读介质及电子设备
JP7476057B2 (ja) * 2020-09-11 2024-04-30 キオクシア株式会社 欠陥検査装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970062820A (ko) * 1996-02-28 1997-09-12 고노 시게오 투영노광장치
KR100525067B1 (ko) * 1997-01-20 2005-12-21 가부시키가이샤 니콘 노광 장치의 광학 특성 측정 방법, 노광 장치의 동작 방법 및 투영 노광 장치
IL132432A0 (en) * 1997-04-18 2001-03-19 Nikon Corp An exposure apparatus exposure method using the same and method of manufacture of circuit device
US20020041377A1 (en) * 2000-04-25 2002-04-11 Nikon Corporation Aerial image measurement method and unit, optical properties measurement method and unit, adjustment method of projection optical system, exposure method and apparatus, making method of exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2002170209A (ja) * 2000-11-28 2002-06-14 Tdk Corp 薄膜ヒートシンクおよびその製造方法
US6768539B2 (en) 2001-01-15 2004-07-27 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
US7113258B2 (en) * 2001-01-15 2006-09-26 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
US6525805B2 (en) * 2001-05-14 2003-02-25 Ultratech Stepper, Inc. Backside alignment system and method
US7292339B2 (en) * 2004-07-09 2007-11-06 Asml Netherlands B.V. Alignment method and apparatus, lithographic apparatus, device manufacturing method, and alignment tool
JP4769448B2 (ja) * 2004-10-08 2011-09-07 キヤノン株式会社 干渉計を備えた露光装置及びデバイス製造方法
JP2006278960A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Canon Inc 露光装置
US7751047B2 (en) * 2005-08-02 2010-07-06 Asml Netherlands B.V. Alignment and alignment marks
US7463337B2 (en) * 2005-12-30 2008-12-09 Asml Netherlands B.V. Substrate table with windows, method of measuring a position of a substrate and a lithographic apparatus
US7751067B1 (en) * 2007-05-24 2010-07-06 Ultratech, Inc. Substrate-alignment using detector of substrate material
JP5036429B2 (ja) * 2007-07-09 2012-09-26 キヤノン株式会社 位置検出装置、露光装置、デバイス製造方法及び調整方法
JP5063229B2 (ja) * 2007-07-12 2012-10-31 キヤノン株式会社 露光装置及びデバイス製造方法
US20090128792A1 (en) * 2007-10-19 2009-05-21 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
NL1036308A1 (nl) * 2007-12-19 2009-06-22 Asml Netherlands Bv Lithographic method.
JP5406624B2 (ja) * 2009-08-10 2014-02-05 キヤノン株式会社 検出装置、露光装置及びデバイスの製造方法
CN102540781B (zh) * 2010-12-28 2015-09-30 上海微电子装备有限公司 一种背面对准装置及方法
JP2013214645A (ja) * 2012-04-03 2013-10-17 Canon Inc 光学装置、計測装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法
WO2015029819A1 (ja) * 2013-08-26 2015-03-05 株式会社村田製作所 露光装置
US10386737B2 (en) * 2015-06-10 2019-08-20 Canon Kabushiki Kaisha Imprint apparatus and method for producing article
JP6207671B1 (ja) * 2016-06-01 2017-10-04 キヤノン株式会社 パターン形成装置、基板配置方法及び物品の製造方法
JP7114277B2 (ja) * 2018-03-07 2022-08-08 キヤノン株式会社 パターン形成装置及び物品の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11270950B2 (en) 2019-09-27 2022-03-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method for forming alignment marks
TWI770590B (zh) * 2019-09-27 2022-07-11 台灣積體電路製造股份有限公司 對準標記及用於形成對準標記的方法

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