TWI447536B - 微影設備及商品之製造方法 - Google Patents

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Description

微影設備及商品之製造方法
本發明有關於微影設備及商品的製造方法。
近年來，可形成微圖案之印記技術已經成為製造各種裝置(例如，諸如IC或LSI的半導體裝置、液晶裝置、如CCD之影像感測裝置、及磁頭)之技術的焦點。在印記技術中，將形成在原物(模具)上的微圖案轉移到諸如矽晶圓或玻璃板之基板上，這是藉由在將基板上之樹脂與原物保持在互相接觸的同時固化樹脂。
印記技術提供數種樹脂固化方法，且光固化方法已知為這些樹脂固化方法之一。在光固化方法中，在將樹脂及透明模具保持互相接觸的同時以紫外線照射紫外線可固化樹脂，以執行曝光及樹脂的固化，並在此之後分離(釋放)模具。使用光固化方法之印記技術適合製造裝置，因其可輕易控制溫度並可檢測例如經由模具形成在基板上的對準標記。
作為使用印記技術之微影設備(印記設備)，在製造裝置上來說，施加步進快閃式(step-and-flash)印記技術(SFIL)之設備為有利(見日本專利號4185941)。這種印記技術採用一晶粒一晶粒的對準方法作為在基板與模具之間的對準方法。一晶粒一晶粒的對準方法唯一種對準方法，其光學檢測形成在基板上之複數拍攝區域中的針對這些拍攝區域的每一區域之標記，並校正基板與模具之間的位置關係中之位移。另一方面，總體對準方法常作為包括投射原物(光罩或遮罩)圖案到基板上之投射光學系統的曝光設備之對準方法。總體對準方法為一種對準方法，其根據藉由統計學處理形成在數個代表拍攝區域(取樣拍攝區域)上的標記之檢測結果而得之索引(亦即，根據針對所有拍攝區域之相同索引)執行對準。
在印記技術中，若在將基板上的樹脂帶到與模具互相接觸時例如空氣留在模具的圖案(溝渠)中，在轉移到基板上之圖案中會發生例如扭曲，因此無法精確轉移圖案。有鑑於此，已經提供一種防止空氣留在模具之圖案(溝渠)中的技術，其藉由在將模具壓抵著樹脂時供應具有在基板上之樹脂中的高溶解度之氣體(如氦)至基板與模具之間的空間(見日本PCT本國公開號2007-509769)。
不幸地，在基板外圍上之拍攝區域中形成的標記之形狀會因為程序的因素而變形(例如，磨光程序(CMP))，例如下層之膜的磨損。使用甚至在此情況中變形的標記之一晶粒一晶粒對準方法無法精確對準基板與模具。
並且，在總體對準方法中，依據統計學程序所得之索引執行對準，而不檢測在將模具壓抵著基板上的樹脂時所形成在拍攝區域中的標記。然而，在印記設備中，可能因為當將模具壓抵著基板上之樹脂時的作用的反作用力而在模具或基板中發生位置位移及變形。因此，即使當藉由施加總體對準方法至印記設備來執行對準時，仍無法精確對準基板及模具，因為對準結果含有相關於其目標位置之位置位移及變形所導致之誤差成分。
另外，在印記設備中，具有在樹脂中之高可溶解度並供應至基板與模具之間的空間之可溶氣體可能會流到測量保持基板之載台的位置之干涉儀之測量光學路徑中。當可溶氣體流到干涉儀之測量光學路徑中時，干涉儀之測量光學路徑的折射率改變，所以干涉儀之載台位置的測量中會發生誤差，因此降低載台位置控制的準確度。此事實成為總體對準方法的一個嚴重劣勢。這種問題不僅存在於印記設備中，也存在於微影設備中，其在將原物圖案轉移到基板上時會遭受到載台位置控制之準確度的降低。
本發明提供對原物與基板之間之對準而言有利之微影設備。
根據本發明之一態樣，提供一種將原物的圖案轉移至基板上的微影設備，該設備包括第一檢測單元，其組態成檢測形成在該原物上之第一標記及形成在該基板上之複數拍攝區域的每一者中之第二標記；第二檢測單元，其組態成檢測形成在該複數拍攝區域的每一者中之該第二標記；以及處理單元，其中該處理單元執行一程序，由該第二檢測單元檢測該第二標記，以獲得該複數拍攝區域的陣列，一程序，在使用獲得該複數拍攝區域的該陣列的該結果來移動該基板時，針對該複數拍攝區域的每一者，獲得由該第一檢測單元檢測的該第一標記及該第二標記之間的位置關係，以及一程序，在針對該複數拍攝區域的每一者對準該原物及該基板時，轉移該原物的該圖案到該複數拍攝區域的每一者上，使得由該第一檢測單元所檢測的該第一標記及該第二標記具有針對該複數拍攝區域的每一者所獲得之該位置關係。
本發明之其他特徵將從參考附圖之下列示範實施例的說明變得明顯。
於下參照附圖敘述本發明之較佳實施例。注意到相同參考符號標示所有圖中之相同元件，且不提出其之重複說明。
第1圖為顯示根據本發明之一態樣的印記設備1之配置的示意圖。印記設備1為將充當原物的模具之圖案轉移到基板上之微影設備。印記設備1執行在將供應(分配)到基板上之樹脂與模具保持互相接觸的同時，固化樹脂，並從已固化樹脂分離模具的印記程序。
印記設備1包括基板台102、模具台106、結構108、照射單元110、樹脂供應單元112、氣體供應單元114、干涉儀116、第一檢測單元118、第二檢測單元120、及控制單元122。
基板台102經由基板夾頭保持(藉由吸力夾住)基板ST，如矽晶圓或玻璃板，並在X及Y軸方向中驅動基板ST，以將其定位在預定位置。並且。充當基板台102之參照的參考件104係設置在基板台102上，以及在參考件104上形成對準標記AM1。
在基板ST上排列其上將轉移模具MO的圖案之複數拍攝區域，且形成對準標記(第二標記)AM2以圍繞在複數拍攝區域SR每一者中之圖案轉移區域TR，如第2圖中所示。注意到第2圖為示意性顯示基板ST上之拍攝區域SR的圖。
模具台106設置在結構108上，並經由模具夾頭保持(藉由吸力夾住)模具MO並在Z軸方向中驅動模具MO。模具台106在負Z軸方向(向下方向)中驅動模具MO，藉此將模具MO壓抵著基板ST上之樹脂RS。並且，模具台106在正Z軸方向(向上方向)中驅動模具MO，藉此從基板ST上之已固化樹脂RS分離模具MO。
模具MO以透射來自照射單元110之光的材料所製成，並具有一圖案表面，其上形成將轉移到基板ST上之圖案(三維圖案)。在模具MO上在對應至形成於基板ST上之拍攝區域SR中之對準標記AM2的位置形成對準標記(第一標記)AM3。
照射單元110設置在結構108中，包括光源及包括，例如，透鏡之光學系統，並在將模具MO壓著基板ST上之樹脂RS的同時，以光(紫外線)照射樹脂RS(亦即，經由模具MO)。
樹脂供應單元112包括複數分配器，其排出樹脂RS為小滴，並供應(分配)樹脂RS到基板ST上之拍攝區域SR(轉移區域TR)上。詳言之，藉由在從形成樹脂供應單元112的分配器排出樹脂RS的同時驅動基板台102(藉由其掃瞄或步進驅動)將樹脂RS分配到基板ST上。
氣體供應單元114包括供應氣體之供應埠114a及回收氣體之回收埠114b，並供應預定的氣體至基板ST及模具MO之間的空間。預定氣體之實例為具有在樹脂中之高可溶解度的可溶氣體(例如，氦或二氧化碳)。在將模具MO壓抵著基板ST上之樹脂RS時，亦即，在執行印記程序時，氣體供應單元114供應可溶氣體至基板ST及模具MO之間的空間，藉此防止空氣留在模具MO的圖案(溝渠)中。此時，氣體供應單元114使用回收埠114b回收供應至基板ST及模具MO之間的空間之可溶氣體，藉此防止可溶氣體流到干涉儀116所發射之光的光學路徑(測量光學路徑)中。並且，當第二檢測單元120檢測對準標記AM2時，氣體供應單元114停止可溶氣體至基板ST及模具MO之間的空間之供應。
干涉儀116包括以光照射設置在基板台102上的干涉儀鏡之光源，以及接收由干涉儀鏡所反射之光的光接收元件，並測量基板台102的位置。
第一檢測單元118檢測形成在模具MO上之對準標記AM3，並經由模具MO檢測形成在基板ST上之複數拍攝區域SR的每一者中之對準標記AM2。換言之，第一檢測單元118檢測模具MO(對準標記AM3)與基板ST(對準標記AM2)及之間的相對位置關係。第一檢測單元118包括，例如，感測器，其檢測來自對準標記AM2及AM3的干涉信號以及由協同效應(網紋干擾(moire))所得之信號。
第二檢測單元120檢測形成在基板ST上之複數拍攝區域SR的每一者中之對準標記AM2，而不使用模具MO。注意到第二檢測單元120係放置在與結構108及模具MO隔著一段距離的位置，如第1圖中所示，所以當檢測對準標記AM2時，必須移動(驅動)保持基板ST之基板台102至由虛線所示之位置。第二檢測單元120包括，例如，感測器，其經由影像光學系統以影像的形式來檢測對準標記AM2。
將在此說明其中第一檢測單元118及第二檢測單元120兩者皆檢測對準標記AM2之相同圖案的範例。然而，可形成唯獨適合第一檢測單元118及第二檢測單元120的圖案以允許個別檢測單元檢測這些不同圖案。
控制單元122包括CPU及記憶體並作用為處理單元，其執行印記設備1之每一程序(轉移模具MO的圖案到基板ST上之程序)(亦即，控制單元122操作印記設備1)。例如，控制單元122依據，例如，由干涉儀116所獲得之測量結果及分別由第一檢測單元118及第二檢測單元120所獲得之檢測結果來控制基板台102的位置。注意到印記設備1防止從氣體供應單元114供應之可溶氣體流到干涉儀116之測量光學路徑中，如上述。然而，因為基板ST與模具MO之間的空間並非緊密密封，非常少量的可溶氣體可能會流到干涉儀116之測量光學路徑中。這不會總是在執行印記程序中無法控制基板台102的位置，但仍會難以以製造裝置所需之準確度控制基板台102的位置。另一方面，在由第二檢測單元120檢測對準標記AM2時，停止從氣體供應單元114供應可溶氣體，並將基板台102放置在與基板ST及模具MO之間的空間相隔一段距離的位置，如上述。因此，在此情況中，可以高準確度控制基板台102的位置，因為可溶氣體不會流到干涉儀116的測量光學路徑中。依照此方式，在印記設備1中，當第一檢測單元118檢測對準標記AM2時基板台102之位置控制的準確度比當第二檢測單元120檢測對準標記AM2時更低。
於下參照第3圖敘述印記設備1之操作，亦即，將模具MO的圖案轉移到基板ST之印記程序。如第3圖中所示，藉由以控制單元122系統性控制印記設備1的每一單元來執行印記設備1之操作。
在此實施例中之印記設備1採用一種新的對準方法，其結合總體對準方法及一晶粒一晶粒對準方法作為在基板ST及模具MO之間的對準方法。在傳統一晶粒一晶粒對準方法中，第一檢測單元118檢測基板ST上之每一拍攝區域的對準標記AM2及AM3。接著，驅動基板台102以對準基板ST及模具MO，使對準標記AM2及AM3的位置互相重疊(覆蓋)。因此，若由第一檢測單元118所檢測之對準標記AM2及AM3的位置含有因與基板ST之下層關聯的因素所導致之誤差，則無法精確對準基板ST及模具MO。另一方面，在傳統的總體對準方法中，在將模具MO壓抵著基板ST上之樹脂時會在基板ST及模具MO中發生位置位移及變形，所以無法精確對準基板ST及模具MO。並且，執行印記程序時基板台102之位置控制的準確度比檢測形成在取樣拍攝區域中所形成之對準標記AM2時更低。因此，在此情況中，即使根據由統計學處理形成在取樣拍攝區域中之對準標記AM2的檢測結果來執行對準時，仍無法精確對準基板ST及模具MO，因為在執行印記程序時基板台102之位置控制的準確度為相對低。
有鑑於此，在此實施例中之對準方法中，首先，預先藉由統計學處理形成在取樣拍攝區域中之對準標記的檢測結果獲得形成在每一拍攝區域中之對準標記的位置，如總體對準方法中般。接下來，針對基板上之每一拍攝區域獲得由統計學程序所得之對準標記的位置與對準標記之檢測位置之間的差。調整模具與基板之間的位置關係，使形成在模具上之對準標記的位置與形成在每一拍攝區域中之對準標記的位置之間的位移量等於所得之差。注意到在此實施例中，無需在執行印記程序中以高準確度控制基板台的位置，因為在檢測模具(形成在其上之對準標記)之位置及基板(形成在其上之對準標記)之位置的同時調整基板台的位置。
在步驟S302中，將其上將轉移模具MO的圖案之基板ST載入印記設備1中並保持在基板台102上。
在步驟S304中，移動(驅動)基板台102(基板ST)以落在第二檢測單元120之視野內(由第1圖中之虛線所示的位置)，並且第二檢測單元120檢測形成在基板ST上之複數拍攝區域SR的每一者中之對準標記AM2。此時，依據由干涉儀116所得之測量結果控制基板台102之位置，所以干涉儀116的測量準確度充當總體對準對於基板台102之位置控制的準確度之參照。因此，在第二檢測單元120檢測對準標記AM2的同時，排除支撐干涉儀116之表面板的變形及振動及長度測量空間中之波動為有效，且取代干涉儀116而使用，例如，平面編碼器為有效。
在步驟S306中，統計學處理由第二檢測單元120所獲得之對準標記AM2的檢測結果以計算代表基板ST上之複數基板ST的陣列之統計，亦即，總體校正值(索引)。可以和傳統總體對準方法相同方式計算總體校正值。例如，如第4圖中所示，預先選擇(設定)在基板ST上之複數基板ST之中其中對準標記AM2具有較少惡化的數個拍攝區域作為取樣拍攝區域SS。從藉由第二檢測單元120所獲得之形成在每一取樣拍攝區域SS中之對準標記AM2的檢測結果計算總體校正值。注意到總體校正值包括基板ST上之複數拍攝區域SR的每一者之位移成分、放大成分、及旋轉成分的至少一者。
在此詳細說明總體校正值之計算。在此實施例中，假設每一拍攝區域之中央位置的設計位置(Xc ,Yc )及檢測位置(Pcx ,Pcy )大約滿足下列關係：
P cx =S x +M x X c +R x Y c 　...(1)
P cy =S y +R y X c +M y Y c 　...(2)
從等式(1)及(2)(其係數)，計算為代表基板ST之複數拍攝區域SR的陣列之統計之位移成分(Sx ,Sy )、放大成分(Mx ,My )、及旋轉成分(Rx ,Ry )。詳言之，藉由使用每一取樣拍攝區域的中央位置之設計位置(Xc ,Yc )及檢測位置(Pcx ,Pcy )的已知最小二平方法來獲得等式(1)及(2)中的係數。注意到每一取樣拍攝區域的中央位置之檢測位置(Pcx ,Pcy )為作為由第二檢測單元120所獲得之對準標記AM2的檢測結果之位移量(自設計位置之位移量)的平均值，並藉由下列計算：
其中(Xm [j],Ym [j])為第j個對準標記AM2之設計位置，(Pmx [j],Pmy [j])為第j個對準標記AM2之檢測位置，(Xc ,Yc )為每一取樣拍攝區域之中央位置的設計位置，且Nj 為形成在此取樣拍攝區域中之對準標記AM2的數量。
在步驟S308中，計算從總體校正值所得之對準標記AM2的位置與在步驟S304中由第二檢測單元120所檢測之對準標記AM2的位置之間的差，亦即，一晶粒一晶粒校正值。注意到針對基板ST上之複數拍攝區域SR的每一者計算一晶粒一晶粒校正值。
將在此詳細說明一晶粒一晶粒校正值的計算。首先，依據總體校正值，藉由下列獲得形成在基板ST上之複數拍攝區域SR的每一者中之對準標記AM2的位置(Qx ,Qy )：
Q x =S x +M x X c +R x Y c +X sm 　...(5)
Q y =S y +R y X c +M y Y c +Y sm 　...(6)
其中(Sx ,Sy ,Mx ,My ,Rx ,Ry )為步驟S306中所計算的總體校正值組，且(Xsm ,Ysm )為在第2圖中所示之座標系統中自每一拍攝區域的中央之對準標記AM2的設計位置。
藉由下列計算出代表從等式(5)及(6)所得之對準標記AM2的位置(Qx ,Qy )及對準標記AM2的檢測位置(Pmx ,Pmy )之間的差之一晶粒一晶粒校正值(Dx ,Dy )：
D x =P mx -Q x 　...(7)
D y =P my -Q y 　...(8)
依照此方式，當停止從氣體供應單元114供應可溶氣體並將基板台102放置在與氣體供應單元114間隔一段距離之位置時，從由第二檢測單元120所獲得之檢測結果計算總體校正值及一晶粒一晶粒校正值。換言之，依據當以高準度控制基板台102之位置時由基板台102所得之檢測結果來計算總體校正值及一晶粒一晶粒校正值。
在步驟S310中，移動保持基板ST之基板台102到模具MO下方，並且氣體供應單元114供應可溶氣體至基板ST與模具MO之間的空間。詳言之，在從氣體供應單元114之供應埠114a供應可溶氣體至基板ST與模具MO之間的空間的同時，從氣體供應單元114之回收埠114b回收氣體。
在步驟S312中，樹脂供應單元112分配(供應)樹脂RS至基板ST上之目標拍攝區域(接下來將轉移模具MO之圖案至其上的拍攝區域)。
在步驟S314中，往下驅動模具MO以將模具MO壓抵著分配在基板ST上之目標拍攝區域上的樹脂RS(印記模具MO之圖案)。
在步驟S316中，對準基板ST及模具MO。詳言之，第一檢測單元118檢測形成在模具MO上之對準標記AM3以及形成在基板ST上之目標拍攝區域中之對準標記AM2。調整基板ST與模具MO之間的位置關係，使形成在模具MO上之對準標記AM3與形成在目標拍攝區域中之對準標記AM2之間的位移量等於目標拍攝區域的一晶粒一晶粒校正值，其在步驟S308中計算。換言之，調整基板ST與模具MO之間的位置關係，使形成在模具MO上之對準標記AM3與形成在目標拍攝區域中之對準標記AM2互相位移一晶粒一晶粒校正值。注意到由下列給出基板ST與模具MO之間的對準中之位移的目標量(Tx ,Ty )：T x =D x -(P mx -P tx )...(9)
T y =D y -(P my -P ty )...(10)
其中(Ptx ,Pty )為形成在模具MO上之對準標記AM3的檢測位置，且(Pmx ,Pmy )為形成在目標拍攝區域中之對準標記AM2的檢測位置。
注意到在步驟S316中，依據由第一檢測單元118所獲 得之對準標記AM2及AM3之檢測結果回饋控制基板台102之位置。因此，即使若因從氣體供應單元114供應之可溶氣體流到干涉儀116所發射之光的光學路徑中而在干涉儀116中發生誤差，這永遠不會嚴重影響基板ST與模具MO之間的對準準確度。在此實施例中，在將模具MO壓抵著分配到目標拍攝區域上之樹脂RS之後，對準基板ST及模具MO。然而，可在將基板ST及模具MO保持在互相附近(亦即，未將模具MO壓抵著樹脂RS)的同時，對準它們。
在步驟S318中，將模具MO的圖案轉移到基板ST上之目標拍攝區域上。詳言之，在將模具MO壓抵著分配到目標拍攝區域上之樹脂RS的同時，照射單元110以光照射樹脂RS以固化樹脂RS。接著，往上驅動模具MO以從已固化樹脂RS分離模具MO，藉此將模具MO的圖案轉移到目標拍攝區域上。
在步驟S320中，判斷是否已經針對基板ST上之所有拍攝區域執行模具MO之圖案的轉移(印記程序)。若尚未針對基板ST上之所有拍攝區域執行印記程序，則程序返回到步驟S312，其中分配樹脂RS到下一拍攝區域(目標拍攝區域)，模具MO之圖案將轉移到其上。另一方面，若針對基板ST上之所有拍攝區域已經執行印記程序，則程序進至步驟S322。
在步驟S322中，由氣體供應單元114回收供應至基板ST及模具MO之間的空間之可溶氣體。詳言之，停止從氣體供應單元114的供應埠114a供應可溶氣體，並從氣體供 應單元114的回收埠114b回收供應至基板ST及模具MO之間的空間之可溶氣體。
在步驟S324中，從印記設備1卸載其中已經轉移模具MO之圖案到所有拍攝區域的基板ST，並結束操作。
依照此方式，在此實施例中，在印記程序中，調整基板ST與模具MO之間的位置關係，使由第一檢測單元118檢測的對準標記AM3及AM2的位置互相位移一晶粒一晶粒校正值。換言之，由一晶粒一晶粒校正值校正由第一檢測單元118檢測之對準標記AM2的位置誤差。因此，印記設備1可以高準確度對準基板ST及模具MO。
在第3圖中所示之流程圖中，假設每一拍攝區域的放大成分及旋轉成分符合設計值並僅校正位移成分。因此，僅計算代表每一取樣拍攝區域相關於此取樣拍攝區域的設計位置之位置的統計作為總體校正值，但本發明不限於此。本發明亦可應用在當，例如，針對基板上之每一拍攝區域校正放大成分及旋轉成分。在下列說明中，計算代表每一取樣拍攝區域相關於此取樣拍攝區域之設計位置的位置及形狀之統計。
欲計算，作為總體校正值，代表每一取樣拍攝區域相關於此取樣拍攝區域之設計位置的位置及形狀之統計，執行將於下敘述之第一及第二統計程序。在第一統計程序中，從形成在此取樣拍攝區域中之對準標記AM2的檢測位置計算每一取樣拍攝區域之位置及形狀(統計)。在第二統計程序中，從在第一統計程序中計算之每一取樣拍攝區域 的形狀及位置計算(估計)基板上之所有拍攝區域的位置及形狀。
在第一統計程序中，將第2圖中所示之座標系統中的每一拍攝區域的中央界定為原點，且假設對準標記AM2之設計位置(Xms ,Yms )及檢測位置(Pmx ,Pmy )大約滿足下列關係：P mx =S sx +M sx X ms +R sx Y ms ...(11)
P my =S sy +R sy X ms +M sy Y ms ...(12)
從等式(11)及(12)(其係數)，計算為代表取樣拍攝區域的配置之統計之位移成分(Ssx ,Ssy )、放大成分(Msx ,Msy )、及旋轉成分(Rsx ,Rsy )。詳言之，藉由使用每一取樣拍攝區域的中央位置之檢測位置的已知最小二平方法來獲得等式(11)及(12)中的係數。
在第二統計程序中，將第4圖中所示之座標系統中的基板ST上的中央界定為原點。接著，假設每一拍攝區域的中央位置的設計位置(Xc ,Yc )，及此拍攝區域之位移成分(Ssx ,Ssy )、放大成分(Mx ,My )、及旋轉成分(Rx ,Rv )大約滿足下列關係：S sx (X c ,Y c )=a sx +b sx X cx +c sx Y cy +d sx X c 2 +e sx X c Y c +f sx Y c 2 +g sx X c 3 +h sx X c 2 Y c +i sx X c Y c 2 +j sx Y c 3 +......(13)
S sy (X c ,Y c )=a sy +b sy X c +c sy Y c +d sy X c 2 +e sy X c Y c +f sy Y c 2 +g sy X c 3 +h sy X c 2 Y c +i sy X c Y c 2 +j sy Y c 3 +......(14)
M sx (X c ,Y c )=a mx +b mx X c +c mx Y c +d mx X c 2 +e mx X c Y c +f mx Y c 2 +g mx X c 3 +h mx X c 2 Y c +i mx X c Y c 2 +j mx Y c 3 +......(15)
M sy (X c ,Y c )=a my +b my X c +c my Y c +d my X c 2 +e my X c Y c +f my y 2 2 +g my X c 3 +h my X c 2 Y c +i my X c Y c 2 +j my Y c 3 +......(16)
R sx (X c ,Y c )=a rx +b sx X c +c rx Y c +d rx X c 2 +e rx X c Y c +f rtx Y c 2 +g rx X c 3 +h rx X c 2 Y c +i rx X c Y c 2 +j rx Y c 3 +......(17)
R sy (X c ,Y c )=a ry +b ry X c +c ry Y c +d ry X c 2 +e ry X c Y c +f ry Y c 2 +g ry X c 3 +h ry X c 2 Y c +i ry X c Y c 2 +j ry Y c 3 +......(18)
獲得等式(13)至(18)中之係數作為總體校正值。詳言之，分別依據每一取樣拍攝區域之統計Ssx 、Ssy 、Msx 、Msy 、Rsx 、及Rsy 計算係數asx 至jax 、asy 至jay 、amx 至jmx 、amy 至jmy 、arx 至jrx 、及ary 至jry 。
從代表基板ST上之所有拍攝區域的位置及形狀之統計(Ssx ,Ssy ,Msx ,Msy ,Rsx ,Rsy )及對準標記AM2之設計位置(Xms ,Yms )獲得對準標記AM2之位置(Qx ,Qy )。詳言之，使用下列獲得對準標記AM2之位置(Qx ,Qy )：Q x =S sx +M sx X ms +R sx Y ms +X c ...(19)
Q y =S sy +R sy X ms +M sy Y ms +Y c ...(20)
由等式(7)及(8)計算代表從等式(19)及(20)獲得之對準標記AM2之位置(Qx ,Qy )與對準標記AM2之檢測位置(Pmx ,Pmy )之間的差之一晶粒一晶粒校正值(Dx ,Dy )。
在上述說明中，欲計算此一晶粒一晶粒校正值，檢測形成在基板ST上之所有拍攝區域中的對準標記AM2(其位置)。然而，亦可藉由僅檢測形成在基板ST上之複數拍攝區域ST的一些中的對準標記AM2來計算一晶粒一晶粒校正值。例如，如第5圖中所示，可檢測在數量大於第4圖中所示之取樣拍攝區域SS的拍攝區域SS'中之對準標記AM2以獲得比等式(1)及(2)(等式(11)及(12))中所呈現的近似高一階的近似。詳言之，讓(Pmx ,Pmy )為形成在基板ST上之給定拍攝區域中的對準標記AM2之檢測位置，且讓(Xm ,Ym )為形成在該給定拍攝區域中之對準標記AM2的設計位置，則假設檢測位置(Pmx ,Pmy )及設計位置(Xm ,Ym )大約滿足下列關係：P mx =a x +b x X m +c x Y m +d x X m 2 +e x X m Y m +f x X m 2 +g x X m 3 +h x X m 2 Y m +i x X m y 2 2 +j x Y m 3 +......(21)
P my =a y +b y X m +c y Y m +d y X m 2 +e y X m Y m +f y Y m 2 +g y X m 3 +h y X m 2 Y m +i y X m y 2 2 +j y Y m 3 +......(22)
並且，依據形成在基板ST上之複數拍攝區域SR之中的一些拍攝區域SS'中的對準標記AM2之檢測位置及設計位置，使用已知最小二平方法計算等式(21)及(22)中之係數ax 至jx 及ay 至jy 。藉由將形成在其餘拍攝區域中的對準標記AM2之設計位置代入等式(21)及(22)中獲得對準標記AM2之檢測位置(Pmx ,Pmy )。
雖已經在此實施例中取用在轉移模具的圖案到基板上時供應預定氣體至基板與模具之間的空間之印記設備作為一範例，本發明不限於上述的特定印記設備。本發明亦針對，例如，以在印記程序中比在其他程序(藉由第二檢測單元檢測對準標記之程序)中更低之準確度控制基板台的位置之印記設備為有效。注意到氣體供應單元及樹脂供應單元設置成在模具附近，如第1圖中所示，所以難以在模具附近設置用於以較高準確度測量基板台之位置的平面編碼器或其他裝置。另一方面，由於在第二檢測單元附近中比在模具附近中可得到更廣的空間幅度，可將平面編碼器或其他裝置設置在第二檢測單元附近。
本發明再者適用於非印記設備的微影設備，如曝光設備，其藉由投射光學系統執行投射充當原物的光罩(遮罩)之圖案到基板上之複數拍攝區域上的曝光程序。在曝光設備中，難以在投射光學系統附近設置用於以較高準確度測量基板台之位置的測量裝置，但可在對應至第二檢測單元之離軸檢測系統附近設置此測量裝置。依照此方式，本發明針對以在執行曝光程序中比在使用離軸檢測系統來執行檢測程序中較低的準確度控制基板台之位置的曝光設備為有效。
在此實施例中，在較不可能受到從氣體供應單元所供應之預定氣體不利影響的位置(非模具附近的位置)執行用於獲得總體校正值及一晶粒一晶粒校正值之對準標記檢測。然而，當可充分回收預定氣體時，亦即，當即使在模具下方之位置可維持基板台之位置控制的給定準確度時，第一檢測單元可執行用於獲得總體校正值及一晶粒一晶粒校正值之對準標記檢測。
第1圖中所示之印記設備1從由第二檢測單元120所獲得之對準標記AM2的檢測結果獲得一晶粒一晶粒校正值。在這種情況中，第一檢測單元118(其構成感測器)及第二檢測單元120(其構成感測器)必須具有幾乎相同的檢測特性。然而，第一檢測單元118一次必須檢測對準標記AM2及AM3兩者，並因此必須僅設定在結構108中之窄空間中，造成大量的設計約束(例如，實際可得數值孔徑(NA)有上限)。因此，以第二檢測單元120用以檢測對準標記AM2以獲得總體校正值之準確度上而言，匹配第二檢測單元120之檢測特性與第一檢測單元118之檢測特性並不利。
有鑑於此，如第6圖中所示，從具有與第一檢測單元118(其構成感測器)的不同檢測特性的第一感測器120A，及具有與第一檢測單元118的相同檢測特性的第二感測器120B形成第二檢測單元120。第一感測器120A具有比第一檢測單元118的更優異之檢測特性，並例如，經由影像光學系統以影像的形式檢測對準標記AM2。並且，第二感測器120B像第一檢測單元118般檢測干擾信號及藉由諸如網紋干擾之協同效應所得之信號。注意到第二檢測單元120，取代形成模具MO上之對準標記AM3，從對準標記AM2及形成在其之內的一標記檢測信號。雖第二檢測單元120在第6圖中所示的印記設備1中具有較複雜的配置，可放寬第一感測器120A上之設計約束。因此，第6圖中所示的印記設備1可設有第一感測器120A，其以檢測對準標記AM2之檢測準確度而言為有利(亦即，其能夠以高準確度檢測對準標記AM2)。不過，在此情況中必須藉由第一感測器120A及第二感測器120B預先檢測形成在基板台102上的參考件104上之對準標記AM1，以預先獲得第一感測器120A及第二感測器120B間的距離。
於下參照第7圖敘述第6圖中所示之印記設備1的操作，亦即，將模具MO之圖案轉移到基板ST上之印記程序。藉由以控制單元122系統性控制印記設備1的每一單元來執行第7圖中所示的印記設備1之操作。
在步驟S702中，將其上將轉移模具MO的圖案之基板ST載入印記設備1中並保持在基板台102上。
在步驟S704中，移動保持基板ST之基板台102以落在第二檢測單元120之第一感測器120A的視野內(由第6圖中之虛線所示的位置)，並且第一感測器120A檢測對準標記AM2。雖在步驟S304中檢測形成於基板ST上之複數拍攝區域SR中的對準標記AM2，僅需在步驟S704中檢測在形成於基板ST上之複數拍攝區域SR之中的取樣拍攝區域中之對準標記AM2。
在步驟S706中，統計學處理由第二檢測單元120之第一感測器120A所獲得之對準標記AM2的檢測結果以計算代表基板ST上之複數基板ST的陣列之統計，亦即，總體校正值。如上述，由於第一感測器120A具有比第一檢測單元118的更優異之檢測特性，可在步驟S706中以比步驟S306中計算的更高之精準度計算總體校正值。
在步驟S706中，第二檢測單元120的第二感測器120B檢測基板ST上之所有拍攝區域的對準標記AM2。
在步驟S708中，計算從總體校正值所得之對準標記AM2的位置與在步驟S707中由第二檢測單元120之第二感測器120B所檢測之對準標記AM2的位置之間的差，亦即，一晶粒一晶粒校正值。如上所述，由於在步驟S706中所計算的總體校正值具有比在步驟S306中計算的更高之精準度，在步驟S708中計算的一晶粒一晶粒校正值轉而具有比步驟S308中計算的更高之精準度。
第6圖中所示之印記設備1使用由第二檢測單元120之第一感測器120A所獲得之檢測結果來計算總體校正值，並使用由第二檢測單元120之第二感測器120B所獲得之檢測結果來計算一晶粒一晶粒校正值。
注意到步驟S710至S724中之程序分別與步驟S310至S324中的相同，且在此不提出其之詳細說明。
依照此方式，由於第6圖中所示之印記設備1可以較高精準度獲得總體校正值及一晶粒一晶粒校正值，可以高準確度對準基板ST及模具MO。
作為商品的裝置(如半導體積體電路及液晶顯示元件)之製造方法包括使用印記設備1及1A將圖案轉移(形成)到基板(如晶圓、玻璃板、及膜基板)上之步驟。該製造方法進一步包括以轉移的圖案蝕刻基板之步驟。取代蝕刻步驟，製造方法包括以轉移的圖案處理基板來製造其他商品(如圖案點媒體(記錄媒體)及光學元件)之另一處理步驟。
雖已經參照示範實施例說明本發明，了解到本發明不限於揭露的示範實施例。應給予下列申請專利範圍之範疇最廣解釋以涵蓋所有這種修改及等效的結構及功能。
1．．．印記設備
102．．．基板台
104．．．參考件
106．．．模具台
108．．．結構
110．．．照射單元
112．．．樹脂供應單元
114．．．氣體供應單元
114a．．．供應埠
114b．．．回收埠
116．．．干涉儀
118．．．第一檢測單元
120．．．第二檢測單元
120A．．．第一感測器
120B．．．第二感測器
122．．．控制單元
第1圖為顯示根據本發明之一態樣的印記設備之配置的示意圖。
第2圖為示意性顯示基板上之一拍攝區域的圖。
第3圖為說明第1圖中所示之印記設備的操作之流程圖。
第4圖為說明第3圖之步驟306中之總體校正值之計算的圖。
第5圖為示意性顯示基板上之拍攝區域的圖。
第6圖為根據本發明之另一態樣的另一印記設備之配置的示意圖。
第7圖為說明第6圖中所示之印記設備的操作之流程圖。

Claims (10)

  1. 一種將原物的圖案轉移至基板上的微影設備，該設備包含：第一檢測單元，組態成檢測形成在該原物上之第一標記及形成在該基板上之複數拍攝區域中之第二標記；第二檢測單元，組態成檢測形成在該複數拍攝區域的每一者中之該第二標記；以及處理單元，其中該處理單元執行一程序，由該第二檢測單元檢測該第二標記，以獲得該複數拍攝區域的陣列，一程序，使用獲得該複數拍攝區域的該陣列的該結果來移動該基板、由該第二檢測單元檢測該複數拍攝區域的每一者中所形成的該第二標記之位置、及獲得介於該檢測的第二標記與從該複數拍攝區域的該陣列所獲得之該複數拍攝區域的每一者中所形成的該第二標記之位置之間的位置關係，事先針對該複數拍攝區域的每一者，以及一程序，在針對該複數拍攝區域的每一者對準該原物及該基板時，轉移該原物的該圖案，使得由該第一檢測單元所檢測的該第一標記及該第二標記具有針對該複數拍攝區域的每一者所獲得之該位置關係，在事先針對該複數拍攝區域的每一者獲得該位置關係之後。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該第二檢測單元包括第一感測器，其具有與形成該第 一檢測單元之感測器的檢測特性不同的檢測特性，以及第二感測器，其具有與形成該第一檢測單元之該感測器的該檢測特性相同的檢測特性，以及該處理單元藉由該第一感測器及該第二感測器檢測該第二標記作為檢測該第二標記的該程序，執行由該第一感測器檢測該第二標記的程序以獲得該複數拍攝區域的陣列，以及一程序，使用獲得該複數拍攝區域的該陣列之該結果來檢測該複數拍攝區域之每一者中所形成的該第二標記之該位置、以及獲得介於該第二標記的該檢測位置與從該複數拍攝區域的該陣列所獲得之該複數拍攝區域的每一者中所形成的該第二標記之該位置之間的相對位置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，進一步包含測量裝置，組態成測量保持該基板的基板台的位置，其中該處理單元在由該第二檢測單元檢測該第二標記中，使用該測量裝置來控制該基板台的該位置，在由該第一檢測單元檢測該第一標記及該第二標記中，使用該測量裝置來控制該基板台的該位置，以及該基板台之位置控制的準確度在由該第一檢測單元檢測該第一標記及該第二標記中比在由該第二檢測單元檢測該第二標記中更低。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之設備，其中該測量裝 置包括干涉儀。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該處理單元執行在將樹脂與該原物的該圖案保持互相接觸的同時，固化施加至該基板的該樹脂，並自該已固化樹脂分離該原物之印記程序，作為轉移該原物的該圖案到該複數拍攝區域的每一者上的該程序。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之設備，其中該處理單元在事先針對該複數拍攝區域的每一者獲得該位置關係之後執行該印記程序。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之設備，進一步包含供應單元，組態成供應預定氣體至該原物與該基板之間的空間，其中該供應單元在該處理單元執行該印記程序的同時，供應該氣體至該空間，以及在該處理單元執行由該第二檢測單元檢測該第二標記之該程序的同時，停止該氣體至該空間的該供應。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該處理單元執行藉由投射光學系統投射該原物的該圖案至該複數拍攝區域的每一者上之曝光程序，作為轉移該原物的該圖案到該複數拍攝區域的每一者上的該程序。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該複數拍攝區域的該陣列包括該複數拍攝區域的每一者之位移成分、放大成分、及旋轉成分的至少一者。
  10. 一種商品的製造方法，包含：使用微影設備來在基板上形成圖案的步驟；以及用該圖案處理該基板的步驟，其中該微影設備轉移原物的圖案到該基板上並包括第一檢測單元，組態成檢測形成在該原物上之第一標記及形成在該基板上之複數拍攝區域的每一者中之第二標記；第二檢測單元，組態成檢測形成在該複數拍攝區域的每一者中之該第二標記；以及處理單元，其中該處理單元執行一程序，由該第二檢測單元檢測該第二標記，以獲得該複數拍攝區域的陣列，一程序，使用獲得該複數拍攝區域的該陣列的該結果來移動該基板、由該第二檢測單元檢測該複數拍攝區域的每一者中所形成的該第二標記之位置、及獲得介於該檢測的第二標記與從該複數拍攝區域的該陣列所獲得之該複數拍攝區域的每一者中所形成的該第二標記之位置之間的位置關係，事先針對該複數拍攝區域的每一者，以及一程序，在針對該複數拍攝區域的每一者對準該原物及該基板時，轉移該原物的該圖案，使得由該第一檢測單元所檢測的該第一標記及該第二標記具有針對該複數拍攝區域的每一者所獲得之該位置關係，在事先針對該複數拍攝區域的每一者獲得該位置關係之後。
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