TWI476538B - 定位測量系統及微影裝置 - Google Patents

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TWI476538B
TWI476538B TW097141665A TW97141665A TWI476538B TW I476538 B TWI476538 B TW I476538B TW 097141665 A TW097141665 A TW 097141665A TW 97141665 A TW97141665 A TW 97141665A TW I476538 B TWI476538 B TW I476538B
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Description

定位測量系統及微影裝置
本發明係關於一種定位測量系統及一種微影裝置。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向("掃描"方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
為了將圖案化器件之圖案投影於基板上之適當定位上，需要對圖案化器件及基板之瞬時定位的精確認識。為了獲得此資訊，微影裝置具備一或多個定位測量系統。最常用之定位測量系統包括基於干涉計之測量系統及基於編碼器之測量系統。後者通常包括感測器，感測器經配置以與光柵或圖案協作，從而使感測器與光柵之相對定位能夠被判定。一般而言，該基於編碼器之測量系統可用於判定微影裝置中之平台裝置的定位。原則上，當感測器自一定位移動至另一定位時，該基於編碼器之測量系統提供關於感測器相對於圖案之相對移位的資訊。作為一實例，圖案可為沿著移位方向彼此鄰近配置之週期性線圖案，在移位期間，感測器計數已穿過之線的數目(注意，一般而言，圖案之個別線將在大體上垂直於移位方向之方向上延伸)。該基於編碼器之測量系統經擴展以提供關於感測器相對於光柵之定位的額外資訊。實例為使用二維光柵(例如，包括棋盤形圖案)以提供兩個維度中之定位資訊。如以上所描述之基本編碼器測量系統之其他組態可包括第二圖案，以便致能絕對定位測量。作為一實例，圖案可包括在某定位處之參考標記，藉由感測器而對此標記之偵測使參考定位能夠被感測器設定。
倘若測量兩個定位量，則光柵設計趨向於變得複雜，例如，棋盤形圖案而非線圖案，或包括線圖案內之特定定位處之參考標記。在後者情況下，線性光柵之精確度可能受到(例如)參考標記之引入的影響。如此，光柵或圖案之製造可能較難。
需要提供一種測量系統，其中光柵或圖案更易於製造。
根據本發明之一態樣，提供一種用於測量物件之定位的測量系統，測量系統包括感測器，感測器經配置以與第一圖案協作以判定物件之第一定位量且與第二圖案協作以判定物件之第二定位量，其中第一圖案及第二圖案安裝於結構之不同表面上。
根據本發明之另一態樣，提供一種微影裝置，微影裝置包括：照明系統，照明系統經組態以調節輻射光束；支撐件，支撐件經建構以支撐圖案化器件，圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束；基板台，基板台經建構以固持基板；及投影系統，投影系統經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上，裝置進一步包括測量系統，測量系統用於測量支撐件及/或基板台之定位，測量系統包括感測器，感測器經配置以與配置於測量系統之結構上之第一圖案協作以用於判定支撐件及/或基板台之第一定位量，且與配置於結構上之第二圖案協作以用於判定支撐件及/或基板台之第二定位量，其中第一圖案及第二圖案安裝於結構之不同表面上。
在本發明之實施例中，定位量可表示(例如)絕對定位參考、所行進之距離、兩個定位之間的移位，等等。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。裝置包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或EUV輻射)；圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位圖案化器件之第一定位器PM；基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位基板之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
圖案化器件支撐件以視圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要定位。可認為本文對術語"主光罩"或"光罩"之任何使用均與更通用之術語"圖案化器件"同義。
本文所使用之術語"圖案化器件"應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影術中為熟知的，且包括諸如二元交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。
本文所使用之術語"投影系統"應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文對術語"投影透鏡"之任何使用均與更通用之術語"投影系統"同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在該等"多平台"機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語"浸沒(immersion)"不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射器時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之一部分，且輻射光束借助於包括(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器之瞳孔平面中之強度分布的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束B入射於被固持於圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且由圖案化器件圖案化。在橫穿圖案化器件(例如，光罩)MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二定位器PW及定位感測器MS(例如，干涉測量器件、線性或平坦(2D)編碼器，或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器PM及另一定位感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來精確地定位圖案化器件(例如，光罩)MA。
在本發明之一實施例中，定位感測器MS及/或經配置以測量圖案化器件(例如，光罩)MA之定位的定位感測器包括經組態以測量物件(亦即，光罩MA或基板W)之定位的測量系統，測量系統包括感測器，感測器經配置以與第一圖案協作以判定物件之第一定位量且與第二圖案協作以判定物件之第二定位量，其中第一圖案及第二圖案安裝於結構之不同表面上。該測量系統提供以下益處：包括圖案之結構與習知測量系統之圖案結構(或光柵)相比更易於製造。一般而言，可借助於形成第一定位器PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於圖案化器件(例如，光罩)MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大尺寸限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
圖2示意性地描繪如此項技術中已知之定位測量系統的XZ視圖連同測量系統之光柵的XY視圖。系統包括在結構110上之光柵100，及經配置以評估或判定感測器相對於光柵之定位量(在如所示之配置中為感測器相對於光柵之X定位)的感測器120。在如所示之配置中，感測器經配置以將輻射光束130投影至光柵100上，且在如所示之實例中包括用於接收光柵之經反射光束160、170的兩個偵測器140、150。經反射光束160、170可(例如)為+1及-1階(或波形)之經反射光束。在如所示之配置中，測量系統構成增量測量系統，亦即，其可能不提供關於感測器或光柵之絕對定位的資訊。
圖3示意性地描繪如此項技術中已知之第二定位測量系統。該圖展示與棋盤形圖案相當之提供於結構(未圖示)上的2D圖案(或光柵)200。如所示之配置致能在X方向及Y方向兩者上感測器210相對於光柵200之定位測量。此可藉由偵測源自感測器210朝向感測器210之偵測器元件220的經反射光束(未圖示)而達成。熟習此項技術者應瞭解，棋盤形圖案之製造可比如(例如)圖2(光柵100之XY視圖)所示之線性光柵之製造複雜。為了受益於獲得兩個不同定位量同時維持線性光柵之可製造性的可能性，提議提供與結構之不同表面上之感測器協作的兩個圖案。
圖4示意性地描繪根據本發明之一實施例之該結構的實例。如所示之結構300包括在結構之第一表面320上的第一圖案310，及在結構之第二不同表面340上的第二圖案330。第一圖案310可(例如)為包括複數個線之光柵，光柵(圖案)在第一方向(X方向)上延伸，第二圖案330可(例如)為類似光柵，但在第二方向(Y方向)上延伸。注意，光柵之個別線實際上在垂直於光柵之方向的方向上延伸，亦即，光柵310之個別線實際上在Y方向上延伸，而光柵總體上在X方向上延伸。然而，應注意，一般而言，第一圖案可能不在垂直於第二圖案延伸之方向的方向上延伸。此外，可注意，不需要使安裝有圖案之表面彼此平行。
如圖4所示之結構可應用於如圖5所示之本發明的實施例中。圖5示意性地描繪類似於如圖4所示之結構的結構400，結構包括安裝至結構之頂部表面的第一圖案(或光柵)410(圖案在Y方向上延伸)，及安裝至結構之底部表面的第二圖案(或光柵)420(圖案在X方向上延伸)。圖5進一步展示源自感測器(未圖示)之經引導朝向結構之底部表面的輻射光束440。在入射後，光束即在光柵420上反射，反射係藉由(例如)可為+1及-1階之輻射光束440之反射光束450及460來描繪。當光柵420之線在Y方向上延伸時，+1及-1階在垂直於Y方向之平面(亦即，XZ平面)中反射。經反射光束450及460可進一步由與光柵協作之感測器之偵測器元件(未圖示)捕獲。輻射光束440之未經反射部分傳播穿過結構且入射於光柵410。類似於以光柵420之入射，輻射光束經反射且+1及-1階之經反射光束(470、480)由偵測器元件捕獲。當光柵410之線在X方向上延伸時，可在垂直於X方向之平面(YZ平面)中發現經反射光束。可(例如)應用該配置，以便判定物件之第一及第二定位量。作為一實例，該配置可(例如)應用於微影裝置中以用於判定具備基板之基板台的X及Y定位。如此，包括光柵之結構可(例如)安裝至微影裝置之參考框架或參考部分(例如，投影透鏡)，而協作感測器安裝至基板台或安裝至控制及定位基板台之定位器件。
本發明之實施例不限於第一及第二定位量與關於不同方向之資訊有關的實施例。為了對此進行說明，圖6示意性地描繪本發明之一實施例的XZ視圖，其包括感測器500，感測器500經配置以與安裝至結構520之第一光柵510協作且與安裝至結構之不同表面的第二光柵530協作。兩個光柵均在X方向上延伸，且包括在Y方向(垂直於XZ平面)上延伸之複數個線。可見，兩個光柵510及530不同之處在於：其具有不同間距(在圖6中由'd'及'D'指示)。圖6進一步展示源自感測器500之入射光束550，及自包括第一光柵之表面及包括第二光柵之表面朝向感測器之偵測器元件560及570的經反射光束。可展示到，如所描繪之配置允許在等於D/(D-d)之週期內(在X方向上)感測器相對於結構之絕對定位測量。在此週期內，每一定位之特性為源自兩個光柵之信號的獨特組合。圖7示意性地描繪該配置之3維(3D)視圖。該圖示意性地展示結構600，結構600包括在X方向上延伸之第一光柵610，及亦在X方向上延伸之第二光柵620，第二光柵具有不同間距(由光柵之不同線之間的更大距離指示)。入射於結構上之輻射光束可在第一光柵上部分地反射，且部分地傳播穿過結構而至第二光柵。應瞭解，在此情況下，來自兩個光柵之經反射光束可配置於垂直於Y方向(亦即，平行於第一及第二光柵之線的方向)之平面中。
在本發明之一實施例中，第一圖案包括致能增量定位測量之線性光柵，而第二圖案包括參考標記。該參考標記致能某定位處之絕對定位的判定；當感測器注意到參考標記時，獲得感測器相對於結構之絕對定位資訊。一旦建立此參考，則沿著第一光柵延伸之方向之移位可提供關於感測器相對於結構之絕對定位資訊。可在測量系統之初始化期間(例如，在起動期間或在電源突波(power surge)之後)應用該參考標記(或該等參考標記)之存在。此程序亦可被稱作復位或歸零。
圖8示意性地描繪關於該系統之XZ橫截面視圖。如所示之測量系統包括感測器700，感測器700經配置以與安裝至結構720之第一光柵710協作且與安裝至結構之不同表面的參考標號器730協作。如在圖6所描述之系統中，入射輻射光束之經反射光束可由感測器700偵測且使兩個定位量能夠被判定；在如所示之實例中，兩個定位量由增量定位測量及某定位(由參考標號器730之定位判定)處之絕對定位偵測組成。
在本發明之一實施例中，安裝至結構之圖案嵌入於結構中，或(以不同措辭)安裝至結構之內部表面。為了製造如應用於本發明中之結構，可將第一及第二圖案施加於結構之兩個不同外部表面上。或者，可藉由接合兩個結構部分(每一者包括光柵)來製造包括兩個圖案之結構。接合兩個部分可以使得光柵中之一者實際上嵌入於結構中(亦即，安裝至結構之內部表面)而非在外部表面上之方式來進行。該嵌入式圖案可為較佳的，因為其可較不易受污染且可使能夠更容易地清潔結構(而無損壞圖案之危險)。圖9中說明該結構。
圖9示意性地展示在非裝配狀態中之結構800(圖之左側)，其包括第一結構部分810(包括第一圖案820)及第二結構部分830(包括第二圖案840)。當接合在一起時，可獲得如圖之右側所示之結構(850)，其導致第二圖案嵌入於結構中。
如以上實施例中所描述之光柵或圖案可為相位光柵或反射光柵。
應瞭解，如各種實施例中所提及之輻射光束可為(例如)可見光束。然而，更通常，應瞭解，可應用任何形式之輻射。如此，如本文所描述之圖案可具有任何形式或形狀。只要圖案使輻射光束能夠受到影響(亦即，以某種方式修改)，則經修改光束可經偵測且致能感測器相對於結構之定位量的判定。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語"晶圓"或"晶粒"之任何使用分別與更通用之術語"基板"或"目標部分"同義。可在曝光之前或之後在(例如)軌道(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影術)中，且在情境允許時不限於光學微影術。在壓印微影術中，圖案化器件中之構形界定形成於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語"輻射"及"光束"涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5nm至20nm之範圍內的波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
術語"透鏡"在情境允許時可指代各種類型之光學組件之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之該電腦程式。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者而言將顯而易見的為，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
100．．．光柵
110．．．結構
120．．．感測器
130．．．輻射光束
140．．．偵測器
150．．．偵測器
160．．．經反射光束
170．．．經反射光束
200．．．2D圖案/光柵
210．．．感測器
220．．．偵測器元件
300．．．結構
310．．．第一圖案
320．．．第一表面
330．．第二圖案面
340．．．第二表面
400．．．結構
410．．．第一圖案
420．．．第二圖案
440．．．輻射光束
450．．．經反射光束/反射光束
460．．．經反射光束/反射光束
470．．．經反射光束
480．．．經反射光束
500．．．感測器
510．．．第一光柵
520．．．結構
530．．．第二光柵
550．．．入射光束
560．．．偵測器元件
570．．．偵測器元件
600．．．結構
610．．．第一光柵
620．．．第二光柵
700．．．感測器
710．．．第一光柵
720．．．結構
730．．．參考標號器
800．．．結構
810．．．第一結構部分
820．．．第一圖案
830．．．第二結構部分
840．．．第二圖案
850．．．結構
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IL．．．照明器
IN．．．積光器
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化器件
MS．．．定位感測器
MT．．．圖案化器件支撐件
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
X．．．方向
Y．．．方向
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。
圖2描繪如此項技術中已知之包括與圖案協作之感測器的測量系統。
圖3描繪如此項技術中已知之包括與圖案協作之感測器的第二測量系統。
圖4示意性地描繪可應用於根據本發明之一實施例之測量系統中的結構。
圖5示意性地描繪根據本發明之一實施例之定位測量系統的3D視圖。
圖6示意性地描繪根據本發明之一實施例之定位測量系統的2D視圖。
圖7示意性地描繪根據本發明之一實施例之定位測量系統的3D視圖。
圖8示意性地描繪根據本發明之一實施例之另一定位測量系統的2D視圖。
圖9示意性地描繪可應用於根據本發明之一實施例之定位測量系統中之結構的裝配。
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IL．．．照明器
IN．．．積光器
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化器件
MS．．．定位感測器
MT．．．圖案化器件支撐件
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
X．．．方向
Y．．．方向

Claims (13)

  1. 一種定位測量系統，其包含一感測器，該感測器經配置以與1)一配置於一結構上之第一圖案協作，以判定該感測器相對於該結構之一第一定位量，且與2)一配置於該結構上之第二圖案協作，以判定該感測器相對於該結構之一第二定位量，其中該第一圖案及該第二圖案配置於該結構之不同表面上，其中該感測器經配置以朝向該第一圖案投影一輻射光束，且朝向該第二圖案經由該結構而至少部分地投影該輻射光束，且其中該第一圖案及該第二圖案各自為一光柵或參考標號器(reference marker)。
  2. 如請求項1之定位測量系統，其中該第一圖案為一在一第一方向上延伸之線性光柵(grating)。
  3. 如請求項2之定位測量系統，其中該第二圖案為一在一實質上垂直於該第一方向之第二方向上延伸的線性光柵。
  4. 如請求項1之定位測量系統，其中該第一圖案為一具有一第一間距之線性光柵，且該第二圖案為一具有一不同於該第一間距之第二間距的線性光柵。
  5. 如請求項1之定位測量系統，其中該結構包含一透明層。
  6. 如請求項1之定位測量系統，其中該感測器進一步經配置以接收該第一圖案之一+1及-1經反射波形。
  7. 如請求項6之定位測量系統，其中該感測器進一步經配 置以接收該第二圖案之一+1及-1經反射波形。
  8. 如請求項1之定位測量系統，其中該第一圖案及該第二圖案配置於該結構之相反表面上。
  9. 如請求項1之定位測量系統，其中該等圖案中之至少一者係提供於該結構之一內部表面上。
  10. 一種微影裝置，其包含：一照明系統，該照明系統經組態以調節一輻射光束；一圖案化器件支撐件，該圖案化器件支撐件經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板支撐件，該基板支撐件經建構以固持一基板；一投影系統，該投影系統經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上；及一定位測量系統，該定位測量系統經組態以測量該等支撐件中之一者的一第一定位量及一第二定位量，該測量系統包含一感測器，該感測器經配置以與1)一配置於該測量系統之一結構上之第一圖案協作，以判定該支撐件之該第一定位量，且與2)一配置於該結構上之第二圖案協作，以判定該支撐件之該第二定位量，其中該第一圖案及該第二圖案配置於該結構之不同表面上，其中該感測器經配置以朝向該第一圖案投影一輻射光束，且朝向該第二圖案經由該結構而至少部分地投影該輻射光束，且其中該第一圖案及該第二圖案各自為一光柵或參 考標號器。
  11. 如請求項10之微影裝置，其中該第一定位量為一在一第一方向上之移位且該第二定位量為一在一第二方向上之移位，該第一方向及該第二方向實質上垂直及平行於一水平平面。
  12. 如請求項10之微影裝置，其中該支撐件為該圖案化器件支撐件。
  13. 如請求項10之微影裝置，其中該支撐件為該基板支撐件。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009036637A (ja) * 2007-08-01 2009-02-19 Sony Corp 変位測定装置
US9229338B2 (en) 2008-09-08 2016-01-05 Asml Netherlands B.V. Substrate, a method of measuring a property, an inspection apparatus and a lithographic apparatus
NL2005975A (en) 2010-03-03 2011-09-06 Asml Netherlands Bv Imprint lithography.
NL2006743A (en) * 2010-06-09 2011-12-12 Asml Netherlands Bv Position sensor and lithographic apparatus.
KR101249126B1 (ko) * 2011-12-29 2013-04-02 한국교통대학교산학협력단 변위 측정 장치
JP5743958B2 (ja) * 2012-05-30 2015-07-01 キヤノン株式会社 計測方法、露光方法および装置
JP6080970B2 (ja) * 2012-11-19 2017-02-15 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 位置測定システム、位置測定システムの格子及び方法
CN105190446B (zh) 2013-05-07 2017-02-08 Asml荷兰有限公司 对准传感器、光刻设备和对准方法
DE102013220190B4 (de) * 2013-10-07 2021-08-12 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Messteilung und lichtelektrische Positionsmesseinrichtung mit dieser Messteilung
JP6341883B2 (ja) * 2014-06-27 2018-06-13 キヤノン株式会社 位置検出装置、位置検出方法、インプリント装置及び物品の製造方法
JP2017183298A (ja) * 2014-08-20 2017-10-05 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
KR102688211B1 (ko) 2015-02-23 2024-07-24 가부시키가이샤 니콘 계측 장치, 리소그래피 시스템 및 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법
EP3680717A1 (en) 2015-02-23 2020-07-15 Nikon Corporation Substrate processing system and substrate processing method, and device manufacturing method
CN111176084B (zh) * 2015-02-23 2023-07-28 株式会社尼康 测量装置、曝光装置、光刻系统、测量方法及曝光方法
WO2017111923A1 (en) * 2015-12-21 2017-06-29 Intel Corporation Approaches for measuring overlay, dose or focus on pre-patterned hardmask structures using scanning electron microscopy (sem)
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
CN106019857B (zh) * 2016-07-22 2018-02-02 合肥芯碁微电子装备有限公司 一种基于无掩膜直写系统套刻曝光的定位方法
JP7093426B2 (ja) * 2018-06-19 2022-06-29 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ測定のためのセンサ装置
US11971665B2 (en) * 2019-02-21 2024-04-30 Asml Holding N.V. Wafer alignment using form birefringence of targets or product

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6297876B1 (en) * 1997-03-07 2001-10-02 Asm Lithography B.V. Lithographic projection apparatus with an alignment system for aligning substrate on mask
US20020109825A1 (en) * 2001-01-15 2002-08-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
CN1795536A (zh) * 2003-05-28 2006-06-28 株式会社尼康 位置信息测量方法及装置、和曝光方法及装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786166A (en) * 1987-06-01 1988-11-22 Hewlett-Packard Company Determination of focal plane for a scanning projection aligner
JPH01269002A (ja) 1988-04-21 1989-10-26 Mitsutoyo Corp ２次元変位検出装置
JPH02184704A (ja) 1989-01-11 1990-07-19 Nec Corp 測長装置
JP2600888B2 (ja) 1989-03-03 1997-04-16 キヤノン株式会社 エンコーダ
JP3106499B2 (ja) 1990-11-30 2000-11-06 株式会社ニコン 露光装置
JPH06260389A (ja) 1993-03-05 1994-09-16 Nikon Corp アライメント装置
US6153886A (en) * 1993-02-19 2000-11-28 Nikon Corporation Alignment apparatus in projection exposure apparatus
JPH09189574A (ja) * 1996-01-10 1997-07-22 Canon Inc 光学式リニアエンコーダ、及びこれを用いた電子装置、記録装置
JP2000299276A (ja) 1999-04-15 2000-10-24 Nikon Corp 露光装置
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
JP2002014005A (ja) 2000-04-25 2002-01-18 Nikon Corp 空間像計測方法、結像特性計測方法、空間像計測装置及び露光装置
JP2002038536A (ja) 2000-07-27 2002-02-06 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械のカットオフ制御装置
JP4713019B2 (ja) 2001-06-13 2011-06-29 株式会社ミツトヨ 格子干渉型変位検出装置
TW594431B (en) * 2002-03-01 2004-06-21 Asml Netherlands Bv Calibration methods, calibration substrates, lithographic apparatus and device manufacturing methods
JP2004038536A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Ricoh Co Ltd 光学素子の測定方法
CN1497355A (zh) * 2002-10-18 2004-05-19 Asml荷兰有限公司 确定杂散辐射的方法，光刻投影设备
TWI230837B (en) * 2002-12-16 2005-04-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus with alignment subsystem, device manufacturing method using alignment, and alignment structure
JP4292569B2 (ja) 2002-12-18 2009-07-08 株式会社安川電機 光学式エンコーダ
JP2005147828A (ja) 2003-11-14 2005-06-09 Mitsutoyo Corp 変位検出装置
US7310130B2 (en) * 2004-10-05 2007-12-18 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and position measuring method
KR20070035531A (ko) * 2004-11-29 2007-03-30 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 모아레 패턴 생성 장치 및 기판의 위치를 측정하는 방법
KR100691150B1 (ko) 2005-02-04 2007-03-09 삼성전기주식회사 진동 엑츄에이터
US7501215B2 (en) * 2005-06-28 2009-03-10 Asml Netherlands B.V. Device manufacturing method and a calibration substrate
JP2007178281A (ja) 2005-12-28 2007-07-12 Sendai Nikon:Kk チルトセンサ及びエンコーダ
CN101356623B (zh) * 2006-01-19 2012-05-09 株式会社尼康 移动体驱动方法及移动体驱动系统、图案形成方法及图案形成装置、曝光方法及曝光装置、以及元件制造方法
JP2007266091A (ja) 2006-03-27 2007-10-11 Nikon Corp 空間像センサのスリット板、空間像センサおよび露光装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6297876B1 (en) * 1997-03-07 2001-10-02 Asm Lithography B.V. Lithographic projection apparatus with an alignment system for aligning substrate on mask
US20020109825A1 (en) * 2001-01-15 2002-08-15 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
CN1795536A (zh) * 2003-05-28 2006-06-28 株式会社尼康 位置信息测量方法及装置、和曝光方法及装置

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Publication number Publication date
US20090115987A1 (en) 2009-05-07
CN101424513A (zh) 2009-05-06
US8319940B2 (en) 2012-11-27
KR20090045126A (ko) 2009-05-07
NL1036080A1 (nl) 2009-05-07
CN101424513B (zh) 2012-03-28
TW200928610A (en) 2009-07-01
JP2009156862A (ja) 2009-07-16
KR101022395B1 (ko) 2011-03-15

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