TWI728383B - 基板處理裝置 - Google Patents
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Abstract
若依據其中一個實施形態,則實施形態之對位記號,係第1圖案為包含第1部分以及第2部分,第2圖案為包含第3部分以及第4部分,第1部分以及第3部分,係使一部分相互重疊,第2部分以及第4部分,係使一部分相互重疊,第1部分以及第3部分之構造周期,係於1.2倍以內而為相等,第2部分以及第4部分之構造周期,係為相等,並且係為第1部分以及第3部分之構造周期中的較小者之構造周期之2倍以上,身為第1部分以及第3部分之遮光部與透光部之間之比的能率比,係為1:1,第2部分之能率比,係為D:2,D係為2以上之整數。
Description
本發明之實施形態,係有關於對位記號、壓印方法、半導體裝置之製造方法、以及對位裝置。
[關連申請案之引用]
本申請,係以於2019年3月19日所申請之日本特願2019-050733號的優先權之利益作為基礎,並且謀求其之利益,而將其之內容全體藉由引用而包含於本發明中。
作為在半導體裝置之製造工程中而形成微細之圖案之方法,係進行有壓印處理、近接曝光處理、或者是近接場光微影處理等。
在此種處理中,係進行有使模版或標線(Reticle)等之原版和被加工材之間而作對位之處理。對位處理,例如係使用被設置在原版和被加工材之各者處的對位記號來進行之。
於在原版和被加工材處而設置對位記號時,對位記號之配置的自由度係為低,而會有在配置對位記號之區域中產生無謂浪費之區域的情形。
本發明之實施形態,係提供一種將配置之自由度提高並能夠對配置面積作抑制的對位記號、壓印方法、半導體裝置之製造方法、以及對位裝置。
實施形態之對位記號,係具備有第1圖案和第2圖案之組,並使其中一者被設置在將微細圖案轉印至基板上之阻劑處之原版的被形成有前述微細圖案之面處,並且使另外一者被設置在前述基板之被轉印前述微細圖案之面處,其特徵為:當在前述原版之前述面以及前述基板之前述面處而設定了共通之XY座標時,在以使前述第1圖案以及前述第2圖案之朝向相對於前述XY座標而為一致的方式來使前述原版和前述基板平行地相對向的情況時,前述第1圖案,係包含第1部分以及第2部分,前述第2圖案,係包含第3部分以及第4部分,前述第1部分以及前述第3部分,係使一部分相互重疊,前述第2部分以及前述第4部分,係使一部分相互重疊,前述第1部分以及前述第3部分之構造周期,係於1.2倍以內而為相等,前述第2部分以及前述第4部分之構造周期,係為相等,並且係為前述第1部分以及前述第3部分之構造周期中的較小者之構造周期之2倍以上,身為前述第1部分以及前述第3部分之遮光部與透光部之間之比的能率比,係為1:1,前述第2部分之能率比,係為D:2,D係為2以上之整數。
若依據上述之構成,則係能夠提供一種將配置之自由度提高並能夠對配置面積作抑制的對位記號、壓印方法、半導體裝置之製造方法、以及對位裝置。
以下,參考圖面,對本發明作詳細說明。另外,本發明係並不被下述之實施形態所限定。又,在下述實施形態中之構成要素中,係包含有當業者能夠容易地推測到者以及實質性為相同者。
[實施形態1]
使用圖1~圖13,針對實施形態1作說明。實施形態1之對位記號,例如,係在壓印處理時被作使用。首先,於下,針對進行壓印處理之壓印裝置以及該壓印裝置之動作等作說明。
(壓印裝置之構成例)
圖1,係為對於實施形態1的壓印裝置1之構成例作展示之圖。如同圖1中所示一般,壓印裝置1,係具備有模版平台81、載置台82、基準記號85、作為對位部之對位感測器86、液滴下裝置87、平台基體88、光源89、以及控制部90。在壓印裝置1處,係被裝入有作為對於晶圓20上之作為被轉印膜之阻劑而將微細圖案作轉印的原版(Original)之模版10。
載置台82,係具備有晶圓夾具84以及本體83。晶圓夾具84,係將作為半導體基板之晶圓20固定在本體83上之特定位置處。在載置台82上,係被設置有基準記號85。基準記號85,係被使用於在將晶圓20裝載於載置台82上時的對位中。
載置台82,係載置晶圓20,並且在與作了載置的晶圓20相平行之平面內(水平面內)移動。載置台82,在對於晶圓20而滴下阻劑時,係使晶圓20移動至液滴下裝置87之下方側處,在進行對於晶圓20之轉印處理時,係使晶圓20移動至模版10之下方側處。
平台基體88,係藉由模版平台81而支持模版10,並且藉由於上下方向(鉛直方向)作移動,來將模版10之微細圖案推壓附著於晶圓20上之阻劑處。
在平台基體88上,係被設置有對位感測器86。對位感測器86,係身為基於被設置在晶圓20以及模版10處之對位記號來進行晶圓20之位置檢測和模版10之位置檢測的感測器。
液滴下裝置87,係身為藉由噴墨方式來在晶圓20上滴下阻劑之裝置。液滴下裝置87所具備的噴墨頭,係具備有噴出阻劑之液滴的複數之微細孔,並將阻劑之液滴滴下至晶圓20上。另外,在實施形態1之壓印裝置1中,雖係以滴下阻劑的方式而被構成,但是,係亦可藉由旋轉塗布法,來在晶圓20上之全面而塗布阻劑。
光源89,例如係為照射紫外線之裝置,並被設置在平台基體88之上方。光源89,係在使模版10被推壓附著於阻劑處的狀態下,從模版10上而照射光。
控制部90,係對於模版平台81、載置台82、基準記號85、對位感測器86、液滴下裝置87、平台基體88以及光源89作控制。
另外,係至少藉由模版平台81、載置台82、對位感測器86以及控制部90,而構成實施形態1之對位裝置。
(半導體裝置之製造工程)
接著,使用圖2,針對包含有使用了實施形態1之壓印裝置1的壓印處理之半導體裝置之製造工程之例作說明。圖2,係為對於實施形態1的半導體裝置之製造工程之處理程序的其中一例作展示之流程圖。
如同圖2(a)中所示一般,在晶圓20上形成被加工膜21,並將阻劑22滴下至被加工膜21上。
具體而言,係將被形成有被加工膜21之晶圓20載置在載置台82上。之後,使載置台82移動至液滴下裝置87之下方,並從液滴下裝置87來將阻劑22之液滴滴下至被加工膜21上。另外,如同上述一般,係亦可藉由旋轉塗布法,來在晶圓20上之全面塗布阻劑22。之後,使載置台82移動至模版10之下方。
接著,如同圖2(b)中所示一般,使模版平台81移動至下方,並一面藉由對位感測器86來進行對位,一面將模版10之微細圖案推壓附著於阻劑22處。接著,在將模版10作了推壓附著的狀態下,從壓印裝置1之光源89來對於阻劑22照射光,並使阻劑22硬化。
於此,由對位感測器86所致之對位,例如,係以身為粗略對位之粗檢測和精密之對位的2個階段來進行。在模版10和晶圓20處,係預先被形成有在粗略檢測中所使用之粗略檢測記號和在精密之對位中所使用之對位記號。粗略檢測,係在使模版10和晶圓20作接觸之前,藉由對於模版10和晶圓20之間之粗略檢測記號之位置作調整,來高速且非破壞性地進行。但是,由於粗略檢測記號間之距離係為遠,因此位置精確度係為粗略。精密之對位,係在使模版10和晶圓20相互近接或者是作了接觸的狀態下,使用模版10和晶圓20之間之對位記號來進行。
接著,如同圖2(c)中所示一般,使模版10離模。藉由此,在晶圓20之被加工膜21上,係被形成有使微細圖案被作了轉印的阻劑圖案22p。
接著,如同圖2(d)中所示一般,將被轉印有微細圖案之阻劑圖案22p作為遮罩來對於被加工膜21進行加工。藉由此,被加工膜圖案21p係被形成。
接著,如同圖2(e)中所示一般,將阻劑圖案22p藉由灰化等來作剝離,並得到被形成於晶圓20上之被加工膜圖案21p。
之後,反覆進行上述一般之工程,而在晶圓20上逐漸形成複數之被加工膜圖案,藉由此,來製造出半導體裝置。
(模版以及晶圓之構成例)
接著,使用圖3以及圖4,針對實施形態1之模版10以及晶圓20之構成例作說明。
圖3(a),係為對於實施形態1的模版10之構造的其中一例作展示之平面圖,(b),係為(a)之A-A'線剖面圖。實施形態1之模版10,係藉由水晶或玻璃等之透明之構件所構成。
如同圖3中所示一般,模版10,例如係具備有矩形狀之模版基板11。在模版基板11之表面處,係被設置有平台(mesa)部12,於背面係被設置有魚眼座13。
平台部12,係被配置在模版基板11之中央部處,並例如具備有矩形狀。平台部12,例如係具備被形成有奈米尺度尺寸之微細圖案之圖案區域12p。微細圖案,除了圖2中所示之被配置有複數之溝的圖案以外,亦可身為被配置有複數之點的圖案或者是其他的微細圖案。圖案區域12p之外周部,係成為被形成有粗略檢測記號以及對位記號等之記號區域12m。
圖4,係為對於實施形態1的晶圓20之擊射區域20s之構成的其中一例作展示之部分平面圖。擊射區域20s,係為藉由1次的壓印(模版10之壓印)而被作圖案化的區域。若是對於晶圓20之壓印處理結束,則在晶圓20上係成為被形成有複數之擊射區域20s。
擊射區域20s,係包含圖案區域20p和刻幅區域20k。圖案區域20p,係為藉由使模版10被壓印在晶圓20上之阻劑處而使模版10上之圖案區域12p之微細圖案被轉印至阻劑上的區域。刻幅區域20k,係相當於位置在圖案區域20p之外周部處並與模版10之記號區域12m相重疊之區域。在刻幅區域20k處,係於與模版10上之粗略檢測記號以及對位記號相重疊的位置處,預先被形成有粗略檢測記號以及對位記號等。
(對位記號之概要)
接著,使用圖5以及圖6,針對實施形態1之模版10以及晶圓20之對位記號之構成例作說明。
在壓印處理中所要求的位置精確度,係為奈米尺度,相對於此,在由波長為數百nm之光學系所致之單純的對位中係存在有極限。因此,在實施形態1之對位記號中,係使用有對於由干涉波紋像所致之擴大效果有所利用的高精確度之對位技術。亦即是,藉由使用干涉波紋像,係能夠將位置偏移作擴大投影,而成為能夠進行高精確度之對位。此種干涉波紋像,例如,係能夠藉由使模版10以及晶圓20之對位記號的各者具有周期構造,並使各別之周期間隔有些許之相異,來產生之。
圖5,係為對於實施形態1的模版10以及晶圓20之對位記號15、25之構成例作展示之示意圖。在圖5中,係將被加工膜12省略。
如同圖5中所示一般,被設置在模版10處之對位記號15、和被設置在晶圓20處之對位記號25,例如係相對於共通之周期方向而具有相異之周期。藉由將此些之對位記號15、25重疊,係被形成有產生干涉波紋像之干涉波紋記號35。
具體而言,干涉波紋像,係藉由在暗視野系中射入斜射入光,並將模版10和晶圓20之相互重疊的對位記號作為干涉波紋記號35來作觀察,而作為顯微鏡畫像來觀測到。干涉波紋記號35,較理想,係身為高擴大率、高對比度、高S/N比。藉由在暗視野系下的觀測,係成為能夠高對比度化,又,藉由將背景光之影響降低,係能夠得到高S/N比。
使干涉波紋記號35所產生的干涉波紋像之周期方向,例如係與對位記號15、25之周期方向相等。藉由沿著干涉波紋像之周期方向來觀測干涉波紋像,係能夠檢測出模版10與晶圓20之間之在特定方向上的位置偏移量(位移量)。干涉波紋記號35,較理想,係以能夠檢測出複數方向之位移量的方式,來針對複數方向(例如X方向以及Y方向)而分別作設置。
圖6,係為對於實施形態1的干涉波紋記號35X、35Y之配置之其中一例作展示之示意圖。干涉波紋記號35X、35Y,例如,係分別具備有略矩形之形狀,並相互被平行作配置。
干涉波紋記號35X,係干涉波紋像之周期方向為X方向,且能夠進行位移之檢測的方向係為X方向。亦即是,干涉波紋記號35X,係構成為能夠檢測出模版10與晶圓20之間之在X方向上的位移量。
干涉波紋記號35Y,係干涉波紋像之周期方向為X方向,且能夠進行位移之檢測的方向係為Y方向。亦即是,干涉波紋記號35Y,係構成為能夠檢測出模版10與晶圓20之間之在Y方向上的位移量。
另外,在實施形態1中,係會有將身為對位記號之各者之構成要素的X記號15X、25X、Y記號15Y、25Y、使X記號15X、25X被作了組合的干涉波紋記號35X、使Y記號15Y、25Y被作了組合的干涉波紋記號35Y、X記號15X與Y記號15Y之間之組合、X記號25X與Y記號25Y之間之組合等,均稱作對位記號的情形。又,係亦會有將在此些之中更進而包含有粗略檢測記號者,稱作對位記號的情形。
於此,使用圖7,針對在後續之說明中所使用的假想性之面S作說明。
如同圖7中所示一般,將模版10和晶圓20以相互成為平行的方式來作對向配置。又,在被設置有對位記號15之模版10之平台部12之面15s上,例如係被設定有以圖案區域12p作為基準之XY座標。又,在被設置有對位記號25之晶圓20之面25s上,例如係被設定有以圖案區域20p作為基準之XY座標。此時,係構成為使相互對向之模版10之X方向以及Y方向和晶圓20之X方向以及Y方向相互一致。亦即是,模版10和晶圓20之間之對位記號15、25之朝向,係相對於XY座標而相互一致。
在將模版10和晶圓20如同上述一般地來作了配置時,模版10之平台部12之面15s以及晶圓20之面25s,係具備有共通之法線。在該共通之法線方向上,設定與面15s、25s相平行之假想性之面S。之後,模版10和晶圓20之X記號15X、25X以及Y記號15Y、25Y還有將此些作了組合的干涉波紋記號35X、35Y之說明,係基於將該些投影在此假想性之面S上的圖形(圖案)來進行之。
(X記號之構成例)
接著,使用圖8以及圖9,針對實施形態1之X記號15X、25X之構成例作說明。
圖8,係為對於構成實施形態1的干涉波紋記號35X之模版10與晶圓20之間之X記號15X、25X之構成的其中一例作展示之示意圖。圖8之(a),係為被設置在模版10處之X記號15X,(b),係為被設置在晶圓20處之X記號25X。
在圖8中,P(X)x,t,係為X記號15X之在X方向上的周期間隔,P(X)x,w,係為X記號25X之在X方向上之周期間隔,P(X)y,w,係為X記號25X之在Y方向上之周期間隔。又,向量V(X)t,g,係代表X記號15X之在X方向上的周期間隔以及周期方向。又,向量V(X)w,g,係代表X記號25X之在X方向上之周期間隔以及周期方向,向量V(X)w,e,係代表X記號25X之在Y方向上之周期間隔以及延伸方向。
如同圖8中所示一般,X記號15X,例如係具備有條帶狀之1維周期構造。該1維周期構造,係身為使多數之平行細縫在X方向上以等間隔來作了配列的繞射格子圖案。亦即是,X記號15X係在X方向上具有周期構造。又,X記號15X係在Y方向上延伸。但是,X記號15X之長邊方向,係為與延伸方向相正交之X方向。
X記號25X,例如係具備有交錯格子(棋盤模樣)狀之2維周期構造。該2維周期構造,係身為使多數之平行細縫在X方向以及Y方向上以等間隔來作了配列的格子圖案。亦即是,X記號25X係在X方向以及Y方向上具有周期構造。又,X記號25X係在Y方向上延伸。但是,X記號25X之長邊方向,係為與延伸方向相正交之X方向。
X記號15X、25X之在X方向上之周期,係些微相異。因此,藉由將2個的X記號15X、25X重疊,上述之干涉波紋記號35X係被形成。
圖9,係為對於藉由實施形態1的干涉波紋記號35X所產生之干涉波紋像之其中一例作展示之示意圖。由於2個的X記號15X、25X係在X方向上具有相異之周期,因此,在X座標每作了平均周期間隔P(X)x,ave之2倍之量的變化時,在X方向上圖案係會作向量V(X)t,g與V(X)w,g之間之差分|ΔVg|之量的偏移。
平均周期間隔P(X)x,ave=(P(X)x,t+P(X)x,w)/2
向量差ΔVg=V(X)t,g-V(X)w,g
亦即是,在2個的X記號15X、25X處,係於X方向上,產生有圖案為相互重疊之部分和並未相互重疊之部分。
在圖案為相互重疊之部分處,係在X方向以及Y方向產生略全部次數之高次繞射光,此些係進入至觀測視野中並成為亮部。換言之,係以使在顯微鏡中之照明光的1次繞射光或高次繞射光會進入至觀測開口中的方式,來設定周期間隔P(X)x,t和周期間隔P(X)x,w。
另一方面,在圖案並未相互重疊之部分處,X方向之繞射次數和Y方向之繞射次數之和為成為偶數的繞射光係被大幅度作抑制,繞射光係成為難以進入至觀測視野中,而成為暗部。
如此這般,藉由在X方向上產生有圖案之偏移一事,如同圖9(a)中所示一般,係得到在X方向上而亮部和暗部周期性地出現之干涉波紋像。於此,若是將X記號15X、25X之其中一者在X方向上作些微之偏移,則如同圖9(b)中所示一般,亮部與暗部之位置係在X方向上而偏移。此時,相位係以較X記號15X、25X之實際之相對位置之位移量而更大之周期來位移。亦即是,X方向之位移量,係藉由在X方向上而具有周期性之干涉波紋像,而被作擴大並被檢測出來(參考圖6)。藉由此種由干涉波紋像所致之位移量之擴大效果,係能夠將X記號15X、25X之實際的位移量擴大並作掌握,而能夠以良好精確度來進行由X記號15X、25X所致之對位。
(Y記號之構成例)
接著,使用圖10,針對實施形態1之Y記號15Y、25Y之構成例作說明。圖10,係為對於構成實施形態1的干涉波紋記號35Y之模版10與晶圓20之間之Y記號15Y、25Y之構成的其中一例作展示之示意圖。圖10之(a),係為被設置在模版10處之Y記號15Y,(b),係為被設置在晶圓20處之Y記號25Y。
在圖10中,P(Y)x,w,係為Y記號25Y之在X方向上的周期間隔,P(Y)y,w,係為Y記號25Y之在Y方向上之周期間隔。又,向量V(Y)w,g,係代表Y記號25Y之在Y方向上之周期間隔以及周期方向,向量V(Y)w,e,係代表Y記號25Y之在X方向上之周期間隔以及延伸方向。
又,由於Y記號15Y在X方向上係並不具備有周期性,因此,Y記號15Y之X方向之周期間隔P(Y)x,t,係以會成為與Y記號25Y之周期間隔P(Y)x,w相同之周期間隔的方式而被作定義。P(Y)y,t,係為Y記號15Y之在Y方向上的周期間隔。又,向量V(Y)t,g,係代表Y記號15Y之在Y方向上之周期間隔(P(Y)x,t)以及周期方向,向量V(Y)t,e,係代表Y記號15Y之在X方向上之周期間隔以及延伸方向。
如同圖10中所示一般,Y記號15Y,例如係具備有條帶狀等之1維周期構造。該1維周期構造,係身為使多數之平行細縫在Y方向上以等間隔來作了配列的繞射格子圖案。亦即是,Y記號15Y係在Y方向上具有周期構造。又,Y記號15Y係在X方向上延伸。又,Y記號15Y之長邊方向,係與延伸方向相同,而為X方向。
Y記號25Y,例如係具備有交錯格子狀之2維周期構造。該2維周期構造,係身為使多數之平行細縫在X方向以及Y方向上以等間隔來作了配列的格子圖案。亦即是,Y記號25Y係在X方向以及Y方向上具有周期構造。又,Y記號25Y係概略在X方向上延伸,但是,其之延伸方向係並非為與X方向完全一致,而是些許地斜交。亦即是,Y記號25Y,係在Y方向上亦具備有些許的延伸成分。另外,Y記號25Y之長邊方向,係為X方向。
若是將以上之內容作概略表現,則可以說係為V(Y)t,g⊥V(Y)t,e,而並非為V(Y)w,g⊥V(Y)w,e。
進而,Y記號15Y之向量V(Y)t,g和Y記號25Y之向量V(Y)w,g,係在方向以及大小上為相等。亦即是,Y記號15Y之Y方向之周期間隔P(Y)y,t、和Y記號25Y之Y方向之周期間隔P(Y)y,w,係為相等。又,Y記號15Y之向量V(Y)t,e、和Y記號25Y之向量V(Y)w,e,由於其中一方之Y記號15Y係在X方向上並不具備有周期性,因此,其之周期間隔P(Y)x,t,係以會成為與Y記號25Y之X方向之周期間隔P(Y)x,w相等的方式而被作定義。
周期間隔P(Y)x,t=P(Y)x,w=P(Y)x
周期間隔P(Y)y,t=P(Y)y,w=P(Y)y
又,Y記號15Y之向量V(Y)t,e、和Y記號25Y之向量V(Y)w,e,係相互相交,亦即是,外積係並非為零,其之向量差,在定義上,係絕對與Y方向成為平行。
向量差ΔVe=V(Y)t,e-V(Y)w,e
=ΔVt+ΔVw
藉由將Y記號15Y、25Y分別如同上述一般地來構成,在使Y記號15Y、25Y被作了組合的干涉波紋記號35Y中,當X座標每作周期間隔P(Y)x之量之變化時,圖案係在Y方向上作|ΔVe|之量之偏移。亦即是,在Y方向上,係產生有圖案為相互重疊之部分和並未相互重疊之部分。
在圖案為相互重疊之部分處,係在X方向以及Y方向產生略全部次數之高次繞射光,此些係進入至觀測視野中並成為亮部。換言之,係以使在顯微鏡中之照明光的1次繞射光或高次繞射光會進入至觀測開口中的方式,來設定周期間隔P(Y)x。
另一方面,在圖案並未相互重疊之部分處,X方向之繞射次數和Y方向之繞射次數之和為成為偶數的繞射光係被大幅度作抑制,繞射光係成為難以進入至觀測視野中,而成為暗部。
如此這般,藉由在Y方向上產生有圖案之偏移一事,係得到在X方向上而亮部和暗部周期性地出現之干涉波紋像。亦即是,Y方向之位移量,係藉由在X方向上而具有周期性之干涉波紋像,而被檢測出來(參考圖6)。
(對位處理之例)
接著,使用圖11,針對實施形態1之使用有X記號15X、25X以及Y記號15Y、25Y之對位處理之例作說明。圖11,係為對於使用有實施形態1的X記號15X、25X之位置檢測處理之處理程序的其中一例作展示之流程圖。以下,雖係針對使用有X記號15X、25X之對位處理作說明,但是,在使用有Y記號15Y、25Y的情況時,亦係能夠藉由相同的處理程序來進行對位處理。
如同圖11中所示一般,取得X記號15X、25X之畫像(步驟S101),並抽出干涉波紋訊號(步驟S102)。根據所抽出的干涉波紋訊號,來計算干涉波紋條之位移量X,並根據該位移量X,來計算出晶圓與模版之間之位移量,並且判定位移量是否滿足目標值(步驟S103)。
在並未滿足目標值的情況時(步驟S103,No),係對於晶圓平台(圖1之載置台82)賦予反饋而對於晶圓平台位置作修正(步驟S104),並反覆進行從步驟S101起之處理。
當滿足目標值的情況時(步驟S103,Yes),係結束處理。
藉由以上處理,實施形態1的使用有X記號15X、25X之對位處理係結束。
(比較例)
接著,使用圖12,針對比較例1之對位記號作說明。比較例1之對位記號,例如,係由被設置在模版處之X記號和Y記號以及被設置在晶圓處之X記號和Y記號所構成。
模版之X記號,係具備有於X方向上具有周期性之條帶狀之1維周期構造。晶圓之X記號,係具備有於X方向以及Y方向上具有周期性之交錯格子狀之2維周期構造。模版與晶圓之X記號,係以使在X方向上之周期間隔會些微相異的方式而被構成。
如同圖12中所示一般,藉由此種模版與晶圓間之X記號之組合,係可得到能夠檢測出在X方向上之位移量的干涉波紋記號35X'。干涉波紋記號35X',係干涉波紋像之周期方向為X方向,且能夠進行位移之檢測的方向係為X方向。
模版與晶圓之Y記號,係為使模版與晶圓之X記號作了90°旋轉者。亦即是,模版之Y記號,係具備有於Y方向上具有周期性之條帶狀之1維周期構造。晶圓之Y記號,係具備有於X方向以及Y方向上具有周期性之交錯格子狀之2維周期構造。模版與晶圓之Y記號,係以使在Y方向上之周期間隔會些微相異的方式而被構成。
如同圖12中所示一般,藉由此種模版與晶圓間之Y記號之組合,係可得到能夠檢測出在Y方向上之位移量的干涉波紋記號35Y'。干涉波紋記號35Y',係干涉波紋像之周期方向為Y方向,且能夠進行位移之檢測的方向係為Y方向。
此種干涉波紋記號35X'、35Y',係僅為配置在相互正交之方向上,而會產生有無謂浪費之區域(deadspace)。然而,若是使其他之構成混合存在於此一空閒之無謂浪費之區域中,則干涉波紋記號35X'、35Y'之辨識係會變得困難,而並不理想。
在實施形態1之干涉波紋記號35X、35Y中,不論是X方向之位移量或是Y方向之位移量的何者,均能夠藉由在X方向上而具有周期性之干涉波紋像而檢測出來。故而,係能夠將干涉波紋記號35X、35Y相互平行地作配置,而能夠盡量減少無謂浪費之區域。
藉由此,係能夠將對位記號之區劃面積相較於比較例1而更為縮小。故而,係能夠例如配置在對於配置比較例1之對位記號而言面積為有所不足的剩餘空間中等,而能夠對晶片有效地作利用。
又,由於係能夠將干涉波紋記號35X、35Y例如平行地作配置,因此係能夠將對位記號之配置的自由度提高。
(變形例)
在上述之實施形態1中,雖係構成為將干涉波紋記號35X、35Y等適用於壓印處理時之模版以及晶圓處,但是,係並不被限定於此。係亦可將實施形態1之干涉波紋記號例如適用在近接曝光處理或者是近接場光微影處理等之中。作為其中一例,使用圖13,針對適用有實施形態1之干涉波紋記號的情況時之近接曝光裝置2作說明。
如同圖13中所示一般,近接曝光裝置2,係具備有標線平台102、和標線平台驅動控制裝置103、和曝光光產生裝置104、和位置檢測照明光學系105、和位置檢測受光光學系106、和訊號演算處理系107、和晶圓平台驅動控制裝置108、和檢測光測長器109、以及晶圓平台111。此些之各部,係藉由控制部190來作控制。在近接曝光裝置2處,係被裝入有作為對於晶圓120上之阻劑而將微細圖案作轉印的原版(Original)之標線(或者是遮罩,以下,係作為標線來作說明)110。
標線110,係藉由標線平台102而被設置在特定之位置處。晶圓120,係藉由晶圓平台111而被作保持。以使此些之間隙和平行度會成為所期望之值的方式,來保持標線110以及晶圓120。
在標線110處,係被設置有微細圖案和對位記號115。在晶圓120處,係被設置有對位記號125。在對位記號115、125處,係被適用有上述之實施形態1之構成。
標線110之對位記號115和晶圓120之對位記號125,係被藉由位置檢測照明光學系105所產生的檢測光而照明。若是將標線110和晶圓120之對位記號115、125調整至會於上下而重疊之位置處,則干涉波紋記號135係被形成。之後,從干涉波紋記號135之干涉波紋像而來之檢測光係被導引至位置檢測受光光學系106處。
被導引至位置檢測受光光學系106處之檢測光,係被送至訊號演算處理系107處,對位記號115、125之位置係被算出。訊號演算處理系107,係具備有進行用以判定正確的對位記號115、125之位置的演算處理,並對於所檢測出的對位記號115、125之位置的相對位置偏移、干涉波紋像之相位、訊號強度、S/N比作比較處理之功能。
又,訊號演算處理系107,係進行與標線平台驅動控制裝置103、晶圓平台驅動控制裝置108之間之訊號傳導,並下達各平台102、111之驅動控制之指令。又,訊號演算處理系107,係將藉由檢測光測長器109所檢測出的平台位置座標資訊作共有。藉由此,標線110和晶圓120之間之位置係被作對位,標線110上之微細圖案係以特定之位置精確度而被曝光至晶圓120處。從曝光光產生裝置104而來之曝光光,係通過標線110而被照射至晶圓120處。
另外,係至少藉由位置檢測照明光學系105、位置檢測受光光學系106、訊號演算處理系107,而構成對位部,並至少藉由標線平台102、標線平台驅動控制裝置103、位置檢測照明光學系105、位置檢測受光光學系106、訊號演算處理系107、晶圓平台驅動控制裝置108、檢測光測長器109、晶圓平台111以及控制部190,而構成變形例之對位裝置。
(其他變形例)
在上述之實施形態以及變形例中,雖係針對例如使模版和晶圓之Y記號的至少其中一者作斜交並且X記號以及X記號均為在X方向上展現有位移的對位記號,來作了說明,但是,係並不被限定於此。作為X記號,係亦可使用將實施形態1之Y記號15Y、25Y作了90°旋轉者。於此情況,作為Y記號,係亦可使用將實施形態之X記號15X、25X作了90°旋轉者。藉由此,係能夠構成X記號以及X記號均為在Y方向上展現有位移的對位記號。
在上述之實施形態以及變形例中,例如係將模版之X記號以及Y記號設為條帶狀,並將晶圓之X記號以及Y記號設為格子狀,但是,係並不被限定於此。例如,係亦可將模版之X記號以及Y記號設為格子狀,並將晶圓之X記號以及Y記號設為條帶狀。或者是,係亦可將模版和晶圓之X記號以及Y記號均設為格子狀。但是,較理想,顯微鏡之光源側係為條帶狀,與光源相反側係為格子狀。此係因為,模版與晶圓中之位置於光源側處者,係更容易產生散射光等之雜訊之故。藉由將對位記號設為更加單純之圖案,係能夠將此雜訊降低。
[實施形態2]
使用圖14~圖23,針對實施形態2作說明。關於實施形態2之對位記號,係亦以被使用於壓印處理時的情況作為例子。
在上述之實施形態1中,例如係針對在X方向上作大幅度延伸並在Y方向上被作了壓縮的對位記號來作了說明。藉由此,係成為能夠將對位記號之配置之自由度提高,並成為能夠對配置面積作抑制。
另一方面,使用有藉由周期構造所產生的干涉波紋像之上述一般之對位記號,作為起因於其之周期構造所導致的課題,係無法將某種程度之一定以上之位移量正確地檢測出來。
例如,將干涉波紋記號之周期構造的特徵周期、亦即是構造周期設為P,並將在干涉波紋像中之位移量之擴大率設為M,並將在位置檢測中所必要的干涉波紋條之數量設為N,並且將位移量、亦即是位置偏移量設為δx。干涉波紋記號,係在每作1/4P之偏移時,亮部和暗部會相互交換。在設為當在晶圓和模版之間並未產生有位移的狀態會於干涉波紋記號中作為亮部而表現的情況時,在干涉波紋記號中之暗部係代表產生有±1/4P之其中一者的偏移量。又,當位移量為±1/2P的情況時,係作為亮部而出現,而無法與並未產生有位移的狀態相互區分。在本說明書中,係將此種狀態稱作周期偏移。
若是發生周期偏移,則係無法檢測出正確的位移量。故而,若是將能夠確實地進行檢測之範圍作為可檢測範圍,則位移量為δx<±1/4P之範圍係成為可檢測範圍。在使用干涉波紋記號來進行對位時,係有必要以使位移量會成為上述範圍的方式,來預先以特定之精確度而進行對位(粗略檢測)。當作為由干涉波紋記號所進行之對位的前置階段而進行之由粗略檢測記號所致之對位公差係為σ的情況時,若是並未以會成為1/4P>3σ、亦即是並未以會成為P>12σ之程度的方式來設計干涉波紋記號,則在對位中發生問題的可能性係會變高。
又,若是將此時之干涉波紋記號之波紋條方向之尺寸設為L,則係為L>1/2N・M・P。故而,L>6N・M・σ係成為干涉波紋記號之小型化的下限。假設若是設為3σ係為500nm,則係必須要成為P>2μm,又,假設若是為了得到充分的精確度係有必要設為干涉波紋條之根數N=3、擴大倍率M=20,則係成為L>60μm。此係身為在半導體裝置之量產中無法忽略的程度之大小,要如何在維持對位記號之精確度的狀態下而將尺寸縮小一事係成為課題。
在實施形態2中,係針對藉由對於干涉波紋記號附加檢測出周期偏移之方向的構成來將構造周期之下限紓緩至P>6σ、或者是此以下,而成為能夠更進一步地小型化之對位記號作說明。
(對位記號之概要)
使用圖14,針對實施形態2之對位記號16作說明。圖14,係為對於實施形態2的對位記號16之構成例作展示之示意圖。
如同圖14中所示一般,對位記號16,係具備有干涉波紋部16m和檢測部16p。干涉波紋部16m,係具備有沿襲於上述之實施形態1之手法的對位記號15a之構成,並為使干涉波紋像產生之部位。檢測部16p,係為能夠檢測出在干涉波紋部16m處所產生的周期偏移之部位。在干涉波紋部16m和檢測部16p之間,係被配置有邊界部16mp。
藉由對於1個的干涉波紋部16m而以將此干涉波紋部16m例如從X方向兩側來作包夾的方式而配置2個的檢測部16p,係能夠對於對位記號16全體之尺寸之增大作抑制,並且周期偏移方向之訊號處理係變得容易。又,檢測部16p之朝向,較理想,係並非為檢測部16p所檢測出的位移方向,而是干涉波紋部16m所產生的干涉波紋條之因應於位移所移動的方向。藉由此,係能夠將對位記號16之全體之尺寸的增大更進一步作抑制。
藉由具備有附隨於干涉波紋部16m之檢測部16p,對位記號16,係能夠較對位記號15a而更小地來構成之。對位記號15a之寬幅L',例如係表現為L'=W'M
,相對於此,若是將對位記號16之干涉波紋部16m之寬幅(干涉波紋條所移動的方向之尺寸)設為WM
,並將檢測部16p之寬幅設為WP
,則對位記號16之寬幅L係能夠表現為L=WM
+ 2WP
。
(X記號之構成例)
接著,使用圖15以及圖16,針對X記號16X、26X之構成作說明。圖15,係為對於構成實施形態2的重疊記號之模版與晶圓之間之X記號16X、26X之構成的其中一例作展示之示意圖。
如同圖15中所示一般,模版之X記號16X和晶圓之X記號26X,係分別具備有沿襲上述之實施形態1之手法的干涉波紋部16Xm、26Xm。亦即是,在模版之X記號16X處,干涉波紋部16Xm,係由構造周期為PM,T
、能率比為略1:1之條帶狀圖案所構成。在晶圓之X記號26X處,干涉波紋部26Xm,係由構造周期為PM,W
、能率比為略1:1之格子(交錯格子)狀圖案所構成。於此,所謂能率比,係指X記號16X、26X等所具有的圖案中之觀測光會通過的透光部和觀測光不會通過的遮光部之間之比。故而,能率比,亦可以說是圖案係身為觀測光會通過的部分之開口部(窗部)之比(開口比)。又,所謂能率比係為略1:1,係包含能率比為1:1而為相同之情況、其中一方係為另外一方之1.2倍以內而為相等的情況。
於此,若是設定將被檢測出的位移之方向設為X→(向量X),並將與此相正交之方向設為Y→(向量Y)的座標系,則X記號16X之構造周期PM,T
和X記號26X之構造周期PM,W
,係方向互為相同,而絕對值並非為相等但是為相互接近之值。若是藉由數式來對此作表現,則係成為如同下述一般。
假設係將干涉波紋部16Xm,26Xm之構造周期之平均值PM
=(PM,T
+PM,W
)/2,稱作代表周期。干涉波紋條,係因應於位移量而在±X→方向上移動。
X記號16X、26X之各別之檢測部16Xp、26Xp,係在上述之干涉波紋部16Xm、26Xm之±X→方向上被作並排設置。亦即是,檢測部16Xp、26Xp係存在於 PM,T
→之延伸上。X記號16X之檢測部16Xp,係由構造周期為PP,T
、而能率比為略D:2(D≧2)之條帶狀圖案所構成。X記號26X之檢測部26Xp,係由構造周期為PP,W
、而能率比為略(D+1):1之格子狀圖案所構成。
以下,針對D=2的情況作說明。亦即是,在以下之說明中,檢測部16Xp之能率比係為2:2,檢測部26Xp之能率比係為3:1。
檢測部16Xp、26Xp之構造周期,係與干涉波紋部16Xm、26Xm相異,而互為相等,並且為干涉波紋部16Xm、26Xm之構造周期之約2倍。
為了使設計簡單化,係亦可設為PP
=2PM,T
、或者是設為PP
=2PM,W
。
檢測部26Xp,當在模版和晶圓處並未產生有位移的情況時,係具備有與檢測部16Xp之開口部相重疊的部位OP。在藉由干涉波紋部16Xm、26Xm彼此之重疊以及檢測部16Xp、26Xp彼此之重疊所形成的重疊記號中,檢測部26Xp之部位OP係具備有重要的意義。
又,在檢測部16Xp與干涉波紋部16Xm之間係存在有邊界部16Xmp,在檢測部26Xp與干涉波紋部26Xm之間係存在有邊界部26Xmp。如同後述一般,針對邊界部16Xmp、26Xmp之構成,係可考慮有各種的變化,藉由邊界部16Xmp、26Xmp之重疊所形成的圖案,係亦可被包含於上述之重疊記號中。
圖16,係為針對由實施形態2之重疊記號36X所致的周期偏移之檢測手法作說明之示意圖。
如同圖16中所示一般,藉由使干涉波紋部16Xm、26Xm重疊,重疊干涉波紋部36Xm係被形成。藉由使檢測部16Xp、26Xp重疊,重疊檢測部35Xp係被形成。重疊記號36X,係由重疊干涉波紋部36Xm以及重疊檢測部35Xp所構成,並相當於在上述之實施形態1中之干涉波紋記號35X等。在重疊記號36X中,係亦可包含有邊界部16Xmp、26Xmp之重疊圖案。
於此,在對於X記號16X、26X彼此之重疊記號36X作觀測時,晶圓上之X記號26X,係通過模版上之X記號16X而被觀測到。在相對於模版而晶圓於X方向上作了橫移的情況時,針對通過X記號16X之檢測部16Xp的開口部所觀測到的晶圓上之X記號26X之檢測部26Xp的被看到的情形作考慮。
當從檢測部16Xp之開口部所觀測到的檢測部26Xp看起來係成為格子狀時,由於該觀測係使用暗視野光學系而進行,因此檢測部16Xp之開口部看起來係為暗。此事,係代表著重疊檢測部36Xp係作為暗部而被觀測到。又,當從檢測部16Xp之開口部所觀測到的檢測部26Xp看起來係成為條帶狀時,檢測部16Xp之開口部看起來係為亮。此事,係代表著重疊檢測部36Xp係作為亮部而被觀測到。
在檢測部26Xp為窄之側、亦即是能率比3:1之"1"之側,係為檢測部16Xp之開口部之寬幅的約一半。因此,當檢測部26Xp之較窄之側與檢測部16Xp之開口部相互重疊時,從檢測部16Xp之開口部所觀測到的檢測部26Xp係成為格子狀,起因於檢測部16Xp之開口部看起來係為暗,重疊檢測部36Xp係作為暗部而被觀測到。若是檢測部26Xp之較窄之側從檢測部16Xp之開口部而脫離,則從檢測部16Xp之開口部所觀測到的檢測部26Xp係成為條帶狀,起因於檢測部16Xp之開口部看起來係為亮,重疊檢測部36Xp係作為亮部而被觀測到。
圖16(a),係對於當在模版與晶圓之間並不存在有位移的狀態下之X記號16X、26X彼此之位置關係作展示。在干涉波紋部26Xm右側之檢測部26Xp處,係以上述之檢測部26Xp為較窄之側,係鄰接於模版之檢測部16Xp所具備的遮光部之左側地而出現,在干涉波紋部26Xm左側之檢測部26Xp處,上述之檢測部26Xp之較窄之側,係鄰接於模版之檢測部16Xp所具備的遮光部之右側地而出現的方式,來構成檢測部26Xp。亦即是,此時,係以在右側以及左側處重疊檢測部36Xp均係作為暗部而被觀測到的方式,來構成之。
圖16(b),係針對相對於模版而晶圓朝向右方作了1/2PM
之量之位移的情況作展示。於此情況,在干涉波紋部26Xm右側之檢測部26Xp處,上述之檢測部26Xp為較窄之側,係被模版之檢測部16Xp所具備的遮光部而遮蔽,右側之重疊檢測部36Xp係作為亮部而被觀測到。此時,在左側之檢測部26Xp處,上述之檢測部26Xp為較窄之側,由於係僅為移動至模版之檢測部16Xp之開口部的右側,因此左側之重疊檢測部36Xp係維持為暗部。
圖16(c),係針對相對於模版而晶圓朝向左方作了1/2PM
之量之位移的情況作展示。於此情況,在干涉波紋部26Xm左側之檢測部26Xp處,上述之檢測部26Xp為較窄之側,係被模版之檢測部16Xp所具備的遮光部而遮蔽,左側之重疊檢測部36Xp係作為亮部而被觀測到。此時,在右側之檢測部26Xp處,上述之檢測部26Xp為較窄之側,由於係僅為移動至模版之檢測部16Xp之開口部的左側,因此右側之重疊檢測部36Xp係維持為暗部。
(Y記號之構成例)
接著,使用圖17,針對Y記號16Y、26Y之構成作說明。圖17,係為對於構成實施形態2的重疊記號之模版與晶圓之間之Y記號16Y、26Y之構成的其中一例作展示之示意圖。
如同圖17中所示一般,模版之Y記號16Y和晶圓之Y記號26Y,係分別具備有沿襲上述之實施形態1之手法的干涉波紋部16Ym、26Ym。亦即是,在模版之Y記號16Y處,干涉波紋部16Ym,係由構造周期為PM,T
、能率比為略1:1之條帶狀圖案所構成。在晶圓之X記號26X處,干涉波紋部26Xm,係由構造周期為PM,W
、能率比為略1:1之格子(交錯格子)狀圖案所構成。所謂能率比係為略1:1,係包含能率比為1:1而為相同之情況、其中一方係為另外一方之1.2倍以內而為相等的情況。
於此,若是設定將被檢測出的位移之方向設為Y→(向量Y),並將與此相正交之方向設為X→(向量X)的座標系,則Y記號16Y之構造周期PM,T
和Y記號26Y之構造周期PM,W
,係藉由與X記號16X、26X相異之以下之數式來作表現。
Y記號16Y、26Y之各別之檢測部16Yp、26Yp,係在上述之干涉波紋部16Ym、26Ym之±X→方向上被作並排設置。亦即是,檢測部16Yp、26Yp係存在於 PM,T
→之延伸上。Y記號16Y之檢測部16Yp,係由構造周期為PP,T
、而能率比為略2:2之條帶狀圖案所構成。Y記號26Y之檢測部26Yp,係由構造周期為PP,W
、而能率比為略3:1之格子狀圖案所構成。
檢測部16Yp、26Yp之構造周期,係與干涉波紋部16Ym、26Ym相異,而互為相等,並且為干涉波紋部16Ym、26Ym之構造周期之約2倍。
藉由使干涉波紋部16Ym、26Ym重疊,重疊干涉波紋部係被形成。藉由使檢測部16Yp、26Yp重疊,重疊檢測部係被形成。重疊記號,係由重疊干涉波紋部以及重疊檢測部所構成,並相當於在上述之實施形態1中之干涉波紋記號35Y等。Y記號16Y、26Y之檢測原理,係與上述之X記號16X、26X之檢測原理相同。
(對位處理之例)
在實施形態2之構成中,係將起因於干涉波紋像之周期性所導致的課題,藉由檢測部16Xp、26Xp、16Yp、26Yp來作補償。因此,在使用於實施形態2之構成中的對位處理中,係有必要具有對於上述之實施形態1之對位處理所追加之處理。
圖18,係為對於使用有實施形態2的X記號16X、26X之位置檢測處理之處理程序的其中一例作展示之流程圖。以下,雖係針對使用有X記號16X、26X之對位處理作說明,但是,在使用有Y記號16Y、26Y的情況時,亦係能夠藉由相同的處理程序來進行對位處理。
如同圖18中所示一般,步驟S201、S202之處理,係為與上述之實施形態1之步驟S101、S102相同之處理。
在對於干涉波紋條之位移量X作了計算之後,藉由X記號16X、26X之檢測部16Xp、26Xp來檢測出周期偏移(步驟S203),並因應於周期偏移之有無來對於干涉波紋條之位移量X作修正(步驟S204)。
之後之步驟S205、S206之處理,係為與上述之實施形態1之步驟S103、S104相同之處理。
檢測出周期偏移並對於干涉波紋條之位移作修正的手法,係依存於所檢測出的位移量之範圍以及檢測部16XP、26XP之設計、目的以及壓印裝置等的精確度而有所相異。簡單而言,例如係存在有預先決定在對位觀測鏡視野內的檢測部16Xp、26Xp之概略之位置,並檢測出檢測部16Xp、26Xp之明暗的手法。
在實施形態2之X記號16X、26X以及Y記號16Y、27Y中,係具備有被與干涉波紋部16Xm、26Xm、16Ym、26Ym作並排設置之檢測部16Xp、26Xp、16Yp、26Yp。藉由此,係能夠將模版和晶圓之間之偏移量至少一直檢測至±1/2PM
之偏移的情況。故而,係能夠將X記號16X、26X以及Y記號16Y、27Y之構造周期的下限至少設為P>6σ。
(變形例1)
在上述之實施形態2中,雖係將在X記號16X以及Y記號16Y處之檢測部16Xp、16Yp之能率比例如設為2:2等,但是,當能率比係為D:2(D>2)的情況時,係能夠將晶圓上之X記號以及Y記號的圖案構成設為更為複雜,而能夠賦予更為高度的功能。於圖19中,針對D=4的情況時之X記號17X、27Xa之構成例作展示。
圖19,係為對於構成實施形態2的變形例1之重疊記號之模版與晶圓之間之X記號17X、27Xa之構成的其中一例作展示之示意圖。如同圖19中所示一般,在X記號17X、27Xa處之各個的干涉波紋部17Xm、27Xma,係與上述之實施形態2之例相同的,能率比係被構成為1:1。
在模版之X記號17X處的檢測部17Xp,係能率比為4:2,相當於"4"之部分係為遮光部,相當於"2"之部分係為透光部(開口部)。
針對在晶圓之X記號27Xa處的檢測部27Xpa,係可考慮有複數種類之構成,又,係身為無法藉由單純的能率比來作表現的構成。因此,於此,係將檢測部27Xpa考慮為條帶與格子之混合圖案。
如同圖19(a)中所示一般,檢測部27Xpa,係於上部具備有條帶:格子=4:2之構成。
如同圖19(b)中所示一般,檢測部27Xpa,係於下部具備有條帶:格子=2:4之構成。
檢測部27Xpa之上部以及下部,在模版和晶圓並未產生有位移的情況時,均係具備有與檢測部17Xp之開口部相重疊的部位OP。
圖20,係為針對由實施形態2之變形例1之重疊記號37X所致的周期偏移之檢測手法作說明之示意圖。
圖20(a),係對於當在模版與晶圓之間並不存在有位移的狀態下之構成重疊記號37X的X記號17X、27Xa彼此之位置關係作展示。此時之重疊檢測部37Xp,係左右均作為暗部而被觀測到。
圖20(b),係針對相對於模版而晶圓朝向右方作了1/2PM
之量之位移的情況作展示。於此情況,在右側之重疊檢測部37Xp為維持於暗部的狀態下,左側之重疊檢測部37Xp係作為亮部而被觀測到。至此為止,係與上述之D=2的情況相同。
圖20(c),係針對相對於模版而晶圓朝向右方作了PM
之量之位移的情況作展示。於此情況,左側之重疊檢測部37Xp係作為亮部而被觀測到。另一方面,右側之重疊檢測部37Xp,係僅有上部為作為亮部而被觀測到,下部係維持於暗部之狀態。
圖20(d),係針對相對於模版而晶圓朝向右方作了3/2PM
之量之位移的情況作展示。於此情況,右側之重疊檢測部37Xp係維持於上部為亮部而下部為暗部的狀態,在左側之重疊檢測部37Xp處,上部係維持於亮部之狀態,下部係轉變為暗部。
如同上述一般,不論是在並不存在有模版與晶圓之間之位移的情況時、相對於模版而晶圓朝向右方作了1/2PM
之位移的情況時、作了PM
之位移的情況時、或者是作了3/2PM
之位移的情況時,均同樣的,左右之重疊檢測部37Xp,係被檢測出相異之組合的明暗之狀態。亦即是,係能夠對於並不存在有模版與晶圓之間之位移的狀態、相對於模版而晶圓朝向右方作了1/2PM
之位移的狀態、作了PM
之位移的狀態、以及作了3/2PM
之位移的狀態,而作區分。
故而,藉由使用上述一般之檢測部17Xp、27Xpa之構成,至少成為能夠將干涉波紋部17Xp、27Xpa之代表周期之1個周期之量的位移量,亦包含其之位移之方向地而檢測出來。又,如同後述一般,在S/N比為充分小的狀態下,藉由對於左右之重疊檢測部37Xp之微妙的亮度之差異作檢討,係能夠偵測到±1.5周期之量的位移。藉由此,係能夠將干涉波紋部17Xp、27Xpa之構造周期的下限至少一直微細化至PM
>3σ。
但是,在將對位用之照明光源之波長設為λ時,若是成為PM
>λ,則照明光自身係會成為無法透過模版上之圖案,而會有使干涉波紋訊號之S/N比大幅度降低之虞。故而,現實而言,較理想,係以會成為PM
>max(3σ,λ)的方式來構成X記號17X、27Xa。
(變形例2)
接著,使用圖21,針對實施形態2之變形例2之X記號17X、27Xb作說明。圖21,係為對於構成實施形態2的變形例2之重疊記號之模版與晶圓之間之X記號17X、27Xb之構成的其中一例作展示之示意圖。在變形例2之X記號27Xb處,邊界部27Xmp之構成係與上述之變形例1相異。
如同圖21中所示一般,在變形例2中,模版上之X記號17X亦係設為與變形例1相同之構成。
X記號27Xb之干涉波紋部27Xm和檢測部27Xp之間之邊界部27Xmp,當模版與晶圓間之位移量係為零時,在近接於干涉波紋部27Xm之檢測部27Xp處,X記號17X之檢測部17Xp的與遮光部相重疊之部分,係與上述之變形例1相異。
更具體而言,X記號27Xb之干涉波紋部27Xm和檢測部27Xp之間之邊界部27Xmp,係構成為在藉由與X記號17X之間之重疊所構成的重疊記號中,無關於模版與晶圓間之位移量地而恆常作為暗部而被觀測到。由於係無關於模版與晶圓之間之位移量地而重疊干涉波紋部與重疊檢測部之間之訊號均會被分斷,因此在進行畫像處理時係難以發生錯誤。
(變形例3)
接著,使用圖22,針對實施形態2之變形例3之X記號17X、27Xc作說明。圖22,係為對於構成實施形態2的變形例3之重疊記號之模版與晶圓之間之X記號17X、27Xc之構成的其中一例作展示之示意圖。在變形例3之X記號27Xc處,除了邊界部27Xmp之構成以外,檢測部27Xpc之構成亦係與上述之變形例1相異。
如同圖22中所示一般,在變形例3中,模版上之X記號17X亦係設為與變形例1相同之構成。
在變形例3中,晶圓上之X記號27Xc之邊界部27Xmp,係設為與變形例2相同之構成。
X記號27Xc之檢測部27Xpc,係具備有以X記號17X之開口部作為基準而將上述之變形例1之X記號27Xa之檢測部27Xpa在X方向上作了鏡像反轉之構成。亦即是,X記號27Xc,與變形例2之X記號27Xb,係僅在檢測部27Xpc上有所相異。
藉由此,X記號27Xc之檢測部27Xpc,係構成為在藉由與X記號17X之檢測部17Xp之間之重疊所構成的重疊檢測部中,相對於模版與晶圓間之位移的方向而使明暗相較於變形例1、2而被左右相反地觀測到。亦即是,當相對於模版而晶圓朝向右方作了1/2PM
之量之位移的情況時,右側之重疊檢測部係作為亮部而被觀測到。
(變形例4)
接著,使用圖23,針對實施形態2之變形例4之X記號17Xd、27Xd作說明。圖23,係為對於構成實施形態2的變形例4之重疊記號之模版與晶圓之間之X記號17Xd、27Xd之構成的其中一例作展示之示意圖。在變形例4之X記號27Xd處,邊界部17Xmpd、27Xmpd之構成係與上述之變形例1相異。
如同圖23中所示一般,在X記號17Xd處,檢測部17Xpd係以從條帶狀之圖案之遮光部起而開始的方式,來構成干涉波紋部17Xmd與檢測部17Xpd之間之邊界部17Xmpd。藉由此,例如在D≧4的情況時,條帶狀之遮光部之寬幅係成為干涉波紋部17Xmd之構造周期之2倍以上,晶圓上之X記號27Xd處之邊界部27Xmpd之圖案係成為被作遮蔽。故而,在晶圓上之X記號27Xd處,就算是干涉波紋部27Xmd與檢測部27Xpd之間之構造周期為有所相異,重疊記號之辨識等亦係成為容易。故而,在X記號27Xd處,就算是干涉波紋部27Xmd與檢測部27Xpd之間之構造周期之比並非為接近整數比亦可,例如係可設為1:1.5等。
[實施例]
接著,使用圖24~圖44,針對將實施形態2之對位記號適用於實施例中的情況作說明。在將對位記號對於實施例作適用時,主要係會受到圖案形成上之限制以及在對於散射光作抑制之觀點上而言的限制。
針對在圖案形成上的限制作詳細敘述。為了在模版處形成對位記號等之圖案,例如,係使用母模版,來對於模版而進行壓印處理。為了在晶圓處形成對位記號等之圖案,例如,係使用標線,來對於晶圓而進行曝光處理。為了在母模版以及標線處形成圖案,例如,係進行由電子束所致之高精細度而低產率的描繪。此時,為了盡量將描繪之產率提高,係會有將描繪圖案以矩形來構成的情形。因此,模版以及晶圓之對位記號等亦係成為藉由微細之矩形之組合而被構成。
針對散射光之抑制作詳細敘述。在對位記號之觀測中,由於係使用有暗視野光學系,因此,在周期構造之中斷部(對位記號之端部)處,係會有發生較從干涉波紋像等之重疊像而來之散射光(檢測光)而更大之散射光(雜訊)的情形。當對位記號等為與其他之圖案相互鄰接的情況時,也會有產生此種雜訊的情形。因此,較理想,係以將對位記號作包圍的方式,來將具備有光學解析度程度之寬幅的空白帶,作為雜訊抵消圖案(NCP)來作配置。
如同圖24中所示一般,在構成實際的對位記號時,例如係以上述之實施形態2之對位記號作為基礎,並因應於照明光而在周圍配置雜訊抵消圖案NCP、或是因應於需要而將條帶圖案或格子圖案以更微細的線狀、塊狀或者是點狀的圖案來構成之。
(實施例1)
在圖25,針對實施形態2的X記號16X、26X之對於實施例的適用例作展示。圖25,係為對於實施例1的模版與晶圓之間之X記號16Xa、26Xa之構成的其中一例作展示之示意圖。
如同圖25中所示一般,模版上之X記號16Xa,係以例如X方向之寬幅會成為例如47.00μm、Y方向之寬幅會成為例如20.24μm的方式,來構成之。
X記號16Xa,在干涉波紋部16Xma處,係具備有構造周期PM,T
為1050nm、周期數為35.24、更詳細而言,遮光部35、透光部36.24之條帶狀圖案。在干涉波紋部16Xma之兩側之檢測部16Xpa處,係具備有構造周期PP,T
為2000nm之條帶狀圖案。干涉波紋部16Xma之周期數並未成為整數的原因,係因為在與檢測部16Xpa之間之邊界部處,係取得有干涉波紋部16Xma與檢測部16Xpa之間的整合性之故。
又,在Y方向之兩端部處,係以後述之X記號26Xa之Y方向之構造周期的1個周期之量,而附加有雜訊抵消圖案NCP。更具體而言,在Y方向之外緣部處,係藉由設為使圖案寬幅漸減之楔形,來將等價性的散射面積減少。
晶圓上之X記號26Xa,係以例如X方向之寬幅會成為例如47.00μm、Y方向之寬幅會成為例如20.24μm的方式,來構成之。
X記號26Xa,在干涉波紋部26Xma處,係具備有X方向之構造周期PM,W
為1000nm、周期數為37之格子狀圖案。在干涉波紋部26Xma兩側之檢測部26Xpa處,係具備有X方向之構造周期PP,W
為2000nm之格子狀圖案。
又,干涉波紋部26Xma以及檢測部26Xpa,均係為Y方向之構造周期PX
為4.5μm,於Y方向之兩側處,係以此構造周期的1個周期之量,而附加有雜訊抵消圖案NCP。更具體而言,在Y方向之外緣部處,係藉由將各矩形之Y方向之寬幅縮窄,來將等價性的散射面積減少。
圖26,係為對於藉由實施例1之模版與晶圓之間之X記號16Xa、26Xa所構成的重疊記號36Xa之構成之其中一例作展示之示意圖。
圖26,係對於在並不存在有模版與晶圓之間之位移的狀態下,從模版上方來穿過模版之X記號16Xa而對於晶圓之X記號26Xa作了觀測時的模樣作展示。
在藉由使X記號16Xa、26Xa重疊所構成的重疊記號36Xa處,重疊干涉波紋部36Xma之構造周期PM
係為1025nm,由干涉波紋像所致之位移量之投影倍率係成為20.5倍。
在由檢測部16Xpa、26Xpa所構成的重疊檢測部36Xpa處,係以使與晶圓之位移之方向相反之側被作為亮部而觀測到的方式來作設計。
在重疊干涉波紋部36Xma與重疊檢測部36Xpa之間之邊界處,係被形成有重疊邊界部36Xmpa。
圖27,係為對於在對實施例1之重疊記號36Xa作了觀測時所得到的畫像之模擬之其中一例作展示之圖。圖27(a)~(d),係身為在相對於模版而使晶圓朝向X方向作了0nm、+250nm、+500nm、+1000nm之位移時所得到的畫像之模擬。
圖28,係為對於將實施例1之重疊記號36Xa的在X方向上之觀測畫像針對各位移量之每一者而分別作模擬並作了可視化之圖。
在圖27以及圖28之例中,作為光源,係設為使用有±Y方向之雙極照明者。X記號16Xa、26Xa,係在Y方向之兩端部處被配置有雜訊抵消圖案NCP,而能夠與±Y方向之雙極照明相對應。
在X記號16Xa、26Xa所具有的干涉波紋部16Xma、26Xma處,從重疊干涉波紋部36Xma係並無法對於+250nm之位移和-250nm之位移作區分。故而,能夠檢測出位移者,係僅侷限在-250nm~+250nm、亦即是 -1/4P~+1/4P之範圍。
如同圖27以及圖28中所示一般,可以得知,起因於附隨於干涉波紋部16Xma、26Xma之檢測部16Xpa、26Xpa,從與晶圓之位移之方向相反側的重疊檢測部36Xpa而來之訊號係會變化,藉由此,係至少能夠在 -500nm~+500nm、亦即是-1/2P~+1/2P之範圍中,而將位移量可明確地作區分地而檢測出來。
又,在-1/2P~+1/2P之範圍外的位移量中,從與晶圓之位移之方向相同側的重疊檢測部36Xpa而來之訊號亦係開始變化。此時,於-750nm~+750nm、亦即是於 -3/4P~+3/4P之範圍內為止,在左右之檢測部的亮度中係存在有差異。因此,若是能夠以S/N比為充分高之狀態來取得畫像,則係能夠對於位移之方向作區分。
故而,此些之X記號16Xa、26Xa,係能夠將X方向之位移作為在X方向上移動之干涉波紋條來作投影,並且,至少在-500nm~+500nm、亦即是-1/2P~+1/2P之範圍中,於特定之條件下,係能夠更進而在-750nm ~+750nm、亦即是-3/4P~+3/4P之範圍中,將模版與晶圓之間之位移檢測出來。
(實施例2)
在圖29,針對實施形態2的X記號16X、26X之對於實施例的其他適用例作展示。圖29,係為對於實施例2的模版與晶圓之間之X記號16Xb、26Xb之構成的其中一例作展示之示意圖。
如同圖29中所示一般,模版上之X記號16Xb,係以例如X方向之寬幅會成為例如50.16μm、Y方向之寬幅會成為例如11.24μm的方式,來構成之。
X記號16Xb,在干涉波紋部16Xmb處,係具備有構造周期PM,T
為1050nm之條帶狀圖案。在干涉波紋部16Xmb之兩側之檢測部16Xpb處,係具備有構造周期PP,T
為2000nm之條帶狀圖案。
又,在X方向之兩端部以及Y方向之兩端部處,係被附加有雜訊抵消圖案NCP。更具體而言,在X方向之外緣部處,係藉由將圖案寬幅縮窄,在Y方向之外緣部處,係藉由設為使圖案寬幅漸減之楔形,來將等價性的散射面積減少。
晶圓上之X記號26Xb,係以Y方向之寬幅會成為例如10.7μm的方式,來構成之。如此這般,相較於晶圓側之X記號26Xb而將模版側之X記號16Xb構成為更些許大的原因,係因為相較於晶圓側而模版側之光的光散射之影響為更大之故。
X記號26Xb,在干涉波紋部26Xmb處,係具備有X方向之構造周期PM,W
為1000nm之格子狀圖案。在干涉波紋部26Xmb兩側之檢測部26Xpb處,係具備有X方向之構造周期PP,W
為2000nm之格子狀圖案。
又,在X方向之兩端部以及Y方向之兩端部處,係被附加有雜訊抵消圖案NCP。更具體而言,係藉由將構成格子狀圖案之矩形在Y方向上作分割並在X方向以及Y方向之外緣部處將各矩形之Y方向之寬幅縮窄,來將等價性的散射面積減少。
圖30,係為對於藉由實施例2之模版與晶圓之間之X記號16Xb、26Xb所構成的重疊記號36Xb之構成之其中一例作展示之示意圖。
圖30,係對於在並不存在有模版與晶圓之間之位移的狀態下,從模版上方來穿過模版之X記號16Xb而對於晶圓之X記號26Xb作了觀測時的模樣作展示。
在藉由使X記號16Xb、26Xb重疊所構成的重疊記號36Xb處,重疊干涉波紋部36Xmb之構造周期PM
係為1025nm,由干涉波紋像所致之位移量之投影倍率係成為20.5倍。
在由檢測部16Xpb、26Xpb所構成的重疊檢測部36Xpb處,係以使與晶圓之位移之方向相同之側被作為亮部而觀測到的方式來作設計。
在重疊干涉波紋部36Xmb與重疊檢測部36Xpb之間之邊界處,係被形成有重疊邊界部36Xmpb。
圖31,係為對於在對實施例2之重疊記號36Xb作了觀測時所得到的畫像之模擬之其中一例作展示之圖。圖31(a)~(d),係身為在相對於模版而使晶圓朝向X方向作了0nm、+250nm、+500nm、+1000nm之位移時所得到的畫像之模擬。
圖32,係為對於將實施例2之重疊記號36Xb的在X方向上之觀測畫像針對各位移量之每一者而分別作模擬並作了可視化之圖。
在圖31以及圖32之例中,作為光源,係設為使用有±Y方向之雙極照明者。但是,如同上述一般,X記號16Xb、26Xb,由於係分別在X方向以及Y方向之雙方處具備有雜訊抵消圖案NCP,因此,就算是四極照明,也能夠起作用。
如同圖31以及圖32中所示一般,在附隨於干涉波紋部16Xmb、26Xmb之檢測部16Xpb、26Xpb處,與實施例1相異,與晶圓之位移之方向相同之側的重疊檢測部36Xpb係被作為亮部而觀測到。除了此點以外,實施例2之X記號16Xb、26Xb,係具備有與實施例1之X記號16Xa、26Xa相同之功能。
圖33,係為在使用有實施例2的X記號16Xb、26Xb之位置檢測處理中而對於所取得的對位訊號與位移量之間之關係作展示之圖。
在圖33中,位移量係藉由重疊干涉波紋部36Xmb之代表周期PM
來作了正規化。圖33左右之訊號SL、SR,係展示有左右之重疊檢測部36Xpb係作為亮部而被觀測到。
圖33之虛線C,係代表干涉波紋條的移動範圍之中心位置。圖33之虛線D,係代表藉由干涉波紋像而使位移量被檢測出來的範圍,該範圍,在設為XL
=1/4PM
時,係為±XL
程度。當由干涉波紋像所致之位移量係成為此範圍外時,會檢測出更接近中心之側的干涉波紋條。
圖33之虛線A,係代表實際被檢測出來的干涉波紋像之位移量。虛線A之範圍之中心位置,當配置2個的干涉波紋記號並檢測出差動的情況時,係能夠根據相互之重心的位置關係而抽出,在藉由單獨之干涉波紋記號而檢測出來的情況時,係可藉由參照虛線C之位置而得知。若是對位觀測鏡之視野的位置精確度係為充分高,則係亦可藉由觀測鏡視野內之座標來決定。
圖33之虛線T,係代表根據干涉波紋像所得到的真的位移量,若是由作了修正的干涉波紋像所致之位移量為與虛線T相互一致,則係代表檢測出了正確的位移。另外,重疊干涉波紋部36Xmb之兩外側的重疊檢測部36Xpb之範圍,係能夠根據從干涉波紋條之移動範圍之中心位置起的相對位置、或者是根據對位觀測鏡內之座標,而得知之。
圖34,係為對於使用有實施例2的X記號16Xb、26Xb之位置檢測處理之處理程序的其中一例作展示之流程圖。
在圖34中,由干涉波紋像所致之位移量X,係設為已完成抽出者,若是左右之重疊檢測部36Xpb均係作為暗部而被觀測到(步驟S211,Yes),則可以推測到模版與晶圓之間之位移係身為±1/2P之範圍內,而並不進行修正地來使處理結束。若是右側之重疊檢測部36Xpb作為亮部而被觀測到(步驟S212,Yes),則在位移量X處加上+Λ之量(步驟S213),若是左側之重疊檢測部36Xpb作為亮部而被觀測到(步驟S214,Yes),則在位移量X處加上-Λ之量(步驟S215),藉由此,來分別進行修正,並結束處理。當左右之重疊檢測部36Xpb均係作為亮部而被觀測到的情況時(步驟S211、S212、S214,No),則係視為模版與晶圓之間之位移量為脫出了能夠檢測之範圍,並作為錯誤而結束。
但是,係有必要對於重疊檢測部36Xpb之明暗之臨限值的設定有所注意。例如,設為若是重疊檢測部36Xpb之訊號強度超過了重疊干涉波紋部36Xmb之訊號強度則會作為亮部而被觀測到。
於此,藉由將重疊檢測部36Xpb之訊號並非作為單純之亮部或者是暗部而是因應於亮度來對於亮部之訊號更進而作強弱之區分,係能夠以更廣的範圍來檢測出位移量。
圖35,係為在使用有實施例2的X記號16Xb、26Xb之位置檢測處理中而對於所取得的對位訊號與位移量之間之其他關係作展示之圖。
圖35左右之訊號SLs、SRs,係展示有左右之重疊檢測部36Xpb係作為訊號強度為高之亮部而被觀測到。圖35左右之訊號SLw、SRw,係展示有左右之重疊檢測部36Xpb係作為訊號強度為低之亮部而被觀測到。
如同圖35中所示一般,在-1/2P~+1/2P之範圍中,左右之重疊檢測部36Xpb之其中一方係作為暗部而被觀測到,在-1/2P~+1/2P之範圍外,亮度係逐漸開始上升。亦即是,在亮部與暗部之間之變遷狀態的區域中,左右之重疊檢測部36Xpb,係分別作為訊號強度為低之亮部而被觀測到。將此因應於需要而與通常之亮部、亦即是與訊號強度為高之亮部作區分。
圖36,係為對於使用有實施例2的X記號16Xb、26Xb之位置檢測處理之處理程序的其他例作展示之流程圖。
如同圖36中所示一般,直到步驟S211~S215為止,係與上述之圖34之流程相同。當左右之重疊檢測部36Xpb均係作為亮部而被觀測到的情況時(步驟S211、S212、S214,No),係對於左右之重疊檢測部36Xpb之亮度、亦即是訊號強度作比較。若是右側之重疊檢測部36Xpb之訊號強度例如為50%以上,而較左側之重疊檢測部36Xpb更高(步驟S216,Yes),則在位移量X處加上+Λ之量(步驟S217),若是左側之重疊檢測部36Xpb之訊號強度例如為50%以上,而較右側之重疊檢測部36Xpb更高(步驟S218,Yes),則在位移量X處加上-Λ之量(步驟S219),藉由此,來分別進行修正,並結束處理。當左右之重疊檢測部36Xpb之訊號強度例如均為未滿50%的情況時(步驟S216、S218,No),則係視為位移量為脫出了能夠檢測之範圍,並作為錯誤而結束。
另外,在位移量為-1P~+1P之範圍內,於-P近傍和+P近傍處,由於左右之重疊檢測部36Xpb之狀態係成為略相同,因此,係難以進行位移之方向的判別。為了保有充分的精確度,在圖36之手法中,位移量之可檢測範圍係被限定於-3/4P~+3/4P之範圍內。
於此,進而,如同上述之圖36等之流程一般地,係存在有多數之條件分歧,複雜之處理流程係會有變得過為繁雜的問題。因此,係亦可考慮有參照表來將處理流程單純化的手法。
圖37,係為對於使用有實施例2的X記號16Xb、26Xb之由表參照方式所致之位置檢測處理之處理程序之例作展示之流程圖。
如同圖37中所示一般,將左右之重疊檢測部36Xpb之狀態抽出(步驟S221)。基於位移量X之值來參照表,並取得修正係數NΛ
(步驟S222)。將右側之重疊檢測部36Xpb之狀態、左側之重疊檢測部36Xpb之狀態以及干涉波紋條之位移量X之狀態作為觀測值,而進行錯誤判定(步驟S223),若是觀測值並非為錯誤值(步驟S223,No)則藉由對於X加上(Λ×NΛ
),修正係被進行(步驟S224),處理係結束。若是觀測值係為錯誤值(步驟S223,Yes),則作為錯誤並結束。
圖38,係為對於在使用有實施例2的X記號16Xb、26Xb之由表參照方式所致之位置檢測處理中而使用的表之其中一例作展示之圖。在圖38之表中,係將觀測值中之右側之重疊檢測部36Xpb的狀態設為「R」,並將左側之重疊檢測部36Xpb之狀態設為「L」,並且將干涉波紋條之位移量X之狀態設為「XD
」。
如同圖38中所示一般,在表中,左右之重疊檢測部36Xpb之狀態「R」「L」,若是為暗部,則係設為0,若是身為亮部,則係設為2,若是身為訊號強度為低之亮部,則係設為1,等等。干涉波紋條之位移量X之狀態「XD
」,若是身為位移量X≒0之例如|X|<0.2XL
,則係設為1,若是身為X≒±XL
之例如|X|>0.8XL
,則係設為±2,等等。當位移量X係為此以外之值時,若是X<0時之干涉波紋條之位移量X之狀態「XD
」,則係設為-1、若是X>0時之干涉波紋條之位移量X之狀態「XD
」,則係設為+1,等等。表之右欄之修正係數NΛ
,係代表應修正之值,並藉由Λ而被正規化。
若是將表視為1個的函數,則係為修正係數NΛ
=f(R,L,XD
),函數f在各個的觀測值之組合中而具有唯一之解、亦即是觀測值之組合係為1個以下的條件和範圍,係成為可進行修正之範圍、亦即是能夠進行位移量之檢測之範圍。
於此,對於相同之位移量X而存在有複數之觀測值之組合的原因,係基於以下之理由。例如,係因為在位移量為1/4P處,由於起因於位移量之些許之差異,干涉波紋條之被檢測出的位置係會成為+XL
或-XL
之其中一者,因此,係有必要將兩者明確地作區分並正確地進行修正之故。同樣的,係因為在重疊檢測部36Xpb從暗部而轉換至亮部之變遷狀態之區域、亦即是訊號強度為低之亮部處,亦同樣的,起因於雜訊等之影響,係會有將訊號強度為低之亮部誤判定為訊號強度為高之亮部、或者是將訊號強度為低之亮部誤判定為暗部的可能性,而有必要網羅有雙方的狀態之故。
根據圖38之表,可以得知,在上述手法中,由於在+P近傍和-P近傍處係出現有相同觀測值之組,因此,係並無法對於兩者作區分,但是,在其以外之範圍中,於各個的位移量X處,觀測值係成為唯一的組合。根據此事,亦可得知,位移量之範圍-3/4P~+3/4P,係成為可檢測之範圍。
(實施例3)
在圖39中,針對實施形態2的Y記號16Y、26Y之對於實施例的適用例作展示。圖39,係為對於實施例3的模版與晶圓之間之Y記號16Ya、26Ya之構成的其中一例作展示之示意圖。
如同圖39中所示一般,模版上之Y記號16Ya,係以例如X方向之寬幅會成為例如60.76μm、Y方向之寬幅會成為例如12.12μm的方式,來構成之。
Y記號16Ya,在干涉波紋部16Yma處,係具備有構造周期PM,T
為1000nm之朝向X方向延伸的條帶狀圖案。在干涉波紋部16Yma之兩側之檢測部16Ypa處,係具備有構造周期PP,T
為2000nm之條帶狀圖案。
又,在X方向以及Y方向之兩端部處,係被附加有雜訊抵消圖案NCP。更具體而言,在X方向之外緣部處,係藉由設為使圖案寬幅漸減之楔形,在Y方向之外緣部處,係藉由將線寬幅縮窄,來將等價性的散射面積減少。
晶圓上之Y記號26Ya,在干涉波紋部26Yma處,係具備有X方向之構造周期PM,W
為1000nm、傾斜度為150/4500之格子狀圖案。在干涉波紋部26Yma兩側之檢測部26Ypa處,係具備有構造周期PP,W
為2000nm之格子狀圖案。
又,干涉波紋部26Yma以及檢測部26Ypa,均係為X方向之構造周期PX
為4.5μm。
又,在X方向以及Y方向之兩端部處,係被附加有雜訊抵消圖案NCP。更具體而言,係藉由將構成格子狀圖案之矩形在Y方向上作分割並在X方向以及Y方向之外緣部處將各矩形之Y方向之寬幅縮窄,來將等價性的散射面積減少。於檢測部26Ypa處,包含有雜訊抵消圖案NCP的X方向之寬幅,係為構造周期PX
之2個周期之量。
圖40,係為對於藉由實施例3之模版與晶圓之間之Y記號16Ya、26Ya所構成的重疊記號36Ya之構成之其中一例作展示之示意圖。
圖40,係對於在並不存在有模版與晶圓之間之位移的狀態下,從模版上方來穿過模版之Y記號16Ya而對於晶圓之Y記號26Ya作了觀測時的模樣作展示。
在藉由使Y記號16Ya、26Ya重疊所構成的重疊記號36Ya處,重疊干涉波紋部36Yma之由干涉波紋像所致之位移量之投影倍率係成為30倍。
在由檢測部16Ypa、26Ypa所構成的重疊檢測部36Ypa處,係以使當相對於模版而晶圓朝向+Y方向作了位移時,-X側會作為亮部而被觀測到,當朝向-Y方向作了位移時,+X側會作為亮部而被觀測到的方式,而被作設計。
圖41,係為對於在對實施例3之重疊記號36Ya作了觀測時所得到的畫像之模擬之其中一例作展示之圖。圖41(a)~(d),係身為在相對於模版而使晶圓朝向Y方向作了0nm、+250nm、+500nm、+1000nm之位移時所得到的畫像之模擬。
圖42,係為對於將實施例3之重疊記號36Ya的在X方向上之觀測畫像針對各位移量之每一者而分別作模擬並作了可視化之圖。
在圖41以及圖42之例中,作為光源,係設為使用有±Y方向之雙極照明者。但是,如同上述一般,Y記號16Ya、26Ya,由於係分別在X方向以及Y方向之雙方處具備有雜訊抵消圖案NCP,因此,就算是四極照明,也能夠起作用。
如同圖41以及圖42中所示一般,可以得知,在附隨於干涉波紋部16Yma、26Yma之檢測部16Ypa、26Ypa處,從與晶圓之位移之方向相反側的重疊檢測部36Ypa而來之訊號係會變化,藉由此,係至少能夠在 -500nm~+500nm、亦即是-1/2P~+1/2P之範圍中,而將位移量可明確地作區分地而檢測出來。
又,在-1/2P~+1/2P之範圍外的位移量中,從與晶圓之位移之方向相同側的重疊檢測部36Ypa而來之訊號亦係開始變化。此時,於-750nm~+750nm、亦即是於 -3/4P~+3/4P之範圍為止,在左右之檢測部的亮度中係存在有差異。因此,若是能夠以S/N比為充分高之狀態來取得畫像,則係能夠對於位移之方向作區分。
故而,此些之Y記號16Ya、26Ya,係能夠將Y方向之位移作為在X方向上移動之干涉波紋條來作投影,並且,至少在-500nm~+500nm、亦即是-1/2P~+1/2P之範圍中,於特定之條件下,係能夠更進而在 -750nm~+750nm、亦即是-3/4P~+3/4P之範圍中,將模版與晶圓之間之位移檢測出來。
(實施例4)
在實施例4中,係針對實施形態2之變形例2的X記號17X、27Xb之對於實施例的適用例作考察。
圖43,係為在使用有實施例4的X記號之位置檢測處理中而對於所取得的對位訊號與位移量之間之關係作展示之圖。圖43(a),係為從晶圓側之檢測部為藉由條帶:格子=4:2來構成的部位所取得之對位訊號,(b),係為從晶圓側之檢測部為藉由條帶:格子=2:4來構成的部位所取得之對位訊號。
在此種構成中之觀測值,係身為包含有條帶:格子=4:2之右側之重疊檢測部之狀態、包含有條帶:格子=2:4之右側之重疊檢測部之狀態、包含有條帶:格子=4:2之左側之重疊檢測部之狀態、包含有條帶:格子=2:4之左側之重疊檢測部之狀態、以及干涉波紋條之位移量之狀態。
在此種構成中,亦同樣的,係能夠使用在上述之圖37中所示之流程,來進行由表參照方式所致之位置檢測處理。將此時之表展示於圖44中。
圖44,係為對於在使用有實施例4的X記號之由表參照方式所致之位置檢測處理中而使用的表之其中一例作展示之圖。在圖44之表中,係將觀測值中之包含有條帶:格子=4:2之右側之重疊檢測部之狀態設為「RA」,並將包含有條帶:格子=2:4之右側之重疊檢測部之狀態設為「RB」,並將包含有條帶:格子=4:2之左側之重疊檢測部之狀態「設為LA」,並將包含有條帶:格子=2:4之左側之重疊檢測部之狀態設為「LB」,並且將干涉波紋條之位移量之狀態設為「XD
」。
圖44之表,除了位移量X之範圍係為-2P~ +2P,而重疊檢測部係藉由左右以及條帶/格子之比之組合而存在有4種類以外,係基於與上述之圖38之表相同的規則而被作成。
與上述相同的,若是將表視為1個的函數,則係為修正係數NΛ
=f(RA,RB,LA,LB,XD
),函數f在各個的觀測值之組合中而具有唯一之解、亦即是觀測值之組合係為1個以下的條件和範圍,係成為可進行修正之範圍、亦即是能夠進行位移量之檢測之範圍。
如同圖44中所示一般,在欄(a)以及欄(c)、欄(b)以及欄(d)之範圍中,由於觀測值之組合係互為相等,因此,當位移量X係身為此值時,係並無法對干涉波紋條之位移量正確地作修正。
另一方面,在-P~+P之間,係並不存在有相同觀測值之組,可以得知,係至少能夠檢測出-P~+P之範圍的位移量X。進而,若是將欄(a)以及欄(d)之範圍設定為非檢測區域,則由於在欄(b)以及欄(c)之範圍中,各別的觀測值之組合亦係成為僅有1個,因此,係成為能夠對干涉波紋條之位移量正確地作修正。
故而,若依據此構成,則係能夠在-3/2P <X<+3/2P之範圍中而檢測出位移量。但是,在±3/2P近傍(欄(e)以及欄(f))處,由於起因於雜訊之影響等所導致的些許之搖動,係會有將-3/2P誤判定為+3/2P或者是將-3/2P誤判定為+3/2P之虞。故而,實用性而言,係能夠將-5/4P~ +5/4P之範圍制定為可檢測範圍。
雖係針對本發明之數種實施形態作了說明,但是,該些實施形態,係僅為作為例子所提示者,而並非為對於本發明之範圍作限定者。此些之新穎的實施形態,係可藉由其他之各種形態來實施,在不脫離發明之要旨的範圍內,係可進行各種之省略、置換、變更。此些之實施形態及其變形,係被包含於發明之範圍及要旨中,並且被包含於在申請專利範圍中所記載之發明及其均等範圍內。
1:壓印裝置
2:近接曝光裝置
10:模版
11:模版基板
12:平台部
12m:記號區域
12p:圖案區域
13:魚眼座
15:對位記號
15a:對位記號
15s:面
15X:X記號
15Y:Y記號
16:對位記號
16m:干涉波紋部
16p:檢測部
16mp:邊界部
16X:X記號
16Xa:X記號
16Xb:X記號
16Xp:檢測部
16Xpa:檢測部
16Xpb:檢測部
16Xm:干涉波紋部
16Xma:干涉波紋部
16Xmb:干涉波紋部
16Xmp:邊界部
16Y:Y記號
16Ya:Y記號
16Yp:檢測部
16Ypa:檢測部
16Ym:干涉波紋部
16Yma:干涉波紋部
17X:X記號
17Xd:X記號
17Xp:檢測部
17Xm:干涉波紋部
17Xpd:檢測部
17Xmd:干涉波紋部
17Xmpd:邊界部
20:晶圓
20k:刻幅區域
20p:圖案區域
20s:擊射區域
21:被加工膜
21p:被加工膜圖案
22:阻劑
22p:阻劑圖案
25:對位記號
25s:面
25X:X記號
25Y:Y記號
26X:X記號
26Xa:X記號
26Xb:X記號
26Xm:干涉波紋部
26Xp:檢測部
26Xpa:檢測部
26Xpb:檢測部
26Xma:干涉波紋部
26Xmb:干涉波紋部
26Xmp:邊界部
26Y:Y記號
26Ya:Y記號
26Yp:檢測部
26Ypa:檢測部
26Ym:干涉波紋部
26Yma:干涉波紋部
27Xa:X記號
27Xb:X記號
27Xc:X記號
27Xd:X記號
27Xpa:檢測部
27Xpc:檢測部
27Xpd:檢測部
27Xma:干涉波紋部
27Xmb:干涉波紋部
27Xmd:干涉波紋部
27Xmp:邊界部
27Xmpd:邊界部
35:干涉波紋記號
35X:干涉波紋記號
35X':干涉波紋記號
35Xp:重疊檢測部
35Y:干涉波紋記號
35Y':干涉波紋記號
36X:重疊記號
36Xa:重疊記號
36Xb:重疊記號
36Xp:重疊檢測部
36Xpa:重疊檢測部
36Xpb:重疊檢測部
36Xm:重疊干涉波紋部
36Xma:重疊干涉波紋部
36Xmb:重疊干涉波紋部
36Xmpa:重疊邊界部
36Xmpb:重疊邊界部
36Ya:重疊記號
36Ypa:重疊檢測部
36Yma:重疊干涉波紋部
37X:重疊記號
37Xp:重疊檢測部
81:模版平台
82:載置台
83:本體
84:晶圓夾具
85:基準記號
86:對位感測器
87:液滴下裝置
88:平台基體
89:光源
90:控制部
102:標線平台
103:標線平台驅動控制裝置
104:曝光光產生裝置
105:位置檢測照明光學系
106:位置檢測受光光學系
107:訊號演算處理系
108:晶圓平台驅動控制裝置
109:檢測光測長器
110:標線
111:晶圓平台
115:對位記號
120:晶圓
125:對位記號
135:干涉波紋記號
190:控制部
NCP:雜訊抵消圖案
OP:部位
S:假想性之面
圖1,係為對於實施形態1的壓印裝置之構成例作展示之圖。
圖2,係為對於實施形態1的半導體裝置之製造工程之處理程序的其中一例作展示之流程圖。
圖3(a),係為對於實施形態1的模版之構造的其中一例作展示之平面圖,(b),係為(a)之A-A'線剖面圖。
圖4,係為對於實施形態1的晶圓之擊射區域之構成的其中一例作展示之部分平面圖。
圖5,係為對於實施形態1的模版以及晶圓之對位記號之構成例作展示之示意圖。
圖6,係為對於實施形態1的干涉波紋記號之配置之其中一例作展示之示意圖。
圖7,係為針對使用在實施形態1的對位記號之說明中的假想性之面作說明之圖。
圖8,係為對於構成實施形態1的干涉波紋記號之模版與晶圓之間之X記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖9,係為對於藉由實施形態1的干涉波紋記號所產生之干涉波紋像之其中一例作展示之示意圖。
圖10,係為對於構成實施形態1的干涉波紋記號之模版與晶圓之間之Y記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖11,係為對於使用有實施形態1的X記號之位置檢測處理之處理程序的其中一例作展示之流程圖。
圖12,係為對於比較例1的干涉波紋記號之配置之其中一例作展示之示意圖。
圖13,係為對於實施形態1的變形例之近接曝光裝置之構成例作展示之圖。
圖14,係為對於實施形態2的對位記號之構成例作展示之示意圖。
圖15,係為對於構成實施形態2的重疊記號之模版與晶圓之間之X記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖16,係為針對由實施形態2之重疊記號所致的周期偏移之檢測手法作說明之示意圖。
圖17,係為對於構成實施形態2的重疊記號之模版與晶圓之間之Y記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖18,係為對於使用有實施形態2的X記號之位置檢測處理之處理程序的其中一例作展示之流程圖。
圖19,係為對於構成實施形態2的變形例1之重疊記號之模版與晶圓之間之X記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖20,係為針對由實施形態2之變形例1之重疊記號所致的周期偏移之檢測手法作說明之示意圖。
圖21,係為對於構成實施形態2的變形例2之重疊記號之模版與晶圓之間之X記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖22,係為對於構成實施形態2的變形例3之重疊記號之模版與晶圓之間之X記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖23,係為對於構成實施形態2的變形例4之重疊記號之模版與晶圓之間之X記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖24,係為對於實施例的對位記號之構成之其中一例作展示之示意圖。
圖25,係為對於實施例1的模版與晶圓之間之X記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖26,係為對於藉由實施例1之模版與晶圓之間之X記號所構成的重疊記號之構成之其中一例作展示之示意圖。
圖27,係為對於在對實施例1之重疊記號作了觀測時所得到的畫像之模擬之其中一例作展示之圖。
圖28,係為對於將實施例1之重疊記號的在X方向上之觀測畫像針對各位移量之每一者而分別作模擬並作了可視化之圖。
圖29,係為對於實施例2的模版與晶圓之間之X記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖30,係為對於藉由實施例2之模版與晶圓之間之X記號所構成的重疊記號之構成之其中一例作展示之示意圖。
圖31,係為對於在對實施例2之重疊記號作了觀測時所得到的畫像之模擬之其中一例作展示之圖。
圖32,係為對於將實施例2之重疊記號的在X方向上之觀測畫像針對各位移量之每一者而分別作模擬並作了可視化之圖。
圖33,係為在使用有實施例2的X記號之位置檢測處理中而對於所取得的對位訊號與位移量之間之關係作展示之圖。
圖34,係為對於使用有實施例2的X記號之位置檢測處理之處理程序的其中一例作展示之流程圖。
圖35,係為在使用有實施例2的X記號之位置檢測處理中而對於所取得的對位訊號與位移量之間之其他關係作展示之圖。
圖36,係為對於使用有實施例2的X記號之位置檢測處理之處理程序的其他例作展示之流程圖。
圖37,係為對於使用有實施例2的X記號之由表參照方式所致之位置檢測處理之處理程序之例作展示之流程圖。
圖38,係為對於在使用有實施例2的X記號之由表參照方式所致之位置檢測處理中而使用的表之其中一例作展示之圖。
圖39,係為對於實施例3的模版與晶圓之間之Y記號之構成的其中一例作展示之示意圖。
圖40,係為對於藉由實施例3之模版與晶圓之間之Y記號所構成的重疊記號之構成之其中一例作展示之示意圖。
圖41,係為對於在對實施例3之重疊記號作了觀測時所得到的畫像之模擬之其中一例作展示之圖。
圖42,係為對於將實施例3之重疊記號的在X方向上之觀測畫像針對各位移量之每一者而分別作模擬並作了可視化之圖。
圖43,係為在使用有實施例4的X記號之位置檢測處理中而對於所取得的對位訊號與位移量之間之關係作展示之圖。
圖44,係為對於在使用有實施例4的X記號之由表參照方式所致之位置檢測處理中而使用的表之其中一例作展示之圖。
16X:記號
16Xp:檢測部
16Xm:干涉波紋部
26X:記號
26Xp:檢測部
26Xm:干涉波紋部
OP:部位
16Xmp:邊界部
26Xmp:邊界部
PM,T:構造周期
PM,W:構造周期
PP,T:構造周期
PP,W:構造周期
PX:構造周期
Claims (8)
- 一種對位記號,係具備有第1圖案和第2圖案之組,並使其中一者被設置在將微細圖案轉印至基板上之被轉印膜處之原版的被形成有前述微細圖案之面處,並且使另外一者被設置在前述基板之被轉印前述微細圖案之面處,其特徵為: 當在前述原版之前述面以及前述基板之前述面處設定了共通之XY座標時,在以使前述第1圖案以及前述第2圖案之朝向相對於前述XY座標而為一致的方式來使前述原版和前述基板平行地相對向的情況時, 前述第1圖案,係包含第1部分以及第2部分, 前述第2圖案,係包含第3部分以及第4部分, 前述第1部分以及前述第3部分,係使一部分相互重疊, 前述第2部分以及前述第4部分,係使一部分相互重疊, 前述第1部分以及前述第3部分之構造周期,係為相同或者是於1.2倍以內而為相等, 前述第2部分以及前述第4部分之構造周期,係為相等,並且係為前述第1部分以及前述第3部分之構造周期中的較小者之構造周期之2倍以上, 身為前述第1部分以及前述第3部分之遮光部與透光部之間之比的能率比,係為1:1, 前述第2部分之能率比,係為D:2,D係為2以上之整數。
- 如申請專利範圍第1項所記載之對位記號,其中, 前述第1部分以及前述第3部分之構造周期,係並非為相同,周期方向係相互朝向第1方向, 在前述第1部分之周期方向之兩側處,係被配置有前述第2部分, 在前述第3部分之周期方向之兩側處,係被配置有前述第4部分。
- 如申請專利範圍第1項所記載之對位記號,其中, 前述第1部分以及前述第3部分之構造周期,係為相同,至少其中一者之周期方向,係相對於第1方向而斜交, 在前述第1部分之與前述第1方向相正交之方向之兩側處,係被配置有前述第2部分, 在前述第3部分之與前述第1方向相正交之方向之兩側處,係被配置有前述第4部分。
- 如申請專利範圍第1至3項中之任一項所記載之對位記號,其中, 前述第2部分之能率比係為2:2,前述第4部分之能率比係為3:1。
- 如申請專利範圍第1項所記載之對位記號,其中, 前述第2部分之能率比係為4:2。
- 一種壓印方法,其特徵為,係包含有: 基板準備步驟,係準備使阻劑被作了滴下或塗布之基板;和 對位步驟,係於使在前述阻劑處轉印微細圖案之原版近接於前述基板上或者是使前述原版與前述阻劑作了接觸的狀態下,使用對位記號來進行前述原版與前述基板之間之對位;和 壓印步驟,係將前述原版之圖案壓印於前述基板上之前述阻劑處;和 硬化步驟,係使前述阻劑硬化:和 離模步驟,係使前述原版從前述基板上之前述阻劑離模, 前述對位記號,係具備有第1圖案和第2圖案之組,並使其中一者被設置在前述原版的被形成有前述微細圖案之面處,並且使另外一者被設置在前述基板之被轉印前述微細圖案之面處, 當在前述原版之前述面以及前述基板之前述面處設定了共通之XY座標時,在以使前述第1圖案以及前述第2圖案之朝向相對於前述XY座標而為一致的方式來使前述原版和前述基板平行地相對向的情況時, 前述第1圖案,係包含第1部分以及第2部分, 前述第2圖案,係包含第3部分以及第4部分, 前述第1部分以及前述第3部分,係使一部分相互重疊, 前述第2部分以及前述第4部分,係使一部分相互重疊, 前述第1部分以及前述第3部分之構造周期,係於1.2倍以內而為相等, 前述第2部分以及前述第4部分之構造周期,係為相等,並且係為前述第1部分以及前述第3部分之構造周期中的較小者之構造周期之2倍以上, 身為前述第1部分以及前述第3部分之遮光部與透光部之間之比的能率比,係為1:1, 前述第2部分之能率比,係為D:2,D係為2以上之整數。
- 一種半導體裝置之製造方法,其特徵為,係包含有: 在半導體基板上形成被加工膜之步驟;和 將阻劑滴下或塗布至前述加工膜上之步驟;和 於使在前述阻劑處轉印微細圖案之原版近接於前述半導體基板上或者是使前述原版與前述阻劑作了接觸的狀態下,使用對位記號來進行前述原版與前述半導體基板之間之對位之對位步驟;和 以使前述阻劑與前述原版之前述微細圖案側之面相對向的方式來將前述原版對於前述阻劑作壓印並轉印前述微細圖案之步驟;和 以被轉印有前述微細圖案之前述阻劑作為遮罩而對於前述被加工膜進行加工之步驟, 前述對位記號,係具備有第1圖案和第2圖案之組,並使其中一者被設置在前述原版的被形成有前述微細圖案之面處,並且使另外一者被設置在前述半導體基板之被轉印前述微細圖案之面處, 當在前述原版之前述面以及前述半導體基板之前述面處而設定了共通之XY座標時,在以使前述第1圖案以及前述第2圖案之朝向相對於前述XY座標而為一致的方式來使前述原版和前述半導體基板平行地相對向的情況時, 前述第1圖案,係包含第1部分以及第2部分, 前述第2圖案,係包含第3部分以及第4部分, 前述第1部分以及前述第3部分,係使一部分相互重疊, 前述第2部分以及前述第4部分,係使一部分相互重疊, 前述第1部分以及前述第3部分之構造周期,係於1.2倍以內而為相等, 前述第2部分以及前述第4部分之構造周期,係為相等,並且係為前述第1部分以及前述第3部分之構造周期中的較小者之構造周期之2倍以上, 身為前述第1部分以及前述第3部分之遮光部與透光部之間之比的能率比,係為1:1, 前述第2部分之能率比,係為D:2,D係為2以上之整數。
- 一種對位裝置,其特徵為,係具備有: 第1平台,係將具備有對位記號中之第1圖案以及第2圖案之其中一者的基板作保持;和 第2平台,係將具備有前述對位記號中之前述第1圖案以及前述第2圖案之另外一者的原版作保持;和 對位部,係進行前述基板與前述原版之間之對位;和 控制部,係對於前述第1平台、前述第2平台以及對位部作控制, 前述對位記號,係具備有前述第1圖案和前述第2圖案之組,並使其中一者被設置在將微細圖案轉印至基板上之被轉印膜處之原版的被形成有前述微細圖案之面處,並且使另外一者被設置在前述基板之被轉印前述微細圖案之面處, 當在前述原版之前述面以及前述基板之前述面處而設定了共通之XY座標時,在以使前述第1圖案以及前述第2圖案之朝向相對於前述XY座標而為一致的方式來使前述原版和前述基板平行地相對向的情況時, 前述第1圖案,係包含第1部分以及第2部分, 前述第2圖案,係包含第3部分以及第4部分, 前述第1部分以及前述第3部分,係使一部分相互重疊, 前述第2部分以及前述第4部分,係使一部分相互重疊, 前述第1部分以及前述第3部分之構造周期,係於1.2倍以內而為相等, 前述第2部分以及前述第4部分之構造周期,係為相等,並且係為前述第1部分以及前述第3部分之構造周期中的較小者之構造周期之2倍以上, 身為前述第1部分以及前述第3部分之遮光部與透光部之間之比的能率比,係為1:1, 前述第2部分之能率比,係為D:2,D係為2以上之整數, 前述控制部,係藉由前述對位部而檢測出前述第1部分和前述第3部分之間之訊號,並計算出前述第1部分和前述第3部分之間之位移量,並藉由前述對位部而檢測出前述第2部分和前述第4部分之間之訊號,並根據前述第2部分和前述第4部分而檢測出前述基板與前述原版之間之位移量以及位移之方向, 將前述第1平台以及前述第2平台之至少其中一者的位置,基於所檢測出的前述基板和前述原版之間之位移量以及位移之方向來進行修正。
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