TWI824145B - 對準裝置、對準方法、微影裝置，及製造物品的方法 - Google Patents

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Abstract

一種對準裝置，其基於形成在物體的表面上的預定目標的位置在沿著物體的表面之第一方向上執行物體的對準，且對準裝置包括保持單元，其保持要被移動的物體；取得單元，其取得形成在由保持單元所保持的物體的表面上的預定目標的影像；以及控制器，其驅動保持單元，以實現物體與取得單元在垂直於物體的表面之第二方向上的相對距離、物體與取得單元的相對傾角、或此距離和傾角，此距離和傾角基於由取得單元所取得的影像與模板之間的相關度而被決定，並基於相關度檢測預定目標在第一方向上的位置。

Description

對準裝置、對準方法、微影裝置，及製造物品的方法
本發明關於對準裝置、對準方法、微影裝置，及製造物品的方法。
在用於製造半導體設備的曝光裝置中，由於電路變得更小且更密集，需要使電路圖案被形成於其上的標線片(reticle)與圖案以高精度被投影於其上的基板對準。
作為標線片與基板之間的相對對準技術，存在使用設置在基板上的對準標記來執行兩種類型的對準的方法，兩種類型的對準為預對準(pre-alignment)及精密對準(fine alignment)。預對準的任務是檢測當基板從基板搬運設備被送到基板台上時發生的偏移量，並粗略地對準基板的位置，使得精密對準可被適當地進行。此外，精密對準的任務是準確地測量被放置在基板台上的基板的位置，並精確地對準基板，使得基板與標線片之間的對準誤差落在允許範圍內。
如上所述，在預對準中，需要檢測當基板從基板搬運設備被送到基板台上時發生的偏移。因此，對準標記的尺寸落在寬的檢測範圍內。作為檢測在這種寬的檢測範圍內的對準標記並計算在平行於基板的表面的平面中之X及Y座標的方法，已知圖案匹配處理(pattern matching processing)。
此類型的圖案匹配處理粗略地被分類為兩種類型。一種方法是將藉由具有儲存類型的光電轉換元件之相機使對準標記成像所取得的影像二值化(binarizing)；執行與事先被保持的模板的匹配；以及將具有最高相關的位置設定為標記位置。另一種方法是在原本的灰度影像(gradation image)與具有灰度資訊的模板之間執行相關操作。對於後者，已知標準化的交叉相關方法等。
日本專利公開第2003-338455號提出一種藉由從被捕獲的影像擷取圖案並在如上所述的圖案匹配處理中保持被擷取的圖案而自動地產生模板的方法。在此方法中，在圖案匹配處理中，若模板與標記之間的最大相關度的值低於決定閾值(determination threshold)，模板的形狀被變形，且模板被優化以提升標記的檢測精度。
然而，若被從像是圖案的目標、或在特定處理中形成在基板上的三維形狀自動地產生的模板在相同的處理中被使用於另一個基板的圖案匹配，由於形成在每一個基板上的目標的形狀之變化，相關度可被減少。這可能減少位置測量精度。
因此，本發明提供了，例如，一種對準裝置，其在對準精度的方面是有利的。
為了解決上面的問題，根據本發明提供了一種對準裝置，其基於形成在物體的表面上的預定目標的位置來在沿著物體的表面之第一方向上執行物體的對準，此對準裝置包括保持單元，其保持要被移動的物體；取得單元，其取得形成在由保持單元所保持的物體的表面上之預定目標的影像；以及控制器，其驅動保持單元，以實現物體與取得單元之間在垂直於物體的表面之第二方向上的相對距離、物體與取得單元之間的相對傾角、或距離和傾角，距離和傾角基於由取得單元所取得的影像與模板之間的相關度而被決定，並基於相關度檢測預定目標在第一方向上的位置。
從例示性實施例參照所附圖式的以下描述，本發明的更多特徵將變得清楚明瞭。
在下文中，將參照所附圖式來詳細地描述本發明的較佳實施例。 (第一實施例)
將描述根據本發明的第一實施例的位置檢測裝置。需注意的是，在每一個圖式中，相同構件被指派相同標號，且省略重複描述。
圖1為顯示根據第一實施例的對準裝置200被應用之曝光裝置100的配置的示意圖。曝光裝置100被使用於微影處理，其為半導體設備或液晶顯示元件的製造處理，且曝光裝置100為微影裝置中的一者，其使用原板在基板上形成圖案。在以下實施例的描述中，對準裝置200被應用到曝光裝置，但本發明不限於此。例如，本發明亦可被應用到微影裝置，例如，壓印裝置，其使用模具在基板上形成壓印材料的圖案，或繪圖裝置，其以帶電粒子束照射基板以在基板上形成圖案。此外，在下文中，垂直於被保持在下面所描述之基板台STG上的基板的表面的方向被界定為Z方向(第二方向)，且作為沿著基板的表面的方向(第一方向)之相互正交的兩個方向被界定為X方向及Y方向。此外，繞著X軸的旋轉、繞著Y軸的旋轉、及繞著Z軸的旋轉分別被稱作θX、θY、及θZ。
本實施例的曝光裝置100包括照明系統IL、投影光學系統PO、及對準裝置200。曝光裝置100為一種裝置，其使標線片R(其為原板)與基板W對準、以藉由照明系統IL的曝光光照射標線片R、並將標線片R的圖案透過投影光學系統PO轉印到基板W上。
照明系統IL包括光源，並以，例如，來自光源之弧形的光照射標線片R。投影光學系統PO為，例如，包括複數個反射鏡之鏡投影類型的光學系統。投影光學系統PO具有預定投影倍率(例如，1或1/2)，並將形成在標線片R上的圖案投影到基板W上。
對準裝置200包括基板台STG、對準示波器SC、測量單元AC、及主機控制器HP。對準裝置200執行物體(例如，基板W)的對準。
吸附(固定)基板的卡盤CH被設置在基板台STG上，且基板台STG為保持單元，其經由要被移動的卡盤CH來保持基板W。基板台STG藉由在X軸方向及在Y軸方向上移動基板W來使基板W與標線片R對準。基板台STG亦可在Z軸方向上移動用於曝光光的聚焦調整。此外，基板台STG可具有調整基板W在θZ(更佳地，θX、θY、及θZ)方向上的位置之功能，以及用於校正基板W的傾角之傾斜功能。
對準示波器SC為成像工具(取得單元)，其藉由觀察像是形成在基板W的表面上之對準標記或三維形狀的設備D(檢測目標)來取得設備D的影像。對準示波器SC執行基板W與作為目標之設備D的對準。從光源LI發出的光的量透過ND濾光器ND來調整，且光藉由光纖或專用光學系統被引導到半反射鏡M，且經由投影光學系統等照射到設備D。光源LI或ND濾光器ND藉由光量調整工具LP來控制。設備D的影像通過半反射鏡M且被投影到標記成像相機CAM中的光感測器S上。
由光感測器S所接收之設備D的影像被光電地轉換。在此時，用於累積光的時間從主機控制器HP被傳送到作用為用於計算設備D的位置及光的量的工具之測量單元AC中的測量處理單元AP，且藉由感測器控制器AMP來控制。此外，累積的光的時間點從作用為台控制工具的台控制器STC的台處理單元SP被傳送到測量處理單元AP，且被由感測器控制器AMP所參照。台處理單元SP藉由馬達MOT驅動基板台STG，並藉由干涉儀PM測量位置。藉由光感測器S而被光電地轉換的信號藉由感測器控制器AMP而被A/D轉換，且被輸出到測量單元AC作為數位信號資訊的影像。
測量單元AC包括記憶體MEM及測量處理單元AP。被輸出到測量單元AC之要被測量的設備D的影像被儲存在記憶體MEM中。測量處理單元AP從被儲存在記憶體MEM中的影像檢測設備D的位置。為了使用圖案匹配來作為檢測設備D的位置的方法，首先，被儲存在記憶體MEM中的影像與被儲存在測量處理單元AP中的模板TP之間的相關度藉由計算器CMP而被計算並取得。在這之後，設備D在第一方向上的位置基於計算結果從影像被檢測出來。設備D之所檢測的位置被傳送到主機控制器HP。主機控制器HP透過台控制器STC基於設備D之所檢測的位置使基板台STG對準。
將參照圖2A及2B描述本實施例的流程。圖2A及2B為顯示根據第一實施例的對準處理的流程圖。圖2A為顯示從在本實施例的實際處理中被描繪在基板上之設備形狀來建立模板之處理的流程圖。在此流程圖中所顯示的每一個動作(步驟)可由藉由主機控制器HP來控制每一個單元而被執行。
首先，當開始模板建立處理時(S101)，藉由載入設備(未顯示)將基板W載入到曝光裝置100中的基板台STG上(S102)。藉由台控制器STC的控制使基板台STG移動，使得要成為模板之被載入的基板W的設備圖案落在對準示波器SC的視野之拍攝範圍內(S103)。在此處，作為範例，設備圖案為用於基板之間的連接之形成在基板W中的通孔(through-hole)，但不限於此。設備圖案為，例如，三維結構，其包括通孔、具有三維形狀的對準標記、從基板表面突出的凸部、及未穿透基板的凹部(溝槽、凹槽)中的至少一者。在此處，設備圖案為檢測目標。
接下來，藉由以對準示波器SC(S104)拍攝要被使用來作為模板的基板W之設備圖案來取得參考影像。假設的是，已藉由事先測量決定設備圖案的拍攝條件，例如，要被照射到設備圖案的光的量、聚焦位置等。將參照圖3描述要被拍攝的設備圖案。圖3為顯示設備圖案的影像之範例的示意圖。在XY座標系統中之影像的中心O被設定為(0，0)。要被對準的設備圖案DA位在影像中的檢測範圍AR內。在此處，設備圖案DA為，例如，用於基板之間的連接的通孔，且因此，在影像中被取得為圓形。
之後，回到圖2A，藉由測量處理單元AP從被取得的設備圖案之影像擷取可作為模板的圖案之特徵點(S105)。具體而言，藉由區分(differentiating)由在X方向及Y方向上拍攝設備圖案DA所取得之影像來產生僅強調設備圖案的邊緣部分之影像。對於邊緣部分，基於信號強度或要被註冊作為模板之點的間隔來擷取特徵點。在本實施例中，擷取特徵點的方法不限於上述方法，且可使用任何其他方法，只要特徵點為指示設備的特徵之索引即可。之後，為了決定模板的位置，測量設備圖案的位置(S106)。為了將模板的中心設定為設備圖案的中心，測量圖3所顯示之圓形的設備圖案DA的中心位置。作為測量中心位置的方法之範例，藉由計算器CMP以計算圓形部分的重心(center of gravity)的方式來計算出中心位置。
接著，藉由測量處理單元AP基於設備圖案的位置來建立設置有特徵點的模板(S107)。圖4顯示基於圖3的影像所建立之模板的範例。圖4為顯示模板的範例的示意圖。藉由擷取用於邊緣的多個點使得在S105中被擷取的特徵點為為了防止錯誤檢測之TP1至TP12，並藉由將所擷取的特徵點TP1至TP12設置在XY座標系統(其中，S106中所取得之圓形的中心OT被設定為(0，0))中，做出模板TP。需注意的是，所顯示之特徵點的數量為範例，且擷取更多的特徵點導致在後面所描述的匹配中的更高精度。在圖4所顯示的範例中，由於設備圖案DA被定位在影像的中心，模板的中心OT重疊影像的中心O。模板的X軸XT亦重疊影像的X軸，且類似地，模板的Y軸YT亦重疊影像的Y軸。當所建立的模板TP被儲存在測量單元AC或主機控制器HP中時(圖2A，S108)，結束一系列的處理(S109)。
接下來，將參照圖2B描述使用被儲存的模板來測量基板位置的方法，被儲存的模板事先被建立且在圖2A的流程圖所顯示的處理中被建立。圖2B為顯示使用模板之基板位置的對準處理的流程圖。
當開始基板對準時(S201)，藉由載入設備(未顯示)將基板W載入到曝光裝置100中的基板台STG上(S202)。被載入的基板W(亦即，要被測量的基板W)為藉由與已事先準備模板之基板相同的處理而被製造的基板。藉由台控制器STC的控制將基板台STG移動到被載入的基板W之預對準位置(S203)。在此處，預對準位置為形成在要被測量的基板W上且對應到用於已事先建立的模板之設備圖案的設備圖案(要被測量的設備圖案)落在對準示波器SC的視野的拍攝範圍內的位置。
接下來，藉由以對準示波器SC拍攝要被測量的基板W的設備圖案來取得影像(S204)。接著，藉由使用所取得的影像及事先建立的模板之圖案匹配來檢測設備圖案的位置(S205)。具體而言，在圖案匹配中，藉由計算器CMP計算儲存在記憶體MEM中之所取得的影像與對應到在檢測範圍AR內的每一個像素中之設備圖案DA的模板TP之間的相關度。根據相關度，將類似於檢測範圍AR內的圖案之位置檢測來作為設備位置。
將參照圖5詳細描述藉由使用事先建立的模板之圖案匹配來檢測設備圖案的位置的範例。圖5為顯示使用模板之設備圖案的檢測的圖。圖5中所顯示的設備圖案DA’為形成在要被測量的基板上的檢測目標。藉由與建立模板之設備圖案DA相同的處理來製造出設備圖案DA’，但基板之間的設備圖案形狀因為處理而略有變化。因此，當在模板的設備圖案DA與要被測量的設備圖案DA’在形狀上未匹配的狀態下執行圖案匹配時，可將從實際的設備圖案DA’的中心偏移的位置檢測來作為設備圖案DA’的中心。
在圖5中，設備圖案DA’的實際中心為影像的中心O，但由圖案匹配所檢測到的模板的中心OT為被從O偏移的位置。在這樣的情況下，由於相關度過低，可能發生以不同於被設定為中心之設備圖案DA’的實際中心的位置繼續進行處理、或無法檢測到設備圖案DA’的中心的情況。
回到圖2B，在本實施例中，為了檢測模板的設備圖案DA與要被測量的設備圖案DA’之間的相關度在此處較高的基板W的高度位置，基板台STG的Z位置(相對距離)被微小地移動(S206)。換言之，在對準示波器SC從基板W分離的方向上(亦即，在垂直於基板W的表面的方向上)之基板W與對準示波器SC之間的相對位置關係藉由在Z方向上移動基板台STG而被改變。接著，分別在不同的高度位置處反覆進行影像取得(S204)及模板匹配(S205)。亦即，在執行模板匹配(S205)之後，藉由台控制器STC的控制來微小地移動基板台STG的Z位置(S206)。在這之後，測量處理單元AP針對每一個高度計算相關度，並決定是否結束Z位置的微小移動(S207)。具體而言，例如，可事先設定S204至S206的反覆進行次數，且若S204至S206被反覆進行預定的次數，可決定結束Z位置的微小移動。此外，可事先設定相關度的閾值，且若相關度變得等於或少於閾值，可決定結束Z位置的微小移動。或者，可搜尋到相關度達到峰值之相對距離。反覆進行步驟S204至S206，直到測量處理單元AP決定結束Z位置的微小移動(S207，是)。因此，基於相關度決定基板台STG的Z位置。換言之，主機控制器HP在反覆地改變基板W與對準示波器SC之間的相對距離以增加相關度的同時決定基板W與對準示波器SC之間的相對距離，亦即，基板台STG的Z位置。
需注意的是，在決定是否結束Z位置的微小移動(S207)之後，基板台STG可被微小地移動(S206)。若決定結束相關度的計算，不需要移動基板台STG，且因此可減少基板台STG之不必要的移動。
接下來，在相關位置關係被設定為第一狀態(在此狀態下，相關度在所計算的相關度中為相對高的)的狀態下，主機控制器HP比較所取得的影像的相關度。接著，主機控制器HP基於設備圖案DA’的位置來決定精密對準位置，並將基板台STG移動到精密對準位置(S208)，設備圖案DA’的位置基於設備圖案DA’的影像而被取得，設備圖案DA’的影像在相關度最高的高度位置處被取得。亦即，在XY方向上沿著基板表面調整物體的位置到第二狀態，在此狀態下，相關度為相對高的。在此處，精密對準為基板在曝光之前的最後對準，且精密對準位置為基板W在執行精密對準時的位置。
將參照圖6及7描述使用具有較高的相關度之影像來決定精密對準位置的處理。圖6為顯示所取得的影像的範例的示意圖。將參照圖6描述在藉由移動基板台STG的Z位置來改變基板W的高度位置的同時所取得的影像。在圖6中，由於採用通孔作為範例，要被測量的設備圖案具有帶有從基板表面的深度之形狀，亦即，三維結構。在此範例中，通孔具有漸縮形狀，其中，直徑隨著從基板的表面的深度增加而減少。
在移動基板台STG的Z位置的同時取得影像，且因此，不是在事先決定作為最佳聚焦之基板的高度F處，而是在不同於高度F的高度位置處之高度F’處取得影像。在藉由聚焦在基板的高度F’上而取得的影像中，設備圖案的形狀似乎類似於模板，且因此，圖案匹配導致相關度高於圖5中所顯示的影像。圖6為在高度F’處所取得之設備圖案DA’的影像，高度F’為不同於模板TP的高度位置之高度位置。此圖式顯示理想範例，其中，影像中的設備圖案DA’Z匹配模板的特徵點TP1至TP12，且設備圖案的中心O與要被檢測的模板的中心OT重疊。
參照圖7描述對於基板台STG的每一個Z位置之設備圖案形狀與模板之間的相關度。圖7顯示在每一個Z位置處的相關度被繪製的圖表的範例。如圖式中所顯示，相關度依據Z位置而不同。因此，較佳的是，使用藉由執行使用在基板的高度F’處(在此處，相關度達到峰值)所取得的影像之圖案匹配而獲得的測量結果來對準基板W的位置。
回到圖2B，具體而言，執行基板台STG往精密對準位置的移動，例如，如下所述。藉由計算器CMP基於具有最高相關度之設備圖案DA’的影像計算出設備圖案DA’的位置。設備圖案DA’之所計算出的位置被傳送到主機控制器HP。主機控制器HP基於設備圖案DA’之所計算出的位置來決定精密對準位置。主機控制器HP將所決定的精密對準位置輸出到台控制器STC。台控制器STC控制基板台STG往精密對準位置，並移動基板到精密對準位置。
接下來，在精密對準位置執行精密對準(S209)。需注意的是，可能僅藉由圖案匹配的結果來結束基板的對準，而未執行精密對準。亦即，精密對準位置可為曝光之前的最後基板位置。
在本實施例中，測量單元AC、台控制器STC、及主機控制器HP被分開地設置，但它們可能為單一控制器。
根據上述，即使檢測目標(例如，形成在基板上的對準標記或三維形狀)的形狀針對每一個基板變化，可能執行準確對準。 (第二實施例)
在第一實施例中，為了提升要被測量的設備圖案形狀與模板之間的相關度，基板W與對準示波器SC之間的相對位置關係藉由改變基板W的高度位置來加以調整。在第二實施例中，相關度藉由調整基板W的傾角來提升。曝光裝置的配置與第一實施例之圖1的曝光裝置的配置相同。根據本實施例之建立模板的處理與第一實施例的圖2A中所顯示之流程相同，但在使用模板之基板對準處理的流程上不同於第一實施例。因此，將參照圖8的流程圖來描述不同於第一實施例的部分。圖8為顯示根據第二實施例之使用模板的基板對準處理的範例的流程圖。
在本實施例的流程中，S206至S208的處理不同於圖2B。S201至S205、S209及S210相同於圖2B中的S201至S205、S209及S210，且因此將省略其描述。藉由使用所取得的影像及事先建立的模板(S205)之圖案匹配來檢測設備圖案的位置，並接著藉由台控制器STC的控制來微小地改變基板台STG的傾角(S306)。換言之，在對準示波器SC從基板W分離的方向上(亦即，在垂直於基板W的表面的方向上)之基板W與對準示波器SC之間的相對位置關係藉由改變基板台STG的傾角來改變。接著，分別以不同的傾角反覆進行影像取得(S204)及模板匹配(S205)。亦即，在執行模板匹配(S205)之後，基板台STG的傾角藉由台控制器STC的控制而被微小地改變(S306)。在這之後，測量處理單元AP決定是否結束基板台STG的傾角的微小改變(S307)。反覆進行步驟S204至S306，直到測量處理單元AP決定結束傾角的微小改變(S307，是)。換言之，主機控制器HP在反覆地改變基板台STG的傾角以增加相關度的同時決定基板台STG的傾角。例如，若基板的表面被扭曲，可藉由調整基板的傾角進一步地提升對準精度。因此，相對位置關係(包括傾角)被設定為相關度為相對高的第一狀態。在此處，第一狀態包括，例如，若調整傾角則相關度達到峰值的狀態。接著，類似於第一實施例，在第一狀態中，沿著基板表面在XY方向上將物體的位置調整到第二狀態，在此狀態下，相關度為相對高的。
根據上述，即使基板的表面被扭曲，亦能夠執行基板的準確對準。 (第三實施例)
第三實施例為第一實施例及第二實施例的組合，且在本實施例中，藉由調整Z位置(相對距離)和基板的傾角來進一步地提升模板與影像之間的相關度。曝光裝置的配置為與第一實施例之圖1的曝光裝置相同。根據本實施例之建立模板的處理與第一實施例之圖2A中所顯示的流程相同，但在使用模板之基板對準處理的流程上與第一實施例不同。因此，將參照圖9的流程圖描述不同於第一實施例的部分。圖9為顯示根據第三實施例之使用模板的基板對準處理的範例的流程圖。
在本實施例的流程中，S201至S205、S209、及S210為與圖2B中的S201至S205、S209、及S210相同，且因此將省略其描述。藉由使用所取得的影像與事先建立的模板之圖案匹配來檢測設備圖案的位置(S205)，並接著藉由台控制器STC的控制來微小地移動基板台STG的Z位置(S206)。在這之後，藉由台控制器STC的控制來微小地改變基板台STG的傾角(S306)。因此，基板W與對準示波器SC之間的相對位置關係被改變，且分別在不同高度位置及不同傾角處反覆進行影像取得(S204)及模板匹配(S205)。亦即，在執行模板匹配(S205)之後，藉由台控制器STC的控制來微小地移動基板台STG的Z位置(S206)以及微小地改變其傾角(S306)。在這之後，測量處理單元AP決定是否結束基板台STG之Z位置的微小移動及傾角的微小改變(S407)。反覆進行步驟S204至S306直到測量處理單元AP決定結束基板台STG之Z位置的微小移動及傾角的微小改變(S407，是)。換言之，主機控制器HP在反覆地改變基板台STG的相對距離和傾角以增加相關度的同時決定相對距離(亦即，基板台STG的Z位置以及基板台STG的傾角)。例如，若設備圖案複雜地變形，例如，在設備圖案的形狀中的非預期改變，藉由結合高度與傾角來移動基板台，可進一步地提升關於基板的位置和姿勢的測量精度。
在圖9的流程中，在基板台的Z位置的微小移動(S206)之後執行基板台的傾角的微小改變(S306)，但亦可在S306之後執行S206。此外，可並行地執行S206及S306，換言之，可同時地執行S206及S306。
根據上述，即使被形成在基板上之對準標記、設備等的形狀被複雜地變形，亦能夠執行準確對準。 (第四實施例)
第四實施例並未執行圖2A，圖2A為在上述實施例中被執行之模板建立處理流程，且第四實施例執行使用外部輸入模板之對準，外部輸入模板為，例如，以設備的設計值或在另一個方法中事先被建立的模板。
圖10為顯示根據第四實施例的對準裝置400被應用之曝光裝置1000的配置的示意圖。本圖式顯示在本實施例中的測量單元AC與主機控制器HP之間的連接圖。除了測量單元AC與主機控制器HP之間的連接，本圖式與圖1相同。在本實施例中，在另一個處理中建立的模板事先使用網路或可攜式記憶體從外部輸入到主機控制器HP中。在對應於處理基板的處理中，被儲存在主機控制器HP中的模板被載入到測量單元AC中的模板儲存區域TPM上，且模板儲存區域TPM儲存模板。亦即，在此處，模板儲存區域TPM可被稱作是儲存單元。或者，外部輸入目標可為作為模板的設備影像，其可被載入到記憶體MEM上，且可從在圖2A的處理(S105)及其之後中被載入的影像建立模板。後續處理為與第一至第三實施例中所顯示的流程相同。
根據上述，由於不需要在對準裝置中建立模板，可簡化藉由對準裝置的處理。 (第五實施例)
將參照圖11的流程圖描述根據本發明的第五實施例的曝光裝置。圖11為根據第五實施例的曝光處理的流程圖。在此流程圖中所顯示的每一個動作(步驟)可由藉由主機控制器HP來控制每一個單元而被執行。作為曝光裝置的順序的範例，在本實施例中，藉由相同的處理來製造的複數個基板(例如，每一批25個基板)被製造出來。當順序開始時(S501)，首先，藉由載入設備(未顯示)將基板W載入到基板台上(S502)。在此處，假設用於圖案匹配的模板被建立、事先藉由第一實施例或第四實施例中所描述的方法被儲存在測量單元AC中、或從主機控制器HP被傳送。首先，主機控制器HP決定被載入到基板台STG上的基板W是否為第一基板(S503)。若基板W為第一基板(是)，使用上面所描述的實施例中的任一者，藉由圖案匹配來計算基板的設備圖案形狀與模板之間的相關度在此處較高之基板台的Z位置、其傾角、或基板台的Z位置及其傾角兩者(S504)。
接下來，執行預對準(S505)，其中，基板台之所計算出來的Z位置、其所計算出來的傾角、或基板台之所計算出來的Z位置及其所計算出來的傾角兩者被調整。在這之後，基於預對準結果，基板W被移動到精密對準位置，且執行精密對準(S506)。在這之後，曝光基板(S507)。
在完成曝光之後，藉由基板台STG移出基板(S508)，且主機控制器HP決定是否已結束所有基板的曝光處理(S509)。若尚未結束所有基板的曝光處理(否)，處理前進到下一個基板的曝光處理。亦即，在下一個基板上執行S502至S509的處理，且反覆進行此處理直到結束所有基板的曝光處理。
對於第二及後續的基板，較佳的是，針對第一基板計算之基板台的Z位置、其傾角、或基板台的Z位置及其傾角兩者被儲存在，例如，測量單元AC或主機控制器HP，且在此位置處執行後續的對準處理。這在生產量方面為有利的。當所有基板的曝光處理結束時(S509，是)，曝光處理結束(S510)。
根據上述，即使被形成在基板上的對準標記、設備等的形狀針對每一個基板而變化，亦能夠執行準確對準，並能夠提升曝光裝置中的標線片與基板之間的對準精度。 (製造物品的方法的實施例)
根據本發明的實施例之製造物品的方法適用於製造物品，例如，像是半導體設備的微設備、或具有精細結構的元件。根據本實施例之製造物品的方法包括使用上面所描述的曝光裝置在基板(被施加到基板的感光劑)上形成圖案(潛像圖案)的處理(對基板進行曝光的處理)；以及使在這樣的處理中被曝光(圖案化)的基板顯影的處理。此外，這樣的製造方法可包括其他已知的處理過程(例如，氧化、膜形成、氣相沉積、摻雜、平坦化、蝕刻、抗蝕劑剝離、切割、黏合、封裝等)。相較於先前技術中的方法，根據本實施例之製造物品的方法在物品的性能、品質、生產量及生產成本中的至少一個方面為有利的。 (其他實施例)
已如上所述地描述本發明的實施例，但本發明不限於這些實施例，且可在要旨的範疇內做出各種改變。
雖然已參照例示性實施例描述本發明，應理解的是，本發明不限於所揭露的例示性實施例。以下申請專利範圍的範疇應被賦予最寬廣的解釋，以使其涵蓋所有這種修改及等效結構和功能。
本申請案主張2019年6月7日申請之日本專利申請案第2019-106854的權益，其全文在此藉由引用併入。
100:曝光裝置 200:對準裝置 1000:曝光裝置 AC:測量單元 AMP:感測器控制器 AP:測量處理單元 AR:檢測範圍 CAM:標記成像相機 CH:卡盤 CMP:計算器 D:設備 DA,DA’,DA’Z:設備圖案 F,F’:高度 HP:主機控制器 IL:照明系統 LI:光源 LP:光量調整工具 M:半反射鏡 MEM:記憶體 MOT:馬達 ND:ND濾光器 O:中心 OT:中心 PM:干涉儀 PO:投影光學系統 R:標線片 S:光感測器 SC:對準示波器 SP:台處理單元 STC:台控制器 STG:基板台 S101~S109:步驟 S201~S210:步驟 S306,S307:步驟 S407:步驟 S501~S510:步驟 TP:模板 TPM:模板儲存區域 TP1~TP12:特徵點 W:基板 XT:X軸 YT:Y軸
[圖1]為顯示根據第一實施例的對準裝置被應用之曝光裝置的配置的示意圖。
[圖2A及2B]為顯示根據第一實施例之對準處理的流程圖。
[圖3]為顯示設備圖案的影像的範例的示意圖。
[圖4]為顯示模板的範例的示意圖。
[圖5]為顯示使用模板之設備圖案的檢測的圖。
[圖6]為顯示所取得的影像的範例的示意圖。
[圖7]為顯示在每一個Z位置處之相關度被繪製的圖表之範例的圖。
[圖8]為顯示根據第二實施例的基板對準處理的範例的流程圖。
[圖9]為顯示根據第三實施例的基板對準處理的範例的流程圖。
[圖10]為顯示根據第四實施例的對準裝置被應用之曝光裝置的配置的示意圖。
[圖11]為根據第五實施例的曝光處理的流程圖。
100:曝光裝置
200:對準裝置
AC:測量單元
AMP:感測器控制器
AP:測量處理單元
CAM:標記成像相機
CH:卡盤
CMP:計算器
D:設備
HP:主機控制器
IL:照明系統
LI:光源
LP:光量調整工具
M:半反射鏡
MEM:記憶體
MOT:馬達
ND:ND濾光器
PM:干涉儀
PO:投影光學系統
R:標線片
S:光感測器
SC:對準示波器
SP:台處理單元
STC:台控制器
STG:基板台
TP:模板
W:基板

Claims (14)

  1. 一種對準裝置，其配置為基於形成在物體上的預定目標的位置來在沿著該物體的表面之第一方向上執行該物體的對準，該對準裝置包括：保持單元，配置來保持要被移動的該物體；取得單元，配置來取得形成在由該保持單元所保持的該物體的該表面上之該預定目標的影像；以及控制器，配置為基於由該取得單元所取得的該等影像與模板之間的相關度來檢測該預定目標在該第一方向上的位置，其中，該控制器配置為基於該相關度來決定該物體與該取得單元之間在垂直於該物體的該表面的第二方向上的相對距離、該物體與該取得單元之間的相對傾角、或該距離和該傾角，並且其中，該控制器配置為基於由該取得單元在基於該距離、該傾角、或該距離和該傾角控制該保持單元的條件下所取得的該等影像來檢測該預定目標在該第一方向上的該位置。
  2. 如請求項1之對準裝置，其中，該控制器 配置來在反覆地改變該距離、該傾角、或該距離和該傾角以增加該相關度的同時決定該距離、該傾角、或該距離和該傾角。
  3. 如請求項2之對準裝置，其中，該控制器配置來比較該相關度與預訂閾值，且在該相關度高於該閾值的情況下，決定該距離、該傾角、或該距離和該傾角。
  4. 如請求項2之對準裝置，其中，該控制器配置來在該距離、該傾角、或該距離和該傾角被反覆地改變預定次數的情況下決定該距離、該傾角、或該距離和該傾角。
  5. 如請求項1之對準裝置，其中，該預定目標包括三維結構。
  6. 如請求項5之對準裝置，其中，該三維結構包括通孔、具有三維形狀的對準標記、凸部、及凹部中的至少一者。
  7. 如請求項1之對準裝置，其中，該物體為基板，且該第一方向為沿著由該保持單元所保持的該基板的表面之方向。
  8. 如請求項7之對準裝置，其中，該第二方 向為垂直於由該保持單元所保持的該基板的該表面之方向。
  9. 如請求項1之對準裝置，其中，該控制器配置來將所決定的該距離、所決定的該傾角、或所決定的該距離和傾角儲存於儲存單元中，並使用所儲存的該距離、所儲存的該傾角、或所儲存的該距離和傾角來驅動該保持單元。
  10. 如請求項1之對準裝置，其中，該取得單元配置來取得參考影像作為參考，該參考影像為該預定目標的形狀的影像，並且其中，該控制器配置來從該參考影像擷取該預定目標的特徵點，以產生該模板。
  11. 如請求項1之對準裝置，其中，該控制器配置為使用事先儲存在儲存單元中的該模板來調整該物體的位置。
  12. 一種對準方法，其基於形成在物體上的預定目標的位置來在沿著該物體的表面之第一方向上執行該物體的對準，該方法包括：保持步驟，保持要被移動的該物體； 取得步驟，取得形成在被保持的該物體的該表面上的該預定目標的影像；決定步驟，基於由取得該等影像的取得單元所取得的該等影像與模板之間的相關度來決定該物體與該取得單元之間在垂直於該物體的該表面之第二方向上的相對距離、該物體與該取得單元之間的相對傾角、或該距離和該傾角；以及檢測步驟，基於由該取得單元在基於該距離、該傾角、或該距離和該傾角控制保持該物體的保持單元的條件下所取得的該等影像來檢測該預定目標在該第一方向上的位置。
  13. 一種微影裝置，其使用原板在基板上形成圖案，該微影裝置包括：對準裝置，其配置為基於形成在該基板上的預定目標的位置來在沿著該基板的表面之第一方向上執行該基板的對準，該對準裝置包括：保持單元，配置來保持要被移動的該基板；取得單元，配置來取得形成在由該保持單元所保持的該基板的該表面上之該預定目標的影像；以及 控制器，配置為基於由該取得單元所取得的該等影像與模板之間的相關度來檢測該預定目標在該第一方向上的位置，其中，該控制器配置為基於該相關度來決定該基板與該取得單元之間在垂直於該基板的該表面的第二方向上的相對距離、該基板與該取得單元之間的相對傾角、或該距離和該傾角，並且其中，該控制器配置為基於由該取得單元在基於該距離、該傾角、或該距離和該傾角控制該保持單元的條件下所取得的該等影像來檢測該預定目標在該第一方向上的該位置；以及圖案形成單元，配置來在藉由該對準裝置被對準的該基板上形成該圖案。
  14. 一種製造物品的方法，包括：使用微影裝置在基板上形成圖案，該微影裝置在基於形成在該基板的表面上的預定目標的位置而在沿著該基板的該表面之第一方向上被對準的該基板上形成該圖案；以及處理該圖案已在該形成步驟中被形成於其上的該基 板，其中，從被處理的該基板製造出該物品，並且其中，該微影裝置包括對準裝置，其配置為基於形成在該基板上的該預定目標的該位置來在沿著該基板的該表面之該第一方向上執行該基板的對準，該對準裝置包括：保持單元，配置來保持要被移動的該基板；取得單元，配置來取得形成在由該保持單元所保持的該基板的該表面上之該預定目標的影像；以及控制器，配置為基於由該取得單元所取得的該等影像與模板之間的相關度來檢測該預定目標在該第一方向上的位置，其中，該控制器配置為基於該相關度來決定該基板與該取得單元之間在垂直於該基板的該表面的第二方向上的相對距離、該基板與該取得單元之間的相對傾角、或該距離和該傾角，並且其中，該控制器配置為基於由該取得單元在基於該距離、該傾角、或該距離和該傾角控制該保持單元的條件下所取得的該等影像來檢測該預定目標在該第一方向上的該位置。
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