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TWI703402B - 布局方法、標記檢測方法、曝光方法、測量裝置、曝光裝置、以及元件製造方法 - Google Patents

布局方法、標記檢測方法、曝光方法、測量裝置、曝光裝置、以及元件製造方法 Download PDF

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TWI703402B
TWI703402B TW105109643A TW105109643A TWI703402B TW I703402 B TWI703402 B TW I703402B TW 105109643 A TW105109643 A TW 105109643A TW 105109643 A TW105109643 A TW 105109643A TW I703402 B TWI703402 B TW I703402B
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柴崎祐一
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日商尼康股份有限公司
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Abstract

一種供使用沿著X軸方向以既定間隔配置有檢測中心之複數個標記檢測系(AL1,AL21~AL24)檢測之複數個標記之布局方法，於依據該複數個標記之布局方法之基板上，在X軸方向及在XY平面內與其正交之Y軸方向形成複數個照射區域Si(i=1,2,……)且在X軸方向分離之至少2個標記(WMj)(j=1,2,3,4,5)所屬之組，以照射區域(Si)在X軸方向之長度(w)之間隔沿著X軸方向重複配置，屬於各組之標記，彼此在X軸方向分離根據複數個標記檢測系(AL1,AL21~AL24)之X軸方向之配置與長度(w)定出之間隔量。藉此，能使用複數個標記檢測系確實地檢測基板上之複數個標記。

Description

布局方法、標記檢測方法、曝光方法、測量裝置、曝光裝置、以及元件製造方法
本発明係關於布局方法、標記檢測方法、曝光方法、測量裝置、曝光裝置、以及元件製造方法，更詳言之，係關於形成於基板上之複數個標記之布局方法、檢測形成於基板上之複數個標記之標記檢測方法、使用標記檢測方法之曝光方法、測量形成於基板上之複數個標記之位置資訊之測量裝置、具備測量裝置之曝光裝置、以及使用曝光方法或曝光裝置之元件製造方法。
製造半導體元件等之微影製程中，雖於晶圓或玻璃板等基板(以下總稱為晶圓)上疊合形成多層電路圖案，但若在各層間之疊合精度差，則半導體元件等無法發揮既定之電路特性，視情形不同亦會成為不良品。是以，通常係預先於晶圓上之複數個照射區域之各個形成標記(對準標記)，並檢測曝光裝置之載台座標系上該標記之位置(座標值)。如此之後，根據此標記位置資訊與新形成之圖案(例如標線片圖案)之已知位置資訊，進行將晶圓上之1個照射區域對齊於該圖案之晶圓對準。
作為晶圓對準之方式，從兼顧產能之觀點來看，僅檢測晶圓上之數個照射區域(亦稱為取樣照射區域或對準照射區域)之對準標記，並以統計方法算出晶圓上照射區域之排列之加強型全晶圓對準(EGA)為主流。為了藉由EGA高精度地求出晶圓上之照射區域之排列，必須增加取樣照射區域之數目來檢測更多對準標記。
為了不使產能過度降低，作為檢測較多對準標記之手法，可考量例如使用複數個標記檢測系(對準檢測系)一次檢測複數個標記。然而，晶圓之照射圖(map)(關於形成於晶圓上之照射區域之排列的資料)有各式各樣，照射區域之尺寸及標記之配置亦有各式各樣。是以，為了能對應各種照射圖，已知有以彼此間隔為可變之方式使複數個對準檢測系中之一部分對準檢測系為可動之曝光裝置(參照例如發明專利文獻1)。
然而，可動之對準檢測系相較於固定之對準檢測系，設計上之限制較多，就成本面而言亦為不利。
先行技術文獻
[專利文獻1]美國發明專利第8,432,534號說明書
根據第1態樣，係提供一種複數個標記之布局方法，該複數個標記係供使用沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心之2以上之N個標記檢測系檢測且形成於基板上，其特徵在於：於前述基板上，在前述第1方向及在前述既定面內與其交叉之第2方向形成複數個區劃區 域且在前述第1方向分離之至少2個標記所屬之組，以前述區劃區域在前述第1方向之長度之間隔沿著前述第1方向重複配置；屬於前述各組之標記彼此，在前述第1方向彼此分離根據前述N個標記檢測系之前述第1方向之配置與前述長度定出之間隔量。
根據第2態樣，係提供一種複數個標記之布局方法，該複數個標記係供使用2以上之N個標記檢測系檢測且形成於基板上，其特徵在於：於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且形成於前述複數個區劃區域之各個之至少1個標記之配置，係根據前述N個標記檢測系各自之檢測位置與前述區劃區域在前述第1方向之長度來決定。
根據第3態樣，係提供一種複數個標記之布局方法，該複數個標記係供使用2以上之N個標記檢測系檢測且形成於基板上，其特徵在於：於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且形成於前述複數個區劃區域之各個之至少1個標記之配置，係根據前述N個標記檢測系之檢測位置在前述第1方向之位置關係與前述區劃區域在前述第1方向之長度來決定。
根據第4態樣，係提供一種標記檢測方法，係使用前述N個標記檢測系檢測使用申請專利範圍第1至第3態樣任一布局方法而形成於基板上之複數個標記。
根據第5態樣，係提供一種標記檢測方法，係使用沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心之2以上之N個標記檢測系，檢測於基板上以既定位置關係形成之複數個標記，其特徵在於：在前述N 為偶數時，將前述N個標記檢測系分組成由互異之2個一組之標記檢測系構成之N/2組，進行N/2次分別使用各組標記檢測系而並行地檢測2個標記之並行檢測，該2個標記，係從與於前述基板上在前述第1方向及在前述既定面內與其交叉之第2方向所形成之複數個區劃區域一起預先形成之複數個標記中，以前述區劃區域在前述第1方向之長度之間隔沿著前述第1方向重複配置且在前述第1方向分離將各組標記檢測系彼此在前述第1方向之距離除以前述區劃區域之前述第1方向之長度所得之餘數間隔量所配置之至少2個標記分別所屬的複數組標記所選擇出的2個標記，在前述N為奇數時，將前述N個標記檢測系中除了既定之1個以外之(N-1個)標記檢測系分組成由互異之2個一組之標記檢測系構成之(N-1)/2組，分別使用各組標記檢測系，進行(N-1)/2次從前述複數組標記選擇出之2個標記之檢測，且使用前述既定之1個前述標記檢測系檢測前述基板上之1個標記。
根據第6態樣，係提供一種標記檢測方法，係檢測形成於基板上之複數個標記，其特徵在於：於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且於前述複數個區劃區域之各個形成至少1個標記；根據前述複數個標記檢測系各自之檢測位置與前述區劃區域在前述第1方向之長度，控制使用了前述複數個標記檢測系之標記檢測動作。
根據第7態樣，係提供一種檢測方法，係檢測形成於基板上之複數個標記，其特徵在於：於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且於前述複數個區劃區域之各 個形成至少1個標記；根據前述複數個標記檢測系各自之檢測位置與前述區劃區域在前述第1方向之長度，控制使用了前述複數個標記檢測系之標記檢測動作。
根據第8態樣，係提供一種曝光方法，其包含：使用第4至第7態樣中任一標記檢測方法檢測形成於前述基板上之前述複數個標記中之至少一部分標記的動作；以及根據前述標記之檢測結果，移動前述基板而以能量光束使前述複數個區劃區域曝光的動作。
根據第9態樣，係提供一種元件製造方法，其包含：使用第8態樣之曝光方法使前述基板曝光的動作；以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
根據第10態樣，係提供一種測量裝置，係測量於基板上以既定位置關係形成之複數個標記之位置資訊，其具備：2以上之N個標記檢測系，沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心，分別檢測前述標記；載台，保持前述基板而在前述既定面內移動；位置測量系，測量前述載台之至少前述既定面內之位置資訊；以及控制裝置，根據前述位置測量系之測量資訊控制前述載台之移動，且根據檢測前述複數個標記中之測量對象標記之前述標記檢測系之檢測結果與該檢測時之前述位置測量系之測量資訊，測量前述測量對象標記在前述既定面內之位置資訊；前述控制裝置係使用2個前述標記檢測系，在前述基板上之某區劃區域與獨立於該某區域之另一區劃區域，將各自之區劃區域內之不同位置之標記作為前述測量對象標記予以並行檢測。
根據第11態樣，係提供一種測量裝置，係測量於基板上以 既定位置關係形成之複數個標記之位置資訊，其具備：2以上之N個標記檢測系，沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心，分別檢測前述標記；載台，保持前述基板而在前述既定面內移動；位置測量系，測量前述載台之至少前述既定面內之位置資訊；以及控制裝置，根據前述位置測量系之測量資訊控制前述載台之移動，且根據檢測前述複數個標記中之測量對象標記之前述標記檢測系之檢測結果與該檢測時之前述位置測量系之測量資訊，測量前述測量對象標記在前述既定面內之位置資訊；前述控制裝置，係根據前述N個標記檢測系之檢測中心彼此在前述第1方向之距離與於前述基板上在前述第1方向及在前述既定面內與其交叉之第2方向上所形成之複數個區劃區域各自在前述第1方向之長度，決定能並行檢測前述複數個區劃區域之各個上所配置之複數個標記中2個以上之標記之前述標記檢測系之組；使用所決定之前述標記檢測系之組，將前述2個以上之標記作為前述測量對象標記予以並行檢測。
根據第12態樣，係提供一種測量裝置，係測量於基板上以既定位置關係形成之複數個標記之位置資訊，其具備：複數個標記檢測系，沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心，且一邊使測量光束相對前述基板在前述既定面內相對移動，一邊檢測前述基板上之前述標記；載台，保持前述基板而在前述既定面內移動；位置測量系，測量前述載台之至少前述既定面內之位置資訊；以及控制裝置，根據前述位置測量系之測量資訊控制前述載台之移動，且根據檢測前述複數個標記中之測量對象標記之前述標記檢測系之檢測結果與該檢測時之前述位置測量系之測量資訊，測量前述測量對象標記在前述既定面內之位置資訊；前述控制裝 置，在使用前述複數個標記檢測系中之2個標記檢測系，將前述基板上在前述第1方向及在前述既定面內與其交叉之第2方向所形成之複數個區劃區域中在前述第1方向分離之2個區劃區域上分別配置之標記作為前述測量對象標記予以檢測時，係根據將前述2個標記檢測系之檢測中心彼此在前述第1方向之距離除以1個前述區劃區域在前述第1方向之長度所得之餘數，控制以分別來自前述2個標記檢測系之測量光束掃描前述格子標記之檢測動作。
根據第13態樣，係提供一種測量裝置，係檢測形成於基板上之複數個標記，其具備：複數個標記檢測系；以及控制裝置；於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且於前述複數個區劃區域之各個形成有至少1個標記；前述控制裝置，係根據前述複數個標記檢測系各自之檢測位置與前述區劃區域在前述第1方向之長度，控制使用前述複數個標記檢測系之標記檢測動作。
根據第14態樣，係提供一種測量裝置，係檢測形成於基板上之複數個標記，其具備：複數個標記檢測系；以及控制裝置；於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且於前述複數個區劃區域之各個形成有至少1個標記；前述控制裝置，係根據前述複數個標記檢測系之檢測位置在前述第1方向之位置關係與前述區劃區域在前述第1方向之長度，控制使用前述複數個標記檢測系之標記檢測動作。
根據第15態樣，係提供一種曝光裝置，具備：第10至第14態樣中任一測量裝置，測量於基板上以既定位置關係形成之複數個標記 中之至少一部分複數個標記之位置資訊；以及圖案生成裝置，對前述基板上之複數個區劃區域照射能量光束以生成圖案。
根據第16態樣，係提供一種元件製造方法，其包含：使用第15態樣之曝光裝置使前述基板曝光的動作；以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
10‧‧‧照明系
12‧‧‧底座盤
15‧‧‧移動鏡
16‧‧‧Y干涉儀
17a,17b‧‧‧反射面
20‧‧‧主控制裝置
30‧‧‧測量板
40‧‧‧鏡筒
41‧‧‧移動鏡
43A,43B‧‧‧Z干涉儀
45A,45B‧‧‧空間像測量裝置
47A,47B‧‧‧固定鏡
46‧‧‧FD桿
50‧‧‧載台裝置
90a‧‧‧照射系
90b‧‧‧受光系
91‧‧‧載台本體
100‧‧‧曝光裝置
116‧‧‧標線片干涉儀
118‧‧‧干涉儀系統
124‧‧‧載台驅動系
126~128‧‧‧X干涉儀
AF‧‧‧多點AF系
AL1,AL21~AL24‧‧‧對準系
AX‧‧‧光軸
FM‧‧‧基準標記
IA‧‧‧曝光區域
IAR‧‧‧照明區域
IL‧‧‧照明光
LB‧‧‧測量光束
M‧‧‧基準標記
PL‧‧‧投影光學系
PU‧‧‧投影單元
R‧‧‧標線片
RST‧‧‧標線片載台
S1~S11,SA,SB‧‧‧照射區域
SL‧‧‧空間像測量用狹縫板
W‧‧‧晶圓
WM1~WM5‧‧‧標記
WST‧‧‧晶圓載台
WTB‧‧‧晶圓台
圖1係概略顯示適用標記檢測方法之一實施形態之曝光裝置構成的圖。
圖2係顯示晶圓載台之俯視圖。
圖3係顯示圖1之曝光裝置所具備之干涉儀配置之俯視圖。
圖4係將圖1之曝光裝置所具備之5個對準系與晶圓載台一起顯示之俯視圖。
圖5係以一實施形態之曝光裝置之控制系為中心構成之主控制裝置之輸出入關係之方塊圖。
圖6係進行Pri-BCHK前半之處理之狀態之圖。
圖7係用以說明使用了對準系AL1,AL22,AL23之3個第一對準照射區域上所附設之3個對準標記之檢測的圖。
圖8(A)及圖8(B)係分別用以說明圖7之3個對準標記之具體檢測流程之圖(其1、其2)。
圖9係用以說明使用對準系AL1,AL21~AL24進行5個第二對準照射區域上所附設之5個對準標記之檢測的圖。
圖10(A)及圖10(B)係分別用以說明圖9之5個對準標記之具體檢 測流程的圖(其1、其2)。
圖11係用以說明圖9之5個對準標記之具體檢測流程的圖(其3)。
圖12係顯示進行Pri-BCHK後半之處理之狀態之圖。
圖13(A)，圖13(B)係分別用以說明使晶圓僅移動於Y軸方向而進行之對準測量較佳之晶圓上之對準標記之布局一例的圖(其1、其2)。
圖14(A)，圖14(B)係分別用以說明使晶圓移動於Y軸方向及X軸方向而進行之對準測量較佳之晶圓上之對準標記之布局一例的圖(其1、其2)。
圖15係用以說明使晶圓移動於Y軸方向及X軸方向而進行之對準測量較佳之晶圓上之對準標記之布局另一例的圖。
圖16係用以說明採用了5個對準系之另一分組時之對準測量較佳之晶圓上之對準標記之布局一例的圖。
圖17係用以說明對準系AL1,AL21~AL24中用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D1,D2分別除以照射區域在X軸方向之寬度w後之餘數d1,d2均為0時晶圓上之對準標記之布局一例的圖。
圖18(A)~圖18(F)係用以說明使用繞射光干渉方式之對準系作為對準系AL1,AL21~AL24時之標記檢測的圖。
圖19(A)係顯示在藉由由FIA系構成之對準系AL21與對準系AL24並行檢測之標記WM2與標記WM3位於以餘數d2決定之設計上之位置時之標記WM2,WM3與對準系AL21,AL24各自之檢測中心之位置關係一例的圖，圖19(B)係顯示在標記WM2與標記WM3從以餘數d2決定之設計上之位置偏離時之標記WM2,WM3與對準系AL21,AL24各自之檢測中心之位置關 係一例的圖。
圖20(A)係用以說明在藉由由繞射干渉方式之對準系構成之對準系AL21與對準系AL24並行檢測之標記WM2與標記WM3位於以餘數d2決定之設計上之位置時之對標記WM2,WM3之測量光束之掃描範圍之圖，圖20(B)係用以說明在標記WM2與標記WM3從以餘數d2決定之設計上之位置偏離時之對標記WM2,WM3之測量光束之掃描範圍的圖。
圖21(A)係用以說明藉由由繞射干渉方式之對準系構成之對準系檢測晶圓上之標記之另一例的圖，係將晶圓上之對準標記之布局一例與對準系之配置一起顯示之圖，圖21(B)係用以說明圖21(A)之晶圓上之標記之檢測方法的圖。
圖22係顯示半導體元件等之電子元件製造中之微影製程的圖。
以下，根據圖1~16說明一實施形態。
在本實施形態中，係說明將標記檢測方法適用於曝光裝置之情形。圖1概略顯示適用一實施形態之標記檢測方法之曝光裝置100之構成。曝光裝置100係步進掃描方式之投影曝光裝置、即所謂掃描器。如後所述，曝光裝置100具備投影光學系PL。以下，將與投影光學系PL之光軸AX平行之方向作為Z軸方向，將在與此正交之面內標線片R與晶圓W被相對掃描之掃描方向作為Y軸方向，將與Z軸及Y軸正交之方向作為X軸方向，將繞X軸、Y軸、以及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別作為θ x、θ y、以及θ z方向來進行說明。
曝光裝置100具備照明系10、標線片載台RST、投影單元 PU、具有晶圓載台WST之載台裝置50、以及此等之控制系等。圖1中，於晶圓載台WST上載置有晶圓W。
照明系10，係藉由照明光(曝光光)IL以大致均一照度照明以標線片遮簾(亦稱為遮罩(masking)系統)設定(限制)之標線片R上之狹縫狀照明區域IAR。照明系10之構成，揭示於例如美國發明專利申請公開第2003/0025890號說明書等。此處，作為照明光IL，例如使用ArF準分子雷射光(波長193nm)。
於標線片載台RST上，藉由例如真空吸附而固定有在其圖案面(圖1中之下面)形成有電路圖案等之標線片R。標線片載台RST，能藉由包含例如線性馬達等之標線片載台驅動系11(在圖1中未圖示，參照圖5)在XY平面內微幅驅動，且於掃描方向(圖1中之紙面內左右方向亦即Y軸方向)以既定掃描速度驅動。
標線片載台RST在XY平面內之位置資訊(包含θ z方向之旋轉資訊)，係藉由標線片雷射干涉儀(以下稱為「標線片干涉儀」)116，透過移動鏡15(或形成於標線片載台RST端面之反射面)以例如0.25nm程度之解析能力隨時被檢測。標線片干涉儀116之測量值送至主控制裝置20(圖1中未圖示，參照圖5)。
投影單元PU配置於標線片載台RST之圖1中之下方。投影單元PU包含鏡筒40與保持於鏡筒40內之投影光學系PL。作為投影光學系PL，例如使用由沿著與Z軸方向平行之光軸AX排列之複數個光學元件(透鏡元件)構成之折射光學系。投影光學系PL係例如兩側遠心且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)。標線片R，配置成投影 光學系PL之第1面(物體面)與圖案面大致一致，於表面塗布有抗蝕劑(感光劑)之晶圓W，配置於投影光學系PL之第2面(像面)側。因此，在藉由來自照明系10之照明光IL照明標線片R上之照明區域IAR後，藉由通過標線片R之照明光IL，該照明區域IAR內之標線片R之電路圖案縮小像(電路圖案之一部分縮小像)透過投影光學系PL形成於與照明區域IAR共軛之區域(以下亦稱為曝光區域)IA。接著，藉由標線片載台RST與晶圓載台WST之同步驅動，相對照明區域IAR(照明光IL)使標線片R移動於掃描方向(Y軸方向)，且相對曝光區域IA(照明光IL)使晶圓W移動於掃描方向(Y軸方向)，藉此進行晶圓W上之1個照射區域(區劃區域)之掃描曝光，於該照射區域轉印標線片R之圖案。
載台裝置50如圖1所示，具備配置於底座盤12上之晶圓載台WST、測量晶圓載台WST之位置資訊之干涉儀系統118(參照圖5)、以及驅動晶圓載台WST之載台驅動系124(參照圖5)等。
晶圓載台WST，藉由未圖示非接觸軸承例如空氣軸承等而隔著數μm程度之空隙(間隙，gap)被支承於底座盤12之上方。又，晶圓載台WST，能藉由包含線性馬達或平面馬達等之驅動系，以既定行程驅動於X軸方向及Y軸方向且亦能微幅驅動於θ z方向。
晶圓載台WST包含載台本體91與搭載於該載台本體91上之晶圓台WTB。晶圓台WTB，能在載台本體91上透過Z調平機構(包含音圈馬達等)往Z軸方向、θ x方向、θ y方向微幅驅動。圖5顯示驅動晶圓載台WST之驅動系與包含Z調平機構在內之載台驅動系124。晶圓台WTB，能藉由載台驅動系124相對底座盤12被驅動於6自由度方向(X軸、 Y軸、Z軸、θ x、θ y、以及θ z之各方向)。此外，亦可係例如能使用磁浮型之平面馬達等將晶圓載台WST驅動於6自由度方向的構成。
於晶圓台WTB之上面中央，設有藉由真空吸附等保持晶圓W之晶圓保持具(未圖示)。如圖2所示，於晶圓台WTB上面之晶圓保持具(晶圓W)之+Y側設有測量板30。在此測量板30，於中央設有基準標記FM，於基準標記FM之X軸方向兩側設有一對空間像測量用狹縫板SL。於各空間像測量用狹縫板SL，雖圖示省略，但形成有以Y軸方向作為長度方向之既定寬度(例如0.2μm)之線狀之開口圖案(X狹縫)、以及以X軸方向作為長度方向之既定寬度(例如0.2μm)之線狀開口圖案(Y狹縫)。
接著，與各空間像測量用狹縫板SL對應地，於晶圓台WTB內部配置有包含透鏡等之光學系及光電倍增管(photomultiplier tube(PMT))等受光元件，藉由一對空間像測量用狹縫板SL與對應之光學系及受光元件，構成與例如美國發明專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示者相同之一對空間像測量裝置45A,45B(參照圖5)。空間像測量裝置45A,45B之測量結果(受光元件之輸出訊號)，被訊號處理裝置(未圖示)施加既定之訊號處理，並送至主控制裝置20(參照圖5)。
於晶圓台WTB之-Y端面、-X端面，如圖2所示，形成有在干涉儀系統118所使用之反射面17a、反射面17b。
又，於晶圓台WTB之+Y側之面，如圖2所示，安裝有與美國發明專利第8,054,472號說明書所揭示之CD桿(BAR)相同之延伸於X軸方向之基準桿(以下簡稱為「FD桿」)46。於FD桿46之上面形成有複數個基準標記M。作為各基準標記M，係使用能藉由後述對準系檢測之尺 寸之二維標記。此外，符號LL係顯示晶圓台WTB在X軸方向之中心線。
曝光裝置100，如圖4所示，在與通過投影光學系PL之光軸AX之Y軸平行之直線(以下稱為基準軸)LV上，配置有從光軸AX往-Y側相隔既定距離之位置具有檢測中心檢測中心之一次對準系AL1。如圖4所示，隔著一次對準系AL1在X軸方向之一側與另一側，分別設有相對基準軸LV其檢測中心配置成大致對稱之二次對準系AL21,AL22與AL23,AL24。一次對準系AL1及二次對準系AL21~AL24固定於未圖示之主框之下面。以下，將一次對準系及二次對準系適當地簡稱為對準系。此外，檢測中心有時亦會稱為檢測位置。
對準系AL1,AL21~AL24之各個係使用例如影像處理方式之FIA(Field Image Alignment)系。來自對準系AL1,AL21~AL24之各個之攝影訊號透過未圖示之訊號處理系被供應至主控制裝置20(參照圖5)。
干涉儀系統118如圖3所示，具備分別對反射面17a或17b照射干涉儀光束(測距光束)並接收來自反射面17a或17b之反射光以測量晶圓載台WST在XY平面內之位置的Y干涉儀16、以及3個X干涉儀126~128。Y干涉儀16，係將包含相對基準軸LV呈對稱之一對測距光束B41,B42之至少3條與Y軸平行之測距光束照射於反射面17a及後述之移動鏡41。又，X干涉儀126如圖3所示，係將包含相對與光軸AX及基準軸LV正交之X軸之平行直線(以下稱為基準軸)LH呈對稱之一對測距光束B51,B52之至少3條與X軸平行之測距光束照射於反射面17b。又，X干涉儀127，將包含測距光束B6(將在一次對準系AL1之檢測中心和基準軸LV正交之X軸之平行直線(以下稱為基準軸)LA作為測距軸)之至少2條與X軸平 行之測距光束照射於反射面17b。又，X干涉儀128，係將與X軸平行之測距光束B7照射於反射面17b。
干涉儀系統118之來自上述各干涉儀之位置資訊被供應至主控制裝置20。主控制裝置20能根據Y干涉儀16及X干涉儀126或127之測量結果，算出晶圓台WTB(晶圓載台WST)之X,Y位置，且亦算出晶圓台WTB在θ x方向之旋轉(亦即縱搖)、θ y方向之旋轉(亦即橫搖)、以及θ z方向之旋轉(亦即偏搖)。
又，如圖1所示，於載台本體91之-Y側側面安裝有具有凹形狀反射面之移動鏡41。移動鏡41從圖2可知，設計成X軸方向之長度較晶圓台WTB之反射面17a長。
干涉儀系統118(參照圖5)，進一步具備與移動鏡41對向配置之一對Z干涉儀43A,43B(參照圖1及圖3)。Z干涉儀43A,43B，分別將2條與Y軸平行之測距光束B1,B2照射於移動鏡41，透過該移動鏡41使測距光束B1,B2之各個照射於例如支承投影單元PU之框(未圖示)上所固定之固定鏡47A,47B。接著，接收各個反射光，測量測距光束B1,B2之光路長。主控制裝置20，從此測量結果算出晶圓載台WST在4自由度(Y,Z,θ y,θ z)方向之位置。
此外，亦可取代干涉儀系統118、或者連同干涉儀系統118一起使用編碼器系統測量晶圓載台WST(晶圓台WTB)之全位置資訊。此外，圖4中，符號UP表示進行位於晶圓載台WST上之晶圓之卸載之卸載位置，符號LP表示進行對晶圓載台WST上之新晶圓之裝載之裝載位置。
除此之外，本實施形態之曝光裝置100中，係於投影單元 PU附近，設有用來以多數個檢測點檢測晶圓W表面之Z位置之照射系90a及受光系90b所構成之多點焦點位置檢測系(以下簡稱為「多點AF系」)AF(參照圖5)。作為多點AF系AF，係採用例如與美國發明專利第5,448,332號說明書等所揭示者相同構成之斜入射方式之多點AF系。此外，亦可將多點AF系AF之照射系90a及受光系90b，例如如美國發明專利第8,054,472號說明書等所揭示般配置於對準系AL1,AL21~AL24附近，在晶圓對準時僅使晶圓W往Y軸方向掃描1次，即可在晶圓W之大致全面測量Z軸方向之位置資訊(面位置資訊)(進行聚焦匹配)。此情形下，較佳為設置在該聚焦匹配中測量晶圓台WTB之Z位置之面位置測量系。
圖5係以方塊圖顯示以曝光裝置100之控制系為中心構成之主控制裝置20之輸出關係。主控制裝置20由微電腦(或工作站)構成，統籌控制曝光裝置100之整體。
以上述方式構成之曝光裝置100中，係依照例如與美國發明專利第8,054,472號說明書之實施形態中所揭示流程相同流程(不過，由於曝光裝置100不具備編碼器系統，因此不含與編碼器系統相關之處理)，由主控制裝置20執行：基於在卸載位置UP(參照圖4)之晶圓W之卸載、在裝載位置LP(參照圖4)之新晶圓W對晶圓台WTB上之裝載、使用了測量板30之基準標記FM與一次對準系AL1之一次對準系AL1之基線檢查(baseline check)前半之處理、干涉儀系統之原點之再設定(重設)、使用了對準系AL1,AL21~AL24之晶圓W之對準測量、使用了空間像測量裝置45A,45B之一次對準系AL1之基線檢查後半之處理、以及從對準測量之結果求出晶圓上之各照射區域之位置資訊、與最新之對準系之基線，以步進掃描 方式進行之晶圓W上之複數個照射區域之曝光等之使用了晶圓載台WST的一連串處理。
此處，說明使用了對準系AL1,AL21~AL24之晶圓W之對準測量(以及對準系之基線檢查)。在晶圓W之裝載後，主控制裝置20係如圖6所示使晶圓載台WST移動至測量板30上之基準標記FM定位於一次對準系AL1之檢測視野內之位置(亦即進行一次對準系之基線測量(Pri-BCHK)前半之處理之位置)。此時，主控制裝置20，係一邊使用干涉儀系統118之Y干涉儀16及X干涉儀127測量晶圓台WTB(晶圓載台WST)在XY平面內之位置資訊，一邊驅動(位置控制)晶圓載台WST。接著，主控制裝置20進行使用一次對準系AL1檢測基準標記FM之Pri-BCHK前半之處理。
其次，如圖7所示，主控制裝置20使晶圓載台WST往白色箭頭方向(+Y方向)移動。接著，主控制裝置20，如圖7中標注之星星標記所示，使用3個對準系AL1,AL22,AL23檢測3個第一對準照射區域上所附設之對準標記。此3個第一對準照射區域上所附設之對準標記之檢測，係藉由主控制裝置20，實際以如下方式進行。
首先，主控制裝置20，如圖8(A)所示使用對準系AL22,AL23並行且個別檢測存在於各檢測視野內之對準標記。此時，主控制裝置20，係在將對準系AL22,AL23各自所具有之自動聚焦機構控制成檢測對象之對準標記一致於(晶圓W表面一致於)對準系AL22,AL23各自所具有之光學系之焦點之狀態下，執行使用了對準系AL22,AL23之對準標記之並行檢測。
其次，主控制裝置20，如圖8(B)所示使用對準系AL1檢 測存在於檢測視野內之對準標記。此時亦同樣地，主控制裝置20，係在將對準系AL1所具有之自動聚焦機構控制成檢測對象之對準標記一致於(晶圓W表面一致於)對準系AL1所具有之光學系之焦點之狀態下，執行對準標記之並行檢測。
此外，亦可取代上述各對準系之自動聚焦機構之控制，而以檢測對象之對準標記一致於(晶圓W表面一致於)各對準系所具有之光學系之焦點之方式，進行晶圓W之聚焦調平控制(Z位置及θ x,θ y方向之位置控制)或聚焦控制(Z位置之控制)。
接著，主控制裝置20，將3個對準系AL1,AL22,AL23之檢測結果，與各自檢測時之干涉儀系統118之Y干涉儀16及X干涉儀127之位置資訊(亦即晶圓台WTB之X,Y,θ z位置)建立關聯關係，儲存於內部記憶體。
在上述3個第一對準照射區域上所附設之對準標記之檢測結束後，主控制裝置20即如圖9所示使晶圓載台WST往白色箭頭方向(+Y方向)移動。接著，主控制裝置20，如圖9中標注之星星標記所示，使用5個對準系AL1,AL21~AL24檢測5個第二對準照射區域上所附設之對準標記。此5個第二對準照射區域上所附設之對準標記之檢測，係藉由主控制裝置20，實際以如下方式進行。
首先，主控制裝置20，如圖10(A)所示使用對準系AL21,AL24並行且個別檢測存在於各檢測視野內之對準標記。此時，主控制裝置20，係在將對準系AL21,AL24各自所具有之自動聚焦機構控制成檢測對象之對準標記一致於(晶圓W表面一致於)對準系AL21,AL24各自所具有之光學系 之焦點之狀態(或進行了晶圓W之聚焦調平控制之狀態)下，執行使用了對準系AL21,AL24之對準標記之並行檢測。
其次，主控制裝置20，如圖10(B)所示使用對準系AL22,AL23並行且個別檢測存在於各檢測視野內之對準標記。此時，主控制裝置20，係在將對準系AL22,AL23各自所具有之自動聚焦機構控制成檢測對象之對準標記一致於(晶圓W表面一致於)對準系AL22,AL23各自所具有之光學系之焦點之狀態(或進行了晶圓W之聚焦調平控制之狀態)下，執行使用了對準系AL22,AL23之對準標記之並行檢測。
其次，主控制裝置20，如圖11所示使用對準系AL1檢測存在於檢測視野內之對準標記。此時亦同樣地，主控制裝置20，係在將對準系AL1所具有之自動聚焦機構控制成檢測對象之對準標記一致於(晶圓W表面一致於)對準系AL1所具有之光學系之焦點之狀態(或進行了晶圓W之聚焦調平控制之狀態)下，執行對準標記之並行檢測。
接著，主控制裝置20，將5個對準系AL1,AL21~AL24之檢測結果，與各自檢測時之干涉儀系統118之Y干涉儀16及X干涉儀127之位置資訊(亦即晶圓台WTB之X,Y,θ z位置)建立關聯關係，儲存於內部記憶體。
在上述5個第二對準照射區域上所附設之對準標記之檢測結束後，主控制裝置20即使晶圓載台WST往+Y方向移動(參照圖12中之白色箭頭)。接著，如圖12所示，在晶圓載台WST到達測量板30位於投影光學系PL正下方之位置後，主控制裝置20，即在該位置使晶圓載台WST停止，執行Pri-BCHK後半之處理。此處，所謂Pri-BCHK後半之處理，係 指使用包含測量板30之前述空間像測量裝置45A,45B，以例如與美國發明專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示之方法相同之分別使用了一對空間像測量用狹縫板SL之狹縫掃描方式之空間像測量動作，分別測量被投影光學系PL投影之標線片R上之一對測量標記之投影像(空間像)。接著，將其測量結果(與晶圓台WTB之X,Y位置相應之空間像強度)儲存於內部記憶體的處理。主控制裝置20，係根據上述之Pri-BCHK前半之處理之結果與Pri-BCHK後半之處理之結果算出一次對準系AL1之基線。
進而，主控制裝置20，係使晶圓載台WST往+Y方向移動，依序執行5個第三對準照射區域上所附設之對準標記、以及3個聚焦對準照射區域上所附設之對準標記之檢測，將各檢測結果與各自檢測時之干涉儀系統118之Y干涉儀16及X干涉儀127之位置資訊(亦即晶圓台WTB之X,Y,θ z位置)建立關聯關係，儲存於內部記憶體。此處，5個第三對準照射區域上所附設之對準標記之檢測，係以與前述5個第二對準照射區域上所附設之對準標記之檢測相同之流程進行，3個聚焦對準照射區域上所附設之對準標記之檢測，係以與前述3個第一對準照射區域上所附設之對準標記之檢測相同之流程進行。
主控制裝置20，使用以此方式取得之合計16個之對準標記之檢測結果(二維位置資訊)與對應之干涉儀系統118之Y干涉儀16及X干涉儀127之位置資訊(亦即晶圓台WTB之X,Y,θ z位置)，進行例如美國發明專利第4,780,617號說明書等所揭示之統計運算，算出以干涉儀系統118之測距軸所規定之座標系(以晶圓台WTB中心作為原點之XY座標系)上晶圓W上所有照射區域之排列及標度(scaling)(照射倍率)。進而，根據 該算出之照射倍率，驅動構成投影光學系PL之特定可動透鏡，或者變更構成投影光學系PL之特定透鏡間所形成之氣密室內部之氣體壓力等，來控制調整投影光學系PL光學特性之調整裝置(未圖示)以調整投影光學系PL之光學特性例如投影倍率。
其後，主控制裝置20，根據事前進行之前述晶圓對準(EGA)之結果以及最新之對準系AL1,AL21~AL24之基線進行步進掃描方式之曝光，將標線片圖案依序轉印至晶圓W上之複數個照射區域。其後，重複進行相同動作。
此外，二次對準系AL21~AL24之基線測量，係在適當之時點，與例如美國發明專利第8,054,472號說明書所揭示之方法同樣地，在根據前述一對Z干涉儀43A,43B及Y干涉儀16之至少一方之測量值調整了FD桿46(晶圓載台WST)之θ z旋轉之狀態下，使用對準系AL1,AL21~AL24同時測量位於各自視野內之FD桿46上之基準標記M，藉此來進行。
此處，說明使晶圓載台WST僅移動於Y軸方向來進行之前述對準測量較佳之晶圓W上之對準標記布局一例。
圖13(A)，係擷取出包含晶圓W上之5個第二對準照射區域之1列11個之照射區域而與5個對準系AL1,AL21~AL24一起顯示。為了說明方便，對各個照射區域賦予S1~S11之編號。此處，5個照射區域S1,S3,S6,S9,S11為第二對準照射區域。
於照射區域S6，在與掃描方向正交之交叉掃描方向(亦稱為步進方向)亦即X軸方向之中央形成有對準標記(以下，適當地簡稱為標記)WM1，以下將晶圓W位於此標記WM1與對準系AL1之檢測中心(檢 測區域之中心)一致之位置之狀態稱為晶圓W之基準狀態。此外，對準標記雖配置於刻劃線上，但此處為了說明方便，係圖示成配置於照射區域內。
將照射區域在X軸方向寬度設為w，將彼此相隣之對準系(AL21,AL22)、(AL22,AL1)、(AL1,AL23)、(AL23,AL24))之檢測中心彼此間之距離(間隔)設為D。此處，舉一例為w=20mm、D=52mm來進行說明。此外，以下係適當地針對對準系，取代檢測中心彼此之間隔之用語而僅稱為「間隔」。
此外，檢測中心彼此之間隔D，亦可係設計上預先決定之距離，亦可係使用設於晶圓台WTB之測量構件(例如FD桿46)來測量者，亦可係使用設於晶圓台WTB之感測器來測量者。
在晶圓W處於基準狀態時，為了能藉由在從對準系AL1檢測中心往-X方向分離2D=104mm之位置具有檢測中心之對準系AL21進行標記檢測，只要如圖13(A)所示，於照射區域S1內，在從X軸方向之中心往-X方向偏離距離d2(=4mm)之位置配置有作為對準系AL21檢測對象之標記WM2即可。
同樣地，在晶圓W處於基準狀態時，為了能藉由在從對準系AL1檢測中心往+X方向分離2D=104mm之位置具有檢測中心之對準系AL24進行標記檢測，只要於照射區域S11內，在從X軸方向之中心往+X方向偏離距離d2(=4mm)之位置配置有作為對準系AL24檢測對象之標記WM3即可。
同樣地，在晶圓W處於基準狀態時，為了能藉由在從對準系AL1檢測中心往-X方向分離D=52mm之位置具有檢測中心之對準系 AL22進行標記檢測，只要於照射區域S3內，在從X軸方向之中心往+X方向偏離距離d1(=8mm)之位置配置有作為對準系AL22檢測對象之標記WM4即可。
同樣地，在晶圓W處於基準狀態時，為了能藉由在從對準系AL1檢測中心往+X方向分離D=52mm之位置具有檢測中心之對準系AL23進行標記檢測，只要於照射區域S9內，在從X軸方向之中心往-X方向偏離距離d1(=8mm)之位置配置有作為對準系AL23檢測對象之標記WM5即可。
然而，標記WM1~WM5，由於實際上係藉由曝光而形成於晶圓W上者，因此如圖13(B)所示，係於各照射區域形成標記WM1~WM5之全部。是以，只要於各照射區域中，於X軸方向之中心位置、從中心位置往-X側偏離d1之位置、從中心位置往-X側偏離d2之位置、從中心位置往+X側偏離d1之位置、從中心位置往+X側偏離d2之位置之合計5處具有標記WM1~WM5，則可在晶圓W維持基準狀態之狀態下、亦即停止於既定位置之狀態下，藉由5個對準系AL1,AL21~AL24檢測5個第二對準照射區域之標記。
在上述實施形態中之說明，係與此處之說明同樣地，以於照射區域內之5處存在標記WM1~WM5為前提，將晶圓載台WST僅驅動於Y軸方向，在各定位位置，作為檢測對象之對準標記當然位於5個對準系AL1,AL21~AL24之3個或5個檢測視野內。
然而，若從另一觀點考量，在藉由彼此間隔為D1=4D(=208mm)之對準系AL21與對準系AL24進行之標記之並行檢測中，係檢測1 個照射區域內之標記WM2與另一照射區域內之標記WM3。標記WM2與標記WM3，如圖14(A)中放大顯示般，係於各照射區域S內在X軸方向分離間隔d1(=8mm)而形成的2個標記。
又，在藉由彼此間隔為D2=2D(=104mm)之對準系AL22與對準系AL23進行之標記之並行檢測中，係檢測1個照射區域內之標記WM4與另一照射區域內之標記WM5。標記WM4與標記WM5，如圖14(A)中放大顯示般，係於各照射區域S內在X軸方向彼此分離2d1=16mm之位置上所形成的2個標記。
然而，如圖14(B)所示，相隣之2個照射區域(為了說明方便，稱為照射區域SA與照射區域SB)中以圓圈框住顯示之一方照射區域SA內之標記WM1與另一方照射區域SB內之標記WM3在X軸方向之間隔為2d1=16mm。雖圖示省略，但照射區域SA內之標記WM1與於照射區域SA在與照射區域SB相反側相鄰之另一照射區域內之標記WM2在X軸方向之間隔亦為2d1=16mm。
是以，藉由不維持基準狀態而將晶圓W往X軸方向移動既定距離，即能藉由對準系AL22與對準系AL23，並行檢測任一個照射區域內之標記WM3(或WM2)與另一照射區域內之標記WM1。亦即，在檢測時，使晶圓W不僅移動於Y軸方向，亦移動於X軸方向，藉此只要於各照射區域僅形成標記WM1,WM2,WM3即可。換言之，只要於各照射區域，形成有相對於標記WM2往X軸方向分離間隔d1=8mm之標記WM3與相對於標記WM2往X軸方向分離間隔d2=4mm之標記WM1即可。
此處，若考量間隔d1,d2與對準系AL21,AL24彼此之間隔D1 =4D=208mm、對準系AL22,AL23彼此之間隔D2=2D=104mm與照射區域在X軸方向之長度w(=20mm)之關係，則可知會成立D1=10w+d1、以及D2=5w+d2之關係。
由此可知，d1為將D1除以w後之餘數，d2為將D2除以w後之餘數。
此外，在前述對準程序中，由於對準系AL1係單獨檢測1個標記，因此不論將任一標記作為檢測對象均無任何問題。
以上，係說明了標記WM2、以及相對標記WM2在X軸方向分別分離間隔d1,d2之標記WM1,WM3之合計3個標記設在照射區域內的情形，但不限於此，亦可於照射區域內設有在X軸方向分離間隔d1之2個標記與在X軸方向分離間隔d2之2個標記。
例如，亦可如圖15所示，於各照射區域S內設有彼此分離d2之2個標記WM3,WM4與彼此分離d1之2個標記WM5,WM1的合計4個標記。此情形下，在藉由彼此間隔為D1=4D=208mm之對準系AL21與對準系AL24進行之標記並行檢測中，係檢測任一個照射區域內之標記WM5(或WM4)與另一照射區域內之標記WM1，在藉由彼此間隔為D2=2D=104mm之對準系AL22與對準系AL23進行之標記並行檢測中，係檢測任一個照射區域內之標記WM4與另一照射區域內之標記WM5，能藉由對準系AL1檢測任一個照射區域之任一個標記、例如標記WM3。
從至此為止之說明可知，先前說明之僅將標記WM2、標記WM3以及標記WM1之3個標記設於各照射區域內之例，係如前述圖14(A)，圖15之場合之特殊情形，亦即係盡可能減少照射區域內之標記數目之情形。
至此為止之說明，係以上述對準系(AL21,AL24)，(AL22,AL23)、AL1之三組(對準系AL1雖為1個，此處亦當作組)進行標記檢測作為前提。然而，對準系AL24或對準系AL21亦可單獨檢測標記。此等情形下之5個對準系AL1,AL21~AL24之分組，能分為對準系(AL21,AL1),(AL22,AL23),AL24、或者對準系(AL22,AL23),(AL1,AL24),AL21。
在此等分組之情形，進行並行檢測之2個對準系在X軸方向之間隔均為D2=2D=104mm。
此種情形下，在使用任一對準系之組之並行檢測中，均係在X軸方向分離2d1=16mm之2個一組之標記為檢測對象。例如如圖16所示，照射區域SA內之標記WM1與相隣之照射區域SB內之標記WM3在X軸方向之間隔為2d1。此情形下，於各照射區域，只要設有X軸方向之間隔為d2=4mm之一組標記WM1與標記WM3(或WM2)即可。此情形下可知亦同樣地，D2=5w+d2之關係會成立，d2係將用於並行檢測之各組對準系彼此之間隔D2除以w後之餘數。
如以上所說明，根據以曝光裝置100進行之對準測量(標記檢測方法)，由於係使用5個對準系AL1,AL21~AL24，將晶圓W上排列於X軸方向之複數個對準標記檢測複數次、例如分成3次檢測，因此在1次檢測中係進行使用了1個對準系之對準標記之檢測或使用了2個對準系之對準標記之並行檢測。更具體而言，係將5個對準系AL1,AL21~AL24中除了既定之1個對準系例如對準系AL1以外之4個對準系AL21~AL24，分組成互異之2個一組之對準系所構成的二組(例如對準系AL21,AL24與對準系AL22,AL23)，分別使用各組對準系，進行兩次並行檢測從晶圓W上之複 數個對準標記選擇出之2個對準標記的並行檢測，且使用對準系AL1檢測晶圓W上之1個對準標記。在此情形下，於晶圓W上，形成有在X軸方向及Y軸方向二維排列之複數個照射區域，且形成有複數個對準標記。複數個對準標記，包含以照射區域在X軸方向之長度之間隔沿著X軸方向重複配置，且在X軸方向彼此分離將各組對準系彼此在X軸方向之距離(間隔)除以照射區域在X軸方向之長度所得之餘數所配置的至少2個標記分別所屬的複數組對準標記。又，從此複數組對準標記中選擇出2個對準標記以作為各組對準檢測系各自之檢測對象。
是以，根據以曝光裝置100進行之對準測量(標記檢測方法)，複數個(5個)對準系AL1,AL21~AL24之各個能採用固定之對準系。此結果，與複數個對準系之至少1個採用可動之對準系之情形相較，能減低成本及提升曝光裝置內部之空間効率。作為後者之空間効率之提升之一例，由於例如能加大對準系所具有之光學系之口徑，因此能採用數值孔徑N.A.較大之光學系或於光學系內部裝設成像特性等之調整機構。
除此之外，由於一次最多僅以2個對準系進行標記檢測，因此能進行幾乎不受晶圓表面之凹凸或對準系AL1,AL21~AL24間之聚焦誤差(或對焦精度)等之影響的高精度標記檢測(對準測量)。
又，曝光裝置100，由於能根據上述高精度標記檢測結果驅動晶圓載台WST，並以步進掃描方式對晶圓W上之複數個照射區域進行曝光，因此能進行高精度之曝光(疊合精度良好之曝光)。
又，由於採用考量了複數個對準系彼此在X軸方向之間隔與照射區域在X軸方向之長度來決定晶圓W上之對準標記在X軸方向之配 置的布局方法，因此在最小限度之數目、具體而言即用於並行檢測之2個一組之對準系在X軸方向之間隔於各組為相等的情形時，在包含2個不同間隔D1,D2的情形時，只要將3個對準標記配置於各照射區域內即足夠。
此外，上述晶圓上之標記之布局方法，對於例如美國發明專利第8,432,534號說明書、美國發明專利第8,054,472號說明書等所揭示之具備包含固定對準系與可動對準系之複數個對準系的曝光裝置等之曝光對象之晶圓，亦能非常合適地適用。此等曝光裝置，亦可在將可動對準系之位置先配合照射圖調整後，在固定其位置之狀態下，一邊使晶圓(晶圓載台)在XY平面內移動、一邊使用複數個對準系有效率地檢測晶圓上之複數個對準標記。此外，所謂對準系之位置調整，包含使構成對準系之構件(例如至少1個光學構件)移動以調整該對準系之檢測中心(檢測區域)在XY平面內之位置。
此外，上述實施形態中雖說明了設有5個對準系之情形，但不限於此，對準系只要有2個以上，則設幾個均可。例如，在對準系為7個(或9個)，例如在X軸方向以等間隔D設置之情形，只要將7個(或9個)對準系中除了既定1個以外之6個(或8個)對準系分組成由互異之2個一組之對準系構成之三組(或四組)，並分別使用各組對準系，進行3次(或4次)並行檢測從前述複數組對準標記選擇出之2個對準標記的並行檢測，且使用既定之1個對準系檢測晶圓上之1個標記即可。
由此可清楚得知，在N個(N為奇數)對準系在X軸方向以既定間隔設置之情形時，只要將N個對準系中除了既定1個以外(N-1個)之對準系分組成由互異之2個一組之對準系構成之(N-1)/2組，並 分別使用各組對準系，進行(N-1)/2次並行檢測從前述複數組對準標記選擇出之2個標記之並行檢測，且使用既定之1個對準系檢測晶圓上之1個標記即可。
此外，在N為偶數之情形時，由於相當於在N為奇數之情形中無既定之1個對準系的情形，因此係以與N為奇數之情形中省略該既定之1個對準系之檢測的情形相同的流程進行標記檢測。亦即，在N為偶數之情形時，只要進行N/2次並行檢測即可，該並行檢測係分別使用互異之2個一組之對準系並行檢測在晶圓上以照射區域在X軸方向之長度之間隔沿著X軸方向重複配置之複數組對準標記中所選擇出之2個標記。
此外，上述實施形態中，係說明了將對準系AL1,AL21~AL24中用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D1,D2分別除以照射區域在X軸方向之寬度w後之餘數d1,d2均非0(零)之情形(亦即，間隔D1,D2非寬度w之整數倍之情形)，但餘數d1,d2之至少一方亦可為0。亦即，間隔D1,D2亦可為寬度w之整數倍。
例如，對準系AL1,AL21~AL24中用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D1,D2能分別以照射區域在X軸方向之寬度w除盡之情形，例如如圖17所示，只要於各照射區域S，將標記WM於各照射區域S內之同一位置僅形成1個即足夠。此情形下，上述實施形態中，與在某照射區域(區劃區域)與獨立於該區域之另一照射區域，能並行檢測位於各照射區域內之不同位置之標記者不同地，係在某照射區域(區劃區域)與獨立於該區域之另一照射區域，並行檢測位於各照射區域內之相同位置之標記。
扼要言之，只要根據用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D(D1,D2等)與照射區域在X軸方向之寬度w所配置之複數個照射區域(區劃區域)之各個上所配置的標記，決定能對其並行檢測之對準系之組，在對準系之數目N為奇數之情形、N為偶數之情形之各個，分別使用如上所述之各組對準系，進行(N-1)/2次或N/2次並行檢測從前述複數組對準標記所選擇出之2個標記的並行檢測即可。在進行(N-1)/2次並行檢測之情形，除該檢測外還使用既定之1個對準系檢測晶圓上之1個標記。
此外，上述實施形態中，係例示了使用影像處理方式之FIA(Field Image Alignment)系作為各對準系之情形，但不限於此，亦可使用一邊移動形成有格子標記之晶圓、一邊對該格子標記照射測量光(測量光束)並檢測從格子標記產生之複數個繞射光彼此之干渉光，藉此檢測格子標記之位置資訊的繞射光干渉方式之對準系。關於繞射光干渉方式之對準系，例如詳細揭示於美國發明專利第7,319,506號說明書。
此外，在採用繞射光干渉方式之對準系時，檢測中心(檢測位置)能以測量光束之照射位置所界定，檢測中心彼此之間隔D，能以測量光束照射位置彼此之間隔界定。在採用繞射光干渉方式之對準系時亦同樣地，檢測中心彼此之間隔D可係設計上預先決定之距離，亦可係使用設於晶圓台WTB之測量構件(例如FD桿46)來測量者，亦可係使用設於晶圓台WTB之感測器來測量者。
圖18(A)係擷取出晶圓W上之1列11個照射區域S1~S11而與以與圖13(A)之5個對準系相同配置設置之繞射光干渉方式之對準系 所構成之對準系AL1,AL21~AL24一起顯示。又，圖18(B)係放大顯示圖18(A)之1個照射區域之一部分。從圖18(B)可知，作為標記WM1~WM5之各個係使用以X軸方向作為週期方向之一維格子標記。此情形下，為了檢測標記WM(WM1~WM5)之位置資訊，如圖18(C)概念地顯示，係一邊相對測量光束LB使標記WM(晶圓)移動於標記WM之週期方向(X軸方向)，一邊以對準系AL1,AL21~AL24檢測從標記WM產生之複數個繞射光。此外，圖18(C)中，雖為了圖示方便而顯示成測量光束LB相對固定之標記WM移動，但實際上，係測量光束LB之照射位置為固定，標記WM(晶圓)往與白箭頭相反之方向移動。
此情形下亦同樣地，D1/w=10+d1(=8mm),D2/w=5+d2(=4mm)之關係成立。是以，此情形下亦同樣地，能藉由與前述相同之三組對準系((AL21,AL24),(AL22,AL23),AL1)進行標記WM1~WM5之檢測(位置資訊之測量)。
此外，作為標記WM並不限於以X軸方向作為週期方向之格子標記，如圖18(D)所示，亦可使用由以相對X軸傾斜+45度之方向作為週期方向之一維標記WMa與相對X軸傾斜-45度之方向作為週期方向之一維標記WMb所構成的二維標記。此情形下亦只要在測量時，一邊使晶圓移動於X軸方向一邊藉由對準系AL1,AL21~AL24檢測從該二維標記產生之繞射光即可。又，亦可如圖18(E)以及圖18(D)分別所示，將一維格子標記、二維格子標記配置成，能一邊相對測量光束使晶圓移動於Y軸方向、一邊藉由對準系AL1,AL21~AL24進行標記之檢測動作。不論係任一情形，均能以藉由與前述相同之三組對準系((AL21,AL24),(AL22,AL23), AL1)進行標記WM1~WM5之檢測(位置資訊之測量)。
此外，在如圖18(B)所示使用一維格子標記之情形時，可將格子標記在X軸方向之中心位置作為該格子標記在X軸方向之位置，根據d1,d2配置WM1~WM5，亦可將格子標記在X軸方向之任一個邊緣之位置作為該格子標記在X軸方向之位置，根據d1,d2配置WM1~WM5。又，在如圖18(D)所示使用二維格子標記之情形時，可將在X軸方向之格子標記WMa與WMb之邊界作為該格子標記在X軸方向之位置，根據d1,d2配置WM1~WM5，亦可將格子標記之任一個邊緣之位置作為該格子標記在X軸方向之位置，根據d1,d2配置WM1~WM5。
又，亦可採用一邊變更測量光束LB之照射位置一邊進行標記檢測之繞射光干渉方式之對準系。此情形下，亦可在使晶圓停止之狀態下使測量光束LB移動，以進行測量光束LB與格子標記之相對移動，亦可使測量光束LB與晶圓之兩方移動，以進行測量光束與格子標記之相對移動。
此外，伴隨使測量光束與對準標記相對移動之對準系不限於使用格子標記之繞射光干渉方式之對準系。
此外，上述實施形態中係說明了下述情形：依照將對準系AL1,AL21~AL24中用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D1,D2分別除以照射區域在X軸方向之寬度w後的餘數d1,d2，設定標記WM1~WM5彼此之位置關係，亦即標記WM1~WM5形成於由餘數d1,d2決定之位置。然而，在影像方式之對準系AL1,AL21~AL24之情形，只要檢測對象之標記進入檢測區域(檢測視野)內，則能進行該標記之檢測。是 以，考量到此點，亦可在設計上決定標記之位置。亦即，亦可根據用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D1,D2、1個照射區域在X軸方向之寬度w、對準系AL1,AL21~AL24各自之檢測視野之大小、標記之大小，設定標記WM1~WM5彼此之位置關係。亦即，亦可根據將用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D1,D2分別除以照射區域在X軸方向之寬度w後之餘數d1,d2、對準系AL1,AL21~AL24各自之檢測視野之大小、標記之大小，設定標記WM1~WM5彼此之位置關係。例如，在藉由對準系AL21與對準系AL24並行檢測之標記WM2與標記WM3，係位於由餘數d2決定之設計上之位置之情形時，於並行檢測時係如圖19(A)所示，標記WM2,WM3(在圖中以十字顯示)之中心，係與對準系AL21,AL24各自之檢測中心(圖中以黑圓圈顯示)大致一致。然而，例如在標記WM2與標記WM3從以餘數d2決定之設計上之位置偏離之情形時，例如如圖19(B)所示，藉由對準系AL21與對準系AL24並行檢測之標記WM2,WM3之中心位置，雖會從對準系AL21,AL24之檢測中心偏離些許，但此偏離量為已知，只要標記不從對準系之檢測視野內超出，則能測量標記WM2,WM3之中心位置。此外，只要在對準系之檢測視野內，則相對於檢測中心不限於往X軸方向偏離，亦可往Y軸方向或其他任一方向偏離。
此外，圖19(A)，圖19(B)中，中央處係為了對比而顯示以對準系AL1單獨檢測之標記WM1之與對準系AL1之檢測中心的關係。
在繞射干渉方式之對準系之情形亦同樣地，只要根據用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D1,D2與各照射區域在X軸方向之寬度w，設定標記WM1~WM5彼此之位置關係即可。亦即，只 要按照將用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心(光束照射位置)彼此之間隔D1,D2分別除以照射區域在X軸方向之寬度w後之餘數d1,d2，設定標記WM1~WM5彼此之位置關係即可。是以，例如在以對準系AL21與對準系AL24並行檢測之標記WM2與標記WM3位於由餘數d2決定之設計上之位置之情形時，於並行檢測時能使對準系AL21之檢測中心與標記WM2之位置關係和對準系AL24之檢測中心與標記WM3之位置關係大致一致，而如圖20(A)所示，不論在標記WM2,WM3之哪一個，均能藉由對準系AL21,AL24各自之測量光束LB被掃描週期方向之全區域。將此事在圖20(A)中藉由測量光束LB之掃描開始點與掃描結束點相對於各標記中心成左右對稱的方式顯示。
然而，例如亦可使標記WM2與標記WM3從由餘數d2決定之設計上之位置偏離。例如圖20(B)中，以對準系AL21檢測之標記WM2，係從由餘數d2決定之位置往+X方向偏離配置，以對準系AL24檢測之標記WM3，係從由餘數d2決定之位置往-X方向偏離配置。此情形下，如圖20(B)所示，對準系AL21之測量光束LB與標記WM2之位置關係，雖和對準系AL24之測量光束LB與標記WM3之位置關係不同，但只要用於並行檢測之對準系AL21,AL24各自之測量光束能對標記WM2,WM3掃描進行位置測量所需之距離，則能測量該等標記之位置。是以，亦可使標記WM2與標記WM3從由餘數d2決定之位置偏離。亦即，亦可根據用於並行檢測之各組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D1,D2、各照射區域在X軸方向之寬度w、標記之大小、以及測量光束與標記(晶圓)之相對移動距離等，設定標記WM1~WM5彼此之位置關係。亦即，亦可根據將用於並行檢測之各 組之2個對準系之檢測中心彼此之間隔D1,D2分別除以照射區域在X軸方向之寬度w後之餘數d1,d2、標記之大小、以及測量光束與標記(晶圓)之相對移動距離等，設定標記WM1~WM5彼此之位置關係。
此外，圖20(A)、圖20(B)，中央處係為了對比而顯示測量光束LB對以對準系AL1單獨檢測之標記WM1之掃描的樣子。
此外，如圖20(A)、圖20(B)所示，在以測量光束掃描格子標記(例如WM2,WM3)之情形時，雖較佳為測量光束通過週期方向兩側之標記之邊緣，但僅使測量光束通過單側之邊緣亦能測量標記之位置。又，在從以跨標記之週期方向一側之邊緣之方式照射測量光束之狀態開始掃描，並以跨另一側之邊緣之方式照射測量光束之狀態結束掃描的情形時，亦能進行標記之位置測量。又，在從以跨標記之週期方向一側之邊緣之方式照射測量光束之狀態開始掃描，且不對另一側之邊緣照射測量光束之情形下結束掃描的情形時，或者不對標記之週期方向一側之邊緣照射測量光束之情形下開始掃描，並以跨另一側之邊緣之方式照射測量光束之狀態結束掃描的情形時，亦有能進行標記之位置測量之情形。
此外，在45度傾斜標記之情形，只要相對於X軸傾斜+45度之標記WMa、相對於X軸傾斜-45度之標記WMb之各個，能相對測量光束LB掃描進行位置測量所需之距離，則亦可將標記之配置從由餘數d1,d2決定之位置偏離。
此外，圖20中，係以測量光束LB在格子標記上往+X方向移動之方式使測量光束LB與晶圓W相對移動，但亦可以測量光束LB在格子標記上往-X方向移動之方式使測量光束LB與晶圓W相對移動。又， 亦可係並行檢測之一組之檢測動作以測量光束LB在格子標記上往+X方向移動之方式使測量光束LB與晶圓W相對移動，另一組之檢測動作，則以測量光束LB在格子標記上往-X方向移動之方式使測量光束LB與晶圓W相對移動。
此外，上述實施形態中，所謂「並行檢測」，不僅係一組所含之複數個對準系之檢測動作期間完全一致的情形，亦包含一組所含1個對準系之(例如AL22)之檢測動作期間之一部分與另一對準系(例如AL23)之檢測動作期間之一部分重複的情形。
又，亦可不進行「並行檢測」。亦即，亦可在一組所含之1個對準系之(例如AL22)之檢測動作結束後進行另一對準系(例如AL23)之檢測動作。
又，上述實施形態中，雖在將2個對準系之檢測中心彼此之間隔(D1,D2)分別除以照射區域在X軸方向之寬度w後之餘數d1,d2非為零之情形，即根據該餘數d1,d2將複數個對準標記配置於各照射區域內，但亦可根據2個對準系之檢測中心彼此之間隔(D1,D2)與各照射區域在X軸方向之寬度w控制對準系之標記檢測動作。亦即，亦可根據餘數d1,d2控制使用了對準系之檢測動作。此情形下，例如，可根據餘數d1,d2而不設置複數個對準標記WM2,WM3,WM4,WM5。
例如，在使用上述繞射光干渉方式之對準系之情形時，亦可如於圖21(A)代表性地舉出照射區域S1~S11所示，於各照射區域Si僅設置格子標記WM1’(參照圖21(A)之圓C內之放大圖)，根據餘數d1,d2，控制以測量光束LB掃描格子標記之檢測動作。檢測動作之控制，包含開始 測量光束LB照射之時點(開始測量光束LB照射之晶圓W上之位置)、測量光束LB之照射結束之時點(結束測量光束LB照射之晶圓W上之位置)、測量光束LB在晶圓W上掃描之距離(晶圓W之移動距離)、以及測量光束與格子標記(晶圓W)之相對速度之至少1個的控制。
例如，如圖21(B)所示，在一邊將晶圓W往-X方向移動、一邊以對準系AL24檢測照射區域S11之對準標記WM1’且以對準系AL21檢測照射區域S1之對準標記WM1’之情形時，例如從對準系AL24之測量光束照射於照射區域S11之對準標記WM1’之-X側之狀態(參照圖21(B)之(B1))使晶圓W往-X方向移動，對準系AL24之測量光束通過照射區域S11之對準標記WM1’上(參照圖21(B)之(B2))，進而對準系AL21之測量光束通過照射區域S1之對準標記WM1’上，而至對準系AL21之測量光束照射於照射區域S1之對準標記WM1’之+X側之狀態(參照圖21(B)之(B3))為止的檢測動作，能根據餘數d2加以控制。
此外，在實施圖21(B)之檢測動作之情形時，在從對準系AL24之測量光束對標記WM1’之掃描開始至對準系AL21之測量光束對標記WM1’之掃描結束為止之期間中，晶圓W之移動速度可為一定，或亦可變更。例如，由於能依據餘數d2控制藉由測量光束掃描標記之時點，因此能使藉由測量光束掃描標記之期間之晶圓之移動速度(設為Vd)，小於任一對準系之光束均未掃描標記之期間(例如藉對準系AL24之光束進行之標記掃描結束後，至藉由對準系AL21之測量光束進行之標記掃描開始為止之期間)之晶圓W之移動速度(設為Vnd)。又，在實施如圖21(B)之檢測動作之情形時，對準系AL24之光束之標記掃描期間與對準系AL21之測量光 束之標記掃描期間之一部分亦可重複。
又，在實施如圖21(B)之檢測動作之情形時，亦可在一邊使晶圓W往-X方向移動、一邊以對準系AL24檢測照射區域S11之對準標記WM1’且以對準系AL21檢測照射區域S1之對準標記WM1’後，一邊使晶圓W往+X方向移動、一邊以對準系AL22檢測照射區域S3之對準標記WM1’且以對準系AL23進行照射區域S9之對準標記WM1’之檢測。此情形下，只要根據餘數d1,d2控制藉由對準系AL21,AL22,AL23,AL24進行之照射區域S1,S3,S9,S11之各對準標記WM1’之檢測動作。
此外，上述實施形態中，雖說明了複數個對準系之檢測中心彼此之間隔為等間隔的情形，但亦可不一定是等間隔。例如在由FIA構成之對準系之情形，只要間隔之不均係較各檢測視野之尺寸小之程度，則不致產生問題，此點參照至此為止之說明即可明瞭。
又，亦可在檢測時，藉由增加使晶圓W在X軸方向步進移動之X步進之次數，以增加標記之測量點數。亦即亦可增加對準照射之數目。例如，亦可將晶圓W上之所有照射區域作為對準照射區域。又，亦可藉由X步進，執行在照射區域內之標記之複數點測量。
又，對準標記在照射區域內之Y軸方向之位置不限定於上述實施形態。例如，亦可配置於照射區域之-Y方向側邊緣附近。
又，以上述實施形態之對準系檢測之對準標記，亦可係用在疊合檢査裝置(Overlay檢査裝置)之標記。
又，上述實施系形態中，雖說明了一次使用2個對準系並行測量位於不同照射區域內之不同位置之標記的情形，但只要能使用3個以 上之對準系進行標記之並行檢測，則亦可進行此種標記檢測動作，只要能以複數個對準系之全部進行標記之並行檢測，則亦可進行此種標記檢測動作。例如，上述實施形態中，在晶圓之平面度為良好之情形，則亦可以對準系AL1,AL21~AL24之全部進行標記之並行檢測。
又，上述實施形態亦能適用於，具有多透鏡光學系(包含多列(Multi-column)類型之光學系)之曝光裝置中、透過至少包含位在最接近各透鏡像面之位置之前端透鏡之一部分透鏡來檢測標記的TTL對準系。此種TTL對準系，揭示於例如美國發明專利第5,151,750號說明書、美國發明專利第6,242,754號說明書等。
又，上述實施形態中，以對準系AL1,AL21~AL24檢測之複數個標記，可係根據其檢測結果進行曝光之層之前一層所形成之複數個標記，亦可係形成於該層之下層之複數個標記。
又，上述實施形態中，複數個標記檢測系(對準系AL1,AL21~AL24)雖搭載於曝光裝置100，但亦可係於配置於曝光裝置100外部之測量裝置搭載複數個標記檢測系，並進行如上述之標記檢測動作。配置於曝光裝置100外部之測量裝置，揭示於例如美國發明專利4,861,162號說明書等。
又，上述實施形態中，形成於各照射區域之標記(例如WM1,WM2,WM3,WM4,WM5)亦可形成於各照射區域之刻劃線上，照射區域之長度w亦可包含刻劃線。
此外，作為以曝光裝置測量晶圓載台之位置資訊之測量裝置，在取代干涉儀系統、或者與干涉儀系統一起使用編碼器系統之情形時， 不限於例如於晶圓台(晶圓載台)上設置格子部(標尺)且與此對向地將編碼器讀頭配置於晶圓載台外部之構成之編碼器系統，亦可採用例如美國發明專利申請公開第2006/0227309號說明書等所揭示，於晶圓載台設置編碼器讀頭、且與此對向地於晶圓載台外部配置格子部(例如二維格子或配置成二維之一維格子部)之構成的編碼器系統。不論係哪一編碼器系統，作為編碼器讀頭並不限於一維讀頭，除了當然可使用以X軸方向及Y軸方向作為測量方向之二維讀頭以外，亦可使用以X軸方向及Y軸方向中之一方與以Z軸方向作為測量方向之感測器讀頭。後者之感測器讀頭，能使用例如美國發明專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量感測器讀頭。或者，亦可使用以X軸、Y軸及Z軸之正交3軸方向作為測量方向之三維讀頭。
又，上述實施形態中，雖說明了曝光裝置係不經由液體(水)進行晶圓W之曝光之乾燥型曝光裝置之情形，但並不限於此，亦能將上述實施形態適用於例如歐洲發明專利申請公開第1,420,298號說明書、國際公開第2004/055803號、美國發明專利第6,952,253號說明書等所揭示，於投影光學系與晶圓之間形成包含照明光之光路之液浸空間，經由投影光學系及液浸空間之液體以照明光使晶圓曝光之曝光裝置。又，亦能將上述實施形態適用於例如美國發明專利第8,054,472號說明書所揭示之液浸曝光裝置等。
又，上述實施形態中，雖說明了曝光裝置係步進掃描方式等之掃描型曝光裝置之情形，但並不限於此，亦能將上述實施形態適用於步進機等靜止型曝光裝置。又，上述實施形態亦能適用於用以合成照射區域與照射區域之步進接合方式的縮小投影曝光裝置、近接方式之曝光裝置、 或鏡面投影對準器等。又，上述實施形態亦能適用於例如美國發明專利6,590,634號說明書、美國發明專利5,969,441號說明書、美國發明專利6,208,407號說明書等所揭示，具備複數個晶圓載台之多載台型曝光裝置。又，上述實施形態亦能適用於例如美國發明專利第7,589,822號說明書等
Figure 105109643-A0202-12-0041-23
所揭示之，具備與晶圓載台不同之包含測量構件(例如基準標記及/或感測器等)之測量載台的曝光裝置。
又，上述實施形態之曝光裝置中之投影光學系並不僅可為縮小系，亦可為等倍系及放大系之任一者，投影光學系PL不僅可為折射系，亦可係反射系及反折射系之任一者，其投影像亦可係倒立像與正立像之任一者。又，前述照明區域及曝光區域之形狀雖為矩形，但並不限於此，亦可係例如圓弧、梯形、或平行四邊形等。
此外，上述實施形態之曝光裝置的光源，不限於ArF準分子雷射光源，亦能使用KrF準分子雷射光源(輸出波長248nm)、F2雷射(輸出波長157nm)、Ar2雷射(輸出波長126nm)、Kr2雷射(輸出波長146nm)等脈衝雷射光源，或發出g線(波長436nm)、i線(波長365nm)等輝線之超高壓水銀燈等。又，亦可使用YAG雷射之諧波產生裝置等。另外，可使用例如美國發明專利第7,023,610號說明書所揭示之諧波，其係以塗布有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器，將從DFB半導體雷射或纖維雷射射出之紅外線區或可見區的單一波長雷射光放大來作為真空紫外光，並以非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光。
又，上述實施形態中，作為曝光裝置之照明光IL，並不限於波長100nm以上之光，當然亦可使用波長未滿100nm之光。例如，近年 來，為了形成70nm以下之圖案而進行EUV曝光裝置之開發，該EUV曝光裝置係將SOR或電漿雷射作為光源而使軟X線區域(例如5~15nm之波長帶)之EUV(Extreme Ultraviolet)光產生，且使用了在此曝光波長(例如13.5nm)下所設計之全反射縮小光學系及反射型光罩。此裝置中，由於可考量使用圓弧照明同步掃描光罩與晶圓以進行掃描曝光之構成，因此亦能將上述實施形態非常合適地適用於此種裝置。除此之外，上述實施形態亦能適用於使用電子射線或離子光束等帶電粒子射線的曝光裝置。
又，上述實施形態中，雖使用於具光透射性之基板上形成既定遮光圖案(或相位圖案、減光圖案)的光透射性光罩(標線片)，但亦可使用例如美國發明專利第6,778,257號說明書所揭示之電子光罩來代替此標線片，該電子光罩(亦稱為可變成形光罩、主動光罩、或影像產生器，例如包含非發光型影像顯示元件(空間光調變器)之一種之DMD(Digital Micro-mirror Device)等)係根據欲曝光圖案之電子資料來形成透射圖案、反射圖案、或發光圖案。
又，亦能將上述實施形態適用於，例如藉由將干涉紋形成於晶圓上而於晶圓上形成線與間隔圖案之曝光裝置(微影系統)。
進而，例如亦能將上述實施形態適用於例如美國發明專利第6,611,316號說明書所揭示之曝光裝置，其係將兩個標線片圖案經由投影光學系在晶圓上合成，藉由一次之掃描曝光來對晶圓上之一個照射區域大致同時雙重曝光。
此外，上述實施形態中待形成圖案之物體(能量光束所照射之曝光對象的物體)並不限於晶圓，亦可係玻璃板、陶瓷基板、膜構件、或 者光罩基板等其他物體。
曝光裝置用途並不限定於半導體製造用之曝光裝置，亦可廣泛適用於例如用來製造將液晶顯示元件圖案轉印於方型玻璃板之液晶用曝光裝置，或製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、微型機器及DNA晶片等的曝光裝置。又，亦能將上述實施形態適用於，除了製造半導體元件等微型元件以外，為了製造用於光曝光裝置、EUV曝光裝置、X射線曝光裝置及電子射線曝光裝置等之標線片或光罩而將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。
半導體元件等之電子元件，如圖22所示，係於晶圓上塗布抗蝕劑(感光材)，藉由前述實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)，使用形成有圖案之標線片(光罩)使晶圓(感光物體)曝光，且經由使曝光後之晶圓顯影之微影步驟來製造。此情形下，能以良好生產性製造高積體度之元件。
此外，半導體元件之製程，除了微影步驟以外，亦可包含進行元件之功能、性能設計的步驟、根據此設計步驟製作標線片(光罩)的步驟，元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)、檢査步驟等。
此外，援用至此為止之記載所引用之曝光裝置等相關之所有公報、國際公開、美國發明專利申請公開說明書及美國發明專利說明書之揭示，來作為本說明書之記載的一部分。
產業上可利用性
本発明之布局方法及標記檢測方法適於透過複數個標記檢測系進行之標記之檢測。
AL1,AL21~AL24‧‧‧對準系
S1~S11‧‧‧照射區域
WM1~WM5‧‧‧標記

Claims (46)

  1. 一種複數個標記之布局方法，該複數個標記係供使用沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心之2以上之N個標記檢測系檢測且形成於基板上，其特徵在於：於前述基板上，在前述第1方向及在前述既定面內與其交叉之第2方向形成複數個區劃區域，且在前述第1方向分離之至少2個標記所屬之組，以前述區劃區域在前述第1方向之長度之間隔沿著前述第1方向重複配置；屬於前述各組之標記，彼此在前述第1方向分離根據前述N個標記檢測系之前述第1方向之配置與前述長度定出之間隔量。
  2. 如申請專利範圍第1項之布局方法，其中，屬於前述各組之標記彼此在前述第1方向分離下述間隔量，亦即，該間隔量，為將在前述N為偶數時前述N個標記檢測系分組成互異之2個一組的N/2組、或者在前述N為奇數時前述N個標記檢測系中除了既定1個以外之剩餘之(N-1)個標記檢測系分組成互異之2個一組之(N-1)/2組中的各組之標記檢測系彼此間在前述第1方向之距離除以前述長度所得之餘數之間隔量。
  3. 如申請專利範圍第2項之布局方法，其中，在前述各組之標記檢測系彼此在前述第1方向之距離包含互異之距離D1與D2時，屬於前述各組之標記，包含以前述距離D1及D2分別除以前述長度所得之餘數之間隔d1及d2量，在前述第1方向分離之二組2個一組之標記。
  4. 如申請專利範圍第3項之布局方法，其中，前述二組標記有1個標記為共通。
  5. 一種複數個標記之布局方法，該複數個標記係供使用2以上之N個標 記檢測系檢測且形成於基板上，其特徵在於：於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且形成於前述複數個區劃區域之各個之至少1個標記之配置，係根據前述N個標記檢測系各自之檢測位置與前述區劃區域在前述第1方向之長度來決定。
  6. 一種複數個標記之布局方法，該複數個標記係供使用2以上之N個標記檢測系檢測且形成於基板上，其特徵在於：於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且形成於前述複數個區劃區域之各個之至少1個標記之配置，係根據前述N個標記檢測系之檢測位置在前述第1方向之位置關係與前述區劃區域在前述第1方向之長度來決定。
  7. 如申請專利範圍第6項之布局方法，其中，前述位置關係，包含前述N個標記檢測系之檢測位置彼此在前述第1方向之距離。
  8. 如申請專利範圍第5至7項中任一項之布局方法，其中，前述至少1個標記包含在前述第1方向分離之複數個標記；在前述第1方向分離之前述複數個標記所形成的位置，在前述複數個區劃區域之各個中大致相同。
  9. 如申請專利範圍第8項之布局方法，其中，前述N個標記檢測系包含第1標記檢測系與第2標記檢測系；以於前述複數個區劃區域中之1個區劃區域形成之複數個標記之1個標記能以前述第1標記檢測系檢測、且於從前述1個區劃區域往前述第1方向分離之另一區劃區域形成之複數個標記之1個標記能以前述第2標記 檢測系檢測之方式，決定形成於前述複數個區劃區域之各個之複數個標記之配置。
  10. 如申請專利範圍第9項之布局方法，其中，以能與使用前述第1標記檢測系之檢測並行使用前述第2標記檢測系之檢測之方式，決定形成於前述複數個區劃區域之各個之複數個標記之配置。
  11. 如申請專利範圍第9項之布局方法，其中，以由前述第1標記檢測系檢測之前述標記在前述1個區劃區域內之前述第1方向之位置與以前述第2標記檢測系檢測之前述標記在前述另一區劃區域內之前述第1方向之位置不同的方式，決定形成於前述複數個區劃區域之各個之複數個標記之配置。
  12. 如申請專利範圍第9項之布局方法，其中，根據將前述第1標記檢測系之檢測位置與前述第2標記檢測系之檢測位置在前述第1方向之距離除以前述長度所得之餘數，決定形成於前述複數個區劃區域之各個之複數個標記之配置。
  13. 如申請專利範圍第10項之布局方法，其中，根據將前述第1標記檢測系之檢測位置與前述第2標記檢測系之檢測位置在前述第1方向之距離除以前述長度所得之餘數，決定形成於前述複數個區劃區域之各個之複數個標記之配置。
  14. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之布局方法，其中，前述標記為繞射格子標記。
  15. 一種標記檢測方法，係使用前述N個標記檢測系檢測使用申請專利範圍第1至14項中任一項之布局方法而形成於基板上之複數個標記。
  16. 一種標記檢測方法，係使用沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心之2以上之N個標記檢測系，檢測於基板上以既定位置關係形成之複數個標記，其特徵在於：在前述N為偶數時，將前述N個標記檢測系分組成由互異之2個一組之標記檢測系構成之N/2組，進行N/2次分別使用各組標記檢測系而並行地檢測2個標記之並行檢測，該2個標記，係從與於前述基板上在前述第1方向及在前述既定面內與其交叉之第2方向所形成之複數個區劃區域一起預先形成之複數個標記中，以前述區劃區域在前述第1方向之長度之間隔沿著前述第1方向重複配置且在前述第1方向分離將各組標記檢測系彼此在前述第1方向之距離除以前述區劃區域在前述第1方向之長度所得之餘數之間隔量所配置之至少2個標記分別所屬的複數組標記所選擇出的2個標記，在前述N為奇數時，將前述N個標記檢測系中除了既定之1個以外之(N-1個)標記檢測系分組成由互異之2個一組之標記檢測系構成之(N-1)/2組，分別使用各組標記檢測系，進行(N-1)/2次從前述複數組標記選擇出之2個標記之檢測，且使用前述既定之1個前述標記檢測系檢測前述基板上之1個標記。
  17. 如申請專利範圍第16項之標記檢測方法，其中，在前述各組之標記檢測系彼此在前述第1方向之距離包含互異之距離D1與D2時，於屬於前述各組之標記包含二組2個一組之標記，該2個一組之標記係在前述第1方向分離將前述距離D1及D2分別除以前述長度所得之多餘間隔d1及d2量。
  18. 如申請專利範圍第17項之標記檢測方法，其中，前述二組標記有1個標記為共通。
  19. 如申請專利範圍第16至18項中任一項之標記檢測方法，其中，前述N個標記檢測系之各個係使用影像處理方式之標記檢測系或繞射光干渉方式之標記檢測系。
  20. 如申請專利範圍第19項之標記檢測方法，其中，配置於前述基板上之前述複數個區劃區域之各個之標記之至少1個，係形成於從設計上所規定之位置偏離至無法透過前述標記檢測系進行檢測之程度之前述基板上之位置。
  21. 一種測量裝置，係測量於基板上以既定位置關係形成之複數個標記之位置資訊，其具備：2以上之N個標記檢測系，沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心，分別檢測前述標記；載台，保持前述基板而在前述既定面內移動；位置測量系，測量前述載台之至少前述既定面內之位置資訊；以及控制裝置，根據前述位置測量系之測量資訊控制前述載台之移動，且根據檢測前述複數個標記中之測量對象標記之前述標記檢測系之檢測結果與該檢測時之前述位置測量系之測量資訊，測量前述測量對象標記在前述既定面內之位置資訊；前述控制裝置係使用2個前述標記檢測系，在前述基板上之某區劃區域與獨立於該某區域之另一區劃區域，將各自之區劃區域內之不同位置之標記作為前述測量對象標記予以並行檢測， 於前述複數個區劃區域之各個，形成有根據前述複數個標記檢測系各自之檢測位置與前述區劃區域在前述第1方向之長度配置之至少1個標記。
  22. 一種測量裝置，係測量於基板上以既定位置關係形成之複數個標記之位置資訊，其具備：2以上之N個標記檢測系，沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心，分別檢測前述標記；載台，保持前述基板而在前述既定面內移動；位置測量系，測量前述載台之至少前述既定面內之位置資訊；以及控制裝置，根據前述位置測量系之測量資訊控制前述載台之移動，且根據檢測前述複數個標記中之測量對象標記之前述標記檢測系之檢測結果與該檢測時之前述位置測量系之測量資訊，測量前述測量對象標記在前述既定面內之位置資訊；前述控制裝置，係根據前述N個標記檢測系之檢測中心彼此在前述第1方向之距離與於前述基板上在前述第1方向及在前述既定面內與其交叉之第2方向上所形成之複數個區劃區域各自在前述第1方向之長度，決定能並行檢測前述複數個區劃區域之各個上所配置之複數個標記中2個以上之標記之前述標記檢測系之組；使用所決定之前述標記檢測系之組，將前述2個以上之標記作為前述測量對象標記予以並行檢測。
  23. 如申請專利範圍第21或22項之測量裝置，其中，前述控制裝置，在前述N為偶數時，係將前述N個標記檢測系分組成由互異之2個一組之標記檢測系構成之N/2組，分別使用各組標記檢測系進行N/2次並行檢 測，該並行檢測，係將從複數個標記中、以前述區劃區域在前述第1方向之長度之間隔沿著前述第1方向重複配置且在前述第1方向分離一間隔量所配置之至少2個標記分別所屬之複數組標記所選擇出之2個標記作為前述測量對象標記並行檢測，該複數個標記，係與於前述基板上在前述第1方向及在前述既定面內與其交叉之第2方向形成之複數個區劃區域一起預先形成之複數個標記，該間隔量，係將各組標記檢測系彼此在前述第1方向之距離除以前述區劃區域在前述第1方向之長度而得之餘數之間隔量；在前述N為奇數時，係將前述N個標記檢測系中除了既定1個以外(N-1個)之標記檢測系分組成由互異之2個一組之標記檢測系構成之(N-1)/2組，分別使用各組標記檢測系，進行(N-1)/2次將從前述複數組標記選擇出之2個標記作為前述測量對象標記並行檢測之並行檢測，且使用前述既定之1個前述標記檢測系將前述基板上之1個標記作為前述測量對象標記予以檢測。
  24. 如申請專利範圍第23項之測量裝置，其中，在前述各組之標記檢測系彼此在前述第1方向之距離包含互異之距離D1與D2時，於屬於前述各組之標記包含二組2個一組之標記，該2個一組之標記係在前述第1方向分離將前述距離D1及D2分別除以前述長度所得之餘數之間隔d1及d2量。
  25. 如申請專利範圍第24項之測量裝置，其中，前述二組標記有1個標記為共通。
  26. 如申請專利範圍第22項之測量裝置，其中，配置於前述基板上之前述複數個區劃區域之各個之標記之至少1個，係形成於從設計上所規定之 位置偏離至無法透過前述標記檢測系進行檢測之程度之前述基板上之位置。
  27. 一種測量裝置，係測量於基板上以既定位置關係形成之複數個標記之位置資訊，其具備：複數個標記檢測系，沿著既定面內之第1方向以既定間隔配置有檢測中心，且一邊使測量光束相對前述基板在前述既定面內相對移動，一邊檢測前述基板上之前述標記；載台，保持前述基板而在前述既定面內移動；位置測量系，測量前述載台之至少前述既定面內之位置資訊；以及控制裝置，根據前述位置測量系之測量資訊控制前述載台之移動，且根據檢測前述複數個標記中之測量對象標記之前述標記檢測系之檢測結果與該檢測時之前述位置測量系之測量資訊，測量前述測量對象標記在前述既定面內之位置資訊；前述控制裝置，在使用前述複數個標記檢測系中之2個標記檢測系，將前述基板上在前述第1方向及在前述既定面內與其交叉之第2方向所形成之複數個區劃區域中在前述第1方向分離之2個區劃區域上分別配置之標記作為前述測量對象標記予以檢測時，係根據將前述2個標記檢測系之檢測中心彼此在前述第1方向之距離除以1個前述區劃區域在前述第1方向之長度所得之餘數，控制以分別來自前述2個標記檢測系之測量光束掃描前述格子標記之檢測動作。
  28. 如申請專利範圍第27項之測量裝置，其中，前述檢測動作之控制，包含控制開始前述測量光束照射之前述基板上之位置、結束前述測量光束 照射之前述基板上之位置、前述測量光束在前述基板上掃描之距離、以及前述測量光束與前述基板之相對速度中之至少1個的動作。
  29. 如申請專利範圍第27或28項之測量裝置，其中，前述複數個標記檢測系之各個係檢測前述基板上之格子標記之繞射光干渉方式之標記檢測系。
  30. 一種測量裝置，係檢測形成於基板上之複數個標記，其具備：複數個標記檢測系；以及控制裝置；於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且於前述複數個區劃區域之各個形成有根據前述複數個標記檢測系各自之檢測位置與前述區劃區域在前述第1方向之長度配置之至少1個標記；前述控制裝置，係根據前述複數個標記檢測系各自之檢測位置與前述區劃區域在前述第1方向之長度，控制使用前述複數個標記檢測系之標記檢測動作。
  31. 一種測量裝置，係檢測形成於基板上之複數個標記，其具備：複數個標記檢測系；以及控制裝置；於前述基板上，在第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向界定出複數個區劃區域，且於前述複數個區劃區域之各個形成有根據前述複數個標記檢測系之檢測位置在前述第1方向之位置關係與前述區劃區域在前述第1方向之長度配置之至少1個標記； 前述控制裝置，係根據前述複數個標記檢測系之檢測位置在前述第1方向之位置關係與前述區劃區域在前述第1方向之長度，控制使用前述複數個標記檢測系之標記檢測動作。
  32. 如申請專利範圍第31項之測量裝置，其中，前述位置關係包含前述複數個標記檢測系之檢測位置彼此在前述第1方向之距離。
  33. 如申請專利範圍第30至32項中任一項之測量裝置，其中，藉由前述控制裝置之控制，使用前述複數個標記檢測系，進行形成於前述複數個區劃區域中之1個區劃區域之標記之檢測、以及形成於從前述1個區劃區域往前述第1方向分離之另一區劃區域之標記之檢測。
  34. 如申請專利範圍第33項之測量裝置，其中，形成於前述1個區劃區域之標記之檢測與形成於前述另一區劃區域之標記之檢測係並行。
  35. 如申請專利範圍第33項之測量裝置，其中，前述複數個標記檢測系包含第1標記檢測系與第2標記檢測系；前述第1及第2標記檢測系各自之檢測位置在前述第1方向分離；使用前述第1標記檢測系進行形成於前述1個區劃區域之標記之檢測；使用前述第2標記檢測系進行形成於前述另一區劃區域之標記之檢測。
  36. 如申請專利範圍第35項之測量裝置，其中，前述第1標記檢測系之檢測位置與前述第2標記檢測系之檢測位置在前述第1方向之距離為前述長度之非整數倍。
  37. 如申請專利範圍第35項之測量裝置，其中，以前述第1標記檢測系檢測之標記在前述1個區劃區域內之位置，與以前述第2標記檢測系檢測之標記在前述另一區劃區域內之位置不同。
  38. 如申請專利範圍第35項之測量裝置，其中，前述複數個標記檢測系進一步包含第3標記檢測系；前述第3標記檢測系之檢測位置，係從前述第1標記檢測系之檢測位置及前述第2標記檢測系之檢測位置往前述第1方向分離；形成於從前述1個區劃區域及前述另一區劃區域往前述第1方向分離之再另一區劃區域之標記，係使用前述第3標記檢測系檢測。
  39. 如申請專利範圍第38項之測量裝置，其中，在使用前述第1及第2標記檢測系之標記檢測與透過前述第3標記檢測系進行之標記檢測中之一方之檢測結束後，開始另一方之檢測。
  40. 如申請專利範圍第30或31項之測量裝置，其中，形成於前述複數個區劃區域之各個之至少1個標記係繞射格子標記，前述複數個標記檢測系之各個，接收對前述繞射格子標記照射測量光束且來自前述繞射格子標記之繞射光。
  41. 如申請專利範圍第40項之測量裝置，其中，前述控制裝置進行之前述標記檢測動作之控制，包含照射於前述繞射格子標記之測量光束與前述基板之相對移動之控制。
  42. 如申請專利範圍第41項之測量裝置，其中，前述相對移動之控制，包含前述基板之位置之控制或前述基板之移動速度之控制、或者其兩方。
  43. 如申請專利範圍第42項之測量裝置，其中，前述控制裝置進行之前述標記檢測動作之控制，包含前述測量光束之照射位置之控制或前述測量光束之照射時點之控制、或者其兩方。
  44. 如申請專利範圍第41項之測量裝置，其中，前述控制裝置進行之前 述標記檢測動作之控制，包含控制開始前述測量光束照射之前述基板上之位置、結束前述測量光束照射之前述基板上之位置、前述測量光束在前述基板上掃描之距離、以及前述測量光束與前述基板之相對速度中之至少1個的動作。
  45. 一種曝光裝置，具備：申請專利範圍第21至44項中任一項之測量裝置，測量於基板上以既定位置關係形成之複數個標記中之至少一部分複數個標記之位置資訊；以及圖案生成裝置，對前述基板上之複數個區劃區域照射能量光束以生成圖案。
  46. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第45項之曝光裝置使前述基板曝光的動作；以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
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