检测装置、测量装置、曝光装置、物品制造方法和测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检测关于原件和基板之间的对准的标记的检测装置、一种测量装置、一种曝光装置、一种制造物品的方法和一种测量方法。
【背景技术】
[0002]半导体器件等的制造处理(光刻处理)中使用的装置之一是曝光装置，该曝光装置经由投影光学系统将掩模的图案转印到基板。曝光装置需要将掩模和基板精确地对准以便以高的覆盖精度将掩模的图案转印到基板上形成的多个拍摄区域中的每一个。日本专利公开N0.63-32303提出了一种通过使用TTL(通过镜头)方法检测在基板上设置的每一个标记的位置并且基于该检测结果将掩模和基板对准的方法。TTL方法是经由掩模和投影光学系统检测基板上的标记的方法。
[0003]在通过TTL方法检测基板上的多个标记并且获得关于基板上形成的多个拍摄区域的布置的信息的同时，投影光学系统的状态可能由于例如投影光学系统内部的温度的改变、光学部件的振动等而波动。在这种情况下，投影光学系统在检测基板上的多个标记时的状态是不同的。结果，不能精确地获得关于拍摄区域的布置的信息，使得当曝光基板时难以精确地对准掩模和基板。
【发明内容】
[0004]本发明提供了例如一种在重叠精度方面有利的技术。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种检测装置，其检测原件或原件基准部件上的原件标记以及基板或基板基准部件上的基板标记，所述原件标记和基板标记经由投影光学系统被布置，所述装置包括:光学系统，该光学系统包括成像设备，并且该光学系统被配置为在所述成像设备上形成原件标记的图像和基板标记的图像，其中所述光学系统包括具有第一标记和第二标记的检测基准部件，并且该光学系统被配置为:在所述原件或原件基准部件上形成第一标记的图像，和经由所述投影光学系统和所述原件或原件基准部件在所述基板或基板基准部件上形成第二标记的图像，并且在成像设备上形成原件标记的图像、基板标记的图像、第一标记的图像和第二标记的图像。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种测量装置，其测量原件或原件基准部件上的原件标记与基板或基板基准部件上的基板标记之间的相对位置，所述装置包括:检测装置；和控制器，该控制器被配置为基于通过所述检测装置检测的第一标记的图像和第二标记的图像之间的相对位置来获得所述相对位置，其中所述检测装置检测原件或原件基准部件上的原件标记和基板或基板基准部件上的基板标记，所述原件标记和所述基板标记经由投影光学系统被布置，所述检测装置包括:光学系统，该光学系统包括成像设备，并且该光学系统被配置为在所述成像设备上形成原件标记的图像和基板标记的图像，其中所述光学系统包括具有第一标记和第二标记的检测基准部件，并且该光学系统被配置为:在原件或原件基准部件上形成第一标记的图像，以及经由所述投影光学系统和所述原件或所述原件基准部件在基板或基板基准部件上形成第二标记的图像，以及在所述成像设备上形成原件标记的图像、基板标记的图像、第一标记的图像和第二标记的图像。
[0007]根据本发明的一个方面，提供了一种曝光装置，其经由原件将基板曝光于辐射能量，所述装置包括:投影光学系统，被配置为将来自原件的光投射到基板上;和测量装置，被配置为测量原件或原件基准部件上的原件标记和基板或基板基准部件上的基板标记之间的相对位置，所述测量装置包括:检测装置;和控制器，被配置为基于通过所述检测装置检测的第一标记的图像和第二标记的图像之间的相对位置来获得所述相对位置，其中所述检测装置检测原件或原件基准部件上的原件标记和基板或基板基准部件上的基板标记，所述原件标记和所述基板标记经由投影光学系统被布置，所述检测装置包括:光学系统，包括成像设备，并且该光学系统被配置为在成像设备上形成原件标记的图像和基板标记的图像，其中所述光学系统包括具有第一标记和第二标记的检测基准部件，并且该光学系统被配置为:在原件或原件基准部件上形成第一标记的图像，和经由所述投影光学系统和所述原件或所述原件基准部件在基板或基板基准部件上形成第二标记的图像，以及在成像设备上形成原件标记的图像、基板标记的图像、第一标记的图像和第二标记的图像。
[0008]根据本发明的一个方面，提供了一种制造物品的方法，所述方法包括步骤:使用曝光装置将基板曝光于辐射能量;显影曝光的基板;和处理显影的基板以制造所述物品，其中所述曝光装置经由原件将基板曝光于辐射能量，所述曝光装置包括:投影光学系统，被配置为将来自原件的光投射到基板上;和测量装置，被配置为测量原件或原件基准部件上的原件标记与基板或基板基准部件上的基板标记之间的相对位置，所述测量装置包括:检测装置;和控制器，被配置为基于通过检测装置检测的第一标记的图像与第二标记的图像之间的相对位置来获得所述相对位置，其中所述检测装置检测原件或原件基准部件上的原件标记和基板或基板基准部件上的基板标记，所述原件标记和所述基板标记经由投影光学系统被布置，所述检测装置包括:光学系统，包括成像设备，并且该光学系统被配置为在所述成像设备上形成原件标记的图像和基板标记的图像，其中所述光学系统包括具有第一标记和第二标记的检测基准部件，并且该光学系统被配置为:在原件或原件基准部件上形成第一标记的图像，和经由所述投影光学系统和所述原件或原件基准部件在基板或基板基准部件上形成第二标记的图像，和在所述成像设备上形成原件标记的图像、基板标记的图像、第一标记的图像和第二标记的图像。
[0009]根据本发明的一个方面，提供了一种测量原件或原件基准部件上的原件标记与基板或基板基准部件上的基板标记之间的相对位置的测量方法，所述原件标记和所述基板标记经由投影光学系统被布置，所述方法包括如下步骤:在原件或原件基准部件上形成第一标记的图像，和经由投影光学系统和所述原件或原件基准部件在基板或基板基准部件上形成第二标记的图像;在平面上形成原件标记的图像、基板标记的图像、第一标记的图像和第二标记的图像;和基于所述平面上的第一标记的图像和第二标记的图像之间的相对位置来获得所述相对位置。
[0010]根据以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清楚。
【附图说明】
[0011]图1是示出了根据第一实施例的曝光装置的布置的示意图；
[0012]图2A是示出了基准板上的各个标记的视图；
[0013]图2B是示出了掩模标记的视图；
[00M]图2C是示出了基板标记的视图；
[0015]图2D是示出了通过成像设备获得的图像的视图；
[0016]图3是示出了测量掩模标记和基板标记的相对位置的方法的流程图；
[0017]图4A是示出了基准板上的各个标记的视图；
[0018]图4B是示出了掩模标记的视图；
[0019]图4C是示出了基板标记的视图；
[0020]图4D是示出了通过成像设备获得的图像的视图；
[0021]图5是示出了根据第三实施例的曝光装置的布置的示意图；和
[0022]图6是示出了测量掩模标记和基板标记的相对位置的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面将参考附图描述本发明的示例性实施例。注意，附图中相同的附图标记表示相同的部件，并且将不给出其重复的描述。当使用空气中的光路长度与总光路长度的比例大的投影光学系统(诸如具有反射部分的投影光学系统(例如，奥夫纳光学系统或戴森光学系统))时，本发明特别有效。
[0024]〈第一实施例〉
[0025]将参考图1描述根据本发明的第一实施例的曝光装置100。图1是示出了根据第一实施例的曝光装置100的布置的示意图。在第一实施例中将描述以缝隙光扫描并且曝光基板的步进扫描型曝光装置。然而本发明不限于此，而是还可以应用于例如步进重复型曝光装置。根据第一实施例的曝光装置100可以包括例如掩模台10、基板台20、投影光学系统30、照明光学系统40、检测单元50(检测装置)和控制器90。控制器90包括例如CPU和存储器，并且控制经由投影光学系统30将掩模11的图案转印到基板21上形成的多个拍摄区域中的每一个的处理(曝光基板21的处理)。
[0026]从光源(未示出)发射的光入射到照明光学系统40并且在例如X方向上在掩模上形成长的带状或弧形缝隙状曝光区域。掩模11(原件)和基板21(例如玻璃板)分别被掩模台10和基板台20保持并且被布置在经由投影光学系统30近似光学共轭的位置(投影光学系统30的物面和图像平面)。投影光学系统30具有例如预定的投影倍数(例如X 1或X 1/2)并且将掩模11上形成的图案投影到基板21上。掩模台10和基板台20在垂直于投影光学系统30的光轴方向(Z方向)的方向(在第一实施例中为Y方向)上彼此同步地以对应于投影光学系统30的投影倍数的速度比率扫描。这使得可以将掩模11上形成的图案转印到基板上的每个拍摄区域。通过在逐步地移动基板台20的同时相对于基板上的多个拍摄区域中的每一个重复该扫描曝光，可以完成一个基板21上的曝光处理。
[0027]在曝光装置100中，当将掩模11的图案转印到基板上的每个拍摄区域时，基于关于基板上的多个拍摄区域的布置的信息来执行掩模11和基板21之间的对准。在开始基板21的曝光之前，可以通过获得分别在基板上的几个拍摄区域(样本拍摄区域)中设置的标记的位置来事先获