检测装置、光刻装置以及物品制造方法与流程

本发明涉及检测装置、光刻装置以及物品制造方法。

背景技术：

在向基板上转印图案的曝光装置以及压印装置等光刻装置中，能够检测基板的侧面(边缘)的位置。基板的侧面的位置例如可用于使基板预对准。预对准例如是以使设置于基板的标志进入到对准观察仪(scope)的视场内的方式取得基板的位置信息或者根据该位置信息以使标志进入到对准观察仪的视场内的方式驱动基板的动作。在专利文献1中，记载了一种光刻装置，具备：照明部，使光入射到基板的侧面；以及检测部，配置于基板的侧面的下方，并具有处理部，该处理部根据检测部的检测结果求出基板的侧面的位置。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2017-116868号公报

技术实现要素：

在基板或者保持其的卡盘上，可能存在各种构造体。或者，保持基板的卡盘可能被定位到各种构造物之下。如果构造体位于基板上，则在使光入射到基板的侧面时光还入射到构造体，来自构造体的反射光可能入射到检测部。在该情况下，存在无法正确地检测基板的侧面的可能性。

本发明是以上述课题认识为契机而完成的，目的在于提供一种有利于高精度地测量基板的侧面的位置的技术。

本发明的第1侧面涉及检测基板的侧面的位置的检测装置，所述检测装置具备：传感器，包括光照射部及光检测部；以及处理器，处理从所述传感器输出的信号，所述光照射部向所述基板的侧面照射光，所述光检测部检测来自所述侧面的光，所述处理器根据在存在所述基板的状态下从所述光检测部输出的第1信号和在不存在所述基板的状态下从所述光检测部输出的第2信号，求出所述基板的所述侧面的位置。

本发明的第2侧面涉及向基板上转印图案的光刻装置，所述光刻装置具备包括保持所述基板的基板保持部以及驱动所述基板保持部的驱动机构的基板定位机构、和所述第1侧面所涉及的检测装置，所述检测装置的所述传感器安装于所述基板保持部。

本发明的第3侧面涉及物品制造方法，所述物品制造方法包括通过所述第2侧面所涉及的光刻装置向基板上转印图案的工序、和进行针对被转印了所述图案的所述基板的处理的工序，从完成了所述处理的所述基板制造物品。

本发明的第4侧面涉及检测基板的侧面的位置的检测装置，所述检测装置具备：传感器，包括光照射部及光检测部；以及处理器，处理从所述传感器输出的信号，所述光照射部向所述基板的侧面照射光，所述光检测部检测来自所述侧面的光，所述处理器根据从所述光检测部输出的信号的波形和预先登记的基准波形，求出所述基板的所述侧面的位置。

本发明的第5侧面涉及向基板上转印图案的光刻装置，所述光刻装置具备包括保持所述基板的基板保持部以及驱动所述基板保持部的驱动机构的基板定位机构、和所述第4侧面所涉及的检测装置，所述检测装置的所述传感器安装于所述基板保持部。

本发明的第6侧面涉及物品制造方法，所述物品制造方法包括通过所述第5侧面所涉及的光刻装置向基板上转印图案的工序、和进行针对被转印了所述图案的所述基板的处理的工序，从完成了所述处理的所述基板制造物品。

根据本发明，提供有利于高精度地测量基板的侧面的位置的技术。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的光刻装置的结构的图。

图2是示出传感器的配置例的图。

图3是示出传感器的结构例的图。

图4是用于说明构造物对基板的侧面的位置的检测可能造成影响的图。

图5是用于说明预处理的图。

图6是例示从传感器(光检测部)输出的信号的图。

图7是示出第1实施方式的准备处理的流程的图。

图8是示出第1实施方式的基板处理的流程的图。

图9是示出第2实施方式的准备处理的流程(a)以及第2实施方式的基板处理的流程(b)的图。

图10是例示了波形的图。

(附图标记说明)

100：光刻装置；1：原版；5；基板；10：传感器；40：处理器；li：光照射部；det：光检测部；12：构造物。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边根据本发明的示例性实施方式说明本发明。

图1示意地示出了本发明的第1实施方式的光刻装置100的结构。光刻装置100构成为向基板5上转印原版1的图案。在光刻装置100构成为投影曝光装置的情况下，能够以向涂敷或者配置于基板5上的感光材料投影原版1的图案而在该感光材料上形成潜像的形式进行图案的转印。这样的潜像能够通过利用显影装置进行显影而被变换为物理性的图案(抗蚀剂图案)。或者，在光刻装置100构成为压印装置的情况下，能够通过压印进行图案的转印。压印可以是在使原版的图案部与配置于基板5上的压印材料接触的状态下使该压印材料硬化，之后使该压印材料的硬化物与图案部分离的处理。光刻装置100能够具备检测基板5的侧面的位置的检测装置50(检测设备)。检测装置50既可以不嵌入到光刻装置100而使用，也可以嵌入到其他装置(例如搬送基板的装置)而使用。

以下，说明光刻装置100构成为投影曝光装置的例子。在此，通过以水平面为xy平面的xyz坐标系来定义方向。基板5能够以其表面与xy平面平行的姿势被保持。光刻装置100能够具备照明系统3、原版定位机构2、投影光学系统4、基板定位机构30、测量器9、检测装置50以及控制部90。照明系统3用曝光光对原版1进行照明。原版定位机构2将原版1保持并定位。投影光学系统4将原版1的图案投影到基板5上。投影光学系统4被支承部件13支承。在由基板定位机构30的基板保持部31保持的基板5能够对面的位置，能够配置构造物12。构造物12能够被支承部件13支承。构造物12例如可能包括测量器、用于保持该测量器的部件、校正投影光学系统4的光学特性的校正机构中的至少1个。

基板定位机构30可能包括：基板保持部31，保持基板5；以及驱动机构32，通过对基板保持部31进行驱动或者定位而对基板5进行驱动或者定位。基板保持部31能够包括基板卡盘6和保持基板卡盘6的载置台7。虽然在图1中简化示出了驱动机构32，但驱动机构32能够包括：引导机构，引导基板保持部31；以及致动器，驱动基板保持部31。基板定位机构30例如能够关于x轴、y轴、z轴、绕x轴的旋转、绕y轴的旋转、绕z轴的旋转这6轴，对基板5进行定位。能够由测量器9测量基板保持部31的位置。测量器9例如是激光干涉仪，能够使用设置于基板保持部31的反射镜8，测量基板保持部31的位置。控制部90控制照明系统3、原版定位机构2、投影光学系统4、基板定位机构30、测量器9以及检测装置50。控制部90例如能够由fpga(fieldprogrammablegatearray(现场可编程门阵列)的简称。)等pld(programmablelogicdevice(可编程逻辑器件)的简称。)、或者asic(applicationspecificintegratedcircuit(专用集成电路)的简称。)、或者嵌入有程序的通用或专用的计算机、或者它们的全部或一部分的组合构成。

检测装置50能够包括处理器40和1个或者多个传感器10。处理器40处理从1个或者多个传感器10输出的信号。在该例子中，处理器40构成为控制部90的一部分，被说明为控制部90的主控制部(未图示)根据需要使处理器40动作。然而，处理器40也可以与控制部90独立地构成。另外，处理器40既可以针对各个传感器10设置，也可以针对所有传感器10共同地设置。另外，也可以为处理器40的功能的一部分嵌入到控制部90，另一部分构成为控制部90的分体。

1个或者多个传感器10例如能够安装于基板保持部31。图2示出了3个传感器10安装于基板保持部31的例子。处理器40能够通过处理从1个或者多个传感器10输出的信号，检测基板5的侧面(边缘)中的1个或者多个部位的位置。处理器40能够通过处理从多个传感器10输出的信号，检测基板5相对于基板保持部31的配置误差(相对位置以及相对姿势)。配置误差能够包含与x轴方向、y轴方向以及绕z轴的旋转有关的误差。

图3例示了传感器10的结构。传感器10能够包括光照射部li以及光检测部det。光照射部li向基板5的侧面5s照射光24，光检测部det检测来自基板5的侧面5s的光19。处理器40能够根据在存在基板5的状态下从光检测部det输出的第1信号和在不存在基板5的状态下从光检测部det输出的第2信号，检测基板5的侧面5s的位置。即，处理器40或者检测装置50根据第1信号和第2信号，检测基板5的侧面5s的位置。

光照射部li例如可能包括光源11以及光学系统14。光学系统14例如可能包括反射镜。在一个例子中，光源11能够发生500nm以上并且1200nm以下的波长范围的光24。从光源11射出的光24经由光学系统14照射到基板5的侧面5s。入射到基板5的侧面5s的光24的方向典型地与基板5的表面(上表面)平行，但也可以不平行。光24在基板5的侧面5s反射，发生反射光(可能包含散射光)。作为反射光的一部分的光19入射到光检测部det。光检测部det能够包括光学系统15以及光电变换部17。光学系统15例如能够包括1个或者多个透镜。光电变换部17例如能够包括二维图像传感器或者一维图像传感器(线传感器)。在采用一维图像传感器的情况下，像素的排列方向最好为在基板5以理想状态配置的情况下的与基板5的侧面5s正交的方向。光电变换部17将形成于其摄像面的光强度分布(像)检测为电信号，发送到处理器40。电信号的波形表示在光电变换部17的摄像面形成的光强度分布，包括表示基板s的侧面5s的位置的信息。

如图4所例示，来自光照射部li的光24可能在与基板5不同的物体、例如构造物12处被反射，来自构造物12的光20可能入射到光检测部det。在这样的情况下，如果无法区分来自基板5的侧面5s的光19和来自构造物12的光20，则可能误检测基板5的侧面5s的位置。基板保持部31(基板5)和构造物12的相对位置由于驱动机构32驱动基板保持部31(基板5)而变化。在基板保持部31(基板5)配置于特定位置的情形下，来自构造物12的光20可能入射到光检测部det。但是，在极端的情形下，不论在基板保持部31(基板5)配置于其可动域内的哪一个位置的情况下，来自构造物12的光20都有可能入射到光检测部det。

作为这样的问题的对策，考虑减小光照射部li发生的光24的剖面尺寸(即减小光束的宽度)。但是，这样的对策是有限的。例如，应处理的基板5的厚度并非固定的情形较多(例如0.3～1.0mm)。另外，基板5可能有翘曲。另外，可能要求接近配置基板5的表面和构造物12。另外，为了容许向基板卡盘6上配置基板5时的配置误差，可能在光学系统14与基板卡盘6之间设置相应的空间(例如10mm)。由于如以上的理由，难以通过减小光束的宽度，解决上述问题。

因此，在本实施方式中，如上所述，处理器40根据在存在基板5的状态下从光检测部det输出的第1信号和在不存在基板5的状态下从光检测部det输出的第2信号，求出基板5的侧面5s的位置。在图4中，示意地示出在存在基板5的状态下通过传感器10进行检测动作，用光检测部det检测第1信号的情况。在图5中，示意地示出在不存在基板5的状态下通过传感器10进行检测动作，用光检测部det检测第2信号的情况。

在图6的(a)中，例示了在存在基板5的状态下来自与基板5不同的物体的光不入射到光检测部det的情况下由光检测部det检测的信号(来自光检测部det的输出信号)。图6的(a)所示的信号的波形包括表示基板5的侧面5s的位置的信息a。在图6的(b)中，例示了在存在基板5的状态下来自基板5以及构造物12的光入射到光检测部det的情况下由光检测部det检测的信号(来自光检测部det的输出信号)(第1信号)。图6的(b)所示的信号的波形除了表示基板5的侧面5s的位置的信息a以外，还包含基于来自构造物12的光的假的信息b。在图6的(c)中，例示了在不存在基板5的状态下来自构造物12的光入射到光检测部det的情况下由光检测部det检测的信号(来自光检测部det的输出信号)(第2信号)。图6的(c)所示的信号的波形不包含表示基板5的侧面5s的位置的信息a，而包含基于来自构造物12的光的假的信息b。在此，图6的(b)以及图6的(c)示出了在基板保持部31(基板5)配置于相同的位置的状态下由光检测部det检测的信号。即，在图6的(b)和图6的(c)中，不同仅在于有无基板5。

从图6的(b)以及图6的(c)可知，处理器40能够根据图6的(b)所示的第1信号和图6的(c)所示的第2信号求出基板5的侧面5s的位置，而不会被来自构造物12的光欺骗。具体而言，例如处理器40通过从图6的(b)所示的第1信号减去图6的(c)所示的第2信号，去除或者减少作为来自构造物12的光的影响的信息b。然后，处理器40能够根据从第1信号减去第2信号而得到的信号，依据基于来自基板5的侧面5s的光的信息a，求出基板5的侧面5s的位置。也可以将第2信号理解为用于校正第1信号的校正信号。

以下，一边参照图7，一边说明取得第2信号(校正信号)的预处理。由控制部90控制预处理。如图5所例示，在基板保持部31上未配置基板5的状态下实施预处理。在工序s601中，控制部90以使基板保持部31定位到从多个信号取得位置选择的1个信号取得位置的方式，控制驱动机构32。在工序s602中，控制部90的处理器40使检测装置50执行检测动作而取得第2信号(校正信号)。在该检测动作中，在检测装置50中，使光照射部li射出光，使光检测部det检测光。此时，基板5未配置于基板保持部31上，所以来自基板5的光不入射到光检测部det。另一方面，在检测装置50的传感器10的附近存在构造物12的情况下，从光照射部li射出并由构造物12反射的光可能入射到光检测部det。在该检测动作中由传感器10(光检测部det)检测的信号是第2信号(校正信号)。控制部90的处理器40将从传感器10提供的第2信号(校正信号)与在工序s601中使基板保持部31定位的位置对应起来保存到存储器91。

在工序s603中，控制部90的处理器40判断是否已针对上述多个信号取得位置中的全部信号取得位置实施了工序s601、s602，在剩下未实施的信号取得位置的情况下，针对该信号取得位置实施工序s601、s602。在已针对多个信号取得位置中的全部信号取得位置实施了工序s601、s602的情况下，控制部90结束预处理。

如以上所述，处理器40针对多个信号取得位置，执行取得在基板5未被基板保持部31保持而基板保持部31配置于信号取得位置的状态下从光检测部det输出的信号作为第2信号的动作。由此，处理器40取得与多个信号取得位置分别对应的多个第2信号。

以下，参照图8，说明向基板5转印图案的基板处理。由控制部90控制基板处理。基板处理包括使用检测装置50来检测基板5的侧面s的位置(基板5的配置误差)的检测处理。在工序s701中，控制部90以将基板5配置(装载)到基板保持部31上的方式，控制未图示的搬送机构。也可以通过控制部90针对搬送机构许可基板5的搬送来将基板5配置(装载)到基板保持部31上。

在工序s702中，控制部90以使保持基板5的基板保持部31定位到通过用于控制基板处理的控制信息(格式文件(recipefile))指定的检测位置的方式，控制驱动机构32。在工序s703中，控制部90的处理器40使检测装置50执行检测动作来取得第1信号。在该检测动作中，在检测装置50中，使光照射部li射出光，使光检测部det检测光。此时，基板5被配置于基板保持部31上，所以来自基板5的光入射到光检测部det。另外，在检测装置50的传感器10的附近存在构造物12的情况下，从光照射部li射出并由构造物12反射的光也可能入射到光检测部det。

在工序s704中，控制部90的处理器40从存储器91载入在准备处理中在与检测位置相同的位置或者检测位置的附近的位置取得的第2信号。检测位置的附近的位置例如可能是准备处理中的多个信号取得位置中的最接近检测位置的信号取得位置。在工序s705中，控制部90的处理器40通过从在工序s703中取得的第1信号减去在工序s704中载入的第2信号，去除或者减少作为来自构造物12的光的影响的信息b。然后，处理器40根据从第1信号减去第2信号而得到的信号，根据基于来自基板5的侧面5s的光的信息a，求出基板5的侧面5s的位置。该处理相当于通过从图6的(b)所示的第1信号减去图6的(c)所示的第2信号从而去除或者减少作为来自构造物12的光的影响的信息b，根据基于来自基板5的侧面5s的光的信息a，求出基板5的侧面5s的位置的处理。换言之，处理器40能够构成为根据从第1信号的波形去除通过第2信号的波形确定的分量而得到的信号，求出基板5的侧面5s的位置。

在此，在第1信号以及第2信号中，通常包含噪声分量。因此，最好防止该噪声分量所致的误检测。作为防止误检测的方法，例如有从第1信号减去对第2信号乘以预定的倍数(大于1的正的值)而得到的值的方法。其相当于从图6的(b)所示的第1信号减去使图6的(c)所示的第2信号中的信息b的部分的波形比实际增大的信号。在该情况下，关于减法结果中的表示负的值的部分，忽略(即从基板5的侧面5s的检测对象排除)即可。

在工序s702中使基板保持部31定位并当在工序s703中取得第1信号的检测位置和取得在工序s704中载入的第2信号的信号取得位置存在偏移的情况下，也可以修正第2信号而使用。具体而言，从图6的(b)所示的第1信号减去使图6的(c)所示的第2信号中的信息b的部分的波形移位该偏移的量而得到的信号即可。在如图2所例示的那样设置有多个传感器10的情况下，控制部90能够根据从多个传感器10输出的信号，检测基板5的配置误差。或者，控制部90也可以将检测位置限定于多个信号取得位置中的任意位置。

在工序s706中，控制部90通过根据在工序s705中检测出的基板5的配置误差控制驱动机构32，以使基板5的标志进入到未图示的对准观察仪的视场的方式使基板5定位。然后，控制部90使用该对准观察仪来检测基板5的该标志的位置。基板5具有多个标志，该多个标志的位置能够被检测。在工序s707中，控制部90一边根据工序s706中的检测结果控制利用驱动机构32的基板5的定位，一边对向基板5上转印图案进行控制。在工序s708中，控制部90以从基板保持部31去除(拆下)基板5的方式，控制未图示的搬送机构。也可以通过控制部90针对搬送机构许可基板5的搬送，从而从基板保持部31去除(拆下)基板5。

在检测位置被固定地决定的情况下，图7所示的准备处理可能仅针对该检测位置被实施。或者，在检测位置被固定地决定的情况下，也可以在图7所示的基板处理中，在使基板保持部31定位到检测位置的状态下，在装载基板之前，针对该检测位置进行准备处理。

以下，说明本发明的第2实施方式。未作为第2实施方式提及的事项可依照第1实施方式。在第2实施方式中，处理器40根据在检测处理中从光检测部det输出的信号的波形和预先登记的基准波形，检测基板5的侧面5s的位置。更具体而言，处理器40能够构成为进行根据在检测处理中从光检测部det输出的信号的波形中的与基准波形的相关性高于基准值的部分来求出基板5的侧面5s的位置的处理。另外，处理器40能够构成为将在检测处理中从光检测部det输出的信号的波形中的与该基准波形的相关性低于该基准值的部分从该处理的对象排除。

存在用反射率低的材料(例如玻璃)构成基板5，构造物12具有比基板5高的反射率的情况。在该情况下，上述的假的信息b的波形(例如波形的面积、最大值)可能大于表示基板5的侧面5s的位置的信息a的波形。另外，在同一任务或者同一过程中使用的基板5由于通常厚度、倒角量相同，所以表示基板5的侧面5s的位置的信息a的波形在多个基板5中相关性高。第2实施方式是考虑到这样的特性的实施方式。

在检测处理中从光检测部det输出的信号的波形和基准波形的相关性能够根据相关函数来评价。相关函数例如可能是运算表示从光检测部det输出的信号的波形的信号值群和基准波形的信号值群的内积的函数。或者，更单纯而言，关于在检测处理中从光检测部det输出的信号的波形和基准波形的相关性，也可以通过将两者的峰值以及半值宽度的至少一方作为评价项目(参数)实施比较来进行。关于相关性的评价方法或者在评价中使用的参数，也可以能够针对每个任务或者过程进行设定。

以下，参照图9的(a)，说明取得基准波形的预处理。由控制部90控制预处理。预处理能够在规格与在后述的基板处理的执行对象的任务或者过程中使用的基板5相同的基板5配置于基板保持部31上的状态下实施。在工序s901中，控制部90以使基板保持部31定位到信号取得位置的方式控制驱动机构32。信号取得位置优选为来自基板5以外的物体的光不入射到光检测部det的位置。在工序s902中，控制部90的处理器40使检测装置50执行检测动作来取得第2信号(校正信号)并登记(保存)到存储器91。在图10的(a)中，例示了在工序s902中取得的基准波形r。

以下，参照图9的(b)，说明向基板5转印图案的基板处理。由控制部90控制基板处理。基板处理包括使用检测装置50来检测基板5的侧面s的位置(基板5的配置误差)的处理。在工序s1001中，控制部90以使基板5配置(装载)于基板保持部31上的方式，控制未图示的搬送机构。也可以通过控制部90针对搬送机构许可基板5的搬送来将基板5配置(装载)到基板保持部31上。

在工序s1002中，控制部90的处理器40以使保持基板5的基板保持部31定位到通过用于控制基板处理的控制信息(格式文件)指定的检测位置的方式，控制驱动机构32。在工序s1003中，控制部90的处理器40使传感器10执行检测动作来取得信号。在该检测动作中，在传感器10中，使光照射部li射出光，使光检测部det检测光。此时，基板5配置于基板保持部31上，所以来自基板5的光入射到光检测部det。另外，在检测装置50的传感器10的附近存在构造物12的情况下，从光照射部li射出并由构造物12反射的光也可能入射到光检测部det。在图10的(b)中，例示了在工序s1002中能够由检测装置50取得的信号的波形。

在工序s1004中，控制部90的处理器40根据在工序s1002中取得的信号的波形和在图9的(a)所示的准备处理中预先登记的基准波形r，检测基板5的侧面5s的位置。更具体而言，处理器40能够构成为进行根据在检测处理中从光检测部det输出的信号的波形中的与基准波形r的相关性高于基准值的部分来求出基板5的侧面5s的位置的处理。另外，处理器40构成为将在检测处理中从光检测部det输出的信号的波形中的与该基准波形的相关性低于该基准值的部分从检测处理的对象排除。在图10的(b)的例子中，表示基板5的侧面5s的位置的信息a的部分的波形是与基准波形r之间的相关性高于基准值的部分。因此，处理器40能够进行根据从光检测部det输出的信号的波形中的与基准波形r的相关性高于基准值的信息a的部分来求出基板5的侧面5s的位置的处理。另外，在图10的(b)的例子中，基于来自构造物12的光的假的信息b的部分的波形是与基准波形r之间的相关性低于基准值的部分。因此，构成为将从光检测部det输出的信号的波形中的与基准波形r的相关性低于该基准值的部分从检测处理的对象排除。在图10的(c)中，例示了将从光检测部det输出的信号的波形中的与基准波形r的相关性低于该基准值的部分从检测处理的对象排除的波形。

工序s1005、s1006、s1007与图7中的工序s706、s707、s708相同。

以下，说明使用以第1或者第2实施方式的光刻装置100为代表的图案形成装置来制造物品的物品制造方法。物品制造方法例如包括通过光刻装置100向基板上转印图案的工序、和进行针对被转印了该图案的该基板的处理的工序，从完成了该处理的该基板制造物品。该处理例如能够包括在该图案是潜像的情况下使该图案显影来形成物理性的图案的处理、使用该物理性的图案处理其基底的处理(例如蚀刻的处理、注入离子的处理)。该处理例如能够包括在该图案是由压印材料的硬化物构成的图案的情况下，使用该图案处理其基底的处理(例如蚀刻的处理、注入离子的处理)。物品例如可以是液晶显示设备等显示设备、闪存存储器、dram等存储器设备、摄像设备、信号处理设备、mems等中的任意物品。