TW200428157A - Method of measuring the performance of an illumination system - Google Patents

Description

200428157 玖、發明說明： 【I明所屬之技術領域】 本餐明係關於一種測量包括一輻射來源並且係用於一成 像设·備的—日召μ么从 …、明糸統之表現的方法，該方法包括以下步驟： 提七、包括至少一菲涅爾環帶透鏡的一測試物件； 配置該測試物件於該成像設備之物件平面中； 藉由由該照明系統所供應的一照明光束並且藉由該設備 之成像系統，成像一包括一菲涅爾環帶透鏡的測試物件區 域於一影像平面中，因此一本地有效來源係成像於該影像 平面中； 猎由一偵測裝置及相關處理構件，評估本地有效來源之 影像以決定該照明系統之表現。 本發明亦係關於一種採用該方法的測試物件、一種包括 該測量方法的製造-裝置之方法及—種藉由該製造方法所 製造的裝置。 【先前技術】 因而理解為 之平面中。 將一本地有效來源理解為意謂著波之分配並 輻射之分配，照明系統形成該輻射於測試物件 ............... 光學成像系統係用於微影蝕刻投影 為晶圓步進裔或晶圓步進與掃描 中所用的精確影像投影設備之照μ# 像系統可以包括折射元件、反射元件或該等元件之一租 合。具有大量透鏡或反射鏡之採用一投影系統之形式的— 設備’該等設備係熟知 。用於此設備的投影系

O:\90\90235.DOC 200428157 統（其可以為一透鏡系統或一反射鏡系統或包括透鏡及反 射鏡的一系統）此後將稱為一投影透鏡。微影投影設備係用 以（但不限於）製造積體電路或〗^在一微影蝕刻投影設備 中’出現在一生產光罩中的一生產光罩圖案係很多次地成 像於一基板或晶圓之頂部上的一光阻劑層中，每次在一不 同區域（亦稱1C區域、散粒區域或晶粒），實行成像係藉由一 投影（成像）系統及一投影光束，該光束具有uv範圍内的一 波長（例如365 nm)或深UV範圍内的一波長（例如248 nm、 193 nm或 157 nm)。 1C製造之目的係供應IC，其具有一不斷增加的信號處理 速度並且包括一不斷增加數量的電子組件。為了實現此目 的，需要增加一IC之表面區域並且減小組件之尺寸。對於 才又，V α備而5，此意謂著必須增加其投影透鏡的影像區及 解析度，以便可以採用一適當定義的方法成像不斷變小的 細節或線寬於一不斷變大的影像區中。此意謂著需要一投 影透鏡，其滿足很嚴格的品質要求並且顯示出可以忽略不 計的像差’例如慧星球面像差、慧星像差及散光。上文已 說明用以測量—投影透鏡之表現的-有效方法及系統。 對於要成像的正視較小細節而言，照明系統之品質及其 ，投影系統的對準也變得更加重要。用於微影投影設備的 …明系統包括一輻射來源、一透鏡或反射鏡聚光器系統’ ^以聚集由—照明光束中的輻射來源所供應的輻射、-所 :的積分器，用以致使輻射橫跨光束斷面而均勻分配。目 别的微衫投影設備使用一所謂的柯勒（Kohler)照明，即輻射

O:\90\90235.DOC 200428157 來源係成像於投影透鏡之曈孔平面中。照明系統建立來源 幸§射之平面波的—分配於光罩圖案之平面中，該分配係稱 為·本地有效來源。照明系統中的像差改變該分配，並因 而引起有效來源之形狀橫跨光罩圖案之平面且因而橫跨投 影透鏡區而變化。 為了測試一照明系統，美國專利案第6,048,651號使用一 光罩，該光罩（並非採用一 1C圖案）具有一菲涅爾透鏡結構， 違結構在該專利中係稱為：菲涅爾環帶目標（Fresnel zone target，FZT)。由要測試的照明系統來照明此光罩並且由一 杈〜透鏡將此光罩成像於一影像平面中，而且評估該影像 平面中的輻射分配（該分配係稱為曈孔圖）以決定照明系統 的調整…評估，可以配置一光阻劑塗佈晶圓、一感光 膜或一電子影像感應器於影像平面中。 【發明内容】 、本务明之一目的係提供一種此說明之序言中所定義的方 法’该方法具有比美國專利申請案第M48,65i號更多的能 胃卩允許測里更多的照明系統參數。此方法之特徵為， :W物件之步驟包括提供具有用於各菲:¾爾環帶透 Π —參考標記之一測試物件，以及成像步驟包括在㈣ 裝置之視區内成像“爾環帶透鏡區域及對應的參考^ 區域。 你σ己 π W㈣成像係理解為意謂著^圼爾 鏡及參考;^ 、 “緊罪而成像’以便其可以由偵^ ”、、0以坪估為一影像之一組成影像。

O:\90\90235.DOC 200428157 將屬於一非涅爾環帶透鏡 # m 規的芩考“記（該標記具有關

於菲涅爾環帶透锖之_、奋$ 6 M 透鏡之4當定義位置）成像於影像平面中 一適當定義位置處，允許採 用令易方去來決定菲涅爾環 帶透鏡之影像的位置。可以將參考標記影像之中心用作_ 二維f標系統之原點，而且藉由此座標系統之原點及軸可 以決定有效來源影像之形狀及尺度。 /淫爾環帶透鏡及參考標記可以相互緊接而成像。但是 X方法之U具體實施例之特徵為，菲淫爾環帶透鏡區 域及對應的參考標記區域係重疊而成像。 此允許進行更精確及更快的測量，因為本地有效來源之 影像的位置無需「轉化」為參考標記之位置。本地有效來 源及參考標記之重疊成像允許測量遠心、誤差。—遠心誤差 係理解為’意謂著形成於投影透鏡之瞳孔中的㈣來源影 像之中心與此瞳孔之中心之間的偏差。一遠心誤差可以5丨 起影像失真，該等失真隨焦距之變化而改變並且可能會影 響精確性，—光罩圖案可以採用該精確性而與—基板或晶 圓對準。 參考私圮可以由較小線形成，該等線係相互成90。的角而 配置並且可以為相異線或一起形成一正方形的線。若參考 軚圮具有一清楚可辨別中心，則該標記可以具有任一形式。 忒方法之進一步的特徵最好為：參考標記為一環形標記。 此允許比較本地有效來源之影像的形狀（其應為圓形），與 環形參考標記之影像的圓形輪廊線（此後稱··參考環）。採用 此方法，可以決定照明系統之不同類型的像差。 O:\90\90235.DOC -9- 200428157 該方法之特徵最好為：測試物件係偏離焦點一距離而成 像，該距離等於菲涅爾環帶透鏡之焦距，以及參考光罩係 在最佳聚焦狀況下成像。 才木用此方法，形成本地有效來源之清晰影像於投影系統 之影像平面中。 該方法之一較佳具體實施例的特徵為，為了成像菲涅爾 環帶透鏡，使用-照明劑量，該劑量實質上高於成像參考 標記所用的照明劑量。 採用此方法可以達到：照明來源之影像也足夠亮，能允 許可靠地偵測此影像。 至於成像該成像系統所用的本地有效來源，成像系統之 可能的透射誤差可能會影響照明系統測量之結果。為了消 除或充分減小此類透射誤差之影響，該方法（其使用具有許 多菲淫爾環帶透鏡及相關參考標記的—測試物件）之一具 體實施例的特徵為，進行測量以便㈣成像系統之瞳孔: -不同角度來引導來自各菲涅爾環帶透鏡的輻射。 來自數個菲淫爾環帶透鏡的許多子光束全部穿過成像系 統之可能的透射誤差區域，所以該等誤差之影響係在組成 影像上擴展，因而得以消除。 或者該方法之特徵為，測量照明系統之前，藉由擴散輕 射來照明成m而且測量其影像平面中的輕射分配以 偵測照明系統之透射誤差’以及為該等透射誤差而校正照 明系統測量之結果。 ' 可以實行評估測試物 依據該方法之二主要具體實施例

O:\90\90235.DOC -10- 200428157 評估測試物件 件影像。一第一主要具體實施例之特徵為 影像之步驟包括以下子步驟： 成像轎射來源於一光阻劑層中並且顯影 Y 7tL阻劑層； 藉由具有高於成像系統的一解析度之一 谓測裝置而掃描 光阻劑結構，以及 分析由偵測裝置所供應的資料，以便決定可能會出王 來源影像中的不同像差之類型及數量。 較高解析度係理解為意謂著允許偵測較小細節。 一第二主要具體實施例之特徵為，評估測試物件影像之 步驟包括以下子步驟： 形成一空間影像於一輻射敏感偵測器上； 掃描該空間影像，以及 刀析由δ亥偵測器所供應的資料，以便決定可能會出現在 來源影像中的像差之類型及數量。 此具體實施例之特徵可以進一步為：形成一空間影像之 步驟包括同時形成空間影像於獨立的偵測器區域上。 此允許橫跨投影系統區而測量本地有效來源變化。 該新穎方法尤其適合於測量一微影投影設備之一照明系 統的表現。用於此應用的方法之具體實施例的特徵為： 提供一測試物件之步驟包括提供包括至少一測試物件的 一光罩，以及 配置測試物件於物件平面中的步驟包括配置此光罩於浐 影設傷之一光罩支架中。 该方法之一具體實施例的特徵為，使用形成一測試光罩

O:\90\90235.DOC -11 - 200428157 之一部分的一測試物件。 -測試光罩或主光罩可以包括大量菲涅爾環帶透鏡並且 允許實行不同類型的測量。 -替代具體實施例的特徵為’使用形成一生產光罩之一 部分的一測試物件。 此允許迅速測量，而無需將一特殊測試光罩插入其中並 且將該光罩從投影設備中移除。 本發明亦係關於一種用以音并兮七 / 裡用以貫仃忒方法之系統。此系統的 特徵為，其包括以下各項之組合： 一設備，照明系統形成該設備之一部分； 一測試物件，其具有至少一菲撤 非，圼爾％ ▼透鏡及一相關參 考標記； " 偵測構件，用以偵測由菲㈣透鏡所形成的本地有效來 源影像及參考標記之影像的強度輪廓； 一影像處理器’其係㈣測構件輕合，用以儲存並且分 析所觀察的影像；並且包括分析構件，用以處理關於所觀 察衫像之資訊，以決定日77 gg $ μ 以决疋明系統可能會顯示的同 像差。 貝的 、/系統之—第—具體實施例的特徵為，偵測構件包括— 光阻劑層’用以接收由令小 ^ :/ 丧叹由^至乂 一非涅爾透鏡所形成的一來 源衫像及相關參考祥纪 旦彡後· 可知记之衫像，以及一掃描偵測裝置， 用以掃描在該光_層中所形成並顯影的該等影像。 知心偵測裳置最好為一掃描電子顯微鏡。 此系統之—第二具體實施例的特徵為，偵測構件包括—

O:\90\90235.DOC -12- 200428157 幸g射敏感债測器， 空間影像及參考標 此具體實施例的 偵測器。 用以接收由菲涅爾 記之一空間影像。 進一步特徵可以為 透鏡所形成的一來源 •伯測裔為一掃描點 統之另-具體實施例的特徵為，測試物 IM圼爾環帶透鏡及相 匕括卉夕 成偵測器，J:包衽_ ^ 4 ^ 〃 幸田射敏感邛件及許多透明點狀區域， 遺寺區域對應於測試物件中 初仟Τ的3專终多菲涅爾環帶透鏡。 此具體實施例的進一步牿徵 荖$ t、秦只 為··輻射敏感部件為覆 盍所有透明區域的一單一元件。 或者’此具體實施例的特徵可以為：輻射敏感部件係由 ^多子部件組成’該等子部件之數量對應於透明區域之數 置 〇 此具體實施例的進一步特徵可以為：透明區域相對於對 應子4件之中^的位置，對於各種透明區域/子部件對而言 並不相同。 該新穎方法非常適用於組合一測量裝置，該裝置的特徵 為，其具有-生產基板之形狀及尺度並且包括電氣信號處 理：件、t源供應構件、介面構件及至少一偵測器，該偵 測為係帛則貞測由-圼爾透鏡所形成的一纟源空間影像 及一相關參考標記之一空間影像的強度輪廓。 此測置裝置可以稱為_感應器晶圓並且可以採用與正常 晶圓相同的方法經由微影投影設備而傳輸。感應器晶圓之 。亥至 > 一偵測器可以具有如以上所說明的偵測器組態。

O:\90\90235.DOC -13- 本發明亦係關於—種採用該新穎方法的測試物件。此測 :物：的特徵為’纟包括至少一菲涅爾環帶透鏡及—相關 多U示記。 測試物件之一第一 測試光罩。 具體實施例的特徵為，其係實施為一 “、j式物件之一第二具體實施例的特徵為，其形成一生產 光罩之一部分。 測試物件的進一步特徵可以為，其為—振幅結構。 或者，測試物件的特徵為，其具有—相位結構。 測試物件的進一步特徵可以為，其為一透射物件。 或者，測試物件的特徵為，其為一反射物件。 本發明亦係關於一種製造包括裝置基板之至少一基板層 中的裝置特徵之裝置的處理，該處理包括以下連續步驟之 至少一組： 提供一生產光罩圖案，該圖案包括對應於要配置於該層 中的裝置特徵之特徵； 藉由一控制照明系統而照明該生產光罩圖案； 藉由-投影系統將該生產光罩圖案化於塗佈在基板上的 n刻層中並且顯影此層’從而形成對應於該生產光罩 圖案的一圖案化塗層； 從基板層之區域移除材料或將材料添加至基板層之區 域，該等區域係由圖案化塗層之圖案所描綠，照明系統之 該控制包括❹mu统之像差並且根據偵測結果重設此 系統。此處理的特徵為’藉由上文所說明的測量方法而實

O:\90\90235.DOC -14- 2004281^/ 行偵測。 本發明係、進一步關於 生產光罩圖荦於…μ 成像出現在-光罩中的- ^ 佔"^又衫设備，該設備包括用 -光罩支架、用以…1:統、用以容納-光罩的 覃主加盥m 土板的一基板支架及配置在該光 罩支木與该基板支架之間 仅如系統，照明系統之該控 制匕括偵測照明系統之、 ^ , i且很據偵測結果重設此系 、、充。此設備的特徵為，藉、 文所况明的測量方法而實行 偵測。 因為將本發明之測詈方 ^ 、方法用於以上所說明的微影處理及 設備中可以獲得較伟宝i # 義裝置’所以本發明亦係具體化於 此類裝置中。 【實施方式】 在圖1之示意圖中，僅顯示一微影投影或曝光設備之-具 體^例的最重要模組。此設備包括—投影柱，其中容納 一投影系、统’例如—透鏡投影系統PL。在此系統上配置-光罩支木MH，用以承載—光罩MA，該光罩包括要成像的 光罩圖案C。光罩圖案為對應於要配置在-基板或晶圓W 之層中的特徵之特徵的一圖案。光罩支架形成一光罩台 MT之一部分。一基板台w丁係配置在投影透鏡系統下的投 影柱中。基板台具有一基板支架WH，用以支撐一基板（例 如一半導體晶圓）W。一輻射敏感層pR(例如一光阻層）係塗 佈在基板上。光罩圖案C應在光阻劑層中成像許多次，每次 在另一 1C區域或晶粒Wd中。基板台可以在X方向及γ方向上

O:\90\90235.DOC -15 - 200428157 移動，因此光罩圖案已成像於一 ic區域後，下一個1C區域 可以固定在光罩圖案及投影系統下面。 設備進一步包括一照明系統is，該系統包括一輻射來源 la(例如一水銀燈或一準分子雷射（如一氟化氪準分子雷 射））、一透鏡系統LS、一反射器RE及一聚光透鏡CO。照明 系統可以包括一所謂的積分器，即一將來自來源的光束之 内部部分及外部部分混合以便此光束得到一均勻強度分配 之元件。由照明系統所供應的一照明或曝光光束PB照明光 罩圖案C。投影系統Pl成像此圖案於基板w上的一 1C區域 中。 設備進一步具有許多測量系統。一第一測量系統為一對 準測量系統，用以決定Χγ方向上基板與光罩圖案C的對 準。一第二測量系統為一干涉計系統IF，用以測量基板之X 及Y位置與方位。所出現的還包括一聚焦誤差偵測系統（圖 中未顯示），用以決定投影系統之焦點或影像區與基板上的 輻射敏感層PR之間的一偏差。該等測量系統為伺服系統之 部分，該等系統包括電氣信號處理及控制電路以及驅動 器，在收到由測量系統發送的信號時藉由該等電路及驅動 器可以校正基板及焦距之位置及方位。 對準偵測系統使用光罩MA十的二對準標，該 等標記係顯示在圖1之右邊頂部區段中。但是該等標記（例 如繞射光柵）也可以由其他標記組成（例如正方形戋筆書）， 其在光學上不同於其環境。對準標記最好為二維，即^在 二相互垂直方向（圖丨中的X及γ方向）上延伸。基板w包括至 O:\90\90235.DOC -16- 200428157 1對準標記，圖1顯示其中的二標記Pi&P2。該等標記係 固定在其中必須形成光罩圖案之影像的基板，之區域的外 面。光柵標記pap2最好為相位絲，而光栅標記〜及^ 最好為振幅光柵。對準谓測系統可以為一雙系統，其中二2 對準光束b及b係分別用以偵測基板標記h與光罩標記 之對準，以及偵測基板標記Ρι與光罩標記％之對準。已穿 過對準偵測系統之後，各對準光束係分別入射在_輻射敏 感偵測器3及3’上。各偵測器將相關光束轉換為一電信號， 該信號指示基板標記與光罩標記對準的程度，並因而指示 基板與光罩對準的程度。一雙對準偵測系統係說明在美國 專利案第4,778,275號中，有關此系統的進一步細節可參考 該專利案。 為了精確地決定基板之X及γ位置，微影設備包括一由圖 1之組塊IF所示意性指示之多軸干涉計系統。一二軸干涉計 系統係說明在美國專利案第4,25 1，1 60號中，而一三軸干涉 計系統係說明在美國專利案第4,737,823號中。一五軸干涉 5十系統係說明在歐洲專利案第〇，4 9 8,4 9 9號中，藉由該系統 可以很精確地測量沿X軸與Υ軸的位移以及關於Ζ軸的旋轉 以及關於X軸與Υ軸的傾斜。 如圖1所指示，干涉計系統之輸出信號以及對準偵測系統 之信號I與S/係供應至信號處理電路SPU(例如一微電 腦），該電路處理該等信號以控制一驅動器AC之信號Sac。 此驅動器經由基板台WT移動XY平面中的基板支架WH。 上述聚焦誤差偵測系統之輸出信號係用以校正聚焦誤 O:\90\90235 DOC -17- 200428157 差，例如藉由在z方向上相互移動投影系統及基板，或者藉 由在Z方向上移動投影系統之一或多個透鏡元件。一聚焦誤 差偵測系統（其可與投影透鏡系統固定在一起）係說明在美 國專利案第4,356,392號中。一偵測系統係說明在美國專利 案第5,191，200號中，藉由該系統，可以偵測基板之一聚焦 誤差及一本地傾斜。 不斷需要減小細節、一裝置特徵或線之寬度以及鄰近裝 置特徵之間的距離，以便增加裝置之操作速度及/或增加此 裝置中的組件數量。藉由成像品質及投影系統之分辨能力 來決定細節之微小程度，藉由一微影投影設備採用一令人 滿意的方法可以成像該等細節，圖1顯示其一範例。傳統 上，已藉由增加數值孔徑NA及/或減小投影輻射之波長而改 善分辨能力或解析度。實務上幾乎不能期望獲得數值孔徑 之進一步的增加，而投影光束的波長之進一步的減小將引 起許多新問題。 採用投影系統成像較小圖案之方法上的更新近發展係使 用一步進與掃描微影設備，而非一步進微影設備。在一步 進設備中，使用一全區照明，即整個圖案係在一操作中照 明並且在基板之一 1C區域上成像為一整體。已曝光一第一 1C區域之後，實行一步進至一下一個IC區域，即以一方法 來移動基板支架以便固定該下一個…區域於光罩圖案下 面。其後曝光此1C區域，直至基板之所有IC區域具有光罩 圖案之一影像。在一步進與掃描設備中，僅照明光罩圖案 之一矩形或圓形區段形狀的區域部分，因此每次也曝光基 O:\90\90235.DOC -18- 200428157 板ic區域之一對應的子區域。光罩圖案係經由投影光束同 步移動，同時考慮投影系統之擴大。在一連續處理中，光 罩圖案之後續子區域然後每次係成像於相關1C區域之對應 的子區域上。採用此方法成像 域上之後’基板支架實行一步進移動，即一下一個1C區域 之開始位置係在投影光束中移動。然後設定光罩於（例如） 其最初位置中，其後掃描曝光該下一個IC區域。如在步進 與掃描方法中一樣，僅使用影像區之中心部分，因而為了 光學像差而僅須校正此部分，可以使用一相對較大數值孔 徑。採用此方法，可以減小裝置特徵之寬度及其間隙（其可 以成像為具有所需要的品質）至某一程度。 為了允許使用一投影透鏡之能力，即將一光罩圖案之微 小程度非常精確的細節成像於一光阻劑層中之能力，最好 照明系統應顯示出一較高表現品質，而且此系統應與投影 透鏡之光學軸精確地對準。可以由投影透鏡所成像的細節 越小，則要施加於照明系統上的要求越高。 圖2顯示一微影投影設備之一圖式，其中使用—所謂的柯 勒知明，該照明為常用於目前晶圓步進器及晶圓步進與掃 4苗器中的昭明之来g剂 , ' 、^ …、頰型。柯勒照明意謂著照明系統之輻射來 源係成像於投影透镑 豕、杈〜透鏡之瞳孔平面中。瞳孔係由圖2中的Pu ::。在此具體實施例中，輻射來源供應— 下優％ c表不。採用-環形光束之照明提供以 固.增強m狀解析度，即可以成

如圖3所解說，供應—照明光束，該光束係由平面波PW

O:\90\90235 DOC -19- 200428157 之刀配所、.且成卩光罩圖案或主光罩之位準的分配係稱 為：本地有效來源。此分配係由照明系統之特徵所決定。 此系統之像差引起此分配中的變化。目而照明系統像差導 致來源形狀橫跨投影設備區而變化。因為—印刷線（即由投 影透鏡所形成的光阻劑層中的一線）之寬度，取決於光罩圖 案或主光罩中的相關線之位置處的有效來源之形狀，所以 聚光器像差會導致印刷線寬橫跨投影光束區之變化。為了 消除或減小此類型的線寬變化至—可接受位準，應決定昭 明系統像差並且應進行測量以減小或消除該等像差。像差' 包括：照明系統針對成像系統的傾斜、遠心、誤差（其係棒跨 影像區而保持恆^)及聚焦誤差（其引起偏離軸影像缺㈤。 藉由決定投影透鏡之曈孔平面中的輻射分配，可以測量 照明系統像差。但是，此平面通常不可接取。對於此問題 的一熟知解決辦法係藉由配置於主光罩之平面中的額外透 鏡來重新成像有效來源。用以重新成像的最簡單透鏡構件 應為-不透明主光罩中的-透明孔。該孔的最佳直徑r係由 以下狀況所提供：藉由該孔所形成的輻射點之尺寸等於 繞射限制點之尺寸： R-UF)1/2 其中A為來源幸g射之波長 面之間的距離。 0) F為該孔與其中形成該點的平 若一菲涅爾環帶透鏡取代單—孔，則獲得改善的透鏡表 現，因而獲得輕射來源之-改善的影像。一菲淫爾環帶平 面之振幅型式包括一中心圓形區域及許多環形環帶，該等 O\90\90235.DOC -20- 200428157 、▼父替為透明及非透明。在圖3中，該菲涅爾透鏡係由一 彎曲、# - 鏡元件3 0作為象徵，該元件會聚與晶圓WA上的平面 波pw之一相關的輻射。晶圓上的曲線識別（1〇)代表由菲涅 、x曩V透鏡及投影透鏡之組合所形成的影像之強度分配。 為了清楚之目的，圖3中已省略後者。 圖4非常示意性地顯示一環帶透鏡3〇，該透鏡係由一板 所形成’該板包括一中心圓形環帶32及許多交替透明及非 透明％形環帶，僅顯示其中的六環帶34至39。選擇環帶之 半徑Rm·，以便從（物件）點S經由環帶數量m行進至（影像）點 P的一平面波顯示具有沿光學軸傳播的波之一相位差別 因為透明環帶全部具有一奇數或一偶數，所以穿過 透明環帶的波全部在點P中建設性地干擾。環帶之半徑係由 以下等式提供： (2) 薄透鏡等式」保 R2m - m.A. f + (m2A2)/4 . f 對於藉由一菲涅爾透鏡所形成的影像 持在： 一平面波因而聚焦在&士 平面中’該平面離此透鏡有一距 離f，即菲涅爾環帶透鏡之焦距。 實務上，焦距係選擇在i几 谭在杈衫a又備之聚焦系統可以補嘗的 投影透鏡之散焦數值的範圍内。—典型範陳標稱焦距擴 大-30叫至+30 _。菲沒爾環帶透鏡之焦距則可以為15㈣。 一實際具體實施例中的菲々 幻非/圼爾透鏡之環帶的數量（例如5)為 此透鏡之解析度與偏軸像差 平田1冢差之間的一折衷，具有一相對較

O:\90\90235 DOC -21 - 200428157 菲涅爾透鏡可以 大數量的環帶及-對應相對較大N A之一 顯示該像差。 為了：定照明系統之像差’藉由菲涅爾環帶透鏡及一基 的光阻劑層中的投影透鏡而成像輻射來源。 目前用於投影微影中的-參數為-相干數值.，該數值為照 月光束填充投影透鏡之瞳孔的程度之—測量值。若光束填 ，整個瞳孔’則σ=1，但是通常⑼。—平面波pw入射在 菲淫爾環帶透鏡3G(圖3)上的角度可以由以下等式代表： (4) 此平面波係聚焦在離光學軸有

Sina = σ. ΝΑ.Μ 其中Μ為成像系統之擴大 一距離r處： r = (ί.σ.ΝΑ)/ (1 . σ2.ΝΑ2)172 (5) 對於具有彳又景彡透鏡（其具有一數值孔徑ΝΑ=0·63及一相 干數值σ=1)的一投影設備而言，輻射來源之影像應具有晶 圓位準的一直徑24 。應注意與σ及ΝΑ之該等數值相關的 入射角度α相當大，而且實務上將選擇一較小入射角度以避 免由菲淫爾環帶透鏡引入像差。此意謂著輻射來源之直徑 將小於該24 μηι。 依據本發明，除成像一本地有效來源以外，亦成像一參 考標記，該標記係出現在測試主光罩或測試物件中，並且 係與菲涅爾環帶透鏡相關。本地有效來源及參考標記係相 互緊靠而成像，即成像於偵測裝置之影像區中，以便其可 由此裝置觀察為一組成影像。將屬於一菲涅爾環帶透鏡的 一參考標記（該標記具有關於菲涅爾環帶透鏡之一適當定 O:\90\90235.DOC -22· 200428157 義位置）成像於成像平面中的一適當定義位置處，允許採用 一容易方法來決定菲㈣之影像的位置。可以將參考標記 影像之中心用作-二維座㈣統之原,點，而且藉由此座標 系統之原點及軸可以決定有效來源影像之形狀及尺度。 菲涅爾環帶透鏡及參考標記可以相互緊接而成像。菲涅 爾環帶透鏡區域及對應的參考標記區域最好係重疊而成 像。此允許進行更精確及更快的測量，因為本地有效來源 之影像的位置無需「轉化」為參考標記之位置。本地有效 來源及參考標記之重疊成像允許測量遠心誤差。 參考標記可以由較小線形成，該等線係相互成9〇。的角而 配置亚且可以為相異線或一起形成一正方形的線。若參考 標記具有—清楚可辨別中心，則樣記可以具有任一形式。 但是，參考標記最好為一環形標記。 此允許比較本地有效來源之影像的形狀（其應為圓形），與 環形參考標記之影像的圓形輪廊線（此後稱：參考環）。採用 此方法，可以決定照明系統之不同類型的像差。 圖5a顯示包括一菲涅爾環帶透鏡3〇及相關測試環4〇的測 試主光罩之一部分。若A= 248 nm及f=15/m，則菲涅爾環 帶透鏡之第一環帶的半徑R則約為（例如）2 μιη。測試環之直 拴G玄直杈大於菲爾涅環帶區域之直徑），係由其照明系統要 加以測量的設備之最大σ_&ΝΑ數值所決定。測試環的中心 與菲涅爾環帶透鏡的中心之間的距離為（例如）丨〇〇 。 圖5a所示的測試物件可以由一透明板（例如玻璃板或石 英板）組成，該板之下側係採用一非透明層（例如鉻）塗佈。

O:\90\90235DOC -23- 200428157 非/里爾透鏡及參考環係由非透明層中的透明區域及環帶組 成。除此透明/非透明層（即振幅結構）以外，也可以將一相 位結構用作-測試物件。整個測試物件測為透明，而且菲 淫爾環帶透鏡及參考環係由透明板中的區域及環帶凹槽組 成、右圍媒介為具有一折射率1的S氣，m凹槽之深度最 好為2/4。除凹槽以外，也可以使用凸出區域及環帶，其具 有與該等凹槽相同的區域及環帶尺寸以及相同的與透明板 之其餘部分的高度差別。 除透射物件以外，測試物件也可以為—反射物件。一反 射測試物件將用以測量供應輕射的一照明系統，該輕射具 有如此短的波長以彡對於此波長而言為足夠透明的材料不 可用。照明系統及投影系統則包括反射鏡而非透鏡。—反 射測試物件將用以測量—照明系統，該系統供應（例如）超 w (ext職e uV ; EUV)轄射，該輕射具有一波長（例如）i 3職。 為了實行-測量，首先，光阻劑層係針對投影透鏡而散 焦達等於^圼爾環帶透鏡之焦距的一距離（例如）15_，該 散焦係藉由沿光學軸從晶圓級的標稱位置移動晶圓級達此 距離。輕射來源之-影像係'經由光阻劑層中的菲埋爾環帶 透鏡而形成。因為光阻劑層所散焦之範圍等於菲③爾環帶 透鏡之焦5巨’所以此影像為一；青晰影像。然後設定晶圓級 為其標稱Z位置並在X方向上將其移動達一距離d。後者的 移動係由精確的X級驅動器或馬達以及χ干涉計系統所實 订’此意謂著此移動可以採用奈米精度而實現。參考環之 中心現在係在里爾環帶透鏡之中心的以前位置

O:\90\90235.DOC -24- 200428157 5衣之照明導致光阻劑層中的一第二影像。 图5b顯示參考環之影像45及經由菲涅爾環帶透鏡所形成 的本地有效來源之影像5〇。來源影像之直徑約為（例如）l5 ， 而參考％影像之直徑約為3〇 μπι。組成影像可以藉由一掃描 甩子顯u鏡（scanmng electron microsc〇pe; SEM)而評估， 該顯微鏡具有影像處理及評估電子硬體及軟體。此sem係 廣泛地用於光學微影中，以評估由生產主光罩圖案或其部 分所形成的測試影像。為了實行照明系統測量方法，使用 一調適及專用套裝軟體。 成像重疊在輻射來源之影像上的一參考環，可提供以下 優點：具有用於來源影像之位置的一標記，以及具有用以 決定來源影像之偏移及變形的一參考。 因為參考％係對準焦點而成像，所以對於此成像，可以 使^標稱照明劑量（投影光束PB之強度）。因為來源係經 由菲/圼爾％ π透鏡偏離焦點而成像，所以用於此成像的照 明劑量最好遠遠（例如20倍）大於標稱照明劑量。此為一使足、 夠的輻射入射在光阻劑層中所需的位置之安全限度。 除藉由成像於一光阻劑層中以外，實行該方：：可以藉 採用參考環之一空間影像’以及由菲_帶透鏡所形 成的幸田射來源之一空間影像。光阻劑層特徵對測量的可能 影響則除外。空間影像係投影在一將影像轉換為電信號之 =射敏感偵測器上。制器信號係供應至與谓測器以的 -㈣處理及評估裝置中。此谓測器之一範例為—影像感 應益’該感應器係廣泛地用於微影投影設傷中以評估此設

O:\90\90235.DOC -25- 200428157 才又〜桎的表現。由偵測器以不同時間n P _ 及參考環之空間影像，而且處理其資:=:= 5b所示影像之—組成影像。 ·^便獲仔類似於圖 (其係關於1购專利申请案第02/01485 (PHNL〇l_6)號 方法）中、Γ由測量測試特徵影像而測量投影透鏡像差之 力次）中’祝明偵測器之數 採用本發明之方法。，該㈣測器也可 可以採用測晋_日刀B日么>

_ 統所用的方法之彳貞㈣H 類型為一掃描點偵測器。 二=物I包括許多菲淫爾環帶透鏡及相關參考環，則 =:Γ掃描組成谓測器，該她包括-輻射敏 的呼，一：夕透明點狀區域，該等區域對應於測試物件令 的斗多非淫爾環帶透鏡。 輻射敏感部件可以為覆蓋所有透明區域的一單一元件。 件:二:Γ敏感部件係由許多子部件組成，該等子部 仵之數里對應於透明區域之數量。 =中同時形成本地有效來源之所有空間影像的一具體 2例中，若使用叫貞測器，則可以同時獲得該等影像， 明中:透明區域相對於子部件之中心之位置，對於各種透 明區域/子部件對而言並不相同。 =評估圖5b之組成影像，新的方法允許決定可能的照 月像差之不同類型。若參考環影像45及來源之影像50為同 由’則照明系統及投影透鏡得以良好地對準。若影像50之 中心係針對影像45之中心而偏移，則出現所謂的遠心誤

O:\90\90235.DOC -26- 200428157 差。此意謂著照明系統係針對此光學軸而傾斜。一遠心誤 差引赵以尤其車乂大圖案特徵之一偏移形式的一焦距相依影 像失真，該失真具有焦距相依性並且可以在生產處理期間 影響對準或覆蓋精確性。作為單憑經驗之方法：一較大（粗 糙）特徵將偏移接近Δσ.ΝΑ·ΔΖ，其中ΔΖ為焦點偏移。例如， 若ΝΑ = 0.6及ΔΖ = 〇·4障，則1%的一遠心誤差引起一粗糙 特徵之一線寬變化。一粗糙特徵為（例如）一對準標記。細微 特徵（即具有接近於投影透鏡之解析度的一寬度之特徵）的 偏移很小，接近於零。 可以藉由該方法而測量的像差之一第二類型為，橫跨投 影透鏡區的本地有效來源之尺寸的變化。此變化意謂著相 干數值之-變化^ ’並且引起橫跨投影透鏡區的成像特徵 或線寬的一變化。例如，斟於Λ 1 〇/ -r- a

對於Δσ〜1〇/〇而言，關鍵尺度CD 之線寬變化ACD(其可以為_宏夕

、」Μ馮圖累之取小尺度），可以為ACD 〜1 urn。線寬變化报大程度上取決於光罩圖案之節距或週 期’並且取決於照明之類型，例如圓开，、環形、雙極或四 極照明。此外，一隔離特徵之線寬變化及一密集特徵之線 寬變化具有相反的符號…隔離特徵為在約幾倍於線寬的 一距離處沒有鄰近特徵的一光罩圄垒 尤卓圖案特徵。一密集特徵形 成一圖案之—部分’其中鄰近特徵之間的距離為幾倍於線 寬，例如在一具有節距310nm之圖案中具有一寬度13〇的一 線。 該方法還允許決定本地有效來源 ^ 另双木源之輻射分配中的偏差。 此類偏差包括··對於一傳統(圓形）爽、、原 、〆）术，原或一環形來源的一橢 O:\90\90235.DOC -27- 200428157 圓形而非圓形，對於—雔 一 又極或一四極來源的極之間的不平 衡，以及對於一環形來、、居 源及一夕極來源的極之環帶 :中心的偏心。此類型的偏差引起--圖案影像之4 ^ 乂及Η線(在X方向上延伸的水平線)與 延伸的垂直線）之線寬上一兰q π^ 差別。圖5b中的來源影像之輪产 的變形指示照明系統本 像之輪廓 奉身中的缺陷，即此系統的元件之一 或夕個中的一缺陷，或者-位置或傾斜誤差。 ^ 了測里由照明系統所引起的橫跨區變化，應在一光阻 劑層或一影像威膺、φ α、， ^ >成如圖5b所示的許多組成影像， 每次係在投影透鏡之影像區 成/“象 一主水豕口的不冋位置處。最好藉由 先罩來獲得複數個組成影像，該主光罩包 量的菲涅爾環帶透鏡及相 _ '心數 仰丨别+亏銥。圖6顯不此主 具體實施例。在此圖中， 册 爾透鏡30係由閉合的（暗 已）小圈表不，而夫去搭及丄‘ 、 而，考％係由空心的小圈表示 淫爾環帶透鏡及參考環對之整斑、月非 需要的組成影像，此音…：案纟步驟中獲得所 於所有菲涅爾環帶透鏡之此 f 吁成像使用相同（最好Λ古、 照明劑量；而對於所有夂去π 、取于為回） 狀所有參考核之此同時成 稱照明劑量。 忧用相R標 還可以成像相同菲涅爾環帶透鏡 每次在光阻劑層中的一不同位置處。铁後測：：：二， 續昭明之門* 、，止 、°式物件應在連 :加以步進，該等照明可能會需要額外構件。在 一步進與掃描微影設備中，主光罩可以在-方向上在 進。該方法之此具體實施例允許加以步 母人抹用不同劑量照明

O:\90\90235.DOC -28- 200428157 菲淫爾環帶透鏡，而對於 丁於參考環之連續照明，則使用相同 劑量。此允許增強該方法 # 无之測$能力。猎由比較屬於不同 劑量的強度輪廓，該比釦 車x係經由比較形成於光阻劑層中的 組成影像，可以決定聲_ 個照明劑量範圍内的照明系統之表 現0 如上文已評論，与r 士*、+ — ^方法可用以測量不同類型的照明系 統，例如一傳統、一環形、一雙極或一四極照明系統。 圖7a顯示藉由測量—傳統照明系統（即供應具有一圓形 斷面的一照明光束之一系統）所獲得的組成影像70之一範 例如圖5a所不，藉由菲淫爾環帶透鏡所形成的來源之影 像係由參考數字50表示，而參考環之影像係由參考數字45 表示。圓52代表影像來源之最佳配合輪廓。 圖7b顯不藉由測量一環形傳統照明系統（即供應具有一 %形斷面的一照明光束之一系統）所獲得的組成影像72之 一犯例。藉由菲涅爾環帶透鏡形成的、由參考數字74表示 的來源影像具有一環形形狀。 圖7c顯不藉由測量一四極照明系統（即供應由四子光束 所組成的一照明光束之一系統，該等子光束係配置在幾何 中心周圍的不同象限中）所獲得的組成影像75之一範例。此 中^應位於才又影透鏡之光學軸處。由子光束及菲涅爾環帶 透鏡所形成的四照明區域係由參考數字76、77、78及79表 示° 關於藉由該方法所獲得的照明系統之傾斜及散焦的資料 可用以4父正照明系統，以便移除測量像差或將其減小至一

O:\90\90235 DOC -29- 200428157 可接文位準。要進行的校正之類型取決於像差的種類，而 且可以〇括針對才又衫透鏡之光學車由而偏_多或傾斜照明系 統、偏移或傾斜成像系、统之輕射來源、，以及相$或針對輕 射來源而偏移或傾斜此系統之光學組件。 在其中女裝有數個微影投影設備的一製造現場，藉由相 同測试主光罩可以全部測量並且校正該等照明設備之照明 乐統，該主光罩包括-或多個菲淫爾環帶透鏡及相關參考 %。採用此方法，投影設備之照明系統可以相互匹配。 因為菲涅爾環帶透及參考環僅占一主光罩之較小區域， 所以可以將一或多個菲涅爾透鏡及相關參考環(此後稱測 量元件）配置於一生產主光罩或光罩中，該光罩即具有一光 罩圖案的光罩，該圖案具有對應於要在製造一裝置期間 配置於基板之一層中的特徵之特徵。此允許無需使用一特 殊測試主光罩，並且係在(例如)為一批晶圓開始一曝光處理 時來貫仃该方法。測量元件可以配置在其中沒有出現光罩 圖案之特徵的一生產主光罩之邊緣處。 至於成像本地有效來源及參考環，則使用投影透鏡，此 透鏡之像差可能會引起測量元件之影像中的失真。為了可 Λ地測里成像系統，應測量投影透鏡像差，因此在測量成 像糸統之則應校正此透鏡，以便僅測量後者系統之像差。 美國專利第6,248,486號說明用以測量投影透鏡像差的一精 確而可罪的方法。在1999年出版的3?1£第3679卷第99至1〇7 頁題為採用一光柵針孔光罩來測量有效來源之偏移」 的文早中，说明一方法用以直接測量有效來源之偏移，

O:\90\90235.DOC -30- 200428157 而無需首先測量投影透鏡之像差。此方法採用包括其中配 置有光柵的許多透明區域之一光罩。該等區域具有一雙功 能·其作H十孔透鏡以及作為一繞射光才冊，該光桃分離 不同繞射階的許多子光束中的一入射光束。在該文章之測 置系統中，一零階子光束穿過投影透鏡瞳孔之中心，而四 個第一階光束穿過瞳孔之邊緣處的不同區域。各個子光束 具有一較低強度，而且測量之結果很大程度上取決於光柵 之節距。 依據本發明之一進一步的方面，也可調適迄今所說明的 新方法以便測量不受投影透鏡之透射缺陷的影響，並且可 以實現此調適而無需使用關鍵測量元件以及不會損失輻射 能置。為此目的，使用包括用於各個菲涅爾環帶透鏡的一 楔塊之一測試主光罩。楔塊具有不同楔形角度，以便穿過 該等楔塊的所有子光束及相關菲涅爾環帶透鏡係以一不同 角度偏斜。藉由照明此測試主光罩，形成一有效來源影像 的各個子光束穿過投影透鏡瞳孔之另一區域，與其他子光 束不同。戎等景〉像之收集因而包括關於投影透鏡之透射缺 陷的責訊，此允許為該等缺陷校正照明系統測量結果及/或 使該等缺陷可見。 圖8顯示包括楔塊的一主光罩之一具體實施例的一斷 面。主光罩80包括一基板82及許多菲涅爾環帶透鏡3〇以及 相關參考環40。環帶透鏡與環之間的表面區域料為非透 明’而且可以由一鉻層形成。此結構也可用於沒有楔塊的 一主光罩。圖δ顯示一主光罩之一中心部分，以便左側的楔

O:\90\90235.DOC -31 - 200428157 =、^4、98之傾斜係舆右側的楔塊92、96、1()。之傾斜相 、毐 具體實施例中，楔塊之楔形角度r會在從中心至 、緣的方向上增加。各楔塊屬於菲适爾環帶透鏡之 透鏡，以便穿過一菲涅爾 " 塊之楔形角度決定之方向。了為清楚，二二 ^形角度一―差別大於其實二兄:模： :間的距離(因而透鏡之間的距離)亦係顯示為大於 情況。 ，、貝丨不 j者該方法可以擴大’其係採用在測量照明系統之前， 測量投影透鏡之透射缺陷的額外步驟。藉由採用具有一均 勻輻射分配的一光束而照明投影透鏡，可以測量透射缺 陷。若投影透鏡沒有顯示出透射缺陷，則影像平面中的輕 射分配也將會均勾。若出現此類缺陷，則對應於缺陷之位 置的影像平面中的區域處之輕射強度將小於影像平面之其 餘部分。為了獲得擴散輕射，一獨立擴散元件可以配置於 主光罩上’或者一主光罩之上表面可以(例如)藉由將其粗化 而製成擴散型。圖9顯示—測試主光罩9Q，其包括一透明基 板92及-粗化上表面94，該主光罩可用以測量投影透鏡。 當用以測量-微影投影設備之m統的表現時，藉 由一特殊光學測量裝置可以實行該新賴方法。圖10顯示此 裝置HK)之-具體實施例。該裝置包括—基板1G2，該基板 具有要在設備中處理的一產生晶圓之形狀及尺度，要測量 的照明系統形成該設備之-部分。可以稱為光學測量晶圓 或感應器晶圓的裝置包括至少一偵測器或感應器。圖⑺之 O:\9O\90235.DOC -32- 200428157 ::實施例包括五感應器104至⑽。感應器之至少一個可 庫：―早一或組成伯測器，而且可用以測量照明系統。感 應态可以分配於整個晶圓 日日w上，而且可以配置在不同高产 處。感應器可以具有一放女时 又 大态，用以在供應感應器信號至 Γ己置在晶圓上的—微處理器㈣之前放大該信號。微處理 =功能為a/G處理感應器信號以及控制感應器。感應器晶 ::T以包括一記憶體112，用以暫時儲存資料，例如信號 、:/、、:組塊m為一輸入/輸出介面，該介面係與微處理器 接亚且提供與環境的一無線或有線接觸。無線接觸可以 (例如）由光學構件或由⑽透射而提供。介面係用以供應資 料至環境及/或載人—測量程式至微處理器。感應器晶圓係 由—電源供應m提供電源，該電源供應可以為一電池或一 用以從環境無線接收電源之電感裝置。感應器晶圓還包括 -或多個對準標記’用以在開始測量之前對準微影投影設 備中的晶圓。感應器晶圓之優點為其可以如一正常晶圓一 樣放置於設備中並且從設備中移除。 雖然已藉由具有一投影透鏡系統的一微影投影設備而說 明本發明’但是本發明也可用於以下設備：其中投影系統 (即用以成像一生產光罩圖案於—基板之頂部上的一光阻 劑層中的為-反射鏡系統或包括反射鏡及透鏡的 一系統。 一照明系統之一製造者可以使用本發明之方法，來在交 付-製造照明系統之前測量並且校正該系統。微影投影設 備之製造也可以使用該方法，來測量照明系統並且將該照 O:\90\90235.DOC -33- 200428157 明系統與投影系統對準。此導致—改善的投影設備，以便 本發明係具體化於此設備中。此外，裝置（例如ic)或光閥裝 置（如液晶顯示器面板）及數位反射鏡裝置（digiui devices ; DMD)或積體及平面光學系統等之一製造者可以使 用本發明，來有規律地測量投影設備之照明系統。此使用 允許更精確地製造此類裝置，因而導致較佳定義的裝置。 本發明因而亦係具體化於此類裝置中。

It由測里投影5又備之一照明系統而說明本發明的事 實並不意謂著本發明之應用係限於此應用。本發明可用於 必須相互獨立測量一照明系統之像差並且獲得較大的精確 性及可靠性的任何場合。但是當將該新穎方法用於一微影 投影設備中時，最佳使用為以下事實：此設備係希望用以 精、’、田成像圖案，以及此設備之成像及伺服系統也可以用以 實行該新穎方法。 【圖式簡單說明】 藉由非限制性範例，參考上文所說明的具體實施例，已 闡明並且明白本發明之該等及其他方面。 圖式中： 圖1概略地顯示包括一照明系統的一微影投影設備之_ 具體實施例，藉由該方法可以測量該系統之表現； 圖2顯示此设備的一簡化具體實施例，該設備僅包括理解 本發明所需要的元件； 圖3顯示一菲涅爾環帶透鏡對來自該設備之照明系統的 一平面波之影響；

O:\90\90235.DOC -34- 200428157 圖4顯示一菲涅爾環帶透鏡之原理· 圖5a顯示包括-菲Μ環帶透鏡及相關參考環的一剛試 物件之一部分；

圖5b顯示形成於一光阻劑層中之此菲涅爾環帶透鏡及環 之重疊影像； I 圖6顯示採用包括許多菲涅爾環帶透鏡及相關參考環的 一測試主光罩之形式的一測試物件； 圖7a、7b及7c顯示不同類型的照明來源之影像； 圖8顯示具有楔塊的一測試物件； 圖9顯示具有一擴散表面的此測試物件，以及 圖10顯示採用該方法的一感應器晶圓。 【圖式代表符號說明】 3 幸畐射敏感偵測器 3， 輻射敏感偵測器 30 菲沒爾環帶透鏡 32 中心圓形環帶 34 環帶 35 環帶 36 環帶 37 環帶 38 環帶 39 環帶 40 測試環 45 來源之影像 O:\90\90235.DOC -35- 200428157 50 參考環之影像 55 測試物件 56 影像 70 組成影像 72 組成影像 74 來源影像 75 組成影像 76 照明區域 77 照明區域 78 照明區域 79 照明區域 80 主光罩 82 基板 84 表面區域 90 測試主光罩 92 透明基板 94 粗化上表面 96 楔塊 98 楔塊 100 光學測量裝置 102 基板 104 感應器 105 感應器 106 感應器 O:\90\90235 EXDC -36- 200428157 107 感應器 108 感應器 110 微處理器 112 記憶體 114 組塊 116 電源 AC 驅動器/環形來源 b 對準光束 bf 對準光束 C 光罩圖案 CO 聚光透鏡 d 距離 ID 識別 IF 干涉計糸統 IS 照明系統 LA 輻射來源 LS 透鏡系統 M 物件點 Mi 光罩標記 m2 光罩標記 MA 光罩 MH 光罩支架 MT 光罩台 NA 數值孔徑 O:\90\90235.DOC -37- 200428157 p 影像點 P! 基板標記 P2 基板標記 PB 照明或曝光光束 PL 投影系統 PR 輻射敏感層

Pu 瞳孔 PW 平面波 R 半徑 RE 反射器 S3 對準偵測系統之信號 s3f 對準偵測系統之信號

Sac 驅動器之信號

Si 輸出信號 SPU 處理電路 W 基板 WA 晶圓

Wd 晶粒 WH 基板支架 WT 基板台 O:\90\90235 DOC -38-

Claims (1)

1. 200428157 拾、申請專利範圍： L -種測量包括-韓射來源並用於一成像設備的一照明系 統之性能之方法，該方法包括以下㈣： 提仏包括至夕菲涅爾環帶透鏡的一測試物件； 配置該測試物件於該成像裝置之物件平面中； 藉由由該照明系統所供應的一照明光束並且藉由該設 備之該成㈣統，成像―包括―菲㈣環帶透鏡的測試 物件區域於一影像平面巾， . 因此一本地有效來源係成像 於該影像平面中； 藉由一偵測元件及相關處理構件而評估該本地有效來 源之該影像，以決定該照明系統之表現，該方法的特徵 為，提供一測試物件之該步驟包括提供具有用於各菲涅 爾環帶透鏡的一參考標記之一測試物件，以及成像之該 步驟包括在該偵測元件之視區内成像—菲這爾環帶透鏡 區域及該對應的參考標記區域。 2.如申請專利範圍第旧之方法，其特徵為該菲淫爾環帶透 鏡區域及該對應的參考標記區域係在重疊中成像。 3·如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵為該參考標記 為一環形標記。 4·如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵為該測試物件 係偏離焦點一距離而成像，該距離等於該菲淫爾環帶透 鏡之焦距’以及該參考光罩係在最佳聚焦狀況下成像。 5·如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵為，為了成像 該菲涅爾環帶透鏡，使用一照明劑量，該劑量實質上高 O:\90\90235.DOC 於成像α亥參考標記所用的該照明劑量。 如申請專利範圍第1或2項之方法，其使用具有許多菲沒 爾^透鏡及相關參考標記的—測試物件，該方法的特 徵為，進行測量以便經由該成像系統之瞳孔以一不同角 度來引導來自各菲涅爾環帶透鏡的輻射。 如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵為，測量該照 :糸：之耵’藉由擴散輻射來照明該成像系統，並且測 二、〜像平面中的該輻射分佈以偵測該照明系統之透射 决差’以及為該等透射誤差而校正該照明系統測量之 等結果。 8. 如中請專利範圍第丨或2項之方法，其特徵為評估該測試 物件影像之該步驟包括以下子步驟·· 成像該輻射來源於一光阻層中並且顯影該光阻； 藉由具有高於該成像系統的一解析度之—偵測元件而 掃描該光阻結構，以及 分析由該偵測裝置所供應的資料，以便決定可能會出 現在該來源影像中的不同像差之類型及數量。 9. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其特徵為評估該測試 物件影像之該步驟包括以下子步驟： 形成一空間影像於一輻射敏感彳貞測器上； 掃描該空間影像，以及 分析由該影像感應器所供應的資料，以便決定可妒合 出現在該來源影像中的像差之類型及數量。 1〇·如申請專利範圍第9項之方法，其特徵為形成一空間影像 O:\90\90235.DOC -2- 200428157 之該步驟包括同時形成空 上。 間影像於獨立的傾 測器區域 如申請專利範圍第“戈2項之方法，其係用以測 投影裝置中的-照明系統之性能，該方法的特徵為^ :供：試物件之該步驟包括提供包括至少 件的一光罩，以及 配置該測試物件於該物件平面中的該步驟包 光罩於該投影裝置之一光罩支架中。 - 12.如申請專利範圍第11項之方法，其特徵為，使用开,成一 測试光罩之一部分的一測試物件。 如申請專利範圍第_之方法，其特徵為，使用 生產光罩之一部分的一測試物件。 -種用以實行如申請專利範圍第】項之方法之系統， 統的特徵為包括以下各項之組合： 形成該照明系統之一部分之裝置； -測試物件’其具有至少 參考標記； 切透鏡及-相關 偵測構件，用以債測由該菲淫爾透鏡所形成的 有效來源影像及該參考環之該影像的強度輪庵； -影像處理器，其係、與該_構㈣合，用以儲存並 且分析所硯察的影像’並且包括分析構件 於所觀察影像之資訊，以 处理關 不同種類的像差。 宁、先了犯會顯示的 15.如申清專利施圍第14項之系統，其特徵為該債測構件包 O:\90\90235.DOC 2〇〇428l57 括一光阻層，用以接收由該至少一菲涅爾透鏡所形成的 一本地有效來源影像及該相關參考標記之一影像；以及 —掃描摘測元件1以掃描在該光阻層中所形成並顯影 的該等影像。 / 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 如申請專利範圍第15項之系統，其特徵為該掃描债測元 件為一掃描電子顯微鏡。 如申請專利範圍第14項之系統，其特徵為該偵測構件包 括-輻射敏感偵測器，用以接收由該菲淫爾環帶透鏡所 形成的一來源空間影像及該參考標記之一空間影像。 如申請專利範圍第17項之n其特徵為m為— 掃描點偵測器。 如“申請料!範圍第17項之线，其特徵為該測試物件包 括卉多非涅爾環帶透鏡及相關參考標記，以及該偵、、則器 為一掃描組成❹Π!，該仙彳器包括__敏感部件^ 點狀區域，該等區域對應於該測試物件中的該 寺許夕非涅爾環帶透鏡。 如申請專利範圍第19項之系統，复 件為霜菩带女朵 ，、特徵為该輻射敏感部 马覆凰所有透明區域的一單一元件。 如申請專利範圍第19項之系、统， 件係由畔夕工加止 一特徵為该輻射敏感部 區域之數量。 丨仵之數里對應於透明 =申請專利範圍第21項之系統，其特徵為 對於該等對應子部件之中心的位置 /域相 區域/子部件對而言並不 、^各種透明 O.\90\90235.DOC -4- 200428157 23. ::使用如申請專利範圍第!項之方法的測 件的特徵為：其具有—生產 〇x7L 電教仁&走, 產基板之形狀及尺度並且包括 :::5 虎；理構件、電源供應構件、介面構件及至少一 =:Γ測器係用以軸，爾透鏡所形成的 末源二間影像及一相關參考標 輪廓。 之工間影像的強度 24. 圍第23項之測量元件，其特徵為㈣測器 马 知描點偵測器。 25. ;°:nm圍第23項之測量元件，其特徵為該偵測器 2括—輻射敏感部件及許多透明點狀區域的-組Μ 26. 如申請專利· f 25^心 感部件為覆蓋所有透明區域的一單一元、:徵為該輕射敏 咸I:專利犯圍第25項之測量元件，其特徵為該輻射敏 28 量對應於該等透明區域的子部件組成。 28. 如申…範圍第25項之測量元件，其特徵為，—透明 區域相對於該等對應子部件之中心的位置，對於該等各 種透明區域/子部件對而言並不相同。 29. -種使用如申請專利範圍第工項之方法測試物件 =測試物件包括至少—菲剛帶透鏡及—相關參二 30. 如申請專利範圍第29項之測試物件，其特徵為該 記為一環形標記。 7 3!•如申請專利範圍第29或30項之測試物件，其特徵為該測 O:\90\90235.DOC 。式物件係貫施為一測試光罩。 32. 33. 34. 35. 36. 37. 其特徵為該測 其特徵為該測 其特徵為該測 其特徵為該測 如申凊專利範圍第29或30項之測試物件， 試物件形成一生產光罩之一部分。 如申凊專利範圍第29或3 0項之測試物件， °式物件具有一振幅結構。 如申睛專利範圍第29或30項之測試物件 试物件具有一相位結構。 士申。月專利範圍第2 9或3 0項之測試物件 試物件為一透射物件。 如申請專利範圍第29或30項之測試物件，其特徵為該測 试物件為一反射物件。 、 種製造包括元件基板之至少/元件層中的裝置特徵之 凡件的處理，該處理包括以下連續步驟之至少一組： 提供一生產光罩圖案，該圖案包括對應於要配置於該 層中的元件特徵之特徵； 藉由一控制照明系統而照明該生產光罩圖案； 藉由一投影系統將該生產光罩圖案成像於塗佈在該基 板上的一光阻層中並且顯影此層’從而形成對應於該2 產光罩圖案的一圖案化塗層； 從該基板層之區域移除材料或將材料添加至該基板層 之區域中，該等區域係由該圖案化塗層之該圖案所描 繪’該照明系統之該控制包括偵測該照明系統之像差並 且根據該㈣之結果重設此系统，其特徵為該制係藉 由如申請專利範圍第29或30項之方法而實行。 O:\90\90235.DOC -6- 200428157 38. —種用以成像出現在一光罩中的—生產光罩圖案於—美 板上之微影投影襄置，該裝置包括用以供應一投影光= 的一控制照明系統、用以容納一光罩的一光罩支架、用 以容納一基板的一基板支架及配置在該光罩支架與該基 板支架之間的-投㈣統’該照明系統之該控制包括二 測S亥照明系統之像差並且根據該偵測之結果重設此李 統，其特徵為該偵測係、藉由如中請專利範心29或^ 之方法而實行。 39. 一種藉由如申請專利範圍 件。 第29或30項之裝置而製造之元 O:\90\90235.DOC