TW200925794A - Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method - Google Patents

Description

200925794 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於可用於（例如）藉由微影技術來製造器件中 之檢驗方法，且係關於使用微影技術來製造器件之方法。 【先前技術】 微影裝置為將所要圖案施加至基板上（通常施加至基板 之目標部分上）的機器。微影裝置可用於（例如）積體電路 (ic)之製造中。在該情況下，圖案化器件（其或者被稱作光

罩或主光罩）可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖 案。可將此圖案轉印至基板（例如，矽晶圓）上之目標部分 (例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒）上。圖 案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之㈣敏感材料 (抗蝕劑)層上。一般而t ’單-基板將含有經順次圖案化 之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括：所謂的步進 器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射 每-目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定；向 ("掃描"方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平 行於此方向而同步地掃描基板來照射每—目標部分。亦有 可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉# 至基板。 為了監控微影過程，需要量測經圖案化基板之參數，例 如，形成於基板中或基板上之順次層之間的覆蓋誤差。存 在用於對形成於微影過程中之顯微結構進行量測的各種技 術’包括掃描電子顯微鏡及各種專門卫具之使^ 一專門 135609.doc 200925794 檢驗工具形式為散射計，其中將輻射光束引導至基板之表 面上之目標上，且量測經散射或經反射光束之性質。藉由 比較光束在其已由基板反射或散射之前與之後的性質，可 判定基板之性質。此可（例如）藉由比較經反射光束與儲存 於與已知基板性質相關聯之已知量測庫中的資料來進行。 已知兩種主要類型之散射計。分光散射計將寬頻帶輻射光 束引導至基板上，且量測散射至特定窄角範圍中之輻射的 光譜（作為波長之函數的強度）。角度解析散射計使用單色 輻射光束，且量測作為角度之函數的經散射輻射之強度。 儘管散射量測為表面之相對較快分析形式，但僅量測經 散射輻射之強度可能不為最精確的量測’因為其可能未考 慮到在不同方向上所偏振之輻射的不同行為。舉例而言， 若經量測之基板物件係以與一偏振方向對準之光栅的形 式，則在該方向上所偏振之輻射將以與在正交方向上所偏 振之輻射極為不同的方式而散射。為了考慮到偏振方向， 已設想使正交偏振光束之某些參數能夠被量測的摘偏系 統。 圖4展示經設想以考慮到上文之橢偏感測器（或橢偏儀） 的實例。來自源P之照明輻射自結構30反射於基板w之目 才示为上’且在其自基板之返回路程中’照明輕射沿著存 在於感測器中之三個分束器之兩個本徵偏振中的一者而線 性地偏振（本徵偏振係相對於X或y方向而加以量測，如圖4 所示）。第一分束器N-PBS將照明之一部分反射至兩個另外 分束器：一分束器80將照明之一部分發送至成像分支；且 135609.doc 200925794 另一分束器82將照明之一部分發送至聚焦分支。第一分束 器N-PBS為將其餘光束引導至相機CCD之非偏振分束器。 在穿過非偏振分束器N-PBS後’偏振光束穿過相位調變器 90 ’相位調變器90之尋常軸及非常軸已相對於X及y方向而 定位於45。。隨後，使用渥拉斯頓（w〇llaston)稜鏡5〇而將 光束劃分至其各別X及y偏振定向上且撞擊於相機CCD上。 使用偏振光束之相對強度來判定光束之不同部分的相對偏 振定向。自相對偏振定向，可判定結構3〇總體上對光束之 效應。自結構3 0對光束之效應，可判定結構自身之性質。 US 5,880,83 8(Marx等人）亦描述使用橢偏術而對基板上 之結構的量測，其中量測系統被稱作偏振正交量測 (polarization quadrature measurement，PQM)。此文獻描述 將偏振光束（具有橫向電TE及橫向磁TM場）聚焦至結構 上。TM及TE場不同地受到離開結構之繞射的影響。可將 TE場用作用以分析TM場之相位及振幅改變的參考。丁 TM場之相位與振幅之間的關係視結構之結構參數（例如， 孔之深度或光柵條之高度或光栅之間距）而定。因此，藉 由量測此關係，可判定結構參數。 通常’橢偏術為經散射光之偏振狀態的量測，而非僅僅 量測照明光束内之強度變化。橢偏術量測兩個參數：兩個 不同偏振光束之間的相位差（△)及兩個偏振光束之振幅比 (tanvj/)。藉由此等兩個參數，可描述純偏振光束之任何偏 振狀態。 具體而言’若入射光束具有s及ρ偏振兩者，則經反射光 135609.doc 200925794 束將具有反射係數RP及Rs。Δ(德耳塔）為反射係數心與心之 間的相位差，如以下方程式（1)中所給出。 經接收光束之強度與振幅之總和成比例，其考慮到振幅 之相對偏振的角度。舉例而言，若在相同定向上對準~及 Rs兩者之偏振，則經接收光束之強度處於最大值。若兩個 振幅在正交定向上，則其彼此抵消且強度處於最小值。兩 個偏振方向（或定向）之間的角度為ψ，且因此，少與心及^ 之間的關係如以下方程式（2)中。 △=arg(Rp-Rs) ⑴ tan\j/=Rp/Rs (2) 圖8展示此等兩個參數之間的關係。具體而言，圖8展示 由圖4之相位調變器90所強加的為8與p之間的相位差之函 數的一像素之強度變化^ I為光束之強度且p為總 偏振。假定兩個振幅相同（亦即，Rp=Rsaψ=45〇γ，^總光 束之強度在點X處處於最小值，因為偏振方向彼此抵消。 在點y處，強度處於最大值，其指示偏振方向經對準。 調變圖8所示之總強度，其表明振幅（為相同的）在更大 或更小程度上彼此抵消，且因此，可隨相應地改變而監控 兩個光束之相對相位（如由相位調變器9〇所規定）。 併有相位調變器90(或移相器）之系統（諸如，圖4所示之 系統）具有如以下所列出之特定特徵。 1，可能需要精確地知道施加至光之相移，因為此等相移 中之任何不精確度均可能導致△中之相同不精確度。需要 知道強度與相位之間的關係，以便精確地判定結構。 135609.doc 200925794 2.相位調變器為波長相依的’其意謂可能必須針對所使 用之每一波長而重新校準相位調變器。 3·藉由相位調變器’在特定波長下將兩個或兩個以上相 移施加至每一光束。可能必須針對每一移位而重新量測不 • 同移位之光束的強度，其花費大量時間。 4.將移相器用於分析基板上之物件意謂可能需要針對每 一相位改變而記錄物件之影像，其導致資料收集步驟相當 長於所要時間。此在需要快速分析以使得可在發現（例如） 對準誤差之情況下校正後續基板時為不理想的2 已提議對使用相位調變器之潛在解決方案。兩個潛在解 決方案均具有以下項作為其目標：自單一入射光束獲得四 個不同偏振之經反射副光束，以便自每一副光束之經量測 強度量測四個已知偏振之振幅及相位的差。第一潛在解決 方案進行此過程係藉由使經反射光束穿過相對於彼此以 90°而配置之至少兩個偏振分束器’使得輻射光束分裂成 〇 兩個正交偏振副光束且彼等偏振副光束中之每一者隨後在 9〇°角度下分裂成相互正交偏振副副光束（sub_sub_beam)。 所有四個副光束因此在〇。、9〇。、18〇。及27〇。偏振角度下 (相對於彼此）。渥拉斯頓棱鏡及其類似物亦用以將光束分 成副光I ’且每一光束以不同角度而偏振。已提議之替 代解決方案為使光束穿過具有四個象限之單一偏振器件， 具有偏振器之每-象限具有不同偏振角度，使得將一光束 有效地劃分成四個象限，每—者在不同方向上（例如， 0 、45°、135°及180°)偏振。在以上解決方案中之任一者 135609.doc .10- 200925794 中，在同一或不同相機上比較不同偏振之單獨副光束，且 針對不同偏振角度來比較物件對基板之效應。相機上之影 像的分析引起已自其中反射輻射光束之結構的特性。 然而，以上所有解決方案均併有若干不同器件，其中每 • 一者可能必須被校準且在每次光束穿過其時可能吸收一定 量的輻射光束。此外，串聯之若干器件可能加劇彼等器件 中之甚至僅單—者中的較小誤差。 【發明内容】 參 需要在散射計中提供搞偏功能，使得可在波長範圍内量 測自結構所繞射之光束的相位差及振幅，而不使用已知相 位調變器且不併有過多額外硬體。 根據本發明之一態樣，提供一種檢驗裝置、一種微影裝 置及一種經組態以量測基板之性質的微影單元檢驗裝置 。括$1射源’輻射源經組態以供應輻射光束；光學元 件光學70件經組態以在入射角及方位角範圍内將輕射光 〇 纟聚焦至基板上，使得輻射光束自基板反射；偏振器件， 偏振器件經組態以將轄射光束偏振至兩個不同偏振方向 上；移相器’移相器經組態以將第一偏振方向延遲預定 量以便將固定相移強加於經反射輕射光束：及债測器系 ,先偵測器系統經組態以同時偵測輕射光束之兩個偏振方 向的角度解析光譜。 、、根據本發明之另一態樣，提供一種量測基板之性質的方 法方法包括，提供具有橢圓形偏振之輻射光束；將輪射 光束反射離開基板之表面；將經反射輕射光束分裂成第一 135609.doc 200925794 正交偏振副光束及第二正交偏振副光束；相對於第二副光 束而將副光束中之一者的相位移位固定量；及同時偵測兩 個副光束。 【實施方式】 現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之 實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。 圖1 a示意性地描繪微影裝置❶裝置包括：照明系統（照

明器）IL ’其經組態以調節輻射光束b(例如，uv||射或 EUV輻射）；支撐結構（例如，光罩台），其經建構以支 撐圖案化器件（例如，光罩）MA且連接至經組態以根據某些 參數來精確地定位圖案化器件之第一定位器PM;基板台 (例如，晶圓台）WT，其經建構以固持基板（例如，塗覆抗 钱劑之晶®)W且連接至經組態以根據某些參數來精確地定 位基板之第二定位器PW;及投影系統(例如，折射投影透 鏡系統郎’其經組態以將由圖案化器件^賦予至輕射光 束B之圖案投影至基板w之目標部分c(例如，包括一或多 個晶粒）上。 *、、、明系統可包括用於引導、成形 的杏舉，， 导絲或控制輻射之各種類型 的光學組件，諸如，折 土 他類型之光學組件，或其任何組合。 靜认、 支撐結構以視圖案化器件之 他條件（諸如，圖㈣器件是否n裝置之設計及其 方式來固持圖案化器件結構m空環境幻而定的 電或其他办桩社 使用機械、真空、靜 他夹持技術來固持圖案化器件士 S件^支撐結構可為（例 135609.doc •12- 200925794 如）框架或台，其可根據 結構可確保圖宰化器件^^40定或可移動的。支律 位置。可認為本文對術語" 斤要 ^ m ^ „ 尤皁或先罩之任何使用均 與更通用之術語"圖案化器件"同義。 ^文所❹之術語件”應被廣泛轉 束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在 板之目標部分中形成圖案的任何器件。應注意，例如， ❹ ❹ 若被賦予至輕射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特 徵’則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所 圖案通常被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部 分中所形成之器件（諸如，積體電路）中的特定功能層。 圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括 光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在 微影術中為熟知的’且包括諸如二元交變相移及衰減相移 之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面降列 之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者 可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輕射光束。傾 斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。 本文所使用之術語"投影系統"應被廣泛地解釋為涵蓋任 何類型之投影系統，包括折射 '反射、反射折射、磁性、 電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝 光輻射’或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其 他因素。可認為本文對術語"投影透鏡"之任何使用均與更 通用之術語"投影系統”同義。 135609.doc -13- 200925794 如此處所描緣，裝置為透射類型(例如，使用透射光 或者，裝置可為反射類型（例如，使用如以上所提及 1的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩）。 微衫裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台(及/ 或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在該等”多平器 =可並行地使用額外台，或可在—或多個台上進㈣備 步驟，同時將-或多個其他台用於曝光。

微影裝置亦可為如下類型：其_基板之至少—部分可由 具有相對較高折射率之液體（例如’水）覆蓋，以便填充投 影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝 置令之其他空間’例如，光罩與投影系統之間。浸沒技術 在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔控。如本 文所使用之術語"浸沒"不意謂諸如基板之結構必須浸潰於 液體中’而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板 之間。 參看圖la，照明器il自輻射源s〇接收輻射光束。舉例而 言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影裝置可為單 獨實體。在該等情況下’不認為轄射源形成微影裝置之一 部分，且輻射光束借助於包括（例如）適當引導鏡面及/或光 束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源s〇傳遞至照明器 IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可 為微影裝置之整體部分。輻射源s〇及照明器IL連同光束傳 送系統BD(在需要時）可被辨作輻射系統。 照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分布的調整 135609.doc •14- 200925794 器ad。通常’可調整照明器之光瞳平面中之強度分布的 至少外部徑向範圍及/或内部徑向範圍（通常分別被稱作σ 外部及σ内部）。此外，照明器IL可包括各種其他組件，諸 如’積光器IN及聚光器c〇。照明器可用以調節輻射光 • 束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。 . 輻射光束B入射於固持於支撐結構（例如，光罩台）MT上 之圖案化器件（例如，光罩）MA上，且由圖案化器件圖案 ❹ 化。在橫穿圖案化器件（例如，光罩）MA後，輻射光東b穿 過投影系統PL，投影系統PL將光束聚焦至基板|之目標部 分(：上。借助於第二定位器pw及位置感測器iF(例如干 涉量測器件、線性編碼器、2_D編碼器，或電容性感測 器）基板台WT可精確地移動，例如，以便在轄射光束b 之路徑中定位不同目標部分c。類似地，第一定位器pM及 另一位置感測器（其未在圖1 a中被明確地描繪）可用以（例 如）在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射 0 光束B之路徑來精確地定位圖案化器件（例如，光罩）MA。 一般而言，可借助於形成第一定位器PM之一部分的長衝 程模組（粗略定位）及短衝程模組（精細定位）來實現支撐結 構（例如，光罩台）MT之移動。類似地，可使用形成第二定 位器PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板 台WT之移動。在步進器（與掃描器相對）之情況下，支撐結 構（例如，光罩台）MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固 定的。可使用光罩對準標記Ml、M2及基板對準標記ρι、 P2來對準圖案化器件（例如，光罩）MA及基板w。儘管如所 135609.doc 15 200925794 說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標 部分之間的空間中（此等被稱為切割道對準標記）。類似 地，在一個以上晶粒提供於圖案化器件（例如，光罩彡^^八上 之情形中’光罩對準標記可位於該等晶粒之間。 所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中： 1.在步進模式中’在將被賦予至輻射光束之整個圖案一

次性投影至目標部分c上時，使支撐結構（例如，光罩 台）MT及基板台WT保持基本上靜止（亦即，單次靜態曝 光）°接著，使基板台WT在X及/或γ方向上移位，使得可 曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大尺寸 限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。 2·在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至 目標部分c上時，同步地掃描支撐結構（例如，光罩台）mt 及基板台WT(亦即’單次動態曝光）。可藉由投影系訊 之放大率（縮小率）及影像反轉特性來判定基板台资相對於 支揮結構（例如，光罩台）MT之速度及方向。在掃描模式 中，曝光場之最大尺寸限制單次動態曝光巾之目標❹的 寬仏在非掃描方向上），而掃描運動之長度判定目標部分 之高度（在掃描方向上）。 3.在另-模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至 2部分C上時，使緣结構（例如，光軍台）MT保持基本 從而固持可程式化圖案化器_，且移動或择描基 ::T。在此模式中，通常使用脈衝式轄射源，且在基 板口 WT之每一移動之後或在掃描 梅期間的順次輻射脈衝之 135609.doc •16· 200925794 間根據需要而更新可兹/1 m rir- 新了私式化圖案化器件。此操作模式可易 於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如如以上所提及 之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。 亦可使用對以上所描述之使用握彳+ β Λ 丨伸κ便用模式之組合及/或變化或 完全不同的使用模式。

❹ 如圖1b所示，微影裝置LA形成微影單元LC(有時亦被稱 作微’V單7L或叢集）之—部分，其亦包括用以對基板執行 預曝光及後曝光過程之裝置。通常，此等裝置包括用以沈 積抗姓劑層之旋塗器sc、用以顯影經曝光抗㈣丨之顯影器 DE、冷卻板ch，及烘培板狀。基板處置器或機器人r〇自 輸輸出琿1/01、1/〇2拾取基板、在不同處理裝置之間移 動基板接著將基板傳送至微影裝置之裝載盤匕^。通常 被共同地稱作軌道之此等器件係在軌道控制單元的控 制下軌道控制單元tcu自身受監督控制系統scs控制， 監督控制系統scs亦經由微影控制單元LACU而控制微影 裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效 率。 為了確保正確且一致地曝光由微影裝置所曝光之基板， 需要檢驗經曝光基板以量測性質，諸如，後續層之間的覆 蓋誤差、線厚度 '臨界尺寸（CD)，等等。若^貞測到誤差， 則可對後續基板之曝光進行調整，尤其在檢驗可足夠迅速 且快速地進行以使得同一分批之其他基板仍待曝光的情況 下。又，已經曝光之基板可經剝離及重做（以改良良率）或 廢除’藉此避免對已知為有缺陷之基板執行曝光。在基板 135609.doc -17- 200925794 之僅某些目標部分為有缺陷之情況下，可僅對為良好之彼 等目標部分執行另外曝光。 使用檢驗裝置以判定基板之性質，且特別為判定不同基 板或同—基板之不同層的性質如何在層與層之間變化。檢 • 驗裝置可整合至微影裝置la或微影單元Lc中或可為單獨 • 器件。為了致使能夠最快速之量測，需要使檢驗裝置在曝 光之後立即量測經曝光抗蝕劑層中之性質。然而，抗蝕劑 _ 中之潛影具有極低對比度（在抗蝕劑之已曝光於輻射之部 分與抗蝕劑之尚未曝光於輻射之部分之間僅存在極小的折 射率差），且並非所有檢驗裝置均具有對潛影進行有用量 測的充分敏感性。因此，可在後曝光烘焙步驟（pEB)之後 採取量測，後曝光烘焙步驟通常為對經曝光基板所進行之 第一步驟且其增加抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之 間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛伏 的。亦有可能進行經顯影抗蝕劑影像之量測（此時，抗蝕 φ 劑之經曝光部分或未經曝光部分已被移除）或在圖案轉印 步驟（諸如’蝕刻）之後進行經顯影抗蝕劑影像之量測。後 者可能性限制重做有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用 資訊。 圖2描繪可用於本發明之一實施例中的散射計smi。散 射計SM1包括寬頻帶（白光）輻射投影儀2，其將輻射投影至 基板W上。經反射輻射傳遞至分光計偵測器4，其量測鏡 面經反射輕射之光譜1 〇(作為波長之函數的強度）^自此資 料’可藉由處理單元PU來重新建構引起經偵測光譜之結構 135609.doc •18· 200925794 或剖面’例如，藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由 與如圖2之底部處所示之模擬光譜庫比較。一般而言，對 於重新建構，結構之通用形式為已知的，且根據對製造結 構所採用之過程的認識來假定某些參數，從而僅留下結構 之少許參數以自散射量測資料加以判定。該散射計可經組 態為正入射散射計或斜入射散射計。 圖3中展示可用於本發明之一實施例中的另一散射計 SM2。在此器件中，由輻射源2所發射之輻射使用透鏡系 統12經由干涉濾波器13及偏振器17而聚焦、由部分反射表 面16反射且經由顯微鏡接物鏡15而聚焦至基板w上之結構 30上顯微鏡接物鏡15具有高數值孔徑（NA)，較佳地為至 少〇·9且更佳地為至少〇·95 1沒散射計可甚至具有數值孔 徑超過1之透鏡。經反射輻射接著透過部分反射表面16而 進入伯測器18中，以便摘測散射光譜。可藉由處理單元扣 來處理光譜。债測器可位於處於透鏡系㈣之焦距的背部 投影^光瞳平面U中’然而’光瞳平面可代替地藉由辅助 光學器件（未圖示）而再成像至偵測器上。光瞳平面 之徑㈣置界定人射角且角位界Μ射之方位角的平面^ 偵測器較佳地為-雄掐、加怒 巧一維偵測15 ’使得可量測基板目標之二錐 角散射光Κ貞測！i 18可為（例如）咖或cm 列，且可使用為（例如）每訊框40毫秒之積分時間。】轉 為通常使用參考光束以量測入射輕射之強度。 = = 光束入射於分束器16上時，韓射 。刀透過分束器而作為朝向參考鏡面"之參考光 135609.doc -19· 200925794 束。參考光束接著投影至同一偵測器18之不同部分上。 干涉濾波器13之集合可用於選擇在為（假定）約4〇5奈米 至790奈米或甚至更低（諸如，約2〇〇奈米至3〇〇奈米）之範圍 内的所關注波長《干涉濾波器可為可調諧的，而非包括不 同濾波器之集合。可代替干涉濾波器而使用光柵。 偵測器18可量測經散射光在單一波長（或窄波長範圍）下 之強度、單獨地在多個波長下之強度，或在一波長範圍内 所積分之強度。此外，偵測器可單獨地量測橫向磁偏振光 及橫向電偏振光之強度，及/或橫向磁偏振光與橫向電偏 振光之間的相位差。 使用寬頻帶光源（亦即，具有寬光頻率或波長範圍且因 此具有寬顏色範圍之光源）為可能的，其給出較大光展量 (etendue)，從而允許多個波長之混合。寬頻帶中之複數個 波長較佳地各自具有為δλ之頻寬及為至少2§χ(亦即，波長 之兩倍）之間隔。若干輻射"源"可為經擴展輻射源之已使用 光纖束而被分裂的不同部分。以此方式，可在多個波長下 並行地量測角度解析散射光譜。可量測3_D光譜（波長及兩 個不同.角度）’其含有比2-D光譜多之資訊。此允許量測更 多資訊，其增加度量衡過程穩固性。此更詳細地描述於 EP1，628，164A 中。 基板W上之目標可為光柵，其經列印（例如，使用以上 所描述之微影系統），使得在顯影之後，條狀物（bar)係由 固體抗蝕劑線形成。條狀物可或者經蝕刻至基板中。此圖 案對微影投影裝置（特別為投影系統PL)中之色像差敏感， 135609.doc •20- 200925794 = = = 之存在將使其自身表現於經列印 重新建構㈣曰 列印光柵之散射量測資料用以 重新建構光柵（且因此判 基板相對於卿單元之對之任何部分中或在 -化…“ 中是否存在自身表現為目標之 ^匕的誤差卜自對列印步驟及/或其他散射量測過程之認 識’可將光栅之參數（諸如，線寬及形狀）輸入至由處理單 7GPU所執行之重新建構過程。

如以上所論述’自簡單散射計之開發為擴偏儀，其可用 以使用經反射光之略微不同參數來狀基板上之結構的形 狀及其他性f °進行此過程之方式為··自基板W反射入射 光束（如圖4所示）’此入射光束反射離開目標結構30。經反 射光束穿過顯微鏡接物鏡24、穿過非偏振分束器N_pBs且 穿過聚焦透鏡（或其他光學器件）而至相機Ccd上。 在以上所論述之先前設想的實施例中，光束藉由另一分 束器50而分裂且引導至相機CCD上。此時，光束為丁河(橫 向磁）偏振光束或TE(橫向電）偏振光束。圖4中展示顯微鏡 接物鏡24之光瞳平面PP。顯微鏡接物鏡在此光瞳平面pp處 聚焦自基板W之表面所反射及散射之轄射。在此光曈平面 PP處所形成之影像隨後使用透鏡或其他光學器件而再形成 於相機CCD上，使得所獲取之影像含有最大量之可能資訊 (亦即’因為不存在銳度扣失或相機CCD之孔徑外部之輕 射的散射）。 圖4亦展示相位調變器90 ’其定位於非偏振分束器N_ PBS與在將偏振光束透射至相機CCD之前分離彼等偏振光 135609.doc •21 - 200925794 束之分束器50之間。沿著相位調變器90之非常轴及尋常轴 而定向之eo座標系統亦在圖4中經展示為圓，且展示非常 轴及尋常軸與系統之y軸及X軸相比的相對位置。E。及匕為 分別沿著e及〇方向之散射場之未知複振幅。為了本發明之 - 目的’僅論及複振幅之論及反射比R(因此，R。及Re或R及

Rp)的實數部分。在此系統中，與如由相位調變器所預界 定之已改變相位相比，此反射比使系統能夠判定結構3〇之 參數。 為了移除相位調變器90,可獲得來自單一入射光束之四 個不同偏振之經反射副光束’以便自每一副光束之經量測 強度量測四個已知偏振之振幅（△)及相位（ψ)的差。結構％ 對輕射光束之效應對於每一偏振方向而言為不同的，且因 此’以不同偏振方向來量測每一副光束之性質引起結構3〇 之重新建構。然而，在自基板之表面反射輻射光束之後操 縱轄射光束具有將誤差併入量測中之危險。 〇 在本發明之一實施例中，另一方面，光束不使用另外器 件分裂成副光束。在一實施例中，系統亦不具有移相器 (或調變器）之問題。本發明之一實施例使用如圖4所示之基 本裝置，但代替使用移相器9〇，相移（或延遲5)為固定的。 對於給定波長，相移可能為未知的，但可自完整光瞳結果 之資料分析加以判定，此稍後將加以描述。 圖5中描繪根據本發明之一實施例的裝置。具有已知偏 振狀態p之來自源p的固定波長之光或輻射自待研究之基板 ~之表面上的目標3〇反射。為了校準目的，目標3〇可僅為 135609.doc -22· 200925794 2板之平面表面1定波長之光或輕射以多個入射角(例 β,~〇’。)且以所有方位角(A=〇-360。)而反射。視可用 處理能力而定’亦可為了校準及其他目㈣選擇在此等範 圍内(或甚至在入射角之所列出範圍外部)之範圍。經反射 光或，射光束（作為入射光束）由具有不同偏振狀態之整個 °範圍之光射線組成。經反射光或輕射由顯微鏡接物鏡 24接收且聚焦於光瞳平面pp上，其出於與以上關於圖惰 給出相同之原因而在相機CCD處被再生。 如以上所指示，橢偏術比較P偏振分量之反射比與S偏振 分量之反射比。當在〇。及9〇〇之方位角（A)上使用線性偏振 光時，來自其他偏振角度之資訊將丟失，使得發現橢偏術 係最多處於A=45。及135。之方位角，其處於至偏振分量之 角度且不抵消彼等分量。 經量測輻射光束之徑向位置與入射光束之入射角成比 例。其方位角A係自如圖5之底部上及圖6中所示之正χ軸加 以計算’其中入射光束之方位角標註為Ai。在校準步驟期 間’輻射光束係在所有入射角及所有方位角下加以偵測及 記錄且自平面表面反射，使得應不影響光束之偏振狀態。 取決於光束之入射角及其方位角而知道光束外觀致使能夠 在極座標中描述光束，其有用於在經反射光束之CCD相機 處的量測。光束之"描述"可採取如圖9所示之影像的形 式’其中影像之中心展示沿著至基板之法線N(或圖6之z軸 z)所反射之輻射的強度，且影像之外部周邊展示在自法線 N之最大角度（例如，80。）下所反射之輻射的強度。 135609.doc •23- 200925794 可使用諸如圖2或圖3所示之散射計的散射計之基本設 定。顯微鏡接物鏡24接收自存在於基板W上之結構3〇所反 射的光束。入射光束可在反射離開結構3〇之前穿過顯微鏡 接物鏡，或其可使用其他構件而聚焦。為了能夠針對所有 . 方位角以及入射角而量測經反射光束，入射光束具有圓形 (或橢圓形）偏振而非線性偏振，從而使所有偏振方向能夠 被量測且減少反射期間某些光束之損失危險。因為即使來 自—偏振狀態之資訊損失，若干偏振狀態亦保持待量測， ^ 戶斤以減少損失危險。 用於每一量測之入射光具有固定波長且具有已知偏振狀 態。如以上所描述，在多個入射角（〇_8〇。）下且在所有方位 角（0-360。）下研究相同波長及偏振狀態。返回或經反射光 束由具有不同偏振狀態之有效地無窮數目之射線組成。 圖5展示經組合光或輻射光束，其經橢圓形地偏振且進 入非偏振分束器N-PBS，其中將透射約50。/〇之光或輻射且 〇 將反射50%之光或輻射（但分束器可經製造且在本文用以透 射及反射各種百分比之入射輻射）。借助於偏振分束器 5〇(例如’渥拉斯頓稜鏡）而藉由分離經透射光束之乂及y偏 振分量Ix及Iy之能量來量測經透射光束之橢偏資料。此引 起正交偏振副光束。需要改變具有不同偏振狀態之副光束 的相對相位’以便加以比較以給出自結構所反射之光束之 狀態的整個圖片（例如，以量測相對相位差改變多少或使 付座重新組合副光束形成圓形或橢圓形偏振光，其引起由 相機所形成之有用影像）。 135609.doc •24- 200925794 然而，不存在可變或可調整相移，而非使用如圖4中所 使用之可變移相器90。更確切而言，如圖7所示，e與〇振 幅之間的相移或延遲δ可為固定的。具體而言，圖7將第— 偏振方向展示為圓且將第二偏振方向展示為跨越光束方向 之線。將延遲δ展示為此等兩個代表性符號之間的距離。 延遲δ較佳地在90。或270。之區域中。可（例如）藉由四分之 一波板來產生此延遲。若不精確地知道延遲，則此可自非 對角線或整個光瞳資訊之結果而導出，如以下將參看圖 9、圖10、圖11及圖12所論述。 圖6展示在自法線Ν或ζ軸ζ之入射角Θ〗及自X軸之方位角 Ai下具有強度h的入射光束，入射光束自基板貿之表面反 射且在自法線N之反射角及自X軸之方位角Ar下作為經反 射光束而在新方向上發送。經反射光束藉由分束器5〇而分 裂成具有強度Ιχ及Iy之兩個副光束β由於分束器工作之方 式’兩個副光束具有不同偏振狀態，如在圖7中可見。入 射光束中之兩個偏振狀態之間的經強加延遲或相移δ變為 經反射副光束與經分裂副光束之複振幅之間的相位差△。 橢圓形偏振光束可藉由組合兩個強度1>(與1而在相機處 被重新建構’強度Ιχ與Iy為具有由固定移相器1〇〇所導致之 固定相對相移δ之光束的兩個經量測強度且其表示兩個不 同偏振光束之強度。 藉由以下公式來給出平均強度HI: w = 心 （3)， 其中強度之間的差d為： 135609.doc •25- (4) 200925794 d = Iy~h 對於無光柵結構之表面，Ρ(Ι^Ρ》及s(y之反射比基本上 獨立於方位角A，其適用於為了校準目^而使用之大多數 空白表面。此意謂兩個偏振副光束心、尽及其組合;)之反 射係數不為A之函數。另一方面，強度I依賴於a以及反射 比R。 平均強度m不依賴於延遲（δ)，因為偏振副光束之兩個強 Ο

度僅相加在一起且單一總強度可在偵測器處被容易地量 測： m = Ix + Iy = Rp2(C4 + C2S2)+Rs2(S4 + C2S2) 因此 m = 0.5(/^72 +/is2)+0.5C(2^XV -Rs2) 其中： C4 = cos(d)4 <S4 = sin(J)4 C2S2 = cos(^4)2 sin(yl)2 C3S = cos(^4)3 sin(^4) ( 6 ) CS3 = cos(y4)sin(^)3 C(2A) = cos(2y4) 藉由自偵測器量測知道入射光束之方位角八及m，可將 以下方程式用於方程式（5)中來導出tan P : tan^/ =

Rp

Rs 或 ^/ = arctan

⑺、（8)。 另一方面’當考慮強度之間的差時，因為在具有不同偏 振狀態之兩個副光束之間存在相位差，所以判定兩個狀雖 之強度之間的差考慮到該相位差。此外，兩個副光束之間 135609.doc •26- 200925794 的強度差依賴於所施加相移或延遲§及在反射A之後的總相 位差兩者《強度之間的差因此被給定為： d = A-/, = {V(C4-CJ2)+沿切4 -CVSOjcos⑷ +... …办i^cos^cos^^A + sin^sinpXC/ + GS；)} ()° • 當如稍後將關於圖9、圖10、圖11及圖12所論述而知道 或估計§時，且當自以上方程式（5)及（8)判定Rp及心時，容 易地獲得CosA(偏振狀態之間的相位差）。 無論是在校準期間還是在基板W上重新建構結構期間， 均針對Ix及1之已知值而重新建構橢圓形偏振光束。應用 橢圓形偏振光束之強度與個別分量之振幅的關係（如圖8所 示）給出可輸入至以上方程式（1)及（2)中之振幅。經重新建 構光束藉此給出相位差（△)及相對振幅對準（tanlj/)，因此引 起結構30之參數。換言之，只要延遲δ為固定且已知（或如 以下所描述經估計），則可藉由量測每一像素處之兩個經 接收強度的平均值及圖5之CCD相機上所量測之每一像素 φ 之兩個強度之間的差來判定所要參數Δ及ψ。 圖9、圖1〇、圊u及圖12描繪如由圖5之相機ccd所接收 的橢偏資料。圖9、圖1〇、圖11及圖12之轴上的數目為來 自CCD相機之像素數目，且影像與自基板之表面拾取經反 射轄射及經散射輻射之顯微鏡接物鏡之光瞳平面處的影像 相同。每一圖之中心點為光瞳平面之中心，其表示在法線 上行進之輻射。"塊"（lot)或基板W之邊緣成像於光曈平面 之邊緣處，且影像之此部分上的像素展示在最大角度（例 如’至法線之80。）下所反射的輻射。 135609.doc •27- 200925794 具體而言，圖9展示每一像素之撞擊於相機CCD上之輻 射光束之反射角範圍内的平均強度在圖9所示之實例 中’使用550奈米波長輻射。 圖10展示經反射輻射光束及經散射輻射光束之相同區域 . 内且亦針對每一像素之強度之間的差d。使用以上所列出 之方程式（5)及（9)來進行分別如圖9及1〇所示自平均強度爪 及強度差d評估$及△。 關於方程式（9)，進行迭代過程（其可藉由最佳化演算法 而進行）以判定δ之值，以便隨後判定△之值。首先，估計δ 之值。當使用四分之一波板時，良好估計為15弧度（或大 約Β/2弧度；亦即，9〇。）。此係因為四分之一波板將一偏振 方向延遲四分之一波長，#而有❸也將總光束之偏振調諧 Β/2弧度（且將線性偏振光調諧成圓形偏振光”相移§因此 將可能在1.5孤度之區域中。 將δ之此估計輸入至以上方程式（9)之第一部分中。藉此 〇 針對每一像素而計算d之值。圖10中展示d之此等值。若正 確地估計δ，則函數 d-[Rp2(C4 -CS2) + Rs2(s4 -CS2)]*cos(<5) (1〇) 應圍繞對角線而對稱且應無具有軸向對稱性之分量。若 不為此情況，則δ之估計迭代地變化，直到轴值僅 展示對角線對稱性為止。 圖11展示Ψ之像素值，此係使用對自相機處之偵測及至 方程式（5)中之插人的m之值之認識而導出。假定15㈣度 135609.doc -28· 200925794 之延遲δ’ ψ之影像展示於圖11中。 圖中展示△之像素值，其中d之值來自圖1〇且§之值如 自方程式（9)所判定。圖11及圖12描繪可經量測及解譯以導 出自其中偏轉輻射光束之表面之形狀之ψ及△兩者的變 化。景4像之不對稱性以及自影像之外部至中心之陰影變化 引起可量測的參數變化’其可用以在輻射光束由偵測器接 收時重新建構輻射光束且藉此用以判定基板表面對輻射光 束之效應。表面對輻射光束之效應直接關聯於表面上之任 何物件的形狀，且因此，此可被導出。 因此’可自如圖11及圖12所示之橢偏資料判定ψ及a之變 化。所描述裝置及方法之益處為：可同時量測強度，使得 不損失量測時間且量測確實如基本散射計般快速，但存在 具有單獨偏振狀態之單獨量測的益處。此致使能夠使用諸 如雷射之脈衝式光源。此外，移相器可為具有約9〇。延遲 之簡單四分之一波板。此意謂需要將更少硬體添加至現有 散射計，以便能夠允許顯著更大之分析深度。具體而言， 所描述橢偏儀允許量測之全光曈分析，不僅在方位角 A=45°及A=13 5。對角線上。此全光曈方法先前為不可能 的，因為所有反射角在其在以上方程式（5)及（9)中時先前 為不可用的。在藉由移相器之未知延遲的情況下，可如以 上所描述自關於沿著x/y軸之對稱性或沿著45/135。對角線 之對稱性的非對角線資訊獲得延遲δ。可使用最佳化演算 法來快速地獲得延遲δ之此判定，且ρ及△之值緊隨其後。 使用如以上所描述之固定延遲橢偏儀的另一益處為·可 135609.doc -29· 200925794 如以下所描述容易地補償接物鏡之不規則性。 如以上所論述，橢偏術因以下事實而不同於散射量測或 反射量測：橢偏術不僅量測P及S偏振狀態兩者之經反射光 強度，而且量測P及S偏振狀態兩者（Rp及Rs)之反射振幅（或 反射係數）之間的相對相位差。具體而言，橢偏術使用P偏 振狀態相對於S偏振狀態之相對相位差以重新建構橢圓形 偏振光。

如以上所描述之橢偏儀之唯一性為：可針對所有入射角 且亦針對所有方位角而量測反射比。 在習知散射量測中，如在橢偏術中，將圓形光瞳影像記 錄於CCD相機上，其中在極座標中，角度（例如，以自中 心對稱軸之弧度）等於經成像之光柵的方位角，且其中影 像之弧度等於光至該結構（亦即，光柵）上之入射角。然 而，習知散射量測之問題為·作為入射角及方位角之函數 的經記錄反射強度由於透鏡系統之清潔度而降級，因為僅 使用反射強度之直接量測來形成影像。 先前，僅存在臨時解決方案’其為首先自大約麵反 射銘鏡面（亦即’理想鏡面）獲得強度影像以獲得鏡面反射 映像。第二步驟為接著自光柵或等效結構形成類似影像， 且相對於鏡面反射映像而逐點正規化此料…影像相對 於另-影像之正規化引起可歸因於透鏡上之污物且可因此 在數學上被消除之任何差。此為可能不極為穩固之校準步 驟，此主要由於維持理想鏡面時之困難。 在散射量測中，可使用藉由理想鏡面之校準而極大地消 135609.doc 200925794 除對ν之灰塵的敏感性，但對△之灰塵的敏感性可能未被消 二而’藉由如以上所描述之擴偏術，Iy-Ix由於以下事 實而不受料元件上之灰塵粒子的影響：Vlx視兩個偏振 狀態之間的相位差而定，其以與如反射比之絕對值相同之 方式不受灰塵的影響。

圖13及圖14中表明此益處。圖13展示典型散射量測程 序，其中偏振光經由透鏡L·而照射，在透鏡l上存在污物或 灰塵101之粒子。在習知散射量測中，使用校準步驟來判 定污物粒子101對s偏振及ρ偏振狀態之經反射光束Rp及Rs 中之每一者具有何種效應。然而，在如圖14所示之橢偏術 中（特別在相位量測中），可省略校準步驟。在橢偏術中使 用具有已知相移之橢圓形偏振光的使用。藉由橢圓形偏振 光’可能導致高達10%反射率移位之灰塵或污物粒子1〇1 將僅導致p偏振狀態與s偏振狀態之間的極小額外相移△，。 此外’移位將如對於經反射s偏振射線而對於經反射p偏振 射線為相同的。因為在橢偏術中相位差用於A，所以抵消 由於灰塵粒子之此微小影響。 已藉由實驗而確認此效應。在針對所有方位角及入射角 而建置至散射計中之傳統相位步進橢偏儀上，已在具有及 無以鏡面校正映像之校正的情況下進行△及ψ之量測（使用 如以上所論述之鋁鏡面）。已在純矽、具有2000奈米氧化 物之矽及具有100奈米氧化物之鋁鏡面上進行量測《實驗 中已展示在橢偏計算之Δ中未觀測到影響。 在另一類型之橢偏儀（諸如，以上所描述之橢偏儀）上， 135609.doc •31 - 200925794 在橢偏實現之Δ中已觀測到且？推并 差。 4 β且已進仃類似但顯著更小之 圖15、圖16、圖17及圖18中展示在別奈米波長輕射下 矽上之ν|^Δ的完整光曈影像曲線。圖Η展示V之未經校正 量測。圖16給出△之未經校正量測。$ 一方面，圖”展示 極光瞳座標巾”的經校正量測，且圖18給出極錢座標 中之Δ的經校正量測。可見，在圖16與圖18之間存在極小 差，其展示由於使用橢偏量測而不需要校正。 圖19、圖20、圖21、圖22、圖23及圖24中展示另外實驗 結果。 已在實驗期間發現，針對來自延遲器1〇〇之經引入相位§ 的單一已知量，自強度總和m(作為Α、心及心之函數）之影 像及強度差d(作為A、Rp、Rs、δ及△之函數）之影像，可發 現Α之橢偏值。 進行此過程之方式係根據多層基板上之量測，其中可在 橢偏△及Ψ兩者之情況下使用費埋（Fresnei)方程式，且中及 散射篁測Rp及Rs獨立於方位角A。根據一單一可量測函數d 且併有已知δ，可藉由自以上方程式（9)所導出之公式而發 現橢偏Δ : d = Ρ(Α，郎力)* c〇s(d)+ cos(0)* cos(A) + r(A，HpJis)* sin(0)*sin(A) (11) = /7(為办，沿)* cos(<5)切(為办沿)* cos(<5)* X + ΚΑΛρΛϊ)* Sin(<5)* (12) 藉由比較此與使用可變移相器之以上所描述之類型的相 135609.doc -32· 200925794 4步進器橢偏儀，益處在於數學之相對簡單性，因為當使 用固定§時，不需要如經記錄之傅立葉（Fourier)方法之ίΐ(δ) 的曲線集合。

使用本橢偏儀之關鍵為儘可能精確地判定固定相位值 δ在本發明中，其值可自函數d之方位依賴性之結構被發 見’、體而吕，來自方程式（11)之d之副函數p(A、Rp、Rs) 在函數p圍繞x軸及又轴而為鏡面對稱且函數9及^兩者圍繞 對角線而為鏡面對稱的意義上不同於4之副函數、Rp、 s)及r(A Rp、D而表現。藉由此性質，方程式（I〗）及 (12)之變數的直接分離為可能的，其引起4之判定。此在以 下關於圖19至圖24而加以解釋。 第一步驟為最佳化δ之（未知但可更改）值，使得心 p*c〇S0)僅具有沿著對角線所保留之對稱性。 圖19展示仍未知之固定相位5之函數4的曲線圖2〇及圖 21展示函數P(A、Rp、Rs)之兩個分量。此等分量自經量測 函數d被減去。若正確地選擇5，使得僅存在沿著對角線之 對稱性且進行減法（d-P*C0S(5))，則結果為僅圍繞對角線而 對稱之影像，如圖22所示。 圖23及圖24給出分量q及r，自其中建置d之影像。可藉 由沿著對角線而獲取圖22之鏡面影像來進行最佳化§。可 接著比較此與原始圖22(亦即’自其中減去）以判定對稱性 差。以此方式，有可能以0·01 rad之精確度來判定§。可使 用約1.52 rad或0.25*波長之相移來導出a之# 7 | 取1苏值。 總之，使用形成橢圓形偏振輻射之橢偏儀的益處（且特 135609.doc -33- 200925794 別為使用Δ輸出資料的益處）為：散射計可在其效能及精確 度上被極大地改良。可省略先前技術器具中所使用之許多 校準步驟’且此特別應用於鏡面反射映像。甚至如以上所 描述之橢偏儀之接物鏡上的灰塵粒子亦不具有對△之量測 . 隸何效應。此簡化在基板上重新建構結構之總方法且亦 增加重新建構之最終精確度。 儘管在此本文中可特定地參考微影裝置在ic製造中之使 ▲用，但應理解’本文所描述之微影裝置可具有其他應用， 肖如’製造積體光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測 圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等 等。熟習此項技術者應瞭解，在該等替代應用之情境中， 可認為本文對術語"晶圓”或"晶粒"之任何使用分別與更通 用之術語"基板，，或"目標部分••同義。可在曝光之前或之後 在（例如）軌道（通常將抗钮劑層施加至基板且顯影經曝光抗 钱劑之工具）度量衡工具及/或檢驗工具中處理本文所提 ® ㈣時’可將本文之揭示應用於該等及其他基 板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，（例如）以便 形成夕層1C ’使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含 有多個經處理層之基板。 儘s以上可特疋地參考在光學微影術之情境中對本發明 之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用（例 如’塵印微影術)中’且在情境允許時不限於光學微影 術。在愚印微影術中，圖案化器件中之構形界定形成於基 板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之 135609.doc •34- 200925794 抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、熱、 壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件 移出抗钮劑，從而在其中留下圖案。 本文所使用之術語"輻射"及"光束"以及"光"涵蓋所有類 型之電磁輻射，包括紫外線（uv)輻射（例如， ㈣、193奈米、157奈米為;;= 奈米之波長）及遠紫外線（EUV)輻射（例如，具有在為5奈米 至20奈米之範圍内的波長）；以及粒子束（諸如，離子束或 ^ 電子束）。 一 術語"透鏡"在情境允許時可指代各種類型之光學組件中 之任者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光 學組件。 儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以 ^所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而 s，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以 Ο 上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料 儲存媒體（例如，半導體記憶體、磁碟或光碟），其具有儲 存於其中之該電腦程式。 舉例而5，包括可執行碼之涉及程式化之電腦系統的軟 體功此性可用以實施以上所描述之檢驗方法。軟體程式碼 可由通用電腦執行。在操作中，可將程式碼及（可能地）關 聯資料記錄儲存於通用電腦平台内。然而，在其他時間， 可儲存於其他位置處及/或經輸送用於載入至適當通 電腦系統中。因此，以上所論述之實施例涉及以由至少 135609.doc •35· 200925794 一機器可讀媒體所載運之一或多個程式碼模組之形式的一 或多個軟體產品。藉由電腦系統之處理器來執行該等程式 碼會使平台能夠基本上以本文所論述及說明之實施例中所 執行的方式來實施功能。

如本文所使用，諸如電腦或機器"可讀媒體"之術語指代 參與將指令提供至處理器以用於執行之任何媒體。該媒體 可採取許多形式，包括（但不限於）非揮發性媒體、揮發性 媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括（例如）光碟或磁碟， 諸如，如以上所論述而操作之任何電腦中之儲存器件中的 任一者。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如，電腦系統之 主記憶體。實體傳輸媒體包括同軸電纜、銅導線及光纖， 其包括在電腦系統内包含匯流排之導線。載波傳輸媒體可 採取電信號或電磁信號或聲波或光波之形式，諸如，在射 頻（RF)及紅外線⑽資料通信期間所產生之聲波或光波。 因此，普通形式之電腦可讀媒體包括(例如）：軟碟 '驛 碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、cd_r〇m、则、 任何其他光學媒體、較不常用之媒體(諸如，打孔卡、紙 帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體卜趣、pR⑽及 職⑽、FLASH_EPR⑽、任何其他記㈣晶片或匠、輸 送資料或指令之載波、輸送該載波之電欖或鏈路，或電腦 可自其中讀取或發送程式碼及/或資料之_其他媒體。 或多個指令之一或多個序列載運至處理 執行時涉及許多此等形式之電腦可讀媒體。 以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，熟習此項 135609.doc -36 - 200925794

技術者將顯而易見到，可在不脫離以下所閣明之 範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修申 【圖式簡單說明】 圖1 a描繪根據本發明之一實施例的微影裝置. 圖1 b描繪根據本發明之一實施例的微影單 叢集； 圖2描繪根據本發明之一實施例的第一散射計· 圖3描繪根據本發明之一實施例的第二散射計. 圖4描繪檢驗裝置；

圖5描繪根據本發明之一實施例的檢驗裝置； 圖6描繪根據本發明之一實施例之輻射光束的行為. 圖7描繪輻射光束之偏振狀態的行為； 圖8描繪自結構所反射之光束之強度與偏振之 的關 係； 圖9至圖12描繪根據本發明之一實施例之橢偏資料的量 測； 圖13及圖14描繪污物對偏振光經折射所穿過之透鏡的效 cte · 您， 圖15及圖16描繪未經校正橢偏量測； 圖17及圖18描繪根據圖15及圖16之經校正橢偏量測；且 圖19、圖20、圖21、圖22、圖23及圖24描繪用以判定§ 之實驗量測。 【主要元件符號說明】 2 寬頻帶（白光）輻射投影儀 4 分光計偵測器 135609.doc -37- 200925794 Ο 10 光譜 11 背部投影式光瞳平面 12 透鏡系統 13 干涉濾波器 14 參考鏡面 15 顯微鏡接物鏡 16 部分反射表面 17 偏振器 18 偵測器 24 顯微鏡接物鏡 30 目標結構 50 分束器 80 分束器 82 分束器 90 相位調變器 100 固定移相器 101 污物或灰塵 AD 調整器 Ai 入射光束之方位角/自X軸之方位角 Ar 自X軸之方位角 B 輻射光束 BD 光束傳送系統 BK 烘焙板 C 目標部分 135609.doc -38- 200925794

CCD 相機 CH 冷卻板 CO 聚光器 DE 顯影器 e 方向 Ee 複振幅 E〇 複振幅 I 強度 IF 位置感測器 Ii 強度 IL 照明器 IN ' 積光器 I/Ol 輸入/輸出蟀 1/02 輸入/輸出埠 lx 強度 ly 強度 L 透鏡 LA 微影裝置 LACU 微影控制單元 LB 裝載盤 LC 微影單元 Ml 光罩對準標記 M2 光罩對準標記 MA 圖案化器件 135609.doc -39· 200925794 ❹ Ο ΜΤ 支撐結構 Ν 法線 N-PBS 非偏振分束器 0 方向 Ρ 源 Ρ1 基板對準標記 Ρ2 基板對準標記 PL 投影系統 ΡΜ 第一定位器 ΡΡ 光瞳平面 PU 處理單元 PW 第二定位器 RO 機器人 RP 偏振副光束 Rs 偏振副光束 SC 旋塗器 SCS 監督控制系統 SMI 散射計 SM2 散射計 SO 輻射源 tancp 相對振幅對準 TCU 軌道控制單元 w 基板 WT 基板台 135609.doc -40- 200925794 X 方向 Y 方向 ζ 方向 δ 延遲 Δ 振幅 額外相移 θι 入射角 ΘΓ 反射角 ❹ 135609.doc -41 -

Claims (1)

1. 200925794 十、申請專利範圍： 1. 一種經組態以量測一基板之一性質的檢驗裝置，該檢驗 裝置包含： 一輻射源，該輻射源經組態以供應一輻射光束； • 一光學元件，該光學元件經組態以在一入射角及方位 角範圍内將該輻射光束聚焦至一基板上，使得該輻射光 束自該基板反射； 一偏振器件，該偏振器件經組態以將該輻射光束偏振 © 至兩個不同偏振方向上； 一固定移相器’該固定移相器經組態以將一第一偏振 方向延遲一預定量，以便將一固定相移強加於該經反射 輻射光束；及 一 ^貞測器系統’該债測器系統經組態以同時债測該輕 射光束之該兩個偏振方向的一角度解析光譜。 2. 如請求項1之檢驗裝置’其中該入射角範圍為約〇度至8〇 度且該方位角範圍為約〇度至360度。 〇 3. 如請求項1之檢驗裝置，其中該固定相移為約9〇度或27〇 度。 4. 如請求項1之檢驗裝置，其中該移相器包含一四分之一 波板。 5. 如請求項1之檢驗裝置，其中該偏振器件及該移相器經 組態以導致自該基板所反射之該輻射光束橢圓形地偏 振。 6. 如請求項1之檢驗裝置，其進一步包含一聚焦系統及一 135609.doc 200925794 光學楔形鏡’該光學模形鏡置放於該聚焦系統之一影像 平面中且經組態以基於該偏振方向而在不同方向上重新 引導該光束，使得在該偵測器系統上之不同位置處接收 單獨經偏振反射輻射副光束。 • 7.如凊求項6之檢驗裝置，其進一步包含一處理器，該處 理器經組態以： 量測該輻射光束之一方位角（A); 偵測該等經偏振反射輻射副光束之一平均強度（m); 自該方位角（A)及該平均強度（m)導出該等經偏振反射 轄射副光束之一反射比（Rp、Rs); 評估該等經偏振反射輻射副光束之該等偏振方向之間 的一角度（Ψ);及 判定由一自該等經偏振反射輻射副光束之該等偏振方 向之間的該角度（Ψ)之一預定模型之變化引起的基板表 面之一性質。 〇 8·如請求項7之檢驗裝置，其中該等經偏振反射輻射副光 束之該反射比（Rp、Rs)係使用以下方程式而導出： W = 0-5(V+^s2)+〇.5cos(2^XV-^2) 0 9.如請求項7之檢驗裝置，其中該等經偏振反射輻射副光 束之該等偏振方向之間的一角度（P)係使用以下方程式而 評估： tan W=Rp/Rs。 1〇·如請求項6之檢驗裝置，其進一步包含一處理器，該處 理器經組態以： 135609.doc 200925794 量測該輻射光束之一方位角（A); 判定在自該基板表面反射之前該等經偏振反射輻射副 光束之間的該相移（δ)之一值； 自該方位角（Α)及該相移（δ)計算該等經偏振反射輻射 • 副光束之強度之間的一差（d); 自該等副光束之該等強度之間的該差（d)導出在反射之 後該等經偏振反射輻射副光束之該偏振方向之間的一相 位差（△);及 ® 判定由一自該等經偏振反射輻射副光束之該等偏振方 向之間的該相位差（△)之一預定模型之變化引起的該基板 表面之一性質。 11.如請求項10之檢驗裝置，其中該等經偏振反射輻射副光 束之該等強度之間的該差（d)係使用具有對角線對稱性之 以下函數自該方位角（A)及該相移（δ)而計算： ={w(c〇s ⑻4—eo«sin时)+w(sin«—cos⑷ sin ⑶”jc〇s⑷。 φ 1 2.如凊求項10之檢驗裝置，其中在反射之後該等經偏振反 射輻射副光束之該偏振方向之間的該相位差（△)係使用以 下方程式自該等副光束之該等強度之間的該差（d)而導 • 出： d^Iy -Ix = {i?p2 (cos(Ay - cos(a)2 sin(^)2)+ Rs2 (sin(^)4 - cos(^)2 sin(^)2 ))cos(5) + · · · 〇 …办4_)C0S(印cos(々 sinW +如⑷如帅“(小化(小c〇s(如咖3)}。 13.如請求項10之檢驗裝置，其中該處理器經組態以藉由以 下過程來判定該相移δ之該值： 估計一第一副光束之該相移（δ)的一值； 針對該等副光束之一經偵測影像的每一像素，使用該 135609.doc 200925794 兩個副光束與該經估計相移（δ)之反射係數（Rp、Rs)之間 的該相位差（△)來計算每一副光束之間的強度⑴之該差 (d);及 進行一最佳化計算以基於d之經計算值來判定δ之正確 值。 14. 如請求項13之檢驗裝置，其中計算強度⑴之該差（…包含 使用以下方程式： d = /广/, = {坳2(咖(冰-咖(42如⑻2)+办如(冰-c—)2sin⑷”} 15. —種量測一基板之一性質的方法，該方法包含： 提供一具有橢圓形偏振之輻射光束； 將該輻射光束反射離開一基板之表面； 將該經反射輻射光束分裂成第一正交偏振副光束及第 二正交偏振副光束； 相對於該第二副光束而將該等第一副光束之相位移位 一固定量；及 同時债測兩個副光束。 16·如請求項15之方法，其進一步包含： 量測該輻射光束之一方位角（A); 偵測該第一副光束及該第二副光束之強度（m); 自該方位角（A)及該強度（m)導出該第一副光束及該第 二副光束之反射比（Rp、Rs); 評估該兩個副光束之偏振方向之間的一角度（P);及 判定由一自該兩個副光束之該兩個偏振方向之間的該 角度（P)之一預定模型之變化引起的該基板之該表面之一 135609.doc • 4- 200925794 性質。 17. 如請求項16之方法，其中： 該第一副光束及該第二副光束之該反射比（Rp、Rs)係 藉由以下方程式而導出： w = 0.5(V+办2)+0.5cos(2d)(V-办2);且 該兩個副光束之該兩個偏振方向之間的該角度（中）係 使用以下方程式而評估： tan Ψ=ΙΙρ/Κ^ » 18. 如請求項15之方法，其進一步包含： 量測該輻射光束之一方位角（A); 判定在自該基板表面反射之前該兩個副光束之間的相 移（δ)之值； 計算該兩個副光束之該等強度之間的差（d); 導出在反射之後該等副光束之該偏振方向之間的相位 差（△);及 判定由一自該兩個副光束之該兩個偏振方向之間的該 相位差（Δ)之一預定模型之變化引起的該基板表面之一性 質。 19. 如請求項18之方法，其中： 該兩個副光束之該等強度之間的該差（d)係使用以下方 程式而計算： d = Iy-Ix ； J- 在反射之後該等副光束之該偏振方向之間的該相位差 (△)係使用以下方程式而導出： 135609.doc 200925794 r'ilC (^\P r^〇S^2sin^^+^2(sinW4~cosW2s,^ …一。体雜。s(來in(知科h(林你 20.如求項18之方法，其中判定該相移⑻之該值包含 估計該第一副光束之該相移（δ)的一值丨 自每一副光束之間的強度⑴之該差（d)、該兩個副光束 之反射係數（Rp、Rs)之間的該相位差（句及該經估計相移 (δ)計算料副光束之—經㈣影像之每—像素的d之該 值；及 ~ 進仃一最佳化計算以基於d之該等經計算值來判定§之 正確值。 21. 如請求項20之方法，其中d之該值係使用以下方程式而 計算： d = Iy~h° 22. 如請求項20之方法，其中該最佳化計算包含判定—由每 一像素之d之該值組成的影像是否在對角線上包含非零 值且在X軸及y軸上包含零值，且若否，則重新調整§之 該值、重新計算d之該等值且重複此迭代，直到由d之該 等值組成的該影像在該等對角線上包含非零值且在該X 轴及該y軸上包含零值為止。 23. 如請求項20之方法，其中該第一副光束之該相移之該經 估計值為1.5弧度。 24. —種經組態以量測一基板之一性質的微影裝置，該微影 裝置包含： ~ 一輻射源，該輻射源經組態以供應一轄射光束； 一光學元件，該光學元件經組態以在一入射角及方位 135609.doc -6- 200925794 角範圍内將該II射光束聚焦至—基板上，使得該輕射光 束自該基板反射； 一偏振器件’該偏振器件經組態以將該輻射光束偏振 至兩個不同偏振定向上； 一具有一固定相移之移相器，該移相器經組態成以一 第一偏振定向而將該經反射輻射光束之相位移位一預定 量；及 _ 一债測器系統，該偵測器系統經組態以同時偵測該輕 射光束之該兩個偏振定向的一角度解析光譜。 25, 一種經組態以量測一基板之一性質的微影單元，該微影 單元包含： 一輻射源’該輻射源經組態以供應一輻射光束； 一光學元件，該光學元件經組態以在一入射角及方位 角範圍内將該輻射光束聚焦至一基板上，使得該輻射光 束自該基板反射； 0 一偏振器件，該偏振器件經組態以將該輻射光束偏振 至兩個不同偏振定向上； 一具有一固定相移之移相器，該移相器經組態成以一 第一偏振定向而將該經反射輻射光束之相位移位一預定 量；及 —偵測器系統，該偵測器系統經組態以同時偵測該輻 射光束之該兩個偏振定向的一角度解析光譜。 135609.doc