TW200931208A - Alignment method and apparatus, lithographic apparatus, metrology apparatus and device manufacturing method - Google Patents

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200931208 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元件之 對準方法及裝置，且係關於使用微影技術來製造元件之方 法0 【先前技術】

Ο 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’圖案化元件(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，石夕晶圓）上之目標部分 (例如’包括晶粒之一部A、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_射敏感材料 (抗蝕劑)層上。-般而言，單一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-次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射 每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向（|，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一目標部分。亦有可能 藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化元件轉印至基 板0 在曝光基板之目標部分之前，需要將目標部分對準至待 投影至其上之空中Μ。最& ’此係藉由以基於顯微鏡或 雷射之系統來看透投影透鏡而藉由將圊案化元件（例如， 135205.doc 200931208 主光罩$光罩）上之標畫已器與基板上之對應標記器排成直 線來進行此被稱作貫穿透鏡對準（through-the-lens alignment)。然而，在寫入時，被稱作離軸對準之過程為 ❹ 普通的。此涉及：在將具有基板之基板台轉移至曝光台之 前，使用對準系統來量測固持於基板台上之基板上之對準 標記器相對於安裝於基板台上之一或多個永久參考標記哭 或基準的相對位置。在曝光台處，僅需要判定基準與待曝 光之圖案之空中影像的有關位置。接著，可計算用於使基 板台正確地定位每一目標部分以供曝光之軌跡。 已知各種類型之對㈣H對準线中，基板上之 對準標記器為由檢測光束所照明之光栅。由光柵所繞射之 不同級經分離且對應級經再組合（亦即，+__n組合）以形 成覆蓋於對應透射參考光柵之對準標記器的影像。當相對 =系統來掃描基板時’由參考光栅後方之感測器所輸出的 指號隨著影像及參考光栅移入及移出相位而振盈。不同間 距之多個光栅允許捕捉中心週期，且在掃描期間之多個樣 本允許顯著優於光栅間距之對準精確度。已知的是使用兩 個不同波長來致使㈣在複雜過程堆疊中對準於根記器 I形式之對準感測器使用自身參考干涉計以將^準標記 器之影像與以180。旋轉之該影像的複本覆蓋。此具有其可 用於為刚。旋轉對稱之任何標刻（时僅光栅）的益處、。 儘管已知對準感測H為㈣且精確的，但對增加半導體 二件中之特徵密度的持續需要導致需要改良對準系統， (例如）以致使能夠使用更小對準標記器、不同輻射波長且 135205.doc 200931208

订之覆蓋層及/或過程之效應的標記器）。 偵測”更弱"標記器（例如 【發明内容】 &供種（例如）用於在藉由微影技術來製造元件中 使用之改良對準系統。

器所繞射之輻射；感測器，感測器經組態以偵測接物鏡之 光曈平面中的角度解析光譜；及控制電路，控制電路經配 置以㈣㈣測角度解析光譜之空間及/或時間變化且自 其中得到指示對準標記器相對於接物鏡之位置的資訊。 將輕射光束引導至基板上之標記 ，接物鏡，接物鏡經 丨己器上且聚集由標記 根據本發明之-態樣’提供-種微影裝置，其包括：照 明光學系統，照明光學系統經配置以照明圖案；投影光學 系統，投影光學系統經配置以將圖案之影像投影至基板 上，對準系統，對準系統經組態以偵測基板上之對準標記 器’裝置包括：空間相干光源，$間相干光源經組態以發 射輻射光束；接物鏡，接物鏡經組態以將輻射光束引導至 基板上之標記器上且聚集由標記器所繞射之輻射；感測 器，感測器經組態以偵測接物鏡之光瞳平面中的角度解析 光譜；及控制電路，控制電路經組態以偵測經偵測角度解 析光譜之空間及/或時間變化；及定位系統，定位系=回 應於藉由對準系統的對準標記器之偵測且經組態以在投影 135205.doc 200931208 系統之影像場中定位基板。 根據本發明之一態樣，提供一種經組態以量測基板之性 胃的度量裝置’裝置包括：感測器系統，感測器系統經配 置以量測基板上之已知位置處之目標的性質；對準系統， 對準系統經組態以偵測基板上之對準標記器，裝置包括： • 二間相干光源，空間相干光源經組態以發射輻射光束；接 物鏡，接物鏡經組態以將輻射光束引導至基板上之標記器 Φ i且聚集由標記器所繞射之輕射；感測器，感測器經組態 以偵測接物鏡之光瞳平面中的角度解析光譜·，及控制電 路控制電路經組態以偵測經偵測角度解析光譜之空間及/ 或時間變化，及定位系統，定位系統回應於藉由對準系統 的對準標記器之偵測且經組態以在感測器系統之視場中定 位基板。 根據本發明之一態樣，提供一種偵測基板上之標記器之 位置的方法，方法包括··藉由空間相干輻射光束來照明標 〇 記器；使用接物鏡來聚集自標記器所繞射之輻射；偵測接 物鏡之光瞳平面中的角度解析光譜；相對地移動基板與接 物鏡；及須測角度解析光譜_之振盪信號。 • 根據本發明之—態樣，提供一種使用具有投影系統之微 影裝置的元件製造方法，方法包括：藉由以下步驟來偵測 基板上之標記器的位置：藉由空間相干輻射光束來照明標 記器；使用接物鏡來聚集自標記器所繞射之輻射；偵測接 物鏡之光瞳平面中的角度解析光譜；相對地移動基板與接 物鏡，及偵測角度解析光譜中之振盪信號；藉由參考標記 135205.doc 200931208 器之經偵測位置而相對於投影系統來定位基板；使用投影 系統而將圖案之影像投影至基板上。 【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示意性地描繪微影裝置LA。裝置包括： 照明系統（照明器）IL ’其經組態以調節輻射光束B㈠列 ❹ ❹ 如，W轄射或DUV輻射）；支律結構（例如，光罩台）Μτ， 其經建構以支樓圖案化元件（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元件之第—定位器 基板口（例如，晶圓台）WTa或WTb，其經建構以固持 基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)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）ps，其經組態以將由圖案化 疋件MA賦予至輻射光束3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。微影裝置LA亦包括參考 框架RF。 照明系統可包括用於引導、成形或控制輕射之各種類型 的光學組件’諸如’折射、反射、磁性、電磁、靜電或盆 他類型之光學組件，或其任何組合。 /、 支樓結構支標（亦即，承載）圖案化元件。支樓結構以視 圖案化元件之定向、微影裝置之設計及其他條件（諸如， 圖案化元件是否固持於真空環境中）而定的方式來固持圖 案化元件。支擇結構可使用機械、真空、靜電或其他夹持 135205.doc • 11 · 200931208 技術來固持圖案化元件。支撐結構可為（例如）框架或台， 其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案 化元件（例如）相對於投影系統而處於所要位置。可認為本 文對術語”主光罩”或"光罩”之任何使用均與更通用之術語" 圖案化元件"同義。 本文所使用之術語”圖案化元件"應被廣泛地解釋為指代 可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在 ❹ 基板之目標部分中形成圖案的任何元件。應注意，例如， 若被賦予至輻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 要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部 分中所形成之元件（諸如，積體電路）中的特定功能層。 圖案化元件可為透射或反射的。圖案化元件之實例包括 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 φ 之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列 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轄射光束。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 135205.doc •12- 200931208 通用之術語"投影系統"同義。 如此處所描緣，裝置為透射類型（例如，使用透射光 罩）或者’裝置可為反射類型（例如，使用如以上所提及 之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩 微影裝置可為具有兩個（雙平台）或兩個以上基板台⑷ 或兩個或兩個以上光罩台）的類型。在該等" 中，可並行地使用額外a — 卜α，或可在一或多個台上進行預備

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：其中基板之至少—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 置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間…浸沒技術 在此項技術令被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。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 液财，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1，照明器IL自輻射源so接收輻射光束。舉例而 言，當輻射源為準分子雷射時，轄射源與微影裝置可為單 獨實體。在該等情況下，*認為輻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，#輻射源為汞燈時，輻射源可 為微影裝置之整體部分。輻射源⑽及照明器江連同光束傳 送系統BD(在需要時）可被稱作輻射系統。 135205.doc 200931208 .、，、月器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分布的調整 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ΙΝ及聚光器CO。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Β入射於被固持於支撐結構（例如，光罩台） φ Λ之圖案化元件(例如’光罩)ΜΑ上’J_由圖案化元件圖案 化。在橫穿圖案化元件（例如，光罩彡撾八後，輻射光束B穿 過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板冒之目標部 分C上《借助於第二定位器pw及位置感測器吓（例如，干 涉量測兀件、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，以便在輻射光束B 之路位中疋位不同目標部分C。類似地，第一定位器及 另一位置感測器（其未在圖丨中被明確地描繪）可用以（例如） 〇 在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束 B之路徑來精確地定位圖案化元件（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WTa 及/或WTb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。 135205.doc •14- 200931208 p吏用光草對準標記Μι、如及 對準圖幸斗—姓μ丨， 依町+知6己PI、Ρ2來 之其板對# 光罩）ΜΑ及基板W。儘管如所說明 ;標記佔用專用目標部分，但其可位於目"八 一之=中(此等被稱為切_準標… 於圖案化元件(例如，光罩)财上之情形 中，可位於該等晶粒之間。在元件特徵之 評… 器亦可包括於晶粒内，在該情況下，需要 使己器儘可能地小且盔需 任何與鄰近特徵不同之成像或 處理條件。以下進—步描述偵測對準標記器之對準系統。 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及基板台资保持基本上靜止（亦即，單次靜態曝 光）。接著，使基板台WTa及/或WTb在又及/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）Μτ 及基板台WTa及/或WTb(亦即，單次動態曝光）。可藉由投 影系統PS之放大率（縮小率）及影像反轉特性來判定基板台 WTa及/或WTb相對於支撐結構（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 光中之目標部分的寬度（在非掃描方向上），而掃描運動之 135205.doc -15- 200931208 長度判定目標部分之而度（在掃插方向上）。 3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至 目標部分C上時，使支撐結構（例如，光罩台）]^了保持基本 上靜止，從而固持可程式化圖案化元件，且移動或掃描基 板台WTa及/或WTb。在此模式中，通常使用脈衝式輻射 源，且在基板台WTa及/或WTb之每一移動之後或在掃描期 間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化元 ❹ 件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件 (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模式之組合及/或變化或 完全不同的使用模式。 微影裝置LA為所謂的雙平台類型，其具有兩個基板台 WTa、WTb及兩個台-曝光台及量測台-其間可交換基板 台。儘管在曝光台處曝光一基板或一基板纟，但可在量測 ❹ 自處將另-基板裝載至另-基板台上且可進行各種預備程 序。預備程序可包括使用位準感測器Ls來映射基板之表面 控制，及使用對準感測器八8來量測基板上之對準標記器的 ' 位置。此致使能夠實質增加裝置之產出率。若位置感測器 IF在其處於量測台以及處於曝光台時不能夠量測基板台之 位置，則可提供第二位置感測器以使基板台之位置能夠在 兩個台處被追蹤。 如圖2所示，微影裝置LA形成微影單元LC(有時亦被稱 作微影單元或叢集）之一部分，其亦包括用以對基板執行 135205.doc -16· 200931208 預曝光及後曝光過程之裝置。通常，此等裝置包括用以沈 積抗钱劑層之旋塗器sc、用以顯影經曝光抗餘劑之顯影器 DE、冷卻板CH，及Μ*立杯Βκ。真七占 』板服基板處置器或機器人RO自 輸入/輸出埠则、1/02拾取基板、在不同處理裝置之間移 動基板，且接著將基板傳送至微影裝置之裝載盤Μ。 被共同地稱作軌道之此等元件係在執道控制單元咖的控 制下，軌道控制單元TCU自身受監督控制系統⑽控制， ❹ ❹ 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Λ，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效 率。 圖3中展示為散射計形式之對準感測器八8。在此感測器 中’由ϋ射源單元2(以下進—步摇述）所發射之輕射使用透 鏡系統12而聚焦穿過元件13及（任選）偏振器17、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， 顯微鏡接物鏡15具有高數值孔徑（ΝΑ)，較佳地為至少〇9 且更佳地為至少〇.95。浸沒感測器可甚至具有數值孔徑超 過之透鏡透鏡系統】2經配置以提供所要照明模式（例 如，％形或習知的），且較佳地使得該模式之參數（例如， inner 〇outer或①）為可調整的。經反射輻射接著透射穿過 部分反射表面16而進入偵測器18，以便偵測散射光譜。偵 、J Γ ~Γ位於處於透鏡系統15之焦距的背部投影式光時平面 11中，然而，光瞳平面可代替地藉由輔助光學器件（未圖 示）而再成像至偵測器上。偵測器18與處理單元PU通信。 光瞳平面為輻射之徑向位置界定基板上之入射角且角位界 135205.doc 200931208 定輻射之方位角的平面。偵測器較佳地為二維偵測器使 得可量測基板目標之二維角散射光譜1測器18可為（例 如）CCD或CMOS感測器陣列，且可使用為（例如）每訊框鴻 秒或更少之積分時間。 舉例而言’通常使用參考光束以量測入射輻射之強度。 為了進行此過程’當輻射光束入射於光束分光器Μ上時， 輻射光束之-部分透射穿過光束分光器而作為朝向參考鏡

面14之參考光束。參考光束接著投影至同-價測陳不 同部分上。 ㈣器可量測經散射光在單—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-波長範圍内所 積分之強度。此外，❹j|§可單獨地量測橫向磁偏振及橫 向電偏振之強度。 基板W上^目標3G為以絲之形式的對準標記器。通 常在散射量測中，使用目標之散射量測資料以對其重新 建構然而’如以下所論述，本發明致使能夠在不重新建 構標記器之情況下偵測標記器之中心位置。 圖中更詳細地展示轄射源單元2。源包括空間相 ^ ，雷射二極體（較佳地為超發光）或超連續雷射， 其將光引導至聲光可調譜濾、光器（a〇tf)、光栅或可交換干 涉^光^集合中’可交換干耗光器集合用以自源21之寬 頻τ (白光）輸出選擇窄波長範圍以在圖4中經描緣為μ之 感測器的剩餘部分中形成檢測光束。 聲光可調咕濾光器包括與由高頻率驅動器電路24所驅動 135205.doc -18· 200931208 之壓電轉導器23連接的聲光晶體22 ’及聲學吸收器25。轉 導器23在晶體22中形成聲波，其中波長由晶體之機械性質 (音速）及驅動頻率判定。當此等波傳播穿過晶體時，其歸 因於晶格之交替膨脹及收縮而形成晶體之折射率的週期性 再分布。此形成繞射光柵，繞射光柵繞射穿過其中之光， 但繞射發生於整個相互作用區域中而非單一點處，且僅繞 射滿足相位及/或動量匹配條件之輻射《淨效應為：窄波 長頻帶之輻射經繞射成遠離於主光束且可由空間及/或偏 ® 振濾光器26選擇。繞射光束之中心波長視轉導器之驅動頻 率而定，因此，其可在十分廣泛之範圍内且極快速地被控 制’此視驅動器電路25、轉導器及晶體之回應時間而定。 繞射光束之強度亦由聲波之強度控制。 可用於聲光晶體之適當材料包括：石英（Si〇2)、 KDP(KH2P〇4)、副黃碲礦或二氧化碲（Te〇2)、LiNb〇3、甘 汞或氣化汞（Hg2Cl2)、TAS(Ta3AsSe3)及Te(碲）、氟化鎂 〇 (MgF)及藍寶石（氧化鋁（Al2〇3))。所選擇之晶體判定聲光 可調諧濾光器之詳細幾何形狀。若使用雙折射晶體，則濾 光器亦可選擇特定偏振狀態。 同頻率驅動單元24連接至散射計之控制單元(：：11，其提 供驅動k號以導致轉導器發射適當頻率之聲波以根據為給 定量測所需要而選擇以所要波長為中心之窄波長頻帶。透 射光束之頻寬較佳地小於nm、小於15 nm、小於1 〇 nm 或小於5 nm。驅動信號頻率與所選擇波長之間的精確關係 視所使用之特定晶體及元件之幾何形狀而定。在某些情況 I35205.doc •19- 200931208 下，藉由施加具有不同頻率…至仏之兩個或兩個以上分量 之驅動信號，濾光器可經操作以選擇各自以不同波長為中 心之複數個分量，其形成允許同時進行複數個量測之多色 光束。可變化驅動信號之不同頻率分量之強度以個別地控 制多色光束中之不同波長之強度。 可用於本發明之實施例中的光源為圖5所說明之超連續 雷射。此源包括脈衝式雷射源21a，其輸出饋入至非線性 媒體21 b(例如，光子晶體纖維）中。脈衝式源2丨a發射由非 線性媒體21b擴展成寬頻帶輻射光束之窄波長頻帶之為（例 如）飛秒或皮秒的極短脈衝。此類型之源可提供具有低光 展量（etendue)及適當波長範圍之強大光束。 為了偵測調整標記器之位置，以與藉由先前技術對準感 測器所進行之方式類似的方式而在對準感測器As下方掃描 基板。當執行掃描時，由偵測器18所偵測之光譜的某些部 分將展現與基板與接物鏡15之相對移動同步的強度振盪 器。可以與先前技術中相同之方式來處理此振盪信號及對 隨附基板移動之認識以判定標記之中心。如在先前技術 中’振盪號具有與目標光柵之間距相關的週期性，因 此’可再次使用略微不同間距之兩個光栅來識別中心週 期。可以為同一物理現象之等效但不同觀察的兩種方式來 解釋振蘯信號之產生。 藉由光錐體（在環形照明之情況下為中空且在習知照明 之情況下為實心）來照明目標光柵。因為源為空間相干 的，所以在自錐體之相反側到達之射線之間將存在干涉且 135205.doc 20- 200931208 因此將形成干涉圖案。若該界面圖案相對於光栅之間距具 有由輻射波長及入射射線角度所判定的正確間距，則將在 光柵與干涉圖案之相對移動時形成光瞳平面中之強度中的 差拍（beat)。差拍之週期性視在光瞳平面中偵測到哪些繞 射級而定：若使用繞射級n&m，則差拍之間距等於光栅之 間距除以η與m之間的差之量值。 查看情境之另一方式為：光柵將輻射繞射成各種不同級 〇、1，等等，其將在光瞳平面中部分地重疊。源之空間相 干性思明在重疊級之間將存在干涉。光柵與接物鏡之相對 移動將導致不同級之相位改變，且因為不同級之相位改變 不同所以將產生振盪強度變化。不同級加與n)之間的相 位差（Φη-φπΟ含有關於對準標記器之位置χ的資訊，詳言 之： ° 2.π( n-m) (1) ❹ 其中P為目標光栅之間距。 光瞳平面中之位置及在目標與接物鏡之相對運動時發生 之差拍的振幅可視許多因素而定，其包括照明模式；特別 為Φ或Φ。，輻射波長及光拇強度（形成光拇之軌道或線的 深度/高度）。在本發明之實施例中，可經由透鏡系統咖 使用AOTF及照明模式來調整輻射波長，使得可最佳化差 拍k號之強度。在某些情況下(例如，具有強光柵)，可藉 由使用具有經選擇以形成與目標光栅相同之間距之干涉圖 案之及波長的環形照明來獲得最大信號。將出現差 135205.doc 200931208 拍，其中+1級與· 1級重疊。在其他情況下（例如，具有弱 光柵）’差拍為最強的，其中〇級與+/_ i級重疊，因此，首 選習知照明以獲得強〇級。 應瞭解，僅在光曈平面之區域化部分中觀測到差拍。在 某些情況下，可預先計算差拍信號之位置，使得僅需要記 錄或處理來自CCD之少許像素的資料。在其他情況下（例 如，其中未知光柵之精確間距），可能不預先識別精確位 置。然而，可將信號處理技術應用於CCD影像之全部或部 分以識別差拍之位置。藉由記錄一系列CCD影像及對應平 台位置，變得有可能離線執行量測過程，使得不減少產出 率。 在差拍信號具有不良信雜比之情況下（例如，歸因於源 中之射雜訊），參考光束或CCD影像之不展現差拍的部分 可用以正規化信號且減少雜訊。 在本發明之一實施例中，需要定位基板，使得目標在感 φ 測器中之焦點外。以此方式，有可能在重疊繞射級之區域 中產生邊緣圖案，自其中可在不掃描基板之情況下判定光 柵之位置。又，增加目標上之光點尺寸，其改良對線邊緣 • 粗糖度之平均化。 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， 諸如，製造積體光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測 Η案 千板顯示器、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， 135205.doc -22· 200931208 可認為本文對術語I，晶圓"或，，晶粒”之任何使用 用之術語"基板”或"目標部分"同義。可在曝光之前；之後 如）軌道（通常將抗㈣層施加至基板且顯影經曝光抗 :具)、度量工具及/或檢測工具中處理本文所提及 2基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板 ”工具。另外’可將基板處理一次以上，(例如)以便形 ❹ ❹ 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。 儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境巾對本發明 之實施例的使用，但廡捧經，士政。。 〜瞭解本發明可用於其他應用（例 如壓P微衫術）中，且在情境允許時不限於光學微影 術在壓印微影術中，圖案化元件中之構形界定㈣於I 板上之圖案。可將圖案化元件之構形壓入被供應至基板之 抗飯劑層令，在基板上，抗_由施加電磁輻射、熱、 廢力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化元件 移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。 本文所使用之術語”輻射"及"光束"涵蓋所有類型之電磁 輪射’包括紫外線_轄射（例如，具有為或為約365 nm、 355 nm、248 πγπ、ι 〇q ” . 3 nm、157 run或120 nm之波長）及遠 紫外線（EUV)輕射（例如’具有在為約5 nm至20 nm之範圍 内的波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束 術語”透鏡”在情境允許時可指代各種類型之光學組件中 之任一者或組合’包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光 學組件。 135205.doc -23· 200931208 儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以 心斤描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而 言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以 上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序 儲存媒體（例如，半導體記憶體、磁碟或光碟），其 存於其中之該電腦程式。 八Ί儲 以上描述意欲為說明性而非限制性的。

❹ 技術者將顯而易見㈣，可在不脫離以下 ’熟習此項 範圍之料的情況下對如所描述之本發_之巾請專利 【圖式簡單說明】 仃修改。 圖1描繪根據本發明之一實施例的微影敦 圖2描繪微影單元或叢集； ’ 圖3描繪根據本發明之—實施例的對準 圖4描繪圖3之對準感測器的輻射源丨且 <、盗 圖5描繪超連續雷射。 【主要元件符號說明】 2 輻射源單元 11 背部投影式光瞳平面 12 透鏡系統 13 元件 14 參考鏡面 15 顯微鏡接物鏡 16 部分反射表面 17 偏振器 135205.doc -24· 200931208 ❹ ❹ 18 偵測器 21 空間相干源 21a 脈衝式雷射源 21b 非線性媒體 22 聲光晶體 23 轉導器 24 高頻率驅動器電路 25 聲學吸收器 26 空間及/或偏振遽光器 30 目標 AD 調整器 AS 對準感測器 B 輻射光束 BD 光束傳送系統 BK 烘焙板 C 目標部分 CH 冷卻板 CO 聚光器 CU 控制單元 DE 顯影器 IF 位置感測器 IL 照明器 IN 積光器 I/Ol 輸入/輸出槔 135205.doc -25- 200931208

1/02 輸入/輸出埠 LA 微影裝置 LACU 微影控制單元 LB 裝載盤 LC 微影單元 LS 位準感測器 M, 光罩對準標記 m2 光罩對準標記 MA 圖案化元件 MT 支撐結構 Pi 基板對準標記 P2 基板對準標記 PM 第一定位器 PS 投影系統 PU 處理單元 PW 第二定位器 RF 參考框架 RO 機器人 SC 旋塗器 SCS 監督控制系統 SO 輻射源 TCU 軌道控制單元 w 基板 WTa 基板台 135205.doc -26- 200931208 WTb 基板台 X 方向 Y 方向

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Claims (1)

1. 200931208 、申請專利範固： 1. 一種經組態以偵測一基板上— 置，該裝置包含·· 器的對準裝 -輻:!=_源，該空間相干輻射源經組態以發射 接物鏡5亥接物鏡經組態以將該輕射光束引導至今 基：上之該標記器上且聚集由該標記器所繞射之轄射厂 ❹ 一感測器’該感測器經組態則貞測該接物鏡之产 平面中的一角度解析光譜；及 里 -控制電路，該控制電路經配置以偵測該經偵測角产 解析光譜之空間或時間變化或該兩者且自其中得到指： 該對準^ §己器相對於該接物鏡之位置的資訊。 2.如請求項1之裝置，其進一步包含： 一定位器，該定位器經組態以實現該基板與該接物鏡 之間的相對移動’其中該控制電路經配置以偵測與該基 u接物鏡之相對移動同步的該經偵測角度解析光譜 之變化。 3·如請求項丨之裝置，其進一步包含： 一定位器，該定位器經組態以將該基板定位於該接物 鏡之焦點外的一位置處，其中該控制電路經配置則貞測 該經偵測角度解析光譜中之邊緣。 4·如蜎求項i之裝置，其中該輻射源包含： 寬頻帶轄射源’該寬頻帶輻射源經配置以發射一具 有-第-波長範圍之第一輻射光束；及 135205.doc 200931208 一濾光器元件，該濾光器元件經配置以選擇一具有一 第二波長範圍之輻射光束作為一輸出光束，該第二波長 範圍比該第一波長範圍窄。 5. 〇 士哨求項4之裝置’其中該濾光器元件包含一聲光可調 諧濾光器’該聲光可調諧濾光器包含一經配置以接收該 第輕射光束之聲光晶體、一麵接至該聲光遽光器且經 ]置以在其中激勵聲波之轉導器，及一經配置以選擇由 料光晶體回應於該第—光束所輸出之複數個光束中之 「者作為該輸出光束且選擇該等聲波作為一具有一第二 波長範圍之第二輻射光束的光束選擇元件，該第二波長 範圍比該第一波長範圍窄。 6, 如请求項4之裝置’其中該濾光器元件包含一繞射光 拇0 如叫求項4之裝置，其中該濾光器元件包含一可交換干 涉濾光器集合。 ❹ 、：长項4之裝置’其中該寬頻帶輻射源係選自由-超 、續田射、一雷射二極體及一超發光二極體組成之群 組0 月长員1之裝置，其中該感測器係選自由一 CCD相機 • 及一 CMOS感測器組成之群組。 1〇·如：求項1之裝置’其中該輻射源包含-經組態以提供 該祆°己盗之環形照明的光束調節光學系統。 Η·如叫求項10之裝置，其中該接物鏡具有-足以自該標記 器捕捉”繞射級及-!繞射級之至少一部分的數值孔徑。° 135205.doc 200931208 / 12’如叫求項11之裝置，其中該控制電路經組態以偵測該經 偵測角度解析光譜之一部分中的振盪，在該部分中，該 +1繞射級與該-1繞射級重疊》 13.如叫求項丨之裝置’其中該控制電路經組態以偵測該經 1貞7角度解析光譜之至少一部分中的振盪，在該至少一 , P刀中，0繞射級與該+1繞射級及該-1繞射級中之至少一 者重疊^ ❹ 如哨求項1之裝置’其中該輻射源包含一經組態以在一 斤要‘、、、明模式中照明該基板之可調整光束調節光學系 統0 15. —種微影裝置，其包含： ’、、、明系統，該照明系統經配置以照明一圖案； 基板台，該基板台經組態以固持一基板； 一投影系統，該投影系統經配置以將該圖案之一影像 投影至該基板上； © 對準系統，該對準系統經組態以偵測該基板上之一 對準標記器，該裝置包含： 二間相干光源，該空間相干光源經組態以發射一 • 輻射光束； ’ 接物鏡，該接物鏡經組態以將該輻射光束引導至 該基板上之該標記器上且聚集由該標記器所繞射之輻 射； 感測器，該感測益經組態以偵測該接物鏡之一光 瞳平面中的一角度解析光譜；及 135205.doc 200931208 一控制電路，該控制電路經組態以偵測該經偵測角 度解析光譜之空間或時間變化或該兩者；及 一疋位系統’該定位系統回應於藉由該對準系統的談 對準標記器之該偵測且經組態以在該投影系統之—影像 場中定位該基板。 16.如請求項15之裝置，其包含一曝光台及一量測台該基 板台可在該曝光台與該量測台之間移動，且該對準裝置 定位於該量測台處。 1 7· —種經組態以量測一基板之一性質的度量裝置，該裝置 包含： 一感測器系統，該感測器系統經配置以量測該基板上 之—已知位置處之一目標的一性質； 對準系統，該對準系統經組態以偵測該基板上之一 對準標記器’該裝置包含： 一空間相干光源，該空間相干光源經組態以發射一 輻射光束； 天 =接物鏡，該接物鏡經組態以將該輻射光束引導至 該基板上之該標記器上且聚集由該標記器所繞射之輻 射； -感測器’該感測器經組態以偵測該接物鏡之一光 瞳平面十的一角度解析光譜；及 控制電路，該控制電路經組態以偵測該經偵測角 X解析光譜之空間或時間變化或該兩者；及 -定位系統，該定位系統回應於藉由該對準系統的該 135205.doc 200931208 對準標記器之該偵測且經組態以在該感測器系統之 場中定位該基板。 18. 一種偵測-基板上之—標記器之位置的方法，該方 含： - 藉由一空間相干輻射光束來照明該標記器； ‘ 使用一接物鏡來聚集自該標記器所繞射之輻射； 谓測該接物鏡之一光瞳平面中的一角度解析光譜； ❹ 相對地移動該基板與該接物鏡；及 偵測該角度解析光譜中之振盪信號。 月求項1 8之方法’其中照明該標記器包含提供該標記 器之環形照明，且偵測振盪信號包含偵測該光譜之—部 分中的振盪’在該部分中’自該標記器之+ 1繞射級與“ 繞射級重疊。 士叫求項1 8之方法’其中照明該標記器包含提供該標記 器之完整光瞳照明，且偵測振盪信號包含偵測該光譜之 〇 至少一部分中的振盪，在該至少一部分中，自該標記器 之0繞射級重疊於該+1繞射級及該-1繞射級中之至少一 者。 ' 21. 一種使用一具有一投影系統之微影裝置的元件製造方 ' 法’該方法包含： 偵測一基板上之一標記器的位置，該偵測包括·· 藉由一空間相干輻射光束來照明該標記器； 使用一接物鏡來聚集自該標記器所繞射之輻射； 偵測該接物鏡之一光瞳平面中的一角度解析光譜； 135205.doc 200931208 相對地移動該基板與該接物鏡；及 伯测該角度解析光譜_之振盪信號； 藉由參考該標記器之該經偵測位置而相對於該投影系 統來定位該基板；及 使用該投影系統而將一圖案之一影像投影至該基板 上0

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