TW201100971A - Microlithographic projection exposure apparatus - Google Patents

Description

201100971 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 尤般有關成像遮罩於感光表面上的微影曝光裝置， 匕=含以下項目的此類微影曝光裝置: 鏡或鏡陣列；及量測裝置，用 丨彳如 相關的參數。m置肖於在_個位置量顺光學表面 【先前技術】 ❹

G ==(”又稱為光微影或簡稱為微影)是—種製造積 敍刻製程4制，以酵彳在。微影技術製程結合 種對諸如深紫外(Duv)光或極;:二 得光阻只在遮罩圖案決定㈣的遮罩投射於光阻上，使 阻以產生對應於遮罩圖案的影曝^。曝光後，顯影光 至晶圓上的薄膜堆疊中。最後，移^阻敍刻製程使圖案轉移 製程將形成多層的微結構組件。 叫同遮罩重複此 的遞ΐ==2;塗罩 射她射-一二，:::準卜照 在目前的投射曝光裝豈中，分 -個類#…次將整個遮:罩_光，=，裝置。在 • -.几乂曰·日®上的目/標部分.，.·. 4 201100971 即可照射每個目標部分。此種裝置—般 -個類型的裝置令，—般稱為步進 機。在另 射束下沿著掃财向漸進辆描鱗器，在投 或反平行_步移祕板，㈣ 2、^此方向平行 與遮罩速度咖鮮顿mmgf祕 -般件。 Ο 〇 :r二=:==二=

陣列作為絲遮罩。 ^ 制可程式LCD 光照射遮軍上分布的投射 :平::布特定點之光束的總光“構二== 上的ΞΐίίΊΓ投射光的角分麵常適應於要投射在光阻 ==备::，相對大尺寸的特徵可能需要使用不同於 狀、雙極1祕二。投射光最常使用的角分布稱為習用的環 表面中的㈣=射設定。這些術語指的是照㈣統之系統瞳 :的^刀布。例如，在環狀照射設定 罩上 ;Γ=Τ因此，在投射光的角分布侧現小:角度 所有光線以相似的角度傾斜地照射於遮 本技術中 已··知有不同的方式·可以修改遮罩平面:倾·射·光的 201100971 角分布，以達成所需要的照射設定。為達成在遮罩平 不同角分布的最大靈活性，已提出使用照射瞳表面的鏡陣列。 _ίΕΡ 1 262 836 Α1 +，將鏡陣列實現為包含觸個以上 处如兄的微機電祕_MS)。各鏡可縣兩個正交傾斜轴傾 斜。因此，在此種鏡裝置上入射的輻射可被反射至半球中幾乎 Ο 方向配置在鏡陣列與曈表面間的聚光透鏡將鏡陣列 中右干鏡產生的反射角轉換為瞳表面中的位置。此已知昭射系 統因而可以複數個絲照射瞳表面，其中每個統與一個特定 顯微鏡相關聯，且藉由傾斜此顯微鏡而可在瞳表面上自由移動。 類似照射系統請參考US 2006/0087634 A卜US 7,〇61,582 B2 及WO 2〇_26843 A2。亦已針對照射系統提出此類可傾 斜鏡陣列。 個別鏡的定向必須以高精確性及高速加以控制。為此目 的’已提出使用閉迴路控制。此控制方案需要以高重複頻 〇 控每個鏡的定向。 皿 PCT申請案wo 2008/095695 A1揭露一種可以量測每個個 別鏡之定向的量測震置。為此目的，提供一種為每個鏡產生個 別量測光束的照射單元。偵測器在光束從鏡中反射後，量測光 束的角度。若已知照射於鏡上的光束方向，則可利用評估單元 •基於反射光束的量測方向，決定鏡的定向。藉由使用時間或頻 .， 率多工，·可以連讀地或甚至一卩欠決定鏡的定向。. » ' » * Ψ 201100971 照射單元使用雷射二極體陣列’特別是使用垂直腔表面發 射雷射(VCSEL)，作為產生導到鏡上之量測光束的光源。對於 每個雷射二極體，提供一成像透鏡設置在雷射二極體前方及將 二極體的出光琢面成像於一鏡上。成像透鏡較佳是形成節距與 雷射二極體的節距相同的微透鏡陣列。 然而，已發現到’在此類量測裝置的最佳尺寸下，量測精 確性通常很不理想。 〇 相同的問通也出現在微影投射曝光襄置場中的類似量測。 例如，在此種裝置的投射物鏡中，有時存在光學元件具有可變 幵V以％C正像差的光學表面。光學表面的變形可借助施加機械力 的致動器來完成，或可藉由將輻射導到光學表面的特定區域上 來完成。為了控制致動器，可使用量測裝置量測光學表面的形 狀，該量測裝置用於在複數個位置量測與光學表面相關的參 ，。，於光學表面是連續或間斷事實上並不重要，對鏡陣列而 吕也是如此，在這些情況中的量測精確性有時也不是很理相。 Ο 【發明内容】 、：本發明目的之一在於提供一種微影投射曝光裝置，包含一 光4·表面及I測t置’該量測裝置用於在複數個位置量測表 面相關參數’其中該量_置具有改良的精碟性。 • 士根據本發明，此目的係利用微影投射曝光裳置達成，其中 .·· 裝置包括ϋ、，數鄉射構件的照射單々。每個照射 • 4具有-’出光琢面·’系於射出·量·測光·。該照射單抑外.包··含。 元決定的 Ο Ο 面 至 201100971 -光學成像系統，建立一物件平 係，其中該物件平面配置至少兩個出f面間之-成像關 少實質盘谷風m ΐ 出先琢面，及該影像平面至 別哭…先摊。該量職置另外包含-伯 測器早7G ’於1測光在該等量測 貞 後，量測量測光雜f。―評估單表面互相作用 該量測光質，針對各位f 則器單 貝針對各位置決定該表面相關參數 上的等觀察到’如果使用成像透鏡陣列成像光學表 、射· ’如絲齡所提出的，繞射效應會彳L $ 少對於照射構件的較佳尺寸、0 應會者。主 而言，繞射將造成二=:==間的距離 這對量測精雜果麵光簡於《位置上， 射槿前技術解決方餘比，本發施例提議配置照 ”至>'兩個出光琢面於光學成像系統的共同物件平面 中。由於此成像系統提供其巾配置至少兩個 ，面的較大物件平面，光學成像系統中所含光學 會降低解析度的繞射。結果，量測光點實質上不 =】ί所模糊。因此，避免了因模糊的量測光點所造成的 里測知確性降低。在容許量測絲重疊的情況巾，本發明實施 例可用來增加制絲的密度，_也增加了制精確性。、 應明.白.，聽「倾平Κ「影像平面」未必指這鮮 面元全平坦。彎的面在某㈣料財㈣⑽於麵· 201100971 投射物鏡中成像鏡的彎曲表面。 在-項具體實施例中’與光學表面相關並在複數個位置量 測的參數界，光學表面的形狀。此舉特別有用，因其可以無接 觸的=式以高精確性量測光學表面的形狀。本申請案中使用的 術語形狀」亦可包括光學表面的定向(〇rientati〇n)。與光學表 面相關的參數例如亦可以是光學表面的透射率或反射率。參數 =以疋具有形成光學表面之界面之光學材料的折射率。本發 0 明因此不限於表面形狀量測裝置。 如果裝置包含用於使光學表面變形的表面變形單元，則光 ί二狀量測尤其有用。產生此類變形是為了減少光學系 #。矣；則誤ΐ，尤其是投射曝光裝置之投射物鏡中的波前誤 丄，變形單元例如可包含致動器，用於產生作用於光學表 單二曲包含光學表面的光學元件。表面變形 加敎^ 先源’將光導向光學表面的選定區域。吸收 〇控^，的變形。量測裝置於是可形成閉迴路 刀"可现控表面變形單元產生的表面變形。 -實ΐ:】具=施=光學表面組態成糊 學元件上。;、'而，光學表面亦可在諸如透鏡的折射光 很小)足以it。/此例中’從光學表面反射的一小部分光(雖然 ’ ‘組態成反^、^細性質。在較佳具體實施例中，光學表面 學表一上，較奴_上。量測光與光 相作用不·一定要:是反:射、.而是也可以是折射 >。在此. 201100971 例中，量測的不是量測光的反射部分的性質而是透射部分的性 在另-具體實施例中，光學表面由鏡陣列形成，此等鏡用 =將，射光反射-反射角度，該反射角度因應控制訊號變化。 ^可藉由使鏡表面變形來達成’或更料地藉由提供組態成藉 由至少一傾斜軸傾斜的鏡來達成。 〇 、，此類鏡陣列可設置於裝置的照射系統中。這些鏡進而將投 射光導向照射系統的系統曈表面。此舉可以靈活地改變照射於 遮罩上之光的角分布(照射設定）。 、 本發明實施例在條件Ps24M成立的情況中尤其有用。其中d 為出光琢面(facet)與光學表面間的平均距離，Ps為在光學表面產 生之光_平均節距，以及λ為㈣光的k波長。在此等條 件下，繞射效應會會相當顯著，因此，最有利的是使用本發明， 以減少繞射所造成的不利效應。 " 一，一項具體實施例中，至少一照射構件包含用於產生量測 ，的里測光源。集光态设置於量測光的光學路徑，而降低量測 光源產生之量測光的發散度。集光器可由直接設在量測光源上 的正透鏡(positive lens)或透鏡配置、繞射元件或GRIN透鏡形 成。集光器有利的原因是可以減少成像出光琢面(現由光學表面 上集光器的背面形成)之成像系統的大小及複雜性。這是因為從 木光*器之出光琢面顯現的量測光具有較.〈丨、發散度.，因此，減少 成像系統必須.處理的幾.何光.學通;量 201100971 术ί器也可以具有至少—照射構件包含至少兩個量測光 源’將I;収導顺學表面上的相同絲。照射構件仍然具有 由至少兩個量測光源照射的單—出光琢面。在—項具體實施例 中至V兩個！測光源設置於集光器的背焦平面(back plane)。此齡錢源故障時可帛紐似紳―力。 避免不利繞射效應的好處並不需要照射單元中含有的所有 面必須彻光學表面上的—個單-成«統來成像。在 〇 〇 二^兄Γ ’有利的是將成像系統分成至少兩個成像子系統， 子純具有—物件平面，其中設置照射單元含有 多個更=非全部的出光琢面。也可以將成像系統的一或 於所有騎構件產生的量贱，及將其他(通 常幸乂小认學轉曝光於僅—些構件產生的 N.R在而—^體^施例中’成像子系統具有放大率卜其中， ，，…且Ps/Pf為光學表面上相鄰量測光 .中:=，鄰出光琢面之平均節距Pf的比值。在此例 ir的tmr成像子祕配置成不為—個成像子系統 宰。也可以〜π /像子系統照射’形成純交錯的照射圖 也了以添加額外的成像子系統，照射亦可 ===性藉此提供冗餘。此舉進而在光源故 —用此放大率，照射單元可分成n個照射 每個昭身+不路- 寸'果·.〜’而η牙'ί 置·在;成像:子·單元 母们…、射子‘早儿又、包含照射構件中·出光琢面設 201100971 之一的物件平面的一些照射構件。接著可將照射子單元形成為 包含光源、集光器及電路的光學組件集，其中此類組件集可在 故障時更換，或可在變更冗餘度時添加至照射單元或從中移除。 光學系統的物件平面及影像平面可相對於彼此傾斜，尤其 在Scheimpflug條件下更是如此。如此可以傾斜地照射光學^ 面，因而簡化偵測器單元的配置。在一項具體實施例中，二學 系統的兩個光學元件具有平行延伸並相隔某一距離的旋轉對& 轴。 【實施方式】 I. 投射曝光裝置的一般結構 圖、1為DUV投射曝光裝置1〇的透視圖及簡圖，其包含產 生投射光束的照射系統12。投射光束照射含有微結構18、之^ 上的場U。在此频實施财’騎場M具有大約環形段 的形狀。然而，亦考慮照射場14的其他形狀，例如矩形)乂又 、投射物鏡20將照射場14的結構18成像於沈積於基板μ 的感光層22上，例如光阻。可由矽晶圓形成的基板24在曰曰 台（未顯示)上設置成感光層22的頂面精確地位在投射物鏡=的 影像平面中。利用在投射物鏡2〇之物件平面中的遮罩 示）定位遮罩16。由於投射物鏡具有放大率小於1，、、俨=1未顯 中、·。構18的縮小影像14’被投射於感光層22上。 在投％期間，♦遮罩、丨6及基.板.24沿‘著與·γ:方‘.相符的浐〆 201100971 方向移動。S此，照射場14在遮罩16上方掃描，以持續投射 大於照射場14的結構化區域。此翻的投射曝光裝置通常稱為 「步進掃摇式裝置」《簡稱「掃描器」。遮罩16與基板％之 度的比鮮於歸練2G的反放解。如果投射魏2〇颠倒 影像’則遮罩16與基板24在相反方向中移動，這在圖i中以 箭頭A1及A2指示。然而’本發财可在步進機工具中使用， 其中遮罩16與基板24在投射遮罩期間並不移動。 Ο 在所示具體實施例中，照射場14相對於投射物鏡2〇的光 2 26並未在中心。此種離轴照射場14對於特定類型的投射物 鏡20可能是必要的。在其他具體實施例中，照射場14相對於 光學軸26位於中心。 針對投射光波長低於20 nm(尤其是針對13 6则)所設計的 聊投_光隸具有相_基本結構。_，由於沒有傳送 爾輪射的光學材料，僅使職作為光學元件，錢罩屬於反 射型。 ο II. 照射系統的一般結構 姑圖2為圖1所示Duv照射系統12的詳細縱剖面。為了瀆 疋ft ’圖2的圖解極為簡化且未按比例繪製。這尤其表示谨 乂亟^的光予元件代表不同的光學單元。實際上，這些單元可 包含明顯更多的透鏡及其他光學元件。 照射系統丨2·包括外·殼A及光源，在所示具體貴卿.中： 201100971 將光源實現為準分子雷射30。準分子雷射3〇射出波長約i93nm 的投射光。亦考慮其他類型的光源及其他波長，例如248 nm或 157 nm ° 在所示具體實施例中’準分子雷射3G射出的投射光進入光 束擴展單元32，其中擴展光束而不改變幾何光學通量卬似）。光 束擴展單元32如圖2所示可包含轩透鏡，或例如可實現為鏡 配置。投射光從光束擴展單元32中顯現為實質準直束34。在其 他具體實施例中，此準直束可具有顯著發散度。準直束34照射 在為減少照射系統12的總尺寸所提供的平面折鏡 mirror)36 上。 在從折鏡36反射後’束34照射在微透鏡4〇的陣列38上。 鏡陣列46設置在微透鏡4〇的背焦平面中或其附近。如下文所 詳細說明的，鏡陣列46包含複數個個別小鏡Μι』，這些小鏡可 以藉由#父佳是彼此垂直對準的兩個傾斜軸彼此獨立傾斜。鏡 的總數可超出1〇〇個或甚至好幾個1〇〇〇。鏡的反射表面可 〇 為平面，但在需要附加反射功率時亦可彎曲。除此之外，鏡表 =可支撐繞射結構。在此具體實施例中，鏡的數目等於微透 叙陣列38所含微透鏡4〇的數目。因此，每個微透鏡4〇將會聚 光束導到鏡陣列46的一個鏡Mg上。 ^個別鏡Μι】的傾斜移動由連接至照射系統12之總系統控制 裝置52的鏡控制單元5〇控制。用於設定鏡之所要傾斜角的 致動态接收鏡控制單祀5〇的控制訊號，使每個個別鏡Μ,」能夠. 將一妝射光反·射二因應.控制訊號變化的.反射在所示.具體實.' 201100971

施例中，存在可設置個別错M 引蜆的連績傾斜角範圍。在其他具體 貫施例巾，致動H組態成僅奴有崎目雜散傾斜角。 圖3為鏡陣列46的透視圖，其中為了簡單之故僅包含8*8= 64個鏡My…、射於鏡陣列％上的光束地根據鏡叫的傾斜 角而反射至不同的方向在此圖式中，假設特定鏡Μ”相對於 另一鏡m77對著兩個傾斜軸56x、56y傾斜，而將分別由鏡. 及Μ”反射的光束54b、54b1反射至不同的方向中。 〇 再次參考圖2 ’從鏡反射的光束照射於第一聚光器58， 其確保稍微發散的光束現在作為至少實質平行光束昭 複數個二次光源的光學積分器72上。光學積 於光線與照射系統12之光軸〇A間的角度範圍。在其他具體實 施例中，没置第一聚光器58，使得照射於光學積分器72上的光 束具有較大發散度。 在所示具體實施例中，將光學積分器72實現為蠅眼(fly，s 〇 eye)透鏡，其包含兩個基板74、76,每個基板包括兩個正交陣 列的平行柱狀微透鏡。亦設想光學積分器的其他組態，例如包 含具有旋轉對稱表面但矩形邊界之微透鏡陣列的積分器。請參 閱 WO 2005/078522 A、US 2004/0036977 A1 及 US 2005/0018294 A1 ’其中說明了適於照射系統12的各種類型光學積分器。 參考數字70代表照射系統12的系統瞳表面，其實質界定 “ 照射於遮罩14之光的角分布。系統瞳表面70通常為平面或稍 :· 微¥曲並配置在光學積.分器.7·2 .:·中或·與.其繁粦[5、。由於系統暗表 、. ·* 201100971 7〇中光的角分布直接轉換為後續場平財的強度分 =12=_罩16上照射場14的基本幾何形狀。^ f園’照射場丨4沿著x方向具有的尺寸比沿著掃描方向= 〇 光哭1172產生之二:欠絲‘顯現的投射光進入第二聚 78 ’其在圖2巾為了簡單之故僅由單—透絲示。第 ，78確保系統瞳表面7G與其t配置場u 的傅立葉關係。第二聚光器78叠加二次光;、= 平面8G中’藉此達成中間場平面8G之非常均句 射^ 光鬧82可包含複數個活動片，並確保遮罩16上昭 射％ 14的明顯邊緣。 上…、 场光_鏡84提供巾㈣平面⑽與其巾配置鮮^之 〇 III. 量測裝置 受至陳傾斜轴56x、56y (見圖3)的傾斜角，必須 確的控制。這是因為在感絲面22上產生的圖案對於 …H7G中取決於鏡Mjj之定⑽強度分布魏極為敏感、。 K /定個概量職：Ml1·戲㈣，才爲確控制鏡 1 為此目的…照射系統丨2.包含量測裝.置9〇,用.於將 201100971 量測光導到每個鏡M y上及量測從中反射之量測光的方向。 在其他具體實施例中，量測裝置90不僅用於量測鏡的 定向’且還量測鏡Mij之反射表面的形狀。在投射曝光裝置1〇 的操作期間，這些形狀通常因吸收高能量投射光所引起的熱而 發生變化。在EUV照射系統中，因熱引起變形的問題尤其受到 關注，因為比起DUV照射系統，更多部分的投射光為鏡所吸 收。為了量測個別鏡Mij的形狀，不僅必須獲得每個鏡Mi』上一 個位置的表面相關參數(諸如垂直表面或距離），且必須獲得複數 I 個位置的表面相關參數。

^在任一例中，可將鏡Mg視為共同形成一較大的光學表面。 里測裝置90接著在此光學表面的複數個位置量測盥 相關的特定參數。每個鏡％上有至少—個且可』兩 此類位置。參數例如可以是垂絲面，或在鏡^上有三個或更 多位置時，參數可以是距離。在此具體實施例中，參數適於描 述鏡％的定向’因此也適於描述練％制形成之光學表面 量測裝置90將量測參數饋送至控制單元5()。如果量測 ΐ:與偏差超過預定臨限值’則控制單元50重新 调整-些或所有鏡Mij。更多關於㈣鏡 請人於厕年10月8日申請的德國專利申請案職= 446.7及本申請人於繼年12月19日申請的pc PCnEP2008/0l0918。 ’〜甲。月茱 201100971 現將參考圖2及圖4解說量測裝置90的—般結構， 圖2的詳細放大分割圖。 ° 量測裝置90包含照射單元92，將個別量測光束94導到每 個鏡。在量測光束94從鏡反射後，量測光束94進入包 含偵測器光學元件98及位置解析感測器1〇〇的偵測器單元 價測器光學元件98可包含聚光器，將量測光束％的°方向轉換 為位置解析感測器100上的位置。將感測器丨⑻獲得的位置次 〇料供應至評估單元102，基於制器單元96量測之反射量^ 束94的方向決定鏡Mij的定向。這些資料接著饋送至控制單元 5〇 ’如上文已經解說的。關於伽j器單元％的更多細^描述於 為了能夠個別地量測每個鏡My的定向，量測裝置％必項 能夠辨識偵測的量測光束94從哪一個鏡反射。在此方面中、 的一個方法是使用包含複數個個別照射構件1〇3的照射單元 92。每個構件103產生導到鏡^^之一的量測光束94。由於可 〇以=地控制照射構件103,因此可以使用例如時域或頻域中的 光學多工(multiplexing)，分辨感測器】〇〇偵測的量測光束94。 —如果照射單元92包含複數個個別照射構件1〇3，則必須 保每個照射構件103產生的光束94僅照射於一個鏡Μι」上。換 句后5兒’鏡Μ,』上由照射構件產生的量測光點必須小到這些光點 =覆蓋任何相鄰鏡上的顯著區域。否則量測精確性ς大幅 201100971 就此方面而言，上文提到的W〇2〇〇8/〇95695a 射構件使用_光學成像構件。每個成像構件將照射構 光琢面成像至相_的鏡Mlj上。每鐵像構件可由正 成，及複數個透鏡可形成微透鏡陣列。 兄/ Μ然而，已發現到，由於較佳幾何條件(照射構件的節距、铲 =節距、及照射構件與鏡間的距離），繞射明顯模糊鏡Mi.上= :測二束f4產生的量測光點。光點因而不限於一個鏡‘，而 疋局邰覆蓋或多個相鄰鏡My。如此嚴重減少量測裝置9〇 達成的量測精確性。 L第一具體實施例 f，根據第-具體實施例之照射單元92的縱剖面。在此 :貝如例中，知射構件由配置成二維陣列的光源1〇4形成。 104可實現為雷射二極體，例如垂直腔表面發射雷射 S=L)i其特別適於此應用，因為這些雷射二極體可密集堆 r. 但又能加以個別控制。每個光源104具有配置於成像系統 之物件平面108中的出光琢面106，成像系統丨10將物件平 面108成像於影像平面112上。 ^圖5中’僅以兩個透鏡114、116表示成像系統11〇。然 均可；1白’其他成像系、统110，尤其是更複雜的成像系統110 ’ 可 來將物件平面108成像於影像平面112上。成像系統u〇 鏡Μ別針對遇心準確率誤差進行校正，因為量測光束94,照射於 #方向lj上的方向對於量測.精確性很重要，因而必彡慕確切.块知道此. °此外，成像系統‘ 1川.可包含.可調式.光學.¾:件’例·如在.操··. 201100971 縱杰的協助下，沿著光軸或垂直於光轴移動的透鏡或鏡。調整 光學7L件可祕共同改變鏡Mij上產生之量測光關大小及/或 位置。 由於細104林如個職舰，❿是勤共同絲系 、、’ 1二成像於鏡叫上，成像系統11〇之光學元件的直徑通常大 旦許多。結果’量測光點’即’出光琢面1〇6產生於鏡％上的 讀不會因為繞射而明顯變得模糊。將出光琢面1〇6配置於共 〇 ]成像系統110的物件平面舰因而可以完全關量測光點於 ^個別鏡的表面。量測精確性因此不會因為導到錯 的量測光而降低。 、兄

Ps Ο) 〇 與其中Ps是光學表面上產生之量測光點的平均節距。如果光 了二面^鏡Mij形成，則此節距Ps通常等於鏡的節距Pm。在 乃?式巾，Μ表物件平面權與影像平面112 _距離， 是量測光的中心波長。如果滿足不等式⑴，則在每個出光 面由其自已的透鏡成像於鏡叫上時，繞射將模糊鏡 的光點至導致量測精確性明顯降低的程度。 可使用可择式許可調式孔徑光闌117改變在鏡Ml|上產生光 二光束94之，嫩孔徑.有助 20 201100971 2.第二具體實施例 具有小出光琢面106的光源1〇4必然產生具有大發散度的 量測光束94。這造成大的幾何光學通量，使得成像系統u〇的 光學設計更加困難且通常表示必須使用大直徑的光學元件。 圖6以類似於圖5的圖式顯示根據第二具體實施例的照射 單元92，其中每個照射構件1〇3除了產生量測光的光源1〇4之 外，還包含集光器118由具有正折射功率的微透鏡形成。形成 集光器118的微透鏡可配置成形成直接定位在光源1〇4前方的 〇 微透鏡陣列。此類微透鏡亦可直接設置在形成光源104之雷射 二極體的前方琢面上。 如圖7的放大分割圖所示，集光器118減少了光源1〇4射 出之光束94的發散度，且藉此減少了光學系統11〇必須處理的 幾何光學通量。如此有助於成像系統110的設計，且通常可以 使用具有較小直徑的光學元件(見圖6中與圖5之透鏡114相比 的透鏡114)。集光器118組態成集光器118產生的繞射不會導 Q 致實質上模糊鏡Μϋ上產生的光點。 在圖6所示的具體實施例中，出光琢面1〇6現在由集光器 118的背面形成，其配置於成像系統11〇的物件平面1〇8中。成 像系統110以此方式成像一表面，其由這些背面形成並射出比 圖5所示具體實施例減少發散度的光束。 ......3.第三具體實施例. ·. ’ 圖8為根據第具體貫施例之照射單元&.2 ·的縱剖面。對•典 201100971 圖6及圖7 t所示的第二具體實施例，成像系統11()包含複數 個成像子系統，每個子系統具有其中設置兩個以上但非全部的 出光琢面106的物件平面。在所示具體實施例中，有三個成像 子系統’每個子系統分別包含兩個正透鏡114a、116a、114b、 116b 及 114c、116c。 為了防止量測光點因為繞射而延伸至相鄰鏡河應該滿足 條件(2):

Mps2 Ο Ρ (2) 其中Μ>2是成像子系統最小直徑超過光點節距仏的倍數 (即，最小直徑是Mps)。 4·第四具體實施例 圖9為根據類似於圖5所示第一具體實施例之第四具體實 施例之照射單το 92的縱剖面。然而，在此具體實施例中，成像 系統110組態成第二透鏡116與影像平面112間的距離比較大。 ° 如此簡化了照射系統12中量測裝置90的空間配置。此外，量 測光束34的數值孔徑比圖5所示具體實施例降低。如此有助於 偵測器光學元件98的設計及配置。照射構件1〇3同樣可包含光 源或光源與集光器的組合。 5*弟五具體實施例 在所有上述具體實施例中，成像系統110具有如以下所示 ..··的放大.率/3: 间=R=ps/pf (3) 22 201100971 其中Ps同樣是影像平面112中鏡Mij上量測光點的平均節 距，及Pf是物件平面104中出光琢面1〇6的平均節距（見圖8)。 圖10為根據第五具體實施例之照射單元92的縱剖面，其 中設定了不同的放大率/5。第一照射子單元122a包含包括三個 照射構件103的第一陣列i2〇a及包含正透鏡114a及透鏡116 的光學子系統。第二照射子單元122b包含包括三個照射構件 103的弟一陣列i2〇b及包含正透鏡U4b及透鏡116的光學子系 〇 統。透鏡116因此成為兩個照射子系統122a、122b的一部分》 在每個照射子系統122a、122b中，光學子系統的放大率尽 如以下所示： l/3|=2-R = 2-ps/pf ⑷ 因此，相鄰照射構件1〇3不會在相鄰鏡上產生量測光 點，而疋在其間相隔一個鏡的鏡上產生量測光點。在一般的情 況中，如果放大率0能夠滿足 〇 l^hN-ps/pf (5) 則相鄰照射構件103不會在相鄰鏡上產生量測光點，而 疋在其間沿者給疋方向相隔Ν-1個鏡的鏡上產生量測光點。 在圖10所示的照射單元92中，第一及第二陣列12〇a、12〇b .相對於透鏡U4a及114b分別配置成不為第一陣列12〇a照射的 ’· ·鏡由第二陣列丨2〇.b照射，反之亦然。因此，可在陣列46的 所有鏡上產生量測先點·。..如·果適當··變:更陣:列丨2〇“ :i2〇b之 201100971 -分別與對應透鏡114a及114b間的空間關係，例如藉由垂直 於光軸稍微錯開-個_靖應的賴，财在每第二個鏡Μ 上產生兩個重疊的量測光點。 與滿足等式(5)之放大率相關聯的好處可從圖u明顯看 出，圖11 _此频#_之驟構件· ^ ° 103 3X3 120a , ^noc ίΓΓι在圖U的右側’在鏡陣列46的位置上由照射構件103 ❹ Ο 處以圓圈表示。深色區域表示出現量測光，及 之照射構件⑽與位置的直線代表空間關係，即， :個射出光的照射構件1G3照射鏡陣列46上的哪個位置。為了 顯示將照射構件1G3的出光琢面成像於鏡陣列46 上的无学子系統。 照射==中清楚可見，陣列12〇a至蘭可隔開的距離比 陣列120 s之出光琢面間的節距PfA上許多。另一方面，在 心12%與光學子系統間提供以將陣列12Ga至120b ;d Μ 46上的相對配置決定了可在陣 測光點的位置。 丄度王里 ㈣：般目：Γ如果鏡陣列包含_個鏡％，且放大率為 而言必須提供每個包含(_(應)個照 .•吃b概念具有以下好處： a)陣列大小縮減1 ·. 201100971 由於相鄰陣列120a至120d間的距離比相鄰 間的，PfA上許多，可_彳m 103 例如像是其上形成複數個雷射二極體的個別晶粒 早π ’ 11所不的簡化具體實施例中，這些陣列包含僅 件103’而鏡陣列46包含36個鏡％。較小陣列之=射構 的製造比較簡單，因而通常可提高生產率。此外p —件103 Ο 在先則的具體實施例中，必須更換整個光源陣列 常無法更換密集堆積陣列中的單一光源。 b)冗餘 另一個好處是藉由謹慎地變更陣列12〇a至12此與 114a至114d間的空間關係，即可輕易地調整陣列⑽&至削】 產生之光點的位置。這還包括提供冗餘的能力，使得鏡陣列仙 上的位置可由不同陣列120a至12〇d的照射構件1〇3照射。 這圖解於圖12 ’其中提供兩、组照射構件陣列122a至122b 及122a’至122b’。鏡陣列46上如圓圈所示各位置可由兩個照射 構件103照射’其中一個照射構件1〇3設置於陣列12厶至 之一，及另一個照射構件1〇3設置於另一陣列122a，至122b'之 此概念甚至在將投射曝光裝置1〇置於操作中後，仍可添加 額外的照射子單元。例如，此種情況可發生於發現到照射構件 1〇3的使..用期限比.預期.還短時。因此藉由在量·測裝置.90中添加 額外的照射構件陣列，:.·即可輕易地:^加照射構件丄㈤的冗.餘度。· 201100971 6·第六具體實施例 在上述具體實施例令，假設鏡陣列46可配置成至少f =成像系、統i 10的光幸由。在真實的系統卜鏡陣列46應予傾 阻因唯有如此’才能確保量測裝置90中沒有任何組件 二播’及從鏡Mlj反射的制光束94由偵測器光 98接收(見圖4)。如果成像系統110的物件平面⑽盥 汾像+面112滿足Seheimpflug條件，則可輕易輯成傾斜照射。 Ο Ο 在此解與圖9所示照射單元練賴射單元92。然而， 的^平rft?"例卜儘管物件平面108關於其中設置鏡陣列46 良ί的成像配ί ’但仍滿足Scheimpflug條件以達成 轴aH 透鏡114、116分別具有旋轉對稱的光 不在同一直線，但卻平行延伸且相隔某個距離。 7.第七具體實施例 圖14在^射，件1〇3中提供光源1〇4之冗餘的一個方法圖解於 謝包人=為複數個照射構件1〇3的縱剖面。每個照射構件 包古先源104的陣列及—個集 成，其設於所有昭㈣件九=木先益由透鏡118形 竇祐㈣+ 構件共有的基板124上。在一項具體 操作中。定的時間，照射構件103只有一個光源1〇4在 成，中的a琢面106並非由光源104形 光器透鏡118的背面形成。光源104可配置成出 源1〇4吝‘大^及位置不必'取決於照射構件103的哪一個光 、月產·生·量測光·。如果照射樣件'1Q3 .的光源104·之<故. 201100971 障’則控制光源104確保此照射構件103的其他光源i04之一 接手。由於出光琢面1〇6已經固定，這將不會變更鏡Mij上產生 的光點位置或大小，而只會有量測光束94照射於鏡之方向 的效應。這可由評估單元1〇2在決定鏡定向時納入考慮。 8.第八具體實施例 圖15為EUV投射曝光裝置的圖解’其包含附有euv轄射 源30之照射系統12、反射遮罩16及投射物鏡2〇。物鏡2〇包 0 含六個鏡Ml至M6,在設於支撐物24上之感光表面22上形成 遮罩16的縮小影像。 在所示具體實施例中，最後一個鏡M6為適應性(adaptive) 鏡片。為此目的，提供致動器單元13〇用於使鏡M6的反射表 面變形。決定變形崎低像差。這在像差隨著時間改變時特別 有用。此類時變像差通常由鏡M1至M6的溫度分布變動所造 成’因其可在遮罩16或由照射純12產生的縣設定變更後 發生。

一圖16為鏡M6及致動器單元13〇更詳細的側視圖。致動器 =130包含複數個致動器132，其固定於共同的支撐結構133 动於鏡M6上，如圖16中的雙向箭頭所示。致動器 ==陶單元134㈣，其㈣咖_達成所要 27 201100971 件103二將量測光束94導向鏡祕之光學表面上的選定位置。 反射的I測光束進入偵測器單元96的偵測器光學元件，然後 由感測盗100偵測。決定照射單元92及偵測器單元96的配置， 使其不至於干擾EUV投射光138。 連接至感測器100的評估單元102基於由偵測器單元96量 f的光束方向’決定鏡M6的形狀。使用量般置9()所獲得 表面形狀資訊控制閉迴路控制方案中的致動器132。 〇 內办例1^明以上較佳具體實施例的說明。從提供的揭露 奋中，熟習本技術者不僅明白本發明及其隨附優點， Ζ揭露之結構及方法的各_顯變更及修改。因此，本發明 t望，細有《錢技肢触_,請糊顧及其同 寻物所定義之本發明的精神及範疇之内。 【圖式簡單說明】 ❹處，=結合附圖的詳細說明’即可明白本發明各種特徵及好 圖1為根據本發明之投射曝光裝置的透視圖及簡圖； 圖2為圖1之投射曝光裝置所含照射系統的縱剖面； 圖3為圖2之照射系統所含鏡陣列的透視圖· 圖4糊2的放大分麵’其中顯示根據本發明的量測裝 ‘射單元的縱剖面，其可在 圖5為根據第一具體實施例之昭 圖4所示，量測裝置中使用； 圖6為根據，第1聽實施例之掉、射單.元的纖剖面丄其可在 28 201100971 圖4所示的量測裝置中使用，其中照射構件包含集光哭. 圖7為圖6的放大分割圖，其中顯示兩個照射構;: 圖8為根#第三具體實關之照射單元的縱触，其 =;4所示的量聰置巾制，其巾成像系統包含三個成像衫 圖9為根據第四具體實施例之照射單元的縱剖面，其 =ΓΓ的量職置巾細，其枝似統錢__距離 〇 圖10為根據第五具體實施例之照射單元的縱剖面其可 圖4所不的量測裝置中使用，其中設定不同的放大率； 圖11為圖解照射構件陣列之三維配置的圖式； 圖12為與圖11類似之用於替代性具體實施例的圖式； 〇圖13為根據第六具體實施例之照射單元的縱剖面，其 所示的量職置中使用，其中物件平面相對於影像 ^ ^為根據第七具體實施例之複數個照射構件的縱剖面； 〇 4根據“具體實施例之EUV投轉絲置的 圖16為圖15的詳細放大分割圖。 【:要元件符號說明】 12 14 14， 16 18 DUV投射曝光裝置 照射系統 照射場 縮小影像 遮罩 , 微結構·..' 201100971

20 22 24 ' 124 26 28 30 32 34 36 38 40 46 50 52 54a、54b、54b 56x ' 56y 58 70 72 74、76 78 80 82 84 86 90 · 投射物鏡 感光層 基板 光轴 外殼 準分子雷射 光束擴展單元 準直束 平面折鏡 微透鏡陣列 微透鏡 鏡陣列 鏡控制單元 總系統控制裝置 光束 傾斜軸 第一聚光器 系統瞳表面 光學積分器 基板 第二聚光器 中間場平面 場光闌 場光闌物鏡 遮罩平面. 量測裝置' 201100971 92 94 96 98 100 102 103 照射單元 量測光束 偵測器單元 偵測器光學元件 位置解析感測器 評估單元 照射構件 104 光源 106

出光琢面 108 110 112 114、116 物件平面 成像系統 影像平面 透鏡 114a、116a、114b、116b、114c、116c 正透鏡

117 118 120a 、 120b 、 120c 、 120d 122a 122b 130 132 133 134 138 M4.至 M6、M,丨· 孔徑光闌 集光器 陣列 第一照射子單元 第二照射子單元 致動器單元 致動器 支撐結構 致動器控制單元 EUV投射光 '•鏡

Claims (1)

1. 201100971 申請專利範圍： 七 關的參數，該量測的複數個位置量測與該光學表面相 a)—照射單元，包含： (f-) ^ u) -光學成像系統，建立_物件平 — 〇 之一成像關係，其中該物件平面 出、=平^ 像平面至少實質與射姐面，該影 數個量測光點為該至少:個出光:面：:該光學表面库生複 ^偵測态單元，於量測光在該等量測光點與該光學表面 互相作用後，量測量測光的性質； c) 一坪估單元，基於該偵測器單元決定的該量測光的性 質，針對各位置決定該表面相關參數。 1如申睛專利範圍第1項所述之微影投射曝光裝置，其中與該 ¢) 光予表面相關並在複數個位置量測的該參數，界定該光學表面 的形狀。 3. 如申請專利範圍第〗或2項所述之微影投射曝光裝置，包含 一表面變形單元，用於變形該光學表面。 4. 如申請專利範圍前述任一項所述之微影投射曝光裝置，其中 δ亥光學表面組態成反射該量.測光的.至少一實質部分。 32 201100971 5. 如申請專利範圍第1項所述之微影投射曝光裝置，其中兮 學表面由一鏡陣列所形成，該鏡陣列用於將一照射光反射」“ 射角度，該反射角度因應一控制訊號變化。 反 6. 如申請專利範圍第5項所述之微影投射曝光裝置，其中誃让 鏡組態成藉由至少一傾斜軸傾斜。 ~些 該鏡陣列設置於該微影投射曝光裝置之照射系統中，且复= 些鏡將投射光導向該照射系統之一系統曈表面。 、3亥 8.2如申請專铺圍前述任—項騎之微影投料歧置 Ps <5λ(1的條件成立’其中4該等出光琢面與該 而 之-平均轉，Ps為在該光學表面產生的料絲之 j 距，以及λ為該量測光之一中心波長。 二郎 7·如申請專利範圍第5或6項所述之微影投射曝光裝詈， 該綠陵列言0·士仙，甘，i uo· ™ ,.. 異中 前述任一項所述之微影投射曝光裝置 9.如申請專利範圍前 〇 至少一照射構件包含： a) —量測光源，用於產生量測光；以及 b) 一集光器，設置於該量測光之— 測光源產生的該量測光的發散度。 一光學路徑，而降低該量 10.如申請專利範圍前述任一項所述

   照射構件包含至少兩個量測光源 之微影投射曝光裝置， 丑~ 片T 电源，將量測光導到該光學 201100971 微影投射曝光裝置，其 器之一背焦平面(back 11.如申請專利範圍第9或ι〇項所述之 中該至少兩個量測光源設置於該集先 focal plane) ° 12·如申請專鄉圍前述任—項所述之微影投祕缝置，其中 該成像系統包含至少兩織像子线，其中各成像^ ^ :=於;:該照射單元所含的兩個或更多但非全㈣出 〇 如申請專纖圍前述任—項所狀微影投祕光裝置，立中 該成像子系統具有一放大㈣，其作hN.R，而N = 2 3 /、， 產生於該光學表面之該等総之-平均節距Ps與 相鄰出統φ之—平均冑距㈣比値。 ” 設置在該等成像子一該物: