TW201535062A - 具有感測器組件之帶電粒子微影系統 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種帶電粒子微影系統，用以將一圖案轉移至一靶材之上，該系統包含：一靶材定位裝置，包含一靶材承座，該靶材承座具有一第一側以托承該靶材，一帶電粒子光學單元，用以產生一帶電粒子射束、調變該帶電粒子射束、以及將該帶電粒子射束朝該靶材承座的該第一側導送，以及一感測器組件，包含：一轉換器元件，用以將撞擊於該轉換器元件上之帶電粒子轉換成光，其中該轉換器元件被配置於該靶材定位裝置之上；一光感測器，用以偵測光，其中該光感測器被配置於距該靶材定位裝置一距離處；以及一光學透鏡，被配置於該轉換器元件與該光感測器之間，用以將來自該轉換器元件之光導送至該感測器。

Description

具有感測器組件之帶電粒子微影系統

本發明係有關於一種具有一感測器組件之帶電粒子微影系統(lithography system)。

此種微影系統被揭示於例如國際專利申請案WO2007/032670之中。揭示於此國際專利申請案中的微影系統被配置成用以將一圖案轉移至一靶材的表面之上、使用一帶電粒子光學單元以產生複數帶電粒子射束、調變該等帶電粒子射束、以及將該等帶電粒子射束朝該靶材之表面導送。該等帶電粒子射束在該靶材的表面上往一或多個方向掃描，且在該掃描期間，每一帶電粒子射束均將該圖案的一部分寫入該靶材的表面之上。

為了將一高解析度圖案寫入一靶材(例如，一晶圓或一遮罩)之上，位於待曝表面或其附近之每一射束之位置較佳之實施方式係必須已知且位於一個數奈米的距離之內。為了決定一帶電粒子射束之特性，特別是該複數帶電粒子射束之特性，其使用一感測器結合一個用以將帶電粒子射束轉換成一光束之轉換器元件。該感測器包含一光敏感偵測器之陣列，被設置成與該轉換器元件成一直線，以偵測該光束。在較佳的實施方式之中，該轉換器元件設有一包含尖銳邊緣之阻隔元件。該轉換器元件，特別 是其阻隔元件，被配置成大致位於與該靶材之表面同一高度處。藉由往一大致垂直於該等尖銳邊緣的方向在該轉換器元件上掃描一帶電粒子射束，並且監測對應於該帶電粒子射束之光束的光強度之變化，可以構建出該帶電粒子射束之位置及直徑。

如同WO2007/032670所揭示，該轉換器元件被配置成位於光敏感偵測器陣列的正上方，此提供一極為精巧之組件。該光敏感偵測器陣列設有纜線連接以將測定資料傳送至一控制裝置，此控制裝置包含一處理器以處理該測定資料而決定一帶電粒子射束之特性。

為了將阻隔元件定位於大致與靶材表面同一高度處，感測器與轉換器元件之組件被配置於靶材承座之中或者與其毗鄰。在較佳的實施方式之中，該組件被整合於靶材承座之中。

該靶材承座被配置於一平台組件的頂部之上，以相對於該帶電粒子光學單元精確地移動靶材，並且被配置於一真空腔室內部。該組件之整合於真空腔室內部的靶材承座之中之一缺點係配置於該平台組件的頂部之上的組件必須被連接至位於該真空腔室外部之控制裝置，且不得妨礙靶材的精確移動。

本發明之一目的在於提供感測器一更方便之定位。

依據一第一特色，本發明提出一種帶電粒子微影系統，用於將一圖案轉移至一靶材之上，該系統包含：一靶材定位裝置，包含一靶材承座，該靶材承座具有一第一側以供托承該靶材， 一帶電粒子光學單元，用以產生一帶電粒子射束、調變該帶電粒子射束、以及將該帶電粒子射束朝該靶材承座的該第一側導送，以及一感測器組件，包含：一轉換器元件，用以將撞擊於該轉換器元件上之帶電粒子轉換成光，其中該轉換器元件被配置於該靶材定位裝置之上；一光感測器，用以偵測光，其中該光感測器被配置於距該靶材定位裝置一距離處；以及一光學透鏡(light optical lens)，被配置於該轉換器元件與該光感測器之間，用以將來自該轉換器元件之光導送至該感測器。

本發明因此藉由將感測器配置成遠離轉換器元件，例如如同由先前技術所知悉的包含一阻隔元件者，並且利用一光學透鏡將來自該轉換器元件的光導送至該感測器而針對上文指出的問題提供一對策。為了決定位於靶材高度處之(一或多個)帶電粒子射束之特性，該轉換器元件被配置於該靶材定位裝置之上。尤其是，在決定(一或多個)帶電粒子射束特性期間，轉換器元件面對該帶電粒子光學單元的一側的較佳實施方式係配置於與圖案預定轉移其上之該靶材之一暴露表面位於大致同一高度處。由於本發明之感測器組件，感測器可以被配置於距該靶材定位裝置一距離處。與先前技術所習知的配置相反，依據本發明的組件之中，至少其中的感測器被配置於距靶材定位裝置一距離處，特別是位於距該定位裝置之一平台組件一距離處。因此，感測器可以被配置成與靶材定位裝置有所間隔，且可以適當地連接至位於真空腔室外部之一控制裝置，而不妨礙靶材定位裝置的精確移動。

其應注意，在一實施例之中，光學透鏡可以是配置於該靶材定位裝置之上，正如前述之轉換器元件。然而，較佳的方式係光學透鏡亦 被配置於距該靶材定位裝置一距離處，正如前述之光感測器。

在一實施例之中，當使用一真空密閉窗口於真空腔室的邊壁之中以將光線從轉換器元件傳送至真空腔室的外部之時，至少該感測器可以被配置於真空腔室外部。在此實施例之中，感測器與控制裝置的連接可以被配置成完全位於真空腔室的外部。

在一實施例之中，前述之透鏡被配置成用以將大致面對該帶電粒子光學單元的轉換器元件的一側之一影像投射至光感測器之上。此特別有利，因為其特性化撞擊於轉換器元件上各種不同位置之多重帶電粒子射束，並且使用一像素化感測器，特別是一CMOS陣列、一CCD陣列或者一二極體陣列，以在大致同一時間觀測在該各種不同位置處發出之光。在該轉換器元件上之該各種不同位置處所發出之光被成像於各種不同位置之上，較佳之實施方式係成像於位於該像素化感測器的表面上的各種不同像素之上。

在一實施例之中，該帶電粒子光學單元被配置於靶材承座之一第一側處，且其中該光學透鏡及光感測器被配置於靶材承座之一第二側處，其中該第二側大致位於該第一側之對面。例如，該帶電粒子光學單元被配置於該靶材承座上方，而該光學透鏡及光感測器被配置於靶材承座下方，或者反過來配置。在此實施例之中，光學透鏡及光感測器之配置並未干涉到帶電粒子光學單元之設置。

在一實施例之中，帶電粒子光學單元界定出一光軸，其中光學透鏡及光感測器被配置於該光軸之上。依據此實施例，上述之光學透鏡及光感測器至少相對於該帶電粒子光學單元而言被配置於一固定位置處， 且大致永久性地對齊該帶電粒子光學單元之光軸。為了建立(一或多個)帶電粒子射束之特性，僅配置於該靶材定位裝置上的該轉換器元件需要藉由該靶材定位裝置移動進入到位於或接近該帶電粒子光學單元之光軸處之(一或多個)帶電粒子射束之射束路徑。

在一實施例之中，該靶材承座與該帶電粒子光學單元至少局部地被配置於一真空腔室內部，且其中該真空腔室包含一隔室，延伸至該真空腔室之內部，其中該隔室之一內部與該真空腔室之內部分隔，其中該隔室包含一窗口，位於面對該靶材承座之一側，且其中至少該光學透鏡被配置於該隔室內部。該隔室之內部與該真空腔室之內部分隔，且因此可以是處於大氣壓力之下。該隔室包含一窗口，位於面對該靶材承座之一側，用以將來自該轉換器元件之光傳送至該隔室之內部，並且從而傳送至該真空腔室之外部。該光學透鏡被配置於該隔室內部，較佳之實施方式係靠近上述之窗口。由於該隔室延伸至該真空腔室之內部，故該光學透鏡可以被配置於該真空腔室外部，同時更加靠近該靶材承座。

藉由將該光學透鏡配置於該真空腔室外部，該光學透鏡無須是一真空相容透鏡。標準透鏡可以套用於依據本發明的配置之中。

藉由將光學透鏡配置於較接近靶材承座的隔室內部，包含該透鏡的光學系統的數值孔徑(Numerical Aperture；NA)可以更大，因此其聚光能力及解析度均有利地較大。

在一實施例之中，感測器亦被配置於該隔室內部。在一實施例之中，該光感測器及光學透鏡被配置於該隔室之中，成為一單元。在一實施例之中，該隔室亦延伸至該真空腔室之外部。在此情況下，隔室之尺 寸可以被選擇成使得其能夠方便地含納光學透鏡及光感測器之組件。

在一實施例之中，該隔室之內部大致敞開至該真空腔室之外部。因此，該隔室之內部係流體通連真空腔室之周圍，真空腔室通常係配置於一乾淨房間內部，而該房間大致處於大氣壓力之下或略微高於大氣壓力。

雖然該隔室可以被形成為真空腔室之邊壁的一部分，但在一實施例之中，該隔室被配置於該真空腔室之該邊壁的一開孔之中。此實施例之隔室可以被安裝於該真空腔室之中成為一單元，且可自其移除。

由於帶電粒子射束之本質，其軌跡可以被磁場及/或電場改變。在帶電粒子光學單元之中，此特別被用以調變帶電粒子射束以及將帶電粒子射束朝靶材導送。為了遮蔽可能干擾帶電粒子射束之軌道從而誘發帶電粒子射束在靶材上偏離預定位置的周遭磁場及/或電場以保護該帶電粒子光學單元，真空邊壁較佳之實施方式係設有一護罩，面朝該真空腔室之內部。該護罩包含一或多層μ金屬(μ-metal)。此護罩被配置以相當程度地衰減地球磁場，舉例而言，可能是大約1000之一衰減係數。

當配置該隔室於該真空腔室之邊壁之一開孔中時，該護罩在該開孔處係不連續的。為了至少局部地補償護罩中之開孔，在一實施例之中，該帶電粒子微影系統另包含一管狀部分，大致環繞該隔室毗鄰該真空邊壁之一部分，其中該管狀部分相對於該真空腔室往一朝外的方向沿著該隔室延伸。在一實施例之中，該管狀部分包含至少一層μ金屬或高導磁合金(permalloy)。

在較佳的實施方式之中，該管狀部分連接至配置於真空腔室 內部之邊壁的護罩。為了在該管狀部分與該真空腔室內部的護罩之間提供一適當之連接，在一實施例之中，該管狀部分沿著該隔室延伸至該真空腔室之一內部，且該管狀部分包含一徑向延伸端緣，此徑向延伸端緣被配置於該真空腔室內部，並且在該真空邊壁中之開孔周圍大致平行於該真空邊壁延伸。在一實施例之中，該真空邊壁設有一面朝該真空腔室內部之護罩，且該徑向延伸端緣在該真空邊壁中之開孔周圍至少局部地覆蓋該護罩，其中該護罩被配置於該徑向延伸端緣與該真空邊壁之間。

在一實施例之中，該隔室包含一凸緣部分，被配置成連接至該真空邊壁以提供一真空密封。在一實施例之中，一凸緣環體被配置於該真空腔室之邊壁與該凸緣部分之間。在一實施例之中，該凸緣環體包含至少一層μ金屬或高導磁合金。利用此一介於該隔室之凸緣部分與該真空腔室的邊壁之間的凸緣環體，提供一便利的方式供該護罩通過真空阻障。

在一實施例之中，該凸緣環體包含一管狀部分，大致環繞該隔室毗鄰該真空邊壁之一部分，其中該管狀部分相對於該真空腔室往一朝外的方向沿著該隔室延伸。在一實施例之中，該管狀部件包含至少一層μ金屬或高導磁合金。此實施例中之管狀部分與凸緣環體形成為一單元。

在較佳的實施方式之中，該管狀部分連接至配置於真空腔室內部之邊壁的護罩。為了在該管狀部分與該真空腔室內部的護罩之間提供一適當之連接，在一實施例之中，該管狀部分係一第一管狀部分，且其中該凸緣環體另包含一第二管狀部分，大致環繞該隔室毗鄰該真空邊壁之一部分，其中該第二管狀部分相對於該真空腔室往一朝內的方向沿著該隔室延伸。在一實施例之中，該第二管狀部分包含至少一層μ金屬或高導磁合 金。在一實施例之中，該第二管狀部分包含一徑向延伸端緣，此徑向延伸端緣在該真空邊壁中之開孔周圍大致平行於該真空邊壁延伸。在一實施例之中，該真空邊壁設有一面朝該真空腔室內部之護罩，且其中該徑向延伸端緣在該真空邊壁中之開孔周圍至少局部地覆蓋該護罩，其中該護罩被配置於該徑向延伸端緣與該真空邊壁之間。在一實施例之中，該隔室之該凸緣部分係配置於該真空邊壁面朝該真空腔室內部之一側。

在一實施例之中，延伸至該真空腔室內部之隔室係配置該靶材承座背對用以托承靶材之該第一側的一側。因此，感測器被配置於該轉換器元件的一側之上，背對該帶電粒子光學單元，而該轉換器元件較佳的實施方式係配置於該靶材承座處。在一便利的實施例之中，該帶電粒子光學單元被配置於該靶材承座上方，且該隔室被配置於該靶材承座下方。

在一實施例之中，帶電粒子光學單元界定出一光軸，其中光學透鏡及光感測器被配置於該光軸之上。此感測器配置因此永遠對齊該帶電粒子光學單元。為了決定帶電粒子射束之特性，或者校準或重新校準該微影系統，該平台組件將靶材承座移動至帶電粒子射束撞擊至一轉換器元件上的一位置處。在平台組件的該特別位置處，其提供一穿孔從該轉換器元件通往隔室之窗口，讓來自帶電粒子射束之光能夠抵達該轉換器元件，以經由該窗口通往該隔室，並且大致不受阻礙地通往該感測器組件。

在一實施例之中，該隔室配置於該真空腔室內部的一部分之一直徑大於該隔室毗鄰該真空腔室之邊壁的一部分之一直徑。此使得其能夠使用位於該真空腔室邊壁內之一相當小之開孔結合具有一大直徑之一光學透鏡。由於位於邊壁內的小開孔，一方面，位於護罩中的開孔亦小，與 護罩中的較大開孔相比，其降低了周遭磁場及/或電場的影響。另一方面，使用具有一較大直徑之一光學透鏡增加了光學系統的數值孔徑(NA)，因此，相較於具有較小直徑之透鏡，其聚光能力及解析度均有利地較大。

依據一第二特色，本發明係有關於一種用於決定位於一帶電粒子微影系統中一靶材之高度處的一或多個帶電粒子射束之特性的方法，其中該系統包含：一靶材定位裝置，包含一靶材承座，該靶材承座具有一第一側以供托承該靶材，一帶電粒子光學單元，用以產生一帶電粒子射束、調變該帶電粒子射束、以及將該帶電粒子射束朝該靶材承座的該第一側導送，以及一感測器組件，包含一轉換器元件，用以將撞擊於該轉換器元件上之帶電粒子轉換成光，其中該轉換器元件被配置於該靶材定位裝置之上、一光感測器，用以偵測光，其中該光感測器被配置於距該靶材定位裝置一距離處、以及一光學透鏡，被配置於該轉換器元件與該光感測器之間，用以將來自該轉換器元件之光導送至該感測器，其中該方法之步驟包含移動該靶材定位裝置至該帶電粒子射束撞擊於該轉換器上之一位置。

特別是，由於該光感測器係配置於距該靶材定位裝置一距離處，因此並非配置於該靶材定位裝置之上，故該轉換器元件之移動與該光感測器無關。

在一實施例之中，其中至少該光感測器係配置於相對於該帶電粒子光學單元一大致固定位置處，並且係大致永久性地對齊該帶電粒子 光學單元。在一實施例之中，該光學透鏡亦配置於相對於該帶電粒子光學單元一大致固定位置處，並且係大致永久性地對齊該帶電粒子光學單元。在此實施例之中，就該感測器組件而言，僅該轉換器被該靶材定位裝置移動進入到位於或接近該帶電粒子光學單元之光軸處的(一或多個)帶電粒子射束之射束路徑。該感測器組件的其他部件，特別是該光學透鏡及該光感測器，被配置於相對於該帶電粒子光學單元的大致固定位置處。

描述及顯示於本說明書中所的各種不同特色及特徵可以於任何適用處被個別套用。此等個別特色，特別是描述於所附申請專利範圍附屬請求項之中者，可以做為專利分案申請之主題。

100‧‧‧光軸

101‧‧‧帶電粒子射束源

102‧‧‧射束準直化系統

103‧‧‧光圈陣列

104‧‧‧聚光器透鏡陣列

105‧‧‧射束消隱器陣列

106‧‧‧帶電粒子射束

108‧‧‧射束停止陣列

110‧‧‧投射透鏡陣列

130‧‧‧晶圓

140‧‧‧轉換器元件

150‧‧‧轉換器元件

160‧‧‧光

200‧‧‧微影系統

201‧‧‧照明光學模組

202‧‧‧光圈陣列及聚光器透鏡模組

203‧‧‧射束切換模組

204‧‧‧投射光學模組

205‧‧‧校準內側子框架

206‧‧‧校準外側子框架

207‧‧‧減震支架

208‧‧‧框架

209‧‧‧靶材承座/晶圓臺座

209'‧‧‧晶圓臺座之第一側

210‧‧‧卡盤

210'‧‧‧第一穿孔

210"‧‧‧第二穿孔

211‧‧‧短衝程平台

212‧‧‧長衝程平台

215‧‧‧護罩

220‧‧‧底座

221‧‧‧框架構件

222‧‧‧凸緣環體

223‧‧‧第一管狀部分

224‧‧‧第二管狀部分

225‧‧‧徑向延伸端緣

250‧‧‧量測裝置

251‧‧‧反射鏡

252‧‧‧來自干涉儀系統之光束

300‧‧‧隔室

301‧‧‧窗口

302‧‧‧光學透鏡

303‧‧‧光感測器

304‧‧‧纜線

311‧‧‧窗口

312‧‧‧光學透鏡

313‧‧‧光感測器

314‧‧‧纜線

320‧‧‧隔室

321‧‧‧窗口

322‧‧‧光學透鏡

323‧‧‧光感測器

324‧‧‧纜線

330‧‧‧隔室

331‧‧‧窗口

332‧‧‧光學透鏡

333‧‧‧感測器

334‧‧‧管狀部分

335‧‧‧徑向延伸端緣

340‧‧‧隔室

341‧‧‧窗口

342‧‧‧光學透鏡

343‧‧‧感測器

344‧‧‧纜線

345‧‧‧凸緣部分

346‧‧‧隔室之底側

400‧‧‧真空腔室

401‧‧‧邊壁

本發明之闡釋將以顯示於所附圖式中之示範性實施例為基礎，其中：圖1顯示一例示一模組化微影系統之主要元件的簡化方塊圖，圖2顯示依據本發明一第一實施例之微影系統的一部分之示意圖，圖3顯示依據本發明一第二實施例之微影系統的一部分之示意圖，圖4顯示依據本發明一第三實施例之微影系統的一部分之示意圖，圖5顯示依據本發明一第四實施例之微影系統的一部分之示意圖，而圖6顯示依據本發明一第五實施例之微影系統的一部分之示意圖。

圖1顯示一簡化方塊圖，其例示一模組化微影系統200之主要元件。此微影系統較佳之實施方式係設計成一模組化的樣式，以容許維護之容易性。主要次系統的較佳實施方式係被構建成功能整裝式 (self-contained)及可移除式之模組，使得其能夠自該微影機器移除且盡可能對其他次系統不造成干擾。此對於包封於一真空腔室中之微影機器特別有利，其中對該機器之操控係有所限制的。因此，一故障之次系統可以被迅速地移除及置換，無須多此一舉地撤離或擾亂其他系統。在圖1所顯示的實施例之中，此等模組化次系統包含：一照明光學模組201，包含帶電粒子射束源101及射束準直化系統102，一光圈陣列及聚光器透鏡模組202，包含光圈陣列103及聚光器透鏡陣列104，一射束切換模組203，包含射束消隱器(beam blanker)陣列105，以及投射光學模組204，包含射束停止陣列108、射束偏轉器陣列109以及投射透鏡陣列110。

在圖1所顯示的例子之中，校準框架包含一校準內側子框架205與一校準外側子框架206。一框架208透過減震支架(vibration damping mount)207支承校準子框架205及206。

模組201、202、203、204共同形成一帶電粒子光學單元，用以產生一帶電粒子射束、調變該帶電粒子射束以及將該帶電粒子射束朝一靶材承座的第一側導送。

靶材定位裝置包含一靶材承座209，亦稱為晶圓臺座209，具有面朝該帶電粒子光學單元之一第一側209'。在該第一側209'之上，舉例而言，可以配置一晶圓130。晶圓臺座209又被裝載於一卡盤(chuck)210之上。

晶圓臺座209與卡盤210被配置於一短衝程平台211之上， 該短衝程平台211被配置以沿著全部的六個自由度在一小距離內驅動該卡盤210。該短衝程平台211係裝載於一長衝程平台212的頂部之上，該長衝程平台212被配置以在一至少大致水平的平面之中沿著二正交方向(X和Y)驅動該短衝程平台211及卡盤210。

微影機器200被包封於真空腔室400之中，其包含一mu金屬(μ金屬)護罩層或多重護罩層215。護罩215以一種便利的方式被配置成真空腔室400之一內襯。該機器擱置於底座220之上，由框架構件221支承。

在一實施例之中，真空腔室400中之框架208及底部邊壁401形成為一單元。例如，框架208及底部邊壁401被加工自單一片材料塊體。上述之晶圓臺座209、卡盤201、短衝程平台211以及長衝程平台212均被裝載於框架208(或底部邊壁)之上或之中。

晶圓130及晶圓臺座209相對於帶電粒子光學單元201、202、203、204之位置由一量測裝置250加以量測，此量測裝置250附接至校準子框架205，而校準子框架205則監測卡盤210相對於量測裝置250之位置。例如，量測裝置250包含一干涉儀系統(interferometer system)，且卡盤210相應地設有一反射鏡251，用以反射來自該干涉儀系統之光束252。

此例中，系統200另包含一感測器組件，此感測器組件包含：轉換器元件140、150，如圖2之中的更詳細顯示，其中轉換器元件140、150被配置於靶材定位裝置之上，特別是位於其中的卡盤210之上；一光學透鏡302及一光感測器303，其被配置成與靶材定位裝置212、211、210、209彼此分隔。

在顯示於圖1及圖2的實施例之中，光學透鏡302及光感測 器303被配置於真空腔室400內部，而用以將感測器303連接一控制單元(圖中未顯示)的纜線304則穿過該真空腔室400的邊壁401。使用之時，光學透鏡302及光感測器303被配置成在真空狀況下運作，且必須如此。

或者，真空腔室400可以設有一隔室300。該隔室300被配置於該晶圓臺座209背對第一側209'之一側，該第一側209'係用以托承晶圓130。特別是，帶電粒子光學單元201、202、203、204係配置於晶圓臺座209上方，而隔室300則被配置於晶圓臺座209下方。帶電粒子光學單元201、202、203、204界定出一光軸100，其中光學透鏡302及光感測器303被配置於該光軸100之上。

該隔室300之內部與真空腔室400之內部彼此分隔。隔室300包含一窗口301，位於面對該靶材承座，特別是該卡盤210，的一側。此例中，包含光學透鏡302及光感測器303之隔室300被配置於該真空腔室400內部。

如圖1中的示意性顯示，隔室300面朝靶材承座的一部分(特別是隔室300包含窗口301及光學透鏡302的部分)之一直徑大於隔室300毗鄰該真空腔室400之邊壁401的一部分之一直徑。

如圖1中的示意性顯示，隔室300可以延伸進入到真空腔室400之中，甚至局部地進入到長衝程平台212之空間，長衝程平台212因而設有必要的開孔以提供空間給隔室300，而不會妨礙平台之移動。

實際上，本發明之配置提供感測器303針對轉換器元件140、150所產生之光進行一非接觸式之量測。此提供本發明之配置一額外優點：同一感測器303可被用以偵測多個轉換器元件140、150所產生之光。

如圖2所詳示，其上承載晶圓臺座209及一晶圓130之卡盤210設有至少二轉換器元件140、150。此等轉換器元件140、150被配置於一緊鄰晶圓臺座209之一裝載位置的位置處，例如藉由一種其本身係習知技術的動態裝載(kinematic mount)的方式為之。當位於帶電粒子微影系統中一靶材之高度處的一或多個帶電粒子射束106之特性需要被決定之時，該靶材定位裝置，特別是設有轉換器元件140、150的卡盤210，被移動至帶電粒子射束106撞擊於轉換器元件140上之一位置。其應注意，轉換器元件140之移動與光感測器303無關。此外，其應注意，光感測器303及光學透鏡302被配置於相對於帶電粒子光學單元201、202、203、204一大致固定位置處，並且大致永久性地對齊帶電粒子光學單元，特別是對齊光軸100，且其中，就感測器組件140、302、303而言，僅轉換器140藉由該靶材定位裝置移動進入到位於或接近該帶電粒子光學單元之光軸100處的(一或多個)帶電粒子射束106之射束路徑。其可以藉由致動短衝程平台211及/或長衝程平台212而移動卡盤210的位置，往一大致垂直於光軸100的方向移動卡盤210，以將轉換器元件140、150的其中任一者定位於光軸100處。

如圖2所示，一第一轉換器元件140被配置於光軸100處。當此第一轉換器元件140被一或多個帶電粒子射束106照射之時，抵達轉換器元件140的帶電粒子射束產生被光學透鏡302成像於感測器303上的光160。舉例而言，該第一轉換器元件140包含一YAG(Yttrium Aluminum Garnet；釔鋁石榴石)材質形式之閃爍器(scintillator)，具有一阻隔層位於頂部之上。該阻隔層係由一沉重材料構成，較佳之實施方式係一像是鎢的材料，且形狀被塑造成如同WO2007/32670之中所揭示之型樣，舉例而言，用以決 定該一或多個帶電粒子射束106之位置。在第一轉換器元件140的位置下方，卡盤210設有一第一穿孔210'以傳遞來自轉換器元件140之(一或多個)帶電粒子射束106產生之光160，經由光學透鏡302通往感測器303。

舉例而言，前述之第二轉換器元件150包含一YAG材質形式之閃爍器，具有如同WO2013/112041中所揭示的其中有一穿孔位於其頂部之一斜切(mis-cut)矽晶圓。由於該斜切，該穿孔之邊緣的其中至少一者包含呈一凹割角度(undercut angle)之一邊壁，被使用做為一刀緣以精確地決定該一或多個帶電粒子射束106之光斑尺寸(spot size)。在第二轉換器元件150的位置下方，卡盤201設有一第二穿孔210"，以至少在第二轉換器元件150被移動到該(一或多個)帶電粒子射束106之時，使來自轉換器元件150之該(一或多個)帶電粒子射束106產生之光通過，並經由光學透鏡302通往感測器303。

因此，第一轉換器元件140可以包含如WO2007/32670之中所揭示之一平板組件以決定一射束位置，且第二轉換器元件150可以包含如WO2013/112041之中所揭示之一平板組件以決定射束光斑尺寸。藉由移動卡盤210至一相對於該帶電粒子光學單元之適當位置，所需之一轉換器元件140、150可以被配置於光軸100處，供執行量測以建立該(一或多個)帶電粒子射束之位置或光斑尺寸。

一第二示範性實施例顯示於圖3之中。在此例之中，光學透鏡312被配置於真空腔室400內部，而光感測器313被配置於真空腔室400外部。在光學透鏡312與光感測器313之間，真空腔室400之邊壁401設有一窗口311，以傳遞由來自轉換器元件140的(一或多個)帶電粒子射束106 所產生之光160，經由位於該真空腔室400內部之光學透鏡312，通往位於該真空腔室400外部之感測器313。其應注意，為了將光160傳遞至真空腔室400之外部，護罩層215至少在窗口311的位置設有一開孔。

一第三示範性實施例顯示於圖4之中。在此例之中，光學透鏡322與光感測器323被配置於一隔室320內部。此隔室320被配置於該真空腔室400之底部邊壁401中之一開孔，而底部邊壁401設有一護罩層215。如同示意性地顯示於圖4之中，隔室320係真空腔室400之底部邊壁401的部分，且設有一窗口321於面朝靶材定位裝置(特別是其卡盤210)之一側處。隔室320之內部與真空腔室400之內部分隔。因此，隔室320之內部可以是處於環境壓力之下，且光學透鏡322及/或感測器323不需要是真空兼容的形式。此外，用以進行感測器323與一控制裝置(圖中未顯示)間之通訊之纜線324不需要饋穿真空腔室之邊壁。

一第四示範性實施例顯示於圖5之中。在此例之中，隔室330被配置於該真空腔室400之底部邊壁401中之一開孔，而底部邊壁401設有一護罩層215。此外，此實施例包含一管狀部分334，大致環繞隔室330毗鄰該真空邊壁之一部分，其中該管狀部分334相對於該真空腔室400往一朝外的方向，此例中特別是往一朝下的方向，沿著該隔室330延伸。該管狀部分334包含至少一層μ金屬或高導磁合金，如同護罩215。

如圖5之示意性顯示，該管狀部分334沿著該隔室330延伸至真空腔室400之一內部。管狀部分334包含一徑向延伸端緣335，此徑向延伸端緣335被配置於真空腔室400之內部並且在該邊壁中之開孔周圍大致平行於真空腔室400之邊壁延伸。該徑向延伸端緣335在該真空腔室400邊 壁中之開孔周圍至少局部地覆蓋真空腔室400中之護罩215，其中該護罩215被配置於該徑向延伸端緣335與該邊壁401之間。該徑向延伸端緣335接觸護罩215。

其應注意，在示意圖之中，真空腔室400之邊壁401、管狀部分334、與隔室330之間有留餘一些空間。此係為了清楚起見。實際上，管狀部分334係緊密地配置於真空腔室400之邊壁與隔室330之周圍壁面之間，以對真空腔室400提供一封閉結構。

其另應注意，光學透鏡332與感測器333二者均係配置於隔室330內部，且隔室330於向上朝向該卡盤210的一側處設有一窗口331。

一第五示範性實施例顯示於圖6之中。在此例之中，隔室340被配置於該真空腔室400之底部邊壁401中之一開孔，而底部邊壁401設有一護罩層215。如圖6中之示意性顯示，隔室340包含一凸緣部分345，被配置成連接至真空腔室400之邊壁以提供一真空密封。一凸緣環體222被配置於該真空腔室400之邊壁與該凸緣部分345之間。該凸緣環體222包含至少一層μ金屬或高導磁合金，正如真空腔室400之護罩215一般。

如圖6所示，該凸緣環體222包含一第一管狀部分223，大致環繞隔室340毗鄰真空腔室400之邊壁的一部分。該第一管狀部分223相對於真空腔室400往一朝外的方向，特別是一朝下的方向，沿著該隔室340延伸。該第一管狀部分包含至少一層μ金屬或高導磁合金。

此外，凸緣環體222另包含一第二管狀部分224，大致環繞隔室340毗鄰真空腔室400之邊壁的一部分。該第二管狀部分224相對於真空腔室400往一朝內的方向沿著該隔室340延伸。第二管狀部分224包含一 徑向延伸端緣225，其在該真空腔室400中之開孔周圍大致平行於邊壁延伸。如圖6所示，真空腔室400之邊壁設有一護罩215，面朝該真空腔室400之內部。該徑向延伸端緣225在該邊壁中之開孔周圍至少局部地覆蓋及接觸該護罩215，其中該護罩215被配置於該徑向延伸端緣225與真空腔室400的邊壁之間。

第二管狀部分224及徑向延伸端緣225包含至少一層μ金屬或高導磁合金。該徑向延伸端緣225接觸護罩215。

其應注意，在此實施例之中，隔室340之該凸緣部分345係配置於真空腔室400之邊壁面朝真空腔室400之內部的一側。

其另應注意，至少光學透鏡342係配置於接近隔室340中的窗口341處，隔室340在底側346處大致敞開，且感測器組件中之感測器343係配置於隔室340之外部及真空腔室400之外部。

其當能理解，以上說明係納入以例示較佳實施例之運作，並非意味限制發明之範疇。藉由以上說明，許多變異對於相關領域之熟習者將變得顯而易見，該等變異亦被本發明之精神和範疇所涵蓋。

舉例而言，具有凸緣部分345之第五實例中之隔室340亦可以被被調構成使得感測器343能夠被配置於隔室340內部，例如如同圖4及圖5中的實施例所示。或者，第三及第四實施例中之隔室320、330亦可以被調構成將感測器323、333配置於隔室320、330外部，例如如同圖6中的實施例所示。

100‧‧‧光軸

106‧‧‧帶電粒子射束

140‧‧‧轉換器元件

150‧‧‧轉換器元件

160‧‧‧光

210‧‧‧卡盤

210'‧‧‧第一穿孔

210"‧‧‧第二穿孔

215‧‧‧護罩

300‧‧‧隔室

301‧‧‧窗口

302‧‧‧光學透鏡

303‧‧‧光感測器

304‧‧‧纜線

401‧‧‧邊壁

Claims (25)

1. 一種帶電粒子微影系統，用以將一圖案轉移至一靶材之上，該系統包含：一靶材定位裝置，包含一靶材承座，該靶材承座具有一第一側以托承該靶材，一帶電粒子光學單元，用以產生一帶電粒子射束、調變該帶電粒子射束以及將該帶電粒子射束朝該靶材承座的該第一側導送，以及一感測器組件，包含：一轉換器元件，用以將撞擊於該轉換器元件上之帶電粒子轉換成光，其中該轉換器元件被配置於該靶材定位裝置之上；一光感測器，用以偵測光，其中該光感測器被配置於距該靶材定位裝置一距離處；以及一光學透鏡，被配置於該轉換器元件與該光感測器之間，用以將來自該轉換器元件之光導送至該感測器。
2. 如申請專利範圍第1項之帶電粒子微影系統，其中該透鏡被配置成用以將大致面對該帶電粒子光學單元的該轉換器元件的一側之一影像投射至該光感測器之上。
3. 如申請專利範圍第1或2項之帶電粒子微影系統，其中該光感測器包含一像素化感測器，特別是CCD陣列或一二極體陣列。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之帶電粒子微影系統，其中該帶電粒子光學單元被配置於該靶材承座之一第一側處，其中該光學透鏡及該光感測器被配置於該靶材承座之一第二側處，且其中該第二側大致位於該第一側之對面。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之帶電粒子微影系統，其中該 帶電粒子光學單元界定出一光軸，其中該光學透鏡及該光感測器被配置於該光軸之上。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之帶電粒子微影系統，其中該靶材承座與該帶電粒子光學單元至少局部地被配置於一真空腔室內部，且其中該真空腔室包含一隔室，延伸至該真空腔室之內部，其中該隔室之一內部與該真空腔室之內部分隔，其中該隔室包含一窗口，位於面對該靶材承座之一側，且其中至少該光學透鏡被配置於該隔室內部。
7. 如申請專利範圍第6項之帶電粒子微影系統，其中該感測器亦被配置於該隔室內部。
8. 如申請專利範圍第6或7項之帶電粒子微影系統，其中該隔室之內部大致敞開至該真空腔室之外部。
9. 如申請專利範圍第6項至8項中任一項之帶電粒子微影系統，其中該隔室被配置於該真空腔室之邊壁中的一開孔之中。
10. 如申請專利範圍第9項之帶電粒子微影系統，另包含一管狀部分，大致環繞該隔室毗鄰該真空邊壁之一部分，其中該管狀部分相對於該真空腔室往一朝外的方向沿著該隔室延伸，且其中該管狀部分包含至少一層μ金屬(μ-metal)或高導磁合金(permalloy)。
11. 如申請專利範圍第10項之帶電粒子微影系統，其中該管狀部分沿著該隔室延伸至該真空腔室之一內部，其中該管狀部分包含一徑向延伸端緣，該徑向延伸端緣被配置於該真空腔室的內部，並且在該真空邊壁中之該開孔周圍大致平行於該真空邊壁延伸。
12. 如申請專利範圍第11項之帶電粒子微影系統，其中該真空邊壁設 有一面朝該真空腔室內部之護罩，且其中該徑向延伸端緣在該真空邊壁中之該開孔周圍至少局部地覆蓋該護罩，且其中該護罩被配置於該徑向延伸端緣與該真空邊壁之間。
13. 如申請專利範圍第9至12項中任一項之帶電粒子微影系統，其中該隔室包含一凸緣部分，該凸緣部分被配置成連接至該真空邊壁以提供一真空密封。
14. 如申請專利範圍第13項之帶電粒子微影系統，其中一凸緣環體被配置於該真空腔室之邊壁與該凸緣部分之間，其中該凸緣環體包含至少一層μ金屬或高導磁合金。
15. 如申請專利範圍第14項之帶電粒子微影系統，其中該凸緣環體包含一管狀部分，大致環繞該隔室毗鄰該真空邊壁之一部分，其中該管狀部分相對於該真空腔室往一朝外的方向沿著該隔室延伸，且其中該管狀部分包含至少一層μ金屬或高導磁合金。
16. 如申請專利範圍第15項之帶電粒子微影系統，其中該管狀部分係一第一管狀部分，且其中該凸緣環體另包含一第二管狀部分，大致環繞該隔室毗鄰該真空邊壁之一部分，其中該第二管狀部分相對於該真空腔室往一朝內的方向沿著該隔室延伸，且其中該第二管狀部分包含至少一層μ金屬或高導磁合金。
17. 如申請專利範圍第16項之帶電粒子微影系統，其中該第二管狀部分包含一徑向延伸端緣，該徑向延伸端緣在該真空邊壁之該開孔周圍大致平行於該真空邊壁延伸，其中該真空邊壁設有一面朝該真空腔室內部之護罩，且其中該徑向延伸端緣在該真空邊壁中之該開孔周圍至少局部地覆蓋 該護罩，其中該護罩被配置於該徑向延伸端緣與該真空邊壁之間。
18. 如申請專利範圍第14至17項中任一項之帶電粒子微影系統，其中該隔室之該凸緣部分被配置於該真空邊壁面朝該真空腔室內部之一側。
19. 如申請專利範圍第6至18項中任一項之帶電粒子微影系統，其中該靶材承座包含一第一側以托承該靶材，其中延伸至該真空腔室內部之該隔室被配置於該靶材承座背對該第一側之一側以托承該靶材。
20. 如申請專利範圍第19項之帶電粒子微影系統，其中該帶電粒子光學單元被配置於該靶材承座上方，且其中該隔室被配置於該靶材承座下方。
21. 如申請專利範圍第6至20項中任一項之帶電粒子微影系統，其中該隔室配置於該真空腔室內部的一部分之一直徑大於該隔室毗鄰該真空腔室之邊壁的一部分之一直徑。
22. 如申請專利範圍第6至21項中任一項之帶電粒子微影系統，其中該隔室亦延伸至該真空腔室之外部。
23. 一種用於決定位於一帶電粒子微影系統中一靶材之高度處的一或多個帶電粒子射束之特性的方法，其中該系統包含：一靶材定位裝置，包含一靶材承座，該靶材承座具有一第一側以托承該靶材，一帶電粒子光學單元，用以產生一帶電粒子射束、調變該帶電粒子射束以及將該帶電粒子射束朝該靶材承座的該第一側導送，以及一感測器組件，包含一轉換器元件，用以將撞擊於該轉換器元件上之帶電粒子轉換成光，其中該轉換器元件被配置於該靶材定位裝置之上；一光感測器，用以偵測光，其中該光感測器被配置於距該靶材定位裝置一距 離處；以及一光學透鏡，被配置於該轉換器元件與該光感測器之間，用以將來自該轉換器元件之光導送至該感測器，其中該方法之步驟包含移動該靶材定位裝置至該帶電粒子射束撞擊於該轉換器上之一位置。
24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該轉換器元件之移動與該光感測器無關。
25. 如申請專利範圍第23或24項之方法，其中該光感測器及該光學透鏡被配置於相對於該帶電粒子光學單元一大致固定位置處，並且大致永久性地對齊該帶電粒子光學單元，且其中，就該感測器組件而言，僅該轉換器藉由該靶材定位裝置移動進入到位於或接近該帶電粒子光學單元之光軸處的該(等)帶電粒子射束之射束路徑。