TW201543527A - 標靶裝置，微影設備，及物件製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種用來將入射於其上的帶電粒子散射的標靶裝置被提出，該裝置包含一基座；一參考記號，其被設置在該基座上且在其內的帶電粒子的範圍小於在該基座內的帶電粒子的範圍；及一屏蔽，其被設置在該基座上除了該參考記號所在處以外的地方且在其內的帶電粒子的範圍小於在該基座內的帶電粒子的範圍。

Description

標靶裝置，微影設備，及物件製造方法
本發明係有關於一種標靶裝置、微影設備、及物件製造方法。
用帶電粒子束(譬如，電子束或類此者)來將一基材圖案化的刻劃設備(微影設備)是習知的。這些刻劃設備(drawing apparatus)具有一用來固持該基材的桌台，且該桌台具有一標靶裝置，其包括一參考記號。在此例子中，例如，該帶電粒子束的位置(即，被該帶電粒子束照射的地方)可藉由偵測被反射的電子來予以校準，該等被反射的電子可在用該帶電粒子束掃描該參考記號時被獲得。該標靶裝置例如是藉由形成一用重金屬(譬如，鎢(W))製成的參考記號於一用矽(Si)製成的基座上來建造。此外，該帶電粒子束和該參考記號之間的相對位置可根據矽及鎢塊的反向散射係數(backscatter coefficient)的差異來決定。應指出的是，該反向散射係數是一種用被反射的電子數量/入射的電子數量來表示的 係數。例如，矽塊及鎢塊相關於具有10keV或更大能量的入射電子的反向散射係數分別是0.22及0.43。在此例子中，訊號強度的比率是1.9，且對比是0.31。
如上文中揭露的，當被反射的電子被測量到時，從測量精確性的觀點來看，訊號強度的比率(或對比)高是比較好的。因此，日本專利公開案第H8-8176號揭露一種藉由形成一較薄的鎢膜層於一矽基材的一其上預先設有一參考記號的表面上(用以提高訊號強度的比率)來減少從基材被反射的電子的校準方法。此外，日本專利公開案第2005-310910號揭露一種標靶裝置，其中一基座的材料是碳。應指出的是，每一元素相關於入射電子的能量的範圍係描述在T.Tabata,R.Ito及S.Okabe發表於Nucl.Instr.Meth.,15 August 1972,Vol.103,p.85-91期刊的“Generalized semiempirical equations for the extrapolated range of electrons”文章中。此文獻將於下文中被參照，用以考量一個區域，在該區域中入射到一基材上的電子從該基材的表面逃脫成為被反射的電子。
然而，揭露於日本專利公開案第H8-8176號中的校準方法因為訊號強度的比率被提高的關係所以效果很小，因為該基座的反射係數即使是其上形成有一薄的鎢膜層仍然維持很高。再者，對於揭露在日本專利公開案第2005-310910號中的標靶裝置而言，用具有數十keV能量的入射電子來獲得一有效的訊號強度比率是很困難的。此外，即使是該刻劃設備將電子束切換至非照射(遮蔽)狀 態，仍存在著約數個比分比至10%在照射狀態的電子束被照射的可能性。在此例子中，因為背景訊號增強的關係使得獲得適合的訊號強度比率更加困難。
本發明例如提供一種以精確性而言是有利的標靶裝置，用該標靶裝置可測量一帶電粒子束的特性。
依據本發明的一個態樣，一種用來將入射於其上的帶電粒子散佈的標靶裝置被提出，該裝置包含一基座；一參考記號，其被設置在該基座上且在其內的帶電粒子的範圍小於在該基座內的帶電粒子的範圍；及一屏蔽，其被設置在該基座上除了該參考記號所在處以外的地方且在其內的帶電粒子的範圍小於在該基座內的帶電粒子的範圍。
本發明的其它特徵從下面(參考附圖)的示範性實施例的描述中將變得更加明顯。
100‧‧‧標靶裝置
5‧‧‧基座
6‧‧‧參考記號
13‧‧‧屏蔽
13a‧‧‧孔口區域
5a‧‧‧外露的表面
1a‧‧‧電子
2‧‧‧被反射的電子
1‧‧‧電子束
2b‧‧‧被反射的電子
1b‧‧‧電子
2a‧‧‧被反射的電子
300‧‧‧刻劃設備
4‧‧‧電子透鏡阻障物
9‧‧‧晶圓桌台(固持件)
8‧‧‧晶圓(基材)
14‧‧‧晶圓夾頭
15‧‧‧驅動裝置
200‧‧‧標靶裝置
10‧‧‧偏轉器
6a‧‧‧參考記號
6b‧‧‧參考記號
13a1‧‧‧第一孔口區域
13a2‧‧‧第二孔口區域
5a1‧‧‧第一外露的表面
5a2‧‧‧第二外露的表面
24‧‧‧電子束群
22‧‧‧在ON狀態的畫素
23‧‧‧在OFF狀態的畫素
21‧‧‧箭頭
11‧‧‧圖案區域
11a‧‧‧第一圖案區域
11b‧‧‧第二圖案區域
400‧‧‧標靶裝置
500‧‧‧標靶裝置
圖1例示依據本發明的第一實施例的第一標靶裝置的結構。
圖2例示入射至一基座的電子的根軌跡的一個例子。
圖3是一圖表，其例示每一元素的入射電子的能量的單元範圍。
圖4A及4B例示從一元件的表面被反射的電子的逃脫面積。
圖5是一圖表，其例示關於該第一標靶裝置內的位置的訊號強度。
圖6例示依據本發明的第二實施例刻劃設備的結構。
圖7例示依據本發明的第二實施例的第二標靶裝置的結構。
圖8例示照射在一晶圓上的電子束群的形狀。
圖9A及9B例示在第二實施例中的位置校準期間的電子束照射狀態。
圖10是一圖表，其例示關於該第二標靶裝置內的位置的訊號強度。
圖11A至11C例示對應於圖10的電子束的輪廓。
圖12例示用來說明一屏蔽的形狀條件的標靶裝置的結構。
圖13例示依據本發明的第三實施例的標靶裝置的結構。
圖14例示在第三實施例中的位置校準期間的電子束照射狀態。
圖15例示依據本發明的第四實施例的標靶裝置的結構。
圖16例示圖15的A-A’剖面。
在下文中，本發明的較佳實施例將參考附圖加以描述。
(第一實施例)
首先，依據本發明的第一實施例的標靶裝置的描述將被提出。一刻劃設備被用作為微影設備，其藉由偏轉掃描及遮蔽例如一帶電粒子束(譬如一電子束)來形成一潛像(latent image)圖案於一基材上(一其上的光阻上)。此一刻劃設備在使用一標靶裝置刻劃之前會校準該電子束將被照射在一用來固持該基材的基材桌台上的位置。下文中，此校準被簡單地稱為“位置校準”。在此例子中，該刻劃設備藉由用該電子束照射及掃描設置在該基材桌台的表面上的該標靶裝置並測量(偵測)在此時從該標靶裝置被射出的被反射的電子來決定校準的必要性及校準的量。雖然從該標靶裝置被射出的被反射的電子典型地係為了位置校準而被測量且此實施例係依循於此，但此實施例可被應用至從該基座被射出的電子是例如次級電子的例子中。此外，一使用電子束的刻劃設備在下文中被描述，但該刻劃設備可使用其它帶電粒子束，譬如離子束。在下文中，“掃描(scanning)”可以不只表示用電子束相對被固定的參考記號進行掃描動作，還可以表示用該參 考記號相對於被固定的電子束進行掃描動作。關於此點，尤其是，“掃描方向”具有這兩種義意，且和將電子束與該參考記號相對地移動所造成的相對運動的方向是同義意。再者，於下文中說明的圖式中，Z軸和將被照射至該標靶裝置的該電子束一起係對準於一方向(垂直方向，正方向係朝上)上，Y軸係對準於和該Z軸垂直的平面內，及X軸係對準於和Y軸正交的方向上。
圖1是一示意剖面圖，其例示依據此實施例的第一標靶裝置100的結構。該標靶裝置100是在一電子束被用於刻劃時被使用，且包括一基座5、一參考記號6、及一屏蔽13。該基座5是一用矽(Si)製成的板子部分。該參考記號(標靶)6是一圖案部分，其是用重金屬鎢(W)製成且被設置(建構)在該基座5上。應指出的是，圖1例示用於Y軸方向上的測量的參考記號6，該Y軸方向具有一平面形狀，在該Y軸方向上有多條直線被平行於該掃描方向被設置，亦即，兩條延伸在X軸方向上的直線圖案被設置在Y軸方向上。此外，有用於X軸方向上的測量的參考記號(未示出)，其中有兩條延伸在Y軸方向上的直線圖案被設置在X軸方向上。該屏蔽13被設置在該基座5上的一個設置了該參考記號6的區域周圍。換言之，該屏蔽13是一屏蔽件，其具有一孔口區域13a作為用來設置該參考記號6的區域。該屏蔽13可用鎢以及該參考記號6的材料來製造，亦可用不同於參考記號6的材料的重金屬來建造。此外，該屏蔽13的厚度和該參 考記號6的厚度一樣，但該屏蔽13的厚度比該參考記號6的厚度厚是較佳的。
接下來，該標靶裝置100的詳細描述將被提出。首先，顯示該標靶裝置100的結構的一基本原則是，將被描述的情況是，電子被入射至一材料製成的構件，然後被反射的電子從該構件的表面逃脫。圖2是一剖面圖，其例示具有100keV能量的電子入射至一用矽製成的構件之用例如蒙地卡羅計算(Monte Carlo calculation)所得到的根軌跡(locus)。在電子入射至該構件之後，電子被認為是直線地進入該構件的一深度，並散佈在點CB(散射點)周圍的每一方向上。在此例子中，電子的最大進入深度約為50微米且和電子的範圍(Re)(=54微米)大致相同。在此處，‘範圍’一詞係和在該構件內的移動距離同義。當作為該構件的薄膜很薄時，進入到該薄膜中的電子的穿透性和該薄膜的厚度成比例地變得很小。因此，當該比例是用線性逼近獲得時，該範圍是完全由一穿透性為零的薄膜厚度來決定。應指出的是，實際上有電子可移動一比該範圍長的距離而不損失和該移動距離成比例的能量，但此等電子不被考慮，因為它們的量很少且它們具有的能量比該表面的能量小，因此對於測量所造成的影響很小。
為了要讓被反射的電子從該構件的表面逃脫，被反射的電子須要從一個點進入、在該構件內前進並回返、並再次回到該表面。因此，被反射的電子的最大進 入深度是一當進入到該範圍Re的一半的電子在相同路徑上回返時的進入深度，且在此時，該等電子單獨離開，它們沒有能量且在直線路徑上回返。因此，點CB(電子在此點可被認為是散射於每一方向上)的深度LCB被假設為是深度Re/2(該構件的表面內沒有能量的電子可到達的深度)的一半，亦即，Re/4。此外，散射於該點CB內的電子的運動區域係用圓“B”來表示，其以點CB為中心且以範圍Re的3/4為半徑。根據以上所述，被反射的電子的逃脫面積是一個將該圓“B”和該構件的表面接觸的區域，亦即，以進入點PC為中心以R0為半徑的一個區域，且該半徑R0係用下面的等式1來表示。
以此方式，該區域(即，入射到該構件上的電子能夠從該表面逃脫成為被反射的電子的地方)(以R0為半徑的圓形區域)在等式1中係用範圍Re來表示。範圍Re的值愈大，逃脫面積就愈大。
相反地，電子的範圍Re取決於構成該構件的材料的種類及密度及入射電子的能量。圖3是一圖表，其例示該等電子的範圍Ra(其為單位範圍)，它是範圍Re與相關於各種元素的入射電子的能量Ee的密度的乘積，它是用揭露在T.Tabata,R.Ito及S.Okabe發表於Nucl.Instr.Meth.,15 August 1972,Vol.103,p.85-91期刊的 “Generalized semiempirical equations for the extrapolated range of electrons”文章中的逼近法來計算。在此處，如果該密度標示為ρ的話，則該等電子的範圍Re則是用Re=Ra/ρ來表示。該單位範圍Ra係隨著入射電子的能量Ee及該構件的材料的原子數Z而改變。此外，該單位範圍Ra可被除以譬如像是鋁(Al)或矽的材料的單位範圍，該材料可被用作為該基座的材料的且可具有30或更少的原子數Z，或可被除以譬如像是鎢、鉑(Pt)或金(Au)的材料的單位範圍，該等材料可被用作為該參考記號6的材料且具有73或更多的原子數Z。
具有圖3所示的特性的電子的範圍Re是用可應用至所有元素的逼近法來代表。在此處，當該逼近法只在基座5及參考記號6上被實施且使用畫在圖3中的數值時，在基座5中的範圍ReB及在參考記號6中的範圍ReT是分別由等式2(其對應於逼近直線“A”)，及等式3(其對應於逼近直線“B”)來表示。
[等式2]R eB =5×10-6×E e 1.7/ρ B (2)
[等式3]R eT =10-5 E e 1.44/ρ T (3)
在這些等式中，“ρB”是構成基座5的材料的密度，“ρT”是構成參考記號6的材料的密度，且它們的單位是“g/cm3”。此外，範圍ReB及範圍ReT的單位是“cm”，且入射電子的能量的單位是“keV”。例如， 如果該等電子具有100keV的能量的話，則用等式2算出來的在矽(其密度為2.34g/cm3)中的範圍ReB將會是54微米。相反地，如果該等電子具有100keV的能量的話，則用等式3算出來的在鎢(其密度為19.3g/cm3)內的範圍ReT將會是3.9微米。因此，對於100kev能量的電子而言，在矽及鎢的材料表面上的被反射的電子的逃脫面積是由等式1來決定，其將會直徑分別是76微米和5.5微米的圓形區域。
圖4A及4B例示用蒙地卡羅計算(Monte Carlo calculation)所得到的從電子已進入其內的材料的表面被反射的電子的逃脫面積。在它們之中，圖4A例示該材料是矽的例子及圖4B例示該材料是鎢的例子。參考圖4A及4B，用等式1獲得之來自該構件的該逃脫面積的數值可被視為是逼近值。以此方式，該等電子所進入的該構件的材料的種類改變在該構件的表面上被反射的點子的逃脫面積。
因此，在此實施例中，使用起因於該等電子所進入之構件的材料所造成的逃脫面積的差異，且會發生在該標靶裝置100中的訊號強度的比率被設定為高。逃脫面積的差異可如等式1所示地由電子的範圍Re來決定，且當該密度相同時，電子的範圍Re可由原子數Z的種類來決定，如圖3所示。此外，該參考記號6是由具有小的逃脫面積的材料構成，該基座5是由具有大的逃脫面積的材料構成，及該屏蔽13將該區域與入射點分隔開來，如 下文所示。
回到圖1，在不包含設置有該參考記號6的區域的一孔口區域13a中，該基座5的表面(外露表面5a)被曝露在電子束(電子)1入射的方向中。在該參考記號6上，入射至該參考記號6的電子1a因參考記號6的反向散射而逃脫成為被反射的電子2a的區域是一個離該入射點半徑約3微米(0.7Re)的區域。相反地，在該外露的表面5a上，直接入射至該外露的表面5a的電子1b因該外露的表面的反向散射而逃脫成為被反射的電子2b的區域是一個離該入射點半徑約38微米的區域，且該屏蔽13將該基座5的表面上的此區域的外面遮蔽起來。即使是直接入射至該外露的表面5a的電子1b散布在該基座5內並到達該屏蔽13成為被反射的電子2b，電子1b不能逃脫至外面，因為被吸收到該屏蔽13內或被反射至該屏蔽13上。因此，當用來測量從該標靶裝置100被反射的電子的測量設備測量入射到該外露的表面5a(即，它的表面的一部分是矽)的電子的被反射的電子時，訊號強度小於沒有該屏蔽13時的訊號強度。如上文中揭示的，雖然讓該參考記號6的厚度為該範圍的一半已是足夠，但當該屏蔽13是用和該參考記號6相同的材料來製成時，該屏蔽13比該參考記號6厚是較佳的。這是因為靠近該表面的被反射的電子具有高的能量，被反射的電子具有的能量接近入射電子的能量，且有高能量的被反射的電子會穿過只具有該範圍的一半的厚度的屏蔽13。
圖5是一圖表，其例示在一電子束1掃描該孔口區域13a時的訊號強度(被反射的電子的強度)。在圖5中，虛線顯示該基座5上沒有設置該屏蔽13的情況，實線顯示對應於此實施例之該基座5上設有該屏蔽13的情況。有或沒有該屏蔽13並沒有改變和該參考記號6的一個部分相對應的部分的訊號強度(訊號強度W)。相反地，當該基座5上有該屏蔽13時，如上文所描述地，和該外露的部分5a的一個部分相對應的部分的訊號強度變得很小。因此，訊號強度比率提高，且被反射的電子的訊號對比可被改善。
如上文中所描述的，根據該標靶裝置100，該參考記號6的位置可藉由使用不同的材料分別作為構成該基座5及該參考記號6的材料以及將該屏蔽13設置在該基座5上而用外部設備予以精確地測量。
如上文中所描述的，根據此實施例，就一帶電粒子束的特性可被提供的精準度而言，一標靶裝置是有利的。
(第二實施例)
接下來，將提供依據本發明的第二實施例的描述。一依據此實施例的標靶裝置(第二標靶裝置)可藉由使用依據第一實施例的第一標靶裝置100而被應用至一用多個電子束(其在下文中被稱為“電子束群(帶電粒子束群)”)來刻劃的刻劃設備。圖6是一示意剖面圖，其 例示該包括該第二標靶裝置200的刻劃設備300的結構。該刻劃設備300包括一電子透鏡阻障物(電子光學系統透鏡阻障物)4、一晶圓桌台(固持件)9，其透過一晶圓夾頭14固持一將被處理的晶圓(基材)8且是可活動的、及一驅動裝置15，它們被容納在一真空室(未示出)內。該刻劃設備300藉由在真空中使用該等電子束來在該晶圓8上進行刻劃。應指出的是，圖6顯示該等電子束照射該標靶裝置200以造成該刻劃設備300校準一位置的狀態。該驅動裝置15移動該晶圓桌台9，用以將該晶圓8相對於該電子透鏡阻障物4放置。該電子透鏡阻障物4設有位在該電子透鏡阻障物4內的該電子光學系統及包括一偏轉器10，用來實施從一電子槍(未示出)射出的電子束1的偏轉掃描。在此例子中，該標靶裝置200被設置在該晶圓桌台9上(在該固持件上)，且用來測量(偵測)從該標靶裝置200被射出的被反射的電子的該測量裝置(偵測器)3被設置在一面向該電子透鏡阻障物4的該晶圓桌台9的位置。該等電子束1在該電子透鏡阻障物4中加速至例如100keV、從一設置在該測量裝置3的中心的開孔被射出、然後被照射至該標靶裝置200。
圖7是一示意平面圖，其例示該標靶裝置200的構造。應指出的是，關於該標靶裝置200的每一構件，那些和上文中描述的標靶裝置100的構件相對應的相同構件係被標以相同的標號。和該標靶裝置100相類似地，該標靶裝置200包括在該由矽構成的基座5上的該參考記號 6及位在設有該參考記號6的區域周圍的該屏蔽13。該參考記號6可由鎢製成且具有1微米厚的厚度及0.5微米的圖案寬度。此外，介於該參考記號6的圖案之間的空間的寬度可以是0.5微米。此外，該屏蔽13可由鎢製成且具有2微米厚的厚度。應指出的是，該屏蔽13的厚度可以和該參考記號6的厚度相同。
此外，圖7顯示兩種參考記號，譬如用於X軸方向的測量的參考記號6a及用於Y軸方向的測量的參考記號6b。在下文中，第一圖案區域11a係指一個接觸及圍繞所有多個參考記號6a的區域(被圈圍起來的區域)，及第二圖案區域11b係指一個接觸及圍繞所有多個參考記號6b的區域。“接觸”一詞係指“實質接觸”。例如，六條延伸在Y軸方向上的直線圖案被安排成平行於X軸方向上成為包括在該第一圖案區域11a內的參考記號6a。例如，四條延伸在X軸方向上的直線圖案被安排成平行於Y軸方向上成為包括在該第二圖案區域11b內的參考記號6b。因為此一構造，該屏蔽13包括兩個孔口區域，第一孔口區域13a1是一個該等多個參考記號6a被設置於其內的區域及第二孔口區域13a2是一個該等多個參考記號6b被設置於其內的區域。
此外，作為使用於下面描述中的定義的是，“第一外露的表面5a1”係指該外露的表面5a的一個位在該圖案區域11和該孔口區域的邊緣之間平行於每一個參考記號6的部分。“第二外露的表面5a2”意指在該外露表 面5a位於在平行於每一參考記號6的方向上的圖案區域11和該孔口區域13a的邊緣之間的部分。尤其是，“LB”代表的是在該第二外露的表面5a2上介於該圖案區域11和該孔口區域13a的邊緣之間的距離(寬度)。在它們之中，“LBX”代表在第一孔口區域13a1內的距離(寬度)，及“LBY”代表在該第二孔口區域13a2內的距離(寬度)。此外，“LS”代表在該屏蔽13內在平行於每一參考記號6的方向上相對於每一孔口區域13a的必要距離(寬度)。
圖8是一示意平面圖，其例示用於此實施例的刻畫中的電子束群24的形狀。該電子束群24有一形狀(一連串的形狀)，其中多個微型電子束被安排成方形矩陣，且是藉由相對於該電子光學系統中的孔徑(未示出)或一電子源陣列(未示出)實施縮倍(demagnification)或縮小(diminution)來界定。在下文中，該等電子束的一個別的區域被稱為“畫素(像素)”。尤其是，該圖案區域的形狀(即，一將該參考記號6圈圍起來的矩形)和該電子束群24的一平面上的外部形式(即，一將該等多個電子束圈圍起來的矩形)是彼此一致的。藉由該電子光學系統中的一遮蔽(blanking)偏轉器(未示出)的一操作(遮蔽功能)，每一畫素分別接受ON/OFF控制。在圖8中，例如，當假設箭頭21的方向(測量方向)是電子束群24的掃描方向時，黑色的方塊代表畫素22在ON(照射)狀態及白色的方塊代表在OFF(非照射)狀態的 畫素23。
該刻劃設備300結合畫素22及畫素23、藉由偏轉器10進一步控制偏轉掃描及晶圓桌台9的運動、將整個電子束群24相對於該晶圓8相對地移動、然後可在該晶圓8上刻畫任何圖案。在此例子中，該刻劃設備300如下文所述地在用該標靶裝置200刻劃之前實施位置校準。
圖9A及9B是示意平面圖，其例示在對應於圖8所示的平面圖的位置校準期間電子束1(電子束群24)的照射狀態。在下文中，該刻劃設備300測量該等電子束1在Y軸方向上的位置的描述將被提供作為一個例子，其中該等參考記號6b被用作為用來測量在圖7中所示的Y軸方向上的待測物件。首先，該刻劃設備300移動該晶圓桌台9，用以將該等電子束1的被照射區域放置在該第二圖案區域11b上，並用具有和圖9B所示的參考記號6b的配置相對應的畫素的線及空間(line-and-space)形狀照射電子束1。接下來，該刻劃設備300控制該偏轉器10的操作，用以用電子束1掃描該第二孔口區域13a2。當電子束1掃描於箭頭21B的方向上且到達參考記號6b時，被加速至100keV的電子入射至參考記號6b。許多電子在該參考記號6b內約1微米的深度處被散射、到達該基座5的表面、且被測量裝置3偵測到成為被反射的電子2。當該掃描被進一步持續且電子束1再次入射至該基座5(該外露的表面5a)時，被加速至100keV的電 子在該基座5內數十微米的深度處被反射，且在該延伸狀態中到達該基座5的表面數十微米。然而，根據此實施例的構造，被反射的電子2被屏蔽13阻擋，且無法逃脫至該標靶裝置200外面。因此，從測量裝置3輸出的訊號強度變得很小。
圖10是一圖表，其顯示當電子束1(電子束群24)在該標靶裝置200的第二孔口區域13a2上掃描於Y軸方向上時相關於時間的訊號強度(被反射的電子的強度)。在圖10中，虛線顯示該基座5上沒有設置屏蔽13的例子，實線顯示和本實施例相對應之基座5上設有屏蔽13的例子。圖11A至11C是示意圖，其以虛線例示電子束1和圖10的每一個時間t相對應的輪廓。在這些圖中，圖11A對應於時間ta，圖11B對應於時間tb，及圖11C對應於時間tc。參考圖10及圖11A至11C，在本發明和先前技術之間，用電子束PEB照射參考記號6b的訊號強度在時間ta及tc並沒有改變。然而，在電子束PEB通過參考記號6b之間的時間tb，及在電子束PEB經過該第二圖案區域11b且整個電子束PEB照射介於該第二圖案區域和該屏蔽13之間的該外露的表面5a的時間TB，此實施例的訊號強度小於先前技術的訊號強度。
應指出的是，晶圓桌台9和在該晶圓桌台9上的標靶裝置200之間的相對位置係藉由一光學裝置或類此者的測量而被預先具體界定。因此，如果該標靶裝置200可用電子束1測量的話，電子束1和晶圓桌台9在Y 軸方向上的相對位置的關係可被最終決定。
相反地，當電子束1在X軸方向上的位置被測量時，該刻劃設備300把圖7所示用於X軸方向上的測量的參考記號6a視為將被照射的物件。首先，該刻劃設備300移動該晶圓桌台9，用以將電子束1的被照射區域放置在該第一圖案區域11a上，並用只具有和圖9A所示的參考記號6a的配置相對應的畫素的線及空間(line-and-space)形狀照射電子束1。該刻劃設備300控制該偏轉器10的操作，用以用電子束1掃描第一孔口區域13a1。最後，當電子束1如圖9A所示地在箭頭21A的方向上被照射時，被反射的電子2如上文所述地被測量，電子束1和晶圓桌台9在X軸方向上的相對位置的關係可藉此被決定。
接下來，將提供該屏蔽13在該標靶裝置200內的形狀條件的描述。在此處，形狀條件的基礎是，電子束1入射到該基座5所造成的來自該圖案區域11的該第一外露的表面5a1的被反射的電子2因為被該屏蔽13遮擋而不會逃脫到外面。因此，該屏蔽13的一有效面積較佳地被設定成使得介於該圖案區域11和該第二外露的表面5a2上的孔口區域13a的邊緣之間的距離LB變成儘可能地小。在下文中，下面的描述是根據平行於電子束1的掃描方向的方向且垂直於該掃描方向的方向作為特殊的形狀條件。
首先，在平行於電子束1的掃描方向的方向 上的形狀條件將被提供。圖12是一示意的剖面圖，其例示該標靶裝置200的部分構造(該第二孔口區域13a2的附近)，用以說明屏蔽13的形狀條件。被假設的是，從第二孔口區域13a2的邊緣(亦即，該外露的表面5a的最外面的部分)入射的離子束PB可從該基座5的表面逃脫的最大距離LSmax等於當散射於該基座5的表面附近的電子通過一路徑TB1時在基座5內的電子的範圍ReB。接下來，一個該等電子可從點CB(它是入射至該基座5內的該等電子散射的中心點)到達的區域被認定為是一可提供用來將被反射的電子分開的抑制作用的區域。該以點CB為圓心具有3ReB/4為半徑的圓“B”是在點C散射具有ReB/4深度的電子的到達極限，且幾乎所有從該基座5逃脫出來的被反射的電子都是在半徑R0之內。再者，在抑制分離作用可在一約R0的一半的距離內被提供的例子中，在該屏蔽13內的最短距離LSmin係由下面的等式4來表示。
再者，在此例子中，在該屏蔽13內的距離LS的範圍是由下面的等式5來表示。
此外，在第二外露的表面5a2內的距離的範圍 LB(LBY)是一條件，在此條件中，和圖11A至11C所示的電子束輪廓相同的該等電子束的輪廓PEB的邊緣的畫素線通過該第二圖案區域11a2，如圖12所示，且沒有覆蓋該屏蔽13。換言之，最短的距離LBmin必需被設定為比一畫素的寬度DPX大。相反地，考慮該第二外露的表面5a2內的最長的距離LBmax，即使是該距離LB大於該畫素群在該掃描方向上的寬度LG(參見圖8)，圖10所示的時間長度TB變得更長，但位置資訊並沒有增加。此外，如果該距離LB變得更長的話，則該抑制分隔作用就被減小。換言之，該最長的距離LBmax被假設為是畫素群在掃描方向上的距離(寬度)LG。為了要充分地測量來自該參考記號6的被反射的電子，該距離LB必須變成比該範圍ReT大。因此，該最長的距離LBmax是(LG，ReT)的最大值“max”，其顯示該距離LG和該範圍ReT中較大的一者。最後，在此例子中，在該第二外露的表面5a2中的該距離LB是由等式6來表示。
[等式6]D PX<L B <max(L G ,R eT ) (6)
接下來，在垂直該電子束1的掃描方向的方向上的形狀條件的描述將被提出。在此例子中，該距離LS在該屏蔽13內的區域是由等式5來表示，如上所述地，它是關於平行於該電子束1的掃描方向的方向的條件。相反地，在該第二外露的表面5a2內的該距離LB在此例子中可不被明確地界定，但較佳地是由等式7來代 表。
[等式7]0<L B <R eT (7)
在此處，特殊的數值被應用至上面的形狀條件。首先，如上文說明的，如果該範圍ReB=54微米的話，則藉由使用等式5，該距離LS係如下所示。
19微米<LS<54微米
此外，如果該電子束群24的尺寸(距離LG)在X軸方向上是20微米且在Y軸方向上是2微米的話，則一畫素的寬度DPX是0.5微米，且該範圍ReT=3.9微米，在該第二外露的表面5a2內的該距離LB藉由使用等式6係如下所示。
0.5微米<LBX<20微米
0.5微米<LBY<3.9微米。
如上文討論的，標靶裝置100及200使用基座5、該參考記號6、及該屏蔽13，構成它們的材料及它們的形狀都被選定(界定)。用來測量該參考記號6的外部的測量設備(測量裝置3)可藉由使用標靶裝置100及200而獲得一比先前技術高的訊號強度比率(或被反射的電子的訊號的對比)。換言之，標靶裝置100及200可造成外部的測量設備精確地測量該參考記號6的位置。此外，對於使用單一將被照射的電子束或多個電子束(電子束群)而言標靶裝置100及200是有利的。尤其是，當由多畫素構成的該電子束群如上文所述地被照射時，小量的 電子束通常從一個畫素被照射，即使是此畫素是在非照射狀態亦然。然而，依據標靶裝置200，該高的訊號強度比率可在此例子中被獲得。因此，此實施例具有和第一實施例相同的效果。
應指出的是，在上述的實施例中基座5的材料是矽，但本發明並不侷限於此。基座5的材料較佳地是一種電子的範圍Re大於參考記號6的材料的電子的範圍的材料，且較佳地是一種主要元素(primary elements)的原子數是30或更少的材料，例如，譬如像是碳或矽，或是鋁、銅、鎳或鈹的金屬以及矽。此外，雖然在此實施例中參考記號6的材料是鎢，但本發明並不侷限於此。該參考記號6的材料較佳地是一種電子的範圍Re小於基座5的材料的電子的範圍的材料，且較佳地是一種主要元素的原子數是73或更多的材料，例如，譬如像是鉭、金或鉑的重金屬以及鎢。
再者，在第二實施例中，該第二外露的表面5a2被設置在該第二孔口區域13a2的該第二圖案區域11b在該掃描方向上的兩側上。相反地，該第二外露的表面5a2只被設置在該第一孔口區域13a1的該第一圖案區域11a在該掃描方向上的一側上。因此，該第二外露的表面5a2不必然被設置在該圖案區域11的兩側上。這是因為在此實施例中，讓被反射的電子逃脫的抑制作用可在該最短的距離LBmin大於一畫素的寬度DPX的時候，亦即，當電子束的輪廓PEB的一個波峰可被獲得的時候被獲得。
再者，雖然屏蔽13具有該孔口區域13作為一個用來安排上述實施例的該圖案區域11的區域，但該區域並不一定是一開口。如上文所討論的，為了要獲得此實施例的該抑制分離作用，該屏蔽13的形狀主要是在掃描方向上被考慮。因此，有一個該屏蔽13被設置在掃描方向上的兩側，但不是設置在相對於該圖案區域11的配置和掃描方向垂直的方向上的例子，亦即，屏蔽13不能被一體地形成，且該屏蔽13會有多個構件在該基座5上。
再者，在第二實施例中，雖然電子束群24被設置成方形矩陣，但它亦可根據預設的規則被設置成格子形狀且可具有一種特定的電子束從外部被驅動的構造，譬如西洋棋盤形狀、蜂巢形狀或一列。電子束群24的電子並不一定是被分別地控制，且該等電子可一起被控制。
(第三實施例)
接下來，依據本發明的第三實施例的標靶裝置的描述將被提供。依據此實施例的標靶裝置的特徵在於參考記號6和屏蔽13的形狀和依據第二實施例的第二標靶裝置200的形狀不一樣。圖13是一示意平面圖，其例示依據此實施例的標靶裝置400的構造。應指出的是，關於標靶裝置400的每一構件，那些和標靶裝置200相同的的構件被標以相同的元件標號。和標靶裝置200類似地，該標靶裝置400可被使用於用電子束群來實施刻劃的刻劃 設備中。此外，在標靶裝置400中，構成該基座5、該參考記號6、及該屏蔽13的材料可以分別和標靶裝置200中的各相應構件的材料相同。依據第二實施例的標靶裝置200包括用於X軸方向上的測量的參考記號6a及用於Y軸方向上的測量的參考記號6b這兩個參考記號，且該屏蔽13具有和基座5上的參考記號6a及6b相對應的兩個孔口區域13a1及13a2，如圖7所示。相反地，依據此實施例的標靶裝置400如圖13所示地包括一參考記號6，它是一具有平面形狀的十字形圖案，它的長側平行於掃描方向、及該屏蔽13具有一在該基座5上和該參考記號6的形狀相對應的孔口區域13a。
圖14是一示意平面圖，其例示電子束1(電子束群24)在此實施例的位置校準期間的照射狀態，其對應於圖8所示的平面圖。當該位置校準係用此實施例的參考記號6來實施時，考慮的是電子束群24具有和第二實施例相同的外形，該刻劃設備300只造成在該電子束群24的中心區域的一個畫素22被照射。該刻劃設備300控制該偏轉器10的操作並藉由在一箭頭21所示的十字形方向上掃描在該孔口區域13a上的電子束1並測量被反射的電子2來決定電子束1和晶圓桌台9之間在X軸方向及Y軸方向上的相對位置的關係。
在此實施例中，該圖案區域11的尺寸(形狀)可等於該電子束群24的尺寸。包括在該圖案區域11內的該參考記號6具有一尺寸，其足以讓該十字形在一個 方向上的兩端分別和該圖案區域11的每一長側的中心接觸。在此實施例中，“LBX1”及“LBX2”係指介於該孔口區域13a的邊緣和該第二外露的表面5a2上的圖案區域11之間在X軸方向上的兩個距離(寬度)，及“LBY1”及“LBY2”係指在Y軸方向上的兩個距離(寬度)。此外，“LS”係指該孔口區域13在該屏蔽13內在X軸方向及在Y軸方向上所需要的距離(寬度)。
如在第二實施例中說明的，在該電子束群24中的畫素的每一個畫素23(其被控制而不照射)可發射小的電子束。因此，在揭示於如上所述的此實施例中的例子中，雖然該圖案區域11的尺寸被認為是等於該電子束群24的尺寸，但距離LB及LS的特定數值可用示於第二實施例中的等式5及等式6來決定。如果距離LB被電子束1的掃描方向改變的話，則不同的距離LB最好是被分開來決定。
如上文中討論的，藉由使用和構成第二實施例的每一構件的材料相同的材料及藉由使用上述的條件來選用(界定)該屏蔽13的形狀，此實施例具有和第二實施例相同的效果，即使是該參考記號6具有和第二實施例不同的形狀亦然。
(第四實施例)
接下來，依據本發明的第四實施例的標靶裝置的描述將被提供。依據此實施例的標靶裝置的一個特徵 係在於，在使用該參考記號6及該屏蔽13(它們是用相同的材料製成且具有和第三實施例相同的形狀)的同時，一下凹的部分被進一步設置在該外露的表面5a內。圖15是一示意平面圖，其例示一依據此實射例的標靶裝置500。應指出的是，關於標靶裝置500的每一構件，那些和標靶裝置200相同的的構件被標以相同的元件標號。圖16是一示意圖，其例示圖15的A-A’剖面。應指出的是，當該位置校準在此實施例中被實施時，和第三實施例相同地，只有在該電子束群24的中心區域的一個畫素22被照射，如圖14所示。首先，在此實施例中的該圖案區域11具有方形的形狀，其實質地接觸該十字形參考記號6的四個端部，且第一外露的表面5a1係指一個在該圖案區域11內除了設有該參考記號6的區域之外的區域。相反地，該第二外露的表面5a2係指在該孔口區域13a內該圖案區域11除外的區域中的該下凹的部分的底部區域，該下凹部分係藉由使用蝕刻處理或類此者雕刻該基座5的一部分來形成，如圖15所示。
依據此構造，如果該參考記號6的表面被設定為參考的話，則從該第二外露的表面5a2入射至該基座5的電子的散射點比圖12所示的第二實施例的基座5內的點CB還深。因此，相較於上述實施例的配置，在該參考記號6的表面上的被反射的電子的範圍會增加。此外，分離至該標靶裝置500的外面的被反射的電子的數量減少，因為被該屏蔽13阻擋的被反射的電子的數量增加。 因此，此實施例可進一步改善訊號強度比率(或被反射的電子的對比)。雖然使用電子束群的標靶裝置在此實施例中被說明，但此實施例可被應用至如第一實施例所示的使用單一電子束的標靶裝置中。
(物件製造方法)
一種依據本發明的一實施例的製造物件的方法適合用來製造一譬如像是微型裝置(例如，半導體裝置)的物件或是一具有微型結構的元件。此製造方法可包括藉由使用上面描述的微影設備來形成一圖案(例如，一潛像圖案)於一物件(例如，一基材，其表面上有光敏劑)上的步驟、及處理其上形成有該圖案的該物件的步驟(例如，顯影步驟)。此外，此製造方法包括其它已知的步驟(例如，氧化、沉積、氣相沉積、摻雜、平坦化、蝕刻、光阻移除、分切、黏合、封裝及類此者)。依據此實施例的該製造物件的方法在物件的效能、品質、產量、及製造成本的至少一個方面優於傳統的方法。
雖然本發明已參考示範性實施例加以描述，但應被瞭解的是，本發明並不侷限於被揭露的示範性實施例。下面申請專利範圍的範圍將和包含所有修改及等效結構及功能的最廣義的解釋一致。
本案主張2014年5月2日提申之日本專利申請案第2014-095021號的好處，該申請案的內容藉此參照被併於本文中。
100‧‧‧標靶裝置
5‧‧‧基座
6‧‧‧參考記號
13‧‧‧屏蔽
13a‧‧‧孔口區域
5a‧‧‧外露的表面
1a‧‧‧電子
2b‧‧‧被反射的電子
1b‧‧‧電子
2a‧‧‧被反射的電子

Claims (17)

  1. 一種標靶裝置，用來將入射於其上的帶電粒子散射，該裝置包含：一基座；一參考記號，其被設置在該基座上且其內具有一帶電粒子的範圍，其小於在該基座內的帶電粒子的範圍；及一屏蔽，其被設置在該基座上除了該參考記號所在處以外的地方且其內具有一帶電粒子的範圍，其小於在該基座內的帶電粒子的範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項之標靶裝置，其中該屏蔽被設置來覆蓋該基座的一表面內的一個區域的一部分，入射至該基座上的帶電粒子藉由該部分的反向散射而脫逃。
  3. 如申請專利範圍第1項之標靶裝置，其中該基座在一介於該參考記號和該屏蔽之間的區域內的一表面低於該基座在一設有該參考記號和該屏蔽的區域內的表面。
  4. 如申請專利範圍第1項之標靶裝置，其中該基座的材料包括金屬。
  5. 如申請專利範圍第1項之標靶裝置，其中該基座的材料包括一元素，其為碳、矽、鋁、銅、鎳及鈹中的一者。
  6. 如申請專利範圍第1項之標靶裝置，其中該參考記號的材料包括金屬。
  7. 如申請專利範圍第1項之標靶裝置，其中該參考記號的材料包括一元素，其為鉭、鎢、金及鉑中的一者。
  8. 如申請專利範圍第1項之標靶裝置，其中該屏蔽的材料包括金屬。
  9. 如申請專利範圍第1項之標靶裝置，其中該屏蔽的材料包括一元素，其為鉭、鎢、金及鉑中的一者。
  10. 如申請專利範圍第1項之標靶裝置，其中該屏蔽比該參考記號厚。
  11. 一種微影設備，用來用帶電粒子束在一基材上實施圖案化，該設備包含：一如申請專利範圍第1至10項中任一項的標靶裝置，用來將入射於其上的帶電粒子散射。
  12. 如申請專利範圍第11項之微影設備，其更包含：一固持件，其被建構來固持該基材而且是可移動的；及一偵測器，其被建構來偵測被該標靶裝置散射的帶電粒子，其中該固持件設有該標靶裝置。
  13. 如申請專利範圍第11項之微影設備，其更包含：一光學系統，其被建構來用多個帶電粒子束照射該基材且具有一遮蔽功能，其中該光學系統被建構來根據該參考記號的一區域用該遮蔽功能遮蔽該等多個帶電粒子束的一部分。
  14. 如申請專利範圍第13項之微影設備，其中一圈 圍該參考記號的矩形和一圈圍該標靶裝置上的帶電粒子束的矩形是一致的。
  15. 如申請專利範圍第12項之微影設備，其更包含：一測量裝置，其被建構來根據該偵測器的輸出來測量該標靶裝置上的該帶電粒子束在測量方向上的特性，其中，要被滿足的條件是D PX <L B <max(L G ,R eT )該標靶裝置上一畫素的寬度(其對應於該等多個帶電粒子束的每一帶電粒子束)是用DPX來表示，該標靶裝置上的畫素在測量方向上的寬度(其對應於該等多個帶電粒子束)是用LG來表示，該等多個帶電粒子束的的一帶電粒子在該參考記號內的範圍是用ReT來表示，及該基座在該參考記號和該屏蔽之間的一在該測量方向上的寬度是用LB來表示。
  16. 如申請專利範圍第12項之微影設備，其更包含：一測量裝置，其被建構來根據該偵測器的輸出來測量該標靶裝置上的該帶電粒子束在測量方向上的特性，其中，要被滿足的條件是 該等多個帶電粒子束的帶電粒子在該基座內的範圍是用來ReB表示，及該屏蔽在該測量方向上的寬度是用LS 來表示。
  17. 一種製造一物件的方法，該方法包含的步驟為：使用微影設備在一基材上實施圖案化；及處理其上已被實施圖案化的基材以製造該物件，其中該微影設備係用帶電粒子束來在該基材上實施圖案化，且包括：一標靶裝置，用來將入射於其上的帶電粒子散射，該裝置包含：一基座；一參考記號，其被設置在該基座上且其內具有一帶電粒子的範圍，其小於在該基座內的帶電粒子的範圍；及一屏蔽，其被設置在該基座上除了該參考記號所在處以外的地方且其內具有一帶電粒子的範圍，其小於在該基座內的帶電粒子的範圍。
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