TW201704885A

TW201704885A - 微影裝置、操作器系統及用於控制焦平面之曲率之方法

Info

Publication number: TW201704885A
Application number: TW105101914A
Authority: TW
Inventors: 賈庫巴菲德利克菲索克林哈瑪; 寇恩彼得瑪莉威特斯
Original assignee: Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-02-01
Also published as: NL2016065A; WO2016134862A1

Abstract

本發明提供一種微影裝置，其包含：一基板台，其經組態以固持一基板；一投影系統，其經組態以將一圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上，該投影系統具有一焦平面；一操作器，其包含一板及至少一個致動器，該至少一個致動器可操作以使該板變形，藉此更改該焦平面之一形狀；及一控制器，其經組態以控制該至少一個致動器之操作，藉此控制該焦平面之曲率。

Description

微影裝置、操作器系統及用於控制焦平面之曲率之方法

本發明係關於一種微影裝置，及相關聯操作器及方法，及對該微影裝置之焦平面之控制。

微影裝置為將所要圖案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。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱為遮罩或光罩)可用於產生對應於IC之個別層之電路圖案，且可將此圖案成像至具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層之基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。一般而言，單一基板將含有經順次曝光之鄰近目標部分之網路。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輻照每一目標部分；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輻照每一目標部分。

由於使用微影技術而形成之特徵的所需大小變得更小，故對微影裝置之準確度及分辨率存在愈來愈迫切的需求。一般而言，需要基板精確定位於微影裝置之投影系統的焦平面處，以使得跨越整個基板表面形成自圖案化器件獲得之清晰影像。

在實踐中，基板表面可並非完全平整，例如，歸因於邊緣滾降效應，其中製造約束意謂基板之邊緣區域(例如，基板之邊緣1mm至5mm內)處的基板形狀或厚度可改變。此類變化可意謂即使焦平面為完全平整，但其將不與基板之整個區域上的基板表面重合。

此外，微影裝置自身之組件及操作參數(例如，微影裝置中之投影光學器件)之變化可引起焦平面之形狀及位置的變化，以使得焦平面可為不平整的。舉例而言，由在基板上形成影像之輻射光束之透射引起的加熱效應可引起微影裝置之投影系統或其他部分之一或多個組件(諸如，光罩)扭曲，繼而其可影響焦平面之位置及形狀。

已提出關於如何控制焦平面之曲率的各種建議。舉例而言，已建議使用彎曲光罩來提供彎曲焦平面。然而，此要求謹慎抓取光罩以免引發額外重疊效應，且針對最佳結果亦要求光罩形狀在輻射曝光期間的頻繁變化。

亦已建議操縱投影系統中之一或多個透鏡之焦點曲率。然而，操縱透鏡內部鏡面之曲率為敏感的且要求修改透鏡之中心。另一建議係基於改變可操作波長，該建議具有與改變透鏡曲率類似之效應。然而，改變可操作波長亦引發僅可藉由增加透鏡之中心中的其他敏感操縱選項來校正的其他效應。

基於焦點之操縱之另一建議要求系統具有直接定位於光罩下方具有變化曲率的兩個玻璃板，其中一個板相對於另一者水平地移動(Alvarez原理)。然而，此類系統要求高端機電一體化且要求大量空間。

亦已建議使用具有兩個玻璃板及板之間的充水腔的系統，該兩個玻璃板直接置放於光罩下方，其中一個板之曲率經改變。然而，此要求充水腔在透鏡正上方，其可產生顯著損壞風險。

已知即使單一板之曲率改變亦可導致焦點變化。然而，在微影裝置之內容背景中，顯著的是一個參數(諸如焦點)之變化亦可影響其他光學參數或效應。存在用於減少微影系統中之非所欲光學效應(例如，表示為殘餘任尼克(Zernike)誤差)之各種已知技術。然而，微影系統中之空間及效能約束為顯著的，且引入另一組件(例如用以控制焦平面)可對控制或降低由系統之其他組件引起的非所欲效應之能力具有顯著衝擊效應。

根據本發明之態樣，提供一種微影裝置，其包含：基板台，其經組態以固持基板；投影系統，其經組態以將圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上，該投影系統具有焦平面；操作器，其包含板及至少一個致動器，該至少一個致動器可操作以使板變形，藉此更改焦平面之形狀；及控制器，其經組態以控制至少一個致動器之操作，藉此控制焦平面之曲率。

包含可變形板及相關聯致動器的操作器之使用可提供控制微影裝置之焦平面之曲率的特別簡單及有效方式。控制器可經組態以控制焦平面之曲率來降低曲率，因此使該焦平面平整。控制器可經組態以控制焦平面之曲率以更緊密地對準焦平面與基板表面。包含可變形板且可操作以控制板之曲率的操作器可被稱作板操作器。

由至少一個致動器之操作導致的板之變形可引起放大率改變，且裝置可進一步包含可操作以至少部分地抵消放大率之該改變的另一操作器。

操作器及另一操作器之組合可為有效控制焦平面曲率同時抵消相關聯放大率效應做準備。

另一操作器可形成投影系統之部分。

另一操作器可包含至少一個可移動光學元件。控制器可經組態以控制可移動光學元件之移動，藉此至少部分地抵消放大率之該改變。另一操作器可操作以沿投影系統之光軸移動該至少一個光學元件(例如，投影系統之至少一個透鏡)，藉此至少部分地抵消放大率之該改變。

控制至少一個致動器之操作以控制焦平面之曲率可包含控制至少一個致動器之操作以降低焦平面之曲率。控制至少一個致動器之操作以控制焦平面之曲率可包含控制至少一個致動器之操作以控制及/或降低至少一個像差。

控制至少一個致動器之操作以控制焦平面曲率可包含控制及/或降低至少一個焦點曲率分量。至少一個焦點曲率分量可包含具有單一轉向點(例如，用於基板之區域之單一轉向點)之焦點曲率分量。

可使用任尼克多項式表示焦平面曲率分量，該等分量可隨影像場改變，且控制器可經組態以操作致動器來控制板操作器之變形，以提供用於一或多個合適任尼克多項式之所要值或以降低一或多個合適任尼克多項式之該等值(例如包括其隨影像場之變化)，(例如)藉此控制及/或降低至少一個焦點曲率分量。

具有單一轉向點之焦點曲率分量可包含以下分量：對於該分量，焦平面之垂直位置隨橫向位置之變化具有用於基板之區域之單一峰值。

控制至少一個致動器之操作以提供所要曲率可包含控制至少一個致動器之操作以控制及/或降低具有單一轉向點而實質上不具有其他約束之該焦點曲率分量。

至少一個焦點曲率分量可包含具有兩個轉向點之焦點曲率分量及/或具有三個轉向點之焦點曲率分量及/或具有四個或四個以上轉向點之焦點曲率分量中的至少一者。

具有n個轉向點之焦點曲率分量可包含以下分量：對於該分量，焦平面之垂直位置隨橫向位置之變化具有用於基板之區域之n個轉向點(例如，峰值及/或谷值)。

控制至少一個致動器之操作以控制焦平面之曲率可包含控制至少一個致動器之操作以降低焦平面曲率。

控制至少一個致動器之操作以控制焦平面之曲率可包含控制至少一個致動器之操作以降低滾降效應。

至少一個致動器可包含複數個致動器。複數個致動器可包含至少5個可獨立操作致動器，視情況至少10個可獨立操作致動器，進一步視情況至少20個可獨立操作致動器。

當板未變形時，操作器可實質上不具有光功率。

操作器可位於場平面處或接近場平面處，或位於場平面之共軛線處或接近場平面之共軛線處。

至少一個致動器可包含圍繞在操作中圖案化輻射光束所穿過的板之區域以至少兩個致動器列配置之複數個致動器。

板可包含平面板，該平面板在未變形時包含在操作中圖案化輻射光束所穿過之實質上平行之相對面。

由致動器導致的板之變形可引起板表現為凹凸透鏡及/或形成凹凸形狀。

控制器可經組態以控制至少一個致動器之操作，藉此同時控制焦平面之曲率並提供至少一個其他所要影像效應。

至少一個其他所要影像效應可包含模糊或影像淡化誤差之減少。

操作器可在投影系統與基板台之間。

微影裝置可進一步包含用於固持圖案化器件之支撐結構，其中該圖案化器件形成圖案化輻射光束之圖案，且操作器在支撐結構與投影系統之間。

在可獨立提供的本發明之另一態樣中，提供一種與微影裝置一起使用之操作器系統，該操作器系統包含：板及至少一個致動器，該至少一個致動器可操作以使該板變形，藉此更改微影裝置之焦平面之形狀，以及控制器，其經組態以控制該等致動器之操作，藉此控制焦平面之曲率。

在本發明之另一態樣中，提供一種控制微影裝置之焦平面之曲率的方法，該方法包含操作至少一個致動器以使圖案化輻射光束經投影穿過之板變形，藉此控制焦平面之曲率。

一項態樣中之特徵可在適當時經提供作為任何其他態樣中之特徵。舉例而言，感測器、裝置或方法中之任一者之特徵可經提供作為感測器、裝置或方法中之任何另一者之特徵。一項態樣中之任何一或多個特徵可結合任何其他態樣中之任何合適的一或多個特徵而提供。

2‧‧‧操作器

4‧‧‧圖案化器件載物台

6‧‧‧投影系統

8‧‧‧基板載物台

12‧‧‧控制器

20‧‧‧平面板

22‧‧‧致動器

30‧‧‧虛線

32‧‧‧虛點線

現在將參考隨附示意性圖式而僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應零件，且在該等圖式中：圖1描繪根據本發明之實施例之微影裝置；圖2為展示根據實施例之包括操作器之微影裝置的示意圖；圖3為包括於圖2之實施例中之操作器的示意圖；圖4為圖2之微影裝置之示意圖，操作器之板經變形以形成凹凸形狀；圖5A為焦點在垂直於基板平面之方向上的位置隨沿圖2及圖3之實施例之基板平面的橫向方向上之距離而變化的模擬變化之曲線圖；圖5B為在與基板表面對準之xy平面中之x方向及y方向上的影像重疊隨x方向或y方向上之位置而變化的改變(dx、dy)的曲線圖；圖5C為Z5任尼克多項式之值隨基板上之橫向位置而變化的曲線圖；圖6為用以產生圖5A中所繪示之焦點校正的致動器22之位移的曲線圖；圖7為用以產生圖5A中所繪示之焦點校正的致動器22之位移之示意圖；圖8A為針對不同淡化權重值的任尼克多項式之值隨沿基板平面之橫向方向上之距離而變化的模擬變化的另一曲線圖；及圖8B為針對一系列淡化權重值之Z5損失的曲線圖。

儘管在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，製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者將瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(track)(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)或度量衡或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。此外，可將基板處理一次以上，(例如)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語基板亦可指代已含有多個經處理層之基板。

本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5nm至20nm之範圍內的波長)；以及粒子束，諸如，離子束或電子束。

本文所使用之術語「圖案化器件」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在基板之目標部分中產生圖案的器件。應注意，被賦予至輻射光束之圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。一般而言，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。

圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括遮罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。遮罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之遮罩類型，以及各種混合遮罩類型。可程式化鏡面陣列之實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束；以此方式，圖案化反射光束。

支撐結構固持圖案化器件。支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(例如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。支撐可使用機械夾持、真空或其他夾持技術，例如，在真空條件下之靜電夾持。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動，且其可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「光罩」或「遮罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化器件」同義。

本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於(例如)所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤流體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射光學系統、反射光學系統及反射折射光學系統。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更一般之術語「投影系統」同義。

照明系統亦可涵蓋各種類型之光學組件，包括用於導向、塑形或控制輻射光束的折射、反射及反射折射光學組件，且此等組件亦可在下文中被共同地或單個地稱為「透鏡」。

微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上支撐結構)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。

微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板浸沒於具有相對高折射率之液體(例如，水)中，以填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。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徑。

圖1示意性地描繪根據本發明之特定實施例之微影裝置。該裝置包含：- 照明系統(照明器)IL，其用以調節輻射光束PB(例如，UV輻射或EUV輻射)；- 支撐結構(例如，支撐結構)MT，其用以支撐圖案化器件(例如，遮罩)MA且連接至用以相對於物品PL準確定位該圖案化器件的第一定位器件PM；- 基板台(例如，晶圓台)WT，其用於固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至用於相對於物品PL準確定位該基板的第二定位器件PW；及- 投影系統(例如，折射投影透鏡)PL，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束PB之圖案成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。

如此處所描繪，該裝置為透射類型的(例如，使用透射式遮罩)。替代地，該裝置可為反射類型的(例如，使用如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)。

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，輻射源與微影裝置可為分離實體。在此類情況下，不認為輻射源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同遞送傳遞系統BD(若需要)可被稱作輻射系統。

照明器IL可包含用於調整光束之角強度分佈之調整構件AM。一般而言，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作外部及內部)。另外，照明器IL通常包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器提供在橫截面中具有所要均一性及強度分佈的經調節輻射光束PB。

輻射光束PB入射於被固持於支撐結構MT上之圖案化器件(例如，遮罩)MA上。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，光束PB穿過透鏡PL，透鏡PL將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器件PW及位置感測器IF(例如，干涉式器件)，可準確地移動基板台WT，例如，以使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。類似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以(例如)在自遮罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於光束PB之路徑準確地定位圖案化器件MA。一般而言，將憑藉形成定位器件PM及PW之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT及WT之移動。然而，在步進器(相對於掃描器)之情況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。

所描繪裝置可用於以下較佳模式中：

1.在步進模式中，當將被賦予至光束PB之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構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Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C之大小。

2.在掃描模式中，當將被賦予至光束PB之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。藉由投影系統PL之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(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.在另一模式中，在將被賦予至光束PB之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無遮罩微影。

亦可使用上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同的使用模式。

實施例之特徵在於亦提供可控制微影裝置之焦平面的曲率之操作器。此操作器展示於圖2中，圖2為展示根據實施例之微影裝置的示意圖。圖2之微影裝置包括圖1中展示之組件中之每一者。

由圖2可見，操作器2定位於圖案化器件載物台4與投影系統6之間。基板載物台8亦展示於圖2中。圖案化器件載物台4包含圖1中之支撐結構MT及圖案化器件MT。投影系統6對應於圖1中之投影系統PS/PL。基板載物台8包含基板台WT、基板W及定位器件PW。圖1之實施例中之其他組件亦包括於圖2之實施例中，但為了清楚起見並未展示於該圖中。

圖2之實施例包括控制器12。為控制器12經組態以控制與操作器2相關聯之致動器的操作，以便在晶圓處控制裝置之焦平面。控制器 12可呈與控制系統(未展示)通信之專用控制單元的形式，該控制系統控制微影裝置之操作及微影裝置之組件，藉此控制微影製程。替代地，控制器12可形成此控制系統之部分。控制器12可呈經組態以執行至少一個控制演算法(例如，由可執行電腦程式表示)之電腦的形式。替代地或另外，控制器12可包含專用硬體、軟體或硬體或軟體之混合物。在一些實施例中，控制器12可包含一或多個ASIC、FPGA或其他專用電路。

實施例之操作器2示意性地展示於圖3中且包含平面板20，該平面板在未變形時包含圖案化輻射光束可穿過的實質上平行的相對面。

板20可由對用於將圖案施加至基板之輻射而言充分透明的任何合適材料製成，取決於微影裝置之特定操作參數，該輻射為(例如)所選波長在4nm至500nm範圍內、或在4nm至25nm範圍內、或在100nm至400nm範圍內或等於365nm、248nm、193nm、157nm或126nm中之一者之輻射。板20由使得其可充分可逆變形以提供焦平面之所要改變而不對材料造成任何顯著損壞的材料形成。圖2之實施例之板20由玻璃(例如，熔融二氧化矽)形成。

實施例之板20具有2.8mm之厚度，且具有平面尺寸為150mm×100mm之矩形形狀。可使用任何其他合適之厚度及平面尺寸。舉例而言，在一些實施例中，厚度可在1mm至10mm之範圍內。

操作器2亦包含圍繞在操作中圖案化輻射光束可穿過的板20之中心區域配置的複數個致動器22。在此實施例中，將複數個致動器圍繞中心區域提供於兩個列中，但在替代實施例中可使用致動器之任何其他合適配置。

在圖2及圖3之實施例中，提供40個致動器且該等致動器中之每一者在控制器12之控制下可獨立地操作。實施例之致動器為壓電致動器，其中之每一者可操作以在控制器12之控制下將所要力施加至板20 以便提供板20之所要變形。在替代實施例中，可提供可用以將精確控制力施加至板20之任何其他合適類型的致動器。在一些實施例中，經組態以將空氣或其他氣體壓力施加至板20以使板20變形之致動器亦可使用或可用於替代壓電致動器。

可在替代實施例中提供任何合適數目之致動器。已發現，藉由提供足夠大數目之可獨立操作致動器，可改良對焦平面之形狀及位置之控制。然而，數目增加之致動器亦可產生額外複雜度及額外空間需求。在一些實施例中，使用較小數目之致動器，例如，在某些實施例中甚至使用僅單一致動器。

板20位於微影裝置之場平面處或接近場平面處，或位於場平面之共軛線處或接近共軛線處。藉由板20位於接近場平面或共軛線平面處可意謂(例如)在板與場平面或共軛線平面之間不存在具有折射力之光學元件。在圖2及圖3之實施例中，板20接近該圖案化器件，在此情況下為在圖案化器件之9mm內。

在圖2及圖3之實施例的操作中，控制器12控制致動器22之操作以使板20變形，藉此控制焦平面之曲率，例如，以在基板處提供焦平面之所要曲率。在未變形狀態下，板20實質上不具有光功率。在一個操作模式中，操作致動器22以將板22扭曲成凹凸透鏡之形狀。圖4示意性地繪示圖2之實施例，其中板22已扭曲成凹凸透鏡之形狀。

儘管可提供板20及/或焦平面之更複雜扭曲，但在一個操作模式中，控制器12控制板22之扭曲以對焦平面之平滑曲率提供補償或降低平滑曲率，其中焦平面的垂直位置隨沿基板之平面之橫向位置的變化具有用於基板之區域的單一峰值或谷值。此變化可被稱作具有單一轉向點(例如，垂直位置之單一最大值或最小值)之焦點曲率。可藉由適當地控制板之扭曲來獲得此焦點曲率。已發現，藉由在基板之區域上提供具有單一峰值之焦平面的平滑曲率，可提供焦平面與基板表面之顯著改良對準，而無關於其他光學參數(例如，散光或其他光學像差)之過於嚴重的損失。

已發現，將單一可變形板用作焦點操作器影響影像之放大率。在圖2及圖3之實施例中，提供另一操作器，該另一操作器由控制器12或其他控制組件操作以至少部分地抵消在基板處由板20之變形引起的投影影像之放大率之改變。已發現，即使在不存在操作器2之情況下用於控制放大率(例如，藉由沿光軸6移動投影系統內之折射或反射組件)的投影系統6之現有已知組件可用於足夠好地控制放大率以充分補償由操作器2引發之放大率改變。用於控制放大率之此機制類似於攝影中之變焦透鏡中所使用的機制。因此，在一些情況下，可將操作器2引入已知微影裝置(例如，ASML產品線TWINSCAN NXT中之產品)中，且無需引入額外放大率組件且因此不具有額外空間損失。替代地，在其他實施例中，可使用合適、額外專用操作器來提供放大率補償。

在圖2及圖3之實施例中，根據基於已知物理及光學原理，且基於微影裝置自身之實際量測值及校正資料之光學模型，判定獲得板20之特定變形所需的致動器之移動，及焦平面之曲率的所得效應。此類光學模型之使用在微影裝置之建模及控制操作中熟知，例如，用以判定對微影裝置之各種光學組件的影像及此類組件之操作或更改之效應。可使用任何合適光學建模技術。可藉由微影裝置之控制器12及/或控制系統運行光學模型，但更通常將提前執行光學建模，且將藉由控制器12及/或控制系統儲存控制演算法及/或查找表。此控制演算法及/或查找表為致動器中之每一者提供各別位移及/或其他操作參數，以提供焦平面之一或多個所要曲率。

可(例如)藉由已使用所討論之微影裝置及圖案化器件微影處理之實際基板的檢查及/或量測來量測或估計在操作器存在或未變形，或不存在操作器時可呈現之實際或預期焦平面位置變化(例如，焦平面曲率)。替代地或另外，可使用空中影像感測器直接量測由微影裝置及圖案化器件提供之投影影像。若如此需要，可接著使用操作器2降低所呈現之焦平面之曲率。

圖5A為焦點在垂直於基板平面之方向上的位置隨沿圖2及圖3之實施例之基板平面之橫向方向上之距離而變化的模擬變化之曲線圖。標繪在操作器2之板20未變形之情況(展示為虛線)下及在板20在控制器12之控制下變形以便降低焦平面之曲率的情況(展示為虛點線)下的值。可見，該等曲線中之每一者具有單一轉向點。亦可見，虛點線明顯地比虛線平整且因此藉由平面20之變形的操作器之彼操作的確將曲率施加至焦平面以至少部分地抵消在板20未變形或不存在時由微影裝置產生的焦平面曲率。

在圖2及圖3之實施例的情況下，在不存在操作器2或操作器未變形之情況下，預期焦點曲率為約20nm/cm²，該曲率對應於圖5A中之虛線的標繪值。在此情況下，操作器之操作使焦平面曲率降低約90%(在圖5A之曲線中自最大值約10nm降低至最大值約1nm)。

板操作器2之操作亦影響影像重疊。圖5B為在與基板表面對準之xy平面中之x(及y)方向上之影像重疊隨在x(或y)方向上之位置而變化的改變(dx、dy)的曲線圖，該等改變由板操作器2之操作引起，以根據模型產生圖5A中展示之焦點曲率的降低。可見，最大偏移損失為約0.25nm。在考慮之系統中，作為準則，可允許焦點校正之每1nm具有偏移損失0.1nm。在此情況下，由約0.25nm之偏移損失獲得約9nm之焦點校正，此顯然在準則容許度內。

操作器2之操作亦影響影像的散光性質。在光學分析中，散光可由任尼克多項式之值表示。圖5C為任尼克多項式之值隨基板上之橫向位置而變化的曲線圖，該變化由板操作器2之操作引起以根據模型產生圖5A中展示之焦點曲率的降低。可見，多項式之最大量值為約0.45nm，其引起約1.15nm之散光。其在考慮之系統之可接受範圍內。

圖6為用以產生圖5A中所繪示之焦點校正的致動器22之位移的曲線圖。在實踐中，由於在實際微影裝置中可允許或可達成之最大位移將存在限制，產生所要焦點校正所需的最大致動器位移可為重要參數。在此情況下，根據模型可見，致動器中之任一者達成所要焦點校正的最大位移為約1.5μm。將其與約1.8μm之討論中之系統將合理允許的最大位移進行比較。因此，該等位移在容許度內。與另一操作器相關聯之致動器達成所要放大率補償的對應位移具有約3.5μm/μrad之最大值，該最大值小於在所討論之系統之容許度內的約5μm/μrad的最大允許限制。

圖7為用以產生圖5A中所繪示之焦點校正的致動器22之位移的示意圖。在此情況下，將致動器中之每一者相對於板操作器之中心區域(例如，狹縫)中之位置(在操作中輻射穿過該位置以在基板上形成影像)的相對位置及位移展示為三維方柱。

已發現，如(例如)圖5A至圖5C中所展示，使用另一放大率操作器的具有相關聯放大率補償之平面操作器2的使用可引起焦點變化之顯著改良，及用於補償(例如)滾降效應之焦平面的顯著平整化，同時產生在可接受範圍內之散光變化及致動器位移。

用於產生圖5A至圖5C之結果的模型亦已應用於存在40個致動器之情況，但該等致動器在(例如)將該40個致動器分為致動器之10個可獨立致動群組的情況下並非全部可獨立致動。在彼情況下，已發現，焦平面曲率之降低低於在全部40個致動器可獨立致動時所獲得的降低。

藉由控制致動器22之操作以使板操作器2變形來提供或補償焦平面之平滑曲率而獲得圖5A中所繪示之焦平面曲率的降低，且焦平面之垂直位置隨沿基板平面的橫向位置相對於基板平面的變化具有用於基板之區域之單一轉向點(例如，單一峰值或單一谷值)。

焦平面曲率可被認為包含若干焦平面曲率分量，其中先前段落中所提及之在基板之區域上具有單一轉向點(例如，單一峰值或谷值)的焦平面之垂直位置隨沿基板平面之橫向位置相對於基板平面的變化為一個此類分量。亦可能存在其他更複雜焦平面曲率分量，且總焦平面曲率可由此等分量之總和或組合表示。

在操作之替代實施例或模式中，板操作器2可經變形以便控制焦平面隨基板之橫向位置更頻繁變化。在一項實施例中，控制器控制操作器來提供或補償具有用於基板之區域之兩個或兩個以上轉向點的焦平面變化，例如，在場之橫向位置上具有峰值及谷值(諸如，S形變化)之焦平面曲率分量。然而，在圖2之實施例的情況下，發現此將產生由此S形狀表示之僅約50%的焦平面曲率的降低(自5nm至2.5nm)，具有額外0.18nm之重疊損失。對於所論述之系統，對於焦平面曲率之降低而言可認為該重疊損失過高。然而，在替代實施例中，可選擇該降低以控制此等焦平面隨基板之橫向位置更頻繁變化。

在一些實施例或操作模式中，可在控制器及致動器之控制下使板操作器2變形以便提供或補償具有兩個以上轉向點之焦平面曲率分量，例如，具有用於基板之區域的三個、四個或任何其他所要數目之轉向點的焦平面曲率分量。

在一些實施例中，可使用任尼克多項式表示焦平面曲率分量，且控制器可經組態以操作致動器來控制板操作器之變形，以提供一或多個所選任尼克多項式之所要值或降低一或多個所選任尼克多項式之該等值。在一些實施例中，每一焦平面曲率分量具有各別對應任尼克多項式，該多項式可隨影像變化。

如(例如)由淡化權重所表示，亦藉由控制致動器22之操作而使板操作器2變形以控制光學系統之焦點曲率而不受限於考慮到模糊效應來獲得圖5A中所繪示之焦平面曲率之降低。在替代實施例中，當藉由控制器12控制致動器22之操作以使板操作器2變形來考慮到並試圖補償由淡化權重表示之模糊效應時，已發現在圖2之實施例的情況下可獲得的焦平面曲率之降低自約90%降低至約60%，且發現散光損失亦增加。

圖8A為類似於圖5A之曲線圖，且又為焦點在垂直於基板平面之方向上的位置隨沿圖2及圖3之實施例之基板平面的橫向方向上之距離而變化的模擬變化之曲線圖。標繪在操作器2之板20未變形且因此不具有光功率之情況(展示為虛線30(其對應於圖5A中之虛線))下、在板20在控制器12之控制下變形以便降低焦平面之曲率且其中將淡化權重設定成零(因此不考慮模糊效應而僅考慮焦平面曲率)的另一情況(展示為虛點線32)下的值。虛點線32對應於圖5A中之虛點線。各種中間情況亦標繪為虛線及/或點線，其中板20在控制器12之控制下變形以便降低焦平面之曲率且其中將淡化權重設定成各種增加值，因此確保板20之變形亦試圖補償由淡化權重表示之模糊效應以及焦平面曲率。隨著淡化權重增加，焦平面曲率之降低自90%逐漸降低至約60%。隨著淡化權重增加，散光損失及重疊(dx、dy)損失亦增加。在圖8B中針對一系列淡化權重標繪懲罰值，其中最大損失係針對最大淡化權重。隨著淡化權重增加，模糊效應降低。

當平面操作器2之變形經控制以控制焦點曲率而不需受限以控制其他成像分量及/或像差(例如，散光或模糊效應)時，且當使用另一放大率操作器補償放大率效應時，圖2之實施例在關於圖5至圖8所描述而被控制時可藉由散光及其他影像效應之可接受損失，且藉由可接受致動器位移達成焦平面曲率之90%降低。因此，可藉由平面操作器之合適操作有效地降低滾降效應或其他焦平面曲率效應。

在其他實施例中，可控制平面操作器之變形以控制其他成像分量(例如，其他任尼克多項式或模糊效應)以及焦點曲率或代替焦點曲率，但此可降低可實現之總焦平面曲率的降低。

雖然上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。該描述不意欲限制本發明。

2‧‧‧操作器

4‧‧‧圖案化器件載物台

6‧‧‧投影系統

8‧‧‧基板載物台

12‧‧‧控制器

Claims

一種微影裝置，其包含：一基板台，其經組態以固持一基板；一投影系統，其經組態以將一圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上，該投影系統具有一焦平面；一操作器，其包含一板及至少一個致動器，該至少一個致動器可操作以使該板變形，藉此更改該焦平面之一形狀；及一控制器，其經組態以控制該至少一個致動器之操作，藉此控制該焦平面之曲率。
如請求項1之微影裝置，其中由該至少一個致動器之操作導致的該板之該變形引起放大率之一改變，且該裝置進一步包含可操作以至少部分地抵消該放大率之該改變的一另一操作器。
如請求項2之微影裝置，其中該另一操作器形成該投影系統之部分。
如請求項3之微影裝置，其中該另一操作器包含至少一個可移動光學元件，且該控制器經組態以控制該可移動光學元件之移動，藉此至少部分地抵消放大率之該改變。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中控制該至少一個致動器之操作以控制該焦平面之該曲率包含：控制該至少一個致動器之操作以控制及/或降低至少一個光學像差。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中控制該至少一個致動器之操作以控制該焦平面之該曲率包含：控制該至少一個致動器之操作以降低該焦平面之曲率。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中控制該至少一個致動器之操作以控制焦平面曲率包含：控制及/或降低至少一個焦點曲率分量。
如請求項7之微影裝置，其中該至少一個焦點曲率分量為具有一單一轉向點之一焦點曲率分量。
如請求項8之微影裝置，其中控制該至少一個致動器之操作以提供一所要曲率包含：控制該至少一個致動器之操作以控制及/或降低具有一單一轉向點而實質上不具有其他約束之該焦點曲率分量。
如請求項7之微影裝置，其中該至少一個焦點曲率分量包含具有兩個轉向點之一焦點曲率分量及/或具有三個轉向點之一焦點曲率分量及/或具有四個或四個以上轉向點之一焦點曲率分量中的至少一者。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中控制該至少一個致動器之操作以控制該焦平面之曲率包含：控制該等致動器之操作以降低一滾降效應。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中該至少一個致動器包含複數個致動器。
如請求項12之微影裝置，其中該複數個致動器包含至少5個可獨立操作致動器，視情況至少10個可獨立操作致動器，進一步視情況至少20個可獨立操作致動器。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中當該板未變形時，該操作器實質上不具有光功率。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中該操作器位於一場平面處或接近一場平面處，或位於該場平面之一共軛線處或接近該場平面之一共軛線處。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中該至少一個致動器包含圍繞在操作中該圖案化輻射光束所穿過的該板之一區域以至少兩個列配置的複數個致動器。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中該板包含一平面板，該平面板在未變形時包含在操作中該圖案化輻射光束所穿過的實質上平行的相對面。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中由該等致動器導致的該板之該變形引起該板形成一凹凸形狀。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中該控制器經組態以控制該至少一個致動器之操作，藉此同時控制該焦平面之該曲率且提供至少一個另一所要影像效應。
如請求項19之微影裝置，其中該至少一個另一所要影像效應包含模糊或影像淡化誤差之一減少。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其中該操作器在該投影系統與該基板台之間。
如請求項1至4中任一項之微影裝置，其進一步包含用於固持一圖案化器件之一支撐結構，其中該圖案化器件形成該圖案化輻射光束之圖案，且該操作器在該支撐結構與該投影系統之間。
一種與一微影裝置一起使用之操作器系統，其包含：一板及至少一個致動器，該至少一個致動器可操作以使該板變形，藉此更改該微影裝置之一焦平面之一形狀；及一控制器，其經組態以控制該至少一個致動器之操作，藉此控制該焦平面之曲率。
一種控制一微影裝置之一焦平面之曲率的方法，其包含操作至少一個致動器以使一板變形，藉此控制該焦平面之曲率，一圖案化輻射光束經投影穿過該板。