TW202105049A - 微影圖案化裝置多通道位置及水平儀 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種圖案化裝置對準系統，其包括：一多路徑感測陣列，其包括一第一準直光路徑及一或多個其他光路徑；一第一偵測器，其定位於該第一準直光路徑之一第一末端處；及一第二偵測器，其定位於該一或多個其他光路徑之一第一末端處，該第一偵測器自一經照明圖案化裝置接收一反射照明光束且計算該圖案化裝置之一傾斜參數，且該第二偵測器自一光束分裂器接收一第二反射照明光束且計算該圖案化裝置之一X-Y平面定位位置及一旋轉位置。

Description

微影圖案化裝置多通道位置及水平儀
本發明係關於例如判定微影設備及系統中之圖案化裝置位置及對準參數之圖案化裝置位置對準感測器。
微影設備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)之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)或經設計為功能性的其他裝置之製造中。在彼情況下，圖案化裝置(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於經設計為功能性的裝置之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。已知微影設備包括：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輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化裝置轉印至基板。
製造諸如半導體裝置之裝置通常涉及使用數個製作製程來處理基板(例如半導體晶圓)以形成該等裝置之各種特徵且常常形成多個層。通常使用(例如)沈積、微影、蝕刻、化學機械拋光及離子植入來製造及處理此類層及/或特徵。可在一基板上之複數個晶粒上製作多個裝置，且接著將其分離成個別裝置。此裝置製造製程可被認為是圖案化製程。圖案化製程涉及圖案轉印步驟，諸如使用微影設備之光學及/或奈米壓印微影，以在基板上提供圖案且通常但(視情況)涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影設備之抗蝕劑顯影、使用烘烤工具烘烤基板、藉由蝕刻設備蝕刻圖案等。另外，在圖案化製程中涉及一或多個度量衡製程。
在圖案化製程期間在各種步驟下使用度量衡製程以監測及/或控制該製程。舉例而言，度量衡製程係用以量測基板之一或多個特性，諸如在圖案化製程期間形成於基板上之特徵之相對部位(例如，對齊、疊對、對準等)或尺寸(例如，線寬、臨界尺寸(CD)、厚度等)，使得(例如)可自該一或多個特性判定圖案化製程之效能。若一或多個特性係不可接受的(例如，在用於特性之預定範圍之外)，則可(例如)基於該一或多個特性之量測而設計或變更圖案化製程之一或多個變數使得藉由圖案化製程製造之基板具有可接受的特性。
幾十年來，隨著微影及其他圖案化製程技術之改進，功能性元件之尺寸已不斷地減小，而每裝置功能性元件(諸如電晶體)之量已穩定地增大。同時，對在疊對、臨界尺寸(CD)等方面之準確度要求已變得愈來愈嚴格。將在圖案化製程中不可避免地產生誤差，諸如疊對之誤差、CD之誤差等。舉例而言，可自光學像差、圖案化裝置加熱、圖案化裝置誤差及/或基板加熱產生成像誤差，且可依據例如疊對、CD等來特性化成像誤差。另外或替代地，可在圖案化製程之其他部分中(諸如在蝕刻、顯影、烘烤等中)引入誤差，且相似地，可依據(例如)疊對、CD等來特性化該誤差。該誤差可造成在裝置之運行方面的問題，包括裝置運行之故障，或運行裝置之一或多個電氣問題。因此，需要能夠特性化一或多個此等誤差且採取步驟來設計、修改、控制等圖案化製程以減小或最小化此等誤差中之一或多者。
可能產生的一個此類誤差涉及圖案化裝置至及連同對應圖案化裝置靜電夾盤之轉移。此轉移在圖案化裝置及圖案化裝置靜電夾盤之相對傾斜不當的情況下可導致對圖案化裝置、夾盤或此兩者之潛在損壞。舉例而言，圖案化裝置機械及定位容許度之變化可導致高的隅角衝擊及與靜電夾盤不可預測的第一接觸點，因此有可能損壞其中一者或兩者。
此外，圖案化裝置之相對傾斜及/或在名為圖案化裝置被轉移至靜電夾盤時由該圖案化裝置造成的損壞亦可能造成圖案化製程之潛在不準確性，此可導致電路損壞或效能不良。因而，歸因於裝備損壞、處理效率低、廢料及處理延遲，此等誤差亦可貢獻於成本增加。
因此，需要提供對圖案化裝置之預對準量測，包括傾斜量測，以及後續校正性量測以在轉移操作期間保護圖案化裝置及靜電夾盤，且進一步確保圖案化準確度。
在一些實施例中，一種圖案化裝置對準系統包括：一多路徑感測陣列，其包括一第一準直光路徑及一或多個其他光路徑；一第一偵測器，其定位於該第一準直光路徑之一第一末端處；及一第二偵測器，其定位於該一或多個其他光路徑之一第一末端處。該第一偵測器可自一經照明圖案化裝置接收一反射照明光束且可計算該圖案化裝置之一傾斜參數。該第二偵測器可自一光束分裂器接收一第二反射照明光束且可計算該圖案化裝置之一X-Y平面定位位置及一旋轉位置。
在一些實施例中，該第一準直光路徑包括該光束分裂器及一準直器，該光束分裂器位於該第一準直光路徑之與該第一末端相反的一第二末端處且可將該反射照明光束分裂成一第一反射照明光束及該第二反射照明光束，該第一反射照明光束經引導朝向一準直器，該準直器將該第一照明光束窄化至該第一偵測器上。
在一些實施例中，該準直器位於該第一準直光路徑內。
在一些實施例中，該圖案化裝置對準系統進一步包括照明該圖案化裝置之一光源，且該光源可為一同軸柯勒(Kohler)照明源。在一些實施例中，該光源可定位於該第一準直光路徑與該一或多個其他光路徑之間的一線上位置處。在其他實施例中，該光源可定位於該第一準直光路徑內。
在一些實施例中，該圖案化裝置對準系統進一步包括一控制器，該控制器包括進行以下操作之電路系統：自該第一偵測器接收該圖案化裝置之該所計算之傾斜參數；及回應於該傾斜參數高於一臨限值，將觸發一圖案化裝置轉移操作之一取消之一判定提供至一圖案化裝置夾盤。
在一些實施例中，該光源同時照明該第一準直光路徑以及該一或多個其他光路徑中之一者。
在一些實施例中，該圖案化裝置對準系統進一步包括產生一準直光束之一光源，該準直光束照明該圖案化裝置，其中該第一偵測器經組態以基於該偵測器之一焦點與由該所接收之第一反射照明光束產生之一點之間的一位移量測來量測該圖案化裝置傾斜角。
在一些實施例中，該第一偵測器包括複數個感測器陣列。
在一些實施例中，一種微影設備包括一圖案化裝置對準系統，該圖案化裝置對準系統包括：一多通道感測陣列，其包括一第一準直光路徑及一或多個其他光路徑；一第一偵測器，其定位於該第一準直光路徑之一第一末端處；及一第二偵測器，其定位於該一或多個其他光路徑之一第一末端處。該第一偵測器可自一經照明圖案化裝置接收一反射照明光束且可計算該圖案化裝置之一傾斜參數。該第二偵測器可自一光束分裂器接收一第二反射照明光束且可計算該圖案化裝置之一X-Y平面定位位置及一旋轉位置。
在一些實施例中，該第一準直光路徑包括該光束分裂器及一準直器，該光束分裂器位於該第一準直光路徑之與該第一末端相反的一第二末端處且可將該反射照明光束分裂成一第一反射照明光束及該第二反射照明光束，該第一反射照明光束經引導朝向一準直器，該準直器將該第一照明光束窄化至該第一偵測器上。
在一些實施例中，該準直器位於該第一準直光路徑內。
在一些實施例中，該微影設備之該圖案化裝置對準系統進一步包括照明該圖案化裝置之一光源，且該光源可為一同軸柯勒照明源。在一些實施例中，該光源可定位於該第一準直光路徑與該一或多個其他光路徑之間的一線上位置處。在其他實施例中，該光源可定位於該第一準直光路徑內。
在一些實施例中，該微影設備之該圖案化裝置對準系統進一步包括一控制器，該控制器包括進行以下操作之電路系統：自該第一偵測器接收該圖案化裝置之該所計算之傾斜參數；及回應於該傾斜參數高於一臨限值，將觸發一圖案化裝置轉移操作之一取消之一判定提供至一圖案化裝置夾盤。
在一些實施例中，該光源同時照明該第一準直光路徑以及該一或多個其他光路徑中之一者。
在一些實施例中，該圖案化裝置對準系統進一步包括產生一準直光束之一光源，該準直光束照明該圖案化裝置，其中該第一偵測器經組態以基於該偵測器之一焦點與由該所接收之第一反射照明光束產生之一點之間的一位移量測來量測該圖案化裝置傾斜角。
在一些實施例中，該第一偵測器包括複數個感測器陣列。
下文參考隨附圖式來詳細地描述本發明之其他特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此類實施例。基於本文中含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。
本說明書揭示併有本發明之特徵之一或多個實施例。所揭示實施例僅僅例示本發明。本發明之範疇不限於所揭示實施例。本發明係由附加於此處之申請專利範圍界定。
所描述之實施例及本說明書中對「一個實施例」、「一實施例」、「一實例實施例」等之參考指示所描述之實施例可包括一特定特徵、結構或特性，但每一實施例可未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，此等片語未必係指相同實施例。另外，當結合一實施例描述一特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否予以明確描述，結合其他實施例來實現此特徵、結構或特性皆係在熟習此項技術者之認識範圍內。
為易於描述，本文中可使用諸如「在...之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「在...上」、「上部」及其類似者之空間相對術語來描述如圖中所說明之一個元件或特徵與另一或多個元件或特徵的關係。除了圖中所描繪之定向以外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且本文中所使用之空間相對描述符可同樣相應地進行解譯。
本文中可使用術語「約」來指示可基於特定技術變化之給定數量之值。基於特定技術，術語「約」可指示例如在值之10%至30%內(例如，值之±10%、±20%或±30%)變化之給定數量之值。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施。本發明之實施例亦可經實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可藉由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸以可由機器(例如計算裝置)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體裝置；電、光、聲或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等)及其他者。另外，韌體、軟體、常式及/或指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而應瞭解，此類描述僅僅出於方便起見且此類動作事實上係由計算裝置、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、非暫時性電腦可讀指令等之其他裝置產生。
然而，在更詳細地描述此等實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。
實例微影系統
圖1A及圖1B分別展示根據一些實施例之微影設備100及微影設備100'之示意圖。在一些實施例中，微影設備100及微影設備100'各自包括以下各者：照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如深紫外線或極紫外線(EUV)輻射)；支撐結構(例如光罩台) MT，其經組態以支撐圖案化裝置(例如光罩、倍縮光罩或動態圖案化裝置) MA且連接至經組態以準確地定位該圖案化裝置MA之第一定位器PM；及基板台(例如晶圓台) WT，其經組態以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以準確地定位該基板W之第二定位器PW。如本文中將進一步描述，可實施照明器之其他組態以實現改良之照明及設計之緊湊性。
微影設備100及100'亦具有投影系統PS，該投影系統經組態以將由圖案化裝置MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分(例如，包含一或多個晶粒) C上。在微影設備100中，圖案化裝置MA及投影系統PS係反射的。在微影設備100'中，圖案化裝置MA及投影系統PS係透射的。
照明系統IL可包括用於導向、塑形或控制輻射光束B之各種類型之光學組件，諸如，折射、反射、反射折射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT以取決於圖案化裝置MA相對於參考框架之定向、微影設備100及100'中之至少一者之設計及其他條件(諸如，圖案化裝置MA是否被固持於真空環境中)之方式來固持圖案化裝置MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化裝置MA。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。藉由使用感測器，支撐結構MT可確保圖案化裝置MA (例如)相對於投影系統PS處於所要位置。
術語「圖案化裝置」MA應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束B之橫截面中向輻射光束B賦予圖案以便在基板W之目標部分C中產生圖案的任何裝置。被賦予至輻射光束B之圖案可對應於為了形成積體電路而在目標部分C中所產生之裝置中的特定功能層。
圖案化裝置MA可為透射的(如在圖1B之微影設備100'中)或反射的(如在圖1A之微影設備100中)。圖案化裝置MA之實例包括倍縮光罩、光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光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，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由小鏡面矩陣反射之輻射光束B中賦予圖案。
術語「投影系統」PS可涵蓋如適於所使用之曝光輻射或適於諸如基板W上之浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的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。可將真空環境用於EUV或電子束輻射，此係由於其他氣體可吸收過多輻射或電子。因此，可憑藉真空壁及真空泵而將真空環境提供至整個光束路徑。
微影設備100及/或微影設備100'可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台WT (及/或兩個或多於兩個光罩台)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外基板台WT，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他基板台WT用於曝光。在一些情形下，額外台可不為基板台WT。
參看圖1A及圖1B，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源SO為準分子雷射時，源SO及微影設備100、100'可為單獨的物理實體。在此等狀況下，不認為源SO形成微影設備100或100'之部分，且輻射光束B係憑藉包括(例如)合適導向鏡及/或光束擴展器之光束遞送系統BD (在圖1B中)而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當源SO為水銀燈時，源SO可為微影設備100、100'之整體部分。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD (在圖1B中)。通常，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「σ外部」及「σ內部」)。另外，照明器IL可包含各種其他組件(在圖1B中)，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器IL可用以調節輻射光束B以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
參看圖1A，輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台) MT上之圖案化裝置(例如，光罩) MA上，且係由該圖案化裝置MA而圖案化。在微影設備100中，自圖案化裝置(例如，光罩) MA反射輻射光束B。在自圖案化裝置(例如，光罩) MA反射之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該輻射光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF2 (例如，干涉裝置、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT (例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器IF1可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置(例如，光罩) MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如，光罩) MA及基板W。
參看圖1B，輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化裝置(例如，光罩MA)上，且係由該圖案化裝置而圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。投影系統具有與照明系統光瞳IPU共軛之光瞳PPU。輻射之部分自照明系統光瞳IPU處之強度分佈發散且橫穿光罩圖案而不受到光罩圖案處之繞射影響，且產生照明系統光瞳IPU處之強度分佈之影像。
憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如，干涉裝置、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT (例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器(圖1B中未繪示)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位光罩MA (例如，在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間)。
在一些實施例中，可憑藉形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管基板對準標記(如所說明)佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在多於一個晶粒被提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
光罩台MT及圖案化裝置MA可處於真空腔室中，其中真空內機器人IVR可用以將諸如光罩之圖案化裝置移入及移出真空腔室。替代地，當光罩台MT及圖案化裝置MA係在真空腔室外部時，相似於真空內機器人IVR，真空外機器人可用於各種輸送操作。需要校準真空內機器人及真空外機器人兩者以用於任何有效負載(例如光罩)至轉移站之固定運動安裝台之平滑轉移。
微影設備100'可包括圖案化裝置轉移系統。實例圖案化裝置轉移系統可為包括例如真空內機器人IVR、光罩台MT、第一定位器PM及用於轉移及定位圖案化裝置之其他類似組件的圖案化裝置交換設備(V)。圖案化裝置交換設備V可經組態以將圖案化裝置在圖案化裝置攜載容器與處理工具(例如微影設備100')之間轉移。
微影設備100及100'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B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。
2. 在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束B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) MT及基板台WT (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WT相對於支撐結構(例如，光罩台) MT之速度及方向。
3. 在另一模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台) MT保持大體上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，且移動或掃描基板台WT。可使用脈衝式輻射源SO，且在基板台WT之每一移動之後或在一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裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(諸如，可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用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。
在一些實施例中，微影設備100包括極紫外線(EUV)源，該極紫外線源經組態以產生用於EUV微影之EUV輻射光束。一般而言，EUV源經組態於輻射系統中，且對應的照明系統經組態以調節EUV源之EUV輻射光束。
圖2更詳細地展示微影設備100，其包括源收集器設備SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器設備SO經建構及配置成使得可將真空環境維持於源收集器設備SO之圍封結構220中。可由放電產生電漿源形成EUV輻射發射電漿210。可由氣體或蒸氣(例如，Xe氣體、Li蒸氣或Sn蒸氣)產生EUV輻射，其中產生極熱電漿210以發射在電磁光譜之EUV範圍內之輻射。舉例而言，藉由造成至少部分離子化電漿之放電來產生極熱電漿210。為了高效地產生輻射，可需要為(例如) 10帕斯卡之分壓之Xe、Li、Sn蒸氣或任何其他合適氣體或蒸氣。在一些實施例中，提供受激發錫(Sn)電漿以產生EUV輻射。
由熱電漿210發射之輻射係經由經定位於源腔室211中之開口中或後方的選用氣體障壁或污染物截留器230 (在一些狀況下，亦被稱作污染物障壁或箔片截留器)而自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物截留器230可包括通道結構。污染截留器230亦可包括氣體障壁，或氣體障壁與通道結構之組合。如在此項技術中已知，本文中進一步指示之污染物截留器或污染物障壁230至少包括通道結構。
收集器腔室212可包括可為所謂的掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側251及下游輻射收集器側252。橫穿收集器CO之輻射可自光柵光譜濾光器240反射以聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常被稱作中間焦點，且源收集器設備經配置成使得中間焦點IF位於圍封結構220中之開口219處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。光柵光譜濾光器240特別用於抑制紅外線(IR)輻射。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，照明系統IL可包括琢面化場鏡面裝置222及琢面化光瞳鏡面裝置224，琢面化場鏡面裝置222及琢面化光瞳鏡面裝置224經配置以提供在圖案化裝置MA處的輻射光束221之所要角度分佈，以及在圖案化裝置MA處之輻射強度之所要均一性。在由支撐結構MT固持之圖案化裝置MA處輻射光束221之反射後，隨即形成經圖案化光束226，且由投影系統PS將經圖案化光束226經由反射元件228、230而成像至由晶圓載物台或基板台WT固持之基板W上。
比所展示元件更多的元件通常可存在於照明光學件單元IL及投影系統PS中。取決於微影設備之類型，可視情況存在光柵光譜濾光器240。另外，可存在比諸圖所展示之鏡面多的鏡面，例如，在投影系統PS中可存在比圖2所展示之反射元件多1至6個的額外反射元件。
如圖2中所說明之收集器光學件CO被描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢套式收集器，僅僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器253、254及255經安置成圍繞光軸O軸向地對稱，且此類型之收集器光學件CO係較佳地結合放電產生電漿源(常常被稱為DPP源)而使用。
例示性微影製造單元
圖3展示微影製造單元300之示意圖，該微影製造單元300有時亦稱為微影製造單元(lithocell)或叢集。微影設備100或100'可形成微影製造單元300之部分。微影製造單元300亦可包括用以對基板執行曝光前製程及曝光後製程之設備。通常，此等設備包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH，及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板、在不同製程設備之間移動基板，且接著將基板遞送至微影設備之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，塗佈顯影系統控制單元TCU自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU來控制微影設備。因此，不同設備可經操作以最大化產出率及處理效率。
例示性度量衡系統
圖4展示根據一些實施例之可經實施為微影設備100或100'之一部分的度量衡系統400的示意圖。在一些實施例中，度量衡系統400可經組態以量測基板W之表面上之高度及高度變化。在一些實施例中，度量衡系統400可經組態以偵測基板上之對準標記之位置，且使用對準標記之所偵測位置而相對於圖案化裝置或微影設備100或100´之其他組件對準基板。
在一些實施例中，度量衡系統400可包括輻射源402、投影光柵404、偵測光柵412及偵測器414。輻射源402可經組態以提供具有一或多個通帶之電磁窄帶輻射光束。在一些實施例中，一或多個通帶可在約500 nm至約900 nm之間的波長之光譜內。在另一實例中，一或多個通帶可為在約500 nm至約900 nm之間的波長之光譜內的離散窄通帶。在另一實例中，輻射源402產生在約225 nm與400 nm之間的波長之紫外線(UV)光譜內的光。輻射源402可經進一步組態以提供在長時間段內(例如，在輻射源402之壽命內)具有大體上恆定中心波長(CWL)值的一或多個通帶。輻射源402之此組態可能有助於防止在當前度量衡系統中實際CWL值自所要CWL值移位，如上文所論述。且結果，相比於當前度量衡系統，恆定CWL值之使用可改良度量衡系統(例如，度量衡系統400)之長期穩定性及準確度。
投影光柵404可經組態以接收自輻射源402產生之一輻射光束(或多個輻射光束)，且將經投影影像提供至基板408之表面上。成像光學件406可包括於投影光柵404與基板408之間，且可包括一或多個透鏡、鏡面、光柵等。在一些實施例中，成像光學件406經組態以使自投影光柵404投影之影像聚焦至基板408之表面上。
在一些實施例中，投影光柵404以相對於表面法線之角度θ將映像提供於基板408之表面上。影像由基板表面反射且重新成像於偵測光柵412上。偵測光柵412可與投影光柵404相同。成像光學件410可包括於基板408與基板偵測光柵412之間，且可包括一或多個透鏡、鏡面、光柵等。在一些實施例中，成像光學件410經組態以使自基板408之表面反射之影像聚焦至偵測光柵412上。歸因於傾斜入射，當由投影光柵404投影之影像遍及一距離(s)由偵測光柵412接收到時，基板408之表面中之高度變化(Zw )將使該影像移位，該距離(s)由以下方程式(1)給出： s = 2Z w sin(θ)                                  (1)
在一些實施例中，投影光柵404之經移位影像由偵測光柵412部分透射，且透射強度為影像移位之週期性函數。此經移位影像係由偵測器414接收及量測。偵測器414可包括光電二極體或光電二極體陣列。偵測器414之其他實例包括CCD陣列。在一些實施例中，偵測器414可經設計為基於接收到之影像而量測低至1 nm之晶圓高度變化。
圖案化裝置對準及傾斜系統之例示性實施例
圖5展示根據一些實施例的預對準系統500之示意圖，該預對準系統500使用傾斜照明來量測圖案化裝置在X、Y位置中之定位及Rx定向。
在一項實施例中，預對準系統500可為圖案化裝置(例如倍縮光罩)預對準系統，其包括多路徑感測陣列502，該多路徑感測陣列包括一或多個系統，例如光學、影像或透鏡系統，該一或多個系統各自包括一路徑、光路徑、光通道、透鏡通道或其類似者。舉例而言，在一項實施例中，多路徑感測陣列502包括上部影像透鏡系統504及下部影像透鏡系統506。
在本說明書內應理解，術語光學或透鏡系統及光學、光、光路徑或透鏡通道可互換使用。因此，上部光路徑504可包括光偵測器或感測器508及光束分裂器510，其各自被置放於彼此之相對端處。舉例而言，光束分裂器510可位於上部光路徑504之一端處，該上部光路徑504與可自經照明圖案化裝置接收光束之其他光路徑成直線。舉例而言，光束可自圖案化裝置被反射、被饒舌、被散射等等。
光束分裂器510可將所接收光束分裂成兩個光束，第一光束可被引導至偵測器508上，且第二光束可被引導朝向下部光路徑506。下部光路徑506可包括光束分裂器或鏡面(取決於是否利用額外下部通道)。在本實施例中，下部光路徑506可包括將入射光反射至偵測器514上之鏡面512。
偵測器508及514可各自由感測器或感測器陣列形成，該感測器或該感測器陣列可為電容式或包括一或多個平面電極。每一感測器或陣列可為光學的且可包括光偵測器，諸如光電二極體(例如象限突崩光電二極體或其類似者)。
在一些實施例中，圖案化裝置轉移設備(例如圖1B中之圖案化裝置交換設備V)可經組態以最小化圖案化裝置/倍縮光罩交換時間、粒子產生，且減少來自夾盤及/或圖案化裝置(諸如圖案化裝置516)之接觸力或應力。圖案化裝置交換設備V亦可增加例如在微影設備LA中在圖案化裝置交換製程中之總體產出率。
在一些實施例中，在偵測到圖案化裝置516之存在後，預對準系統500可照明該圖案化裝置以執行必需的檢測量測。如圖5中所展示，在一項實例中，預對準系統500可利用以傾斜照明方案組態之一系列照明器518以將入射光束520投影至圖案化裝置516上。取決於照明，516可反射光且提供複數個反射光束522，其中入射光束520與反射光束522之間的角度為繞射角524。
在一些實施例中，預對準系統500利用圖5中所描述之兩個通道組態以量測圖案化裝置位置偏移。舉例而言，預對準系統500可利用上部光路徑504及下部光路徑506以量測圖案化裝置之X-Y位置及圖案化裝置之定向(例如Rz定向)。
在一些實施例中，預對準系統500可包括共同光路徑群組(或透鏡通道) 526及底部光路徑群組528。入射及反射光束可通過共同光路徑群組526及底部光路徑群組528。在一項實例中，共同光路徑群組526可使用光束分裂器510將反射光束524再引導朝向感測器508。相似地，底部光路徑群組528可將反射光束524再引導朝向感測器508。
在一些實施例中，上部光路徑504及下部光路徑506可為可藉由不同組態設置以量測反射光束之不同特性的成像光路徑。舉例而言，當圖案化裝置516被照明時，入射光可被反射(或在此例項中被散射)且由圖案化裝置上所發現之圖案部分地修改。在接收到散射光束後，上部光路徑504及下部光路徑506接收相同的光束信號且取決於其設置，可提供對圖案化裝置516之不同光學特性之分析及量測。在一項實例中，上部光路徑504可接收光束且將圖案化裝置之影像投影至感測器508上。相似地，下部光路徑506可接收光束且將圖案化裝置之影像投影至感測器514上。在其他實例中，下部光路徑506可反轉圖案化裝置之影像以量測不同的對準及/或定位屬性。
在又一實例中，感測器508可經組態以藉由處理圖案化裝置之影像且偵測圖案化裝置上之裝置標記物來量測圖案化裝置之X位置及Y位置。另外，感測器508可經組態為條碼讀取器且可經組態以讀取圖案化裝置影像內之條碼以識別圖案化裝置。上部光路徑504及下部光路徑506可與其各別感測器一起經組態以執行對圖案化裝置影像之其他光學量測。
圖6展示根據一些實施例的預對準感測器600之示意圖，該預對準感測器使用同軸照明來量測圖案化裝置在X、Y位置中之定位及Rx定向。預對準感測器600之構造及組件可與預對準感測器500之構造及組件等效，其中差異在於：預對準感測器600利用同軸照明源602，該同軸照明源經組態以照明光束分裂器604且將照明及入射光束提供至圖案化裝置上。在圖5中所描述之實例中，預對準感測器，諸如EUV預對準感測器可利用由例如四(4)個發光二極體(LED)提供的成一角度之傾斜照明，該角度經設計為滿足由形成於對準標記之元件上之2D繞射光柵所強加的繞射要求。
就此而言，照明器傾斜角對於所使用之照明波長及圖案化裝置內之對準標記之特徵中之光柵週期係特定的。使用同軸照明可幫助減小設置傾斜照明中之照明源的複雜度。同軸照明可提供附加之益處，包括易於進行照明器安裝及對準、與照明之波長無關、易於進行照明器替換、針對兩個通道可能使用單一照明器，及照明均一性。
同軸照明源602取決於系統600之所要大小及效能考慮因素而可被安裝於預對準系統600內之不同位置處，如將在本文中進一步描述。在一些實施例中，同軸照明源602可為雷射產生電漿。在一些實施例中，同軸照明源602可用以同時照明所有光學通道/路徑(例如上部光路徑以及複數個下部光路徑中之一者)以用於成像及/或其他應用。
若先前所指示，上部光路徑504及下部光路徑506可經組態以處理及量測所接收之圖案化裝置影像之不同屬性。在一些實施例中，多路徑感測陣列502可包括可經裝備以量測圖案化裝置影像之不同屬性的一個、兩個或更多個光路徑。
圖7展示根據一些實施例的包括作為位階感測器之準直光學分支之預對準系統700的示意圖。如先前所指示，圖案化裝置水平對準(在X方向及Y方向上)在微影之圖案化裝置轉移階段中係至關重要的。舉例而言，並非水平或未對準之圖案化裝置在轉移至靜電夾盤時可能被損壞。此未對準亦可導致靜電夾盤自身損壞，從而致使成本增加及處理延遲。此外，此損壞可影響微影製程之準確度。因此，預對準系統700展示用於在緊湊及高效設計內量測圖案化裝置位置、定向及傾斜的多通道(例如多分支、多光路徑)系統的示意圖，如本文進一步描述。
在一些實施例中，預對準系統700包括併有來自圖5及圖6中所描述之預對準系統之額外感測陣列通道702的三通道(分支)感測陣列。感測陣列通道702可藉由在通道內包括準直器704而組態為準直通道。感測陣列通道702可互換地被稱作準直光路徑702。在一些實施例中，準直光路徑702可包括耦接至光束分裂器708之同軸照明源706。同軸照明源706將入射照明提供至圖案化裝置516上。在被照明之後，圖案化裝置516可反射光束，因此提供復歸反射光束710。
在一些實施例中，同軸照明可為用以產生均勻照明且確保照明源之影像在所得影像中不可見的柯勒照明。舉例而言，柯勒照明可用以產生物件(例如圖案化裝置或倍縮光罩)之均勻照明，且確保照明源之影像在所得影像中不可見。柯勒同軸照明可提供減少眩光及不均勻照明之附加益處。因為照明源將為不可見的，所以此將導致減少對所產生之圖案化裝置影像之干涉。
在一些實施例中，復歸反射光束710經由光束分裂器712而分裂，且投影至(a)下部感測陣列光路徑502(以用於量測圖案化裝置之定位及Rx)及(b)準直光路徑702內之準直器704。在接收到復歸反射光束710後，準直器704就提供準直光束714，該準直光束投影至光學感測器(諸如偵測器716)上。
根據一個實施例，多路徑感測陣列可包括準直光路徑702結合下部多路徑感測陣列(例如包括上部光路徑504及下部光路徑506之感測陣列502)之組合。此組合提供效能及封裝益處。舉例而言，組合經設計為偵測圖案化裝置之水平儀且進一步量測圖案化裝置傾斜之準直光路徑702與多路徑感測陣列502 (其處理圖案化裝置影像)提供了將干涉量測分離之簡化封裝。此實施實現了在併有緊湊型封裝之單一預對準感測器裝置中量測準直光信號之特性以及量測圖案化裝置之影像資料之特性以及執行圖案化裝置之多個量測的組合。
在一項實例中，預對準系統700可經組態以允許將準直光路徑702與下部兩個光路徑中之任一者同時使用。此可藉由僅自與光路徑相關聯之感測器提取資料而減少了量測時間、處理功率使用、處理能力及其類似者。
圖8展示根據一些實施例的包括準直光學分支及位階感測器下方之照明器塊體之預對準系統800的示意圖。在一些實施例中，預對準系統800之模組化組態允許基於該預對準系統自身之大小要求以及多通道/多路徑組態而將照明源706置放於不同位置中。舉例而言，可將照明器置放於屬於兩個或多於兩個通道(光路徑)之共同空間中。歸因於光源與圖案化裝置之間的光學元件之數目最少，所以此可導致光損耗減少。另外，照明器可受益於在共同空間內所提供之增加之空間。
在一些實施例中，照明源706可經實施為用於整個預對準系統800之唯一的照明源。此組態可提供附加之益處，諸如模組緊湊性及圖案化裝置樣本之均勻照明。替代地，照明源706可經實施為用於準直光路徑702之照明源，而不同照明源/機構可經實施以用於下部分支(例如多路徑感測陣列502)。在一項實例中，可使用傾斜照明或其他照明方式來照明多路徑感測陣列502。在一些實施例中，圖案化裝置可定位於與感測器相距不同的距離處，而無需對感器進行組裝調整。此為同軸照明源706提供額外益處，此係因為其將無需任何額外照明/感測器調整(正如關於外部/傾斜照明源之狀況)。
在一例示性實施例中，在啟動同軸照明源706後，入射光束投影至光束分裂器718上，該光束分裂器將入射光向上朝向準直光路徑702及圖案化裝置516分裂且向下朝向多路徑感測陣列502分裂。準直光路徑702最初接收入射光且將光源之準直影像作為參考點(例如第一點)投影至偵測器716上。當入射光自圖案化裝置516反射時，反射光束投影回至光束分裂器712上且接著投影至準直光路徑702及多路徑感測陣列502上。
如先前所指示，多路徑感測陣列502連同準直光路徑702之組合使預對準系統800能夠執行為圖案化裝置之協調及轉移所必需之可靠量測。因此，在一項實施例中，光束分裂器712將所接收之圖案化裝置影像投影至準直光路徑702及多路徑感測陣列502上。此時，準直光路徑702使所接收之影像準直且將其作為準直光束(例如第二點)投影至偵測器716上。因此，感測器716接著藉由量測差異(第一點與第二點之間的偏差距離)來量測圖案化裝置之相對傾斜。本文中在下文進一步描述對感測器716之操作之描述。當準直影像經準直成為單個投影點時，影像之內容與由偵測器716進行之量測不相關。
圖9展示根據一些實施例之準直水平儀感測器，其中照明塊體定位於準直器上方。在一些實施例中，準直器704可被置放成與偵測器716相距某一距離L1。L1可在80 mm至120mm之範圍內。為了針對Φ = 4 mm的偵測器透鏡達成為46微米/弧分之所要信號/光敏感度，可將準直器置放成與偵測器716相距100 mm。在一些實施例中，照明塊體可定位於準直器上方。就此而言，與照明塊體相關聯之光學元件(例如光束分裂器)與圖案化裝置平面之間的距離H1可在16 mm與22 mm之間的範圍內，而光束分裂器塊體之高度H2可在18 mm與22 mm之間的範圍內。此外，光束分裂器塊體與下部光路徑中之光學元件之間的距離(H3)可在大致2 mm及3 mm之範圍內。此可為透鏡與光束分裂器之間的最小氣隙，使得該間隙允許避免透鏡安裝台與立方體安裝台之間的干涉。應理解，以上所提及之尺寸係例示性尺寸，且基於圖案化裝置及量測裝置之其他大小及量測組態，其他尺寸可為適用的。
在一些實施例中，偵測器716可經組態以藉由判定由在偵測器716處所接收之準直光束所產生的點與偵測器716之焦點之間的位移距離而量測、判定圖案化裝置之傾斜偏移。舉例而言，在一些實施例中，圖案化裝置沿著X軸或Y軸之傾斜可導致入射光束遠離偵測器716之焦點位移。因此，作為光學感測器，可量測準直光束之入射點且判定入射點與焦點之間的距離。此偏移可致使偵測器判定圖案化裝置之傾斜臨限值。舉例而言，若準直光束在與焦點相距某一距離處被接收，則預對準系統800可判定圖案化裝置516以預定X及/或Y偏移傾斜。
在一些實施例中，可在偵測器716處進行傾斜判定。在其他實施例中，預對準系統800可包括處理器、處理電路系統、中央處理單元(CPU)、微控制器或其類似者，其接收自偵測器716輸出之量測且計算倍縮光罩傾斜角。在一些實施例中，當偵測到圖案化裝置傾斜時，CPU可提供圖案化裝置轉移取消信號以取消至夾盤(諸如(例如)靜電夾盤)的圖案化裝置轉移。CPU亦可提供判定信號以取消至微影設備LA之處理器之轉移操作且允許LA執行取消信號，連同另外處理步驟以校正傾斜未對準。
在又一實施例中，在判定出傾斜的狀況下，當在圖案化裝置與其被轉移至之圖案化裝置夾盤之間出現對準時仍可發生圖案化裝置之轉移。因此，CPU可將傾斜調整資訊提供至微影設備以調整圖案化裝置之傾斜，或在替代例中，將傾斜調整資訊提供至微影設備以調整圖案化裝置倍縮光罩之傾斜，以與圖案化裝置之所偵測到之傾斜匹配。
圖10展示描繪根據一些實施例之例示性方法1000的流程圖。應瞭解，可不按次序執行或視情況跳過一些步驟。在一些實施例中，圖案化裝置對準偵測操作或方法可藉由例如預對準系統800來實施。
在步驟1002處，定位於第一準直光路徑之第一末端處之第一偵測器自經照明圖案化裝置接收反射照明光束。在一項實例中，第一準直光路徑位於包括第一準直光路徑及一或多個其他光路徑之多通道感測陣列內。
在步驟1004處，定位於一或多個其他光路徑之第一末端處之第二偵測器自光束分裂器接收第二反射照明光束。在一項實例中，第一偵測器經組態以計算經照明圖案化裝置之傾斜參數且第二偵測器經組態以計算經照明圖案化裝置之X-Y平面定位位置及旋轉位置。
在步驟1006處，回應於偵測到圖案化裝置傾斜，可在微影操作內對圖案化裝置夾盤執行圖案化裝置轉移取消操作。
本文中所描述之預對準感測器可提供緊湊型設計及在圖案化裝置傾斜之量測時之增強之準確度。此類量測對於保護圖案化裝置及其他內部組件(諸如圖案化裝置夾盤)係重要的，且可幫助減少如本文所描述之增加之成本及低效率。在一些實施例中，同軸柯勒照明與充當水平偵測器之準直通道之組合提供改良照明技術之兩個主要功能，同時亦提供用於偵測圖案化裝置傾斜之量測通道。同軸柯勒照明源可併入量測通道內以實現更緊湊模組化設計。此外，由柯勒同軸照明源提供之照明可用作用於多通道系統(諸如預對準系統800)之共同光源，且提供諸如以下益處：模組緊湊性、樣本圖案化裝置之均勻照明，及影像假影減少及高對比度。此外，共同源照明途徑簡化了系統設計並允許預對準系統之模組化設計。此模組化設計可使能夠包括額外模組化通道以執行對圖案化裝置之其他量測，同時維持緊湊性及準確度。
可使用以下條項進一步描述實施例： 1.  一種圖案化裝置對準系統，其包含： 一多通道感測陣列，其包括一第一準直光路徑及一或多個其他光路徑； 一第一偵測器，其定位於該第一準直光路徑之一第一末端處；及 一第二偵測器，其定位於該一或多個其他光路徑之一第一末端處， 該第一偵測器自一經照明圖案化裝置接收一反射照明光束且經組態以計算該圖案化裝置之一傾斜參數，且 該第二偵測器自一光束分裂器接收一第二反射照明光束且經組態以計算該圖案化裝置之一X-Y平面定位位置及一旋轉位置。 2.  如條項1之圖案化裝置對準系統，其中該第一準直光路徑包括該光束分裂器及一準直器，該光束分裂器位於該第一準直光路徑之與該第一末端相反的一第二末端處且經組態以將該反射照明光束分裂成一第一反射照明光束及該第二反射照明光束，該第一反射照明光束經引導朝向一準直器，該準直器將該第一照明光束窄化至該第一偵測器上。 3.  如條項2之圖案化裝置對準系統，其中該準直器位於該第一準直光路徑內。 4.  如條項2之圖案化裝置對準系統，其進一步包含照明該圖案化裝置之一光源，該光源係一同軸柯勒照明源。 5.  如條項4之圖案化裝置對準系統，其中該光源定位於該第一準直光路徑與該一或多個其他光路徑之間的一線上位置處。 6.  如條項4之圖案化裝置對準系統，其中該光源定位於該第一準直光路徑內。 7.  如條項1之圖案化裝置對準系統，其進一步包含： 一控制器，其包括電路系統，該電路系統經組態以進行以下操作： 自該第一偵測器接收該圖案化裝置之該所計算之傾斜參數，及 回應於該傾斜參數高於一臨限值，將觸發一圖案化裝置轉移操作之一取消之一判定提供至一圖案化裝置夾盤。 8.  如條項4之圖案化裝置對準系統，其中該光源同時照明該第一準直光路徑以及該一或多個其他光路徑中之一者。 9.  如條項2之圖案化裝置對準系統，其進一步包含產生一準直光束之一光源，該準直光束照明該圖案化裝置，其中該第一偵測器經組態以基於該偵測器之一焦點與由該所接收之第一反射照明光束產生之一點之間的一位移量測來量測該圖案化裝置傾斜。 10. 如條項9之圖案化裝置對準系統，其中該第一偵測器包括複數個感測器陣列。 11. 一種微影設備，其包含： 一圖案化裝置對準系統，其包含： 一多通道感測陣列，其包括一第一準直光路徑及一或多個其他光路徑； 一第一偵測器，其定位於該第一準直光路徑之一第一末端處；及 一第二偵測器，其定位於該一或多個其他光路徑之一第一末端處， 該第一偵測器自一經照明圖案化裝置接收一反射照明光束且經組態以計算該圖案化裝置之一傾斜參數，且 該第二偵測器自一光束分裂器接收一第二反射照明光束且經組態以計算該圖案化裝置之一X-Y平面定位位置及一旋轉位置。 12. 如條項11之微影設備，其中該第一準直光路徑包括該光束分裂器及一準直器，該光束分裂器位於該第一準直光路徑之與該第一末端相反的一第二末端處且經組態以將該反射照明光束分裂成一第一反射照明光束及該第二反射照明光束，該第一反射照明光束經引導朝向一準直器，該準直器將該第一照明光束窄化至該第一偵測器上。 13. 如條項12之微影設備，其中該準直器位於該第一準直光路徑內。 14. 如條項12之微影設備，其進一步包含照明該圖案化裝置之一光源，該光源係一同軸柯勒照明源。 15. 如條項14之微影設備，其中該光源定位於該第一準直光路徑與該一或多個其他光路徑之間的一線上位置處。 16. 如條項14之微影設備，其中該光源定位於該第一準直光路徑內。 17. 如條項11之微影設備，其進一步包含： 一控制器，其包括電路系統，該電路系統經組態以進行以下操作： 自該第一偵測器接收該圖案化裝置之該所計算之傾斜參數，及 回應於該傾斜參數高於一臨限值，將觸發一圖案化裝置轉移操作之一取消之一判定提供至一圖案化裝置夾盤。 18. 如條項14之微影設備，其中該光源同時照明該第一準直光路徑以及該一或多個其他光路徑中之一者。 19. 如條項12之微影設備，其進一步包含產生一準直光束之一光源，該準直光束照明該圖案化裝置，其中該第一偵測器經組態以基於該偵測器之一焦點與由該所接收之第一反射照明光束產生之一點之間的一位移量測來量測該圖案化裝置傾斜角。 20. 如條項19之微影設備，其中該第一偵測器包括複數個感測器陣列。
儘管在本文中可特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用，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、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統單元(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡單元及/或檢測單元中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理多於一次(例如)以便產生多層IC，以使得本文中所使用之術語基板亦可指已經含有多個經處理層之基板。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明之實施例可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化裝置中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化裝置之構形壓入至經供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化裝置移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
應理解，本文中之措詞或術語係出於描述而非限制之目的，使得本說明書之術語或措詞待由熟習相關技術者按照本文中之教示予以解譯。
在本文中所描述之實施例中，術語「透鏡」及「透鏡元件」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
另外，本文所使用之術語「輻射」、「光束」及「光」涵蓋所有類型之電磁輻射，例如紫外線(UV)輻射(例如，具有為365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長λ)、極紫外線(EUV或軟X射線)輻射(例如，具有在5 nm至20 nm之範圍內之波長，諸如(例如)，13.5 nm)或在小於5 nm下起作用之硬X射線，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。通常，具有介於約400 nm至約700 nm之間的波長之輻射被認為是可見光輻射；具有介於約780 nm至3000 nm(或更大)之間的波長之輻射被認為是IR輻射。UV係指具有大致100 nm至400 nm之波長的輻射。在微影內，術語「UV」亦應用於可由水銀放電燈產生之波長：G線436 nm；H線405 nm；及/或I線365 nm。真空UV或VUV (亦即，由氣體吸收之UV)係指具有大致100 nm至200 nm之波長的輻射。深UV (DUV)通常係指具有介於126 nm至428 nm範圍內之波長的輻射，且在一些實施例中，準分子雷射可產生在微影設備內使用的DUV輻射。應瞭解，具有在(例如) 5 nm至20 nm之範圍內的波長之輻射係關於具有某一波長帶之輻射，該波長帶之至少部分係在5 nm至20 nm之範圍內。
如本文所使用之術語「基板」可描述材料層經添加至之材料。在一些實施例中，基板自身可經圖案化，且添加於基板之頂部上之材料亦可經圖案化，或可保持不圖案化。
儘管可在本文中特定地參考根據本發明之設備及/或系統在IC之製造中的使用，但應明確理解，此類設備及/或系統具有多種其他可能的應用。舉例而言，其可用於製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、LCD面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者將瞭解，在此類替代應用之內容背景中，本文中之術語「圖案化裝置」、「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應被認為分別由更一般術語「光罩」、「基板」及「目標部分」替代。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。該描述不意欲限制本發明。
應瞭解，[實施方式]章節而非[發明內容]及[中文發明摘要]章節意欲用以解譯申請專利範圍。[發明內容]及[中文發明摘要]章節可闡述如由本發明人所預期的本發明之一或多個而非所有例示性實施例，且因此，不意欲以任何方式來限制本發明及所附申請專利範圍。
上文已憑藉說明特定功能及該等功能之關係之實施的功能建置區塊來描述本發明。為了便於描述，本文已任意地界定此等功能建置區塊之邊界。只要恰當地執行指定功能及該等功能之關係，就可界定替代邊界。
對特定實施例之前述描述將因此充分地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項技術者所瞭解之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲在所揭示實施例之等效者的涵義及範圍內。
本發明之廣度及範疇不應受上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
100:微影設備 100':微影設備 210:極紫外線(EUV)輻射發射電漿/極熱電漿 211:源腔室 212:收集器腔室 219:開口 220:圍封結構 221:輻射光束 222:琢面化場鏡面裝置 224:琢面化光瞳鏡面裝置 226:經圖案化光束 228:反射元件 230:選用氣體障壁或污染物截留器/污染截留器/污染物障壁/反射元件 240:光柵光譜濾光器 251:上游輻射收集器側 252:下游輻射收集器側 253:掠入射反射器 254:掠入射反射器 255:掠入射反射器 300:微影製造單元 400:度量衡系統 402:輻射源 404:投影光柵 406:成像光學件 408:基板 410:成像光學件 412:基板偵測光柵 414:偵測器 500:預對準系統 502:多路徑感測陣列 504:上部影像透鏡系統/上部光路徑 506:下部影像透鏡系統/下部光路徑 508:感測器/偵測器 510:光束分裂器 512:鏡面 514:偵測器/感測器 516:圖案化裝置 518:照明器 520:入射光束 522:反射光束 524:繞射角 526:共同光路徑群組 528:底部光路徑群組 600:預對準感測器 602:同軸照明源 604:光束分裂器 700:預對準系統 702:感測陣列通道/準直光路徑 704:準直器 706:同軸照明源 708:光束分裂器 710:復歸反射光束 712:光束分裂器 714:準直光束 716:偵測器 800:預對準系統 1000:方法 1002:步驟 1004:步驟 1006:步驟 AD:調整器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BK:烘烤板 C:目標部分 CH:冷卻板 CO:聚光器/輻射收集器/收集器光學件 DE:顯影器 H1:距離 H2:光束分裂器塊體之高度 H3:光束分裂器塊體與下部光路徑中之光學元件之間的距離 IF:位置感測器/虛擬源點/中間焦點 IF1:位置感測器 IF2:位置感測器 IL:照明系統/照明器/照明光學件單元 IN:積光器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 IPU:照明系統光瞳 IVR:真空內機器人 L1:距離 LACU:微影控制單元 LB:裝載匣 M1:光罩對準標記 M2:光罩對準標記 MA:圖案化裝置/光罩 MT:支撐結構/光罩台 O:光軸 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PM:第一定位器 PPU:光瞳 PS:投影系統 PW:第二定位器 RO:基板處置器或機器人 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SO:脈衝式輻射源/源收集器設備 TCU:塗佈顯影系統控制單元 V:圖案化裝置交換設備 W:基板 WT:基板台 Zw:高度變化 θ:角度
併入至本文中且形成本說明書之一部分的隨附圖式說明本發明，且連同該描述進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠進行及使用本發明。
圖1A展示根據一些實施例之反射微影設備之示意圖；
圖1B展示根據一些實施例之透射微影設備之示意圖；
圖2展示根據一些實施例之反射微影設備之詳細示意圖；
圖3展示根據一些實施例之微影製造單元之示意圖；
圖4展示根據一些實施例之度量衡系統之示意圖；
圖5展示根據一些實施例的預對準感測器之示意圖，該預對準感測器使用傾斜照明來量測圖案化裝置在X、Y位置中之定位及Rx定向；
圖6展示根據一些實施例的預對準感測器之示意圖，該預對準感測器使用同軸照明來量測圖案化裝置在X、Y位置中之定位及Rx定向；
圖7展示根據一些實施例的包括作為位階感測器之準直光學分支之預對準感測器的示意圖；
圖8展示根據一些實施例的包括準直光學分支及位階感測器下方之照明器塊體之預對準感測器的示意圖；
圖9展示根據一些實施例之準直水平儀感測器，其中照明塊體定位於準直器上方；及
圖10展示根據一些實施例的在微影設備中由先前預對準感測器執行之圖案化裝置預對準量測。
根據下文結合圖式所闡述之詳細描述，本發明之特徵及優點將變得更顯而易見，在該等圖式中，類似元件符號始終識別對應元件。在該等圖式中，類似元件符號通常指示相同、功能上相似及/或結構上相似之元件。另外，通常，元件符號之最左側數字識別首次出現該元件符號之圖式。除非另有指示，否則貫穿本發明提供之圖式不應被解譯為按比例圖式。
500:預對準系統
502:多路徑感測陣列
504:上部影像透鏡系統/上部光路徑
506:下部影像透鏡系統/下部光路徑
508:感測器/偵測器
510:光束分裂器
512:鏡面
514:偵測器/感測器
516:圖案化裝置
518:照明器
520:入射光束
522:反射光束
524:繞射角
526:共同光路徑群組
528:底部光路徑群組

Claims (15)

  1. 一種圖案化裝置對準系統，其包含： 一多通道感測陣列，其包括一第一準直光路徑及一或多個其他光路徑； 一第一偵測器，其定位於該第一準直光路徑之一第一末端處；及 一第二偵測器，其定位於該一或多個其他光路徑之一第一末端處， 該第一偵測器自一經照明圖案化裝置接收一反射照明光束且經組態以計算該圖案化裝置之一傾斜參數，且 該第二偵測器自一光束分裂器接收一第二反射照明光束且經組態以計算該圖案化裝置之一X-Y平面定位位置及一旋轉位置。
  2. 如請求項1之圖案化裝置對準系統，其中該第一準直光路徑包括該光束分裂器及一準直器，該光束分裂器位於該第一準直光路徑之與該第一末端相反的一第二末端處且經組態以將該反射照明光束分裂成一第一反射照明光束及該第二反射照明光束，該第一反射照明光束經引導朝向一準直器，該準直器將該第一照明光束窄化至該第一偵測器上。
  3. 如請求項2之圖案化裝置對準系統，其中該準直器位於該第一準直光路徑內。
  4. 如請求項2之圖案化裝置對準系統，其進一步包含照明該圖案化裝置之一光源，該光源係一同軸柯勒照明源。
  5. 如請求項4之圖案化裝置對準系統，其中該光源定位於該第一準直光路徑與該一或多個其他光路徑之間的一線上位置處。
  6. 如請求項4之圖案化裝置對準系統，其中該光源定位於該第一準直光路徑內。
  7. 如請求項1之圖案化裝置對準系統，其進一步包含： 一控制器，其包括電路系統，該電路系統經組態以進行以下操作： 自該第一偵測器接收該圖案化裝置之該所計算之傾斜參數，及 回應於該傾斜參數高於一臨限值，將觸發一圖案化裝置轉移操作之一取消之一判定提供至一圖案化裝置夾盤。
  8. 如請求項4之圖案化裝置對準系統，其中該光源同時照明該第一準直光路徑以及該一或多個其他光路徑中之一者。
  9. 如請求項2之圖案化裝置對準系統，其進一步包含產生一準直光束之一光源，該準直光束照明該圖案化裝置，其中該第一偵測器經組態以基於該偵測器之一焦點與由該所接收之第一反射照明光束產生之一點之間的一位移量測來量測該圖案化裝置傾斜角。
  10. 如請求項9之圖案化裝置對準系統，其中該第一偵測器包括複數個感測器陣列。
  11. 一種微影設備，其包含： 一圖案化裝置對準系統，其包含： 一多通道感測陣列，其包括一第一準直光路徑及一或多個其他光路徑； 一第一偵測器，其定位於該第一準直光路徑之一第一末端處；及 一第二偵測器，其定位於該一或多個其他光路徑之一第一末端處， 該第一偵測器自一經照明圖案化裝置接收一反射照明光束且經組態以計算該圖案化裝置之一傾斜參數，且 該第二偵測器自一光束分裂器接收一第二反射照明光束且經組態以計算該圖案化裝置之一X-Y平面定位位置及一旋轉位置。
  12. 如請求項11之微影設備，其中該第一準直光路徑包括該光束分裂器及一準直器，該光束分裂器位於該第一準直光路徑之與該第一末端相反的一第二末端處且經組態以將該反射照明光束分裂成一第一反射照明光束及該第二反射照明光束，該第一反射照明光束經引導朝向一準直器，該準直器將該第一照明光束窄化至該第一偵測器上。
  13. 如請求項12之微影設備，其中該準直器位於該第一準直光路徑內。
  14. 如請求項12之微影設備，其進一步包含照明該圖案化裝置之一光源，該光源係一同軸柯勒照明源。
  15. 如請求項14之微影設備，其中該光源定位於該第一準直光路徑與該一或多個其他光路徑之間的一線上位置處。
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