TW202125127A - 具有遠心轉換器的恆定放大多級光學器件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種預對準系統，其包括經組態以自一圖案化器件收集繞射光束之一共同物鏡群組，其中該共同物鏡群組經進一步組態以在該預對準系統之一物空間中產生遠心度。該預對準系統亦包括具有至少一個影像透鏡系統之一多路徑感測陣列，其中該至少一個影像透鏡系統包括經組態以在該預對準系統之一影像空間中產生遠心度的一遠心轉換器透鏡。

Description

具有遠心轉換器的恆定放大多級光學器件
本發明係關於對準裝置及系統，例如用於微影裝置及系統之對準感測器裝置。
微影裝置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。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地稱作遮罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。此圖案可轉印至基板(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。通常經由成像至設置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，單一基板將含有連續圖案化之相鄰目標部分之網路。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)上經由輻射光束掃描圖案來輻照每一目標部分，同時同步地掃描與此掃描方向平行或反平行之目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上來將圖案自圖案化器件轉印至基板。
在微影操作期間，不同處理步驟可能需要在基板上順序地形成不同層。因此，可能有必要相對於形成於基板上之先前圖案以高準確度定位該基板。通常，將對準標記置放於待對準之基板上且參考第二物件來定位對準標記。微影裝置可使用對準裝置來偵測對準標記之位置，且使用對準標記來對準基板以確保來自遮罩之準確曝光。將兩個不同層處之對準標記之間的未對準量測為疊對誤差。
因此，需要一種以較高準確度及較小變化提供對準的系統及方法。
本發明中描述預對準系統之實施例。
本發明之一個態樣提供一種預對準系統，其包括經組態以自一圖案化器件收集繞射光束之一共同物鏡群組，其中該共同物鏡群組經進一步組態以在該預對準系統之一物空間中產生遠心度。該預對準系統亦包括具有至少一個影像透鏡系統之一多路徑感測陣列，其中該至少一個影像透鏡系統包括經組態以在該預對準系統之一影像空間中產生遠心度的一遠心轉換器透鏡。
在一些實施例中，該遠心轉換器透鏡包括一單一光學透鏡。在一些實施例中，該遠心轉換器透鏡包括一玻璃、晶體或塑膠。在一些實施例中，該遠心轉換器透鏡藉由數位控制切割形成，該數位控制切割包括熱空氣射流切割、水射流切割及雷射切割。
在一些實施例中，該預對準系統進一步包括一光源，其經組態以以一傾斜角度照明該圖案化器件。
在一些實施例中，該預對準系統進一步包括一光束分光器，其經組態以將該等繞射光束分成兩個或更多個繞射子光束。
在一些實施例中，該預對準系統亦包括用於該至少一個影像透鏡系統中之每一者的一偵測器，其中該偵測器經組態以基於該等繞射光束產生一預對準信號。
本發明之另一態樣提供一種微影裝置，其包括經組態以調節一輻射光束之一照明系統、經組態以支撐一圖案化器件之一支撐結構、經組態以固持一基板之一基板台、經組態以將由該圖案化器件賦予該輻射光束之一圖案投影至該基板之一目標部分上的一投影系統，及經組態以分別定位該圖案化器件及該基板之第一定位器及第二定位器。該第一定位器包括具有至少兩個通道之一預對準系統。該預對準系統包括一共同物鏡群組，該共同物鏡群組經組態以自該圖案化器件收集繞射光束且在該預對準系統之一物空間中產生遠心度。該預對準系統亦包括具有至少一個影像透鏡系統之一多路徑感測陣列。該至少一個影像透鏡系統包括經組態以在該預對準系統之一影像空間中產生遠心度之一遠心轉換器透鏡。該預對準系統進一步包括用於該至少一個影像透鏡系統中之每一者的一偵測器，其中該偵測器經組態以基於該等繞射光束產生一預對準信號。
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，本發明不限於本文中所描述之具體實施例。本文中僅出於說明性目的呈現此類實施例。基於本文中所含之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將為顯而易見的。
本說明書揭示併入本發明之特徵之一或多個實施例。所揭示之實施例僅例示本發明。本發明之範疇並不限於所揭示之實施例。本發明由隨附申請專利範圍定義。
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」等之引用指示所描述之實施例可包括特定特徵、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，此類片語未必指相同實施例。此外，當結合一實施例描述特定特徵、結構或特性時，應理解，結合無論是否予以明確描述之其他實施例來實現此特徵、結構或特性皆在熟習此項技術者之知識範圍內。
為易於描述，可在本文中使用諸如「在.…..之下」、「在.…..下方」、「下部」、「在.…..上方」、「在.…..上」、「上部」及其類似者的空間相對術語來描述如圖式中所說明之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。除圖式中所描繪的定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋器件在使用或操作中的不同定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)，且本文中所使用的空間相對描述詞可同樣相應地進行解釋。
如本文中所使用之術語「約」指示可基於特定技術而變化之給定量的值。基於特定技術，術語「約」可指示例如在值之10-30% (例如，值之±10%、±20%或±30%)內變化之給定量之值。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合予以實施。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於以可由機器(例如，計算器件)讀取之形式儲存或傳輸資訊的任何機制。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；快閃記憶體器件；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外信號、數位信號等)，及其他者。此外，韌體、軟體、常式及/或指令可在本文中描述為進行某些動作。然而，應瞭解，此等描述僅係出於方便起見，且此類動作事實上係由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他器件引起。
然而，在更詳細地描述此類實施例之前，呈現可供實施本發明之實施例的實例環境係具指導性的。
實例微影系統
圖1A及1B分別為可供實施本發明之實施例的微影裝置100及微影裝置100'之示意性圖示。微影裝置100及微影裝置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，深紫外或極紫外輻射)；支撐結構(例如，遮罩台) MT，其經組態以支撐圖案化器件(例如，遮罩、倍縮光罩或動態圖案化器件) MA且連接至經組態以準確地定位圖案化器件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基板W之第二定位器PW。微影裝置100及100'亦具有投影系統PS，該投影系統PS經組態以將由圖案化器件MA賦予輻射光束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。在微影裝置100中，圖案化器件MA及投影系統PS為反射式。在微影裝置100'中，圖案化器件MA及投影系統PS為透射式。
照明系統IL可包括用於引導、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以取決於圖案化器件MA相對於參考系之定向、微影裝置100及100'中之至少一者之設計及其他條件(諸如圖案化器件MA是否固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可視需要為固定的或可移動的。藉由使用感測器，支撐結構MT可確保圖案化器件MA (例如)相對於投影系統PS處於所要位置。
應將術語「圖案化器件」廣泛地解釋為係指可用以在輻射光束B之橫截面中賦予輻射光束B圖案以便在基板W之目標部分C中產生圖案之任何器件。賦予輻射光束B之圖案可對應於產生於目標部分C中以形成積體電路之器件中的特定功能層。
圖案化器件MA可為透射式(如在圖1B之微影裝置100'中)或反射式(如在圖1A之微影裝置100中)。圖案化器件MA之實例包括倍縮光罩、遮罩、可程式化鏡面陣列或可程式化LCD面板。遮罩在微影中為人所熟知，且包括諸如二元、交替相移或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採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，以便在不同方向上反射入射之輻射光束。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可涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如基板W上之浸沒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。真空環境可用於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。因此可藉助於真空壁及真空泵將真空環境提供給整個光束路徑。
微影裝置100及/或微影裝置100'可為具有兩個(雙載物台)或更多個基板台WT (及/或兩個或更多個遮罩台)之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外基板台WT，或可對一或多個台進行預備步驟，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。
微影設備亦可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，遮罩與投影系統之間。浸沒技術在此項技術中為人所熟知，用於增大投影系統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸沒」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1A及1B，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源SO為準分子雷射器時，源SO及微影裝置100、100'可為單獨的物理實體。在此類情況下，不認為源SO形成微影裝置100或100'之部分，且輻射光束B藉助於包括(例如)合適之引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD (在圖1B中)自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當源SO為水銀燈時，源SO可為微影裝置100、100'之整體部分。源SO及照明器IL可(在需要時)連同光束遞送系統BD一起稱作輻射系統。
照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD (在圖1B中)。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部及/或內部徑向範圍(通常分別稱作「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)，諸如積分器IN及聚光器CO。照明器IL可用於將輻射光束B調節為在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
參考圖1A，輻射光束B入射於固持於支撐結構(例如，遮罩台) MT上之圖案化器件(例如，遮罩) MA上，且由圖案化器件MA圖案化。在微影裝置100中，輻射光束B自圖案化器件(例如遮罩) MA反射。在自圖案化器件(例如，遮罩) MA反射之後，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將輻射光束B聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置感測器IF2 (例如，干涉式器件、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT (例如，以便將不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。類似地，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器件(例如，遮罩) MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，遮罩) MA與基板W。
參考圖1B，輻射光束B入射於固持於支撐結構(例如，遮罩台MT)上之圖案化器件(例如，遮罩MA)上，且由圖案化器件圖案化。在已橫穿遮罩MA的情況下，輻射光束B穿過將該光束聚焦至基板W之目標部分C上的投影系統PS。投影系統具有至照明系統光瞳IPU之光瞳共軛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遮罩圖案而不受遮罩圖案處的繞射影響，且產生照明系統光瞳IPU處之強度分佈之影像。
投影系統PS將遮罩圖案MP之影像MP'投影至塗佈於基板W上之光阻層上，其中影像MP'係由來自強度分佈之輻射自標記圖案MP產生之繞射光束形成。舉例而言，遮罩圖案MP可包括線及間隔之陣列。在陣列處且不同於零階繞射之輻射繞射產生轉向之繞射光束，其在垂直於線的方向上具有方向改變。未繞射光束(亦即，所謂的零階繞射光束)橫穿圖案而不具有傳播方向之任何改變。零階繞射光束橫穿投影系統PS之在投影系統PS之光瞳共軛PPU上游的上部透鏡或上部透鏡群組，以到達光瞳共軛PPU。在光瞳共軛PPU之平面中且與零階繞射光束相關聯的強度分佈之部分為照明系統IL之照明系統光瞳IPU中之強度分佈之影像。孔徑器件PD例如安置在包括投影系統PS之光瞳共軛PPU之平面處或實質上在該平面處。
投影系統PS經配置以藉助於透鏡或透鏡群組L不僅捕捉零階繞射光束，且亦捕捉第一階或第一階及更高階繞射光束(未展示)。在一些實施例中，可使用用於使在垂直於線之方向上延伸之線圖案成像的偶極照明以利用偶極照明之解析度增強效果。舉例而言，第一階繞射光束在晶圓W之位準處與對應的零階繞射光束干涉，以在最高可能解析度及製程窗(亦即，與容許曝光劑量偏差組合之可用聚焦深度)處產生線圖案MP之影像。在一些實施例中，可藉由在照明系統光瞳IPU之相對象限中提供輻射極(未展示)來減小像散像差。此外，在一些實施例中，可藉由阻擋與相對象限中之輻射極相關聯的投影系統之光瞳共軛PPU中之零階光束來減小像散像差。此更詳細地描述於2009年3月31日發佈之US 7,511,799 B2中，其以全文引用之方式併入本文中。
藉助於第二定位器PW及位置感測器IF (例如，干涉式器件、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT (例如，以便將不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(圖1B中未展示)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位遮罩MA (例如，在自遮罩庫機械取回之後或在掃描期間)。
一般而言，可藉助於形成第一定位器PM之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現遮罩台MT之移動。類似地，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)之情況下，遮罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準遮罩MA與基板W。儘管基板對準標記(如所說明)佔據專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(稱為切割道對準標記)。類似地，在多於一個晶粒設置於遮罩MA上之情形中，遮罩對準標記可位於該等晶粒之間。
遮罩台MT及圖案化器件MA可處於真空腔室V中，其中真空內機器人IVR可用以將諸如遮罩之圖案化器件移入及移出真空腔室。替代地，當遮罩台MT及圖案化器件MA在真空腔室之外部時，真空外機器人可用於各種運輸操作，與真空內機器人IVR類似。需要校準真空內及真空外機器人兩者以用於任何酬載(例如，遮罩)平滑地轉移至轉移站之固定運動學安裝件。
微影裝置100及100'可用於以下模式中之至少一者中：
1. 在步進模式中，支撐結構(例如遮罩台) MT及基板台WT保持基本上靜止，同時將賦予輻射光束B之整個圖案一次性投影至目標部分C上(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，同步地掃描支撐結構(例如，遮罩台) MT及基板台WT，同時將賦予輻射光束B之圖案投影至目標部分C上(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之(縮小)放大率及影像反轉特性判定基板台WT相對於支撐結構(例如，遮罩台) MT之速度及方向。
3. 在另一模式中，支撐結構(例如，遮罩台) MT保持實質上靜止，固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT，同時將賦予輻射光束B之圖案投影至目標部分C上。可採用脈衝式輻射源SO，且在基板台WT之每一移動之後或在一掃描期間在連續輻射脈衝之間視需要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(諸如可程式化鏡面陣列)之無遮罩微影。
亦可採用所描述之使用模式或完全不同的使用模式之組合及/或變化。
在另一實施例中，微影裝置100包括極紫外(EUV)源，該EUV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更詳細地展示微影裝置100，其包括源收集器裝置SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器裝置SO經建構及配置使得真空環境可維持於封閉結構220中。源收集器裝置SO包括源腔室211及收集器腔室212且經組態以產生及傳輸EUV輻射。EUV輻射可藉由例如Xe氣體、Li蒸氣或Sn蒸氣之氣體或蒸氣產生，其中產生EUV輻射發射電漿210以發射在電磁波譜之EUV範圍內的輻射。至少部分電離之EUV輻射發射電漿210可藉由例如放電或雷射光束產生。為了輻射之高效產生，可能需要Xe、Li、Sn蒸氣或任何其他合適氣體或蒸氣之例如10 Pa之分壓。在一實施例中，提供受激錫(Sn)之電漿以產生EUV輻射。
由EUV輻射發射210發射之輻射經由位於源腔室211中之開口中或後方的視情況選用之氣體障壁或污染物阱230 (在一些情況下，亦稱作污染物障壁或箔阱)自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物阱230可包括通道結構。污染物阱230亦可包括氣體障壁或氣體障壁與通道結構之組合。本文中進一步指示之污染物阱或污染物障壁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之輻射可自光柵濾光片240反射以聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常稱作中間焦點，且源收集器裝置經配置成使得中間焦點IF位於封閉結構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。光柵濾光片240尤其用於抑制紅外(IR)輻射。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，該照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件222及琢面化光瞳鏡面器件224，該琢面化場鏡面器件222及該琢面化光瞳鏡面器件224經配置以在圖案化器件MA處提供輻射光束221之所要角分佈，以及在圖案化器件MA處提供輻射強度之所要均一性。在輻射光束221在由支撐結構MT固持之圖案化器件MA處反射後，隨即形成圖案化光束226，且由投影系統PS將圖案化光束226經由反射式元件228、229成像至由晶圓載物台或基板台WT固持之基板W上。
比所展示更多之元件通常可存在於照明光學器件單元IL及投影系統PS中。取決於微影裝置之類型，光柵濾光片240可視情況存在。此外，可存在比圖2中所展示之鏡面更多之鏡面，例如在投影系統PS中可存在比圖2中所展示之反射式元件多之一至六個額外反射式元件。
如圖2中所說明之收集器光學器件CO經描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢套式收集器，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圍繞光軸O軸向地對稱安置，且此類型之收集器光學器件CO較佳地與通常稱為DPP源之放電產生之電漿源組合使用。
例示性微影單元
圖3展示微影單元300，其有時亦稱作微影製造單元(lithocell)或叢集。微影裝置100或100'可形成微影單元300之部分。微影單元300亦可包括用以在基板上執行曝光前製程及曝光後製程之一或多個裝置。習知地，此等裝置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，在不同程序裝置之間移動基板，且將基板遞送至微影裝置100或100'之裝載區LB。此等器件(常常統稱為塗佈顯影系統)係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下,該塗佈顯影系統控制單元TCU自身由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU來控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出量及處理效率。
例示性預對準系統
圖4展示根據本發明之一些實施例之經組態以預對準圖案化器件(例如，倍縮光罩) 402的預對準系統400之示意圖。在一些實施例中，預對準系統400可為與圖1A及1B中之微影裝置100或100'結合使用之第一定位器PM。在一些實施例中，預對準系統400包括至少兩個通道。在一些實施例中，預對準系統400包括光源404及多路徑感測陣列406，其中多路徑感測陣列406為預對準系統400提供至少兩個通道。
光源404經組態以用用於倍縮光罩預對準之預定波長之輻射光束414照明倍縮光罩402。在一實施例中，由光源404產生之輻射光束414在650 nm至1000 nm之近紅外區中。在另一實施例中，可使用880 nm波長之輻射光束414。如由熟習此項技術者所理解，由光源404產生用於倍縮光罩預對準之輻射光束414的波長可在其他光學範圍內，例如，可為在390 nm至700 nm之間的可見光。在一實施例中，光源404包括雙光源404a及404b。在一些實施例中，光源404可包括單一光源或多於兩個光源。
在一些實施例中，預對準系統400經組態以以傾斜角度將輻射光束414引導至倍縮光罩402之對準標記416上。取決於照明，對準標記416可反射光且產生繞射光束418，其中繞射光束418與輻射光束414之間的角度對應於繞射角。
在一些實施例中，倍縮光罩402可為用於極紫外(EUV)微影之反射式圖案化器件。在一些實施例中，倍縮光罩402可為倍縮光罩MA且對準標記416可為對準目標M1及M2，如圖1A及1B中所展示。
在一些實施例中，預對準系統400經組態以使用共同物鏡群組420及光束分光器412將繞射光束418引導至多路徑感測陣列406。
多路徑感測陣列406可包括例如光學、影像或透鏡系統之一或多個系統，其各自包括例如光路、光通道、透鏡通道或其類似者的路徑。在一個實施例中，多路徑感測陣列406包括上部影像透鏡系統408及下部影像透鏡系統410，其各自對應於預對準系統400之通道。在此實例中，預對準系統400亦稱作分叉型反射式預對準系統。在一些實施例中，光束分光器412定位於共同物鏡群組420與上部/下部影像透鏡系統408/410之間。在一些實施例中，光束分光器412可將所接收之繞射光束418分成兩個繞射子光束418-1及418-2，第一者可引導至上部影像透鏡系統408上，且第二者可朝向下部影像透鏡系統410引導。在一些實施例中，多路徑感測陣列406之影像透鏡系統亦可包括獨立透鏡群組424。
在一些實施例中，預對準系統400亦包括用於上部及下部影像透鏡系統408及410中之每一者的偵測器422及控制器(圖4中未展示)。偵測器422可為感測器或感測器陣列。每一感測器可為光偵測器(例如，光電二極體)、影像感測器或其類似者。控制器可基於繞射光束418產生用於預對準倍縮光罩402的控制信號。
在一些實施例中，預對準系統400利用圖4中所描述之雙通道組態來量測圖案化器件位置偏移。舉例而言，預對準系統400可利用上部及下部影像透鏡系統408及410來量測倍縮光罩402之X-Y位置及定向。
在一些實施例中，上部及下部影像透鏡系統408及410可設置有不同組態以量測繞射光束418之不同特性。舉例而言，當照明倍縮光罩402時，入射光(例如，輻射光束414)可由倍縮光罩402上之對準標記416繞射(或在一些實施例中散射)且部分地修改。在接收到繞射光束418後，上部及下部影像透鏡系統408及410可提供針對倍縮光罩402之不同光學特性的分析及量測。在一個實例中，上部影像透鏡系統408可接收繞射子光束418-1且將倍縮光罩402之對準標記416的影像投影至偵測器422-1上。類似地，下部影像透鏡系統410可接收繞射子光束418-2且將對準標記416之另一影像投影至偵測器422-2上。在一些實施例中，下部影像透鏡系統410可產生倍縮光罩402之倒像以量測不同對準及/或定位屬性。
在一些實施例中，偵測器422可經組態以藉由處理倍縮光罩402上之對準標記416的影像來量測倍縮光罩402之X及Y位置。另外，偵測器422可為經組態以讀取倍縮光罩402之識別碼的條碼讀取器。在一些實施例中，上部及下部影像透鏡系統408及410可經組態以進行倍縮光罩402之影像的其他光學量測及分析。
在一些實施例中，預對準系統400亦可包括圖案化器件轉移裝置(例如，圖1B中之真空內機器人IVR)，其可經組態以使圖案化器件(諸如倍縮光罩402)交換時間、粒子產生最小化及減小來自夾盤及/或圖案化器件的接觸力或應力。真空內機器人IVR亦可增加用於微影的圖案化器件交換程序中的總產出量，例如在圖1A及1B中之微影裝置100或100'中。
遠心度及例示性預對準系統
在一些實施例中，預對準系統400可用於以豎直間距在兩個獨立位準(La 及Lb )上預對準倍縮光罩402 (參看圖4)。豎直間距可在例如1 mm至100 mm的範圍內。在一些實施例中，可為預對準系統400產生遠心度，其中當倍縮光罩402與共同物鏡群組420之間的距離改變時，倍縮光罩402之影像放大率可保持相同。換言之，圖案化器件(例如，倍縮光罩402)可位於遠離共同物鏡群組420之複數個工作距離處，且預對準系統400可經組態以在至少一個影像透鏡系統(例如，上部/下部影像透鏡系統408/410)中之每一者的偵測器(例如，偵測器422-1、422-2等)處提供圖案化器件之相同放大率。
在一些實施例中，透鏡具有角視場，使得隨著透鏡與物件之間的距離增加，放大率減小。因此，當將此等透鏡用於共同物鏡群組420時，角視場可導致透視誤差，其可降低量測的準確度，此係由於若移動物件(亦即，倍縮光罩402)，則偵測到之影像將改變。遠心透鏡可藉由具有恆定且非角視場來消除透視誤差。在距透鏡之各種距離處，遠心透鏡可提供物件之相同視場。在此實例中，遠心透鏡在物空間中產生遠心度。
在一些實施例中，遠心透鏡亦可在影像空間中產生遠心度，其中遠心透鏡可為具有遠距離處之出射光瞳的複合透鏡。穿過孔徑光闌中心的主射線可平行於光學系統後方之光軸傳播。
圖5說明根據一些實施例的例示性雙遠心光學系統500，其中物空間及影像空間均為遠心的。主射線可在物空間及影像空間兩者中平行於光軸。在雙遠心光學系統500之一些實施例中，物件502之影像對物件502或影像感測器503之放大率變化或方位不敏感。
在一些實施例中，雙遠心光學系統500包括第一透鏡526及第二透鏡528。第一透鏡526及第二透鏡528中之每一者可為由延伸及/或反轉物件502之影像的光學透鏡或透鏡群組製成的中繼透鏡。在一些實施例中，第一透鏡526及第二透鏡528之焦點可置放於相同方位處。
在一些實施例中，雙遠心光學系統500可提供物件502之放大影像。舉例而言，微影裝置100或100'可經組態以提供在2至6範圍內的放大值以用於倍縮光罩MA達成高解析度圖案化。在一些實施例中，第一透鏡526及第二透鏡528之焦距的比率對應於物件502之影像的放大值。因此，在具有高放大率的光學系統中，達成具有緊湊設計之雙遠心度可能具有挑戰性。
在一些實施例中，雙遠心光學系統500亦可包括收集器透鏡群組530，其中收集器透鏡群組530具有負光功率且可為雙遠心光學系統500提供更緊湊設計。舉例而言，如圖5中所說明，雙遠心光學系統500之第二透鏡528可隨著收集器透鏡群組530之添加而更靠近第一透鏡526，自方位L1移動至L2。然而，在一些實施例中，雙遠心光學系統500之總尺寸可能受到放大率要求以及收集器透鏡群組530之尺寸的限制。
返回參考圖4，預對準系統400可經組態以在物空間中提供遠心度，其中倍縮光罩402之影像對倍縮光罩402之放大率或方位不敏感。然而，設計具有緊湊尺寸且在影像空間中具有遠心度的預對準系統400可能具有挑戰性。因此，預對準系統400可為半遠心度，且其可在補償器調整中進行多次反覆以達成可靠效能。
圖6展示根據本發明之一些實施例之預對準系統600的示意圖。預對準系統600可類似於預對準系統400且亦在物空間中具有遠心度。然而，預對準系統600可包括一或多個遠心轉換器透鏡640，其經組態以亦在預對準系統600的影像空間中提供遠心度。舉例而言，偵測器422前方的主射線平行於光軸，或等效地，光瞳在影像空間中處於無限遠，如圖6中所展示。
在一些實施例中，遠心轉換器透鏡640可為靠近影像平面(例如，靠近偵測器422)定位的單一光學透鏡以將影像空間中的繞射光束418-1轉換成遠心光束。換言之，遠心轉換透鏡640可在預對準系統600之影像透鏡系統(例如，上部或下部影像透鏡系統408及410)的影像空間中產生遠心度。藉由使用單一光學透鏡，光學設計可為緊湊的且可使自預對準系統400至預對準系統600的改變最小化。
在一些實施例中，遠心轉換器透鏡640可由諸如玻璃、晶體、塑膠或其類似者或其任何組合的材料製成。遠心轉換器透鏡640之曲線(例如，三維輪廓)可基於例如射線追蹤的數值模擬來設計。因此，遠心轉換器透鏡640之三維(3D)輪廓或形狀可經定製設計為針對多路徑感測陣列406之每一繞射子光束(例如，418-1、418-2等)產生遠心度。
在一些實施例中，具有近軸射線追蹤的數值模擬可用於具有光軸的預對準系統600，其中可在不考慮表面傾斜、表面類型(諸如樣條、全像圖、梯度指數、繞射元件或其類似者)之情況下獲得遠心轉換器透鏡640之3D形狀。
在一些實施例中，可進行具有真實射線追蹤的數值模擬以找到遠心轉換器透鏡640之3D輪廓。真實射線(或精確射線)遵從司乃耳定律(Snell's law)。在一些實施例中，模擬程式可使用兩種類型之真實射線(例如，普通射線及參考射線)來評估預對準系統600。普通射線可為在預定方向上自物件表面(例如，圖案化器件402上的對準標記416之表面)上之給定點開始追蹤穿過預對準系統600的射線。參考射線可為在最初未知的方向上自物件表面上之給定點開始的射線。參考射線之方向可藉由射線穿過預對準系統600中之一些預定內部點的要求判定。在一個實例中，主射線可用作參考射線，其中主射線自光場邊緣析出且穿過孔徑光闌的中心。
在一些實施例中，可基於模擬結果產生具有所要3D輪廓的遠心轉換器透鏡640。遠心轉換器透鏡640之所要3D輪廓可藉由使用例如熱空氣射流切割、水射流切割、雷射切割或其組合的數位控制切割產生。熱空氣射流藉由在材料中引入熱應力使透鏡材料(例如，玻璃)破裂。裂痕在熱空氣射流之方向上擴展，此係由於在射流衝擊區域中熱應力高。高壓水射流亦可將玻璃切割成所需3D輪廓。在一些實施例中，磨料及非磨料水射流切割技術可用於玻璃切割。在非磨料技術中，僅使用純去離子高壓水，而在磨料切割技術中，如石榴石、橄欖石、矽石等之磨料材料亦可與高壓水一起使用。在一些實施例中，準分子雷射切除可用於產生遠心轉換器透鏡640的所要3D輪廓。可使用例如CO2 、Nd:YAG或氬雷射的高功率雷射。在一些實施例中，可實施在奈秒至飛秒範圍內的短脈衝雷射。在一些實施例中，雷射可處於連續波(CW)模式。在一些實施例中，產生遠心轉換器透鏡640的所要3D輪廓亦可包括接地、機械拋光、模製、銑削或其組合。
可使用以下條項進一步描述實施例： 1. 一種具有至少兩個通道之預對準系統，其包含： 共同物鏡群組，其經組態以自圖案化器件收集繞射光束，其中共同物鏡群組經進一步組態以在預對準系統之物空間中產生遠心度； 多路徑感測陣列，其包含至少一個影像透鏡系統，其中至少一個影像透鏡系統包含： 遠心轉換器透鏡，其經組態以在預對準系統之影像空間中產生遠心度；及 偵測器，其用於至少一個影像透鏡系統中之每一者，其中偵測器經組態以基於繞射光束產生預對準信號。 2. 如條項1之預對準系統，其中遠心轉換器透鏡包含單一光學透鏡。 3. 如條項2之預對準系統，其中遠心轉換器透鏡包含玻璃、晶體或塑膠。 4. 如條項2之預對準系統，其中遠心轉換器透鏡藉由數位控制切割產生，該數位控制切割包含熱空氣射流切割、水射流切割及雷射切割。 5. 如條項1之預對準系統，其進一步包含： 光源，其經組態以以傾斜角度照明圖案化器件。 6. 如條項1之預對準系統，其進一步包含： 光束分光器，其經組態以將繞射光束分成兩個或更多個繞射子光束。 7. 如條項6之預對準系統，其中光束分光器定位於共同物鏡群組與至少一個影像透鏡系統之間。 8. 如條項1之預對準系統，其中圖案化器件定位於遠離共同物鏡群組之複數個工作距離處，且預對準系統經組態以在至少一個影像透鏡系統中之每一者的偵測器處提供圖案化器件之相同放大率。 9. 一種微影裝置，其包含： 照明系統，其經組態以調節輻射光束； 支撐結構，其經組態以支撐圖案化器件； 基板台，其經組態以固持基板； 投影系統，其經組態以將由圖案化器件賦予輻射光束之圖案投影至基板之目標部分上；及 第一定位器及第二定位器，其經組態以分別定位圖案化器件及基板，其中該第一定位器包含： 具有至少兩個通道之預對準系統，其包含： 共同物鏡群組，其經組態以自圖案化器件收集繞射光束，其中共同物鏡群組經進一步組態以在預對準系統之物空間中產生遠心度； 多路徑感測陣列，其包含至少一個影像透鏡系統，其中至少一個影像透鏡系統包含： 遠心轉換器透鏡，其經組態以在預對準系統之影像空間中產生遠心度；及 偵測器，其用於至少一個影像透鏡系統中之每一者，其中偵測器經組態以基於繞射光束產生預對準信號。 10.      如條項9之微影裝置，其中遠心轉換器透鏡包含單一光學透鏡。 11.      如條項10之微影裝置，其中遠心轉換器透鏡包含玻璃、晶體或塑膠。 12.      如條項10之微影裝置，其中遠心轉換器透鏡藉由數位控制切割產生，該數位控制切割包含熱空氣射流切割、水射流切割及雷射切割。 13.      如條項9之微影裝置，其進一步包含： 光源，其經組態以以傾斜角度照明圖案化器件。 14.      如條項9之微影裝置，其進一步包含： 光束分光器，其經組態以將繞射光束分成兩個或更多個繞射子光束。 15.      如條項14之微影裝置，其中光束分光器定位於共同物鏡群組與至少一個影像透鏡系統之間。 16.      如條項9之微影裝置，其中圖案化器件定位於遠離共同物鏡群組之複數個工作距離處，且預對準系統經組態以在至少一個影像透鏡系統中之每一者之偵測器處提供圖案化器件之相同放大率。
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，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如積體光學系統之製造、用於磁疇記憶體之引導及偵測圖案、平板顯示器、LCD、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代應用之上下文中，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單元(通常將抗蝕劑層施加至基板且使經曝光之抗蝕劑顯影之工具)、度量衡單元及/或偵測單元中處理本文中所提及之基板。在適用的情況下，可將本文中之揭示內容應用於此類及其他基板處理工具。此外，可將基板處理多於一次，(例如)以便產生多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指已含有多個經處理層之基板。
應理解，本文中之措詞或術語係出於描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措詞將由熟習相關技術者按照本文中之教示進行解釋。
如本文中所使用之術語「基板」描述在其上添加材料層之材料。在一些實施例中，基板自身可經圖案化，且添加於其頂部上之材料亦可經圖案化，或可保持不圖案化。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合來實施。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於以可由機器(例如，計算器件)讀取之形式儲存或傳輸資訊的任何機制。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；快閃記憶體器件；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號，及其他者。此外，韌體、軟體、常式及/或指令可在本文中描述為進行某些動作。然而，應瞭解，此類描述僅係出於方便起見，且此類動作事實上係由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式及/或指令之其他器件引起。
以下實例說明而非限制本發明之實施例。通常在該領域中遇到且對熟習相關技術者將顯而易見的各種條件及參數之其他合適修改及調適在本發明之精神及範疇內。
儘管在本文中可特定地參考根據本發明之裝置及/或系統在IC之製造中的使用，但應明確理解，此類裝置及/或系統具有許多其他可能的應用。舉例而言，其可用於製造積體光學系統、用於磁疇記憶體之引導及偵測圖案、LCD面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者將瞭解，在此類替代應用之上下文中，本文中之術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應認為分別由更一般術語「遮罩」、「基板」及「目標部分」替代。
儘管上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述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釋申請專利範圍。發明內容及中文發明摘要章節可闡述如由發明者預期的本發明之一或多個但並非所有例示性實施例，且因此，並不意欲以任何方式限制本發明及所附申請專利範圍。
上文已藉助於說明所規定功能及其關係之實施的功能建置區塊來描述本發明。為了便於描述，本文已任意地定義此等功能建置區塊之邊界。只要適當地進行所規定功能及其關係，便可定義替代邊界。
對特定實施例之前述描述將充分揭露本發明之一般性質，其他人可在不脫離本發明之一般概念的情況下，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/或調適此類特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及導引，此類調適及修改意欲在所揭示之實施例之等效物的含義及範圍內。
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來定義。
100:微影裝置 100':微影裝置 210:EUV輻射發射電漿 211:源腔室 212:收集器腔室 219:開口 220:封閉結構 221:輻射光束 222:琢面化場鏡面器件 224:琢面化光瞳鏡面器件 226:圖案化光束 228:反射式元件 229:反射式元件 230:污染物阱 240:光柵濾光片 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:微影單元 400:預對準系統 402:倍縮光罩 404:光源 404a:光源 404b:光源 406:多路徑感測陣列 408:上部影像透鏡系統 410:下部影像透鏡系統 412:光束分光器 414:輻射光束 416:對準標記 418:繞射光束 418-1:繞射子光束 418-2:繞射子光束 420:共同物鏡群組 422-1:偵測器 422-2:偵測器 424:獨立透鏡群組 500:雙遠心光學系統 502:物件 503:影像感測器 526:第一透鏡 528:第二透鏡 530:收集器透鏡群組 600:預對準系統 640:遠心轉換器透鏡 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 CO:聚光器/輻射收集器/收集器光學器件 CH:冷卻板 DE:顯影器 IF:虛擬源點 IF1:位置感測器 IF2:位置感測器 IL:照明系統 IN:積分器 IPU:照明系統光瞳 IVR:真空內機器人 I/O2:輸入/輸出埠 I/O1:輸入/輸出埠 L:透鏡群組 L1:方位 L2:方位 La :獨立位準 Lb :獨立位準 LACU:微影控制單元 LB:裝載區 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 MA:圖案化器件 MP:遮罩圖案 MP':影像 MT:支撐結構 O:光軸 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PD:孔徑器件 PM:第一定位器 PPU:光瞳共軛 PS:投影系統 PW:第二定位器 RO:機器人 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SO:輻射源/源收集器裝置 TCU:塗佈顯影系統控制單元 V:真空腔室 W:基板/晶圓 WT:基板台 X:方向 Y:方向
併入本文中且形成本說明書之部分的隨附圖式說明本發明，且連同描述一起進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠製造及使用本發明。
圖1A為根據例示性實施例之反射式微影裝置的示意性圖示。
圖1B為根據例示性實施例之透射式微影裝置的示意性圖示。
圖2為根據例示性實施例之反射式微影裝置的更詳細示意性圖示。
圖3為根據例示性實施例之微影單元的示意性圖示。
圖4說明根據本發明之實施例的經組態以預對準圖案化器件之預對準系統。
圖5說明根據本發明之實施例的例示性雙遠心光學系統。
圖6說明根據本發明之實施例的具有雙遠心度之預對準系統。
根據下文結合圖式闡述之詳細描述，本發明之特徵及優點將變得更顯而易見，在該等圖式中，相同參考標記始終表示對應元件。在該等圖式中，相同參考標號通常指示相同、功能上類似及/或結構上類似之元件。另外，通常，參考標號之最左側數字表示首次出現該參考標號之圖式。除非另外指示，否則貫穿本發明提供之圖式不應解釋為按比例圖式。
400:預對準系統
402:倍縮光罩
404:光源
406:多路徑感測陣列
408:上部影像透鏡系統
410:下部影像透鏡系統
412:光束分光器
414:輻射光束
416:對準標記
418:繞射光束
418-1:繞射子光束
418-2:繞射子光束
420:共同物鏡群組
422-1:偵測器
422-2:偵測器
424:獨立透鏡群組
La:獨立位準
Lb:獨立位準

Claims (16)

  1. 一種具有至少兩個通道之預對準系統，其包含： 一共同物鏡群組，其經組態以自一圖案化器件收集繞射光束，其中該共同物鏡群組經進一步組態以在該預對準系統之一物空間中產生遠心度； 一多路徑感測陣列，其包含至少一個影像透鏡系統，其中該至少一個影像透鏡系統包含： 一遠心轉換器透鏡，其經組態以在該預對準系統之一影像空間中產生遠心度；及 一偵測器，其用於該至少一個影像透鏡系統中之每一者，其中該偵測器經組態以基於該等繞射光束產生一預對準信號。
  2. 如請求項1之預對準系統，其中該遠心轉換器透鏡包含一單一光學透鏡。
  3. 如請求項2之預對準系統，其中該遠心轉換器透鏡包含一玻璃、晶體或塑膠。
  4. 如請求項2之預對準系統，其中該遠心轉換器透鏡藉由數位控制切割產生，該數位控制切割包含熱空氣射流切割、水射流切割及雷射切割。
  5. 如請求項1之預對準系統，其進一步包含： 一光源，其經組態以以一傾斜角度照明該圖案化器件。
  6. 如請求項1之預對準系統，其進一步包含： 一光束分光器，其經組態以將該等繞射光束分成兩個或更多個繞射子光束。
  7. 如請求項6之預對準系統，其中該光束分光器定位於該共同物鏡群組與該至少一個影像透鏡系統之間。
  8. 如請求項1之預對準系統，其中該圖案化器件定位於遠離該共同物鏡群組之複數個工作距離處，且該預對準系統經組態以在該至少一個影像透鏡系統中之每一者的該偵測器處提供該圖案化器件之相同放大率。
  9. 一種微影裝置，其包含： 一照明系統，其經組態以調節一輻射光束； 一支撐結構，其經組態以支撐一圖案化器件； 一基板台，其經組態以固持一基板； 一投影系統，其經組態以將由該圖案化器件賦予該輻射光束之一圖案投影至該基板之一目標部分上；及 第一定位器及第二定位器，其經組態以分別定位該圖案化器件及該基板，其中該第一定位器包含： 具有至少兩個通道之一預對準系統，其包含： 一共同物鏡群組，其經組態以自該圖案化器件收集繞射光束，其中該共同物鏡群組經進一步組態以在該預對準系統之一物空間中產生遠心度； 一多路徑感測陣列，其包含至少一個影像透鏡系統，其中該至少一個影像透鏡系統包含： 一遠心轉換器透鏡，其經組態以在該預對準系統之一影像空間中產生遠心度；及 一偵測器，其用於該至少一個影像透鏡系統中之每一者，其中該偵測器經組態以基於該等繞射光束產生一預對準信號。
  10. 如請求項9之微影裝置，其中該遠心轉換器透鏡包含一單一光學透鏡。
  11. 如請求項10之微影裝置，其中該遠心轉換器透鏡包含一玻璃、晶體或塑膠。
  12. 如請求項10之微影裝置，其中該遠心轉換器透鏡藉由數位控制切割產生，該數位控制切割包含熱空氣射流切割、水射流切割及雷射切割。
  13. 如請求項9之微影裝置，其進一步包含： 一光源，其經組態以以一傾斜角度照明該圖案化器件。
  14. 如請求項9之微影裝置，其進一步包含： 一光束分光器，其經組態以將該等繞射光束分成兩個或更多個繞射子光束。
  15. 如請求項14之微影裝置，其中該光束分光器定位於該共同物鏡群組與該至少一個影像透鏡系統之間。
  16. 如請求項9之微影裝置，其中該圖案化器件定位於遠離該共同物鏡群組之複數個工作距離處，且該預對準系統經組態以在該至少一個影像透鏡系統中之每一者的該偵測器處提供該圖案化器件之相同放大率。
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