TW202217437A - 具有投影系統之位置控制之度量衡工具 - Google Patents

具有投影系統之位置控制之度量衡工具 Download PDF

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Abstract

本文中描述一種度量衡工具。該度量衡工具包括：一基板台，其用以固持一基板；一投影系統，其經組態以將一光束投影於該基板之一目標部分上；一致動器，其經組態以調整該投影系統相對於該基板台上之該基板之一位置；一感測器，其經組態以判定該基板台之一位置；及一或多個處理器，其經組態以：基於該基板台之該位置，判定該基板台相對於一參考件之一位置誤差；及經由該致動器，控制該投影系統之一位置以補償該基板台之該位置誤差使得該光束投影於該基板之該目標部分上。

Description

具有投影系統之位置控制之度量衡工具
本文中之描述大體而言係關於一種用於在包括微影裝置之半導體製造設置中使用的度量衡工具。更特定言之，與度量衡工具之定位相關之改良。
微影投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(其替代地被稱作遮罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。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。施加各自具有特定圖案及材料組成之多個層以界定成品之功能器件及互連件。
當前及下一代製程常常依賴於所謂的多重圖案化技術以產生尺寸遠小於可藉由微影裝置直接印刷之器件特徵之尺寸的器件特徵。各自具有自有遮罩或倍縮光罩之多重圖案化步驟經執行以界定基板上之單一層中之所要器件圖案。多重圖案化之許多不同實例係已知的。在一些製程中，規則柵格結構形成為所要器件圖案之基礎。接著在使用電路特定遮罩圖案的情況下，在特定位置處切割形成柵格結構之線以使該等線分離成個別區段。柵格結構在尺寸方面可格外精細，其具有在數十奈米或甚至十幾奈米內的節距。
在微影製程中，需要頻繁地進行所產生結構之量測，例如以用於製程控制及驗證。用於進行此類量測之各種工具係已知的，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(基板之兩個層之對準準確度)之特殊化工具。經製造器件之最終效能可決定性地取決於經切割遮罩相對於柵格結構之定位及定尺寸的準確度。(此內容背景中之經切割遮罩為界定柵格結構經修改以形成功能電路所處之電路特定位置的遮罩)。疊對誤差可造成在錯誤地點發生切割或其他修改。尺寸(CD)誤差可造成切口過大或過小(在極端狀況下，錯誤地切割相鄰柵格線，或未能完全地切割預期柵格線)。
微影製程之其他效能參數亦可為所關注的，舉例而言，在光學微影中，焦點及曝光劑量之參數亦可需要量測。
提議微影裝置包含能夠對效能參數進行此類量測之整合式度量衡系統。然而，此類度量衡系統之整合可對微影裝置整體或對度量衡系統產生產出量影響。該整合亦可對微影裝置之取樣效能(亦即，經成功取樣基板之量)產生影響。此類影響可難以預測。
根據一實施例，提供一種度量衡工具。該度量衡工具包括一基板台；一投影系統，及經組態以控制該投影系統之一位置之一或多個處理器(亦被稱作控制器)。在一實施例中，提供一種度量衡工具，其包括：一基板台，其用以固持一基板；一投影系統，其經組態以將一光束投影於該基板之一目標部分上；一致動器，其經組態以調整該投影系統相對於該基板台上之該基板之一位置；一感測器，其經組態以判定該基板台之一位置；及一控制器，其經組態以：基於該基板台之該位置，判定該基板台相對於一參考件之一位置誤差；及經由該致動器，控制該投影系統之一位置以補償該基板台之該位置誤差使得該光束投影於該基板之該目標部分上。該控制器可呈一開放迴路組態，其中不接收與該投影系統相關之一位置回饋。在一實施例中，該控制器可呈一封閉迴路組態，其中接收與該投影系統之該位置相關之一位置回饋。
控制該投影系統之位置允許移除該基板台之一短衝程載物台，且僅可使用一單一衝程載物台。根據本發明，該投影系統之該位置控制補償該基板台之該長衝程定位之誤差。根據本發明，一定位系統相比於現有定位系統(例如，具有長衝程及短衝程載物台之基板台)包括較少數目個組件。又，可達成該度量衡工具在該基板之一目標部分上方之較快定位，藉此改良圖案化製程之度量衡時間及產出量。
在詳細地描述實施例之前，有指導性的是呈現可供實施實施例之實例環境。
圖1為用以量測置放於基板台上之基板之度量衡工具的示意圖。舉例而言，度量衡工具用以量測例如經由微影裝置而圖案化之經圖案化基板。度量衡工具可為獨立工具，或整合至具有微影裝置之半導體製造設施中(例如，參見圖9)。度量衡工具可為例如繞射工具(例如，ASML YieldStar或繞射相位顯微法)、電子顯微鏡，或經組態以量測經圖案化基板之其他合適檢測工具(例如，圖6及圖7)。PCT申請案WO 2009/078708及WO 2009/106279中論述了度量衡工具及其工作原理的額外實例，該等申請案之文件的全文係據此以引用方式併入。公開專利申請案US20110027704A、US20110043791A、US20120044470及US2012/0123581中已描述該技術之進一步開發。所有此等申請案之內容亦以引用方式併入本文中。為簡潔起見，本文中省略度量衡工具之詳細工作原理。
在一實例中，參看圖1，光源產生光束，該光束通過照明光纖ILF (亦被稱作光纖)傳遞至投影系統PS中且傳遞至待量測之基板S上。此外，度量衡工具包括影像感測器IS，該影像感測器經組態以自基板S捕捉繞射光(例如1階繞射)。在一實施例中，投影系統可包括用於將光束引導或控制至基板上的各種類型之光學組件，諸如折射、反射或其他類型之光學組件，或其任何組合。
在本實例中，度量衡工具可捕捉需要與基板準確對準之經圖案化基板之影像。度量衡工具必須經準確地定位使得來自度量衡工具之光束(例如，光束或電子束)可投影於經圖案化基板S之目標部分TP處。對於此定位，現有技術包括執行初始粗略定位接著是精細定位的定位機構。
在本發明技術中，定位機構包含經組態以執行固持經圖案化基板S之基板台ST之長衝程及短衝程移動的第一部分101 (亦被稱作長衝程部分)及第二部分103 (亦被稱作短衝程部分)。在一實施例中，長衝程部分101可耦接至第一致動器，諸如馬達、電磁線性或非線性致動器，或其他致動器。短衝程部分103位於長衝程部分101之頂部上且基板S置放於短衝程部分103之頂部上。短衝程部分103可耦接至經組態以將基板S進一步移動至相對於長衝程部分101在投影系統PS下方之所要位置的第二致動器。一般熟習此項技術者可理解，圖1中之長衝程及短衝程結構為一實例說明而非限制性的。可不必將短衝程部分103置放於長衝程部分101之頂部上。舉例而言，長衝程部分及短衝程部分可彼此並排置放。
在圖1中，長衝程部分101及短衝程部分103一起操作而以足夠準確度在度量衡工具之投影系統PS下方定位基板S。以類步進方式，將基板台ST之部分自一個位置移動至下一位置以達成相對於投影系統PS之±2 μm準確度。定位機構包括用以使基板台移動第一量之長衝程致動器(附接至101)、用以使基板台移動第二量之短衝程致動器(附接至103)，及用以判定基板台ST之位置之一或多個感測器(圖中未繪示)。舉例而言，第一移動量可高達300 mm，具有相對於所要位置之±300 μm之準確度，且第二移動量相對小於第一移動量，同時維持相對於所要位置或目標位置之大致±2 μm之準確度。在一實施例中，可在例如相對於目標位置所指定之矩形座標或極性座標中界定基板台之位置。一般而言，長衝程定位可被稱作粗略定位，且短衝程定位被稱作精細定位。長衝程/短衝程機構係昂貴且複雜的。當增加載物台加速度時，短衝程致動器必須提供愈來愈大的力。
在本發明中，提供度量衡工具，其經組態以藉由驅動投影系統PS以在每一定位步驟之後補償長衝程趨穩誤差來替換短衝程部分103。因此，根據一實施例，基板台將僅具有長衝程部分(例如，僅具有長衝程馬達)，從而降低定位機構之複雜度及成本。度量衡工具之投影系統PS實質上不同於微影裝置之投影系統。舉例而言，微影裝置之投影系統包括極複雜且重的光學件。此類投影系統經維持實質上處於靜止狀態中以準確地圖案化基板。移動微影裝置之投影系統可造成光學組件(例如鏡面陣列)未對準，此可負面影響微影裝置之圖案化效能。又，微影裝置之投影系統實質上比度量衡裝置之投影系統更重。歸因於度量衡工具之投影系統之較輕質量，有可能在不影響度量衡工具之效能的情況下移動度量衡工具之投影系統。
在本發明中，諸如壓電致動器之致動器驅動投影系統PS。該致動器可藉由開放控制迴路或封閉控制迴路驅動，該開放控制迴路或該封閉控制迴路經組態以偵測定位誤差且補償長衝程部分101之定位誤差。因此，控制迴路可產生移動信號以驅動致動器以在基板S之平面內準確地定位投影系統PS。在一實施例中，投影系統PS耦接至隔振器VIBI以減弱歸因於基板台ST及/或投影系統PS之移動而引起的振動。在一實施例中，致動器可耦接至度量衡框架FR且進一步耦接至投影系統PS (例如，參見圖2)。
在一實施例中，致動器可由呈開放迴路控制組態之控制器(例如，處理器)驅動，該控制器將定位命令發送至致動器，但不存在(投影系統之)作用中位置回饋。在另一實施例中，投影系統PS及感測器可用以定期地(例如每晶圓一次)重新校準致動器。在一實施例中，影像感測器係用於控制系統之封閉迴路組態中。下文詳細地論述控制系統之實例實施。舉例而言，度量衡系統使用將短衝程部分移動至投影系統PS，短衝程可藉由包括位置回饋迴路或藉由移除位置回饋迴路來達成。
在一實施例中，「控制系統」包括經組態以控制投影系統及/或基板台之位置之一或多個處理器。在一些實施例中，該一或多個處理器亦被稱作控制器。控制系統之功能可實施於單個處理器上，或橫越不同處理器分佈。在一實施例中，控制系統可包括額外組件，諸如位置感測器、致動器或與一或多個處理器相互作用之其他組件。取決於用以判定用以移動投影系統及/或基板台之控制命令的輸入之類型，控制系統可呈開放迴路組態或封閉迴路組態。
圖2說明包括投影系統PS及開放迴路(例如，僅前饋)控制系統之例示性度量衡工具。在該開放迴路內，長衝程部分101可由第一控制器C1驅動，且壓電致動器PEA係由第二控制器C2驅動。在一實施例中，控制器C1判定力F，基板台ST之長衝程部分101藉由該力F經驅動以在10至100 μm之準確度下達成例如1至300 mm之長衝程位置。舉例而言，基板台ST經移動至位置
Figure 02_image001
。在一實施例中，可以諸如
Figure 02_image003
,
Figure 02_image005
之矩形座標來指定該位置。
在一實施例中，可藉由位置感測器(例如，干涉器件、線性編碼器或電容式感測器)量測基板台ST之位置
Figure 02_image001
。基於基板台ST之位置
Figure 02_image001
，可相對於目標位置
Figure 02_image008
判定定位誤差
Figure 02_image010
。在一實施例中，目標位置係指投影系統與基板之目標部分TP準確地對準之位置。在一實施例中，可相對於安裝有投影系統之框架FR而提供基板台之位置。
控制系統包含第二控制器C2，該第二控制器接收定位誤差
Figure 02_image010
作為輸入且產生信號以驅動致動器PEA以減小投影系統相對於基板之誤差。舉例而言，PEA將投影系統移動至相對於基板之目標部分在所要臨限值(例如±2 μm)內。信號指示為了補償基板台之定位誤差
Figure 02_image010
而使投影系統PS移動至之位置。
在一實施例中，第二控制器C2包含基於位置誤差
Figure 02_image010
及致動器PEA之回應而判定的增益或其他調諧參數，使得第二控制器C2可產生適當移動信號。在一實施例中，致動器PEA之回應可依據壓電致動器之行為特性及投影系統PS之特性(例如，質量)。在一實施例中，增益或其他控制參數可取決於所使用控制器之類型。舉例而言，控制器C2包括具有例如濾波器之增益控制器。本發明不限於前述控制類型，且可在本發明之範疇內使用其他類型之控制器。
在一實施例中，致動器PEA係圍繞投影系統PS之圓周而耦接。在一實施例中，投影系統PS可安裝於圍繞投影系統PS沿圓周配置之複數個安裝台(未說明)上。因此，投影系統PS能夠經由致動器PEA在包括X、Rx、Y或Ry之不同方向上移動，使得光束可準確投影於基板S之目標部分TP上。
在本實例中，第二控制器C2並不追蹤投影系統PS之位置。因此，包括控制器C2之控制迴路可被稱作開放迴路控制或前饋控制。
圖3說明實施另一控制系統之例示性度量衡工具，該控制系統包含控制器C1、第三控制器C3及經組態以判定投影系統PS之位置且因此控制投影系統PS之定位的位置感測器(未明確說明)。在一實施例中，位置感測器可位於框架FR (或投影系統PS)上。位置感測器可量測投影系統與框架或隔振器VIBI上之位置之間的距離以判定投影系統PS之位置
Figure 02_image013
。
如早先所提及，控制器C1以與關於圖2所論述相同之方式起作用。控制器C1判定力F，基板台ST之長衝程部分101藉由該力F經驅動以達成基板台之長衝程位置(例如移動1 mm至300 mm)。
第三控制器C3基於基板台之位置誤差
Figure 02_image015
及投影系統PS之當前位置
Figure 02_image013
兩者驅動壓電致動器PEA。基於位置誤差
Figure 02_image015
及當前位置
Figure 02_image013
兩者，控制器C3產生信號以驅動致動器PEA以使得投影系統之位置係在目標位置之所要臨限值(例如，±2 μm)內。投影系統PS之位置資訊
Figure 02_image013
為由控制器C3針對其移動信號所接收之回饋。因此，控制器C3可被認為在封閉迴路中。在給出投影系統PS之當前位置
Figure 02_image013
的情況下，控制器C3之移動信號指示投影系統PS被移動至之位置。控制器C3之參考或所請求之PS之移動量為長衝程位置誤差
Figure 02_image015
。PS之當前位置等於
Figure 02_image013
。接著，參考
Figure 02_image015
與當前位置
Figure 02_image013
之間的差為至控制器C3之輸入，該控制器將試圖使此差為零。
在一實施例中，第三控制器C3亦包含基於位置誤差
Figure 02_image015
、投影系統PS之當前位置
Figure 02_image013
及致動器PEA之回應而判定的增益或其他調諧參數，使得第三控制器C3可產生適當信號。在一實施例中，致動器PEA之回應可依據壓電致動器之行為特性、投影系統PS之位置及投影系統PS之特性(例如，質量)。類似於第二控制器C2，控制器C3之調諧參數可為增益或其他控制參數。控制器C3可為比例(P)控制、積分(I)控制、微分(D)控制、PI控制、PID控制或其組合。本發明不限於前述控制類型，且可在本發明之範疇內使用其他類型之控制器。
如早先所提及，致動器PEA圍繞投影系統PS之圓周耦接，且能夠經由致動器PEA在包括X、Rx、Y或Ry之不同方向上移動，使得光束可準確投影於基板S之目標部分TP上。
根據本發明，致動器PEA之使用可能經受致動器之效能之漂移(例如，壓電漂移)。舉例而言，參看圖2，壓電漂移可引起在時間上緩慢變化之定位誤差。因此，可實施使用獨立量測系統之規則校準以補償漂移。用以實施漂移補償之一種方式為使用影像感測器IS自身，其能夠例如使用基板S上之目標部分TP進行準確的位置量測。圖4說明使用影像感測器IS資料之控制迴路的實例實施。
影像感測器IS之能力可以兩種方式使用。第一，藉由使用影像感測器(例如，Yieldstar感測器)檢測基板上之目標部分而規則地(例如，每基板一次)校準致動器位置及控制迴路增益。第二，以較低取樣速率(例如，80 Hz，由感測器支援)產生額外外部控制迴路。作為主要優點，此控制迴路在無額外感測器硬體的情況下量測真實基板位置。舉例而言，在圖4中，第四控制器C4可為除了接收基板台之位置誤差
Figure 02_image021
以外亦自影像感測器IS接收輸入的額外外部控制迴路之部分。
在一實施例中，額外外部控制迴路係開放迴路控制，其中壓電驅動之投影系統PS補償長衝程位置誤差
Figure 02_image021
，無位置回饋迴路，而是使用影像感測器IS自身用於緩慢壓電補償。額外控制迴路解決方案提供現有長衝程/短衝程定位機構之低成本替代方案。根據本發明，不僅致動器而且感測器中之一些可自現有系統移除。
當使用經調諧控制參數(例如，控制器之增益)時，補償長衝程趨穩誤差之壓電能力比現有技術好。舉例而言，結果展示出，在使用具有2 μm或更好定位精確度之壓電追蹤的情況下，針對現有技術之長衝程之大致18毫秒的趨穩時間減小至大致5毫秒。
圖5說明經組態以定位投影系統PS之致動器之另一例示性實施方案。在圖5中，壓電致動器PEA可以使投影系統PS圍繞位於投影系統之頂部處之點旋轉的方式定位。此將減小壓電致動器PEA之所需移動範圍。為簡潔起見，省略此實例中所使用之控制迴路的描述。包括諸如C1、C2、C3及C4之控制器的任何類型之控制迴路可以與早先所論述之類似方式調諧以用於配置(在圖5中)。
在一實施例中，代替移動投影系統PS之光學件之完整集合，可僅移動光學件之一部分。舉例而言，可移動照明光纖ILF及底部透鏡元件。此進一步減小待移動之質量，且簡化長衝程補償之實施。
如上文所論述，本發明提供圖2至圖5中之度量衡工具。參看實例圖2，度量衡工具包括：基板台，其用以固持基板S (例如，待量測之經圖案化基板)；投影系統PS，其經組態以將光束投影於基板S之目標部分TP上；致動器PEA，其經組態以調整投影系統PS相對於基板台ST上之基板S之位置；感測器(未明確地說明)，其經組態以判定基板台ST之位置
Figure 02_image023
；及一或多個處理器。該一或多個處理器(例如，控制器C2)經組態以：基於基板台之位置
Figure 02_image023
而判定基板台ST相對於目標
Figure 02_image026
之位置誤差
Figure 02_image021
；及經由致動器PEA而控制投影系統之位置以補償基板台ST之位置誤差
Figure 02_image021
使得光束投影於基板之目標部分上。該一或多個處理器經進一步組態以經由另一致動器將基板台移動至第一位置。舉例而言，另一致動器(未明確地說明)係由由致動器施加至基板台101之力F表示。在一實施例中，以相對於目標位置為±300 μm之準確度移動基板台部分101。
在一實施例中，一或多個處理器(例如控制器C2)經組態以：基於第一位置而判定基板台相對於目標位置之位置誤差；基於位置誤差而判定藉以移動投影系統以補償基板之位置誤差的調整量；及經由致動器而以該調整量控制投影系統之位置。在一實施例中，以±2 μm之準確度控制投影系統之位置。
在一實施例中，參看圖3，度量衡工具可進一步包含：另一感測器(例如，位置感測器)，其經組態以判定投影系統相對於框架FR之位置
Figure 02_image029
。在一實施例中，一或多個處理器(例如，控制器C3)經進一步組態以基於基板台之位置誤差
Figure 02_image021
及投影系統之位置
Figure 02_image029
而控制投影系統之位置以補償基板台之位置誤差使得光束投影於基板之目標部分上。在一實施例中，以±2 μm之準確度控制投影系統之位置。
在一實施例中，參看圖4，投影系統經組態以捕捉基板之目標部分之影像；且一或多個處理器(例如，控制器C4)經進一步組態以：基於該影像而判定投影系統相對於基板之目標部分之位置；及基於基板台之位置誤差及投影系統之經判定位置而控制投影系統之位置以補償基板台之位置誤差使得光束投影於基板之目標部分上。在一實施例中，以相對於目標位置之±2 μm之準確度來控制投影系統之位置。
致動器PEA可為壓電致動器、勞侖茲致動器或其他線性或非線性致動器。本發明不限於特定致動器類型。在一實施例中，致動器經組態以控制投影系統在基板之平面內之位置。在一實施例中，致動器經組態以在線性方向(例如，在基板之平面內之x方向及/或y方向)上移動投影系統。在一實施例中，致動器經定位以藉由使投影系統傾斜而在角度方向上移動該投影系統，以使得光束在基板之平面內在所要位置處投影。
在一實施例中，一或多個處理器(例如，控制器C1、C2、C3及C4)為以下各者中之至少一者：比例(P)控制器，其經組態以判定藉以移動投影系統以補償基板台之位置誤差的調整量；積分(I)控制器，其經組態以判定藉以移動投影系統以補償基板台之位置誤差的調整量；差分(D)控制器，其經組態以判定藉以移動投影系統以補償基板台之位置誤差的調整量；或PID控制器，其經組態以判定藉以移動投影系統以補償基板台之位置誤差的調整量。
熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可在曝光之前或之後在例如塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之術語「基板」或「目標部分」之任何使用。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此類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，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，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被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，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如具有為或約為365、355、248、193、157或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5至20 nm之範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」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。
在一些實施例中，檢測裝置或度量衡工具可為產生在基板上曝光或轉印之結構(例如器件之一些或所有結構)之影像的掃描電子顯微鏡(SEM)。圖6描繪SEM工具之實施例。自電子源ESO發射之初級電子束EBP係由聚光透鏡CL會聚且接著傳遞通過光束偏轉器EBD1、E×B偏轉器EBD2及物鏡OL以在一焦點下輻照基板台ST上之基板PSub。
當運用電子束EBP輻照基板PSub時，自基板PSub產生二次電子。該等二次電子係由E×B偏轉器EBD2偏轉且由二次電子偵測器SED偵測。二維電子束影像可藉由以下操作獲得：與例如在X或Y方向上因光束偏轉器EBD1引起的電子束之二維掃描或因光束偏轉器EBD1引起的電子束EBP之反覆掃描同步地偵測自樣本產生之電子，以及在X或Y方向中之另一者上藉由基板台ST連續移動基板PSub。
由二次電子偵測器SED偵測到之信號係由類比/數位(A/D)轉換器ADC轉換成數位信號，且該數位信號被發送至影像處理系統IPU。在一實施例中，影像處理系統IPU可具有記憶體MEM以儲存數位影像之全部或部分以供處理單元PU處理。處理單元PU (例如經專門設計之硬體或硬體及軟體之組合)經組態以將數位影像轉換成或處理成表示數位影像之資料集。另外，影像處理系統IPU可具有經組態以將數位影像及對應資料集儲存於參考資料庫中之儲存媒體STOR。顯示器件DIS可與影像處理系統IPU連接，使得操作員可藉助於圖形使用者介面進行設備之必需操作。
如上文所提及，可處理SEM影像以提取該影像中描述表示器件結構之物件之邊緣的輪廓。接著經由諸如CD之度量量化此等輪廓。因此，通常經由諸如邊緣之間距離(CD)或影像之間的簡單像素差之過分簡單化度量來比較及量化器件結構之影像。偵測影像中物件之邊緣以便量測CD的典型輪廓模型使用影像梯度。實際上，彼等模型依賴於強影像梯度。但實務上，影像通常有雜訊且具有不連續邊界。諸如平滑化、自適應定限、邊緣偵測、磨蝕及擴張之技術可用以處理影像梯度輪廓模型之結果以定址有雜訊且不連續影像，但將最終導致高解析度影像之低解析度量化。因此，在大多數情況下，對器件結構之影像的數學操控以減少雜訊且使邊緣偵測自動化會導致影像之解析度損失，藉此導致資訊損失。因此，結果為相當於對複雜的高解析度結構之過分簡單化表示之低解析度量化。
因此，需要具有使用圖案化製程而產生或預期產生之結構(例如電路特徵、對準標記或度量衡目標部分(例如光柵特徵)等)的數學表示，而不論例如該等結構是在潛在抗蝕劑影像中、在經顯影抗蝕劑影像中，抑或例如藉由蝕刻而轉移至基板上之層，其可保留解析度且又描述該等結構之一般形狀。在微影或其他圖案化製程之內容背景中，結構可為製造之器件或其部分，且影像可為該結構之SEM影像。在一些情況下，結構可為半導體器件之特徵，例如積體電路。在此狀況下，該結構可被稱作圖案或包含半導體器件之複數個特徵之所要圖案。在一些情況下，結構可為用於對準量測製程中以判定一物件(例如基板)與另一物件(例如圖案化器件)之對準的對準標記或其部分(例如對準標記之光柵)，或為用以量測圖案化製程之參數(例如疊對、焦點、劑量等)之度量衡目標或其部分(例如度量衡目標之光柵)。在一實施例中，度量衡目標為用以量測例如疊對之繞射光柵。
圖7示意性地說明檢測裝置之另一實施例。該系統係用以檢測樣本載物台88上之樣本90 (諸如基板)且包含帶電粒子束產生器81、聚光透鏡模組82、探針形成物鏡模組83、帶電粒子束偏轉模組84、二次帶電粒子偵測器模組85及影像形成模組86。
帶電粒子束產生器81產生初級帶電粒子束91。聚光透鏡模組82將所產生之初級帶電粒子束91聚光。探針形成物鏡模組83將經聚光初級帶電粒子束聚焦成帶電粒子束探針92。帶電粒子束偏轉模組84使所形成之帶電粒子束探針92橫越緊固於樣本載物台88上之樣本90上的所關注區域之表面進行掃描。在一實施例中，帶電粒子束產生器81、聚光透鏡模組82及探針形成物鏡模組83或其等效設計、替代方案或其任何組合一起形成產生掃描帶電粒子束探針92的帶電粒子束探針產生器。
二次帶電粒子偵測器模組85偵測在由帶電粒子束探針92轟擊後即自樣本表面發射的二次帶電粒子93 (亦可能與來自樣本表面之其他反射或散射帶電粒子一起)以產生二次帶電粒子偵測信號94。影像形成模組86 (例如運算器件)與二次帶電粒子偵測器模組85耦接以自二次帶電粒子偵測器模組85接收二次帶電粒子偵測信號94且相應地形成至少一個經掃描影像。在一實施例中，二次帶電粒子偵測器模組85及影像形成模組86或其等效設計、替代方案或其任何組合一起形成影像形成裝置，該影像形成裝置自由帶電粒子束探針92轟擊的樣本90發射的偵測到之二次帶電粒子形成經掃描影像。
在一實施例中，監測模組87耦接至影像形成裝置之影像形成模組86以監測、控制等圖案化製程及/或使用自影像形成模組86接收到之樣本90之經掃描影像來導出用於圖案化製程設計、控制、監測等之參數。因此，在一實施例中，監測模組87經組態或經程式化以致使執行本文中所描述之方法。在一實施例中，監測模組87包含運算器件。在一實施例中，監測模組87包含用以提供本文中之功能性且經編碼於形成監測模組87或安置於監測模組87內之電腦可讀媒體上的電腦程式。
在一實施例中，類似於使用探針來檢測基板之圖6之電子束檢測工具，圖7之系統中之電子電流相比於例如諸如圖6中所描繪之CD SEM顯著較大，使得探針光點足夠大使得檢測速度可快速。然而，由於探針光點大，解析度可能不與CD SEM之解析度一樣高。在一實施例中，在不限制本發明之範疇的情況下，上文論述之檢測裝置可為單束裝置或多束裝置。
可處理來自例如圖6及/或圖7之系統的SEM影像以提取影像中描述表示器件結構之物件之邊緣的輪廓。接著通常在使用者定義之切線處經由諸如CD之度量量化此等輪廓。因此，通常經由諸如對經提取輪廓量測的邊緣之間距離(CD)或影像之間的簡單像素差之度量來比較及量化器件結構之影像。
在一實施例中，控制器(例如，C1、C2、C3及C4)之一或多個功能可在經整合至度量衡工具中之處理器(例如，處理器PRO)或以通信方式耦合至度量衡工具之電腦系統之處理器(例如，電腦系統CS之處理器PRO)中實施為指令(例如，程式碼)。在一實施例中，該等功能可橫越複數個處理器而分佈(例如並行運算)以改良運算效率。在一實施例中，包含非暫時性電腦可讀媒體之電腦程式產品在其上記錄有指令，該等指令在由電腦硬體系統執行時實施本文中所描述之控制器之功能。
根據本發明，所揭示元件之組合及子組合構成單獨實施例。舉例而言，第一組合包含具有第二控制器C2之度量衡工具，且第二組合包含具有第三控制器C3之度量衡工具。
圖8為根據一實施例的實例電腦系統CS之方塊圖。電腦系統CS包括用於傳達資訊之匯流排BS或其他通信機構，及與匯流排BS耦接以用於處理資訊之一處理器PRO (或多個處理器)。電腦系統CS亦包括耦合至匯流排BS以用於儲存待由處理器PRO執行之資訊及指令的主記憶體MM，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體MM亦可用於在待由處理器PRO執行之指令之執行期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統CS進一步包括耦接至匯流排BS以用於儲存用於處理器PRO之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM) ROM或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件SD，且將該儲存器件耦接至匯流排BS以用於儲存資訊及指令。
電腦系統CS可經由匯流排BS耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器DS，諸如陰極射線管(CRT)，或平板或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入器件ID耦接至匯流排BS以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器PRO。另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器PRO且用於控制顯示器DS上之游標移動的游標控制件CC，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入器件通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如x)及第二軸線(例如y))中之兩個自由度，其允許該器件指定在一平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入器件。
根據一項實施例，本文中所描述之一或多種方法的部分可藉由電腦系統CS回應於處理器PRO執行主記憶體MM中所含有之一或多個指令的一或多個序列來執行。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存器件SD)讀取至主記憶體MM中。主記憶體MM中所含有之指令序列之執行使處理器PRO執行本文中所描述之製程步驟。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用以執行主記憶體MM中含有之指令序列。在一替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路系統。因此，本文之描述不限於硬體電路系統及軟體之任何特定組合。
本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器PRO以供執行之任何媒體。此媒體可採取許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如儲存器件SD。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體MM。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排BS之電線。傳輸媒體亦可採用聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間產生之聲波或光波。電腦可讀媒體可為非暫時性的，例如軟碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣。非暫時性電腦可讀媒體可具有記錄於其上之指令。該等指令在由電腦執行時可實施本文中所描述之特徵中之任一者。暫時性電腦可讀媒體可包括載波或其他傳播電磁信號。
可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器PRO以供執行時涉及電腦可讀媒體之各種形式。舉例而言，最初可將該等指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線而發送指令。在電腦系統CS本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排BS之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排BS上。匯流排BS將資料攜載至主記憶體MM，處理器PRO自該主記憶體擷取及執行指令。由主記憶體MM接收之指令可視情況在由處理器PRO執行之前或之後儲存於儲存器件SD上。
電腦系統CS亦可包括耦接至匯流排BS之通信介面CI。通信介面CI提供對網路鏈路NDL之雙向資料通信耦合，網路鏈路NDL連接至區域網路LAN。舉例而言，通信介面CI可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供對對應類型之電話線之資料通信連接。作為另一實例，通信介面CI可為區域網路(LAN)卡以提供對相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此類實施中，通信介面CI發送且接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光信號。
網路鏈路NDL通常經由一或多個網路而向其他資料器件提供資料通信。舉例而言，網路鏈路NDL可經由區域網路LAN向主機電腦HC提供連接。此可包括經由全球封包資料通信網路(現在通常被稱作「網際網路」INT)而提供之資料通信服務。區域網路LAN (網際網路)兩者皆使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光信號。經由各種網路之信號及在網路資料鏈路NDL上且經由通信介面CI之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統CS及自電腦系統CS攜載數位資料)為輸送資訊的載波之例示性形式。
電腦系統CS可通過網路、網路資料鏈路NDL及通信介面CI發送訊息及接收資料(包括程式碼)。在網際網路實例中，主機電腦HC可經由網際網路INT、網路資料鏈路NDL、區域網路LAN及通信介面CI傳輸用於應用程式之經請求程式碼。舉例而言，一個此類經下載應用程式可提供本文中所描述之方法的全部或部分。所接收程式碼可在其被接收時由處理器PRO執行，及/或儲存於儲存器件SD或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統CS可獲得呈載波形式之應用程式碼。
圖9在100處將微影工具LA展示為實施大容量微影製造製程之工業生產設施之部分。在本實例中，製造製程適用於在諸如半導體晶圓之基板上製造半導體產品(積體電路)。熟習此項技術者將瞭解，可藉由以此製程之變體處理不同類型之基板來製造廣泛多種產品。半導體產品之生產純粹用作現今具有巨大商業意義之實例。
在微影工具(或簡言之，「微影工具」100)內，在102處展示量測站MEA且在104處展示曝光站EXP。在106處展示控制單元LACU。在此實例中，每一基板到訪量測站及曝光站以被施加圖案。舉例而言，在光學微影裝置中，投影系統係用以使用經調節輻射及投影系統將產品圖案自圖案化器件MA轉印至基板上。此轉印係藉由在輻射敏感抗蝕劑材料層中形成圖案之影像來完成。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如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。圖案化MA器件可為將圖案賦予至由圖案化器件透射或反射之輻射光束的遮罩或倍縮光罩。熟知操作模式包括步進模式及掃描模式。眾所周知，投影系統可以多種方式與用於基板及圖案化器件之支撐件及定位系統合作，以將所要圖案施加至橫越基板之許多目標部分。可使用可程式化圖案化器件來代替具有固定圖案之倍縮光罩。輻射(例如)可包括深紫外線(DUV)或極紫外線(EUV)波帶中之電磁輻射。本發明亦適用於其他類型之微影製程，例如，壓印微影及直寫微影(例如，藉由電子束)。
微影裝置控制單元LACU控制各種致動器及感測器之所有移動及量測以收納基板W及倍縮光罩MA且實施圖案化操作。LACU亦包括用以實施與裝置之操作相關之所要計算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，每一子單元處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。
在曝光站EXP處將圖案施加至基板之前，在量測站MEA處處理基板，使得可進行各種預備步驟。預備步驟可包括使用位階感測器來映射基板之表面高度，及使用對準感測器來量測基板上之對準標記之位置。對準標記係以規則柵格圖案標稱地配置。然而，歸因於產生標記之不準確度且亦歸因於基板之貫穿其處理而發生的變形，標記偏離理想柵格。因此，除了量測基板之位置及定向以外，對準感測器實務上亦必須詳細地量測橫越基板區域之許多標記之位置(在裝置將以極高準確度印刷正確位置處之產品特徵的情況下)。裝置可屬於具有兩個基板台之所謂的雙載物台類型，每一基板台具有受到控制單元LACU控制之定位系統。在曝光站EXP處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站MEA處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。因此，對準標記之量測極耗時，且提供兩個基板台會實現裝置之產出量之相當大增加。若在基板台處於量測站處以及處於曝光站處時位置感測器IF不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使得能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。微影工具LA可例如屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台以及兩個站-曝光站及量測站-在該兩個站之間可交換該等基板台。
在生產設施內，微影工具100形成微影裝置(其以其他方式被稱作「微影單元(litho cell)」或「微影叢集(litho cluster)」)之部分，該微影裝置亦含有塗佈裝置108以用於將感光性抗蝕劑及其他塗層施加至基板W以供微影工具100圖案化。在微影工具100之輸出側處，提供烘烤裝置110及顯影裝置112以用於將經曝光圖案顯影成實體抗蝕劑圖案。在所有此等裝置之間，基板處置系統負責支撐基板且將基板自一台裝置轉移至下一台裝置。通常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元之控制下，塗佈顯影系統控制單元自身受監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦可經由微影裝置控制單元LACU (部分地)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。監督控制系統SCS接收配方資訊R，配方資訊R極詳細地提供待執行以產生每一經圖案化基板之步驟的定義。
一旦已在微影單元中施加及顯影圖案，就將經圖案化基板120轉移至諸如在122、124、126處所說明之其他處理裝置。廣泛範圍之處理步驟係由典型製造設施中之各種裝置來實施。出於實例起見，此實施例中之裝置122為蝕刻站，且裝置124執行蝕刻後退火步驟。在另外裝置126等中應用另外物理及/或化學處理步驟。可需要眾多類型之操作以製造真實器件，諸如，材料之沈積、表面材料特性之改質(氧化、摻雜、離子植入等)、化學機械研磨(CMP)，等等。實務上，裝置126可表示在一或多個裝置中執行之一系列不同處理步驟。作為另一實例，可提供用於實施自對準多重圖案化之裝置及處理步驟，以基於藉由微影裝置敷設之前驅圖案而產生多個較小特徵。
眾所周知，半導體器件之製造涉及此處理之許多重複，以在基板上逐層地建置具有適當材料及圖案之器件結構。因此，到達微影叢集之基板130可為新近製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或完全地在另一裝置中被處理之基板。相似地，取決於所需處理，基板132在離開裝置126時可經返回以用於同一微影叢集中之後續圖案化操作，其可經預定以用於不同叢集中之圖案化操作，或其可為待發送以用於切塊及封裝之成品。
產品結構之每一層需要不同製程步驟集合，且在每一層處所使用之裝置126可在類型方面完全不同。另外，即使在待由裝置126應用之處理步驟標稱地相同的情況下，在大設施中亦可存在並行地工作以對不同基板執行步驟126之若干假設相同機器。此等機器之間的設置或故障之小差異可意謂其以不同方式影響不同基板。即使對於每一層相對而言為共同的步驟，諸如蝕刻(裝置122)亦可由標稱地相同但並行地工作以最大化產出量之若干蝕刻裝置來實施。此外，實務上，不同層根據待蝕刻之材料的細節需要不同蝕刻製程，例如化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特定要求，諸如(例如)各向異性蝕刻。
可在如剛才所提及之其他微影裝置中執行先前及/或後續製程，且可甚至在不同類型之微影裝置中執行先前及/或後續製程。舉例而言，器件製造製程中之在諸如解析度及疊對之參數上要求極高的一些層相比於要求較不高之其他層可在更進階微影工具中來執行。因此，一些層可曝光於浸潤類型微影工具中，而其他層曝光於「乾式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射來曝光。
為了正確地且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等等。因此，經定位有微影單元LC之製造設施亦包括收納已在微影單元中被處理之基板W中之一些或全部的度量衡系統。將度量衡結果直接地或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在可足夠迅速地且快速地完成度量衡以使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷的狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行進一步曝光。
圖9中亦展示度量衡系統140，該度量衡系統經提供以用於在製造製程中之所要階段對產品之參數進行量測。現代微影生產設施中之度量衡系統之常見實例為散射計,例如角度解析散射計或光譜散射計，且其可經應用以在裝置122中之蝕刻之前量測在120處之經顯影基板之屬性。在使用度量衡系統140的情況下，可判定例如：諸如疊對或臨界尺寸(CD)之重要效能參數不滿足經顯影抗蝕劑中之指定準確度要求。在蝕刻步驟之前，存在經由微影叢集剝離經顯影抗蝕劑且重新處理基板120的機會。藉由監督控制系統SCS及/或控制單元LACU 106隨著時間推移進行小幅度調整，來自度量衡系統140之度量衡結果142可用以維持微影叢集中之圖案化操作之準確效能，藉此最小化製得不合格產品且需要重工之風險。
愈來愈多地，將諸如度量衡系統140之裝置整合於微影裝置100內，從而將整合式度量衡提供於微影製程內。然而，此整合可對整個微影裝置引起可難以預測之產出量或生產力影響。另外，整合式裝置內之基板之取樣可為不足的，此係因為可難以使度量衡系統跟上微影工具輸出。
因此提議提供一模擬模型，其可操作以：獲取與微影裝置內之複數個基板之產出量相關聯的產出量資訊，該產出量資訊包含產出量參數；在使用該產出量參數作為輸入參數的情況下預測度量衡系統之產出量。可使用該經獲取產出量資訊來校準該模擬模型，及/或可使用該模擬模型以判定產出量參數之至少一個改變之產出量影響。
應注意，術語產出量資訊將在下文中用以指與度量衡系統或微影裝置之產出量相關聯的任何資訊。作為實例，此產出量資訊可包括但不限於用於微影裝置及/或度量衡系統之產出量數目，及微影裝置之取樣效能(亦即，經成功取樣基板之量)。
在一實施例中，模擬模型可對來自微影裝置之歷史資料執行模擬。歷史資料可在用作至模擬之輸入之前被調節或外插。至模擬之資料輸入可包含統計資料。此統計資料可自歷史資料、未來生產計劃及/或設備產出量藍圖(equipment throughput roadmap)導出。可離線執行此等模擬，其中結果用於後續微影製程中。
替代地，在一實施例中，模擬模型可在基板之微影處理及度量衡期間線上操作。在此實施例中，結果可用於即時地監測及控制微影及度量衡程。
本文中所揭示之產出量模擬器可實施於如圖9所展示之SCS或LACU中，或任何其他合適控制器/控制模組(例如，微影叢集設備控制器或微影單元控制器)中。替代地，其可實施於製造商之製造執行系統(MES)中。在另一替代實施例中，產出量模擬器可實施於度量衡系統之控制器中。
可使用以下條項進一步描述實施例： 1.      一種度量衡工具，其包含： 一基板台，其用以固持一基板； 一投影系統，其經組態以將一光束投影於該基板之一目標部分上； 一致動器，其經組態以調整該投影系統相對於該基板台上之該基板之一位置； 一感測器，其經組態以判定該基板台之一位置；及 一或多個處理器，其經組態以： 基於該基板台之該位置，判定該基板台相對於一參考件之一位置誤差；及 經由該致動器，控制該投影系統之一位置以補償該基板台之該位置誤差使得該光束投影於該基板之該目標部分上。 2.   如條項1之度量衡工具，其中該一或多個處理器經進一步組態以： 經由另一致動器將該基板台移動至一第一位置。 3.   如條項2之度量衡工具，其中該基板台相對於一目標位置在±300 μm之一準確度範圍內移動。 4.   如條項2之度量衡工具，其中該一或多個處理器經組態以： 基於該第一位置，判定該基板台相對於一目標位置之該位置誤差； 基於該位置誤差，判定藉以移動該投影系統以補償該基板之該位置誤差之一調整量；及 經由該致動器，以該調整量控制該投影系統之該位置。 5.   如條項1之度量衡工具，其進一步包含： 另一感測器，其經組態以判定該投影系統相對於安裝有該投影系統之一框架之一位置。 6.   如條項5之度量衡工具，其中該一或多個處理器經進一步組態以： 基於該基板台之該位置誤差及該投影系統之該位置，控制該投影系統之該位置以補償該基板台之該位置誤差使得該光束投影於該基板之該目標部分上。 7.   如條項1之度量衡工具，其中 該投影系統經組態以捕捉該基板之該目標部分之一影像；且 該一或多個處理器經進一步組態以： 基於該影像判定該投影系統相對於該基板之該目標部分之一位置；及 基於該基板台之該位置誤差及該投影系統之該經判定位置，控制該投影系統之該位置以補償該基板台之該位置誤差使得該光束投影於該基板之該目標部分上。 8.   如條項1至7中任一項之度量衡工具，其中該致動器為以下各者中之至少一者：一壓電致動器或一勞侖茲致動器。 9.   如條項1至8中任一項之度量衡工具，其中該投影系統之該位置以相對於該目標位置為±2 μm的一位置準確度來控制。 10.  如條項1至9中任一項之度量衡工具，其中該致動器經組態以控制該投影系統在該基板之一平面內之該位置。 11.  如條項1至10中任一項之度量衡工具，其中該致動器經組態以在一線性方向上移動該投影系統。 12.  如條項11之度量衡工具，其中該線性方向係該基板之一平面內的一x方向及/或一y方向。 13.  如條項1至11中任一項之度量衡工具，其中該致動器經定位以藉由使該投影系統傾斜而在一角度方向上移動該投影系統，以使得該光束在該基板之一平面內在該目標部分處投影。 14.  如條項1至13中任一項之度量衡工具，其中該一或多個處理器為以下各者中之至少一者： 一比例(P)控制器，其經組態以判定藉以移動該投影系統以補償該基板台之該位置誤差之一調整量； 一積分(I)控制器，其經組態以判定藉以移動該投影系統以補償該基板台之該位置誤差之該調整量； 一差分(D)控制器，其經組態以判定藉以移動該投影系統以補償該基板台之該位置誤差之該調整量；或 一PID控制器，其經組態以判定藉以移動該投影系統以補償該基板台之該位置誤差之該調整量。
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。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之此電腦程式。
以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下如所描述進行修改。
81:帶電粒子束產生器 82:聚光透鏡模組 83:探針形成物鏡模組 84:帶電粒子束偏轉模組 85:二次帶電粒子偵測器模組 86:影像形成模組 87:監測模組 88:樣本載物台 90:樣本 91:初級帶電粒子束 92:帶電粒子束探針 93:二次帶電粒子 94:二次帶電粒子偵測信號 100:微影工具LA/微影裝置 101:第一部分/長衝程部分 102:量測站MEA 103:第二部分/短衝程部分 104:曝光站EXP 106:微影裝置控制單元LACU 108:塗佈裝置 110:烘烤裝置 112:顯影裝置 120:經圖案化基板 122:裝置 124:裝置 126:另外裝置/步驟 130:基板 132:基板 140:度量衡系統 142:度量衡結果 ADC:類比/數位(A/D)轉換器 BS:匯流排 C1:第一控制器 C2:第二控制器 C3:第三控制器 C4:第四控制器 CC:游標控制件 CI:通信介面 CL:聚光透鏡 CS:電腦系統 DS:顯示器 DIS:顯示器件 EBD1:光束偏轉器 EBD2:E×B偏轉器 EBP:初級電子束 e LS :定位誤差/位置誤差 ESO:電子源 F:力 FR:度量衡框架 HC:主機電腦 ID:輸入器件 ILF:照明光纖 INT:網際網路 IS:影像感測器 LAN:區域網路 MA:倍縮光罩 MEM:記憶體 MM:主記憶體 NDL:網路鏈路/網路資料鏈路 OL:物鏡 PEA:壓電致動器 P LS :基板台ST之位置 P PS :投影系統PS之當前位置/位置資訊 PRO:處理器 PS:投影系統 PSub:基板 PU:處理單元 R:配方資訊 r LS :目標位置 ROM:唯讀記憶體(ROM) S:基板 SCS:監督控制系統 SD:儲存器件 SED:二次電子偵測器 SEM:掃描電子顯微鏡 ST:基板台 STOR:儲存媒體 TP:目標部分 VIBI:隔振器 W:基板
對於一般熟習此項技術者而言，在結合附圖而檢閱特定實施例之以下描述後，以上態樣以及其他態樣及特徵就將變得顯而易見，在該等圖中：
圖1說明現有度量衡工具，其包括經組態以移動使得基板經定位於投影系統下方之目標位置處的基板台之長衝程載物台及短衝程載物台；
圖2示意性地描繪根據一實施例的包括開放迴路控制器及經組態以相對於基板台移動投影系統之致動器之度量衡工具的實施例；
圖3示意性地描繪根據一實施例的包括封閉迴路控制器、位置感測器及經組態以相對於基板台移動投影系統之致動器之度量衡工具的實施例；
圖4示意性地描繪根據一實施例的包括另一控制器及經組態以相對於基板台移動投影系統之致動器之度量衡工具的實施例；
圖5示意性地描繪根據一實施例的包括控制器及經組態以相對於基板台移動投影系統之致動器之度量衡工具的實施例；
圖6示意性地描繪根據一實施例之掃描電子顯微鏡(SEM)之實施例；
圖7示意性地描繪根據一實施例之電子束檢測裝置之實施例；
圖8為根據一實施例之實例電腦系統之方塊圖；及
圖9描繪微影裝置連同形成用於半導體器件之生產設施的其他裝置。
101:第一部分/長衝程部分
C1:第一控制器
C2:第二控制器
e LS :定位誤差/位置誤差
F:力
FR:度量衡框架
ILF:照明光纖
IS:影像感測器
PEA:壓電致動器
P LS :基板台ST之位置
PS:投影系統
r LS :目標位置
S:基板
TP:目標部分
VIBI:隔振器

Claims (14)

  1. 一種度量衡工具，其包含： 一基板台，其用以固持一基板； 一投影系統，其經組態以將一光束投影於該基板之一目標部分上； 一致動器，其經組態以調整該投影系統相對於該基板台上之該基板之一位置； 一感測器，其經組態以判定該基板台之一位置；及 一或多個處理器，其經組態以： 基於該基板台之該位置，判定該基板台相對於一參考件之一位置誤差；及 經由該致動器，控制該投影系統之一位置以補償該基板台之該位置誤差使得該光束投影於該基板之該目標部分上。
  2. 如請求項1之度量衡工具，其中該一或多個處理器經進一步組態以： 經由另一致動器將該基板台移動至一第一位置。
  3. 如請求項2之度量衡工具，其中該基板台相對於一目標位置在±300 μm之一準確度範圍內移動。
  4. 如請求項2之度量衡工具，其中該一或多個處理器經組態以： 基於該第一位置，判定該基板台相對於一目標位置之該位置誤差； 基於該位置誤差，判定藉以移動該投影系統以補償該基板之該位置誤差之一調整量；及 經由該致動器，以該調整量控制該投影系統之該位置。
  5. 如請求項1之度量衡工具，其進一步包含： 另一感測器，其經組態以判定該投影系統相對於安裝有該投影系統之一框架之一位置。
  6. 如請求項5之度量衡工具，其中該一或多個處理器經進一步組態以： 基於該基板台之該位置誤差及該投影系統之該位置，控制該投影系統之該位置以補償該基板台之該位置誤差使得該光束投影於該基板之該目標部分上。
  7. 如請求項1之度量衡工具，其中 該投影系統經組態以捕捉該基板之該目標部分之一影像；且 該一或多個處理器經進一步組態以： 基於該影像判定該投影系統相對於該基板之該目標部分之一位置；及 基於該基板台之該位置誤差及該投影系統之該經判定位置，控制該投影系統之該位置以補償該基板台之該位置誤差使得該光束投影於該基板之該目標部分上。
  8. 如請求項1至7中任一項之度量衡工具，其中該致動器為以下各者中之至少一者：一壓電致動器或一勞侖茲致動器。
  9. 如請求項1至7中任一項之度量衡工具，其中該投影系統之該位置以相對於該目標位置為±2 μm的一位置準確度來控制。
  10. 如請求項1至7中任一項之度量衡工具，其中該致動器經組態以控制該投影系統在該基板之一平面內之該位置。
  11. 如請求項1至7中任一項之度量衡工具，其中該致動器經組態以在一線性方向上移動該投影系統。
  12. 如請求項11之度量衡工具，其中該線性方向係該基板之一平面內的一x方向及/或一y方向。
  13. 如請求項1至7中任一項之度量衡工具，其中該致動器經定位以藉由使該投影系統傾斜而在一角度方向上移動該投影系統，以使得該光束在該基板之一平面內在該目標部分處投影。
  14. 如請求項1至7中任一項之度量衡工具，其中該一或多個處理器為以下各者中之至少一者： 一比例(P)控制器，其經組態以判定藉以移動該投影系統以補償該基板台之該位置誤差之一調整量； 一積分(I)控制器，其經組態以判定藉以移動該投影系統以補償該基板台之該位置誤差之該調整量； 一差分(D)控制器，其經組態以判定藉以移動該投影系統以補償該基板台之該位置誤差之該調整量；或 一PID控制器，其經組態以判定藉以移動該投影系統以補償該基板台之該位置誤差之該調整量。
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