TW305925B - - Google Patents

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五、發明説明（I ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明和—種在一罩面板上重複作像一罩面圖型之方法 有關’ έ*是藉著一投射射束在一基材板的一基材上執行， 此方法包括以下步驟·· ⑨在罩面板上提供一具有至少一測試標記的罩面，此測試 標记具有條紋的—週期性結構並且和中間條紋交替，該中 間條紋對於投射射束而言是不可透射的； 在—基材板上提供一具有一輻射感應層的基材； 藉著投射射束和一投射系統在輻射感應層上投射罩面的 至少一個測試標記的像； 藉著一對準裝置來偵測該像並以一基材的一對準標記爲 準’對準一罩面的一對準標記； 藉著測試標記像偵測裝置的輸出信號來設定影響罩面圖 型品質和位置的至少一個參數；及 在—生產基材的連續不同位置上重複作像一生產罩面圖 型。 本發明也和一測試罩面有關，此罩面特別適用於重複作 像一罩面圖型的方法和裝置，此圖型位於能執行本方法的 一基材罩面上。 投射射束可由一輻射射束組成，例如用於—光刻裝置的 深紫外線（UV)輻射’它是根據步移原理或步移掃瞎原理 在一基材上重複作像一 1C罩面圖型》在步移方法中，於 第一 1C區的基材上作像一1C罩面圖型，接著基材以罩面 圖型爲準移動直到基材的第二1C區在罩面圖型下，此圖 型且作像2次，接著基材又移動等等，直到罩面圖型的一 -4- 本紙張尺度適用十国囷家標率"(CNs") Α4規格（210X297公釐^ " - 裝 訂-----j —線 (請先聞讀背面之注意事巧再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 3〇5〇25 α7 Η7— --------------------. 五、發明説明（2 ) 像已在基材的所有1C區中形成。在步移掃瞄方法中，IC 罩面圖型並非一次作的，而是用一窄的投射射束一次只投 射對應射束剖面的圖型的一部分，且罩面圖型和基材都可 以此射束爲準移動，直到此射束已掃瞄全部的I C圖型且 ic圖型的整個像都已在基材的第一 1C區形成。接著移動 基材直到第二I C區位於罩.面圖型下，並重複掃瞄作像的 過程，等等。 投射射束不僅可以是光學射束，也可以是電子束或離子 束之類的荷電質射束，以便藉著一合適的投射系统在—層 上形成一罩面圖型的一個像，這種射束會導致此層的折射 率改變或化學變化，該變化可轉成光感變化。 由以上敘述可知投射系統不僅可以是一光透鏡系統，也 可是離子透鏡之類的系統，只要它能藉著一荷電質射束作 像。 有關這種在1C生產基材上重複作像一 1C罩面圖型之方 法和光學裝置，可參考光學雷射微刻學v(1992) Spie vol. 1674中的文章「判定重疊和用於ASM-L晶片步移 器像品質之過程中像的偵測方法」^這篇文章提到，可在 裝置中安裝一測試罩面’以便在生產投射過程開始前在一 測試基材或一生產基材上作像，即在生產基材上形成生產 罩面圖型像β投射射束輕射經由罩面射入基材上的光阻導 致此層的感光變化，這主要是折射率變化，而且是根據對 應罩面圖型的一圖型°在光阻中的此圖型尚未顯影，稱爲 潜像。此潛像的用途很多’奢名的如以基材爲準作罩面的 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閔讀背面之注意事^再填寫本頁) 裝. 訂 305: A7 五、發明説明（ (請先閱讀背面之注意事哼再填寫本頁) 整體對準，以及在罩面圖型像之中檢查臨界線寬，倍率， 輕射能量’在光阻上投射射束的聚焦，及因溫度變化而肩 生的像變。除了在一測試基材上之外，可在一生產基材』 又互形成潛像，其中能在基材上形成1C圖型的數目，肩 了控制之故可藉著在此基材形成的潛像數目而使它減少。 潛像偵測的優點在於該對準和檢查可在裝置本身中執布 ，和先前不同的是，它不必用裝置中的測試罩面像來移^ 基材，只要用掃瞄電子顯微鏡即可顯影它和檢查它，這7 僅耗時且無法同時使用該裝置。 在Spie ν〇ΐ· 1 674的該篇文章的重心是，利用投射宰 置的對準裝置作最佳聚焦的判定以偵測潛像。裝置中的丑 對準裝置可偵測一罩面以一基材爲準的對準程度。此裝還 利用基材中的對準標記，以及罩面中至 它們互相作像並產生一對準信號，並能以軍面=二 材的位S ’以料面和基材能—直正確的互相對準。 S Ρ 1 e ν 〇 1.丨6 7 4的孩篇文章是以—對準裝置爲根據， =中鳶準標記具有繞射光柵形式，而且其中僅有第—繞南 階之中繞射的-對準射束的輻射可以被偵測到。對準^ 具有的光栅週期比投射透鏡系統的鑑別力大。用這些光梱 了件到-正確的對準信號。用來使這些對準光栅互相作 ^光學系統具有較大的聚焦深度，因此對聚焦誤錢不每 一故使得對準裝置很不適合作偵測聚焦誤差之用。 —=據SPle v〇丨.1 674中的這篇文章，若—測試標記的 曰像在光阻中形成，該測試標記具有的基本結構等於 -6- A7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（4) 準標記，但是條紋卻分成數個可交互透射的副條紋，且對 於投射射束輻射而言是不可透射的。條紋結構具有一遇期 i疋投射透鏡系統銀別力的等級，以致測試標記的潛像 結構和對準裝置的信號振幅都與光阻上投射射束的聚焦程 度典關。此信號可用於偵測聚焦誤差。使用此種測試標記 的優點在於它不必在投射裝置内另外建立一個潛像偵測裝 置。因此可得到一較小振幅，然而信號曲線具有—較平的 變化，以致於很難正確的判定聚焦誤差。而且在這些以及 其他的已知潛像偵測方法中，該方法可判定偵測信號振幅 的變化，測量結果和基材的反射係數變化，加上光阻及光 阻的厚度變化有關，該變化導致輻射能量的變化被光阻吸 收’因而使得光阻中的折射率產生變化。 本發明的目的在提供一種測試標記像偵測方法，以及用 於刻投射裝置之聚焦測量，它沒有上述缺點並提供一可靠 且正確的彳§號’並可保有如Spie vol. 1674文章中所提 方法之優點。 這種新方法不僅適用於偵測潛能，且對於檢查已顯影的 像大有助益’由於它們的顯影使得已顯影的像已轉成相結 構°當使用光阻時偵測已顯影的像就特別重要，該光阻特 別適用於超紫外線範圍中某一波長的輻射，其中I c罩面 像具有極小的線寬，如〇 2 5 A 。 根據本發明的方法其特徵爲使用一測試標記，它的條纹 對於投射射束輻射具有部分的不可透射性，並且部分由複 數個d條紋組成’該副條纹對於投射射束輕射以有時可透 本紙ft尺度it财縣（CNS) M規格（2iQx29?公楚） 裝 訂 一丨線 (請先閲讀背面之·;1意t17再填寫本頁) 五、發明説明（3) 射有時不可透射的方式交替’而測試標記像偵測的組成方 式，首先以罩面標記爲準對準，接著偵測測試標記像中不 對稱之變化，這導因於對準裝置要測量並直譯一參數以便 將它作爲該像的位移。 測試標記可以是潛像，即未顯影的像，或已顯影的像， 該已顯影的像也因此種顯影而得到一相結構。然而，它也 可是一個已投射後加熱的像，以便經由此化學反應產生一 潛像’即導致偵測射束之中光路徑長度差異的像。後述的 像稱爲PEB(曝光後烘乾）像。 此方法的使用是根據以下事實，當2個對稱的對準標記 互相對準時，對準裝置可以使這些標記之一的中心和第二 標記像的中心一致，然而當一個不對稱的測試標記以一對 準標記爲準對準時，該裝置顯示以此測試標記的中心，是 以中心或對準標記的點重心爲準作位移。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事iJ再填寫本頁) 此外’根據本發明的方法是根據以下的認知，利用光阻 的非線性效應，即此光阻的放射性材料的量不隨捕獲的輻 射量而線性増加’以及過度曝光光阻該重心點的位移就會 與投射系統的聚焦有關。當投射系統不以光阻平面爲準聚 焦時’在平面上因缺乏此光阻而形成的氣像對比也會減少 。對於光阻中形成的潛像而言，這種散焦效果？使得第二 Μ條纹的部分折射率更等於第一副條紋以及中間條紋中央 部分的折射率。由於加在聚焦偵測中的光阻的過度曝光， 甚至使得這些部分的折射率差異消失。由於散焦的增加使 知及邵分會比較大而且潛像會更不對稱，因而更想得到一

10Χ 297公釐） A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（6 ) 對稱對準標記的形狀。 大體上變量Λη和n〇(l-eW )成正比，其中％是初始折 射率，E是實際的照明劑，而E0是用於照明劑的一已知臨 界値。過度曝光時E > E。，於是折射率不再隨E作線性 化。 此外當像愈來愈散焦時，不對稱測試標記已顯影的像會 變得更對稱。這對於一不對稱的p E B像也成立。 當對準裝置觀察測試標記像時，由於聚焦誤差導致的不 對稱變化，即被視參考像移。在偵測測試標記之前，藉著 精確對準可得到此參考値，例如基材和罩面藉著（整體）對 準標記來互相對準，該標記已存在於罩面和基材中，接著 用相同對準裝置，在精確的位移測量和控制下使測試標記 像朝向對準射束移位，這是藉著—種已存在於投射裝置中 ’用於判定基材板和罩面板的互相運動的多軸干涉計。將 測4標死像和該參考値相比，由於聚焦誤差導致測試標記 像的明顯位移，因而得到對準信號的零偏移。正確聚焦時 零偏移最大，大幅度散焦時零偏移最小。因此投射時散焦 s轉成潛像的明顯位移’而不再如v〇l. 1674文章 中的裝置所述，轉成對稱射束強度的變化。因爲聚焦偵測 如今使用高照明量，而投射時光阻會飽和，因此測量到的 位移和聚焦偵測對於基材反射係數的變化，光阻和光阻厚 度的變化都沒有反應。 本發明方法的第一具體實例更具有以下特徵，即光阻中 形成的潛像可在測試標記於該光阻中成像後，藉著對準 -9- 扣衣 訂 j丨線 f請先閱續背面之：^意事--填寫本頁} A 7 B7' SQ5925 五、發明説明（7 置來偵測。如此可快速測量聚焦誤差。 本發明万法的第二具體實例具有以下特徵，從基材板移 走基材接著顯影’並且當測試標記已在光阻中成像後再度 置入基材板，以便讓對準裝置能该測到該已顯影的測試標 記像。可由此得到大振幅的偵測器信號。 這2種具體實例的優點是，當像已形成時可以用同一裝 置來測量測試標記像，和使用—光學或電子顯微鏡比較該 測量更可以快速執行。 本方法的一具體實例可用來得到測試標記像信號的較佳 參考値’其特徵爲使用一雙重標記，此標記由該測試標記 和-附屬對準標記组成，制屬料標記的完整條紋的週 期性結構和巾間條紋都等於測試標記的，而該對準標記則 用以對準測試標記。 因爲作爲參考的對準標記靠近測試標記，若參考値從一 對準標記導出則它會更可靠，該標記出現在離測試標記很 遠的地方。 在對準裝置中最好使用由包含複數線光柵和一偵測器的 對準標記組成，該裝置分成複數個對應部分。若其中一個 光柵的光柵條紋和另一個光柵垂直，則可在二個互相垂直 方向中判定對準。爲了能使用對準裝置的這個較佳具體實 例，根據本發明方法的另一特徵爲，它使用—具有複數部 分的測試標記，而某一部分的條紋方向和中間條紋，與另 一部分的條紋方向和中間條紋垂直。 若測試標記像僅用於執行有限數目的測量，例如最佳聚 10 良紙掁尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2l〇x 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 焦和/或照明劑，則根據本發明的方法更具有 使用一具有至少一測試標記的生產罩面。 —，f 在-生產罩面上可提供有限數目的測試標記，例法 ::在靠近對準標記的地方’如此即可不必使用另—測試揭 爲了在基材上於選擇測試標記像的位置上得到較大自由 度以便於測量，因此根據本發明方法的另_特徵爲，使用 一具有至少一測試標記的測試標記。 在測試標記像上執行測量和/或藉著測試標記像執行測 量後，此測試標記即由—生產罩面取代。 根據本發明方法的另一具體實例更具有以下特徵，即在 光阻上形成至少一個測試標記的複數像，且每次投射系統 中的聚焦都不同，於測試標記的多重作像中導致的過度曝 光，以及投射系統的最佳聚焦都是由信號來判定，該信號 是當對準裝置偵測到該像中的每一個時得到的。 用此資訊可得到能使用於大多數環境下的最佳聚焦，並 可在生產基材上投射一生產罩面圖型之前調整，因此還需 考慮要執行的顯影過程。 本具體實例的另一特徵是，經由測試標記像偵測得到的 最佳聚焦信號會和一聚焦測量信號相比，後者是藉著另一 聚焦測量裝置得到並用於校準該裝置。 有關分離式聚焦測量裝置的形成可參考美國專利编號 4，3 5 6，3 9 2。在此裝置中—聚焦測量射束略過投射透鏡 系統而斜斜的導入基材，而且用一位置感應聚焦偵測器來 11 - 本纸法尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2Ι〇χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫太頁) -裝. 訂 7 線 A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（9 接收由基材反射的射束。基材和投射透鏡系統之間的距離 丄可^貞測器上反射聚焦測量射束的主要射線的那點位置 來判’而該系統和每《 /^丨04- φ . * 聚焦測量裝置相連。這個聚焦測量裝 置可以在生產投射過程中用來測量該距離，並 測量結果間的可能嗜# . ^ = ^ A ^ 菜…、和 . 犯次差。其他已知的裝置，例如美國專利 ’扁號5 ’ 1 9 1，2 0 〇中所述者亦可當成聚焦測量裝置使用。 根據本發明方法的另—具體實例更具有以下特徵，用一 已知的照明劑在光阻中至少形成―個測試標記的—個像， 其中和此照明劑相關的對準信號偏牙多，以及對準的測試標 。己像中不對私的判定’都是在此判定，並且在進一步測量 中檢查此偏移是否還維持。 在此測量前，可確定最適用於投射裝置和一已知光阻合 併之最佳照明劑。受到影響的是傳統方法，它在光阻中作 出複數個罩面圖型像，每次並使用不同的照明#，接著用 投射裝置中的光阻移走基材並顯影它，最後在一掃瞄電子 顯微鏡中觀察分隔的像，以確定那一種照明劑會產生最佳 結果。如此判定的最佳照明劑是上述方法中最後的已知照 明劑。 由此可知當形成—個像時基材即吸收所有的輻射能。這 種能量可以是脈動式。 我們已發現即使在光阻中，不用過度曝光用來作像一測 试標死’在此層中仍有夠大的非線性效應，至於照明劑的 變量中的明顯位移’如測試標記像中每m j 〇 u 1 e / c m 2出 現數n m，則藉著對準裝置可以很精確的測量出它們。因 -12 本紙張尺度制巾賴家縣（CNS ) Α4· ( 2丨0>< 297公4 ) ^衣1τ-----『—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫大ν頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 305S25 - Α7

五、發明説明（1Q 此照明劑可以在數m T n ,, 执m Joules中調整。 若經由測試標記傻伯 θ ^ 1 1侍到的信號以及最佳照明劑因爲 此信5虎而變仵不穩，則可拉―拉 ⑴Γ楮耆替不同的照明量判定對 號偏移來延伸測量，以你山 以便作出照明量表及其附屬的對準信 號偏移並儲存它，可於雜体mα J於相後用孩板來固定甚至修改眞正使 用的照明劑。 ' a 在。亥’’、月劑偏移測量中，使用的照明量的範圍從I 〇 〇至 300 mJ/cm2之間。 根據本發明万法的—較佳具趙實例其特徵爲使用一含有 複數測試標記的測試罩m制試罩面在光阻的不同 區域中作像數次，每次都在投射系統中的不同聚焦情況下 田使用對準裝置來偵測每個和該測試標記相關的聚焦時 ，就從得到的信號中替每個測試標記判定最佳聚焦，而且 替不同的測試標記藉著比較最佳聚焦値來判定投射透鏡系 統的光學性質。 因此可判定投射系統的各種參數，如場曲度及像散現象 ’扭曲及歪斜。藉著這些測量結果可改正投射系統。 根據本發明方法的另一具體實例其特徵爲在光阻的不同 區域中形成至少一個測.試標記的複數像，該像並具有相同 的聚焦値’而且當使用對準裝置偵測到形成的像時，得到 的信號即互相比較。 例如可用類似方式經由測試標記來照明基材，這是—種 心由一生產罩面來照明一生產基材的通用方法，即在基材 的所有區域中形成一測試標記像，那是，必須形成之處。 -13- 本紙狀规格（2I0X297公釐]' 裝------訂----Τ丨線 (詩先聞钕背面之注意事汗再填寫本頁)

經濟部中央糅绛局員工消費合作社印装 五 '發明説明（11) 接著藉著在不同區域偵測潛像，整個基材板面的投射裝置 的動作，例如基材板的動作可更快的加以判定。如此即可 判定基材的歪斜或不平均’以及光阻。如此得到的資訊即

可於稍後，當經由一生產罩面照明一生產基材的不同I C 區域時使用。 本方法的這個具體實例足可在光阻的不同I C區域中作像 一測試標記，並可確保每一像的聚焦相同。若本具體實例 更具有以下特徵即可作更精確的測量，此特徵是指在光阻 的每一區域中每次都形成測試標記的複數像，該像具有不 同的聚焦’並替每個區域判定最佳聚焦’而且互相比較該 最佳聚焦値。 本發明也和一種適用於上述方法的新式測試罩面有關。 此測試罩面至少具有一測試標記和至少一對準標記，其中 對準標記具有條紋的一週期性結構，而投射射束輻射可透 過條紋，並且和不透明的中間條紋交替，其特徵爲測試標 記具有一類似結構，它和對準標記的週期相同，其中測試 標記的條紋，對於投射射束輻射而言是半透明的，而且部 分由副條紋組成，該副條紋對於此輻射而言是在透明和不 透明之間交替3 ' 該對準標記可藉由整體對準標記而形成’此整體標記也 出現在1C圖型外的生產罩面中，以便投射並以基材爲準 對準標記。藉著利用此對準標記和極精確的干涉計裝置使 基材板移位，在對準狀態下的測試標記可導入對準裝置的 測量射束。 -14- 本紙狀度適用中國國家標準（cxs .) A4规格（210X297公f ---------裝------訂-----1—線 - (錡先閱讀背面之注意事-再填寫本！) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（12) ^ 若測試罩面更具有以下特徵，即該類型的對準標記靠近 每一個測試標記，則可得到測試標記的更精確對準和 速偵測9 測試罩面的一較佳具體實例更具有以下特徵，即除了包 含中心點的測試標記外，還至少在4個角包含一測試標記 0 藉著這種測試罩面即可決定整個場中投射透鏡系統的光 學性質，例如像場的可能歪斜。 根據另一種較佳具體實例，測試罩面更具有以下特徵， 即每一測試標記是一個在2個互相垂直方向具有—週期性 結構的光樹。 藉著這種測試罩面即可迅速地在二個互相垂直方向決定 投射裝置中投射透鏡系統的動作，例如可以測量此系統的 像散。 具有二因次週期性結構的測試標記光柵可由—棋盤式光 柵形成，該光栅由位於上面的和並列的區塊組成，對於輕 射二者是在可透射和不可透射之間交替。藉著將每—可透 射區塊分成一不可透射部分和一個由副條紋组成的部分， 即可使這種棋盤式光柵作成不對稱，對於輕射二者是在可 透射和不可透射之間交替。 二因次測試標記的一較佳具體實例，其特徵爲它是由包 含複數光柵部分的光柵組成，其中一部分光柵條紋的方向 和第二部分光柵條纹的方向垂直。 根據本發明的測試軍面具有以下特徵，即每—測試標記 -15- 本紙張尺度適用中國國家操率（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 朴衣IT- I ^ (錡先5?請背面之注意事亨再填芎忒頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 _ B?— 五、發明説明（13 ) 的條紋包括3個透明和3個不透明副條紋。 我們已找出用這種測試罩面得到的最佳測量結果，它可 用於投射透鏡系統的一傳統具體實例。 測試罩面更具有以下特徵，即一測試標記的副條紋具有 和該測試標記的不透明中間條紋相同的方向。 上述投射透鏡系統的參數，例如場曲度，像散，扭曲和 歪斜等都可由此測試標記決定。 此外測試標記更具有以下特徵，即一測試標記副條紋的 方向從一銳角開始向該測試標記的不透明中間條紋的方向 延伸。 該角度可爲45。。除了該參數外也可在45〇角判定像散 ’即2個互相垂直方向之差，該方向從45〇角向裝置的χ 和Y轴方向延伸。 根據本發明的測試標記更具有比中間條紋寬的條纹之特 徵。 由於測試標1己中建三的第二個較粗糙的不對稱，而加強 了第一不對稱的效應，此第一不對稱是藉著將副條紋細分 而得到。 測試標記可由-方塊中4個相同大小的部分組成。此測 試標記的另一具體實例，其特徵爲它是加長且由二部分组 成，其中-部分的光栅條紋和另一部分的光柵條紋垂直， 而且它具有的寬剛好可以使它放入基材上的中間區域，該 基材位於2個區域之間，該區域可供—生產罩面圖型作像 裝 . 訂 ^ —線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -16-

A7 BT'- 〇05925 五、發明説明（Μ) ~ ~- 该中間區域稱爲刻劃線3當使用此測試標記時即可維持 請 聞 讀 背 之 意 事一 Xf -i 填 寫 太 基材上I C區域的數目，以使測試標記很適合和—生 材合併使用。 根1本發明的另一觀點，測試標記更具有以下特徵，即 J 4 ‘屺〃、有一類似結構以及和對準標記相同的週期，其 中測試標記條紋的組成包括··第一透明部分及第二不透明 邶分，並且具有透明的次百萬分之_區域，該第二部分的 操作和灰濾波器相同。 百萬刀之區域可具有〇.2 "m的大小，並且不能藉 著投射透鏡系統分別作像，於是在光阻中將這些區域投射 成火”.ΐ我們已發現此測試標記很適合用來測量照明量。 以下會解釋此測試標記的像在—低照明劑時具有最大的不 對稱性，照明劑愈增加此像就愈對稱。用對準裝置可測量 照明劑，目爲對稱的變化在測試標記像的外表偏移中很明 顯，该偏移是以對準標記爲準。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 用特別測試標s己作出的照明劑測量可以在潛像，ρ Ε β像 或此'則試“记未顯景> 的像上執行。然而也可選擇此特別 測試標記之中大於中間條紋寬度的條紋寬，以便再得到一 強化的不對稱效應。. 本發明也和一種重複在—具有光阻的基材上作像之裝置 有關，該裝置連續包括一用於提供一投射射束，罩面板， 投射透鏡系統及一基材板之照明系統，且更具有一個以基 材爲準用於對準-罩面之對準裝置，以及_測試標記像偵 測裝置，該裝置是由對準裝置組成，根據本發明此裝置具 -17- 本紙張尺度適用中su家樣车（CNS丨M規格：1()><297 A7 B7〜 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（15) 有以下特徵，於每—測試標記像偵測循環中，測試標記像 偵測裝置可用來偵測，用-設定距離來分隔測試標記和— 附屬對準標記的像’並具有可判定2個標記的觀察對準位 置之差的裝置。 该裝置可由電子信號處理和控制裝置組成，它首先判定 一對準標圮及其附屬的測試標記，是否以罩面中的此對準 標記爲準已作好對準，接著提供一控制信號給基材板定位 裝置，並位移基材一段距離，該距離等於測試標記的像和 附屬對準標記的像之中心距，最後判定㈣該2個像時得 到的偵測信號的差異。此差異是上述對準信號的偏移。 根據本發明方法而使用之投射裝置，是以下列認知爲根 據，即我們不必、正確知道所有判定作像性質的分離參數， 但必須知道整個像品質和像位置，並藉由此品質和位置的 測量偏離，使測量仏號能夠在電腦中同時處理，並經由一 個包含所有參數及其相互關係之模型，來形成用以改正一 個或數個裝置參數4控制信號’以使像能夠得到期望的品 質和位置= 經由測試標記像偵測t置，將傳統的聚焦偵測裝置，對 準裝置，和基材板位置、偵測裝置耦合在—起，以便得到一 整：測量系統’如此即可測量所有的相關參數3 藉著參考以下具體實例可更加了解本發明之精神。 在下列各圖中， 圖1疋裝置的具體實例之示意圖，該裝置用於重複作 像—軍面圖型於一基材上3 -18- 本紙張尺度 (eNS} n n n - - n m n m - m (I _ m m T n n m - i - 0¾ T* j *--、 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7

A7 蛵濟部中央標準局員工消費合作社印$L 五、發明説明（16 哲Λ疋m欠對準標記的具趙實例，其用於此- 裝置中。 圖3是—用於此-裝置的對準裝置之已知具禮實例。 圖4是-用於此裝置的聚焦誤差偵測裝置和一基材板心 置偵測裝置之已知具體實例。 圖5是投射裝置的剖面圖。 .圖6是根據本發明的一不對稱測試標記之具體實例。 圖7“口7b顯示潛像偵測信號的變化，它是用於2個方卢 散焦之函數3 圖和“顯示當分別掃瞒-氣像和-潛像時得細 就’它是根據本發明在測試標記的一光阻中形成的。 圖9顯示一測試罩面的第一具體實例。 圖1 〇顯TF潛像偵測信號的變化，它是用於不同照明j 散焦之函數。 圖1 1顯示用照明劑的最佳聚焦變化。 圖1 2顯示潛像偵測仏號，它是用於2個不同光阻的照印 劑之函數。 圖1 j和圖1 4是根據本發明的測試罩面的2個具體實例。 圖1 5和圖丨6是一投射透鏡系统的聚焦面和像散面，4 是藉著潛像偵測裝置的測量而得到的。 圖1 7顯示此一系統的扭曲。 囷1 8顯示一測試標記和一附屬的參考標記，二者的重 稱方向相反3 圖1 9顯示投射裝置的不同測試裝置以及這些裝置之p 19 本紙伕尺度適用中國國家標牟（CNS ) A4規格（2丨ΟΧ”7公埯） (請先閱讀背面之注意事哼再填寫本頁) •装·

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（17) 的連接。 圖2 0是測試標記的具體實例，並可測量像散在X和γ方 向的角度。 圖2 1顯tf此測試標記和一具有鏡射條紋結構的參考標 記之合併。 τ 圖2 2顯示一測試記號，它的條紋比中間條紋寬。 圖2 j顯示一適合投入一丨c的刻劃線之測試標記。 圖2 4顯tf —個特別適合用來測量照明量的對準標記。 圖25顯示測試標記像中心的偏移，它是用於2個不同測 試標記的照明劑之函數。 圖1是裝置的已知具體實例之示意圖，該裝置係根據步 移原理而重複作像一罩面圖型於一基材上。此裝置的主要 元件是一個供罩面圖型c作像的投射柱，及一可移動基材 板WT，它可以罩面圖型C爲準定位基材。 投射柱可容納一照明系統，該系統包括：一雷射L A， 一射束拓寬器Ex，一元件IN，它也稱爲積分器，其功能 爲在投射射束PB内將輻射均質分配，及—冷凝器透鏡 。才又射射束P B照明出現在罩面μ a上的罩面圖型c，該罩 面安置於罩面板MT上-。 通過罩面圖型C的射束p B越過一投射透鏡系統p L，該 系統安置於投射柱之中，在此僅以簡圖表示，該投射透鏡 系統形成基材W上圖型c的像。投射透鏡系統具有一倍率 値M=l/5或M=l/4，一數値孔鏡NA = 06，以及一具有 直徑2 2 m m的有限繞射像場。 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格ΪΤΪ^297公[7 (請先閔讀背面之注意事,?再填寫本頁) -裝.

,1T λ7 305955 五、發明説明（18) 基材W安置於由空氣軸承支持的基材板WT上。投射透 鏡系統PL和基材板…丁安置於一框子内H0，框子的底部 靠近質材’它是花岡石基板BP，上部則靠近罩面板MT。 如圖1所示’罩面MA包括二個對準標記這些 標记最好由繞射光栅組成，但亦可由其他具有對稱結構的 標記來替代。對準標記最好是二維的，即它的光柵條紋向 二個互相垂直的方向延伸，如圖1的X和丫軸。基材…可 爲一半導體基材’它上面的圖型C必須互相作像數次以包 括複數個對準標·!己，最好還是二因次繞射光柵，其中的2 個如圖1 p i，ρ 2所示。標記ρ丨，Ρ 2位於形成圖型C的像的 生產基材W區域之外，且必須在w上。光柵標記P丨，P 2最 好組成相光柵，而光柵標最好组成振幅光柵。

圖2放大顯示2個相等基材相光柵之一的一具體實例。 此一光柵可包括斗個光柵卩^卩^卩^’匕^其中 。，^卩^用於乂方向的對準’而卩^’卩丨^用於丫方向的 對準。2個子光柵1>1，1)，？1，{：具有光柵週期16"111，而另 2個子光柵Pl，a，Pi，d具有光柵週期17.6 " m。每—子光 栅的大小爲200 x 200 ym»在此種光栅和一適合的光 學系統之中’原則上可、作到小於〇 · 1 M m的精確度。先選 擇不同的光柵週期以增加對準裝置的擷取範圍Q 圖3是裝置的光學元件囷，該元件是以生產基材爲準斜 準一生產罩面。裝置包括一個雙對準偵測系統，此系統由 2個分開且相等的對準系統a S】和A S 2組成，a S丨和A S 2 是以投射透鏡系統P L的光軸A A，爲準對稱定位。對準系 -21 - 本紙張尺度家鮮（CNS ) A4規格（21GX297公笼) '~~一— -—-- 裝------訂----γ —線 / (锖先閱请背面之·;i意事if.再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 A7

五、發明説明（19 統A S i和罩面對準標1己Μ 2相關，對準系統a S 2和罩面對 準標記Μ 1相關。2個對準系統的對應元件有相同的參考號 碼，而系統A S 2中的元件和系統a S !中的元件是以分號區 別° 在此敘述系統A S丨以及罩面標記μ 2和基材標記p丨相互 位置的方式，其中Ρ 1是由此系統判定。 對準系統A S丨包括一輻射源1 ’例如氦氖雷射，它可以 發射一對準射束b。這個射束由分光器2反射至基材 分光器可由一個半透射透鏡或一個半透射稜鏡組成，但最 好由一極化感應切分棱鏡組成，接著是一個λ /4板3，其 中；I是射束b的波長。投射透鏡系統ρ [在一小輻射點ν中 將射束b聚焦，該點在基材W上的直徑丨mm。此基材將 部分射束當成射束B 1反射至罩面ΜA ^射束b丨越過投射 透鏡系統P L，此系統作像輻射點v於罩面上。基材安置 在照明裝置之前’已在一耦合裝置的預先對準站中預先對 準了 ’有關站的資訊可參考歐洲申請專利編號 0，1 6 4，1 6 5，而輻射點v則位於基材標記ρ 2上。此標記接 著用射束b丨在罩面標記M 2上作像。將投射透鏡系統的倍 率値Μ考慮進去，而軍面標記M 2的大小和基材標記p 2相 配’以便當2個標記互相正確定位時，標記ρ 2的像能正確 的和標記Μ 2 —致。 在往來基材W的路徑上，射束匕和！^已越過λ / 4板3二 /入’它的光軸和線性極化射束b的極化方向成4 5 0角，而b 疋由輕射源1發射。通過λ/4板的射束^即具有以射束b 歸尺度 扣衣1τ^ I-^ f f請先"讀背面之';±意事2，再填寫本頁} 經濟部中央橾準局員工消费合作社印製 -22 A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五 '發明説明（20) 爲準轉9 0。的極化方向，以便射束b 1能通過極化切分稜鏡 2。將極化切分棱鏡和λ /4板配合使用，當對準射束耦合 至對準系統的輻射路徑時，即可達到最小輻射損失的優點 〇 通過對準標記Μ2的射束b〗由稜鏡w反射，並且再由反 射棱叙1 2導入輻射感應偵測器1 3。此偵測器可以是一具 有4個分離輻射感應區域的複合光二極體，根據圖2該區 域和子光栅數目一致。這些偵測器的輸出信號是標記Μ】 和基材標記％的像一致之一種測量。這些信號可以用電 子方式處理，並藉著驅動系統（未顯示），以基材爲準來移 動軍面，以使標記p>2的像和標記M2一致。於是可得到一 種自動的對準裝置。 分光器1 4可以是一個位於棱鏡丨丨和偵測器丨3之間的部 分可透射稜鏡，該稜鏡將部分射束b 1分裂成射束b 2。分 裂的射束接著經由電視攝影機17上的2個鏡頭15，16射 入，該攝影機和一監視器（未顯示）耦合，以使投射裝置的 使用者能看見對準標記p 2，M 2。該使用者即可確定2個標 1己是否一致，並藉著操控器來移位基材w以使標記一致。 如上所述也可類似的使標記M 2和P 2，標記M 1和p 2，標 。己Μ丨和P丨互相對準。對準系統A s 2則用於2個最後提到 的對準3 有關對準系統的對準程序的内容可參考美國專利編號 4,7 7 8’2 75。同時在此專利中對準系統A、和A、與—極 精確的二因次移位測量系統密切合作，以便於對準程 (請先閱讀背面之注意事項再填窍太頁) 裝. 訂 23- 五、發明説明（21) 以罩面爲準測量基材的移位。接著由移位測量系統判定一 座標系統中，對準標記p !和P 2，Μ 1和Μ 2的位置，以及 相互距離。移位測量系統如圖1的I F所示，例如它可以是 —干涉計’内容可參考美國專利编號4,251，16〇。 因爲投射透鏡系統p L是根據投射射束ρ β的波長而設計 ’且其波長要使其盡量的小以便得到期望的大鑑別力，因 此會和對準射束之波長有很大的差異，當此系統p L用來 使對準標記Ρ 1，Ρ 2及M i，iM 2互相作像時可能會產生偏離。 接著基材對準罩面可能不在罩面對準標記所在之罩 面圖型面上但是在與其有段距離上作像，該距離依投射射 束的波長和對準射束之差，以及用於2個波長的投射透鏡 元件的材料折射指數之差而定。若投射射束的波長爲2 4 8 nm而對準射束的波長爲633 nm，該距離可長達2 m。況 且由於該波長差使得一基材對準標記，於一具有一倍率値 的罩面對準標記上作像時，偏離期望的倍率，該偏離隨著 波長差的增加而增加。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了改正孩偏離可安裝另一透鏡，或改正透鏡25在投 射柱PL之中。和圖3對照，對準射束並未耦合到投射透鏡 上面的裝置，反而通過、透鏡支架的一個窗，並藉著楔之類 的反射元件和改正透鏡靠近。改正透鏡安置在投射柱中的 高度，使得改正透鏡的平面中的對準射束的不同繞射階的 子射束，其中子射束由一基材對準標記形成，並可分開夠 遠以個別影響這些子射束，換言之，這個改正透鏡在投射 射束，以及在其中形成的罩面像上的影響可以忽略。投射 -24- 本紙乐尺度用家標準丨〉A4規格（297公發） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 __ _ B7 〜 _ 五、發明说明（22) 透鏡最好位於投射透鏡系統的後聚焦面上。若此系統在基 材邊的遠心’此聚焦面會和此系統的出口瞳孔面一致。如 圖3所示’若改正透鏡25在平面24中，而對準射束b和b' 的主要射線互相交叉，則此透鏡可同時用來改正2個對準 射束。 修正透鏡的能量足以改變在第一階中繞射的子射束的方 向，方法疋藉著一光撕使得這些射束的主要射線互相在罩 面對準標記面Μ 2上交又。此外，改正透鏡的直徑很小使 得藉著標記Ρ 2以大於第一階子射束的角度反射通過的高 階子射束不通過此透鏡。改正透鏡更包含一元件以防止零 階子射束b ( 0 )，b，（ 0 )通過改正透鏡。此元件可由該埃組 成’该棋用於將對準射束搞合成投射透鏡系統。這可藉著 孩步驟完成，不僅第一階子射束可在光柵河2上的光柵h 上作像，還具有其他優點。 藉著壓制零階子射束’ P 2的像對比會顯著增加。這使得 對準裝置特別適合用於潛像偵測’這點將於以下敘述，因 爲它們本身的潛像對比較低。因爲壓制第二和高階子射束 ，所以光柵P2的異常不會影響對準信號。僅當第一階子 射束使用時’光柵P2的第二調和才會和以前一樣作像。 換=»之，除了投射透鏡系統PL的倍率]VI之外，.p2的像具 有光柵卩2的一半週期。若保證光柵M2的光柵週期等於P2 像的週期，即等Km/2乘上光栅！^的光栅週期，光柵 和P 2對準的正確性比使用整個射束b作像的情況下高二倍 -25- I4( CNS ) A4規格 U10X 297公釐） _ 裝 訂 f I線 (請.""讀背云之注意事項再填巧本頁) 蛵濟部中央標準局員工消費合作社印製 305925 五、發明説明（23) 叙述疋以I材對準標記爲準用於對準罩面料標記Μ 2 的系’’先A S丨後，就不必説明以基材對準標記爲準對準罩面 對準標記^的系統AS2 了。系統AS2包括類似元件，其 操作和系統ASi相同。如圖3所示，系統ASi和As2具有 共同的改正透鏡25。& 了雙對準裝置外，投射裝置亦可 包括—個單—對準裝置，⑼内容可參考美國專利編號 4,251，160〇 投射裝置更具有-聚焦伺服裝置，其包括一用於偵測的 聚焦誤差偵測裝置’該誤差是指當生產罩面重複作像於一 生產基材時，投射透鏡系統的像平面和生產基材的平面間 之偏離。這種偏離發生時，可藉著由聚焦誤差偵測裝置提 么、的彳5號來改正聚焦，例如，藉著沿投射透鏡的光軸使它 移位。 圖4是一聚焦誤差偵測裝置ρ D。此圖也顯示由2部分 1 F 1和1 F 2组成用於基材板的位置條紋控制裝置。 水焦I吳差偵測裝置F D包括—輻射源，例如二極體雷射 D L ’以提供聚焦射束b f，以一棱鏡p r 1以便將此射束向 塗在光阻的基材W上的一點反射，投射透鏡系統的光軸在 這一點和此板交又。爲.了簡化僅顯示此射束的主要射線。 爲了簡潔，合併後的基材和光阻以下稱爲基材？位於二極 體雷射DL和棱鏡PRi間的透鏡…將射束向基材上的輻射 點聚焦。由基材反射的射束bf藉著第二棱鏡？尺2向輻射感 應偵測器D E反射。位於棱鏡P R 2和偵測器間的透鏡l 2將 基材上形成的輻射點於偵測器D E上作像^當投射透鏡系 -26- 本纸乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X 29?公釐） 和衣 、17-----ξ I線 ~ (請先閱讀背面之：^意事項再填寫本頁) 五、發明説明（24 A7 B7- 經濟部中央標搫局員工消費合作社印装 统和基材之間在Z方向的距離改變時，偵測器D £形成的 輻射點即移到偵測器平面。因爲偵測是一位置感應偵測， 或是由2個分開的偵測元件组成，因此可決定輻射點的位 移和對應的聚焦誤差。因此將得到的資訊用於改正基材板 W T的Z位置，方法是藉著一已知的平行四邊形結構，如 圖5所示。聚焦誤差偵測裝置的不同元件可安置於2個圓 柱支架’該支架和投射透鏡系統的支架固定連接著。 如美國專利編號4，3 5 6，3 9 2所述，可以在偵測器〇 e之 中安置~反射器，該反射器保證聚焦射束於入射在一偵測 。°"之纟’』被基材反射了弟二次。聚焦誤差4貞測裝置的此較 佳具體實例的優點爲，聚焦誤差測量不受基材歪斜，或此 基材區域反射差的影響。關於聚焦誤差偵測裝置的使用亦 可參考美國專利編號5, 191，200，接著處理一具有寬波 條.纟文的射束，該射束經由基材在第二光柵上作第一光栅的 像。 爲了精確判定基材板的X和Y位置，投射裝置可具有一 個由2邵分组成的複合干涉計系統。I F丨部分射出一或數 條射束並沿著γ方向到達基材板的一反射面，同時也接收 反射射束。於是可決定板的X方向。類似的，亦可藉著干 涉計部分I F 2來偵測基材板的γ方向。干涉計的使用可參 考美國專利編號4，2 5丨，丨6 〇，接著處理2條射束。除了這 個雙扣干涉計系統外，美國專利编號4，7 3 7，8 2 3提到的 三抽系統，或歐洲申請專利编號〇 , 4 9 8，4 9 9的多軸系统 亦可使用。 27- 本紙乐尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（21〇Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事碩再填寫本頁) fc- 、\-a Γ

I 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7、一 五、發明説明（25 ) 藉著使用基材板位置偵測裝置或干涉計系統，對準標記 Ρι和及Μι和M2的位置與彼此的相對距離都可於座標 系統對準時固定，該座標系統由干涉計系統定義。接著不 必參考投射裝置的框，或此框的—部分，以使此框因溫度 變化’機械潛變等因素發生變異時，不會對測量有任何影 響。 有關此裝置的詳細内容可參考圖5的剖面圖。該照明系 統和圖1的結構稍有不同，並包括：克里頓氟化雷射之類 的一雷射LA，一透鏡系統L0，一反射器re及一冷凝器 透鏡C 0。圖中的照明系統具有—已知的系統l w C，它可 檢查雷射輻射的波長。有關系統L W C的内容可參考使用 受激雷射作爲光源以用於照明系統之設計原理，S p i e v〇 1 . 1 1 3 8 ( 1 9 8 9)，pp. 121，etc = 爲了完整性，圖5亦以下列元件表示雙偵測裝置，如入 射射束b，2個激勵對準射束b丨，b丨，，及元件 25,13,13: 22,22^ 圖5更用透鏡LpL〗和一回反射器RE來顯示一聚焦誤差 偵測裝置，該回反射器沿著自身反射一聚焦射束b f並從左 邊進入，再由一生產基材或一測試基材作第一次反射。由 部分可透射稜鏡P R 1將反射射束b f反射至偵測器D E。 圖中由方塊I F發射的射束I F b顯示該裝置具有一干涉計 的基材板位置偵、測装置。P S和T S分別代表壓力感測器和 溫度感測器。 爲了能測量裝置的設定和投射透鏡系統的品質，要在投 -28- 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） --------- - - - ---------- - - - I- - T _ _ _ I_ I _ .¾. 、τ一· ο'" (請先閱讀背面之：^意事碩再填窍本頁) A 7五、發明説明（ 26

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 射裝置中安裝一具有至少一測試標記的—罩面，而且此罩 面在基材的光阻中作像’如囷4所示。此罩面可以是—分 離式測試罩面T Μ ’然而測試標記亦可出現在罩面圖型c 外的 生產罩面上。我們已用圖4的例子假設此罩面包括 3個測試標記Μ 3，Μ 4，Μ 5。當藉著投射射束照明測試軍面 時，測試標記像Μ|3，Μ、，Μ，5即在基材的光阻中形成。 這些像位於基材的區域AIC中，其覆蓋的區域中在生產投 射過程時形成一 I C。當測試標記圖型在光阻中作像時， 條紋的對應圖型亦在其中交替的產生高折射指數和低折射 指數。此一圖型的功能和相光柵相同，亦類似於對準光柵 P !，P 2，若測試標記具有和軍面對準標記M丨，M 2相同的圖 型，則可藉著對準裝置偵測此圖型。 根據本發明測試標記Μ 3具有如圖6所示的—圖型。這個 不對稱圖型和透明條紋35中對準標記（和圖2比較）的^同 ，它已細分了。條紋的一部分，如一半3 6，是透明的， 而另一半由不透明的副條紋3 7和透明的副條紋3 8交替組 成，如圖6的ΤΜ所示。爲了比較也在此圖的八1^中顯 對準標記的相符部分。副條紋3 7和3 8的週期ρ E a遠比對 準標圮的週期Ρ Ε丨短且最好近於投射透鏡系統解析力的 一倍半3除了一半之外，條紋3 5的另一部分亦可交替的 細分。副條纹數的選擇和它們的寬度依投射透鏡系統而定 且必須加以測量。 當然測試標記的所有條紋3 5都如圖6所示的加以细·分。 若僅需要S某-方向作測f，則此測試標記就是如圖一 -29- 本紙狀度適财國g ( CNS ) 297,^ (碕先聞讀背面之·;±意事項再填寫本頁) •裝· -5 線 λ7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（27) 光栅部分Pu所示的線性光柵。若測試標記包括2個如同 圖6的光柵部分P I，a，P 1，d之線性光柵，該光栅用來在2個 互相垂直的方向測量，則這2個光柵的條紋被細分了。冬 使用一包括4個光柵部分Pi a，Pi b，Pi，c，Pi,W測試^ 死時’則所有光柵部分的條紋都被細分了。 由於它們的週期短，因此不能用對準裝置將副條紋加以 ”偵測。此裝置能夠，甚至具有以罩面對準標記爲準固 疋基材對準標s己位置之功能。若基材對準標記和罩面對 準標記具有相同的週期性結構，則考慮投射透鏡系統的倍 率及第一階隔膜的可能出現，而且若它們彼此對準好，則 由圖3的對準偵測器丨3，丨3,提供的信號就會是極小値。若 如同圖6罩面測試標記的潛像之類的基材結構，具有不對 稱結構，則此標記不再適合罩面標記以致對準信號不再是 極小，即使此基材標記以罩面標記爲準對準好了。對準裝 置將潛像中的不對稱視爲以它的參考爲準的位移，即—對 準^^ °己由於對準信號的不對稱，或潛像偵測信號的位移 爲0 ’ 就稱爲偏移。接著使用光阻的非線性特徵。當不 對％的測試標記作像時，藉著將光阻過度曝光而擴大圖6 条.次3 7的像，並縮小條紋3 8的像，以致測試標記μ 3的 像〜面積，得到不同的折射指數並加以放大，而潛像重 心的不對稱或位移甚至也會加大。 我們已發現潛像中不對稱的程度，是依投射射束在基材 和光阻上的聚焦’以及照明劑的滿意程度而定。最大的不 對％ ’即對準信號中的最大不對稱，就是潛像偵測信號， -30- 本乂張尺""度適^') A4規格（2!0X 297公缓) ~ -- 裝 訂----7 —線 { (請先閱讀背面之注意事1?再填寫本頁} 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 五、發明説明（28) 僅當投射射束準確聚焦時才發生。當投射射束散焦時，測 試標記的細分條紋3 5的像會變得模糊，即這些像的對比 較少且高頻消失。當散焦増加時測試標記的潛像變得更對 稱’以致對準信號中的偏移消失。 圖7 a和7 b顯示此偏移的變化，即潛像偵測信號是聚焦 量Λζ的函數，其分別用於乂和丫方向潛像的延伸。水平 軸上是散焦量Λζ，它以單位，垂直軸是對準信號的 偏移即聚焦误差信號，它以n m單位。藉著作像相同的 測試標記數次即可得到圖中的曲線，每次都在光阻中投射 透鏡系統的不同聚焦。這些曲線可應用在投射透鏡系統光 軸的潛像上。曲線的形狀像時鐘，圖中的信號在χ軸上的 600 urn點和γ軸上的690 nm點時具有極大値，偏移或 潛像偵測信號A 0 S爲負時，表示基材對於投射透鏡系統 而言太小了’而此系統和基材間的距離太大了。 有關光阻中不對稱測試標記的作像效應之説明可參考圖 8 a和圖8b ’這2個圖和氣像的形成，或氣像，以及光阻中 像的形成’或潛像都有關。圖8 a顯示計算好的信號s (χ) ，當掃瞄圖6的條紋3 5之中的2個聚焦値：△ ζ = 〇曲線4 〇 及Λζ = 2 曲線41時，即可求出此信號。它顯示當散 焦時氣像的對稱不會改變，所以此像不適合於根據對稱變 化來測量聚焦誤差。圖8 b顯示計算好的信號s ( X )，當掃 瞒光阻之中以相同聚焦値形成的潛像時即可求出此信號。 曲線42用於= 0而曲線43用於現在可看 出有明顯的變化。在^2 = 0時信號和潛像都不對稱，在△ -31 - 各悵尺度通用中國國家榡準（CNS ) A*規格（21〇χ 297公釐 裝------訂----一 —線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 五、發明説明（29 z 2 時信號也幾乎對稱。我們已從實驗中發現氣像和 :像之間的偏移在△ z = 2 v m的散焦時近似3 0 〇 n m，藉 著對準裝置可容易的觀察到此偏移。 曰 在製造具有大量元件的〗c時，投射射束應該具有很短的 皮長例如2 4 0 n m。具有這種波長的輻射稱爲深u v輕 射。％爲深U V光阻的特別光阻已開發出來用於此輻射， ’ ’和更傳統的光阻相比具有不同的成份，傳統光阻用於 幸父長波長，例如3 6 5 n m的投射射束輻射。爲了在深u v 光阻中得到滿意的潛像，最好在這種光阻已照明後加熱它 ’以便在光阻中產生期望的折射指數差，以及光路徑長度 差。此過程稱曝光後烘乾（p E B )，而得到的像稱爲p e B 像。很明顯根據本發明的方法亦適用於p E B像。 本發明也可用於已顯影的測試標記像，該像是在照明後 藉著從投射裝置中移走基材而得到，顯影它以使照明指數 變化轉成高度剖面，以及相結構，並接著再將它放入裝置 中’然後即可偵測並檢查測試標記。如此可保持優點，就 是在相同裝置中測量測試標記像，如同此像已形成—樣3 和使用光學顯微鏡或電子顯微鏡的傳統測量過程相比，此 過程更快速。當測量已、顯影的測試標記像時，得到的偵測 器信號和測量潛在測試標記像時得到的信號相比，前者具 有較大的振幅。當使用深U V光阻時測量已顯影的測試標 記像就特別重要了。 在偵測測試標記像的一對稱之前，此像必須首先正確定 位在對準裝置中，因此必須對準它。若已知測試標記在罩 -32 本紙張尺度適用中國國家標孪（CNS ) Α4規格（210X29?公釐） t衣 、1T-----J 丨線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3C5325 Μ

五、發明説明（30 經 濟 部 中 央 樣 準 Λ 員 工 消 t 合 作 社 印 裝 面中的位置，則罩面和基材中的整趙對準標記μ p J，Ρ 2即可分別用於此對準。本 ‘、w 1， 2 彼此對準後，如圖3所示，則基材藉著這些標記 。接著在極正確的干涉計系統中作像了 準狀態下形成的潛在咬已續等、下移動基材’以使對 體對準標記之下定ί顯影的測試標記像，在罩面的整 俨:己：馬則試標死的潛像’最好使用附屬於測試 =的-額外對準標記’該額外標記極靠近測試罩面的測 二=。此對準標記同時和測試標記作像，如此不僅測試 ^己勺潛像，而JL對㈣記的潛像或—潛在的對準標記， ^可在光阻中形成。當潛在的對準標記已經以罩面中附屬 ㈣外對準標記爲準對準後，僅需要將基材板作】態的 :距離移動，以便以該額外對準標記爲準精確的定位測試 的潛像。當然此過程也可用已顯影的或PEB測試標 3己’以及對準標記像來執行。 圖顯7Γ的測試標圮τ M A在靠近測試標記T Μ之處具有 額外的對準標記Α Μ，這些標記可位於罩面的中心。ε 〇 此測忒‘記可用於判定投射透鏡系統的最佳聚焦，方法 是在光阻中每次用不同的聚焦，以使標記作像數次，並在 潛像中觀察那—種聚焦最不對稱。 此聚焦測量的結果可以在開始生產投射過程之前，或在 此一過程的已知校準瞬間，來調整投射透鏡系統的焦距。 於生產投射過程中焦距是可以改變的，特別是在新式的投 11 » I- -I . • -I 1 扣衣------ (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--1 —I · 1- I. - 1 - H - · 33- 本尺料规格（2i〇x2Wf 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（31) 射透鏡系統中，此系統的鑑別力強且具有較大的像場。用 這些投射透鏡系統即可能在2 5 m m的像場中作出線寬_ 0 · 4 v m的像，但是這些投射透鏡系統對於週圍參數，如 氣I和溫度的變化很敏感，而且在投射過程開始時會顯示 熱效應。由於透鏡材料的高分散性，投射射束的波長變化 更景> 響作像品質’即使用此射束成像的位置和品質。投射 裝置中可能產生扭曲’場像散和場曲度。該具有極高鑑別 力及較大像場的新式產生投射透鏡系統，具有極短的焦距 ’所以由於投射透鏡系統的寬波長導致的聚焦誤差等，即 具有更強的影響力。這些誤差應該可以很精確的偵測出來 〇 此時投射裝置包括一聚焦誤差偵測裝置F d，可參考圖4 和圖5。因爲聚焦測量射束覆蓋的輻射路徑和投射射束的 不Π 因爲這些射束具有的波長大不相同且有變化，因此 例如溫度之類的週圍參數，對於分別使用投射射束和聚焦 測量射束的情況下形成的像，其效應就不同。接著可用聚 焦誤差偵測裝置來測量—滿意的聚焦，然而用投射射束形 成罩面的像並不清晰。此外特別是當在一聚焦誤差偵測裝 置中使用一窄條紋聚焦、測量射束時，此裝置可在相同聚焦 但不同光阻厚度下提供不同的聚焦誤差信號。用聚焦偵測 裝置無法偵測到投射裝置中的機械漂移，也可能發生。因 此需要週期性校準聚焦誤差偵測裝置，例如每天一次或數 次。 - 可使用測試標記像上聚焦測量的結果用於此校準。此時 _ -34- 本·----- -¾衣 '訂-----^ I線· (請先閱讀背面之注意事1?再填寫本頁)

五、發明説明（32) ~ 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 聚焦έ吳差偵測裳置，也可於每—測試標記像的測量時用來 測量。這些測量結果存在記憶體中。當已確定那一個測試 標記像最清晰時，即查詢那一個聚焦値已被聚焦誤差積測 裝置用來測量此像。若此値和測試標記像偵測裝置測量到 的値不相等，則可使用聚焦誤差偵測裝置的〇點。 測試標記像的對比由數條條紋组成並在光阻中形成，可 假设该測試標記是一光柵，且依照在此光阻的—已知厚度 下被光阻吸收的輻射能量而定，並用以活化此光阻。加在 此光阻的能量是線性的，這是依光源L Α(圖i和圖5)的輻 射力，及投射裝置中快門打開的時段而定。光阻吸收的能 量依光阻上面的反射係數而定。反射係數愈大，可用於活 化此光阻中光活元件的能源就愈小。此光阻的光厚度，即 它的幾何厚度的產品，以及它的折射指數也會決定^射係 數。爲了用投射裝置作出滿意的罩面圖型的像，因此需要 滿意的調整並週期性測量照明劑，以及被光阻吸收的能量 0 圖1〇，11，12顯示得到潛像的聚焦誤差信號，以及從其 中導出的信號，它們都和照明劑無關，但是偵測信號本身 ，以及對準信號的偏移和此劑⑼。目10顯示此偏移A〇 的變化是不同照明劑之下散焦 情況下時鐘形㈣曲線仍保有其形極小値4更深一枯 而曲線的位階會更高。重要的是測量到的聚焦^極大偏 移發生在對準信號中，即測量到的最佳聚焦實質上和昭明 劑無關。於是經由參數的潛像偵測，例如最佳聚隹，場曲 35- 本紙浪尺度適用中国國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公後 ---------裝------訂-----^ —線 (請先閱讀背面之沒意事孑再填窍本頁) A7 A7 .經 濟 部 央 樣 局 員 工 消 費 合 作 杜 印 製 五、發明説明（33) 度和像散等得到的値實質上和照明劑無關。 爲了説明此事，圖η在水平軸上繪出各種不同照明费 Ε X D下的最佳聚焦値L B F。由最佳合適曲線得到的實缚 具有小於0.2 mm/m Jouie的微小斜率。在使用的測童 正確性之内，其他參數和照明劑無關。因爲根據本發明， ^潛像偵測到的聚焦測量和施在光阻上的能量無關，因此 可得出以下結論，就是此測量也和光阻厚度的變化，基材 反射係數中的區域變化，或其中的過程外階無關。 ^ 之在固疋聚焦中，對準信號的偏移Α Ο和照明劑 無關，如圖12所示。圖中曲線5〇和5丨，是2種不同類型 的光阻在最佳聚焦時以每次將照用劑作△ exd=i〇 m J / c m 2的變化而得到的。 事實上對於每一照明劑而言，潛像偵測信號A〇S的一已 知値，以及對準信號偏移A〇的—已知値，都和每一照明 劑有關，且可於生產投射過程中，用於定時測量甚至可能 改正照日續。此時’以傳統方式得利最佳照明劑作根據 ，猎著在光阻中用不同的照明劑來作出—罩面圖型的測試 像，顯影此光阻並藉著一 SEM來觀察像。藉著如圖⑴斤 示的曲線可確定對準信號的偏移A〇和此有關。於生產投 射過程中可料檢查此偏移是否眞的已完成。若沒完成則 照明劑可用已知的方式加以修正使用。 爲了可靠的測量照明劑，特別是當潛像偵測信號微弱時 ，可在像中作出一個不同照明劑及其附屬線寬的表，並儲 存在投射裝置的信號處理單元中，該資料是使用5謂以 装 訂-----^ I線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 36-

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五、發明説明（34) 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 則可分配一照 ，接著可決定 量也可用顯影 即可校準已知 ’對準額外對 基材對準標記 2 )時得到的信 號以便和發現 傳統測試像測量方法得到的。若此表存在， 明劑至一偏移値，該値從一潛像偵測中得到 和期望照明劑之間的偏離。上述的照明劑測 的或P E B測試像來執行。 藉著使用測試標記的一額外的對準標記， 的對準裝置。此時可確定以此對準標記爲準 準標記的潛像時得到的信號，是否等於以 (Μ^ Μ 2)爲準，對準一罩面對準標記（Ρι，ρ 號。若不相等則將一偏移给予最後提到的信 的差異値一致。 在Spie vol. 1674光學/雷射微刻學1992 pp. 594- 6 〇 8的該文中亦指出，可用一不對稱測試標記附屬的額外 對稱對準標記來測量投射透鏡系統的可能扭曲。 亦可使用生產罩面中的這些和其他測量測試標記及對準 標i己’在這些位置上的標記可以在基材區域中作像，該區 域稱爲I C區域間的刻劃線。當作像標記時在罩面中的I c 圖型即被覆蓋。 藉著比較圖7 a和7 b可明顯看出曲線的極値表示對準信 號偏移是散焦的函數，、且彼此位移了少許。這導因於投射 透鏡系統的像散。開始時用於判定最佳聚焦的測量，因此 也可產生有關投射透鏡系統像散的指示。 在上述讨論的測量中都使用一測試標記在相同I C區域， 或不同的I C區域中作像數次以判定最佳聚焦。然而最佳 的用法是在中心的一測試標記之外再加一測試標記或取代 -37- 本紙佚尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（21〇χ29Τ公釐） ---------扯衣------ΪΤ----Ί I線 (請先閏讀背面之注意事項再填荇本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7〜 ' —1 - 五、發明説明（35) 它，而且中心外至少有三個測試標記。圖1 3顯示一軍面 ，其在中心具有一測試標記T Μ !，在四個角中的每一角 都具有一測試標記’即Τ Μ 2 - Τ Μ 5以及和這些測試標記有 關的額外對準標記。 在不同I C區域的光阻中用3或5個測試標記作像此一罩 面數次，每次的聚焦都不同，且藉著判定每一測試標記的 最佳聚焦，以及將它們互相比較，於是可得到關於投射透 鏡系統品質的資料，内容可參考美國專利编號 5，1 4 4，3 6 3中所述有關一具有像偵測裝置的一不同類型 之投射裝置。例如可判定因投射輻射而導致成像的歪斜。 此資訊可用於校準一歪斜偵測裝置以便建入—新式的產生 投射裝置，該偵測裝置的操作和投射輻射不同，並且根據 自動對準原理3除了該歪斜的資訊外，也可得到倍率，像 散，及第三級扭曲等的資訊。 扭曲的一重要部分是軸向扭曲，即在軸向測量到位於像 場中心和像場另一點之間的倍率差。 圖1 4顯示是一測試罩面的一具體實例，它具有許多， 4 1個測試標記及相關的額外對準標記，每一對都用一參 考數字：100-140表示。圖14的線150表示投射透鏡系 統的區域，該區域的面積爲14 xl4 mm2。若在圖14之 中以點表示的位置上還有另一對準標記及一測試標記，即 可得到具有2 1對標記的一測試罩面，該罩面適用於一現 存的投射裝置，並使用一特別的對準程式來配合具有許多 對準標記的現存對準罩面。圖1 4的測試罩面具有的測試 •38- $^乐尺度適用中國國家標準（CN’s") A4規格（2IQX 297公慶) - 裝------ir-----1 I線 (锖先聞讀背S之注意事項再填寫本莨) 五、發明説明（36) A7 B7〜 經濟部中央橾準局員工消費合作社印裝 橾記數目和現存對準罩面具有的對準標記相同。圖η測 試罩面的優點爲，可因此判定數個投射透鏡參數，如歪斜 和場曲度。 正. 圖14的測試標記圖型在光阻中作像數次，例如作了 Μ 次，每次都在另一個1(：區域且每次聚焦都改變，例如在 Ζ = -2.8和Z = + 2.8 " m之間的〇.2 " m，以後就測量所 有標記的潛像，即它們的對準位置是固定的，且藉著基材 板位置偵測裝置來儲存1此41 χ 29 χ 2 = 2 3 7 8個對準 心·置是固定的。 因爲測試標記的像在許多，例如基材之二十九區域中形 成，於是在偵測時作一平均運算以使測量不受基材偏離， 例如不平均的影響。 β散焦步移不需要相等，這些步移最好比極値小，如圖 7 a和7 b所ΤΓ，以便能夠更精確的測量及得到最合適的曲 線。當決定照明劑時也可使用變化步移大小的原理。 >王意，圖7a和7b中的曲線加在光軸的標記1〇〇上。也 可得到所有其他標記對1〇1_14〇的類似資訊。從總資訊 中可導出X和Y方向的2個聚焦面。若投射透鏡系統顯示 像散則聚焦面FS^FSy就不相同。根據公式 FSM = 0_5(FSx + FSy)可導出平均聚焦面FSm。此一表面 如圖1:>所示，而圖丨6顯示附屬像散AST = F F 針 X y 對神走投射透鏡而執行的測量，最大像散約爲3 9 〇 n m， 這是沿著X轴發生的，如6 5 mm。 若已知聚焦面F S x，F S v ’則可以在生產投射過程中操控 -39- 本錄尺度適辟（CN.S) A_ (~^297讀） t衣-- i (請先閱靖背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 1 ------------------ 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 8Q5925 五、發明説明（37) 基材’以使區域基材面配合區域聚焦面的程度盡量讓人滿 意。此時基材上的IC區域比投射透鏡系統的像場小，以 便留下一些供I c區域操控的空間。 一聚焦面是投射透鏡像場内最佳焦距的集合，換言之就 是最大偏移發生在對準信號的點。 圖1 7顯示用圖1 4的測試罩面執行的一已知扭曲測量的 結果。此時使用額外對準標記的對準資料以得到最佳聚焦 。若投射透鏡系統的倍率是正確的，則投射透鏡系統的區 域扭曲是指，標記實際作像的位置和標記先前設定的作像 位置之差’而且和像場的位置無關。圖1 7顯示經過中間 操作後得到扭曲測量的結果’其中罩面的誤差以向量形式 200-240表示，在此並未列入考慮。向量長28 mm表示 扭曲約爲100 nm。由定義可知光抽位置200上的扭曲是 0。對於被測量的投射透鏡系統而言，最大的扭曲約爲 170 nm ’這是發生在向量203。 一不對稱測試標圮的像偵測亦可用於測量基材加上光阻 的不平均，以便執行一種高度測量。此時以測試標記爲例 ，它可和一相關的額外對準標記在一起，並作像數次且每 次在1C區域的聚焦都不同，此多重像在數個1(^區域中重 複數次’並橫越整個基材。經由潛像偵測可判定每一 I c 區域的最佳聚焦。藉著互相比較這些不同區域的設定，即 可找出基材的不平均。 潛像偵測的優點之一是像在裝置中測量，而且這些像已 經形成了。若測試標記的像已在基材和光阻中成形後基材 -40- (請先聞讀背面之注意事^再填艿本頁) .裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（ 210X 297 公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 、發明説明（38) 知光阻才顯影，且藉著對準奘署 冑料早&置又置入投射裝置之中以測 量已顯影的像，那麼此優點才可 ^ j维待。此過程比傳統測量 過程使用的S E Μ更快，並供认士,+ # /A , 1…°比純潛像的信號具有更大 振輻的偵測器信號。 -測試標記的參考標記不僅可以如上所述的是—對稱的 額外對準標記，而且可以是—不對稱的標記，它的不對稱 和測試標記相反。圖18以圖示法顯示此一參考標記謂及 相關的測試標記TM。在像偵測中這些標記的每一個首先 以一對稱對準標記，例如一整體對準標記爲準作對準，接 著判定每一標記在對準信號中的偏移。藉著減去2個不對 稱標記的偵測器信號即可得到—信號，該信號因標記中的 不對稱而產生的變化，原則上比只有測試標記不對稱時要 大2倍。 藉著上述不對稱測試標記的像偵測，不僅有關潛像的位 置，旋轉，歪斜的資訊，而且有關作像品質的變化，倍率 ，像散，因投射射束波長變化而引起的扭曲和場曲度，及 週圍參數，如氣壓，溫度等的變化都可得到3因此不必準 確知道所有影響作像品質的參數，如週圍參數，投射射束 波長，機械漂移等，但是投射射束中的電腦藉著偵測器信 號可明確知道投射透鏡系統的成像並不正確，接著產生用 於各種伺服裝置的設定信號和用於裝置參數，如波長，投 射透鏡的氣壓及溫度等的控制信號，並進一步經由—包括 所有影響參數的模型，使得投射像的位置和品質達到最佳 狀態。 -41 - 本纸伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公;t ) ^.11----1 I線 (請先閱讀背面之注意事1?再4芎本頁)

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明说明（39) 測試標記像偵測裝置使得正確測量和改正成爲可能。在 一具有一投射射束的投射裝置中，射束的波長在超紫外線 的範圍，例如24 8 nm，可以測量到又和γ方向的不移定 値爲5 nm ,及Ζ方向的不穩定値爲5 〇 nm。應該測量— 投射装置的影響參數本身，並將其和參考値相比，溫度， 波長，罩面的Z位置及氣壓都應該分別測量到〇〇 ΐ5〇κ， 0.5 nm，0.15 Mm，0.5毫巴的精確度。若要作到所有 的這些精確度，則必須使用極複雜的測量技術才可達到此 目的。此外，測量到投射透鏡系統的偏離値也要加以轉換 ’在這額外要求下’系統就不可能發生不均質現象。況且 ，尚未考慮投射裝置中的機械漂移。 圖19顯示伺服裝置及其用於投射裝置中的互連。不同 裝置之間’如方塊所示’是以單一連線相連，也出現在已 知的投射裝置中。這些方塊是： L A，輻射源，例如一雷射， LWC，一雷射波長控制裝置， I L S，照明系統， Μ T，罩面板， ΜΑΖ，一檢查罩面板Ζ位置之裝置， P L，投射透鏡， P L T C，一控制投射透鏡溫度的裝置， ALI，對準輕射的成像， I F，基材板位置偵測裝置， F D，聚焦誤差偵測裝置， -42- 本紙伕尺度ίϋ中國國家標準（CNS ) Α4規格ί 210Χ 297公釐___) ~~~~~ ---- 裝 訂 ^ —各 (請先閱讀背面之：^意事矽再填艿本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 3C5Q25 Α7 --------- ^ 五、發明説明（4〇) AS“AS2)，單一（雙）對準裝置。 以虛線表不的子系統在此作爲投射裝置的額外系統： E L I，投射輻射形成的潛像， IS，潛像偵測裝置，及 I C，像校準裝置，或是電腦。 雙連線表示當使用潛像偵測裝置時被處理的額外信號。 這些是： -基材板位置偵測裝置〗F的信號，加在像偵測裝置上的 波長控制裝置L W C及聚焦誤差偵測裝置f D。 -用投射光成像的像資訊β -加在雷射波長控制裝置L w C上的像校準裝置的信號罩 面高度控制裝置M A Ζ 投射透鏡溫度控制裝置P L τ C 聚焦誤差偵測裝置，及 對準裝置AS“AS2)。 投射裝置可包括一個或數個以下列裝置：一用以控制投 射透鏡系統中壓力的裝置（P L P C )，一用以控制投射透鏡 系統中媒體成份的裝置（p L G Μ )，一控制透鏡元件間相互 距離的裝置（PLDC)»裝置PLPC，PLGM，PLDC是由 裝置I C控制，和裝置p L T C的情況類似。 圖2 0顯示一因次測試標記的另一具體實例，該標記具 有條紋3 0 5和中間條紋3 0 0，其中條紋3 0 5再細分成可透 過投射射束輕射的部分3 0 6，及由一列可透射副條纹3 0 7 和不可透射副條紋3 0 8所組成。此具體實例和圖6不同處 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4^格（210X 297公釐） ^1τ------ (請先W讀背面之注意事«,再填艿本瓦) 經濟部中央標隼局員工消費合作杜印裝 305925 〜 ^ A7 五、發明説明（41 ) 在於副條紋307和308的方a 、 、 万向，它是以銳角，例如45〇向 條紋部分J 0 6的方向延伸。私， 、j万门乙评除了測量該投射透鏡參數外， 此測试才承β己也極適合測量叙1¾ 孤口 j里說角，例如4 5 0向X和Y方向的 像散。 圖2 0中的測試標記可以配合—額外的對準帛記使用，. 及對準‘ €具有-類似圖i 8合併的映射不對稱結構。圖 2 1顯π的新式合併，其中τ M是測試標記，r μ是參考標 s己’或額外對準標記。 圖2 2顯不測試標記的另—具體實例，它和上述不同之 處在於條紋3 2 3的寬度W丨比不透明的中間條纹3 2 〇的寬 度W 2大。此測試標記因此具有一較粗的不對稱，以增強 因副條紋3 2 7和3 2 8導致的不對稱效應。 圖2 j顯π二因次測試標記3 2 9的一具體實例，該標記特 別適合在一基材的刻劃線中作像。此標記的組成包括：部 刀330’ &的條紋331在X方向延伸，及部分335，它的 條紋3 3 6在Y方向延伸。如插圖所示，條纹3 3 1再由一透 明部分3 3 2以及和不透明副條紋3 3 3交替的透明部分3 3 4 所組成’而條紋3 3 6由一透明部分3 3 7以及和不透明副條 紋3 3 9 X替的透明副條紋3 3 8所組成。測試標記的長爲 2 2 0 " m寬爲8 0〆m。在一減少5倍的投射中，測試標 記的長爲4 0 " m寬爲1 〇 " m，以使此像令人滿意的配置 在刻劃線之中。 圖2 4顯示測試標記3 4 0的一具體實例，它特別適合測量 照明劑。此標記包括4個光柵3 4 0 - 3 4 4。每一條纹3 4 5再 44 - 本紙汝尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X29?公釐） ---------裝------訂----1丨線 (請先閱讀背面之注意ί項再填寫本頁)

Β7— 經濟部中央樣隼局員工消費合作社印裝 五、發明説明（42) 由一透明部分347和一部分348組成，348在一不透明的 地下具有複數個透明的次百萬分之一區域349。次百萬分 之一區域具有〇 . 2 a m的大小，它無法藉著投射透鏡系統 來分別作像，再組成一灰濾波器，以透射3 0 %的入射輕 射。 在光阻的條紋3 4 5的投射中，產生條紋狀區域3 5 0，它 的左像邊的接收強度大於右像邊。箭號3 5 1表示像條蚊 3 5 0之中強度分佈的重心已移位至參考標記r μ的條紋 3 5 5的像3 6 0的重心左邊，如箭號3 6 1所示。當照明劑増 加時，穿過條纹部分3 4 8的輻射量使光阻增加，然而光阻 經由條紋部分3 4 7而照明的部分卻飽和了，以致強度分佈 的重心已移位至右邊。在一夠大的照明劑中，重心會在像 條纹3 5 0的中央，如箭號3 5 2所示。因爲照明劑的量轉成 條紋像内能量分布的重心位置，照明劑也可用投射裝置的 對準裝置加以測量。 除了圖2 4所示的4部分測試標記3 4 0之外，下列2者亦 可用於照明劑測量’一爲具有二個光栅的測試標記，它的 光柵條纹分別在X和Υ方向延伸，二爲僅具有一個光柵的 測試標記。此測量可用潛像，ρ Ε Β像，或顯影的來執行 。條紋3 4 5可具有一等於或大於中間條紋3 4 6的寬度。此 外’和特別測試標記配合使用以測量照明劑的參考標記的 條紋，亦可包括由數個次百萬分之一區域組成的一灰色區 域’其中參考標記的條紋結構是測試標記的條紋結構映射 在Υ軸的像’以便得到一個類似圖1 8所示的較強信號。次 -45- 本紙乐尺度適用中國國冬標準（C\S ) A4現格（2丨〇χ)97公慶） f"矢W閲讀背面之：;i音？事項再填寫太.頁) -裝· 線 A7 五、發明説明（43) 百萬分之一不谨可以是如圖24所示的正方形，也可以是 其他形狀，如三角形或圓形，或由極細線組成。 圖25顯示像中央的偏移A0(以nm表示），它是用於一測 試標記的一照明函數或是一曝光照明函數（以mj/cm 2 )表 不’它的條紋和曲線3 7 0，中間條紋3 4 6同寬，以及用於 ’則試標記，標記的條紋比中間條紋，曲線3 7 1約寬2 5 % 〇 我們已發現若聚焦誤差不太大時，照明劑基本上不受其 影響。 我們已藉著參考本發明在一裝置中的使用而將其加以説 明’本發明可在一基材上重複作像和/或掃瞄一罩面圖型 以製造積體電路（1C)。此一裝置亦可用於製造積體光學 系統，或平面光學系統’導航和用於磁域記憶體的偵測圖 ②’或液晶顯示面板的結構。雖然本發明主要用於這此裝 置，但並不僅限於此。它亦可用於光學測量和檢查裝置， 並能極精確的判定一作像透鏡系統的品質。 (請先閱讀背面之注意事ίί,再填寫本頁) -裝· ,ιτ 線 經濟部中央標準局一貝工消費合作社印製 -46 - 本紙狀度適( (

Claims (1)

1. 59^5 A-8· B8 C8 D卜

   經濟部中失標準扃負工消費合作社印51 六、申請專利範圍 - 1.種控制—光刻蝕裝置之功能之方法，其裝置用以在一 罩面板上重複作像一罩面圖型，是藉著一投射射束在一 基材板的基材上執行，此方法包括以下步躁·· 在軍面板上提供一具有至少一測試標記的罩面，此測試 標死具有條紋的—週期性結構並且和中間條紋交替，該 中間條紋對於投射射束而言是不可透射的； 在基材板上提供一具有一輕射感應層的基材； 藉著投射射束和—投射系統在輻射感應層上投射罩面的 至少一個測試標記的像； 藉著一對準裝置來偵測該像並以一基材的一對準標記爲 準，對準一罩面的一對準標記； 藉著測試標記像偵測裝置的輸出信號來設定影響罩面圖 型品質和位置的至少一個參數，及 在一生產基材的連續不同位置上重複作像一生產罩面圖 型， 其特徵在於使用一測試標記，該標記的條紋對於投射射 束輻射而言，部分是不可透射的，而部分由複數副條紋 組成，副條紋對於投射射束輻射是以可透射和不可透射 的方式交替，而測試標記像的偵測包括，首先以一罩面 標記爲準對準測試標記像，接著偵測因一待量測之參數 造成之測試標記像的不對稱變化，並由對準装置直譯此 參數成該像的一位移。 2.根據申請專利範圍第1項之方法，其中在測試標記已於光 限層中作像之後，藉由對準裝置將於此廣形成的潛像刪 -47- 太纸弦尺家標率（CNS)A4規格（210x 297公廋） ' (請先閱讀背面之注意f.vv再填寫本頁) 装. *νδ 線 -- - - - B8 C8 DS— 六、申請專利範圍 ^ 〇 3_ ::申請專利範圍第1項之方法，其中在測試標記已於光 冒中作像（後’從基材板移走基材’接著顯影然後再 "'入基材板，此後由對準裝置偵測顯影的測試標記像。 •根據申請專利範圍第1，2或3項之方法，其中使用—雙標 圮，此標記由該測試標記和一相關的對準標記組成:: 相關標記的完整條紋和中間條紋的週期性結構與測試標 ^ °己的結構相等，而該對準標記是用來對準測試標記。 " 據申请專利範圍第i，2或3項之方法，其中使用—具有 蝮數部分的一測試標記，而一部分的條紋和中間條纹的 方向與另一部分的條紋和中間條紋的方向垂直。 6.根據申請專利範圍第1，2或3項之方法，其中使用一生產 罩面，該生產罩面至少具有一測試標記。 7_根據申請專利範圍第i，2或3項之方法，其中使用一測試 罩面’該測試罩面至少具有一測試標記。 8. 根據申請專利範圍第丨，2或3項之方法，其中在光阻中形 成至少一測試標記的複數像，且投射系統每次的聚焦都 不同，於測試標記的多重作像時過度曝光此光阻，並由 信號判定投射系統的最佳聚焦，該信號是藉著對準裝置 當偵測每一個該像時得到的。 9. 根據申請專利範圍第8項之方法，其中經由測試標記偵測 得到的最佳聚焦信號和藉著一分離的聚焦測量裝置得到 的一聚焦測量信號相比，^j以校準最後提到的裝置。 10. 根據申請專利範圍龛項之方法，其中在光阻中形成 -48- 本纸法尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4》ϋ~^7^^_97公着- ---------装------ΪΤ----7 —線 (請先閱讀背面之注意Ϋ--Ϊ.再填寫本頁) 經濟部中夬梯準局員工消资合作社印製 B8 C8 D卜 申請專利範圍 二：-測試標記的—個像，且使用一已知的照明劑，並 疋和此照明劑相關的對準信號偏移與對準的測試標記 中不對稱的判定，並進_步檢查是否仍維持此偏移。 Ο 據申叫專利範圍第1，2或3項之方法，其中使用一測試 標士己 二° ’此“記中具有複數個測試標記，而該測試標記在 光p且的不同區域作像數次，且投射系統每次的聚焦都不 一 ’並由信號判定每一測試標記的最佳聚焦，該信號是 一著对準裝置當偵測到附屬於該測試標記的每一個像時 知到的’並在不同測試標記下比較最佳聚焦値以判定投 射透鏡系統的光學性質。 12’根據申請專利範圍第1，2或3項之方法，其中至少一測試 ^ 5己的—具有等聚焦値的複數像，是在光阻的不同區域 中形成’而且當藉著對準裝置偵測到形成的像時，其得 到的信號會互相比較= 这根據申請專利範圍第1 2項之方法，其中測試標記的複數 個’每次以不同的聚焦在該數個區域中的每一個之中形 成’並判定該數個區域中的每一個之最佳聚焦値，而卫 該最佳聚焦値都互松比較。 14.—種測試罩面，以使用於根據申請專利範圍第1項之方法 ’具有至少一測試標記和至少一對準標記，其中對準標 記具有條紋的一週期結構，該條纹對於投射射束輻射是 透明的，並和不透明的中間條紋交替，其特徵爲測試標 s己具有和對準標記相同週期的—類似結構，其中測試標 49 本紙ftX·度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝------訂----1丨锦 (諳先閲讀背面之注意麥f再填寫本頁) _ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B8 C8 申請專利範圍 °己的條紋對於投射射束輕射是部分不可透射的，而$部 分由副條紋組成’該副條紋對於該 透明和不透明 之間交替。 氏根據申請專利範圍第14项之測試罩面，其中該類犁的一 刀離對準標圮和每一測試標記都很靠近。 16, j據申請專利範圍第14项之測試罩面，其中除了中央的 ，、丨試‘ 5己外，罩面在4個角至少也包括一測試標記。 1〖.根據申請專利範圍第i 4，丨5或丨6项之測試罩面，其中每 測忒標記是在2個互相垂直方向具有一週期性結構的一 光柵。 1S_根據申請專利範圍第〗7项之測試罩面，其中每—測試標 "己都疋包括複數個部分的一光柵，其中一部分光栅條紋 的方向和第二部分光柵條紋的方向垂直。 19·根據申請專利範圍第1 4，1 5或I 6項之測試軍面，其中每 —測試標記的條紋都包括3個透明和3個不透明副條紋。 2〇·根據申請專利範圍第1 4，1 5或1 6項之測試罩面，其中— 測試標記的副條紋具有和該測試標記的不透明中間條紋 相同的方向。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 请 先 閲 讀 背 ιέ 之 注 意 拳， 再 填 j裝 頁 訂 線 21.根據申請專利範圍第1 4，1 5或1 6項之測試罩面，其中— 測試標記副條紋的方向從一銳角向該測試標記的不透明 中間條蚊的方向延伸。 22_根據中請專利範圍第1 4，1 5或1 6項之測試罩面，其中條 紋比中間條紋寬。 23.根據申請專利範圍第1 4，1 5或1 6項之測試軍面，其中測 -50 本紙ft尺度適财DU家_ ( CNS ) Α4規格（2歐297公4 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 * _______D 卜 ____ 六、申請專利範圍 試標記加長了且由兩部分組成，其中一部分的光柵條紋 和另一部分的光柵條紋垂直，而且測試標記具有此一寬 度以使其像配合基材上的中間區域，該區域在兩個區域 之間而一生產罩面囷型就在其中作像。 24. —種根據申請專利範圍第1項之方法而使用的測試罩面， 具有至少一測試標記和至少一對準標記，其中對準標記 具有條纹的一週期性結構，該條纹對於投射射束輻射是 透明的’並和不透明的中間條紋交替，其特徵爲測試標 記具有和對準標記類似的結構與相同的週期，其中測試 標記由第一透明部分和第二不透明部分組成，此不透明 部分具有透明的次百萬分之一區域，該第二部分的操作 如同一灰滤波器。 25. —種根據申请專利範圍第1項之方法而執行之裝置，此裝 置連續包括一用以供給一投射射束’一軍面板，—投射 透鏡系統及一基材板之照明系統，並更具有以基材爲準 用以對準一罩面的一對準裝置，以及由對準裝置組成的 一測試標記像偵測裝置，其特徵爲改裝測試標記像偵測 裝置，以便於每一潛像偵測循環中，能偵測—測試標記 和一附屬對準標記的像，此附屬對準標記離此有一定距 離，並具有判定觀察到2個標記像的對準位置之差的裝置 〇 26. 根據申請專利範圍第2 5項之裝置，其中基材板和—位置 偵測裝置耦合，以便沿著至少2個互相垂直的軸偵測位置 ，及偵測這些軸的旋轉，而對準裝置的像偵測裝置的位 -51 - 太纸張尺度適用中gjg家標準（CNS ) A4規格（2lQx297公董） ''------ (請先閔讀背面之注意本丨再填寫本頁) -裝- Jse 線 Ο r\ου 5925 B8 C8 六、申請專利範圍 置偵測裝置’以及一聚焦誤差偵測裝置的輸出信號都連 接至一電子信號處理裝置的輸入端，以供給用以改正一 個或數個下列參數之控制信號，這些參數是指： •投射射束的波長 -投射透鏡支架内的壓力 -投射透鏡系統的透鏡元件間的相互距離 -在投射透鏡支架的一個或數個隔間中媒體的成份 -投射透鏡支架内的溫度 •對準裝置的零設定 •聚焦裝置的零設定 -投射透鏡系統的倍率。 0¾ (請先閱讀背面之注意事ΪΓ再填寫本貫) 、-'β 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -52- 本紙張尺度適用中國國家標窣（CNS ) A4说格（210x297公瘦