TW380202B - Interferometer system for measuring the position and displacements of an object, and projection apparatus for repetitively projecting a mask pattern on a substrate - Google Patents

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第87111563號專利申請案' 中文說明書修正頁(6月） 五、發明説明扣

圖1 3顯示用於此組件之反射鏡系統； 圖1 4顯示干涉計之測詈本去： jI先束及測量軸射到基片类祛哭 上所配置測量鏡上之位置； 巧灭持器 圖15顯示具有二z測量軸之干涉計另—實施例； 圖16顯示一具有·一計量器拒加ή 丁夏岙框裟及一致動器枢 平版印刷設備； ^ ^ 圖17顯示一具有二基片夾抟哭命 巧叉待态與一個別對準 印刷設備； 卞4义千版 圖1 8係於本設備之對準站及昭 干涉計測量； ^在—基片上所進行 圖19顯示在-步進式掃描機中於一屏蔽 涉計測量； 1、订的 圖20顯示二基片夹持器於圖17所示設備中的移動。 左件編號 相 干 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部中央樣準局負工消費合作杜印製 11 反射元件 ιγ 反射器 13 光敏檢測器 13' 光敏檢測器 25 正透鏡 26 三菱鏡 27 反射表面 28 第二反射表面 29 反射鏡 30 反射元件 31 鏡子 40 41 42 43 44 45 46 50 51 52 53 輻射元件 部分反射元件 反射稜鏡 菱鏡 逆反射鏡 反射元件 光敏檢測系统 輕射源（雷射） 分光器 固定反射鏡 檢測器 -14 - 良紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨οχ 297公楚） 五 、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 詳細説明 本發明係有關於_絲 ^ 種干涉計系統，藉配置在一物件用夾 之X及γ測量鏡，測量一物件在平行於一 系統之XY平面夕 τ 丄 ^ 夂—平面中之位置及位移，該系統設有產 、不測量光束，沿平行於χγ平面的複數測量軸導引該 測量光束’並伸延自及至測量鏡之裝Ϊ，以及輕射光敏檢 測器、’用來將測量鏡所反射的測量光束轉換成電測量信 號/則量軸X及γ之數目至少等於待干涉測量的物件移動 數量。 本發明亦有關於一種平板印刷投影設備，其係包括此一 干涉計系統者。本設備可爲一種步進器或步進掃描器。 干涉計系統之測量軸據瞭解係指一軸，沿此軸測量物件 循一預定點之預定方向（X或γ)位移之位置。此測量軸無 需與用於此測量的測量光束的主射線一致。若由此系統發 射光束二次並由此物件於大致相同點反射二次，測量軸即 位於第1路徑上測量光束的主射線與第二路徑上此光束的 主射線之間。 ΕΡ-Α 0 498 499揭露此種干涉計之一實施例，以及包括 此一系統之光學平板印刷投影設備。其係用來重覆及縮微 屏蔽圖形之影像者，此屏蔽圖形係如設有輻射光敏層之基 片上積體電路（1C)之圖形。在相同基片上二連續屏蔽圖形 之間’此基片與屏蔽相對於彼此移動，例如平行於一 ΧΥΖ坐標系統之X或γ方向，而基片平面與厚蔽平面則平 行於X Υ平面移動。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210Χ297^"ΐΤ (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) •裝. 訂 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 投射設備與屏敝、擴散技術一併使用於ic製造。於此方 法中’一第一屏蔽圖形顯影於基片之—極大數目例如丨00 之1C區域中。此基片接著自投射系設備移除，俾其移至必 要的物理及/或化學處理步驟。將基片置於相同或其他類 似投射设備中’俾形成第二屏蔽影像於基片的不同I C區 域。須確保屏蔽圖形相對於基片段定位極其精確。 爲達到此目的，目前所用投射設備包括： -干涉计系統，用於基片台，藉此，此台之移動以及基 片爽持器與基片的移動可精確追蹤，且基片位置可精 確判定； -對準系統，藉此屏蔽可相對於基片對準，對準系統與 干涉計系統密切配合； '焦點誤差檢測系統，藉此可確保基片I C區中所形成的 厚蔽圖形影像怪準確；以及 -傾斜檢測系統，用來檢測基片與屏蔽圖形影像組對於 彼此的傾斜，且此檢測系統可與焦點誤差檢測系統併 合使用，故亦稱爲焦點暨水平檢測系統。 習知複合干涉計系統可具有三測量軸，藉此可測量基片 沿X方向及丫方向之移動，以及基片、繞^，#即繞投射 系統光軸之旋轉Φ^ΕΡ_Α 0 498 499之干涉計系統特點在 於’具有五個測量軸，不僅基片沿χ軸及γ轴的位移及其 繞Ζ抽之旋轉，復且其繞χ轴的傾斜度^以及繞丫軸的傾斜 度cpy，可以極精確測量。使用此干涉計系統時，基片各段 可相對於屏蔽圖形精確定位，無需各段個別對準。結果， -5- 本紙張尺度朝巾賴家縣（CNS) A4規格（2】gx297^- I .------裝-- // -1 (请先閱讀背面之注，意項再寫本1) 訂 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 ΚΙ Λ; ) ___________ Β7 五、發明説明（3 ) — 照射一基片所需時間可大幅減少。 、 於下文亦稱照相平版印刷設備的光學平版印刷設備中， 投射系統的影像段須與基片表面一致，亦即，影像平面的 Ζ位置與基片夾持器的表面之間須有一預定關係。目前所 用照_相一乎版生迴設備之基片台恆位於投射透鏡系統下方並 跨越基片大小級數的最大隔距移動，於此設備中，此關係 藉該焦點暨水平檢測系統控制，其元件以堅固連接於投射 系統的板形式配置在一計量框架内。藉上述檢測系統及構 成此系統部份之測量系統之助，基片及屏蔽圖形不僅相對 於彼此整體定位，復且各段亦充份精確定位。就最近發展 出來的新穎照相平版印刷投射設備而言，具有較大元件數 的1C須藉之助製造，亦即，較小細節須藉其顯像在基片段 中，且基片台跨過大於基片大小的隔距移動，從而產生新 的問題。且一方面有更精確對準的需要，另一方面此關係 無法以上述方式控制的問題。因此，需要另一種沿ζ方向 測量投影系統與亦稱爲夾頭的基片夾持器之間距離的方 式。 =發明之一目的在於提供一種干涉計系統，藉此可進行 '斤.¾ 4量尤其可在照相平版印刷設備中達到精確，可靠 的基片位移測量，俾基片與屏蔽圖形相對於彼此對準。此 干涉计系統特徵在於其亦適合藉一相對於χγ軸成銳角配 置在物件夾持器上的ζ測量鏡來測量物件的ζ位置，爲達 到此目的，干涉計系統具有一ζ測量軸，並設有用來產生 一Ζ測量光束並導引該測量光束於ζ測量鏡的裝置，以及 -6 - '本紙張尺錢财關 l·----^---^-11 裝I- (諳先閲讀背面之注意事項存填寫本頁) 、11 kl B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 五、發明説明（4 一z檢測器，自z測量鏡將z測量光束轉換成含有物 z 位置資訊之信號。 本發明認識到，爲了沿2及丫方向精確、可靠測量，須 將基片沿Z方向的位移列入考慮’以及藉—簡單方式擴^ 習知干涉計系統使其提供Z測量光束，即可測量z位移， 此射自輻射光源至Z測量鏡的測量光束平杆 " 由Z測量鏡反射至一反射參考元件，相對於此元件，基片 之Z位置須測量。 藉由使用Z測量鏡將所需z位置測量轉換成可以χγ干涉 計系統進行的又或丫位置測量。如此即不復須要將一個別 光學傾斜檢測系統置於投射透鏡系統下方以進行基片的ζ 位置測量與傾斜位置測量。ζ位置及傾斜位置亦可藉由例 如電容式或感應式感測器測量。，准，位置須加以測量的物 件的整個二維表面區域應符合實際上無法或幾乎無法 的平面要求。使用具有一 ζ測量軸之干涉計系統時，ζ測 量鏡僅須具有-沿—方向相當於物件夾持器沿此方向所跨 距離的長度，而沿垂直於此方向之方向，測量鏡僅須具有 一相當於Ζ測量光束於測量鏡之位置之截面的寬度。可使 用一帶狀鏡，俾平面要件易於滿足。

須知，一用來判定基片台之χ、丫及ζ位置之複合干涉計 系統揭露於日本特許申請案第4_179115號的英文摘要中。 測量鏡配置在基片台側面而非構成基片台一部份的基片夹 持器上。此等測量鏡由四個各具有一反射侧面及下表面的 元件所構成，下表面用來測量ζ位置，且侧面用來測量X Μ氏張尺度適财陶 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ----1-裝------訂------、泉.-------J — A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（6 ) ~~~ 上極爲重要。 本發明一干涉計系統較佳實施例的進一步特徵在於，z 測量鏡相對於χγ平面大致成45。配置在物件的夾持器 上0 若參考鏡平行於XY平面，z測量鏡即可具有最小寬度， 原因在於，Z測量光束橫越自及至z反射鏡的相同路徑。 本發明一干涉計系統實施例可進一步特徵在於，z測量 鏡由一X或Y測量鏡之一斜切部份構成。 自Z方向視之，適用於此目的之一物件夾持器側面分成 一直立部份及一最好相對於直立部份成45。的傾斜部份， 且二部份以鏡子來實施。 惟一干涉計系統較佳實施例之特徵在於，z測量鏡由設 在物件夾持器侧面上之斜切样構成，物件央持器上亦配2 X或Y測量鏡，該桿沿Z方向僅穿過該侧面一小部份，並 沿與其垂直方向，穿過側面。 由於參考反射鏡並未抵住投射透鏡配置，故在照相平版 印刷設備中，於此反射鏡一端與投射透鏡軸心之間存在有 例如70 mm的預定距離。爲了使2測量鏡所反射的測量光束 可到達Z反射鏡，且最好遠可到達基片夾持器之χ位置， 介於投射透鏡與Ζ測量鏡中心之間的距離須至少等於該距 離。這意謂著，基片夾持器須爲Ζ測量而擴大。由於此夾 持器須有一預定高度，復由於2或丫測量鏡亦須設在須設 置Ζ測量鏡的側面上，故用於ζ測量鏡的基片夾持器大小 會大幅增高。藉由將ζ測量鏡設在一固接於基片夾持器的 -9- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

經濟部中央標準局員Η消費洽作杜印製 A7 ____B7 五、發明説明（7 ) 薄捍上，此夾持器重量可大幅減少。 Z測量鏡最好配置在遠離物件夾持器遠離物件的部位 上β藉由Z測量鏡置於夾持器下侧上以及χ或γ測量鏡置 於其上方’阿貝誤差即可減少。更且，物件夾持器相關側 面的最大部份以及Z測量鏡與投射系統間之最大空間可用 於其他測量。 於干涉計系統中，一個別參考鏡可用於與z測量光束有 關的參考光束。接收2測量光束與2參考光束的2檢測器在 Z測量鏡配置在物件夾持器與χ測量位置相同的側面情形 下，提供Z位置資訊與X位置資訊混合的信號，或在z測量 鏡配置於Y測量鏡的相同側面上情形下，提供γ資訊的信 號。接著仍須對此信號進行x位置信號或γ位置的電子微 分，亦即須组合X位置或Υ位置信號 惟，干涉Μ統最好進-步特徵在於，用:與^量光 束有關的參考光束的參考鏡由配置在物件夾持器侧面上的 X或γ測量鏡構成，於此物件夾持器上亦配置2測量鏡。 接著進行光學微分，且ζ檢測器之輸出信號包括純粹2位 置資訊令口此即供需進行電子微分。光學微分之優點在於 無需仰賴於電子電路的處理速度。 對Ζ胃測量軸而i ’分光器必須在測量鏡及參考鏡分別反 t:則T光束與相關參考光束後將其合成，俾此等光束於z 測器之平面中所形成的輻射點儘可能理想地一致。此檢 則器所發號振幅最大。由於此等光束有關的測量鏡的 不必要傾斜’故此等輕射點可能相對於檢測器偏移，以致 ^----J.裝— .'/L (请先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 訂 -10- 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A 7 ?'- 1 --------- —__B7 五、發明説明（β) — — 於此等光束的方向不同。此現象係所謂光束偏離。由於ζ 、'J量光束爲Ζ測量鏡及ζ參考元件反射，故ζ測量光束之光 束偏離大於Ζ參考光束之光束偏離。若使用上述光學微分 方法，亦即，右ζ參考光束發至—X或γ測量鏡，即可減 少光束偏離現象〇凄:音μ ,-止土 ± , 爭貫上一光束朝相同方向光束偏離。 如此，光學微分方法即提供第二優點。 爲進步減少光束偏離現象，干涉計系統最好進一步特 徵在於ζ測量光束之路徑設有一逆反射鏡，藉此將測量 鏡所反射及導向檢測器之Ζ測量光束反射至測量鏡，俾進 一步反射於此鏡上。 由於測量鏡上有此ζ測量光束之額外反射，故不論鏡子 於此光束路徑中如何傾斜，均維持測量光束的原來方向。 干涉计系統之X及Υ測量軸數目可以依系統使用情形而 不同。惟此系統最好進—步特徵在於，除ζ測量軸外，此 系統至少包括至少其他五測量軸。 於此系統中併有X與Υ方向的最大測量精確度的優點與 一額外測量，亦即Ζ測量的便利。 爲了使干涉計測量不受供測量光束行進的媒體的折射率 變化影響，干涉計系統可進一步特徵在於，具有一測量 軸，沿此軸二不同波長的測量光束行進。 由於二不同波長的光束於相同時刻測得，且媒體的折射 率依波長而定，故可測得折射率的可能變化，並可彌補干 涉系統的測量結果。此測量軸可爲一個別測量軸，或可由 其他測量軸之一構成。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家榡率（CNS ) Α4規格（210Χ297公 卜———^----j裝—— /丨- (祷先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j

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.νλ. ^'•L 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 本發明亦有關於一種投射設備，用來將一屏蔽圖形重覆 技射於一基片上’此設備包括一照射装置’用來供應·一投 射光束；一屏蔽台，具有一孱蔽夾持器；一基片台，具有 一基片夾持器；一投射系統，配置在投射光束的路徑中； 以及一光學測量系統，用來測量基片的位置與取向。此投 射設備特徵在於，光學測量系統如前文所述之一干涉計系 統，其中物件及物件夾持器分別爲基片及基片夾持器。 本設備之精確度藉由使用干涉計系統於投射設備中，特 別是在本設備設有上述用途的二個基片台情形下，大幅增 進0 投射設備最好進一步特徵在於，除測量鏡之外，干涉系 統的組件與Z反射鏡配置在一亦堅穩固定投射系統的堅固 框架中，此框架獨立於設備的其他組件之外活動懸置。 本測量極有助於實現所需精確度。干涉計堅固連接而免 於受投射系統干擾。由於此亦稱爲精密測定框架的框架以 活動隔離方式或免於振動方式懸設於設備中，故其内干涉 計不復受諸如對基片台與屏蔽台所施驅動力的外力影響。 Z反射鏡係固疋於投射系統的z反射鏡，並自z測量鏡將z 測量光束反射至此鏡子。 投射設備可進一步特徵在於，用於與X與γ測量光束 關的參考光束的參考鏡配置在投射系統之夾持器上。 基片之X及Y位置不復相對於干涉計元件測量，而係 對於投射系統測量。如此，計量框架所 位置測量的影響極小而可忽視。 /中 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公 I 裝-- (请先閒讀背面之注.意事項界填离本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 _-^--- -- —— ______— ---—- 五、發明説明（ 投射設備可進一步設有.光學測量系統’用來測量屏蔽之 位置及取向，且其特徵可在於，光學測量系統係前述干涉 計系統，其中物件及物件夾持器分別爲屏蔽及屏蔽夾持 器。 於此設備中，屏蔽亦可精確定位。 本發明此等及其他特點參考後文所述實施例自可瞭然。 圖式之簡單説明 圖式中： 圖1顯示一用來重覆將一屏蔽圖形複顯於一基片上之照 相平版印刷設備實施例； 圖2顯示一用在此設備具有三測量軸之習知干涉計系 統； 圖3顯示單抽干涉計系統之原理； 圖4係一具有五測量軸之習知干涉計系統立體圖； 圖5顯示一進行Ζ測量之平版印刷設備實施例； 圖6與7顯示進行二Ζ測量之平版印刷設備之第一及第二 實施例； 圖8顯示具有一改裝ζ測量鏡之平版印刷設備實施例； 圖9顯示具有三ζ測量鏡及三ζ測量軸之基片夾持器； 圖1 0顯示具有一 Ζ測量軸之干涉計第一實施例之第一部 份； 圖1 1顯示此一干涉計之第二實施例； 圖1 2顯不干涉計之第二部份，其第一部份顯示於圖 10 ； -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210><297公1~5一'~~~--- (諳先閲讀背面之注意事喟再填寫本頁〕 .裝 -訂· 第87111563號專利申請案' 中文說明書修正頁(6月） 五、發明説明扣

圖1 3顯示用於此組件之反射鏡系統； 圖1 4顯示干涉計之測詈本去： jI先束及測量軸射到基片类祛哭 上所配置測量鏡上之位置； 巧灭持器 圖15顯示具有二z測量軸之干涉計另—實施例； 圖16顯示一具有·一計量器拒加ή 丁夏岙框裟及一致動器枢 平版印刷設備； ^ ^ 圖17顯示一具有二基片夾抟哭命 巧叉待态與一個別對準 印刷設備； 卞4义千版 圖1 8係於本設備之對準站及昭 干涉計測量； ^在—基片上所進行 圖19顯示在-步進式掃描機中於一屏蔽 涉計測量； 1、订的 圖20顯示二基片夹持器於圖17所示設備中的移動。 左件編號 相 干 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 訂 經濟部中央樣準局負工消費合作杜印製 11 反射元件 ιγ 反射器 13 光敏檢測器 13' 光敏檢測器 25 正透鏡 26 三菱鏡 27 反射表面 28 第二反射表面 29 反射鏡 30 反射元件 31 鏡子 40 41 42 43 44 45 46 50 51 52 53 輻射元件 部分反射元件 反射稜鏡 菱鏡 逆反射鏡 反射元件 光敏檢測系统 輕射源（雷射） 分光器 固定反射鏡 檢測器 -14 - 良紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨οχ 297公楚） 第87111563號專利申請案 中文說明書修正頁(6月） 五、發明説明（113 ) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 54 反射侧面（雷射） 150 干涉計 60 輕射源 159 侧面 61 分光器 160 反射部 62 固定反射鏡 161 侧面的反直立部 63 檢測器 162 夹持器之上表面 64 反射侧面 163 精密測定板 70 雷射 164 Ζ反射鏡 71 分光器 165 '基片夾持器之侧面 72 分光器 168 ζ反射鏡 73 干涉計 170 反射鏡 74 干涉計 171 反射面 75 干涉計 172 反射面 76 檢測器 180 參考鏡 78 相關檢測器 181 參考鏡 80 分光器 190 測量鏡 81 參考鏡 191 桿形元件 82 λ/4板 192 桿形元件 83 λ/4板 193 測量鏡 90 透鏡 201 偏振敏感式分光·!§ 91 反射鏡 202 偏振敏感式界面 92 分光器 ， 203 λ/4板 93 反射鏡 204 λ/4板 94 反射鏡 205 參考反射鏡 95 干涉計平面 206 逆反射鏡 100 干涉計 207 逆反射鏡 101 干涉計 208 棱鏡系統 -14a - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 第87111563號專利申請案 中文說明書修正頁(6月） 五、發明説明（11b ) 209 表面 309 輻射源 210 表面 311 第一基片夹持裝置 212 分析器 313 基片夹持器' 213 光敏檢測器 317 第二支撐面. 214 分析器 319 第二支撐面 215 第二檢測器 320 第一基面 220 反射系統 321 第二基面 221 第一反射鏡 323 第一位移裝置 222 第二反射鏡 325 第二位移裝置 224 λ/2板 327 支撵面 225 第一輻射源 329 屏蔽 226 分析器 331 第一基片夹持器 227 檢測器 333 測定裝置 228 逆反射鏡 350 照射站之測量區 229 第二輻射源 360 對準站之測量區. 230 偏振中和式分光器 370 個別干涉計 235 檢測器 381 個別干涉計 301 框架 382 個別干涉計 303 定位裝.置 . 390 屏蔽夹持器侧面 305 夹持器 391 小反射鏡 307 屏蔽夾持器 392 小反射鏡 308 裝射裝置 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖1顯示用來將一屏蔽圖形重覆成像於一基片上之照相 平版印刷設備實施例之光學元件。此設備之主要元件係一 投射柱，容納一投射透鏡系統P L。一用於屏蔽Μ A之屏蔽 夾持器Μ Η配置在此系統上方。此屏蔽Μ A中具有待顯像 -14b- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 第87111563號專利申請案 , 中文說明書修正頁(6月） ^ 五、發明説明（11c ) 屏蔽圖形C。屏蔽夹持器位於一屏蔽台MT中。一基片台 W T配置在投射透鏡系統P L下方。此台容納一用於基片W 之基片央持器WH，於此基片W上具有一光敏層，且屏蔽 圖形必須顯影多次，每次顯影在不同I C區W d。基片台可 沿X及Y方向移動，俾屏蔽圖形顯影於一 I C區後，一後續 1C可置於屏蔽圖形下方。 此設備進一步具有一照射系統，包括一例如為氪-氟激 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -14c- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 ' B7 p·—·—一， " "——---- -- . 五、發明説明（12) 光器或水銀燈之輻射源L a、一透鏡系統L s、一反射鏡RE 以及一聚光透鏡C 0。照射系統所供應的投射光束p B照射 屏蔽圖形C。此圖形藉投射透鏡系統p]L顯影於基片w之一 I C區上。照射系統可另外如Ep_A 〇 658 81〇所述實施。投 射透鏡系統具有例如M=l/4的放大率、NA=0.6的數値孔徑 以及22 mm(毫米）的繞射限制影像段。 此设備進一步包括複數測量系統，亦即，一用來使屏蔽 Μ A相對於XY平面中的基片w對準的系統；一干涉計系 統，用來判定基片夾持器與基片的χ、γ位置及位向；以及 一焦點誤差檢測系統，用來判定投射透鏡系統PL之焦點 或影像平面與基片上光敏層表面之間的偏差。此等測量系 統係伺服系統的一部份，其係包括電子信號處理及控制電 路及驅動器或致動器者，藉此可參考測量系統所提供信號 可校正基片的位置及位向並校正焦點。 對準系統使用指示於圖丨右隅的標記ΜΑ中的對準標記 。此等標記最好含有繞射格柵，惟另可由在光學上 與周圍不同的四方形或條形標記形成。對準標記最好=二 維，亦即，沿圖！中二互相垂直的又與丫方向伸延。基片: 具有至少二對準標記，最好亦爲二維繞射格栅，其I與p 二者顯示於圖1。標記匕及匕位於基片w須形成圖形^影像2 區域外。格柵標記PlW2最好相格柵，且格拇標心^ 最好爲振頻格栅。 1 2 ，圖1顯示一對準系統之特殊實施例，其係雙重對準系 統，其中二對準光束b及b，分別用來對準屏蔽對準標記m -15-

本紙張尺度適用中國國“準（CNS) 21()xiU --------J裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 、-'口 經濟部中央標準局員工消费合作社印t A7 : " ---~~_______________ B7 五、發明説明（13 ) ~ ；— 亡的丞片對準標記p2，以及屏蔽對準標記％上的基片對準 ^ ^ P1。光束b藉一例如鏡子之反射元件30反射至一三菱 釦26之反射表面27。表面27將光束b反射至基片對準標 »己P2 ’由其將—邵份作爲光束的輻射傳至形成標記 ::相關對準標記％。一例如三菱鏡之反射元件"配置 万、祆屺Μζ上方，此三棱鏡將標記μ〗所傳輻射導至一輻射 光敏檢測器13。第二對準光束b，於投射透鏡系統pL中由 —1¾子31反射至一反射鏡29。反射鏡29將光束^傳至三 夂鏡261—第二反射表面28，此表面將光束^導至基片 對準標AP!。此標記將光束15，的—部份輕射作爲光束卜,反 射至形成標記Ρι影像的屏蔽對準標記。傳經標記Μι的光 束卜輕射藉—反射器U’導至-輕射光敏檢測器13,。雙重 對準系統之操,作揭露於美國專利第4,778,275號中，本系統 進一步細節請參考此專利。 圖1所π對準系統實施例，特別適用於一設備，其中投 射透鏡系統P L用於具有例如248 nm(奈米）短波的投射光束 P B而對準光束則具有例如633 nm的極長波長。事實 上，此系統附設一額外透鏡或校正透鏡25於投射柱中。此 透鏡確保基片對準標記成像於屏蔽對準標記的平面中且正 確放大，雖則投射透鏡系統未在對準光束的波長上最適 化。校正透鏡在投射柱中配置於一高度，俾對準光束的不 同繞射順序的基片對準標記所產生副光束在校正平面上充 份隔開，俾可個別影響副光束，另一方面，校正透鏡對投 射光束與所形成屏蔽圖形c影像有可忽視的影響。枝正= -16- 本紙張尺度適用中國國 J.-裝— /—\ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ a. 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 A7 r ' ______ B7 五、發明説明（4 ~~ 鏡2 5最好配置在投射透鏡系統的傅里葉平面中。若校正透 鏡配置在如圖1所示，對準光束13與1)1的主射線相互交錯的 平面中，此透鏡即可用來校正二對準光束。校正透鏡的目 的及操作的進一步細節請參美國專利第5，1〇〇,237號。 一模子或其他偏轉元件，如繞射元件者，最好配置在對 準光束路徑中對準標記附近。藉此偏轉元件（圖i未顯示） 可避免檢測器1 3或13'所檢出選擇的對準光束部份中無意 間相差所造成的對準誤差，此相差在來自基片對準標記的 對準光束部份的對稱軸不垂直於屏蔽板時會發生，從而錯 誤反射會發生在此板内。一設有此種偏轉元件之對準系統 揭露於美國專利第5,481,362號中。 除圖1所示用來使整個基片相對於屏蔽對準而稱之爲整 體對準的整體對準標記匕及!^，基片可例如一 ic區一標記 設有其他標記，俾相關區域相對於各1(：區之屏蔽圖形對 準。屏蔽固可具有二個以上的對準標記，惟可例如使用其 他對準標記來測量屏蔽繞Z軸所作旋轉，俾進行校正。 投射設備可進一步包括一焦點誤差檢測系統，用來判定 投射鏡系統PL之焦點而與基片W之表面間的偏差，俾例 如以基片台上的Z致動器來控制基片表面的高度可校正此 偏差。焦點誤差檢測系統可由配置在固接於投射透鏡系统 的夹持器（未圖示）内，或配置在亦設有投射系統的計量框 架内的元件40、41、42、43、44、45與46所構成。元件4 0 係一輻射源，其係例如發射聚焦光束b3之雷射二極體。此 光束藉一反射棱鏡42以極小角度導至基片。此表面所反射 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297^"! "" - (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 、1Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（1¾ 光束藉菱鏡43導至一逆反射鏡43。元件44反射光束本 身’俾此光束（b，3)再度經由菱鏡43、基片表面及棱鏡42的 反射橫切相同路徑。光束b’3部份經由反射元件4 1及一反 射元件4 5到達輻射光敏檢測系統4 6。此系統例如包括一 位置決定檢測器或二個別檢測器。光束b，3於此系統上所形 成輻射點的位置依投射透鏡系統的焦點而與基片W表面一 致的程度而定。焦點誤差檢測系統的更詳盡説明請參考美 國專利第4,356,392號。 爲精確判定基片台WT的X及Y位置，習知投射設備包括 一多軸干涉計系統。美國專利第4,251，160號揭露一種雙軸 系統，而美國專利第4,737,283號則揭露一種三軸系統。於 圖1中’此一干涉計系統由元件50、51、52及53來代表，此 圖僅顯示一測量軸，即又軸。例如雷射等輻射源5〇所發射 光束64藉一分光器5丨分裂成一測量光束04m及一參考光束 W>r。測量光束到達基片夾持器WH之—反射侧面54，且此 側面所反射測量光束藉光束分裂器與一例如爲”角隅立方” 反射鏡之固定反射鏡52所反射的參考光束混合。混合光束 之強度可藉一檢測器53測量，且基片夾持器贾沿又方向的 位移可由此檢測器的輸出信號推算出來，亦可確立此夾持 器的瞬間位置。 如圖1所示，爲簡便計以一信號s53代表的干涉計信號以 及對準系統的#號s13&s13.供至-例如爲微電腦的信號處 理裝置SPU，此裝置處理該信號以控制致動器Ac之信號 SAC，藉此致動器AC，基片夾持器經由基片台WTKXY平

本紙張尺^财目®家鮮（CNS (諳先聞讀背面之誌意事項I填寫本頁) 袭· 、1Τ •18- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 r __—___B7 五、發明説明（16) ~ ~ — 面上移動。 藉不僅包括如圖1所示之又測量軸，亦包括一γ測量軸， 且可能包括第三測量軸的干涉計系統，對準標記、匕及 Mi，M2之位置及其相互間距離可在屏蔽相對於基片的初始 或整體對準期間置於固定干涉計系統界定的坐標系統中。 此干涉計系統亦用來使基片台可精確步進，亦即依預定距 離及方向移動。進行此一步進，使一後續〗c段在屏蔽圖形 藉—（或更多閃光燈）成像於第—1(：區或段之後位於屏蔽圖 形及投射透鏡系統下方，俾屏蔽圖形亦可顯像於此段。持 續進行此種步進及成像操作迄所有〗c段均有屏蔽圖形成像 爲止。以此方式操作的平版印刷設備稱爲步進器。 由於一方面每一 1C段的表面單元需要更多的電子元件， 另一万面需要更大的1(:段，故在投射透鏡系統的解像能力 及成像段上的要件限制日益嚴格。爲減輕此種技術上矛盾 的要件限制，已有人建議使用步進掃描器。於此一設備中 進行如步進器之相同步進移動，惟在屏蔽圖形成像於一Ic 段時，每次僅一小部份屏蔽圖形成像在IC段的對應副段 上。藉由屏蔽圖形的連續部份成像在J c區的連續副段上， 整個屏蔽圖形即成像在一Ic段上。爲達到此目的，屏蔽圖 形以形成一例如矩形或弧形小照射點於屏蔽圖形位置的投 射光束照射，基片台沿預定方向、掃描方向相對於投射透 鏡系統與投射光束移動，且屏蔽台沿相同或相反方向移 動，而基片台的速度爲屏蔽台的河倍。M係屏蔽圖形成像 的放大率。應確保屏蔽與基片於任何時候均有正確的相對 -19-

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公FT (請先閲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 _____B7 五、發明説明（17) 位置，這可藉由屏蔽及基片的精確同步來達成，亦即，基 片的速度Vsub怪+於厚蔽速度vma的μ倍。 爲檢查Vsub=M.VMA條件，步進掃描器應不僅包括—基片 干涉計系統，亦包括一可精確測量屏蔽移動及位置之屏蔽 干涉計系統。後一系統之測量鏡最好固定於屏蔽夾持器。 屏蔽干涉計系統於圖1中以具有與基片干涉計系統的元件 50、51、52、53及54相同功能的元件6〇、61、62、63及64來 表示。爲簡便計於圖1中以一信號來代表的屏蔽干涉計 系統信號供至信號處理裝置，於此裝置中比較此等信號與 基片干涉計系統的對應信號。如此即可確定屏蔽與基片是 否有相對正確位置及/或同步移動。 若所測得屏蔽沿X與Y方向的位置以，Yr來表示，基片 之位置以Xw，Yw來表示，而Z轴的旋轉以r及φζ來表 示’在屏蔽及基片相對於彼此正確定位下，將可滿足以下 條件：

Xw-MXr= =0 0) Yw-MYr= =0 (2) Φζ，\ν-Φζ，Γ_ =0 (3) 其中Μ爲投射透鏡系統的放大率。其係假設屏蔽及基片沿 相反方向移動。若元件沿相同方向移動，即以正號代替上 述條件中的負號。 爲確定是否滿足此等條件，基片及屏蔽之干涉計系統須 具有三測量軸。惟，基片干涉計系統最好具有五測量軸。 如ΕΡ-Α 0 498 499所述，不僅X、丫及^，且^及^， -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公f ) (請先閲讀背面之注意事項界填寫本頁) :裝· -訂 五、發明説明（18) ΑΊ B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 亦即基片繞X軸及Y軸的傾斜度可測量。至於可由五軸干 涉計系統構成的不同干涉計裝置實施例，請參考EP-A 〇 498 499號。亦可使用五軸屏蔽干涉計屏蔽系統，俾可測量 屏蔽繞X軸與Y軸的傾斜度。惟，替代地，可組合三軸屏 蔽干涉計系統與其他諸如電容式感測器之感測器，以測量 屏蔽繞X與Y軸的傾斜度。 若測量 Xw ’ Yw，（px w，tpr w 與 Xr，Yr，φχ，Γ，r，復藉焦 距檢測系統測量乙*與Zr，亦即基片及屏蔽沿z軸之位置， 即可確定其是否不僅滿足及（3)條件，亦滿足以下 條件： M2.Zw-Zr=〇 (4) M-<Px,w-9x,r=〇 (5) M-<f)y,w-9y)r=〇 (6) 換3之，確定屏蔽及基片表面沿Z方向的相對距離是否正 確（4)，以及基片與屏蔽是否未繞又軸（5)與γ軸相互傾 斜。 具有三測量軸且藉其可測量基片或屏蔽沿又與¥軸之移 動及位置並可測量基片或屏蔽繞2軸旋轉之一干涉計系統 實施例於SPIE，卷1088 ;光學/雷射微影平版印刷，第268_ 272頁的"晶圓台精密測定用線性/角度位移干涉計"論文 中。圖2顯示此種干涉計系統及基片夾持器職。此複合 干涉計系統包括一例如爲氦_氖雷射之雷射7〇、二分光器 71、72以及三干涉器73、74、75。_部份發自雷射的光束 ㈣光束b6而發至與基片夾持器wh的鏡 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X297公幾） (諳先閲讀背面之注意事項#填寫本頁) -澤· t- --s° Γ C. 五、發明説明（19) A7 B7 經濟部中央標率局員工消費合作杜印製 子\配合的干涉器73。分光器71所傳送的光束h藉分光 器72分成光而反射至干涉計74，並分裂成*束〜而傳 至干涉計75。分光器74與測量鏡心配合，而干涉計75 與測量鏡R2配合。 ’ 圖3説明干涉計73之原理。此干涉計包括—分光器， 其係例如將入射光束b6分成測量光束、及參考光 的 半透明鏡子者。測量光束傳至基片夾持器鏡子，由並將此 光束反射至分光器80，此分光器8〇接著將—部份光束^ 反射至-檢測器76。分光器8G所反射參考光束n = 定裝配的參考鏡81反射至分光器8G，此參考鏡Η將此光 束一部份傳至檢測器76。基片夾持器鏡子沿乂方向移動 時，有益與無益干擾交替發生在光束,6為間，入射於 檢測器，俾在基片夾持器位移λ/4距離而λ爲光束卜之波長 時’此檢測器之輸出信號自一最大値轉至最小値，以及相 反而行。檢測信號之最大及最小測量値係基片夾持器沿χ 方向的位移測量値。鏡子Ri遠小於λ/4，例如達Mm或者 甚至於爲λ/512的移動藉由干涉計技術所熟知的電子内插 法來測量。 、干涉計74與75具有相同構造，且以相同於干涉計”之 万式操作。屏蔽爽持器沿γ方向的移動藉干涉計7 5與相關 檢測器78來測量。沿χ方向之第二測量以干涉計74與相關 檢測器78來進行。夾持器繞2軸所旋轉由信號〜及s”來 計算。此旋轉可得如下：Ψζ (7) 諳 閲 讀 背 之 注 項 I裝 訂 d -22 本紙張尺度顧巾_家辟（C叫Aii# ( 210x797^1" 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 A7 ， ___ B7 五、發明説明（20) 其中d爲測量光束1^，111與1)6^之主射線撞擊在鏡子Ri上點之 間的距離。 須知，圖3僅顯示干涉計之原理。實際上使用一偏振敏 感式分光器8 0以及複數個圖3中以元件8 2及8 3來代表的 λ/4板來分裂及合成光束。如此，輻射漏失可最小，這在 僅使用一雷射70於不同干涉計情形下尤爲重要。最好使用— 塞曼雷射來作爲輻射源，由其發出具有二相互垂直的偏振 分量與不同頻率的光束。光束分量構成測量光束與參考光 束。並根據相測量來進行測量。SPIE，卷1〇88，光學/雷射 微影平版印刷II，第268-272頁中論文所述逆反射鏡可設在 干涉計中’此逆反射鏡在反射後藉一測量鏡將一測量光束 再度反射至此測量鏡，俾以相關干涉計進行的測量不受相 關測量鏡傾斜的影響。 藉由三軸干涉計系統以所需精確度進行X、丫與中Ζ測量須 滿足以下二條件： 1. 干涉計光束之主射線須位在與基片表面一致的平面 上° 2. 沿X軸與γ軸位移以及可能繞ζ軸旋轉期間，基片爽持 器須以其他自由度(px w&cpy w固定。 如EP-A 0 498 499所述’此種實際上幾乎無法或不易實 現的條件可使用能測量更多基片移動的五軸干涉計系統來 解決，俾可更精確測量X與Y軸移動。 圖4顯示此種測量五個自由度的系統的原理：X，γ， ψχ,νν ’ Ι,νν及cpz，w ’其中基片夾持器設有含二鏡子與R之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) ( 210X297i5~y (請先閲讀背面之注意事項#'填寫本頁) -裝_

'IT A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 五、發明説明（21) 一合成鏡塊。此系統例如句括_糾& , ^ ^ π，土 ^ μ匕括—供應ho與b30光束的干涉 計。此等光束精例如塞曼式或非塞曼式敦-象雷射之雷射 來發射。來自此雷射之光束藉透鏡9〇行經圖示之光束放大 光學系、统，並接著藉分光器92分成二光束^與^。元件 9卜93及94係反射鏡，確保光束偏斜成以正確角度入射在 干涉計100及150上。干涉計刚可沿測量軸MAXJ，MAX，2 及MAX，3朝測量鏡〜發射三測量光束，並且此鏡接此等光 束’予以實施。藉此光束，可由轴MAX,mMAx，2之一的 信號測量基片夾持器沿X方向的位移，由測量軸财足3所 供應信號與測量軸MAX，1及ΜΑχ，22 一的信號之間的差測 量其繞Y軸之傾斜，並由測量軸乂八又丨與厘八又一的信號差 測量其繞z軸之旋轉》第二干涉計沿測量軸ΜΑχ,4與 MAX，5將二測量光束發至測量鏡，並自其接收此等光束。 藉此光束，可由基片夾持器及基片的測量軸ΜΑχ，4與 MAX，5i —的信號測量沿γ方向之位移，並由其測量軸信 唬差測量繞X軸的傾斜度。測量軸ΜΑχ，5與]^[八又,3相對 於測量軸ΜΑΧ，4以及測量軸MAX, 1及ΜΑΧ，2，沿Ζ方向位 移，而測量軸MAX, 1則相對於測量軸ΜΑΧ，2，沿Υ方向位 移。須進一步確保測量軸MAX」，μαχ，2與ΜΑΧ，4儘可能 靠近基片夾持器表面，俾阿貝差降至最小，且所測得χ與 Υ軸位移理想地等於基片的眞正位移。 干涉計100與150可以種種方式來實施。其細節請參照附 於本文供參考的ΕΡ-Α 0 489 499號。 根據本發明，基片干涉計系統亦具有至少一 Ζ測量軸， 24- (請先閱讀背面之注意事項#'填寫本頁) 、·=5

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公H 五、發明説明（22) ^ ^ ^一- 與-固定於基片夾持器之Z測量鏡配合。基片之2測量亦 可以干涉計系統來進行。此Z測量可用來輔助或代替上述 藉焦點設檢測系統或焦點暨水平檢測系統來進行的Z測 量。 新穎干涉計系統之Z測量軸可爲一個別干涉計之測量 軸。惟，Z測量軸最好爲一例如圖5前視圖所示現成干涉 計100的干涉計的額外測量軸。於此實施例中，基片爽持 器WH之一侧面159設有一斜切暨反射部16〇。此部構成_z 測量鏡R_3。侧面的反射直立部161具有與圖4所示直立鏡R 相同的功能。干涉計100不僅包括測量軸MAX，2與MAX，3， 亦包括一儘可能靠近基片夾持器上表面的Z測量軸 MAX，7。測量鏡R3將測量軸MAX，7之測量光束反射至另— 反射鏡，即Z反射鏡164，其係配置在一板163上，此板163 固定於投射系統之夾持器LH並可構成一較大計量框架的 一部份。Z反射鏡反射測量光束至測量.鏡I，由其接著將 測量光束反射至干涉計100。此干涉計容納一用於z測量光 束之個別檢測器，其輸出信號與其他信號一起處理以形成 一 Z測量信號。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Z測量鏡160(圖5之R3)相對於χγ平面成45°配置，X與 Y測量光束於此平面上行進。原則上，Z測量鏡亦可相對 於X Y平面成不同的銳角。惟，4 5 °較佳，原因在於，Z測 量光束橫越相同路徑自及至Z反射鏡164,且Z測量鏡可具 有最小寬度。 若來自測量軸MAX，2，MAX，3及MAX，7的信號分別以 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公f ) 五、發明説明（23) A7 B7 ，X3&Zi表示，一系統中包括繞γ軸的傾斜度^^的又位 置及Ζ位置即測量如下： X — ~a b'(Pij (8) Z=Zj X+c-9ij (9) 其中 (〇 =- Χ2-Χ3 (10) Ψ y a 其中 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 a馬—X測量轴間之距離； b爲基片夾持器之上表面162與二測量軸X之中心間之距 離；且 c爲Z測量軸與上表面162間之距離。 於此干涉計系統實施例中，Z測量光束撞擊在ζ測量鏡上 接近基片夾持器的上表面，並因此接近基片的位置，故基 片所可能發生的傾斜對基片所測得Z位置的影響可忽視。 與Z測量光束有關者係一參考光束，此參考光束在由一 參考鏡反射後’在Z檢測器上與ζ測量鏡160及Z反射鏡163 所反射的測量光束混合。此參考鏡可爲一設在干涉計1 〇〇 内之固定鏡。如此，Z檢測器所供應信號即不包括純粹ζ 位置資訊，反而Z位置資訊混合信號中的X位置資訊。爲 獲得一純粹Z位置信號，X位置資訊須自檢測信號中除 去’亦即自此信號除去，換言之，須使用一電子微分。 如圖5所示，最好使用X測量鏡16丨來作爲用於ζ測量之 參考鏡以代替一個別、固定Z參考鏡。如此，此鏡所反射 -26 · 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（2l〇X29"7公^"7 (讀先閲讀背面之注意事項#'填寫本頁) 裝. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（24) 參考光束包括X位置資計，俾z檢測器上此參考光束與z測 量光束之混合使此檢測器之輸出信號成爲一純粹z位置信 號。因此，相較於電子微分，所進行之光學微分之優點在 於其不受電子電路的處理速度限制。光學微分，亦即使用 X或Y測量鏡來作爲用於z測量之參考鏡，亦可採用於後 文所述實施例。 圖6顯示進行二Z測量的干涉計系統實施例。爲達到此目 的，基片夾持器W與第一 Z測量鏡r3對置的侧面165亦斜切 並設有第二z測量鏡R_4。此鏡與沿Z測量軸MAX,8伸延的 第二Z測量光束配合。第二Z測量光束由測量鏡&反射至 配置於板163下侧上的第二Z反射鏡168。第二Z測量光束 由Z反射器168反射至測量鏡R_4，由其接著將測量光束反射 至與測量軸MAX，8有關之一檢測器。藉由增加測量軸 MAX，7與MAX，8所供應的信號，基片的平均z位置即可判 定。所獲得Z位置的値與基片夾持器的X位置無關。 藉圖6所示實施例，亦可獲得指示基片繞γ軸傾斜度的信 號。此仏號與MAX,7與MAX，8測量軸所供應的信號差成正 比。 於圖6所示實施例中，需要一個別干涉計丨8〇，設有一額 外輻射源並容納第二Z檢測器。圖7顯示一干涉計系統實 施例’此系統無需額外干涉計。於此實施例中，用於 MAX，8測量軸的測量光束由干涉計1 〇〇提供，此干涉計1 〇〇 亦包括第二Z檢測器。用於MAX，8測量軸的測量光束穿越 基片與投射透鏡間之空間，並由具有二反射面171與172的 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0'〆297公f ) (請先閲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 B7 五、發明説明（25) 頂面反射鏡170反射至測量鏡R4。鏡心反射測量光束至z反 射鏡168 ’由其接著將測量光束反射至測量鏡r4，此後光 束則穿越相反路徑至檢測器1〇〇。於此裝置中，上述第二 檢測器接收此測量光束。 Z測量鏡Rs與尺4沿丫方向伸延，此方向亙基片夾持器的長 度垂直於圖5，6與7所示平面。若計量測定設備爲步進掃描 器，Y方向即爲掃描方向，俾可亙掃描長度進行Z測量。 基本上’ Z測量鏡的寬度等於Z測量光束於此鏡子區域的 截面直徑’或在此光束二次穿越到達Z反射鏡情形下，略 大於此直徑。這意謂，此寬度可限制，Z且測量鏡之表面 可保持極小。由於其整體表面極小，故實際上測量鏡可依 所需表面精確度製造。 如圖7所示，在投射透鏡系統P L與Z反射鏡168端部之間 有一預定距離。此距離例如有7 〇 mm。爲了亦可進行z測 量，於基片夾持器WH之一極端X位置，AA，軸與測量鏡r4 之間的距離應至少等於此位置之距離，如圖8所示，基片 的極右位置受到照射。這意謂，爲了 Z測量，基片夾持器 沿X方向的寬度應增加一預定値。如果除了經由Max，8測 量軸進行Z測量外，亦經由MAX,7測量量進行z測量，基 片夾持器的寬度即應增加此値的二倍。由於基片夾持器亦 應具有一預定尚度俾Z測量鏡與X、γ測量鏡可配置於其侧 面，故沿X方向較大會大幅增加夾持器的重量。由於夾持 器需驅動力量與穩定度，故此情形較不理想。因而，一 z 測量鏡最好配置在一具有斜切表面的捍形元件上，此元件 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210χ29?公f ) (諳先閱讀背面之注意事項#'填寫本頁) :裝· 、訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印黎 A7 ，l -'------- B7 五、發明説明（26) — 一~ ； 固接於基片夾持器。 圖8^顯示—干涉計系統實施例，其中二Z測量鏡心與心配 置在桿形元件191、192上。測量鏡所需寬度亦等於或略4小 於測量光束於此鏡子區域的截面直徑，俾桿形元件沿ζ方 向大小可加以限制。藉此限制增加於基片夾持器使其適用 於進行所述z測量的額外重量。如圖8所示，二ζ測量鏡配 置在基片夾持器下部上。結果，與干涉計】〇〇相關的X測量 軸即可定位於基片夾持器的上表面附近，俾減少此等測量 車由的阿貝成差。更且，基片夾持器側面的最大部份以及投 射系統與基片夾持器間之最大空間可用來進行與上述測量 不同並與本發明無關的測量。 於圖8中基片夾持器WH上標以ΜΑχ/與 ΜΑχ,5的點係與 測量軸ΜΑΧ，4及ΜΑΧ，5有闕的干涉計15〇(圖4 )撞擊於X測 量鏡上的位置，以X測量鏡配置在基片夾持器之該侧面 上0 於圖8中與Ζ測量軸ΜΑΧ，7及ΜΑΧ，8有關且導至X測量鏡 190及193的參考光束標以bz丨r與bz 2 r。如以上所述，參考 光束用來進行光學微分。此光學微分於依實際需要基片夾 持器以極大速度與加速移動時特別重要。因此，檢測信號 變化極迅速。爲使測量充份精確與可靠，在使用不導至X 或Y測量鏡的Z參考光束情形下，干涉計系統須設有快速 信號處理電路。這在使用光學微分情形下並不需要。 圖8顯示投影光束P B。於步進掃描式平版印刷設備中， 此光束於基片區域具有例如爲矩形的長方形截面，其縱向 -29- 本纸張尺度適用中國國家摞準（CNS ) A4規格·（ 公塵"7 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.

'1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 A7 B7 五、發明説明（27) 平行於X方向。在屏蔽圖形每次成像於基片的IC段中，藉 由屏蔽及基片沿Y方向相對於投射光束及投射鏡系統移 動’使此光束跨越基片沿γ方向移動。 於另一實施例中’干涉計系統包括三z測量軸，且基片 夾持器設有三Z測量軸。圖9係具有三z測量鏡R3，尺4及r5 以及相關Z測量軸MAX，7 , MAX,8及MAX，10的基片夾持器 平面圖。由於基片之Z位置相對於底板163之一相同參考用 反射下側的三點測量，故Z測量軸组合可不僅提供基片的 Z位置資訊，亦提供其可能繞X與γ軸的傾斜資訊。此等 傾斜測量可取代藉測量軸MAX，3與MAX，5所作測量，俾測 量軸總數可減爲六個。惟另可藉Z測量軸使用傾斜測量來 作爲額外測量，例如藉測量軸MAX，3與MAX，4來檢查傾斜 測量。 圖1 0顯示一設有一 Z測量軸，例如圖4所示干涉計1 〇〇之 干涉計實施例。此裝置包括一偏振敏感式分光器201、二 λ/4板203、204、一參考反射鏡205、二逆反射鏡206、 207、一複合棱鏡208與二檢測器213、215。此二檢測器可 配置在圖4所示干涉計1〇〇之平面9 5上。光束b2〇來自以塞 曼雷射實施的氦氖雷射。此雷射提供具有例如6MHz的光 學頻差之二相互垂直偏振分量之光束。此等雷射分量亦可 藉由一般雷射、分光器與118-八5,485,272(?1^ 14.702)所揭 露聲-光調變器組合來獲得。 進行菱鏡201的光束藉偏振敏感式界面202分裂成一測 量光束b2〇，m與一參考光束b2〇，r。光束b2G,mR進至基片夾持 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規桔（210X297公釐） (請先閱讀背面之法意事項再填薄本頁) ..裝. 訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 --------B7 五、發明説明（28) ~ ' 器之測量鏡Ri，並於位置Ρχ1由此鏡反射。一 λ/4板2〇3配置 於稜鏡201與鏡子&之間，以確保穿過λ/4板二次的反射測 量光束的偏振方向相對於入射光束、❶的偏振方向旋轉9〇。 。接著，反射的測量光束藉界面202反射至例如以三維角 隅立方棱鏡作成的逆反射鏡2〇6。此稜鏡所反射的光束接 著由界面202反射，作爲測量光束、心再度送至測量鏡 R4，並再度藉此鏡於位置Ρχ，2反射至菱鏡201。此光束再度 穿越λ/4板203二次，俾其偏振方向再度旋轉9〇。，且光束 由界面202傳送。接著，光束b，2〇m到達棱鏡系統2〇8，並 藉其表面209反射，最後則經由一偏振分析器212到達一輻 射敏感式檢測器213。 由界面202反射的參考光束^心穿越λ/4板2〇4，由參反射 鏡205反射，並二度穿越人/4板。入射在界面2〇2上的光束 «^(^的電極方向旋轉90。，俾此光束傳至逆反射器206。由此 元件反射的光束b’2〇r再度作爲參考光束送至參考反射鏡 205並由此反射鏡反射至界面2〇2，偏振方向再度旋轉9〇。 。界面接著反射光束至棱鏡208，其表面2〇9反射光束b 至檢測器213。分析器212的偏振方向成45。伸延至光束 b 2〇，m#b’2〇 r的偏振相互垂直方向。由此分析器所傳送光束 的分量具有相同偏振方向並相互干涉。檢測器213的輸出 信號S2U於一頻率等於塞曼頻差加或減依測量鏡心沿χ方 向位移而定的頻移下，會有—強度調制。 基本上，逆反射器206亦省略，俾入射在檢測器213上的 測量光束與參考光束僅由基片測量鏡心反射一次。圖1〇中 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ;ϋ7 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

------------------IT------φ-----^—I kl B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（29) 使用一逆反射鏡206來將測量光束當作光束反 射於測量鏡上的干涉計1〇〇特殊實施例的極大優點在於， 最後入射在檢測器2 ；! 3上的測量光束b，2Q m方向鏡子Ri繞一 垂直於X軸的軸的可能旋轉無關。如此，信號S213即僅包 括純粹X位移資訊。基於相同理中，參考反射鏡205的可能 旋轉對信號S213沒有影響。 基片夾持器繞垂直於圖1〇平面的z軸的旋轉亦可藉圖 之干涉計來測量。這藉由在隔進行第一 χ測量位置ρ^(Ρχ2) 最大距離的位置ρχ 3(ρχ，4)進行第二χ測量來達成。爲達到 此目的，棱鏡系統208的表面21〇以一半透明鏡來實施，由 其刀別將測f光束b,2〇，m與參考光束b，2〇r的一部份當作新的. 參考光束b2lr與測量光束b2^送至分光棱鏡2〇1。二光束之 偏振方向首先藉一 λ/4板旋轉9(Γ ，俾此等光束的函數互 換。測量光束b2i，m藉偏振敏感式界面202傳至基片測量鏡 Ri，而反射光束b2lr則反射至參考反射鏡2〇5。光束、與 b21，r穿越的路徑等於光束、與％穿越的路徑。最：設 有第二逆反射鏡207以確保測量光束與參考光束分別作爲 光束與二度送至基片測量鏡心與參考反射鏡 205。經由稜鏡系統208與一第二偏振分析器214,二度反 射的測量光束b，21，m與參考光束b、到達此等光束相互$ 計的第二檢測器215。 此檢測器之輸出信號s2i5以等於塞曼頻差加或減—在此 時依測量鏡R^Z軸的可能旋轉而定的頻移 強度。事實上’若發生此種旋轉—首度通過系統而= •32- M氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公翁） (諳先聞讀背面之注意事項#*填寫本頁)

A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（3〇) 生在位置的測量光束與參考光束間的頻移不同於 其二度通過系統而反射發生在Ρχ’_χ4的頻移。藉檢測器 215測得的頻差係此等頻移之頻差.。若基片測量鏡r來繞ζ 軸旋轉，頻差結果即等於〇。 1 就信號S2U與S^5可電子處理俾自頻移推算基片夾持器的 X位移與繞Z軸的旋轉φζ布言，可例如參考spiE，卷1〇88" 光學/雷射微影平版印刷"，π，，第268_272頁的論 文。 可捨具有二頻率分量的光束b;20而使用僅具有一頻率之光 束，如此，測量鏡心的位移或旋轉即藉由判定測量光束與 參考光束間之相差來測量。 根據本發明，干涉計100可衍伸成能進行Z測量。圖11顯 示在設有一 Z測量軸之干涉計101之χζ平面上所取截面之 實施例。此裝置例如包括一提供用於X測量軸MAX, 1與 MAX，2的光束b2〇的第一輻射源225，以及提供用於z測量 軸MAX,7的光束b25的第二輻射源229。 光束I?25由偏振敏感式分光稜鏡201分裂成一測量光束 b25，m與一參考光束b25,r。測量光束匕^#由界面傳至Z測量 鏡R3。此鏡將測量光束反射至Z反射鏡164，由其將光束送 回測量鏡R3。此鏡再度反射光束b25 m至界面202。由於在 其二度到達界面時光束b25m穿越λ/4板203二次，並且其電 極方向因而相對於此光束之原來偏振方向旋轉二次，故光 束匕彡…由界面反射至Ζ檢測器235。 參考光束b25r由界面202反射至參考光束鏡205並由此反 33- 本紙張尺度適用中國國家標準（匚~5)六4規格（210父297公釐） (諳先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部中央標準局員工消費合作社印f. A7 -—------ B7 五、發明説明（31) 射鏡反射至界面，而此光束行經λ/4板204二次。到達界面 202時，光束b25,r的偏振方向相對於此光束的原來偏振方向 旋轉90。，俾光束b25r由界面傳至檢測器235。此檢測器之 輸出信號S235以一等於塞曼頻率加或減依z測量鏡沿z方向 相對於Z反射鏡164的位移而定的頻率分量的頻率來調制強 度。爲獲得一純粹Z位置信號，檢測器213或215的X位置 #號或此等信號之組合須自檢測器235之輸出信號235除 去。 圖11中的卩“與卩以點係X測量軸與X測量鏡交叉點。由 於本實施例不用逆反射鏡且X測量光束僅由測童鏡&反射 一次’故測量軸MAX，1與MAX，2與測量光束的主軸一致。 此等測量光束分別由界面202反射至檢測器213與215，於 此’相關參考光束亦在其由參考反射鏡2〇5反射後到達。z 測量光束亦穿越此路徑至Z反射鏡，且於此實施例中亦僅 經過Z測量鏡一次，俾測量軸撾八又夕與乙測量光束的主軸一 致。 捨二個別輻射源不用，可替代地併用一輻射源與一偏振 中和式分光器於具有一z測量軸之干涉計以提供光束b2〇與 ^25。捨具有二頻率分量的光束不用，可使用僅具有一頻率 之光束於各個光束b2〇與bu。藉由判定相關測量光束與參 考光束的相差來測量相關測量鏡的位移。 如圖1 0所示方塊圖220，亦可使用一由鏡子&反射的χ測 量光束b，2〇，m來作爲Ζ測量光束。爲達到此目的，稜鏡系統 208的表面209以通過光束b、m與b'2〇 r一部份的半透明反射 -34- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐'"7 (請先閱讀背面之注意事項再填耗本頁)

、1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 -----— _ B7 五、發明説明（32) 鏡來實施。-反射鏡系統22〇配置在用來作爲2測量光束與 參考光束b26 n^b26 r的光束分量通行的路徑中。此系統反 射光束1>26，111’、1)26，.1_至刀光器201並使光束沿.z方向平行，令 光束沿位於圖10平面前方的第二又¥平面伸延，俾z測； 光束可到達Z測量鏡R3。該第二χγ平面、2測量光束 與Ζ參考光束13264圖示於圖J 2中。 光束匕^與匕印之路徑在分光器2〇1前面設有一 λ/2板 224，其係使此等光束之偏振方向旋轉9(Γ俾參考光束與 測量光束的功能互換者。最好一逆反射鏡228用於ζ測量， 俾此光束藉Ζ測量鏡分別於Ρχ ?與ρχ 8位置反射成光束爪 與b’26，^反射至Z反射鏡，且參考光束由參考鏡2〇5反射成 光束b26，r與b’26，r。Z測量光束與z參考光束通過干涉計通行 的路徑類似於X測量光束與又參考光束穿行的路徑。 光束^^…與^»’26^最後到達偏光分析器226，由其將此等 光束具有相同偏振方向而相互干涉的分量傳至檢測器 227。此檢測器之輸出信號心27以—等於塞曼頻差加或減一 依Z測量鏡沿z方向位移而定的頻分量的頻率來調制強 度。事實上，位移若發生，測量光束b，26 m與參考光束 b'26，r間的頻移不同於測量光束b，2〇m與參考光束b，2〇r之間 的頻移。藉檢測器227所測得頻差係此等頻移間的差^。若 沿Z方向無位移，頻差結果即等於〇。 圖1 3詳示一反射系統220實施例。此系統包括一沿z軸方 向將平行於X軸伸延的光束να#*!)，2。反射的第—反射鏡 221 ’以及—再度沿平行於X軸之方向反射此等光束之第二 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297>ΪΓΐ1 -- )ά! /___ 「讀先聞讀背面之ii意事項再填寫本Jc 訂· A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（33) 反射鏡222。反射鏡對221、222使光束沿Z軸相互平行位 移0 於上述實施例中，測量光束與相關參考光束最好相對於 各測量轴相互平行，以免非單一輻射點的干涉型式發生在 相關檢測器位置。此種由分光器2〇1、稜鏡系統2〇8與反射 鏡系統220的表面平坦度，稜鏡系統208的表面209與21 〇間 的角度，以及反射鏡系統的表面221與222間的角度所決定 的平行實際上可令人滿意地達成，其原因在於此表面可在 二個角度内精確平坦化，且此角度可精確等於9〇。。反射 鏡系統220最好一體設有菱鏡系統，以免裝配期間發生對 準問題，並確保長久穩定。 圖10、11及12所示干涉計優點在於，測量光束及測量軸 的參考光束相對於分光器201對稱，且具有通過此分光器 的相同路徑長度。這大幅減少不穩定情形。 於圖1 0及1 2之裝置中，須用來測量繞Z軸旋轉及z位置 的測量軸MAX，1，MAX,2及MAX，7的信號差以光學方式判 定。若經由此等測量軸所獲得的資訊以Ιμαχ ι，‘η 2與 Laxj來代表，圖10及12中’檢測信號s2i3，&丨5及8227即 如下： ^213=ImAX,1 (11) S215=IMAX,1'IMAX,2 (12) S227=IMAX,1"IMAX,7 (13) 包括大小、沿χ.軸及γ軸位移之方向以及繞Z軸旋轉之資 訊之信號S(X)，S(Z)與s(q>2)即爲： -36- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) :裝_

、1T 本紙張尺度適用中國國家標準^^^从规格^川/:”公釐） A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 五、發明説明（34) S(X)=- ImAX,1+ImAX，2 + I.MAX，3 (U) 3 δ(φ2)= ίΜΑΧ，1-ΙΜΑΧ，2 (15) 9 S(Z)=- ImAX，1_ImAX,3 (16) h 參數g及h顯示於圖14中。於此圖中’測量光束b2〇 m， b 2〇，m ’ b21，m ’ b'21,m，1326刈及13,26，111的主射線入射在鏡子111及 R3上的點分別以圓圈Ρχΐ，Ρχ2，Ρχ3，ρχ4，Ρχ7及匕，8來表 示。上述圖中以ΜΑΧ，1，ΜΑΧ，2及ΜΑΧ,7來表示的測量軸 與各對測量光束有關。此等測量軸入射在鏡子Ri&r2上的 點以Q1、Q2及Q3表示於圖1 4中。藉助於此等信號並將與 Abbe誤差有關的測定參數列入考慮，X位置、z位置及繞 Z轴旋轉即可判定。 如業已指出，最好不同測量軸之間的差以光學方式來判 定，亦即使用圖10、12與1 3的光學微分來判定。有時候可 使用電子微分來代替。如圖1 5所示，須將三個別光束供至 分光器。 ho光束路徑在電極光敏分光器2〇 1之前設有將光束b2〇成 主軸在圖14之平面中第一XY平面的第一及第二光束b4i及 b>42以及主軸在圖14之平面前第二χγ平面的偏振中和式分 光器230。分光器230包括半透明或非半透明反射鏡的組 合’並可以各種方式來實施。例如，反射鏡可爲平面平行 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) —' i··裝------訂--- 五、發明説明（35) A7 B7 板的表面，俾光束b41、b42及b43理想平行。各光束以界面 202分別分成測I光束及參考光束及& ，h n , 41，„!叹 〇41，r，D42 m及b42 Γ以及1?43，!11及、3，1^。爲扼要計，就參考光束1)411而言，僅顯 示一部份輻射路徑。 ’ "" 最好，逆反射鏡206、207與228配置在光束b4i b 及 的路徑中，俾最後離開分光器2〇1的測量光束^“^及以 ’ 4 3，lx 藉相關測量鏡心或尺2反射二次。各測量光束與相關參考光 束一起經由分析器212、214及；226入射在一個別檢測器 213、215 或 227 上。 於圖1 5所示實施例中，檢測器信號S213，s215及S227與經 由測量軸所得資訊間的關係爲： 42 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. ^213=ΙμΑΧ，1 $215=ΙμΑΧ，2

S 227 = 1MAX,7 (17) (18) (19) -, 、1· 此時，信號S(X)，S((p2)與S(Z)可爲 s(x)= [MAX，1+ImAX，2 + ImAX,7 S(cp2): (20)(21) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 S(Z)= h lMAX，7 (22) 選擇一具有三獨立測量軸之裝置或一具有三連結測量轴 -38- ^紙張尺度適财®目家祕A4規格(210X297公釐) 經濟部中央樣準局員工消費合作杜印製 A7 _____ B7 五、發明説明（36) 之裝置一方面依基片爽持器之移動速度而定，即依測量轴 資訊改變的速度而定，另一方面依信號處理電子裝置的速 度而定。纟速度大的基片夾持器情形下選擇具有連結測量 軸的裝置。此選擇進一步藉干涉計可影響測量信號s(x)、 S((P2)及S(Z)的程度來決定。干涉計誤差係干涉計本身於檢 測信號Szl3 ’ 5與S227上所導致的誤差。此一誤差△發生 在各檢測彳§?虎時在二獨立測量轴情形下，測量信號的誤 差爲： △ S(X)=------- (23) △ + △ 2Δ Δ S(92)=---- (24) a g Δ +Δ ---+ △ 3 Δ 2 △ S(Z)=- (25) h h 又在三連結測量軸情形下爲：

△ +△ 5 A △ S(X)= △+-- (26) 3 3 △ △ S((p2)=- (27) g Δ Δ S(Z)=- (28) 如ΕΡ-Α Ο 498 499號所述，干涉計100可設有一額外X測 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210x297公釐） {讀先聞讀背面之注$項再填寫本頁) •訂- 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 A7 ----------B7 五、發明説明（37 ) ~ 量轴。一代表基片繞X軸的傾斜度可得自此測量軸ΜΑχ,3 之資訊與Μ ΑΧ, 1測量軸所提供資訊的组合。於圖1 4中，符j 號1^，9與Px，ig代表此測量光束經由一逆反射鏡二次傳至鏡 子R!情形下與ΜΑΧ，3測量軸有關的測量光束續撞擊在χ測 量鏡1上的點。 ΜΑΧ，3測量軸的測量光束可由一個別輻射源供應。惟， 此測量光束可替代地以類似於參考圖1〇、12與13所述用來 獲得Ζ測量光束之方式來獲得。測量鏡與棱鏡系統2〇8行 經之測量光束b，2〇,m路徑設有一類似於系統220之反射鏡系 統。此系統將測量光束及相關參考光束反射至測量鏡&， 並確保光束於不同於圖10所示之χγ平面中伸延。於此 ΧΥ平面中，光束穿越類似於圖1 2所示用於Ζ測量光束與 相關參考光束之路徑。惟此時測量軸ΜΑΧ，3之測量光束伸 延之ΧΥ平面位於圖式平面、之後方而非前方。干涉計包括 一用於ΜΑΧ，3測量軸之個別檢測器。 關於信號可藉由ΜΑΧ，3測量軸來獲得，請參考揭露具有 三X測量軸之干涉計之ΕΡ_Α 0489 499號。爲了於此干涉計 中實施本發明，可配置一中性分光器於稜鏡系統2〇8與反 射鏡系統220之間，且圖1 3所示反射鏡系統可置於此分光 器所形成各測量光束的輻射路徑中。 爲測量基片夾持器沿γ方向之位移及此夾持器可能繞χ 軸之傾斜’複合干涉計系統包含圖4所示標以15〇之第二干 涉计°基本上，此干涉計具有二測量軸max,4與MAX,5。 關於根據相同於干涉計1 〇〇的原理所構成之此種干涉計之 -40- 本紙張尺度適用中關家標準（C叫A4規格（21GX297公^ ' -~~ ---------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 —ιλ. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 —一------B7 1 - _ —... 五、發明説明（38) 構造與操作説明，請參考ep_a 0489 499號。取代或類似於 干涉叶100 ’此干涉計亦可以參考圖丨〇、丨丨、丨2、丨3及〖5所 述相同方式具有一 z測量軸與一相關檢測器。 於干涉計100與150中，於干涉計1〇〇中，檢測器213、 215、227揲需配置在分析器2〗2、214與226後方，惟，必要 的話，此等檢測器可以較大隔距或可緊靠配置。光纖可用 來將光束導至檢測器。用來將光束聚焦於纖維入射平面的 透鏡可配置在分析器與纖維之間。 圖10、12及15所示棱鏡逆反射鏡或三維"角隅立方體，，可 以貓眼逆反射鏡來取代。此種逆反射器由具有鏡子配置在 其焦點面的透鏡所構成，不僅確保反射光束的主軸平行於 入射光束，亦確保此等主軸一致。 由於複合干涉計系統需精確度，故諸如溫度、氣壓、濕 度的環境參數有可能成爲影響因素。此等變化會造成供干 涉計光束前進的媒體的折射改變。此種改變亦可能導因於 媒體的擾動。爲了判定此等變化俾其可校正，EP_a 〇 498 499建議提供其所揭露的干涉計系統，具有一例如第六測 量軸的額外測量軸，用來作爲參考轴，沿此轴，一與固定 參考反射鏡配合的光束伸延。於圖4中，此反射鏡標以參 考號碼170，且參考測量軸之測量光束標以^心。此光束最 好由具有最少測量軸數的干涉計，亦即此實施例所述干涉 計15G來供應，且來自此干涉計的光束由―反射鏡m送至 反射鏡170。此干涉計包含一額外檢測器，用來接收參考 反射鏡所反射光束b5〇m以及相關參考光束，並用來將並轉 -41 - 本紙張纽適财賴家標隼（CNS ) A4規格（2lGX：297〃J5~y --------...一裝 訂 (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 " , _______B7 五、發明説明（39 ) ~~~ ' 換爲電信號。 測量光束b5Gm穿越一怪定幾何路徑長度。惟構成幾何路 极長度與穿越媒的折射指數的積的光學路徑長度受折射率 變化影響。路徑差的變化藉該額外檢測器測量，且其輪出 信號可用來校正經由其他測量軸就環境參數之變動或改變 所造成折射率變化所獲得的資訊。 > 如圖4所不，參考反射鏡} 7〇經由板j 9〇連接於干涉計， 最好係諸如"Zerodure"或"英瓦合金"的極穩定材料所製 成。如此即獲得構造極穩定的參考測量轴。 參考測定軸的資訊亦可在諸如焦點誤差檢測系統及/或 焦點暨水平檢測系統之其他光學測量系統的光束穿越相同 於干涉計光束所穿越的空間情形下，用來校正其測量資 訊0 爲了測出折射率變化，可使用一測量光束。惟，必要的 話，雙測定光束與雙參考光束亦可如上述用於其他測量軸 者，用於參考測定軸。 折射率變化亦可藉具有極不同波長，例如不同程度達2 倍’並穿越供干涉計光束通行的媒體内的相同路徑之二測 定光束，予以測定。由於光束之折射率依此光束之波長而 定，故即使光束幾何路徑長度相同，此等光束的光學路徑 長度亦不同，以致於此等光束在到達一檢測器時具有相 差。在折射率變化情形亦有相差變化，故而可獲得指出折 射率變化的信號。此種本身已知並揭露於例如US_A_ 5,404,222的折射率測量可沿圖4中b5〇 m所指參考測量軸， -42- 本紙張尺度適用中國國家榡率（CNS ) A4規格（210X297公釐）

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五、發明説明（4〇) 亦可沿上述包括z測量軸的任一軸來進行。 =保相同環境適用於干涉計光束通行的整個空間，即 ，複合干涉計系統的較大精確度。這可藉由令一恆定 =好是空調空氣層流通過此空間來達成。此處所提氣流 實施例揭露於供參考其構造的EP_A 0489 499中。 本發明不僅用於上述五或六軸干涉計系統中，亦用於部 份揭露於供參考其構造細節的EP_A 〇彻499中的其他干 涉計系统實施例m或六軸干涉計系統外，本發明亦 用於具有較少測量軸之干涉計系統中，例如用於具有二干 涉計之三軸干涉計系統中，其一實施例顯示於圖2。 於步進掃描照相平版印職備中，屏蔽夾持器應以極大 精確度移動。爲檢查此活動，可使用一多軸干涉計系統。 根據本發明，此干涉計系統亦可爲具有至少一2測量軸俾 可獲極精確與可靠測量結果的干涉計系統。 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 爲確保屏蔽及基片在1C區照射期間彼此以極端精確方式 定位，就一具有高流量基片進給率的平版印刷設備而言， 應避免致動器加諸基片夾持器與屏蔽夾持器的力量傳至用 於基片夾持器的干涉計系統的元件，而於步進掃描器情形 下，則應避免其傳至用於屏蔽夾持器之干涉計系統。爲達 到此目的，干涉計系統之元件，除測定鏡外，可配置在亦 堅穩固定投射系統的堅固框架中，此框架與設備之其他元 件隔離而活動懸設。干涉計元件堅固連結而免受投射系統 干擾。由於亦稱爲計量框架之該框架隔離而活動懸設，或 者免受於設備振動干擾，故干涉計元件之位置不復受諸如 -43- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ----~— B7_ 五、發明説明（41 ) ~~ — 加於基片台及屏蔽台的驅動力量的外力影響。 圖16顯示一具有一計量框架之步進掃描式光學平版印刷 设備。此設備不僅包括—用於基片之干涉計系統isw，亦 包括一用來測量屏蔽的X與γ軸位移的干涉計系統ISM。由 於此等干涉計系統與投射系統配置在計量框架MF内，故 此等系統相互堅穩固定，且投射系統所形成屏蔽圖形之影 像連結於干涉系統。 若如前文所述，此設備設有焦點誤差檢測系統以及用來 測量屏蔽高度的電容式或其他感測器，此等檢測系統亦設 在計量框架内。由於基片干涉計系統之測量鏡Ri w&R3 w 以及屏蔽干涉計系統的測量鏡Ri r分別爲固定有基片與屏 蔽的基片夾持器WH與屏蔽夾持器μη的構成部份，故基 片與屏蔽之移動直接以此系統來測量。因此，此種移動與 所形成屏蔽圖形影像不受其他諸如用來調整基片與屏蔽沿 Ζ軸的相互位置的致動器等設備移動影響。 用來使屏蔽及基片沿X與γ方向位移之致動器形成一致 動器框架A F的一部份，圖丨6僅以桿狀圖示χ致動器χΑ與 XAr。 計量框架藉圖示活動隔離器SUi，SR，SU3與SR懸設於 致動器框架内，使此框架與設備的其他部份隔開。屏蔽台 MT與基片台WT配置在致動器框架内。基片台具有三ζ致 動器，圖示者有ZAWI與ZAW，2二致動器，基片之ζ位置可藉 二致動器所施相等動能調整，或可藉三致動器所施不相等 的動能造成基片的傾斜。若屏蔽台亦設有三z致動器而圖 • 44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4im ( 210Χ297^#~) ---- (#先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '装. 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（42) 示者有zAr t與zAr,2二致動器’亦可以相同方式使得屏蔽移 動。 基片相對於投影透鏡系統的直立位置可根據本發明以設 有一 Z測定軸之複合基片干涉計系統1SW來測量。此外， 此設備可設有如圖1所示以元件40-46表示的焦點誤差檢測 系統，基片台中之Z致動器可藉由基片調整於正確高度或 Z位置，予以控制。 進一步設有一板163，堅穩固定於投射透鏡夾持器的下 部。如前述，此板之反射下侧164構成Z反射器，用於干涉 計系統ISW之Z測量軸。焦點誤差檢測系統或焦點暨水平 檢測系統之元件可配置於此板内或此板上。 圖16所示見有一計量框架與一致動器框架之構造亦可用 於步進型平版印刷設備中而根據本發明進行Z測量。此— 設備不包括一屏蔽干涉系統。 堅硬度與穩定度的嚴格要件須知諸計量框架，且框架材 料須具有極小溫度膨脹係數。惟若用於基片干涉計系統與 可能用於干涉計系統屏蔽之Χ&γ測量軸之參考鏡固定^ 投射透鏡系統PL之夾持器或計量板163，此等要件即可‘ 缓。如此，干涉計系統與投射鏡系統即光學式連結，且其 相互運動不復影響測定。此設施圖示於圖16，有二參考鈐 180與181置於板163下。參考光束可蠑由反射鏡自基片； 涉計系統導至此等反射鏡。至於厚蔽干涉計系統，來 可固定於投射透鏡系統之夾持器。 7 5鞔 須知，料具有計量框架之平版印刷設備中，基片干涉

本紙張尺歧财u 料（CNS (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) \裝- -45- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（43) 计系統及可能是屏蔽干涉計系統之X與Y參考鏡亦固定於 投射透鏡系統之夾持器以達到相同優點。設有多軸干涉計 系統而於系統中參考鏡固定於投射透鏡系統的夾持器的照 相平版印刷投射設備本身已知且揭露於PCT WO97/33205 中〇 如前文所述’本發明可特別有利地用在一平版印刷設 備’此設備設有二或更多如圖1與丨6所示於照射系統間移 動的基片台’其中有屏蔽及投射系統，以及一或更多個別 對準站’供基片與基片台對準。由於基片夾持器於此設備 中行經極大距離。故使用一焦點誤差檢測系統或焦點暨水 平檢測系統不夠’仍須對基片進行個別的Z位置測定。 圖17顯示一具有二基片夾持器之設備之機械元件。此設 備包括一框架301，其自直立的z方向視之包括一定位裝置 303、一屏蔽夾持器3〇7以及設有一輻射源309之照射裝置 308。疋位裝置303包括第一基片夾持器311與相同的第二 基片夾持器313。一投射透鏡夾持器3〇5位於屏蔽夾持器與 基片夾持器之間。基片夾持器311及313包括第一及第二支 撑面317及319，垂直於z方向，並於其上分別配置第一基 片320及第二基片321。分別藉由定位裝置3〇3的第一位移 裝置323及第二位移裝置325 ,第一及第二基片夾持器311 及313可沿第一方向相對於框架301移動，此方向平行於z 方向垂直的X方向’並沿平行於一 γ方向的第二方向移 動，此Y方向垂直於Z方向與X方向。基片夾持器3〇7具有 一支撑面327，垂直於Z方向伸延並可配置一屏蔽於其上。 -46- ^紙張尺度適用中Ϊ國家標準（CNsTa^^( 210Χ297ϋ "----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) '装. 經濟部中央梯隼局員Η消費合作社印製 A7 1 ____B7 五、發明説明（44) ~ 必須照射的基片配置在一插入設備内的匿體中。由此g 體，基片藉一運送機構連續導入一對準站。未圖示於圖17 之該E體與運送機構本身業已周知。對準站以一亦固定於 框架301之測定裝置333圖示於圖17中。於圖ι7所示設備 中，第一基片夾持器3 11出現於照射站中，第一基片32〇經 由屏蔽329以照射裝置308所發出輻射照射，並藉出現在夾 持器305中之投射系統聚焦。僅圖示此投射系統之光軸 331。第二基片夾313出現在對準站中。於此站，基片夾持 器上第二基片321之一或更多對準標記的位置藉由裝置333 相對於基片夾持器上一或更多對應對準標記判定，且此位 置藉機械裝置（未圖示）校正。基片319照射完成後，第一 基片夾持器311藉定位裝置自照射站位移至對準站。第一 基片320藉此運送機構由此站移動至該匣體。同時，第二 基片夾持器藉定位裝置303自對準站移動至照射系統。由 於第二基片321於對準站業已相對於第二基片夾持器正確 定位，故僅有基片夾持器之一或更多對準標記相對於照射 站之屏蔽之對應標記測定與校正。此種測定與校正係可快 速進行的較簡單流程。由於相對於基片爽持器，第二基片 於對準（對準站更困難，更耗時，且在時間上與第一基片 勺…、射並行，故照射站可用來照射一段最大期間，俾每一 時間單位可照射多數基片。 具有二基片台的照相平版印刷設備的原理與優點特別揭 露於EP-A 〇 68? 957與顯示此設備實施例之jp_A_57_i83〇3i 之英文摘要中。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 袭- 訂 --- -_47- 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 A7 ---- B7 五、發明説明（45 ) ~~' ~~ 如前文所述’對準標記的位置在基片於干涉計系統所界 疋坐標系統中對準期間固定。於一包括一照射站外復包括 一對準站之平版印刷設備中，二站均應設有干涉計系統。 圖18係一干涉計測量略示圖，顯示其於一預定設備實施例 中，在照射站及對準站的基片上進行。此圖顯示具有χ測 量鏡\，R]、Υ測量鏡r2及以及Ζ測量鏡r r ， 」，乂 3，2 尺’3，1，尺’3,2之二基片夾持器311及313。圖18之中央部份係 沿XY平面所取截面，上部係沿χζ平面所取截面，左侧部 係沿ΥΖ平面所取截面。照射站之測量區及對準站者標以 參考號碼350及360。各測量軸以二字母與一數字表示。第 字母表示沿相關測量軸進行測量的方向（χ，γ或Ζ)，數 字表π沿此方向之測量軸數，而第二字母則表示在對準站 (Μ)或在照射站（Ε)測量。於圖18所示實施例中，朝χ方向 與Υ方向沿三測量軸進行測量，並進行二ζ測量。相同測 量進行於此二站。惟，替代地，可於二站進行不同數目與 不同型式的測量。於各站所進行測量的數目與種類依所需 精確度與所需位置資訊而定。 在屏蔽與基片同步移動的步進掃描式平版印刷設備中， 將屏蔽成像放大率列入考慮，屏蔽之位移即亦即精確測量 俾與基片之位移比較。爲求完整，圖19略示在照射站的屏 蔽上所進行的干涉計測量。類似於圖丨8，圖丨9顯示三不 同截面。屏蔽再度標αΜΑ，屏蔽夾持器標&MH，屏蔽 口 b以MT。參考付號pb標示照射光束於屏蔽區的矩形截 面。在照射於一1C區㈣’此光束沿丫方向相對於屏蔽及 -48 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐） ;(.裝|1T© (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ΙΛ f ___^_ Β7 五、發明説明（46 ) ~~— —~'~ 基片移動。一干涉計370包括二X測量Χι，χ2,俾不僅可測 量屏蔽之X位置，亦可測量其繞2軸之旋轉。干涉系統包 括二測量軸、Υ2，其係如圖19所示亦可與二個別干涉計 381，382，或可與一干涉計配合者。以此二測量軸不僅可 測量Y位置，亦可測量繞Z軸之旋轉。由於屏蔽僅須沿χ 方向短距離移動，故無需互屏蔽夾持器侧面39〇配置一反 射鏡，只要使用一小反射鏡391，392於測量軸區域即可。 如圖所示，此等反射鏡最好爲角隅立方反射鏡。 爲了令可使用本發明達到極大優點的平版印刷設備中的 二個基片台與相關基片夾持器自對準站移動至照射站，反 之亦然，二基片台可在移動期間固定於—共同旋轉臂，俾 基片可經由共同旋轉送至第一站或第二站。惟，爲了進行 此種移動，基片台最好個別驅動，使其|ΧΥ平面上進行 直線移動。圖2〇顯示於此情形下基片央持器311、313與相 關基片台（未圖示）如何相對於照射站35〇與對準站36〇移 動。於此圖中，四個不同站由左至右標以SIT1_SIT4。於 SIT 1，基片夾持器311出現在照射站，並照射此夾持器上 之基片，而基片夾持器3 13則出現在對準站，且此夾持器 中之基片對準基片夾持器。於SIT 2，照射程序與對準程序 業已元成，且一基片夾持器離開相關站。於sit 3，二基片 夾持器相互通過，且基片夾持器311通往對準站36〇，而基 片夾持器313則通往照射站350。於SIT 4，基片爽持器313 位於照射站，俾出現於此夾持器311上之基片可照射，而 在去除此基片並裝上新基片後，基片夾持器位於對準站， -49- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X297^^7 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) I I I > IK n A7 五、發明説明（47 使：基片可對準夾持器。 以製造Ic。惟本發明^；系統用於照相平版印刷縮微設備 =如光學系統、_記憶體之導向及檢測圖形或液 :顯示板之構造。本發明所解決之問題亦可能發生在其他 w版p刷《備’其中使用諸如離子輻射、電子輻射或χ射 線輻射等非光學輻射的輻射，俾縮微或非縮微而使屏蔽圖 形成像，故本發明亦可使用於此等平版印刷設備中。影像 可爲投射影像或近似影像。本發明亦可用於非平版印刷之 設備，其係X、Υ與ζ位置測量極精確俾例如檢驗屏蔽者。 I ««1 n » —I. n n In m , .^^I---I I - I I - T !---- I— 1 、T (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 I適 尺 張 紙 本 一準 j標 家

規 4 A 5 i,N 50 一公

Claims (1)

1. 第87111563號專利申請案 申請專利範爵修正本(88年6月)

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 由一配置在物件夹持器御的斜切捍所構成，於夾持器 上亦配置一 X或Y測量桿沿2方向僅穿經該侧面 的一小部份，並沿著與尤的方向穿過侧面。 >.如申請專利範圍第4項之干涉計系統，其中ζ測量鏡配 置在物ι件夹持器遠離物件的部位上。 L :種用於測量-物件之位置及位移之干涉計系統，其係 藉由配置在一物件用夹持器上之χ&γ測量鏡，測量一 物件在一平行於一 ΧΥΖ坐標系統之χ γ平面之平面中的 位置及位移，該系統包括用來產生複數測量光束並沿複 數平行於ΧΥ平面及伸延自及至測量鏡的測量軸導引該 測量光束的裝置，以及輻射光敏檢測器，用來將測量鏡 所反射測量光束轉換成電測量信號，而χ及γ測量軸數 目至少等於待干涉測量的物件移動數目者，其特徵在 於，此系統亦適用來藉由相對於χ γ平面成一銳角配置 在物件失持器上之ζ測量鏡測量物件之ζ位置，為達成 此目的，此干涉計系統具有一 ζ測量軸，並設有產生一 Ζ "、·Ι i光束並導引該測量光束於ζ測量鏡之裝置，以及 一 Z檢測器’用來將來自z測量鏡的z測量光束轉換或包 含有關物件Z位置資訊的信號。 2. 如令請專利範圍第丨項之干涉計系統.，其中乙測量鏡成 相對於X Y平面大致45。配置在物件夾持器上。 3. 如申請專利範圍第丨或〗項之干涉計系統，其中2測量鏡 由X或Y測量鏡之一斜切部份構成。 4·如申請專利範圍第丨或干涉計系統，其中z測量鏡 第87111563號專利申請案 申請專利範爵修正本(88年6月)

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 由一配置在物件夹持器御的斜切捍所構成，於夾持器 上亦配置一 X或Y測量桿沿2方向僅穿經該侧面 的一小部份，並沿著與尤的方向穿過侧面。 >.如申請專利範圍第4項之干涉計系統，其中ζ測量鏡配 置在物ι件夹持器遠離物件的部位上。 L :種用於測量-物件之位置及位移之干涉計系統，其係 藉由配置在一物件用夹持器上之χ&γ測量鏡，測量一 物件在一平行於一 ΧΥΖ坐標系統之χ γ平面之平面中的 位置及位移，該系統包括用來產生複數測量光束並沿複 數平行於ΧΥ平面及伸延自及至測量鏡的測量軸導引該 測量光束的裝置，以及輻射光敏檢測器，用來將測量鏡 所反射測量光束轉換成電測量信號，而χ及γ測量軸數 目至少等於待干涉測量的物件移動數目者，其特徵在 於，此系統亦適用來藉由相對於χ γ平面成一銳角配置 在物件失持器上之ζ測量鏡測量物件之ζ位置，為達成 此目的，此干涉計系統具有一 ζ測量軸，並設有產生一 Ζ "、·Ι i光束並導引該測量光束於ζ測量鏡之裝置，以及 一 Z檢測器’用來將來自z測量鏡的z測量光束轉換或包 含有關物件Z位置資訊的信號。 2. 如令請專利範圍第丨項之干涉計系統.，其中乙測量鏡成 相對於X Y平面大致45。配置在物件夾持器上。 3. 如申請專利範圍第丨或〗項之干涉計系統，其中2測量鏡 由X或Y測量鏡之一斜切部份構成。 4·如申請專利範圍第丨或干涉計系統，其中z測量鏡 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 6.如申請專利範圍第3項之干涉計系統，其中用於z測量光 束有關的參考光束的參考鏡由—X或Y測量鏡構成’其 係：▼在物件夹持器亦配置有2測量鏡的侧面上。 7·如：述申清專利範圍第i或2項之干涉計系統，其中z光 d 速又路徑設有—逆瓦射鏡，藉此，測量鏡所反射 z心光束所反射導向檢測器之2測量光束反射至z測量 鏡’俾進一步反射在該鏡上。 8. 如=迷申清專利範圍第i或2項之干涉計系統，其中除z /•4量軸外，此系進一步包括至少五測量軸。 9. 如前述申請專利範圍第1或2項之干涉計系統，其中此系 、-’克具有測里軸，沿此測量軸，二不同波長的測量光束 前進。 - 1〇_ 一種用於重覆投射一屏蔽圖形於一基片之投射設備，此 設備包括一用來供應一投射光束之照射裝置、一具有一 屏蔽夹持器之屏蔽台、一具有—基片夾持器之基片台、 一配置在投射光束路徑中之投射系統以及一用來測量基 片位置與位向之光學測量系統，其特徵在於，光學測量 系統係前述任一申請專利範圍之干涉計系統，且物件及 物件失持器分別為基片及基片夹持器。 11. 如申請專利範圍第丨〇項之投射設備，其中除測量鏡外， 干涉計系統之元件及z反射鏡配置一堅硬框架中，於此 框架中赤堅固設有投射系統’此框架與設備之其他元件 隔開而活動懸設。 12. 如申請專利範圍第1 〇或1 i項之投射設備，其中用於與X ."I- |丄1T, φ- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   A8 BS ' [ C8 D8 六、申請專利範圍 及γ光束有關的參考光束的參考鏡配置在投射系統上。 13.如申請專利範圍第10或11項之投射設備，其係包括一用 來測量基片位置及位向之光學測量系統，其中光學測量 系統係如申請專利範園第1或2項之干涉計系統，其中物 件及物件夹持器分別係屏蔽及屏蔽夹持器。· L：-------.衣 II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ. #Ί. 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 -3- 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）