TW479160B - Interferometric apparatus and method(s) for precision measurement of altitude above a surface - Google Patents

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A7 _ _ _ B7____ 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明有關於干涉測量，更特定地’本發明的千涉測 量設備及方法能在一基準面及一目標面至少部分相對移動 時測量在這兩個面之間的高度。 發明背景 干涉測量是發展成熟的測量法，廣泛被用在微製程中 ，以測量並控制大量關鍵尺寸。它在製造半導體時尤其重 要，半導體製造通常需要比〇·1微米或更小的關鍵尺寸 好1 0〜4 0 %的準確度。 半導體材料做的積體電路通常是：把一晶圓放在平坦 曝光面（有笛卡兒X — y座標及法向z —座標）上；在晶 圓上連續沈積幾層不同材料並把它們做成不同圖案。形成 圖案的程序包括：光致抗蝕齊的曝光及顯影的結合；下層 的飩刻及加化學劑；另一層的沈積。此程序在晶圓面上造 成複雜且極不均質（以微米計）材料結構。 通常每片晶圓含多分相同圖案（每分稱爲「場」）以 線性分佈（稱爲「格」）排在晶圓上。每個場經常但不永 遠對應單「晶片」。 曝光程序包括把後續一層圖案投影到已在晶圓上的光 致抗蝕劑。爲使積體電路適當運作，每個後續投射的影像 須對齊已在晶圓上的圖案。決定已在晶圓上的圖案的位置 、方向及形變且隨後使它們與已投射的影像有正確關係的 程序稱爲「對齊」。真實結果（亦即每一後續層與早先幾 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）·~' " —- •4- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 479160 A7 B7 五、發明説明（2) 層對得多準）稱爲「重疊」。 通常’對齊程序需要晶圓及/或投射的影像的平移及 旋轉及影像的一些形變以吻合既存的圖案的真實形狀。顯 然’須正確定位晶圓及影像以使一圖案在另一圖案上。經 常還需要影像的真實形變。其他效應（例如熱及震動）也 可能需要補償。 這事的淨結果是：印在晶圓上的第一層圖案的形狀不 S想且須調整後續的圖案以對齊第一層印刷圖案的整體形 狀。不同曝光工具有不同能力以應付這些效應，但能應付 的，形變或變形通常包括X及y放大及旋轉。這些形變在與 平移及旋轉結合時構成在平面中的全組線性轉變。 既然，問題是連續使投射的影像吻合已在晶圓上的圖 案，不是簡單定位晶圓，曝光工具須有效偵測或推論相對 位置、方向及晶圓圖案與投射的影像的形變。 直接感應電路圖案是困難的，因此，把基準標誌或「 對齊標誌」加到電路圖案以達成對齊。能用這些對齊標誌 決定標線位置、方向及形變及/或投射的影像位置、方向 及形變。它們能與電路圖案一起被印在晶圓上，因此能用 它們決定晶圓圖案位置、方向及形變。對齊標誌通常由在 標線上的一或多條透明的或不透光的線組成，它們在被印 在晶圓時變成「溝」或/台地」。但還能用更複雜的結構 ，例如格（只是溝及/或台地的周期的陣列）及棋盤圖案 。經常使這些對齊標誌沿每個場的「切口」的邊分佈，或 使一些「主標誌」遍佈晶圓。對齊標誌雖是必要的，卻非 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 € -5- 479160 A7 B7 五、發明説明（3) 晶片電路的部分，因此，從晶片製造商的觀點’它們浪費 有價値的晶圓面積或「不動產」。這驅使對齊標誌愈小愈 好，且它們的一邊通常小於數百微米。 對齊憑應器被倂入曝光工具以「看到」對齊標誌。通 常晶圓、標線及/或投射的影像有分開的感應器。依整體 對齊策略，這些感應器可能是完全分開的若干系統或有效 被結合成單一感應器。舉例而言，能直接看到投射的影像 的感應器通常看不到晶圓標誌，因此，需要一個分開的晶 圓感應器。但一個藉標線對齊標誌注視晶圓的感應器同時 進行標線及晶圓對齊，因此，不需要分開的標線感應器。 在此例中，從標線對齊標誌的位置，推論在投射的影像中 的對齊標誌的位置，且在對齊步驟以先須進行標線對影像 . 位置的小心校準。 · 又，全部曝光工具所用的感應器以光學方式偵測晶圓 對齊標誌。亦即.，感應器把在一或更多種波長的光投射在 晶圓上，並偵測從對齊標誌而來的散射/衍射，當作在晶 圓面中的位置的函數。許多種對齊感應器是常用的，且它 們的光學構造涵蓋從簡單顯微鏡到外差格干涉測量器的全 光譜。又，既然不同感應器構造在指定的晶圓類型上表現 較好或較壞，大多數曝光工具攜帶多於一個感應器構造以 允許晶圓類型的最廣可能範圍的良好重疊。 對齊感應器的整體工作是：決定在晶圓上的全部對齊 標誌的子集的每一個（對齊標誌）在一個座標系（對曝光 工具固定）之中的位置。隨後，以「環球」或「場接場」 ^氏張尺度適用中屋1國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. "^- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 - 479160 A7 B7 五、發明説明（4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 方式用這些位置資料進行對齊。在環球對齊中，以對齊感 應器定位在一些場中的標誌，並以最吻合方式結合這些資 料，以決定在晶圓上的全部場的最佳對齊。在場接場對齊 中，從單場收集的資料被用以對齊這個場。環球對齊通常 較快（因不是在晶圓上的全部場被定位）且對雜訊較不敏 感（因它結合全部資料以找到最佳整體吻合）。但，既然 最佳吻合的結果被用在f e e d f 〇 r w a r d或航位推算方式中，它 依賴曝光工具的整體光機械穩定性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 通常以兩個步驟實施對齊：先進行微米精確度的初始 粗對齊，後進行十億分之一米精確度的細對齊，對齊需要 晶圓在六個自由度的定位：三個平移及三個旋轉。但通常 認爲調整晶圓以致它躺在投射的影像平面中與對齊是分開 的，使晶圓躺在投射的影像平面中就是把晶圓擺平並對焦 ，這涉及一個平移自由度（沿光學軸線（z軸線）的移動 )及兩個旋轉自由度（使晶圓的平、面平行於投射的影像平 面）。提到對齊時，通常只涉及平移（兩個自由度）及繞 投射光學軸線的旋轉（一個自由度）。分別這兩個術語的 原因是所要的精確度不同。在平面中的平移及旋轉所需的 精確度約爲數個十億分之一米或將被印在晶圓上的最小特 色尺寸或關鍵尺寸（C D )的2 0〜3 0 %。習知的C D 値約是十億分之數百米，因此，所要求的對齊精確度小於 十億分之一百米。另一方面’在平面外的平移及旋轉要求 的精確度有關於曝光工具的焦點的整體有用深度^追通常 接近C D値。因此，晶圓的在平面外的對準及整平比在平 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 479160 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（5) 面中的對齊要求較低精確度。又，對焦及整平所需的感應 器通常完全異於對齊感應器，且對焦及整平通常不依賴在 晶圓上的圖案。只有晶圓表面或其代用品被感應。然而， 這工作仍要求準確知道在晶圓上的投影系統的垂直位置。 發明槪述 因此，本發明的主要目的是提供干涉測量設備，以最 少光束切變準確測量照相平版印刷光學系統在一個晶圓之 上的高度，測量光束及有關的參考光束在射到測量目標一 次以後產生不平行性，光束不平行性造成光束切變。 本發明的另一目的是提供干涉測量設備，以最少光束 切變及最少光束不平行性，準確測量照相平版印刷光學系 統在一個晶圓之上的高度，同時敏感於只沿測量路線的高 度部分的媒介的環境及渦流效應造成的折射率變化，卻不 敏感於沿測量路線的其他部分的媒介的環境及渦流效應造 成的折射率變化。 本發明的另一目的是提供干涉測量設備，從光學系統 向下看晶圓，或從晶圓向上看光學系統，以測量在光系統 及晶圓之間的高度。 本發明的另一目的是提供干涉測量設備，以晶圓的X 及y平移，準確測量照相平版印刷光學系統在一個晶圓之 上的高度，卻不引起攜帶高度資訊的光學訊號的頻率的杜 卜勒變化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）· -8- 479160 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（6) 圖式簡述 圖1 7H照相平版印刷分節器或掃瞄系統透視圖，它可 通用本發明以準確測量其投影系統對晶圓面的高度。 圖2 a是本發明的第一實施例的立面圖（在圖：的紙 面中所取）’它用在台上的開放的長五角稜鏡，配搭在台 外的長平面鏡’以測量與照相平版印刷分節器的投影系統 有關的基準線對晶圓的高度加從在台外干涉測量器到高度 測量起始點的距離。 圖2 b是圖2 a的實施例的變形的立面圖。 圖3 a是本發明的第二實施例的透視圖，它用在台上 的開放的長五角稜鏡，配搭在台外的長波羅鏡，以測量與 照相平版印刷分節器的投影系統有關的基準線對晶圓的高 度加從在台外的干涉測量器到高度測量起始點的距離。 圖3 b是圖3 a的實施例的變形的立面圖。 圖4是本發明的第三實施例的透視圖，它用在台上的 長五角稜鏡，配搭在台外的反向折射器及長波羅鏡，以測 量與照相平版印刷分節器的投影系統有關的基準線對晶圓 的高度加一段到在台外的參考點的垂直線性距離。 圖5是本發明的第四實施例的透視圖’它用在台上的 長稜鏡，配搭在台外的反向折射器及長波羅鏡’以測量與 照相平版印刷分節器的投影系統有關的基準線對晶圓的高 度。 圖6是本發明的第五實施例的透視圖’它用在台上的 干涉測量器（有長稜鏡’長稜鏡有極化分光層），配搭在 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x297公釐）. -9 - 479160 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（7) 台外的反向折射器及平面長鏡，以測量與照相平版印刷分 節器的投影系統有關的基準線對晶圓的高度。 圖7是本發明的第六實施例的透視圖，它用在台上的 干涉測量器（有一對長稜鏡，每個長稜鏡有若干極化分光 層），配搭在台外的反向折射器、光源及偵測器，以測量 與照相平版印刷分節器的投影系統有關的基準線對晶圓的 高度的兩倍。 圖8 a是本發明的第七實施例的透視圖，它用在台上 的干涉測量器（有長稜鏡，長稜鏡有前面，此前面一部分 是極化分光層而另一部分是抗反射層），配搭在台外的平 面長鏡，以測量與照相平版印刷分節器的投影系統有關的 基準線對晶圓的高度。 圖8 b是圖8 a的實施例的俯視變形的立面圖。 圖8 c是圖8 b的實施例的變形的立面圖。 圖8 d是圖8 c的實施例的一個元件的放大的立面圖 〇 圖8 e是圖8 d的元件的替代品的放大的立面圖。 圖9 a是本發明的第八實施例的透視圖，它用密實的 干涉測量器，有較小的四分一波板，設在照相平版印刷設 備的一個平移台上，以測量在另一個平移台及一個在台外 的長鏡之間的高度的變化。 圖9 b是圖93的在台上的干涉測量器的一個實施例 的立面圖，並有一個折起的H S Ρ Μ I ，用佔相同空間的 垂直極的參考光束及測量光束。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) >裝· 訂 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐} -10- 479160 A7 ____B7 五、發明説_| 8) 圖9 圖9 a的在台上的干涉測量器的另一個實施 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 例的立面並有一個折起的HSPMI ，用垂直極的參 考光束及測量光束。 圖1 0 a是本發明的第九實施例的透視圖，它用一個 千涉測量器，這個千涉測量器用若干四分一波板，並設在 照相平版印刷設備的一個平移台上，以測量在另一個平移 台及一個在台外的長鏡之間的高度的變化。 圖1 0 b是圖1 〇 a的干涉測量器的立面圖，省略若 干零件以簡化描述。 圖1 1是一個照相平版印刷分節器或掃瞄系統的透視 圖，它能倂用本發明的若干俯視實施例，以準確測量它的 投影系統對一個晶圓的面的高度，此圖顯示粗調台及微調 台以定位粗調台的若干驅動桿。 圖1 2 a是本發明的俯視實施例的透視圖，它的差分 平面鏡干涉測量器及輸入鏡附於粗調台驅動桿。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 2 b是與圖1 2 a所示者相似的實施例的透視圖 ’其差分平面鏡干涉測量器不附於分節器的粗調台及微調 台。 圖1 2 c是俯視貫施例的另一實施例，它的差分平面 鏡干涉測量器及輸入鏡附於粗調台驅動桿。 圖1 2 d的實施例近似圖1 2 c的實施例，除了它的 干涉測量器不附於分節器的粗調台及微調台。 圖1 3 a是俯視實施例的另一實施例，它的干涉測量 器及輸入鏡附於粗調X - y台。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐> --- -11 - 479160 A 7 B7 五、發明説明（9) 圖1 3 b顯示圖1 3 a的實施例的變形。 圖1 4是圖6的實施例的顛倒的版本的立面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 主要元件對照表 1〇 照相平版印刷投影系統 11 骨架 12 晶圓台 14 光罩台 16 目標鏡 16 光源 18 聚光鏡 2〇 晶圓 2 2 relief圖案 2 4 光罩 2 6 模組 2 8 模組 3 0 目標板 3〇 參考板 3 7 長五稜鏡組 3 9 稜鏡元件 4 0 次系統 4 1 稜鏡元件 4 2 鏡 4 3 稜鏡元件 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. 12- 479160 A7 B7 五、發明説明（1() 4 4 4 6 5〇 5 2 6〇 6 2 6 4 6 6 6 8 7〇 7 2 7 4 7 6 9〇 9 2 9 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 2〇 2 2 2 4 2 6 2 8 3 2 鏡 長平面鏡 次系統 長波羅稜鏡 次系統 光源及偵測器模組 長五稜鏡及極化分光器模組 開放波羅稜鏡. 長波羅稜鏡 下平面鏡 上平面鏡 下平面鏡 極化分光層 次系統 干涉測量器 稜鏡組 後向反射器 長平面鏡 次系統 光源及偵測器模組 長波羅稜鏡分光器 後向反射器 長鏡 極化分光層 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）· -13- 479160 A7 B7 五、發明説明（W 13 4 5 0 5 2 5 4 5 6 5 8 6〇 6 2 8〇 8 2 8 4 8 6 板元件 極化分光器 次系統 光源 長稜鏡極化分光組 偵測器 長波羅鏡 稜鏡極化分光.兀件 稜鏡極化分光元件 次系統 光源暨偵測器模組 稜鏡_ 長右棱鏡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 8 8 極 化 分 光 層 1 9 1 波 羅 稜 鏡 1 9 2 長 平 面 鏡 1 9 3 稜 鏡 元 件 2 〇 〇 系 統 2 〇 2 X 平 移 台 2 〇 4 y 平 移 台 2 〇 6 長 鏡 2 〇 7 垂 直 邊 2 〇 8 干 涉 測 量 器 2 0 8 / 干 涉 測 量 器 本紙張尺度適用中.國國家標準（匚奶）六4規格（210父297公釐）· 14- 479160 A7 B7 五、發明説明（j 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 12 2 13 2 18 2 2 0 2 2 2 2 2 4 2 2 6 2 2 8 2 3 0 2 4 2 2 4 4 2 4 6 2 4 8 3 0 0 3 0 2 3 0 4 3 0 6 3 0 8 3 1〇 3 17 3 3 0 3 3 2 折鏡 光源 長鏡 混合極化器 偵測器 電子訊號處理器 後向反射器 極化分光器 極化分光層 四分之一波板 四分之一波板 極化分光器 折鏡 極化分光器 折鏡 系統 X平移台 y平移台 托架 干涉測量器 長鏡 混合器 極化分光器 極化分光層 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •^^衣· 訂 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. -15- 479160 A7 B7

五、發明説明（J 4 面直角稜鏡 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 4 0 3 4 2 4 1〇 4 1 2 4 14 4 16 4 18 4 2 0 4 2 2 4 2 4 5 0 0 5 10 5 12 5 14 5 14 5 16 5 18 5 2 0 5 2 2 5 2 4 5 2 6 四分之一波板 四分之一波板 長鏡 面 照相平版印刷分節器 投影系統 晶圓台系統 板 粗調台 微§周台 X驅動桿 y驅動桿 系統 干涉測量器 極化分光器 差分平面鏡干涉測量器 後向反射器 四分之一波板 切變暨分光板 輸入轉向鏡 長稜鏡元件 稜鏡元件 板 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. -16- 479160 Μ Β7 五、發明説明（14) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 0 0 6 10 6 12 6 12 6 14 6 19 6 2 0 6 2 0 6 2 2 6 2 4 6 2 6 6 2 8 7 0 0 7 1〇 7 12 7 14 7 16 7 18 7 2 0 7 2 2 7 2 4 7 2 6 7 2 8 條鏡 設備 差分平面鏡干涉測量器 極化分光器 四分之一波板 後向反射器 分光器 轉向鏡 折鏡 長稜鏡元件 稜鏡元件 長板 長條鏡 俯視干涉測量設備 差分平面鏡干涉測量器 極化分光器 後向反射器 四分之一波板 分光暨切變板 輸入轉向鏡 長平板 長稜鏡元件 長條鏡 長稜鏡元件 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）. -17- 479160 A7 B7 五、發明説明（15) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8 0 0 8 1〇 8 12 8 14 8 16 8 18 8 2 0 8 2 2 8 2 4 8 2 6 9 0 0 9 1〇 9 12 9 14 9 16 9 18 8 2 0 9 2 2 9 2 4 9 2 6 9 2 7 9 2 8 9 2 9 10 0 0 俯視設備 差分平面鏡干涉測量器 極化分光器 後向反射器 四分之一波板 平面 輸入轉向鏡 第一長板 長稜鏡元件 長條鏡 俯視設備 干涉測量器 極化分光器 後向反射器 四分之一波板 四分之一波板 稜鏡轉向元件 輸入轉向稜鏡 長轉向桿 長稜鏡元件 稜鏡轉向元件 長條鏡 平面 俯視設備 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）. -18- 479160 A7 —^^五、發明説明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 1 〇 .差分平面鏡干涉測量器 1〇 1 2 極化分光器 1〇 1 4 四分之一波板 10 1 5 輸入折稜鏡 10 1 6 四分之一波板 1〇 1 8 後向反射器 10 2 〇 長條鏡 1〇 2 8 長條鏡 10 3 〇 長折條 10 4 〇 設備 1〇 4 2 參考骨架 10 4 4 長棱鏡 10 4 6 長棱鏡 1〇 5 0 極化分光層 10 5 1 稜鏡反射暨極化分光器 10 5 2 極化分光層 1〇 6 〇 長條鏡 1〇 6 2 後向反射器 發明詳述 本發明有關於干涉測量，更特定地，本發明的千涉測 量設備及方法能在一基準面及一目標面至少部分相對移動 時測量在這兩個面之間的高度。在此描述七種實施例及一 種變化，它們特別適合在投影照相平版印刷設備中，測羹 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) C· 、11 -19- 479160 A7 B7 五、發明説明（17) 光學系統對晶圓面的高度，以最佳化焦點。 如業界已熟悉，光學平版印刷藉由光（在電磁光譜的 紫外線到可見光的範圍裡或附近）的投射，創造relief影像 圖案，並廣泛用在半導體設備的微電路圖案的製造中。現 今投影技術允許在0 · 1微米以下的解析度。圖1中顯示 一個照相平版印刷投影系統1 0，它能用本發明的各個實 施例。雖經簡化，圖1仍夠詳細顯示系統1 〇以使人瞭解 ，它被用以製造半導體設備時，本發明的實施例如何提供 與在系統1 0裡的關鍵尺寸關係有關的資訊。如圖1所示 ，系統1 0是投影型成像系統，它的主要元件是晶圓台1 2、光罩台14、目標鏡16 (在晶圓台12及光罩台1 4之間）、照明系統（含光源1 6及聚光鏡1 8 )。 晶圓台1 2能支持晶圓2 0，並在一些例子中用往返 輸送機構處理多片晶圓。relief圖案2 2在晶圓2 0上形成 ，relief圖案2 2有若干晶片，這些晶片有〇 _ 1微米以下 的特徵。藉由形成一或更多光罩2 4 (在光罩台1 4上） 的多個影像，在晶圓2 0上形成Relief圖案2 2。光罩台 2 4可能進、出發光系統提供的光束中，晶圓可能靜止或 掃過光罩台平面’晶圓台在掃瞄系統中同步移動。 目標鏡1 6的光學構造最像能形成在大孔徑的受衍射 限制的解析度的航空影像的顯微鏡系統。發光系統通常把 光源的影像對焦到目標鏡的入口光圈以提供最大均勻度於 光罩平面。用 '、Differential Interferometer Arrangements for Distance and Angle Measurements: Principles, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 479160 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ Advantages, and Applications/7 C. Zanoni, VDI Berichte NR. 7 4 9 ( 1 9 8 9 )所示的干涉測量器（未被顯示） ，測量晶圓及光罩台的X及y位置與它們對環球座標及彼 此的角關係。 這些台移動除外，系統的其他主要元件被固定在骨架 11 (以假想線表示）中，骨架1 1是熱穩定並從可動的 元件（其位置及移動須準確控制）機構地隔離。骨架1 1 還支持各元件（包括X及y移動台）。除測量光罩及晶圓 台對彼此及成像系統之位置及移動，經常還須測量在晶圓 台及目標鏡1 6之間的垂直距離或高度，來最佳化焦點， 來提供最佳焦點位置來造成光罩特徵在晶圓上的最佳複製 。爲此，本發明用兩個模組2 6及2 8測量高度。在此例 中，高度是在模組2 8及目標板3 0之間的垂直距離。當 模組2 8在晶圓台1 2上，模組2 6就不在晶圓台上。模 組2 6及2 8可能以各種構造（有若千執行不同功能的元 件）存在。 圖2 a是本發明的第一實施例（次系統4 0 )的立面 圖（在圖1的紙面中所取）。次系統4 0有一個在台上的 開放的長五稜鏡由鏡4 2及4 4組成，二者在模組2 8中 。模組2 6是干涉測量器，以習知的方式產生參考光束及 測量光束，且其形式可能是極化的Michel son干涉測量器。 在第一實施例的一變形中，模組2 6的形式是平面鏡千涉 測量器或高穩定度平面鏡干涉測量器（例如Zanoni文件所 述者），有測量光束第二次射到模組2 8。第二趟的測量 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格（210X297公釐）. "" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -21 - 479160 A7 B7 五、發明説明（4 光束的描述與第一趟的光束3 2及3 4的描述的對應的部 分相同。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 長平面鏡4 6在參考板3 0的底面。模組2 6把測量 光束導向鏡4 2 ，鏡4 2使光束向左下方反射到鏡4 4， 鏡4 4使光束3 6在z方向反射而垂直於晶圓的X — y平 面。光束3 6從鏡4 6反射回鏡4 4 ’從鏡4 4反射到鏡 4 2，然後反射回干涉測量器2 6。在模組2 6中，光束 3 4以普通方式與參考光束結合而產生光學訊號，隨後與 從光學訊號而來的電子訊號結合，帶與在參考光束及測量 光束之間的光學路徑差異有關的資訊。雖顯示光束3 2〜 3 8分開，它們實有共同空間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 電子訊號所含的光學路徑長度資訊，用折射率及測量 光束及參考光束的真空波長的知識處理，來抽取在模組2 6及平面鏡4 6之間的物理路徑長度變化，這包括在模組 2 6及鏡4 6之間的距離變化及在模組2 6及鏡4 6之間 的高度變化。爲決定高度變化，用另一個干涉測量器，測 量模組2 6到在晶圓台1 2上的模組2 8的X方向的距離 變化，並把它從對應的物理路徑長度變化（X + z (高度 ))減掉。 對某些終端應用，可能須補償沿測量路徑的媒介的折 射率變化，這折射率變化起因於環境變化及晶圓台的高轉 速造成的渦流效應。爲補償此變化，可能用本申請人擁有 的美國專利申請案0 9 / 2 5 2 2 6 6號、〇9 / 2 5 2 4 4 0號（美國專利6 2 1 9 1 4 6號）、〇9 / 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇'〆297公釐） -22- 479160 A7 B7 五、發明説明（4 2 3 2 5 1 5號（美國專利6 1 2 4 9 3 1號）的設備及 方法，這些文件被倂入本說明書成爲參考。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 對某些其他終端應用，可能須補償測到的電子干涉訊 號（含高度相關資訊）的相位的循環誤差。循環誤差效應 可依終端應用要求，用後述之方法及設備，減少並/或測 量及部分或全部補償：1 9 9 4年7月1 9日獲准的 5 3 3 1 4 0 0 號美國專利 '' Heterodyne Interferometer Arrangement" (G· Wilkening 及 G. Hou);在 1 9 9 8 年 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 〇月6日送件的0 9/1 6 8 2 0 0號美國專秉申請案 (6 1 8 14 2 0 號美國專利）''Interferometry System Having Reduced Cyclic Errors 〃（S. R. Paterson、V. G. Bagdami及C. A· Zanoni完成並讓與本申請人）；在 1 9 99年3月1 5日送件的09/2686 1 9號美國 專利申請案（6 1 3 7 5 7 4號美國專利）、、Systems and Methods for Characterizing Cyclic Errors in Distance Measuring and Dispersion Interferometry " (H. A. Hill 完成 並讓與本申請人）；在2 0 0〇年4月2 4日送件的0 9/ 5 5 7 3 3 8 號美國專利申請案 '' Systems & Methods for Qualifying Nonlinearities in Interferometry Systems 〃 (H. A. HU1完成並讓與本申請人）。本申請人擁有的三件專利申 請案的內容被倂入本說明書成爲參考。 有干涉測量器2 6、次系統4 0及長平面鏡4 6的第 一實施例用五稜鏡及平面鏡組合而對晶圓台繞y軸線的傾 斜敏感。然而，它對繞X軸線的旋轉及繞z軸線的搖擺敏 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） — - 23- 479160 A7 B7 五、發明説明（2)| (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 感’這敏感性表明它是在干涉測量器模組2 6的偵測器的 測量光束及參考光束的角及橫向偏移。對第一實施例的單 趟（p a s s )系統（參考光束及測量光束都過干涉測量器一 趟），在X — y平面中的角偏移的大小是2 ( △ θ x + △㊀ z )，在此’ △ Θ X及△ Θ z是晶圓台繞X軸線的旋轉， △ θ z是晶圓台繞z軸線的搖擺，橫向偏移是2 ( △ θ X L +A0zL)，在此’L是特微長度，隨不同實施例而變。 要求大△ θ X及△ θ z的工作不接受這些大小，但要求小 △㊀X及△ θ z的工作接受這些大小。決定△ θ X及△ Θ z的 値是否可接受時，應考慮在混合輸出光束的偵測器的邊界 對比。 第一實施例的變化包括模組2 8、長平面鏡4 6及模 組2 6 ，模組2 6的形式是雙趟干涉測量器，例如平面鏡 干涉測量器或高穩定性平面鏡干涉測量器，例如Zanoni文 件所述者。第二趟的測量光束的描述與第一趟的光束3 2 及3 4的描述的對應的部分相同。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第一實施例的變化用射到長平面鏡4 6兩次的測量光 束而對晶圓台繞X軸線的旋轉、繞y軸線的傾斜及繞z軸 線的搖擺敏感。然而，它對繞X軸線的轉旋轉及繞z軸線 的搖擺敏感，這表示它是在干涉測量器模組2 6的偵測器 的測量光束及參考光束的角及橫向偏移。對第一實施例的 變化的雙趟系統（參考光束及測量光束都過干涉測量器兩 次），在X — y平面中的角偏移的大小是4 ( △ θ x + △ Θ z )，在此，△ Θ x及△ Θ z是晶圓台繞X軸線的旋轉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. -24- 479160 A7 B7 五、發明説明（ ’ △ θ z是晶圓台繞z軸線的搖擺，橫向偏移是4 ( △ θχΙ^+Δθζΐ)，在此，L是特微長度，隨不同實施 例而變。要求大△㊀χ及△ e ζ的工作不接受這些大小，但 要求小△ θ X及△ θ z的工作接受這些大小。決定△㊀x及 △ θ z的値是否可接受的，應考慮在混合輸出光束的偵測器 的邊界對比。 參考圖2 b (顯示圖2 a的五稜鏡安排的替代案排） 。在此，圖2 a的五稜鏡元件4 2及4 4被光學上等效的 稜鏡組3 7取代，稜鏡組3 7有稜鏡元件3 9、4 1及 4 3。 圖3 a是本發明的第二實施例的透視圖，第二實施例 用一個設在台上的開放的長五稜鏡及在台外的開放的長波 羅（全內反射）鏡，測量與照相平版印刷分節器（系統 1 0 )的光學目標投影系統1 6有關的基準線對晶圓的高 度加從在台外的干渉測量器2 6到高度起算點（模組2 8 )的距離。第二實施例有次系統5 〇，在許多方面與次系 統4 0相同，卻有較強功能。次系統5 〇有若干元件與次 系統4 0的若干元件相同，這些元件在圖3中有相同標號 〇 次系統5 0異於次系統4 0之處是在板1 6上用長波 羅稜鏡5 2取代長平面鏡4 6。長波羅稜鏡5 2的使用把 一橫向切變導入測量光束，這要求在模組2 6中的干涉測 量器同樣被修改，以致參考光束有相似偏移。 因長波羅稜鏡5 2的使用，在參考光束及測量光束之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 29<7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1«裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25- 479160 A7 _ _ B7 五、發明説明（ 間的角分離及橫向切變都是零，不論干涉測量器屬單或雙 趟構造。這表示次系統5 〇對晶圓台的斜度、搖擺及旋轉 變化敏感。 圖3 b顯示圖3 a的替代品，長五稜鏡4 2及4 4被 長五稜鏡組3 7取代。 圖4顯示本發明的第三實施例。第三實施例用在台上 的元件及在台外的元件合作，.來測量與照相平版印刷分節 器的投影系統有關的基準線對晶圓的高度加到一個在台外 的參考點的直線距離。第三實施例是次系統6 〇，其主要 元件是：在台外的光源及偵測器模組6 2 ;在台上的長五 稜鏡及極化分光器模組6 4 ;在台外的開放波羅稜鏡6 6 ;在台外的長波羅稜鏡6 8。長波羅稜鏡6 8固定到板3 〇的底面，模組6 2及稜鏡6 6對系統骨架（未被顯示） 固定，模組6 4卻固定到晶圓台1 2並與之一起動。 在台上的五稜鏡及極化分光器模組6 4包括下平面鏡 7 0及上平面鏡組，上下面鏡組有上平面鏡7 2及下平面 鏡7 4，還有極化分光層7 6 (PBS)夾在二者之間。 在台外的光源及偵測器模組6 2用習知的方式提供輸 入光束7 8。輸入光束7 8有兩個垂直極化的成分，二者 有頻差f 1。輸入光束1 2的來源可能是頻率調變設備或 鐳射。舉例而言，鐳射可能是用下列習知之技術之一穩定 的氣體鐳射（例如氦氖鐳射）：T. Baer等人的〜

Frequency Stabilization of a 0.633 He-Ne-longitudinal Zeeman Laser，’’ Applied Optics，1 9 ，3 17 3 — 本纸張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·#衣· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -26 - 479160 A7 B7 五、發明説明（2』 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3177 (198 0 );在 1975 年 6 月 10 日給 Burgwald等人的第3 8 8 9 2 0 7號美國專利；在 1972年5月9日給Sand strom等人的第3662279 號美國專利。替代地，鐳射可能是以下列習知的技術之任 一.穩定的二極體鐳射頻率·· T · 0 k ◦ s h i及K · K i k u c h i的 Frequency tabilization of Semiconductor Lasers for Heterodyne-type Optical Communication Systems/7

Electronic Letters，1 6 — 1 7 9 — 181 (1980); S. Yamaqguchi 及 M. Suzuki 的、' Simultaneous Stabilization of the Frequency and Power of an AlGaAs Semiconductor Laser by Use of the Optogal vanic Effect of Krypton, 〃 IEEE J. Quantum Electronics, OQ-19 ， 15 14 — 1519(1983)。 可能用下列技術之一產生兩種光學頻率： (1 )用Zeeman分割鐳射，參考在1 9 6 9年7月 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 9日頒給Bagley等人的第3 4 5 8 2 5 9號 美國專利；G. Bouwhuis 的 Interferometric Mit Gaslasers，" Ned. Τ· Natuurk，3 4 ， 225 — 232 (1968 年 8 月）；在 1972年4月18日頒給Bagley等人的第 3 6 5 6 8 5 3 號美國專利；H. Matsumoto 的 、' Recent interferometric measurements using stabilized lasers/’ Precision Engineering ， 6 ( 2)，87-94(1984); 本紙張尺度適用中.國國家標準(CNS ) A4規格（210 X297公釐） -27- A7 _ 五、發明説明（d (2 )用一對聲光Bragg電池，參考Y. Ohtsuka及Κ· Itoh 的、' Two-frequency Laser Interferometer for Small Displacement Measurements in a Low Frequency Range," Applied Optics ， 1 8 ( 2) ，219 — 224(1979) ;N.

Massie 等人的、、Measuring laser Flow Fields with a 64-Channel Heterodyne Interferometer, 〃 Applied Optics，22 (14) ，2 141 — 2151 (1983) ;Y. Ohtsuka 及 M.

Tsubokawa 的、' Dynamic Two-frequency Interferometry for Small Displacement Measurements/7 Optics and Laser Technology， 16，25- 29 (1984) ； H.

Matsumoto，ibid ;在 199 6 年1月16曰頒 給P. Dirk sen等人的第5 4 8 5 2 7 2號美國 專利；Ν· A· Riza 及 Μ. Μ. K. Howlader 的 '、 Acousto-optic system for the generation and control of tunable low-frequency signals，’’ Optical Engineering，35(4) ，920 — 9 2 5 ( 1 9 9 6 ); (3 )用一個聲光Bragg電池，本案受讓人在1 9 8 7 年8月4日獲准的第4 6 8 4 8 2 8號美國專 利（G. E· Sommargren發明）；本案受讓人在 1 9 8 7年8月1 8日獲准的第 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) C- 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 479160 A7 ^_________ 五、發明説明（ 4 6 8 7 9· 5 8號美國專利（G. E.

Sommargren發明）；P. Dirksen 等人的 ibid·; (4 )用隨機極化的氨氖鐳射的兩種縱向模式，參考 J. B. Ferguson 及 R. H. Morris 的、、Single Mode Collapse in 6 3 2 8 A HeNe Lasers，" applied Optics, 17(18) ^ 2924-2929 ( 1 9 7 8 )； (5 )用在鐳射內的雙折射元件，參考V. Evtuhov及 A. E. Siegman 的 A 〃 Twisted-Mode '、 Technique for Obtaining Axially Uniform Energy Density in a Laser Cavity，〃 Applied Optics，4(1) ，142 — 143 ( 1 9 6 5 );及 (6 )用H. A. mil在1998年4月17曰送件的 0 9 / 0 6 1 9 2 8號美國專利申請案（名稱 是 Apparatus to Transform Two Non-Parallel Propagating Optical Beam components into Two Orthogonally Polarized Beam Components ) ° 當作光束7 8的來源的特定設備決定光束的直徑及擴 張。某些光源（例如二極體鐳射）可能須用傳流光束造形 光學儀器（例如傳統顯微鏡目標鏡）供應光束7 8適當直 徑及擴散。當光源是氨仍鐳射，就不需要光束造形光學儀 器。 輸入光束7 8射向極化分光層7 6且光束的極化成分 ^紙張尺度適用中國國家標準「CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-29- 479160 A7 B7 五、發明説明（ 之一從該處反射到鏡7 〇，開始沿測量路徑當作測量光束 移動。射到鏡7 0以後’此極化成分當成測量光束成分 8 2射到波羅稜鏡6 8 ，然後當作測量光束成分8 4回鏡 7〇。光束成分8 4從極化分光層7 6反射並當作返回光 束8 0的測量成分射到在模組6 2中的偵測器（未被顯示 )° 光束7 8的另外的極化的成分當作參考光束成分8 6 透過極化分光層7 6傳到波羅稜鏡6 6，在此例中波羅稜 鏡6 6是參考。波羅稜鏡6 6把參考光束成分8 6當成參 參考光束8 8送回，透過極化分光層7 6當作返回光束 8 0的參考光束成分被結合。光束8 0的參考光束成分及 測量光束成分以習知的方式被混合及分析，來抽取與z + X尺寸有關的資訊’其X成分用另一干涉測量器（未被顯 示）或藉模姐6 2產生的另外的光束予以決定，但以習知 的方式被送到在晶圓台1 2上的平面參考鏡。 第三實施例對晶圓台繞X、y、 Z軸線的旋轉敏感， 無在y方向的切變，有在X及z方向的切變。在X方向的 切變的大小是Δθχ ay ’在此ay是在輸入光7 8及輸出 光束8 0之間的距離。在z方向的切變的大小是 △ θ ζ Θ a y 〇 圖5是本發明的第四實施例的立面圖（圖1的X — y 平面）。第四實施例用在台上的長稜鏡與在台外的後方向 反射器及平面鏡相連，測量與照相平版印刷分節器的投影 系統有關的基準線對晶圓的高度。第四實施例是次系統 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ：--屬¾-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

、一1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -30- 479160 A7 B7 五、發明説明（ 9 0 ，有若干主要元件：在台外的干涉測量器9 2、長的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在台上的稜鏡組9 4 (固定到晶圓台1 2而一起動）、在 台外的後向反射器9 6 (例如三面直角稜鏡）、長平面鏡 9 8 (固定到板3 0的底面）。干涉測量器9 2及後向反 射器9 6固定到系統骨架（未被顯示）。 干涉測量器9 2可能是差分平面鏡型或高穩定性差分 平面鏡，並產生測量光束1 〇 4，沿次系統9 0的其他元 件移動而當作測量光束1 〇 6回來。測量光束1 〇 6與參 考光束在干涉測量器9 2裡用習知的方式結合，產生與在 它們之間的光學路徑長度差異有關的相位資訊。電子地分 析此資訊而直接抽取高度變化。因此，本實施例的優點是 局度資訊完全從任何X方向測量分開。此優點是重要的， 因筒度（其光學路徑長度小於X及y的任何測量）對環境 及渦流效應造成的折射率變化較不敏感。結果，可能不要 求這些效應的補償，使系統較不複雜並因此較不貴。又， 應注意本實施例不要求相位移動元件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第四實施例的結構還對繞X、y及Z軸線的角變化敏 感卻無在X、y及z方向的切變。在X方向的切變的大小 是4 △ θ X L r ’在此L R是稜鏡後向反射器的間隙。在γ 方向的切變的大小是8 △ Θ y L H，在z方向的切變的大小 是4 △㊀z z。晶圓台平移造成在z方向的額外切變化，大 小是2 △ z。上述之切變都針對單趟系統。 圖6是本發明的第五實施例的立面圖（χ 一 y平面） ，此貫施例用一個在台上的長棱鏡（有極化分光層）與一' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） •31 - 479160 Μ ____ _ Β7 _ 五、發明説明（ 個在台外的後向反射器及長平面鏡合作，測量與照相平版 印刷分節器的投影系統有關的基準線對晶圓的高度變化。 第五貫施例是次系統1 2 0，有在台外的光源及偵測器模 組1 2 2、在台上的長波羅稜鏡分光器1 2 4、在台外的 後向反射器1 2 6及平的在台外的長鏡1 2 8 (固定到板 3 0的底面）。 模組1 2 2及後向反射器1 2 6固定到系統骨架，後 向反射器1 2 6宜爲極化保留光學系統，但可能是三面直 角稜鏡。 組1 2 4有第一光學平板元件1 3 〇在其最外面承載 極化分光層1 3 2 (第一極化分光層），還有第二光學平 板元件1 3 4在其最內面承載極化分光層1 3 6 (第二極 化分光層）。第一、二極化分光層宜反射測量光束及參考 光束。 光源及偵測器模組1 2 2被規劃來提供輸入光束 1 3 8 ’此輸入光束有垂直極化的光束成分，這些成分有 如上述之頻差。光束的極化成分之一當作干涉測量器測量 光束1 3 8M而其他成分當成參考光束1 3 8R。 虽先束1 3 8遭遇極化分光層1 3 2，它分爲若干極 化的成分’光束1 3 8 Μ射到平長鏡1 2 8並反射向板元 件1 3 4。它從該處折射到極化分光層1 3 6 ，並從極化 分光層1 3 6反射，被元件1 3 4的最外面折射到後向反 射器1 2 6。從後向反射器1 2 6 ，它回到元件1 3 4， 再次被最外面折射，射到極化分光層1 3 6，從極化分光 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項存填寫本頁) 装· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32- 479160 A7 _______B7 五、發明説明（3() (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 層1 3 6反射，隨後再次被最外面折射。之後，光束當作 返回光束1 3 8MR射向平長鏡；[2 8。平長鏡1 2 8使 光束1 3 8 M R反射，以致它回到極化分光層1 3 2，並 從極化分光層1 3 2反射而成爲光束1 4 〇的測量光束成 分。 參考光束1 3 8R首先通過極化分光層χ 3 2，在過 程中折射’然後在離開元件1 3 0的底面時再折射。它隨 後射到極化分光層1 3 6，在過程中折射，然後離開元件 1 3 4的最頂面而射到後向反射器1 2 6。光束1 3 8 R 從後向反射器1 2 6反射而成爲光束1 3 8 RR，它向後 通過稜鏡組1 2 4，行在一條與其進入路徑相反的路徑上 。光束1 3 8RR與光束1 3 8MR在極化分光層1 3 2 結合’並當作光束的參考光束成分前進。光束丨‘ 3 8MR 及1 3 8 R R用習知的方式再結合及分析而抽取相位資訊 ，用電子訊號處理程序從相位資訊決定高度變化。 在實施例有數個優點：（1 )不需要相位移動元件； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (2 )在X方向無杜卜勒移動且測量光束及參考光束在乂 方向有共同空間，（3 )不必補償在X方向的折射率變化 ，因測量光束及參考光束在X方向有共同空間，雖然可能 要求在z方向的補償以符合在準確度的要求，否則不必， 因直接測量高度變化。 第五實施例對晶圓台繞X、y及z軸線的旋轉不敏感 但有切變。在X方向，切變是4 △㊀X y z L R ;在y方向， 切變是;在z方向，切變是4ΔΘΖ z。 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. ' ' ' ---- -33- 479160 A7 B7 五、發明説明（31) 圖7是本發明的第六實施例的立面圖（X — z平面） ，此實施例用一對在台上的長稜鏡（每個稜鏡攜帶若干極 化分光層）與在台外的光源、偵測器及後向反射器合作， 兩次測量與照相平版印刷分節器的投影系統有關的基準線 對晶圓的高度變化。 第六實施例是次系統1 5 0，有在台外的光源1 5 2 、長稜鏡極化分光組1 5 4 (有兩個稜鏡極化分光元件 長偵 率 一 。 一分 的及 .頻第者另成 外 2 同的述，考 台 5 不 ο 所 1 參 在 1 。 屬 6 .6 Μ 的 及源性有 1 圖 48 6 光1^束件考 66 5 。#光元參11 此在似束束 器面 π ， 4 近光光 測底04 6 式量出 偵的 W61 方測輸 的 0^1 束其爲爲 外 3Ρ 束光，成成 台板 g 光入分而而 在到 W 入輸成 86 、定次輸。個 5 5 } 固到 供分兩 11 2丨定提成爲鏡器 68 固 2 的 分到測 1.5 c〇 5 化器射偵 及 15 源極光分到 ο 鏡 1 光直分成射 6 羅器 垂化個分 1 波測 的極一成。 一裝· -、*ιτ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 波羅鏡1 5 8使光束1 6 4 Μ 1沿y方向移動，並當 作光束1 6 4M2返回在晶圓台1 2上的元件1 6 0。之 後，它被導向元件1 6 2而元件1 6 2把它當作 164M3再導向波羅鏡158，光束164M3與 1 6 4M2在相同平面中。波羅鏡1 5 8橫向偏移光束 1 6 4M3並把它當作光束1 6 4M4送回元件1 6 2 ， 現在與光束1 6 4 Μ 1及1 6 4 R在相同平面。測量光束 1 6 4Μ4與光束1 6 4R在元件1 6 2的極化分光層結 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -34 - 479160 A7 B7 五、發明説明（ 合，在此，它當作光束1 6 8的測量成分射向偵測器 15 6° (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光束1 6 4 R及1 6 4 Μ 4混合而產生電子訊號，此 訊號含相位資訊，用電子訊號處理程序從此相位資訊直接 抽取高度變化的兩倍。在此，此實施例與圖6的第五實施 例有相同特性。又，在元件1 6 0及1 6 2之間的空間可 能被覆蓋以減少可能在測量及參考光束上發生的渦流效應 〇 第六實施例敏感於繞X、y及ζ軸線的旋轉且無橫向 切變。 參考圖8a ，本發明的第七實施例有設在台上的長稜 鏡，它的前面有一部分是極化分光層而另一部分是抗反射 層，並與在台外的長平面鏡及光暨偵測器模組合作，以直 接測量與照相平版印刷分節器的投影系統有關的基準線對 晶圓的高度變化 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第七實施例（次系統1 8 0 )包括在台外的光源暨偵 測器模組1 8 2、在台上的長右稜鏡1 8 6及在台外的長 平面鏡1 9 2固定於板3 0的底側。 棱鏡（宜屬融合的二氧化矽）有極化分光層1 8 8蓋 住其斜面（直角三角形的斜邊）而其他部分有抗反射層 1 8 6 〇 稜鏡1 8 2提供輸入光束1 90，光束1 90有屬不 同頻率的垂直極化的成分，一個成分當成參考光束而另一 個成分當作次系統的測量光束。再次，極化分光器1 8 8 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. -35- 479160 Α7 Β7 五、發明説明（ 反射測量光束成分並傳送參考光束成分。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一旦射到極化分光層1 8 8，光束1 9 0分成參考光 束1 9 OR及測量光束成分1 9 0M1。光束1 9 OR在 極化分光層1 8 8折射，射到稜鏡1 8 4的後面，從該處 反射並離開稜鏡1 8 4的底面，之後，它在極化分光層 1 8 8再次折射而變化輸出光2 0 0的參考光束成分。 光束1 9 1 Μ 1射到鏡1 9 2，並當作光束 1 9 0Μ2從該處反射到稜鏡1 84。光束1 9 0Μ2在 進入稜鏡1 8 4後立即反折射，並在內部反射兩次，並在 離開稜鏡1 8 4時再折射而當作光束1 9 0Μ3。光束 190Μ3從鏡192反射而成爲光束190Μ4，光束 1 9 0Μ4從極化分光器1 8 8反射而形成輸出光束 2 0 0的測量成分，在極化分光器1 8 8與參考光束 1 9〇R結合。 光束2 0 0的成分被混合並電子地分析以直接決定高 度變化，無關於任何與X位置或位移有關的資訊。 第七實施例敏感於繞X及y的旋轉，但在ζ ，它是 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 △ θ z。横切變的敏感度如後述：在X是4 △ θ X y z z ; 在y是8ΔθγΖ ;在Z是2AezL及2Δζ。第七實施 例的優點包括它的不可逆性、較少的橫切變、在融合的= 氧化矽中測量及參考路徑的相等的路線、對空氣渦流的較 低敏感度及在ζ位移中無相對光束切變。 第七實施例的一個變化是用長波羅棱鏡取代在台外的 鏡1 9 2，鏡1 9 2能產生橫向偏移於光束對1 9 0 Μ 1 _—-----^ 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐）· -36- 479160 Α7 Β7 /1 9〇M4及1 9 0M2/ 1 9〇M3之間。第七實施 例的變化敏感於繞X、y及z軸線的旋轉，且它在X的橫 向切變是第七實施例的一半，在y的橫向切變與第七實施 例相同。 I® 8 b顯不次系統1 8 0的反向版本，在其中，其條 鏡1 9 2附於晶圓台1 2而非板3 〇而元件1 8 2與 1 8 4在台外。 8 0的變化，在其中， 其出現在圖8 d的橫剖 取代在圖8 c及8 d的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖8 c顯示圖8 b的次系統 其條鏡1 9 2被波羅稜鏡1 9 1 圖。 圖8 e顯示以稜鏡元件1 9 波羅棱鏡。 參考圖9 a ，它顯示本發明的第八實施例2 〇 〇。系 統2 .0 〇用一個密實的干涉測量器2 〇 8 (有若干較小的 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 石英波板設照相平版印刷設備的X平移台2 〇 2上），以 測量在y平移台2 〇 4及在台外的長鏡2 1 2之間的高度 的變化。Y平移台204有長鏡206及垂直邊207， 長鏡2 0 6的底面在光學上平到所需的公差。當X及y平 移台移動，系統2 0 0測量在y平移台長鏡2 0 6的底面 及長鏡2 1 2的底面沿一條基準線之高度的變化。 干涉測量器2 0 8宜屬H S Ρ Μ I型，並能用圖9 b 及9 c分別顯示的模式運作。圖9 b更詳細顯示圖9 a的 在台上的干涉測量器2 0 8的一實施例，它有H S Ρ Μ I ，其用佔相同空間的垂直極化的參考光束及測量光束。在 本紙張尺度適用中.國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）. -37- 479160 A7 B7 五、發明説明（d (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 台外的光源2 1 1提供輸出光束2 1 4，它有一對屬不同 頻率的垂直極化的光束。光束2 1 4可能在光源及X平移 台2 0 2之間或透過光纖傳送系統（輸出端與X平移台 2〇2 —起移動）傳送。返回光束2 1 6離開干涉測量器 2. 0 8，透過混合極化器2 1 3，射到偵測器2 1 8 ，其 產生一個電子訊號2 1 7，它被分析以把相位訊號轉換成 高度變化。 如圖9 b所示，干涉測量器2 0 8有極化分光器 2 2 4，其包括極化分光層2 2 6及後向反射器2 2 2光 學地附著極化分光器2 2 4的底面。在極化分光器2 2 4 的右輸出面上的是折鏡2 1 0，它透過四分之一波板 2 3 0傳送光束。在極化分光器2 2 4的頂面以上的是另 一四分之一波板2 2 8，它是在光束往返於長測量鏡 2 1 2之間的路線中。 爲測量平移台2 0 2的X位置或X位置的變化，可能 用一個在台外的干涉測量器產生並接收接觸鏡2 0 6的垂 直面2 0 7的輸入及輸出光束2 1 9及2 2 1 ，垂直面以 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 已知的方式當作平面目標鏡。 輸入光束2 1 4及輸出光束2 1 6的產生及千涉測量 器2 0 8 (如H S Ρ Μ I ，有極編碼的測量及參考光束） 的運作kf熟悉此技術者是易於瞭解，並在Z a η ο n i文件中詳 述，故不在此予以詳述。然而，在台外的鏡2 1 2及鏡 2 0 7之間的高度的變化的測量是特定結構的結構，其有 關於把H S Ρ Μ I放在X平移台上，以致它能同時看到長 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公董) 一 -38- 479160 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（ 鏡2 1 2及鏡2 0 7的底面，且X及y平移台移動。此特 定安排還允許小的四分之一波板的使用，並造成實的在台 上的干涉測量器。 _ 圖9 c是圖9 a的在台上的干涉測量器2 0 8 /的替 代的實施例，並包括H S Ρ Μ I ，其用垂直極化的分開的 參考光束及測量光束。在此實施例中，輸出光束有用極化 分光器2 4 2分開的垂直極化的光束成分，極化分光器 2 4 2直接把成分之一傳到分光器2 2 4而把另一個成分 垂直向下傳到折鏡2 4 4，其隨後把第二成分導向分光器 2 2 4。分開的垂直極化的光束成分，在透過干涉測量器 2 0 8 >時，以已知方式成爲參考及測量光束。在透過干 涉測量器2 0 8 /以後，測量及參考元件被結合而當作輸 出光束2 1 6的成分透過折鏡2 4 8及極化分光器2 4 6 移動。輸出訊號2 1 6被極化器2 1 3及偵測器2 1 8轉 變成電子訊號2 1 7，之後，電子訊號處理器2 2 0決定 高度變化。 參考圖1 0 a ，本發明的第九實施例的干涉測量器用 若干四分之一波板並被設在照相平版印刷分節器的平移台 上以測量在另一平移台及在台外的長鏡之間的高度變化。 如圖1 0 a所示，第九實施例被畫成系統3 0 0 ，其 主要元件有X平移台3 0 2、y平移台3 0 4、干涉測量 器3 0 8，干涉測量器3 0 8藉尺寸穩定的托架3 0 6設 到X平移台3 0 2，致它在y平移台3 0 4及在台外的長 鏡3 1 0的一些元件間。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. -39- 479160 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7___五、發明説明（3$ γ平移台3 0 4有長鏡3 4 〇 ，其頂面光學地處理到 所要的公差並有垂直長面3 4 2在y — z平面中。輸入及 輸出光束3 1 8及3 2 0能透過在台外的干涉測量器互動 ，以測量X平移台3 0 2的位置或位置的變化’垂直面 3 4 2以已知的方式當作目標鏡。 圖1 0 b是圖1 0 a的干涉測量器3 0 8及系統 3 0 〇的一些元件的立面圖，但未顯示其他元件以簡化描 述。干涉測量器3 0 8有極化分光器3 3 0 (有極化分光 層3 3 2 )、三面直角稜鏡3 3 4或極化保留光學系統、 一對四分之一波板3 3 6及3 3 8 (分別在極化分光器 3 3 0之上或下）。輸入光束3 12 (包括佔相同空間的 垂直極化的光束成分）進入干涉測量器3 0 8並離開它， 成爲極化編碼的測量及參考光束，它們再被結合成輸出光 束3 1 4的成分。當X平移台3 0 2及y平移台3 0 4對 彼此移動，輸出光束3 1 4通過混合器3 1 7，以產生混 合的輸出光束3 1 9 ，其含相位資訊，其表示在鏡3 1〇 的底面及鏡3 4 0的頂面之間的高度的變化。混合的輸出 光束3 1 9被送到偵測器3 1 6並被轉換成電子輸出訊號 3 2 1。電子輸出訊號3 2 1隨後被送到電子分析器 3 2 1以電子地決定高度變化。顯然，參考路線及測量路 線在玻璃中的路線長度須平衡，且爲此，參考腳可能透過 額外玻璃傳送，後者被省略以簡化以上的描述。 圖1 1顯示照相平版印刷分節器4 1 0，本發明的俯 視的實施例可能被倂用以準確測量在投影系統4 1 2及晶 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. ~ 一 ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) "裝· -40- 479160 A7 B7 五、發明説明（ 圓台系統4 1 4之間的高度。投影系統4 1 2固定到板 4 1 6，板4 1 6附於參考骨架1 1。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 晶圓台系統有粗調台4 1 8，微調台4 2 0在粗調台 4 1 8上’微調台承載晶圓。微調台4 1 8的水平位置被 x.驅動桿4 2 2及y驅動桿4 2 4決定。X驅動桿4 2 2 及y驅動桿4 2 4藉空氣軸承（未被顯示）連到粗調台 4 1 8，且粗調台4 1 8停在X — y平面中的空氣軸承上 。微調台4 2 0對粗調台4 1 8移動以準確決定晶圓與在 x〜y - z平面中的投影系統4 1 2的相對位置。爲此， 微調台有六個自由度，三個平移及三個旋轉。 雖簡化’然已顯不系統4 1 0的足夠細節，使人瞭解 它能倂用本發明的俯視的實施例，在用於製造半導體設備 時，提供與在系統4 1 0中的關鍵尺寸關係有關的資訊。 在能用在系統4 1 0裡的各種俯視的實施例中，應記住它 們可能存在一或更多軸線上，或一個以上可能以離手安排 連到單軸線，一個沿軸線監視一段距離，陏後另一個接手 監視另一段預定的距離，這兩段距離有一些重疊。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 2 a顯示俯視的系統5 0 0 ( 「俯視」表示測量 光束的最後一段初始從投影系統射在晶圓台或用品上）， 它有差分平面鏡干涉測量器5 1 4附於粗調台4 1 8的驅 動桿並有極化分光器5 1 2、後向反射器5 1 4 (附於極 化分光器5 1 2的左面）、四分之一波板5 1 6 (在極化 分光器5 1 2的頂面以上）、切變暨分光板5 1 8 (在極 化分光器5 1 2的底面以下）及輸入轉向鏡5 2 0 (在切 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -41 _ 479160 Α7 Β7 五、發明説明（g 變暨分光板5 1 8以下）。 在四分之一波板5 1 6以上’有長稜鏡元件5 2 2附 於參考骨架1 1 ，在稜鏡元件5 2 2對面的是另一稜鏡元 件5 2 4，後者附於板5 2 6 ，板5 2 6固定於細控的晶 圓台4 2 0。 如早先，輸入光束5 3 0被轉向鏡5 2 0向上反射以 後進入干涉測量器5 1 0 ’且輸入光束5 3 2被導向適當 方向及訊號處理裝置。測量光束5 4 0從干涉測量器 5 1 0透過長稜鏡元件5 2 2及5 2 4的角面射到條鏡 528 ’且參考光束536及538從干涉測量器51〇 透迥長棱鏡元件5 2 2的角面射到參考面5 3 4。 在系統5 0 0的運作中，晶圓台在X及y方向移動， 但在條鏡5 2 8 (在台4 2 0上）及測量光束5 4 0之間 無在X方向的相封動作，因干涉測量器5 1 4追隨台 4 2 0在X方向的動作，因它們被鎖在一起。因此，測量 光束5 4 0在X方向移動且其移動速率與台4 2 0的移動 速率完相同，因台4 2 0被鎖到X驅動桿4 2 2。因此， 在台4 2 0上的條鏡5 2 8與干涉測量器5 1 4 —起在X 方向移動，粗調台4 1 8緊緊地移動，微調台4 2 0隨後 以其自微調停在上面，但在x方向鎖位。然而，在y方向 ，台4 2 0移動，這是爲何在y方向須有一根桿子。換言 之，向下的測量光束5 4 0在y方向固定。但台4 2 0在 γ方向不固定。 若想在X軸做這事，一種選擇是用另一個干涉測量器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐Κ 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

一裝------訂------J--JTM -42- 479160 A7 B7 五、發明説明（4(} 及一整組鏡。又，能真實複製此安排以涵蓋在一方向的動 作，隨後，藉走到晶圓的另一半，能把這些系統之一放在 晶圓的另一面，並使它們握手。亦即，這可能部分重疊以 涵蓋全部動態範圍。 系統5 0 0是極化分光器且其特徵是它敏感於參考光 束及測量光束，因輸出光束、參考光束及測量光束平行。 若條鏡變化角度，則在它們之間可能有一些切變化，但只 有橫向切變，無相對角變化。然而，不需與在X及y方向 有關的資訊，因直接測量z。又，干涉測量器5 1 0能向 上及向下移動，且此動作不改變它正在晶圓的距離，因它 是D Ρ Μ I 。又，小的旋轉（例如震動造成者）是可容許 的，這是重要的，因加速於台所用的力驅動驅動桿。 圖1 2 b顯示能測量在投影系統及晶圓之間的高度的 俯視干涉測量設備的另一實施例。在這，設備6 0 0有差 分平面鏡干涉測量器6 1 0，它有極化分光器6 1 2、後 向反射器6 1 4及四分之一波板6 1 2。在干涉測量器 6 1 0的上游的是分光器（未被顯示）及切變系統以形成 輸入光束並結合輸出光束。 在干涉測量器6 1 0的下游的是轉向鏡6 2 0使光束 在它及長稜鏡元件6 2 2之間移動，長稜鏡元件6 2 2附 於參考骨架1 1。在稜鏡元件6 2 2對面的是長板6 2 6 ，後者亦附於參考骨架1 1。附於板6 2 6的是稜鏡元件 6 2 4。在板6 2 6及稜鏡6 2 4上的平面6 3 4當作參 考面。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐）. -------；--^批衣-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 L· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -43- 479160 Α7 Β7 五、發明説明（4l) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 附於微調台4 2 0的是長條鏡6 2 8。分光器6 1 9 在驅動桿之外’且只有折鏡6 2 0維持在圖1 2 a所示的 相同桿上。因此，折鏡6 2 0與在X方向平移的驅動桿（ 亦即圖1 2 a所示的相同驅動桿）一起移動，干涉測量器 61 0固定在工具的參考骨架裡。 在此’顯示輸入光束是630，輸出光束是632， 參考光束是6 3 6及6 3 8，測量光束6 4 0。否則，其 運作近似圖1 2 a的實施例之運作。此實施例的優點是只 有極少質量（折鏡6 2 0 )在驅動桿上。其缺點是有額外 長度可能讓空氣渦流進入，但圖1 2 a的實施例的免疫性 全部出現在圖1 2 b的實施例中。 圖1 2 c顯示另一個俯視干涉測量設備7 〇 〇。設備 7 0 0有差分平面鏡干涉測量器7 1 〇 (有極化分光器 7 1 2 )、後向反射器7 1 4、四分之一波板7 1 6。在 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 極化分光器7 1 2以下的是分光暨切變板7 1 8且在它以 下的是輸入轉向鏡7 2 0。附於參考骨架1 1的是長平板 7 2 2及長稜鏡元件7 2 4。長稜鏡元件7 2 8附於板 722。在稜鏡元件728上的平面及在板722上的平 面當作參考面。長條鏡7 2 6附於微調台4 2〇。 輸入光束是7 3 6，輸出光束是7 3 8，參考光束是 7 3 2及7 3 4，測量光束是7 3 0。適用於圖1 2 a的 實施例的每任事都適用於圖1 2 c的實施例，除了圖 1 2 c的實施例是D Ρ Μ I且其干涉測量分光系統在沿X 方向平移的相同桿上。唯一差異是參考鏡在第一長稜鏡元 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）. -44- 479160 A7 B7 五、發明説明（d (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 件上而不在第二長稜鏡上。因此，這實施例測量總距離z 及在兩個稜鏡元件之間的y距離。然而，既然兩個稜鏡元 件固定，它仍只測量Z。用此實施例可能漏失的是：若在 長稜鏡元件之間的空間變化（亦即主骨架沿y方向擴大） 並此變化未獲補償’則小誤差可能發生。然而，此實施例 的優點是在參考光束中有較少的渦流效應，因它不在條鏡 之間移動，卻只在干涉測量器及第一條鏡之間移動。 圖1 2 d顯示另一俯視設備8 0 0。設備8 0 0有差 分平面鏡干涉測量器8 1 0在參考骨架1 1上而不在粗調 台4 1 8或微調台4 2 0上。干涉測量器8 1 0有極化分 光器812、後向反射器814及四分之一波板816。 輸入光束是836 ，輸出光束是838。輸入光束836 被切變板分開，這些輸出光束被相同切變板再結合，切變 板未被顯示卻是已知的。 參考光束8 3 2及8 3 4及測量光束是在8 3 0。輸 入轉向鏡8 2 0提供向上路線給全部到第一長條組的光束 ’第一長條組有第一長板8 2 2附於參考骨架1 1 ，還有 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 長稜鏡元件8 2 8附於長板8 2 2。在這些元件上的平面 8 1 8當作參考面。 狐量光束8 3 0透過長稜鏡元件8 2 4 (附於參考骨 架1 1 )射到長條鏡8 2 6 (附於微調台4 2 0 )。在此 ，轉向鏡8 2 0在驅動桿上，如在圖1 2 b的實施例中。 參考鏡是第一長條鏡組，包括若干平面8 1 8。圖1 2 d 的實施例對圖1 2 c的實施例，就像圖1 2 b的實施例對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. -45- 479160 A7 ____ B7 五、發明説明（ 圖1 2 a的實施例。 圖1 3 a顯示俯視設備9 0 0有干涉測量器9 1 0附 於粗調台4 1 8。干涉測量器9 1 0有極化分光器9 1 2 、輸入轉向稜鏡9 2 2、後向反射器9 1 4、長稜轉向元 件9 2 7及9 2〇、四分之一波板9 1 6及9 1 8。 長轉向桿9 2 4附於粗調台4 1 8，長稜鏡元件 9 2 6附於參考骨架1 1，長稜鏡元件9 2 6還有平面 9 2 9當作干涉測量器9 1 0的參考面。長條鏡9 2 8被 設到微調台4 2 0。輸入暨輸出光束路線是9 3 0。輸入 光束射到干涉測量器9 1 0並在極化分光器9 2 1分成參 考光束9 3 4 (射到參考平面9 2 9 )及測量光束9 3 2 (射到長條鏡9 2 8 )。參考光束及測量光束被干涉測量 器9 1 0再結合而沿與來時路相同路徑返回。 圖1 3 b顯示圖1 3 a的實施例的變化。在此，俯視 設備1 0 0 0有差分平面鏡干涉測量器1 0 1 0，有極化 分光器1 0 1 2、後向反射器1 0 1 8、輸入折稜鏡 1 0 1 5及四分之一波板1 0 14及1 0 1 6。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

6 1 條 00 且 例 ^^^—^長 CX1 開 施 ο 架。ο 分 實 1 骨面 1 被 的 鏡考考束處 6 折參參光該。圖 長於的出在 e 是 , 附1 輸並02上 〇〇也ο及，10致 1 8 1 入 ο 大 4 2 器輸 1 光它 台ο量。ο量’ 調 1 測 ο 1 則 ο 粗鏡涉 2 器 M4 於條干 4 量 4 ο 附長作台測 2 1 ο 。當調涉 G 備 3 1 8 微干 1 設 ο 1 2 於返束示 1 架 ο 附往光顯 條骨 1 ο 線考 4 折考鏡 2 路參 1 長參條 ο 同成圖 於長 1 相結 附，鏡沿再 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 - 46- 479160 A7 ______ B7 五、發明説明（44) 的顛倒的版本。在此，·參考骨架是1 〇 4 2，長稜鏡 1 044及1 046附於參考骨架1 042。長條鏡 台鏡 調稜 微在 於。 附桿 ο 動 6 驅 ο 台 1 調 4 2 〇 粗反 於鏡 附稜 2 是 6 的 ο 間 1 之 器 6 射 4 反 ο *15^ 一—I 後及 ’ 4 〇 4 ο 鏡 1 稜 器角 光右 分。 化 2 極 5 曁 ο 5 〇 及及 ο 入 5 輸 〇 ， 1—- 00 層 1 光 4 分台 化調 極粗 載於 承附 它 6 ’ 4 8 圓 晶 視 4 府 ο它 1 了 是除 徑 ， 路作 束運 光式 出方 輸反 相 以 例 施 實 的 6 圖 與 例 施 實 匕 ο 2 4 台 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）. -47-

Claims (1)

1. 479160 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種干涉測量設備，干涉測量在一個平面與一條 基準間的局度，並有： 一個尺寸穩定的測量骨架； 定義在至少兩個垂直方向對測量骨架平移而在與這 些垂直方向垂直的方向經歷較少高度變化的目標的 基準線的裝置； 長反射裝置，被設到測量骨架，提供該平面；及 至少一個干涉測量系統，至少部分設在上述之目標 而與之一起移動，干涉測量系統提供測量光束，光 束沿至少一條光學路線往返長反射裝置，以提供訊 號，此訊號所含的資訊依在上述之表面及基準線之 間的高度變化而變化，訊號敏感於目標至少繞兩個 垂直方向之一的旋轉。 2 .如申請專利範圍第1項所述之設備，其中，光學 路線有至少一個折。 3 .如申請專利範圍第1項所述之設備，其還有能接 收訊號並從它決定高度的裝置。 4 .如申請專利範圍第1項所述之設備，其中，目標 有照相平版印刷平移台能把晶圓固定在曝光位置。 5 .如申請專利範圍第4項所述之設備，其中，干涉 測量系統有一個干涉測量器，此干涉測量器有一條來源及 參考路線在台外，還有一個長五角稜鏡在台上，此干涉測 量器產生參考光束並把它導向在台上的長五角稜鏡，長五 角稜鏡提供上述之光學路線。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） —4: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -48- 479160 ABCD 六、申請專利範圍 6 ·如申請專利範圍第5項所述之設備，其中，長反 射裝置有一頂稜鏡，使訊敏感於台繞多垂直方向之二的旋 轉。 7 .如申請專利範圍第4項所述之設備，其中，干涉 測量系統有一個光束產生器及一個偵測器在台外，還有一 個干涉測量器在台上。 8 .如申請專利範圍第7項所述之設備，其還有第二 照相平版印刷平移台能對第一照相平版印刷平移台移動， 以致兩個照相平版印刷平移台之一在另一個之上移動，且 兩個在垂直的方向移動，干涉測量器測量從每個台到基準 線的高度的變化。 9 . 一種干涉測量設備，測量沿在一個目標上的一條 基準線的若干點到沿在一個參考體上的一條基準線的若干 點的高度的變化，並有： 定義在至少兩個垂直方向對參考體平移而在與這些 .垂直方向垂直的方向經歷較少高度變化的目標的裝 置； 長反射裝置，被設到測量骨架； 至少一個干涉測量系統，至少部分設在上述之平面 而與之一起移動，光束沿構成一條目標基準線的若 干點掃瞄干涉測量系統，干涉測量系統提供測量光 束，光束沿一條光學路線往返長反射裝置，沿對應 在上述之基準線上的點的若干點掃瞄長反射裝置來 定義與參考體有關的參考體基準線，干涉測量系統 本紙張尺度適用中國國家摞準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------0^ II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -49- 479160 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 提供訊號，當目標移動，此訊號所含的資訊依在這 些基準線之間的高度而變化，在目標對參考體的任 何位置，在這些基準線的對應點之間的距離是高度 ，訊號敏感於目標至少繞兩個垂直方向之一的旋轉 〇 1〇.一種干涉測量設備，干涉測量在一個平面與一 條基準線間的高度，並有： 一個尺寸穩定的測量骨架； 定義在至少兩個垂直方向對測量骨架平移而在與這 些垂直方向垂直的方向經歷較少高度變化的目標的 基準線的裝置； 長反射裝置，被設到目標而一起移動來提供上述之 表面；及 至少一個干涉測量系統，至少部分設在測量骨架而 與之一起移動，干涉測量系統提供測量光束，光束 沿至少一條光學路線往返長反射裝置，以提供訊號 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ，此訊號所含的資訊依在上述之表面及基準線之間 的高度變化而變化，訊號敏感於目標至少繞兩個垂 直方向之一的旋轉。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項所述之設備，其中， 光學路線有至少一個折。 1 2 .如申請專利範圍第1 0項所述之設備，其還有 能接收訊號並從它決定高度的裝置。 1 3 .如申請專利範圍第1 0項所述之設備，其中， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -50 - 479160 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 目標有照相平版印刷平移台能把晶圓固定在曝光位置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 4 .如申請專利範圍第1 0項所述之設備，其還有 第二照相平版印刷平移台能對第一照相平版印刷平移台移 動，以致兩個照相平版印刷平移台之一在另一個之上移動 ，且兩個在垂直的方向移動，干涉測量器測量從每個台到 基準線的高度的變化。 1 5 ·如申請專利範圍第4項所述之設備，其還有一 個微平版印刷裝置操作地連到干涉測量設備而用於在晶圓 上製造積體電路，微平版印刷裝置有： 至少一個台能支持晶圓； 一個發光系統，有光源、光罩、定位系統、透鏡組 及干涉測量設備的預定的若干部分；及 長反射裝置，被設到目標而一起移動，提供上述之 表面； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 光源使光通過光罩來產生空間上有圖案的光，定位 系統調整光罩對從光源而來的光的位置，透鏡組把 空間上有圖案的光成像在晶圓上，干涉測量設備測 量光罩對從光源而來的光的位置。 1 6 .如申請專利範圍第4項所述之設備，其還有一 個微平版印刷裝置操作地連到干涉測量設備而用於在晶圓 上製造積體電路，微平版印刷裝置有： 至少一個台能支持晶圓； 一個發光系統〃有光源、光罩、定位系統、透鏡組 及干涉測量設備的預定的若干部分；及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） -51 - 479160 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 長反射裝置，被設到目標而一起移動，提供上述之 表面； 光源使光通過光罩來產生空間上有圖案的光，定位 系統調整光罩對從光源而來的光的位置，透鏡組把 空間上有圖案的光成像在晶圓上，干涉測量設備測 量光罩對從光源而來的光的位置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -52-