TW569083B - Lithographic projection apparatus - Google Patents
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Description
569083 A7 B7 五、發明說明(1 ) * 本發明係關於一種石版印刷投影裝置,包含: -一輻射系統,供給投影輻射束; -一掩模台’設有一供固持掩模之掩模座; -一基片台’設有一供固持基片之基片座; -一投影系統,供掩模之輻照部份成像至基片之目標部 份。 本發明尤指此種裝置之子系統,其採用例如藉靈射所產 生之相干光束。本發明係尤指一種特別例如在對準系統, 調平系統或台位置測量系統所採用之干涉儀測量系統。 例如,在積體電路(integrated circuit,簡稱I c )之製造, 可使用石版印刷投影裝置。在此情形,掩模(光柵)可包含 一電路圖案,對應於一個別層之〗C,並且然後可將此圖 案成像至一在基片(矽晶圓)上,已塗布一層光敏材料(抗 蚀劑)之目標區(小片)。通常,一單一晶圓將包含一整個 網路之諸相鄰小片,其通常光柵予以連續輻照,一次一 個。在一種類型之石版印刷投影裝置,使整個光柵圖案在 一次曝光至小片,藉以輻照每一小片;此種裝置通稱爲晶 圓步進器。在一種通稱爲步進及掃描裝置之替代性裝置, 在投影束下,在既定參考方向掃描”方向)漸進式掃描光 柵圖案,同時平行或不平行於此方向同步掃描晶圓台,藉 以輻照每一小片;由於投影系統通常將會有一放大因數Μ (通常<1) ’掃描晶圓台之速度ν將爲一因數]y[倍於掃描光 柵台者。自國際專利申請案W0 97/33205號,可找到如此 處所説明關於石版印刷裝置之更多資訊。 -4- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7
569083 五、發明說明(2 ) 直到非常最近,此型裝置包含一單一掩模台及一單一基 片台。然而,現在變爲可利用之機器,其中有至少二可獨 立活動之基片台;例如請見在國際專利申請案wo 98/28665及WO 98/40791號中所説明之多級裝置。此種多 級裝置基本操作之原理,雖然一第一基片台爲在投影系統 下面’俾允許位於該台之第一基片之曝光,但一第二基片 口可進行至裝載位置,卸出一已曝光之基片,拾取一新基 片,在新基片進行若干初始對準測量,並且然後一完成第 一基片之曝光,就準備將此新基A傳送至在投影系統下面 之曝光位置,循環本身由此重複;以此方式,可達成實際 增加之機器通過量,其復改進擁有機器之成本。 在目前之石版印刷裝置,投影輻射通常爲波長3 6 5毫微 米,2 4 8毫微米或1 9 3毫微米之U V (紫外線)光,然而, 在半導體業界,設計規則之連續緊縮,導致新輻射類型之 增加需求。最近未來之目前候選者,包括波長1 5 7毫微米 或126毫微米之UV光,以及遠紫外線光(EUV)及粒子束 (例如電子或離子束)。 干涉儀測量系統可採用於石版印刷投影裝置之各種子系 統,例如: * -供掩模相對於基片之精密對準; -供基片及/或掩模相對於如導至基片特定目標區之投影 束之精確s周平; -供基片及/或掩模台之位置,速度及/或加速度之準確確 定0 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) ——ί-----裝--------訂--------- (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 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(3 ) 在干涉儀測量系統之一種實例,例如藉一設在第一組件 (例如標線片)之衍射光柵,將一相干光束分爲二束。二束 然後予以重新合併,以形成一干涉圖案,其照射在一設在 第二組件(例如晶圓)之透射光柵。干涉圖案及第二光柵之 重合,產生一種莫爾(Moire )圖案。總透射強度隨M〇ire圖 案之相位而改變,其復爲第一及第二組件之相對移位之函 數。因此,檢測總透射強度,藉以能以高解析度確定諸組 件之相對位置。 請明確察知,使用於石版印刷投影裝置之投影輻射,可 乏— 爲一種不同於如在上文所説明,在干涉儀測量系統所使用 相干光束之類型或波長,例如,在D U V投影裝置之情 形,投影波長爲2 4 8毫微米,但對準系統,調平系統及台 位置測量系統常例如採用來自HeNe雷射之輻射(波長 = 632毫微米),或一種二極管雷射。 在一種如此處所説明之干涉儀測量系統,重要的是,該 第一及第二組件之位置,可予以可復現式確定(例如致使 配準記號正確對準,供不同之曝光)。然而,在系統所產 生之測量訊號存在雜訊,可能導致不良可復現性及減低之 測量精密度(復例如在諸如覆蓋性能,聚焦,及掃描同步 等因素,導致顯著誤差),其可能導致相當大問題。 本發明之一項目的,爲減輕此問題。 因之,本發明目前提供一種光學&量系統包含: -一實際相干輻射源; -一檢測器,供檢測一自該源獲得之束間之干涉所產生 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) ---I K---1 I I I --------訂·--------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 569083 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(4 ) 之希望訊號, 其特徵爲一調相器,供該輻射源所射出輻射之調相,從而 抑制在光學測量系統自至少一亂眞束之干涉所導致之至少 —亂眞訊號之檢測。 在導致本發明之實驗,本案發明人等確定,存在例如自 下列所發生之亂眞輻射束,可能導致在此種光學測量系統 之測量訊號之雜訊: -在石版印刷投影裝置之(一般爲)複投影透鏡内,或例如 在如使用於輻射系統或對準 之其他光學系統内, 在空氣/玻璃介面之未掩蔽反射T -發生在標線片之類似反射。 然而’此種反射之精確位置通常難以確定。而且,在裝置 <光學組件提供抗反射塗層,通常並不提供此問題之有效 解決。 有利爲,本發明使能實際消除雜訊,而對檢測系統無任 何修改;僅必要在輻射源束路徑提供一調相器。 較佳爲,調相器包含一可控制衰減器,供在許多調變振 幅順序調變輻射。這具有使能抑制另外亂眞訊號,及允許 在光學測量系統内,在不同位置之範圍,抑制亂眞反射所 導致雜訊之優點。 較佳爲,調相器例如包含一電 '學元件,諸如一 LiNb〇3 元件。一種如此處所討論之調變係例如說明於經予參 考併入本文之美國專利5,189,547號。 本發明之以上諸方面,將在以下々 对在以下 < 實施例予以徹底解 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) -------------裝---- (請先閱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 569083 A7 -— ____ B7 五、發明說明(5 ) · 在根據本發明使用石版印刷投影裝置之製造工序,將一 在掩模之圖案成像至一被一層能量敏感材料(抗蝕劑)所至 少邵份覆蓋之基片。在此成像步驟前,基片可經歷各種程 序’諸如打底,抗蝕劑塗布及一種軟烘烤。在曝光後,可 使基片經歷其他程序,諸如曝光後烘烤(pEB ),顯像,一 種硬供烤’及已成像特色之測量/檢查。使用此系列之程 序,作爲將一裝置,例如〗c之一個別層作成圖案之基 礎。此種作成圖案層然後可經歷^種工序,諸如蝕刻,離 子-植入(摻雜),金屬化,氧化,化學-機械拋光等,均預 計完成一個別層。如果需要若干層,則每一新層將必須重 複整個程序,或其一種變型。最後,一系列之裝置將會存 在於基片(晶圓)。然後藉一種諸如切片或鋸開之技術,使 此等裝此彼此分開,個別裝置由此可安裝在一連接至接腳 等之載體上。例如,自Peter van Zant所著,McGraw Hiu
Publishing Co.? 1997, ISBN0-07.067250-4 ^Microchip
Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing», Third Edition ,可獲得關於此等工序之另外資訊。 雖然在此書中,在Ic之製造可特別參照使用根據本發明 之裝置,但請予明確瞭解,此種裝置具有很多其他可能應 用。例如,其可採用於製造整合t光學系統,供磁域記憶 體,液晶顯示板,薄膜磁頭等之及檢測圖案。精於此 項技藝者將會察知,在此等替代性應用之範圍,"標線片 ,,’.•晶圓,,或••小片..諸詞,在此書中之任何使用,應該視 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公g ) I 裝·-------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 569083 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(6 ) 爲分別由更普通用語"掩模·· 代。 現將參照所附略圖,説明太 门丄 况本發明之例證性實施例,在附 圖中: 圖1略示一種具體實施本發 令贫明又石版印刷投影裝置; 圖2爲一種應用本發明之石 从 < 石版印刷投影裝置,其相關組 件之略圖; 圖3 A及3B例示由本發明所針對之裝置之問題; 圖4A ’ 4B及4C例示所檢測之'對準訊號及其問題之實 例; 一 、 圖5例示頻i晋,示雜訊可如 产口凡j如何存在於所希望之對準 號,以及本發明在減輕雜訊問題之效應; 圖6,7及8顯示本發明之不同另外諸實施例,其減低 條紋對比,及因而雜訊干涉抑制之效應;以及 圖9例示一種根據本發明實施例之調相器配置。 實施例1 在更詳細討論較特定實施例前,本發明將首先以通常 語加予以討論。 在所檢測之干涉訊號中之雜訊,可能嚴重降低干涉儀 量系統之性能。通過研究曾發現,視雜訊之一項原因, 能爲裝置内之一種亂眞反射。亂色反射束可能干涉所希^ 之干涉束而產生雜訊。本案發明人^曾研究調相干涉儀二 射,諸如雷射光之效應。在干涉儀測量系統,測量訊號 度(I)係由二相干雷射束干涉複振幅Ει&Ε2所形成;) 基片"及”目標區"予以替 訊 之 用 測 可 望 強 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---- -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 569083 A7 B7 五、發明說明( I a l^i + s?\ -\ς:\2 η Ι^Ι2 + CQ^1 - Ψ: 其中Α及①2爲二干涉束之相位,其差用下式表示 Φι - 92 = υΛ2 t 9t(t (?L(t - tj) [1】 其中v L爲雷射光之平均光學角頻率,ti 2爲束間之時間 差’及VL爲在角頻率Ω及振輕cpL<雷射光之調相,用下 式表示: 笈一 ΦΛ = (pt cos(Ct t) [2] 將[2 ]代入方程式[1 ],產生在干涉束間相位差之下列表 示式 : ψι - φ2 = \)^2 f a12 CQs{D.t f a) [3] 其中干涉束間相位差之調變振韓ai 2用下式表示: 心=Φ%α/2 - 2。。和3)
(pj2 - 2cos[Q PD, [4] --------r------------訂·-------- (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 其中PD"爲二干涉束間之光徑差,及c爲光速。方程式[4 ] 確立雷射光(5>L)之調相振幅與干涉圖案(ai 2)之調相振幅間 之關係。將[3 ]代入方程式[1 ],得出所檢測之千涉訊 號: -10- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 569083 A7 一 B7 五、發明說明(8 ) 將此表示式展開如傅里葉級數(亦即頻譜),則產生: Γ = K + |s2|2 十 2|sJ^:2| cos Λ:) + Λ 2|5机卜 COS (^Λζ)Σ co^mClt) + _ JT* = 1 η r-l/V2,tl^u; c〇5(r2in ^ 1;Ωέ) αι=1 其中Ji(a)爲第一級及i階之貝塞爾函數(Bessel function)。 此表示式之一項顯著特色,爲丨心諧波之振幅隨J/a)比例 改變。因此就特定値a,所謂”基_訊號”之振幅而言, 乏— )J,(^) 變爲零。 ’ 在一實用系統,光學組件有一抗反射(anti-reflection, 簡稱A R )塗層,以使諸如在玻璃-空氣介面之亂眞反射最 小。然而,甚至最佳之A R塗層也顯示少量殘留反射,其 可能產生一另外有小複振幅E3及相位Φ3之束。測量訊號於 是變爲; 、 ^ = 1^1 r s2 T E2f -|5iJ2 f \E2f t |^Γ r 2)^1^ φ2) + 2|£js3l cos((f1 - φ3) + 2|f:2||sJ οο〇(φ2 - φ-) 在此方程右手邊之最後二項爲雜訊項,其在9^2之確定 導致誤差,其當然爲希望予以測量之干涉訊號。如果在El 及E2間之路徑差小(諸如至多幾百微米),其實際將爲如 此,則調相cpL對所希望之干涉項將不具有顯著影響。然 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------:-------------訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 569083 A7 B7 五、發明說明(9 ) 而’如果如可能之情形,亂眞反射相對於首二束具有顯著 路徑差,則二亂眞干涉項將會示顯著之調相,而有一由方 程式[4]所示之振幅,亦即 -2 cos Ω [5] 其中卩03爲在亂興束與任一主束間之光徑差。 爲抑制基帶訊號,a之値必須爲致使JG(a) = 〇。Bessd函 數具有多重零,其一爲在m2 4。將此代入方程式[5], 在凋相之頻率Ω與碉變振幅化之間,得出一種將會抑制基 帶訊號之關係: Ψη 2.4 /2-2 cos Ω PD. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · ϋ· m ·1_— i·^ 1_1 一 01 a i_i tmmMm a 因此,將來自干涉儀之輻射源之輻射調相,並適當選擇調 、變頻率及振幅,藉以可實際減低在所測量訊號之雜訊。例 如,如果總路徑差約爲6 〇微米,及調變頻率爲5〇〇 , 調相之振幅必須約爲1·4弧度(w81。)。 實施例2 現將説明一種根據本發明之石版印刷投影裝置。在此方 面,圖1略示一石版印刷投影裝置,包含: -一輻射系統LA,Ex,IN,C0,用於供給投影輻射束 P B (例如U V或E U V輕射,電子或離子); -一活動掩模台(標線片台)Μτ,設有一供固持掩模(標 # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π -12 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 569083 Α7 — ___ Β7 五、發明說明(ίο ) 線片)MA之掩模座,並且連接至掩模台定位裝置pm, 供使掩模相對於物品p L準確定位; -一活動基片台(晶圓台)W T,設有一供固持基片W (例 如塗布抗蝕劑之矽晶圓)之基片座,並且連接至基片台 定位裝置P W,供基片相對於物品p L之準確定位; -一投影系統P L (例如一折射或折反射系統,一鏡群或一 陣列之場偏轉器),供使掩模ΜA之輻照部份成像至基 片W之目標部份c (小片)。爲簡明起見,物品f L可稱 作”透鏡。 一 f — •fe射系統包含一源L A (例如一 H g燈或激元雷射,或一 E U V或微粒輻射源),其產生一輻射束。使此束沿各光學 組件’例如束成形光學裝置E x,積分器I n及聚光器C Ο 經過,以便所獲得之束PB在其剖面具有希望之強度分布 及形狀。 束PB隨後與在掩模台mt固持在掩模座之掩模MA相 交。已通過掩模MA後,束PB通過透鏡PL,其將束PB聚 焦至基片W之目標區C。藉助於干涉儀移位及測量裝置 I F,例如可使基片台w T準確移動,俾使不同目標區c定 位在束P B之路徑。同樣,定位裝置(未示)可用以例如在 掩模MA自一掩模庫機械式檢索後,或在掩模掃描時,使 掩模Μ A相對於束P B之路徑準確定位。通常,藉助於未 明示於圖1之長行程模組(粗定位)及短行程模組(細定 位),將會完成台MT,WT之移動。在一種不同於步進及 掃描裝置之晶圓擋塊之情形,掩模台Μ T可僅設有供細定 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -UJ'C-rJ •--------I--Aw --------^ ---------. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 569083 Α7 ___ Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(11 位之短行程模組。 所示之裝置可使用於二種不同模式: - 在步進模式,使掩模台MT保持基本上固定不動,並 在一次(亦即一單次”閃光")將整個掩模影像投影至目標區 C。然後使基片台W T在χ及/或y方向移位,致使束p B可 輻照一不同目標區C ; - 在掃描模式,除了既定目標區c不在一單次"閃光,,予 以曝光外,適用基本上相同情況。代之爲,掩模台Μ T爲 可在既定方向(所謂”掃描方向” 1例如χ方向),以速度ν 乏— 移動,因而導致投影束Ρ Β在掩模影像掃描,同時,使基 片台WT同時在相同或相反方向,以速度ν = Μν移動,其 中Μ爲透鏡PL之放大倍率(一般爲m=1/4或1/5 )。以此方 式’可仗一相對大目標區C曝光,而不必損及解析度。 通常’基片W之每一目標部份C,將會以逐次輻照時間 經歷各種曝光。此等曝光一般將會導致數作成圖案層(例 如在I C之各半導體層之電路圖案),其將必須予以準確彼 此重疊(具有常約爲數毫微米之所謂”覆蓋精密度”)。在此 範圍,請予察知,基片台w T及掩模台Μ T之高度準確(重 新)定位,係特別重要。爲此目的,石版印刷投影裝置之 對準系統’网平系統及台位置測量系統,必須允許準確及 可重覆之測量。此等系統在投影石版印刷之領域爲熟知 者,故此處將不詳細討論其操作原理;關於另外之資訊, 例如請參閱經予參考併入本文之美國專利申請案 〇9/1 14,748 號(對應於 w〇 99/32940 號)。 14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐)
請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 #1 填擎 寫裝 本衣 頁I
I 訂 4 569083 A7 五、發明說明(12 ) 圖2略示供圖i之石版印刷投影 系餘、朵η 衣置 < 干涉儀光學對準
,實例。此裝置係供將一在標線片10之圖案投J 曰《圓1 2,俾使一在晶圓之光敏抗银 ,?/ 诗 > 国姿^ 卿則又塗層曝光至所希 主(圖案,重要的是,要在標線片1G與晶圓12之間達成 :重覆(配準’特別是在將—新圖案覆蓋至—先前已曝 ’並作成圖案之晶圓時。所示之對準系統爲一通過透鏡 (TTL)系統,因爲其在特定投影透鏡系統",使用若干與 石版印刷投影裝置之曝光系統相同之光學裝置。 之 光 光 產 束 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一來自雷射源,諸如一發出^長632 8 ^微米铨光 HeNe雷射之照明束(15),落在也稱爲對準指標之晶圓 柵16,但不使抗蚀劑塗層曝光,因爲抗蝕劑僅對紫外 敏感。在此情形,晶圓光柵i 6有一 i 6微米之週期,並 生反射之衍射階。除了十丨及“衍射階外,所有衍射之 均被一内建至投影透鏡1 4之空間濾波器1 8所阻斷。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 干 米 並 位 強 方 空 由投影透鏡1 4所透射之+ 1及-1衍射階(由&及Ει所 示),在標線片光柵2 0附近之標線片1 〇形成一正弦強度 涉圖案。標線片光柵2 0爲一透射光柵,例如有一 3 2微 之週期。干涉條紋及標線片光柵2 0形成一 M〇ire圖案, 且因此透射通過光柵2 0之光,其強度隨晶圓光柵! 6之 置而諸波式改變。測量Moire圖案之相位(亦即所透射之 度)’藉以可測量晶圓光栅1 6之位置。強度在對準檢測 塊2 2由檢測器2 4予以測量。内建至對準檢測方塊2 2之 間濾波器2 6,用以阻斷標線片光柵2 0之較高衍射階。 15- 言紙張·用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 569083 A7 B7 五、發明說明(13 異際上有很多在其可發生亂、眞反射之玻璃-空氣介面, 諸如在投影透鏡系統,在照明器,在對準系統之光學元 件,及在標線片。雖以精確確定何一介面引起有問題之反 射,但在圖3中例如概略例示在投影透鏡元件2,照明束8 之特定部份反射。反射束予以標示El,並且研究曾發現, 其可通過空間濾波器1 8,因爲其實際與_丨階衍射之束重 合。EL之方向也意爲其落在標線片光栅2〇,相對於略 微橫向偏移。雷射光之高度相干性質,意爲亂眞反射束& 在標線片10將會干涉E+1及束。T 檢測器24所測量之強度,其形式可考慮標線片光栅2〇 所衍射之束Ea與Eb間之干涉(請見圖2)予以計算。束匕及 Eb具有自每一入射束E+1,E_1&El所產生之組份。Ε+ι&Ει 束在X方向具有與晶圓光柵1 6之位置成比例之相移,該方 向係橫向於裝置之光軸30,亦即在圖2及3中之垂直方 向。亂具反射束E L不具有此X -相依相移,但相對於其他 一束具有相對相移’其與光徑成比例,約爲二倍投影透鏡 28至晶圓12之距離Z。 假設不同階之透射光柵及衍射效率之·分布,在檢測器 2 4產生相對密度之下列近似表示式: 請 先 閱 讀 背 δ 之 注 意 事 項 再癱· !裝 f 訂 4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (1十尺)十c〇5 其中所使用之符號具有下列意義: It 在檢測器之總強度 [7] -16 A7
569083 五、發明說明(14 ) I 入射在光栅之+ 1及_丨衍射階之強度 R 正常化至晶圓光柵(對準指標)1 6衍射效率之亂 真反射之反射係數 X 晶圓光柵/指標1 6 (及因而晶圓i 2 )之位置 XP 晶圓光柵1 6之週期(在此特定情形為i 6微米) △ φ(λ,Ζ)在亂真反射束el與第一階衍射束E+iKEq間之相 位差(示為Z及X之函數) Z 晶圓與反射透鏡元件間之距離 λ 雷射光之波長 二 在理想情況,無反射束,亦即文=〇,並且自方程式[7 ] 可看出’在檢測器所檢測之強度訊號僅只隨X諧波式變 化。實際上,晶圓光柵丨6有一有限寬度,並且如果標線 片光栅2 0及晶圓光柵之影像具有相同寬度,則所檢測之 強度具有一種形中形分布。形中形之全寬於指標(光柵1 6 ) 見度。在圖4 Α中垂直對位置χ標繪實際所產生之對準訊號 強度。 在R為非零時,自方程式[7 ]可看出,有一項與隨χ改變 < i成比例,但在所希望訊號之一半頻率。圖4 Β示供 民=〇. 1及Δφ = 0 (或η 7Γ ),所檢測之對準訊號,因而c〇s(A(p) 為一,但有振幅0.6弧度之增加白色相位雜訊。可清楚看 出次譜波訊號之存在,但雜訊幾乎不明顯。圖4 C供情形 民-0· 1之對準訊號’但平均相位气7Γ,再次有0.6 弧度白色雜訊加至Δφ。在此情形,次諧波之平均振幅為 令。然而’就此平均相位而言,相位雜訊轉換至振幅雜訊 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作 '社印製 •17-
^〇9〇83 五、 發明說明( 為最大,並且雜訊為可見 相位差可寫作: Δφ s 2κ PD, λ Ζ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中光徑差PDS=2Z。 ,自此、,及在對準訊號中之雜訊每Η為最大之以上分 斤對τ訊號中之雜訊從而必須週期性改變如ζ之函數, 週期等=雷射光波長之四分之一(在此實例,λ/4%ΐ5{ 二微米)。貫驗性將對準可復現性標繪為晶圓1 2之ζ位置 (散焦)之函數,曾藉以看出此週某性。這證實雜訊實在精 由於在裝置之亂真反射。 方程式[8 ]可改寫作: c 其中f為雷射頻率。將Ζ及f項明確寫作為時間之函數,並 且產生對準雜訊者,即為此等暫時變化。在Z之變動可能 由晶圓台之振動所導致。例如,在z _方向本身之晶圓台之 振動’ 一般可能約為30毫微米,其在Αφ導致0.6弧度相位 雜訊’以及繞y ·軸線之擺動可能約為1微弧度,在Δφ導致 〇.3孤度相位雜訊,所得出之雜訊值表示3標準偏差範圍。 此等晶圓台振動之統計合併,在Δφ導致0.67弧度相位部 一 訊。雷射頻率也可示(i) 一單縱向雷射模式之頻率變化(约 為10 MHz)及(ii)二縱向模式間之模式跳躍(模式間距一般 為300 MHz)所導致之變化。晶圓台之振動通常較為顯 18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) (請先閱讀背面 -1 之注意事寫本頁) --------訂---------. 569083 A7 ____Β7______五、發明說明(16 ) 著,但在某些情況,頻率變化可能重要。 由於晶圓台振動cpws及一特意導入雷射光9l之調相,相 位差Αφ可予以分解爲一雜訊項: △ φ 二 Ό 十 其中 ΡΡ3 2£ 調相cpL係由方程式[2 ]所得到,並且類似之變換產生: = 9LV2 - 2 cos (Cix) cos (Ώ c 十 α;)十 <p.vs〇 =d cos (Ώ t 十 α;十 [9] 其中Q爲一將予忽略之固定相位項。 在方程式[7 ]中之右手雜訊項,爲與c〇s(A(p)成比例;Αφ 自方程式[9 ]代入至cos(Acp)並展開,得出: cos(^) =: αο^(φ^) JJa) 十2 c〇S卬阳疋卜1/C05(2nn t) Π = 1 (Ώ -2 5ΐπΓφ^;Σ hDnJZnfl(a) cos((2n + 1;Ω t)' 〔10] --------r----裝--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 禮_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如先前所討論,適當選擇照明光之調相頻率及振幅,並因 而選擇方程式[5]所得出之適當値上,可藉以將u減低至 零。a=2.4得出一解答,並且就亂眞反射與晶圓指標間之 距離Z,1調相Ω =2 π F)之頻率F,所明確得出之關係 爲: -19 569083 A7 B7 2.4 21 五、發明說明(17
nt] 2 c〇s\ 4nF 除了 a=2.4外,當然有其他解答。 方程式[1 〇 ]示本發明之另一特色。實際上晶圓光柵之位 置在頻率,比方説125 Hz予以掃描,並且所檢測對準訊號 之相位得出晶圓位置。自方程式[7 ],雜訊正常爲在對準 訊號之次諧波(亦即62· 5 Hz ),但相位雜訊有一寬度,其 表示,洩漏•至所希望之對準訊號。將入射光調相,相位雜 訊藉以變爲中心約在調變頻率Ω之諧波(在方程式[1 〇 ]右 手邊之最後二項,其乘以方程式[7 ]中之雜訊項)。此 情形概略例示於圖5,其示相位雜訊之頻譜4 〇變爲向高頻 部位偏移,在此處可不再使對準訊號4 2氣化。如果必 要,所檢測之訊號可予以濾波。 調相之使用具有吸引力,因爲其不需要對準系統之顯著 4 重新設計。在檢測器不必要解調;僅必要在源側之照明束 包括一調相器。調相器之選擇係依特定應用而定。例如, 自方程式[1 1 ],供一可達成幾弧度相位振幅調變之調變 器,在一 Z爲幾十微米之系統,調變頻率必須約爲幾 GHz。此可利用電光學元件,諸如一種LiNb03調相器達 成。照明源不必爲HeNe雷射,而可爲一種固態雷射。諸 如一種雷射二極管,並且源可爲可 <直接調相。在一種例證 性系統,一 R F訊號產生器產生ghz訊號饋給至一 R F功率 放大器,其然後驅動一電光學調相器,干涉儀入射輻射通 -20- 本紙張尺度適用中國國木標準(CNS)A4規格(21〇 X 297公爱) --------:—裝--------訂------ (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 569083 A7
五、發明說明(18 ) 過此調相器。 π調相”一詞曾用以説明一輻射束之複振幅乘以一項〗以 改變其相位之效應。方程式[2]中得出此項之實例,在其 調相爲諧波式,並有一特定之頻率及振幅。然而,可顯示 調變幅射之偏光狀態,實際爲此調相之一種概括化y並 且,因此本案之"調相”用語,應以此廣義予以瞭解。改 變偏光狀態便有效調變不同偏光組份(諸如水平及垂直組 件’一束之壤斯矢量之要素)相對於彼此之相位。諸波式 改變諸如雙折射電光學元件之偏^狀態,產生如以上所分 析之相同結果。 ~ · 實施例4 如自方程式[1 1 ]可看出,消除亂眞雜訊項所需要之調 相’係依Z之値而定;因此以上之特定解答僅供特定之亂 眞反射爲1 00%有效。實際上,雖然不必要直接測量z ;代 之爲裝置可予以設定,及調相予以調諧爲使雜訊最小。實 際上’因爲有二自由度,調相振幅及調變頻率,故可完全 消除二不同亂眞反射。 現將説明本發明之另外實施例;首先爲一可藉以消除較 多亂眞反射訊號之實施例,及其次爲一可藉以消除亂眞訊 號’供一 Z値範圍之實施例,藉以無需知道自其產生每^ 亂眞反射之干涉之位置,並且無需定製調相,供本發明所 配合其使用之每一特定系統。 -、 如果雷射束在干涉儀以振幅ml予以調相,干涉圖案之條 紋反差(C)用下式表示: -21 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) --------------裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1T---------考 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 569083 A7 B7 五、發明說明(19 ) 咖=斗71^2 一 2 却 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中z爲干涉束之光徑差(PD)(在圖2及3之裝置中, z«2Z )。光之速度,及角調變頻率分別爲c及Ω。J。爲零-階Bessel函數。在圖6得出一供Ω /2 7Γ =4.7 GHt及叫=1.2孤 度,C(z)之曲線。可看出,供z = 3 2微米,條紋反差減低 至〇。換言之,在有PD爲32微米之二束間之亂眞干涉爲 不可見。 如果增加調變深度叫至2.75弧灰,便獲得一如圖7中所 示之反差C(z)。供9與5 4微米間之p D,條紋之反差實際 逆反:C(z)<0。 在二調變振幅m!與m2之間週期性切換調變振幅,導致反 差C也在二對應値C 1與C 2之間切換。如果切換頻率爲足夠 鬲(例如《1 Mhz ),實際所見之反差便爲二.反差値之加權平 均’因爲檢測器之響應顯著較慢。故如果方塊形切換頻率 之工作循環爲d,所見之反差C變爲: 、 C(z) = d 〇!(ζ) + (1 - d)C2(z) 利用此••振幅切換"技術,有二另外之自由度: 1 ·第二調相之振幅m2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2.權重因數(亦即切換訊號之工作循環)d。 圖8中示一使用振幅·切換調相器,供叫=1〇弧度, 叱=2.45弧度及d=0.48,所產生之^紋反差之實例。可看 出,在此特定實例,有PDs在約1 6至4 8微米範圍之亂眞 反射,均幾乎全然被消除。 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 569083 A7
五、發明說明(20 ) 實·施本發明之此調相振幅切換方面,僅在一定程度較之 先前所説明之調相器爲複雜。請參照圖9,本發明ϋ相 實施例有一雷射5 0及一 LiNb〇3電光學調相器5 2,雷射束 透射通過此調相器。調相器52藉來自— 47GHzRf:號產 生器54之訊號,經由一RF功率放大器56予以驅動:此基 本系統予以修改,以使RF訊號通過一藉來自切換訊號源 60之訊號所驅動之電流控制衰減器58,藉以達成振幅切 換。切換訊號源6 0爲一 1 MHz訊號產生器,而有可程式工 作循環,其輸出一矩形波圖案。二 雖然以上説明之振幅切換,爲十分高頻率,但諧振 LiNbCb調相器之帶寬在4·7 GHz調變頻率約爲25 MHz,因 此利用此等光學組件可達成一 i MHz切換頻率。 實施例5 在特定應用,相干光束之一單次通過調相器,可能不足 以產生凋相所希望之振幅、。在該情形,可考慮若干替代性 情況。例如: (1) 可考慮使光束通過調相器超過一次。此可例如利用一 商單鏡’藉後向反射調相束達成;如果第二次通過予 以適當延遲,調相之振幅將會加倍。 (2) T採用一法拉弟絕緣體(Faraday Is〇lat〇r),其係由轉 子丈在一偏光分束器(polarizing beamsplitter,簡稱 p B S )之間所組成,使二PBS-S ^月向彼此相對成45。, 法拉弟絕緣體將會作用如一光學二極管。使來自相干 源之光在其至調相器之途中通過法拉弟絕緣體;在通 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A格⑵Gx29?公爱)
569083 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(21 ) · 過調相器後,光第二次反射回至調相器及法拉弟絕緣 體,由此使射出之光"雙倍調變"。 例如使用其他切換波形,較多切換位準等等,本發明當 然藉以可予以延伸至較多自由度。 雖然以上業經説明本發明之特定實施例,但請予察知, 本發明能以所説明者以外之其他方式予以實施。 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) ----!l·----·裝--------訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
Claims (1)
- 569083經濟部智慧財產局員工消費合作社印制π 六、申請專利範圍 1· 一種石版印刷投影裝置包含: -一輻射系統,用於供給輻射投影束; -一掩模台’設有一供固持掩模之掩模座; -一基片台,設有一供固持基片之基片座; -一抗影系統’供將掩模之輻照部份成像至基片之目 標部份; 另包含一光學測量系統具有·· -一相干輻射源; -檢測器’供檢測一自該源 >斤獲得之束間之干涉所產 生之所希望之訊號, =一 其特徵爲: 一調相器供孩源所射出輻射之調相,從而在該裝置抑制 _至少一亂眞束之干涉所導致至少一亂眞訊號之檢測。 2·如申請專利範圍第1項之裝置,其中該調相之頻率予以 選擇A使亂眞訊號之頻率相對於所希望訊號之頻率偏 移。 3. 如申請專利範圍第丨或2項之裝置,其中該調相器之調 變振幅及頻率予以選擇爲減低該亂眞訊號之振幅。 4. 如申请專利範圍第1或2項之裝置,其中該調相器.包含 一偏光狀態控制器。 5. 如申請專利範園第!或2項之t置,其中該調相器另包 含-可控制衰減器’供在許多-調變振幅順序調變該相干 輕射。 6. 如申請專利範圍第5項之裝置,另包含切換裝置,供在 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297^TJ7 r 裝--------訂---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) S, 569083 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 · 工作循環,在該許多調變振幅之間順序切換。 7·如申請專利範圍第1或2項之裝置,其中該調相器之調 變頻率(F )及調變振幅⑹L)滿足下列關係: ,, 2A 〜if- 2 其中Z爲裝置所特有之距離。 8.如申請專利範圍第1或2項之裝置,其中該調相頻率爲 高於該所希望訊號之頻率。二 9·如申請專利範圍第i或2項之裝置,其中該調相頻率爲 大於1 GHz。 10·如申請專利範園第1或2項之裝置,其中該調相器包含 一電光學元件。 11. 如申請專利範圍第1或2項之裝置,其中該光學測量系 統係包含在一對準系統,供使掩模及基片相互對準。 12. 如申請專利範圍 '第1或2項之裝置,其中該光學測量系 統係包含在一調平系統,供相對於投影束調平至少掩模 及基片之一。 13·如申请專利範圍第1或2項之裝置,其中該光學測量系 統係包含在一台位置測量系統,供確定至少掩模及基片 台之一之至少位置,速度及加速度之_。 14· 一種光學測量系統包含: 一、 -一相干輻射源; 一檢測器,供檢測一自該源所獲得之束間之干涉所 -26- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - ϋ ϋ n ϋ ϋ n 一 ον β ·1 n ϋ n n 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 M)9083六、申請專利範圍 產生之所希望之訊號, 其特徵爲: 一調相器供該源所射 ^ ^ ^ 輻射I凋相,從而在該光學測量 ^檢^ 束之干涉料致至少4眞訊號 15· 一種,置製造方法包含下列步驟: 〜提供一基片’其被_層輻射敏感材料至少部份覆 盖> - _提供一掩模,其包含—圖案; _使用II射投影束,將掩模$案之至少_部份之影像 投影至輕射敏感層之目檩區, 該方法使用-裝置進行,其包含—光學測量系統具有: • 一相干輻射源; "一檢測器,供檢測一自該源所獲得之束間之干涉所 產生之所希望之訊號, 其特徵爲: ‘ 一調相器供該源所射出輻射之調相,從而在該裝置抑制 自至少一亂眞束之干涉所導致至少一亂眞訊號之檢測。 16. —種石版印刷投影裝置包含: -一輻射系統,用於供給輻射投影束; -一掩模台,設有一供固持掩模之掩模座; -一基片台,設有一供固持基片之基片座; • 一投影系統,供將掩模之輕照部份成像至基片之目 標部份; -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂----- 經濟部智慧財i局員工消f合作社印製 569083 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍 · 另包含一光學測量系統具有: -'一相干輕射源; • 檢測器,供檢測一自該源所獲得之束間之干涉所產 生之所希望之訊號, 其特徵爲一電光學調變器,在該相干輻射之路徑,設在 該源與檢測器之間。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝--------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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