TWI282490B - Lithographic apparatus and device manufacturing method - Google Patents

Description

1282490 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種微影裝置及一種器件製造方法。 【先前技術】 微影裝置係一將所需圖案應用到一基板之一目標部分的 機器。舉例來說，微影裝置可用來製造積體電路（IC)、平 面顯示器及其它涉及精細結構的器件。在習用的微影裝置 中’可以使用又稱為光罩或光網（reticle)的圖案化構件產 生相當於ic(或其他器件）個別層的電路圖案，然後再將此 圖案成像於具有輻射敏感材料層（光阻劑）之基板（如，矽曰曰 圓或玻璃板）的目標部分上（如，包含一或多個的晶粒部 分）。除了光罩之外，圖案化構件可包括產生電路圖案的 個別可控制元件陣列。 ' -般而言’單一基板將包含連續曝露出來的相鄰目桿部 分之一網路。已知的微影裝置包含所謂的步進機，宜中係 藉由-次同時曝光整個圖案至該目標部分上以照射每個目 標部分；以及所謂的掃描機，复φ ^具中係在既定的方向中 (「掃描」方向）經由該投影光束來掃 不水评知该圖案以照射每個 目標部分，同時以與此方向平行或县 ^ 仃次疋反平行的方式來同步 掃描該基板。 應了解到，微影裝置不論以步進 退次知描摈式操作，重要 的疋已圖案化光束係引導至基板 ^ ^ , 回上適导的目標部份。在 卉夕核i兄下，在基板面上建構多 跡，個广^丄田 曰、、、口構’作為微影處理步 驟順序的結果，當然重要的是在美 土板上形成的連續層係正 100151.doc 1282490 ==:因此，要很努力地確保與光束投影系統有 、土 疋正確無誤。一般而言，藉由在基板台上一 已知方位來定位基板，例如使一基板邊緣與基板台上的支 架表面接合，然後在基板上使用參考標記，精確地確定鱼 基板台有關的基板之位置。然後使用度量衡系統控制基板 和先束投影系統間的相對移位。該參考標記建立 的所有移位有關的一基準位置。 隨著基板尺寸逐漸增加，依賴基板上單—參考標記決定 與基準位置相關的基板的精確位置，變得更加困難。為了 要解決這個問題，已知在單一基板上放置多個參考標記， 使得當投影系統和基板間有相當小的移位之後，可重新校 準監控基板位置的度量衡系統。但在許多應用中，這是不 可能的，例如在製造大型平板顯示器（fpd)時，依賴大量 液晶器件（LCD)作為圖案產生系統。在FpD的情況下，考 慮使用厚度小於約】mm的超大型薄玻璃基板(如，约 1.85x2.2米）。在每—玻璃基板上，可定義若干面板（如， 4、6或9) ’對應到單一產品（如，電腦監視器營幕、電視榮 幕等）的每-面板’目前其大小從約1G英忖到心英忖（由 角落至角落測量對角線）。單-基板上的每-面板範圍 内’配置定義個別像素的每一個LCD。為確保高效率的光 傳輸並避免視覺上明顯的不規則光效果，在任一面板内不 會形成對準特徵。因此，對準特徵必須排列在玻璃基板周 it 近以及鄰近面板之間。隨著個別面板尺寸增加，鄰近 對準特徵間的距離也增加。因此，基板表面上形成的對準 100151.doc 1282490 特徵，只能取得較少的對準資訊。 投影系統和基板之間位置錯誤的根源是熱膨脹。如果基 板表面有兩個標記，因此基板溫度隨之增加，這些標記= 間的間距將隨熱膨脹增加。因此，當基板處於某一溫度 時，如果隨後形成的結構是當基板溫度改變時隨後曝= 結果，基板表面上形成的結構將不會與隨後形成的結構套 準。這是眾所週知的問題，過去已藉由努力維持基板在一 預定基準溫度加以解決。但在實際上，這很難達成，特別 是對於大型基板。現在可以考慮超大尺寸基板，例如外型 尺寸約兩米的基板。這種尺寸基板上若有極小的溫度變化 會導致膨脹和收縮，這對於例如LCD顯示面板而言是很嚴 重的。 因此’需要一種系統和方法允許曝光之間的精確對準， 门時貫吳上✓肖除或減少熱膨服導致的失準。 【發明内容】 本發明的一具體實施例提供一微影裝置，包括一發光系 統提供輻射的一投影光束，一圖案化系統用來賦予該投影 光束截面一圖案，一基板台支撐一基板，以及一投影系 統，其將已圖案化光束投影至基板表面的一目標部份上。 亥目t αΡ伤已預先決定與該基板台有關的空間特徵，其適 -用於4基板台上一預定位置支標的基板表面上的一所需 曝光圖案。該裝置可進一步包括一測量系統，可測量基板 的溫度，一系統可計算對已測量溫度的基板的尺寸回應， 以及一系統用於調整與基板台相關的目標部份的空間特 100151.doc 1282490 徵，以補償計算出的尺寸回應。 該溫度測量系統可包括至少一感測器，用於測量分布在 • 基板表面上複數個區域中的每一區的基板温度。例如，複 、 數個感測器可分布在基板台上，假設基板和基板台鄰近區 - 域的溫度相同或類似時，每個感測器可感測基板台上所支 撐基板的郴近區域的溫度，或是感測基板台鄰近區域的溫 度。作為替β，複數個感測器可分布在基板台上的支= ⑩上’以及配置-掃描系統以移開與該感測器相關的基板 〇，並測里在基板台和感測器支架間複數個相關位置的每 -一位置處鄰近每一感測器之基板區的溫度。 本發明的另一具體實施例提供一種器件製造方法，包括 ★干^驟 &供基板、提供使用發光系統的輻射投影光 束、賦予投影系統截面一圖案、支樓基板台上的基板、並 投影已圖案化的輻射光束至基板表面的一目標部份。該目 標部份具有與該基板台有關的空間特徵，其適合用於該基 馨才反台上-預定位置支撐的基板表面上的一所需曝光圖案。 該方法進一步包括若干步驟：測量該基板的溫度、計算基 板對已測量溫度的尺寸回應、以及調整與基板台有關的目 - 彳示部份的空間特徵以補償計算出的尺寸回應。 • 本發明的另一具體實施例提供一方法，用以建立基板尺 寸回應的模型以改變溫度，包括下列步驟。在基板表面上 形成複數個對準特徵。對準特徵分布在基板表面上，使得 在叙疋預定基板溫度情況下預先決定其空間分布。測量 土板的/皿度。在已測篁基板溫度處測量對準特徵的空間 W0151.doc 1282490 分布。尺寸回應的模型來自狀空間分布肖已測量空間分 布之間的差異。 本t明的或多個具體貫施例可用於依賴不同類型圖案 "產生器的微影裝置中。例如，使用個別可控制元件陣列的 ‘· ®案產生器’賦予已投影光束-圖案，以及使用簡單光網 (如，光罩）的圖案產生器，賦予一所需圖案。 本Ίχ明的其他具體貫施你j、特點和優點，以及本發明不 • 同具體實施例的結構及操作，將參考附圖詳細說明。 【實施方式】 概觀和術語 ^此處使用的術語「個別可控制元件陣列」應廣義解釋， 係才曰可用來賦予入射輻射光束一圖案化截面的任何器件， 使知可在基板的一目標部份建立所需圖案。本文中也使用 術語「光閥」和「空間光調變器」（SLM)。以下討論這類 圖案化器件的範例。 _ 可程式斜列可包括_可矩陣定址表面，具有—黏彈控 制層和一反射表面。舉例來說，此種裝置的基本原理為， 该反射表面的已定址區域會將入射光反射為繞射光，而未 • 疋址區域則會將入射光反射為未繞射光。使用適合的空間 • 濾波器，可過濾出已反射光中的未繞射光，僅留下已繞射 光達到该基板。依此方式，該光束便會根據該可矩陣定址 表面的定址圖案被圖案化。 吾人將會發現，另一替代例為，該濾波器亦可濾掉被繞 射的光線，而僅留下未被繞射的光線抵達該基板。繞射光 100151.doc 1282490 微電機械系統（MEMS)器件陣列也可用於相應的方式。各 繞射光MEMS器件皆係由複數個反射帶所組成，該等反射 帶可彼此相關的產生變形，以形成—可將人射光反射為繞 射光的光撕。 - 另一替代具體實施例可包括一可程式鏡陣列，係使用一 由小反射鏡所組成的矩陣配置，藉由施加一適當的局部電 場或運用壓電驅動構件’便可讓各個反射鏡相對於一軸個 # 別產生傾斜。再者，反射鏡為可矩陣定址，使得該已定址 ' |面以不同方向反射入射的輻射光束至未定址的鏡面；在 • 在匕方法中’才艮據可矩陣定址鏡面的定址圖案化該反射光 束。可使用適當的電子構件，以執行所需的矩陣定址。 在上述的兩種情形下’該由複數個個別可控制元件所組 成的陣列可能包括-或多個的可程式鏡陣列。本文所述的 鏡陣列的詳細資料，請參閱例如美國專利第5,296,891號及 第5,523，193號’以及PCT專利申請案w〇 98/38597及觸 • 98/33096，此處以整體提及方式併入本文。 也可使用可程式LCD陣列。這種構造的實例可於美國專 利第5,229,872號中找到，此處以整體提及方式併入本文。 • 吾人應該發現到，例如，預先偏斜特徵圖形、光學接近 校正法特徵圖形、相位變異技術及多重曝光技術時，「顯 示在」該由複數個個別可控制元件所組成的陣列上的圖案 , 實質上可能不同於最後被轉印到該基板其中一層或其上的 圖案。同樣地，最後在該基板上產生的圖案可能會與於該 由複數個個別可控制元件所組成的陣列上任何瞬間所形成 100151.doc 11 1282490 的圖案不相符。以下配置就有可能如此：在該基板各部分 上所形成的最後圖案係在經過特定的時間週期或特定數量 的曝光後所建立的，該由複數個個別可控制元件所組成的 陣列上的圖案及/或該基板之相對位置會在此期間發生變 更。

雖然本文參考到製造積體電路（IC)時使用的微影裝置， 但應了解此處所提及之微影裝置可有其他應用，例如製造 DNA晶片、MEMS、M〇EMS、整合型光學系統、用於磁域 記憶體的導引和偵測圖案、平面顯示器（LCD)、薄膜磁頭 等。熟悉本技藝者應了解到，就這類替代應用而言，此處 使用的術語「晶圓」或r晶粒」可被分別視為較一般術語 「基板」或「目標部份」的同義詞。本文所參考的基板可 在曝光之前或之後，在（例如）執跡工具（通常可將光阻層施 加於基板並顯影曝光光阻劑的工具）或度量衡或檢驗工具 中進行處理。在可應用的情況下，本文之揭示案可應用於 此類及其他基板處理王具。此外，例如為了產生多層^， 可將該基板進行不止-次的處理，因而本文所用術語「基 板」亦可指已包含多個處理層的基板。 Π] 本文所用術言吾幸畐射」及「光束」涵蓋所有類型的電 輻射，包含紫外線（UV)輻射（例如波長為365、248、193 1S7或126 nm)以及遠紫外線（EUV)輻射（例如具有5至μ 之範圍内的波長），以及粒子束，例如離子束或電子束。 本文所用術語「投影系統」應廣義地解釋為包含各種: 型的投影系統，包含折射光學系統、反射光學系統、及: 100151.doc 1282490 折射光學系統，可適當用於（例如）所用的曝光輻射或其他 因素，例如浸潰流體之使用或真空之使用。本文術語「透 鏡」之使用可視為與更一般術語「投影系統」同義。 - 發光系統亦可包含各種類型的光學組件，包括用以引 j 導、塑造或控制輻射投影光束的折射、反射及反折射光學 組件，且此類組件以下亦可統稱或單獨稱為「透鏡」。 微影裝置的類型可以為具有兩個（雙級）或更多基板台（及 或兩或多個光罩台）。在此類「多級」機器中，可以並列 冑用額外台，或在-或多個台上實行準備步驟，而將一或 多個其他台用於曝光。 ▲微影裝置的類型還可以為其中將基板浸潰在具有相對較 呵折射率之液體（如水）中，以便填充投影系統之最後元件 與基板之間的空間。亦可將浸潰液體施加於微影裝置中的 其他空間，例如在光罩與投影系統之第一元件之間的空 μ。浸潰技術在此項技術中已為人熟知用來增加投影系統 II 之數值孔徑。 此外β #置可具有液體處理單元以允許液體和基板受 幸田射口ρ伤之間的互動(如’選擇性附加化學原料至基板或 • 選擇性更改基板的表面結構）。 . 微影投影裝置 圖1示意地顯示根據本發明具體實施例的一微影投影裝 置100。裝置100包括至少一輻射系統1〇2(如，Εχ、比（如 M IN、CO等）等）、個別可控制元件ρρΜ⑽陣列和物 件。WT 1〇6(如一基板台）和_投影系統（「透鏡」）凡 100l51.doc 1282490 108 ° 射系、、先102可用於提供一輻射（如uv輻射）的投影光束 PB no’在特殊例子中還包括一輕射源LA112。 個別可彳工制元件114陣列（如，可程式鏡陣列）可用於施加 >€ 圖案至"亥投影光束110。一般而言，個別可控制元件114 陣列的位置可相對於投影系統丨〇8加以固定。但在替代配 置中，個別可控制元件114陣列可連接至一定位器件（未顯 • 不）以相對於投影系統108精確定位。如此處所述，個別可 控制7L件114係反射類型（如，具有個％可控制元件的反射 . 陣列）。 物件台106可具有一基板托架（未特別顯示），用以托住 一基板W 114(如，光阻塗佈的矽晶圓或玻璃基板），以及 物件台106可連接至定位器件pw 116用以相對於投影系統 108精確地定位基板114。 投影系統（如，一透鏡）108(如，一石英及/或CaF2透鏡系 _ 統或一折反射系統，包括由這類材料製成的透鏡元件或一 反射鏡系統）可用於將從分光器丨丨8接收的已圖案化光束投 影至基板114的目標部份c 12〇(如.，一或多個晶粒）上。投 • 影系統108可投影個別可控制元件114陣列的影像至基板 • U4。另外，投影系統1〇8可投影次要來源影像，針對該來 源影像，個別可控制元件114陣列的元件可當作快門。投 影系統108也可包括一微透鏡陣列（MLA)以形成次要來 源，並將微黑子（microspot)投影至基板114上。 來源112(如，準分子雷射）可產生輻射光束122。光束122 100151.doc 14 1282490 送入發光系統（照明器）IL 124，直接或之後穿過調節器件 126，例如光束擴展器Εχ。照明器124可包括調整器件AM 128，用來設定光束122之中強度分布的外及/或内徑向範 圍（通常係分別指σ-外徑和σ-内徑）。此外，一般還包括其 他不同的組件，例如積分器ΙΝ 13〇和聚光器C〇丨32。依此 方式，照射在個別可控制元件陣列114上的光束11〇在其截 面上具有所需的均勻度和強度分布。 應注意，根據圖1，來源Π2可置於微影投影裝置1〇〇的 外殼内（以來源112是水銀燈為例，通常是如此）。在替代具 體實施例中，來源112也可放在與微影投影裝置1〇〇相隔很 遠的位置。在此情況下，輻射光束122將被饋入裝置 1〇〇(如，藉由適合的導引鏡的幫助）。後者通常為該輻射源 112係準分子雷射時的情況。應了解到兩種情況都在本發 明範疇内加以考慮。 接著使用分光器118導引之後，光束11〇接著截斷個別可 控制元件114陣列。受到個別可控制元件114陣列的反射， 光束no通過投影系統108，使光束110聚焦在基板114的目 標部份120上。 时藉由定位器件116(以及底板Bp 136上的選擇性干涉測量 4IF 134 ’其透過分光器14()接收干涉光束138)，基板台 ⑽可精確移動，以便將不同目標部份⑶定位在光束⑴ 的路控中°當使用日夺’個別可控制元件114陣列的定位器 件可用來精確地更正個別可控制元件114陣列相對於光束 110路徑的位置’例如在掃描期間。-般而t，物件台1〇6 】〇〇151.d〇i 15 1282490 的移動被認為係藉由一長衝程模組（粗略定位）和一短衝程 模組（精細定位）的幫助，圖1未明確描繪。也可使用類似系 、先定位個別可控制元件i! 4的陣列。應了解到投影光束^ ^ 〇 可另外/額外地移動，同時物件台1()6及/或個別可控制元件 114陣列可具有一固定位置以提供所需的相對移動。 在該具體實施例的-替代組態中’基板台106可加以固 定，而基板U4可在基板台1G6上移動。這個動作完成後， 基板台106在最高的平面上具有許多開口，空氣透過開口 、入以提供-風墊，其可支撐基板U4。照慣例這被稱為 「空氣轴承配置」。基板114使用一或多個驅動器（未顯示） 在基板台Η)6上移動’其_相對於光幻_路徑精確地 定位基板114。另外，藉由選擇性地啟動及停止通過開口 的氣體通道’基板114可在基板台106上移動。

雖然此處說明根據本發明的微影裝置刚係用於曝光一 :板上的光阻’但是吾人將會發現，本發明並不限於此應 ，且β亥裝置1〇0可在無光阻式微影術中用來投影 案化的投影光束11 〇。 已圖 丁入丨土保式中使用 1.步進模式：個別可控制元 次(也就是單一「閃光H 陣列上的整個圖案- ,^ 」）叔衫至—目標部份120上。缺後某 板台106以X及/或3^方向移動 …、後基 部份120受到光束11G的照射。立置’使得不同的目標 2·掃描模式：實質上與步進模 份12〇不是以單-R ’除了已知目標部 ⑴曝i取而代之，個別可控制 100151.doc 1282490 元件114陣列可以一速度v在一已知方向（所謂的「掃描方 向」’如：y方向）移動，導致投影光束110在個別可控制元 件114陣列上掃描。同時，基板台1〇6以速度v=Mv在同方 向或反方向同步移動，其中Μ是投影系統1 〇8的放大倍 率。依此方式，可曝光相當大的目標部份120，不必在解 析度上妥協。 3 ·脈衝模式：個別可控元件114陣列實質上保持不動， 整個圖案使用脈衝輻射系統102投影至基板114的目標部份 120上基板台1〇6以貫質上固定不變的速度移動，導致投 影光束110掃描基板106上的一行。個別可控制元件丨丨4陣 列上的圖案視需要在輻射系統102的脈衝之間更新，且定 時出現的脈衝使得後續目標部份12〇在基板114上所需位置 處曝光。因此，投影光束110可跨越基板114掃描以針對一 帶狀基板114曝光該完整圖案。該流程重複，直到整個基 板114 一行接著一行地被曝光。 4 ·連續掃描模式··基本上與脈衝模式相同，不過使用的 係一實質恆定的輻射系統102，而且可於該投影光束ιι〇跨 越該基板114進行掃描且對其進行曝光時來更新該個別可 控制元件114之陣列上的圖案。 還可使用以上說明的使用模式之組合及/或變化或完全 不同的使用模式。 範例性成像配置 圖2示意地說明根據本發明具體實施例的一微影投影裝 置2〇〇°裝置包括—光源2G2(s〇)，其產生的輻射光束 100151.doc 1282490 2〇4由照明器2〇6(IL)接收。照明器206傳送一輻射光束至傳 輸圖案產生器20，）（如’ 一光罩、一光網、空間光調變 器或其類似物）。因此從傳輸圖案產生器2 〇 8傳送一圖案化 光束至投影系統SiiHPL)，然後傳送至基板台2l4(WT)i支 撐的基板212(w)表面，其可在投影系統21〇之下移開。 雖然以下將討論圖1和2的具體實施例，但為了容易討論 起見，除非特別註明，否則只用到圖丨的參考數字。 圖1和圖2的具體實施例中，已圖案化光束在其截面所賦 予的圖案係適合基板114表面上所需的曝光圖案。該光束 有空間特徵’例如位置和大小’在一灯座標系統中參考 基板114所位於的基板台106被定義出來。基於基板ιΐ4確 實位於適當預定位置，基板114位於基板台1〇6上一預定位 置’且已圖案化光束被投影至基板114上。如果基板m並 非位於適當預定位置，目標部份當然不會正確地定位在基 板114上。因此，使用本技藝熟知者的各種技術，使基板 114適當地定位於基板台106上，以確保基板在基板台上的 適當定位。 因熱膨脹在目標位置產生的範例性效果 圖3顯示根據本發明具體實施例安裝在基板台2上的基板 1對應到基板台2的座標系統有一原點〇和軸x、y。假設 希望曝光基板表面5上的目標部份3(如，具有與基板⑶關 的預疋直徑和位置的區域），必須適當地圖案化輻射光 束，並相對於基板丨定位已圖案化輻射光束，因此曝光基 板1的正確部份。這需要基板1位於與基板台2相關的預定 100151.doc 1282490 位置中。 在一具體實施例中，定仿叙+ 作係使用點ρι(以十字形指 板一邊緣（例如邊緣4)達成’該點提供於基 =的表面5之上’ #由相對於基板台2上的適#接界處央 住基板1，在X方向上對齊。 於 已喪基板1的尺寸，然後相對 ' " 、以土板台2的x、乂座標系、统參考基板1上的每 -點。例如’將要曝光的目標部份3，可藉由參考到定義 其中心的點P2以及從㈣拉出的半徑來加以定義。 如果目標部份3係正碟定位在基板以，例如與基板… 關的表面結構，其係前一曝光步驟的結果，重要的是基板 1 八的尺寸為已知。可使用這項資訊，以適當地決定目標部 伤3的位置。但疋’如上曾討論，基板！受限於熱膨服，在 傳統系統中需要極大的努力才能確保基板1維持在預定基 準溫度’例如2(TC。例如，圖4說明如果基板】處於高於預 定基準溫度的溫度時將出現的狀況。 參考圖4，目標部份3顯示位於相關於參考點卩丨在基板台 2的X、Y座標系統測量到的位置。但如果基板丨膨脹，目 標部份3可移動一段距離，遠離參考點ρι，例如移動到區 域3’，該位置在基板台座標系統中定義位於點”的中央。 雖然這個效果在圖4中被誇大，應了解到當所需基板特徵 的關鍵尺寸減少且基板大小增加時，即使只發生一點點很 小的溫度變化，實際出現的問題將導致嚴重的圖案失準。 由於熱膨脹導致的失準實質上可透過圖5-9討論的技術加 以減少或排除。 100151.doc -19- 1282490 補償熱膨脹的範例性方法 雖然以下將討論圖〗和2的具體實施例，但為了容易討論 起見，除非特別註明，否則只用到圖丨的參考數字。 : 圖5不思性地表示根據本發明具體實施例的測量和調整 • 方法5〇〇。在本具體實施例中，基板114精確的溫度測量係 用來調整系統100，以考慮感測到的溫度變化。應了解 到，仍會努力地維持穩定且預定的基準基板溫度，但以下 • 所述根據本發明具體實施例的系統可補償此基準溫度的變 - 化。步驟6中，已決定基板台上的基板位置，例如透過栽 • 入一基板和執行預先對準。步驟7中，藉由（a)將感測器定 位在與基板台相關的已知位置，以及⑻決定與基板台相關 的感測器位置’感測基板上的溫度。 已知基板和感測器位置的幾何結構，基板溫度對應步驟 8產生溫度對應圖[t(x，y)]，代表分布在基板表面上每個矩 陣區的基板溫度。特別是對於大型基板，基板的長和寬會 _ 有溫度變化，且這些變化可在溫度對應圖中表示。 步驟9中，顯影基板已預測尺寸回應的模型，以改變溫 度。產生出的模型可允許預測，例如基板上兩點間的距離 - 會隨著溫度如何變化。例如’產生出的模型可允許預測圖 • 4中目標部份3的中心點P2和參考點！>丨之間的距離，將如何 隨著溫度變化而改變。 . 步驟10中，基板尺寸回應隨溫度改變的情況，可根據步 驟8提供的溫度對應圖和步驟9提供的模型計算出來。 步驟11中，所需的曝光圖案輸入至微影系統中。所需的 100151.doc -20- 1282490 曝光圖案可包括以基板台座標系統所定義的特徵，假設& 板尺寸未因為熱膨脹或收縮而受到影響。 步驟12中，所需的曝光圖案受到調整，以便將計算出的 基板熱膨脹列入考慮。在一具體實施例中，這種調整、 下式表示： p (x，y)=F[P(x，y); t(x5y)] 其中 p(x，y)疋根據所需曝光圖案在基板台座標系統中圖案特 徵的位置； μ ' P’(x，y)是考慮到基板熱膨脹或收縮調整之後具有相同特 徵的位置；及 ' t(x，y)是基板溫度對應圖。 已知該位置相對於基板目標位置的基板台座標系統有調 整，必須調整微影裝置使已圖案化光束被送至基板的適當 目軚部份。這可藉由調整微影裝置的任一特性而達成，1 將導致目標部份尺寸特徵的改變。步驟u中，可㈣μ 圖案形狀。步驟14 Φ，-Γ # ^ , ^14令’可調整光束對準。步驟15中，可調 整光束放大倍率。fr彳 ip楗料r ^ °二個執行步驟中的任何一個或多個可 整，例如使方：:：執行。光束圖案形狀可加以調 舍地以X及y方二梯形。光束對準調整可以只要例如適 田地以X及y方向移開一 形放大為較大的方形。^。放大調整可以例如將方 補償熱％脹的範例性系統 圖6和7分別顯示根攄太 受月具體實施例之系統600的側 I00151.doc 1282490 視及俯視圖。系統600可用來測量基板的溫度。在如圖6和 7所示的情況下，基板16位於基板台17上，且基板台以有 嵌入其中的溫度感測器18的111乘11矩陣（m=1、2、3 ••且 則、2、3.·.)。感測器18係連接至一度量衡系統⑺，其控 制例如以箭頭20指示如圖7所代表的方向的基板步進或掃 描，還控制投影光束的圖案化和定位。以此方式，感測器 18陣列測量緊鄰著感測器18的基板區的溫度。使用這個系 統，可知道相對於基板台座標系統的感測器18的位置，因 此在使用方法500的具體實施例中，可得到步驟8中的溫度 對應圖。 ^ 圖8和9分別顯示根據本發明具體實施例之系統8 〇 〇的侧 視及俯視圖。在本發明範疇中加以考慮圖6和7所示在一替 代感測器配置中的系統800。圖6和7中的類似元件，在圖8 和9中使用相同的參考數字。 在此具體實施例中，感測器1 8以框架2丨支禮，在其之下 基板16在基板台17上傳送。有m個溫度感測器“之陣列在 框架21上分隔開來。曝光基板16之前，基板16將在框架21 之下移動η步，使得測量由以111乘n矩陣分布的基板“區的 /凰度所組成。該結果可為使用參考圖6和7描述的配置所取 仔的類似資料，其為基板丨6的溫度對應圖，可用來計算基 板熱膨脹或收縮。在—具體實施财，這可由上述討論的 方法500中的步驟9決定。 執行一熱膨脹塑型步驟的範例性方法 再次參見圖5，根據本發明具體實施例進一步描述基板 i00151.doc - 22- 1282490 熱膨脹塑型步驟9’在不同具體實施例中，模型可藉由進 行適當的基板測量直接自待處理的基板獲得，或可以間接 自參考基板獲得’該參考基板的實體特性實冑上與待處理 的基板相同。 在-具體實施例中’其中該熱膨脹模型係直接取得，這 可藉由在基板上形成對準特徵的矩陣而達成，在第一測量 步驟中同時測量基板溫度以及這些特徵的空間分布，然後 在第二測量步驟中同時測量基板溫度以及這些特徵的空間 分布。該兩個測量步驟可在相同裝置中執行，例如圖⑷ 的微影裝置’但也可在不同測量卫具上執行。然後隨著兩 個測量步驟間溫度和特徵分布㈣異，取得基板的尺寸回 應模型。 在另-具體實施例中，熱膨脹模型可直接自待處理的基 板取得。這可藉由形成第一和第二組對準特徵、以一測二 步驟測量第-組的溫度和空間分布、以第二測量步驟測量 第二組的溫度和空間分布、以及自兩個測量步驟的結果取 得模型來達成。例如形成對準特徵的第一圖案，然後在微 影裝置中以光阻塗佈基板，接著曝光及顯影一第二圖案^ 除了 X和Y方向的額定偏移量（χ〇、γ〇)之外， ” βρ 圖案目 有與第一圖案相同的額定空間特性。因此失告 八 不旨成更正溫度 變化而曝光第二層。基板溫度對應圖在形 又乐_圖案的同 時取得，同時這個詞係用來指示圖案形成、 杀仏成和溫度測量步驟 可能係在相同時間週期（如，同步或一步驟緊接著另， 驟）執行至該程度。然後測量兩圖案特徼 y 试之間的實際偏移 100151.doc -23 - 1282490 里，已測量偏移量和額定偏移量之間的差異導致所需熱膨 脹模型的取得。 在另一具體實施例中，可從參考基板取得熱膨脹模型。 * 參考基板的實體特性可類似於待處理基板的類別。再次， v 可在不同溫度測量的I一圖案的分布或是兩個目案的分布 加以比較，以取得將用於相同類別基板的熱膨脹模型。依 賴第二圖案的地方，可藉由曝光而非顯影形成一層光阻。 .測量第二圖案之後，光阻可從參考基板上洗掉，在稍後熱 膨脹模型取得時才再度恢復其用途。重複定期地使用單一 參考基板以取得熱膨脹對應圖，可有利地偵測到處理狀況 的漂移。 在一較佳具體實施例巾，熱膨脹塑型可使用才目同裝置執 行，如同用於感興趣基板的後續處理步驟。這確保源自於 例如基板曝光於照明光束的熱效應，忠實地在塑型流程中

^見。但是’假使所有條件（如，基板支架和夹持系^的 …和機械特徵)可精確地以其他度量衡工具重;見，則 型可使用這類工具進行。 、以

▲本發明的不同具體實施例已在上述說料， 解到它們係僅藉由範例來呈現， 藏中的糞麥而… 非構成限制。對相關控 " 專 $，很明顯地，可在不脫離本發明的夢.由在 範圍的情況下，在Α中進行形弋 、"月神和 l中進仃形式和細節的各種變更 :，本發明之廣度及範嗜並不揭限於上述任 貫施例，而應僅根據以下的申請專利範 I、體 /、等效内容來 100151.doc 1282490 定義。 【圖式簡單說明】 隨附的圖式，此處予以引用並且構成部份說明書在於說 明本發明’連同說明，可進一步用以解釋本發明的原理並 且讓熟習相關技藝的人士可以製造及使用本發明。 圖1描述依據本發明之一具體實施例的微影裝置。 圖2描述依據本發明之一具體實施例的微影裝置。

圖3根據本發明一具體實施例示意性表示一基板上的所 需曝光圖案。 圖4示意性表示，若基板溫度增加時圖3所需曝光圖案必 須加以修改。 圖5為方塊簡圖，說明根據本發明一具體實施例的系 統，用以調整一曝光圖案，以補償基板溫度的改變。 圖6為根據本發明一具體實施例的第一感測器陣列的示 〜側視圖，其嵌入在基板支架台内，使得固定在基板台上 的基板溫度可被測量。 圖7為圖6陣列的示意俯視圖。 圖8為根據本發明一具體實施例的第二感測器陣列的示 ^側視圖’其固^在基板支架台丨，使得固^在基板 的基板溫度可被測量。 口 圖9為圖8陣列的示意俯視圖。 相同參考數字指 現在參照附圖說明本發明。在圖式中 示相同或功能類似的元件。 【主要元件符號說明】 100151.doc -25- 1282490 1 基板 2 基板台 ' 3 目標部份 ； 31 區域 4 邊緣 5 基板表面 16 基板 • 17 基板台 - 18 感測器 19 度量衡系統 20 箭頭 21 框架 100 微影投影裝置 102 輻射系統 104 個別可控制元件PPM φ 106 物件台 108 投影系統（「透鏡」）PL 110 投影光束PB , 112 輻射源L A 114 個別可控制元件 116 定位器件 118 分光器 120 目標部份C 122 幸§射光束 100151.doc -26· 發光系統（照明器）IL 調節器件 調整器件AM 積分器IN 聚光器CO 干涉測量器件IF 底板BP 干涉光束 分光器 微影投影裝置 光源 輻射光束 照明器 圖案產生器 投影系統 基板 基板台 調整方法 系統 系統 -27-

Claims (1)

1. —,^,, ^ϋΐιΐηΐιττηιι-·*· i^-rr_____一 ·**·^»^*^**^»< 幺日修(¾正替换賀1 r) 128^4^008995號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(95年7月、 十、申請專利範圍·· L 一種微影裝置，其包括 一發光系統，其供應輻射的一投影光束； 一圖案化系統，其賦予該投影光束截面一圖案； 一基板支架，其支撐一基板； 一投影系統，其投影該已圖案化光束至該基板一表面 的一目標部份上，該目標部份具有與該基板支架有關的 預定空間特徵，其係適合於該基板支架上一預定位置所 支撐的該基板表面上的一所需曝光圖案； 一溫度測量系統，其包括至少一感測器，以測量分布 在該基板表面上複數個區域中的每一區的基板溫度； 一计异系統，其計算對於該已測量溫度，該基板的一 尺寸回應；以及 一 _整系統，其調整與該基板支架相關的目標部份的 空間特徵，以補償該計算出的尺寸回應。 2·如請求項1之裝置，其中該溫度測量系統包括： 分布在該基板支架上的多個感測器。 3·如請求項2之裝置，其中各該等感測器感測該基板的一 鄰近區域的溫度。 4·如凊求項2之裝置，其中各該等感測器感測該基板支架 的一鄰近區域的溫度。 5·如請求項丨之裝置，其中該溫度測量系統包括： 刀布在一感測裔支架上的多個感測器，該感測器支架 位於該基板支架上；以及 100151-950703.doc 1282490 一掃描系統’其配置成移開與該等感測器相關的該基 板支架’並測量在該基板支架和該支架之間複數個相對 位置之每一處，鄰近該等感測器每一感測器的基板區域 的溫度。 6.如請求項5之裝置，其中該等感測器係由一固定框架支 撐’在其之下該感測器支架係可移開。 7·如請求項5之裝置，其中該等感測器係以一線性陣列被 支樓’其以一與該基板支架係可移開有關的方向橫向延 伸0 8·如請求項1之裝置，其中： 該溫度測量系統包括一基板溫度對應系統，其顯影一 代表在複數個基板區域之溫度的對應圖； 該計算系統包括一系統，其以一基板支架座標系統顯 影該基板尺寸回應的一模型；以及 δ亥空間特徵調整系統，包括一系統，其已知複數個基 板區域的已對應溫度和尺寸回應模型、顯影與該基板支 架座標系統有關的該基板上點位置變更的一對應圖；以 及一系統，用於根據位置對應圖的變更調整目標部份的 空間特徵，以補償該計算出的尺寸回應。 9·如请求項1之裝置，其中該調整系統包括： 一影像校正系統，其調整該光束的一截面形狀以調整 该目標部份的一形狀。 1〇·如請求項丨之裝置，其中該調整系統包括： 一光束對準調整系統，其調整與該基板支架有關的目 100151-950703.doc 1282490 • 標部份的位置。 U•如請求項1之裝置，其中該調整系統包括： 一光束放大調整系統，其調整該目標部份的一大小。 12· —種器件製造方法，其包括： 使用一發光系統發出輻射的一投影光束； 賦予該投影光束的截面一圖案； 在一基板支架上支撐一基板； 才又衫輻射的已圖案化光束至該基板一表面的一目標部 _ 份上，該目標部分具有與該基板支架有關的空間特徵， 其係適合於該基板支架上一預定位置所支撐的該基板表 面上的一所需曝光圖案； 測量分布在該基板表面上複數個區域的溫度； 片异與該已測篁溫度有關的基板的一尺寸回應；以及 調整與該基板支架有關的該目標部份的空間特徵，以 補償該計算出的尺寸回應。 _ 13.如請求項12之方法，其中以分布越過該基板支架上的複 數個感測器測量該溫度，以及複數個感測器的每一感測 器感測該基板一鄰近區域的溫度。 14·如請求項13之方法，其中： 複數個感測器分布在該基板支架之上的一感測器支架 上； 該基板支架和該複數個感測器彼此相關地被移位； 以及 鄰近該複數個感測器之每一感測器的基板區域的溫度 100151-950703.doc 1282490 ’係在該基板支架和該感測器支架之間複數個相對位置 之每一處加以測量。 15·如請求項14之方法，其中該複數個感測器係由該基板支 架之上的一固定框架所支撐，以及該基板支架係在該框 架之下被移開。 16 ·如請求項丨5之方法，其中該基板支架係以一預定方向移 開，以及該感測器係以橫向延伸至該方向的一線性陣列 被加以支撐。 G 17·如請求項12之方法，其中： 顯影遍佈在該基板上的該溫度的一對應圖； 建立在一基板支架座標系統中該基板的尺寸回應之一 模型； " 顯影一基板位置對應圖，其已知橫跨該基板之溫度對 應圖和該尺寸回應的模型，代表與該基板支架座標系統 有關之5亥基板上點位置的一變更；以及 根據該基板位置對應圖調整該目標部份的空間特徵， 以補償該尺寸回應。 18.如明求項12之方法，其中藉由調整該目標部份的一形狀 調整該空間特徵。 19·如請求項12之方法， 目標部份的一位置， 20·如請求項12之方法， 調整該空間特徵。 21· —種建立一基板的一 其中藉由調整與該基板支架有關的 以調整該空間特徵。 其中藉由調整該目標部份的一大小 尺寸回應的一模型以改變溫度之方 100151-950703.doc 1282490 法，該方法包括： 在該基板的一表面上形成複數個對準特徵； 分布該等對準特徵在該基板表面上，使得在假定一預 定基板溫度時預先決定其空間分布； 測量該基板的溫度’其中在分布於一基板表面的複數 個區域的每一區處，測量該基板支架上支撐的該基板之 溫度； 在該已測量基板溫度處，測量該等對準特徵的一空間 C ^ 分布；以及 從該預先決定之空間分布與該已測量空間分布之間的 差異取得該尺寸回應的一模型。 22·如請求項21之方法，其中： 該基板係一參考基板’其係具有類似實體特性的基板 類別之一，以及其係將在一微影裝置中加以處理； 當該參考基板係由該微影裝置的一基板支架所支樓時 ’測量該參考基板的對準特徵之空間分布； 該基板類別的一成員隨後係置放於該基板支架上； 以及 基於使該等基板尺寸之一變更與取自該參考基板的一 尺寸回應模型相關聯，調整該基板的處理。 23·如請求項2 1之方法，其中： 藉由在一第一測量步驟期間測量該基板溫度和該等對 準特徵的一同時分布，決定該預先決定之空間分布；以及 藉由在一第二測量步驟期間測量該基板溫度和該等對 100151-950703.doc 1282490 準特徵的-同時分布’決定該已測量空間分布。 24.如請求項21之方法，其進一步包括： 當該基板係在-第—溫度時，形成對準特徵的一第 圖案； 當該基板係在一 圖案；以及 第二溫度時，形成對準特徵的一第二

   從該等第一和第二圖案之測量之⑤ 一和第二溫度之間的差異取得該尺寸 的差異以及該等第 回應模型。 2 5.如請求項2 4之方法，其中： $致°亥等第卩第二圖案具有-相同的額定空間分布 ’在該等兩個圖案之間有一額定偏移量；以及 從該等兩個圖案的特徵之間的額定和已測量偏移量之 間的差異，取得該尺寸回應模型。 26·如請求項24之方法，其中： 一在-參考基板上形成該第一圖案，該基板係具有類似

   貝體特性的基板類別之_，2將在一微影裝I中加以處 理； 藉由曝光在該微影裝置中該參考基板上被支撐的一層 光阻，在該參考基板上形成該第二圖案； 測ϊ該微影裝置内該額定和已測量偏移量之間的差異 ;以及 從該參考基板上清洗掉該已曝光光阻，以便重新使用 該參考基板。 100151-950703.doc