1295416 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一適於使用極紫外光測量之光學元件、一 倂入該光學元件之曝光設備、及一使用該曝光設備之裝置 製造方法。 【先前技術】 # 大致上，由諸如超大型積體電路（VLSI )之超細微圖 案所構成的半導體裝置之製程，採用一縮小之投射曝光設 備，藉著以縮小之比例將該等電路圖案投射在該基板上， 該曝光設備於塗有一感光材料之基板上燃燒畫在一罩幕上 之電路圖案。半導體裝置的封裝密度中之增加要求圖案線 寬之進一步微型化。其結果是，於解析度中已持續改善， 以順應改善之光阻製作及微型化之曝光設備。如此，用於 曝光設備之光源已使用日益較短之波長，諸如由氟化氪準 • 分子雷射（具有248奈米之波長）至氟化氬準分子雷射（ 具有193奈米之波長）及至氟分子（F2)雷射（具有157 奈米之波長）。爲有效地燃燒更細微之圖案，目前正開發 使用極紫外光（EUV光）之縮小型投射曝光設備，該極紫 外光具有比紫外光較短之波長，亦即具有大約1 0至1 5奈 米之波長。 在另一方面，隨著半導體裝置之解析度及微型化的改 善，需要日益較緊密之容差，用於罩幕圖案及感光基板上 的圖案間之對齊。下文將在未使用EUV光之一普通縮小 (2) 1295416 投射曝光設備上，敘述罩幕圖案及感光基 對齊。 傳統上，以下二方法係可用的，以觀 即一感光基板上之對齊標記，以獲得關於 訊。 1 ·離軸方法，其測量一晶圓上之對齊 一投射光學系統。 _ 2.經由標線片（Through The Reticle 法，其藉著同時使用一投射光學系統觀察 及標線片間之相對位置關係。 對於該二方法，該離軸方法係用於晶 置測量，因爲該TTR方法需要較長之測量 法採用一晶圓檢查顯微鏡（下文稱爲一離 使用一投射光學系統，在一離軸顯微鏡下 允許任何波長之使用，而且允許使用一具 • 之光源。用於位置測量，使用具有寬廣波 優點包含能移去塗至一晶圓的感光材料（ 膜干擾效應。 然而，當使用一離軸顯微鏡對齊一晶 其係不可能直接測量觀察位置及曝光位置 要預先決定一所謂之基線數量（b a s e 1 i n e 該基線數量係在該離軸顯微鏡下之測量中 之投射圖案影像的中心（曝光中心）間之 對齊時，在該離軸顯微鏡之下測量於一發 板上的圖案間之 察在一晶圓、亦 該晶圓之位置資 標記，而未使用 ，簡稱TTR)方 它們而偵測晶圓 圓接著晶圓之位 時間。該離軸方 軸顯微鏡）。不 之位置測量不只 有寬廣波長帶寬 長帶寬之光線的 光阻劑）上之薄 圓及標線片時， 。如此，其係需 amount ) ，在此 心及一標線片上 距離。當施行該 射中在該晶圓上 -5- (3) 1295416 離測量中心之對齊標記的偏差。在此之後，該晶 離軸顯微鏡位置移動達一等於該基線數量及該偏 的距離，藉此精確地對齊該發射區域之中心與該 心。然而，該基線數量能於使用該曝光設備期間 逐漸地改變。該基線中之此等變化將使得其不可 圓上之發射中心餵給至一標線片上之投射圖案影 ，導致減少對齊準確性（重疊準確性）。如此， • 作基線測量（校準測量），以在一不變之基礎下 量該離軸顯微鏡下之測量中心及一標線片上之投 像的中心間之距離。該TTR測量系統必需用於該 〇 圖8係一圖解，其槪要地顯不一投射曝光設 線測量的原理。一仿真（dummy )標線片R2在 學系統2之曝光區域內帶有一裂縫形標記Μ 1。： 示，該仿真標線片R2係固持在一標線片驅動架· • 以此一使得該仿真標線片R2之中心將與該投射 2之光軸ΑΧ —致的方式移動該驅動架台。在一 架台3上，帶有等同於Μ1之標記M2的仿真晶 安裝在該投射光學系統2中之一成像位置，保持 圓W1。該仿真晶圓W2上之標記M2係一裂縫形 ’其藉著將一遮光構件放置在一曝光透光構件上 一光量感應器S 1係放置在該標記M2下方。以 將該標記M2帶入該投射光學系統2的一投射區 置、及曝光光線L 1係藉著操作一曝光光源雷射 圓係由該 差之加總 曝光之中 隨著時間 能將一晶 像的中心 其係需要 精確地測 射圖案影 基線測量 備上之基 一投射光 泊圖8所 今1上， 光學系統 晶圓驅動 圓W2係 避開一晶 透光區域 所建立。 此一便於 域中之位 4經由一 -6 - (4) 1295416 照明光學系統5引導進入該投射光學系統2之方式，該晶 圓驅動架台3係使用一雷射干涉儀（未不出）定位。當由 放置在該標記M2下方之光量感應器S1監視該光量時， 藉著於X、Y、及Z方向中稍微移動該晶圓架台3發現最 大化該光量之位置。最大化該光量之位置造成該仿真標線 片上之標記Μ1及該仿真晶圓W2上之標記M2於相對位 置中一致。 φ 一離軸顯微鏡6係放置在該投射光學系統2之外側（ 該曝光區域外側）。在一投射影像之側面上，.該離軸顯微 鏡6之光軸係平行於該投射光學系統2之光軸ΑΧ。用作 對於該晶圓W 1上之標記的位置測量之一參考的索引標記 M3、或該仿真晶圓W2上之標記M2係提供於該離軸顯微 鏡6中。該索引標記M3係位在結合至投射影像平面（該 晶圓W1之一表面或該仿真晶圓W2之表面）之一位置。 當該仿真標線片R2上之標記Μ 1及該仿真晶圓W2上 • 之標記M2係互相對齊時，藉由該雷射干涉儀（未示出） 測量該晶圓驅動架台3之位置。所獲得之値係藉著X 1表 示。當該離軸顯微鏡6中之索引標記M3係與該標記Ml 對齊時，亦藉著該雷射干涉儀測量該晶圓架台3所坐落之 位置。所獲得之値係藉著X2表示。於此案例中，一基線 數量BL係藉著計算該差値（XI-X2)所決定。當藉著該 離軸顯微鏡6測量一在該晶圓W 1上之對齊標記、及將其 送至在該投射光學系統2下方時，該基線數量BL係稍後 用作一參考數量。讓XP表示該晶圓W1上之發射（曝光 1295416
範圍）中心及該對齊標記間之距離，且當該晶圓W1上之 對齊標記與該離軸顯微鏡6中之索引標記M3 —致時，讓 X 3表示該晶圓驅動架台3之位置。爲造成該發射中心與 一標線片中心C 一致，該晶圓驅動架台3能移至藉著“ X3-BL-XP”所決定之位置。 爲以此方式施行該對齊，首先，使用該離軸顯微鏡6 測量該晶圓W 1上之對齊標記的位置。隨後，藉著僅只相 • 對該基線數量BL餵入該晶圓驅動架台3達一預定數量， 其係可能於該晶圓W 1上之發射區域上精確地重疊一標線 片R1圖案供曝光。然而，其係需要藉著某些其它機構測 量一標線片設定標記M4及該仿真標線片R2上的標記Μ 1 間之距離，且預先對齊該標線片R 1與該標線片設定標記 Μ4。順便一提，雖然在上面之敘述中已考慮一維方向，真 正應考慮的是二維方向。 這樣一來，爲經由投射光學系統對齊一標線片與一晶 • 圓，使用一系統，其使用一放置在一標記下方之感應器測 量光量，該標記藉由將一遮光構件放置在一仿真晶圓上所 形成，該仿真晶圓係藉由一曝光透光構件所製成。 使用該TTR方法之校準測量 已敘述在上面。對於一投射光學系統中之像差測量使 用一類似設定。圖9爲用於一曝光設備之典型像差測量系 統的槪要圖。具有與圖8中之零組件相同功能的零組件係 藉著與圖8中之對應零組件相同的參考數目/字母表示’ 且其敘述將被省略。 -8- (6) 1295416 如圖9所示，一像差測量系統具有一於標線片表面的 前面中之繞射光柵7，以使光線繞射。在該繞射光栅7之 下游側面上，具有裂縫形或針孔形透明部份之標記M5係 放置接近該標線片表面。該標記Μ 5抵銷藉由該照明光學 系統5或繞射光柵7所造成之像差，且一照明光束進入該 投射光學系統2。藉著將一遮光構件放置在一曝光透光構 件、諸如石英所形成之標記Μ6係設在一晶圓側面之影像 • 平面上。在該曝光透光構件之上游表面上，該標記Μ6具 有一類似於該標記Μ5之裂縫形或針孔形透明部分（於圖 10中之M6-c )，及一窗口形大透明部份（於圖1〇中之 M6-d )。一電荷耦合器（CCD )照相機S2係在該晶圓影 像平面上放置於該標記M6之下方。 波前像差係藉著放置在該標線片表面上之裂縫形或針 孔形標記M5由一曝光光線L1移去。如此，進入及離開 該投射光學系統2之曝光光線僅只包含在該投射光學系統 • 2中所產生之像差。圖1 0係該仿真晶圓W2的晶圓側面標 記M6及環繞該CCD照相機S2的部份之一放大槪要圖。 於圖10中，參考字母M6_a表示一準分子雷射-透明構件 、諸如石英，其係用作一母質，諸如鉻之遮光構件M6-b 係放置在該透明構件上，以產生一想要之標記形狀。該曝 光光線在通過圖1〇中之裂縫或針孔M6-c之後抵達該CCD 照相機S2之表面，其抵銷該曝光光線中所包含之像差。 在另一方面，通過該標記M6上之窗口 M6-d的曝光光線 抵達該CCD照相機S2之表面，仍然包含該投射光學系統 (7) 1295416 2中所產生之波前像差。前者係稱爲一參考光束，且後者 係稱爲一樣本光束。該二光束間之波前中的差値係該投射 光學系統2中所產生之波前像差。當如一影像般帶入該 C CD照相機S2時，該波前像差係觀察爲干涉條紋。該等 干涉條紋之影像處理將使其可能高達澤爾尼克（Zernike ) 多項式之第36項定量地測量波前像差。 此外，一架構係亦用於測量一照明光學系統中之光瞳 φ 充塡（pupil fill )強度分佈其中一針孔係提供於該晶圓影 像平面中，以傳送該曝光光線，且一 CCD係放置在其下 方。這樣一來，目前廣泛地使用之系統涉及藉著在曝光透 光構件上放置一遮光構件、在該標記下方安裝一感應器、 及觀察通過該標記之光量或影像，以建立一想要之標記。 順便一提，一用於在一 EUV曝光設備上使用非曝光光線 測量該基線之技術係揭示在曰本特許公開專利第 2002-353088 號 ° • 如上面所述，藉著在用作一母質之曝光透光構件上放 置一遮光構件、在該標記下方安裝一感應器、及觀察通過 該標記之光量或曝光光線之影像，對齊測量、像差測量、 光瞳充塡強度分佈測量等涉及建立一想要之標記。然而， 使用EUV光線當作一光源之曝光設備不能使用諸如那些 上面所述之典型測量系統。 不像準分子雷射曝光設備，EUV曝光設備幾乎未使用 任何曝光透光構件。這是因爲典型之透明構件造成具有很 短波長、諸如EUV光線的曝光光線之大損失，使得其難 -10- (8) 1295416 以使用一透射光學系統。如此，以EUV爲基 學系統及投射光學系統兩者係由以反射鏡爲基 學系統所構成。關於標線片，反射式標線片被 式標線片包括形成在一反射式多層薄膜上之吸 生想要圖案之反射光，該薄膜形成在零膨脹玻: 爲藉著該TTR方法在一如上面所述架構；^ 設備上施行對齊，其係需要： • ( 1 )藉著以此一便於提供一裂縫形反射 置一遮光構件而安裝一仿真標線片；及 (2 )將一具有已藉著該投射光學系統之 縮減尺寸的裂縫形透明部份之標記放在該仿真 在該標記下方安裝一光量感應器，以測量所透 量。 一問題係該EUV光不能夠通過石英M6_a 所示。光源具有比F2雷射較長之波長的曝光 # 一仿真晶圓，如圖1 〇所示。亦即，該曝光設 架構，其中透過一標記之光線進入一在該標記 器，在此該標記係藉著將一遮光構件放置在一 玻璃構件上所形成。然而，EUV光不能通過石 璃構件。因此，該投射光線不會進入安裝在該 方之感應器。這使得其不可能進行測量。 這樣一來，以EUV爲基礎之曝光設備不 建立在玻璃上。爲處理此問題’其係可能藉著 附接在一反射表面上而在該仿真晶圓上建立一 礎之照明光 礎之反射光 構思。反射 收帶，及產 离上。 :EUV曝光 鏡之方式放 縮小比率所 晶圓上，及 射光線之光 ，諸如圖1 〇 設備能使用 備可具有一 下方之感應 數毫米厚之 英及其他玻 仿真晶圓下 允許標記被 將一吸收帶 標記，如同 -11 - (9) 1295416 該標線片之案例。然而，此架構使得其需要提供用於一偵 測由該仿真晶圓上之標記所反射的光線之感應器的空間。 【發明內容】 本發明已由於上面藉著本發明家之專注硏究所發現的 困難性之觀點所製成，且當作其示範目的必須提供一適於 使用極紫外光測量之光學元件，而對此其係難以使用一透 射光學兀件；一倂入該光學兀件之曝光設備；及一使用該 曝光設備之裝置製造方法。 根據本發明之一態樣，在此提供一用於曝光設備之光 學元件，該曝光設備具有一投射光學系統，該投射光學系 統架構成可投射一原始版（original plate)之圖案至一基 板上，並以來自一光源之極紫外光照射該原始版；及經由 該原始版與該投射光學系統使該塞板曝光至該光線，該光 學元件係放置於該光線的第一路徑與該光線的第二路徑之 • 一中’該光線的第一路徑相對該原始版位於該光源之一側 面中’且該光線的第二路徑相對該原始版位於該基板之一 側面中，該元件包含··一薄膜，其架構成可傳送該極紫外 光；及一屏蔽件，其放置在該薄膜上，且架構成可屏蔽部 份薄膜免於該極紫外光照射。 亦根據本發明之另一態樣，在此提供一具有投射光學 系統之曝光設備，該投射光學系統架構成可投射一原始版 之圖案至一基板上，並以來自一光源之極紫外光照射該原 %版：及經由該原始版與該投射光學系統使該基板曝光至 -12- (10) 1295416 該光線，該設備包含：一光學元件，其如上面所界定，並 架構成可放置於該光線的第一路徑與該光線的第二路徑之 一中，該光線的第一路徑相對該原始版位於該光源之一側 面中，且該光線的第二路徑相對該原始版位於該基板之一 側面中。 再者，根據本發明之另一態樣，在此提供一曝光設備 ，其使一基板經由一原始版曝光至極紫外光，該設備包含 Φ : —投射光學系統，其架構成可投射該原始版之一圖案至 該基板上；一基板架台，其架構成可固持該基板及移動； 一光學元件，其如上面所界定，並放置在該基板架台上； 及一偵測器，其架構成可偵測由該投射光學系統所放射及 傳送穿過該光學元件之極紫外光。 再者，根據本發明之另一態樣，在此提供製造一裝置 之方法，該方法包含諸步驟：使用一如上面所界定之曝光 設備經由一原始版使一基板曝光至光線；使該已曝光之基 • 板顯影；及處理該已顯影之基板，以製造該裝置。 本發明之其他特色及優點將由以下之敘述會同所附圖 面變得明顯，其中遍及其各圖面之類似參考字母標示相同 或類似零件。 【實施方式】 現在將按照所附圖面詳細地敘述本發明之較佳具體實 施例。 於以下之具體實施例中，將敘述以下使用在一曝光設 -13- (11) 1295416 備上之母質的合適結構，該曝光設備採用EUV光線當作 一光源： (1) 母質，用於一設在晶圓架台上之光量感應器上 的標記及用於TTR測量； (2) 母質，用於一設在晶圓架台上之CCD照相機上 的標記及用於一投射光學系統中之像差測量；及 (3 )母質，用於繞射光柵、針孔等。 • 這些母質係不超過某一厚度之特別材料的薄膜。它們 對於EUV光係充分透明的。如此，藉著將一遮光構件放 置在該母質上，其係可能建立一想要之光學元件，諸如一 想要之標記或繞射光柵。 [第一具體實施例] 圖1係一槪要圖，其說明根據第一具體實施例之曝光 設備的槪要架構。與圖8中之那些零組件/功能相同的零 # 組件/功能係藉著與圖8中之對應零組件/功能相同的參考 數目/字母表示。於依據此具體實施例之曝光設備中，一 EUV光源8(下文稱爲光源8)輸出EUV光。一 EUV照 明光學系統9 (下文稱爲照明光學系統9 )形成EUV光L2 ’在EUV光係藉著該照明光學系統9形成一預定形狀、 及藉著一用於EUV之反射式標線片R3 (下文稱爲標線片 R3 )所反射之後’其由該光源8放射成一預定形狀之光通 量。一反射式投射光學系統1 0使該EUV光L2聚焦在一 晶圓W1上，該晶圓係一感光基板。該標線片r3及晶圓 -14- (12) 1295416 W 1係分別安裝在一標線片驅動架台1 1及晶圓驅動架台3 上。藉著同步驅動該二架台（11及3)可操作掃描曝光， 並藉著根據該投射光學系統之放大率改變一進給比率。該 二架台（1 1及3 )之位置測量係藉著一雷射干涉儀（未示 出）所施行。 一反射式仿真標線片R4 (下文稱爲仿真標線片R4 ) 係安裝在該架台1 1上，且一配備有裂縫形反射器之標記 • M7係安裝在該反射式仿真標線片r4上。在另一方面，一 仿真晶圓W 3係安裝在該架台3上，且一配備有裂縫形透 明部份之標記M8係安裝在該仿真晶圓W3上。該仿真標 線片R4及仿真晶圓W3係用於基線測量。順便一提，該 仿真晶圓W 3之母質係2微米或更少厚度的矽、碳化矽、 SiNx、鑽石、或像鑽石之碳的薄膜。該像鑽石之碳係一主 要由碳及氫所建立之無結晶性的硬碳薄膜，且亦已知爲無 結晶性之碳。配備有鉬、鎢、或其他金屬之裂縫形反射器 Φ 之標記M8係放置在該薄膜上。此外，一 EUV光量偵測感 應器S3 (下文稱爲光量偵測感應器S3)係安裝在該標記 M8下方。 用於在一光學元件的薄膜上製造一標記之示範方法係 如下。亦即，用於半導體裝置製造之光學微影技術可用於 光學元件。譬如，一遮光本體係蒸氣沈積在一薄膜上，一 感光材料之光阻劑係施加至其上，且一對應於待成形之標 記的圖案係藉著一電子束曝光設備轉印至該光阻劑。隨後 ，使該光阻劑顯影（對應於該標記之一區域係由該光阻劑 -15- (13) 1295416 移去），且該遮光體係使用該已顯影光阻劑當作一罩幕而 藉著蝕刻移去，藉此建立一空白之區域（極紫外光透光部 分）當作該標記。 一位置偵測標記M9係安裝在該標線片R3上。該標 記M9及該仿真標線片上的標記M7間之距離係藉著一標 線片顯微鏡及/或干涉儀（兩者未示出）所測量。一離軸 顯微鏡6係安裝在該晶圓之側面上，以測量一晶圓對齊標 • 記之位置。該離軸顯微鏡6倂入用作一參考之索引標記 M3，該索引標記用於該晶圓W 1上之標記或該仿真晶圓 W 3上之標記Μ 8的位置測量。順便一提，於上面之架構 中，對於EUV光爲透明之所有區域係包封在一真空室12 中，該真空室係維持在真空之下。 其次’將敘述一在如上面所述的曝光設備上所施行之 對齊製程。圖2係一流程圖，其依據此具體實施例說明用 於基線測量之程序。順便一提，圖2所示程序係進行當作 ® 根據本具體實施例的曝光設備之一控制器（未示出），並 控制該曝光設備之各種零件。該控制器具有一儲存裝置， 其儲存一對應於該程序之電腦程式；及中央處理系統，其 執行該儲存裝置中所儲存之電腦程式。 當藉著將其重疊在該晶圓上以掃描曝光該標線片驅動 架台1 1上所固持的標線片R 3上之圖案時，其係需要緊密 同步地驅動該二架台（1 1及3)，以及經由該投射光學系 統1 0造成該標線片R3及晶圓w 1於絕對位置中互相一致 。這使得其需要藉著該TTR方法執行基線測量。基線測量 -16- (14) 1295416 操作將在下面敘述。 該仿真標線片R4係藉著該標線片驅動架台i } 入該投射光學系統1 0之一曝光範圍（基線測量位 步驟S 1 0 1 )。該仿真標線片R4使用一疊層之曝光 射薄膜當作其母質。以此一於該X及Y方向中呈 之反射光將進入該投射光學系統1 〇的方式，該標証 藉著將吸收構件配置在該母質所形成。 • 其次，以此一便於在該投射光學系統1 0下方 基線測量位置）定位該仿真晶圓W3 (步驟S 1 02 ) ’移.S力該晶圓驅動架台3。該標記Μ 8係放置在該 圓W3上。該標記Μ8係藉著將一遮光構件放置在 透光構件上所形成，其係與該標記Μ 7相同尺寸（ 該投射光學系統按比例縮小）之一裂縫形透明部分 真晶圓W3上之標記及環繞該光量偵測感應器S3 的一放大槪要視圖係顯示在圖3中。圖3中之薄| • 係由矽、碳化矽、SiNx、鑽石、或像鑽石之碳所製 係2微米或更少之厚度。具有一透明區域M8-c之| 係形成在該薄膜M8-a上，該透明區域M8-c之形狀 真標線片R4上之標記M7的一反射區域相同，該 線片係一投射體。該標記M8係由鉅、鎢、或其他 蔽構件M8_b所製成。如此，該標記M8於該X及 中具有一裂縫形狀。該標記M8係亦幾乎位在與 W 1的曝光表面相同之平面中，且位在用於對齊測 量偵測感應器S 3之右上方。順便一提，該等標記 進給進 置）（ 光線反 裂縫形 i M7係 (在該 之方式 仿真晶 一曝光 但藉著 。該仿 之部份 I M8-a 成，且 冥記M8 與該仿 仿真標 光線屏 Y方向 該晶圓 量的光 M7及 -17- (15) 1295416 M8上之圖案不限於裂縫形狀。該標記M7上之圖案（該反 射器之圖案）及該標記M8上之圖案（該透明區域中之圖 案）可具有任何形狀，只要它們係彼此類似，且該標記 M7上之圖案係在該投射光學系統1 0之一縮小比率下縮小 〇 其次，該曝光光線L2係進入（步驟S103 )，且該晶 圓架台3係在該X及Y方向中藉著監視光量使用安裝在 φ 該仿真晶圓W3下方之光量偵測感應器S3稍微移動。藉 著發現在該晶圓架台3上使該光量於該X及Y方向中最 大化之位置，其係可能對齊該標線片及晶圓經由該投射光 學系統（步驟S104與S105 )。該等光量被最大化之位置 對應於藉由該仿真標線片R4上之標記M7所反射的裂縫 形EUV光有效率地通過該仿真晶圓W3上之標記M8的裂 縫形透明部份（M8-c )之位置。當經過該投射光學系統 10觀看時，這是重疊該標線片及晶圓上之標記（M7與M8 鲁）的位置。 再者’最大化該光量之位置係藉著於該Z方向中稍微 移動該晶圓架台3所發現，且藉此偵測該標線片圖案之最 佳焦點平面（步驟S106及S107 )。在該等最佳焦點，由 於藉著該仿真標線片R4上之標記μ7所反射的裂縫形 EUV光之散焦所致之模糊不清係減至最小。這減少藉著該 仿真晶圓W3上之標記Μ8的遮光部件（M8-b )所造成的 偏離’並因此允許該EUV光有效率地抵達該光量偵測感 應器S3。這將使其可能在一最大光量程度偵測該最佳焦 -18- (16) 1295416 點平面。因此，該仿真標線片R4上之標記M7的X-Y位 置、該仿真晶圓W3上之標記Μ8的Χ-Υ位置、及焦點位 置係對應地放置。於此狀態中，該標線片驅動架台1 1及 晶圓驅動架台3之位置係藉著該雷射干涉儀所測量及儲存 (步驟 S 1 0 8 )。 其次，該仿真晶圓W3上之標記Μ8係基於來自該雷 射干涉儀之測量値（下文稱爲該干涉儀基準）移至低於該 # 離軸顯微鏡6。該標記Μ8之位置係藉著使用該離軸顯微 鏡6參考該索引標記M3測量。如上面所述，該離軸顯微 鏡6之光軸（該測量座標系統之原點）關於該投射光學系 統1 〇之光軸、亦即一基線BL之偏置，可基於這些測量値 以及基於來自該晶圓架台雷射干涉儀之測量値所測量（步 驟 S 1 0 9 )。 當決定該基線時，該離軸顯微鏡6之測量中心（原點 )係與該晶圓 W1上之標記（發射中心）對齊，且該晶圓 0 驅動架台係驅動達等同於該基線之數量。這使其可能將該 晶圓W 1上之發射中心餵入至該投射光學系統1 0的光軸 上之一位置。在該標線片之側面上，已藉著該干涉儀及標 線片顯微鏡測量該仿真標線片R4上之標記Μ7及該仿真 標線片R3上的標記Μ9間之距離。如果此距離係藉著RL 表示，藉著由其於該基線測量期間所坐落之位置移動該標 線片驅動架台達RL，其係可能將該晶圓W 1上之發射中心 帶入與該投射光學系統1 〇中之標線片影像的中心一致。 以此方式施行該基線測量。隨後，於一曝光操作期間 -19- (17) 1295416 ，藉著在該干涉儀基礎上使用該標線片驅動架台將該標線 片R3餵入適當位置、使用該離軸顯微鏡6測量該晶圓W 1 上之標記的位置、及移動該晶圓驅動架台3達等於該基線 之數量，重複掃瞄曝光。藉著在某些間隔施行該基線測量 及焦點校準，其係可能抵銷該基線中藉由諸如各種零件之 熱變形的各種因素所造成之變化。 順便一提，雖然於此具體實施例中，該仿真晶圓W3 φ 上之標記M8係藉著將當作遮光構件之一金屬放置在EUV-透明母質上所建立，在此不需要將一遮光構件放置在該透 明構件上，只要達成處理準確性。譬如，如圖4所示，可 使用具有將其切穿之裂縫Ml Ο-b的遮光構件Ml Ο-a。於此 案例中，雖然該遮光構件Ml Ο-a盡可能薄係較佳的，因爲 該EUV-透明部份係已提供當作穿透孔，在此不需要考慮 構件之透射率，且如此撤銷2微米之厚度上限。既然該遮 光構件ΜΙΟ-a亦不需要傳送EUV光，可自由地選擇任何 Φ 適於機械加工之金屬或材料以及矽、碳化矽、SiNx、或鑽 石。 如此，該第一具體實施例將使其可能在一曝光設備上 進行以TTR爲基礎之校準測量（基線測量、該投射光學系 統中之影像平面位置測量等），該曝光設備使用具有很短 波長之曝光光線、諸如EUV光，其於一透射光學系統中 係難以處理的。 [第二具體實施例] -20- (18) 1295416 方令@第一具體實施例中已敘述主要用於基線校正之 TTR '測量’但本發明不限於基線校正。譬如，本發明對於 辛票f泉#架台及晶圓狀態行程中之偏差的測量、以及對於所 W、測量技術係有用的，該等測量技術涉及藉著於感應器之 Μ ® Φ放置一標記觀察已透射之光線。當作此測量之範例 ’ 一& Ιί 3¾學系統中之波前像差的測量及光瞳充塡強度分 佈（有效光源）之測量將於該第二具體實施例中敘述。 • 圖5係一槪要圖，其顯示根據該第二具體實施例的曝 光設備之一槪要架構。圖5顯示一測量系統，其配備有與 那些該第一具體實施例者不同之結構特徵，且係用於一類 似於圖1中之第一具體實施例者的EUV曝光設備。與圖1 中之零組件/結構特徵相同的零組件/結構特徵係藉著與圖 1中之對應零組件/結構特徵相同的參考數目/字母表示。 反之’該第一具體實施例之架構施行基線測量等（藉著該 TTR方法測量一標線片架台與晶圓架台間之相對位置）， • 該第二具體實施例具有一架構，其具有一功能，以測量一 投射光學系統中之像差。 圖6係一流程圖，其顯示依據此具體實施例用於像差 測量之程序。順便一1提，依據此具體實施例，圖6所示程 序係進行當作該曝光設備之一控制器（未示出），以控制 該曝光設備之各種零件。該控制器具有一儲存裝置，其儲 存一對應於該等程序之電腦程式；及中央處理系統，其執 行該儲存裝置中所儲存之電腦程式。下文將參考圖5及6 詳細地敘述該第二具體實施例。 -21 - (19) 1295416 首先，一反射式仿真標線片R5 (下文稱爲仿真標線 片R5 )係移至一測量位置（步驟S201 )，如圖5所示。 一繞射光柵1 3係在該標線片之反射表面的前面或後方（ 於圖5之案例中係在前面）置於一曝光路徑中，以如圖5 所示繞射光線。該繞射光柵1 3可提供當作像柵格之穿孔 ，並於一金屬或其他屏蔽EUV之構件中機械式地產生。 或者，該繞射光柵13可藉著附接鎢、鉬等之遮光帶至2 φ 微米或更少厚度的碳化矽、矽、SiNx、鑽石、或像鑽石之 碳的薄膜所產生。順便一提，當附接該遮光帶至一薄膜時 ，該繞射光柵能藉著一類似於該光學元件之方法所產生。 其次，一仿真晶圓W4係移至一測量位置，諸如圖5所示 (步驟S203 )。在此之後，曝光光線（EUV光）係由該 光源8引導進入該照明光學系統9。 順便一提，吸收構件係配置在該仿真標線片R5上之 標記Μ 1 1的一反射表面上，以致反射來自該繞射光柵1 3 9 之繞射光線的部份將具有一很細微之裂縫或針孔。具有該 裂縫或針孔之反射表面抵銷藉由該照明光學系統9所造成 之像差，且造成具有一理想波前之照射EUV光進入該投 射光學系統1 〇。 放置接近一晶圓側面影像平面之仿真晶圓W4具有一 對於EUV光爲透明之母質，並類似於該第一具體實施例 之母質，且一標記Μ12係形成在該母質上，而使一遮光構 件配置在一預定圖案中。該母質係2微米或更少厚度的矽 、碳化矽、SiNx、鑽石、或像鑽石之碳的薄膜。該遮光構 -22- (20) 1295416
件係由鎢、钽等所製成。該標記Μ 1 2係藉著以 成裂縫形或針孔形透明區域及一具有大透明面 透明區域的方式，將一遮光構件放置在該母質 一用於EUV之CCD照相機S4係在該晶圓影 於該標記Μ1 2下方。圖7係接近該仿真晶圓 Μ 1 2的一區域之放大槪要視圖。具有裂縫形或 部份M12-C及一窗口形透明部份M12-d之標I • 著將一遮光構件M12-b放置在一傳送EUV光二 a上所形成，該薄膜M12-a係藉由上述材料之 且具有一在上述範圍內之厚度。 如上面所述，放置在該仿真標線片R5上 裂縫形或針孔形反射器之標記Μ 1 1允許具有無 波前的EUV光進入該投射光學系統10。因此 射光學系統10之EUV光僅只包含可歸因於該 統之像差。當該EUV光通過圖7中之裂縫形
# 明部份M12-C時，該EUV光中所包含之像差 因此該EUV光如一理想波前地抵達該CCD照 一平面。較佳地是，該CCD照相機S4包括一 其對於EUV光係靈敏的。然而，如果其係架 螢光，亦可使用一用於可見輻射之CCD照相 係藉著一放置於該CCD照相機前面中之閃爍 閃爍所產生，且係經由一光纖板引導至該CCD 在另一方面，通過圖7中之窗口形透明部1 EUV光抵達該CCD照相機S4之平面，而仍然 此一便於形 積之窗口形 上所形成。 像平面放置 W4之標記 針孔形透明 己Μ 1 2係藉 L薄膜Μ12-一所製成， 及配備有該 像差之理想 ，出自該投 投射光學系 或針孔形透 被抵銷，且 相機S 4之 光敏元件， 構成可偵測 機，該螢光 計數器經過 照相機。 分M12-d的 包含由該投 -23- (21) 1295416 射光學系統10所造成之像差。通過該透明部份M12-C之 EUV光係用作一參考光束，且通過該窗口形透明部份 M12-d之EUV光係用作一樣本光束。該二光線的波前間之 差値係藉由該投射光學系統1 〇所造成之波前像差。當帶 入該CCD照相機S4時，該波前像差被觀察爲藉由該參考 光束及樣本光束所造成之干涉條紋。如果該干涉條紋係遭 受影像處理，藉著電子波紋技術的干涉條紋之影像處理將 φ 使其可能高達澤爾尼克多項式之第3 6項定量地測量波前 像差（步驟S206 )。 如何在該CCD照相機平面上產生干涉條紋之一範例 已敘述在該第二具體實施例中，但這是非限制性的。譬如 ，一可能之技術涉及引導EUV光進入該投射光學系統、 藉著將一繞射光柵放置在該晶圓影像平面上而使用該第零 階光線及第一階光線間之波前像差中的差値產生干涉條紋 、以一 C C D照相機觀察該干涉條紋、及經過整合及影像 • 處理測量該波前像差，其中像差係藉著一標線片表面上之 裂縫形或針孔形反射器所抵銷。於此案例中，包括一放置 在該EUV-透明構件（M12-a)上之遮光構件的架構可被用 作安裝接近該晶圓側影像平面（大約與該晶圓之曝光表面 相同的平面）之繞射光柵。 在該第二具體實施例中亦已敘述波前像差之測量，但 藉著移去該繞射光柵1 3及於標線片側影像平面（目標平 面）與晶圓側影像平面兩者中造成針孔，能獲得一用於該 照明光學系統中之光瞳充塡強度分佈之測量的有效光源測 -24- (22) 1295416 量系統。於此案例中，以此一便於留下針孔形透明部份之 方式’該晶圓側影像平面中之針孔可藉著將由鶴、姐等所 製成之遮光構件放置在2微米或更少厚度的矽、碳化矽、 SiNx、鑽石、或像鑽石之碳的EUV-透明構件上所產生。 如此，藉著使用一材料（矽、碳化矽、SiNx、鑽石、 或像鑽石之碳）之透光構件及在上面具體實施例中所引用 之厚度（2微米或更少），其係可能獲得一光學元件，其 φ 可用於通過一預定圖案（裂縫、針孔、繞射光柵等）的 EUV光之各種測量。順便一提，除了那些在該第一及第二 具體實施例中所引用者，用於光學元件之各種圖案係可能 的。譬如，上面之技術係亦可用於形成一繞射圖案，導致 該照明光學系統中之一預定光瞳充塡強度分佈，如一具有 類似於該繞射光柵者之功能的光學元件。於此具體實施例 中，如同該第一具體實施例之案例，可在一遮光構件中刺 穿一透明部份，取代將一遮光構件放置在一透明構件，只 • 要達成處理準確性。 如上面所述，該第一及第二具體實施例將使其可能在 該以EUV爲基礎之曝光設備上使用EUV光進行各種測量 ，包含晶圓及標線片間之相對位置關係的以TTR爲基礎之 測量（在垂直及/或平行於投射光學系統之光軸的方向中 之相對位置關係的測量）、該投射光學系統中之像差的測 量、或一照明光學系統之光瞳充塡強度分佈的測量。如此 ，其係可能使用通過一 EUV曝光設備或其他曝光設備上 之預定圖案的曝光光線進行各種測量，該曝光設備使用具 -25- (23) 1295416 有很短波長之曝光光線，其於一透射光學系統中係難以處 理的。這依序將使其可能譬如總是施行高準確性之聚焦及 對齊、或最佳化該光學系統之性能，且如此以一穩定之方 式轉印細微的電路圖案。 [第三具體實施例] 現在，將參考圖11及12敘述一使用上述曝光設備之 φ 裝置製造方法。 圖1 1係一流程圖，其說明一裝置（I c、L SI、或其他 半導體晶片、LCD、CCD等）之製造。將敘述此具體實施 例，並採取一半導體晶片之製造當作範例。於步驟S 1 ( 電路設計）中，設計該裝置之一電路。於步驟S2 (罩幕 製造）中，一罩幕（亦已知爲一標線片）係使用所設計之 電路圖案製造。於步驟S3 (晶圓製造）中，晶圓係使用 矽或其他材料製成。於步驟S4 (晶圓製程）中，其係稱 • 爲一前端製程，實際之電路係使用該罩幕及晶圓藉著微影 技術形成在該晶圓上。於步驟S 5 (組裝）中，其係稱爲 一後端製程，半導體晶片係由步驟S4中所製成之晶圓產 生。此步驟包含一組裝製程（切割與黏合）、封裝製程（ 晶片包覆）、及其他製程。於步驟S 6 (檢查）中，施行 檢查，包含步驟S5中所製成之半導體裝置的操作檢查測 試及耐用性測試。該半導體裝置係經過這些製程所完成、 及隨後裝運送出（步驟S7)。 圖1 2係步驟S4中之晶圓製程的一詳細流程圖。於步 -26- (24) 1295416 驟S 1 1 (氧化作用）中，一晶圓表面係氧化。於步驟s 1 2 (CVD )中，一絕緣薄膜係形成在該晶圓表面上。於步驟 S13(電極形成）中，電極係藉著蒸氣沈積形成在該晶圓 上。於步驟S 1 4 (離子植入）中，離子係植入該晶圓。於 步驟S 1 5 (抗鈾劑製程）中，一感光材料係施加至該晶圓 。於步驟S 1 6 (曝光）中，該晶圓係經過該罩幕藉著該曝 光設備曝光。於步驟S 1 7 (顯影）中，使該曝光之晶圓顯 φ 影。於步驟S 1 8 (蝕刻）中，蝕刻異於該已顯影抗蝕劑影 像之部份。於步驟S 1 9 (抗蝕劑移除）中，移除在該蝕刻 之後留下的任何不需要之抗蝕劑。因重複這些步驟，多數 層之電路圖案係形成在該晶圓上。依據此具體實施例之裝 置製造方法可比傳統方法製造較高品質之裝置。如此，使 用該曝光設備之裝置製造方法以及結果之裝置亦構成本發 明之一態樣。 這些具體實施例提供一適用於以極紫外光爲基礎之測 • 量的光學元件，使得其難以使用一透射光學元件；倂入該 光學元件之曝光設備；及使用該曝光設備之裝置製造方法 〇 可作本發明之同樣明顯廣泛地不同之具體實施例，卻 未由其精神及範圍脫離，應了解本發明不限於其特定之具 體實施例，除了如於所附申請專利範圍中所界定者。 【圖式簡單說明】 已倂入及構成該說明書之一部份的所附圖面說明本發 -27- (25) 1295416 明之具體實施例，且隨同該敘述，具有說明本發明之原理 的作用。 圖1係一槪要圖，其顯不根據第一具體實施例之曝光 設備的槪要架構； 圖2係一流程圖，其根據該第一具體實施例說明用於 基線測量之程序； 圖3係一仿真晶圓上之標記及環繞根據該第一具體實 φ 施例的光量偵測感應器之部份的放大槪要視圖； 圖4係一放大槪要視圖，其顯示對該仿真晶圓上之標 記及環繞根據該第一具體實施例的光量偵測感應器的部份 之一變化； 圖5係一槪要圖，其顯示根據第二具體實施例之曝光 設備的槪要架構； 圖6係一流程圖，其根據該第二具體實施例說明用於 波前像差測量之程序； • 圖7係一^仿真晶圓上之標gS及環繞根據該弟一具體貫 施例的光量偵測感應器之部份的放大槪要視圖； 圖8係一槪要圖，其說明一在典型曝光設備上之基線 測量方法； 圖9係一槪要圖，其顯示一典型曝光設備的投射光學 系統中之像差測量方法； 圖1 〇係一槪要圖，其顯示接近一典型曝光設備的晶 圓影像平面之區域； 圖1 1係一圖解，其說明一裝置製程之流程；及 -28- (26) (26)1295416 圖1 2係一圖解，其說明一晶圓製程。 【主要元件符號說明】 1 :標線片驅動架台 2 :投射光學系統 3 :晶圓驅動架台 4 :曝光光源雷射 5 =照明光學系統 6 :離軸顯微鏡 7 :繞射光柵 8 :光源 9 :照明光學系統 1 0 :投射光學系統 1 1 :標線片驅動架台 12 :真空室 1 3 :繞射光柵 AX :光軸 BL :基線數量 C :標線片中心 L 1 :曝光光線 L2 :極紫外光 Μ 1 :裂縫形標記 M2 :標記 M3 :索引標記 29- (27) 1295416 M4 :設定標記 Μ 5 :標記 Μ 6 :標記 M6-a :準分子雷射-透明構件 M6-b :遮光構件 M6-c :裂縫 M6-d :窗口 φ Μ 7 :標記 Μ 8 :標記 M8-a :薄膜 M8-b :遮光構件 Μ 8 _ c :透明區域 Μ 9 :標記 ΜΙΟ-a :遮光構件 Μ 1 0 - b ·裂縫 φ Μ 1 1 :標記 Μ 1 2 :標記 M12-a :薄膜 M12-b :遮光構件 M12-C :透明部份 M12-d :透明部份 R1 :標線片 R2 :仿真標線片 R3 :反射式標線片 -30- (28) (28)1295416 R4 :反射式仿真標線片 R5 :反射式仿真標線片 S 1 :光量感應器 52 :電荷耦合器照相機 53 :光量偵測感應器 54 :電荷耦合器照相機 W1 :晶圓 W2 :仿真晶圓 W3 :仿真晶圓 W4 :仿真晶圓