TWI334926B - Lithographic apparatus and device manufacturing method - Google Patents

Description

1334926 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】 微景;^裝置係施加一所要圖案至一基板之目標部分上的機 器。微影裝置例如可用於製造積體電路（IC)、平板顯示器 及其它涉及精細結構之器件。在一習知微影裝置中，圖案 化構件，或者稱為遮罩或光罩，可用於產生一對應於ic

(或其它器件）之一個別層的電路圖案，且此圖案可成像至 具有一層輻射敏感材料（例如抗蝕劑）之基板（例如矽晶圓或 玻璃板）的目標部分（例如包含一或若干個晶粒之部分）上。 圖案化構件可包含產生電路圖案之個別可控元件之陣列以 代替遮罩。 通常’-單個基板含有經連續曝光之相鄰目標部分的網 路。已知微影裝置包括步進器，彡中各目標部分藉由…欠 曝光整個圖案至目標部分上來㈣，及掃描器，其中各目 標部分藉由以'給定方向之光束掃描圖案（"掃描"方向）同 時平行或反平行於此方向同步掃描基板來照射。 在使用遮罩或光罩之微影裝置巾（其巾圖㈣定），藉由 圖案化構件產生之影像隨時間保持實質上^，儘管其在 某種程度上可降級。因&，使用該微影裝置之製造者對產 生及投影至特定基板上之影像正確具有相對高水準之信 :幸！：，當使用具有個別可控元件陣列之微影裝置作為° 案化構件時，圖㈣動態的，且製造者對生產及投影至 134090.doc 1334926 基板上之影像正確具有較少信心，直至基板上之曝光圖案 顯影及檢測該基板。因此，必須在各圖案在基板上顯影後 執行更大數量之更詳細的基板檢測，且可需要較大量之再 加工。 因此，所需者係一種在所產生之影像的精確度及品質上 給使用微影裝置之製造者提供更大程度信心的配置，其可 使曝光後之圖案檢測時間減少及/或再加工量減少。 【發明内容】 根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置，其包含一照 明系統、一個別可控元件陣列、一基板台、一分光器、一 投影系統及一影像感應器。照明系統調節一輻射光束。個 別可控元件陣列賦予該光束一在其橫截面中之圖案。基板 台支撐一基板。分光器將圖案化輻射光束之強度分成至少 兩部分，各部分大體具有完整之圖案橫截面。投影系統將 圖案化光束之第一部分投影至基板之一目標部分上。影像 感應器檢測圖案化光束之第二部分之橫截面的至少一部 分。 根據本發明之另一態樣，提供一種器件製造方法，其包 含下列步驟。提供一基板。使用一照明系統來調節一輻射 光束。使用一個別可控元件陣列來賦予該光束一在其橫截 面中之圖案。將圖案化輻射光束之強度分成至少兩部分， 各部分大體具有完整之圖案橫截面。將圖案化輻射光束之 第一部分投影至基板之一目標部分。用一影像感應器檢測 圖案化轄射光束之第二部分之橫截面的至少一部分。 134090.doc 1334926 • 下文參看隨附圖式詳細描述本發明之其它實施例、特徵 及優勢以及本發明之各種實施例的結構及操作。 ' 【實施方式】 儘管在此文中可特別引用微影裝置在積體電路（IC)製造 中之使用，但是應瞭解，本文中所描述之微影裝置可具有 其它應帛，諸如製造積體光學系统、用於磁域記憶體之圖 案引導及偵測、平板顯示器、薄臈磁頭等等。熟練技工應 瞭解’在該等替代性應用之内容中，術語"晶圓，,或”晶粒" _ 在本文中之任何使用可認為分別與更通用之術語"基板'，或 ’’目標區域"同義。本文中所引用之基板可在曝光之前或之 後於例如軌道（例如通常對基板施加一層抗蝕劑及將經曝 光之抗蝕劑顯影的工具）或度量工具或檢測工具中處理。 在適用之處，本文中之揭示内容可應用於該等及其它基板 處理工具。另外，例如為了產生多層ic，該基板可處理一 次以上以使得本文中所用之術語基板可亦指已含有多個處 理層之基板。 籲 如此處所採用之術語"個別可控元件陣列"應廣泛解釋為 指任何可用於賦予一入射輻射光束一圖案化橫截面以便可 在基板之一目標部分中產生一所要圖案的器件。在此内容 中亦可使用術語"光閥"及•，空間光調變器"（SLM)。下文討 論該等圖案化器件之實例。 可程式規劃鏡面陣列可包含具有黏彈性控制層及反射表 面之矩陣可定址表面。該裝置之基本原理為例如反射表面 之經定址區域反射入射光作為繞射光，而未經定址區域反 134090.doc 1334926 射入射光作為未繞射光。使用一適當的空間濾波器，可將 反射光束之未繞射光過濾出，僅留下繞射光到達基板。以 此方式’根據矩陣可定址表面之定址圖案將該光束變成圖 案化。

應瞭解’作為一替代’該濾波器可過濾出繞射光，留下 未繞射光到達基板。亦可以相應方式使用一繞射光學微電 力機械系統（MEMS)器件陣列。各繞射光學MEMS器件可包 括複數個相對於彼此變形以形成反射入射光為繞射光之光 柵的反射帶（reflective ribbon)。 另一替代性實施例可包括採用微型鏡面之矩陣配置的可 程式規劃鏡面陣列，每一鏡面可藉由施加合適之定位電場 或藉由採用壓電致動構件來圍繞一軸個別地傾斜。再者， 該等鏡面為矩陣可定址型，以使經定址之鏡面將入射輻射 光束以不同方向反射至未定址之鏡面，以此方式，根據矩 陣可定址鏡面之定址圖案將該經反射之光束圖案化。可使

用合適之電子構件執行所需之矩陣定址。 在上文描述之兩種情形下，個別可控元件陣列可包含一 或多個可程式規劃之鏡面陣列。可自例如美國專利 5’296,891 及 5,523，193 及 PCT專利中請案 wo 98/38597及|〇 則3096中搜集關於如此處所引用之鏡轉列的更多資 訊，該等專利及專利申請案之全文以引用的方式併 中。 亦可使用可程式規劃之LCD陣 .~ 妳'丨行疋、一頁例於美 國專利5,229,872中哈出，兮轰 出該專利之全文以引用的方式併入 134090.doc 1334926 本文中。 應瞭解，在使用特徵預偏壓、光學接近校正特徵、相位 變化技術及多次曝光技術之處，例如，，顯示"於個別可控元 件陣列上之圖案可大體不同於最終轉移至基板之—層或基 板上的圖案。類似地，基板上最終產生之圖案可不對應於 在任何時刻形成於個別可控元件陣列上之圖案。此可為以 下配置中之狀況：形成於基板之各部分上之最終圖案經給 定時間段或給定曝光數積聚，在該時間段或曝光數期間在 個別可控元件陣列上之圖案及/或基板相對位置改變。 儘管在此文中可特別引用微影裝置在積體電路（IC)製造 中之使用，但是應瞭解，本文中所描述之微影裝置可具有 其它應用，諸如（例如）製造DNA晶片、MEMS、MOEMS、 積體光學系統、用於磁域記憶體之圖案引導及偵測、平板 顯不器、薄膜磁頭等等。熟練技工應瞭解，在該等替代性 應用之内容中，術語，，晶圓”或"晶粒”在本文中之任何使用 可認為分別與更通用之術語”基板”或"目標區域”同義。本 文中所引用之基板可在曝光之前或之後於例如轨道（例如 通常對基板施加一層抗蝕劑及將經曝光之抗蝕劑顯影的工 具）或度量工具或檢測工具中處理。在適用之處，本文中 之揭示内容可應用於該等及其它基板處理工具。另外，例 如為了產生多層1C’該基板可處理一次以上以使得本文中 所用之術語基板可亦指已含有多個處理層之基板。 本文中所使用之術語"輻射"及"光束"包涵所有類型之電 磁輕射’包括紫外線（uv)轄射（例如具有365、248、193、 134090.doc 1334926 157或126 nm之波長的輻射）及遠紫外線（EUV)輻射（例如具 有在5-20 nm範圍内之波長）以及諸如離子束或電子束之粒 子束。 本文令所使用之術語”投影系統"可廣泛地解釋為包涵各 種類型之技影系統，如適當，例如對於所使用之曝光輻射 而言，或對於諸如浸潰流體之使用或真空之使用的其它因 素而言，包括折射式光學系統、反射式光學系統及折反射

式光學系統。術語"透鏡”在本文中之任何使用可認為與更 通用之術語”投影系統"同義。 照明系統亦可包含各種類型之光學組件，包括用於導 引、成形或控制輕射光束之㈣式、&射式及折反射式光 學組件’且該等組件亦可在下文稱為、統稱為或單個地稱 為”透鏡"。 微影裝置可為具有兩個（例如雙平臺）或兩個以上基板台 (。及/或兩個或兩個以上遮罩台)之類型。在該等”多平臺，機

益中可平订使用額外卫作臺，或在使用—或多個其它工 作臺用於曝光時可於—或多個m進行預備階段。 微影裝置亦可為以下類型’其中基板浸潰於具有相對高 折射率之液體（例如水），以填補投影系統之最終元件與該 土板之間H浸漬液體亦可施加至微影裝置中之JL它 空間’例如施加於遮罩與投影系統之第—元件之間。浸潰 技術在此項技術中热知用於增大投影系統之數值孔徑。 另外，該裝晋 之經照㈣分流體處理單元以允許流體與基板 S互作用（例如，使化學品選擇性地 134090.doc •12· 1334926 附著至該基板或選擇性地修改該基板之表面結構）。 微影投影裝置 圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例之微影投影裝 置100。裝置100至少包括一輻射系統1〇2、一個別可控元 件陣列104、一載物台1〇6(例如一基板台）及一投影系統（" 透鏡"）108。 輻射系統102可用於供應一輻射光束11〇(例*υν輻射广 該輕射光束11 0在此特定狀況中亦包含一輻射源〖12。 個別可控元件陣列1 〇4(例如一可程式規劃鏡面陣列）可 用於供應一圖案至光束110。通常，個別可控元件陣列ι〇4 之位置可相對於投影系統108固定。然而，在一替代性配 置中，個別可控元件陣列104可連接至用於將其相對於投 影系統108精確定位之定位器件（未圖示）。如此處所描繪， 個別可控元件104為反射類型（例如具有個別可控元件反射陣 列）。 載物台106可具有一用於固持基板114(例如經抗蝕劑塗 佈之矽晶圓或玻璃基板）之基板固持器（未詳細圖示），且載 物台106可連接至用於相對於投影系統1〇8精確定位基板 114之定位器件116。 投影系統108(例如包含由該等材料製成之透鏡元件的石 英及/或CaF2透鏡系統或折反射式系統；或鏡面系統）可用 於將自光束分光器118接收之圖案化光束投影至基板114之 目標部分120(例如一或多個晶粒）上。投影系統1〇8可將個 別可控元件陣列104之一影像投影至基板114上。或者，投 134090.doc 13 1334926 影系統1 08可投影第二源之影像，該個別可控元件陣列之 元件對於該等第二源而言充當快門。投影系統1〇8亦可包 含微小透鏡陣列（MLA)以形成第二源及投影微小光點至基 板114上。 源112(例如準分子雷射）可產生一輻射光束122。光束ι22 直接或在橫穿調節器件126(諸如（例如）擴束器）之後饋入一 照明系統（照明器）124中。照明器124可包含一用於設定光 束122中之強度分佈的外徑及/或内徑長度（通常分別稱為σ-外徑及σ-内徑）的調整器件128。另外，照明器124通常包括 各種其它組件，諸如積分器13〇及聚光器132 β以此方式， 照射於個別可控元件陣列104上之光束！ 1〇在其橫截面上具 有所要均一性及強度分佈。 應注意，就圖1而言，源112可在微影投影裝置1〇〇之外 威内（例如，通常為當源Π 2為采燈時之狀況）。在替代性實 施例中，源112亦可遠離微影投影裝置1〇〇。在此狀況下， 可導引輻射光束122至裝置100中（例如，在合適之導引鏡 面的幫助下）。此後一情況通常為當源i 12為準分子雷射之 狀況。應瞭解，兩種此等情況皆涵蓋於本發明之範疇内。 在使用光束分光器11 8導引後，光束丨丨〇截獲隨後個別可 控元件陣列104。在經個別可控元件陣列1〇4反射後，光束 110穿過投影系統1 〇8，該投影系統丨〇8將光束丨丨〇聚焦至基 板114之一目標部分12〇上。 在定位器件116(且視情況為底板136上之經由光束分光 态140接收干涉光束138的干涉量測器件^㈠之幫助下基 134090.doc 工334926 板台6可精確地移動，以便將不同目標部分㈣定位於光束 ^0之路徑中。在使用之處’用於個別可控元件陣列⑽之 定位器件可用於（例如）在掃描期間相對於光束no之路徑精 確地校正個別可控元件陣列104的位置。通常，在長衝程 模組（粗定位）及短衝程模組（精定位）之幫助下實現載物台 ⑽之移動’其在圖i中未明確描繪。亦可使用—類似系統 來定位個別可控元件陣列104。應瞭解，當載物台ι〇6及/ 或個別可控元件陣列104可具有一固定位置以提供所需要 之相對移動時，光束UO可或者/額外地為可移動型。 在該實施例之-替代性組態中，可固定基板台⑽，其 :基板114在基板台1()6上可移動。在完成此舉之處，基板 台106在一平坦之最高表面上具有衆多開口經由該等開 口饋入氣體以提供能夠支樓基板114之氣墊。此習知地稱 =承載氣體之配置。使用一或多個致動器（未圖示）在基板 口 106上移動基板114，該或該等致動器能夠相對於光束 11〇古之路徑精確地定位基板114。或者，藉由選擇性地開啓 亭止、座由開口之氣體通過而在基板台1 上移動基板 114。 儘管根據本發明之微影裝置1〇〇在本文中描述為用於在 基板上曝光抗_，但是應瞭解，本發明並非僅限於此使 且裝置100可用於投影一圖案化光束u 〇以供無抗蝕劑 微影術使用β 所描繪之裝置100可以四種較佳模式中使用： I步進模式：將個別可控元件陣列104上之整個圖案一 134090.doc 1334926 次性（意即，單個"閃光”）投影至目標部分12〇上。接著在χ 及/或y方向上移動基板台106至由圖案化光束u〇照射之不 同目標部分120的不同位置。 2.掃也模式.除了不在單個閃光中曝光給定目標部分 120以外’其基本上與步進模式相同。替代地，個別可控 元件陣列1〇4可以速度¥在一給定方向（所謂的"掃描方向"， 例如y方向）上移動，以引起圖案化光束11〇在個別可控元 件陣列104上掃描。同時，基板台1〇6以速度v=Mv在相同 或相反方向上同時移動，其中M為投影系統1〇8之放大 率。以此方式，可曝光相對較大之目標部分i 2〇而不需折 衷解析度。 3·脈衝模式：將個別可控元件陣列104保持基本固定且 使用脈衝輻射系統1〇2將整個圖案投影至基板114之目標部 分120上。以一基本恆定之速度移動基板台丨〇6，以引起圖 案化光束110掃描跨越基板i 〇6之一條線。在輻射系統i 〇2 之脈衝之間按需要更新個別可控元件陣列104上之圖案， 且將該等脈衝定時以使連續目標部分12〇在基板1M上之所 需位置處曝光。因此’圖案化光束11〇可跨越基板丨14掃 描’以為基板114之一條紋曝光完整圖案。重複該製程直 至逐線曝光完整基板114。 4·連續掃描模式：除了使用大體恆定之輻射系統102且 在圖案化光束110跨越基板114掃描及曝光該基板1M時更 新個別可控元件陣列104上之圖案以外，其基本上與脈衝 模式相同。 l34〇9〇.d〇c -16- 1334926 —亦可採用上文所描述之使用模式之組合及/或變化，或 完全不同之使用模式。 例示性檢測系統 圖2 3及4描繪根據本發明之各種實施例之微影裝置的 檢測系統的配置。 圖2展示根據本發明之一實施例之用於將圖案化光束ιι〇 導引至基板114及檢測系統上的配置。如上文所討論，光 束110藉由光束分光器118反射至個別可控元件陣列1〇4 上。個別可控元件陣列104調變光束丨i 〇且藉由光束分光器 118將其作為圖案化光束反射回至投影系統1〇8，該投影系 統108將圖案化光束投影至基板114上。然而應瞭解，用於 照明個別可控元件陣列1〇4及將圖案化光束投影至基板114 上之替代性配置亦可結合本發明來使用。 在一實例中，部分反射鏡11排列於圖案化光束11()之路 性中。此使圖案化輕射光束跨越其整個橫截面之強度的一 小部分轉向影像感應器單元12 ^圖案化光束的剩餘部分穿 過部分反射鏡11。因此，部分反射鏡1丨對投影至基板丨14 上之圖案化輻射光束的影響僅為均勻跨越其橫截面之輕射 強度輕微減小，且不會引起圖案之不同部分跨越圖案化輻 射光束之横截面上的相對強度改變。類似地，轉至感應器 單元12之輻射光束係圖案化輻射之衰減式版本。在此實例 中，關於投影至基板114上之圖案化光束之資訊保留在圖 案化輻射光束之經轉向的部分中。此外，在此實例中，藉 由部分反射鏡11轉向之輻射強度部分保持恆定◊因此，在 134090.doc •17- 1334926 •適當校準後’量測圖案化光束之經轉向部分的一部 度允許判定投影至基板114上之圖案化光束部分的對應部 /分的強度。因此，可同時檢測且核對實際於任何—次同步 曝光於基板4之圖案。類似地，若發現 ’ 當修改或終止曝光。 貝1可適 感及4中分別展示’圖案化轄射光束之轉向影像 感應器早7012的部分所在的位置不固定。舉例而言，如圖 2所展示，部分反射鏡"可位於進入投影系統1〇8之圖案化 • 帛射光束之前或如圖3所展示，部分反射鏡U可排列於投 影系統108與基板114之間。<吏用後一組態之理由係所檢測 之影像大體與投影至基板114上之影像相同，意即其包括 投影系統中所引入之任何失真。 在實例中，技景〉系統1 〇 8與基板114之間的空間可受到 限制，致使圖3之組態較不合意，及圖2之組態更合意。 在一實例中，影像可在投影系統1〇8中縮小。因此，若 在投影系統108後檢測影像，則可需要影像感應器單元12 之敏感度大於在投影系統108之前檢測該影像所需要的敏 感度。 在另一實例中，如圖4所展示，部分反射鏡丨丨定位於投 影系統108内，意即定位於投影系統1〇8内之光學組件的兩 個之間。此提供影像感應器單元12之需要與其偵測投影裝 置1 08中所產生之失真的程度之間的折衷，但此增加投影 系統108之複雜性。 儘管上文已在使用部分鏡面u方面描述了本發明，但是 134090.doc 1334926 應瞭解，在其位置中亦可使用替代性器件，其限制條件為 圖案化輻射光束已將其強度分割，以將圖案化輻射光束之 第一部分導引至基板1 i 4且第二部分轉向至影像感應器單 疋12。舉例而言，在部分反射鏡丨丨之位置中亦可使用光束 分光器（未圖示）。應瞭解，可更好地適應不同組件用於圖 案化光束轉向部分所在的不同位置處。作為一替代，用於 分割圖案化輻射光束之組件可為亦用於照明個別可控元件 陣列104及/或將圖案化輻射光束導引入投影系統丨中的 組件》 例示性影像感應器 在一實例中，影像感應器單元12可檢測圖案化輻射光束 之整個橫截面。然而，或者該影像感應器單元12在一瞬間 僅可檢測圖案化輻射光束之橫截面的一部分。前一配置可 允許在一連續基礎上核對投影至基板丨14之整個影像。然 而，投影至基板114上之圖案化光束的精確度可足以證明 該大影像感應器之成本及提供相應之大影像分析及核對系 統之成本不合理。 圖5、6、7及8描繪根據本發明之各種實施例之影像感應 器。 在此後一狀況下，可提供諸如圖5中所展示之影像感應 器單元12 ^影像感應器單元12具有一影像感應器15，該影 像感應器15在任何給定時間時檢測圖案化輻射光束之橫截 面的一部分。影像感應器單元12亦包括一致動器系統16， 該致動器系統16將影像感應器15移動至圖案化輻射光束之 134090.doc 19 1334926 橫戴面的-所要部分。舉例而言，使用此配置可使用較小 且可能較便宜之影像感應器15來檢測圖案化轄射光束之整 個橫截面’該影像感應器15允許相應減少之資料處理及影 像分析系統。 在另-實例中，如在圖6所展示’作為移動影像感應器 15之位置的替代，可替代使用諸如圖㈤意性表示之配 置。圖6中所展示之影像感應器單元12具有一固定影像感 應器22 ’該固；t影像感應器22亦能夠檢測圖案化輕射光束 之橫截面的-部分。影像感應器單心2亦包含—用於將圖 案化轄射光束之-部分反射至影像感應器22的鏡面2〇。致 動器川多動鏡面20以選擇圖案化輻射光束之橫截面的所要 部分以檢測及反射該經選擇之部分至影像感應㈣。該配 置可為有益的’因為其簡化影像感應器22與裝置之剩餘部 分之間的資料路徑連接（與圖5中所展示之配置形成對比， 其中影像感應器本身移動）。 儘管圖5及6僅展示可在一維上選擇圖案化輻射光束之橫 截面的。P刀的影像感應器! 5、22，但是應瞭解影像感應器 單元12可經組態以在二維上選擇跨越㈣化輻射光束之橫 截面的部分。 亦應瞭解，儘管圖6展示其中鏡面20調動之配置，但是 亦可使用驗將圖案化輻射光束22之橫截面的-部分選擇 性地轉向至感應器22的任何合適的光學元件配置。 圖9展不與上文所猫述之配置相比之用於影像感應器單 元12的該替代性配置。在此狀況下，借助透鏡或透鏡纽40 134090.doc •20- 1334926 將導引至影像感應器單元12之圖案化輻射光束之強度的部 分聚焦至可旋轉式鏡面41上》經反射之輻射隨後借助透鏡 . 或透鏡組42重整成平行輻射光束。因此，藉由設定鏡面41 之角度，可選擇入射於影像感應器單元12中之影像感應器 43上的圖案化輻射光束的橫截面的部分。 在一實例中，藉由在透鏡4〇、42之焦點處排列旋轉式反 射器41，顯著減小反射器41之所要尺寸。因此，控制反射 器4 1之位置所必要的致動器同樣可相對較小。 ® 在實例中’藉由諸如壓電致動器之高精確度致動器控 制反射器4 1。 在一實例中，可致動反射器41之速度由於反射器41之較 小尺寸而較大。 亦可使用旋轉式鏡面之類似組態。 亦應瞭解，將圖案化輻射光束之一部分轉向至影像感應 器單元12的部分反射鏡u自身可旋轉地安裝以選擇入射於 影像感應器單元12内之影像感應器上的圖案化輕射光束的 # 4黃截面的部分。然而，因為部分反射鏡11之角度調節可影 響導引入投影系統1〇8或導引至基板114上的輻射強度的比 例（取決於部分反射鏡u之位置），所以該配置可引入額外 的複雜性。SU匕，可需要額外校準來避免額外誤差引入曝 光製程中。 在實例中，微影裝置1 〇〇可包括多於一個之個別可控 7L件陣列104，該個別可控元件陣列丨〇4經同時照明以提供 單個圖案化輕射光束。個別可控元件之個別陣列⑽可彼 134090.doc 1334926 此刀開以為控制訊號輸人及諸如冷卻管道之其它服務提供 該等陣列周圍之空間。因此，可有複數個分佈在圖案化輕 射光束内但是彼此分開的圖案化部分。 在實例申，若該裝置具有經組態以檢測圖案化輻射光 束之橫截面的部分的單個影像感應器’則移動該感應器之 致動器所需的衝程（或移動一光學組件以選擇導引至影像 感應器之圖案化輻射光束之橫截面的部分）需要相對較大 以使其能夠檢測圖案化輻射光束内之每m區域的橫 截面。 然而在一替代性配置中，影像感應器單元12可包括一個 與個別可控元件陣列104之每一者相關的影像感應器。影 像感應器之相對部分可以對應於圖案化輻射光束内之對應 圖案化區域之間隔的彼此間固定間隔來排列。 舉例而言，在一對應於圖5中所展示的配置中，影像感 應器在致動器16上可安裝在一起，其相對於彼此具有固定 間隔以使在致動器16之衝程上’每一個別影像感應器橫穿 對應於個別可控元件陣列之一的圖案化光束的圖案化部 分。 類似地，在對應於圖6及9中所展示的組態中，影像感應 器可相對於彼此固定於某一位置中，以使得當致動一光學 組件時，導引至每一影像感應器之圖案化光束的部分為藉 由個別可控元件之個別陣列所產生之圖案化輻射光束内^ 每一圖案化區域的對應部分。因此，在該等配置中，雖然 僅需要單個致動器或致動器系統（及對應之致動器控制系 134090.doc -22- ⑴4926 j)來選擇藉由每—影像感應If檢測之圖案化輻射光束的 锅截面部分’但是若需要該等影像感應器之一能夠檢測圖 案化輻射光束之整個橫截面，則該致動器所需小 將需要之衝程。 實例中’所使用之影像感應S可具有數目較個別可 =件數目更大之感應像素，該等個別可控元件為藉由影 〃感應器單①12所檢測之圖案化輻射光束之橫截面的部分

^成圖案。此提供經增加之敏感度，確保甚至可谓測到來 自吾人所欲之影像的微小變化。 在-實例中，影像感應器具有為個別可控元件陣列ι〇4 之部分中的像素四倍或更多的像素，該個別可控元件陣列 (M、之部分形成㈣㈣應器所檢測之圖案化輻射光束的 ;二。舉例而言’四百萬像素影像感應器可檢測藉由個別 ^元件陣列⑽中之—百萬個別可控元件所產生的圖幸 化輻射光束的橫截面的部分。 ” 取決於在圖案化㈣光束之光束路徑中的位置（圖案化 、“象成應器的部分經擷取)，且取決於該 〜像感應W像素間距，可f要放 轉向部分。舉例而言，如圖7中所展示，可 == =26放大圖案化轄射光束之經轉向部分的整個橫：面。 ^案化_射光束之整個經轉向部分放大減少了對影像感 應益15之精確位置控制的需要 、 器所需的衝程卜 地增加了致動 或者，如圖8中所展示，影像感應器單元12可經組態以 134090.doc •23- 1334926 使付在由影像感應器2 2檢測之前藉由光學元件2 7、2 8僅放 大圖案化輻射光束之經轉向部分的橫戴面的部分。此可允 許所需光學組件之尺寸減小。 應瞭解，儘管圖7之放大配置結合圖5之影像感應器單元 來展不，且圖8之放大配置結合圖6之影像感應器單元來展 不，但放大配置可用樣與用於選擇待檢測之圖案化光束之 橫截面的部分的任一配置一起使用。此外，亦可使用其它 用於放大輻射光束之熟知配置。

在各種實例中’所使用之影像感應器可為Ccd或CM0S 感應器，普通熟習此項技術者在閱讀此描述後，其將變得 顯而易見。

在實例中，衫像感應器單元12可不僅用於在影像投影 至基板114上時核對該等影像，而且亦可在曝光之前或在 設^微影裝置⑽期間用於校準測試。在該等校準測試期 間，右平面反射器需要，則可移置部分反射鏡丨丨。校準測 試例如可用於設定或核對組件在微影裝置内之對準或最 佳化個別彳㉖凡件陣列之控㈣。後者可涉及#定個別可控 元件對-範圍之控制訊號的回應。藉由利用影像感應器用 於兩個任務，減少了微影裝置100之總成本。 在實例中，可在影像感應器單元12内使用多於一個之 影像感應器以檢測圖案化輻射光束之橫截面的一給定部 分。其可彼此鄰近排列或以其之間具有一間隔來排列以 (例如)供影像感應器之控制電路之用。在後-狀況下，將 tn射光束之&轉向部分的橫截面的選擇部分以使得 134090.doc •24· 丄334926 可檢測到完整橫截面的方式排列。 期間中處於兩個感應器之間之橫戴 測期間中檢測。

在-實例中，亦可使用多於一個影像感應器單元12。在 該配置中，圖案化轄射光束可分離形成—個導引至基板之 :輕微衰減的圖案化輻射光束及兩個或兩個以上各自轉向 -獨立之影像感應、器單元的經顯著衰減的圖案化輻射光 束。該光束可於一個位置處分離成該等部分(例如，在該 圖案化輕射光束進入投影系統之前）或用於影像感應器之 光束部分可於®案化光束路徑中之不同位置處轉向（例 如’一個在投影系統之前且-個在圖案化光束離開該投影 系統之後）。該組態能夠識別微影裝置内之影像失真源。 利用偏振技術之例示性檢測系統

舉例而言，在一次檢測 面的部分隨後在後一檢 在一實例中，對於在不同定向上平面偏振之輻射而言， 可需要以獨立的圖案照明基板114。舉例而言，可使用在 第一方向上平面偏振之輻射來曝光一圖案之某些特徵，且 使用在垂直於該第一方向之方向上平面偏振的輻射曝光其 匕特徵。視微影裝置100之组態而定’該等兩個圖案可同 時曝光。 圖10及11描繪根據本發明之各種實施例的檢測系統。 圖10展示本發明之一配置，在使用平面偏振輻射之處， 其可用於檢測圖案化輻射光束中之圖案。在此狀況下微 影裝置100包括一平面偏振較器45 n慮轉向影像感 應器單元12之圖案化輻射光束的部分。在此實例中，在一 134090.doc •25· 1334926 給定方向上平面偏振之輻射包括在藉由影像感應器單元i2 所檢測之圖案化輻射光束的部分46中。因此，即使圖案化 韓射光束，亦包括自經不同偏振之輻射形成之圖帛，影像感 應器單元12亦可檢測在—特^方向上平面偏振之輕射的圖 案。 在一實例中，平面偏振濾波器45可調節，以使其可設定 以選擇在任何方向上平面偏振之輻射。因&，影像感應器 單元12可檢測圖案化輻射光束内任何較平面偏振輕射的 圖案。 圖11展示本發明之裝置之另一變體，其允許檢測圖案化 輻射光束内之平面偏振輻射的圖案。在圖u所展示之配置 中’將圖案化輕射光束之經轉向部分導引入偏振光束分光 器50。偏振光束分光器5〇將圖案化輻射光束之經轉向部分 分成兩個經平面偏振之輻射子部分5丨、52，該等子部分 51、52分別對應於在第一方向上平面偏振及在與該第一方 向正交之第二方向上平面偏振的圖案化輻射光束的經轉向 部分中的輻射。 在此實施例中，裝置100除了第一影像感應器單元咖 外進-步包括第二影像感應器單^t 53。兩個影像感應器單 兀12、53各自排列以檢測圖案化輻射光束之經平面偏振的 子部分之一。因此，可同時檢測用於正交平面偏振輻射之 之圖案化輻射光束中的圖案。 應瞭解’圖10及11中所展示之用於檢測圖案化輻射光束 内之經平面偏振之輻射的圖案的配置可應用於檢測在輻射 134090.doc -26- 1334926 導引^投影系統108之前轉向的圖案化輻射光束部分、自 奴汾系，’先108轉向之輻射及在投影系統1〇8與基板η#之間 轉向的輻射。 在實例令，再次參看圖2 ,裝置1〇〇具咨一控制器％， 該控制，30比較由影像感應器單心所制之影像與吾人 所欲之〜像》在—實例中，此藉由比較來自影像感應器之 :料與用於為個別可控元件陣列1〇4產生控制訊號之圖案 貝料來執仃。因此，比較了所產生(且在基板…上曝光)之 實際影像與應該在基板114上曝光之影像。此外，因為實 際產生之影像可在其產生時檢測，所以該比較可無需參考 影像投影之基板114上的實際位置來進行，藉此簡化該比 較。 在-實例中’量測由基板114相對於投影於其上之影像 之位置的位置構成，以核對影像至基板114上之覆蓋正 確。 _ 一實例中’在藉由控制器30執行之比較中所使用之表 不吾人所狀f彡像的圖案f料與詩為個料控元件陣列 1〇4提供控制訊號之資料相同。控制器30存取-相同記憶 體且使用與用於為個別控制元件陣列1〇4產生控制訊號之 資料相同的資料。 在實施例中，儲存用於為個別可控元件陣列⑽產生 控制訊號之資料經預處理以減少曝光期間所需要的計算。 在此狀況下，當tf*結；t . 產生之實際影像與吾人所欲之影像 時，控制器30存取含有表 、 矛不圖案之貝枓而非表示個別可控 134090.doc •27- 1334926 兀件陣列1 04所需要之設定的資料的獨立記憶體。 /在—實财’控制||3()經組態以使得若其判定吾人所欲 影像與藉由影像感應器所谓測之影像之間得差異超出一預 f臨限值，則其終止基板⑴之曝光。在此實例中，如在 裝置中，基板114可需要再加工。然而 影像品質惡化-低於可接受之水準就終止基板114之曝 光，可不在曝光基板114之剩餘部分上浪費時間。 在-實例中’在終止基板114之曝光後，控制器3〇可自 動開始校準㈣，叫保吾人所欲影像與實際影像 之間之差異在下一基板曝光之前足夠地降低，可核對到適 =之影像品質。或者或此外，控制系統3〇可例如經組態以 提醒一操作者有故障。 在一實例令，控制器30經組態以基於藉由影像感應器摘 測之影像與吾人所欲影像之間在基板m之曝光期間所識 別的任何差異來更新個別可控元件陣列1〇4中之個別可控 1之控制的校正。在此實例中，維持及核對影像之品質 ^無需干擾基板之曝光。結果，裝置1〇〇曝光基板所占時 間的比例而非校正所占時間的比例增加，改良了該裝置 1 00之效率。 在-實例中’控制器30控制個別可控元件陣歹"〇4。在 另一實例中’可有一個用於控制個別可控元件陣列ΗΜ之 獨立的控制器，且其對應於校準所需之任何更新自控制器 30接收用於控制該等個別可控元件的資料。 在一實财，經檢測之影像否在可接受公差内 134090.doc -28- 1334926

之判定的比較由為各個別可控元件比較圖案化光束中之吾 人所欲及實際輻射強度來組成。臨限值可例如基於跨越圖 案化光束之檢測部分之每個別可控元件的平均強度誤差及/ 或每個別可控元件之最大可允許誤差的計算。每個別可控 元件許可之最大強度誤差可與圖案化轄射光束之整個橫截 面的最大強度誤差相同。或者，最大可許可誤差可視個別 可控元件之位置或所形成之圖案中的個別可控元件的位置 而變化。舉例而言，形成一特徵之邊緣之個別可控元件的 可許可誤差可小於均一強度之一大塊内的可許可誤差。 在一實例中，影像品質已經惡化超出可接受臨限值的判， 定亦可基於用於一組個別可控元件之平均強度誤差或用於 圖案化光束之檢測部分内的區域的平均強度誤差（意即不 分析個別可控元件之回應）。舉例而言，一組正確作用之 其它個別可控元件中的單個個別可控元件的相對較大的誤 差對影像&質可具有較彼組中t所有個別可控元件中的相

對小誤差小的影響》控制器30可監視某一尺寸之個別可控 元件組的平均誤差。或者’其可監視為所形成之圖案之一 給定特徵_案化該帛射&束的個別可控元件内的平均誤 差0 在一實例中’控制H30分析藉由影像感應㈣測之影像 以識別個別可控元料列_ ^回觸其提供之控制 訊號的任何個別可控元件。該等個別可控元件引起影像品 質顯著降低。該等個別可控元件可永久關帛，引起圖案化 輕射光束中之暗點；永久时，引起圖案化輻射光束中之 134090.doc *29- 山4926 冗點’或在其之間永久來回。控制器3〇可藉由比較多個經 檢叫之影像來識別像素，且識別任何不管吾人所欲圖案如 何句不改k之個別可控元件。除了以此方式識別固定對比 個别可控元件，控制H 3Q可識別具有小於所需回應範圍 的個別可控元件。 如圖2所展示，微影裝置1〇〇具有一顯示器31，該顯示器 31顯示藉由景彡像感應器_測之影像。因&，操作者可視 覺監視所形成之實際圖案。 在實例中’顯不器3 !可顯示意欲形成於與偵測之影像 且寄存處的圖案的對應部分。因此，操作者能夠視覺校 準（gauge)影像品f是否可接受及識別任何誤差。 在一實例中，顯示器31可顯示基板114之特徵，以使操 乍者可識別纟彼製程中形&之圖案是否正確地位於基板 上可顯不之基板114特徵包括：在已形成之基板（意 即更早之_ 彳卜 / 、 θ )形成之器件的特徵、在隨後處理步驟中形 〇〇'器件的特徵、在形成於基板上之兩個或兩個以上鄰近 之間的邊界及在不同時間曝光之基板部分之間的邊 界後面之特徵可為臨界特徵。可以不同曝光量曝光形成 / 土板上之圖索的不同部分。因&，圖案之不同部分充分 彼此對準且具有適當量重疊係必要的。 實例中，控制器30包括一記憶體32，該記憶體32用 於儲存表示藉由旦彡後法成 _ 田〜像感應器偵測之影像的影像資料，以使 顯示器31可间蛀肋_ # 時顯不藉由影像偵測器單元12在不同時間偵 測之影像。此# 、 ί於監視如上文所討論之隨後曝光之間的邊 134090.doc 1334926 界尤其有用。因此’記憶體32亦記錄對應於基板ιΐ4上之 曝光位置的資訊》 在一實例中，如圖2所展示，微影裝置1〇〇包括一介面 34，一操作者藉由該介面可選擇待顯示於顯示器η上之影 像。在-實例中，操作者選擇所伯測之圖案化光束之經= 向部分的橫截面的部分，意即檢測個別可控元件陣列内之 給定組的個別可控元件的效能。此外或或者，操作者可選 擇已投影至基板114上之一給定位置上的影|，例如以確 定與一先前層之重疊。 或者或另外，操作者可選擇在投影至基板114上之圖案 内的重複單元的一給定部分。在此狀況下，控制器3〇可經 組態以在圖案之選定部分於基板114上下一個曝光時顯示 該選定部分，可經組態以顯示來自先前曝光之圖案的選定 部分，或可經組態以同時顯示所有入射光中之已在重疊寄 存區中之基板上曝光的圖案的選定部分，以使該等選定部 分可比較。 在一實例中，如圖2所展示，控制器3〇亦可包括一影像 分析器33。分析器33計算形成於基板丨M上之圖案的影像 品質係數，而非簡單比較各個別可控元件實際產生之強度 值與吾人所欲之強度值或比較實際圖案與吾人所欲之圖 案。該分析器33可判定形成之器件之臨界特徵尺寸，意即 計算CD(臨界尺度）值。 應瞭解，如上文所討論，形成於基板114上之圖案之可 接欠性的判定亦可基於藉由影像分析器33所判定之 134090.doc ,, 1334926 值。 Φ在，實Γ中，影像品質係數或〇〇值館存於記憶體32 ’以使得該#絲可為基板、絲上之—料區域、一 ^由微料置曝光之基板、形成於基板上之器件、形成 」土板上之複數個器件的共同部分的至少—者存取且經指 ㈣間為微影裝置存m ,操作者可為—特定基板、 一批基板或-基板上之部分曝光量彼此比較微影裝置刚 之效能，或比較微影裝置之效能。

在實例中，操作者可確認形成於基板上之器 部分的CD值。 # 在一實例中，微影裝置100可進一步具有一介面35 ,其 用於將控制器30連接至隨後處理藉由該裝置曝光之基板的 另_裝置的至少-者（在可能之處’使彼裝置能補償影像 品質中之任何缺陷或⑶中之變化）；—中央控制器，其監 視包括微影裝置之複數個裝置的生羞品質（使對生產設施 之總生產品質的核對占良7 &、 于成為了月匕）及一獨立的檢測者，諸如 第三方公司’其用於核對微影裝置之生產品質。 結論 雖然上文已描述了本發明之各種實施例，但是應瞭解其 僅以實例方m且並非限制。對於熟習相關技術者顯 而易見的是在不偏離本發明之精神及範嘴的情況下，可在 形式上及細節上對其作出各種改變。因此，本發明之闊度 及範❹應受上述例示性實施例之任_者顯示，而應僅根 據下列申請專利範圍及其等效物界定。 134090.doc 32 1334926 . 【圖式簡單說明】 . 圖1描繪根據本發明之一實施例之微影裝置。 • 圖2、3及4描繪根據本發明之各種實施例之微影 檢測系統的配置。 圖5、6、7、8及9描繪根據本發明t各種實施例的影像 圖10及11描繪根據本發明之各種實施例的檢測系統。 在圖式中，類似參考編號可指示相同或功能類似之元 件。 【主要元件符號說明】 11 部分反射鏡 12 影像感應器單元 15 影像感應器 16 致動器系統 20 鏡面 21 致動器 22 影像感應器 25 光學元件 26 光學元件 27 光學元件 28 光學元件 30 控制器 31 顯示器 32 記憶體 134090.doc -33- 1334926 33 影像分析器 34 介面 35 介面 40 透鏡/透鏡組 41 可旋轉式鏡面 42 透鏡/透鏡組 43 影像感應器 45 平面偏振渡波器 46 圖案化輻射光束之部分 50 偏振光束分光器 51 平面偏振輻射之子部分 52 平面偏振輻射之子部分 53 第二影像感應器單元 100 微影裝置 102 輻射系統 104 個別可控元件陣列 106 基板台/基板 108 投影系統 110 光束 112 輻射源 114 基板 116 定位器件 118 光束分光器 120 目標部分 134090.doc -34- 1334926 122 輻射光束 124 照明器 126 調節器件 128 調整器件 130 積分器 132 聚光器 134 干涉量測器件 136 底板 138 干涉光束 140 光束分光器 X 方向 Υ 方向 134090.doc ·35·

Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： I 一種微影裝置，其包含： -照明系統’其調節一輻射光束； 一個別可控TL件陣列，其將該光束圖案化； 一分光器，其將圖案化之該輻射光束之一強度分成至 ;第一及第二部分，各部分大體具有該圖案之一完整橫 戴面； ' 一投影系統，其將圖案化之該光束之該第一部分投影 至一基板之一目標部分上；及 景> 像感應器’其檢測圖案化之該光束之該第二部分 之該橫截面的至少一部分； 一控制器’其比較一藉由該影像感應器偵測之影像與 待投影入該基板中之一影像的一對應部分，其中 該控制器基於藉由該影像感應器偵測之該影像與該吾 人所欲之影像之間的差異’來調節該個別可控元件陣列 之一校準控制。 2'如5月求項1之微影裝置，其中該分光器位於該個別可控 元件陣列與該投影系統之間。 3. 如叫求項1之微影裝置，其中該分光器排列於該投影系 統内。 4. 如請求項〗之微影裝置，其中該分光器定位於該投影系 統與該基板之間。 5. 如請求項1之微影裝置，其中放大藉由該影像感應器檢 測之圖案化之該光束的該部分。 134090.doc 6· 項1之微影裝置，其中該影像感應器甲之感應像 …數目大於該個別可控元件陣列中之個別可控元件的 ,豸個別可控7〇件陣列對應於藉由該影像感應器檢 圖案化之該光束之該橫截面的該部分。 .:清求項1之微影裝置，纟中該影像感應器中之感應像 、的數目為該個別可控元件陣列中之個別可控元件的數 目的至少4倍或更大，該個別可控元件陣列對應於藉由 該影像感應器檢測之圖案化之該光束之該橫截面的該部 8. 9. 。月求項1之微影裝置’其中若該控制器判定藉由該影 像感應器偵測之該影像與吾人所欲之影像之間的差異， 超出-預定臨限# ’則該控制器終止該基板之一曝光。 如印求項1之微影裝置，其中該控制器自—或多個曝光 識別該個別可控元件陣列中之個別可控元件的哪一個（若 有)無法充分回應意欲控制彼個別可控元件的控制訊號。 10.如請求項9之微影裝置，以該控制器使用該識別以在 曝光忒基板之别校準或調節該等個別可控元件。 n.如請求項1之微影裝置，纟中該影像感應器亦用於在曝 光該基板之前校準該等個別可控元件之控制。 12· -種器件製造方法’該器件為—半導體裝置、一酿晶 片、mems、moems、積體光學系統、用於磁域記憶體 之圖案引導及偵測、平板顯示器及薄膜磁頭中之一者， 該方法包含： 一輻射光束圖案化； 使用個別可控元件陣列將 134090.doc 丄刈4926 將圖案化之該輻射光束之一強度分成至少第一與第二 部分’每一該第一及第二部分大體具有該圖案之一完整 橫截面； 將圖案化之該光束之該第一部分投影至一基板之一目 4票部分上； ^ 乂 ~影像感應器檢測圖案化之該光束之該第二部分之 該橫哉面的至少一部分；

   ^較-藉由該影像感應器偵測之影像與待投影入該基 中之一影像的一對應部分；及 基於藉由該影像感應器偵測 号…心兰s + 像與該吾人所欲之 々v像之間的差異，來难雜 水调即該個別可控元件 控制。 什陴列之一校準

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