TWI407263B - 微影裝置，平坦一物件方法和微影投影方法 - Google Patents

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Description

微影裝置，平坦一物件方法和微影投影方法
本發明係關於一種微影裝置、一種用於平坦物件之方法及一種微影投影方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒(亦即，基板使用者區域)之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向("掃描"方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
已知的係相對於微影裝置之投影系統來聚焦主光罩。當前，主光罩位準感測器用於此目的。已知感測器使用兩個巷道(lane)來光學地量測主光罩高度，該等巷道位於主光罩之客戶區域部分外部。在具有非焦闌投影系統之微影系統中，需要主光罩在Z方向(垂直於經圖案化主光罩表面之方向)上之精確定位，以防止疊對誤差。
需要提供一種改良式微影裝置及方法。特定言之，需要提供經圖案化物件之極精確定位。
根據本發明之一實施例，提供一種經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板上之微影裝置。裝置包括：支撐件，支撐件經組態以固持經圖案化物件；及量測系統，量測系統經組態以偵測存在於經圖案化物件之使用者區域上之使用者區域結構的定向及/或密度。
根據一實施例，提供一種經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板上之微影裝置。裝置包括：支撐件，支撐件經組態以固持經圖案化物件，經圖案化物件具有經圖案化使用者區域；及平坦資訊系統，平坦資訊系統經組態以提供基於存在於經圖案化物件之使用者區域上之使用者區域結構之定向及/或密度的平坦資訊。裝置亦包括平坦系統，平坦系統經組態以自平坦資訊系統接收平坦資訊，且將所接收平坦資訊用於平坦經圖案化物件。
根據一實施例，提供一種用於平坦經圖案化物件之方法。方法包括：偵測存在於物件之使用者區域上之一或多個使用者區域結構的定向及/或密度；基於結構之經偵測定向及/或密度來產生平坦資訊；及藉由利用平坦資訊來平坦經圖案化物件。
根據一實施例，提供一種微影投影方法，微影投影方法包括：提供具有第一波長之輻射的輻射光束；及提供含有具有結構之圖案之使用者區域的圖案化器件。結構具有針對輻射之第一反射率，且在結構外部延伸之使用者區域部分具有針對輻射之第二反射率。第二反射率不同於第一反射率。方法亦包括：將輻射光束引導至圖案化器件之使用者區域上以將使用者區域之圖案賦予至輻射光束；藉由投影系統而將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上；及相對於投影系統來平坦圖案化器件及基板中之至少一者，使得藉由投影系統而在焦點上將由圖案化器件所提供之物件平面投影至基板上。平坦包括利用表面結構之定向及區域密度中的一者或兩者與彼等表面結構定向及/或密度對入射輻射之不同偏振部分之反射的效應之間的預定關係。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。裝置為非焦闌類型。
裝置包含：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束PB(例如，UV輻射，且特別為深紫外線或DUV輻射)；及支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位圖案化器件之第一定位器PM。裝置亦包括：基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位基板之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PL，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束PB之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型的光學組件，或其任何組合。
支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化器件。支撐結構以視圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語"主光罩"或"光罩"之任何使用均與更通用之術語"圖案化器件"同義。
本文所使用之術語"圖案化器件"應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩。光罩在微影術中為熟知的，且包括諸如二元交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。
本文所使用之術語"投影系統"應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如真空之使用的其他因素。可認為本文對術語"投影透鏡"之任何使用均與更通用之術語"投影系統"同義。
如此處所描繪，裝置為反射類型(例如，使用反射光罩)。或者，裝置可為透射類型(例如，使用透射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在該等"多平台"機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射器時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之一部分，且輻射光束借助於包含(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分布的調整器。通常，可調整照明器之瞳孔平面中之強度分布的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作s外部及s內部)。此外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如，積光器及聚光器。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束PB入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化器件(例如，光罩MA)上，且由圖案化器件圖案化。在橫穿光罩MA後，輻射光束PB穿過投影系統PL，投影系統PL將光束聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二定位器PW及位置感測器IF2(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束PB之路徑中定位不同目標部分C。
類似地，第一定位器PM及另一位置感測器IF1可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束PB之路徑來精確地定位光罩MA。
一般而言，可借助於形成第一定位器PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。
圖4、5展示光罩MA之一部分的細節。如圖1、2、4、5所示，光罩MA可包含光罩使用者區域UA，該區域可具備使用者界定之圖案Q1、Q2。舉例而言，圖案Q1、Q2可與待由裝置形成於基板W上之所要電路圖案相關聯。特定言之，圖案可包括經組態以與入射輻射光束PB不同地相互作用之第一使用者區域部分(亦被稱作'圖案特徵')Q1及第二使用者區域部分Q2。
舉例而言，第一部分Q1可經組態以反射輻射光束PB之入射輻射，且第二部分Q2可經組態以至少部分地吸收輻射光束PB之入射輻射，或反之亦然。舉例而言，第一部分Q1(或者第二部分)可為鏡面部分，其包括一或多個鏡面形成層，使得每一鏡面部分可反射輻射光束(例如，EUV光)之預定波長的入射輻射。類似地，例如，第二部分Q2(或者第一部分)可為輻射吸收部分，其包括一或多個吸收器形成層，使得每一第二部分可吸收或阻礙輻射光束之預定波長的入射輻射。
換言之，第一使用者區域部分或結構Q1可具有針對輻射光束PB之輻射的第一反射率，且在第一結構Q1外部延伸之第二使用者區域部分或結構Q2可具有針對該輻射的第二反射率，第二反射率不同於(例如，顯著地低於)第一反射率。
根據另一實施例，第一使用者區域部分Q1延伸出或伸展出由第二使用者區域部分Q2所界定之剩餘光罩使用者區域部分。因此，光罩使用者區域UA可具有某一高差(relief)。舉例而言，藉由圖5中之雙箭頭H1來描繪向外(在垂直於一般光罩表面之Z方向上)突出之第一圖案部分Q1的高度H1。此高度H1可在約1nm至1000nm之範圍內或在約10nm至100nm之範圍內。根據一實施例，所有第一(突出)使用者區域部分Q1均可具有(大體上)相同高度。舉例而言，至少99%之第一使用者區域部分Q1可具有預定高度H1，或在預定高度H1+/-0.5nm之範圍內的高度。
在一實施例中，可已知第一光罩特徵或部分Q1之高度H1(亦即，第一部分Q1之上部表面相對於第二使用者區域部分Q2之表面的位準)。舉例而言，可能已經使用適當量測器件來量測(例如，場外)高度H1，及/或可自用以製造各別光罩MA之各別光罩製造過程中所使用之參數獲得高度。
如圖4所示，當在俯視圖中檢視時，第一部分Q1與第二部分Q2可具有不同形狀、定向及尺寸(本文中，特定言之，第二部分Q2之形狀、尺寸及定向視第一部分Q1之形狀、尺寸及定向而定，因為第一部分Q1界定第二部分Q2，或反之亦然)。
第一部分(及第二部分)之表面密度可區域地變化(亦即，針對使用者區域UA之不同截面)。舉例而言，圖案結構之區域表面密度可為第一部分Q1(或第二部分Q2)之表面區域/區域使用者區域片斷之總表面區域。舉例而言，使用者區域UA之所提及片斷可為具有為1mm×1mm或0.1mm×0.1mm或更少之表面區域的片斷，或為使用者區域UA之不同片斷。在一實施例中，使用者區域片斷可具有為使用者區域UA之表面區域之十分之一或更少的表面區域，例如，為使用者區域UA之表面區域之百分之一或更少的表面區域。
作為一非限制性實例，圖4及圖5所示之光罩細節包括相對較大矩形部分Q1a、較小矩形部分Q1b、具有與第一光罩方向X1平行地延伸之狹長平行特徵的陣列Q1c，及相對於第一光罩方向X1(該方向平行於光罩MA之邊緣中的一者)而垂直地延伸之狹長平行特徵的陣列Q1d。然而，光罩特徵Q1、Q2可具有許多其他形狀或形式，例如，彎曲、狹長及其他形狀(諸如，複合形狀)。光罩部分或特徵Q1、Q2可沿著各種方向(例如，除了圖4所描繪之方向以外的其他方向)延伸。又，第一光罩部分可具有各種長度及寬度(當在俯視圖中檢視時)。
可使用光罩對準標記(或標號器)M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。在一實施例中，標記M1、M2位於標號器區域EA中或由標號器區域EA提供，標號器區域EA位於使用者區域UA外部。在本實施例中，標號器區域EA與使用者區域UA位於光罩MA之相同側處(該側在微影操作期間接收輻射光束PB，且面離光罩支撐件MT，如在圖1中)。在一實施例中，標號器區域EA封閉使用者區域(在俯視圖中檢視)(見圖3)。換言之，標號器區域EA可沿著光罩MA之周邊延伸，且含有使用者區域UA之圖案可與光罩MA之周邊隔開(如在圖3中)。在另一實施例中，標號器區域EA亦具備平坦圖案LL，例如，包括沿著使用者區域UA之相反側延伸之兩個平行平整輻射反射條帶或線LL(例如，狹長矩形)的圖案(見圖1及圖3)。
裝置亦可包括平坦系統，平坦系統經組態以相對於投影系統來平坦光罩。平坦系統可經組態以設定光罩MA之Z位置，亦即，在垂直於光罩使用者區域UA之方向上的位置。舉例而言，平坦系統可經組態以使用兩個條帶LL來光學地量測光罩Z位置。平坦系統可經設計以相對於下游投影系統PL來聚焦由光罩支撐結構MT所固持之光罩，使得可在焦點上將使用者圖案投影至固持於基板支撐結構WT上之基板W上(見圖1)。舉例而言，平坦系統可為第一定位器PM之一部分，及/或其可與第一定位器PM協作，以提供光罩MA之所要Z定位(例如，在裝置之初始化階段期間，例如，在裝置實際地執行微影方法以將經圖案化光束PB投影至基板W之一或多個目標部分C上之前)。以下描述且圖2至圖6中說明高度精確平坦系統之實施例。
儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於各別光罩使用者區域之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使光罩台MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單重靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大尺寸限制單重靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描光罩台MT及基板台WT(亦即，單重動態曝光)。可藉由投影系統PL之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸限制單重動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
圖2描繪微影裝置(例如，以上所描述之裝置)之一部分。裝置包含支撐結構，支撐結構經組態以固持經圖案化物件。在本實施例中，支撐結構為光罩支撐結構MT，且經圖案化物件為光罩MA。在一實施例中，支撐結構可經組態以支撐或固持基板，例如，已經部分地圖案化之基板(在該情況下，基板使用者區域可具有某一高差，例如，具有突出基板部分，此類似於圖4至圖5所示之以上所描述之光罩實施例)。
裝置亦可包含量測系統，量測系統經組態以偵測存在於由支撐結構所固持之經圖案化物件MA之使用者區域上之結構Q1、Q2的定向及/或以上所提及之區域密度。較佳地，量測系統可偵測結構Q1、Q2之定向及區域密度兩者。量測系統可經組態以僅偵測結構Q1、Q2之定向或區域密度。量測系統可為以上所提及之平坦系統的一部分。根據一實施例，量測系統可經組態以辨別或判定以下各項中之一或多者：在2維平面中使用者區域結構之空間定向(沿著某一量測線45或條帶或場)；在2維平面中使用者區域結構之角定向(沿著某一量測線或條帶或場)；及在2維平面中使用者區域結構之一般形狀。
量測系統可經組態以辨別結構密度之區域差異。較佳地，量測系統經組態以針對使用者區域UA之複數個不同片斷而判定第一部分Q1(及/或第二部分Q2)之表面區域片斷(表面密度)。
在一實施例中，量測系統可經組態以判定使用者區域結構相對於兩個正交方向X1、Y1之定向，該兩個正交方向X1、Y1均平行於經圖案化物件之輻射接收表面。圖3以箭頭X1、Y1來指示正交方向之實例。舉例而言，所提及之正交方向X1、Y1可為垂直方向、水平方向或另一方向。
在一實施例中，量測系統可經組態以在經圖案化物件MA之使用者區域UA上沿著至少一掃描線而掃描量測光束MB，如圖所指示。舉例而言，量測光束MB可為(例如)雷射光束、非偏振光、具有預定偏振之偏振光束(例如，線性、圓形或橢圓形偏振)或不同類型之輻射光束。在一實施例中，可將以上所提及之輻射光束PB之至少一部分用作量測光束。
如圖2所說明，量測系統可具備光束產生器20(例如，雷射器或另一類型之輻射源)，光束產生器20經組態以提供/發射量測光束MB。圖3中藉由箭頭S來指示相對於使用者區域之掃描方向；在此情況下，掃描方向與第一光罩方向X1平行。舉例而言，可在使用者區域UA上於(預定)平直方向(圖3中之線45)上掃描光束MB。可(例如)藉由相對於入射光束MB來移動光罩台MT及/或(例如)使用光束偏光器來變化光束MB之傳播方向而以許多方式來達成掃描。量測光束MB可經垂直地引導至經圖案化物件之表面(入射角為90°)，或其可以小於90°之角度而與經圖案化物件MA之表面相交。
在一實施例中，量測光束MB可在橫截面/截面上相對較窄，特別使得經圖案化物件上之光束光點MBS(圖4中將光束光點展示為黑點MBS)相對較窄。光束光點MBS可具有不同形狀之圓形橫截面(見圖4)或橢圓形橫截面。在操作期間，光束光點MBS之最大尺寸K可為約1cm或約1mm。
量測系統可經組態以在經圖案化物件MA之使用者區域UA上以及在標號器區域EA之至少一標號器M1、M2上於至少一平直掃描線45上掃描量測光束MB。在圖3中，系統經組態以經由使用者區域UA而自第一標號器M1至相反第二標號器M1、M2(例如，與平坦線或條帶LL平行)掃描量測光束。舉例而言，標號器M1、M2可由量測系統用以沿著預定掃描線45精確地引導量測光束MB。
如圖2所示，裝置可包括(輻射)偵測器30，偵測器30經組態及配置以在量測光束MB與經圖案化物件相互作用之後接收量測光束MB。偵測器30可以各種方式進行組態，且可包括光偵測器、偏振計或不同類型之偵測器。
可提供光束分光器25，其經組態以朝向輻射偵測器30重引導自經圖案化物件MA所發散之(經反射或經透射)量測光束之下游部分。光束分光器25位於朝向經圖案化物件MA(自源20)傳播之光束部分之路徑中。因此，可獲得緊密配置，其中可朝向經圖案化物件MA之表面大體上垂直地引導量測光束MB。
在一實施例中，提供偏振濾波器(偏振器)15，其經組態以過濾自經圖案化物件MA所發散之(經透射或經反射)量測光束部分之預定偏振部分(模式)。輻射偵測器30與濾波器15相關聯，以偵測由偏振濾波器所過濾之輻射。濾波器15可位於光束分光器25與偵測器30之間的光束路徑中。代替(例如)濾波器及光偵測器30，可藉由偏振計來提供系統(或濾波器及偵測器可提供該偏振計15、30)。
在一實施例中，可提供經組態以處理由輻射偵測器所獲得之資料的資料處理器40。熟習此項技術者應瞭解，資料處理器可以硬體及/或軟體來體現，且可包括控制器、電腦、記憶體、介面、通信構件及/或其他資料處理構件中之一或多者。資料處理器40可為微影裝置控制器或可為微影裝置控制器之一部分，微影裝置控制器經組態以控制微影裝置之總操作(例如，以進行微影過程)，或資料處理器40可經組態以與微影裝置控制器協作。又，資料處理器40可為控制器或可為控制器之一部分，控制器經組態以控制經圖案化物件MA之平坦。
在一實施例中，資料處理器40可經組態以利用預定資訊(例如，公式、資料庫、預定經驗性獲得資訊)來判定、計算或估計經圖案化物件MA之結構定向(亦即，部分Q1、Q2之結構定向)，該資訊含有至少兩個預定結構定向與經反射量測光束部分之至少兩個不同偏振模式之間的關係。
在一實施例中，資料處理器40可經組態以利用預定資訊(例如，公式、資料庫、預定經驗性獲得資訊)來判定、計算或估計經圖案化物件MA之區域密度(部分Q1、Q2之區域密度)，該資訊含有至少兩個預定結構密度與經反射量測光束部分之強度或反射比之間的關係。
在一實施例中，可提供平坦資訊提供器(或'資訊產生器')，其經組態以利用存在於經圖案化物件之使用者區域上之結構的經偵測定向及/或區域密度來產生平坦資訊。在該實施例中，平坦系統可經組態以基於平坦資訊(由平坦資訊提供器提供)來定位經圖案化物件之位準。舉例而言，根據一非限制性實施例，以上所提及之資料處理器40可具備平坦資訊提供器。
在一實施例中，系統可包括資料儲存系統，資料儲存系統經組態以結合經圖案化物件識別資訊來處理及儲存由量測系統所偵測之存在於經圖案化物件MA之使用者區域UA上之結構的定向及/或區域密度。舉例而言，在一非限制性實施例中，資料儲存系統可為資料處理器40之一部分。
圖1至圖6所示之系統的操作包括用於平坦經圖案化物件MA之方法。在一實施例中，可判定存在於物件之使用者區域上之複數個結構Q1、Q2的定向及區域密度兩者，以產生平坦資訊。方法亦可包括藉由利用所獲得平坦資訊來平坦經圖案化物件MA。
方法可包括微影投影方法或為微影投影方法之一部分，微影投影方法提供具有第一波長(見圖1)之輻射的輻射光束PB，且提供含有具有第一結構Q1之圖案之使用者區域UA的圖案化器件MA，第一結構Q1具有針對輻射之第一反射率。在第一結構Q1外部延伸之使用者區域部分Q2具有針對輻射之第二反射率，第二反射率不同於第一反射率(如以上所提及)。在微影術期間，將輻射光束PB引導至圖案化器件MA之使用者區域UA上以將使用者區域MA之圖案賦予至輻射光束PB。利用投影系統而將經圖案化輻射光束PB投影至基板W之目標部分上。
微影方法亦可包括相對於投影系統來平坦圖案化器件及基板中之至少一者，使得可藉由投影系統而在焦點上將由圖案化器件所提供之物件平面投影至基板上。在下文中，將解釋圖案化器件MA之平坦。在一實施例中，可利用表面結構定向及/或區域密度與彼等表面結構定向及/或密度對入射輻射之反射之效應之間的預定關係來達成平坦。
源20可經由光束分光器25而朝向經圖案化物件MA發射量測光束MB。由物件MA朝向光束分光器25所反射之光束的一部分可由光束分光器重引導至偵測器30(經由任選濾波器15)。熟習此項技術者應瞭解，示意性描繪之系統可以不同方式進行修改，且可包括各種(其他)光學元件(例如，鏡面、透鏡、濾波器)以自光束源沿著所要路徑經由經圖案化物件而朝向偵測器引導量測光束MB之至少一部分。
方法可包括藉由量測光束MB來照明物件MA之至少一部分，使得光束與結構Q1、Q2光學地相互作用。自物件MA所發散之量測光束MB的一部分(亦即，經反射部分)可用以辨別或判定以下各項中之一或多者：使用者區域結構之空間定向、使用者區域結構之角定向、使用者區域結構之一般形狀、光學性質，及/或結構之區域表面密度。如圖3至圖5所指示，可在物件MA上沿著預定掃描線45掃描量測光束MB以照明經圖案化物件之使用者區域的量測場。量測場含有相對於掃描線45而分別具有某些空間定向、角定向、一般形狀、密度之結構Q1、Q2的圖案(見圖4至圖5)。
在操作本實施例期間，在經圖案化物件MA之使用者區域UA上以及在位於物件MA之使用者區域UA外部之標號器區域EA的標號器M1、M2上沿著至少一掃描線45掃描量測光束MB。標號器M1、M2可提供航路點(way-point)以在經圖案化物件MA上之預定路徑上精確地且可再生地定位及引導掃描量測光束MB。標號器M1、M2亦可以其更典型作用而被使用，例如，以定位物件MA，如以上所提及。
如圖4至圖5所示，在沿著線45掃描期間，量測光束MB將遭遇不同結構Q1(在圖4中由Q1a、Q1b、Q1c、Q1d所指示之某些結構)。不同結構Q1具有不同區域密度及不同定向，且因此可與入射量測光束MB不同地相互作用。舉例而言，具有反射第一部分Q1之低密度的使用者區域截面將提供低反射率，且因此提供量測光束MB之經反射部分的低強度，且具有反射部分Q1之高密度的截面將提供高反射之反射率，從而導致量測光束MB之經反射部分的高強度。
圖6展示輻射感測器30之感測器信號的實例(特別為指示感測器信號強度Int相對於掃描位置pos)，其可由經反射量測光束部分在掃描圖4至圖5所示之截面之後的量測引起。相對較大之第一結構Q1a、Q1b可提供量測光束MB之良好界定之反射(導致良好界定之量測信號部分s1、s2)，然而，具有相對較小特徵(亦即，顯著地小於光束K光點尺寸)之結構Q1c、Q1d可提供模糊量測信號s3、s4。
與沿著掃描線45掃描量測光束MB有關之所得量測信號可經儲存且由資料處理器40處理。在一實施例中，可沿著複數個不同掃描線(例如，不同平行掃描線)在經圖案化物件MA上掃描量測光束MB，此導致複數個掃描資料。
資料處理器40可接著利用預定資訊(例如，公式、資料庫、預定經驗性獲得資訊)來判定(例如，計算或估計)實際經圖案化物件MA之區域密度(部分Q1、Q2之區域密度)，該資訊含有不同預定結構密度(與可能存在之結構密度不同)與經反射量測光束之各別強度(或反射比)之間的關係或相關性。熟習此項技術者應瞭解，感測器資料與預定資訊之實際比較可以不同方式而達成。本文中，特定言之，因為結構Q1之圖案的上部表面在使用者區域之剩餘表面部分Q2上方之預定位準(亦即，高度H1)上延伸，所以預定位準H1亦可用以自表面結構之經判定區域密度提供精確圖案高度圖。
可(例如)結合經圖案化物件識別資訊來儲存存在於經圖案化物件MA之使用者區域上且由量測系統所偵測之結構的經偵測區域密度。舉例而言，識別資訊可為名稱、號碼、位址、程式碼、業主相關資訊、資料及/或其他資訊中之一或多者。
資料處理器40可基於存在於經圖案化物件MA之使用者區域上之結構的經偵測密度來提供精確平坦資訊。較佳地，(例如)結合以上所提及之經圖案化物件識別資訊來儲存平坦資訊。
特定言之，平坦資訊可為用以校正平坦系統高度量測之某些誤差的資訊，特別為在平坦系統經組態以判定使用者區域UA之至少一部分之位準(例如，Z位置)的情況下。舉例而言，平坦資訊可包括由量測系統以以上方式所偵測之特徵Q1、Q2之經判定或經估計之相對精確的高度圖(亦即，高度剖面)。此外，平坦資訊可基於該高度圖/高度剖面，及/或平坦資訊可包括第一部分Q1之上部表面的平均表面位準。
舉例而言，在一實施例中，經圖案化物件MA可在位於其支撐件MT上時變形(例如，翹曲或彎曲)，使得第一圖案部分Q1不沿著平直平面延伸。在該情況下，平坦資訊可與經圖案化物件MA之變形有關。舉例而言，平坦資訊可包括經圖案化物件變形資訊(例如，物件MA之類型或翹曲或彎曲)，及/或包括第一部分Q1之上部表面之經偵測高度位置的資料(該等高度位置指示物件MA之變形)。
在先前技術微影系統中，平坦系統僅量測使用者區域外部之良好界定之(通常為標準化)巷道LL。在先前技術系統中，微影裝置之控制器不知道使用者區域圖案之精確圖案組態。在根據本發明之一實施例的系統中，關於使用者區域UA之精確平坦資訊亦為可用的，使得平坦可經直接達成至使用者區域UA上。舉例而言，基於以上所提及之平坦資訊，平坦系統可極精確地平坦經圖案化物件MA。舉例而言，平坦系統現可使用由量測系統所提供之平坦資訊而考慮到使用者區域UA之任何變形或翹曲。本文中，平坦可包括用以調整經圖案化物件之位準(例如，Z位置)的各種方式，例如，調整物件MA之支撐件MT、調整微影裝置之投影系統的一或多個部分、調整系統之其他組件的位準及/或位置，及/或提供所要平坦之不同方式。平坦可包括將經圖案化物件之Z位置設定至圖案Q1之平均高度。如以上所提及，平坦特別係針對投影系統，投影系統在焦點上將自圖案化器件MA所發散之微影投影光束PB投影至基板W上。
結構Q1、Q2之定向可由量測系統偵測或估計，以提供更精確的平坦資訊。為此目的，例如，濾波器15可過濾自經圖案化物件MA所發散之(經透射或經反射)量測光束部分之預定偏振部分(模式)，此後，偵測器30偵測經過濾輻射。此在圖3中被指示，其中藉由十字及圓(亦即，相對於圖式之平面而垂直之模式t1)及直立箭頭(亦即，在圖式之平面中之偏振模式t2)來指示濾波器15之前的兩個正交偏振模式t1、t2，其中僅第二模式t2係由濾波器15透射(換言之，在所描繪組態中，濾波器15阻礙經反射量測光束部分之第一偏振模式t1)。
不同結構定向可以不同方式而與不同偏振模式相互作用。舉例而言，相對於掃描線45而平行地延伸之平行結構Q1c可以不同反射比來反射兩個偏振模式。類似地，相對於掃描線45而垂直地延伸之平行結構Q1d可以不同方式來反射兩個偏振模式。某些偏振模式之反射與某些類型之結構定向之間的關係可已經(例如)經由計算、估計而經驗性地預定且可經儲存(例如，以由資料處理器40使用)。濾波器15或以上所提及之偏振計可為可調整的，使得可針對各種偏振模式t1、t2而執行光束偏振之量測。作為一實例，濾波器15可經調整或替換，使得亦針對第一模式t1而執行量測。
資料處理器40可經組態以處理由輻射偵測器30所獲得之資料，其中資料處理器經組態以利用預定資訊來判定、計算或估計物件之結構定向，該資訊含有複數個預定結構定向(經預期可用於經圖案化物件上)與量測光束之不同偏振模式之間的關係。
因為結構Q1之圖案的上部表面在使用者區域之剩餘表面部分Q2上方之預定位準(亦即，高度H1)上延伸，所以預定位準H1亦可用以自經判定表面結構定向提供精確圖案高度圖。圖案高度圖(與沿著掃描線45之圖案高度有關)可結合區域結構密度且結合(各別、區域)結構定向而基於個別結構部分Q1之預定高度H1，此導致高度精確的高度圖。
資料儲存系統可經組態以儲存(例如)除了經偵測區域圖案密度及/或經圖案化物件識別資訊以外的經偵測圖案定向。
平坦資訊產生器(亦即，處理器40)可利用存在於經圖案化物件MA之使用者區域UA上之結構的經偵測定向來產生平坦資訊，且平坦系統基於因此提供之平坦資訊來定位經圖案化物件之位準。
本文所描述之實施例可提供用於經圖案化物件MA較佳地在現場(在微影裝置中，當物件係由各別支撐件MT固持時)之精確特性化的系統及方法。本文所描述之實施例可提供增加量測巷道之數目，此至少針對與使用者區域UA(在將經圖案化物件裝載至微影裝置中之前通常含有具有未知密度及定向之'未知結構')相互作用之量測巷道45，使得經圖案化物件高度圖之精確度可顯著地增加。
舉例而言，自上文如下，為了僅判定反射係數，施加光偵測器作為輻射偵測器30可為足夠的。在一實施例中，可(例如)藉由偏振計或偵測器/濾波器總成15、30來偵測經反射量測光束部分之相位或相關偏振性質及反射強度。舉例而言，本文所描述之實施例可提供經圖案化物件MA之平整度的精確量測，且在物件變形之情況下校正平整度。
儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影術)中，且在情境允許時不限於光學微影術。在壓印微影術中，圖案化器件中之構形界定形成於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語"輻射"及"光束"涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5nm至20nm之範圍內的波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
術語"透鏡"在情境允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之該電腦程式。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者而言將顯而易見的為，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
舉例而言，根據非限制性實施例，量測系統可經組態以偵測存在於經圖案化物件之使用者區域上之僅一結構的定向，或偵測存在於經圖案化物件之使用者區域上之複數個結構中之每一者的定向。
C．．．目標部分
EA．．．標號器區域
H1．．．高度/預定位準
IF1．．．位置感測器
IF2．．．位置感測器
Int．．．感測器信號強度
K．．．光束
IL．．．照明系統
LL．．．平坦圖案/平行平整輻射反射條帶或線/巷道
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化器件/光罩
MB．．．量測光束
MBS．．．光束光點
MT．．．支撐結構/光罩台
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PB．．．輻射光束
PL．．．投影系統
PM．．．第一定位器
pos．．．掃描位置
PW．．．第二定位器
Q1．．．使用者界定之圖案/第一使用者區域部分/結構
Q1a．．．第一結構/較大矩形部分
Q1b．．．第一結構/較小矩形部分
Q1c．．．狹長平行特徵的陣列/結構
Q1d．．．狹長平行特徵的陣列/結構
Q2．．．使用者界定之圖案/第二使用者區域部分/結構
S．．．箭頭/相對於使用者區域之掃描方向
s1．．．量測信號部分
s2．．．量測信號部分
s3．．．模糊量測信號
s4．．．模糊量測信號
SO．．．輻射源
t1．．．正交偏振模式
t2．．．正交偏振模式
UA．．．光罩使用者區域
X1．．．第一光罩方向/正交方向/箭頭
Y1．．．正交方向/箭頭
W．．．基板
WT．．．基板支撐結構/基板台
15．．．偏振濾波器/偏振器/偏振計
20．．．光束產生器/源
25．．．光束分光器
30．．．輻射偵測器
40．．．資料處理器
45．．．量測線/掃描線/量測巷道
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；
圖2更詳細地描繪圖1之裝置的一部分；
圖3描繪圖1及圖2之裝置之圖案化器件的俯視圖；
圖4示意性地描繪在操作圖1及圖2之裝置之量測系統期間圖3之細節；
圖5為沿著圖4之線V-V的橫截面；且
圖6示意性地描繪感測器信號之一部分。
C．．．目標部分
EA．．．標號器區域
IF1．．．位置感測器
IF2．．．位置感測器
IL．．．照明系統
LL．．．平坦圖案/平行平坦輻射反射條帶或線/巷道
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化器件/光罩
MT．．．支撐結構/光罩台
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PB．．．輻射光束
PL．．．投影系統
PM．．．第一定位器
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
UA．．．光罩使用者區域
W．．．基板
WT．．．基板支撐結構/基板台

Claims (20)

  1. 一種經組態以將一經圖案化輻射光束投影至一基板上之微影裝置，其包含：一支撐件，該支撐件經組態以固持一經圖案化物件；及一量測系統，該量測系統經組態以偵測存在於該經圖案化物件之一使用者區域(user area)上之使用者區域結構的定向(orientations)及/或密度；一平坦資訊系統(levelling information system)，該平坦資訊系統經組態以藉由利用該等使用者區域結構之該等經偵測定向及/或密度來產生平坦資訊；及一平坦系統(levelling system)，該平坦系統經組態以基於該平坦資訊來定位該經圖案化物件之一位準(level)。
  2. 如請求項1之裝置，其中該量測系統經組態以辨別或判定在一2維平面中該等使用者區域結構之空間定向(spatial orientation)，或在一2維平面中該等使用者區域結構之角定向(angular orientation)，或在一2維平面中該等使用者區域結構之一般形狀，或其任何組合。
  3. 如請求項1之裝置，其中該量測系統經組態以判定該等使用者區域結構相對於兩個正交方向之該等定向，該兩個正交方向均平行於該經圖案化物件之一輻射接收表面。
  4. 如請求項1之裝置，其中該量測系統經組態以在該經圖案化物件之該使用者區域上沿著至少一掃描線掃描一量 測光束。
  5. 如請求項4之裝置，該經圖案化物件包含一位於該使用者區域外部之標號器區域(marker area)，該標號器區域包含一標號器，其中該量測系統經組態以在該經圖案化物件之該使用者區域上以及在該標號器區域之該標號器上掃描該量測光束。
  6. 如請求項1之裝置，其中該量測系統包含一光束分光器，該光束分光器經組態以將自該經圖案化物件所發散(emanate)之一量測光束的部分重引導至朝向一輻射偵測器。
  7. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一偏振濾波器，該偏振濾波器經組態以過濾自該經圖案化物件所發散之一量測光束部分的一預定偏振模式；及一輻射偵測器，該輻射偵測器經組態以偵測由該偏振濾波器所過濾之輻射。
  8. 如請求項7之裝置，其進一步包含一資料處理器，該資料處理器經組態以處理由該輻射偵測器所獲得之資料，其中該資料處理器經組態以藉由利用含有至少兩個預定結構定向與該量測光束之至少兩個不同偏振模式之間的一關係之預定資訊來判定、計算或估計該經圖案化物件之結構定向。
  9. 如請求項1之裝置，其進一步包含一資料儲存系統，該資料儲存系統經組態以結合經圖案化物件識別資訊來處理及儲存由該量測系統所偵測之該等使用者區域結構的 該等定向及/或密度。
  10. 一種用於平坦(levelling)一經圖案化物件之方法，其包含：偵測存在於該經圖案化物件之一使用者區域上之一或多個使用者區域結構的一定向及/或密度；基於該等結構之該經偵測定向及/或密度來產生平坦資訊；及藉由利用該平坦資訊來平坦該經圖案化物件。
  11. 如請求項10之方法，其進一步包含：藉由一與該使用者區域結構光學地相互作用之量測光束來照明該經圖案化物件之至少部分；及利用自該經圖案化物件所發散之該量測光束的部分來辨別或判定該使用者區域結構之一空間定向，或該使用者區域結構之一角定向，或該使用者區域結構之一一般形狀，或其任何組合，及/或利用自該經圖案化物件所發散之該量測光束之部分來辨別或判定該使用者區域結構之該密度。
  12. 如請求項10之方法，其中在該經圖案化物件上沿著一預定掃描線掃描該量測光束以照明該經圖案化物件之該使用者區域的一量測場，且其中該量測場含有相對於該掃描線而分別具有某些空間定向、角定向、一般形狀及密度之結構的一圖案。
  13. 如請求項10之方法，其進一步包含：過濾自該經圖案化物件所發散之一量測光束部分之一 預定偏振部分；及偵測該經過濾量測光束部分。
  14. 如請求項13之方法，其進一步包含：提供含有至少兩個預定結構定向與該量測光束之至少兩個不同偏振模式之間的一關係之預定資訊；處理自該經過濾量測光束部分之該偵測所獲得之資料；及藉由利用該預定資訊來判定該經圖案化物件之結構定向。
  15. 如請求項14之方法，其中該判定包含計算該等結構定向。
  16. 如請求項14之方法，其中該判定包含估計該等結構定向。
  17. 如請求項10之方法，其進一步包含在該經圖案化物件之該使用者區域上以及在位於該經圖案化物件之該使用者區域外部之一標號器區域的至少一標號器上沿著至少一掃描線掃描該量測光束。
  18. 如請求項10之方法，其進一步包含分裂自該經圖案化物件朝向一輻射偵測器所發散之一量測光束部分。
  19. 如請求項10之方法，其進一步包含結合經圖案化物件識別資訊來儲存由該量測系統所偵測之存在於一經圖案化物件之該使用者區域上之結構的經偵測定向及/或密度。
  20. 一種微影投影方法，其包括：提供具有一第一波長之輻射的一輻射光束； 提供一含有一具有結構之一圖案之使用者區域的圖案化器件，該等結構具有針對該輻射之一第一反射率，且在該等結構外部延伸之使用者區域部分具有針對該輻射之一第二反射率，該第二反射率不同於該第一反射率；將該輻射光束引導至該圖案化器件之該使用者區域上以將該使用者區域之該圖案賦予至該輻射光束；藉由一投影系統而將該經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上；及相對於該投影系統來平坦該圖案化器件及該基板中之至少一者，使得藉由該投影系統而在焦點上將由該圖案化器件所提供之一物件平面投影至該基板上，其中該平坦包含利用表面結構之定向及區域密度中的一者或兩者與彼等表面結構定向及/或密度對入射輻射之不同偏振部分之反射的效應之間的一預定關係。
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