TWI411888B - 曝光設備及裝置製造方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關曝光設備及裝置製造方法。
習知上，投射曝光設備已經被利用來藉由使用微影術製造半導體裝置，諸如，半導體記憶體或邏輯電路。投射曝光設備經由投射光學系統而將形成於光罩(遮罩)上的電路圖案投射及轉移至諸如晶圓之基板上。
隨著在半導體裝置之微圖案化的近來發展，投射曝光設備正被要求比以前進一步改進解析力(resolving power)(曝光設備能夠轉移的最小特徵尺寸)。為了符合此需求，正在縮短曝照光的波長，並且高NA之投射光學系統的發展正在進行中(投射光學系統之數值孔徑(NA)正在增大)。舉例來說，一投射曝光設備，其使用具有波長約193 nm之ArF準分子雷射光束做為曝照光，且包含具有大於0.8之NA的投射光學系統，獲得0.1μm的解析力。又，已經提出浸沒式曝光設備，其藉由所謂的浸沒方法(即，以具有大於1之折射率的液體來填充晶圓與投射光學系統之最終表面(最終透鏡)間之間隙的至少一部分)來使投射光學系統之NA增大。在此情況下，正在期望比以前進一步改進解析力。
為了達成在曝光設備之解析力上的改進，精確地估量投射光學系統之性能(舉例來說，成像性能)係不可避免的。習知上，主要已經使用透射波前像差來估量投射光學系統當被安裝於曝光設備中之性能或者在組裝期間之投射光學系統的性能。隨著在投射光學系統之性能上的改進，投射光學系統之雙折射(birefringence)的影響正變得不可忽略。為了跟上此近期趨勢，不僅必須估量傳輸之波前像差，而且也必須估量投射光學系統之雙折射(光瞳平面上的雙折射)。
為了符合此需求，日本專利公開第2006-214856號案提出一種測量設備，其中，用以測量在組裝投射光學系統時之透射波前像差的干涉儀被額外給予測量投射光學系統之雙折射的功能。在日本專利公開第2006-214856號案中所揭示之測量設備安裝一成像光學系統，以便測量(估量)投射光學系統之雙折射(雙折射分佈)。為了準確地測量(估量)投射光學系統之雙折射，必須隔離(isolate)測量設備中所安裝之成像光學系統的雙折射(在下文中被稱為“系統誤差”)與投射光學系統之雙折射。
因為通常以Jones矩陣來表示雙折射，所以矩陣計算必須要隔離系統誤差與投射光學系統之雙折射(亦即，要校準測量設備)。舉例來說，日本專利公開第2006-214856號案分開測量從光源到投射光學系統(插入於從光源到投射光學系統之光學路徑中的光學系統)之正向路徑(forward path)的雙折射，與從投射光學系統到光偵測單元(插入於從投射光學系統到光偵測單元之光學路徑中的光學系統)之反向路徑(backward path)的雙折射。然後，表示含有系統誤差與投射光學系統之雙折射的測量值(亦即，由測量設備所獲得到的測量結果)的Jones矩陣被乘以表示正向路徑和反向路徑的雙折射之Jones矩陣的反矩陣，藉以隔離系統誤差與投射光學系統之雙折射。
不幸的是，日本專利公開第2006-214856號案僅揭示一種在組裝投射光學系統時所使用之技術，但並未揭示當被安裝在曝光設備中時之投射光學系統的雙折射，以及隔離在測量該雙折射時所使用之測量設備的系統誤差之技術。換言之，此專利參考文獻並未提出準確地測量當被安裝在曝光設備中時之投射光學系統的雙折射(雙折射分佈)。
在日本專利公開第2006-214856號案中所揭示之技術將鏡子及稜鏡插入於在曝光設備中所安裝的成像光學系統中光的人射角為5°或更小的位置處、將曝光設備中之光學路徑分成4個、並且測量這些光學路徑的雙折射，藉以取得正向路徑和反向路徑的雙折射。因此，為了要隔離系統誤差與投射光學系統之雙折射，必須實施許多次(至少4次)的雙折射測量，其需要長的測量時間。
本發明提供一種曝光設備，當投射光學系統被安裝在曝光設備中時，其能夠在短的時間期間準確地測量投射光學系統之雙折射。
依據本發明的第一樣態，提供有一種曝光設備，包括投射光學系統，被組構成將由第一台所固持之光罩的圖案投射於由第二台所固持之基板上；一測量單元，其包含成像光學系統，該成像光學系統被組構成將已經傳遞經過該投射光學系統之光導引至影像感測器，並且該測量單元被組構來測量該成像光學系統和該投射光學系統的整體雙折射；校準單元，被設置在該投射光學系統的物體平面(object plane)側上，以便在校準該測量單元時測量該成像光學系統之雙折射，並且被組構成將來自該測量單元的光反射回到該測量單元，而不需使用該投射光學系統；以及計算單元，被組構成從藉由該測量單元來測量該成像光學系統和該投射光學系統之整體雙折射的結果中離析出藉由將校準單元設置在該投射光學系統的物體平面側上，經由該測量單元所測量到之該成像光學系統的雙折射，藉以計算該投射光學系統之雙折射，其中，該成像光學系統包含正向路徑光學系統和反向路徑光學系統，該正向路徑光學系統被組構成將來自光源的光導引至該投射光學系統，而該反向路徑光學系統則被組構成將已經傳遞經過該投射光學系統之光導引至該影像感測器，設置在該投射光學系統之該物體平面側上的該校準單元將入射光反射回到該測量單元，使得該測量單元測量該成像光學系統之雙折射，並且設置在該投射光學系統之該物體平面側上的該校準單元將該入射光的至少三個不同線極化光分量反射回到該測量單元，使得該測量單元測量該反向路徑光學系統的雙折射。
依據本發明的第二樣態，提供有一種裝置製造方法，包括使用上面的曝光設備以使基板曝光的步驟，及實施該經曝光之基板的顯影程序之步驟。
本發明之其他特徵將從下面參照附圖之代表性實施例的說明而變得明顯。
下面將參照附圖來說明本發明之較佳實施例，在所有的圖形中，相同的參考數字表示相同的組件，且將不給予其重複的說明。
圖1為顯示依據本發明其中一樣態之曝光設備1的示意視圖。在此實施例中，曝光設備1為一投射曝光設備，其藉由步進及掃描(step & scan)方案而將光罩30的圖案轉移至晶圖50上。然而，曝光設備1能夠採用步進及重複(step & rpeat)方案或另一曝光方案。
曝光設備1包含光源10、照明光學系統20、用以固持光罩30之光罩台(第一台)35、投射光學系統40、用以固持晶圓50之晶圓台(第二台)55、控制單元60、測量單元70、及校準單元80。曝光設備1也包含，舉例來說，對齊偵測系統和焦點偵測系統(兩者皆未顯示出)。
光源10，舉例來說，為準分子雷射器，諸如，具有約193 nm之波長的ArF準分子雷射器或具有約248 nm之波長的KrF準分子雷射器。然而，光源10並不特別限定於準分子雷射器，並且可以是具有約157 nm之波長的F2
雷射器、具有約10 nm到15 nm之波長的EUV(極超紫外線)雷射器、或諸如水銀燈或氙燈的燈。
照明光學系統20以來自光源10的光照明光罩30。在此實施例中，照明光學系統20包含用以將來自光源10的光成形為對稱於光軸之形狀的成形光學系統22、用以使相干(coherence)長度縮短的非相干(incoherent)光學系統24、及用以照明光罩30的照明系統26。
光罩30具有電路圖案且係藉由光罩台35來予以固持和驅動。
光罩台35固持光罩30，並且將光罩30驅動於x軸、y軸、及z軸方向以及繞著個別之軸的轉動方向上。在此實施例中，光罩台35安裝有校準單元80(稍後將做說明)，並且如同在光罩30中一樣，將校準單元80驅動於x軸、y軸、及z軸方向以及繞著個別之軸的轉動方向上。注意，光罩30或晶圓50之其表面上的掃描方向被定義為y軸方向，垂直於該掃描方向的方向被定義為x軸方向，且垂直於光罩30或晶圓50之表面的方向被定義為z軸方向。
投射光學系統40將光罩30的圖案投射在晶圓50上，投射光學系統40可以為折射系統、折反射系統、或反射系統。
晶圓50為光罩30的圖案係投射(轉移)於其上的基板。然而，晶圓50可以被玻璃板或另一基板所取代。
晶圓台55固持晶圓50，並且將晶圓50驅動於x軸、y軸、及z軸方向以及繞著個別之軸的轉動方向上。晶圓台55也固持凹面鏡713，而可驅動於x軸、y軸、及z軸方向以及繞著個別之軸的轉動方向上。
控制單元60包含CPU及記憶體，並且控制曝光設備1的操作。控制單元60根據由配置在光罩台35和晶圓台55附近之雷射干涉儀所取得的測量結果，以奈米等級而同步地控制光罩台35和晶圓台55，雷射干涉儀測量光罩台35和晶圓台55在投射光學系統40之光軸方向(亦即，z軸方向)上的位置，以及在垂直於投射光學系統40之光軸的平面(亦即，x-y平面)上的位置。
在此實施例中，控制單元60也控制測量單元70的操作(稍後將做說明)(亦即，和測量單元70之校準及藉由測量單元70之投射光學系統40之雙折射之測量相關聯的操作)。舉例來說，控制單元60經由光罩台35和晶圓台55來控制校準單元80和凹面鏡713之驅動，其係校準測量單元70和測量投射光學系統40之雙折射所必須的。控制單元60也用做為計算單元，其實施為校準測量單元70和測量投射光學系統40之雙折射所必須的計算處理。舉例來說，控制單元60根據由影像感測器711所感測之影像來計算表示雙折射的Jones矩陣。控制單元60也藉由從藉由測量單元70來測量測量單元70和投射光學系統40之整體雙折射的結果中離析出測量單元70之雙折射，以計算投射光學系統40之雙折射。稍後將詳細解說藉由控制單元60之詳細的計算處理。
測量單元70包含成像光學系統，用以將來自光源10之光導引至投射光學系統40，且進一步將已經傳遞經過投射光學系統40之光導引至影像感測器711，並且測量投射光學系統40之雙折射。注意，如上所述，因為測量單元70包含成像光學系統，所以藉由測量單元70所取得之測量結果含有投射光學系統40和測量單元70之雙折射(亦即，成像光學系統之雙折射)。在此實施例中，測量單元70包含光纖701、光纖埠702、λ/2板703、極化器(polarizer)704、擴束器(beam expander)705、半反射鏡706、及物鏡707。測量單元70也包含光瞳成像透鏡708、λ/4板709、分析器710、影像感測器711、空間濾波器712、及凹面鏡713。
校準單元80係安裝於光罩台35上，而光罩台35係可插入至及可縮回(retractable)自測量單元70之成像光學系統的光學路徑，如上所述。校準單元80為設置在投射光學系統40之物體平面側上的光學單元，以便測量在校準測量單元70時測量單元70之成像光學系統的雙折射。校準單元80包含，舉例來說，多個鏡子和多個稜鏡，並且將來自測量單元70之光反射回到測量單元70，而不需使用投射光學系統40。如圖2所示，校準單元80包含凹面鏡82及84和稜鏡86，凹面鏡82被用來測量測量單元70之整個成像光學系統的雙折射，凹面鏡84和稜鏡86被用來測量測量單元70之成像光學系統之反向路徑光學系統的雙折射。在此實施例中，稜鏡86包含三個稜鏡86a到86c，它們係以相對於z軸之不同的角度(舉例來說，0°，60°，及120°)來予以設置，並且僅透射預定的線極化光分量。因此，稜鏡86a到86c透射三個不同的線極化光分量。三個凹面鏡84a到84c係對應於該三個稜鏡86a到86c而被設置，該等凹面鏡84a到84c分別將透射過稜鏡86a到86c的光分量反射回到測量單元70。注意，圖2為顯示校準單元80之示意剖面視圖。
下面將解說藉由控制單元60之計算處理以及測量單元70和校準單元80之詳細的配置與功能。首先，將解說做為測量單元70之雙折射之系統誤差的測量方法。如上所述，因為藉由Jones矩陣來表示雙折射，所以需要矩陣計算以便從藉由測量單元70來測量測量單元70和投射光學系統40之整體雙折射的結果中離析出(減去)系統誤差。因此，需要將測量單元70之成像光學系統分成將來自光源10的光導引至投射光學系統40之正向路徑光學系統，及將來自投射光學系統40之光導引至影像感測器711之反向路徑光學系統，藉以取得正向路徑光學系統和反向路徑光學系統的雙折射。在此實施例中，讓J_m為表示測量單元70之整體成像光學系統之雙折射的Jones矩陣；J_r為表示反向路徑光學系統之雙折射的Jones矩陣；以及J_g為表示正向路徑光學系統之雙折射的Jones矩陣。
來自光源10的光經由光纖701而來自光纖埠702，離開光纖埠702的光係透射過λ/2板703和極化器704。λ/2板703和極化器704係配置在θ台(未顯示出)上，轉動λ/2板703和極化器704使其可能獲得到已知的線極化光。透射過λ/2板703和極化器704的光經由擴束器705而被半反射鏡706所反射，且進入物鏡707，擴束器705使光束直徑放大。
在測量測量單元70之整體成像光學系統的雙折射時，安裝在光罩台35上之校準單元80被設置於投射光學系統40的物體平面側上。更明確地說，設置校準單元80而使得凹面鏡82係緊(immediately)位於物鏡707的下方，且物鏡707的焦點位置與凹面鏡82的曲率中心相一致(match)。
校準單元80上的入射光被凹面鏡82所反射，且經由物鏡707、半反射鏡706、及光瞳成像透鏡708而進入λ/4板709，λ/4板709係配置在θ台上。藉由λ/4板709所調變之光經由分析器710而進入影像感測器711。此時，影像感測器711僅感測由分析器710之角度所決定的線極化光分量。
這樣，三個不同的角度(舉例來說，0°，60°，及120°)被設定於極化器704中，且三個極化偏光參數被測量，藉以計算Jones矩陣。藉由相位延遲器(retarder)方法來取得極化偏光參數和Jones矩陣，相位延遲器方法被揭示於日本專利公開第2006-214856號中，且其詳細說明將不被陳述於本文中。有此操作，能夠獲得到表示從極化器704到λ/4板709之雙折射(亦即，測量單元70之整體成像光學系統的雙折射)的Jones矩陣J_m。
在測量測量單元70之反向路徑光學系統的雙折射時，設置校準單元80而使得凹面鏡84和稜鏡86係緊位於物鏡707的下方。舉例來說，當校準單元80被設置而使得凹面鏡84a和稜鏡86a係緊位於物鏡707的下方時，已知被凹面鏡84a所反射之光為由稜鏡86a之角度所決定的線極化光。因此，當將由稜鏡86a之角度所決定的線極化光導引至物鏡707、半反射鏡706、及光瞳成像透鏡708之雙折射時的極化偏光參數被測量到。同樣地，藉由設置校準單元80而使得一組的凹面鏡84b和稜鏡86b和一組的凹面鏡84c和稜鏡86c係緊位於物鏡707的下方時，可以測量三個不同的極化偏光參數。有此操作，能夠獲得到表示從物鏡707到λ/4板709之雙折射(亦即，測量單元70之反向路徑光學系統的雙折射)的Jones矩陣J_r。
在此將解說校準單元80中的稜鏡86。在此實施例中，稜鏡86為Wollaston稜鏡。Wollaston稜鏡將入射光以均等角度而分裂成尋常光和異常光。基於此原因，當Wollaston稜鏡被使用做為稜鏡86時，必須藉由空間濾波器712來屏蔽異常光，以防止其進入影像感測器711。
尋常光和異常光的分裂角θD
係以下式來予以表示
θD
=△r/f0………(1)其中，△r為空間濾波器712的開口半徑(opening radius)，及f0為光瞳成像透鏡708之焦距，且更明確地說，設置在構成光瞳成像透鏡708之透鏡的半反射鏡706側上之透鏡的焦距。
因為Wollaston稜鏡也在相對於入射光而傾斜的方向上輸出尋常光，所以必須調整凹面鏡84的位置，以使尋常光通過空間濾波器712(的開口)。
Wollaston稜鏡具有祇要分裂角θD
小，可以減小稜鏡之耦合(coupling)角的特色，這使其可以縮小Wollaston稜鏡之尺寸，因而抑制任何像差的產生，即使是當其被設置在做為稜鏡86之物鏡707的焦點位置附近時。一般的稜鏡係由雙折射玻璃材料所做成，所以它當將其設置在焦點位置時，會造成在結晶軸方向上的相差。然而，有可能藉由將雙折射玻璃材料插入於凹面鏡84與稜鏡86之間以防止任何像差的產生，而雙折射玻璃材料會抵消相差。
在此實施例中，雖然Wollaston稜鏡被使用做為稜鏡86，但是，其可以用諸如Glan-Thompson稜鏡或Savart板來予以取代，如果物鏡707的孔徑角係小的。
使用Jones矩陣J_m及J_r，表示從polarizer 704到物鏡707之雙折射(亦即，測量單元70之正向路徑光學系統的雙折射)的Jones矩陣J_g可以用下式來予以計算出：
J_g=J_r-1
×J_m………(2)其中，J_r-1
為表示測量單元70之反向路徑光學系統的雙折射之Jones矩陣J_r的反矩陣。
下面將解說自藉由測量單元70來測量測量單元70和投射光學系統40之整體雙折射的結果中離析出(減去)系統誤差的方法。校準單元80係自測量單元70之成像光學系統的光學路徑中縮回，並且物鏡707被設置而使得物鏡707的焦點位置(focal position)與投射光學系統40的物點相一致。而且，凹面鏡713被設置而使得由晶圓台55所固持之凹面鏡713的曲率中心和投射光學系統40的影像點相一致。
來自物鏡707之光傳遞經過投射光學系統40，且被凹面鏡713所垂直反射。由凹面鏡713所垂直反射之光再次傳遞經過投射光學系統40，並且經由物鏡707、半反射鏡706、光瞳成像透鏡708、λ/4板709、及分析器710而進入影像感測器711。此時，測量單元70和投射光學系統40之整體雙折射被測量到。
讓J_a為表示測量單元70和投射光學系統40之整體雙折射的Jones矩陣，表示投射光學系統40之雙折射的Jones矩陣J_p可以用下式來予以計算出：J_p=(J_r-1
×J_a×J_g-1
)1/2
………(3)該矩陣之根的計算係和在日本專利公開第2006-214856號中者相同，且其詳細說明將不被陳述於本文中。
照這樣，依據此實施例，有可能藉由實施測量兩次而獲得到測量單元70之正向路徑光學系統和反向路徑光學系統的雙折射，以及目測量單元70和投射光學系統40之整體雙折射中離析出系統誤差。因此，曝光設備1當投射光學系統40被安裝在曝光設備中時，其能夠在短的時間期間準確地測量投射光學系統40之雙折射。
在此實施例中，雖然校準單元80係安裝於光罩台35上，其可以被安裝於投射光學系統40(更明確地說，在構成投射光學系統40之透鏡鏡筒(barrel)的人射表面上)，如圖3所示。在此情況下，需要物鏡707能夠被驅動以便緊位在校準單元80的上方。注意，圖3為顯示依據本發明之一樣態的曝光設備1之示意視圖。
校準單元80可包含以不同角度來予以配置的三個光學單元810a到810c，如圖4所示。在此情況下，光學單元810a到810c係緊位於物鏡707的下方，並測量三個不同的極化偏光參數，藉以計算Jones矩陣。光學單元810a到810c可以被安裝於光罩台35上或在投射光學系統40中。注意，圖4為顯示另一校準單元80之示意剖面圖。
圖5為顯示凹面鏡82之示意剖面圖。光學單元810a包含凹面鏡82、彎折(bending)鏡811a、透鏡812a、極化分束器813a、及反射鏡814a，如圖5所示。如上所述，凹面鏡82被用來測量測量單元70之整體成像光學系統的雙折射。彎折鏡811a、透鏡812a、極化分束器813a、及反射鏡814a被用來測量測量測量單元70之成像光學系統之反向路徑光學系統的雙折射。光學單元810b和810c各自具有和光學單元810a之配置相同的配置，除了它們各自並不具有凹面鏡82以外，且在此將省略其詳細說明。
在測量測量單元70之反向路徑光學系統的雙折射時，光學單元810a被設置而使得彎折鏡811a係緊位於物鏡707的下方。來自物鏡707之光被彎折鏡811a所垂直反射，且進入透鏡812a。透鏡812a上的入射光被準直成準直光，且進入極化分束器813a。在入射光中，由極化分束器813a之角度所決定的線極化光分量撞擊反射鏡814a，反射鏡814a上的人射光係經由極化分束器813a、透鏡812a、及彎折鏡811a而被垂直地反射回到物鏡707。彎折鏡811a和透鏡812a最好係由具有比測量單元70之反向路徑光學系統的雙折射足夠低的雙折射之玻璃材料所做的。有此配置，極化偏光參數變成大約和當將由極化分束器813a所決定的線極化光導引至測量單元70之反向路徑光學系統所取得的極化偏光參數相同。使用光學單元810b和810c來實施相同的測量使其可能從三個極化偏光參數獲得到表示測量單元70之反向路徑光學系統之雙折射的Jones矩陣J_r。測量(計算)表示測量單元70之整體成像光學系統之雙折射的Jones矩陣J_m的方法以及從測量單元70及投射光學系統40之整體雙折射中離析出系統誤差的方法和上述相同。
雖然在此實施例中，光學單元810a包含反射鏡814a，但是反射膜可以被形成在極化分束器813a的出射表面(面向反射鏡814a的表面)上，來代替使用反射鏡814a，而且，透射過極化分束器813a的光可以被垂直地反射，以代替垂直地反射被極化分束器813a所反射的光。
如果彎折鏡811a和透鏡812a不能夠由具有比測量單元70之反向路徑光學系統的雙折射足夠低的雙折射之玻璃材料所做成，則它們的雙折射被事先測量。可以根據彎折鏡811a和透鏡812a的雙折射來計算進入測量單元70之反向路徑光學系統之光的極化偏光狀態。
在曝光設備1的操作方面，首先測量投射光學系統40之雙折射。藉由使用校準單元80來測量測量單元70之雙折射(系統誤差)，並且從藉由測量單元70來測量測量單元70和投射光學系統40之整體雙折射的結果中離析出系統誤差，能夠獲得到投射光學系統40之雙折射，如上所述。當投射光學系統40之雙折射被測量到時，根據測量結果來調整投射光學系統40之雙折射。投射光學系統40之雙折射能夠藉由，舉例來說，使構成投射光學系統40之光學元件繞著光軸轉動或者使其驅動於光軸方向上來予以調整。如上所述，因為測量單元70能夠在短的時間期間準確地測量投射光學系統40之雙折射，所以同樣也能夠在短的時間期間準確地調整投射光學系統40之雙折射。
接著，光罩30的圖案藉由曝光而被轉移至晶圓50上。自光源10所發射出之光藉由照明光學系統20而照明光罩30，載負光罩30之圖案的資訊之光藉由投射光學系統40而形成影像於晶圓50上。如上所述，使用於曝光設備1之投射光學系統40的雙折射被準確地調整，因而達成優異的成像能力。因此，曝光設備1能夠提供具有高生產量(throughput)和良好的經濟效率之高品質的裝置(例如，半導體裝置、LCD裝置、成像感測裝置(例如，CCD)、及薄膜磁頭)。注意，該等裝置之製造係藉由使用曝光設備1而使塗敷有光阻(感光劑)之基板曝光的步驟、及使經曝光之基板顯影的步驟、以及其他已知的步驟。
依據此實施例之校準單元80也可應用於Fizeau干涉儀100，如圖6所示。干涉儀100具有一組態，該組態實行測量投射光學系統40之所透射之波前像差的功能和測量投射光學系統40之雙折射的功能，如同將在稍後所述者。圖6為顯示對其應用校準單元80的Fizeau干涉儀100之示意視圖。
干涉儀100包含λ/2板703、極化器704、擴束器705、半反射鏡706、光瞳成像透鏡708、λ/4板709、分析器710、影像感測器711、空間濾波器712、及凹面鏡713。干涉儀100也包含具有長的相干(coherence)長度之干涉儀光源720，及波前成形針孔721，以便測量所透射之波前像差。干涉儀100也包含所謂的TS透鏡722來代替物鏡707，TS透鏡722具有其曲率中心與透鏡焦點位置一致的最終表面，並且透射進入該最終表面之光的某些分量及反射剩餘的分量。λ/4板709和分析器710係可插入於且可縮回自干涉儀100的光學路徑中。在測量投射光學系統40之所透射的波前像差時，λ/4板709和分析器710係自干涉儀100的光學路徑中縮回。
在測量投射光學系統40之所透射的波前像差時，使用所謂的條紋(fringe)掃描方法，其精微地驅動由晶圓台55所固持之凹面鏡713於z軸方向上且調變相位，凹面鏡713可藉由晶圓台55或者藉由使壓電致動器附接於凹面鏡713來予以驅動，甚至可藉由精微地驅動TS透鏡722於z軸方向上以代替凹面鏡713來調變相位。
在測量投射光學系統40之雙折射時，λ/4板709和分析器710係插入於干涉儀100的光學路徑中。因為校準單元80係安裝在投射光學系統40中，所以TS透鏡722在校準干涉儀100時係緊位於校準單元80的上方。為了藉由干涉儀100來測量投射光學系統40之雙折射，必須去除當藉由驅動空間濾波器712或使用，舉例來說，干涉圖案的平均強度來測量所透射之波前像差時所產生的干涉圖案。一種干涉圖案之去除方法被揭示於日本專利公開第2006-214856號案中，且其詳細說明在此不再贅述。投射光學系統40之雙折射的測量方法及干涉儀100係如上所述。
在已經參照代表性實施例來說明本發明的同時，將會了解到本發明並不限於所揭示之代表性實施例。下面之申請專利範圍的範疇係與最廣泛的釋譯一致，以便包含所有此類的修正及等同之結構和功能。
1．．．曝光設備
10．．．光源
20．．．照明光學系統
30．．．光罩
35．．．光罩台
40．．．投射光學系統
50．．．晶圓
55．．．晶圓台
60．．．控制單元
70．．．測量單元
80．．．校準單元
22．．．成形光學系統
24．．．非相干光學系統
26．．．照明系統
713．．．凹面鏡
701．．．光纖
702．．．光纖埠
703．．．λ/2板
704．．．極化器
705．．．擴束器
706．．．半反射鏡
707．．．物鏡
708．．．光瞳成像透鏡
709．．．λ/4板
710．．．分析器
711．．．影像感測器
712．．．空間濾波器
82．．．凹面鏡
84(84a-84c)．．．凹面鏡
86(86a-86c)‧‧‧稜鏡
810a-810c‧‧‧光學單元
811a‧‧‧彎折鏡
812a‧‧‧透鏡
813a‧‧‧極化分束器
814a‧‧‧反射鏡
100‧‧‧干涉儀
720‧‧‧干涉儀光源
721‧‧‧波前成形針孔
722‧‧‧TS透鏡
圖1係顯示依據本發明其中一樣態之曝光設備的示意視圖。
圖2係顯示圖1所示之曝光設備之校準單元的示意剖面視圖。
圖3係顯示依據本發明其中一樣態之曝光設備的示意視圖。
圖4係顯示圖1所示之曝光設備之另一校準單元的示意視圖。
圖5係顯示圖4所示之校準單元之光學單元的示意剖面視圖。
圖6係顯示對其應用依據此實施例之校準單元的Fizeau干涉儀之示意視圖。
1．．．曝光設備
10．．．光源
20．．．照明光學系統
30．．．光罩
35．．．光罩台
40．．．投射光學系統
50．．．晶圓
55．．．晶圓台
60．．．控制單元
70．．．測量單元
80．．．校準單元
22．．．成形光學系統
24．．．非相干光學系統
26．．．照明系統
713．．．凹面鏡
701．．．光纖
702．．．光纖埠
703．．．λ/2板
704．．．極化器
705．．．擴束器
706．．．半反射鏡
707．．．物鏡
708．．．光瞳成像透鏡
709．．．λ/4板
710．．．分析器
711．．．影像感測器
712．．．空間濾波器
Claims (9)
- 一種曝光設備，包括：投射光學系統，被組構成將由第一台所固持之光罩的圖案投射於由第二台所固持之基板上；測量單元，其包含成像光學系統，該成像光學系統被組構成將已經傳遞經過該投射光學系統之光導引至影像感測器，並且該測量單元被組構來測量該成像光學系統和該投射光學系統的整體雙折射；校準單元，被設置在該投射光學系統的物體平面側上，以便在校準該測量單元時測量該成像光學系統之雙折射，並且被組構成將來自該測量單元的光反射回到該測量單元，而不需使用該投射光學系統；以及計算單元，被組構成從藉由該測量單元來測量該成像光學系統和該投射光學系統之整體雙折射的結果中分離出藉由將該校準單元設置在該投射光學系統的物體平面側上，經由該測量單元所測量到之該成像光學系統的雙折射，藉以計算該投射光學系統之雙折射，其中，該成像光學系統包含正向路徑光學系統和反向路徑光學系統，該正向路徑光學系統被組構成將來自光源的光導引至該投射光學系統，而該反向路徑光學系統則被組構成將已經傳遞經過該投射光學系統之光導引至該影像感測器，設置在該投射光學系統之該物體平面側上的該校準單元將入射光反射回到該測量單元，使得該測量單元測量該 成像光學系統之雙折射，並且設置在該投射光學系統之該物體平面側上的該校準單元將該入射光的至少三個不同線性極化光分量反射回到該測量單元，使得該測量單元測量該反向路徑光學系統的雙折射。
- 如申請專利範圍第1項之設備，其中，該校準單元係安裝在該第一台上。
- 如申請專利範圍第1項之設備，其中，該校準單元係安裝在該投射光學系統中。
- 如申請專利範圍第1項之設備，其中，該校準單元係可插入至及可縮回自該成像光學系統的光學路徑中。
- 如申請專利範圍第1項之設備，其中，該校準單元包含：鏡子，被組構成將該入射光反射回到該測量單元，多個稜鏡，被組構成分別透射該入射光之該至少三個不同的線性極化光分量，及多個鏡子，被組構成將透射過該多個稜鏡之該等光分量反射回到該測量單元。
- 如申請專利範圍第5項之設備，其中，該多個稜鏡之各者包含Wollaston稜鏡。
- 如申請專利範圍第1項之設備，其中：該校準單元包含多個光學單元，各光學單元包含極化分束器及鏡子，該極化分束器被組構成反射該入射光之預定的線性極化光分量，該鏡子被組構成將由該極化分束器 所反射之光分量反射回到該測量單元，該多個光學單元被設置，使得該等極化分束器分別反射該至少三個不同的線性極化光分量，及該多個光學單元的其中一個光學單元另包含鏡子，該鏡子被組構成將該入射光反射回到該測量單元。
- 如申請專利範圍第1項之設備，其中，該計算單元從由該測量單元所測量到之該成像光學系統的雙折射中分離出由該測量單元所測量到之該反向路徑光學系統的雙折射，藉以計算該正向路徑光學系統的雙折射。
- 一種裝置製造方法，包括步驟：使用曝光設備以使基板曝光；及實施該經曝光之基板的顯影程序，其中，該曝光設備包含：投射光學系統，被組構成將由第一台所固持之光罩的圖案投射於由第二台所固持之基板上；測量單元，其包含成像光學系統，該成像光學系統被組構成將已經傳遞經過該投射光學系統之光導引至影像感測器，並且該測量單元被組構來測量該成像光學系統和該投射光學系統的整體雙折射；校準單元，被設置在該投射光學系統的物體平面側上，以便在校準該測量單元時測量該成像光學系統之雙折射，並且被組構成將來自該測量單元的光反射回到該測量單元，而不需使用該投射光學系統；以及計算單元，被組構成從藉由該測量單元來測量該成像 光學系統和該投射光學系統之整體雙折射的結果中分離出藉由將該校準單元設置在該投射光學系統的物體平面側上，經由該測量單元所測量到之該成像光學系統的雙折射，藉以計算該投射光學系統之雙折射，其中，該成像光學系統包含正向路徑光學系統和反向路徑光學系統，該正向路徑光學系統被組構成將來自光源的光導引至該投射光學系統，而該反向路徑光學系統則被組構成將已經傳遞經過該投射光學系統之光導引至該影像感測器，設置在該投射光學系統之該物體平面側上的該校準單元將入射光反射回到該測量單元，使得該測量單元測量該成像光學系統之雙折射，並且設置在該投射光學系統之該物體平面側上的該校準單元將該入射光的至少三個不同線性極化光分量反射回到該測量單元，使得該測量單元測量該反向路徑光學系統的雙折射。
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