TWI422867B - 安排光學模組於量測裝置中之方法及量測裝置 - Google Patents

Description

安排光學模組於量測裝置中之方法及量測裝置

本發明關於安排光學模組於量測裝置中之方法，尤其是針對微影投影曝光裝置的光學模組。再者，本發明關於此類型的量測裝置，以及關於裝設光學模組於微影投影曝光系統之方法。

當生產微影投影曝光系統時，製造商分別生產投影曝光系統的個別光學模組，而僅在客戶處所裝配成投影曝光系統。此類分別生產光學模組可為例如曝光系統之照射光學件或投影物鏡。這些光學模組各包含一系列光學元件，必須相關於彼此由製造商調整，而使光學模組的光學特性對應具有特定容忍度之目標規格。在光學模組中光學元件的調整發生於光學量測裝置。然後在客戶處所將光學模組裝配到投影曝光系統。於此，光學模組一般設置於投影曝光系統中的預定位置。

如上所述，模組的實際光學特性偏離目標規格。具體而言，要裝配的光學模組具有在光學模組內之實際路線偏離想要路線的光學路徑，而於投影曝光系統曝光期間，使得通過光學模組的出射束具有的地點與方位偏離想要地點與想要方位。因此，需要使裝配光學模組的光學特性匹配投影曝光系統的光學路徑。通常是在客戶處所藉由量測具有裝配的光學模組之投影曝光系統的光學參數來實施，並藉由對應地調整投影曝光系統的光學元件來最佳化。然而，此調整程序是非常複雜的，且僅能將投影曝光系統的光學性質最佳化到某種程度。然而，針對投影曝光系統的光學品質要求卻持續地變的越來越嚴苛。

本發明之一目的在於解決上述問題，具體而言在於提供一種可降低在客戶處所調整微影投影曝光系統之複雜度的方法。

根據本發明提供一種安排光學模組(特別是微影投影曝光系統之光學模組)於量測裝置之方法。本方法包含提供輻照系統、參考組件、以及偵測元件於量測裝置，輻照系統用於利用電磁輻射輻照光學模組，偵測元件界定偵測表面，偵測元件相關於參考組件設置於界定位置。再者，根據本發明之方法包含以下步驟：設置光學模組於量測裝置中，而使輻照系統發射的輻射通過光學模組，並照射到偵測表面做為出射束；量測出射束相關於偵測表面之位置；調整光學模組在量測裝置內之位置，而使出射束相關於偵測表面之位置對應想要位置；以及建立位置參數，位置參數界定光學模組相關於參考組件之位置。

再者，根據本發明提供一種調整光學模組(特別是微影投影曝光系統之光學模組)之量測裝置。根據本發明之量測裝置包含：輻照系統，用於利用電磁輻射輻照光學模組；支托裝置，用於支托光學模組，而使輻照系統發射的輻射通過光學模組，並照射到偵測表面做為出射束；參考組件以及偵測模組，偵測模組具有偵測元件，係界定偵測表面。偵測元件設置於相關於參考組件之界定位置，且偵測模組用於量測出射束相關於偵測表面之位置。再者，量測裝置包含調整裝置，用於調整光學模組在量測裝置中之位置，而使出射束相關於偵測表面之位置對應想要位置；以及位置感測系統，用於建立位置參數，位置參數界定光學模組相關於參考元件之位置。

再者，根據本發明提供一種裝設光學模組於微影投影曝光系統之方法。光學模組具有與想要光學特性不同的實際光學特性。根據本發明之方法包含以下步驟：提供位置參數，用於界定光學模組相關於投影曝光系統之參考組件之想要位置，選擇位置參數，使得當設置光學模組於想要位置時，光學模組之實際光學特性符合投影曝光系統在光學模組之後的光學路徑；以及插入光學模組到投影曝光系統，以及藉由相對於參考組件對應地調整光學模組，而設置光學模組於想要位置。

利用根據本發明安排光學模組於量測裝置之方法或根據本發明之量測裝置，考量光學模組的實際光學特性來建立位置參數。這些位置參數界定光學模組相關於量測裝置之參考組件的位置，其中出射束具有相關於偵測元件之想要位置。

偵測元件設置於相關於參考組件之界定位置。關於此點，界定位置為於實施本方法時偵測元件相關於參考組件之位置，即座標位置及/或方位。此可藉由剛性連接偵測元件到參考組件，或裝設偵測元件到參考組件而基本上可移動但在程序當中是鎖在預定位置而達成。再者，偵測組件的位置在量測程序當中亦可為彈性的或持續地量測，例如利用干涉計。於此案例中，當建立位置參數時，可計算地考量個別位置。

由於偵測元件相關於參考組件設置於界定位置，所以由出射束採用而相關於偵測元件之此位置係與參考組件之位置有關聯。根據本發明利用量測裝置所量測出射束相關於偵測器表面之位置，可包含出射束在偵測表面上的地點及/或出射束相對於偵測表面的方位。

已如上所述，利用根據本發明之量測裝置建立的位置參數界定了光學模組相關於量測裝置之參考組件的位置，其中出射束採用相關於偵測元件的想要位置。當在客戶處所裝設光學模組於投影曝光系統時，可使用這些位置參數。

針對此目的，參考組件可提供於投影曝光系統。此參考組件可設置於投影曝光系統內，而相關於光學模組具有與量測裝置之參考組件相同的位置。選替地，投影曝光系統的參考組件亦可具有不同於量測裝置之參考組件的相對位置。於此案例中，若有需要時，量測裝置所建立的位置參數對應地配合。

因此，若需要時配合投影曝光系統的條件，位置參數界定了光學模組於投影曝光系統內之想要位置。此想要位置指明光學模組相關於投影曝光系統之參考組件的位置，其中光學模組的實際光學特性符合投影曝光系統在光學模組之後的光學路徑。於此，光學模組的實際光學特性符合投影曝光系統在光學模組之後的光學路徑，而於投影曝光系統曝光操作期間，使得曝光輻射離開光學模組之出射束於想要位置進入投影曝光系統在光學模組之後的光學路徑。

由於位置參數建立了出射束相關於投影曝光系統之參考組件之地點及/或方位，所以當設置於位置參數所界定的位置時，光學模組的實際光學特性符合投影曝光系統在光學模組之後的光學路徑。然而，針對此目的，光學路徑必須設置在相關於參考組件所界定的地點及/方位。

因此，本發明於裝設投影曝光系統時，可利用量測裝置所建立的位置參數調整位置，而將光學模組定位於投影曝光系統中，使得光學模組的實際光學特性已符合投影曝光系統的光學路徑。因此，有助於針對精細匹配光學模組之實際光學特性，對投影曝光系統之光學元件進一步調整，或甚至是多餘的。此類精細匹配係傳統方法所需的，藉由假設光學模組在投影曝光系統中想要的光學特性，而定位光學模組於投影曝光系統。然後量測光學模組的光學特性，若有的話於此建立的錯誤藉由對應調整光學元件加以補償，其中此錯誤係導致光學模組的實際光學特性偏離想要特性。

由於根據本發明之解決方案廢止或促進精細匹配，大大降低在客戶處所調整投影曝光系統的複雜度。亦可改善投影曝光系統在裝設最終階段的光學特性。

於本發明又一實施例中，出射束相關於偵測表面的位置量測，包含決定出射束在偵測表面之地點，以及調整光學模組在量測裝置內之位置實施為使得至少出射束在偵測表面的地點係對應想要地點。在調整光學模組的位置前，若有需要，亦可調整光學模組的個別光學元件，而使出射束在偵測表面的地點接近想要地點。因此確保光學模組的位置校正範圍維持在可接受的範圍內。

於本發明又一實施例中，出射束相關於偵測表面之位置的量測包含決定出射束相對於偵測表面之方位，以及調整光學模組在量測裝置內之位置實施為使得至少出射束相對於偵測表面的方位係對應想要方位。再者，出射束相關於偵測表面之位置的量測可包含決定出射束在偵測表面之地點，以及決定出射束相對於偵測表面之方位，以及調整光學模組在量測裝置內之位置可實施為使得出射束在偵測表面之地點對應想要地點，以及出射束相對於偵測表面的方位係對應想要方位。在調整光學模組的位置前，若有需要，亦可調整光學模組的個別光學元件，而使出射束相對於偵測表面的方位接近想要方位。因此，也確保光學模組的位置校正範圍維持在可接受的範圍內。

於本發明又一實施例中，量測裝置包含第二偵測元件，係界定第二偵測表面，第二偵測元件相關於參考組件設置於界定座標位置，出射束相關於第一偵測表面之位置的量測包含決定出射束在第一偵測表面之地點，以及決定出射束相對於第二偵測表面之方位，以及調整光學模組在量測裝置內之位置實施為使得出射束在第一偵測表面之地點對應想要地點，以及出射束相對於第二偵測表面的方位係對應想要方位。於此，出射束的定位實施達六個自由度，即高達三個平移自由度與三個旋轉自由度。於個別量測期間，第一偵測表面與第二偵側表面可設置於相同地點。

於本發明又一實施例中，藉由決定光學模組相關於參考組件之地點及/或方位來量測光學模組之位置參數。尤其是分別實施於三個維度。

於本發明又一實施例中，光學模組具有至少一參考元件，以及藉由決定參考元件相關於參考組件在至少一維度之地點來建立光學模組之位置。具體而言，光學模組具有三個參考元件，係設置於例如光學模組的殼體。於此案例中，光學模組相關於參考組件的地點及方位，藉由分別在三個維度量測參考元件而建立。

於本發明又一實施例中，參考元件具有兩個參考表面朝彼此傾斜，利用設置於界定座標位置的至少一距離感測器來取得各相關於參考組件之距離量測。此類距離感測器可為例如色度距離感測器形式，如以下詳細說明所詳述。利用距離感測器取得的距離量測有關於個別參考表面與距離感測器之間的距離。

於本發明又一實施例中，在調整光學模組於量測裝置內之位置時，量測裝置的個別元件相關於彼此維持不變。

於本發明又一實施例中，光學模組用於微影投影曝光系統。投影曝光系統可具體設計為步進掃瞄曝光系統，亦熟知為「掃描機」。根據一方面，光學模組係組態成照射光學件或微影投影曝光系統之投影物鏡。

於本發明又一實施例中，光學模組用於EUV及/或更高頻率波長範圍，尤其是小於100nm之波長，例如13.5nm。於此案例中，光學模組較佳反射地組態，並具有專屬的反射元件。選替地，光學模組亦可用於較長波的波長範圍，例如UV波長範圍，如365nm、248nm、或193nm。

於本發明又一實施例中，量測裝置具有真空腔，且光學模組設置於真空腔中，用於量測出射束之位置。此類型的量測裝置尤其適合於量測針對EUV輻射所設計的光學模組。

於本發明又一實施例中，當量測出射束相關於參考組件之位置時，偵測元件牢靠地設置在位置。如上所述，因此偵測元件設置在相關於參考組件的界定位置。

於本發明又一實施例中，偵測元件組態成光罩，係具有量測標記配置於其上。偵測表面由具有量測標記的光罩表面所形成。於本發明又一實施例中，利用偵測相機，辨識出射束所照到的量測標記。由此決定出射束在偵測表面的地點。

於本發明又一實施例中，出射束在光學模組之聚焦平面及/或瞳平面之輻射分布係利用局部解析感測器來量測。可提供量測資訊，以裝設光學模組於投影曝光系統中。量測資訊可與光學模組位置無關所造成的校正錯誤，一起列入投影曝光系統可能之光學微調的考慮中。

於本發明量測裝置之又一實施例中，調整裝置更具有分別沿三個彼此正交之座標軸移動的三個定位裝置，用以調整光學模組之位置，第一個定位裝置具有沿三個座標軸的第一個座標軸動作的驅動器，第二個定位裝置具有分別沿三個座標軸的第一個座標軸與第二個座標軸動作的驅動器，以及第三個定位裝置具有分別沿所有三個座標軸動作的驅動器。

於本發明裝設光學模組於投影曝光系統之又一方法實施例中，當設置光學模組於位置參數所界定的想要位置時，光學模組之實際光學特性符合投影曝光系統在光學模組之後的光學路徑，而於投影曝光系統的曝光操作期間，使得離開光學模組之曝光輻射的出射束，在想要位置進入投影曝光系統在光學模組之後的光學路徑。想要位置應了解意味出射束的想要地點，即可藉由側向移動出射束到傳播位置的想要位置，及/或可藉由改變出射束傳播位置設定的想要方位。

於本發明又一實施例中，光學模組具有參考元件，而提供的位置參數包含參考元件相關於參考組件之想要座標位置的位置座標，選擇位置座標，使得當設置參考元件於個別想要座標位置時，光學模組係設置於想要座標位置。此類位置座標可提供於所有座標方向。於本發明又一實施例中，參考元件分別具有兩個參考表面朝彼此傾斜，以及參考元件的位置座標係由該等參考表面相關於個別距離感測器之距離值所提供，距離感測器係相關於參考組件設置於界定座標位置。

於本發明又一實施例中，光學模組包含殼體，且參考元件設置在殼體上。

上述根據本發明安排光學模組於量測裝置之方法實施例相關的特徵，可對應地應用於本發明之量測裝置。相對地，上述根據本發明之量測裝置實施例相關的特徵，可對應地應用於本發明方法。再者，關於裝設光學模組於投影曝光系統之方法所述的特徵，可應用於本發明安排光學模組於量測裝置之方法或本發明之量測裝置。

於以下所述之例示實施例中，結構或功能上類似的元件儘可能提供相同或類似的參考符號。因此，為了瞭解特定例示實施例之個別元件的特徵，應參考其他例示實施例之說明或參考本發明的一般說明。

圖1顯示根據本發明針對光學模組12之量測裝置10之例示實施例。光學模組12組態為微影投影曝光系統之照射光學件。選替地，投影曝光系統或其他光學系統之投射光學件形式之光學模組12亦可於量測裝置10中量測。

根據圖1為照射光學件形式之光學模組12，係針對極紫外光波長範圍(EUV)的操作來設計，因此僅包含反射光學元件14。EUV波長範圍包含波長小於100nm的輻射，尤其是波長為13.5nm的輻射。

量測裝置10包含輻照系統20，利用具有針對光學模組12之操作波長設計之電磁輻射24來輻照光學模組12。於此案例中，為EUV輻射。然而，根據光學模組12，亦可使用其他波長，例如在UV波長範圍的波長，如365nm、248nm、或193nm。輻照系統20包含輻射源22(於此例中用於產生電磁輻射24)、在輻射源22下游之外來體濾波器23、將輻射24聚焦到光學模組12直接上游孔徑28之集光器26。由於所述案例中，電磁輻射的波長是在EUV範圍內，所以量測裝置10包含真空腔16，其殼體15包覆輻照系統20與光學模組12。

光學模組12設置於三個定位裝置40上，而於圖1僅繪示其中兩個。於此定位裝置40定位成使得通過孔徑28後，電磁輻射24進入光學模組12，通過光學模組12，然後照射到偵測表面33作為出射束31。於此，光學模組12讓電磁輻射24通過的光學路徑，係對應配備有光學模組之投影曝光系統於操作期間讓對應曝光輻射通過的光學路徑。

偵測表面33由偵測元件32所形成，為量測光罩或量測遮罩形式。量測光罩包含複數量測標記34設置於偵測表面33。量測裝置10更包含參考組件30，為所謂的計量框形式。偵測元件32設置於相關於參考組件30的界定位置，即量測時所知的偵測元件30相關於參考組件30的位置。因此，偵測元件32可例如剛性連接到參考組件30。選替地，偵測元件32亦可移動地相關於參考組件30裝設，當實施於下所述之量測時，偵測元件32的偏移位置為已知。此可藉由例如將針對量測之偵測元件32機械地設置於預先指定的位置，例如卡合位置，而進行實施。選替地，相關於參考組件30的位置亦可在量測期間，利用距離感測器(例如干涉計)持續地決定。

以上述方式將光學模組12設置於量測裝置10後，決定出射束31相關於偵測表面33的位置。如圖1之實施例所示，藉由決定出射束31在偵測表面33的地點來進行。為此目的，就針對EUV輻射所設計的光學模組之案例而言，偵測元件32包含延伸過偵測表面33之量子轉換器，而將EUV輻射轉變成可見光。量測裝置10更包含與偵測元件32上方之腔殼18整合之檢視玻璃38以及設置於檢視玻璃38上之相機35。相機35係針對可見光設計的。由於出射束31具有有限的截面積，所以偵測表面33僅有限的區域被出射束31所輻照。藉由相機35，僅辨識出被出射束31所輻照的量測標記34。因此，相機35從量測標記34「讀取」出射束31在偵測表面33的地點，以相關於參考組件30。相機35與偵測元件32因此形成偵測模組36，用於決定出射束31的地點。

偵測模組36亦可組態成適合用於決定出射束31在偵測表面33平面的地點之任何其他方式。於一實施例，舉例而言，局部解析感測器可設置於偵測表面33的平面。此類型的局部解析感測器可為在偵測表面33之平面內可移動的偵測器，或設計成二維相機的形式。

用於量測出射束31位置的偵測模組36可額外地或選替地組態如圖2所示。於圖2之實施例中，偵測模組36設計成決定出射束31相關於偵測表面54的方位。偵測表面54為第二偵測元件52之下側，為孔徑形式。較佳地，偵測表面54設置在與圖1之偵測表面33相同的平面。偵測元件52之上設置量測光罩56，其可設計成類似於偵測元件32，亦為量測光罩的形式。

量測光罩56與偵測元件52皆分別設置於關於參考組件30之界定位置。因此，也界定了量測光罩56與偵測元件52相關於彼此的位置。根據本發明之一實施例，圖1之偵測元件32亦可用作為量測光罩56。於此實施例中，進行圖1之量測位置的局部量測後，偵測元件32根據圖2之座標系統向上移動於Z軸，且孔徑形式的偵測元件52設置於偵測元件32的原本位置。藉由移動於X-Y平面來定位偵測元件52，而使出射束31通過孔徑的開口。

類似於圖1對地點的決定，藉由辨識出量測光罩56之對應輻照的量測標記34，來決定出射束31在量測標記34上的地點。然後由偵測元件52之孔徑開口的地點與出射束31在量測光罩56上的地點，來建立出射束31相關於偵測表面54的方位。如上所述，根據本發明一實施例，藉由決定出射束31在偵測表面33之地點，以及出射束31相關於偵測表面54(係延伸於與偵測表面33相同的平面)之方位，來決定出射束相關於偵測表面33及54的位置。選替地，亦可只決定出射束31的地點或出射束31的方位。

針對出射束31相關於偵測表面33及54之位置，提供想要位置。將想要位置選擇為，當光學模組12裝設到微影投影曝光系統並對應調整光學模組12之位置時，出射束31匹配投影曝光系統在光學模組12之後的光學路徑。針對此目進行光學模組12於投影曝光系統中所需的調整於下詳述。

為了建立光學模組12的位置，量測裝置10包含調整裝置42，其包含三個上述的定位裝置40。定位裝置40配置成使光學模組12可在六個自由度上調整，即三個平移自由度以及三個旋轉自由度。圖1之調整裝置42組態成使得光學模組12可移動於X軸、Y軸、及Z軸方向，且可繞X軸、Y軸、及Z軸傾斜。光學模組12調整成對準出射束31，而使出射束31的位置對應想要位置。於此，舉例而言，僅出射束31的地點可對應偵測表面33上的想要地點。此外或選替地，出射束31的方位可對應相關於偵測表面54的想要方位。在調整光學模組12的位置之前，若有需要，亦可調整光學模組12的個別光學元件，而使出射束31的位置在接近想要位置的區域。

調整之後，光學模組12位在想要位置。根據本發明，然後建立位置參數，其界定光學模組12相關於參考組件30的此位置。為此目的，量測裝置10包含位置感測系統48，於所示實施例中，其包含三對色度距離感測器46。距離感測器46分別牢接到參考組件30。

圖4以部分三維視圖顯示圖1及圖2之部分量測裝置10，詳細顯示距離感測器46。光學模組12在殼體15上側具有三個參考元件44，分別為稜鏡形式，且兩個參考元件朝彼此傾斜。兩個距離感測器46指派到各參考元件44。這些距離感測器46分別導向相關參考元件44的參考表面45之一。

參考元件44配置於光學模組12的殼體15上，使得利用個別參考表面45相關於指派的距離感測器46之距離量測，可在所有六個自由度量測光學模組12相關於參考組件30之位置。於此範例顯示，兩個參考元件44對準於相同方向且設置成相對於彼此於X方向偏移。第三參考元件44相關於頭兩個參考元件44在Y方向偏移並旋轉90°。

舉例而言，距離感測器46可為色度距離感測器形式。利用色度距離感測器，白光聚焦到量測物件，於此為參考表面45形式。焦點隨著波長變化。就量測物件確實在焦點的波長而言，大部分的光反射回到量測頭，而就其他波長的光而言則相應地較少。分析反射回到量測頭之光的光譜分布，藉此決定量測頭與量測物件間的距離。利用距離感測器46建立之光學模組12的位置參數，界定光學模組於X、Y、及Z方向的位置座標，以及光學模組12相關於X、Y、及Z軸分別相關於參考組件30的傾斜位置。

再者，圖4顯示利用附接桿62將參考組件30懸置於腔殼18之實施例。參考符號60表示光學量測頭，其代表量測出射束31的量測感測器，尤其是針對圖1及圖2之偵測模組36。

量測頭60亦可含有局部解析感測器58，如圖3所示。圖3之局部解析感測器58用作為量測出射束於光學模組12之聚焦平面或場平面的照射均勻性。再者，利用局部解析感測器58，亦可量測在光學模組12之瞳內的輻射分布。為此目的，感測器58移動到相關於聚焦平面偏移的平面。局部解析感測器58可為二維強度感測器形式，例如相機，或具有可二維移動的點感測器。

圖5示意地顯示圖4之定位裝置40之一的結構。定位裝置40設置成主體在量測裝置10之腔殼18的外部。腔殼18在其下方具有針對各定位裝置40的凹槽19，而以定位裝置40之柱塞形式的控制元件64可透過凹槽19進入真空腔16。柱塞64為定位於Z方向之條棒形式，且利用由波紋管式密封件66從腔殼18密封，而使真空腔16保持為氣密式密封。

如圖8所示，控制元件的尖端為軸承81形式，用於支撐光學模組12。軸承81包含三個球形片段82，相關於彼此設置，而使附接到光學模組12之殼體15的半球84可傾斜地裝設到球形片段。

圖5之定位裝置40包含數個偏移模組，用於沿三個座標軸移動控制元件64。第一偏移模組68用於沿X軸移動控制元件。偏移模組70用於沿Y軸移動控制元件，且鄰近控制元件。偏移模組68及70利用滾珠軸承分別卡合條棒的殼體。定位裝置40更包含偏移模組72，係利用滾珠軸承卡合條棒形控制元件64的下端，以移動控制元件64於Z方向。

圖7顯示十字桌形式之定位模組74，其具有於Y方向延伸的運行軌76，供移動滑件78可移動地裝設於其上。接著，於X方向對準的不同偏移桿80設置於移動滑件78上。此類型的定位裝置74可例如整合到定位裝置40，以實施偏移模組68及70的功能。

根據本發明一實施例，圖4之定位裝置40配備有圖6所示的功能性。三個定位裝置40於下稱定位裝置40a、40b、及40c，其每一個具有針對沿X軸、Y軸、及Z軸之移動的導引件。定位裝置40a額外具有針對平行Z軸(Z1)、平行X軸(X1)、及平行Y軸(Y1)之移動的驅動器。定位裝置40b具有針對平行Z軸(Z2)及平行Y軸(Y2)之移動的驅動器。定位裝置40c僅具有針對平行Z軸(Z3)之移動的驅動器。

定位裝置40a、40b、及40c設置於光學模組12的殼體15下側，而藉由驅動定位裝置40a於±X1方向，移動光學模組12於±X方向。為了移動光學模組12於±Y方向，實施驅動器，而利用定位裝置40a驅動於±Y1方向，以及利用定位裝置40b驅動於±Y2方向。可藉由以下驅動方向而實施光學模組12繞Z軸旋轉：+Y1、-Y2或-Y1、+Y2。再者，光學模組12亦可利用定位裝置40a、40b、及40c而移動於Z軸方向或繞X軸或Y軸傾斜。

如上所述，當裝設光學模組12於圖9之投影曝光系統110時，可根據本發明使用藉由量測裝置10之位置感測系統48所建立的位置參數，來界定光學模組相關於參考組件30的位置。

如上所述，位置參數界定光學模組12相關於量測裝置10之參考組件30的想要位置，而選擇想要位置，使得當設置光學模組12於投影曝光系統110之想要位置時，光學模組之實際光學特性符合投影曝光系統110在光學模組12之後的光學路徑。換言之，將想要位置界定為使得光學模組12對應地裝設於投影曝光系統110時，出射束31匹配投影曝光系統110中光學模組12之後的光學路徑。

然而，為此目的，光學模組12的位置必須在投影曝光系統110中對應地調整。為此目的，投影曝光系統110包含參考組件130，其類似於量測裝置10之參考組件30，其上供設置類似於位置感測系統48之位置感測系統148及對應的距離感測器146。於量測期間利用量測裝置10產生的位置參數於本案例中包含：參考元件44之參考表面45之個別距離感測器146在光學模組12上之個別距離值。

光學模組12利用類似於量測裝置10之調整裝置42的調整裝置142定位，而使利用位置感測系統148量測的位置參數對應於量測裝置10量測的位置參數。因此，光學模組12的想要位置可相對於參考組件130來設定。選替地，想要位置也可利用校正計來設定。

根據本發明，針對投影曝光系統110中之光學模組12，位置參數利用量測裝置10來決定，其符合光學模組12的實際光學特性。具體而言，位置參數匹配出射束31的實際位置。當決定位置參數時，將生產技術原因有關的出射束31的位置變異列入考量。因此不再需要重新調整光學模組12中的個別光學元件或投影曝光系統中的其他元件來校正這些變異。

圖9之投影曝光系統110包含輻照系統120，用於產生電磁輻射124，於本例中為EUV波長範圍。光學模組12於本例中作為投影曝光系統110之照射光學件。通過光學模組12的出射束131照射到光罩桌150所支托的光罩152或遮罩。在光罩152上反射輻射後，輻射通過具有複數反射光學元件156之投影物鏡154，然後照射到晶圓形式的基板158。基板158由基板桌160所支托。於投影曝光系統110的曝光操作期間，光罩桌150及基板桌160皆同步移動，因而將光罩152的區域成像到基板158。圖9之投影曝光系統110為步進掃瞄投影曝光系統，其操作模式為熟此技藝者所熟知。

10．．．量測裝置

12．．．光學模組

14．．．反射光學元件

15．．．殼體

16．．．真空腔

18．．．腔

19．．．凹槽

20．．．輻照系統

22．．．輻射源

23．．．外來體濾波器

24．．．電磁輻射

26．．．集光器

28．．．孔徑

30．．．參考組件

31．．．出射束

32．．．偵測元件

33．．．偵測表面

34．．．量測標記

35．．．相機

36．．．偵測模組

38．．．檢視玻璃

40、40a、40b、40c．．．定位裝置

42．．．調整裝置

44．．．參考元件

45．．．參考表面

46．．．距離感測器

48．．．位置感測系統

52．．．偵測元件

54．．．偵測表面

56．．．量測光罩

58．．．局部解析感測器

60．．．量測頭

62．．．附接桿

64．．．控制元件

66．．．波紋管式密封件

68．．．X方向偏移模組

70．．．Y方向偏移模組

72．．．Z方向移動之驅動構件

74．．．定位模組

76．．．運行軌

78．．．移動滑件

80．．．偏移桿

81．．．軸承

82．．．球形片段

84．．．半球

110．．．投影曝光系統

120．．．輻照系統

124．．．電磁輻射

130．．．參考組件

131．．．出射束

140．．．定位裝置

142．．．調整裝置

146．．．距離感測器

148．．．位置感測系統

150．．．光罩桌

152．．．光罩

154．．．投影物鏡

156．．．反射光學元件

158．．．基板

160．．．基板桌

藉由所附圖式更詳細說明本發明，其中：

圖1為根據本發明針對光學模組之量測裝置之實施例，係具有用以決定自光學模組射出之光束地點的偵測模組、位置感測系統、以及調整裝置；

圖2為圖1之量測裝置，係具有決定自光學模組射出之光束方位之偵測模組；

圖3為根據圖1或圖2之量測裝置，係具有量測自光學模組射出之光束之局部解析感測器；

圖4為根據圖1至圖3之任一量測裝置之位置感測系統及調整裝置之第一實施例；

圖5為根據圖4之調整裝置所包含之定位裝置之詳細圖式；

圖6為根據圖4之量測裝置之定位裝置之移動與驅動方向之自由度；

圖7為根據本發明實施例中圖4之調整裝置的部分視圖；

圖8為根據圖5用於支撐光學模組之定位裝置之軸承之截面圖；以及

圖9為具有光學模組設置於其中之微影投影曝光系統之極度簡化示意圖。

10．．．量測裝置

12．．．光學模組

14．．．反射光學元件

15．．．殼體

16．．．真空腔

18．．．腔

20．．．輻照系統

22．．．輻射源

23．．．外來體濾波器

24．．．電磁輻射

26．．．集光器

28．．．孔徑

30．．．參考組件

31．．．出射束

32．．．偵測元件

33．．．偵測表面

34．．．量測標記

35．．．相機

36．．．偵測模組

38．．．檢視玻璃

40．．．定位裝置

42．．．調整裝置

44．．．參考元件

46．．．距離感測器

48．．．位置感測系統

Claims (24)

1. 一種將一光學模組封裝於用於微影之一投影曝光系統之方法，包含：提供一輻照系統、一參考組件、以及一偵測元件於一量測裝置，該量測裝置係外部於該投影曝光系統，該輻照系統用於利用電磁輻射輻照該光學模組，該偵測元件界定一偵測表面，該偵測元件相關於該參考組件而設置於一界定位置；設置該光學模組於該量測裝置中，而使該輻照系統發射的輻射通過該光學模組，並照射到該偵測表面做為一出射束；量測該出射束相關於該偵測表面之一位置；調整該光學模組在該量測裝置內之位置，而使該出射束相關於該偵測表面之位置對應一想要位置；以及建立位置參數，該位置參數界定該光學模組相關於該參考組件之位置；以及使用所述建立的位置參數將一光學模組封裝於該投影曝光系統。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該出射束相關於該偵測表面之位置的量測包含決定該出射束在該偵測表面之地點，以及調整該光學模組在該量測裝置內之位置實施為使得至少該出射束在該偵測表面的地點係對應一想要地點。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該出射束相關於該偵測表面之位置的量測包含決定該出射束相對於該偵測表面之方位，以及調整該光學模組在該量測裝置內之位置實施為使得至少該出射束相對於該偵測表面的方位係對應一想要方位。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該量測裝置包含一第二偵測元件，係界定一第二偵測表面，該第二偵測元件相關於該參考組件設置於一界定座標位置，該出射束相關於該第一偵測表面之位置的量測包含決定該出射束在該第一偵測表面之地點，以及決定該出射束相對於該第二偵測表面之方位，以及調整該光學模組在該量測裝置內之位置實施為使得該出射束在該第一偵測表面之地點對應一想要地點，以及該出射束相對於該第二偵測表面的方位係對應一想要方位。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中藉由決定該光學模組相關於該參考組件之地點及/或方位來量測該光學模組之位置參數。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光學模組具有至少一參考元件，以及藉由決定該參考元件相關於該參考組件在至少一維度之地點來建立該光學模組之位置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該參考元件具有兩個參考表面朝彼此傾斜，利用設置於一界定座標位置的至少一距離感測器來取得各相關於該參考組件之一距離量測。
8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中在調整該光學模組在該量測裝置內之位置時，該量測裝置的個別元件相關於彼此維持不變。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光學模組用於針對微影之一投影曝光系統。
10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光學模組係組態成照射光學件或針對微影之一投影曝光系統之一投影物鏡。
11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光學模組用於EUV及/或更高頻率波長範圍。
12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該量測裝置具有真空腔，且該光學模組設置於該真空腔中，用於量測該出射束之位置。
13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中當量測該出射束相關於該參考組件之位置時，該偵測元件牢靠地設置在適當的位置。
14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該偵測元件組態成一光罩，該光罩具有量測標記配置於其上。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中利用一偵測相機，辨識出該出射束所照到的該量測標記，以及由此決定該出射束在該偵測表面的地點。
16. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該出射束在該光學模組之聚焦平面及/或一瞳平面之輻照分布係利用一局部解析感測器來量測。
17. 一種針對一光學模組之量測裝置，包含：一輻照系統，用於利用電磁輻射輻照該光學模組； 一支托裝置，用於支托該光學模組，而使該輻照系統發射的輻射通過該光學模組，並照射到一偵測表面做為一出射束；一參考組件；一偵測模組，具有一偵測元件，係界定該偵測表面，該偵測元件相關於該參考組件設置於一界定位置，且該偵測模組用於量測該出射束相關於該偵測表面之一位置；一調整裝置，用於調整該光學模組在該量測裝置中之位置，而使該出射束相關於該偵測表面之位置對應一想要位置，其中該調整裝置更具有分別沿彼此正交之三個座標軸移動的三個定位裝置，用以調整該光學模組之位置，該三個定位裝置中之一第一個定位裝置具有沿該三個座標軸中之一第一個座標軸動作的一驅動器，該三個定位裝置中之一第二個定位裝置具有分別沿該三個座標軸中之該第一個座標軸與一第二個座標軸動作的驅動器，以及該三個定位裝置中之一第三個定位裝置具有分別沿所有該三個座標軸動作的驅動器；以及一位置感測系統，用於建立位置參數，該位置參數界定該光學模組相關於該參考元件之位置。
18. 如申請專利範圍第17項所述之量測裝置，用於實施申請專利範圍第1項所述之方法。
19. 一種用以裝設一光學模組於用於微影之一投影曝光系統之方法，該光學模組具有與想要光學特性不同的實際光學特性，該方法包含：提供位置參數，用於界定該光學模組相關於該投影曝光系統之一參考元件之一想要位置，選擇該位置參數，使得當設置該光學模組於該想要位置時，該光學模組之實際光學特性符合 該投影曝光系統在該光學模組之後的光學路徑；以及插入該光學模組到該投影曝光系統，以及藉由相對於該參考組件對應地調整該光學模組，而設置該光學模組於該想要位置，其中該位置參數係於該光學模組插入到該投影曝光系統之前被提供。
20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中當設置該光學模組於該位置參數所界定的該想要位置時，該光學模組之實際光學特性符合該投影曝光系統在該光學模組之後的光學路徑，而於該投影曝光系統的曝光操作期間，使得曝光輻射離開該光學模組之一出射束於一想要位置進入該投影曝光系統在該光學模組之後的光學路徑。
21. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該光學模組具有參考元件，而提供的該位置參數包含該參考元件相關於該參考組件之想要座標位置的位置座標，選擇該位置座標，使得當設置該參考元件於個別想要座標位置時，該光學模組係設置於該想要座標位置。
22. 如申請專利範圍第21項所述之方法，其中該參考元件分別具有兩個參考表面朝彼此傾斜，以及該參考元件的位置座標係由該等參考表面相關於個別距離感測器之距離值所提供，該距離感測器係相關於該參考組件設置於界定座標位置。
23. 如申請專利範圍第21項所述之方法，其中該光學模組包含一殼體，且該參考元件設置在該殼體上。
24. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中用於界定該光學模組之該想要位置之該位置參數，係利用如申請專利範圍第1項所述之方法來建立。