TWI424281B - 微影裝置及元件製造方法 - Google Patents

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TWI424281B TW099117465A TW99117465A TWI424281B TW I424281 B TWI424281 B TW I424281B TW 099117465 A TW099117465 A TW 099117465A TW 99117465 A TW99117465 A TW 99117465A TW I424281 B TWI424281 B TW I424281B
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Description

微影裝置及元件製造方法
本發明係關於一種判定一編碼器類型位置量測系統之一柵格板中之一缺陷之方法、一種使用一編碼器類型位置量測系統之位置量測方法，及一種包括此編碼器類型位置量測系統之微影裝置。
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。在此情況下，圖案化元件(其或者被稱作光罩或比例光罩)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，包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。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。習知微影裝置包括：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輻照每一目標部分；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輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化元件轉印至基板。
在已知微影裝置中，使用位置感測器來量測可移動物件(諸如基板台及圖案化元件支撐件)之位置。以高準確度且通常在多個自由度上量測此位置。
用於諸如微影裝置載物台系統之載物台系統中的位置量測系統為編碼器類型感測器，其包括編碼器頭及柵格板。編碼器頭包括用以將光發射朝向柵格板上之量測部位的光源，及用以接收藉由柵格板反射之光的許多偵測器。基於藉由兩個或兩個以上偵測器接收之光之間的相位差，可判定可移動物件相對於柵格板之位置。
此編碼器類型位置量測系統可以高準確度且在多個自由度上提供可移動物件之位置。一個編碼器頭可能能夠在一或多個自由度上判定一位置。編碼器系統為二維編碼器量測系統，其中編碼器頭可在平行於柵格板之方向及垂直於柵格板之方向的方向兩者上量測其相對於柵格板之位置。此等編碼器頭中之三者提供可在六個自由度上量測可移動物件相對於柵格板之位置的系統。
歸因於柵格板之製造程序，柵格或光柵可包括缺陷。詳言之，柵格板之反射率可歸因於此缺陷而在特定部位處出現偏差。此等缺陷可導致不準確位置量測且因此係不當的。為了避免不準確位置量測，在柵格板之生產程序期間的要求極高，且僅有限數目個所生產之柵格板具有足以用於微影裝置中之品質。結果，柵格板之成本相當高。
此外，在使用期間，可能會存在缺陷，例如，歸因於污染、清潔或物理損害。又，此等缺陷可導致使用其之可移動物件之不準確位置量測。
需要提供一種判定一編碼器類型位置量測系統之一柵格板中之一缺陷之方法，及一種使用一編碼器類型位置量測系統之位置量測方法，其中可考量在一柵格板中缺陷之存在。此外，需要提供一種包括用於執行此方法之一編碼器類型位置量測系統之微影裝置。
根據本發明之一實施例，提供一種判定一編碼器類型位置量測系統之一柵格板中之一缺陷之方法，該方法包括：提供至少一編碼器類型位置量測系統以量測一可移動物件相對於另一物件之一位置，該編碼器類型位置量測系統包括一柵格板及一編碼器頭，其中該柵格板安裝於該可移動物件及該另一物件中之一者上，且該編碼器頭安裝於該可移動物件及該另一物件中之另一者上，該編碼器頭至少包括經組態以將一輻射光束發射朝向該柵格板上之一量測部位的一輻射源，及各自經組態以量測藉由該柵格板反射之輻射光束之量的兩個或兩個以上偵測器；量測在該兩個或兩個以上偵測器中之每一者上反射之輻射光束之量；使用在該兩個或兩個以上偵測器上該經反射輻射光束之一組合輻射光束強度來判定表示在該量測部位處該柵格板之反射率的一反射率信號；及基於該柵格板之該反射率信號來判定在該量測部位處一缺陷之存在。
根據本發明之一實施例，提供一種使用一編碼器類型位置量測系統之位置量測方法，該方法包括：提供至少一編碼器類型位置量測系統以量測一可移動物件相對於另一物件之一位置，該編碼器類型位置量測系統包括一柵格板及一編碼器頭，其中該柵格板安裝於該可移動物件及該另一物件中之一者上，且該編碼器頭安裝於該可移動物件及該另一物件中之另一者上，該編碼器頭至少包括經組態以將一輻射光束發射朝向該柵格板上之一量測部位的一輻射源，及各自經組態以量測藉由該柵格板反射之輻射光束之量的兩個或兩個以上偵測器；及量測在該兩個或兩個以上偵測器中之每一者上反射之輻射光束之量；基於輻射光束之該等經量測量來判定該編碼器頭相對於該柵格板之一位置；及在該經量測位置中補償該柵格板中之一缺陷之效應。
根據本發明之一實施例，提供一種判定一編碼器類型位置量測系統之一柵格板中之一缺陷之方法，該方法包括：提供至少一編碼器類型位置量測系統以量測一可移動物件相對於另一物件之一位置，該編碼器類型位置量測系統包括一柵格板及一編碼器頭，其中該柵格板安裝於該可移動物件及該另一物件中之一者上，且該編碼器頭安裝於該可移動物件及該另一物件中之另一者上，該編碼器頭至少包括經組態以將一輻射光束發射朝向該柵格板上之一量測部位的一輻射源，及各自經組態以量測藉由該柵格板反射之輻射光束之量的兩個或兩個以上偵測器；及判定該兩個或兩個以上偵測器相對於該柵格板之至少兩個不同角度的至少兩個位置誤差圖(position error map)，且自該至少兩個位置誤差圖提取一缺陷圖。
根據本發明之一實施例，提供一種微影裝置，該微影裝置包括：一照明系統，其經組態以調節一輻射光束；一支撐件，其經建構以支撐一圖案化元件，該圖案化元件能夠在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板；一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上，及一位置量測系統，其用以量測該微影裝置之一可移動物件之一位置，該位置量測系統包括至少一編碼器系統，該至少一編碼器系統包括一柵格板及一編碼器頭，該編碼器頭至少包括兩個偵測器以在一量測部位處量測藉由該柵格板反射之一輻射光束，其中該編碼器系統經組態以使用基於藉由該兩個或兩個以上偵測器量測之該經反射輻射光束的一組合輻射光束強度來判定在該量測部位處該柵格板之反射率。
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，對應元件符號指示對應部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。該裝置包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或任何其他適當輻射)；圖案化元件支撐件或支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化元件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位該圖案化元件之第一定位元件PM。該裝置亦包括基板台(例如，晶圓台)WT或「基板支撐件」，其經建構以固持基板(例如，塗佈抗蝕劑之晶圓)W，且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位該基板之第二定位元件PW。該裝置進一步包括投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將藉由圖案化元件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用以引導、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
圖案化元件支撐件以取決於圖案化元件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化元件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化元件。圖案化元件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化元件。圖案化元件支撐件可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。圖案化元件支撐件可確保圖案化元件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化元件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化元件」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產生圖案的任何元件。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，則圖案可能不會確切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產生之元件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化元件可為透射或反射的。圖案化元件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的，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。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
本文中所使用之術語「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，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文中對術語「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，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台或「基板支撐件」(及/或兩個或兩個以上光罩台或「光罩支撐件」)的類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台或支撐件，或可在一或多個台或支撐件上進行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型：其中基板之至少一部分可藉由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，圖案化元件(例如，光罩)與投影系統之間。浸沒技術可用以增加投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸沒」不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
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時，輻射源與微影裝置可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包括(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為水銀燈時，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BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括經組態以調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。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佈。
輻射光束B入射於被固持於圖案化元件支撐件(例如，光罩台)MT上之圖案化元件(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化元件而圖案化。在橫穿圖案化元件(例如，光罩)MA後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位元件PW及位置感測器，基板台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分C定位在輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位元件PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)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B之路徑來準確地定位圖案化元件(例如，光罩)MA。一般而言，可憑藉形成第一定位元件PM之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化元件支撐件(例如，光罩台)MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或「基板支撐件」之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下，圖案化元件支撐件(例如，光罩台)MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用圖案化元件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化元件(例如，光罩)MA及基板W。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(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於圖案化元件(例如，光罩)MA上之情形中，圖案化元件對準標記可位於該等晶粒之間。
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，使圖案化元件支撐件(例如，光罩台)MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT或「基板支撐件」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，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的大小。
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，同步地掃描圖案化元件支撐件(例如，光罩台)MT或「光罩支撐件」及基板台WT或「基板支撐件」(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT或「基板支撐件」相對於圖案化元件支撐件(例如，光罩台)MT或「光罩支撐件」之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次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，使圖案化元件支撐件(例如，光罩台)MT或「光罩支撐件」保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化元件，且移動或掃描基板台WT或「基板支撐件」。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT或「基板支撐件」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元件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件(諸如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文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。
在圖1之微影裝置中，提供編碼器類型位置量測系統PMS以量測基板台WT之位置。該編碼器類型位置量測系統經組態以在六個自由度上判定基板台WT之位置。出於此原因，將多個編碼器頭EH提供於基板台WT上，且將柵格板GP安裝於微影裝置之框架(例如，所謂的度量衡框架)上。
柵格板GP為包括柵格或光柵之物件，且不必為板狀。柵格板GP可為具備柵格或光柵之任何物件，其用以使用編碼器頭EH來量測可移動物件之位置。
圖1所示之編碼器頭EH能夠在兩個方向上判定其相對於柵格板之位置，一個方向實質上平行於柵格板GP上之柵格或光柵，且一個方向實質上垂直於柵格板GP。在用於微影裝置之可移動物件之位置量測系統的替代實施例中，一或多個編碼器頭可提供於微影裝置之框架上，且一或多個柵格板可提供於可移動物件上。
圖2展示編碼器頭EH及柵格板GP之一實施例的示意圖。舉例而言，編碼器頭EH與柵格板GP之此組合係購自德國特勞恩羅伊特之DR. JOHANNES HEIDENHAIN公司。編碼器頭EH包括：光源LS，其可被廣泛地稱為「輻射源」；聚光器CD，其用以使藉由光源發射之光或輻射光束聚光；掃描光罩SR；及三個偵測器DET，例如，伏打電池。
光源或輻射源LS將光或輻射光束發射朝向掃描光罩SR。掃描光罩SR包括對應於提供於柵格板GP上之光柵的光柵。當光或輻射波傳遞通過掃描光罩SR時，其被繞射成具有大致相等發光強度的級為+1、0及-1之三種分波。
藉由柵格板GP繞射該等分波，使得在經反射繞射級+1及-1中得到大部分發光強度。此等分波在掃描光罩SR之相位光柵處再次相遇，在此處，該等分波被再次繞射且進行干涉。此情形產生在不同角度下離開掃描光罩SR之基本上三個波列。
藉由三個偵測器DET接收三個波列，偵測器DET可將交變光或輻射光束強度轉換成電信號。基於此等電信號，可判定在平行於編碼器頭EH之方向上柵格板GP之位置之改變，且因此，可以高準確度判定在此方向上編碼器頭EH相對於柵格板GP之相對位置。
在位置量測中，使用如藉由每一偵測器俘獲之光輻射光束強度之改變來判定位置之改變。需要使在柵格板中不存在缺陷，或至少需要使存在於柵格板GP中之缺陷係已知的，使得可考量該等缺陷。本發明之一實施例提供一種用於偵測柵格板中之缺陷且用於考量此等缺陷之方法。
柵格板之反射率係與落在偵測器DET上之光或輻射光束之量有關。因此，藉由量測在三個偵測器DET上接收之光或輻射光束之量，且使用經反射光或輻射光束之組合光或輻射光束強度(例如，落在該等偵測器上之光或輻射光束之總量)，可判定表示在量測部位處柵格板之反射率的信號。
應注意，代替藉由三個偵測器接收之光或輻射光束之總量，亦可使用藉由該等偵測器接收之光或輻射光束強度之另一組合來判定表示柵格板GP之反射率的信號。
可使用柵格板GP之此反射率來判定在量測部位(亦即，藉由柵格板GP反射光源或輻射源LS之光或輻射光束的柵格板GP之部位)處缺陷之存在。通常，柵格板GP中之缺陷將導致在該缺陷之部位處柵格板GP之反射率之變化。通常，在缺陷之部位處的反射率將小於在無缺陷的柵格板GP上之部位處的反射率。因此，舉例而言，當柵格板GP之反射率低於臨限位準，而此柵格板GP之正常反射率高於此臨限位準時，可判定存在缺陷。當知曉此缺陷之部位時，可預測該量測部位處之不準確位置量測。柵格板之反射率可取決於量測該反射率所在之方向。
藉由在多個量測部位處(較佳地，遍及柵格板GP之整個表面)量測柵格板之反射率，可提供柵格板GP之反射率量變曲線(reflectivity profile)。藉由比較此反射率量變曲線與一預設量變曲線且應用一臨限值運算，可判定柵格板GP之缺陷圖。此缺陷圖提供關於在柵格板GP上缺陷之存在及部位的資訊。當在實際位置量測期間使用此柵格板GP時，知曉在哪些量測部位處可預期不正確位置量測。
可儲存柵格板之反射率量變曲線及/或缺陷圖，且比較其與其他反射率量變曲線及/或缺陷圖。反射率量變曲線及/或缺陷圖之間的任何差異均可指向柵格板GP上之新缺陷。可在位置量測期間考量此新缺陷。又，其可用以判定柵格板之品質是否降低。當缺陷之數目或大小大於最大數目或大小時，可決定在位置量測系統中安裝新柵格板GP。
應注意，在偵測器上反射之光或輻射光束之量亦取決於編碼器頭EH相對於柵格板GP之角度。因此，需要使編碼器頭之角度在柵格板之反射率量變曲線之判定期間恆定。
根據本發明之一實施例的方法亦可用於針對柵格板中之新缺陷的缺陷偵測方法。在此方法中，可比較在實際位置量測期間柵格板之經量測反射率與在同一量測部位處之先前量測之反射率。當柵格板之反射率實質上不同時，缺陷可存在於柵格板GP中。
本發明之一實施例的方法亦可應用於柵格板中之新缺陷的線上偵測。在此方法中，可比較在微影程序期間之實際位置量測期間量測的編碼器頭之反射率信號與先前量測之反射率信號。詳言之，可判定實際反射率信號與先前量測之反射率信號之間的相關性。可比較此相關性與一臨限值。當超過該臨限值時，可在實際量測部位處偵測到缺陷。代替反射率信號，亦可使用編碼器頭之另一輸出信號來偵測柵格板中之缺陷，例如，藉由編碼器頭提供之位置信號。
柵格板GP中之缺陷可導致不準確位置量測。可在位置量測期間藉由補償缺陷對位置量測之效應來考量此等不準確位置量測。
可藉由估計歸因於柵格板GP中之缺陷的編碼器頭EH之輸出信號中之相位誤差且補償此相位誤差來執行此補償。對於此補償，可結合柵格板之反射率量變曲線而藉由基於編碼器頭EH之前向脈衝回應的缺陷核心(defect kernel)來預測預期相位誤差。在此實施例中，將反射率量變曲線用作缺陷核心之輸入，且缺陷核心之輸出提供關於柵格板中之缺陷之效應的資訊。
在下文中給出缺陷核心之一實例。此缺陷核心可用以判定柵格板GP上之缺陷及/或用以補償柵格板上之已知缺陷。將缺陷定義為柵格板之反射率之局域變化。此變化可具有若干來源。吸收之量係藉由η(x ,y )表示。此值可在0至1之間變化，其對應於無缺陷及完全吸收缺陷。
將三個偵測器DET之輸出信號組合成單一相位輸出信號Φ。每一編碼器含有具有不同敏感性向量之兩個通道，其係藉由A及B表示。可藉由缺陷η(x ,y )與編碼器之脈衝回應之捲積來計算輸出信號A及B之相位誤差：
其中(x ,y ,R x )及(x ,y ,R x )表示輸出信號A及B之脈衝回應。將輸出信號A及B之脈衝回應定義為：
其中h Φ (x ,y ,R x ) 表示單一光點之脈衝回應。藉由下式給出單一光點脈衝回應：
其中藉由下式定義缺陷常數C：
在以上實例中，給出在y方向上柵格板之反射率之變化。應注意，在其他方向上柵格板之反射率之變化可不同。因此，類似於以上關係，存在用於在x方向或任何其他方向上柵格板之反射率的關係。為了進一步改良本發明之方法之結果，可判定在不同方向上反射率之變化，以判定柵格板上之缺陷。
在表1中呈現以上方程式中之常數之數值的實例。
李沙育(Lissajous)半徑表示落在偵測器上之光或輻射光束之量。在不存在缺陷之情況下，正規化李沙育半徑等於1。在存在缺陷之情況下，藉由如下捲積來給出輸出信號A及B之正規化李沙育半徑：
其中(x ,y )及(x ,y )表示輸出信號A及B之脈衝回應。將輸出信號A及B之脈衝回應定義為：
對於高斯(Gaussian)輻照度分佈，藉由下式給出單一光點之脈衝回應：
上文呈現編碼器之前向脈衝回應。考慮到缺陷η(x,y )，吾人可計算位置回應及正規化李沙育半徑。現使用經量測反射率量變曲線(x,y )及(x,y )來計算相位誤差(x,y )及(x,y )。
經量測反射率量變曲線不僅取決於真實缺陷η(x,y )，而且取決於加成性量測雜訊(x,y )及(x,y )。可使用文納(Wiener)核心以作為用以在缺陷核心之設計中包括此量測雜訊的方法。
第一步驟係計算對應於及之頻率回應函數(FRF)，其係藉由下式定義：
及
將脈衝回應及之FRF定義為：
考慮到強度信號上之位置誤差Φ Φ 及加成性雜訊Φ n 之功率譜，將缺陷核心之FRF之文納估計定義為：
其中
可藉由將變換回至空間域而得到此濾波器之脈衝回應。
此缺陷核心與反射率量變曲線之捲積給出相位誤差之估計，
應注意，為了計算缺陷濾波器，可(例如)應用數值快速傅立葉變換，其採用週期性邊界條件。此等週期性條件對於本發明之應用係不正確的。結果，經估計核心在其邊界周圍可為不準確的。為了提供針對此問題之解決方案，可使用蘭寇斯(Lanczos)校正來截斷缺陷濾波器。此校正涉及在實際截斷之前與sinc函數之相乘。
上文所描述之缺陷核心將提供歸因於柵格板中之缺陷之相位誤差的有用估計，且可因此用以補償歸因於柵格板GP中之缺陷的位置誤差。然而，任何其他缺陷模型亦可用於偵測及/或補償柵格板GP中之缺陷。
在用以判定柵格板之缺陷圖之方法的替代實施例中，藉由判定兩個或兩個以上偵測器相對於柵格板之至少兩個不同角度的至少兩個位置誤差圖，且自該至少兩個位置誤差圖提取一缺陷圖，可判定柵格板中之缺陷。為了判定位置誤差圖，可使用如美國專利申請案11/006,970中所描述之方法，該案之內容之全文係以引用之方式併入本文中。
在美國專利申請案11/006,970之方法中，可藉由以下步驟來獲得位置誤差圖：
a)回應於設定點信號而相對於編碼器柵格板來移動載物台，載物台之位置係藉由載物台控制器控制；
b)在移動期間藉由與編碼器柵格合作之感測器頭來量測載物台之位置；及
c)記錄表示設定點信號與如藉由感測器頭量測的載物台之位置之間的差異的信號。
基於此經記錄信號，可判定位置誤差圖。當判定編碼器頭相對於柵格板之至少兩個不同角度的位置誤差圖時，可自至少兩個位置誤差圖提取一缺陷圖。在此實例中，藉由在兩個位置誤差圖之量測之間改變編碼器頭相對於柵格板之角度來判定反射率之變化。結果，可判定自兩個不同角度量測之位置誤差圖之變化。然而，由柵格板之反射率引起的位置誤差圖之變化可取決於進行自第一角度至第二角度之此移動時的角度。舉例而言，歸因於經量測位置誤差圖中之一者之改變，繞y軸之旋轉Ry可導致缺陷之判定。然而，遍及相同角度但繞x軸之旋轉Rx(亦即，垂直於旋轉Ry)可導致在同一部位處無缺陷之判定，因為經量測之兩個位置誤差圖將相同。
因為缺陷可能僅在一個方向上出現，所以該方法之一實施例可包含：判定兩個或兩個以上偵測器相對於柵格板之另一角度的第三位置誤差圖，其中該角度係在與前兩個角度之平面不同的平面中；及自三個位置誤差圖提取一缺陷圖。藉由在與其他兩個角度不同之角度下判定第三位置誤差圖，所得缺陷圖包含關於繞兩個正交軸線之旋轉之效應的資訊。
在一實施例中，第三角度實質上垂直於前兩個角度之平面。
舉例而言，前兩個角度可與繞y軸之旋轉(亦即，在x-z平面中之旋轉)有關，且第三角度可與繞垂直於y軸之x軸之旋轉(亦即，在y-z平面中之旋轉)有關。所得缺陷圖包含關於繞x軸及y軸兩者之旋轉的資訊。
不同角度之間的效應之量測所需要的傾斜可能需要編碼器頭相對於柵格板傾斜。藉由此傾斜量測之效應可不僅由編碼器頭之角度之實際改變導致，而且由編碼器頭之內部偏移導致。舉例而言，編碼器頭之此內部偏移可由編碼器頭之內部光學組件導致，例如，歸因於此等內部組件之容許度。因此，當根據以上方法判定在位置誤差圖之量測中編碼器頭之傾斜之效應時，該方法可包含補償編碼器頭之內部組件之偏移的步驟。該補償可基於任何適當偏移資訊，例如，藉由編碼器頭之校準獲得之資訊。
作為一實例，可藉由以下步驟來執行編碼器頭之偏移之校準：量測關於已知缺陷之強度及位置資料；及在經量測位置資料上擬合經量測強度資料。在擬合該資料之前，可濾波強度資料及位置資料。在此校準方法中，可使用任何適當已知缺陷。在一實施例中，可使用故意製造之缺陷。當使用此經製造缺陷時，該缺陷之形狀、大小及部位係已知的。
在校準方法之一替代實施例中，可使用缺陷之形狀以代替強度資料來判定編碼器頭中之偏移。可在編碼器頭相對於柵格板之單一角度下執行該校準。
在一替代校準方法中，可使用在多個角度(亦即，在一個方向上之旋轉的至少兩個角度，或在多個方向上之旋轉的至少三個角度)下獲得之位置資料。在不同角度下獲得之位置資料提供足夠資訊來計算編碼器頭之內部偏移之效應。在此實施例中，無需強度資料。
一些編碼器頭量測系統具有若干編碼器頭，其可共同在大於所需自由度之自由度上判定柵格板相對於編碼器頭之位置。舉例而言，一位置量測系統之已知實施例包含四個編碼器頭，其各自經組態以在兩個自由度上判定編碼器頭相對於柵格板之位置。對於位置量測，僅需要三個編碼器頭。第四編碼器頭可用以在其他三個編碼器頭中之一者暫時未經定位成相對於柵格板但亦可用於校準目的的情況下判定位置。
在以上校準方法之一實施例中，將故意製造之缺陷配置於一部位處，在該部位中，所有四個編碼器頭均經配置成相對於柵格板，此時該等編碼器頭中之一者經配置成相對於該故意製造之缺陷。結果，其他三個編碼器頭可用於位置量測及控制，而第四編碼器頭用於量測缺陷之位置資料。此具有如下優點：其他三個編碼器頭可配置於具有高頻寬控制器之位置控制迴路中，而第四編碼器頭之位置資料不會導致不良控制行為。結果，獲得藉由第四編碼器頭量測之位置資料的較佳量測信號。
在上文中，已使用包括用以接收信號之三個偵測器DET的編碼器頭EH解釋本發明之實施例，基於該等信號，可判定編碼器頭EH相對於柵格板GP之位置。在本發明之其他實施例中，亦可使用具有多個偵測器之任何其他適當編碼器頭。此外，已描述本發明之一實施例，其中使用編碼器類型位置量測系統來量測基板台之位置。類似方法及元件可用於其他可移動物件(尤其係微影裝置之可移動物件，諸如圖案化元件支撐件)之編碼器類型位置量測系統。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢驗工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景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)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化元件中之構形界定產生於基板上之圖案。可將圖案化元件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化元件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文中所使用之術語「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365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5奈米至20奈米之範圍內的波長)；以及粒子束(諸如離子束或電子束)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
雖然上文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，其含有描述如上文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此電腦程式。
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將顯而易見，可在不脫離下文所闡述之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CD．．．聚光器
CO．．．聚光器
DET．．．偵測器
EH．．．編碼器頭
GP．．．柵格板
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
LS．．．光源/輻射源
M1．．．圖案化元件對準標記
M2．．．圖案化元件對準標記
MA．．．圖案化元件
MT．．．支撐結構/圖案化元件支撐件
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位元件
PMS．．．編碼器類型位置量測系統
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位元件/第二定位器
SO．．．輻射源
SR．．．掃描光罩
W．．．基板
WT．．．基板台
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；及
圖2描繪編碼器類型量測系統之一實施例。
CD．．．聚光器
DET．．．偵測器
EH．．．編碼器頭
GP．．．柵格板
LS．．．光源/輻射源
SR．．．掃描光罩

Claims (23)

  1. 一種判定一編碼器位置量測系統之一柵格板中之一缺陷之方法，該方法包含：提供一編碼器位置量測系統以量測一可移動物件相對於另一物件之一位置，該編碼器位置量測系統包含一柵格板及一編碼器頭，其中該柵格板安裝於該可移動物件及該另一物件中之一第一者上，且該編碼器頭安裝於該可移動物件及該另一物件中之一第二者上，該編碼器頭包含經組態以將一輻射光束朝向該柵格板上之一量測部位(measurement location)發射的一輻射源，及各自經組態以量測藉由該柵格板反射之該輻射光束之量的兩個或兩個以上偵測器；量測在該兩個或兩個以上偵測器中之每一者上接收經反射之該輻射光束之量；使用在該兩個或兩個以上偵測器上經反射之該輻射光束之一組合輻射光束強度來判定表示在該量測部位處該柵格板之一反射率(reflectivity)的一反射率信號；及基於該柵格板之該反射率信號來判定在該量測部位處之一缺陷之存在。
  2. 如請求項1之方法，其包含在多個量測部位處量測該柵格板之一反射率信號以判定該柵格板之一反射率量變曲線(reflectivity profile)。
  3. 如請求項2之方法，其中使用在多個量測部位處該柵格板之該反射率信號來判定該柵格板之一缺陷圖。
  4. 如請求項3之方法，其中在實際位置量測期間使用該缺陷圖來補償缺陷。
  5. 如請求項1之方法，其中判定一量測部位處之一缺陷包含：比較一經量測之反射率信號與一臨限值。
  6. 如請求項1之方法，其中判定一量測部位處之一缺陷包含：比較一經量測之反射率信號與在該量測部位處之一先前量測之反射率信號。
  7. 如請求項6之方法，其中該方法包含在多個量測部位處量測該柵格板之該反射率信號以判定該柵格板之一反射率量變曲線，且其中藉由比較該反射率量變曲線與該柵格板之一先前判定之反射率量變曲線來判定一缺陷。
  8. 如請求項1之方法，其中該組合輻射光束強度為藉由該兩個或兩個以上偵測器量測之總輻射光束強度。
  9. 如請求項1之方法，其包含在位置量測期間使該編碼器頭之一輸出及/或該反射率信號與該編碼器頭之一預期輸出及/或預期反射率信號相關聯以判定該柵格板上之一缺陷。
  10. 如請求項9之方法，其中該預期輸出係基於先前量測之編碼器頭輸出。
  11. 如請求項1之方法，其中該兩個或兩個以上偵測器之每一者係經組態以量測經反射之該輻射光束之一強度。
  12. 如請求項1之方法，其中該兩個或兩個以上偵測器之每一者係經組態以將經反射之該輻射光束之該量轉換成一電信號。
  13. 一種使用一編碼器位置量測系統之位置量測方法，其包含：提供一編碼器位置量測系統以量測一可移動物件相對於另一物件之一位置，該編碼器位置量測系統包含一柵格板及一編碼器頭，其中該柵格板安裝於該可移動物件及該另一物件中之一第一者上，且該編碼器頭安裝於該可移動物件及該另一物件中之一第二者上，該編碼器頭包含經組態以將一輻射光束朝向該柵格板上之一量測部位發射的一輻射光束源，及各自經組態以量測藉由該柵格板反射之該輻射光束之量的兩個或兩個以上偵測器；量測在該兩個或兩個以上偵測器中之每一者上接收經反射之該輻射光束之量；基於輻射之該等經量測之量來判定該編碼器頭相對於該柵格板之一位置；及在該經量測位置中補償該柵格板中之一缺陷之一效應。
  14. 如請求項13之方法，其中該補償包含：使用該柵格板之反射率來預測一位置量測信號中之一相位誤差；及補償該相位誤差。
  15. 如請求項14之方法，其中使用基於該編碼器頭之一前向脈衝回應(forward impulse response)的一缺陷核心(defect kernel)來預測歸因於該缺陷之該相位誤差。
  16. 如請求項13之方法，其中該補償包含使用藉由以下步驟 判定之一缺陷：使用在該兩個或兩個以上偵測器上經反射之該輻射光束之一組合輻射光束強度來判定表示在該量測部位處該柵格板之一反射率的一反射率信號；及基於該柵格板之該反射率信號來判定在該量測部位處該缺陷之存在。
  17. 一種判定一編碼器位置量測系統之一柵格板中之一缺陷之方法，該方法包含：提供一編碼器位置量測系統以量測一可移動物件相對於另一物件之一位置，該編碼器位置量測系統包含一柵格板及一編碼器頭，其中該柵格板安裝於該可移動物件及該另一物件中之一第一者上，且該編碼器頭安裝於該可移動物件及該另一物件中之第二者上，該編碼器頭包含經組態以將一輻射光束朝向該柵格板上之一量測部位發射的一輻射源，及各自經組態以量測藉由該柵格板反射之該輻射光束之量的兩個或兩個以上偵測器；判定該兩個或兩個以上偵測器相對於該柵格板之兩個不同角度的兩個位置誤差圖；及自該兩個位置誤差圖提取(extract)一缺陷圖。
  18. 一種微影裝置，其包含：一支撐件，其經建構以支撐一圖案化元件，該圖案化元件能夠在一輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，其經建構以固持一基板； 一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上；及一位置量測系統，其經組態以量測該微影裝置之一可移動物件之一位置，該位置量測系統包含一編碼器系統，該編碼器系統包含一柵格板及一編碼器頭，該編碼器頭包含經組態以發射一輻射光束之一輻射源以及兩個或兩個以上偵測器，該兩個或兩個以上偵測器之每一者經組態以在一量測部位處量測藉由該柵格板反射之該輻射光束，其中該編碼器系統經組態以使用基於藉由該兩個或兩個以上偵測器量測之經反射之該輻射光束的一組合輻射光束強度來判定在該量測部位處該柵格板之反射率。
  19. 如請求項18之微影裝置，其中該編碼器頭包含各自具有三個偵測器之兩個通道。
  20. 如請求項18之微影裝置，其中該編碼器頭經組態以在實質上平行於該柵格板之一方向及實質上垂直於該柵格板之一方向上量測其相對於該柵格板之位置。
  21. 如請求項18之微影裝置，其中針對該柵格板之表面上的多個量測部位判定該柵格板之該反射率以量測該柵格板之一反射率量變曲線。
  22. 如請求項18之微影裝置，其中該組合強度為藉由該兩個或兩個以上偵測器接收之輻射光束之總強度。
  23. 如請求項18之微影裝置，其中該可移動物件為該基板台及/或經建構以支撐一圖案化元件之該支撐件。
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