TWI425185B - 低及高壓近接感測器 - Google Patents

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Description

低及高壓近接感測器
本發明係關於一種近接感測器，且尤其係關於一種用於半導體微影應用中之近接感測器。
許多自動化製造程序需要感測製造工具與所作用之產品或材料表面之間的距離。在諸如半導體微影之一些情形中，必須以接近奈米之準確度來量測該距離。
與產生具有此準確度之近接感測器相關聯的挑戰係顯著的(尤其係在光微影系統之內容背景中)。在光微影內容背景中，除了需要非侵入性以及需要精確地偵測極小距離以外，近接感測器亦不能引入污染物或與工作表面(通常為半導體晶圓)進行接觸。任一情形之發生均可能會顯著地降級或破壞所作用之材料表面或產品之品質。
不同類型之近接感測器可用於量測極小距離。近接感測器之實例包括電容量規(capacitance gauge)及光學量規(optical gauge)。此等近接感測器在用於微影投影系統中時具有嚴重缺點，因為沈積於晶圓上之材料之物理屬性可影響此等感測器之精確度。舉例而言，電容量規(取決於電荷之濃度)可在一類型之材料(例如，金屬)集中之部位中得到偽近接讀數。更一般化地，光學方法及電容性方法易受歸因於與光阻塗層下方之層之顯著相互作用的誤差。當使用由非導電及/或感光性材料(諸如砷化鎵(GaAs)及磷化銦(InP))製成之外來晶圓時，發生另一類別之問題。在此等情況下，電容量規及光學量規可提供偽結果，且因此不為最佳的。
美國申請案第11/646,612號及第10/322,768號以及美國專利第4,953,388號及第4,550,592號(其全文均以引用之方式併入本文中)揭示一種經由使用流體感測器而替代近接感測之方法。在此應用中，詞語「流體」之使用包括物質之液體形式或氣體形式之使用。一典型流體感測器含有一參考噴嘴及一或多個量測噴嘴以將流體流發射至參考表面及量測表面上。對感測器內之背壓差進行量測以判定量測噴嘴與量測表面之間的距離。流體感測器不易受到電荷之濃度損害，或不易受到晶圓表面之電學、光學或其他物理屬性損害。流體感測器僅偵測頂部實體層，且因此得到優良結果。因而，此等類型之感測器對於材料表面(諸如用以在微影曝光之前建立聚焦之材料表面)之構形量測(topographic measurement)係理想的。
為了使近接感測器(常常被稱為空氣量規(air gauge))用於EUV微影應用中，此等近接感測器需要在高度真空環境中操作。此等真空條件要求近接感測器使用有限流體質量流動速率，以便不使用以維持真空之抽汲系統超載。習知操作區域中之流體動力學得到具有過量壓力增益之近接感測器，但得到歸因於較低流體質量流動速率之較慢回應時間。
在其他應用中，近接感測器在大氣條件下起作用。在此等環境中，近接感測器受到如下情況限制：多少流可被推動通過噴嘴，而不招致雜訊處罰(noise penalty)。在此等環境中，常常使用護罩以嘗試使噴嘴與環境壓力改變隔絕。通常，此等以大氣為基礎之近接感測器與上文所描述的其以真空為基礎之對應物相比較遭受低增益及高雜訊。
需要一種用以提供一準確近接感測器之裝置及方法，該準確近接感測器在用於微影應用中時對於適合於一真空環境或一大氣環境之流動速率具有適當回應時間及增益。
在本發明之一實施例中，提供一種近接感測器，其包括藉由一隔膜而與一參考腔室分離之一量測腔室。該量測腔室及該參考腔室自一流體供應器接收流體，該每一腔室通過其自有之專用噴嘴進行排放。在該參考腔室之情況下，一參考表面經定位成近接於該參考噴嘴。該量測噴嘴與一工作表面之近接性影響該量測腔室中之壓力，使得跨越該隔膜存在一壓力差動(pressure differential)。該壓力差動(及又，該工作表面之關聯近接性)導致該隔膜之移動。一護罩實質上封閉該量測噴嘴、該參考噴嘴及該工作表面，從而在該護罩與該工作表面之間留下一周邊間隙以使流體排放至環境。
在本發明之一另外實施例中，在該近接感測器之外部環境為一真空之情形中，一部分流體供應器耦接至該護罩。藉由提供流體至該護罩之內部中之一可調整供應，在將該近接感測器導引至一特定操作規程(operating regime)方面提供額外靈活性。
在本發明之又一實施例中，在外部環境為大氣壓力之情形中，一部分真空供應器耦接至該護罩。藉由自該護罩之內部抽取可調整量之流體，再次在將該近接感測器導引至一特定操作規程方面提供額外靈活性。
在本發明之又一實施例中，提供該隔膜移動之感測。一外部感測器可量測回應於該壓力差動的該隔膜之該移動。不同感測方式係在本發明之範疇內，包括光學感測、電感性感測及電容性感測。
下文參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外實施例、特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。
參看隨附圖式來描述本發明之實施例。在該等圖式中，相似元件符號指示相同或功能上類似之元件。
雖然本文中參考用於特定應用之說明性實施例來描述本發明，但應理解，本發明不限於此。有權使用本文中所提供之教示的熟習此項技術者應認識到在本發明之範疇內的額外修改、應用及實施例，以及本發明將具有顯著效用所在之額外領域。
圖1A及圖1B分別示意性地描繪微影裝置100及微影裝置100'。微影裝置100及微影裝置100'各自包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，DUV或EUV輻射)；支撐結構(例如，光罩台)MT，其經組態以支撐圖案化器件(例如，光罩或動態圖案化器件)MA，且連接至經組態以準確地定位圖案化器件MA之第一定位器PM；及基板台(例如，晶圓台)WT，其經組態以固持基板(例如，塗佈抗蝕劑之晶圓)W，且連接至經組態以準確地定位基板W之第二定位器PW。微影裝置100及100'亦具有投影系統PS，投影系統PS經組態以將藉由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分(例如，包含一或多個晶粒)C上。在微影裝置100中，圖案化器件MA及投影系統PS係反射的，且在微影裝置100'中，圖案化器件MA及投影系統PS係透射的。
照明系統IL可包括用於引導、塑形或控制輻射B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。
支撐結構MT以取決於圖案化器件MA之定向、微影裝置100及100'之設計及其他條件(諸如圖案化器件MA是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件MA。支撐結構MT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MT可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。
術語「圖案化器件」MA應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束B之橫截面中向輻射光束B賦予圖案以便在基板W之目標部分C中產生圖案的任何器件。被賦予至輻射光束B之圖案可對應於目標部分C中所產生之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件MA可為透射的(如在圖1B之微影裝置100'中)或為反射的(如在圖1A之微影裝置100中)。圖案化器件MA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B中。
術語「投影系統」PS可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潤液體之使用或真空之使用的其他因素。真空環境可用於EUV或電子束輻射，因為其他氣體可能吸收過多輻射或電子。因此，可憑藉真空壁或真空泵將真空環境提供至整個光束路徑。
微影裝置100及/或微影裝置100'可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)WT的類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外基板台WT，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他基板台WT用於曝光。當可在將一或多個其他基板台WT用於曝光的同時執行預備步驟時，據說在「線上階段」(in-line phase)期間發生預備步驟，因為在微影裝置100及/或微影裝置100'之所要產出率內執行預備步驟。
相反地，當不能在將一或多個其他基板台WT用於曝光的同時執行預備步驟時，據說在「線外階段」(off-line phase)期間發生預備步驟，因為不能在微影裝置100及/或微影裝置100'之所要產出率內執行預備步驟。如本文中更詳細地所描述，可在線外階段、線上階段或其組合中判定曝光系統(諸如微影裝置100、100'之投影系統PS)之聚焦定位參數。
參看圖1A及圖1B，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源SO為準分子雷射時，輻射源SO與微影裝置100、100'可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源SO形成微影裝置100或100'之部分，且輻射光束B憑藉包含(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD(圖1B)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SO為水銀燈時，輻射源SO可為微影裝置100、100'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可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD(圖1B)。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可包含各種其他組件(圖1B)，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器IL可用以調節輻射光束B，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
參看圖1A，輻射光束B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，且係藉由圖案化器件MA而圖案化。在微影裝置100中，輻射光束B自圖案化器件(例如，光罩)MA被反射。在自圖案化器件(例如，光罩)MA被反射之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將輻射光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器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，第一定位器PM及另一位置感測器IF1可用以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化器件(例如，光罩)MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。
參看圖1B，輻射光束B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，且係藉由圖案化器件而圖案化。在橫穿光罩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。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF(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，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1B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之路徑而準確地定位光罩MA。
一般而言，可憑藉形成第一定位器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之移動。在步進器(相對於掃描器)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。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩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(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該等晶粒之間。
微影裝置100及100'可用於以下模式中之至少一者中：在步進模式中，在將被賦予至輻射光束B之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。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。
在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如，光罩台)MT及基板台WT(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相對於支撐結構(例如，光罩台)MT之速度及方向。
在另一模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如，光罩台)MT保持實質上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。可使用脈衝式輻射源SO，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(諸如本文中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。
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，在該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/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容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。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」可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)或極紫外線輻射(例如，具有5奈米或5奈米以上之波長)。
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，包括折射及反射光學組件。
圖2提供根據本發明之一實施例的高壓近接感測器200的圖解。高壓近接感測器200在低壓環境(通常為真空)中操作。近接感測器200包括量測噴嘴205、量測腔室210、隔膜215、參考腔室220、參考噴嘴225、參考表面230、參考入口235，及量測入口240。流體供應器255經由量測入口240及參考入口235而將流體供應至近接感測器200。可藉由選用之參考限制器250及選用之量測限制器260實行對來自流體供應器255之流體供應的控制，其中該等限制器分別形成各別入口235及240之一部分。
隔膜215形成參考腔室220與量測腔室210之間的共同壁之部分(亦即，其為參考腔室220及量測腔室210所共有，或在參考腔室220與量測腔室210之間形成界面)，且因此分離參考腔室220與量測腔室210。經由與每一腔室相關聯之噴嘴而達成流體排放。流體排放之流暢性(ease)取決於特定噴嘴與附近外部表面之近接性。舉例而言，流體自量測噴嘴205排放之流暢性取決於量測噴嘴205與附近工作表面290(例如，半導體晶圓表面)之近接性。在參考噴嘴225之情況下，參考表面230經置放成鄰近於且近接於參考噴嘴225。藉由採用參考表面230之此置放，在參考腔室220中建立參考壓力。藉由量測噴嘴225與附近工作表面290之近接性建立量測腔室210中之壓力。隔膜215回應於參考腔室220與量測腔室210之間的壓力差變化而移動。此等壓力變化又係回應於在藉由近接感測器200之詳核下的工作表面290之構形改變。
護罩280環繞量測噴嘴205、參考噴嘴225及工作表面290，護罩280接近於工作表面290，但不完全接觸工作表面290。取而代之，護罩280在護罩280與工作表面290之間留下周邊間隙295，流體可通過周邊間隙295而逸出至低壓環境，在低壓環境中，壓力通常為真空。量測噴嘴205及參考噴嘴225兩者均將流體排放至護罩280之內部中，其又經由護罩280與工作表面290之間的周邊間隙295而將流體排放至環境。周邊間隙295之改變影響流體動力學，且因此影響流體自量測噴嘴205及參考噴嘴225至環境之排放。重要的是，近接感測器200之準確度對於周邊間隙295之改變稍微不敏感，因為近接感測器200之差動電橋架構提供此等變化之共模排斥(common mode rejection)，此等變化為該電橋架構之參考分支及量測分支兩者所共有。所排斥的共模誤差之其他來源包括：流體供應器壓力之變化、周圍室壓力之變化、歸因於風送流之效應，及其類似者，此將為一般熟習此項技術者所知。
護罩280將以下優點提供至近接感測器200之能力。如上文所提及，流體經由護罩280而自量測腔室210及參考腔室220排放至外部環境。自量測噴嘴205之觀點，其寧願排放至較高壓力環境中，而非以其他方式呈現為使量測噴嘴205排放至較低壓力環境(通常為真空)中。自護罩280之內部至外部環境之實際壓降為許多因素之結果，包括淨流體質量流量、周邊間隙295之橫截面面積，及護罩280之周長。此等參數允許在過量氣動增益(亦即，差動壓力對近接距離之比率)與所要回應時間縮減(亦即，近接感測器200之回應頻寬增加)之間的取捨。
藉由實例，近接感測器200提供以下操作優點。排放至100帕斯卡之外部環境中之習知高壓近接感測器(亦即，無護罩280之益處)得到40赫茲之操作頻寬。然而，根據本發明之一實施例，當以上文所描述之方式來添加護罩280時，經由使量測噴嘴205之表觀外部壓力升壓至4千帕斯卡，操作頻寬增加至150赫茲。
若設計限制約束護罩280之大小及周邊間隙295之尺寸，則可藉由添加選用之流體供應器來獲得近接感測器200之延伸操作範圍。在此替代實施例中，護罩280含有護罩耦接件285，額外流體可通過護罩耦接件285而自選用之流體供應器被供應且被引導至護罩280之內部中。藉由調整來自選用之流體供應器之補充流體供應，可藉由近接感測器200之操作規程之所得改變來調整流體流。下文在圖4之論述中提供另外細節。
亦可使用類似於用於近接感測器200之原理的原理來開發低壓近接感測器300。低壓近接感測器300在高壓環境中(通常在大氣壓力下)操作。圖3提供根據本發明之一實施例的低壓近接感測器300的圖解。近接感測器300包括量測噴嘴305、量測腔室310、隔膜315、參考腔室320、參考噴嘴325、參考表面330、參考入口335，及量測入口340。流體供應器355經由量測入口340及參考入口335而將流體供應至壓力近接感測器300。可藉由選用之參考限制器350及選用之量測限制器360實行對來自流體供應器355之流體供應的控制，其中該等限制器分別形成各別入口335及340之一部分。
類似於圖2，隔膜315在參考腔室320與量測腔室310之間形成界面，且因而分離參考腔室320與量測腔室310。經由與每一腔室相關聯之噴嘴而達成流體排放。流體排放之流暢性取決於特定噴嘴與附近外部表面之近接性。舉例而言，流體自量測噴嘴305排放之流暢性取決於量測噴嘴305與附近工作表面390(例如，半導體晶圓表面)之近接性。在參考噴嘴325之情況下，參考支座330經置放成鄰近於且近接於參考噴嘴325。藉由採用參考支座330之此置放，在參考腔室320中建立參考壓力。藉由量測噴嘴325與附近工作表面390之近接性建立量測腔室310中之壓力。隔膜315回應於參考腔室320與量測腔室310之間的壓力差變化而移動。此等壓力變化又係回應於在藉由近接感測器300之詳核下的工作表面390之構形改變。
護罩380環繞量測噴嘴305、參考噴嘴325及工作表面390，護罩380接近於工作表面390，但不完全接觸工作表面390。取而代之，護罩380在護罩380與工作表面390之間留下周邊間隙395，可通過周邊間隙395而自環境抽取流體，在該環境中，壓力通常為大氣壓力。量測噴嘴305及參考噴嘴325兩者均將流體排放至護罩380之內部中。護罩380含有護罩耦接件385，可藉由真空供應器通過護罩耦接件385而自護罩380之內部抽取流體。因此，量測噴嘴305及參考噴嘴325排放至分壓中，而非大氣壓力中。在一特定實施例中，護罩380之外部至內部壓降可為約50千帕斯卡。
近接感測器300提供以下優點。第一，近接感測器300之增益(亦即，隨周邊間隙395而變之壓力改變)增加，而無流體質量流量之關聯增加。此係歸因於在周邊間隙395下方之速度增加。雖然增加流體質量流量亦可增加速度(且藉此增加增益)，但因為流體流之密度亦增加，所以此方法招致雜訊增加之風險。
第二，近接感測器300之架構提供對大氣壓力波動之較好隔絕。大氣壓力波動之來源包括(例如)歸因於人員進入清潔室之變化，及由以高速移動晶圓台導致之風送流。在此向內流動架構中在護罩380之界面處所提供之壓降比藉由習知向外流動架構提供之壓降大得多。舉例而言，習知向外流動架構實現大約100帕斯卡之護罩壓降。相反地，在近接感測器300之特定實施例中，近接感測器300中之外部至內部壓降可為大約50千帕斯卡。因此，外部環境壓力波動影響內部護罩波動之能力極大地減小。
圖4說明在操作頻寬及增益方面近接感測器200及300調整近接感測器效能之能力。圖4說明對於各種腔室壓力而言的感測器增益相對於頻率。此處，增益為壓力改變對量測噴嘴與工作表面之近接性之改變的比率，且因此為感測器將近接性之小改變轉換成經量測壓力變化之顯著改變之敏感度的量測。通常，近接感測器之增益係以分貝(dB)為單位加以量測。如圖4所示，在低腔室壓力(亦即，小於1千帕斯卡)之情況下，近接感測器具有大增益，但具有低頻寬。相反地，在腔室壓力接近大氣壓力(亦即，大約100千帕斯卡)之情況下，近接感測器具有大頻寬，但具有低增益。清楚的是，一最佳操作規程存在於此等兩個極值之間。因此，藉由將該操作規程遠離此等兩個極值移動至中間(如藉由箭頭A及B展示)，可達成來自近接感測器之較好效能。舉例而言，在低壓環境(例如，真空)中，在近接感測器200中使用護罩280會在圖4中之箭頭A之方向上移動操作規程。類似地，在高壓環境(例如，大氣壓力)中，在近接感測器300中使用護罩380會在圖4中之箭頭B之方向上移動操作規程。
在本發明之另外實施例中，可藉由位置感測器275、375量測回應於壓力差動的隔膜215、315之移動。位置感測器275及375輸出回應於其各別隔膜215及315之移動的信號。此等位置感測器275及375可使用隔膜移動偵測之許多不同方式，包括電容性方式、電感性方式或光學方式。在本發明之又另外實施例中，可經由使用透明材料(亦即，似窗材料，此在於其不會干擾隔膜感測機構)而使位置感測器275及375與量測腔室210及310內之隔膜215及315隔絕。舉例而言，當感測機構為光學機構時，使用光學透明材料將適於隔絕。類似地，當感測機構為電容性機構時，非導電材料適於隔絕。最後，當感測機構為電感性機構時，低滲透率材料適於「透明材料」。
可將一廣泛氣體集合用作本發明中之流體，其係以要求該等氣體具有惰性(且藉此不與拓撲正經受詳核之工作表面290、390相互作用)為條件。適用於本發明之氣體之實例包括(但不限於)空氣、氮氣、氫氣或任何非反應性可壓縮氣體。
圖5提供根據本發明之一實施例的使用通過量測噴嘴之流體流以對工作表面執行近接量測之例示性方法500的流程圖。
該程序始於步驟510。在步驟510中，將流體經由第一入口而排放至經置放成近接於工作表面之量測噴嘴。如圖1A及圖1B所說明，可(例如)藉由基板WT提供工作表面。如圖2及圖3所說明，可(例如)藉由量測噴嘴205及305提供量測噴嘴。如圖2及圖3所說明，可(例如)藉由入口240及340提供第一入口。
在步驟520中，將流體經由第二入口而排放至經置放成近接於參考表面之參考噴嘴。如圖2及圖3所說明，可(例如)藉由參考噴嘴225及325提供參考噴嘴。如圖2及圖3所說明，可(例如)藉由入口235及335提供第二入口。
在步驟530中，感測回應於施加差動壓力的隔膜之移動。如圖2及圖3所說明，可(例如)藉由隔膜215及315提供隔膜。可(例如)藉由位置感測器275及375執行感測。
在步驟540中，藉由護罩實質上封閉量測腔室、參考腔室及參考表面。如圖2及圖3所說明，可(例如)藉由護罩280及380提供護罩。
在步驟550中，當環境係在大氣壓力下時，藉由將護罩耦接至部分真空供應器來抽取流體。或者，在步驟550中，當環境為真空時，藉由將護罩耦接至部分流體供應器來供應流體。在真空環境之情況下，步驟550為選用之步驟。
在步驟560處，方法500結束。
應瞭解，[實施方式]章節(而非[發明內容]及[中文發明摘要]章節)意欲用以解釋申請專利範圍。[發明內容]及[中文發明摘要]章節可闡述如由本發明人所預期的本發明之一或多個而非所有例示性實施例，且因此，不意欲以任何方式來限制本發明及附加申請專利範圍。
上文已憑藉說明指定功能及其關係之實施的功能建置區塊來描述本發明。為了便於描述，本文中已任意地界定此等功能建置區塊之邊界。只要適當地執行指定功能及其關係，便可界定替代邊界。
特定實施例之前述描述將如此充分地展現本發明之一般屬性，以使得其他人可在無不當實驗的情況下藉由應用此項技術中之熟知知識而易於針對各種應用來修改及/或調適此等特定實施例，而不脫離本發明之一般概念。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲屬於所揭示實施例之等效物的涵義及範圍。應理解，本文中之措辭或術語係用於描述而非限制之目的，使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導加以解釋。
本發明之廣度及範疇不應受到上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效物加以界定。
100．．．微影裝置
100'．．．微影裝置
200．．．高壓近接感測器
205．．．量測噴嘴
210．．．量測腔室
215．．．隔膜
220．．．參考腔室
225．．．參考噴嘴
230．．．參考表面
235．．．參考入口
240．．．量測入口
250．．．參考限制器
255．．．流體供應器
260．．．量測限制器
275．．．位置感測器
280．．．護罩
285．．．護罩耦接件
290．．．工作表面
295．．．周邊間隙
300．．．低壓近接感測器
305．．．量測噴嘴
310．．．量測腔室
315．．．隔膜
320．．．參考腔室
325．．．參考噴嘴
330．．．參考表面/參考支座
335．．．參考入口
340．．．量測入口
350．．．參考限制器
355．．．流體供應器
360．．．量測限制器
375．．．位置感測器
380．．．護罩
385．．．護罩耦接件
390．．．工作表面
395．．．周邊間隙
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．位置感測器
IF1．．．位置感測器
IF2．．．位置感測器
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
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
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
圖1A及圖1B分別描繪反射微影裝置及透射微影裝置；
圖2為根據本發明之一實施例的高壓近接感測器的圖解；
圖3為根據本發明之一實施例的低壓近接感測器的圖解；
圖4說明根據本發明之一實施例的隨腔室壓力而變的近接感測器之增益及回應頻寬；及
圖5提供根據本發明之一實施例的使用護罩來改良近接感測器之增益及操作頻寬之方法的流程圖。
200．．．高壓近接感測器
205．．．量測噴嘴
210．．．量測腔室
215．．．隔膜
220．．．參考腔室
225．．．參考噴嘴
230．．．參考表面
235．．．參考入口
240．．．量測入口
250．．．參考限制器
255．．．流體供應器
260．．．量測限制器
275．．．位置感測器
280．．．護罩
285．．．護罩耦接件
290．．．工作表面
295．．．周邊間隙

Claims (21)

  1. 一種近接(proximity)感測裝置，其包含：一量測腔室，其包括一第一入口及一量測噴嘴，該量測噴嘴近接於一工作表面(work surface)；一參考腔室，其包括一第二入口及一參考噴嘴，該參考噴嘴近接於一參考表面；一隔膜(diaphragm)，其經組態以回應於施加至其上之差動壓力(differential pressure)，其中該隔膜在該量測腔室與該參考腔室之間形成一界面(interface)；及一護罩(shround)，其經組態以在量測該工作表面時實質上封閉該量測噴嘴及該參考噴嘴。
  2. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一部分真空供應器，其耦接至該護罩。
  3. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一部分流體供應器，其耦接至該護罩。
  4. 如請求項1之裝置，其中流體包含空氣、氮氣及氫氣中之一者。
  5. 如請求項1之裝置，其中該流體包含一非反應性可壓縮氣體。
  6. 如請求項1之裝置，其中該第一入口及該第二入口包含各別第一限制器及第二限制器。
  7. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一位置感測器，其經組態以輸出回應於該隔膜之移動的一信號。
  8. 如請求項7之裝置，其中該位置感測器為光學的、電容性的，或電感性的。
  9. 一種用於感測近接之方法，其包含：將流體經由一第一入口而排放(venting)至一量測噴嘴，該量測噴嘴近接於一工作表面；將流體經由一第二入口而排放至一參考噴嘴，該參考噴嘴近接於一參考表面；感測回應於施加至一隔膜之差動壓力的該隔膜之一移動，其中該隔膜在量測腔室與參考腔室之間形成一界面；及使用一護罩來實質上封閉該量測腔室、該參考腔室及該參考表面。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包含：將該護罩耦接至一部分真空供應器。
  11. 如請求項9之方法，其進一步包含：將該護罩耦接至一部分流體供應器。
  12. 如請求項9之方法，其中該經由一第一入口而排放流體及該經由一第二入口而排放流體包括：經由該第一入口及該第二入口而排放空氣、氮氣及氫氣中之一者。
  13. 如請求項9之方法，其中該經由一第一入口而排放流體及該經由一第二入口而排放流體包括：經由該第一入口及該第二入口而排放一非反應性可壓縮氣體。
  14. 如請求項9之方法，其中該經由一第一入口而排放流體及該經由一第二入口而排放流體包括：在該第一入口及 該第二入口中使用一各別第一限制器及第二限制器。
  15. 如請求項9之方法，其進一步包含：基於該隔膜之移動來輸出一信號。
  16. 如請求項15之方法，其進一步包含：使用一光學感測器、一電容性感測器或一電感性感測器來量測該隔膜之移動。
  17. 一種微影系統，其包含：一支撐器件，其經調適以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠圖案化一輻射光束；一投影系統，其經調適以將該經圖案化光束投影至一基板上；及一近接感測器，其經調適以量測自該基板之近接性，該近接感測器包含：一量測腔室，其包括一第一供應入口及一量測噴嘴，該量測噴嘴近接於一工作表面；一參考腔室，其包括一第二供應入口及一參考噴嘴，該參考噴嘴近接於一參考表面；一隔膜，其經組態以回應於施加至其上之差動壓力，其中該隔膜在該量測腔室與該參考腔室之間形成一界面；及一護罩，其經組態以在量測該工作表面時實質上封閉該量測噴嘴及該參考噴嘴。
  18. 如請求項17之微影系統，其進一步包含：一部分真空供應器或一部分流體供應器，其耦接至該 護罩。
  19. 如請求項17之微影系統，其中流體包含空氣、氮氣、一非反應性可壓縮氣體及氫氣中之一者。
  20. 如請求項17之微影系統，其中該第一入口及該第二入口包含各別第一限制器及第二限制器。
  21. 如請求項17之微影系統，其進一步包含：一光學、導電或電感性位置感測器，其經組態以輸出回應於該隔膜之移動的一信號。
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