TWI428583B - 散射計方法及裝置、微影裝置、微影處理單元及器件製造方法 - Google Patents

Description

散射計方法及裝置、微影裝置、微影處理單元及器件製造方法

本發明係關於可用於(例如)藉由微影技術的器件之製造中的檢測方法，且係關於使用微影技術來製造器件之方法。詳言之，本發明係關於散射計方法及裝置。

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。在彼情況下，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。

為了監視微影處理程序，有必要量測經圖案化基板之參數，例如，形成於基板中或基板上之順次層之間的疊對誤差。存在用於進行在微影處理程序中所形成之顯微結構之量測的各種技術，包括掃描電子顯微鏡及各種專門工具之使用。一種形式之專門檢測工具為散射計，其中將輻射光束引導至基板之表面上之目標上，且量測經散射光束或經反射光束之屬性。藉由比較光束在其已藉由基板反射或散射之前與之後的屬性，可判定基板之屬性。此可(例如)藉由比較經反射光束與儲存於與已知基板屬性相關聯之已知量測庫中的資料而進行。吾人已知兩種主要類型之散射計。分光散射計將寬頻帶輻射光束引導至基板上，且量測經散射成特定窄角範圍之輻射的光譜(作為波長之函數的強度)。角解析散射計使用單色輻射光束且量測經散射輻射之作為角度之函數的強度。

為了量測光譜，必須將經反射輻射光束聚焦於散射計偵測器上。由於難以使用用於散射計量測之寬頻帶輻射光束來判定接物鏡在目標上方之最佳高度以達成最佳焦點，故已知的係使用具有自有窄頻帶輻射源之專門焦點感測器來執行必要量測。接著使用經量測值來控制接物鏡之位置以使目標保持於最佳焦點中，且判定散射計中用於參考及校準之基準的高度。然而，本申請案之發明人已認識到在該配置中存在以下問題：如藉由焦點感測器所量測的接物鏡之最佳位置可能不精確地匹配於用於散射計偵測器之最佳焦點位置。

需要提供一種使用散射計之檢測方法，其中至少減輕此問題。

根據本發明之第一態樣，提供一種經組態以量測基板之屬性的散射計，其包含：聚焦配置；焦點感測器；焦點控制器，其係回應於該焦點感測器以提供有效於使致動器配置在調整程序期間調整為聚焦輻射光束所需要的該聚焦配置與該基板之相對位置的控制信號；及焦點偏移配置，其經調適以將偏移提供至由該聚焦配置所產生之焦點，以補償在該調整程序期間該散射計之聚焦與在使用該散射計期間該散射計之聚焦之間的差。

根據本發明之第二態樣，提供一種用於使用散射計來量測基板之屬性的散射量測方法，其包含：調整程序，其包含：判定為聚焦輻射光束所需要的該聚焦配置與該基板之相對位置；提供表示該聚焦配置與該基板之該等相對位置的控制信號；及取決於該等控制信號而調整該聚焦配置與該基板之該等相對位置以引起該聚焦；及將偏移提供至由該聚焦配置所產生之焦點，以補償在該調整程序期間該散射計之聚焦與在使用該散射計期間該散射計之聚焦之間的差。

根據本發明之第三態樣，提供一種器件製造方法，其包含：使用微影裝置以在基板上形成圖案；及使用散射計來判定與由該微影裝置所印刷之該圖案之參數相關的值，其包括：調整程序，其包含：判定為聚焦輻射光束所需要的該聚焦配置與該基板之相對位置；提供表示該聚焦配置與該基板之該等相對位置的控制信號；及取決於該等控制信號而調整該聚焦配置與該基板之該等相對位置以引起該聚焦；及將偏移提供至由該聚焦配置所產生之焦點，以補償在該調整程序期間該散射計之聚焦與在使用該散射計期間該散射計之聚焦之間的差。

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示意性地描繪微影裝置。裝置包含：

-　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DUV輻射)；

-　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準確地定位圖案化器件之第一定位器PM；

-　基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，塗布抗蝕劑之晶圓)W，且連接至經組態以根據某些參數來準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。

支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化器件。支撐結構以取決於圖案化器件之定向、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)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，其可根據需要而係固定或可移動的。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。

圖案化器件可係透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、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由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。

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，或適合於諸如浸沒液體之使用或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，使用如以上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。

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，光罩與投影系統之間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語「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，且輻射光束係藉助於包含(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布的調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳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σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包含各種其他組件，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布。

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PL，投影系統PL將光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器、2D編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動，例如，以便在輻射光束B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(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光罩MA。一般而言，可藉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(與掃描器相反)之情況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可係固定的。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與基板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。

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。在步進模式中，曝光場之最大尺寸限制單次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與基板台WT(亦即，單次動態曝光)。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(諸如以上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。

如圖2所示，微影裝置LA形成微影單元LC(有時亦被稱作微影單元或叢集)之部件，其亦包括用以對基板執行曝光前及曝光後處理程序之裝置。通常，此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH，及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板、在不同處理程序裝置之間移動基板，且接著將基板傳送至微影裝置之裝載盤LB。通常被集體地稱作塗布顯影系統(track)之此等器件係在塗布顯影系統控制單元TCU之控制下，塗布顯影系統控制單元TCU自身係藉由監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU而控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。

為了使由微影裝置所曝光之基板正確地且一致地曝光，需要檢測經曝光基板以量測諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等等之屬性。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其係在檢測可被足夠迅速且快速地進行以使得同一批之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可經剝離及重做(以改良良率或廢除)藉此避免對已知為有缺陷之基板執行曝光。在基板之僅一些目標部分有缺陷的情況下，可僅對良好之彼等目標部分執行另外曝光。

使用檢測裝置以判定基板之屬性，且特別係判定不同基板或同一基板之不同層的屬性如何在層與層之間變化。檢測裝置可經整合至微影裝置LA或微影單元LC中或可為獨立器件。為了實現最快量測，需要使檢測裝置在曝光之後立即量測經曝光抗蝕劑層中之屬性。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度(在已曝光至輻射的抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射的抗蝕劑之部分之間僅存在極小的折射率差)且並非所有檢測裝置均具有對進行潛影之有用量測的充分敏感性。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後採取量測，曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板所進行之第一步驟且其增加抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛伏的。亦有可能進行經顯影抗蝕劑影像之量測(此時，抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分已被移除)，或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後進行經顯影抗蝕劑影像之量測。後者可能性限制重做有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。

圖3描繪可用於本發明中之散射計。散射計可包括寬頻帶(白光)輻射投影儀2，其將輻射投影至基板W上。經反射輻射傳遞至分光計偵測器4，其量測鏡面經反射輻射之光譜10(作為波長之函數的強度)。自此資料，可藉由處理單元PU來重新建構引起經偵測光譜之結構或資料檔(profile)，例如，藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與如圖3之底部處所示之模擬光譜庫相比較。一般而言，為了重新建構，吾人已知結構之通用形式，且根據對製造結構所採用之處理程序的認識來假定一些參數，從而僅留下結構之少許參數以自散射量測資料加以判定。該散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。

圖4中展示可用於本發明之另一散射計。在此器件中，由輻射源2所發射之輻射係使用透鏡系統12而聚焦通過干涉濾光器13及偏振器17、藉由部分反射表面16反射且經由顯微鏡接物鏡15而聚焦至基板W上，顯微鏡接物鏡15具有高數值孔徑(NA)，較佳地為至少0.9且更佳地為至少0.95。浸沒散射計可甚至具有數值孔徑超過1之透鏡。經反射輻射接著通過部分反射表面16而透射至偵測器18中，以便偵測散射光譜。偵測器可位於處於透鏡系統15之焦距的背部投影式光瞳平面11中，然而，光瞳平面可代替地藉由輔助光學儀器(未圖示)而再成像至偵測器上。光瞳平面為輻射之徑向位置界定入射角且角位界定輻射之方位角的平面。偵測器較佳地為二維偵測器，使得可量測基板目標30之二維角散射光譜。偵測器18可為(例如)CCD或CMOS感測器陣列，且可使用為(例如)每圖框40毫秒之積分時間。

舉例而言，通常使用參考光束以量測入射輻射之強度。為了進行此過程，當輻射光束入射於光束分裂器16上時，使輻射光束之一部分透射通過光束分裂器以作為朝向參考鏡面14之參考光束。接著將參考光束投影至同一偵測器18之不同部分上。

干涉濾光器13之集合可用以選擇在(比如)405奈米至790奈米或甚至更低(諸如200奈米至300奈米)之範圍內的所關注波長。干涉濾光器可係可調諧的，而非包含不同濾光器之集合。可使用光柵以代替干涉濾光器。

偵測器18可量測經散射光在單一波長(或窄波長範圍)下之強度、單獨地在多個波長下之強度，或在一波長範圍內所積分之強度。此外，偵測器可單獨地量測橫向磁偏振光及橫向電偏振光之強度，及/或橫向磁偏振光與橫向電偏振光之間的相位差。

使用寬頻帶光源(亦即，具有寬光頻率或波長範圍且因此具有寬顏色範圍之光源)係可能的，其給出較大光展量(etendue)，從而允許多個波長之混合。在寬頻帶中之複數個波長較佳地各自具有為*8之頻寬及為至少2*8(亦即，為頻寬之兩倍)之間隔。若干輻射「源」可為已使用光纖束而分裂的延伸式輻射源之不同部分。以此方式，可在多個波長下並行地量測角度解析散射光譜。可量測3D光譜(波長及兩個不同角度)，其與2D光譜相比較含有更多資訊。此允許量測更多資訊，其增加度量衡處理程序穩固性。此在EP1,628,164A中得以更詳細地描述。

基板W上之目標30可為光柵，其經印刷，使得在顯影之後，條狀物(bar)係由固體抗蝕劑線形成。條狀物可或者經蝕刻至基板中。此圖案對微影投影裝置(特別係投影系統PL)中之色像差敏感，且照明對稱性及該等像差之存在將使其自身表現為經印刷光柵之變化。因此，使用經印刷光柵之散射量測資料來重新建構光柵。根據對印刷步驟及/或其他散射量測處理程序之認識，可將光柵之參數(諸如線寬及形狀)輸入至由處理單元PU所執行之重新建構處理程序。

現亦參看圖5，此圖展示圖4所說明之散射計之結構。散射計係藉由基底框架51支撐，基底框架51支撐經支撐以用於在由箭頭所展示之方向上移動的線性Y平台53及經支撐以用於在圖式之平面中移動的線性X平台55。線性Y平台53載運旋轉平台57，旋轉平台57又載運將在使用裝置時載運晶圓W之晶圓台59。提供圖4所指示之散射計感測器18，其係藉由線性X平台55支撐，以便可沿著X方向移動。

為了藉由接物鏡系統15而在基板上提供輻射光束之線上聚焦，散射計包括焦點感測配置。詳言之，提供藉由散射計感測器18所載運且可隨著散射計感測器18而移動之焦點感測器61，焦點感測器61又載運控制圖4所指示之接物鏡系統15之位置的接物鏡平台63。焦點照明系統65經配置以將在該圖中指示為箭頭之輻射光束引導至焦點感測器61上。此光束將通過接物鏡系統15而傳遞至晶圓W上。在處理單元PU之控制下，焦點控制器67有效於將控制信號提供至接物鏡平台63中之致動器(未圖示)，以便控制在Z方向上接物鏡配置之移動(如由該圖中之箭頭所指示)，以便將由焦點照明系統所提供之輻射聚焦至晶圓上，且將由晶圓台59上之晶圓W所反射之輻射聚焦回至焦點感測器61上。

然而，如由發明人所瞭解，以上所描述之配置仍然存在以下問題：在量測自晶圓所反射之輻射光譜以便監視(例如)臨界尺寸(CD)或疊對(OV)時，由焦點感測器61所量測之最佳焦點量測未必匹配於為由散射計感測器18所進行之量測所需要的最佳焦點。此可歸因於以下各項：歸因於輻射中之不同波長的或歸因於不同原理(諸如電容性相對於光學對比度)之不同光學設計的由散射計感測器18及焦點感測器61所使用之不同量測技術；晶圓台59上之晶圓之不同晶圓相互作用；或用於不同應用(例如，在CD量測與OV量測之間)之最佳焦點之不同定義。歸因於時間限制，不可能在藉由裝置之散射計量測期間藉由焦點感測器61來進行另外量測。詳言之，由焦點控制系統所使用之取樣將通常具有通常為2KHz之頻寬，其比用於散射量測之輻射之頻寬小得多。

根據本發明之一實施例，在散射計量測期間調整在Z方向上焦點感測器之位置，以補償焦點感測器與散射量測感測器18之焦點之間的偏移，而無需線性化焦點感測器。

現參看圖6，此圖說明用於以上大體上所描述之焦點感測配置之光學配置中一些光學組件之位置，其可用於根據本發明之一實施例之散射計中。應瞭解，在圖6中，晶圓W為圖5所描繪之散射計中所展示之晶圓W，而透鏡69構成圖5所描繪之接物鏡配置15，透鏡71為用於焦點感測配置之聚焦透鏡。亦應瞭解一些光學組件(尤其係光束分裂配置)係用於分裂由晶圓所反射之輻射，使得僅來自焦點照明系統65之輻射傳遞通過聚焦透鏡71。

自晶圓W所反射的傳遞通過透鏡69、71之輻射係藉由鏡面73分裂以產生兩個光束(光束1及光束2)。提供各別偵測器75及77以偵測光束1及光束2。光束1通過孔徑79而傳遞至偵測器75上，而光束2在自鏡面83反射之後通過孔徑81而傳遞至偵測器77上，偵測器75、77、孔徑79、81及鏡面73、83均形成圖5之焦點感測器61之一部分。圖6亦說明用於每一光束(光束1及光束2)之各別焦平面85、87之位置。晶圓W與用於光束1之焦平面85之間的光徑長度將等於晶圓W與光束2之焦平面87之間的光徑長度。孔徑79、81與各別焦平面85、87之間的距離針對光束1及光束2將相同。

兩個光束(光束1及光束2)之使用實現光束與晶圓W上之焦點位置之任何偏差的感測，以及待偵測之任何散焦的事實。詳言之，在最佳焦點處，傳遞通過孔徑79、81之光的量相等，因此，偵測器75、77之輸出S1、S2亦相等。換言之，S1=S2且S1-S2=0。若晶圓W不處於最佳焦點，則S1與S2變得不同且此可被偵測到。接著使用圖5所示之接物鏡平台63來移動接物鏡配置15中接物鏡69之位置，直至S1與S2再次變得相等為止，晶圓W接著處於最佳焦點，其中接物鏡69針對散射量測及對準量測兩者均處於晶圓W上方之最佳高度。如以上所解釋，關於先前技術，先前技術配置存在以下問題：在散射量測感測器之焦點與焦點感測器之焦點之間可存在差，其可係基於機器、產品及/或處理程序。

現亦參看圖7，根據本發明之第一實施例，線外執行參考量測，以判定如藉由焦點感測配置所判定之焦點與為特定散射量測操作中所使用之特定輻射光束所需要之焦點之間的偏移。此指示為圖7中之步驟S71。在步驟S72中，可在散射計之線上操作期間在進行中之基礎上校正如藉由焦點感測器61及散射計感測器18所量測的入射於晶圓W上之光束之焦點量測之間的偏移，而無需以其他方式再調整系統。

針對偏移之校正可在焦點感測配置中或在散射計感測器18中進行。在此特定實施例中，在圖6所說明之光學配置中，可調整聚焦透鏡71之位置(其在先前技術配置中通常保持靜態)以改變焦平面85、87相對於各別孔徑79、81之位置。此位置調整可藉由調整接物鏡69之位置的同一致動器執行或藉由單獨致動器執行。在使焦平面85移位成更接近光束1中之針孔79的情況下，相對於由偵測器77所產生之信號，偵測器75將產生更大信號。因此，S1將大於S2。信號之差S1-S2可藉由控制器67用於焦點控制迴路中，以調整接物鏡69之位置，其將又影響焦平面85之位置。控制迴路將再次移動接物鏡69直至S1與S2相等為止，且焦平面85返回至其原始位置。將看出，藉由此程序，與不存在偏移之施加相比較，相對於晶圓W不同地定位接物鏡69。此將影響散射計感測器18及藉由焦點感測器61所進行之量測所實現之對準功能兩者的焦點。

或者，可調整孔徑79、81之位置。一旦已校正偏移，焦點控制器67便藉由移動接物鏡平台63而確保使用經校正焦點位置來採取藉由散射計感測器系統18中之偵測器75、77所進行之量測。雖然聚焦系統偵測最佳焦點位置(亦即，S1=S2)，但在焦點感測器外部針對量測系統而引入偏移。

現參看圖8，在根據本發明之一替代實施例中，代替如在第一實施例中調整光學組件，可對藉由焦點控制器67施加至接物鏡平台63中之致動器之信號進行軟體校正。如在第一實施例中，在步驟S81中，線外執行參考量測，以判定如藉由焦點感測配置所判定之焦點與為特定散射量測操作中所使用之特定輻射光束所需要之焦點之間的偏移。在後續線上散射量測操作中，如步驟S82中所指示，在處理器PU之控制下，焦點控制器67接著經配置以提供經修改控制信號，亦即，代替使S1與S2相等，使S1與S2具有等於一偏移值之差。此接著係用以在考慮到偏移之情況下控制接物鏡平台63中之致動器以將接物鏡系統之位置調整至如藉由焦點控制器所判定之最佳焦點位置。然而，應瞭解，此實施例之實施要求在焦點感測器61之輸出與接物鏡系統之實際線性位移之間存在已知關係，理想地為線性關係。此將取決於許多因素，包括經量測之晶圓W之結構。

應瞭解，與特定應用或聚焦系統無關，對於散射計感測器18或焦點感測器61，針對焦點感測器與散射量測感測器之焦點之間的偏移的校正將允許獲得相對於最佳焦點之更小焦點誤差。此將引起藉由以上所描述之晶圓定位系統的散射計之組件之更佳對準，其將引起更準確的CD及/或OV量測。此外，用於量測經散射輻射之更佳焦點亦將引起更準確的CD及/或OV量測。更佳焦點將引起用於藉由以上所描述之晶圓定位系統的晶圓之對準的更清晰影像，從而引起更小對準誤差。在OV量測之情況下，將有可能遍及晶圓而選擇在何處進行量測，因為最佳焦點將不取決於晶圓。

亦應瞭解，針對偏移之調整的可能性允許焦點感測器之設計中之更多靈活性。同樣地，不要求感測器提供最佳可能焦點，因為其可隨後加以校正。此外，可改良散射量測感測器之動態範圍，從而藉由使有可能變化入射輻射之強度而使有可能(例如)量測自不良反射表面所產生之光譜。偏移校正亦將使易於實施以上所描述之光學感測器的替代焦點感測器(例如，電容性感測器)，但其接著將有必要提供不同控制系統。在使用該電容性感測器時，在調整程序中判定接物鏡之最佳焦點位置，電容性感測器係用以判定晶圓W與接物鏡69之相對位置。將偏移施加至由電容性感測器所產生之信號，以補償調整程序與散射計之操作之間的量測特性之改變。

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，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語「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)塗布顯影系統(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所提及之基板。適用時，可將本文之揭示內容應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文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。

儘管以上可特定地參考在光學微影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)中，且在情境允許時不限於光學微影。在壓印微影中，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365奈米、355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」在情境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。

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。

以上描述意欲係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。

2．．．寬頻帶(白光)輻射投影儀/輻射源

4．．．分光計偵測器

10．．．光譜

11．．．背部投影式光瞳平面

12．．．透鏡系統

13．．．干涉濾光器

14．．．參考鏡面

15．．．顯微鏡接物鏡/透鏡系統/接物鏡系統/接物鏡配置

16．．．部分反射表面/光束分裂器

17．．．偏振器

18．．．偵測器/散射計感測器/散射量測感測器/散射計感測器系統

30．．．基板目標

51．．．基底框架

53．．．線性Y平台

55．．．線性X平台

57．．．旋轉平台

59．．．晶圓台

61．．．焦點感測器

63．．．接物鏡平台

65．．．焦點照明系統

67．．．焦點控制器

69．．．透鏡/接物鏡

71．．．聚焦透鏡

73．．．鏡面

75．．．偵測器

77．．．偵測器

79．．．孔徑/針孔

81．．．孔徑

83．．．鏡面

85．．．焦平面

87．．．焦平面

AD．．．調整器

B．．．輻射光束

BD．．．光束傳送系統

BK．．．烘烤板

C．．．目標部分

CH．．．冷卻板

CO．．．聚光器

DE．．．顯影器

IF．．．位置感測器

IL．．．照明系統/照明器

IN．．．積光器

I/O1．．．輸入/輸出埠

I/O2．．．輸入/輸出埠

LA．．．微影裝置

LACU．．．微影控制單元

LB．．．裝載盤

LC．．．微影單元

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

PL．．．投影系統

PM．．．第一定位器

PU．．．處理單元/處理器

PW．．．第二定位器

RO．．．機器人

SC．．．旋塗器

SCS．．．監督控制系統

SO．．．輻射源

TCU．．．塗布顯影系統控制單元

W．．．基板

WT．．．基板台

圖1描繪微影裝置；

圖2描繪微影單元或叢集；

圖3描繪第一散射計；

圖4描繪第二散射計；

圖5描繪展示感測器平台及晶圓台之細節的第三散射計；

圖6描繪併入於圖5所示之散射計中的示意性光學配置，其係用於根據本發明之散射計之第一實施例中；

圖7為展示根據本發明之第一實施例的圖5及圖6之散射計之操作的流程圖；

圖8為展示根據本發明之第二實施例的圖5及圖6之散射計之操作的流程圖。

15．．．顯微鏡接物鏡/透鏡系統/接物鏡系統/接物鏡配置

18．．．偵測器/散射計感測器/散射量測感測器/散射計感測器系統

51．．．基底框架

53．．．線性Y平台

55．．．線性X平台

57．．．旋轉平台

59．．．晶圓台

61．．．焦點感測器

63．．．接物鏡平台

65．．．焦點照明系統

67．．．焦點控制器

PU．．．處理單元/處理器

W．．．基板

Claims (16)

1. 一種經組態以量測一基板之一屬性的散射計，其包含：一聚焦配置；一焦點感測器；一焦點控制器，其係回應於該焦點感測器以提供有效(effective)於使一致動器配置在一調整程序期間調整為聚焦一輻射光束所需要的該聚焦配置與該基板之相對位置的控制信號；及一焦點偏移配置，其經調適以將一偏移提供至由該聚焦配置所產生之焦點，以補償在該調整程序期間該散射計之聚焦與在使用該散射計期間該散射計之聚焦之間的差。
2. 如請求項1之散射計，其包括：有效於將一輻射光束通過該聚焦配置而引導至該基板上之一配置；其中該焦點感測器經調適以在該輻射光束自該基板反射之後偵測該輻射光束；且該焦點偏移配置經調適以將一偏移提供至由該聚焦配置所產生之該焦點，以補償該輻射光束之該聚焦與在使用該散射計期間該散射計之該聚焦之間的差。
3. 如請求項2之散射計，其中該焦點偏移配置包含：有效於改變該聚焦配置及一用於實施該輻射光束之該偵測之配置中之至少一者內之光徑長度之一配置。
4. 如請求項3之散射計，其中有效於改變該光徑長度之該 配置包含：一透鏡配置，其係插入於該聚焦配置與該基板之間；及一致動器配置，其係有效於移動該透鏡配置，以便在該輻射光束在該基板處反射之後變化該輻射光束經聚焦之位置。
5. 如請求項4之散射計，其中該同一致動器配置經配置以移動該透鏡配置及該聚焦配置。
6. 如請求項4之散射計，其中不同各別致動器經提供以移動該透鏡配置及該聚焦配置。
7. 如請求項1之散射計，其中該焦點偏移配置包含：有效於取決於該偏移而改變該等控制信號之一配置。
8. 如請求項1之散射計，其中該焦點感測器為一電容性感測器。
9. 一種用於使用一散射計來量測一基板之一屬性的散射量測方法，其包含：一調整程序，其包含：判定為聚焦一輻射光束所需要的一聚焦配置與該基板之相對位置；提供表示該聚焦配置與該基板之該等相對位置的控制信號；及取決於該等控制信號而調整該聚焦配置與該基板之該等相對位置以引起該聚焦；及將一偏移提供至由該聚焦配置所產生之焦點，以補償 在該調整程序期間該散射計之聚焦與在使用該散射計期間該散射計之聚焦之間的差。
10. 如請求項9之方法，其包括：將一輻射光束通過該聚焦配置而引導至該基板上；在該輻射光束自該基板反射之後偵測該輻射光束；及提供一由該聚焦配置所產生之焦點偏移，以補償該輻射光束之該聚焦與在使用該散射計期間該散射計之該聚焦之間的差。
11. 如請求項10之方法，其中提供該焦點偏移包含：改變用於執行該焦點感測之一配置及用於執行該量測偵測之一配置中之至少一者內之光徑長度。
12. 如請求項10之方法，其中提供該焦點偏移包含：取決於該偏移而改變該等控制信號。
13. 如請求項10之方法，其中在該散射量測步驟之前初始地執行該聚焦一輻射光束，以提供待用於後續散射量測步驟中的該偏移之一值。
14. 一種微影裝置，其包含：一照明光學系統，其經配置以照明一圖案；一投影光學系統，其經配置以將該圖案之一影像投影至一基板上；及一如請求項1之散射計。
15. 一種微影單元，其包含：一塗布器，其經配置以使用一輻射敏感層來塗布基板； 一微影裝置，其經配置以將影像曝光至藉由該塗布器所塗布之基板之該輻射敏感層上；一顯影器，其經配置以顯影由該微影裝置所曝光之影像；及一如請求項1之散射計。
16. 一種器件製造方法，其包含：使用一微影裝置以在一基板上形成一圖案；及使用一散射計來判定與由該微影裝置所印刷之該圖案之一參數相關的一值，其包括：一調整程序，其包含：判定為聚焦一輻射光束所需要的該聚焦配置與該基板之相對位置；提供表示該聚焦配置與該基板之該等相對位置的控制信號；及取決於該等控制信號而調整該聚焦配置與該基板之該等相對位置以引起該聚焦；及將一偏移提供至由該聚焦配置所產生之焦點，以補償在該調整程序期間該散射計之聚焦與在使用該散射計期間該散射計之聚焦之間的差。