TWI446123B - 用於量測及獲得與基板表面相關的高度資料之微影裝置及方法 - Google Patents

用於量測及獲得與基板表面相關的高度資料之微影裝置及方法 Download PDF

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Description

用於量測及獲得與基板表面相關的高度資料之微影裝置及方法
本發明係關於一種用於獲得基板表面之高度資料的微影裝置及方法、係關於一種程式及一種含有用於獲得高度資料之程式的記憶體，且係關於一種用於校正根據該方法所獲得之高度資料的方法、裝置、程式及記憶體。
微影裝置為將所要圖案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，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生對應於IC之個別層的電路圖案。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。此係使用投影系統而進行，投影系統處於主光罩與基板之間且經提供以將主光罩之經照射部分成像至基板之目標部分上。可將圖案成像至基板(矽晶圓)上之曝光區域(晶粒)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。
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。以下對此進行更詳細地描述。
在當前雙平台裝置中，搜集資料以在相對於目標部分之中心之精確地相同的位置中藉由位階感測器而調平每一目標部分(場)。以下更詳細地解釋可能位階感測器。
投影系統包括用以引導、成形及/或控制輻射光束之組件。可將圖案成像至具有輻射敏感材料(諸如，抗蝕劑)層之基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。一般而言，單一基板含有經順次曝光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(通常被稱作"掃描"方向)上經由投影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。
為了簡單性起見，可在下文中將投影系統稱作"透鏡"；然而，此術語應被廣泛地解釋為涵蓋各種類型之投影系統，包括(例如)折射光學器件、反射光學器件、反射折射系統，及帶電粒子光學器件。輻射系統亦可包括用於引導、成形或控制投影光束之根據此等原理中之任一者而操作的元件，且以下亦可將該等元件共同地或單獨地稱作"透鏡"。此外，第一物件台及第二物件台可分別被稱作"光罩台"及"基板台"。
微影裝置可含有單一光罩台及單一基板台，但具有至少兩個獨立可移動基板台之微影裝置亦為可用的；見(例如)描述於國際專利申請案WO 98/28665及WO 98/40791中之多平台裝置。該多平台裝置所隱含之基本操作原理為：在第一基板台處於投影系統下方之曝光位置處以用於曝光位於該台上之第一基板時，第二基板台可行進至裝載位置、卸下先前經曝光基板、拾取新基板、對新基板執行某些初始量測且接著準備在完成第一基板之曝光後即將新基板轉移至投影系統下方之曝光位置；接著重複循環。以此方式，有可能大體上增加機器產出率，此又改良機器之所有權成本。應理解，相同原理可用於僅一在曝光位置與量測位置之間移動的基板台。
在曝光過程期間，重要的係確保光罩影像正確地聚焦於晶圓上。習知地，此係藉由在一曝光或一系列曝光之前量測光罩之空中影像之最佳焦平面相對於投影透鏡的垂直位置而進行。在每一曝光期間，量測晶圓之上部表面相對於投影透鏡之垂直位置，且調整晶圓台之位置，使得晶圓表面位於最佳焦平面中。
用於調整投影系統PL之焦平面之位置的範疇為有限的，且該系統之焦點深度較小。此意謂必須將晶圓(基板)之曝光區域精確地定位於投影系統PL之焦平面中。
將晶圓拋光至極高平坦度，但仍然可發生晶圓表面自完全平坦度之具有顯著地影響焦點精確度之足夠量值的偏差(被稱作"不平坦度")。不平坦度可(例如)由晶圓厚度之變化、晶圓形狀之畸變或晶圓固持器上之污染物導致。歸因於先前處理步驟之結構的存在亦顯著地影響晶圓高度(平坦度)。在本發明中，不平坦度之原因主要為不相關的，僅考慮晶圓之頂部表面的高度。除非本文另有規定，否則以下對"晶圓表面"之參考指代光罩影像將被投影至之晶圓的頂部表面。
在曝光期間，量測晶圓表面相對於投影光學器件之位置及定向，且調整晶圓台WT之垂直位置(Z)及水平傾斜(Rx、Ry)以將晶圓表面保持於最佳焦點位置處。
如以上所描述，將圖案成像至基板W上通常係藉由光學元件(諸如，透鏡或鏡面)而進行。為了產生清晰影像，基板W上之抗蝕劑層應在光學元件之焦平面中或附近。因此，根據先前技術，量測待曝光之目標部分C的高度。基於此等量測，(例如)藉由移動定位有基板W之基板台WT而調整基板W相對於光學元件之高度。因為基板W不為完全平坦之物件，所以可能對於整個目標部分C而言不可能將抗蝕劑層精確地定位於光學器件之焦平面中，因此，可僅儘可能適當地定位基板W。
為了儘可能適當地將基板W定位於焦平面中(例如，藉由使焦平面與抗蝕劑厚度之中心匹配)，可更改基板W之定向。可在全部六個自由度中平移、旋轉或傾斜基板台WT，以便儘可能適當地將抗蝕劑層定位於焦平面中。
為了判定基板W相對於光學元件之最佳定位，可使用如(例如)描述於美國專利第5,191,200號中之位階感測器而量測基板W之表面。此程序可藉由量測基板W之正經曝光或緊接著待曝光之部分而在曝光期間(在運作中)進行，但亦可預先量測基板W之表面。此後者方法亦可在遠端位置處進行。在後者情況下，位階感測器量測之結果可以所謂的高度圖或高度剖面之形式而儲存，且在曝光期間用以相對於光學元件之焦平面而定位基板W。
在兩者情況下，可藉由判定某一區域之高度的位階感測器而量測基板W之頂部表面。此區域可具有約等於或大於目標部分C之寬度的寬度，且可具有僅為目標部分C之長度之一部分的長度，以下將對此進行解釋(區域係以虛線指示)。可藉由在箭頭A之方向上掃描目標部分C而量測目標部分C之高度圖。位階感測器LS藉由應用多光點量測(諸如，9光點量測)而判定基板W之高度。位階感測器光點LSS展開於區域上，且基於自不同位階感測器光點所獲得之量測，可收集高度資料。
如此處所使用之術語"高度"指代大體上垂直於基板W之表面(亦即，大體上垂直於基板W之待曝光之表面)的方向。位階感測器之量測導致高度資料，高度資料包含關於基板W之特定位置之相對高度的資訊。此亦可被稱作高度圖。
基於此高度資料，可(例如)藉由平均化來自基板之不同部分的對應高度資料(例如，對應於不同目標部分C內之類似相對位置的高度資料)而計算高度剖面。倘若該對應高度資料不可用，則高度剖面等於高度資料。
基於高度資料或高度剖面，可判定調平剖面以提供基板W相對於投影系統PS之最佳定位的指示。可藉由經由高度資料或高度剖面(之一部分)而應用線性擬合(例如，藉由經由在經量測區域內部之點而執行最小平方擬合(三維))來判定該調平剖面。
如以上所解釋，精確調平可需要(例如)使用位階感測器而量測基板之形狀及構形，此導致基板W(之至少一部分)之高度資料，可基於高度資料而判定調平剖面。該調平剖面可表示基板W相對於投影系統PS之最佳位置，此將基板W之區域形狀及高度考慮在內。
藉由在相對於目標部分之中心之精確地相同的位置中調平每一目標部分，減少基板上之目標部分之間的曝光焦點變化。
舉例而言，每一目標部分可具有相對於目標部分之中心的調平取樣圖案，如圖2所示。在圖2中，M2至M6指代覆蓋目標部分寬度之位階感測器光點，其係沿著目標部分高度在目標部分上之表面上被掃描。在掃描期間，搜集許多量測(在圖2中由點指示)。此等點具有相對於目標部分中心之預定位置。
根據如參看圖2所展示及描述之技術而獲取調平資料為相對費時的。此係因為針對每一目標部分而獲取滿足在相對於每一目標部分之中心之相同位置中定位位階感測器之約束的調平資料為費時的。在柱狀目標部分布局之最通常情況下，此需要經由每一柱之位階感測器讀數的"衝程"。
參看圖4而對此進行進一步說明，圖4展示具有複數個目標部分及指示位階感測器之掃描路徑或衝程之箭頭的基板。
本發明之實施例之一態樣係至少部分地減輕以上所論述之問題。
根據本發明之第一態樣，提供一種微影投影裝置，微影投影裝置包括：支撐件，支撐件經建構以支撐圖案化器件，圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束；基板台，基板台經建構及配置以固持基板；投影系統，投影系統經建構及配置以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上；位階感測器，位階感測器經建構及配置以執行基板之至少一部分的高度量測以產生高度資料，位階感測器用於在相對於投影系統之焦平面而定位基板之目標部分的過程中使用；第一致動器，第一致動器經建構及配置以至少在垂直於基板之表面的第一方向上移動基板台，第一致動器具有最大速度；及第二致動器，第二致動器經建構及配置以至少在垂直於基板之表面的第二方向上移動基板台，第二致動器具有最大速度；控制器，控制器經建構及配置以藉由控制第一致動器及第二致動器而產生基板與位階感測器之間的相對移動衝程，其中控制器經建構及配置以組合第一致動器移動與第二致動器移動以在高於一致動器之最大速度的速度下實行組合移動。
在一實施例中，控制器經建構及配置以藉由組合兩個致動器之至少71%之最大速度而產生組合移動衝程。
另外，控制器可經建構及配置以產生在整體最大速度下移動基板台之兩個致動器之組合移動衝程。
第一致動器可經建構及配置以導致在X方向上之相對移動，且第二致動器經建構及配置以導致在Y方向上之相對移動。
基板台可為可移動的，以實行由該基板固持器所載運之基板的掃描曝光，且該位階感測器經配置以量測垂直位置及圍繞該基板上之目標區域之至少一水平軸線之傾斜中的至少一者。
位階感測器包括：投影部分，投影部分用於將輻射引導至基板上，投影部分包含輻射源、具有定位於自輻射源之下游之狹縫的投影柵格，及經定位以自輻射源朝向基板表面引導輻射作為位階感測器光點之第一反射器；及偵測部分，偵測部分用於偵測來自基板表面之經反射輻射，偵測部分包含偵測器、具有定位於基板與偵測器之間的狹縫的偵測柵格，及經定位以將自晶圓表面所反射之光引導至偵測器的第二反射器，其中柵格經定位以投影及偵測與相對移動之衝程對準的位階感測器光點。
在另一實施例中，基板上之位階感測器光點相對於致動器中之至少一者之移動方向而在整體45度內旋轉。
可能有用的係整體平行於基板表面而定位投影柵格或偵測柵格中之至少一者。
在一較佳實施例中，投影柵格或偵測柵格中之至少一者整體為矩形形狀，且具有整體沿著柵格之對角線所定位的狹縫。
在一實施例中，基板台在對應於移動衝程之角度的角度內傾斜。
較佳地，傾斜投影柵格或偵測柵格中之至少一者，使得狹縫在離輻射源之不同距離處。
較佳地，投影柵格或偵測柵格中之至少一者圍繞整體垂直於由輻射之行進方向所形成之平面的軸線及狹縫之軸線而傾斜。
可傾斜投影柵格，使得投影柵格之傾斜角與輻射之入射角組合成整體90度(Scheimpflug條件)。
可能有用的係使用如下系統：其中投影部分進一步包含定位於自投影柵格之下游之輻射路徑中的楔狀物以用於調適輻射之光徑長度。
在一實施例中，偵測部分進一步包含定位於自投影柵格之上游之輻射路徑中的楔狀物以用於調適輻射之光徑長度。
根據本發明之另一態樣，提供一種用於在微影投影裝置中感測載運於基板台上之基板之位階的方法，微影投影裝置具有：支撐件，支撐件經建構以支撐圖案化器件，圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以形成經圖案化輻射光束；基板台，基板台經建構及配置以固持基板；投影系統，投影系統經建構及配置以將經圖案化輻射光束投影至基板之目標部分上；位階感測器，位階感測器經建構及配置以執行基板之至少一部分的高度量測以產生高度資料；第一致動器及第二致動器，第一致動器及第二致動器用於在基板與位階感測器之間產生相對力矩，致動器具有最大速度，方法包含：將基板提供於基板台上；在基板與位階感測器之間產生相對移動，且感測基板之位階，其進一步包含：將由兩個致動器所產生之相對移動組合成高於由一致動器所產生之最大移動速度的速度。
方法可包含裝置之特徵中的任一者。另外，所產生相對移動可為在若干衝程中之移動。可藉由以位階感測器在掃描方向上掃描基板之至少一部分而執行高度量測。
較佳地，第一致動器在X方向上產生移動，且第二致動器在Y方向上產生移動，且其中組合移動在相對於基板表面之至少20度之角度下的X-Y平面中。
移動較佳地包含整體在相對於X方向及Y方向之45度角度下的衝程。
方法可進一步包含位階感測器將輻射投影於基板表面上及偵測來自基板表面之經反射輻射。
在另一實施例中，投影輻射進一步包含在基板表面上施加許多輻射光束作為位階感測器光點，其中位階感測器光點在相對於相對移動方向中之至少一者的非零角度內旋轉，且其中組合相對移動會導致在整體相同非零角度下之相對移動。
另外，使用折射而調適經投影輻射或經反射輻射中之至少一者的光徑長度為有用的。
根據本發明之另一態樣，提供一種在資料載體或電腦可讀媒體上之電腦程式或一種電腦程式產品，電腦程式或電腦程式產品具有經建構及配置以執行包含以下步驟之方法的程式碼或指令：在基板與位階感測器之間產生相對移動；藉由位階感測器而感測基板之位階，其中所產生相對移動為用於產生基板台相對於位階感測器之移動之至少兩個致動器的組合移動。
根據本發明之另一態樣，提供一種直接或間接使用微影系統及/或器件製造方法及/或本發明之前述態樣中之任一者之電腦程式而製造的器件。
根據本發明之又一態樣，提供一種用於校準微影裝置之方法，其包含：在目標部分上執行提供目標部分之位階感測器資料的位階感測器掃描，其中位階感測器掃描係在相對於目標部分之相對位置處執行；及
b)　使用位階感測器資料及預定校準資料而判定經校正曝光焦點資料以校正位階感測器掃描相對於目標部分之相對位置。根據一實施例，動作b)包含：
b1)　使用預定校準資料而判定經校正位階感測器資料；及
b2)　基於經校正位階感測器資料而判定經校正曝光焦點資料。根據一實施例，動作b)包含：
b1')使用位階感測器資料而判定曝光焦點資料；及
b2')基於曝光焦點資料及預定校準資料而判定經校正曝光焦點資料。
根據一實施例，方法進一步包含：
c)　根據經校正曝光焦點資料而曝光目標部分。
根據一實施例，相對位置大體上在目標部分之平面中且大體上垂直於位階感測器掃描之掃描方向。
根據一實施例，可使用校準資料來判定經校正曝光焦點資料以校正位階感測器掃描相對於目標位置之相對位置，方法包含：
I-1)　執行至少一目標部分之第一數目之校準位階感測器掃描，其中第一數目之校準位階感測器掃描具有相對於至少一目標部分之第一相對位置；
I-2)　執行至少一目標部分之第二數目之校準位階感測器掃描，其中第二數目之校準位階感測器掃描具有相對於至少一目標部分之第二相對位置，第二相對位置不同於第一相對位置；
II)　藉由比較第二數目之校準位階感測器掃描與第一數目之校準位階感測器掃描而判定第二相對位置之第一校準資料。
較佳地，藉由以在高於一致動器之最大速度之速度下移動之兩個致動器而產生基板與位階感測器之組合相對移動來執行第二數目之位階感測器掃描。
根據又一態樣，提供一種在資料載體、電腦可讀媒體或電腦程式產品上之電腦程式，電腦程式具有用於感測載運於基板台上之基板之位階的程式碼或指令，程式碼或指令用於執行包含以下步驟之方法：在基板與位階感測器之間產生相對移動；藉由位階感測器而感測基板之位階，其中所產生相對移動為用於產生基板台相對於位階感測器之移動之至少兩個致動器的組合移動。
根據又一態樣，提供一種用於控制基板之位置的系統，系統包含處理器及記憶體，記憶體係藉由電腦程式而編碼，電腦程式含有可由處理器執行以使用高度資料而執行用於相對於投影系統之焦平面而定位基板之目標部分之方法的指令，其中方法包含：藉由在基板與位階感測器之間產生相對移動而執行基板之至少一部分的高度量測以產生高度資料；藉由位階感測器而感測基板之位階，其中所產生相對移動為用於產生基板台相對於位階感測器之移動之至少兩個致動器的組合移動；使用預定校正高度來計算高度資料之經校正高度資料；及至少部分地基於經校正高度資料而相對於投影系統之焦平面而定位基板之目標部分。
一種用於控制基板之位置的系統，系統包含處理器及記憶體，記憶體係藉由電腦程式而編碼，電腦程式含有可由處理器執行以執行用於計算校正高度以校正由位階感測器所獲得之高度資料之方法的指令，其中方法包含：藉由在基板與位階感測器之間產生相對移動而執行基板之目標部分的高度量測以產生高度剖面，且藉由位階感測器而感測基板之位階，其中所產生相對移動為用於產生基板台相對於位階感測器之移動之至少兩個致動器的組合移動；基於高度剖面而計算位階剖面；及藉由計算位階剖面與高度剖面之間的差而判定校正高度。
本發明之另一態樣提供一種電腦可讀媒體，電腦可讀媒體係藉由電腦程式而編碼，電腦程式含有可由處理器執行以使用高度資料而執行用於相對於投影系統之焦平面而定位基板之目標部分之方法的指令，其中方法包含：藉由在基板與位階感測器之間產生相對移動而執行基板之至少一部分的高度量測以產生高度資料，且藉由位階感測器而感測基板之位階，其中所產生相對移動為用於產生基板台相對於位階感測器之移動之至少兩個致動器的組合移動；使用預定校正高度來計算高度資料之經校正高度資料；及至少部分地基於經校正高度資料而相對於投影系統之焦平面而定位基板之目標部分。
本發明之又一態樣提供一種電腦可讀媒體，電腦可讀媒體係藉由電腦程式而編碼，電腦程式含有可由處理器執行以使用高度資料而執行用於相對於投影系統之焦平面而定位基板之目標部分之方法的指令，其中方法包含：藉由在基板與位階感測器之間產生相對移動而執行基板之目標部分的高度量測以產生高度剖面，且藉由位階感測器而感測基板之位階，其中所產生相對移動為用於產生基板台相對於位階感測器之移動之至少兩個致動器的組合移動；基於高度剖面而計算位階剖面；及藉由計算位階剖面與高度剖面之間的差而判定校正高度。
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示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。裝置包含：照明系統(照明器)IL，其經建構及配置以調節輻射光束B(例如，UV輻射或EUV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且連接至經建構及配置以根據某些參數來精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，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經建構及配置以根據某些參數來精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)PS，其經建構及配置以將由圖案化器件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、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型的光學組件，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，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。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。
圖案化器件可為透射或反射的。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。光罩在微影術中為熟知的，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、折射反射、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器時，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，且輻射光束借助於包含(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統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，可調整照明器之瞳孔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，且由圖案化器件圖案化。在橫穿光罩MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，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之路徑來精確地定位光罩MA。一般而言，可借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(與掃描器相對)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MA1、MA2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(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，單重靜態曝光)。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，曝光目標部分之最大尺寸限制單重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及基板台WT(亦即，單重動態曝光)。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相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光目標部分之最大尺寸限制單重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，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
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。
位階感測器
位階感測器量測基板台WT上之基板W或區域的高度以產生高度資料。高度待量測之表面經帶入參考位置中且以量測輻射光束進行照明。量測輻射光束在小於90度之角度下撞擊於待量測之表面上。因為入射角等於反射角，所以以相同角度而自表面反射回量測輻射光束以形成經反射輻射光束。量測輻射光束及經反射輻射光束界定量測平面。位階感測器量測在量測平面中經反射輻射光束之位置。
若在量測輻射光束之方向上移動表面且進行另一量測，則在與前文相同之方向上反射經反射輻射光束。然而，經反射輻射光束之位置以與移動表面相同之方式而移位。
位階感測器經配置以在目標部分上執行位階感測器掃描，從而提供目標部分之位階感測器資料。
在圖3中，展示微影裝置之量測台區域的一部分。基板W固持於基板台WT上。兩個晶圓平台夾盤WT在圖3中為可見的。左手側為在曝光位置I中之基板台，且右手側為在量測位置II中之基板台WT。
基板台WT連接至致動器。圖5中展示基板台WT之另一實施例的實例。致動器23、24連接至具有處理器8及記憶體10之控制器件6。致動器可包含任何類型之定位致動器，諸如，壓電致動器、氣動致動器、線性馬達、羅倫茲(Lorentz)致動器、凸輪盤或主軸。壓電致動器及凸輪盤之一態樣為其高硬度，因此增加基板台之固有頻率且增加其位置精確度。致動器23、24在各別導件21、22上移動。兩個致動器23將能夠圍繞Z軸線而產生傾斜。
圖5中未展示的係用於在Z方向上產生相對移動之致動器。此致動器亦連接至處理器8。控制此致動器以根據高度資料或根據本發明所獲得之經校正高度資料而在投影系統之焦平面中定位基板W之基板表面。
處理器8自位置感測器25進一步接收資訊，位置感測器25藉由電(電容性、電感性)或光學(例如，干涉量測)器件而量測基板台WT或基板台固持器之實際位置。圖1及圖2展示方向界定X、Y、Z之實例。Z通常用以指示高度方向(如圖1中右手側所示)。如圖2所指示，基板W定位於X-Y平面中。藉由在基板W上之場40之中間部分上於Y方向上執行長衝程而執行根據圖4之表面的掃描。
圖3展示用於判定晶圓/基板台WT或"夾盤"(如此項技術中有時所提及)上之晶圓之位置的系統。此包括兩個干涉計IF，基板台WT之相反側中之每一者上存在一個干涉計IF。定位每一干涉計IF以將量測輻射引導至提供於台之相反側壁上之第一對鏡面M1中之一者上，此等鏡面M1大體上垂直於自關聯干涉計IF所發射之輻射。此等鏡面將被稱作X鏡面M1。此外，定位每一干涉計IF以將量測輻射引導至第二對鏡面M2中之一者上，第二對鏡面M2與自干涉計IF之輻射傳播方向成45度角度。此等鏡面M2提供於台WT之相反側壁上。此等鏡面將被稱作有角鏡面M2。
X鏡面M1及有角鏡面M2載運於晶圓台WT上，且因此在移動台WT時移動。自每一X鏡面M1所反射之輻射經引導回至其關聯干涉計IF，且可用以判定晶圓台WT之x位置。自有角鏡面M2所反射之輻射經引導至定位於晶圓台WT之位階上方之一對Z鏡面ZM中之一者上，且接著隨後經反射回至干涉計IF。展示於圖2之Z鏡面ZM上的點指示干涉計IF光束在量測期間所駐存之位置。藉由結合使用X鏡面M1所判定之x位置之量測而使用自每一Z鏡面ZM所反射之輻射，有可能獲得Z鏡面ZM之高度的間接量測且因此獲得晶圓台WT之高度的間接量測。
處理器8亦自量測高度之位階感測器LS接收輸入，及/或自在基板W上投影光束PB撞擊基板表面之目標區域C接收傾斜資訊。較佳地，控制器件6連接至報告系統9，報告系統9可包含PC或印表機或任何其他註冊或顯示器件。
位階感測器LS可為(例如)如此處所描述之光學感測器；或者，氣動或電容性感測器(例如)為可設想的。在圖3中，空氣量規GA亦展示於量測位置中。
提供位階感測器以判定基板W之位階參數以使控制器6能夠在投影系統PS之焦平面中定位基板表面。位階感測器可包含位階差感測器，位階差感測器經建構以量測基板之表面與周圍結構之表面之間的位階差，且位階參數包含位階差。此配置之結果可為：可作為單一動作而執行位階差之量測，因此消除對單獨地量測基板及周圍結構之位階的需要。另外，可藉由在曝光基板期間用於焦點控制之現有位階感測器而量測位階差。
在另一實施例中，位階感測器包含位階量測感測器，位階量測感測器經建構以量測基板之表面在由基板台固持時的位階，且位階參數包含基板之表面的位階。在此情況下，控制器進一步具備周圍結構之位階以相對於周圍結構而定位基板台。此組態之一態樣為：此提供簡單解決方案，其可用於僅基板台係由致動器移動且周圍結構為靜止之實施例中。
位階感測器LS將通常量測基板W之(例如)6mm2 至25mm2 (例如，2×4mm)之一或多個小區域(位階感測器光點LSS)的垂直位置以產生高度資料。圖3所示之位階感測器LS包含用於產生光束16之輻射源、用於將光束16投影至基板W上之投影光學器件(未圖示)、偵測光學器件(未圖 示)，及感測器或偵測器。位階感測器包含投影部分2及偵測部分15。
在特定情況下，LSS具有由基板之表面上之光點之長度及寬度所界定的尺寸。根據在Y方向上之先前技術配置，可將長度界定為在掃描方向上之光點的長度。在使用如圖7a所示之位階感測器柵格100的實施例中獲得根據圖2之實施例的位階感測器光點。柵格100具備光柵101。每一間隙102具有寬度104×高度105之尺寸。若如先前技術配置中之情況平行於基板表面而定位柵格，則狹縫102之寬度104整體對應於基板上之LSS的寬度。在一特定情況下，在掃描方向上之狹縫102的高度105比寬度小約4倍。此將允許所要掃描解析度與能夠忽略或考慮到基板邊緣附近之光點之量測結果(該等結果為無效的)之間的平衡。
偵測部分15產生高度相依信號，高度相依信號饋入至處理器8。處理器8經配置以處理高度資訊且建構經量測高度圖。該高度圖可由處理器8儲存於記憶體10中且可在曝光期間使用。
根據一替代例，位階感測器可為光學感測器，其利用形成於由基板表面所反射之投影光柵之影像與固定偵測光柵之間的Moiré圖案(如美國專利第5,191,200號中所描述)。可能需要使位階感測器同時量測複數個位置之垂直高度及/或量測每一位置之小區域的平均高度。
根據圖2之位階感測器光點LSS(M2至M5)配置於第一方向上(在圖2中為X方向上)。M2之後續量測導致根據圖2之量測陣列。重複量測。取決於量測之間的間隔時間及基板W相對於位階感測器之相對速度，可使此等量測點分離一間距。可藉由改變變數中之一者而調整間距。縮短時間間隔且以更高速率而重複量測為相對直接的。
當然，此處所描述之實施例亦可用於其他類型之位階感測器(諸如，空氣量規)。熟習此項技術者應知道，空氣量規藉由將氣體流動自氣體出口供應至基板W之表面而判定基板W之高度。在基板W之表面較高(亦即，基板W之表面相對接近於氣體出口)的情況下，氣體流動將經歷相對較高阻抗。藉由依據空氣量規在基板W上方之空間位置而量測流動之阻抗，可獲得基板W之高度圖。可在以引用之方式併入本文中的EP 0380967中找到空氣量規之另外論述。
根據一替代例，使用掃描針測繪器來判定基板W之高度圖。該掃描針測繪器藉由針而掃描基板W之高度圖，針亦提供高度資訊。
事實上，可使用經配置以執行基板W之高度量測以產生高度資料之所有類型的感測器。
位階感測方法使用至少一感測區域，且量測被稱作位階感測器光點LSS(諸如，根據圖2之五個光點M2至M6)之小區域的平均高度。
根據一實施例，位階感測器可同時施加許多量測輻射光束，從而在基板W之表面上形成許多位階感測器光點LSS。如圖1所示，位階感測器可(例如)以一列而形成五個位階感測器光點LSS。位階感測器光點LSS藉由使基板W與位階感測器相對於彼此而相對地移動(以箭頭A指示(掃描方向))而掃描基板W之待量測之區域(例如，目標部分C)。
取決於基板W上之位階感測器光點LSS的位置，選擇機構選擇位階感測器光點LSS，光點LSS可適用於自經量測目標區域C導出高度資料。基於選定位階感測器光點LSS，可計算位階剖面。
所描繪裝置可用於各種模式中。舉例而言，在步進模式中，在將被賦予至投影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，單重靜態曝光)。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重靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
為了判定絕對鏡面圖，使用干涉計IF而監控晶圓台WT之x位置，且在跨越晶圓之各種不同x位置處執行複數個位階感測器LS量測。每一位階感測器量測可視情況為靜態的。在此情況下，通常，每一位階感測器將在每一量測點處採取許多量測且提供平均值，藉此以減少雜訊之效應。在一典型實例中，每一位階感測器可在單一點處獲取六百個讀數，但不同感測器可經建構及配置以獲取不同數目之讀數，且確實可在基板台之不同位置處獲取不同數目之讀數。應瞭解，儘管增加量測之數目會減少雜訊之效應，但其亦增加量測時間。因此，在校準時間與量測精確度之間存在取捨。作為靜態量測之替代例，晶圓台WT可沿著位階感測器陣列LS之方向移動，同時位階感測器陣列LS採取量測。可藉由在適當時間取樣感測器輸出而獲得與晶圓之特定點相關的量測。在此情況下，在每一點處所採取之量測的數目將通常低於靜態量測之數目，且可僅為一。
在圖5所示之實例中，晶圓台WT可使用控制器6而移動。詳言之，使用致動器23平行於X軸線而逐步地自極端左邊位置至極端右邊位置移動晶圓台WT。在每一步驟之後，覆蓋目標晶圓點之所有位階感測器採取量測。
致動器23、24經配置以產生基板台WT相對於固定至微影裝置之位階感測器的相對移動。致動器將具有最大速度。根據圖4之掃描將具有由此最大速度所限制之在Y方向上的最大掃描速度。
連接至致動器23、24之控制器6經建構及配置以控制致動器之操作。控制器6亦具備來自位階感測器之輸出信號。
控制器6可包含任何類型之控制器，諸如，電子控制器、類比控制器、數位控制器或其組合，其包含(例如)微處理器、微控制器、其他類型之程式設計器件、特殊應用積體電路，或任何其他類型之可程式化器件。致動器可經由任何適當連接(諸如，類比線、數位線、多工數位線或任何其他通信通道)而連接至控制器。
根據本發明，在藉由位階感測器而掃描基板W期間，基板台WT在由X方向與Y方向上之致動之組合所產生的組合移動中相對於位階感測器而移動。此將允許高於致動器中之一者之最大速度的掃描速度(特別為高於根據圖4之僅Y方向上之掃描的速度)。
圖6中展示藉由位階感測器之掃描之實施例。根據此實施例，位階感測器使用長衝程而掃描基板表面。衝程可在一方向上為狹長的。在另一實施例中，衝程可為波狀或週期性的。在一實施例中，藉由在X致動器23之影響下在X方向上的移動而調變Y方向移動。
致動器23、24之組合移動導致在與每一軸線之整體45度之角度下的衝程。因為組合致動器23、24之移動，所以所得組合速度約略高41%。結果為：根據此實施例，可更快地執行基板之總表面的掃描，此導致時間節省(特別為在量測位置處)。
可結合本發明而使用為熟習此項技術者已知之位階感測器中的任一者，以便歸因於更高掃描速度而達成時間節省。
在一實施例中，基板台WT在對應於致動器之組合移動之角度的角度內旋轉。此允許圖3及圖6之目標部分40、41之核心線與根據本發明之掃描方向對準。在此方法中，基板台在45度內旋轉以用於掃描。在掃描之後，基板台可旋轉回相同角度。此允許根據先前技術配置之輻射投影。
在使用如圖7a所示之位階感測器柵格100的實施例中獲得根據圖2之實施例的位階感測器光點。柵格100具備光柵101。每一間隙102具有寬度104×高度105之尺寸。圖7a展示軸線X、Y以指示柵格座標系統。光柵101在柵格100之中間部分上平行於X方向而定位。在下文中，gX、gY及gZ將指代此等經界定柵格軸線。另外，圍繞此等軸線中之任一者之旋轉將在下文中被稱作gRx、gRy及gRz。gRz指代如圖7a所示之平面中之柵格的旋轉。
在圖4所示之實施例中，位階感測器在角度α(ALPHA)(此處界定為基板表面與入射光束之間的直接角)下將其輻射光束引導至基板表面上。此角度可為5度至80度，更特別地為5度至40度(諸如，20度)。此角度α將在下文中用作位階感測器輻射之入射角。
在位階感測器之輻射源(未圖示)與在基板W處所引導之光束16之間，定位柵格100。柵格100為位階感測器之偵測部分的一部分。光柵101將導致根據圖2之位階感測器光點的形成。柵格100垂直於光束16之行進方向而定位。
位階感測器光點LSS之尺寸取決於狹縫102之尺寸及入射角α。在一實施例中，柵格100可經定位成使得LSS具有相同寬度104及約高度105/sin(α)之高度/長度。若α為約20度，則光點之尺寸將歸因於入射角之擴大而為間隙102之約3×高度105。
在第一實施例中，柵格100之配置經維持且對應於先前技術配置。根據此配置之位階感測器光點LSS將與基板表面之X軸線對準，且將在藉由位階感測器之掃描期間在相對於基板之XY平面之45度的角度下根據該實施例而移動。
在位階感測器之第二實施例中，調適位階感測器，以便在對應於由致動器所產生之組合移動之角度的角度下投影位階感測器光點LSS。若如圖6所示而定向組合移動，則LSS可在基板之XY平面中於45度內傾斜。此可藉由使柵格100在γ(GAMMA)之角度內傾斜而獲得，其中γ通常等於45/sin(α)。傾斜γ為圍繞柵格之z軸線(gRz)(其為根據圖7a之平面外的旋轉軸線)之實施例。
圖8示意性地展示此實施例。熟習此項技術者應熟悉根據圖8至圖14之表示，其中為位階感測器之投影部分之一部分的投影光學器件係為了清晰起見而未被描繪。柵格100為位階感測器之投影部分的一部分，且定位於由投影部分之輻射源(未圖示)所發射之輻射光束的路徑中。另外，光學元件(諸如，鏡面、透鏡，等等)可為投影部分的一部分。
藉由使柵格100圍繞gRz而在γ度內旋轉，如圖8所描繪而旋轉位階感測器光點。
柵格100最初定位於相對於Z軸線之70度的角度下。以此方式，光束16極接近於垂直於間隙102之道。然而，該位置導致以下事實：在根據圖8之實施例中，間隙102之僅中心部分可在基板表面上之焦點中。自間隙109之頂側111至基板表面的光學距離長於自間隙109之下側112至基板表面的距離。在一實施例中，定位柵格，使得不發生此效應。用以阻遏散焦之該定位被稱作Scheimpflug條件。代替相對於Z之70度傾斜，柵格可傾斜90度。接著，整體平行於基 板表面W而定位柵格100。此將允許LSS之全部集合處於焦點中。
圖9展示用於在相對於基板W之XY平面之45度之角度下獲得聚焦LSS的實施例。定位柵格，使得LSS遵照Scheimpflug條件，其中現聚焦全部位階感測器光點。柵格100圍繞gRz而在δ(DELTA)度(在一實施例中為約45度)內傾斜，以便對應地旋轉光點。
根據第三實施例(圖10)，代替柵格100，根據圖7b之柵格110定位於光束16之路徑中。柵格110不同於柵格100之處在於：光柵在柵格110之矩形本體上對角地定位。結果為：相對於根據第一實施例及第二實施例(圖8、圖9)之情形而改變圍繞gRz之傾斜129。傾斜129將小於角度γ。
根據第四實施例(圖11)，柵格110不圍繞gRz而傾斜。然而，該傾斜可能需要重新設計當前位階感測器。根據如圖10所示之第三實施例，柵格根據先前技術相對於其位置而旋轉。在某些先前技術微影系統中不可獲得用於該旋轉之空間。
圖11展示經定位成使得LSS在相對於基板表面之XY平面之45度內旋轉的柵格110，其中柵格110在角度130內圍繞gRy而傾斜。事實上，柵格110之部分120比為更上游之部分121更向前(下游)。因為作為接近120之間隙之結果而形成的LS光點在基板表面之Y方向上亦更向前定位，所以圍繞gRy之傾斜與根據圖10之實施例相比將導致減少光點之散焦。
圖12展示具有用於柵格110之基本上相同配置的另一實施例。如圖12示意性地所說明之位階感測器的投影部分在光束16之路徑中現包含光學元件140。輻射光束將穿透光學元件140，且將根據光學元件之材料之折射率而受影響。
在一實施例中，光學元件包含楔狀物。因為柵格110以角度131圍繞gRy而傾斜，所以包含楔狀物(較佳地為針對每一光點所調適之楔狀物)之光學元件140可補償光點之間的相位差。此將允許使用根據先前技術配置之偵測光柵。熟習此項技術者應理解調適楔狀物厚度以補償焦點差。
為了在基板表面上旋轉LSS而根據圖8至圖12之實施例中之任一者來旋轉柵格100或柵格110將導致更寬LSS陣列。在圖2中，以wLSS而指示五個LSS之寬度。若為了在相對於基板表面之XY平面之45度的角度下定向LSS陣列而根據所提及實施例中之任一者來旋轉柵格100或110，則此寬度wLSS將變得寬1.41倍。
兩個致動器在全速下之組合移動的結果(其導致如圖4所說明之在掃描期間之45度引導衝程)及1.41更寬之LS陣列將共同導致50%之可能時間節省。因為速度增加1.4且LS陣列之寬度亦增加，所以根據本發明所配置及調適之先前技術位階感測器可以雙倍速度而執行其位階感測方法。
當旋轉光柵上之LS光點時，可維持LSS之最初使用的寬度，以便具有LS寬度之額外增益。在另一實施例中，可使用根據圖7c之柵格115。柵格115具有對角線光柵，對角線光柵具有更多狹縫102(例如，13個而非9個)。在根據圖8至12之實施例中使用修正柵格115將導致具有在基板表面上具有光點之整體相同尺寸的LSS陣列。根據此實施例，可維持用於高度量測之量測點的相同密度。
圖13展示具有Scheimpflug定位柵格110之另一實施例，其在為約45度之角度134內圍繞gRz而旋轉，以便使LSS在45度內旋轉。藉由使柵格圍繞gRx而旋轉來獲得Scheimpflug條件。
圖8至圖13僅展示位階感測器之投影部分的基本元件。熟習此項技術者應理解，可在位階感測器之偵測部分處採取對應量測。又，偵測部分包含柵格。此可為柵格100、柵格110或柵格115。可圍繞gRz、gRy、gRx而旋轉偵測部分柵格，以便允許偵測旋轉之LSS且能夠量測有Scheimpflug條件之LSS。熟習此項技術者應根據前文而理解，有可能組合用於投影部分及偵測部分之不同實施例。然而，其可改良用以使投影部分與偵測部分以類似方式而配置之設計之簡單性。
在一實施例中，圍繞Rz而旋轉基板台，以便將場40與根據本發明之經改良掃描衝程對準。在45度內旋轉基板台WT，以便允許最大掃描速度。現以更高速度而執行LS掃描，但其中衝程與基板上之場40對準。
因為根據本發明之至少一態樣提議在相對於如圖4所說明之場之中間的角度下的方向上掃描基板表面之高度，所以根據本發明而提議根據本發明之方法中的任一者來校正經量測高度。校正可為單一校準。相對於布局相依量測而執行校準，其中根據圖4而執行掃描衝程。
布局獨立調平校準將校準機構(諸如，指紋機構)用於穩固機構以在相對較短時間內校準布局獨立量測之效應。藉由使用此處所描述之機構，有可能使用單一基板或目標部分進行校準，但亦可使用一個以上基板或目標部分而進行校準。
校準識別至少一特殊校準目標部分之集合。將每一校準目標部分掃描多次。在對基板上之任何目標部分所執行之位階感測器量測的每一可能圖案中藉由位階感測器而將每一目標部分掃描至少一次。
因此，在校準期間，將至少一校準目標部分量測許多次，其中每次位階感測器均具有相對於目標部分之不同相對位置。選擇掃描之相對位置，使得其對應於如在如針對實際曝光將發生之實際位階感測器量測期間將執行的可能位階感測器掃描。
藉由比較以相對於目標部分之不同相對位置所執行的不同校準掃描，可補償實際位階感測器掃描及如稍後針對實際曝光所搜集之資料以最小化基板上之目標部分之間的曝光焦點之間的差。
藉由比較不同校準掃描，可預測且因此補償位階感測器掃描之相對位置對曝光焦點資料之效應。
對於最通常之柱狀布局，校準掃描之數目將為布局獨立調平資料獲得中之衝程的數目。此校準可被視為在根據先前技術所掃描之相同目標部分40上疊加根據圖6之方法而掃描目標部分41之所有不同圖案。
根據一實例，可在根據對應目標部分40、41之圖4所量測的圖案上疊加根據使用根據本發明之兩個致動器的任何方法所量測之兩個圖案。此目標部分上之三個量測圖案中的每一圖案產生焦點曝光設定點集合。布局獨立圖案與布局相依圖案之焦點曝光設定點之間的差為該布局相依圖案之校準(資料)。
使用校準機構來產生穩固量測集合以用作用於校準之輸入。計算每一校準目標部分中之所有讀數的標準差。根據一實施例，自校準捨棄具有最高標準差值之目標部分。可逐點平均化(剩餘)目標部分以形成校準資料(指紋資料)。
在如於曝光之前對目標部分所執行之實際位階感測器量測期間，可使用校準資料(指紋)來校正實際曝光焦點。藉由進行此操作，減少不同目標部分之曝光焦點之間的差，只要此等差由以下事實引起：以針對目標部分之中心的不同相對位置而執行位階感測器量測。
應理解，校準資料(指紋)可包含用於如基於位階感測器資料所計算之曝光焦點之校正。然而，根據一替代例，校準資料(指紋)亦可包含用於位階感測器資料之校正，因此，可基於經校正位階感測器資料而計算曝光焦點。
根據本發明之一態樣，藉由根據本發明之微影裝置而製造多個晶圓。逐層製造晶圓。對於具有相同結構之某一系列之晶圓的所有層，執行根據本發明之校準量測。對於某一系列之晶圓的每一層，藉由在產生該層之後掃描基板表面之高度而執行校準量測，且比較該資料與藉由根據本發明之方法所獲得的資料(特別為在相對於基板之目標區域之中間之45度下的掃描)。藉由比較兩個量測資料，可獲得校正圖或校準資料以用於校正藉由該方法或根據本發明具有更高掃描速度之裝置所量測的高度。
根據本發明藉由根據本發明之校正方法所獲得的校準資料而校正對應於具有最後產生之該層之晶圓的高度資料集合。
校準資料可具有校準表之形式，其中對於目標部分內之許多相對x、y位置，儲存可用以計算經校正位階感測器資料之校準值。可針對位階感測器掃描之不同相對位置而提供不同校準表。
應理解，可以許多方式而應用校準校正。校準校正可用以直接校正經量測位階感測器資料，且基於經校正位階感測器資料而計算曝光焦點資料。或者，可使用位階感測器資料來計算曝光焦點資料，其中可使用校準資料來校正此等曝光焦點資料以獲得經校正曝光焦點資料。
儘管以上可特定地參考在光學微影術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，壓印微影術)中，且在情境允許時不限於光學微影術。在壓印微影術中，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。
在本文件中，術語"輻射"及"光束"用以涵蓋所有類型之電磁輻射或粒子通量，包括(但不限於)紫外線輻射(例如，具有為或為約365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)、遠紫外線輻射(EUV)、X射線、電子及離子。又，在本文中，使用正交X、Y及Z方向之參考系統而描述本發明，且將圍繞平行於I 方向之軸線的旋轉表示為Ri 。另外，除非本文另有規定，否則本文所使用之術語"垂直"(Z)意欲指代垂直於基板或光罩表面之方向，而非暗示裝置之任何特定定向。類似地，術語"水平"指代平行於基板或光罩表面且因此垂直於"垂直"方向之方向。
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。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者而言將顯而易見的為，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．．．位階感測器
6．．．控制器/控制器件
8．．．處理器
9．．．報告系統
10．．．記憶體
15．．．位階感測器
16．．．輻射光束
21．．．導件
22．．．導件
23．．．致動器
24．．．致動器
40．．．場/目標部分
41．．．目標部分
100．．．位階感測器柵格
101．．．光柵
102．．．間隙
104．．．寬度
105．．．高度
109．．．間隙
110．．．中心部分
111．．．頂側
112．．．下側
115．．．柵格
120．．．柵格之部分
121．．．為更上游之部分
129．．．傾斜
130．．．角度
131．．．角度
134．．．角度
140．．．光學元件
A．．．箭頭
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
GA．．．空氣量規
gRy．．．柵格的旋轉
gRz．．．柵格的旋轉
gX．．．柵格軸線
gY．．．柵格軸線
I．．．方向
IF．．．位置感測器
II．．．量測位置
IL．．．照明器
IN．．．積光器
LSS．．．位階感測器光點
M1．．．X鏡面
M2．．．有角鏡面/位階感測器光點
M3．．．位階感測器光點
M4．．．位階感測器光點
M5．．．位階感測器光點
M6．．．位階感測器光點
MA．．．光罩
MA1．．．光罩對準標記
MA2．．．光罩對準標記
MT．．．光罩台
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PB．．．投影光束
PC．．．個人電腦
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
WLSS．．．五個LSS之寬度
WT．．．基板台
X．．．方向/軸線
Y．．．方向/軸線
Z．．．方向/軸線
ZM．．．Z鏡面
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；
圖2示意性地描繪目標部分；
圖3為圖1之裝置之部分的更詳細視圖；
圖4示意性地描繪根據先前技術之具有複數個目標部分及指示位階感測器之掃描路徑之箭頭的基板；
圖5為根據一實施例之晶圓平台的詳細視圖；
圖6示意性地描繪根據一較佳實施例之具有複數個目標部分及指示位階感測器之掃描路徑之箭頭的基板；
圖7a至圖7c展示位階感測器柵格之三個實施例；
圖8至圖13示意性地展示根據本發明之不同實施例之位階感測器的配置。
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
IL．．．照明器
IN．．．積光器
MA．．．光罩
MA1．．．光罩對準標記
MA2．．．光罩對準標記
MT．．．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
X．．．方向/軸線
Y．．．方向/軸線
Z．．．方向/軸線

Claims (22)

  1. 一種微影投影裝置，其包含：一支撐件，經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在一輻射光束之橫截面中賦予該輻射光束一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，經建構及配置以固持一基板；一投影系統，經建構及配置以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上；一位階感測器(level sensor)，經建構及配置以執行該基板之至少部分的高度量測以產生高度資料，用於在相對於該投影系統之一焦平面(focal plane)而定位該基板之一目標部分；一第一致動器，經建構及配置以在具有一最大速度的一X方向上移動該基板台；及一第二致動器，經建構及配置以在具有一最大速度的一Y方向上移動該基板台，該X方向垂直於該Y方向；一控制器，經建構及配置以藉由控制該第一致動器及該第二致動器而在該基板與該位階感測器之間產生相對移動的一衝程(stroke)，其中該控制器經建構及配置以組合第一及第二致動器移動而以高於一致動器之該最大速度的一速度下實行組合移動，其中該位階感測器包含：一投影部分，用於將輻射引導至該基板上，該投影部 分包含一輻射源、具有位於該輻射源下方(downstream)之狹縫的一投影柵格，及經定位以引導輻射自該輻射源朝向一基板表面作為位階感測器光點之一第一反射器；及一偵測部分，用於偵測來自該基板表面之經反射輻射，該偵測部分包含一偵測器、具有位於該基板與該偵測器之間的狹縫的一偵測柵格，及經定位以將自該基板表面反射之光引導至一偵測器的一第二反射器，其中該投影柵格及該偵測柵格分別定位以投影並偵測對準該相對移動的該衝程之位階感測器光點，及其中該位階感測器經調適以一角度投影該等位階感測器光點，而該角度係與由該等致動器產生的組合移動之一角度對應。
  2. 如請求項1之微影投影裝置，其中該控制器經建構及配置以藉由組合兩個致動器之至少71%之該最大速度而產生組合移動衝程。
  3. 如請求項2之微影投影裝置，其中該控制器經建構及配置以產生在兩個致動器之實質上一最大速度下移動該基板台之該兩個致動器的一組合移動衝程。
  4. 如請求項1至3中任一項之微影投影裝置，其中該基板台為可移動的，以實行一由該基板台所載運之基板的一掃描曝光，且該位階感測器經配置以量測垂直位置及圍繞該基板上之一目標區域之至少一水平軸線之傾斜中的至少一者。
  5. 如請求項1之微影投影裝置，其中該基板上之該等位階感測器光點相對於該等致動器中之至少一者的該移動方向而在整體45度內旋轉。
  6. 如請求項1之微影投影裝置，其中投影柵格或偵測柵格中之至少一者係實質上平行於該基板表面而定位。
  7. 如請求項1之微影投影裝置，其中該投影柵格或該偵測柵格中之至少一者整體為矩形形狀，其具有一定位於相對於其寬度之一非零角度下的狹縫列。
  8. 如請求項7之微影投影裝置，其中該等狹縫係實質上沿著該偵測柵格之對角線而定位。
  9. 如請求項5之微影投影裝置，其中該投影柵格或該偵測柵格中之至少一者經傾斜，使得該等狹縫在離該輻射源之不同距離處。
  10. 如請求項5之微影投影裝置，其中該投影柵格或該偵測柵格中之至少一者圍繞一實質上垂直於一由該輻射之行進方向所形成之平面的軸線及該等狹縫之一軸線而傾斜。
  11. 如請求項5之微影投影裝置，其中該投影柵格經傾斜，使得該投影柵格之一傾斜角與該輻射之一入射角組合成實質上90度。
  12. 如請求項5之微影投影裝置，其中該投影柵格經傾斜，使得該投影柵格之一傾斜角與該輻射之一入射角滿足Scheimpflug條件。
  13. 如請求項5之微影投影裝置，其中該投影部分進一步包 含一定位於自該投影柵格之下游之輻射路徑中的楔狀物以用於調適該輻射之光徑長度。
  14. 如請求項5之微影投影裝置，其中該偵測部分進一步包含一定位於自該投影柵格之上游之該輻射路徑中的楔狀物以用於調適該輻射之該光徑長度。
  15. 一種用於在一微影投影裝置中感測載運於一基板台上之一基板之位階的方法，該微影投影裝置具有一支撐件，其經建構以支撐一圖案化器件，該圖案化器件能夠在一輻射光束之橫截面中賦予該輻射光束一圖案以形成一經圖案化輻射光束；一基板台，經建構及配置以固持一基板；一投影系統，經建構及配置以將該經圖案化輻射光束投影至該基板之一目標部分上；一位階感測器，經建構及配置以執行該基板之至少部分的高度量測以產生高度資料；第一及第二致動器，用於在基板與該位階感測器之間產生一相對移動，該等致動器具有一最大速度，其中該第一致動器在一X方向上產生一移動及該第二致動器在一Y方向上產生一移動，該X方向垂直於該Y方向，該方法包含：將一基板提供於該基板台上；在該基板與該位階感測器之間產生相對移動，且感測該基板之一位階，其進一步包含：將由該兩個致動器所產生之該相對移動組合成一速度，而該速度高於由一致動器所產生之移動的該最大速度， 其中該位階感測器包含：一投影部分，用於將輻射引導至該基板上，該投影部分包含一輻射源、具有位於該輻射源下方之狹縫的一投影柵格，及經定位以引導輻射自該輻射源朝向一基板表面作為位階感測器光點之一第一反射器；及一偵測部分，用於偵測來自該基板表面之經反射輻射，該偵測部分包含一偵測器、具有位於該基板與該偵測器之間的狹縫的一偵測柵格，及經定位以將自該基板表面反射之光引導至一偵測器的一第二反射器，其中該投影柵格及該偵測柵格分別定位以投影並偵測對準該相對移動的衝程之位階感測器光點，及其中該位階感測器經調適以一角度投影該等位階感測器光點，而該角度係與由該等致動器產生的組合移動之一角度對應。
  16. 如請求項15之方法，其中該所產生相對移動為一在若干衝程中之移動。
  17. 如請求項15或16之方法，其中該等高度量測係藉由以一位階感測器在一掃描方向上掃描該基板之該至少一部分而執行。
  18. 如請求項15之方法，其中該組合移動係在相對於該基板表面之至少20度之一角度下的X-Y平面中。
  19. 如請求項18之方法，其中該組合移動係藉由實質上在相對於該X方向及該Y方向之一45度角度下的衝程而形成。
  20. 如請求項15之方法，其中該方法進一步包含該位階感測 器將輻射投影於該基板表面上及偵測來自該基板表面之經反射輻射。
  21. 如請求項20之方法，其中該投影該輻射進一步包含在該基板表面上施加許多輻射光束作為位階感測器光點，其中該等位階感測器光點在相對於該等相對移動方向中之至少一者的一非零角度內旋轉，且其中組合該相對移動會導致一在整體相同非零角度下之相對移動。
  22. 如請求項20或21之方法，其中該方法進一步包含使用折射而調適該經投影輻射或該經反射輻射中之至少一者的一光徑長度。
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