TWI459153B - 量測方法、量測裝置、微影裝置及元件製造方法 - Google Patents

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Theodorus Petrus Maria Cadee
Raymond Wilhelmus Louis Lafarre
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Description

量測方法、量測裝置、微影裝置及元件製造方法
本發明係關於一種量測方法、一種微影裝置、一種基板及一種用於製造元件之方法。
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)之機器。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之個別層上之電路圖案。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地圖案化之鄰近目標部分之網路。已知微影裝置包括：所謂步進器，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。
為了控制微影程序以將元件特徵準確地置放於基板上，通常將對準標記提供於基板上，且微影裝置包括供必須準確地量測基板上之標記之位置的一或多個對準感測器。此等量測所花費之時間與對最大化微影裝置之產出率之需要 衝突，否則，元件生產將不具成本效益。各種類型之對準感測器及標記為吾人所知，包括(例如)在專利US 6297876(Bornebroek)、US 6961116(den Boef)中及在公開專利申請案US 2009195768 A(Bijnen等人)中所揭示之對準感測器及標記。在此等實例中每一者中，藉由使基板及對準感測器相對於彼此而移動而不必使基板及感測器停止來俘獲位置量測。藉由用光學光點來掃描標記而以光學方式量測標記相對於對準感測器之(已知)位置之位置。(感測器在基板靜止時移動抑或僅基板移動抑或其兩者皆移動係無關緊要的)。對準感測器應出於最佳產出率起見而儘可能快地掃描標記，但針對速率之此需要會限制可獲得之位置量測之準確度。固有地更難以在短時間內準確地獲取位置。另外，在短時間內所獲取之量測(即使該量測自身完全地準確)將易受基板及對準感測器之定位之動態定位誤差(振動、伺服誤差，等等)的擾亂。
在一第一態樣中，本發明之一目標係使能夠更準確地量測基板位置，而不使對準感測器之產出率降級。本發明之發明人已認識到，有可能延長針對每一個別量測之獲取時間，而不總體地減緩對準程序之操作。
根據本發明之一第一態樣，提供一種量測一光學裝置中之一基板上之一標記之一位置的方法，該方法包含：-將一標記提供於該基板上；-提供一量測光學系統，該量測光學系統包含用於用一 輻射光點來照明該標記之一照明子系統，及用於偵測藉由該標記繞射之輻射之一偵測子系統；-在一掃描操作中，使該基板及該量測光學系統以一第一速度相對於彼此而移動，以便用該輻射光點來掃描該標記，同時偵測及處理表示該繞射輻射之信號以演算該標記相對於該量測光學系統之一參考框架之一位置；-與該掃描操作同步地，以一第二速度相對於該量測光學系統之該參考框架來移動該輻射光點，該第一速度與該第二速度相關，使得該光點在該等信號被偵測時以低於該第一速度之一第三速度掃描該標記。
該縮減第三速度允許針對該經量測位置之獲取之一較長時間，而該較高第一速度允許維持針對大數目個位置量測之總產出率。
可藉由該量測光學系統內之一低質量移動光學器件賦予相對於該量測光學系統之該參考框架之該輻射光點。
本發明進一步提供一種用於量測一基板上之標記之位置之裝置，該裝置包含：-一量測光學系統，其包含用於用一輻射光點來照明該標記之一照明子系統，及用於偵測藉由該標記繞射之輻射之一偵測子系統；-一第一定位子系統，其用於控制該基板及該量測光學系統以一第一速度相對於彼此之移動，以便用該輻射光點來掃描該標記，同時偵測及處理表示該繞射輻射之信號以演算該標記相對於該量測光學系統之一參考框架之一位 置；-一第二定位子系統，其係與該第一定位子系統同步地可操作以用於以一第二速度相對於該量測光學系統之該參考框架來移動該輻射光點，該第一速度與該第二速度相關，使得該光點在該等信號被偵測時以低於該第一速度之一第三速度掃描該標記。
本發明又進一步提供一種經配置以將一圖案自一圖案化元件轉印至一基板上之微影裝置，該裝置包含經建構以固持一基板之一基板台，及用於量測該基板上之標記相對於該微影裝置之一參考框架之位置的一對準感測器，其中該對準感測器包含根據如上文所闡述之本發明之一量測裝置，且其中該微影裝置經配置以藉由參考使用該量測裝置而量測的該基板上之標記之該等位置來控制一圖案至該基板上之該轉印。
本發明又進一步提供一種製造一元件之方法，其中使用一微影程序以將一圖案自一圖案化元件轉印至一基板上，且其中藉由參考使用根據如上文所闡述之本發明之一方法而量測的該基板上之標記之位置來控制一圖案至該基板上之該轉印。
下文所描述之本發明之實施例包括以一特定方式配置之一傾斜光學器件，該傾斜光學器件可應用於除了上文所闡述之本發明之該第一態樣之該量測裝置以外的裝置中。無論在本申請案中抑或在自本申請案得到優先權之另一申請案中，申請人保留對獨立地主張彼配置之權利。
現在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件。
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EUV輻射)；-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某些參數來準確地定位該圖案化元件之第一定位器PM；-基板台(例如，晶圓台)WTa或WTb，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板之第二定位器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，包含一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、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。
支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化元件。支撐結構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。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化元件。支撐結構可為(例如)框架或 台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化元件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更通用之術語「圖案化元件」同義。
本文所使用之術語「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創製圖案的任何元件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所創製之元件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化元件可為透射的或反射的。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。光罩在微影中為吾人所熟知，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。傾斜鏡面在藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸沒液體之使用或真空之使用之其他因素的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。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更通用之術語「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，使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，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(及/或兩個或兩個以上光罩台)之類型。在此等「多載物台」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。下文將參看圖10來描述一實例。可以單獨方式使用本文所揭示之本發明，但詳言之，本發明可在單載物台裝置或多載物台裝置之曝光前量測階段中提供額外功能。
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高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充在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，在光罩與投影系統之間的空間。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。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，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束 擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統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之調整器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)。另外，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佈。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化元件(例如，光罩MA)上，且係藉由圖案化元件而圖案化。在已橫穿光罩MA之情況下，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，干涉量測元件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WTa/WTb，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，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，可憑藉形成第一定位器PM之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部件之長衝程模組及短衝程模組來實現基板 台WTa/WTb之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。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。儘管所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記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)。相似地，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WTa/WTb保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WTa/WTb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之大小。
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，同步地掃描光罩台MT及基板台WTa/WTb(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WTa/WTb相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(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 可程式化圖案化元件，且移動或掃描基板台WTa/WTb。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WTa/WTb之每一移動之後或在一掃描期間之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，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)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/或變化或完全不同之使用模式。
微影裝置LA為所謂雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa及WTb以及兩個站(曝光站及量測站)，在該兩個站之間可交換該等基板台。在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。此情形實現裝置之產出率之實質增加。若位置感測器IF在基板台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。
裝置進一步包括控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及量測的微影裝置控制單元LACU。LACU亦包括實施與裝置之操作有關之所要演算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，該等子單元各自處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。舉例而言，一個處理子系統可專 用於基板定位器PW之伺服控制。分離單元可甚至處置粗略致動器及精細致動器，或不同軸線。另一單元可能專用於位置感測器IF之讀出。裝置之總控制可受到中央處理單元控制，中央處理單元與此等子系統處理單元通信、與操作者通信，且與微影製造程序中所涉及之其他裝置通信。
圖2展示提供於基板W上以用於分別量測X位置及Y位置之對準標記202、204之實例。此實例中之每一標記包含形成於施加至基板或蝕刻至基板中之產品層或其他層中之一系列條形物(bar)。X方向標記202上之條形物平行於Y軸，而Y方向標記204之條形物平行於X軸。對準感測器AS(圖1所示)用輻射光點206、208以光學方式掃描每一標記，以量測基板W相對於裝置之位置。掃描移動係藉由寬箭頭示意性地指示，其中光點206或208之漸進位置係以點線輪廓指示。對準圖案中之條形物之間距通常比待形成於基板上之產品特徵之間距大得多，且對準感測器AS使用比待用於將圖案施加至基板之曝光輻射長得多的一輻射波長(或通常為複數個波長)。然而，因為大數目個條形物允許準確地量測重複圖案之相位，所以可獲得精細位置資訊。
可提供粗略標記及精細標記，使得對準感測器可演算圖案之哪一循環處於給定位置，以及在彼循環內之確切位置(相位)。出於此目的，亦可使用不同間距之標記。此等技術再次為熟習此項技術者所熟知，且在本文中將不予以詳述。此等感測器之設計及操作在此項技術中為吾人所熟知，且每一微影裝置具有其自己的感測器設計。出於本發 明之描述之目的，將假定對準感測器AS包含US 6961116(den Boef)中所描述之形式之對準系統。圖2(b)展示供相似對準系統使用之經修改標記，其X位置及Y位置可經由單一掃描而獲得。標記210具有經配置為與X軸及Y軸兩者成45度之條形物。可使用公開專利申請案US 2009195768 A(Bijnen等人)中所描述之技術來執行此組合式X及Y量測，該申請案之內容係以引用之方式併入本文中。可注意，US'768揭示X-Y對準標記具有不同間距之部分(略微相似於本申請案中新近呈現之標記)的一些實施例。然而，圖2(b)所示之較簡單標記為通常用於商業實施例中之形式，且在US'768之實施例中可在不同間距之間觀測之任何波紋(moiré)效應固定且不提供程序效能之量測。
圖3為對準感測器AS的示意性方塊圖。照明源220提供一或多個波長之輻射光束222，其係通過接物鏡224而轉向至位於基板W上之標記(諸如，標記202)上。如圖2示意性地所指示，在基於上文所提及之US 6961116的本發明之對準感測器之實例中，供照明標記202之照明光點206之直徑可稍微小於該標記自身之寬度。
藉由標記202散射之輻射係藉由接物鏡224拾取且被準直成資訊攜載光束226。自參考干涉計228處理光束226且將分離光束輸出至感測器陣列230上。來自感測器柵格230中之個別感測器之強度信號232提供至處理單元PU。藉由區塊228中之光學處理及單元PU中之計算處理的組合，輸出基板上相對於感測器之X位置及Y位置之值。處理單元PU 可與圖1所示之控制單元LACU分離，或為了設計選擇及方便起見，處理單元PU及控制單元LACU可共用同一處理硬體。在單元PU分離時，可在單元PU中執行信號處理之部分，且在單元LACU中執行信號處理之另一部分。
如已經提及，所說明之特定量測僅使標記之位置固定於對應於標記之一個間距之某一範圍內。結合此量測來使用較粗略量測技術，以識別正弦波之哪一週期為含有經標記位置之週期。為了增加準確度且為了穩固地偵測標記，可在不同波長下重複處於粗略及/或精細級別之同一程序，而不管供製造標記及經擱置有標記之材料。可以光學方式多工及解多工波長，以便同時地處理波長，及/或可藉由分時來多工波長。本發明中之實例將提及僅在一個波長下之一個量測，且熟習此項技術者可易於瞭解擴展彼教示以提供部分且穩固之量測裝置(對準感測器)所需要之修改。
更詳細地參看量測程序，圖3中被標註為vW 之箭頭說明供光點206橫穿標記202之長度L的掃描速度。在此實例中，對準感測器AS及光點206實際上保持靜止，而基板W以速度vW 移動。因此，對準感測器可剛性地且準確地安裝至參考框架RF(圖1)，同時在與基板W之移動方向相反之方向上有效地掃描標記202。在此移動中，基板受到其在基板台WT及基板定位系統PW上之安裝控制。如在序言中所論述，昂貴微影裝置所需要之高生產力要求需要儘可能快地執行基板上之眾多位置處之對準標記的量測，此暗示：掃描速度vW 快速，且可用於獲取每一經標記位置之時 間TACQ 對應地短。以簡單化術語，公式TACQ =L/vW 適用。
遺憾地，獲取時間之縮短可導致經量測位置x及y之不準確度。此不僅係由於量測程序自身中之困難，而且係因為獲取時間變得太短而不能消除基板台WT及被支撐於基板台WT上之基板W之移動的動態定位誤差。此等動態定位誤差(其可被簡單化地認為振動)在此項技術中被稱作MSD誤差(MSD代表移動標準偏差(moving standard deviation))。為了消除此等MSD誤差，吾人可重複量測且使用平均結果，但因為其總體地增加量測時間，所以此情形使增加產出率之目標失敗。總之，存在限制可在已知類型之掃描對準感測器中達成之準確度的競爭因素。在本文所揭示之新穎配置中，使光點206相對於對準感測器及參考框架進行掃描移動，使得可延長獲取時間而不總體地減緩操作。現在將更詳細地描述此技術。
在圖4中，吾人看到(a)經修改對準感測器AS對標記202之掃描操作之開始，及(b)經修改對準感測器AS對標記202之掃描操作之結束，標記202方便地為與先前所描述之標記相同的標記。標記之長度再次為L，且基板W再次在對準系統下方以速度vW 移動。然而，在此經修改操作中，控制照明光點406(或更一般化地，在掃描操作期間之任何給定時刻藉由對準感測器讀取的標記202上之點)以相對於參考框架RF以速度vSPOT 移動。此光點速度vSPOT 略微小於基板速度vW 。光點406之此光學掃描移動之效應在於：有效掃描速度vEFF (其為基板速度vW 與光點速度vSPOT 之間的差) 比基板速度自身小得多。因此，獲取時間TACQ =L/vEFF 長於將藉由總掃描速度暗示之獲取時間。此情形允許增加標記202上之位置量測之準確度，特別是消除MSD誤差，而不增加總量測時間。
自然地，存在對延長獲取時間之效應為可達成或理想之程度的限制。此等限制主要地取決於對準感測器光學系統之光學屬性，對準感測器光學系統必須具有足夠寬以覆蓋整個掃描移動之視場(FOV)，且必須具有橫越所有光點位置之回應之某一均一性、穩定性及/或可預測性。現在將參看圖5來描述一實務配置。
圖5說明實施掃描光點之經修改對準感測器之光學系統500，其操作原理已在上文參看圖4予以說明及描述。光學系統500為上文所提及之先前公開案US 6,961,116中所描述之系統的經修改版本。第一修改(對於本申請案特別有關)為上文所提及之掃描照明光點。第二修改為特定分段照明模式之使用，特定分段照明模式尤其允許出於較大準確度起見的對準標記之縮減間距，且允許用對準感測器而非分離散射計器具來執行散射量測類型量測。可基於亦在上文所提及之公開案US 2009/195768之揭示內容而進行另外修改，使得可進行X及Y位置之同時量測。出於本發明之描述之目的，將假定僅在一個方向上進行位置量測。
為了便於與圖3之示意圖之比較，用相似於圖3中所使用之元件符號但具有字首「5」而非「2」的元件符號來標註光學系統500之一些部件。因此，吾人看到光源520、照明 光束522、接物鏡524、資訊攜載光束526、干涉計528，以及偵測器530a及530b。來自此等偵測器之信號532a及532b係藉由處理單元PU處理，處理單元PU在適當時經修改以實施下文所描述之新穎特徵。具有若干分支之光軸O係藉由貫穿光學系統500而延行之斷線指示。此更詳細示意圖所說明之額外組件如下。在照明子系統540中，來自源520之輻射係經由光纖542而遞送至供其進入包含透鏡544及546之光學系統的點。當然，在每一透鏡係藉由單一器件示意性地說明時，一實務實施例實務上可包括器件群組，或亦可使用反射光學器件。在透鏡544與透鏡546之間，光束平行且傳遞通過平面P'，平面P'為接物鏡524之光瞳平面P之背向投影。在此平面中提供固定或可組態照明孔隙548，以允許特定照明模式，諸如，圖5所說明之對稱分段照明圖案。在此孔隙圖案中被標註為a及b之兩個直徑上對置象限明亮(透明)，而其他兩個象限黑暗(不透明)。在散射量測裝置自吾人之專利申請案US 2010/201963知道此類型之孔隙。下文將進一步描述此經修改照明孔隙之價值。在藉由固定鏡面550之繞射及藉由透鏡552之準直之後，照明光束522自照明子系統540遞送至光束分裂器554，光束分裂器554使照明光束522與資訊攜載光束526分離(正如在已知器具中)。
然而，不同於在已知對準感測器中，照明光束522及資訊攜載光束526不以固定方式直接地通過物鏡524而行進至基板W及自基板W行進。相反地，在此經修改裝置中，掃 描子系統560介入於物鏡524與光學系統500之剩餘部分之間，以用於使照明光點506實施對於基板W自身之掃描移動為額外的掃描移動。此掃描移動為具有速度vSPOT (在圖4之示意圖中針對光點406所指示)之移動。此實施例中之掃描子系統560係基於移動(尤其是傾斜)鏡面562，鏡面562使光束522及526偏轉達小可變角。鏡面562安裝於臂狀物564上，臂狀物564在鉸鏈點568處連接至支撐件566，以便樞轉至在一角度範圍當中之所要角度。致動器570(其可為(例如)不具有與鏡面562或鏡面562之支撐件之機械接觸的磁性致動器)使鏡面562移動至所要角度，以便將光點506移動至用於掃描移動之所要位置。在本發明之實施例中，臂狀物564及鉸鏈點568用鏡面562來實施具有自然諧振頻率之質量及彈簧振動系統，如下文進一步所解釋。在此實施例中，致動器570可僅提供在適當頻率下之極微小能量輸入，以造成在相對良好界定之頻率下鏡面之平滑振盪。提供傾斜感測器572以藉由光學量測準確地監控傾斜角。致動器570係在控制器(其可為單元PU之部件)之控制下，其亦自傾斜感測器572接收信號，且通常係與對準感測器之量測操作(包括基板台WT經由定位子系統PW之掃描移動)同步。
下文將參看圖6至圖8來進一步描述掃描子系統560之另外細節。現在參考資訊攜載光束526之處理，此資訊攜載光束526以與US 6,961,116之已知對準感測器相同的方式傳遞至干涉計528中。干涉計528被展示為呈簡化二維配置， 但事實上包含稜鏡及其他器件之三維配置，如先前專利中所描述。相似地，為了清晰性起見，此處省略為干涉計之部件之偏振器件。如在已知實例中，自參考干涉計528之功能係接收資訊攜載光束526、將資訊攜載光束526分裂成兩個相等部分、使此等部分相對於彼此而旋轉達180°，且將此等部分再次組合成射出光束582。光束582引導至偵測子系統580。透鏡584及586連同固定偏轉鏡面588將此光束經由偏振光束分裂器590而遞送至偵測器530a及530b。
光束分裂器590產生彼此反相之兩個干涉圖案。因此，若干涉計528在偵測器530a上之一個點處產生破壞性干涉，則同時將在偵測器530b上之對應點處存在建設性干涉。藉由自兩個偵測器減去信號，吾人可縮減共模強度雜訊之影響，且因此整體上自對準感測器獲得更準確輸出。
然而，在圖3之已知對準感測器中，偵測器230置放於對應於基板W之平面之影像平面中，經修改光學系統500中之偵測器530a及530b定位於平面P"中，平面P"係與物鏡524之光瞳平面P共軛。此實例中之每一偵測器530a及530b為影像感測器，例如，CCD攝影機感測器。在替代實施例中，可部署個別點偵測器以代替影像感測器。在任一狀況下，平面P"處之輻射場不為基板之影像，而為標記202之繞射光譜(與照明孔隙548共軛)。在此類型之偵測系統中，仍可獲得為獲得標記202之位置資訊所需要之對準信號，但另外，可使用藉由偵測器530a及530b偵測之光瞳平面影像以分析基板W上之標記或其他特徵之額外屬性，以執行 散射量測。舉例而言，可分析對準及/或疊對目標之不對稱性，此情形促進(例如)元件層之間的疊對誤差之量測。使用對準感測器(而非分離器具)以量測目標不對稱性之益處在於：對準感測器與疊對量測裝置之間的定位誤差被消除。
雖然在圖5中藉由孔隙548提供之照明圖案具有被標註為a及b之明亮象限，但起因於在給定方向上藉由對準標記202之線之繞射的繞射圖案係藉由在548'處之圖案表示。在此圖案中，除了被標註為a0 及b0 之零階反射以外，亦存在可見的被標註為a-1 、a+1 、b-1 及b+1 之第一階繞射信號。因為照明孔隙之其他象限黑暗，且更一般化地，因為照明圖案具有180°旋轉對稱性，所以繞射階a-1 及b+1 「自由」，此意謂其不與來自照明孔隙之其他部分之零階或較高階信號重疊。分段照明圖案之此屬性可用以自間距為在使用習知圓形對稱照明孔隙時可成像之最小間距之一半的繞射光柵(對準標記)獲得清晰第一階信號。已知申請案US 2010/201963中描述此繞射圖案548'及其可被用於散射量測之方式。在對準感測器光學系統500之干涉計528中，亦形成繞射圖案548'之旋轉複本(在圖5中被說明且被標註為548")且將其與圖案548'混合。此等圖案在對準標記202之掃描期間將彼此干涉，以便提供位置信號。
關於掃描子系統560，此處所說明的特定形式之掃描子系統具有一些有益特徵，現在將描述該等有益特徵。
在圖5及圖6中看出，傾斜鏡面562之安裝之幾何形狀係 使得樞軸點568位於與接物鏡524之光瞳平面P相同的平面中。鏡面562之來回傾斜會在光束522進入接物鏡524時造成光束522之方向之偏差，且因此造成光點506以所要速度vSPOT 之來回掃描移動。更具體言之，鏡面562經安裝以便圍繞不在該鏡面之本體內但在鏡面562之平面與接物鏡524之光瞳平面P交叉之線中或接近於該線的軸線而傾斜。作為背景，需要使形成照明光點506之射線之方向應移動以實施掃描速度vSPOT ，但無在背向投影式平面P'中照明孔隙之移動。若鏡面562圍繞(比如)其自己的中心軸線而傾斜(此對於傾斜鏡面係常見的)，則照明源將在背向投影式光瞳平面P'中來回移動，且將在基板上引起照明光點之變化平均入射角。
藉由在基板上維持正入射角而獲得較好對準準確度。為了達成此情形，習知解決方案將係將傾斜鏡面置放於光學系統之共軛光瞳平面中，以達成照明光點或視場之掃描運動。然而，在諸如此處所說明之對準感測器之實務器具中，市售接物鏡524通常容納於緊密且自含之子總成中，且在光瞳平面P處不存在可供介入傾斜鏡面或其他移動器件之空間。雖然可製造在光瞳平面中包括傾斜鏡面之經定製設計總成，或可提供額外光學器件以在光學路徑中之較不密集點處產生共軛光瞳平面，但該總成之成本將變得比之前大得多，且可損害準確度。
參看圖6，說明射線522及鏡面表面562之幾何形狀(首先針對鏡面之中心或中立位置(被標註為562(0))，且接著針 對偏轉位置562(θ))，其中鏡面已傾斜為與入射波522成角度θ，旋轉係以樞軸點568為中心，樞軸點568位於與接物鏡524之光瞳平面P相同的平面中。在此實例中，鏡面之休止位置與光瞳平面及入射射線方向成45°。雖然在一個方向上展示角移動θ，但可在反向方向上將該相同移動賦予至鏡面(較靠近射線522之源)，此係因為鏡面562來回振盪達角度範圍θ。斷線圓圈內之擴大細節展示射線522係藉由處於休止位置及偏離位置中之鏡面562反射之區中的幾何形狀。在一實務實施例中，鏡面偏離所達之角度範圍θ可為大約數毫拉德或數十毫拉德，使得可在演算由鏡面之傾斜造成之光學路徑改變時應用「小角近似(small angle approximation)」。在圖解中可看出，光瞳平面P及入射射線522之路徑分離達距離D，而鏡面562之預設位置處於45°以便使射線522偏轉達直角。當鏡面傾斜達角度θ時，偏離射線522'傾斜達角度2θ，但其與鏡面之截取點亦向左移位達距離2θD。因此，偏轉射線522截取光瞳平面P之點600至少大致獨立於鏡面傾斜角θ。自此吾人知道，照明孔隙548之有效位置未改變，但射線之方向根據角度θ來回移動，且因此，照明光點506之位置根據角度θ來回移動。(線性速度vSPOT 係與角度2θ乘接物鏡524之放大因數相關)。雖然在此實例中鏡面之中心位置處於45°，但在具有相同基本幾何形狀之情況下其他角度係可能的，以便在光學組件之佈局中允許更多靈活性。然而，45°係有利的，此係因為其針對點600之小移動提供最大傾斜範圍。
可應用相同幾何配置以在光學系統中包括傾斜鏡面以針對除了微影裝置之對準感測器以外之其他應用來實施掃描移動。此配置之實例可為(例如)共焦顯微鏡。可應用鏡面經配置以圍繞沿著在鏡面之表面之平面與光學系統之光瞳平面之間的交叉點之軸線而傾斜的簡單原理以獲得在一應用範圍內之非移動照明之益處，且可分離地主張該原理。
圖7展示在一例示性實施例中的表示鏡面562之傾斜角θ隨著時間t之改變的正弦曲線700。由於傾斜鏡面562及其安裝經驅動為諧振振動器(如上文所提及)之原因，跡線700具有大體上正弦形式。換言之，鏡面以簡單諧波運動而傾斜。鏡面振盪之週期被標註為TOSC ，且依據該振盪之角度θ之振幅為θOSC 。此驅動模式之優點在於：其需要最小能量輸入，且因此在致動器及鏡面機構內需要最小熱耗散。此驅動模式之缺點在於：具有所要速度及方向之掃描運動僅以某些時間間隔且僅以受限制運動線性發生。然而，在仔細地設計量測程序(包括使此鏡面振盪與基板在橫越基板W之一系列對準標記202之掃描期間移動的方式同步)之情況下，可選擇鏡面振盪之頻率，使得可在圖7中被標註為M1、M2、M3之時間間隔期間進行對準標記位置之量測。此等量測為跡線700之部分，其中鏡面之運動係相對線性且可預測的，且因此，光點506沿著對準標記202之移動係相對線性且可預測的。進行掃描量測所遍及之角度範圍被標註為θM ，且可供使用光點506之掃描運動進行一或若干量測之時間窗被標註為TM 。該裝置不限於在此時間間 隔期間量測一個對準標記，而可量測若干標記，此取決於該等標記在基板W上之位置及基板台WT上之基板之運動。
圖8示意性地展示傾斜感測器572之建構及操作原理。如關於圖5所提及，提供傾斜感測器以一直提供傾斜件562之準確量測。此量測可藉由單元PU或其他控制器使用，以控制掃描移動、經由致動器570之驅動、在量測週期M1、M2、M3等等期間非線性之校正及其他量測(必要時)且使其同步。傾斜感測器572在此實例中係基於熟知相位光柵偵測器。來自源802之輻射光束800係藉由具有間距PIN 之第一相位光柵繞射。可使用相位光柵，使得以任何強度透射僅第一階射線(在圖解中被標註為+1及-1)。此等射線係發散的，如圖所示。傾斜感測器光學系統806準直射線，使得其變得平行，使得+1及-1階射線在分離達距離d之相異點處照射於鏡面562之表面上。(作為一實例，此距離d可為大約數毫米)。繞射射線係通過光學系統806而被反射回且聚焦至偵測光柵808上。偵測光柵808具有間距Pdet ，間距Pdet 為輸入光柵804之間距之一半。鏡面562中之傾斜角針對+1及-1繞射階造成不同路徑長度，從而在+1及-1繞射階於光柵808處重組時影響其相位。偵測器810接收通過偵測光柵808之繞射輻射。隨著鏡面以一方式傾斜且接著以另一方式傾斜，在810處所偵測之輻射強度之快速波動允許計數傾斜角之極小偏差。藉由計數此等變化(條紋計數)，可遍及相對寬之傾斜角範圍而獲得極高解析度傾斜 量測。為了獲得傾斜角之絕對知識，可以不同間距並行地提供數個不同光柵系統804、808及偵測器810。此歧義消除途徑為熟習此項技術者所熟知，且將不進一步描述此等細節。
替代實施例
雖然例示性實施例中之偵測器530a及530b被描述為橫越其區域具有像素之影像感測器，但替代實施例係可能的，其中僅在光瞳影像平面P"之區域中之某些點處提供偵測器。詳言之，可藉由將少數偵測器置放於第一階繞射照明被預期之周邊位置處而獲得對準信號。偵測器集合可在光瞳影像之周邊周圍隔開，且根據標記202係在X或Y方向上抑或為圖2(b)所示之類型之標記，可選擇來自適當偵測器之信號以供處理以產生位置量測。
圖9說明使用掃描光點906之對準感測器之替代實施。感測器光學系統900係基於與圖3至圖5所示之感測器之機構不同的機構。光源920係經由光纖942而耦接至對準感測器光學系統中。掃描照明系統960(其包括傾斜鏡面962)用以將掃描照明射線922遞送至光點906中且遞送至目標對準標記202上。標記202以其最簡單形式包含偵測光柵，如在其他實施例中。資訊攜載光束926係經由光束分裂器954而與照明光束922分離。藉由標記202繞射之光被準直，且物鏡924之共軛光瞳平面P"成像於偵測器陣列上。此實例中之偵測器陣列係藉由僅僅兩個光纖982、984表示，從而導致偵測器986、988。在一實務實施例中，可提供更多光纖及 偵測器以供選擇及/或組合以用於不同情形中。
平面P"中之輻射將含有將彼此干涉之重疊繞射階。若相對於量測光點906來掃描對準標記202，則將發生重疊階之間的週期性強度變化。藉由使用傾斜鏡面962使光點906以與在感測器900下方的基板W之掃描移動同步地在掃描運動中移動，可獲得增加之獲取時間(主要地受到物鏡924之視場限制)。
在此實施例中使用在感測器光學系統900內部之參考分支972來準確地量測傾斜。此參考分支基本上為偵測子系統980之複本，但其中對準標記202係藉由固定且穩定之參考光柵974替換。在此實例中，參考光柵為透射光柵，但當然，亦可使用反射光柵。偵測器976、978量測該量測光點相對於對準標記202中之光柵之位置。在組合來自四個偵測器976、978、986、988之資訊之情況下，可以高準確度量測對準標記202相對於固定參考光柵974之位置。作為進一步改進，吾人可使用白光源920，且用光譜儀來替換偵測器。此情形得到光譜解析資訊，同時維持高量測產出率。或者，可使用在光學系統硬體中經多工及解多工之若干個別光波長。(亦可在圖5至圖8之實施例中設想相似修改)。
圖10說明具有掃描光點之對準感測器之另外替代實施。在此實例中，對準感測器光學系統劃分成容納於本體1002(包含干涉計1028)中之靜止部件，及容納於子底盤1004中之移動部件。在此實例中，對準感測器1000之機能 與圖3及圖5之機能大體上相同，但藉由將物鏡1024放於移動子底盤1004中而達成照明光點1006之掃描。將光學系統再分成移動部件及靜止部件會允許移動部件之質量(及因此，潛在振動源、熱耗散，等等)小於整個對準感測器光學系統之質量(及因此，潛在振動源、熱耗散，等等)。移動部件可經由板片彈簧而連接至固定部件，且諸如壓電或勞侖茲(Lorentz)致動器之致動器可用以使子底盤1004以所要掃描速度vSPOT 移動。
如在其他實施例中，變得重要的是知道及控制感測器1000之移動部件相對於固定部件之確切位置。因此，提供數個位置編碼器以量測及控制移動子底盤1004相對於固定底盤1002之自然平移及任何假旋轉(spurious rotation)，固定底盤1002連接至微影裝置(圖1)之參考框架RF。可注意，在此實施例中圖5所說明之特殊分段照明孔隙變得特別有用，此係因為不需要維持為圖3之已知對準感測器之部件之零階光闌(zero order stop)的準確定位。
在不脫離本發明之範疇之情況下，熟習此項技術者可設想上文所描述之實施例之眾多修改及變化。如所提及，舉例而言，所示之對準感測器可經調適以供圖2(b)之標記使用，以獲得在X及Y方向上之同時定位資訊。若在此實施例中需要使用分段照明孔隙548，則照明孔隙548應旋轉，使得明亮片段a及b與X軸及Y軸兩者成45°(正如標記210(圖2(b))中之光柵線亦經配置為成45°)。
在此簡單實例中，振盪鏡面562使光點僅在一個維度上 移動，且可以縮減有效速度掃描標記之僅一個方向。若需要二維掃描，則吾人可使用具有正交樞軸軸線之兩個分離鏡面，或可圍繞2個正交樞軸而傾斜之一個鏡面。熟習此項技術者可以任一方式將該實例延伸至兩個維度。
如在序言中及在別處所提及，可在其他應用中獨立地使用具有掃描照明光點406、506等等之對準感測器之內容背景中所揭示的某些特徵。分段孔隙(與為圖5之實施例之特徵的在共軛光瞳平面中之偵測組合)可用於無任何掃描子系統560之對準感測器中。如已經提及，使用此孔隙會允許較緻密光柵線用於對準標記中，從而潛在地改良位置準確度及/或縮減該標記所需要之基板區域。
相似地，提供振盪鏡面(其樞軸軸線經位移成位於與該鏡面及其被使用的光學系統之光瞳平面相同的平面中)可用以偏轉基板平面中之照明光點，而不移動照明源之表觀位置。
應理解，控制對準感測器、處理藉由對準感測器偵測之信號且自此等信號演算適合用於控制微影圖案化程序之位置量測的處理單元PU將通常涉及某種類之電腦總成，其將不予以詳細地描述。電腦總成可為在裝置外部之專用電腦，其可為專用於對準感測器之一或若干處理單元，或者，其可為整體上控制微影裝置之中央控制單元LACU。電腦總成可經配置用於載入包含電腦可執行碼之電腦程式產品。當下載電腦程式產品時，此電腦程式產品可使電腦總成能夠控制具有對準感測器AS之微影裝置之前述使用。
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，在此等替代應用之內容背景中，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，以便創製多層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之使用，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(topography)界定創製於基板上之圖案。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5奈米至20奈米之範圍內之波長)，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的機器可讀指令之一或多個序列；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明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。
202‧‧‧目標對準標記
204‧‧‧對準標記
206‧‧‧輻射光點
208‧‧‧輻射光點
210‧‧‧標記
220‧‧‧照明源
222‧‧‧輻射光束
224‧‧‧接物鏡
226‧‧‧資訊攜載光束
228‧‧‧自參考干涉計
230‧‧‧感測器陣列/感測器柵格/偵測器
232‧‧‧強度信號
406‧‧‧掃描照明光點
500‧‧‧對準感測器光學系統
506‧‧‧掃描照明光點
520‧‧‧光源
522‧‧‧照明光束/入射波/入射射線/偏轉射線
522'(0)‧‧‧偏離射線
522'(θ)‧‧‧偏離射線
524‧‧‧接物鏡/物鏡
526‧‧‧資訊攜載光束
528‧‧‧自參考干涉計
530a‧‧‧偵測器
530b‧‧‧偵測器
532a‧‧‧信號
532b‧‧‧信號
540‧‧‧照明子系統
542‧‧‧光纖
544‧‧‧透鏡
546‧‧‧透鏡
548‧‧‧照明孔隙
548'‧‧‧繞射圖案
548"‧‧‧繞射圖案之旋轉複本
550‧‧‧鏡面
552‧‧‧透鏡
554‧‧‧光束分裂器
560‧‧‧掃描子系統
562‧‧‧傾斜鏡面/鏡面表面/振盪鏡面/傾斜件/移動光學器件
562(0)‧‧‧鏡面之中心或中立位置
562(θ)‧‧‧鏡面之偏轉位置
564‧‧‧臂狀物
566‧‧‧支撐件
568‧‧‧鉸鏈點/樞軸點
570‧‧‧致動器
572‧‧‧傾斜感測器
580‧‧‧偵測子系統
582‧‧‧射出光束
584‧‧‧透鏡
586‧‧‧透鏡
588‧‧‧固定偏轉鏡面
590‧‧‧偏振光束分裂器
600‧‧‧點
700‧‧‧正弦曲線/跡線
800‧‧‧輻射光束
802‧‧‧源
804‧‧‧輸入光柵/光柵系統
806‧‧‧傾斜感測器光學系統
808‧‧‧偵測光柵/光柵系統
810‧‧‧偵測器
900‧‧‧感測器光學系統
906‧‧‧掃描光點
920‧‧‧白色光源
922‧‧‧掃描照明射線/照明光束
924‧‧‧物鏡
926‧‧‧資訊攜載光束
942‧‧‧光纖
954‧‧‧光束分裂器
960‧‧‧掃描照明系統
962‧‧‧傾斜鏡面
972‧‧‧參考分支
974‧‧‧參考光柵
976‧‧‧偵測器
978‧‧‧偵測器
980‧‧‧偵測子系統
982‧‧‧光纖
984‧‧‧光纖
986‧‧‧偵測器
988‧‧‧偵測器
1000‧‧‧對準感測器
1002‧‧‧本體/固定底盤
1004‧‧‧移動子底盤
1006‧‧‧照明光點
1024‧‧‧物鏡
1028‧‧‧干涉計
AD‧‧‧調整器
AS‧‧‧對準感測器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影裝置控制單元
LS‧‧‧位階感測器
M1‧‧‧時間間隔/量測週期
M2‧‧‧時間間隔/量測週期
M3‧‧‧時間間隔/量測週期
MA‧‧‧圖案化元件/光罩
MT‧‧‧支撐結構/光罩台
M1 ‧‧‧光罩對準標記
M2 ‧‧‧光罩對準標記
O‧‧‧光軸
P‧‧‧光瞳平面
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
PU‧‧‧處理單元
PW‧‧‧第二定位器/基板定位器/基板定位系統/定位子系統
P'‧‧‧背向投影式光瞳平面/光瞳影像平面
P"‧‧‧光瞳影像平面
RF‧‧‧參考框架
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
圖1描繪根據本發明之一實施例的包括形成量測裝置之對準感測器之例示性微影裝置；圖2(包含圖2(a)及圖2(b))說明可提供於圖1之裝置中之基板上的各種形式之對準標記；圖3為掃描對準標記之已知對準感測器的示意性方塊圖；圖4(包含圖4(a)及圖4(b))說明在本發明之一實施例中的掃描對準標記之新穎對準感測器之操作； 圖5為展示圖1之微影裝置中之新穎對準感測器之光學系統的更詳細例示性示意圖；圖6說明圖5之對準感測器之掃描子系統中之移動鏡面的特定幾何配置；圖7為圖5至圖6之對準感測器之掃描子系統中之鏡面傾斜角相對於時間的曲線圖；圖8為與圖5之裝置中之移動鏡面相關聯之傾斜感測器的示意圖；圖9為在本發明之一替代實施例中的形成量測裝置之另一新穎對準感測器的示意圖；及圖10(包含圖10(a)及圖10(b))為在本發明之一另外替代實施例中的形成量測裝置之又一新穎對準感測器的示意圖。
202‧‧‧目標對準標記
500‧‧‧對準感測器光學系統
506‧‧‧掃描照明光點
520‧‧‧光源
522‧‧‧照明光束/入射波/入射射線/偏轉射線
524‧‧‧接物鏡/物鏡
526‧‧‧資訊攜載光束
528‧‧‧自參考干涉計
530a‧‧‧偵測器
530b‧‧‧偵測器
532a‧‧‧信號
532b‧‧‧信號
540‧‧‧照明子系統
542‧‧‧光纖
544‧‧‧透鏡
546‧‧‧透鏡
548‧‧‧照明孔隙
548'‧‧‧繞射圖案
548"‧‧‧繞射圖案之旋轉複本
550‧‧‧鏡面
552‧‧‧透鏡
554‧‧‧光束分裂器
560‧‧‧掃描子系統
562‧‧‧傾斜鏡面/鏡面表面/振盪鏡面/傾斜件/移動光學器件
564‧‧‧臂狀物
566‧‧‧支撐件
568‧‧‧鉸鏈點/樞軸點
570‧‧‧致動器
572‧‧‧傾斜感測器
580‧‧‧偵測子系統
582‧‧‧射出光束
584‧‧‧透鏡
586‧‧‧透鏡
588‧‧‧固定偏轉鏡面
590‧‧‧偏振光束分裂器
O‧‧‧光軸
P‧‧‧光瞳平面
PU‧‧‧處理單元
P'‧‧‧背向投影式光瞳平面/光瞳影像平面
P"‧‧‧光瞳影像平面
W‧‧‧基板

Claims (15)

  1. 一種量測一光學裝置中之一基板上之一標記之一位置的方法，該方法包含：將一標記提供於該基板上；提供一量測光學系統，該量測光學系統包含用於用一輻射光點來照明該標記之一照明子系統，及用於偵測藉由該標記繞射之輻射之一偵測子系統；在一掃描操作中，使該基板及該量測光學系統以一第一速度相對於彼此而移動，以便用該輻射光點來掃描該標記，同時偵測及處理表示該繞射輻射之信號以演算該標記相對於該量測光學系統之一參考框架之一位置；與該掃描操作同步地，以一第二速度相對於該量測光學系統之該參考框架來移動該輻射光點，該第一速度與該第二速度相關，使得該光點在該等信號被偵測時以低於該第一速度之一第三速度掃描該標記。
  2. 如請求項1之方法，其中經由相對於該量測光學系統之該參考框架固定之一接物鏡而將該輻射光點遞送至該基板。
  3. 如請求項2之方法，其中藉由該量測光學系統內之一移動光學器件賦予該輻射光點相對於該量測光學系統之該參考框架之該移動。
  4. 如請求項3之方法，其中安裝及驅動該移動光學器件，以便實質上以簡單諧波運動而振盪，該掃描操作係在該簡單諧波運動之一相對線性部分期間執行。
  5. 如請求項1-4中任一項之方法，其中該照明子系統賦予一照明圖案，該照明圖案並不圍繞該量測光學系統之一光軸圓形地對稱，而展現180°旋轉不對稱性。
  6. 一種用於量測一基板上之標記之位置之裝置，該裝置包含：一量測光學系統，其包含用於用一輻射光點來照明該標記之一照明子系統，及用於偵測藉由該標記繞射之輻射之一偵測子系統；一第一定位子系統，其用於控制該基板及該量測光學系統以一第一速度相對於彼此之移動，以便用該輻射光點來掃描該標記，同時偵測及處理表示該繞射輻射之信號以演算該標記相對於該量測光學系統之一參考框架之一位置；一第二定位子系統，其係與該第一定位子系統同步地可操作以用於以一第二速度相對於該量測光學系統之該參考框架來移動該輻射光點，該第一速度與該第二速度相關，使得該光點在該等信號被偵測時以低於該第一速度之一第三速度掃描該標記。
  7. 如請求項6之裝置，其中在操作中，該第二速度低於該第一速度，且該第三速度等於該第一速度減去該第二速度。
  8. 如請求項6或7之裝置，其中該量測光學系統包括用於將該輻射光點遞送至該基板之一接物鏡，該接物鏡相對於該量測光學系統之該參考框架保持固定。
  9. 如請求項8之裝置，其中該第二定位子系統包含在該量測光學系統內之一移動光學器件，該移動光學器件用於賦予該輻射光點相對於該量測光學系統之該參考框架之該移動。
  10. 如請求項9之裝置，其中該移動光學器件為經安裝以圍繞一軸線而傾斜之一鏡面，且其中該軸線至少大致位於該鏡面之一平面與該接物鏡之一光瞳平面之交叉點處。
  11. 如請求項9之裝置，其中該移動光學器件經安裝以便以實質上匹配於該第二速度之一諧振頻率而振盪。
  12. 如請求項6或7之裝置，其中該照明子系統可操作以賦予一照明圖案，該照明圖案並不圍繞該量測光學系統之一光軸圓形地對稱，而展現180°旋轉不對稱性。
  13. 如請求項12之裝置，其中該偵測子系統經配置以使用在該量測光學系統之一共軛光瞳平面中所偵測之第一階繞射輻射來演算該標記之該位置。
  14. 如請求項6或7之裝置，其中該量測光學系統包括用於旋轉及重組該繞射輻射之兩個部分之一自參考干涉計。
  15. 一種經配置以將一圖案自一圖案化元件轉印至一基板上之微影裝置，該裝置包含經建構以固持一基板之一基板台，及用於量測該基板上之標記相對於該微影裝置之一參考框架之位置的一對準感測器，其中該對準感測器包含一如請求項6至14中任一項之量測裝置，且其中該微影裝置經配置以藉由參考使用該量測裝置而量測的該基板上之標記之該等位置來控制一圖案至該基板上之該轉印。
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