TWI490665B - 微影系統、控制微影裝置之方法及元件製造方法 - Google Patents

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Description

微影系統、控制微影裝置之方法及元件製造方法
本發明係關於一種微影系統、一種控制微影裝置之方法，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或基板之部件上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)、平板顯示器及具有精細特徵之其他元件或結構之製造中。在習知微影裝置中，可被稱作光罩或比例光罩之圖案化元件可用以產生對應於IC、平板顯示器或其他元件之個別層之電路圖案)。
代替電路圖案，圖案化元件可用以產生其他圖案，例如，彩色濾光器圖案或圓點矩陣。代替習知光罩，圖案化元件可包含圖案化陣列，圖案化陣列包含產生電路或其他適用圖案之可個別控制器件陣列。此「無光罩」系統相比於習知以光罩為基礎之系統的優點在於：可更快地且成本更少地提供及/或改變圖案。
因此，無光罩系統包括可程式化圖案化元件(例如，空間光調變器、對比元件，等等)。可程式化圖案化元件經程式化(例如，電子地或光學地)以使用可個別控制器件陣列來形成所要經圖案化光束。可程式化圖案化元件之類型包括微鏡陣列、液晶顯示器(LCD)陣列、光柵光閥陣列、自發射對比元件陣列，及其類似者。
無光罩微影裝置可具備(例如)能夠在基板之目標部分上創製圖案之光學柱。光學柱可(例如)具備經組態以發射光束之自發射對比元件，及經組態以將光束之至少一部分投影朝向目標部分之投影系統。該裝置可具備致動器系統以相對於光學柱或其部件來移動基板。藉此，光束可相對於基板而移動。藉由在移動期間「接通」或「關斷」自發射對比元件，可在基板上創製圖案。可(例如)經由成像至提供於基板(例如，矽晶圓或玻璃板)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而將圖案轉印於基板(之部件)上。
在微影程序中，藉由微影裝置生產之元件應具有足夠品質。產品中之缺陷可對應於意欲創製之圖案與實際上創製於基板之目標部分上之圖案之間的差異性。在一些狀況(例如，平板顯示器之製造)下，此等缺陷可造成橫越螢幕之不理想強度變化。若產品不具有足夠品質，則存在製造程序之產率縮減。
因此，舉例而言，需要提供一種能夠製造具有較少缺陷之元件之微影系統。
根據本發明之一實施例，提供一種微影系統，該微影系統包含一微影裝置、一檢測系統及一控制器。該微影裝置包含經組態以將至少一輻射光束投影至一基板上或上方之一材料層上之一投影系統。該檢測系統經組態以檢測形成於該基板上之一圖案。該圖案係藉由施加該至少一輻射光束而形成於該基板上。該控制器經組態以基於藉由該檢測系統對一經先前曝光圖案之一檢測而控制該微影裝置以形 成一圖案。
根據本發明之一實施例，提供一種控制一微影裝置之方法。該方法包含：將至少一輻射光束投影至一基板上或上方之一材料層上；檢測形成於該基板上之一圖案，其中該圖案係藉由施加該至少一輻射光束而形成於該基板上；及基於一經先前曝光圖案之一檢測而控制該微影裝置以形成一圖案。
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示意性地描繪微影裝置之部件的示意性橫截面側視圖。在此實施例中，微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制器件(如下文進一步所論述)，但無需為該狀況。微影裝置1包含用以固持基板之基板台2，及用以在高達6個自由度中移動基板台2之定位元件3。基板可為抗蝕劑塗佈基板。在一實施例中，基板為晶圓。在一實施例中，基板為多邊形(例如，矩形)基板。在一實施例中，基板為玻璃板。在一實施例中，基板為塑膠基板。在一實施例中，基板為箔片。在一實施例中，微影裝置適於捲輪式薄膜輸送製造(roll-to-roll manufacturing)。
微影裝置1進一步包含經組態以發射複數個光束之複數個可個別控制自發射對比元件4。在一實施例中，自發射對比元件4為輻射發射二極體，諸如，發光二極體(LED)、有機LED(OLED)、聚合物LED(PIED)或雷射二極體(例 如，固態雷射二極體)。在一實施例中，可個別控制器件4中每一者為一藍紫色雷射二極體(例如，Sanyo型號DL-3146-151)。此等二極體可由諸如Sanyo、Nichia、Osram及Nitride之公司供應。在一實施例中，二極體發射(例如)具有約365奈米或約405奈米之波長之UV輻射。在一實施例中，二極體可提供選自0.5毫瓦特至200毫瓦特之範圍之輸出功率。在一實施例中，雷射二極體(裸晶粒)之大小係選自100微米至800微米之範圍。在一實施例中，雷射二極體具有選自0.5平方微米至5平方微米之範圍之發射面積。在一實施例中，雷射二極體具有選自5度至44度之範圍之發散角。在一實施例中，二極體具有用以提供大於或等於約6.4×108 W/(m2 .sr)之總亮度之組態(例如，發射面積、發散角、輸出功率，等等)。
自發射對比元件4配置於框架5上且可沿著Y方向及/或X方向而延伸。雖然展示一個框架5，但微影裝置可具有複數個框架5，如圖2所示。透鏡12進一步配置於框架5上。框架5在X-Y平面中實質上靜止，且因此，自發射對比元件4及透鏡12在X-Y平面中實質上靜止。框架5、自發射對比元件4及透鏡12可藉由致動器7在Z方向上移動。或者或另外，透鏡12可藉由與此特定透鏡有關之致動器在Z方向上移動。視情況，每一透鏡12可具備一致動器。
自發射對比元件4可經組態以發射光束，且投影系統12、14及18可經組態以將光束投影至基板之目標部分上。自發射對比元件4及投影系統形成光學柱。微影裝置1可包 含致動器(例如，馬達)11以相對於基板來移動光學柱或其部件。經配置有場透鏡14及成像透鏡18之框架8可用致動器而可旋轉。場透鏡14與成像透鏡18之組合形成可移動光學件9。在使用時，框架8(例如)在圖2中之箭頭所示之方向上圍繞其自有軸線10而旋轉。框架8係使用致動器(例如，馬達11)圍繞軸線10而旋轉。另外，框架8可藉由馬達7在Z方向上移動，使得可移動光學件9可相對於基板台2而位移。
具有孔隙之孔隙結構13可在透鏡12與自發射對比元件4之間位於透鏡12上方。孔隙結構13可限制透鏡12、關聯自發射對比元件4及/或鄰近透鏡12/自發射對比元件4之繞射效應。
可藉由旋轉框架8且同時地在光學柱下方移動基板台2上之基板而使用所描繪裝置。當透鏡12、14及18彼此實質上對準時，自發射對比元件4可將光束發射通過該等透鏡。藉由移動透鏡14及18，使光束在基板上之影像遍及基板之部分進行掃描。藉由同時地在光學柱下方移動基板台2上之基板，基板之經受自發射對比元件4之影像的部分亦移動。藉由在控制器之控制下以高速率「接通」及「關斷」自發射對比元件4(例如，當自發射對比元件4「關斷」時不具有輸出或具有低於臨限值之輸出，且當自發射對比元件4「接通」時具有高於臨限值之輸出)、控制光學柱或其部件之旋轉、控制自發射對比元件4之強度且控制基板之速率，可將所要圖案成像於基板上之材料層中。舉例而 言，所形成之圖案可為形成於基板上之光阻層中之潛影，或由藉由施加輻射光束而局域地沈積於基板上之材料(例如，金屬)小滴形成。
圖2描繪具有自發射對比元件4的圖1之微影裝置的示意性俯視圖。類似於圖1所示之微影裝置1，微影裝置1包含：基板台2，其用以固持基板17；定位元件3，其用以在高達6個自由度中移動基板台2；對準/位階感測器19，其用以判定自發射對比元件4與基板17之間的對準，且用以判定基板17是否處於相對於自發射對比元件4之投影之位階。如所描繪，基板17具有矩形形狀，然而，或者或又，可處理圈狀基板。
自發射對比元件4配置於框架15上。自發射對比元件4可為輻射發射二極體，例如，雷射二極體，例如，藍紫色雷射二極體。如圖2所示，自發射對比元件4可經配置成在X-Y平面中延伸之陣列21。
陣列21可為狹長線。在一實施例中，陣列21可為自發射對比元件4之一維陣列。在一實施例中，陣列21可為自發射對比元件4之二維陣列。
可提供旋轉框架8，旋轉框架8可在箭頭所描繪之方向上旋轉。旋轉框架可具備透鏡14、18(圖1所示)以提供自發射對比元件4中每一者之影像。該裝置可具備致動器以相對於基板來旋轉包含框架8及透鏡14、18之光學柱。
圖3描繪旋轉框架8的高度示意性透視圖，旋轉框架8在其周界處具備透鏡14、18。複數個光束(在此實例中為10 個光束)入射至該等透鏡中之一者上，且投影至藉由基板台2固持之基板17之目標部分上。在一實施例中，複數個光束係以直線之形式而配置。可旋轉框架可藉由致動器(圖中未繪示)圍繞軸線10而旋轉。由於可旋轉框架8之旋轉，光束將入射於順次透鏡14、18(場透鏡14及成像透鏡18)上，且將在入射於每一順次透鏡上之情況下被偏轉，藉此以便沿著基板17之表面之部分而行進，此將參看圖4予以更詳細地解釋。在一實施例中，每一光束係藉由一各別源(亦即，自發射對比元件，例如，雷射二極體(圖3中未繪示))產生。在圖3所描繪之配置中，光束係藉由分段鏡30偏轉及聚集，以便縮減光束之間的距離、藉此使較大數目個光束能夠投影通過同一透鏡且達成待在下文論述之解析度要求。
隨著可旋轉框架旋轉，光束入射於順次透鏡上，且每當透鏡受到光束輻照時，供光束入射於透鏡之表面上的位置便移動。因為光束取決於光束在透鏡上之入射位置而不同地(以(例如)不同偏轉)投影於基板上，所以光束(當到達基板時)將隨著每次通過一後繼透鏡而進行一掃描移動。參看圖4來進一步解釋此原理。圖4描繪可旋轉框架8之部件的高度示意性俯視圖。第一光束集合係藉由B1表示，第二光束集合係藉由B2表示，且第三光束集合係藉由B3表示。每一光束集合投影通過可旋轉框架8之各別透鏡集合14、18。隨著可旋轉框架8旋轉，光束B1在掃描移動中投影至基板17上，藉此掃描區域A14。相似地，光束B2掃描 區域A24，且光束B3掃描區域A34。在藉由對應致動器對可旋轉框架8之旋轉的同時，基板17及基板台在方向D上移動(其可沿著如圖2所描繪之X軸)，藉此實質上垂直於區域A14、A24、A34中之光束之掃描方向。由於藉由第二致動器在方向D上之移動(例如，藉由對應基板台馬達對基板台之移動)，當藉由可旋轉框架8之順次透鏡投影時光束之順次掃描被投影，以便彼此實質上鄰接，從而引起針對光束B1之每一順次掃描之實質上鄰接區域A11、A12、A13、A14(區域A11、A12、A13先前被掃描且A14當前被掃描，如圖4所示)、引起針對光束B2之每一順次掃描之實質上鄰接區域A21、A22、A23及A24(區域A21、A22、A23先前被掃描且A24當前被掃描，如圖4所示)，且引起針對光束B3之每一順次掃描之實質上鄰接區域A31、A32、A33及A34(區域A31、A32、A33先前被掃描且A34當前被掃描，如圖4所示)。藉此，在旋轉可旋轉框架8的同時，可隨著在方向D上基板之移動而覆蓋基板表面之區域A1、A2及A3。多個光束通過同一透鏡之投影會允許在較短時間範圍內處理整個基板(以可旋轉框架8之相同旋轉速率)，此係因為：對於對透鏡之每次通過，複數個光束用每一透鏡來掃描基板，藉此允許針對順次掃描在方向D上之位移增加。以不同觀點而言，對於給定處理時間，當多個光束經由同一透鏡而投影至基板上時，可縮減可旋轉框架之旋轉速率，藉此可能地縮減歸因於高旋轉速率之效應，諸如，可旋轉框架之變形、磨損、振動、擾動，等等。在一實施例 中，複數個光束經配置為與透鏡14、18之旋轉之切線方向成角度，如圖4所示。在一實施例中，複數個光束經配置成使得每一光束重疊於或鄰接於鄰近光束之掃描路徑。
可在放寬容許度時發現多個光束藉由同一透鏡同時地投影之態樣之另外效應。歸因於透鏡之容許度(定位、光學投影，等等)，順次區域A11、A12、A13、A14(及/或區域A21、A22、A23及A24，及/或區域A31、A32、A33及A34)之位置可展示相對於彼此的某種程度之定位不準確度。因此，可能需要在順次區域A11、A12、A13、A14之間的某種程度之重疊。在一個光束之(例如)10%作為重疊之狀況下，處理速率將藉此在單一光束同時地通過同一透鏡之狀況下縮減達10%之相同因數。在5個或5個以上光束同時地投影通過同一透鏡之情形中，將針對每5個或5個以上經投影線提供10%之相同重疊(相似地參考上文之一個光束實例)，因此將總重疊縮減達大約5%或5%以上至2%或2%以下之因數，藉此具有對總處理速率之顯著較低效應。相似地，投影至少10個光束可將總重疊縮減達大約為原先的1/10之因數。因此，容許度對基板之處理時間之效應可因多個光束藉由同一透鏡同時地投影之特徵而縮減。或者或另外，可允許較多重疊(因此允許較大容許度帶)，此係因為其對處理之效應低(假如多個光束係藉由同一透鏡同時地投影)。
替代經由同一透鏡而同時地投影多個光束或除了經由同一透鏡而同時地投影多個光束以外，亦可使用交織技術， 然而，此情形可能需要在透鏡之間的可比較更嚴格之匹配。因此，經由透鏡中之同一透鏡而同時地投影至基板上之至少兩個光束具有相互間隔，且微影裝置可經配置以操作第二致動器，以便相對於光學柱來移動基板以具有待投影於該間隔中之光束之後繼投影。
為了在方向D上縮減在群組中之順次光束之間的距離(藉此(例如)在方向D上達成較高解析度)，相對於方向D，可相對於彼此對角地配置該等光束。可藉由在光學路徑中提供分段鏡30而進一步縮減間隔，每一片段用以反射光束中之一各別光束，該等片段經配置以便相對於在入射於該等鏡上之光束之間的間隔來縮減在藉由該等鏡反射之光束之間的間隔。此效應亦可藉由複數個光纖達成，光束中每一者入射於該等光纖中之一各別光纖上，該等光纖經配置以便沿著光學路徑相對於在該等光纖上游之光束之間的間隔來縮減在該等光纖下游之光束之間的間隔。
另外，可使用具有複數個輸入之整合式光學波導電路來達成此效應，每一輸入用於接收光束中之一各別光束。整合式光學波導電路經配置以便沿著光學路徑相對於在整合式光學波導電路上游之光束之間的間隔來縮減在整合式光學波導電路下游之光束之間的間隔。
在一實施例中，微影系統包含微影裝置1、檢測系統40及控制器500。微影裝置1包含經組態以將複數個輻射光束投影至基板17上或上方之材料層上之投影系統12、14、18。
在一實施例中，投影系統經組態以投影複數個輻射光束。控制器500可經組態以控制複數個輻射光束中至少兩者之間的角分離度(angular separation)，使得複數個輻射光束在基板17上形成一圖案。
在一實施例中，投影系統經組態以投影經圖案化之單一輻射光束。舉例而言，在一實施例中，微影系統包含可程式化圖案化元件，可程式化圖案化元件包含經組態以提供經圖案化輻射光束之空間光調變器。
在一實施例中，投影系統將至少一輻射光束投影至基板17上之光阻層上，以便在光阻層中形成潛影。該潛影可在發生基板17之進一步處理之前對攝影機可見。
在一實施例中，投影系統將至少一輻射光束投影至基板17上方之材料層上，以便造成藉由雷射誘發性材料轉移對材料(例如，金屬)小滴之局域沈積。
參看圖6，描繪雷射誘發性材料轉移之物理機制。在一實施例中，以低於實質上透明材料202(例如，玻璃)之電漿崩潰之強度將輻射光束200聚焦通過材料202。在上覆於材料202之供體材料層204(例如，金屬膜)上發生表面熱吸收。該熱吸收造成供體材料204之熔融。另外，加熱在前向方向上造成誘發性壓力梯度，從而導致供體材料小滴206自供體材料層204且因此自供體結構(例如，板)208之前向加速。因此，供體材料小滴206自供體材料層204釋放且移動(憑藉或不憑藉重力)朝向及到達基板17。藉由將光束200指向於供體板208上之適當位置上，可將供體材料圖案 沈積於基板17上。在一實施例中，將光束聚焦於供體材料層204上。
在一實施例中，使用一或多個短脈衝以造成供體材料之轉移。在一實施例中，該等脈衝之長度可為幾皮秒或飛秒以獲得熔融材料之準一維前向熱及質量轉移。此等短脈衝在材料層204中促進很少至無側向熱流，且因此在供體結構208上促進很少或無熱負荷。短脈衝實現材料之快速熔融及前向加速(例如，諸如金屬之汽化材料將損失其前向方向性，從而導致飛濺沈積)。短脈衝使材料能夠加熱至恰好高於加熱溫度但低於汽化溫度。舉例而言，對於鋁，約攝氏900度至攝氏1000度之溫度係理想的。
在一實施例中，經由使用雷射脈衝，將適量材料(例如，金屬)以100奈米至1000奈米之小滴之形式自供體結構208轉移至基板17。在一實施例中，供體材料包含金屬或基本上由金屬組成。在一實施例中，金屬為鋁。在一實施例中，材料層204呈膜之形式。在一實施例中，膜附接至另一本體或層。如上文所論述，本體或層可為玻璃。
在輻射光束曝光基板17上之光阻層的實施例及輻射光束用於材料(例如，金屬)小滴在基板17上之局域沈積的實施例兩者中，藉由直接施加至少一輻射光束而將圖案形成於基板上。無需諸如顯影操作之另外操作以便使該圖案可見，使得該圖案可藉由(例如)攝影機或其他經合適組態之檢測系統成像。
檢測系統40經組態以檢測形成於基板17上之此圖案， 即，直接藉由施加至少一輻射光束而形成於基板17上之圖案。在一實施例中，檢測系統40經組態以捕獲形成於基板17上之圖案之影像。在一實施例中，檢測系統40包含攝影機陣列。在一實施例中，經檢測圖案為基板17上之光阻層中之潛影，或係由局域地沈積於基板17上之材料(例如，金屬)小滴形成。
控制器500經組態以基於藉由檢測系統40檢測經先前曝光圖案引起之資料而控制微影裝置1以形成一圖案。當微影裝置1在後續曝光操作中形成藉由微影裝置1形成之圖案之後續版本時，可考量關於彼圖案之資訊(例如，一或多個缺陷及/或不準確度)。或者或另外，當微影裝置1在後續曝光操作中形成不同圖案之後續版本時，可考量關於藉由微影裝置1形成之圖案之資訊(例如，一或多個缺陷及/或不準確度)。舉例而言，若根據圖案之檢測而使輻射之強度看起來在基板之某一區段處(例如，與光學柱中之單一光學柱有關)太低，則可在形成後續不同圖案時考量此資訊，例如，藉由增加此光學柱之輻射之強度。
提供微影系統之操作之實例。微影裝置在基板17上形成圖案。檢測裝置40檢測該圖案。檢測系統40將檢測資訊輸出至控制器500。控制器500基於檢測資訊而控制微影裝置1以形成圖案。微影裝置1可形成至少部分地校正其所形成之圖案中之缺陷或不準確度的圖案之反覆。控制器500經組態以使用關於經曝光圖案之先前反覆之資訊作為回饋，以便改良在後續曝光操作中所形成之圖案之品質。
藉由微影裝置1對圖案之形成之改良可改良藉由微影裝置1製造之元件之準確度。此情形可增加足夠準確之元件之百分比。此情形可增加使用微影裝置1之元件製造方法之產率。
詳言之，在製造平板顯示器之內容背景中，螢幕應向檢視者提供均一外觀。此情形可歸因於用於微影裝置1中之大數目個光學器件(例如，透鏡)之間的變化而特別困難。此等不理想變化會導致藉由微影裝置1形成於基板17上之圖案不理想地偏離該圖案之所欲形式。由微影裝置1之特性引起的藉由微影裝置1形成之圖案之不準確度被集體地稱為微影裝置1之指紋(fingerprint)。根據本發明之一實施例，可藉由校正微影裝置1之指紋來改良產率。
檢測系統40可實質上緊接地在輻射光束已投影至材料層上之後(例如，實質上緊接地在曝光操作之後)檢測圖案。檢測系統40可經組態以在對基板17執行實質上改變圖案之性質之另外操作(諸如，顯影操作)之前檢測圖案。直接藉由施加輻射光束來形成圖案。
因此，根據一實施例之微影系統與先前微影系統之間的差異為：檢測系統40檢測藉由施加輻射光束而形成之圖案。在先前微影系統中，可使用度量衡系統以量測(例如)IC之層之參數。然而，IC之層係藉由光阻之顯影及蝕刻而形成，而非藉由輻射光束直接形成。
在(例如)極紫外線(EUV)微影或浸潤微影中，輻射光束在基板上之光阻中產生不可見圖案。諸如I線光阻之光阻 可用於製作(例如)LCD。該光阻可經化學地放大以增加對輻射光束之敏感度。在此等程序中，輻射光束自光阻僅釋放H+ 。聚合物鏈之化學鍵僅在曝光後烘烤期間斷裂，在曝光後烘烤期間，H+ 在高溫下攻擊聚合物鏈。僅H+ 之釋放幾乎不可見。
根據本發明之一實施例，直接在曝光之後施加輻射光束之直接結果更可見。原因為：在本發明之一實施例中，輻射光束使光阻中之聚合物鏈中之化學鍵直接斷裂，從而引起光阻之局域收縮，其相比於H+ 之釋放更可見。在本發明之一實施例中，使用至少一輻射光束(例如，雷射輻射)以自直接在基板17上方之供體板釋放材料小滴。彼等小滴落於基板17上，從而引起材料圖案化，其相比於H+ 之釋放更可見。
在一實施例中，檢測系統40包含至少一隙縫攝影機。其他類型及形狀之攝影機可用作檢測系統40之部件。然而，使用隙縫攝影機會使檢測系統40能夠有效率地檢測整個圖案，即使在經曝光圖案及/或基板相對大時仍如此。在一實施例中，至少一隙縫攝影機實質上垂直於微影裝置內之基板之掃描方向(圖2及圖5之X方向)而延伸。此情形最大化基板17之可藉由隙縫攝影機檢測之區域。
在一實施例中，檢測系統40包含在垂直於掃描方向之方向上至少沿著基板17之目標部分(其中形成有圖案)之寬度而延伸的單一隙縫攝影機。在一實施例中，檢測系統40包含在垂直於掃描方向之方向上至少沿著基板17之目標部分 之寬度而組合地延伸的複數個隙縫攝影機。該等隙縫攝影機可在垂直於掃描方向之方向上彼此重疊，使得目標部分之每一部分在曝光操作期間必須直接傳遞於該等隙縫攝影機中至少一者下方。如圖2及圖5所描繪，檢測系統40可包含三個隙縫攝影機。然而，包含於檢測系統40中之隙縫攝影機之數目不受到特別限制。
在一實施例中，檢測系統40藉由使用時間延遲及積分電荷耦合元件(CCD)來檢測圖案。使用時間延遲及積分CCD可實現形成於基板17上之層中之圖案的高解析度成像。甚至在掃描移動期間基板17相對於檢測系統40之相對高速率的情況下，此高解析度成像也許亦係可能的。在一實施例中，檢測系統40包含量測基板17上之指示經曝光圖案中之線寬之標記的至少一攝影機。
為了校正及/或補償指紋，可量測微影裝置1之指紋。在一實施例中，藉由經檢測圖案與目標圖案之間比較而至少部分地判定指紋。目標圖案為圖案之所欲形式，即，將在理想狀況下藉由檢測系統40檢測之圖案。在一實施例中，控制器500經組態以基於檢測圖案與目標圖案之間的比較而控制微影裝置1以形成圖案。在一實施例中，檢測系統40經組態以執行比較且將比較資料提供至控制器500。在一實施例中，控制器500經組態以執行比較且產生比較資料。
比較可包含比較圖案及目標圖案之檢測之一或多個特定參數。在一實施例中，比較係基於選自如下各者之一或多 者之識別：圖案之缺陷、圖案之線寬偏差、圖案之置放偏差，及/或圖案之側壁角偏差。此等特定參數中任一者或其全部可個別地或彼此組合地使用。在一實施例中，控制器500經組態以控制微影裝置1以形成圖案，以便校正或縮減圖案之缺陷及/或不準確度。
經檢測圖案與目標圖案之比較可用以提供基板17之映像(map)，該映像展示圖案與目標圖案之一或多個偏差及/或偏差之程度，以便判定指紋。舉例而言，在一實施例中，檢測系統40或控制器經組態以產生基板17之映像，該映像展示圖案與目標圖案之線寬偏差，以便判定指紋。在一實施例中，舉例而言，獲得圖案置放偏差，從而引起具有圖案置放偏差的基板17之映像以判定指紋。在一實施例中，舉例而言，獲得側壁角偏差，從而引起具有側壁角偏差的基板17之映像以判定指紋。
可使用如上文所描述之參數中之一或多者來量測微影裝置1之指紋。可藉由控制微影裝置1以便調整在後續曝光操作中所形成之圖案而至少部分地校正及/或補償測定指紋之重複性部分。
控制器500可控制微影裝置之各種參數，以便影響形成於後續基板上之圖案。在一實施例中，控制器500經組態以基於來自檢測之資料而控制複數個輻射光束中每一者之強度。在一實施例中，自發射對比元件4提供輻射光束。控制器500可經組態以控制自發射對比元件4，以便取決於來自檢測之資料而使自發射對比元件4中之一或多者之輸 出強度自標稱地用以形成所要圖案之值變化。可變化強度，以便至少部分地校正如上文所判定的微影裝置1之指紋。
在一實施例中，控制器500經組態以基於來自檢測之資料而控制提供複數個輻射光束中每一者之時序。可藉由控制接通及關斷自發射對比元件4中之一或多者之時序而控制提供複數個輻射光束之時序。在一實施例中，控制器500經組態成以取決於來自檢測之資料以及所要圖案資料之時序接通及關斷一或多個自發射對比元件4。
控制輻射光束之強度及/或提供輻射光束之時序以用於校正測定指紋在微影裝置1之內容背景中可特別有利，在微影裝置1中，輻射光束用以曝光基板17上之光阻層。如上文所提及，在一實施例中，輻射光束可用以控制材料小滴局域地在基板17上之形成。在此狀況下，可特別有利的是控制輻射光束之間的角分離度以便校正指紋。在一實施例中，控制器500經組態以基於檢測而控制複數個輻射光束中至少兩者之間的角分離度。
不管輻射光束用以曝光光阻層，抑或用以將材料小滴局域地沈積於基板17上，抑或用於另一影像形成程序中，皆可藉由控制器500基於來自檢測之資料而控制輻射光束之強度、提供輻射光束之時序及/或輻射光束之間的角分離度中任一者或其全部以便校正測定指紋。
在一實施例中，有可能使檢測系統40在形成經曝光圖案之微影裝置1在線上時檢測經曝光圖案。沒有必要停止微 影裝置1之操作以便檢測圖案。因此，控制器500可在線地調整微影裝置1以便校正指紋，而不必停止微影裝置1之操作。
在一實施例中，微影裝置1經組態以在形成經檢測之圖案之後且在控制器500控制微影裝置1以形成圖案之前的時段期間實質上連續地操作。在此時段期間，微影裝置1可對一或多個基板執行曝光操作。檢測前一圖案且基於檢測而控制微影裝置1以形成圖案之重複循環可在微影裝置1之連續操作期間重複。可經由此程序反覆地校正藉由微影裝置1形成於一系列基板上之圖案。
如圖2及圖5所描繪，在一實施例中，檢測系統40附接至微影裝置1或為微影裝置1之部件。換言之，微影裝置1可包含檢測系統40。然而，在一實施例中，檢測系統40係與微影裝置1分離。對於控制器500相似地，在一實施例中，控制器500附接至微影裝置1。然而，在一實施例中，控制器500係與微影裝置1分離。
可有利的是使檢測系統40及控制器500為微影裝置1之部件，此係因為此情形意謂單一微影裝置1可能能夠反覆地校正其自有指紋，以便改良藉由微影裝置1形成於順次基板上之圖案之準確度。
如上文所解釋，基板17可在微影裝置1之曝光操作期間相對於投影系統而移動。在一實施例中，微影裝置1經組態以在基板17相對於投影系統之單一前向掃描移動期間將圖案形成於基板17上。在圖2所描繪之實施例中及在圖5所 描繪之實施例中，單一前向掃描移動包含基板17在正X方向上相對於投影系統而移動。在另一實施例中，投影系統可遍及基板17而移動，其中基板17保持實質上靜止。
在一實施例中，微影系統經組態成使得檢測系統40在圖案形成於基板17上之後的該基板相對於投影系統之單一後向掃描移動(亦即，圖2及圖5之負X方向)期間檢測圖案。因此，檢測系統40可在基板17返回至(例如)裝載/卸載位置之輸送期間檢測基板17上之圖案。
然而，無需為此狀況。在一實施例中，微影系統經組態成使得檢測系統40在基板17相對於投影系統之單一前向掃描移動期間檢測經曝光圖案。如圖2所描繪，相對於基板17與投影系統之相對移動，檢測系統40可處於投影系統下游。檢測系統40可實質上緊接地在圖案已形成於基板17上之後檢測圖案。
在一實施例中，來自檢測之資料可用於檢測系統40被附接至之微影裝置1之後續曝光操作。一旦檢測系統40已檢測經曝光圖案，檢測系統40就可將來自檢測之資料輸出至控制器500，控制器500可視情況為同一微影裝置1之部件，如上文所描述。控制器500接著可控制微影裝置1，以便在同一圖案於後續基板上之後續曝光操作中校正指紋。
在一實施例中，檢測可用於不同於檢測系統40被附接至之微影裝置1之微影裝置的後續曝光操作。在一實施例中，檢測系統40可能不附接至任何微影裝置。在一實施例中，檢測系統40附接至不為微影裝置之工具，或可與任何 其他工具分離。
本發明之一實施例可用於彼此組合地使用之一系列微影裝置之內容背景中以製造元件。舉例而言，該系列中之每一微影裝置皆可用以針對基板17之一特定層形成一特定圖案。一旦已藉由該系列中之一個微影裝置針對一特定層曝光一圖案，就將基板17輸送至該系列中之下一微影裝置。
檢測系統40可在第二微影裝置形成後續(例如，上覆)層之前檢測藉由第一微影裝置形成之圖案。在一實施例中，檢測系統40經組態以將檢測資訊輸出至控制器500。控制器500可經組態以基於來自檢測之資料而控制第一微影裝置1以形成圖案。因此，可將資訊饋入至形成經檢測圖案之第一微影裝置1。接著可藉由控制器500考量該資訊以改良藉由第一微影裝置形成於後續基板上之可見圖案之品質。
檢測系統40可附接至第二微影裝置，或可與第一微影裝置及第二微影裝置兩者分離，例如，檢測系統40可為單獨裝置。
如圖2及圖5所描繪，在一實施例中，微影裝置1包含投影系統被附接至之隔離型框架15。檢測系統40可附接至同一隔離型框架15。此情形可實質上固定檢測系統40相對於投影系統之位置。因而，該系統可在經曝光圖案被形成之後以一致時序檢測經曝光圖案。隔離型框架為該框架之每一部分相對於該框架之所有其他部分而固定的框架。隔離型框架並不以不允許裝置之其他部件相對於該框架而移動 之方式相對於裝置之其他部件而固定。
在一實施例中，微影裝置1包含經組態以量測基板17之位置之至少一對準感測器19。控制器500可經組態以基於基板17之測定位置而控制投影系統，使得投影系統在基板17上之目標位置上形成可見圖案。在一實施例中，微影裝置1包含對準感測器19被附接至之隔離型框架15。檢測系統40可附接至同一隔離型框架15。投影系統可附接至同一隔離型框架15。或者，對準感測器19及檢測系統40可附接至同一隔離型框架，其中投影系統附接至一不同框架。
在一實施例中，微影裝置1包含兩個檢測系統40、41。每一檢測系統40、41皆經組態以檢測形成於基板17上之圖案，其中該圖案係藉由施加輻射光束而形成於基板17上。相對於基板17與投影系統之相對移動，檢測系統41中之一者可處於投影系統上游或為投影系統之一個側且另一檢測系統40可處於投影系統下游或為投影系統之另一側。圖5描繪具有兩個檢測系統40、41之此實施例。
每一檢測系統40、41可經組態以檢測橫越基板17之目標部分之全寬的整個經曝光圖案。定位於投影系統上游之上游檢測系統41經組態以在後向掃描移動期間檢測經曝光圖案。此係因為：在前向掃描移動期間，當基板17傳遞於上游檢測系統41下方時，經曝光圖案尚未形成於基板上。
在一實施例中，上游檢測系統41經組態以在投影系統引導輻射光束以形成後續層之前檢測基板17上之前一層之經曝光圖案。上游檢測系統41之此使用在一系列微影裝置之 內容背景中可特別有利。在上文所提供之一系列微影裝置之實例中，上游檢測系統41可附接至第二微影裝置。上游檢測系統41經組態以量測第一微影裝置之指紋。可將資訊輸出至控制第一微影裝置之控制器500，使得可使指紋適應於後續基板中。
藉由使用上述微影系統及控制微影裝置之方法，可改良諸如平板顯示器之已製造元件之像素間均一性。像素間非均一性可由(例如)如下情形造成：緩慢地變化曝光條件，從而在曝光操作之間導致圖案特徵之臨界尺寸(CD)之變化。根據本發明之一實施例，檢測系統40檢測在已形成之後幾乎瞬時地形成於基板上之圖案。此情形允許快速地執行任何所要校正以用於彼圖案之後續形成。
圖案可包含被書寫於基板17上之複數個光點。舉例而言，可存在對應於藉由投影系統而投影至基板17上且沿著基板17而進行掃描之每一輻射光束的一個書寫光點。圖7描繪具有一個例示性書寫光點70之基板17的示意性平面圖。書寫光點70對應於以速度VSP 在X方向上沿著基板17進行掃描之輻射光束。
在一實施例中，在輻射光束沿著基板17進行掃描的同時，基板17在Y方向上以線性速度VSB 相對於微影裝置1之另一組件而移動。在一實施例中，VSB 小於VSP 。舉例而言，在一實施例中，VSP 係在自約10公尺/秒至約100公尺/秒之範圍內。在一實施例中，VSB 係在自約10毫米/秒至約100毫米/秒之範圍內，例如，為約17毫米/秒。
需要量測在基板17上由諸如書寫光點70之書寫光點形成之圖案。然而，此量測係因該圖案下方之變化表面而變得困難。舉例而言，在圖案下方可能存在待量測之另一圖案。該兩個不同圖案可對應於同一基板17上之兩個不同層。下文描述量測圖案之方法。
在一實施例中，在書寫光點70形成於基板17上之前，量測基板17之影像以產生第一量測。將第一量測儲存於(例如)微影裝置1之記憶體中。第一量測表示緊接地在圖案被形成之前的基板。在一實施例中，檢測系統40將第一讀出輻射光束投影至基板17上。在圖7中，第一讀出輻射光束對應於第一讀取光點71。
在第一量測之後，將圖案形成於基板17上。舉例而言，投影系統將輻射光束投影至基板17上，以便形成書寫光點70。
在書寫光點70已形成於基板17上之後，基板17之經形成有書寫光點70之部分的一或多個光學屬性可改變。舉例而言，可能存在基板17之折射率、吸收及/或厚度之改變。
在書寫光點70已形成於基板17上之後，再次量測基板17之影像以產生第二量測。舉例而言，檢測系統40可將第二讀出輻射光束投影至基板17上。在圖7中，第二讀出輻射光束對應於第二讀取光點72。可將第二量測儲存於(例如)微影裝置1之記憶體中。
書寫光點70、第一讀取光點71及第二讀取光點72係在基板17上之實質上同一位置處。在圖7中，其看來像是在不 同位置處，此係因為形成書寫光點70之輻射光束、第一讀出輻射光束及第二讀出輻射光束具有彼此空間地不同之光學路徑。然而，該等光點係以不同時序形成，使得該等光點形成於基板17上之實質上同一點處，該點在操作期間移動。
控制器500經組態以比較第二量測與第一量測。舉例而言，可自第二量測減去第一量測。比較之結果表示形成於基板17上之圖案(例如，書寫光點70)。檢測系統之控制器可能相同於微影裝置1之控制器500。
在第一讀取光點71於基板17上之投影與第二讀取光點72於基板17上之投影之間存在時間延遲。藉由儲存第一量測歷時此時間延遲之持續時間，可方便地進行第一量測與第二量測之間的比較。
藉由比較第一量測與第二量測，藉由第一量測及第二量測共用之共同或系統像差可至少在某種程度上彼此相消。在一實施例中，用以形成第二讀取光點72之讀出輻射光束之屬性實質上相同於用以形成第一讀取光點71之讀出輻射光束之屬性。舉例而言，在一實施例中，第二讀出輻射光束之大小及/或波長實質上相同於第一讀出輻射光束之大小及/或波長。
形成於基板17上之圖案包含包括書寫光點70之複數個書寫光點。在曝光操作期間，書寫光點70被形成之時序取決於書寫光點70待形成於基板17上之位置。因此，在曝光期間，複數個書寫光點以按時間順序序列形成於基板17上。 在形成書寫光點70之前將第一讀取光點71投影至基板17之對應於書寫光點70之部分上。在已形成書寫光點70之後將第二讀取光點72投影至基板17之對應於書寫光點70之部分上。
如圖7所描繪，在一實施例中，第一讀出輻射光束(形成書寫光點70之輻射光束)及第二讀出輻射光束以實質上筆直之線之形式形成於基板位階處。然而，沒有必要為此狀況。形成第一讀取光點71及第二讀取光點72之輻射光束相對於形成書寫光點70之輻射光束的空間位置應為吾人所知。此情形使能夠將對應於第一量測及第二量測之資料正確地聯繫在一起以供比較。
倘若在形成書寫光點70之前及之後投影兩個讀取光點71、72，則不存在對對應輻射光束之相對位置之特定限制。當然，三個輻射光束中每一者入射於基板17上之位置由於基板17與掃描輻射光束之相對移動而為同一位置。
在圖7中，第一讀取光點71及第二讀取光點72經形成為與書寫光點70成一線之形式。該線之方向係實質上在形成書寫光點70之掃描輻射光束之方向上。如上文所提及，掃描速率VSP 可能大於基板速率VSB 。在一實施例中，第一讀取光點71及/或第二讀取光點72經形成為實質上在對應於基板掃描方向之方向上與書寫光點70成一直線之形式。在此狀況下，對於讀取光點71、72與書寫光點70之間的給定距離，存在較大時間延遲。
若在形成書寫光點70之輻射光束實現基板17之屬性(例 如，光學屬性)之改變之前需要一時段，則可有利的是具有較大時間延遲。舉例而言，在一實施例中，圖案為形成於光阻層中之潛影。在此狀況下，在光阻中發生化學反應需要一時段，使得光阻之光學屬性改變而使得書寫光點70係可量測的。
在圖7中，第一讀取光點71與書寫光點70之間的距離相同於第二讀取光點72與書寫光點70之間的距離。然而，無需為此狀況。在一實施例中，第一讀取光點71與書寫光點70之間的距離大於或小於第二讀取光點72與書寫光點70之間的距離。基板位階處之輻射光束之間的此距離表示每一輻射光束入射於基板17之目標位置上之時間點之間的時間延遲。
對應於第一讀取光點71之第一讀出輻射光束及對應於第二讀取光點72之第二讀出輻射光束的諸如強度及/或波長之屬性經選擇成使得彼等光束自身不會變更基板17之適用於影像形成之屬性。換言之，該等讀出輻射光束自身不會在基板17上形成影像或可偵測圖案。
在一實施例中，待量測之圖案為光阻層中之潛影。光阻可包含I線光阻，I線光阻對波長在自約350奈米至約450奈米之範圍內之輻射敏感，且對波長大於約500奈米之輻射不敏感。對應於書寫光點70之輻射光束可具有在光阻敏感之範圍內之波長。對應於書寫光點70之輻射光束可具有約405奈米之波長。在一實施例中，讀出輻射光束具有光阻不敏感之波長。舉例而言，讀出輻射光束可具有約633奈 米之波長。
圖8描繪根據本發明之一實施例的檢測系統40及投影系統之部件之實例。該系統包含經組態以將輻射光束投影至基板17上或上方之材料層上之寫入光束輸出80。該系統可包含連接至輸出80之輻射源，諸如，雷射。該系統進一步包含讀取光束輸出83。該系統可包含連接至輸出83之輻射源，諸如，雷射。兩個讀出輻射光束可藉由不同輻射源提供。在圖8所描繪之實施例中，兩個讀出輻射光束係藉由同一輻射源提供。讀取光束輸出83經組態以將第一讀出輻射光束及第二讀出輻射光束投影至基板17上。
在一實施例中，讀取光束輸出83投影屬性不同於藉由寫入光束輸出80投影之輻射光束之屬性的讀出輻射光束。在一實施例中，讀出輻射光束之強度小於藉由寫入輸出80投影之寫入輻射光束之強度。
在一實施例中，系統包含經組態以透射藉由寫入光束輸出80投影之輻射光束之高比例的二向色光束分裂器85。二向色光束分裂器85可經組態以反射藉由讀取光束輸出83投影之讀出輻射光束之高比例。輻射光束及讀出輻射光束係藉由諸如至少一透鏡之聚焦系統84聚焦。
自形成於基板17上之圖案重新引導(例如，反射)輻射光束及讀出輻射光束。量測每一經重新引導讀出輻射光束之強度，以便產生第一量測及第二量測中每一者。該強度表示基板17之屬性(例如，光學屬性)歸因於所形成圖案之改變。
取決於所使用之讀出輻射光束之波長，可量測在基板處之相位改變及/或吸收位準改變。在一實施例中，讀出輻射光束之波長經選擇成使得經重新引導讀出輻射光束對相位改變及吸收位準改變兩者敏感。歸因於(例如)光阻層中之多次反射，相位改變係可能的。此相位改變導致經重新引導讀出輻射光束之強度變化。
如圖8所描繪，經重新引導之第一讀出輻射光束可藉由第一光電二極體81偵測。經重新引導之第二讀出輻射光束可藉由第二光電二極體82偵測。在圖8中，第一讀出輻射光束係藉由虛線表示。第二讀出輻射光束係藉由點線表示。對應於書寫光點70之輻射光束係藉由實線表示。
如圖8所描繪，經重新引導讀出輻射光束可傳遞通過相位光柵86。可使用一或多種其他或額外類型之輻射光束分裂器來代替相位光柵。在一實施例中，每一讀取光點71、72與書寫光點70之間的距離係與基板17上之繞射限制光點大小至少一樣大。此情形允許基板17上之不同光點在被量測時彼此分離。然而，該等光點之間的間隔應小於成像光學件之視場之大小。舉例而言，該等光點之間的距離可在約10微米至約20微米之範圍內，且視情況為約12微米。
在一實施例中，讀取光束輸出83係光纖耦合至第一光電二極體81及/或第二光電二極體82。在一實施例中，相位光柵86為具有約50%之作用區間循環之矩形光柵。在一實施例中，相位光柵86之尺寸經設定成使得相位光柵86針對在較高階(大於第零階)中之讀出輻射光束具有最大效率且 針對第0階具有最小效率。在一實施例中，相位光柵之間距經選擇為大約相同於基板位階處之輻射光束之間的分離度。
如上文所提及，在一實施例中，讀出輻射光束之波長不同於對應於書寫光點70之輻射光束之波長。此情形可防止讀出輻射光束在基板17上形成影像或可偵測圖案。然而，在一實施例中，讀出輻射光束之波長相似於或相同於形成書寫光點70之輻射光束之波長。在此狀況下，讀出輻射光束之強度可能小於用於曝光之輻射光束之強度。讀出輻射光束之強度可足夠低，使得其不會在基板17上形成可偵測圖案。
在讀出輻射光束之波長相同於形成書寫光點70之輻射光束之波長的狀況下，可能不使用圖8所描繪之二向色光束分裂器85。取而代之，可使用結合四分之一波片之偏振光束分裂器以使不同輻射光束分離。
在一實施例中，偵測經重新引導讀出輻射光束中每一者之實質上整體，以便進行第一量測及第二量測。偵測該光束之整體之此方法被稱為亮場偵測。然而，可代替地或另外使用暗場偵測。在暗場偵測之狀況下，僅偵測對應於已散射於中心照明區域外部之輻射之經重新引導讀出輻射光束。不偵測散射於中心照明區域內部之輻射。可藉由阻擋來防止偵測散射於中心照明區域內部之輻射。藉由使用此暗場偵測，可降低基板17之屬性(例如，光學屬性)之最小可偵測變化。
在一實施例中，檢測系統40包含(例如)光束輪廓偵測器86，如圖8所描繪。在一實施例中，光束輪廓偵測器86經組態以偵測第一讀出輻射光束之輪廓。在一實施例中，光束輪廓偵測器86經組態以偵測第二讀出輻射光束之輪廓。
光束輪廓偵測器86經組態以在第一讀出輻射光束及/或第二讀出輻射光束隨著時間推移而變化時量測第一讀出輻射光束及/或第二讀出輻射光束之強度。舉例而言，光束輪廓偵測器86可用以判定輻射光束之強度最初快速地上升且隨後隨著時間推移而緩慢地衰退。
在一實施例中，檢測系統之控制器經組態以基於藉由光束輪廓偵測器86偵測之輪廓而控制第一輻射光束及/或第二讀出輻射光束之投影之時序。藉由考量藉由光束輪廓偵測器86偵測之輪廓，有可能增加提供輻射光束之時序之準確度。
舉例而言，可能為如下情況：在控制源80以產生輻射光束與輻射光束之強度足夠高以便作為有效輻射光束之間存在潛在延遲。藉由考量藉由光束輪廓偵測器86偵測之光束輪廓，有可能藉由(例如)控制源80以相應較早地投影輻射光束來縮減此潛在延遲之效應。可使提供來自源80之輻射光束之時序與微影裝置之系統時鐘同步。
圖9描繪根據本發明之一實施例的對準系統之部件。在一實施例中，微影系統包含對準系統。對準系統經組態以在微影裝置1之圖案形成操作期間基板17相對於投影系統而移動時量測基板17之位置或位置改變。對準系統包含複 數個對準感測器19。
在一實施例中，對準感測器19包含經組態以將輻射光束投影至基板17上及/或投影至基板台2上之輻射輸出(例如，源)90。輻射光束照明基板17或基板台2之部件。詳言之，輻射光束可用以照明(例如)基板台2上之基準標記102。在一實施例中，對準感測器19包含經組態以將輻射光束聚焦至基板17及/或基板台2上之至少一透鏡94。
在一實施例中，對準感測器19包含光束分裂器95。在一實施例中，光束分裂器95為偏振光束分裂器。光束分裂器95經組態以分裂藉由輻射輸出90提供之輻射光束。光束分裂器95將輻射光束分裂成兩個分離光束。將該等光束中之一者引導朝向基板17及/或基板台2以(例如)用於照明。將另一光束引導朝向光束輪廓偵測器93，此將在下文予以描述。在一實施例中，光束分裂器95將輻射光束分裂成兩個實質上相等光束。
在一實施例中，對準感測器19包含光束輪廓偵測器93。光束輪廓偵測器93經組態以偵測輻射光束之輪廓。光束輪廓偵測器93量測輻射光束隨著時間推移而變化之強度。
在一實施例中，控制器500經組態以基於藉由光束輪廓偵測器93偵測之輻射光束之輪廓而控制藉由輻射輸出90對輻射光束之投影之時序。此情形係用以增加有效輻射光束與微影裝置之系統時鐘及/或與影像偵測器91之同步。
在一實施例中，對準感測器19包含影像偵測器91。舉例而言，影像偵測器91可為攝影機類型。在一實施例中，對 準感測器19包含經組態以將已自基板17及/或基板台2反射之輻射光束聚焦至影像偵測器91上之至少一透鏡92。影像偵測器91使(例如)基板17及/或基板台2之基準標記102成像。
在一實施例中，輻射輸出90包含或連接至發光二極體。在一實施例中，輻射輸出發射具有625奈米之波長之輻射光束。在一實施例中，控制器500控制輻射輸出90之輻射源以便產生輻射脈衝，其中每一脈衝具有約20微秒之持續時間。
藉由輻射源產生之脈衝之時序判定影像在影像偵測器91之視場內之位置。需要精確地控制時序。短脈衝時間係理想的，特別是對於使移動目標成像。舉例而言，對準感測器19可用以隨著基板台2移動而使基板台2上之一或多個基準標記102成像。可藉由在輻射源之觸發與影像偵測器91之觸發之間誘發延遲來進一步縮短有效脈衝持續時間。此情形可用作縮短脈衝之間接方法。
在一實施例中，控制器500經組態以基於在圖案形成操作期間所量測的來自對準系統之對準資料而控制圖案形成操作，使得微影裝置在基板17上之目標位置上形成圖案。
因此，可在運作中考量基板17之未對準。可調整圖案形成操作以考量在未對準被偵測之同一圖案形成操作期間基板台2上之基板17之未對準。舉例而言，可藉由控制自發射對比元件4之操作之時序來調整圖案形成操作。
如圖2所描繪，在一實施例中，對準感測器19提供於包 含自發射對比元件4之同一框架15上。在一實施例中，對準系統包含附接至隔離型度量衡框架101之複數個對準感測器19。在一實施例中，隔離型度量衡框架101係與自發射對比元件4被附接至之框架15隔離。隔離型度量衡框架101可經配置成使得對準感測器19經組態以使定位於基板台2之周邊部件處之一或多個基準標記102在Y方向上成像。
在一實施例中，對準系統包含以在X方向上延伸之列之形式而配置的複數個對準感測器19。隨著基板台2在隔離型度量衡框架101下方移動，每一基準標記102傳遞於該列中之複數個對準感測器19下方。在一實施例中，對準系統包含兩個列，每一列包含在X方向上配置之複數個對準感測器。
藉由提供兩列對準感測器19，可在基板台2之兩個側處獨立地量測基板17之對準。此情形係有利的，此係因為在基板台2之一側處之對準可不同於在基板台2之另一側處之對準。對於基板之大的大小(諸如，3公尺×3公尺)特別是此狀況。在一實施例中，對準系統包含在X方向上以一列之形式而配置之至少10個、視情況至少50個且視情況至少100個對準感測器19。在一實施例中，對準感測器19沿著該列均勻地隔開。
對準感測器之配置允許藉由該列中之複數個對準感測器19使每一基準標記102成像。在一實施例中，控制器500經組態以控制基板台2上之基準標記102在第一時間之成像， 及基板17上之基準標記102在第二時間之成像。
在一實施例中，控制器500經組態以比較基準標記102在第一時間之影像與基準標記102在第二時間之影像，以便形成對準資料。對準資料指示基板台2上之基板17之未對準。
在一實施例中，對準資料包含基準標記102在第一時間之影像與基準標記102在第二時間之影像之間的位置移位。比較該兩個影像以便判定基板17或基板台2之未對準。可使該兩個影像彼此相關以找到標記位置之移位。兩個影像可藉由不同影像偵測器91記錄。理想地，每一成像偵測器91實質上相同於所有其他影像偵測器91，以便縮減成像方法自身之任何差異性。兩個影像之間的相關可藉由用於影像相關之已知技術執行。舉例而言，可使用線性相關或抛物線峰值擬合方法或其他影像分析及圖案辨識演算法，諸如，相互資訊之最大化。影像分析可包括數位影像增強方法，諸如，去雜訊、邊緣增強及/或背景減法。亦可考量藉由偵測器93偵測之輪廓，同時對藉由影像偵測器91獲得之影像執行影像處理操作。
在一實施例中，控制器500經組態以內插基準標記102在第一時間之影像及基準標記102在第二時間之影像。在一實施例中，在執行兩個影像之間的比較之前進行內插。此情形係用以在子像素準確度上判定該等影像之間的位置移位。可使用已知技術以用於執行內插。
下文描述用於在形成圖案時考量基板17之對準之例示性 方法。監視用於微影裝置之系統時鐘。當達到某一(例如，預定)脈衝時間設定點時，控制器500控制輻射輸出90以投影輻射光束以供量測。當達到脈衝時間設定點時，控制器500亦控制影像偵測器91以記錄來自已自基板台2及/或基板17之表面被返回反射之輻射光束的影像。
基於如藉由光束輪廓偵測器93偵測的輻射光束之光束輪廓而使來自輻射輸出90之輻射之輸出之觸發的時序與影像偵測器91之觸發的時序同步。
藉由影像偵測器91獲取輻射光束被引導所在之基準標記102之影像。在第一時間記錄該影像。儲存在第一時間所記錄之影像。
隨後，隨著基板台2移動，基準標記102自一個對準感測器19之範圍移動至另一對準感測器19之範圍。在第二時間獲取基準標記102之影像。儲存在第二時間所獲取之影像。
使該兩個影像相關。可使用已知技術進行此操作。視情況，在子像素準確度上解析該等影像之經偵測位置移位。
將包含位置移位之對準資料饋入至資料路徑之控制中，使得可對影像形成操作進行必要調整。
在一實施例中，可獲取及記錄同一基準標記102之大數目(例如，至少10或至少50或至少100)個影像。在一實施例中，使每一後續影像與在第一時間所記錄之第一影像相關。然而，未必需要為此狀況。舉例而言，可使每一影像與直接在前影像或任何其他在前影像相關。可使用此方法 來考量對應於複數個不同基準標記102之對準資料。
根據元件製造方法，可自已經投影有圖案之基板來製造諸如顯示器、積體電路或任何其他零件之元件。
在以下編號條項中提供根據本發明之另外實施例：
1.一種微影系統，其包含：一微影裝置，其包含經組態以將一輻射光束投影至一基板上或上方之一材料層上之一投影系統；一檢測系統，其經組態以檢測形成於該基板上之一圖案，其中該圖案係藉由施加該輻射光束而形成於該基板上；及一控制器，其經組態以基於與一經先前曝光圖案之一檢測有關的來自該檢測系統之資料而控制藉由該微影裝置對一圖案之該形成。
2.如條項1之微影系統，其中該檢測系統經組態以檢測形成於該基板上之一光阻層中之一潛影。
3.如條項1之微影系統，其中該檢測系統經組態以檢測藉由該基板上之該材料之小滴形成的一圖案。
4.如前述條項中任一項之微影系統，其中該控制器經組態以基於該檢測與一目標圖案之間的一比較而控制該微影裝置以形成該圖案。
5.如條項4之微影系統，其中該比較係基於選自如下各者之一或多者之一識別：該經檢測圖案之一缺陷、該經檢測圖案之一線寬偏差、該經檢測圖案之一置放偏差，及/或該經檢測圖案之一側壁角偏差。
6.如前述條項中任一項之微影系統，其中該控制器經組態以基於來自該檢測之該資料而控制用於複數個輻射光束中每一者之強度。
7.如前述條項中任一項之微影系統，其中該控制器經組態以基於來自該檢測之該資料而控制提供一輻射光束之時序。
8.如前述條項中任一項之微影系統，其中該投影系統經組態以投影複數個輻射光束，且該控制器經組態以基於來自該檢測之該資料而控制該複數個複數光束中至少兩者之間的角分離度。
9.如前述條項中任一項之微影系統，其中該微影裝置經組態以操作以基於來自該檢測之該資料而在形成該經檢測圖案之後且在該控制該微影裝置以形成一圖案之前的一時段期間實質上連續地將該輻射光束投影至該材料層及/或另一材料層上。
10.如前述條項中任一項之微影系統，其中該檢測系統包含一攝影機陣列。
11.如條項1至10中任一項之微影系統，其中該檢測系統包含：一控制器，其經組態以控制在該圖案形成於該基板上之前的一第一讀出輻射光束至該基板上之投影，及在該圖案形成於該基板上之後的一第二讀出輻射光束至該基板上之投影；及一偵測器，其經組態以偵測藉由該基板重新引導之該第 一讀出輻射光束，且偵測藉由該基板重新引導之該第二讀出輻射光束，其中該檢測系統之該控制器經組態以比較藉由該基板重新引導之該第一讀出輻射光束之該偵測與藉由該基板重新引導之該第二讀出輻射光束之該偵測，以便形成檢測資料。
12.如條項11之微影系統，其中該檢測系統之該控制器經組態以控制在該圖案係藉由施加該輻射光束而形成於該基板上時該第一讀出輻射光束及該第二讀出輻射光束至該基板上之實質上同一位置上之投影。
13.如條項11或12之微影系統，其中該檢測系統之該控制器經組態以控制一輻射源，使得該第一讀出輻射光束及該第二讀出輻射光束中每一者相比於該輻射光束具有一較低強度。
14.如條項11至13中任一項之微影系統，其中該檢測系統之該控制器經組態以控制一輻射源，使得該第一讀出輻射光束及該第二讀出輻射光束中每一者之一波長不同於該輻射光束之一波長。
15.如條項14之微影系統，其中：該材料層為一光阻層；且該檢測系統之該控制器經組態以控制該輻射源，使得該第一讀出輻射光束及該第二讀出輻射光束中每一者之一波長在該光阻層敏感之波長範圍外部。
16.如條項13或14之微影系統，其中該檢測系統包含經組 態以使藉由該投影系統投影之該輻射光束與該第一讀出輻射光束及該第二讀出輻射光束分離之一二向色光束分裂器。
17.如條項11至16中任一項之微影系統，其中：該檢測系統之該控制器經組態以控制一單一輻射源以投影該第一讀出輻射光束及該第二讀出輻射光束；且該檢測系統包含經組態以將藉由該單一輻射源投影之一輻射光束分裂成該第一讀出輻射光束及該第二讀出輻射光束之一輻射光束分裂器。
18.如條項11至17中任一項之微影系統，其中該檢測系統包含經組態以偵測該第一讀出輻射光束及/或該第二讀出輻射光束之一輪廓之一光束輪廓偵測器。
19.如條項18之微影系統，其中該檢測系統之該控制器經組態以基於藉由該光束輪廓偵測器偵測的該第一讀出輻射光束及/或該第二讀出輻射光束之該輪廓而控制該第一讀出輻射光束及/或該第二讀出輻射光束之該投影之時序。
20.如前述條項中任一項之微影系統，其中該檢測系統附接至該微影裝置及/或該微影裝置包含該控制器。
21.如條項20之微影系統，其中該控制器經組態以在該基板相對於該投影系統之一單一前向掃描移動期間控制該微影裝置以形成該圖案，且該微影系統經組態成使得該檢測系統在該基板相對於該投影系統之一單一後向掃描移動期間檢測該圖案。
22.如條項20或21之微影系統，其中來自該檢測之該資料 用於該檢測系統被附接至之該微影裝置之一後續曝光操作。
23.如條項20至22中任一項之微影系統，其中來自該檢測之該資料用於不同於該檢測系統被附接至之該微影裝置之一微影裝置的一後續曝光操作。
24.如條項20至23中任一項之微影系統，其中該微影裝置包含該投影系統被附接至之一隔離型框架，且該檢測系統附接至該隔離型框架。
25.如條項20至24中任一項之微影系統，其中相對於在用以將該輻射光束投影至該材料層上之一程序期間的一基板與該投影系統之相對移動，該檢測系統處於該投影系統下游。
26.如條項20至25中任一項之微影系統，其中：該微影裝置包含經組態以量測該基板之一位置之一對準感測器；且該控制器經組態以基於該基板之該測定位置而控制該微影裝置，使得該微影裝置在該基板上之一目標位置上形成該圖案；且該微影裝置包含該對準感測器被附接至之一隔離型框架，且該檢測系統附接至該隔離型框架。
27.如條項26之微影系統，其中該投影系統附接至該隔離型框架。
28.如前述條項中任一項之微影系統，其中該微影裝置包含兩個檢測系統，每一檢測系統經組態以檢測一基板上之 一經曝光圖案，其中相對於在用以將該輻射光束投影至該材料層上之一程序期間的一基板與該投影系統之相對移動，該等檢測系統中之一者處於該投影系統上游且另一檢測系統處於該投影系統下游。
29.如前述條項中任一項之微影系統，其中該微影裝置包含一可程式化圖案化元件，該可程式化圖案化元件經組態以提供該輻射光束。
30.如條項29之微影系統，其中該投影系統之至少一部分經組態以在該基板之曝光期間相對於該可程式化圖案化元件而移動。
31.如條項29或30之微影系統，其中該微影裝置包含一致動器，該致動器經組態以造成該投影系統之至少一部分相對於該可程式化圖案化元件在實質上垂直於該投影系統之光軸之一平面中旋轉。
32.如條項1至31中任一項之微影系統，其包含：一對準系統，其經組態以在該微影裝置之一圖案形成操作期間該基板相對於該投影系統而移動時量測該基板之一位置或一位置改變；及一控制器，其經組態以基於在該圖案形成操作期間所量測的來自該對準系統之對準資料而控制該圖案形成操作，使得該微影裝置在該基板上之一目標位置上形成該圖案。
33.如條項32之微影系統，其中該對準系統包含附接至一隔離型度量衡框架之複數個對準感測器。
34.如條項32或33之微影系統，其中該對準系統包含一對 準控制器，該對準控制器經組態以控制該基板或該基板台上之一基準標記在一第一時間之成像，及該基板或該基板台上之該基準標記在一第二時間之成像，其中該對準系統之該控制器經組態以比較該基準標記在該第一時間之影像與該基準標記在該第二時間之影像，以便形成對準資料。
35.如條項34之微影系統，其中該對準資料指示該基準標記在該第一時間之該影像與該基準標記在該第二時間之該影像之間的一位置移位。
36.如條項35之微影系統，其中該對準系統之該控制器經組態以在執行該比較之前內插該基準標記在該第一時間之該影像及該基準標記在該第二時間之該影像，以便在子像素準確度上判定該移位。
37.如條項32至36中任一項之微影系統，其中該檢測系統包含：一輻射輸出，其經組態以投影一輻射光束以量測該基板或該基板台之一位置或一位置改變；及一光束輪廓偵測器，其經組態以偵測該輻射光束之一輪廓。
38.如條項37之微影系統，其中該檢測系統之一控制器經組態以基於藉由該光束輪廓偵測器偵測的該輻射光束之該輪廓而控制該輻射光束之該投影之時序。
39.如條項37或38之微影系統，其中該檢測系統包含經組態以使用以偵測該基準標記之一光束之部分轉向至該光束輪廓偵測器之一光束分裂器。
40.一種控制一微影裝置之方法，該方法包含：將一輻射光束投影至一基板上或上方之一材料層上；檢測形成於該基板上之一圖案，其中該圖案係藉由施加該輻射光束而形成於該基板上；及基於來自一經先前曝光圖案之一檢測之資料而控制該微影裝置以形成一圖案。
41.一種元件製造方法，其包含：如條項40之控制一微影裝置之方法；及作為用以製造一元件之一程序之部分，使用該微影裝置以在一基板上形成一圖案。
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，製造整合式光學系統、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。
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，包括折射、繞射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件，或其組合。
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，本發明之實施例可採取如下形式：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。另外，可以兩個或兩個以上電腦程式來體現機器可讀指令。可將兩個或兩個以上電腦程式儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。
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。
1‧‧‧微影裝置
2‧‧‧基板台
3‧‧‧定位元件
4‧‧‧可個別控制自發射對比元件/可個別控制器件
5‧‧‧框架
7‧‧‧致動器/馬達
8‧‧‧可旋轉框架/旋轉框架
9‧‧‧可移動光學件
10‧‧‧軸線
11‧‧‧致動器/馬達
12‧‧‧透鏡/投影系統
13‧‧‧孔隙結構
14‧‧‧場透鏡/投影系統
15‧‧‧隔離型框架
17‧‧‧基板
18‧‧‧成像透鏡/投影系統
19‧‧‧對準/位階感測器
21‧‧‧陣列
30‧‧‧分段鏡
40‧‧‧檢測系統/檢測裝置
41‧‧‧上游檢測系統
70‧‧‧書寫光點
71‧‧‧第一讀取光點
72‧‧‧第二讀取光點
80‧‧‧寫入光束輸出/源
81‧‧‧第一光電二極體
82‧‧‧第二光電二極體
83‧‧‧讀取光束輸出
84‧‧‧聚焦系統
85‧‧‧二向色光束分裂器
86‧‧‧相位光柵/光束輪廓偵測器
90‧‧‧輻射輸出
91‧‧‧影像偵測器/成像偵測器
92‧‧‧透鏡
93‧‧‧光束輪廓偵測器
94‧‧‧透鏡
95‧‧‧光束分裂器
101‧‧‧隔離型度量衡框架
102‧‧‧基準標記
200‧‧‧輻射光束
202‧‧‧實質上透明材料
204‧‧‧供體材料層/供體材料
206‧‧‧供體材料小滴
208‧‧‧供體結構/供體板
500‧‧‧控制器
A1‧‧‧區域
A2‧‧‧區域
A3‧‧‧區域
A11‧‧‧區域
A12‧‧‧區域
A13‧‧‧區域
A14‧‧‧區域
A21‧‧‧區域
A22‧‧‧區域
A23‧‧‧區域
A24‧‧‧區域
A31‧‧‧區域
A32‧‧‧區域
A33‧‧‧區域
A34‧‧‧區域
B1‧‧‧第一光束集合/光束
B2‧‧‧第二光束集合/光束
B3‧‧‧第三光束集合/光束
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置之部件；圖2描繪根據本發明之一實施例的微影系統之部件的俯視圖；圖3描繪根據本發明之一實施例的微影裝置之部件的高度示意性透視圖；圖4描繪根據本發明之一實施例的藉由根據圖3之微影裝置至基板上之投影的示意性俯視圖；圖5描繪根據本發明之一實施例的微影系統之部件的俯視圖； 圖6描繪材料沈積裝置及程序之側視圖；圖7描繪根據本發明之一實施例之檢測程序的平面圖；圖8描繪根據本發明之一實施例的檢測系統；圖9描繪根據本發明之一實施例的對準感測器；及圖10描繪根據本發明之一實施例的微影系統之部件的俯視圖。
1‧‧‧微影裝置
2‧‧‧基板台
3‧‧‧定位元件
4‧‧‧可個別控制自發射對比元件/可個別控制器件
8‧‧‧可旋轉框架/旋轉框架
10‧‧‧軸線
15‧‧‧隔離型框架
17‧‧‧基板
19‧‧‧對準/位階感測器
21‧‧‧陣列
40‧‧‧檢測系統/檢測裝置
500‧‧‧控制器

Claims (14)

  1. 一種微影系統，其包含：一微影裝置，其包含經組態以將一輻射光束投影至一基板上或上方之一材料層上之一投影系統；一檢測系統，其經組態以檢測形成於該基板上之一圖案，其中該圖案係藉由施加該輻射光束而形成於該基板上；及一控制器，其經組態以基於與一經先前曝光圖案之一檢測有關的來自該檢測系統之資料而控制藉由該微影裝置對一圖案之該形成，其中該檢測系統經組態以檢測藉由該基板上之該材料之小滴形成的一圖案。
  2. 如請求項1之微影系統，其中該投影系統經組態以投影複數個輻射光束，且該控制器經組態以基於來自該檢測之該資料而控制該複數個複數光束中至少兩者之間的角分離度。
  3. 如請求項1之微影系統，其中該檢測系統包含：一控制器，其經組態以控制在該圖案形成於該基板上之前的一第一讀出輻射光束至該基板上之投影，及在該圖案形成於該基板上之後的一第二讀出輻射光束至該基板上之投影；及一偵測器，其經組態以偵測藉由該基板重新引導之該第一讀出輻射光束，且偵測藉由該基板重新引導之該第二讀出輻射光束，其中該檢測系統之該控制器經組態以比較藉由該基 板重新引導之該第一讀出輻射光束之該偵測與藉由該基板重新引導之該第二讀出輻射光束之該偵測，以便形成檢測資料。
  4. 如請求項3之微影系統，其中該檢測系統之該控制器經組態以控制在該圖案係藉由施加該輻射光束而形成於該基板上時該第一讀出輻射光束及該第二讀出輻射光束至該基板上之實質上同一位置上之投影。
  5. 如請求項1之微影系統，其中該檢測系統附接至該微影裝置及/或該微影裝置包含該控制器。
  6. 如請求項5之微影系統，其中該控制器經組態以在該基板相對於該投影系統之一單一前向掃描移動期間控制該微影裝置以形成該圖案，且該微影系統經組態成使得該檢測系統在該基板相對於該投影系統之一單一後向掃描移動期間檢測該圖案。
  7. 如請求項1之微影系統，其中該微影裝置包含兩個檢測系統，每一檢測系統經組態以檢測一基板上之一經曝光圖案，其中相對於在用以將該輻射光束投影至該材料層上之一程序期間的一基板與該投影系統之相對移動，該等檢測系統中之一者處於該投影系統上游且另一檢測系統處於該投影系統下游。
  8. 如請求項1之微影系統，其中該微影裝置包含一可程式化圖案化元件，該可程式化圖案化元件經組態以提供該輻射光束。
  9. 如請求項8之微影系統，其中該微影裝置包含一致動 器，該致動器經組態以造成該投影系統之至少一部分相對於該可程式化圖案化元件在實質上垂直於該投影系統之光軸之一平面中旋轉。
  10. 如請求項1之微影系統，其包含：一對準系統，其經組態以在該微影裝置之一圖案形成操作期間該基板相對於該投影系統而移動時量測該基板之一位置或一位置改變；及一控制器，其經組態以基於在該圖案形成操作期間所量測的來自該對準系統之對準資料而控制該圖案形成操作，使得該微影裝置在該基板上之一目標位置上形成該圖案。
  11. 如請求項10之微影系統，其中該對準系統包含一對準控制器，該對準控制器經組態以控制該基板或該基板台上之一基準標記在一第一時間之成像，及該基板或該基板台上之該基準標記在一第二時間之成像，其中該對準系統之該控制器經組態以比較該基準標記在該第一時間之影像與該基準標記在該第二時間之影像，以便形成對準資料。
  12. 如請求項11之微影系統，其中該對準資料指示該基準標記在該第一時間之該影像與該基準標記在該第二時間之該影像之間的一位置移位。
  13. 一種控制一微影裝置之方法，該方法包含：將一輻射光束投影至一基板上或上方之一材料層上；檢測形成於該基板上之一圖案，其中該圖案係藉由施 加該輻射光束而形成於該基板上；檢測藉由該基板上之該材料之小滴形成的一圖案；及基於來自一經先前曝光圖案之一檢測之資料而控制該微影裝置以形成一圖案。
  14. 一種元件製造方法，其包含：如請求項13之控制一微影裝置之方法；及使用該微影裝置以在一基板上形成一圖案，以作為用以製造一元件之一程序之部分。
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