TWI610060B - 檢測設備、測量設備、微影設備及製造物品的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種檢測設備，其使光傾斜地入射在包括折射率彼此不同的複數個層的基板上，並使用從基板所反射的光來檢測基板的高度，檢測設備包括光學系統，光學系統包括用於減少s偏振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由偏振器而被減少的光以40°至55°的範圍內的入射角入射在基板上。

Description

檢測設備、測量設備、微影設備及製造物品的方法
本發明涉及檢測設備、測量設備、微影設備和製造物品的方法。
使光傾斜地入射在基板上並使用由基板所反射的光來檢測基板的高度的檢測設備可以檢測基板的高度，在基板中，具有不同折射率的複數個層被重疊(例如，抗蝕劑層被形成在矽層上的基板)。在這種情況下，由複數個層中的頂層的表面所反射的光和由頂層與頂層下面的層之間的介面所反射的光入射在檢測設備的光接收裝置上。因此，當使用由介面所反射的光來檢測基板的高度時，由頂層的表面所反射的光可能變成雜訊成分(noise component)，且可能產生檢測誤差。亦即，為了藉由減少檢測誤差而準確地檢測基板的高度，由介面所反射的光與由頂層的表面所反射的光之間的強度差異較佳地被最大化。日本專利第3139023號已經提出了一種藉由使p偏振 光以布魯斯特角(Brewster's angle)入射在基板上來減少由頂層的表面所反射的光的方法。
如果P偏振光如同在日本專利第3139023號中所描述的方法中一樣以布魯斯特角入射在基板上，則P偏振光不會被基板上的頂層的表面所反射。因而可以僅使用由介面所反射的p偏振光來檢測基板的高度。然而，藉由從光中完全除去s偏振光來僅提取p偏振光為非常困難的。因此，即使在日本專利第3139023號所描述的方法中，當s偏振光被基板上的頂層的表面所反射時，也可能產生檢測誤差。
本發明提供，例如，在檢測基板的高度的精度方面有利的技術。
根據本發明的一個面向，提供了一種檢測設備，其使光傾斜地入射在包括折射率彼此不同的複數個層的基板上，並使用從基板所反射的光來檢測基板的高度，檢測設備包括：光學系統，其包括用於減少s偏振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由偏振器而被減少的光以40°至55°的範圍內的入射角入射在基板上。
從參照所附圖式之例示性實施例的以下說明，本發明的更多特徵將變得清楚明瞭。
1‧‧‧遮罩
2‧‧‧遮罩台
3‧‧‧基板
3a‧‧‧矽層
3b‧‧‧抗蝕劑層
4‧‧‧基板台
5‧‧‧照明光學系統
6‧‧‧投影光學系統
7‧‧‧反射構件
8‧‧‧反射構件
9‧‧‧第一位置檢測單元
10‧‧‧第二位置檢測單元
12‧‧‧第三位置檢測單元
14‧‧‧測量單元(測量設備)
15‧‧‧聚焦檢測單元
15a‧‧‧照射系統
15b‧‧‧檢測系統
16‧‧‧圖像捕捉單元
17‧‧‧控制單元
20‧‧‧光源
21‧‧‧第一聚光透鏡
22‧‧‧波長濾波器
23‧‧‧第二聚光透鏡
24‧‧‧孔徑光闌
25‧‧‧第一照明光學系統
26‧‧‧NA光闌
27‧‧‧第二照明光學系統
28‧‧‧偏振分束器
29‧‧‧λ/4板
30‧‧‧物鏡
31‧‧‧中繼透鏡
32‧‧‧第一成像光學系統
33‧‧‧第二成像光學系統
34‧‧‧圖像感測器
35‧‧‧第一光學構件
38‧‧‧第二光學構件
41‧‧‧檢測單元
41a‧‧‧光學系統
41a1‧‧‧偏振器
41b‧‧‧檢測系統
42a‧‧‧驅動單元
42b‧‧‧驅動單元
43‧‧‧光
44‧‧‧光
45‧‧‧光
46‧‧‧光
50‧‧‧波形
51‧‧‧波形
100‧‧‧曝光設備
圖1是顯示根據第一實施例的曝光設備的示意圖；圖2是顯示測量單元的佈置的視圖；圖3是用於說明基板中的光反射的視圖；圖4是顯示p偏振光和s偏振光中的每一個中的入射角θ與反射率之間的關係的圖表；圖5A是顯示介面反射光的波形和表面反射光的波形的圖；圖5B是顯示介面反射光的波形和表面反射光的波形的圖；圖6A是顯示介面反射光的波形和表面反射光的波形的圖；圖6B是顯示介面反射光的波形和表面反射光的波形的圖；圖7是顯示入射角θ與雜訊成分比例之間的關係的圖表；圖8是顯示雜訊成分比例與測量誤差之間的關係的圖表；圖9A是顯示介面反射光的波形和表面反射光的波形的圖；圖9B是顯示介面反射光的波形和表面反射光的波形的圖；以及圖10是顯示入射角θ與雜訊成分比例之間的關係的圖表。
下面將參考所附圖式來描述本發明的例示性實施例。注意，在全部的圖式中，相同的標號表示相同的構件，且將不給出其重複描述。下面將描述本發明被應用於使用狹縫形光(slit-shaped light)來掃描基板並使基板曝光的曝光設備(掃描器)的例子。然而，本發明可被應用於在不使遮罩和基板相對移動的情況下使基板曝光的曝光設備(步進器)。另外，本發明可被應用於微影設備，例如，壓印設備或繪圖設備。
<第一實施例>
將參考圖1來描述根據本發明的第一實施例的曝光設備100。圖1是顯示根據第一實施例的曝光設備100的示意圖。曝光設備100為，例如，使用狹縫形光來掃描基板3並使其曝光的曝光設備，且可包括照明光學系統5、遮罩台2、投影光學系統6、基板台4、測量單元14(測量設備)以及控制單元17。控制單元17包括，例如，CPU和記憶體，並控制曝光設備100的各個單元(控制基板3的掃描曝光)。
照明光學系統5用從光源發射的光來照射遮罩1。作為光源，除了汞燈(mercury lamp)之外，例如，可以使用KrF準分子雷射器(KrF excimer laser)和各自具有更短的波長的ArF準分子雷射器和F2雷射器。 遮罩1和基板3分別由遮罩台2和基板台4保持，並且被光學地佈置在經由投影光學系統6的幾乎共軛的位置(投影光學系統6的物面和像面的位置)。
在保持遮罩1的同時，遮罩台2可以被配置為在，例如，與投影光學系統6的光軸垂直的方向(X方向和Y方向)上可移動，且被配置為在θZ方向(圍繞Z軸的旋轉方向)上可旋轉。例如，包括雷射干涉儀的第一位置檢測單元9檢測遮罩台2的位置。被包含在第一位置檢測單元9中的雷射干涉儀以雷射光束照射設置在遮罩台2上的反射構件7的側表面，且藉由被反射構件7的側表面所反射的雷射光束來檢測遮罩台2的位移。這允許第一位置檢測單元9基於所檢測到的位移而獲得遮罩台2的目前位置。
在保持基板3的同時，基板台4可被配置為，例如，在與投影光學系統6的光軸平行的方向(Z方向)上或者與光軸垂直的方向(X方向和Y方向)上可移動，且被配置為在θX方向、θY方向和θZ方向上可旋轉。θX方向是圍繞X軸的旋轉方向，且θY方向是圍繞Y軸的旋轉方向。例如，各自包括雷射干涉儀的第二位置檢測單元10和第三位置檢測單元12檢測基板台4的位置。被包含在第二位置檢測單元10中的雷射干涉儀以雷射光束照射設置在基板台4上的反射構件8的側表面，且藉由被反射構件8的側表面所反射的雷射光束來檢測基板台4在X方向和Y方向上的位移。這允許第二位置檢測單元 10基於所檢測到的位移而獲得基板台4在X和Y方向以及θZ方向上的目前位置。被包含在第三位置檢測單元12中的雷射干涉儀以雷射光束照射設置在基板台4上的反射構件8的上表面，且藉由被反射構件8的上表面所反射的雷射光束來檢測基板台4在Z方向上的位移。這允許第三位置檢測單元12基於所檢測到的位移而獲得基板台4在Z方向、θX方向和θY方向上的目前位置。
投影光學系統6具有預定投影放大倍率(例如，1/4或1/5)，且將被形成在遮罩1上的圖案投影到基板3上。基於藉由第一位置檢測單元9和第二位置檢測單元10的檢測結果，控制單元17以與投影光學系統6的投影放大倍率相對應的速度比(speed ratio)在與投影光學系統6的光軸垂直的方向(例如，Y方向)上相對地掃描遮罩台2和基板台4。
曝光設備100還包括聚焦檢測單元15，其在執行掃描曝光的同時檢測基板3的高度。聚焦檢測單元15可以包括照射系統15a以及檢測系統15b，照射系統15a用光來照射基板3以使得光傾斜地入射在基板3上，檢測系統15b藉由接收由基板3所反射的光來檢測基板3的高度。檢測系統15b包括，例如，圖像感測器，且可基於圖像感測器上的光已經入射在其上的位置而獲得基板3的高度。在執行掃描曝光的同時，控制單元17基於藉由聚焦檢測單元15和第三位置檢測單元12的檢測結果來控制基板台4在Z方向上的位置，以使得基板3的表面被佈 置在投影光學系統6的成像面(聚焦面)上。這允許控制單元17將被形成在遮罩1上的圖案轉印到基板3上。
測量單元14(測量設備)是所謂的離軸(off-axis)對準測量設備，其在未經過投影光學系統6的情況下測量設置在基板3上的標記(對準標記)的位置。測量單元14可以包括，例如，捕捉基板上的標記的圖像捕捉單元16、檢測基板3的高度的檢測單元41(檢測設備)、可以在保持基板3的同時移動的基板台以及基於由圖像捕捉單元16所捕捉的圖像而獲得標記的位置的處理單元。在第一實施例中，測量單元14中的基板台與圖1中所顯示的曝光設備100的基板台4相同。測量單元14的處理單元可被包含在圖1中所顯示的曝光設備100的控制單元17中。然而，測量單元14的處理單元可與控制單元17分離地設置。第一實施例的曝光設備100中的測量單元14採用離軸對準方法作為測量設置在基板3上的標記的位置的方法。然而，本發明不限於此。測量單元14可採用，例如，透過遮罩1和投影光學系統6來檢測標記的位置的TTL(Through The Lens，鏡後測光)對準方法。
圖2是顯示測量單元14(圖像捕捉單元16和檢測單元41)的佈置的視圖。首先，將描述圖像捕捉單元16。從光源20發射的光穿過第一聚光透鏡21、波長濾波器22和第二聚光透鏡23，且接著入射在設置在與圖像捕捉單元16的光瞳面(相對於物面的光學傅立葉轉換 面)相對應的位置上的孔徑光闌(aperture stop)24上。穿過孔徑光闌24的光穿過第一照明光學系統25和第二照明光學系統27，且接著入射在偏振分束器28上。由偏振分束器28所反射的光(s偏振光)藉由穿過NA光闌26和λ/4板29而被變換為圓偏振光，並通過物鏡30照射基板上的標記。NA光闌26可以藉由改變孔徑的量來改變NA(數值孔徑)。
由基板上的標記反射的光(反射光、繞射光和散射光)藉由再次穿過物鏡30和λ/4板29而被變換為p偏振光，且通過偏振分束器28透射。已透射通過偏振分束器28的光(p偏振光)穿過中繼透鏡31、第一成像光學系統32、第一光學構件35、第二成像光學系統33和第二光學構件38，且接著入射在圖像感測器34上。第一光學構件35為，例如，用於調整慧形像差(coma aberration)的光學構件。第二光學構件38為，例如，用於調整波長偏移差(wavelength shift difference)的光學構件。圖像感測器34將入射光變換為電信號，並將變換後的電信號供應給控制單元17(處理單元)。藉由如上所述地來配置圖像捕捉單元16，控制單元17(處理單元)可以基於藉由使圖像捕捉單元16捕捉標記而獲得的圖像來獲得基板上的標記的位置。
接下來，將描述檢測單元41。檢測單元41可以包括使光傾斜地入射在基板3上的光學系統41a、以及藉由接收從基板3所反射的光來檢測基板3的高度的檢測 系統41b。光學系統41a包括，例如，減少包含p偏振光和s偏振光的光中的s偏振光的偏振器41a1，並使其中s偏振光已藉由偏振器41a1而被減少的光傾斜地入射在基板3上。檢測系統41b包括，例如，圖像感測器，且可以基於圖像感測器上的光已經入射在其上的位置而獲得基板3的高度。控制單元17控制基板台4在Z方向上的位置，以使得基板3的高度落在圖像捕捉單元16的成像位置(聚焦位置)的允許範圍(容許誤差)內。
現在將描述傾斜地入射在基板3上的光在基板3中的反射。曝光設備100可以檢測基板3的高度，在基板中，具有不同折射率的複數個層被重疊，例如，其中抗蝕劑層3b被形成在矽層3a上的基板。圖3是用於說明其中矽層3a(折射率N=3.5)和抗蝕劑層3b(折射率N=1.5)被重疊的基板3中的光反射的視圖。例如，如圖3所示，將考慮當包含p偏振光和s偏振光的光43以入射角θ傾斜地入射在基板3上時所獲得的光強度。以入射角θ傾斜地入射在抗蝕劑層3b上的光43被分為由抗蝕劑層3b的表面所反射的光44(在下文中將被稱作“表面反射光”)、以及穿過抗蝕劑層3b傳播的光45。穿過抗蝕劑層3b傳播的光45被矽層3a和抗蝕劑層3b之間的介面(在下文中將被簡稱為“介面”)反射，且變成從抗蝕劑層3b的表面透射到空氣中的光46(在下文中將被稱作“介面反射光”)。表面反射光的強度和介面反射光的強度此時根據入射角θ而有所不同。
圖4是顯示在p偏振光和s偏振光中的每一個中的入射角θ與在抗蝕劑層3b的表面上的反射率之間的關係的圖表。在圖4中，虛線表示p偏振光在抗蝕劑層3b的表面上的反射率，且實線表示s偏振光的反射率。當是入射角θ是0°時，亦即，當光垂直地入射在基板3上時，p偏振光的反射率和s偏振光的反射率變得彼此相等。然而，p偏振光和s偏振光之間根據入射角θ而發生反射率差異。注意，如圖4所示，存在當p偏振光的反射率變為0時所獲得的入射角θ。此時的入射角θ被稱作布魯斯特角。
例如，當入射角θ是10°時，從圖4中所顯示的關係，p偏振光的反射率和s偏振光的反射率各自大約是4%。亦即，由抗蝕劑層3b的表面所反射的表面反射光是入射在基板3上的光的4%，且剩餘的光變為穿過抗蝕劑層傳播的光45。根據描述介面處的光行為的菲涅耳方程式(Fresnel equation)，由介面所反射且從抗蝕劑層3b的表面離開的介面反射光被獲得為入射在基板3上的光的大約15%。亦即，當入射角θ是10°時，介面反射光的強度變為高於表面反射光的強度的大約3.8倍，且將被檢測的光的波形變為如圖5A中所顯示的。圖5A是顯示當入射角θ是10°時所檢測到的光的波形的圖。如圖5A所示，當入射角θ是10°時，介面反射光的波形50在強度上變得比表面反射光的波形51更高。基板3的高度(介面的高度)藉由在具有更高的強度的介面反射光的波形50上執 行配適(fitting)來檢測。
另一方面，當入射角θ是82°時，從圖4中所顯示的關係，p偏振光的反射率是大約30%，且s偏振光的反射率是大約60%。亦即，表面反射光變為入射在基板3上的光的p偏振光中的大約30%和s偏振光中的大約60%。根據菲涅耳方程式，由介面所反射且從抗蝕劑層3b的表面離開的介面反射光被獲得為入射在基板3上的光的p偏振光和s偏振光之兩者中的大約7%。亦即，當入射角θ是82°時，相較於介面反射光的強度，表面反射光的強度在p偏振光上變為高於大約4.3倍且在s偏振光上變為高於大約8.6倍，且將被檢測的光的波形變為如圖5B中所顯示的。圖5B是顯示當入射角θ是82°時所檢測到的光的波形的圖表。如圖5B所示，當入射角θ是82°時，表面反射光的波形51在強度上變得比介面反射光的波形50更高。基板3的高度(抗蝕劑層3b的表面高度)藉由在具有更高的強度的表面反射光的波形51上執行配適來檢測。
如上所述，可以根據光入射在基板3上的入射角θ而在抗蝕劑層3b的表面高度的檢測與介面的高度的檢測之間切換。例如，由於投影光學系統6在執行掃描曝光的同時將遮罩1的圖案投影在抗蝕劑層3b的表面上，抗蝕劑層3b的表面較佳地被佈置在投影光學系統6的成像面上。因此，聚焦檢測單元15較佳地使光以表面反射光在藉由聚焦檢測單元15的檢測系統15b所檢測到的光 中變為主要的之入射角θ而傾斜地入射在基板3上。另一方面，由於被形成在矽層3a上的標記在測量單元14中的圖像捕捉單元16捕捉基板3上的標記時被捕捉，介面較佳地被佈置在圖像捕捉單元16的成像面上。因此，測量單元14的檢測單元41較佳地使光以介面反射光在藉由檢測單元41的檢測系統41b所檢測到的光中變為主要的之入射角θ而傾斜地入射在基板3上。
注意，當如上所述地檢測基板3的高度時，在介面反射光的波形50和表面反射光的波形51當中的具有更低強度的波形變為雜訊成分，且產生檢測誤差。亦即，為了藉由減少檢測誤差來準確地檢測基板3的高度，介面反射光與表面反射光之間的強度差異較佳地被最大化。例如，為了使測量單元14的檢測單元41準確地檢測基板3的高度(介面的高度)，表面反射光的強度與介面反射光的強度的比例較佳地被最小化。作為如上所述地使表面反射光的強度與介面反射光的強度的比例減少的方法之一，使p偏振光以布魯斯特角入射在基板3上的方法作為例子而被給出。
現在將參考圖6A和圖6B來描述當光以布魯斯特角入射在基板3上時的介面反射光的波形50和表面反射光的波形51。圖6A是顯示當包含s偏振光和p偏振光的光以布魯斯特角入射在基板3上時的介面反射光的波形50和表面反射光的波形51的圖。圖6B是顯示當僅包含p偏振光的光以布魯斯特角入射在基板3上時的介面反 射光的波形50和表面反射光的波形51的圖。
當包含s偏振光和p偏振光的光以布魯斯特角入射在基板3上時，如圖4所示，p偏振光的反射率是0%。因此，全部的p偏振光變為穿過抗蝕劑層3b傳播的光45，且未被抗蝕劑層3b的表面反射。然而，s偏振光的反射率為大約15%，如圖4所示。因此，s偏振光被抗蝕劑層3b的表面所反射，且表面反射光的波形51呈現為如圖6A所示。此時，作為雜訊成分的表面反射光的強度變為介面反射光的強度的50%。另一方面，當僅包含p偏振光的光以布魯斯特角入射在基板3上時，全部的p偏振光變為穿過抗蝕劑層3b傳播的光45，且不存在被抗蝕劑層3b的表面所反射的s偏振光。因此，表面反射光的波形51可被消除，如圖6B所示。
然而，即使在用於削減s偏振光的偏振器41a1被設置在檢測單元41的光學系統41a中的情況下，由於偏振器41a1自身的角度特性、波長特性、偏振軸調整等，藉由從光中完全地除去s偏振光來僅提取p偏振光是非常困難的。亦即，在實踐中，由於傾斜地入射在基板3上的光包含s偏振光，幾乎不可能如圖6B所示地去消除表面反射光的波形51。如圖4中亦可見的，s偏振光的反射率在布魯斯特角處相對地高達15%。因此，在布魯斯特角處，若傾斜地入射在基板3上的光甚至包含任何s偏振光，表面反射光的波形51呈現出來，且波形51隨著s偏振光的強度增加而接近在圖6A中所顯示的波形。
注意，如圖4所示，s偏振光的反射率隨著入射角θ增大而傾向於指數地增加。亦即，隨著入射角θ變得比布魯斯特角更小，s偏振光的反射率減少。另一方面，在小於布魯斯特角的角度處，p偏振光的反射率低至5%或者更小，雖然其不是0%。因此可以認為，在小於布魯斯特角的角度處，存在能夠使雜訊成分(檢測誤差)小於當光以布魯斯特角入射在基板3上時的雜訊成分的入射角θ。
圖7是顯示入射角θ與針對s偏振光的每一個削減比例(cutting ratio)的雜訊成分比例之間的關係的圖表。在圖7中，橫坐標指示入射角θ且縱坐標指示表面反射光的強度與介面反射光的強度的比例(在下文中將被稱作雜訊成分比例)。圖7顯示在實踐中可以實現的s偏振光的削減比例的範圍當中的四種類型的削減比例的雜訊成分比例。四種類型的削減比例按照s偏振光的削減比例的下降次序為第一削減比例(高)、第二削減比例(中)、第三削減比例(低)、以及第四削減比例(最低)。如圖7所示，在s偏振光的削減比例為最高的第一削減比例(高)處，比布魯斯特角(56°)小的接近50°的入射角θ具有更低的雜訊成分比例。這是因為，如圖4所示，在接近50°的入射角θ處，p偏振光的反射率像布魯斯特角處一樣低至接近0%，s偏振光的反射率變得比布魯斯特角處的低得多。如上所述之比布魯斯特角小的入射角θ具有較低的雜訊成分比例的傾向隨著s偏振光的削減比例 減少而變得越來越顯著。
現在將參考圖8來描述雜訊成分比例與測量誤差(誤導測量)之間的關係。圖8是顯示雜訊成分比例與測量誤差之間的關係的圖表。如圖8所示，檢測誤差在雜訊成分比例超過17%的情況下大幅地增加。因此，雜訊成分比例較佳地為17%或更小。如在圖7中可見的，當雜訊成分比例為17%或更小時的入射角θ在第一削減比例(高)處落在40°至55°的範圍內。因此，為了準確地檢測基板3的高度(介面的高度)，較佳的是光以落在40°至55°的範圍內的入射角θ傾斜地入射在基板3上。注意，在除了第一削減比例(高)之外的削減比例處，雜訊成分比例不會下降到17%或更低。亦即，為了準確地檢測基板3的高度，s偏振光的削減比例較佳地被最大化。
將參考圖9A和圖9B來描述當光以作為40°至55°的範圍中的中間角度的47.5°的入射角θ傾斜地入射在基板3上時的介面反射光的波形50和表面反射光的波形51。圖9A是顯示當包含s偏振光和p偏振光的光以47.5°的入射角θ入射在基板3上時的介面反射光的波形50和表面反射光的波形51的圖。圖9B是顯示當僅包含p偏振光的光以47.5°的入射角θ入射在基板3上時的介面反射光的波形50和表面反射光的波形51的圖。
如圖9A所示，當包含s偏振光和p偏振光的光以47.5°的入射角θ入射在基板3上時，作為雜訊成分的表面反射光的強度變為介面反射光的強度的35%。這低於 在圖6A中所顯示之當光以布魯斯特角(56°)入射在基板3上時的雜訊成分比例(50%)。亦即，相較於藉由使光以布魯斯特角入射在基板3上，藉由使光以47.5°的入射角θ入射在基板3上可以更準確地測量基板(介面)的高度。
另一方面，如圖9B所示，當僅包含p偏振光的光以47.5°的入射角θ入射在基板3上時，作為雜訊成分的表面反射光的強度變為介面反射光的強度的5%。這高於在圖6B中所顯示之當光以布魯斯特角(56°)入射在基板3上時的雜訊成分比例(0%)。然而，如同上面所說明的，藉由從光中完全地除去s偏振光來提取僅p偏振光為非常困難的。亦即，當仍具有殘留的s偏振光的光以布魯斯特角入射在基板3上時，介面反射光的波形50和表面反射光的波形51變為類似於在圖6A中所顯示的形狀(雜訊成分比例：50%)。另一方面，當仍具有殘留的s偏振光的光以47.5°的入射角θ入射在基板3上時，介面反射光的波形50和表面反射光的波形51變為類似於在圖9A中所顯示的形狀(雜訊成分比例：35%)。亦即，考慮到s偏振光之可實現的削減比例，即使使用減少s偏振光的偏振器41a1，相較於藉由使光以布魯斯特角入射在基板3上，藉由使光以47.5°的入射角θ入射在基板3上可以使雜訊成分比例更低。亦即，相較於藉由使光以布魯斯特角入射在基板3上，藉由使光以47.5°的入射角θ入射在基板3上可以更準確地測量基板(介面)的高度。
如圖7所示，在所有四種類型的削減比例中，比布魯斯特角(56°)小大約10°(10°±3°)的入射角θ處的雜訊成分比例變得比布魯斯特角處的雜訊成分比例更低。具體而言，當入射角θ落在44.5°至50.5°的範圍內時，雜訊成分比例變得比布魯斯特角(56°)處的雜訊成分比例更低。例如，當s偏振光的削減比例為第一削減比例(高)時，雜訊成分比例在44.5°的入射角θ處變為大約16%，且在50.5°的入射角θ處變為大約15%，且因此變得比布魯斯特角處的雜訊成分比例(17.8%)更低。即使s偏振光的削減比例是第二削減比例至第四削減比例中的每一個削減比例，與在第一削減比例處一樣，在44.5°和50.5°的入射角θ處的雜訊成分比例也變得比在布魯斯特角處的雜訊成分比例更低。因此較佳的是，光的入射角θ在檢測單元41檢測基板3的高度時落在44.5°至50.5°的範圍內。即使因為，例如，佈置空間，而使得入射角θ難以落在44.5°至50.5°的範圍內，根據上述結果，入射角θ落在40°至55°的範圍內就足夠了。
在本實施例中，抗蝕劑層3b的折射率是1.5的情況已被說明。然而，本發明可應用於除了抗蝕劑層3b的折射率是1.5的情況之外的情況。圖10是顯示，當s偏振光的削減比例是第一削減比例(高)且抗蝕劑層3b的折射率是1.4至1.6時，入射角θ與雜訊成分比例之間的關係的圖表。在抗蝕劑層3b的折射率是1.4、1.5和1.6的所有情況下，在47.5°的入射角θ處的雜訊成分比例變得 比在布魯斯特角處的雜訊成分比例更低。亦即，即使在除了抗蝕劑層3b的折射率是1.5的情況之外的情況下，光以落在40°至55°的範圍內的入射角θ入射在基板3上，且較佳地以落在44.5°至50.5°的範圍內的入射角θ入射在基板3上。
另外，如圖10所示，當雜訊成分比例變為最低時，入射角θ根據抗蝕劑層3b的折射率而改變。因此，檢測單元41可包括驅動單元42a，其驅動光學系統41a以改變入射角θ。同樣地，檢測單元41可包括驅動單元42b，其根據入射角θ來驅動檢測系統41b。在此情況下，控制單元17可預先獲得指示入射角θ與基板3中的頂層(抗蝕劑層3b)的折射率之間的關係的資訊，且可基於此資訊和頂層的折射率來控制驅動單元42a。指示基板3中的頂層的折射率的資訊可以由使用者等來設置。
<製造物品的方法的實施例>
根據本發明的實施例之製造物品的方法適用於製造，例如，電子裝置(像是半導體裝置或者具有微結構的元件)的物品。根據此實施例的製造物品的方法包括使用上述的曝光設備在被施加到基板的光阻劑上形成潛像圖案的步驟(曝光基板的步驟)、以及顯影在前一步驟中已在其上形成潛像圖案的基板的步驟。此製造方法還包括其他已知步驟(氧化、沉積、氣相沉積、摻雜、平面化、蝕刻、抗蝕劑去除、切割、接合、封裝等)。相較於傳統的方 法，根據此實施例的製造物品的方法在物品的性能、品質、生產率和生產成本中的至少一個上是有利的。
<其它實施例>
本發明的實施例(控制單元)也可以由系統或設備的電腦來實現，系統或設備的電腦讀出並執行被記錄在儲存媒體(storage medium)(其也可被更完整地稱作‘非易失性電腦可讀取儲存媒體’)上的電腦可執行指令(例如，一個或多個程式)，以執行上述實施例中的一個或多個實施例的功能，及/或系統或設備的電腦包括用於執行上述實施例中的一個或多個實施例的功能的一個或多個電路(例如，特定應用積體電路(application specific integrated circuit，ASIC))，以及本發明的實施例(控制單元)也可以藉由以系統或設備的電腦所執行的方法來實現，系統或設備的電腦藉由，例如，從儲存媒體讀出並執行電腦可執行指令來執行上述實施例中的一個或多個實施例的功能，及/或控制一個或多個電路來執行上述實施例中的一個或多個實施例的功能來執行。電腦可以包括一個或多個處理器(例如，中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU))，且可以包括用來讀出並執行電腦可執行指令的單獨電腦或單獨處理器的網路。電腦可執行指令可以從，例如，網路或儲存媒體被提供給電腦。儲存媒體可以包括，例如，硬碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、分散式運算系統的儲存裝置、光碟(例 如，光碟(compact disk，CD)、多樣化數位光碟(digital versatile disc，DVD)或者藍光光碟(Blu-ray Disc，BD)TM)、快閃記憶體裝置、記憶卡等中的一個或多個。
雖然已參照例示性實施例描述了本發明，但應理解的是，本發明不限於所揭露的例示性實施例。以下申請專利範圍的範疇應被賦予最寬廣的解釋，以包含所有這樣的修改以及相等的結構和功能。
3‧‧‧基板
14‧‧‧測量單元(測量設備)
16‧‧‧圖像捕捉單元
20‧‧‧光源
21‧‧‧第一聚光透鏡
22‧‧‧波長濾波器
23‧‧‧第二聚光透鏡
24‧‧‧孔徑光闌
25‧‧‧第一照明光學系統
26‧‧‧NA光闌
27‧‧‧第二照明光學系統
28‧‧‧偏振分束器
29‧‧‧λ/4板
30‧‧‧物鏡
31‧‧‧中繼透鏡
32‧‧‧第一成像光學系統
33‧‧‧第二成像光學系統
34‧‧‧圖像感測器
35‧‧‧第一光學構件
38‧‧‧第二光學構件
41‧‧‧檢測單元
41a‧‧‧光學系統
41a1‧‧‧偏振器
41b‧‧‧檢測系統
42a‧‧‧驅動單元
42b‧‧‧驅動單元

Claims (15)

  1. 一種檢測設備，其使光傾斜地入射在包括折射率彼此不同的複數個層的基板上，並使用從頂層及其下層之間的介面所反射的光來檢測該基板的高度，該檢測設備包括：光學系統，包括用於從包含p偏振光與s偏振光的光中減少但未完全移除s偏振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由該偏振器而被減少的光以小於布魯斯特角之40°至55°的範圍內的入射角入射在該基板上。
  2. 如申請專利範圍第1項之檢測設備，其中，該光學系統被配置為使該光以44.5°至50.5°的範圍內的該入射角入射在該基板上。
  3. 如申請專利範圍第1項之檢測設備，還包括：驅動裝置，被配置來改變該基板上的光的入射角；以及控制器，被配置為基於指示在從該頂層的表面所反射的光的強度與從該介面所反射的光的強度的比例變為最低的情況下之入射角與該頂層的折射率之間的關係的資訊來控制該驅動裝置。
  4. 如申請專利範圍第1項之檢測設備，其中，根據該頂層的折射率設定該光學系統使光入射在該基板上的該入射角，使得從該頂層的表面所反射的光與從該介面所反射的光的比例被最小化。
  5. 如申請專利範圍第1項之檢測設備，其中，該頂層 由抗蝕劑層所組成。
  6. 一種測量設備，其測量設置在包括折射率彼此不同的複數個層的基板中的標記的位置，該測量設備包括：台，被配置為保持該基板且能移動；以及檢測設備，被配置為使光傾斜地入射在該基板上，並使用從頂層及其下層之間的介面所反射的光來檢測該基板的高度，該檢測設備包括光學系統，該光學系統包括用於從包含p偏振光與s偏振光的光中減少但未完全移除s偏振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由該偏振器而被減少的光以小於布魯斯特角之40°至55°的範圍內的入射角入射在該基板上，其中，該標記係設置在該下層上，且基於藉由該檢測設備的檢測來控制該台，使得該標記的高度落在容許誤差之內。
  7. 一種微影設備，其在基板上執行圖案化，該微影設備包括：測量設備，被配置來測量設置在包括折射率彼此不同的複數個層的該基板中的標記的位置，其中，該測量設備包括：台，被配置為保持該基板且能移動；以及檢測設備，被配置為使光傾斜地入射在該基板上，並使用從頂層及其下層之間的介面所反射的光來檢測該基板的高度，該檢測設備包括光學系統，該光學系統包括用於從包含p偏振光與s偏振光的光中減少但未完全移除s偏 振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由該偏振器而被減少的光以小於布魯斯特角之40°至55°的範圍內的入射角入射在該基板上，其中，該標記係設置在該下層上，且基於藉由該檢測設備的檢測來控制該台，使得該標記的高度落在容許誤差之內。
  8. 一種製造物品的方法，該方法包括以下步驟：使用微影設備在基板上執行圖案化；處理該圖案化已在其上被執行的該基板，以製造該物品，其中，該微影設備在該基板上執行圖案化，該微影設備包括：測量設備，被配置來測量設置在包括折射率彼此不同的複數個層的該基板中的標記的位置，其中，該測量設備包括：台，被配置為保持該基板且能移動；以及檢測設備，被配置為使光傾斜地入射在該基板上，並使用從頂層及其下層之間的介面所反射的光來檢測該基板的高度，其中，該檢測設備包括光學系統，該光學系統包括用於從包含p偏振光與s偏振光的光中減少但未完全移除s偏振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由該偏振器而被減少的光以小於布魯斯特角之40°至55°的範圍內的入射角入射在該基板上，其中，該標記係設置在該下層上，且基於藉由該檢測 設備的檢測來控制該台，使得該標記的高度落在容許誤差之內。
  9. 一種檢測設備，其使光傾斜地入射在包括折射率彼此不同的複數個層的基板上，並使用從頂層及其下層之間的介面所反射的光來檢測該基板的高度，該檢測設備包括：光學系統，包括用於從包含p偏振光與s偏振光的光中減少但未完全移除s偏振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由該偏振器而被減少的光入射在該基板上，其中，該光學系統被配置為使該光以入射角入射在該基板上，藉由該入射角，從該頂層的表面所反射的光的強度與從該介面所反射的光的強度的比例小於入射角為布魯斯特角的情況下的比例。
  10. 如申請專利範圍第9項之檢測設備，其中，該光學系統被配置為使該光以小於布魯斯特角之40°至55°的範圍內的該入射角入射在該基板上。
  11. 如申請專利範圍第9項之檢測設備，其中，該光學系統被配置為使該光以44.5°至50.5°的範圍內的該入射角入射在該基板上。
  12. 如申請專利範圍第9項之檢測設備，還包括：驅動裝置，被配置來改變該基板上的光的入射角；以及控制器，被配置為基於指示在從該頂層的表面所反射 的光的強度與從該介面所反射的光的強度的比例變為最低的情況下之入射角與該頂層的折射率之間的關係的資訊來控制該驅動裝置。
  13. 一種測量設備，其測量設置在包括折射率彼此不同的複數個層的基板中的標記的位置，該測量設備包括：台，被配置為保持該基板且能移動；以及檢測設備，被配置為使光傾斜地入射在該基板上，並使用從頂層及其下層之間的介面所反射的光來檢測該基板的高度，該檢測設備包括光學系統，該光學系統包括用於從包含p偏振光與s偏振光的光中減少但未完全移除s偏振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由該偏振器而被減少的光入射在該基板上，其中，該光學系統被配置為使該光以入射角入射在該基板上，藉由該入射角，從該頂層的表面所反射的光的強度與從該介面所反射的光的強度的比例小於入射角為布魯斯特角的情況下的比例，其中，該標記係設置在該下層上，且基於藉由該檢測設備的檢測來控制該台，使得該標記的高度落在容許誤差之內。
  14. 一種微影設備，其在基板上執行圖案化，該微影設備包括：測量設備，被配置為測量設置在包括折射率彼此不同的複數個層的該基板中的標記的位置，其中，該測量設備包括：台，被配置為保持該基板且能移動；以及 檢測設備，被配置為使光傾斜地入射在該基板上，並使用從頂層及其下層之間的介面所反射的光來檢測該基板的高度，該檢測設備包括光學系統，該光學系統包括用於從包含p偏振光與s偏振光的光中減少但未完全移除s偏振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由該偏振器而被減少的光入射在該基板上，其中，該光學系統被配置為使該光以入射角入射在該基板上，藉由該入射角，從該頂層的表面所反射的光的強度與從該介面所反射的光的強度的比例小於入射角為布魯斯特角的情況下的比例，其中，該標記係設置在該下層上，且基於藉由該檢測設備的檢測來控制該台，使得該標記的高度落在容許誤差之內。
  15. 一種製造物品的方法，該方法包括以下步驟：使用微影設備在基板上執行圖案化；處理該圖案化已在其上被執行的該基板，以製造該物品，其中，該微影設備在該基板上執行圖案化，該微影設備包括：測量設備，被配置為測量設置在包括折射率彼此不同的複數個層的該基板中的標記的位置，其中，該測量設備包括：台，被配置為保持該基板且能移動；以及檢測設備，被配置為使光傾斜地入射在該基板上，並使用從頂層及其下層之間的介面所反射的光來檢測該基板 的高度，其中，該檢測設備包括光學系統，該光學系統包括用於從包含p偏振光與s偏振光的光中減少但未完全移除s偏振光的偏振器，且被配置為使其中s偏振光已藉由該偏振器而被減少的光入射在該基板上，其中，該光學系統被配置為使該光以入射角入射在該基板上，藉由該入射角，從該頂層的表面所反射的光的強度與從該介面所反射的光的強度的比例小於入射角為布魯斯特角的情況下的比例，其中，該標記係設置在該下層上，且基於藉由該檢測設備的檢測來控制該台，使得該標記的高度落在容許誤差之內。
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