TWI620031B - 微影設備及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種修改一微影設備之方法，該微影設備包含：一照明系統，其用於提供一輻射光束；一支撐結構，其用於支撐用以在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案之一圖案化器件；一第一透鏡，其用於以一第一放大率將該輻射光束投影於該圖案化器件處；一基板台，其用於固持一基板；及一第一投影系統，其用於以一第二放大率將該經圖案化輻射光束投影於該基板之一目標部分處。該第一透鏡及該第一投影系統一起提供一第三放大率。該方法包含：依一第一因數縮減該第一放大率以提供用於以一第四放大率投影該輻射光束之一第二透鏡；及依該第一因數增加該第二放大率以提供用於以一第五放大率將該經圖案化輻射光束投影於該基板之該目標部分處之一第二投影系統。

Description

微影設備及方法
本發明係關於一種微影設備及一種器件製造方法。
微影設備為將所要圖案施加至基板之目標部分上的機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)製造中。在彼情況下，圖案化器件(其被替代地稱作光罩或比例光罩)可用以產生對應於IC之個別層的電路圖案，且可將此圖案成像至具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層之基板(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。一般而言，單一基板將含有被順次地曝光之鄰近目標部分之網路。已知微影設備包括：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。
需要提供改良型微影設備及方法。
根據一第一態樣，提供一種修改一微影設備之方法，該微影設備包含：一照明系統，其用於提供一輻射光束；一支撐結構，其在該照明系統下游，該支撐結構用於支撐一圖案化器件，該圖案化器件用來在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以提供一經圖案化輻射光束；一第一透鏡，其用於以一第一放大率將該輻射光束投影 於該圖案化器件處；一基板台，其在該支撐結構下游，該基板台用於固持一基板；及一第一投影系統，其用於以一第二放大率將該經圖案化輻射光束投影於該基板之一目標部分處，該第一透鏡及該第一投影系統一起提供一第三放大率。該方法包含：依一第一因數縮減由該透鏡提供之該第一放大率以提供用於以一第四放大率投影該輻射光束之一第二透鏡；及依該第一因數增加該第二放大率以提供用於以一第五放大率將該經圖案化輻射光束投影於該基板之該目標部分處之一第二投影系統。
該第二透鏡及該第二投影系統可一起提供該第三放大率。替代地，該第二透鏡及該第二投影系統可一起提供大於該第三放大率之一第六放大率。該第六放大率可比該第三放大率大1.27倍。
該透鏡可在本文中被稱作一比例光罩遮蔽(reticle masking,REMA)透鏡。
藉由縮減該透鏡之放大率且增加該投影系統之放大率，可達成成本及產出率益處。舉例而言，可藉由步進時間之縮減而達成增加之產出率。可經由該透鏡之修改或替換而達成該第一放大率之縮減。相似地，可經由該投影系統之修改或替換而達成該第二放大率之增加。
該第一透鏡可經配置以提供介於1倍與4倍之間的一放大率。該第一因數可具有大於一(「1」)且小於或等於四(「4」)之值。舉例而言，在一些實施例中，該第一透鏡可經配置以提供1倍之一放大率，且該第一因數可為二(「2」)。在其他實施例中，該第一透鏡可經配置以提供3倍或4倍之一放大率。
在其他實施例中，該第一因數可為1.6，或可為2.4。
該第一投影系統可經配置以提供0.25倍之一放大率，且該第一因數可大於1且小於或等於4。
該第一透鏡可經配置以提供1倍之一放大率，且該第一投影系統 可經配置以提供0.25倍之一放大率。該第一因數可為2，使得該第二透鏡經配置以提供0.5倍之一放大率，且該第二投影系統經配置以提供0.5倍之一放大率。
該第一透鏡及該第一投影系統可經配置以合作性地致使該經圖案化輻射光束在該目標部分處的該微影設備之一非掃描方向上具有實質上介於25毫米與27毫米之間的一大小。該第二透鏡及該第二投影系統可經配置以合作性地致使該經圖案化輻射光束在該目標部分處的該微影設備之一非掃描方向上具有實質上介於25毫米與34毫米之間的一大小。以此方式，在該透鏡上游及在該投影系統下游兩者之標準組件可與該經修改微影設備一起使用。
該微影設備可經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作中橫越一基板之一單一目標區域進行掃描，其中該經修改微影設備經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作期間橫越一基板之至少兩個目標區域進行掃描。以此方式，可將步進時間縮減到1/2，從而導致改良型產出率。
該微影設備可經配置以致使該輻射光束以一第一速度橫越一圖案化器件之一表面進行掃描，及致使該經圖案化輻射光束以一第二速度橫越該基板之一目標部分進行掃描，且該方法可進一步包含依該第一因數縮減該第一速度。以此方式，可使第一輻射光束以縮減之速度橫越具有兩個經圖案化區域之一圖案化器件之一經圖案化區域進行掃描。此情形可導致該圖案化器件之滑脫縮減。
該經修改微影設備可經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作中至少橫越一圖案化器件之一第一經圖案化區域及一第二經圖案化區域進行掃描，該第一經圖案化區域及該第二經圖案化區域在該經修改微影設備之一掃描方向上彼此鄰近地安置。
根據一第二態樣，提供一種微影設備，其包含：一照明系統， 其用於提供一輻射光束；一支撐結構，其在該照明系統下游，該支撐結構用於支撐一圖案化器件，該圖案化器件用來在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以提供一經圖案化輻射光束。該微影設備進一步包含：一透鏡，其用於以介於0.5倍與2倍之間的一放大率將輻射光束投影於該圖案化器件處；一基板台，其在該支撐結構下游，該基板台用於固持一基板；及一投影系統，其用於以0.5倍之一放大率將該經圖案化輻射光束投影於該基板之一目標部分處。
舉例而言，該微影設備可包含具有0.5倍之一放大率的一透鏡及具有0.5倍之一放大率的一投影系統。在另一實例中，該微影設備可包含具有1.5倍之一放大率的一透鏡及具有0.5倍之一放大率的一投影系統。在一另外實例中，該微影設備可包含具有2倍之一放大率的一透鏡及具有0.5倍之一放大率的一投影系統。
在該透鏡及該投影系統兩者經配置以提供0.5倍之一放大率的情況下，由該透鏡及該投影系統兩者提供0.25倍之一組合放大率。此實施例可藉由允許在一單一掃描操作中掃描一圖案化器件之兩個經圖案化區域而特別有益。
該透鏡及該投影系統可經配置以合作性地致使該經圖案化輻射光束在該目標部分處的該微影設備之一非掃描方向上具有實質上介於25毫米與34毫米之間的一大小。以此方式，可使用標準基板及目標區域。舉例而言，標準晶粒常常在該非掃描方向上具有高達26毫米之一大小。
該微影設備可經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作中橫越一圖案化器件之一表面進行掃描，且可經配置以致使該輻射光束在該單一掃描操作期間橫越一基板之至少兩個目標區域進行掃描。
以此方式，可在一單一掃描操作中圖案化一基板(例如，一晶圓)之至少兩個目標區域(例如，兩個晶粒或曝光場)。以此方式，與一習 知透鏡及投影系統配置相比較，可縮減(例如，減半)使該輻射光束遍及該圖案化器件進行掃描之一速度，同時仍達成一增加之產出率。
該微影設備可進一步經配置以致使該輻射光束至少橫越一圖案化器件之一第一經圖案化區域及一第二經圖案化區域進行掃描，該第一經圖案化區域及該第二經圖案化區域在該微影設備之一掃描方向上彼此鄰近地安置。該微影設備可經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作中橫越該第一經圖案化區域及該第二經圖案化區域兩者進行掃描。
該微影設備可經配置以致使該輻射光束以一第一速度橫越一圖案化器件之一表面進行掃描，及致使該經圖案化輻射光束以一第二速度橫越該基板之一目標部分進行掃描。該第一速度可比該第二速度大兩倍以上。
以此方式，可將產出率進一步增加至藉由步進時間之縮減而提供的增加。
根據一第三態樣，提供一種方法，其包含：以介於0.5倍與2倍之間的一放大率將一輻射光束投影於一圖案化器件處以在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案；及以0.5倍之一放大率將該經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上。
該經圖案化輻射光束可在該目標部分處的該微影設備之一非掃描方向上具有實質上介於25毫米與34毫米之間的一大小。
該方法可進一步包含：致使該輻射光束在一單一掃描操作中橫越該圖案化器件之表面進行掃描；及致使該經圖案化輻射光束在該單一掃描操作期間橫越該基板之至少兩個目標區域進行掃描。
該方法可進一步包含：致使該輻射光束以一第一速度橫越該圖案化器件之一表面進行掃描；及致使該經圖案化輻射光束以一第二速度橫越該基板進行掃描。
該方法可進一步包含提供包含一第一經圖案化區域及一第二經圖案化區域之一圖案化器件，該第一經圖案化區域及該第二經圖案化區域在該微影設備之一掃描方向上彼此鄰近。
該方法可進一步包含致使該輻射光束在一單一掃描操作中橫越該第一經圖案化區域及該第二經圖案化區域兩者進行掃描。
該第一速度可比該第二速度大兩倍以上。以此方式，可達成額外產出率增加。
應瞭解，此描述中在本發明之一個態樣之內容背景中呈現的特徵可同等地應用於本發明之其他態樣。
應瞭解，可以任何便利方式(包括借助於合適硬體及/或軟體)來實施本發明之態樣。舉例而言，可使用適當硬體組件來產生經配置以實施本發明之實施例的切換器件。替代地，可程式化器件可經程式化以實施本發明之實施例。本發明因此亦提供合適電腦程式以用於實施本發明之態樣。此等電腦程式可攜載於包括有形載體媒體(例如，硬碟、CD ROM等等)及無形載體媒體(諸如，通信信號)之合適載體媒體上。本發明亦提供用於操作切換器件之方法。
10‧‧‧物件平面
20‧‧‧照明場
21‧‧‧圖案化器件
22‧‧‧照明場
23‧‧‧經圖案化區域
24‧‧‧經圖案化區域
25‧‧‧經圖案化區域
50‧‧‧圖案化器件
51‧‧‧經圖案化區域
52‧‧‧經圖案化區域
60‧‧‧圖案化器件
61‧‧‧經圖案化區域
62‧‧‧經圖案化區域
63‧‧‧經圖案化區域
A‧‧‧尺寸/大小
A/1.6‧‧‧尺寸/大小
A/2‧‧‧尺寸/大小
A/2.4‧‧‧尺寸/大小
A/4‧‧‧尺寸/大小
AM‧‧‧調整構件/調整機構
B‧‧‧尺寸/大小
B/2‧‧‧尺寸/大小
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧尺寸/大小(圖2、圖3A、圖3B)/目標部分(圖1)
C/1.6‧‧‧尺寸/大小
C/2‧‧‧尺寸/大小
C/2.4‧‧‧尺寸/大小
C/4‧‧‧尺寸/大小
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
M1‧‧‧圖案化器件對準標記
M2‧‧‧圖案化器件對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧支撐結構/物件台
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PB‧‧‧輻射光束/雷射光束
PL‧‧‧投影系統/投影透鏡
PM‧‧‧第一定位器件
PW‧‧‧第二定位器件
REMA‧‧‧比例光罩-光罩
RMS‧‧‧比例光罩遮蔽系統
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台/物件台
現在將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：- 圖1為包含照明器之微影設備的示意性說明；- 圖2為投影至圖1之微影設備之圖案化器件上之照明場的示意性說明；及- 圖3A及圖3B為投影至具有旋轉式經圖案化區域之圖案化器件上之照明場及投影至基板之旋轉式目標區域上之對應影像場的示意性說明。
儘管可在本文中特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用，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、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，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「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)或度量衡工具或檢驗工具中處理本文中所提及之基板。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，以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語基板亦可指已經含有多個經處理層之基板。
如本文中所使用之術語「第一」、「第二」等等並不代表時間或排序關係，除非另有指示。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指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產生圖案的器件。應注意，被賦予至輻射光束之圖案可不確切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產生之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。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，以及各種混合式光罩類型。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；以此方式，經反射光束被圖案化。
支撐結構固持圖案化器件。支撐結構以取決於圖案化器件之定 向、微影設備之設計及其他條件(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。支撐件可使用機械夾持、真空或其他夾持技術，例如，在真空條件下之靜電夾持。支撐結構可為框架或台，例如，其可根據需要而固定或可移動，且其可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於(例如)所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤流體之使用或真空之使用的其他因素的各種類型之投影系統，包括折射光學系統、反射光學系統及反射折射光學系統。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。
照明系統亦可涵蓋用於導向、塑形或控制輻射光束的各種類型之光學組件，包括折射、反射及反射折射光學組件，且此等組件亦可在下文被集體地或單個稱作「透鏡」。微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上支撐結構)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。
微影設備亦可屬於如下類型：其中基板浸潤於具有相對高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。
圖1示意性地描繪根據本發明之特定實施例的微影設備。該設備包含：- 照明系統(照明器)IL，其用以調節輻射光束PB(例如，UV輻射)；- 支撐結構MT，其用以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA，且連接至用以相對於項目PL來準確地定位該圖案化 器件之第一定位器件PM；- 基板台(例如，晶圓台)WT，其用於固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至用於相對於項目PL來準確地定位該基板之第二定位器件PW；及- 投影系統(例如，折射投影透鏡)PL，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束PB之圖案成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
如此處所描繪，該設備屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，該設備可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)。
照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源為準分子雷射時，源與微影設備可為分離實體。在此等狀況下，不認為源形成微影設備之部分，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為設備之整體部分。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。
應理解，如本文中所使用之術語「上游」及「下游」係關於沿著光學路徑之相對位置，其中「上游」係關於光學上較接近於源SO之位置。即，若第一組件被描述為在第二組件「上游」，則應理解，第一組件相比於第二組件光學上較接近於源SO。
照明器IL可包含用於調整光束之角強度分佈的調整構件AM。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通常包含各種其他組件，諸如，用以將輻射光束導向至圖案化器件MA之比例光罩遮蔽系統(reticle masking system)RMS及比例光罩-光罩(Reticle Mask,REMA)透鏡(或物鏡)。比例光罩遮蔽系統RMS界定 物件平面10，且REMA透鏡將該物件平面成像於圖案化器件MA上以界定照明場20。照明器IL因此提供經調節輻射光束PB，其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
雖然在圖1中被展示為照明器IL之部分，但比例光罩遮蔽系統及REMA透鏡中之任一者或兩者在一些實施例中可被認為與照明器IL分離。另外，應瞭解，雖然本文中使用術語「透鏡」，但REMA透鏡可包含複數個光學元件，其包括複數個透鏡、鏡面等等。
輻射光束PB入射於圖案化器件(例如，光罩)MA上，圖案化器件MA固持於支撐結構MT上。詳言之，輻射光束PB界定照明場20(圖2示意性地所說明)。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，光束PB傳遞通過投影透鏡PL，投影透鏡PL將輻射光束PB聚焦至基板W之目標部分C上。基板W之經照明部分可被稱作影像場。憑藉第二定位器件PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。相似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其在圖1中未被描繪)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光束PB之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，將憑藉形成定位器件PM及PW之部分的長衝程模組(粗定位)及短衝程模組(精定位)來實現物件台MT及WT之移動。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。
在將被賦予至光束PB之圖案投影至目標部分C上(亦即，單次動態曝光)時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WT(在圖1所描繪之空間軸線的x維度上)。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相對於支撐結構MT之速度及方向。曝光場之最大的大小在單次動態曝光中限制目標部分之寬度(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)。
在一實施例中，將由REMA透鏡及投影系統PL中之每一者提供的放大率修改為使得由REMA透鏡及投影系統PL之組合施加的總放大率保持恆定。舉例而言，與現有REMA透鏡相比較，該REMA透鏡使物件平面10成像之放大率的量可被縮減到1/2。
作為實例，在微影設備之REMA透鏡提供1倍之放大率(亦即，不致使輻射光束PB之影像的大小增加或減低)的情況下，由該REMA透鏡提供之放大率可被減半。即，在微影設備提供具有1倍之放大率的REMA的情況下，經修改REMA透鏡可提供0.5倍之放大率。即，經修改REMA透鏡可經配置以將輻射光束PB之橫截面積縮減到1/2。在此實例中，假定比例光罩遮蔽系統RMS經配置以將矩形輻射光束提供至在非掃描維度(圖1所提供之空間軸線中的Y維度)上具有尺寸A且在掃描維度(圖1所提供之空間軸線中的X維度)上具有尺寸B之REMA透鏡，則在圖案化器件MA處，由該REMA透鏡提供之照明場20將在非掃描維度上具有尺寸A/2且在掃描維度上具有尺寸B/2。
亦修改由投影系統PL提供之放大率。詳言之，將由投影系統PL提供之放大率修改為使得在物件平面10與基板W上之影像場之間保持雷射光束PB之放大率的相同總位準。因此，在由REMA透鏡提供之放大率被減低到1/2的以上實例中，投影系統PL之放大率被增加到2倍。舉例而言，在原始投影系統PL經配置以提供0.25倍之放大率的情況下，經修改投影系統PL經配置以提供0.5倍之放大率。即，經修改投影透鏡PL經配置以將自REMA透鏡接收之輻射光束PB的橫截面積縮減到1/2。
此與習知投影透鏡形成對比，習知投影透鏡常常經配置以提供0.25倍之放大率。提供0.25倍之放大率需要複雜且因此高成本的投影透鏡配置。然而，在本發明所描述之實施例中，因為由REMA透鏡提供之放大率被減半，所以可運用相對簡單的投影系統PL而在物件平 面10與基板W上之影像場之間達成0.25倍之總放大率。
出於比較目的，在圖2中之圖案化器件21上示意性地描繪由圖1之實施例提供的照明場及由習知微影設備提供之照明場。一般而言，圖案化器件(例如，光罩、比例光罩)具有標準大小以允許將圖案化器件收納於微影設備內。如由習知REMA透鏡產生之照明場22在非掃描方向上具有大小A且在掃描方向上具有大小B。支撐結構MT之掃描致使照明場22遍及在非掃描方向上具有大小A且在掃描方向上具有大小C之單一經圖案化區域23(包含待成像於基板之目標部分上的圖案)進行掃描。因而，照明場22在每一掃描遍次中橫穿經圖案化區域23一次。
亦描繪由包含一REMA透鏡的圖1之照明器IL提供的照明場20，該REMA透鏡經配置以將1/2之縮小率應用於在該REMA透鏡處自比例光罩遮蔽系統RMS接收之輻射光束。照明場20在非掃描方向上具有大小A/2且在掃描方向上具有大小B/2。支撐結構MT之移動致使照明場20在單一掃描遍次中遍及兩個經圖案化區域24、25進行掃描。應瞭解，因為照明場20為該大小的一半，所以經圖案化區域24、25中之每一者上的特徵在掃描方向及非掃描方向兩者上為單一經圖案化區域23上之特徵之大小的一半。
因而，對於速度之一半的掃描遍次，圖1之照明器IL能夠在由習知微影設備掃描單一經圖案化區域23所花費之相同時間內掃描圖案化器件MA之經圖案化區域24、25中的一者。
另外，在已掃描第一經圖案化區域24的情況下，照明器IL能夠立即繼續掃描另外經圖案化區域25而不執行步進操作。因而，步進操作之數目(及因此，總步進時間)被縮減到1/2。因而，可增加微影設備之產出率而不管支撐結構之掃描速度的減低。
另外，藉由將支撐結構之速度縮減到1/2，在掃描期間需要支撐 結構之較低加速度(及減速度)。較低加速度可有助於防止圖案化器件在掃描期間且尤其是在方向改變期間滑脫。
另外，藉由反向地修改由投影透鏡PL及REMA透鏡提供之放大率，基板W處之影像場的大小保持相同。因而，可利用標準大小之基板及晶粒。舉例而言，基板上之晶粒通常為26毫米×33毫米。
應瞭解，在投影透鏡經配置以提供0.25倍之放大率的習知微影設備中，以比基板台WT之掃描速度大四倍的掃描速度掃描支撐結構MT。在圖1之實施例(其中REMA透鏡之放大率被減半)中，僅需要以基板台WT之速度的兩倍掃描支撐結構MT。因而，藉由提供縮小REMA透鏡與縮小投影透鏡PL之組合，可達成支撐結構MT之掃描速度的縮減，同時歸因於步進時間之縮減而達成較高產出率(例如，在預定時間段內圖案化之晶粒的數目)。
再次參看圖2，若使用掃描速度V以使照明場22在經界定掃描時段內遍及經圖案化區域23進行掃描，則可使用掃描速度V/2以使照明場20在同一掃描時段內遍及經圖案化區域24、25中之一者進行掃描。藉由縮減支撐結構MT之掃描速度，可使用較簡單且因此較不昂貴的圖案化器件掃描系統。
另外，可藉由保持支撐結構MT之掃描速度且將基板台WT之掃描速度增加到2倍而達成產出率之進一步增加。以此方式，可在習知微影設備中掃描單一經圖案化區域23所花費之時間內掃描兩個經圖案化區域24、25。因此，在此狀況下，由每一經圖案化區域之掃描速度增加及步進時間之縮減兩者引起產出率改良。
另外，藉由提供具有增加之放大率的投影透鏡PL與具有對應縮減之放大率的REMA透鏡之組合，可在不更換該REMA透鏡上游的微影設備之任何組件的情況下達成上文所描述之成本、複雜性及產出率改良。即，舉例而言，源SO、光束遞送系統BD、調整機構AM及比 例光罩遮蔽系統RMS可全部屬於標準組態(例如，好像被組態為搭配標準REMA透鏡及標準0.25倍放大率投影透鏡而使用)。因而，可出於(例如)較高產出率起見而在不替換REMA透鏡上游之任何組件的情況下相對容易地修整現有微影設備。
雖然以上實例涉及將具有提供單位放大率(1倍之放大率)之REMA透鏡與提供0.25倍之放大率的投影系統PL之組合的微影設備修改為使得提供具有提供0.5倍放大率之REMA透鏡與提供0.5倍放大率之投影系統PL的微影設備，但應瞭解，其他微影設備包含提供不同放大率之REMA透鏡及投影系統。包含具有單位放大率之REMA透鏡的微影設備可為通常被稱為浸潤微影設備之微影設備。因此，在一實施例中，提供一種具有放大率為0.5倍之REMA透鏡及放大率為0.5倍之投影系統的浸潤微影設備。
舉例而言，在一些實施例中，微影設備(例如，「乾式」或非浸潤設備)可包含具有介於3倍至4倍之間的放大率的REMA透鏡與提供0.25倍之放大率的投影系統PL之組合。因此，在一實施例中，可提供一種包含具有介於1.5倍至2倍之間的放大率的REMA透鏡及具有0.5倍之放大率的投影系統PL之微影設備。
更一般化地，REMA透鏡可提供第一非單位放大率且投影系統PL可提供第二非單位放大率，使得在比例光罩遮蔽系統RMS與基板W之間提供所要的總放大率(縮小率)。以此方式，可在不更換REMA透鏡上游之組件的情況下獲得具有所要大小(例如，在非掃描維度上為26毫米)之影像場。
另外，雖然上述實例實施例涉及將由REMA透鏡提供之放大率縮減到1/2，而同時地將由投影系統PL提供之放大率增加到2倍，但可將由REMA透鏡及投影系統中之每一者提供的放大率改變達不同量，同時在物件平面10與基板W上之影像之間保持相同的總放大率。舉例而 言，可將由REMA透鏡提供之放大率縮減到1/3(例如，自1倍至0.33倍)，而可將由投影系統PL提供之放大率增加到3倍(例如，自0.25倍至0.75倍)，同時在比例光罩遮蔽系統RMS與基板W之間保持0.25倍之總縮小率。
因此，更一般化地，可將由REMA透鏡提供之放大率縮減達第一因數，而可依第一因數增加由投影系統PL提供之放大率。
圖3說明第一因數經選擇以允許掃描「旋轉式」經圖案化區域以用於基板之兩個旋轉式目標部分上之曝光的實施例。在圖3之實例中，假定原始REMA透鏡提供1倍之放大率，而原始投影系統PL提供0.25倍之放大率。為了在基板上提供旋轉式目標部分，使基板在安裝於基板台WT上之前旋轉。
參看圖3A，圖案化器件50包含兩個經圖案化區域51、52。圖案化器件50在非掃描方向上具有尺寸A且在掃描方向上具有尺寸C(沿圖3之頁面向上/向下)。然而，每一經圖案化區域51、52在掃描方向上佔據為近似A/1.6之區域且在非掃描方向上佔據為近似C/1.6之區域(在圖3中自左至右)。舉例而言，在比例光罩遮蔽系統RMS提供具有尺寸A=104毫米及B=132毫米之物件平面10的情況下，每一經圖案化區域51、52在掃描方向上具有近似65毫米之尺寸且在非掃描方向上具有近似82.5毫米之尺寸。此實例實施例可使用具有0.39倍之放大率的投影透鏡PL。
由REMA透鏡及投影系統PL提供之放大率經修改以在基板處提供在非掃描方向上為C/4之影像場以針對每一目標區域而遍及在掃描方向上為A/4之區域進行掃描。因此，在使用以上實例尺寸的情況下，經修改投影系統PL在基板處提供在非掃描方向上為33毫米之影像場。
應瞭解，儘管原始REMA透鏡及原始投影系統PL提供0.25倍之組 合放大率，但因為基板處之影像場已在非掃描方向上增加達7毫米，所以REMA透鏡及投影系統PL之組合放大率增加(增加到近似1.27倍)。
圖3B說明一相似實施例，其中第一因數經選擇以允許掃描三個旋轉式經圖案化區域以用於基板之三個旋轉式目標部分上之曝光。
參看圖3B，圖案化器件60包含三個經圖案化區域61、62、63。圖案化器件60在非掃描方向上具有尺寸A且在掃描方向上具有尺寸C。然而，每一經圖案化區域61、62、63在掃描方向上佔據為近似A/2.4之區域且在非掃描方向上佔據為近似C/2.4之區域。舉例而言，在比例光罩遮蔽系統RMS提供具有尺寸A=104毫米及B=132毫米之物件平面10的情況下，每一經圖案化區域61、62、63在非掃描方向上具有近似55.8毫米之尺寸且在掃描方向上具有近似44毫米之尺寸。此實例可使用具有0.59倍之放大率的投影透鏡PL。
由REMA透鏡及投影系統PL提供之放大率經修改以在基板處提供在非掃描方向上為C/4之影像場以針對每一目標區域而遍及在掃描方向上為A/4之區域進行掃描。因此，在使用以上實例尺寸的情況下，經修改投影系統PL在基板處提供在非掃描方向上為33毫米之影像場。
如在圖3A之實例中一樣，應瞭解，儘管原始REMA透鏡及原始投影系統PL提供0.25倍之組合放大率，但因為基板處之影像場已在非掃描方向上增加達7毫米，所以REMA透鏡及投影系統PL之組合放大率增加(增加到近似1.27位)。
另外，雖然在上文所描述之實施例中，REMA透鏡及投影系統兩者提供非單位放大率(非1倍放大率)，但在一些實施例中，投影系統經配置為使得提供1倍之放大率。舉例而言，對於提供0.25倍之放大率的投影系統PL，第一因數可為4，使得由投影系統PL提供之放大率 為1倍。此情形允許使用特別簡單的投影透鏡配置。另外，在投影透鏡不向雷射光束PB提供縮小率的情況下，可以與支撐結構MT相同的速度掃描基板台WT。
在上文所描述之實施例中，修改(例如，修整)現有微影設備。舉例而言，在描述可縮減REMA透鏡之放大率的情況下，可藉由修改或替換現有微影設備內之REMA透鏡而達成此縮減。其他實施例包含運用已經具有所要放大率品質之REMA透鏡及投影系統而產生的微影設備。舉例而言，在一實施例中，可產生具有提供0.5倍之放大率的REMA透鏡及提供0.5倍之放大率的投影系統之微影設備。另外，促進了新微影設備之製造，此係因為可重新使用光學柱(諸如，比例光罩遮蔽系統等等)之其他組件。
儘管可在本文中在微影設備之內容背景中特定地參考本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他設備中。本發明之實施例可形成如下各者之部分：光罩檢驗設備、度量衡設備，或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件的任何設備。此等設備通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
儘管可在本文中特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能的其他應用包括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。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟件或其任何組合予以實施。本發明之實施例亦可被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，其可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如，計算器件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體 (RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等等)；及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此等描述僅僅係出於便利起見，且此等動作事實上係由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他器件引起。
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。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。

Claims (24)

  1. 一種修改一微影設備之方法，該微影設備包含：一照明系統，其用於提供一輻射光束；一支撐結構，其在該照明系統下游(downstream)，該支撐結構用於支撐一圖案化器件，該圖案化器件用來在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以提供一經圖案化輻射光束；一第一透鏡，其用於以一第一放大率將該輻射光束投影於該圖案化器件處；一基板台，其在該支撐結構下游，該基板台用於固持一基板；及一第一投影系統，其用於以一第二放大率將該經圖案化輻射光束投影於該基板之一目標部分處，該第一透鏡及該第一投影系統一起提供一第三放大率，該方法包含：依一第一因數(factor)縮減由該第一透鏡提供之該第一放大率以提供用於以一第四放大率投影該輻射光束之一第二透鏡；及依該第一因數增加該第二放大率以提供用於以一第五放大率將該經圖案化輻射光束投影於該基板之該目標部分處之一第二投影系統。
  2. 如請求項1之方法，其中該第一透鏡經配置以提供介於1倍與4倍之間的一放大率，且其中該第一因數大於1且小於或等於4。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該第一投影系統經配置以提供0.25倍之一放大率，且其中該第一因數大於1且小於或等於4。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該第一透鏡經配置以提供1倍之一放大率，且該第一投影系統經配置以提供0.25倍之一放大率；且其中該第一因數為2，使得該第二透鏡經配置以提供0.5倍之一放大率，且該第二投影系統經配置以提供0.5倍之一放大率。
  5. 如請求項1或2之方法，其中該第一透鏡及該第一投影系統經配 置以合作性地致使該經圖案化輻射光束在該目標部分處的該微影設備之一非掃描方向上具有實質上介於25毫米與27毫米之間的一大小，且其中該第二透鏡及該第二投影系統經配置以合作性地致使該經圖案化輻射光束在該目標部分處的該微影設備之一非掃描方向上具有實質上介於25毫米與34毫米之間的一大小。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該微影設備經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作中橫越一基板之一單一目標區域進行掃描，且該經修改微影設備經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作期間橫越一基板之至少兩個目標區域進行掃描。
  7. 如請求項1或2之方法，其中該微影設備經配置以致使該輻射光束以一第一速度橫越一圖案化器件之一表面進行掃描，及致使該經圖案化輻射光束以一第二速度橫越該基板之一目標部分進行掃描，且該方法包含依該第一因數縮減該第一速度。
  8. 如請求項1或2之方法，其中該經修改微影設備經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作中至少橫越一圖案化器件之一第一經圖案化區域及一第二經圖案化區域進行掃描，該第一經圖案化區域及該第二經圖案化區域在該經修改微影設備之一掃描方向上彼此鄰近地安置。
  9. 如請求項1或2之方法，其中該第二透鏡及該第二投影系統一起提供該第三放大率。
  10. 如請求項1或2之方法，其中該第二透鏡及該第二投影系統一起提供大於該第三放大率之一第六放大率。
  11. 如請求項10之方法，其中該第六放大率比該第三放大率大近似1.27倍。
  12. 一種微影設備，其包含： 一照明系統，其用於提供一輻射光束；一支撐結構，其在該照明系統下游，該支撐結構用於支撐一圖案化器件，該圖案化器件用來在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以提供一經圖案化輻射光束；一透鏡，其用於以一第一因數縮減之放大率將該輻射光束投影於該圖案化器件處；一基板台，其在該支撐結構下游，該基板台用於固持一基板；及一投影系統，其用於以該第一因數增加之放大率將該經圖案化輻射光束投影於該基板之一目標部分處。
  13. 如請求項12之微影設備，其中該透鏡及該投影系統經配置以合作性地致使該經圖案化輻射光束在該目標部分處的該微影設備之一非掃描方向上具有實質上介於25毫米與34毫米之間的一大小。
  14. 如請求項12或13之微影設備，其中該微影設備經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作中橫越一圖案化器件之一表面進行掃描，且該微影設備經配置以致使該輻射光束在該單一掃描操作期間橫越一基板之至少兩個目標區域進行掃描。
  15. 如請求項12或13之微影設備，其中該微影設備經配置以致使該輻射光束以一第一速度橫越一圖案化器件之一表面進行掃描，及致使該經圖案化輻射光束以一第二速度橫越該基板之一目標部分進行掃描。
  16. 如請求項12或13之微影設備，其中該微影設備經配置以致使該輻射光束在一單一掃描操作中至少橫越一圖案化器件之一第一經圖案化區域及一第二經圖案化區域進行掃描，該第一經圖案化區域及該第二經圖案化區域在該微影設備之一掃描方向上彼 此鄰近地安置。
  17. 如請求項15之微影設備，其中該第一速度比該第二速度大兩倍以上。
  18. 一種微影方法，其包含：以一第一因數縮減之一放大率將一輻射光束投影於一微影設備之一圖案化器件處以在該輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案；及以該第一因數增加之放大率將該經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上。
  19. 如請求項18之方法，其進一步包含：致使該輻射光束在一單一掃描操作中橫越該圖案化器件之一表面進行掃描；及致使該經圖案化輻射光束在該單一掃描操作期間橫越該基板之至少兩個目標區域進行掃描。
  20. 如請求項18或19之方法，其進一步包含：致使該輻射光束以一第一速度橫越該圖案化器件之一表面進行掃描；及致使該經圖案化輻射光束以一第二速度橫越該基板進行掃描。
  21. 如請求項18或19之方法，其進一步包含提供包含一第一經圖案化區域及一第二經圖案化區域之一圖案化器件，該第一經圖案化區域及該第二經圖案化區域在該微影設備之一掃描方向上彼此鄰近。
  22. 如請求項21之方法，其進一步包含致使該輻射光束在一單一掃描操作中橫越該第一經圖案化區域及該第二經圖案化區域兩者進行掃描。
  23. 如請求項19之方法，其中該第一速度比該第二速度大兩倍以上。
  24. 如請求項18或19之方法，其進一步包含致使該經圖案化輻射光 束在該目標部分處的該微影設備之一非掃描方向上具有實質上介於25毫米與34毫米之間的一大小。
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