TWI624733B - 用於曝光工具的干涉儀模組的校準 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於使用於曝光工具之干涉儀模組的校準。一校準方法係被提供以用於將一干涉儀對著該工具、同時在該工具外面校準。更者，本發明提供一雙干涉儀模組，使用於該校準方法的一校準框架，以及提供具有第一安裝表面以用於與干涉儀模組之第二安裝表面合作性嚙合的一曝光工具。

Description

用於曝光工具的干涉儀模組的校準
本發明係關於用於曝光工具的干涉儀模組的校準。
包含一光柱以及用於攜帶欲被曝光之目標與用於將該目標相對於該光柱來移動之一目標載體的曝光工具，其係經常包含用於正確決定在該曝光工具內之目標位置的干涉儀。為了正確地運作，此一干涉儀必須與該曝光工具的其他部份校準，例如，與在該目標載體上的鏡子及/或與在該光柱上的鏡子。當更換干涉儀時，例如以用於進行其上的維修或者使工具升等，該更換干涉儀必須相對於該曝光工具來校準，特別相對於干涉儀發射其光束於其上之工具中的鏡子。當更換一干涉儀時，此一校準程序所需要的時間會增加該曝光工具的停機時間。
本發明之目的係為提供一干涉儀模組、方法與曝光工具，以用來減少在更換該曝光工具之干涉儀之期間內的停機時間。
根據第一態樣，本發明提供一種將使用於曝光工具之干涉儀模組事先校準的方法，該工具包含提供具有第一安裝表面的一框架以及用來反射一干涉儀光束的一鏡子，其中該模組包含用來發射一干涉儀光束的一干涉儀頭，且其 中該模組會被連接到第二安裝表面以用於與該第一安裝表面合作性嚙合，該方法包含相對於該曝光工具以外之該第二安裝表面來校準該模組的的方位，其中該模組相對於該第二安裝表面之該方位，其係依據該第一安裝表面相對於該鏡子的預定方位來校準。此一預定方位包含該第一表面相對於該鏡子的角度方位及/或位置方位。當該干涉儀在該曝光工具以外被事先校準時，不再需要將更換干涉儀校準，一旦它被安裝在曝光工具中的話。結果，該曝光工具的停機時間則會被明顯減少。基本上，該模組的第二安裝表面包含三各別安裝表面，且該曝光工具的第一安裝表面包含相應數目的各別安裝表面。
在一實施例中，該方法進一步包含將該校準模組安裝在該曝光工具中的步驟。基本上，當以更換模組來更換被安裝在一工具中的干涉儀模組時，本方法會被進行；首先，該更換模組會被校準，同時其他模組仍會被安裝在曝光工具中，且然後，在該更換模組已經被校準以後，其他模組會自該工具移除且該校準模組會被安裝在該工具中。該工具隨後可持續操作而不需進一步校準在該工具中的更換模組。
在一實施例中，該校準包含：提供一間隔隔開該曝光工具的校準框架，該框架包含用於與該第二安裝表面合作性嚙合的第三安裝表面，以及用於感應由該干涉儀頭所發射之光束是否被發射到一預定位置的一感應器，該校準進一步包含以該第二安裝表面將該模組安裝在該校準框架的 該第三安裝表面上、以該干涉儀頭來發射光束以及調整該模組相對於該第二安裝表面的方位以將該光束放置在該預定位置上。
在一實施例中，該方法進一步包含使用一刀刃，其係被配置以當該模組被安裝在該校準框架中時部份阻擋該光束延伸到該感應器，其中該調整步驟包含當該感應器所感應之該光束的能量實質等於該光束之預定分率的總光束能量時，該光束係在該預定位置中。該預定分率較佳地為該光束之總光束能量的50%。本方法允許簡單光感應器的使用，譬如光二極體，以正確地決定該光束是否在該預定位置中。該刀刃相對於該感應器與相對於第三安裝表面的位置較佳地係為已知。
在一實施例中，該干涉儀係為差分干涉儀，其係適用於發射該光束以當作測量光束以及適用於發射一對應參考光束，其中該校準框架包含用來感應該參考光束之位置的一感應器，該方法包含調整相對於該測量與參考光束所發射入方向的該模組方位，以致於該光束感應表面所感應之該光束能量的總合能夠實質等於該光束之預定分率的總光束能量。本方法允許校準一差分干涉儀，以致於能夠將從參考光束與相應測量光束所形成組合光束的最大測量能量最佳化。
在一實施例中，該預定分率實質為50%。
在一實施例中，該曝光工具之該第一安裝表面及/或該校準框架之該第三安裝表面適於形成具有該干涉儀模組之 該第二安裝表面的動態裝配。當自由度(自由運動軸)數目與被施加到該裝配之物理限制數目總共為六的時候，一裝配可被稱為動態。例如，該干涉儀模組可被提供具有三動態球，且該曝光工具可包含一界面板81，其係面對該干涉儀模組並且提供具有一〝錐體、溝槽與平坦〞第一安裝表面，如例如顯示於國際專利申請案案號2010/021543的圖式10A中，其係以引用的方式被包括在此。
在一實施例中，該模組包含一進一步干涉儀頭，其係被配置以發射實質垂直該光束的進一步光束，其中該校準進一步包含：依據該第一安裝表面的預定方位，來校準相對於該曝光工具外面之該第二安裝表面的該進一步干涉儀頭方位，其中該干涉儀頭與該進一步干涉儀頭的方位會被調整，以致於該干涉儀頭所發射的該光束以及該進一步干涉儀頭，能夠彼此以實質預定的角度來傾斜。
在一實施例中，該預定角度係為90度。
在一實施例中，該校準包含校準該光束與該進一步光束，以致於它們能夠相交。
根據第二態樣，本發明提供一種曝光工具，其係包含：用於將一或更多曝光光束投影在目標上的投影光學，包含適於相對於該投影光學來移動該目標之目標載體的一目標放置系統，其中該目標載體提供具有一鏡子，具有一實質預定方位的第一安裝表面，適於測量在該工具內之該目標位移的一干涉儀模組，該干涉儀模組包含適於與該第一安 裝表面合作性嚙合的第二安裝表面，其中該目標放置系統適於依據該測量位移來移動該目標，其中該曝光工具與干涉儀模組適於將該干涉儀模組的該第二安裝表面可鬆開地安裝在該曝光工具的該第一安裝表面上，以致於該第二安裝表面能夠相對於該第一安裝表面地被校準。
較佳地，該曝光工具係提供具有根據以上所說明方法來校準的干涉儀模組。
在一實施例中，該曝光工具進一步包含可鬆開夾持構件，其係用於對著該第一安裝表面來可鬆開地夾持該干涉儀模組的該第二安裝表面。該夾持構件較佳地包含快速鬆開的夾持構件。
在一實施例中，該可鬆開夾持構件包含一板片彈簧，其係適於將該第二安裝表面對著該第一安裝表面偏置。
在一實施例中，其中該曝光工具包含用於接收該干涉儀模組的一容納部份，其中該容納部份包含該第一安裝表面。
在一實施例中，該容納部份包含提供具有允許該干涉儀所發出光束通過之通道的一牆。
在一實施例中，該第一安裝表面包含三間隔隔開的平面鄰接表面，以用於鄰接該第二安裝表面，其中該鄰接表面的該平面會相交於與該投影光學具有一距離的位置上，該距離實質大於沿著該干涉儀頭所發出光線方向之該干涉儀頭對該投影光學的距離。
在一實施例中，該第一安裝表面包含平行該鄰接表面 而延伸的溝渠。
根據第三態樣，本發明提供有使用於在此所說明之曝光工具的干涉儀模組，該干涉儀模組則包含用於發出光束的一干涉儀頭，用於與該曝光工具之該第一安裝表面合作性嚙合的第二安裝表面，以及用於調整該干涉儀頭相對於該第二安裝表面之方位的調整構件。
在一實施例中，該干涉儀頭係為第一干涉儀頭，該模組進一步包含配置以用於發出與該第一干涉儀頭所發出光束實質垂直之光束的第二干涉儀頭，以及用於調整該第二干涉儀頭相對於該第二安裝表面之方位的第二調整構件。
在一實施例中，該干涉儀模組係實質為L型，該第一與第二干涉儀頭每一個則被配置在該L型模組的不同腳部上，以用於朝彼此來發射光束。
在一實施例中，該第二安裝表面係被配置在該L型模組的角落上。
在一實施例中，其中該調整構件包含許多調整面板。
根據第四態樣，本發明提供一用於事先校準一干涉儀模組的校準框架，其中該模組包含用來發射一光束的一干涉儀頭、用於與間隔隔開該校準框架之曝光工具之第一安裝表面合作性嚙合的第二安裝表面、該校準框架則包含用於與該第二安裝表面合作性嚙合的第三安裝表面以及用於感應該干涉儀頭所發出之光束位置的一感應器。
在一實施例中，該第三安裝表面適於形成具有該第二安裝表面的動態裝配。
在一實施例中，該感應器係被配置以當該第二安裝表面嚙合該第三安裝表面時使該入射光束直接入射其上。
在一實施例中，該感應器係被配置在相關於該第三安裝表面的預定位置上。
在一實施例中，該感應器包含用來感應入射於上之一光束的一光束感應表面。
在一實施例中，該校準框架進一步包含一刀刃，其係被配置於該模組與該光束感應表面之間並且相鄰該光束感應表面。
在一實施例中，該光束感應表面會大於或等於該光束之垂直截面的區域。
在一實施例中，該校準框架進一步包含一或更多額外感應器，其係與該感應器間隔隔開並且適於感應由該干涉儀模組所發出之一或更多額外光束之一或更多額外光束點的位置。
總之，本發明係關於使用於曝光工具之干涉儀模組的校準。一校準方法係被提供以用於對著該工具同時在該工具以外來校準干涉儀。更者，本發明提供一雙干涉儀模組、使用於在此所說明之校準方法的一校準框架以及一曝光工具，其係提供具有第一安裝表面以用於與被事先校準之干涉儀模組的第二安裝表面合作性嚙合。
在本說明書中所說明與顯示的種種態樣與特徵儘可能可被各別地應用。這些各別態樣，特別是在附加附屬項申請專利範圍中所說明的態樣與特徵，其係可使之服從於分 開的專利申請案。
圖1A顯示根據本發明所設計的微影系統1。該系統包含具有光軸37之光柱36係被安裝到的一框架4。該光柱適於將複數個曝光細光束10投影到目標7上。藉由選擇性地切換在其上或其選擇性曝光細光束，在光柱以下之目標的曝光表面會被圖案化。該目標會被放置在晶圓桌6上，其係依次會被放置在夾具66上，該夾具則可藉由其上放置夾具66的階台9而可相關於光柱36來移動。在所示的實施例中，夾具、晶圓桌與階台會形成用於將目標7相關於光柱36來移動的一目標載體。
夾具66包含第一鏡子21，其係包含在該系統內之與目標7或其曝光表面實質在相同位準或高度的實質平面表面。光柱包含第二鏡子81，其係包含接近光柱之投影端的實質平面表面。
該系統進一步包含模組化干涉儀頭60，或者差分干涉儀模組，其係藉由動態裝配62、63、64而安裝到框架4。該模組化干涉儀頭60會發出參考光束Rb到第二鏡子81上，以及相關測量光束Mb到第一鏡子21上。雖然在本圖式中沒有顯示，但是參考光束卻包含三參考光束，且該測量光束包含三測量光束，且在第一鏡子81與第二鏡子21之間的相對移動可藉由評估在參考光束與其相關測量光束之間的干涉來測量。
三測量光束Mb與三參考光束Rb會自一雷射單元31起源，該雷射單元可供應一相干光束，其係並且可經由光學纖維92而耦合入干涉儀模組60，該光學纖維則會形成該模組60用的部份光束源。
圖1B概略地顯示圖1A的微影系統1，其中該微影系統包含真空外殼2。在該真空外殼2內，只有干涉儀頭60與其連接以及第一81與第二鏡子21會被顯示，雖然將令人理解到的是，圖1A的目標載體同樣地將被包含在真空室2內。
來自雷射31的光學纖維92會經過一真空饋入91而通過該真空室2之牆。代表在測量光束與它們相關參考光束之間干涉的訊號，其係會從干涉儀模組60、經由訊號線54而傳送出真空室2，其係會通過真空饋入61。
圖1C概略地顯示類似圖1A所示系統的微影系統，其中該系統係為一帶電顆粒光束微影系統，其係包含用來提供複數個帶電顆粒細光束的電子光學3，且其中該投影光學5包含複數個靜電透鏡，以用來將該帶電顆粒細光束各別地聚焦在該目標7的曝光表面上。該投影光學5包含致動器67，其係用來調整該投影光學相關於框架4的方位及/或位置。該系統進一步包含一訊號處理模組94，其係適於提供一位置及/或位移訊號到階台控制單元95，以用來控制階台11的移動。訊號會從干涉儀模組60與校準感應器57經由訊號線54、58(其係通過真空饋入61與59)而傳送到訊號處理模組94，其係會處理這些訊號，以提供一訊號來致 動該階台11及/或投影光學5。晶圓桌6以及因此因而所支撐目標7相關於投影光學5的位移，其係因此可被連續監視與校正。
在所示的實施例中，晶圓桌6可藉由可移動階台11經由動態裝配8來支撐，且該階台9可在朝著或遠離該干涉儀模組60的方向上相關於投影光學5來移動。該差分干涉儀模組60會朝著在投影光學上的鏡子來發射三參考光束，並且朝著在晶圓桌上的鏡子來發射三測量光束。
圖2A與2B各別顯示圖1A之干涉儀模組的前視圖與等角視圖。該干涉儀模組60包含動態裝配62、63、64，其係用於在將該模組安裝在框架期間內輕易且高度準確地校準該模組。干涉儀模組包含用來發射三相應參考光束rb1、rb2、rb3以及用來接收往回入該模組之反射的三孔洞71、72、73。干涉儀模組進一步包含三孔洞74、75、76，其係用來發射三相應的測量光束mb1、mb2、mb3，以及用來接收往回入該模組的反射。用來發出參考光束之孔洞73的位置與用來發出測量光束之孔洞75相距距離d5 4mm。孔洞71與72相隔一距離d1，孔洞72與73相隔一距離d2，孔洞74與75相隔一距離d3，其係等於距離d1，且孔洞75與76相隔一距離d4，其係等於距離d2。在所示的實施例中，距離d1、d2、d3、d4與d5係為中心間距，其係各別等於12、5、12、5與4毫米。在圖2B中，可以看見的是，第一參考光束rb1與第二參考光束rb2間隔第一平面，且第二參考光束rb2與第三參考光束rb3間隔一第二平面，其中 第二平面係相關於第一平面成角度α(沒顯示)90度。同樣地，第一測量光束mb1與第二測量光束mb2間隔第三平面，且第二測量光束mb2與第三測量光束mb3間隔第四平面，其中第三平面相關於第四平面實質呈相同角度α(沒顯示)。
為了促進在譬如微影系統之曝光工具中干涉儀模組的更換，本發明提供一曝光工具，其細節係顯示於圖3A中。工具300包含投影光學與在曝光期間內用於將一目標相對於該投影光學來移動的一目標載體，其係類似在圖1A、1B、1C所示的微影系統。圖3A顯示此一曝光工具300之實施例的細節，其係用於處理一目標，譬如晶圓。
干涉儀模組360係被容納於該工具的容納部份370。被偏置以各別對著容納部份370之第一安裝表面371、372、373來按壓干涉儀360之第二安裝表面361、362、363的板片彈簧374、375，其係會適當地將模組360固持於容納部份370。板片彈簧374、375會形成一快速鬆開夾具，以可鬆開地適當夾持在容納部份370中的干涉儀模組360。當彈簧對著第一安裝表面施加偏壓於第二安裝表面時，第二安裝表面相對於第一安裝表面的預定方位則會被確認。假如該干涉儀模組的方位相對於其第二安裝表面被正確地事先校準的話，那麼一旦該模組被插入於容納部份的話，測量光束mb與相應的參考光束rb則將對著該曝光工具(沒顯示)的各別測量與參考鏡子被正確地校準。
圖3B顯示被附著到框架301之容納部份370以及被安 裝在該容納部份370之模組360的頂部視圖。板片彈簧375適於對著第一安裝表面371、373的第一鄰接表面371a、373a而在方向X中施加一力於干涉儀模組360上，然而板片彈簧374則適於對著第一安裝表面373的第二鄰接表面373b而在垂直方向X的方向Y中施加一力於該模組上。
板片彈簧374、375的各別第一端點374a、375a會被固定地附著到容納部份370，然而該板片彈簧的各別第二端點374b、375b，其係可藉由將附著到該板片彈簧之該各別第二端點374b、375b的把手391或392移動而相對於容納部份370來移動，以遠離干涉儀模組360的各別第二安裝表面361與362。當板片彈簧374、375兩者都沒有對著相應第二安裝表面371或372來按壓第一安裝表面361或362的時候，該模組可從該容納部份370被輕易地移除。在將干涉儀模組360(例如更換模組)插入於容納部份370的期間內，板片彈簧374、375會被維持與該模組的第二安裝表面361、362、363間隔隔開。一旦該模組360被插入於容納部份370的話，該兩板片彈簧371、372則會被鬆開，以呈預定方位對著相應的第一安裝表面來夾持第二安裝表面361、362、363。
圖4A與4B顯示根據本發明所設計曝光工具或微影系統的頂視圖與側視圖，其中在此所說明的第一與第二差分干涉儀模組60A、60B係被配置以用於測量晶圓7相關於投影光學5的位移。該投影光學提供具有兩平面鏡子81A、81B，其係以彼此相關的90度角來配置。晶圓7係由晶圓 桌6所支撐，其係包含同樣以彼此相關的90度角來配置之兩平面鏡子21A與21B。第一差分干涉儀模組60A會發出三參考光束rb1、rb2、rb3在投影光學的鏡子81A上，並發出三測量光束於晶圓桌的鏡子21A上。同樣地，第二差分干涉儀模組60B會發出參考光束於投影光學的鏡子81B上，並發出測量光束於晶圓桌的鏡子21B上。
雖然根據本發明所設計的干涉儀頭60a、60b可相對於該相應鏡子81a、81b來校準，同時該模組係在該微影系統外面，但是令人希望的是，兩干涉儀亦可被彼此校對。
圖5A顯示一干涉儀模組500，其係包含具有第一腳部502與第二腳部503的L型外殼501。腳部502、503會牢固地彼此連接在角落部份504。雖然在所示的實施例中，腳部包含輕微重量與剛性材料，但是在其他實施例中，腳部卻以實質中空架構來形成，例如包含蜂巢結構，以提供剛性與輕微重量的結構。該干涉儀模組包含在此所說明的第一干涉儀頭510，其係附著到該第一腳部，以及在此所說明的一第二干涉儀頭530，其係附著到該第二腳部。第一與第二干涉儀頭510、530可各別藉由調整面板520、521、523與540、541與542而可調整地連接到腳部502、503。當該模組在曝光工具外面時，第一與第二干涉儀頭510、530可彼此校準，以致於它們能夠垂直及/或在相同位準地發出光束，以致於由第一干涉儀頭所發出的光束能夠與由第二干涉儀頭所發出的光束相交。使用於曝光工具之兩干涉儀頭的高度準確校準因此可在不需要接近該工具之下得到。
在L型外殼501之臂部502、503之末端上的角落部份，該外殼係提供具有呈動態球561、562、563形式的第二安裝表面，以用於與曝光工具之第一安裝表面合作性嚙合(見圖6A-6C與7A-7C)。在相同角落部份y，干涉儀係提供具有插口581、582、583，以用來容納曝光工具的拉伸彈簧座。因此，彈簧座係被使用來對著曝光工具的相應第一安裝表面來按壓動態球561、562、563。當彼此對著按壓時，動態球561、562、563與第一安裝表面會假定一預定位置，以致於在該曝光工具以外被事先校準的模組能夠被安裝在該曝光工具中，之後，其係可與該系統的剩下部份立即校準。
圖5B顯示圖5A之干涉儀頭510與調整面板520、521、522的細節。干涉儀頭係為適於發出三測量光束mb1、mb2、mb3與三相應參考光束rb1、rb2、rb3的差分干涉儀頭。該調整面板522會被固定地附著到腳部502。連同調整面板520與521，調整面板522會形成調整構件，其中該些面板彼此相對的方位可被調整。
圖6A概略地顯示呈溝渠571、572、573形式之第一安裝表面之底部的底部圖。同樣顯示地係為雙干涉儀模組，其係包含發出參考光束rb1、rb2的第一干涉儀頭510以及發出參考光束rb1’、rb2’的第二干涉儀頭530。干涉儀模組的動態球561、562、563適合各別直溝渠571、572、573。形成平面鄰接表面的溝渠571、572、573係彼此間隔隔開並各別具有邊側571a、571b、572a、572b以及573a、573b。點P例如係為靠近被附著到其中使用模組之一曝光工具的 投影透鏡之鏡子的一點。由動態球與溝渠所形成之動態裝配的熱中心，其係接近該點P。同樣地，在圖6B中，溝渠573與572則以對溝渠571之實質45度的角度來定位。不過，誠如在圖6C中所見到的，該溝渠的此方位允許模組繞著垂直軸X與Y的軸Z來轉動。結果，由該模組之干涉儀頭所測量的光束位移則將包含失誤。
在圖7A中，置放溝渠571、572、573的平面相交於位置C，其所具有到該投影光學P的距離，其係會實質大於沿著該干涉儀頭所發出之各別光束rb1、rb2與rb1’、rb2’之方向上該干涉儀頭510、530每一個到該投影光學的距離。結果，在圖7A所示之第一安裝表面571、572、573與第二安裝表面561、562、563的架構則會限制繞著該干涉儀模組的轉動。溝渠572與573之方向對著溝渠572之間的角度實質等於120度。
在圖7B中，當以頂部圖觀看時，置放溝渠的平面會相交於點C，其係實質與動態球561重疊。在此架構中，兩溝渠571、572實質彼此平行，同時其他溝渠573則與之垂直。此架構也限制干涉儀模組的轉動。
在圖7C中，動態球會靠著平面鄰接表面574、575、576來置放。當該模組的動態球561、562、563靠著這些鄰接表面被夾持時，該模組的轉動亦可被限制。
圖8A顯示根據本發明所設計之方法的流程圖，其係用於事先校準使用於曝光工具的干涉儀模組，其係包含提供具有第一安裝表面的框架以及用來反射一干涉儀光束的鏡 子，其中該模組包含用來發射一干涉儀光束的干涉儀頭，且其中該模組係被連接到第二安裝表面以用於與該第一安裝表面合作性嚙合。如在此所說明，該方法例如可使用干涉儀模組的曝光工具來進行。該方法包含相對於該曝光工具以外之該第二安裝表面來校準該模組之方位的步驟200，其中該模組相對於該第二安裝表面的該方位可依據該第一安裝表面相對於該鏡子的預定方位來校準。隨意地，該方法包含將該校準模組安裝在曝光工具中的進一步步驟210。因為該互動儀模組係在該曝光工具以外被校準，所以在該校準程序期間內，該曝光工具會維持在生產模式中，以減少該曝光工具的停機時間。在步驟210以後，該曝光工具可立即使用於曝光目的而不需要額外校準或校正該干涉儀模組。換句話說，本發明提供一種在該曝光工具之操作期間內用於事先校準一曝光工具用之更換干涉儀模組的方法。
圖2B顯示本發明之實施例，其中步驟200包含子步驟201-205。在步驟201中，校準框架會被提供，其係包含用於與該第二安裝表面合作的第三安裝表面，以及用於感應干涉儀頭所發出光束位置的感應器。該校準框架係被提供在與該曝光工具間隔隔開的位置上。在步驟202，該干涉儀模組係以第二安裝表面而被安裝在該校準框架的第三安裝表面上。第二安裝表面相對於該校準框架的位置隨後會被已知。在步驟203中，一光束係由該干涉儀頭所發出。在步驟204中，該感應器會感應出是否該光束會被發射到 一預定位置。這可例如使用用於測量入射其上之光束之能量或強度的感應器以及被配置在該感應器與干涉儀頭之間的刀刃來進行。該刀刃係被配置在相對於第三安裝表面的已知位置上，以用於當該光束被發射到該預定位置時阻擋實質50%的光束。為了決定一光束是否在預定位置，該干涉儀頭的方位會首先被調整，以致於該光束能夠被完全入射在該感應器上，以致於該感應器能夠測量該光束的全部能量或強度。接著，干涉儀頭的方位會被調整，以致於該光束能夠由刀刃部份阻擋，直到全部光束能量或強度的50%可由感應器所測量，其係指出該光束是在預定位置上並因此被適當校準。萬一，干涉儀模組包含進一步干涉儀頭的話，那麼步驟203與204則可同樣地被進行，以用於該進一步干涉儀頭。隨意地，當該模組進一步包含干涉儀頭的時候，步驟205則可被進行，其中由該干涉儀頭及/或該進一步干涉儀頭所發出的光束則會彼此校準。例如，當該模組包含適於以彼此90度之被指定角度來發出光束之兩干涉儀頭時，該干涉儀頭的方位則可被調整，以致於它們真的彼此以90度來發出光束，及/或該兩干涉儀頭的方位可被調整以致於它們會被配置以用於發出相交的光束。一旦將該模組校準的話，在步驟210中，其係會被安裝在曝光工具中。
圖9A顯示根據本發明所設計之干涉儀頭100之較佳實施例的細節。單一相干光束b會被發射到偏振分束器101上，其係會將光束b分成一偏振測量光束Mb與相關的偏振 參考光束Rb。在已經通過偏振分束器101以後，測量光束Mb會通過四分一波面板103。入射測量光束隨後會藉由第一鏡子21而被反射回，並且再度通過四分之一波面板103。隨後，該反射測量光束會藉由偏振分束器101反射經過一光圈104。
同樣地，形成參考光束Rb的相干光束部份則會由稜鏡102反射經過四分之一波面板103，並且入射在第二鏡子81上。參考光束Rb隨後會由鏡子81反射回，並且再度經過相同的四分之一波面板103，之後，它會由稜鏡102反射，其係會經過偏振分束器101而朝向光圈104。
因此，當干涉儀為主動時，組合光束Cb會通過光圈104。非偏振分束器105會將所組成的光束分成二，其中組合光束所分成的兩組合光束部份會包含一部份反射參考光束與一部份反射測量光束兩者。該兩光束部份依次可藉由偏振分束器106與107而各別分開。該偏振分束器106則會相關於偏振分束器107而轉動45度。因此四個明顯組合光束部份結果，其係各別具有平行偏振、垂直偏振、45度偏振與135度偏振。檢測器108、109、110與111則會將這四組合光束部份的強度分別轉換成第一訊號sig1、第二訊號sig2、第三訊號sig3與第四訊號sig4。
圖9B顯示當一晶圓桌或目標載體以相關於投影光學的固定速率來移動時，在該訊號sig1與sig2之間差以及在該訊號sig3與sig4之間差的圖式。該圖顯示兩正弦曲線121、122，其係會被使用來決定晶圓桌位移以及因此的晶圓桌位 置。
當只有一單一正弦波有效時，當從峰值位準至較低位準之強度變化發生時，會難以決定相關移動的方向，其係因為朝向以及遠離該光柱之晶圓桌的移動兩者將會造成較低強度的訊號。根據本發明，藉由使用相關於彼此而離相的兩正弦波，例如離相45度，移動方向可於任何時間決定。使用兩曲線來替代一個的進一步優點係為可更準確地實施測量。例如，當測量曲線121之峰值時，到任一側的小移動將會造成在該曲線之測量強度訊號中的小變化。不過，相同的小移動則會造成曲線122之測量強度訊號中的大變化，其係隨後可被替代地使用來決定該位移。
圖9C概要地顯示根據本發明所設計之干涉儀頭，其係類似在圖4A中所示的實施例，不過其中三相干光束b1、b2、b3會被入射在偏振分束器101上，以替代僅僅一個。這會造成三參考光束rb1、rb2、rb3朝向第二鏡子81發射，以及三測量光束朝向第一鏡子21發射。該三參考光束與相關三測量光束會如以上說明地從一光束源發射，較佳地非共面。
該三反射參考光束與相關三反射測量光束會被組合成三組合光束，其係會通過光圈104並且以與上述相同的方式來分裂。光束接收強度檢測器1081、1082、1083會各別檢測出每一組合光束cb1、cb2、cb3之一部分的干涉。檢測器1091、1092、1093、1101、1102、1103、1111、1112、1113的功能同樣地用於具有不同偏振的組合光束部份，其係會 造成全部12個檢測訊號。從這些檢測訊號，可建構6個正弦波，其係可提供資訊在兩鏡子81、21的相關位移與轉動上。
圖10概要地顯示根據本發明所設計的校準框架800。該校準框架適合進行使用於曝光工具之干涉儀模組的校準，同時該干涉儀模組係在該工具以外。為了此目的，框架800包含第三安裝表面871、872，以用於與該模組之第二安裝表面861、862合作性嚙合。雖然只有兩個第三安裝表面以及兩個第二安裝表面被顯示，但是該框架基本上明顯包含全部三個此種第三安裝表面，且該模組基本上包含三個此種第二安裝表面。該模組包含調整構件865，其係用來調整該模組860相對於第二安裝表面861、862的位置及/或方位。當將該模組安裝在框架時，如圖10所示，它會被切換開啟以朝著光束感應器801發出光束b，其係呈光檢測器的形式。從全部光束能量被該感應器801所感應之位置，到實質一半該光束能量會受到配置在該感應器與該干涉儀模組860之間之刀刃802所阻擋而無法延伸到該感應器之位置，該光束會在該感應器上被掃瞄。刀刃802係以相關於第三安裝表面871、872的方位來配置，其係對應在該曝光工具中之第一安裝表面相對於該干涉儀860發出其光束於其上之鏡子(當被安裝在該工具中時)的預定方位。因此，當光束感應器801實質檢測出50%光束能量的時候，可決定在預定位置A上將光束校準。
總之，本發明係關於一微影系統，其係包含一光柱、 一用來移位譬如晶圓之目標的可移動目標載體以及一差分干涉儀模組，其中該干涉儀模組適於朝著第二鏡子發出三參考光束，並朝著第一鏡子發射三測量光束，以用來決定在該第一與第二鏡子之間的位移。在一實施例中，相同模組同樣適於測量繞著兩垂直軸的一相對轉動。
令人理解的是，以上說明係被包括，以顯示較佳實施例的操作，其係並且不意味著會將本發明範圍限制。從以上討論，那些熟諳該技藝者將會理解到，許多變化仍將被本發明的精神與範圍所包圍。
1‧‧‧微影系統
2‧‧‧真空外殼/真空室
3‧‧‧電子光學
4‧‧‧框架
5‧‧‧投影光學
6‧‧‧晶圓桌
7‧‧‧目標
8‧‧‧動態裝配
9‧‧‧階台
10‧‧‧細光束
11‧‧‧階台
21‧‧‧第一鏡子
21A‧‧‧平面鏡子
21B‧‧‧平面鏡子
31‧‧‧雷射單元
36‧‧‧光柱
37‧‧‧光軸
54‧‧‧訊號線
57‧‧‧校準感應器
58‧‧‧訊號線
59‧‧‧真空饋入
60‧‧‧干涉儀模組
60A‧‧‧第一差分干涉儀模組
60B‧‧‧第二差分干涉儀模組
61‧‧‧真空饋入
62、63、64‧‧‧動態裝配
66‧‧‧夾具
67‧‧‧致動器
71、72、73、74、75、76‧‧‧孔洞
81‧‧‧第二鏡子
81A、81B‧‧‧平面鏡子
91‧‧‧真空饋入
92‧‧‧光學纖維
94‧‧‧訊號處理模組
95‧‧‧階台控制單元
b1、b2、b3‧‧‧相干光束
cb1、cb2、cb3‧‧‧組合光束
Rb‧‧‧參考光束
rb1、rb2、rb3‧‧‧參考光束
Mb‧‧‧測量光束
mb1、mb2、mb3‧‧‧測量光束
d1、d2、d3、d4、d5‧‧‧距離
100‧‧‧干涉儀頭
101‧‧‧偏振分束器
102‧‧‧稜鏡
103‧‧‧四分一波面板
104‧‧‧光圈
105‧‧‧非偏振分束器
106‧‧‧偏振分束器
107‧‧‧偏振分束器
1081、1082、1083、1091、1092、1093、1101、1102、1103、1111、1112、1113‧‧‧檢測器
108、109、110、111‧‧‧檢測器
121、122‧‧‧正弦曲線
300‧‧‧曝光工具
301‧‧‧框架
360‧‧‧干涉儀模組
361、362、363‧‧‧第二安裝表面
370‧‧‧容納部份
371、372、373‧‧‧第一安裝表面
371a、373a‧‧‧第一鄰接表面
371b、373b‧‧‧第二鄰接表面
374、375‧‧‧板片彈簧
374a、375a‧‧‧第一端點
374b、375b‧‧‧第二端點
391、392‧‧‧把手
500‧‧‧干涉儀模組
501‧‧‧L型外殼
502、503‧‧‧臂部
502‧‧‧第一腳部
503‧‧‧第二腳部
504‧‧‧角落部份
510‧‧‧第一干涉儀頭
530‧‧‧第二干涉儀頭
520、521、522、523、540、541、542‧‧‧面板
561、562、563‧‧‧動態球
571、572、573‧‧‧溝渠
574、575、576‧‧‧平面鄰接表面
571a、571b、572a、572b、573a、573b‧‧‧邊側
581、582、583‧‧‧插口
sig1‧‧‧第一訊號
sig2‧‧‧第二訊號
sig3‧‧‧第三訊號
sig4‧‧‧第四訊號
800‧‧‧校準框架
801‧‧‧光束感應器
802‧‧‧刀刃
860‧‧‧模組
861、862‧‧‧第二安裝表面
865‧‧‧調整構件
871、872‧‧‧第三安裝表面
本發明將依據在附圖所示的示範性實施例來說明，其中：圖1A與1B顯示根據本發明所設計之微影系統的概略側視圖，圖1C顯示根據本發明所設計之微影系統之進一步實施例的概略側視圖，圖2A與2B各別顯示根據本發明所設計之差分干涉儀模組的概略側視圖與等角視圖，圖3A與3B概略地各別顯示根據本發明所設計之曝光工具與干涉儀模組之細節的透視圖與頂部視圖，圖4A與4B各別顯示根據本發明所設計之包含兩干涉儀模組之微影系統的頂部圖與側視圖，圖5A各別顯示根據本發明所設計之雙干涉儀模組與單 干涉儀頭的透視圖，圖6A、6B與6C顯示根據本發明所設計之曝光工具之第一安裝表面與第二安裝表面的架構，圖7A、7B與7C顯示根據本發明所設計之曝光工具之第一安裝表面的替代架構，圖8A與8B顯示根據本發明所設計之將使用於曝光工具之干涉儀事先校準之方法的流程圖，圖9A顯示根據本發明所設計之如使用於差分干涉儀所接收之分束器與組合光束的細節，圖9B顯示使用圖4A之差分干涉儀所得到的訊號圖，圖9C顯示使用根據本發明所設計之差分干涉儀之進一步實施例所得到的訊號圖，圖10概略地顯示根據本發明所設計的校準框架。

Claims (18)

  1. 一種使用於曝光工具中的干涉儀模組，該曝光工具包含提供具有第一安裝表面的框架以及用來反射干涉儀光束的鏡子，該干涉儀模組包含：干涉儀頭，其被配置以用來發出該干涉儀光束，第二安裝表面，其用以合作性嚙合該曝光工具之該第一安裝表面，其中該第一安裝表面和該第二安裝表面形成動態裝配，以及調整構件，其用於調整該干涉儀頭相對於該第二安裝表面之方位，其中該干涉儀頭係為第一干涉儀頭，該干涉儀模組進一步包含：第二干涉儀頭，其被配置以用於發出另一光束，以及第二調整構件，其用於調整該第二干涉儀頭相對於該第二安裝表面之方位，使得該另一光束垂直於由該第一干涉儀頭所發出的該干涉儀光束，其中，該干涉儀模組是L型，該第一干涉儀頭與該第二干涉儀頭每一個被配置在L型的該干涉儀模組的不同腳部上，並且被配置以用於發射彼此垂直的該干涉儀光束和該另一光束。
  2. 如申請專利範圍第1項之干涉儀模組，進一步包括可鬆開夾持構件，其用於靠著該第一安裝表面來可鬆開地夾持該干涉儀模組的該第二安裝表面。
  3. 如申請專利範圍第1項之干涉儀模組，其中該第二安裝表面係被配置在L型的該干涉儀模組的角落上。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項任一項之干涉儀模組，其中該調整構件包含許多調整面板，該調整面板將該第一干涉儀頭與該第二干涉儀頭可調整地連接至該腳部。
  5. 一種用於事先校準干涉儀模組的校準框架，其中該干涉儀模組包含用來發射光束的干涉儀頭以及用於與間隔隔開該校準框架之曝光工具之第一安裝表面合作性嚙合的第二安裝表面，該校準框架包含：用於與該第二安裝表面合作性嚙合的第三安裝表面，其中該第三安裝表面被適配以和該第二安裝表面形成動態裝配；以及用於感應該干涉儀頭所發出光束之位置的感應器，該感應器包含用來感應入射於上之光束的光束感應表面，刀刃，其係被配置於該干涉儀模組與該光束感應表面之間並且相鄰該光束感應表面，其中該刀刃係以相關於該第三安裝表面的方位來配置，其係對應在該曝光工具中之該第一安裝表面相對於當該干涉儀被安裝在該曝光工具中時該干涉儀發出其光束於其上之該鏡子的預定方位。
  6. 如申請專利範圍第5項之校準框架，其中該感應器係被配置以當該第二安裝表面嚙合該第三安裝表面時使該入射光束直接入射其上。
  7. 如申請專利範圍第5項之校準框架，其中該感應器係被配置在相關於該第三安裝表面的預定位置上。
  8. 如申請專利範圍第5項之校準框架，其中該光束感應表面會大於或等於該光束之垂直截面的面積。
  9. 如申請專利範圍第5項之校準框架，進一步包含一或更多額外感應器，其係與該感應器間隔隔開並且適於感應由該干涉儀模組所發出之一或更多額外光束之一或更多額外光束點的位置。
  10. 一種曝光工具，包含：投影光學，其係用於將一或更多曝光光束投影在目標上，目標放置系統，其係包含適於相對於該投影光學來移動該目標之目標載體，其中該目標載體提供具有鏡子，第一安裝表面，具有預定方位，如申請專利範圍第1項的干涉儀模組，適於測量在該曝光工具內之該目標的位移，該干涉儀模組包含適於與該第一安裝表面合作性嚙合的該第二安裝表面，其中該第一安裝表面被適配以和該第二安裝表面形成動態裝配，其中該目標放置系統適於依據該測量位移來移動該目標，其中該曝光工具與該干涉儀模組適於將該干涉儀模組的該第二安裝表面可鬆開地安裝在該曝光工具的該第一安裝表面上，以致於該第二安裝表面能夠相對於該第一安裝表面地被校準。
  11. 如申請專利範圍第10項之曝光工具，進一步包含可鬆開夾持構件，其係用於靠著該第一安裝表面來可鬆開地夾持該干涉儀模組的該第二安裝表面。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光工具，其中該可鬆開夾持構件包含板片彈簧，其係適於將該第二安裝表面對著該第一安裝表面地偏置。
  13. 如申請專利範圍第10項至第12項之任一項的曝光工具，其中該曝光工具包含用於接收該干涉儀模組的容納部份，其中該容納部份包含該第一安裝表面。
  14. 如申請專利範圍第13項之曝光工具，其中該容納部份包含提供具有允許該干涉儀所發出光束通過之通道的牆。
  15. 一種將使用於曝光工具之L型的干涉儀模組事先校準的方法，該曝光工具包含提供具有第一安裝表面的框架以及用來反射干涉儀光束的鏡子，其中該干涉儀模組包含用來發射干涉儀光束的干涉儀頭和用來發射垂直於該干涉儀光束的另一干涉儀光束的另一干涉儀頭，該干涉儀頭與該另一干涉儀頭每一個被配置在L型的該干涉儀模組的不同腳部上，並且被配置以用於發射彼此垂直的該干涉儀光束和該另一干涉儀光束，且其中該干涉儀模組會被連接到第二安裝表面以用於與該第一安裝表面合作性嚙合，該第一安裝表面和該第二安裝表面形成動態裝配，該方法包含以下步驟：將該模組相對於該曝光工具以外之該第二安裝表面的方位校準，其中該模組相對於該第二安裝表面之該方位係依據該第一安裝表面相對於該鏡子的預定方位來校準。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該校準步驟包含：提供與該曝光工具間隔隔開的校準框架以及包含用於與該第二安裝表面合作性嚙合的第三安裝表面，以及用來感應該干涉儀頭所發出之光束是否被發射到預定位置的感應器，以該第二安裝表面將該模組安裝在該校準框架的該第三安裝表面上，以該干涉儀頭來發出光束，以及相對於該第二安裝表面來調整該模組之方位，以將該光束放置在該預定位置上。
  17. 如先前申請專利範圍第15項或第16項之方法，其中該校準進一步包含以下步驟：基於該第一安裝表面的預定方位，相對於該曝光工具以外的該第二安裝表面來校準該進一步干涉儀頭的方位，其中該干涉儀頭與該進一步干涉儀頭的方位會被調整，以致於該干涉儀頭與該進一步干涉儀頭所發出的該光束會彼此以預定角度來傾斜。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該預定角係為90度，及/或該校準包含校準該光束與該進一步光束，以致於它們能夠相交。
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