TWI658272B - 量測基板、量測方法及量測系統 - Google Patents

量測基板、量測方法及量測系統 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種量測經組態以固持一生產基板之一基板固持器之磨損的方法，該方法包含： 將一量測基板夾持至該基板固持器；及 量測該量測基板中之應變以產生一量測結果。 該量測基板可包含：一本體，該本體之尺寸相似於該生產基板之尺寸；及 該本體中之一應變感測器，其經組態以量測該量測基板之一周邊部分中之應變。

Description

量測基板、量測方法及量測系統
本發明係關於用於例如微影裝置、度量衡裝置或製程裝置中的一種量測基板、一種量測方法及一種量測系統。
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，替代地被稱作光罩或倍縮光罩之圖案化器件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)層上來進行圖案之轉印。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。已知的微影裝置包括：所謂的步進器，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；及所謂的掃描器，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器件轉印至基板。 已將浸潤技術引入至微影系統中以使能夠改良較小特徵之解析度。在浸潤微影裝置中，具有相對高折射率之液體之液體層插入於該裝置之投影系統(經圖案化光束係通過該投影系統而朝向基板投影)與基板之間的空間中。液體最後覆蓋投影系統之最終透鏡元件下方的晶圓之部分。因此，經歷曝光的基板之至少部分浸潤於液體中。浸潤液體之效應係使能夠對較小特徵進行成像，此係由於曝光輻射在液體中相比於在氣體中將具有較短波長。(液體之效應亦可被視為增加系統之有效數值孔徑(NA)且亦增加聚焦深度)。 在商用浸潤微影中，液體為水。通常，水為高純度之蒸餾水，諸如通常用於半導體製造工場中之超純水(UPW)。在浸潤系統中，UPW常常被純化且其可在作為浸潤液體而供應至浸潤空間之前經歷額外處理步驟。除了可使用水作為浸潤液體以外，亦可使用具有高折射率之其他液體，例如：烴，諸如氟代烴；及/或水溶液。另外，已設想將除了液體以外之其他流體用於浸潤微影中。 在本說明書中，將在描述中參考局域化浸潤，其中浸潤液體在使用中被限制至最終透鏡元件與面向該最終元件之表面之間的空間。對向表面為基板之表面或與基板表面共面的支撐載物台(或基板台)之表面。(請注意，除非另有明確陳述，否則在下文中對基板W之表面的參考另外或在替代例中亦係指基板台之表面；且反之亦然)。存在於投影系統與載物台之間的流體處置結構用以將浸潤液限制至浸潤空間。由液體填充之空間在平面圖上小於基板之頂部表面，且該空間相對於投影系統保持實質上靜止，而基板及基板載物台在下方移動。已設想其他浸潤系統，諸如非受限制浸潤系統(所謂的「全濕潤」浸潤系統)及浴浸潤系統。 浸潤微影之替代例為EUV微影，在EUV微影中，輻射光束係由例如具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長的EUV輻射形成。可由例如電漿源或自由電子雷射產生EUV輻射。在EUV微影中，包括光罩及基板之光束路徑被保持處於近真空中，且主要使用反射光學元件。此係因為EUV輻射係由大多數材料強吸收。可存在低壓氫氣，例如以在使用電漿源時輔助清潔污染物。 在微影裝置中，生產基板(亦即待曝光之基板)通常由具有大量小瘤節以支撐基板的基板固持器固持。該等瘤節之總面積比基板之面積小得多且服務於兩個目的。首先，因為瘤節之總面積相對於基板之面積較小，所以可能落在基板固持器上之任何微粒污染物將最有可能落在諸瘤節之間，且因此將不會使基板失真，除非微粒污染物大於瘤節之高度。其次，相比於確保與基板一樣大之表面扁平，更易於確保瘤節之頂部準確地符合扁平平面。 當將基板裝載至基板固持器上及自基板固持器移除基板時，會造成瘤節磨損。磨損率不可預測且橫越基板固持器之區域並非均一。瘤節之磨損會影響其高度，且因此影響由基板固持器支撐之基板之扁平度。在曝光期間基板之不扁平度可造成諸如增大之疊對誤差之成像誤差，但並不以可預測方式造成該等成像誤差。 若懷疑基板固持器有磨損，則可藉由自微影裝置移除基板固持器且使用共焦顯微鏡或干涉法以映射基板固持器之表面輪廓來偵測磨損。此工序極耗時，從而導致微影裝置之過多停工時間。亦有可能執行特定測試曝光之集合以判定基板固持器磨損是否正造成疊對。然而，此等特定測試曝光需要特殊倍縮光罩且自身佔據大量時間，從而減小微影裝置之產出率。
舉例而言，需要提供用以使能夠較迅速地偵測基板固持器之磨損之方式。 根據本發明之一態樣，提供一種量測經組態以固持一生產基板之一基板固持器之磨損的方法，該方法包含： 將一量測基板夾持至該基板固持器；及 量測該量測基板中之應變以產生一量測結果。 根據本發明之一態樣，提供一種用於量測經組態以固持一生產基板之一基板固持器之磨損的量測基板，該量測基板包含： 一本體，其尺寸相似於該生產基板之尺寸；及 該本體中之一應變感測器，其經組態以量測該量測基板之一周邊部分中之應變。 根據本發明之一態樣，提供一種量測系統，其包含：如以上所描述之一量測基板，及經組態以控制該量測基板之一電腦程式，及用以執行上文所描述之該方法之一微影裝置。
圖1示意性地描繪可供使用本發明之實施例之微影裝置。該裝置包括：照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射或任何其他合適輻射)；光罩支撐結構(例如光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(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器件之第一定位器件PM。該裝置亦包括基板台(例如晶圓台) WT或「基板支撐件」，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件PW。該裝置進一步包括投影系統(例如折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如包括一或多個晶粒)上。 照明系統可包括用於導向、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。 光罩支撐結構支撐圖案化器件，亦即，承載圖案化器件之重量。光罩支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。光罩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器件。光罩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。光罩支撐結構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「倍縮光罩」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「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任何器件。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的輔助特徵，則該圖案可不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，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。 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所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤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。 如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如使用透射光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。 微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台或「基板支撐件」(及/或兩個或多於兩個光罩台或「光罩支撐件」)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台或支撐件，或可對一或多個台或支撐件進行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。 微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間，例如光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術可用以增加投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，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，當源為準分子雷射時，源及微影裝置可為單獨實體。在此等狀況下，不認為源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包括例如合適導向鏡及/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，源可為微影裝置之整體部分。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。 照明器IL可包括經組態以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可包括各種其他組件，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入射於被固持於光罩支撐結構(例如光罩台MT)上之圖案化器件(例如光罩MA)上，且係由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿光罩MA的情況下，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。憑藉第二定位器件PW及位置感測器IF (例如，干涉器件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器件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件PM之部分之長衝程模組(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之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或「基板支撐件」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。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等基板對準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，在多於一個晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。 控制器500控制微影裝置之總體操作，且特別執行下文進一步所描述之操作製程。控制器500可被體現為經合適程式化之通用電腦，其包含中央處理單元、揮發性儲存構件及非揮發性儲存構件、一或多個輸入及輸出器件(諸如鍵盤及螢幕)、一或多個網路連接件，及至微影裝置之各種部分之一或多個介面。應瞭解，控制電腦與微影裝置之間的一對一關係係不必要的。一個電腦可控制多個微影裝置。多個經網路連接之電腦可用以控制一個微影裝置。控制器500亦可經組態以控制微影製造單元(lithocell)或叢集(cluster)中之一或多個關聯製程器件及基板處置器件，微影裝置形成該微影製造單元或叢集之部分。控制器500亦可經組態為從屬於微影製造單元或叢集之監督控制系統及/或廠房(fab)之總體控制系統。 下文進一步所描述之下載站600被提供為微影裝置之部分或為廠房中之其他處(可能接近於微影裝置或在中心部位處)的單獨器件。下載站連接至控制器500、監督控制系統及/或廠房之總體控制系統。下載站可併有經程式化以分析自檢測基板獲得之資訊的電腦系統，或可在其他處執行此分析。 用於在投影系統PS之最終透鏡元件與基板之間提供液體之配置可被分類成三個一般類別。此等類別為浴型配置、所謂的局域化浸潤系統及全濕潤浸潤系統。本發明特別係關於局域化浸潤系統。 在已針對局域化浸潤系統所提議之配置中，液體限制結構12沿著投影系統PS之最終透鏡元件與面向投影系統的載物台或台之對向表面之間的浸潤空間之邊界之至少一部分而延伸。台之對向表面如此被提及，此係因為台在使用期間被移動且很少靜止。通常，台之對向表面為基板W、環繞該基板之基板台WT或此兩者的表面。 在一實施例中，如圖1中所說明之液體限制結構12可沿著投影系統PS之最終透鏡元件100與基板台WT或基板W之間的浸潤空間之邊界之至少一部分而延伸。在一實施例中，密封件形成於液體限制結構12與基板W/基板台WT之表面之間。密封件可為非接觸式密封件，諸如氣體密封件16，或浸潤液體密封件。(全文特此係以引用方式併入之歐洲專利申請公開案第EP-A-1,420,298號中揭示具有氣體密封件之系統)。 液體限制結構12經組態以將浸潤液體供應及限制至浸潤空間。可藉由液體入口而使液體進入至浸潤空間中，且可藉由液體出口而移除液體。 液體可由氣體密封件限制於浸潤空間中。在使用中，氣體密封件形成於液體限制結構12之底部與台之對向表面(亦即基板W之表面及/或基板台WT之表面)之間。氣體密封件中之氣體在壓力下經由入口而提供至液體限制結構12與基板W及/或基板台WT之間的間隙。該氣體經由與出口相關聯之通道被抽取。氣體入口上之過壓、出口上之真空位準及間隙之幾何形狀經配置使得在內部存在限制液體之高速氣體流。液體限制結構12與基板W及/或基板台WT之間的液體上之氣體之力將液體限制於浸潤空間10中。全文特此係以引用方式併入之美國專利申請公開案第US 2004-0207824號中揭示此系統。 其他浸潤液體限制結構12可供本發明之實施例使用，諸如圖3中所描繪之配置。 圖2及圖3展示可存在於液體限制結構12之變化中之不同特徵。圖2中所說明及下文所描述之配置可應用於上文所描述及圖1中所說明之微影裝置。分別針對該圖之底部左側及底部右側上之特徵來展示該兩個不同配置。除非另有提及，否則該兩個設計共用共同特徵。除非有不同描述，否則該等設計可共用與上文所描述之特徵相同的特徵中之一些。可如所展示或根據需要而個別地或組合地選擇本文中所描述之特徵。 圖2展示圍繞最後透鏡元件之底部表面的限制結構12。最後透鏡元件100具有倒轉截頭圓錐形形狀。截頭圓錐形形狀具有平坦底部表面及圓錐形表面。截頭圓錐形形狀自平坦表面突起且具有底部平坦表面。底部平坦表面為最後透鏡元件之底部表面的光學活性部分，投影光束可傳遞通過該光學活性部分。限制結構環繞截頭圓錐形形狀之至少部分。限制結構具有面朝向截頭圓錐形形狀之圓錐形表面的內部表面。內部表面及圓錐形表面具有互補形狀。限制結構之頂部表面實質上平坦。限制結構可圍繞最後透鏡元件之截頭圓錐形形狀而配合。液體限制結構之底部表面實質上平坦，且在使用中，底部表面可平行於台及/或晶圓之對向表面。底部表面與對向表面之間的距離可在30微米至500微米之範圍內，理想地在80微米至200微米之範圍內。 液體限制結構12延伸為相比於最後透鏡元件100較接近於晶圓W及晶圓台WT之對向表面。因此，浸潤空間10界定於液體限制結構12之內部表面、截頭圓錐形部分之平坦表面與對向表面之間。在使用期間，浸潤空間10被填充有液體。液體填充透鏡與液體限制結構12之間的互補表面之間的緩衝空間之至少部分，在一實施例中填充互補內部表面與圓錐形表面之間的浸潤空間10之至少部分。 通過形成於液體限制結構12之表面中的開口將液體供應至浸潤空間10。可通過液體限制結構之內部表面中的供應開口20供應液體。替代地或另外，自形成於液體限制結構12之下表面中的下方供應開口23供應液體。下方供應開口可環繞投影光束之路徑，且其可由呈陣列形式之一系列開口形成。液體經供應以填充浸潤空間10，使得在投影系統下方通過該空間之流為層狀。在液體限制結構12下方自下方供應開口23供應液體會另外防止氣泡進入至浸潤空間10中。液體之此供應充當液體密封件。 可自形成於內部表面中之回收開口21回收液體。通過回收開口21的液體之回收可藉由施加負壓而進行；通過回收開口21之回收係由於通過空間之液體流的速度；或該回收可由於此兩者。當以平面圖進行觀察時，回收開口21可位於供應開口20之相對側上。另外或替代地，可通過位於液體限制結構12之頂部表面上的溢流開口24回收液體，如右側配置中所展示。應注意，(若存在)溢流可圍繞液體限制結構之頂部、圍繞投影光束之路徑而延伸。 另外或替代地，可通過底部回收開口25、32自液體限制結構12下方回收液體。彎液面33形成於液體限制結構12與對向表面之間，且其充當液體空間與氣態外部環境之間的邊界。底部回收開口可為可以單相流回收液體之多孔板25。彎液面可在對向表面相對於液體限制結構之相對移動期間遍及多孔板之表面自由地移動。替代地，底部回收開口25可用以將液體彎液面33固持(或「牽制」)至液體限制結構12。底部回收開口可為回收液體所通過之一系列牽制開口32。牽制開口32可以雙相流回收液體。 氣刀開口26相對於液體限制結構12之內部表面視情況徑向地向外。可通過氣刀開口26以高速度供應氣體以輔助將浸潤液體限制於浸潤空間12中。經供應氣體可含濕氣且其可含有二氧化碳。經供應氣體可基本上由二氧化碳及水蒸氣組成。用於回收通過氣刀開口26所供應之氣體的氣體回收開口18自氣刀開口26徑向地向外。 圖3描繪液體限制結構12之另外兩個配置。分別針對該圖之底部左側及底部右側上之特徵來展示該兩個不同配置。除非另有提及，否則該兩個設計共用共同特徵。為圖2所共有的圖3所展示之兩個配置之特徵共用相同元件符號。液體限制結構12具有與截頭圓錐形形狀之圓錐形表面互補的內部表面。液體限制結構12之下表面相比於截頭圓錐形形狀之底部平坦表面較接近於對向表面。 通過形成於液體限制結構12之內部表面中的供應開口將液體供應至浸潤空間10。供應開口34係朝向內部表面之底部而定位，可能位於截頭圓錐形形狀之底部表面下方。供應開口34位於內部表面上，圍繞投影光束之路徑而隔開。 自浸潤空間10通過液體限制結構12之下表面中的回收開口25回收液體。隨著對向表面在液體限制結構12下方移動，彎液面33可在與對向表面之移動相同的方向上遍及回收開口25之表面而遷移。回收開口25可由多孔部件形成。可以單相回收液體。在一實施例中，以雙相流回收液體。在液體限制結構12內之腔室35中接收雙相流，其中將雙相流分離成液體及氣體。通過單獨通道36、38自腔室35回收液體及氣體。 液體限制結構12之下表面之內部周邊39延伸至遠離內部表面之空間中以形成板40。內部周邊形成可經定大小以匹配於投影光束之形狀及大小的小孔隙。該板可用以在其任一側隔離液體。經供應液體朝向孔隙向內流動、流動通過內部孔隙，且接著在板下方朝向周圍回收開口25徑向地向外流動。 在一實施例中，液體限制結構12可呈兩個部分：內部部分12a及外部部分12b。出於方便起見，在圖3之右側部分中展示此配置。該兩個部分可在平行於對向表面之平面中彼此相對地移動。內部部分可具有供應開口34且內部部分可具有溢流回收件24。外部部分12b可具有板40及回收開口25。內部部分可具有用於回收在該兩個部分之間流動之液體的中間回收件42。 在微影裝置中，基板W在曝光製程期間通常被固持於基板固持器上。基板固持器具有在形狀及大小方面對應於基板W且經形成而具有複數個瘤節以支撐基板W的上部表面。瘤節可具有在5微米至500微米之範圍內之高度、在0.1毫米至1.0毫米之範圍內之直徑，及在1毫米至5毫米之範圍內之間距。該等瘤節可以規則陣列或圖案而配置，該規則陣列或該圖案考量基板固持器之其他特徵，例如真空埠及/或用於裝載及卸載基板之製程中的e銷釘之孔隙。 基板固持器之瘤節經受歸因於裝載及卸載基板以及清潔製程之磨損。磨損之部位及範圍不可預測。本發明人已發現磨損率自每年約5奈米至每年約80奈米變化的實例。咸信較高磨損率係歸因於翹曲晶圓(尤其是所謂的傘狀晶圓)之裝載及卸載，此造成基板固持器之外部周邊附近之瘤節上的較大磨損。 應注意，在某些條件下，氧化物累積於基板固持器之外部周邊附近之瘤節上。此氧化物亦被認為係瘤節之磨損，此係由於其影響瘤節之高度且因此影響由基板固持器支撐之基板之扁平度。 本發明提議量測經組態以固持生產基板之基板固持器之磨損之方法，該方法包含： 將量測基板夾持至基板固持器；及 量測該量測基板中之應變以產生量測結果。 藉由量測夾持至基板固持器之量測基板中的應變，有可能迅速且容易獲得基板固持器(特別是其瘤節)中之磨損之指示。對應變之量測花費極少時間，使得可在比裝載及卸載基板所花費的時間稍多的時間內偵測基板固持器之磨損。此時間比由先前技術花費的時數少得多。 另外，本發明之方法不需要開啟微影裝置及移除基板固持器，使得避免了開啟微影裝置之污染風險。 本發明之方法相比於先前方法可提供關於瘤節之空間分佈及磨損歷史之較詳細資訊。此情形使能夠改良晶圓裝載及卸載製程以及清潔製程以最小化磨損。 在一實施例中，量測基板包含尺寸相似於生產基板之尺寸的本體；及本體中之應變感測器，其經組態以量測量測基板之周邊部分中之應變。 周邊瘤節傾向於磨損最嚴重使得在量測基板之周邊部分中定位應變感測器使能夠最容易偵測此磨損。 在一實施例中，應變感測器係壓電應變感測器。壓電應變感測器可經組態而以約1奈米應變之準確度(亦即，每公尺長度改變1毫米)偵測應變。因此，使用壓電感測器之量測基板可偵測基板固持器中大約幾奈米之磨損。 在一實施例中，應變感測器係光纖布拉格光柵應變感測器。光纖布拉格光柵應變感測器可經組態而以約1奈米應變之準確度(亦即，每公尺長度改變1毫米)偵測應變。因此，使用光纖布拉格應變感測器之量測基板可偵測基板固持器中大約幾奈米之磨損。單一光纖布拉格應變感測器可圍繞量測基板之周邊而定位。 在一實施例中，在一時間間隔之後重複應變之量測以產生另外量測結果，且比較該量測結果與該另外量測結果。偵測隨著時間推移應變量測之改變係偵測基板固持器之磨損之簡單且有效途徑，而未必需要計算基板固持器或量測基板之確切形狀。重複量測之時間間隔可根據預期或所經歷磨損率而變化，例如，可在每天一次至每年一次之範圍內(例如每週一次)之頻率下重複量測。量測之頻率可基於經處理生產基板之數目，而非時間。量測之頻率可根據生產基板之類型或特性而變化，例如，當處理展現不扁平度或有不扁平度傾向的生產基板時可執行較頻繁量測。 在一實施例中，基板固持器位於微影裝置(詳言之，具有量測站及曝光站之微影裝置)之基板台上，且在量測站處執行對應變之量測。藉由在量測站處執行應變之量測，應變之量測可極迅速地進行且因此最小化由偵測磨損所佔據之時間之量。 在一實施例中，運用用以將生產基板夾持至基板固持器之夾持系統來執行夾持。用以固持生產基板以供曝光之夾持力已被發現足以允許偵測磨損，同時自身不會造成額外磨損或損害。 在一實施例中，若量測之結果指示基板固持器過度磨損，則執行矯正措施。矯正措施可包括替換、修整或修復基板固持器。 本發明之量測基板亦可用以校準機器對機器疊對指紋或基板固持器對基板固持器疊對指紋。在此狀況下，如由量測基板偵測之基板固持器之形狀改變可觸發更新在曝光期間應用之疊對補償。 在一實施例中，應變量測之結果係用以預測在未來時間(例如規劃維護操作之時間)基板固持器之磨損。藉由預測未來磨損，可預先判定何時需要矯正措施，因此，可規劃例如此矯正措施在經排程維護週期下進行，從而避免微影裝置之任何額外停工時間。 在一實施例中，量測基板之本體在其第一部分中具有第一厚度且在其第二部分中具有第二厚度，該第一厚度小於該第二厚度，且該第一部分經定位以便在本體被夾持至非扁平基板固持器時增加該本體之變形。以此方式，可最大化量測基板對基板固持器之磨損之敏感度。 本發明之一實施例包含量測系統，該量測系統包含：如以上所描述之量測基板，及經組態以控制量測基板之電腦程式，及用以執行上文所描述之量測方法之微影裝置。電腦程式可包含由量測基板及微影裝置之控制器執行之單獨模組。電腦程式可包括由其他計算器件執行之一或多個單獨模組。可遞送由微影裝置執行之模組作為對控制微影裝置之軟體之更新。 圖4描繪根據本發明之一實施例之量測基板。量測基板200包含與微影裝置相容之本體。舉例而言，本體可為直徑為300毫米的實質上圓形平坦本體。本體可符合生產基板之厚度及扁平度之標準規格，使得其可被裝載就如同其為標準製程基板一樣。由於沒有必要對量測基板執行曝光，甚至亦沒有必要將量測基板轉移至雙載物台微影裝置之曝光站，故量測基板不需要在各個方面嚴格地符合用於生產基板之標準。詳言之，量測基板可厚於標準生產基板，且無需抵抗浸潤液體(若使用)或曝光輻射。 複數個應變感測器201形成於或嵌入於本體中。應變感測器201圍繞本體之外部周邊而配置。在一實施例中，本體具有為150毫米之半徑，且應變感測器經定位處於在約146毫米至148毫米之範圍內之半徑。對於具有不同半徑之量測基板，此範圍將相應地按比例調整。需要使應變感測器儘可能接近於本體之外圓周而定位。基板固持器之最外瘤節傾向於磨損度最大，因此，夾持至已磨損基板固持器之基板之失真在其外圓周下最大。 在一實施例中，本體為矽基板，且應變感測器201直接形成於本體之上部表面上或形成於本體中之凹座中。應變感測器201可為MEMS壓電應變感測器且理想地經組態以量測約1至10奈米應變(nm/m)之應變。在一實施例中，例如負溫度係數(NTC)溫度感測器之溫度感測器鄰近於每一壓電應變感測器而提供以使能夠補償可發生之任何溫度變化。代替壓電應變感測器或除了壓電應變感測器以外，亦可使用壓阻應變感測器。 在一實施例中，本體200係具有恆定厚度(例如在500微米至1毫米之範圍內)之圓盤。該本體200可具備具標準大小之凹口，從而允許待由微影裝置自動定向量測基板。在一實施例中，本體200經塑形以增加其對基板固持器之瘤節磨損之敏感度。舉例而言，本體200可在周邊區中之一些或全部中較薄，使得其在被夾持至基板固持器時較容易彎曲。可藉由如已知之化學或機械製程來進行本體之薄化。 在一實施例中，本體200係矽晶圓，但亦可使用其他材料。 控制模組210控制量測基板之總體操作。儘管被描繪為大於應變感測器201，但控制模組210可較小且位於本體120之任何適宜部位處。控制模組210可位於本體與感測器模組相對之表面上。 控制模組210包含感測器介面211、資料儲存器212、電源供應器213及資料介面214。感測器介面211連接至應變感測器201以提供電力且接收量測信號。感測器介面211之確切形式取決於所使用應變感測器之類型。對於壓電應變感測器，感測器介面211可包含一或多個放大器及類比轉數位轉換器。資料儲存器212可包含例如EEPROM或NAND快閃記憶體，且儲存量測結果直至該等量測結果可被下載。電源供應器213可為例如薄膜電池或超級電容器。由於量測製程極迅速，故電源供應器213無需具有特別高容量。資料介面214連接至下載站600，且可包含例如任何適宜形式之有線(例如MicroUSB)或無線(例如Bluetooth™)介面。 圖5描繪根據本發明之一實施例之另一量測基板。為了簡潔起見，與圖4之量測基板相同之部分未被再次描述。代替複數個應變感測器201，圖5之量測基板200'具有圍繞量測基板200'之周邊而安置之一光纖布拉格光柵應變感測器202。在一實施例中，量測基板200'具有150毫米之半徑，且光纖布拉格光柵感測器202在自146毫米至148毫米之範圍內之半徑下定位。雷射二極體204耦接至光纖且提供輸入信號。光電二極體203耦接至光纖之另一末端且偵測輸出。 圖6描繪光纖布拉格光柵應變感測器之操作原理。該光纖布拉格光柵應變感測器具有複數個光柵，該複數個光柵中之每一者係由具有高折射率及低折射率之交替區段形成。判定在光纖無應變時之光柵週期d0 以便反射或透射參考波長λ0 。若光纖係應變的，則光柵週期增大(拉伸應變)或減小(壓縮應變)某一量Δd且因此經反射或經透射波長同樣改變相應量Δλ。可例如使用掃描雷射二極體源偵測經反射或透射波長之移位。文件係特此以引用方式併入之國際專利申請案第PCT/EP2016/060002號中給出經組態以偵測奈米應變之光纖布拉格光柵感測器之更多細節。 圖7描繪量測基板之使用方法。 以與裝載抗蝕劑塗佈基板以供曝光確切相同之方式將量測基板裝載S1至微影裝置中。由基板處置器將量測基板置放至基板台WT上。量測基板理想地具有遵循用於生產基板之標準之凹口，使得其每次係以相同定向被自動裝載至基板固持器上。 一旦被裝載至微影裝置中且置放於基板台WT上，就可使量測基板經受溫度調節S2。無需進行為了驗證量測基板且驗證其將不會損害微影裝置之預檢核步驟，該等預檢核步驟通常對生產基板進行，例如扁平度量測。理想地，對量測基板執行與針對生產基板執行之溫度調節製程相同的溫度調節製程。在雙站微影裝置中，量測基板保持在量測站處且無需轉移至曝光站。 接著使用通常用於生產基板之夾持系統將量測基板夾持S3至基板固持器。舉例而言，夾持系統可為真空夾具或靜電夾具。理想地，將與通常施加至生產基板相同之夾持力施加至量測基板。可視需要施加更高力以增加敏感度但會冒增加磨損之風險。可在量測基板足夠敏感的情況下施加較低力，且較低力有利地減小磨損。量測基板開始採取及記錄S4量測。 一旦已收集所有所要量測，就釋放S5夾持系統且以與卸載生產基板相同之方式自裝置卸載S6量測基板。然而，將量測基板轉移S7至下載站600，而非發送至塗佈顯影系統以供處理。在下載站600處，可經由資料介面214自資料儲存器212下載S9經儲存量測之資料。資料介面214可經由諸如Wi-Fi (TM)或藍芽(TM)之無線通信技術而連接至下載站中之介面。可在下載站處例如經由無線誘發充電系統而對電源供應器213再充電。替代地，量測基板之下部表面可具備電接點以既用於影像資料之下載及/或自資料儲存器212之量測又用於對電源供應器213充電。 接著分析S9經下載資料以識別基板固持器之任何磨損或損害。經下載資料之分析可為手動、自動，或手動製程與自動製程之組合。自動分析可包括圖案辨識或與參考資料進行比較。在自每天一次至每年一次之範圍內(例如每週一次)之所要頻率下重複此製程。 在本發明之一實施例中，將量測基板與微影裝置一起使用，該微影裝置尚未經設計成考慮到量測基板，使得當量測基板在微影裝置中時並未向該微影裝置提供特定構件以與該量測基板通信或控制該量測基板。因此，量測基板理想地進行自主操作。在本發明之一實施例中，量測基板經組態以一旦其在裝載至微影裝置中之前被接通時就記錄量測，且繼續直至其被卸載且連接至下載站600為止。 在一實施例中，量測基板經程式化以記錄量測歷時可相對於所包括時脈或起始事件而界定的特定時間段。量測記錄之時間段經預定為匹配於量測基板移動通過微影裝置之預定程式之時序。 在一實施例中，量測基板經組態以判定其何時經正確地定位以開始捕捉量測。可提供其他感測器以啟用量測基板以判定其在微影裝置內之部位。 在一實施例中，微影裝置具備用於當量測基板裝載於基板台上時與量測基板通信之通信器件。通信構件可為無線通信構件，例如Wi-Fi (TM)或藍芽(TM)，或經由量測基板之底面的有線連接。若可提供有線連接，則亦可將電力提供至量測基板，從而避免需要在量測基板中提供電源供應器213。通信器件可經修整至現有微影裝置。 若通信器件提供於微影裝置中，則該通信器件可用以指示量測基板開始捕捉量測且亦下載所捕捉之量測資料。在一實施例中，與曝光並行地下載及分析由量測基板捕捉之資料。此允許一偵測到問題就進行矯正措施。 儘管本發明已在上文關於用以量測微影裝置中之基板固持器之磨損的量測基板之使用予以描述，但量測基板亦可用以量測另一裝置(諸如度量衡裝置)中之基板固持器之磨損。根據一實施例之量測基板可用於測試床或部分裝置中。 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，本文中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。熟習此項技術者將瞭解，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)、度量衡工具及/或檢測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，可將基板處理多於一次，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一或多個經處理層之基板。 本文中所使用之術語「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436奈米、405奈米、365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)。術語「透鏡」在內容背景允許時可指包括折射及反射光學組件的各種類型之光學組件中之任一者或其組合。 雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。 本文中所描述之任何控制器可在一或多個電腦程式由位於微影裝置之至少一個組件內之一或多個電腦處理器讀取時各自或組合地可操作。控制器可各自或組合地具有用於接收、處理及發送信號之任何合適組態。一或多個處理器經組態以與控制器中之至少一者通信。舉例而言，每一控制器可包括用於執行包括用於上文所描述之方法之機器可讀指令的電腦程式之一或多個處理器。控制器可包括用於儲存此類電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納此類媒體之硬體。因此，該(該等)控制器可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令而操作。 本發明之一或多個實施例可應用於任何浸潤微影裝置，詳言之但非獨占式地為上文所提及之彼等類型，且無論浸潤液體係以浴之形式被提供、僅提供於基板之局域化表面區域上，抑或非受限制。在一非受限制配置中，浸潤液體可遍及基板及/或基板台之表面而流動，使得基板台及/或基板之實質上整個未覆蓋表面濕潤。在此非受限制浸潤系統中，液體供應系統可不限制浸潤液體或其可提供一定比例的浸潤液體限制，但不提供浸潤液體之實質上完全限制。 應廣泛地解釋如本文中所預期之液體供應系統。在某些實施例中，液體供應系統可為將浸潤液體提供至投影系統與基板及/或基板台之間的空間之機構或結構組合。該液體供應系統可包含一或多個結構、一或多個流體開口(包括一或多個液體開口、一或多個氣體開口或用於雙相流之一或多個開口)之組合。該等開口可各自為通向浸潤空間之入口(或來自流體處置結構之出口)或出自浸潤空間之出口(或通向流體處置結構之入口)。在一實施例中，空間之表面可為基板及/或基板台之一部分，或空間之表面可完全覆蓋基板及/或基板台之表面，或空間可包覆基板及/或基板台。液體供應系統可視情況進一步包括一或多個元件以控制浸潤液體之位置、量、品質、形狀、流動速率或任何其他特徵。 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而言將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍的範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
10‧‧‧浸潤空間
12‧‧‧液體限制結構
12a‧‧‧內部部分
12b‧‧‧外部部分
18‧‧‧氣體回收開口
20‧‧‧供應開口
21‧‧‧回收開口
23‧‧‧下方供應開口
24‧‧‧溢流開口/溢流回收件
25‧‧‧底部回收開口/多孔板
26‧‧‧氣刀開口
32‧‧‧底部回收開口/牽制開口
33‧‧‧液體彎液面
34‧‧‧供應開口
36‧‧‧通道
38‧‧‧通道
39‧‧‧內部周邊
40‧‧‧板
42‧‧‧中間回收件
100‧‧‧最終透鏡元件
200‧‧‧量測基板
200'‧‧‧量測基板
201‧‧‧應變感測器
202‧‧‧光纖布拉格光柵應變感測器
203‧‧‧光電二極體
204‧‧‧雷射二極體
210‧‧‧控制模組
211‧‧‧感測器介面
212‧‧‧資料儲存器
213‧‧‧電源供應器
214‧‧‧資料介面
500‧‧‧控制器
600‧‧‧下載站
AD‧‧‧調整器
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
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MT‧‧‧光罩支撐結構/光罩台
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器件
PS‧‧‧投影系統
PW‧‧‧第二定位器件/第二定位器
SO‧‧‧輻射源
S1‧‧‧裝載
S2‧‧‧溫度調節
S3‧‧‧夾持
S4‧‧‧採取及記錄
S5‧‧‧釋放
S6‧‧‧卸載
S7‧‧‧轉移
S8‧‧‧下載
S9‧‧‧分析
W‧‧‧基板
現在將參考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，對應元件符號指示對應部分，且在該等圖式中： 圖1示意性地描繪微影裝置； 圖2示意性地描繪用於微影投影裝置中之兩個浸潤液體限制結構配置； 圖3係示意性地描繪用於微影投影裝置中之另外兩個浸潤液體限制結構配置的側視橫截面圖； 圖4描繪根據一實施例之量測基板； 圖5描繪根據一實施例之量測基板； 圖6係解釋光纖布拉格(Bragg)光柵應變感測器之運行的圖解； 圖7係根據一實施例之量測方法的流程圖。

Claims (14)

  1. 一種量測經組態以固持一生產基板之一基板固持器之磨損的方法，該方法包含： 將一量測基板夾持至該基板固持器，該量測基板包含尺寸相似於該生產基板之尺寸的一本體；及 量測該量測基板之一周邊部分中之應變以產生一量測結果。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含 在一時間間隔之後重複對應變之該量測以產生一另外量測結果，及 比較該量測結果與該另外量測結果。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該基板固持器位於一微影裝置之一基板台上，且 運用用以將該生產基板夾持至該基板固持器之一夾持系統來執行該夾持。
  4. 如請求項1或2之方法，其進一步包含在該量測之該結果指示該基板固持器之過度磨損的情況下執行矯正措施之步驟。
  5. 如請求項1或2之方法，其進一步包含使用應變之該量測之該等結果以預測在一未來時間該基板固持器之該磨損的步驟。
  6. 一種用於量測經組態以固持一生產基板之一基板固持器之磨損的量測基板，該量測基板包含： 一本體，其尺寸相似於該生產基板之尺寸；及 該本體中之一應變感測器，其經組態以量測該量測基板之一周邊部分中之應變。
  7. 如請求項6之量測基板，其中該本體包含圍繞該本體之該外部周邊而配置之複數個應變感測器。
  8. 如請求項6之量測基板，其中該應變感測器包含一壓電應變感測器。
  9. 如請求項8之量測基板，其中該本體包含鄰近於該壓電應變感測器之一溫度感測器。
  10. 如請求項6之量測基板，其中該應變感測器包含一光纖布拉格光柵應變感測器。
  11. 如請求項6至10中任一項之量測基板，其中該本體在其一第一部分中具有一第一厚度且在其一第二部分中具有一第二厚度，該第一厚度小於該第二厚度，且該第一部分經定位以便在該本體被夾持至一非扁平基板固持器時增加該本體之變形。
  12. 如請求項11之量測基板，其中該第一部分係在該本體之該周邊區中。
  13. 一種量測系統，其包含 一如請求項6至12中任一項之量測基板， 一電腦程式，其經組態以控制該量測基板，及 一微影裝置，其經組態以執行該如請求項1至5中任一項之方法。
  14. 一種微影裝置，其包含 位於一基板台上之一基板固持器，該基板固持器用於固持一如請求項6至12中任一項之量測基板，及 一量測站，其用於量測該量測基板之一周邊部分中之應變，其中對應變之該量測係由一如請求項1至5中任一項之方法來執行。
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