TWI765361B - 用於判定一圖案化器件之表面參數之方法、用於補償一加熱效應之方法及用於表徵一圖案化器件之微影裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於判定一圖案化器件之表面參數之方法，其包含以下步驟：使用一第一量測系統相對於一曝光輻射光束之一路徑定位該圖案化器件；在配置於一第二量測系統中的一色差透鏡之一第一焦平面處設置該圖案化器件；用穿過該色差透鏡的輻射照明該圖案化器件之一表面之一部分，其中該輻射包含複數個波長；判定該圖案化器件之經照明部分在一第一方向及一第二方向上之一方位；經由該色差透鏡收集由該圖案化器件反射之輻射之至少一部分；量測依據波長而變化的所收集輻射之部分之一強度，以獲得經照明區域之光譜資訊；及根據該光譜資訊判定該圖案化器件在經判定方位處之該等表面參數。

Description

用於判定一圖案化器件之表面參數之方法、用於補償一加熱效應之方法及用於表徵一圖案化器件之微影裝置
本發明係關於一種用於表徵一圖案化器件且特別地用於量測圖案化器件之幾何屬性及表面屬性之量測系統及方法。
微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如遮罩)之圖案(亦常常稱為「設計佈局」或「設計」)投影至設置於基板(例如晶圓)上之一層輻射敏感材料(抗蝕劑)上。
隨著半導體製造程序持續進步，幾十年來，電路元件之尺寸已繼續減小，而每器件的諸如電晶體之功能元件之量已穩固地增加，此遵循通常稱為「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。為了跟得上莫耳定律，半導體行業正追逐能夠產生愈來愈小特徵之技術。為了將圖案投影於基板上，微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定在基板上圖案化之特徵的最小大小。當前在使用中之典型波長為365nm(i線)、248nm、193nm及13.5nm。相比於使用例如具有193nm之波長之輻射的微影裝置，使用具有介於4nm至20nm範圍內(例如6.7nm或13.5nm)之波長之極紫外(EUV)輻射的微影裝置可用於在基板上形成更小特徵。
期望提供對遞送至微影裝置內之基板的圖案的精確控制，以便滿足關於臨界尺寸均一度及疊對之要求。此控制不限於如提供於圖案化器件或投影系統(例如透鏡及或鏡面)上的圖案，而是此控制亦可與圖案化器件自身之形狀相關。亦即，圖案化器件之表面平坦度可影響投影至基板之圖案。儘管配置於載物台(例如晶圓載物台或量測載物台)處之感測器可用於獲得圖案化器件之方位資訊，但方位資訊通常受靠近圖案化器件之四個邊緣進行之量測的限制。為了改良對圖案之精確控制，需要圖案化器件之曝光場內之表面方位資訊，其不可用當前感測器或方法原位獲得。圖案化器件之曝光場或圖案化器件之圖案化區域內之形狀資訊可藉助於如在WO2017/153085A1中所描述之干涉式量測系統獲得。然而，此等類型之干涉式量測系統具有對環境變化敏感之缺點，此又可能導致錯誤量測結果。
本發明之一目標為提供一種用於表徵一圖案化器件的裝置及方法，其克服如上文所提及之限制。
本發明之一目標為提供一種用於表徵一圖案化器件的量測系統及方法。量測系統經組態以用於量測圖案化器件之幾何及表面屬性。
此目標藉由用於判定圖案化器件之表面參數之方法達成。該方法包含以下步驟：將該圖案化器件裝載至配置於一微影裝置中的一遮罩支撐件上；使用一第一量測系統相對於一曝光輻射光束之一路徑定位該圖案化器件；在配置於一第二量測系統中的一色差透鏡之一第一焦平面處設置該圖案化器件；在一色差透鏡之一第一焦平面處設置該圖案化器件；用穿過該色差透鏡的輻射照明該圖案化器件之一表面之一部分，該輻射包 含複數個波長；判定經照明部分在一第一方向及一第二方向上之一方位；經由該色差透鏡收集由該圖案化器件反射之輻射之至少一部分；在該色差透鏡之一第二焦平面處量測依據波長而變化的所收集輻射之部分之一強度，以獲得光譜資訊；及根據該光譜資訊判定該圖案化器件在經判定方位處之該等表面參數。定位(或對準)該圖案化器件為準備用於基板之曝光的圖案化器件。藉由在色差透鏡之第一焦平面處設置圖案化器件且藉由在第二焦平面處量測在第一焦平面處反射之輻射，將僅記錄由色差透鏡聚焦於目標處之輻射。亦即，色差透鏡可向與色差透鏡相互作用之輻射提供強色像差。此具有在色差透鏡之不同距離(或不同焦平面)處聚焦包含不同波長之輻射的優勢。此給出以下優勢：色差透鏡不必移動以確保包含複數個波長之輻射之聚焦方位在圖案化器件之表面或界面處。
根據本發明，該方法重複複數次，其中針對每一重複照明該圖案化器件之該表面之一不同部分。此可藉由在至少該第一方向或該第二方向上相對於該色差透鏡移動該圖案化器件來達成。因此，可在一或多個方向上掃描圖案化器件。基於在掃描移動期間接收到之依據圖案化器件之方位而變化的光譜資訊，可獲得圖案化器件之空間資訊。可根據在掃描期間所收集的資訊判定表面參數映圖。
如所記錄之表面參數可藉由表面之光學屬性決定。因此，表面參數可因而為對圖案化器件之經照明部分(部分或區域)之光學屬性的量測。根據本發明，該方法可用於判定至少一光學屬性，例如圖案化器件之透射率、反射率及或吸收率。
本發明進一步提供一種用於藉由使用一加熱模型將光學屬性作為一輸入來判定圖案化器件之一預期加熱效應之方法。該加熱模型可 為倍縮光罩加熱模型及或透鏡加熱模型。光學屬性可用於導出在微影程序內之曝光序列期間由圖案化器件吸收之輻射量。吸收率取決於圖案化器件之局域屬性。基於所吸收之輻射量，模型(例如有限元素模型)可用於導出圖案化器件處之(預期)熱負荷。熱負荷可引起圖案化器件之形狀及或光學改變。
根據本發明，該方法可用於判定該圖案化器件處之經照明部分與該色差透鏡之間的一軸向距離。歸因於透鏡之色差行為，波長可用作用於量測色差透鏡與圖案化器件之表面之間的距離的尺。因此，藉由判定所收集及經量測輻射之波長，亦可獲得(在第三方向上之)軸向距離之資訊。
本發明進一步提供一種用以根據軸向距離來判定圖案化器件之一形狀之方法。藉由量測依據空間方位而變化(例如依據較佳地在大致平行於圖案化器件之表面的平面中之二維平面內之方位而變化)的軸向距離，可獲得圖案化器件之高度映圖或表面構形映圖。根據此映圖，可判定圖案化器件之局域及或全域形狀。
根據本發明，該方法可進一步用於圖案化器件形狀補償。該方法進一步包含基於圖案化器件之所判定形狀來調整以下中之至少一者：藉由將平移應用於圖案化器件來調整圖案化器件之方位，及藉由將旋轉應用於圖案化器件來調整圖案化器件之定向。圖案化器件之平移可沿著z方向。圖案化器件之旋轉可為Rx旋轉及或Ry旋轉。
形狀補償亦可藉由基於所判定之形狀藉由將機械負載施加於圖案化器件來調整圖案化器件之形狀實現。
根據本發明，提供一種用於補償圖案化器件之一加熱效應 之方法。該方法進一步包含以下步驟：基於所判定之表面參數映圖及待用於一基板之一曝光的一曝光設定來計算該圖案化器件之一預期形狀改變，以判定該圖案化器件之一預期加熱效應；藉助於一透鏡模型定義一投影透鏡之(透鏡)設定以補償該圖案化器件之該預期形狀改變；及在曝光之前及或在曝光期間應用所定義之設定。加熱效應可包含光學像差。亦即，投影透鏡內之光學元件(透射及反射元件)通常經組態以經調整。因此，可藉由調整光學元件之一或多個設定來改變或補償光學路徑內之光學像差。此可經由此等元件之方位及或定向改變或藉由改變透射元件之折射率來進行。
本發明進一步包含一種方法，其根據用於判定圖案化器件之形狀的方法在表示圖案化器件之表面構形映圖的資料之控制下經由投影系統將提供於圖案化器件處的圖案成像至基板上。
在一實施例中，一種微影裝置包含用於表徵一圖案化器件的一量測系統，其中該量測系統包含：一輻射源，其配置以提供具有複數個波長之輻射；至少一個色差透鏡，其配置於至少一個色差共焦感測器中，該至少一個色差透鏡經組態以用所提供輻射照明該圖案化器件之一區域，且其中該至少一個色差透鏡經組態以收集由該圖案化器件反射之該輻射之至少一部分，該圖案化器件設置於該至少一個色差透鏡之一第一焦平面處；一偵測器，其配置於該至少一個色差透鏡之一第二焦平面處，其中該偵測器經組態以偵測所收集輻射之至少一部分及回應於偵測到之輻射而提供依據波長而變化的一強度信號；及一處理器，其用以判定該圖案化器件在經照明區域處的特性。色差透鏡可向與色差透鏡相互作用之輻射提供強色像差。此具有在色差透鏡之不同距離(或不同焦平面)處聚焦包含不同波長之輻射的優勢。此給出以下優勢：色差透鏡不必移動以確保包含複數 個波長之輻射之聚焦方位在圖案化器件之表面或界面處。因此，可原位表徵設置於微影裝置中之圖案化器件。可在晶圓曝光序列之前及或在晶圓曝光序列期間進行量測及表徵。此具有可即時監視圖案化器件之優勢。可直接使用量測結果以便補償由於曝光步驟引起的圖案化器件之參數改變。此可包括例如由用於曝光的撞擊輻射之熱負荷引起的形狀改變以及光學改變。
偵測器可為配置以獲得由偵測器偵測到之輻射的光譜資訊的光譜儀。
複數個色差共焦感測器可經配置以形成一感測器陣列。因此，可同時量測複數個方位或區域。
該圖案化器件之特性為該圖案化器件與該色差透鏡之間的一軸向距離及一光學屬性中之至少一者。藉由使用根據本發明之量測系統，可基於依據波長而變化的強度信號來判定配置於色差共焦感測器中之色差透鏡與圖案化器件之間的距離。波長可用作軸向距離之量度。光學屬性可為該圖案化器件在經照明區域處之透射率、反射率及或吸收率。此具有以下優勢：不僅可量測圖案化器件之形狀，且亦可判定(局域及或全域)光學特性。
在本發明之實施例中，由包含寬帶輻射源或複數個輻射源之輻射源提供多波長輻射(或具有複數個波長之輻射)。提供有來自寬帶輻射源之輻射的量測系統具有使用單一輻射源來提供多個波長之輻射的優勢。因此，僅需要對一個輻射源之控制。使用複數個輻射源可為成本有益的。
根據實施例，量測系統可設置於微影裝置內之透鏡頂部 處。量測系統亦可設置於靠近經建構以支撐圖案化器件的支撐件之框架處。
根據實施例，量測系統可經配置於檢測裝置中。檢測裝置可經組態以檢測圖案化器件及或使圖案化器件合格。可將在檢測裝置中獲得之資訊提供至另一系統，例如微影裝置或配置以製造圖案化器件之裝置。
10:圖案化器件
11:圖案化表面
11A:平面表面
12:第一輻射光束
13:理想輻射路徑
14:第二輻射光束
20:圖案化器件
21:圖案化表面
22:狹縫區域
23:透鏡頂板
24:色差共焦感測器
25:色差透鏡
26A:第一焦線
26B:第二焦線
27:通道
30:目標
31:表面
34:色差共焦感測器
35:色差透鏡
36:焦線
40:輻射源
41:多波長輻射
42:光束分光器
43:光學元件
44:經反射輻射
45:共焦孔徑
46:光譜儀
47:接收到之輻射
48:信號
49:圖表
50:圖案化器件
51:圖案化表面
52:狹縫區域
53:支撐件
56:輻射光束
59:度量衡圖案
60:圖案化器件
61:圖案化表面
62:支撐材料
63:圖案化層
64:表膜薄膜
70:圖案化器件
71:圖案化表面
72:狹縫區域
73:支撐件
74:色差共焦感測器
74A:第一子陣列
74B:第二子陣列
75:表膜薄膜
76:輻射錐
79:度量衡圖案
80:圖案化器件
81:圖案化區域
84:感測器陣列
87:第一峰
88:第二峰
90:第一步驟
91:第二步驟
92:第三步驟
93:曝光設定
94:第四步驟
B:輻射光束
BD:光束遞送系統
C:目標部分
IF:位置量測系統
IL:照明系統
LA:微影裝置
M1:遮罩對準標記
M2:遮罩對準標記
MA:圖案化器件
MT:遮罩支撐件
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PM:第一定位器
PS:投影系統
PW:第二定位器
S:箭頭
SO:輻射源
T:支撐載物台
W:基板
WT:基板支撐件
x:方向
y:方向
z:方向
現將參考隨附示意性圖式而僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：圖1描繪微影裝置之示意性綜述；圖2A說明非平坦圖案化器件；圖2B及圖2C分別說明曝光輻射與非平坦透射及非平坦反射圖案化器件之相互作用；圖3說明本發明之實施例；圖4描繪可用於本發明之實施例中的色差共焦感測器之示意性佈局；圖5描繪本發明之實施例之示意性說明；圖6描繪圖案化器件之示意性橫截面；圖7說明本發明之實施例；圖8A、圖8B及圖8C說明根據本發明之不同感測器陣列組態；圖9A說明包含非均一材料層密度之圖案化器件；圖9B描繪說明由色差共焦感測器接收到之輻射之光譜記錄的示意性圖表；圖10示意性地說明用於補償倍縮光罩加熱之方法。
在本文獻中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外輻射(例如具有為365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及極紫外輻射(EUV，例如具有在約5nm至100nm範圍內之波長)。
如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化器件」可廣泛地解釋為係指可用於向入射輻射光束賦予圖案化橫截面之通用圖案化器件，該圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此上下文中亦可使用術語「光閥」。除經典遮罩(透射或反射、二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化器件之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。微影裝置LA包括：照明系統(亦稱為照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；遮罩支撐件(例如遮罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如遮罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位圖案化器件MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如晶圓台)WT，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精確地定位基板支撐件之第二定位器PW；及投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如包含一或多個晶粒)上。
在操作中，照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於引導、成形及/或控制輻射之各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類 型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用於將(曝光)輻射光束B調節為在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文中所使用之術語「投影系統」PS應廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用與更一般術語「投影系統」PS同義。
微影裝置LA可屬於一種類型，其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之例如水之液體覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的空間-此亦稱為浸潤微影。在以引用之方式併入本文中的US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影裝置LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT(亦稱為「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可在位於基板支撐件WT中之一者上的基板W上進行準備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於曝光該另一基板W上之圖案。
除基板支撐件WT以外，微影裝置LA亦可包含量測載物台。該量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影裝置之部分，例如投影系統PS之一部分或提供浸潤液體之系統之一部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS之下移動。
在操作中，輻射光束B入射於固持在遮罩支撐件MT上的圖 案化器件(例如遮罩)MA上，且藉由存在於圖案化器件MA上的圖案(設計佈局)圖案化。在已橫穿遮罩MA之情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及方位量測系統IF，可精確地移動基板支撐件WT，例如以便在聚焦且對準之方位處在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能之另一方位感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑來精確地定位圖案化器件MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管基板對準標記P1、P2(如所說明)佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中。當基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，將該等基板對準標記P1、P2稱為切割道對準標記。
為闡明本發明，使用笛卡爾(Cartesian)座標系統。笛卡爾座標系統具有三個軸，亦即，x軸、y軸及z軸。三個軸中之每一者與其他兩個軸正交。圍繞x軸之旋轉稱為Rx旋轉。圍繞y軸之旋轉稱為Ry旋轉。圍繞z軸之旋轉稱為Rz旋轉。x軸及y軸定義水平平面，而z軸處於豎直方向上。笛卡爾座標系統不限制本發明，而僅用於闡明。笛卡爾座標系統之定向可以不同，例如，使得z軸具有沿著水平平面之分量。
在已知微影裝置及方法中，可能出現影響微影程序之重要參數(例如臨界尺寸均一度或疊對)之微影誤差。原因中之一者為圖案化器件MA之不平坦。亦即，在微影裝置LA之操作性使用期間，圖案化器件MA之表面可因與支撐載物台(或遮罩支撐件T)之相互作用、因重力及或因作用於圖案化器件MA之反作用力而(局域)彎曲或傾斜。此外，圖案化器件MA之形狀或表面可在晶圓批之曝光期間改變。熟習此項技術者應瞭 解，獲得圖案化器件MA之資訊(且尤其表面方位資訊)可有利於限制微影誤差。
圖2A說明由本發明解決之問題。圖案化器件10之可提供有圖案的表面11自(虛擬)平面表面11A偏離，如由虛線指示性地說明，該虛線表示xy平面中之平坦表面。如在圖2A、圖2B及圖2C中所說明，偏離(或變形)經誇大以說明該效應。實際上，偏離可在奈米或(亞)微米範圍內。在由圖2A所呈現之情形下，圖案化表面11具有可例如因用於定位圖案化器件10之夾持而由支撐載物台T引起之所謂的凹面形狀。圖案化表面11亦可例如因重力而具有凸面形狀(未說明)。圖案化表面11之實際形狀可在表面之上變化。此意謂表面形狀可自一個位置至另一位置不同-局域表面形狀。此外，x方向上之表面變形可不同於y方向上之表面變形。
圖2B及圖2C分別描繪具有用於透射及反射圖案化器件的彎曲圖案化表面11之圖案化器件10之效應。在此等實例中，凹形表面與第一輻射光束12(例如曝光輻射B)相互作用。注意：效應不限於凹形表面。表面可具有如上文所提及之任何形狀。如所說明，第一輻射光束12因圖案化表面11之曲率而自理想輻射路徑13偏轉，從而產生由第二輻射光束14所說明之輻射路徑。此可能引起第二輻射光束相對於理想輻射路徑13之方位移位及或焦點移位。透射或反射圖案化器件可分別用於用DUV或EUV輻射進行曝光。
經由自理想輻射路徑13偏離之路徑傳播的曝光輻射可能產生在基板W處投影之移位及或失真之圖案。因此，在未提供對策之情況下，圖案化器件10之表面形狀可能引入微影誤差且因此影響IC特徵。
圖3說明本發明之第一實施例。圖案化器件20定位於透鏡 頂板23上方(例如投影系統PS上方)且配置以相對於狹縫區域22移動(如由箭頭S所說明)，輻射光束B可穿過該狹縫區域22(例如在曝光期間)。在透鏡頂板23處，定位色差共焦感測器24。色差共焦感測器24包含色差透鏡25(例如多色差(hyperchromatic)透鏡)，其可向與色差透鏡25相互作用之輻射提供強色像差。此色差透鏡25具有將包含不同波長之輻射聚焦於距色差透鏡25不同距離處的優勢。向色差共焦感測器24提供具有多個波長之輻射(例如由寬帶輻射源提供)可使得多個波長聚焦於距色差透鏡25不同軸向距離處，如由圖3中之焦線26A及26B所說明。色差透鏡25可將具有第一波長之輻射聚焦於圖案化器件20之圖案化表面21處，如由第一焦線26A所說明。具有第二波長之輻射可不具有其在圖案化表面21處之焦點，如由第二焦線26B所說明。
色差共焦感測器24可嵌入於透鏡頂板23中，如由圖3所說明。在另一實施例中，色差共焦感測器24可定位於透鏡頂板23之表面處。
頂板23可設置有一或多個色差共焦感測器24。
在另一實施例中，色差共焦感測器24可設置於不同於透鏡頂板23之框架(例如經組態以支撐第一定位器PM之框架或配置於投影系統PS與圖案化器件MA之間的框架)處。框架可設置有一或多個色差共焦感測器24。
通道27可包含一或多個光纖以將來自輻射源(例如寬帶輻射源)之輻射提供至色差共焦感測器24。
色差共焦感測器24可包含複數個光學元件。此等光學元件可包括透鏡、鏡面、光束分光器、濾光器及或稜鏡。
圖4更詳細地說明可設置於透鏡頂板23處(如圖3中所說明)或框架處之色差共焦感測器24之功能性。色差共焦感測器34可接收來自輻射源40之輻射，該輻射源40經組態以提供多個波長之量測輻射41。多波長輻射41可由異位光源提供且可經由光學通道(例如光纖或光學元件之配置(例如透鏡及鏡面))朝向色差共焦感測器34導引。在替代性組態中，輻射源40可經配置於色差共焦感測器34中。輻射41可由輻射源40提供以與光束分光器42第一次相互作用。不同光學元件(例如透鏡及或鏡面)可設置於輻射源40與光束分光器42之間。例如鏡面之光學元件43可定位於光學路徑中以朝向(多)色差透鏡35導引輻射。歸因於色差透鏡35之色差特性，亦即軸向色差分散，與色差透鏡35相互作用之輻射之每一波長具有不同焦距。色差透鏡35可經配置以將多波長輻射41投射至目標30上。投影線36說明色差透鏡35之色差特性，其中每一焦線36表示具有不同波長之輻射之輻射路徑。目標之一部分(例如目標30之界面或表面31)可在色差透鏡35之第一焦平面處。聚焦於目標30之部分處的量測輻射包含具有單一波長之量測輻射或具有窄光譜範圍之量測輻射。
所投射輻射之一部分可由目標30反射。由色差透鏡35收集經反射輻射之至少一部分。歸因於感測器34之共焦配置，僅聚焦於目標界面或表面31處之輻射將穿過配置於色差透鏡35之第二共焦平面處之共焦孔徑45。共焦孔徑45可經配置於光譜儀46前方。光譜儀46可靠近色差透鏡35之第二焦平面定位以接收經反射輻射44之至少一部分。藉助於通常包含光柵、透鏡配置及陣列偵測器之光譜儀46，判定由光譜儀46接收到之經反射輻射44之至少一部分(接收到之輻射47)之光譜資訊。
光譜儀46可提供包含接收到之輻射47(亦即，在與目標30 相互作用之後穿過共焦孔徑45之經反射且返回的輻射)之光譜資訊的信號48。光譜資訊可為接收到且經量測輻射47之每一波長之強度資料。藉由獲取接收到之輻射47之光譜資訊，在未相對於目標30機械地(重新)定位透鏡35之情況下獲得目標30相對於色差透鏡35之軸向距離資訊(或深度)。此具有以下優勢：共焦感測器34不需要移動部件以確保輻射之聚焦方位(其用於量測軸向距離)在目標30之表面或界面31處。
色差共焦感測器34可(另外)包含一或多個光學組件(例如透鏡及鏡面)以使輻射光束轉向、導引輻射光束及或使輻射光束成形。
多波長輻射41可由寬帶輻射源(例如白光源)提供。多波長輻射41亦可由多個輻射源提供，每一輻射源提供具有窄光譜範圍的量測輻射，例如每一輻射源具有1nm至10nm的波長範圍(或帶寬)，且因此形成具有寬光譜範圍的輻射源40。每一多輻射源可為雷射或LED，或類似者。可藉助於光組合器組合不同量測輻射光束。
色差共焦感測器34之量測範圍及量測精度由所提供輻射41之光譜範圍以及(多)色差透鏡35之軸向色差分散量決定。此意謂熟習此項技術者可選擇特定波長、波長範圍及色差透鏡以用於最佳化感測器效能。舉例而言，在0.1mm至0.3mm之量測範圍之情況下，色差共焦感測器34可獲得大約10nm之量測解析度。
熟習此項技術者應瞭解，例如，包含色差共焦感測器34之透鏡頂板23可實現定位於色差共焦感測器34之量測範圍內的圖案化器件20之軸向方位或軸向距離量測。另外，在圖案化器件20之掃描移動(例如在第一及或第二方向上之掃描移動)期間(例如在基板W之曝光期間，可藉助於色差共焦感測器34進行圖案化器件20之表面之上的方位(在第三方向 (例如z方向)上)或深度掃描。
色差共焦感測器34亦可經配置於不同於透鏡頂板23的支撐件處。其可經配置於支撐圖案化器件20之載物台處，但該載物台在曝光期間不為移動部件。色差共焦感測器34可經配置於靠近圖案化器件之框架處。
由光譜儀46提供之光譜資訊可由圖4中所描繪之示意性圖表49說明。光譜資訊可包含每波長輻射強度之資訊。波長可視為用於量測色差透鏡35與目標30(例如圖案化器件20、MA)之間的距離(目標之軸向方位或距離)的尺。此外，接收到之強度(光譜強度資訊)可提供對表面31在接收到之輻射47之聚焦方位(第一焦平面)處之(局域)反射率的量測。
除具有聚焦於物件30之表面31處且又由光譜儀46量測的波長之輻射以外，具有不同波長之輻射可由光譜儀46量測。亦即，取決於色差透鏡35之色差分散以及孔徑45之大小，具有不同於聚焦於第一及第二焦平面處之輻射之波長的輻射可撞擊光譜儀46。此可產生(光譜)背景信號。藉助於具有相對高色差分散及或具有相對窄孔徑45之(多)色差透鏡35，可抑制此背景信號。即使有(光譜)背景信號，接收到之光譜強度資訊亦可用於表徵物件30。亦即，所記錄光譜中之強度峰可提供用於表徵所關注物件之表面的量測。
控制器可用於控制一或多個色差共焦感測器34或控制包含一或多個色差共焦感測器34之量測裝置。此可包括對輻射源40及光譜儀46之控制。相同控制器或不同控制器可用於改變圖案化器件20相對於一或多個色差共焦感測器34之方位。
處理器可用於處理由信號48提供之光譜資訊。處理器可經 組態以接收(相對)方位資訊以便使經量測光譜資訊與系統或裝置內之圖案化器件20處的方位或位置相關。此可包括與量測輻射相互作用的物件30(或圖案化器件20)之表面與色差透鏡35之間的軸向距離。
圖5描繪本發明之實施例之示意性說明。例如透鏡頂板23之支撐件53可包含經組態以提供多於一個量測輻射光束56之多於一個色差共焦感測器。注意：出於清楚起見，圖5中未說明多於一個色差共焦感測器。舉例而言，多於一個色差共焦感測器可經配置於一或多個陣列中。第一色差共焦感測器陣列可經配置於狹縫區域52之一側處的支撐件53之第一部分處，且第二陣列可經配置於例如狹縫區域52之相對側處的支撐件53之第二部分處。圖5說明兩個例示性陣列，每一陣列由三個色差共焦感測器形成且由輻射錐56之陣列指示。每陣列色差共焦感測器之數目以及陣列之數目可不同於如由圖5所例示性說明的數目。吾人可考慮例如每陣列配置五個或七個色差共焦感測器。更少或更多色差共焦感測器可經配置於每一感測器陣列中。每一感測器陣列可經組態以量測與圖案化器件50之複數個軸向距離。
圖案化器件50可包含圖案化表面51，該圖案化表面51可經定位為與色差共焦感測器(例如如圖3及圖4中所說明之色差共焦感測器24、34)之至少一個色差透鏡相對或在該至少一個色差透鏡之視場中。因此，由至少一個色差透鏡投射之多波長輻射可撞擊圖案化器件50之圖案化表面51。較佳地，至少一個色差共焦感測器可經配置使得至少一個色差共焦感測器之輻射光點可撞擊包含度量衡圖案59(例如遮罩對準標記M1、M2)的圖案化器件50上之區域可與該區域相互作用。度量衡圖案59通常由例如配置於晶圓載物台或度量衡載物台處之平行透鏡干涉計量測，以量測 圖案化器件50之形狀及或方位。藉助於包含例如干涉計(亦即，干涉式量測系統)之第一量測系統及包含色差共焦感測器之第二量測系統量測同一區域(或圖案)可有利地校準兩個量測系統及或使兩個量測系統相關。
舉例而言，圖案化器件50可具有桶形。此桶形可由第一及第二量測系統兩者量測，此可用於校準一個系統與另一系統。
在圖案器件50之部分未由第一及第二量測系統中之一者量測之情況下，藉由使用另一量測系統之資料以獲得完整量測資料集來提供丟失的資訊亦可為有益的。此可不限於可由兩個量測系統量測之區域。第一量測系統可限於包含度量衡圖案59之區域處的量測，而第二量測系統可量測包含度量衡圖案59之區域以及度量衡圖案59之間的區域。因此，不僅可校準兩個系統，亦接收到通常未由共有量測系統量測之區域之形狀及方位資訊。可獲得圖案化器件50之改良(形狀)模型。
圖案化器件50可相對於色差共焦感測器之陣列移動，如由圖5中之箭頭S所說明。因此，可掃描圖案化器件50之面對感測器陣列的圖案化表面51。基於依據圖案化器件相對於感測器陣列之掃描方位而變化的接收到之光譜資訊，可獲得圖案化器件50之空間資訊，例如表面高度映圖以及圖案化器件50之圖案化表面51處的表面密度映圖。
圖6描繪包含圖案化表面61之圖案化器件60之示意性橫截面的放大。圖案化表面61可包含圖案化層63，該圖案化層63包含提供於支撐材料之表面62上的鉻或另一輻射吸收材料，例如石英材料。圖案化層63可具有通常100nm數量級之厚度。因此，圖案化層63之部分可視為提供於例如裸石英材料上之具有大約100nm高度的區域。
使用具有0.1mm至0.3mm之量測範圍及大約10nm之量測 精度的色差共焦感測器，可解析100nm數量級之高度步長。亦即，可由光譜儀46接收到在例如裸石英材料處反射之具有第一波長的第一輻射。亦可由光譜儀接收到在圖案化層部分63(例如鉻部分)處反射之具有第二波長的第二輻射。可以圖形方式顯示第一及第二輻射兩者。可藉由圖表49呈現兩個峰，其中第一峰在第一波長處且第二峰在第二波長處。因此，與圖案化器件60之不同部分相互作用的多波長輻射將具有不同光譜記錄，每一光譜記錄對應於特定部分。因此，可光譜地區分不同部分。如所記錄之第一波長與第二波長之間的波長差為例如石英部分62與圖案化層63之一部分之間的軸向方位(軸向距離)之差的量度。此意謂可量測圖案化層63之局域厚度。
在一些場合下，圖案化器件60可設置有(部分)透明表膜薄膜64，其中該表膜經配置以面對圖案化表面61以防止污染物停留於圖案化表面61上。實情為，污染顆粒可停留於表膜薄膜64上。表膜薄膜64可藉助於框架(圖6中未說明)提供至圖案化器件60。通常，表膜薄膜64距圖案化表面61幾毫米配置，使得表膜薄膜64在圖案化器件60之焦平面外。因此，減小在曝光期間顆粒之影響。
藉由圖7說明本發明之實施例。支撐件73設置有一或多個色差共焦感測器74，如圖4中所揭示。在一個實施例中，複數個色差共焦感測器74以陣列組態經配置，因此形成感測器陣列(例如如圖5中所說明)。色差共焦感測器中之每一者可經組態以提供輻射錐76以與可設置於感測器陣列74之至少一個共焦透鏡之焦平面處的圖案化器件70相互作用。圖案化器件70可固持於遮罩支撐件MT上，該遮罩支撐件MT經組態以在至少一個方向(例如如由箭頭S所說明之y方向)上移動圖案化器件70。 因此，圖案化器件70可相對於感測器陣列74移動，使得圖案化器件70之與由色差共焦感測器74提供之輻射相互作用的區域藉由相對移動改變。在相對移動期間，配置於感測器陣列74中之至少一個色差共焦感測器之輻射光點撞擊圖案化器件70之圖案化表面71。因此，沿著相對移動之方向(由箭頭S所說明)掃描及量測圖案化表面71。藉助於複數個色差共焦感測器74，可同時在不同表面方位處量測圖案化表面71。此可有利地最小化量測時間及或增加空間表面方位資訊，例如表面資訊密度及表面曲率。
在一個實施例中，感測器陣列74可經組態以形成設置於狹縫區域72之單側處的感測器之單線陣列。感測器之線陣列可經組態使得線陣列垂直於掃描方向配置。舉例而言，線陣列可沿著x方向經配置。線陣列亦可在相對於掃描方向形成45度與90度之間的角的方向上經配置。因此，可在一個掃描(或衝程)中掃描圖案化器件之整個表面或其一部分。
藉由量測依據空間方位而變化(例如依據較佳地在大致平行於圖案化器件70之表面的平面中之xy平面內之方位而變化)的軸向距離，可獲得圖案化器件70之高度映圖或表面構形映圖。根據此映圖，可判定圖案化器件70之局域及或全域形狀。
在微影裝置LA之操作期間，圖案化器件70相對於狹縫區域72進行掃描移動(由箭頭S所說明)。通常，此移動之衝程藉由圖案化表面71之區域及圖案化器件70處之度量衡圖案79之位置判定。由於狹縫區域72及感測器陣列74在空間上分離，故圖案化器件70需要移動超出如通常在系統操作期間(例如在曝光期間)使用之移動窗，以確保感測器陣列74能夠量測包含圖案化表面71之區域及度量衡圖案79兩者。為了不使移動窗顯著延伸超出如通常在系統操作期間使用之窗，感測器陣列74(包含複 數個色差共焦感測器)可由包含第一及第二感測器陣列的雙感測器陣列組態。舉例而言，第一感測器陣列可經配置於狹縫區域72之一側處且第二感測器陣列可經配置於狹縫區域72之第二側(例如狹縫區域之相對側)處，如由圖7所例示性說明。因此，第一感測器陣列可量測圖案化器件70之第一部分且第二感測器陣列可量測圖案化器件70之第二部分。圖案化器件70之第一及第二部分可以覆蓋所關注區域之方式選擇。
此外，當第一部分及第二部分至少部分地重疊時，重疊部分可用於彼此校準第一及第二感測器陣列。因此，亦確保所關注區域完全由感測器陣列74量測。
感測器陣列74可以一方式配置，使得一或多個色差共焦感測器之輻射光點76經組態以在保持於遮罩支撐件MT上時與設置於圖案化器件70處的一或多個度量衡圖案79、M1、M2相互作用。藉助於包含干涉計(亦即，干涉式感測器)的第一量測系統及包含色差共焦感測器74的第二量測系統量測同一區域(例如同一度量衡圖案)可有利地校準兩個量測系統及或使兩個量測系統相關。
如圖7中所說明之感測器陣列74可經配置為線性陣列。替代地，感測器陣列74可具有如圖8A中所描繪之交替感測器佈局。此可有利地避免相鄰感測器之間的光學串音。亦即，由第一色差透鏡投射之輻射可散射於目標(圖案化器件)之表面處且由第二色差透鏡(例如相鄰透鏡)接收到。此可能導致光譜強度資訊之不正確分析。
在另一實施例中，定位於感測器(線)陣列74之外側處的色差共焦感測器相對於中央色差共焦感測器移位，如由圖8B所說明。此感測器陣列組態可用於例如匹配圖案化器件之表面處的度量衡圖案佈局。亦 即，有時度量衡圖案係沿著圖案化器件之曝光場之長側定位。
如由圖7、圖8A及圖8B所說明之感測器陣列可包含相對於彼此等距配置之色差共焦感測器。因此，形成具有單一間距之感測器陣列。在等距配置之情況下，可獲得具有空間均一度之表面資訊。
在另一實施例中，感測器可並未經等距配置。感測器可以陣列內之可變間距經配置。此在第一區域之表面資訊需要比在第二區域處更密集時之情形下可為有益的。
圖8C說明根據本發明之另一實施例。根據本發明，感測器陣列可包含第一子陣列74A及第二子陣列74B。第一子陣列74A可經配置使得圖案化器件70之圖案化表面處於配置於第一子陣列74A中之色差透鏡的焦平面處。第二子陣列74B可經配置使得設置於圖案化器件70處之表膜薄膜75處於配置於第二子陣列74B中之色差透鏡的焦平面處。由於圖案化器件60、70與表膜薄膜64、75之間的間隔距離通常為幾毫米，故表膜薄膜不在第一子陣列74A之工作範圍內。圖案化器件60、70亦是如此，其將在第二子陣列74B之工作範圍外部。由於表膜薄膜為(部分)透明的，故第一子陣列能夠在表膜薄膜75之輕微或可忽略影響之情況下感測圖案化器件70之表面。如圖8C中所說明，此實施例具有可同時針對圖案化器件70以及表膜薄膜75進行藉助於感測器陣列74之方位及形狀量測的優勢。
熟習此項技術者應瞭解，可改變支撐件(例如透鏡頂板(23、53))處的第一色差共焦感測器之方位。舉例而言，可改變經配置為感測器陣列的感測器之間的一或多個相互距離以及圖案化器件與感測器陣列之間的距離，以便最佳化量測及或為所關注區域定製感測器陣列。
圖9A說明包含圖案化區域81之圖案化器件80。圖案化區域 81可例如包含非均一吸收率層或非均一鉻層，如由圖案化區域81之上的灰階變化所說明。當藉助於色差共焦感測器在圖案化表面81處量測時，可由光譜儀接收到及偵測到多個波長，如由圖9B所描繪之圖表中的兩個峰所說明。所記錄峰之實際數目藉由材料組成物及或層組態判定。因此，可記錄多於兩個峰。在此實例中，第一峰87可對應於與例如圖案化鉻層63相互作用之輻射，且第二峰88可對應於與例如石英材料之支撐材料62相互作用的輻射。第一峰87及第二峰88之記錄係由於色差透鏡之軸向分散長度。針對圖案化層63之局域厚度量測峰之間的光譜差。由於量測光束之焦點通常大小有限，故可量測圖案化層63(之部分)及支撐材料62(之部分)兩者。亦即，多波長輻射光束之與物件相互作用之實際光點大小判定經量測區域。取決於光點大小，不同材料部分(且因此不同材料)可與量測輻射相互作用，此可產生如由圖9B所說明之多於一個強度峰。
由於由色差透鏡提供之輻射之光點具有有限大小，故藉由輻射光點內之區域的(平均化)反射率判定經量測強度。此意謂可針對局域材料密度量測峰之振幅。在圖案化表面81之上的掃描期間，一或多個峰之振幅可能變化。藉由比較相對振幅(經量測振幅對應於經量測物件處之方位)，吾人可獲得關於局域材料密度及其變化的資訊。光點大小可判定感測器之空間敏感度。且因此，空間解析度可由光點大小決定。
包含複數個色差共焦感測器(例如符合如由圖4所說明之感測器的色差共焦感測器)之感測器陣列84可用於以高空間解析度獲得圖案化器件80之表面資訊。因此，可獲得二維材料密度映圖。關於局域及全域材料密度的資訊又可用於計算圖案化器件80之局域及全域透射率、反射率及或吸收率。因此，可產生圖案化器件80之光學屬性之二維映圖。
吾人可在(預)曝光序列(原位)期間獲得所需材料密度映圖，而非使用遮罩設計檔案(例如GDSII檔案)導出圖案分佈。亦即，在曝光步驟期間，由例如遮罩支撐件T之支撐件固持之圖案化器件80相對於感測器陣列84移動。藉由記錄如由一或多個色差共焦感測器提供之經反射及接收到之輻射，可與曝光並行地獲得密度映圖。密度映圖亦可藉由在曝光步驟之前的一時刻獲得之表面資訊判定。在兩種情況下，密度映圖可用於前饋控制中以定義及設定曝光特性，例如曝光輻射B之(局域)強度及或投影系統PS之透鏡設定。
感測器陣列84可為根據圖7、圖8A、圖8B及圖8C之感測器陣列74。
根據本發明之包含色差共焦感測器或色差共焦感測器陣列的微影裝置(例如如圖1中所說明之微影裝置LA)可在曝光序列期間的各種階段處使用感測器。此可在曝光序列之前、期間及或之後。
在曝光序列之第一階段處，例如在由圖案化輻射照明基板W之前，色差共焦感測器(陣列)可用於量測圖案化器件MA之初始形狀及或初始光學屬性。在晶圓批之開始處，曝光輻射B可能尚未與圖案化器件MA相互作用。因此，圖案化器件可視為(相對)較冷。第一或初始量測可提供表示圖案化器件MA之冷形狀的資訊。
在曝光序列之第二階段處，例如在第一曝光或一系列曝光之後，可進行提供圖案化器件MA之次級形狀及或次級光學屬性的第二量測。在與曝光輻射B相互作用之後，圖案化器件MA可因曝光輻射B而加熱。因此，圖案化器件處於加熱(或溫熱)狀態。因此，第二量測提供表示圖案化器件MA之加熱形狀的資訊。
藉由第一及第二量測獲得之資訊可用於計算依據時間(暫態行為)以及曝光序列而變化的圖案化器件MA之形狀改變。有限元素法可用於藉由使用形狀量測結果作為模型之輸入來使圖案化器件MA之屬性模型化。模型可為倍縮光罩加熱及或透鏡加熱模型。模型之輸出可包含關於投影系統PS內之光學元件之定位(例如配置於投影系統PS中之透鏡及或鏡面之方位及定向)以及圖案化器件MA之配置的指令。
倍縮光罩加熱可能引起圖案化區域之變形，通常指示為XY柵失真，其時間可變化。圖案化器件之表面參數(包括光學屬性(例如反射率、透射率及吸收率)及表面曲率(軸向距離))之知識可用於藉由應用平移(例如在x、y及或z方向上)來判定對圖案化器件MA之方位的調整，且藉由應用旋轉(例如Rx旋轉及或Rz旋轉)以至少部分地補償失真來判定圖案化器件MA之定向。
表示圖案化器件MA之冷形狀及加熱形狀或兩者之間的差之資訊可藉助於遮罩支撐件MT而用於形狀補償。可主動地控制遮罩支撐件MT以補償曝光引起之形狀改變。此可藉由例如在z方向上移動圖案化器件MA及或藉由提供Rx旋轉及或Ry旋轉來進行。
表示圖案化器件MA之冷形狀及加熱形狀或兩者之間的差之資訊可藉助於使用施加於圖案化器件MA之機械負載的倍縮光罩彎曲機而用於形狀補償。
圖10說明用於例如基於微影裝置LA內之圖案化器件MA處之圖案密度之資訊來補償圖案化器件MA之加熱(亦稱為倍縮光罩加熱)的方法。在第一步驟90處，色差共焦感測器陣列(例如如由圖9A所說明之感測器陣列84)掃描圖案化器件之表面，較佳地掃描包含圖案化表面81之表 面。因此，可獲得經掃描表面之表面方位資訊。可藉助於單一掃描獲得表面方位資訊，但多個掃描可有益於改良量測精度。在第二步驟91處，基於表面方位資訊(在第一步驟90處獲得)計算出表面密度映圖。表面密度映圖可包含圖案化器件MA處之吸收劑及或反射層之空間分佈。在第三步驟92處，表面密度映圖與(預期)曝光設定93之資訊組合。尤其，在第三步驟92處使用曝光輻射(例如輻射光束B)之劑量及照明設定。使用表面密度映圖來估計圖案化器件MA之反射率及或透射率及或當與曝光輻射相互作用時圖案化器件MA之吸收率。此可係基於吸收劑及或反射層之局域及或更全域圖案密度。因此，可計算出曝光引起之倍縮光罩加熱效應。倍縮光罩加熱效應可藉由光學像差(包括圖案化器件MA之形狀變形)表徵。可藉助於圖案化器件之熱機械模型計算出預期形狀變形。對於例如待用於EUV微影系統中之反射圖案化器件MA，表面密度映圖可用於估計圖案化器件MA之反射率及吸收率。在第四步驟94處，可包括倍縮光罩加熱之預期倍縮光罩形狀效應經轉發至校正模型，例如透鏡模型。校正模型可用於定義投影系統PS內之透鏡設定以補償圖案化器件MA之預期光學改變。光學補償可藉助於(半)有源光學元件(例如透鏡及或鏡面)實現。此可包括用於倍縮光罩加熱的校正模型，其用於計算對透鏡及載物台之曝光掃描軌跡的偏移。
投影系統PS內之光學元件(其可為透射或反射元件)通常經組態以經調整。因此，在基板之曝光期間使用之光學路徑內之光學像差可藉由調整光學元件之一或多個設定來改變或補償。此可經由此等元件之方位及或定向改變或藉由改變透射元件之折射率來進行。
處理器可用於操縱及進行如由圖10所說明之每一單獨步驟。處理器可為微影裝置LA之部分。處理器可處於遠端位置處。
所需光學補償可藉助於(半)有源倍縮光罩操控實現。舉例而言，藉由藉助於倍縮光罩彎曲機使倍縮光罩成形。
在另一實施例中，在步驟91處獲得之圖案化器件之表面密度映圖可用作透鏡模型之直接輸入。亦即，基於圖案化器件之(局域)密度資訊，可進行對投影系統內之局域劑量(或輻射密度)之估計。又，此可使得能夠估計透鏡設定所依賴之輻射引起之透鏡加熱。換言之，基於接收到之密度資訊，所投影圖案之知識可用於定義光學透鏡設定以暗示透鏡加熱校正。
類似於透鏡加熱，基板W之加熱(亦即，晶圓加熱)取決於圖案化器件之局域透射及或反射率。如由圖10所說明之方法亦可用於補償基板位準處之加熱效應。在晶圓加熱補償之情況下，在如由圖10所說明之方法之第四步驟94處，可基於在先前步驟處接收到之資訊計算出預期基板形狀(例如輻射引起之基板變形)。預期基板形狀可經轉發至校正模型，包括例如透鏡模型。校正模型可用於定義投影系統內之透鏡設定以補償基板W之預期改變。光學補償可藉助於(半)有源光學元件(例如透鏡及或鏡面)實現。此可包括用於晶圓加熱的校正模型，其用於計算對透鏡及載物台之曝光掃描軌跡的偏移。
在另一實施例中，該方法可用於補償倍縮光罩及晶圓加熱效應兩者。在校正模型中定義透鏡設定可為有益的，該等透鏡設定發起對由倍縮光罩加熱以及由晶圓加熱引起之效應的補償。
參考上圖，狹縫區域可由額外元件或系統界定及形成。亦即，實際狹縫區域通常未由透鏡頂板、支撐件或框架界定。如由圖所說明，透鏡頂板、支撐件或框架可經配置為與狹縫區域之位置一致。
根據本發明之實施例，用於表徵如上文所描述之包含一或多個色差共焦感測器之圖案化器件的量測系統可經配置於微影裝置中。舉例而言，量測系統經配置於透鏡頂板中。
在另一實施例中，一種包含根據本發明之量測系統的檢測裝置。檢測裝置可經組態以檢測圖案化器件及或使圖案化器件合格。可將由檢測裝置獲得之資訊提供至另一系統，例如微影裝置或配置以製造圖案化器件之裝置。檢測裝置可經配置以作為獨立裝置或作為微影裝置(或製造裝置)之補充與微影裝置(或製造裝置)相互作用。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中的微影裝置之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用。可能之其他應用包括整合式光學系統、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等之製造。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之上下文中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成遮罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如遮罩(或其他圖案化器件)之物件的任何裝置之部分。此等裝置通常可稱為微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
在上下文允許之情況下，可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可經實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令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)讀取之形式的資訊的任何機制。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)；磁性儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；電、光 學、聲學或其他形式之傳播信號(例如載波、紅外信號、數位信號等)，及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中描述為進行某些動作。然而，應瞭解，此類描述僅出於方便起見，且此類動作實際上由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等之其他器件所引起，且在如此做時可使得致動器或其他器件與實體世界交互。
在以下條項中闡明本發明之態樣。
1.一種用於判定一圖案化器件之表面參數之方法，該方法包含以下步驟：將該圖案化器件裝載至配置於一微影裝置中的一遮罩支撐件上；使用一第一量測系統相對於一曝光輻射光束之一路徑定位該圖案化器件；在配置於一第二量測系統中的一色差透鏡之一第一焦平面處設置該圖案化器件；用穿過該色差透鏡的輻射照明該圖案化器件之一表面之一部分，該輻射包含複數個波長；判定經照明部分在一第一方向及一第二方向上之一方位；經由該色差透鏡收集由該圖案化器件反射之輻射之至少一部分；在該色差透鏡之一第二焦平面處量測依據波長而變化的所收集輻射之部分之一強度，以獲得光譜資訊；及根據該光譜資訊判定該圖案化器件在經判定方位處之該等表面參數。
2.如條項1之方法，其進一步包含：重複複數次照明一表面之一部分、判定經照明部分之一方位、收集經反射輻射之至少一部分、量測所收集部分之一強度，及判定該等表面參數，其中藉由在至少該第一方向或該第二方向上相對於該色差透鏡移動該圖案化器件，針對每一重複照明該圖案化器件之該表面之一不同部分。
3.如條項2之方法，其進一步包含判定該圖案化器件處之一圖案化區域之一表面參數映圖。
4.如條項2或3之方法，其中表面參數至少包含該經照明部分處之光學屬性。
5.如條項4之方法，其中該光學屬性為反射率、透射率及吸收率中之至少一者。
6.如條項4或5之方法，其進一步包含藉由使用一加熱模型將該光學屬性作為一輸入來判定該圖案化器件之一預期加熱效應。
7.如條項2或3之方法，其中表面參數至少包含該經照明部分與該色差透鏡在一第三方向上之軸向距離。
8.如條項7之方法，其進一步包含根據該軸向距離判定該圖案化器件之一形狀。
9.如條項7或8之方法，其進一步包含使用依據經判定方位而變化的該軸向距離來產生該圖案化器件之一表面構形映圖。
10.一種用於圖案化器件形狀補償之方法，其包含如條項8之步驟，該方法進一步包含基於圖案化器件之所判定形狀來調整以下中之至少一者：藉由將平移應用於圖案化器件來調整圖案化器件之方位，及藉由將旋轉應用於圖案化器件來調整圖案化器件之定向。
11.一種用於圖案化器件形狀補償之方法，其包含如條項8之步驟，該方法進一步包含基於所判定之形狀藉由將機械負載施加於圖案化器件來調整圖案化器件之形狀。
12.一種用於補償圖案化器件之一加熱效應之方法，其包含如條項5之步驟，該方法進一步包含：基於所判定之表面參數映圖及待用於一基板之一曝光的一曝光設定來計算該圖案化器件之一預期形狀改變，以判定該圖案化器件之一預期加熱效應；藉助於一透鏡模型定義一投影透鏡之設定 以補償該圖案化器件之該預期形狀改變；及在曝光之前及或在曝光期間應用所定義之設定。
13.如條項12之方法，其中該加熱效應包含像差。
14.一種方法，其在表示如條項9之圖案化器件之表面構形映圖的資料之控制下經由投影系統將提供於圖案化器件處的圖案成像至基板上。
15.一種包含用於表徵一圖案化器件的一量測系統之微影裝置，該量測系統包含：一輻射源，其配置以提供具有複數個波長之輻射；至少一個色差透鏡，其配置於至少一個色差共焦感測器中，該至少一個色差透鏡經組態以用所提供輻射照明該圖案化器件之一區域，且其中該至少一個色差透鏡經組態以收集由該圖案化器件反射之該輻射之至少一部分，該圖案化器件設置於該至少一個色差透鏡之一第一焦平面處；一偵測器，其配置於該至少一個色差透鏡之一第二焦平面處，其中該偵測器經組態以偵測所收集輻射之至少一部分及回應於偵測到之輻射而提供依據波長而變化的一強度信號；及一處理器，其用以判定該圖案化器件在經照明區域處的特性。
16.如條項15之微影裝置，其中複數個色差共焦感測器經配置以形成一感測器陣列。
17.如條項15或16之微影裝置，其中輻射源包含寬帶輻射源及複數個輻射源中之至少一者。
18.如條項15至17中任一項之微影裝置，其中該圖案化器件之該特性為一光學屬性及該圖案化器件與該色差透鏡之間的一軸向距離中之至少一者。
19.如條項16之微影裝置，其中該感測器陣列包含配置於狹縫區域之第一側處的第一色差共焦感測器陣列，及配置於狹縫區域之第二側處的第 二色差共焦感測器陣列。
20.如條項15至17中任一項之微影裝置，其中一第一色差透鏡經配置於距該圖案化器件一第一軸向距離處，且一第二色差透鏡經配置於距該圖案化器件一第二軸向距離處，其中該第二軸向距離不同於該第一軸向距離。
儘管上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述不同之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。若所有所描述之變型實施例之組合自技術角度不受限制，則可組合所有所描述之變型實施例。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見的為，可在不脫離下文所闡述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。
50:圖案化器件
51:圖案化表面
52:狹縫區域
53:支撐件
56:輻射光束
59:度量衡圖案
S:箭頭
x:方向
y:方向
z:方向

Claims (15)

  1. 一種用於判定一圖案化器件之表面參數之方法，該方法包含以下步驟：將該圖案化器件裝載至配置於一微影裝置中的一遮罩支撐件(mask support)上；使用一第一量測系統相對於(with respect to)一曝光輻射光束之一路徑定位該圖案化器件；在配置於一第二量測系統中的一色差透鏡(chromatic lens)之一第一焦平面(focal plane)處設置該圖案化器件；用穿過該色差透鏡的輻射照明該圖案化器件之一表面之一部分，該輻射包含複數個波長；判定經照明部分在一第一方向及一第二方向上之一方位(position)；經由該色差透鏡收集由該圖案化器件反射之輻射之至少一部分；在該色差透鏡之一第二焦平面處量測依據波長而變化(as a function of wavelength)的所收集輻射之部分之一強度，以獲得光譜資訊(spectral information)；及根據該光譜資訊判定在經判定方位處該圖案化器件之該等表面參數。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：重複複數次照明一表面之一部分、判定經照明部分之一方位、收集經反射輻射之至少一部分、量測所收集部分之一強度，及判定該等表面參 數，其中藉由在至少該第一方向或該第二方向上相對於該色差透鏡移動該圖案化器件，針對每一重複照明該圖案化器件之該表面之一不同部分。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包含判定該圖案化器件處之一圖案化區域之一表面參數映圖。
  4. 如請求項2或3之方法，其中表面參數至少包含該經照明部分處之光學屬性。
  5. 如請求項4之方法，其中該光學屬性為反射率、透射率及吸收率中之至少一者。
  6. 如請求項4之方法，其進一步包含藉由使用一加熱模型將該光學屬性作為一輸入來判定該圖案化器件之一預期加熱效應。
  7. 如請求項2或3之方法，其中表面參數至少包含該經照明部分與該色差透鏡在一第三方向上之軸向距離(axial distance)。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包含根據該軸向距離判定該圖案化器件之一形狀。
  9. 如請求項7之方法，其進一步包含使用依據經判定方位而變化的該軸 向距離來產生該圖案化器件之一表面構形映圖(surface topography map)。
  10. 一種用於補償圖案化器件之一加熱效應之方法，其包含如請求項5之步驟，該方法進一步包含：基於所判定之表面參數映圖(map)及待用於一基板之一曝光的一曝光設定來計算該圖案化器件之一預期形狀改變，以判定該圖案化器件之一預期加熱效應；藉助於一透鏡模型定義一投影透鏡之設定以補償該圖案化器件之該預期形狀改變；及在曝光之前及或在曝光期間應用所定義之設定。
  11. 如請求項10之方法，其中該加熱效應包含像差(aberrations)。
  12. 一種包含用於表徵(characterizing)一圖案化器件的一量測系統之微影裝置，該量測系統包含：一輻射源，其配置以提供具有複數個波長之輻射；至少一個色差透鏡，其配置於至少一個色差共焦感測器中，該至少一個色差透鏡經組態以用所提供輻射照明該圖案化器件之一區域，且其中該至少一個色差透鏡經組態以收集由該圖案化器件反射之該輻射之至少一部分，該圖案化器件設置於該至少一個色差透鏡之一第一焦平面處；一偵測器，其配置於該至少一個色差透鏡之一第二焦平面處，其中該偵測器經組態以偵測所收集輻射之至少一部分及回應於偵測到之輻射而 提供依據波長而變化的一強度信號；及一處理器，其用以判定在經照明區域處該圖案化器件的特性。
  13. 如請求項12之微影裝置，其中複數個色差共焦感測器經配置以形成一感測器陣列。
  14. 如請求項12或13之微影裝置，其中該圖案化器件之該特性為一光學屬性及該圖案化器件與該色差透鏡之間的一軸向距離中之至少一者。
  15. 如請求項12或13之微影裝置，其中一第一色差透鏡經配置於距該圖案化器件一第一軸向距離處，且一第二色差透鏡經配置於距該圖案化器件一第二軸向距離處，其中該第二軸向距離不同於該第一軸向距離。
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