TWI775704B - 微影裝置、度量衡系統、相位陣列照明源及其方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種系統，其包括一輻射源、第一相位陣列及第二相位陣列及一偵測器。該第一相位陣列及該第二相位陣列包括光學元件、複數個埠、波導及相位調變器。該等光學元件輻射輻射波。該等波導將輻射自該複數個埠中之一埠導引至該等光學元件。相位調變器調整該等輻射波之相位。該第一相位陣列及該第二相位陣列中之一或兩者基於耦合至該輻射源的該埠來形成朝向一目標結構引導之一第一輻射光束及/或一第二輻射光束。該偵測器接收由該目標結構散射之輻射且基於接收到之輻射產生一量測信號。

Description

微影裝置、度量衡系統、相位陣列照明源及其方法
本發明係關於具有積體光學器件之度量衡系統，該積體光學器件例如在用於檢測微影程序及晶圓對準的度量衡系統中使用之具有積體相位陣列之照明系統。
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，圖案化器件(其替代地稱為遮罩或倍縮光罩)可用於產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。此圖案可轉印至基板(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。通常經由成像至設置於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。大體而言，單一基板將含有連續地經圖案化之相鄰目標部分之網路。已知的微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由將整個圖案一次性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)上經由輻射光束掃描圖案同時平行或反平行於此掃描方向同步地掃描目標部分來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上來將圖案自圖案化器件轉印至基板。
另一微影系統為干涉微影系統，其中不存在圖案化器件，而是一光束分裂成兩個光束，且經由使用反射系統而使兩個光束在基板之目標部分處進行干涉。該干涉使得待在基板之目標部分處形成線。
在微影操作期間，不同處理步驟可需要不同層依序形成於基板上。因此，可有必要以高精度相對於形成於基板上之先前圖案來定位該基板。大體而言，將對準標記置放於待對準之基板上且參考第二物件來定位對準標記。微影裝置可使用檢測裝置(例如對準裝置)來偵測對準標記之位置，且使用對準標記來對準基板以確保自遮罩之精確曝光。將兩個不同層處之對準標記之間的未對準量測為疊對誤差。
為了監視微影程序，量測經圖案化基板之參數。參數可包括例如形成於經圖案化基板中或上之連續層之間的疊對誤差，及經顯影感光抗蝕劑之臨界線寬。可在產品基板上及/或專用度量衡目標上進行此量測。存在用於對在微影程序中形成之微觀結構進行量測之各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡及各種專用工具。專用檢測工具之快速且非侵入性形式為散射計，其中輻射光束經引導至基板之表面上之目標上，且量測散射或反射光束之屬性。藉由將光束在其已由基板反射或散射之前與之後的屬性進行比較，可判定基板之屬性。可例如藉由比較反射光束與儲存於與已知基板屬性相關聯之已知量測庫中的資料而進行此判定。光譜散射計將寬帶輻射光束引導至基板上且量測散射至特定窄角程中之輻射之光譜(隨波長而變化之強度)。相比之下，角解析散射計可使用單色輻射光束及量測隨角度而變化之散射輻射之強度。
此類光學散射計可用於量測參數，諸如形成於經圖案化基板中或上之兩個層之間的經顯影感光抗蝕劑或疊對誤差(OV)之臨界尺寸。可藉由在照明光束已由基板反射或散射之前與之後的該光束的屬性來判定基板之屬性。
隨著IC變得更小且更密集地封裝，因此亦增加每晶圓必須檢測的特徵之數目。期望的係改進度量衡系統之能力，以便與當前之大批量製造速率保持同步且將生產速度提高至超過當前可用之速度。因此，存在提供能夠快速且精確地量測大量微影特徵的度量衡工具之需要。度量衡解決方案可包括例如增加同時量測之數目及/或增加量測之速度。
在一些實施例中，一種系統包括一輻射源、第一相位陣列及第二相位陣列及一偵測器。該第一相位陣列及該第二相位陣列包括光學元件、複數個埠、波導及相位調變器。該等光學元件輻射輻射波。該等波導將輻射自該複數個埠中之一埠導引至該等光學元件。相位調變器調整該等輻射波之相位。該第一相位陣列及該第二相位陣列中之一或兩者基於耦合至該輻射源的該埠來形成朝向一目標結構引導之一第一輻射光束及/或一第二輻射光束。該偵測器接收由該目標結構散射之輻射且基於接收到之輻射產生一量測信號。
在一些實施例中，一種系統包括一輻射源、一相位陣列、一偵測器及一控制器。該相位陣列產生一輻射光束且朝向一基板上之一目標結構引導該光束。該偵測器接收由該目標結構散射之輻射且基於接收到之輻射產生一量測信號。一控制器控制每一各別光學元件之一相位偏移以控制該光束之一方向。該相位陣列包括光學元件、波導及相位調變器。該等光學元件輻射輻射波。該等波導將輻射自該輻射源導引至該等光學元件。該等相位調變器調整該等輻射波之相位，使得該等輻射波累積以形成該光束。
在一些實施例中，一種系統包括一相位陣列。該相位陣列包括光學元件、波導、相位調變器及一或多個金屬元件。該等光學元件輻射或偵測輻射波。該等波導將輻射自該輻射源導引至該等光學元件或自該等光學元件導引至一偵測器。該等相位調變器調整該等輻射波之相位。該一或多個金屬元件插入於該等波導之間，該一或多個金屬元件經組態以減少光學元件之間的耦合。
下文參考隨附圖式詳細地描述本發明之其他特徵及優勢，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之具體實施例。本文中僅出於說明性目的呈現此類實施例。基於本文中所含之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將為顯而易見的。
本說明書揭示併入有本發明之特徵之一或多個實施例。所揭示實施例僅例示本發明。本發明之範疇不限於所揭示實施例。本發明由隨附申請專利範圍限定。
所描述之實施例及本說明書中對「一個實施例」、「一實施例」、「一實例實施例」等之參考指示所描述之實施例可包括特定特徵、結構或特性，但每一實施例可能未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，此類片語未必係指相同實施例。另外，當結合實施例描述特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否予以明確描述，結合其他實施例來實現此特徵、結構或特性皆係在熟習此項技術者之認識範圍內。
為易於描述，可在本文中使用諸如「在……之下」、「在……下方」、「下部」、「在……上方」、「在……上」、「上部」及其類似者的空間相對術語來描述如圖式中所說明之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。除諸圖中所描繪的定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋器件在使用或操作中的不同定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且本文中所使用的空間相對描述詞可同樣相應地進行解釋。
如本文中所使用之術語「約」指示可基於特定技術變化之給定數量的值。基於特定技術，術語「約」可指示例如在該值之10%至30%內(例如，該值之±10%、±20%或±30%)變化之給定數量之值。
本發明之實施例可實施於硬體、韌體、軟體或其任何組合中。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上的可由一或多個處理器讀取及執行的指令。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如，運算器件)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、紅外信號、數位信號等)，及其他者。另外，韌體、軟體、常式及/或指令可在本文中描述為進行特定動作。然而，應瞭解，此類描述僅僅係出於方便起見，且此類動作事實上係由運算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等之其他器件引起。
然而，在更詳細地描述此類實施例之前，呈現可供實施本發明之實施例之實例環境係具指導性的。
實例微影系統
圖1A及1B分別展示微影裝置100及微影裝置100'之示意性說明，其中可實施本發明之實施例。微影裝置100及微影裝置100'各自包括以下各者：照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如，深紫外或極紫外輻射)；支撐結構(例如，遮罩台) MT，其經組態以支撐圖案化器件(例如，遮罩、倍縮光罩或動態圖案化器件) MA且連接至經組態以精確地定位圖案化器件MA之第一定位器PM；及基板台(例如，晶圓台) WT，其經組態以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以精確地定位基板W之第二定位器PW。微影裝置100及100'亦具有投影系統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(例如包含一或多個晶粒) C上。在微影裝置100中，圖案化器件MA及投影系統PS係反射式的。在微影裝置100'中，圖案化器件MA及投影系統PS係透射式的。
照明系統IL可包括用於引導、整形或控制輻射光束B之各種類型之光學組件，諸如折射、反射、反射折射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT以取決於圖案化器件MA相對於參考框架之定向、微影裝置100及100'中之至少一者之設計及其他條件(諸如，圖案化器件MA是否固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件MA。支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可視需要而係固定或可移動的。藉由使用感測器，支撐結構MT可確保圖案化器件MA (例如)相對於投影系統PS處於所要位置。
術語「圖案化器件」MA應廣泛地解釋為係指可用以在輻射光束B之橫截面中向輻射光束B賦予圖案以便在基板W之目標部分C中產生圖案的任何器件。賦予輻射光束B之圖案可對應於產生於目標部分C中以形成積體電路之器件中的特定功能層。
術語「檢測裝置」、「度量衡裝置」及其類似者可在本文中用以指例如用於量測結構之屬性(例如疊對誤差、臨界尺寸參數)或用於微影裝置中以檢測晶圓之對準的器件或系統(例如對準裝置)。
圖案化器件MA可係透射式(如在圖1B之微影裝置100'中)或反射式的(如在圖1A之微影裝置100中)。圖案化器件MA之實例包括倍縮光罩、遮罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。遮罩在微影中已為人所熟知，且包括諸如二元、交替相移或衰減式相移之遮罩類型，以及各種混合式遮罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例採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。傾斜鏡面在由小鏡面之矩陣反射之輻射光束B中賦予圖案。
術語「投影系統」PS可涵蓋如適於所使用之曝光輻射或適於諸如基板W上之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。真空環境可用於EUV或電子射束輻射，此係由於其他氣體可吸收過多輻射或電子。因此，可憑藉真空壁及真空泵將真空環境提供至整個光束路徑。
微影裝置100及/或微影裝置100'可屬於具有兩個(雙載物台)或更多個基板台WT (及/或兩個或更多個遮罩台)之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外基板台WT，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他基板台WT用於曝光。在一些情形下，額外台可不為基板台WT。
微影裝置亦可屬於以下類型：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，遮罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中為人所熟知，用於增大投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸潤」並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。
參考圖1A及1B，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源SO為準分子雷射時，源SO及微影裝置100、100'可為單獨的物理實體。在此類情況下，不認為源SO形成微影裝置100或100'之部分，且輻射光束B憑藉包括例如合適之引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD (在圖1B中)而自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，在源SO為水銀燈時，源SO可為微影裝置100、100'之整體部分。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (必要時)可稱為輻射系統。
照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD (在圖1B中)。大體而言，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部及/或內部徑向範圍(通常分別稱為「σ外部」及「σ內部」)。此外，照明器IL可包含各種其他組件(在圖1B中)，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器IL可用於調節輻射光束B以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
參考圖1A，輻射光束B入射於固持在支撐結構(例如，遮罩台) MT上之圖案化器件(例如，遮罩) MA上，且由圖案化器件MA圖案化。在微影裝置100中，自圖案化器件(例如遮罩) MA反射輻射光束B。在自圖案化器件(例如，遮罩) MA反射之後，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將該輻射光束B聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF2 (例如，干涉式器件、線性編碼器或電容式感測器)，可精確地移動基板台WT (例如，以便將不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器IF1可用以相對於輻射光束B之路徑精確地定位圖案化器件(例如，遮罩) 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(例如，遮罩) MA與基板W。
參考圖1B，輻射光束B入射於固持在支撐結構(例如，遮罩台MT)上之圖案化器件(例如，遮罩MA)上，且由圖案化器件圖案化。在已橫穿遮罩MA的情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。投影系統具有至照明系統光瞳IPU之光瞳共軛PPU。輻射之部分自照明系統光瞳IPU處之強度分佈發散且橫穿遮罩圖案而不受遮罩圖案處的繞射影響，且產生照明系統光瞳IPU處之強度分佈之影像。
投影系統PS將遮罩圖案MP之影像MP'投影至塗佈於基板W上之光阻層上，其中影像MP'由繞射光束形成，該等繞射光束自標記圖案MP由來自強度分佈之輻射產生。舉例而言，遮罩圖案MP可包括線及空間之陣列。在該陣列處且不同於零階繞射之輻射之繞射產生轉向繞射光束，其在垂直於線的方向上具有方向改變。非繞射光束(亦即，所謂的零階繞射光束)橫穿圖案而不具有傳播方向之任何改變。零階繞射光束橫穿投影系統PS之在投影系統PS之光瞳共軛PPU上游的上部透鏡或上部透鏡群組，以到達光瞳共軛PPU。在光瞳共軛PPU之平面中且與零階繞射光束相關聯的強度分佈之部分為照明系統IL之照明系統光瞳IPU中之強度分佈之影像。孔徑器件PD例如在包括投影系統PS之光瞳共軛PPU之平面處或實質上在該平面處安置。
投影系統PS經配置以藉助於透鏡或透鏡群組L不僅捕捉零階繞射光束，且亦捕捉一階或一階及更高階繞射光束(未展示)。在一些實施例中，可使用用於使在垂直於線之方向上延伸之線圖案成像的偶極照明以利用偶極照明之解析度增強效應。舉例而言，一階繞射光束在晶圓W之水平面上干涉對應的零階繞射光束，以在最高可能解析度及製程窗處(亦即，與可容許之曝光劑量偏差結合之可用焦點深度)產生線圖案MP之影像。在一些實施例中，可藉由在照明系統光瞳IPU之相對象限中提供輻射極(未展示)來減小散光像差。另外，在一些實施例中，可藉由阻擋投影系統之光瞳共軛PPU中之與相對象限中之輻射極相關聯的零階光束來減小散光像差。以全文引用之方式併入本文中的於2009年3月31日發佈之US 7,511,799 B2中更詳細地描述此情形。
憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如，干涉式器件、線性編碼器或電容式感測器)，可精確地移動基板台WT (例如，以便將不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(圖1B中未展示)可用以相對於輻射光束B之路徑精確地定位遮罩MA (例如在自遮罩庫之機械擷取之後或在掃描期間)。
大體而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現遮罩台MT之移動。類似地，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之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下，遮罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可係固定的。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準遮罩MA與基板W。儘管基板對準標記(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(此等標記稱為切割道對準標記)。類似地，在多於一個晶粒設置於遮罩MA上之情形中，遮罩對準標記可位於該等晶粒之間。
遮罩台MT及圖案化器件MA可處於真空腔室V中，其中真空內機器人IVR可用以將諸如遮罩之圖案化器件移入及移出真空腔室。替代地，當遮罩台MT及圖案化器件MA在真空腔室外部時，類似於真空內機器人IVR，真空外機器人可用於各種輸送操作。需要校準真空內及真空外機器人兩者以用於任何有效負載(例如遮罩)至轉移站之固定運動安裝台之平滑轉移。
微影裝置100及100'可用於以下模式中之至少一者中：
1. 在步進模式下，支撐結構(例如遮罩台) MT及基板台WT保持基本上靜止，同時將賦予輻射光束B之整個圖案一次性投影至目標部分C上(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。
2. 在掃描模式下，同步地掃描支撐結構(例如，遮罩台) MT及基板台WT，同時將賦予輻射光束B之圖案投影至目標部分C上(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之(縮小)放大率及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構(例如遮罩台) MT之速度及方向。
3. 在另一模式下，支撐結構(例如，遮罩台) MT保持實質上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且在將賦予輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時移動或掃描基板台WT。可採用脈衝式輻射源SO，且在基板台WT之每一移動之後或在一掃描期間之連續輻射脈衝之間視需要更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，可程式化鏡面陣列)之無遮罩微影。
亦可採用所描述使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
在另一實施例中，微影裝置100包括極紫外(EUV)源，其經組態以產生用於EUV微影之EUV輻射光束。大體而言，EUV源經組態於輻射系統中，且對應的照明系統經組態以調節EUV源之EUV輻射光束。
圖2更詳細地展示微影裝置100，其包括源收集器裝置SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器裝置SO經建構及配置以使得可將真空環境維持於源收集器裝置SO之圍封結構220中。可由放電產生電漿源形成EUV輻射發射電漿210。可藉由氣體或蒸汽(例如，氙氣體、鋰蒸汽或錫蒸汽)產生EUV輻射，其中產生極熱電漿210以發射在電磁光譜的EUV範圍內之輻射。舉例而言，藉由造成至少部分離子化電漿之放電來產生極熱電漿210。為了輻射之有效產生，可能需要分壓為例如10 Pa之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合適之氣體或蒸汽。在一些實施例中，提供經激發的錫(Sn)之電漿以產生EUV輻射。
由熱電漿210發射之輻射經由位於源腔室211中之開口中或後方之視情況存在之氣體障壁或污染物陷阱230 (在一些情況下亦稱為污染物障壁或箔陷阱)而自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物陷阱230可包括通道結構。污染物陷阱230亦可包括氣體障壁或氣體障壁與通道結構之組合。本文中進一步指示之污染物陷阱或污染物障壁230至少包括通道結構。
收集器腔室212可包括可為所謂的掠入射收集器之輻射收集器CO。輻射收集器CO具有上游輻射收集器側251及下游輻射收集器側252。橫穿收集器CO之輻射可自光柵濾光片240反射以聚焦於虛擬源點IF中。虛擬源點IF通常稱為中間焦點，且源收集器裝置經配置成使得中間焦點IF位於圍封結構220中之開口219處或附近。虛擬源點IF為輻射發射電漿210之影像。特別地使用光柵濾光片240以用於抑制紅外(IR)輻射。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，該照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件222及琢面化光瞳鏡面器件224，琢面化場鏡面器件222及琢面化光瞳鏡面器件224經配置以提供在圖案化器件MA處輻射光束221之所要角度分佈，以及在圖案化器件MA處之輻射強度之所要均一性。在由支撐結構MT固持之圖案化器件MA處反射輻射光束221後，即形成經圖案化光束226，且由投影系統PS將經圖案化光束226經由反射元件228、229成像至由晶圓載物台或基板台WT固持之基板W上。
比所展示元件更多之元件通常可存在於照明光學器件單元IL及投影系統PS中。取決於微影裝置之類型，光柵濾光片240可視情況存在。另外，可存在比圖2中所展示之鏡面更多之鏡面，例如在投影系統PS中可存在比圖2中所展示之反射元件多之一至六個額外反射元件。
如圖2中所說明之收集器光學器件CO經描繪為具有掠入射反射器253、254及255之巢套式收集器，僅僅作為收集器(或收集器鏡面)之實例。掠入射反射器253、254及255經安置成圍繞光軸O軸向地對稱，且此類型之收集器光學器件CO係較佳地與放電產生電漿源(常常稱為DPP源)組合使用。
例示性微影單元
圖3展示根據一些實施例之微影單元300，有時亦稱為微影單元(lithocell)或叢集。微影裝置100或100'可形成微影單元300之部分。微影單元300亦可包括用以在基板上進行曝光前程序及曝光後程序之一或多個裝置。習知地，此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板，在不同程序裝置之間移動基板，且將基板遞送至微影裝置100或100'之裝載區LB。此等器件(常常統稱為塗佈顯影系統)係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下,該塗佈顯影系統控制單元TCU自身由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU來控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出量及處理效率。
例示性檢測裝置
為了控制用以將器件特徵準確地置放於基板上之微影程序，通常在基板上提供對準標記，且微影裝置包括藉以必須精確地量測基板上之標記之位置之一或多個對準裝置及/或系統。此等對準裝置實際上為位置量測裝置。自不同時間及不同製造商已知不同類型之標記及不同類型之對準裝置及/或系統。廣泛用於當前微影裝置中的系統之類型係基於如美國專利第6,961,116號(den Boef等人)中所描述之自參考干涉計。大體而言，分別量測標記以獲得X位置及Y位置。然而，可使用美國公開案第2009/195768 A號(Bijnen等人)中所描述之技術來進行組合之X量測及Y量測。此等揭示案兩者之全部內容以引用方式併入本文中。
圖4A展示根據一些實施例之檢測裝置400的橫截面視圖之示意圖。在一些實施例中，檢測裝置400可實施為微影裝置100或100'之部分。檢測裝置400可經組態以相對於圖案化器件(例如圖案化器件MA)對準基板(例如基板W)。檢測裝置400可經進一步組態以偵測基板上之對準標記之位置，及使用對準標記之偵測到之位置相對於圖案化器件或微影裝置100或100'之其他組件對準基板。基板之此對準可確保基板上之一或多個圖案的精確曝光。
在一些實施例中，檢測裝置400可包括照明系統412、光束分光器414、干涉計426、偵測器428、光束分析器430及疊對計算處理器432。照明系統412可經組態以提供具有一或多個通帶之電磁窄帶輻射光束413。在一實例中，一或多個通帶可在約500 nm至約900 nm之間的波長之光譜內。在另一實例中，一或多個通帶可為在約500 nm至約900 nm之間的波長之光譜內的離散窄通帶。照明系統412可經進一步組態以提供在長時間段內(例如，在照明系統412之壽命內)具有實質上恆定的中心波長(CWL)值之一或多個通帶。照明系統412之此組態可幫助防止實際CWL值在當前對準系統中自所要之CWL值移位，如上文所論述。且，因此，恆定CWL值之使用可相較於當前對準裝置改進對準系統(例如檢測裝置400)之長期穩定性及精度。
在一些實施例中，光束分光器414可經組態以接收輻射光束413且將輻射光束413分裂成至少兩個輻射子光束。舉例而言，輻射光束413可經分裂成輻射子光束415及417，如圖4A中所展示。光束分光器414可經進一步組態以將輻射子光束415引導至置放於載物台422上之基板420上。在一個實例中，載物台422可沿著方向424移動。輻射子光束415可經組態以照明位於基板420上之對準標記或目標418。對準標記或目標418可用輻射敏感膜塗佈。在一些實施例中，對準標記或目標418可具有一百八十度(亦即，180°)對稱性。亦即，當對準標記或目標418圍繞垂直於對準標記或目標418之平面之對稱軸旋轉180°時，旋轉之對準標記或目標418可與未旋轉之對準標記或目標418實質上相同。基板420上之目標418可為：(a)包含由固體抗蝕劑線形成之條棒的抗蝕劑層光柵，或(b)產品層光柵，或(c)包含抗蝕劑光柵疊對或交錯於產品層光柵上之疊對目標結構中的複合光柵堆疊。該等條棒可替代地經蝕刻至基板中。此圖案對微影投影裝置(特別是投影系統PL)中之色像差敏感，且照明對稱性及此類像差之存在將使其自身顯現為經印刷光柵之變化。用於器件製造中以用於量測線寬、間距及臨界尺寸之一種在線方法利用稱為「散射量測」之技術。Raymond等人之「Multiparameter Grating Metrology Using Optical Scatterometry」(J. Vac. Sci. Tech. B，第15卷，第2號，第361至368頁(1997年))及Niu等人之「Specular Spectroscopic Scatterometry in DUV Lithography」(SPIE，第3677卷(1999年))中描述了散射量測之方法，該兩者之全文以引用之方式併入本文中。在散射量測中，光由目標中之週期性結構反射，且偵測處於給定角度之所得反射光譜。例如使用嚴密耦合波分析(RCWA)或藉由與藉由模擬導出之圖案庫進行比較來重建構產生反射光譜之結構。因此，經印刷光柵之散射量測資料用以重新建構該等光柵。根據對印刷步驟及/或其他散射量測程序之知識，可將光柵之參數(諸如，線寬及形狀)輸入至由處理單元PU進行之重建構程序。
在一些實施例中，根據實施例，光束分光器414可經進一步組態以接收繞射輻射光束419且將繞射輻射光束419分裂成至少兩個輻射子光束。繞射輻射光束419可經分裂成繞射輻射子光束429及439，如圖4A中所展示。
應注意，儘管光束分光器414展示為朝向對準標記或目標418引導輻射子光束415且朝向干涉計426引導繞射輻射子光束429，但本發明不限於此。對於熟習相關技術者將顯而易見的係，其他光學配置可用於獲得照明基板420上之對準標記或目標418及偵測對準標記或目標418之影像的類似結果。
如圖4A中所說明，干涉計426可經組態以經由光束分光器414接收輻射子光束417及繞射輻射子光束429。在實例實施例中，繞射輻射子光束429可為可自對準標記或目標418反射之輻射子光束415之至少一部分。在此實施例之一實例中，干涉計426包含任何適當的光學元件集合，例如，可經組態以基於接收到之繞射輻射子光束429形成對準標記或目標418之兩個影像的稜鏡之組合。應瞭解，無需形成良好品質影像，但應解析對準標記418之特徵。干涉計426可經進一步組態以將兩個影像中之一者相對於兩個影像中之另一者旋轉180°且以干涉方式重組該旋轉影像及該未旋轉影像。
在一些實施例中，偵測器428可經組態以經由干涉計信號427接收經重組影像，且當檢測裝置400之對準軸421穿過對準標記或目標418之對稱中心(未展示)時偵測由經重組影像引起的干涉。根據一實例實施例，此干涉可歸因於對準標記或目標418成180°對稱，且經重組影像建設性地或破壞性地進行干涉。基於偵測到之干涉，偵測器428可經進一步組態以判定對準標記或目標418之對稱中心的位置且因此偵測基板420之位置。根據一實例，對準軸421可與垂直於基板420之光束對準且穿過影像旋轉干涉計426之中心。偵測器428可經進一步組態以藉由實施感測器特性且與晶圓標記程序變化相互作用而估計對準標記或目標418之位置。
在另一實施例中，偵測器428藉由進行以下量測中之一或多者來判定對準標記或目標418之對稱中心的位置： 1.量測針對各種波長之位置變化(顏色之間的位置移位)； 2.量測針對各種階之位置變化(繞射階之間的位置移位)；及 3.量測針對各種偏振之位置變化(偏振之間的位置移位)。 可例如藉由任何類型之對準感測器來獲得此資料，例如，如美國專利第6,961,116號中所描述之智慧型對準感測器混合式(SMASH)感測器，其採用具有單一偵測器及四個不同波長之自參考干涉計，且在軟體中提取對準信號，或如美國專利第6,297,876號中所描述之使用對準之高階增強之先進技術(ATHENA)，其將七個繞射階中之每一者引導至專用偵測器，該等專利皆以全文引用之方式併入本文中。
在一些實施例中，光束分析器430可經組態以接收繞射輻射子光束439且判定該繞射輻射子光束439之光學狀態。光學狀態可為光束波長、偏振或光束輪廓之量度。光束分析器430可經進一步組態以判定載物台422之位置且使載物台422之位置與對準標記或目標418之對稱中心之位置相關。因此，可參考載物台422精確地知曉對準標記或目標418之位置及(因此)基板420之位置。替代地，光束分析器430可經組態以判定檢測裝置400或任何其他參考元件之位置，使得可參考檢測裝置400或任何其他參考元件知曉對準標記或目標418之對稱中心。光束分析器430可為具有某種形式之波長-頻帶選擇性的點或成像偏振計。在一些實施例中，根據其他實施例，光束分析器430可直接整合至檢測裝置400中，或經由若干類型之光纖連接：偏振保持(polarization preserving)單模、多模或成像。
在一些實施例中，光束分析器430可經進一步組態以判定基板420上之兩個圖案之間的疊對資料。此等圖案中之一者可為參考層上之參考圖案。另一圖案可為經曝光層上之經曝光圖案。參考層可為已存在於基板420上之經蝕刻層。參考層可由藉由微影裝置100及/或100'在基板上曝光的參考圖案產生。經曝光層可為與參考層相鄰地曝光之抗蝕劑層。經曝光層可由藉由微影裝置100或100'在基板420上曝光的曝光圖案產生。基板420上之經曝光圖案可對應於由載物台422進行之基板420之移動。在一些實施例中，經量測疊對資料亦可指示參考圖案與曝光圖案之間的偏移。經量測疊對資料可用作校準資料以校準由微影裝置100或100'曝光之曝光圖案，使得在校準之後，經曝光層與參考層之間的偏移可得以最小化。
在一些實施例中，光束分析器430可經進一步組態以判定基板420之產品堆疊輪廓之模型，且可經組態以在單一量測中量測目標418之疊對、臨界尺寸及焦點。產品堆疊輪廓含有關於諸如對準標記、目標418或基板420之堆疊產品之資訊，且可包括隨照明變化而變化的標記程序變化誘發之光學訊跡度量衡。產品堆疊輪廓亦可包括產品光柵輪廓、標記堆疊輪廓及標記不對稱性資訊。光束分析器430之實例可在如美國專利第8,706,442號中所描述之由ASML (荷蘭，Veldhoven)製造的稱為Yieldstar TM之度量衡裝置中找到，該專利以全文引用之方式併入本文中。光束分析器430可經進一步組態以處理與彼層中之經曝光圖案之特定屬性相關的資訊。舉例而言，光束分析器430可處理層中之所描繪影像的疊對參數(該層相對於基板上之先前層之定位精度或第一層相對於基板上之標記之定位精度的指示)、焦點參數，及/或臨界尺寸參數(例如線寬及其變化)。其他參數為與經曝光圖案之所描繪影像之品質相關的影像參數。
在一些實施例中，偵測器陣列(未展示)可連接至光束分析器430，且允許精確堆疊輪廓偵測之可能性，如下文所論述。舉例而言，偵測器428可為偵測器陣列。對於偵測器陣列，數個選項係可能的：多模光纖束、每通道之離散接腳偵測器，或CCD或CMOS (線性)陣列。多模光纖束之使用使得能夠出於穩定性原因而遠端地定位任何耗散元件。離散PIN偵測器提供大動態範圍，但各自需要單獨的前置放大器。元件之數目因此受到限制。CCD線性陣列提供可經高速地讀出且尤其在使用相位步進偵測的情況下尤其受到關注的許多元件。
在一些實施例中，第二光束分析器430'可經組態以接收繞射輻射子光束429且判定該繞射輻射子光束429之光學狀態，如圖4B中所展示。光學狀態可為光束波長、偏振或光束輪廓之量度。第二光束分析器430'可與光束分析器430相同。替代地，第二光束分析器430'可經組態以至少進行光束分析器430之所有功能，諸如判定載物台422之位置及使載物台422之位置與對準標記或目標418之對稱中心之位置相關。因此，可參考載物台422精確地知曉對準標記或目標418之位置及(因此)基板420之位置。第二光束分析器430'亦可經組態以判定檢測裝置400或任何其他參考元件之位置，使得可參考檢測裝置400或任何其他參考元件知曉對準標記或目標418之對稱中心。第二光束分析器430'可經進一步組態以判定兩個圖案之間的疊對資料及基板420之產品堆疊輪廓之模型。第二光束分析器430'亦可經組態以在單一量測中量測目標418之疊對、臨界尺寸及焦點。
在一些實施例中，根據其他實施例，第二光束分析器430'可直接整合至檢測裝置400中，或其可經由若干類型之光纖連接：偏振保持單模、多模或成像。替代地，第二光束分析器430'及光束分析器430可組合以形成經組態以接收繞射輻射子光束429及439兩者且判定繞射輻射子光束429及439兩者之光學狀態的單一分析器(未展示)。
在一些實施例中，處理器432自偵測器428及光束分析器430接收資訊。舉例而言，處理器432可為疊對計算處理器。資訊可包含由光束分析器430建構之產品堆疊輪廓之模型。替代地，處理器432可使用接收到之關於產品標記之資訊來建構產品標記輪廓之模型。在任一情況下，處理器432使用或結合產品標記輪廓之模型來建構堆疊產品及疊對標記輪廓之模型。接著使用堆疊模型以判定疊對偏移且最小化對疊對偏移量測之光譜效應。處理器432可基於自偵測器428及光束分析器430接收到之資訊產生基本校正演算法，該資訊包括但不限於：照明光束之光學狀態、對準信號、相關聯位置估計值，及光瞳平面、影像平面及額外平面中之光學狀態。光瞳平面為輻射之徑向位置界定入射角且角位置界定輻射之位置角的平面。處理器432可利用基本校正演算法以參考晶圓標記及/或對準標記418特性化檢測裝置400。
在一些實施例中，處理器432可經進一步組態以基於自偵測器428及光束分析器430接收到之資訊判定相對於每一標記的感測器估計值之經印刷圖案位置偏移誤差。該資訊包括但不限於：產品堆疊輪廓、基板420上之每一對準標記或目標418之疊對、臨界尺寸及焦點的量測值。處理器432可利用叢集演算法以將標記分組成具有類似恆定偏移誤差之集合，且基於該資訊產生對準誤差偏移校正表。該叢集演算法可基於疊對量測、位置估計值，及與每一偏移誤差之集合相關聯的額外光學堆疊程序資訊。針對數個不同標記來計算疊對，該等標記例如在經程式化疊對偏移周圍具有正及負偏壓之疊對目標。將量測最小疊對之目標視為參考(此係由於其以最佳精度經量測)。自此經量測小疊對及其對應目標之已知經程式化疊對，可推導出疊對誤差。表1說明可如何進行此推導。所展示實例中之最小經量測疊對為-1 nm。然而，此與具有為-30 nm之經程式化疊對之目標相關。因此，程序必須已引入為29 nm之疊對誤差。
表1
經程式化疊對 -70 -50 -30 -10 10 30 50
經量測疊對 -38 -19 -1 21 43 66 90
經量測疊對與經程式化疊對之間的差 32 31 29 31 33 36 40
疊對誤差 3 2 - 2 4 7 11
最小值可視為參考點，且相對於此最小值，可計算經量測疊對與歸因於經程式化疊對而預期之疊對之間的偏移。此偏移判定每一標記或具有類似偏移之標記集合的疊對誤差。因此，在表1實例中，在具有為30 nm之經程式化疊對之目標位置處，最小經量測疊對為-1 nm。比較其他目標處之預期疊對與經量測疊對之間的差與此參考值。亦可在不同照明設定下自標記及目標418獲得諸如表1之表，可判定及選擇產生最小疊對誤差之照明設定及其對應的校準因數。在此之後，處理器432可將標記分組成類似疊對誤差之集合。用於將標記分組之準則可基於不同程序控制，例如用於不同程序之不同誤差容許度予以調整。
在一些實施例中，處理器432可確認群組之所有或大部分構件具有類似偏移誤差，且基於其額外光學堆疊度量衡將來自叢集演算法之個別偏移校正應用於每一標記。處理器432可判定對每一標記之校正，且例如藉由將校正饋入至檢測裝置400中來將校正回饋至微影裝置100或100'以校正疊對中之誤差。
使用相位陣列的例示性檢測裝置
迄今為止，該論述已聚焦於使用光學硬體(例如光束分光器414、干涉計426)來收集由目標結構散射的光且將光朝向偵測器引導的檢測裝置。光學硬體亦通常為校正像差或以其他方式調整已由目標結構散射之輻射所需。在一些實例中，光引導光學硬體之大小要求可意謂大感測器佔據面積，例如大約20 mm x 20 mm或更大之量級。在此等實例中，歸因於大感測器佔據面積，檢測裝置可能僅包括一個或幾個用於檢測晶圓的感測組件，此可能影響在給定時間段內檢測大量晶圓的能力。晶圓檢測之速度可藉由例如減少每一量測的時間(例如藉由收集更多光子)及/或增加獨立感測組件之數目(例如藉由減小佔據面積)來增加。本發明之實施例提供用以更快速且有效地進行基板上之結構之檢測的結構及功能。
圖5展示根據一些實施例之檢測裝置550之示意圖。在一些實施例中，檢測裝置550包含照明系統500及偵測器546。檢測裝置550可包含光學元件544及照明系統500之更多反覆。光學元件544可包含透鏡或透鏡元件之系統。檢測裝置550可包含在其上安置照明系統500之光子積體電路(PIC)。光學元件544及/或偵測器546亦可安置於PIC上。
在一些實施例中，照明系統500經組態以產生輻射光束516。照明系統500可調整方向輻射光束516。應瞭解，圖5中所描繪之輻射光束516之方向不具限制性。舉例而言，輻射光束516之方向可調整至頁面中或頁面外。照明系統500可包含一或多個相位陣列。相位陣列允許調整輻射光束516之方向。
在一些實施例中，量測包含朝向目標結構536引導輻射光束516。目標結構536安置於基板538上。目標結構536使輻射散射(例如繞射)以產生經散射輻射542。量測進一步包含在偵測器546處接收經散射輻射542。光學元件544可用於將經散射輻射542聚焦至偵測器546上。
在一些實施例中，檢測裝置550可實施為微影裝置100或100' (圖1A及1B)之部分。檢測裝置550可實施為用於相對於倍縮光罩對準基板之對準裝置。
在一些實施例中，檢測裝置550經組態以量測在基板上進行之微影程序之結果(例如疊對誤差)。量測微影程序之結果可在微影裝置外部(例如在拆卸之度量衡裝置或專用疊對檢測工具中)進行。
圖6展示根據一些實施例之照明系統600之示意圖。在一些實施例中，照明系統600可實施為檢測裝置之部分，例如實施為檢測裝置550中之照明系統500 (圖5)。
在一些實施例中，照明系統600包含相位調變器602、波導604及光學元件606。照明系統600進一步包含輻射源608及/或控制器610。相位調變器602可包含電光調變器、熱光調變器及其類似者。
在一些實施例中，相位調變器602沿著波導604安置(例如與波導相交或相鄰)。在一些實施例中，光學元件606沿著波導604安置於相位調變器602之下游。在一些實施例中，相位調變器602、波導604及光學元件606之數目相等(例如在相位調變器、波導及光學元件之集合中存在一對一對一(one-to-one-to-one)對應關係)。在一些實施例中，相位調變器602、波導604及光學元件606經配置為所謂的相位陣列(例如用於產生具有給定相位之輻射的輻射元件之陣列)。
在一些實施例中，波導604經組態以導引輻射。輻射可由輻射源608供應且在相位陣列之輸入處接收到。僅作為實例，線612指示輸入。波導604可經組態以將(例如來自輻射源608之)輻射導引至光學元件606。光學元件606可經組態以輻射輻射波614 (例如藉由自波導604輸出耦合輻射)。光學元件606在本文中可稱為「發射器」、「發射元件」及其類似者，參考其發射輻射之功能。相位調變器602經組態以調整輻射波614之相位。
在一些實施例中，調整輻射波614之相位，使得輻射波614累積以形成輻射光束616。光束616之方向係基於輻射波614之相位。照明系統600之相位陣列可產生輻射616且引導輻射光束616 (例如朝向目標結構)。相位調變可包含調整輻射波614之相位延遲。相位調變可包含差調輻射波614之相位延遲。在圖6中，輻射光束616之方向角 θ係作為實例提供且不具限制性。亦應瞭解，照明系統600可包含2維相位陣列。2維配置允許在兩個維度中調整輻射光束616之方向(例如頁面外；圖6為簡單起見展示1維陣列)。
在一些實施例中，照明系統600包含PIC。換言之，照明系統600及其中之組件(例如輻射源、相位調變器等)可為PIC之部分。PIC允許照明系統600極小地構建(例如次毫米)。在一些實施例中，照明系統600可減少度量衡工具中之光學組件之數目。舉例而言，有可能減少或消除對傳統上用以引導光的光學硬體(例如透鏡、鏡面、光束分光器、微機電系統(MEMS)及其類似者)之需要。照明系統600可在不使用光學硬體或移動元件(例如機械元件)之情況下調整方向輻射光束616。因此，度量衡系統(例如對準感測器)可相較於依賴於大型光學硬體之傳統度量衡系統而實質上小型化。
在一些實施例中，控制器610經組態以控制相位調變器602以控制輻射光束616之方向。應瞭解，控制器610可在照明系統600外部。
在一些實施例中，輻射源608經組態以產生寬帶波長或兩個或更多個窄帶波長。在一些實施例中，輻射源608包含兩個或更多個源元件618。源元件618中之每一源元件經組態以產生寬帶波長及/或兩個或更多個窄帶波長之子集。由輻射源608產生的輻射可為同調輻射。當用單一源元件產生多個波長時，每一波長分量可為同調的。多波長同調輻射源係可商購的。源元件618可為例如雷射二極體。
為了易於論述，藉由虛線輪廓標示第一相位陣列622。在一些實施例中，照明系統600包含第二相位陣列624。為簡單起見，已用來自源輻射源608及控制器610之簡化輸入繪製相位陣列。然而，應瞭解，第二相位陣列624內之元件及配置與第一相位陣列622實質上類似(例如對稱)。在一些實施例中，照明系統包含更多相位陣列。
在一些實施例中，一或多個濾光片620可用於自輻射源608選擇進入第一相位陣列622及第二相位陣列624之一或多個波長。舉例而言，第一及第二濾光片可用於自輻射源608選擇各別第一及第二波長。第一波長可進入第一相位陣列622且第二波長可進入第二相位陣列624。第一相位陣列624可產生具有第一波長之輻射光束616，且相位陣列622可用於產生具有第二波長之另一輻射光束。第一及第二波長可實質上不同或類似。來自622處之相位陣列的光束之方向可獨立於輻射光束616調整(例如朝向目標結構)。在一些實施例中，來自第一相位陣列622及第二相位陣列624之光束具有實質上類似的波長。
圖7展示根據一些實施例之照明系統700之示意圖。特定而言，圖7展示相位陣列之配置之非限制性實例(例如圖6之照明系統600可如此更改)。因此，圖7之元件可視為與圖6中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。
在一些實施例中，照明系統700包含相位陣列722a、722b、724a及724b。照明系統700可進一步包含一或多個額外相位陣列726。
在一些實施例中，相位陣列722a包含相位調變器702、波導704及光學元件706 (實質上類似於圖6中之相位調變器602、波導604及光學元件606)。在一些實施例中，相位陣列722b、724a、724b及一或多個額外相位陣列726包含可實質上類似於相位陣列722a之結構及功能的結構及功能。照明系統700可進一步包含濾光器720、主波導728、波導730、輻射源708、控制器710及/或多工器732。在一些實施例中，照明系統700包含PIC。另外，可省略任何相位陣列例如以藉由具有單一相位陣列而非相位陣列對來簡化PIC設計。
在一些實施例中，輻射源708經組態以產生輻射。由輻射源708產生的輻射可具有一個波長、多個波長或連續之波長。在一些實施例中，輻射源708包含兩個或更多個源元件718。每一源元件718經組態以產生寬帶波長及/或兩個或更多個窄帶波長之子集。主波導728可為用於允許多個波長之多模波導。在由相異源元件產生兩個或更多個波長之實施例中，多工器732可用於將不同波長之輻射合併至單一通道(例如主波導728)中。
在一些實施例中，可在相位陣列722a、722b、724a、724b及/或一或多個額外相位陣列726之輸入處接收到由輻射源708產生的輻射。主波導728及波導730可用於將來自輻射源708的輻射導引至相位陣列722a、722b、724a、724b及/或一或多個額外相位陣列726。舉例而言，主波導728將來自輻射源708之輻射導引至濾光器720中之第一濾光器。在一些實施例中，濾光器720中之第一濾光器選擇經由波導730中之對應波導發送至相位陣列722a及722b的第一波長。因此濾光器720可進行解多工。應瞭解，可設想其他解多工解決方案。舉例而言，濾光器720可由單一解多工器代替以選擇給定波長且將給定波長發送至波導730及相位陣列。
單一主波導728之描繪不應視為限制性的(當前描繪僅出於簡化圖式之目的)。應瞭解，可針對主波導728、輻射源708及/或波導730設想替代性配置。舉例而言，在一些實施例中，照明系統700可包含每相位陣列對一主波導。在一些實施例中，照明系統700可省略主波導728且將波導730直接耦合至對應源元件718 (對應關係可係基於每一相位陣列之所需波長)。在此情境下，可省略濾光器720，此係由於波導730將經組態以直接自對應源元件718接收單一窄帶波長。
提及了在一些實施例中，照明系統600 (圖6)可用以產生輻射光束，每一光束具有相異波長。類似地，在一些實施例中，相位陣列722a及/或722b經組態以產生具有第一波長之輻射光束。且相位陣列724a及/或724b經組態以產生具有第二波長之另一輻射光束。濾光器720中之對應濾光器可用於選擇第一及第二波長。類似地，一或多個額外相位陣列726可用於產生其他波長。在一些實施例中，照明系統700可自相位陣列產生數個波長 λ之光束(例如 λ 1、 λ 2… λ N)。
因此，在一些實施例中，照明系統700能夠產生一或多個輻射光束，一些光束具有相異波長及/或一些具有實質上類似之波長。類似於參考圖6的論述，照明系統700之相位陣列允許調整光束之方向。舉例而言，控制器710經組態以控制相位調變器(例如相位調變器702)以控制由每一相位陣列產生之光束之方向。應瞭解，控制器710可在照明系統700外部。
光束產生的相位陣列之偏振狀態可由相位陣列之定向判定。因此，可能有利的係引入旋轉90度之相位陣列集合。在一些實施例中，照明系統700可包含實質上類似於相位陣列722a、722b、724a、724b及一或多個額外相位陣列726之相位陣列734集合。相位陣列734之行可相對於相位陣列722a、722b、724a、724b及一或多個額外相位陣列726旋轉90度(由相位陣列734之虛線輪廓展示)。為簡單起見，僅展示相位陣列734之一半，而另一半將安置於大約濾光器720之位置處。應瞭解，照明系統700中之所有相位陣列可安置於單一PIC基板(例如多層及/或重新選路波導)上或可分佈於兩個或更多個PIC之上以便允許容納照明系統700中之所有相位陣列。
圖8展示根據一些實施例之照明系統800之透視圖。圖8之元件可與圖6及7中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖8省略特定結構，以便增強清晰度(例如對圖7之輻射源708的類比)。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖8之實施例亦可包含類似於圖6及7中所展示之元件的元件。
在一些實施例中，照明系統800包含相位陣列822a、822b、824a及824b。照明系統800可進一步包含一或多個額外相位陣列826。相位陣列822a、822b、824a、824b及一或多個額外相位陣列826可包含可實質上類似於例如相位陣列622 (圖6)之結構及功能的結構及功能。
在一些實施例中，相位陣列822a及822b經組態以產生輻射光束816。輻射光束816可具有第一波長。輻射光束816可在目標結構836處引導。目標結構836安置於基板838上。相位陣列824a及824b經組態以產生輻射光束840。輻射光束840可在目標結構836處引導。輻射光束840可具有第二波長。第一及第二波長如參考圖7所描述而產生。在一些實施例中，照明系統800可自相位陣列產生數個波長 λ之光束(例如 λ 1、 λ 2… λ N)。
在一些實施例中，相位陣列822a、822b、824a、822b及一或多個額外相位陣列826經組態以引導其產生的光束及使該等光束轉向。舉例而言，輻射光束816可經調整以照明目標結構836上之位置(例如光束點重疊)。在一些實施例中，目標結構836使輻射光束816及840散射(例如繞射)，展示為經散射輻射842。輻射光束840亦可經調整以照明與由輻射光束816照明之相同或實質上類似的位置。在一些實施例中，使光束轉向允許調整光束在目標結構836上之入射角。為了改變入射角，基板838可在Z方向上移動(朝向或遠離照明系統800)且輻射光束816及/或840經轉向以不同入射角照明目標結構836。因此，有可能經由連續之離軸角(例如不同於零之入射角)調整入射角。優勢為可調整經散射輻射842之方向。
圖9展示根據一些實施例之度量衡系統950之示意圖。圖9之元件可與圖5至8中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖9省略特定結構以便增強清晰度。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖9之實施例亦可包含類似於例如圖6至8中所展示之元件的元件。
在一些實施例中，度量衡系統950包含照明系統900、光學元件944及偵測器946。照明系統900包含相位陣列924a、924b及一或多個額外相位陣列926。相位陣列924a、924b及/或一或多個額外相位陣列926包含可實質上類似於例如相位陣列622 (圖6)之結構及功能的結構及功能。光學元件944可包含透鏡或透鏡元件之系統。
在一些實施例中，相位陣列924a及924b經組態以產生輻射光束940。輻射光束940可在目標結構936處引導。目標結構836安置於基板938上。在一些實施例中，照明系統900可自相位陣列產生數個波長 λ之光束(例如 λ 1、 λ 2… λ N)，如參考例如圖6、7及8所描述。
在一些實施例中，相位陣列924a、924b及一或多個額外相位陣列926經組態以引導其產生的光束且使該等光束轉向。舉例而言，輻射光束940可經調整以照明目標結構936上之位置。目標結構936使輻射光束940散射，展示為經散射輻射942。經散射輻射942可入射於偵測器946上。亦即，偵測器946可接收經散射輻射942。偵測器946可基於經散射輻射942之接收而產生量測信號。在一個實施例中，為了增強光信號或影像，光學元件944可將經散射輻射942聚焦至偵測器946上。
圖10展示根據一些實施例之度量衡系統1050之示意圖。稍早提及了可調整由目標散射的輻射之方向。藉由圖10中之實例展示控制經散射輻射之方向。圖10之元件可與圖5至9中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖10省略特定結構以便增強清晰度。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖10之實施例亦可包含類似於例如圖6至9中所展示之元件的元件。
在一些實施例中，度量衡系統1050包含照明系統1000、光學元件1044及偵測器1046。照明系統1000包含相位陣列1024a、1024b及一或多個額外相位陣列1026。相位陣列1024a、1024b及/或一或多個額外相位陣列1026包含可實質上類似於例如相位陣列622 (圖6)之結構及功能的結構及功能。
在一些實施例中，相位陣列1024a及1024b經組態以產生輻射光束1040。輻射光束1040可在目標結構1036處引導。目標結構1036可安置於基板1038上。基板1038可安置於基板台1048上。基板台1048可經組態以在軸X、Y及Z中之任一者上移動，其中Z軸在圖10中定義為垂直於基板1038之表面。座標軸係出於描述清楚起見提供且不具限制性。在一些實施例中，照明系統1000可自相位陣列產生數個波長 λ之光束(例如 λ 1、 λ 2… λ N)，如參考例如圖6、7及8所描述。
在一些實施例中，相位陣列1024a、1024b及一或多個額外相位陣列1026經組態以引導其產生的光束且使該等光束轉向。舉例而言，輻射光束1040可經調整以照明目標結構1036上之位置。目標結構1036使輻射光束1040散射，展示為經散射輻射1042。
在一些實施例中，光學元件1044、偵測器1046及經散射輻射1042之結構、功能及相互作用可如先前針對圖9之光學元件944、偵測器946及經散射輻射942所描述。
稍早提及了實施例尤其進行調整入射於目標上的輻射及由目標散射之輻射兩者之方向。圖10說明其可如何實現。可由相位陣列1024a及1024b調整輻射光束1040之方向(經由各別角 θ a 及 θ b 展示，該等角可或可不相等)。取決於參數(例如Z距離、目標之幾何形狀)，經散射輻射1042可或可不在偵測器1046處引導(參見圖9中之經散射輻射942)。此可藉由移動基板台1048 (例如在Z方向上)使得經散射輻射1042 (為繞射階)實質上垂直於基板1038之表面引導來改正。因此，可放寬光學元件1044之非球面性要求(例如可使用具有低數值孔徑(NA)的透鏡)且可減小透鏡/偵測器堆疊之總X-Y佔據面積。相比之下，傳統光學量測在大範圍之散射角之上收集輻射，通常需要具有高NA的收集光學器件。
採用光學硬體之度量衡系統趨於具有大X-Y佔據面積。舉例而言，其可難以用其所有光學硬體來改造度量衡系統400以配合在小於400 mm 2(例如20 mm×20 mm)之佔據面積中。由於具有相位陣列之照明系統亦可經由PIC小型化，故有可能減小其佔據面積。術語「佔據面積」在本文中可用以指度量衡系統之實質上垂直於其自目標接收之經散射輻射的橫截面。舉例而言，圖10中之Z軸垂直於度量衡系統1050之佔據面積。
在一些實施例中，基於PIC之度量衡系統(例如至少具有光源及偵測器)可包含具有小於大約100 mm 2、50 mm 2、25 mm 2或16 mm 2之面積的佔據面積。基於PIC之度量衡系統可包含具有小於大約10 mm、7 mm、5 mm或4 mm之寬度的佔據面積。藉由傳遞(transitive)性質，此等尺寸亦應用於基於PIC之度量衡系統內的單獨元件之佔據面積。
圖11展示根據一些實施例之度量衡系統1150之示意圖。參考圖11之實施例展示例如可如何採用更少相位陣列來進一步減小度量衡系統之佔據面積。圖11之元件可與圖5至10中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖10省略特定結構以便增強清晰度。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖11之實施例亦可包含類似於例如圖6至10中所展示之元件的元件。
在一些實施例中，度量衡系統1150包含照明系統1100、光學元件1144及偵測器1146。度量衡系統1150進一步包含時間多工器1152及移相器1154。照明系統1100包含相位陣列1122a及1122b。時間多工器1152及移相器1154可包含於照明系統1100內，此係由於其為與光束產生相關之組件。舉例而言，時間多工器1152及移相器1154可安置於度量衡系統1150之PIC基板上。相位陣列1122a及1122b包含可實質上類似於例如相位陣列622 (圖6)之結構及功能的結構及功能。
在一些實施例中，相位陣列1122a及1122b經組態以產生輻射光束1116。輻射光束1116可在目標結構1136處引導。目標結構1136安置於基板1138上。基板1138可安置於基板台1148上。在一些實施例中，相位陣列1122a及1122b經組態以引導其產生之光束且使該等光束轉向。舉例而言，輻射光束1116可經調整以照明目標結構1136上之位置。目標結構1136使輻射光束1116散射，展示為經散射輻射1142。
在一些實施例中，光學元件1144、偵測器1146及經散射輻射1142之結構、功能及相互作用可如先前針對圖9之光學元件944、偵測器946及經散射輻射942所描述。
在一些實施例中，照明系統1100可自相位陣列產生數個波長 λ之光束(例如 λ 1、 λ 2… λ N)，如參考例如圖6、7及8所描述。然而，在一些實施例中，時間多工器1152及移相器1154可用於例如藉由允許相位陣列1122a及1122b輸出具有可選自複數個波長之波長的輻射來修改波長產生，如參考圖6、7及8所描述。亦即，相位陣列不係專用於特定波長。相比之下，圖7展示濾光器720之使用，若該等濾光器720不可調，則其將潛在地將相位陣列提交至特定波長。
在一些實施例中，多波長輻射可穿過時間多工器1152。時間多工器1152經組態以允許在任何給定時間處通過一個波長。多波長輻射可由輻射源產生，如參考圖6所描述(例如輻射源608)。輻射源可安置於照明系統1100內。穿過時間多工器1152之輻射接著可穿過移相器1154。移相器1154之功能為調整相位以考慮由改變輻射光束1116的波長引起之輻射光束1116的特定改變。在一個實例中，輻射光束1116之方向 θ a 及 θ b 對輻射之波長敏感。即使在光束產生之其他參數保持相同時，切換波長(例如使用多工器)亦可使光束方向明顯地移位。因此，移相器1154可進一步調整照明系統1100中之輻射之相位(除相位調變器之外)以考慮藉由自一個波長至另一波長而引入的改變，以便保持輻射光束1116之定向回應。移相器1154可與偵測器1146通信。由移相器1154作出之相位調整可係基於由偵測器1146產生之量測信號。
使用時間多工器1152及/或移相器1154之優勢為其可經由積體光學器件實施，從而允許度量衡系統1150之大小減小且更少或不依賴於移動部件。
關於相位陣列，其亦為有利的，此係由於其允許不僅是光束方向之操縱。舉例而言，可調整光束點之強度分佈，此有利於度量衡系統。舉例而言，若光束點僅填充預期目標且避免照明目標外部之結構，則可更精確地進行光學量測。圖12至15將進一步說明光束點控制之實例。
圖12展示根據一些實施例之輻射光束之「頂帽型」強度輪廓1256 (或頂帽型輪廓或光束橫截面)之圖表1255。頂帽型強度輪廓1256背離典型同調光束(例如雷射)之傳統高斯(Gaussian)強度分佈。圖表1255之豎直軸表示輻射光束之相對強度，以任意單位(a.u.)給出。圖表1255之水平軸表示沿著X軸在對應於Y=0的切片處距光束之中心的距離或位移(光束中心位於(X,Y) = (0,0)處)。單位mm僅作為實例提供於水平軸上，且不應視為限制。頂帽型強度輪廓1256藉由待參考圖13進一步闡明之數值模擬產生。插圖1257為表示圖表1255中之資料的二維強度映圖。
在一些實施例中，頂帽型強度輪廓1256包含恆定強度區1258及外區1260。恆定強度區1258例如在輻射光束之大部分橫截面之上具有實質上恆定或平坦照明強度。外區1260展示強度之小頂峰，其為來自數值模擬之殘值。在一些實施例中，外區1260中之頂峰可降低至與恆定強度區1258相同的量值，無論在模擬中或在實際光束產生中。因此，在一些實施例中，外區1260可能不存在且強度在恆定強度區1258之邊緣處立即下降。
頂帽型強度輪廓1256為可允許目標結構之更均一照明之光束點之特質，同時防止或減少目標結構外部的特徵之照明。照明目標結構外部的特徵可能導致偵測到非所要經散射輻射(串擾)。
圖13展示根據一些實施例之輻射光束1316之例示性波前。圖13展示可如何設置數值模擬以獲得頂帽型強度輪廓1256 (圖12)。在一些實施例中，輻射光束1316之波前可經由輻射波1314之疊加經模型化。輻射波1314可為細光束(例如高斯細光束)。每一輻射波1314可具有指示細光束之傳播方向的波前表面法線1362。輻射波1314之參數(例如相位、振幅、位置及其類似者)可經調整以獲得實質上類似於頂帽型強度輪廓1256 (圖6)的波前強度分佈。本文中所描述之實施例提供用於產生具有頂帽型強度輪廓之輻射光束的結構及功能。
圖14展示根據一些實施例之度量衡系統1450之照明分支。在一些實施例中，度量衡系統1450包含照明系統1400及光學元件1462。光學元件1462可包含透鏡元件1462a、孔徑1462b及/或透鏡元件1462c。透鏡元件1462a可為光束整形器(例如雙非球面透鏡)。透鏡元件1462c可為再成像透鏡或消色差鏡面。
在一些實施例中，照明系統1400經組態以產生輻射光束1416。輻射光束1416可包含輻射之細光束1414。在光學元件1462上游，輻射光束1416可具有實質上非平坦(例如高斯)強度輪廓1464。照明系統1400可屬於難以產生頂帽型強度輪廓的類型(例如典型雷射)。因此，光學元件1462可經組態以對輻射光束1416之強度分佈進行整形，以便產生頂帽型強度輪廓1456 (參見頂帽型強度輪廓1256，圖12)。具有頂帽型強度輪廓1456之輻射光束1416接著可在基板1438處引導。
圖15展示根據一些實施例之度量衡系統1550之照明分支。在一些實施例中，度量衡系統1550包含照明系統1500及光學元件1562。然而，不同於圖14，光學元件1562可包含自由形式反射光束整形器。
在一些實施例中，照明系統1500經組態以產生輻射光束1516。輻射光束1516可包含輻射之細光束1514。在光學元件1562上游，輻射光束1516可具有實質上非平坦(例如高斯)強度輪廓1564。照明系統1500可屬於難以產生頂帽型強度輪廓的類型(例如典型雷射)。因此，光學元件1562可經組態以對輻射光束1516之強度分佈進行整形，以便產生頂帽型強度輪廓1556 (參見頂帽型強度輪廓1256，圖12)。具有頂帽型強度輪廓1556之輻射光束1516接著可在基板1538處引導。
參考圖14及15之實施例使用可提高度量衡系統之體積要求的光學硬體(例如光學元件1462及1562)。然而，在涉及相位陣列之實施例中，照明源可允許在不使用額外光學硬體之情況下進行光束整形。
參考圖6，在一些實施例中，輻射光束616之波前可藉由疊加輻射波614近似地經模型化。一個實例近似可為例如將輻射波614近似為高斯細光束(例如而非球面波)。基於數值模擬，可判定光束產生之允許輻射光束616達成實質上類似於頂帽型強度輪廓1256 (圖12)之強度輪廓的參數(例如輻射波614之相位及振幅)。因此，在一些實施例中，由相位陣列產生之光束包含可基於調整之相位及振幅來調整的光束輪廓。
在一些實施例中，相位陣列可產生具有頂帽型強度輪廓的光束，該頂帽型強度輪廓具有小於大約2微米之半高寬。在一些實施例中，頂帽型強度輪廓具有小於大約500 nm之半高寬。
用於檢測微影程序之結果的實例方法
在一些實施例中，對基板進行之光學量測可包含捕捉基板上之目標結構之高清晰度影像(例如使用攝影機偵測器)。一個可商購的實例為先前提及之ASML之Yieldstar TM。本發明之實施例(例如圖5、9、10及11)亦可用於進行影像捕捉量測。
在一些實施例(使用圖10作為實例)中，偵測器1046包含影像捕捉器件(例如攝影機)。偵測器1046可基於接收到之輻射或偵測到之影像(例如來自目標結構1036之經散射輻射1042)產生量測信號。量測信號可包含接收到之輻射之資訊，例如強度、相位及其類似者。
度量衡系統1050可將偵測到之影像劃分成子區(例如影像像素)。子區可直接由(基於硬體之)攝影機之單獨偵測器元件產生，或可由(基於軟體(例如內插)之)處理器或控制器判定。另外，已知運算增強技術可用於增強偵測到之影像之影像清晰度/聚焦，及/或減小由度量衡系統1050之光學器件引起的像差。根據量測信號，可判定基板1038之微影性質(例如疊對誤差、臨界尺寸參數及其類似者)。
相位資訊不同於用非同調輻射照明目標的成像技術。舉例而言，使用基於相位陣列之度量衡系統，在不同Z位置處量測的目標可得到具有不同相位之偵測到之影像。在一些實施例中，第一光學量測包含照明目標結構1036 (例如使用輻射光束1040)及偵測經散射輻射1042，均在目標結構1036之第一Z位置 Z 1 處。第二光學量測包含在目標結構1036之Z位置 Z 2 處進行之第一光學量測的步驟。Z位置之差可在大約0至經散射輻射1042之一個波長之間。使用處理器或控制器之度量衡系統1050接著可比較來自第一及第二光學量測之量測信號，例如相位差。可基於相位差判定度量衡系統1050中之像差(例如來自光學元件1044)。接著可在不使用額外光學硬體(例如更多透鏡)之情況下以運算方式補償像差。因此，本發明之實施例中的度量衡系統能夠進行精確光學量測，同時佔據面積遠小於由額外光學硬體所規定的。
在一些實施例中，偵測目標結構1036之影像包含在X-Y平面上移動基板1038 (例如藉由移動基板台1048在目標結構1036上掃描輻射光束1040)。然而，掃描可能導致輻射光束1040落於目標結構1036外部的結構上，且可能導致目標結構1036之偵測到之影像中的非所要干涉。因此，在一些實施例中，偵測目標結構1036之影像包含在目標結構1036相對於偵測器1046靜止(亦即，基板1038及基板台1048靜止)時進行量測。在此情境下，調整由輻射光束1040產生的照明光點，使得照明光點之光點大小僅填充目標結構1036，同時最小化目標結構1036周圍之結構的照明。照明光點可包含實質上類似於頂帽型強度輪廓1256 (圖12)之強度輪廓。
在一些實施例中，術語串擾用以描述由照明目標外部之結構引起的干涉之現象(例如到達偵測器處之合乎需要經散射輻射與非所要經散射輻射之間的串擾)。本發明之結構及功能可用於減少串擾。
圖16A及16B說明根據一些實施例之用於補償度量衡系統中之串擾之影響的實例照明技術。特定而言，圖16A係關於靜止光束點量測，而圖16B係關於在環形路徑中移動光束點的掃描量測。
參考圖16，在一些實施例中，目標結構1636由輻射光束1616照明。輻射光束1616可使用本發明之度量衡及照明系統之實施例產生。輻射光束1616可具有僅幾乎包封整個目標結構1636 (例如僅很少過度填充)的光束點。在一些實施例中，輻射光束1616具有實質上類似於頂帽型強度輪廓1256 (圖12)之強度輪廓。頂帽型強度輪廓1256提供恆定強度區1258 (圖12)之邊緣附近的照明強度之急劇下降。因此，可減少或避免目標結構1636外部的結構之照明。具有高斯狀強度輪廓的光束點將具有未快速下降之強度，且因此將導致目標結構1636外部的結構之照明增加，此又增加串擾。
可存在例如為了有效使用基板表面積而極靠近目標結構1636印刷結構的情形。因此，可能難以避免照明靠近目標結構1636印刷之結構。圖16B說明搜集關於目標結構1636附近之結構可如何干擾量測之資訊的實例量測技術。在一些實施例中，輻射光束1616之光束點減小至未充滿(underfill)目標結構1636。相位陣列之光束操縱能力可用於達成大小減小之光束點。使用相位陣列之光束操縱能力，輻射光束1616可圍繞目標結構1636掃描(例如在圓圈、環路徑中)以便照明目標結構1636外部的結構(備受關注的係將由圖16A中所說明之光束點照明之目標結構1636外部的結構)。偵測到由目標結構1636外部的結構散射之輻射且產生量測信號。
在一些實施例中，參考圖16B搜集的量測(例如背景量測)資訊可用於增強參考圖16A之量測(例如相關信號)之清晰度。因此，可藉由自相關信號移除目標結構1636外部的結構之影響來補償或減小串擾之影響。
在一些實施例中，使用如本文中所描述之相位陣列允許可選波長。不同波長可具有不同串擾貢獻值。參考圖16之實施例可在不同波長選擇下進行以便處理不同串擾貢獻值。
在一些實施例中，本文中所描述之用於檢測微影程序之結果的結構及功能可與其他檢測技術組合，例如如在美國專利第8,339,595號中所描述之基於繞射之疊對，該專利以全文引用之方式併入本文中。
用於檢測基板之對準的實例方法
當在基板上進行微影程序時，重要的係基板在微影裝置內精確對準，使得新施加之層以精確定位鋪設於基板上之現有層的頂部上(疊對)。因此，微影裝置依賴於度量衡系統以量測基板相對於新層(例如圖1A中之對準感測器、位置感測器IF1及IF2)之經投影照明圖案的位置之位置。對準感測器之可商購的實例為先前提及之荷蘭的ASML之SMASH及ATHENA感測器。已參考圖4及在美國專利第6,961,116號及美國公開申請案第2009/195768號中論述對準感測器之結構及功能，該專利及該申請案之全部內容均以引用的方式併入本文中。
然而，在更詳細地描述對準度量衡系統之實施例之前，描述在對準及位置感測技術中採用之光學現象中之一些係具指導性的。
在一些實施例中，對準標記包含週期性結構，例如光柵。對準標記可為待由對準度量衡系統掃描之目標結構。對準標記可包含給定間距、線寬及整個結構之總寬度。對準標記之間距尤其與定位精度相關。在一些實施例中，結構化照明可入射於對準標記上。結構化照明可包含具有實質上類似於對準標記(例如間距)的參數之邊緣圖案或週期性結構。結構化照明可藉由在照明路徑中置放合適之參考板(例如光柵)來達成。當用結構化照明掃描對準標記時，波紋(Moiré)效應可產生，且由對準標記反射之輻射可在掃描期間經歷週期性強度變化。由對準標記反射之輻射在偵測器處引導。偵測器可基於偵測到之輻射之性質(例如強度、功率及其類似者)來輸出信號。應瞭解，參考板可置放於對準標記下游，亦即度量衡系統之偵測分支中。在此情境下，對準標記可產生結構化照明(例如藉由反射)，其接著穿過參考板且接著到達偵測器。偵測到之強度可在掃描期間具有類似週期性變化。先前提及之Athena感測器採用參考板技術。
在一些實施例中，可在不使用參考板之情況下達成波紋效應。舉例而言，用具有標準點之光束(非結構化)照明對準標記。具有週期性結構之對準標記可沿著不同繞射階方向(例如-1及+1)散射輻射。繞射輻射可包含對準標記之週期性結構。使用合適之選路光學器件，可使分開之繞射階結合在一起以達成波紋效應。由於對準標記充當目標及參考兩者，故該技術通常稱為自參考。先前提及之SMASH感測器採用自參考對準技術。
圖17展示根據一些實施例之隨對準標記上之光束位置而變化的經整合輻照度(例如掃描量測)之圖表1700。豎直軸可表示度量衡系統之偵測器處之輻射之正規化強度，以任意單位(a.u.)給出。偵測到之輻射可包含如上文所論述的波紋圖案。水平軸可表示照明對準標記之光束之相對位置，以微米給出作為實例且不具限制性。當光束在對準標記上移動時，入射於偵測器上之輻射可經歷一系列峰1702及谷1704。插圖1706可表示峰1702處偵測器上之強度分佈，其中暗色為低強度且亮色為高強度。插圖1708可表示谷1704處之強度分佈。在使用參考板之實施例中，只要結構化照明及參考板之間距實質上匹配，峰及谷即可用於例如藉由考慮已知間距、偵測到之輻射之峰及谷之數目及對準標記之總寬度來精確地判定對準標記之位置。相反，在參考板與對準標記之間存在間距失配之實施例中，可能降低位置判定之精度。在一些實施例中，自參考技術允許間距匹配，此係由於參考及目標係基於相同對準標記。
在一些實施例中，器件特徵遵循IC技術空間中之趨勢以縮小器件特徵且達成晶圓表面積之有效使用。在一些實施例中，可針對參考結構選擇具有連續範圍之間距選項的更小對準標記。參考板技術可能難以遵循此類市場趨勢。舉例而言，參考板技術強迫使用者在其晶圓產品中包括符合參考板中之一者的對準標記，即使對準標記不利地影響生產效能亦是如此。參考板可能不易於互換。即使使用可互換參考板，對準標記亦基於可用參考板選項而受限。
在一些實施例中，參考板及自參考技術兩者取決於增加度量衡系統之佔據面積的光學硬體。可設想，可將多個度量衡系統緊密封裝在一起以同時或幾乎同時檢測基板上之更多目標(例如以增加檢測產出量及減低生產時間)。然而，具有大佔據面積之度量衡系統限制可緊密封裝之度量衡系統之數目。本發明之實施例提供用於克服度量衡系統之上述問題的結構及功能。
圖18展示根據一些實施例之照明系統1800。圖18之元件可與圖5至11中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖11省略特定結構以便增強清晰度。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖18之實施例亦可包含類似於例如圖6至11中所展示之元件的元件。
在一些實施例中，照明系統1800包含相位陣列1822a及1822b。在一些實施例中，相位陣列1822a及1822b經組態以產生輻射光束1816。輻射光束1816可在目標結構1836處引導。目標結構1836可安置於基板1838上。基板1838可安置於基板台1848上。在一些實施例中，相位陣列1822a及1822b經組態以引導其產生之光束且使該等光束轉向。舉例而言，輻射光束1816可經調整以照明目標結構1836上之位置。
在一些實施例中，照明系統1800可自相位陣列產生數個波長 λ之光束(例如 λ 1、 λ 2… λ N)，如參考例如圖6、7及8所描述。相位陣列1822a及1822b可輸出具有可選自複數個波長之波長的輻射(例如參見圖11之時間多工器1152)。
同調光源可經干擾以產生結構化照明(例如邊緣圖案)。舉例而言，邊緣圖案產生於雷射源干涉計中。類似地，在一些實施例中，輻射光束1816可經引導以重疊於目標結構1836上之一位置處。藉由利用光束之同調性質，可在該位置處干擾該等光束。因此，光束點可包含邊緣強度輪廓1866。可調整光束點(相對於基板1838)之位置。調整光束點之位置可藉由控制輻射光束1816之方向及/或使用基板台1848來移動基板1838達成。光束點之調整功能可用於在例如量測期間目標結構1836上之掃描。
在一些實施例中，邊緣強度輪廓之間距可取決於所使用之輻射之波長及輻射光束1816之入射角。邊緣強度輪廓1866之空間分佈可用以下等式近似：
Figure 02_image001
。 等式 1.
在等式1中， I 1及 I 2表示來自各別相位陣列(例如來自相位陣列1822a及1822b)之光束之強度。餘弦項判定邊緣強度輪廓1866之週期性性質。邊緣強度輪廓1866之間距由調變週期 Λ判定，該調變週期 Λ由以下等式給出：
Figure 02_image003
。 等式 2.
在等式2中， λ表示輻射光束1816之波長。在一些實施例中， θ 1為來自相位陣列1822a的輻射光束1816 (相對於基板1838之表面)之入射角，而 θ 2係關於相位陣列1822b。因此，相位陣列1822a及1822b可允許在連續範圍內控制邊緣結構化照明之間距。在一些實施例中，採用照明系統1800之度量衡系統之使用者可自由設計具有由調變週期 Λ提供之範圍內的任何間距之對準標記。此外，可使對準標記之總大小比由當前可用度量衡系統所允許的小得多。如先前參考圖10所描述，基板台1048之Z距離可經調整以適應入射角 θ 1及 θ 2之一系列值。
在一些實施例中，校準結構1868 (例如參考板)可設置於基板台1848上或基板台1848可屬於之裝置(例如微影裝置)之某一其他基準件上。校準結構1868可包含用於複數個間距設定之複數個參考結構。校準結構1868上之參考結構可用邊緣強度輪廓1866照明。對由校準結構1868散射的輻射之偵測可用於基於相位陣列1822a及1822b之選定參數判定邊緣強度輪廓1866是否真正具有選定間距。度量衡系統之任何偵測器可用於接收由校準結構1868 (例如圖10之偵測器1046或專用校準偵測器(未展示))散射的輻射。
在一些實施例中，控制器(例如圖7中之710)可接收間距及/或波長選擇作為來自使用者之輸入。控制器接著可基於選定波長判定相位陣列參數(例如用於調整入射角之相位延遲)以達成選定間距參數。
在一些實施例中，相位陣列(諸如1822a及1822b)允許度量衡系統避免對在自參考技術中採用之參考板或光學硬體之需要。使用緊密封裝在一起之緊湊度量衡系統可允許分佈於基板上之對準標記更靠近度量衡系統。在一些實施例中，即使對準標記未完全平行於最接近之度量衡系統，僅短移動亦將允許對準標記移動至量測位置中。在一些實施例中，度量衡系統愈密集地封裝，對準標記之移動可愈短且愈少，此可允許在給定時間內檢測更多對準標記。舉例而言，度量衡系統之大小自400 mm 2減小至16 mm 2允許25倍以上的度量衡系統適合於相同量之面積。且因此可極大地增加同時或幾乎同時檢測之數目。
在一些實施例中，本發明之度量衡系統、相位陣列及相關聯光學元件可經組態以在跨越UV、可見光及IR (例如大致400 nm至2000 nm)之波長範圍內工作。
在一些實施例中，接收系統及照明系統可包括於單一PIC上。接收器系統接收目標結構之經散射輻射且將經散射輻射重新引導至偵測器。接收器系統亦可實施於單獨PIC上。
圖19展示根據一些實施例之檢測系統1950之透視圖。圖19之元件可與圖6及7中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖19省略特定結構，以便增強清晰度(例如對圖7之輻射源708的類比)。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖19之實施例亦可包含類似於圖6及7中所展示之元件的元件。
在一些實施例中，檢測系統1950包括照明系統1900、接收器系統1970及偵測器(未展示)。
在一些實施例中，照明系統1900包含相位陣列1922a及1922b。相位陣列1922a及1922b可包含可實質上類似於例如相位陣列622 (圖6)之結構及功能的結構及功能。
在一些實施例中，相位陣列1922a及1922b經組態以產生輻射光束1916。輻射光束1916可具有第一波長。輻射光束1916可在目標結構1936處引導。目標結構1936安置於基板1938上。在一些實施例中，照明系統1900可自相位陣列產生數個波長 λ之光束(例如 λ 1、 λ 2… λ N)。
在一些實施例中，相位陣列1922a及1922b經組態以引導其產生之光束且使該等光束轉向。舉例而言，輻射光束1916可經調整以照明目標結構1936上之位置(例如光束點重疊)。在一些實施例中，目標結構1936使輻射光束1916散射(例如繞射)，展示為經散射輻射1942。在一些實施例中，使光束轉向允許調整光束在目標結構1936上之入射角。為了改變入射角，基板1938可在Z方向上移動(朝向或遠離照明系統1900)且輻射光束1916經轉向以不同入射角照明目標結構1936。因此，有可能經由連續之離軸角(例如不同於零之入射角)調整入射角。優勢為可調整經散射輻射1942之方向。
接收器系統1970偵測經散射輻射1942。在一個實施例中，經散射輻射1942可垂直地入射於接收器系統1970上(亦即，正入射)。偵測系統1970可將經散射輻射重新引導至偵測器及/或基於接收到之輻射或偵測到之影像(例如來自目標結構1936之經散射輻射1942)產生量測信號。量測信號可包含接收到之輻射之資訊，例如強度、相位及其類似者。
接收器系統1970包括接收器陣列，其包括一或多個相位陣列1972。相位陣列1972包括光學元件及波導。相位陣列1972實質上類似於相位陣列1922a及1922b，但在接收模式下操作。舉例而言，相位陣列1972之光學元件(例如圖6之光學元件606)經組態以接收輻射1942。光學元件可將接收到之輻射耦合至相位陣列之波導(例如圖6之波導604)。
圖20展示根據一些實施例之檢測系統2050。圖20之元件可與圖6及7中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖20省略特定結構，以便增強清晰度(例如對圖7之輻射源708的類比)。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖20之實施例亦可包含類似於圖6及7中所展示之元件的元件。
檢測系統2050包括照明系統2000、接收系統2070。在一些實施例中，照明系統2000包含相位陣列2022a、2022b。照明系統2000可進一步包含一或多個額外相位陣列(未展示)。相位陣列2022a、2022b可包含可實質上類似於例如相位陣列622 (圖6)之結構及功能的結構及功能。
在一些實施例中，相位陣列2022a及2022b經組態以產生輻射光束2016a、2016b。輻射光束2016a、2016b可具有第一波長。輻射光束2016a、2016b可在目標結構2036處引導。目標結構2036安置於基板2038上。在一些實施例中，相位陣列2022a、2022b經組態以引導其產生之光束且使該等光束轉向。舉例而言，輻射光束2016a、2016b可經調整以照明目標結構2036上之位置(例如光束點重疊)。在一些實施例中，目標結構2036使輻射光束2016散射(例如繞射)，展示為經散射輻射2042。在一些實施例中，使光束轉向允許調整光束在目標結構2036上之入射角。為了改變入射角，基板2038可在Z方向上移動(朝向或遠離照明系統2000)且輻射光束2016a、2016b經轉向以不同入射角照明目標結構2036。因此，有可能經由連續之離軸角(例如不同於零之入射角)調整入射角。優勢為可調整經散射輻射2042之方向。
在一些實施例中，接收器系統2070亦包括相位陣列2048a、2048b、反射元件2052及一或多個偵測器。反射元件2052可經組態以接收來自目標結構2036之經散射輻射。反射元件2052可為由反射性材料形成之鏡面。舉例而言，反射元件2052可使用銀層、金層、銅層、鋁層或其類似者形成，如將由一般熟習此項技術者理解。反射元件2052、照明系統2044及相位陣列2048a、2048b可形成於單一PIC上。
相位陣列2048a、2048b可經組態以接收目標結構2036之經散射輻射。相位陣列2048a、2048b可實質上類似於相位陣列2022a及2022b，但在接收模式下操作。舉例而言，相位陣列2048a、2048b之光學元件經組態以接收經散射輻射且將經散射輻射耦合至相位陣列之波導。
在一些實施例中，輻射光束2016a、2016b由目標結構2036散射從而形成經散射輻射2042a、2042b。反射元件2050接收經散射輻射2042a、2042b，且將經散射輻射2042a、2042b朝向目標結構2036反射回，從而形成經反射輻射2054a、2054b。入射於目標結構2036上之經反射輻射2054a、2054b朝向相位陣列2048a、2048b中之每一者散射。舉例而言，輻射2054a朝向相位陣列2048a及相位陣列2048b散射從而形成兩個經散射輻射2056a、2056b。類似地，輻射2052b朝向相位陣列2048a及相位陣列2048b散射從而形成經散射輻射2058a、2058b。亦即，藉由相位陣列2048a、2048b中之每一者接收到兩份輻射。相位陣列2048a、2048b可耦合至一或多個偵測器。來自兩個相位陣列2048a、2048b之量測信號可用於校準(亦即，藉由使用參考信號)及檢查量測之可靠性。舉例而言，兩個量測信號之間的差可用於監控不對稱、不平衡及相位陣列角失配。
圖21展示根據一些實施例之檢測系統2150。圖21之元件可與圖6及7中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖21省略特定結構，以便增強清晰度(例如對圖7之輻射源708的類比)。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖21之實施例亦可包含類似於圖6及7中所展示之元件的元件。
在一些實施例中，檢測系統2150包括照明系統2100及接收器系統2170。照明系統2100及接收器系統2170可形成於單獨光子積體電路上。
在一些實施例中，照明系統2100經組態以產生輻射光束2116。照明系統2100可調整方向輻射光束2116。應瞭解，圖21中所描繪之輻射光束2116之方向不具限制性。輻射光束2116可經引導至目標結構2036。照明系統2100相對於目標結構2036之法線傾斜。換言之，偵測系統2128之平面與照明系統2100之平面之間存在小角度α。因此，輻射光束2116以一角度入射於目標結構2136上(亦即，傾斜入射)。目標結構2136使輻射散射(例如繞射)以產生經散射輻射2142。經散射輻射2142與目標結構2136之法線成一角度且朝向接收器系統2170散射。
照明系統2100可包含一或多個相位陣列。相位陣列允許調整輻射光束2116之方向。
接收器系統2170可包括一或多個接收元件，諸如光學耦合器2160。光學耦合器2160經組態以將經散射輻射2142耦合至接收器系統2170之偵測器中。光學耦合器2160可為相位陣列、光柵或其類似者，如將由一般熟習此項技術者理解。
在一個實施例中，接收器系統2170包括光纖，其經組態以收集輻射且將該輻射聚焦至偵測器中。
在一個實施例中，偵測器可為偵測器陣列。對於偵測器陣列，數個選項係可能的：多模光纖束、每通道之離散接腳偵測器，或CCD或CMOS (線性)陣列。多模光纖束之使用使得能夠出於穩定性原因而遠端地定位任何耗散元件。離散PIN偵測器提供大動態範圍，但各自需要單獨的前置放大器。元件之數目因此受到限制。CCD線性陣列提供可經高速地讀出且尤其在使用相位步進偵測的情況下尤其受到關注的許多元件。
在一些實施例中，檢測裝置2150可實施為微影裝置100或100' (圖1A及1B)之部分。檢測裝置2150可實施為用於相對於倍縮光罩對準基板之對準裝置。
在一些實施例中，檢測裝置2150經組態以量測在基板上進行之微影程序之結果(例如疊對誤差)。量測微影程序之結果可在微影裝置外部(例如在拆卸之度量衡裝置或專用疊對檢測工具中)進行。
圖22展示根據一些實施例之照明系統2200之示意圖。在一些實施例中，照明系統2200可實施為檢測裝置之部分，例如實施為檢測裝置550中之照明系統500 (圖5)。圖22之元件可與圖6中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖22省略特定結構以便增強清晰度。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖22之實施例亦可包含類似於例如圖6中所展示之元件的元件。
在一些實施例中，照明系統2200包含相位調變器2202、波導2204及光學元件2206。照明系統2200進一步包含輻射源2208及/或控制器2210。相位調變器2202可包含電光調變器、熱光調變器及其類似者。
在一些實施例中，相位調變器2202沿著波導2204安置(例如與波導相交或相鄰)。在一些實施例中，光學元件2206沿著波導2204安置於相位調變器2202之下游。在一些實施例中，相位調變器2202、波導2204及光學元件2206之數目相等(例如在相位調變器、波導及光學元件之集合中存在一對一對一對應關係)。在一些實施例中，相位調變器2202、波導2204及光學元件2206經配置為所謂的相位陣列(例如用於產生具有給定相位之輻射的輻射元件之陣列)。
為了易於論述，藉由虛線輪廓標示第一相位陣列2222a。在一些實施例中，照明系統2200包含第二相位陣列2222b (亦藉由虛線輪廓標示)。在一些實施例中，照明系統包含更多相位陣列。
在一些實施例中，使用兩個或更多個輸入埠2272將光耦合至相位陣列2222a及2222b。舉例而言，可使用第一埠2272a、第二埠2272b及第三埠2272c將光耦合至相位陣列2222a及2222b。
在一些態樣中，照明系統2200進一步包含第一耦合器2274a及第二耦合器2272b。第一耦合器2274a可耦合來自第一輸入埠2272a及第二輸入埠2272b的光。第二耦合器2274b可耦合來自第二輸入埠2272b及第三輸入埠2272c的光。在一些態樣中，第一耦合器2274a及第二耦合器2274b包含二乘二(two by two)耦合器。
在一些實施例中，照明系統2200包含第一分光器樹2276a及第二分光器樹2276b。在一些態樣中，第一分光器樹2276a可自第一耦合器2274a延伸至第一相位陣列2222a之光學元件2206。且，例如第二分光器樹2276b可自第二耦合器2274b延伸至第二相位陣列2222b之光學元件2206。在一些態樣中，第一分光器樹2276a及第二分光器樹2276b可包括複數個分光器2280。複數個分光器2280包含一至兩個分光器。在一些態樣中，相位陣列2222a及2222b之每一光學元件2206可位於各別第一分光器樹2276a及第二分光器樹2276b之葉處。
在一些實施例中，波導2204經組態以導引輻射。輻射可由輻射源2208供應且在相位陣列之一或多個埠處接收到。波導2204可經組態以將輻射(例如來自輸入埠2272a、2272b或2227c)導引至光學元件2206。光學元件2206可經組態以輻射輻射波。光學元件2206在本文中可稱為「發射器」、「發射元件」及其類似者，參考其發射輻射之功能。光學元件2206可包含波導光柵或天線發射器。
在一些實施例中，相位調變器2202經組態以調整輻射波之相位。在一些實施例中，調整輻射波2214之相位，使得輻射波2214累積以形成輻射光束2216。舉例而言，輻射波2214可形成第一輻射光束2216a及第二光束或輻射2216b。光束2216a及2216b之方向係基於輻射波2214之相位。照明系統2200之相位陣列可產生第一輻射光束2216a及第二輻射光束2216b，且引導第一輻射光束2216a及第二輻射光束2216b (例如朝向目標結構)。相位調變可包含調整輻射波2214之相位延遲。
在一些實施例中，可藉由選擇輸入埠自相位陣列2222a及/或相位陣列2222b發射光。舉例而言，可在使用第二輸入埠2272b時自相位陣列2222a及相位陣列2222b發射光。可在使用第一輸入埠2272a時自相位陣列2222a發射光。可在使用第三輸入埠2272c時自相位陣列2222b發射光。換言之，當輻射源2208耦合至第一輸入埠2272a時，可形成第一輻射光束2216a。當輻射源2208耦合至第三輸入埠2272c時，可形成第二輻射光束2216b。在一些態樣中，當輻射源2208耦合至第二輸入埠2272b時，可同時形成第一輻射光束2216a及第二輻射光束2216b。
在一些實施例中，可在光點大小表徵期間使用第一輸入埠2272a及第三輸入埠2272c。在一些態樣中，可在對準量測期間使用第二輸入埠2272b。因此，對準標記(未展示，圖4A中之實例對準標記418)由光學相位陣列2222a及2222b兩者同時照明，同時進行對準量測。舉例而言，對準量測可包括量測在基板上進行之微影程序之結果(例如疊對誤差)。在光點大小表徵期間，第一輸入埠2272a或第三輸入埠2272c可用於照明目標結構外部之結構，如圖16A及16B中所描述。
在一些實施例中，控制器2210經組態以自使用者接收對量測模式之選擇(亦即，對準量測，光點大小表徵)。在一些態樣中，控制器2210可基於選擇來識別埠。另外，控制器2210可控制輻射源2208與所識別埠之間的連接。舉例而言，控制器2210可在由使用者輸入對準量測模式時將輻射源2208耦合至第二輸入埠2272b。在一些實施例中，輻射源2208可包括多個輻射源。每一輸入埠(例如第一輸入埠2272a、第二輸入埠2272b、第三輸入埠2272c)可耦合至不同輻射源。
在一些實施例中，照明系統2200包含光子積體電路(PIC)。換言之，照明系統2200及其中之組件(例如輻射源、相位調變器等)可為PIC之部分。PIC允許照明系統2200極小地構建(例如次毫米)。
圖23展示根據一些實施例之照明系統2300之示意圖。在一些實施例中，照明系統2300可實施為檢測裝置之部分，例如實施為檢測裝置550中之照明系統500 (圖5)。圖23之元件可與圖22中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖23省略特定結構以便增強清晰度。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖23之實施例亦可包含類似於例如圖22中所展示之元件的元件。舉例而言，照明系統2300可包含輻射源及控制器。
在一些實施例中，照明系統2300包含相位調變器2302、波導2304及光學元件2306。相位調變器2302可包含電光調變器、熱光調變器及其類似者。來自輻射源(未展示)之輻射可經由輸入埠2372耦合至相位陣列2322a及2322b。相位陣列2322a及2322b可包含可實質上類似於例如相位陣列622 (圖6)之結構及功能的結構及功能。
在一些實施例中，相位調變器2302沿著波導2304安置(例如與波導相交或相鄰)。在一些實施例中，光學元件2306沿著波導2304安置於相位調變器2302之下游。
在一些實施例中，調整輻射波(未展示)之相位，使得輻射波累積以形成輻射光束2316。舉例而言，輻射波可形成第一輻射光束2316a及第二輻射光束2316b。光束2316a及2316b之方向係基於輻射波之相位。
在一些實施例中，相位調變可包含差調輻射波之相位延遲。在一些實施例中，相位偏移可施加於每一發射器(亦即，光學元件2306)以使所發射光束轉向。在一些態樣中，輻射光束2316a、2316b可在兩個方向θ及φ上轉向。在一些實施例中，控制器(圖23中未展示，例如圖6之控制器610)經組態以控制相位調變器2302，以控制輻射光束2316之方向。在一些態樣中，相位調變器2302可包含多道移相器。
在一些實施例中，控制器可控制輻射光束2316之方向以掃描基板(例如圖5之基板538)。因此，在一些態樣中，基板可相對於檢測裝置而為固定的。可藉由使所發射光束在水平或豎直方向上轉向來掃描目標結構。
圖24展示根據一些實施例之照明系統2400之示意圖。在一些實施例中，照明系統2400可實施為檢測裝置之部分，例如實施為檢測裝置550中之照明系統500 (圖5)。圖24之元件可與圖22中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖24省略特定結構以便增強清晰度。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖24之實施例亦可包含類似於例如圖22中所展示之元件的元件。
照明系統2400可包括第一相位陣列2422a及第二相位陣列2422b。相位陣列2422a及2422b可包含可實質上類似於例如相位陣列622 (圖6)之結構及功能的結構及功能。
在一些實施例中，照明系統2400可包括第一輸入埠2472a、第二輸入埠2472b及第三輸入埠2472c。第一輸入埠2472a可將來自輻射源(例如圖6之輻射源608)的輻射耦合至第一相位陣列2422a。第二輸入埠2472b可將光同時耦合至第一相位陣列2422a及第二相位陣列2422b。第三輸入埠2472c可將光耦合至第二相位陣列2422b。
在一些實施例中，照明系統2400進一步包含控制器(例如圖22之2210)。控制器可經組態以將振幅加權施加於光學元件中之每一者。因此，控制器可改變每一元件之振幅權重。控制器可耦合至衰減器2482，該衰減器2482耦合至光學元件。舉例而言，衰減器2482可耦合至相位調變器2402(亦即，位於相位調變器2402下游)。振幅加權(經由衰減器2482)可用於修改輻射光束。
在一些實施例中，振幅加權可在傳輸及/或接收器模式下使用。舉例而言，衰減器2482可包括於圖21之接收器系統2170中。因此，振幅加權可施加於接收器陣列。在一些態樣中，接收器陣列可實質上類似於相位陣列，例如第一相位陣列2422a，但在接收器模式下操作。
圖25展示根據一些實施例之照明系統2500之示意圖。在一些實施例中，照明系統2500可實施為檢測裝置之部分，例如實施為檢測裝置550中之照明系統500 (圖5)。圖25之元件可與圖22中類似地編號之元件(例如共用兩個最右數字的元件)具有類似結構及功能。應瞭解，已自圖25省略特定結構以便增強清晰度。因此，除非另外規定，否則應瞭解，參考圖25之實施例亦可包含類似於例如圖22中所展示之元件的元件。
照明系統2500可包括第一相位陣列2522a及第二相位陣列2522b。相位陣列2522a及2522b可包含可實質上類似於例如相位陣列622 (圖6)之結構及功能的結構及功能。
在一些實施例中，照明系統2500可包括第一輸入埠2572a、第二輸入埠2572b、第三輸入埠2572c、波導2504及光學元件2506。
在一些實施例中，金屬元件2578(亦即，導電元件)可位於光學元件2506之間以減少相鄰光學元件2506之間的耦合(例如互耦合)。在一些態樣中，本文中所描述之途徑可改良照明系統2500之效能。在一些態樣中，金屬元件2578可插入於波導2504之間。在一些態樣中，金屬元件2578可由銅或其他導電材料形成。在一些態樣中，金屬元件2578與光學元件2506大致共面。在一些實施例中，金屬元件2578可平分光學元件2506與對應相鄰光學元件2506之間的距離。在一些實施例中，金屬元件2578可平行於波導2504且與波導2504共面。
在一些實施例中，金屬元件2578可形成於光子積體電路(PIC)上。
在一些實施例中，金屬元件2578可插入於接收器系統(例如圖21之接收器系統2170)中。在一些態樣中，金屬元件可插入於接收器陣列中之光學元件與波導之間。在一些態樣中，接收器陣列實質上類似於相位陣列，例如相位陣列2522a，但在接收模式下操作。
可使用以下條項進一步描述實施例： 1. 一種系統，其包含： 輻射源； 相位陣列，其經組態以產生輻射光束及朝向基板上之目標結構引導該光束，該相位陣列包含： 光學元件，其經組態以輻射輻射波， 波導，其經組態以將輻射自該輻射源導引至該等光學元件，及 相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位，使得該等輻射波累積以形成該光束；及 偵測器，其經組態以接收由該目標結構散射之輻射及基於接收到之輻射產生量測信號。 2. 如條項1之系統，其中光束之方向係基於相位。 3. 如條項2之系統，其進一步包含經組態以控制相位調變器以控制光束之方向的控制器。 4. 如條項1之系統，其中相位陣列經組態以在無移動元件之情況下調整光束之方向。 5. 如條項1之系統，其中該相位陣列進一步包含光子積體電路。 6. 如條項1之系統，其中相位調變器中之每一者包含電光相位調變器。 7. 如條項1之系統，其進一步包含經組態以將由目標結構散射之輻射聚焦至偵測器上的透鏡。 8. 如條項1之系統，其中輻射源經組態以產生寬帶波長或兩個或更多個窄帶波長。 9. 如條項8之系統，其中： 該輻射源包含源元件；且 源元件中之每一者經組態以產生寬帶波長及/或兩個或更多個窄帶波長之子集。 10.    如條項1之系統，其進一步包含光譜濾光器，該光譜濾光器經組態以選擇來自該輻射源之一波長以進入該相位陣列，其中該光束具有該波長。 11.    如條項1之系統，其進一步包含時間多工器，該時間多工器經組態以自輻射源選擇波長序列以進入相位陣列，其中該光束具有一次一個波長之波長序列。 12.    如條項1之系統，其進一步包含移相器，該移相器經組態以補償由選擇來自輻射源之波長以進入相位陣列引起之光束之定向移位。 13.    如條項1之系統，其中： 相位陣列經進一步組態以調整輻射波之振幅；且 光束包含基於振幅及相位之光束輪廓。 14.    如條項13之系統，其中光束輪廓包含實質上平坦之強度分佈。 15.    如條項13之系統，其中平坦強度分佈之半高寬小於大約2微米。 16.    如條項12之系統，其中光束輪廓之半高寬小於大約500 nm。 17.    如條項1之系統，其中系統具有小於大約100 mm 2、50 mm 2、25 mm 2或16 mm 2之佔據面積。 18.    如條項1之系統，其中偵測器包含影像捕捉器件。 19.    如條項1之系統，其中系統經組態以選擇性地照明靠近目標結構的結構，及使用由照明引起的由偵測器偵測到之輻射以減小接收到之輻射之干涉。 20.    如條項1之系統，其中系統經組態以基於量測信號判定目標結構之疊對誤差及臨界尺寸中之至少一者。 21.    如條項1之系統，其進一步包含經組態以產生另一輻射光束及朝向目標結構引導光束之另一相位陣列。 22.    如條項21之系統，其進一步包含： 第一濾光片，其經組態以選擇來自輻射源之第一波長以進入相位陣列，其中該光束具有第一波長；及 第二濾光片，其經組態以選擇來自輻射源之第二波長以進入另一相位陣列，其中另一光束具有第二波長。 23.    如條項21之系統，其中光束及另一光束具有實質上類似的波長。 24.    如條項21之系統，其中光束及另一光束經引導以重疊於目標結構處且形成具有邊緣圖案之光束輪廓。 25.    如條項24之系統，其中可基於對由相位陣列及另一相位陣列輻射之輻射波的相位之選擇及對光束及另一光束之波長之選擇來調整邊緣圖案的間距。 26.    如條項24之系統，其進一步包含控制器，該控制器經組態以自使用者接收包含對邊緣圖案之間距及波長中之至少一者之選擇的輸入，及基於輸入來判定對相位的調整以便根據選擇來設定邊緣圖案之間距。 27.    如條項24之系統，其中量測信號係進一步基於由邊緣圖案引起之經散射輻射，且系統經組態以在目標結構上掃描邊緣圖案及基於量測信號來判定目標結構之位置。 28.    一種微影裝置，其包含： 照明系統，其經組態以照明圖案化器件之圖案； 支撐件，其經組態以支撐圖案化器件； 基板台，其經組態以支撐基板； 投影系統，其經組態以將圖案之影像投影至基板上；及 度量衡系統，其包含： 輻射源； 相位陣列，其經組態以產生輻射光束及朝向基板上之目標結構引導該光束，該相位陣列包含： 光學元件，其經組態以輻射輻射波， 波導，其經組態以將輻射自該輻射源導引至該等光學元件，及 相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位，使得該等輻射波累積以形成該光束；及 偵測器，其經組態以接收由該目標結構散射之輻射及基於接收到之輻射產生量測信號。 29.    一種照明系統，其包含： 第一相位陣列及第二相位陣列，其經組態以分別產生第一輻射光束及第二輻射光束，第一相位陣列及第二相位陣列中之每一者包含： 光學元件，其經組態以輻射輻射波； 波導，其經組態以將源輻射導引至該等光學元件；及 相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位， 其中來自第一相位陣列及第二相位陣列的輻射波之相位經調整，使得來自第一相位陣列及第二相位陣列的輻射波分別累積以形成第一光束及第二光束，且 其中第一光束及第二光束經引導以重疊及干擾以形成具有邊緣圖案的光束輪廓。 30.    如條項29之照明系統，其中第一光束及第二光束之方向係分別基於在第一相位陣列及第二相位陣列中之相位。 31.    如條項29之照明系統，其中照明系統經組態以調整第一光束及第二光束中之至少一者之性質，以調整邊緣圖案之性質。 32.    如條項31之照明系統，其中邊緣圖案之性質為間距。 33.    如條項31之照明系統，其中第一光束及第二光束中之至少一者之性質分別包含來自第一相位陣列及第二相位陣列的輻射波之相位延遲。 34.    如條項31之照明系統，其中第一光束及第二光束中之至少一者之性質為波長。 35.    如條項29之系統，其中可基於對由相位陣列及另一相位陣列輻射之輻射波的相位之選擇及對光束及另一光束之波長之選擇來調整邊緣圖案的間距。 36.    如條項29之照明系統，其進一步包含控制器，該控制器經組態以自使用者接收包含對邊緣圖案之間距及波長中之至少一者之選擇的輸入，及基於輸入來判定對在第一相位陣列及第二相位陣列中之相位的調整以便根據選擇來設定邊緣圖案之間距。 37.    如條項29之照明系統，其進一步包含輻射源，該輻射源經組態以產生在第一相位陣列及第二相位陣列處接收到之源輻射。 38.    如條項37之照明系統，其中輻射源經進一步組態以產生寬帶波長或兩個或更多個窄帶波長。 39.    如條項38之照明系統，其中： 該輻射源包含源元件；且 源元件中之每一者經組態以產生寬帶波長及/或兩個或更多個窄帶波長之子集。 40.    如條項37之照明系統，其進一步包含： 第一濾光片，其經組態以選擇來自輻射源之第一波長以進入第一相位陣列，其中第一光束具有第一波長；及 第二濾光片，其經組態以選擇來自輻射源之第二波長以進入第二相位陣列，其中第二光束具有第二波長。 41.    一種微影裝置，其包含： 照明系統，其經組態以照明圖案化器件之圖案； 支撐件，其經組態以支撐圖案化器件； 基板台，其經組態以支撐基板； 投影系統，其經組態以將圖案之影像投影至基板上；及 度量衡系統，其包含： 第一相位陣列及第二相位陣列，其經組態以分別產生第一輻射光束及第二輻射光束及朝向基板上之目標結構分別引導第一光束及第二光束，第一相位陣列及第二相位陣列中之每一者包含： 光學元件，其經組態以輻射輻射波； 波導，其經組態以將源輻射導引至該等光學元件；及 相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位， 其中來自第一相位陣列及第二相位陣列的輻射波之相位經調整，使得來自第一相位陣列及第二相位陣列的輻射波分別累積以形成第一光束及第二光束，且 其中第一光束及第二光束經引導以重疊於目標結構處以形成具有邊緣圖案之光束輪廓；及 偵測器，其經組態以接收由該目標結構散射之輻射及基於接收到之輻射產生量測信號。 42.    一種方法，其包含： 使用相位陣列產生輻射光束，該產生包含： 產生源輻射； 使用波導將源輻射導引至光學元件； 使用光學元件來輻射輻射波；及 使用相位調變器設定輻射波之相位，使得該等輻射波累積以形成光束； 朝向基板上之目標結構引導光束，其中光束之方向係基於相位； 在偵測器處接收由目標結構散射的輻射；及 基於接收到之輻射產生量測信號。 43.    一種系統，其包含： 輻射源； 第一相位陣列及第二相位陣列，其包含：光學元件，其經組態以輻射輻射波；波導，其經組態以將輻射自輻射源導引至該等光學元件；及相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位，其中該第一相位陣列及該第二相位陣列分別經組態以基於調整形成朝向目標結構引導之第一輻射光束及第二輻射光束，以形成具有邊緣圖案的照明輪廓； 接收器陣列，其經組態以接收由目標結構散射之輻射；及 偵測器，其經組態以基於接收到之輻射產生量測信號。 44.    如條項43之系統，其中接收器陣列包含： 波導，其經組態以將接收到之輻射導引至偵測器；及 光學元件，其經組態以將接收到之輻射耦合至波導中。 45.    如條項43之系統，其中接收器陣列安置於第一相位陣列與第二相位陣列之間。 46.    如條項43之系統，其進一步包含第二接收器陣列。 47.    如條項46之系統，其中接收器陣列與第一相位陣列相鄰安置且第二接收器陣列與第二相位陣列相鄰安置。 48.    如條項46之系統，其中接收器陣列經由反射元件接收經散射輻射。 49.    如條項48之系統，其中反射元件為由銀、金、鋁或銅製成之鏡面。 50.    如條項49之系統，其中反射元件將經散射輻射反射回至目標結構。 51.    如條項50之系統，其中接收器陣列及第二接收器陣列均接收經散射輻射。 52.    如條項43之系統，其中第一相位陣列及第二相位陣列為光子積體電路之部分，且接收器陣列為積體電路之一部分或單獨光子積體電路。 53.    如條項52之系統，其中光子積體電路及單獨光子積體電路相對於目標結構之垂線傾斜。 54.    一種微影裝置，其包含： 照明系統，其經組態以照明圖案化器件之圖案； 支撐件，其經組態以支撐圖案化器件； 基板台，其經組態以支撐基板； 投影系統，其經組態以將圖案之影像投影至基板上；及 度量衡系統，其包含： 第一相位陣列及第二相位陣列，其經組態以分別產生第一輻射光束及第二輻射光束及朝向基板上之目標結構分別引導第一光束及第二光束，第一相位陣列及第二相位陣列中之每一者包含： 光學元件，其經組態以輻射輻射波； 波導，其經組態以將源輻射導引至該等光學元件；及 相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位， 其中來自第一相位陣列及第二相位陣列的輻射波之相位經調整，使得來自第一相位陣列及第二相位陣列的輻射波分別累積以形成第一光束及第二光束，且 其中第一光束及第二光束經引導以重疊於目標結構處以形成具有邊緣圖案之光束輪廓； 接收器陣列，其經組態以接收由目標結構散射之輻射；及 偵測器，其經組態以基於接收到之輻射產生量測信號。 55.    一種方法，其包含： 使用相位陣列產生輻射光束，該產生包含： 產生源輻射； 使用波導將源輻射導引至光學元件； 使用光學元件來輻射輻射波；及 使用相位調變器設定輻射波之相位，使得該等輻射波累積以形成光束； 朝向基板上之目標結構引導光束，其中光束之方向係基於相位； 在接收器陣列處接收由目標結構散射的輻射；及 在偵測器處基於接收到之輻射產生量測信號。 56.    如條項55之方法，其進一步包含： 在第二接收器陣列處接收由目標結構散射之輻射； 基於在第二接收器陣列處接收到之輻射產生第二量測信號；及 分析量測信號及第二量測信號以進行可靠性量測。 57.    一種系統，其包含： 輻射源； 第一相位陣列及第二相位陣列，其包含：光學元件，其經組態以輻射輻射波；複數個埠；波導，其經組態以將輻射自該複數個埠中之一埠導引至該等光學元件；及相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位，其中該第一相位陣列及該第二相位陣列中之一或兩者分別經組態以基於耦合至該輻射源的該埠來形成朝向目標結構引導之第一輻射光束及/或第二輻射光束；及 偵測器，其經組態以接收由該目標結構散射之輻射及基於接收到之輻射產生量測信號。 58.    如條項57之系統，其中複數個埠包含： 第一輸入埠，其耦合至該第一相位陣列； 第二輸入埠，其耦合至該第一相位陣列及該第二相位陣列；及 第三輸入埠，其耦合至該第二相位陣列。 59.    如條項58之系統，其中： 該第一光束在輻射源耦合至該第一輸入埠時形成， 該第二光束在該輻射源耦合至該第三埠時形成，且 該第一光束及該第二光束在該輻射源耦合至該第二輸入埠時同時形成。 60.    如條項58之系統，其中輻射源在對準量測期間耦合至第二輸入埠。 61.    如條項58之系統，其中輻射源在各別第一光束或第二光束之光點大小表徵期間耦合至第一輸入埠或第三輸入埠。 62.    如條項57之系統，其進一步包含： 第一樹，其自第一耦合器延伸至該第一相位陣列之該等光學元件；及 第二樹，其自第二耦合器延伸至該第二相位陣列之該等光學元件， 其中該等光學元件中之每一光學元件位於該第一樹或該第二樹之葉處。 63.    如條項62之系統，其中： 該第一耦合器包含使第一輸入埠及第二輸入埠連接至該第一樹的二乘二耦合器；且 該第二耦合器包含使該第二輸入埠及第三輸入埠連接至該第二樹的二乘二耦合器。 64.    如條項62之系統，其中該第一樹及該第二樹包含複數個分光器。 65.    如條項57之系統，其中該第一光束及該第二光束具有相同方向。 66.    如條項57之系統，其進一步包含插入於該等波導之間的一或多個金屬元件。 67.    如條項57之系統，其進一步包含： 控制器，其經組態以自使用者接收、輸入對量測模式之選擇、根據該選擇自該複數個埠識別該埠，及控制該輻射源與所識別埠之間的連接。 68.    一種系統，其包含： 輻射源； 相位陣列，其經組態以產生輻射光束及朝向基板上之目標結構引導該光束，該相位陣列包含： 光學元件，其經組態以輻射輻射波， 波導，其經組態以將輻射自該輻射源導引至該等光學元件，及 相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位，使得該等輻射波累積以形成光束； 偵測器，其經組態以接收由該目標結構散射之輻射及基於接收到之輻射產生量測信號；及 控制器，其經組態以控制每一各別光學元件之相位偏移以控制該光束之方向。 69.    如條項68之系統，其中控制器經進一步組態以控制光束之方向以掃描基板。 70.    如條項69之系統，其中該光束經組態以在無移動元件之情況下掃描該基板。 71.    如條項68之系統，其中相位陣列包含自輻射源至光學元件之分光器樹。 72.    如條項68之系統，其進一步包含插入於該等波導之間的一或多個金屬元件。 73.    如條項68之系統，其中該控制器經進一步組態以將振幅加權施加於該等光學元件中之每一光學元件。 74.    一種系統，其包含： 相位陣列，其包含： 光學元件，其經組態以輻射或偵測輻射波； 波導，其經組態以將輻射自該輻射源導引至該等光學元件或自該等光學元件導引至偵測器； 相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位；及 一或多個金屬元件，其插入於該等波導之間，該一或多個金屬元件經組態以減少光學元件之間的耦合。 75.    如條項74之系統，其中該相位陣列進一步包含光子積體電路。 76.    如條項75之系統，其中該一或多個金屬元件形成於該光子積體電路上。
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、LCD、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代性應用之上下文中，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)塗佈顯影系統單元(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡單元及/或檢測單元中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此類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含有多個經處理層之基板。
儘管上文可特定地參考在光學微影之上下文中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明之實施例可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在上下文允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入至經供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
應理解，本文中之措詞或術語係出於描述而非限制之目的，使得本發明之術語或措詞待由熟習相關技術者按照本文中之教示予以解釋。
如本文中所使用之術語「基板」描述材料層經添加至其上之材料。在一些實施例中，基板自身可經圖案化，且添加於基板之頂部上之材料亦可經圖案化，或可保持不圖案化。
儘管可在本文中特定地參考根據本發明之裝置及/或系統在IC之製造中的使用，但應明確理解，此類裝置及/或系統具有許多其他可能的應用。舉例而言，其可用於製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、LCD面板、薄膜磁頭等中。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代性應用之上下文中，本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應視為分別由更一般術語「遮罩」、「基板」及「目標部分」替代。
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。該描述不意欲限制本發明。
應瞭解，實施方式章節而非發明內容及中文發明摘要章節意欲用以解釋申請專利範圍。發明內容及中文發明摘要章節可闡述如由發明者預期之一或多個但並非所有本發明之例示性實施例，且因此，並不意欲以任何方式限制本發明及所附申請專利範圍。
上文已憑藉說明特定功能及該等功能之關係之實施的功能建置區塊來描述本發明。為了便於描述，本文中已任意地界定此等功能建置區塊之邊界。只要適當地進行指定功能及該等功能之關係，便可界定替代邊界。
對特定實施例之前述描述將因此完全地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項技術者所瞭解之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此類特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及導引，此類調適及修改意欲在所揭示之實施例之等效者的涵義及範圍內。
本發明之廣度及範疇不應受上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
100:微影裝置 100':微影裝置 210:輻射發射電漿 211:源腔室 212:收集器腔室 219:開口 220:圍封結構 221:輻射光束 222:琢面化場鏡面器件 224:琢面化光瞳鏡面器件 226:經圖案化光束 228:反射元件 229:反射元件 230:污染物陷阱 240:光柵濾光片 251:上游輻射收集器側 252:下游輻射收集器側 253:掠入射反射器 254:掠入射反射器 255:掠入射反射器 300:微影單元 400:檢測裝置 412:照明系統 413:電磁窄帶輻射光束 414:光束分光器 415:輻射子光束 417:輻射子光束 418:目標 419:繞射輻射光束 420:基板 421:對準軸 422:載物台 424:方向 426:干涉計 427:干涉計信號 428:偵測器 429:繞射輻射子光束 430:光束分析器 430':第二光束分析器 432:疊對計算處理器 439:繞射輻射子光束 500:照明系統 516:輻射光束 536:目標結構 538:基板 542:經散射輻射 544:光學元件 546:偵測器 550:檢測裝置 600:照明系統 602:相位調變器 604:波導 606:光學元件 608:輻射源 610:控制器 612:線 614:輻射波 616:輻射光束 618:源元件 620:濾光片 622:第一相位陣列 624:第二相位陣列 700:照明系統 702:相位調變器 704:波導 706:光學元件 708:輻射源 710:控制器 718:源元件 720:濾光器 722a:相位陣列 722b:相位陣列 724a:相位陣列 724b:相位陣列 726:額外相位陣列 728:主波導 730:波導 732:多工器 734:相位陣列 800:照明系統 816:輻射光束 822a:相位陣列 822b:相位陣列 824a:相位陣列 824b:相位陣列 826:相位陣列 836:目標結構 838:基板 840:輻射光束 842:經散射輻射 900:照明系統 924a:相位陣列 924b:相位陣列 926:相位陣列 936:目標結構 938:基板 940:輻射光束 942:經散射輻射 944:光學元件 946:偵測器 950:度量衡系統 1000:照明系統 1024a:相位陣列 1024b:相位陣列 1026:相位陣列 1036:目標結構 1038:基板 1040:輻射光束 1042:經散射輻射 1044:光學元件 1046:偵測器 1048:基板台 1050:度量衡系統 1100:照明系統 1116:輻射光束 1122a:相位陣列 1122b:相位陣列 1136:目標結構 1138:基板 1142:經散射輻射 1144:光學元件 1146:偵測器 1148:基板台 1150:度量衡系統 1152:時間多工器 1154:移相器 1255:圖表 1256:頂帽型強度輪廓 1257:插圖 1258:恆定強度區 1260:外區 1314:輻射波 1316:輻射光束 1362:波前表面法線 1400:照明系統 1414:輻射之細光束 1416:輻射光束 1438:基板 1450:度量衡系統 1456:頂帽型強度輪廓 1462:光學元件 1462a:透鏡元件 1462b:孔徑 1462c:透鏡元件 1464:實質上非平坦強度輪廓 1500:照明系統 1514:輻射之細光束 1516:輻射光束 1538:基板 1550:度量衡系統 1556:頂帽型強度輪廓 1562:光學元件 1564:實質上非平坦強度輪廓 1616:輻射光束 1636:目標結構 1700:圖表 1702:峰 1704:谷 1706:插圖 1708:插圖 1800:照明系統 1816:輻射光束 1822a:相位陣列 1822b:相位陣列 1836:目標結構 1838:基板 1848:基板台 1866:邊緣強度輪廓 1868:校準結構 1900:照明系統 1916:輻射光束 1922a:相位陣列 1922b:相位陣列 1936:目標結構 1938:基板 1942:經散射輻射 1950:檢測系統 1970:接收器系統 1972:相位陣列 2000:照明系統 2016:輻射光束 2016a:輻射光束 2016b:輻射光束 2022a:相位陣列 2022b:相位陣列 2036:目標結構 2038:基板 2042:經散射輻射 2042a:經散射輻射 2042b:經散射輻射 2044:照明系統 2048a:相位陣列 2048b:相位陣列 2050:檢測系統 2052:反射元件 2054a:經反射輻射 2054b:經反射輻射 2056a:經散射輻射 2056b:經散射輻射 2058a:經散射輻射 2058b:經散射輻射 2070:接收系統 2100:照明系統 2116:輻射光束 2128:偵測系統 2142:經散射輻射 2150:檢測系統 2160:光學耦合器 2170:接收器系統 2200:照明系統 2202:相位調變器 2204:波導 2206:光學元件 2208:輻射源 2210:控制器 2214:輻射波 2216:輻射光束 2216a:第一輻射光束 2216b:第二輻射光束 2222a:第一相位陣列 2222b:第二相位陣列 2272:輸入埠 2272a:第一埠 2272b:第二埠 2272c:第三埠 2274a:第一耦合器 2274b:第二耦合器 2276a:第一分光器樹 2276b:第二分光器樹 2280:分光器 2300:照明系統 2302:相位調變器 2304:波導 2306:光學元件 2316:輻射光束 2316a:第一輻射光束 2316b:第二輻射光束 2322a:相位陣列 2322b:相位陣列 2372:輸入埠 2400:照明系統 2422a:第一相位陣列 2422b:第二相位陣列 2472a:第一輸入埠 2472b:第二輸入埠 2472c:第三輸入埠 2482:衰減器 2500:照明系統 2504:波導 2506:光學元件 2522a:第一相位陣列 2522b:第二相位陣列 2572a:第一輸入埠 2572b:第二輸入埠 2572c:第三輸入埠 2578:金屬元件 AD:調整器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BK:烘烤板 C:目標部分 CH:冷卻板 CO:聚光器/輻射收集器 DE:顯影器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 IF:位置感測器/虛擬源點 IF1:位置感測器 IF2:位置感測器 IL:照明系統 IN:積光器 IPU:照明系統光瞳 IVR:真空內機器人 L:透鏡或透鏡群組 LACU:微影控制單元 LB:裝載區 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 MA:圖案化器件 MP:遮罩圖案 MP':影像 MT:支撐結構 O:光軸 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PD:孔徑器件 PM:第一定位器 PPU:光瞳共軛 PS:投影系統 PW:第二定位器 RO:機器人 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SO:輻射源/源收集器裝置 TCU:塗佈顯影系統控制單元 V:真空腔室 W:基板 WT:基板台 X:方向 Y:方向 Z:距離 Z 1 :Z位置 Z 2 :Z位置 α:小角度 θ:方向角 θ a :方向 θ b :方向
併入本文中且形成本說明書之部分的隨附圖式說明本發明，且連同該描述進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠進行及使用本發明。
圖1A展示根據一些實施例之反射微影裝置之示意圖。
圖1B展示根據一些實施例之透射微影裝置之示意圖。
圖2展示根據一些實施例之反射微影裝置之更詳細示意圖。
圖3展示根據一些實施例之微影單元之示意圖。
圖4A及4B展示根據一些實施例之檢測裝置之示意圖。
圖5展示根據一些實施例之檢測裝置之示意圖。
圖6及7展示根據一些實施例之照明系統之示意圖。
圖8展示根據一些實施例之照明系統之透視圖。
圖9至11展示根據一些實施例之度量衡系統之示意圖。
圖12展示根據一些實施例之輻射光束的強度輪廓之圖表。
圖13展示根據一些實施例之輻射光束之例示性波前。
圖14及15展示根據一些實施例之度量衡系統的照明分支之示意圖。
圖16A及16B說明根據一些實施例之用於補償度量衡系統中之串擾之影響的實例照明技術。
圖17展示根據一些實施例之隨對準標記上之光束位置而變化之經整合輻照度之圖表。
圖18展示根據一些實施例之照明系統。
圖19展示根據一些實施例之檢測系統之示意圖。
圖20展示根據一些實施例之檢測系統之示意圖。
圖21展示根據一些實施例之檢測系統之示意圖。
圖22展示根據一些實施例之照明系統之示意圖。
圖23展示根據一些實施例之檢測系統的照明系統之示意圖。
圖24展示根據一些實施例之檢測系統的照明系統之示意圖。
圖25展示根據一些實施例之檢測系統的相位陣列系統之示意圖。
根據以下結合圖式所闡述之詳細描述，本發明之特徵及優勢將變得更顯而易見，在該等圖式中，相似參考字符始終識別對應元件。在圖式中，相似參考編號大體上指示相同、功能上類似及/或結構上類似之元件。另外，大體而言，參考編號之最左數字識別首次出現該參考編號之圖式。除非另外指示，否則貫穿本發明提供之圖式不應解釋為按比例繪製。
500:照明系統
516:輻射光束
536:目標結構
538:基板
542:經散射輻射
544:光學元件
546:偵測器
550:檢測裝置

Claims (12)

  1. 一種照明系統，其包含：第一相位陣列及第二相位陣列，其經組態以分別產生第一輻射光束及第二輻射光束，該第一相位陣列及該第二相位陣列中之每一者包含：光學元件，其經組態以輻射(radiate)輻射波；波導，其經組態以將源輻射導引至該等光學元件；及相位調變器，其經組態以調整該等輻射波之相位，其中來自該第一相位陣列及該第二相位陣列的該等輻射波之該等相位係經調整，以使得來自該第一相位陣列及該第二相位陣列的該等輻射波分別累積(accumulate)以形成該第一輻射光束及該第二輻射光束，且其中該第一輻射光束及該第二輻射光束經引導以重疊及干擾以形成具有一邊緣(fringe)圖案的一光束輪廓(beam profile)。
  2. 如請求項1之照明系統，其中該第一輻射光束及該第二輻射光束之方向係分別基於在該第一相位陣列及該第二相位陣列中之該等相位。
  3. 如請求項1之照明系統，其中該照明系統經組態以調整該第一輻射光束及該第二輻射光束中之至少一者之一性質，以調整該邊緣圖案之一性質。
  4. 如請求項3之照明系統，其中該邊緣圖案之該性質為間距(pitch)。
  5. 如請求項3之照明系統，其中該第一輻射光束及該第二輻射光束中之該至少一者之該性質包含分別來自該第一相位陣列及該第二相位陣列的該等輻射波之相位延遲。
  6. 如請求項3之照明系統，其中該第一輻射光束及該第二輻射光束中之該至少一者之該性質為波長。
  7. 如請求項1之照明系統，其中該邊緣圖案之間距可基於對由該相位陣列及該另一相位陣列輻射之輻射波的相位之一選擇及對該光束及該另一光束之波長之一選擇進行調整。
  8. 如請求項1之照明系統，其進一步包含一控制器，該控制器經組態以自一使用者接收包含對該邊緣圖案之間距及波長中之至少一者之選擇的輸入，且經組態以基於該輸入來判定對在該第一相位陣列及該第二相位陣列中之該等相位的調整，以便根據該等選擇來設定該邊緣圖案之間距。
  9. 如請求項1之照明系統，其進一步包含一輻射源，該輻射源經組態以產生在該第一相位陣列及該第二相位陣列處接收到之該源輻射。
  10. 如請求項9之照明系統，其中該輻射源經進一步組態以產生寬帶波長或兩個或更多個窄帶波長。
  11. 如請求項10之照明系統，其中： 該輻射源包含源元件；且該等源元件中之每一者經組態以產生該寬帶波長或該兩個或更多個窄帶波長之一子集。
  12. 如請求項9之照明系統，其進一步包含：一第一濾光片，其經組態以選擇來自該輻射源之一第一波長以進入該第一相位陣列，其中該第一輻射光束具有該第一波長；及一第二濾光片，其經組態以選擇來自該輻射源之一第二波長以進入該第二相位陣列，其中該第二輻射光束具有該第二波長。
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