TWI778345B

TWI778345B - 感測器裝置及用於微影量測之方法

Info

Publication number: TWI778345B
Application number: TW109111622A
Authority: TW
Inventors: 泰姆莫海美德托菲克歐美德莫海美德伊拉斯海瑞; 賈斯汀洛依德克魯瑟; 林宇翔; 克里爾尤里維奇薩波里
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ控股公司
Priority date: 2019-04-08
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2022-09-21
Also published as: US20220179331A1; KR102665402B1; US11526091B2; KR20210134381A; JP2022526282A; KR20240067988A; WO2020207794A1; CN113646700B; NL2025205A; JP7361787B2; TW202105070A; TW202307591A; CN113646700A; TWI813492B

Abstract

本發明揭示一種用於量測一基板上之一對準標記之一參數的裝置及方法，其中：一光學系統經配置以自該對準標記接收至少一個繞射階且在該光學系統之一光瞳、晶圓共軛平面處調變該繞射階；一固態光學器件經配置以接收該經調變繞射階；且一光譜儀經配置以自該固態光學器件接收該經調變繞射階且判定該經調變繞射階中之一或多個光譜分量的一強度。

Description

感測器裝置及用於微影量測之方法

本發明涉及一種用於判定來自基板之目標之資訊的感測器裝置及方法。感測器裝置可形成微影裝置之部分。感測器裝置可形成度量衡工具之部分。感測器裝置可為獨立器件。

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)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。

隨著半導體製造程序繼續發展，幾十年來，電路元件之尺寸已不斷地減小，而每裝置的諸如電晶體之功能元件之量已在穩固地增加，此遵循通常稱為「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。為遵守莫耳定律，半導體行業正在探求能夠形成逐漸減小之特徵的技術。為了將圖案投影於基板上，微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長至少部分地判定圖案化於基板上之特徵的最小大小。當前在使用中之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影裝置，使用具有在4 nm至20 nm之範圍內(例如6.7 nm或13.5 nm)之波長之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用於在基板上形成較小特徵。

為了控制微影程序以將器件特徵準確地置放在基板上，對準標記通常設置於基板上，且微影裝置包括一或多個對準量測系統，可藉由該一或多個對準量測系統準確地量測基板上之對準標記之位置。此等對準量測系統有效地定位量測裝置。對準標記有助於相對於先前形成之處理層準確地置放形成於基板上之處理層。在形成每一處理層之前，每當將基板裝載至微影裝置中時，通常在微影裝置內進行對準量測。本發明之目的為提供判定基板上之目標的位置之感測器裝置及方法，該感測器裝置及方法至少部分地解決無論係在本文中抑或係在其他處識別之先前技術之問題中的一或多者。

下文呈現一或多個實施例之簡化概述以便提供對實施例之基本理解。此概述並非所有預期實施例之廣泛綜述，且既不意欲識別所有實施例之關鍵或決定性要素，亦不意欲設定對任何或所有實施例的範疇之限制。其唯一目的為將一或多個實施例之一些概念以簡化形式呈現為稍後呈現之更詳細描述的序言。

根據一實施例的一個態樣，揭示一種用於量測一基板上之一對準標記之一參數的裝置，該裝置包含：一光學系統，其經配置以自該對準標記接收至少一個繞射階且包括一可組態空間光調變器以在該光學系統之一光瞳平面處及/或與對準標記平面共軛之平面處調變該至少一個繞射階的一輻照度分佈，從而產生一經調變繞射階；及一固態光學器件，其經配置以接收該經調變繞射階。該裝置可進一步包含一光譜儀，其經配置以自該固態光學器件接收該經調變繞射階且判定該經調變繞射階中之一或多個光譜分量的一強度。該繞射階可為一第一階繞射階(first order diffraction order)。該可組態空間光調變器可包含執行表徵為一低階多項式之一切趾法的一常數切趾器。該可組態空間光調變器可包含一數位微鏡器件。該可組態空間光調變器可包含一液晶器件。該可組態空間光調變器可包含一矽上液晶器件。該可組態空間光調變器可包含一微機電系統。該可組態空間光調變器可根據至少一個正規基底函數來塑形該繞射階。該光譜儀可包含複數個雙向色鏡及光偵測器。該光譜儀可包含一解多工器，其可提取該至少一個基底函數之一係數。該光譜儀可包含一解多工器及一光偵測器。該固態光學器件可包含一多模光纖。該參數可為該對準標記中之非對稱性。該參數可為在該等光瞳或晶圓共軛平面處量測之繞射階的角度容量(angular content)中之變化。該變化可為繞射階輻照度分佈之重心中的位移。該參數可為該對準標記中的一傾斜量。該參數可為該對準標記之一位置上的一高度變化。

根據一實施例之另一態樣，揭示一種量測一基板上之一對準標記的一參數之方法，該方法包含：產生至少一個繞射階；及在一光瞳或晶圓共軛平面中調變該繞射階。該方法可進一步包含使用一固態光學器件來整合該繞射階及判定該繞射階之光譜含量的步驟。該繞射階可為一第一階繞射階。該調變步驟可藉由一空間光調變器來執行。該調變步驟可藉由一數位微鏡器件來執行。該調變步驟可藉由一液晶器件來執行。該調變步驟可藉由一矽上液晶器件來執行。該調變步驟可藉由一微機電系統來執行。該調變步驟可包含：根據至少一個正規基底函數來塑形該繞射階。該使用一固態光學器件來整合該繞射階固態光學器件之步驟可使用一多模光纖來執行。該判定該繞射階之光譜含量之步驟可包含：提取該至少一個基底函數的一係數。該判定該繞射階之光譜含量之步驟可藉由包含一解多工器及一光偵測器的一光譜儀來執行。該參數可為該對準標記中之非對稱性。該參數可為在該光瞳或晶圓共軛平面處量測之繞射階的角度容量中之變化。該變化可為一繞射階輻照度分佈之重心中的位移。該參數可為該對準標記中的一傾斜量。該參數可為該對準標記之一位置上的一高度變化。

下文參看隨附圖式詳細地描述本發明之其他特徵及優點以及本發明之各種實施例的結構及操作。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。

現將詳細參考例示性實施例，在隨附圖式中說明該等例示性實施例之實例。以下描述參考隨附圖式，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或相似元件。例示性實施例之以下描述中所闡述之實施方式並不表示符合本發明的所有實施方式。實情為，該等實施方式僅為符合與如所附申請專利範圍中所陳述的本發明相關之態樣的系統、裝置及方法之實例。出於清楚起見，圖式中之組件及結構的相對尺寸可經放大。

在本發明中，術語「輻射」及「光束」用於涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線幅射(例如具有365、248、193、157或126 nm之波長)及極紫外線輻射(EUV，例如具有在約5至100 nm的範圍內之波長)。

如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化器件」可被廣泛地解釋為係指可用於向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化器件，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此內容背景中亦可使用術語「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規劃鏡面陣列及可程式規劃LCD陣列。

圖1示意性地描繪根據本發明之實施例之包含感測器裝置100之微影裝置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準確地定位該圖案化器件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準確地定位該基板支撐件WT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賦予至輻射光束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可包括用於導向、塑形及/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、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用於調節輻射光束B，以在圖案化器件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應被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的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。可將本文中對術語「投影透鏡」之任何使用視為均與更一般術語「投影系統」PS同義。

微影裝置LA可屬於以下類型：其中基板W之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如水)覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的空間。可將液體之此使用稱為浸潤微影。關於浸潤技術之更多資訊在2003年11月12日申請的且名稱為「Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method」之美國專利第6,952,253號中給出，其全部內容以引用之方式併入本文中。

微影裝置LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT (又名「雙載物台」或「多載物台」)之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT。另外或替代地，基板W之後續曝光準備中所涉及之步驟可在位於基板支撐件WT中之一者上的基板W上進行，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。舉例而言，基板W之後續曝光準備中所涉及之步驟中的一或多者可包括：使用感測器裝置100在曝光另一支撐件上之另一基板時判定基板支撐件WT中之一者上的基板W之目標的位置。

除了基板支撐件WT以外，微影裝置LA亦可包含量測載物台。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之屬性及/或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。量測載物台可例如固持感測器裝置100。清潔器件可經配置以清潔微影裝置LA之部分，例如投影系統PS之一部分或提供浸潤液體之系統的一部分。量測載物台可在基板支撐件WT不在投影系統PS下方時在投影系統PS下方移動。

在操作中，輻射光束B入射於固持在遮罩支撐件MT上之圖案化器件(例如遮罩) MA上，且藉由存在於圖案化器件MA上之圖案(亦即，設計佈局)圖案化。在已與遮罩MA相互作用之情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，該投影系統PS將輻射光束B聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統IF，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便在聚焦且對準位置處在輻射光束B之路徑中定位不同的目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能的另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用諸如遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2之目標來對準圖案化器件MA及/或基板W。儘管圖1之實例中展示之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分C，但基板對準標記P1、P2可位於目標部分C之間的空間中。基板對準標記P1、P2在其位於目標部分C之間時被稱作切割道對準標記。

為清楚地說明，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。可將圍繞x軸之旋轉稱為Rx旋轉。可將圍繞y軸之旋轉稱為Ry旋轉。可將圍繞z軸之旋轉稱為Rz旋轉。x軸及y軸可經描述為界定水平平面，而z軸可經描述為在相對於水平平面之豎直方向上。笛卡爾座標系統僅僅用於闡明。替代地，另一座標系統(諸如圓柱形座標系統)可用於闡明本發明。笛卡爾座標系統之定向可改變成使得例如z軸具有沿著水平平面之分量。

圖2示意性地描繪用於判定基板W之目標205位置的已知感測器裝置200之一部分。目標205可為例如基板對準標記(例如圖1中所展示的基板對準標記P1、P2)。在圖2之實例中，目標205包含位於基板W之最上層表面上之光柵。

目標205可位於基板W上之其他處，例如掩埋在基板W之一或多個層下方。已知的感測器裝置200包含經組態以將輻射光束215投影至基板W上之投影光學器件。在圖2之實例中，投影光學器件包含將輻射光束215朝向透鏡213反射之反射元件214，該透鏡213隨後將輻射光束215聚焦至基板W上。投影光學器件可包含其他光學元件。輻射光束215自目標205散射以形成量測輻射225。在圖2之實例中，輻射光束215自目標205繞射以形成包含複數個繞射階226-228之量測輻射225。出於清楚理解起見，圖2中僅展示零繞射階226、正一繞射階227及負一繞射階228。然而，應瞭解，量測輻射225可包含更多數目個繞射階226至228。零繞射階226返回至投影光學器件且經導向遠離感測器裝置200。正一繞射階227及負一繞射階228以對應繞射角θ自目標205散射。繞射角θ可彼此不同。感測器裝置200進一步包含收集光學器件，其經組態以收集已自目標205散射之量測輻射225。在圖2之實例中，收集光學器件包含透鏡213 (其亦形成投影光學器件之部分)及一對反射元件220。正一繞射階227及負一繞射階228由透鏡213準直且藉由收集光學器件之反射元件220朝向彼此反射。

感測器裝置200進一步包含量測系統230，其經組態以至少部分地取決於所收集之量測輻射225來判定目標205之位置。在圖2之實例中，量測系統230包含光束分光器231、一對聚焦元件236、237及一對光偵測器232、234。此對光偵測器232、234與處理器235通信。光束分光器231分裂正一繞射階227，以使得正一繞射階227中之至少一些入射於第一聚焦元件236及第一光偵測器232上，且正一繞射階227中之至少一些入射於第二聚焦元件237及第二光偵測器234上。光束分光器231亦分裂負一繞射階228，以使得負一繞射階228中之至少一些入射於第一光偵測器232上，且負一繞射階238中之至少一些入射於第二光偵測器234上。

光束分光器231因此將正一繞射階227及負一繞射階228中之每一者的一部分導向至第一光偵測器232及第二光偵測器234中之每一者。特定而言，光束分光器231利用其與第一光偵測器232之間的第一相對相位將正一繞射階227及負一繞射階228中之每一者的一部分導向至第一光偵測器232，且利用其與第二光偵測器234之間的第二相對相位將正一繞射階227及負一繞射階228中之每一者的一部分導向至第二光偵測器234。以此方式，量測系統230表現得類似於馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder)干涉計。光偵測器232、234經組態以量測正一繞射階227與負一繞射階228之間所引起的干涉之強度且產生對應量測信號。

一般而言，由來自繞射光柵之散射產生的每一個別繞射光束之相位取決於入射輻射光束相對於繞射光柵之位置。若遍及繞射光柵掃描入射輻射光束之光束點，則所形成之繞射光束的相位將改變。

致動系統(圖中未展示)經組態以在輻射光束215入射於目標205上時，在基板W與感測器裝置200之間產生相對移動。結果，產生干涉圖案240，其隨著基板W與感測器裝置200之間的相對移動而振盪。處理器235經組態以接收指示干涉圖案240之量測信號且取決於量測信號來判定目標205的位置。處理器235可例如經組態以判定干涉圖案240之相位偏移，且藉此判定目標205與感測器裝置200之間的位置偏移。判定干涉圖案240之相位偏移可包含對干涉圖案240執行相位擬合。相位擬合可包含執行任何適合之擬合方法，諸如(例如)最小平方擬合或傅立葉(Fourier)分解。相位偏移用於判定目標205之位置。

基板W之目標205的所判定位置取決於經量測繞射階227、228之相位及強度分佈。繞射階227、228之相位及強度分佈可受複數個誤差源影響。誤差源可例如包括：目標205之變形及/或非對稱性；基板W之厚度及/或材料層的變化；局域高度中之變化；及傾斜、聚焦誤差(例如基板W之非預期傾斜及/或光學系統的遠心性)及/或感測器裝置200之光學元件213、220的光學像差。誤差源中之至少一些可隨著時間推移而改變。誤差源可以導致所得干涉圖案240之移位。繼而，此移位由處理器235解釋為目標205之位置中的移位。因此，由誤差源引起之干涉圖案240中的移位對使用已知的感測器裝置200執行之量測的準確度具有不利影響。舉例而言，由誤差源引起之干涉圖案240之移位可導致目標位置量測誤差。目標位置量測誤差可不利地影響隨後在基板W上執行之微影程序。舉例而言，基板W可在後續微影曝光期間與微影裝置之曝光輻射未對準，從而產生由微影裝置製造的有缺陷之器件。

對本系統之限制包括歸因於程序變化與內部感測器誤差之間的耦合之對準確度的限制。自對準標記反射之繞射階的角度容量取決於基板之厚度及/或用於製作基板之層的材料。基板之厚度及/或材料層之變化導致繞射階之角度容量的再加權。此可(相對於第一階)近似為光瞳平面中之繞射階的位移。位移後之繞射階將拾取歸因於與在校準期間判定之彼等感測器像差不同的感測器像差的相位偏移。此產生與程序相依之對準位置誤差。繞射階之角度容量的量測用於校正對應對準位置誤差。

局域高度中之變化及傾斜為無法被校準出之對準位置誤差的額外源。量測局域高度及傾斜可用於校正對應對準位置誤差。

根據實施例之一個態樣，度量衡系統經組態以在不同部位處之光學模組內部獲得繞射階屬性的高光譜量測。多個平面處之繞射階的空間及光譜含量的量測用於對程序誘發之對準位置誤差的校正。對於所有光譜頻道，量測皆為同步的。

根據實施例之態樣，高光譜度量衡系統包括可組態空間光調變器、多模光纖及光譜解多工器，以在許多光譜帶上方提取具體空間資訊。此概念可擴展至任何高光譜成像應用。視應用而定，使用正規正交基底函數(諸如任尼克(Zernike)函數、二進制小波變換(binary wavelet transform)、HAAR等)來調變輻照度分佈。

光瞳處之繞射階重心移位的高光譜偵測可實現對由感測器誤差與程序變化之間的耦合誘發之對準誤差的校正。±1st繞射階之間的反對稱移位之高光譜偵測可實現對標記非對稱性的校正。

繞射階之輻照度分佈通常具有徑向對稱性。此使用任尼克多項式進行更佳地描述。任尼克多項式在單位圓上正規正交。任尼克多項式通常界定於極座標(ρ, Ø)中,其中ρ為在0至1的範圍內之徑向座標，且Ø為在0至2π的範圍內的方位分量。可將繞射階之輻照度分佈表示為此等正交多項式中之線性膨脹。該表示為連續的，以便於計算經由光場重建構各種片段所需之積分。

在圖3中，數字500指示輻照度分佈，其空間及光譜含量待量測。透鏡510將輻照度輻照度再成像至可組態空間光調變器530上。若對象500之輻照度分佈為I(ρ,Ø)，則乘積I(ρ,Ø,λ)Z_i (ρ,Ø)等同於由可組態空間光調變器530應用於原始輻照度分佈I之切趾法(Z_i )。透鏡540將空間光調變器530處之經調變輻照度分佈耦合至多模光纖550中。將經調變輻照度分佈再成像至多模光纖550中等效於整合步驟。

C_i (λ) =

I (ρ,Ø,λ)Z_i (ρ,Ø)d ρd Ø

光譜儀560將每一光譜頻道之貢獻(在此實例中為任尼克係數)提取至輻照度分佈。空間光調變器之速度能夠將原始輻照度分佈分解成多光譜分量。可組態空間光調變器可例如使用以下各者來實施：數位微鏡器件(DMD)、液晶器件(LCD)、矽上液晶(LCoS)、微機電系統(MEMS)或類似數位光處理系統。在具體實施中，用常數切趾器替代空間光調變器，將該常數切趾器之切趾法描述為低階多項式。

單模光纖550本質上整合輻照度分佈。光譜儀(例如實施為解多工器及光偵測器)隨後可分解經整合輻照度輪廓(irradiance profile)以提取每一光譜頻道之輪廓的貢獻。舉例而言，可將輻照度分佈視為正常基底函數之重疊(線性組合)，且解多工器可找出基底函數中之每一者的係數以判定該等基底函數對整體分佈之個別貢獻。

圖4展示用於偵測繞射階之角光譜中之變化的度量衡系統。光源600產生由點鏡面620反射之照明光束610且照射於晶圓W上。照明光束610由晶圓W上之目標繞射，且繞射階227及228由包括透鏡640及光學器件650之物鏡系統630收集。光束分光器660將光重導向至度量衡頻道。中繼系統670將光瞳平面中繼至調變繞射階之空間光調變器680。經調變繞射階隨後由光瞳分頻器690分裂。光學器件700、720分別將經調變繞射階耦合至場光闌710及730之後的多模輸出光纖。多模輸出光纖740將光中繼至光譜儀750，該光譜儀750在光譜分佈760中將光分離成光譜分量。偵測器陣列770偵測來自每一顏色之強度。繞射階之經量測角光譜用於校正不同光譜頻道處之程序變化對準位置誤差。

圖5展示用於量測局域高度及傾斜之度量衡系統。如在先前實施例中，光源600產生由點鏡面620反射之照明光束610且照射於晶圓W上。照明光束610由晶圓W上之目標繞射，且+1st繞射階227及-1st繞射階228由包括透鏡640及光學器件650之物鏡系統630收集。光束分光器660將光重導向至第一度量衡頻道，該第一度量衡頻道包括透鏡800、空間光調變器810、透鏡820及分裂繞射階之光瞳分頻器630。光學系統840將經調變繞射階再成像至位於輸出場光闌850及870之後的多模輸出光纖上。光纖740將光中繼至如上文所描述之光譜儀750及感測器760上。圖5之配置亦包括選截鏡(pick-off mirror) 880，其將正交偏振之繞射階轉向至第二度量衡頻道890。使用此配置，繞射階位移之高光譜偵測與局域高度及傾斜相關。局域高度及傾斜之知識實現對對應對準位置誤差的校正。

根據實施例之另一態樣，在圖6之流程圖中展示自輻照度分佈提取光譜資訊的方法。在步驟S10中，自輻照目標收集繞射階。在步驟S20中，繞射階在經配置以收集繞射階之光學系統的光瞳平面中進行調變。在步驟S30中，藉由將經調變繞射階耦合至固態光學器件(諸如多模光纖)來整合經調變繞射階。在步驟S40中，例如藉由可實施為解多工器及光偵測器之光譜儀判定經整合調變繞射階的光譜含量。

可使用以下條項來進一步描述實施例： 1. 一種用於量測基板上之對準標記之參數的裝置，該裝置包含：光學系統，其經配置以自對準標記接收至少一個繞射階且包括可組態空間光調變器以在光學系統之光瞳平面處及/或與對準標記平面共軛之平面處調變至少一個繞射階之輻照度分佈，從而產生經調變繞射階；及固態光學器件，其經配置以接收經調變繞射階。 2. 如條項1之裝置，其進一步包含光譜儀，其經配置以自固態光學器件接收經調變繞射階且判定經調變繞射階中之一或多個光譜分量的強度。 3. 如條項1或2之裝置，其中繞射階為第一階繞射階。 4. 如條項1至3中任一項之裝置，其中可組態空間光調變器包含執行表徵為低階多項式之切趾法的常數切趾器。 5. 如條項1至3中任一項之裝置，其中可組態空間光調變器包含數位微鏡器件。 6. 如條項1至3中任一項之裝置，其中可組態空間光調變器包含液晶器件。 7. 如條項1至3中任一項之裝置，其中可組態空間光調變器包含矽上液晶器件。 8. 如條項1至3中任一項之裝置，其中可組態空間光調變器包含微機電系統。 9. 如條項1至3中任一項之裝置，其中可組態空間光調變器根據至少一個正規基底函數來塑形繞射階。 10. 如條項2之裝置，其中光譜儀包含複數個雙向色鏡及複數個光偵測器。 11. 如條項2之裝置，其中光譜儀包含解多工器，且其中解多工器提取至少一個基底函數之係數。 12. 如條項2之裝置，其中光譜儀包含解多工器及光偵測器。 13. 如條項1至12中任一項之裝置，其中固態光學器件包含多模光纖。 14. 如條項1至13中任一項之裝置，其中參數為對準標記中之非對稱性。 15. 如條項1至13中任一項之裝置，其中參數為在光瞳或晶圓共軛平面處量測之繞射階的角度容量中之變化。 16. 如條項16之裝置，其中變化為繞射階輻照度分佈之重心中的位移。 17. 如條項1至13中任一項之裝置，其中參數為對準標記中之傾斜量。 18. 如條項1至13中任一項之裝置，其中參數為對準標記之位置上的高度變化。 19. 一種量測基板上之對準標記的參數之方法，該方法包含：產生至少一個繞射階；且在光瞳或晶圓共軛平面中調變繞射階。 20. 如條項19之方法，其進一步包含以下步驟：使用固態光學器件來整合繞射階；且判定繞射階之光譜含量。 21. 如條項19之方法，其中繞射階為第一階繞射階。 22. 如條項19至21中任一項之方法，其中調變步驟藉由空間光調變器來執行。 23. 如條項19至21中任一項之方法，其中調變步驟藉由數位微鏡器件來執行。 24. 如條項19至21中任一項之方法，其中調變步驟藉由液晶器件來執行。 25. 如條項19至21中任一項之方法，其中調變步驟藉由矽上液晶器件來執行。 26. 如條項19至21中任一項之方法，其中調變步驟藉由微機電系統來執行。 27. 如條項19至21中任一項之方法，其中調變步驟包含：根據至少一個正規基底函數來塑形繞射階。 28. 如條項17至25中任一項之方法，其中使用固態光學器件來整合繞射階固態光學器件之步驟係使用多模光纖來執行。 29. 如條項20之方法，其中判定繞射階的光譜含量之步驟包含：提取至少一個基底函數的係數。 30. 如條項20之方法，其中判定繞射階的光譜含量之步驟藉由包含解多工器及光偵測器之光譜儀來執行。 31. 如條項17至30中任一項之方法，其中參數為對準標記中之非對稱性。 32. 如條項17至30中任一項之方法，其中參數為在光瞳或晶圓共軛平面處量測之繞射階的角度容量中之變化。 33. 如條項32之方法，其中變化為繞射階輻照度分佈之重心中的位移。 34. 如條項17至30中任一項之方法，其中參數為對準標記中之傾斜量。 35. 如條項17至30中任一項之方法，其中參數為對準標記之位置上的高度變化。

儘管可在本文中具體地參考在IC製造中對微影裝置之使用，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製造整合式光學系統、用於磁域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。

儘管可在本文中具體地參考在微影裝置之內容背景中之本發明的實施例，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晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置的部分。一般可將此等裝置稱為微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。

儘管上文可具體地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明在內容背景允許之情況下不限於光學微影且可用於其他應用(例如壓印微影)中。

在內容背景允許之情況下，可在硬體、韌體、軟體或其任何組合中實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀介質上之指令，該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀介質可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如計算器件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀介質可包括唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁性儲存介質；光學儲存介質；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、紅外線信號、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執行特定動作。然而，應瞭解，此類描述僅僅出於方便起見，且此類動作事實上係由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等之其他器件引起的。且藉此可導致致動器或其他器件與實體世界相互作用。

雖然上文已描述本發明之具體實施例，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。以上描述意欲為說明性的，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者而言將顯而易見，可在不脫離下文所陳述之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。

100:感測器裝置 200:感測器裝置 205:目標 213:透鏡 214:反射元件 215:輻射光束 220:反射元件 225:量測輻射 226:零繞射階 227:正一繞射階 228:負一繞射階 230:量測系統 231:光束分光器 232:第一光偵測器 234:第二光偵測器 235:處理器 236:第一聚焦元件 237:第二聚焦元件 240:干涉圖案 500:數字/對象 510:透鏡 530:空間光調變器 540:透鏡 550:多模光纖 560:光譜儀 600:光源 610:照明光束 620:點鏡面 630:物鏡系統 640:透鏡 650:光學器件 660:光束分光器 670:中繼系統 680:空間光調變器 690:光瞳分頻器 700:光學器件 710:場光闌 720:光學器件 730:場光闌 740:多模輸出光纖 750:光譜儀 760:光譜分佈/感測器 770:偵測器陣列 800:透鏡 810:空間光調變器 820:透鏡 840:光學系統 850:輸出場光闌 870:輸出場光闌 880:選截鏡 890:第二度量衡頻道 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 S10:步驟 S20:步驟 S30:步驟 S40:步驟 SO:輻射源 W:基板/晶圓 WT:基板支撐件 θ:繞射角

併入本文中且形成本說明書之一部分的隨附圖式說明本發明，且連同描述一起進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠製作及使用本發明。

圖1描繪微影裝置之示意性綜述。

圖2示意性地描繪已知的感測器裝置的一部分。

圖3為根據實施例之態樣之高光譜感測系統的圖式。

圖4為根據實施例之態樣之高光譜感測系統的圖式。

圖5為根據實施例之態樣之高光譜感測系統的圖式。

圖6為描述在對準感測系統中之高光譜感測之方法的流程圖。

227:正一繞射階

228:負一繞射階

600:光源

610:照明光束

620:點鏡面

630:物鏡系統

640:透鏡

650:光學器件

660:光束分光器

670:中繼系統

680:空間光調變器

690:光瞳分頻器

700:光學器件

710:場光闌

720:光學器件

730:場光闌

740:多模輸出光纖

750:光譜儀

760:光譜分佈/感測器

770:偵測器陣列

W:基板/晶圓

Claims

一種用於量測一基板上之一對準標記之一參數的裝置，該裝置包含：一光學系統，其經配置以自該對準標記接收至少一個繞射階且包括一可組態空間光調變器以在該光學系統之一光瞳平面處及/或與對準標記平面共軛(conjugate)之平面處調變該至少一個繞射階之一輻照度分佈(irradiance distribution)，從而產生一經調變繞射階；及一固態光學器件，其經配置以接收該經調變繞射階。
如請求項1之裝置，其進一步包含一光譜儀，其經配置以自該固態光學器件接收該經調變繞射階且判定該經調變繞射階中之一或多個光譜分量的一強度。
如請求項1或2之裝置，其中該繞射階為一第一階繞射階。
如請求項1或2之裝置，其中該可組態空間光調變器包含執行表徵為(characterized as)一低階多項式之一切趾法(apodization)的一常數切趾器(constant apodizer)。
如請求項1或2之裝置，其中該可組態空間光調變器包含一數位微鏡器件。
如請求項1或2之裝置，其中該可組態空間光調變器包含一液晶器件。
如請求項1或2之裝置，其中該可組態空間光調變器包含一矽上液晶(liquid crystal on silicon)器件。
如請求項1或2之裝置，其中該可組態空間光調變器包含一微機電系統。
如請求項1或2之裝置，其中該可組態空間光調變器根據至少一個正規基底函數來塑形該繞射階。
如請求項2之裝置，其中該光譜儀包含複數個雙向色鏡及複數個光偵測器。
如請求項2之裝置，其中該光譜儀包含一解多工器，且其中該解多工器提取至少一個基底函數的一係數。
如請求項2之裝置，其中該光譜儀包含一解多工器及一光偵測器。
如請求項1或2之裝置，其中該固態光學器件包含一多模光纖。
如請求項1或2之裝置，其中該參數為該對準標記中之非對稱性。
如請求項1或2之裝置，其中該參數為在該等光瞳或晶圓共軛平面處量測之繞射階的角度容量(angular content)中之變化。
如請求項15之裝置，其中該變化為繞射階輻照度分佈之重心中的位移。
如請求項1或2之裝置，其中該參數為該對準標記中的一傾斜量。
如請求項1或2之裝置，其中該參數為該對準標記之一位置上的一高度變化。