TWI792538B - 微影方法、微影製程與微影系統 - Google Patents

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Abstract

本揭示案揭示一種微影方法。微影方法包括得到汙染層厚度和補償能量之間的關係，其中汙染層形成在光罩上且補償能量可移除汙染層。微影方法還包括從厚度量測裝置得到第一汙染層的第一厚度，其中第一汙染層形成在光罩上。微影方法還包括對引導至光罩的光施加第一補償能量，其中藉由得到的關係而計算出第一補償能量。

Description

微影方法、微影製程與微影系統
本揭示案實施例是有關於微影方法、微影製程以及應用此微影方法或微影製程的微影系統。
半導體積體電路(integrated circuit,IC)產業已歷經了指數成長。IC材料及設計的技術性進步已產生了數個世代的ICs，其中各世代都比前一世代具有更小且更複雜的電路。在IC演進的歷程中，功能密度(即單位晶片面積的內連線裝置數目)通常會增加，而幾何尺寸(即可使用製程生產的最小元件(或線))卻減少。此微縮化(scaling down)的製程通常藉由提高生產效率及降低相關成本來提供效益。此微縮化亦增加IC製程的複雜性。
例如，需要執行更高解析度的微影製程。有一種微影技術是極紫外微影技術(extreme ultraviolet lithodgraphy,EUVL)。極紫外微影技術中採用的掃描器是使用在極紫外(extreme ultraviolet,EUV)區域波段的光，其波長大約1至100奈米。EUV光源的其中一 種類型是雷射激發電漿(laser-produced plasma,LPP)。LPP技術產生EUV光線是透過聚焦高能雷射光束至小目標液滴以形成高離子化電漿，其中此高離子化電漿發射出具有最大發光峰值在13.5nm的EUV輻射。接著，集光器收集EUV光線，以及光學元件反射EUV光線至微影曝光目標，例如基材。
雖然目前微影設備的方法和設備足以符合原本預期的使用目的，但未必能滿足各方面的要求。因此，為了改善臨界尺寸變異，如何減少EUV光罩上的汙染是需解決的問題。
根據本揭示案的一個實施例，一種微影方法包括得到汙染層厚度和補償能量之間的關係，其中汙染層形成在光罩上且補償能量可移除汙染層。微影方法還包括從厚度量測裝置得到第一汙染層的第一厚度，其中第一汙染層形成在光罩上。微影方法還包括對引導至光罩的光施加第一補償能量，其中藉由前述的關係而計算出第一補償能量。
根據本揭示案的另一實施例，一種微影製程包括進行微影製程在微影系統中。微影系統包括第一光源、光罩載台、基材載台、以及厚度量測裝置，厚度量測裝置設置以量測汙染層厚度，其中汙染層形成在光罩上且光罩配置在光罩載台上。
根據本揭示案的又一實施例，一種微影系統包括光 源、光罩載台、基材載台、以及光罩儲存庫。光罩儲存庫包括數個儲存單元以及第一厚度量測裝置，第一厚度量測裝置設置以量測汙染層厚度，其中汙染層形成在光罩上且光罩配置在光罩儲存庫中。
10:微影系統
12:輻射源/光源
14:照明器
16:光罩載台
18:光罩
20:投影光學模組/投影光學盒
22:光瞳相位調節器
24:投影光瞳平面
26:基材
28:基材載台
30:光源
32:偵測器
40:基材
42:反射多層膜
44:薄膜
46:薄膜
48:覆蓋層
50:吸收層
52:圖案
54:背側導電塗層
56:汙染層
80:控制器
101:裝載埠
102:傳輸模組
104:運送載台
105:製程裝置
105A:微影腔室
105B:裝置腔室
105C:開口
107:控制器
200:光罩
250:光源
260:投影光學模組/投影光學盒
265:厚度量測裝置
270:軸
300:光罩載台
302:配適線
304:配適線
400:基材
402:線
404:線
406:線
408:線
600:光罩儲存庫
602:儲存單元
604:門架
606:軌道
608:支撐件
610:機械手臂
612:載台
614:厚度量測裝置
1021:控制線路
1023:機械手臂
1051:基材載台
閱讀以下實施方法時搭配附圖以清楚理解本揭示案的觀點。應注意的是，根據業界的標準做法，各種特徵並未按照比例繪製。事實上，為了能清楚地討論，各種特徵的尺寸可能任意地放大或縮小。
第1圖根據本揭示案的一些實施例繪示微影系統之示意圖。
第2圖根據本揭示案的一些實施例繪示光罩之截面圖。
第3圖根據本揭示案的一些實施例繪示汙染層厚度和臨界尺寸減少量之間的關係之圖表。
第4A圖至第4C圖根據本揭示案的一些實施例繪示如何使用補償能量以減少臨界尺寸變異之圖表。
第5A圖至第5B圖根據本揭示案的另一些實施例繪示微影系統之示意圖。
第6圖根據本揭示案的一些實施例繪示光罩儲存庫之俯視圖。
以下的揭示內容提供許多不同的實施例或範例，以展示本揭示案的不同特徵。以下將揭示本揭示案各部件及其排列方式之特定範例，用以簡化本揭示案敘述。當然，這些特定範例並非用於限定本揭示案。例如，若是本揭示案以下的發明內容敘述了將形成第一結構於第二結構之上或上方，即表示其包括了所形成之第一及第二結構是直接接觸的實施例，亦包括了尚可將附加的結構形成於上述第一及第二結構之間，則第一及第二結構為未直接接觸的實施例。此外，本揭示案說明中的各式範例可能使用重複的參照符號及/或用字。這些重複符號或用字的目的在於簡化與清晰，並非用以限定各式實施例及/或所述外觀結構之間的關係。
再者，為了方便描述圖式中一元件或特徵部件與另一(些)元件或特徵部件的關係，可使用空間相關用語，例如「在...之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」及諸如此類用語。除了圖式所繪示之方位外，空間相關用語亦涵蓋使用或操作中之裝置的不同方位。當裝置被轉向不同方位時(例如，旋轉90度或者其他方位)，則其中所使用的空間相關形容詞亦將依轉向後的方位來解釋。
第1圖根據本揭示案的一些實施例繪示微影系統10之示意圖。微影系統10可被稱為掃描器(scanner)，配置的掃描器可依據輻射源和曝光模式進行相應的微影曝光製程。在一些實施例中，微影系統10是極紫外微影技術 (extreme ultraviolet lithodgraphy,EUVL)系統。舉例而言，微影系統10可設計成使用極紫外(extreme ultraviolet,EUV)光或EUV輻射來曝光光阻。光阻是一種對光敏感的材料。微影系統10使用輻射源12來產生光，例如波長介於約1奈米至約100奈米的EUV光。在一實例中，輻射源12產生波長約13.5奈米的EUV光。因此，輻射源12可為EUV輻射源12。
微影系統10亦使用照明器(illuminator)14。在一些實施例中，照明器14包括各種折射光學元件，例如例如單透鏡或具有複數透鏡(波帶片(zone plate))的透鏡系統，又或者照明器14包括各種反射光學元件(針對EUV微影系統)，例如單反射鏡或具有複數反射鏡的反射鏡系統。照明器14將來自輻射源12的光引導至光罩載台16上，特別是引導至固定於光罩載台16上的光罩18上。在本實施例中，輻射源12產生波長在EUV範圍內的光，照明器14使用反射光學元件。在一些實施例中，照明器14包括偶極照明組件(dipole illumination component)。
在一些實施例中，可操作照明器14來配置反射鏡，以將適當之照明提供至光罩18。舉例而言，可切換照明器14之反射鏡以將EUV光反射至不同的照明位置。在一些實施例中，在照明器14之前的階段可額外包括其他可切換之反射鏡，這些可控的反射鏡與照明器14之反射鏡一起將EUV光引導至不同之照明位置。在一些實施例中，照明器 14經配置以提供正軸照明(on-axis illumination,ONI)至光罩18。在一例子中，使用具有最多為0.3之部分同調性(partial coherence)的盤形(disk)照明器14。在一些其他的實施例中，照明器14經配置以提供離軸照明(off-axis illumination,OAI)提供至光罩18。在一例子中，照明器14為偶極照明器。在一些實施例中，偶極照明器之部分同調性最多為0.3。
光罩載台16經配置以固定光罩18。在一些範例中，光罩載台16包括靜電夾盤(electrostatic chuck,e-chuck)以固定光罩18。由於氣體分子吸收EUV，因此使用EUVL圖案化的微影系統需保持在真空環境中以避免EUV強度損失。本揭示案中，術語遮罩(mask)、光罩(photomask)及倍縮光罩(reticle)可互換使用以指稱相同的物件。將在第2圖中詳細描述光罩18。
微影系統10可包括投影光學模組(或投影光學盒(projection optics box,POB)20設置以將光罩18的圖案52成像在基材26上，其中基材26固定於微影系統10的基材載台28上。在一些實施例中，投影光學模組20包括折射光學件(例如用於紫外(ultraviolet,UV)微影系統)或反射光學件(例如用於EUV微影系統)。光經過光罩18、產生不同的繞射階級(diffraction order)並帶著圖案52的影像後、集中於投影光學模組20。投影光學模組20的放大倍率小於1(因此，在目標(例如後續所述之基材26)上的成像尺寸會小於光罩18上的對應物件尺寸)。 照明器14和投影光學模組20可被合稱為微影系統10的光學模組。
微影系統10可包括光瞳相位調節器(pupil phase modulator)22以調節從光罩18導來的光之相位，使得光在投影光瞳平面(projection pupil plane)24上具有相位分佈(phase distribution)。光學模組中具有一平面，此平面的場分布(field distribution)對應於物件(在本例子中為光罩18)之傅立葉轉換(Fourier Transform)。此平面被稱為投影光瞳平面。光瞳相位調節器22提供一種調節投影光瞳平面24上的光之相位的機制。在一些實施例中，光瞳相位調節器22包括一種調整投影光學模組20之反射鏡以調節相位的機制。舉例而言，投影光學模組20之反射鏡是可切換的並且經控制來反射EUV光，藉此調節經過投影光學模組20的光之相位。
在一些實施例中，光瞳相位調節器22使用光瞳濾光片(pupil filter)，其放置於投影光瞳平面24上。光瞳濾光片過濾掉來自光罩18之EUV光之特定的空間頻率分量(spatial frequency components)。尤其是，光瞳濾光片為相位光瞳濾光片，其功能在於調節光的相位分佈，其中光經引導通過投影光學模組20。然而，由於各種材料都會吸收EUV光，所以相位光瞳濾光片在一些微影系統(例如EUV微影系統)中受到使用上的限制。
如前文所述，微影系統10亦包括基材載台28以固定住待圖案化的基材26。基材26可為半導體基材。在 一些實施例中，基材26為矽基材或其他類型之半導體基材。基材上塗佈對輻射敏感之光阻層(resist layer)，在一些實施例中，輻射例如極紫外光。
第2圖根據本揭示案的一些實施例繪示光罩18之截面圖。在一些實施例中，微影系統10是EUVL系統而光罩18是反射式光罩。如第2圖所示，光罩18包括基材40。基材40可由任何合適的材料製成，例如低熱膨脹材料(low thermal expansion material,LTEM)或石英(fused quartz)。舉例來說，基材40的材料包括二氧化鈦(TiO2)、摻雜的二氧化矽(SiO2)、或其他具有低熱膨脹係數的合適材料。光罩18可進一步包括沉積在基材40上的反射多層膜(multiple layer)42。反射多層膜42可包括交錯的薄膜44/46。在一些實施例中，薄膜44/46可包括任何高度反射EUV光之合適材料。光罩18可進一步包括覆蓋層48，例如釕(ruthenium,Ru)形成的覆蓋層48，覆蓋層48沉積在反射多層膜42上以提供保護的作用。光罩18可進一步包括沉積在反射多層膜42上的吸收層50，例如氮化鉭硼(tantalum boron nitride(TaBN))層。吸收層50具有圖案52用以定義積體電路(integrated circuit,IC)層。在一些實施例中，光罩18包括背側導電塗層54。或者，可在反射多層膜42上沉積另外的反射層，且圖案化這個另外的反射層以定義積體電路層，由此形成EUV相位偏移光罩(phase shift mask)。
如果在製程中未使用光罩18，於一段時間後，汙染層56可能會形成在吸收層50的上方，如第2圖所示。汙染層56可能包括碳及/或氧。舉例來說，當光罩18可能在微影製程中或光罩儲存庫中閒置(idle)時，吸收層50可能發生局部氧化，而氧化的部分可能形成了汙染層56。當使用附有汙染層56的光罩18於製程中，汙染層56可能導致EUV曝光的臨界尺寸減少。可藉由提升從光源12發出的光的能量來移除汙染層56。然而，在一些其他的實施例中，如果汙染層56的厚度比預期的薄，則過高的光能量可能會對形成在基材26上的圖案產生負面影響，因此，當移除汙染層56時，使用模擬基材(dummy substrate)。為了降低模擬基材的使用率從而提升生產率(throughput)，厚度量測裝置配置在微影系統10中。
重新參照第1圖，微影系統10進一步包括光源30和偵測器32，如第1圖所示。光源30和偵測器32可為厚度量測裝置的一部分，以量測形成在光罩18上的汙染層56的厚度。裝置可以是任何合適的厚度量測裝置。舉例來說，裝置可使用橢圓偏光儀(ellipsometry)來以量測形成在光罩18上的汙染層56的厚度。橢圓偏光儀是一種檢測薄膜特性的光學技術，可用來檢測厚度或深度。入射光與汙染層56交互作用之後，偏極態(polarization)的改變可作為分析訊號。原因是偏極態的改變隨汙染層56的厚度而變。在一些實施例中，光源30可能是可見光光源或非可見光光源。例如，光源30為雷射。光源30可產生具有 一或多個波長的光，並且產生出的光將引導至光罩18並自光罩18反射。反射的光可被偵測器32所測得，因此可量測出汙染層56的厚度。厚度量測裝置的其他組件(未繪出)可包括偏光片(polarizer)和分析器。
前述的厚度量測裝置應用橢圓偏光儀來量測汙染層56的厚度。在一些實施例中，厚度量測裝置可應用其他類型的厚度量測技術，例如干涉儀(interferometry)、反射儀(reflectometry)、皮秒超音波儀(picosecond ultrasonics)、原子力顯微鏡(atomic force microscopy,AFM)、掃描式穿隧顯微鏡(scanning tunneling microscopy,STM)、掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscopy,SEM)、穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscopy,TEM)、或其他合適的技術。
厚度量測裝置(即，光源30和偵測器32)電性連接控制器80，如第1圖所示。控制器80可控制厚度量測裝置。控制器80亦可電性連接光源12以控制光源12發出的光的能量。控制器80可具有處理器、記憶體、發射器、以及接收器。在一些實施例中，配置的控制器80可收集並分析來自厚度量測裝置(即，光源30和偵測器32)的厚度資料，並決定是否對光源12發出的光施加補償能量。控制器80亦可決定對光源12發出的光施加多少的補償能量。舉例來說，如果光源12發出的光的能量設定為X毫焦耳(mJ)並且控制器80決定對光源12發出的光的能量施加Y 份量的補償能量，則控制器80將使光源12發出的光的能量提升至X+Y mJ。不同類型的光罩18所得到的資料可決定補償能量的多寡。
第3圖根據本揭示案的一些實施例繪示汙染層56厚度和圖案中的臨界尺寸減少量之間的關係之圖表，其中圖案形成於基材26上。如第3圖所示，針對第一種類型的光罩18，例如A型光罩，10個資料點顯示汙染層56厚度的增加可導致圖案中的臨界尺寸的減少(y軸上的正數)，其中圖案是使用第一種類型的光罩18而形成在基材26上。配適線(fitted line)302顯示汙染層56厚度和臨界尺寸減少量之間的第一關係。針對第二種類型的光罩18，例如B型光罩，10個資料點顯示汙染層56厚度的增加可導致圖案中的臨界尺寸的減少，其中圖案是使用第二種類型的光罩18而形成在基材26上。配適線304顯示汙染層56厚度和臨界尺寸減少量之間的第二關係。如第3圖所示，第一關係不同於第二關係。因此，針對不同類型的光罩18，汙染層56厚度和臨界尺寸減少量之間可能表現出不同的關係。關係可能是線性、二次方、三次方、或是其他適當的關係。在一些實施例中，對於某些類型的光罩18，汙染層56厚度和臨界尺寸減少量之間的關係是y=K/(1+be -ax)，其中x是汙染層56厚度，a、b、和K是配適線(例如配適線302或304)的常數，以及y是臨界尺寸減少量。
在確認每種類型的光罩18中汙染層56厚度和臨 界尺寸減少量之間的關係之後，可確定臨界尺寸減少量與補償能量之間的關係。舉例而言，臨界尺寸減少量與補償能量之間的關係可能是當臨界尺寸每減少1奈米時，則施加1mJ的補償能量。在一些實施例中，臨界尺寸減少量與補償能量之間的關係是y=x，其中y是補償能量，x是臨界尺寸減少量。如此一來，對於其中一種類型的光罩18，汙染層56厚度和補償能量之間的關係是y=K/(1+be -ax)，其中x是汙染層56厚度，a、b、和K是配適線(例如配適線302或304)的常數，以及y是補償能量。
重新參照第1圖，汙染層56厚度和待施加的補償能量之間的關係儲存在控制器80中，控制器80可使用厚度資訊和前述的關係來調控光源12所發出的光的能量。例如，控制器80接收來自厚度量測裝置(即，偵測器32)的訊號並分析出汙染層56的厚度。依據儲存在控制器80內的關係，例如關係為y=K/(1+be -ax)其中x是汙染層56厚度以及a、b、和K是配適線的常數，控制器80可計算出補償能量y的數值。接著，控制器80調控光源12以使其發出的光的能量提高，並且提高量可等於補償能量y。在施加補償能量之後，當光源12發出的光到達光罩18時可移除汙染層56。在一些實施例中，在對基材26進行操作之前，量測汙染層56的厚度。舉例來說，在對基材26進行操作之前，使用厚度量測裝置確認汙染層56是否形成在光罩18上，如果汙染層56形成在光罩18上，則量測汙染層56厚度。當汙染層56厚度大於臨界值時，在對基 材26進行操作的過程中，施加補償能量至光源12發出的光。可在對每個基材26進行操作之前，使用厚度量測裝置。厚度量測裝置可對光罩18執行原位(in-situ)檢測。在一些實施例中，可在對一組(一批)基材26進行操作之前，先量測汙染層56厚度。
第4A圖至第4C圖根據本揭示案的一些實施例繪示如何使用補償能量以降低一組基材(例如，基材26)中的臨界尺寸變異之圖表。如第4A圖所示，在未使用補償能量的情況下，對一組基材26，或一組晶圓，搭配光罩18進行操作。一組基材26可包括任何大於1的數量的基材26。在一些實施例中，一組基材26包括151個基材。基材26的臨界尺寸如線402所標示。線402(即，基材26上的圖案的臨界尺寸)具有高標準差(三個標準差(3 σ)約為0.31)。具體而言，第1個晶圓的臨界尺寸較小是因為光罩18處在閒置狀態(例如在移入微影腔室之前光罩18存放於光罩儲存庫中)，第19個晶圓的臨界尺寸較小是因為光罩18經過約8小時的閒置，第121個晶圓的臨界尺寸較小是因為光罩18經過約41小時的閒置，以及第151個晶圓的臨界尺寸較小是因為光罩18經過約11小時的閒置。如前所述，處在閒置狀態的光罩18是造成汙染層56形成的原因。汙染層56可導致基材56上的圖案的臨界尺寸減少。因為上述的四個資料點呈現較小的臨界尺寸，因此這一組基材26的臨界尺寸的整體一致性下降(即，較高標準差)。特定類型光罩18的臨界尺寸之行為模式將以線 402的形式儲存在控制器80(見第1圖)內。
第4B圖根據本揭示案的一些實施例繪示如何使用補償能量。在已知特定光罩18中的汙染層56厚度和補償能量之間的關係(例如關係為y=K/(1+be -ax)其中x是汙染層56厚度，a、b、和K是配適線(如第3圖的配適線302或304)的常數，以及y為補償能量)的狀況下，對一組基材26中的一或多個基材26進行操作的同時，可對光源12發出的光施加補償能量。右側y軸對應於線404，其標示光罩18的閒置時間。閒置的光罩18可位於微影系統10或光罩儲存庫600(見第6圖)中。左側y軸對應於線406，其標示所施加的補償能量。舉例來說，在對第1個基材26進行操作之前光罩18閒置約11小時，並且，在對第1個基材26進行操作之前，先使用厚度量測裝置(即，光源30和偵測器32)來量測形成在光罩18上的汙染層56厚度。藉由汙染層56厚度以及汙染層56厚度和補償能量之間的關係，控制器80(見第1圖)可控制光源12(見第1圖)發出已施加補償能量的光。施加的補償能量可見於線406，其呈現出遞減至0的趨勢。遞減的模式是依據第4A圖中線402呈現的臨界尺寸之行為模式。基材26的臨界尺寸隨著基材26的操作而遞增，這表示在未施加補償能量的情況下光源12發出的光可逐漸地移除汙染層56。因此，補償能量的遞減趨勢可避免臨界尺寸驟增並且幫助移除汙染層56。
控制器80可根據儲存的臨界尺寸之行為模式來判 斷何時施加補償能量至光源12(見第1圖)發出的光。舉例來說，線402(見第4A圖)顯示在第19個基材26之前光罩18閒置約8小時，並且第19個基材26的臨界尺寸大幅度地減少。8小時的閒置導致汙染層56形成在光罩18上，因此，為了逐步地移除此汙染層56，當對第19個基材26進行操作時，控制器80對光施加補償能量。同樣地，為了移除汙染層56且同時不使臨界尺寸驟增，補償能量將逐步減少至0。
同樣地，在對第121個基材26進行操作之前光罩18閒置約41小時且汙染層56在41小時的閒置中形成，因此，為了逐步地移除此汙染層56，當對第121個基材26進行操作時，控制器80對光施加補償能量。接下來，在對第151個基材26進行操作之前光罩18閒置約11小時且汙染層56在11小時的閒置中形成，因此，為了逐步地移除此汙染層56，當對第151個基材26進行操作時，控制器80對光施加補償能量。
第4C圖根據本揭示案的一些實施例繪示在根據第4B圖所述的方法使用補償能量的情況下，一組基材(例如，基材26)中的臨界尺寸變異之圖表。如第4C圖所示，基材26的臨界尺寸如線408所標示。相較於線402的標準差(見第4A圖)，線408(即，基材26上的圖案的臨界尺寸)具有較低標準差(三個標準差(3 σ)約為0.20)。
第4A圖至第4C圖所示之實施例說明一種方法：在對一組基材26進行操作之前先量測形成在光罩18上的 汙染層56厚度。如果汙染層56厚度大於臨界值，則在對第一子組基材26進行操作的過程中施加補償能量，並且補償能量將逐步減少至0。未施加補償能量的臨界尺寸變異資料儲存於控制器80中，隨後，控制器80可根據儲存的臨界尺寸變異資料來判斷何時施加補償能量。換言之，每一組基材26只使用一次厚度量測裝置。
第5A圖至第5B圖根據本揭示案的另一些實施例繪示微影系統10之示意圖。在一些如第5A圖所示的實施例中，微影系統10包括裝載埠(load port)101、傳輸模組(transferring module)102、運送載台104、製程裝置105以及控制器107。微影系統10的組件可額外增加或略過，並不以本揭示案之實施例為限。在一些實施例中，微影系統10為EUVL系統並且製程裝置105為EUVL裝置。
傳輸模組102配置以在裝載埠101和運送載台104之間傳送光罩200。光罩200可能是第1圖所示之光罩18。在一些實施例中，傳輸模組102設置在裝載埠101和運送載台104之間。傳輸模組102可包括控制線路1021和機械手臂1023。控制線路1021配置以產生電子訊號給機械手臂1023，藉此控制機械手臂1023傳送光罩200。在一些實施例中，機械手臂1023可包括六軸機械手臂(six-axis robot manipulator)，配置以夾持光罩200。
在一些實施例中，使用運送載台104將光罩200 運送至製程裝置105內。如第5A圖所示，製程裝置105可包括微影腔室105A以及裝置腔室105B。一或多個開口105C形成在腔室壁上，其中腔室壁分隔微影腔室105A以及裝置腔室105B。微影腔室105A可包含光罩載台300、基材載台1051以支撐基材400、以及投影光學模組260(或稱為投影光學盒(projection optics box,POB))。基材400可能是基材26、光罩載台300可能是光罩載台16、基材載台1051可能是基材載台28、而投影光學模組260可能是投影光學模組20，如第1圖所述。
在一些如第5A圖所示之實施例中，裝置腔室105B內設置有光源250和厚度量測裝置265。光源250可能是如第1圖所示的輻射源12，而厚度量測裝置265可能是如第1圖所述的厚度量測裝置(即，光源30和偵測器32)。在一些實施例中，厚度量測裝置265包括光源、偵測器和其他元件(例如光源元件)。厚度量測裝置265配置以原位(in-situ)量測汙染層56厚度，其形成在光罩200上。厚度量測裝置265的操作方式相同於第1圖所述的厚度量測裝置的操作方式。光罩載台300耦接至軸270，配置的軸270使光罩載台300傾斜於基準平面，此基準平面大致上平行於基材載台1051的頂表面。第5A圖的光罩載台300的位置是依微影製程而配置，其中光從光源250發生，然後光到達光罩200並反射至基材400。在第5B圖所示之實施例中，傾斜的光罩載台300朝向厚度量測裝置265以使厚度量測裝置265量測光罩200上的汙 染層56厚度。藉由軸270使光罩載台300傾斜可讓厚度量測裝置265的光源和偵測器保持在相同位置。在對每一個基材400或一組基材400進行操作之前，可先傾斜光罩載台300以使厚度量測裝置265量測光罩200。
如第5A圖和第5B圖所示，微影系統10可進一步包括控制器107以控制微影系統10的操作。控制器107可能是如第1圖所述的控制器80。在一些實施例中，控制器107接收來自厚度量測裝置265的光罩200上的汙染層56厚度，並且控制光源250，如此一來，可對光源250發出的光施加補償能量藉此移除汙染層56。如前文所述，在對每一個基材400或每一組基材400進行操作之前，可先使用厚度量測裝置265量測光罩200。
第6圖根據本揭示案的一些實施例繪示光罩儲存庫600之俯視圖。光罩儲存庫600可能是微影系統10的一部分。如第6圖所示，光罩儲存庫600包括一或多個儲存單元602之陣列。每個儲存單元602可設置成儲存一或多個光罩18(或光罩200)。門架(gantry)604設置在儲存單元602陣列之間的空間之上方。門架604包括軌道(rail)606，由支撐件608所支撐。機械手臂610配置在門架604的軌道606上。配置的機械手臂610可運送光罩18進出光罩儲存庫600。光罩儲存庫600進一步包括載台612和厚度量測裝置614。在光罩18被置入製程裝置105(見第5A圖和第5B圖)之前，可先使用機械手臂610將光罩18(或光罩200)放置在載台612上，並且厚 度量測裝置614量測形成在光罩18上的汙染層56厚度。厚度量測裝置614可能是如第5A圖和第5B圖所述的厚度量測裝置265。厚度量測裝置614可電性連接控制器，例如控制器80或控制器107，並傳送厚度資料給控制器。在已知汙染層56厚度的情況下，控制器可對光施加補償能量以移除光罩18上的汙染層56。
厚度量測裝置(例如光源30和偵測器32，見第1圖)，厚度量測裝置265(見第5A圖和第5B圖)、或厚度量測裝置614(見第6圖)可用來量測形成在光罩18(或光罩200)上的汙染層56厚度。在對每一個基材26(或基材400)或每一組基材26(或基材400)進行操作之前及/或過程中，可對光施加補償能量以自光罩18(或光罩200)移除汙染層56。可在如第1圖、第5A圖和第5B圖所示的製程裝置中或如第6圖所示的光罩儲存庫600中量測汙染層56厚度。可在光罩18(或光罩200)從光罩儲存庫600移至製程裝置之沿途的任何位置中量測汙染層56厚度。在一些實施例中，厚度量測裝置可設置在運送載台104上(見第5A圖和第5B圖)。在一些實施例中，在沿著光罩18的輸送路徑上設置多個厚度量測裝置。舉例來說，可同時使用厚度量測裝置614和厚度量測裝置265。
本揭示案的各種實施例提供一種微影系統，包括厚度量測裝置以量測形成在光罩上的汙染層厚度。厚度量測裝置可設置在製程裝置或光罩儲存庫中。厚度資料可轉換成補償能量的訊號，並且，在每一次曝光(基材之間)或每 一組曝光(批次之間)之前，對光施加補償能量。部分實施例可具有優勢。舉例來說，臨界尺寸的變異性可獲得改善。再者，無模擬基材的使用從而提升生產率。
一實施例提供一種微影方法。微影方法包括得到汙染層厚度和補償能量之間的關係，其中汙染層形成在光罩上且補償能量可移除汙染層。微影方法還包括從厚度量測裝置得到第一汙染層的第一厚度，其中第一汙染層形成在光罩上。微影方法還包括對引導至光罩的光施加第一補償能量，其中藉由前述的關係而計算出第一補償能量。
在一些實施例中，微影方法進一步包括使用厚度量測裝置量測第一汙染層的第一厚度。在一些實施例中，在製程裝置中量測第一汙染層的第一厚度。在一些實施例中，在光罩儲存庫中量測第一汙染層的第一厚度。在一些實施例中，微影方法進一步包括在施加第一補償能量之後形成第二汙染層在光罩上，其中第二汙染層在光罩閒置一段時間的過程中形成。在一些實施例中，一段時間大於約8小時。在一些實施例中，在光罩閒置的過程中，光罩設置於微影系統中。在一些實施例中，微影方法進一步包括對引導至光罩的第二光施加第二補償能量，其中藉由前述關係而計算出第二補償能量。在一些實施例中，第一補償能量不同於第二補償能量。
另一實施例提供一種微影製程。製程包括進行微影製程在微影系統中。微影系統包括第一光源、光罩載台、基材載台、以及厚度量測裝置，厚度量測裝置設置以量測 汙染層厚度，其中汙染層形成在光罩上且光罩配置在光罩載台上。
在一些實施例中，厚度量測裝置包括第二光源和偵測器。在一些實施例中，微影製程進一步包括配置在第一光源和光罩載台之間的照明器、設置在光罩載台和基材載台之間投影光學盒、以及控制器，控制器電性連接第一光源、第二光源和偵測器。在一些實施例中，光罩載台和基材載台設置在微影腔室中，並且第一光源和厚度量測裝置設置在裝置腔室中，裝置腔室相鄰於微影腔室。在一些實施例中，微影製程進一步包括傳輸模組和運送載台，其中運送載台設置在傳輸模組和微影腔室之間。在一些實施例中，微影製程進一步包括耦接光罩載台的軸，其中軸設置以使光罩載台傾斜於一平面，此平面大致上平行於基材載台的頂表面。在一些實施例中，微影製程是極紫外微影製程。
又一實施例提供一種微影系統。微影系統包括光源、光罩載台、基材載台、以及光罩儲存庫。光罩儲存庫包括數個儲存單元以及第一厚度量測裝置，第一厚度量測裝置設置以量測汙染層厚度，其中汙染層形成在光罩上且光罩配置在光罩儲存庫中。
在一些實施例中，微影系統進一步包括配置在光源和光罩載台之間的照明器、設置在光罩載台和基材載台之間的投影光學盒、以及控制器，其中控制器電性連接光源和第一厚度量測裝置。在一些實施例中，光罩載台和基材 載台設置在微影腔室中，並且光源設置在裝置腔室中，裝置腔室相鄰於微影腔室。在一些實施例中，微影系統進一步包括第二厚度量測裝置，設置在裝置腔室中，其中第二厚度量測裝置電性連接控制器。
以上概略說明了本揭示案數個實施例的特徵，使所屬技術領域內具有通常知識者對於本揭示案可更為容易理解。任何所屬技術領域內具有通常知識者應瞭解到本揭示案可輕易作為其他結構或製程的變更或設計基礎，以進行相同於本揭示案實施例的目的及/或獲得相同的優點。任何所屬技術領域內具有通常知識者亦可理解與上述等同的結構並未脫離本揭示案之精神及保護範圍內，且可在不脫離本揭示案之精神及範圍內，可作更動、替代與修改。
10:微影系統
12:輻射源/光源
14:照明器
16:光罩載台
18:光罩
20:投影光學模組/投影光學盒
22:光瞳相位調節器
24:投影光瞳平面
26:基材
28:基材載台
30:光源
32:偵測器
80:控制器

Claims (10)

  1. 一種微影方法，包括：得到一汙染層的厚度和一補償能量之間的一關係，其中該汙染層形成在一光罩上且該補償能量移除該汙染層；從一厚度量測裝置得到一第一汙染層的一第一厚度，其中該第一汙染層形成在該光罩上；以及對由一光源所產生且引導至該光罩的一第一光施加一第一補償能量，其中藉由該第一汙染層的該第一厚度以及該關係而計算出該第一補償能量。
  2. 如請求項1所述之微影方法，進一步包括在施加該第一補償能量之後形成一第二汙染層在該光罩上，其中該第二汙染層在該光罩閒置一時間的過程中形成。
  3. 如請求項2所述之微影方法，進一步包括對由該光源所產生且引導至該光罩的一第二光施加一第二補償能量，其中藉由該第二汙染層的一第二厚度以及該關係而計算出該第二補償能量。
  4. 如請求項3所述之微影方法，其中該第一補償能量不同於該第二補償能量。
  5. 一種微影製程，包括：進行該微影製程在一微影系統中，其中該微影系統包 括：一第一光源；一光罩載台；一基材載台；一厚度量測裝置，設置以量測一汙染層的一厚度，其中該汙染層形成在一光罩上且該光罩配置在該光罩載台上，其中該厚度量測裝置包括一第二光源和一偵測器；以及一控制器，電性連接該第一光源、該第二光源和該偵測器，其中該控制器收集並分析來自該第二光源和該偵測器的厚度資料，並決定是否對該第一光源發出的光施加補償能量以及決定對該第一光源發出的光施加多少的補償能量。
  6. 如請求項5所述之微影製程，進一步包括一軸，該軸耦接該光罩載台，其中該軸設置以使該光罩載台傾斜於一平面，該平面大致上平行於該基材載台的一頂表面。
  7. 一種微影系統，包括：一光源；一光罩載台；一基材載台；以及一光罩儲存庫，包括： 複數個儲存單元；以及一第一厚度量測裝置，設置以量測一汙染層的一厚度，其中該汙染層形成在一光罩上且該光罩配置在該光罩儲存庫中。
  8. 如請求項7所述之微影系統，進一步包括：一照明器，配置在該光源和該光罩載台之間；一投影光學盒，設置在該光罩載台和該基材載台之間；以及一控制器，電性連接該光源和該第一厚度量測裝置。
  9. 如請求項8所述之微影系統，其中該光罩載台和該基材載台設置在一微影腔室中，並且該光源設置在一裝置腔室中，該裝置腔室相鄰於該微影腔室。
  10. 如請求項9所述之微影系統，進一步包括一第二厚度量測裝置，設置在該裝置腔室中，其中該第二厚度量測裝置電性連接該控制器。
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