TWI820310B - 微影設備、度量衡設備、光學系統及方法 - Google Patents
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Abstract
一種降低一位準感測器對該位準感測器中之一光學組件之一屬性之變化的靈敏度之方法包含：朝向一繞射元件導引一輻射光束；以及經由一光學系統以一第一入射角將該光束導引至一第一反射元件，該位準感測器經配置以量測一基板之一高度。該光束具有一第一偏振及垂直於該第一偏振之一第二偏振。該第一反射元件使該光束以一第二入射角朝向一第二反射元件反射，使得該光束照射於該基板上。該第一入射角及該第二入射角經選擇以減小該光束的由該第一反射元件及該第二反射元件中之至少一者之一層的一屬性賦予之該第一偏振與該第二偏振之一強度比的變化。
Description
本發明係關於度量衡設備及系統，例如用於微影設備及系統之位置感測器。
微影設備為將所要圖案塗佈至基板上(通常塗佈至基板之目標部分上)之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)或經設計為功能性的其他器件之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地稱作遮罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於經設計為功能性的器件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(例如包括晶粒之一部分、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。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。已知微影設備包括：所謂的步進器，其中藉由一次性地將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
製造諸如半導體器件之器件通常涉及使用數個製造程序來處理基板(例如半導體晶圓)以形成該等器件之各種特徵且常常形成多個層。通常使用例如沈積、微影、蝕刻、化學機械拋光及離子植入來製造及處理此等層及特徵。可在基板上之複數個晶粒上製作多個器件，且隨後將該等器件分離成個別器件。可將此器件製造程序視為圖案化程序。圖案化程序涉及圖案轉印步驟，諸如使用微影設備之光學及/或奈米壓印微影，以在基板上提供圖案且通常但(視情況)涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影設備之抗蝕劑顯影、使用烘烤工具烘烤基板、藉由蝕刻設備蝕刻圖案等。另外，圖案化程序中涉及一或多個度量衡程序。
在圖案化程序期間在各種步驟下使用度量衡程序以監控及/或控制該程序。舉例而言，度量衡程序係用以量測基板之一或多個特性，諸如在圖案化程序期間形成於基板上之特徵之相對部位(例如對齊、疊對、對準等)或尺寸(例如線寬、臨界尺寸(CD)、厚度等)，使得例如可自該一或多個特性判定圖案化程序之效能。若一或多個特性係不可接受的(例如，在用於特性之預定範圍之外)，則可例如基於該一或多個特性之量測而設計或變更圖案化程序之一或多個變量，使得藉由圖案化程序製造之基板具有可接受的特性。
幾十年來，隨著微影及其他圖案化程序技術之改進，功能元件之尺寸已不斷地減小，而每器件功能元件(諸如電晶體)之量已穩定地增加。同時，對在疊對、臨界尺寸(CD)等方面之準確度要求已變得愈來愈嚴格。勢必將在圖案化程序中產生誤差，諸如疊對之誤差、CD之誤差等。舉例而言，成像誤差可由光學像差、圖案化器件加熱、圖案化器件誤差及/或基板加熱產生，且可關於例如疊對、CD等進行表徵。另外地或可替代地，可在圖案化程序之其他部分(諸如蝕刻、顯影、烘烤等)中引入誤差，且相似地，可關於例如疊對、CD等進行表徵。該誤差可造成在器件之運行方面之問題，包括器件運行之故障，或運行器件之一或多個電氣問題。因此，需要能夠表徵一或多個此等誤差且採取步驟以設計、修改、控制等圖案化程序以縮減或最小化此等誤差中之一或多者。
度量衡系統通常用於表徵藉由微影程序產生的誤差。度量衡系統通常需要光學組件之可重複製造及配置，以準確地量測目標在基板上之位置。對於經設計及製造之度量衡系統而言，應能夠產生一致的或至少在某一預定容差內之量測值。
在一些實施例中，一種降低一位準感測器對該位準感測器中之一光學組件之一屬性之變化的靈敏度之方法包含：朝向一繞射元件導引一輻射光束；以及經由一光學系統以一第一入射角將該光束導引至一第一反射元件，該位準感測器經配置以量測一基板之一高度。該光束具有一第一偏振及垂直於該第一偏振之一第二偏振。該第一反射元件使該光束以一第二入射角朝向一第二反射元件反射，以使得該光束照射於該基板上。該第一入射角及該第二入射角經選擇以減小該光束的由該第一反射元件及該第二反射元件中之至少一者之一層的一屬性賦予之該第一偏振與該第二偏振之一強度比的變化。
在一些實施例中，一種用於導引具有一第一偏振及垂直於該第一偏振之一第二偏振的一輻射光束之光學系統包含一繞射元件，以及第一反射元件及第二反射元件。該繞射元件經組態以在該光學系統中導引該光束，以使得該光束以一第一入射角照射於該第一反射元件上。該第一反射元件經組態以使該光束以一第二入射角朝向該第二反射元件反射，以使得該光束照射於一基板上。該第一入射角及該第二入射角經選擇以減小該光束的由該第一反射元件及該第二反射元件中之至少一者之一層的一屬性賦予之該第一偏振與該第二偏振之一強度比的變化。
在一些實施例中，一種度量衡系統包含一輻射源、一光學系統及一偵測器。該輻射源經組態以產生一輻射光束，該輻射光束具有一第一偏振及垂直於該第一偏振之一第二偏振。該光學系統經組態以朝向一基板導引該輻射光束。該光學系統包含一繞射元件以及第一反射元件及第二反射元件。該繞射元件經組態以在該光學系統中導引該光束，以使得該光束以一第一入射角照射於該第一反射元件上。該第一反射元件經組態以使該光束以一第二入射角朝向該第二反射元件反射，以使得該光束照射於該基板上。該第一入射角及該第二入射角經選擇以減小該光束的由該第一反射元件及該第二反射元件中之至少一者之一層的一屬性賦予之該第一偏振與該第二偏振之一強度比的變化。該偵測器經組態以接收由該基板散射之輻射且基於該接收到之輻射產生一訊號。該訊號包含該基板之一高度的資訊。
下文參考隨附圖式來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。
本說明書揭示併入本發明之特徵的一或多個實施例。所揭示之實施例僅例示本發明。本發明之範疇並不限於所揭示之實施例。本發明由在此隨附之申請專利範圍定義。
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一特定特徵、結構或特性，但每一實施例可未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，此等短語未必指相同實施例。另外，當結合一實施例描述一特定特徵、結構或特性時，應瞭解，無論是否作明確描述，結合其他實施例實現該特徵、結構或特性為熟習此項技術者所瞭解。
為易於描述，本文中可使用諸如「在...之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「在...上」、「上部」以及類似者之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的關係。除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。設備可以其他方式定向(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譯。
本文中可使用術語「約」來指示可能基於特定技術變化之給定數量之值。基於特定技術，術語「約」可指示例如在該值之10%至30%內(例如值之±10%、±20%或±30%)變化之給定數量之值。
本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施。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，該等指令可藉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制。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訊號(例如載波、紅外線訊號、數位訊號等)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。
然而，在更詳細地描述此等實施例之前，有指導性的為呈現可供實施本發明之實施例的實例環境。
實例微影系統
圖1A及1B分別展示根據一些實施例之微影設備100及微影設備100'之示意圖。在一些實施例中，微影設備100及微影設備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 (例如深紫外線或極紫外線輻射)；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且連接至經組態以準確地定位圖案化器件MA之第一定位器PM；以及基板台(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且連接至經組態以準確地定位基板W之第二定位器PW。微影設備100及100'亦具有投影系統PS，該投影系統PS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(例如包含一或多個晶粒) C上。在微影設備100中，圖案化器件MA及投影系統PS為反射性的。在微影設備100'中，圖案化器件MA及投影系統PS為透射性的。
照明系統IL可包括用於導引、塑形或控制輻射光束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、微影設備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是否被固持於真空環境中)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，該框架或該台可根據需要而固定或可移動。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應廣泛地解譯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。經賦予至輻射光束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。
圖案化器件MA可為透射性的(如在圖1B之微影設備100'中)或反射性的(如在圖1A之微影設備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。遮罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減式相移之遮罩類型，以及各種混合遮罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由小鏡面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。可將真空環境用於EUV或電子束輻射，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而將真空環境提供至整個光束路徑。
微影設備100及/或微影設備100'可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台WT (及/或兩個或多於兩個遮罩台)之類型。在此等「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。
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及微影設備100、100'可為分離物理實體。在此等狀況下，不認為源SO形成微影設備100或100'之一部分，且輻射光束B係憑藉包括例如合適導向鏡面及/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。在其他狀況下，例如當源SO為水銀燈時，源SO可為微影設備100、100'之整體部分。可將源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (在需要時)稱作輻射系統。
照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD (在圖1B中)。一般而言，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱為「σ外部」及「σ內部」)。另外，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可用以調節輻射光束B以在其橫截面中具有所要之均一性及強度分佈。
參考圖1A，輻射光束B入射於經固持於支撐結構(例如遮罩台) MT上之圖案化器件(例如遮罩) MA上，且由該圖案化器件MA圖案化。在微影設備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 (例如干涉量測器件、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT (例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器IF1可用以相對於輻射光束B之路徑來準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入射於經固持於支撐結構(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將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。投影系統具有與照明系統光瞳IPU共軛之光瞳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到遮罩圖案處之繞射影響，且產生照明系統光瞳IPU處之強度分佈之影像。
憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如干涉量測器件、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT (例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中)。相似地，第一定位器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之路徑來準確地定位遮罩MA (例如，在自遮罩庫之機械擷取之後或在掃描期間)。
在一些實施例中，可憑藉形成第一定位器PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現遮罩台MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之一部分的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)之狀況下，遮罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。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，但該等基板對準標記可位於目標部分之間的空間中(將此等基板對準標記稱為切割道對準標記)。相似地，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可處於真空腔室中，其中真空內機器人IVR可用以使諸如遮罩之圖案化器件在真空腔室中移動及移出真空腔室。替代地，當遮罩台MT及圖案化器件MA係在真空腔室外部時，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。需要校準真空內機器人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。
微影設備100及100'可用於以下模式中之至少一者中：
1. 在步進模式中，在將經賦予至輻射光束B之整個圖案一次性地投影至目標部分C上時，支撐結構(例如遮罩台) MT及基板台WT保持實質上靜止(亦即，單次靜態曝光)。隨後，使基板台WT在X方向及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。
2. 在掃描模式中，在將經賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如遮罩台) MT及基板台WT (亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)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. 在另一模式中，在將經賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(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，且移動或掃描基板台WT。可使用脈衝式輻射源SO，且在基板台WT之每一移動之後或在一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而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。
亦可使用對所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。
在一些實施例中，微影設備100包含極紫外線(EUV)源，該極紫外線源經組態以產生EUV微影之EUV輻射光束。一般而言，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更詳細地展示微影設備100，其包括源收集器裝置SO、照明系統IL及投影系統PS。源收集器設備SO經建構及配置以使得可將真空環境維持於源收集器設備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Xe氣體、Li蒸汽或Sn蒸汽)而產生EUV輻射，其中產生極熱電漿210以發射在電磁光譜之EUV範圍內之輻射。舉例而言，藉由產生至少部分地離子化的電漿之放電來產生極熱電漿210。為了輻射之高效產生，可能需要分壓為例如10 Pa之Xe、Li、Sn蒸汽或任何其他合適的氣體或蒸汽。在一些實施例中，提供受激發錫(Sn)電漿以產生EUV輻射。
由熱電漿210發射之輻射係經由定位於源腔室211中之開口中或後方的視情況選用的氣體障壁或污染物截留器230 (在一些狀況下，亦稱作污染物障壁或箔片截留器)而自源腔室211傳遞至收集器腔室212中。污染物截留器230可包括通道結構。污染物截留器230亦可包括氣體障壁或氣體障壁與通道結構之組合。如在此項技術中已知，本文中進一步指示之污染物截留器或污染物障壁230至少包括通道結構。
收集器腔室212可包括輻射收集器CO，該輻射收集器CO可為所謂的掠入射收集器。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之輻射可自光柵光譜濾光器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，且源收集器設備經配置以使得中間焦點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。特別地使用光柵光譜濾光器240來抑制紅外線(IR)輻射。
隨後，輻射橫穿照明系統IL，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處之輻射光束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，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、230而成像至由晶圓載物台或基板台WT固持之基板W上。
比所展示元件多的元件通常可存在於照明光學器件單元IL及投影系統PS中。取決於微影設備之類型，可視情況存在光柵光譜濾光器240。此外，可存在比圖式中所展示之鏡面更多的鏡面，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1至6個的額外反射元件。
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。將掠入射反射器253、254及255圍繞光軸O而軸向地對稱安置，且較佳地將此類型之收集器光學器件CO與放電產生電漿源(常常稱作DPP源)組合使用。
例示性微影單元
圖3展示微影單元300之示意圖，該微影單元300有時亦稱為微影製造單元(lithocell)或叢集。微影設備100或100'可形成微影單元300之一部分。微影單元300亦可包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後程序之設備。習知地，此等設備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，在不同程序設備之間移動基板，且隨後將基板遞送至微影設備之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等器件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自身受到監督控制系統SCS控制，該監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU來控制微影設備。因此，不同設備可經操作以最大化產出率及處理效率。
例示性度量衡系統
圖4展示根據一些實施例之可實施為微影設備100或100'之一部分的度量衡系統400的示意圖。在一些實施例中，度量衡系統400可經組態以量測基板W之表面上的高度及高度變化。在一些實施例中，度量衡系統400可經組態以偵測對準標記在基板上之位置，且經組態以使用對準標記之所偵測位置而使基板相對於圖案化器件或微影設備100或100'之其他組件對準。
在一些實施例中，度量衡系統400可包括輻射源402、投影光柵404、偵測光柵412及偵測器414。輻射源402可經組態以提供具有一或多個通頻帶之電磁窄頻帶輻射光束。在一些實施例中，一或多個通頻帶可在介於約500 nm至約900 nm之間的波長光譜內。在另一實例中，一或多個通頻帶可為在介於約500 nm至約900 nm之間的波長光譜內的離散窄通頻帶。在另一實例中，輻射源402產生在介於約225 nm與400 nm之間的波長之紫外光(UV)光譜內的光。輻射源402可進一步經組態以提供在長時間段內(例如在輻射源402之使用壽命內)具有大體上恆定中心波長(CWL)值的一或多個通頻帶。輻射源402之此類組態可能有助於在當前度量衡系統中防止實際CWL值偏離所要CWL值，如上文所論述。且因此，與當前度量衡系統相比，恆定CWL值之使用可改良度量衡系統(例如度量衡系統400)之長期穩定性及準確度。
投影光柵404可經組態以接收由輻射源402產生之一或多個輻射光束，且將投影影像提供至基板408之表面上。成像光學器件406可包括於投影光柵404與基板408之間，且可包括一或多個透鏡、鏡面、光柵等。在一些實施例中，成像光學器件406經組態以使自投影光柵404投影之影像聚焦至基板408之表面上。
在一些實施例中，投影光柵404以相對於表面法線之角度θ在基板408之表面上提供影像。影像由基板表面反射且在偵測光柵412上再成像。偵測光柵412可與投影光柵404相同。成像光學器件410可包括於基板408與基板偵測光柵412之間，且可包括一或多個透鏡、鏡面、光柵等。在一些實施例中，成像光學器件410經組態以使自基板408之表面反射之影像聚焦至偵測光柵412上。歸因於傾斜入射，當由投影光柵404投影之影像經由一距離(s)由偵測光柵412接收到時，基板408之表面中之高度變化(Zw
)將偏離該影像，該距離(s)由以下等式(1)給出：
在一些實施例中，投影光柵404之移位影像部分地由偵測光柵412透射，且為影像之週期性函數的透射強度發生偏離。此移位影像由偵測器414接收及量測。偵測器414可包括光電二極體或光電二極體陣列。偵測器414之其他實例包括CCD陣列。在一些實施例中，偵測器414可設計成基於接收到之影像而量測低至1 nm之晶圓高度變化。
例示性光學系統
如先前所提及，度量衡系統通常需要光學組件之可重複製造及配置，以準確地進行光學量測。另外，相同設計的度量衡系統應能夠產生一致的或至少在某一預定容差內之量測值。然而，光學組件製造(例如需要精確薄膜層沈積之鏡面)之容差限制可不利地影響度量衡系統之效能。在用於微影設備之度量衡系統的情況下，一些光學組件的所需容差可難以實現。看似一致的光學組件之間的變化使得一個度量衡系統產生與使用相同光學組件配置之另一度量衡系統不同的量測結果。期望減小度量衡系統之間的變化或機器至機器(M2M)變化，以改良度量衡系統之準確度及可靠性。
圖5展示根據一些實施例之光學系統500之透視示意圖。在一些實施例中，光學系統500包含鏡面502、鏡面504、鏡面506、鏡面508及鏡面510。光學系統500可例如替代度量衡系統400 (圖4)中之成像光學器件406而實施於度量衡系統中。在此情境下，投影光柵404可納入至成像光學器件406中。相似地，光學系統500可替代成像光學器件410而實施且視情況納入偵測光柵412。因此，在一些實施例中，光學系統500包含光柵512。在一些實施例中，鏡面506包含一或多個孔516，該一或多個孔516經組態以允許輻射光束514穿過鏡面506。
在一些實施例中，光柵512經組態以朝向鏡面502導引輻射光束514。光柵512進一步經組態以繞射輻射光束514，使得輻射光束514分解為一或多個繞射階及/或一或多個波長。鏡面502經組態以自光柵512且朝向鏡面504導引輻射光束514。鏡面504經組態以自鏡面502且朝向鏡面506導引輻射光束514。鏡面506經組態以自鏡面504接收輻射光束514且將輻射光束514導引回至鏡面504。鏡面504進一步經組態以自鏡面506接收輻射光束514且朝向鏡面508導引輻射光束514。
在一些實施例中，在鏡面502將輻射光束514自光柵512朝向鏡面504導引的情況下，鏡面502經組態以藉由導引輻射光束通過鏡面506之一或多個孔516中之一者來進行該導引。在一些實施例中，在鏡面504將輻射光束514自鏡面506朝向鏡面508導引的情況下，鏡面504經組態以藉由導引輻射光束通過鏡面506之一或多個孔516中之一者來進行該導引。
在一些實施例中，鏡面508經組態以自鏡面504以第一入射角接收輻射光束514，且朝向鏡面510導引輻射光束514。鏡面510經組態以在第二入射角下接收由鏡面508反射之光束，且例如朝向基板518輸出輻射光束514。
在一些實施例中，上文所描述光學功能可反向。舉例而言，若光學系統500用於偵測配置，則自基板518散射之輻射為輸入至光學系統500中(例如藉由照射於鏡面510上)之輻射。稍後將參考圖8論述實例偵測配置。
在一些實施例中，第一入射角及第二入射角並不超過約80度。在一些實施例中，第一入射角介於約60至80度之間。在一些實施例中，第一入射角介於約45至60度之間。在一些實施例中，第二入射角介於約60至80度之間。在一些實施例中，第二入射角介於約45至60度之間。在一些實施例中，第一入射角及第二入射角相同或大體上相似。
在一些實施例中，光學系統500可實施於度量衡系統中，例如以量測基板(例如位準感測器)之高度。在此情境下，度量衡系統中之偵測器經組態以接收自基板散射之輻射且基於接收到之輻射產生訊號。訊號可包含基板之高度的資訊。高度可定義為沿著垂直於基板表面之軸線的位置。位準感測器之M2M變化之臨界度量為所謂的高度過程相依性(HPD)。HPD係指位準感測器相對於基板之高度的回應特性(例如靈敏度)。經由光學系統(例如透鏡、透鏡物鏡、成像光學器件以及類似者)之透射比為影響HPD之參數，尤其豎直及水平偏振之透射比(在相對於基板之平面考慮時稱為Rs/Rp)。更特定言之，光學系統之Rs/Rp又與例如兩個或大於兩個摺疊鏡面(例如鏡面508及鏡面510)之Rs/Rp之乘積成比例。每一鏡面之Rs/Rp為照射於每一鏡面上之光束之入射角的函數。HPD之一重要參數為由例如製造誤差產生之Rs/Rp之變化。光學系統之HPD M2M變化的一個主要因素為鏡面之塗層厚度誤差，尤其在高入射角之情況下。歸因於反射現象之性質，Rs/Rp取決於入射角以及例如反射表面上之塗層的厚度及組成，組成可影響光學屬性，諸如透射及介電屬性(例如電容率、折射率以及類似者)。本發明之實施例提供允許減小HPD M2M變化且增大度量衡系統之準確度及可靠性的結構及方法。
圖6展示根據一些實施例之光學系統600之透視示意圖。在一些實施例中，光學系統600包含鏡面602、鏡面604、鏡面606、鏡面608及鏡面610。光學系統600可例如替代度量衡系統400 (圖4)中之成像光學器件406而實施於度量衡系統中。在此情境下，投影光柵404可納入至成像光學器件406中。相似地，光學系統600可替代成像光學器件410而實施且視情況納入偵測光柵412。因此，在一些實施例中，光學系統600包含光柵612。在一些實施例中，鏡面606包含一或多個孔616，該一或多個孔616經組態以允許輻射光束614穿過鏡面606。
在一些實施例中，光柵612經組態以朝向鏡面602導引輻射光束614。光柵612進一步經組態以繞射輻射光束614，使得輻射光束614分解為一或多個繞射階及/或一或多個波長。鏡面602經組態以自光柵612且朝向鏡面604導引輻射光束614。鏡面604經組態以自鏡面602且朝向鏡面606導引輻射光束614。鏡面606經組態以自鏡面604接收輻射光束614且將輻射光束614導引回至鏡面604。鏡面604進一步經組態以自鏡面606接收輻射光束614且朝向鏡面608導引輻射光束614。
在一些實施例中，在鏡面602將輻射光束614自光柵612朝向鏡面604導引的情況下，鏡面602經組態以藉由導引輻射光束通過鏡面606之一或多個孔616中之一者來進行該導引。在一些實施例中，在鏡面604將輻射光束614自鏡面606朝向鏡面608導引的情況下，鏡面604經組態以藉由導引輻射光束通過鏡面606之一或多個孔616中之一者來進行該導引。
在一些實施例中，鏡面608經組態以自鏡面604以第一入射角接收輻射光束614，且朝向鏡面610導引輻射光束614。鏡面610經組態以在第二入射角下接收由鏡面608反射之光束，且例如朝向基板618輸出輻射光束614。
在一些實施例中，上文所描述光學功能可反向。舉例而言，若光學系統600用於偵測配置，則自基板618散射之輻射為輸入至光學系統600中(例如藉由照射於鏡面610上)之輻射。稍後將參考圖8論述實例偵測配置。
在一些實施例中，光學系統600可實施於度量衡系統中，例如以量測基板(例如位準感測器)之高度。在此情境下，度量衡系統中之偵測器經組態以接收自基板散射之輻射且基於接收到之輻射產生訊號。訊號可包含基板之高度的資訊。
先前提及反射現象之性質使得Rs/Rp對入射角作出回應，其中在高入射角的情況下出現較大變化。因此，在一些實施例中，第一入射角及第二入射角並不超過約45度。在一些實施例中，第一入射角介於約30至45度之間。在一些實施例中，第一入射角介於約10至30度之間。在一些實施例中，第二入射角介於約30至45度之間。在一些實施例中，第二入射角介於約10至30度之間。在一些實施例中，第一入射角及第二入射角相同或大體上相似。在一些實施例中，鏡面608及鏡面610經配置以使得由鏡面608接收到之輻射光束614與由鏡面610反射之輻射光束614交叉。在此情境下，第一入射角及第二入射角之總和小於90度。在替代性描述中，鏡面608及鏡面610經配置以使得由鏡面608接收到之輻射光束614摺疊至由鏡面610反射之輻射光束614上。使用減小的入射角的實施例降低光學系統之靈敏度，此繼而可抵消由鏡面製造中之誤差引起的靈敏度。本文中所描述之結構及方法之一顯著優勢為Rs/Rp變化可在無需縮減鏡面之塗層容差的情況下減小，此繼而在光學系統之生產、實施及維護方面提供顯著時間及成本優勢。
熟習此項技術者將瞭解，可移除、添加或重新配置光學系統500或光學系統600中之鏡面，同時仍實現本文中所描述的結果及優勢。舉例而言，可如上文所描述維持鏡面608及鏡面610之配置，同時變更遞送輻射光束614至鏡面608之另一鏡面的配置。
圖7展示根據一些實施例之用於降低位準感測器對該位準感測器中之光學組件之屬性之變化的靈敏度的方法步驟，該位準感測器經配置以量測基板之高度。在步驟702中，朝向繞射元件導引輻射光束。光束包含第一偏振及垂直於第一偏振之第二偏振。在步驟704中，經由光學系統以第一入射角將光束導引至第一反射元件。在步驟706中，使用第一反射元件使光束以第二入射角朝向第二反射元件反射。第一入射角及第二入射角經選擇(例如經由第一反射元件及第二反射元件之配置)以減小光束的由第一反射元件及第二反射元件中之至少一者之層的屬性賦予之第一偏振與第二偏振之強度比的變化。在步驟708中，將光束自光學系統輸出以便照射於基板上。
在一些實施例中，第一入射角及第二入射角並不超過約45度。在一些實施例中，第一入射角介於約30至45度之間。在一些實施例中，第一入射角介於約10至30度之間。在一些實施例中，第二入射角介於約30至45度之間。在一些實施例中，第二入射角介於約10至30度之間。在一些實施例中，第一入射角及第二入射角相同或大體上相似。在一些實施例中，第一反射元件及第二反射元件經配置以使得由第一反射元件接收到之光束與由第二反射元件反射之光束交叉。在此情境下，第一入射角及第二入射角之總和小於90度。在替代性描述中，第一反射元件及第二反射元件經配置以使得由第一反射元件接收到之光束摺疊至由第二反射元件反射之光束上。
在一些實施例中，光學系統包含第三鏡面、第四鏡面及第五鏡面。繞射元件經組態以朝向第三反射元件導引光束。第三反射元件經組態以使光束朝向第四反射元件自繞射元件反射。第四反射元件經組態以使光束朝向第五反射元件自第三反射元件反射，接收由第五反射元件反射之光束，且使光束以第一入射角朝向第一反射元件自第五反射元件反射。
在一些實施例中，層之屬性包含層之厚度及/或層之至少一個介電質屬性(例如電容率、折射率、原子組成以及類似者)。
圖8展示根據一些實施例之分別經組態以用於照明供應及偵測之光學系統800及光學系統800'的透視示意圖。光學系統800之元件在功能上及在結構上與圖5及6中的具有類似附圖標號的元件相似，其中參考標號之最左數字標識出現該參考標號之圖式。在一些實施例中，光學系統800'包含與光學系統800之相似經編號元件相對應的元件。圖8中所展示之配置說明光學系統800'為光學系統800之複本且旋轉180度。在一些實施例中，光學系統800'經配置為光學系統800之鏡像複本。
在一些實施例中，在輻射光束814'輸入至光學系統800'中時，已由基板818反射之輻射光束814'照射於鏡面810'上。鏡面810及鏡面810'不一定為最接近於基板818之光學元件。輻射光束814'隨後在與輻射光束814通過光學系統800之反向相對應的方向上行進通過光學系統800'。
在一些實施例中，光學元件820 (例如偏振旋轉器、光柵、波板、多個光學元件以及類似者)可安置於鏡面810與基板818之間。光學元件820'可安置於鏡面810'與基板818之間。雖然鏡面808、鏡面810、鏡面808'及鏡面810'之配置展示為與鏡面508及鏡面510 (圖5)相似，但熟習此項技術者將瞭解，鏡面808、鏡面810、鏡面808'及鏡面810'亦可配置成與鏡面608及鏡面610 (圖6)相似。
可使用以下條項來進一步描述實施例：
1. 一種降低位準感測器對該位準感測器中之光學組件之屬性之變化的靈敏度之方法，該位準感測器經配置以量測基板之高度，該方法包含：
朝向繞射元件導引輻射光束，該光束具有第一偏振及垂直於第一偏振之第二偏振；以及
經由光學系統以第一入射角將光束導引至第一反射元件，
其中第一反射元件使光束以第二入射角朝向第二反射元件反射，以使得光束照射於基板上，且
其中第一入射角及第二入射角經選擇以減小光束的由第一反射元件及第二反射元件中之至少一者之層的屬性賦予之第一偏振與第二偏振之強度比的變化。
2. 如條項1之方法，其中第一入射角及第二入射角並不超過約45度。
3. 如條項1之方法，其中第一入射角及第二入射角介於約10度至30度之間。
4. 如條項1之方法，其中第一反射元件及第二反射元件經組態以使得由第一反射元件接收到之光束與由第二反射元件反射之光束交叉。
5. 如條項1之方法，其中：
光學系統包含第三鏡面、第四鏡面及第五鏡面；
繞射元件經組態以朝向第三反射元件導引光束；
第三反射元件經組態以使光束朝向第四反射元件自繞射元件反射；且
第四反射元件經組態以使光束朝向第五反射元件自第三反射元件反射，接收由第五反射元件反射之光束，且使光束以第一入射角朝向第一反射元件自第五反射元件反射。
6. 如條項1之方法，其中層之屬性包含層之厚度。
7. 如條項1之方法，其中層之屬性包含介電質屬性，該介電質屬性包含層之電容率、折射率及/或原子組成。
8. 一種用於導引具有第一偏振及垂直於第一偏振之第二偏振的輻射光束之光學系統，該光學系統包含：
繞射元件；以及
第一反射元件及第二反射元件；
其中繞射元件經組態以在光學系統中導引光束，以使得光束以第一入射角照射於第一反射元件上，
其中第一反射元件經組態以使光束以第二入射角朝向第二反射元件反射，以使得光束照射於基板上，且
其中第一入射角及第二入射角經選擇以減小光束的由第一反射元件及第二反射元件中之至少一者之層的屬性賦予之第一偏振與第二偏振之強度比的變化。
9. 如條項8之光學系統，其中第一入射角及第二入射角並不超過約45度。
10. 如條項8之光學系統，其中第一入射角及第二入射角介於約10度至30度之間。
11. 如條項8之光學系統，其中第一反射元件及第二反射元件經組態以使得由第一反射元件接收到之光束與由第二反射元件反射之光束交叉。
12. 如條項8之光學系統，其進一步包含第三鏡面、第四鏡面及第五鏡面，其中：
繞射元件經組態以朝向第三反射元件導引光束；
第三反射元件經組態以使光束朝向第四反射元件自繞射元件反射；且
第四反射元件經組態以使光束朝向第五反射元件自第三反射元件反射，接收由第五反射元件反射之光束，且使光束以第一入射角朝向第一反射元件自第五反射元件反射。
13. 如條項8之光學系統，其中層之屬性包含層之厚度。
14. 如條項8之光學系統，其中層之屬性包含介電質屬性，該介電質屬性包含層之電容率、折射率及/或原子組成。
15. 一種度量衡系統，其包含：
輻射源，其經組態以產生輻射光束，該輻射光束具有第一偏振及垂直於第一偏振之第二偏振；
光學系統，其經組態以朝向基板導引輻射光束，該光學系統包含：
繞射元件；
第一反射元件及第二反射元件；
其中繞射元件經組態以在光學系統中導引光束，以使得光束以第一入射角照射於第一反射元件上，
其中第一反射元件經組態以使光束以第二入射角朝向第二反射元件反射，以使得光束照射於基板上，且
其中第一入射角及第二入射角經選擇以減小光束的由第一反射元件及第二反射元件中之至少一者之層的屬性賦予之第一偏振與第二偏振之強度比的變化；以及
偵測器，其經組態以接收由基板散射之輻射且基於接收到之輻射產生訊號，其中該訊號包含基板之高度的資訊。
16. 如條項15之度量衡系統，其中第一入射角及第二入射角並不超過約45度。
17. 如條項15之度量衡系統，其中第一入射角及第二入射角介於約10度至30度之間。
18. 如條項15之度量衡系統，其中第一反射元件及第二反射元件經組態以使得由第一反射元件接收到之光束與由第二反射元件反射之光束交叉。
19. 如條項15之度量衡系統，其進一步包含第三鏡面、第四鏡面及第五鏡面，其中：
繞射元件經組態以朝向第三反射元件導引光束；
第三反射元件經組態以使光束朝向第四反射元件自繞射元件反射；且
第四反射元件經組態以使光束朝向第五反射元件自第三反射元件反射，接收由第五反射元件反射之光束，且使光束以第一入射角朝向第一反射元件自第五反射元件反射。
20. 如條項15之度量衡系統，其中層之屬性包含層之厚度、層之電容率、折射率及/或原子組成。
儘管在本文中可特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用，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。熟習此項技術者將瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般術語「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之抗蝕劑之工具)、度量衡單元及/或檢驗單元中處理本文中所提及之基板。在適用情況下，可將本文中之揭示內容應用至此等及其他基板處理工具。此外，可將基板處理多於一次，例如以便產生多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指已經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內容背景中對本發明之實施例之使用，但將瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。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，以使得本發明之術語或措詞由熟習此項技術者鑒於本文中之教示予以解譯。
在本文中所描述之實施例中，術語「透鏡」及「透鏡元件」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。如本文中所使用的術語「鏡面」可指各種類型之反射元件或經由反射導引/重新導引輻射的光學組件中之任一者或組合。如本文中所使用的術語「光柵」可指各種類型之繞射元件或經由繞射導引/重新導引輻射的光學組件中之任一者或組合。
此外，本文中所使用的術語「輻射」、「光束」及「光」可涵蓋所有類型之電磁輻射，例如紫外線(UV)輻射(例如具有365、248、193、157或126 nm之波長λ)、極紫外線(EUV或軟X射線)輻射(例如具有在5至20 nm之範圍內的波長，諸如13.5 nm)或在小於5 nm下工作之硬X射線，以及粒子束(諸如離子束或電子束)。一般而言，將具有為約400至約700 nm之間的波長之輻射視為可見輻射；將具有為約780至3000 nm (或更大)之間的波長之輻射視為IR輻射。UV係指具有約100至400 nm之波長的輻射。在微影內，術語「UV」亦應用於可由水銀放電燈產生之波長：G線436 nm；H線405 nm；及/或I線365 nm。真空UV或VUV (亦即，由氣體吸收之UV)係指具有約100至200 nm之波長的輻射。深UV (DUV)通常係指具有介於126 nm至428 nm範圍內之波長的輻射，且在一些實施例中，準分子雷射可在微影設備內產生所使用的DUV輻射。應瞭解，具有介於例如5至20 nm之範圍內的波長之輻射係關於具有某一波長帶之輻射，該波長帶至少部分地介於5至20 nm之範圍內。
如本文中所使用之術語「基板」可描述一材料，材料層經添加至該材料上。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。
儘管在本文中可特定地參考根據本發明之設備及/或系統在IC製造中之使用，但應明確理解，此類設備及/或系統具有多種其他可能的應用。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平板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者將瞭解，在此類替代應用之內容背景中，本文中之術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應被認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[摘要]章節意欲用以解譯申請專利範圍。[發明內容]及[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其關係的實施之功能構建區塊來描述本發明。為便於描述，本文中已任意地定義此等功能構建區塊的邊界。只要適當地執行指定功能及該等功能之關係，便可界定替代邊界。
特定實施例之前述描述將充分地揭露本發明之一般性質，使得在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用此項技術之技能範圍內之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，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，此等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來界定。
100:微影設備
100':微影設備
210:輻射發射電漿/熱電漿
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
230:污染物截留器/反射元件
240:光柵光譜濾光器
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:度量衡系統
402:輻射源
404:投影光柵
406:成像光學器件
408:基板
410:成像光學器件
412:偵測光柵
414:偵測器
500:光學系統
502:鏡面
504:鏡面
506:鏡面
508:鏡面
510:鏡面
512:光柵
514:輻射光束
516:孔
518:基板
600:光學系統
602:鏡面
604:鏡面
606:鏡面
608:鏡面
610:鏡面
612:光柵
614:輻射光束
616:孔
618:基板
702:步驟
704:步驟
706:步驟
708:步驟
800:光學系統
800':光學系統
808:鏡面
808':鏡面
810:鏡面
810':鏡面
814:輻射光束
814':輻射光束
818:基板
820:光學元件
820':光學元件
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/收集器光學器件
DE:顯影器
IF:虛擬源點
IF1:位置感測器
IF2:位置感測器
IL:照明系統/照明光學器件單元
IN:積光器
IPU:照明系統光瞳
IVR:真空內機器人
I/O1:輸入/輸出埠
I/O2:輸入/輸出埠
LACU:微影控制單元
LB:裝載匣
M1:遮罩對準標記
M2:遮罩對準標記
MA:圖案化器件
MT:支撐結構
O:光軸
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PM:第一定位器
PPU:光瞳
PS:投影系統
PW:第二定位器
SC:旋塗器
SCS:監督控制系統
SO:輻射源
TCU:塗佈顯影系統控制單元
W:基板
WT:基板台
Zw:高度變化
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設備之示意圖。
圖1B展示根據一些實施例之透射微影設備之示意圖。
圖2展示根據一些實施例之反射微影設備之詳細示意圖。
圖3展示根據一些實施例之微影單元之示意圖。
圖4展示根據一些實施例之度量衡系統之示意圖。
圖5展示根據一些實施例之光學系統之透視示意圖。
圖6展示根據一些實施例之光學系統之透視示意圖。
圖7展示根據一些實施例之用於降低位準感測器對該位準感測器中之光學組件之屬性之變化的靈敏度的方法步驟。
圖8展示根據一些實施例之分別經組態以用於照明供應及偵測之兩個光學系統的透視示意圖。
根據以上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，相似參考字符始終標識對應元件。在該等圖式中，類似參考標號通常指示相同、功能上相似及/或結構上相似之元件。另外，大體上，參考標號之最左側數字標識首次出現該參考標號之圖式。除非另有指示，否則貫穿本發明提供之圖式不應解譯為按比例圖式。
500:光學系統
502:鏡面
504:鏡面
506:鏡面
508:鏡面
510:鏡面
512:光柵
514:輻射光束
516:孔
518:基板
Claims (20)
- 一種操作一度量衡系統(metrology system)之方法，該度量衡系統包括一繞射元件、一第一鏡面、一第二鏡面、一第一反射元件及一第二反射元件，該方法包含：朝向該繞射元件導引一輻射光束，該光束具有一第一偏振及垂直於該第一偏振之一第二偏振，其中該光束隨後穿過該第一鏡面之一第一開口；將該光束導引朝向該第二鏡面並隨後通過該第一鏡面之一第二孔而以一第一入射角至該第一反射元件；將該光束從該第一反射元件反射而以一第二入射角朝向該第二反射元件；且將該光束從該第二反射元件反射朝向一基板，其中該第一入射角及該第二入射角經組態以減小該第一偏振與該第二偏振之一強度比的一變化，該變化係基於該第一反射元件及/或該第二反射元件中之一層的一屬性。
- 如請求項1之方法，其中該第一入射角及該第二入射角並不超過約45度。
- 如請求項1之方法，其中該第一入射角及該第二入射角介於約10度至30度之間。
- 如請求項1之方法，其中該第一反射元件及該第二反射元件經組態以使得由該第一反射元件接收到之該光束與由該第二反射元件反射之該光束交叉。
- 如請求項1之方法，其進一步包含使用該度量衡系統量測該基板之一高度位置。
- 如請求項1之方法，其中該第一偏振與該第二偏振之該強度比的該變化係基於該層之一厚度。
- 如請求項1之方法，其中該第一偏振與該第二偏振之該強度比的該變化係基於該層之一介電質屬性。
- 一種用於導引具有一第一偏振及垂直於該第一偏振之一第二偏振的一輻射光束之光學系統，該光學系統包含：一繞射元件；一第一鏡面及一第二鏡面；以及一第一反射元件及一第二反射元件，其中：該繞射元件經組態以將該光束導引通過該第一鏡面中之一第一開口朝向該第二鏡面並隨後通過該第一鏡面之一第二孔而以一第一入射角朝向該第一反射元件，該第一反射元件經組態以使該光束以一第二入射角朝向該第二反 射元件反射，該第二反射元件經組態以反射該光束朝向一基板，且該第一入射角及該第二入射角經組態以減小該第一偏振與該第二偏振之一強度比的一變化，該變化係基於該第一反射元件及/或該第二反射元件中之一層的一屬性。
- 如請求項8之光學系統，其中該第一入射角及該第二入射角並不超過約45度。
- 如請求項8之光學系統，其中該第一入射角及該第二入射角介於約10度至30度之間。
- 如請求項8之光學系統，其中該第一反射元件及該第二反射元件經組態以使得由該第一反射元件接收到之該光束與由該第二反射元件反射之該光束交叉。
- 如請求項8之光學系統，其進一步包含一第三反射元件、一第四反射元件及一第五反射元件，其中：該繞射元件經進一步組態以朝向該第三反射元件導引該光束；該第三反射元件經組態以使該光束朝向該第四反射元件反射；該第四反射元件經組態以使該光束朝向該第五反射元件反射；且該第五反射元件經組態以使該光束以該第一入射角朝向該第一反射元件反射。
- 如請求項8之光學系統，其中該第一偏振與該第二偏振之該強度比的該變化係基於該層之一厚度。
- 如請求項8之光學系統，其中該第一偏振與該第二偏振之該強度比的該變化係基於該層之一介電質屬性。
- 一種度量衡系統，其包含：一輻射源，其經組態以產生一輻射光束，該輻射光束具有一第一偏振及垂直於該第一偏振之一第二偏振；一光學系統，其經組態以朝向一基板導引該輻射光束，該光學系統包含：一繞射元件；一第一鏡面及一第二鏡面；以及一第一反射元件及一第二反射元件，其中：該繞射元件經組態以將該光束導引通過該第一鏡面中之一第一開口朝向該第二鏡面並隨後通過該第一鏡面之一第二孔而以一第一入射角朝向下游的該第一反射元件，該第一反射元件經組態以使該光束以一第二入射角朝向該第二反射元件反射，該第二反射元件經組態以反射該光束朝向該基板，且該第一入射角及該第二入射角經組態以減小該第一偏振與該第 二偏振之一強度比的一變化，該變化係基於該第一反射元件及/或該第二反射元件中之一層的一屬性；以及一偵測器，其經組態以接收由該基板散射之輻射且基於該接收到之輻射產生一訊號，其中該訊號包含該基板之一高度位置的資訊。
- 如請求項15之度量衡系統，其中該第一入射角及該第二入射角並不超過約45度。
- 如請求項15之度量衡系統，其中該第一入射角及該第二入射角介於約10度至30度之間。
- 如請求項15之度量衡系統，其中該第一反射元件及該第二反射元件經組態以使得由該第一反射元件接收到之該光束與由該第二反射元件反射之該光束交叉。
- 如請求項15之度量衡系統，其進一步包含一第三反射元件、一第四反射元件及一第五反射元件，其中：該繞射元件經進一步組態以朝向該第三反射元件導引該光束；該第三反射元件經組態以使該光束朝向該第四反射元件反射；該第四反射元件經組態以使該光束朝向該第五反射元件反射；且該第五反射元件經組態以使該光束以該第一入射角朝向該第一反射元件反射。
- 如請求項15之度量衡系統，其中該第一偏振與該第二偏振之該強度比的該變化係基於該層之一厚度及/或一介電質屬性。
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