TW201908885A - 獲得具有對準標記的基板的高度圖的方法，基板對準量測裝置及微影裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種獲得具有對準標記之一基板之一高度圖的方法，該方法包含以下步驟： 判定該基板之一或多個部位或區域之一高度，及 基於該基板之該一或多個部位或區域之經判定高度及該基板之一形狀模型而判定該基板之該高度圖。

Description

獲得具有對準標記的基板的高度圖的方法，基板對準量測裝置及微影裝置
本發明係關於一種獲得具有對準標記之基板之高度圖的方法、一種基板對準量測裝置及一種微影裝置。
微影裝置為將所要圖案塗覆至基板上(通常塗覆至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)製造積體電路(IC)。在彼情況下，圖案化器件(其被替代地稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於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。通常經由成像至提供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。已知的微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性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。
在微影裝置之一實施例中，調適基板之位置(詳言之，垂直位置及/或高度)以用於每一目標部分以改良微影程序中之聚焦效能。此基板定位係基於藉由用位階感測器多次掃描基板來獲得的基板之高度圖而進行。
在微影裝置之已知實施例中，使用微影裝置內設置有兩個站之結構。在基板之處理期間，順次地在第一站及第二站中處理基板。
在第一站中，藉由位階感測器對基板執行多次掃描。多次掃描提供代表基板之高度及/或高度輪廓的高度圖。此高度圖可為基板之上表面之高度及/或高度輪廓的任何表示。並且，在第一站中，由對準感測器量測設置於基板上之對準標記以判定基板在基板支撐件上之位置(其大體上為在基板支撐件之平面中的位置)。
在第二站中，進行實際微影程序。歸因於第一站中之對準標記之量測的結果，可由第一對準感測器控制基板相對於圖案化器件之對準以及微影裝置之疊對效能。此外，為了改良聚焦效能，針對經圖案化輻射光束投影於上面的基板之每一目標位置而調適基板之位置，詳言之，垂直及/或傾斜位置。
已證實在兩個連續站中這樣順次處理基板相對於微影裝置之聚焦及疊對效能提供了極佳結果。
為了使微影裝置之生產最佳化，微影裝置可包含兩個基板支撐件，使得可同時執行第一站及第二站中對基板之處理。
此已知方法之缺陷在於，由位階感測器進行的對基板之高度圖之量測需要多次掃描完整的基板表面，該等量測可能花費相對較長的時間。此等耗時掃描對微影裝置之生產效能之影響可能有限。
本發明之一目標為提供一種較不耗時的獲得基板之高度圖的方法。本發明之另一目標為提供可有利地使用此方法之方法及裝置。
根據本發明之一第一態樣，提供一種獲得具有對準標記之一基板之一高度圖的方法，該方法包含以下步驟： 判定該基板之一或多個部位或區域之一高度，及 基於該基板之該一或多個部位或區域之經判定高度及該基板之一形狀模型而判定該基板之該高度圖。 在一實施例中，判定該基板之該一或多個部位或區域之該高度包含在該基板之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記之位置；及基於該一或多個對準標記之經量測位置而判定該一或多個對準標記之一高度。在另一實施例中，判定該一或多個對準標記之一高度包含判定在該基板之該等不同傾斜及/或偏移位置之間的該一或多個對準標記之該等經量測位置之差，及基於該一或多個對準標記之該等經量測位置之該等差而計算該一或多個對準標記之該高度。在一實施例中，基於該一或多個對準標記之該等經量測位置之該等差而計算該一或多個對準標記之該高度係基於該一或多個對準標記之該等經量測位置之該等差與該一或多個對準標記之該高度之間的一校準。在一實施例中，該方法進一步包含以下步驟：校準該一或多個對準標記之該等經量測位置之該等差與該一或多個對準標記之相關聯高度之間的一關係。
在一實施例中，基於由一位階感測器單次掃描該基板之高度圖及/或基於該基板之一低解析度高度圖而判定該基板之該形狀模型。
在一實施例中，基於由一基板載物台位置量測系統進行之高度量測而判定該基板之該形狀模型。
在一實施例中，該基板之該形狀模型包含N個變數，且該一或多個對準標記為N個或更多個對準標記，其中N ＞1。
在一實施例中，判定該基板之一或多個部位或區域之一高度包含藉由一位階感測器量測該基板之一部分之一或多個部位或區域的高度。在一實施例中，該基板之該形狀模型包含該基板之一部分之該一或多個區域之經量測高度的一高階擬合外插。在另一實施例中，該基板之該形狀模型包含與一邊緣滾降輪廓及/或一平均場內圖案組合的該基板之一部分之該一或多個區域之經量測高度的一高階擬合外插。
在一實施例中，提供一種量測一基板上之多個對準標記之位置的方法，其包含以下步驟：在一第一站中，使用根據本發明之第一態樣之方法獲得具有對準標記之一基板之一高度圖，及在一第二站中包含基於該高度圖而調適該基板之一高度及/或傾斜位置。在一實施例中，執行基於該高度圖而調適該基板之該高度及/或傾斜位置以改良用於量測各別對準標記之位置的一聚焦平面。在一實施例中，該方法進一步包含在該第二站中判定該多個對準標記之位置且針對每一對準標記調適該基板之該高度及/或傾斜位置的一步驟。在一實施例中，該一或多個對準標記為X個對準標記，其中該多個對準標記為Y個對準標記，且其中Y ＞ X。
在另一實施例中，提供一種將一經圖案化輻射光束投影於一基板之多個目標部分上的方法，其包含以下步驟：在一第一站中，根據本發明之第一態樣獲得具有對準標記之一基板之一高度圖，及在一第二站中，順次地將一經圖案化輻射光束投影於該基板之多個目標部分上，包含針對每一目標部分，基於該高度圖而調適該基板之一高度及/或傾斜位置。在一實施例中，執行基於該高度圖而調適該基板之該高度及/或傾斜位置以改良各別目標部分上之該經圖案化輻射光束的一聚焦平面。
根據本發明之一第二態樣，提供一種用以量測一基板上之多個對準標記之位置的對準量測裝置，其包含： 一第一站，其包含用以在該基板之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記之位置的一第一對準感測器系統，及 一處理單元，其用以基於該一或多個對準標記之經量測位置而判定該一或多個對準標記之一高度，且用以基於該一或多個對準標記之經判定高度及該基板之一形狀模型而判定該基板之高度圖。
在一實施例中，該對準量測裝置進一步包含一第二站，該第二站包含用以量測該多個對準標記中之至少一者之位置的一第二對準感測器系統。在一實施例中，執行基於該高度圖而調適該基板之該高度及/或傾斜位置以改良供該第二對準感測器系統量測各別對準標記之位置的一聚焦平面。
根據本發明之一第三態樣，提供一種微影裝置，其包含： 一第一站，其包含用以在該基板之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記之位置的一對準感測器系統， 一處理單元，其用以基於該一或多個對準標記之經量測位置而判定該一或多個對準標記之一高度，且用以基於該一或多個對準標記之經判定高度及該基板之一形狀模型而判定該基板之高度圖，及 一第二站，其包含用以順次地將一經圖案化輻射光束投影於該基板之多個目標部分上的一投影系統，其中該微影裝置經配置以在該第二站中針對每一目標部分，基於由該處理單元提供之該高度圖而調適該基板之一高度及/或傾斜位置。
根據本發明之一第四態樣，提供一種微影系統，其包含： 根據本發明之第二態樣之對準量測裝置，及 一微影裝置，其包含用以順次地將一經圖案化輻射光束投影於該基板之多個目標部分上的一投影系統，其中該微影裝置經配置以在一第二站中針對每一目標部分，基於由該處理單元提供之該高度圖而調適該基板之一高度及/或傾斜位置。
圖1示意性地描繪根據本發明之一個實施例之微影裝置。該裝置包含照明系統IL、支撐結構MT、基板台WT及投影系統PS。
照明系統IL經組態以調節輻射光束B。支撐結構MT (例如，光罩台)經建構以支撐圖案化器件MA (例如，光罩)，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之第一***PM。基板台WT (例如，晶圓台)經建構以固持基板W (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之第二***PW。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C (例如，包含一或多個晶粒)上。
照明系統IL可包括用於導向、塑形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、靜電或其他類型之光學組件或其任何組合。
本文中所使用之術語「輻射光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或約為365、355、248、193、157或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5至20奈米範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
支撐結構MT支撐(亦即，承載)圖案化器件MA。支撐結構MT以取決於圖案化器件MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(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。光罩支撐結構MT可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。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。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應被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。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束B之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可能不確切地對應於基板W之目標部分C中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分C中所產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件MA可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光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光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之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B在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束B中賦予圖案。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如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。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，該裝置可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可屬於具有一個或兩個(雙載物台)或更多個基板台WT (及/或兩個或多於兩個光罩台)之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。除了一或多個基板台WT之外，微影裝置亦可具有經配置以在基板台WT遠離投影系統PS下方之位置時處於彼位置處的量測載物台。代替支撐基板W，量測載物台可具備用以量測微影裝置之屬性的感測器。舉例而言，投影系統可將影像投影於量測載物台上之感測器上以判定影像品質。另外或替代地，一或多個額外的台可為與微影裝置分離之對準或度量衡裝置的部分，其中該等台用以執行預備步驟，諸如基板之對準及/或判定基板表面之高度圖。視情況，輸送或轉移系統或裝置可經組態以在不同台之間轉移基板。
微影裝置亦可屬於如下類型：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，圖案化器件MA與投影系統PS之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增大投影系統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板W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PS與基板W之間。
參看圖1，照明系統IL自輻射源SO接收輻射光束B。舉例而言，當輻射源SO為準分子雷射時，輻射源SO及微影裝置可為分離實體。在此類狀況下，不認為源形成微影裝置之部分，且輻射光束B係憑藉包含例如合適導向鏡面及/或擴束器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明系統IL。在其他狀況下，例如，當輻射源SO為水銀燈時，輻射源SO可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (在需要時)可被稱作輻射系統。
照明系統IL可包含用於調整輻射光束B之角強度分佈的調整器AD。一般而言，可調整照明系統之光瞳平面中的強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明系統IL可包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明系統IL可用以調節輻射光束B，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構MT上之圖案化器件MT上，且係由該圖案化器件MA圖案化。在已橫穿圖案化器件MA之情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二***PW及位置感測器IF (例如，干涉器件、線性編碼器或電容式感測器)，基板台WT可準確地移動(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，例如在自光罩庫機械擷取之後，或在掃描期間，可使用第一***PM及另一位置感測器(圖1中未明確描繪)以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一***PM之部分的長衝程模組及短衝程模組來實現支撐結構MT之移動。長衝程模組可提供短衝程模組遍及大移動範圍之粗略定位。短衝程模組可提供支撐結構MT相對於長衝程模組遍及小移動範圍之精細定位。類似地，可使用形成第二***PW之部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。長衝程模組可提供短衝程模組遍及大移動範圍之粗略定位。短衝程模組可提供基板台WT相對於長衝程模組遍及小移動範圍之精細定位。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等基板對準標記可位於目標部分C之間的空間中(此等基板對準標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在多於一個晶粒被提供於圖案化器件MA上之情形中，光罩對準標記M1、M2可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中： 在第一模式(所謂的步進模式)中，支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止，同時一次性地將被賦予至輻射光束B之整個圖案投影至目標部分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。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像的目標部分C之大小。 在第二模式(所謂的掃描模式)中，在將被賦予至輻射光束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(縮小)率及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式下，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。 在第三模式中，固持可程式化圖案化器件之支撐結構MT保持基本上靜止，且當將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，移動或掃描基板台WT。在此模式中，一般使用脈衝式輻射源，且根據需要在基板台WT之每次移動之後或在掃描期間之順次輻射脈衝之間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(諸如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
圖2展示具有第一基板台WT1及第二基板台WT2之微影裝置之一部分。第一基板台WT1及第二基板台WT2各自經組態以在於微影裝置中處理基板W期間支撐基板W。提供第一定位系統POS1以將第一基板台WT1定位於所要位置中，且提供第二位置系統POS2以將第二基板台WT2定位於所要位置中。第一定位系統POS1及第二定位系統POS2支撐於基座框架BF上。
第一定位系統POS1及第二定位系統POS2包含用於以六個自由度定位基板W之致動器系統及位置量測系統。
微影裝置進一步包含度量衡框架MF，該度量衡框架係由振動隔離支撐件VIS支撐於基座框架BF上。
微影裝置包含用於處理基板W之第一站ST1及第二站ST2。第一基板台WT1及第二基板台WT2可在第一站ST1與第二站ST2之間移動，使得可在第一站ST1及第二站ST2中順次地處理支撐於第一基板台WT1及第二基板台WT2中之一者上的基板W。因此，不需要在第一基板台WT1與第二基板台WT2之間轉移基板W以在第一站ST1中且隨後在第二站ST2中處理基板W。
可提供基板處置器(未展示)以將基板W配置於第一基板台WT1及/或第二基板台WT2上，及/或自第一基板台WT1及/或第二基板台WT2獲取基板W。
在第一站中，提供位階感測器LS及對準感測器AS。第二站包含用以將經圖案化輻射光束投影於支撐在第二基板台WT2上之基板W之目標部分C上的投影系統PS。微影裝置可進一步包含輻射源、照明系統及圖案化器件(圖2中未展示)以將經圖案化輻射光束提供至投影系統PS。
位階感測器LS經配置以判定配置於第一站ST1中之基板W之高度圖。基板W之高度圖(詳言之，基板W之上表面之高度圖)為向基板之表面之每一部位提供基板W之高度的映圖。由於支撐於基板台上之基板W之主平面通常在水平面上延伸，因此基板W之上表面之高度圖針對基板W之每一部位表示基板W之上表面之垂直高度。
位階感測器LS使用具有可見光或UV輻射之位階感測器光束。可針對完整基板W收集基板之經判定高度圖以提供基板W之高度圖。此高度圖可為表示完整基板之表面之二維高度輪廓的任何資料集。為了獲得解析度足以在將經圖案化輻射光束投影於基板之目標部分上期間使用的合適高度圖，需要遍及基板W之完整表面多次掃描位階感測器。此等多次掃描因此需要相對較長時間，且可能因此限制微影裝置之生產效能。
提供對準感測器AS，且其經組態以量測設置於基板W上之對準標記P1、P2，如圖1中所展示。藉由量測對準標記P1、P2之位置，基板W可恰當地與圖案化器件MA對準。
提供處理單元PU，且其經組態以接收位階感測器LS及/或對準感測器之感測器信號，從而基於此等感測器信號而提供高度圖及對準標記P1、P2之位置。處理單元PU亦可經配置以控制第一定位系統POS1及第二定位系統POS2。
本發明方法提供用以判定基板W之高度圖的替代實施例。微影裝置經配置以在基板W之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記P1、P2之位置，而非使用藉由位階感測器LS對基板W之表面進行多次掃描。
基板W之定向可相對於兩個垂直水平軸傾斜。在不同傾斜位置中，基板W相對於兩個水平垂直軸中之至少一者的定向不同。基板W之偏移為基板W相對於各別對準感測器AS之平移，對準感測器AS用以在基板W之不同定向量測對準標記P1、P2之位置。對準標記可包含適用於藉由對準感測器AS偵測其位置之任何特徵，例如位於產品晶粒之間的劃線區域中之週期性圖案、產品特徵、DBO (以繞射為基礎之疊對標記)等等。
歸因於基板W之位置中之傾斜及/或偏移的改變，在對準標記P1、P2之經量測位置中將存在移位。可校準歸因於基板W之位置中之傾斜或偏移之改變的此移位。因此，可基於對準標記P1、P2之經量測位置中之移位而判定基板W在對準標記P1、P2處之高度。
換言之，判定一或多個對準標記之高度包含判定在基板之不同傾斜及/或偏移位置之間的一或多個對準標記之經量測位置之差，及基於一或多個對準標記之經量測位置之差而計算一或多個對準標記之高度。可較早地校準一或多個對準標記之經量測位置之差與一或多個對準標記之相關聯高度之間的關係。可接著使用經校準關係基於一或多個對準標記之經量測位置之差而計算一或多個對準標記之高度。
一或多個對準標記P1、P2之經判定高度可與基板W之形狀模型組合使用以判定完整基板W之高度圖。可(例如)基於藉由第一站ST1之位階感測器LS獲得的基板W之單次掃描高度圖而判定基板W之形狀模型。
如由處理單元PU所提供的基板W之所得高度圖可用於第二站ST2中以相對於圖案化器件MA及/或投影系統PS調適基板W之高度及/或傾斜位置，從而改良基板W之各別目標部分上之經圖案化輻射光束的聚焦平面。在一實施例中，位階或高度感測器經配置以在經圖案化輻射光束被投影於目標部分C上之前在此等目標部分C之第二站ST2中量測基板W之高度。如在第一站ST1中量測到的高度與第二站ST2中之位階感測器高度量測結果組合以改良高度量測及高度圖之準確度，且因此改良在目標部分C上之經圖案化影像之投影期間的聚焦設定。
應注意，藉由一或多個對準標記P1、P2之經判定高度獲得的高度圖與藉由位階感測器LS之單次掃描獲得的高度圖組合可能導致高度圖之準確度低於藉由位階感測器LS之多次掃描獲得的高度圖。然而，藉由一或多個對準標記P1、P2之經判定高度獲得的高度圖與藉由位階感測器LS之單次掃描獲得的高度圖組合所需之時間實質上較少。因此，此方法可能特別適用於微影程序之聚焦效能相比於微影裝置之疊對效能及生產力較不重要的微影程序。在一實施例中，獲得一批或一組晶圓中之第一晶圓之相對高度準確的高度圖，將使用習知基板掃描方法藉由位階感測器LS使該第一晶圓經受同一經圖案化影像。對於後續晶圓，獲得相對較不準確的高度圖，例如藉由一或多個對準標記P1、P2之經判定高度或使用位階感測器LS之單次掃描來獲得的高度圖。此較不準確高度圖與第一晶圓之較準確高度圖組合以改良後續晶圓之較不準確高度圖。
基板W之形狀模型亦可包含基板W之表面之數學模型，及/或可基於位置量測，包括基於第一定位系統POS1或第二定位系統POS2之位置量測系統的高度量測。
基板W之形狀模型可包含N個變數，且其中一或多個對準標記為N個或更多個對準標記，且其中N ＞ 1。基板之形狀模型可為高階多項式模型、邊緣局域峰及/或逐晶粒(die by die)模型。
顯然，當不使用位階感測器LS來判定基板W之高度圖時，可在圖2之微影裝置中省略位階感測器LS，且第一站ST1不包含位階感測器LS，且使用對準感測器AS代替位階感測器LS來判定基板W之高度圖。
在一實施例中(未展示)，第一基板台WT1及對準感測器AS設置於獨立的對準裝置中而非整合至微影裝置(例如，圖2之微影裝置)中。舉例而言，可提供包含度量衡(例如，對準)裝置之微影系統或配置，該度量衡裝置包含(例如)第一基板台WT1、第一定位系統POS1、對準感測器AS且視情況包含位階感測器LS。微影系統或配置進一步包含微影裝置，該微影裝置包含(例如)第二基板台WT2、投影系統PS及第二定位系統POS2。視情況，獨立微影裝置亦可包含位階感測器。處理單元PU可設置於專用獨立的對準裝置或微影裝置中，或與此兩種裝置分離。可提供交換或輸送器件，其經組態以將基板自獨立對準裝置輸送至微影裝置，及/或反之亦然。
圖3展示用於應用上文所描述之方法以判定基板W之高度圖的替代裝置。圖3之裝置為經配置以量測多個對準標記之專用對準量測裝置。
圖3之裝置大體上包含與圖2之裝置相同的結構。裝置包含各自經組態以支撐基板W之第一基板台WT1及第二基板台WT2。提供第一定位系統POS1以按六個自由度將第一基板台WT1定位於所要位置中，且提供第二位置系統POS2以按六個自由度將第二基板台WT2定位於所要位置中。
裝置包含第一站ST1及第二站ST2。第一基板台WT1及第二基板台WT2可在第一站ST1與第二站ST2之間移動，使得可順次地在第一站ST1及第二站ST2中處理支撐於第一基板台WT1及第二基板台WT2中之一者上的基板W。
可提供基板處置器(未展示)以將基板W配置於第一基板台WT1及/或第二基板台WT2上，及/或自第一基板台WT1及/或第二基板台WT2獲取基板。
在第一站ST中，提供位階感測器LS及第一對準感測器AS1。第二站ST2包含第二對準感測器AS2。
提供處理單元PU以接收位階感測器LS、第一對準感測器AS1及/或第二對準感測器AS2之感測器信號從而處理此等感測器信號。處理單元PU亦可經配置以控制第一定位系統POS1及第二定位系統POS2。
類似於圖2之微影裝置，對準感測器AS1經組態且用於在基板W之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記P1、P2之位置。基於在基板W之不同傾斜及/或偏移位置的對準標記之經量測位置的移位與各別對準標記之相關聯高度之間的經校準關係，可判定對準標記之高度。
可使用與基板W之形狀模型組合的對準標記之經判定高度來判定完整基板W之高度圖。處理單元PU經配置以判定此高度圖。形狀模型可為表示基板W之形狀的任何模型。詳言之，形狀模型可基於使用位階感測器LS對基板W進行的單次掃描，及/或藉由位階感測器LS獲得之低解析度高度圖。
第二站ST2中之第二對準感測器AS2經配置以量測多個對準標記之位置。多個對準標記之數目可實質上大於在第一站ST1中由第一對準感測器AS1量測到的對準標記之數目。多個對準標記可(例如)為多於100個對準標記。可選擇對準標記之合適取樣方案，將在基板上量測該等對準標記之位置。舉例而言，可量測存在於基板上之所有對準標記的位置，或靠近基板之邊緣定位的所有對準標記以及在基板之中心區域中的一些對準標記。在一實施例中，選擇包含一些對準標記之經最佳化取樣方案，該等對準標記之位置待量測，且該選擇係基於一批或一組晶圓中經受相同圖案化之一或多個在前晶圓之對準量測。
在第二站中量測多個對準標記期間，對準量測裝置(詳言之，配置於第二站ST2中之第一定位系統POS1或第二定位系統POS2)經組態以基於由處理單元PU提供之高度圖而調適基板W之高度及/或傾斜位置。基於高度圖而調適基板W之高度及/或傾斜位置以改良供第二對準感測器AS2量測各別對準標記之位置的聚焦平面。此改良第二對準感測器AS2之對準量測之量測效能。
在一實施例中，對準裝置僅包含第一站ST1及處理單元PU，第一站ST1包含對準感測器AS1，對準感測器AS1經組態以在基板W之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記P1、P2之位置。
藉由量測多個對準標記而獲得之所得資料可(例如)饋送至微影掃描器以用於高階基板對準模型化。微影掃描器可包含對準感測器，該對準感測器使用由專用對準量測裝置獲得之對準資料來改良微影掃描器之對準感測器之對準量測的所得準確度及/或減少由微影掃描器之對準感測器量測的對準標記之量。
應注意，供高度圖有利地調適基板W之高度及/或傾斜位置以改良供第二對準感測器AS2量測各別對準標記之位置之聚焦平面的準確度要求相對較低。藉由本發明之方法獲得的高度圖可提供足夠的準確度，亦即，20至100奈米。此意謂不需要可使用位階感測器LS之多次掃描獲得的高度圖之準確度，例如，＜20奈米。因此，此耗時的藉由位階感測器LS多次掃描之方法可由根據本發明之方法替換，根據本發明之方法允許在大大減少的時間內提供具有足夠準確度的基板W之高度圖。
在獲得基板W之高度圖之方法的替代實施例中，可藉由用位階感測器LS量測基板之一部分之一或多個區域的高度來量測基板之一或多個部位或區域的高度。位階感測器LS可特別用於對基板W之部分進行有限數目次層級掃描。
圖4展示基板W之一部分之有限數目次層級掃描的實例。在圖4中，使用位階感測器LS在平行方向上遍及基板W之上表面掃描兩個衝程SCS，但可設想用於此等掃描衝程之任何其他方向，且此等掃描衝程不一定需要平行，只要基板之至少一部分係藉由位階感測器掃描(量測)即可。通常，位階感測器LS之掃描寬度小於基板W之直徑。因此，兩個掃描衝程SCS僅覆蓋基板W之一部分。因此，此量測僅提供兩個掃描衝程SCS之高度圖。然而，兩個掃描衝程SCS之量測時間少於藉由位階感測器LS掃描完整基板W之表面所需的時間的20%。
基於藉由兩個掃描衝程SCS的層級量測獲得的高度圖及基板W之形狀模型，可獲得完整基板W之高度圖。基板W之形狀模型可(例如)包含基板W之部分之兩個掃描衝程SCS之經量測高度圖的高階(例如，二階或四階)擬合外插。形狀模型可進一步包含邊緣滾降輪廓(亦即，基板W在基板之邊緣處及/或附近的典型形狀)及/或平均場內圖案(亦即，基板W在基板W之主要中間部分中的典型形狀)。
應注意，可使用相同或不同方向上的任何合適數目個掃描衝程SCS。掃描衝程SCS之數目，或更大體而言基板W之經量測部分之數目應足以與形狀模型組合地判定具有足夠準確度以用於高度圖之後續使用的完整基板W之高度圖。此準確度可小於藉由位階感測器LS之完整表面掃描獲得的準確度。但判定完整基板W之高度圖(包括藉由位階感測器掃描基板之一部分)所需的時間亦可實質上小於位階感測器LS之完整表面掃描所需的時間。
獲得完整基板W之高度圖的上述方法可(例如)特別在具有較大聚焦預算但具有緊縮的疊對及/或生產力預算之情況下用於圖2之微影裝置，及/或用於圖3之裝置，其對判定第二站中之對準量測之聚焦平面的準確度要求較不嚴格。在此等裝置中，該方法可為在基板之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記之位置及基於一或多個對準標記之經量測位置而判定一或多個對準標記之高度的方法之替代方案，如關於圖2及圖3所描述。
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、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。熟習此項技術者應瞭解，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之術語「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(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具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於此等及其他基板處理工具。此外，可多於一次地處理基板，(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，但應瞭解，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被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。在抗蝕劑被固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
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。舉例而言，本發明可採取電腦程式或其中儲存有此電腦程式之資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)的形式，該電腦程式含有描述如上文所揭示之方法的一或多個機器可讀指令序列。
以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
AD‧‧‧調整器
AS‧‧‧對準感測器
AS1‧‧‧第一對準感測器
AS2‧‧‧第二對準感測器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
BF‧‧‧基座框架
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
LS‧‧‧位階感測器
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MF‧‧‧度量衡框
MT‧‧‧支撐結構
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一***
POS1‧‧‧第一定位系統
POS2‧‧‧第二定位系統
PS‧‧‧投影系統
PU‧‧‧處理單元
PW‧‧‧第二***
SCS‧‧‧衝程
SO‧‧‧輻射源
ST1‧‧‧第一站
ST2‧‧‧第二站
VIS‧‧‧振動隔離支撐件
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
WT1‧‧‧第一基板台
WT2‧‧‧第二基板台
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
現將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分，且在該等圖式中： - 圖1描繪可供提供本發明之實施例的微影裝置； - 圖2示意性地展示根據本發明之一實施例之微影裝置； - 圖3示意性地展示根據本發明之一實施例之對準量測裝置；且 - 圖4展示基板W上之位階感測器之兩個掃描衝程的俯視圖。

Claims (16)

  1. 一種獲得具有對準標記之一基板之一高度圖的方法，該方法包含以下步驟： 判定該基板之一或多個部位或區域之一高度，及 基於該基板之該一或多個部位或區域之經判定高度及該基板之一形狀模型而判定該基板之該高度圖。
  2. 如請求項1之方法，其中判定該基板之該一或多個部位或區域之該高度包含： 在該基板之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記之位置；及 基於該一或多個對準標記之經量測位置而判定該一或多個對準標記之一高度。
  3. 如請求項2之方法，其中判定該一或多個對準標記之一高度包含：判定在該基板之該等不同傾斜及/或偏移位置之間的該一或多個對準標記之該等經量測位置之差；及基於該一或多個對準標記之該等經量測位置之該等差而計算該一或多個對準標記之該高度。
  4. 如請求項3之方法，其中基於該一或多個對準標記之該等經量測位置之該等差而計算該一或多個對準標記之該高度係基於該一或多個對準標記之該等經量測位置之該等差與該一或多個對準標記之該高度之間的一校準。
  5. 如請求項3之方法，其中該方法包含以下步驟：校準該一或多個對準標記之該等經量測位置之該等差與該一或多個對準標記之相關聯高度之間的一關係。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中基於由一位階感測器單次掃描該基板之高度圖及/或基於該基板之一低解析度高度圖而判定該基板之該形狀模型。
  7. 如請求項1至5中任一項之方法，其中基於由一基板載物台位置量測系統進行之高度量測而判定該基板之該形狀模型。
  8. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該基板之該形狀模型包含較佳與一邊緣滾降輪廓及/或一平均場內圖案組合的該基板之一部分之該一或多個區域之經量測高度的一高階擬合外插。
  9. 一種量測一基板上之多個對準標記之位置的方法，其包含： 在一第一站中，使用如請求項1至8中任一項之方法獲得具有對準標記之一基板之一高度圖，及 在一第二站中包含基於該高度圖而調適該基板之一高度及/或傾斜位置。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包含在該第二站中判定該多個對準標記位置且針對每一對準標記調適該基板之該高度及/或傾斜位置的一步驟。
  11. 如請求項10之方法，其中該一或多個對準標記為X個對準標記，其中該多個對準標記為Y個對準標記，且其中Y ＞ X。
  12. 一種將一經圖案化輻射光束投影於一基板之多個目標部分上的方法，其包含： 在一第一站中，使用如請求項1至8中任一項之方法獲得具有對準標記之一基板之一高度圖，及 在一第二站中，順次地將一經圖案化輻射光束投影於該基板之多個目標部分上，包含針對每一目標部分，基於該高度圖而調適該基板之一高度及/或傾斜位置。
  13. 一種用以量測一基板上之多個對準標記之位置的對準量測裝置，其包含： 一第一站，其包含用以在該基板之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記之位置的一第一對準感測器系統，及 一處理單元，其用以基於該一或多個對準標記之經量測位置而判定該一或多個對準標記之一高度，且用以基於該一或多個對準標記之經判定高度及該基板之一形狀模型而判定該基板之高度圖。
  14. 如請求項13之對準量測裝置，其進一步包含： 一第二站，其包含用以量測該多個對準標記中之至少一者之位置的一第二對準感測器系統，其中該對準量測裝置經配置以在一第二站中針對一對準標記之每一量測，基於由該處理單元提供之該高度圖而調適該基板之一高度及/或傾斜位置。
  15. 一種微影裝置，其包含： 一第一站，其包含用以在該基板之不同傾斜及/或偏移位置量測一或多個對準標記之位置的一對準感測器系統， 一處理單元，其用以基於該一或多個對準標記之經量測位置而判定該一或多個對準標記之一高度，且用以基於該一或多個對準標記之經判定高度及該基板之一形狀模型而判定該基板之高度圖，及 一第二站，其包含用以順次地將一經圖案化輻射光束投影於該基板之多個目標部分上的一投影系統，其中該微影裝置經配置以在該第二站中針對每一目標部分，基於由該處理單元提供之該高度圖而調適該基板之一高度及/或傾斜位置。
  16. 一種微影系統，其包含： 如請求項13或14之對準量測裝置，及 一微影裝置，其包含用以順次地將一經圖案化輻射光束投影於該基板之多個目標部分上的一投影系統，其中該微影裝置經配置以在一第二站中針對每一目標部分，基於由該處理單元提供之該高度圖而調適該基板之一高度及/或傾斜位置。
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