TWI411896B - 微影裝置 - Google Patents

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Asml Netherlands Bv
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Description

微影裝置
本發明係關於一種浸沒型微影裝置。
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)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括：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照射每一目標部分；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照射每一目標部分。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。
為了精確地將所要圖案施加至基板之目標部分上，應相對於基板而對準主光罩。因此，根據先前技術，主光罩相對於基板之相對位置係藉由量測及調整相對位置而進行精確地設定。根據目前技術水平，可使用兩個對準動作來進行圖案化器件相對於基板之對準。
在第一動作中，相對於載運基板之基板平台而對準基板，而在第二動作中，相對於基板平台而對準主光罩。由於此等兩個動作，根據需要，相對於基板而對準主光罩。
在使用單平台機器之情況下，在曝光位置處進行第一動作及第二動作。在使用雙平台機器之情況下，可在遠離於曝光位置之第一位置處進行第一動作。接著，將上方定位有基板之基板平台輸送至執行第二動作之第二位置，亦即，曝光位置。
可藉由兩個感測器總成來進行第一動作。第一感測器總成包含對準感測器，且量測在X方向、Y方向及Rz方向上基板相對於基板平台之相對位置，其中將XY平面界定為大體上平行於基板之表面之平面，X方向及Y方向相對於彼此而大體上垂直。Z方向相對於X方向及Y方向而大體上垂直，因此，Rz表示圍繞Z方向在XY平面中之旋轉。舉例而言，美國專利6 297 876中提供關於此感測器之更詳細描述。第二感測器總成(通常被稱作位階感測器)量測基板表面之取決於待曝光之基板上之位置而定的高度(此基於經判定高度而形成高度圖)，且亦判定圍繞X軸及Y軸之旋轉：Rx、Ry。
緊接著，在第二動作中，相對於基板平台而對準主光罩。如熟習此項技術者所知，此可藉由影像感測器(諸如，透射影像感測器)而進行。藉由經由投影系統(透鏡)而將提供於主光罩上或載運主光罩之主光罩平台上的第一對準圖案(光罩對準標記)成像至提供於基板平台處或中之一或多個板(亦即，透射影像感測器板)上來執行透射影像感測器量測。透射影像感測器板包含第二對準圖案。對準圖案可包括許多隔離線。在基板平台內部，在透射影像感測器板中之第二對準圖案後方，提供感光偵測器(例如，二極體)，感光偵測器量測經成像之第一對準圖案的光強度。當第一對準圖案之經投影影像(亦即，空中影像)精確地匹配於第二對準圖案時，感測器量測最大強度。基板平台現在不同Z位階上於X方向及Y方向上移動，而感測器量測強度。因此，透射影像感測器實際上為空中影像感測器，其中多個掃描狹縫探測隔離線之空中影像。基於此等量測，可判定基板平台之最佳相對位置。以下將更詳細地解釋典型透射影像感測器。
如以上所提及，在第一動作中，對準感測器量測基板相對於載運基板之基板平台之位置。對準感測器亦量測透射影像感測器板之XY位置(更特定地為透射影像感測器板上之基準標記之位置)，而位階感測器結合另一感測器(Z干涉計)來量測其Z位置。基於基板相對於基板平台之位置及透射影像感測器相對於基板平台之位置，可判定基板相對於透射影像感測器之位置。
同樣如以上所提及，在第二動作中，相對於基板平台而對準主光罩。可藉由透射影像感測器來量測空中影像之位置，且此給出空中影像相對於透射影像感測器之位置。可組合來自兩個動作之資訊以針對空中影像與基板之最佳匹配而計算基板平台之最佳位置(且可能同樣判定透鏡校正)。
此外，已提議將微影裝置中之基板浸沒於具有相對較高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。因為曝光輻射在液體中相對於在空氣中之波長將具有更短波長，所以此致能更小特徵之成像。液體之效應亦可被視為增加系統之有效數值孔徑NA且亦增加焦點深度。
浸沒型微影裝置之已知缺點中的一者為：在基板及周圍結構之表面處(例如，在鏡面區塊處及在提供於鏡面區塊中之感測器(例如，透射影像感測器)處)存在通常以小液滴之形式的液體(例如，水)。更特定地，液體可存在於透射影像感測器板(其通常係由石英材料製成)之上部表面上。更特定地，透射影像感測器板之大部分表面係由Cr及在Cr之頂部上的TiN塗覆。Cr及TiN為親水性材料。因此，液體將在板上採取大量液體小液滴之形式。在透射影像感測器板之頂部上存在液體呈現為不可避免的，特別係針對高產出率(亦即，針對高速浸沒型微影裝置)。儘管液體小液滴之大部分相對快速地蒸發(例如，在約15秒至25秒內)，但其總體上可對基板生產過程具有顯著(且負面)影響。液滴可(例如)擔當用於對準感測器及位階感測器之透鏡，藉此干擾其恰當運行且可能降低其精確度。此外，乾燥液體可區域地降低感測器之溫度。結果，標記之間的距離及其高度歸因於感測器結構中之熱膨脹及增加之張力而改變，藉此干擾量測過程。
為了避免此等缺點，可使感測器表面覆蓋有斥水塗層。然而，此可證明為有問題，因為空中影像可歸因於其在具有不同折射率之兩個介質中的位置而被不正確地映射。此外，存在位於兩個(或兩個以上)不同介質中之空中影像之模型化的複雜性。此對於實務上所使用之擬合演算法為重要的。此外，若塗層相對較薄，則其可易於由輻射(例如，UV輻射)損壞及/或由硬質灰塵粒子破壞。另一缺點在於：其將重複下伏光柵之形狀，此向塗層提供「粗糙」上部表面。
更特定地，提供於正感測器表面處之標記甚至在沈積疏水性塗層之厚層之後亦可具有構形。構形係由對準標記之大凹槽導致。構形可為污染源。其可易於捕捉水小液滴或如同水中之抗蝕劑薄片之粒子。此外，清潔感測器表面可歸因於存在凹槽而為困難的。可試圖藉由著眼於平面化標記而將對準標記進行次分割來減少構形。然而，次分割需要感測器之更高製造成本且可能導致對準信號之損失。
需要提供一種改良型微影裝置，其中已移除或減輕先前技術之缺點中的至少一者。
根據本發明之一態樣，提供一種浸沒型微影裝置，浸沒型微影裝置經配置以將經圖案化輻射光束自圖案化器件投影至基板上，基板平台經建構以固持基板且包含用於感測經圖案化輻射光束之至少一感測器，感測器包含具有面向入射輻射光束之前側及相反於前側之背側的至少部分透射 層，其中背側具備待經受透射穿過層之輻射光束的至少一感測器標記。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由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。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。裝置包含：-照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或EUV輻射)；-支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數而精確地定位圖案化器件之第一***PM；-基板平台9，其包含包括經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W之基板台(例如，晶圓台)WT的鏡面區塊，鏡面區塊連接至經組態以根據某些參數而精確地定位基板之第二***PW；及-投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PL，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。
照明系統可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型的光學組件，或其任何組合。
支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化器件。支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語「主光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。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。光罩在微影術中為熟知的，且包括諸如二元交變相移及衰減相移之光罩類型，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，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋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，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在該等「多平台」機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之一部分，且輻射光束係藉助於包含(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分布的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)。此外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化器件(例如，光罩MA)上，且係由圖案化器件圖案化。在橫穿光罩MA後，輻射光束B穿過投影系統PL，投影系統PL將光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二***PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，鏡面區塊及夾持至鏡面區塊之基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一***PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑而精確地定位光罩MA。一般而言，可藉助於形成第一***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)來實現光罩台MT之移動。類似地，可使用形成第二***PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板平台9之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記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：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使光罩台MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單重靜態曝光)。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，曝光場之最大尺寸限制單重靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描光罩台MT及基板台WT(亦即，單重動態曝光)。可藉由投影系統PL之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸限制單重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)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的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，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上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及圖3更詳細地展示現有基板平台9之實例。基板平台9包含基板台10、鏡面區塊11、基板平台載體模組12，及用於相對於基板平台載體模組12而定位鏡面區塊11(及附著至其之基板台10)之許多定位馬達。
基板台10經組態以藉由真空來夾持基板(圖2中未展示)。此外，基板台10具有經導引於孔13(圖2)中之三個可移動銷。使用銷以將基板(W)裝載至基板台10上或自基板台10卸載基板(W)。為此，可將銷提高至高於基板台10以接受或釋放基板。將基板台10置放於鏡面區塊11之上部表面的頂部上，更特定地為置放於形成於鏡面區塊11中之凹座25(參看圖3)的上部表面上。在本發明之一實施例中，鏡面區塊11與基板台10為單獨元件，一者夾持於另一者之頂部上(例如，藉由真空)。
鏡面區塊11不僅支撐基板台10，而且為干涉計位置量測系統之一部分。鏡面區塊之鏡面(例如，鏡面平面14至16)將干涉計雷射光束反射至干涉計(IF)。鏡面區塊11又係藉由較早所提及之定位馬達而由基板平台載體模組12支撐。
若干感測器係在基板位階處用於評估及最佳化成像效能。此等感測器可包括較早所提及之透射影像感測器、用於量測曝光輻射劑量之光點感測器，及掃描器處整合透鏡干涉計(ILIAS)感測器。以下更詳細地描述透射影像感測器之實例。
透射影像感測器
微影裝置可裝備包括位於基板位階處之一或多個透射影像感測器18、18'的透射影像感測器模組17。通常，微影裝 置具備位於基板台10之兩個相反角隅處的兩個透射影像感測器18、18'。如較早所提及，將透射影像感測器18、18'用於使主光罩平台26與基板平台9相對於彼此而對準且用於量測經投影影像之品質。
參看圖3，主光罩27(亦即，圖1中之光罩MA)或主光罩平台26包含一或多個主光罩光柵或主光罩標記28(參看圖1中之M1、M2)。主光罩標記28之影像係藉由投影系統PS而形成至透射影像感測器18、18'之板32上，影像係藉由經由投影系統而投影輻射光束29(亦即，圖1中之光束B)而形成。感測器18、18'之板32係與鏡面區塊之上部表面相齊平，且包含具有透射元件及反射(或吸收)元件(例如，在鉻層中之透射圖案)之光柵31。當影像在透射影像感測器板32之光柵31處聚焦且與透射影像感測器板32之光柵31對準時，透射元件對應於影像。偵測器30(諸如，光電二極體)在光柵31後方定位於鏡面區塊中之凹座內部。偵測器30經配置及建構以量測光柵結構後方之輻射的強度。
若影像在結構處聚焦且與結構對準，則所有輻射均穿過結構，此導致偵測器處之最大強度。若影像在光柵31處未聚焦或未與結構對準，則輻射之一部分落至反射(或吸收)元件上，且在結構後方由偵測器30所量測之強度將更低。
在主光罩與基板平台之間的若干相對位置處，已穿過主光罩標記28及光柵31之輻射的強度係由偵測器30量測以找到經量測強度具有最大值之位置。此相對位置對應於在透射影像感測器18、18'之結構處聚焦且與透射影像感測器18、18'之結構對準的主光罩標記。
對準感測器
另外或或者，微影裝置可具備包括一或多個反射影像感測器51、52(在本文中亦被稱作對準感測器且示意性地展示於圖2及圖3中)之反射影像感測器模組50。對準感測器51、52量測提供於基板及/或基準上之一或多個對準標記(例如，附著於基板平台之鏡面區塊上之感測器18、18'之透射影像感測器板32上的對準標記53)的位置。在對準期間，藉由對準輻射光束來照明對準標記53。對準輻射光束係藉由對準標記53而繞射成若干繞射級，諸如，+1、-1、+2及-2。藉由使用感測器51、52之光學元件，使用每一對應繞射級集合(比如，+1及-1)以將對準標記之影像形成至參考板上。參考板包含用於待量測之每一對應繞射級集合的參考光柵。在每一參考光柵後方，單獨偵測器經配置以量測穿過參考光柵之影像中之輻射的強度。藉由相對於參考板而移動對準標記，找到具有一或多個影像之最高強度的位置，此給出經對準位置。為了增強效能，可量測若干影像之強度，且對準輻射光束可由多種顏色(例如，紅雷射光(λ=633奈米)及綠雷射光(λ=532奈米))組成。
浸沒型微影裝置
如以上所提及，微影裝置可為如下類型：其中基板之至少一部分係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。全文以引用之方式併入本文中的US 4 509 852中揭示浸沒型微影裝置之實例。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語「浸沒」不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
已知用以向微影裝置提供浸沒液體之不同解決方案。用於提供液體之已知系統為如下系統：其中液體藉由使用液體限制系統而僅存在於基板W之區域化區域上及投影系統PS之最終元件FE與基板W之間(基板W通常具有比投影系統PS之最終元件大的表面區域)。圖4中說明用於將此浸沒技術應用於微影裝置之一已知配置，其中液體係較佳地沿著基板W相對於投影系統PS之最終元件FE的移動方向而藉由至少一入口IN供應至基板W上。液體係在投影系統PL下穿過之後藉由至少一出口OUT而移除。亦即，隨著在-X方向上於元件下方掃描基板W，在元件之+X側處供應液體且在-X側處吸取液體。
已提議之另一解決方案係提供具有密封部件之液體供應系統，密封部件沿著投影系統之最終元件與基板台之間的空間之邊界之至少一部分而延伸。圖5中說明該解決方案。密封部件在XY平面中相對於投影系統而大體上靜止，但在Z方向上(在光軸之方向上)可能存在某相對移動。密封件形成於密封部件與基板之表面之間。較佳地，密封件為諸如氣體密封件之無接觸密封件，但同樣可應用機械密封件。
在浸沒型微影裝置中，已證明為幾乎不可避免的係：儘管存在密封件，但(最終)液滴仍將存在於透射影像感測器18、18'之透射影像感測器板28的表面上。在此位置處存在液體可降低待由透射影像感測器執行之量測的精確度。另一缺點在於：浸沒液體可(例如)歸因於多個工作循環及交叉污染而含有污染物，且除此以外，液體亦可將灰塵粒子自鏡面區塊之一位置傳輸至另一位置。此外，存在於鏡面區塊之感測器區域之頂部上的任何乾燥液體小液滴均可將灰塵粒子留存於鏡面區塊表面上，更特定地為留存於感測器區域上(例如，在透射影像感測器板表面處，更特定地為同樣在透射影像感測器標記或光柵上)，此有效地「再循環」污染物且降低透射影像感測器及進階對準(AA)量測之精確度。
當接觸液體之所有表面均被覆蓋有經設計以推斥浸沒液體之塗層(例如，在浸沒液體為水的情況下為疏水性塗層)時，可顯著地降低小液滴之數目。此被闡明於圖6中。
參看圖6之實例，展示透射影像感測器18中之一者的一部分。透射影像感測器板32(包括透射影像感測器標記或光柵31)被覆蓋有疏水性聚合物層或塗層40。適當聚合物塗層之實例為含矽塗層。可將此塗層施加於鏡面區塊上部表面上及透射影像感測器表面上，更特定地為施加於透射影像感測器板32及提供於板上之透射影像感測器光柵31 上。塗層通常針對在200奈米與1000奈米之間的波長具有約1.4至1.5之折射率且具有在約200奈米與1000奈米之間(較佳地在約300奈米至500奈米之間)的厚度。
透射影像感測器板32通常係由石英(針對193奈米之波長具有約1.56之折射率)製成，而光柵31係由薄(約100奈米)鉻(Cr)層製成，Cr層具有週期性定位之窗(光柵)。如此，石英為親水性材料。藉由疏水性塗層40來覆蓋親水性材料，曝光至浸沒液體41之材料為疏水性的。
然而，如先前所提及，以塗層(參看圖6)來覆蓋透射影像感測器板32及提供於其上之光柵31可證明為危險的，因為主光罩(平台)中之透射影像感測器標記28的空中影像42可歸因於其在兩個介質(亦即，浸沒液體41及疏水性塗層40)中之位置而被不正確地映射於感測器上，兩個介質均具有不同折射率。此外，模型化位於兩個(或兩個以上)不同介質中之空中影像係相當複雜的。通常執行模型化，以便找到適當擬合演算法以能夠恰當地對準基板。此額外複雜性為不便的。因為當照明條件自習知照明模式改變至外來模式時待使用之擬合演算法的數目巨大，所以應避免針對開發甚至更多擬合演算法之需要。
藉由薄塗層來覆蓋透射影像感測器板可同樣具有其他缺點。相對較薄塗層可由UV輻射損壞、由硬質灰塵粒子破壞，及/或將重複光柵31之形狀(亦即，其將為粗糙的)。另一方面，將厚塗層施加於透射影像感測器板及其光柵上亦可歸因於塗層中之高UV吸收且歸因於由該塗層所導致之 高像差而有問題。
參看展示本發明之一實施例的圖7，將足夠厚度之透射層43提供於透射影像感測器板32與疏水性塗層40之間。透射層或塗層之厚度係使得經投影圖案之基本上整個空中影像容納於塗層內部。在本發明之實施例中，層43之厚度大於深度尺寸中之空中影像的尺寸，使得層大體上不影響待量測之空中影像的尺寸性質。此外，在感測器表面與另一推斥層之間存在層43會提供針對感測器之保護(即使推斥層經損害或甚至完全損壞(例如，由UV輻射及/或刮擦))。
在一特定實施例中，透射層43係由玻璃狀材料製成，且對於用以將空中影像投影於感測器上之輻射而言為基本上非吸收的。透射層之材料的折射率可與浸沒液體之折射率大體上相同。在水之情況下，浸沒流體之折射率為n=1.43(針對約193奈米之波長)。在一實施例中，透射層之材料的折射率係在約1.40至1.45之範圍內。然而，折射率可同樣採取不同值(例如，在自1.45至約1.54之範圍內)。
疏水性層40導致存在於層上之水小液滴展現高接觸角，此僅將相對較小之小液滴留存於感測器表面的頂部上。相對較小之小液滴相對快速地蒸發。此外，疏水性塗層降低水小液滴之數目。因此降低水小液滴擔當透鏡以藉此危害量測之正確結果的危險。
透射層之存在具有許多額外優點。歸因於其厚度(通常在1微米與5微米之間，較佳地在1微米與3微米之間)，透 射層43可經定尺寸以完全包括空中影像(較佳地在所有三個方向X、Y及Z上，但至少在深度(Z)方向上)，而基本上不影響其性質，特別為其幾何尺寸。因此，可保持透射影像感測器量測之精確度。此外，透射層提供相對平坦之基板，在其頂部上可施加另一塗層(例如，較早所論述之疏水性塗層40)，且此平坦表面可對進階對準(AA)量測之結果具有正面效應。此外，透射層提供使透射影像感測器光柵31免於污染之額外保護(即使疏水性塗層40經損壞(例如，由UV輻射及/或刮擦))。最後，可顯著地降低歸因於污染物損害之維護操作(例如，感測器之透射影像感測器板的替換)的頻率，藉此增加微影裝置之操作效率。
在圖7所示之實施例中，已將透射層43提供於透射影像感測器板32之頂部上，且將透射影像感測器之光柵31提供於板32與透射層43之間。在其他實施例(例如，圖8至圖18所示之實施例)中，可省去板32且可在透射層43之背部表面處提供光柵，或換言之，可藉由透射影像感測器之透射影像感測器板32來形成透射層43，如在下文中將解釋。
圖8展示具有(例如)藉由以上所提及之透射影像感測器板32所形成之透射基板或層54的實施例。透射層54為基本上透射的且較佳地係由適當石英材料(玻璃)製成。對準標記53係(例如)藉由適當地蝕刻掉透射層材料之部分55而直接配置於透射層54中。參看圖9，將對準標記53配置於透射層54之背部表面56(亦即，相反於面向入射輻射光束(例如，雷射光束29(參看圖1))之正部表面57的表面)處。
緊接著，將基本上非透射層58(例如，Cr層)沈積於透射層54之背部表面56處。如圖10所示，非透射層58覆蓋透射層54之經蝕刻區域及非經蝕刻區域。因此，非透射層58亦覆蓋先前配置於透射層54中之部分55。以透射層54之非透射材料所覆蓋之部分55因此形成折射影像感測器標記(對準標記)53。
參看圖11，在下一處理步驟中，可(例如)藉由部分地蝕刻掉非透射層58之背部部分(在背部表面60處)之部分59而將一或多個透射影像感測器標記或光柵31配置於非透射層58中。在圖11所示之實施例中，透射層54具備反射影像感測器標記(對準標記)53及透射影像感測器標記31兩者。在其他實施例中，透射層54可具備至少一反射影像感測器標記53或至少一透射影像感測器標記31。
在圖12所示之另一實施例中，使透射層54至少部分地由保護層(例如，較早所論述之類型的疏水性塗層61)覆蓋。塗層61降低水小液滴擔當透鏡以藉此危害量測之正確結果的危險。此外，透射層54之平坦表面及在本實施例中為塗層61之平坦表面離開感測器而無任何實質構形且促進感測器之清潔操作。
圖13至圖17表示本發明之其他實施例。圖13展示透射板或層54包含上層63及下層64。上層63可形成於以上所提及之透射影像感測器板32上，且可由適當石英材料(玻璃)製成。下層64同樣係由透射材料(例如，Si3 N4 )製成。針對蝕刻選擇性而提供Si3 N4 層，以便具有具備良好界定之光柵 深度的對準標記。
參看圖14，例如，藉由蝕刻操作而部分地移除下層64之材料(參看經移除部分65)。經移除部分65為待提供於透射層54之背部表面處的反射影像感測器標記之部分。又，如在下文中所描述，可在透射層54之背側處提供一或多個透射影像感測器標記31。
參看圖15，將基本上非透射層58(例如，Cr層)沈積於透射層54之背部表面56(亦即，透射層54之下層64的背部表面)處。如圖15所示，非透射層58覆蓋透射層54之經蝕刻區域及非經蝕刻區域，藉此形成反射影像感測器標記53。
參看圖16且類似於圖11所示之實施例，在下一處理步驟中，可(例如)藉由部分地蝕刻非透射層58之背部表面60來移除非透射層58之部分而將一或多個透射影像感測器標記或光柵31配置於非透射層58中。
在圖16之實施例中，透射層54具備反射影像感測器標記(對準標記)53及透射影像感測器標記31兩者。在其他實施例中，透射層54可具備至少一反射影像感測器標記53或至少一透射影像感測器標記31。
在圖17所表示之另一實施例中，使透射層54之上層63至少部分地由保護層覆蓋。保護層之上部表面可具有基本上平坦表面，使得可易於清潔感測器且可降低污染之危險。在本發明之一實施例中，保護層包含疏水性塗層61，使得可降低水小液滴存在於感測器表面上且擔當透鏡之危險。
圖18進一步展示由反射影像感測器及透射影像感測器所 執行之量測的原理。歸因於疏水性塗層61、上層63及下層64對於碰撞於其上之雷射光(在某些實施例中為不同波長之雷射光)而言為基本上透射的事實，儘管非透射層58對於雷射光基本上不透明，但感測器標記53反射入射雷射光70且將經反射雷射光71發送至配置於基板台上方之反射影像感測器51、52。此外，標記31允許某些入射雷射光72穿過各別層。可接著由配置於基板台中之感測器30拾取經透射雷射光73。
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，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、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，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)軌道(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所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影術)中，且在情境允許時不限於光學微影術。在壓印微影術中，圖案化器件中之構形界定形成於基 板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入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。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
術語「透鏡」在情境允許時可指代各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
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而言將顯而易見的為，可在不脫離以下所闡明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。
9‧‧‧基板平台
10‧‧‧基板台
11‧‧‧鏡面區塊
12‧‧‧基板平台載體模組
13‧‧‧孔
14‧‧‧鏡面平面
15‧‧‧鏡面平面
16‧‧‧鏡面平面
17‧‧‧透射影像感測器模組
18‧‧‧透射影像感測器
18'‧‧‧透射影像感測器
25‧‧‧凹座
26‧‧‧主光罩平台
27‧‧‧主光罩
28‧‧‧主光罩標記
29‧‧‧輻射光束
30‧‧‧偵測器
31‧‧‧光柵
32‧‧‧透射影像感測器板
40‧‧‧疏水性聚合物層/疏水性塗層
41‧‧‧浸沒液體
42‧‧‧空中影像
43‧‧‧透射層
50‧‧‧反射影像感測器模組
51‧‧‧對準感測器
52‧‧‧對準感測器
53‧‧‧對準標記
54‧‧‧透射基板/透射層
55‧‧‧透射層材料之部分
56‧‧‧背部表面
57‧‧‧正部表面
58‧‧‧基本上非透射層
59‧‧‧非透射層58之背部部分之部分
60‧‧‧非透射層58之背部表面
61‧‧‧疏水性塗層
63．．．上層
64．．．下層
65．．．經移除部分
70．．．入射雷射光
71．．．經反射雷射光
72．．．入射雷射光
73．．．經透射雷射光
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
FE．．．最終元件
IF．．．位置感測器
IL．．．照明器
IN．．．積光器/入口
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．光罩
MT．．．光罩台
OUT．．．出口
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一***
PS．．．投影系統
PW．．．第二***
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
X．．．方向
Y．．．方向
Z．．．方向
圖1描繪根據先前技術之微影裝置；圖2為先前技術基板平台夾具之透視側視圖；圖3為主光罩平台之一部分及圖2所描繪之基板平台夾具的橫截面；圖4及圖5描繪用於先前技術微影投影裝置中之液體供應系統的兩個實施例；圖6為具備用於推斥浸沒液體之表面層之透射影像感測器之實例的示意性橫截面； 圖7為根據本發明之一實施例的具備外部(表面)層及中間層兩者之透射影像感測器之實施例的示意性橫截面；圖8至圖11展示在製造過程之各別階段中所描繪的具有透射影像感測器及反射影像感測器之基板平台之另一實施例的橫截面；圖12展示基板平台之另一實施例的橫截面；圖13至圖16展示在製造過程之各別階段中所描繪的具有透射影像感測器及反射影像感測器之基板平台之另一實施例的橫截面；圖17展示基板平台之另一實施例的橫截面；及圖18示意性地展示圖12之反射型感測器及透射型感測器。
31‧‧‧光柵
32‧‧‧透射影像感測器板
40‧‧‧疏水性聚合物層/疏水性塗層
41‧‧‧浸沒液體
42‧‧‧空中影像
43‧‧‧透射層

Claims (15)

  1. 一種經配置以將一經圖案化輻射光束自一圖案化器件投影至一基板上之一浸沒型微影裝置的基板平台，該基板平台經建構以固持該基板且包含用於感測該經圖案化輻射光束之至少一感測器，該感測器包含具有面向該入射輻射光束之一前側及相反於該前側之一背側(back side)的一至少部分透射層，其中該背側具備待經受(subjected to)透射穿過該層之該輻射光束的至少一感測器標記。
  2. 如請求項1之基板平台，其中該透射層至少包含一第一層及一第二層。
  3. 如請求項1或2之基板平台，其中該感測器標記至少部分地配置於該透射層之該背側中。
  4. 如請求項1或2之基板平台，其中該透射層之該背側具備一實質上非透射層。
  5. 如請求項4之基板平台，其中該感測器標記至少部分地配置於該非透射層中。
  6. 如請求項1或2之基板平台，其中該透射層經組態用於基本上(essentially)包括該經投影圖案之一完整的空中影像(an entire aerial image)。
  7. 如請求項1或2之基板平台，其中該透射層之該正側具備經組態以排斥(repel)浸沒液體之一塗層。
  8. 如請求項7之基板平台，其中該塗層為一疏水性塗層。
  9. 如請求項7之基板平台，其中該塗層具有約1.3至1.8之一折射率(n)，或在1.4與1.6之間，且具有在0.1微米與1.5微 米之間的一厚度，或為約0.5微米。
  10. 如請求項1或2之基板平台，其中該透射層之該折射率與一浸沒流體之折射率實質上相同。
  11. 如請求項1或2之基板平台，其中該透射層為一透射板，且該標記包含一光柵。
  12. 如請求項1或2之基板平台，其中該透射層包含一親水性材料。
  13. 如請求項1或2之基板平台，其中該透射層具有在0.01微米與5微米之間的一厚度，或在1微米與3微米之間。
  14. 如請求項1或2之基板平台，其中該透射層之該折射率係在1.3與1.8之間，或在1.4與1.6之間。
  15. 一種包含如請求項1-14中任一項之基板平台的微影裝置，該裝置進一步包含：一投影系統，該投影系統經組態以將一經圖案化輻射光束自圖案化器件投影至基板上；一浸沒液體系統，該浸沒液體系統係用於在該圖案化器件與該基板之間提供一浸沒液體。
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