TWI451201B - 透射影像感測之方法及裝置 - Google Patents

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TWI451201B TW097124427A TW97124427A TWI451201B TW I451201 B TWI451201 B TW I451201B TW 097124427 A TW097124427 A TW 097124427A TW 97124427 A TW97124427 A TW 97124427A TW I451201 B TWI451201 B TW I451201B
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Description

透射影像感測之方法及裝置
本發明係關於一種用於透射影像感測之裝置及一種用於透射影像感測之方法。
微影設備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。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化裝置(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。已知微影設備包括：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裝置轉印至基板。
在使用微影設備之裝置製造方法中，良率(亦即，正確製造之裝置的百分比)中之重要因素為相對於先前形成之層來列印層的精確度。此被稱作覆蓋，且覆蓋誤差預算將通常為10 nm或更少。為了達成該精確度，必須以極大精 確度而將基板對準至待轉印之主光罩圖案。
許多感測器在基板位準下用於評估及最佳化成像效能。此等可包括透射影像感測器(TIS)。TIS為用以在基板位準下量測在光罩(主光罩)位準下光罩圖案之經投影空中影像之位置的感測器。在基板位準下之經投影影像可為具有與曝光輻射之波長相當之線寬的線型圖案。TIS藉由在其下方之光電池而使用透射圖案來量測前述標記圖案。感測器資料可用以量測在六個自由度(亦即，與平移相關之三個自由度及與旋轉相關之三個自由度)中主光罩相對於基板台之位置。此外，可量測經投影標記圖案之放大率及比例率。在較小線寬的情況下，感測器能夠量測圖案位置及針對若干光罩類型(例如，二元光罩、相移光罩)之若干照明設定(例如，環形、偶極)的影響。TIS亦可用以量測工具(如微影投影設備)之光學效能。藉由結合不同經投影影像而使用不同照明設定，可量測諸如瞳孔形狀、慧形像差、球面像差、像散性及像場彎曲之性質。
隨著持續需要成像愈來愈小之圖案以形成具有更高組件密度之裝置，存在縮減覆蓋誤差之壓力，其導致需要經改良之感測器。
需要提供一種可用於高NA系統(亦即，浸沒微影設備)中之具有高敏感度之在基板位準下的感測器。
為此，本發明提供一種用於在微影曝光設備中感測空中影像之用於透射影像感測之裝置，裝置包含： 投影系統，投影系統經配置以在投影系統之影像側處形成物件標記之空中影像，影像側具有大於1之數值孔徑；及偵測器，偵測器包含具有經配置以對應於空中影像之至少一部分之特徵的狹縫圖案(G1)，狹縫圖案經配置以曝光於空中影像，偵測器經進一步配置以偵測由狹縫圖案所透射之偵測輻射；其中，其中：－d表示狹縫圖案之最小特徵的尺寸，－λ表示偵測輻射之意欲波長，且－NA表示影像側之數值孔徑。
本發明進一步提供一種用於空中影像之透射影像感測之方法，其包含：－提供偵測輻射；－使用投影系統及偵測輻射以在投影系統之影像側上形成物件標記之空中影像，影像側具有大於1之數值孔徑；－將狹縫圖案曝光於影像，狹縫圖案具有對應於空中影像之至少一部分之特徵；－偵測由狹縫圖案所透射之偵測輻射；－其中，其中：d表示空中影像中之任何特徵的最小尺寸，λ表示偵測輻射之波長，且NA表示影像側之數值孔徑。
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設備。設備包含：．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裝置(例如，光罩)MA且連接至第一***PM，第一***PM經組態以根據某些參數來精確地定位圖案化裝置；．基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至第二***PW，第二***PW經組態以根據某些參數來精確地定位基板；．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裝置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、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構MT支撐(亦即，承載)圖案化裝置MA。支撐結構MT以視圖案化裝置MA之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如，圖案化裝置MA是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化裝置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裝置MA。支撐結構MT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MT可確保圖案化裝置MA(例如)相對於投影系統PS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"圖案化裝置"同義。
本文所使用之術語"圖案化裝置"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W之目標部分C中形成圖案的任何裝置。應注意，例如，若被賦予至輻射光束B之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則該圖案可能不會精確地對應於基板W之目標部分C中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束B之圖案將對應於目標部分C中所形成之裝置(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化裝置MA可為透射或反射的。圖案化裝置MA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，設備為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，設備可為反射類型(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)。
微影設備可為具有兩個(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執行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影設備亦可為如下類型：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PS與基板W之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影設備中之其他空間，例如，光罩MA與投影系統PS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PS與基板W之間。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束B。舉例而言，當輻射源SO為準分子雷射器時，輻射源SO與微影設備可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源SO形成微影設備之一部分，且輻射光束B借助於包含(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SO 為汞燈時，輻射源SO可為微影設備之整體部分。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B之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器IL之瞳孔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)上之圖案化裝置(例如，光罩MA)上，且由圖案化裝置MA圖案化。在橫穿光罩MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束B聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二***PW及位置感測器IF(例如，干涉量測裝置、線性編碼器，或電容性感測器)，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之路徑來精確地定位光罩MA。一般而言，可借助於形成第一***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台WT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P1、P2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M1、M2可位於該等晶粒之間。
所描繪設備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B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，單次靜態曝光)。接著，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。在步進模式中，曝光場之最大尺寸限制單次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)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束B之圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，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裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(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示意性地描繪圖1之微影設備中所描繪之基板台WT的配置。在基板台WT上，提供兩個固定標記TIS1及TIS2。固定標記TIS1及TIS2使影像感測器整合於其中，影像感測器可用以藉由經由空中影像而掃描影像感測器來判定光罩MA上之物件標記之空中影像的位置。
因此，可判定光罩MA上之物件標記之影像與固定標記TIS1、TIS2的相對位置。若基板台WT具備包含基板標記(例如，如圖2所描繪之基板標記P1、P2、P3、P4)之基板W，則對準感測器(未圖示)可先前判定基板標記P1、P2、P3、P4之相對位置。與由TIS1、TIS2內之影像感測器所量測的光罩MA上之物件標記之影像與固定標記TIS1、TIS2之相對位置的知識組合的由對準感測器所獲得之基板標記P1、P2、P3、P4之相對位置的知識允許基板W以極大精確度相對於光罩MA之經投影影像而定位於任何所要位置處。
圖3示意性地描繪用於透射影像偵測之裝置TIS(例如，如圖2所描繪之透射影像感測器TIS1、TIS2)的實施例。該 裝置在此項技術中為已知的。用於透射影像偵測之裝置TIS包含狹縫圖案G1及光感測器裝置PD。用於透射影像偵測之裝置TIS在面向基板台WT之側處定位於投影系統PS下方。用於透射影像偵測之裝置TIS使用物件標記G0，例如，第一光柵。在圖3中，物件標記G0提供於光罩MA上。或者，物件標記G0可提供於光罩台MT上。
物件標記G0經配置以在由投影光束PB於投影光束之橫截面中照明後即形成圖案。由於物件標記G0而存在於投影光束PB之橫截面中的圖案穿過一或多個透鏡1，例如，穿過投影系統PS中之透鏡。該投影系統PS之光學性質使得形成物件標記G0之空中影像。
用於透射影像偵測之裝置TIS經配置以偵測物件標記G0之空中影像。用於透射影像偵測之裝置TIS可在至少三個方向(例如，三個正交方向X、Y及Z)上相對於投影系統PS及光罩MA之位置而移動。藉由沿此等三個方向掃描，可作為用於透射影像偵測之裝置TIS之X、Y及Z位置的函數來映射空中影像之強度。所得映射可為包含取樣位置之座標及在每一取樣位置處之經取樣強度的影像映射(3D映射)。在此程序期間，可使用不同於在基板W上之光罩MA中之圖案的曝光期間之焦點深度之相對較大的焦點深度來投影空中影像。
物件標記G0之臨界尺寸的定向類似於對應狹縫圖案G1之臨界尺寸的定向。因此，若物件標記在第一方向(例如，X方向)上延伸且在正交於第一方向之第二方向(例 如，Y方向)上具有臨界尺寸，則對應狹縫圖案G1亦在第一方向上延伸且亦在第二方向上具有臨界尺寸。
通常，將狹縫圖案G1定位於與投影系統PS之影像平面最接近的平面中。在其最簡單實施例中，狹縫圖案G1為在光感測器裝置PD上之開口，其可具有狹縫或正方形之形狀。在其另一實施例中，開口具有較好界定之邊緣。
在一更複雜實施例中，狹縫圖案G1在形狀上類似於物件標記G0。另外，狹縫圖案G1之特徵尺寸可大體上等於物件標記G0之特徵尺寸乘以投影系統PS之放大因數M。將圖案施加於在光感測器裝置PD上之開口上會增加邊緣之數目，其可改良光感測器PD之敏感度。
在又一實施例中，用於透射影像偵測之裝置TIS可包含至少兩個狹縫圖案G1，一狹縫圖案經配置用於在第一方向(例如，X方向)上之影像偵測，且一狹縫圖案經配置用於在正交於第一方向之第二方向(例如，Y方向)上之影像偵測。可同時在X及Y方向上偵測此實施例中之空中影像。在此實施例中，光罩MA中之物件標記G0包含至少兩個標記元件，例如，光柵或隔離線或隔離狹縫。第一標記元件可經配置用於在第一方向(例如，X方向)上之影像形成，該影像將由經配置用於在第一方向上之影像偵測之狹縫圖案G1的一部分接收。第二標記元件可經配置用於在正交於第一方向之第二方向(例如，Y方向)上之影像形成，該影像將由經配置用於在第二方向上之影像偵測之狹縫圖案G1的一部分接收。同時形成由物件標記G0之兩個標記元件所 形成的影像。
藉由使用前述映射(例如，以3D映射之形式)，連接至用於透射影像偵測之裝置TIS的計算裝置(如處理器或微處理器)可(例如)藉由使用最小平方擬合方法來使用抛物線擬合而導出空中影像之位置。該計算裝置可為處理器，例如，專用處理裝置(如控制器系統或通用電腦系統或其他電腦系統)中之處理器或微處理器，其可經可程式化地指示以執行映射及關聯計算。
圖8提供經配置用於判定空中影像之位置且亦用於執行根據本發明之方法之計算裝置(例如，處理器)的實例。
圖4a及圖4b分別描繪在等高線圖及3D線圖中由圖2之用於透射影像偵測之裝置TIS所偵測之空中影像的例示性強度分布。
圖4a之等高線圖展示在水平方向聚焦平面(例如，X－Z平面或Y－Z平面)中之強度分布。若等高線圖係針對X－Z平面，則針對固定Y位置來給出強度分布，且若等高線圖係針對Y－Z平面，則針對固定X位置來給出強度分布。藉由針對許多不同Z位置而在X－Y表面內之不同位置處模型化狹縫圖案G1之影像強度來編繪等高線圖。掃描路徑經展示為實線，其中點指示經量測基板台位置。藉由其他方法(例如，藉由干涉量測法)來判定X、Y及Z位置。吾人自掃描路徑可見，意欲在正交柵格上之量測位置呈現為稍微隨機。此係由於系統中之振動。
圖4b之3D線圖為來自圖4a之資料藉由標繪由用於透射影 像偵測之裝置TIS所量測之強度作為沿線圖之z軸的第三參數之經修改表示。
自圖4a及圖4b所描繪之資料，可藉由將經量測空中影像之形狀擬合至模型來導出經對準位置。通常，藉由在空中影像尖峰(如圖4b所示)之頂部TOP上的抛物線擬合來導出經對準位置。同樣可使用用於擬合資料之替代方法，諸如，高斯擬合或最小平方擬合。
影響物件標記G0之空中影像的一因素為物件標記之所謂的照明剖面，亦即，輻射入射於物件標記G0上之角度的剖面。在最廣泛使用之"習知"照明配置中，在照明系統IL中存在被稱作瞳孔平面PP之平面(且有時為多個平面)，其為定位有光罩MA之投影系統PS之物件平面的傅立葉變換。如所熟知，瞳孔平面中之位置(使用正規化變數σx 及σy 表達)平移至物件平面處之角度(θ、φ)。因此，可藉由判定瞳孔平面中之強度分布來判定物件標記G0之照明的角分布。
照明剖面通常由瞳孔平面中之強度分布之形狀指代且包括：習知照明(由瞳孔填充因數界定，通常被稱作σ設定)、環形照明(由內部半徑及外部半徑界定，通常被稱作σi 及σo )、偶極照明及四極照明，以及此等與更複雜分布之組合。微影設備可具備用以界定適合於成像共同圖案之具有或無可調整參數之標準照明剖面的裝置，或用以界定特定圖案之定製照明剖面的裝置。本發明可用於具有用以控制或調整照明剖面之一或多個裝置之任何微影設備。
圖5a、圖5b及圖5c分別描繪在針對不同照明設定(亦 即，習知照明設定、偶極照明設定及環形照明設定)之等高線圖中由用於透射影像偵測之裝置TIS所偵測之空中影像的例示性模型化強度分布。
又，圖5a、圖5b及圖5c中之等高線圖展示在水平方向聚焦平面(例如，X－Z平面或Y－Z平面)中之強度分布。
自所示的依位置而定之模型化強度資料，可計算經投影空中影像相對於基板台WT之座標系統的最佳位置。在一實施例中，為此目的，將一函數擬合於依位置而定之模型化強度資料上，自此可計算唯一位置。接著，未必對應於具有最大經量測或模型化強度之位置(儘管可能為此情況)的此唯一位置被認為表示空中影像之位置。
在一實施例中，擬合係數之數目經限制以支援快速且穩定之最佳化。在一實施例中，函數為可定標的。在該情況下，可在不同照明設定下使用相同函數，亦即，函數提供不同空中影像高度及寬度，但提供大體上類似形狀之空中影像。
易於可見，圖5a所描繪之等高線圖使擬合能夠判定光罩MA相對於基板台WT之位置。亦即，若經對準(X、Y＝0)，則強度最大值存在於最大聚焦(Z＝0)處，且若未經對準(X、Y≠0)，則強度易於在最大聚焦(Z＝0)處降低或在其他Z位置(Z≠0)處較不快速地降低。另外，該擬合亦可用以判定光罩台MT相對於基板台WT之位置。
若使用偶極照明設定(如圖5b所描繪)，則擬合變得更難。在此設定下，空中影像具有大體上不同形狀。在圖5b 於位置－100及100處所描繪之情況下，在最大聚焦(Z＝0)處存在兩個強度最大值。因此，不足以應用可藉由定標而擬合之函數。事實上，如圖5b所描繪之空中影像自身已經需要較大數目之係數來獲得適當擬合。
在最佳聚焦處之經對準位置處由相消干涉而導致圖5b之空中影像的形狀。因此，在判定狹縫圖案G1之影像的某一強度後，即並不確定光罩MA或者光罩台MT與基板台WT如何相對於彼此未對準。若Z位置較不最佳(亦即，Z≠0)，則此變得甚至更難。
又，在使用環形照明設定之情況下(如圖5c示意性地描繪)，判定光罩MA相對於基板台WT之相對位置不直接。在此情況下，一相對位置範圍(水平方向)可擬合經由狹縫圖案G1而透射之空中影像的經量測強度，亦即，沿水平軸，針對一值範圍而存在相同灰色陰影。此外，即使可判定相對位置，聚焦位置(垂直方向)仍不確定，因為針對一聚焦位置值範圍，可發現類似強度值。
在具有數值孔徑大於1(特別為大於1.2)之投影系統的微影系統中，已發現，可藉由改變物件標記G0之特性來獲得較佳結果。在本發明之實施例中，在投影系統PS之影像平面處物件標記空中影像之臨界尺寸(亦被稱作d )經選擇為小於0.85乘，其中λ 表示用以照明物件標記G0之波長，且NA 表示投影系統PS之數值孔徑。
由物件標記G0所形成之繞射級的振幅與辛克函數(sinc－function)對應。在最佳經對準位置處，對空中影像中之所 有振幅進行求和而無相位差。
在照明瞳孔中之一點處(對於σ＝1且臨界尺寸)，具有負振幅之繞射級出現於投影系統之NA 內。因此，相消干涉開始起作用。歸因於前述相消干涉，強度之區域最大值遠離於最佳經對準位置而呈現於空中影像中，而在最佳經對準位置處可形成區域最小值。前述區域最小值變得愈極端，則愈難以以使得可判定最佳經對準位置之方式來擬合空中影像。
在處及以下，相消干涉將不出現(即使σ＝1)。因此，對於，在最佳經對準位置處將於空中影像中永不存在區域最小值。
對於σ<1，臨界尺寸d 之前述論述仍成立，但進一步受到因數影響，其中σ avg 為落於物件標記G0上之光的平均角分布。針對偶極照明設定之典型σinner (亦即，落於物件標記G0上之光的最小分布角)為0.7，其導致針對偶極照明設定之為0.85的典型σavg 。針對環形照明設定之典型σinner 為0.85，而針對環形照明設定之典型σouter (亦即，落於物件標記G0上之光的最大分布角)為0.97。此將導致針對環形照明設定之為0.91的典型σ avg 。必須理解，可使用與以上所提及之值不同的值。舉例而言，甚至使用環形照明設定(如σinner ＝0.91及σouter ＝0.98)。
從而，對於σavg <1，相消干涉開始起作用時之d 的值變得更大。另外，已發現，歸因於與用於透射影像偵測之裝置 TIS的迴旋，可補償在最佳經對準位置處空中影像中之最小區域最小值。結果，已發現，在0.85乘以下，可獲得有用結果。
在影像平面處物件標記空中影像之臨界尺寸d 對應於在光罩MA(或者，光罩台MT)上物件標記G0之臨界尺寸(亦被稱作D )。將臨界尺寸D 界定為在預定量測方向上存在於物件標記G0中之最小尺寸。由放大因數M 給出D 與d 之間的差，放大因數M 在微影投影設備中通常為約4至5。因此，D 等於d ．M 。因此，在物件標記包含具有長度及寬度(寬度小於長度)之至少一矩形結構的情況下，前述條件變為：，其中：D表示矩形結構之寬度；λ表示微影投影系統中所使用之波長；NA表示投影系統PS之數值孔徑；且M表示微影投影系統中所使用之投影系統PS的放大因數。
可用於本發明之實施例中之物件標記G0的典型類型包括隔離狹縫(圖6a)、隔離線(圖6b)及繞射光柵(圖6c)。
實驗已展示到，獲得高達約的結果，其超過針對當前使用之物件標記G0所獲得的結果。通常，在偶極照明設定下，在浸沒微影設備中，效能增加約30%。
根據本發明之實施例之d 的前述定尺寸特別適合於在150 nm與200 nm(且特別為157 nm與193 nm)之間的波長之使用。
可用於本發明之實施例中之狹縫圖案G1的典型類型包括單一狹縫(圖7a)及繞射光柵(圖7b)。
如較早所提及，有可能配置彼此鄰近之不同物件標記G0及狹縫圖案G1，以獲得用於不同定向之影像偵測的能力。在一實施例中，第一物件標記G0為在第一方向(例如，X方向)上之隔離線，且第二物件標記G0為在正交於第一方向之第二方向(例如，Y方向)上之隔離線。在適當狹縫圖案G1的情況下，可獲得針對兩個不同方向之空中影像，亦即，在物件標記G0分別配置於第一方向或第二方向上的情況下，狹縫圖案G1亦分別配置於第一方向或第二方向上。此使能夠在單一配置之情況下擬合於不同偶極照明方向(亦即，在X方向上之偶極及在Y方向上之偶極)。
用於透射影像偵測之裝置TIS可位於基板W之位準下，且特別使得狹縫圖案G1在離投影系統PS之最終元件與離基板W大體上相同的距離處。
應理解，處理器101可用於如圖8所示之電腦總成100中，以將使用用於透射影像偵測之裝置TIS之實施例所獲得的資訊用於相對於光罩MA(或者，光罩台MT)來定位具有或無基板W之基板台WT。電腦總成100可為在根據本發明之總成之實施例中以控制單元之形式的專用電腦，或者，為控制微影投影設備之中央電腦。連接至處理器101之記憶體105可包含許多記憶體組件，諸如，硬碟111、唯讀記憶體(ROM)112、電子可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)113，及/或隨機存取記憶體(RAM)114。並非所 有前述記憶體組件均需要存在。此外，前述記憶體組件不必實體地緊接於處理器101或緊接於彼此。其可以較遠距離而定位。
處理器101亦可連接至某種使用者介面，例如，鍵盤115或滑鼠116。亦可使用為熟習此項技術者已知之觸摸式螢幕、軌跡球、語音轉換器或其他介面。
處理器101可連接至讀取單元117，讀取單元117經配置以自資料載體(如軟碟118或CDROM 119)讀取資料且在某些情況下將資料儲存於資料載體上。又，可使用為熟習此項技術者已知之DVD或其他資料載體。
處理器101亦可連接至印表機120以將輸出資料印出於紙張上及/或可經組態以將輸出資料展示於顯示器121上，例如，監視器或LCD(液晶顯示器)，或為熟習此項技術者已知之任何其他類型的顯示器。
處理器101可藉由負責輸入/輸出(I/O)之傳輸器/接收器123而連接至通信網路122，例如，公眾交換電話網路(PSTN)、區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)，等等。處理器101可經配置以經由通信網路122而與其他通信系統通信。在本發明之一實施例中，外部電腦(未圖示)(例如，操作者之個人電腦)可經由通信網路122而登錄至處理器101中。
處理器101可經建構為獨立系統或為並行地操作之許多處理單元，其中每一處理單元經配置以執行更大程式之子任務。處理單元亦可劃分成具有若干次處理單元之一或多 個主處理單元。處理器101之某些處理單元可甚至以遠離於其他處理單元之距離而定位且經由通信網路122而通信。
儘管在此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，本文所描述之微影設備可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、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"及"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。
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 nm、355 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)。
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組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以 與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之該電腦程式。
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。
1‧‧‧透鏡
100‧‧‧電腦總成
101‧‧‧處理器
105‧‧‧記憶體
111‧‧‧硬碟
112‧‧‧唯讀記憶體
113‧‧‧電子可抹除可程式化唯讀記憶體
114‧‧‧隨機存取記憶體
115‧‧‧鍵盤
116‧‧‧滑鼠
117‧‧‧讀取單元
118‧‧‧軟碟
119‧‧‧CDROM
120‧‧‧印表機
121‧‧‧顯示器
122‧‧‧通信網路
123‧‧‧傳輸器/接收器
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
D‧‧‧臨界尺寸
G0‧‧‧物件標記
G1‧‧‧狹縫圖案
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統
IN‧‧‧積光器
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧光罩
MT‧‧‧光罩台
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
P3‧‧‧基板標記
P4‧‧‧基板標記
PB‧‧‧投影光束
PD‧‧‧光感測器裝置
PM‧‧‧第一***
PS‧‧‧投影系統
PW‧‧‧第二***
SO‧‧‧輻射源
TIS‧‧‧用於透射影像偵測之裝置
TIS1‧‧‧固定標記
TIS2‧‧‧固定標記
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
X‧‧‧方向
Y‧‧‧方向
Z‧‧‧方向/軸
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影設備；圖2示意性地描繪圖1之微影設備中所描繪之基板台的配置；圖3示意性地描繪用於透射影像偵測之裝置；圖4a及圖4b分別描繪在等高線圖及3D線圖中由圖2之用於透射影像偵測之裝置所偵測之空中影像的例示性強度分布；圖5a、圖5b及圖5c描繪待由圖3之用於透射影像偵測之裝置所偵測之空中影像的例示性模型化強度分布；圖6a、圖6b及圖6c分別示意性地描繪可由根據本發明之第一、第二及第三實施例之用於透射影像偵測之裝置所使用的物件標記；圖7a及圖7b示意性地描繪在根據本發明之實施例之用於透射影像偵測之裝置中所使用的狹縫圖案；且 圖8展示可由根據本發明之一實施例之總成所使用之電腦總成的實施例。
D‧‧‧臨界尺寸
G0‧‧‧物件標記
MA‧‧‧光罩

Claims (12)

  1. 一種用於透射(transmission)影像感測之裝置(TIS、TIS1、TIS2)，其用於在一微影曝光設備中感測一空中影像，該裝置包含：- 一投影系統(PS、1)，該投影系統(PS、1)經配置以在該投影系統之一影像側處形成一物件標記(M1、M2、G0)之一空中影像，該影像側具有一大於1之數值孔徑；及- 一偵測器，該偵測器包含一具有經配置以對應於該空中影像之至少一部分之特徵(D)的狹縫圖案(G1)，該狹縫圖案經配置以曝光於該空中影像，該偵測器經進一步配置以偵測由該狹縫圖案所透射之偵測輻射(PB)；其中，其中：- d表示該狹縫圖案之最小特徵的尺寸，- λ表示該偵測輻射之波長，且- NA表示該影像側之該數值孔徑。
  2. 如請求項1之裝置，其中該波長(λ)為一在150nm與200nm之間的波長。
  3. 如請求項1或2之裝置，其中該狹縫圖案(G1)包含一選自一包含一單一狹縫圖案、一隔離線圖案及一繞射光柵之圖案群組的圖案。
  4. 如請求項1或2之裝置，其中該物件標記(M1、M2、G0)包含一選自一包含一單一狹縫圖案、一隔離線圖案及一繞射光柵之圖案群組的圖案。
  5. 如請求項1或2之裝置，其中該投影系統(PS)經配置以將曝光輻射(B)之一經圖案化光束投影於一基板(W)上以用於曝光該基板。
  6. 如請求項5之裝置，其包含一經配置以支撐一用於圖案化該曝光輻射之圖案化構件(MA)的支撐結構(MT)，其中該物件標記提供於該支撐結構或該圖案化構件上。
  7. 一種用於一空中影像之透射影像感測之方法，其包含：- 提供偵測輻射(PB)；- 使用一投影系統(PS)及該偵測輻射以在該投影系統之一影像側上形成一物件標記(M1、M2、G0)之一空中影像，該影像側具有一大於1之數值孔徑；- 將一狹縫圖案(G1)曝光於該影像，該狹縫圖案具有對應於該空中影像之至少一部分之特徵(D)；- 偵測由該狹縫圖案所透射之該偵測輻射；- 其中，其中：d表示該空中影像中之任何特徵的最小尺寸，λ表示該偵測輻射之波長，且NA表示該影像側之該數值孔徑。
  8. 如請求項7之方法，其中提供偵測輻射(PB)包含提供具有一在150nm與200nm之間的波長之偵測輻射。
  9. 如請求項7或8之方法，其包含向該狹縫圖案(G1)提供一選自一包含一單一狹縫圖案、一隔離線圖案及一繞射光柵之圖案群組的圖案。
  10. 如請求項7或8之方法，其中該物件標記(M1、M2、G0) 包含一選自一包含一單一狹縫圖案、一隔離線圖案及一繞射光柵之圖案群組的圖案。
  11. 如請求項7或8之方法，其包含使用該投影系統(PS)以將曝光輻射(PB)之一經圖案化光束投影於一基板(W)上以用於曝光該基板。
  12. 如請求項7之方法，其包含藉由一支撐於一支撐結構上之圖案化構件來圖案化該曝光輻射，及將該物件標記提供於該支撐結構或該圖案化構件上。
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