TWI571707B - 用於處理諸如晶圓的標靶的微影系統，用於操作用於處理諸如晶圓的標靶的微影系統的方法，以及使用在此種微影系統的基板 - Google Patents

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Description

用於處理諸如晶圓的標靶的微影系統，用於操作用於處理諸如晶圓的標靶的微影系統的方法，以及使用在此種微影系統的基板
依據一第一特色，本發明係有關於一種用於處理諸如晶圓(wafer)之標靶的微影系統(lithography system)，以及一種用於操作用於處理諸如晶圓之標靶的微影系統的方法。
用於處理標靶的系統係習知的技術，通常包含一用於投射一圖案於標靶表面上的最終投射系統，以及一用於決定一晶圓相對於該最終投射系統之位置的系統。一般而言，此等系統可以在晶圓上使用位置標誌。在投射一圖案之一第一與一第二階段之間，其可能需要自微影系統移除晶圓。在該情形下，第二階段之圖案之位置可能需要與第一階段之圖案之位置相符，且晶圓相對於最終投射系統(或圖案化射束)之位置可能需要被決定兩次，每一階段開始時各一次。然而，決定晶圓相對於最終投射系統之位置可能難以具備高可重現性。
依據本發明之一第二特色，本發明係有關於一種用於在一微影系統中之位置決定的基板及方法。特別是，本發明係有關於一種其上配具一至少局部反射性位置標誌的基板，該位置標誌包含一由結構所構成之陣列，該陣列沿該標誌之一縱長方向延伸，以及一種用於在一微影系統中決定此一基板之位置的方法。
微影系統中的位置決定基本上係已知之技術，通常利用在數個繞射級數(diffraction order)反射之光線之偵測，例 如在編號4,967,088的美國專利案中之所述。利用在數個繞射級數反射之光線決定位置的缺點之一在於用於不同繞射級數的光偵測器必須在系統之中被精確地被定位，因此增加系統之成本。此外，該等系統易受光束聚焦或者相對於光束之基板傾斜等輕微誤差之影響。
為了至少部分地解決此問題，其曾有提議提供一種包含西洋棋盤圖案之基板，該西洋棋盤圖案包含具有極大反射係數之反射方塊，以及具有極小反射係數之非反射方塊，其中該等方塊具有之寬度相當於投射於該圖案上之光束之一截面之直徑。藉由量測射束之一反射第零級強度，可以在不量測多個繞射級數下決定射束相對於基板的位置上之改變。理想情況下，當光束之射束光斑(beam spot)在圖案上移動之時，反射信號之強度係一射束光斑在圖案上之位置的具有高對比之正弦曲線函數。然而，實務上，射束光斑之強度分佈一般而言並非一均勻且清楚的截斷圓盤類形狀，而是符合一高斯形狀(Gaussian profile)，故所產生的反射強度信號並不太像是基板上射束位置之一正弦函數。因此，根據反射射束強度決定基板上之射束光斑位置並不精確。
依據該第一特色，本發明的目的之一在於提出一種用於處理諸如晶圓之標靶的改良式微影系統及方法。
其提出以下項目以滿足本發明之目的：用於處理諸如晶圓之標靶的微影系統，該標靶包含其 上配具一標靶位置標誌之一標靶表面，該微影系統包含：- 一射束源，被配置成用以提供一圖案化射束，較佳之實施方式係光束或一帶電微粒射束，諸如一電子射束；- 一最終投射系統，被配置成用以利用該圖案化射束將一圖案投射於該標靶表面之上；- 一卡盤(chuck)，被配置成用以托持該標靶；- 一致動器系統，被配置成用以相對於該最終投射系統在至少一維度上移動該卡盤；以及- 一標誌定位系統，被配置成用以偵測位於一表面上之一位置標誌，諸如位於該標靶表面上之標靶位置標誌，其中該標誌定位系統包含至少一對齊感測器，該至少一對齊感測器包含；- 一光源，被配置成用以提供一對齊光束；- 一光亮強度偵測器，被配置成用以決定一反射對齊光束之一光亮強度，其中該反射對齊光束係藉由該表面上之對齊光束之反射而產生；以及- 一光學系統，被配置成用以將該對齊光束聚焦於該表面上並用以將該反射對齊光束導引至該光亮強度偵測器之上。
偵測到的反射對齊光束之光亮強度可以取決於一位置標誌之存在。以此種方式，可以決定標誌之位置。由於反射對齊光束之光亮強度之變異可以在反射對齊光束之中軸偵測到，故其可以採用單一光亮強度偵測器，其可以直接被放置於該反射對齊光束的中軸處。因此，其可能不需要 量測第二或更高級數之繞射光束。
此實施例之另一優點可以是其可以利用一相當簡單的方式將該對齊感測器構建成具有相當小的尺寸(相對於該最終投射系統之尺寸而言)。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，光源包含一用以產生對齊光束之雷射以及一用以將對齊光束自雷射導引至光學系統之光纖。
使用一光纖將光束自雷射導引至光學系統的優點之一可以是其使得雷射能夠被放置於微影系統之真空室外部，使得雷射可能產生的熱將不會影響該真空室內部的溫度。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，光學系統包含一射束分離器，被配置成用以將至少部分之對齊光束朝前述之表面導引，並用以將至少部分之反射對齊光束朝光亮強度偵測器導引。
射束分離器的優點之一在於，針對對齊光束之通往該表面以及反射對齊光束自該表面通往該光亮強度偵測器，可以使用同一光學路徑。因此，對齊感測器可以被構建成一相當小的體積。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，光源包含一用以將來自光源的對齊光束準直化之準直儀透鏡(collimator lens)。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，上述之光學系統另包含另一聚焦透鏡，用以將反射對齊光束聚焦於該光亮強度偵測器之上。。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該光學系統另包含一光閘(diaphragm)，位於射束分離器與光亮強度偵測器之間。
此實施例的優點之一在於該光閘可以使光亮強度偵測之信號/雜訊比得以增加。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該光源被配置成用以提供一偏極化對齊光束，較佳之實施方式係一S偏極化對齊光束；該射束分離器係一偏極化射束分離器，被配置成用以將偏極化對齊光束朝該表面導引，較佳之實施方式係將該S偏極化對齊光束朝該表面導引；該光學系統另包含一四分之一波板(quarter wave plate)，被設置於介於該偏極化射束分離器與該表面之間的對齊光束和反射對齊光束二者之一光線路徑之中，較佳之實施方式係被配置成用以將該S偏極化對齊光束轉換成一右旋偏極化(right circular polarized)對齊光束並將一左旋偏極化(left circular polarized)反射對齊光束轉換成一P偏極化反射對齊光束，其中該左旋偏極化反射對齊光束係藉由左旋偏極化對齊光束在該表面上之反射而產生；並且，該射束分離器另外被配置成用以將一偏極化反射對齊光束導引向該光亮強度偵測器，較佳之實施方式係將該P偏極化反射對齊光束導引向該光亮強度偵測器。
此種組態的優點之一在於在一偏極化射束分離器之中，光線之導引可以是取決於光線之偏極化。在此情況下，大致所有來自對齊光束之光均可以被導引向該表面，同時 大致所有自反射對齊光束之光均可以被導引向光亮強度偵測器。在一非偏極化射束分離器之中，對齊光束中之一絕大部分可能並未被導向該表面並可能因而漏失。並且，反射對齊光束中之一絕大部分可能並未被導向光亮強度偵測器，並可能因而漏失。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，其中該至少一對齊感測器另包含一高度量測系統，被配置成用以量測介於該對齊感測器與該表面之間的距離。
對齊光束在表面上的光斑尺寸應該要小，以得到一個最佳的對比。該對齊感測器之位置置放可以是使得具有標誌的表面被設置於對齊光束的腰部。然而，已被聚焦透鏡聚焦之對齊光束之聚焦深度可以是相當地小。因此，其可能需要控制表面與對齊感測器之間的距離。該高度量測系統可以提供資訊予此控制流程。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，上述之高度量測系統被進一步配置成用以量測對齊感測器系統相對於表面之傾斜。
對齊感測器相對於表面之傾斜可以影響的其中一項係反射對齊光束從表面通往對齊感測器之方向。由於光學系統可能對齊一具有預定方向之反射對齊光束，故傾斜可以造成反射對齊光束之光亮強度之漏失。因此，其可能需要控制對齊感測器相對於表面之傾斜。該高度量測系統可以提供資訊予此控制流程。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，上述之光 學系統另包含一位於聚焦透鏡與表面之間的透明平板，且該高度量測系統被配置於該透明平板之上，其中該高度量測系統面對該表面。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該高度量測系統包含二量測電極，各自均具有一半月形之形狀並被配置成圍住一圓形開孔。
此種組態的優點之一在於介於高度量測系統與表面間之距離可以在該圓形開孔之中心位置處量測。並且上述之傾斜可以利用二對量測電極在圓形開孔55之中心位置處量測。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，由對齊光束及表面所界定之一入射角度大致等於90度。
此實施例之優點在於其促使對齊光束和反射對齊光束能夠使用若干相同的光學構件。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，依據申請專利範圍第1至12項中任一項之微影系統另包含前述之標靶。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，前述之位置標誌包含至少一渠狀結構(trench)。
當對齊光束被反射於表面中之渠狀結構之一邊緣時，反射於該渠狀結構之較低部分之光與反射於該渠狀結構之較高部分之光將造成一相位差。由於反射於該渠狀結構之較低部分之光與反射於該渠狀結構之較高部分之光之間的(破壞性)干擾，將影響反射對齊光束之強度。最大之效應可 以發生於當一半對齊光束反射於該渠狀結構較低部分而一半對齊光束反射於該渠狀結構較高部分之時。
當光束完全反射於渠狀結構底部或完全反射於渠狀結構的較高部分之時，此種干擾不至於發生。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，前述之光源被配置成用以提供一具有一波長之對齊光束，且該至少一渠狀結構具有一深度，其中該深度大致等於該波長的四分之一。
此種組態的優點之一可以是，當渠狀結構具有一四分之一波長的深度，而光學路徑長度之差異等於波長的一半之時，(破壞性)干擾可能位於其最大值處。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，前述之位置標誌包含至少一第一及一第二反射性區域，其中該第一反射性區域具有一高於該第二反射性區域之反射係數。
在標誌包含至少一第一及一第二反射性區域的情形之下，其中該第一反射性區域具有一高於該第二反射性區域之反射係數，反射對齊光束之光亮強度將取決於區域反射係數。此種實施例的優點之一可以是此類型位置標誌可以以一相當簡單的方式構建而成。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，其中該光源被配置成用以提供一具有一波長之對齊光束，且前述之第一及第二反射性區域中的至少一者包含尺寸小於該波長之結構。
其已知次波長結構(sub-wavelength structure)，意即， 尺寸小於一預定波長之結構，係用以吸收在其上反射的一部分光線。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，前述之位置標誌包含一NVSM-X標誌。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該標誌定位系統透過一支撐體連接至該最終投射系統，較佳之實施方式係一支撐該最終投射系統和該標誌定位系統二者之支撐環。
在所謂的初始化階段以及所謂的曝顯階段期間，將最終投射系統之射束軸與標誌定位系統之射束軸之間的距離維持固定可能相當重要(參見下文)。
上述的"最終投射系統之射束軸"一詞可以是意指最終投射系統可以提供之射束的射束軸，而"標誌定位系統之射束軸"一詞或"對齊感測器之射束軸"一詞二者均可以是意指標誌定位系統或對齊感測器往表面傳送以偵測標誌位置之(光線)射束之軸線。
透過一支撐體將標誌定位系統連接至最終投射系統的優點之一係在該情形下，其間的距離可以僅由該支撐體之尺寸加以決定。因此，微影系統之中的其他構件之移動或變形將不會，或程度上較低地，影響介於最終投射系統之射束軸與標誌定位系統所提供的對齊光束之射束軸之間的距離。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該支撐體包含一低熱膨脹材料，諸如一玻璃陶瓷；及/或 其中介於標誌定位系統之射束軸與最終投射系統之射束軸之間的距離相較於卡盤之尺寸相當地小，及/或位於10至100毫米的範圍之中，或者較佳之實施方式係位於30至60毫米的範圍之中，或者更佳的實施方式係大約45毫米。
微影系統內部的溫度或微影系統之構件的溫度可以隨時間變動。此等溫度變化可能致使該等構件變形。提供一包含低熱膨脹材料(意即，具備低熱膨脹係數者)之支撐體的優點之一係溫度變化將不會，或程度上較低地，影響該支撐體之尺寸，以及介於最終投射系統與標誌定位系統之間的距離。
微影系統之構件的實際形變(例如，以微米為單位)不僅取決於構件的熱膨脹係數，亦與構件的尺寸相關。當標誌定位系統與最終投射系統的射束軸之間的距離相當小之時，實際的變形可能亦不大。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該微影系統另包含一框架以及至少三懸架(flexure)，其中該支撐體藉由該至少三懸架懸吊於該框架。
此種組態的優點之一在於該框架及/或該最終投射系統可以因溫度變化而膨脹，但射束軸維持於同一位置處。在該情況下，表面的圖案化位置可以與框架載體及/或最終投射系統的熱膨脹無關。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該光亮強度偵測器被配置成用以根據一偵測到的光亮強度提供光亮強度資訊，且該標誌定位系統另包含一處理單元，該處理 單元被配置成用以：- 控制該致動器；- 接收該光亮強度資訊；以及- 偵測該位置標誌之一位置。
在用於處理諸如晶圓之標靶的微影系統的一實施例之中，該標靶包含一標靶表面，該微影系統包含：- 一射束源，被配置成用以提供一圖案化射束，較佳之實施方式係一光束或一帶電微粒射束，諸如一電子射束，該射束較佳之實施方式係包含至少二小射束(beamlet)；- 一最終投射系統，被配置成用以利用該圖案化射束將一圖案投射於該標靶表面之上；- 一卡盤，被配置成用以托持該標靶，其中該卡盤包含一射束量測感測器以及其上配具至少一卡盤位置標誌之一卡盤表面，該射束量測感測器被配置成用以量測該圖案化射束之射束性質，該射束性質包含該圖案化射束之強度之空間分佈及/或，在較佳的實施方式之中，該至少二小射束之空間分佈；- 一致動器系統，被配置成用以相對於該最終投射系統在至少一維度上移動該卡盤；- 一卡盤位置感測器系統，被配置成用以基於卡盤位置座標量測卡盤相對於最終投射系統之位置；以及- 一標誌定位系統，連接至該最終投射系統並被配置成用以偵測位於一表面上之一位置標誌，諸如位於卡盤表面上之該至少一卡盤位置標誌。
依據本發明此實施例之微影系統使得其能夠進行射束性質之一空間關係之決定，其可以包含：(i)圖案化射束之位置、(ii)該等小射束之位置、(iii)圖案化射束相對於卡盤位置標誌之射束性質之空間分佈、及/或(iv)該等小射束之空間分佈。其可以提供相對於卡盤位置標誌之射束性質之空間關係。
致動器系統可以在卡盤位置標誌被標誌定位系統偵測到之一位置處移動該卡盤。其可以基於卡盤位置座標決定卡盤位置標誌的位置。
致動器系統可以在另一位置移動卡盤，圖案化射束在該另一位置入射至該射束量測感測器。其可以基於卡盤位置座標決定射束量測感測器的位置。該射束量測感測器可以被配置成用以在射束量測感測器之量測表面上的不同位置處量測圖案化射束之射束性質。以此種方式，其可以基於卡盤座標決定或計算圖案化射束之射束性質之空間分佈。
利用所決定之基於卡盤位置座標之卡盤位置標誌之位置，即可以決定相對於卡盤位置標誌之位置的圖案化射束之射束性質之空間分佈。
具有上述步驟之流程可以被稱為初始化階段。具有以下所述步驟之流程可以被稱為曝顯階段。
相對於位置標誌之位置的圖案化射束之射束性質之空間分佈可被用以決定相對於標靶上之一標靶位置標誌，意即相對於標靶，的圖案化射束之射束性質之空間分佈。其 可以提供相對於標靶位置標誌的射束性質之空間關係。
以此種方式，其可以在投射一圖案於標靶的表面上之時，決定及使用圖案化射束之位置及/或其射束性質之空間分佈。
該空間分佈或空間關係之決定可以在每一次投射一圖案於標靶上之前進行。
以此種方式，微影系統可以被配置成以一高可重現性決定標靶或晶圓相對於圖案化射束之位置。
在依據本發明的微影系統的另一實施例之中，介於射束量測感測器之中心與卡盤位置標誌之間的距離相當於介於標誌定位系統之射束軸與最終投射系統之射束軸之間的距離。在另一實施例之中，介於射束量測感測器之中心與卡盤位置標誌之間的距離大致等於介於標誌定位系統之射束軸與最終投射系統之射束軸之間的距離。
在卡盤位置感測器系統對於基於卡盤位置座標的二點之間的距離的量測之中之一誤差，可能的情形之一係與距離相關，換言之，較大的量測距離可能具有較大的誤差。此等組態的優點之一係將卡盤自一位置，於此處偵測到該至少一卡盤位置，移到另一位置，於此處量測射束性質，所必須進行之移動係微小或者甚至是不必要的。因此，誤差亦可以很小。請注意其亦可以在量測射束性質之後偵測該至少一卡盤位置標誌之位置。
在另一實施例或較佳實施例之中，前述之懸架被配置成大致(或至少絕大多數)呈垂直形式，此可以意味大致平行 至最終投射系統之射束軸。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，射束量測感測器被進一步配置成用以根據所量測的圖案化射束之射束性質提供射束性質資訊，卡盤位置感測器被進一步配置成用以根據卡盤之一量側位置提供卡盤位置資訊，標誌定位系統被進一步配置成用以根據一偵測到的標誌提供標誌偵測資訊，而該微影系統另包含一處理單元，被配置成用以：- 控制該致動器；- 接收該標誌偵測資訊、卡盤位置資訊以及射束性質資訊；- 決定基於卡盤座標之該至少一卡盤位置標誌之位置；- 決定基於卡盤座標之射束性質之一空間分佈；以及- 決定相對於該至少一卡盤位置標誌之位置的射束性質之一空間分佈。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，標靶表面配具至少一標靶位置標誌於其上，且標誌定位系統被進一步配置成用以偵測位於標靶表面上之該至少一標靶位置標誌。在依據本發明的微影系統的另一實施例之中，微影系統包含該標靶。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，前述之處理單元被進一步配置成用以：- 決定基於卡盤座標之該至少一標靶位置標誌之位置；- 利用相對於該至少一卡盤位置標誌之位置的射束性 質之空間分佈，決定相對於該至少一標靶位置標誌之位置的射束性質之一空間分佈；以及- 利用相對於該至少一標靶位置標誌之位置的射束性質之空間分佈，控制表面上之圖案之投射。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該圖案化射束包含至少二不同之圖案化小射束且其中該射束性質可以包含該至少二圖案化小射束之一空間分佈及/或該至少二圖案化小射束之光亮強度之一空間分佈。
使用至少二圖案化小射束的優點之一在於一標靶之表面之更多部分可以被同時處理。射束量測感測器可以被配置成量測該至少二小射束相對於彼此及/或相對於一參考射束框架之位置，其中該參考射束框架表示該至少二小射束預定置放之處，意即，無投射誤差之處。
以此種方式，其可以例如藉由最終投射系統，量測小射束之投射誤差，並可以對其進行補償。因此，一個依據本發明一實施例之微影系統可以適當地被調構成用以同時投射數千或數百萬小射束於標靶之上。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該至少一卡盤位置標誌包含四個卡盤位置標誌，及/或該至少一標靶位置標誌包含四個標靶位置標誌。此等組態的優點之一可以是其促成一位置(在x和y方向上，以及或許在z方向上)及/或一方位或一旋轉位置(Rx、Rz及/或Ry)之一更加精確之決定。
在依據本發明的微影系統的一實施例之中，該標誌定 位系統包含至少一對齊感測器，該對齊感測器被配置成用以提供一對齊光束，用以量測一反射對齊光束之光亮強度，其中該反射對齊光束係藉由在表面上的反射而產生，且在較佳的實施方式之中，用以根據一量測之光亮強度提供標誌偵測資訊。
其亦藉由提出一種用於操作一用於處理諸如晶圓之標靶的微影系統的方法而達成本發明之目標，該標靶包含一標靶表面，其上配具一標靶位置標誌，該方法包含：- 聚焦一對齊光束於該表面之上；- 導引一反射對齊光束至一光亮強度偵測器之上，其中該反射對齊光束係藉由對齊光束在表面上的反射而產生；- 移動該表面；- 根據偵測到的光亮強度，偵測標誌的位置。
其提出一種用於操作用於處理諸如晶圓之標靶的微影系統的方法之一實施例，該方法包含：在一初始化階段期間：a1)提供一卡盤，該卡盤包含一射束量測感測器和一卡盤表面，該卡盤表面配具至少一卡盤位置標誌於其上，其中該卡盤基於卡盤座標係能夠移動的；a2)決定基於卡盤座標之該至少一卡盤位置標誌之一位置；a3)提供一圖案化射束，較佳之實施方式係包含至少二小射束；a4)量測該圖案化射束之射束性質，該射束性質包含該 圖案化射束之強度之一空間分佈；及/或在較佳的實施方式之中，該至少二小射束之一空間分佈；a5)決定基於卡盤座標之射束性質之一空間分佈；a6)決定相對於該至少一卡盤位置標誌之位置的射束性質之一空間分佈。
其可以理解步驟a2亦可以在步驟a4之後執行，而非在步驟a3之前。
在依據本發明的方法的另一實施例之中，方法另包含：在一曝顯階段期間：b1)提供一具有一標靶表面之標靶，該標靶表面配具至少一標靶位置標誌於其上；b2)決定基於卡盤座標之該至少一標靶位置標誌之位置；b3)利用相對於該至少一卡盤位置標誌之位置的射束性質之空間分佈，決定相對於該至少一標靶位置標誌之位置的射束性質之一空間分佈；以及b4)利用相對於該至少一標靶位置標誌之位置的射束性質之空間分佈，圖案化該標靶表面。
在依據本發明的方法的另一實施例之中，方法另包含以下之步驟：- 在初始化階段及曝顯階段期間，將一介於最終投射系統之射束軸與標誌定位系統之射束軸之間的距離維持固定。
依據本發明之方法之此等實施例之優點可以類似如前 所述之微影系統之實施例之優點。
此外，依據一第二特色，本發明提出一種使用於微影系統中之基板，例如一如前所述之微影系統，該基板配具一至少局部反射性位置標誌，該位置標誌包含一由結構所構成之陣列，該陣列沿標誌之一縱長方向延伸，其中該結構被配置成沿該縱長方向改變標誌之一反射係數，其中該反射係數係針對一預定波長決定，其中一介於該陣列之一第一結構與該陣列中相鄰該第一結構之一第二結構間之間距異於一介於該第二結構與該陣列中相鄰該第二結構之一第三結構間之間距，且其中介於沿該縱長方向之相鄰結構間的間距符合沿該縱長方向之該等結構之位置之一正弦函數。由於介於該等結構間之間距係依據一正弦函數變化，故當沿縱長方向在該基板上移動一射束之時，該基板所局部反射之一射束之強度信號之程度符合一正弦函數且大致上與射束形狀之相關性較低。因此，當射束具有一高斯形狀或是異於一明確定義之均勻圓盤類形狀的其他形狀之時，反射強度信號可以符合一大致呈正弦曲線之函數。做為一個極端的例子，若射束光斑係正方形，則在基板反射之一射束所產生的強度信號可以仍然是大致呈正弦形式。
在本文之中，一介於相鄰結構間之間距係定義為介於預定被射束光斑覆蓋之一結構之一外側邊緣與相鄰結構之一對應邊緣之間的距離。例如，當結構，至少是結構預定被一射束照射之該等部分，在形狀上係大致呈長方形，而每一結構之一最左側邊緣大致垂直於縱向方向之時，上述 之間距將被定義成介於一結構之最左側邊緣至一相鄰結構之最左側邊緣之間的距離。
被位置標誌反射之該波長之射束之總能量因此係隨著位於標誌上的射束光斑之位置而變化，使得位於位置標誌上的射束光斑之位置可以藉由單純地量測反射射束之強度而被決定。
在一實施例之中，該等結構被配置成沿縱長方向改變標誌之一鏡面式反射係數(specular reflection coefficient)。一位於位置標誌中的反射射束較佳之實施方式因此包含僅有鏡面式或第零級反射。因此，用於決定反射強度之定位系統可以維持簡單且小巧。此外，該位置決定並未被介於位置標誌上的射束光斑與一用以量測反射射束強度的射束強度偵測器之間的對齊上的微小變異所實質影響。依據此實施例之基板允許使用標準的現成DVD或CD頭及類似裝具以決定一鏡面式反射射束之強度，以及因此用以決定位於基板上之位置標誌中的射束光斑之位置。在一較佳實施例中，該等結構被配置成藉由在標誌內的較高級數繞射之多重反射而大致吸收較高級數之繞射。該多重反射可以包含鏡面式反射與漫射式反射二者。
在一實施例之中，該等結構各自均具有一沿縱長方向之寬度，該寬度小於前述之預定波長，其中一介於沿縱長方向相鄰結構之間的距離小於該預定波長。在此實施例之中，所使用之該等結構係次波長結構，其影響位置標誌上之一區域的反射係數，但無法利用一預定波長之射束單獨 解決。利用此等次波長結構，可以在沿縱長方向的位置標誌中達成反射係數之一極為緩慢漸進的變化。
在一實施例之中，該等結構對齊於沿縱長方向上的等距間隔點之上。例如，該等結構可以在此一等距離的點上對齊其最左側之邊緣。至少部分之此等等距間隔點可以不包含一對應之結構。因此，其可以提供一種具有數個間距維持為c之連續結構，該間距c等於介於該等等距離的點之間的距離，且其中一另外之結構維持一異於其相鄰結構之不同間距，此不同間距係該間距c之一整數倍。此實施例允許結構之位置之進一步變異。在較佳的實施方式之中，基板被調構成配合一投射至該基板上之光束使用，該光束具有一截面直徑，此截面直徑大於介於二相鄰等距離點之間的距離。
在一實施例之中，該等結構中之一第一結構沿縱長方向具有一異於該等結構中之一第二結構之不同寬度，允許沿縱長方向之反射係數之進一步變異。
在一可供選替的實施例之中，該等結構具有大致相等之尺寸，使得其易於生產製造。在此實施例之中，該等結構較佳之實施方式係具有長方形之形狀，其可以容易地以高精確度產生於一基板之上。
在一實施例之中，標誌之中沿縱長方向的相鄰結構之間的距離大致等於一結構之寬度。在此實施例之中，當直徑等於結構寬度之一圓盤狀射束光斑於位置標誌上移動之時，其獲得一大致呈正弦形式之反射射束強度信號。
在一實施例之中，沿縱長方向之相鄰結構間之一最大距離最多是610奈米，較佳之實施方式係位於一590奈米至610奈米的範圍之內，較佳之實施方式大致等於600奈米。此一基板特別適用於結合一現成的CD或DVD頭，能夠將一其光斑直徑從590奈米到610奈米的光束投射於基板之上，較佳實施方式係600奈米。
在一實施例之中，該基板被調構成協同一定位系統運作，該定位系統被調構成發出一光束至該基板上以在該基板上產生一射束光斑，其中該光束具有一等於前述預定波長之波長，其中沿縱長方向的相鄰結構間之一最大距離最多等於該射束光斑之直徑。藉由將該等結構分隔不超過射束光斑之直徑，則射束光斑在位置標誌上的任何移動均可以造成射束被一結構之吸收部分上之改變。此外，當射束被定位成恰好介於間隔距離等於射束直徑的二結構之間時，標誌之中介於該等結構之間的區域提供一最大反射係數。
在一實施例之中，該等結構形成一沿該縱長方向重複之結構的週期性圖案，其中該圖案之週期大於前述之射束光斑直徑，較佳之實施方式係至少其二倍大。在較佳的實施方式之中，上述之結構的週期性圖案具有一2微米或更小之週期長度，且較佳之實施方式係射束光斑具有一大約600奈米之直徑。
在一實施例之中，介於相鄰結構之間的間距小於或等於射束光斑之直徑，以確保位置標誌上之射束光斑永遠至 少局部地覆蓋該等結構的其中之一。
在一實施例之中，該等結構之尺寸及排列被配置成使得反射係數以沿縱長方向位置標誌上的射束光斑位置之一正弦曲線函數之形式變化。因此，其可以藉由計數一反射射束強度之中的最大值，而決定位置標誌上之射束光斑之一粗略對齊狀況或位置，且可以藉由將反射射束強度信號與到目前為止所量測到的反射射束強度信號之一最大值及最小值進行比較，而決定一更加精細之對齊狀況或位置。
在一可供選替的實施例之中，標誌具有一變動之反射係數，其在縱長方向上沿標誌的大致整體長度單調地增加，較佳之實施方式係呈嚴格遞增之形式，使其能夠進行基板上一射束光斑之絕對性對齊狀況或位置之決定。
在一實施例之中，基板係自單一材料，較佳之實施方式係矽(silicon)，形成為一積體單元。基板較佳之實施方式包含一晶圓，其中位置標誌較佳之實施方式係提供於該晶圓的一或多條刻劃線之上。其因此能夠決定一射束光斑在晶圓上之位置及/或對齊。在一實施例之中，基板被提供於一標靶載體之一邊緣上，用以決定一射束光斑在該標靶載體上之位置及/或對齊。
在一可供選替的實施例之中，該結構中之一第一結構包含一第一材料，而該結構中之一第二結構包含一第二材料，該第二材料具有一異於該第一材料之不同反射係數。舉例而言，位置標誌可以包含一矽表面，其上以一次波長矽結構之形式提供一第一結構，且其中提供包含諸如鋁、 銅、及/或二氧化矽之不同材料的其他結構，該其他結構沿縱長方向具有一大於該波長之尺寸。此實施例因此提供另一類基板，配具沿標誌變動反射係數之結構。
在一實施例之中，該波長之位置標誌之一區域之一最大反射係數大致等於1。反射強度信號因此可以在位置標誌之一區域之最小反射係數，此基本上大致等於0，與最大反射係數之間變化，使得進一步放大反射信號以得到一可量測信號之需要得以縮減。
在一實施例之中，一鏡面式反射係數沿基板變動，其中之高級數繞射被基板大致吸收。基板上一射束之位置因此可以根據其在基板之反射強度而被決定。
依據一第三特色，本發明提出一種用於決定一本文所述之基板之一位置標誌上之一射束之位置的定位裝置，該定位裝置包含一射束源，被配置成用以提供一該預定波長之光束，一射束強度偵測器，被配置成用以決定一反射光束之一強度，其中該反射光束係藉由該光束在該位置標誌上之反射而產生，一光學系統，被配置成用以將該光束聚焦於該位置標誌之上以及將該反射光束導引至該射束強度偵測器，其中該射束強度偵測器被配置成用以偵測該反射光束之第零級反射之一光束強度且被調構成用以提供該反射光束強度之一信號表示方式。該射束偵測器較佳之實施方式包含單一光二極體(photo-diode)。由於位置之決定係根據射束之第零級反射之強度，故不需要用以偵測不同級數的不同射束偵測器。在較佳的實施方式之中，只有第零級 反射被導引入射束強度偵測器。然而，在一實施例之中，一或多個較高級數之反射，特別是第一級反射，亦可以被導引至同一射束強度偵測器之上，其中該射束強度偵測器被調構成用以偵測該偵測器處之結合反射之一強度。在此二實施例之中，定位裝置之構造維持簡單，因為其僅需要一射束強度偵測器以偵測投射至基板之單一射束之一反射強度。
依據一第四特色，本發明提出一種用於處理一標靶之微影系統，該系統包含一如本文所述之基板，該系統包含一對齊射束源，被配置成用以提供該預定波長之一對齊射束，一對齊射束強度偵測器，被配置成用以決定一反射對齊射束之一強度，其中該反射對齊射束係藉由射束在位置標誌上之反射而產生，一光學系統，被配置成用以將該對齊射束聚焦於位置標誌之上以及將該反射對齊射束導引至該對齊射束強度偵測器之上，其中該對齊射束強度偵測器被配置成用以偵測該反射對齊射束之第零級反射之一對齊射束強度。依據本發明之微影系統因此配具用於決定一基板相對於對齊射束之射束光斑的對齊及/或位置之裝置。基本上，該基板能夠相對於該對齊射束移動，特別是相對於其射束光斑。
在一實施例之中，該微影系統另包含一標靶載體，被調構成沿縱長方向相對於該光學系統移動該標靶，其中該基板被提供於該標靶載體及/或該標靶之上，一處理單元，被調構成根據該反射對齊射束之偵測強度決定該基板相對 於該光學系統之對齊及/或位置。依據本發明之微影系統因此配具用於決定該系統內之標靶之對齊及/或位置之裝置。該光學系統較佳之實施方式係固定式地接附至該微影系統以輔助該標靶相對於該光學系統之位置決定。
在一實施例之中，該微影系統另包含一光學腔體，被調構成用以將一或多個曝顯射束投射於標靶之上，其中該光學系統被接附至該光學腔體。該光學系統較佳之實施方式係接附至接近該光學腔體之一末端，特別是接近該光學腔體之標靶端。待被曝顯之標靶之一區域之對齊及/或位置決定因此可以在接近該標靶及/或基板處執行。
在一實施例之中，該光學腔體被調構成用以將眾多帶電微粒曝顯射束投射至標靶，且其中該光學系統被固定於該光學腔體之一下行部分或其附近，較佳之實施方式係在其一外側曝顯射束的100微米距離之內。
在一實施例之中，該光學系統，至少在使用期間，被配置於距該基板一2毫米或更短之距離處，提供一極為小巧之系統以供位置決定。
在一實施例之中，該光學系統被配置成用以將該對齊射束投射至該基板上並大致垂直於該基板。由於鏡面式反射之投射將大致垂直於基板並返回光學系統，從而提供一用於位置決定之小巧系統。
依據一第五特色，本發明提出一種用於在一預定被一射束照射之大致反射性基板上製造一對齊及/或定位標誌的方法，包含一提供結構於該基板上之步驟，每一結構均被 配置於距一相鄰結構一射束波長的距離之內，該等結構被調構成大致吸收入射射束之能量。標誌之中被結構覆蓋的部分因此大致吸收一入射射束，而標誌之中未被結構覆蓋的部分則大致鏡面式地反射一入射射束，從而提供一反射係數沿其表面變化之基板。
在一實施例之中，該等結構以彼此相距不同距離及/或間距之形式被提供於該基板之上。
在一實施例之中，該等結構形成一圖案，該圖案具有一大於射束之一射束光斑之直徑之週期。
依據一第六特色，本發明提出一種用於在一如本文所述之基板上之一射束光斑之對齊及/或位置決定的方法，該方法包含以一光束照射該基板、偵測該光束之一鏡面式反射之一強度、以及根據該偵測強度決定該基板相對於射束光斑之一位置及/或對齊等步驟。該方法因此提供一簡單但精確之方式以相對於一射束光斑或發出該射束光斑之光學系統決定一基板之位置及/或對齊。
在一實施例之中，該方法另包含一個利用另一量測系統量測該基板之一位置之步驟，其中該基板之位置及/或對齊係另外根據該另一量測系統之量測而被決定。例如，該另一量測系統包含一干涉儀(interferometer)及/或致動器之回授迴路以相對於光束移動該基板。在較佳的實施方式之中，射束光斑之對齊最初係根據被基板反射之射束的量測強度執行，其後在一標靶的處理期間的進一步位置決定係根據該另一量測系統之量測。
依據一第七特色，本發明提出一種使用於微影系統中之基板，該基板配具一至少局部反射性位置標誌，該位置標誌包含一由結構所構成之陣列，該陣列沿該標誌之一縱長方向延伸，其中該等結構被配置成沿該縱長方向改變該標誌之一反射係數，其中該反射係數係針對一預定波長決定。被位置標誌反射之該波長之射束之總能量因此係隨著位於標誌上的射束光斑之位置而變化，使得位於位置標誌上的射束光斑之位置可以藉由單純地量測反射射束之強度而被決定。
在一實施例之中，一介於該陣列之一第一結構與該陣列中相鄰該第一結構之一第二結構之間的間距異於一介於該第二結構與該陣列中相鄰該第二結構之一第三結構之間的間距。藉由沿縱長方向改變介於結構間之間距，相較於當間距係固定之時，可以在反射係數上達成一實質上較大之變異，例如當位置量測係根據數個繞射級數的量測射束強度之時。
在一實施例之中，介於沿該縱長方向之相鄰結構間的間距符合沿該縱長方向之該等結構之位置之一正弦函數。該等結構因此被配置以平滑地改變沿縱長方向之位置標誌之反射係數。
本說明書之中所敘述及顯示的許多特色及特徵均可個別地套用於適用處。此等個別特色，特別是描述於後附申請專利範圍附屬請求項中之特色及特徵，可做為分割專利申請之主題。
圖1顯示依據本發明之一微影系統之實施例之部件之一示意性概圖。
一最終投射系統11可以被配置成用以自一射束源接收一圖案化射束。該射束源並未顯示於圖1之中，但一實例可以參見於圖8。最終投射系統11可以包含準直儀、透鏡或其他(電)光學構件以對該圖案化射束進行塑形及/或導控。此最終投射系統可以是一投射腔體之一(最終)部分，該投射腔體包含射束源、偏轉器以及其他(電)光學構件。該投射腔體可以是一光學投射腔體或者是一帶電微粒光學投射腔體。
圖案化射束18被導向一表面12。此表面12可以是一標靶之表面，諸如一晶圓或者是一射束量測感測器之量測表面。射束量測感測器及/或標靶/晶圓可以被提供於一卡盤13之上。
卡盤13可以在至少一維度(x)或方向上係可移動的。在一實施例之中，卡盤13在二(x、y)或三(x、y、z)維度上係可移動的。其亦有可能卡盤13在至少一旋轉方向(Rz)、二旋轉方向(Rz、Ry)或三旋轉方向(Rx)上係可移動的。該卡盤可以配具至少一卡盤位置鏡14。
該微影系統可以配具一致動器系統。該致動器系統並未顯示於圖1之中，但一實例可以參見於圖8。該致動器系統可以被配置成用以在上述的其中之一方向上移動該卡盤。此致動器系統可以是相關技術上所習知的。
在圖1之中，其顯示一卡盤位置感測器系統之一實施例，包含一差動式干涉儀15。該差動式干涉儀可以使用二反射鏡，一卡盤位置鏡14以及一最終投射系統位置鏡16。以此種方式，該干涉儀被配置成偵測或量測卡盤13相對於最終投射系統11之移動。
該卡盤位置感測器系統可以包含一個以上的差動式干涉儀15，以在一個以上的方向上偵測卡盤的位置。
其可以理解，其他類型之卡盤位置感測器系統亦可以被使用於決定卡盤13相對於最終投射系統11之位置。
該微影系統可以配具一標誌定位系統17。標誌定位系統17被配置成用以偵測一表面上之位置標誌。此一位置標誌可以被提供於卡盤13之一表面上，意即，一卡盤位置標誌，或者其可以被提供於一標靶之一表面上，意即，一標靶位置標誌。
圖2顯示一卡盤13之一實施例之一示意性上視圖。卡盤13配具一射束量測感測器21以及卡盤位置標誌22。在圖2之中，卡盤13配具四個卡盤位置標誌，但其亦可以配具任何其他數目之卡盤位置標誌22。圖2之中的射束量測感測器具有一長方形形狀，但其亦可以具有一圓形或其他形狀。該四個卡盤位置標誌可以被置放於該長方形形狀之側邊的末端處，其中並無任一個卡盤位置標誌毗鄰另一個卡盤位置標誌。
卡盤13可以托持標靶23，例如一晶圓。該標靶之表面可以配具四個標靶位置標誌24。標靶位置標誌24被配置成 環繞一曝顯場域25。一標靶可以包含許多曝顯場域。一曝顯場域可以具有一長方形之形狀。同樣地，該四個標靶位置標誌可以被置放於該長方形形狀之側邊的末端處，其中並無任一個標靶位置標誌毗鄰另一個標靶位置標誌。卡盤13可以配具二卡盤位置鏡14。卡盤13可以是能夠在x及y方向上移動，射束量測感測器和標靶亦然。
圖3顯示射束量測感測器21之一示意性上視圖。射束量測感測器可以包含一(量測)表面31，其可以被配置成用以依照其入射至表面31上之位置偵測一入射射束之強度。
該射束可以包含一些射束，被稱為小射束。此等小射束可以藉由分離一射束而產生，舉例而言，透過最終投射系統。並且，該最終投射系統可以被配置成用以對每一小射束個別地進行塑形。在圖3的實例之中，該射束包含十二個小射束。其入射光斑被表示成十二個中空圓圈32。
射束量測感測器可以被設想成具有一參考射束框架33。在參考射束框架33之中，該十二個小射束的預定位置以一圓點標示。換言之，若最終投射系統能夠將包含該等小射束之射束完美地投射於表面之上，則該等小射束將入射至預定的位置之上。然而，投射誤差將可能發生，且在圖3之中其顯示，舉例而言，有多少小射束擊中表面上異於其預定位置的不同位置處。預定位置與量測位置之間的差異可以被稱為該射束或該小射束之投射誤差。
射束量測感測器可以被配置成用以量測射束或小射束之投射誤差。射束量測感測器可以被配置成用以量測介於 二或多個小射束入射光斑之間的距離。以該二種方式，可以決定射束強度之一空間分佈，意即，一射束的其中一種可能射束性質。
以下說明依據本發明一實施例之微影系統之運作，例如圖1、2及/或3之實施例。此運作之說明可以是有關一初始化階段和一曝顯階段。
在初始化階段之一第一步驟之中，致動器可以移動卡盤以決定卡盤位置標誌的位置。當卡盤位置標誌係位於一個標誌定位系統能夠偵測其之位置之時，其可以被偵測到。標誌定位系統可以包含一個以上的對齊感測器。在該情況之下，其可以同時偵測一個以上的卡盤位置標誌。當卡盤位置標誌的數目大於對齊感測器的數目之時，其可能需要移動卡盤以偵測所有的卡盤位置標誌。
其可以基於卡盤位置座標決定每一卡盤位置標誌的位置。此可以意味每當偵測到一卡盤位置標誌之時，卡盤位置感測器系統基於卡盤座標所偵測到的卡盤之位置被稱為基於卡盤座標的卡盤位置標誌之位置。卡盤位置標誌亦可以提供有關於基於卡盤位置座標之射束量測感測器之位置及/或方位的資訊。
在下一步驟之中，卡盤被置於一個射束量測感測器可以從最終投射系統接收圖案化射束的位置上。此位置亦可以被表示成卡盤位置座標。其從而可以使用射束量測感測器，以依照射束量測感測器之表面上的入射光斑位置，決定射束性質之一空間分佈，例如小射束之強度。
由於射束量測感測器之位置和方位可以與卡盤位置標誌之位置相關，故可以決定相對於卡盤位置標誌的空間分佈。舉例而言，卡盤位置標誌可被用以定義一座標系統。每一小射束之位置，或者每一小射束之射束強度之最大值的位置，從而可以被表示成此座標系統之座標。基於此座標系統的小射束之一组位置可以被稱為相對於卡盤位置標誌的射束性質之一空間分佈。
在前述的初始化階段之後，可以進行一曝顯階段。在曝顯階段之一第一步驟之中，致動器可以移動卡盤以決定標靶位置標誌的位置。當標靶位置標誌係位於一個標誌定位系統能夠偵測其之位置之時，其可以被偵測到。當標靶位置標誌的數目大於對齊感測器的數目之時，其可能需要移動卡盤以偵測所有的標靶位置標誌。
其可以基於卡盤位置座標決定每一標靶位置標誌的位置。每當偵測到一標靶位置標誌之時，卡盤位置感測器系統基於卡盤座標所偵測到的標靶之位置被稱為基於卡盤座標的標靶位置標誌之位置。標靶位置標誌亦可以提供有關於基於卡盤位置座標之標靶及/或一或多個曝顯場域的位置及/或方位的資訊。
當提供一個以上的標靶位置標誌之時，標靶位置標誌可被用以決定標靶表面上之該座標系統之位置及/或方位。因此其可以利用相對於卡盤位置標誌的標靶位置標誌之位置以及射束性質之空間分佈，決定相對於標靶位置標誌或者相對於該座標系統的射束性質之空間分佈。並且在此情 況下，基於該座標系統的小射束之一组位置可以被稱為相對於卡盤位置標誌的射束性質之一空間分佈。
在下一步驟之中，相對於標靶位置標誌或者相對於該座標系統的射束性質之空間分佈可被用以投射一圖案至標靶表面之上。
在微影系統的一實施例之中，系統可以包含一處理單元。處理單元之一實例顯示於圖8之中。此處理單元可以被配置成用以執行及/或控制以上所述之步驟或活動。舉例而言，處理單元可以被配置成用於一或多個下列步驟：
- 控制該致動器；
- 接收該標誌偵測資訊、卡盤位置資訊以及射束性質資訊；
- 決定基於卡盤座標之該至少一卡盤位置標誌之位置；
- 決定基於卡盤座標之射束性質之一空間分佈；以及
- 決定相對於該至少一卡盤位置標誌之位置的射束性質之一空間分佈。
- 決定基於卡盤座標之該至少一標靶位置標誌之位置；
- 利用相對於該至少一卡盤位置標誌之位置的射束性質之空間分佈，決定相對於該至少一標靶位置標誌之位置的射束性質之一空間分佈；以及
- 利用相對於該至少一標靶位置標誌之位置的射束性質之空間分佈，控制表面上之圖案之投射。
舉例而言，處理單元可以被配置成用於接收以下的一或多項：(i)射束性質資訊，由射束量測感測器根據量測之 圖案化射束之射束性質所提供、(ii)卡盤位置資訊，由卡盤位置感測器根據一量測到的卡盤位置所提供、(iii)標誌偵測資訊，由標誌定位系統根據一偵測到的標誌所提供。
在圖1之中(以及在圖6之中)，介於最終投射系統之一射束軸64與標誌定位系統之一對齊光束軸65之間的距離被表示為d。當曝顯階段期間之此距離d異於初始化階段期間的距離d之時，位置誤差可能在標靶表面的圖案化期間發生。
在一實施例之中，標誌定位系統17可以透過一支撐體或支撐環63被連接至最終投射系統11，如圖1(以及圖6)之中所示。該支撐環可以包含一低熱膨脹材料，諸如玻璃陶瓷、派瑞克斯耐熱玻璃(Pyrex)及/或零膨脹微晶玻璃(Zerodur)。此外，介於最終投射系統之射束軸64與對齊感測器之射束軸65之間的距離相較於卡盤之尺寸及/或最終投射系統之尺寸而言可以相當地小，及/或位於10至100毫米的範圍之中，或者較佳之實施方式係位於30至60毫米的範圍之中，或者更佳的實施方式係大約45毫米。以此種方式，其可以限制支撐環肇因於溫度變化之變形(例如，以微米為單位)。
圖4示意性地顯示一依據本發明一實施例之對齊感測器之一概圖。
光源401可以包含一用以提供一對齊光束403之雷射402。雷射402可以被配置成用以提供具有一波長範圍600至650奈米，或大約635奈米，之一對齊光束403。光源 401可以另包含一光纖404，用以將光束403自雷射402導引向光學系統405。離開光纖404之對齊光束可以具有幾近完美之高斯形狀且可以很容易地被準直化。該光源可以包含一準直儀透鏡406，被配置成用以準直化來自光纖404之光束403。然而，當未使用光纖且該雷射或另一光束產生裝置有提供一已準直化的光束之時，可以不需要此一準直化透鏡406。
在另一實施例之中，光源401被配置成提供一貝索(Bessel)光束。貝索光束之特徵可以是在於貝索光束之光斑，能量分布(例如，以距中心之距離的函數形式之強度)可以被描述成一貝索函數而非高斯函數。貝索光束的優點之一在於光斑可以很小，而聚焦深度則很大。
光學系統405可以另包含一射束分離器407，用以導控光束403朝向表面12。光學系統405可以包含一聚焦透鏡408，用以將對齊光束403聚焦於表面12之上。反射對齊光束409係藉由對齊光束403在表面12上之反射而產生。聚焦透鏡408亦可用以準直化反射射束409。射束分離器可以從而將反射射束409導向光亮強度偵測器410。
光亮強度偵測器410可以包含一光二極體或一工作於光伏模式(photovoltaic mode)的未偏壓矽PIN二極體。相對於光二極體之偏壓模式運作，此模式可以降低所產生的熱之總量。光亮強度偵測器亦可以包含一運算放大器以將來自光二極體之電流轉換成一個可被濾波之電壓。經過濾波之電壓可以被轉換成一數位信號，而此數位信號可被一處 理單元使用，例如包含對齊感測器之微影系統中之處理單元。
光亮強度偵測器410之有效區域可以是大於離開射束分離器407之反射對齊光束409之直徑。另一聚焦透鏡(未顯示於圖4之中)可以被置放於射束分離器407與光亮強度偵測器410之間，從而將反射對齊光束聚焦於有效區域之上，以使用所有離開射束分離器407的能量。
在一非偏極化射束分離器之中，其情況可以是，50%的對齊光束403被導向表面12，而其他50%可以漏失。且反射對齊光束僅有50%可以被導入光亮強度偵測器，而其他50%可以漏失。此意味漏失掉對齊光束403的75%，意即，未被使用於位置偵測。
因此，其可以在對齊感測器的一實施例之中採用一偏極化射束分離器407。在該情況之下，光源可以提供一偏極化對齊光束403。光源可以包含一偏光鏡(polarizer)412，被配置成用以將一非偏極化光束轉換成一偏極化光束。對齊光束403可以是一S偏極化光束，其在圖4之中以一圓點標示之。
偏極化射束分離器407可以被配置成用以將S偏極化對齊光束朝表面導引。光學系統可以另外包含一四分之一波板411，其可以被設置於偏極化射束分離器407與聚焦透鏡408之間。當對齊光束403行進通過四分之一波板411之時，其偏極化狀態可以被從S偏極化改變成一右旋偏極化，如圖4中之曲線箭頭所示。當對齊光束403被表面12 反射之時，偏極化狀態可以再次改變：反射對齊光束409可以具有一左旋偏極化，如圖4中之另一曲線箭頭所示。當反射對齊光束408行進穿過四分之一波板411之時，其偏極化狀態可以被從左旋偏極化改變成一P偏極化，如圖4中之直線箭頭所示。偏極化射束分離器407可以被配置成將P偏極化反射對齊光束朝光亮強度偵測器410導引。
一偏極化對齊光束、一偏極化反射對齊光束以及一偏極化射束分離器之使用可以造成射束分離器之中雜散光線、背向反射(back reflection)以及能量漏損之降低。此外，偏極化濾光鏡412可以被配置成將返回光源之光的反射最小化。
在對齊感測器的一實施例之中，聚焦透鏡408被配置成協同一透明平板413將對齊光束403聚焦至表面12之上，透明平板413可以折射對齊光束403和反射對齊光束409二者。該折射取決於透明平板413之材料。
其可以提供一高度量測系統以量測介於對齊感測器與表面12之間的距離h及/或該高度量測系統或對齊感測器相對於表面之傾斜。
利用介於對齊感測器與表面間之距離h及/或對齊感測器相對於表面之傾斜的相關資訊，該距離h及/或該傾斜可以被調構成用以獲得或維持所需之距離及/或傾斜。
在一實施例之中，致動器可以被配置成用以改變該距離h及/或該傾斜。在另一實施例之中，處理單元可以被配置成用以自高度量測系統接收有關於該距離及/或傾斜的資 訊。
該高度量測系統可以是一光學高度量測系統或者是一電容性高度量測系統。該電容性高度量測系統可以是一差動式電容性高度量測系統。
圖5示意性地顯示一依據本發明一實施例之差動式電容性高度量測系統51之一部分之一實施例之視圖。該差動式電容性高度量測系統可以包含一第一量測電極52、一第二量測電極53以及一防護結構54，其彼此間均電性絕緣。
第一量測電極52、第二量測電極53以及防護結構54可以包含一由諸如銅之金屬所構成的薄層。第一及第二量測電極二者均可以具有一半月形之形狀，且可以共同圍住一圓形開孔55。
第一量測電極52、第二量測電極53以及防護結構54可以連接至一高度量測處理單元(圖5中未顯示)，此高度量測處理單元可以被配置成用以決定前述之距離及/或傾斜。該差動式電容性高度量測系統可以包含此一處理單元。對於決定上述之傾斜，其可能需要二對量測電極，例如，如顯示於圖5中的二結構。
圓形開孔55可以被配置成使得對齊光束及反射對齊光束均可以在對齊感測器的運作期間通過圓形開孔55。由於此種差動式電容性高度量測系統之配置，其可以在圓形開孔55的中心位置處量測介於高度量測系統與表面之間的距離，意即在光束及反射光束可以往返於表面的位置處，或者是射束軸的位置處。此外，上述之傾斜亦可以利用二對 量測電極在圓形開孔55之中心位置處量測。其配置形式可以是互為上下，且二者均被配置成環繞圓形開孔55。第一對量測電極之方位可以相對於第二對量測電極之方位挪移，例如挪移90度。
圖5的差動式電容性高度量測系統51可以被配置於如圖4所示的透明平板413之上，其中該差動式電容性高度量測系統面朝該表面。以此種方式，介於差動式電容性高度量測系統51與聚焦之焦平面12(應置放表面處)之間的距離可以最小，此可以是一優點，因為差動式電容性高度量測系統之效能可能隨著差動式電容性高度量測系統與其面對的物體，此例中係表面12，之間的距離而減少。
在光源被配置成用於提供一貝索光束的情形下，可能不需要一高度量測系統，因為此一射束之相當大的聚焦深度容許對齊感測器與表面之間的距離有較大的不精確。
在一實施例之中，標誌定位系統包含二對齊感測器，其中每一對齊感測器均可以是依據本文所述之對齊感測器之實施例。利用二個對齊感測器，一包含二位置標誌之表面的位置可以在二個維度上被輕易地決定，例如在x方向及y方向上，或者是在一偏轉方向和一掃描方向上。
掃描方向或軸線在電子射束微影術之中可以是有關於諸如晶圓之標靶在圖案化期間被掃描的方向，而偏轉方向或軸線可以是有關於電子射束在圖案化期間被偏轉的方向。
圖6描繪依據本發明之一微影系統之一實施例之一截 面的一部分。一第一對齊感測器61可以被配置以偵測表面在y方向的位置，而一第二對齊感測器62可以被配置以偵測表面在x方向的位置。射束18被描繪於圖6的中心。在射束18的中心，射束軸被以一圓點64標示之，而對齊感測器61、62之射束軸可以分別在其中心點找到。前文所述之介於最終投射系統11之射束軸與對齊感測器62之射束軸之間的距離d被標示於圖6之中。圖6之中同時亦標示出支撐體63，其可以具有一環形之形狀。
在圖1之中，其描繪出支撐體63可以如何透過三個懸架72被連接至一框架71(圖1之中僅顯示二個懸架)。支撐體63可以懸吊於框架71之上。其需要至少三個懸架以界定出該環在空間中的位置。懸架72可以包含一彈性材料。懸架72可以被膠黏於支撐體63的凹槽之中，此可以由圖1看出。
其可以由圖1和圖6理解到，若最終投射系統由於例如溫度之變化而在徑向上(意即，垂直於最終投射系統的射束軸的方向上)膨脹，射束軸將維持於其相對於表面12的位置處。此種最終投射系統在徑向上的膨脹可能致使支撐體63亦在徑向上膨脹。由於該等懸架，此將不會對框架71在徑向上造成一膨脹力道。同樣地，框架71在徑向上的任何膨脹，均因為懸架72而不會在支撐體63上造成一膨脹力道。因此，框架71可以包含一高熱膨脹材料，諸如鋁。
圖7顯示一依據本發明一實施例之一位置標誌73之一示意性概圖，諸如一標靶位置標誌或一卡盤位置標誌。位 置標誌73可以包含數個區域74，其中一第一反射性區域具有一高於一第二反射性區域之反射係數，或者相反。
圖8顯示依據本發明一實施例之一微影系統之一示意性概圖。圖8提供一微影系統之一概圖，其可以包含如本文件之中所述之一微影系統之構件之實施例。
該微影系統較佳之實施方式係以一模組化形式設計以使得其易於維護。主要的次系統之較佳實施方式係構建成自成體系且可移除之模組，使得其能夠在自此微影設備移除時，盡可能不要對其他次系統造成干擾。此對於一封閉於真空室中的微影機器特別有利，其中對該種機器之使用是受限制的。因此，其可以迅速地移除及置換一故障的次系統，無須撤離或干擾其他系統。
在顯示於圖8的實施例之中，該等模組化次系統包含一照明光學模組801，此可以包含一射束源802和射束準直化系統803、一孔隙陣列及聚光器透鏡模組804，其包含孔隙陣列805和聚光器透鏡(condenser lens)陣列806、一射束切換模組807，包含小射束消隱器(blanker)陣列808、以及投射光學模組809，其包含射束阻擋陣列810、射束偏轉陣列811、以及投射透鏡陣列812。
前文所述之最終投射系統可以包含投射透鏡陣列812。
該等模組可以被設計成以滑動的方式裝載入一對齊框架之中或自其卸下。在顯示於圖8的實施例之中，該對齊框架可以包含一對齊內側子框架813及一對齊外側子框架814。
前文之中，其提及懸架係用以將最終投射系統與一框架71連接。在圖8之中，其並未顯示此連接，故亦未顯示該等懸架。然而，框架71可以對應至對齊內側子框架813或對齊外側子框架814。
一主框架815可以透過減震裝架816支撐對齊子框架813和814。晶圓或標靶被擱置於晶圓臺817之上，該晶圓臺817又被安置於卡盤13之上。為求清楚起見，前文並未提及晶圓臺817。卡盤13位於短衝程818及長衝程819平台之上。短衝程818及長衝程819平台二者在前文之中被稱為致動器系統。
微影機器可以被封閉於真空室820之中，其可以包含一或多層姆金屬(mu metal)蔽護層821。該系統可以被置於基座平板822之上且可以藉由框架構件823加以支撐。
每一模組均可能需要大量的電氣信號及/或光學信號，以及電力以供其運作。位於真空室內部的模組可以自一處理器單元824接收該等信號，該處理器單元824通常係設置於處理室外部。
圖案化射束可以被準直儀透鏡系統803加以準直化。經過準直化之射束照射於一孔隙陣列805之上，其阻擋部分之射束以產生複數小射束，例如至少二小射束。然而，該微影系統可以被配置成用以產生大量小射束，較佳之實施方式係大約10,000至1,000,000個小射束。
該等小射束可以通過一聚光器透鏡陣列806，其可以將該等小射束聚焦於一射束消隱器陣列808的平面之中，射 束消隱器陣列808包含複數消隱器以偏轉一或多個小射束。
被偏轉及未被偏轉的小射束可以抵達射束阻擋陣列810，其可以具有複數孔隙。小射束消隱器陣列808以及射束阻擋陣列810可以共同運作以阻擋小射束或讓其通過。若小射束消隱器陣列808偏轉一小射束，則其將不會通過射束阻擋陣列810中的對應孔隙，而是被擋下。但若小射束消隱器陣列808並未偏轉一小射束，則其將通過射束阻擋陣列810中的對應孔隙，並穿越射束偏轉器陣列811以及投射透鏡陣列812。射束偏轉器陣列811可以提供每一小射束在x及/或y方向上之偏轉，大致垂直於未偏轉小射束之方向，以在標靶的表面上掃描該等小射束。
該等小射束可以通過投射透鏡陣列812而可以被投射至標靶之上。投射透鏡陣列812較佳之實施方式係提供25至500倍級數的縮倍(取決於預定之電光學佈局)。該等小射束可以照射至標靶的表面上，標靶位於用以攜載標靶的可移動卡盤13之上。對於微影應用，標靶通常是一晶圓，配具帶電微粒敏感層或抗拒層。
微影系統可以運作於一真空環境之中。其需要真空以排除微粒，該等微粒可能被射束離子化而被吸引至源頭、可能分解而沉積於機器組件上、以及可能使射束分散。為了維持真空環境，該微影系統可以被設置於一真空室之中。微影系統的所有主要構件較佳之實施方式係被容納於一共同的真空室之中，包含射束源、光學腔體以及可移動卡盤。
一習知微影系統顯示於圖9之中。微影系統1001包含一帶電微粒射束源1002，其發射出一帶電微粒射束1003。帶電微粒射束1003在照射至一孔隙陣列1005之前穿過一準直儀1004。該孔隙陣列將射束分成眾多帶電微粒小射束1006，被聚光器陣列1007凝聚。在射束消隱器陣列1008處，個別小射束可以被消隱，意即，可以被個別地偏轉，使得其稍後在其軌道中遭遇射束阻擋陣列1009，而非穿越射束阻擋陣列1009中的孔隙。未被消隱的小射束之後穿過一掃描偏轉器1010，其被調構以對該等小射束提供一掃描偏轉。在其軌道末端處，未被消隱的小射束通過一聚焦透鏡陣列1011，其被調構成將該等小射束聚焦於一標靶1012，例如一晶圓，之一表面上。該標靶被置放於一可移動的標靶載體1013之上，標靶載體1013被調構成沿一長衝程方向L，利用一長衝程致動器，相對於光學腔體1014移動該標靶。該標靶載體更被調構成藉由一短衝程致動器沿一短衝程方向S移動該標靶。該短衝程致動器可以另包含一6自由度致動器，以在三個正交方向上微調該標靶之平移，並用以沿三個正交軸微調該標靶之旋轉。基本上，其在將標靶1012暴露至小射束時，藉由利用長衝程致動器在光學腔體1014下方移動標靶而以一逐條進行之形式曝顯標靶1012，該等小射束可以藉由掃描偏轉器1010沿短衝程方向在條狀區域寬度方向上偏轉。當一整個條狀區域因此已被圖案化之時，短衝程致動器可被用以移動標靶一距離，該距離相當於條狀區域在S方向之寬度，而後可以處 理下一個條狀區域。
當結構跨越超過一條狀區域，或者當標靶中之一條狀區域預定被處理多回，例如當圖案化一半導體元件的不同疊層之時，堆置的疊層之間可以在一預定的精確度之內對齊是相當重要的。此對齊可以藉由使標靶1012精確地相對於光學腔體1014定位而達成。
圖10顯示使用於一微影系統中之一先前技術位置量測系統之一示意性上視圖，其中光學腔體1014之位置係相對於攜載標靶1012之一標靶載體1013進行量測。標靶1012沿著長衝程方向L被劃分成條狀區域。標靶之圖案化可以在標靶中的點P1被置於一微影系統的光學腔體1014的下方時開始進行。由於小射束的掃描偏轉，當標靶1012藉由微影系統的長衝程致動器被移到光學腔體1014下方之時，小射束可以抵達條狀區域中的任何部分。當標靶1012的點P2位於光學腔體1014的下方之時，短衝程致動器可被用以往一垂直於長衝程方向L的方向上移動標靶，使得標靶中之點P3被置於光學腔體1014的正下方，而後可以進行下一條狀區域之處理。標靶載體1013配具平直邊緣1015、1016，或反射鏡，其中邊緣1015垂直於長衝程方向L，而邊緣1016則是垂直於短衝程方向S。邊緣1015、1016被調構以分別反射來自干涉儀1020、1022的一或多個射束1021a、1021b、1023a、1023b以追蹤該干涉儀分別與標靶載體1013的邊緣1015及1016之間的距離變化。根據該等距離中的任何變化，計算標靶1012相對於光學腔體1015 之位置，換言之，其係根據沿長衝程或短衝程方向的距離變化，間接地取得該位置。該距離的任何改變均將導致計算位置之改變，即使距離之改變並非肇因於系統的長衝程或短衝程致動器亦然。例如，當邊緣1015變形之時，改變邊緣的傾斜及/或改變投射於邊緣1015上的干涉儀射束1021a之聚焦，標靶1012相對於光學腔體1014的計算位置均將改變。此外，干涉儀1020之位置或方位上的任何變化均亦將影響計算出之位置。
圖11A顯示依據本發明之一基板1045之一實施例。基板1045包含一至少局部反射性表面1040，被調構成至少局部地反射一射束，諸如一具有高斯射束形狀之射束。在實施例之中，其顯示表面1040包含氧化矽或者二氧化矽，較佳之實施方式係塗覆一反射性金屬，且配具射束吸收結構1041a、1041b、1042a、1042b、1043a、1043b以及1044a、1044b，其被調構成至少局部地吸收具有波長A，例如640奈米，之一射束。結構1041a、1041b、1042a、1042b、1043a、1043b以及1044a、1044b與表面1040共同構成一位置標誌沿其縱長方向L延伸。在較佳的實施方式之中，基板被配置於一微影系統之中，例如圖9之中所示之系統，且其縱長方向L順沿著該微影系統的長衝程方向。此等大致長方形之結構1041a、1041b、1042a、1042b、1043a、1043b以及1044a、1044b被間隔排列以隨著表面上射束之射束光斑1050之位置改變射束之反射強度。介於任何二結構之間的距離均小於波長A，且小於或等於射束光斑之寬度w，其被 定義成射束光斑沿方向L的最大尺寸。因此，在射束光斑位於圖案內的任何時候，其係位於直接毗鄰結構處或者是投射於一或多個該等結構之上。結構之圖案以一週期D重複，該週期大於射束光斑1050之寬度w。在此實施例之中，當對齊射束投射於其上之時，相鄰結構之間的距離與結構能夠吸收之光的總量有關。具有較大區域1041a、1041b和1042a、1042b的結構比具有較小區域的結構1043a、1043b和1044a、1044b被排列成彼此更接近，該等區域係用以吸收射束。此外，二結構之間的間距，例如，從一第一結構之一最左側側邊到一相鄰第二結構之一最左側側邊的距離，隨結構之區域而改變。
圖11B顯示圖11A之基板之一反射射束強度曲線圖。反射射束之強度I在射束1050光斑之中無任何部分被投射於一結構上時最高，例如沿縱軸的點1061處，而當射束光斑位於沿縱軸L上的點1062處之時最低，在此點處，射束之大部分被結構1041a、1041b、和1042a、1042b吸收。當位置標誌被具有一大致固定強度之射束照射且射束光斑沿方向L行進之時，反射射束之強度符合一如圖所示之正弦函數，即使當射束光斑具有一高斯形狀時亦然。反射信號因此提供在圖案之一週期內射束光斑之位置之一參考。
有關射束光斑在基板上的位置之資訊以反射光束之強度之形式被編碼於基板之中。表面的微小變形或者介於對齊射束源與表面間之距離變化並未實質上改變反射射束之強度，因此並未實質影響位置量測。此外，對於位置和聚 焦及/或射束源位置穩定性之限制可以相當寬鬆，因為聚焦深度或投射角度上的微小變化並不會實質影響所產生之強度曲線之形狀。
圖12A、12B及12C顯示一依據本發明之基板之實施例。圖12A顯示具有同一寬度b之結構1071a、1071b、1072a、1072b、1073a、1073b、1074a、1074b、1075a、及1075b，蝕刻於一包含磨光二氧化矽之基板1090之一局部反射性表面1070之上。該等結構之寬度b小於基於定位用途而照射基板1090之一射束之波長。結構1071a、1071b、1072a、1072b、1073a、1073b、1074a、1074b、1075a、及1075b以一週期a重複，該週期a大於基板1090上之射束之光斑1095之直徑w1。當射束具有一高斯射束形狀之時，射束之直徑被以相關技術習知之方式決定為w1，例如，藉由在其最大強度的一半處，決定射束之完整寬度。介於相鄰結構之二最左側邊緣間之一距離c沿基板1090之縱長方向L改變，使得被基板反射的射束強度沿縱長方向L改變。介於二相鄰結構間的最大距離等於射束光斑1095之直徑w1。在一實施例之中，此最大距離亦可以是小於直徑w1。
圖12B顯示一依據本發明之基板1091，其中該等結構1076a、1077a、1078a、1079a之最左側邊緣均對齊一虛擬網格點，該等虛擬網格點沿縱長方向以一距離c彼此等距排列。該等結構形成一具有週期a之週期性圖案，且各自均具有一寬度。該等結構之寬度沿縱長方向L以正弦曲線之形式變動。在該圖案的一個週期長度之內，介於二相鄰結構 1077a、1078a之二最左側邊緣之距離異於介於二其他相鄰結構1079a、1079b之二最左側邊緣之距離，換言之，其距離分別是c和3乘c。因此，當直徑係大於c之w2的射束光斑1096投射於基板之上但並未照射到基板上的結構之時，如圖中所示，反射射束將具有一最大反射強度。依據此實施例之基板特別易於製造，因為結構對齊於規則之網格。
在圖12C之中，相鄰結構之間從最左側邊緣到最左側邊緣之距離沿基板1092之縱長方向L變動，且結構1080a、1080b、1081a、1081b、1082a、1082b、1083a、1083b本身之寬度b亦沿縱長方向L變動。無二相鄰結構間隔超過射束光斑1097之直徑w3。
圖12D顯示一依據本發明之基板1093之一實施例，其包含一局部反射性表面1070，其上以具有週期a的週期性陣列之形式提供結構1084a、1084b、1085a、1085b、1086a、1086b、1087a、1087b以及1088a、1088b。對於結構1084a、1084b、...、1088a、1088b中之一週期性配對，其提供同一材料。結構1084a、1085a、1086a、1087a及1088a全部均包含具有不同反射係數之不同材料。結構之間的間距c沿縱長方向相等，且結構亦沿縱長方向具有一大致相等之寬度。反射射束之強度取決於射束光斑1098在基板上之位置。
圖13示意性地顯示一依據本發明之定位裝置1500，用以偵測位於一依據本發明之基板1513上之一射束光斑1550之對齊及位置。該基板包含一局部反射性表面，該表面具 有一大致固定之反射係數，且配具射束吸收結構1571，其沿縱長方向L改變基板之鏡面式反射係數。一預定波長之光束1511通過射束分離器1536，並被透鏡1512聚焦於基板1513上之一光斑，且在此被局部反射。反射射束之強度被射束強度偵測器1519所偵測。曲線圖1560顯示當基板沿縱長，或長衝程，方向L移動之時，偵測到的射束強度相對於基板上之光斑位置之一描繪。該定位裝置被調構成用於依據本發明之基板上之一射束光斑之對齊，例如藉由沿方向L相對於該定位裝置移動基板，直到在偵測到的光線強度中已然抵達一預定之峰值為止。利用一包含一依據本發明之基板的標靶，其因此有可能可再現地且精確地相對於對齊射束將基板移動至一預定位置。此特別適用於當數個圖案之疊層在同一標靶的不同處理階段期間被堆置之時。一旦標靶已被對齊，則可以利用諸如干涉儀之相關技術已知之其他位置量測裝置追蹤位置。
或者，該定位裝置可被用以在標靶的處理期間，例如在一微影系統中之一標靶之製備及/或曝顯期間，根據在偵測到的強度信號中所遇到的峰值數目，追蹤基板上之射束之位置。根據所遇到的峰值數目以及實際偵測到的強度數值，能夠決定一甚至更加精確之位置。
其應可以理解，依據本發明之一特色，可以依據前述其中一實施例提供一微影系統，其中前述之標靶包含一如前所述之基板。其中，標靶位置標誌及/或卡盤位置標誌可以是等同於此文件之中所述之至少局部反射性位置標誌。
本發明之若干實施例亦可以藉由以下條文描述之：
1]使用於微影系統中之基板，該基板配具一至少局部反射性位置標誌，該位置標誌包含一由結構所構成之陣列，該陣列沿該標誌之一縱長方向延伸，其中該結構被配置成沿該縱長方向改變該標誌之一反射係數，其中該反射係數係針對一預定波長決定，特徵在於一介於該陣列之一第一結構與該陣列中相鄰該第一結構之一第二結構間之間距異於一介於該第二結構與該陣列中相鄰該第二結構之一第三結構間之間距，且其中介於沿該縱長方向之相鄰結構間的間距符合沿該縱長方向之該結構之位置之一正弦函數。
2]依據條文1之基板，其中該結構被配置成沿該縱長方向變動該標誌之一鏡面式反射係數。
3]依據條文2之基板，其中該結構被調構成藉由在該標誌內的較高級數繞射之多重反射而大致吸收該較高級數繞射。
4]依據前述任一條文之基板，其中該結構各自均具有一沿該縱長方向之寬度，該寬度小於該預定波長，且其中一介於沿該縱長方向相鄰結構之間的距離小於該預定波長。
5]依據前述任一條文之基板，其中該基板包含一晶圓。
6]依據前述任一條文之基板，其中該結構對齊於沿縱長方向上的等距間隔點之上。
7]依據條文4之基板，其中該結構中之一第一結構沿 縱長方向具有一異於該結構中之一第二結構之不同寬度。
8]依據條文1至6之中任一項之基板，其中該結構具有大致相等之尺寸，該結構較佳的實施方式係具有長方形之形狀。
9]依據條文8之基板，其中該標誌沿該縱長方向的相鄰結構之間的距離大致等於一結構之一寬度。
10]依據條文9之基板，其中沿該縱長方向之相鄰結構間之一最大距離最多是610奈米，較佳之實施方式係位於一590奈米至610奈米的範圍之內，較佳之實施方式係大致等於600奈米。
11]依據前述任一條文之基板，被調構成協同一定位系統運作，該定位系統被調構成發出一光束至該基板上以在該基板上產生一射束光斑，其中該光束具有一等於該預定波長之波長，其中沿該縱長方向的相鄰結構間之一最大距離最多等於該射束光斑之直徑。
12]依據條文11之基板，其中該光束具有一大致高斯形狀。
13]依據前述任一條文之基板，其中該結構形成一沿該縱長方向重複之結構之週期性圖案，且其中該圖案之週期大於該射束光斑之直徑，較佳之實施方式係至少其二倍大。
14]依據條文13之基板，其中該結構之週期性圖案具有一2微米之週期。
15]依據條文11至14之中任一項之基板，其中介於相鄰結構間的間距小於或等於射束光斑之直徑。
16]依據條文11至15之中任一項之基板，其中該結構之尺寸及排列被配置成使得反射係數以沿該縱長方向之位置標誌上的射束光斑位置之一正弦曲線函數之形式變化。
17]依據前述任一條文之基板，其中該基板自單一材料被形成為一積體單元。
18]依據條文1至16之中任一項之基板，其中該結構中之一第一結構包含一第一材料，而該結構中之一第二結構包含一第二材料，該第二材料具有一異於該第一材料之不同反射係數。
19]依據前述任一條文之基板，其中該波長之位置標誌之一區域之一最大反射係數大致等於1。
20]用於決定依據條文1至19之中任一項之基板之位置標誌上之射束位置的定位裝置，該定位裝置包含：一射束源，被配置成用以提供該預定波長之一光束；一射束強度偵測器，被配置成用以決定一反射光束之一強度，其中該反射光束係藉由該位置標誌上之光束之反射而產生；以及一光學系統，被配置成用以將光束聚焦於位置標誌之上並用以將該反射光束導引至該射束強度偵測器之上，其中該射束強度偵測器被配置成用以針對該反射光束之第零級反射偵測一光束強度且被調構成用以提供反射射束強度之一信號表示方式。
21]用於處理標靶之微影系統，該系統包含一依據條文1至19之中任一項之基板，該系統包含： 一對齊射束源，被配置成用以提供該預定波長之一對齊光束；一對齊射束強度偵測器，被配置成用以決定一反射對齊光束之一強度，其中該反射對齊光束係藉由該位置標誌上之射束之反射而產生；以及一光學系統，被配置成用以將該對齊光束聚焦於位置標誌之上並用以將該反射對齊射束導引至該對齊射束強度偵測器之上，其中該對齊射束強度偵測器被配置成用以偵測該反射對齊射束之第零級反射之一對齊射束強度。
22]依據條文21之用於處理標靶之微影系統，另包含：一標靶載體，被調構成用以相對於該光學系統沿縱長方向移動標靶，其中該基板被提供於該標靶載體及/或該標靶之上；以及一處理單元，被調構成用以根據該反射對齊射束之偵測強度決定該基板相對於該光學系統之一對齊及/或位置。
23]依據條文22之用於處理標靶之微影系統，另包含：一光學腔體，被調構成用以將一或多個曝顯射束投射於標靶上，其中該光學系統被接附至該光學腔體。
24]依據條文23之用於處理標靶之微影系統，其中該光學腔體被調構成用以將眾多帶電微粒曝顯射束投射至標靶，且其中該光學系統被固定於該光學腔體之一下行部分或其附近，較佳之實施方式係在其一外側曝顯射束的100微米距離之內。
25]依據條文21至24之中任一項之用於處理標靶之微影系統，其中，至少在使用期間，該光學系統被配置於距該基板一2毫米或更小之距離處。
26]依據條文21至25之中任一項之用於處理標靶之微影系統，其中該光學系統被配置成用以將該對齊射束投射至該基板上並大致垂直於該基板。
27]用於在預定被射束照射之大致反射性基板上製造對齊及/或定位標誌的方法，包含以下步驟：提供結構於該基板之上，該結構各自均被配置成距一相鄰結構一射束波長之距離，該結構被調構成大致吸收入射射束之能量。
28]依據條文27之用於在預定被射束照射之大致反射性基板上製造對齊及/或定位標誌的方法，其中該結構以彼此相距不同距離及/或間距的形式被提供於該基板之上。
29]依據條文27或28之用於在預定被射束照射之大致反射性基板上製造對齊及/或定位標誌的方法，其中該結構形成具有一大於該射束之一射束光斑之直徑之週期的圖案。
30]用於在依據條文1至19之中任一項之基板上之射束光斑的對齊及/或位置決定的方法，該方法包含：以一光束照射該基板；偵測該光束之一鏡面式反射之一強度；以及根據該偵測強度，決定該基板相對於該射束光斑之一位置及/或對齊。
31]依據條文30之方法，另包含一個利用另一量測系統量測該基板之一位置之步驟，其中該基板之位置及/或對齊係另外根據該另一量測系統之量測而被決定。
其可以理解，前述使用電子射束圖案化一標靶之微影系統之實施例亦可以被套用於使用光束圖案化一標靶之微影系統，唯可依據情況進行必要之修改。
其應理解，前述之說明係用以例示較佳實施例之運作，而非用以限制本發明之範疇。基於以上之說明，許多變異對於相關領域之熟習者將顯而易見，該等變異亦涵蓋於本發明的精神和範疇之中。
11‧‧‧最終投射系統
12‧‧‧表面
13‧‧‧卡盤
14‧‧‧卡盤位置鏡
15‧‧‧差動式干涉儀
16‧‧‧最終投射系統位置鏡
17‧‧‧標誌定位系統
18‧‧‧圖案化射束
21‧‧‧射束量測感測器
22‧‧‧卡盤位置標誌
23‧‧‧標靶
24‧‧‧標靶位置標誌
25‧‧‧曝顯場域
31‧‧‧表面
32‧‧‧入射光斑
33‧‧‧參考射束框架
51‧‧‧差動式電容性高度量測系統
52‧‧‧第一量測電極
53‧‧‧第二量測電極
54‧‧‧防護結構
55‧‧‧圓形開孔
61‧‧‧第一對齊感測器
62‧‧‧第二對齊感測器
63‧‧‧支撐環
64‧‧‧射束軸
65‧‧‧對齊光束軸
71‧‧‧框架
72‧‧‧懸架
73‧‧‧位置標誌
74‧‧‧區域
401‧‧‧光源
402‧‧‧雷射
403‧‧‧對齊光束
404‧‧‧光纖
405‧‧‧光學系統
406‧‧‧準直儀透鏡
407‧‧‧射束分離器
408‧‧‧聚焦透鏡
409‧‧‧反射對齊光束
410‧‧‧光亮強度偵測器
411‧‧‧四分之一波板
412‧‧‧偏光鏡
413‧‧‧透明平板
801‧‧‧照明光學模組
802‧‧‧射束源
803‧‧‧射束準直化系統
804‧‧‧聚光器透鏡模組
805‧‧‧孔隙陣列
806‧‧‧聚光器透鏡陣列
807‧‧‧射束切換模組
808‧‧‧小射束消隱器陣列
809‧‧‧投射光學模組
810‧‧‧射束阻擋陣列
811‧‧‧射束偏轉陣列
812‧‧‧投射透鏡陣列
813‧‧‧對齊內側子框架
814‧‧‧對齊外側子框架
815‧‧‧主框架
816‧‧‧減震裝架
817‧‧‧晶圓臺
818‧‧‧短衝程
819‧‧‧長衝程
820‧‧‧真空室
821‧‧‧姆金屬蔽護層
822‧‧‧基座平板
823‧‧‧框架構件
824‧‧‧處理器單元
1001‧‧‧微影系統
1002‧‧‧帶電微粒射束源
1003‧‧‧帶電微粒射束
1004‧‧‧準直儀
1005‧‧‧孔隙陣列
1006‧‧‧帶電微粒小射束
1007‧‧‧聚光器陣列
1008‧‧‧消隱器陣列
1009‧‧‧射束阻擋陣列
1010‧‧‧掃描偏轉器
1011‧‧‧聚焦透鏡陣列
1012‧‧‧標靶
1013‧‧‧標靶載體
1014‧‧‧光學腔體
1015‧‧‧邊緣
1016‧‧‧邊緣
1020‧‧‧干涉儀
1021a、1021b‧‧‧射束
1022‧‧‧干涉儀
1023a、1023b‧‧‧射束
1040‧‧‧表面
1041a、1041b‧‧‧射束吸收結構
1042a、1042b‧‧‧射束吸收結構
1043a、1043b‧‧‧射束吸收結構
1044a、1044b‧‧‧射束吸收結構
1045‧‧‧基板
1050‧‧‧射束光斑
1061‧‧‧點
1062‧‧‧點
1070‧‧‧局部反射性表面
1071a、1071b‧‧‧結構
1072a、1072b‧‧‧結構
1073a、1073b‧‧‧結構
1074a、1074b‧‧‧結構
1075a、1075b‧‧‧結構
1076a、1076b‧‧‧結構
1077a、1077b‧‧‧結構
1078a、1078b‧‧‧結構
1079a、1079b‧‧‧結構
1080a、1080b‧‧‧結構
1081a、1081b‧‧‧結構
1082a、1082b‧‧‧結構
1083a、1083b‧‧‧結構
1084a、1084b‧‧‧結構
1085a、1085b‧‧‧結構
1086a、1086b‧‧‧結構
1087a、1087b‧‧‧結構
1088a、1088b‧‧‧結構
1090‧‧‧基板
1091‧‧‧基板
1092‧‧‧基板
1093‧‧‧基板
1095‧‧‧射束光斑
1096‧‧‧射束光斑
1097‧‧‧射束光斑
1098‧‧‧射束光斑
1500‧‧‧定位裝置
1511‧‧‧光束
1512‧‧‧透鏡
1513‧‧‧基板
1519‧‧‧射束強度偵測器
1536‧‧‧射束分離器
1550‧‧‧射束光斑
1560‧‧‧曲線圖
1571‧‧‧射束吸收結構
本發明之說明將基於顯示於附錄圖式中之一示範性實施例，其中：圖1顯示依據本發明之一微影系統之實施例之部件之一示意性概圖；圖2顯示一卡盤之實施例之一示意性上視圖；圖3顯示一射束量測感測器之實施例之一示意性上視圖；圖4示意性地顯示一依據本發明一實施例之對齊感測器之一概圖；圖5示意性地顯示一依據本發明一實施例之差動式電容性高度量測系統51之一部分之一實施例之視圖；圖6示意性地描繪依據本發明之一微影系統之一實施例之一截面的一部分； 圖7顯示一依據本發明一實施例之位置標誌之一示意性概圖，諸如一標靶位置標誌或一卡盤位置標誌；圖8顯示依據本發明一實施例之一微影系統之一示意性概圖；圖9顯示一先前技術之微影系統，其中可以使用依據本發明之基板；圖10顯示一先前技術定位系統，用以決定一標靶相對於一光學腔體之位置；圖11A顯示一依據本發明之基板，配具長方形射束吸收結構；圖11B顯示在圖11A之基板上沿縱長方向移動之一射束之一反射強度信號；圖12A、12B、12C及12D顯示一依據本發明之基板之實施例；而圖13示意性地顯示一定位裝置，被調構成提供一用以協同一依據本發明之基板運作之射束，且用以偵測該射束在該基板中之一反射之強度。
11‧‧‧最終投射系統
12‧‧‧表面
13‧‧‧卡盤
14‧‧‧卡盤位置鏡
15‧‧‧差動式干涉儀
16‧‧‧最終投射系統位置鏡
17‧‧‧標誌定位系統
18‧‧‧圖案化射束
63‧‧‧支撐環
64‧‧‧最終投射系統之射束軸
65‧‧‧對齊光束軸
71‧‧‧框架
72‧‧‧懸架
403‧‧‧對齊光束

Claims (19)

  1. 一種用於處理標靶的微影系統，該標靶包含其上配具一標靶位置標誌之一標靶表面，該微影系統包含：- 一射束源，被配置成用以提供一圖案化射束；- 一最終投射系統，被配置成用以利用該圖案化射束將一圖案投射於該標靶表面之上；- 一卡盤，被配置成用以托持該標靶；- 一致動器系統，被配置成用以相對於該最終投射系統在至少一維度上移動該卡盤；以及- 一標誌定位系統，被配置成用以偵測位於一表面上之一位置標誌，其中該標誌定位系統包含至少一對齊感測器，該至少一對齊感測器包含：- 一對齊射束光源，被配置成用以提供一對齊光束；- 一光亮強度偵測器，被配置成用以決定一反射對齊光束之一光亮強度，其中該反射對齊光束係藉由該表面上之該對齊光束之反射而產生；- 一光學系統，被配置成用以將該對齊光束聚焦於該表面上並用以將該反射對齊光束導引至該光亮強度偵測器之上；以及一差動式電容性高度量測系統，用以量測在該對齊感測器和該表面之間的距離並且包含一第一量測電極和一第二量測電極，其中該差動式電容性高度量測系統設有一圓形開孔，其中該圓形開孔被配置成允許該對齊光束及該反 射對齊光束通過該開孔，並且其中該第一量測電極和該第二量測電極圍住該開孔。
  2. 依據申請專利範圍第1項之微影系統，其中該差動式電容性高度量測系統進一步一防護結構(54)，其中該第一量測電極(52)、該第二量測電極(53)和該防護結構(54)彼此間均電性絕緣。
  3. 依據申請專利範圍第1項之微影系統，其中該第一量測電極和該第二量測電極各自具有一半月形之形狀且配置成圍住該圓形開孔(55)。
  4. 依據申請專利範圍第1項之微影系統，其中該高度量測系統被進一步配置成用以量測該對齊感測器系統相對於該表面之傾斜。
  5. 依據申請專利範圍第1項之微影系統，其中該光學系統包括用於將該對齊光束聚焦到該表面上之一聚焦透鏡以及另包含位於該聚焦透鏡與該表面之間的一透明平板，以及其中該高度量測系統被配置於該透明平板之上，其中該高度量測系統面對該表面。
  6. 依據申請專利範圍第1項之微影系統，其中該對齊射束光源包含一用以產生該對齊光束之雷射以及一用以將該對齊光束自該雷射導引至該光學系統之光纖。
  7. 依據申請專利範圍第1項或第2項之微影系統，其中該光學系統包含一射束分離器，被配置成用以將至少部分之該對齊光束導引向前述之表面，並用以將至少部分之該反射對齊光束導引向該光亮強度偵測器。
  8. 依據申請專利範圍第1項或第2項之微影系統，其中該對齊射束光源包含一用以將來自該光源的對齊光束準直化之準直儀透鏡。
  9. 依據申請專利範圍第1項或第2項之微影系統，其中該光學系統包括用於將該對齊光束聚焦到該表面上之一聚焦透鏡以及另包含用以將該反射對齊光束聚焦於該光亮強度偵測器之上的另一聚焦透鏡。
  10. 依據申請專利範圍第1項或第2項之微影系統，其中該光學系統另包含一光閘(diaphragm)，位於該射束分離器與該光亮強度偵測器之間。
  11. 依據申請專利範圍第7項之微影系統，其中：- 該對齊射束光源被配置成用以提供一偏極化對齊光束；- 該射束分離器係一偏極化射束分離器，被配置成用以將該偏極化對齊光束導引向該表面；- 該光學系統另包含一四分之一波板，被設置於介於該偏極化射束分離器與該表面之間的該對齊光束和該反射對齊光束二者之一光線路徑之中；以及- 該射束分離器另外被配置成用以將一偏極化反射對齊光束導引向該光亮強度偵測器。
  12. 依據申請專利範圍第1項或第2項之微影系統，其中由該對齊光束及該表面所界定之一入射角度等於90度。
  13. 依據申請專利範圍第1項或第2項之微影系統，其中該位置標誌包含至少一第一及一第二反射性區域，其中 該第一反射性區域具有一高於該第二反射性區域之反射係數。
  14. 依據申請專利範圍第13項之微影系統，其中該對齊射束光源被配置成用以提供一具有一特定波長之對齊光束，且該第一及第二反射性區域中的至少一者包含尺寸小於該特定波長之結構。
  15. 依據申請專利範圍第1項或第2項之微影系統，其中該標誌定位系統透過一支撐體連接至該最終投射系統，其中該支撐體支撐該最終投射系統和該標誌定位系統二者。
  16. 依據申請專利範圍第15項之微影系統，其中介於該標誌定位系統之射束軸與該最終投射系統之射束軸之間的距離係位於10至100毫米的範圍之中。
  17. 依據申請專利範圍第1項或第2項之微影系統，其中該光亮強度偵測器被配置成用以根據一偵測到的光亮強度提供光亮強度資訊，且該標誌定位系統另包含一處理單元，該處理單元被配置成用以：- 控制該致動器；- 接收該光亮強度資訊；以及- 偵測該位置標誌之一位置。
  18. 一種用於操作用於處理標靶的微影系統的方法，該微影系統係依據申請專利範圍第1項，該標靶包含一標靶表面且其上配具一標靶位置標誌，該方法包含：- 使用該高度量測系統，用以量測在該對齊感測器和該 表面之間的距離，- 根據測量到的該距離，控制在該表面和該對齊感測器之間的該距離以用於將一對齊光束聚焦於該表面之上；- 導引一反射對齊光束至一光亮強度偵測器之上，其中該反射對齊光束係藉由該對齊光束在該表面上的反射而產生；- 移動該表面；- 根據藉由該光亮強度偵測器所偵測的該反射對齊光束的光亮強度來偵測該位置標誌的該位置。
  19. 一種對齊感測器，包含：- 一光源(401)，用以提供一對齊光束(403)；- 一光學系統(405)，被配置成用以將該對齊光束聚焦於一表面之上，其中一反射對齊光束係藉由該表面上之該對齊光束之反射而產生；- 一光亮強度偵測器(410)，被配置成用以決定該反射對齊光束之一光亮強度；其中該光學系統(405)被進一步配置成用以將該反射對齊光束導引至該光亮強度偵測器之上，該對齊感測器進一步包含：一差動式電容性高度量測系統(51)，用以量測在該對齊感測器和該表面之間的距離並且包含一第一量測電極(52)和一第二量測電極(53)，其中該差動式電容性高度量測系統(51)設有一圓形開孔(55)，其中該圓形開孔被配置成允許該對齊光束及該反射 對齊光束通過該開孔，並且其中該第一量測電極和該第二量測電極圍住該開孔。
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