台湾专利TW201312291A 微影裝置及元件製造方法

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本發明提供一種微影裝置，且該微影裝置經組態以將一經圖案化輻射光束投影至一基板上。該裝置具有：一量測系統，其用以提供與該基板上之一抗蝕劑層之一厚度有關的量測資料；及一控制器，其用以基於該量測資料而控制該微影裝置之操作，使得控制待投影至該基板上之該經圖案化光束中之一輻射強度位準。
公开号:TW201312291A
申请号:TW101129408
申请日:2012-08-14
公开日:2013-03-16
发明作者:Arno Jan Bleeker；Winter Laurentius Cornelius De
申请人:Asml Netherlands Bv；
IPC主号:G03F7-00

专利说明:
微影裝置及元件製造方法
本發明係關於一種微影裝置及一種用於製造元件之方法。
微影裝置為將所要圖案施加至基板或基板之部件上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)、平板顯示器及具有精細特徵之其他元件或結構之製造中。在習知微影裝置中，可被稱作光罩或比例光罩之圖案化元件可用以產生對應於IC、平板顯示器或其他元件之個別層之電路圖案)。可(例如)經由成像至提供於基板(例如，矽晶圓或玻璃板)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而將此圖案轉印於基板(之部件)上。
代替電路圖案，圖案化元件可用以產生其他圖案，例如，彩色濾光器圖案或圓點矩陣。代替習知光罩，圖案化元件可包含圖案化陣列，圖案化陣列包含產生電路或其他適用圖案之可個別控制器件陣列。此「無光罩」系統相比於習知以光罩為基礎之系統的優點在於：可更快地且成本更少地提供及/或改變圖案。
因此，無光罩系統包括可程式化圖案化元件(例如，空間光調變器、對比元件，等等)。可程式化圖案化元件經程式化(例如，電子地或光學地)以使用可個別控制器件陣列來形成所要經圖案化光束。可程式化圖案化元件之類型包括微鏡陣列、液晶顯示器(LCD)陣列、光柵光閥陣列、自發射對比元件陣列，及其類似者。
在一微影程序中，投影至形成於基板上之抗蝕劑層上之輻射的一比例可自該抗蝕劑層被返回重新引導(例如，反射)。舉例而言，一些輻射可自抗蝕劑之下部表面反射，即，在抗蝕劑與基板之間的界面或介入於抗蝕劑與基板之間的另一層處反射。入射輻射與經重新引導輻射之疊加可在抗蝕劑層內引起駐波。此情形可造成一或多個問題。
舉例而言，抗蝕劑層之表面處之駐波的強度可取決於抗蝕劑層之厚度且視情況取決於形成於基板上之一或多個其他層之厚度，且因此，自抗蝕劑層被返回重新引導之輻射之強度可取決於抗蝕劑層之厚度且視情況取決於形成於基板上之一或多個其他層之厚度。抗蝕劑層厚度之小改變可引起經重新引導輻射之強度之顯著改變。此經重新引導輻射將不會貢獻於抗蝕劑之曝光劑量。因此，對於投影至抗蝕劑層上之輻射光束之給定強度，抗蝕劑之厚度之改變可引起藉由抗蝕劑接收之曝光劑量之改變。此情形又可影響所形成之圖案之特徵的臨界尺寸(CD)。因此，基板上之抗蝕劑層之厚度的變化可引起臨界尺寸均一性(CDU)之劣化，此情形係不理想的。
為了避免臨界尺寸均一性之縮減，可需要縮減橫越基板之抗蝕劑層之厚度的變化。然而，此情形可困難及/或昂貴，尤其是對於相對大基板。
或者或另外，可使用所謂底部抗反射塗層(bottom anti reflection coating,BARC)，以便縮減輻射自抗蝕劑層之下部表面之反射。然而，此情形可引起額外程序成本，此係因為有必要對基板執行額外程序。
或者或另外，可藉由使用具有相對寬廣頻寬之輻射源來縮減或克服該問題。此係因為輻射自抗蝕劑層之重新引導取決於抗蝕劑層相對於輻射之波長之厚度。因此，若輻射源具有相對寬廣頻寬，則對於抗蝕劑層之任何特定厚度，輻射之一些波長將被相對強地重新引導且其他波長將被相對弱地重新引導。因此，寬頻輻射之總重新引導可能不會隨著抗蝕劑層之厚度之變化而極大地變化。然而，可需要使用相對狹窄頻寬輻射源，諸如，雷射二極體。
因此，舉例而言，需要提供一種系統，在該系統中，臨界尺寸均一性對抗蝕劑層之厚度之變化較不敏感。
根據本發明之一實施例，提供一種微影裝置，該微影裝置經組態以將一經圖案化輻射光束投影至一基板上，該裝置包含：一量測系統，其經組態以提供與該基板上之一抗蝕劑層之一厚度有關的量測資料；及一控制器，其經組態以基於該量測資料而控制該微影裝置之操作，使得控制待投影至該基板上之該經圖案化光束中之一輻射強度位準。
根據本發明之一實施例，提供一種元件製造方法，該元件製造方法包含：使用一微影裝置以將一經圖案化輻射光束投影至一基板上；獲得與該基板上之一抗蝕劑層之一厚度有關的量測資料；及基於該量測資料而控制該微影裝置之操作，以控制待投影至該基板上之該經圖案化光束中之輻射強度位準。
現在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，對應元件符號指示對應部件。
本發明之一實施例係關於一種微影裝置，該微影裝置可包括可程式化圖案化元件，可程式化圖案化元件可(例如)包含自發射對比元件陣列。可在全文據此以引用之方式併入本文中的PCT專利申請公開案第WO 2010/032224 A2號及美國專利申請公開案第US 2011-0188016號中找到關於此微影裝置之另外資訊。
圖1示意性地描繪微影裝置之部件的示意性橫截面側視圖。在此實施例中，微影裝置具有在X-Y平面中實質上靜止之可個別控制器件(如下文進一步所論述)，但無需為該狀況。微影裝置1包含用以固持基板之基板台2，及用以在高達6個自由度中移動基板台2之定位元件3。基板可為抗蝕劑塗佈基板。在一實施例中，基板為晶圓。在一實施例中，基板為多邊形(例如，矩形)基板。在一實施例中，基板為玻璃板。在一實施例中，基板為塑膠基板。在一實施例中，基板為箔片。在一實施例中，微影裝置適於捲輪式薄膜輸送製造(roll-to-roll manufacturing)。
微影裝置1進一步包含經組態以發射複數個光束之複數個可個別控制自發射對比元件4。在一實施例中，自發射對比元件4為輻射發射二極體，諸如，發光二極體(LED)、有機LED(OLED)、聚合物LED(PLED)或雷射二極體(例如，固態雷射二極體)。在一實施例中，可個別控制器件4中每一者為一藍紫色雷射二極體(例如，Sanyo型號DL-3146-151)。此等二極體可由諸如Sanyo、Nichia、Osram及Nitride之公司供應。在一實施例中，二極體發射(例如)具有約365奈米或約405奈米之波長之UV輻射。在一實施例中，二極體可提供選自0.5毫瓦特至200毫瓦特之範圍之輸出功率。在一實施例中，雷射二極體(裸晶粒)之大小係選自100微米至800微米之範圍。在一實施例中，雷射二極體具有選自0.5平方微米至5平方微米之範圍之發射面積。在一實施例中，雷射二極體具有選自5度至44度之範圍之發散角。在一實施例中，二極體具有用以提供大於或等於約6.4×10⁸ W/(m²．sr)之總亮度之組態(例如，發射面積、發散角、輸出功率，等等)。
自發射對比元件4配置於框架5上且可沿著Y方向及/或X方向而延伸。雖然展示一個框架5，但微影裝置可具有複數個框架5，如圖2所示。透鏡12進一步配置於框架5上。框架5在X-Y平面中實質上靜止，且因此，自發射對比元件4及透鏡12在X-Y平面中實質上靜止。框架5、自發射對比元件4及透鏡12可藉由致動器7在Z方向上移動。或者或另外，透鏡12可藉由與此特定透鏡有關之致動器在Z方向上移動。視情況，每一透鏡12可具備一致動器。
自發射對比元件4可經組態以發射光束，且投影系統12、14及18可經組態以將光束投影至基板之目標部分上。自發射對比元件4及投影系統形成光學柱。微影裝置1可包含致動器(例如，馬達)11以相對於基板來移動光學柱或其部件。經配置有場透鏡14及成像透鏡18之框架8可用致動器而可旋轉。場透鏡14與成像透鏡18之組合形成可移動光學件9。在使用時，框架8(例如)在圖2中之箭頭所示之方向上圍繞其自有軸線10而旋轉。框架8係使用致動器11(例如，馬達)圍繞軸線10而旋轉。另外，框架8可藉由馬達7在Z方向上移動，使得可移動光學件9可相對於基板台2而位移。
具有孔隙之孔隙結構13可在透鏡12與自發射對比元件4之間位於透鏡12上方。孔隙結構13可限制透鏡12、關聯自發射對比元件4及/或鄰近透鏡12/自發射對比元件4之繞射效應。
可藉由旋轉框架8且同時地在光學柱下方移動基板台2上之基板而使用所描繪裝置。當透鏡12、14及18彼此實質上對準時，自發射對比元件4可將光束發射通過該等透鏡。藉由移動透鏡14及18，使光束在基板上之影像遍及基板之部分進行掃描。藉由同時地在光學柱下方移動基板台2上之基板，基板之經受自發射對比元件4之影像的部分亦移動。藉由在控制器之控制下以高速度「接通」及「關斷」自發射對比元件4(例如，當自發射對比元件4「關斷」時不具有輸出或具有低於臨限值之輸出，且當自發射對比元件4「接通」時具有高於臨限值之輸出)、控制光學柱或其部件之旋轉、控制自發射對比元件4之強度且控制基板之速度，可將所要圖案成像於基板上之抗蝕劑層中。
圖2描繪具有自發射對比元件4的圖1之微影裝置的示意性俯視圖。類似於圖1所示之微影裝置1，微影裝置1包含：基板台2，其用以固持基板17；定位元件3，其用以在高達6個自由度中移動基板台2；對準/位階感測器19，其用以判定自發射對比元件4與基板17之間的對準，且用以判定基板17是否處於相對於自發射對比元件4之投影之位階。如所描繪，基板17具有矩形形狀，然而，或者或又，可處理圈狀基板。
自發射對比元件4配置於框架15上。自發射對比元件4可為輻射發射二極體，例如，雷射二極體，例如，藍紫色雷射二極體。如圖2所示，自發射對比元件4可經配置成在X-Y平面中延伸之陣列21。
陣列21可為狹長線。在一實施例中，陣列21可為自發射對比元件4之一維陣列。在一實施例中，陣列21可為自發射對比元件4之二維陣列。
可提供旋轉框架8，旋轉框架8可在箭頭所描繪之方向上旋轉。旋轉框架可具備透鏡14、18(圖1所示)以提供自發射對比元件4中每一者之影像。該裝置可具備致動器以相對於基板來旋轉包含框架8及透鏡14、18之光學柱。
圖3描繪旋轉框架8的高度示意性透視圖，旋轉框架8在其周界處具備透鏡14、18。複數個光束(在此實例中為10個光束)入射至該等透鏡中之一者上，且投影至藉由基板台2固持之基板17之目標部分上。在一實施例中，複數個光束係以直線之形式而配置。可旋轉框架可藉由致動器(圖中未繪示)圍繞軸線10而旋轉。由於可旋轉框架8之旋轉，光束將入射於順次透鏡14、18(場透鏡14及成像透鏡18)上，且將在入射於每一順次透鏡上之情況下被偏轉，藉此以便沿著基板17之表面之部分而行進，此將參看圖4予以更詳細地解釋。在一實施例中，每一光束係藉由一各別源(亦即，自發射對比元件，例如，雷射二極體(圖3中未繪示))產生。在圖3所描繪之配置中，光束係藉由分段鏡30偏轉及聚集，以便縮減光束之間的距離、藉此使較大數目個光束能夠投影通過同一透鏡且達成待在下文論述之解析度要求。
隨著可旋轉框架旋轉，光束入射於順次透鏡上，且每當透鏡受到光束輻照時，供光束入射於透鏡之表面上的位置便移動。因為光束取決於光束在透鏡上之入射位置而不同地(以(例如)不同偏轉)投影於基板上，所以光束(當到達基板時)將隨著每次通過一後繼透鏡而進行一掃描移動。參看圖4來進一步解釋此原理。圖4描繪可旋轉框架8之部件的高度示意性俯視圖。第一光束集合係藉由B1表示，第二光束集合係藉由B2表示，且第三光束集合係藉由B3表示。每一光束集合投影通過可旋轉框架8之各別透鏡集合14、18。隨著可旋轉框架8旋轉，光束B1在掃描移動中投影至基板17上，藉此掃描區域A14。相似地，光束B2掃描區域A24，且光束B3掃描區域A34。在藉由對應致動器對可旋轉框架8之旋轉的同時，基板17及基板台在方向D上移動，其可沿著如圖2所描繪之X軸，藉此實質上垂直於區域A14、A24、A34中之光束之掃描方向。由於藉由第二致動器在方向D上之移動(例如，藉由對應基板台馬達對基板台之移動)，當藉由可旋轉框架8之順次透鏡投影時光束之順次掃描被投影，以便彼此實質上鄰接，從而引起針對光束B1之每一順次掃描之實質上鄰接區域A11、A12、A13、A14(區域A11、A12、A13先前被掃描且A14當前被掃描，如圖4所示)、引起針對光束B2之每一順次掃描之區域A21、A22、A23及A24(區域A21、A22、A23先前被掃描且A24當前被掃描，如圖4所示)，且引起針對光束B3之每一順次掃描之區域A31、A32、A33及A34(區域A31、A32、A33先前被掃描且A34當前被掃描，如圖4所示)。藉此，在旋轉可旋轉框架8的同時，可隨著在方向D上基板之移動而覆蓋基板表面之區域A1、A2及A3。多個光束通過同一透鏡之投影會允許在較短時間範圍內處理整個基板(以可旋轉框架8之相同旋轉速度)，此係因為：對於對透鏡之每次通過，複數個光束用每一透鏡來掃描基板，藉此允許針對順次掃描在方向D上之位移增加。以不同觀點而言，對於給定處理時間，當多個光束經由同一透鏡而投影至基板上時，可縮減可旋轉框架之旋轉速度，藉此可能地縮減歸因於高旋轉速度之效應，諸如，可旋轉框架之變形、磨損、振動、擾動，等等。在一實施例中，複數個光束經配置為與透鏡14、18之旋轉之切線方向成角度，如圖4所示。在一實施例中，複數個光束經配置成使得每一光束重疊於或鄰接於鄰近光束之掃描路徑。
可在放寬容許度時發現多個光束藉由同一透鏡同時地投影之態樣之另外效應。歸因於透鏡之容許度(定位、光學投影，等等)，順次區域A11、A12、A13、A14(及/或區域A21、A22、A23及A24，及/或區域A31、A32、A33及A34)之位置可展示相對於彼此的某種程度之定位不準確度。因此，可能需要在順次區域A11、A12、A13、A14之間的某種程度之重疊。在一個光束之(例如)10%作為重疊之狀況下，處理速度將藉此在單一光束同時地通過同一透鏡之狀況下縮減達10%之相同因數。在5個或5個以上光束同時地投影通過同一透鏡之情形中，將針對每5個或5個以上經投影線提供10%之相同重疊(相似地參考上文之一個光束實例)，因此將總重疊縮減達大約5%或5%以上至2%或2%以下之因數，藉此具有對總處理速度之顯著較低效應。相似地，投影至少10個光束可將總重疊縮減達大約為原先的1/10之因數。因此，容許度對基板之處理時間之效應可因多個光束藉由同一透鏡同時地投影之特徵而縮減。或者或另外，可允許較多重疊(因此允許較大容許度帶)，此係因為其對處理之效應低(假如多個光束係藉由同一透鏡同時地投影)。
替代經由同一透鏡而同時地投影多個光束或除了經由同一透鏡而同時地投影多個光束以外，亦可使用交織技術，然而，此情形可能需要在透鏡之間的可比較更嚴格之匹配。因此，經由透鏡中之同一透鏡而同時地投影至基板上之至少兩個光束具有相互間隔，且微影裝置可經配置以操作第二致動器，以便相對於光學柱來移動基板以具有待投影於該間隔中之光束之後繼投影。
為了在方向D上縮減在群組中之順次光束之間的距離(藉此(例如)在方向D上達成較高解析度)，相對於方向D，可相對於彼此對角地配置該等光束。可藉由在光學路徑中提供分段鏡30而進一步縮減間隔，每一片段用以反射光束中之一各別光束，該等片段經配置以便相對於在入射於該等鏡上之光束之間的間隔來縮減在藉由該等鏡反射之光束之間的間隔。此效應亦可藉由複數個光纖達成，光束中每一者入射於該等光纖中之一各別光纖上，該等光纖經配置以便沿著光學路徑相對於在該等光纖上游之光束之間的間隔來縮減在該等光纖下游之光束之間的間隔。
另外，可使用具有複數個輸入之整合式光學波導電路來達成此效應，每一輸入用於接收光束中之一各別光束。整合式光學波導電路經配置以便沿著光學路徑相對於在整合式光學波導電路上游之光束之間的間隔來縮減在整合式光學波導電路下游之光束之間的間隔。
可提供用於控制投影至基板上之影像之聚焦的系統。可提供用以調整藉由呈如上文所論述之配置之光學柱之部件或全部投影的影像之聚焦的配置。
圖5描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。如圖所示，微影裝置包括雷射單元50，雷射單元50具有複數個雷射二極體單元，雷射二極體單元經組態以(例如)藉由光纖52將經圖案化輻射光束提供至靜止光學器件集合51。靜止光學器件集合51又將經圖案化光束輻射提供至諸如上文所論述之配置之旋轉光學器件集合53，旋轉光學器件集合53將經圖案化輻射光束投影至形成於基板W上之抗蝕劑層56上。控制器54將控制信號提供至雷射二極體以控制在每一瞬間藉由每一雷射二極體單元提供之輻射強度，以便將所要圖案提供於基板W上。
另外，微影裝置包括輻射強度感測器55，輻射強度感測器55為量測系統之部件且經組態以量測來自經圖案化輻射光束之輻射之強度，該輻射係自基板W上之抗蝕劑層56被返回重新引導(例如，反射)。
如圖5所示，可提供部分反射器57以將自抗蝕劑層56被返回重新引導之輻射引導至輻射強度感測器55。部分反射器57可經組態成使得經圖案化輻射光束傳遞通過該部分反射器，但自抗蝕劑層56被返回重新引導之輻射(其可沿著同一輻射光束路徑而返回)反射至輻射強度感測器55。儘管部分反射器57在圖5中被描繪為靜止光學器件集合51中之最終器件，但可將該部分反射器提供於其他部位處。舉例而言，部分反射器57可經配置為靜止光學器件集合中之第一光學器件。此外，可使用用於將自抗蝕劑層56重新引導之輻射引導至輻射強度感測器55之替代配置。
如上文所解釋，自抗蝕劑層56被返回重新引導之輻射不會貢獻於抗蝕劑之曝光劑量。因此，控制器54可經組態成使得其比較藉由輻射強度感測器55量測的自抗蝕劑層56被返回重新引導之輻射之強度與投影至基板上之輻射之對應強度，以便判定(例如)抗蝕劑層56之反射率(其通常應被認為是抗蝕劑層返回重新引導輻射(不管藉由反射、繞射，等等)之能力的量度(measure))，該反射率取決於抗蝕劑層56之厚度，如上文所解釋。
在使用抗蝕劑層56之反射率之值的情況下，控制器可設定投影至抗蝕劑層56上之輻射之強度，使得在基板之每一部位處，藉由抗蝕劑層56接收之輻射(亦即，排除經重新引導之輻射)之總劑量儘可能地接近形成所要圖案所需要之劑量。
因此，此配置可能能夠在不(例如)使用底部抗反射塗層之情況下提供具有所要臨界尺寸均一性之圖案，從而縮減成本，即使抗蝕劑層56之反射率實質上變化亦如此。舉例而言，即使抗蝕劑之厚度變化達大約50奈米至70奈米(對於所要輻射波長，此情形可引起介於0%與大約20%之間的輻射變化之重新引導)，亦可使用如上文所論述之配置。此外，該配置可與具有相對狹窄頻寬之輻射源一起使用。舉例而言，在一實施例中，可使用提供具有大約405奈米之波長及大約10奈米之頻寬之輻射的雷射二極體。
在諸如圖5所描繪之微影裝置的微影裝置中，複數個輻射光點可同時地投影至基板上。因此，在一實施例中，輻射強度感測器55可經組態以分離地量測自光點中之一或多者或全部被返回重新引導之輻射的強度。控制器54又可比較自每一光點被返回重新引導之輻射之測定強度與投影至抗蝕劑層56上之輻射之強度，從而提供(例如)抗蝕劑層56之反射率之多個分離值。可藉由控制器來平均化此等分離值以提供抗蝕劑層56之經投影有光點之區的反射率值。
在一實施例中，輻射強度感測器55可經組態以量測自抗蝕劑層56被返回重新引導之輻射之總強度或自該抗蝕劑層之經投影有經圖案化輻射光束之局域部分被返回重新引導之輻射的強度。在此配置中，控制器54可比較總測定之經重新引導輻射強度與投影至抗蝕劑層56之對應局域部分上之輻射的總強度，從而有效地提供(例如)橫越抗蝕劑層56之局域部分之平均反射率。
如上文所論述，控制器54比較自抗蝕劑層56被返回重新引導之輻射之測定強度與投影至抗蝕劑層56上之輻射之強度，以便判定抗蝕劑層56對所使用之輻射波長之反射率。在一實施例中，控制器54可使此比較基於用以控制微影裝置(例如，雷射二極體)以提供經圖案化輻射光束之控制資料。換言之，可假定投影至抗蝕劑層56上之經圖案化輻射光束之強度對應於經圖案化輻射光束之所欲強度。此假定可為合理假定，此係因為可週期性地校準雷射二極體單元之控制，且在使用時之任何校準損失相比於由抗蝕劑層56之厚度變化造成的抗蝕劑層56之反射率變化可具有小得多的效應。
或者或另外，如圖6所示，微影裝置可具有第二輻射強度感測器60，第二輻射強度感測器60經組態以量測投影至抗蝕劑層56上之輻射之強度。因此，控制器可比較投影至抗蝕劑層56上之輻射之測定強度與自該抗蝕劑層被返回重新引導之測定強度，以便判定抗蝕劑層56之反射率。此外，第二輻射強度感測器可用以校準經圖案化輻射光束之強度之控制及/或更新該控制之校準。
如同上文所論述的用以量測自抗蝕劑層56被返回重新引導之輻射之強度的輻射強度感測器55，第二輻射強度感測器60可經組態以量測用以將每一光點形成於抗蝕劑層56上之輻射之強度，或可經組態以量測經圖案化輻射光束或其部分之總輻射強度。
如上文所論述，控制器54可經組態以基於抗蝕劑層56之經判定反射率而調整待使用之經圖案化輻射光束之強度。在此內容背景中，在任何狀況下，經圖案化輻射光束將具有將所要圖案提供於基板上所必要之強度變化。因此，控制器54可經組態以基於抗蝕劑層56之經判定反射率而控制經圖案化輻射光束中之最大強度、經圖案化輻射光束中之最小強度及經圖案化輻射光束內之一或多個中間強度值中至少一者。舉例而言，控制器54可經組態以判定使經圖案化輻射光束將所要圖案提供於基板W上之標稱輻射強度位準集合及待施加至此等強度位準中每一者之共同校正因數，以便補償抗蝕劑層56之反射率。
圖5及圖6所描繪之裝置可基於自經圖案化輻射光束被返回重新引導之輻射而判定在基板之第一區處抗蝕劑層56之反射率。此反射率值可藉由控制器54使用以控制經圖案化輻射光束之產生以隨後投影至基板之第二區上。儘管第一區之反射率值因此可用以控制經圖案化輻射光束之產生待以用於第二區，但此情形可提供足夠準確度，此係因為橫越基板之抗蝕劑層56之厚度變化被預期為性質上係逐步的。
因此，倘若第一區與第二區相對接近，即，倘若可相對快速地執行第一區中抗蝕劑層之反射率之判定及用以針對第二區提供經圖案化光束之控制信號之後續產生或修改，則第一區之反射率將提供針對第二區之反射率之接近近似。
在一實施例中，微影裝置可包括量測系統，量測系統在經圖案化輻射光束投影至抗蝕劑層56或其特定部分上之前獲得與抗蝕劑層56之厚度有關的資料，諸如，抗蝕劑層56之反射率。因此，對於抗蝕劑層56之每一區域，可使用用於彼特定區域56之資料來產生經圖案化輻射光束。
在一實施例中，量測系統可經組態以在經圖案化輻射光束投影至整個基板之任何部件上之前檢測該基板。舉例而言，可在量測站中於量測站轉移至裝置之一部件之前檢測基板，在該部件中，經圖案化輻射光束投影至基板上。此配置可准許花費更多時間來分析量測資料及產生或修改用以產生經圖案化輻射光束之控制資料。因此，可縮減用以執行分析之設備之成本。
在一實施例中，可鄰近於用以產生或提供經圖案化輻射光束之組件提供量測系統。詳言之，微影裝置可經組態成使得隨著在微影裝置內掃描基板W以使經圖案化輻射光束能夠投影至基板W之每一區域上，量測系統可在經圖案化輻射光束投影至基板之一區域上之前不久獲得與在彼區域上抗蝕劑層56之厚度有關的資料。因此，投影至彼區域上之經圖案化輻射光束之控制可考量針對彼區域所獲得之資料。
圖7描繪可用於此裝置中以在特定曝光之前進行量測之量測系統之配置。如圖所示，量測系統包括輻射源65，輻射源65產生投影至基板W上之抗蝕劑層56上之輻射光束。可將藉由量測系統提供之此輻射光束之強度設定為足夠低，使得其不會曝光抗蝕劑或具有非光化波長。
如圖所示，輻射源65可與用以提供經圖案化輻射光束之輻射源分離。然而，量測系統之輻射源65可提供波長與經圖案化輻射光束之波長相同的輻射。在彼狀況下，可藉由控制器54在控制經圖案化輻射光束之強度時直接使用用於抗蝕劑層56之反射率資料。
若使用不同波長，則控制器可經組態以基於量測系統之輻射之反射率而判定抗蝕劑層56針對經圖案化輻射光束之波長之預期反射率。舉例而言，轉換可基於查找表，或可藉由使用測定反射率資料以判定抗蝕劑層56之厚度來判定轉換。此經判定厚度又可用以判定抗蝕劑層56針對經圖案化輻射光束之預期反射率。
如圖7所示，量測系統可包括第一輻射檢測系統67，第一輻射檢測系統67經組態以判定自基板W上之抗蝕劑層56重新引導之輻射之強度。控制器54可比較此強度與藉由源65提供之輻射光束之已知強度，以便判定抗蝕劑層56之反射率。在此狀況下，輻射源65可需要週期性重新校準，以便確保輸出輻射之強度保持實質上恆定。
或者或另外，在如圖7所描繪之實施例中，可提供第二輻射檢測系統68，以便藉由量測系統來量測投影至抗蝕劑層56上之輻射之強度。因此，控制器54可比較投影至抗蝕劑層56上之輻射之測定強度與自抗蝕劑層56重新引導之輻射之測定強度。
如圖7所描繪，在此實施例之量測系統之配置中，可提供部分反射器66。來自輻射源65之輻射光束可傳遞通過部分反射器，使得一已知比例傳遞通過部分反射器66且投影至抗蝕劑層56上，且一已知比例反射至第二輻射光束檢測系統68以提供投影至該抗蝕劑層上之輻射之強度的量測。自抗蝕劑層56被返回重新引導之輻射係藉由部分反射器66反射至第一輻射檢測系統67以提供經重新引導輻射之強度之量測。可使用其他配置。
如上文所論述，本發明之實施例中任一者之量測系統可經組態以提供用以判定抗蝕劑層56之反射率之量測資料，該反射率係與該抗蝕劑層之厚度有關，如上文所論述。然而，在以上實施例之變化中，量測系統可經組態以直接或間接判定抗蝕劑層56之厚度。舉例而言，量測系統可使用散射計、電容性感測器或超音波感測器來量測抗蝕劑層之厚度。
控制器54接著可使用厚度資料來控制經圖案化輻射光束之形成。舉例而言，控制器54可經組態以自抗蝕劑層56之厚度判定抗蝕劑層56之預期反射率且相應地控制經圖案化輻射光束之形成。或者，控制器54可使用一演算法及/或包含一查找表，該查找表向控制器54提供與待用於抗蝕劑層之給定厚度之經圖案化光束之輻射強度有關的資料。
應瞭解，本發明不限於上文所描述之實施例及變化。舉例而言，本發明之一實施例可與使用除了雷射二極體以外之輻射源之微影裝置一起使用。詳言之，本發明之一實施例可應用於具有提供輻射光束之輻射源及用以將圖案賦予至輻射光束之分離可程式化圖案化元件(諸如，可變形鏡陣列)的微影裝置。
此外，本發明之一實施例可應用於不使用可程式化圖案化元件以提供待施加至基板之圖案之微影裝置。換言之，本發明之一實施例可與使用諸如光罩之固定圖案化元件以將圖案賦予至輻射光束之微影裝置一起使用。在此微影裝置中，輻射源可受到控制以在必要時變化輻射光束之強度以控制提供至抗蝕劑層之輻射劑量。或者或另外，可提供在需要時控制輻射光束之強度之可變衰減器。
取決於待使用之精選程序，一或多個額外材料層可連同抗蝕劑層自身形成於基板上以在基板上形成層堆疊。對經圖案化輻射光束之反射率可取決於組合式堆疊(即，包括具備抗蝕劑自身之額外層)之厚度。在本申請案中對抗蝕劑層之厚度之任何參考皆可指代組合式堆疊之厚度。
根據元件製造方法，可自已經投影有圖案之基板來製造諸如顯示器、積體電路或任何其他零件之元件。
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)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所提及之基板。適用時，可將本文之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，例如，以便創製多層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。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明之實施例可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；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此電腦程式。另外，可以兩個或兩個以上電腦程式來體現機器可讀指令。可將兩個或兩個以上電腦程式儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代各種類型之光學組件中任一者，包括折射、繞射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件，或其組合。
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。
1‧‧‧微影裝置
2‧‧‧基板台
3‧‧‧定位元件
4‧‧‧可個別控制自發射對比元件/可個別控制器件
5‧‧‧框架
7‧‧‧致動器/馬達
8‧‧‧旋轉框架/可旋轉框架
9‧‧‧可移動光學件
10‧‧‧軸線
11‧‧‧致動器
12‧‧‧透鏡/投影系統
13‧‧‧孔隙結構
14‧‧‧場透鏡/投影系統
15‧‧‧框架
17‧‧‧基板
18‧‧‧成像透鏡/投影系統
19‧‧‧對準/位階感測器
21‧‧‧陣列
30‧‧‧分段鏡
50‧‧‧雷射單元
51‧‧‧靜止光學器件集合
52‧‧‧光纖
53‧‧‧旋轉光學器件集合
54‧‧‧控制器
55‧‧‧輻射強度感測器
56‧‧‧抗蝕劑層/區域
57‧‧‧部分反射器
60‧‧‧第二輻射強度感測器
65‧‧‧輻射源
66‧‧‧部分反射器
67‧‧‧第一輻射檢測系統
68‧‧‧第二輻射檢測系統/第二輻射光束檢測系統
A1‧‧‧區域
A2‧‧‧區域
A3‧‧‧區域
A11‧‧‧區域
A12‧‧‧區域
A13‧‧‧區域
A14‧‧‧區域
A21‧‧‧區域
A22‧‧‧區域
A23‧‧‧區域
A24‧‧‧區域
A31‧‧‧區域
A32‧‧‧區域
A33‧‧‧區域
A34‧‧‧區域
B1‧‧‧第一光束集合/光束
B2‧‧‧第二光束集合/光束
B3‧‧‧第三光束集合/光束
W‧‧‧基板
圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置之部件；圖2描繪根據本發明之一實施例的圖1之微影裝置之部件的俯視圖；圖3描繪根據本發明之一實施例的微影裝置之部件的高度示意性透視圖；圖4描繪根據本發明之一實施例的藉由根據圖3之微影裝置至基板上之投影的示意性俯視圖；圖5示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖6描繪圖5所描繪之配置之變化；及圖7描繪根據本發明之一實施例的微影裝置之部分。
50‧‧‧雷射單元
51‧‧‧靜止光學器件集合
52‧‧‧光纖
53‧‧‧旋轉光學器件集合
54‧‧‧控制器
55‧‧‧輻射強度感測器
56‧‧‧抗蝕劑層/區域
57‧‧‧部分反射器
W‧‧‧基板

权利要求:
Claims (19)
[1] 一種微影裝置，其經組態以將一經圖案化輻射光束投影至一基板上，該裝置包含：一量測系統，其經組態以提供與該基板上之一抗蝕劑層之一厚度有關的量測資料；及一控制器，其經組態以基於該量測資料而控制該微影裝置之操作，使得控制待投影至該基板上之該經圖案化光束中之一輻射強度位準。
[2] 如請求項1之微影裝置，其進一步包含一可程式化圖案化元件，該可程式化圖案化元件經組態以提供該經圖案化輻射光束，其中該控制器經組態以控制該可程式化圖案化元件之操作，以便控制該經圖案化輻射光束中之該輻射強度位準。
[3] 如請求項2之微影裝置，其中該控制器經組態以控制該可程式化圖案化元件，使得該微影裝置將一經圖案化光束投影至該基板上，在該經圖案化光束中，輻射之強度根據一所要圖案而在一最小強度位準與一最大強度位準之間變化；且該控制器經組態成使得為了調整該經圖案化輻射光束中之該輻射強度位準，該控制器調整一最小輻射強度位準、一最大輻射強度位準、一中間強度位準或其任何組合以用於提供該所要圖案。
[4] 如前述請求項中任一項之微影裝置，其中該量測系統經組態以基於在該經圖案化輻射光束投影至該基板上之一第一區上時所採取之一量測而提供與在該第一區中該基板上之該抗蝕劑層之該厚度有關的量測資料；且該控制器經組態以在該經圖案化輻射光束隨後投影至該基板之一第二區上時基於用於該第一區之量測資料而控制該微影裝置之該操作。
[5] 如請求項1、2或3之微影裝置，其中該量測系統經組態以基於在該經圖案化輻射光束投影至該基板上之一區上之前所採取之一量測而提供與在該基板上之該區中該抗蝕劑層之該厚度有關的量測資料；且該控制器經組態以在該經圖案化輻射光束投影至該基板之該區上時基於該量測而控制該微影裝置之該操作。
[6] 如請求項5之微影裝置，其中該量測系統經組態以基於在該經圖案化輻射光束投影至一基板之任何區上之前所採取之複數個量測而提供與在橫越該基板之複數個區中該基板上之一抗蝕劑層之厚度有關的量測資料；且該控制器經組態以在該經圖案化輻射光束隨後投影至該基板上之該等區中每一者上時基於用於該基板之每一各別區之該量測資料而控制該微影裝置之該操作。
[7] 如請求項5之微影裝置，其中該量測系統經組態以在該經圖案化輻射光束投影至該基板上之一不同第二區上時採取量測以提供與用於該基板上之一第一區之該抗蝕劑層之該厚度有關的量測資料。
[8] 如請求項1、2或3之微影裝置，其中該量測系統經組態以量測自該經圖案化輻射光束所導出之輻射之強度，該輻射係自該抗蝕劑層被返回重新引導。
[9] 如請求項8之微影裝置，其中該控制器經組態以比較自該抗蝕劑層被返回重新引導之該輻射之該測定強度位準與意欲在一部位處投影至該基板上之該經圖案化輻射光束之該強度，該部位對應於該強度位準經量測以判定該抗蝕劑層之反射率之一量度的部位。
[10] 如請求項9之微影裝置，其進一步包含一可程式化圖案化元件，且其中該控制器經組態以比較自該抗蝕劑層被返回重新引導之該輻射之該測定強度位準與對應於提供至該可程式化圖案化元件之一控制信號之資料，該控制信號用以設定該可程式化圖案化元件以將一所要輻射強度位準提供於在對應於該測定強度位準之該部位處投影至該基板上之該經圖案化輻射光束中。
[11] 如請求項8之微影裝置，其中該量測系統經組態以量測投影至該抗蝕劑層上之該經圖案化輻射光束之該強度；且該控制器經組態以比較投影至該抗蝕劑層上之一部位上之該經圖案化輻射光束的該測定強度與自該抗蝕劑層上之該部位被返回重新引導之輻射的該測定強度，以便判定該抗蝕劑層之該反射率之一量度。
[12] 如請求項1、2或3之微影裝置，其中該量測系統經組態以將相比於該經圖案化輻射光束具有一較低強度之一輻射光束投影至該抗蝕劑層上，且量測自該抗蝕劑層被返回重新引導之該較低強度輻射之強度；且該控制器經組態以比較藉由該量測系統投影至該抗蝕劑層上之該較低強度輻射光束之該強度與自該抗蝕劑層被返回重新引導之該較低強度輻射之該強度，以便判定該抗蝕劑層之該反射率之一量度。
[13] 如請求項9之微影裝置，其中該控制器經組態以使用該抗蝕劑層之該反射率之該量度以控制待投影至該基板上之該經圖案化輻射光束之該強度，使得提供藉由該抗蝕劑層接收之輻射劑量之一所要圖案。
[14] 如請求項8之微影裝置，其包含一部分反射器，該部分反射器經配置成使得該經圖案化輻射光束在入射於該基板上之前傳遞通過該部分反射器，且使得自該基板上之該抗蝕劑層被返回重新引導之輻射係藉由該部分反射器反射至一輻射強度感測器中。
[15] 如請求項11之微影裝置，其中該部分反射器經組態以在該經圖案化輻射光束之一部分入射於該基板上之前將該部分反射至一第二輻射強度感測器。
[16] 如請求項1、2或3之微影裝置，其中該量測系統經組態以量測該抗蝕劑層之該厚度。
[17] 如請求項16之微影裝置，其中該控制器經組態以基於該抗蝕劑層之該測定厚度而判定該抗蝕劑層之一預期反射率。
[18] 如請求項16之微影裝置，其中該量測系統包含一散射計。
[19] 一種元件製造方法，其包含：使用一微影裝置以將一經圖案化輻射光束投影至一基板上；獲得與該基板上之一抗蝕劑層之一厚度有關的量測資料；及基於該量測資料而控制該微影裝置之操作，以控制待投影至該基板上之該經圖案化光束中之輻射強度位準。

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法律状态:

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

US201161525029P| true| 2011-08-18|2011-08-18||

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