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    一種用以偵測一表面上之一缺陷或粒子之裝置及方法，其涉及：組合由該表面重新引導之一物件輻射光束與具有低於該物件輻射光束之強度之複數個強度之一參考輻射光束，以產生由一偵測器偵測之複數個圖案以便自該等圖案偵測該表面上之該缺陷或粒子。
    公开号:TW201319552A
    申请号:TW101136262
    申请日:2012-10-01
    公开日:2013-05-16
    发明作者:Yuli Vladimirsky；Robert Tharaldsen
    申请人:Asml Holding Nv；
    IPC主号:G01N21-00
    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元件製造方法。
    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)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化元件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。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)層上而進行圖案之轉印。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。已知微影裝置包括：所謂步進器，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元件轉印至基板。
    舉例而言，使微影系統及/或程序產生一或多個非想要缺陷及/或粒子及/或受到一或多個非想要缺陷及/或粒子污染並不罕見。此缺陷及/或粒子可存在於一或多個各種表面(例如，圖案化元件(例如，光罩)、基板及/或光學器件之表面)上且可造成基板之錯誤曝光。為了偵測及識別此缺陷及/或粒子，可使用多光束成像技術。多光束成像可基於干涉量測及/或全像記錄，繼之以根據多光束成像而產生之影像之復原。為了促進品質影像復原，需要在干涉量測及/或全像偵測中所產生之條紋之高可見度。可藉由使用強度位準實質上等於或高於用以使可潛在地具有此缺陷及/或粒子之表面成像之物件光束之強度位準的參考輻射光束來達成高條紋可見度。此配置有益於復原相當於或大於多光束成像裝置之光學系統中之接物鏡之最小解析能力或解析度光點的僅彼等特徵。然而，此配置未能使大小顯著地小於光學系統之最小解析度光點之粒子及/或缺陷成像或偵測該粒子及/或缺陷。此係歸因於如下事實：當物件輻射光束入射於具有缺陷或粒子之表面上時，與缺陷或粒子相關聯之波相位資訊受到鄰近於彼缺陷或粒子之區域之波相位資訊有效地遮蔽。
    舉例而言，將有利的是提供一種用以偵測小於偵測光學系統之最小光學解析度之缺陷及/或粒子的配置及/或方法，或一種用以引導物件輻射光束及參考輻射光束以使此等缺陷及/或粒子成像之偵測裝置及/或方法。
    根據本發明之一態樣，提供一種用以偵測一表面上之一缺陷或粒子之方法，該方法包含：組合由該表面重新引導之一物件輻射光束與具有低於該物件輻射光束之強度之複數個強度之一參考輻射光束，以產生由一偵測器偵測之複數個圖案以便自該等圖案偵測該表面上之該缺陷或粒子。
    根據本發明之一態樣，提供一種偵測裝置，該偵測裝置包含：一光學器件，其用以接收由一表面重新引導之一物件輻射光束；及一偵測器，其經組態以接收來自該光學器件之該物件輻射光束與具有低於該物件輻射光束之強度之複數個強度之一參考輻射光束的一組合，以產生由該偵測媒體偵測之複數個圖案以便自該等圖案偵測該表面上之缺陷或粒子。
    根據本發明之一態樣，提供一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，該非暫時性電腦可讀儲存媒體具有儲存於其中之一電腦程式碼，該電腦程式碼在由一電腦執行時致使處理複數個經偵測圖案以偵測一表面上之一缺陷或粒子，該複數個圖案係由一偵測器偵測且自由該表面重新引導之一物件輻射光束與具有低於該物件輻射光束之強度之複數個強度之一參考輻射光束的組合而產生。
    根據本發明之一態樣，提供一種用於偵測一表面上之一給定缺陷或粒子之方法，該方法包含：組合由該表面重新引導之一物件輻射光束與針對複數次而設定之各自處於一不同強度之一參考輻射光束；自該物件輻射光束與各自處於一不同強度之該等參考輻射光束之該組合產生複數個對應光學圖案；用一偵測器來偵測該複數個對應光學圖案；及處理該複數個對應光學圖案以使能夠在該參考輻射光束之該複數個不同強度中至少一強度經設定成使得該至少一強度實質上匹配於與該缺陷或粒子相關聯的該物件輻射光束之一強度時偵測該表面上之該缺陷或粒子，與該缺陷或粒子相關聯之該強度小於入射於該表面上之該物件輻射光束之一強度。
    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。
    圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。該裝置包含：- 照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，紫外線(UV)輻射或深紫外線(DUV)輻射)；- 支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化元件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位圖案化元件MA之第一定位器PM；- 支撐台，例如，用以支撐一或多個感測器之感測器台或經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈基板)W之基板台WT，支撐台連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該台之表面(例如，基板W之表面)之第二定位器PW；及- 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元件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可包括用於引導、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。
    支撐結構MT固持圖案化元件MA。支撐結構MT以取決於圖案化元件MA之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化元件MA是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化元件MA。支撐結構MT可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化元件MA。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可確保圖案化元件MA(例如)相對於投影系統PS處於所要位置。可認為本文對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更通用之術語「圖案化元件」同義。
    本文所使用之術語「圖案化元件」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創製圖案的任何元件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所創製之元件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
    圖案化元件MA可為透射的或反射的。圖案化元件之實例包括光罩、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。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。圖案化元件MA可具有在其一或多個表面上之不理想粒子或表面缺陷，該等粒子或表面缺陷可在曝光於晶圓W上之圖案中導致誤差。
    本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋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。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更通用之術語「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)。
    微影裝置可為具有兩個或兩個以上台(或載物台或支撐件)之類型，例如，兩個或兩個以上基板台，或一或多個基板台與一或多個清潔台、感測器台或量測台之組合。舉例而言，在一實施例中，微影裝置為包含位於投影系統之曝光側處之兩個或兩個以上台的多載物台裝置，每一台包含及/或固持一或多個物件。在一實施例中，該等台中之一或多者可固持輻射敏感基板。在一實施例中，該等台中之一或多者可固持用以量測來自投影系統之輻射之感測器。在一實施例中，多載物台裝置包含經組態成固持輻射敏感基板之第一台(亦即，基板台)，及未經組態成固持輻射敏感基板之第二台(在下文中通常且無限制地被稱作量測台、感測器台及/或清潔台)。第二台可包含及/或可固持除了輻射敏感基板以外之一或多個物件。此一或多個物件可包括選自以下各者之一或多者：用以量測來自投影系統之輻射之感測器、一或多個對準標記，及/或清潔元件(用以清潔(例如)液體限制結構)。
    在此等「多載物台」機器中，可並行地使用多個台，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。微影裝置可具有可以相似於基板台、清潔台、感測器台及/或量測台之方式並行地使用之兩個或兩個以上圖案化元件台(或載物台或支撐件)。
    在一實施例中，微影裝置可包含用以量測該裝置之組件之位置、速度等等的編碼器系統。在一實施例中，該組件包含基板台。在一實施例中，該組件包含量測台及/或感測器台及/或清潔台。該編碼器系統可為對本文針對該等台所描述之干涉計系統之添加或替代。編碼器系統包含與刻度或柵格相關聯(例如，配對)之感測器、傳感器或讀頭。在一實施例中，可移動組件(例如，基板台及/或量測台及/或感測器台及/或清潔台)具有一或多個刻度或柵格，且該組件移動所相對的微影裝置之框架具有感測器、傳感器或讀頭中之一或多者。感測器、傳感器或讀頭中之一或多者與該(該等)刻度或柵格合作以判定該組件之位置、速度等等。在一實施例中，一組件移動所相對的微影裝置之框架具有一或多個刻度或柵格，且可移動組件(例如，基板台及/或量測台及/或感測器台及/或清潔台)具有與該(該等)刻度或柵格合作以判定該組件之位置、速度等等之感測器、傳感器或讀頭中的一或多者。
    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SO為準分子雷射時，輻射源SO與微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源SO形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源SO為水銀燈時，輻射源SO可為微影裝置之整體部件。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。
    照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明器IL之光瞳平面中之強度分佈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)。另外，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，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。相似於輻射源SO，可能認為或可能不認為照明器IL形成微影裝置之部件。舉例而言，照明器IL可為微影裝置之整體部件，或可為與微影裝置分離之實體。在後者狀況下，微影裝置可經組態以允許照明器IL安裝於其上。視情況，照明器IL係可拆卸的，且可被分離地提供(例如，由微影裝置製造商或另一供應商提供)。
    輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化元件(例如，光罩)MA上，且係由圖案化元件MA圖案化。應注意，輻射光束B可自不同於圖1所示之方向的方向入射於圖案化元件上。舉例而言，輻射光束B可自圖案化元件下方之位置入射且可由圖案化元件或其他表面反射(與由圖案化元件透射形成對比，如圖1所示)。在已橫穿圖案化元件MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測元件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器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之路徑來準確地定位圖案化元件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部件之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(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。可使用圖案化元件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化元件MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分C之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在一個以上晶粒提供於圖案化元件MA上之情形中，圖案化元件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，使支撐結構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之目標部分C之大小。
    2.在掃描模式中，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之放大率(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。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分C之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分C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，使支撐結構MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化元件，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一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化元件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)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/或變化或完全不同之使用模式。
    如上文所論述，可在各種表面上發生且可由於各種原因而發生不理想粒子及/或缺陷。舉例而言，粒子可由於微影裝置中之各種部件之機械摩擦而產生且變得位於光學器件、基板、圖案化元件、可移動台等等上。粒子可由微影裝置之流體系統或其他可移動組件輸送或產生且相似地變得位於光學器件、基板、圖案化元件、可移動台等等上。舉例而言，分別在曝光之前及之後圖案化元件移進及移出微影裝置可將粒子帶進微影裝置或將圖案化元件曝光至粒子。相似地，圖案化元件或基板之意外碰撞可在圖案化元件/基板之表面上造成缺陷或粒子。缺陷及/或粒子之存在可在曝光於基板上之最終圖案中造成誤差。舉例而言，粒子及/或缺陷可變更物件光束之一或多個特性，包括(例如)波相位、頻率及/或振幅。相似地，經曝光之最終圖案中或上之缺陷及/或粒子之存在可造成元件對於其所欲目的係無效的。
    雖然以下描述提及粒子及/或缺陷被偵測的圖案化元件MA之表面，但可使用本文所描述之偵測裝置及/或方法來偵測任何表面上之粒子及/或缺陷。舉例而言，該表面可屬於晶圓W，以便在來自輻射光束B之曝光之前、期間或之後偵測缺陷及/或粒子。給定缺陷或粒子可為可使用本發明之一實施例予以分析以(例如)判定給定缺陷或粒子之大小的已知缺陷或粒子。或者或另外，缺陷或粒子可能不為吾人所知，且首先予以偵測且接著予以分析。
    圖2描繪用以偵測一或多個表面上之缺陷或粒子之配置。圖2之配置展示尤其包括光學地耦接至光束組合器C1之一或多個透鏡L之偵測裝置DA1，光束組合器C1進一步光學地耦接至偵測器D1。物件輻射光束O被引導至圖案化元件MA之表面上或通過該表面(使用在圖2中出於方便起見而未繪示之一或多個光學器件)且具有歸因於粒子及/或缺陷之存在而變更(例如，局域地)之強度位準及/或相位。圖案化元件MA之表面可平滑或被圖案化。
    一光學器件(例如，由一或多個透鏡L形成)接收物件輻射光束O。物件輻射光束O傳遞通過之一或多個透鏡L可為任何類型之透鏡。舉例而言，一或多個透鏡L可為準直透鏡。在傳遞通過一或多個透鏡L之後，物件輻射光束O傳遞通過光束組合器C1。在一實施例中，光束組合器C1可為雙光束組合器，諸如，由CA之Milpitas之JDS Uniphase Corporation提供的雙光束組合器，但可使用其他類型之光束組合器(例如，偏振光束組合器)。
    在光束組合器C1處，參考輻射光束R與物件輻射光束O進行組合，且光學圖案I1提供於偵測器D1處。在組合器C1之表面204處，參考輻射光束R自物件輻射光束O成空間偏移202。偏移202可使用一控制器(圖中出於方便起見而未繪示)而可程式化。使參考輻射光束R偏移之此程序被稱為空間外差作用(spatial heterodyning)，且在此配置中，參考輻射光束R充當物件輻射光束O之空間載體。因為具有物件輻射光束O之空間載體之外差作用為吾人所知，所以本文將不對其進行描述。
    在一實施例中，參考輻射光束R處於低於物件輻射光束O之強度位準的強度位準。舉例而言，參考輻射光束R之強度位準係選自物件輻射光束O之強度之0%至小於或等於30%的範圍。當參考輻射光束R之強度處於0%(亦即，參考輻射光束R被關斷)時，圖2之配置形成相干成像系統。僅藉由實例而非藉由限制，可使用光束分裂器或衰減器以變化參考輻射光束R之強度。
    在一實施例中，在低於物件輻射光束O之強度位準的參考輻射光束R之複數個不同強度下偵測物件輻射光束O與參考輻射光束R之組合。在一實施例中，偵測由物件輻射光束O與處於低於物件輻射光束O之強度位準之不同強度之參考輻射光束R的組合引起的相似於圖案I1之複數個圖案(其可包含至少一干涉圖案)。在一實施例中，複數個圖案可包含由物件輻射光束O與參考輻射光束R之組合引起之至少一全像圖。在一實施例中，圖案I1包括各別暗條紋區域及明條紋區域具有各別條紋寬度及條紋週期之複數個條紋F1及F2。當在圖案化元件MA之表面上不存在缺陷或粒子時，在偵測器D1處獲得條紋F1之規則圖案而無條紋F2。
    為了偵測表面上之缺陷及/或粒子之存在且為了判定缺陷及/或粒子之大小，分析在偵測器D1處所捕獲之條紋圖案F1及F2，如圖5所論述。在一實施例中，經捕獲之條紋圖案F1及F2可儲存於一記憶體元件(圖中未繪示)中。在一實施例中，偵測器D1為電荷耦合元件(CCD)、相機，或用以記錄圖案I1的任何其他類型之合適記錄媒體。根據下文在圖5中所描述之一或多個操作來處理經記錄圖案I1以獲得圖案化元件MA之表面之經復原影像RI。舉例而言，可使用(例如)傅立葉(Fourier)過濾技術來使用物件輻射光束O中之資訊及參考輻射光束R之複共軛以產生影像RI。
    相似於圖2，圖3A中之配置經組態以偵測一或多個表面上之缺陷及/或粒子。圖3A之配置展示尤其包括光學地耦接至光束組合器C1之一或多個透鏡L之偵測裝置DA2，光束組合器C1進一步光學地耦接至光束分裂器BS1及BS2以及偵測器D2。另外或視情況，偵測裝置DA2包括分別光學地耦接至光束分裂器BS1及BS2之相位步進器或相移器304及306。缺陷及/或粒子將被偵測之表面可相同於圖2中之表面，或可為不同表面。
    圖3A之配置形成經組態以(例如)使用圖5所描述之方法來偵測缺陷及/或粒子之並行相位步進偵測及成像系統。類似於圖2，在圖3A中，物件輻射光束O係由圖案化元件MA之一或多個表面重新引導、由一或多個透鏡L準直且在光束組合器C1處與參考輻射光束R進行組合。在圖3A中，參考輻射光束R未空間上偏移。參考輻射光束R與物件輻射光束O之組合(現在被稱作組合光束302)提供至少一干涉圖案或至少一全像圖。組合光束302被引導朝向光束分裂器BS1。在光束分裂器BS1處，組合光束302分裂成光束部分302a及光束部分302b，該等光束部分各自處於各別強度位準。
    光束部分302b透射通過相位步進器304且在偵測器D2上被偵測為圖案I2。光束部分302a係使用光束分裂器BS2而進一步分裂成光束部分302c及302d，該等光束部分各自具有各別強度。光束部分302d傳遞通過相移器306且在偵測器D3上被偵測為圖案I3。光束部分302c在偵測器D4上被偵測為圖案I4。光束部分302b、302c及302d之振幅及相位為其各別強度之函數。在一實施例中，偵測器D2、D3及D4為CCD、相機，或用以偵測且視情況記錄圖案I2、I3及I4以供進一步處理的其他類型之合適記錄元件。
    圖案I2至I4經代數地重新計算以形成圖案化元件MA之經復原影像RI。舉例而言，物件輻射光束O中之資訊及參考輻射光束R之複共軛可用以代數地產生影像RI。
    在一實施例中，圖3B說明偵測裝置DA2包括不同相位步進器以獲得不同圖案I6至I8的配置。因此，代替圖3A之三個偵測器及具有相位步進器之兩個分支，偵測裝置DA2可具有單一偵測器，且一或多個相位步進器在不同時間時插入至光學路徑中以獲得各種圖案。舉例而言，在特定時間點時之配置300A處，偵測裝置DA2在(例如)參考輻射光束R之路徑中不包括相位步進器，且在偵測器D4處自組合光束302e產生圖案I6。在特定時間點時之配置300B處，偵測裝置DA2在光學路徑中確實包括相位步進器。舉例而言，在入射於光束組合器C1上之前，參考輻射光束R入射於將參考輻射光束R之相位變更達第一值之相位步進器或相移器308上且由相位步進器或相移器308重新引導。參考輻射光束R之此相位步進在偵測器D4處自組合光束302f引起不同於圖案I6之圖案I7。同樣地，在另外不同時間時之配置300C中，將參考輻射光束R之相位變更達第二值之一或多個額外相位步進器或相移器(例如，相位步進器310)或一或多個不同相位步進器或相移器(例如，相位步進器310)用以在偵測器D4處自組合光束302g創製圖案I8。另外，在一實施例中，或者或另外，可提供一或多個相似相位步進器或相移器(圖中未繪示)，物件輻射光束O入射於該一或多個相似相位步進器或相移器上且在入射於光束組合器C1上之前被重新引導。此外，可遞增地或遞減地發生在參考輻射光束R及物件輻射光束O之光束路徑中之各種點處添加相位步進器以變更參考輻射光束R及物件輻射光束O之相位。舉例而言，可逐步地增加或逐步地減低光束之相位。或者，可針對使用複數個相位步進器而步進之隨機相位值來進行此相位步進。本發明之實施例不受到一或多個相位步進器或相移器(例如，相位步進器或相移器308及/或310)之位置限定，且相位步進器或相移器之其他位置可用以產生對應於圖案化元件MA之表面之不同影像的圖案範圍。
    相似於圖3A，圖案I6至I8經代數地重新計算以形成圖案化元件MA之經復原影像RI，但可使用用於光學圖案之額外或替代影像處理技術，例如，傅立葉變換技術。舉例而言，在由傳遞通過相位步進器308及310引起之不同相位步進值下的物件輻射光束O中之資訊及參考輻射光束R之複共軛可用以代數地產生影像RI。
    參看圖4，描繪用以偵測表面上之缺陷及/或粒子之另外配置。圖4之配置展示尤其包括光學地耦接至四分之一波片Q1之一或多個透鏡L之偵測裝置DA3，在自圖案化元件MA之一或多個表面重新引導之後的物件輻射光束O傳遞通過四分之一波片Q1。一或多個透鏡L光學地耦接至光束組合器C1。偵測裝置視情況包括在光束組合器C1之表面204處進行組合之前修改參考輻射光束R的四分之一波片Q2。光束組合器C1視情況耦接至組合光束402所入射之四分之一波片Q3。四分之一波片Q3光學地耦接至像素化相位光罩(pixelated phase mask)PMA，像素化相位光罩PMA進一步光學地耦接至偵測器D5。儘管在偵測裝置DA3中展示四分之一波片Q1、Q2及Q3，但可使用其他器件(例如，半波片)。圖4所示之配置被稱作像素化相位光罩干涉計。
    物件輻射光束O及參考輻射光束R在光束組合器C1之表面204處進行組合。在一實施例中，參考輻射光束R可自物件輻射光束O空間上偏移。光束組合器C1產生在入射於像素化相位光罩PMA上之前傳遞通過四分之一波片Q3的組合光束402。像素化相位光罩PMA包括具有不同相位修改屬性之像素區。舉例而言，在圖4所示之實施例中，像素化相位光罩PMA包括修改入射輻射(例如，組合光束402之部分)之相位之像素區404、406、408及410。舉例而言，像素區404將入射於其上之輻射之相位修改達0度(亦即，該輻射不變更相位)，像素區406將入射於其上之輻射之相位修改達90度，像素區408將入射於其上之輻射之相位修改達270度，且像素區410將入射於其上之輻射之相位修改達180度，但可使用相位修改之其他值及像素區之其他數目。像素化相位光罩為吾人所知且在此處將不予以進一步描述。
    像素化相位光罩PMA之輸出被提供至偵測器D5，在偵測器D5上偵測由組合光束402自像素化相位光罩PMA之傳遞引起之圖案I5。在圖4所示之實施例中，在使用圖案I5之每隔四個像素的情況下，形成條紋圖案FP，接著(例如)藉由傅立葉過濾來處理條紋圖案FP以形成經復原複合影像RI。接著可分析影像RI以偵測圖案化元件MA之一或多個表面上之缺陷及/或粒子。
    參看圖5，描繪根據本發明之一實施例的用以偵測表面上之缺陷或粒子之方法500。方法500始於用輻射來曝光表面(例如，圖案化元件MA之表面)以產生物件輻射光束O。
    在502處，在(例如)光束組合器C1之表面204處將物件輻射光束O與參考輻射光束R進行組合或混合。參考輻射光束R處於低於物件輻射光束O之強度位準之複數個強度位準。舉例而言，針對以物件輻射光束O之強度位準之0%至30%之範圍而變化的參考輻射光束R之複數個強度位準來進行組合。在一實施例中，可在光束組合器C1處使參考輻射光束R自物件輻射光束O空間上偏移。在與參考輻射光束R組合之前，可使物件輻射光束O傳遞通過一或多個透鏡L以供(例如)準直。在一實施例中，可使物件輻射光束O在自圖案化元件MA之表面重新引導之後且在入射於一或多個透鏡L上之前傳遞通過波片(例如，四分之一波片Q1)。相似地，在與物件輻射光束O組合之前，可使參考光束R傳遞通過波片(例如，四分之一波片Q2)，如圖4所示。在一實施例中，可使組合式光束402傳遞通過另一波片(例如，四分之一波片Q3)且此後(例如)入射於像素化相位光罩PMA上，如圖4所示。
    在504處，由於物件輻射光束O與處於各種不同強度位準之參考輻射光束R之組合，針對參考輻射光束R之每一強度位準來產生一(若干)圖案(例如，I1至I5)，從而引起複數個該等圖案。舉例而言，該複數個圖案包括至少一干涉圖案或至少一全像圖案。在一實施例中，在參考輻射光束R被關斷的情況下產生該等圖案中至少一者，此情形可自物件輻射光束以及由粒子及/或缺陷重新引導之輻射引起可偵測干涉圖案。在一實施例中，相比於物件輻射光束R之強度位準，參考輻射光束R處於極低強度位準(例如，處於物件輻射光束O之強度位準之1%)。藉由將參考輻射光束R之強度位準的值縮減成接近由表面上之缺陷及/或粒子重新引導之輻射之強度的值(亦被稱作「強度匹配」)，達成小粒子及/或缺陷之增強型敏感度及/或可偵測性。因此，即使可顯著地縮減條紋之對比度，亦增加次解析度之粒子及/或缺陷之偵測。在一實施例中，在光束組合器C1處之組合之後，可使組合光束302傳遞通過一或多個光束分裂器(例如，光束分裂器BS1及BS2)以自組合光束302中之圖案產生額外圖案(例如，圖3A所示之圖案I2及I3)。
    在506處，藉由偵測器(例如，偵測器D1)捕獲複數個圖案且將複數個圖案(例如)記錄於記憶體元件媒體之可記錄媒體上。舉例而言，可使用CCD以記錄複數個圖案。
    在508處，藉由使用(例如)電腦處理器來處理圖案而復原表示由物件輻射光束O成像之表面之影像RI的集合。在一實施例中，圖案包括經處理以復原圖案化元件MA之表面之影像的一或多個全像圖。可使用相位及/或振幅偵測技術來進行影像RI之復原。或者或另外，可使用包括將等效於經記錄圖案之條紋週期之區域內之全像圖強度平均化的偽復原方法來產生影像RI。可(例如)使用利用物件輻射光束O中之資訊及參考輻射光束R之複共軛以重新建構影像集合的傅立葉過濾技術或代數復原技術來處理經記錄圖案。
    在510處，藉由自影像之全部或複數個強度值減去局域中值強度(亦即，鄰近於所考慮之強度值之區域中之平均強度)來促進圖案化元件MA之表面上之缺陷及/或粒子的潛在存在。舉例而言，將鄰近於所考慮之像素之10個至15個像素平均化，且自所考慮之像素減去平均值。可使用(例如)影像之正方形、矩形、圓圈或橢圓狀區域之移動平均強度值來進行此減法。另外或視情況，可將加權移動平均(諸如，滑動或滾動抛物面或其他權形狀(weight shape))之方法用於平均化。
    在512處，基於減去局域中值強度，創製二維強度圖，但可使用額外參數以創製更高維之圖(例如，三維圖)。在一實施例中，二維圖包括絕對強度值，此情形促進偵測「暗」及「亮」局域性以顯現潛在缺陷及/或粒子。
    在514處，對二維圖施加臨限值準則以接受或拒絕粒子及/或缺陷之存在。在一實施例中，臨限值準則為針對二維圖之某一信雜比。在一實施例中，比較信雜比與二維圖之強度值。若強度值大於信雜比，則將粒子及/或缺陷指示為經偵測。在一實施例中，當至少一經復原影像符合臨限值準則時，將缺陷及/或粒子指示為經偵測。在一實施例中，可使用複數個經復原影像以確認缺陷及/或粒子之存在。舉例而言，當經復原影像集合中之至少一經復原影像顯現出該圖中之強度值大於信雜比之預定義值時，達成此確認。
    在516處，一旦偵測到粒子及/或缺陷，就可使用校準技術來判定粒子及/或缺陷之大小。舉例而言，可使用本文所描述之裝置來偵測置放於測試試樣表面上之複數個已知大小之粒子(例如，乳膠球體)以得到關聯強度值及/或分佈，接著可比較關聯強度值及/或分佈與上述方法之結果以估計經偵測粒子及/或缺陷之大小。
    在使用方法500的情況下，可偵測到次解析度之粒子或缺陷，此係因為該等粒子或缺陷未受到如用於習知系統中的參考輻射光束R之高強度位準混淆。取而代之，藉由使參考輻射光束R之強度位準實質上低於(例如，低70%)物件輻射光束O之強度位準，容易地偵測到歸因於粒子或缺陷存在於圖案化元件MA之表面上而造成的波前失真。
    圖5之方法500不限於特定全像或干涉量測配置及/或設定，諸如，圖2至圖4之全像或干涉量測配置及/或設定。實情為，方法500可適用於且用於多種干涉量測或全像配置中，該等干涉量測或全像配置包括(例如)一或多個其他類型之相位步進、單一偏斜參考光束、像素化相位光罩干涉計，及/或其組合。有利地，方法500實現(例如)用於相干成像之較不苛求之設置穩定性，但存在其他優點。
    在一實施例中，方法500可由一非暫時性電腦可讀儲存媒體進行，該非暫時性電腦可讀儲存媒體具有儲存於其中之電腦程式碼，該電腦程式碼在由電腦執行時致使處理複數個經偵測圖案以偵測表面上之缺陷或粒子。複數個圖案係由偵測器(例如，偵測器D1)偵測且自由表面重新引導之物件輻射光束O與具有低於該物件輻射光束之強度之複數個強度之參考輻射光束R的組合而產生。
    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。
    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，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化元件中之構形(topography)界定創製於基板上之圖案。可將圖案化元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，將圖案化元件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
    微影裝置亦可為如下類型：其中基板之表面被浸潤於具有相對高折射率之液體(例如，水)中，以便填充投影系統之最終器件與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加於微影裝置中之其他空間，例如，在圖案化元件與投影系統之第一器件之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。
    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、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長)，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
    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或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
    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，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有經組態以執行如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或電腦可讀資料儲存媒體(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。
    以上描述意欲為說明性的而非限制性的。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。
    202‧‧‧空間偏移
    204‧‧‧表面
    300A‧‧‧配置
    300B‧‧‧配置
    300C‧‧‧配置
    302‧‧‧組合光束
    302a‧‧‧光束部分
    302b‧‧‧光束部分
    302c‧‧‧光束部分
    302d‧‧‧光束部分
    302e‧‧‧組合光束
    302f‧‧‧組合光束
    302g‧‧‧組合光束
    304‧‧‧相位步進器/相移器
    306‧‧‧相位步進器/相移器
    308‧‧‧相位步進器/相移器
    310‧‧‧相位步進器/相移器
    402‧‧‧組合光束/組合式光束
    404‧‧‧像素區
    406‧‧‧像素區
    408‧‧‧像素區
    410‧‧‧像素區
    AD‧‧‧調整器
    B‧‧‧輻射光束
    BD‧‧‧光束遞送系統
    BS1‧‧‧光束分裂器
    BS2‧‧‧光束分裂器
    C‧‧‧目標部分
    C1‧‧‧光束組合器
    CO‧‧‧聚光器
    D1‧‧‧偵測器
    D2‧‧‧偵測器
    D3‧‧‧偵測器
    D4‧‧‧偵測器
    D5‧‧‧偵測器
    DA1‧‧‧偵測裝置
    DA2‧‧‧偵測裝置
    DA3‧‧‧偵測裝置
    FP‧‧‧條紋圖案
    F1‧‧‧條紋/條紋圖案
    F2‧‧‧條紋/條紋圖案
    I1‧‧‧光學圖案
    I2‧‧‧圖案
    I3‧‧‧圖案
    I4‧‧‧圖案
    I5‧‧‧圖案
    I6‧‧‧圖案
    I7‧‧‧圖案
    I8‧‧‧圖案
    IF‧‧‧位置感測器
    IL‧‧‧照明系統/照明器
    IN‧‧‧積光器
    L‧‧‧透鏡
    M1‧‧‧圖案化元件對準標記
    M2‧‧‧圖案化元件對準標記
    MA‧‧‧圖案化元件
    MT‧‧‧支撐結構
    O‧‧‧物件輻射光束
    P1‧‧‧基板對準標記
    P2‧‧‧基板對準標記
    PM‧‧‧第一定位器
    PMA‧‧‧像素化相位光罩
    PS‧‧‧投影系統
    PW‧‧‧第二定位器
    Q1‧‧‧四分之一波片
    Q2‧‧‧四分之一波片
    Q3‧‧‧四分之一波片
    R‧‧‧參考輻射光束
    RI‧‧‧經復原複合影像
    SO‧‧‧輻射源
    W‧‧‧基板/晶圓
    WT‧‧‧基板台
    圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置；圖2描繪根據本發明之一實施例的用以偵測表面上之缺陷或粒子之配置；圖3A描繪根據本發明之一實施例的用以偵測表面上之缺陷或粒子之另一配置；圖3B描繪根據本發明之一實施例的用以偵測表面上之缺陷或粒子之另一配置；圖4描繪根據本發明之一實施例的用以偵測表面上之缺陷或粒子之另一配置；及圖5描繪根據本發明之一實施例的用以偵測表面上之缺陷或粒子之方法。
    204‧‧‧表面
    302‧‧‧組合光束
    302a‧‧‧光束部分
    302b‧‧‧光束部分
    302c‧‧‧光束部分
    302d‧‧‧光束部分
    304‧‧‧相位步進器/相移器
    306‧‧‧相位步進器/相移器
    BS1‧‧‧光束分裂器
    BS2‧‧‧光束分裂器
    C1‧‧‧光束組合器
    D2‧‧‧偵測器
    D3‧‧‧偵測器
    D4‧‧‧偵測器
    DA2‧‧‧偵測裝置
    I2‧‧‧圖案
    I3‧‧‧圖案
    I4‧‧‧圖案
    L‧‧‧透鏡
    MA‧‧‧圖案化元件
    O‧‧‧物件輻射光束
    R‧‧‧參考輻射光束
    RI‧‧‧經復原複合影像
    权利要求:
    Claims (27)
    [1] 一種用以偵測一表面上之一缺陷或粒子之方法，該方法包含：組合由該表面重新引導之一物件輻射光束與具有低於該物件光束之強度之複數個強度之一參考輻射光束，以產生由一偵測器偵測之複數個圖案以便自該等圖案偵測該表面上之該缺陷或粒子。
    [2] 如請求項1之方法，其中該複數個圖案包含由該物件輻射光束與該參考輻射光束之該組合引起之至少一干涉圖案。
    [3] 如請求項1或2之方法，其中該複數個圖案包含由該物件輻射光束與該參考輻射光束之該組合引起之至少一全像圖。
    [4] 如請求項1或2之方法，其中該參考輻射光束之該等強度係選自該物件輻射光束之該強度之0%至小於或等於30%的範圍。
    [5] 如請求項4之方法，其中該參考輻射光束之該強度為該物件輻射光束之該強度之0%。
    [6] 如請求項1或2之方法，其進一步包含：記錄由該偵測器偵測之該複數個圖案；及處理該等經記錄圖案以偵測該表面上之該缺陷或粒子。
    [7] 如請求項6之方法，其中該處理包含藉由使用該等經記錄圖案中之一或多者中之相位及/或振幅資訊或藉由將等效於該一或多個經記錄圖案之一條紋週期之一區域內的該一或多個經記錄圖案中之強度平均化而自該一或多個經記錄圖案復原該表面之一影像。
    [8] 如請求項6之方法，其中該處理包含：自該一或多個經記錄圖案之一區域中之一強度值減去該區域中之一局域中值強度；基於該減去來產生一個二維強度圖；及對該二維圖施加一臨限值準則以接受或拒絕該缺陷或粒子之一存在。
    [9] 如請求項8之方法，其中該臨限值準則為一信雜比準則。
    [10] 如請求項8之方法，其中在該處理之後使用校準資料來判定該缺陷或粒子之一大小。
    [11] 如請求項1或2之方法，其中該表面屬於一輻射光束圖案化元件。
    [12] 如請求項1或2之方法，其中該表面上之該經偵測缺陷或粒子之一大小小於用以將該物件輻射光束及/或該參考輻射光束引導至該偵測器之一或多個光學組件之一最小解析度。
    [13] 一種偵測裝置，其包含：一光學器件，其用以接收由一表面重新引導之一物件輻射光束；及一偵測器，其經組態以接收來自該光學器件之該物件輻射光束與具有低於該物件輻射光束之強度之複數個強度之一參考輻射光束的一組合，以產生由該偵測媒體偵測之複數個圖案以便自該等圖案偵測該表面上之缺陷或粒子。
    [14] 如請求項13之裝置，其進一步包含一光束分裂器或衰減器以變化該參考輻射光束之該強度。
    [15] 如請求項13或14之裝置，其中該複數個圖案包含由該物件輻射光束與該參考輻射光束之該組合引起之至少一干涉圖案。
    [16] 如請求項13或14之裝置，其中該參考光束之該等強度係選自該物件輻射光束之該強度之0%至小於或等於30%的範圍。
    [17] 如請求項16之裝置，其中該參考光束之該強度為該物件輻射光束之該強度之0%。
    [18] 如請求項13或14之裝置，其進一步包含一處理器，該處理器經組態以記錄由該偵測器偵測之該複數個圖案且處理該等經記錄圖案以偵測該表面上之該缺陷或粒子。
    [19] 如請求項13或14之裝置，其中該缺陷或粒子之大小小於該偵測裝置之一最小光學解析度。
    [20] 一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其具有儲存於其中之一電腦程式碼，該電腦程式碼在由一電腦執行時致使處理複數個經偵測圖案以偵測一表面上之一缺陷或粒子，該複數個圖案係由一偵測器偵測且自由該表面重新引導之一物件輻射光束與具有低於該物件輻射光束之強度之複數個強度之一參考輻射光束的組合而產生。
    [21] 如請求項20之媒體，其中該複數個圖案包含由該物件輻射光束與該參考輻射光束之該組合引起之至少一干涉圖案。
    [22] 如請求項20或21之媒體，其中該參考輻射光束之該等強度係選自該物件輻射光束之該強度之0%至小於或等於30%的範圍。
    [23] 一種用於偵測一表面上之一缺陷或粒子之方法，該方法包含：組合由該表面重新引導之一物件輻射光束與針對複數次而設定之各自處於一不同強度之一參考輻射光束；自該物件輻射光束與各自處於一不同強度之該等參考輻射光束之該組合產生複數個對應光學圖案；用一偵測器來偵測該複數個對應光學圖案；及處理該複數個對應光學圖案以使能夠在該參考輻射光束之該複數個不同強度中至少一強度經設定成使得該至少一強度實質上匹配於與該缺陷或粒子相關聯的該物件輻射光束之一強度時偵測該表面上之該缺陷或粒子，與該缺陷或粒子相關聯之該強度小於入射於該表面上之該物件輻射光束之一強度。
    [24] 如請求項23之方法，其中該產生複數個對應光學圖案進一步包含：自經組合之該物件輻射光束與各自處於一不同強度之該等參考輻射光束之間的干涉產生複數個干涉條紋圖案。
    [25] 如請求項24之方法，其中該處理該複數個對應光學圖案進一步包含：記錄對應於該複數個干涉條紋圖案之複數個全像圖；及藉由處理該複數個全像圖來復原一影像集合。
    [26] 如請求項25之方法，其進一步包含：藉由處理該經復原影像集合來產生一絕對強度值圖；將一信雜比準則施加至該絕對強度值圖；及當該經復原影像集合中之至少一經復原影像顯現大於該信雜比之一強度值時確認該缺陷或粒子之偵測。
    [27] 如請求項23之方法，其中該參考輻射光束之該強度係選自入射於該表面上之該物件輻射光束之該強度之0%至小於或等於約30%的一範圍。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US201161554309P| true| 2011-11-01|2011-11-01||
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