200840166 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於注入鎖定式雷射、干涉儀、曝光設備及 裝置製造方法。 【先前技術】 圖 7顯示習知注入鎖定式雷射（見 J.Rahn， ” Feedback stabilization of an i nj e c t i ο η - s e e d e d Nd : Y AG las er”App· Opt ·，24，940(1985))的簡要配置之示意圖。 圖7所示之注入鎖定式雷射採用最小化建立時間的注入鎖 疋式雷射方法。 用於產生脈波光之脈波振盪器Ο —般爲環型以避免頻 譜電洞燒毀的任何影響。PZT支架4裝載脈波振盪器0的 輸出耦合器。PZT控制器（PZT放大器）5準確地驅動 PZT支架4。增益介質3可利用例如，Ti :藍寶石晶體。 以例如Nd : YAG製成之激發光源2可被使用以光束照亮 晶體來激發晶體，使得晶體吸收光束。 種子雷射1係用於注入鎖定之注入式光源，且使用在 一半最大値具有足夠窄的全寬度之單縱向模式光源。自種 子雷射1輸出之種子雷射光被注入脈波振盪器〇，使得其 匹配脈波振盪器0的橫向模式。種子雷射1可使用例如， 外部振盪型半導體雷射。 注入鎖定意指隨著振盪器的光學路徑長度而鎖定注入 振盪器之窄頻帶雷射光的波長。所注入窄頻帶雷射光的光 -4- 200840166 子扮演引起用於最初脈波振盪器的受激射出的部份。此有 助於脈波振盪器同時於窄頻帶集中激發能量。 當脈波振盪器0的光學路徑長度係種子雷射1的振盪 波長的整倍數，注入鎖定的效率是較高且建立時間係最短 。在其它條件下，因爲振盪器產生相對於種子雷射1的損 失，建立時間係長的。 建立時間意指自泵雷射射出直到脈波光振盪的時間。 上述原理被使用於基於建立時間之振盪器控制。 爲檢測建立時間，激發光源光檢器3 2及脈波光光檢 器33被插置在振盪器附近。自光檢器32及33之輸出被 傳送至控制電路3 4。控制電路3 4基於自兩個光檢器3 2及 3 3輸出之信號來計算建立時間，基於建立時間的改變產生 誤差信號，且執行PID濾波用於反饋誤差信號。 所濾波信號被傳送至PZT控制器5。PZT控制器5基 於此信號驅動PZT支架4來控制注入鎖定。 不幸的是，當除了振盪器長度外，因素（例如，泵雷 射強度顫動或指向顫動）改變建立時間時，使用建立時間 之習知控制方法可能產生控制誤差。更壞的是，雜訊是很 可能混合於基於自雷射輸出來計算建立時間之處理電路。 此使其難以產生具有高SN的誤差信號。此產生鎖定控制 誤差，導致諸如強度或波長顫動之雷射特性劣化。 【發明內容】 本發明提供具有良好波長穩定性之注入鎖定式雷射' -5- 200840166 使用該注入鎖定式雷射之干涉儀及曝光設備。 依據本發明的第一形態，提供一種注入鎖定式雷射， 包含：種子雷射；振盪器，自該種子雷射輸出之光的某一 分量注入該振盪器作爲種子雷射光；頻率轉換器，其使自 該種子雷射輸出之該光的另一分量的頻率移位；光檢器， 其檢測藉由合成自該振盪器輸出之光及自該頻率轉換器輸 出之光所獲得的光；及控制器，其基於含於自該光檢器輸 出的信號之差拍信號分量來控制該振盪器的光學路徑長度 〇 依據本發明的第二形態，提供一種注入鎖定式雷射， 包含：種子雷射；振盪器，自該種子雷射輸出之光的某一 分量注入該振盪器作爲種子雷射光；頻率轉換器，其使自 該振盪器輸出之光的頻率移位；光檢器，其檢測藉由合成 自該種子雷射輸出之該光的另一分量及自該頻率轉換器輸 出之光所獲得的光；及控制器，其基於含於自該光檢器輸 出的信號之差拍信號分量來控制該振盪器的光學路徑長度 〇 自示範性實施例的以下說明並參照附圖，本發明的更 多特徵將更爲清楚。 【實施方式】 以下參照附圖將說明本發明的較佳實施例。 〔第一實施例〕 -6 - 200840166 圖1爲顯示依據本發明的第一實施例的注入鎖 射的簡要配置之示意圖。自種子雷射1輸出之光束 藉由半鏡Ml分成兩個光束B2及B3。被半鏡Ml 光束B2係在被鏡M2反射之時注入脈波振盪器〇。 盪器〇較佳地爲環形以避免電洞燃燒的任何影響。 質3被容納於脈波振盪器〇，且可以配置在脈波振 外側的激發光源（泵雷射）2射出之雷射光來照射 〇的內側予以激發。PZT支架4裝載振盪器Ο的輸 鏡Μ 3。包括放大器控制P Z T支架4之P Z T控制器 其可能準確地控制振盪器〇的光學路徑長度。 自種子雷射1輸出且透射穿過半鏡Ml之光束 經由鏡M4及M5導引至作爲轉頻器之聲光調變器 )6。具有頻率fA0M的電壓信號被供應至聲光調變 聲光效應將透射穿過聲光調變器6的光束改變成複 繞射光束。該複數階的這些繞射光束產生nxfA0M ( )的頻移。 來自該複數階的這些繞射光束中，僅第+ 1階 空間地擷取，且藉由纖維耦合器7a耦接至纖維分 的第一輸入端子。例如，纖維分束器8爲偏振保留 型，該型包括兩個輸入端子（第一及第二輸入端子 輸出端子。 以相同方式，自脈波振盪器〇的輸出係藉由半 部份地分束，且藉由纖維耦合器7b耦接至纖維分 的第二輸入端子。 定式雷 B1係 反射之 脈波振 增益介 盪器〇 振盪器 出牵禹合 5。使 B3係 (AOM 器6 〇 數階的 :η :階 光束被 束器8 單模式 )及一 鏡Μ 6 束器8 -7- 200840166 纖維分束器8適於空間地重疊來自種子雷射1及脈波 振盪器Ο之輸出。偏振保留型纖維分束器亦適於最大化兩 個光束間的差拍信號振幅，以及防止由於例如對纖維的應 力改變之偏振的改變。當然，取代纖維分束器，半鏡或類 似物可被使用來重疊光束。 纖維分束器8的輸出端子連接至光檢器9。光檢器9 將自纖維分束器8輸出的光的強度轉換成電信號。因爲纖 維分束器8合成自種子雷射1輸出且經由聲光調變器6移 頻之光及自脈波振盪器Ο輸出的光，自光檢器9輸出之信 號係由以下方程式所給定：
Kt) = ISeed + Ipulse(t) +2VIseedIpulse(t) C〇S (27T(^lse - fseed + f·) · t) =工seed + 工〇 exp (—(t / a)2) +2VW〇 exp (-(t / a)2 / 2) cos (2;i(fpulse - fseed + fA0M) . t) ...(1) 其中Iseed係種子雷射強度，Ipulse係脈波振盪器輸出 ，fseed係種子雷射光頻，及fpulse係脈波雷射中央光頻。 以下，由方程式（1 )給定之信號I ( t )將被稱爲差拍信 號。圖2爲解說藉由模擬所獲得之差拍信號I ( t )的圖表 〇 分析器1 0自差拍信號I ( t )擷取誤差信號。分析器 1 0中的過程將被敘述。
首先，分析器10A/D轉換脈波差拍信號I ( t ) 。A/D 轉換較佳地係藉由例如激發光源（泵雷射）2的Q開關時 -8- 200840166 序來觸發。基於後續FFT (快速傅立葉轉換）過程取樣數 較佳爲2n。 接著，分析器1 〇分析差拍信號I ( t )的頻率。分析 器1 〇執行差拍信號I ( t )的FFT。方程式（1 )被傅立葉 轉換成以下方程式z 1(f) = aV7i(I0 θχρΗβπί)2) +V2IseedI7 exp(~2(a^f - (^ulse - fseed + fA〇M) ) )2)) 圖3例示由方程式（2 )給定之傅立葉轉換。顯而易 知地如自方程式（2 ) ，fA0M周圍的頻譜顯示來自脈波振 盪器〇的脈波光及來自種子雷射1的光之間的頻差。爲自 脈波振盪器〇擷取脈波光的頻率資訊，AOM6的調頻fA0M (頻移量）必須是足夠地大於脈波光的頻譜寬度。 分析器1 〇計算頻譜的加權平均。因爲以下理由，分 析器1 〇不是使用峰値位置而是頻譜的加權平均。亦即， 於峰値位置’ F F Τ的解析度限制誤差信號的解析度，且波 長穩定性於例如干涉儀的應用中僅影響頻譜的加權平均之 改變。 於實際系統中，由於光檢器9或分析器10中的A/D 轉換所產生的雜訊，雜訊資料可混合於必須是通常不受任 何頻譜分量影響之區，導致加權平均的計算誤差。此問題 可藉由預先決定等於系統雜訊位準的臨界値以及考慮到僅 具有高於此臨界値的雜訊位準的資料而實施計算來避免。 因爲不依賴脈頻的頻譜分量存在於D C位準周圍，這係需 要預先指定加權平均的計算區以避免此影響。因此，自種 -9- 200840166 子雷射1輸出之光的頻率fseed及自脈波振盪器輸出的頻率 fpulse間之差異（fpulse-fseed )係由以下方程式給定： Σ / i=i0 …（3) N-1 ^ulse - Seed - 4工(A) i = i0 因此獲得僅含有頻差資訊而未含有正負號資訊之結果 。然而，基於PZT支架4移動的方向及頻差改變的方向’ 正負號決定係可能，因此沒有問題發生在反饋系統上。再 者，即使聲光調變器6的調頻顫動變成測量誤差，其係太 小以致不會影響一般光頻穩定性且因此是可忽略的。 最後，分析器10D/A轉換頻差（fpu丨se-fseed )，且輸 出轉換結果作爲類比誤差信號。因爲依據第一實施例之信 號係脈波雷射，誤差信號被保持直到下一脈波被產生。 分析器1 0爲每一脈波較佳地執行此過程以增加脈波 振盪器〇的控制頻率。當使用FPGA (現場可程式閘陣列 )所形成之分析器1〇時，分析器1〇可在約例如l〇kHz的 重複頻率實施分析。 自分析器10輸出之誤差信號被傳送至PZT控制器5 。此信號於PZT控制器5進行PID補償，然後傳送（反饋 )至PZT支架4。 於第一實施例中，脈波振盪器〇被控制使得脈波光的 振盪波長變成等於種子雷射1的振盪波長。因爲脈波振盪 器Ο的光學路徑長度被保持在種子雷射1的光學路徑長度 的整倍數，此獲得穩定注入鎖定。依據第一實施例，這係 可能依據脈波差拍信號而直接擷取波長差。此容許準確注 -10- 200840166 入鎖定控制免於激發光源的強度顚動的任何影響。 〔第二實施例〕 圖4爲顯示依據本發明的第二實施例的注入鎖定式雷 射的簡要配置之示意圖。自種子雷射1輸出之光束B 1係 藉由半鏡Ml分成兩個光束B2及B3。被半鏡Ml反射之 光束B2係經由鏡M2而注入脈波振盪器〇。脈波振盪器〇 較佳地爲環形以避免電洞燃燒的任何影響。由Ti :藍寶石 晶體製成之增益介質3係容納於脈波振盪器〇。增益介質 3可以激發光源（泵雷射）2射出的第二諧波從外部照射 振盪器〇來擷取，激發光源（泵雷射）2係以例如Nd : YAG製成且具有相當於Ti :藍寶石的吸收帶之波長。PZT 支架4裝載振盪器Ο的輸出稱合鏡M3。包括放大器之 PZT控制器5控制PZT支架4。此使其可能準確地控制振 盪器Ο的光學路徑長度。 種子雷射1所射出且透射穿過至半鏡Μ1之光束B 3 係在被鏡Μ4反射之時導至半鏡Μ6，且分成兩個光束Β4 及Β5。 透射穿過半鏡Μ6之光束Β5係在由鏡Μ7所反射時導 引至電光調變器1 1，使得其在頻率fm進行脈波調變。之 後，光束B5被透射穿過偏振光分束器12及λ /4板13且 導引至參考共振器14。光檢器15係設置在偏振光分束器 1 2的相對側上，且檢測供自參考共振器1 4之光量。 於第二實施例中，種子雷射1的振盪波長係以下述方 -11 - 200840166 式而穩定化。第二實施例採用Pound-Dr ever方法。在藉由 電光調變器11在頻率fm之調變後，雷射光束B6具有由 以下方程式所給定之複數振幅： 〇0 E(t) « E〇 2 Jn(^J βχρ(2πί(ν0 + n^t) ) {1 + φ(ί) } ...(4) η = —〇〇 其中ν 〇係種子雷射1射出之雷射光的中心光頻，Φ (t )係來自中心光頻的相移，及 Φ m係藉由電光調變器 1 1所獲得之調變深度。 被參考共振器1 4所反射之光的轉移函數H r ( V )係 由以下方程式所給定： + βχρ(-2π1ν/ν ) _ ...(5) 1 - ΓΧΓ2 θχρ(-2πιν/νΓ) 其中r 1及r2係參考共振器1 4的鏡的振幅反射比，ν 係種子雷射1所射出之光的頻率，及v F係參考共振器1 4 的 FSR。 被光檢器1 5所接收之光的強度信號係由方程式（4 ) 及（5 )的乘積所給定。僅在來自此信號的調頻fm振盪之 分量的擷取產生： 工⑼=|E〇f I； {Hr(v + nfm)H:(v + (η - DfJJDUJexp^^t) η = -〇〇 + Hr(v + nfm)H:(v + (η + l)4)Jn((|)m)Jn+1(<|)m) exp(-2Tiifmt) } ···(6) 此強度信號在頻率fm被解調以獲得由以下方程式所 給定之解調信號： -12- 200840166 V(V) = -1 |e0|2 Im Σ {Hr(v + n^)H；(v -f (n -f 1) n = -〇o .·· (7) 當V ( ) =N u f+ 5 v時，V ( z；)顯示相對於5 i； 至〇附近的頻率誤差之線性特性且因此可被使用作爲頻率 穩定化的誤差信號。解調器1 6將光強度信號解調成誤差 信號，且執行例如控制PID的濾波過程。解調結果被反饋 至種子雷射1的波長調變端子。 以上述方式，包括參考共振器14之穩定單元使用參 考共振器1 4的振盪波長作爲參考使種子雷射1的振盪波 長穩定化。因爲參考共振器14的頻率改變產生誤差，由 於諸如振動、溫度、及雜訊的干擾，其係需要充份考量光 學路徑長度的改變。更特別，重要的是提供高剛性機械結 構及低振動安裝環境，以及將注入鎖定式雷射容納於具有 隔音材料的空調室。 P 〇 u n d - D r e v e r方法具有誤差信號的S N依賴參考共振 器1 4的細緻度之條件。因此需要選擇具有足夠高反射比 之參考共振器1 4的鏡，且亦足以調整參考共振器1 4。 被半鏡M6所反射之種子雷射1的光束B4被導引至 AOM6。由於聲光效應，AOM6自透射穿過其中的光束接 收具有頻率f Α Ο Μ之電壓信號以產生複數階的繞射光束。 該複數階的這些繞射光束產生nxfA0M的頻移。 自該複數階的這些繞射光束’僅+第1階光束被空間 地擷取且藉由纖維耦合器7a耦接至纖維分束器8的第一 -13- 200840166 輸入端子。纖維分束器8例如，偏振保留單模式型，該型 包括兩個輸入端子（第一及第二輸入端子）及一輸出端子 〇 以相同方式，來自脈波振盪器Ο的輸出係藉由半鏡 M6部份地分束，且藉由纖維耦合器7b耦接至纖維分束器 8的第二輸入端子。光檢器9將自纖維分束器8輸出之光 的強度轉換成電信號，且將其傳送至分析器1 〇。 分析器1 〇藉由如第一實施例的相同過程相對於脈波 振盪器◦產生反饋信號。此信號係經由PZT控制器（PZT 放大器）5反饋至脈波振盪器〇的PZT支架4。 以上方式中，脈波振盪器Ο被控制使得脈波振盪器0 的振盪頻率與種子雷射1的振盪頻率一致。 如上述，種子雷射1使用參考共振器1 4的振盪波長 作爲參考使波長穩定化。因此，控制來保持種子雷射1及 脈波振盪器0的振盪波長恆定以達到脈波雷射光波長的準 確穩定。 〔第三實施例〕 圖5爲顯示依據本發明的第三實施例的注入鎖定式雷 射的簡要配置之示意圖。依據本發明的第三實施例之干涉 儀結合依據第二實施例之注入鎖定式雷射。 依據本發明的第三實施例之干涉儀適於，例如，檢查 內建於諸如半導體曝光設備的曝光設備之投射光學系統的 成像性能。曝光設備使用例如，KrF或ArF的準分子雷射 -14- 200840166 作爲照明光源。爲此理由，投射光學系統被設計在照明光 的波長顯示最佳成像性能。用於檢查投射光學系統的成像 性能之檢查設備同樣地使用大致等於照明光的波長來執行 檢查。將例示第三實施例用於具有193 nm的最佳波長的投 射光學系統之檢測設備。 首先，將解說振盪波長調整方法。作爲檢查設備之干 涉儀在例示於第二實施例之注入鎖定式雷射的輸出部包含 波長轉換單元1 7。波長轉換單元1 7將入射光的波長縮短 至1 /4，且使用非線性光學效應來輸出轉換的波長。爲了 將自波長轉換單元17輸出之光波長設定在193 nm，其係 需要穩定進入波長轉換單元1 7之光的波長，亦即，自注 入鎖定式雷射輸出之光的波長在772nm。 半鏡Μ 8取代依據第二實施例之鏡Μ 7。自種子雷射1 之輸出係部份地透射穿過半鏡Μ8，且在由鏡Μ9所反射時 而導引至波長計30。目種子雷射1輸出之光束亦被分束且 導引至脈波振盪器Ο (注入鎖定）、ΑΟΜ6 (差拍檢測） 及外部參考共振器1 4 (波長穩定），如第二實施例。 精確校準標準具被內建於波長計30且因此可在次微 微米或更小的等級量測絕對波長値。電腦29連接至波長 計3 0 ’計算自種子雷射1的設定波長的波長移位量，且將 計算結果傳送至加法器3 1。 加法器3 1實施用於自電腦29送出的波長移位量之 PID計算以使用波長計3 0作爲參考來產生反饋信號。加 法器3 1然後使用參考共振器丨4作爲參考自解調器1 6將 -15- 200840166 反饋信號加至反饋信號（波長反饋信號），且將總和反饋 至種子雷射1的波長調變端子。 波長反饋信號及頻率反饋信號被送至種子雷射1。當 波長反饋信號的控制頻率被設定足夠小於頻率反饋信號的 控制頻率時，這係可能最小化波長反饋信號及頻率反饋信 號間之干涉的任何影響。 以上述方式，依據第三實施例，包括參考共振器1 4 及波長計3 0之波長穩定單元達到頻率穩定化及種子雷射1 的中心波長的絕對値的保證。因此，依據第三實施例，如 於第二實施例控制脈波振盪器0的光學路徑長度（振盪長 度）達到頻率穩定及脈波光源的中心波長的保證。 波長轉換單元1 7將自脈波振盪器〇輸出的光的波長 縮短至1/4，亦即，193 nm。1/4的係數於波長轉換中在物 理上是固定的，且自波長轉換單元1 7輸出之光的波長係 僅由進入波長轉換單元1 7之光的波長來決定。因此， 1 93 nm脈波亦進行頻率穩定及中心波長的保證。 接著將解說波長計。自波長轉換單元1 7樹出之光束 通過聚光透鏡1 8，且然後透射穿過具有等於或小於繞射限 制的尺寸之針孔1 9，藉此使波形成形。透射穿過針孔1 9 之光束係在展開時透射穿過半鏡20，藉由準直器透鏡21 準直成準直光束，且導至TS透鏡23。TS透鏡23被設計 使得最後表面的曲率半徑變成等於自最後表面至焦點位置 的距離。除了最後表面外，以抗反射膜塗佈TS透鏡23。 由於空氣及玻璃間的折射比差，導至T S透鏡2 3的最後表 -16- 200840166 面之光束的約5% ，且沿著入射光學路徑返回。TS透鏡的 最後表面將被稱爲TS表面，而被TS表面反射之光束將被 稱爲參考光束。TS透鏡23被固定在相移單元22上，且 可藉由相移單元22中的PZT元件被驅動於光軸方向。 透射穿過TS表面之光束暫時會聚在曝光設備的投射 光學系統24的物體平面上，且然後在展開時導至投射光 學系統24。在自投射光學系統24射出後，光束會聚在投 射光學系統24的影像點。具有與投射光學系統24的影像 點重合之曲率的中心之球面RS鏡25被插置在影像側上。 RS鏡2 5的反射表面係以玻璃製成而無任何塗佈，且如同 TS表面具有約5 %的反射比。會聚在影像點之光束在被 RS表面反射時沿著相同光學路徑返回。以下RS鏡的反射 表面將被稱爲RS表面，而被RS表面反射之光束將稱爲 測試光束。 參考光束及測試光束再次透射穿過TS透鏡23，且準 直成準直光束。之後，這些光束再次導引至準直器透鏡21 且當會聚時被半鏡20所反射。空間濾波器26被插置在半 鏡2 0的相反側上之焦點位置。在藉由空間濾波器2 6切除 任何不需要高頻範圍之後，測試光束及參考光束被導至成 像透鏡2 7，準直至準直光束，且導至影像感知器（例如， C CD ) 28。影像感知器28感知測試光束及參考光束的干 涉帶，且將所感知影像資訊傳送至電腦29。 干涉帶係由以下方程式所给定： -17- 200840166 工⑻=Lef + 工㈣ + 2^efItest COS (2 · 27l(W(r) + L / λ)) • · · (8) 其中lef係參考光束的強度，Itest係測試光束的強度 ’ w ( r )係投射光學系統24的波形，L係TS表面及RS 表面間的光學路徑長度，及Λ係雷射光的波長.。 基於干涉帶之準確波形測量可採用相移方法。相移方 法基於被給定已知相移之複數干涉帶的影像來計算波形。 電腦29與影像感知器28的影像傳送時間同步地施加 電壓至相移單元22以沿著光軸驅動TS透鏡23，藉此獲 得想要相移。 測試透鏡的波形W ( r )由以下方程式所给定： W(r) = tan'^Isir) / Ic(r) ) / (2 · 2π) - φ ...(9) 其中Ic及Is分別係改變干涉帶的餘弦分量及正弦分 量，該等干涉帶係在相移之時自該數個干涉帶影像擷取， 及Φ係初始相位項。 發生於波形測量之誤差的主因子係在相移時干涉帶的 改變。觀察如自方程式（8)，干涉帶的改變亦發生在雷 射光的波長λ的改變之時，或由於例如載台振動，TS表 面及RS表面間的光學路徑長度L的改變之時。 用於半導體曝光設備之大型投射光學系統需要只要數 米m的光學路徑長度L。使其不可能忽略波長改變的影響 。因爲第三實施例獲得準確波長穩定性，可比起習知技術 ，更準確地測量波形。 -18- 200840166 藉由連接波長計3 0、解調器1 6及分析器1 0至電腦 2 9，在相移測量期間可監視雷射波長之改變。爲此理由， 當波長改變係大時發出警告以及將其反饋至測量値以容許 更準確地量測。 〔第四實施例〕 圖6爲顯示依據本發明的第四實施例的曝光設備的簡 要配置之示意圖。依據本發明的第四實施例之曝光設備結 合依據第三實施例的干涉儀。 雖然相移單兀22及TS透鏡23被插置於圖6中的曝 光用光的光學路徑，它們於實際曝光中自光學路徑退縮。 亦於曝光中’晶圓載台40被驅動使得不是球面RS鏡25 而是曝光目標晶圓（亦稱爲基板）被設置在投射光學系統 24的影像側上。 準分子雷射3 6射出之光束係經由傳輸系統導引至不 相干單元3 7。不相干單元3 7使入射光束成形且在同時減 小空間相干性。自不相干單元3 7射出之光束被導引至照 明光學系統3 8以使照度均勻且產生想要有效光源，且然 後照亮配置在光罩載台3 9上之光罩（亦稱爲原形或掩膜 )。投射光學系統24將藉由光罩圖案所繞射的入射光束 縮小並投射至配置在晶圓載台4 0上之晶圓以轉移光罩圖 案至晶圓表面。在圖案轉移後，晶圓載台40自曝光區一 步一步地移至下一曝光區以使其曝光。 現將解說測量投射光學系統24的波形像差的方法。 -19- 200840166 波形像差測量使用第二實施例所述之干涉儀。干涉儀光源 保持設定等於準分子雷射3 6的波長之穩定波長。相移單 元22及TS透鏡23係於半導體曝光期間自退縮位置驅動 ，且插置在投射光學系統24的想要物體點。再者，光罩 載台39被驅動以使配置在物體點之光罩退縮。RS鏡25 被設定在晶圓載台40的晶圓固持單元周圍。當晶圓載台 40被驅動時，RS鏡25的曲率的中心變成與投射光學系統 24上的物體點共軛。上述程序容許影像感知器（CCD相 機）28傳送測試光及參考光束的干涉帶。波形係使用相移 單元22藉由相移方法來測量，如於第三實施例。 因爲第四實施例可使用具有準確穩定地波長之雷射作 爲光源，波形可在半導體曝光設備準確地測量。由使用測 量結果來最佳化投射光學系統的波形像差，成像性能可被 最佳化。使其可能轉移非常精細圖案。 於以上實施例，差拍信號係藉由聲光調變器6使自種 子雷射1射出的光的頻率移位以及合成該頻移光與自振盪 器0射出的光而獲得。然而，本發明未受限於該配置。例 如，差拍信號可藉由聲光調變器6使自振盪器Ο射出的光 的頻率移位以及合成該頻移光與自種子雷射1射出的光而 獲得。 〔其它實施例〕 接著將說明使用上述曝光設備之裝置製造方法。圖8 爲解說整個半導體裝置製造過程的順序之流程圖。於步驟 -20- 200840166 1 (電路設計），半導體裝置的電路被設計。於步驟2 (光 罩製作），光罩係基於所設計電路圖案而製作。於步驟3 (晶圓製造），晶圓係使用諸如矽的材料而製造。於步驟 4稱爲預處理之（晶圓處理），將實際電路係使用光罩及 晶圓而藉由微影術形成在晶圓上。於稱爲後處理之步驟5 (組裝），半導體晶片係使用製造於步驟4的晶圓而形成 的。此步驟包括諸如組裝（切割及接合）及封裝（晶片封 包）之過程。於步驟6 (檢驗），包括步驟5所製造的半 導體裝置的操作檢查測試及耐久性測試之檢驗被實施。半 導體裝置係於步驟7以這些處理之完成並運送。 圖9爲解說晶圓處理的詳細順序之流程圖。於步驟1 1 (氧化），晶圓表面被氧化。步驟1 2 ( CVD )，絕緣膜係 形成在晶圓表面上。步驟1 3 (電極形成），電極係藉由沉 積而形成在晶圓上。步驟1 4 (離子植入），離子被植入晶 圓。步驟15 ( CMP )，絕緣膜係由CMP所平面化。於步 驟1 6 (抗蝕過程），光敏劑被施加至晶圓。步驟1 7 (曝 光），上述曝光設備係使用來經由其上形成有電路圖案的 掩膜使以光敏劑塗佈的晶圓曝光以形成潛在影像圖案在抗 触劑上。步驟1 8 (顯影），形成在晶圓上的抗蝕劑之潛在 影像圖案被顯影以形成抗蝕圖案。步驟1 9 (蝕刻），在抗 蝕影像下方的層或基板被蝕刻穿過抗蝕圖案開敞的部份。 步驟20 (抗蝕移除），在蝕刻後留下的任何無需抗蝕劑被 移除。藉由重複這些步驟，電路圖案的多層結構係形成在 晶圓上。 -21 - 200840166 雖然已參照示範性實施例說明本發明，將瞭解到’本 發明未受限於所揭示的示範性實施例。以下請求項的範圍 將符合最寬廣詮釋以含蓋所有此種修改以及等效結構與功 能。 【圖式簡單說明】 圖1爲顯示依據本發明的第一實施例的注入鎖定式雷 射的簡要配置之示意圖； 圖2爲解說藉由模擬所獲得之差拍信號〗（t )的圖表 > 圖3爲解說差拍信號的傅立葉轉換之圖表； 圖4爲顯示依據本發明的第二實施例的注入鎖定式雷 射的簡要配置之示意圖； 圖5爲顯示依據本發明的第三實施例的注入鎖定式雷 射的簡要配置之示意圖； 圖6爲顯示依據本發明的第四實施例的曝光設備的簡 要配置之示意圖； 圖7爲顯示習知注入鎖定式雷射的簡要配置之示意圖 圖8爲解說整個半導體裝置製造過程的順序之流程圖 ;及 圖9爲解說晶圓處理的詳細順序之流程圖。 【主要元件符號說明】 -22- 200840166 B1 :光束 B2 :光束 B 3 :光束 Μ1 :半鏡 〇 :脈波振盪器 M2 ··鏡 M3 :輸出耦合鏡 Μ4 :鏡 Μ5 :鏡 Μ 6 :半鏡 fAOM :調頻 η :階
Iseed ·’種子雷射強度 I p u 1 s e :脈波振盪器輸出 fseed :種子雷射光頻 fpUlse :脈玻雷射中央光頻 FFT :快速傅立葉轉換 FPGA :現場可程式閘陣列 M7 :鏡 ^ 〇 :中心光頻 Φ m :調變深度 Φ ( t ):相移 fm :調頻
Hr ( v):轉移函數 -23- 200840166 rl、r2 :振幅反射比 V :頻率 B6 :雷射光束 Μ 6 :半鏡 MU Iref :強度 11 e s t ·強度 L :光學路徑長度 W ( r ):波形 Ic :餘弦分量 Is :正弦分量 Φ :初始相位項 1 :種子雷射 2 :激發光源（泵雷射） 3 :增益介質 4 : PZT支架 5 : PZT控制器 6 :聲光調變器 7a :纖維耦合器 ’ 7b :纖維耦合器 8 :纖維分束器 9 :光檢器 1 〇 :分析器 1 1 :電光調變器 -24 200840166 1 2 :偏振 13 ： λ /4 1 4 :參考 1 5 :光檢 1 6 :解調 1 7 :波長 1 8 :聚光 1 9 :針孔 2 0 :半鏡 21 :準直 22 :相移 2 3 ： TS 鋟 24 :投射 2 5 :球面 26 :空間 27 :成像 2 8 :影像 2 9 :電腦 3 0 :波長 3 1 :加法 3 2 :激發 3 3 :脈波 3 4 :控制 3 6 ··準分 光分束器 板 共振器 器 器 轉換單元 透鏡 器透鏡 單元 :鏡 光學系統 RS鏡 濾波器 透鏡 感知器 計 器 光源光檢器 光光檢器 電路 子雷射 -25 200840166 3 7 :不相干單元 3 8 :照明光學系統 39 :光罩載台 4 0 :晶圓載台 -26