TWI260401B - Interferometry apparatus and multiple-pass interferometry - Google Patents

Description

1260401 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種干涉儀，特別係有關於一種用於 s測量測件的角度以及直線位移的干涉儀，該量測件可以 為一光罩平台或是一微影掃瞄儀或是一步進系統。 【先前技術】 位移量測干涉儀監視器其位置根據光學干涉訊號，在 量測件與參考物之間移動。該干涉儀藉由重疊及干涉一從 量測件反射的量測光束以及一從參考物反射的參考光束， 而產生該光學干涉訊號。 在許多例子中，該量測光束以及該參考光束具有互相 垂直的偏振方向，以及不同的頻率。該不同的頻率可藉由， 例如，雷射賽曼分裂（Zeeman splitting)、 Acousto-optical modulation或是在雷射内部裝設雙折射 元件來產生。遠垂直偏振允許一偏振光束分裂以引導該量 測光束以及該參考光束至該量測物以及該參考物，並結合 反射回來的該量測光束以及該參考光束以形成相互重疊的 ϊ測光束以及參考光束。該等重疊光束形成一輸出光束， 並經過一偏振器。 该偏振器混合該量測光束以及該參考光束的偏振，而 形成6光束。在该混合光束中的該量測光束以及該參 考光束會彼此干涉，所以該混合光束的強度，隨著該量測 光束以及該參考光束相對相變化而變化。—感測器量測該 1057-5466-PF1 6 1260401 混合光束的沿時間變化的強度，並依據該強度的比例，產 生電子干涉訊號。由於該量測光束以及該參考光束具有 不同的頻率，該干涉訊號包括一，，外差式的 eterodyne)訊號，其頻率等於該量測光束與該參考光 ，的頻率差。如果該量測光束以及該參考光束的路徑長度 過凋正，例如，藉由調整包含該量測件的平台，使該量 、J至]的頻率包括都普勒效應（D〇ppler shift)等於2^叩/ λ，其中^是量測件以及參考物的相對速度，λ是量測光 束以及參考光束的波長，η《該等光束經過的媒介的折射 率，例如空氣或是真空，p是經過該參考物以及該量測件 、數根據畺測到的參考訊號的相變化，轉換該量測件 的相對位置，2;r的相變化等於又/(叩)的L長度變化，其 L疋％繞一圈的距離變化，例如包括該量測件的平台 環繞距離。 不幸的，該等式不一定永遠正綠。此外，該量測到的 參考訊號的量或許會變化。一會變化的振幅會降低所量測 到的相變化的準確性。冑多干涉儀會有非線性的特性，例 所明的週期誤差cyclic errors” 。該週期誤差可藉 由相或是量測到的參考訊號的強度並與該光學路徑長度

PnL的變化呈—正弦相依。特別是，㈣—個譜波的週其: =具有一正弦相依於（kpnL)/又，而該第二個譜波的週 誤差具有一正弦相依於2(2”nL)/A。更高的諧波的週 功祆差亦可以此方式表現。 亦可能有”非週期非線性，、情況’例如由參考光束 1057-54 66-PF1 7 I26〇4〇i 以及量測光束於干涉儀的輸出光束中的側向位移（例如，， 束切變beam shear )，當參考光束的波前以及量测光 束的波前具有波前誤差（waVefront err〇rs)時。此現象可 由下述說明。 干涉儀儀器中的不均勻材質（inh〇mogeneities)會造 成參考光束以及量測光束的波前誤差。當該參考光束以及 κ里測光束以同一直線的方式穿過這些不均勻材質時，會 產生同一的波前誤差並造成干涉訊號的彼此抵銷。此外， X輪出光束中的該參考光束以及該量測光束會彼此側向位 移，例如相對的光束切變。此光束切變造成波前誤差並造 成從輪出光束得到的干涉訊號產生誤差。 此外，在許多的干涉系統中，光束切變隨著該量測件 的位置或是角度方位的變化而變化。例如，+面鏡量測件 的角度方位的變化會造成相對光束切變。因此，量測件的 角度變化會在干涉訊號中產生相應的誤差。 光束切變以及波前誤差的影響將取決於根據偏振態 此合輸出光束的步驟以及偵測該混合輸出光束以得到一電 子干涉汛號的步驟。該混合輸出光束可以利用一偵測器偵 測’其可藉由將該混合光束聚焦於該偵測器以進行偵測， 或是將該混合光束捕捉進入一單一模態或是多模態光纖 中，偵測傳入該光纖中的混合光束。光束切變以及波前誤 差的衫響也取決於光束戴斷器（beam st〇ρ)的性質。一般而 言，當光纖用於將該混合輸出光束導至該偵測器時，該干 涉訊號的誤差是複合式的。 1057-5466-PF1 8 1260401 干涉δίΐ "5虎的振幅戀化4 士々 文化9疋許多個機制總和產生的淨 結果。-機制是，例如，由於量測件的轉動而造成的參考 光束以及量測光束於輸出光束中的相對光束切變。 在色散量測中，光程量測利用複合波長，例如5· 以及刪⑽，以量測色散量測干涉儀的量測路徑中的氣 體。該色散量測可以被用於將一利用位移量測干涉儀量測 到的先程轉換為-物理長度。這種轉換是重要的，因為可 將會由於氣流的擾動或暑穷择 次疋在度不均而被影響的光程長度轉 換為固定不變的物理長度。 上述的干涉儀通常為為掃描器或是步進機系統的重 要元件，該掃描器或是步進機用於微影製程以在—晶圓上 形成-積體電路。此微影系統包括一可可移動平台，以支 擇並固定該晶圓；一聚焦裝置，以將該輕射光料至該晶 圓；一掃瞒或步進系統，用以將該平台移近該輻射光束； 以及至少一干涉儀。每個干涉儀引導一量測光束至，並接 收一反射的量測光束從’設於該平台的—平面鏡。每個干 涉儀將其反射的㈣光束與—相應的參考光束進行干涉， 該等干涉儀並準禮的量測該平台相對於該輕射光束的位置 變化。該干涉儀使該微影系統能準確的控制該晶圓於該輕 射光束中的曝光區域。 在許多的微影系統以及其他的應用令，該量測件包括 至少一平面鏡’以反射該量測光束。該量測件的微小角度 變化’例如平台的高度或是偏轉’會造成量測光束從該平 面鏡反射後的方向變化。如果不加以補償，該變化的量測 1057-5466-PF1 9 1260401 光束將會降低該量測光束以及參 1尤果在干涉儀中的重 疊。此外，該量測光束以及該參考光 、 1疋术將不會以彼此平行 的方式傳遞，其波前於形成該混合光束時也*會對準。因 此，該量測光束以及該夂老氺秦 叹4芩考光朿之間的干涉將沿該混合光 束的橫向剖面變化，因此合佶續俏丨 U此曰便4侦測态所量測到的干涉資 訊遭受損壞。 、 為了應付此問題，許多習知的干涉儀具有一倒反射器 retr〇reflector，以將該量測光束重新導回該平面鏡藉 此該量測光m㈣dQUble passes”該干涉儀與該 量測件之間的路徑。該倒反射器使該量測對於量測件的角 度轉動變化不會那麼敏感。當被用於平面鏡干涉儀，此配 置便成為一般所稱的高穩定平面鏡干涉儀 (high-stability plane mirror interferometer, HSPMI)。然而，即使使用倒反射器，該量測光束的側向位 置仍然對於量測件的角度轉動變化敏感。此外，量測光束 的路徑經過干涉儀中的光學裝置，該路徑也對量測件的角 度轉動變化敏感。 貝際上，該干涉系統用於量測該晶圓平台沿多重量測 軸線（multiple measurement axes)的位置。例如設定_個 卡氏座標系為晶圓平台位於x-y平面，量測主要是針對平 口於x-y軸上的位置以及平台在z軸向上的角度方位，此 時平台是在x-y平面上移動的。此外，其也可監測晶圓平 台在x-y平面外的傾斜。例如，該等傾斜的特徵可用於計 算於x-y位置的Abbe of fset errors。因此，其最高可有 1057-5466-PF1 10 !26〇4〇l =個量測的自由度。此外n例子中，其亦可監控平 口於2軸方向的位置，而產生第六個自由度。 為了要量測每一個自由度，一干涉儀用於監測座標轴 鐘的位移。例如’在量測平台的"位置以及x，y，z方向 曰動方位的系統中，至少有三個特別獨立的量測光束從該 :圓平台的_側&射，ϋ少有兩個特㈣立的量測光束 從該的另一側反射。參照，例如美國專利第5, 801，832號 專利利用五個量測軸將光罩圖案投影在基板上的裝置: 方去，其内容參考於此。每個量測光束與參考光束再結 合以監測相應、軸向&光學路徑|度變4匕。由於不同的㈣ 光束與該晶圓平台於不同的位置接觸，該晶圓平台的可藉 由適當的光學路徑長度量測結果，推演出角度方位。因此曰， 其可監控每一個自由度’該系統包括至少一量測光束，該 光束接觸晶圓平台。此外，如上所述，每一量測光束可以 兩次經過該晶圓平台以防止晶圓平台的角度方為變化影響 該干涉訊號。該量測光束可由物理分離干涉儀產生或是^ 多轴干涉儀所產生的多重量測光束。 【發明内容】 本發明為一多重自由度平面鏡干涉儀組，量測二，三 或更多自由度，並具有零或較低的光束切變狀況於感測器 或是光纖讀取頭（FOP)。在一些實施例中，該參考光束或是 量測光束的微分光束切變可有效的降低。該干涉儀組可包 括一單一干涉儀光學組。一具有零或低光束切變的雙自由 1057-5466-PF1 11 1260401 度平面鏡干涉儀組，可以被用於量測一平面鏡上兩個分開 的位置的直線位移，或量測一平面鏡的直線位移以及角度 位移。在某些設置狀況下，該參考光束以及量測光束的微 分光束切變可有效的被降低。 上述之技術可用於量測額外的自由度，使用美國專利 申凊案號60/352, 341專利所揭露的干涉儀配置。這些實施 例中包括一二自由度量測平面鏡干涉儀組，其具有零或相 對較低的微分光束切變，可被用於量測一平面鏡上的三個 獨立位置的三個直線位移，或是一平面鏡的一直線位移以 及兩個正父角度的位移，或是量測兩個直線位移以及一角 度位移。在一些配置中，該參考光束以及該量測光束的微 分光束切變可以被有效的降低。更進一步的實施例包括一 四或多重自由度量測平面鏡干涉儀組，其具有零或是被降 低的光束切變，可以被用於量測其他不同的直線及角度位 移組合。 丁 • V π ,卜π吻t可干以及量 件，以量測-物件的方位變化。該參考光束以及該量測 束用於量測單-經過該單—平面的角度。該干涉儀光學 件組可包括㊉穩定度的設計，以用於量測直線或角度的 移。該干涉儀光學元件、組可以被設置為f亥參考光束以及 量測光束之間的微分光束切變為零或是較低。用於該角 位移干涉儀中的該參考光束以及該量測光束的光束=變 -單-平面鏡為零。二或更多的直線或是角度位移輪出 束可具有-普通ΐ測光束路徑，以經過該單一平面鏡。 1057-5466-PF1 12 1260401 干涉儀組可以被配置為，該相對參考光束以及量測光束光 學路徑長度在玻璃中相同或是在氣體中相同。 般而a ’本發明揭露一種多重自由度多重經過干涉 儀，用以里測-量測件的角度方位以及距離的變化。該多 重經過干涉儀包括複數個反射鏡，沿多重經過反射至少兩 光束經過該干涉儀，該等多重經過包括一第一組經過以及 第一組經過。该等反射鏡具有複數個第一校準器，垂直 於由該等反射鏡所反射的該等光束路徑。該兩道光束提供 有關於於一第一 4立置於其中一該反射鏡在該第—組經過後 的變化之資訊。該兩道光束提供有關於於一第一位置以及 該第二位置於其中一該反射鏡在該第二組經過後的變化之 資訊。當至少一該反射鏡具有不同於該第一校準器的校準 效果時，在該第-組經過以及該第二組經過時，該等光束 的路徑會產生切變。該干涉儀包括光學元件，以在第一組 經過之後，第二組經過之前，引導該等光束，使得在第二 組經過時所產生的光束切變能與在第一組經過時所產生的 光束切變相互抵銷。 本發明的實施例可更包括下述特徵。 該等光學元件被設置為在引導該等光束時’維持該兩 道光束之間的光束切變的量與方向。在完成該第一組=過 時’該兩道光束被該等光學元件所分散的光束會相互平 行失:等反射鏡包括複數個平面反射表面。該等光束包括 一參考光束，其被導向一該反射鏡，其位於—相對於該干 涉儀的靜止位置。該等光束包括一量測光束，其被導向 1057-54 66-PF1 13 1260401 該反射鏡，其相對於該干涉儀是可動的。 、该苓考光束以及該量測光束定義出一光程差，該光程 差顯示一該反射鏡相對於該干涉儀的位置變化。該等反射 鏡包括—第一反射鏡以及一第二反射鏡，#等光束包括被 導向該第-反射鏡的-第一光束以及被導向該第二反射鏡 的一第-光束’該第-反射鏡以及該第二反射鏡相對於該 干涉儀疋可動的。|玄第一光束以及該第二光束定義出一光 私差’ 4光程差顯不該第_反射鏡以及該第二反射鏡的相 對位置變化。 卜L第一組經過由兩組經過所組成，且在每次經過時， 每一該等光束被該等反射器至少反射一次。該第二組經過 由兩組經過所組成，且在每次經過時，每一該等光束被該 等反射器至少反射一次。該多重經過干涉儀包括一分光 器，將一輸入光束分離為該等光束，並將該 等反射鏡。該分光器包括一偏振分光器。該等光學元=包 括奇數個反射表面。該等反射表面的法線位於同-平面。 该等反射表面包括平面反射表面。 每-道被該等光學元件引導的光束被該等反射表面 、，仔入射先束以及反射光束與每-反射表面的總 厂、零或π 360度的整數倍，該角度的量測是從該入射光 :至該反射光束，當以反時針方向時，該角度具有—正值， 备以順時針方向時，該角度具有— 光束經過該第-以及第1 且㈣04 ③干涉儀在該等 形成重疊的光束射二―::過時，將該等光束結合，以 1057-54 66-PF1 14 1260401 该等光學元件包括一反射表面。該等光學元件包括偶 數個反射表面。該等光學元件包括一錐狀反射鏡。該干涉 儀包括一微分平面鏡干涉儀。該兩道光束具有不同的頻率。 該干涉儀可以被用於-干㈣統，其包括_感測器， 用以感測該等重疊光束間的光學干涉，並產生一干涉訊 號，其顯示該等光束之間的光程差。該感測器包括一光感 測杰，一放大器以及一類比轉數位轉換器。該干涉系統更 包括一分析儀，耦接於該感測器，其根據該干涉訊號計算 該等光束之間的光程差變化。該干涉系統更包括一光源以 提供該等光束。 一該干涉儀可被用於一干涉系統其包括一平台，以支撐 -：圓；-發射系、统’以對該晶圓表面照射圖案輻射；： 及一定位“ ’以調整該平台相對於該圖案輻射的位置， 其中該干涉儀用於量測該平台的位置。 一曰針涉儀可被用於一干涉系統其包括一平台，以支禮 …圓卩及—發射系統’包括一輻射光源，一光罩，一 疋位系統以及—透鏡組，其中 蚪，一、a 一甲田在刼作時，該光源射出輻 射！過该光罩以產生 光罩相對於該麵射的位置，！！ 定位系統調整該 、、 μ透鏡組將該圖案輻射投射至 “固’且該干涉儀用於量測該光罩相對於該晶圓的位置。 =涉儀可被用於一干涉系統其包括一光源，提供一 直寫先束，用以在一微影光罩上 撐該微影光| ;—光束引^ 成W案，-平台，以支 該微影光罩且，用以將該直寫光束傳遞至 及一疋位糸統，用以調整該平台以及該光 1057-54 66-PF1 15 1260401 束引導組之間的距離，其中該干涉儀用於量測該平台相對 於該光束引導組之間的位置。 積體電路之製做可使用上述之干涉系統，以支樓—曰 圓，投射特冑的圖案輻射至該晶圓之i，以及調整該平;; 相對於該圖案輕射的相對位置，其中，該干涉儀用於量= 該平台的位置。 積體電路之製做可使用上述之干涉系統，以支撐—曰 圓，從該光源引導輕射，經過該光罩以產生一特殊圖案= 射於該光源之上，㈣該光罩㈣於職射的位置，以及田 將該特殊圖案輕射投射至該晶圓之上，其中，該干涉儀用 於畺測該光罩相對於該晶圓的位置。 微影光罩之製做可使用上述之干涉系統，以支揮一微 影光罩，傳遞-直寫光束至該微影光罩，以及調㈣平I 與該光束引導組之相對位置，其中，該干涉儀心量測= 平台相對於該光束引導組之位置。 本發明亦揭露一種多重自由度干涉儀，用以根據多重 自由度，量測-量測件的距離或角度方位的位置變化。鲸 干涉儀包括複數個干涉儀光學元件，包括—參考件。^ 干涉儀光學元件用於⑴從—原始出入光束引導一第_；角 度量測光束以第-次經過該量測件上之第一點並第二切 過該參考件，⑵從該原始出入光束引導一第二角度量測光 束以第一次經過該參考件並第二次經過該量測件上之一第 二點，以及(3)重新結合該第一以及第二角度量次光束部 刀以產纟角度里測輸出光束’其内含有關於該量測件 1057-5466-PF1 16 1260401 角度方位變化的資訊。該等干涉儀光學元件更用於⑴從一 原。出入光束引導一第_距離量測光束以二次經過該參考 件’⑵從該原始出人光束引導—第二距離量測光束以二次 經過該量測件，以及f )舌 “ （3 )重新結合該第一以及第二距離量次 光束部分’以產生^一距雜旦、日丨土入 距離里測輸出光束，其内含有關於該 量測件距離變化的資訊。 該干涉儀可包括下述之任一特徵。 。亥多考件為-平面鏡，其旋轉方向垂直於該等光束成 分的入射線。 該等干涉儀光學元件更包括一偏振分光器，用以引導 該等光束成分沿其路徑傳遞，一第一 1/4波長極化片，設 於該偏振分光器與該參考件之間，以及一第二Μ波長極 化片’設於該偏振分光器及該參考件之間。該干涉儀光學 Γ件可更包括折疊光學元件’用以引導該等光束回到該偏 =分光ί、’且該等折疊光學元件可更包括半波片，用於接 又角度里测光束’於其第一次經過之後。該等折疊光學元 件可具有奇數個反射表面，用以引導該角度量測光束成分 回到該偏振分光器，且該等 今讲^光學几件可具有偶數個反 、、面U引導δ亥距離量測光束成分回到該偏振分光器。 該干涉儀可更包括-光學延遲線，用於接受該第二角 度量測光束成分’當其經過該量測件時，並產生一額外的 路徑長度，以減少該肖声旦响丨从^ t X里測輸出光束中的微分光束切變。 在^ ^ ^中，斜涉儀可更包括-輸人非偏振分 先益’用“離該原始輸人光束p角度量測輸入光束， 1057-5466-PF1 17 1260401 其被引導至該他無八 、刀光為以產生一角度量測光束成分，以 及一距離量測輪 庀术欣刀 距離旦& ，其引導至該偏振分光器以產生該 巨離里測先束成分。 兮；、半居γ 從該輸人非偏振分^ 干涉儀可更包括-鏡，用於 先為接受該距離量測輸入光束，並將其 Ή V至该偏振分弁哭 口口’以產生該距離量測輸出光束。 # 匕的實苑例中’該偏振分光器可分離該原始輸入 非心=角f量測光束成分，而該干涉儀可更包括-輸出 :刀光為’以分離-部分的該角度量測輸出光束並引 °」D亥偏振分光器，以產生該距離量測光束成分，從 '度量測輪出光束分離出來的成分定義了一距離量測輸 入光束。例如’該干涉儀可更包括—倒反射器，用以從該 輸出非偏振分光器接受該距離量測輸人光束，必將其引導 至該偏振分光器以產生該距離量測光束成分。此外，該干 涉儀可更包括一無焦距系統，設於該輸出非偏振分光器以 及°亥偏振分光器之間’該無焦距系統具有-放大效果，以 使該第-距離量測光束成分在—定的角度範圍β，以垂直 入射的方式接觸該量測件。例如，該無焦距系統的放大效 果可以為2 : 1。 干a儀可更包括一第一光纖光學讀取頭，用以耦合 該角度量測輪出光束至一感測器、，以及一第二光纖光學讀 取頭，用以耦合該距離量測輸出光束至該感測器。 該干涉儀可更包括一光源，提供該原始輸入光束，該 原始輸入光束包括互相垂直的線性偏振成分。 一般而言，在另一方面，本發明可以為一多重自由度 1057-5466-PF1 18 1260401 干涉儀，包括複數個干涉儀光學元 等干乎穩止與-从m 牛匕括一參考件。該 吾、Ηϊϊ 苐一輸入光束的一第一 里測光束，以兩次經過_量 第一於入土击认咕 仟上的弟一點，（2)引導該 r〇x ^ 朿以兩次經過該參考件，並 第::；量測光東以及該第-參考光束重新結合為- 資二二束"其含有關於該量測件的第-點的距離變化 貝成。該等干涉儀光學元件更 ^ , 文用以（1)引導一第二量測井蚩 兩次經過該量測件上之一第- 光束 .^ 弟一點，（2)引導一第二參考光東 兩二人經過該參考件，並（3)將哕曰 肝°亥第一®測光束以及該第二餐 专光束重新結合為一第二輪ψ 的 11出先束，其含有關於該量測件 的第二點的距離變化。复 灸太 八中該第二篁測光束以及該第二 乡考光束是從該第一輸出光束分離出來的。 該干涉儀可更包括下述之任一特徵。 該參考件為一平面鏡，其旋轉方向垂直於該等光 分的入射線。 該干涉毅包括一偏振分μ，用μ導該等光束成 分沿其路徑傳遞’-第—1/4波長極化片，設於該偏振分 光器與該參考件之間m 1/4波長極化片，設於 该偏振分光器及該參考件之間。 X干涉儀更包括一非偏振輸出分光器，用以分離該第 一輸出光束的一部份以定義一第二出入光束並引導其返還 至"亥偏振分光器以產生該第二量測光束以及該第二參考光 束。該干涉儀更包括複數個反射表面，用以將該第二輸入 光束從该輸出分光器引導該偏振分光器，其中，該非偏振 19 1057-54 66-PF1 1260401 分光器以及該等反射表面，奇數次反射該第二輸入光束， 在其達到該偏振分光器之前。例如，該非偏振分光器反射 該第二輸入光束，且其中該等反射表面反射該第二輸入光 束偶數次。 干"儀可更包括一第—光纖光學讀取頭，以將該第 一輸出光束搞合至-感測器，以及—第二光纖光學讀取 頭，以將該第二輸出光束耗合至該感測器。 忒干涉儀可更包括一光源，以提供該第一輸入光束， 該第-輸入光束包括相互正交的線性偏振成分。 在另一#面’本發明揭露一種用於在一晶圓上形成積 體電路的微影系統。該微影李 又〜系、、死包括（1 ) 一平台，用以支撐 該日日S]，（ 2 ) '一發射系έ在，田丨、丨_Ln a 糸、、先用以杈射特定的圖案輻射至該晶 圓之上，（3 ) —定位系統，用以士用軟 用以调整该平台相對於該圖案輻 射的位置，以及上述之干诛备 I t /乂糸統，用以監測該晶圓相對於 该圖案輪射的位置。 在另一方面，本發明揭露-種用於在-晶圓上形成積 體電路的微影系統。該微影系統包括⑴一平台，用以置放 該晶圓；（2) 一照射系統，包括-照射光源，一光罩，一定 位系統，一透鏡組以及上述 K十涉儀。當該光源將光引導 穿過該光罩以產生圖案時，誃 Μ疋位系統調整該光罩與該光 源之間的位置，該透鏡組 Λ 口系咣在该晶圓上，而該 涉糸統監控該光罩與該光源之間的相對位置。 在另一方面，本發明揭露一 種用於製做一微影光罩的 光束直寫糸統。該光束直寫系 尔、兄a括·（ 1) 一光源，提供一 1057-5466-PF1 20 1260401 直寫光束以在一基板上形成圖案；一平台，用以置放該基 板；（2)—光束引導組，用以將該直寫光束傳遞至該基板； (3 ) —定位系統，用以調整該平台以及該光束引導組之間的 距離，以及上述之干涉儀，用以監控該平台與該光束引導 組之間的位置。 【實施方式】 本發明之貫施例具有干涉儀組，其可包括一或多直線 位移干涉儀以及一或多個角度位移干涉儀。該干涉儀組可 包括單一，例如，整體的光學組。該等直線位移干涉儀包 括一雙重經過干涉儀，例如一高穩定平面鏡干涉儀“丨运匕 stability plane mirror interferometer，HSPMI)，或是 一微分平面鏡干涉儀（DPMI)。該等角度位移干涉儀包括平 面鏡干涉儀，…單一平面鏡同時當作一角度量測干涉 儀的多考以及里測光束兀件。干涉儀組的實施例將被說 明，其中該干涉儀組可包括一或多個直線位移干涉儀以及 一或多個角度位移干涉儀。 /照第1圖，該干涉儀組1Q於單—的組合中包括一 高穩定平面鏡干涉儀，以及一四經過直線位移干涉儀。一 輸入光束Η造成兩次纟m高穩定平面鏡干涉❹ 形成-對相互重疊的輸出光纟30。該輸出光束3。的一•丨 份的相角將被量測，以取得量測鏡12 I一位置上的位老 Η變化°該等輸出光I3G的-部份當作—射至第二高半 定平面鏡干涉儀的輸入光束，以形成該四經過干涉儀，^ 1057-54 66-PF1 21 1260401 四經過干涉儀量測位移X1+X2的變化，其中X2是指該量測 鏡1 2於一第二位置的位移。該位移χ丨以及χ2可被用於量 測鏡1 2相對於一參考點的直線移動以及角度移動。一反射 鏡組28(由虛線所圍成的部分）降低量測光束以及參考光束 中，由於鏡12的傾斜所產生的光束切變，以產生更準確的 位移Χ2量測結果。 輸入光束14具有相互正交的線性偏振成分，其具有 J的頻率差可作外差式偵測（heter〇(jyne detecti〇n)。一 偏振分光器（polarizing beam spliUer)16包括一光束分 4平面82，其，在點P5，分離輸入光束14的正交成分， 以形成一參考光束2 〇以及一量測光束丨8。參考光束2 〇以 及ϊ測光束18造成兩經過干涉儀組1〇，並射出偏振分光 器16以形成射出光束3 〇。 $測光束18(被傳遞經過表面82)主要於平行入射平 面的方向偏振。在此，該入射平面平行於第1圖的圖面。 多考光束20(從表面82所反射的）主要垂直於該入射平面 偏振。 參考光束20沿一第一參考路徑傳遞，接觸一參考鏡 26。$測光束18沿一第一量測路徑傳遞，接觸量測鏡12。 二考鏡以及里測鏡皆為平面鏡。在圖中，一光束重疊於該 光束傳遞的路，目此，該光束以及該路徑以同-條線表 不里測鏡12可設於一物件（例如，一微影平台）之上。 接下來說明量測光束18以及參考光束20於點p5分 離後直到其重新合成為輸出光束3〇之間的路徑。在第工圖 1057-54 ββ-PFl 22 1260401 疋配置為該鏡1 2 中，量測鏡1 2以及偏振分光器1 6 一開始 的表面以45度相對於光束分裂表面82。 在點P5被表面82反射之後，參考光击9Π丄 在射出偏 振分光器1 6之前，兩次經過干涉儀組j 〇， M做為輸出光 束30的成分。在第一次經過時，參考光走 1兀果Μ接近鏡26， 經過一 1/4波長極化片52，並於點Ρ9由鏡2R g^ 兄乙0反射。參考 光束26第二次經過1/4波長極化片52，射向反射鏡22， 並於點P13以及P14被反射鏡22所反射。 在第二次經過時，參考光束26射向鏡26，第三次經 過1/4波長極化片52，並於點P10被鏡26所反射。參考 光束26第四次經過1/4波長極化片52，射向表面82，於 點P6被表面82所反射，接著射向一感測器24，以成為輸 出光束30的一部份。 於點P5經過表面82之後，量測光束2〇在射出偏振 分光Is 16之前，兩次經過干涉儀組丨〇，以成為輸出光束 30的一部份。在第一次經過時，量測光束18射向鏡12， 經過1/4波長極化片54，並於點P1被鏡12所反射。量測 光束18苐一次經過1/4波長極化片54，並於點p5被表面 82所反射。量測光束18射向反射鏡22，並於點P13以及 P14被反射器22所反射。在第二次經過時，量測光束18 射向表面82,由表面82於點P6反射，並射向鏡12。量測 光束18第二次經過1/4波長極化片54，由鏡12於點P2 反射。量測光束1 8第四次經過1 / 4波長極化片5 4，於點 P6經過表面82’接著射向感測器24，成為輸出光束30的 1057-54 66-PF1 23 1260401 一部份。 之後^V8以及參考光束2°，在射出偏振分光器16 口口 且的輪出光束，並射向感测器24。一分弁 器36分裂光束3〇成為 77 成為先束32以及光束34。光束32經過 °化“2,並被感測器24感测。當量測鏡 ::移動到另-位置40時，第一參考路徑以及第一量測： 經之間的光程差將會產生變 干涉變化，盆可Η , 的輸出光束32的 #二 感測器24所感測。一分析儀可根據光程 ，計算物理上的位置變化代表點P1以及 P2在鏡12相對於偏振分光器16的平均位置變化。 分光器36為反射鏡組28的一部份，其接受光束3〇 並將光束30的-部份引導至光束42。 高穩定平面鏡干涉儀的輸入光束。光束42被光== 82於點P7分離為參考光束44以及量測光束46。參考光束 44沿一第二參考路徑傳遞，接觸參考鏡26，而量測光束 46沿一第二量測路徑傳遞，並接觸量測鏡12。以下描述量 測光束46以及參考光束44於點p7被分離後至重新結合 輸出光束48之間的路徑。 ' 在被表面82於點P7反射之後，參考光束在射出pBsi6 而成為輸出光束48的一部份之前，兩次經過干涉儀組丨〇。 在第三次經過時，參考光束44射向鏡26，經過1/4波長 極化片52，被鏡26於點P12反射。參考光束44第二次經 過1/4波長極化片52,射向倒反射器22,接著被倒反射器 56於點P16以及pis反射。 1057-5466-PF1 24 1260401 2 6，第三次經 反射。參考光 表面82，於點 過 束 在第四次經過時，參考光束44射向鏡 1/4波長極化片52，並被鏡26於點Pll 44第四次經過1/4波長極化片52，射向 P8被表面82反射，接著射向感測器5〇,成為輸出光束48 的一部份。 於點P7經過表面82之後，量測光束46在射出pBsl6 而成為輸出光束48的一部份之前，兩次經過干涉儀組1〇。 在第三次經過時，量測光束46射向鏡12，經過1/4波長 極化片54，並於點P4被鏡12反射。量測光束丨8第二次 經過1/4波長極化片54,並於點p7被表面82所反射。量 測光束18射向倒反射器56，並於點pi6以及pi5被倒反 射器5 6所反射。 在第四次經過時，量測光束18射向表面82，於點P8 被表面82所反射，並射向鏡12。量測光束18第三次經過 1/4波長極化片54，並被鏡12於點p3所反射。量測光束 18第四次經過1/4波長極化片54，於點p8經過表面μ， 並射向感測器5〇，成為輸出光束48的一部份。 置測光束46以及參考光束44，在射出偏振分光器i 6 之後，形成重疊的輸出光束48，並射向感測器5〇。光束 48經過極化片64並被感測器50所感測。當量測鏡12從 一位置38移動到另一位置4〇時，第二參考路徑以及第二 量測路經之間的光程差將會產生變化，造成重疊的輸出光 束48的干涉變化，其可由感測器50所感測。一分析儀可 根據光程差的變化，計算物理上的變化△ = △ 1+ △ 2。△ 2由 1057-5466-PFl 25 1260401 △減去△ !而得。△ 2表示點P3以及P4於鏡1 2上相對於 PBS16的平均位置變化。 藉由量測△ !以及△ 2,其可藉由計算（△ 1+么2)/2決定 鏡12相對於pBS16的平均直線位移。其亦可藉由計算（△ 广△ 2)以決定方位的變化，當被除以一中間點（ρι以及Μ 之間）到一中間點（P3以及P4之間）之間的距離時，其大略 接近於鏡相對於PBS16的轉動角度。

參知第2圖’當鏡12從一位置5 8旋轉至另一位置6 〇 時，一相對切變5 1產生於輸出光束32的兩個成分（量測 光束18以及參考光束2〇)之間。反射鏡組28引導光束 以形成光束42。一相對切變5 2形成於光束42的兩成分（將 f為光束44以及46)之間。反射鏡組28被設計為相對切 變52基本上等同於相對切變51。 在經過點P7’量測光束46再第三次以及第四次經過 追蹤里測光束46以及理想量測路徑（當鏡丨2於位

置58時的量測光束路徑）之間的光束切變，在第-次經過 :乂及弟二次經過時所分散的切變，在量測光束第三次以及 第四次經過干涉儀組1〇時被消除。 一古η用干涉儀組10的優點在於，當鏡12傾斜時，從 -南穩定平®鏡干涉儀射出的❹光束48的成分中之 二 = 或是不同的)光束切變為零。從第二高穩定平面 干涉儀射出的該輸出光吏 丨先束48成分之整體光束切變(相對 田鏡12 >又有傾斜時的井圭

Mm” 光束路旬亦為零。組成輸出光束 、、成勺疋相互平行的。組 战輸出光束48的兩成分亦是 1057-5466-PF1 26 1260401 互平行的。 接下來說明說明反射鏡組28&配置。除了分光器 36,反射鏡組包括反射鏡66以及68。分光器及反射 鏡66以及68可以幾種不同的方式設置。第3圖以及第4 圖顯示了兩種合適的反射鏡組28的配置m 36以及 反射鏡66 α及68被設置為入射光束以及反射光束之間的 角度總和為零或是3 6 0度的倍數。 光束30被分光器36反射進入光束34，其被反射鏡 66反射進入光束7〇,其被反射鏡68反射進入光束42。參 照第2圖’角度α具有-負值（從光束⑽順時針轉至光束 34)，角度/3具有一正值（從光束34逆時針轉至光束7〇)， 以及角度γ具有一正值。分光器36以及反射鏡66以及68 的配置使α+卢+7=0。 在第3圖中，角度《、万以及^具有負值（從入射光 束順時針轉至反射光束）。分光器36以及反射鏡66以及 68被配置為α +冷+ r=360度。該等鏡可以不同的方式配 置，使、/3以及γ的總和為零或者是3 6 0度的倍數。 在第3圖以及第4圖中，該分光器以及反射鏡其法線 位於同一平面（第3圖以及第4圖的圖面）。在設計上該分 光為以及反射鏡的法線亦可位於不同的平面但其亦可以補 償量測鏡所造成的光束切變。例如，在第5圖中，_反射 鏡組80包括一分光器36’反射鏡66以及68，以及一角錐 倒反射器7 2，其具有六個反射面（該等反射面的法線並不 位於同一平面）。 1057-5466-PF1 27 1260401 36以及反射鏡66以及 分光器 68被配置為一光束 川在被分光器36以及反射鏡66以及68反射後所產生) 平行於光束30’而光束30以及74在同—個方向上傳遞 倒反射器72引導光束74進入光束42。光束42平行於光 束30，但以相反的方向傳遞。反射鏡組8〇具有如第3圖 或第4圖中的反射鏡組28之相同的傳遞特性，所以光束 42的光束切變的量以及方向等同於光束3〇的光束切變的 量以及方向。 在第1-4圖中的例子中’反射鏡組28包括三個平面 反射面（一個形成分光器36而另外兩個分別形成反射鏡⑽ 以及68)。在別的例子中，也可使用另一奇數（大於三）的 平面反射鏡。從法線位於同一平面的分光器以及反射鏡的 奇數反射，將使入射反射鏡組的光束間之光束切變的數量 以及方向等同於被反射鏡組所反射的光束間之光束切變的 數量以及方向，其中，該光束切變是由於量測鏡的傾斜所 產生。 第卜5圖中的反射鏡組可補償量測鏡多變的轉動，例 如，繞彼此正交且正交於量測鏡法線的軸旋轉。不考虎由 於量測鏡傾斜所造成之光束切變的量以及方向，在第一次 以及苐一次經過時分政給里測光束的光束切變，將被於第 三次以及第四次經過時分散給量測光束的光束切變所抵 銷。 上述干涉儀系統的變化型，可包括額外的直線或是角 度位移干涉儀，於一干涉儀組之中或是於一單一的干涉儀 1057-5466-PF1 28 1260401 組中以成為可量測三或多自由度的干涉系統，其中該額外 的干涉儀的輸出光束於感測器可具有零或是被減低的光束 切變。該干涉系統的變形亦可包括一或多個動態元件以補 償任何量測件的傾斜。例如，可使用一動態元件以將干涉 儀的輸出光束耦合進入該感測器。該動態元件可補償輸出 光束因為量測件角度變化所產生的方向變化。此動態元件 揭露於美國專利U· s· Nos· 6, 271，923以及6, 313, 918中。 上述的干涉系統提供高精度的量測。此系統特別有用 於微影上的應用，用以製作大尺寸的積體電路，例如電腦 晶片。微影為半導體製造工業的關鍵技術。疊置改進是將 線寬降到lOOnm以下的重要挑戰，參照Semic〇nductc)r

Industry Roadmap， p82(1997)。 豐置直接相關於，例如，將晶圓以及光罩平台定位的 距離篁測干涉儀的精度。由於一微影工具一年可產生 $50-1 00M的產值，改善距離量測干涉儀的經濟價值是很巨 大的。在微影工具上每1%的改善可產生約為$1M的經濟效 益於積體電路的製造以及微影工具的銷售。 微影工具的功能在於引導光罩圖案至一塗佈有光阻 的曰曰圓。该製程包括決定晶圓的位置以及將放射線照設於 光阻之上。 ^為了要準確的設置該晶圓，該晶圓包括對位記號於該 圓之上，其可被專用的感測器量測。該對位記號的量測 位置 定義了晶圓在該工具中的位置。此資訊，校準該晶 圓與該圖案放射線的位置 。根據此資訊，呈放該塗佈有光 1057-54 66-PF1 29 1260401 阻的可移動平台，移動該晶圓，使該放射線可準確的照 射於該晶圓之上。 當在曝光過程中，一放射光源照射一具有圖案的分劃 板，其散射該放射線以產生該具有圖案的放射線。該分劃 板可以為-光罩’以下這兩個名詞可以互換。在縮小微影 的情況下，一縮小透鏡蒐集該散射的放射線，並形成一縮 小的影像。在近接轉印中，該散射放射線經過了一短距離 (一般為微米等級），接觸該晶圓，以產生一的i :丨的影像。 该放射開始了該光阻中的化學反應，並將圖案轉印至該光 阻中。 干涉系統為定位機構的重要元件，其可控制該晶圓以 及分劃板的位置，並將該縮小影像紀錄在該晶圓之上。如 果該干涉系統包括上述的特徵，則可最小化距離量測的週 期性誤差而提高精度。 一般而έ ’該微影系統，包括一照射系統以及一晶圓 疋位系統。該照射系統包括一放射光源，用以提供放射線， 例如紫外線，可見光，X射線，電子束或是離子束，以及 一分劃板或是光罩，用以賦予該放射線圖案，因此產生具 有圖案的放射線。此外，對於縮小微影，該照射系統可包 括一透鏡組，用以將該具有圖案的放射線印至該晶圓上。 該具有圖案的放射線照設於該晶圓上的光阻之上。該照射 系統亦包括一光罩平台，用以支撐該光罩，以及一定位系 統’用以調整該光罩平台相對於該放射線的位置。該晶圓 疋位糸統包括’ 一晶S]平台，用以承放该晶圓以及一定位糸 1057-5466-PF1 30 1260401 統’用以調整該晶圓平台相對於該具有圖案之放射線的位 置。積體電路的製造可包括複數個曝光步驟。可參考J. R· Sheats and B. W. Smith, in Microlithography: Science and Technol〇gy(Marcel Dekker， Inc， New York, 1998)。 上述的干涉系統可被用於準確的量測該晶圓平台以 及該光罩平台相對於曝光系統的其他元件的位置，例如透 鏡組，放射光源，或是承載結構。在每一個例子中，該干 /步系統可以被設於一靜態結構，而該量測件可被設於一可 動元件，例如光罩或是晶圓平台。該情況也可以轉換為， 该干涉系統設於一可動元件而該量測件設於一靜態件。 更般而吕，該干涉系統可以被用於量測曝光系統的 任何元件相對於其他任何元件的位置。 用於一干涉系統11 2 6的一個微影掃描器11 〇 〇的例 子，如第6圖所顯示的。該干涉系統用於準確的量測一曝 光系統中的晶圓位置。在此，平台1122用於承載與定位該 晶圓。掃描器11〇〇包括一框架11〇2，其承受其他的支撐 結構以及在這些結構上的各種元件。一曝光基礎1104其上 方认有透鏡外殼1106，其設有一分劃板或是光罩平台 1116 ’用以支撐該分劃板或是該光罩 一定位系統用以定 確定位的可動元件（參照 位該光罩相對於該曝光設備的位置，由元件1117表示。定 位系統1117可包括’例如，壓電換能器元件以及相應的電 子零件。雖然其未被包含於上述的實施例，上述的干涉系 統可以被用於準確的量測該光罩平台的位置，或其他需準 supra Sheats and Smith 1057-54 66-PFl 31 1260401

Microlithography: Science and Technology)。 懸掛於曝光基礎1104之下的為支撐基礎m3，其承 載晶圓平台1122。平台1122包括一平面鏡U28,用以反 射被干涉系統112 6引導至平台的一量測光束11 $ 4。一用 以疋位平台11 22的定位系統，以元件i丨丨9表示。定位系 統111 9可包括，例如，壓電換能器元件以及相應的控制電 子零件。該量測光束反射回該干涉系統，其設於曝光基礎 11 04之上。該干涉系統可以為上述之任一實施例。 在操作上’ β放射光束11 1 0 ’例如紫外光，經過一光 束形成光學組1112並在經鏡1114反射後向下傳遞。因此， 該放射光束經過一由光罩平台；承放的光罩（未圖 不）。，亥光罩經過一透鏡組丨1〇8反映與晶圓平台1上的 一晶圓（未圖示）之上。基礎1104以及其所支撐的各種元件 利用彈簧1120而獨立於環境的震動。 忒微影掃描器的另一實施例，先前描述的干涉系統可 被用於沿多軸量測距離以及角度，但並不僅限於，該晶圓 或是該分劃板（或該光罩）平台。同樣的，除了紫外光束之 外，可使用其他的光束例如X光，電子束，離子束以及可 見光。 在一些實施例中，該干涉系、统1126引導該參考光束 (未圖示）沿一外參考路徑，接觸設於—些結構上的一參考 鏡（未圖示）以引導該放射光束，例如透鏡外殼11〇6。該參 考鏡反射該參考光束回至該干涉系統。該干涉系統ιΐ26結 合量測光束1154以及參考光束產生干涉訊號，表示該平台 1057-5466-PF1 32 1260401 相對於該放射光束的位移。此外，在其他實施例中，該干 v系統11 2 6可以用於量測分劃板或是光罩平台111 6的位 置變化，或是該掃瞄系統的其他可動元件的位置變化。最 後，該干涉系統可用於相似的微影系統，其可包括步進機 或是掃描器。 微影為製作半導體裝置方法中的一困難的部分。例 美國專利5，4 8 3，3 4 3號專利概述了此製造步驟。這些 /驟在此利用弟7圖以及第8圖描述。該γ圖為一半導體 羞置的製造流程圖，如一半導體晶片，一液晶面板或是電 荷耦合器。步驟1151為一設計的製程，用以設計該半導體 裝置的電路。步驟1152為一製造光罩於該電路圖案設計的 基礎上的製程。步驟1153為利用如矽等材料製作晶圓的製 程。 步驟1154為一晶圓製程，稱為前處理，使用預先準 備好的光罩及晶圓，電路經由微影形成於晶圓之上。為了 形成足夠精度的電路於晶圓之上，該微影工具相對於該晶 圓的干涉定位是必須的。在此摇述的該干涉方法以及系= 特別有利於改善微影的效果。 步驟1155是一組合步驟，其稱為後處理，其中經過 步驟1154處理後的該晶圓形成為半導體晶片。此步驟包： 組合以及封裝。步驟1156為一檢查步驟，其中可操作性檢 驗，耐久性檢驗，以及其他半導體裝置由步驟"Μ所生欢 的問題。經由這些製程，半導體裝置可以完成並：成 1157)。 、驟 1057-5466-PF1 33 1260401 弟8圖為一流避闽 « 、 圖’顯示了晶圓製程的細節。步驟 11 61為一氧化步驟， 〆 用U乳化晶圓表面。步驟1162為一 化學氣相沈積製程，用 用u在晶圓表面形成一層絕緣層。步 驟11 6 3為一電極形成萝 I旌，用以利用蒸鍍的方式在晶圓上 形成電極。步驟1丨64兔_ 為一離子植入製程，用以將離子植入 晶圓。步驟1165為一光阳制和 P製私，用以施加一光阻於晶圓之 上。步驟1166為一曝弁制扣 <、先I耘，利用曝光，將光罩上的電路 圖案利用上述的曝光裝 锝P圖案。再一次的，如上所述， 使用此干涉系統及方法 无了改善微影步驟的精度。 步驟1167為一 I貞旦彡半挪 .，‘“步驟，用以對該晶圓進行顯影。 少鄉lib8為一巍釗半_ m v 〃’用以移除經顯影光阻影像的其他 部分。步驟1169為一光阻劍 、 剥離製程，用以去除殘留於晶圓 的光阻材料。藉由重複此盤 复此製，電路圖案形成並疊印於該 晶圓之上。 該干涉系統可用於i从μ 士 、，、他的應用，當物件之間的相對位 置需要準確量測的情況。例如 ， 直寫光束為雷射，X光’ 離子束或是電子束，將圖案桿 铩不於一基板，該干涉系統可 被用於置測該基板以及該直寫光束的相對運動。 一例女光束直寫系統12G()的示意圖如第9圖所顯 不的二-光源ι21。產生一直寫光束1212,以及一光束聚 焦組5 1214’引導該放射光束至—基板1216,其由可動平 台1218所支揮。為了要決定兮 〜要/央疋5亥千台的相對位i，該干涉系 統1 220引導一參考光束1222至— 曰 鏡1 2 2 4 ’並引導一量測 光束1 226至一鏡lug。由於 、°亥參寺光束接觸設於該光束 1057-5466-PF1 34 1260401

來焦組曰的鏡上，该光束直寫系統為一使用陣列參考的 例子。干涉系統1 220可以為任一上述的干涉系統。由該干 涉系統所量測到的位置變化相應於直寫光束丨2丨2以及基 板1216的相對位置變化。干涉系統122〇傳送一量測訊號 1 232至控制器1 230,其指引了直寫光束1212以及基板1216 之間的相對位置。控制器1 230傳送一輸出訊號1 234至一 基礎1 236,其支撐並定位平台1218。此外，控制器123〇 傳送一訊號1 238至光源1210以變化直寫光束1212的強 度，以使該直寫光束以足夠的強度接觸該基板。 此外，在一些實施例中，控制器i 23〇可使光束聚焦 組1214於該基板的一個區域掃瞄該直寫光束，例如，使用 訊號1244。因此，控制器123〇引導系統的其他元件以將 圖案印至該基板。該轉印圖案的動作乃基於儲存於控制器 中的電子設計圖案。在_些應用+，該直寫光束將圖案印 至一光阻該基板上的一光阻，或利用該直寫光束直接蝕刻 該基板。 此系統的一重要應用為製造光罩以及劃分板。例如， 為了製造-微影光罩，-電子束可被用於轉印圖案至一鉻

基板：在此例子中，其中當直寫光束為一電子束，該光束 直寫系統將該電子束路徑封閉於真空之中。同樣的，當該 直寫光束是，例如，一電子束或是離子束，該光束聚焦組 包括電子場產生器，例如動態四極鏡用以聚焦並引導該粒 子至該基板。該直寫光束可以為放射線，例如，χ光，紫 卜線或疋可見《忒光束聚焦組包括相應的光學元件， 1057-5466-PF1 35 I26〇4〇i 用从聚焦並引導該放射線至該基板。 雖然本發明已於較隹眚始a ， 限 土實轭例揭露如上，然其並非用以 神任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精 乾π，仍可作些許的更動與满飾，因此本發明之保 4乾圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示一干涉系統； 第2圖係顯示一干涉系統； 第3-5圖係顯示反射鏡組； 第6圖係顯示—用於製做積體電路的微統的示意 ξ| ; =7-8圖係顯示製做積體電路的步驟流程圖； 第9圖係顯示一光束直寫系統的示意圖。 【主要元件符號說明】 10〜 干涉 儀組 14〜 輸入 光束 18〜 量測 光束 22〜 反射 鏡 26〜 參考 鏡 3 0〜 輸出 光束 34〜 光束 44〜 '參考 鏡 1057-5466-PF1 12、 >量測鏡 16、 /偏振分光器 20、 -參考光束 24〜感測器 28、 -反射鏡組 32、 -光束 36 ^ ^分光器 46- ^量測光束 36 1260401 48〜輸出光束 5 0〜 感測器 52〜1/4波長極化片 54〜1/4波長極化片 5 6〜倒反射器 62〜 極化片 6 4〜極化片 70〜 光束 72〜角錐倒反射器 74〜 光束 82〜光束分裂平面 1151 、1152···、1157〜 步驟 1 200〜光束直寫系統 1161 、1162···、1169〜 步驟 1 21 0〜光源 1212 〜直寫光束 1214〜光束聚焦組合 1216 〜基板 1218〜可動平台 1220 〜干涉系統 1 222〜參考光束 1224 〜鏡 1 226〜量測光束 1228 〜鏡 1 230〜控制器 1232 〜量測訊號 1234〜輸出訊號 1236 〜基礎 1 2 3 8〜訊號 1244 〜訊號

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Claims (1)

1260401 十、申請專利範圍： 1 · 一種干涉儀裝置，包括·· 一多重經過干涉儀，包括 複數個反射鏡’沿多重經過反射至少兩光束經過該干 涉儀，該等多重經過包括一第一組經過以及一第二組經 過，該等反射鏡具有複數個第一校準器，垂直於由該等反 射鏡所反射的該等光束路徑； 該兩道光束提供有關於於一第一位置於其中一該反 射鏡在該第一組經過後的變化之資訊； 該兩道光束提供有關於於一第一位置以及該第二位 置於其中一该反射鏡在該第二組經過後的變化之資訊； 當至少一該反射鏡具有不同於該第一校準器的校準 效果時，在該第一組經過以及該第二組經過時，該等光束 的路徑會產生切變；以及 光學元件，以在第一組經過之後，第二組經過之前， 引導口亥等光束’使得在第二組經過時所產生的光束切變能 與在第一組經過時所產生的光束切變相互抵銷。 2 ·如申印範圍第1項所述之干涉儀裝置，其中，該等 光學元件被設置為在引導該等光束時，維持該兩道光束之 間的光束切變的量與方向。 3.如申請範圍第1項所述之干涉儀裝置，其中，在完 成該第-、组經過時，肖兩道光束被該#$學元件所分散的 光束會相互平行。 4·如申請範圍第i項所述之干涉儀裝置，其中，該等 1057-54 66-PF1 38 1260401 反射鏡包括複數個平面反射表面。 5. 如申請範圍第1項所述之干涉儀裝置，其中，該等 光束包括一參考光束，其被導向一該反射鏡，其位於一相 對於該干涉儀的靜止位置。 6. 如申請範圍第5項所述之干涉儀裝置，其中，該等 光束包括-!測光束’其被導向—該反射鏡，其相對於該 干涉儀是可動的。 7.如申請範圍第6項所述之干涉儀裝置，其中，該參 考光束以及該量測光束定義出—光程差，該絲差顯示: 該反射鏡相對於該干涉儀的位置變化。 8·如申請範圍第1項所述之干涉儀裝置，其中，該等 反射鏡包括一第一反射鏡以及一第二反射鏡，料光束包 括被導向該第一反射鏡的一第一光束以及被導向該第二反 射鏡的-第二光束，該第一反射鏡以及該第二反射鏡相對 於該干涉儀是可動的。 9·如曱請範圍第8項所述 :光束以及該第二光束定義出—光程差，該光程差顯示^ 第反射鏡以及該第二反射鏡的相對位置變化。 〃1〇·如申請範圍第i項所述之干涉儀裝置，其中，該 第-組經過由兩組經過所組成，且在每次經過時，每一該 專光束被該等反射器至少反射一次。 11.如申請範圍帛10項所述之干涉儀裝置，其中，該 第二組經過由兩組經過所組成，且在每次經過時，每―: 等光束被該等反射器至少反射一次。 Μ 1057-5466-PF1 39 1260401 1 2·如申請範圍第1項所述之干涉儀裝置，其中，> 夕重經過干涉儀包括一分光器’將一輸入光束分離為該等 光束，並將該等光束導向該等反射鏡。 1 3 ·如申请範圍第1 2項所述之干涉儀裳置，复中今 分光器包括一偏振分光器。 1 4 ·如申請範圍第1項所述之干涉儀裝置，其中，今 專光學元件包括奇數個反射表面。 15·如申請範圍第14項所述之干涉儀裝置，其中，該 等反射表面的法線位於同一平面。 16.如申請範圍第14項所述之干涉儀裝置，其中，該 等反射表面包括平面反射表面。 lr^·如申請範圍第14項所述之干涉儀裝置，其中，每 —道被該等光學元件引導的光束被該等反射表面所反射， ^侍入射光束以及反射光束與每一反射表面的總合為零或 是360度的整數倍，該角度的量測是從該入射光束至該反 射光束’當以反時針方向時’該角度具有一正值，當以順 時針方向時，該角度具有一負值。 18. 如申请範圍第丨項所述之干涉儀裝置，其中，該 :涉儀在該等光束經過該第—以及第二組經過時，將該等 光束結合，以形成重疊的光束射出該干涉儀。 19. 如申請範圍第18項所述之干涉儀裝置，其中，更 感測器用以感測該等重疊光束間的光學干涉，並 產生-干涉訊號’其顯示該等光束之間的光程差。 20· 士申明範圍第19項所述之干涉儀裝置，其中，該 1057-5466-PF1 40 1260401 類比轉數位轉換 感測器包括一光感測器，一放大器以及一 器。

21 ·如申請範圍第 包括一分析儀，麵接於1 該等光束之間的光程差變化。 22.如申請範圍第丨項所述之干涉儀裴置，其中，該 等光學元件包括一反射表面。 八 " ^ > 23.如申請範圍第丨項所述之干涉儀袭置，其中，該 等光學元件包括偶數個反射表面。 24.如申請範圍第23項所述之干涉儀裝置，其中，該 等光學元件包括一錐狀反射鏡。 A如申請範圍第i項所述之干涉儀裝置，其中，更 包括一光源以提供該等光束。 亂如申請範圍第i項所述之干涉儀裝置，其中，該 干涉儀包括一微分平面鏡干涉儀。 27.如申請範圍第i項所述之干涉儀裝置，其中，該 兩道光束具有不同的頻率。 ^ 1項所述之干涉儀裝置，其更包括

源，一光罩，一 光罩，一定位系統以及一 一透鏡組，其中當在操作時 1057-5466-PF1 28·如申請範圍第】 一平台，以支撐一晶圓； 1260401 該光源射出㈣經過該光罩以產生特定的圖案 ^ 位糸統調整該$罩相對於該賴射诱^ 安t u π & 置 違透鏡組將該圖 案輻射投射至該晶w，且該 該晶圓的位置。 用於…光罩相對於 之干涉儀裝置，其更包括·· 用以在一微影光罩上形成 3 0 ·如申請範圍第1項所述 一光源，提供一直寫光束， 圖案； 一平台’以支撐該微影光罩； 罩；；及光束引導組，用以將該直寫光束傳遞至該微影光 一定位系統，用以調整該平台以及該光束引導組之間 的距離，#中該干涉儀用於量測該平台相對於該光束 組之間的位置。 31· —種製做積體電路的方法，包括： 利用如申請專利範圍第28項所述之裝置以支撐一曰 圓，投射特定的圖案輻射至該晶圓之上，以及調整^平= 相對於該圖案輻射的相對位置，其中，該干涉儀用於量= 該平台的位置。 32· —種製做積體電路的方法，包括： 利用如申請專利範圍第29項所述之裝置以支_ —曰 曰曰 圓，從該光源引導輻射，經過該光罩以產生一牲社θ… 玍特殊圖案輻 射於該光源之上，調整該光罩相對於該輻射的位置，以 將該特殊圖案輻射投射至該晶圓之上，其中， 必丁涉儀用 於量測該光罩相對於該晶圓的位置。 1057-5466-PF1 42 1260401 33· —種製做微影光罩的方法，包括·· 利用如申請專利範圍第30項所述之裝置以 、’罩，傳遞一直寫光束至該微影光罩，以及調整該平二 與該光束引導組之相對位置，其中，該干涉儀用於量測： 平台相對於該光束引導組之位置。 /、Μ 34· —種干涉儀裝置，包括： -多軸干涉儀，用以根據多重自由度，量測 的位置變化； 里利件 斜涉儀被設置以接受—輸人光束，引導 束中分離出來的一第一量測光束以第一：：先 於該量測件上的-第一點，接著，：二： 測光束與從該輸入光束中分里 =第〜，一該;= 該干涉儀更被設置為引導 的-第二量測光束，以第一次以1=束中分離出來 於該量測件上的一第二點，接著上第人經過該量測件， 該輸入光束中分離出來的一第二參考光測光束與從 第二輸出光束，其包含有關於該第、、、。合’以產生一 其中，該干涉儀包括折疊光學::的距離變化、 反射-部份的該第一輸出光束， 心反射奇數-人 且 疋我一第二輸入光束； 其中，該第二量測光束以及哕 二輸入光束所分離出來。 參考光束乃從該第 1057-54 66-PF1 43 1260401 35. —多重自由度干涉儀，包括： 複數個干涉儀光學元件，該等干涉儀光學元件用於引 導苐輸入光束的第一 ΐ測光束，以兩次經過一量測 件上的一第一點，引導該第_輸入光束的一第一參考光束 以兩次經過該參考件，並將該第一量測光束以及該第一參 考光束重新結合為一第一輸出光束，其含有關於該量測件 的苐一點的距離變化資訊； 該等干涉儀光學元件更用以引導一第二量測光束兩 次經過該量測件上之一第二點，弓丨導一第二參考光束兩次鲁 經過該參考件，並將該第二量測光束以及該第二餐考光束 重新結合為—第二輸出光束，其含有關於該量測件的第二 點的距離變化； 其中，该第二量測光束以及該第二參考光束是從該第 一輸出光束分離出來的。 片36·如申請專利範圍第35項所述之干涉儀，其中，該 *干y儀光予疋件更包括一偏振分光器，用以引導該等光 嫩：其路徑傳遞，-第-1/4波長極化片，設於該偏 振分光器與該參考 、 可件之間，u及一弟二/4波長極化片， 設於該偏振分并 器及该參考件之間。 …Γ广申請專利範圍第36項所述之干涉儀，其中，該 . 鏡’其旋轉方向垂直於該等光束成分的入 射線。 和耗圍第36項所述之干涉儀，其更包括 非偏振輪出分# ^ 為’用以分離該第一輸出光束的一部份 1057-54 66~ρρχ 44 1260401 以定義-第二出入光束並引導其返還至該偏 。。、 生該第二量測光束以及該第二參考光束。 為Μ產 39.如申請專利範圍第38項所述之干涉儀，1 =個反射表面，將該第二輸入光束從該輪出 ρ該偏振分光器，其中，該非偏振分光器以及該等反: 器^奇數次反射該第二輸人光束，在其達到該偏振分光 40.如申請專利範圍第39項所述之干涉儀，其中上 非偏振分光器反射該第二輸入光束，且其中該等反、= 反射該第二輸入光束偶數次。 41·如申請專利範圍第35項所述之干涉儀，其中，1 更包括一第一光纖光學讀取頭，以將該第一輪出光束耦: 至一感測器，以及一第二光纖光學讀取頭，以將該第二輸 出光束耦合至該感測器。 一別 42· —種微影系統，用於一晶圓上製做積體電路，該 系統包括： 一平台，用以支撐該晶圓； 一發射系統，用以投射特定的圖案輻射至該晶圓之 上； 一疋位系統’用以調整該平台相對於該圖案輻射的位 置；以及 如申請專利範圍第35項所述之多重自由度干涉儀， 用以監測該晶圓相對於該圖案輻射的位置。 43· —種微影系統，用於在一晶圓上形成積體電路， 1057-5466-PF1 45 1260401 # 5亥糸統包括： 一平台，用以置放該晶圓； 一照射系統，包括一照射光源，一光罩，一定位系統， 一透鏡組以及如申請專利範圍第35項之多重自由度干涉 儀， ’ 其中，當該光源將光引導穿過該光罩以產生圖案時 該定位系統調整該光罩與該光源之間的位置，該透鏡組將 "亥圖案映在該晶圓上，而該干涉系統監控該光罩與該光源 之間的相對位置。 44· 一種光束直寫系統，用於製造一微影光罩，該系 統包括： 一光源，提供一直寫光束以在一基板上形成圖案； 一平台，用以置放該基板； 一光束引導組，用以將該直寫光束傳遞至該基板； 一定位系統，用以調整該平台以及該光束引導組之間 的距離；以及 如申請專利範圍第35項之多重自由度干涉儀，用以 監控該平台與該光束引導組之間的位置。 1057-54 66-PF1 46