TWI377449B - Lithographic apparatus, device manufacturing method and computer readable medium - Google Patents

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1377449 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種微影裝置及一種用於製造一元件之方 法0 【先前技術】 微影裝置係將所要之圖案施加於一基板上，通常施加至 基板之一目標部分上的機器。微影裝置可用於（例如）積體

電路（ic)之製造中《在彼實例中，可使用一或者稱為光罩 或主光罩的圖案化元件來產生一待形成於Ic之個別層上的 電路圖案。可將此圖案轉印至一基板（例如，矽晶圓）上的 目標部分（例如，包括一個晶粒或若干晶粒之部分）上。圖 案之轉印通常係藉由成像至―提供於基板上之輻射敏感材 料（抗姓劑）層上而達成的。大體而言，單—基板將含有被 順人圖案化之相鄰目標部分的網路。習知的微影裝置包括 所明的步進态，在步進器中藉由一次性將整個圖案曝光於 目標部ί上來照射每—目標部分；及所謂的掃描器，在掃 描器中藉由在一給定方向("掃描，·方向)上以輻射光束來措 描圖案同時平行或反平行於此方向同步地掃描基板來照射 每—目標部分°亦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上。 在微影術中已知可藉由適當選擇照明光罩圖案所用之角 度而改良光罩圖案之影像、放大處理窗口。在具有

Koehler照明配置之驻 裝置中，藉由可被視作第二 明系統之光瞳平面φ夕故ώ π ί … 面中之強度分布來判$照明光罩光角 125829.doc 1377449 分布。照明模式一般參考光瞳平面中之強产 進行描述。來自。角度至某一最大角度中狀: 知照明(即’均勻照明)要求光 -的習 八一碟形的強声 分布》其他一般使用^町強度 便用之強度分布為：環形，其中光瞳平面 中之強度分布為圓環之形狀 ,^ 月其中在光瞳平面 中存在兩個極；及四極照明，其中在光瞳平面令存在四個

為建立此等照明機制，已提議各種方法。舉例而+， 可使用係可變焦距透鏡與旋轴三稜鏡之組合的可變焦：透 鏡:旋軸三稜鏡(zoom_axic〇n)來建立具有可控圓環内徑及 外徑(σ—Ασ—)之環形照明。為建立雙極及四極型昭明 模式’已提議使用空間濾波器（其為具有期望得到此等極 之數值孔徑的不透明板)，以及使用可移動光纖束之配 置。使用空間遽波器可能不合人意，因為所產生之光損失 減少了該裝置之產出率且因此增加了其擁有成本。且有光 纖束之配置可能為複雜及不靈活的。因此提議使用繞射型 光學元件（D〇E)以在光瞳平面中形成所要的強度分布。繞 射型光學元件可藉由將不同圖案蝕刻至石英或CaF2基板之 表面之不同部分中而製成。 對可用於製成可在深紫外輻射（DUV)(例如，在248 nm、 193 nm、157 nm或120 nm)下使用之透鏡的材料進行的選 擇為極其有限的，且甚至是最佳的材料亦具有對此輻射之 有效吸收係數。此意謂投影系統中之透鏡在曝光期間吸收 能量且加熱，因此導致其產生會將像差引入所投影之影像 中的形狀、間距及折射率之改變。因此，許多透鏡系統具 125829.doc 1377449 備一或多個受致動的透鏡元件，其形狀、位置及/或定向 可在曝光期間或曝光之間在一或多個自由度内調整以補償 透鏡加熱效應。 若使用光束能量在照明系統之光瞳平面中強烈局部化之 照明模式（諸如雙極）’則光束能量亦將在投影系統之光瞳 平面令或附近強烈局部化。當使用此等局部化照明模式時 透鏡加熱效應更為嚴重，因為受影響之透鏡元件中之溫度 梯度更大，從而導致產生會將較大相位梯度引入光束中之 形狀及/或折射率的局部化改變。此等效應通常不可藉由 現有的受致動透鏡元件來校正，現有的受㈣透鏡元^一 般實現僅藉由較低階Zernike多項式（例如，高達以或叫來 描述之校正。類似效應可藉由使用在掃描微影裝置中通用 之縫隙形照明場而產生，但此等效應一般具有較低階且為 較易校正的。 過去解決非肖一透鏡加熱之問題的嘗言式包括提供額外光 源（例如，紅外光源）以加熱投影系統之元件的"較冷"部分 (即，未經光束之強光部分穿越之部分）。例如參見日本專 利申請公開案JP-A-08_221261 ’該案解決了由帶狀或經修 改之照明產生之非均一加熱。提供此等額外的光源及導引 以對正確位置執行額外熱輻射增加了裝置之複雜度且投影 系統增加之熱負荷使得有必要提供更高容量之冷卻系統。 解決由縫隙形照明場產生之非均—加熱的另—提議揭示 於美國專利US 6,603,530中，該案描述提供於主光罩區域 外部之主光罩平臺中的特定，，透鏡照明光罩”，其使輻射發 125829.doc 1377449 散以致對投影系統中之透鏡元件的照明為旋轉對稱的。該 等透鏡元件藉由經由在生產曝光之前的該特定光罩之照明 而熱飽和，使得由縫隙形照明系統產生之非旋轉對稱加熱 不會產生非旋轉對稱之像差。 由局部化照明模式產生之非均一透鏡加熱之問題在w〇 2004/051716中得到解決。在此文獻中所描述之一提議 中，在晶圓交換期間執行"虛設照射（dummy irradiati〇n)" 以加熱在生產曝光期間受非均一加熱影響之透鏡元件的較 冷部分。在虛設照射期間，使用繞射型光學元件或可調節 振動膜將照明模式設定為用於生產曝光之照明模式之反 轉，使得虛設照射之加熱效應為生產曝光之加熱效應之反 轉且使淨加熱更均一。此文獻之另一提議為使用額外紅外 輕射以局部加熱選定的透鏡元件。 【發明内容】 舉例而言，期望提供一種用於在使用一局部化照明模式 時至少減少或減輕對一投影系統之元件的非均一加熱的效 應的改良方法。 根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置，其包含： 一照明系統，其經組態以調節一輻射光束以使得選擇性 地以第一照明模式或一第二照明模式而照明一圖案化元 件； ’、 一支撐結構，其經建構以支撐該圖案化元件，該圖案化 元件經組態以在該輻射光束之橫截面中賦予該輻射光束一 圖案以形成一經圖案化之光束； 125829.doc 1377449 一基板台，其經建構以固持一基板； 一投影系統，其經組態以將該經圖案化之光束投影至該 基板之一目標部分上，該投影系統包含複數個光學元件及 具有一光瞳平面，該等光學元件中之至少一者位於該光瞳 平面中或附近；及 一控制系統，其經組態以控制該照明系統、該支撐結構 及該基板台以當該圖案化元件上之一圖案及該基板台上之 一基板處於該輻射光束之路徑中時選擇該第一照明模式以 執订一生產曝光，及在無基板位於該輻射光束之路徑中之 -時間内選擇該第二照明模式以執行—校正照射過程， 其中，在該裝置之使用中，在該圖案化元件處之輻射之 -角分布使得該經圖案化之光束之一強度大體上包含於該 第-照明模式中之該至少—光學元件之橫截面的—第—部 分中及該第二照明模式中之該至少一光學元件之橫截面的 第一部分中’該第一部分及該第二部分大體上不重疊且 該第一部分與該第二部分之組合不涵蓋該至少一光學元件 之整個橫截面。 根據本發明之-態樣，提供一種元件製造方法，其包 含： 使用一具#—光暗平面及包含複數個光學^件之投影系 統將一具有一波長之經圖案化之輻射光束投影至一基板 上，該等光學元件中之至少—者位於該光曈平面中或附 近；及 以 一與該經圖案化之光束具有 該相同波長之校正輻射光 125829.doc 1377449 束照射該投影系統’ 其中該經圖案化之光束之一強度大體上包含於該至少一 光學元件之橫截面之一第一部分中且該校正光束之一強度 大體上包含於該至少一光學元件之橫截面之一第二部分 中，該第一部分及該第二部分大體上不重疊且該第一部分 與該第二部分之組合不涵蓋該至少一光學元件之整個橫截 面0 根據本發明之一態樣，提供一種電腦程式產品，其包含 記錄於一電腦可讀取媒體上之指令，該等指令使得控制一 微影裝置以執行一元件製造方法，該微影裝置具有一具有 一光曈平面及複數個光學元件之投影系統，該等光學元件 中之至少一者位於該光瞳平面中或附近，該方法包含： 使用該投影系統將一具有一波長之經圖案化之輻射光束 投影至一基板上；及 以一與該經圖案化之光束具有該相同波長之校正輻射光 束照射該投影系統， 其中該經圖案化之光束之一強度大體上包含於該至少一 光學元件之橫截面之一第一部分中且該校正光束之一強度 大體上包含於該至少一光學元件之橫截面之一第二部分 中，該第一部分及該第二部分大體上不重疊且該第一部分 與該第二部分之組合不涵蓋該至少一光學元件之整個橫截 面。 【實施方式】 圖1示意性描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。該 125829.doc • 11 - 1377449 裝置包含： —照明系統（照明器）IL，其用以調節一輻射光束b(例 如’ UV輻射或深紫外（DUV)輻射）； 支揮結構（例如，光罩台）MT，其經建構以支樓一圖 案化元件（例如，光罩）MA且連接至第一定位器PM,該第 —定位器PM經組態以根據某些參數準確地定位該圖案化 元件； 基板台（例如，晶圓台）WT，其經建構以固持一基板 (例如’塗覆有抗蝕劑之晶圓）W且連接至第二定位器 P W，該第二定位器pw經組態以根據某些參數準確地定位 該基板；及 投影系統（例如，一折射型投影透鏡系統）PL，其經組 態以將一由圖案化元件MA賦予輻射光束B之圖案投影至基 板W之一目標部分c(例如，包含一或多個晶粒）上。 X…、月系統可包括用於引導、成形或控制輪射之各種類 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。 該支撐結構以視圖案化元件之定向、微影裝置之設計及 諸如圖案化元件是否被固持於真空環境中之其他條件而定 的方式來固持圖案化元件。支擇結構可使用機械、真空、 靜電或其他炎持技術來固持圖案化元件。支標結構可為 (例如）忙架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支 標結構可確保圖案化元件（例如）相對於投影系統位於所要 之位置上。可認為本文中對術語“主光罩”或“光罩”之 125829.doc •12· 1377449 任何使用均與更通用之術語“圖案化元件，，同義。 應將本文令所使用之術語“圖案化元件，，廣義地解釋為 指代可用以向一輕射光束之橫截面賦予—圖案從而在基板 之目標部分中產生一圖案的任何元件。應注意，舉例而 言，若被賦予至韓射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔 助特徵，則該圖案可能不會精確對應於基板之目標部分中 的所要圖案。ϋ常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於正 在目標部分中產生之元件中的特定功能層(諸如積體電 路）。 圖案化元件可為透射性或反射性1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 在微影術1J7係熟知的，且台括諸‘ _ — ^且匕栝渚如一疋、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-實例使用小鏡面之矩陣配置，其中每―者可個別 地傾斜以在不同方向上反射_人射輕射光束。傾斜之鏡面 將一圖案賦予由該鏡面矩陣所反射之輻射光束中。 應將本文t所使用之術語“投影系統，，廣義解釋為包含 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，只要其適合於所 使用之曝光輻射或適合於諸如《液之使用《真空之使用的 其他因素。可認為本文中對術語“投影透鏡”之任何使用 與更通用之術語“投影系統，，同義。 如本文中所描述，該裝置為透射類型（例如，使用一透 射性光罩）。或者，該裝置可為反射類型（例如，使用具有 125829.doc •U· 1377449 上文所心之類型的可程式化鏡面陣列’或使用反射性光 罩）。 微衫裝置可為具有兩個（雙平臺）或兩個以上基板台（及/ 或兩個或兩個以上支撐結構）之類型。在該等"多平臺"機器 中，可並行使用額外之台及/或支樓结構，或可在一或多 個台及/或支撐結構上執行預備步驟同時使用一或多個其 他台及/或支標結構進行曝光。

微影裝置亦可為以下類型：其令基板之至少一部分可被 -具有相對較高的折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填 充投影系統與基板之間的m亦可將浸㈣覆至微影裝 置中之其他空間’例如，在光罩與投影系統之間。浸沒技 術在此項技術中係熟知的以用於增加投影系統之數值孔 徑。本文中所使用之術語“浸沒”並不意謂必須將諸如基 板之結構淹沒於液體令，而僅意謂在曝光期間液體位於投 影系統與基板之間。

參看圖1 ’照明器IL接收來自輻射源SC)之輕射光束。舉 例而言，當辕射源為準分子雷射器時，該輻射源與微影裝 =獨立之實體。在該等情形中，不認為轄射源形成微 影裝置之部分，且輻射光束借助於包含(例如)合適之引導 =及/或光束放大器的光束傳遞系統的而自輻射源嶋 傳遞至照明器IL。在其他情形中，舉例而纟，當料源為 一水銀燈時’純射源可為微影裝置之—整體部分 =及照明HIL連同（若需要）光束傳遞系統BD可稱為一輕 射系統。 I25829.doc 1377449 照明器IL可包含一經組態以調節輻射光束之角強度分布 的調節器AD。一般而言，至少可調節照明器之光瞳平面 中之強度分布的外部徑向範圍及/或内部徑向範圍（通常分 別稱作σ-外（σ-outer)及σ-内（σ-inner))。此外，照明器^可 包含諸如積光器IN及聚光器C0之各種其他組件。照明器 可用以調節輻射光束以在該輻射光束之橫截面中具有所要 均一性及強度分布。

輻射光束B入射至固持於支撐結構（例如，光罩台）Μτ上 之圖案化元件（例如，光罩）ΜΑ上，且藉由該圖案化元件而 圖案化。在橫穿圖案化元件ΜΑ之後輻射光束Β穿過投影系 統PL，該投影系統PL將該光束聚焦至基板w之一目標部分 c上。借助於第二定位器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 基板台资以便（例如）在轄射光束B之路徑中定位不同目桿 部分C。舉例而言’類似地，在自光罩庫以機械方式榻：

後或在掃描㈣，可使用第-定位器PM及另一位置感測 器（其未在圖1中明確描纷）來相對於輻射光束B之路徑準確 定位圖案化S件MA —般而言，可借助於形成第—定位 器PM之部分的長衝程模組（粗定位）及短衝程模組（精定位） 來實現支揮結構MT之移動。類似地，可使用形成第二定 位器PW之部分的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（鱼 "低 撐結構MT連接至短衝程 牙又 致動器或可將其固定。可使用 圖案化元件對準標記M1、 圖案化7L件對準標記M2及基板 125829.doc 1377449 對準標記PI、基板對準標記P2來對準圓案化元件ΜΑ及基 板W。儘管所說明之基板對準標記佔用了專用目標部分， 但其可定位在目標部分之間的間时（此等稱為劃道對準 標記）。類似地，在圖案化元件河八上提供_個以上晶粒之 情況下，圖案化元件對準標記可位於該等晶粒之間。 可以如下模式中之至少一者來使用所描繪之裝置： 1.在步進模式中，當將一被賦予至輻射光束之整個圖 案一次性投影至-目標部分c上時，使支禮結構ΜΤ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 口 WT在X方向及’或丫方肖上移位以使得可對一不同之目標 部分二進行曝光。在步進模式中，曝光場之最大大小限制 了在單次靜態曝光中a像之目標部分c的大小。 旦在掃為模式中，當將一被賦予至輕射光束之圖案投 。至目才不部分C上時，對支揮結構MT及基板台WT進行 同步掃描（亦即，單次動態曝光）。可藉由投影系統PL之放 大率（縮j、率）及影像反轉特徵來判定基板台资相對於支樓 -構MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大 小限制了在單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描 方向上），而掃描運動之長度決定了目標部分之高度（在掃 纪 另模式中，當將一被賦予至輻射光束之圖案投 。至目t部分c上時，使支標結構Μ玲持基本上靜止而 持可転式化圖案化元件，且移動或掃描基板台W1^ 在此模式中，通常使用—脈衝式㈣源，且視需要在基板 125829.doc •16- 1377449 台wt之每次移動後，或在掃描期間之連續輻射脈衝之間 更新可程式化圖案化元件。可容易地將此操作模式應用於 使用可程式化圖案化元件（諸如上文所提及之類型的可程 式化鏡面陣列）的無光罩微影術中。 亦可使用上述使用模式之組合及/或變體或完全不同之 使用模式。 圖2描繪圖！之裝置之基本光學配置。其使用K〇eMe照 明，其中照明系統IL中之光曈平面PPi為圖案化元件河八所 在之物平面之傅立葉變換平面，且光瞳平面^匕與投影系 統PL之光瞳平面PPp共軛。習知地，此裝置之照明模式可 參考光束B的在照明系統之光瞳平面pPi中之輻射強度分布 而加以描述。將瞭解，投影系統pL之光瞳平面pp「中之強 度分布將與照明系統之光瞳平面ρΡί中之強度分布相同， 其受到存在於圖案化元件ΜΑ中之圖案的繞射效應。繞射 型光學元件（或其他光學元件）1〇經提供以形成該照明模 式。 對於在一方向上基本上是由線組成之圖案而言，良好的 成像及大的處理窗口可藉由使用雙極照明而獲得，在該雙 極照明中配置該等極以使得在投影系統之光瞳平面ρρ 中，自照明系統中之兩個極中之每一者得到的第一階繞射 光束中之一者與自另一極得到的第零階光束重合。其他的 第一階光束及更高階的光束不被投影系統俘獲。 圖3中展示雙極之通用形式。極21呈對著（如一實例 之角的圓環片段之形式。由於此強度分布提供了良好的成 125829.doc •17· 1377449 像且易於使用繞射型光學元件及可變焦距透鏡旋軸三稜 鏡而形成，因此為便利的。然而，此強度分布可能會產生 由處於投影系統PL中之光瞳平面％中的或 孔中之光瞳平面PPp的光學元件（例如，透鏡阳的非:一统 加熱而引起之像差，該等像差無法藉由已知的可調節光學 兀件（例如，透鏡）ALE而校正。由包含雙極22(其亦為圓環 但對著更大的例如90。之角，參見圖3)之強度分布引起之 加熱效應可由已知的可調節光學元件ALE接受或校正。然 而，在其他方面，此強度分布提供了較次的成像效能因 為更大比例的第一繞射階落在光瞳之外，從而導致較低的 影像對比度。 因此，根據本發明之一實施例，使用如圖4所示之照明 強度分布來執行校正加熱過程。此分布包含四個極η，極 ?為與用於生產曝光之強度分布的極21相同的圓環的片 段’且極23亦卩具有（例如）3〇。之張開角，但其定位成鄰近 極2—1之位置。不要求極23精確地鄰近極21之位置，間隙或 一定的重疊亦為可接受只要其不過於大。在一些情形 下，極23之内徑及外徑（σ設定值）可與極21的不同而無損 2。有效地，極23對應於強度分布22之部分（未用於經選 定而用於生產曝光之強度分布中），此可產生一可校正光 學元件加熱效應。以圖4中所示之強度分布照射該裝置之 效應在於’由生產曝光進行了非均__加熱之光學元件⑶大 體上得到了與藉由使用強度分布22將進行之加熱均等地加 熱。如上文所陳述’此可導致可接受或可校正的光學元件 125829.doc -18- 1377449 加熱效應。 圖5中說明使用圖4中所示之強度分布來執行校正照射過 程的程序。.在對基板之最後一次曝光結束時，基板台移動 至一交換位置且被曝光之基板與一未經曝光之基板交換。 隨後基板台移動至一可執行必需之量測（例如，判定基板 在基板台上之位置）的量測位置。在雙平臺裝置中，此過 程經修改成，替代交換基板而使承載被曝光之基板的基板 σ與承載一未經曝光之基板的另一基板台交換，且需要執 行更少的量測，因為該未經曝光之基板已被特徵化且其在 其基板台上之位置在此交換之前已量測。 並行地，一般僅移動至首次曝光下一基板所需之起始掃 描位置的支撐結構ΜΤ移動至可供光束Β不受阻擋地穿過之 位置。此可為使圖案化元件之空白部分位於物件場中之位 置、支撐結構ΜΤ中之數值孔徑（例如，經提供用於量測過

亦並行地為 強度分布（例如）藉由繞射型光學元件之交

式。校正 校正照射程序係當因為基板 隨後，執行 生產曝光所需之照明模 為空或基板台移動至光 I25829.doc ^/7449 =以外或者因為在光束到達基板台之位置之前使用遮 “或關閉碟阻擋了該光束而導致在光束路徑中不存在美 板之情況下執行。 土 :見，若校正照射程序不減小產出率，則可用於執行該 序之時間為受限的 '然而，在彼情形中，輻射源之功率 =準可增加且/或光束路徑中之任何可變衰減器可設定為 出率以使得穿過投影系統之功率位準大於生產曝光 功率位準。舉例而言1於校正照射之投影系統中 之功率位準可為用於生產曝光之功率位準之至少105%、 至少u〇%、至少120%或至少15〇%。然而並非總必需更0高 =功率位準且-般而言在校正輕射程序期間之光束功率位 可在生產曝光期間之功率位準的約5〇%至17〇%的範圍 =餐於可詩校正照射程序之有限時間，限制待加敎之 區域將改良可達成之補償。應注意，用於校正輻射中I輕 t 射波長無需以與生產曝光期間相同的精確度來加以控制， 因此可在校正照射程序期間 波長控制。 1放‘對诸如雷射器之轄射源的 判疋在校正照射程序期間應加熱之光瞳平面的選定部分 之-替代方法為計算光瞳平"對成像而言為重要的部 分，且在校正照射程序中將加熱應用至對成像而言為重要 =實=產曝光期間將得不到如光瞳平面之最強烈受熱

邵分一樣多之加埶的玆笼虫味T 该4先瞳平面部分。隨後，可藉由已 知軟體得到有效於加熱光瞳平面之彼等選定部分的照明圖 案。在瞭解了待使用之照明模式及待成像之圖索的情況下 J25829.doc •20· 1377449 可易於判定對於成像而言為重要的該等光瞳平面部分。許 多微影圖案（尤其為在產生諸如記憶體之重複結構中所涉 及之微影圖案）主要由在水平及垂直方向上延伸且具有單 一間距值或少數幾個離散間距值之線組成。當由一具有局 部化極之照明模式照明時’該圖案化元件之圖案將使投影 光束繞射至光曈平面之若干局部化區域中，該等局部化區 域因此為強烈受熱的。 然而，可能存在亦必須如實使圖案成像之少數幾種其他 結構。此等結構將使光束繞射至光瞳平面之其他部分中， 且因此可執行校正照射過程以加熱光曈平面之此等其他部 分。在其他情形下，該照明模式及圖案化元件之圖案可產 生相當強的第零階光束，其導致在基板水平面處產生相當 同位準的背景照射；及一或多個相對較弱的較高階光束， 其對於界定所需之成像對比度為關鍵的。在此情形下，校 正照射程序可經配置以加熱光曈平面之被較高階繞射光束 佔據之部>。一般而言，校正照射程序可經配置以加熱光 瞳平面之以下該等部分：該等部分在生產曝光中供準確成 像所需之輻射穿過，但其在生產曝光中受到的熱負荷為接 收到最高熱負荷之區域所受到之熱負荷的5〇%以下、25% 以下、10%以下或5%以下。 在校正照射程序中判定光瞳平面之待加熱部分之另一替 人法為首先模型化經選擇用於生產曝光之照明模式在結 合特定光罩使用時的光學元件加熱效應。由此可判定將產 相位誤差。隨後可計算消除此等相位誤差或將其減小 !25829.d〇c -21 - 1377449 至可在任何可調節光學元件存在於投影系統中之情況下加 以校正之程度所需的加熱，其中考慮到需要應用任何其他 校正。 將瞭解，不可能在所有情形下均完全消除由光學元件加 熱或由本文所描述之方法或由可用可調節之光學元件引入 之像差。因此，一般而言，應結合可用可調節元件及在其 他限制條件下配置校正照射程序以最小化對於成像而言為 重要的光瞳部分中之光曈變形。另一方面，在光瞳平面之 邊形可（例如）藉由使用二維光曈相位操縱器來校正之情況 下，本文所描述之方法亦可用於最小化場變化。 本發明之第二實施例與第一實施例相同，如以下描述。 在第二實施例之照明器IL中，照明器IL在圖6中得到更詳 細地展示，但僅標示及論述與本發明有關之部件。在此照 月器中父換器31允許選擇性插入一繞射型光學元件 (DOE) 32，繞射型光學元件（D〇E) 32可自保持於儲存匣或 旋轉料架中之選項加以選擇，以在諸如圖7所示之光瞳平 面PPi中形成所要之照明分布。圖7中所示之照明分布具有 兩個極2 1，每一者包含一小段圓環，其位於例如X軸之軸 線上且沿X方向間隔開且類似於在第一實施例中所論述之 例示性輻射分布。 第二交換器33允許將第二繞射型光學元件（D〇E) 34插入 於光束中以亦影響光曈平面PPi中之強度分布。交換器33 可經配置以將單一繞射型光學元件快速移動至及移動出光 束B，使得第二D0E可在曝光之間選擇性地插入於光束中 125829.doc -22· 1377449 而不會減少產出率。第二D〇E 34經配置以使得其在單獨使 用時將投景彡光束b之||射分布至光瞳平面PPi中之與該光瞳 平面之一軸線（例如，X軸）間隔開之兩個小區域24中，如圖 8中所不。區域24經展示為薄圓環段，但可具有任何便利 的形狀。然而並非意欲單獨使用第二D〇E 34。替代地其 、-工计以使得使用第一 D〇E與二D〇E之效應為在光瞳平面 中產生諸如圖9中所描繪之強度分布的強度分布。此分布 為第DOE與第二D〇E捲積之結果且包含四個極25，四個 極25在x&y方向上間隔開以使得其位於僅受第一影響 及如圖7所示之強度分布的極21的位置附近。為說明㈣ 極21之位置展示於圖9之幻影中，但當兩個麵一起使用 時在此區域令不存在顯著的輻射。 由第DOE與第二D〇E之組合產生之四個極25因此類似 於用於第-實施例之校正照射過程之極。因此在第二實施 财校正照射過程可藉由將第：臟34移動至光束中而非 父換第-DOE 32與-不同卿來執行，以實現校正照射過 程中所需之刀布。由於第二交換器可經設計以用最大速度 將第二職移動至及移動出光束而非固持及交換多個 因此曰通曝光強度分布與校正強度分布之間的切換 可更快速地達成，從而允許有更多的時間用於校正照射過 程。 "第二繞射型光學元件可經特別設計以與特定第一繞射型 先學兀件組合而形成用於校正照射過程之所要強度分布， 或一第二繞射型光學元件可在與形成各別強度分布之若干 I25829.doc •23· 1377449 不同第一繞射型光學元件一起使用時有效形成用於校正照 射過程之所需強度分布。 舉例而言，交換器31可具備：兩個第一繞射型光學元件 32 ; —雙極-X DOE，以形成雙極_χ照明（即，具有在父方向 上間隔開之兩個極的照明分布）；及一雙極_y D〇E，以形 成雙極-y照明（即，具有在y方向上間隔開之兩個極的照明 分布）。在第二元件33之位置，在光束B之橫截面中存在三 個區域。第一區域僅由雙極_乂輻射照明，第二區域僅由雙 極-y輻射照明，且第三區域由雙極_x輻射與雙極輻射照 明。第二DOE可經建構以使得第一區域類似於雙極 DOE，第二區域類似於雙極·χ d〇E，且第三區域類似於四 極DOE。此第二DOE將在與雙極-X d〇E或雙極D〇E 一起 使用時形成用於校正照射程序之適當照明模式。 根據本發明之第三實施例，提供一種微影裝置，其中如 圖2描繪之照明系統IL之光學元件1〇包括一設定元件，其 經組態以將入射輻射光束之不同部分引導至不同方向中以 在光瞳平面PPi中提供所要的投影光束空間強度分布及在 圖案化元件MA處提供對應及所要的投影光束角強度分 布’該設定元件包括複數個引導元件，每_弓丨導元件經組 態以引導入射光束之對應部分’且每一引導元件之定向經 設定以將該光束之該對應部分引導至所要方向中。 舉例而言’該設定元件可體現為包含鏡面陣列之微機電 或微光電機械系統，其中該等鏡面中之每一者可在彼此垂 直之兩個不同平面中傾斜。入射於此等元件上之輕射可被 125829.doc -24- 1377449 反射至（大體上）一半球或一半球之一部分的任何所要方向 中。可提供一控制器以控制該等鏡面中之每一者的定向。 藉由控制該等反射元件之定向，可在光瞳平面Ph中產生 幾乎任何空間強度分布。 特定言之，根據本發明之一態樣，光瞳pPi中之在用以 執行校正照射過程之強度分布與供晶粒曝光使用之強度分 布之間的強度分布切換係藉由相應切換先前提及之鏡面陣 列之複數個鏡面的定向而獲得。可（例如）自美國公開案us 2004-0 10867及美國專利6,〇31 946收集關於鏡面陣列及其 用於提供照明模式（即，光瞳平面pPi中之空間強度分布）之 用途的更多資訊。 如本文中所論述，”在裝置之使用中"意謂微影裝置之任 何適當使用。舉例而言，該裝置之使用可為在微影裝置中 由圖案化元件沿照明路徑進行之照明（例如，將基板曝光 至一圖案化το件），及/或在情況適當時未由圖案化元件沿 …明路位進行之照明（例如，如本文所描述之校正照射）。 舉例而言，"裝置之使用"可包括微影裝置中使用第一照明 模式由圖案化元件沿照明路徑進行之照明，及在微影裝置 中使用第二照明模式未由圖案化元件沿照明路徑進行之照 明。 儘管本文中可特定參考微影裝置在製造1(：中之使用，但 應瞭解’本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如 積體光學系統製造、用於磁疇記憶體之引導及偵測圖案、 平板顯不器、液晶顯示器（LCD)、薄膜磁頭等等。熟習此 125829.doc -25· 1377449

(例如）以產生多層1C， 守’可將本文之揭示案應用於該等及其他 此外’可對基板進行一次以上之處理， 丨ic，從而使得本文中所使用之術語基板 亦可指已含有多個經處理之層的基板。 儘管上文令已特別參考在光學微影術之情境下對本發明 之實施例的使用，但應瞭解本發明可用於其他應用（例 如，壓印微影術）中，且在情境允許時不限於光學微影 術。在壓印微影術中，圖案化元件中之構形界定了形成於 基板上之圖案。可將圖案化元件之構形壓入提供至基板上 的抗蝕劑層中，在該基板上抗蝕劑藉由施加電磁輻射、 熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後將圖案化元 件移出抗姓劑之外，藉此在其中留下一圖案。 本文中所使用之術語"輻射”及"光束"包含所有類型之電 磁轄射’包括紫外（UV)輻射（例如，具有約365 nm、355 nm、248 nm、193 nm、157 nm或 126 nm之波長）及遠紫外 (EUV)輻射（例如，具有範圍在5-20 nm内之波長），以及粒 子束’諸如離子束或電子束。 術語”透鏡”在情境允許時可指各種類型之光學組件的任 一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組 125829.doc •26· 1377449 件。 雖然上文中已描述了本發明之特定實施例，但應 可以所描述之方式以相方式來實踐本發I舉例而二 本發明可㈣如下形式：—電腦程式，其含有描述上二 揭示之方法之機器可讀指令之—或多個序列；或—資 存媒體（例如，半導體記憶體、磁碟或光碟），其具有儲存 於其中之該電腦程式。

以上描述說明意欲為說明性而非限制性的。因此，熟習 此項技術者將顯而易見’在不脫離下文中所提出之申請專 利範圍之範4的前提下可對所描述之本發明做出修改f 【圖式簡單說明】 圖1描繪根據本發明之一實施例的微影裝置； 圖2描繪圖1之裝置之光學配置； 圖3描繪在根據本發明之一實施例的第一方法中用於生 產曝光中之一照明模式；

圖4描繪在該第一方法之校正照射程序中之照明分布， 圖5描繪在根據本發明之一實施例的方法中之步驟的時 序； 圖6描繪根據本發明之第二實施例的照明器； 圖7及圖8描繪用於本發明之第二實施例中的第一及第二 繞射型光學元件之輻射分布效應；及 圖9描繪第一繞射型光學元件與第二繞射型光學元件之 組合式輻射分布效應。 【主要元件符號說明】 125829.doc •27- 1377449

10 繞射型光學元件 21 極 22 強度分布/極 23 極 24 PPi之區域 25 極 31 交換器 32 DOE 33 交換器 34 DOE AD 調節器 ALE 可調節光學元件 B 輻射光束 BD 光束傳遞系統 C 目標部分 CO 聚光器 DOE 繞射型光學元件 IF 位置感測器 IL 照明系統 IN 積光器 LE 光學元件 Ml 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 125829.doc -28- 1377449

ΜΤ 支撐結構 PI 基板對準標記 Ρ2 基板對準標記 PL 投影系統 PM 第一定位器 PPi 光瞳平面 PPp 光瞳平面 PW 第二定位器 so 輻射源 w 基板 WT 基板台

125829.doc -29-

Claims (1)

1377449 第096143726號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(101年9月）丨？位 十、申請專利範圍： 1. 一種微影裝置，其包含. 一照明系統，其經組態以調節一輻射光束俾以選擇性 地以一第一照明模式或一第二照明模式照明一圖案化元 件；

一支撐結構’其經建構以支撐該圖案化元件，該圖案 化元件經組態以在該輻射光束之橫截面中賦予該輻射光 束一圖案以形成一經圖案化之光束； 一基板台，其經建構以固持一基板； 一投影系統，其經組態以將該經圖案化之光束投影至 該基板之-目標部分上，該投影系統包含複數個光學元 件及具有一光瞳平面，該等光學元件中之至少一者位於 該光瞳平面中或附近；及 -控制系統，其經組態以控制該照明系統、該支撑結 構及該基板台，以當該圖案化元件上之-圖案及該基板 口上之-基板處於該輻射光束之路a中時選擇該第一照 明模式以執行一生產曝来，爲— _ 元及在無基板位於該輻射光束 之路控中之一時間内選埋兮哲 „„ 選擇該第2照明模式以執行-校正 照射過程， 其中’在該裝置之使用中， 在該圖案化元件處之轄射 之一角分布使得該經圖案化 ^ u ^ ^ 冰斗咕 心尤束之—強度實質上包含 於該第一照明模式中之該 也 x 夕 光學疋件之橫截面的一 第一部分中及該第二照明模 性 月槟式中之該至少一光學元件之 杈截面的一第二部分中， W第一邛分及該第二部分實質 I25829-I010917.doc 上不重疊且該第一部分與該第二部分之組合不涵蓋該至 J一光學元件之整個橫戴面，且 其中該第一照明模式包含一雙極輻射分布，且該第二 照明模式包含-四極輻射分布，該四極輕射分布具有鄰 近該第一照明模式之該等極之位置的極。 如叫求項1之裝置，其進一步包含一交換機件以選擇性 地將-第-.燒射型光學元件或一第二繞射型A學元件定 位於該韓射光束之路徑中，以分別實現該第—照明模式 或該第二照明模式。 4. 月求項1之裝置’其進一步包含：在該輻射光束之路 仫中之-第一繞射型光學元件，該第一繞射型光學元件 經配置以實現該第-照明模式；及-插入機件，該插入 機件經配置以選擇性地將一第二繞射型光學元件定位於 該輪射光束之路徑中，㈣二繞射型元件經配置以與該 第一繞射型絲元件組合而實現該第2照明模式。 如請求項3之裴置’其進一步包含一交換機件，該交換 機件經配置以將複數個第—繞射型光學元件中之一者選 於該輻射光束之路徑中，每—第-繞射型光 丄配置以實現一不同的第一照明模式，且苴中該 第二繞射型元件經配置以與該等第—繞射型光學^件^ 之任一者组合而實現該第二照明模式。 之I置其中該控制系統進—步經組態以控 源以在選擇了該第一照明模式或該第二 式時刀别以一第一功率位準或一第二功率位準發射該輕 i25829-10i09I7.doc -2- 射光束，該第二功率位準高於該第一功率位準。 如明求項1之裝置’其中該第二部分經配置以使得該校 正照射程序有效減少由該i少一光學元件之該生產曝光 中之非岣一加熱引起的像差》 如明求項1之裝置，其中該雙極分布之該等極為一圓環 之片段，且該四極分布之該等極為該相同圓環之片段。 8. 如明求項1之裝置，其中該第一照明模式與該第二照明 模式之組合將使得在該投影系統令產生一不會導致在該 所投影之經圖案化光束令產生不可接受之像差的熱效 應。 9. 如請求項1之裝置，其中該投影系統進一步包含一可調 節光學元件，其經組態以校正該所投影之經圖案化光束 中之一像差且其中該第一照明模式與該第二照明模式之 組合將使得在該投影系統中產生一導致可由該可調節光 學元件校正之像差的熱效應。 10. —種元件製造方法，其包含： 使用一具有一光瞳平面及包含複數個光學元件之投影 系統將一具有一波長之經圖案化之輻射光束投影至一基 板上’該等光學元件中之至少一者位於該光瞳平面中或 附近； 以一具有實質上相同於該經圖案化之光束之波長的校 正輻射光束照射該投影系統；及 控制在用以產生一輻射光束之一照明系統之一光瞳平 面中的輻射分布，以形成該經圖案化之光束及該校正光 125829-1010917.doc 1377449 束， 其中該經圖案化之光束之一強度實質上包含於該至少 一光學元件之橫截面之一第一部分中，且該校正光束之 一強度實質上包含於該至少一光學元件之橫截面之一第 二部分中，該第一部分及該第二部分實質上不重疊且該 第一部分與該第二部分之組合不涵蓋該至少一光學元件 之整個橫截面，且 其中用以形成該經圖案化之光束之該輻射光束具有在 該照明系統之該光曈平面中之一第一輻射分布，且用以 形成該校正光束之該輻射光束具有在該照明系統之該光 瞳平面中之一第二輻射分布，該第一輻射分布為一雙極 刀布，且該第二輻射分布為一四極分布，該四極分布具 有鄰近該第一輻射分布之該等極之位置的極。 11

如請求項10之:¾•法，其中該經圖案化之光束及該校正光 束分別具有第-功率位準及第二功率位準，該第二功率 位準高於該第一功率位準。 12 13. 如π求項10之方法，其中該第二部分經配置以使得以該 校正光束進行之照射有效減少在該經圖案化之光束之投 影期間由該至少—光學元件之不均一加熱引起的像差。

如請求項10之方法，其進一步包含：選擇性地將一第 凡射3L光予70件或一第二繞射型光學元件定位於該輻 束路抗中，及使用該經定位之繞射型光學元件來 制該輻射分布。 14. 如請求項13之方 法’其進一步包含：將一第 一繞射型光 125829-1010917.doc -4 - 1377449 學元件提供於該輻射光束之路徑中’該第一繞射型光學 . 70件經配置以實現第一照明模式；及選擇性地將一第二 繞射型光學元件定位於該輻射光束之路徑中該第二繞 射型元件經配置以與該第一繞射型光學元件組合而實現 第二照明模式。 15. 如請求項14之方法’其進—步包含❹—交換機件該 交換機件經配置以將複數個第一繞射型光學元件中之一 者選擇性地插入於該輻射光束之路徑中，每一第一繞射 型光學兀件經配置以實現一不同的第一照明模式，且其 中該第二繞射型元件經配置以與該等第一繞射型光學元 件中之任一者組合而實現該第二照明模式。 16. 如切求項1〇之方法，其中該雙極分布之該等極為一圓環 ' 之片段，且該四極分布之該等極為該相同圓環之片段。 17·如請求項Η)之方法’其中用以形成該經圖案化之光束之 該輻射光束具有在該照明系統之該光瞳平面中之一第一 離· 輻射分布，且用以形成該校正光束之該輕射光束具有在 該照明系統之該光睹平面中之一第二輕射分布，該第一 輻射分布與該第二輻射分布之組合使得在該投影系統中 產生不會導致在該所投影之經圖案化光束中產生不可接 受之像差的熱效應。 18.如清求項1 〇之方法，其中兮相_县〈金从口 丹Τ该杈影系統具有一可調節光學 元件，其經組態以校正該所投影之影像中之一像差，且 用以形成該經圖案化之光束之該輻射光束具有在該昭明 系統之該光瞳平面中之一第一輻射分布，且用以形成該 125829-1010917.doc :正：束之該輻射光束具有在該照明系統之該光瞳平面 之-第二輻射分布’該第一輻射分布與該第二輻射分 興之』。使得在該投影系統中產生導致可由該可調節光 予70件校正之像差的熱效應。 19 一種上面料有—電腦程式之電料讀取㈣，其包含 控制-微影裝置以執行一元件製造方法之指令該微影 裝置具有具有一光瞳平面及複數個光學元件之投影系 統，該等光學元件中之至少—者位於該光曈平面中或附 近，該方法包含： 使用該投影系統將一具有一波長之經圖案化之輻射光 束投影至一基板上；及 以一具有實質上相同於該經圖案化之光束之波長的校 正賴射光束照射該投影系統， 其中該經圖案化之光束之一強度實質上包含於該至少 一光學元件之橫截面之一第一部分中，且該校正光束之 一強度實質上包含於該至少一光學元件之橫截面之一第 二部分中’該第一部分及該第二部分實質上不重疊且該 第一部分與該第二部分之組合不涵蓋該至少一光學元件 之整個橫截面，且 其中用以形成該經圖案化之光束之該輻射光束具有在 一照明系統之一光瞳平面中之一第一輻射分布，且用以 形成該校正光束之該輻射光束具有在該照明系統之該光 瞳平面中之一第二輻射分布，該第一輻射分布為一雙極 分布且該第二輻射分布為一四極分布，該四極分布具有 125829-1010917.doc -6· 1377449

鄰近該第-輻射分布之該等極之位置的極。 20.如請求項19之電腦可讀取媒鏡其中該經圖案化之光束 及該校正光束分別具有第—功率位準及第二功率位準， 該第二功率位準高於該第一功率位準。 125829-1010917.doc