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TWI588467B - 光學系統，檢測系統，微影裝置及製造方法 - Google Patents

光學系統，檢測系統，微影裝置及製造方法 Download PDF

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TWI588467B
TWI588467B TW100114132A TW100114132A TWI588467B TW I588467 B TWI588467 B TW I588467B TW 100114132 A TW100114132 A TW 100114132A TW 100114132 A TW100114132 A TW 100114132A TW I588467 B TWI588467 B TW I588467B
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wide
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optical system
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TW100114132A
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TW201200863A (en
Inventor
雷夫 利茲科夫
由利 瓦拉狄米斯基
詹姆士Ｈ 華許
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Asml控股公司
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Publication date
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Description

光學系統，檢測系統，微影裝置及製造方法
本發明係關於一種光學系統、一種具有該光學系統之檢測系統、一種具有此檢測系統之微影裝置，及一種製造方法。
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)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，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之個別層上的電路圖案。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的網路。已知微影裝置包括：所謂的步進器，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；及所謂的掃描器，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。
圖案(其通常包括微米或奈米大小結構)之成像可對圖案化元件及/或基板之灰塵或其他污染物極敏感。因此，在成像之前，可使用污染物檢測系統而針對污染物(特別是針對粒子)來測試圖案化元件(及/或保護其小結構之護膜)及/或基板。若在圖案化元件上或在基板上偵測到粒子，則可接受粒子(藉此接受在基板上之可能疵點區域)，或可移除粒子，或可將圖案化元件或基板列為不合格品(reject)。
用於檢測一物件(例如，一光罩、與一光罩相關聯之一護膜，及/或一基板)之一表面的當前污染物檢測系統使用散射輻射技術。在此技術中，將一雷射光束聚焦於該物件及自該物件所散射且藉由一光學系統接收以用於進一步投影至一影像平面上之輻射上。
舉例而言，為了在一單次拍攝(shot)中成像一物件之一全表面，該檢測系統可具有一光學系統，該光學系統具備一廣角透鏡，該廣角透鏡具有(例如)至少等於60度之一視角。通常，當無窮遠地定位該物件時，此廣角透鏡最佳地工作。當將此廣角透鏡用於特寫及短有限工作距離(例如，在粒子檢測系統中)時，該廣角透鏡形成遭受相對高像差的具有不足品質之一影像。為了改良該影像品質，可與該廣角透鏡串聯地使用包括一輸入聚光器及一輸出聚光器之一光學中繼透鏡群組。在此配置中，來自該廣角透鏡之輻射(形成一中間低品質影像)係藉由該輸入聚光器接收且傳遞至該輸出聚光器上，以形成該物件之一相對較佳品質影像。然而，廣角透鏡與光學中繼透鏡群組之此組合可能龐大，且可能會遭受低調變轉移函數(modulation transfer function,MTF)對比度及暈邊現象(vignetting)(特別是在用於高解析度成像設定之場邊緣處)。又，此組合可能不支援光學可逆性，使得可藉由改變在(例如)該光學中繼透鏡群組內之器件的配置來逆轉該光學系統之放大率。
因此，舉例而言，將有利的是(例如)在一粒子檢測系統中提供一種廣角光學系統，該廣角光學系統可支援針對有限短工作距離之全場或全表面成像，且以高MTF對比度及高解析度提供一物件表面之一影像。
根據一態樣，提供一種光學系統，該光學系統包括一廣角輸入透鏡群組及一輸出透鏡群組。該廣角輸入透鏡群組經組態以自一物件表面接收(例如)具有60度或60度以上之一角展度的輻射，且產生可成像輻射。在一實施例中，該廣角輸入透鏡群組經配置成使得不在該廣角輸入透鏡群組內或之後形成中間聚焦影像。該輸出透鏡群組經組態以自該廣角輸入透鏡群組接收該可成像輻射，且將此輻射聚焦至一影像平面上以成像該物件表面之至少一部分。該影像平面可與一偵測器共平面，該偵測器經組態以接收該物件表面之該至少一部分之該影像，且基於該經接收影像來偵測污染物或在該物件表面上之其他異常。舉例而言，該物件可為一光罩、與一光罩相關聯之一護膜、一基板、光罩固持器，或在一微影系統中之一台。
在一實施例中，該廣角輸入透鏡群組包括一前光學器件，及具有一非球形表面之一雙合透鏡(doublet)。在一實施例中，該輸出透鏡群組包括一雙合透鏡，及具有一非球形表面之一最後透鏡器件。該廣角輸入透鏡群組及該輸出透鏡群組可經組態以可互換地配置於該光學系統中以改變該光學系統之放大率。該光學系統可經配置成使得該光學系統非遠心。
根據一態樣，提供一種用以檢測一物件之一表面之檢測系統，該檢測系統包括一光學系統及一偵測器。該光學系統包括一廣角輸入透鏡群組，該廣角輸入透鏡群組經組態以自該物件表面接收(例如)具有60度或60度以上之一角展度的輻射，且自該輻射產生可成像輻射。在一實施例中，該廣角輸入透鏡群組經配置成使得不在該廣角輸入透鏡群組內或之後形成中間聚焦影像。該光學系統進一步包括一輸出透鏡群組，該輸出透鏡群組經組態以自該廣角輸入透鏡群組接收該可成像輻射，且將該可成像輻射聚焦至一影像平面上以成像該物件表面之至少一部分。該檢測系統之該偵測器經組態以接收該物件表面之該至少一部分之該影像，且基於該經接收影像來偵測污染物、該物件表面之一異常及/或在該物件表面上之一圖案(例如，一條碼)。該檢測系統可進一步包括一照明源，該照明源提供一照明光束以照明該物件之該表面。該物件可為一光罩、與一光罩相關聯之一護膜、一基板，或在一微影系統中之一台。
根據一態樣，提供一種微影裝置，該微影裝置包括一支撐結構，該支撐結構經組態以固持一圖案化元件。該圖案化元件經組態以用一圖案空間地調變該光束。該微影裝置進一步包括：一基板台，該基板台經組態以固持一基板；一投影系統，該投影系統用以將該經圖案化光束投影至該基板之一目標部分上；及一檢測系統，該檢測系統用以檢測一物件表面。該檢測系統包括一光學系統及一偵測器。該光學系統包括一廣角輸入透鏡群組，該廣角輸入透鏡群組經組態以自該物件表面接收(例如)具有60度或60度以上之一角展度的輻射，且自該輻射產生可成像輻射。在一實施例中，該廣角輸入透鏡群組經配置成使得不在該廣角輸入透鏡群組內或之後形成中間聚焦影像。該光學系統進一步包括一輸出透鏡群組，該輸出透鏡群組經組態以自該廣角輸入透鏡群組接收該可成像輻射，且將該可成像輻射聚焦至一影像平面上以成像該物件表面之至少一部分。該檢測系統之該偵測器經組態以接收該物件表面之該至少一部分之該影像，且基於該經接收影像來偵測污染物、該物件表面之一異常及/或在該物件表面上之一圖案。該檢測系統可進一步包括一照明源，該照明源提供一照明光束以照明該物件之該表面。該經檢測物件可為一圖案化元件、與一圖案化元件相關聯之一護膜、一基板，或在該微影裝置中之一台。
根據一態樣，提供一種製造方法，該方法包括：將一經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上；及檢測一物件表面(例如，一光罩、與一光罩相關聯之一護膜，或一基板)。該檢測包括在一廣角輸入透鏡群組處自該物件表面接收輻射以自該輻射產生可成像輻射，使得不存在形成於該廣角輸入透鏡群組內或之後的中間聚焦影像。該檢測進一步包括：將該可成像輻射聚焦至一影像平面上以成像該物件表面之至少一部分；及基於該物件表面之該至少一部分之該影像來偵測污染物、該物件表面之一異常及/或在該物件表面上之一圖案。在一實施例中，該檢測進一步包括用一照明光束照明該物件之該表面。
下文參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此等實施例。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將係顯而易見的。
現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分。
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，UV輻射或DUV輻射)；支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以固持圖案化元件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位該圖案化元件之第一定位器PM；基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位該基板之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將藉由圖案化元件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。
支撐結構以取決於圖案化元件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如圖案化元件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化元件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化元件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化元件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化元件」同義。
本文中所使用之術語「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產生圖案的任何元件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之元件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化元件可為透射或反射的。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。光罩在微影中係熟知的，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，該等小鏡面中之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。傾斜鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋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，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「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的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上支撐結構)的類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台/支撐結構，或可在一或多個台/支撐結構上進行預備步驟，同時將一或多個其他台/支撐結構用於曝光。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影裝置可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包含(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含經組態以調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD(未出現於圖式中)。通常，可調整照明器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)。此外，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。
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，且係藉由該圖案化元件而圖案化。在橫穿圖案化元件MA後，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)，基板台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，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之路徑而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之部分的長衝程模組(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。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(相對於掃描器)之情況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。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用專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，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之至少一者中：
1.　在步進模式中，在將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的大小。
2.　在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，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的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(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掃描期間的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的可程式化鏡面陣列)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/或變化或完全不同的使用模式。
圖2說明根據本發明之一實施例的用於檢測物件之表面的系統。在一實施例中，使用檢測系統以偵測污染物、物件表面之異常及/或在物件表面上之圖案。在一實施例中，污染物可包括(例如)粒子。在一實施例中，物件表面之異常可包括(例如)光罩圖案之特徵之缺陷。在一實施例中，在物件表面上之圖案可包括(例如)條碼、光罩圖案或對準標記。
檢測系統20可用於物件24之表面22之檢測目的，物件24可為(例如)光罩、保護光罩之經圖案化側或未經圖案化側之護膜、基板，或固持器、夾盤或台(例如，基板台、量測感測器台或圖案化元件台之任何部分)。檢測系統被展示為分離系統20，但其可被提供為工具內系統(in-tool system)且與微影裝置整合(例如，如參看圖1所描述)。作為工具內系統，其可在微影程序之前執行物件24之表面22之檢測。
在一實施例中，檢測系統20包括照明源26、光學系統28及偵測器30。照明源26提供照明光束以照明物件24之表面22。在圖2中，僅展示一個照明源26，但可存在一個以上照明源。或者，檢測系統20可能不具有分離照明源26，且可藉由周圍輻射或藉由與檢測系統20分離之源提供之輻射來輻照表面22。照明源26可為(例如)標準發光二極體(LED)、快閃發光二極體(快閃LED)或雷射二極體，但不限於此等照明源，此係因為可使用其他類型之照明源。
如稍後將詳細地所描述，光學系統28可包括一或若干光學儀器，諸如一或多個透鏡群組。光學系統28自經照明物件表面22接收或截取輻射(例如，散射輻射)，以將物件24之表面22之影像投影至偵測器30上，且在必要時放大或縮小。將影像自光學系統28投影至偵測器30之感測器32上，且隨後，藉由分析器34分析記錄於感測器32上之影像資料以偵測在物件表面22上之污染物、異常、圖案或其任何組合。物件表面22之影像可為全場影像以在一次拍攝中俘獲完整表面，因此提供適宜資料收集且縮短物件檢測時間。舉例而言，檢測系統可在一次拍攝中俘獲160毫米×160毫米光罩。此短單圖框獲取時間允許多圖框依序成像法及影像增強技術，諸如子像素解析度處理。使用此等技術所獲得之全場影像為高解析度影像，該等影像允許(例如)實際粒子形狀及大小以及粒子定位之準確偵測。
若表面22過大或若感測器32不具有用於全場影像之單次投影的足夠容量，則可針對一有效全場影像而獲得兩個或兩個以上部分影像。感測器32可為線性或大區域感測器，且可包括(但不限於)CMOS感測器陣列或電荷耦合元件(CCD)。舉例而言，感測器32可包括線性CCD或大區域CCD。
可針對(例如)粒子(例如，圖2所示之粒子36)、其他污染物、異常(例如，經破壞的光罩圖案特徵)或圖案(例如，條碼)而藉由分析器34分析物件表面22之全場影像。舉例而言，可使用分析器34以判定經偵測粒子及/或異常之大小及位置。舉例而言，若經判定大小或位置係在特定範圍或其他限度外，則可使用粒子大小及位置之判定以將物件24(例如，光罩或覆蓋光罩之護膜)列為不合格品。在一實施例中，分析器34為典型電腦系統，其包括分析器軟體及用以執行分析器軟體之一般用途處理器。或者，電腦系統可包括經組態以執行如上文所描述之影像分析的特殊用途處理器。
如上文所論述，檢測系統20可與微影裝置整合以檢測(例如)光罩、覆蓋光罩之護膜或基板。在此微影裝置中，可存在同時地檢測該等物件之分離檢測系統，從而導致較高產出率，或可存在以串列方式檢測該等物件之單一檢測系統。當用於微影系統中時，檢測系統20可用於其他功能，諸如用於度量衡目的。可藉由使系統20偵測適當對準目標來實現光罩預對準且甚至實現基板預對準。可藉由讀取及解譯位於光罩(或基板)表面上之一或多個條碼(例如，一維條碼、二維條碼，等等)來實現光罩(或基板)識別。
圖3更詳細地說明光學系統28。在一實施例中，光學系統28為包括輸入透鏡群組(或輸入聚光器)2810及輸出透鏡群組(或輸出聚光器)2812之中繼透鏡群組。在一實施例中，輸入透鏡群組2810及輸出透鏡群組2812經配置成使得光學系統28非遠心。在一實施例中，光學系統28包括一個以上輸入透鏡群組2810、一個以上輸出透鏡群組2812，或此兩者。輸入透鏡群組2810自物件24之經照明表面22接收輻射2814，且產生可成像輻射2816(例如，諸如經準直光束之光束，或具有基本上無窮遠焦點之光束)，可成像輻射2816被引導及入射於輸出透鏡群組2812上。在一實施例中，輸入透鏡群組2810包括在自表面22接收輻射之輸入透鏡群組2810之側上的廣角前透鏡器件2818，及在輸入透鏡群組2810之另一側上的雙合透鏡2820。
廣角前透鏡器件2818可經配置以具有在接收輻射2814之側上之凸形表面2822及在另一側上之凹形表面2824，使得前透鏡器件2818具有約60度或60度以上之廣視角，藉此促進以單次成像完整的經檢測表面22(或至少其顯著部分)。兩個表面2822、2824均可具有針對低球面像差及色像差而形成於該等表面上之非球形表面。廣角前透鏡器件2818可包括多個光學器件。多個光學器件中之一或多者可具有一或多個非球形表面。功能上，廣角前透鏡器件2818自表面22接收輻射且發散經接收輻射(以形成發散輻射2826)以用於投影至雙合透鏡2820上，使得不在包括於前透鏡器件2818與雙合透鏡2820之間的輸入透鏡群組2810內形成物件表面22之中間聚焦影像，或不在輸入透鏡群組2810之後形成物件表面22之中間聚焦影像。
在傳遞通過雙合透鏡2820之後的輻射2826被轉換成可成像輻射2816(例如，諸如經準直光束之光束，或基本上無窮遠地聚焦之光束)。非球形表面可形成於面對輸出透鏡群組2812的雙合透鏡2820之凹形表面2828上，此情形促進光瞳像差校正且改良光學系統28之調變轉移函數(MTF)。雙合透鏡2820之輻射接收側可具有凸形表面。代替雙合透鏡2820及前透鏡器件2818或除了雙合透鏡2820及前透鏡器件2818以外，亦可將具有一或多個非球形表面之一或多個多器件光學儀器用於輸入透鏡群組2810中以執行上文所描述之光學功能。孔徑光闌可在輸入透鏡群組2810之傅立葉(Fourier)或場平面處位於輸入透鏡群組2810與輸出透鏡群組2812之間。
在一實施例中，輸出透鏡群組2812包括雙合透鏡2830及最後透鏡器件2832。輸出透鏡群組2812接收及會聚輻射2816以將該輻射聚焦至影像平面2834上以形成物件表面22之影像。非球形表面可形成於面對雙合透鏡2830的最後透鏡器件2832之凹形表面2836上，此情形允許產生形成於影像平面2834上的表面22之低失真高解析度影像。影像平面2834可為感測器32之表面。輸出透鏡群組2812可經配置成使得輸出透鏡群組2812與輸入透鏡群組2810準對稱，亦即，輸入透鏡群組2810及輸出透鏡群組2812經組態成使得該等透鏡群組可互換地配置於光學系統28中以調整(例如，逆轉)光學系統28之放大率。代替雙合透鏡2830及最後透鏡器件2832或除了雙合透鏡2830及最後透鏡器件2832以外，亦可將一或多個多器件光學儀器用於輸出透鏡群組2812中以執行上文所描述之光學功能。多器件光學儀器中之一或多者可為非球形表面。
不同於利用形成藉由中繼透鏡群組改良之低劣品質影像之廣角透鏡的習知廣角光學系統，包括廣角輸入透鏡群組及輸出透鏡群組之上述光學系統具有更簡單的構造，且藉由將該光學系統之廣角功能整合至輸入透鏡群組中而消除針對分離廣角透鏡群組之需要。如上文所論述，光學系統28不會在輸入透鏡群組2810內或之後形成中間低劣品質影像，且在影像平面2834上形成高解析度影像。此配置促進在短物件-影像工作距離內且具有低失真及像差(特別是在影像場之邊緣處)之較快全表面成像。
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，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如製造整合光學系統、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，可認為本文中對術語「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中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示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)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「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的使用，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)界定產生於基板上之圖案。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：其中基板表面被浸沒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。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，圖案化元件與投影系統之第一器件之間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。
本文中所使用之術語「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，具有在為5奈米至20奈米之範圍內的波長)；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之任一者或其組合，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，該電腦程式含有經組態以導致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)，該電腦可讀資料儲存媒體具有儲存於其中之此電腦程式。
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。
20．．．檢測系統
22．．．物件表面/經照明表面/經檢測表面
24．．．物件
26．．．照明源
28．．．光學系統
30．．．偵測器
32．．．感測器
34．．．分析器
36．．．粒子
2810．．．輸入透鏡群組(或輸入聚光器)
2812．．．輸出透鏡群組(或輸出聚光器)
2814．．．輻射
2816．．．可成像輻射
2818．．．廣角前透鏡器件
2820．．．雙合透鏡
2822．．．凸形表面
2824．．．凹形表面
2826．．．發散輻射
2828．．．凹形表面
2830．．．雙合透鏡
2832．．．最後透鏡器件
2834．．．影像平面
2836．．．凹形表面
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．位置感測器
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
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
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器
SO．．．輻射源
W．．．基板
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示意性地描繪根據本發明之一實施例的檢測系統；及
圖3示意性地描繪根據本發明之一實施例的光學系統。
22．．．物件表面/經照明表面/經檢測表面
28．．．光學系統
2810．．．輸入透鏡群組(或輸入聚光器)
2812．．．輸出透鏡群組(或輸出聚光器)
2814．．．輻射
2816．．．可成像輻射
2818．．．廣角前透鏡器件
2820．．．雙合透鏡
2822．．．凸形表面
2824．．．凹形表面
2826．．．發散輻射
2828．．．凹形表面
2830．．．雙合透鏡
2832．．．最後透鏡器件
2834．．．影像平面
2836．．．凹形表面

Claims (21)

  1. 一種光學系統，其包含：一廣角輸入透鏡群組，該廣角輸入透鏡群組經組態以自一物件表面接收輻射且自該輻射產生可成像輻射，使得不存在形成於該廣角輸入透鏡群組內或之後的中間聚焦影像；及一輸出透鏡群組，該輸出透鏡群組經組態以自該廣角輸入透鏡群組接收該可成像輻射，且將該可成像輻射聚焦至一影像平面上以成像該物件表面之至少一部分，其中該廣角輸入透鏡群組經組態以接收具有至少約60度之一角展度的輻射，且其中該廣角輸入透鏡群組具有至該物件約196公釐(mm)或更少之一有限工作距離。
  2. 如請求項1之光學系統，其中該物件係選自由以下各者組成之群組：一光罩；與一光罩相關聯之一護膜(pellicle)；一基板；及在一微影系統中之一固持器、夾盤(chuck)或台。
  3. 如請求項2之光學系統，其中該影像平面與一偵測器共平面，該偵測器經組態以接收該物件表面之該至少一部分之該影像，且基於該經接收影像來偵測污染物、該物件表面之一異常及/或在該物件表面上之一圖案。
  4. 如請求項1之光學系統，其中該廣角輸入透鏡群組包含一前光學器件及具有一非球形表面之一廣角輸入透鏡群組雙合(doublet)透鏡。
  5. 如請求項4之光學系統，其中該非球形表面係在該廣角 輸入透鏡群組雙合透鏡之輸出側上。
  6. 如請求項4之光學系統，其中該輸出透鏡群組包含一雙合透鏡及具有一非球形表面之一最後透鏡器件。
  7. 如請求項6之光學系統，其中該非球形表面係在該最後透鏡器件之輸入側上。
  8. 如請求項1之光學系統，其中該光學系統經配置為非遠心。
  9. 如請求項1之光學系統，其中該廣角輸入透鏡群組及該輸出透鏡群組經組態以可互換地配置於該光學系統中以改變該光學系統之放大率。
  10. 一種用以檢測一物件之一表面之檢測系統，該檢測系統包含：一光學系統，該光學系統包含：一廣角輸入透鏡群組，該廣角輸入透鏡群組經組態以自該物件表面接收輻射且自該輻射產生可成像輻射，使得不存在形成於該廣角輸入透鏡群組內或之後的中間聚焦影像；及一輸出透鏡群組，該輸出透鏡群組經組態以自該廣角輸入透鏡群組接收該可成像輻射，且將該可成像輻射聚焦至一影像平面上以成像該物件表面之至少一部分，其中該廣角輸入透鏡群組具有至該物件約196公釐(mm)或更少之一有限工作距離；及一偵測器，該偵測器經組態以接收該物件表面之該至 少一部分之該影像，且基於該經接收影像來偵測污染物、該物件表面之一異常及/或在該物件表面上之一圖案。
  11. 如請求項10之檢測系統，其中該光學系統經組態以接收具有至少約60度之一角展度的輻射。
  12. 如請求項10之檢測系統，其中該物件係選自由以下各者組成之群組：一光罩；與一光罩相關聯之一護膜；一基板；及在一微影系統中之一固持器、夾盤或台。
  13. 如請求項10之檢測系統，其中該圖案包括在一光罩上之一條碼。
  14. 如請求項10之檢測系統，其中該廣角輸入透鏡群組包含一前光學器件及具有一非球形表面之一廣角輸入透鏡群組雙合透鏡(doublet)。
  15. 如請求項10之檢測系統，其中該輸出透鏡群組包含一雙合透鏡及具有一非球形表面之一最後透鏡器件。
  16. 一種微影裝置，其包含：一基板台，該基板台經組態以固持一基板；一投影系統，該投影系統用以將一經圖案化光束投影至該基板之一目標部分上；及一檢測系統，該檢測系統用以檢測一物件表面，該檢測系統包含：一光學系統，該光學系統包含：一廣角輸入透鏡群組，該廣角輸入透鏡群組經組態以自該物件表面接收輻射且自該輻射產生可成像 輻射，使得不存在形成於該廣角輸入透鏡群組內或之後的中間聚焦影像；及一輸出透鏡群組，該輸出透鏡群組經組態以自該廣角輸入透鏡群組接收該可成像輻射，且將該可成像輻射聚焦至一影像平面上以成像該物件表面之至少一部分，其中該廣角輸入透鏡群組具有至該物件約196公釐(mm)或更少之一有限工作距離；及一偵測器，該偵測器經組態以接收該物件表面之該至少一部分之該影像，且基於該經接收影像來偵測污染物、該物件表面之一異常及/或在該物件表面上之一圖案。
  17. 如請求項16之微影裝置，其中該物件係選自由以下各者組成之群組：一圖案化元件；與一圖案化元件相關聯之一護膜；一基板；或在一微影系統中之一固持器、夾盤或台。
  18. 如請求項16之微影裝置，其中該廣角透鏡群組之視角為至少約60度。
  19. 一種製造方法，其包含：將一經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上；及檢測一物件表面，該檢測包含：在一廣角輸入透鏡群組處自該物件表面接收輻射以自該輻射產生可成像輻射，使得不存在形成於該廣角 輸入透鏡群組內或之後的中間聚焦影像，其中該廣角輸入透鏡群組至該物件之一距離約196公釐(mm)或更少；將來自該廣角輸入透鏡群組之該可成像輻射聚焦至一影像平面上以成像該物件表面之至少一部分；及基於該物件表面之該至少一部分之該影像來偵測污染物、該物件表面之一異常及/或在該物件表面上之一圖案。
  20. 如請求項19之製造方法，其中該物件係選自由以下各者組成之群組：一圖案化元件；與一圖案化元件相關聯之一護膜；一基板；或在一微影系統中之一固持器、夾盤或台。
  21. 如請求項19之製造方法，其中該廣角透鏡群組之視角為至少約60度。
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