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TWI704422B - 微影裝置、感測系統總成、及用於量測護膜變形之方法 - Google Patents

微影裝置、感測系統總成、及用於量測護膜變形之方法 Download PDF

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TWI704422B
TWI704422B TW106123331A TW106123331A TWI704422B TW I704422 B TWI704422 B TW I704422B TW 106123331 A TW106123331 A TW 106123331A TW 106123331 A TW106123331 A TW 106123331A TW I704422 B TWI704422 B TW I704422B
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柏克哈文 羅倫堤斯 約翰納斯 安卓那斯 凡
丹 慕蘭 史丹 亨利可斯 凡
黃仰山
比爾愛曲 莫依司特
史蒂芬 卡羅勒斯 傑卡布斯 安東尼斯 凱傑
丹 伯寧克 依諾 凡
克里斯汀 亨利特 蕭登
哈堤 派特 塞多爾 特斯瑪
托爾 費德里柯 拉
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荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

一種微影裝置包含：一支撐結構，其經建構以支撐一圖案化器件及關聯護膜，該圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上，其中該支撐結構位於一外殼中且其中壓力感測器位於該外殼中。

Description

微影裝置、感測系統總成、及用於量測護膜變形之方法
本發明係關於一種微影方法，且亦係關於一種微影裝置。
微影裝置為將所要圖案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，光罩(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生對應於IC之個別層之電路圖案，且可將此圖案成像至具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層之基板(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。一般而言，單一基板將含有經順次地曝光之鄰近目標部分之網路。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。
在DUV微影裝置中將護膜附接至光罩係習知的。護膜為與光罩之圖案間隔開幾毫米(例如，5毫米)的透射膜。在護膜上接收之污染粒子在相對於光罩之圖案之遠場中，且因此對由微影裝置投影至基板上之影像之品質沒有顯著影響。若不存在護膜，則污染粒子將處於光罩之圖案上且將混淆圖案之一部分，藉此防止圖案被正確地投影至基板上。因此，護膜在防 止污染粒子不利地影響圖案由微影裝置至基板上的投影方面發揮重要作用。
儘管護膜提供有用及有價值的功能，但護膜會造成不良副作用，此係因為其自身將對由微影裝置投影至基板上之影像有影響。此係因為護膜具有有限厚度及大於空氣的折射率，且因此將造成未垂直地入射於該護膜上之任何輻射的某種偏轉。
舉例而言，需要提供預防或減輕不論是在本文中抑或在別處所識別的先前技術之一或多個問題之方法。
根據本發明之一第一態樣，提供一種微影裝置，其包含：一支撐結構，其經建構以支撐一圖案化器件及關聯護膜，該圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上，其中該支撐結構位於一外殼中且其中壓力感測器位於該外殼中。
該等壓力感測器允許在掃描移動期間量測該投影系統與該護膜之間的環境中之壓力變化，且藉此允許判定在彼移動期間之該護膜之變形。因此，該等壓力變化可用作用於一模型之輸入，該模型提供該護膜之變形之一準確判定，且此模型又可用以判定補償該護膜變形之調整。
該等壓力感測器可提供於該外殼中之一開口之任一側上，該開口處於該護膜與該投影系統之間。
複數個壓力感測器可在該微影裝置之一掃描方向上提供於該開口之每一側上。
可提供一系列壓力感測器。
該系列壓力感測器可經配置為在該掃描方向上延伸之一個一維陣列。
該微影裝置可進一步包含一控制器，該控制器經組態以在掃描曝光期間將調整應用於該投影系統之透鏡以補償像差，該等像差係歸因於由在光罩及該護膜之掃描移動期間在該投影系統與該護膜之間的該環境中之壓力變化造成的該護膜之變形。
該控制器可使用一壓力模型，該壓力模型模型化在該光罩及該護膜之該掃描移動期間在該投影系統與該護膜之間的該環境中之氣體之壓力變化。該壓力模型可針對彼微影裝置使用在該光罩及該護膜之掃描移動期間自該等壓力感測器獲得的壓力量測予以校準。
根據本發明之一第二態樣，提供一種感測系統總成，其包含由一支撐結構支撐之壓力感測器之一二維陣列，且進一步包含一護膜框架及一護膜，其中壓力感測器之該二維陣列位於該支撐結構與該護膜之間且經組態以量測由該護膜之移動造成的壓力改變，其中該支撐結構並非一習知光罩，且其中該感測系統總成之外部尺寸與包含一習知光罩、護膜框架及護膜之一光罩總成之外部尺寸對應。
該感測系統總成係有利的，此係因為可將其裝載至一微影裝置中且致使其以與一習知光罩總成相同之方式經歷掃描移動。儘管經歷此等掃描移動，但該感測總成能夠記錄壓力量測，該等壓力量測可用以計算在該等掃描移動期間發生的該護膜之偏轉。
該感測系統總成之尺寸可為大約150毫米乘大約150毫米。該感測系統總成之尺寸可為152毫米乘152毫米。
該感測系統總成可具有為大約6毫米之一厚度。
該感測系統總成可進一步包含電子件，該等電子件包括一記憶體、一處理器及一傳輸器中之至少一者。
根據本發明之一第三態樣，提供一種量測一微影裝置中之護膜偏轉之方法，該方法包含：將包含一光罩及護膜之一光罩總成裝載至本發明之該第一態樣之該微影裝置中；執行該光罩總成之掃描移動且使用該等壓力感測器獲得壓力量測；及計算在該等掃描移動期間發生的該光罩總成護膜之偏轉。
根據本發明之一第四態樣，提供一種量測一微影裝置中之護膜偏轉之方法，該方法包含：將根據本發明之該第二態樣之一感測系統總成裝載至該微影裝置中；執行該感測系統總成之掃描移動且使用該感測系統總成獲得壓力量測；及計算在該等掃描移動期間發生的該感測系統總成護膜之偏轉。
可使用聲全像攝影術來計算該感測系統總成護膜之該等偏轉。
可將該等壓力量測儲存於該感測系統總成中之一記憶體中。
可在該感測系統總成位於該微影裝置內時自該感測系統總成傳輸壓力量測。
根據本發明之一第五態樣，提供一種使用一微影裝置執行一基板之一目標部分之一掃描曝光之方法，該方法包含：將包含一光罩及護膜之一光罩總成裝載至該微影裝置中；在該光罩及該關聯護膜之掃描移動期間及在該基板之掃描移動期間將一輻射光束傳遞通過該光罩及通過該護膜；使用該微影裝置之一投影系統以將該輻射光束投影至該基板之該目標部分上；及在該掃描曝光期間將調整應用於該投影系統之透鏡以補償歸因於該護膜之變形之像差。可已使用根據本發明之該第三態樣或該第四態樣之一 方法來量測該護膜之該變形。
根據本發明之一第六態樣，提供一種電腦程式，其包含經組態以致使一電腦進行根據本發明之該第三態樣、該第四態樣或該第五態樣中之任一者之一方法的電腦可讀指令。
根據本發明之一第七態樣，提供一種電腦，該電腦包含：一記憶體，其儲存處理器可讀指令；及一處理器，其經配置以讀取及執行儲存於該記憶體中之指令，其中該等處理器可讀指令包含經配置以控制該電腦以進行根據本發明之該第三態樣、該第四態樣或該第五態樣之任一者之一方法之指令。
根據本發明之一態樣，提供一種使用一微影裝置執行一基板之一目標部分之一掃描曝光之方法，該方法包含：向該微影裝置提供一光罩及關聯護膜；在該光罩及該關聯護膜之掃描移動期間及該基板之掃描移動期間將一輻射光束傳遞通過該光罩及通過該護膜；使用該微影裝置之一投影系統以將該輻射光束投影至該基板之該目標部分上；及在該掃描曝光期間將調整應用於該投影系統之透鏡，其中該等調整考量由該光罩及該護膜之掃描移動造成的在該投影系統與該護膜之間的一環境中之壓力變化，且其中該等調整補償歸因於由該等壓力變化造成的該護膜之變形之像差。
該方法可使用一壓力模型，該壓力模型模型化在該光罩及該護膜之該掃描移動期間在該投影系統與該護膜之間的該環境中之氣體之壓力。
該壓力模型可針對彼微影裝置使用在該光罩及該護膜之掃描移動期間自該等壓力感測器獲得的壓力量測予以校準。有利地，此情形允許校準該壓力模型以考量該光罩及該護膜所位於的一環境之幾何形狀(歸因於該微影裝置之構造中之容許度而在幾何形狀之間可存在某變化)。
該等壓力感測器可提供於含有該光罩及該護膜的一外殼中之一開口之任一側上。
複數個壓力感測器可在掃描方向上提供於該開口之每一側上。
可使用在該目標部分之該掃描曝光之前在該光罩及該護膜之掃描移動期間所獲得的壓力量測來校準該壓力模型。此利用以下事實：針對具有相同長度及相同速度之掃描移動，該護膜之變形係一致的。
可在由該微影裝置曝光生產基板之前在該微影裝置之設置期間校準該壓力模型。
可使用在一先前基板之掃描曝光期間所獲得的壓力量測來校準該壓力模型。
可使用在一先前目標部分之掃描曝光期間所獲得的壓力量測來校準該壓力模型。
該方法可進一步包含使用一護膜變形模型以判定由該等壓力變化造成的該護膜之變形。
可使用該護膜之一屬性來校準該護膜變形模型。
該護膜之該屬性可為該護膜之張力。
該方法可進一步包含使用一輻射光束像差模型，該輻射光束像差模型模型化在該輻射光束投影至該基板上之後的該護膜變形之效應；及使用一透鏡模型以判定經應用於該等透鏡之調整。
該輻射光束像差模型可接收在該掃描曝光期間使用的該輻射光束之一照明模式作為一輸入。
經補償之該等像差可包含由該微影裝置投影之一影像之一影像平面中的失真。
本發明之一個態樣之特徵可與本發明之一不同態樣之特徵組合。
18:光罩總成環境
20:外殼
22:下部開口/曝光隙縫
24:最上部透鏡
26:容積/封閉體
30:壓力感測器
33:地板
40:感測系統
41:感測系統總成
42:壓力感測器/聲學感測器
44:感測器支撐結構
46:電子件
47:實質上扁平上部表面
48:支撐框架
49:實質上扁平上部表面
AM:調整構件
BD:光束遞送系統
C:目標部分
CO:聚光器
CT:控制器
F:護膜框架
G:氣流/容積
IF:位置感測器
IL:照明系統/照明器
IN:積光器
M1:光罩對準標記
M2:光罩對準標記
MA:光罩
MS:光罩總成
MT:支撐結構
P:護膜
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PB:輻射光束
PS:項目/投影系統
PW:定位器件
R:射線
RP:主射線
R1:虛線/射線
R2:實線/射線
SO:輻射源
W:基板
WT:基板台
現在將參考隨附示意性圖式而僅作為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，且在該等圖式中：- 圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例之微影裝置；- 圖2示意性地描繪護膜對輻射光束之影響；- 圖3示意性地更詳細描繪圖1之微影裝置之部分；- 圖4示意性地描繪由氣體在護膜之掃描移動期間在護膜下方流動造成的護膜變形；- 圖5描繪使用微影裝置而投影之影像的x,y失真，該失真已由護膜變形造成；- 圖6為根據本發明之一實施例之方法的流程圖；- 圖7示意性地描繪根據本發明之一實施例之感測系統，及微影裝置之部分；及- 圖8為根據本發明之一實施例之方法的流程圖。
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，製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、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一般之術語「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)或度量衡或檢測工具中 處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。此外，可將基板處理多於一次，(例如)以便產生多層IC，使得本文所使用之術語「基板」亦可指已經含有多個經處理層之基板。
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)。
支撐結構固持光罩(其亦可被稱作倍縮光罩)。支撐結構以取決於光罩之定向、微影裝置之設計及其他條件之方式來固持光罩。支撐結構可使用機械夾持、真空或其他夾持技術，例如，在真空條件下之靜電夾持。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而可移動且可確保光罩(例如)相對於投影系統處於所要位置。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於(例如)所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤流體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射光學系統、反射光學系統及反射折射光學系統。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。
照明系統亦可涵蓋用於導向、塑形或控制輻射光束的各種類型之光學組件，包括折射、反射及反射折射光學組件，且此等組件亦可在下文中被集體地或單個地稱作「透鏡」。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台(及/或兩個或多於兩個支撐結構)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用 額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板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元件與基板之間的空間。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。
圖1示意性地描繪根據本發明之一特定實施例之微影裝置。該裝置包含：- 照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束PB(例如，UV輻射或DUV輻射)；- 支撐光罩MA之支撐結構MT，該支撐結構連接至用以相對於項目PS而準確地定位該光罩之定位器件(未描繪)；- 基板台(例如，晶圓台)WT，其用於固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至用於相對於項目PS而準確地定位該基板之定位器件PW；及- 投影系統(例如，折射投影透鏡)PS，其經組態以將由光罩MA賦予至輻射光束PB之圖案成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)。
護膜P附接至框架，框架又附接至光罩MA。護膜P為與光罩上之圖案間隔開的透射膜。護膜P防止污染粒子入射於光罩之圖案上，且保持此等污染粒子遠離光罩圖案。護膜P可(例如)與光罩圖案分離幾毫米，例如大 約5毫米。光罩MA、框架F及護膜P皆位於由外殼20界定之環境內。壓力感測器30位於外殼20之地板上。壓力感測器30經組態以在光罩MA、框架F及護膜P之掃描移動期間監視外殼中之氣體(例如，空氣)之壓力。
照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源為準分子雷射時，源及微影裝置可為單獨實體。在此等狀況下，不認為源形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為裝置之整體部件。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可包含用於調整光束之角強度分佈之調整構件AM。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)。另外，照明器IL通常包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器提供在橫截面中具有所要均一性及強度分佈的經調節輻射光束PB。
輻射光束PB入射於由支撐結構MT固持之光罩MA上。在已橫穿光罩MA的情況下，光束PB傳遞通過護膜P且接著傳遞至投影系統PS中。投影系統將光束PB聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉定位器件PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件)，可準確地移動基板台WT，例如以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。相似地，支撐結構MT可用以(例如)在掃描曝光期間相對於光束PB之路徑來準確地定位光罩MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。
微影裝置可用以執行掃描曝光。在掃描曝光中，在將被賦予至光束PB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。
微影裝置進一步包含控制器CT。控制器CT經組態以輸出在掃描曝光期間待應用於微影裝置之調整。調整可包含投影系統PS之透鏡之調整。控制器可包含處理器，該處理器經組態以執行根據本發明之一實施例之方法(例如，如下文所描述之方法)。控制器可包含電腦。
一段時間已理解，護膜P將對傳遞通過其之經圖案化輻射光束PB有影響。然而，對護膜影響之考慮已限於將護膜視為好像其具有橫切於輻射光束PB之平面薄片之形式一樣。現在已判定出，護膜P在掃描曝光期間動態地偏轉。此動態變形將像差引入至由微影裝置投影至基板W上之影像中。本發明之實施例處理此問題且允許縮減像差。
圖2示意性說明當護膜P(或護膜之部分)相對於微影裝置之光軸成一角度時將由該護膜造成的輻射光束之偏移。為了輔助解釋偏移，在圖2中包括笛卡爾(笛卡爾)座標。亦用於其他圖的笛卡爾座標係根據掃描微影裝置之慣例。y方向係掃描方向(亦即，在掃描曝光期間之移動方向)，x方向在非掃描方向上在光罩之平面中，且z方向係微影裝置之光軸。
護膜P之折射率np大於護膜之任一側之氣體(例如，空氣)的折射率n1、n2。護膜具有厚度d。由護膜P引入之偏移係根據斯奈爾定律(Snell's Law)且由護膜之厚度及護膜之折射率部分地判定。另外，因為護膜相對於XY平面成一角度，所以XY偏移係藉由護膜相對於XY平面之該角度而進一步判定。系統之主射線Rp被展示為點線及虛線，且亦展示相對於該主射線Rp成角度θa之射線R。虛線R1展示在不存在護膜的情況下射線R將如何傳播。實線R2展示當存在護膜P時線如何傳播。如可看到，相比於在不 存在護膜P的情況下將看到的射線R1，射線R2在y方向上存在顯著移位△yp。如自圖2亦可理解，射線R之位移部分地取決於護膜P相對於XY平面之角度。主射線Rp將比射線R移位較小量。垂直於護膜P之射線(圖中未繪示)將不移位。
圖3示意性地更詳細描繪圖1之微影裝置之部分。與在圖1中一樣，護膜P固定至護膜框架F，護膜框架F又附接至光罩MA。光罩MA附接至支撐結構MT。護膜P、護膜框架F及光罩MA可被稱作光罩總成MS。光罩總成及支撐結構MT位於由外殼20界定之環境18中。由外殼界定之環境18可被稱作光罩總成環境18。
外殼20在與光罩MA相對之上部末端處敞開以接收輻射光束PB(參見圖1)，且在與護膜P相對之下部末端處敞開以允許經圖案化輻射光束行進至微影裝置之投影系統PS(參見圖1)。下部開口22可被稱作曝光隙縫22。圖3中示意性地描繪投影系統PS(參見圖1)之最上部透鏡24。
例如空氣之氣體存在於光罩總成環境18中。可在高於投影系統PS中之壓力的壓力下提供氣體，以便抑制污染粒子自投影系統行進至光罩總成環境18中。
容積26由護膜P、光罩MA及框架F圍封。在容積26中含有氣體。該容積係由洩漏路徑(未描繪)連接至光罩總成環境18，該洩漏路徑允許氣體(例如，空氣)在該容積與該光罩總成環境18之間流動。洩漏路徑經限定以使得氣體可在容積26與光罩總成環境18之間行進之速率受到限制。流動速率足夠低使得在掃描曝光期間，容積26中之氣體之量可被認為係固定的。
在掃描曝光期間，支撐結構MT及光罩總成MS在y方向上(如由圖3中 之箭頭所指示)自外殼20之一側快速移動至另一側。可例如在大約100毫秒內執行掃描曝光。
如圖3中示意性地所描繪，在光罩總成MS自左至右之掃描移動期間，光罩總成MS及支撐結構MT之右側處之氣體壓力將增加，此係因為含有彼氣體之容積正縮減。同時，光罩總成MS及支撐結構MT之左側之壓力會縮減，此係因為含有彼氣體之容積增加。結果，氣體圍繞光罩總成MS及支撐結構MT流動直至光罩總成環境18中之氣體壓力已均衡為止。此氣流造成護膜P之動態變形(亦即，在護膜之掃描移動期間改變之變形)。動態變形係由護膜P之彎曲組成，且此動態變形將像差引入至由微影裝置LA投影至基板W上之影像中。如上文結合圖2所解釋，當護膜P相對於光罩MA成一角度時，此動態變形將偏移引入至經投影影像中。因為護膜彎曲且因此具有相對於光罩之一角度範圍，所以護膜並不引入簡單偏移，而是代替地將像差引入至經投影影像中。此外，由護膜引入之像差在掃描曝光期間變化。此係因為經圖案化輻射光束RB在光罩總成MS之掃描移動期間沿著護膜P傳遞掃描，且護膜之不同部分將以不同方式彎曲。
圖4示意性地描繪可在光罩總成之掃描移動期間發生的護膜變形之實例。如在圖4中示意性地所指示，在此實例中，護膜P之掃描移動係在Y方向上。箭頭G示意性地指示接近護膜之表面的氣流(例如，空氣流)。
如上文進一步所提及，護膜P與光罩MA之間的容積26中之氣體之量在掃描曝光期間實際上固定。此外，容積G內之氣體將傾向於抗壓縮或抗擴展。結果，由護膜P圍封之總容積將保持實質上恆定使得護膜P之一部分之任何向外擴展將傾向於由護膜之另一部分之對應向內移動匹配。圖4中描繪護膜P之此變形形式的實例。朝向該圖之左側端的護膜P之一部分 已向外凸出，且朝向該圖之右側端的護膜之一部分已向內凸出對應量。因此，由護膜P圍封之容積保持實質上恆定。護膜之此變形形式可被認為係相似於水床(waterbed)表面之移動，亦即，其相似於圍封實質上不可壓縮流體容積之可撓性隔膜之移動。
在掃描曝光期間經投影影像中之由護膜造成的相差相對複合，亦即，其包括任尼克之若干階。然而，該等像差相對而言係一致的。亦即，當使用具有特定護膜之給定光罩總成以在給定微影裝置中執行掃描曝光時，由護膜造成之像差大體上將與在先前曝光期間所造成的像差相同。倘若掃描曝光之速度及方向相同且倘若光罩總成環境中之氣體之背景壓力(亦即，當光罩總成MS並未移動時的氣體壓力)相同，則將為此狀況。對於以相同速度但在相對方向上之掃描曝光，由護膜造成之像差將為反向的。
位於外殼20(參見圖3)之地板33中之壓力感測器30經組態以在光罩總成MS(及支撐結構MT)之掃描移動期間量測外殼20內部之壓力。壓力感測器30可(例如)包含附接至磁體之可移動膜片(例如，呈麥克風之形式)。舉例而言，壓力感測器可為MEMS麥克風。
可以沿著外殼20之地板30在Y方向上延伸的單一系列之形式提供壓力感測器30。無需壓力感測器之二維陣列，此係因為護膜P在X方向上之彎曲通常以簡單方式表現。亦即，護膜P向上彎曲成形為二階多項式，抑或向下彎曲成形為二階多項式(護膜可具有相對於將護膜在X方向上平分之軸線之X方向對稱性)。此X方向對稱性(及沿著曝光隙縫之壓力之二階多項式形狀)導致光罩總成MS及支撐結構MT經設計為提供沿著X方向實質上相等之壓力(其經設計成具有X方向對稱性)。結果，將在Y方向上而非 在X方向上優先出現複合曲線(例如，如圖4中所描繪)。因此，在Y方向上延伸之單一系列壓力感測器30可充分特性化壓力量變曲線以允許判定橫越整個護膜P之壓力。然而，在實施例中，亦可運用額外壓力感測器量測沿著X方向之壓力。
可視需要提供第二系列壓力感測器。第二系列壓力感測器30將提供額外壓力量測。此等額外量測可用以提供具有改良之量測準確度及/或一致性的經組合量測。若提供第二系列感測器，則在第一系列感測器中之一者出故障的情況下，可使用自該第二系列之對應感測器之量測。可使用多於兩個系列的感測器。
儘管描繪一系列八個壓力感測器30，但此僅僅為實例。一般而言，可使用複數個壓力感測器。可在外殼20之地板33中在開口22之任一側處提供至少一個壓力感測器。可在掃描方向(Y方向)上在開口22之每一側提供複數個壓力感測器。可在開口22之每一側提供多於兩個壓力感測器。可提供足夠壓力感測器以允許特性化護膜P之失真之形狀(壓力量變曲線可具有各種不同形狀，從而導致護膜變形中之不同形狀)。
已發現，由微影裝置投影之影像中的由護膜變形造成之XY失真具有與在掃描曝光期間在護膜處發生的壓力變化之強相關性。經投影影像中之由護膜造成的像差可被稱作「護膜之指紋」，且在掃描曝光期間在護膜處之壓力變化可被稱作「壓力量變曲線」。圖5中展示由護膜造成的像差之典型指紋之實例。圖5中之箭頭指示影像中之點自彼等影像點之預期位置之偏差。此等偏差可被稱作XY失真。由於護膜指紋與壓力量變曲線強相關，故壓力量變曲線之量測可用以判定在掃描曝光期間之微影裝置之調整，該等調整補償護膜指紋。在此內容背景中，術語「補償」可被解譯為 意謂縮減護膜指紋之效應，且不需要完全移除護膜指紋之效應。舉例而言，可藉由在掃描曝光期間調整投影系統PS(參見圖1)之透鏡來提供補償。
應用之投影系統PS之調整可為前饋校正。亦即，可在發生掃描曝光之前判定將在彼掃描曝光期間應用之校正。此情形係可能的，此係因為(如上文所提及)倘若一些條件保持恆定，護膜P就將在掃描曝光期間以一致性方式失真。此等條件為掃描曝光之長度及速度，以及光罩總成及外殼20中之其他組件之實體屬性。
在掃描移動期間由氣流造成的護膜P之失真將受到護膜P與外殼20之地板33之間的分離度影響。此分離度部分地藉由微影裝置之屬性判定，且部分地藉由光罩總成MS之屬性判定。舉例而言，護膜P附接至之框架F可具有為3毫米之高度、可具有為5毫米之高度或可具有某其他高度，且此高度將影響護膜P與外殼20之地板33之間的間隙之大小。護膜P之失真亦受到光罩總成環境18之形狀及彼環境中之組件之形狀影響。另外，護膜P之失真受到護膜之掃描移動速度影響(該失真並不簡單地隨速度而按比例調整，而且改變形式)。此外，失真亦受到掃描移動之長度影響。
可在不同張力下固持不同護膜，且此將影響護膜之失真。護膜之張力可對護膜之失真有按比例調整影響，而不改變失真之形式。參數「張力」可併有護膜之厚度(如下文進一步解釋)。
考量上述參數之模型可用以準確地預測在基板之掃描曝光期間之護膜P之變形。下文結合圖6之流程圖描述此等模型之產生之實例及使用該等模型之方式。
圖6之流程圖闡明根據本發明之一實施例之方法，該方法可用以補償 由在由微影裝置執行之掃描曝光期間之護膜P之失真造成的像差。舉例而言，可在基板之生產曝光期間(例如，在具有將形成積體電路之晶粒之一系列晶圓的曝光期間)應用校正。綜述而言，方法包含使用一模型以判定在掃描曝光期間在護膜下方之壓力量變曲線，接著使用一另外模型以判定歸因於該壓力量變曲線而發生的護膜之變形。方法進一步包含使用輻射光束像差模型以判定輻射光束PB由於護膜而如何失真，及應用滾動高斯隙縫曝光模型以考量曝光之掃描性質且藉此判定護膜之指紋。方法進一步包含使用透鏡模型以判定待應用之投影系統PS之調整以便補償護膜指紋。因為護膜針對掃描曝光以一致性方式失真，所以可在掃描曝光之前執行由各種模型執行之計算，其中將待應用於投影系統PS之調整儲存於記憶體中。接著自記憶體擷取調整且在掃描曝光期間將該等調整應用於投影系統PS。可針對掃描之不同長度及速度以及針對護膜之不同類型(例如，具有不同厚度及張力之護膜)計算不同調整。
如上文進一步所提及，當掃描曝光之方向反向時護膜之失真倒轉。因此，可將調整之兩個集合儲存於記憶體中，一個集合針對掃描曝光之每一方向。當在晶圓之邊緣處執行掃描曝光時，此等掃描曝光可比遠離晶圓之邊緣而執行的掃描曝光更短及/或更慢。結果，當執行此等曝光時，護膜變形將不同。因此，可將投影系統PS之額外調整集合儲存於記憶體中以供在晶圓之邊緣處發生曝光時使用。
現在將更詳細描述圖6之實例方法。用以判定在掃描曝光期間在護膜下方之壓力量變曲線的模型可為計算流體動力學(CFD)模型，其模型化光罩總成環境18中之氣體(例如，空氣)之移動。該CFD模型可使用納維爾-史托克斯(Navier-Stokes)方程式。如由外殼20界定之光罩總成環境18之形 狀及大小係已知的，與該外殼之頂部及底部處之開口之形狀及大小一樣。相似地，光罩總成環境18中之組件中之每一者之形狀及大小係已知的。使用此等參數，CFD壓力模型可用以判定在光罩總成MS及支撐結構MT之掃描移動期間氣體在光罩總成環境18中如何流動。此可針對掃描速度及掃描長度範圍予以判定。可存在通過隙縫22到達護膜上的某氣流。此氣流(若存在)將造成護膜之某種失真，且因此亦包括於CFD壓力模型中。
如上文進一步所提及，護膜P下方之壓力量變曲線將取決於護膜P與外殼20之地板33之間的間隙之大小而變化。此壓力量變曲線將在不同微影裝置之間變化(存在間隙之某種容許度以使得間隙之大小甚至針對相同類型之微影裝置亦可不同)。因此，針對生產環境中之給定微影裝置，藉由執行光罩總成MS及支撐結構MT之掃描移動及藉由使用壓力感測器30量測壓力值來校準CFD壓力模型。可在不曝光基板的情況下執行校準，且可在不移動基板台MT的情況下執行校準。可針對多種不同掃描速度及掃描長度(包括在生產曝光期間將使用的掃描速度及掃描長度)執行校準。可使用附接至具有不同高度之護膜框架之護膜來執行校準掃描。護膜框架通常具有為3毫米或5毫米之高度，且使用附接至具有此兩個高度之框架的護膜來執行校準掃描可足夠。若將總是運用附接至具有一個高度之框架的護膜來執行生產曝光，則可使用附接至具有彼高度之框架的護膜來執行校準掃描。
若由輻射光束PB對護膜P之加熱經預期為具有顯著效應(例如，歸因於熱膨脹的護膜中之張力縮減)，則可在輻射光束入射於護膜上時執行校準。替代地，可計算由輻射光束造成之加熱對護膜P之張力之影響且將該影響添加至模型(使用護膜之熱膨脹係數)。護膜P之溫度可經預期為以已 知方式依據時間而增加，且可(例如)以與光罩MA之溫度相同之速率增加。光罩之加熱可從屬於單獨預存在模型，且可自彼模型導出護膜P之溫度。
使用在校準掃描期間自壓力感測器30獲得之資料以校準CFD壓力模型。針對不同速度及長度之掃描，壓力感測器30提供壓力感測器之部位處的壓力之絕對量測。CFD壓力模型經調整(例如，經按比例調整)使得其在壓力感測器之位置處之輸出與由壓力感測器30提供之量測匹配。因此，CFD壓力模型之校準使CFD模型與如由壓力感測器30量測之實境匹配。
校準處理在光罩總成環境18中且至少面對護膜的壓力量變曲線對光罩總成環境18中之組件之佈局及護膜之掃描移動之屬性的相依性。校準並不處理護膜P自身之屬性，諸如護膜之張力。代替地，此藉由護膜變形模型來分離地處理。由圖6中之水平線示意性地指示之此分離係有利的，此係因為其提供光罩總成環境18中之組件佈局之效應及護膜P之屬性之效應的分離。此意謂即使用具有不同屬性(例如，不同張力)的不同護膜P來替換護膜P，自壓力量變曲線模型之輸出亦保持可用。
一旦已使用來自壓力感測器30之量測校準CFD壓力模型，就判定在針對其中光罩MA受到護膜P保護的彼微影裝置之生產掃描曝光期間將出現於護膜P下方的壓力量變曲線。由CFD壓力模型輸出之壓力量變曲線經提供為至護膜變形模型之輸入。護膜變形模型可(例如)具有以下形式：
Figure 106123331-A0305-02-0021-1
此文件中之術語「張力」意欲意謂每距離之力(在護膜之平面中)。可依據N/m來表達張力。此張力不同於每橫截面積(亦即，在護膜經穿過的情況下將看到的面積)之力，每橫截面積之力將依據N/m2來表達。可藉由 將每橫截面積之力乘以護膜之厚度來計算張力。因此，此文件中之張力考量護膜之厚度。
在以上方程式中，項P outer_variation over(x,y) 係指投影系統與護膜之間的環境中之壓力，且指在已減去遍及(x,y)之平均壓力之後的壓力。換言之，該項係關於護膜外部之壓力變化。護膜外部之平均壓力不具有顯著效應，此係因為護膜向內或向外之全域移動受到護膜內部(亦即，護膜與光罩之間)之空氣之壓力抵抗。
可在先前產生護膜變形模型(例如，在測試環境中產生)。可藉由使用具備測試圖案且受給定類型(例如，具有給定張力)之護膜P保護的光罩MA曝光測試基板來產生護膜變形模型。可(例如)使用度量衡工具或使用形成微影裝置之部分之對準系統來量測曝光於基板上之圖案。自此等量測判定護膜P之失真。壓力感測器30(與如由CFD模型判定之壓力量變曲線組合)可用以判定在此等曝光期間在護膜P之環境中的壓力量變曲線，以產生將壓力量變曲線與護膜變形連結之資料。護膜變形模型亦可接收在曝光期間使用之護膜之張力作為輸入。主成份分析或其他模型化技術可用以產生護膜變形模型，護膜變形模型將至少與護膜(及護膜之張力)相對的光罩總成環境中之壓力量變曲線與護膜之變形連結。在模型產生期間應用之約束可包括：使護膜之邊緣固定及使護膜之失真在X方向上對稱。在X方向上之失真之對稱性係由微影裝置中之X方向對稱性引起，可針對不同護膜類型予以執行以便允許模型考量彼等不同護膜類型。不同護膜類型(例如，具有不同張力之護膜)之效應可簡單地為在護膜之掃描移動期間發生的護膜失真之按比例調整。
將用於生產曝光之微影裝置可已經具備護膜變形模型。將用於生產 曝光之護膜類型經輸入至該模型中。護膜下方之壓力量變曲線亦經輸入至該模型中。該模型提供在Z方向上之護膜之偏轉且亦提供護膜之角度偏轉作為輸出。
與護膜類型相關聯之參數可包括護膜之張力、厚度及折射率。可(例如)在非生產環境中在先前執行量測此等參數之效應之校準。校準可包含結合不同護膜類型(例如，具有不同張力及/或厚度及/或折射率之護膜)運用具備量測圖案之光罩來曝光基板。此校準之結果與用以獲得其之微影裝置無關。因此，可執行校準一次，且接著可將校準之結果用於多種不同微影裝置。校準可包括操作校正迴路，在校正迴路中，調整投影系統之透鏡，且監視此等調整改良曝光於基板上之抗蝕劑中之影像的程度。
輻射光束像差模型接收護膜之偏轉作為輸入，且亦接收在生產曝光期間將使用的照明模式作為輸入。舉例而言，輻射光束像差模型可為射線偏轉模型，其可為實施斯奈爾定律(上文結合圖2所描述)之模型。替代地，輻射光束像差模型可為模型化輻射光束之由護膜之變形造成的任尼克像差之較進階模型(此類型之模型將護膜視為透鏡元件)。
自輻射光束像差模型之輸出經輸入至滾動高斯隙縫曝光模型。此模型處理在掃描曝光期間護膜及光罩相對於輻射光束之移動(例如，作為迴旋)，且提供由護膜變形造成的護膜指紋作為輸出。圖5描繪護膜指紋之實例。護膜指紋指示影像中之點歸因於護膜失真之效應而如何位移。
最後，使用透鏡模型以判定待應用於投影系統PS之透鏡之校正以便補償護膜指紋。此等透鏡模型在此項技術中係熟知的，且因此此處不描述透鏡模型。校正可(例如)能夠應用在Y方向上之4階多項式校正。
在發生生產曝光之前判定待應用於透鏡之校正。接著在生產曝光期 間應用該等校正，且因此該等校正補償在彼等曝光期間之護膜指紋。
圖7示意性地描繪本發明之一替代實施例。圖7包括與圖3中所描繪之元件對應的一些元件。在此種狀況下，已使用對應元件符號。
在該替代實施例中，代替固持光罩總成，支撐結構MT固持感測系統總成41。感測系統總成41包括感測系統40，該感測系統40包含壓力感測器42(其可替代地被稱作麥克風或聲學感測器)之二維陣列。壓力感測器42可為MEMS器件。壓力感測器42提供於支撐結構44上，該支撐結構44可(例如)為基板或框架。可被稱作感測器支撐結構之支撐結構44亦固持例如處理器、記憶體及/或傳輸器之電子件46。在此實施例中，感測器支撐結構44係由支撐框架48固持，該支撐框架48具有與習知光罩MA(參見圖3)之尺寸對應之外部尺寸。支撐結構44具有實質上扁平上部表面47。支撐框架48亦具有實質上扁平上部表面49。支撐結構44之上部表面與支撐框架48之上部表面可對準使得其一起提供實質上連續扁平上部表面。
護膜框架F附接至支撐框架48，且護膜P固定至護膜框架F。護膜P及框架F在使用微影裝置執行生產曝光時可附接至光罩的護膜P及框架F對應。感測系統40、框架F及護膜組合地構成感測系統總成41。支撐框架48具有與習知光罩MA之高度對應之高度。如上文所提及，感測系統40具有與支撐框架48之扁平上部表面49對準的扁平上部表面47。因此，感測系統總成41之外部尺寸與習知光罩MA、框架F及護膜P(習知光罩總成)之外部尺寸對應。
儘管所描繪實施例包含由支撐框架48固持之感測器支撐結構44，但其他實施例可具有其他形式。舉例而言，可省略支撐框架48。在此種狀況下，感測器支撐結構44可直接由(光罩)支撐結構MT固持。
感測系統40可具有與習知光罩之厚度對應之厚度，例如大約6毫米。
一般而言，感測系統40可具有大小與光罩之上部表面相同的外部表面(通常為上部表面)(例如，大約150毫米×150毫米，例如152毫米×152毫米)。當與框架F及護膜P組合以形成感測系統總成41時，感測系統總成41可佔據與習知光罩總成之容積對應的容積。因此，光罩總成環境18(包括感測系統總成)可與在生產曝光期間之光罩總成環境(包括習知光罩總成)相同。因此，圍繞感測系統總成41及支撐結構MT之氣流係與在生產曝光期間圍繞光罩總成及支撐結構MT將看到的氣流相同。因此，使用感測系統40而記錄之護膜P之偏轉與在生產曝光期間將發生的護膜之偏轉對應。
壓力感測器42被提供為二維陣列。其可橫越感測器支撐結構44之下部表面(感測器支撐結構之內部表面)而分佈。壓力感測器42可以矩形柵格之形式配置。可在鄰近感測器之間提供大約數公分(例如，大約2公分)之分離度。換言之，可以在X及Y方向上具有大約數公分(例如，2公分)之間距之規則配置提供壓力感測器42。
電子件46經組態以自壓力感測器42接收輸出信號，該等輸出信號指示彼等感測器處之壓力。電子件46可包括處理器，該處理器經組態以將所接收之壓力信號轉換成描述在感測系統總成41之掃描移動期間護膜P之偏轉的資料。電子件亦可包括記憶體及/或傳輸器。
在使用中，支撐結構MT及感測系統總成41隨著在y方向上(及在-y方向上)之掃描運動而移動。此等掃描移動可與在生產曝光期間支撐結構MT及光罩總成MS之掃描移動對應。壓力感測器42接收壓力量測，且藉由電子件46將此等壓力量測轉換成描述在掃描移動期間護膜P之偏轉的資料。儲存此資訊以供在生產曝光期間進行後續使用。當使用具備相同類型之護 膜P的光罩MA(例如，具有相同厚度及相同張力之光罩)發生生產曝光時，指示在掃描移動期間之護膜偏轉的經儲存資料經擷取且用以判定在生產曝光期間應用於微影裝置之校正。經應用之校正會縮減在生產曝光期間投影至基板上之影像之將另外由護膜之偏轉造成的失真。
護膜之尺寸可(例如)為大約110毫米×150毫米。在掃描曝光期間之護膜之偏轉可具有相對低空間頻率(顯著小於2公分)。因此，壓力感測器42之間的2公分(或大約1公分)分離度可在足夠高以允許準確判定護膜偏轉之空間頻率下提供壓力量測。
壓力感測器42可具有比在掃描移動期間之護膜之移動頻率高的取樣頻率。護膜之移動頻率可(例如)在25赫茲至40赫茲之範圍內。壓力感測器42可(例如)以高達大約100赫茲(例如，高達大約200赫茲)之頻率提供輸出量測。壓力感測器42可能夠偵測低至10赫茲之頻率。
在一實施例中，壓力感測器可為購自Akustica公司(USA,Philadelphia)的AKU242數位矽MEMS麥克風。可使用其他MEMS麥克風(壓力感測器)，諸如購自Vespa Technologies公司(USA,Massachusetts)的VM101麥克風。
儘管聲學感測器42不能夠監視護膜P之靜態偏轉，但實務上此情形對經量測護膜偏轉之準確度沒有顯著影響，此係因為護膜之所有顯著偏轉皆係動態的(亦即，其在支撐結構MT之掃描移動期間改變)。
發生大約數毫米之護膜偏轉。感測系統40可能夠以大約數微米之準確度判定護膜偏轉。此足以提供護膜之毫米級偏轉之準確特性化。
一般而言，壓力感測器42之空間間距及自壓力感測器之輸出之頻率可經選擇為足夠高以允許有效地取樣及判定護膜P之偏轉。
電子件46可包括記憶體，該記憶體儲存資料以供在已執行量測之後進行後續使用。感測系統總成41具有與習知光罩總成MS相同之尺寸，且因此可以與將習知光罩總成裝載至微影裝置中及離開微影裝置相同之方式將感測系統總成41裝載至微影裝置中及離開微影裝置。當已完成使用感測系統40而執行之量測時，可自微影裝置移除感測系統(以習知方式)。可接著將儲存於記憶體中之資料傳送至外部記憶體以供處理器後續處理。在一替代配置中，電子件46可包括傳輸器，該傳輸器經配置而以無線方式將資料自感測系統40傳輸至接收器。舉例而言，傳輸器可使用IEEE802.11標準(Wi-Fi)。起因於傳輸資料之優點在於：可在已完成壓力量測之前開始資料之分析。
因為壓力感測器42係以由感測器支撐結構44支撐之二維陣列之形式而提供，所以沒有可能將感測系統40用作習知光罩MA來圖案化輻射光束(該感測系統不包括習知光罩且可能未經圖案化)。可在輻射光束並未入射於感測系統40上時在感測系統總成41之掃描移動期間執行壓力量測。
感測系統總成41可藉由修改習知光罩予以建構。修改可包含在光罩中形成開口，其中周邊與感測系統40之周邊對應，藉此形成光罩框架48。可接著將感測系統40插入至彼開口中且將其緊固在適當位置。舉例而言，可使用黏結劑將感測系統40緊固至光罩框架48。
實施例之優點在於：壓力感測器42提供在掃描移動期間對完整護膜區域之監視。壓力感測器42隨護膜移動，因此確保在掃描移動期間監視整個護膜。另一優點在於：因為在封閉體26中執行量測，所以並未看到遍及壓力感測器42之顯著空氣流。取而代之，封閉體26內之空氣通常將隨著感測系統40之移動而移動使得其在壓力感測器42之參考框架中呈現為靜 止的。此意謂由壓力感測器42量測之壓力差係由護膜偏轉造成且並非由遍及感測器之空氣流造成。當感測系統總成41減速以改變方向且接著在相反方向上加速時，可存在某空氣流。然而，此空氣流係短暫的，其中在感測系統總成41之恆定速度移動期間出現大多數護膜偏轉。另外，在光罩總成之恆定速度及移動期間通常發生基板之曝光，且因此，在恆定速度移動期間發生的護膜之偏轉係最重要的(此等偏轉影響投影至基板上之影像之品質)。
當正使用感測系統40獲得量測時所執行之掃描移動可與在生產曝光期間進行之掃描移動對應。舉例而言，可在曝光於晶圓上之不同部位處時進行不同掃描移動，且可在量測掃描期間複寫此等掃描移動。在一項實例中，當曝光基板之邊緣時可採取較短掃描，且亦可在使用感測系統40獲得量測時執行此等掃描。以此方式，針對給定生產曝光，在發生彼生產曝光之前判定護膜P之偏轉。如預先量測之護膜之偏轉與在生產曝光期間將看到的偏轉對應，且因此，可預先計算校正護膜P之偏轉的微影裝置之校正。護膜行為針對給定護膜類型(亦即，給定護膜厚度及張力)極具一致性，其限制條件為：光罩總成環境18不變。如上文進一步所提及，本發明之實施例允許在不改變光罩總成環境的情況下在針對給定護膜類型之給定微影裝置中量測護膜偏轉。在具有相同護膜類型之彼微影裝置中之後續生產曝光期間，護膜之偏轉將與先前經量測偏轉緊密地對應。
聲全像攝影術(例如，近場聲全像攝影術)可用以判定橫越護膜P之位置處之壓力場。換言之，可將護膜之壓力變化判定為護膜之二維映圖。該映圖可具有與鄰近壓力感測器42之間的分離度(例如，大約2公分)對應的偏轉值之間的分離度。偏轉值之間的此分離度可足以特性化護膜之偏轉， 此係因為將在相對低空間頻率下發生護膜之偏轉(如上文進一步所提及)。
當產生壓力波時，壓力波根據傳播函數G傳播；
Figure 106123331-A0305-02-0029-3
其中zs為在壓力波之源之一個維度中的位置，且zh為在壓力感測器之一個維度中之位置。在本發明之實施例中，如在壓力感測器42處接收之聲波係已知的。逆傳播函數可用以逆傳播聲波且判定造成壓力波之護膜之偏轉。逆解可為運用瑞立傳播核心對量測平面(壓力感測器42位於之平面)之解迴旋。
護膜之動態偏轉可具有顯著小於大約200赫茲的頻率上限。自壓力感測器42輸出之信號之低通濾波可經應用以使得當正計算護膜之偏轉時排除頻率大於大約200赫茲的信號。此情形有利，此係因為此情形避免了由聲學感測器感測到雜訊而縮減計算護膜偏轉之準確度。
如上文進一步所提及，護膜P在其經歷護膜偏轉時具有一些已知特性。護膜9之邊緣並不移動，此係因為其固定至框架F。護膜偏轉可具有x方向對稱性(其中y方向係掃描移動方向)。當使用由壓力感測器42接收之壓力量測來計算護膜之偏轉時可考量此等限制。
圖8為闡明根據本發明之一實施例之方法的流程圖，該方法可用以補償由在由微影裝置執行之掃描曝光期間之護膜P之失真造成的像差。舉例而言，可在基板之生產曝光期間(例如，在具有將形成積體電路之晶粒之一系列晶圓的曝光期間)應用校正。在圖8之方法中，首先將感測系統總成41裝載至微影裝置中。接著執行感測系統總成41之掃描移動，彼等掃描移動之掃描速度及掃描長度與在生產曝光期間將使用的掃描移動之掃描速度及掃描長度對應。自壓力感測器42接收壓力量測。壓力量測用以計算在 掃描移動期間發生的護膜P之偏轉。可將偏轉表達為z方向偏轉及角度偏轉。
圖8中所闡明之方法之剩餘部分與圖6中所闡明之方法對應。綜述而言，方法之剩餘部分包含使用輻射光束像差模型以判定輻射光束PB由於護膜而如何失真，及應用滾動高斯隙縫曝光模型以考量曝光之掃描性質且藉此判定護膜之指紋。方法進一步包含使用透鏡模型以判定待應用之投影系統PS之調整以便補償護膜指紋。因為護膜針對掃描曝光以一致性方式失真，所以可在掃描曝光之前執行由各種模型執行之計算，其中將待應用於投影系統PS之調整儲存於記憶體中。接著自記憶體擷取調整且在掃描曝光期間將該等調整應用於投影系統PS。可針對掃描之不同長度及速度以及針對護膜之不同類型(例如，具有不同厚度及張力之護膜)計算不同調整。
如上文已解釋，可在生產環境外部產生及/或校準由本發明之實施例使用的各種模型。因此，模型之產生及/或校準並不影響微影裝置之生產產出量。在用於生產曝光之微影裝置中執行CFD壓力模型之校準，且因此該CFD壓力模型之校準將對生產產出量有影響。然而，可極罕見地執行校準。舉例而言，可在微影裝置之初始設置期間(例如，針對多種不同預期曝光掃描長度及速度)執行校準一次。因此，對微影裝置之產出量之影響將最小。校準可(例如)花費10至15分鐘來執行。
視需要，可週期性地執行校準(例如，每月或在幾個月之後)以便考量可發生於光罩總成環境18中之組件位置之任何改變等等(但實務上可發生極小此類改變或不發生此類改變)。可在微影裝置之維護之後執行校準，此係由於維護可影響光罩總成環境中之組件之位置(例如，在預定容許度 內)。
在用以產生護膜變形模型之替代途徑中，代替曝光基板及量測曝光之屬性，可使用感測器(未描繪)以量測由護膜P造成之像差。感測器可(例如)為剪切干涉計，且可結合運用光柵而圖案化之光罩來使用。剪切干涉計可包含(例如，基板台WT上之)投影系統之影像平面中的繞射光柵及在光瞳平面中位於該等繞射光柵下方的一成像感測器。此剪切干涉計提供干涉圖案，該干涉圖案與輻射之相位相對於在剪切方向上在光瞳平面中之座標之導數相關。成像偵測器可包含感測元件陣列，諸如，電荷耦合器件(CCD)。使用漫射輻射(例如，自照明系統IL提供)來照明光柵。在一項實施例中，光罩總成MS及感測器兩者經歷掃描移動。感測器用以量測在掃描移動期間由護膜造成的輻射光束之相位之改變。相位之經量測改變可用以計算在掃描移動期間發生的護膜模型之變形。壓力感測器30用以在掃描移動期間量測壓力。此允許將由護膜P誘發之像差連結至在壓力感測器30處量測之壓力值。
在以上所描述之本發明之實施例中，預先判定用以補償護膜指紋之透鏡調整且接著在基板之曝光期間應用該等透鏡調整。此途徑有利，此係因為基於自壓力感測器接收之即時壓力量測而嘗試即時計算透鏡調整可難以達成。此係因為為了計算調整需要大量計算能力，且可難以足夠快速地計算調整以即時提供護膜指紋之校正。然而，此為一種可能性且可(例如)在使用大功率電腦以執行計算的情況下及在壓力感測器30能夠足夠快速地向電腦提供量測的情況下使用。
在一實施例中，可週期性地重新計算用以補償護膜指紋之透鏡調整。此重新計算可(例如)包含校準CFD壓力模型以考量在生產曝光期間由 壓力感測器30獲得之量測。自經校準CFD壓力模型之輸出經提供至護膜變形模型且流動通過以進行透鏡調整之計算。可週期性地執行CFD壓力模型之校準。舉例而言，可在基板曝光之後、在一基板批次曝光之後或在複數個基板批次曝光之後執行校準。
在一實施例中，可在基板之曝光期間重新計算用以補償護膜指紋之透鏡調整。舉例而言，在基板之掃描曝光期間自壓力感測器接收之量測可用以校準CFD模型，自該CFD模型之輸出可用以判定在同一基板之後續掃描曝光(例如，下一經曝光目標區域或此後的下一經曝光目標區域)期間待執行之微影裝置之調整。
在一實施例中，CFD壓力模型可考量護膜P之移動歷史。舉例而言，護膜在開始新基板之曝光之前可靜止。當開始彼基板之曝光時，將發生光罩總成MS之振動，且此等振動將在大約兩次或三次掃描曝光之後穩定。可由CFD壓力模型考量此等振動之效應及其在前幾次掃描曝光期間改變之方式。
在掃描曝光期間待由微影裝置應用之調整可儲存於微影裝置處。替代地，可遠端地儲存調整且可在需要該等調整時將該等調整傳達至微影裝置。
補償護膜指紋之調整可與補償微影裝置中之其他像差源之調整(例如，補償由在曝光期間之投影系統之透鏡之加熱造成的像差之調整)組合。
儘管本發明之所描述實施例參考特定形式之模型，但可使用合適形式之模型。
儘管已依據透鏡調整來解釋補償護膜指紋之調整，但微影裝置可使 用其他調整。舉例而言，可藉由微影裝置調整在掃描曝光期間之基板之位置(例如，在z方向上之某移動可用以補償焦點之改變)。
壓力感測器30可經修整至在生產環境中已經被安裝的微影裝置。
在此文件中對護膜下方之氣體壓力之參考不應被解譯為需要該護膜必須具有特定定向。術語「護膜下方」應被解譯為意謂在護膜之面向微影裝置之投影系統之側上。此亦可被稱作護膜「外部」。
護膜變形模型提供在掃描曝光期間護膜之z方向移動作為輸出。此輸出可用以判定護膜之有效性由於z方向偏轉而縮減之程度。若灰塵粒子存在於護膜上，則朝向光罩之z方向偏轉將移動灰塵粒子使其更接近於微影裝置之焦平面。發生此情形之程度可使用護膜變形模型予以判定。可接著判定灰塵粒子之z方向偏轉之效應。
本發明之態樣可以包括借助於合適硬體及/或軟體之任何適宜方式來實施。舉例而言，可形成控制器CT之部分之可程式化器件可經程式化以實施本發明之實施例。因此，本發明亦提供用於實施本發明之態樣之合適電腦程式。可將此等電腦程式攜載於包括有形載體媒體(例如，硬碟、CD ROM等等)及諸如通信信號之無形載體媒體之合適載體媒體上。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。該描述不意欲限制本發明。
18:光罩總成環境
20:外殼
22:下部開口/曝光隙縫
24:最上部透鏡
26:容積/封閉體
30:壓力感測器
33:地板
F:護膜框架
MA:光罩
MS:光罩總成
MT:支撐結構
P:護膜

Claims (9)

  1. 一種微影裝置，其包含：一外殼(housing)，其具有壓力感測器；一支撐結構，其位於該外殼中，該支撐結構經建構以支撐一圖案化器件及關聯護膜(associated pellicle)，其中該圖案化器件能夠在輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予(imparting)一圖案以形成一經圖案化輻射光束；及一投影系統，其經組態以將該經圖案化輻射光束投影至一基板之一目標部分上，其中該等壓力感測器之一壓力感測器係位於該外殼中之一開口(opening)之任一側上，該開口位於該護膜與該投影系統之間。
  2. 如請求項1之微影裝置，其中複數個壓力感測器在該微影裝置之一掃描方向上經提供於該開口之每一側上。
  3. 如請求項2之微影裝置，其中提供一系列壓力感測器。
  4. 如請求項3之微影裝置，其中該系列壓力感測器經配置為在該掃描方向上延伸之一個一維陣列。
  5. 如請求項1之微影裝置，其進一步包含一控制器，該控制器經組態以調整應用於該投影系統之透鏡以補償像差，該等像差係歸因於由在該圖案 化器件及該護膜之掃描移動期間在該投影系統與該護膜之間的環境中之壓力變化造成的該護膜之變形(deformation)。
  6. 如請求項5之微影裝置，其中該控制器經組態以使用一壓力模型來模型化在該圖案化器件及該護膜之該掃描移動期間在該投影系統與該護膜之間的該環境中之氣體之壓力變化，且其中該壓力模型針對彼微影裝置使用在該圖案化器件及該護膜之掃描移動期間自該等壓力感測器獲得的壓力量測予以校準。
  7. 一種感測系統總成，其包含由一支撐結構支撐之壓力感測器之一二維陣列，且進一步包含一護膜框架及一護膜，其中壓力感測器之該二維陣列位於該支撐結構與該護膜之間且經組態以量測由該護膜之移動造成的壓力改變，其中該支撐結構並非一習知光罩，且其中該感測系統總成之外部尺寸與包含一習知光罩、護膜框架及護膜之一光罩總成之外部尺寸對應。
  8. 一種量測一微影裝置中之護膜變形之方法，該方法包含：將包含一圖案化器件及護膜之一圖案化器件總成裝載至如請求項1之微影裝置中；執行該圖案化器件總成之掃描移動且使用該等壓力感測器獲得壓力量測；及計算在該等掃描移動期間發生的該圖案化器件總成護膜之變形。
  9. 一種量測一微影裝置中之護膜變形之方法，該方法包含： 將一如請求項7之感測系統總成裝載至該微影裝置中；執行該感測系統總成之掃描移動且使用該感測系統總成獲得壓力量測；及計算在該等掃描移動期間發生的該感測系統總成護膜之變形。
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