專利名稱：光刻投影裝置和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的光刻投影裝置，該曝光系統(tǒng)包括-用于提供輻射投射光束的輻射系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖部件用于根據(jù)所需的圖案對(duì)投射光束進(jìn)行構(gòu)圖；-用于保持第一基底的基底臺(tái)；-用于將帶圖案的光束投射到第一基底的目標(biāo)部分上的投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包括用于控制投射到第一基底的目標(biāo)部分上的投影控制裝置；以及-用于移動(dòng)曝光系統(tǒng)的可移動(dòng)部分使帶圖案的光束可相對(duì)于第一基底移動(dòng)的第一控制裝置，測(cè)量系統(tǒng)包括-用于將測(cè)量光束投射到第二基底的目標(biāo)部分上，并測(cè)量第二基底的目標(biāo)部分的表面性質(zhì)的光學(xué)測(cè)量裝置；-用于保持第二基底的第二基底臺(tái)；以及-用于移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分使測(cè)量光束可相對(duì)于第二基底移動(dòng)的第二控制裝置。
此外，本發(fā)明涉及一種器件制造方法，包括以下步驟-提供至少部分地覆蓋有一層輻射敏感材料的第一基底；-利用輻射系統(tǒng)提供輻射的投射光束；-利用構(gòu)圖部件賦予投射光束帶圖案的橫截面；-將帶圖案的輻射光束投射到輻射敏感材料層的目標(biāo)部分上；-使帶圖案的光束相對(duì)于第一基底移動(dòng)；-提供第二基底；-將測(cè)量光束投射到第二基底的目標(biāo)部分上，并測(cè)量第二基底的目標(biāo)部分的表面性質(zhì)；-使測(cè)量光束相對(duì)于第二基底移動(dòng)。
背景技術(shù)：
這里使用的術(shù)語“構(gòu)圖部件”應(yīng)廣義地解釋為能夠給入射的輻射光束賦予帶圖案的截面的裝置，其中所述圖案與要在基底的目標(biāo)部分上形成的圖案一致；本文中也使用術(shù)語“光閥”。一般地，所述圖案與在目標(biāo)部分中形成的器件如集成電路或者其它器件的特定功能層相對(duì)應(yīng)(如下文)。這種構(gòu)圖部件的示例包括-掩模。掩模的概念在光刻中是公知的，它包括如二進(jìn)制型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。這種掩模在輻射光束中的布置使入射到掩模上的輻射能夠根據(jù)掩模上的圖案而選擇性地被透射(在透射掩模的情況下)或者被反射(在反射掩模的情況下)。在使用掩模的情況下，支撐結(jié)構(gòu)一般是一個(gè)掩模臺(tái)，它能夠保證掩模被保持在入射輻射光束中的所需位置，并且如果需要該臺(tái)會(huì)相對(duì)光束移動(dòng)；-可編程反射鏡陣列。這種設(shè)備的一個(gè)例子是具有一粘彈性控制層和一反射表面的矩陣可尋址表面。這種裝置的基本原理是(例如)反射表面的已尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇檠苌涔?，而未尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇榉茄苌涔狻Ｓ靡粋€(gè)適當(dāng)?shù)臑V光器，從反射的光束中濾除所述非衍射光，只保留衍射光；按照這種方式，光束根據(jù)矩陣可尋址表面的定址圖案而產(chǎn)生圖案?？删幊谭瓷溏R陣列的另一實(shí)施例利用微小反射鏡的矩陣排列，通過使用適當(dāng)?shù)木植侩妶?chǎng)，或者通過使用壓電致動(dòng)器裝置，使得每個(gè)反射鏡能夠獨(dú)立地關(guān)于一軸傾斜。再者，反射鏡是矩陣可尋址的，由此已尋址反射鏡以與未尋址反射鏡不同的方向?qū)⑷肷涞妮椛涔馐瓷?；按照這種方式，根據(jù)矩陣可尋址反射鏡的定址圖案對(duì)反射光束進(jìn)行構(gòu)圖?？梢杂眠m當(dāng)?shù)碾娮友b置進(jìn)行該所需的矩陣定址。在上述兩種情況中，構(gòu)圖部件可包括一個(gè)或者多個(gè)可編程反射鏡陣列。關(guān)于如這里提到的反射鏡陣列的更多信息可以從例如美國(guó)專利US5,296,891，US5,523,193、PCT專利申請(qǐng)WO 98/38597和WO 98/33096中獲得，這些文獻(xiàn)在這里引入作為參照。在可編程反射鏡陣列的情況中，所述支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺(tái)，例如所述結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以是固定的或者是可移動(dòng)的；-可編程LCD陣列。例如由美國(guó)專利US5,229,872給出的這種結(jié)構(gòu)，它在這里引入作為參照。如上所述，在這種情況下支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺(tái)，例如所述結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以是固定的或者是可移動(dòng)的。
為簡(jiǎn)單起見，本文的其余部分在一定的情況下具體以掩模和掩模臺(tái)為例；可是，在這樣的例子中所討論的一般原理應(yīng)適用于上述更寬范圍的構(gòu)圖部件。
光刻投影裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，構(gòu)圖部件可產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于IC一個(gè)單獨(dú)層的電路圖案，該圖案可以成像在已涂敷輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(硅晶片)的目標(biāo)部分上(例如包括一個(gè)或者多個(gè)管芯(die))。一般地，單一的晶片將包含相鄰目標(biāo)部分的整個(gè)網(wǎng)格，該相鄰目標(biāo)部分由投影系統(tǒng)逐個(gè)相繼輻射。在目前采用掩模臺(tái)上的掩模進(jìn)行構(gòu)圖的裝置中，有兩種不同類型的機(jī)器。一類光刻投影裝置是，通過將全部掩模圖案一次曝光在目標(biāo)部分上而輻射每一目標(biāo)部分；這種裝置通常稱作晶片步進(jìn)器或者步進(jìn)-重復(fù)裝置。另一種裝置(通常稱作步進(jìn)-掃描裝置)通過在投射光束下沿給定的參考方向(“掃描”方向)依次掃描掩模圖案、并同時(shí)沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底臺(tái)來輻射每一目標(biāo)部分；因?yàn)橐话銇碚f，投影系統(tǒng)有一個(gè)放大系數(shù)M(通常＜1)，因此對(duì)基底臺(tái)的掃描速度V是對(duì)掩模臺(tái)掃描速度的M倍。關(guān)于如這里描述的光刻設(shè)備的更多信息可以從例如US6,046,792中獲得，該文獻(xiàn)這里作為參考引入。
在用光刻投影裝置的制造方法中，(例如在掩模中的)圖案成像在至少部分由一層輻射敏感材料(抗蝕劑)覆蓋的基底上。在這種成像步驟之前，可以對(duì)基底進(jìn)行各種處理，如涂底漆，涂敷抗蝕劑和弱烘烤。在曝光后，可以對(duì)基底進(jìn)行其它的處理，如曝光后烘烤(PEB)，顯影，強(qiáng)烘烤和測(cè)量/檢查成像特征。以這一系列工藝為基礎(chǔ)，對(duì)例如IC的器件的單層形成圖案。這種圖案層然后可進(jìn)行任何不同的處理，如蝕刻、離子注入(摻雜)、金屬化、氧化、化學(xué)-機(jī)械拋光等完成一單層所需的所有處理。如果需要多層，那么必須對(duì)每一新層重復(fù)全部步驟或者其變化。最終，在基底(晶片)上出現(xiàn)器件陣列。采用例如切割或者鋸割技術(shù)將這些器件彼此分開，單個(gè)器件可以安裝在載體上，與管腳等連接。關(guān)于這些處理的進(jìn)一步信息可從例如Peter vanZant的“微芯片制造半導(dǎo)體加工實(shí)踐入門(Microchip FabricationAPractical Guide to Semiconductor Processing)”一書(第三版，McGrawHill Publishing Co.，1997，ISBN 0-07-067250-4)中獲得，這里作為參考引入。
為了簡(jiǎn)單起見，投影系統(tǒng)在下文稱為“鏡頭”；可是，該術(shù)語應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括例如折射光學(xué)裝置，反射光學(xué)裝置，和反折射系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)還可以包括根據(jù)這些設(shè)計(jì)類型中任一設(shè)計(jì)的操作部件，該操作部件用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射投射光束，這種部件在下文還可共同地或者單獨(dú)地稱作“鏡頭”。另外，光刻裝置可以具有兩個(gè)或者多個(gè)基底臺(tái)(和/或兩個(gè)或者多個(gè)掩模臺(tái))。在這種“多級(jí)式”器件中，可以并行使用這些附加臺(tái)，或者可以在一個(gè)或者多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟，而一個(gè)或者多個(gè)其它臺(tái)用于曝光。例如在US5,969,441和WO98/40791中描述的二級(jí)光刻裝置，這里作為參考引入。
與上述已知的光刻投影裝置和器件制造方法有關(guān)的一個(gè)問題是測(cè)量系統(tǒng)中可移動(dòng)部分的移動(dòng)將會(huì)影響曝光系統(tǒng)中可移動(dòng)部分的位置，反之亦然。因?yàn)橐话銇碚f所需圖案的分辨率非常高，因此對(duì)光刻裝置的精度要求就非常嚴(yán)格，所以很小的干擾就可能導(dǎo)致光刻裝置精度的惡化和/或裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提高光刻裝置以及器件制造方法的精度。
根據(jù)本發(fā)明，上述和其他目的在如起始段落中詳細(xì)說明的光刻裝置中實(shí)現(xiàn)，其特征在于該裝置進(jìn)一步包括用于確定校正信號(hào)的校正確定裝置，該校正信號(hào)用于至少部分地校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分的位置誤差，該誤差由曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)中另一個(gè)的可移動(dòng)部分的移動(dòng)而產(chǎn)生，所述光刻裝置還包括用于將校正信號(hào)饋入第一或第二控制裝置的饋送裝置，該校正信號(hào)用于至少部分地校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的位置。光刻投影裝置包括一測(cè)量系統(tǒng)和一曝光系統(tǒng)，每一個(gè)都具有用于使各自的光束相對(duì)于各自的基底移動(dòng)的可移動(dòng)部分。發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)可移動(dòng)部分的位置誤差是由于另一個(gè)可移動(dòng)部分的移動(dòng)，并且由于另一個(gè)可移動(dòng)部分的移動(dòng)引起空氣流動(dòng)(displacement)而產(chǎn)生的。根據(jù)本發(fā)明，通過確定校正信號(hào)，并且將該校正信號(hào)饋送到控制裝置來校正，或者至少部分地校正由空氣流動(dòng)引起的誤差，所述控制裝置控制受干擾的可移動(dòng)部分。
第一和第二控制裝置可以包括專用硬件，如模擬電子控制系統(tǒng)，但是控制系統(tǒng)中的一個(gè)或兩個(gè)也可以用軟件編程，通過例如專用于該功能的微處理器的處理設(shè)備，或者通過還可以完成裝置中一個(gè)或多個(gè)其他功能的裝置的處理設(shè)備來執(zhí)行。
曝光系統(tǒng)的可移動(dòng)部分例如可以是投影系統(tǒng)或者其一部分，用于保持第一基底的基底臺(tái)，或者任何其他合適的部分，從而當(dāng)移動(dòng)可移動(dòng)部分時(shí)，使投射到一部分第一基底的帶圖案光束移動(dòng)到第一基底的其他部分。類似地，測(cè)量系統(tǒng)中的可移動(dòng)部分可以包括第二基底臺(tái)或者(一部分)光學(xué)測(cè)量器件，或者任何其他元件，從而當(dāng)移動(dòng)可移動(dòng)部分時(shí)，將測(cè)量光束投射于其上的第二基底的目標(biāo)部分相對(duì)于該基底移動(dòng)。
光學(xué)測(cè)量器件有利地用于測(cè)量第二基底的表面特性(如平面度)，在操作中，測(cè)量光束投射到第二基底在該端的目標(biāo)部分上。
可以確定至少部分地校正曝光系統(tǒng)中可移動(dòng)部分的位置的校正信號(hào)，誤差由光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)中可移動(dòng)部分的移動(dòng)產(chǎn)生，但是也可以借助于校正信號(hào)來校正或者至少部分地校正測(cè)量系統(tǒng)中可移動(dòng)部分的位置誤差，該誤差由曝光系統(tǒng)中可移動(dòng)部分的移動(dòng)產(chǎn)生。當(dāng)然，還可以在同時(shí)，連續(xù)或者交替地提供這兩種校正。
應(yīng)該知道，曝光系統(tǒng)和/或測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分可以包括各自的單一可移動(dòng)部分，但是一個(gè)或兩個(gè)可移動(dòng)部分中的每一個(gè)也可以包括兩個(gè)或多個(gè)可移動(dòng)子部分，每個(gè)子部分沿相同或相反(如相對(duì))的方向移動(dòng)。
并且，應(yīng)該知道，不僅可通過空氣或者其他大氣或者裝置工作所處的氣體的流動(dòng)而產(chǎn)生誤差，還可以是或者此外由于傳遞干擾的任何其他原因，如通過機(jī)械振動(dòng)等而產(chǎn)生誤差。
饋送裝置例如可以包括用于將校正信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樾ＵΦ牧D(zhuǎn)換器，但是饋送裝置也可以包括用于將校正信號(hào)與裝置中任何其他合適的裝置組合的其他任何適當(dāng)?shù)难b置，如模擬或者數(shù)字加法，減法等等。
有利地，校正確定裝置適合于根據(jù)一個(gè)或兩個(gè)可移動(dòng)部分的狀態(tài)(如機(jī)械狀態(tài)，位置，移動(dòng)等，或者其任何組合)來確定控制信號(hào)。
有利地，校正確定裝置適合根據(jù)曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)中另一個(gè)的可移動(dòng)部分的信息，優(yōu)選為加速度，以及測(cè)量系統(tǒng)中可移動(dòng)部分和曝光系統(tǒng)中可移動(dòng)部分之間的距離來計(jì)算校正信號(hào)。發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)這些可移動(dòng)部分之間的距離增大時(shí)，對(duì)由測(cè)量系統(tǒng)和曝光系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分的移動(dòng)引起的測(cè)量系統(tǒng)和曝光系統(tǒng)中另一個(gè)的可移動(dòng)部分的影響降低，干擾也降低，因此，誤差與可移動(dòng)部分的加速度有關(guān)。利用該有利的實(shí)施方式，可以確定干擾的適當(dāng)估計(jì)值，以及校正信號(hào)的適當(dāng)值。
有利地，信息包括加速度，該加速度由(曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的另一個(gè)中包括的)第一或者第二控制裝置中包含的加速度檢測(cè)器提供，其中，距離根據(jù)曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)中可移動(dòng)部分的各自的位置來計(jì)算，該各自的位置由曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)中包括的各自的位置檢測(cè)器提供。因此，當(dāng)使用系統(tǒng)中已經(jīng)存在的檢測(cè)器所提供的加速度信息和位置信息來計(jì)算校正信號(hào)時(shí)，裝置中需要很少的附加硬件，或者不需要附加的硬件。
有利地，x軸和y軸定義為位于曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分移動(dòng)的平面中，校正確定裝置適合于根據(jù)信息的x軸分量來確定x校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分沿x軸的位置誤差，校正確定裝置還適合于根據(jù)信息的y軸分量確定y校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分沿y軸的位置誤差?？梢苿?dòng)部分中的另一個(gè)沿特定方向的移動(dòng)將會(huì)導(dǎo)致沿相同方向的空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的誤差，由此可以校正該誤差。
有利地，控制裝置適合利用公式來計(jì)算校正信號(hào)Fx,y=C*Accx,yDx,y2]]>其中Fx，y分別是沿x和y方向的校正信號(hào)，C是常數(shù)，Accx，y分別是沿x和y方向的加速度，Dxy是曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離。對(duì)于沿x方向和y方向的校正，常數(shù)C相同，但是也可以給常數(shù)C賦予不同的值。
有利地，校正確定裝置適合于確定x到y(tǒng)的校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于根據(jù)信息的y軸分量來校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分沿x軸的位置誤差，校正確定裝置也適合于確定y到x的校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于根據(jù)信息的x軸分量來校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分沿y軸的位置誤差。以這種方式，由于一個(gè)可移動(dòng)部分沿x或y方向的移動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)可移動(dòng)部分沿另一方向(因此是y或x方向)的校正，因此可以實(shí)現(xiàn)更精確的校正。
有利地，控制裝置適合于利用下述公式計(jì)算x到y(tǒng)或者y到x的校正信號(hào) 其中Fx到y(tǒng)，y到x分別是x到y(tǒng)和y到x的校正信號(hào)，C是常數(shù)，Accx，y分別是沿x和y方向的加速度，Dx是在x軸方向上曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離，Dy是在y方向上曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離。并且在這種情況下，對(duì)于x到y(tǒng)和y到x的校正，常數(shù)C可以具有不同值，但是對(duì)于這兩種校正也可以賦予相同的值，常數(shù)C的值可以與計(jì)算Fx，y校正信號(hào)的常數(shù)C的值相同或不同。
該裝置可以包括一延遲，用于使該校正信號(hào)或每個(gè)校正信號(hào)延遲，從而可以考慮由于用在控制裝置中的數(shù)字處理而引起的延遲。
有利地，饋送裝置適合于將該校正信號(hào)或者每個(gè)校正信號(hào)與閉環(huán)反饋控制回路中調(diào)節(jié)器輸出端的輸出信號(hào)，如力信號(hào)相加。由于控制的輸出與用于移動(dòng)可移動(dòng)部分的定位裝置的控制輸入相連，在控制回路中最接近干擾起作用的地方增加校正信號(hào)，可導(dǎo)致誤差的有效補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其特征在于下面步驟即確定校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于至少部分地校正帶圖案的光束和測(cè)量光束之一相對(duì)于第一和第二基底之一的位置誤差，該誤差通過器件的移動(dòng)而產(chǎn)生，所述器件使帶圖案的光束和測(cè)量光束中的另一個(gè)相對(duì)于第一和第二基底中的另一個(gè)移動(dòng)；以及利用校正信號(hào)校正帶圖案的光束和測(cè)量光束之一相對(duì)于各自的第一或第二基底的位置。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員明白，根據(jù)本發(fā)明的裝置的上述有利實(shí)施方式也可以應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的方法。
根據(jù)本發(fā)明的這種補(bǔ)償不僅可以用于補(bǔ)償因測(cè)量系統(tǒng)和曝光系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分的移動(dòng)而產(chǎn)生的誤差，而且可以用于補(bǔ)償由裝置的任何其他可移動(dòng)部分所產(chǎn)生的干擾。
在本申請(qǐng)中，本發(fā)明的裝置具體用于制造IC，但是應(yīng)該明確理解這種裝置可能具有許多其它應(yīng)用。例如，它可用于制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、液晶顯示板、薄膜磁頭等等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在這種可替換的用途范圍中，在說明書中任何術(shù)語“中間掩模版”，“晶片”或者“管芯(die)”的使用應(yīng)認(rèn)為分別可以由更普通的術(shù)語“掩?！?，“基底”和“目標(biāo)部分”代替。
在本文件中，使用的術(shù)語“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有365，248，193，157或者126nm的波長(zhǎng))和遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射(例如具有5-20nm的波長(zhǎng))，以及粒子束，如離子束或者電子束。


現(xiàn)在僅通過舉例的方式，參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方案，在圖中相應(yīng)的參考標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，其中-圖1示意性地表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方案的光刻投影裝置；-圖2示意性地表示曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分的頂視圖；-圖3示意性地表示根據(jù)本發(fā)明用于對(duì)裝置的可移動(dòng)部分之一的位置進(jìn)行控制的閉環(huán)控制回路；以及-圖4示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1中所示的光刻投影裝置包括曝光系統(tǒng)2和測(cè)量系統(tǒng)3。曝光系統(tǒng)2包括輻射系統(tǒng)4，如產(chǎn)生輻射投射光束5的光源，該曝光系統(tǒng)還包括棱鏡(或者其他偏轉(zhuǎn)裝置)4a，用于構(gòu)圖部件6a如中間掩模版的支撐結(jié)構(gòu)，用于保持第一基底8的基底臺(tái)7，以及用于將帶圖案的光束投射到第二基底13的目標(biāo)部分上的投影系統(tǒng)9。光學(xué)測(cè)量裝置例如可以包括輻射系統(tǒng)11a，投影系統(tǒng)11b和其他元件(未示出)，由于測(cè)量光束12投射到第二基底13的目標(biāo)部分上，因此這些元件通過反射，幾何變化，吸附，衍射或者任何其他物理現(xiàn)象來測(cè)量第二基底13的目標(biāo)部分的表面性質(zhì)。測(cè)量系統(tǒng)2進(jìn)一步包括用于保持第二基底13的第二基底臺(tái)14以及用于移動(dòng)至少一部分測(cè)量系統(tǒng)2的第二控制裝置15，使測(cè)量光束可在基底13上移動(dòng)。曝光系統(tǒng)2使第一基底的目標(biāo)部分曝光，從而將構(gòu)圖部件6c提供的圖案投射到第一基底8上。在該實(shí)施方式中，基底臺(tái)7在第一控制裝置10的控制下移動(dòng)，使帶圖案的光束相對(duì)于第一基底8移動(dòng)，從而可以掃描第一基底并曝光第一基底的每個(gè)所需的部分。在曝光系統(tǒng)2的可移動(dòng)部分(該實(shí)施方式中的可移動(dòng)部分是基底8)移動(dòng)的同時(shí)，測(cè)量系統(tǒng)3測(cè)量表面性質(zhì)，如第二基底13的平面度。當(dāng)將要測(cè)量第二基底上相應(yīng)部分的表面性質(zhì)時(shí)，進(jìn)行測(cè)量光束12相對(duì)于第二基底13的掃描運(yùn)動(dòng)，如上面通過使第二基底13和校正光束12彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)所做的說明。
利用光刻投影裝置1，第一基底8的曝光和第二基底13的測(cè)量(基底例如是半導(dǎo)體晶片)可以同時(shí)進(jìn)行。每個(gè)可移動(dòng)部分，在該實(shí)施方式中是基底臺(tái)7和基底臺(tái)14，由分別控制基底臺(tái)7，14位置的各自的控制裝置10，15進(jìn)行控制?？刂蒲b置10，15中的每一個(gè)都與各自的位置檢測(cè)裝置7a，14a構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制電路，所述位置檢測(cè)裝置如位置傳感器，加速度傳感器等。第一和第二控制裝置的結(jié)構(gòu)將在下面作更詳細(xì)地說明。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于確定校正信號(hào)的校正確定裝置16。校正信號(hào)經(jīng)饋送裝置17送入第一控制裝置10中。位置信息供給校正確定裝置16，該位置信息有關(guān)第一和第二基底臺(tái)的位置，并由第一和第二基底臺(tái)7和14各自的位置傳感器7a和14a來提供。計(jì)算確定裝置根據(jù)傳感器7a和14a提供的信息計(jì)算校正信號(hào)。校正信號(hào)對(duì)干擾進(jìn)行校正，并因此校正曝光系統(tǒng)中的位置誤差，該誤差由測(cè)量系統(tǒng)3的可移動(dòng)部分(在該實(shí)施方式中，是可移動(dòng)的基底臺(tái)14)的移動(dòng)而產(chǎn)生。由于所述可移動(dòng)部分的移動(dòng)，在圍繞各個(gè)可移動(dòng)部分的空氣中產(chǎn)生壓力波，該壓力波易于在其他系統(tǒng)(在該實(shí)施方式中是曝光系統(tǒng)2)中產(chǎn)生干擾。因?yàn)橥队把b置1的精度要求一般很高，因此雖然由這種空氣流動(dòng)(air displacement)產(chǎn)生的誤差乍一看絕對(duì)值很小，在納米或者微米的數(shù)量級(jí)，但是它可能導(dǎo)致其所影響的系統(tǒng)中出現(xiàn)明顯的誤差。在該實(shí)施方式中的校正確定裝置16根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)中可移動(dòng)部分(即第二臺(tái)14)的加速度和各個(gè)可移動(dòng)部分之間的距離，即在該實(shí)施方式中第一和第二基底臺(tái)7和14之間的距離來計(jì)算校正信號(hào)。這樣，在該實(shí)施例中，傳感器14a包括用于測(cè)量基底臺(tái)14加速度的加速度傳感器以及用于檢測(cè)第二基底臺(tái)14位置的位置傳感器。該實(shí)施例中的傳感器7a至少包括用于檢測(cè)第一基底臺(tái)7位置的位置傳感器。由此將基底臺(tái)7和14的位置以及第二基底臺(tái)14的加速度供給校正確定裝置。根據(jù)第一和第二基底臺(tái)7和14的位置，通過校正確定裝置16來計(jì)算基底臺(tái)之間的距離，所述距離用于計(jì)算校正信號(hào)。在該實(shí)施例中，利用下面的公式計(jì)算校正信號(hào)F=C*AccD2]]>其中F是校正信號(hào)，C是常數(shù)，Acc是加速度，D是曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離。在該實(shí)施例中，對(duì)曝光系統(tǒng)的可移動(dòng)部分的位置進(jìn)行校正，這樣Acc是另一個(gè)可移動(dòng)部分的加速度，例如是測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分。
圖2a和圖2b高度示意性地示出測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分100和曝光系統(tǒng)的可移動(dòng)部分101的頂視圖。圖2a以及圖2b還示出了包括x軸和y軸的坐標(biāo)系。x軸和y軸定義在可移動(dòng)部分100和101移動(dòng)的平面中。當(dāng)可移動(dòng)部分100按箭頭100a所示方向移動(dòng)時(shí)，空氣的流動(dòng)將會(huì)對(duì)按虛線箭頭101a所示方向運(yùn)動(dòng)的第二可移動(dòng)部分101產(chǎn)生干擾。根據(jù)本發(fā)明，通過校正確定裝置計(jì)算校正信號(hào)，該信號(hào)至少部分地抵消干擾101a的影響。對(duì)于這種計(jì)算，在所述實(shí)施方式中，利用下面的公式Fx,y=C*Accx,yDx,y2]]>其中Fx，y分別是沿x和y方向的校正信號(hào)，C是常數(shù)，Accx，y分別是沿x和y方向的加速度，Dxy是曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離。
在圖2b中，由100a示意性示出的可移動(dòng)部分100的移動(dòng)在周圍空氣中產(chǎn)生影響可移動(dòng)部分101的壓力波，以及由箭頭101a和101b所示的干擾。箭頭101a所示的干擾沿y軸方向，而箭頭101b所示的干擾沿x軸方向。因此，沿y軸方向的移動(dòng)100a會(huì)引起可移動(dòng)部分101沿x軸方向和y軸方向的干擾。在該實(shí)施例中，這是因?yàn)榭梢苿?dòng)部分100和101之間沿x軸方向出現(xiàn)的偏移，但是也可以出于任何其他原因，如環(huán)境的幾何形狀等。校正確定裝置適合于計(jì)算校正信號(hào)，該校正信號(hào)包括至少部分補(bǔ)償沿y方向的干擾101a的分量，以及至少部分補(bǔ)償沿x方向的干擾101b的分量。在該實(shí)施方式中，利用公式計(jì)算校正信號(hào)的各個(gè)分量
其中Fx到y(tǒng)，y到x分別是x到y(tǒng)和y到x的校正信號(hào)，C是常數(shù)，Accx，y分別是沿x和y方向的加速度，Dx是在x軸方向上曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離，Dy是在y方向上曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離。這樣，由于在x方向上其他可移動(dòng)部分的移動(dòng)，F(xiàn)x到y(tǒng)表示在y方向上的校正，反之亦然。距離Dx和Dy在圖2b中示出。因此，如圖2a中所示，距離Dx在x方向上為零時(shí)，計(jì)算x到y(tǒng)和y到x的補(bǔ)償?shù)玫街禐榱愕男Ｕ?，而距離Dy越大(圖2b與圖2a相比較)，則x到y(tǒng)和/或y到x的補(bǔ)償信號(hào)就越大。
圖3示出閉環(huán)控制回路的更詳細(xì)的圖示，所述閉環(huán)控制回路包括如圖1中所示的第一控制裝置10。第一控制裝置包括具有兩個(gè)輸入的調(diào)節(jié)器200。調(diào)節(jié)器200的第一輸入與提供設(shè)定點(diǎn)的設(shè)定點(diǎn)信號(hào)S相連，即與代表可移動(dòng)部分的所需位置的信號(hào)相連。調(diào)節(jié)器200的另一個(gè)輸入與傳感器201相連，如檢測(cè)可移動(dòng)部分202的位置或者加速度的位置傳感器或者加速度傳感器?？梢苿?dòng)部分，僅僅示出其高度示意性表示的部分，通過定位裝置203，如致動(dòng)器進(jìn)行定位，。定位裝置203由調(diào)節(jié)器200的輸出信號(hào)來驅(qū)動(dòng)。調(diào)節(jié)器200例如可以是模擬電子調(diào)節(jié)器，但是調(diào)節(jié)器200也可以借助于在微處理器或者微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的適當(dāng)軟件指令來實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)器200可以包括積分，比例調(diào)節(jié)，微分或者其他合適的操作。穿過定位裝置203和傳感器201的虛線表示“電子”或者“控制”部分與“物理”部分之間的分隔。由于投影裝置中其他可移動(dòng)部分的移動(dòng)，氣壓波動(dòng)，或者由這種移動(dòng)引起的壓力波引起增強(qiáng)的干擾，會(huì)導(dǎo)致對(duì)可移動(dòng)部分202的干擾。為了(至少部分地)補(bǔ)償可移動(dòng)部分202的干擾，將補(bǔ)償信號(hào)204增加到調(diào)節(jié)器200的輸出信號(hào)中，從而將校正信號(hào)饋送到控制回路中。如果控制裝置包括數(shù)字調(diào)節(jié)器，該數(shù)字調(diào)節(jié)器包括專用的硬件或者用軟件編程，那么將校正信號(hào)饋送到控制裝置中的饋送裝置例如包括以硬件或軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字減法的添加(digital addition of subtraction)，但是饋送裝置也可以包括將校正信號(hào)饋送到各個(gè)控制裝置中的任何其他合適的裝置，如增加電壓或電流的模擬加法，任何合適的裝置，或者將校正信號(hào)饋送到控制裝置的任何其他方式。在第一和/或第二控制裝置包括數(shù)字控制裝置的情況下，根據(jù)該實(shí)施方式的饋送裝置包括一個(gè)延遲，用于使校正信號(hào)延遲。該實(shí)施例中的延遲和數(shù)字控制裝置的延遲匹配，從而大大消除了例如由于校正信號(hào)的早期補(bǔ)償而產(chǎn)生的有害影響；這樣，饋送裝置將校正信號(hào)與閉環(huán)控制中調(diào)節(jié)器輸出端的控制信號(hào)相加。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的器件制造方法。在步驟300中，提供第一基底。第一基底至少部分地由一層輻射敏感材料覆蓋。然后，在步驟301中，利用輻射系統(tǒng)提供投射光束。在步驟302中，利用構(gòu)圖部件賦予投射光束帶圖案的橫截面。在步驟303中，將帶圖案的光束投射到第一基底上輻射敏感材料層的目標(biāo)部分上。在步驟304中，使帶圖案的光束相對(duì)于第一基底移動(dòng)。在步驟305中，提供第二基底，而在步驟306中，將測(cè)量光束投射到第二基底的目標(biāo)部分上，并測(cè)量第二基底上目標(biāo)部分的表面性質(zhì)。然后，在步驟307中，使測(cè)量光束在第二基底表面的相應(yīng)部分上移動(dòng)。通過相對(duì)各個(gè)基底移動(dòng)各個(gè)光束，各個(gè)光束可以相對(duì)于各個(gè)基底的相應(yīng)部分移動(dòng)，如掃描。這樣，帶圖案的光束掃描第一基底的相應(yīng)部分，而測(cè)量光束掃描第二基底的相應(yīng)部分。在步驟308中，確定校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于至少部分地校正第一基底上帶圖案的光束的位置誤差，該誤差由用于使測(cè)量光束相對(duì)于第二基底移動(dòng)的器件在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生。當(dāng)然，步驟308也可以包括確定校正信號(hào)的步驟，該校正信號(hào)用于至少部分地校正第二基底上測(cè)量光束的位置誤差，該誤差通過用于使帶圖案的光束相對(duì)于第一基底移動(dòng)的器件在移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生。在步驟309中，用校正信號(hào)校正帶圖案的光束相對(duì)于第一基底的位置。顯而易見，也可以在步驟309中用校正信號(hào)校正測(cè)量光束相對(duì)于第二基底的位置。另外，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說很明顯可以在同時(shí)，以任何合適的順序連續(xù)地進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)步驟，或者這些步驟的多個(gè)部分，或者所有步驟。
因此，根據(jù)本發(fā)明，提供一種補(bǔ)償，用于補(bǔ)償因光刻系統(tǒng)中可移動(dòng)部分的移動(dòng)引起空氣的流動(dòng)而產(chǎn)生的誤差，該誤差通過空氣的流動(dòng)或者因光刻裝置中其他可移動(dòng)部分的移動(dòng)引起空氣中的壓力波而產(chǎn)生。根據(jù)引起干擾的可移動(dòng)部分的加速度以及各個(gè)可移動(dòng)部分之間的距離(更優(yōu)選是平方距離的倒數(shù))來計(jì)算這種補(bǔ)償。
盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明可以按照不同于所述的發(fā)那個(gè)時(shí)實(shí)施。說明書不意味著限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種包括曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的光刻投影裝置，該曝光系統(tǒng)包括-用于提供輻射投射光束的輻射系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖部件用于根據(jù)所需的圖案對(duì)投射光束進(jìn)行構(gòu)圖；-用于保持第一基底的基底臺(tái)；-用于將帶圖案的光束投射到第一基底的目標(biāo)部分上的投影系統(tǒng)，該投影系統(tǒng)包括用于控制投射到第一基底的目標(biāo)部分上的投影控制裝置；以及-用于移動(dòng)曝光系統(tǒng)的可移動(dòng)部分使帶圖案的光束可相對(duì)于第一基底移動(dòng)的第一控制裝置，測(cè)量系統(tǒng)包括-用于將測(cè)量光束投射到第二基底的目標(biāo)部分上，并測(cè)量第二基底的目標(biāo)部分的表面性質(zhì)的光學(xué)測(cè)量設(shè)備；-用于保持第二基底的第二基底臺(tái)；以及-用于移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分使測(cè)量光束可相對(duì)于第二基底移動(dòng)的第二控制裝置，其特征在于該裝置進(jìn)一步包括-用于確定校正信號(hào)的校正確定裝置，該校正信號(hào)用于至少部分地校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分的位置誤差，該誤差由曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)中另一個(gè)的可移動(dòng)部分的移動(dòng)而產(chǎn)生，以及-用于將校正信號(hào)饋入第一或第二控制裝置的饋送裝置，該校正信號(hào)用于至少部分地校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中校正確定裝置適合于根據(jù)一個(gè)或兩個(gè)可移動(dòng)部分的狀態(tài)來確定校正信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的裝置，其中校正確定裝置適合根據(jù)曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)中另一個(gè)的可移動(dòng)部分的信息，優(yōu)選為加速度，以及測(cè)量系統(tǒng)中可移動(dòng)部分和曝光系統(tǒng)中移動(dòng)部分之間的距離來計(jì)算校正信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中信息包括加速度，該加速度由第一或者第二控制裝置中包括的加速度檢測(cè)器提供，并且其中根據(jù)曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)中可移動(dòng)部分的各自的位置來計(jì)算距離，該各自的位置由曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)中包括的各自的位置檢測(cè)器提供。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的裝置，其中x軸和y軸定義為位于曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分移動(dòng)的平面中，校正確定裝置適合于根據(jù)信息的x軸分量來確定x校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分沿x軸的位置誤差，校正確定裝置還適合于根據(jù)信息的y軸分量確定y校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分沿y軸的位置誤差。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中控制裝置適合利用下述公式來計(jì)算校正信號(hào)Fx,y=C*Accx,yDx,y2]]>其中Fx，y分別是沿x和y方向的校正信號(hào)，C是常數(shù)，Accx，y分別是沿x和y方向的加速度，Dxy是曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的裝置，其中校正確定裝置適合于確定x到y(tǒng)的校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于根據(jù)信息的y軸分量來校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分沿x軸的位置誤差，校正確定裝置也適合于確定y到x的校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于根據(jù)信息的x軸分量來校正曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)之一的可移動(dòng)部分沿y軸的位置誤差。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中控制裝置適合于利用下述公式計(jì)算x到y(tǒng)或者y到x的校正信號(hào) 其中Fx到y(tǒng)，y到x分別是x到y(tǒng)和y到x的校正信號(hào)，C是常數(shù)，Accx，y分別是沿x和y方向的加速度，Dx是在x軸方向上曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離，Dy是在y方向上曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)的可移動(dòng)部分之間的距離。
9.根據(jù)前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的裝置，其中饋送裝置包括一延遲，用于使該校正信號(hào)或每個(gè)校正信號(hào)延遲。
10.根據(jù)前面任一項(xiàng)權(quán)利要求的裝置，其中饋送裝置適合于將該校正信號(hào)或者每個(gè)校正信號(hào)與閉環(huán)反饋控制回路中調(diào)節(jié)器輸出端的輸出信號(hào)相加。
11.一種器件制造方法，包括以下步驟-提供至少部分地覆蓋有一層輻射敏感材料的第一基底；-利用輻射系統(tǒng)提供輻射的投射光束；-利用構(gòu)圖部件賦予投射光束帶圖案的橫截面；-將帶圖案的輻射光束投射到輻射敏感材料層的目標(biāo)部分上；-相對(duì)于第一基底移動(dòng)帶圖案的光束；-提供第二基底；-將測(cè)量光束投射到第二基底的目標(biāo)部分上，并測(cè)量第二基底的目標(biāo)部分的表面性質(zhì)；-相對(duì)于第二基底移動(dòng)測(cè)量光束；其特征在于下面步驟-確定校正信號(hào)，該校正信號(hào)用于至少部分地校正帶圖案的光束和測(cè)量光束之一相對(duì)于第一和第二基底之一的位置誤差，該誤差由一裝置的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，所述裝置用于使帶圖案的光束和測(cè)量光束中的另一個(gè)相對(duì)于第一和第二基底中的另一個(gè)移動(dòng)；以及-利用校正信號(hào)校正帶圖案的光束和測(cè)量光束之一相對(duì)于響應(yīng)的第一或第二基底的位置。
全文摘要
光刻投影裝置包括曝光系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)。曝光系統(tǒng)將帶圖案的光束投射到第一基底的目標(biāo)部分上，而測(cè)量系統(tǒng)將測(cè)量光束投射到第二基底的目標(biāo)部分上。該裝置的一個(gè)可移動(dòng)部分的移動(dòng)例如由于空氣的流動(dòng)而產(chǎn)生對(duì)該裝置中另一個(gè)可移動(dòng)部分的位置的干擾。這一誤差可以通過計(jì)算補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，所述補(bǔ)償信號(hào)是一個(gè)或兩個(gè)可移動(dòng)部分的狀態(tài)的函數(shù)。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1577104SQ200410063230
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月1日
發(fā)明者E·H·J·德拉埃耶, M·A·W·奎佩爾斯, M·菲恩, M·J·E·G·布羅伊克爾斯, M·霍克斯, E·T·范東克拉爾 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司