專利名稱：光刻裝置和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻裝置和器件制造方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置是將所需圖案施加到基底靶部的設(shè)備。光刻裝置可以用于例如集成電路(ICs)、平板顯示器和其他包含精細結(jié)構(gòu)的器件的制造。在傳統(tǒng)的光刻裝置中，構(gòu)圖部件，或者稱為掩模或分劃板，可用于產(chǎn)生相應于IC(或其他器件)單層的電路圖案，該圖案可以成像在具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(例如硅片或玻璃板)的靶部上(例如包括部分、一個或者若干電路小片(die))。代替掩模，構(gòu)圖部件可以包括用來產(chǎn)生電路圖案的單獨可控部件陣列。
一般，單基底將包含相繼曝光的相鄰靶部的網(wǎng)格。已知的光刻裝置包括所謂的步進器，其中通過將整個圖案一次曝光在靶部上而照射每一靶部，和所謂的掃描器，其中通過在投射光束下沿給定方向(“掃描”方向)掃描圖案，同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底來照射每一靶部。
為了利用光刻技術(shù)制造器件，形成用多層制造的器件一般是必要的。當用多層制造的這種器件時，在每層形成時確保其與之前的層對準是必要的。因此已知在基底上提供對準標記。每層在基底上曝光之前，將每層傳送到對準測量中心，其中設(shè)置了對準標記，允許基底相對于對準傳感器的位置的精確測定。通過以可控方式將基底移動到曝光位置，可應用位置校正以在基底的正確位置精確地生產(chǎn)其后的層?？梢允褂眠@樣的系統(tǒng)來確保與臨界特征尺寸相比時減小重疊誤差。
然而，由于臨界特征尺寸連續(xù)減小，因此要求重疊精度進一步提高。此外，由于對準要求增加，因此定位和檢查對準標記所花費的時間增加，裝置的生產(chǎn)量減小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種方法和裝置，其中，重疊精度可以提高而裝置的生產(chǎn)量沒有顯著減小。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種光刻裝置，包括- 照明系統(tǒng)，提供輻射投射光束；- 構(gòu)圖部件，用來使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；- 基底臺，支承基底；- 投影系統(tǒng)，把形成圖案的光束投影到基底的靶部，- 檢測器，在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、檢查基底，；和- 控制器，響應來自檢測器的信息調(diào)整至少下述一個參數(shù)被投影到基底的圖案相對于基底的位置；被投影到基底的圖案的放大率；和最佳聚焦象面；其中，檢測器有多個傳感器，用于同時檢查橫跨基底整個寬度的基底的多個部分；構(gòu)圖部件和投影系統(tǒng)布置成曝光基底的整個寬度；由此可以在基底相對于裝置的單次通過中檢查和曝光基底。
因此，裝置的生產(chǎn)量可以增加，因為檢測器可以在單次通過中檢查全部基底，或代表整個基底的基底部分，并通過相對于所述裝置掃描基底，在基底上曝光所需圖案。這在例如平板顯示器的制造中尤其有利，其中被處理的玻璃基底尺寸可達2m×2m或更大。
這樣的裝置同樣是有利的，因為基底每部分的重疊精度可以提高。此外，因為當基底位于曝光位置時可以檢查基底的一些部分，因此在將基底從對準測量位置移動到曝光位置的過程中不會引入誤差。因此，有利地，重疊不僅可以考慮在之前的處理步驟中引入基底的缺陷，而且可以考慮在該層曝光期間發(fā)生的改變。例如，這種系統(tǒng)可以補償在曝光期間由基底的加熱引起的基底膨脹/收縮，該加熱由用于曝光每層的輻射引起。因此，基底每部分的重疊精度提高。此外，由于不需要將基底傳送到單獨的對準測量中心，因此基底的處理時間沒有顯著增加。
優(yōu)選地，通過檢查基底的一部分，檢測器可以確定基底該部分的位置和/或方向，和/或基底該部分相對于基底的參考狀態(tài)的膨脹/收縮的量?？梢允褂迷撔畔碚{(diào)整被投影到基底的圖案的位置，被投影到基底的圖案的放大率和最佳聚焦象面。
檢測器相對于投影系統(tǒng)的位置可以基本上固定和已知，或者可以提供位置傳感器來監(jiān)控檢測器相對于投影系統(tǒng)的位置。因此，基底一部分相對于檢測器的位置的認識可以容易且精確地轉(zhuǎn)換成基底該部分相對于投影系統(tǒng)的位置的認識。
在優(yōu)選實施方案中，基底在連續(xù)的曝光之間，或當連續(xù)的曝光進行時相對于投影系統(tǒng)和檢測器移動，檢測器這樣布置以至于檢測器隨后檢測的基底的部分成為被曝光的基底的靶部?；紫鄬τ跈z測器和投影系統(tǒng)必須移動的位置從檢測器和投影系統(tǒng)的相對位置知道。因此，檢測器可以在基底的給定部分曝光之前不久檢查基底的該部分；當基底的該部分正曝光時，曝光條件可以根據(jù)最優(yōu)化重疊精度而調(diào)整。
方便地，基底可以在多次曝光的過程期間或在連續(xù)曝光期間以基本不變的速度相對于投影系統(tǒng)和檢測器移動。這減小了將基底相對于投影系統(tǒng)和檢測器重復加速的要求，從而減小了必須施加的力。因此，通過改變曝光的定時和/或改變設(shè)置在單獨可控部件陣列上的圖案的定時，沿平行于基底相對于投影系統(tǒng)和檢測器的移動方向調(diào)整被投影到基底的圖案的位置也是可能的。
通過物理移動投影系統(tǒng)、單獨可控部件陣列構(gòu)圖部件、基底或這些的結(jié)合和/或通過移動在單獨可控部件陣列上產(chǎn)生的圖案的位置，可以附加或作為選擇地調(diào)整被投影到基底的圖案的位置。
本發(fā)明也可以應用于由多個單獨可控部件陣列構(gòu)成的裝置，其中所述部件陣列設(shè)置為相互遠離。在這種情況中，對于一個或多個由單獨可控部件陣列產(chǎn)生的圖案，控制器可以獨立調(diào)整被投影到基底的圖案的位置，圖案的放大率和/或最佳聚焦象面。這允許對單獨可控部件的單個陣列之間的任何移動的補償，也允許對例如在基底不同區(qū)域之間基底變形的不一致的補償，其中將圖案從每個單獨可控部件陣列投影到基底上。
為了使這變得容易，檢測器可以同時檢查在基底多個位置處的對準標記，每個對準標記相應于基底上的一個區(qū)域，該基底通過多個可編程構(gòu)圖區(qū)域同時曝光。
根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，提供一種光刻裝置，包括- 照明系統(tǒng)，提供輻射投射光束；- 構(gòu)圖部件，用來使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；- 基底臺，支承基底；- 投影系統(tǒng)，把形成圖案的光束投影到基底的靶部，
- 檢測器，在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、檢查基底的部分；和- 控制器，響應來自檢測器的信息調(diào)整至少下述一個參數(shù)被投影到基底的圖案相對于基底的位置；被投影到基底的圖案的放大率；和最佳聚焦象面；其中檢測器檢查前面的處理步驟所產(chǎn)生的、形成在基底上的器件的功能特征。
因此，由于檢測器檢查形成在基底上的器件的功能特征，較少的專用對準標記需要形成在基底上，或者對于它們的需要可以完全消除。因此基底區(qū)域的較大部分可以用于形成在基底上的有源器件。
根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，提供一種光刻裝置，包括- 照明系統(tǒng)，提供輻射投射光束；- 構(gòu)圖部件，用來使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；- 基底臺，支承基底；和- 投影系統(tǒng)，把形成圖案的光束投影到基底的靶部；- 檢測器，在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、檢查基底的部分；其中該光刻裝置進一步包括- 控制器，響應來自檢測器的信息調(diào)整被投影到基底的圖案的放大率。
因此，可以調(diào)整被投影到基底的圖案以補償例如基底的局部熱膨脹。優(yōu)選地，控制器可以進一步調(diào)整被投影到基底的圖案的位置和/或最佳聚焦象面。
應當理解也可以使用上述結(jié)構(gòu)的組合。
根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，提供一種器件制造方法，包括- 提供基底；- 利用照明系統(tǒng)提供輻射投射光束；- 利用構(gòu)圖部件使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；- 將形成圖案的輻射光束投影到基底的靶部，- 在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、利用檢測器檢查基底的部分；和- 響應來自檢測器的信息調(diào)整至少下述一個參數(shù)被投影到基底的圖案相對于基底的位置；被投影到基底的圖案的放大率；和最佳聚焦象面；
其中，檢測器有多個傳感器，用于同時檢查橫跨基底整個寬度的基底的多個部分；構(gòu)圖部件和投影系統(tǒng)布置成曝光基底的整個寬度；和該方法進一步包括在基底相對于裝置的單次通過中檢查基底和曝光在基底上的圖案。
根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，提供一種器件制造方法，包括- 提供基底；- 利用照明系統(tǒng)提供輻射投射光束；- 利用構(gòu)圖部件使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；- 將形成圖案的輻射光束投影到基底的靶部，- 在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、利用檢測器檢查基底的部分；和- 響應來自檢測器的信息調(diào)整至少下述一個參數(shù)被投影到基底的圖案相對于基底的位置，被投影到基底的圖案的放大率和最佳聚焦象面；其中檢測器檢查前面的處理步驟所產(chǎn)生的、形成在基底上的器件的功能特征。
根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，提供一種器件制造方法，包括- 提供基底；- 利用照明系統(tǒng)提供輻射投射光束；- 利用構(gòu)圖部件使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；- 將形成圖案的輻射光束投影到基底的靶部，- 在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、利用檢測器檢查基底的部分；和- 響應來自檢測器的信息調(diào)整被投影到基底的圖案的放大率。
這里使用的術(shù)語“單獨可控部件陣列”應廣義地解釋為涉及能夠給入射的輻射光束賦予帶圖案的截面的任何部件，以便所需圖案可以產(chǎn)生在基底的靶部上；本文中也使用術(shù)語“光閥”和“空間光調(diào)制器”(SLM)。這種構(gòu)圖部件的示例包括- 可編程反射鏡陣列。這可以包括矩陣可尋址表面，其具有一粘彈性控制層和一反射表面。這種裝置的理論基礎(chǔ)是(例如)反射表面的尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇檠苌涔?，而非尋址區(qū)域?qū)⑷肷涔夥瓷錇榉茄苌涔狻Ｓ靡粋€適當?shù)目臻g濾光器，從反射的光束中濾除所述非衍射光，只保留衍射光到達基底；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。應當理解，作為一種選擇，濾光器可以濾除衍射光，保留非衍射光到達基底。衍射光學MEMS器件陣列也可用于相應的方式。每個衍射光學MEMS器件由多個反射帶構(gòu)成，多個反射帶可以彼此相對變形以形成光柵，該光柵將入射光反射為衍射光。可編程反射鏡陣列的另一實施方案利用微小反射鏡的矩陣排列，通過使用適當?shù)木植侩妶觯蛘咄ㄟ^使用壓電致動器裝置，使得每個反射鏡能夠獨立地關(guān)于一軸傾斜。再者，反射鏡是矩陣可尋址的，由此尋址反射鏡以不同的方向?qū)⑷肷涞妮椛涔馐瓷涞椒菍ぶ贩瓷溏R上；按照這種方式，根據(jù)矩陣可尋址反射鏡的定址圖案對反射光束進行構(gòu)圖。可以用適當?shù)碾娮友b置進行該所需的矩陣定址。在上述兩種情況中，單獨可控部件陣列可包括一個或者多個可編程反射鏡陣列。這里涉及的反射鏡陣列的更多信息可以從例如美國專利US 5,296,891和US 5,523,193、和PCT專利申請WO 98/38597和WO 98/33096中獲得，這些文獻在這里引入作為參考。
- 可編程LCD陣列。例如由美國專利US 5,229,872給出的這種結(jié)構(gòu)，它在這里引入作為參考。
應當理解，使用例如預偏置特征、光學接近修正特征、相位變化技術(shù)和多次曝光技術(shù)的地方，在單獨可控部件陣列上“顯示的” 圖案實質(zhì)上可以不同于最終轉(zhuǎn)移到基底的層或基底上的圖案。相似地，最終產(chǎn)生在基底上的圖案可以與任何一個瞬間形成在單獨可控部件陣列上的圖案不一致。裝置中可能是這種情形，其中在給定的時間周期或給定的曝光次數(shù)內(nèi)組成在基底每個部分上形成的最終圖案，在上述時間內(nèi)，在單獨可控部件陣列上的圖案和/或基底的相對位置改變。
盡管在本申請中，光刻裝置具體用于制造ICs，但是應該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應用。例如，集成光學系統(tǒng)的制造、磁疇存儲器、平板顯示器、薄膜磁頭等的引導和檢測圖案。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，這里術(shù)語“晶片”或者“電路小片”的任何使用應認為分別可以由更普通的術(shù)語“基底”或“靶部”代替。這里涉及的基底可以在曝光之前或之后、在例如軌道(一般將抗蝕劑層涂敷到基底并顯影已曝光的抗蝕劑的一種工具)或度量、檢查工具中進行處理。適用的地方，這里的公開可以應用到這些和其他基底處理工具。進一步，可以不止一次的處理基底，例如為了產(chǎn)生多層IC，因此這里使用的術(shù)語基底也涉及已經(jīng)包含多層處理過的層的基底。
這里使用的術(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408，355，365，248，193，157或者126nm的波長)和遠紫外(EUV)輻射(例如具有5-20nm范圍的波長范圍)，以及粒子束，如離子束或者電子束。
這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射光學系統(tǒng)，反射光學系統(tǒng)，和反折射光學系統(tǒng)，適合于例如使用的曝光輻射，或者其他因素如浸液的使用或真空的適用。這里術(shù)語“鏡頭”的任何使用認為可以由更普通的術(shù)語“投影系統(tǒng)”代替。
照明系統(tǒng)也可以包含各種類型的光學元件，包括例如折射、反射、和反折射光學元件，用于引導、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地稱作“鏡頭”。
光刻裝置可以為具有兩個(雙級)或者多個基底臺的類型。在這種“多級式”器件中，可以并行使用這些附加臺，或者可以在一個或者多個臺上進行準備步驟，而一個或者多個其它臺用于曝光。
光刻裝置也可以是其中將基底浸入具有相對高折射率的液體、例如水中的類型，以便該液體充滿投影系統(tǒng)的最終部件和基底之間的空間。浸液也可以應用到光刻裝置中的其他空間，例如，在單獨可控部件陣列和投影系統(tǒng)的第一部件之間。浸入技術(shù)在所屬領(lǐng)域內(nèi)是公知的，用來增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。


現(xiàn)在將參考所附的示意圖描述本發(fā)明的實施方案，這些實施方案僅作為示例，其中相應的參考標記表示相應的部分，其中- 圖1描述了根據(jù)本發(fā)明一實施方案的光刻裝置；- 圖2a，2b和2c描述了當基底上的層正被曝光時在三個時間情況的基底，；- 圖3描述了在本發(fā)明的裝置中使用的曝光單元裝置；- 圖4描述了圖3所示出的曝光單元的一部分；- 圖5描述了通過圖3所示的曝光系統(tǒng)產(chǎn)生的曝光區(qū)域；
- 圖6描述了在基底上形成的特征重復單元裝置的一個例子，；- 圖7描述了在本發(fā)明的裝置中使用的檢測器單元裝置。
在附圖中，相應的參考標記表示相應的部分。
具體實施例方式
圖1示意性地表示了本發(fā)明一具體實施方案的光刻裝置。該裝置包括- 照明系統(tǒng)(照明器)IL，用于提供輻射投射光束PB(例如UV輻射)；- 單獨可控部件陣列PPM(例如可編程反射鏡陣列)，用于將圖案施加到投射光束；一般，單獨可控部件陣列的位置相對于部件PL固定；然而，也可以替換為與將其相對于部件PL精確定位的定位裝置連接；- 基底臺(例如晶片臺)WT，支承基底W(例如涂敷抗蝕劑的硅晶片)，并與用于將基底相對于物體PL精確定位的定位裝置PW連接；和- 投射系統(tǒng)(“鏡頭”)PL，將圖案成像在基底W的靶部C(例如包括一個或多個電路小片)上，其中通過單獨可控部件陣列PPM使投射光束PB賦予該圖案；投影系統(tǒng)可以將單獨可控部件陣列成像在基底上；或者，投影系統(tǒng)可以成像第二源，對于該光源單獨可控部件陣列的元件作為光閘；投影系統(tǒng)也可以包括聚焦部件陣列如微透鏡陣列(已知為MLA)或菲涅耳透鏡陣列，例如以形成第二源以及將微點成像到基底上。
如這里指出的，該裝置屬于反射型(即具有反射的單獨可控部件陣列)。然而，一般來說，它還可以是例如透射型(即具有透射的單獨可控部件陣列)。
照明器IL從輻射源SO接收輻射光束。源和光刻裝置可以為分離的實物，例如當源為受激準分子激光器時。在這種情況中，不認為源是形成光刻裝置的一部分，輻射光束從輻射源SO通過，并在光束傳遞系統(tǒng)BD的輔助下到達照明器IL，該傳遞系統(tǒng)包括例如適當?shù)亩ㄏ蚍瓷溏R和/或光束擴展器。在其他情況中，源可以是裝置的整體部分，例如當源為汞燈時。源SO和照明器IL與光束傳遞系統(tǒng)BD(如果需要)一起可以稱為輻射系統(tǒng)。
照明器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AM，用于調(diào)整光束的角度強度分布。通常，可以調(diào)整照明器光瞳面的至少外和/或內(nèi)徑范圍(通常分別稱為σ—外和σ—內(nèi))的強度分布。另外，照明器IL一般包括各種其它組件，如積分器IN和聚光器CO。照明器提供輻射調(diào)節(jié)光束，稱為投射光束PB，在其橫截面內(nèi)具有理想的均勻度和強度分布。
光束PB然后與單獨可控部件陣列PPM相交。被單獨可控部件陣列PPM反射后，光束PB通過投影系統(tǒng)PL，其將光束PB聚焦在基底W的靶部C上。在定位裝置PW(和干涉測量裝置IF)的輔助下，基底臺WT可以精確地移動，例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。在使用中，例如在掃描期間，對于單獨可控部件陣列可以使用定位裝置精確地校正單獨可控部件陣列PPM相對光束PB光路的位置。一般，在圖1中未明確顯示的長沖程模塊(粗略定位)和短沖程模塊(精確定位)的輔助下，可以實現(xiàn)物體臺WT的移動。也可以使用相似的系統(tǒng)來定位單獨可控部件陣列。應當理解，投射光束可以作為選擇/附加地可移動，當物體臺和/或單獨可控部件陣列具有一固定的位置以提供所需的相對移動時。作為另一選擇，這在平板顯示器的制造中特別適用，即基底臺和投影系統(tǒng)的位置可以固定，基底可以布置成相對于基底臺移動。例如，基底臺可以設(shè)有以基本不變的速度橫跨基底掃描而基底的系統(tǒng)。
盡管根據(jù)本發(fā)明的光刻裝置這里描述為曝光基底上的抗蝕劑，但應當理解，本發(fā)明并不限于該使用，裝置可以用于投影形成圖案的投射光束，該光束用于無抗蝕劑的光刻法。
所示的光刻裝置可以用于四種優(yōu)選模式1.步進模式單獨可控部件陣列使投射光束具有整個圖案，該光束被一次投射(即單靜態(tài)曝光)到靶部C上。然后基底臺WT沿X和/或Y方向移動，以使不同的靶部C能夠曝光。在步進模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了在單靜態(tài)曝光中成像的靶部C的大小。
2.掃描模式單獨可控部件陣列沿給定的方向(所謂的“掃描方向，例如Y方向”)以速度v移動，以使投射光束PB掃描整個單獨可控部件陣列；同時，基底臺WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同時移動，其中M是鏡頭PL的放大率。在掃描模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了在單動態(tài)曝光中的靶部的寬度(沿非掃描方向)，而掃描運動的長度決定了靶部的高度(沿掃描方向)。
3.脈沖模式單獨可控部件陣列基本保持不動，利用脈沖輻射源將整個圖案投影到基底的靶部C?；着_WT以基本不變的速度移動使得投射光束PB掃描橫跨基底W的線。單獨可控部件陣列上的圖案在輻射系統(tǒng)的脈沖之間根據(jù)要求進行更新，脈沖是定時的使得相繼的靶部C在基底的所需位置曝光。因此，投射光束可以橫跨基底W掃描以曝光基底的條的整個圖案。重復這些步驟直到全部基底被逐線曝光。
4.連續(xù)掃描模式基本與脈沖模式相同，除了利用基本不變的輻射源，單獨可控部件陣列上的圖案隨著投射光束橫跨基底掃描并將其曝光而更新。
也可以使用上述使用的模式的結(jié)合和/或變化、或者完全不同的模式。
圖2a，2b和2c說明了根據(jù)本發(fā)明的裝置。曝光和對準模塊17設(shè)在固定的位置，在其下面的基底10被掃描。圖2a描述了基底馬上到達曝光和對準模塊15之前的狀態(tài)；圖2b描述了基底在曝光和對準模塊下面開始掃描的狀態(tài)；圖2c描述了基底在曝光和對準模塊15下面繼續(xù)掃描的狀態(tài)。
曝光和對準模塊15由檢測器單元16和曝光單元17構(gòu)成。檢測器單元16和曝光單元17通過基準框架18連接，該框架確保曝光單元17與檢測器單元16的相對位置固定?；鶞士蚣?8可以由具有非常低熱膨脹的物質(zhì)形成以確保相對位置穩(wěn)定。然后可以通過在先校準精確地確定相對位置。當在曝光和對準模塊下面掃描基底時，檢測器單元16檢查基底10上的對準標記。利用來自檢查對準標記的信息在掃描方向、橫向(即在基底面內(nèi)并垂直于掃描方向)和垂直于基底的方向精確地確定基底的位置。此外，可以利用對準標記來確定基底在轉(zhuǎn)動自由度的所有三個角度的方向。檢測器單元16也檢查對準標記以確定基底任何熱膨脹/收縮的程度。
由于基底10在曝光和對準模塊15下面掃描，基底的每個部分首先通過檢測器單元16的下面，然后通過曝光單元17的下面。因此，對于基底10的每一部分，由檢測器單元16確定的直線位置、方向和膨脹信息可以傳送到曝光單元17以便當基底通過曝光單元17下面而被曝光時，基底該部分的曝光條件可以得到最優(yōu)化。特別地，對于基底一部分在掃描方向和橫向上的位置誤差，可以調(diào)整被投影到基底該部分的圖案的位置；對于基底該部分在垂直于基底平面方向的位置誤差，可以調(diào)整最佳聚焦象面；以及可以進行放大率校正來校正基底該部分的任何熱膨脹/收縮。在例如制造平板顯示器的裝置中，檢測器單元16可以定位在曝光單元17的前方30cm(距前進的基底的視點)?；紫鄬τ跈z測器單元和曝光單元的掃描速度可以為每秒50mm。因此裝置在利用檢測器單元檢查基底一部分和利用曝光單元照明相同部分之間有6秒的時間。這一時間對于利用來自檢測器單元的數(shù)據(jù)以在曝光單元中根據(jù)要調(diào)整曝光設(shè)定是足夠的。
檢查基底每個部分的對準標記，允許進行連續(xù)的校正。因此，既使當存在基底的局部變形時重疊誤差也可以減小。此外，檢查對準標記和基底以及曝光基底該部分上的圖案之間的時間差異僅由檢測器單元16和曝光單元17的間距以及基底的掃描速度限制。這與目前已知的裝置相反，在已知的裝置中為了對準標記基底首先被完全掃描，然后被完全掃描以曝光圖案。這導致在為了對準標記而檢查基底的給定部分和該部分被曝光之間存在大的時間差異。在這段時間期間，導致重疊誤差的附加變形可能被引入。例如，當基底被曝光時，投影到基底的輻射增加了基底的溫度。該溫度的增加導致基底的熱膨脹。在已知的系統(tǒng)中，曝光期間的熱膨脹不被計入，因為檢查對準標記與曝光為分離的步驟。然而，在本發(fā)明中，計入該膨脹，因為當曝光發(fā)生時檢查對準標記。這對于可以用來成像達到2米長的堿石灰玻璃板的平板顯示光刻法特別重要。對于這樣的板，每1℃溫度變化膨脹大約為8μm。因此，為了提供需要的0.35μm的重疊精度而在曝光期間不檢查對準標記，基底整塊板的溫度需要控制在±0.05℃。這需要復雜的熱控制。
此外，由于本發(fā)明不要求檢查基底上的對準標記的分離處理，每塊基底的處理時間大大地減少。
基底上的對準標記可以是對準光柵，它平行于掃描方向和橫向；如使用的人字形對準標記；或借助于電視成像的圖像識別。對準標記的順序可以布置成平行于相對于檢測器單元16掃描基底的方向的一行或多行，并分布在基底的整個長度上。優(yōu)選至少兩行這樣的對準標記設(shè)在基底上。在每一種情況中，已知的適合于使用對準標記的檢測光學系統(tǒng)設(shè)在檢測器單元16中。
在優(yōu)選的設(shè)置中，沒有在基底上設(shè)置專用的對準標記。取而代之的是，檢測器單元設(shè)有一個或多個傳感器，其可以檢測在之前的處理步驟中在基底上形成的特征圖案。這樣的傳感器可以是連接到控制器的照相機，其中控制器運行圖案識別算法。這種設(shè)置是有利的，因為專用對準標記表示基底的不能用于形成在基底上的器件特征的部分。因此，通過使用器件本身的特征，基底的較大部分可以用于器件的功能部分。這在例如平板顯示器的形成中特別有用，因為對準標記的大小與形成的顯示器的一個像素的大小大約相同。因此如果在顯示器內(nèi)需要對準標記，這將導致在最終器件的該位置處缺少像素，這明顯是不可接受的。在之前的層中形成特征的使用也是有利的，因為當新層正在基底的器件上形成時，確保其與已經(jīng)形成的器件的之前的層正確地覆蓋是必要的。通過直接測量形成在基底上的之前的層的特征位置，技術(shù)人員可以保證下一層正確地覆蓋。如果，如所描述的那樣，檢測器單元檢查代替專用對準標記的形成器件的功能特征，那么在形成器件的邊緣四周包括模擬特征(即呈現(xiàn)與功能特征相似的特征)是必要的，以便確保在器件的邊緣形成功能特征時對準正確。
圖6示意地表示了在平板顯示器的制造期間，形成在基底上的特征圖案的一部分。如圖所示，整個圖案由多個重復單元40構(gòu)成，每個單元包括控制線41，薄膜晶體管42和像素本身43。因此圖像識別系統(tǒng)可以用來識別重復單元并精確地測量特征的位置。有利地，可以使用自學習圖像識別系統(tǒng)。如所指出的那樣，圖案高度可重復。因此圖像識別檢測器可以用于基底上特征位置的精細測量，分離系統(tǒng)可以用于粗略的定位測量因為在基底不同部分上重復單元之間沒有可識別的差異。例如，標尺可以設(shè)在基底上，即一系列的標記表示沿著基底長度方向的位置。標尺可以例如只沿著基底的邊緣設(shè)置。因為其只用于形成在基底上的器件的特征位置的粗略測量。換句話說，標尺不需要形成在基底的下述位置，該位置是形成將在基底上形成的器件的特征所需的。作為選擇，或附加地，通過基底相對于檢測器單元掃描時存儲信息，圖像識別系統(tǒng)能夠進行粗略定位測量。例如，檢測器單元可以計算已經(jīng)掃描通過檢測器單元、形成在基底上的先前層的圖案的重復單元的數(shù)目。因此該計算數(shù)據(jù)可以用來確定哪一個重復單元是其后由圖案識別檢測器來識別的。
被投影到基底的圖案的位置可以通過若干方式移動。首先，當基底10在曝光和對準單元15下掃描時，可以校正它的位置。例如，基底臺可以安裝在提供掃描移動的長沖程模塊上；短沖程?？彀惭b在長沖程模塊和基底臺之間以提供校正移動。或者，曝光和對準單元15，或者至少曝光單元17(或它的一部分)可以安裝在調(diào)節(jié)器上，以提供校正移動以便將圖案投影到基底的校正部分。進一步的選擇是電子地移動形成在單獨可控部件陣列上的圖案(即調(diào)整設(shè)在單獨可控部件陣列上的數(shù)據(jù)，以便圖案在單獨可控部件陣列上出現(xiàn)移動)。如果例如裝置用于連續(xù)掃描模式，則通過在曝光單元17下掃描基底時控制圖案曝光的定時、或者調(diào)整設(shè)定在單獨可控部件陣列上的圖案的定時，可平行于掃描方向調(diào)整投影到基底的圖案位置。當然，也可以使用上述技術(shù)的結(jié)合。
圖3描述了用于本發(fā)明的曝光單元17的詳圖。曝光單元由多個光引擎21構(gòu)成，每個能產(chǎn)生形成圖案的輻射光束，并將其投影到基底10上。如圖3所示，光引擎21布置成垂直于基底掃描方向的兩個陣列22，23。圖4示出了光引擎21的詳圖。光引擎由單獨可控部件陣列25，投影光學系統(tǒng)26和微透鏡陣列27構(gòu)成。兩個或多個光引擎21可以共享一個公用的輻射源，或者每個設(shè)有獨立的輻射源。也應當理解，盡管如圖所示，光引擎使用微透鏡陣列，但是單獨可控部件陣列25可以整個被成像到基底10上。
如圖5所示，光引擎21的陣列22，23產(chǎn)在基底10上生成相應的圖案像31的陣列32，33。在光引擎21的每個陣列22，23中，光引擎之間設(shè)有間隔。該間隔可以用來為光引擎提供輔助服務如冷卻、或者為輻射源提供空間。因此，在投影到基底的形成圖案的像31的陣列32，33中存在間隙。光引擎陣列22，23這樣布置以至于在基底移動一段給定距離后，通過光引擎第二陣列22投影到基底的形成圖案的像31的第二陣列32與通過光引擎第一陣列23投影到基底的形成圖案的像的第一陣列33中的間隙一致。因此，橫跨橫向的基底的整個條可以曝光，盡管在光引擎21之間存在間隙。如圖3和5中所示，存在光引擎21的兩個陣列。然而應當理解，附加的陣列可以設(shè)在曝光單元17中，例如允許光引擎21之間的更大間隙或允許基底的每個部分在單次掃描中接收一次以上的曝光。
在優(yōu)選實施方案中，響應來自檢測器單元16的信息，對于投影到基底的圖案的每次調(diào)整可以用每個光引擎獨立地進行。這可以通過提供單獨的調(diào)節(jié)器以控制每個光引擎21的位置，通過在每個光引擎21的投影光學系統(tǒng)26和/或在微透鏡陣列中提供放大率控制和最佳聚焦像面控制，和/或通過為每個光引擎提供分離的數(shù)據(jù)控制以便可以獨立地應用電子校正來實現(xiàn)。通過這些方式，補償橫跨基底的局部畸變和變形是可能的。然而希望同樣提供總的補償裝置(即影響所有光引擎產(chǎn)生的圖案的補償裝置)來補償例如基底總體上的位置誤差。
在光引擎沒有安裝在單獨的調(diào)節(jié)器的地方，所有光引擎的微透鏡陣列可以安裝在單個優(yōu)選具有非常低熱膨脹的基準框架上。然而，如果需要，每個微透鏡陣列相對于基準框架的位置為可調(diào)的。相似地，所有光引擎的單獨可控部件陣列可以安裝在單獨的基準框架上，每個相對于基準框架的位置為可調(diào)的。因此，可以測量和校準由光引擎產(chǎn)生的圖案的相對位置。
通過改變單獨可控部件陣列的位置以補償基底的任何膨張/收縮或通過任何其他適當?shù)墓鈱W方法，可以調(diào)整每個光引擎的放大率。作為選擇或者附加地，通過用電子儀器改變施加到單獨可控部件陣列的圖案，可以調(diào)整投影到基底的圖案的放大率。如前所述，這一操作可以對于每個光引擎獨立地進行和/或?qū)τ谒泄庖嬲w進行(例如，通過調(diào)整其上安裝有所有單獨可控部件陣列的基準框架的位置)。優(yōu)選地，放大率控制范圍為±15ppm。
在上述實施方案的變形中，檢測器單元16和曝光單元17可以不用嚴格地互相連接或者可以與易受熱膨脹/收縮的框架連接。在這種情況中，必須設(shè)有位置傳感器以監(jiān)控曝光單元17相對于檢測器單元16的位置。從而即使如果不固定，仍然知道相對位置。
如圖7所示，檢測器單元16優(yōu)選由多個傳感器16a，16b構(gòu)成以便可以橫跨基底整個寬度檢查對準標記和/或在基底上先前形成的層的特征。因此，當在曝光單元17中設(shè)置曝光條件時，可以考慮在基底的變形中橫跨基底寬度的變化和/或已經(jīng)形成在基底上的特征的對準。如圖7所示，檢測器單元16中傳感器16a，16b以相應于光引擎在曝光單元17中的布置方式布置。例如，傳感器可以布置成第一傳感器陣列16a和第二傳感器陣列16b，每個陣列包括一組以定距離間隔的傳感器。因此，盡管檢查基底10的整個寬度，但是在每個傳感器16a，16b周圍可以為控制線、維修等設(shè)置間隙。
應當理解，在如上所述的裝置中，每個傳感器16a，16b可以這樣布置以便與給定的一個光引擎21相關(guān)，即利用相關(guān)的光引擎相繼曝光通過給定傳感器檢查的基底的每個部分。也應當理解，該排列并沒有限制為如圖7所示的兩行傳感器，如果方便可以配置成任何數(shù)目的行。另外，檢測器單元16可以這樣布置以至于其不檢查基底10的每個部分。例如，一行傳感器可以橫跨檢測器單元16的寬度布置，但設(shè)置為互相遠離。因此可以直接從傳感器的測量設(shè)置基底上這些區(qū)域的曝光條件。對于沒有通過傳感器檢查的區(qū)域之間的這些區(qū)域，可以通過從兩個或多個檢查基底周圍部分的傳感器中內(nèi)插數(shù)據(jù)來設(shè)置曝光條件。
進一步應當理解，盡管本發(fā)明以上描述主要涉及使用脈沖模式(如上所述)的裝置，其中基底以基本不變的速度移動且曝光為脈沖調(diào)制，但應當理解，本發(fā)明可以同樣地應用于以步進模式(如上所述)工作的裝置和以掃描模式(如上所述)工作的裝置。此外，盡管本發(fā)明涉及使輻射光束形成圖案的單獨可控部件的使用，但應當理解，本發(fā)明可以同樣地應用于利用傳統(tǒng)固定掩模使輻射光束形成圖案的裝置。在這種情況中，可以用于例如以掃描模式工作的裝置檢測器可以位于掩模和基底之間，并布置成在橫跨基底掃描時位于形成圖案的投射光束之前。最后，盡管本發(fā)明描述了按照在曝光和對準單元下面移動的基底，但容易理解，描述的絕對位置對于本發(fā)明不是必要的，裝置的給定部分固定也不是必要的僅有基底相對于曝光和對準單元移動是必要的。
雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方案，但應當理解本發(fā)明可以以不同于上述的方式實施。這些描述并不打算限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光刻裝置，包括-照明系統(tǒng)，提供輻射投射光束；-構(gòu)圖部件，用來使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；-基底臺，支承基底；-投影系統(tǒng)，把形成圖案的光束投影到基底的靶部，-檢測器，在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、檢查基底；和-控制器，響應來自檢測器的信息調(diào)整至少下述一個參數(shù)被投影到基底的圖案相對于基底的位置；被投影到基底的圖案的放大率；和最佳聚焦象面；其中，檢測器有多個傳感器，用于同時檢查橫跨基底整個寬度的基底的多個部分；構(gòu)圖部件和投影系統(tǒng)布置成曝光基底的整個寬度；由此可以在基底相對于裝置的單次通過中檢查和曝光基底。
2.一種光刻裝置，包括-照明系統(tǒng)，提供輻射投射光束；-構(gòu)圖部件，用來使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；-基底臺，支承基底；-投影系統(tǒng)，把形成圖案的光束投影到基底的靶部，-檢測器，在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、檢查基底的部分；和-控制器，響應來自檢測器的信息調(diào)整至少下述一個參數(shù)被投影到基底的圖案相對于基底的位置；被投影到基底的圖案的放大率；和最佳聚焦象面；其中檢測器檢查通過前面的處理步驟所產(chǎn)生的、形成在基底上的器件的功能特征。
3.一種光刻裝置，包括-照明系統(tǒng)，提供輻射投射光束；-構(gòu)圖部件，用來使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；-基底臺，支承基底；和-投影系統(tǒng)，把形成圖案的光束投影到基底的靶部；-檢測器，在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、檢查基底的部分；其中該光刻裝置進一步包括-控制器，響應來自檢測器的信息調(diào)整被投影到基底的圖案的放大率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3的光刻投影裝置，其中檢測器根據(jù)檢查基底的該部分確定至少下述一個參數(shù)基底所述部分相對于檢測器在一個或多個方向上的位置和/或方向，和基底所述部分相對于基底的標準尺度膨脹/收縮。
5.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，其中檢測器相對于投影系統(tǒng)的位置基本上固定和已知。
6.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，進一步包括位置傳感器，該位置傳感器監(jiān)控檢測器相對于投影系統(tǒng)的位置
7.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，進一步包括定位裝置，該定位裝置相對于投影系統(tǒng)和檢測器移動基底以連續(xù)地曝光基底的不同區(qū)域；其中檢測器布置成在基底的給定區(qū)域曝光前檢查該區(qū)域。
8.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，其中該光刻投影裝置配置成在多次曝光的序列期間或在一次曝光期間以基本不變的速度相對于投影系統(tǒng)和檢測器移動基底。
9.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，其中通過至少下述之一調(diào)整被投影到基底的圖案的位置物理移動投影系統(tǒng)和/或構(gòu)圖部件和/或基底，以及調(diào)整曝光的定時。
10.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，其中所述構(gòu)圖部件包括單獨可控部件陣列。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的光刻投影裝置，其中通過至少下述之一調(diào)整被投影到基底的圖案的位置調(diào)整設(shè)置在單獨可控部件陣列上的圖案的定時，通過電子地調(diào)整設(shè)置在單獨可控部件陣列上的圖案的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的光刻投影裝置，其中通過電子地調(diào)整設(shè)置在單獨可控部件陣列上的圖案來調(diào)整被投影到基底的圖案的放大率。
13.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，其中構(gòu)圖部件包括多個相互分離設(shè)置的單獨可控部件陣列；和控制器相應于至少一個單獨可控部件陣列可以獨立調(diào)整至少下述一個參數(shù)被投影到基底的圖案的位置，被投影到基底的圖案的放大率和/或最佳聚焦象面。
14.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，其中檢測器有多個傳感器，用于同時檢查相互分離設(shè)置的基底的多個部分。
15.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，其中檢測器檢查基底上的對準標記。
16.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的光刻投影裝置，其中檢測器檢查前面的處理步驟所產(chǎn)生的、形成在基底上的器件的特征。
17.一種器件制造方法，包括-提供基底；-利用照明系統(tǒng)提供輻射投射光束；-利用構(gòu)圖部件使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；-將形成圖案的輻射光束投影到基底的靶部，-在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、利用檢測器檢查基底的部分，；和-響應來自檢測器的信息調(diào)整至少下述一個參數(shù)被投影到基底的圖案相對于基底的位置；被投影到基底的圖案的放大率；和最佳聚焦象面；其中，檢測器有多個傳感器，用于同時檢查橫跨基底整個寬度的基底的多個部分；構(gòu)圖部件和投影系統(tǒng)布置成曝光基底的整個寬度；和該方法進一步包括在基底相對于該光刻裝置的單次通過中檢查基底和曝光在基底上的圖案。
18.一種器件制造方法，包括-提供基底；-利用照明系統(tǒng)提供輻射投射光束；-利用構(gòu)圖部件使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；-將形成圖案的輻射光束投影到基底的靶部，-在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置的同時、利用檢測器檢查基底的部分；和-響應來自檢測器的信息調(diào)整至少下述一個參數(shù)被投影到基底的圖案相對于基底的位置，被投影到基底的圖案的放大率和最佳聚焦象面；其中檢測器檢查前面的處理步驟所產(chǎn)生的、形成在基底上的器件的功能特征。
19.一種器件制造方法，包括-提供基底；-利用照明系統(tǒng)提供輻射投射光束；-利用構(gòu)圖部件使投射光束在其橫截面內(nèi)具有圖案；-將形成圖案的輻射光束投影到基底的靶部，-在基底位于投影系統(tǒng)將形成圖案的光束投影到基底的位置同時、利用檢測器檢查基底的部分，；和-響應來自檢測器的信息調(diào)整被投影到基底的圖案的放大率。
全文摘要
光刻裝置，其中在基底的曝光期間檢查基底上的對準標記、以便優(yōu)化曝光條件。
文檔編號G03F7/20GK1573576SQ20041007146
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月30日
發(fā)明者R·A·喬治, 桂成群, P·W·H·德伽葛爾, R·E·范柳文, J·萡滬恩 申請人:Asml荷蘭有限公司