專利名稱：光刻設(shè)備和傳感器校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于校準(zhǔn)輔助傳感器系統(tǒng)的方法、光刻設(shè)備以及用于測量 目標(biāo)位置的位置測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上(通常到所述襯底的目標(biāo)部分上)的機器。例如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造中。在 這種情況下，可以將可選地稱為掩?；蜓谀０?reticle)的圖案形成裝置用于 生成在所述IC的單層上待形成的電路圖案。可以將該圖案轉(zhuǎn)移到襯底(例 如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一部分管芯、 一個或多個管芯) 上。典型地，經(jīng)由成像將所述圖案轉(zhuǎn)移到在所述襯底上設(shè)置的輻射敏感材 料(抗蝕劑)層上。通常，單獨的襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部 分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括所謂步進機，在所述步進機中，通過將 全部圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個目標(biāo)部分；以及所謂掃 描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向("掃描"方向)掃描所 述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行地掃描所述襯底來輻射每一個目 標(biāo)部分。還可以通過將所述圖案壓印(imprinting)到所述襯底上，將所述 圖案從所述圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到所述襯底上。在光刻設(shè)備中已經(jīng)提出利用編碼器測量系統(tǒng)測量襯底臺的位置。另 外，所述襯底臺可能設(shè)置有編碼器傳感器，所述編碼器傳感器將測量束引 導(dǎo)到光柵上。所述光柵可以被連接到光刻設(shè)備的結(jié)構(gòu)，例如光刻設(shè)備的量 測框架。然而，所述參考結(jié)構(gòu)可能經(jīng)受振動或其他機械干擾，這可能導(dǎo)致 安裝到其上的光柵的振動。自然地，由于所述光柵相對于其所需位置的位 移可能導(dǎo)致對應(yīng)的編碼器的讀取錯誤，所以這種振動可能導(dǎo)致編碼器測量 系統(tǒng)的誤差。為了解決所述問題，輔助傳感器系統(tǒng)可以設(shè)置用于測量光柵相對于參考物的位置。通過修正編碼器系統(tǒng)對于由輔助傳感器系統(tǒng)所提供的光柵的 位置偏差的讀出，可以增加所述編碼器測量系統(tǒng)的測量精度，由此能夠減 小上述振動或其他干擾的作用。發(fā)明內(nèi)容旨在有助于輔助傳感器系統(tǒng)的校準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種用于校準(zhǔn)輔助傳感器系統(tǒng)的方法。所 述輔助傳感器系統(tǒng)可以被用于測量光柵相對于參考物的位置，所述光柵形 成編碼器測量系統(tǒng)的一部分，所述編碼器測量系統(tǒng)用于測量光刻設(shè)備的襯 底臺的位置，其中所述編碼器測量系統(tǒng)還包括安裝到襯底臺上的傳感器。 所述方法包括激勵光柵以沿著所述輔助傳感器系統(tǒng)的至少一個測量方向運動； 在所述運動過程中，從傳感器系統(tǒng)獲得輔助傳感器系統(tǒng)輸出信號；以及基于在所述運動過程中獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的 參數(shù)，以由此校準(zhǔn)所述輔助傳感器系統(tǒng)。在本發(fā)明的另一個實施例中，提供一種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括 照射系統(tǒng)，所述照射系統(tǒng)配置用于調(diào)節(jié)輻射束；支撐件，所述支撐件構(gòu)建用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置 能夠?qū)D案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，以形成圖案化的輻射束； 襯底臺，所述襯底臺構(gòu)建用于保持襯底；以及投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)配置用于將所述圖案化的輻射束投影到襯底 的目標(biāo)部分上。光刻設(shè)備還包括用于測量襯底臺位置的編碼器測量系統(tǒng)。所述編碼器 測量系統(tǒng)包括傳感器和傳感器目標(biāo)，所述傳感器被安裝到襯底臺，所述傳 感器目標(biāo)包括光柵。輔助傳感器系統(tǒng)設(shè)置用于測量所述光柵相對于參考物 的位置，且設(shè)置激勵裝置用于激勵所述光柵。所述光刻設(shè)備設(shè)置用于由激勵裝置激勵所述光柵，以由此使所述光柵沿著所述輔助傳感器系 統(tǒng)的至少一個測量方向運動；在所述運動過程中，從所述傳感器系統(tǒng)獲得輔助傳感器系統(tǒng)的輸出信號；以及根據(jù)所獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的參數(shù)，以由此校準(zhǔn) 所述輔助傳感器系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括 照射系統(tǒng)，所述照射系統(tǒng)配置用于調(diào)節(jié)輻射束；支撐件，所述支撐件構(gòu)建用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置 能夠?qū)D案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，以形成圖案化的輻射束； 襯底臺，所述襯底臺構(gòu)建用于保持襯底；以及投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)配置用于將所述圖案化的輻射束投影到襯底 的目標(biāo)部分上。所述光刻設(shè)備還包括用于測量襯底臺和所述支撐件中的一個的位置 的編碼器測量系統(tǒng)。所述編碼器測量系統(tǒng)包括傳感器和傳感器目標(biāo)，所述 傳感器被安裝到襯底臺和所述支撐件中的一個上，所述傳感器目標(biāo)包括光 柵。輔助傳感器系統(tǒng)設(shè)置用于測量光柵相對于參考物的位置，而激勵裝置 設(shè)置用于激勵所述光柵。所述光刻設(shè)備設(shè)置用于-由激勵裝置激勵所述光柵，以由此使所述光柵沿著所述傳感器系統(tǒng)的 至少一個測量方向運動；在所述運動過程中，從所述輔助傳感器系統(tǒng)獲得輔助傳感器系統(tǒng)輸出 信號；以及根據(jù)所獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的參數(shù)，以由此校準(zhǔn) 所述輔助傳感器系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供一種用于測量目標(biāo)位置的位置測量 系統(tǒng)，所述位置測量系統(tǒng)包括安裝到所述目標(biāo)上的傳感器以及包括光柵的 傳感器目標(biāo)。所述位置測量系統(tǒng)還包括輔助傳感器系統(tǒng)，所述輔助傳感 器系統(tǒng)用于測量所述光柵相對于參考物的位置；以及激勵裝置，所述激勵 裝置用于激勵所述光柵。所述位置測量系統(tǒng)設(shè)置用于由激勵裝置激勵所述光柵，以由此使所述光柵沿著所述輔助傳感器系 統(tǒng)的至少一個測量方向運動；在所述運動過程中，從所述傳感器系統(tǒng)獲得輔助傳感器系統(tǒng)輸出信 號；以及根據(jù)所獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的參數(shù)，以由此校準(zhǔn)
所述輔助傳感器系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供一種用于校準(zhǔn)增量傳感器系統(tǒng)的方
法，所述傳感器系統(tǒng)用于測量光柵相對于參考物的位置。所述光柵是用于
測量目標(biāo)位置的編碼器測量系統(tǒng)的一部分。所述編碼器測量系統(tǒng)還包括安
裝到所述目標(biāo)上的傳感器。所述方法包括
激勵光柵以沿著所述傳感器系統(tǒng)的至少一個測量方向運動； 在所述運動過程中，從傳感器系統(tǒng)獲得傳感器系統(tǒng)輸出信號；以及 基于在所述運動過程中獲得的輸出信號調(diào)整所述傳感器系統(tǒng)的參數(shù)，
以由此校準(zhǔn)所述傳感器系統(tǒng)。


在此僅借助示例，參照所附示意圖對本發(fā)明的實施例進行描述，在所 附示意圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分，且其中 圖l示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的光刻設(shè)備； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的光刻設(shè)備的一部分的示意圖； 圖3A-3C是光柵的運動及其激勵圖案的定時圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的輔助測量系統(tǒng)和激勵裝置的俯視示意圖。
具體實施例方式
圖l示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設(shè)備。所述設(shè)備包 括照射系統(tǒng)(照射器)IL，配置用于調(diào)節(jié)輻射束B (例如，紫外輻射或 任何其他合適的輻射)；掩模支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，配置用于支撐 圖案形成裝置(例如掩模)MA并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位 圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連。所述設(shè)備也包括襯底臺(例如晶 片臺)WT或"襯底支撐件"，配置用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶 片)W，并與配置用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW 相連。所述設(shè)備還包括投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，所述投 影系統(tǒng)PS配置用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標(biāo)部分C (例如包括一根或多根管芯)上。
所述照射系統(tǒng)IL可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射 型、磁性型、電磁型、靜電型或其他類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以 引導(dǎo)、成形、或控制輻射。
掩模支撐結(jié)構(gòu)MT支撐圖案形成裝置MA，即承擔(dān)所述圖案形成裝置 MA的重量。它以依賴于圖案形成裝置MA的取向、光刻設(shè)備的設(shè)計以及諸 如圖案形成裝置MA是否保持在真空環(huán)境或低壓(氣體、空氣或預(yù)定的氣 體混合物)環(huán)境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置。所述掩模支撐結(jié) 構(gòu)MT可以采用機械的、真空的、靜電的或其他夾持技術(shù)保持圖案形成裝 置MA。所述掩模支撐結(jié)構(gòu)MT可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成 為固定的或可移動的。所述掩模支撐結(jié)構(gòu)MT可以確保圖案形成裝置MA位 于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng)PS)。在這里任何使用的術(shù)語"掩 模版"或"掩模"都可以認(rèn)為與更上位的術(shù)語"圖案形成裝置"同義。
這里所使用的術(shù)語"圖案形成裝置"應(yīng)該被廣泛地理解為表示能夠用 于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束以便在襯底W的目標(biāo)部分C上 形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意，被賦予輻射束B的圖案可能不與在襯底 W的目標(biāo)部分C上所需的圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特征 或所謂輔助特征)。通常，被賦予輻射束B的圖案將與在目標(biāo)部分C上形 成的器件中的特定的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。
圖案形成裝置MA可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例 包括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在 光刻中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替相移掩模類型、衰減 相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的 示例采用小反射鏡的矩陣布置，可以獨立地傾斜每一個小反射鏡，以便沿 不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射 鏡矩陣反射的輻射束。
應(yīng)該將這里使用的術(shù)語"投影系統(tǒng)"廣泛地解釋為包括任意類型的投 影系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光 學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如 使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這里使用的任何術(shù)語"投影透鏡"可以認(rèn)為是與更上位的術(shù)語"投影系統(tǒng)"同義。
如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替 代地，所述設(shè)備可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射 鏡陣列，或采用反射式掩模)。
所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺或"襯底支撐件" (和/或兩個或更多的掩模臺或"掩模支撐件")的類型。在這種"多臺" 機器中，可以并行地使用附加的臺或支撐件，或可以在將一個或更多個其 他臺或支撐件用于曝光的同時，在一個或更多個臺或支撐件上執(zhí)行預(yù)備步 驟。
所述光刻設(shè)備也可以是其中至少一部分襯底可以被具有相對高折射
率的液體(例如水)覆蓋的類型，以便填充投影系統(tǒng)PS和襯底w之間的
空隙。浸沒液也可以被應(yīng)用到光刻設(shè)備中的其他空隙中(例如在所述掩模
MA和投影系統(tǒng)PS之間)。浸沒技術(shù)可以被用于增加投影系統(tǒng)PS的數(shù)值 孔徑。這里所使用的該術(shù)語"浸沒"并不意味著結(jié)構(gòu)(例如襯底W)必須 浸在液體中，而僅僅意味著在曝光過程中，液體位于投影系統(tǒng)PS和襯底 W之間。
參照圖l，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源SO 和所述光刻設(shè)備可以是分立的實體(例如當(dāng)該源SO為準(zhǔn)分子激光器時)。 在這種情況下，不會將該源SO考慮成光刻設(shè)備的組成部分，并且通過包 括例如合適的引導(dǎo)反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻 射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其他情況下，所述源SO可以是 所述光刻設(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源SO是汞燈時)?？梢詫⑺鲈?SO和所述照射器IL、以及如果需要時的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻 射系統(tǒng)。
所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束B的角強度分布的調(diào)整 器AD。通常，可以對所述照射器IL的光瞳平面中的強度分布的至少所述 外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般分別稱為a-外部和cT-內(nèi)部)進行調(diào)整。此 外，所述照射器IL可以包括各種其他部件，例如積分器IN和聚光器CO。 可以將所述照射器用于調(diào)節(jié)所述輻射束B，以在其橫截面中具有所需的均 勻性和強度分布。所述輻射束B入射到保持在掩模支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)MT上的
所述圖案形成裝置(例如，掩模)MA上，并且通過所述圖案形成裝置 MA來形成圖案。己經(jīng)穿過掩模MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng) PS，所述PS將輻射束B聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通過第二 定位裝置PW和位置傳感器IF (例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳 感器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同目標(biāo)部 分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲 取之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感 器(圖1中未明確示出)用于將掩模MA相對于所述輻射束B的路徑精 確地定位。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程 模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實現(xiàn)掩模臺MT的移動。 類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短 行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WT或"襯底件"的移動。在步進機的情況下 (與掃描器相反)，所述掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以 是固定的?？梢允褂醚谀R標(biāo)記M1、 M2和襯底對齊標(biāo)記P1、 P2來對 齊掩模MA和襯底W。盡管所示的襯底對齊標(biāo)記P1、 P2占據(jù)了專用目標(biāo) 部分，但是他們可以位于目標(biāo)部分之間的空隙(這些公知為劃線對齊標(biāo)記) 上。類似地，在將多于一個的管芯設(shè)置在掩模MA上的情況下，所述掩模 對齊標(biāo)記可以位于所述管芯之間。
可以將所述設(shè)備用于以下模式的至少一種
1. 在步進模式中，在將賦予所述輻射束B的整個圖案一次投影到目 標(biāo)部分C上的同時，將掩模臺MT或"掩模支撐件"和所述襯底臺WT或
"襯底支撐件"保持為基本靜止(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯 底臺WT或"襯底支撐件"沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標(biāo) 部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光 中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。
2. 在掃描模式中，在將賦予所述輻射束B的圖案投影到目標(biāo)部分C 上的同時，對掩模臺MT或"掩模支撐件"和襯底臺WT或"襯底支撐件" 同步地進行掃描(即，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT或"襯底支撐件" 相對于掩模臺MT或"掩模支撐件"的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描模式中，曝光場的 最大尺寸限制了單一的動態(tài)曝光中的所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方 向)，而所述掃描運動的長度確定了所述目標(biāo)部分的高度(沿所述掃描方 向)。
3.在另一個模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT 或"掩模支撐件"保持為基本靜止?fàn)顟B(tài)，并且在將賦予所述輻射束的圖案
投影到目標(biāo)部分C上的同時，對所述襯底臺WT或"襯底支撐件"進行移 動或掃描。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT
或"襯底支撐件"的每一次移動之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間， 根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于應(yīng)用于利用 可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模 光刻中。
也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。
圖2高度示意性地示出晶片臺WT，在此也稱為襯底臺。襯底臺WT保 持襯底W，所述襯底W經(jīng)由投影系統(tǒng)PS被輻射。為了測量襯底臺WT的位 置，提供編碼器，所述編碼器包括光柵GT和編碼器傳感器ES，所述光柵 GT包括一維或兩維圖案，而編碼器傳感器ES可能包括光源，所述光源 用于生成被引導(dǎo)到光柵GT上的輻射束；以及傳感器，所述傳感器用于檢 測回到編碼器傳感器ES上的輻射束。襯底臺WT的位移將導(dǎo)致編碼傳感器 ES相對于光柵GT的位移，因為返回到傳感器ES的光能將由于光柵GT的元 素(例如線、條紋、點等)的遷移而發(fā)生變化，所以，由于所述光柵上的 所述一維或兩維圖案，編碼傳感器ES相對于光柵GT的位移將導(dǎo)致由編碼 傳感器ES所提供的信號的對應(yīng)變化。在該實施例中，光柵GT被連接到量 測框架MF，所述量測框架MF可以提供光刻設(shè)備的參考結(jié)構(gòu)。投影系統(tǒng)PS 也可能被量測框架MF保持，所述保持或者以剛性方式實現(xiàn)，或者通過有 源或無源、剛性或彈性安裝(未示出)實現(xiàn)。
問題在于量測框架MF可能經(jīng)受振動、干擾或可能使光柵GT相對于參 考物(在本實施例中是投影系統(tǒng)PS，或更精確地是投影系統(tǒng)PS的光軸AX) 運動的其他效應(yīng)。光柵GT的這種運動可能導(dǎo)致由將光柵GT作為一部分的 編碼器進行的測量的誤差。可能存在使光柵GT發(fā)生位移的其他原因，并可能在例如熱膨脹等過程中被發(fā)現(xiàn)。
為了能夠在一定的程度上補償這種效應(yīng)，可以設(shè)置輔助傳感器系統(tǒng)
ASS，所述輔助傳感器系統(tǒng)ASS測量光柵GT相對于參考物(在本實施例中 是投影系統(tǒng)PS，或更精確地是投影系統(tǒng)PS的光軸AX)的位置。輔助傳感 器系統(tǒng)ASS可能依次包括編碼器，所述編碼器測量輔助系統(tǒng)部分ASP1相對 于輔助系統(tǒng)部分ASP2的位置。輔助系統(tǒng)部分ASP2例如可以與投影系統(tǒng)PS 的下游投影透鏡的透鏡固定件相連。因為輔助傳感器系統(tǒng)ASS的任何誤差 將導(dǎo)致襯底臺WT相對于投影系統(tǒng)PS或其光軸AX的測量誤差，所以對于輔 助傳感器系統(tǒng)ASS的分辨率的要求可能很高，并可能與襯底臺WT的定位 精度要求是可比的或低于襯底臺WT的定位精度要求。因此，可能要求或 希望輔助傳感器系統(tǒng)ASS的周期性的校準(zhǔn)。例如，輔助傳感器系統(tǒng)ASS可 能包括增量編碼器(例如光學(xué)增量編碼器)，盡管其他類型的傳感器也可 以被使用，例如電容傳感器、感應(yīng)傳感器(例如渦電流、LVDT (線性可 變差動變壓器))、干涉儀等。在增量編碼器的情況下，多種效應(yīng)可能導(dǎo)致 其產(chǎn)生誤差，例如光強和反射的變化、在一個信號周期內(nèi)的非線性等。為 了能夠考慮這些效應(yīng)，可能需要進行周期性校準(zhǔn)。
本發(fā)明可以被用于解決與對輔助傳感器系統(tǒng)ASS進行校準(zhǔn)而達到所 需的精度水平相關(guān)的挑戰(zhàn)。輔助傳感器系統(tǒng)ASS的去除和光刻設(shè)備外部的 校準(zhǔn)可能不是可行的選擇，這是因為所述去除和替換本身可能生成誤差， 所述誤差無法在校準(zhǔn)中考慮。替代地，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述校準(zhǔn) 可能通過以下步驟進行激勵所述光柵使其沿著輔助傳感器系統(tǒng)ASS的至 少一個測量方向(在本實施例中，所述測量方向由圖2中的MD示意性地表 示)進行運動；在所述運動過程中，從輔助傳感器系統(tǒng)ASS獲得輔助傳感 器系統(tǒng)輸出信號；以及基于由此獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng) ASS的參數(shù)。為了進行所述校準(zhǔn)，可以調(diào)整輔助傳感器系統(tǒng)ASS的多個參 數(shù)，例如激光功率、激光波長、增益和/或其偏置。同時，由于可以將所 述輔助傳感器系統(tǒng)輸出信號的圖案與所述運動相比、以獲得輔助傳感器系 統(tǒng)ASS相比其理想響應(yīng)的響應(yīng)偏差，所以可以校準(zhǔn)輔助傳感器系統(tǒng)ASS的
非線性。
由于將光柵GT以高剛度安裝到量測框架MF上，且光柵GT的這種運動后續(xù)需要很大的力，所以所述激勵可能以與所述光柵的諧振頻率同步的方 式提供，由此以相對小的力提供相對大的光柵運動幅度。其示例在圖3A 中給出，在圖3A中，以與所述光柵的諧振同步的方式設(shè)置脈沖式激勵力
EF，由此所述光柵產(chǎn)生如圖3A所示的位移D。
替代地，所述激勵可以通過階躍函數(shù)(如圖3B所示)或脈沖函數(shù)(如 圖3C所示)提供，以形成所述光柵的諧振。
本發(fā)明在此公開的方面也可以被應(yīng)用于所謂雙臺光刻設(shè)備的測量臺。 同時，在測量循環(huán)中，測量襯底W的表面上和/或襯底臺WT上的對齊標(biāo)記。 輔助傳感器系統(tǒng)ASS可以但不一定需要提供在一個或更多個水平方向上
、圖4示意性地示出光柵GT和投影系統(tǒng)PS的俯視圖。在該示例中，提供 兩個輔助傳感器系統(tǒng)ASS，即輔助傳感器系統(tǒng)ASS1和輔助傳感器系統(tǒng) ASS2，然而，在另外的實施例中，可以提供更多個輔助傳感器。輔助傳 感器系統(tǒng)ASS1測量光柵GT相對于投影系統(tǒng)PS在測量方向MD1上的位置， 而輔助傳感器系統(tǒng)ASS2測量光柵GT相對于投影系統(tǒng)PS在第二測量方向 MD2上的位置。第一測量方向MD1和第二測量方向MD2在該示例中相互 垂直，這兩個測量方向都沿著光柵GT的表面，并在晶片臺WT的運動方向 上。
圖4還示出激勵裝置ED，所述激勵裝置ED通過激勵力EF提供對光柵 GT的激勵，由于所述激勵力與第一測量方向MD1和第二測量方向MD2成 大約45度的角度，所以所述力的方向能夠使得所述光柵運動。由此，光柵 GT的單一運動可能足以提供在大約第一測量方向MD1和第二測量方向 MD2上的光柵GT的運動，并允許根據(jù)相同的運動校準(zhǔn)第一輔助傳感器系 統(tǒng)ASS1和第二輔助傳感器系統(tǒng)ASS2。
可以采用多種致動器，例如氣動致動器、液壓致動器、氣流致動器(例 如提供脈沖氣流)、吸入式氣動致動器、壓電式致動器、橫向動力激勵弦 線致動器(traverse power excited string actuator)(其中用于牽拉光柵的弦 線設(shè)置有橫向力以根據(jù)需要增加弦線的牽引力)、電磁致動器、聲學(xué)致動
器等o
在上述示例中，假定所述致動器作用在光柵GT上。然而，存在多種其他的可能性例如可能所述致動器存在于光刻設(shè)備的透鏡固定件上。在
一些光刻設(shè)備設(shè)計中，投影系統(tǒng)PS的至少一個透鏡可能設(shè)置有有源透鏡固
定件，所述有源透鏡固定件包括考慮用于定位透鏡的致動器。通過對這種 致動器進行激勵以例如提供對應(yīng)于光柵的諧振頻率的頻率，振動圖案可能 在投影系統(tǒng)PS中生成，并因此在量測框架中和/或光柵中形成振動圖案， 這可以作為光柵諧振的結(jié)果。作為另一個示例，致動器，換句話說激勵裝 置，可能作用在所述量測框架上，并由此使得例如所述量測框架以與光柵 GT的諧振方式很好地相符的(非諧振或諧振)頻率振動，所述光柵GT的
諧振方式可以使光柵進行諧振。
盡管在上文中，根據(jù)本發(fā)明的原理己經(jīng)參照襯底臺WT和襯底臺的定 位進行了描述，但是在此所述的原理也可以等價地應(yīng)用于掩模臺MT (也 稱為支撐件)的定位。
另外，在上文中，已經(jīng)描述了光柵GT的諧振。這種諧振可以包括提 供沿著各個測量方向MD、 MD1和MD2的光柵GT的運動的任意諧振方式。 所述運動的方向可能包括與投影系統(tǒng)PS的光軸AX基本垂直的方向。
上文不僅可以應(yīng)用于光刻設(shè)備，在任何條件下，校準(zhǔn)方法可以被應(yīng)用 于測量光柵位置的任何輔助傳感器系統(tǒng)，所述光柵為編碼器測量系統(tǒng)的組 成部分。
盡管在本文中可以做出具體的參考，將所述光刻設(shè)備用于制造IC， 但應(yīng)當(dāng)理解這里所述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如，集成光學(xué)系統(tǒng)、 磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器、薄膜磁頭的制 造等。對于普通的技術(shù)人員，應(yīng)該理解的是，在這種替代應(yīng)用的情況中， 可以將其中使用的任意術(shù)語"晶片"或"管芯"分別認(rèn)為是與更上位的術(shù) 語"襯底"或"目標(biāo)部分"同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后 進行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝 光的抗蝕劑進行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗工具中。在可應(yīng)用的 情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其他襯底處理工具中。另外， 所述襯底可以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層IC，使得這里使用的所述術(shù) 語"襯底"也可以表示已經(jīng)包含多個已處理層的襯底。
盡管以上己經(jīng)做出了具體的參考，在光學(xué)光刻的情況中使用本發(fā)明的實施例，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以用于其他應(yīng)用中，例如壓印光刻， 并且只要情況允許，不局限于光學(xué)光刻。在壓印光刻中，圖案形成裝置中 的拓?fù)湎薅嗽谝r底上產(chǎn)生的圖案。可以將所述圖案形成裝置的拓?fù)溆∷?到提供給所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過施加電磁輻射、熱、壓力或 其組合來使所述抗蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之后，所述圖案形成裝置 從所述抗蝕劑上移走，并在抗蝕劑中留下圖案。
這里使用的術(shù)語"輻射"和"束"包含全部類型的電磁輻射，包括
紫外輻射(例如具有約365、 248、 193、 157或126 nm的波長)和極紫外 輻射(例如具有5-20nm范圍內(nèi)的波長)，以及粒子束，例如離子束或電子 束。
在上下文允許的情況下，所述術(shù)語"透鏡"可以表示各種類型的光學(xué) 部件中的任何一種或它們的組合，包括折射式、反射式、磁性式、電磁式 和靜電式的光學(xué)部件。
盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實施例，但是應(yīng)該理解的是本發(fā) 明可以以與上述不同的形式實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采取包含用于描述上 述公開的方法的一個或更多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或 者采取具有在其中存儲的這種計算機程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的形式(例如， 半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)。
以上的描述是說明性的，而不是限制性的。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)理解，在不背離所附的權(quán)利要求的保護范圍的條件下，可以對本發(fā)明 進行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于校準(zhǔn)輔助傳感器系統(tǒng)的方法，所述輔助傳感器系統(tǒng)適用于測量光柵相對于參考物的位置，所述光柵形成用于測量光刻設(shè)備的襯底臺的位置的編碼器測量系統(tǒng)的一部分，所述編碼器測量系統(tǒng)還包括安裝到襯底臺上的傳感器，所述方法包括步驟激勵光柵以沿著所述輔助傳感器系統(tǒng)的至少一個測量方向運動；在所述運動過程中，從所述輔助傳感器系統(tǒng)獲得輔助傳感器系統(tǒng)輸出信號；以及基于在所述運動過程中獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的參數(shù)，以由此校準(zhǔn)所述輔助傳感器系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述光柵的激勵以與所述光柵的 諧振頻率同步的方式進行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述激勵包括通過階躍函數(shù)或脈 沖函數(shù)激勵所述光柵。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述運動處于基本沿著光刻設(shè)備 的襯底臺的運動平面的方向上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述參考物是光刻設(shè)備投影透鏡 和光刻設(shè)備對準(zhǔn)測量裝置中的一個。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的參數(shù) 的步驟包括調(diào)整激光功率、激光波長、所述輔助傳感器系統(tǒng)的增益和偏置 中的至少一個。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述測量方向包括第一和第二測 量方向，所述第一和第二測量方向大體相互垂直，其中所述運動與所述第 一和第二測量方向基本成45度角。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述光柵由氣動致動器、液壓致 動器、氣流致動器、吸入式氣動致動器、壓電式致動器、橫向動力激勵弦 線致動器、電磁致動器和聲學(xué)致動器中的至少一種激勵。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述光柵的激勵包括激勵光刻設(shè)備的透鏡固定件致動器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述光柵的激勵包括以所述投 影透鏡或所述光柵的諧振頻率激勵量測框架。
11. 一種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括 照射系統(tǒng)，所述照射系統(tǒng)配置用于調(diào)節(jié)輻射束；支撐件，所述支撐件構(gòu)建用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置 能夠?qū)D案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，以形成圖案化的輻射束； 襯底臺，所述襯底臺構(gòu)建用于保持襯底；投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)配置用于將所述圖案化的輻射束投影到襯底的目標(biāo)部分上；適用于測量襯底臺位置的編碼器測量系統(tǒng)，所述編碼器測量系統(tǒng)包括 傳感器和傳感器目標(biāo)，所述傳感器被安裝到襯底臺，所述傳感器目標(biāo)包括 光柵；輔助傳感器系統(tǒng)，所述輔助傳感器系統(tǒng)適用于測量所述光柵相對于參 考物的位置；以及激勵裝置，所述激勵裝置適用于激勵所述光柵，其中所述光刻設(shè)備設(shè) 置用于.-由激勵裝置激勵所述光柵，以由此使所述光柵沿著所述輔助傳感 器系統(tǒng)的至少一個測量方向運動；在所述運動過程中，從所述輔助傳感器系統(tǒng)獲得輔助傳感器系統(tǒng) 輸出信號；以及根據(jù)所獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的參數(shù)，以由此 校準(zhǔn)所述輔助傳感器系統(tǒng)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光刻設(shè)備，其中所述激勵裝置適用于以與 所述光柵的諧振頻率同步的方式進行激勵。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光刻設(shè)備，其中所述激勵裝置適用于根據(jù) 階躍函數(shù)或脈沖函數(shù)對所述光柵進行激勵。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光刻設(shè)備，其中所述運動處于基本沿著光 刻設(shè)備的襯底臺的運動平面的方向上。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光刻設(shè)備，其中所述參考物是光刻設(shè)備投影透鏡或光刻設(shè)備對準(zhǔn)測量裝置。
16. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光刻設(shè)備，其中所述光刻設(shè)備適用于通過 校準(zhǔn)激光功率、激光波長、所述傳感器系統(tǒng)的增益和偏置中的至少一個來 對所述輔助傳感器系統(tǒng)進行校準(zhǔn)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光刻設(shè)備，其中所述測量方向包括第一和 第二測量方向，所述第一和第二測量方向大體相互垂直，其中所述激勵裝置適用于使光柵以與所述第一和第二測量方向基本成45度角運動。
18. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光刻設(shè)備，其中激勵裝置包括氣動致動器、 液壓致動器、氣流致動器、吸入式氣動致動器、壓電式致動器、橫向動力 激勵弦線致動器、電磁致動器和聲學(xué)致動器中的至少一種。
19. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光刻設(shè)備，其中所述激勵裝置適用于通過 激勵光刻設(shè)備的透鏡固定件致動器來激勵所述光柵。
20. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光刻設(shè)備，其中所述激勵裝置適用于通過 以所述投影透鏡或所述光柵的諧振頻率致動量測框架來激勵所述光柵。
21. —種光刻設(shè)備，所述光刻設(shè)備包括 照射系統(tǒng)，所述照射系統(tǒng)配置用于調(diào)節(jié)輻射束；支撐件，所述支撐件構(gòu)建用于支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置 能夠?qū)D案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，以形成圖案化的輻射束； 襯底臺，所述襯底臺構(gòu)建用于保持襯底；投影系統(tǒng)，所述投影系統(tǒng)配置用于將所述圖案化的輻射束投影到襯底 的目標(biāo)部分上；用于測量襯底臺和所述支撐件中的一個的位置的編碼器測量系統(tǒng)，所 述編碼器測量系統(tǒng)包括傳感器和傳感器目標(biāo)，所述傳感器被安裝到襯底臺 和所述支撐件中的一個上，所述傳感器目標(biāo)包括光柵；輔助傳感器系統(tǒng)，所述輔助傳感器系統(tǒng)用于測量光柵相對于參考物的 位置；以及激勵裝置，所述激勵裝置適用于激勵所述光柵，其中所述光刻設(shè)備設(shè) 置用于由激勵裝置激勵所述光柵，以由此使所述光柵沿著所述輔助傳感 器系統(tǒng)的至少一個測量方向運動；在所述運動過程中，從所述輔助傳感器系統(tǒng)獲得輔助傳感器系統(tǒng)輸出信號；以及根據(jù)所獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的參數(shù)，以由此 校準(zhǔn)所述輔助傳感器系統(tǒng)。
22. —種用于測量目標(biāo)的位置的位置測量系統(tǒng)，所述位置測量系統(tǒng)包括傳感器，所述傳感器安裝到所述目標(biāo)上； 傳感器目標(biāo)，所述傳感器目標(biāo)包括光柵；輔助傳感器系統(tǒng)，所述輔助傳感器系統(tǒng)適用于測量所述光柵相對于參 考物的位置；以及激勵裝置，所述激勵裝置適用于激勵所述光柵，所述位置測量系統(tǒng)設(shè) 置用于由激勵裝置激勵所述光柵，以由此使所述光柵沿著所述輔助傳感 器系統(tǒng)的至少一個測量方向運動；在所述運動過程中，從所述輔助傳感器系統(tǒng)獲得輔助傳感器系統(tǒng) 輸出信號；以及根據(jù)所獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的參數(shù)，以由此 校準(zhǔn)所述輔助傳感器系統(tǒng)。
23. —種用于校準(zhǔn)增量傳感器系統(tǒng)的方法，其中所述增量傳感器系統(tǒng) 適用于測量光柵相對于參考物的位置，所述光柵形成用于測量目標(biāo)的位置 的編碼器測量系統(tǒng)的一部分，所述編碼器測量系統(tǒng)還包括安裝到所述目標(biāo) 上的傳感器，所述方法包括激勵光柵以沿著所述傳感器系統(tǒng)的至少一個測量方向運動； 在所述運動過程中，從傳感器系統(tǒng)獲得傳感器系統(tǒng)輸出信號；以及 基于在所述運動過程中獲得的輸出信號調(diào)整所述傳感器系統(tǒng)的參數(shù)， 以由此校準(zhǔn)所述傳感器系統(tǒng)。
全文摘要
公開了一種用于校準(zhǔn)輔助傳感器系統(tǒng)的方法以及一種光刻設(shè)備。所述輔助傳感器系統(tǒng)測量光柵相對于參考物的位置，所述光柵形成編碼器測量系統(tǒng)的一部分。所述編碼器測量系統(tǒng)適用于測量光刻設(shè)備的襯底臺的位置，并且還包括安裝到襯底臺上的傳感器。所述方法包括激勵光柵以沿著所述輔助傳感器系統(tǒng)的至少一個測量方向運動；在所述運動過程中，從所述傳感器系統(tǒng)獲得輔助傳感器系統(tǒng)的輸出信號；以及基于在所述運動過程中獲得的輸出信號調(diào)整所述輔助傳感器系統(tǒng)的參數(shù)，以由此校準(zhǔn)所述輔助傳感器系統(tǒng)。
文檔編號G03F7/20GK101303535SQ20081009627
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
發(fā)明者勞德威杰克·亞歷山大·席杰文阿斯, 埃瑞克·魯埃洛夫·魯普斯卓, 恩格爾伯塔斯·安東尼斯·弗朗西斯克斯·范德帕斯克, 斯蒂芬·格特魯?shù)隆が旣悺ず嗟氯鹂怂? 湯姆·范祖特芬, 洛德·安東尼斯·安薩麗娜·瑪麗安·比倫斯, 艾米爾·尤澤夫·梅勒妮·尤森, 雅克布·威爾埃姆·文克 申請人:Asml荷蘭有限公司