專利名稱：光刻設(shè)備和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測方法，尤其涉及一種臺定位方法。本發(fā)明還涉及 一種用于校準(zhǔn)光刻設(shè)備的臺位置的校準(zhǔn)方法和光刻設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例 中，提供了一種臺定位系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及獲得對應(yīng)光刻設(shè)備特性的校準(zhǔn) 地圖。
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(通常應(yīng)用到所述襯底的目
標(biāo)部分上)的機(jī)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模或掩模版的圖案形成裝置用于生成
待形成在所述IC的單層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D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(gè)或多個(gè)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，單個(gè)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(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過將整個(gè) 圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個(gè)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(shí)沿與該方向平行或反向平行的方向同步掃描所述襯底來輻射每一 個(gè)目標(biāo)部分。還可以通過將所述圖案壓印到所述襯底上，而將所述圖案從 所述圖案形成裝置轉(zhuǎn)移到所述襯底上。
已經(jīng)提出利用編碼器測量系統(tǒng)，以便測量在光刻設(shè)備中的臺位置(諸 如襯底臺或圖案形成裝置臺)。另外，將(例如兩維)編碼器柵格應(yīng)用至 光刻設(shè)備的第一部分，而編碼器傳感器頭連接至光刻設(shè)備的第二部分。在 一個(gè)實(shí)施例中，編碼器柵格連接至光刻設(shè)備的參考結(jié)構(gòu)，而編碼器傳感器 頭連接至所述臺以便跟隨其位置。在另一實(shí)施例中，編碼器柵格連接至所 述臺，編碼器傳感器頭連接至參考結(jié)構(gòu)。為了校準(zhǔn)所述編碼器測量系統(tǒng)，執(zhí)行多個(gè)校準(zhǔn)，這可能導(dǎo)致長的校準(zhǔn)時(shí)間，而且把各種頻帶的不同校準(zhǔn)結(jié)果縫合在一起可導(dǎo)致精確度的損失。
在光刻設(shè)備的應(yīng)用中，把標(biāo)記用于不同的檢測方法，諸如對準(zhǔn)和重疊測量。相關(guān)于襯底和光刻設(shè)備的性能的更多細(xì)節(jié)的信息是需要的，檢測相關(guān)特性正變得越來越耗費(fèi)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
需要提供一種用于探測襯底上的形成結(jié)構(gòu)的特性的改進(jìn)的探測方法。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于測量通過至少一個(gè)沿第一方
向平行延長的線所形成的逸長圖案的特性的方法，其中每條線包括一個(gè)或
更多個(gè)特征所述方法包括
使用所述一個(gè)或更多個(gè)特征，用于利用傳感器、通過改變所述傳感器
和用于支撐包括所述延長圖案的物體的支撐結(jié)構(gòu)的相對位置而沿第一方
向測量在不同位置處的所述延長圖案的特性。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，提供一種光刻曝光設(shè)備，包括
襯底臺，構(gòu)建以保持襯底，襯底臺和襯底中的至少一個(gè)具有由沿第一
方向延長的至少一條線形成的延長圖案；
控制器，配置以移動(dòng)襯底臺，并且控制沿延長圖案的第一方向?qū)ρ娱L
圖案的特性的測量。


現(xiàn)在參照隨附的示意性附圖，僅以舉例的方式，描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中，在附圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，且其中圖1描述了本發(fā)明的實(shí)施例可設(shè)置在其中的光刻設(shè)備；圖2描述了投影到襯底上的圖案的視圖，以說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的所述校準(zhǔn)的一部分；
圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在襯底上獲得的光柵；圖4示出了在圖2中示出的沿投影到襯底上的圖案的測量；
圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的對準(zhǔn)傳感器輸出信號的圖像；所述對準(zhǔn)傳感器被用于測量在圖4中描述的圖案；圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的對準(zhǔn)傳感器輸出信號的圖像；圖6是所述延長圖案和對準(zhǔn)標(biāo)記的一個(gè)實(shí)施例的端截面的顯微圖像；圖7示出了根據(jù)另一實(shí)施例的延長圖案的端截面；
圖8示意性地示出相對于光刻設(shè)備的具有延長圖案的襯底的示意實(shí)施例的相對移動(dòng)；
圖9a示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于形成延長圖案的圖案形成裝
置；
圖9b示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有延長圖案的襯底，圖9c示出了用于形成延長圖案的圖案形成裝置的另一實(shí)施例；圖10示意性示出根據(jù)所述檢測方法的實(shí)施例的側(cè)翼掃描(flank scan);圖11示出側(cè)翼掃描的一個(gè)實(shí)施例；圖12示意性示出延長圖案的細(xì)節(jié)的另一實(shí)施例；圖13a示出具有聚焦標(biāo)記單元的延長圖案和其衍射圖案;圖13b禾P 13c示出根據(jù)圖13a的實(shí)施例的延長圖案的衍射圖案；圖13d示出可作用延長圖案的基礎(chǔ)的聚焦敏感標(biāo)記的實(shí)施例中的另一實(shí)施例；
圖14a和14b示意性示出聚焦敏感的延長圖案的實(shí)施例；圖15示出圖案形成裝置的另一實(shí)施例；圖16示意性示出Prefoc/LVT方法；
圖17示出晶片臺干涉測量的位置測量布置的一個(gè)實(shí)施例；圖18示出基于晶片臺編碼器的位置測量布置的一個(gè)實(shí)施例；圖19A和B示出校準(zhǔn)方法的一個(gè)實(shí)施例；和圖20A和B示出另一校準(zhǔn)方法的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備。所述設(shè)備包括照射系統(tǒng)(照射器)IL，構(gòu)建用于調(diào)節(jié)輻射束B (例如，紫外(UV)輻射或極紫外(EUV)輻射，或任何適當(dāng)?shù)妮椛?；圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)或支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，構(gòu)造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA并與構(gòu)建用于根據(jù)確定的參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定
6位裝置PM相連。所述設(shè)備還包括襯底臺(例如晶片臺)WT或"襯底支
撐結(jié)構(gòu)"，被構(gòu)造用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)w，并與構(gòu)
建用于根據(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)PS,所述投影系統(tǒng)PS構(gòu)建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)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、靜電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、成形、或控制輻射。
圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其它條件的方式保持圖案形成裝置。所述圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)可以采用機(jī)械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置。所述圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)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(dòng)的。所述圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。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)該被廣義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、以便在襯底的目標(biāo)部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意，被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標(biāo)部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特征或所謂輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標(biāo)部分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示出(LCD)面板。掩模在光刻術(shù)中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型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，每一個(gè)小反射鏡可以獨(dú)立地傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述己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。這里使用的術(shù)語"投影系統(tǒng)"應(yīng)該廣義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。這里任何使用的術(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(gè)(雙臺)或更多襯底臺或"襯底支撐結(jié)構(gòu)"(和/或兩個(gè)或更多的掩模臺或"掩模支撐結(jié)構(gòu)")的類型。 一個(gè)或更多個(gè)附加的臺或"支撐結(jié)構(gòu)"可以鄰近所述襯底臺(或掩模臺)設(shè)置，以用于除保持襯底(或掩模)之外的其他目的。在這種"多臺"機(jī)器中，可以并行地使用附加的臺或支撐結(jié)構(gòu)，或可以在一個(gè)或更多個(gè)臺或支撐結(jié)構(gòu)上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時(shí)，將一個(gè)或更多個(gè)其它臺或支撐結(jié)構(gòu)用于曝光。
所述光刻設(shè)備可以是這種類型的其中至少一部分襯底可以由具有相對高的折射率的液體覆蓋，例如水，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。這種浸沒液體也可以施加在光刻設(shè)備中的其他空間中，例如，在掩模和投影系統(tǒng)之間的空間中。浸沒技術(shù)可以用于增大投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。這里使用的術(shù)語"浸沒"不是意味著諸如襯底等結(jié)構(gòu)必須浸沒在液體中，而僅僅意味著在曝光器件液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。
參照圖l，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源和所述光刻設(shè)備可以是分立的實(shí)體(例如當(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時(shí))。在這種情況下，不會將該源考慮成形成光刻設(shè)備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)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。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源是汞燈時(shí))?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果需要時(shí)設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。
所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的強(qiáng)度分布的調(diào)整器AD。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件，例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所述輻射束B入射到保持在圖案形成裝置支撐結(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 成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過圖案形成裝置(例如掩模)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、 線性一維或多維編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動(dòng)所述襯底 臺WT，例如以便將不同的目標(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(jī)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(gè)位置傳感器(圖1中未明確示出)用于相對于所述 輻射束B的路徑精確地定位圖案形成裝置(例如掩模)MA。
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(shí)現(xiàn)圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)(例 如掩模臺)MT的移動(dòng)。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(shí)現(xiàn)所述襯底臺WT或"襯底支撐結(jié) 構(gòu)"的移動(dòng)。在步進(jìn)機(jī)的情況下(與掃描器相反)，所述圖案形成裝置支 撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT可以僅與短行程致動(dòng)器相連，或可以是固定的。 可以使用圖案形成裝置對準(zhǔn)標(biāo)記M1、 M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、 P2來對準(zhǔn) 圖案形成裝置(例如掩模)MA和襯底W。盡管所示的襯底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù) 了專用目標(biāo)部分，但是它們可以位于目標(biāo)部分之間的空間(這些公知為劃 線對齊標(biāo)記)中。類似地，在將多于一個(gè)的管芯設(shè)置在圖案形成裝置(例 如掩模)MA上的情況下，所述圖案形成裝置對準(zhǔn)標(biāo)記可以位于所述管芯 之間。
可以將所述設(shè)備用于以下模式中的至少一種中
1.在步進(jìn)模式中，在將圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT或 "掩模支撐結(jié)構(gòu)"和襯底臺WT或"襯底支撐結(jié)構(gòu)"保持為基本靜止的同 時(shí)，將賦予所述輻射束的整個(gè)圖案一次投影到目標(biāo)部分C上(即，單獨(dú)的 靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WT或"襯底支撐結(jié)構(gòu)"沿X和/或Y方 向移動(dòng)，使得可以對不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場的最大 尺寸限制了在單獨(dú)的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。
92. 在掃描模式中，在對圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT或 "掩模支撐結(jié)構(gòu)"和襯底臺WT或"襯底支撐結(jié)構(gòu)"同步地進(jìn)行掃描的同 時(shí)，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上(目卩，單獨(dú)的動(dòng)態(tài)曝光)。 襯底臺WT或"襯底支撐結(jié)構(gòu)"相對于圖案形成裝置支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模 臺)MT或"掩模支撐結(jié)構(gòu)"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 寸限制了單一動(dòng)態(tài)曝光中所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方向)，而所述 掃描運(yùn)動(dòng)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(gè)模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的圖案形成裝 置支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT或"掩模支撐結(jié)構(gòu)"保持為基本靜止，并 且在對所述襯底臺WT或"襯底支撐結(jié)構(gòu)"進(jìn)行移動(dòng)或掃描的同時(shí)，將賦 予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上。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"襯底支撐結(jié)構(gòu)"的每一次移動(dòng)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)的無掩模光刻術(shù)中。
所述光刻設(shè)備包括諸如對準(zhǔn)傳感器等量測裝置，用于在相對于量測裝 置移動(dòng)用于支撐具有延長圖案的襯底的襯底臺的同時(shí)，測量延長圖案的一 個(gè)或多個(gè)特性。所述量測裝置設(shè)置為將所述襯底臺和/或襯底的位置與所述 被測量特性相結(jié)合。
所述對準(zhǔn)傳感器可以是視覺類型的(即，包括CCD照相機(jī)、二極管 和干涉儀)或者可以是基于衍射的類型，諸如EP0卯6590或EP1372040 中所公開的，通過參考將其全文合并于此。 一些實(shí)施例需要特定的類型， 例如基于衍射的類型等。
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。
在下文中首先對形成延長圖案和輔助元件進(jìn)行說明，其中所述輔助元 件用于輔助讀取所述延長圖案。之后，對檢測延長圖案的特性的方法的幾 個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。將對對準(zhǔn)和校準(zhǔn)方法作出特定的參考。
在一個(gè)實(shí)施例中， 一種方法被提供用于計(jì)算校準(zhǔn)地圖(1維、2維或 多維)，包括通過沿延長圖案在第一方向上移動(dòng)來檢測所述延長圖案在第二方向上的特性，兩個(gè)方向大致垂直。
在圖3中的細(xì)節(jié)中示出延長圖案的一個(gè)實(shí)例，如使用圖2中示出的圖
案形成裝置MA在圖3中示出的襯底上形成的。首先，將對圖案形成裝置 MA的實(shí)施例進(jìn)行說明，之后對延長圖案的實(shí)施例進(jìn)行說明。
形成延長圖案、圖案形成裝置
所述方法和光刻設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例包括在襯底上形成延長圖案。圖2 描述具有圖案的圖案形成裝置(例如掩模)MA，經(jīng)由投影系統(tǒng)(未示出) 將其圖案投影到襯底W上，且利用輻射源以產(chǎn)生可用于形成延長圖案的 輻射束(也未在圖2中示出)。
根據(jù)圖2的實(shí)施例的圖案形成裝置MA包括5個(gè)等距離的點(diǎn)。在一個(gè) 實(shí)施例中，由等于所述點(diǎn)的尺寸的距離分離開所述點(diǎn)。
所述點(diǎn)之間的距離(也就是在y方向上的距離)可從50nm變化至 10mm，在一個(gè)實(shí)施例中從50nm至0.5mm。所述點(diǎn)的尺寸可從50nm變化 至10mm，在一個(gè)實(shí)施例中從50nm至0.5mm。在一個(gè)實(shí)施例中，所述距 離/尺寸在1000nm至0.05mm范圍內(nèi)。
在根據(jù)圖2的實(shí)施例中，所述點(diǎn)具有矩形形狀，在一個(gè)實(shí)施例中，在 x方向上的長度更長。在圖9a中示出了實(shí)例且將參考圖9a對其進(jìn)行討論。 在一個(gè)實(shí)施例中，所述點(diǎn)具有正方形形狀。所述點(diǎn)的形狀適合在襯底上形 成結(jié)構(gòu)，其中，在整個(gè)被投影點(diǎn)上均勻地形成所述結(jié)構(gòu)。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖案形成裝置MA包括多群組點(diǎn)。所述多群組點(diǎn)在 圖案形成裝置MA上的不同位置處群集。所述多群組點(diǎn)可具有不同的尺寸 (例如不同尺寸的點(diǎn))和在所述點(diǎn)之間的不同距離。在一個(gè)實(shí)施例中，所 述各群組點(diǎn)的中心線平行。通過使用不同尺寸的點(diǎn)，可獲得具有不同尺寸 的線的延長圖案。這可允許相對于照射襯底上的不同尺寸的表面區(qū)域來照 射器件特性或測量透鏡特性。
在一個(gè)實(shí)施例中，單群組點(diǎn)中的所述點(diǎn)設(shè)置在同一中心線20上，在 圖2中用點(diǎn)線示出。在一個(gè)實(shí)施例中，單群組點(diǎn)包括至少3個(gè)點(diǎn)，在一個(gè) 特定實(shí)施例中至少是5個(gè)點(diǎn)，以及在特殊實(shí)施例中至少是7個(gè)點(diǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖案形成裝置被設(shè)置在無掩模模式中。所述無掩模圖案形成裝置可為照射提供圖案，所述圖案在照射期間變化。在根據(jù)本申 請的延長圖案的范圍內(nèi)，無掩模圖案形成裝置的不同實(shí)施例是可行的。在 一個(gè)實(shí)施例中，所述無掩模圖案形成裝置在照射期間提供可變化形狀、長 度以及間距的點(diǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過移動(dòng)襯底臺把包括可編程圖案形成裝置的無掩 模模式用于形成延長圖案。在另一實(shí)施例中，將包括可編程圖案形成裝置 的無掩模模式用于形成延長圖案，而不移動(dòng)襯底臺。所述圖案形成裝置的 點(diǎn)被編程以在圖案形成裝置的表面上'移動(dòng)'。所述方法將允許形成延長圖 案和檢測所形成的延長圖案的特性，從而使得能夠?qū)删幊虉D案形成裝置 進(jìn)行校準(zhǔn)。
圖9a示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于形成延長圖案的具有一群組不 同圖案的圖案形成裝置30。組Mil是以不同角度定位在圖案形成裝置30 上的一群組矩形形狀的圖案。通過在方向xll上移動(dòng)襯底可將子組Mil 用于產(chǎn)生在方向xll上的圖案。如果襯底根據(jù)x12在垂直于子組Mil的方 向上移動(dòng)，圖案的子組M12將會在襯底上產(chǎn)生延長圖案。在輻射期間， 將同時(shí)在襯底上形成三個(gè)延長圖案。通過同時(shí)照射三個(gè)圖案，將會產(chǎn)生在 對準(zhǔn)/校準(zhǔn)中具有類似誤差的三個(gè)延長圖案，這可以在用于檢測特性的后續(xù) 的檢測方法中對應(yīng)誤差被掃描，尤其是與對準(zhǔn)中的誤差相關(guān)的特性(諸如 定位特性)。
使用圖案組M13和M14，可產(chǎn)生3個(gè)延長圖案，其中，在定位中的 可能的對準(zhǔn)/校準(zhǔn)誤差將相對于所述位置沿分別在方向x13、 x14上產(chǎn)生的 延長圖案被偏移。這將允許在后續(xù)的檢測方法中掃描所產(chǎn)生的延長圖案， 且允許在所產(chǎn)生的延長圖案中分別沿方向x13、 x14在不同位置處檢測重 復(fù)誤差。
在圖案形成裝置中的矩形形狀的圖案允許在更長的時(shí)間跨度內(nèi)輻射 襯底上的位置。雖然襯底W相對于圖案形成裝置30被移動(dòng)，將線性地依 賴于長度Lll (和移動(dòng)的襯底臺的速度)照射襯底上的位置。如果所述圖 案更長(Lll更大)，那么襯底臺WS的速度更高是可能的，即使類似的 曝光能量在所形成的延長圖案的特定位置處被輻射。更長的圖案將允許以 更高的速度移動(dòng)所述襯底臺。另外，在襯底上產(chǎn)生的延長圖案的位置處對可能的誤差(在定位中或
類似情況下)將被平均。在一個(gè)夸大的實(shí)施例中，根據(jù)圖9a在沿yl1方 向的定位中的可能誤差將導(dǎo)致在誤差位置處形成的柵格線的局部加寬(和 較低的曝光)。在所述位置處的較低的平均曝光將是所述延長圖案的另外 的特性，其可以在用于檢測所形成的延長圖案的特性的后續(xù)檢測方法中和 光刻設(shè)備的相關(guān)特性的后續(xù)校準(zhǔn)中被檢測。
在根據(jù)圖9a的實(shí)施例中，延長圖案可被形成在襯底上，且無需襯底 臺WS或圖案形成裝置MA的中間旋轉(zhuǎn)。
另外，根據(jù)圖9a的圖案形成裝置30包括等距離間隔的矩形形狀的線 的組M21和M23。矩形形狀的元件的長度是不同的。在組M21和M23 的輻射期間，通過分別在x21和x23方向上移動(dòng)襯底臺導(dǎo)致在x21和x23 方向上延長的包括線的延長圖案，所述線在不同時(shí)間間隔期間被曝光。 M21的右手側(cè)圖案將比左手側(cè)圖案的照射少?？稍诤罄m(xù)檢測方法中測量所 形成的延長標(biāo)記中的這些曝光變化。在后續(xù)的檢測步驟中，由于在圖案形 成裝置中使用不同長度的圖案而導(dǎo)致的曝光變化可被用于光刻設(shè)備中的Z
焦點(diǎn)的校準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖案M4被用于形成柵格線的延長圖案。在本實(shí)施 例中，由于延長圖案的被形成的柵格線的不同曝光時(shí)間段，所形成的延長 圖案將在所述延長圖案上沿方向x4具有可變的衍射。類似于圖5b，由于 所形成的柵格線的不同曝光長度，對于每一個(gè)零點(diǎn)交叉，所述衍射圖案的 斜率將略微不同。
將用于形成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的延長圖案的圖案的另一實(shí)施例在圖 9a中示出為由三角形形狀的點(diǎn)形成的圖案M3。使用三角形形狀的點(diǎn)的襯
底的照射將導(dǎo)致柵格線的延長圖案，其中，實(shí)質(zhì)上每一條線將示出不同的 曝光特性。在根據(jù)圖案M3的實(shí)施例中，所述延長圖案的所形成的線將具 有頂側(cè)，所述頂側(cè)的照射時(shí)間段比標(biāo)記的下側(cè)照射時(shí)間更短。這將導(dǎo)致在 所形成的延長圖案中出現(xiàn)可在后續(xù)檢測步驟中被檢測和測量并且可被用 于校準(zhǔn)方法的后續(xù)校準(zhǔn)步驟中(例如用于校準(zhǔn)Z焦點(diǎn))的曝光特性。
不同形狀的點(diǎn)對于獲得用于形成、檢測以及校準(zhǔn)的類似實(shí)施例是可能 的。所述點(diǎn)可具有在所述第一 (x)方向上具有不同長度的圓形、沙漏形或類似形狀。
在另一實(shí)施例中，在圖9C中示意性地示出的，所述圖案形成裝置31
包括一個(gè)點(diǎn)32。所述一個(gè)點(diǎn)32可被用于形成由單個(gè)線形成的在襯底上的 延長圖案。在圖9c中示出的實(shí)施例中，所述圖案形成裝置31包括兩個(gè)單 個(gè)的點(diǎn)32、 33。在另一實(shí)施例中，所述圖案形成裝置包括一個(gè)單個(gè)的點(diǎn)或 被分離開至少10倍于點(diǎn)的尺寸的距離的多個(gè)單個(gè)的點(diǎn)。如果所述圖案通 過移動(dòng)襯底臺WT被輻射在襯底上，所述圖案將形成單個(gè)線的多個(gè)延長圖 案。
通過相對于圖案形成裝置31在方向x31上移動(dòng)支撐襯底W的襯底臺 WT，將同時(shí)形成在方向x31上延長的兩個(gè)延長圖案。
在圖9d中示出的一個(gè)不同的實(shí)施例中，圖案形成裝置35設(shè)置成具有 一個(gè)或多個(gè)延長線36的圖案，所述線在至少100倍于所述線的寬度的距 離上延長。圖9d是示意性表示圖。在一個(gè)實(shí)施例中，所述延長線36延長 200mm或更長且具有100nm-10000nm的寬度。
把延長線36投影到襯底上將形成在襯底上的延長圖案。使用具有延 長線圖案的圖案形成裝置35形成延長圖案在涉及例如用于檢測和/或校正 透鏡熱的方法的本發(fā)明的特定實(shí)施例中是有利的，這將在下文中更加詳細(xì) 地說明。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述延長線36包括在方向y35上的調(diào)制。所述調(diào) 制可以是規(guī)則調(diào)制(例如具有特定波長(在x35方向上延長)的波狀調(diào)制) 和重疊在延長線36上的在y35方向上延長的振幅。
在投影期間，襯底W在方向x上移動(dòng)的同時(shí)，圖案形成裝置MA不 移動(dòng)，在根據(jù)圖2的、如所述圖案包括多個(gè)例如等距離的點(diǎn)一樣基本平行 的線的情況下，其使得所述圖案以延長的形式輻射到襯底W上。
所述x方向可以是光刻設(shè)備的任何方向。它可以是長行程和短行程模 塊的任何方向。在實(shí)施例中，所述x方向是兩個(gè)長行程模塊以大致類似的 功率運(yùn)行的方向。在襯底臺WS的單一移動(dòng)方向上結(jié)合兩個(gè)長行程模塊導(dǎo) 致將會是單一長行程模塊的速度的1414倍的結(jié)合速度。這將允許更快地 移動(dòng)晶片臺WS，從而允許根據(jù)類似于圖2的實(shí)施例使用圖案形成裝置更 快地形成延長圖案。
14在一個(gè)實(shí)施例中，所述方向X垂直于在圖案形成裝置MA上的所述點(diǎn)
群組的中心線20。在一個(gè)實(shí)施例中，在圖案形成裝置MA上的點(diǎn)可具有 平行四邊形的形狀，其中，所述平行四邊形的角度對應(yīng)于x方向。
在圖9a中，具有不等距離的線的圖案形成裝置30的一個(gè)實(shí)例被示出 在所述組M2的實(shí)施例中。在圖9a中，示出在矩形形狀線M22、 M24的 所示實(shí)施例中且具有點(diǎn)的圖案的在圖案形成裝置30上的不同圖案。組M22 和M24包括成類似距離的兩群組線中的8條線。將組M22和M24用于形 成不等距離的柵格線的延長圖案。
在一個(gè)實(shí)施例中，在兩個(gè)步驟中形成延長圖案。在一個(gè)實(shí)施例中，在 第一步驟中，圖案形成裝置設(shè)置具有根據(jù)在圖2、 9a、 9d中示出的任何實(shí) 施例的圖案的一半點(diǎn)，在第二步驟中，設(shè)置了圖案的另一半點(diǎn)。通過在兩 個(gè)步驟中形成延長圖案，具有重疊誤差的延長圖案被產(chǎn)生，所述重疊誤差 可在后續(xù)檢測步驟中被檢測，且在后續(xù)校準(zhǔn)步驟中被校準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，類似于組M22和M24的雙線柵格圖案被用于執(zhí)行 延長圖案的兩步驟形成操作，其中，首先形成第一延長圖案的柵格線，在 第二步驟中形成另一延長圖案的柵格線。
形成延長圖案、襯底
或者通過根據(jù)圖2相對于圖案形成裝置MA移動(dòng)襯底臺WT或者通過 把呈延長線形式的圖案投影到襯底上而形成的被形成圖案基本上在第一 方向(在本申請中示出為x方向)上延長。
在一個(gè)實(shí)施例中，使用如圖2中示出的等距離的點(diǎn)的圖案形成在第一 方向上延長的柵格線。在一個(gè)實(shí)施例中，所述點(diǎn)是非等距離的，且類似地 所述被形成圖案是非等距離的。
因此，使根據(jù)圖2的實(shí)施例的投影位置在襯底(臺)移動(dòng)的方向上延 長以形成延長圖案，在本實(shí)例中提供基本平行的線。使用所述技術(shù)，可以 如圖2中示意性示出地，在襯底的表面上產(chǎn)生光柵。
襯底臺WT以大致恒定的速度在第一方向上移動(dòng)。特別地，僅在將所 述襯底臺加速至所需要的恒定速度之后開始形成所述延長圖案，在所述襯 底臺被減速之前停止照射。在第一方向上的恒定速度導(dǎo)致每襯底W輻射
15面積的恒定照射。
在另一實(shí)施例中，在襯底W上形成的延長圖案包括不連續(xù)的線或不 連續(xù)的柵格線。通過在第一方向上移動(dòng)襯底臺WT且接通和切斷照射可形 成這樣的不連續(xù)的延長圖案?？梢允褂妹}沖激光源。
在形成不連續(xù)的延長圖案期間切斷照射時(shí)，可改變光刻設(shè)備的動(dòng)力學(xué) 特性，例如襯底臺的移動(dòng)速度或照射系統(tǒng)的功率(劑量)。
可在加速/減速襯底臺WT的同時(shí)，照射延長圖案。.這將導(dǎo)致沿被延長
標(biāo)記的第一方向的劑量變化。這可被用于確定對于特定類型的標(biāo)記或結(jié)構(gòu) 的最優(yōu)劑量。
為了根據(jù)圖2和3中示出的實(shí)施例在方向y上產(chǎn)生線，所述圖案形成 裝置可被旋轉(zhuǎn)90度(或替代地另一圖案形成裝置或同一圖案形成裝置的 其它部分可被應(yīng)用)，同時(shí)，在輻射期間沿所述y方向移動(dòng)所述襯底，以 便如圖3中示意性地示出，沿y方向延長圖案。如在光柵的一部分的放大、 詳細(xì)示圖中示出的，光柵的每條線包括多條大致平行的線，以獲得如圖5a 或5b中示出的響應(yīng)圖像，如下文中將詳細(xì)描述的。根據(jù)本發(fā)明，對于第 二延長圖案來說不需要根據(jù)圖3延長為精確地垂直于第一延長圖案。
可在所述圖案被進(jìn)一步投影到襯底上的同時(shí)，在第二方向上移動(dòng)襯底 以便在第二方向上延長被投影的圖案，可沿第二方向測量該延長圖案以在 第一方向上測量延長圖案的位置。從而，可檢測和校準(zhǔn)在x和y方向上的 偏離。以這種方式，檢測方法可以允許在多個(gè)方向上檢測相關(guān)特性，特別 地，多方向校準(zhǔn)是可能的。
在圖9b中示出了具有非等距離線的在襯底W2上的形成圖案的一個(gè) 實(shí)例。在圖9b中示出的襯底W2示出不同的延長圖案Gll和G22，其可
通過使用具有點(diǎn)或矩形形狀的圖案的圖案形成裝置30形成。
在一個(gè)實(shí)施例中，形成具有多個(gè)延長圖案的如圖9b中所示的襯底W2。 組G22包括不同長度的延長圖案，在所示出的實(shí)施例中所述延長圖案包括 4條線或8條線。由4條線形成的延長圖案是等距離的。G22進(jìn)一步包括 雙延長圖案，所述雙延長圖案包括兩組等距離的柵格線。所述雙延長圖案 可在兩個(gè)行程中被形成或可使用單個(gè)圖案被形成在圖案形成裝置中，所述 圖案形成裝置包括類似地間隔開的兩群組等距離點(diǎn)的點(diǎn)。圖9b進(jìn)一步示出包括形成在襯底W2上的4組3個(gè)延長圖案的組Gl 1 。 組Gll包括在xll方向上延長的3個(gè)延長圖案。使用在圖案形成裝置中的 4個(gè)點(diǎn)的相同圖案、在方向xll上移動(dòng)襯底臺WT同時(shí)照射圖案Ml,并 且移動(dòng)襯底臺WT以形成組Gll的第二和第三延長圖案，由此可形成組 Gll的每個(gè)延長圖案。
在另一實(shí)施例中，所述圖案形成裝置包括一群組三個(gè)組，每個(gè)組由4 個(gè)點(diǎn)組成。在該實(shí)施例中，整個(gè)組Gll被相對于圖案形成裝置MA沿襯底 臺WT的xll形成在單一的行程中。在曝光期間形成三個(gè)延長圖案時(shí)，每 個(gè)延長圖案具有相同或大致相同的誤差(例如由于在定位系統(tǒng)中的曝光柵 格誤差)，這樣的實(shí)施例是有利的。在測量延長圖案的特性期間，對于在 所述組上的每一延長圖案可執(zhí)行三個(gè)分離的測量。雖然這些測量每個(gè)可經(jīng) 受不同的位置誤差(例如測量側(cè)柵格編碼器誤差引起的)，但是相同的曝 光誤差出現(xiàn)在每一個(gè)延長圖案中，可將適合的過濾器(組合/巻積)用于從 記錄的數(shù)據(jù)中提取出曝光柵格誤差。在US7102736中示出這種技術(shù)的一個(gè) 實(shí)例，通過引用將其全部內(nèi)容包含在本文中。
或者通過旋轉(zhuǎn)圖案形成裝置以在形成的延長圖案的各自方向上定位 點(diǎn)的組，或者通過旋轉(zhuǎn)襯底臺，以類似的方式形成在Gl組中的其它組。 在一個(gè)實(shí)施例中，圖案形成裝置30包括在不同方向上延長的點(diǎn)(例如組 Ml)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述圖案形成裝置包括根據(jù)圖9b沿在方向y11、 y12、 y13以及y14上延長的中心線設(shè)置的4組點(diǎn)，通過旋轉(zhuǎn)襯底臺WT 或圖案形成裝置MA形成在襯底W2上的圖案。
在一個(gè)實(shí)施例中，在襯底W上的各組延長圖案在光刻設(shè)備的曝光臺 上在單一操作中形成。在襯底W在圖案形成裝置下被曝光時(shí)，例如在用 于相對于圖案形成裝置定位晶片臺WT的編碼系統(tǒng)中的任何誤差可被轉(zhuǎn)化 成在晶片上形成的延長圖案的誤差，并且在形成一組延長圖案的情形下被 轉(zhuǎn)化成這些組中的誤差。
在光刻設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例中，在把圖案輻射到襯底上的期間，襯底被 移動(dòng)，用定位裝置(例如干涉計(jì)、基于編碼器的或光敏二極管(CCD)的 系統(tǒng))測量襯底臺的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，通過使用編碼器/干涉計(jì)設(shè)定位置來控制襯底臺。結(jié) 果，在編碼器柵格(特別是曝光編碼器柵格)中的偏離以及不精確度可轉(zhuǎn) 化成如在襯底上產(chǎn)生的光柵的線的偏離。在圖3中的放大和示意圖中描述 了線的這種偏離的一個(gè)實(shí)例。由于相對于圖案形成裝置移動(dòng)襯底臺，尤其 是沒有移動(dòng)圖案形成裝置，在襯底上形成的延長圖案將跟隨在移動(dòng)襯底臺 期間由位置編碼誤差引起的任何誤差。
在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)圖9a通過照射在單一操作中形成雙柵格線G22 的延長圖案M22。在另一實(shí)施例中，在兩個(gè)步驟中形成所述雙柵格線圖案 G22，其中，首先形成第一組的第一等距離柵格線，之后形成第二組的等 距離柵格線，從而形成雙柵格線延長圖案G22。在圖12中示出雙延長圖 案的示意性細(xì)節(jié)。
在第一步驟中，形成延長圖案90。在第二步驟中，可以在非?？亢蟮?臺上形成第二延長圖案91。由于位置誤差(重疊誤差或縫合誤差)，第二 延長圖案的柵格線被偏移。
G22是使用延長圖案技術(shù)形成的縫合標(biāo)記的一個(gè)實(shí)例。通過縫合兩個(gè) 延長圖案，可連續(xù)測量曝光誤差，使得各種內(nèi)插不再被使用。通過彼此印 刷兩條線，這可被用于校準(zhǔn)，并且通過將第二層縫合至己經(jīng)包含延長圖案 的校準(zhǔn)襯底上，這可被用作維護(hù)測試。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述重疊圖案(形成的第二延長圖案)包括相同的 等距離線。然而，由于重疊誤差，形成根據(jù)G22的延長圖案。在隨后的檢 測方法中，第二圖案相對于第一圖案的偏移可被測量且之后被校正。
在另一個(gè)實(shí)施例中，使用根據(jù)在圖9d中示出的實(shí)施例的圖案形成裝 置35，使用包括所述線、多條線和/或柵格線的圖像的圖案形成裝置形成 包括至少一條線和特別地至少幾條線以及優(yōu)選地是柵格線的延長圖案。如 果圖案形成裝置35被重復(fù)使用，可出現(xiàn)透鏡加熱，并且由于所述透鏡加 熱誤差而形成在襯底上形成的延長圖案，例如還示出與在圖3的放大視圖 中示出的偏離相當(dāng)量的偏離。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，對于任何應(yīng)用，可將在輻射步驟中相關(guān)的任何參 數(shù)引起的誤差轉(zhuǎn)化至形成在襯底上的延長圖案上。相關(guān)參數(shù)的實(shí)例是例 如定位和相對定位等襯底臺特性，以及例如透鏡加熱、掩模版加熱和晶片
18加熱等照射驅(qū)動(dòng)的效果，劑量控制，在曝光期間的聚焦。使用根據(jù)任何實(shí) 施例的延長圖案能夠被測量/校準(zhǔn)的另外的相關(guān)參數(shù)是在曝光期間的襯底 夾持。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，任何圖案可被應(yīng)用用以把延長圖案投影到 襯底上且在襯底上形成延長圖案(例如點(diǎn)等)。利用在基本上垂直于襯底 移動(dòng)方向的方向上間隔幵的多個(gè)點(diǎn)，形成多條平行線的圖案，這使得能夠 通過對準(zhǔn)傳感器實(shí)現(xiàn)高敏感度的檢測，例如利用干涉測量檢測原則或CCD 照相技術(shù)。利用對準(zhǔn)傳感器使得能夠執(zhí)行利用光刻設(shè)備的已有的且準(zhǔn)確的 傳感器的校準(zhǔn)。替代地，檢測所述線的位置((CCD)照相技術(shù))或沿其 長度的平行線的其它位置感測裝置可被應(yīng)用。
在一個(gè)實(shí)施例中，使用例如根據(jù)上述的任何實(shí)施例的設(shè)定圖案形成裝 置的組合，形成具有根據(jù)預(yù)定參數(shù)群組形成的預(yù)定延長圖案群組的參考襯 底。這樣的襯底可被用于校準(zhǔn)光刻設(shè)備。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在形成另一延長圖案的后續(xù)步驟中可曝光參考襯 底。另外的延長圖案可被形成在參考襯底上，在后續(xù)的檢測方法和/或校準(zhǔn) 方法中，例如重疊誤差可被檢測和被校正。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的延長圖案在第一方向上延長且可包括兩條或更多 條柵格線，但單個(gè)線可以是延長圖案，也在本發(fā)明范圍內(nèi)。襯底可包括多 個(gè)延長圖案。另外，所述一條或更多條線可具有變化的寬度和/或在垂直于 第一方向的第二方向上可具有主動(dòng)產(chǎn)生的偏離。形成在襯底上的結(jié)構(gòu)是延 長圖案，如果它包括大致在第一方向上延長的至少一條線，其具有至少是
所述線的橫截面長度的35倍的長度、在另一個(gè)實(shí)施例中至少是100倍， 在還一個(gè)實(shí)施例中至少是200倍。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過照射具有點(diǎn)的圖案形成裝置和在第一方向上移 動(dòng)襯底臺WT，形成延長圖案。
在一個(gè)實(shí)施例中，在襯底上的延長圖案在第一方向上具有接近在所述 位置處的襯底寬度的長度。
在一個(gè)實(shí)施例中，參考襯底W包括在不同方向上延長的且在襯底W 的更大部分上延長的至少兩個(gè)延長圖案。
在選擇具有大約8微米或0.5毫米的間距的光柵時(shí)，可獲得在校準(zhǔn)時(shí)間和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)密度之間的實(shí)際的平衡，雖然依賴于襯底尺寸、校準(zhǔn)速度、 所需精度等等其它間距也同樣是合適的。
形成特定目的圖案
在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案用于獲得校準(zhǔn)地圖，優(yōu)選地用于獲得光刻
設(shè)備的特定非XY特性(例如z柵格校準(zhǔn))的兩維校準(zhǔn)地圖。非XY特性 是相關(guān)于光刻設(shè)備的另一方面的特性，而不是例如X和Y坐標(biāo)以及Rz定 位等主要位置特性。非XY特性的一個(gè)實(shí)例次要位置特性，例如Z坐標(biāo)定 位。
在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)用于形成延長圖案的方法形成特定延長圖案， 以允許獲得用于所需特性的這樣的校準(zhǔn)地圖。使用特定步驟形成特定延長 圖案，以允許測量所需特性。特定步驟可以是用于形成延長圖案的所述方 法中的附加步驟，例如在曝光期間加入楔形件，或用于形成延長圖案的特 定圖案，這將在下文中詳細(xì)說明。在一些實(shí)施例中，與相對于"常規(guī)"延長 圖案的測量步驟類似的測量步驟允許測量特定參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，特定測量工具被用于檢測與所需特性相關(guān)的參數(shù)。 在兩個(gè)實(shí)施例中，可使用根據(jù)下文揭示的任何步驟的特征的實(shí)施例或組合 形成允許檢測特定非XY特性的延長圖案。特定特性可以是例如Z或Rx 或Ry等聚焦參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，形成的延長圖案可包括焦點(diǎn)標(biāo)記特性，其將允許單 一曝光聚焦方法(single shot focal method)。在US專利申請?zhí)?0/996,506 中單一曝光聚焦方法是已知的，通過參考將所述文件全部內(nèi)容包含在本文 中。
在一個(gè)實(shí)施例中，在圖13a所示出的，延長圖案119包括主線120和 幾個(gè)鄰近的細(xì)線121。在特定延長圖案的該實(shí)施例中，主線120和細(xì)線121 在第一方向x110上延長且使用適合的圖案形成裝置形成，同時(shí)在照射期 間移動(dòng)襯底臺。所述特定延長圖案可在襯底的更大部分上延長。使用所揭 示的任何方法或其等同物形成所述特定延長圖案。
所述細(xì)線121具有比主線小的寬度，所述寬度大致在第二方向(在此 處是yn。)上延長。在一個(gè)實(shí)施例中，所述主線120具有在5微米量級上的寬度L120,特別地是5.8微米，而所述細(xì)線121具有在20至1000納米 量級上的寬度，在一個(gè)實(shí)施例中是40至600納米，在特定實(shí)施例中是50 至400納米，特別地是0.2微米。細(xì)線的數(shù)目是4至30，在一個(gè)實(shí)施例中 是10至20，特別地是18。主線和一個(gè)或更多鄰近的細(xì)線的組合應(yīng)被稱作 為聚焦標(biāo)記單元。在一個(gè)實(shí)施例中，聚焦標(biāo)記單元包括7條主線120。在 一個(gè)實(shí)施例中，主線和細(xì)線的單元在一個(gè)圖案中被形成至彼此靠近的10 至30倍，特別地是17倍。
延長圖案可包括兩個(gè)或更多個(gè)鄰近的聚焦標(biāo)記單元。所述聚焦標(biāo)記單 元在第一方向(在曝光期間是襯底臺移動(dòng)的方向)上延長。所述聚焦標(biāo)記 單元可沿所述第一方向在更大長度上延長，例如至少是聚焦標(biāo)記單元的寬 度的40倍，在一個(gè)實(shí)施例至少是聚焦標(biāo)記單元的寬度的80倍。
包括幾條主線和每條主線對應(yīng)的幾條細(xì)線的聚焦標(biāo)記單元可具有在5 至50微米量級上的寬度L119。在所形成的特定延長圖案中，所述寬度在 第二方向上延長。在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案包括沿第二方向(大致垂直 于延長圖案的第一方向的方向)以相互相等的距離彼此平行且靠近的幾個(gè) 聚焦標(biāo)記單元。在根據(jù)圖13a的實(shí)施例中，在第二方向上的單元之間的相 互距離L119可以是10-15微米，優(yōu)選地約15-20微米。
在曝光期間，主線120基本上獨(dú)立于焦點(diǎn)形成，類似于現(xiàn)有技術(shù)中使 用的已知標(biāo)記。其尺寸相對于光刻設(shè)備的分辨率很大的主線120是標(biāo)準(zhǔn)對 準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。
然而，所述細(xì)線121是聚焦敏感標(biāo)記的實(shí)例，所述聚焦敏感標(biāo)記在曝 光期間依賴于曝光的焦點(diǎn)形成。如果所述曝光是離焦的，那么如果能夠?qū)?現(xiàn)也只是部分地形成細(xì)線121。所述細(xì)線可具有在光刻設(shè)備的所需分辨率 量級上的寬度。
較細(xì)的線將對焦點(diǎn)更加敏感。聚焦越好，將形成更多細(xì)線。形成的細(xì) 線的寬度是對在曝光期間局部聚焦的指示。在一個(gè)實(shí)施例中， 一群組不同 寬度的細(xì)線將允許在后續(xù)測量步驟中獲得與局部聚焦相關(guān)的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)線121包括具有不同線寬的一群組線。在一個(gè)實(shí) 施例中，在這組線中鄰近的細(xì)線以具有增加或減少的線寬的順序被彼此靠 近地定位。在減少線寬的情況下，細(xì)線121變得對焦點(diǎn)更加敏感。例如通
21過測量衍射特性，所述聚焦敏感度是可測量的，這將在下文中詳細(xì)描述。 包括具有在第一方向上延長且在第二方向上被彼此靠近地定位的線
的幾個(gè)聚焦標(biāo)記單元的延長圖案將在第二方向上導(dǎo)致衍射圖案，其中，衍
射圖案的最大強(qiáng)度的位置將依賴于局部聚焦，尤其是形成的細(xì)線。衍射特
性可被測量且用于產(chǎn)生校準(zhǔn)地圖。
因此，可使用具有適合的點(diǎn)的圖案形成裝置形成聚焦標(biāo)記單元，其中
所述襯底在第一方向上被移動(dòng)，所述點(diǎn)在第二方向上被彼此鄰近形成。
在本實(shí)施例中，所述圖案形成裝置可包括聚焦標(biāo)記單元的集合，其中
在根據(jù)圖13a的實(shí)施例中，在圖案形成裝置中的每個(gè)聚焦標(biāo)記單元包括一
個(gè)主點(diǎn)和幾個(gè)細(xì)點(diǎn)，所述點(diǎn)在第二方向上被彼此鄰近定位。其它聚焦標(biāo)記 單元也是可能的。所述細(xì)點(diǎn)可以是不同尺寸的點(diǎn)，特別是在第二方向上具 有不同寬度。在曝光和隨后在第一方向上移動(dòng)襯底臺的期間，所述點(diǎn)將照 射在第一方向上延長、形成聚焦敏感的延長圖案的圖案。
在圖15中示出用于形成單個(gè)聚焦標(biāo)記單元的圖案形成裝置的一個(gè)實(shí) 例。示出圖案形成裝置150具有在照射和類似地沿第一方向(在圖15中 用xl50表示的)移動(dòng)襯底臺WT期間分別形成主線120和細(xì)線121的點(diǎn) 151和152。主點(diǎn)151具有用于形成具有所需寬度的主線120的寬度156。 點(diǎn)152具有用于形成具有較小寬度的所需細(xì)線的在第二方向上延長的寬 度。
細(xì)點(diǎn)153具有比細(xì)點(diǎn)154更寬的寬度。雖然示出4個(gè)細(xì)點(diǎn)152，但是 清楚地，更多的點(diǎn)也是可以的。
在一個(gè)實(shí)施例中，細(xì)點(diǎn)152和尤其是細(xì)點(diǎn)154相比于第二方向更多地 在第一方向x150上延長，在曝光期間允許襯底的照射更長。由于在第一 方向上的長度比在第二方向上的長度長，襯底的相關(guān)部分將被曝光更長時(shí) 間。這可促進(jìn)所述細(xì)微結(jié)構(gòu)的形成。
根據(jù)圖13a的延長圖案的所述實(shí)施例是包括單一聚焦敏感光柵的聚焦 敏感的延長圖案的實(shí)例。這樣的單一光柵還可用于在特定的測量工具(例 如散射測量系統(tǒng))中的讀出。允許聚焦測量和后續(xù)校準(zhǔn)的、根據(jù)用于形成 延長圖案的方法應(yīng)用于襯底的單個(gè)聚焦敏感光柵的由熟練技術(shù)人員已知 的另外實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。聚焦敏感的延長圖案的另一實(shí)例是包括具有寬線、與諸如FOCAL標(biāo)
記(部分中斷線，參見圖13d、左手側(cè))等細(xì)線結(jié)合的標(biāo)記的圖案，或包
括PreFoc/LVT標(biāo)記的圖案。PreFoc/LVT標(biāo)記可以是由在圖案形成裝置上
的標(biāo)記的頂部上的楔形件產(chǎn)生的非遠(yuǎn)心光照射的、用于在圖案形成裝置中
的延長圖案點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)對準(zhǔn)標(biāo)記。在圖13d的右手側(cè)示出PreFoc/LVT標(biāo)記
的圖案。如上所述的圖案形成裝置可以以類似方式使用，形成延長標(biāo)記。
由于所述楔形件，延長圖案將是聚焦敏感的。形成的聚焦敏感的延長圖案 可具有負(fù)或正的敏感度。
在圖13d中示出LVT標(biāo)記和簡單的FOCAL標(biāo)記的實(shí)例。在所述左手 側(cè)示出包括由寬線和細(xì)線形成的多群組聚焦標(biāo)記單元的FOCAL標(biāo)記。在 圓圈標(biāo)記的部分中詳細(xì)示出兩個(gè)聚焦標(biāo)記單元。所述第一方向在所述線的 方向上延長(在圖中從左至右)。
使用具有合適圖案的圖案形成裝置且移動(dòng)襯底、同時(shí)曝光襯底，這可 用于形成延長的聚焦敏感圖案，其中聚焦敏感導(dǎo)致XY位移。由于"差"的 聚焦，在圖案形成裝置中使用點(diǎn)或另一類似形狀形成的延長圖案將示出位 移。
在一個(gè)實(shí)施例中，聚焦敏感的延長圖案沿兩個(gè)大致垂直的方向形成在 襯底上。這允許獲得Z校準(zhǔn)以及Rx和Ry校準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖案形成裝置的聚焦敏感曝光導(dǎo)致在第一方向上延 長且在第二方向上具有聚焦敏感位移的延長圖案。優(yōu)選地，聚焦敏感位移 僅在第二方向上。然而，這并不是必需的。
在一個(gè)實(shí)施例中，聚焦敏感的延長圖案被形成與標(biāo)準(zhǔn)的延長圖案結(jié) 合。在一個(gè)實(shí)施例中，在沿第一方向相同地移動(dòng)襯底臺的期間，在單一的 操作中形成不同的延長圖案。圖14a示意性示出具有標(biāo)準(zhǔn)對準(zhǔn)延長圖案130 和聚焦敏感的延長圖案131的延長圖案。
由于曝光期間的誤差組合，在襯底上形成的聚焦敏感延長圖案131被 定位。類似于"常規(guī)"的延長圖案130，聚焦敏感的延長圖案大致沿第一方 向x130延長，且由于柵格誤差或其他原因在第二方向y，上示出位移。 另外，由于聚焦誤差，在第二方向y，上至少部分地位移聚焦敏感的延長 圖案131。由于高度變化(用于襯底臺的在xyz坐標(biāo)系統(tǒng)中的z方向)，所述聚焦敏感的延長圖案將示出另外的位移。相對于"常規(guī)"延長圖案130 可測量另外的位移，且可濾除所述另外的位移，導(dǎo)致高度變化的校準(zhǔn)地圖 和曝光校準(zhǔn)。
圖14b示意性示出包括兩個(gè)聚焦敏感的延長圖案132和133的延長圖 案，其中，所述延長圖案132具有負(fù)的聚焦敏感度，圖案133具有正的敏 感度。所述兩個(gè)圖案優(yōu)選地在單一的操作中形成。任何聚焦誤差將被示出， 是相對于相鄰延長圖案之間的中間線鏡面對稱的，同時(shí)XY編碼器誤差導(dǎo) 致在兩個(gè)延長圖案上的類似偏移。
可以類似于圖3中的實(shí)施例、在襯底的表面上在至少兩個(gè)方向上形成 聚焦敏感的延長圖案。這將允許獲得用于襯底的聚焦校準(zhǔn)的兩維地圖。
重復(fù)形成延長圖案
在用于校準(zhǔn)的方法的一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括在后續(xù)的運(yùn)轉(zhuǎn)中形 成多個(gè)延長的圖案。延長圖案被形成幾次。在一個(gè)實(shí)施例中，同一延長圖 案被形成多次。使用具有類似布置的圖案形成裝置形成相同的延長圖案。 重復(fù)使用圖案形成裝置中的點(diǎn)的類似群組。
在另一實(shí)施例中，特定目的的延長圖案在所述方法的后續(xù)步驟中被重 復(fù)形成。這將允許獲得用于多個(gè)延長圖案中每個(gè)延長圖案的測量結(jié)果且將 允許重復(fù)校準(zhǔn)，尤其是對校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行平均以獲得更好的結(jié)果。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在略微不同的環(huán)境下執(zhí)行用于形成延長圖案的重 復(fù)步驟，尤其是在設(shè)置不同的光刻設(shè)備的情況下?？墒褂霉饪淘O(shè)備的不同 設(shè)置參數(shù)，同時(shí)形成類似的延長圖案。優(yōu)選地，使用同一圖案形成裝置在 不同的設(shè)置參數(shù)下重復(fù)同一延長圖案。在一個(gè)實(shí)施例中，幾個(gè)(例如十個(gè)) 延長圖案被彼此鄰近形成。
可在不同的Z設(shè)置參數(shù)下形成所述形成的延長圖案。可使用光刻設(shè)備 的設(shè)置模塊對襯底臺的高度參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得在曝光期間襯底臺WT被 設(shè)置在不同高度上且之后在曝光期間移動(dòng)襯底臺。這允許形成在不同設(shè)置 參數(shù)下形成的延長圖案且允許獲得對應(yīng)參數(shù)的更加特定的校準(zhǔn)。
優(yōu)選地，重復(fù)形成特定目的的延長圖案與將利用特定目的的延長圖案 而被校準(zhǔn)的參數(shù)的設(shè)置變化相結(jié)合。通過在延長圖案的不同曝光期間改變Z，在不同的Z設(shè)置條件下形成這些延長圖案，這些延長圖案將允許測量
不同設(shè)置條件下的結(jié)果。例如形成LVT標(biāo)記時(shí)，由于Z設(shè)置的變化所獲 得的LVT標(biāo)記的延長圖案的偏移將不同。這允許光刻設(shè)備的進(jìn)一步地詳 細(xì)的設(shè)置調(diào)節(jié)/校準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，使用用于在不同設(shè)置下不同位置處形成延長圖案的 這些重復(fù)步驟形成的延長圖案可被當(dāng)作校準(zhǔn)場。另外，在不同設(shè)置下形成 的這些延長圖案允許獲得在讀出和將被校準(zhǔn)的參數(shù)之間的改善的關(guān)系，在 一個(gè)特定實(shí)施例中是在水平偏移和Z， Rx和Ry參數(shù)之間。
在襯底臺上的延長圖案
在一個(gè)實(shí)施例中，將延長圖案形成且定位在襯底臺上。這允許直接檢 測延長圖案的特性，并且因此允許直接檢測襯底臺WT的特性。所述延長 圖案可被形成在襯底上，所述襯底被定位在用于支撐襯底的支撐裝置的外 側(cè)的襯底臺上。所述襯底(臺)W (T)包括作為參考標(biāo)記的延長圖案。
使用上述的任何技術(shù)在襯底臺上形成(形成了)延長圖案。
在一個(gè)實(shí)施例中，在其操作設(shè)備上安裝光刻設(shè)備之后，在一個(gè)操作中 形成在襯底臺上的延長圖案。可將延長圖案用于操作期間的維護(hù)。可將延 長圖案用于原位校準(zhǔn)，尤其是位置校準(zhǔn)。
根據(jù)上述的任何方法形成的在襯底或襯底臺上的延長圖案在檢測方 法的實(shí)施例中被沿延長圖案的第一方向掃描。在掃描之前，用于改善所述 掃描的掃描輔助步驟可被執(zhí)行且現(xiàn)在將被描述。
曝光調(diào)制
在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案基本上沿第一方向形成在襯底上。所述延 長圖案可形成為具有調(diào)制。所述圖案基本上在第一方向上延長，調(diào)制施加 在第二方向上。應(yīng)用已知的調(diào)制至圖案可用于降低噪音。應(yīng)用已知和預(yù)定 的信號至襯底臺還可降低在測量信號中的噪音。因?yàn)樗稣{(diào)制是已知的，
所以它可從所述信號中被移除。在一個(gè)實(shí)施例中，在延長圖案的形成過程 中提供在第二方向上的往復(fù)移動(dòng)。
通過沿第一方向移動(dòng)襯底在襯底上形成延長圖案，其可大致平行于長行程或短行程模塊的移動(dòng)方向或大致平行于整個(gè)晶片臺坐標(biāo)系統(tǒng)的軸線。 在另一個(gè)實(shí)施例中，通過在垂直于第一方向的第二方向上同時(shí)移動(dòng)襯底 臺，同時(shí)把調(diào)制施加至延長圖案上。在第二方向上的所述移動(dòng)可以是操作 第二組短行程和長行程模塊的結(jié)果。
在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制可以是規(guī)則的圖案(例如正弦波形圖案)。調(diào) 制可具有延長圖案的柵格線之間的距離的(優(yōu)選至少是)0.5倍的振幅。 在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制具有更大的振幅。所述調(diào)制具有在第一方向上延長
的波長，其波長優(yōu)選地比柵格線圖案的尺寸的io倍大。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過操作僅移動(dòng)襯底臺的短行程模塊提供在第二方 向上的調(diào)制。
因?yàn)榧褐恼{(diào)制被施加在延長圖案上，所以在延長圖案的后續(xù)測量 中，所述調(diào)制可在測量信號中，之后可被校正，使得噪音減小。 另外，對曝光調(diào)制的另一實(shí)例的描述參考圖9d的上述描述。
形成輔助元件
另外，為了在襯底上形成延長圖案，通過使用已知的任何技術(shù)可在襯 底上形成對準(zhǔn)標(biāo)記。在一個(gè)實(shí)施例中，在形成延長圖案之前，在襯底上設(shè) 置對準(zhǔn)標(biāo)記。
對準(zhǔn)標(biāo)記(至少是2個(gè)、優(yōu)選地至少是10個(gè))形成在襯底上，且使 得相對于零位置在特定位置上對準(zhǔn)襯底。對準(zhǔn)襯底是已知方法且在襯底上 使用形成的對準(zhǔn)標(biāo)記。從對準(zhǔn)位置，可以將延長圖案輻射并形成在襯底上 已知的位置處。在所述方法的后續(xù)步驟中，被延長標(biāo)記相對于對準(zhǔn)標(biāo)記的 相對位置是已知的，且可被用于定位延長圖案。
在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案和對準(zhǔn)標(biāo)記在單一操作中形成在光刻設(shè)備 的曝光側(cè)處。在一個(gè)實(shí)施例中，對準(zhǔn)標(biāo)記和延長圖案在單一圖像曝光步驟 中形成在襯底上。延長圖案和對準(zhǔn)標(biāo)記都在單一步驟中被形成。在對準(zhǔn)標(biāo) 記中的任何位置編碼誤差將在對準(zhǔn)標(biāo)記中出現(xiàn)且類似地出現(xiàn)在延長圖案 中。
在還一實(shí)施例中，通過移動(dòng)襯底臺至各自的位置上把對準(zhǔn)標(biāo)記和延長 圖案投影到襯底上。延長圖案的定位僅是相對于對準(zhǔn)標(biāo)記的相對定位。實(shí)際上，延長圖案形成在相對于對準(zhǔn)標(biāo)記的未限定位置處。這允許在單一步 驟中一起形成延長圖案和對準(zhǔn)標(biāo)記。位置誤差的任何校正在后續(xù)檢測步驟 和/或校準(zhǔn)步驟中被檢測和/或測量和/或校正。
在一個(gè)實(shí)施例中，至少兩個(gè)或更多標(biāo)記靠近延長圖案的開始位置和結(jié) 束位置形成。這些標(biāo)記將被稱為延長圖案對準(zhǔn)標(biāo)記。在延長圖案本身的任 何特性被測量之前，這些標(biāo)記可用于對準(zhǔn)形成在襯底上的延長圖案。所述 標(biāo)記被定位平行于延長圖案定位。熟練技術(shù)人員將能夠提供用于對準(zhǔn)光刻 設(shè)備和被保持在襯底臺上的襯底上形成的延長圖案的不同技術(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案對準(zhǔn)標(biāo)記被沿襯底上的延長圖案定位在一 側(cè)或兩側(cè)上。在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案對準(zhǔn)標(biāo)記被直接形成與延長圖案 成一直線。在圖6中示出這樣的位置。
圖6示出延長圖案103的端截面，其中，標(biāo)記104形成在襯底上作為
延長圖案對準(zhǔn)標(biāo)記。在粗襯底對準(zhǔn)步驟中，光刻設(shè)備的對準(zhǔn)裝置可在延長
圖案103的兩端處測量標(biāo)記104的位置，并且對準(zhǔn)襯底以沿第一方向102 掃描延長圖案。
在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案對準(zhǔn)標(biāo)記靠近端截面定位在靠近如圖7中 示出的延長圖案的延長中心線的位置處。優(yōu)選地，零標(biāo)記lll用作延長圖 案對準(zhǔn)標(biāo)記。使用對準(zhǔn)測量在延長圖案IIO的兩端掃描兩個(gè)延長圖案對準(zhǔn) 標(biāo)記111，獲得兩個(gè)位置。在所述位置之間的"直"線112可表示延長圖案 10的中心線。
在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)零標(biāo)記形成在靠近延長圖案的晶片上。在一個(gè) 實(shí)施例中，各群組兩個(gè)或更多標(biāo)記被形成以表示延長圖案的位置或另一特 性。在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案對準(zhǔn)標(biāo)記表示延長圖案的偏心位置。在一 個(gè)實(shí)施例中，偏心位置對應(yīng)于如之后將在下文中更加詳細(xì)地說明的根據(jù)本 發(fā)明實(shí)施例的用于執(zhí)行側(cè)翼掃描(flank scan)的靠近峰值零點(diǎn)交叉的兩個(gè) 中的一個(gè)位置。
預(yù)測量步驟(對準(zhǔn))
在一個(gè)實(shí)施例中，用于檢測延長圖案的特性的方法包括首先對準(zhǔn)襯底 和延長圖案。對準(zhǔn)包括至少找出延長圖案和對準(zhǔn)傳感器的合適的位置，用
27于沿第一方向執(zhí)行測量。所述襯底可設(shè)置有輔助元件(例如標(biāo)記)，用于 幫助確定延長圖案和/或襯底臺相對于傳感器在第一和/或第二方向上的相 對位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以先將所述臺移動(dòng)至"零"位置并后續(xù)執(zhí)行臺對準(zhǔn) 和/或整個(gè)襯底對準(zhǔn)，然后再檢測/測量形成在襯底上的延長圖案的特性。 在一個(gè)實(shí)施例中，粗晶片對準(zhǔn)步驟用于捕獲所述襯底。在粗晶片對準(zhǔn)后， 襯底柵格被足夠精確地知道以預(yù)測精晶片對準(zhǔn)的所有標(biāo)記位置。如果襯底 以低精度從裝載工作站裝載到襯底臺上，則這樣的對準(zhǔn)是尤其有利的。這 樣，直至裝載的所有步驟能夠以相對低的精度(以高速和域低成本)進(jìn)行。 在精晶片對準(zhǔn)步驟過程中，標(biāo)記被測量用于以高精度確定延長圖案的方向 /位置。確定第一方向用于產(chǎn)生坐標(biāo)系統(tǒng)，這樣襯底臺沿坐標(biāo)系統(tǒng)的軸線中 的一個(gè)軸線的移動(dòng)對應(yīng)于延長圖案的第一方向。
襯底臺WT和襯底的旋轉(zhuǎn)可用于找出延長圖案的第一方向。 在一個(gè)實(shí)施例中，為輔助標(biāo)記(例如延長圖案對準(zhǔn)標(biāo)記)掃描襯底。 在一個(gè)實(shí)施例中，零標(biāo)記被定位在延長圖案的兩端上的延長中心線位置 處，并且其位置在晶片的快速掃描期間被收集，尤其是在光刻設(shè)備的測量 側(cè)上。零標(biāo)記的位置可示出/提供關(guān)于延長圖案的特性、位置、和方向的很 多信息。在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例中在后續(xù)步驟中收集和處理所 述信息。
延長圖案對準(zhǔn)標(biāo)記可提供延長圖案的中心線的位置或偏心位置。所述 標(biāo)記可表示在延長圖案中的調(diào)制的特性，例如關(guān)于調(diào)制的波長或振幅的信 息。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案的預(yù)掃描或?qū)?zhǔn)掃描在第二方向 上執(zhí)行。該預(yù)掃描用于確定延長圖案在第二方向上的位置。與在第一方向 上不同位置處的第二預(yù)掃描的組合用于以提高的精度確定第一方向。
預(yù)掃描涉及延長圖案在第二方向上的物理參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，通 過沿有意包括預(yù)期的第一和第二方向上的分量的方向移動(dòng)來檢測參數(shù)。這 樣是有益的，因?yàn)橄鄬τ陬A(yù)期的第一方向以相對大的角度進(jìn)行的掃描將確 保延長圖案的位置能夠僅通過一次掃描就在第一和第二方向中被找出。因 為僅需要一次掃描，因此這是一種時(shí)間相對有效的方法。在該預(yù)掃描中以及實(shí)際的測量掃描中(諸如側(cè)翼掃描中)，被檢測的 特性(強(qiáng)度)可以被測量，因?yàn)楸谎娱L的圖案包括朝向?qū)?zhǔn)傳感器突出的 一群組柵格線。在一個(gè)實(shí)施例中，對準(zhǔn)傳感器是基于衍射型的，而格柵線 能夠被看作是光柵。
側(cè)翼掃描定位
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法涉及使用光刻設(shè)備的對準(zhǔn)傳感器檢測延長 圖案的特性。在一個(gè)實(shí)施例中，在第一方向上延長的延長圖案的特性被沿 延長圖案的第一方向測量。為了沿第一方向進(jìn)行測量，所述襯底臺被沿第 一方向移動(dòng)，從而改變對準(zhǔn)傳感器和延長圖案的相對位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述測量的特性(例如衍射輻射的強(qiáng)度)直接涉及 延長圖案的物理特性，尤其涉及在第二方向上的延長圖案的物理特性。所 述方法允許測量主要與沿延長圖案在第一方向上的位置相關(guān)聯(lián)的延長圖 案的物理特性。
在襯底上形成的延長圖案的任何實(shí)施例的掃描包括沿延長圖案的第 一方向的特性檢測。沿定位在傳感器和延長圖案的第二方向上相對位置中
的參考位置處的大致直的線執(zhí)行所述掃描。在圖4中，示出這種線的實(shí)例， 并且用Ys表示第二方向上的參考位置。所述位置可以參考形成在對準(zhǔn)傳 感器中的照相機(jī)圖像的中心點(diǎn)。
作為進(jìn)一步的預(yù)測量步驟，延長圖案定位成使得獲得對準(zhǔn)傳感器的所 需輸出，其對應(yīng)于基本上到達(dá)平行線中心或者近峰值零點(diǎn)交叉ZC1和ZC2 的對準(zhǔn)傳感器的測量束，這在下文中被詳細(xì)描述。
在一個(gè)實(shí)施例中，首先，襯底被定位，使得對準(zhǔn)傳感器的測量束根據(jù) 例如圖3與襯底或襯底臺上形成的延長圖案(平行柵格線)相互作用，也 就是圖案的衍射特性被使用，并且優(yōu)選被測量。這可通過在第二方向(如 圖4示意性地示出的，優(yōu)選地垂直于第一方向)上移動(dòng)襯底(臺)而被執(zhí) 行。第二方向可大致平行于第二長行程和短行程模塊，用于相對于光刻設(shè) 備的掩模版和/或主框架移動(dòng)襯底臺。
優(yōu)選地，通過在第二方向上移動(dòng)襯底臺或至少在第二方向上具有分量 的移動(dòng)來執(zhí)行對準(zhǔn)掃描。同時(shí)，在一個(gè)實(shí)施例中，位置編碼器或干涉計(jì)設(shè)置以將獲得的衍射圖案關(guān)聯(lián)至襯底/襯底臺上的位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，襯底包括沿第一方向延伸并且位于第二方向上不同 位置處的多個(gè)延長圖案。在一個(gè)實(shí)施例中，這些延長圖案被平行地形成。 在第二方向上的單一行程中，可獲得這些延長圖案的衍射圖案。以這種方 式，對于這些延長圖案可更加快速地執(zhí)行在第二方向上的對準(zhǔn)數(shù)據(jù)掃描。
在圖5a中描述沿第二方向，即垂直于延長圖案的方向的對準(zhǔn)傳感器
輸出信號(即，沿圖4中的y方向的傳感器信號)的響應(yīng)曲線。如在圖5a 所見，可獲得峰值最大輸出信號，這在對準(zhǔn)傳感器與平行線的中心對準(zhǔn)時(shí) 發(fā)生。從所述中心朝所述平行線的外部邊緣移動(dòng)，獲得了由于干涉作用交 替地提供最大峰點(diǎn)輸出信號和最小峰點(diǎn)輸出信號的空間周期性圖案。
圖5a所示的實(shí)例示出對于僅有幾個(gè)柵格線的柵格圖案的響應(yīng)。在一 個(gè)實(shí)施例中，使用具有多于10條柵格線的被延長標(biāo)記。在該實(shí)施例中， 周期結(jié)構(gòu)將示出更小的阻尼且將具有更穩(wěn)定的峰值。在發(fā)現(xiàn)最大峰值不相 關(guān)時(shí)這是有益的。
在一個(gè)有利的實(shí)施例中，檢測方法記錄沿延長圖案的第一方向的物理 特性，其是沿第二方向的物理參數(shù)的結(jié)果。在該實(shí)例中，沿第一方向記錄 的特性可以是由沿第二方向的延長圖案的衍射特性引起的強(qiáng)度。因?yàn)樵趶?qiáng) 度對y位置(第二方向)的導(dǎo)數(shù)在側(cè)翼(flank)處最高，因此在第二方向 上強(qiáng)度廓線的側(cè)翼(the flanks ofthe intensity profile )處衍射特性最敏感(最 大斜率二最大敏感度)。進(jìn)一步地，假定所測量的強(qiáng)度被預(yù)處理，使得最 小峰點(diǎn)強(qiáng)度被寄存為負(fù)峰值，而最大峰點(diǎn)強(qiáng)度被寄存為正峰值，由此，強(qiáng) 度廓線的側(cè)翼包括零點(diǎn)交叉(圖5a)。鄰近最大峰點(diǎn)輸出的位置在近峰值 零點(diǎn)交叉ZC1和ZC2處衍射特性尤其敏感。這是因?yàn)樵谧畲蠓妩c(diǎn)輸出的 位置處，最大數(shù)量的平行線對峰點(diǎn)處的強(qiáng)度有貢獻(xiàn)，給出峰值，而在交叉 處的零值顯然保持相同。峰點(diǎn)和零點(diǎn)交叉之間的距離是恒定的。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，先沿垂直于所述線的方向盡可能靠近近峰值零點(diǎn)交 叉ZC1和ZC2中的任一個(gè)地定位襯底，從而用作參考位置，然后進(jìn)行測 量。從而，可獲得在垂直所述線的方向上的最大敏感度，因?yàn)轫憫?yīng)曲線的 斜度在所述點(diǎn)處可能是最大的。由于編碼器誤差，在形成的延長圖案中的 任何誤差(例如在圖2中示出的在第二方向上的延長圖案的偏離)在所述
30位置處可以以最大精度被測量。在下文中，由近峰值響應(yīng)零點(diǎn)交叉位置形 成的在第二方向Ys上的掃描位置將被稱為"側(cè)翼掃描"位置。
在包括多于七條柵格線的延長圖案的實(shí)施例(例如，根據(jù)圖6的實(shí)施 例)中，將獲得類似于圖5b的預(yù)掃描結(jié)果。在此處，衍射圖案的峰值的
阻尼是不可見的。在此處，示出的任何零點(diǎn)交叉ZCIO、 ZCll、 ZC12和 ZC13可被當(dāng)作第二方向上的參考位置，用于后續(xù)在第一方向上沿延長圖 案執(zhí)行測量。如果執(zhí)行第二預(yù)掃描/側(cè)翼掃描，應(yīng)在/靠近具有相反斜度的 零點(diǎn)交叉處執(zhí)行第二掃描。可能的結(jié)合的實(shí)例是ZC10和ZC11以及ZCIO 禾口 ZC13。
在另一個(gè)實(shí)施例中，第二方向上的掃描提供相對于自動(dòng)增益控制設(shè)置 的數(shù)據(jù)。這些設(shè)置可以被保存并且用于信號控制。在該實(shí)施例中，延長圖 案在第二方向上被掃描。在掃描期間，對準(zhǔn)傳感器將輸出與被測量強(qiáng)度相 對應(yīng)的電信號。該電信號用于確定將在隨后實(shí)施的沿第一方向的實(shí)際測量 掃描的期間在對準(zhǔn)傳感器中的放大器的增益。該增益被確定使得信號在最 大強(qiáng)度處不削減(clip)，在強(qiáng)度處于其最小(零)和最大敏感度時(shí)給出 最大信噪比。在可選實(shí)施例中，通過在基準(zhǔn)點(diǎn)上進(jìn)行掃描確定增益?；鶞?zhǔn) 點(diǎn)包括基準(zhǔn)標(biāo)記?；鶞?zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)標(biāo)記被制成使得最大和最小強(qiáng)度分別比隨 后實(shí)施的沿第一方向的實(shí)際測量掃描期間所預(yù)期的強(qiáng)度大和小。所述增益 被確定使得在最大強(qiáng)度處，信號不削減，給出最大信噪比以及最大敏感度。
為了構(gòu)造強(qiáng)度與位置信號的對應(yīng)曲線，對準(zhǔn)傳感器測量的對準(zhǔn)束的強(qiáng) 度和襯底臺的位置被精確地在同一時(shí)間采樣。由觸發(fā)事件執(zhí)行位置和強(qiáng)度 采樣之間的同步。在一個(gè)實(shí)施例中，光刻曝光設(shè)備的量測裝置包括接受同 步信號的對準(zhǔn)工具和來自同步驅(qū)動(dòng)裝置的掃描狀態(tài)信號。在掃描期間，測 量掃描強(qiáng)度樣本，并且位置樣本是從定位系統(tǒng)接收的。強(qiáng)度樣本和定位樣 本應(yīng)該結(jié)合。為了減少加速過調(diào)量的影響，在開始位置/光采樣之前插入時(shí) 間延遲。所述延遲表示為"Vc—設(shè)置"或恒定速度設(shè)置。
在基于衍射級使用對準(zhǔn)傳感器的一個(gè)實(shí)施例中，對于最高級(例如第 7級)最大化峰值-峰值信號，以進(jìn)一步提高精度。在一個(gè)實(shí)施例中，對于 每個(gè)檢測級，最大化峰值-峰值信號。這使得所述臺對臺定位更加敏感。
在一個(gè)實(shí)施例中，在沿第一方向每次檢測延長圖案之前執(zhí)行自動(dòng)增益設(shè)置。這允許對沿第一方向的每一掃描進(jìn)行增益設(shè)置校正。
在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案包含許多圖案，使得整個(gè)群組的延長圖案
將適應(yīng)于對準(zhǔn)傳感器(例如在CCD傳感器中)的數(shù)值孔徑。然后，圖案
的圖像將導(dǎo)致周期(正弦)信號。然后，能夠在沿第二方向掃描的同時(shí)，
實(shí)施周期(正弦)擬合。
在一個(gè)實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)延長圖案同時(shí)被讀出。這使得校準(zhǔn)能夠
更新和保持特征。這些標(biāo)記應(yīng)配合在對準(zhǔn)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑內(nèi)。
沿延長圖案測量
在一個(gè)實(shí)施例中，在預(yù)掃描(例如第一對準(zhǔn)和/或?qū)?zhǔn)數(shù)據(jù)掃描)之后， 延長圖案被大致沿延長圖案的線的方向掃描，也就是大致沿第一方向(根
據(jù)使用圖4進(jìn)行描述的實(shí)施例的x方向)。在一個(gè)實(shí)施例中，襯底臺沿x 方向被移動(dòng)。從而，例如在圖3的放大視圖以及圖4的放大視圖中描述的 平行線的任何偏離將導(dǎo)致對準(zhǔn)傳感器的輸出信號的變化(當(dāng)對準(zhǔn)束變化 時(shí)，根據(jù)圖5a中中心峰值處的箭頭)。現(xiàn)在，對準(zhǔn)傳感器的輸出信號提 供沿平行線的連續(xù)信號，提供了關(guān)于沿垂直于它的方向所述平行線之間的 任何偏離的信息。可在編碼器光柵(例如編碼器目標(biāo))的誤差中發(fā)現(xiàn)所述 線的這些偏離的原因。所述編碼器臺位置測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)可使用對準(zhǔn)傳感 器輸出信號來執(zhí)行，將在本文稍后進(jìn)行說明。
另外，通過利用多個(gè)延長圖案(例如圖3中描述的光柵)，獲得了在 相對短的相互距離上的多個(gè)測量，其可減小在試圖根據(jù)傳統(tǒng)縫合方法在相 互更遠(yuǎn)的校準(zhǔn)點(diǎn)之間插入時(shí)將會獲得的內(nèi)插誤差。通過沿所述光柵對于多 個(gè)延長圖案實(shí)施所述校準(zhǔn)技術(shù)，由此對于襯底臺的多個(gè)位置可執(zhí)行所述校 準(zhǔn)，且所述校準(zhǔn)可通過利用光柵的兩個(gè)方向在x和y方向上被執(zhí)行。
在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案沿第一方向的掃描包括使用長行程和短行 程模塊中的一個(gè)移動(dòng)襯底臺，以及沿第二方向鎖定長行程和短行程模塊中 的另一個(gè)。
在一個(gè)實(shí)施例中，襯底臺被沿第二方向y定位在掃描位置處，且使用 第一長行程和短行程模塊將襯底臺移動(dòng)至超過形成在晶片上的延長圖案 的位置處。對于沿第一方向掃描延長圖案，襯底臺從其幵始位置沿第一方向被加 速，在一個(gè)實(shí)施例中，襯底臺到達(dá)在第一方向上的穩(wěn)定掃描速度，同時(shí)保 持第二坐標(biāo)在所述鎖定位置處。在第一方向上的掃描速度優(yōu)選地大于
100mm/s，優(yōu)選地大于200mm/s。在使用長行程模塊的近最大速度的實(shí)施 例中，可獲得大于250mm/s和290mm/s的速度。這將允許在第一方向掃 描延長圖案，所述延長圖案在大約l秒鐘內(nèi)被形成在襯底的更大部分上(例 如300mm)。在之前的布置中，具有類似長度的標(biāo)記線將由間距為1mm 的300個(gè)標(biāo)記組成，且僅掃描移動(dòng)部分將會花費(fèi)至少15秒鐘。這是因?yàn)?每個(gè)標(biāo)記將分別被掃描，每次需要在測量開始之前襯底臺的速度穩(wěn)定。在 掃描之間，襯底臺將步進(jìn)至用于下一個(gè)測量掃描的起始位置。在步進(jìn)和掃 描之間的縫合會耗費(fèi)寶貴的時(shí)間。獲得了大約90%的時(shí)間節(jié)約。
在不連續(xù)的延長圖案(即，例如線由幾個(gè)分離的特征構(gòu)成的延長圖案) 的實(shí)施例中，可以以不穩(wěn)定的速度檢測。另外，如果所述不連續(xù)的延長圖 案通過如上面描述的實(shí)施例指出地使用變化動(dòng)力學(xué)特性形成，這些不同的 動(dòng)力學(xué)特性在掃描不連續(xù)的延長圖案時(shí)是可檢測的。
盡管以穩(wěn)定的速度在第一方向上移動(dòng)襯底臺，然而，在一個(gè)實(shí)施例中， 使用對準(zhǔn)傳感器收集數(shù)據(jù)，導(dǎo)致相對于延長圖案的衍射特性沿第一方向的 強(qiáng)度數(shù)據(jù)掃描，優(yōu)選地衍射級的強(qiáng)度。
在一個(gè)實(shí)施例中，在沿延長圖案的一個(gè)掃描中，測量多個(gè)衍射級，優(yōu) 選地第五和第七衍射級。相對于單個(gè)掃描中的多個(gè)級獲得數(shù)據(jù)允許測量結(jié) 果的內(nèi)插，在一些實(shí)施例中可實(shí)現(xiàn)噪音的減小。衍射級相對于襯底反射率 (諸如晶片反射率)表現(xiàn)相同。隨著襯底反射率增加，所述級的強(qiáng)度也增 加。
在到達(dá)延長圖案在第一方向上的端截面之后，減速襯底臺。所獲得的 數(shù)據(jù)保存在光刻曝光設(shè)備的寄存器中。在一個(gè)實(shí)施例中，所獲得的數(shù)據(jù)被 預(yù)處理，以便為了進(jìn)一步處理準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。預(yù)處理可以包括從強(qiáng)度中減去恒 定值(使得最小峰點(diǎn)強(qiáng)度被表示為負(fù)強(qiáng)度)。
對準(zhǔn)信號依賴于在對準(zhǔn)傳感器的光學(xué)模塊下的標(biāo)記的空間位置。沿非 常直的延長圖案的第一方向進(jìn)行的掃描導(dǎo)致直流信號。
如果被延長標(biāo)記在掃描時(shí)被輕微旋轉(zhuǎn)，那么出現(xiàn)正弦曲線信號。希望
33沿第二方向在位置YS,ZC1 (對應(yīng)圖10中的線80)處實(shí)施側(cè)翼掃描的第一 掃描。由于這是在強(qiáng)度廓線的側(cè)翼處，因此也可以稱為側(cè)翼掃描。相反的
掃描應(yīng)在Y,.zc2處進(jìn)行(對應(yīng)圖10中的線81)，這顯然也稱為側(cè)翼掃描。
如果由于在任何預(yù)測量步驟中的未對準(zhǔn)使延長標(biāo)記發(fā)生旋轉(zhuǎn)，則由于在第
二方向Y (對應(yīng)線82)上的衍射特性導(dǎo)致出現(xiàn)正弦曲線信號。
對準(zhǔn)對直接在信號斜度上的位置噪音敏感。這由下述事實(shí)引起相對
于所述位置的偏離在信號斜度上處于最大。位置上的任何小的偏離導(dǎo)致強(qiáng)
度信號的最大偏離。
另一方面，在信號對準(zhǔn)的峰值處對位置噪音不敏感，因?yàn)橄鄬τ谖恢?br> 的偏離是零。由激光引起的信號強(qiáng)度的任何變化現(xiàn)在成為主導(dǎo)的。在一個(gè)
實(shí)施例中，所述檢測方法包括在靠近所述峰值(在圖10中用Ys,peak表示的)
的相對第二位置處沿第一方向檢測延長圖案的特性。在所獲得的信號中， 激光噪音是主導(dǎo)的，所述信號可被用于在另外的第二位置處減少信號中的 可能的噪音。
如所說明的，通過在空間強(qiáng)度廓線的斜度上測量并且沿至少35mm、 至少45mm、至少90mm、至少190mm、至少290mm、或至少440mm長
的延長圖案的光柵移動(dòng)，在最大敏感度處可測量作為襯底臺WT位置的函 數(shù)的強(qiáng)度變化。在側(cè)翼掃描過程中所測量的強(qiáng)度包括有噪音分量，其中所 述延長圖案在相對位置Y,zd處被掃描。本發(fā)明的實(shí)施例包括降低在沿第 一方向的延長圖案的掃描中的噪音。
從另一近峰值響應(yīng)零點(diǎn)交叉開始可重復(fù)所述測量從而獲得沿相同平
行線的兩個(gè)測量，這允許估計(jì)所觀察到的襯底表面的反射變化的任何差
別，從而所述兩個(gè)測量允許考慮襯底表面的反射率的這種波動(dòng)。如圖5a 示出，衍射信號的斜度具有不同符號。如果由于在襯底上形成延長圖案期 間產(chǎn)生的誤差而使所述延長圖案變形，例如圖4中示意性示出的，那么靠
近Y,，zd和Ys,zc2位置的柵格誤差將導(dǎo)致具有相反變化的信號。在絕對尺
度上，所述變化是類似的，然而符號不同(正、負(fù))。
在側(cè)翼掃描的另一個(gè)實(shí)施例中，使用兩個(gè)大致平行的延長圖案148、 149 (圖11)。在第一預(yù)掃描之后，位置A建立為兩個(gè)大致平行的延長圖 案的第一延長圖案148的零點(diǎn)交叉的位置。從位置A (在示出的x-y坐標(biāo)系統(tǒng)中的y方向上的坐標(biāo))，執(zhí)行沿所述第一延長圖案148的第一方向在 x方向上的掃描。所述光刻設(shè)備被控制使得從A相對于對準(zhǔn)傳感器在平行 于所述延長圖案的方向上移動(dòng)襯底臺WT。雖然首先所檢測的特性是接近 零的信號(在它是零點(diǎn)交叉時(shí))，由于在第二方向上的延長圖案的偏離， 所述信號在襯底臺和襯底在第一方向上被移動(dòng)時(shí)將變化。
通過從A沿方向x移動(dòng)，最終整個(gè)延長圖案被掃描，到達(dá)位置B。位
置B (再次其特點(diǎn)是其坐標(biāo)在y方向上)不需要是零點(diǎn)交叉，因?yàn)樗鲅?br> 長圖案在正好該位置上具有偏離。在一個(gè)實(shí)施例中，所述測量斑點(diǎn)在第二 方向上被移動(dòng)的距離等于柵格尺寸。然而，根據(jù)圖11的實(shí)施例是不同的。
所述襯底臺WT從B被移動(dòng)，使得可以在第二方向上掃描第二延長圖 案149、執(zhí)行預(yù)掃描，以便發(fā)現(xiàn)零點(diǎn)交叉(在圖11中用C表示)。所述 對準(zhǔn)傳感器被設(shè)置以從C在x方向上沿所述延長圖案149朝向D掃描延 長圖案149。
所述襯底臺被再次從D移動(dòng)，在一個(gè)實(shí)施例中，另一個(gè)預(yù)掃描被執(zhí)行 以發(fā)現(xiàn)與A不同的零點(diǎn)交叉，在此處A、之后從A+至Bt在與延長圖案 148的第一掃描的方向完全相同的方向上執(zhí)行掃描。之后，在朝0*的方向 上的延長圖案149上執(zhí)行在不同零點(diǎn)交叉C^處的第二掃描。
根據(jù)圖11的所述方法將導(dǎo)致兩個(gè)側(cè)翼掃描數(shù)據(jù)群組，其將允許分離 開反射率和衍射強(qiáng)度。
來回掃描標(biāo)記可降低由襯底臺的移動(dòng)引起的噪音、激光噪音、與控制 相關(guān)的噪音以及溫度。
在一個(gè)實(shí)施例中，檢測延長圖案的檢測方法包括檢測衍射特性，優(yōu)選 地測量衍射信號的多個(gè)級。用于檢測延長圖案的特性的量測裝置包括工具 (例如對準(zhǔn)傳感器)，其可被設(shè)置且構(gòu)建以測量和分離多個(gè)級(例如在衍 射響應(yīng)信號中的第五和第七級信號)。在單一掃描中，可獲得由柵格線形
成的延長圖案的衍射特性引起的多個(gè)信號。
在一個(gè)實(shí)施例中，沿第一方向的延長圖案的下一個(gè)掃描包括從YS,ZC1 至"ZC2的重新定位(例如在8微米的對準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的情況下為8微米)和進(jìn)行 返回運(yùn)動(dòng)，同時(shí)測量延長圖案的兩個(gè)信號的強(qiáng)度廓線(例如為200mm或 更長)。所述重新定位導(dǎo)致在第二方向上的掃描期間獲得的衍射信號的另一近峰值零點(diǎn)交叉處的位置上的掃描。
沿第一方向的延長圖案的往回掃描產(chǎn)生兩個(gè)信號Sl和S2。信號SI
和S2之和的一半可被表示為襯底反射率。從原始信號Sl和S2中減去襯 底反射率使得能夠校正所述作用?？蛇x地，信號Sl和S2的差別可被表示 為所述信號中的原始趨勢的兩倍，并且用于所述趨勢的校正產(chǎn)生噪音項(xiàng)。 在一個(gè)實(shí)施例中，為了降低噪音，甚至是在一個(gè)掃描中的樣本點(diǎn)可被 平均成lmm的間距。全掃描可包括16000樣本點(diǎn)跨度300mm (即，每毫 米53樣本點(diǎn)，在一些應(yīng)用中跨度為450mm)。這可被用于以因子7降低 噪音。
規(guī)范化也是降低噪音(激光噪音)的已知技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，頻 率變換、傅立葉變換可被用于標(biāo)準(zhǔn)化和降低噪音。
測量調(diào)制的延長圖案
在一個(gè)實(shí)施例中，使用調(diào)制技術(shù)形成所述延長圖案或使用被設(shè)置用在 照射沿第二方向具有調(diào)制的延長圖案的圖案形成裝置形成延長圖案，如結(jié) 合圖9d討論的。應(yīng)用已知和預(yù)定的信號至襯底臺，位置驅(qū)動(dòng)器還可減小 沿第一方向掃描所述延長圖案的測量信號中的噪音。因?yàn)樗鲂盘柺且?知，所以可從所述信號中將其移除。調(diào)制通過對準(zhǔn)傳.感器將被測量的信號 的優(yōu)點(diǎn)在于在非零值被測量的大多數(shù)時(shí)間中信噪比增大。在峰值(圖10
中為Ys,peak)處的測量的可選方案中，測量是不太敏感的。
在一個(gè)實(shí)施例中，在第一方向上具有大致延長形式的延長圖案被形成 在沿第二方向具有調(diào)制的襯底上。在一個(gè)實(shí)施例中，延長圖案對準(zhǔn)標(biāo)記形 成在襯底上，在形成調(diào)制的延長圖案的平衡位置(用作參考位置)的延長 中心線的不同位置處。這允許在預(yù)對準(zhǔn)步驟中讀出所述平衡位置。在另一 實(shí)施例中，在第二方向上的多個(gè)掃描被執(zhí)行以獲得相對于平衡位置(作為 參考位置)的數(shù)據(jù)。可以使用多個(gè)掃描，因?yàn)轭A(yù)先不知道調(diào)制的哪個(gè)階段 對應(yīng)于第一方向上的哪個(gè)位置。因此，沿第一方向在不同位置處的沿第二 方向的掃描能夠用于確定和耦合調(diào)制階段至第一方向上的位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述延長圖案包括沒有調(diào)制的至少一個(gè)截面(例如
接近延長圖案的端截面的第一個(gè)10mm)，以允許獲得所述平衡位置和從
36所述雙零近峰值位置獲得側(cè)翼掃描位置，在第二方向上掃描所述延長圖案 時(shí)所述雙零近峰值位置可從衍射數(shù)據(jù)中獲得。
在一個(gè)實(shí)施例中，在第一方向上的延長圖案包括具有預(yù)定調(diào)制幅值的 多個(gè)截面。在一個(gè)實(shí)施例中，不同類型的調(diào)制沿第一方向在不同長度上延 長。具有不同類型的調(diào)制或不同調(diào)制頻率或幅值使得能夠?qū)?yīng)不同目的進(jìn)
行優(yōu)化。
使用調(diào)制沿延長圖案的第一方向測量
在用于測量延長圖案的特性的檢測方法和光刻設(shè)備的實(shí)施例中，調(diào)制 是用于測量所述特性。所述延長圖案可被形成而沒有調(diào)制。
在檢測方法中使用調(diào)制的實(shí)例包括在沿延長圖案在第一方向上或/和
使用襯底臺的自然頻率檢測特性期間在y方向上的伺服控制調(diào)制。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述襯底臺在其自然頻率上振動(dòng)。有幾種方法可以 使用用于產(chǎn)生能量使襯底臺進(jìn)入到振動(dòng)狀態(tài)。襯底臺WT和襯底W在它
們的自然頻率上振動(dòng)將具有已知的頻率和相對穩(wěn)定的振幅。在一個(gè)實(shí)施例 中，所述襯底臺和襯底具有至少和優(yōu)選地對于大部分包括在垂直于延長圖 案的第一方向的第二方向上的振動(dòng)動(dòng)作的振動(dòng)。在移動(dòng)襯底臺和檢測延長 圖案的特性期間，所述襯底和襯底臺將以所述自然頻率相對于對準(zhǔn)傳感器
和位置傳感裝置IF (圖l)移動(dòng)。在后續(xù)步驟中，這種振動(dòng)可從所述信號 中分離且將導(dǎo)致降低噪音?？捎盟鑫恢脗鞲醒b置(IF)檢測襯底臺WT 的移動(dòng)。所述測量的/確定的,位置可被耦合至檢測的特性。
圖8 (d)示出包括5條柵格線的延長圖案50。它被形成在曝光側(cè)且 由于已示出的在定位中的編碼誤差而形成在第二方向(y)上的放大尺度 的偏離。在測量側(cè)上，例如對準(zhǔn)傳感器等量測裝置被指向所述延長圖案50， 所述襯底臺WT被相對于所述量測裝置移動(dòng)，如果沒有位置誤差發(fā)生，那 么襯底臺和襯底相對于所述工具根據(jù)線51被移動(dòng)。如果襯底臺和襯底在 所述自然頻率上振動(dòng)，所述振動(dòng)移動(dòng)52被施加至所述線51上。所述接收 的信號將由于具有振幅53的自然頻率而在柵格線上來回移動(dòng)，導(dǎo)致類似 于(加以必要的變更)在圖5中箭頭53的末端之間移動(dòng)的信號的檢測信 號。由于在延長圖案中的偏離，這種信號將略微不同且這些信號可在后續(xù)校準(zhǔn)中被校正?？蓮乃鰴z測信號中分離所述自然頻率。
使用根據(jù)本發(fā)明的所述方法，可獲得8nm的精度。在用至少兩個(gè)或更 多個(gè)噪音降低方法(包括調(diào)制技術(shù))的組合校正時(shí)，亞納米精度是可獲得 的。
縫合標(biāo)記測量
在一個(gè)實(shí)施例中，在第一層中產(chǎn)生第一群組柵格線，在第二層中產(chǎn)生 第二群組柵格線。所述兩群組柵格線是周期性的且在第二方向上具有相同 的周期。所述第一群組和第二群組柵格線是交錯(cuò)的。這種縫合的延長圖案 的結(jié)合也被稱作為縫合標(biāo)記。在所述縫合誤差是零的情況下(或在完全重 疊的情況下)，所述第二群組柵格線被定位在第一群組柵格線之間，使得 所述縫合標(biāo)記是周期性的且周期是所述第一和第二群組的周期的一半。在 這種情況下，第二群組柵格線中的柵格線與圍繞它的第一群組柵格線中的 鄰近柵格線的距離相同。在縫合誤差(或重疊誤差)的情況下，例如由于 在產(chǎn)生所述第一和第二群組柵格線的過程中發(fā)生偏離，所述第二群組柵格 線在第二方向上發(fā)生位移。因此，所述第二群組柵格線中的柵格線和第一 群組柵格線中的第一鄰近柵格線之間的距離小于第二群組柵格線中的柵 格線和第一群組柵格線中的第二鄰近柵格線之間的距離?，F(xiàn)在，所述縫合 標(biāo)記是周期性的且周期是第一群組柵格線或第二群組柵格線的周期，而不 是所述周期的一半。
在所述實(shí)施例中，使用的對準(zhǔn)傳感器被設(shè)置以用對準(zhǔn)輻射束輻射所述 縫合標(biāo)記，所述對準(zhǔn)傳感器能夠測量由所述縫合標(biāo)記衍射的對準(zhǔn)輻射束的 衍射級的強(qiáng)度。在零縫合誤差(完全重疊)的情況下，僅產(chǎn)生整數(shù)衍射級 (例如第一、第二、第三、第五、第七等)。由于衍射級相對于所述對準(zhǔn) 輻射束以不同角度被衍射，因此，可由它們的角度(或它們到對準(zhǔn)輻射束 的距離，并且因此它們在對準(zhǔn)傳感器的接收部分上的位置，這對熟練技術(shù) 人員是清楚的)識別所述級。因?yàn)樵诳p合誤差(重疊誤差)的情況下，第 二群組柵格線中的柵格線和第一群組柵格線中的兩個(gè)鄰近柵格線之間的 距離不同，所以所述衍射輻射包括接近整數(shù)衍射級的分?jǐn)?shù)衍射級例如{0.5、
1.5、 2.5、 3.5*，*}。相對于第一整數(shù)衍射級它們是分?jǐn)?shù)。與所述縫合標(biāo)記的
38線之間的相等距離的偏置(縫合誤差或重疊誤差)越高，相對于所述整數(shù) 衍射級的分?jǐn)?shù)衍射級的強(qiáng)度越大。
在第一群組柵格線和第二群組柵格線在完全相同的方向上不是周期 性的情況下，所述分?jǐn)?shù)衍射級和整數(shù)衍射級之間的強(qiáng)度比在第一方向上是 變化的。
通過使用能夠測量對應(yīng)于至少一個(gè)分?jǐn)?shù)衍射級的強(qiáng)度和至少一個(gè)整 數(shù)衍射級的強(qiáng)度的對準(zhǔn)傳感器，可確定縫合標(biāo)記的線之間的間距，即第一 群組柵格線和第二群組柵格線之間的重疊。這通過比較至少一個(gè)分?jǐn)?shù)衍射 級的強(qiáng)度和整數(shù)衍射級的強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)。
依賴于縫合誤差或重疊誤差，如在圖12中示意性顯示的延長圖案的
掃描(或根據(jù)圖9b的延長圖案G22的預(yù)掃描)導(dǎo)致探測包括這樣的分?jǐn)?shù)
衍射級的衍射圖案。
在一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行對準(zhǔn)步驟，其中用縫合的延長圖案的第二方向 上的坐標(biāo)推算出另一參考位置，該坐標(biāo)類似于常規(guī)的(非縫合的)延長圖 案的側(cè)翼掃描的第二坐標(biāo)。再次，相對于縫合的延長圖案在第二方向上進(jìn) 行的定位被選擇，使得在第一方向上掃描時(shí)衍射圖案的強(qiáng)度的實(shí)際測量敏 感度是最大的。如上所說明的，接近零交叉處的敏感度可被最大化，例如 在突出的柵格線的側(cè)翼上。
所述實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所述量測變得更加準(zhǔn)確，因?yàn)橥ㄟ^在第一方 向上移動(dòng)而在一個(gè)掃描(探測步驟)中測量了兩個(gè)延長圖案。例如所述縫 合的延長圖案允許執(zhí)行兩個(gè)層的襯底對準(zhǔn)步驟，而同時(shí)測量它們的相對行 為。
同時(shí)測量兩個(gè)層增加了所述兩個(gè)層的讀出的共同性。在單個(gè)的讀出 中，溫度和振動(dòng)是相等的。在重復(fù)的掃描中，溫度變化，振動(dòng)將導(dǎo)致在兩 個(gè)讀出期間的不同的噪音貢獻(xiàn)。在單個(gè)的掃描中，所述噪音貢獻(xiàn)被共享。
具有第五級層(x/5寬的柵格線)和第七級層(x/7寬的柵格線)的延 長圖案，之后在晶片對準(zhǔn)方法期間，對于所述兩個(gè)層兩個(gè)完整的晶片坐標(biāo) 系統(tǒng)被計(jì)算。然而，可由所述分?jǐn)?shù)級測量所述兩個(gè)層之間的相對差別，因 為在分?jǐn)?shù)級中的信息是兩個(gè)層相對于彼此的相對行為的測量。
因?yàn)閮蓚€(gè)延長圖案在同一整個(gè)晶片坐標(biāo)中，因此，它們共享相同的柵格特征或反射鏡特征。同時(shí)讀出導(dǎo)致共享相同的柵格或反射鏡位置，從而避免另外的誤差。
為了在兩個(gè)層上同時(shí)執(zhí)行測量掃描，對于第七和第五級可選擇"側(cè)翼"。這兩個(gè)層必須共享相同的整個(gè)晶片坐標(biāo)系統(tǒng)。在第二方向上的初始的校準(zhǔn)掃描中，可如上所指出地確定這樣的位置。
控制移動(dòng)所述襯底臺
在一個(gè)實(shí)施例中，用于控制襯底臺移動(dòng)的伺服控制以及尤其是在光刻設(shè)備的測量期間具有在第一方向掃描延長圖案的至少兩個(gè)模式。在一個(gè)實(shí)施例中，所述模式中的一個(gè)被用于在第一方向上掃描所述延長圖案。在一個(gè)實(shí)施例中，使用模式的組合。用于操作襯底臺移動(dòng)的模式從光刻術(shù)中廣泛使用的校準(zhǔn)技術(shù)中是已知的。
在一個(gè)實(shí)施例中，控制襯底臺移動(dòng)的同時(shí)，控制襯底臺相對于參考物(例如柵格板)的位置。以這種方式，襯底臺將跟隨在參考物中的誤差。
這種模式被稱為高帶寬控制。圖8b示意性示出在襯底臺(圖1中的WT)在高帶寬控制下時(shí)的對準(zhǔn)掃描。如果在高帶寬控制下掃描所述延長圖案，將被測量的信號是光強(qiáng)度的變化。在高帶寬控制期間，依賴于測量柵格和曝光柵格獲得表示光強(qiáng)度的信號。由于襯底臺的定位中的誤差(不是已知的)，具有延長標(biāo)記的襯底臺WT和襯底W可相對于量測裝置(例如對準(zhǔn)工具)移動(dòng)偏離在第一 (x)方向上的直線。
在一個(gè)實(shí)施例中，用于控制襯底臺的移動(dòng)的伺服控制不依賴于其測量位置。這樣的控制設(shè)置可被稱為在低帶寬控制下。伺服控制被執(zhí)行而沒有測量位置的反饋。在低帶寬控制下，通過在第一方向上掃描所述延長圖案獲得光強(qiáng)度信號，其信號僅依賴于曝光柵格。圖4示意性示出在襯底臺處于低帶寬控制下時(shí)的對準(zhǔn)掃描。如果延長圖案在低帶寬控制下被掃描，將被測量的信號是光強(qiáng)度變化。因?yàn)橐r底臺并且因此襯底和延長圖案的位置沒有用定位系統(tǒng)控制，因此僅使用所述行程模塊控制襯底/延長圖案的移動(dòng)。在低帶寬控制中，依據(jù)曝光柵格獲得表示光強(qiáng)度的信號。
在一個(gè)實(shí)施例中，襯底臺的伺服控制被設(shè)置以跟隨沿所述延長圖案檢測的信號的斜度，尤其是如果形成具有調(diào)制的延長圖案。在一個(gè)實(shí)施例中，使用來自對準(zhǔn)傳感器的反饋信號控制移動(dòng)襯底臺的伺服控制。在掃描時(shí)，用對準(zhǔn)傳感器測量的信號被保持恒定。在一個(gè)實(shí)施例中，表示在傳感器中感測的光強(qiáng)度的、在對準(zhǔn)傳感器中接收的信號的導(dǎo)數(shù)被計(jì)算。微分信號的變化被立即消除，例如通過襯底臺的校正運(yùn)動(dòng)，優(yōu)選地在第二方向上使用伺服控制。
在所述實(shí)施例中，使用曝光和測量柵格，用于利用延長圖案確定校準(zhǔn)測量。在圖8C中示出"跟隨側(cè)翼"的一個(gè)實(shí)例，其中，雖然形成在第二方向上具有偏離的延長圖案，但是在柵格頂部的相對位置被保持或靠近所述第二和第三柵格線定中心。通過相對于在第二方向上將被測量的物理特性的特性保持相對位置，跟隨側(cè)翼成為可能。作為曝光期間的誤差的結(jié)果的延長圖案的誤差能夠從測量數(shù)據(jù)和尤其從檢測的位置數(shù)據(jù)中直接獲得。
如果襯底臺的伺服控制被設(shè)置以跟隨所述延長圖案，使用測量柵格的襯底臺的位置可跟隨，且可與襯底臺上形成的延長圖案的位置進(jìn)行比較。如果形成具有調(diào)制的延長圖案，所述調(diào)制將出現(xiàn)在所述兩個(gè)數(shù)據(jù)群組中，并且因此可被抵消。比較所述兩個(gè)數(shù)據(jù)群組將導(dǎo)致在晶片上形成的延長圖案和編碼器位置的偏離。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可用圖像傳感器以與上述的任何方法步驟相類似的方法步驟對延長圖案的特性進(jìn)行采用。在延長圖案的頂部釆用圖像，沿
第一方向釆樣幾個(gè)圖像。圖像的任何偏離在6 DOF中被校正且被添加至IFM/編碼器系統(tǒng)，用照相機(jī)的視圖保留這樣的圖像。所述方法允許相對于對準(zhǔn)系統(tǒng)校正例如所述IFM/編碼器系統(tǒng)。
能夠以光刻設(shè)備的最大掃描速度的一半且在高伺服控制帶寬下例如執(zhí)行在把所述圖案投影到其上時(shí)襯底的移動(dòng)，以便允許所述臺跟隨如通過編碼器系統(tǒng)以高精度測量的被測量編碼器柵格誤差。
校準(zhǔn)
在一個(gè)實(shí)施例中，將在雙臺光刻設(shè)備的曝光側(cè)執(zhí)行在襯底上形成延長圖案，同時(shí)在測量側(cè)上將執(zhí)行所述測量。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)圖l的光刻設(shè)備包括測量柵格和曝光柵格。使用所述測量柵格測量在測量側(cè)上的襯底臺WT的位置。在該實(shí)施例中，所述第二定位裝置PM包括所述測量柵格。
因此，在測量側(cè)上的編碼器柵格誤差還可在沿所述線執(zhí)行所述測量時(shí)轉(zhuǎn)化成所觀測的偏離。為了能夠在所述誤差源之間進(jìn)行區(qū)別(在曝光側(cè)和在測量側(cè)上的編碼器柵格)，所述襯底可在圖3和4的附圖中的平面內(nèi)被進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)大約90度，在其它方向上沿所述延長線重復(fù)所述測量。從而，可以從測量側(cè)處的編碼器位置傳感器的誤差中區(qū)別出襯底上的延長線中的誤差，從而使得每個(gè)被適當(dāng)?shù)乜紤]。為了進(jìn)一步在所述誤差源之間進(jìn)行區(qū)別，所述襯底可被進(jìn)一步平移且所述測量被重復(fù)。
在一個(gè)實(shí)際的實(shí)施例中，通過把第二圖案投影到襯底上可獲得所述平移，其圖案被相對于另一圖案平移，使用平移的圖案用于后面的測量，從而消除在襯底臺上位移襯底的需要(從而消除另外的誤差源)。
在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)圖案通過微小的平移緊接著彼此被曝光，使得在單一掃描過程中可讀出所述兩個(gè)圖案而不平移所述臺。所述檢測的特性可被用于為重疊而構(gòu)建校準(zhǔn)地圖。在一個(gè)實(shí)施例中，第二曝光的延長圖案被放置為鄰近在放置在光刻設(shè)備中的襯底上形成的參考延長圖案，作為維護(hù)程序的一部分。
由于執(zhí)行沿所述延長圖案(在本實(shí)例中是所述平行線)的連續(xù)或半連續(xù)測量，可獲得在寬的空間頻率范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，這可消除利用多個(gè)不同的校準(zhǔn)技術(shù)的需要，從而可以獲得更快的校準(zhǔn)且可以消除把不同校準(zhǔn)的不同校準(zhǔn)結(jié)果縫合在一起的需要，從而可以節(jié)省處理時(shí)間且避免在不同校準(zhǔn)的校準(zhǔn)結(jié)果之間的不定性。注意到，不連續(xù)的測量在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中也是可以的。
高度測量和z柵格校準(zhǔn)
襯底或襯底臺相對于光刻設(shè)備的高度測量(Z坐標(biāo))以及尤其是兩維z柵格校準(zhǔn)對于光刻設(shè)備是需要的，尤其是但不限于，對于包括具有包含柵格板的編碼器系統(tǒng)的定位系統(tǒng)的光刻設(shè)備。Z柵格校準(zhǔn)可包括襯底臺WT相對于柵格板或包括柵格板的襯底臺WT相對于編碼器系統(tǒng)的z (高度)、Rx和Ry誤差校正。高分辨率的校準(zhǔn)是需要的?？蓪⒓夹g(shù)的結(jié)合用于執(zhí)行所述校準(zhǔn)，例如水平傳感器和單一的曝光聚焦方法。然而，技術(shù)的結(jié)合是耗費(fèi)時(shí)間的，且對于全校準(zhǔn)可花費(fèi)高達(dá)5-6小時(shí)。
當(dāng)前校準(zhǔn)技術(shù)、尤其是z校準(zhǔn)的一個(gè)問題是用于執(zhí)行所有校準(zhǔn)測量和
計(jì)算的曝光時(shí)間和總讀出時(shí)間通常與需要的分辨率成比例。隨著分辨率需求的不斷增加，校準(zhǔn)時(shí)間將進(jìn)一步增加。
提供一種用于比現(xiàn)有技術(shù)中的解決方案更快地執(zhí)行z校準(zhǔn)的方法。所述方法包括通過在曝光期間相對于圖案形成裝置移動(dòng)襯底臺而在由襯底臺支撐的襯底上形成聚焦敏感的延長圖案，導(dǎo)致聚焦敏感的延長圖案。在襯底上曝光圖案的同時(shí)，在第一方向上移動(dòng)襯底臺，從而形成如前所述的延長圖案。所述方法包括使用用于形成聚焦敏感標(biāo)記的已知技術(shù)形成延長圖案的步驟。聚焦敏感標(biāo)記的實(shí)例是包括寬線與細(xì)線組合的標(biāo)記和/或根據(jù)
所述單一曝光聚焦方法形成的標(biāo)記、FOCAL標(biāo)記(部分?jǐn)嗑€)和/或PreFoc/LVT標(biāo)記。通過使用非遠(yuǎn)心/傾斜照射形成PreFoc/LVT標(biāo)記的聚焦敏感性。這在圖16a中示意性地示出。來自輻射源的輻射束B被引導(dǎo)通過示意性示出的楔形件WDG，導(dǎo)致了所形成標(biāo)記的所得位置的偏移。使用合適的點(diǎn)PMA的圖案形成裝置，通過在標(biāo)記的形成線的方向上移動(dòng)襯底形成所述延長圖案。所述左手側(cè)示出單一的Prefoc/LVT標(biāo)記，所述右手側(cè)示出雙Prefoc/LVT標(biāo)記。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括形成在第一方向上延長的聚焦敏感的延長圖案。依賴于襯底和/或襯底臺相對于光刻設(shè)備的局部高度形成所述聚焦敏感的延長圖案，并且因此高度誤差可以是形成的延長圖案的一部分。聚焦敏感的延長圖案允許測量高度誤差。高度誤差的實(shí)例是-
-編碼器/柵格誤差
-在襯底高度測量中的誤差
-臺定位誤差
-由于熱和/或機(jī)械力引起的WT/卡盤變形
-圖像高度誤差
-殘余掩模誤差
在一個(gè)實(shí)施例中，高度誤差導(dǎo)致在形成延長圖案期間在第二方向上的延長圖案的偏移(位置位移)。在上面描述的圖14a和14b中示出這樣的聚焦敏感的延長圖案的實(shí)例。通過沿在第一方向上的圖案測量在第二方向上的延長圖案的特性可測量所述聚焦敏感參數(shù)。使用聚焦敏感結(jié)構(gòu)(例如
圖13a的實(shí)例)也可測量所述聚焦敏感參數(shù)。
在圖14a和14b中，每條線表示由聚焦標(biāo)記單元形成的延長圖案，其中每個(gè)聚焦標(biāo)記單元包括寬主線和一個(gè)或更多個(gè)鄰近細(xì)線，例如在圖13a中示出的。
可以根據(jù)不同方法測量與高度或Z坐標(biāo)相關(guān)的參數(shù)。 一種可行的方法包括使用直接測量工具直接測量位置偏移，例如用于測量形成的延長圖案的第二方向參數(shù)的直接掃描技術(shù)。直接測量工具可包括掃描電子顯微鏡或散射計(jì)。
在一種直接測量工具中，可以分析延長圖案的線的一形成部分，特別是特定目的的延長圖案(例如聚焦敏感的延長圖案)的線的一形成部分。使用直接測量工具，可測量/分析形成的線的形成寬度和/或陡度，并且可用于計(jì)算特性(例如高度)且可用于執(zhí)行z柵格校準(zhǔn)。
在圖13a的實(shí)例中，所述細(xì)線121，尤其是包括在yllO或第二方向上
具有連續(xù)減小的線寬的一組相鄰線的細(xì)線，將直接示出聚焦敏感度。聚焦不良將導(dǎo)致最細(xì)的線(最小線寬)沒有被形成，而形成較寬的線。在第一方向上延長的所形成的細(xì)線的線寬是可在后續(xù)方法步驟中測量的在第二方向上延長的參數(shù)的實(shí)例。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過沿在第一方向上的延長圖案掃描來測量第二方向參數(shù)。這允許獲得第二方向參數(shù)的值，在此處表示在延長圖案的長度的至少一部分上的聚焦敏感參數(shù)，在一個(gè)實(shí)施例中在第一方向上至少是在第二方向上標(biāo)記寬度的40倍的距離上，在還一個(gè)實(shí)施例中在第一方向上至少是在第二方向上標(biāo)記寬度的80倍的距離上。掃描允許獲得在相對少量的時(shí)間內(nèi)在很大的距離上表示需要的參數(shù)的值，允許更快地測量且最終較快地校準(zhǔn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，類似于圖3和4中的實(shí)施例，在第二方向上的位置被建立且被使用，所謂的側(cè)翼掃描。
在一個(gè)實(shí)施例中，使用根據(jù)圖8a和8b的高或低帶寬模式執(zhí)行沿第一方向的掃描。在一個(gè)實(shí)施例中，掃描延長圖案包括跟隨形成的延長圖案的線，也就是測量例如在第二方向上的位移，例如線的線寬。在另一實(shí)施例中，掃描包括僅在第一方向上的移動(dòng)和在第二方向上測量特定坐標(biāo)上的延 長圖案的參數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，沿第一方向的掃描包括根據(jù)圖8c或8d執(zhí)行調(diào)制的 掃描。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)上述的任何實(shí)施例使用調(diào)制形成聚焦敏感的 延長圖案。
在一個(gè)實(shí)施例中，首先根據(jù)在此處描述的任何方法的高度校準(zhǔn)通過使 用延長圖案而被執(zhí)行。僅在高度校準(zhǔn)之后，通過形成用于所述目的的延長
圖案和測量需要的參數(shù)來執(zhí)行諸如XY校準(zhǔn)等另外的校準(zhǔn)。聚焦敏感圖案
的設(shè)計(jì)(即規(guī)則圖案與聚焦敏感圖案結(jié)合的組合或使用具有相反敏感度的
兩個(gè)聚焦敏感圖案)使得聚焦測量(或多或少)獨(dú)立于XY誤差。這將允
許更容易地把高度誤差與其它的位置誤差隔離。替代地，可使用散射測量 系統(tǒng)測量僅是聚焦敏感的特性(例如側(cè)壁角度)。
在另一實(shí)施例中，所述方法包括測量由特定目的的延長圖案的衍射特
性引起的第二方向參數(shù)。根據(jù)圖13a的所述特定目的的延長圖案在第二方 向具有類似于圖3和4中示出的"通常"的延長圖案的衍射特性。類似測量 方法是可以的。
包括主線120和細(xì)線121的所形成的延長圖案將在第二方向上具有衍 射特性，可通過使用根據(jù)本發(fā)明的方法沿第一方向掃描來進(jìn)行掃描。如果 由于嚴(yán)重的未聚焦(non-focus)，所有細(xì)線121是離焦的，其結(jié)果是細(xì)線 121沒有被形成或至少是沒有完全形成，那么在第一方向上延長的主線120 的衍射特性非常類似于通常的延長圖案的衍射特性。在圖13b中，在第二 方向y，上測量的所形成的延長圖案的衍射特性的測量結(jié)果被示出。在圖 13b中示出的所得到的光譜的峰(最大強(qiáng)度)127位于每個(gè)所述主線120 的中心線128上(示出為點(diǎn)線)。
然而，如果由于一些聚焦形成一些細(xì)線121，尤其是所述一組細(xì)線121 中的一些較寬的線，在衍射光譜中的所得到的峰將如在圖13c中示出的朝 點(diǎn)線129示出的位置偏移。從中心線128至測量位置129的偏移直接依賴 于局部聚焦。
LVT/Prefoc標(biāo)記直接導(dǎo)致偏移的圖案。通過把規(guī)則圖案的偏移與 LVT/Prefoc圖案的偏移比較或通過把LVT標(biāo)記與不同楔形件比較，可從XY貢獻(xiàn)中分離出聚焦(Z)貢獻(xiàn)。
在根據(jù)圖8的任何模式中沿特定目的的延長圖案的掃描由于局部聚焦
誤差將允許檢測所述峰127的偏移。
在一個(gè)實(shí)施例中，形成了在第一方向上延長的特定目的的延長圖案
119，其中，在所述第一方向上所述圖案的一個(gè)或更多部分形成有細(xì)線121， 而一個(gè)或更多部分沒有細(xì)線121。在第一方向上，所述圖案119將具有示 出聚焦敏感度的部分和示出非聚焦敏感度的部分。這將允許在第一方向上 的掃描期間確定主線120的中心位置128，作為第一步驟，以及由于部分 形成的細(xì)線121允許測量延長圖案的剩余部分的聚焦。
用于測量特定目的的延長圖案的其它實(shí)施例落在本發(fā)明內(nèi)。
光刻設(shè)備校準(zhǔn)過程
在光刻設(shè)備中，所述圖案形成裝置(掩模)相對于襯底(晶片)的對 準(zhǔn)可以是需要的，例如為了確保用帶圖案的輻射束對晶片進(jìn)行的隨后輻射 匹配已經(jīng)在晶片上建立的圖案。
另外，在一個(gè)實(shí)施例中，使用一序列的校準(zhǔn)以獲得需要的定位精度。 在下文中提供這樣的序列的描述。
圖案形成裝置(例如掩模)被裝載在支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)上，晶 片(或其它類型的襯底)被裝載在晶片臺(或其它類型的襯底臺)上。掩 模的位置、晶片的位置以及可能地晶片的平坦度的測量被執(zhí)行，之后晶片 被曝光。
把掩模裝載在掩模臺上提供了在微米水平上相對于掩模臺的掩模定 位。之后，通過光刻設(shè)備的合適的測量系統(tǒng)，在微米水平上測量掩模相對 于掩模臺的位置。另外，由光刻設(shè)備的合適的位置測量系統(tǒng)測量掩模臺相 對于投影系統(tǒng)的位置。因此，掩模相對于投影系統(tǒng)的位置在微米水平上是 已知的。
把晶片裝載在晶片臺上還提供了晶片在微米水平上的定位。由干涉計(jì) 和/或編碼器測量系統(tǒng)測量晶片臺相對于量測框架的位置。
在納米水平或亞納米水平上的更加精確的位置測量被執(zhí)行作為下一 個(gè)步驟。用編碼器或干涉計(jì)與對準(zhǔn)傳感器結(jié)合且與晶片臺的參考配合測量
46在維度x、 y以及Rz中的晶片臺的參考位置。使用同一測量系統(tǒng)與晶片上 的校準(zhǔn)柵格結(jié)合，確定晶片的x、 y以及Rz位置。從而，在水平面內(nèi)的位 置和相對于垂直軸線的旋轉(zhuǎn)已經(jīng)對應(yīng)晶片和晶片臺被測量。之后，利用平 坦度測量系統(tǒng)和晶片臺的參考物，確定晶片臺的位置z、 Rx和Ry，從而 提供晶片臺的高度和傾斜度。應(yīng)用至晶片上的柵格上的同一測量系統(tǒng)提供 了晶片高度和傾斜度z、 Rx、 Ry。在具有測量側(cè)和曝光側(cè)的雙臺系統(tǒng)中， 在測量側(cè)上執(zhí)行上述的測量。由于晶片的位置以及晶片臺參考物的位置是 已知的，現(xiàn)在可相對于晶片臺的參考物確定晶片的位置。包括晶片的晶片 臺現(xiàn)在被移動(dòng)至曝光側(cè)。在曝光側(cè)上，現(xiàn)在通過測量晶片臺的參考物的位 置可精確地確定晶片的位置。另外，測量被執(zhí)行，其中，經(jīng)由投影系統(tǒng)把 掩模的掩模參考物投影到晶片臺的各自的參考物上。因此，現(xiàn)在能夠精確 地確定掩模相對于晶片臺的參考物的位置的位置。通過在晶片臺的多個(gè)參 考上執(zhí)行這種測量(例如位于其各自的邊緣上)，在6個(gè)自由度內(nèi)確定掩 模臺的位置，允許從其中計(jì)算晶片的位置，因?yàn)榫途_的參考之間 的位置關(guān)系已經(jīng)在測量側(cè)上被確定。因此，基于在測量側(cè)上晶片的位置和 晶片臺的參考位置之間的增量(delta)從6個(gè)自由度的掩模圖像的位置計(jì) 算6個(gè)自由度的晶片的位置?，F(xiàn)在可進(jìn)行晶片的曝光。
對于在同一光刻設(shè)備的晶片上和同一晶片臺、同一光刻設(shè)備和另一晶 片臺或在另一光刻設(shè)備上的隨后的處理層，可重復(fù)上述的過程。
在光刻設(shè)備臺位置測量中的精度考慮
在測量和曝光循環(huán)期間利用臺位置測量系統(tǒng)(諸如編碼器、干涉計(jì)或 干涉計(jì)/編碼器的結(jié)合)確定在晶片上的位置。通常，測量系統(tǒng)包含其本身 的長度標(biāo)準(zhǔn)，在一段時(shí)間段上保證其長度標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性。這樣的標(biāo)準(zhǔn)可基 于諸如在一維或兩維上的標(biāo)尺等物理實(shí)體或諸如穩(wěn)定的光學(xué)束的波長等 物理特性，或其它。在晶片的目標(biāo)測量區(qū)域是兩維的時(shí)，兩維標(biāo)尺是需要 的。在使用干涉計(jì)的情形下，其中，波長提供了測量標(biāo)準(zhǔn)， 一維干涉計(jì)可 由一維反射體或反射鏡擴(kuò)展至兩維。在現(xiàn)有的光刻設(shè)備中，對晶片的曝光 需要的位置精度是在0.1納米數(shù)量級上，而諸如編碼器的柵格或標(biāo)尺等精 度標(biāo)準(zhǔn)或干涉反射鏡的反射鏡平坦度可以在更大的數(shù)量級上，例如在
47lOOnm的數(shù)量級上或更大。在干涉計(jì)的情況下，可使用在本文件中描述的 校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)這些尺度誤差或反射鏡地圖。在標(biāo)準(zhǔn)偏差可轉(zhuǎn)化成位置測量 的偏差時(shí)，(再)校準(zhǔn)、跟蹤等可被要求以增加長時(shí)期的穩(wěn)定性。對于這 樣的跟蹤和再校準(zhǔn)，可將本文件中描述的校準(zhǔn)方法整體應(yīng)用或者用作利用 例如有限量的軌跡(即延長圖案)的更快更新。
曝光位置和對準(zhǔn)標(biāo)記可以在晶片表面區(qū)域的任何位置上。因此，需要 在該區(qū)域上的精確定位。在所述曝光位置，水平的X、 Y、作為X和Y的 函數(shù)的Rz以及垂直的柵格Z可使用本文件中描述的所述校準(zhǔn)方法進(jìn)行校 準(zhǔn)。
另外，對旋轉(zhuǎn)的敏感度(例如晶片臺的傾斜)可被建立可執(zhí)行晶片 臺的傾斜，以補(bǔ)償晶片表面的不平坦度。這樣的傾斜導(dǎo)致所述臺位置測量 的位置傳感器的輸出信號的變化。量測模型和校準(zhǔn)地圖可被應(yīng)用，以補(bǔ)償 傳感器輸出的這種變化。從而，使用成矩陣形式的量測模型，在晶片臺的 傾斜位置上的位置傳感器的晶片臺位置信號可被計(jì)算成在非傾斜位置上 的位置信號，之后，這可被兩維校準(zhǔn)地圖校準(zhǔn)(即校正諸如柵格誤差等誤 差)。使用在本文件中描述的校準(zhǔn)技術(shù)可校準(zhǔn)在測量側(cè)以及曝光側(cè)上用于 Z、 Rx、 Ry以及Rz (例如作為X和Y的函數(shù))的這種校準(zhǔn)地圖。
在一個(gè)實(shí)施例中，矩陣必須是在多個(gè)固定位置(例如固定的柵格位置) 上的位置校正項(xiàng)，其位置校正項(xiàng)可被添加至所述測量位置以獲得校準(zhǔn)的位 置。在位置校正矩陣中的項(xiàng)的內(nèi)插可被應(yīng)用，以提供在固定位置之間的校 準(zhǔn)。除了在x和y方向上的位置校正的校正項(xiàng)之外，在校正矩陣中的每一 項(xiàng)還包括一個(gè)或多個(gè)子項(xiàng)，以表達(dá)在多個(gè)自由度上的校正。從而，可獲得 在6自由度上的校準(zhǔn)校正。另外，可使用多個(gè)校正地圖，例如包含由對不 同空間波長范圍的不同校準(zhǔn)方法產(chǎn)生的校正。另外，在不同位置傳感器或 不同參考柵格之間的切換作用可被考慮到校準(zhǔn)矩陣中。
在光刻設(shè)備臺位置測量過程中的誤差源
在下文中，將對光刻設(shè)備的不同配置描述多個(gè)誤差源。
單個(gè)臺干涉計(jì)位置測量由具有單個(gè)晶片臺和基于干涉計(jì)的測量系統(tǒng)的光刻設(shè)備提供第一配
置，以測量晶片臺的位置。
在這種配置中，干涉計(jì)束被反射到所述臺的反射鏡塊上。在X或Y 方向上所述臺的平移導(dǎo)致干涉計(jì)束相對于反射鏡塊的相對位移。所述反射 鏡塊的反射表面的不平坦可導(dǎo)致依賴于臺位置的不精確度。
同樣的情況適用于在垂直方向上的臺位置的測量，利用例如反射鏡塊 的傾斜的反射鏡執(zhí)行?？捎稍赯測量中使用的反射鏡的不平坦度引起的在 Z方向上的測量的不精確度導(dǎo)致在測量和曝光時(shí)的垂直干涉計(jì)偏離以及對 曝光校正的量度。
由不同干涉計(jì)測量計(jì)算旋轉(zhuǎn)偏離，例如由空間間隔的干涉計(jì)束執(zhí)行。 因此，在這些干涉測量中的不精確性轉(zhuǎn)化成計(jì)算的旋轉(zhuǎn)中的不精確性。在
本文件中描述的校準(zhǔn)技術(shù)可用于6個(gè)自由度的校準(zhǔn)。
可由柵格變形提供另外的誤差源，由于浸沒作用在曝光期間發(fā)生柵格 變形。對于導(dǎo)致位置偏離的浸沒特定效果的校準(zhǔn)，可將在本文件中描述的 校準(zhǔn)方法用于確定在柵格上的校正。
可由晶片支撐結(jié)構(gòu)引起的晶片變形、晶片上的夾持引起的力、由于污 染和/或破壞導(dǎo)致的柵格扭曲等提供另外的誤差源。使用在本文件中描述的 校準(zhǔn)方法可校準(zhǔn)這些偏離。
雙臺干涉計(jì)位置測量
在具有干涉測量臺位置測量系統(tǒng)的雙臺光刻設(shè)備中，實(shí)質(zhì)上，可發(fā)現(xiàn) 相同類的誤差。
由于反射鏡的不平坦，誤差可導(dǎo)致X和/或Y位置測量、Z位置測量、 旋轉(zhuǎn)位置，如由來自間隔開的干涉計(jì)束的測量所計(jì)算的。
另外，可由晶片臺致動(dòng)器施加至所述晶片上的力和由晶片夾持機(jī)構(gòu)施 加至所述晶片的力導(dǎo)致的晶片臺變形產(chǎn)生誤差。使用如在本文件中描述的 校準(zhǔn)方法可檢測和校正在6個(gè)自由度內(nèi)的臺至臺差別。
參考圖17對由臺干涉計(jì)引起的位置測量誤差的另一實(shí)施例進(jìn)行描述。
臺干涉計(jì)系統(tǒng)包括第一干涉計(jì)發(fā)射束B4和包括束Bl、 B2和B3的第 二干涉計(jì)。由于反射鏡43的傾斜表面43b、 43c，在一定角度下的束被提供且入射到47A、 47B上。所述臺的垂直位移和因此反射鏡43的垂直位 移將導(dǎo)致Bl和B2彼此長度比例的變化。由于反射鏡偏離和/或棱鏡偏離 引起的在Z柵格上的偏離可用在本文件中描述的校準(zhǔn)方法校正。
另外，在基于干涉計(jì)的系統(tǒng)中的誤差源可被設(shè)置在在單個(gè)的光刻設(shè)備 中具有兩個(gè)或多個(gè)晶片臺的配置中。在這樣的配置中，由于與每個(gè)臺相關(guān) 的柵格之間的柵格偏離和由于浸沒作用的柵格偏離，可能產(chǎn)生誤差?？捎?如在本文件中揭示的校準(zhǔn)方法校正這些誤差源。
另外，由于不同光刻設(shè)備的柵格之間的柵格偏離，可從在不同光刻設(shè) 備之間的匹配產(chǎn)生在基于干涉計(jì)的系統(tǒng)中的誤差源。可用如在本文件中揭 示的校準(zhǔn)方法校正這些誤差源。
基于編碼器的臺位置測量
在基于編碼器的臺位置測量中，目前主要應(yīng)用兩種配置。 在第一配置中，柵格連接至固定參考物，例如量測框架，而傳感器連 接至所述可移動(dòng)臺?；谠诜瓷渚幋a器柵格上的反射可進(jìn)行Z測量。
第二配置(在下文中被稱為"可移動(dòng)?xùn)鸥窬幋a器配置")，其中多個(gè)傳 感器連接至所述固定參考物，例如量測框架，而柵格連接至臺或形成所述 臺的一部分。基于在反射編 碼器柵格上的反射，可執(zhí)行z測量。在這種可 移動(dòng)?xùn)鸥窬幋a器配置中，可使用更小的柵格，即使在更大范圍內(nèi)移動(dòng)所述 臺
現(xiàn)在將對應(yīng)上述兩個(gè)配置描述多個(gè)可能的誤差源。 固定柵格編碼器配置
在這種配置中，在單個(gè)的臺中可發(fā)現(xiàn)多個(gè)誤差源，包括但不限于 局部柵格變形、由于生產(chǎn)過程容差導(dǎo)致的整個(gè)柵格變形、柵格承載裝 置的容差、單個(gè)柵格板的容差和安裝、傳感器不精確性等。這些誤差在X、 y、 z方向以及旋轉(zhuǎn)Rx、 Ry、 Rz上測量時(shí)對臺位置有影響。
另外，可在測量和曝光時(shí)可能發(fā)生不同的誤差。另外，可發(fā)生對曝光 誤差的量度。
由于浸沒作用，可能發(fā)生柵格偏離，且轉(zhuǎn)化成測量誤差。另外，可產(chǎn)生臺至臺的偏離和機(jī)器至機(jī)器的偏離。
另外的誤差源可在下述配置中發(fā)現(xiàn)，其中，晶片臺在其各自的邊緣上 設(shè)置有4個(gè)傳感器，這些傳感器中的兩個(gè)被設(shè)置以在X和Z上測量，而另
外兩個(gè)被設(shè)置用于在Y和Z上測量。所述固定柵格包括包含4個(gè)柵格板的 柵格組件，所述4個(gè)柵格板一起形成具有用于投影透鏡組件以及用于曝光
的中心開口的柵格板組件。由于所述開口，在晶片臺的許多位置上，可觀
察到4個(gè)傳感器中的3個(gè)位于一個(gè)位置上以便與柵格板組件配合。從所述 3個(gè)傳感器獲得的總共6個(gè)位置測量能夠確定所述臺的位置是6個(gè)自由度。 假定所述開口在柵格板組件中，所述傳感器中的第四個(gè)將不能到達(dá)柵格板 組件。雖然依賴于所述臺的位置移動(dòng)所述臺，但所述4個(gè)傳感器中的不同 的一個(gè)傳感器可能不能到達(dá)，這將引起接收誤差(takeover error)。這樣 的接收可導(dǎo)致偏離，可使用在本文件中描述的校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)所述偏離。另 外，可使用在本文件中描述的校準(zhǔn)技術(shù)對所有其它偏離進(jìn)行校正。
可移動(dòng)?xùn)鸥窬幋a器配置
此外在這種配置中，可在單個(gè)臺中發(fā)現(xiàn)各種誤差源，包括但不限于 局部柵格變形、由于生產(chǎn)過程容差導(dǎo)致的整個(gè)柵格變形、柵格承載裝 置的容差、單個(gè)柵格板的容差和安裝、傳感器不精確性等。這些誤差在X、
y、 z方向以及旋轉(zhuǎn)Rx、 Ry、 Rz上測量時(shí)對臺位置有影響。另夕卜，柵格的 不平坦度可轉(zhuǎn)化成在z、 Rx和/或Ry上的測量誤差。
由于與柵格的尺寸相比具有相對大范圍的移動(dòng)，因此可設(shè)置多個(gè)傳感 器，以便具有充足數(shù)量的傳感器用于與柵格在柵格的每個(gè)位置上協(xié)作。所 述臺的移動(dòng)、柵格的移動(dòng)因此將導(dǎo)致傳感器的切換，這可能在測量和/或曝 光時(shí)對測量精度產(chǎn)生影響。另外，由于例如晶片上的柵格偏離，會發(fā)生對 曝光誤差的量度。
由于浸沒作用，可能發(fā)生柵格偏離，其可轉(zhuǎn)化成測量誤差。
另外，可產(chǎn)生臺至臺的偏離和機(jī)器至機(jī)器的偏離。
在圖18中描述了移動(dòng)?xùn)鸥窬幋a器臺位置測量系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例。這種 配置在美國2008-0043212 (Al)中被進(jìn)一步地描述，其全部內(nèi)容通過引用 并入本文中。圖18描述了晶片臺WST、例如由64、 66等表示的編碼器頭(傳感器)被設(shè)置在交叉形狀的結(jié)構(gòu)上的俯視圖。依賴于所述臺相對于 所述交叉形狀的結(jié)構(gòu)的位置， 一些傳感器將能夠與設(shè)置在晶片臺WST上 的柵格結(jié)構(gòu)配合。在這種配置中，干涉計(jì)被設(shè)置用于測量所述臺的位置， 干涉計(jì)位置測量可被應(yīng)用于校準(zhǔn)所述編碼器位置測量。然而，這種校準(zhǔn)技 術(shù)易于產(chǎn)生關(guān)于干涉計(jì)位置測量的如上所述的類似不精確性。換言之，干 涉計(jì)反射鏡的反射鏡不平坦度可影響干涉測量校準(zhǔn)測量的精確度。除了上 面提及的可能的編碼器和干涉計(jì)誤差源之外，在此處描述的所述配置還易 于接收在所述交叉形狀的參考結(jié)構(gòu)的中心的任一側(cè)上的編碼器之間的誤 差。可用在本文件中揭示的校準(zhǔn)方法執(zhí)行可移動(dòng)?xùn)鸥窬幋a器配置的6自由 度的校準(zhǔn)。在下述配置中也是這樣的S卩，在所述配置中，應(yīng)用了對準(zhǔn)傳 感器，其是基于顯微CCD照相機(jī)的。
被延長縫合標(biāo)記
參考圖19B描述另一種校準(zhǔn)方法。在更加詳細(xì)地描述所述校準(zhǔn)方法之 前，參考US7102736，通過引用其揭示的全部內(nèi)容包含在本文中。所述現(xiàn) 有技術(shù)文件揭示了與具有基于干涉計(jì)的臺位置測量的光刻設(shè)備一起應(yīng)用 的校準(zhǔn)方法，所述方法中在掩模上設(shè)置多個(gè)間隔開的標(biāo)記(例如每個(gè)包括 多個(gè)點(diǎn))，所述標(biāo)記關(guān)于在所述臺的移動(dòng)平面內(nèi)的臺位置測量的兩個(gè)軸線 對角地設(shè)置在所述掩模上。在圖19A中描述這樣的掩模的一個(gè)實(shí)例。如圖 19A所示出的，標(biāo)記的對角布置將導(dǎo)致在襯底上的對角圖案的曝光。這種 曝光被重復(fù)，在連續(xù)曝光之間所述晶片臺被相對于所述掩模位移，從而導(dǎo) 致一系列相互位移的對角圖案。可在光刻設(shè)備的曝光側(cè)處執(zhí)行所述曝光。 可在光刻設(shè)備的測量側(cè)上發(fā)生的讀出沿圖19A中的線A-A發(fā)生。從而， 在測量側(cè)和在曝光側(cè)上的定位誤差可彼此分離，因?yàn)樵跍y量側(cè)的相同位置 處讀出沿水平線A-A的點(diǎn)(沿第一方向)時(shí)，它們己經(jīng)被沿著所述第一方 向在曝光側(cè)的不同位置上曝光。內(nèi)插可被用于所述位置之間的校準(zhǔn)，其中 所述校準(zhǔn)己經(jīng)發(fā)生在所述位置處。
如將參考圖19B進(jìn)行描述的校準(zhǔn)方法現(xiàn)在應(yīng)用這種概念至利用如在 本文件中揭示的延長線測量的校準(zhǔn)原理。
圖19B示意性描述具有多個(gè)標(biāo)記的掩模結(jié)構(gòu)，每個(gè)標(biāo)記可包括多個(gè)
52點(diǎn)。所述標(biāo)記對于方向X和Y被對角地對齊。在將這些標(biāo)記投影到襯底 上時(shí)，曝光圖案將被設(shè)置在襯底上，包括在相同的對角布置中的多個(gè)標(biāo)記。 根據(jù)這種校準(zhǔn)方法，在曝光期間，襯底對于掩模在第一方向上被移動(dòng)，在
本實(shí)例中，所述X方向被箭頭ARW示出。從而，標(biāo)記的圖案在襯底上提 供了多個(gè)延長圖案，如在圖19B示出的，所述延長圖案在第一方向(即在 本實(shí)例中沿X方向)上延長。標(biāo)記的對角布置中，所述標(biāo)記在第一方向以 及在第二方向(在本實(shí)例中是Y方向)上被間隔開，從而在曝光期間在第 一方向上執(zhí)行移動(dòng)時(shí)導(dǎo)致根據(jù)在第二方向上的標(biāo)記的間距在第二方向上 被間隔開的多個(gè)延長圖案，并且其根據(jù)在第一方向上標(biāo)記彼此間的間距在 第一方向上被彼此轉(zhuǎn)化。類似于上面描述的測量技術(shù)，由延長圖案執(zhí)行在 測量側(cè)處的位置測量，因此延長圖案被沿第一方向曝光在襯底上，所述圖
案位置測量在第一方向上被執(zhí)行。從而，可以使用下述事實(shí)不同標(biāo)記在
第一方向上被間隔開。由于此原因，在延長圖案的位置中的誤差，在第二
方向(Y)上的誤差被提供在所有延長圖案中，然而，在第一方向(X方 向)上彼此轉(zhuǎn)化。再次，類似于參考圖19A描述的方法，延長圖案在曝光 側(cè)上被曝光到晶片上，而測量發(fā)生在光刻設(shè)備的測量側(cè)上。再次，為每個(gè) 平行的延長圖案執(zhí)行在測量側(cè)上的測量，由此，沿第一方向(類似于圖19A 中的線A-A)在相同位置上的圖案部分在測量時(shí)被以相同的定位誤差讀 出，而延長圖案的這些部分已經(jīng)在不同的曝光位置(沿第一方向)上被曝 光。從而，在測量側(cè)和曝光側(cè)上的定位誤差可彼此分離。例如，這種方法 可被應(yīng)用以校準(zhǔn)干涉計(jì)反射鏡的非平坦度干涉計(jì)反射鏡沿第一 (X)方 向的非平坦度導(dǎo)致所述臺例如在第二方向上的位置偏離。由于延長圖案的 連續(xù)特性，可省略內(nèi)插，其可增加精確度，并且與參考圖19A描述的離散 方法相比可導(dǎo)致顯著的時(shí)間節(jié)省。另外，可消除將校準(zhǔn)結(jié)果與其它的測量 技術(shù)結(jié)合的需要。
在下文中對另一種校準(zhǔn)方法進(jìn)行描述。首先，將參考現(xiàn)有技術(shù)中的方 法。在所述現(xiàn)有技術(shù)的方法中，間隔開的標(biāo)記被設(shè)置在掩模上(每個(gè)標(biāo)記 可包括一個(gè)或多個(gè)點(diǎn))。所述標(biāo)記示出在第一和第二方向上的間距，例如 在圖20A中描述的標(biāo)記，從而優(yōu)選地產(chǎn)生如在掩模MA中象征性地描述的 交叉形狀布置的標(biāo)記。這樣的校準(zhǔn)圖案被用于所謂"縫合"方法，由此，這量的重復(fù)中的重疊。 如在圖20A中描述的，其中，彼此連續(xù)的曝光在下文中被描述，隨后的投 影圖案的中心標(biāo)記鄰近先前投影的圖案的外部標(biāo)記被曝光。通過這樣形成 圖案的重復(fù)曝光(例如在晶片上以兩維布置)，形成鄰近簇的重復(fù)圖案， 所述簇由圖案的中心標(biāo)記和鄰近圖案的外部標(biāo)記組成。每個(gè)這樣的簇由在 曝光側(cè)處襯底的不同位置處已經(jīng)曝光(例如投影)到襯底上的標(biāo)記組成， 而它們可在光刻設(shè)備的測量側(cè)處在幾乎單個(gè)位置處被讀出?，F(xiàn)在由于鄰近 標(biāo)記的讀出可在測量時(shí)在幾乎相同的臺位置處發(fā)生，而不同的鄰近標(biāo)記來 自于已經(jīng)在曝光時(shí)在不同的臺位置處被曝光的標(biāo)記上的圖案，因此，能夠在測量和曝光時(shí)彼此區(qū)分定位誤差。與參考圖19A和B描述的方法相比 較，在此處描述的方法提供計(jì)算兩維校準(zhǔn)地圖，還被稱作兩維校準(zhǔn)柵格， 的可能性(使得它尤其適合基于編碼器的臺位置測量)，而參考圖19描 述的方法可提供兩個(gè)單個(gè)維度的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)群組(還被稱作兩個(gè)單個(gè)維度的 校準(zhǔn)柵格)。在參考圖20A描述的這種校準(zhǔn)技術(shù)中，為了在離散的測量之 間獲得位置數(shù)據(jù)，需要內(nèi)插。另外，可應(yīng)用其它的測量技術(shù)，以提供在不 同空間頻率范圍內(nèi)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。之后可結(jié)合不同的測量技術(shù)?，F(xiàn)在將參考圖20B對根據(jù)本發(fā)明的另一校準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行描述。在所述方 法中，使用包括在第二方向上間隔的多個(gè)標(biāo)記(優(yōu)選地3、 4或5)的第一 圖案和包括在第一方向上間隔的多個(gè)標(biāo)記(優(yōu)選地3、 4或5)的第二圖案。 所述標(biāo)記可以但不一定必需是類似于參考圖19B揭示的對角布置。第一圖 案被曝光在襯底上，同時(shí)在第一方向上相對于掩模移動(dòng)襯底，從而曝光稱 作為1的圖案。這種過程被重復(fù)，對于每一次重復(fù)，所述襯底己經(jīng)在優(yōu)選 地略微大于與第一圖案的標(biāo)記之間的間距相對應(yīng)的距離的距離上被沿第 二方向位移。從而，形成多個(gè)延長圖案，其沿第一方向延長，被稱為在圖 20B中的2和3。使用第二圖案重復(fù)相同的過程。從而，在每一曝光期間， 在第二方向上移動(dòng)襯底，而在連續(xù)曝光之間，在優(yōu)選地略微大于與第二圖 案的標(biāo)記之間的間距相對應(yīng)的距離的距離上沿第一方向位移所述襯底。在 所述襯底上，如圖20B示出的(底部的附圖)，從而已經(jīng)產(chǎn)生了在第一和第二方向上的平行線的圖案。再一次地，該圖案提供鄰近的延長圖案，所 述鄰近的延長圖案已經(jīng)在曝光時(shí)在襯底臺的不同位置處被曝光，然而其在 測量時(shí)在幾乎相同的位置處被讀出。從而，再次，在曝光和在測量時(shí)的位 置誤差可彼此分離。與傳統(tǒng)的"縫合"方法相比，可省略內(nèi)插，其可提高精 確度。另外，可消除把校準(zhǔn)結(jié)果與其它的測量技術(shù)結(jié)合的需要。另外，可 實(shí)現(xiàn)顯著地節(jié)省時(shí)間。校準(zhǔn)綜述在下文中，揭示了用于光刻設(shè)備的(臺)校準(zhǔn)方法，其中，使用在本 文件中揭示的校準(zhǔn)方法的實(shí)施例。首先，揭示了具有基于干涉計(jì)的臺位置 測量的用于光刻設(shè)備的校準(zhǔn)方法，之后討論具有基于編碼器的臺位置測量 的用于光刻設(shè)備的校準(zhǔn)方法。通常，基于干涉計(jì)或編碼器的用于光刻術(shù)的晶片臺定位系統(tǒng)需要至少例如在X和Y上為300mm的襯底的尺寸的很大的兩維范圍。通常，測量 6個(gè)自由度。用于如此大的二維XY范圍的干涉計(jì)位置測量系統(tǒng)可利用在垂直于干 涉計(jì)束的方向上延長的反射鏡以保持示蹤，同時(shí)在垂直于測量方向的方向 上移動(dòng)。對于X測量干涉計(jì)，這種反射鏡在Y方向上延長，反之亦然。X 干涉計(jì)系統(tǒng)通過使用另外的平行干涉計(jì)還定期測量另外的DOF，例如Rz 和Ry。同樣地適于Y測量Rz和Rx。對于這些附加的測量，類似地使用 被延長的尺寸，或者使用平行的附加反射表面。對于Z方向，使用干涉計(jì)， 干涉計(jì)的干涉計(jì)束被臺反射鏡反射至參考反射鏡，使得卡盤Z移動(dòng)改變束 長度，其可被檢測。通常，對于所有6個(gè)自由度基于干涉計(jì)的臺位置測量 系統(tǒng)可利用延長的反射鏡。這些反射鏡不具有需要的平坦度，以實(shí)現(xiàn)需要 的柵格精確度。在一個(gè)實(shí)施例中，臺校準(zhǔn)方法可包括第一步驟中，利用參考圖19B描述的校準(zhǔn)方法可確定作為Y移動(dòng)的 函數(shù)的X校正地圖。第二步驟中，使用相同的方法可確定作為X的函數(shù)的Y校正地圖。 第三步驟中，基于在本文件中揭示的校準(zhǔn)方法、利用例如參考圖9A描述的雙柵格線可確定作為XY校正地圖的函數(shù)的Rz。第四步驟中，利用如在本文件中揭示的特定目的的Z敏感延長圖案，用在本文件中揭示的校準(zhǔn)方法可獲得作為XY的函數(shù)的Z。第五步驟中，利用如在本文件中揭示的雙特定目的的z敏感延長柵格線，用在本文件中揭示的校準(zhǔn)方法可獲得作為XY的函數(shù)的Rx和Ry地圖。 第六步驟中，應(yīng)用如在本文件中揭示的旋轉(zhuǎn)90度被縫合的圖案，用在本文件中揭示的校準(zhǔn)方法可確定在X和Y反射鏡之間的非正交角。 這些步驟可以、但不一定必須按照列出的順序執(zhí)行。 基于編碼器的臺位置測量的校準(zhǔn)(對于上面描述的固定柵格和可移動(dòng)?xùn)鸥窬幋a器配置)可類似于基于干涉計(jì)的狀態(tài)位置測量配置的校準(zhǔn)。因此，上面描述的臺校準(zhǔn)方法可被應(yīng)用于基于干涉計(jì)的臺位置測量。編碼器光柵可以作為6個(gè)自由度(DOF)的臺位置的參考。這種光柵(柵格)可能不是最理想的且不是平坦的，其可導(dǎo)致6DOF臺位置誤差。 通常注意到，在臺校準(zhǔn)方法中，參考圖20B描述的校準(zhǔn)可選擇地替代參考圖19B描述的校準(zhǔn)(例如在基于編碼器的臺配置中)。在連接編碼器測量至6DOF臺位置的編碼器數(shù)學(xué)模型中，能夠以與在連接干涉計(jì)讀數(shù)至6DOF臺位置的干涉計(jì)數(shù)學(xué)模型中相同的方式執(zhí)行校正地圖。一般性說明在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法被設(shè)置用于改善編碼器測量系統(tǒng) 的校準(zhǔn)，尤其是包括柵格的編碼器。為了校準(zhǔn)這樣的特定編碼器測量系統(tǒng)， 在現(xiàn)有技術(shù)中執(zhí)行多個(gè)校準(zhǔn)在低空間頻率中的柵格誤差可被傳統(tǒng)的縫合方法校準(zhǔn)，其中，圖案被 以相互距離重復(fù)投影到襯底上。另外，使用高空間頻率校準(zhǔn)，其中，使用 臺的慣性在低控制回路帶寬的情況下以恒定速度移動(dòng)時(shí)，所述臺不會跟 隨高空間頻率柵格誤差。其次，可應(yīng)用兩維曝光柵格校準(zhǔn)，其力求減少卡 盤至卡盤的指紋印，并且補(bǔ)償由于襯底夾持導(dǎo)致的依賴卡盤的變形，還可 校準(zhǔn)冷卻引起的柵格變形。本發(fā)明的實(shí)施例消除了這些問題。在現(xiàn)有技術(shù)的布置中的更特定的需要是改善用于校準(zhǔn)光刻設(shè)備的臺56位置的校準(zhǔn)。另一個(gè)需要是提供改善的檢測方法，其提供關(guān)于襯底的特定 表面區(qū)域的更多的信息。希望改善每單位表面區(qū)域的信息密度。還希望提 供在更短的時(shí)間段上導(dǎo)致關(guān)于大的表面區(qū)域的信息的檢測方法。如在本申 請中描述的至少一些實(shí)施例根據(jù)這些需要改善現(xiàn)有技術(shù)的布置。雖然在上述的特定實(shí)例中己經(jīng)提供了一種檢測方法，尤其是所述臺的 編碼器測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)，然而，如在本文件中描述的檢測和校準(zhǔn)可被應(yīng)用 至具有任何類型的位置測量系統(tǒng)的臺，例如干涉計(jì)、1維編碼器、2維編 碼器、干涉計(jì)/編碼器的組合、電感、電容等位置測量系統(tǒng)。雖然在上述的特定實(shí)例中已經(jīng)提供了一種檢測方法，尤其是所述臺的 編碼器測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)，如在本文件中描述的檢測和校準(zhǔn)可被應(yīng)用于控制 和校正光刻設(shè)備中的透鏡加熱。在一個(gè)實(shí)施例中，使用相同的圖案重復(fù)形 成延長圖案，同時(shí)移動(dòng)襯底臺和襯底。重復(fù)形成圖案導(dǎo)致透鏡加熱和局部 偏離。檢測方法可提供關(guān)于偏離的信息，其中所述偏離是透鏡加熱的結(jié)果， 且可用于校正這樣的透鏡加熱，其中在所述檢測方法中測量延長圖案的沿 其第一方向的特性。通過例如控制光刻設(shè)備的操作的控制器的適當(dāng)程序設(shè)計(jì)可在光刻設(shè) 備中執(zhí)行上述校準(zhǔn)。替代地或除了利用適合的程序設(shè)計(jì)指令的程序設(shè)計(jì)， 使所述控制器被設(shè)置以便具有所執(zhí)行的校準(zhǔn)方法的任何其它方式可以被 應(yīng)用(例如專用硬件等)。需要所有命令的內(nèi)嵌跟蹤以監(jiān)控公共的噪音項(xiàng)。雖然執(zhí)行所述側(cè)翼掃描，但是襯底臺還可移動(dòng)通過Z，以補(bǔ)償已知為 晶片引起的相干偏置的結(jié)果。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、平板示出器、液晶示出器(LCDs)、薄膜磁頭等的制造。本領(lǐng)域技術(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(jìn)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(jìn)行顯影的工具)、量測工具和/或檢驗(yàn)工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其它襯底處理工具中。另外，所述 襯底可以處理一次以上，例如以便產(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(gè)己處理層的襯底。盡管以上已經(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(shí)施例，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例可以有其它的應(yīng)用，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?？梢詫⑺鰣D案形成裝置的拓 撲印刷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(UV)輻射(例如具有約365、 248、 193、 157或126 nm的波長)和極紫 外(EUV)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。盡管以上己經(jīng)描述了本發(fā)明的特定的實(shí)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(shí)現(xiàn)。例如，本發(fā)明的實(shí)施例可以采取包含用 于描述上述公開的方法的一個(gè)或更多個(gè)機(jī)器可讀指令序列的計(jì)算機(jī)程序 的形式，或者采取具有在其中存儲的這種計(jì)算機(jī)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，在不背離所附的語句和權(quán)利要求的保護(hù)范圍的條件下，可以對 本發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于測量延長圖案的特性的方法，其中所述延長圖案由大致在第一方向上延長的一條或更多條線形成，每條線包括一個(gè)或更多個(gè)特征，所述方法包括步驟使用所述一個(gè)或更多個(gè)特征，用于利用傳感器、通過改變所述傳感器和用于支撐包括所述延長圖案的物體的支撐結(jié)構(gòu)的相對位置而沿第一方向測量在不同位置處的所述延長圖案的特性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括確定所述傳感器和所述支撐臺 在第二方向上的相對位置的參考位置，和使用所述參考位置以測量所述延 長圖案的特性，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，基于用于所探測的特性的、 來自于所述傳感器的最大敏感度來確定在第二方向上的所述參考位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述測量包括步驟解調(diào)來自所述傳感器的信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，包括步驟使用伺服系統(tǒng)消除所述 支撐結(jié)構(gòu)的自然頻率振動(dòng)或調(diào)制圍繞所述參考位置的所述支撐結(jié)構(gòu)和所 述傳感器的第二方向上的相對位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所探測的特性是由形成所述延長圖案的柵格線衍射的至少輻射衍射級的強(qiáng)度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括探測至少一個(gè)另外的衍射級的強(qiáng)度，和 基于所述衍射級和所述至少一個(gè)另外的衍射級之間的強(qiáng)度變化的差 別來確定所述延長圖案的第二特性。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，包括相對于至少一個(gè)整數(shù)衍射級確 定至少一個(gè)分?jǐn)?shù)衍射級的強(qiáng)度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，包括基于對于所探測的特性的、來自所述傳感器的信號的最大敏感度來確 定所述傳感器的相對位置的另一參考位置，用所述傳感器、通過將所述傳感器和支撐結(jié)構(gòu)移動(dòng)至另外的相對位置來測量沿第一方向在不同位置處的延長圖案的特性， 基于來自在所述相對位置處的傳感器的信號和來自所述另外相對位 置的信號確定襯底反射率的表達(dá)，用所確定的襯底反射率來校正在所述相對位置處所測量的特性。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述物體具有面對所述傳感器的表面，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)特征 從所述表面突出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中 所述物體在所述延長圖案的位置處至少在第一方向上具有最小尺寸，其中，所述線中的至少一條線包括延伸超過所述最小尺寸的主要部分的特 征。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述物體是安裝在所述支撐結(jié)構(gòu)上的基準(zhǔn)構(gòu)件或是可釋放地夾持在所述支撐結(jié)構(gòu)上 的襯底。
13. —種襯底，具有由在第一方向上延長超過所述線寬至少50倍的 一條或更多條線形成的至少一個(gè)延長圖案的光柵。
14. 一種光刻曝光設(shè)備，包括襯底臺，構(gòu)造用于保持襯底，所述襯底臺和襯底中的至少一個(gè)具有由在第一方向上延長的至少一條線形成的延長圖案；控制器，配置用于移動(dòng)所述襯底臺和控制沿所述延長圖案的第一方向 對延長圖案的特性的測量。
15. —種光刻曝光設(shè)備，包括襯底臺，構(gòu)造用于保持襯底；控制器，配置用于改變所述襯底和在其橫截面上具有圖案的輻射束之 間的相對位置，其中，所述光刻曝光設(shè)備被布置用于把所述襯底的光敏層暴露在帶圖 案的輻射束中，同時(shí)在第一方向上相對于所述圖案形成裝置移動(dòng)所述襯 底，使得延長圖案形成在所述襯底上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光刻設(shè)備和一種器件制造方法。進(jìn)一步地，公開了一種用于探測由大致在第一方向上延長的至少一條線形成的延長圖案的特性的探測方法。所述延長圖案形成在襯底上或在襯底臺上，優(yōu)選地延伸超過至少50倍線寬的長度。所述延長圖案是聚焦敏感的。所述探測方法包括在第一方向上移動(dòng)襯底臺和沿所述第一方向測量延長圖案的特性。所述特性可以是延長圖案在垂直于第一方向的第二方向上的物理特性的結(jié)果。在下一步驟中，可由所述延長圖案的測量位置獲得襯底臺位置的校準(zhǔn)。
文檔編號G03F9/00GK101676805SQ20091020313
公開日2010年3月24日 申請日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者D·M·斯勞特布姆, I·M·P·阿蒂斯, J·H·吉爾克 申請人:Asml荷蘭有限公司