具有對準傳感器和射束測量傳感器的帶電粒子光刻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，用于將圖案轉(zhuǎn)移至基板的表面。該系統(tǒng)包括投射系統(tǒng)(311)，用于將多個帶電粒子細射束(7)投射至該基板的表面上；卡盤(313)，可相對于該投射系統(tǒng)移動；細射束測量傳感器(505、511)，用于確定一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征，該細射束測量傳感器具有表面(501)，用于接收一個或多個帶電粒子細射束；以及位置標(biāo)記測量系統(tǒng)，用于測量位置標(biāo)記的位置(610、620、635)，該位置標(biāo)記測量系統(tǒng)包括對準傳感器(361、362)。該卡盤包括基板支持部分，用于支持該基板；細射束測量傳感器部分(460)，用于容納該細射束測量傳感器的表面；以及位置標(biāo)記部分(470)，用于容納該位置標(biāo)記。
【專利說明】具有對準傳感器和射束測量傳感器的帶電粒子光刻系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多細射束(beamlet)帶電粒子光刻系統(tǒng)以及一種用于將圖案轉(zhuǎn)移至基板表面的方法，以及更具體涉及一種具有對準傳感器與射束測量傳感器的光刻系統(tǒng)與使用此系統(tǒng)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體工業(yè)中，越來越期望制造具有高準確度與可靠度的較小結(jié)構(gòu)。帶電粒子光刻術(shù)是一種符合此高要求的有希望的技術(shù)。在此種型式光刻術(shù)中，可以操控帶電粒子將其轉(zhuǎn)換至典型為晶圓的基板的目標(biāo)表面上。
[0003]光刻處理通常涉及在彼此的頂上曝光多層，以致于可以將隨后層中所形成的特征連接以產(chǎn)生集成電路。因此，必須以足夠準確方式，將在較后曝光期間(sess1n)所曝光的曝光圖案與在較早所產(chǎn)生的一或更多圖案對準。在相同基板上一層中的圖案與在先前圖案化層中圖案之間位置的差異稱為重疊(overlay)。
[0004]為了控制在多射束帶電粒子曝光裝置例如光刻裝置中的重疊，必須確定在所曝光基板與帶電粒子幅射間的關(guān)系。為此目的，在被處理的基板上存在對準標(biāo)記。然而，并無法以直接方式確定在所處理基板與帶電粒子幅射、或此基板與被使用于投射幅射至基板上的投射系統(tǒng)間的關(guān)系。因此，需要作多次測量，而這耗用寶貴時間。
[0005]在本案 申請人:的一美國專利公開案號2007/057204中說明一種傳感器，用于測量大量帶電粒子細射束的性質(zhì)，其特別是用于使用于光刻系統(tǒng)中帶電粒子細射束的性質(zhì)，其整個內(nèi)容在此并入作為參考。
[0006]該美國專利公開案號2007/057204中說明一種傳感器與方法，其中使用轉(zhuǎn)換部件例如熒光幕或摻雜YAG材料，將帶電粒子細射束轉(zhuǎn)換成光束。然后，可以藉由一光敏感檢測器例如二極管、CCD、或CMOS裝置的陣列，以檢測該光束。藉由讀取大量光敏感檢測器，可以在單一操作中達成相當(dāng)快速的測量。此外，此傳感器結(jié)構(gòu)，特別是光檢測器陣列，使得可以測量多個射束間非常小間距，而無須在光刻系統(tǒng)的平臺部分(stage part)區(qū)域中作不適當(dāng)大結(jié)構(gòu)測量。
[0007]然而，由于在產(chǎn)業(yè)界有持續(xù)增加要求，其要求達成小尺寸而不會損失產(chǎn)量，所以仍然存在需求以提供更準確裝置與技術(shù)，用于測量在光刻系統(tǒng)中細射束性質(zhì)，特別是在光刻機器中細射束性質(zhì)，此光刻機器包括大量帶電粒子細射束，其被設(shè)計用于提供高產(chǎn)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的為提供一種多細射束帶電粒子曝光系統(tǒng)，其中以一種相當(dāng)容易且快速方式，將基板與用于將基板圖案化的幅射對準。為達此目的，本發(fā)明提供一種多個細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，用于將圖案轉(zhuǎn)移至基板的表面。此系統(tǒng)包括投射系統(tǒng)，用于將多個帶電粒子細射束投射至基板的表面上；卡盤(chuck)，其可相對于此投射系統(tǒng)移動；細射束測量傳感器，用于確定一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征，細射束測量傳感器具有表面，用于接收一個或多個帶電粒子細射束；以及位置標(biāo)記測量系統(tǒng)，用于測量位置標(biāo)記的位置，該位置標(biāo)記測量系統(tǒng)包括對準傳感器?？ūP包括用于支持基板的基板支持部分；用于容納細射束測量傳感器的表面的細射束測量傳感器部分；以及用于容納此位置標(biāo)記的位置標(biāo)記部分。
[0009]用于接收帶電粒子細射束的細射束測量傳感器的表面，其較佳具有與位置標(biāo)記的預(yù)定空間關(guān)系。此外，可以將細射束測量傳感器的表面與位置標(biāo)記組合成單一結(jié)構(gòu)。例如，位置標(biāo)記可以形成于細射束測量傳感器的表面上。細射束測量傳感器的表面與位置標(biāo)記可以固定于卡盤的表面，例如，細射束測量傳感器的表面，且位置標(biāo)記可以直接安裝于卡盤的頂部或側(cè)表面上，或藉由將硬件安裝于卡盤的頂部、或側(cè)表面而固定。
[0010]對準傳感器可以包括用于照亮位置標(biāo)記的光源；以及用于檢測其與位置標(biāo)記反射光線交互作用的光線的檢測器。該光線可以在可見光譜之內(nèi)或外。
[0011]用于接收細射束的細射束測量傳感器的表面可以包括轉(zhuǎn)換部件，用于接收帶電粒子，且對其響應(yīng)產(chǎn)生光子。此細射束測量傳感器可以還包括光子接收器，其配置以檢測由轉(zhuǎn)換部件所產(chǎn)生的光子，且對其響應(yīng)產(chǎn)生信號。可將此轉(zhuǎn)換部件裝附于面向投射系統(tǒng)的卡盤，且可將光子接收器設(shè)置在遠離投射系統(tǒng)的卡盤的下面。此卡盤可以具有孔，以允許由轉(zhuǎn)換部件所產(chǎn)生光子通過至光子接收器。
[0012]用于接收帶電粒子細射束的細射束測量傳感器的表面可以設(shè)有一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案，在阻擋與非阻擋區(qū)域間的轉(zhuǎn)換處形成一個或多個刀口。當(dāng)以帶電粒子細射束在此刀口之一上掃描時，可以使用這些刀口，用于在由細射束測量傳感器所產(chǎn)生信號中產(chǎn)生變化。一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案可以具有對位置標(biāo)記的預(yù)定空間關(guān)系。
[0013]用于接收帶電粒子細射束的細射束測量傳感器的表面還可以設(shè)有形成位置標(biāo)記的光線阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案。這些光線阻擋結(jié)構(gòu)適合由對準傳感器檢測，其例如具有不同高度、或?qū)τ诖吮砻嫫溆嗖糠志哂胁煌瓷渎?，以使得對準傳感器可以檢測高度差異或不同反射率，以確定此光線阻擋結(jié)構(gòu)的位置。以替代方式或額外地，例如，如果這些帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)亦構(gòu)成光線阻擋結(jié)構(gòu)，則一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案可以形成位置標(biāo)記。以此方式，這些阻擋結(jié)構(gòu)的圖案可以實施兩個功能:此圖案可以由對準傳感器檢測的功能；以及作為細射束測量傳感器的一部分的功能。
[0014]可以設(shè)置一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案的某個特征或部分，以與位置標(biāo)記的某特征或部分重合。例如，可以配置此帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的圖案的幾何中心以與位置標(biāo)記的幾何中心重合。此一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定(二維)圖案可以包括多個以一間距(pitch)設(shè)置的阻擋結(jié)構(gòu)，此間距對應(yīng)于在基板表面的相鄰帶電粒子細射束間的期望距離。一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)可以形成具有各種形狀，例如實質(zhì)上圓形的阻擋結(jié)構(gòu)。
[0015]在此用于接收帶電粒子細射束的細射束測量傳感器的表面與位置標(biāo)記之間(例如，在細射束測量傳感器的帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)與位置標(biāo)記的光線阻擋結(jié)構(gòu)之間)的已知空間關(guān)系，可以使此系統(tǒng)能將使用細射束測量傳感器所作測量與使用位置標(biāo)記測量系統(tǒng)所作測量相關(guān)。例如，可以使用由細射束測量傳感器對細射束位置的測量(例如，當(dāng)此細射束跨越由帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)所形成的一個或多個刀口時)和當(dāng)測量細射束位置時對卡盤位置的測量，以建立細射束位置與卡盤位置之間的關(guān)系。此細射束位置可以為單一細射束的位置、或一組或所有細射束的參考點。例如，可以使用一組細射束的幾何中心作為參考點。
[0016]可以使用當(dāng)位置標(biāo)記測量系統(tǒng)的對準傳感器是在相對于位置標(biāo)記處于某位置時(例如，當(dāng)由位置標(biāo)記的光線阻擋結(jié)構(gòu)所反射光線指示卡盤相對于對準傳感器的某種對準時)對卡盤位置的測量，以建立卡盤位置與對準傳感器位置之間的關(guān)系。此對準傳感器位置可以為對準傳感器的參考點，例如為對準傳感器的光束投射器的位置。
[0017]這兩種關(guān)系一起使得可以計算相對于對準傳感器的細射束的位置。這是很重要的，因為由于握住對準傳感器與最后透鏡部件(final lens elements)的結(jié)構(gòu)的熱膨脹效應(yīng)、細射束的漂移(drift)等效應(yīng)，造成細射束與對準傳感器相對位置的變化?？梢允褂脤蕚鞲衅饕源_定基板上的位置標(biāo)記，以隨后使得能夠相對于基板與在基板上先前所形成圖案對細射束進行準確定位。
[0018]此位置標(biāo)記測量系統(tǒng)可以包括用于確定在第一方向中位置標(biāo)記的位置的第一對準傳感器以及用于確定在第二方向中位置標(biāo)記的位置的第二對準傳感器，該第二方向垂直或幾乎垂直于第一方向。該位置標(biāo)記可以包括在第一方向中周期或交替結(jié)構(gòu)，與在第二方向中周期或交替結(jié)構(gòu)，該第二方向垂直或幾乎垂直于第一方向。該位置標(biāo)記的結(jié)構(gòu)的配置可以對應(yīng)于第一與第二對準傳感器的相同配置。該周期或交替結(jié)構(gòu)可以藉由(周期地)間隔的升高結(jié)構(gòu)而形成，以及其可以藉由具有第一反射系數(shù)的區(qū)域與具有第二反射系數(shù)的區(qū)域交替形成，且第一反射系數(shù)與第二反射系數(shù)不同。
[0019]此投射系統(tǒng)可以包括細射束產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生多個帶電粒子細射束；以及調(diào)制系統(tǒng)，用于根據(jù)要轉(zhuǎn)移至基板表面的圖案，調(diào)制帶電粒子細射束。其中，配置此投射系統(tǒng)用于將所調(diào)制的細射束投射至基板的表面上。
[0020]此系統(tǒng)還可以包括卡盤位置測量系統(tǒng)與控制單元?？梢耘渲么丝刂茊卧獙⒋丝ūP移至第一位置，在此處，細射束測量傳感器的表面接收一個或多個帶電粒子細射束；測量由此細射束測量傳感器的表面所接收的一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征；測量在第一位置中卡盤的位置，以確定第一測量卡盤位置；將卡盤移至第二位置，在此處位置標(biāo)記對準對準傳感器；測量在第二位置中卡盤的位置，以確定第二測量卡盤位置；以及根據(jù)測量一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征、第一測量卡盤位置以及第二測量卡盤位置，以計算一個或多個帶電粒子細射束與對準傳感器之間的相對位置。
[0021]可以進一步配置此控制單元以移動此卡盤至第三位置，此卡盤具有位于卡盤的基板支持部分上的基板。在此第三位置，在基板上的基板位置標(biāo)記對準此對準傳感器；以及測量在第三位置中卡盤的位置，以確定第三測量卡盤位置?？梢赃M一步配置控制單元，來移動此卡盤至第四位置。在此處，一個或多個帶電粒子細射束曝光基板所想要曝光的部分。此第四位置是根據(jù)測量一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征和第一、二、三測量卡盤位置而確定的。
[0022]在另一方面，本發(fā)明涉及一種方法，用于操作如同以上說明的多射束帶電粒子光刻系統(tǒng)。此方法包括以下步驟:將卡盤移至第一位置，在此處，細射束測量傳感器的表面接收一個或多個帶電粒子細射束；測量由此細射束測量傳感器的表面接收的一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征；測量在第一位置中卡盤的位置，以確定第一測量卡盤位置；將卡盤移至第二位置，在此處位置標(biāo)記對準此對準傳感器；測量在第二位置中卡盤的位置，以確定第二測量卡盤位置；以及根據(jù)測量一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征、第一測量卡盤位置、以及第二測量卡盤位置，計算一個或多個帶電粒子細射束與對準傳感器之間的相對位置。此第二位置可以為一位置，在此處，位置標(biāo)記的特定特征或部分對準于此對準傳感器特定部分之下，例如，位置標(biāo)記的(幾何)中心可以對準對準傳感器射束之下?；蛘?，此位置標(biāo)記與對準傳感器為大致上對準，例如足以允許對準傳感器讀取此位置標(biāo)記的至少一部分。此方法的計算一個或多個帶電粒子細射束與對準傳感器之間的相對位置的步驟可以包括:計算在一個或多個帶電粒子細射束的參考點與對準傳感器參考點之間的向量距離。
[0023]此方法還可以包括以下步驟:將基板置于卡盤的基板支持部分上；將卡盤移至第三位置，在此處，基板上的基板位置標(biāo)記對準此對準傳感器；以及測量在第三位置中卡盤的位置，以確定第三測量卡盤位置。將基板置于卡盤的基板支持部分上的步驟可以在此程序開始之前實施，例如在將卡盤移至第一位置前實施，或可以在稍后時但在將卡盤移至第三位置的步驟前實施。此方法還可以包括將卡盤移至第四位置，在此處，一個或多個帶電粒子細射束曝光此基板所想要被曝光的部分。此第四位置是根據(jù)測量一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征、第一、第二、第三測量卡盤位置而確定的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]在以下參考附圖中的實施例，以進一步說明本發(fā)明的各種方面。
[0025]圖1概要地顯示了多射束帶電粒子光刻系統(tǒng)的示例；
[0026]圖2為模塊化光刻系統(tǒng)的簡化方塊圖；
[0027]圖3概要地顯示了根據(jù)本發(fā)明實施例的光刻系統(tǒng)的一部分；
[0028]圖4概要地顯示了圖3的光刻系統(tǒng)部分的橫截面的一部分；
[0029]圖5概要地顯示了對準傳感器的實施例；
[0030]圖6概要地顯示了光刻系統(tǒng)的維度的一個可能的定義；
[0031]圖7示出了可以在圖3的光刻系統(tǒng)部分中使用的卡盤的概要頂視圖；
[0032]圖8概要地顯示了傳感器的實施例，用于確定此帶電粒子細射束的一個或多個特征；
[0033]圖9a概要地顯示了轉(zhuǎn)換部件的橫截面圖，其具有帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)圖案；
[0034]圖9b顯示了示例圖式，以顯示由轉(zhuǎn)換部件所發(fā)射的光線強度，作為帶電粒子細射束的位置的函數(shù)；
[0035]圖10a顯示了可以用于本發(fā)明實施例的細射束測量傳感器中帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的二維圖案的概要頂視圖；
[0036]圖10b顯示了可以用于本發(fā)明實施例的細射束測量傳感器的傳感器表面上設(shè)置的圖案的概要頂視圖；
[0037]圖11顯示了可以用于本發(fā)明實施例的細射束測量傳感器的傳感器表面上設(shè)置的帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的概要頂視圖；
[0038]圖12顯示了卡盤上的整個細射束測量傳感器部分的概要頂視圖，卡盤包括多個區(qū)域，這些區(qū)域包括于圖10b中所顯示的二維圖案；
[0039]圖13顯示了卡盤、對準傳感器以及細射束測量傳感器的配置的概要視圖；
[0040]圖14a與14b顯示了在初始化程序期間的卡盤的概要頂視圖；
[0041]第15a至15c顯示了建立圖案化射束與對準傳感器之間的向量距離的程序期間的卡盤的概要頂視圖；以及
[0042]圖16a至16c顯示了在基板上建立曝光位置的程序期間的卡盤的概要頂視圖，該基板使用圖15a至15c中示出的程序所建立的向量距離來被圖案化。

【具體實施方式】
[0043]以下參考所附附圖以說明本發(fā)明的各種實施例，其僅作為舉例。這些附圖并未依比例繪制，且僅用于說明目的。
[0044]圖1為帶電粒子多細射束光刻系統(tǒng)1的實施例的簡化概要圖。此種光刻系統(tǒng)例如在以下美國專利案中說明:US 6，897，458,6, 958，804,7, 019，908,7, 084，414、7，129，502,7, 709，815,7, 842，936,8, 089，056 以及 8，254，484 ;以及美國專利公開案 US 2007/0064213、US 2009/0261267、US2011/0073782、US 2011/0079739、以及 US2012/0091358。以上專利和專利申請均受讓給本案 申請人:，其在此整個并入作為參考。
[0045]此光刻系統(tǒng)1適當(dāng)?shù)匕毶涫a(chǎn)生器，用于產(chǎn)生多個細射束；細射束調(diào)制器，用于將該細射束圖案化，以形成經(jīng)調(diào)制的細射束；以及細射束投射器，用于將該經(jīng)調(diào)制的細射束投射至目標(biāo)的表面上。
[0046]此細射束產(chǎn)生器典型地包括來源與至少一分光器。在圖1中的來源為電子源3，其被配置以產(chǎn)生實質(zhì)上均質(zhì)擴張的電子射束4。電子射束4的射束能量較佳保持在比較低的大約1至lOkev的范圍中。為達此目的，此加速電壓較佳為低，且此電子源3電壓可以保持在相對于接地電位目標(biāo)的大約-1至-10kv之間的范圍中，雖然亦可以使用其它設(shè)定。
[0047]在圖1中，此來自電子源3的電子射束4通過準直透鏡5，用于將電子射束4準直。此準直透鏡5可以為任何型式的光學(xué)準直系統(tǒng)。在準直之前，電子射束4可以通過雙重估八極(double octopole)(未圖不)。
[0048]然后，電子射束4撞擊上分光器，其在圖1的實施例中為孔隙陣列6。此孔隙陣列6較佳包括一具有通孔的板。配置此孔隙陣列6以阻擋電子射束4的一部分。此外，孔隙陣列6允許多個細射束7通過，以產(chǎn)生多個平行電子細射束7。
[0049]圖1的光刻系統(tǒng)1產(chǎn)生大量電子細射束7，較佳為大約10，000至1，000, 000個細射束，雖然，其當(dāng)然可以產(chǎn)生更多或更少射束。請注意，亦可以使用其它已知方法以產(chǎn)生準直細射束?？梢栽谙到y(tǒng)中添加第二孔隙陣列，以便從電子射束4產(chǎn)生子射束，且由此從子射束產(chǎn)生電子細射束7。此允許更下游地操控子射束，其結(jié)果有益于系統(tǒng)操作，特別是當(dāng)此系統(tǒng)的細射束數(shù)目為5000或以上時。
[0050]細射束調(diào)制器，此在圖1中顯示為調(diào)制系統(tǒng)8，其典型地包括細射束阻斷陣列(beamlet banker array) 9,其包含多個阻斷器的配置；以及細射束阻擋陣列10。這些阻斷器可以將一個或多個電子細射束7偏離。在本發(fā)明的實施例中，這些阻斷器更特定為靜電式偏轉(zhuǎn)器，其設(shè)有第一電極、第二電極以及孔隙。這些電極位于孔隙的相對側(cè)上，用于產(chǎn)生跨孔隙的電場。通常第二電極為接地電極，即連接至接地電位的電極。
[0051]將電子細射束7聚焦至阻斷陣列9的平面中，此光刻系統(tǒng)還可以包括會聚透鏡陣列(condenser lens array)(未不出)。
[0052]在圖1的實施例中，此細射束阻擋陣列10包括孔隙陣列，用于允許細射束通過。此細射束阻擋陣列10，其基本形式包括具有通孔的基板，這些通孔典型地為圓孔，雖然亦可使用其它形狀。在一些實施例中，此細射束阻擋陣列10的基板是由硅晶圓所形成的，其具有規(guī)律間隔的通孔陣列，且可以由金屬的表面層覆蓋，以避免表面充電。在一些其它實施例中，金屬(例如CrMo)的形式并不會形成自然氧化表面(native-oxide skin)。
[0053]細射束阻斷陣列9與細射束阻擋陣列10 —起操作，以阻擋或允許細射束7通過。在一些實施例中，可以將細射束阻擋陣列10的孔隙與細射束阻斷陣列9中靜電偏轉(zhuǎn)器的孔隙對準。如果細射束阻斷陣列9將一細射束偏轉(zhuǎn)，則其將不會通過細射束阻擋陣列10中相對應(yīng)孔隙。反而，此細射束會被細射束阻擋陣列10的基板阻擋。如果細射束阻斷陣列9未將一細射束偏轉(zhuǎn)，此細射束將經(jīng)由細射束阻擋陣列10的相對應(yīng)孔隙通過。在一些替代實施例中，細射束阻斷陣列9與細射束阻擋陣列10配合，以使得由細射束阻斷陣列9中偏轉(zhuǎn)器將細射束偏轉(zhuǎn)會導(dǎo)致此細射束通過細射束阻擋陣列10中相對應(yīng)孔隙；細射束未被偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致其由細射束阻擋陣列10的基板阻擋。
[0054]基于由控制單元60所提供的輸入，配置調(diào)制系統(tǒng)8，將圖案加至細射束7。此控制單元60可以包括數(shù)據(jù)儲存單元61、讀取單元62、以及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器63。此控制單元60遠離系統(tǒng)的其余部分定位，例如是在清潔室的內(nèi)部之外?？梢允褂霉饫w64將具有圖案數(shù)據(jù)的經(jīng)調(diào)制光束14傳送至投射器65，其將光線由光纖陣列(概要地顯示為板15)中光纖終端投射入光刻系統(tǒng)1的電子光學(xué)部分(其以虛線框與附圖標(biāo)記18概要地顯示)中。
[0055]在圖1的實施例中，將經(jīng)調(diào)制的光線射束投射在細射束阻斷陣列9上。更具體而言，將來自光纖終端的經(jīng)調(diào)制光束14投射至位于細射束阻斷陣列9上相對應(yīng)的光學(xué)敏感部件上?？梢耘渲眠@些光學(xué)敏感部件，將光線信號轉(zhuǎn)換成不同形式信號，例如電氣信號。此經(jīng)調(diào)制光束14承載一部分圖案數(shù)據(jù)，用于控制此耦接至相對應(yīng)光學(xué)敏感部件的一或多個阻斷器。以適當(dāng)方式，為了將光束14投射在相對應(yīng)的光學(xué)敏感部件上，可以使用光學(xué)部件例如投射器65。此外，為了將光束14以適當(dāng)入射角度投射，可以包括一鏡子，例如將其適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在投射器65與細射束阻斷陣列9之間。
[0056]在控制單元60控制下，可以藉由投射定位裝置17將投射器65與板15適當(dāng)?shù)貙?。由此，亦可以改變投射?5與細射束阻斷陣列9中光學(xué)敏感部件間的距離。
[0057]在一些實施例中，藉由光波導(dǎo)可以將光束至少部分地由板轉(zhuǎn)移至光學(xué)敏感部件。此光波導(dǎo)可以將光線導(dǎo)引至非常接近光學(xué)敏感部件的位置，其適當(dāng)?shù)匦∮?公分，較佳為毫米等級。在光波導(dǎo)與相對應(yīng)光學(xué)敏感部件間的短距離可以減少光線損失。另一方面，使用板15與投射器65位于離開由帶電粒子細射束所占用空間的優(yōu)點為，可以將細射束干擾最小化，且使得細射束阻斷陣列9的結(jié)構(gòu)較不復(fù)雜。
[0058]來自細射束調(diào)制器的經(jīng)調(diào)制細射束藉由細射束投射器，投射在目標(biāo)24的目標(biāo)表面13上作為一點。此細射束投射器典型地包括掃描偏轉(zhuǎn)器，用于將此經(jīng)調(diào)制細射束在目標(biāo)表面13上掃描；以及投影透鏡系統(tǒng)，用于將此經(jīng)調(diào)制細射束聚焦于目標(biāo)表面13上。上述這些組件可以存在于單一終端模塊中。
[0059]終端模塊較佳建構(gòu)為一種可插入且可置換單元。此終端模塊因此可以包括偏轉(zhuǎn)器陣列11與投影透鏡配置12。此可插入且可置換單元亦可包括細射束阻擋陣列10，如同參考以上細射束調(diào)制器所討論。在離開終端模塊后，細射束7撞擊至位于目標(biāo)平面的目標(biāo)表面13上。對于光刻應(yīng)用，此目標(biāo)通常包括晶圓，其具有帶電粒子敏感層或抗蝕層(resistlayer)。
[0060]偏轉(zhuǎn)器陣列11可以采用掃描偏轉(zhuǎn)器陣列的形式，其配置成將通過細射束阻擋陣列10的各細射束7偏轉(zhuǎn)。此偏轉(zhuǎn)器陣列11可以包括多個靜電偏轉(zhuǎn)器，其使得可以應(yīng)用相對小的驅(qū)動電壓。雖然將偏轉(zhuǎn)器陣列11繪制于投影透鏡配置12的上游，偏轉(zhuǎn)器陣列11亦可以設(shè)置于投影透鏡配置12與目標(biāo)表面13之間。
[0061]在由偏轉(zhuǎn)器陣列11將細射束7偏轉(zhuǎn)之前或之后，配置投影透鏡配置12將細射束7聚焦。此聚焦的結(jié)果較佳為大約10至30nm直徑的幾何點尺寸。在此較佳實施例中，較佳配置此投影透鏡配置12，以提供大約100至500倍的縮小，其最佳為倍數(shù)越大越好，例如其范圍為300至500倍。在此較佳實施例中，此投影透鏡配置12可以有利地位于靠近目標(biāo)表面13。
[0062]在一些實施例中，射束保護器(未示出)可以位于目標(biāo)表面13與投影透鏡配置12之間。此射束保護器可以為薄板或板，其設(shè)有多個適當(dāng)位置的孔隙。配置此射束保護器，以便在這些所釋放出的抗蝕粒子(resist particle)抵達光刻系統(tǒng)1的任何敏感部件之前，將其吸收。
[0063]此投影透鏡配置12可以因此確保在目標(biāo)表面13上單一像素的點尺寸為正確；而偏轉(zhuǎn)器陣列11藉由適當(dāng)掃描操作，可以確保目標(biāo)表面13上像素位置在微尺寸上(microscale)正確。特別是操作此偏轉(zhuǎn)器陣列11，以使得可以將像素置于像素格柵中，以最終構(gòu)成目標(biāo)表面13上的圖案。應(yīng)理解，在目標(biāo)表面13上像素大尺寸(mac1scale)定位，可以由在目標(biāo)24下的晶圓定位系統(tǒng)適當(dāng)?shù)剡_成。
[0064]通常，目標(biāo)表面13包括在基板頂部上的抗蝕薄膜(resist film)?？梢越逵墒褂脦щ娏Ｗ?即電子)的細射束以化學(xué)方式修正抗蝕薄膜的一些部分。由此，此薄膜被照射部分將或多或少地溶解于顯影劑中，造成在晶圓上的抗蝕圖案。然后可以藉由實施在半導(dǎo)體制造技術(shù)中所熟知的蝕刻和/或沉積步驟，將在晶圓上的抗蝕圖案轉(zhuǎn)移至下面的層。明顯地，如果照射不均勻，則無法以均勻方式將抗蝕層顯影，導(dǎo)致圖案中誤差。因此，高質(zhì)量投影與獲得提供可再制結(jié)果的光刻系統(tǒng)相關(guān)。偏轉(zhuǎn)步驟不應(yīng)導(dǎo)致照射差異。
[0065]圖2顯示模塊化光刻系統(tǒng)的簡化方塊圖。此光刻系統(tǒng)較佳以模塊方式設(shè)計，以允許容易維護。主要子系統(tǒng)較佳以自我包含與可移除模塊建構(gòu)，以使得其可以對其他子系統(tǒng)的干擾盡可能少的方式從此光刻機器移除。這對于被包圍于真空室內(nèi)的光刻機器特別有利，在此對機器的接近受到限制。因此，可以快速地將故障子系統(tǒng)移除且更換，而無須干擾到其它系統(tǒng)或?qū)⑵渌到y(tǒng)解除連接。
[0066]在圖2所顯示的實施例中，這些模塊化子系統(tǒng)包括照射光學(xué)模塊201，其包含帶電粒子射束源101與射束準直系統(tǒng)102 ;孔隙陣列與會聚透鏡模塊202，其包含孔隙陣列103與會聚透鏡陣列104 ;射束切換模塊203，其包含細射束阻斷陣列105 ;以及投影光學(xué)模塊204，其包含射束阻擋陣列108、射束偏轉(zhuǎn)陣列109以及投影透鏡陣列110?？梢詫⑦@些模塊設(shè)計成對于對準框架滑進與滑出。在圖2中所顯示的實施例中，對準框架包括對準內(nèi)部子框架205與對準外部子框架206。如參考圖3所說明，投影光學(xué)模塊204可以藉由一個或多個彎曲部分連接至對準內(nèi)部子框架205與對準外部子框架206的至少之一。
[0067]可以將照射光學(xué)模塊201、孔隙陣列與會聚透鏡模塊202、射束切換模塊203以及投影光學(xué)模塊204中的上述組件配置來對應(yīng)于圖1的光刻系統(tǒng)1的類似組件的功能進行操作。
[0068]在圖2所示的實施例中，框架208藉由振蕩衰減安裝件207而支持對準內(nèi)部子框架205與對準外部子框架206。在此實施例中，晶圓130位于晶圓臺209上，其再安裝至其它支持結(jié)構(gòu)210上。晶圓臺209上與其它支持結(jié)構(gòu)210的組合在下文中亦可以稱為卡盤210。此卡盤210位于平臺短沖程211 (stage short stroke)與平臺長沖程(stage longstroke)212上。此光刻機器設(shè)置于真空室250中，其較佳包括一或多個高導(dǎo)磁合金(mumetal)屏蔽層215。光刻機器設(shè)置于由框構(gòu)件221所支持的底板220上。
[0069]各模塊可能需要大量電氣信號和/或光學(xué)信號以及電力而用于其操作。這些在真空室內(nèi)的模塊從一或多個控制系統(tǒng)224接收這些信號，該系統(tǒng)典型地位于真空室之外。真空室250包括稱為端口的開口，用于將承載信號的電纜從控制系統(tǒng)接收進入真空殼體中，同時在電纜周圍保持真空密封。各模塊較佳具有其電氣、光學(xué)和/或電力電纜連接的集合，其經(jīng)由專用于此模塊的一個或多個端口通過。這使得用于特定模塊的電纜可以被解除連接、移除或更換，而不會干擾到用于任何其它模塊的電纜。在一些實施例中，在真空室250中設(shè)有連接面板(patch panel)。連接面板包括一個或多個連接器，用于可移除地連接模塊的一個或多個連接。可以使用一個或多個端口，用于接收此可移除模塊的一個或多個連接進入真空室中。
[0070]圖3概要地顯示了用于本發(fā)明實施例中多射束帶電粒子曝光裝置的一部分。圖3特別顯示了投影系統(tǒng)311，其設(shè)置在稱為卡盤313的基板支持結(jié)構(gòu)上。
[0071]配置投影系統(tǒng)311用于接收圖案射束318，且將圖案射束318導(dǎo)引向一表面。配置此圖案射束318，以照射表面上的區(qū)域，其在此稱為“射束格柵”(beam grid)。圖案射束318包括多個帶電粒子細射束7，其較佳被導(dǎo)引至配置在格柵形狀中的表面上的點，以形成射束格柵。為了限定相對于表面的例如基板表面312的射束格柵的位置與方向，可以限定射束格柵的原點或參考點，例如，定位于適于通過射束318的所有細射束的最小平方格柵的作為參考射束的標(biāo)稱的焦距位置。
[0072]該表面可以為被曝光的基板的表面312，此基板例如為晶圓，設(shè)置在卡盤313上?？商娲鼗虺酥?，這樣的表面可以為細射束測量傳感器的測量表面，其至少部分地連接至且較佳地整合于卡盤313中。卡盤313較佳例如藉由使用一個或多個可通信地耦接至控制單元的適當(dāng)致動器，可控制地相對于投影系統(tǒng)311移動。
[0073]投影系統(tǒng)311由支持件363所支持。在圖3的實施例中，支持件363經(jīng)由數(shù)個，較佳為3個的，彎曲部分372連接至框架371。藉由使用至少3個彎曲部分372，可以在空間中良好限定支持件363的位置。彎曲部分372可以包括撓性材料。如圖3中所概要顯示，彎曲部分372可以黏著于支持件363中的凹處。此外，彎曲部分372可以限制在框架371上作用的外力轉(zhuǎn)移至支持件363。這允許框架371包含高熱膨脹材料，例如鋁。使用鋁可以使得框架371的重量相當(dāng)輕。
[0074]卡盤位置測量系統(tǒng)可以確定卡盤位置。在圖3中，卡盤位置測量系統(tǒng)包括一個或多個干涉儀315。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解，亦可以使用其它位置傳感器與附加的位置傳感器。圖3的差分干涉儀315包括卡盤位置鏡314，其連接至卡盤313 ;以及投影系統(tǒng)位置鏡316，其連接至投影系統(tǒng)311?？梢耘渲么瞬罘指缮鎯x315，以檢測或測量卡盤313相對于投影系統(tǒng)311的移動?？ūP位置傳感器系統(tǒng)可以包括一個以上差分干涉儀315，以檢測在一個以上方向中卡盤313相對于投影系統(tǒng)311的位置。亦可以使用多個非差分干涉儀315，以測量卡盤313的位置。
[0075]圖3的曝光裝置還包括位置標(biāo)記測量系統(tǒng)317，用于檢測和/或測量位置標(biāo)記。通常，這種位置標(biāo)記設(shè)置在一表面上，例如卡盤313的表面或裝附于此卡盤或被處理的基板312的表面。此后，如果標(biāo)記設(shè)直在卡盤313的表面上，則稱其為卡盤似直標(biāo)記。此外，如果此標(biāo)記位于被處理基板312上，則稱其為晶圓位置標(biāo)記。
[0076]在一些實施例中，支持件363設(shè)置有高度測量系統(tǒng)320，其配置用于測量在對準傳感器361、362與表面間的距離。高度測量系統(tǒng)可以為電容式高度測量系統(tǒng)，其包括一個或多個電容式傳感器。高度測量系統(tǒng)可以整合于對準傳感器361、362中或可以分開設(shè)置?？梢耘渲靡粋€或多個用于控制卡盤313移動的適當(dāng)致動器，以改變對準傳感器361、362與表面間的距離?？梢耘渲每刂茊卧?，例如在圖2中的處理單元224，用于從高度測量系統(tǒng)320接收有關(guān)于距離的信息，且提供移動信息至一個或多個致動器，以實施有關(guān)于測量距離的任何所想要的調(diào)整。
[0077]圖4概要顯示了圖3的光刻系統(tǒng)部分的實施例的橫截面的一部分，以顯示投影系統(tǒng)311，例如投影透鏡的最后部件，用于將圖案化射束318聚焦至基板313上。在該實施例中，圖3的位置標(biāo)記測量系統(tǒng)317包括第一對準傳感器361與第二對準傳感器362。第一對準傳感器361被配置用于檢測在y_方向中位置標(biāo)記的位置。第二對準傳感器362被配置用于檢測在X-方向中位置標(biāo)記的位置。兩個對準傳感器361、362可均包括光源，用于照射位置標(biāo)記；以及檢測器，用于檢測與位置標(biāo)記的反射交互作用的光線。
[0078]附圖標(biāo)記318是指圖案化射束，其中心以點364表示。如圖3中可以看出，對準傳感器361、362可以安裝于支持件363上，支持件363用于支持投影系統(tǒng)311。在此實施例中，支持件363為環(huán)狀。
[0079]由圖3與圖4可以了解，投影系統(tǒng)311由于例如熱膨脹可以在徑向中膨脹，以導(dǎo)致支持件363的膨脹。然而，射束318的位置無須以相同方式改變，或者甚至可以完全不改變。為了減少射束318的位置與對準傳感器361、362間距離的變化，支持件363較佳是由低熱膨脹材料制成，例如玻璃-陶瓷、派萊克斯玻璃(Pyrex)和/或微晶玻璃(Ze1dur)。
[0080]圖5概要顯示對準傳感器的實施例，其例如為圖4中的對準傳感器361、362。對準傳感器包括用于提供光束403的光源401以及光線強度檢測器410。對準傳感器較佳還包括光學(xué)系統(tǒng)405，用于改善對準傳感器的性能。
[0081]光源包括光線產(chǎn)生器402，例如激光，其配置用于提供預(yù)定波長的光線，例如為600?650nm范圍波長的光線。光源401可以包括光纖404，用于將由光線產(chǎn)生器402所產(chǎn)生光線導(dǎo)向光學(xué)系統(tǒng)405。光源401的一些實施例包括準直透鏡406，用于將由光線產(chǎn)生器402所產(chǎn)生的光束403準直。
[0082]圖2的對準傳感器的光學(xué)系統(tǒng)405包括分光器407與聚焦透鏡408。配置分光器407用于將光束403導(dǎo)引至所感興趣物體表面上的位置標(biāo)記。在圖5中，基板表面312位于卡盤313上。配置此聚焦透鏡408將光束403聚焦于表面312上。此光束403由在表面312上的位置標(biāo)記反射，其造成經(jīng)反射的光線409。然后，分光器407將經(jīng)反射的光線409導(dǎo)向光線強度檢測器410。
[0083]光線強度檢測器410可以包括在光伏模式中操作的光電二極管或未偏壓的硅PIN二極管。此模式可以降低相對于光電二極管偏壓模式操作所產(chǎn)生的熱量。此光線強度檢測器410亦可以包括可選放大器，用于將來自光電二極管的電流轉(zhuǎn)換成電壓?？梢詫⒋朔N電壓濾波，然后可以將此被濾波電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，其可以由處理單元使用，例如為光刻系統(tǒng)的處理單元，而對準傳感器為其一部分。光線強度檢測器410的有效面積可以小于離開分光器407的經(jīng)反射光束409的直徑。因此，光學(xué)系統(tǒng)405可以包括另一個聚焦透鏡，其設(shè)置在分光器407與光線強度檢測器410之間，將經(jīng)反射光束409聚焦至光線強度檢測器410的有效面積上。因此，光線強度檢測器410可以使用離開分光器407的經(jīng)反射光束409中的所有能量。
[0084]在使用非偏振光束分光器的情形中，其可能為50%的對準光線403被導(dǎo)向表面312，而其它50 %的光線可能會損失。此外，僅有50 %經(jīng)反射對準光束409可被導(dǎo)向光線強度檢測器410，而其它50%的可能會損失。因此，75%的對準光束403無法使用于位置檢測。
[0085]因此，在對準傳感器的實施例中可以使用偏振光束分光器407。在此種情形中，光源401可以提供偏振的對準光束403。光源401可以包括偏振器，例如偏振濾波器412，其配置用于將未偏振光束轉(zhuǎn)換成偏振光束。對準光束403可以是S-偏振光束,其在圖5中以點表不。
[0086]可以配置偏振光束分光器407,將S-偏振對準光線導(dǎo)向表面。此光學(xué)系統(tǒng)還可包括1/4波片(wave plate) 411，其可以位于偏振光束分光器407與聚焦透鏡408之間。當(dāng)此對準光線403經(jīng)由1/4波片411傳送時，其偏振可以由S偏振改變至右圓偏振，如圖5中以彎曲箭頭表示。當(dāng)對準光線403由表面312反射時，其偏振會再度改變，經(jīng)反射的對準光束409可以具有左圓偏振，如圖5中以另一彎曲箭頭表示。當(dāng)經(jīng)反射對準光束409經(jīng)由1/4波片411傳送時，其偏振可以由左圓偏振改變至P偏振，其在圖5中直箭頭所表示?？梢耘渲闷窆馐止馄?07，將此P-偏振反射對準光束導(dǎo)引至光線強度檢測器410。
[0087]使用偏振對準光束、偏振反射對準光線、以及偏振光束分光器，可以導(dǎo)致在分光器407中減少雜散光(stray light)、后(back)反射以及能量損失。此外，可以配置偏振濾波器412，將反射回光源401中的光線最小化。
[0088]在對準傳感器的實施例中，配置聚焦透鏡408與透明板413配合，將對準光束403聚焦至表面312上。透明板413可以將對準光束403與經(jīng)反射對準光束409折射，其折射取決于透明板413的材料。
[0089]可以提供高度測量系統(tǒng)420，以測量對準傳感器與表面312間的距離h和/或高度測量系統(tǒng)420或?qū)蕚鞲衅飨鄬τ诒砻?12的傾斜度。高度測量系統(tǒng)420可以為光學(xué)高度測量系統(tǒng)或電容式高度測量系統(tǒng)。電容式高度測量系統(tǒng)可以為差分電容式高度測量系統(tǒng)。
[0090]關(guān)于對準傳感器與表面間的距離h和/或?qū)蕚鞲衅飨鄬τ诒砻?12的傾斜度的信息，可以調(diào)整距離h和/或傾斜度，以獲得或維持所想要距離和/或傾斜度。
[0091]在實施例中，可以配置一個或多個適當(dāng)致動器用于控制卡盤313的移動，以改變距離h和/或傾斜度?？梢耘渲每刂茊卧鐖D2中的處理單元224，從高度測量系統(tǒng)420接收有關(guān)于距離和/或傾斜度的信息，且提供移動信息給一個或多個致動器，以實施有關(guān)于距離和/或傾斜度信息的任何所想要的調(diào)整。
[0092]圖6概要顯示在光刻系統(tǒng)中關(guān)于卡盤313的尺寸的一個可能的定義，其顯示x、y、Z方向，以及Rx、Ry、Rz旋轉(zhuǎn)方向。在所顯示的配置中，在x方向中的移動代表此卡盤的水平位移；在}^方向中的移動代表卡盤垂直于X方向的水平位移；在z方向中的移動代表卡盤垂直于X與y方向的垂直位移。在Rx方向中的移動代表卡盤圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)；在Ry方向中的移動代表卡盤圍繞1軸的旋轉(zhuǎn)；在Rz方向中的移動代表卡盤圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)。
[0093]圖6中箭頭顯示用于各方向符號的定義，即正移動。在箭頭相反方向移動可以限定為在該方向中的負移動。本發(fā)明的實施例根據(jù)對應(yīng)于此定義的坐標(biāo)系統(tǒng)說明，雖然可以使用其它定義以說明在此所描述的測量與移動方向。此外，可以使用圖6中所描述方向的定義，用于光刻系統(tǒng)的坐標(biāo)架構(gòu)。例如，如圖6中的情形，可以使用此定義以限定卡盤坐標(biāo)架構(gòu)，以限定卡盤313的位置與移動。該坐標(biāo)架構(gòu)可以稱為卡盤坐標(biāo)架構(gòu)，且坐標(biāo)架構(gòu)中的位置可以稱為限定于卡盤坐標(biāo)中。
[0094]以替代方式，可以使用圖6中所描述方向的定義，以限定目標(biāo)坐標(biāo)架構(gòu)，以限定目標(biāo)例如基板313的位置與移動。
[0095]在另一替代實施例中，可以使用圖6中所描述方向的定義，以限定射束格柵坐標(biāo)架構(gòu)，用于限定多個細射束的射束格柵的位置，以及這種射束格柵例如圖案化射束318的原點與參考點。射束格柵的X軸然后例如會通過原點，且平行于射束格柵上細射束的列，而y軸會通過原點且垂直于X軸。z軸可以限定為此種軸，其通過原點且垂直于圖案化射束318的焦點平面。
[0096]位置測量系統(tǒng)317的坐標(biāo)架構(gòu)，其例如具有坐標(biāo)〔x、y、z、Rx、Ry、Rz〕，可以稱為卡盤坐標(biāo)架構(gòu)的坐標(biāo)〔x、y、z〕，其設(shè)置在射束318的射束格柵的原點；而由位置測量系統(tǒng)317所測量的卡盤313的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)〔RX、Ry、Rz〕可以相對于射束格柵坐標(biāo)架構(gòu)而決定。
[0097]圖7概要顯示使用于圖3的光刻系統(tǒng)部分的卡盤313的頂視圖?？ūP313包括基板支持部分450，其用于支持被圖案化的基板312(例如為晶圓)?？ūP313包括細射束測量傳感器部分460，用于容納細射束測量傳感器的至少一部分，其用于檢測一個或多個細射束參數(shù)。細射束測量傳感器部分460可以支持或固定細射束測量傳感器500的表面501，用于接收帶電粒子細射束。關(guān)于細射束測量傳感器的實施例的進一步細節(jié)，將參考圖8、9a、9b以及12討論?？ūP亦包括位置標(biāo)記部分470,用于容納,例如支持或?qū)ζ涔潭?，位置?biāo)記610、620、635。關(guān)于位置標(biāo)記實施例的進一步細節(jié)將參考圖10a、10b、ll以及12討論。在圖7的實施例中，位置標(biāo)記部分470是在細射束測量傳感器部分460上，雖然其可以替代地位于卡盤313的分開區(qū)域中。
[0098]卡盤313亦較佳設(shè)有參考板480，其包括表面485與參考卡盤位置標(biāo)記490、495。參考卡盤位置標(biāo)記490、495較佳以標(biāo)稱的與第一與第二對準傳感器361、362間的間隔相同的間隔設(shè)置，且較佳在相同空間配置中。參考卡盤位置標(biāo)記490、495可以為2維標(biāo)記，例如用于在X與y方向中讀取和對準。另外的選擇為使用不同方向的1維參考卡盤位置標(biāo)記490,495o關(guān)于使用參考板480的進一步細節(jié)將參考圖14a、14b討論。
[0099]圖8概要顯示傳感器500的操作，用于確定帶電粒子細射束的一個或多個特征。傳感器包括表面501，用于接收帶電粒子細射束，其在此實施例中包含轉(zhuǎn)換部件。表面501設(shè)有圖案，其包括帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)508與帶電粒子傳送區(qū)域507、其又稱為非阻擋區(qū)域。配置轉(zhuǎn)換部件501，用于接收帶電粒子502，且使用所接收帶電粒子的能量以產(chǎn)生光子503?？梢越逵晒鈱W(xué)系統(tǒng)511將光子503導(dǎo)向光子接收器505。光子接收器505可通信地耦接至計算單元，例如計算機513,用于判斷帶電粒子502的一個或多個特征。
[0100]表面501的轉(zhuǎn)換部件可以采用熒光部件的形式，例如熒光幕或閃爍部件的形式，例如摻雜釔鋁石榴石(YAG)材料的基板。以下將說明本發(fā)明實施例，其中使用YAG屏幕作為轉(zhuǎn)換部件501，而YAG屏幕可以稱為YAG501。
[0101]光子接收器505可以包括任何適當(dāng)光敏檢測器，例如多個二極管、電荷耦合裝置(CCD)攝像機或互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)攝像機。以下，光子接收器505可以稱為攝像機505。
[0102]雖然可以使用本發(fā)明的實施例用于任何形式帶電粒子502，以下參考電子以說明本發(fā)明的實施例。
[0103]在電子細射束裝置中，細射束的尺寸是奈米范圍，其例如為電子顯微鏡、電子射束光刻裝置、電子射束圖案產(chǎn)生器，藉由直接觀察由轉(zhuǎn)換部件501轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的光子并不足以使得能夠確定特征，例如電子細射束的位置，這是因為分辨率會受到轉(zhuǎn)換部件501波長的限制。
[0104]為了改善準確度，可以跨越設(shè)有尖銳邊緣的電子阻擋結(jié)構(gòu)掃描電子細射束，該邊緣還稱為刀口(knife edge)。使用設(shè)有刀口的轉(zhuǎn)換部件的傳感器的示例在美國專利公開案號2007/057204中說明，其在此整個并入作為參考。
[0105]圖9a概要顯示YAG 501的橫截面，其所包含電子細射束接收表面設(shè)有電子阻擋結(jié)構(gòu)。電子阻擋結(jié)構(gòu)包含電子阻擋區(qū)域，其設(shè)置有層521，可以阻擋電子。阻擋層521可以為金屬層。用于阻擋電子的合適金屬為鎢。在這些阻擋區(qū)域之間為非阻擋區(qū)域。撞擊至電子阻擋結(jié)構(gòu)的非阻擋區(qū)域上的電子細射束527實際上是撞擊在YAG 501的表面上或撞擊在YAG 501的表面的覆蓋層上。
[0106]在用于阻擋電子的部分中，除了阻擋層521之外還可存在額外層525。額外層525可以為金屬層，其可以用于增加阻擋層521的邊緣銳度。這可以藉由選擇能抗阻擋層蝕刻處理的額外層材料而達成。當(dāng)選擇鎢為阻擋層材料時，則用于額外層525的適當(dāng)材料為鉻。
[0107]YAG 501可以覆蓋有導(dǎo)電覆蓋層523，用于防止由于入射帶電粒子細射束例如電子細射束527所導(dǎo)致的YAG 501的充電。以替代方式或額外地，使用覆蓋層523用于阻擋背景輻射，特別是具有波長類似于由YAG 501所產(chǎn)生的光的環(huán)境光，以響應(yīng)于所接收的帶電粒子例如電子。用于覆蓋層523的合適材料包括鋁與鈦。
[0108]如前文所述，為了確定電子細射束527的位置，可以使用電子細射束527在YAG501上所提供阻擋結(jié)構(gòu)上進行掃描(在圖9a中由X方向表示的方向)。響應(yīng)于此，可以由攝影機檢測在YAG 501中所產(chǎn)生光線。在圖9b中概要說明此種掃描與檢測動作的示例性結(jié)果。
[0109]圖9b顯示了表示由轉(zhuǎn)換部件例如YAG 501所發(fā)射光線強度的圖，其作為在轉(zhuǎn)換部件表面上的電子細射束的X-位置的函數(shù)。當(dāng)電子細射束整個位于非阻擋區(qū)域中時，可以觀察到最大響應(yīng)；并且如果電子細射束整個位于阻擋結(jié)構(gòu)的頂上，可以產(chǎn)生最小光線。跨越刀口會造成光線強度急劇改變。
[0110]關(guān)于在轉(zhuǎn)換部件表面的電子接收表面上設(shè)置刀口圖案的知識允許確定細射束特征，例如細射束位置與細射束點尺寸。在此處點尺寸是有關(guān)于在YAG 501表面上細射束的尺寸。
[0111]如圖9b中所示，可以藉由以下方式測量細射束的位置:跨越在X方向中的轉(zhuǎn)換部件表面掃描細射束，以及測量轉(zhuǎn)換部件所發(fā)射的光線強度從最大值改變至最小值或從最小值改變至最大值的位置。例如，當(dāng)強度從最大值改變至最小值時，這表示該細射束是在刀口上掃描的，在X方向中從非阻擋區(qū)域轉(zhuǎn)移至阻擋區(qū)域。
[0112]細射束點尺寸可以在當(dāng)細射束跨刀口掃描時，通過測量強度從最大值開始減少的點以及強度抵達最小值的點之間的距離來確定。這表示一距離，在該距離上細射束部分被阻擋且部分未被阻擋。類似地，當(dāng)細射束跨刀口掃描時，細射束尺寸可以通過測量感測最大強度與感測到最小強度間的時間，并乘以細射束的掃描速度來確定。這些測量亦可在相對的刀口上實施，細射束從最小強度移動至最大強度。
[0113]須注意，在圖9b中所顯示的測量涉及細射束，其具有尺寸小于所涉及的阻擋與非阻擋區(qū)域的寬度。這些尺寸與寬度是沿著與所使用掃描方向平行的方向取得的。
[0114]芯片設(shè)計通常包括多個圖案化層，其意味著相同基板必須被圖案化多次，S卩，每層需要一或多個期間(sess1n)。在提供圖案的第一與第二期間之間，可能需要將基板從光刻系統(tǒng)移除。在此情形中，可能需要將第二期間的圖案位置與第一期間的圖案位置匹配?？梢越逵墒褂迷诨迳系奈恢脴?biāo)記而符合該所謂的重疊要求，而位置標(biāo)記可以通過位置標(biāo)記測量系統(tǒng)檢測。如果被圖案化的所有基板層是在相同光刻系統(tǒng)中被圖案化，且假設(shè)位置標(biāo)記測量系統(tǒng)所檢測到一個或多個基板位置標(biāo)記與射束格柵間的向量距離并不會隨時間作重大改變，該程序可以足夠地精確。然而，如果使用多個光刻系統(tǒng)將基板層圖案化或在模塊化光刻系統(tǒng)例如圖2所示的系統(tǒng)的情況下，如果使用不同投影光學(xué)模塊，在位置標(biāo)記測量系統(tǒng)與多個圖案化細射束間的向量距離可能在每層會有重大變化。
[0115]并不可能直接測量這些帶電粒子細射束與基板間的關(guān)系。然而，本案發(fā)明人了解，可以使用細射束測量傳感器500與位置標(biāo)記測量系統(tǒng)317，以建立這樣的關(guān)系，該位置標(biāo)記測量系統(tǒng)包括以上說明的一個或多個對準傳感器361、362。此外，細射束測量傳感器500的轉(zhuǎn)換部件表面501可以設(shè)有由細射束測量傳感器使用的二維圖案，且可以設(shè)有由位置標(biāo)記測量系統(tǒng)使用的二維圖案。
[0116]為達成足夠準確重疊，本案發(fā)明人了解重要的是可以在卡盤的任何位置重新產(chǎn)生射束格柵至位置標(biāo)記測量系統(tǒng)的向量，即，可以重新產(chǎn)生在基板表面上細射束與卡盤的相對位置。如果卡盤在不同對準傳感器測量之間或者射束傳感器測量以及對準傳感器測量之間旋轉(zhuǎn)，則此可再制性將變得更復(fù)雜。為了將此過程保持盡可能簡單，可以將卡盤313的Rx、Ry以及Rz位置固定，用于所有位置標(biāo)記測量系統(tǒng)與細射束傳感器測量。
[0117]圖10a為概要頂視圖，其顯示可以用于本發(fā)明實施例的設(shè)置在細射束測量傳感器500的轉(zhuǎn)換部件501的一部分上的帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)610a、610b的二維圖案610的配置600。圖案610可以設(shè)置在卡盤313的細射束測量傳感器部分460上。二維圖案在阻擋區(qū)域與非阻擋區(qū)域間的轉(zhuǎn)換(transit1ns)處形成一或多個刀口。如參考圖8、9a、9b所說明，可以藉由在二維圖案610上適當(dāng)掃描細射束，且評估所響應(yīng)的由轉(zhuǎn)換部件501所產(chǎn)生的光線，來確定一個或多個帶電粒子細射束的特征，例如其位置。
[0118]還可以此種方式形成帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)610a、610b的二維圖案，使得其可使用作為卡盤位置標(biāo)記。這可以例如藉由確保以下內(nèi)容而建立:確保該帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的二維圖案610會形成具有可通過對準傳感器區(qū)別的不同高度水平或不同反射率或具有另一適當(dāng)性質(zhì)的區(qū)域(請注意，在此上下文中二維并不表示這些結(jié)構(gòu)不可還具有不同高度)。
[0119]例如，帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)610a、610b可以在轉(zhuǎn)換部件表面501的頂上提供一個或多個額外層，以導(dǎo)致在阻擋結(jié)構(gòu)610a、610b的頂表面與未由阻擋結(jié)構(gòu)所覆蓋的轉(zhuǎn)換部件表面501間的高度差異。因此，此由對準傳感器例如對準傳感器361或362所發(fā)出光線會撞擊在沿著較小軌跡行進的帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)上，以及因此其相較于撞擊在未由帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)所覆蓋區(qū)域上的光線會較早被反射。如果二維圖案610采用周期結(jié)構(gòu)的形狀，則會產(chǎn)生相位光柵(phase grating)。在另一實例中，帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)610a、610b的頂表面較未由帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)所覆蓋的轉(zhuǎn)換部件表面501，具有對于對準傳感器所使用波長的不同反射系數(shù)。因此，由對準傳感器例如對準傳感器361或362所發(fā)出的光線，其撞擊在帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)610a、610b，較撞擊在未由帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)所覆蓋區(qū)域上的光線，會以不同方式反射。如果該圖案采用周期結(jié)構(gòu)的形狀，則會產(chǎn)生反射振幅光柵。
[0120]在圖10a中所顯示的二維圖案610包括兩個光柵610a、610b，例如相位光柵與反射振幅光柵?？梢允褂霉鈻?10a將卡盤位置標(biāo)記610關(guān)于對準傳感器對準，以測量例如在圖3中對準傳感器362的X-位置。類似地，可以使用光柵610b將位置標(biāo)記關(guān)于對準傳感器對準，以測量例如在圖3中對準傳感器361的y-位置。
[0121]圖10b概要顯示二維圖案的另一配置605的頂視圖，該配置設(shè)置在細射束測量傳感器500的轉(zhuǎn)換部件501的一部分上，可以用于本發(fā)明的其它實施例中。圖案包括二維圖案620，其形成可由對準傳感器檢測的卡盤位置標(biāo)記；以及帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)631的二維圖案 630。
[0122]形成卡盤位置標(biāo)記的圖案620包括光柵620a與光柵620b。光柵620a、620b可以為相位光柵、反射振幅光柵或本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉的任何其它適合與對準傳感器一起使用的光柵?？梢允褂霉鈻?20a將卡盤位置標(biāo)記關(guān)于對準傳感器對準，以測量X-位置，例如在圖3中的對準傳感器362。類似地，可以使用光柵620b將位置標(biāo)記關(guān)于對準傳感器對準，以測量y_位置，例如在圖3中的對準傳感器361。
[0123]帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的圖案630包括多個圓形阻擋結(jié)構(gòu)631。圓形阻擋結(jié)構(gòu)631較佳設(shè)置具有間距，其對應(yīng)于在細射束測量傳感器500的轉(zhuǎn)換部件表面的相鄰帶電粒子細射束間的期望或理論距離。在此情形中，可以在相對應(yīng)圓形阻擋結(jié)構(gòu)631上掃描各細射束，以識別一個或多個相關(guān)細射束參數(shù)，例如細射束位置。雖然在圖中顯示了均勻尺寸的圓形阻擋結(jié)構(gòu)631，除了使用圓形結(jié)構(gòu)以外，該結(jié)構(gòu)可以具有變化的尺寸與形狀。
[0124]當(dāng)使用表面501上的圖案的不同部分用于對準傳感器與細射束測量傳感器時，形成卡盤位置標(biāo)記的圖案620與帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)631的圖案630較佳具有預(yù)先確定的彼此空間關(guān)系。知道該預(yù)先確定的空間關(guān)系，可以使得對準傳感器所作測量與射束測量系統(tǒng)所作測量相關(guān)聯(lián)，以及可以改善所確定的射束格柵與位置標(biāo)記測量系統(tǒng)間相對位置的速度。
[0125]兩個圖案620、630間空間關(guān)系較佳為使得卡盤位置標(biāo)記的中心與阻擋結(jié)構(gòu)的二維圖案的幾何中心重合。此阻擋結(jié)構(gòu)的圖案的幾何中心可以限定為至所有周圍阻擋結(jié)構(gòu)的距離平方和最小的位置。在圖10b中，阻擋結(jié)構(gòu)的二維圖案的幾何中心由附圖標(biāo)記640表
/j、l Ο
[0126]替代多個阻擋結(jié)構(gòu)，可以使用具有多個孔隙的帶電粒子阻擋層。
[0127]圖11為概要頂視圖，其顯示可以用于本發(fā)明實施例中射束測量傳感器的感測表面501上的帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)635。特別是，可以使用多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)635，而不使用在圖10b中所示的圓形阻擋結(jié)構(gòu)631。帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)635在此阻擋結(jié)構(gòu)635的阻擋與非阻擋區(qū)域間的轉(zhuǎn)換處形成多個刀口。在帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)635上掃描的帶電粒子細射束較在實質(zhì)上圓形結(jié)構(gòu)例如結(jié)構(gòu)631上掃描的帶電粒子細射束，通常會通過更多個刀口轉(zhuǎn)換。因此，可以更準確地確定細射束的位置。
[0128]這些在圖10b與11中所顯示結(jié)構(gòu)可能并不覆蓋整個細射束測量傳感器表面部分460，而僅覆蓋表面460的一區(qū)域。圖12為概要頂視圖，其顯示在包括四個區(qū)域605的卡盤313上的整個細射束測量傳感器部分460，這些區(qū)域605包括在圖10b中所示的二維圖案。使用多個區(qū)域605可以改善測量的可靠度。例如，如果一個區(qū)域605遭污染，可以使用另一區(qū)域605。此外，在多個區(qū)域605中所獲得的測量可以改善對準的準確度。此外，一些區(qū)域605可以較其它區(qū)域具有不同尺寸，以產(chǎn)生確定縮放參數(shù)(scaling parameter)的可能性。
[0129]圖13顯示le以上所說明的細射束測量傳感器500、對準傳感器361、362、位置標(biāo)記610、620、635、投影系統(tǒng)311以及卡盤313的配置。在此實施例中，細射束測量傳感器500的表面501與位置標(biāo)記610、620、635位于卡盤的相同區(qū)域中，且可以被組合成單一結(jié)構(gòu)，例如，位置標(biāo)記610、620、635可以形成于細射束測量傳感器500的表面501上。可以將細射束測量傳感器500的表面501與位置標(biāo)記固定于卡盤的表面，例如直接安裝至卡盤的頂表面或側(cè)表面上，或使用安裝托架固定至卡盤的頂表面或側(cè)表面上。將表面501朝向投影系統(tǒng)311安裝，且將位置標(biāo)記朝向?qū)蕚鞲衅?61、362至少之一安裝。
[0130]在此實施例中，表面501包括轉(zhuǎn)換部件，且如之前所說明，在當(dāng)其頂表面由帶電粒子射束502擊中時，轉(zhuǎn)換部件產(chǎn)生從其底表面射出的光子503。光學(xué)系統(tǒng)511與光子接收器505位于卡盤313之下，且在卡盤313中形成孔，以允許由轉(zhuǎn)換部件501所發(fā)射的光子503通過朝向光學(xué)系統(tǒng)511與光子接收器505。
[0131]可以使用卡盤初始化程序，以使得光刻系統(tǒng)準確地測量卡盤313的移動，且追蹤卡盤位置。當(dāng)卡盤位置傳感器系統(tǒng)使用差分干涉儀、例如圖3中的差分干涉儀315時，需要將此系統(tǒng)初始化，以便能夠確定卡盤313的目前位置，因為此種干涉儀僅測量相對位置。如果光刻系統(tǒng)的某些部分被更換或當(dāng)干涉儀失去其測量信號時，可以實施卡盤初始化。
[0132]用于移動卡盤313的致動系統(tǒng)可以具有傳感器或編碼器，以確定卡盤313的大約位置。初始化可以粗略初始化程序開始，將卡盤313以足夠準確限制帶入于已知位置中，可以使用來自干涉儀的測量數(shù)據(jù)以控制卡盤進一步移動。
[0133]在卡盤初始化的第一步驟中，將如圖14a所示而定位的卡盤313移動(由箭頭650概要顯示)至對準傳感器362、361下的位置，以使得可以由對準傳感器362、361分別讀取參考卡盤位置標(biāo)記490、495。圖14b中概要顯示該位置。
[0134]然后，用于移動卡盤313的致動系統(tǒng)將卡盤313移動，以獲得參考卡盤位置標(biāo)記490、495對于對準傳感器362、361的最符合的對準。例如，可以對標(biāo)記490、495的位置作出四個標(biāo)記的讀取，一個在X方向以及一個在y方向，用于各兩個對準傳感器362、361，且卡盤在X與y方向中移動以及在Rz方向中(圍繞z軸)旋轉(zhuǎn)至一位置，其使得標(biāo)記490、495的位置至對準傳感器362、361的位置的偏移的平方和最小。這限定相對于對準傳感器361、362的卡盤313的已知位置X、y以及Rz。
[0135]在第二步驟中，優(yōu)選地，當(dāng)將卡盤313與參考板480定位于對準傳感器361、362之下時，高度測量系統(tǒng)例如高度測量系統(tǒng)320或420測量對準傳感器361、362至參考板480的表面485的距離。根據(jù)此高度測量，卡盤313可以根據(jù)需要在z方向中移動、在Rx與Ry方向中旋轉(zhuǎn)，以使得參考板表面485在高度測量系統(tǒng)的預(yù)定平面中。這樣，第二步驟可以限定卡盤313在z、Rx、Ry方向中相對于對準水平傳感器(alignment level sensor) 361、362的參考位置。
[0136]最后，可以將有關(guān)最后獲得位置的測量值儲存作為在X、y、z、Rx、Ry、以及Rz方向中的卡盤初始化位置。這些儲存位置可以其中以坐標(biāo)〔x、y、z、Rx、Ry、Rz〕表示?？梢允褂贸跏蓟恢米鳛椴罘指缮鎯x的開始位置，其是6個自由度的位置，限定通過將參考板480對準對準傳感器361、362(用于X、y、Rz)、且還優(yōu)選地對準預(yù)定高度測量系統(tǒng)平面(用于z、Rx、Ry)而獲得的卡盤的坐標(biāo)。
[0137]卡盤初始化位置的可再制性會影響光刻系統(tǒng)的度量系統(tǒng)的校正(calibrat1ns)的可再制性，且其還影響所有其它位置測量的準確度。
[0138]如果卡盤的參考位置已知，例如參考圖14a、14b中所討論的初始化程序的執(zhí)行，則可將卡盤313移至相對于初始化位置的預(yù)定位置。這種預(yù)定位置包括細射束測量傳感器部分460與位于其中的標(biāo)記的位置。此外，光刻系統(tǒng)的處理單元已知期望卡盤位置標(biāo)記與一個或多個對準傳感器361、362對準的位置。
[0139]為了獲得圖案化射束318或射束格柵相對于位置標(biāo)記測量系統(tǒng)、即對準傳感器361,362的相對位置，在第一動作中，可以移動卡盤313，將細射束測量傳感器部分460定位至細射束投射系統(tǒng)下。圖案化射束318或其預(yù)定部分隨后相對于阻擋結(jié)構(gòu)的二維圖案對準，圖案例如為參考圖10a、10b、11以及12所討論的圖案。然后，將在圖15a中顯示的在此位置的卡盤313的坐標(biāo)儲存作為圖案化射束位置，例如相對于初始化位置的位置。
[0140]在下一個步驟中，可以移動卡盤313，將細射束測量傳感器部分460上的卡盤位置標(biāo)記定位至對準傳感器下?？ūP位置標(biāo)記較佳與用于確定圖案化射束位置的帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的二維圖案具有預(yù)定空間關(guān)系。圖15b顯示卡盤位置標(biāo)記與對準傳感器361對準的情形。可以將所獲得對準的卡盤位置儲存，例如作為相對于初始化位置的位置。
[0141]在下一步驟中，可以移動卡盤313至對準傳感器362與卡盤位置標(biāo)記大致對準的位置。圖15c顯示此情形。然后，獲得且儲存在與對準傳感器362對準的卡盤位置標(biāo)記處的卡盤位置，其例如為相對于初始化位置的位置。
[0142]雖然，以特定順序討論以上程序，首先測量圖案化射束位置，然后測量對準傳感器361的對準位置，再然后測量另一個對準傳感器362的對準位置，這些測量可以任何順序?qū)嵤?br> [0143]根據(jù)所測量的圖案化射束位置以及一或兩個對準位置，可以導(dǎo)出圖案化射束位置相對于對準傳感器361的對準位置的相對位置，以及圖案化射束位置相對于對準傳感器362的對準位置的相對位置。這些相對位置可以計算作為向量距離。例如，圖案化射束的第一參考位置〔Xl、yi〕(例如，細射束格柵的幾何中心)可以由細射束測量傳感器與卡盤位置傳感器系統(tǒng)所作測量而確定。對準傳感器的第二參考位置〔x2、y2〕可以由對準傳感器與卡盤位置傳感器系統(tǒng)所作測量而確定。這兩個參考位置可以表示于單一坐標(biāo)系統(tǒng)中，以及表示為在兩個參考位置間確定的向量，例如坐標(biāo)系統(tǒng)中的向量〔X，y)射束格《巾心-器。
[0144]圖16a為卡盤313的概要頂視圖，在此卡盤上被圖案化的基板312置于卡盤313的基板支持部分450中?；?12設(shè)置有多個場700，為了清楚起見僅顯示一個。典型地，將圖案轉(zhuǎn)移至這種場700中的基板312上。在基板312上的預(yù)定位置處，例如在圖16a至16c中說明的場700的邊緣周圍設(shè)置一個或多個基板位置標(biāo)記705、706。請注意，為了清楚起見，場700與基板位置標(biāo)記705、706的尺寸相較于基板312尺寸放大。
[0145]現(xiàn)在使用對準傳感器361、362以確定一個或多個基板位置標(biāo)記705、706的位置，以及根據(jù)這些位置確定在基板312上場700的位置、且較佳還確定其方向。在圖16b中說明這種測量的實例，其中，對準傳感器361與基板位置標(biāo)記705對準。
[0146]在基板700上建立一個或多個基板位置標(biāo)記705、706的對準位置后，可以將卡盤313移至適用于開始掃描移動的位置(由箭頭說明)，以使得可將場700圖案化。用于圖案化的適當(dāng)位置是根據(jù)以下確定的:一個或多個基板位置標(biāo)記705、706的建立的對準位置，一個或多個基板位置標(biāo)記705、706與場700間的預(yù)定空間關(guān)系，以及使用參考圖15a_15c所討論的程序而建立的圖案化射束318關(guān)于對準傳感器361、362的相對位置。
[0147]本發(fā)明參考上述特定實施例說明。應(yīng)了解，這些實施例可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員作出各種修改與替換形式，而不會偏離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，用于將圖案轉(zhuǎn)移至基板的表面，該系統(tǒng)包括: 投射系統(tǒng)，用于將多個帶電粒子細射束投射至S基板的表面上； 卡盤，可相對于所述投射系統(tǒng)移動； 細射束測量傳感器，用于確定一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征，該細射束測量傳感器具有表面，用于接收一個或多個帶電粒子細射束；以及 位置標(biāo)記測量系統(tǒng)，用于測量位置標(biāo)記的位置，該位置標(biāo)記測量系統(tǒng)包括對準傳感器； 其中所述卡盤包括基板支持部分，用于支持所述基板，細射束測量傳感器部分，用于容納所述細射束測量傳感器的表面，以及位置標(biāo)記部分，用于容納所述位置標(biāo)記。
2.如權(quán)利要求1的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述細束測量傳感器的表面與所述位置標(biāo)記具有預(yù)定空間關(guān)系。
3.如權(quán)利要求2的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述細射束測量傳感器的表面與所述位置標(biāo)記組合成單一結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述位置標(biāo)記形成于所述細射束測量傳感器的表面上。
5.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述細射束測量傳感器的表面與所述位置標(biāo)記固定于所述卡盤的表面。
6.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述對準傳感器包括光源，用于照射所述位置標(biāo)記；以及檢測器，用于檢測與所述位置標(biāo)記的反射交互作用的光線。
7.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述細射束測量傳感器的表面包括轉(zhuǎn)換部件，用于接收帶電粒子，且對其響應(yīng)以產(chǎn)生光子。
8.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中用于接收所述一個或多個帶電粒子細射束的所述細射束測量傳感器的表面設(shè)有一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案，其在阻擋區(qū)域與非阻擋區(qū)域之間的轉(zhuǎn)換處形成一個或多個刀口。
9.如權(quán)利要求8的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案與所述位置標(biāo)記具有預(yù)定空間關(guān)系。
10.如權(quán)利要求8的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述細射束測量傳感器的表面還設(shè)有光線阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案，其形成所述位置標(biāo)記。
11.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案形成所述位置標(biāo)記。
12.如權(quán)利要求8-11中任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定圖案的幾何中心與所述位置標(biāo)記的中心重合。
13.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)的預(yù)定二維圖案包括多個阻擋結(jié)構(gòu)，其以對應(yīng)于在基板表面的相鄰帶電粒子細射束之間的期望距離的間隔定位。
14.如權(quán)利要求8至13中任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述一個或多個帶電粒子阻擋結(jié)構(gòu)為基本上圓形阻擋結(jié)構(gòu)。
15.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述位置標(biāo)記測量系統(tǒng)包括第一對準傳感器，用于確定在第一方向中所述位置標(biāo)記的位置；以及第二對準傳感器，用于確定在第二方向中所述位置標(biāo)記的位置，所述第二方向基本上垂直于所述第一方向。
16.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述位置標(biāo)記包括在第一方向中的周期性結(jié)構(gòu)；以及在第二方向中的周期性結(jié)構(gòu)；第二方向基本上垂直于第一方向。
17.如權(quán)利要求16的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述周期性結(jié)構(gòu)由周期性間隔的升高結(jié)構(gòu)所形成。
18.如權(quán)利要求16或17的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述周期性結(jié)構(gòu)由具有第一反射系數(shù)的區(qū)域與具有第二反射系數(shù)的區(qū)域交替形成，第一反射系數(shù)與第二反射系數(shù)不同。
19.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述投射系統(tǒng)包括細射束產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生多個帶電粒子細射束；以及調(diào)制系統(tǒng)，用于根據(jù)轉(zhuǎn)移至所述基板表面的圖案調(diào)制所述帶電粒子細射束，其中設(shè)置所述投射系統(tǒng)，以將調(diào)制的細射束投射至所述基板表面上。
20.如前述權(quán)利要求任一項的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，還包括卡盤位置測量系統(tǒng)與控制單元，該控制單元設(shè)置成: 將所述卡盤移至第一位置，在此處，所述細射束測量傳感器的表面接收所述一個或多個帶電粒子細射束； 測量由所述細射束測量傳感器的表面接收的一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征； 測量在所述第一位置中所述卡盤的位置，以確定第一測量卡盤位置； 將所述卡盤移至第二位置，在此處所述位置標(biāo)記對準所述對準傳感器； 測量在所述第二位置中所述卡盤的位置，以確定第二測量卡盤位置；以及根據(jù)對所述一個或多個帶電粒子細射束的所述一個或多個特征的測量、所述第一測量卡盤位置、以及所述第二測量卡盤位置，計算所述一個或多個帶電粒子細射束與所述對準傳感器間的相對位置。
21.如權(quán)利要求20的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述控制單元還設(shè)置成: 將具有置于所述卡盤的所述基板支持部分上的基板的所述卡盤移至第三位置，在此處，所述基板上的基板位置標(biāo)記與所述對準傳感器對準；以及 測量在所述第三位置中所述卡盤的位置，以確定第三測量卡盤位置。
22.如權(quán)利要求21的多細射束帶電粒子細射束光刻系統(tǒng)，其中所述控制單元還設(shè)置成: 將所述卡盤移至第四位置，在此處，一個或多個帶電粒子細射束曝光該基板所要曝光的期望部分，所述第四位置是根據(jù)對所述一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征的測量、所述第一、二、三測量卡盤位置而確定的。
23.—種用于操作根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項的多射束帶電粒子光刻系統(tǒng)的方法，該方法包括: 將所述卡盤移至第一位置，在此處，所述細射束測量傳感器的表面接收一個或多個帶電粒子細射束； 測量由所述細射束測量傳感器的表面所接收的一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征； 測量在所述第一位置中所述卡盤的位置以確定第一測量卡盤位置； 將所述卡盤移至第二位置，在此處，所述位置標(biāo)記與所述對準傳感器對準； 測量在所述第二位置中所述卡盤的位置，以確定第二測量卡盤位置；以及根據(jù)對所述一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征的測量、所述第一測量卡盤位置以及所述第二測量卡盤位置，計算所述一個或多個該帶電粒子細射束與所述對準傳感器間的相對位置。
24.如權(quán)利要求23的方法，其中計算所述一個或多個帶電粒子細射束與所述對準傳感器間的相對位置包括計算在所述一個或多個帶電粒子細射束的參考點與所述對準傳感器的參考點間的向量距離。
25.如權(quán)利要求23或24的方法，還包括: 將基板置于所述卡盤的所述基板支持部分上； 將所述卡盤移至第三位置，在此處，所述基板上的基板位置標(biāo)記對準所述對準傳感器；以及 測量在所述第三位置中所述卡盤的位置以確定第三測量卡盤位置。
26.如權(quán)利要求25的方法，還包括將所述卡盤移至第四位置，在此處，所述一個或多個該帶電粒子細射束曝光所述基板要被曝光的期望部分，所述第四位置是根據(jù)對所述一個或多個帶電粒子細射束的一個或多個特征的測量和所述第一、第二以及第三測量卡盤位置而確定的。
【文檔編號】H01J37/304GK104272427SQ201380022770
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月8日
【發(fā)明者】P.I.謝弗斯, J.A.梅杰, E.斯洛特, V.S.凱珀, N.弗奇爾 申請人:邁普爾平版印刷Ip有限公司