專利名稱：光刻裝置和校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻裝置和方法。
背景這里所采用的用語″圖案形成結(jié)構(gòu)″應(yīng)廣義地解釋為指的是可用來賦予入射輻射光束帶圖案的橫截面的任何結(jié)構(gòu)或領(lǐng)域，該圖案對(duì)應(yīng)于將在襯底目標(biāo)部分上形成的圖案；用語″光閥″也可用于該上下文中。應(yīng)當(dāng)理解，″顯示″在圖案形成結(jié)構(gòu)上的圖案可基本上不同于最終轉(zhuǎn)移至例如其襯底或?qū)?例如其中使用了特征、光學(xué)接近性校正特征的預(yù)偏置，相位和/或偏振變化技術(shù)和/或多次曝光技術(shù))上的圖案。一般地，該圖案將對(duì)應(yīng)于待形成在目標(biāo)部分內(nèi)的器件如集成電路或其它器件(見下文)的特定功能層。圖案形成結(jié)構(gòu)可為反射和/或透射式的。圖案形成結(jié)構(gòu)的示例包括-掩模。掩模的概念在光刻領(lǐng)域中是眾所周知的，其包括例如二元型，交變相移型和衰減相移型等掩模類型，還包括各種混合式掩模類型。對(duì)這種掩模的設(shè)置在輻射光束中根據(jù)掩模上的圖案引發(fā)輻射在掩模上反彈的選擇性透射(就透射掩模來說)或反射(就反射掩模來說)。就掩模來說，支撐結(jié)構(gòu)將通常是掩模臺(tái)，其保證掩模能夠在入射的輻射光束中受控于所需的位置，并且一旦需要其能夠相對(duì)于光束移動(dòng)。
-可編程的鏡陣列。這種器件的一個(gè)例子是具有粘彈控制層和反射表面的矩陣可尋址表面。這種裝置背后的基本原理是(例如)反射表面的有址區(qū)域?qū)⑷肷涔庾鳛檠苌涔夥瓷洌粗疅o址區(qū)域?qū)⑷肷涔庾鳛榉茄苌涔夥瓷?。?yīng)用適當(dāng)?shù)倪^濾器，該非衍射光能夠從反射光束中被濾掉，只剩下衍射光。以此方式，根據(jù)矩陣可尋址表面的尋址圖案圖案化該光束。也可以相應(yīng)的方式來使用光柵光閥(GLV)，其中每一GLV可包括多個(gè)反射條帶，其彼此相對(duì)地變形(例如通過施加電勢(shì))，以形成光柵，該光柵可反射作為衍射光的入射光?？删幊嚏R陣列的備選實(shí)施例采用微型鏡(例如可能為顯微鏡)的矩陣配置，各鏡能單獨(dú)地通過施加適合的局部電場(chǎng)，或通過采用壓電促動(dòng)器而圍繞軸線傾斜。例如，鏡是矩陣可尋址的，這樣有址鏡將從不同的方向?qū)o址鏡反射入射輻射光束；以此方式，根據(jù)矩陣可尋址鏡的尋址圖案圖案化反射光束。所需的矩陣尋址能夠用適合的電子部件執(zhí)行。在此前所描述的兩種情況中，圖案形成結(jié)構(gòu)都可以包含一個(gè)或多個(gè)可編程鏡陣列。從例如美國(guó)專利US 5,296,891和US 5,523,193和PCT的專利申請(qǐng)WO 98/38597和WO 98/33096中可以找到在此引用的關(guān)于鏡陣列的更多信息，這些專利和申請(qǐng)通過引用結(jié)合在本文中。就可編程鏡陣列來說，該支撐結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)為框架或臺(tái)，例如其可根據(jù)要求為固定的或可動(dòng)的；和-可編程的LCD面板。此結(jié)構(gòu)的例子出現(xiàn)在美國(guó)專利US 5,229,872中，其在此通過引用結(jié)合在本文中。如上所述，在這種情況中支撐結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)為框架或臺(tái)，例如其可根據(jù)要求為固定的或可動(dòng)的。
支撐結(jié)構(gòu)支撐、即承受圖案形成裝置的重量。它根據(jù)圖案形成裝置的定向、光刻裝置的設(shè)計(jì)以及其它條件如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等等，來保持圖案形成裝置。支撐可使用機(jī)械夾鉗、真空或其它夾緊技術(shù)、例如真空條件下的靜電夾緊技術(shù)。支撐結(jié)構(gòu)可為框架或臺(tái)，例如，其可根據(jù)需要為固定的或可動(dòng)的，并且可確保圖案形成裝置例如相對(duì)于投影系統(tǒng)處在所需位置。用語“分劃板”或“掩膜”在本文中的使用可被視為與更通用的用語“圖案形成裝置”同義。
為達(dá)到簡(jiǎn)化的目的，此文章的余下部分在特定區(qū)域可以具體地自引用到包括掩模(“分劃板”)和掩模臺(tái)(“分劃板臺(tái)”)的例子；然而，應(yīng)當(dāng)在比此前提出的圖案形成結(jié)構(gòu)的更廣泛內(nèi)容中發(fā)現(xiàn)在這種情況下討論的一般原理。
光刻裝置可用于將所需的圖案施加在表面(例如襯底的目標(biāo)部分)上。光刻投影裝置例如可以用于集成電路(IC)的制造中。在這種情況中，圖案形成器件可以對(duì)應(yīng)于IC的單個(gè)層產(chǎn)生電路圖案，并且這個(gè)圖案可被成像到已被涂上一層輻射敏感材料(光刻膠)的襯底(硅晶片或其它半導(dǎo)體材料)上的目標(biāo)部分(例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯)上。通常來說，單個(gè)晶片包含一次性被連續(xù)地由投影系統(tǒng)照射的相鄰目標(biāo)部分的全部網(wǎng)絡(luò)。
在當(dāng)前的裝置中，采用由掩模臺(tái)上的掩模形成圖案，可以對(duì)兩種不同類型的機(jī)構(gòu)加以區(qū)別。在一種類型的光刻投影裝置中，通過將整個(gè)掩模圖案一次性地曝光在目標(biāo)部分上來照射每個(gè)目標(biāo)部分；這種裝置一般被引用為晶片步進(jìn)器或步進(jìn)重復(fù)裝置。在備選裝置(一般被引用為步進(jìn)掃描裝置)中，通過沿給定參考方向(“掃描”方向)由投影光束漸進(jìn)地掃描掩模圖案并以平行于或反向平行于此方向同步地掃描襯底臺(tái)來照射每個(gè)目標(biāo)部分；因?yàn)?，通常來說，投影系統(tǒng)具有放大倍率因數(shù)M(通常＜1)，在襯底臺(tái)處被掃描的速度V是在掩模臺(tái)處被掃描的M倍。在掃描類型的裝置中的投影光束可具有狹縫的形式，其中在掃描方向上具有狹縫寬度。從例如US 6,046,792中能找到在此描述的關(guān)于光刻裝置的更多信息，在此通過引用結(jié)合在本文中。
在使用光刻投影裝置的制造工藝中，圖案(例如在掩模中)被映像到至少部分地由輻射敏感材料(光刻膠)層覆蓋的襯底上。在這個(gè)映像步驟之前，襯底可能經(jīng)歷了不同的工藝，如整潔，涂覆光刻膠和弱烘烤。曝光后，襯底可能經(jīng)歷其它工藝，例如后曝光烘烤(PEB)，顯影，強(qiáng)烘烤和映像特征的度量/檢查。這組工序被用作將器件如IC的單獨(dú)層圖案化的基礎(chǔ)。例如，這些轉(zhuǎn)移工序可導(dǎo)致在襯底上形成光刻膠的圖案化層。這樣圖案化的層可能隨后經(jīng)歷不同的工藝如蝕刻，離子灌輸(填料)，鍍金屬，氧化，化學(xué)機(jī)械磨光等，全部用來完成一個(gè)單獨(dú)的層。如果需要有若干個(gè)層，那么對(duì)每個(gè)新層將不得不重復(fù)整個(gè)過程或其派生過程。最終，一列器件將呈現(xiàn)在襯底(晶片)上。然后這些器件通過例如切塊或鋸切技術(shù)彼此分離，據(jù)此單獨(dú)的器件可以安裝在連接到銷釘?shù)鹊妮d體上。關(guān)于這個(gè)工藝的更多信息可以從由Peter van Zant，McGraw Hill出版公司，1997年出版的索引號(hào)為ISBN0-07-067250-4的書“微芯片制造半導(dǎo)體工藝實(shí)用指南”的第三版中得到，該文獻(xiàn)通過引用結(jié)合在本文中。
本文中所稱的襯底可在曝光之前或之后進(jìn)行處理例如，在軌道(一般用來將光刻膠層涂覆在襯底上并對(duì)曝光的光刻膠進(jìn)行顯影的工具)或計(jì)量或檢查工具中進(jìn)行。在應(yīng)用之處，本文的公開內(nèi)容可適用于這些和其它襯底處理工具。另外，襯底可進(jìn)行一次以上的處理(例如用來形成多層IC)，因此本文所用的用語襯底也可指已包含多個(gè)經(jīng)處理層的襯底。
用語“投影系統(tǒng)”應(yīng)當(dāng)被廣義地解釋為包括各種類型的投影系統(tǒng)，例如包括折射式光學(xué)系統(tǒng)，反射式光學(xué)系統(tǒng)，和反射折射式系統(tǒng)。特定的輻射系統(tǒng)可基于所使用的輻射光束、任何浸液或曝光路徑中的氣體填充區(qū)域等因素來旋轉(zhuǎn)，而無論真空是否用于全部或部分曝光路徑。出于簡(jiǎn)單起見，投影系統(tǒng)可在本文中稱為″透鏡?！遢椛湎到y(tǒng)也可包括根據(jù)任意這些用于對(duì)輻射的投影光束進(jìn)行引導(dǎo)、成形、減弱、放大、圖案形成和/或控制的設(shè)計(jì)類型來操作的部件，并且這樣的部件在下面還可能共同地或單獨(dú)地稱為“透鏡”。
另外，光刻裝置可以是具有兩個(gè)或多個(gè)襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或多個(gè)掩模臺(tái))的那種類型。在這種“多級(jí)”裝置中，附加的臺(tái)可以并聯(lián)地使用，或者可以在一個(gè)或多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行預(yù)備步驟而將一個(gè)或多個(gè)其它的臺(tái)用于曝光。雙級(jí)光刻裝置例如在US專利No.5,969,441和PCT申請(qǐng)No.WO 98/40791中有所描述，這兩個(gè)文獻(xiàn)都在此通過引用結(jié)合在本文中。
光刻裝置也可以是這樣的類型，其中襯底被具有較高折射率的液體如水覆蓋，從而填充了投影系統(tǒng)的最終元件和襯底之間的空間。浸液也可施加到光刻裝置的其它空間內(nèi)，例如掩模和投影系統(tǒng)的第一元件之間。浸沒技術(shù)在本領(lǐng)域中是眾所周知的，其用于增大投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。
在本文案中，用語“輻射”和“光束”旨在包括所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如波長(zhǎng)為365，248，193，157或126納米)和遠(yuǎn)紫外線(EUV)輻射(例如波長(zhǎng)范圍為5-20納米)，以及粒子束如離子束或電子束。
雖然在本文中可具體參考關(guān)于IC制造中的光刻裝置的使用，但是應(yīng)當(dāng)理解，這樣的裝置還可具有很多其它應(yīng)用。例如，其可以被采用于集成光學(xué)系統(tǒng)，用于磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案，液晶顯示板，薄膜磁頭，DNA分析儀器等的制造。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，就這種替代應(yīng)用的上下文中，用語“分劃板”、“晶片”或“管芯”在本文的任何使用分別應(yīng)當(dāng)被視為被更通用的用語“掩?！?、“襯底”或“目標(biāo)部分”(或“曝光區(qū)域”)所取代。
測(cè)量襯底的高度和位置可使用不同的傳感器來進(jìn)行。因此，這種測(cè)量可針對(duì)襯底的不同區(qū)域?？赡苄枰鄬?duì)于對(duì)準(zhǔn)傳感器所測(cè)量的位置對(duì)高度傳感器的測(cè)量位置進(jìn)行校準(zhǔn)。
概要根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的校準(zhǔn)方法包括，移動(dòng)校準(zhǔn)板的標(biāo)記至對(duì)準(zhǔn)位置，并使用高度傳感器來測(cè)量校準(zhǔn)板的第一高度剖線圖(profile)。在移動(dòng)標(biāo)記并使用高度傳感器來測(cè)量第一高度剖線圖之后，該方法包括旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)板達(dá)大致180度，并在該旋轉(zhuǎn)之后，再次移動(dòng)標(biāo)記至對(duì)準(zhǔn)位置，并使用高度傳感器來測(cè)量校準(zhǔn)板的第二高度剖線圖。基于第一高度剖線圖和第二高度剖線圖，來確定高度傳感器相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)位置的測(cè)量點(diǎn)的位置。本發(fā)明的其它實(shí)施例包括校準(zhǔn)板、光刻裝置和器件制造方法。
附圖簡(jiǎn)介現(xiàn)在將僅通過示例方式并參考附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置；圖2更詳細(xì)地顯示了圖1的光刻裝置；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的校準(zhǔn)板的部分頂面；圖4顯示了圖3所示校準(zhǔn)板的所測(cè)高度剖線圖；圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在旋轉(zhuǎn)之后的校準(zhǔn)板的部分頂面；圖6顯示了圖3所示校準(zhǔn)板的所測(cè)高度剖線圖；圖7顯示了圖5所示校準(zhǔn)板的所測(cè)高度剖線圖；圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的在旋轉(zhuǎn)之后的校準(zhǔn)板的部分頂面；圖9顯示了在旋轉(zhuǎn)之后的圖8所示校準(zhǔn)板的部分頂面；圖10顯示了圖8所示校準(zhǔn)板的所測(cè)高度剖線圖；圖11顯示了圖9所示校準(zhǔn)板的所測(cè)高度剖線圖；圖12顯示了圖10的所測(cè)高度剖線圖以及圖11所示高度剖線圖的鏡像對(duì)稱型式；圖13顯示了圖12的高度剖線圖，但其中第一高度剖線圖向右偏移。
圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的校準(zhǔn)晶片的頂視圖；以及圖15顯示了可能的高度剖線圖的側(cè)視圖。
在這些圖中，相應(yīng)的標(biāo)號(hào)用來表示對(duì)應(yīng)的部件。
詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例包括例如可用于參照更高精度的X，Y對(duì)準(zhǔn)傳感器的測(cè)量點(diǎn)，來校準(zhǔn)高度傳感器測(cè)量點(diǎn)的X，Y位置的方法和裝置。
圖1示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的光刻投影裝置。該裝置包括輻射系統(tǒng)，其構(gòu)造成提供(例如具有這樣的結(jié)構(gòu)，其能夠提供)輻射投影光束(例如UV或EUV輻射)。在該特定的示例中，輻射系統(tǒng)RS包括輻射源LA、光束擴(kuò)大器Ex和照明系統(tǒng)，而該照明系統(tǒng)包括積分器IN和聚光元件CO(還可能包括用于設(shè)置照明模式的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)AM)；支撐結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造成支撐能夠圖案形成投影光束的圖案形成結(jié)構(gòu)。在該示例中，第一物體臺(tái)(掩膜臺(tái))MT設(shè)有用于保持掩膜MA(例如分劃板)的掩膜保持器，并且連接在用于相對(duì)于項(xiàng)目PL來精確地定位掩膜的第一定位結(jié)構(gòu)上；第二物體臺(tái)(襯底臺(tái))，其構(gòu)造成可保持襯底。在該示例中，襯底臺(tái)WTa設(shè)有用于保持襯底W(例如涂覆光刻膠的半導(dǎo)體晶片)的襯底保持器，并且連接在用于相對(duì)于項(xiàng)目PL和(例如干涉測(cè)量的)測(cè)量結(jié)構(gòu)IF來精確地定位襯底的第二定位結(jié)構(gòu)上，該測(cè)量結(jié)構(gòu)IF構(gòu)造成精確地指示襯底和/或襯底臺(tái)相對(duì)于透鏡PL的位置；第三物體臺(tái)(襯底臺(tái))，其構(gòu)造成可保持襯底。在該示例中，該襯底臺(tái)WTb設(shè)有用于保持襯底W(例如涂覆光刻膠的半導(dǎo)體晶片)的襯底保持器，并且連接在用于相對(duì)于項(xiàng)目PL和(例如干涉測(cè)量的)測(cè)量結(jié)構(gòu)IF來精確地定位襯底的第三定位結(jié)構(gòu)上，該測(cè)量結(jié)構(gòu)IF構(gòu)造成精確地指示襯底和/或襯底臺(tái)相對(duì)于透鏡PL或者裝置(例如測(cè)量系統(tǒng)MS)另一部分的位置；測(cè)量系統(tǒng)MS，其構(gòu)造成在測(cè)量工位在襯底臺(tái)WTa或WTb所保持的襯底上進(jìn)行測(cè)量(例如表征)處理；和投影系統(tǒng)(″透鏡″)，其構(gòu)造成投射圖案化的光束。在該示例中，投影系統(tǒng)PL(例如折射透鏡組、反射折射系統(tǒng)或反射光學(xué)系統(tǒng)、和/或反射鏡系統(tǒng))構(gòu)造成可將掩膜MA的被照射部分成像在襯底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯和/或其部分)上?；蛘撸队跋到y(tǒng)可投射第二源的圖像用于其可編程的圖案形成結(jié)構(gòu)的元件可用作光閘。投影系統(tǒng)也可包括微透鏡陣列(MLA)，其例如用于形成第二源以及將微點(diǎn)投射在襯底上。
如這里所述，該裝置是透射的類型(例如具有透射掩膜)。然而，通常，它也可為反射的類型，例如(例如帶有反射掩膜)?；蛘?，該裝置可采用另一類型的圖案形成結(jié)構(gòu)，例如上述類型的可編程鏡陣列。
源LA(例如水銀燈、受激準(zhǔn)分子激光器、電子槍、激光產(chǎn)生的等離子體源或放電等離子體源或設(shè)在電子束路徑周圍的波動(dòng)器，例如為存儲(chǔ)環(huán)或同步加速器)產(chǎn)生輻射光束。該光束直接地或在橫向調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)或場(chǎng)如光束擴(kuò)大器Ex之后供給至照明系統(tǒng)(照明器)IL中。照明器IL可包括調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)或場(chǎng)AM，其用于設(shè)置光束強(qiáng)度分布的外部和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別稱為σ-外部和σ-內(nèi)部)，這可影響例如在襯底處投影光束傳送的輻射能量的角分布。另外，該裝置通常包括各種其它的元件，例如積分器IN和聚光器CO。這樣，照射在掩膜MA上的光束PB在其橫截面上具有所需的一致性強(qiáng)度分布。
參見圖1應(yīng)當(dāng)注意，源LA可處在光刻投影裝置的外殼內(nèi)(例如當(dāng)源LA是水銀燈時(shí)通常如此)，但它也可遠(yuǎn)離光刻投影裝置，其所產(chǎn)生的輻射光束被引入裝置中(例如借助于合適的引導(dǎo)反射鏡)；當(dāng)源LA是受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)這種情形。本發(fā)明和所附權(quán)利要求包含這些情形。
光束PB隨后地相交于保持在掩膜臺(tái)MT上的掩膜MA。在已經(jīng)穿過掩膜MA(或者已經(jīng)選擇性地被其反射)之后，光束PB通過透鏡PL，其將光束PB聚焦在襯底W的目標(biāo)部分C上。借助于第二定位結(jié)構(gòu)(和干涉測(cè)量的測(cè)量結(jié)構(gòu)IF)，襯底臺(tái)WTa(WTb)可精確地移動(dòng)，例如用于將不同目標(biāo)部分C定位在光束PB的路徑上。類似地，例如在從掩膜庫(kù)中機(jī)械式取出掩膜MA之后或在掃描過程中，第一定位結(jié)構(gòu)可用來相對(duì)于光束PB的路徑精確地定位掩膜MA。通常，物體臺(tái)MT、WTa、WTb的運(yùn)動(dòng)將借助于長(zhǎng)程模塊(粗定位)和短程模塊(精確定位)來實(shí)現(xiàn)，這些模塊未在圖1中清楚地顯示。然而，在晶片步進(jìn)器(與逐步掃描裝置相反)的情形下，掩膜臺(tái)MT可僅僅連接在短程促動(dòng)器上，或可為固定的。掩膜MA和襯底W可使用掩膜對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1，M2和襯底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1，P2來對(duì)準(zhǔn)。
第二和第三定位結(jié)構(gòu)可構(gòu)造成能夠?qū)⑵涓髯缘囊r底臺(tái)WTa，WTb定位在一定范圍內(nèi)，該范圍包含投影系統(tǒng)PL下的曝光工位和測(cè)量系統(tǒng)MS下的測(cè)量工位。或者，構(gòu)造成可將襯底臺(tái)定位在各自曝光工位中的單獨(dú)的曝光工位和測(cè)量工位定位系統(tǒng)、以及構(gòu)造成在這兩個(gè)定位系統(tǒng)之間交換襯底臺(tái)的臺(tái)交換結(jié)構(gòu)，可取代第二和第三定位結(jié)構(gòu)。合適的定位系統(tǒng)尤其在上述專利申請(qǐng)WO 98/28665和WO 98/40791中進(jìn)行了描述。應(yīng)當(dāng)注意，光刻技術(shù)裝置可具有多個(gè)曝光工位和/或多個(gè)測(cè)量工位，測(cè)量工位和曝光工位的數(shù)量可彼此不同，并且這些工位的總數(shù)量不必等于襯底臺(tái)的數(shù)量。實(shí)際上，單調(diào)的曝光工位和測(cè)量工位的原理甚至可用于單個(gè)襯底臺(tái)。
所示的裝置可用于若干不同的模式1.在步進(jìn)模式中，掩模臺(tái)MT基本上保持靜止，而整個(gè)掩膜圖案被一次性投影到目標(biāo)部分C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿x和/或y方向移動(dòng)襯底臺(tái)WT，使得不同的目標(biāo)部分C可被光束PB照射。在步進(jìn)模式中，曝光區(qū)域的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中的目標(biāo)部分的大??；2.在掃描模式中，適用基本相同的情形，不同之處在于目標(biāo)部分C未被單次靜態(tài)曝光。而是，掩膜臺(tái)MT可在給定的方向(所謂的″掃描方向″，例如y方向)上以速度v 而運(yùn)動(dòng)，以便導(dǎo)致投影光束PB在掩膜圖像上進(jìn)行掃描。同時(shí)，襯底臺(tái)WT同時(shí)地在相同或相反方向上在速度V＝Mv下運(yùn)動(dòng)，其中M是透鏡PL的放大倍數(shù)(典型地，M＝1/4或1/5)。可通過放大、編小(減小)和/或投影系統(tǒng)PL的圖像倒轉(zhuǎn)特性，來確定襯底臺(tái)WT相對(duì)于掩膜臺(tái)MT運(yùn)動(dòng)的速度和/或方向。通過這種方式，較大目標(biāo)部分C可被曝光，而不必犧牲分辨率。在掃描模式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸可限制單次動(dòng)態(tài)曝光中曝光的目標(biāo)部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度可確定曝光的目標(biāo)部分的高度(在掃描方向上)；3.在另一模式中，掩模臺(tái)MT基本上保持不動(dòng)地夾持了可編程的圖案形成結(jié)構(gòu)，而襯底臺(tái)WT在施加到投影光束上的圖案被投影到目標(biāo)部分C上時(shí)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或掃描。在這種模式中，通常采用了脈沖輻射源，可編程的圖案形成裝置根據(jù)需要在襯底臺(tái)WT的各次運(yùn)動(dòng)之后或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間進(jìn)行更新。這種操作模式可容易地應(yīng)用于采用了可編程的圖案形成結(jié)構(gòu)、例如上述類型的可編程鏡陣列的無掩模式光刻技術(shù)。
還可以采用上述使用模式的組合和/或變型，或者采用完全不同的使用模式。
直到最近以來，光刻裝置包含單個(gè)掩膜臺(tái)和單個(gè)襯底臺(tái)。然而，這樣的機(jī)器現(xiàn)在是可得到的，其中設(shè)有至少兩個(gè)可單獨(dú)地移動(dòng)的襯底臺(tái)；例如見國(guó)際專利申請(qǐng)WO 98/28665和WO 98/40791中所述的多級(jí)裝置。這種多級(jí)裝置的基本操作原理是，在第一襯底臺(tái)處在投影系統(tǒng)之下的曝光位置以用于曝光位于該臺(tái)處的第一襯底時(shí)，第二襯底臺(tái)例如可運(yùn)行至裝載位置，釋放之前曝光的襯底，拾取新襯底，在新襯底上進(jìn)行一些初始測(cè)量，然后，一旦完成第一襯底的曝光，就準(zhǔn)備將新襯底傳輸至投影系統(tǒng)之下的曝光位置；這種循環(huán)可重復(fù)。通過這種方式就可以顯著地增加該機(jī)器的產(chǎn)量，這又改善了機(jī)器所有者的費(fèi)用。應(yīng)當(dāng)理解，相同原理也適用于在曝光工位和測(cè)量工位之間運(yùn)動(dòng)的僅僅一個(gè)襯底臺(tái)。
在測(cè)量工位處在襯底上執(zhí)行的測(cè)量例如可包括，測(cè)定襯底(“管芯”)上的各預(yù)期曝光區(qū)域、襯底上的至少一個(gè)參考標(biāo)記和位于襯底區(qū)域外部的襯底臺(tái)上的至少一個(gè)參考標(biāo)記(例如基準(zhǔn)標(biāo)記)之間(在X和Y方向上)的空間關(guān)系。這種信息可隨后用在曝光工位處，以便執(zhí)行曝光區(qū)域相對(duì)于投影光束的快速且精確的X和Y定位(更多的信息例如可見WO 99/32940)。
專利申請(qǐng)WO 99/32940也介紹了準(zhǔn)備在測(cè)量工位處制備高度地圖，其將襯底表面不同點(diǎn)的Z位置與襯底保持器的基準(zhǔn)面相關(guān)聯(lián)起來。該高度地圖可用來在曝光工位處將晶片定位在正確的Z位置。另外，該高度地圖可用來限定襯底臺(tái)在曝光工位的正確傾斜。
襯底臺(tái)可圍繞兩條彼此垂直的傾斜軸線而傾斜。這些傾斜軸線的位置可通過調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)。由于傾斜軸線的初始X，Z(或Y，Z)位置可能不是精確地知道的，因此就可能需要或必須找到傾斜軸線的位置并對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，可能需要或必須調(diào)節(jié)襯底臺(tái)在曝光工位和在測(cè)量工位的傾斜軸線，以便可正確地使用高度地圖。為了找到傾斜軸線的確切位置，可使用校準(zhǔn)方法，其中高度傳感器是用來找到襯底臺(tái)的傾斜中立位置。
由于參照標(biāo)準(zhǔn)X，Y參照系的高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的X，Y位置可能不是確切知道的(由于存在容差)，因此可能需要或必須提前精確地確定該位置。高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的X，Y位置可使用包括高度剖線圖和X，Y-對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的校準(zhǔn)板來確定。在校準(zhǔn)板中，高度剖線圖和X，Y-對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記之間的距離以高的精度來制作。然而，這種方法的潛在缺點(diǎn)在于，也許不可能制作出這樣的校準(zhǔn)板，其中X，Y-對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和高度剖線圖之間的距離是非常精確地已知的。
圖2更詳細(xì)地顯示了圖1的光刻裝置。圖2僅僅顯示了曝光工位和測(cè)量工位以及與以下所述相關(guān)的元件。在圖2左側(cè)的曝光工位，投影透鏡P顯示為安裝在計(jì)量框架MF上。透射圖像傳感器(TIS)安裝在襯底臺(tái)WT上。投影透鏡PL可將掩膜MA上的標(biāo)記TIS-M的圖像投射在TIS上。標(biāo)記TIS-M可用于將掩膜MA對(duì)準(zhǔn)在襯底臺(tái)WT中的傳感器TIS上，例如使用該裝置的曝光光源。
計(jì)量框架MF可與裝置的其它部件隔振，并且在其上僅僅安裝了用于精確計(jì)量和對(duì)準(zhǔn)感測(cè)的無源元件。例如，安裝在計(jì)量框架MF上的元件可包括反射鏡32，34和35，33，通過安裝在晶片臺(tái)WT側(cè)面上的45°反射鏡31將Z-干涉儀ZIF的測(cè)量光束引導(dǎo)至這些反射鏡32，34和35，33上。為了確?？稍谄鋁運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)測(cè)量襯底臺(tái)的Z位置，反射鏡32，33，34，35可具有在X方向上的相應(yīng)較大的延伸度。為了確保Z位置可在整個(gè)Y-運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)測(cè)量，反射鏡31可覆蓋晶片臺(tái)的整個(gè)長(zhǎng)度。
在測(cè)量工位，高度傳感器10(包括光束產(chǎn)生部分11和檢測(cè)部分12)安裝在計(jì)量框架MF上。X，Y對(duì)準(zhǔn)模塊14設(shè)在測(cè)量工位。對(duì)準(zhǔn)模塊14可包括如WO 98/39689中所述的對(duì)準(zhǔn)傳感器。這種傳感器能夠非常精確地定位對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的X，Y位置用來校準(zhǔn)高度傳感器10的測(cè)量點(diǎn)15的X，Y位置(見圖2)。
在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的校準(zhǔn)方法的至少一個(gè)應(yīng)用中，傾斜軸線的校準(zhǔn)可通過高度傳感器10來精確地操作。為了使得可以可靠地進(jìn)行傾斜軸線的校準(zhǔn)，可能需要或必須對(duì)高度傳感器10的測(cè)量點(diǎn)15的位置，參考對(duì)準(zhǔn)傳感器14所測(cè)量的X，Y位置來進(jìn)行校準(zhǔn)，而例如達(dá)到高的精確度。
在這種方法中，高度傳感器10的測(cè)量點(diǎn)15的位置校準(zhǔn)可在旋轉(zhuǎn)180度之前和之后通過對(duì)校準(zhǔn)板的測(cè)量來執(zhí)行。在下面，由此可解決的問題將參照?qǐng)D3和圖4來解釋。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的校準(zhǔn)板38的部分截面。在一個(gè)實(shí)施例中，校準(zhǔn)板38定位在專門的校準(zhǔn)晶片上?？赡苄枰虮仨氃谶M(jìn)行校準(zhǔn)之前將這種校準(zhǔn)晶片定位在襯底臺(tái)WT上。另一選擇是將校準(zhǔn)板38定位在襯底臺(tái)WT本身上，但在專門的晶片上制備校準(zhǔn)板38可能不太復(fù)雜。
校準(zhǔn)板38包括定位在標(biāo)記位置42(例如通過對(duì)準(zhǔn)傳感器測(cè)量的X，Y位置)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40。校準(zhǔn)板38也包括平面的表面44和傾斜的表面46。在轉(zhuǎn)變點(diǎn)48，這兩個(gè)表面44和46交會(huì)。這兩個(gè)表面可例如具有矩形的形狀，但其它的形狀也是可以的。
在圖3中，Y和Z-方向?qū)?yīng)于圖2中襯底臺(tái)WT的Y和Z-方向。通過移動(dòng)襯底臺(tái)WT，可以將高度傳感器10的初始測(cè)量點(diǎn)15定位在對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40附近。實(shí)際上，圖3中所示的容差顯示為dAA_HS。距離dAA_HS可以是未知的，執(zhí)行校準(zhǔn)的一個(gè)原因可以是用于確定該距離。
在圖3中，標(biāo)記位置42和轉(zhuǎn)變點(diǎn)48之間的距離顯示為dAA_Tiltstep。首先，假設(shè)距離dAA_Tiltstep可以是精確地已知的。通過將高度傳感器10的測(cè)量點(diǎn)15定位在位置50并移動(dòng)襯底臺(tái)WT以便測(cè)量校準(zhǔn)板38，就可測(cè)量校準(zhǔn)板38的高度剖線圖，如所示圖4。在圖4的高度剖線圖中，位置48M和50M分別對(duì)應(yīng)于圖3的位置48和50，測(cè)量的結(jié)尾由位置52M表示。高度傳感器測(cè)量點(diǎn)15的初始測(cè)量位置50M和所確定的轉(zhuǎn)變點(diǎn)48M之間的距離顯示為dHS_Tiltstep?，F(xiàn)在，標(biāo)記位置42與高度傳感器10的初始測(cè)量位置50之間的距離可利用以下公式來計(jì)算dAA_HS＝dAA_Tiltstep-dHS_Tiltstep。
然而，如上所述，以較高的精確度來知道距離dAA_Tiltstep，這可能不是可能的、可行的或?qū)嶋H的。在根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法的至少一些申請(qǐng)中，不知道標(biāo)記位置42和轉(zhuǎn)變點(diǎn)48之間的確切距離的問題通過旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)板達(dá)180度(即將校準(zhǔn)板從第一定向旋轉(zhuǎn)至第二定向)和重復(fù)高度剖線圖的測(cè)量來避免。在這種情況下，這樣的計(jì)算是可能的，其中從該計(jì)算中消除了未知的距離dAA_Tiltstep。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的校準(zhǔn)方法中，如圖3所示來顯示校準(zhǔn)板。該方法包括在測(cè)量第一高度剖線圖之后，旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)板38達(dá)180度。例如可通過旋轉(zhuǎn)襯底臺(tái)WT和平移襯底臺(tái)WT以便對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40(例如精確地)定位在AA-傳感器之下，來實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)板38的旋轉(zhuǎn)。
圖5顯示了圖3的校準(zhǔn)板38，但是在旋轉(zhuǎn)了180度以后。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40處在位置42′，而初始高度傳感器測(cè)量點(diǎn)15處在位置50′。表面44和傾斜的表面46之間的轉(zhuǎn)變發(fā)生在位置48′。
圖6顯示了當(dāng)掃描校準(zhǔn)板38如圖3所示地定位時(shí)，通過高度傳感器10來測(cè)量的高度剖線圖。高度剖線圖與如圖4所示的相同。在圖6中，在測(cè)量的轉(zhuǎn)變位置48M和初始測(cè)量位置50M之間的距離顯示為d1HS_Tiltstep。在旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)板38之后，再次測(cè)量校準(zhǔn)板38，得到的結(jié)果如圖7所示。在圖7中，測(cè)量的轉(zhuǎn)變位置48′M和開始測(cè)量位置即位置50′M之間的距離顯示為d2HS_Tiltstep?？杉俣ㄒ韵路匠坛闪AA_HS＝dAA_Tiltstep-d1HS_Tiltstep＝d2HS_Tiltstep-dAA_Tiltstep。
從該方程中可以導(dǎo)出dAA_HS＝(d2HS_Tiltstep-d1HS_Tiltstep)/2。
可以看到，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40和傾斜步驟之差、即dAA_Tiltstep在這種用于dAA_HS的計(jì)算方程式中不存在。如同在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的方法中，旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)板38達(dá)180度，這可解決對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40和傾斜步驟之間的距離未知這一問題。
校準(zhǔn)板38可包括更隨意的高度剖線圖。計(jì)算dAA_HS可能會(huì)因此而變得稍微更復(fù)雜一些。在下文中，可適用于這種情形的本發(fā)明的實(shí)施例參照?qǐng)D8-13所述。
圖8和圖9分別顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的在旋轉(zhuǎn)之前和之后的校準(zhǔn)板38。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40定位在位置42，42′處，高度傳感器10開始分別在初始測(cè)量位置50，50′進(jìn)行測(cè)量。高度傳感器10所測(cè)量的高度剖線圖如圖10和圖11所示。
圖10顯示了在旋轉(zhuǎn)之前測(cè)量的高度剖線圖60，而圖11顯示了在旋轉(zhuǎn)之后測(cè)量的高度剖線圖62。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法中，其中一個(gè)高度剖線圖反過來。例如，所測(cè)量的高度剖線圖62的每一高度點(diǎn)Z(yi)可相對(duì)于垂直于高度剖線圖62之y-軸線的任意鏡像線而鏡像形成。在圖11中，該鏡像線由63表示。
圖12顯示了高度剖線圖64，其是在形成鏡像后所測(cè)量的圖11所示高度剖線圖62。然后，高度剖線圖60和64以某一方式對(duì)準(zhǔn)，使得起始點(diǎn)50M，50’M處在相同的位置。接下來，其中至少一個(gè)剖線圖(例如測(cè)量的高度剖線圖60)在y方向上移動(dòng)，直到實(shí)現(xiàn)了高度剖線圖60，64的最佳擬合對(duì)準(zhǔn)(例如高度剖線圖60，64的相同部分相對(duì)地位移而形成對(duì)準(zhǔn))。移位量(例如在這種移位之后50M和50’M之間的距離)稱為shift_y，并且如圖13所示。
可使用軟件機(jī)構(gòu)并使用最小二乘方擬合，來找到高度剖線圖60和64的最佳擬合對(duì)準(zhǔn)。其它方法也可用來確定最佳擬合對(duì)準(zhǔn)(例如使在其剖線圖或表面之間的距離的位移或移位相對(duì)于其它相對(duì)位移或移位為最小)。出于清楚起見，圖12和圖13中所示的鏡像形成的高度剖線圖64顯示為處在第一剖線圖60之下。讀者應(yīng)當(dāng)清楚，這兩個(gè)剖線圖在虛線之間的部分重疊起來。
如果高度傳感器10的初始測(cè)量點(diǎn)50，50’具有與X，Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記42的位置精確相同的位置，那么shift_y將為零。但由于這種重合實(shí)際上可以不必這樣，因此shift_y可不等于零，并且高度傳感器的測(cè)量位置50與X，Y對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記40的位置42之差可使用以下公式來計(jì)算dAA_HS＝shift_y/2。
在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的方法中，可通過計(jì)算高度剖線圖60與鏡像形成的高度剖線圖64之間的表面，并在Y-方向上移動(dòng)其中至少一個(gè)高度剖線圖(例如高度剖線圖60)，直到該表面最小，來找到高度剖線圖60和64的重疊。
在圖14中，校準(zhǔn)晶片80的一個(gè)實(shí)施例顯示為包括對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記81、高度剖線圖82和基準(zhǔn)面83。高度剖線圖82在方向A上被引導(dǎo)，如圖14所示。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的校準(zhǔn)方法中，將校準(zhǔn)晶片80放在襯底臺(tái)WT上。首先，尋找對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記81，然后在與方向A相反的方向上移動(dòng)校準(zhǔn)板38(即校準(zhǔn)晶片80)。在移動(dòng)校準(zhǔn)板38的同時(shí)，通過高度傳感器10來測(cè)量高度剖線圖82和基準(zhǔn)面83。應(yīng)當(dāng)注意，可首先在相反方向上移動(dòng)校準(zhǔn)板38達(dá)某一距離，然后在A方向上移動(dòng)校準(zhǔn)板38的同時(shí)測(cè)量高度剖線圖82，這樣來測(cè)量高度剖線圖。
接下來，將校準(zhǔn)板38旋轉(zhuǎn)180度，并且再次通過高度傳感器10來測(cè)量高度剖線圖82。這些兩個(gè)測(cè)量的高度剖線圖用來計(jì)算dAA_HS?？赡苄枰虮仨殢囊r底臺(tái)WT上取下校準(zhǔn)晶片，例如為了旋轉(zhuǎn)移動(dòng)校準(zhǔn)晶片并將其放在襯底臺(tái)上。這種程序可導(dǎo)致與位置相關(guān)的誤差，例如由于高度剖線圖所在位置的夾具的平直度在旋轉(zhuǎn)之前和之后的差別所導(dǎo)致的誤差。為了補(bǔ)償這種誤差，在根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的方法中，還測(cè)量了基準(zhǔn)面83的高度剖線圖，并從高度剖線圖82的所測(cè)量高度剖線圖中減去。為了正確地操作校準(zhǔn)操作，可能需要或必須將基準(zhǔn)面設(shè)置在校準(zhǔn)晶片上的正確位置。
為了在垂直于方向A的方向上校準(zhǔn)高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的X，Y-位置，可將校準(zhǔn)板38旋轉(zhuǎn)90度，并且可通過高度傳感器10來另外測(cè)量高度剖線圖82兩次?？梢宰⒁獾?，校準(zhǔn)板38可包括一個(gè)以上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。圖14顯示了橫截面為300mm的校準(zhǔn)晶片，但其它的橫截面也是可以的。
在根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的方法中，高度剖線圖82包括具有多個(gè)傾斜平面和不傾斜平面的圖案，其中傾斜平面具有許多參照不傾斜平面的斜面。在圖15中，這種實(shí)施例的示例如截面圖所示。高度剖線圖82包括不傾斜平面90，92，94，96，98和傾斜平面91，93，95，97。在該示例中，傾斜平面91和93具有相同的斜面，但其不同于傾斜平面95，97的斜面。使用包括帶不同斜面的平面的高度剖線圖可以是有利的，這是例如因?yàn)樵谝苿?dòng)和比較測(cè)量的高度剖線圖時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)更好的精確度。
本發(fā)明的實(shí)施例包括校準(zhǔn)光刻裝置的方法，以及使用這種方法校準(zhǔn)的光刻裝置。本發(fā)明的其它實(shí)施例包括器件制造方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于校準(zhǔn)光刻裝置的高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的X，Y位置的一種方法包括，提供包括由X，Y對(duì)準(zhǔn)傳感器來定位的至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的校準(zhǔn)板，以及將通過高度傳感器來測(cè)量的至少一個(gè)高度剖線圖；使用X，Y對(duì)準(zhǔn)傳感器將校準(zhǔn)板定位在光刻裝置中，以便對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記處在第一X，Y位置，并且允許高度傳感器在第二X，Y位置測(cè)量高度；使用高度傳感器測(cè)量至少一個(gè)高度剖線圖，給出第一測(cè)量的高度剖線圖；將校準(zhǔn)板旋轉(zhuǎn)大致180度；使用X，Y對(duì)準(zhǔn)傳感器將校準(zhǔn)板定位在光刻裝置中，以便對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記處在第一X，Y位置，并允許高度傳感器在第二X，Y位置測(cè)量高度；使用高度傳感器測(cè)量至少一個(gè)高度剖線圖，給出第二測(cè)量的高度剖線圖；使用第一測(cè)量和第二測(cè)量的高度剖線圖來計(jì)算第一和第二X，Y位置之差；使用這些位置差來校準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)。
通過旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)板大致180度，就可能從該計(jì)算中消除高度剖線圖和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記之間的非精確地已知的距離。因此，參照X，Y-對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置來校準(zhǔn)高度傳感器測(cè)量點(diǎn)的X，Y位置可能是可以的，而無需知道高度剖線圖和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記之間的確切距離。
用語‘大致180度’意指180度或足夠接近180度，以允許這種方法能夠產(chǎn)生有用的結(jié)果。用于用語‘大致90度’和用語‘大致垂直’意指等效的范圍。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種方法可使用包括對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和高度剖線圖的校準(zhǔn)板，其中，本文中所述的任務(wù)在旋轉(zhuǎn)晶片級(jí)大致90度之后進(jìn)行重復(fù)。通過這種方式，兩個(gè)垂直方向的校準(zhǔn)可僅僅使用一個(gè)高度剖線圖來執(zhí)行。校準(zhǔn)板可設(shè)在襯底臺(tái)上或?qū)ｉT制作的校準(zhǔn)晶片上。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，第一測(cè)量的高度剖線圖可包括一個(gè)測(cè)量值(即在一個(gè)X，Y位置的高度測(cè)量值)。通過在第二測(cè)量的高度剖線圖中找到與該第一測(cè)量的高度剖線圖中一個(gè)測(cè)量值高度相對(duì)應(yīng)的位置，來計(jì)算第一和第二X，Y位置差。第二測(cè)量的高度剖線圖可同樣包括一個(gè)測(cè)量值。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，第一測(cè)量的高度剖線圖和第二測(cè)量的高度剖線圖兩者都可包括一個(gè)測(cè)量值。如果第一測(cè)量的高度剖線圖和第二測(cè)量的高度剖線圖中的測(cè)量值相符(即具有相同的Y-坐標(biāo))，那么就可確定兩個(gè)測(cè)量值的高度剖線圖之間的移位量shift_y。但也可使用校準(zhǔn)板的高度剖線圖。假定高度剖線圖是已知的斜面。利用第一測(cè)量的高度剖線圖中測(cè)量值和第二測(cè)量的高度剖線圖中測(cè)量值的所測(cè)高度之差并使用該已知的斜面，就可易于使第二高度剖線圖中測(cè)量值的Y-坐標(biāo)與第一高度剖線圖中測(cè)量值的Y-坐標(biāo)相關(guān)聯(lián)起來。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的校準(zhǔn)板包括至少一個(gè)基準(zhǔn)面，在旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)板180度之前和之后來測(cè)量其高度剖線圖。通過這樣做，就提供了第三和第四測(cè)量的高度剖線圖。在使用這種板的一種方法中，將第三測(cè)量的高度剖線圖從第二測(cè)量的高度剖線圖中減去，并將第四測(cè)量的高度剖線圖從第一測(cè)量的高度剖線圖中減去。通過減去這些高度剖線圖，就可補(bǔ)償在校準(zhǔn)板放在襯底臺(tái)上之前和在旋轉(zhuǎn)之后，因夾具的平直度差異所造成的誤差，以及其它與位置相關(guān)的誤差。
本發(fā)明的實(shí)施例也包括根據(jù)本文所述的方法來校準(zhǔn)的光刻裝置以及使用這種裝置的器件制造方法。
盡管如上所述描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是可以理解，根據(jù)權(quán)利要求所述的本發(fā)明可以這些描述以外的方式來實(shí)現(xiàn)。例如，本文所述的校準(zhǔn)方法并不限于雙級(jí)裝置的校準(zhǔn)。這種方法也可用于除了傾斜軸線校準(zhǔn)之外的其它應(yīng)用中。例如在其中校準(zhǔn)高度傳感器需要參照對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的情形下，可使用其中至少一些這類方法。另外，盡管沿著Y-方向的校準(zhǔn)在本文中進(jìn)行了描述，但是，這類方法也可包括沿著其它方向(例如X-方向)的校準(zhǔn)，無論是另外的或備選的方法。另外，除了如上所述使用光學(xué)的水平傳感器之外，也可使用非光學(xué)的高度傳感器，例如氣壓計(jì)或電容計(jì)。
所述方法的實(shí)施例也可包括一個(gè)或多個(gè)配置成可控制用來執(zhí)行所述方法的裝置的計(jì)算機(jī)、處理器和/或處理單元(例如邏輯元件陣列)，或者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒介(例如磁盤或光盤或半導(dǎo)體存儲(chǔ)器例如ROM、RAM、或閃存RAM)，其配置成包括描述這些方法的指令(例如可由邏輯元件陣列執(zhí)行的指令)?？梢宰⒁獾?，這些實(shí)施例的描述并非用來限制如權(quán)利要求所述的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種校準(zhǔn)方法，所述方法包括將校準(zhǔn)板的標(biāo)記移動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)位置；使用高度傳感器來測(cè)量所述校準(zhǔn)板的第一高度剖線圖；在所述移動(dòng)標(biāo)記和所述使用高度傳感器來測(cè)量第一高度剖線圖之后，旋轉(zhuǎn)所述校準(zhǔn)板達(dá)大致180度；在所述旋轉(zhuǎn)之后，再次移動(dòng)所述標(biāo)記至所述對(duì)準(zhǔn)位置；在所述旋轉(zhuǎn)之后，使用所述高度傳感器來測(cè)量所述校準(zhǔn)板的第二高度剖線圖；和基于所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖，來確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)位置的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述第一高度剖線圖包括所述校準(zhǔn)板的特征的第一測(cè)量，以及其中，所述第一高度剖線圖包括所述校準(zhǔn)板的所述特征的第二測(cè)量，以及其中，所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置是基于所述第一測(cè)量和第二測(cè)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置是基于所述第一測(cè)量和第二測(cè)量之差。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述特征包括兩個(gè)平面的相交，所述平面彼此相對(duì)地傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖中的至少一個(gè)包括所述校準(zhǔn)板的第一平面的測(cè)量以及所述校準(zhǔn)板的相對(duì)于所述第一平面傾斜的第二平面的測(cè)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法還包括在所述使用所述高度傳感器來測(cè)量第二高度剖線圖之后，進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)所述校準(zhǔn)板達(dá)大致90度和大致270度中的一個(gè)角度，以及在所述進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)之后，使用所述高度傳感器來測(cè)量所述校準(zhǔn)板的第三高度剖線圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置是基于所述第三高度剖線圖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖中的至少一個(gè)包括所述校準(zhǔn)板的連續(xù)多個(gè)平面的測(cè)量，所述連續(xù)多個(gè)平面中的每一個(gè)都具有與所述連續(xù)多個(gè)平面中一個(gè)相鄰平面不同的斜面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法還包括，確定所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖之一與所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖中另一個(gè)的反向型式的最佳擬合對(duì)準(zhǔn)，其中，所述確定最佳擬合對(duì)準(zhǔn)包括，確定對(duì)應(yīng)于所述對(duì)準(zhǔn)的所述一個(gè)剖線圖與所述另一剖線圖的所述反向型式之間的相對(duì)位移。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述確定所述高度傳感器測(cè)量點(diǎn)的位置是基于所述相對(duì)位移。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述確定最佳擬合對(duì)準(zhǔn)包括，對(duì)于所述一個(gè)剖線圖與所述另一剖線圖的反向型式之間的多個(gè)相對(duì)位移中的每一個(gè)，來計(jì)算所述一個(gè)剖線圖與所述另一剖線圖的反向型式之間的相應(yīng)差。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述確定最佳擬合對(duì)準(zhǔn)包括，運(yùn)用最小二乘方擬合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法還包括在所述旋轉(zhuǎn)之前，使用所述高度傳感器來測(cè)量所述校準(zhǔn)板的基準(zhǔn)面的第一高度剖線圖；和在所述旋轉(zhuǎn)之后，使用所述高度傳感器來測(cè)量所述校準(zhǔn)板的基準(zhǔn)面的第二高度剖線圖，其中，所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置是基于所述基準(zhǔn)面的所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖中的至少一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法還包括，在所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置之前，根據(jù)所述基準(zhǔn)面的所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖中的至少一個(gè)，來修改所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖中的至少一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法還包括，提供包含所述校準(zhǔn)板的襯底。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法還包括，提供包含所述校準(zhǔn)板的晶片。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法還包括，將所述校準(zhǔn)板設(shè)在襯底臺(tái)上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法還包括，將輻射的圖案化光束投射在至少部分地覆蓋襯底的輻射敏感材料的目標(biāo)部分上，其中，所述投射是基于所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述投射包括測(cè)量所述襯底的高度，和其中，所述測(cè)量所述襯底的高度是基于所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述投射包括定位所述襯底，以及其中，所述定位是基于所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述定位包括，圍繞平行于所述襯底表面的軸線來旋轉(zhuǎn)所述襯底，以及其中，所述旋轉(zhuǎn)所述襯底是基于所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置。
22.一種根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法所制造的器件。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述移動(dòng)標(biāo)記包括，移動(dòng)光刻裝置的襯底臺(tái)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)所述校準(zhǔn)板包括，從所述襯底臺(tái)上移開所述校準(zhǔn)板。
25.一種校準(zhǔn)板，包括對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；第一平面；和相對(duì)于所述第一平面傾斜的第二平面。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的校準(zhǔn)板，其特征在于，所述校準(zhǔn)板設(shè)置在襯底上。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的校準(zhǔn)板，其特征在于，所述校準(zhǔn)板設(shè)置在晶片上。
28，根據(jù)權(quán)利要求25所述的校準(zhǔn)板，其特征在于，所述校準(zhǔn)板包括多個(gè)平面，每一平面相對(duì)于至少兩個(gè)其它平面而傾斜。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的校準(zhǔn)板，其特征在于，所述校準(zhǔn)板包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
30.一種器件制造方法，所述方法包括將校準(zhǔn)板的標(biāo)記移動(dòng)至對(duì)準(zhǔn)位置；使用高度傳感器來測(cè)量所述校準(zhǔn)板的第一高度剖線圖；在所述移動(dòng)標(biāo)記和所述使用高度傳感器來測(cè)量第一高度剖線圖之后，旋轉(zhuǎn)所述校準(zhǔn)板達(dá)大致180度；在所述旋轉(zhuǎn)之后，再次移動(dòng)所述標(biāo)記至所述對(duì)準(zhǔn)位置；在所述旋轉(zhuǎn)之后，使用所述高度傳感器來測(cè)量所述校準(zhǔn)板的第二高度剖線圖；基于所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖，來確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)相對(duì)于所述對(duì)準(zhǔn)位置的位置；使用輻射系統(tǒng)來提供輻射光束；使用圖案形成結(jié)構(gòu)根據(jù)所需的圖案來對(duì)所述輻射光束進(jìn)行圖案化；和將所述圖案化的光束投射在至少部分地覆蓋襯底的輻射敏感材料層的目標(biāo)部分上，其中，所述投射包括，基于所述確定所述高度傳感器的所述測(cè)量點(diǎn)的位置，來定位所述襯底。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的器件制造方法，其特征在于，所述定位包括，基于所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置，來測(cè)量所述襯底的高度。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的器件制造方法，其特征在于，所述定位包括，圍繞平行于所述襯底表面的軸線來旋轉(zhuǎn)所述襯底，以及其中，所述旋轉(zhuǎn)所述襯底是基于所述確定所述高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的位置。
33.一種校準(zhǔn)方法，所述方法包括提供具有至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的校準(zhǔn)板；使用對(duì)準(zhǔn)傳感器將所述校準(zhǔn)板定位在光刻裝置中，以便所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記處在第一X，Y位置，并且所述光刻裝置的高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)于第二X，Y位置；使用所述高度傳感器來測(cè)量所述校準(zhǔn)板的第一高度剖線圖；將所述校準(zhǔn)板旋轉(zhuǎn)大致180度；在所述旋轉(zhuǎn)之后，使用所述對(duì)準(zhǔn)傳感器將所述校準(zhǔn)板定位在所述光刻裝置中，使得所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記處在所述第一X，Y位置，并且所述高度傳感器的所述測(cè)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)于所述第二X，Y位置；在所述旋轉(zhuǎn)之后，使用所述高度傳感器來測(cè)量所述校準(zhǔn)板的第二高度剖線圖；基于所述第一高度剖線圖和第二高度剖線圖，來計(jì)算所述第一X，Y位置與第二X，Y位置之差；以及基于所述位置之差來校準(zhǔn)所述高度傳感器。
34.一種對(duì)光刻裝置的高度傳感器(10)的測(cè)量點(diǎn)的X，Y位置進(jìn)行校準(zhǔn)的方法，所述方法包括-提供校準(zhǔn)板(38)，其包括將通過X，Y對(duì)準(zhǔn)傳感器來定位的至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40；81)，以及將通過所述高度傳感器(10)來測(cè)量的至少一個(gè)高度剖線圖；-使用所述X，Y對(duì)準(zhǔn)傳感器將所述校準(zhǔn)板(38)定位在所述光刻裝置中，以便所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40；81)處在第一X，Y位置，并允許所述高度傳感器(10)在第二X，Y位置測(cè)量高度；-使用所述高度傳感器(10)來測(cè)量所述至少一個(gè)高度剖線圖，從而給出第一測(cè)量的高度剖線圖；-執(zhí)行旋轉(zhuǎn)，使得所述校準(zhǔn)板(38)相對(duì)于所述X，Y對(duì)準(zhǔn)傳感器和所述高度傳感器(10)的相對(duì)定向改變了大致180度；-使用所述X，Y對(duì)準(zhǔn)傳感器和所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40；81)將所述校準(zhǔn)板定位在所述光刻裝置中，以便所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(40；81)處在與所述第一X，Y位置具有已知關(guān)系的第三X，Y位置，并允許所述高度傳感器(10)在第四X，Y位置測(cè)量高度，其中，所述第三X，Y位置和所述第四X，Y位置之間的關(guān)系等于所述第一X，Y位置和所述第二X，Y位置之間的關(guān)系；-使用所述高度傳感器(10)來測(cè)量所述至少一個(gè)高度剖線圖，從而給出第二測(cè)量的高度剖線圖；-使用所述第一測(cè)量和第二測(cè)量的高度剖線圖以及所述第三X，Y位置與所述第一X，Y位置之間的已知關(guān)系，來計(jì)算所述第一X，Y位置與所述第二X，Y位置之差(dAA_HS)；-使用所述差(dAA_HS)來校準(zhǔn)所述測(cè)量點(diǎn)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述第三X，Y位置與所述第一X，Y位置之間的所述關(guān)系通過測(cè)量相對(duì)于所述第一X，Y位置的所述第三X，Y位置而得知。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的方法，其特征在于，所述第三X，Y位置與所述第一X，Y位置相重合，所述第四X，Y位置與所述第二X，Y位置相重合。
37.根據(jù)權(quán)利要求34-36中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)所述校準(zhǔn)板大致90度之后，重復(fù)所述的這些步驟。
38.根據(jù)權(quán)利要求34-37中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)高度剖線圖(82)包括第一平面和第二平面，所述第二平面相對(duì)于所述第一平面傾斜。
39.根據(jù)權(quán)利要求34-36中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述高度剖線圖包括帶多個(gè)傾斜平面和不傾斜平面的圖案，所述傾斜平面具有相對(duì)于所述不傾斜平面的許多斜面。
40.根據(jù)權(quán)利要求34-39中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述使用所述第一測(cè)量和第二測(cè)量的高度剖線圖來計(jì)算所述第一X，Y位置與所述第二X，Y位置之差(dAA_HS)的步驟包括-相對(duì)于大致垂直于所述高度剖線圖y-軸線的任意鏡像線(63)，在所述第二測(cè)量的高度剖線圖中鏡像形成全部高度(Z(y))，從而給出鏡像形成的高度剖線圖(64)；-將所述第一測(cè)量的高度剖線圖和所述鏡像形成的高度剖線圖(60，64)以一定的方式重疊，使得所述第一高度剖線圖和所述鏡像形成的高度剖線圖的起始點(diǎn)(50M，50’M)處在相同的位置；-使所述第一測(cè)量的高度剖線圖(60)在所述y-方向上移動(dòng)某一移位量(shift_y)，直到找到所述第一測(cè)量的高度剖線圖與所述鏡像形成的高度剖線圖(60，64)的相同部分；-使用以下公式來計(jì)算所述第一測(cè)量位置與所述第二測(cè)量位置之差(dAA_HS)dAA_HS＝shift_y/2，其中，dAA_HS代表所述第一X，Y位置與所述第二X，Y位置之差，shift_y代表所述某一移位量。
41.根據(jù)權(quán)利要求34-40中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述校準(zhǔn)板包括至少一個(gè)基準(zhǔn)面，其中，所述方法包括-在旋轉(zhuǎn)所述校準(zhǔn)板達(dá)大致180度之前，測(cè)量所述至少一個(gè)基準(zhǔn)面，從而給出第三測(cè)量的高度剖線圖；-在旋轉(zhuǎn)所述校準(zhǔn)板之后，測(cè)量所述至少一個(gè)基準(zhǔn)面，從而給出第四測(cè)量的高度剖線圖；-將所述第三測(cè)量的高度剖線圖從所述第二測(cè)量的高度剖線圖中減去；-將所述第四測(cè)量的高度剖線圖從所述第一測(cè)量的高度剖線圖中減去。
42.根據(jù)權(quán)利要求34-41中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一測(cè)量的高度剖線圖包括一個(gè)測(cè)量。
43.根據(jù)權(quán)利要求34-42中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第二測(cè)量的高度剖線圖包括一個(gè)測(cè)量。
44.根據(jù)權(quán)利要求34-43中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述校準(zhǔn)板設(shè)置在襯底上。
45.根據(jù)權(quán)利要求34-43中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述校準(zhǔn)板設(shè)置在所述襯底臺(tái)上。
46.一種設(shè)置成用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求34-44中任一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)方法的校準(zhǔn)襯底，其包括所述校準(zhǔn)板。
47.一種光刻投影裝置，其中，使用根據(jù)權(quán)利要求34-45中任一項(xiàng)所述的方法，來校準(zhǔn)用于測(cè)量襯底高度的高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的X，Y位置。
48.一種器件制造方法，包括以下步驟-提供襯底；-使用照明系統(tǒng)來提供輻射投影光束；-使用圖案形成裝置對(duì)所述投影光束在其截面上賦予圖案；和-將所述圖案化的輻射光束投射在所述襯底的目標(biāo)部分上，其特征在于，使用根據(jù)權(quán)利要求34-45中任一項(xiàng)所述的方法，來校準(zhǔn)用于測(cè)量襯底高度的高度傳感器的測(cè)量點(diǎn)的X，Y位置。
全文摘要
可使用具有至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和至少一個(gè)高度剖線圖的校準(zhǔn)板，來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法。首先，使用對(duì)準(zhǔn)傳感器來定位校準(zhǔn)板。然后通過高度傳感器來測(cè)量高度剖線圖。然后，將校準(zhǔn)板旋轉(zhuǎn)達(dá)大致180度并重復(fù)這兩個(gè)操作。該程序產(chǎn)生了兩個(gè)測(cè)量的高度剖線圖，將它們進(jìn)行比較以找到最佳擬合。用于找到最佳擬合的移位量被用來確定對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與高度傳感器測(cè)量點(diǎn)的X，Y位置之間的距離。
文檔編號(hào)G03F9/00GK1918516SQ200480041978
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月29日
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