测量方法、测量设备、光刻设备及器件制造方法技术

本发明专利技术公开了一种测量方法、测量设备、光刻设备以及器件制造方法。设备(AS)测量光刻衬底(W)上的标记(202)的位置。测量光学系统包括用于使用辐射斑(206)照射标记的照射子系统(504)和用于检测被所述标记衍射的辐射的检查子系统(580)。衬底和测量光学系统相对于彼此以第一速度(vW)的移动以便扫描所述标记，同时同步地以第二速度(VSPOT)相对于测量光学系统的参照框架(RF)移动辐射斑。辐射斑以第三速度(VEFF)扫描标记，第三速度低于第一速度以便允许获得更多的时间来用于精确的位置测量。在一个实施例中，物镜(524)相对于参照框架保持固定，同时移动光学元件(562)施加辐射斑相对于参照框架的移动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量方法、光刻设备、用于制造器件的方法和衬底
技术介绍
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(ICs)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成在所述IC的单层上待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括所谓的步进机，在步进机中，通过将全部图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；和所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步地扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。为了控制光刻过程以将器件特征精确地设置在衬底上，通常在衬底上设置多个对准标记，并且光刻设备包括一个或多个对准传感器，标记在衬底上的位置必须通过对准传感器精确地被测量。实施这些测量所花费的时间与最大化光刻设备的产出的需求是矛盾的，否则器件生产将不是成本有效的。各种类型的对准传感器和标记是已知的，包括例如在专利US 6297876 (Bornebroek)、US 6961116 (den Boef)以及已公开的专利申请US2009195768A(Bijnen等人)中公开的那些装置。在这些示例中的每一个中，通过相对于彼此移动衬底和对准传感器取得位置测量结果，而衬底和传感器不必被使得停止。通过用光学光斑扫描标记，通过光学方式相对于对准传感器的(已知)位置来测量标记的位置。(不管是传感器移动、同时衬底静止，还是仅衬底移动，或者两者都移动)。对准传感器应该尽可能迅速地扫描标记以用于最优化产出，但是这种对速度的需求对可以获得的位置测量的精确度带来限制。此外，固有地，很难在短时间内精确地获得位置，即使这种测量本身是非常精确的，在短时间内获得的测量结果也将容易受到在衬底和对准传感器的定位过程中的动态定位误差(振动、伺服误差等)的干扰。
技术实现思路
在第一方面中本专利技术的目的是允许衬底位置的测量更加精确，而不会降低对准传感器的产出。本专利技术人认识到，能够在整体上不放慢对准过程的操作的情况下延长每个单次测量的获取时间。根据本专利技术的一方面，提供一种在光学设备中测量衬底上标记的位置的方法，所述方法包括在衬底上提供标记；设置测量光学系统， 所述测量光学系统包括用于使用辐射斑照射标记的照射子系统和用于检测被所述标记衍射的辐射的检测子系统；在扫描操作过程中相对于彼此以第一速度移动衬底和测量光学系统，以便用辐射斑扫描所述标记，同时检测和处理表示衍射辐射的信号、以计算所述标记相对于测量光学系统的参照框架的位置；。与所述扫描操作同步地相对于测量光学系统的参照框架以第二速度移动辐射斑，第一和第二速度是相关的、使得所述辐射斑以低于第一速度的第三速度扫描所述标记，同时检测所述信号。减小的第三速度允许较长时间用于所测量的位置的获取，同时较高的第一速度允许对于大量的位置测量保持整体产出。相对于测量光学系统的参照框架的辐射斑可以通过测量光学系统内的低质量的移动光学元件而被给出。本专利技术还提供用于测量衬底上的标记的位置的设备，所述设备包括测量光学系统，包括用于使用辐射斑照射标记的照射子系统和用于检测被所述标记衍射的辐射的检测子系统；第一定位子系统，用于控制衬底和测量光学系统相对于彼此以第一速度的移动、以便用辐射斑扫描所述标记，同时检测和处理表示衍射辐射的信号、以计算所述标记相对于测量光学系统的参照框架的位置；第二定位子系统，可操作地与第一定位子系统同步用于相对于测量光学系统的参照框架以第二速度移动辐射斑，第一和第二速度是相关的使得所述辐射斑以低于第一速度的第三速度扫描所述标记、同时检测所述信号。本专利技术还提供一种光刻设备，布置成将图案从图案形成装置转移至衬底，所述设备包括构造成保持衬底的衬底台和用于测量衬底上的标记相对于光刻设备的参照框架的位置的对准传感器，其中对准传感器包括如前面本专利技术所述的测量设备，并且其中光刻设备布置成控制通过参照使用所述测量设备测量的标记在衬底上的位置将图案转移到衬底上的操作。本专利技术还提供一种制造器件的方法，其中光刻过程被用于将图案从图案形成装置转移至衬底上，并且其中使用根据上述本专利技术所述的方法、通过参照衬底上的标记的位置来控制将图案转移至衬底上的操作。下面描述的本专利技术的实施例包括倾斜光学元件，其以在除了根据上述本专利技术第一方面的测量设备以外的设备中应用的特定方式布置。本申请人保留独立地请求保护那种布置的权利，不管本申请或者要求本申请优先权的其他申请中是否要求保护。附图说明现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本专利技术的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中图I示出示例性光刻设备，包括形成根据本专利技术一个实施例的测量设备的对准传感器；图2包括图2(a)和2 (b)，示出对准标记的不同形式，对准标记可以设置在图I中的设备内的衬底上；图3是扫描对准标记的已知的对准传感器的示意方框图；图4包括图4 (a)和4 (b)，示出在本专利技术的一个实施例中的扫描对准标记的新颖的对准传感器的操作；图5是示出图I中的光刻设备中的新颖的对准传感器的光学系统的更详细的示例性图；图6示出图5中的对准传感器的扫描子系统中移动反射镜的特定的几何布置；图7是图5和6中的对准传感器的扫描子系统中的反射镜倾斜角度随时间变化的曲线；图8是图5中的设备中的与移动反射镜相关的倾斜传感器的示意图； 图9是在本专利技术的替换的实施例中的形成测量设备的另一新颖的对准传感器的不意图；和图10包括图10(a)和(b)，是在本专利技术的另一替换的实施例中形成测量设备的另一新颖的对准传感器的示意图。具体实施例方式图I示意地示出了根据本专利技术的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括-照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或极紫外(EUV)辐射)；-支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；-衬底台(例如晶片台)Wta或WTb，其构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和-投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。照射系统可以包括各种类型的光学构件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学构件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。所述支撑结构支撑，即承载图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.18 US 61/444,373;2011.03.28 US 61/468,2081.一种在光学设备中测量衬底上标记的位置的方法，所述方法包括步骤 在衬底上提供标记； 设置测量光学系统，所述测量光学系统包括用于使用辐射斑照射标记的照射子系统和用于检测被所述标记衍射的辐射的检测子系统； 在扫描操作过程中相对于彼此以第一速度移动所述衬底和所述测量光学系统、以便用所述辐射斑扫描所述标记，同时检查和处理表示衍射辐射的信号、以计算所述标记相对于所述测量光学系统的参照框架的位置； 与所述扫描操作同步地相对于所述测量光学系统的参照框架以第二速度移动所述辐射斑，所述第一和第二速度是相关的、使得所述斑以低于所述第一速度的第三速度扫描所述标记，同时检测所述信号。2.如权利要求I所述的方法，其中，所述辐射斑经由相对于所述测量光学系统的参照框架固定的物镜而被传递至所述衬底。3.如权利要求2所述的方法，其中，通过所述测量光学系统内的移动光学元件而施加所述辐射斑相对于所述测量光学系统的参照框架的移动。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述移动光学元件被安装和驱动成使得基本上以简单的谐波运动的方式振动，在所述简单的谐波运动的相对线性部分期间执行所述扫描操作。5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述照射子系统赋予照射图案，所述照射图案不是关于所述测量光学系统的光轴圆形对称的，而是显示180°旋转不对称。6.一种用于测量衬底上的标记的位置的设备，所述设备包括 测量光学系统，包括用于使用辐射斑照射标记的照射子系统和用于检测被所述标记衍射的辐射的检测子系统； 第一定位子系统，用于控制所述衬底和所述测量光学系统相对于彼此以第一速度的移动、以便用所述辐射斑扫描所述标记，同时检测和处理表示衍射辐射的信号、以计算所述标记相对于所述测量光学系统的参照框架...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·登博夫，M·H·M·比姆斯，T·P·M·卡迪，R·W·L·拉法瑞，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：