專利名稱：光學位置確定設備及方法
技術領域：
本發明涉及一種光刻設備及器件制造方法。
背景技術：
光刻設備是一種把所需圖形應用到襯底目標部分上的機器。光刻設備可以用于，例如集成電路(IC)、平板顯示器以及涉及精細結構的其它器件的制造。在傳統的光刻設備中，可以使用或者可稱為掩模或光刻版的圖形化裝置，以產生與IC(或其它器件)的單個層相應的電路圖形，該圖形可以被成像到具有輻射敏感材料層(例如抗蝕劑)的襯底(例如硅晶片、玻璃板等)的目標部分(例如包含一個或幾個芯片的部分)。代替掩模，圖形化裝置可包括用于產生電路圖形的、單獨可控制元件陣列。
通常，單個襯底會包括連續被曝光的相鄰目標部分的網絡。已知的光刻設備包括步進式光刻機(stepper)，其中通過一次性將整個圖形曝光到每個目標部分一次來輻射該目標部分，以及掃描器(scanner)，其中通過沿特定方向(“掃描”方向)的射束掃描圖形，同時平行或反平行于這個方向同步掃描襯底，從而輻射各個目標部分。
可以理解，無論光刻設備工作于步進模式或掃描模式，都需要將一個或多個圖形化的光束引導到襯底表面恰當的目標部分上。在許多情形下，一系列的光刻處理步驟的結果為，在襯底的表面上構建出多層結構。當然，理想的是襯底內形成的連續各層彼此正確地對準。因此，需要非常小心以確保襯底和投影束投影系統的相對位置是精確已知的。
使用各種技術確定襯底相對于射束投影系統的位置。這些技術通常依賴于在其上形成了對準標記的襯底，這些對準標記圍繞將在其上形成有源電路元件等的襯底區域的外圍排列。定位這些標記以提供參考點，相對于這些參考點確定襯底上目標部分的位置。使用射束投影系統可以光學地探測該對準標記，該系統也用于將圖形投影到襯底上。定位對準標記這一問題的這種“通過透鏡”或TTL方法使得位置測量定位和圖像信息定位相同。因此，“Abbe”誤差最小化。在其它系統中，對準標記探測器和主射束投影系統具有不同的光軸，這種情況下可提供某些裝置以補償這些軸之間的相對移動。
在基于掃描的系統的示例中，由于是通過移動襯底跨過襯底的表面掃描支撐射束投影系統的框架以及對準標記探測器，所以依賴于測量到的對準標記的位置而調整襯底在垂直于掃描方向上的位置以及掃描速度。可選擇地或者另外，可以調整待投影的數字圖像。在圖形化裝置包含單獨可控制元件陣列的情形中，這涉及平移或者以其它方式調整作用于該陣列的數字圖形。也可以使用特定類型的水平傳感器裝置控制襯底的高度。
典型地，特定生產設備的光刻設備被設計(或以相對死板的方式構造)成適用于固定尺寸的襯底。對于平板顯示器或者濾色板，襯底尺寸可能大約為幾米，每個襯底上形成多個面板。對準標記設在襯底外圍的周圍以及各面板之間。然而，需要對面板在襯底上的布局中引入靈活性，使得特定的生產設備可用于生產尺寸不同的面板。這意味著對于非標準的面板布局，要么只能使用襯底外圍周圍的對準標記(因為外圍部分是所有襯底布局所共有的唯一“空白”區域)，要么必須對探測器執行一些手動重新對準。雖然對準標記探測器的連續陣列掃過襯底以探測位于各種中間位置的對準標記可能是理想的，但是由于要求非常高的分辨率以及所需探測器的數目而使得這是不現實的。
諸如熱效應的許多因素可導致襯底形狀的局部變化。因此理想的是在襯底表面上提供間距相對較小的對準標記。然而，前述段落中所描述的方法妨礙了這一點，因為襯底的整個中心區域無法有效地用于放置對準標記。
因此，需要在待圖形化的襯底中心區域內能實現對準標記的靈活定位的光刻設備和方法。
發明內容
根據本發明的第一方面，提供了一種光刻設備，該設備包含襯底平臺、框架、一個或者多個投影系統、一個或者多個對準標記探測器、以及位置傳感器。襯底平臺支撐在表面上設有對準標記的襯底。框架可相對襯底移動。一個或多個投影系統將圖形化射束投影到襯底的目標部分上。每個投影系統與該框架連接。一個或者多個對準標記探測器與該框架連接并可相對框架移動。位置傳感器和每個對準標記探測器是相關聯的，并確定探測器相對于框架或投影系統的位置。
在本實施例中，本發明使得在穩定工作配置下使用單個光刻設備生產具有各種不同尺寸的面板或者其它器件成為可能。對準標記探測器可相對支撐該探測器以及投影系統的框架移動，以便允許在襯底的中心區域內具有位于不同地點置的對準標記。將投影系統與襯底對準不再需要只依賴于外圍對準標記。因此可以實現改善的生產準確性和靈活性。
將會理解，通過移動框架或襯底或者同時移動框架和襯底，可使框架相對襯底移動。
在一個示例中，該框架可相對襯底沿平行于襯底平面的第一線性移動軸-“掃描方向”移動。每個對準探測器則可相對框架沿第二線性軸移動，該第二線性軸基本上垂直于第一軸，并也位于和襯底平面平行的平面內。
在一個示例中，每個對準標記探測器的移動范圍足夠大，使得可基本上沿第二軸方向覆蓋襯底的整個尺寸。對于多個探測器的情形，這些探測器的移動并不交疊。每個探測器設成提供表示所探測的對準標記的位置的輸出信號。
在一個示例中，每個對準標記可包含用于提供對準輻射束的照明系統、用于將對準束投影到襯底目標部分的投影系統、以及用于探測從襯底反射的輻射的傳感器。
在一個示例中，每個位置傳感器可包含激光干涉儀。在一個示例中，該激光干涉儀包含相對于相關對準標記探測器固定的反射器或者反射鏡面，以及相對于框架被固定的激光器和輻射探測器。或者，可以使用線性光柵系統。
在一個示例中，該光刻設備可包含和每個對準標記探測器相關聯的線性電機，該電機提供探測器相對框架的線性移動；該設備還包含耦合到每個線性電機以根據操作人員輸入而控制該電機的位置的控制裝置。
在一個示例中，該光刻設備可包含用于接收該/每個位置傳感器的輸出以及該/每個對準標記探測器的輸出。根據接收到的信號，該控制器被設置成調整襯底相對于框架的位置與/或襯底的掃描速度與/或該/每個投影系統所產生的圖形化射束。
根據本發明的另一個方面，提供了將襯底和光刻設備的一個或者多個投影系統對準的方法。每個投影系統被固定到可相對襯底移動的框架上。該方法包含下述步驟確定設在襯底表面上的對準標記的近似位置，將一個或者多個對準標記探測器相對于該框架或(多個)投影系統移動到可探測到對準標記的位置。
在一個示例中，移動一個或者多個對準標記探測器的步驟包含監測一個或者多個探測器位置傳感器的輸出以提供探測器位置反饋，該(多個)位置傳感器被固定到該框架與/或(多個)對準標記探測器。
在一個示例中，移動一個或者多個對準標記探測器的步驟包含向和每個對準標記探測器相關聯的線性驅動機械裝置施加驅動信號。每個線性驅動機械裝置可包含線性電機。
在各種示例中，本發明適用于依賴掩模或者單獨可控制元件陣列而將圖形傳遞給圖形束的光刻設備。
下面將參考附圖詳細地描述本發明的另外實施例、特征、和優點以及本發明的各個實施例的結構和操作。
這里使用附圖，它形成了本說明書的一部分并闡述了本發明；附圖和相關描述一起進一步用于解釋本發明的原理并使本領域的技術人員能夠制造和使用本發明。
圖1描述了根據本發明一個實施例的光刻設備。
圖2闡述了根據本發明一個實施例的掃描光刻設備的俯視圖。
圖3闡述了沿箭頭A方向觀察的圖2的設備的側視圖。
圖4示意性闡述了根據本發明一個實施例的對準標記。
圖5和6闡述了根據本發明各種實施例，具有各種面板布局的襯底的俯視圖。
圖7為闡述根據本發明一個實施例的操作方法的流程圖。
現在將結合附圖描述本發明。在附圖中，相同的數字表示相同的元件或功能相近的元件。
具體實施例方式
概述和術語盡管在本說明書中會具體地參考在集成電路(IC)制造中光刻設備的使用，但應該理解，這里描述的光刻設備可以具有其它用途，例如集成光學系統、用于磁疇存儲器的引導和探測圖形、平板顯示器、薄膜磁頭等的制造。技術人員將了解到，在這些可選應用的情況中，使用術語“晶片”或“芯片”可以分別看作與更普通的術語“襯底”或“目標部分”同義。這里所指的襯底在曝光之前或曝光之后可以在例如涂布顯影機(track)(例如，通常把抗蝕劑層涂敷到襯底上并對曝光后的抗蝕劑進行顯影的一種工具)或測量或檢查工具內進行處理。在本發明可應用的場合中，這里所公開的內容可應用于這些以及其它襯底處理工具。此外，例如，為了創建一個多層IC，可以不止一次地處理襯底，因此這里使用的襯底這個術語也可指已經包括多個已處理過的層的襯底。
這里所使用的術語“單獨可控制元件陣列”應廣義地理解為是指，可以用來向入射的輻射束賦予圖形化的截面，使得可以在襯底的目標部分中創建所需圖形的任何裝置。在這里的上下文中也可以使用術語“光閥”及“空間光調制器(SLM)”。下面討論了這些圖形化裝置的例子。
可編程反射鏡陣列包括具有粘彈性控制層和反射表面的矩陣可尋址表面。該設備的基本原理為，例如，反射表面的尋址區域把入射光反射為衍射光，而未尋址區域把入射光反射為非衍射光。使用適當的空間過濾器，可以把所述非衍射光從反射束中過濾出來，只留下衍射光到達襯底。按照這個方式，根據矩陣可尋址表面的尋址圖形對射束進行圖形化。
將會理解，作為可替換的方式，過濾器可以過濾出衍射光，只留下非衍射光到達襯底。也可以按照相應的方式使用衍射光學微機電系統(MEMS)陣列。每個衍射光學MEMS器件包括多個反射帶，這些反射帶可以相對于彼此發生變形并形成把入射光反射為衍射光的光柵。
可編程反射鏡陣列的另一個可供選擇的實施例則包括采用微小反射鏡矩陣排列的可編程反射鏡陣列，通過施加合適的局部電場或采用壓電致動裝置可使每個反射鏡單獨繞一個軸傾斜。同樣，反射鏡為矩陣可尋址的，使得尋址反射鏡把入射光反射到與未尋址反射鏡不同的方向；按照這個方式，根據矩陣可尋址反射鏡的尋址圖形對被反射的射束進行圖形化。使用適當的電子裝置可以執行所要求的矩陣尋址。
在上述兩個情況中，單獨可控制元件陣列可包括一個或多個可編程反射鏡陣列。例如，在美國專利US 5,296,891與US 5,523,193以及PCT專利申請WO 98/38597與WO 98/33096中可以找到關于這里提到的反射鏡陣列的更多信息，這些專利在此被引用作為參考。
也可以使用可編程的LCD陣列。美國專利US 5,229,872給出了采用這種結構的示例，該專利在此被引用作為參考。
應該了解的是，在采用例如特征預偏置、光學鄰近校正特征、相位變化技術、以及多次曝光技術時，單獨可控制元件陣列上“顯示”的圖形可能基本上不同于最終轉移到襯底層或襯底上的層的圖形。類似地，最終形成在襯底上的圖形不能與任一時刻在單獨可控制元件陣列上形成的圖形相對應。在如下設置中情況可能如此形成在襯底各個部分上的最終圖形是經過特定的時間段或由特定次數的曝光而逐步形成，而其間單獨可控制元件陣列上的圖形和/或襯底的相對位置發生變化。
盡管在本說明書中會具體地參考在IC制造中光刻設備的使用，但應該了解到，這里描述的光刻設備可以具有其它應用，例如諸如，DNA芯片、MEMS、MOEMS、集成光學系統、用于磁疇存儲器的引導和探測圖形、平板顯示器、薄膜磁頭等的制造。技術人員將了解到，在這些可供選擇的應用的情況中，使用術語“晶片”或“芯片”可以分別看作與更普通的術語“襯底”或“目標部分”同義。這里所指的襯底在曝光之前或曝光之后可以在例如涂布顯影機(通常把抗蝕劑層涂敷到襯底上并對曝光后抗蝕劑進行顯影的一種工具)或測量或檢查工具內進行處理。在本發明可應用的場合中，本說明書內容可應用于這些以及其它襯底處理工具。此外，例如，為了創建一個多層IC，可以不止一次地處理襯底，因此這里使用的襯底這個術語也可指已經包括多個已處理過的層的襯底。
這里使用的術語“輻射”及“射束”包括所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如，波長為365、248、193、157、或126nm)與極紫外(EUV)輻射(例如，波長范圍為5至20nm)，以及例如離子束或電子束的粒子束。
這里使用的術語“投影系統”應廣泛地理解成包括各種類型的投影系統，例如為了適用于所使用的曝光輻射或者諸如使用漬液或使用真空的其它因素，包括折射光學系統、反射光學系統、以及反射折射光學系統。可以認為，這里使用的術語“透鏡”與更為普通的術語“投影系統”同義。
照明系統也可包括各種類型的光學元件，包括用于導向、整形、或控制輻射束的折射、反射、及反射折射光學元件，下文中也統一地或個別地將該元件稱為“透鏡”。
光刻設備可以具有兩個襯底平臺(雙級)或更多襯底平臺(和/或兩個或更多個掩模平臺)。在這些“多級”的機器中，可以并行地使用另外的平臺，當一個或多個平臺用于曝光時，可以在一個或多個其它平臺上進行準備步驟。
光刻設備也可以是這樣的類型其中襯底浸沒在具有相對較高折射率的液體(例如水)中，從而填充投影系統最終元件與襯底之間的間隙。浸液也可用于光刻設備中的其它間隙，例如掩模與投影系統第一元件之間的間隙。在本技術領域中，用于提高投影系統數值孔徑的浸沒技術是眾所周知的。
另外，可以為該設備提供流體處理單元，以允許流體和襯底的被輻照部分之間相互作用(例如選擇性地在襯底上粘附化學物質或選擇性地修改襯底表面的結構)。
光刻投影設備圖1示意性描述了根據本發明一個實施例的光刻投影設備100。設備100至少包括輻射系統102、單獨可控制元件陣列104、載物臺106(例如襯底平臺)、以及投影系統(“透鏡”)108。
輻射系統102可以用于提供輻射(例如UV輻射)束110，在這里的實施例中該輻射系統還包括輻射源112。
單獨可控制元件陣列104(例如可編程反射鏡陣列)可以把圖形應用到射束110。通常，單獨可控制元件陣列104相對于投影系統108的位置可以是固定的。然而，在可替代的配置中，單獨可控制元件陣列104可以被連接到定位裝置(未示出)以精確確定其相對于投影系統108的位置。正如這里所描述的，單獨可控制元件104屬于反射類型(例如，具有單獨可控制元件的反射陣列)。
載物臺106可設有用于支撐襯底114(例如涂敷了抗蝕劑的硅晶片或玻璃襯底)的襯底支架(未明確示出)，載物臺106可以連接到定位裝置116以精確定位襯底114相對于投影系統108的位置。
投影系統108(例如石英和/或CaF2透鏡系統或包括由這些材料制成的透鏡元件的反射折射系統或者反射鏡系統)可以用于把從分束器118接收的圖形化射束投影到襯底114的目標部分120(例如一個或多個管芯)。投影系統108可以把單獨可控制元件陣列104的圖像投影到襯底114上。或者，投影系統108可以投影二次光源的圖像，單獨可控制元件陣列104的元件作為遮光器。投影系統108還可能包括形成二次光源并把微光斑投影到襯底114上的微透鏡陣列(MLA)。
輻射源112(例如準分子激光器)可以產生輻射束122。直接地或者穿過例如諸如擴束器的調節裝置126后，輻射束122被饋入照明系統(照明器)124。照明器124可能包括用于設定射束122強度分布的外部和/或內部徑向范圍(通常分別稱為σ-外部及σ-內部)的調整裝置128。此外，照明器124通常包括各種其它元件，例如積分器130與聚光器132。按照這種方式，照射到單獨可控制元件陣列104上的射束110的截面具有所需的均勻性和強度分布。
應該注意，對于圖1，輻射源112可以在光刻投影設備100的外殼內(例如，當輻射源112是汞燈時經常如此)。在可替代的實施例中，輻射源112也可能與光刻投影設備100距離甚遠。在這種情況下，輻射束122將被引導入設備100中(例如借助合適的導向反射鏡)。當輻射源112為準分子激光器時，實際情況通常為后一種情形。應當理解，這兩種情況都落在本發明的范圍內。
被使用分束器118引導后，投影束110隨后與單獨可控制元件陣列104交叉。被單獨可控制元件陣列104反射后，射束110穿過投影系統108，投影系統108把射束110聚焦到襯底114的目標部分120上。
借助于定位裝置116(與可選擇的干涉測量裝置134，該裝置134位于底座136上并通過分束器140接收干涉束138)，可以精確移動襯底平臺106，從而在射束110的路徑內定位不同的目標部分120。使用時，可以使用單獨可控制元件陣列104的定位裝置，在例如一個掃描期間，精確地校準單獨可控制元件陣列104相對于射束110的路徑的位置。通常，可以借助未在圖1中明確示出的長沖程模塊(粗略定位)及短沖程模塊(精細定位)，實現載物臺106的移動。可以使用類似系統定位單獨可控制元件陣列104。應當理解到，載物臺106和/或單獨可控制元件陣列104位置固定時，也可以選擇/另外使投影束110可移動，以提供所需要的相對移動。
在本實施例的一個備選配置中，襯底平臺106被固定，而襯底114可以在襯底平臺106上移動。采用這種配置時，襯底平臺106在平坦的最上表面上設有許多開口，通過這些開口注入氣體以提供可支持襯底114的氣墊。該配置傳統上稱為氣體支撐(air bearing)配置。通過使用一個或多個致動器(未示出)，可以在襯底平臺106上移動襯底114，所述致動器可以精確定位襯底114相對于投影束110路徑的位置。或者，可以通過選擇性地開啟或停止通過開口的氣路，在襯底平臺106上移動襯底114。
盡管這里把根據本發明的光刻設備100描述為用于曝光襯底上的抗蝕劑，應當了解到，本發明不限于這個用途，設備100可以用于無抗蝕劑光刻中投影圖形化射束110。
所描述的設備100可以用于四種優選模式1.步進模式單獨可控制元件陣列104上的完整圖形在一次掃描(即單次“閃光”)中被投影到目標部分120上。隨后沿x與/或y方向把襯底平臺106移動到不同位置，使圖形化射束110輻照不同的目標部分120。
2.掃描模式基本上與步進模式相同，不同之處在于，不是在單次“閃光”內曝光指定的目標部分120。相反地，單獨可控制元件陣列104可以以速度v沿特定方向(所謂“掃描方向”，例如y方向)移動，使得圖形化射束110掃描過單獨可控制元件陣列104。同時，沿相同或相反的方向以速度V＝Mv同時移動襯底平臺106，其中M為投影系統108的放大倍率。按照這種方式，可以曝光相對大的目標部分120而無需降低分辨率。
3.脈沖模式單獨可控制元件陣列104基本上保持靜止，使用脈沖輻射系統102把整個圖像投影到襯底114的目標部分120。襯底平臺106以基本上恒定的速度移動，使得圖形化射束110掃過襯底106的一行。在輻射系統102的各個脈沖之間，根據需要更新單獨可控制元件陣列104上的圖形，并對脈沖計時，使得在襯底114的所需位置上的連續目標部分120被曝光。因此，圖形束110可以掃過襯底114以把完整圖像曝光在襯底114的一個條上。重復該過程直到整個襯底114被逐行曝光。
4.連續掃描模式基本上與脈沖模式相同，不同之處在于，連續掃描模式使用基本上恒定的輻射系統102，以及在投影束110掃過并曝光襯底114時更新單獨可控制元件陣列104上的圖形。
可以采用上述模式的組合與/或變形，或者可以采用與上述模式完全不同的模式。
示例性掃描和探測系統圖2闡述了根據本發明一個實施例的掃描光刻設備的俯視圖。圖3闡述了沿箭頭A觀察的圖2的設備的側視圖。這兩個圖用于表示基于掃描的工作模式。
在圖2中，光刻設備被設置成沿一個方向、“x”方向掃描襯底2表面上的二維圖形。該設備包含其上安裝了襯底2的襯底平臺1。使用驅動裝置(未在圖2中示出)可使襯底平臺1沿掃描方向即x方向，以及y(和z)方向移動，該驅動裝置在控制系統3的控制下工作。
在襯底2和襯底平臺1上安裝了小車架(trolley frame)4，該框架相對于襯底平臺1是固定的。如圖3所示，框架4包含支撐腿5a、5b以及臺架6。臺架6被支撐在支撐腿5a和5b上并跨過襯底平臺1上方的空間。臺架6支撐一組投影系統7(圖2中示出了11個這種系統)，每個投影系統在上文中結合圖1得到描述。框架4掃過襯底2時，投影系統7被向著臺架6的后沿定位，且投影系統7被設置成使得結合所產生的圖形束而提供在y方向上對襯底2的完全覆蓋。
在一個示例中，可以單獨地控制每個投影系統7，從而改變圖形化的光線照射襯底2的位置，并改變該射束的形狀。如前所述，通常是通過平移作用于形成圖形化裝置的單獨可控制元件陣列104的數字圖形而實現這一點。由控制系統3產生施加到投影系統7的數字信號。
一組對準標記探測器9被向著臺架6的前沿定位。應該理解，盡管圖2和3闡述了5個這種探測器，該數目可發生變化。每個探測器9被設置成探測對準標記10在襯底2表面上的位置。此外，每個探測器9相對于小車架4的位置探測哪個對準標記10穿過探測器9的視場，從而確定投影系統7的位置。
圖4示意性闡述了根據本發明一個實施例的對準標記探測器409。探測器409為探測器9的一個示例配置。每個對準標記探測器409包含輻射源11，該輻射源工作于不會導致襯底2表面上的光致抗蝕劑曝光的波長。例如，輻射源11可產生紅光，該光線相對于提供投影系統7所使用的曝光束(例如350至450nm)的光線被移動。該輻射通過分束器12，使用投影光學元件13被投影到襯底2的表面上。提供輻射傳感器14以探測從襯底2表面反射的光線。通常，由襯底2上光致抗蝕劑的被曝光及顯影區域提供對準標記10(未在圖4中示出)，該對準標記將導致出現高水平的反射。傳感器14通過尋找從低水平反射到高水平反射并回到低水平的變化而探測對準標記10。傳感器14向控制系統3提供輸出信號(即該控制系統被設置成確定探測到的對準標記10相對于小車架4的位置)以及該位置和所需位置的任何偏差。
應該理解，可以使用其它探測器配置，包括在探測器9之間共享諸如輻射源的元件的探測器配置。
再次參考圖3，在該示例中每個對準標記探測器9安裝在線性驅動機械裝置15上，該驅動機械裝置包含線性電機。驅動機械裝置15可沿y方向驅動探測器9在臺架6上移動，并可移動一定范圍。通常，這允許每個探測器9在各個探測器9之間的間隔上移動一半的距離，使得組合的探測器9可提供沿y方向對襯底2的完整覆蓋。
每個驅動機械裝置15被耦合到控制探測器9的位置的控制系統3。在該示例中，控制系統3從一組激光干涉儀系統16接收探測器位置信息。對于每個對準標記探測器9，干涉儀系統16包含固定到探測器9的反射鏡以及固定到框架4的激光器和傳感器裝置。當移動探測器9時，控制系統3監測各個傳感器的輸出，以便計算干涉條紋的數目并確定探測器9的位置。出于解釋清楚的考慮，只在圖2和3中示出了一個干涉儀系統16，當然可以理解可為每個探測器9提供一個這種系統。
在另一個示例中，控制系統3接收來自操作人員輸入的位置信息。
示例襯底圖5和6分別闡述了根據本發明的各種實施例，具有不同面板布局的襯底17和18的俯視圖。襯底17、18具有相同的總體尺寸，但被設計成容納不同的平板顯示器尺寸。圖5的襯底17被設計成容納尺寸相同的4個面板19，而圖6的襯底18被設計成容納尺寸相同的9個面板20。每個面板上的對準標記被排列成適于該面板布局并最大化曝光期間襯底17、18被對準的精度。
示例操作參考圖2、3和5，準備曝光時將襯底17載入到襯底平臺1上。實現該過程的精度通常為幾毫米。在一個示例中，操作人員將襯底17的特性編程到控制系統3內，例如對準標記10的行數以及這些行(沿y方向)的位置。在另一個示例中，操作人員輸入襯底類型代碼，其中每種襯底類型的對準標記數據已經被預先編程到控制系統3中。在任一示例中，該操作導致適當數目的對準標記探測器9被激活，這種情況下為3個，并利用相應的線性驅動機械裝置15將這些探測器移動到各行對準標記10上方的適當位置。在一個示例中，探測器9的視場足以將襯底平臺1上襯底17上的定位誤差調節到大約幾毫米之內。或者，可執行特定的掃描程序以將每個探測器9的中心定位到相應的對準標記行上。
在本示例中，在定位探測器9期間，使用激光干涉儀系統16可精確記錄其位置。最終的位置信息被饋至控制系統3。通常，控制系統3在掃描之前使用該信息沿y方向平移襯底平臺1，從而準確地將投影系統和襯底對準。探測器9的視場足以容納襯底17的這種輕微平移。隨后開始曝光，沿x方向在小車架4下掃描襯底17。當每個探測器9探測到對準標記10經過時，位置信息被饋至控制系統3。前面已經描述，控制系統3根據接收到的對準標記信息數據，通過調整投影系統的光學元件、調整應用于單獨可控制元件陣列的數字圖形、調整襯底平臺位置、或者這些調整的任意組合而正確地對準投影系統7和襯底17。
參考圖2、3和6，操作人員輸入的數據使得臺架6上的4個探測器9被激勵并移動到正確位置。面板20的配置和數目有利于使用襯底18上的4行對準標記10，使用這4行對準標記通常會提高曝光過程中的對準精確度。
圖7為示出了根據本發明一個實施例的操作方法700的流程圖。在步驟702中，襯底被置于襯底平臺上。在步驟704中，選擇適當數目的對準標記探測器并將其移動到使用中的位置。在步驟706中，執行掃描曝光。
結論上面已經描述了本發明的各種實施例，應該理解到，僅僅是以例子的方式示出這些實施例，這些實施例并非用于限制本發明。對本領域技術人員而言，在不離開本發明的精神和范圍下可以進行各種形式或細節上的變化。因此，本發明的廣度和范圍不受任何前述示例實施例限制，而應該只由所附權利要求書及其等效表述所限定。
權利要求
1.一種光刻設備，包括產生輻射束的照明系統；圖形化該輻射束的圖形產生裝置；支撐襯底的襯底平臺，該襯底在其表面上設有對準標記；相對襯底可移動的框架；耦合到該框架的一個或多個投影系統，其中該一個或多個投影系統能夠將圖形化射束投影到襯底的目標部分上；耦合到該框架并可相對于該框架移動的一個或者多個對準標記探測器；以及和該一個或多個對準標記探測器中每一個相關聯的位置傳感器，其中該位置傳感器確定該一個或多個對準標記探測器相對于該框架和該一個或多個投影系統中至少一個的位置。
2.權利要求1的設備，其中該框架可相對襯底沿第一軸移動，該第一軸在基本上平行于襯底平面的平面內；以及該一個或多個對準標記探測器可相對該框架沿基本上垂直于該第一軸的第二軸移動，并且該第二軸也在平行于襯底平面的平面內。
3.權利要求2的設備，其中該一個或多個對準標記探測器的移動范圍足以基本上覆蓋襯底沿第二軸方向的完整尺寸。
4.權利要求1的設備，其中該一個或多個對準標記探測器包含提供對準輻射束的照明系統；將對準輻射束投影到襯底的對準目標部分上的投影系統；以及探測從襯底反射的輻射的傳感器。
5.權利要求1的設備，其中每個位置傳感器包含激光干涉儀。
6.權利要求5的設備，其中該激光干涉儀包含相對于相關對準標記探測器被固定的反射器或反射鏡表面；以及相對于框架被固定的激光器和輻射探測器。
7.權利要求1的設備，其中每個位置傳感器包含線性光柵系統。
8.權利要求1的設備，進一步包含線性電機，其與該一個或多個對準標記探測器中每一個相關聯，并為對準標記探測器中相應的那個提供相對框架于的線性移動。
9.權利要求1的設備，進一步包含控制器，基于操作人員輸入以及相應的位置傳感器反饋中的至少一個控制該一個或多個對準標記探測器的位置。
10.權利要求1的設備，進一步包含對準控制器，接收該一個或多個對準標記探測器的輸出，并基于接收到的信號，調整下述參數中的至少一個(i)襯底相對框架的位置、(ii)襯底的掃描速度、以及(iii)由該一個或多個投影系統中每一個產生的圖形化射束。
11.權利要求1的設備，其中使用了該一個或多個對準標記探測器及各自的位置傳感器中的至少5個。
12.一種方法，包含確定設在襯底表面上的對準標記的近似位置；以及相對于(i)可相對襯底移動的框架及(ii)一個或多個投影系統中的至少一個移動一個或多個對準標記探測器，該一個或多個對準標記探測器被移動到可探測到所述對準標記的位置。
13.權利要求12的方法，其中移動一個或多個對準標記探測器的步驟包括監測一個或多個位置傳感器的輸出以提供探測器位置反饋，該一個或多個位置傳感器被固定到該框架及所述對準標記探測器中的至少一個。
14.權利要求12的方法，其中移動一個或多個對準標記探測器的步驟包括對和該一個或多個對準標記探測器中每一個相關聯的線性驅動機械裝置施加驅動信號。
15.權利要求14的方法，其中該一個或多個線性驅動機械裝置中的每一個使用線性電機。
全文摘要
一種光刻設備，包含支撐襯底的襯底平臺，其中襯底在其表面上具有對準標記。該設備進一步包含可相對于襯底移動的框架，從而提供掃描工作模式或步進工作模式。投影系統陣列置于框架上，以將各個圖形化射束投影到襯底的目標部分上。多個對準標記探測器被連接到該框架，且可使用各自的線性驅動機械裝置相對該框架移動。位置傳感器和每個對準標記探測器相關聯，用于確定該探測器相對于該框架的位置。控制系統負責探測器在襯底上的對準標記圖形上的初始定位，也負責光刻過程中該框架和襯底的動態對準。
文檔編號G01B11/02GK1766740SQ20051011851
公開日2006年5月3日 申請日期2005年10月27日 優先權日2004年10月28日
發明者C·Q·桂 申請人:Asml荷蘭有限公司