CN100549832C - 具有多重对准装置的光刻设备和对准测量方法 - Google Patents
具有多重对准装置的光刻设备和对准测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100549832C CN100549832C CNB2005100035302A CN200510003530A CN100549832C CN 100549832 C CN100549832 C CN 100549832C CN B2005100035302 A CNB2005100035302 A CN B2005100035302A CN 200510003530 A CN200510003530 A CN 200510003530A CN 100549832 C CN100549832 C CN 100549832C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alignment mark
- alignment
- registration signal
- detecting device
- calculating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
一种光刻设备具有多个不同的对准装置,所述对准装置用于对相同的标记执行对准测量,通过:检测位于对象上的第一对准标记,并由第一检测器产生第一对准信号;检测所述相同的第一标记,并由第二检测器使用不同于所述第一检测器的不同的对准测量方式产生第二对准信号;接收来自所述第一检测器的所述第一对准信号;基于所述第一对准信号计算所述至少第一标记的第一位置;接收来自所述第二检测器的所述第二对准信号;基于所述第二对准信号计算所述至少第一标记的另外的第一位置。
Description
技术领域
本发明涉及具有多重对准装置的光刻设备和对准测量方法。
背景技术
光刻设备就是将所期望的图案施加到衬底上的机器,通常是施加到衬底的目标部分上。光刻设备可以用在例如集成电路(IC)的制造中。在该例子中,又称作掩模或光罩(reticle)的图案形成器件可用于产生在IC的单层上形成的电路图案。这种图案可以转移到衬底(例如硅晶片)的目标部分(例如包含一个或几个管芯的部分)。图案的转移一般是通过成像到设置在衬底上的一层辐射敏感材料(光刻胶)上。一般来说,单个衬底含有相继图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进器和扫描器,在包括步进器的光刻设备中通过一次将整个图案曝光在目标部分,从而使各目标部分受到照射;在包括扫描器的光刻设备中通过辐射束在给定方向(“扫描”方向)扫描图案,同时与所述方向平行或反平行地同步扫描衬底,从而使各目标部分受到照射。也能够通过将图案印刻在衬底上从而把图案从图案形成器件转移到衬底上。
已知的光刻设备使用多重对准装置。例如参考K.Ota,e.a.,《用于晶片步进器的新对准传感器》,SPIE,Vol.1463,Optical/Laser MicrolithographyIV(1991),p.304-314,和N.R.Farrar,e.a.,《Nikon晶片步进器的通过透镜/离轴激光对准系统和对准算法的性能》,SPIE Vol,1673,Integrated CircuitMetrology,Inspection,and Process Control,VI(1992),P.369-380,所有的对准装置都使用在例如待曝光的衬底和/或支承该衬底的衬底台上的他们自已的、明显的标记。
发明内容
期望的是提供考虑到现有技术后具有改进的性能的多重对准装置的光刻设备。
为此目的,在第一实施例中本发明提供如在独立的权利要求1中限定的具有多重对准装置的光刻设备。
在第二和第三实施例中,本发明提供如在独立的权利要求13和16中限定的具有多重对准装置的光刻设备。
而且,本发明提供在独立的权利要求19、23和25中主张的对准测量方法,在独立的权利要求27、28和29中主张的计算机程序产品,以及在独立的权利要求30、31和32中主张的数据载体。
附图说明
现在,将参照示意性的附图仅通过例子说明本发明的实施例,附图中对应的标号表示对应的部件,附图中:
图1描述按照本发明实施例的光刻设备;
图2描述激光分步对准装置的示意图;
图3示出可用于图2的激光分步对准装置的标记;
图4示出由图2的对准装置中的标记发送的对准辐射的例子;
图5示出接收图4所示的对准辐射的检测器的输出信号;
图6示出激光干涉对准装置的示意性例子;
图7示出在按照图6的装置中,怎样由衬底上的标记导向和衍射对准束的例子;
图8示出可以在按照图6的装置中使用的标记的俯视图;
图9示出现场图像对准装置的示意性例子;
图10示出可以用于图9的对准装置中的标记的例子;
图11示出在图9的装置中使用的并接收从标记返回的对准辐射的检测器的输出信号;
图12和13示出可方便地用于按照本发明的装置中的标记的例子;
图14、15和16示出按照本发明的测量方法的流程图。
具体实施方式
图1示意性地描述了按照本发明的一个实施例的光刻设备。所述设备包括:
-照射系统(照射器)IL,它配置成对辐射束B(例如紫外辐射)作调整。
-支承结构(例如掩模台)MT,它被建造成支承图案形成器件(例如掩模)MA,并连接到配置成根据某些参数对图案形成器件精确定位的第一定位器PM;
-衬底台(例如晶片台)WT,它被建造成托住衬底(例如涂有光刻胶的晶片)W,并连接到配置成根据某些参数对衬底精确定位的第二定位器PW;以及
-投射系统(例如折射式投射透镜系统)PS,它配置成通过图案形成器件MA把传递给辐射束B的图案投射到衬底W的目标部分C(例如包括一个或一个以上的管芯)。
照射系统可包括各种类型的光学部件,例如用于导向、成形或控制辐射的折射的、反射的、磁的、电磁的、静电的或其他类型的光学部件,或它们的任何组合。
所述支承结构支承图案形成器件,也就是承载图案形成器件的重量。它以根据图案形成器件的取向、光刻设备的设计以及其他条件(例如是否在真空环境中托住图案形成器件)的方式托住图案形成器件。所述支承结构可以使用机械的、真空的、静电的或其他夹紧技术托住图案形成器件。所述支承结构可以是框架或台,例如所述框架或台按需要可以是固定的或可移动的。所述支承结构可保证图案形成器件处于期望的位置,例如相对于投射系统的位置。这里任何使用的术语“光罩”或“掩模”都可认为与更广义的术语“图案形成器件”同义。
在此所用的术语“图案形成器件”应广义地解释为指能用于将图案传递到辐射束的横截面上,以使在衬底的目标部分生成图案的任何器件。应该指出传递到辐射束的图案与衬底的目标部分上期望的图案可以不是精确对应,例如,如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。一般地说,传递到辐射束的图案将与在目标部分生成的器件中的具体功能层对应,例如集成电路。
图案形成器件可以是透射型的或反射型的。图案形成器件的例子包括掩模、可编程镜片阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻技术中是众所周知的,它包括例如二元的、交替相移的和衰减相移的掩模类型,以及各种混合掩模类型。可编程镜片阵列的例子采用小镜片的矩阵布置,其每一个镜片都可以单独倾斜,以便在不同方向反射入射的辐射束。所述倾斜镜片传递由镜片矩阵反射的辐射束中的图案。
在此所用的术语“投射系统”应该广义地解释为包含任何类型的投射系统,包括折射的、反射的、折反射的、磁的、电磁的和静电光学系统,或者它们的任何组合,只要适合于所使用的曝光辐射,或者例如浸入液体的使用或真空的使用等其他因素。这里任何使用的术语“投射透镜”可以认为与更广义的术语“投射系统”同义。
如这里描述的,所述设备是透射型的(例如采用透射掩模)。或者,所述设备可以是反射型的(例如采用上述的可编程镜片阵列的类型,或采用反射掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双级)或两个以上衬底台(和/或两个或两个以上掩模台)的类型。在这种“多级”机器中,附加的工作台可以并行地使用,或者在一个或多个台上进行准备步骤,同时一个或多个其他台被用于进行曝光。
光刻设备也可以是这种类型:其中至少衬底的一部分被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖,以便投射系统和衬底之间的空隙被填充。浸入液体也可以被施加到光刻设备的其他空隙,例如掩模和投射系统之间。众所周知,浸入技术在本领域中已用于增加投射系统的数值孔径。这里使用的术语“浸入”并不意味着结构(例如衬底)必须浸没在液体中,而仅仅意味着在曝光期间液体位于投射系统和衬底之间。
参照图1,照射器IL接收来自辐射源SO的辐射。所述源和光刻设备可以是分离的实体,例如当所述源为准分子激光器时。这种情况下,所述源没有被认为是光刻设备的构成部分,借助于束输送系统BD将辐射束从辐射源SO传送到照射器IL,所述束输送系统包括例如适当的导向镜片和/或束扩张器。在其他情况下,所述源可以是光刻设备的整体的部分,例如当所述源为水银灯时。所述源SO和照射器IL,如果需要的话加上束输送系统BD一起,可以称作为辐射系统。
照射器IL可以包括用于调节辐射束的角强度分布的调节器AD。一般地说,至少可以调节照射器的光瞳面上的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称作为外部σ和内部σ)。另外,照射器IL可以包括各种其他部件,例如积分器IN和聚光器CO。所述照射器可以用于调节辐射束,使其横截面上具有期望的均匀性和强度分布。
辐射束B入射在图案形成器件(例如掩模MA)上,所述图案形成器件被托在支承结构(例如掩模台MT)上,并由图案形成器件对辐射束B进行图案化。穿过掩模MA后,辐射束B通过投射系统PS,其将所述束聚焦在衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器件PW和位置传感器IF(例如干涉器件、线性编码器或电容性传感器),衬底台WT可以精确移动,例如以便确定辐射束B的路径中的不同目标部分C的位置。类似地,所述第一定位器PM和另一个位置传感器(图1中没有明确地描述)可以用于精确地确定掩模MA相对于辐射束B的路径的位置,例如从掩模库机械恢复后,或在扫描期间。一般地说,掩模台MT的移动可以借助于长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)实现,所述长行程模块和短行程模块是构成第一定位器PM的一部分。类似地,衬底台WT的移动可以利用长行程模块和短行程模块实现,所述长行程模块和短行程模块是构成第二定位器件PW的一部分。在分档器(与扫描器相反)的情况下,掩模台MT只可以连接到短行程执行器,或者可以是固定的。掩模MA和衬底W可以利用掩模对准标记MM1、MM2和衬底对准标记P1、P2来对准。虽然衬底对准表记如图所示占据了专用的目标部分,但是它们可以位于目标部分(这些是已知的衬底总线(scribe-lane)对准标记)之间的空间。类似地,在掩模MA上设有一个以上管芯的情况下,掩模对准标记可以位于这些管芯之间。
所描述的设备可以使用以下方式中至少一种:
1.分步方式:掩模台MT和衬底台WT都保持基本静止,而同时把传递到辐射束的整个图案同时投射到目标部分C(即单个静态曝光)。然后,衬底台WT在X和/或Y方向移动,使不同的目标部分C都能曝光。在分步方式中,照射场的最大尺寸限制单个静态曝光成像的目标部分C的尺寸。
2.扫描方式:掩模台MT和衬底台WT被同时扫描,这时把传递到辐射束的图案投射到目标部分C(即单个动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以由投射系统PS的图像反转和放大率(缩倍)特性确定。在扫描方式中,照射场的最大尺寸限制单个动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向),然而,扫描移动的长度确定目标部分的高度(在扫描方向上)。
3.另一种方式:托住可编程图案形成器件的掩模台MT保持基本静止,并在把传递到辐射束的图案投射到目标部分C时移动衬底台WT或对它扫描。在该方式中,通常是使用脉冲辐射源,在衬底台WT的每一次移动后或在扫描期间逐次的辐射脉冲之间,按需要更新可编程图案形成器件。该方式的操作能方便地应用到利用可编程图案形成器件(例如上述类型的可编程镜片阵列)的无掩模光刻技术中。
也可以采用上述使用方式的组合和/或变化或者完全不同的使用方式。
图2示出了一个激光分步对准装置的例子。图2所示的装置包括激光源2、镜片10、半透明镜片12、镜片14、检测器4和处理器6。图2还示出了投射系统PS、衬底W和衬底台WT以及执行器8。
在应用中,激光源2产生被导向镜片10的激光束16。镜片10将激光束16反射到第二镜片12上。被镜片12反射的激光束16被导向镜片14。被镜片14反射的激光束16作为对准束18被导向衬底W上的标记M1(参见图3)。由标记M1接收的所述对准束18被标记M1衍射为返回镜片14的衍射辐射16′。镜片14将衍射辐射16’反射给镜片12。镜片12是半透明的,并让部分衍射辐射16’通过以到达检测器4。检测器4接收部分衍射辐射16’并为处理器6产生输出信号。
图2所示的执行器8是用来说明衬底台WT可以移动到这样的位置,使得标记M1能够与对准束18对准。而且,正如本领域的技术人员所知的,执行器8被设置成移动衬底台WT以允许由通过投射系统PS的曝光光线对衬底W进行曝光。执行器8由处理器6控制。当然,实际上将有不止一个的执行器以允许衬底台WT在多个方向上移动。要指出的是,处理器6被示出为与检测器4和执行器8连接的一个单个的处理器单元。但是,如果需要,可以以不同处理器实现处理器6的期望的、多重的、不同的功能。这些处理器不需要在光刻设备内,而可以位于光刻设备外。
图3示出了标记M1的例子,为了对准的目的标记M1可以位于衬底W上。但是标记M1也可以位于衬底台WT上或要被对准的任何其他对象上。
图3是标记M1的俯视图。所述标记包括以行和列排列的多个方形结构19。所述方形结构19是由与其周围环境可区别的材料或结构制成。所述方形结构19可以是,例如比标记M1的剩余表面较高或较低的部分。可以使用其他形状代替方形结构19。所述方形结构19具有长度L1和宽度W1。列内相邻的方形结构具有间距P1,而列内相邻的方形结构之间的中间距离用S1表示。行中相邻的方形结构19的间距为P2。
所述对准束18被表示为产生宽度为Ws、长度为Ls的基本呈矩形的斑点17。在所示的实施例中,对准束斑点17的位置是固定的。标记M1可以在图3所示的扫描方向与标记M1的列垂直的方向上移动。通过在扫描方向上移动标记M1,对准束斑点17可以位于一列中的方形结构19的之上。移动由执行器8实现。
可以使用的测量例子有:
W1=L1=4μm;
P1=8μm;
S1=4μm;
P2=20μm
Ws=2μm
Ls=70μm
但是,如需要可以使用其他图。
当对准束的斑点17指向如图3所示的方形结构19的一列上时,如本领域技术人员所知的,将得到具有多级的衍射图案。
图4示出通过这样一个衍射图案的横截面。图4示出由标记M1衍射的对准辐射的衍射图案的以下各级:16’(i)(i=-3,-2,-1,0,1,2,3,其中i=衍射级)。衍射级16’(0)用虚线表示。其原因在于图4还示出具有两个孔20、22的板21。这样设置板21,使得只有16’(i)(i=-3,-2,-1,1,2,3)级能够通过孔20、22。衍射级16’(0)被板21阻挡。衍射级16’(i)(i=-3,-2,-1,1,2,3)被导向检测器4。
显然,对于本领域技术人员来说,通过孔20和22的衍射级取决于方形结构的大小和周期。本发明没有限制衍射级16’(i)(i=-3,-2,-1,1,2,3)被导向检测器4的情况。被导向检测器4的或多或少的衍射级16’(i)也在本发明的范围内。
图5示出当接收衍射级16’(i)(i=-3,-2,-1,1,2,3)时检测器4的输出信号。接收到的衍射级的光强由检测器4累集。当孔20、22尽可能多地通过衍射级16’(i)(i=-3,-2,-1,1,2,3)时,检测器4的输出信号将具有最大值Imax。当衬底台WT在扫描方向上移动时,检测器4的输出信号强度被降低到最小值Imin,这时对准束斑点17主要照射限制衍射强度的方形结构19之间的区域。当衬底台WT进一步在扫描方向移动时,检测器4的输出信号的强度将再次增加,一直到由检测器4接收到方形结构19的下一列的衍射级16’(i)(i=-3,-2,-1,1,2,3)为止。这种图案将重复一直到由检测器4检测到方形结构19的所有列为止。可以看出,当板21阻挡零级16’(0)时,图5所示信号的周期性具有最佳信噪比。
处理器6可以使用由它接收的图5的信号来对准标记M1位于其上的对象。为此,正如本领域的技术人员所知的,可以使用各种算法。例如可以对得自图5所示信号的如图3所示方形结构19的列的位置求平均,以便达到对标记M1的位置的更好估计。
图6示出了激光干涉对准装置的示意性简图。正如前面的图那样相同的标号指相同的部件。
根据图6的对准装置包括光源,例如激光器2。而且,图6的对准装置包括用于行成两个对准束的几个光学部件。所示光学部件包括半透明镜片23、镜片25和镜片30、34。而且,光学部件包括两个频率调制器24、26和透镜32。为了接收从标记返回的对准辐射,图6的对准装置包括除了镜片34以外,还有镜片35和检测器36。频率调制器24、26连接到驱动器28。检测器36连接到处理器6。
在使用中,按照图6的对准装置以下述方式操作:
激光器2产生被导向镜片23的光束16。光束16的第一部分38被镜片23反射给频率调制器24。光束16的第二部分40通过半透明镜片23到达镜片25,并由镜片25反射给频率调制器26。所述频率调制器24、26优选地是声光调制器。正如由驱动器28所控制的那样,频率调制器24和26分别调制光束38和40,使它们被具有小频率差的较高的频率调制。通常的调制频率为几十至几百MHz,例如约80MHz。两个调制频率之差可以是25KHz。这样,一个调制频率可以为80,000KHz,而另一个可以为80,025KHz。这些图仅仅作为例子给出。也可以使用其他图。所述差频可以更高,例如100KHz的量级。
所述频率调制器24和26分别产生分别具有上述差频的光束42和44。光束42和44都被镜片30反射向透镜32。透镜32把这些光束42和44传送给镜片34。镜片34把光束42和44反射给衬底W上的标记M2(参见图7)。标记M2衍射接收的光束42和44并形成向回发送给镜片34的衍射级。在图6中用标号46示出了这些级中的一个。镜片34将衍射级46通过透镜32朝镜片35反射,并被检测器36接收。所述检测器36根据接收的衍射级46产生适当的输出信号。
图7示出衬底W上的标记M2。所述标记M2包括多个(例如7个)从衬底W表面延伸的条形结构。用标号45示出与衬底W和标记M2垂直。对准束42和44照射在标记M2上。上面提到的光学部件设计成这样,使对准束42和44都以α角照射在标记M2上。对准束42和对准束44都被标记M2衍射。因此,对准束42和44产生几个对准级。所述α角是这样选取的,使得光束42的第一级衍射再次关于垂线45以α角离开标记M2,即沿着对准束44的传播路径以相反的方向从标记M2传播出去。这个零衍射级用42(0)表示。而且,产生的-1衍射级42(-1),其沿垂线45从标记M2传播出去。-2衍射级42(-2)沿对准束42传播的路径以相反的方向从标记M2传播出去。同时,由入射对准束44产生的零衍射级44(0)沿对准束42传播的路径以相反的方向从标记M2导向出。于是,由入射对准束44引起的零衍射级44(0)和由入射对准束42引起的-2衍射级42(-2)组合而成的束48从标记M2传播出去。由入射对准束42和44引起的衍射级组合的其他束在图7中用标号46、50、52和54表示。它们的内容源于:
束46=44(1)和42(-1)
束50=44(-1)和42(-3)
束52=44(2)和42(0)
束54=44(3)和42(1)
图6的装置是这样的,束46通过镜片34和35以及透镜32被导向检测器36。当由执行器8移动标记M2时,将导致衍射级44(1)和42(-1)之间的相位差。由于调制频率和对准束42和44之间的频差,所述检测器36将检测到差拍信号。测量具有已知位置(未示出)的基准标记的基准束可以用来确定标记M2的对准位置。更详细的情况读者可以参考上面提到的Ota在SPIE Vol.1463中的文章。
图8示出了具有条形结构55的标记M2的府视图。所述条形结构55的宽度为W2,长度为L2。这些尺寸的典型值为:W2=4μm,L2=70μm。条形结构55的间距为P2。所述间距的典型值为P2=8μm。对准束42和44优选地具有矩形横截面,如图8中标号56表示的。
只有图2的对准系统是基于动态测量的,即基于标记相对于对准束或多个对准束的移动。图6和图9的对准系统示出基于静态测量的对准装置。图9所示的对准装置包括光源58,其是宽带光源。光源58从光纤60的一端连接到光纤60上。发射机62连接到光纤60的相对的一端。向标记M3(参见图10)提供对准束的光学部件包括半透明镜片68和镜片69。提供的成像光学部件70接收从标记M3返回的对准辐射,并把输出信号提供给检测器,优选地是CCD相机72。检测器72连接到处理器6。
在使用中,光源58产生宽带光束,通过光纤60输出到发射机62。所述发射机62提供宽带光束64,宽带光束64被镜片68反射给镜片69。镜片69产生被导向衬底W上的标记M3的宽带对准束。照射在标记M3上的所述宽带光束作为对准辐射反射回给镜片69。所述镜片69把接收的光反射给半透明镜片68,所述半透明镜片68将接收到的至少一部分光传送给成像光学部件70。所述成像光学部件70被设置成收集接收的对准辐射并把适当的光学图像提供给检测器72。所述检测器72向处理器提供输出信号,其取决于从成像光学部件70接收的光学图像的内容。
图10示出可以方便使用的衬底W上的标记M3。它类似于图8所示的标记M2的形状。它包含多个条形结构73,所述条形结构73的宽度为W3,长度为L3以及间距为P3。这些尺寸的典型值为:W3=6μm,L3=75μm。所述条形结构73具有间距P3。该间距的典型值为P3=12μm。
图11示出检测器72的输出信号,其基于标记M3的光学图像被传送给处理器6,如从成像光学部件70接收到的那样。图11所示的曲线表示作为标记M3的位置的函数的信号强度。该曲线示出了I1的强度电平的绝对最大值,I2强度电平的局部最大值和I3强度电平的绝对最小值。所述绝对最大值I1与各个条形结构73的中心相关。所述局部最大值I2与相邻的条形结构73之间的空间中心相关。所述绝对最小值I3仅与条形结构73转换到条形结构之间的中间空间的位置的傍边的位置相关。所以绝对最大值I1和绝对最小值I3之间的曲线的倾斜是由条形结构73和条形结构73之间的中间空间的转换引起的。在这些变换中,即条形结构的侧面只有很少光被反射。
这样,检测器72接收标记M3的二维图像,而给处理器的检测器72的输出信号包括1维信息。可以使用各种算法以获得来自接收的图像信息的如图11所示的强度信号,例如检测器72可以是带有以列和行排列的CCD元件的CCD相机,其中可以对列中的CCD元件接收的信号进行平均。更详细的情况读者可以参考上面提到的Ota在SPIE Vol.1463上的文章。
在图2、6和9分别示出的对准装置中,使用了不同的标记M1、M2和M3。在这些现有技术装置中,如果想使用这三个对准装置中的一个,可以选择不同的标记M1、M2、M3中的一个,并预先将选择的标记设置在对象(例如衬底和衬底台)上。如果想使用按照图2、6和9的三个对准装置中的多个,可将多重不同的对准标记M1、M2、M3设置在要对准的对象上。如果使用对象上的多重不同的对准标记M1、M2和M3,可以从一个对准装置到另一个对准装置十分方便地切换。当在衬底W上使用对准标记M1、M2和M3时,这些标记通常是位于衬底W的衬底总线(scribelane)上。特别是,当希望使用多重不同的对准标记M1、M2和M3时,由于当前许多其他器件/电路位于由衬底总线占据的空间,这是不利的。衬底总线上的足够的空间可用性是当今一个日益重要的问题。
因此,在此将参照图2-11说明对准装置的一些改进。
实施例1
在本发明的第一实施例中,如上所述,提出了适合使用不同对准测量方法的多重不同的对准测量装置使用的对准标记。提供适合多重不同对准装置的这样的对准标记,增加了衬底W生产期间的灵活性。
图12中所示的对准标记M4就一个是这样的对准标记。图12所示的对准标记M4具有用于测量x方向位置的一个部分M4x和用于测量y方向位置的部分M4y。标记部分M4x类似于标记M2和M3。它包括多个宽为W4x、长为L4x和间距为P4x的条形结构。标记部分M4y与标记M4x类似,但是旋转了90°。所述标记部分M4y包括宽为W4y、长为L4y和间距为P4y的条形结构。所述宽度W4x、W4y,长度L4x、L4y和间距p4x、P4y分别具有与标记M2、M3各自的宽度W2、W3,长度L2、L3和间距p2、P3相似的值。所述标记M4可以方便地用于图6所示的激光干涉对准装置和图9所示的场图像对准装置。而且,应指出,用于确定x方向位置的斑点应被导向标记部分M4x,而用于测量Y方向位置的斑点应被导向标记部分M4y。所述标记部分M4x、M4y应相互尽可能近地定位。
当希望只测量一个方向的位置时,只提供标记部分M4x或标记部分M4y就足够了。利用标记部分M4x、M4y中至少一个,就能使用图6和9所示的两个对准装置。对于多重不同的对准装置只用一个标记可以节省衬底总线空间,并使用户能在衬底生产期间自由改变对准装置。在两种对准装置都适用的情况下,可能的是使用两种信号用于改善精确性。而且,当不同的对准装置使用同样的对准标记时,就能保证这些不同的对准装置具有相同的坐标系。当衬底台WT上设置有这样的对准标记M4时,对准标记M4还可以用于在线校准的目的。
图13示出对准标记M5的另外例子,该标记可以用于多重对准装置。所述对准标记M5与图3所示的对准标记M1相似或相同。所述对准标记M5具有多列。在每一列中都设置有多个方形结构74。所述方形结构74在x方向的宽为W5x,在Y方向的宽为W5y。所述标记M5在x方向的长度为L5x,标记M5在y方向的长度为L5y。所述标记M5在x方向的相邻列之间的间距为P5x,在y方向的行之间的间距为P5y。宽度W5x、W5y的典型值为4μm,长度L5x、L5y的典型值为40-100μm。间距P5x、P5y的典型值为8μm。
图13所示的标记M5可以在如参照图2-11说明的所有三种对准装置中用作对准标记。在图2所示的对准装置中使用对准标记M5是不言而喻的。
但是,当图6所示的对准装置的对准束42和44的横截面56具有的宽度比宽度W5x、W5y小时,那么如图13所示,对准标记M5也可以在按照图6的对准装置中使用,可用于x方向和y方向的测量。由于对准束42和44的横截面56的宽度可以在2μm的数量级内,这是一个非常可行的选择。
所述标记M5还可以用于图9所示的装置中。当在按照图9的装置中使用时,检测器72将为处理器6产生与图11所示出的相类似的强度信号。由于较差的信噪比,所述标记M5可能没有按照图9的对准装置的标记M3或M4理想。但是,由于使用宽带光源58,预料不会有大的问题,由于使用宽带光源58在某些使用的宽带的部分导致相长干扰。
因此,对准标记M5具有与图12的标记M4类似的优点。而且应指出,原则上对准标记M5也可以用在x方向和y方向两者之上。
图14和15示出与第一实施例中的处理器6的功能性有关的流程图。
所述处理器6控制执行器8以移动衬底台WT,使得第一标记接收第一对准束。所述第一标记是适合与两个或两个以上的不同对准装置一起使用的对准标记中的一个。所述第一对准束由第一对准装置产生。在操作101中完成。
在操作103中,处理器6接收来自第一对准装置中的第一检测器的第一对准信号。这种第一对准信号与由第一对准装置中的第一检测器从第一标记接收的对准辐射有关。
在操作105中,处理器6基于从第一检测器接收的第一对准信号计算第一标记的第一位置。
在操作107中,处理器6控制执行器8移动衬底台WT,使相同的第一标记接收第二对准束。所述第二对准束由第二对准装置产生,所述第二对准装置与第一对准装置不同。
在操作109中,所述处理器6接收来自第二检测器的第二对准信号,所述第二检测器存在于第二对准装置中。
在操作111中,所述处理器6基于第二对准信号计算第一标记的另外的第一位置。
使用操作101-111的优点在于,不同的对准装置使用一个或相同的标记,其中不同的对准装置使用不同的对准测量方式。通过使用相同的对准标记,可以节省例如衬底W上的衬底总线中的空间。
操作113表示由处理器6执行的另外的选择,即选择可能的另外的操作。在图14中示出了两种可能的另外的操作。在操作115中示出了可以由处理器6执行的第一种另外的操作,其中由处理器6组合第一和另外的第一位置,以便计算第一标记的计算的第一位置。第一和另外的第一位置的这种组合可以用各种方式实现。一种方式是平均第一和另外的第一位置。通过这样做,计算的第一位置将具有更加精确的值。在操作115后,处理器6可以执行图17说明的其他选择操作,如图14中的标号117指示的。
在操作113后,处理器6可以执行操作119而不是操作115,在操作119中处理器6选择第一或第二对准装置,以基于预定的质量指标执行另外的对准测量。这样的预定质量指标可以是信号强度、噪声电平以及第一和第二对准信号的配合等级中的至少一个。
图15示出操作117(参见图14)中由控制器6执行的操作流程图。
在操作121中,处理器6控制执行器8移动衬底台WT,使第二和第三标记连续接收由第一对准装置产生的第一对准束。
在操作123中,控制器6接收带有关于第一、第二和第三标记的位置信息的来自第一检测器的第一对准信号。这样,在操作123中,用第一对准装置测量至少三个标记。
在操作125中,处理器6基于第一对准信号计算第一标记的第一位置、第二标记的第二位置和第三标记的第三位置。
在操作127中,处理器6控制执行器8移动衬底台WT,使第二和第三标记接收来自第二对准装置的第二对准束。
在操作129中,处理器6接收来自第二对准装置中的第二检测器的第二对准信号,该第二对准信号带有关于第一、第二和第三标记的另外的位置信息。
在操作131中,处理器6基于第二对准信号计算除了在操作111中已经计算过的第一标记的另外的第一位置之外,还计算第二标记的另外的第二位置和第三标记的另外的第三位置。
在操作133中,处理器6组合第二和另外的第二位置,以便计算至少第二标记的计算的第二位置,并组合第三和另外的第三位置,以便计算第三标记的计算的第三位置。这里可以使用各种算法,例如取平均。
在操作135中,处理器6基于计算的第一位置、计算的第二位置和计算的第三位置计算坐标系。这样的坐标系比基于只用一个单个的对准装置对三个标记的对准测量的坐标系更可靠。基于不同的测量方法,通过用两个或两个以上的对准装置对三个对准标记进行测量,并且例如对结果进行平均,可以改善对准结果。
实施例2
图16示出本发明的第二实施例。图16示出在处理器6上运行的程序的流程图。
在操作201中,处理器6控制执行器8以移动衬底台WT,使第一标记接收第一对准装置的第一对准束。
在操作203中,处理器6接收来自第一对准装置中的第一检测器的第一对准信号。
在操作205中,处理器6基于接收的第一对准信号计算第一标记的第一位置。
在操作207中,处理器6控制执行器8移动衬底台WT,使第二标记接收来自第二对准装置的第二对准束。
在操作209中,处理器6接收来自第二对准装置中的第二检测器的第二对准信号。
在操作211中,处理器6基于第二对准信号计算第二标记的第二位置。
在该第二实施例中,所述第一对准装置在它执行的对准测量方法上与第二对准装置不同。因此,在一个例子中,所述第一对准装置可以是参考图2-11说明的对准装置中的任何一个,而所述第二对准装置则也是这些对准装置中的一个,但是与第一对准装置不同。如上所述,这里使用的每一个对准装置都对标记执行对准测量,该标记是有关对准装置专用的。
在操作213中,所述处理器6组合第一和第二位置,以选择第一或第二对准装置,以便基于质量指标执行另外的对准测量。这样的质量指标可以是以下质量指标组中的一个或多个:信号强度、噪声电平以及第一和第二对准信号的配合等级。对于本领域的技术人员来说,这样的质量指标是已知的,以及取得来自上述由不同对准装置所做的对准测量的这些质量指标的途径也是已知的。
在另一个实施例中,所述处理器6组合第一和第二位置,以使用所述第一或第二位置的至少一个加权因子来计算经计算的位置。这作为操作213的备选操作213a示出在图16中。加权因子被用作这种计算中的第一和第二位置的乘法因子。此外,这样的指标还可以是以下质量指标组中的一个或多个:信号强度、噪声电平以及第一和第二对准信号的配合等级。该加权因子可以例如用以下方法由这样的指标确定。
基于第一测量(P1)乘以第一加权因子(w1)和第二测量(P2)乘以第二加权因子(w2)计算经计算的位置(P)
P=w1*P1+w2*P2
加权因子w1和w2可以由以下公式确定,公式中第一测量的质量指标用I1表示,第二测量的质量指标用I2表示。
在另一个实施例中,所述处理器6基于质量指标的值选择最佳测量:
w1=1;w2=0如果I1≥I2
w1=0;w2=1如果I1<I2
还是在另外的实施例中,如果该指标具有相似的值,所述处理器6对两个测量进行加权,且如果该指标明显有利于单个测量则选择单个测量。这可以用以下公式表示:
W1=0如果W1<0
W1=1如果W1>1
W2=0如果W2<0
W2=1如果W2>0
其中S是具有预定值的因子,其范围从1.1至99.9,典型值为10。
两个实施例都将改善性能和/或耐久性。
上述实施例可以在现有技术上提供几种益处,这取决于具体的实现。这些益处有:
1.提高了对准精度;
2.提高了对准的耐久性;
3.减少了衬底总线的使用
虽然本说明书具体引用的是光刻设备在IC制造中的应用,但是应该理解,这里说明的光刻设备可以应用到其他方面,例如集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。应该意识到,在所选择的应用情况下,任何在此使用的术语“晶片”或“管芯”都可以认为分别与更广义的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里说的衬底可以在例如磁迹(track)(给衬底涂布一层光刻胶并对曝光的光刻胶显影的工具)、计量学工具和/或检验工具中在曝光前后处理。关于可应用的地方,这里公开的可以应用于这样的和其他的衬底处理工具。而且,衬底可以处理多次,例如为了制造多层的IC,使得这里使用的术语衬底还可以指已经包含多重处理的层的衬底。
虽然上面具体引用的是本发明在光学的光刻技术情况下应用的实施例,但是将意识到,本发明可以在其他应用中使用,例如印刻光刻技术,并且在上下文允许的地方,本发明没有局限在光学光刻技术中。在印刻光刻技术中,图案形成器件中的图像限定在衬底上所生成的图案。图案形成器件的图像可以压入供给衬底的光刻胶层中,通过使用电磁辐射、加热、加压或它们的组合可以固化在光刻胶上。在光刻胶被固化后移去图案形成器件,图案就留在光刻胶上。
虽然上面具体引用的是本发明在顶部对准范围中应用的实施例,但是应该意识到,本发明可以用在对准标记位于晶片底部的应用中。
虽然上面具体引用的是带有具体对准标记尺寸的实施例的应用,但是应该意识到,可以在不脱离本发明范围的情况下对标记大小进行调整,这会降低对准标记对某些处理的灵敏度,例如CMP(化学机械抛光)、PVD(物理汽相沉积)或蚀刻。
这里所用的术语“辐射”和“束”涵盖各种类型的电磁辐射,包括紫外(UV)辐射(例如波长约为365、355、248、193、157或126nm)和远紫外(EUV)辐射(例如波长范围约为5-20nm)以及粒子束流,例如离子束或电子束。
术语“透镜”,在上下文允许的地方,可以指各种类型的光学部件中的任何一个或组合,包括折射的、反射的、磁的、电磁的和静电光学部件。
尽管上面说明了本发明的具体实施例,但是将会意识到,除上面描述的以外,也可以实施本发明。例如,本发明可以采取描述上面公开的方法的包含一个或一个以上的机器可读指令序列的计算机程序形式,或存放有这种计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式
在供选择的实施例中,一个或一个以上的对准装置与参照图2-11说明的对准装置不同。例如,本发明也适用其他类型的对准设置,例如所谓的“Athena”传感器。该对准传感器测量对准标记的位置。在这里,在对准期间,用对准辐射束照射对准标记。对准辐射束被对准标记衍射成几个衍射级,例如+1、-1、+2和-2。利用光学元件,每一组相应的衍射级(所说的+1和-1)被用于把对准标记的图像形成在基准板上。所述基准板包括用于每一组要测量的相应的衍射级的基准光栅。在每一个基准光栅后设置分离检测器以测量通过基准光栅的图像的辐射强度。通过相对于基准板移动对准标记,就可以发现一个或一个以上图像的最大强度的位置,其给出了对准的位置。为了增强性能,可以测量几个图像的强度,并且对准辐射束可以由多种色彩组成。
没有排除使用其他类型的传感器,如基于电容的或声学测量的传感器。
而且,虽然参照图2所示的装置示出执行器8移动衬底台WT,以产生对准束18越过衬底W的移动,但是应该理解,对准束18可以通过适当的器件而被移动,例如通过驱使的镜片扫过对准束18而越过衬底W,而衬底台WT以及衬底W保持在固定位置。仍然在另外的实施例中,在执行测量时衬底台和对准束可以是移动的。
上面的描述是用来说明的而不是限制的。因此,对本领域的技术人员明显的是,在不脱离下面提出的权利要求的范围,可对上面说明的本发明作修改。例如,图可以示出从一个器件到另一个器件传输信号的物理连接。但是,所有的通信连接都可以是无线的。
Claims (26)
1.一种光刻设备,包括:
第一对准装置,其包括设置成检测位于对象上的至少第一对准标记并产生第一对准信号的第一检测器;
第二对准装置,其使用与所述第一对准装置不同的对准测量方式,并包括设置成检测相同的所述至少第一对准标记并产生第二对准信号的第二检测器;
处理器,其连接到所述第一检测器和所述第二检测器,并且被设置成:
接收来自所述第一检测器的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号计算所述至少第一对准标记的第一位置;
接收来自所述第二检测器的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号计算所述至少第一对准标记的另外的第一位置;
其中所述第一对准装置包括用于产生第一光束的第一光源和第一光学部件,所述第一光学部件用于接收所述第一光束并产生第一对准束、把所述第一对准束导向位于所述对象上的所述至少第一对准标记、接收从所述至少第一对准标记返回的第一对准辐射并把所述第一对准辐射传送给所述第一检测器;
其中所述第二对准装置包括用于产生第二光束的第二光源和第二光学部件,所述第二光学部件用于接收所述第二光束并产生第二对准束、把所述第二对准束导向位于所述对象上的相同的所述至少第一对准标记、接收从所述至少第一对准标记返回的第二对准辐射并把所述第二对准辐射传送给所述第二检测器;其中所述光刻设备包括移动所述对象的执行器,以及所述处理器被设置成:
组合所述第一和另外的第一位置,以便计算所述至少第一对准标记的计算的第一位置;
控制所述执行器以移动所述对象,以使至少第二和第三对准标记连续接收所述第一对准束;
接收来自所述第一检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的位置信息的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号还计算所述第二对准标记的第二位置和所述第三对准标记的第三位置;
控制所述执行器以移动所述对象,以使所述至少第二和第三对准标记接收所述第二对准束;
接收来自所述第二检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的另外位置信息的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号还计算所述第二对准标记的另外的第二位置和所述第三对准标记的另外的第三位置;
组合所述第二和另外的第二位置,以计算所述至少第二对准标记的计算的第二位置,并组合所述第三和另外的第三位置,以计算所述至少第三对准标记的计算的第三位置;
基于所述计算的第一位置、所述计算的第二位置和所述计算的第三位置计算坐标系。
2.按照权利要求1所述的光刻设备,其中所述对象是衬底和衬底台中的一个。
3.按照权利要求1所述的光刻设备,其中所述处理器被设置成选择所述第一或所述第二对准装置,以基于与所述第一和第二对准信号中至少一个有关的至少一个质量指标的值执行另外的对准测量。
4.按照权利要求3所述的光刻设备,其中所述质量指标是信号强度、噪声电平以及所述第一和第二对准信号的配合等级中的至少一个。
5.按照权利要求1所述的光刻设备,其中所述光刻设备包括:
照射系统,其被配置成对辐射束作调整;
支架,其被建造成支承图案形成器件,所述图案形成器件能够把图案传递到辐射束的横截面,以形成图案化的辐射束;以及
投射系统,其被配置成把图案化的辐射束投射到衬底的目标部分。
6.按照权利要求1所述的光刻设备,其中所述对准测量的方式是基于激光分步对准测量、激光干涉对准测量和场图像对准测量中的一种。
7.按照权利要求1所述的光刻设备,其中所述处理器(6)被设置成计算所述第一对准标记的所述第一位置和所述另外的第一位置,其中所述第一对准标记被选择为下面之中的一个:
具有在预定方向延伸的多个条形结构的第一种标记;
具有在第一方向延伸的第一多个条形结构和在与所述第一方向基本垂直的第二方向延伸的第二多个条形结构的第二种标记;
具有以多个列和多个行的规则图案定位的多个方形结构的第三种标记。
8.按照权利要求1所述的光刻设备,其中所述第一和第二对准装置被设置成在第一方向和在与所述第一方向垂直的第二方向对相同的第一对准标记执行对准测量。
9.按照权利要求1所述的光刻设备,其中所述光刻设备被设置成执行浸入式光刻。
10.按照权利要求1所述的光刻设备,其中所述对象是具有由所述光刻设备曝光的顶部和底部的衬底,并且所述至少第一对准标记位于所述底部上。
11.一种光刻设备,包括:
第一对准装置,其包括被设置成检测位于对象上的第一对准标记并产生第一对准信号的第一检测器;
第二对准装置,其包括被设置成检测所述对象上的第二对准标记并产生第二对准信号的第二检测器;
处理器,其连接到所述第一检测器和所述第二检测器,并被设置成;
接收来自所述第一检测器的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号计算所述第一对准标记的第一位置;
接收来自所述第二检测器的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号计算所述第二对准标记的第二位置;
估算所述第一和第二位置,以便选择第一或第二对准装置来基于质量指标执行另外的对准测量;
其中所述第一对准装置包括用于产生第一光束的第一光源和第一光学部件,所述第一光学部件用于接收所述第一光束并产生第一对准束、把所述第一对准束导向位于所述对象上的所述至少第一对准标记、接收从所述至少第一对准标记返回的第一对准辐射并把所述第一对准辐射传送给所述第一检测器;
其中所述第二对准装置包括用于产生第二光束的第二光源和第二光学部件,所述第二光学部件用于接收所述第二光束并产生第二对准束的、把所述第二对准束导向位于所述对象上的所述相同的至少第一对准标记、接收从所述至少第一对准标记返回的第二对准辐射并把所述第二对准辐射传送给所述第二检测器;
其中所述光刻设备包括移动所述对象的执行器,以及所述处理器被设置成:
组合所述第一和另外的第一位置,以便计算所述至少第一对准标记的计算的第一位置;
控制所述执行器以移动所述对象,以使至少第二和第三对准标记连续接收所述第一对准束;
接收来自所述第一检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的位置信息的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号还计算所述第二对准标记的第二位置和所述第三对准标记的第三位置;
控制所述执行器以移动所述对象,以使所述至少第二和第三对准标记接收所述第二对准束;
接收来自所述第二检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的另外位置信息的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号还计算所述第二对准标记的另外的第二位置和所述第三对准标记的另外的第三位置;
组合所述第二和另外的第二位置,以计算所述至少第二对准标记的计算的第二位置,并组合所述第三和另外的第三位置,以计算所述至少第三对准标记的计算的第三位置;
基于所述计算的第一位置、所述计算的第二位置和所述计算的第三位置计算坐标系。
12.按照权利要求11所述的光刻设备,其中质量指标是以下质量指标组中的一个或多个:信号强度、噪声电平以及所述第一和第二对准信号的配合等级。
13.按照权利要求11所述的光刻设备,其中所述第一和第二对准装置被设置成执行激光分步对准测量、激光干涉对准测量和场图像对准测量中的一种。
14.按照权利要求11所述的光刻设备,其中所述光刻设备被设置成执行浸入式光刻。
15.按照权利要求11所述的光刻设备,其中所述对象是具有由所述光刻设备曝光的顶部和底部的衬底,以及所述第一和第二对准标记位于所述底部上。
16.一种光刻设备,包括:
第一对准装置,其包括被设置成检测位于对象上的第一对准标记并产生第一对准信号的第一检测器;
第二对准装置,其包括被设置成检测所述对象上的第二对准标记并产生第二对准信号的第二检测器;
处理器,其连接到所述第一检测器和所述第二检测器,并被设置成:
接收来自所述第一检测器的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号计算所述第一对准标记的第一位置;
接收来自所述第二检测器的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号计算所述第二对准标记的第二位置;
组合所述第一和第二位置,使用至少一个所述第一或第二位置的加权因子来计算经计算的位置,所述加权因子由指标确定;
其中所述第一对准装置包括用于产生第一光束的第一光源和第一光学部件,所述第一光学部件用于接收所述第一光束并产生第一对准束、把所述第一对准束导向位于所述对象上的所述至少第一对准标记、接收从所述至少第一对准标记返回的第一对准辐射并把所述第一对准辐射传送给所述第一检测器;
其中所述第二对准装置包括用于产生第二光束的第二光源和第二光学部件,所述第二光学部件用于接收所述第二光束并产生第二对准束的、把所述第二对准束导向位于所述对象上的相同的所述至少第一对准标记、接收从所述至少第一对准标记返回的第二对准辐射并把所述第二对准辐射传送给所述第二检测器;
其中所述光刻设备包括移动所述对象的执行器,以及所述处理器被设置成:
组合所述第一和另外的第一位置,以便计算所述至少第一对准标记的计算的第一位置;
控制所述执行器以移动所述对象,以使至少第二和第三对准标记连续接收所述第一对准束;
接收来自所述第一检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的位置信息的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号还计算所述第二对准标记的第二位置和所述第三对准标记的第三位置;
控制所述执行器以移动所述对象,以使所述至少第二和第三对准标记接收所述第二对准束;
接收来自所述第二检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的另外位置信息的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号还计算所述第二对准标记的另外的第二位置和所述第三对准标记的另外的第三位置;
组合所述第二和另外的第二位置,以计算所述至少第二对准标记的计算的第二位置,并组合所述第三和另外的第三位置,以计算所述至少第三对准标记的计算的第三位置;
基于所述计算的第一位置、所述计算的第二位置和所述计算的第三位置计算坐标系。
17.按照权利要求16所述的光刻设备,其中质量指标是以下质量指标组中的一个或多个:信号强度、噪声电平以及所述第一和第二对准信号的配合等级。
18.按照权利要求16所述的光刻设备,其中所述第一和第二对准装置被设置成执行激光分步对准测量、激光干涉对准测量和场图像对准测量中的一种。
19.按照权利要求16所述的光刻设备,其中所述光刻设备被设置成执行浸入式光刻。
20.按照权利要求16所述的光刻设备,其中所述对象是具有由所述光刻设备曝光的顶部和底部的衬底,以及所述至少第一对准标记位于所述底部上。
21.一种光刻设备中的对准测量方法,包括:
检测位于对象上的至少第一对准标记,并由第一检测器产生第一对准信号;
检测相同的所述至少第一对准标记,并由使用与所述第一检测器不同对准测量方式的第二检测器产生第二对准信号;
接收来自所述第一检测器的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号计算所述至少第一对准标记的第一位置;
接收来自所述第二检测器的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号计算所述至少第一对准标记的另外的第一位置;
其中所述第一对准装置包括用于产生第一光束的第一光源和第一光学部件,所述第一光学部件用于接收所述第一光束并产生第一对准束、把所述第一对准束导向位于所述对象上的所述至少第一对准标记、接收从所述至少第一对准标记返回的第一对准辐射并把所述第一对准辐射传送给所述第一检测器;
其中所述第二对准装置包括用于产生第二光束的第二光源和第二光学部件,所述第二光学部件用于接收所述第二光束并产生第二对准束的、把所述第二对准束导向位于所述对象上的相同的所述至少第一对准标记、接收从所述至少第一对准标记返回的第二对准辐射并把所述第二对准辐射传送给所述第二检测器;
其中所述光刻设备包括移动所述对象的执行器,以及所述处理器被设置成:
组合所述第一和另外的第一位置,以便计算所述至少第一对准标记的计算的第一位置;
控制所述执行器以移动所述对象,以使至少第二和第三对准标记连续接收所述第一对准束;
接收来自所述第一检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的位置信息的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号还计算所述第二对准标记的第二位置和所述第三对准标记的第三位置;
控制所述执行器以移动所述对象,以使所述至少第二和第三对准标记接收所述第二对准束;
接收来自所述第二检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的另外位置信息的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号还计算所述第二对准标记的另外的第二位置和所述第三对准标记的另外的第三位置;
组合所述第二和另外的第二位置,以计算所述至少第二对准标记的计算的第二位置,并组合所述第三和另外的第三位置,以计算所述至少第三对准标记的计算的第三位置;
基于所述计算的第一位置、所述计算的第二位置和所述计算的第三位置计算坐标系。
22.按照权利要求21所述的方法,其中所述对象是衬底,所述方法包括在基于所述第二对准信号计算所述至少第一对准标记的另外的第一位置的所述操作之后:
将图案化的辐射束提供给所述对象的目标部分;
从所述对象制造器件。
23.一种光刻设备中的对准测量方法,包括:
检测位于对象上的第一对准标记,并由第一检测器产生第一对准信号;
检测所述对象上的第二对准标记,并由第二检测器产生第二对准信号;
接收来自所述第一检测器的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号计算所述第一对准标记的第一位置;
接收来自所述第二检测器的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号计算所述第二对准标记的第二位置;
估算所述第一和第二位置,以便选择第一或第二对准装置基于质量指标执行另外的对准测量;
组合所述第一和另外的第一位置,以便计算所述至少第一对准标记的计算的第一位置;
控制执行器移动所述对象,使至少第二和第三对准标记连续接收所述第一对准束;
接收来自所述第一检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的位置信息的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号还计算所述第二对准标记的第二位置和所述第三对准标记的第三位置;
控制所述执行器移动所述对象,使所述至少第二和第三对准标记接收所述第二对准束;
接收来自所述第二检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的另外的位置信息的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号还计算所述第二对准标记的另外的第二位置和所述第三对准标记的另外的第三位置;
组合所述第二和另外的第二位置,以便计算所述至少第二对准标记的计算的第二位置,并组合所述第三和另外的第三位置,以便计算所述至少第三对准标记的计算的第三位置;
基于所述计算的第一位置、所述计算的第二位置和所述计算第三位置计算坐标系。
24.按照权利要求23所述的方法,其中所述对象是衬底,所述方法包括在估算所述第一和第二位置以选择所述第一或第二对准装置基于质量指标执行另外的对准测量的所述操作之后:
将图案化的辐射束提供给所述对象的目标部分;
从所述对象制造器件。
25.一种光刻设备中的对准测量方法,包括:
检测位于对象上的第一对准标记,并由第一检测器产生第一对准信号;
检测所述对象上的第二对准标记,并由第二检测器产生第二对准信号;
接收来自所述第一检测器的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号计算所述第一对准标记的第一位置;
接收来自所述第二检测器的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号计算所述第二对准标记的第二位置;
组合所述第一和第二位置,以便使用所述第一或第二位置的至少一个加权因子计算经计算的位置,所述加权因子由质量指标确定;
组合所述第一和另外的第一位置,以便计算所述至少第一对准标记的计算的第一位置;
控制执行器移动所述对象,使至少第二和第三对准标记连续接收所述第一对准束;
接收来自所述第一检测器的带有关于所述第一、第二和第三对准标记的位置信息的所述第一对准信号;
基于所述第一对准信号还计算所述第二对准标记的第二位置和所述第三对准标记的第三位置;
控制所述执行器移动所述对象,使所述至少第二和第三对准标记接收所述第二对准束;
接收来自所述第二检测器的带有关于所述第一,第二和第三对准标记的另外的位置信息的所述第二对准信号;
基于所述第二对准信号还计算所述第二对准标记的另外的第二位置和所述第三对准标记的另外的第三位置;
组合所述第二和另外的第二位置,以便计算所述至少第二对准标记的计算的第二位置,并组合所述第三和另外的第三位置,以便计算所述至少第三对准标记的计算的第三位置;
基于所述计算的第一位置、所述计算的第二位置和所述计算的第三位置计算坐标系。
26.按照权利要求25所述的方法,其中所述对象是衬底,所述方法包括在组合所述第一和第二位置以便使用所述第一或第二位置的至少一个加权因子计算经计算的位置的所述操作之后:
将图案化的辐射束提供给所述对象的目标部分;
从所述对象制造器件。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/020644 | 2004-12-27 | ||
US11/020,644 US7626701B2 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Lithographic apparatus with multiple alignment arrangements and alignment measuring method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1797204A CN1797204A (zh) | 2006-07-05 |
CN100549832C true CN100549832C (zh) | 2009-10-14 |
Family
ID=35788688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2005100035302A Active CN100549832C (zh) | 2004-12-27 | 2005-12-26 | 具有多重对准装置的光刻设备和对准测量方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US7626701B2 (zh) |
EP (1) | EP1674938B1 (zh) |
JP (3) | JP4611886B2 (zh) |
KR (1) | KR100718741B1 (zh) |
CN (1) | CN100549832C (zh) |
SG (2) | SG123765A1 (zh) |
TW (1) | TWI314672B (zh) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7626701B2 (en) | 2004-12-27 | 2009-12-01 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus with multiple alignment arrangements and alignment measuring method |
US8411271B2 (en) * | 2005-12-28 | 2013-04-02 | Nikon Corporation | Pattern forming method, pattern forming apparatus, and device manufacturing method |
JP2007208081A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Oki Electric Ind Co Ltd | アラインメントマーク、合わせマーク及び半導体装置の製造方法 |
NL2003414A (en) * | 2008-10-07 | 2010-04-08 | Asml Netherlands Bv | Substrate measurement method and apparatus. |
NL2008110A (en) * | 2011-02-18 | 2012-08-21 | Asml Netherlands Bv | Measuring method, measuring apparatus, lithographic apparatus and device manufacturing method. |
CN103048885B (zh) * | 2011-10-11 | 2015-02-25 | 中山新诺科技股份有限公司 | 无掩膜曝光系统及方法 |
KR101326107B1 (ko) * | 2011-12-20 | 2013-11-06 | 삼성디스플레이 주식회사 | 레이저 가공장치 및 그 제어방법 |
CN103365107B (zh) * | 2012-04-11 | 2015-05-13 | 上海微电子装备有限公司 | 一种多离轴对准系统匹配测校方法 |
KR102042212B1 (ko) * | 2012-10-26 | 2019-11-08 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피에서 기판의 위치 결정 |
US9304403B2 (en) * | 2013-01-02 | 2016-04-05 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | System and method for lithography alignment |
CN104111594B (zh) * | 2013-04-16 | 2016-09-28 | 上海微电子装备有限公司 | 基于信号频率的二维自参考干涉对准系统及对准方法 |
JP2014220263A (ja) * | 2013-04-30 | 2014-11-20 | キヤノン株式会社 | リソグラフィ装置、及び物品の製造方法 |
EP2994798B1 (en) | 2013-05-07 | 2017-05-31 | ASML Netherlands B.V. | Alignment sensor, lithographic apparatus and alignment method |
US9989858B2 (en) | 2014-01-24 | 2018-06-05 | Asml Netherlands B.V. | Apparatus operable to perform a measurement operation on a substrate, lithographic apparatus, and method of performing a measurement operation on a substrate |
CN106462078B (zh) | 2014-05-13 | 2018-10-02 | Asml荷兰有限公司 | 衬底和量测用图案形成装置、量测方法及器件制造方法 |
JP6470528B2 (ja) * | 2014-09-05 | 2019-02-13 | キヤノン株式会社 | 検出装置、計測装置、露光装置、物品の製造方法、および計測方法 |
US9841299B2 (en) | 2014-11-28 | 2017-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Position determining device, position determining method, lithographic apparatus, and method for manufacturing object |
JP6590599B2 (ja) * | 2014-11-28 | 2019-10-16 | キヤノン株式会社 | 位置決定装置、位置決定方法、リソグラフィ装置、および物品の製造方法 |
TWI579662B (zh) * | 2015-10-05 | 2017-04-21 | A multi-channel alignment system based on spectrum processing, an alignment signal processing method and a photolithography apparatus | |
KR102170147B1 (ko) | 2015-12-28 | 2020-10-27 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 모듈레이션 기술을 이용한 메트롤로지를 위한 대체 타겟 디자인 |
TW202303095A (zh) * | 2016-02-24 | 2023-01-16 | 美商克萊譚克公司 | 光學計量之準確度提升 |
CN110308620A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-10-08 | 合肥芯碁微电子装备有限公司 | 一种激光直接成像设备对准相机位置关系自动标定方法 |
Family Cites Families (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2773147B2 (ja) * | 1988-08-19 | 1998-07-09 | 株式会社ニコン | 露光装置の位置合わせ装置及び方法 |
US5151750A (en) * | 1989-04-14 | 1992-09-29 | Nikon Corporation | Alignment apparatus |
JP3033135B2 (ja) * | 1990-06-13 | 2000-04-17 | 株式会社ニコン | 投影露光装置及び方法 |
JP3339079B2 (ja) * | 1992-01-23 | 2002-10-28 | 株式会社ニコン | アライメント装置、そのアライメント装置を用いた露光装置、並びにアライメント方法、そのアライメント方法を含む露光方法、その露光方法を含むデバイス製造方法、そのデバイス製造方法により製造されたデバイス |
US5525808A (en) * | 1992-01-23 | 1996-06-11 | Nikon Corporaton | Alignment method and alignment apparatus with a statistic calculation using a plurality of weighted coordinate positions |
JP3287047B2 (ja) * | 1993-02-08 | 2002-05-27 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法、その位置合わせ方法を用いた露光方法、その露光方法を用いたデバイス製造方法、そのデバイス製造方法で製造されたデバイス、並びに位置合わせ装置、その位置合わせ装置を備えた露光装置 |
JP3448778B2 (ja) | 1992-01-31 | 2003-09-22 | 株式会社ニコン | マーク検知装置、及びその検知装置を備えた露光装置、及びその露光装置により製造されたデバイス、並びにマーク検知方法、及びその検知方法を含む露光方法、及びその露光方法を含むデバイス製造方法 |
JPH0634707A (ja) * | 1992-07-16 | 1994-02-10 | Fujitsu Ltd | デバイスの測定方法 |
US5521036A (en) * | 1992-07-27 | 1996-05-28 | Nikon Corporation | Positioning method and apparatus |
JP3451607B2 (ja) * | 1994-12-08 | 2003-09-29 | 株式会社ニコン | 位置合わせ方法及び装置、並びに露光方法及び装置 |
US6278957B1 (en) | 1993-01-21 | 2001-08-21 | Nikon Corporation | Alignment method and apparatus therefor |
JPH06349707A (ja) * | 1993-06-14 | 1994-12-22 | Nikon Corp | 位置合わせ方法 |
US5808910A (en) | 1993-04-06 | 1998-09-15 | Nikon Corporation | Alignment method |
JPH06331400A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Sanyo Electric Co Ltd | センサフュージョン手法 |
US5721605A (en) * | 1994-03-29 | 1998-02-24 | Nikon Corporation | Alignment device and method with focus detection system |
US5907405A (en) * | 1995-09-01 | 1999-05-25 | Nikon Corporation | Alignment method and exposure system |
JPH09320921A (ja) | 1996-05-24 | 1997-12-12 | Nikon Corp | ベースライン量の測定方法及び投影露光装置 |
JPH1073436A (ja) * | 1996-06-28 | 1998-03-17 | Hitachi Cable Ltd | 方位センサ |
US5825043A (en) * | 1996-10-07 | 1998-10-20 | Nikon Precision Inc. | Focusing and tilting adjustment system for lithography aligner, manufacturing apparatus or inspection apparatus |
JPH11329934A (ja) | 1998-05-18 | 1999-11-30 | Nikon Corp | 位置合わせ方法およびその方法を用いた露光装置 |
US6528219B1 (en) * | 2000-07-27 | 2003-03-04 | International Business Machines Corporation | Dynamic alignment scheme for a photolithography system |
JP4229358B2 (ja) * | 2001-01-22 | 2009-02-25 | 株式会社小松製作所 | 無人車両の走行制御装置 |
US6525805B2 (en) * | 2001-05-14 | 2003-02-25 | Ultratech Stepper, Inc. | Backside alignment system and method |
TW594431B (en) * | 2002-03-01 | 2004-06-21 | Asml Netherlands Bv | Calibration methods, calibration substrates, lithographic apparatus and device manufacturing methods |
TWI227814B (en) * | 2002-09-20 | 2005-02-11 | Asml Netherlands Bv | Alignment system and methods for lithographic systems using at least two wavelengths |
SG115621A1 (en) * | 2003-02-24 | 2005-10-28 | Asml Netherlands Bv | Method and device for measuring contamination of a surface of a component of a lithographic apparatus |
DE10315086B4 (de) | 2003-04-02 | 2006-08-24 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten von Halbleiterwafern bei der Halbleiterherstellung |
JP2004312402A (ja) * | 2003-04-08 | 2004-11-04 | Hitachi Ltd | 道路監視システム,道路監視装置 |
EP1477861A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-11-17 | ASML Netherlands B.V. | A method of calibrating a lithographic apparatus, an alignment method, a computer program, a lithographic apparatus and a device manufacturing method |
SG112969A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-28 | Asml Netherlands Bv | Lithographic apparatus and methods for use thereof |
US7626701B2 (en) | 2004-12-27 | 2009-12-01 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus with multiple alignment arrangements and alignment measuring method |
US7414722B2 (en) * | 2005-08-16 | 2008-08-19 | Asml Netherlands B.V. | Alignment measurement arrangement and alignment measurement method |
-
2004
- 2004-12-27 US US11/020,644 patent/US7626701B2/en active Active
-
2005
- 2005-12-13 EP EP05112067A patent/EP1674938B1/en not_active Not-in-force
- 2005-12-14 TW TW094144279A patent/TWI314672B/zh not_active IP Right Cessation
- 2005-12-23 SG SG200508367A patent/SG123765A1/en unknown
- 2005-12-23 SG SG200908680-2A patent/SG158187A1/en unknown
- 2005-12-26 CN CNB2005100035302A patent/CN100549832C/zh active Active
- 2005-12-26 KR KR1020050129748A patent/KR100718741B1/ko active IP Right Grant
- 2005-12-26 JP JP2005373178A patent/JP4611886B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-03-19 JP JP2009067578A patent/JP5571316B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-03-19 JP JP2009067604A patent/JP2009147370A/ja active Pending
- 2009-10-16 US US12/580,564 patent/US8018594B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-09-21 US US13/239,166 patent/US8345245B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1674938A1 (en) | 2006-06-28 |
TWI314672B (en) | 2009-09-11 |
SG123765A1 (en) | 2006-07-26 |
US8345245B2 (en) | 2013-01-01 |
US20120008126A1 (en) | 2012-01-12 |
EP1674938B1 (en) | 2012-02-01 |
US20060141374A1 (en) | 2006-06-29 |
KR100718741B1 (ko) | 2007-05-15 |
JP2006186374A (ja) | 2006-07-13 |
US20100091297A1 (en) | 2010-04-15 |
JP2009147370A (ja) | 2009-07-02 |
KR20060074873A (ko) | 2006-07-03 |
JP5571316B2 (ja) | 2014-08-13 |
US8018594B2 (en) | 2011-09-13 |
SG158187A1 (en) | 2010-01-29 |
CN1797204A (zh) | 2006-07-05 |
JP4611886B2 (ja) | 2011-01-12 |
US7626701B2 (en) | 2009-12-01 |
JP2009182335A (ja) | 2009-08-13 |
TW200627085A (en) | 2006-08-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100549832C (zh) | 具有多重对准装置的光刻设备和对准测量方法 | |
CN1916770B (zh) | 选择栅格模型以修正工艺配方的方法及其光刻组件 | |
CN1794089B (zh) | 具有二维对准测量装置的光刻设备和二维对准测量方法 | |
CN102483582B (zh) | 量测方法和设备、光刻设备、光刻处理单元和包括量测目标的衬底 | |
CN102566301B (zh) | 测量方法、设备和衬底 | |
US8736815B2 (en) | Position sensor and lithographic apparatus | |
CN1983036B (zh) | 作为对准标记的二进制正弦子波长格栅 | |
CN100480862C (zh) | 测量方法、用于提供对准标记的方法和器件制造方法 | |
US20090097008A1 (en) | Alignment Method and Apparatus, Lithographic Apparatus, Metrology Apparatus and Device Manufacturing Method | |
JP2018530773A (ja) | リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 | |
KR101651447B1 (ko) | 정량적 레티클 왜곡 측정 시스템 | |
CN101957567A (zh) | 多头对准系统中的对准头的位置校准 | |
CN101930183B (zh) | 光刻设备和器件制造方法 | |
CN102072742B (zh) | 光刻设备和器件制造方法 | |
JPH08288193A (ja) | 位置合わせ方法 | |
TWI444786B (zh) | 微影裝置及器件製造方法 | |
US20120127452A1 (en) | Method for coarse wafer alignment in a lithographic apparatus | |
US7288779B2 (en) | Method for position determination, method for overlay optimization, and lithographic projection apparatus | |
CN112368647A (zh) | 位置传感器 | |
CN108369384A (zh) | 具有灵活性的照射器 | |
CN106462083B (zh) | 光刻设备、对象定位系统和器件制造方法 | |
CN112041754A (zh) | 对准方法和设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |