CN102053502A - 光刻设备和图案形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光刻设备和图案形成装置，光刻设备包括：照射系统，配置以调节辐射束；支撑件，构造以支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在其横截面中将图案赋予所述辐射束以形成图案化的辐射束；衬底台，构造以保持衬底；和投影系统，配置以将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上。所述光刻设备还包括投影传递测量布置，以测量投影系统的光学投影传递信息。投影传递测量布置包括：光学装置，在扫描移动期间将测量束引导到投影系统；探测器，在扫描移动期间探测已经穿过所述投影系统的所述测量束；和测量处理装置，根据所探测的测量束确定光学投影传递信息。所述光学装置和所述探测器被布置在所述投影系统的上游端。

Description

光刻设备和图案形成装置
技术领域
本发明涉及一种光刻设备和一种光刻设备图案形成装置。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)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待形成在所述IC的单层上的电路图案。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。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。传统的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，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扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转印到所述衬底上。
为了使被投影到衬底上的图案正确地定位在衬底的表面上，位置测量系统被提供，以测量掩模和/或掩模台的位置以及衬底和/或衬底台的位置。干涉仪和/或编码器测量系统或它们的组合可以被设置，以测量各自的位置。通过使得掩模的位置与衬底的位置相关联，提供了图案在衬底上的正确的成像。
发明内容
期望改善光刻设备的投影精度。
根据本发明的一个实施例，提供了一种光刻设备，所述光刻设备包括：
照射系统，被配置以调节辐射束；
支撑件，被构造以支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中将图案赋予所述辐射束以形成图案化的辐射束；
衬底台，被构造以保持衬底；和
投影系统，被配置以将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上；
所述光刻设备还包括投影传递测量布置，以测量所述投影系统的光学投影传递信息，所述投影传递测量布置包括：
光学装置，用于将测量束引导入投影系统，
探测器，用于探测已经穿过所述投影系统的所述测量束，和
测量处理装置，用于根据所探测的测量束来确定所述光学投影传递信息，其中所述光学装置和所述探测器被布置在所述投影系统的上游端。
在本发明的另一实施例中，提供了一种光刻设备图案形成装置，包括光栅/探测器组合和楔。
附图说明
现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件，且其中：
图1示出了可以提供本发明的实施例的光刻设备；
图2a-c示意性地示出根据本发明的实施例的光刻设备的测量系统；
图3示意性地示出根据本发明的另一实施例的光刻设备的测量布置；
图4示意性地示出根据本发明的又一实施例的光刻设备的测量布置；
图5示意性地示出根据本发明的还一实施例的光刻设备的测量布置；
图6A和6B示意性地示出根据本发明的一些优选的实施例的透镜场的俯视图；
图7示出根据本发明的实施例的光刻设备定位控制的示意控制方块图。
具体实施方式
图1示意性地示出根据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，配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或任何其它适合的辐射)；掩模支撑结构(例如掩模台)MT，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。所述设备还包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支撑件”，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。所述设备还包括投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS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。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，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部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述掩模支撑结构支撑图案形成装置，即承载图案形成装置的重量。支撑结构MT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它条件的方式保持图案形成装置。所述掩模支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述掩模支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述掩模支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台或“衬底支撑件”(和/或两个或更多的掩模台或“掩模支撑件”)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台或支撑件，或可以在一个或更多个台或支撑件上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台或支撑件用于曝光。
光刻设备还可以是至少一部分衬底可以被相对高折射率的液体(例如水)覆盖、以便填充投影系统和衬底之间的空间的类型。浸没液体还可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如在掩模和投影系统之间。浸没技术可以用于增加投影系统的数值孔径。如在此处所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须浸没在液体中，而是仅仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括配置用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在掩模支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT或“衬底支撑件”的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将掩模台MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT或“衬底支撑件”沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对掩模台MT或“掩模支撑件”和衬底台WT或“衬底支撑件”同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT或“衬底支撑件”相对于掩模台MT或“掩模支撑件”的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT或“掩模支撑件”保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT或“衬底支撑件”进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT或“衬底支撑件”的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
在上文描述的光刻设备中，掩模支撑件位置在曝光和扫描期间通过适合的测量系统被测量(另外，在一些实施例中可以测量掩模自身的位置)，另外，在曝光和扫描期间测量晶片台的位置。在曝光期间，图案被从图案形成装置投影到衬底上。由此，图案形成装置(及其图案)的位置通过投影系统“传递(transfer)”成衬底上的图案的位置。因此，投影系统的传递函数的精度转变成衬底上的图案的位置的位置精度。可能出现的问题是衬底台的移动、掩模台的移动和/或光刻设备的一个或更多的其它元件的移动(其可能例如在扫描、曝光移动期间发生)可能影响投影系统的一个或更多的光学元件(透镜、反射镜)的位置精度。这样的定位不准确性可能转变成衬底上的图案的投影的不准确性。掩模支撑件、衬底台和投影系统的定位不准确性(由投影系统中的一个或更多的光学元件的精度引起的)影响了衬底上的投影图像的位置的精度。掩模支撑件和衬底台的位置不准确性由它们各自的位置测量系统来测量。控制器试图通过将误差反馈至连接至掩模支撑件和衬底台的致动器的方式来使得这些误差最小化。由投影系统中的光学元件的不准确性引起的图像位置不准确性未被测量。
为了解决这一问题，根据本发明的一个方面的光刻设备设置有投影传递测量布置，以测量在移动(诸如衬底台和支撑件中的一个或更多个的扫描移动)期间投影系统的光学投影传递信息。至此，所述布置包括：光学装置，用于引导测量束到投影系统中；探测器，用于探测已经穿过投影系统的测量束；和测量处理装置，用于根据探测的测量束确定光学投影传递信息。光学投影传递信息可以包括任何适合的投影参数，诸如平面内图像位置的变化、焦深、像面倾斜等，且可以具有任何的形式，诸如数字信号、模拟信号等。在扫描移动期间，测量束被引导穿过投影系统且被探测器探测。投影系统的光学元件(例如透镜、反射镜等)的位移可能导致已经穿过投影系统的测量束的特性(例如位置、角度)的变化，其特性可以之后被探测器探测。因此，光学投影传递信息由探测的信号获得，从而提供了关于在扫描移动期间的投影系统的动态行为的信息。光学投影传递信息可以被提供作为对支撑件和衬底台中的至少一个的定位控制的校正信号，以便对于投影系统的光学传递函数上的(例如动态、瞬间)偏差来校正其位置。依赖于实施例，由测量布置所测量的投影系统的参数可以包括面内图像位置(的变化)、焦深、像面倾斜、放大率等。可以相对地执行测量，以便测量相对于另一测量的差异，例如通过对准测量系统来执行，诸如通过已有的光刻设备的透射图像传感器(TIS)来执行。所述测量可以在任何扫描移动期间执行，诸如在栅格板校准期间或图案在衬底上的“正常”曝光期间执行的衬底台的移动。
通常通过同步地将掩模和衬底移动通过照射狭缝来实现将掩模图案曝光到衬底。在该扫描过程期间，掩模和衬底以恒定的速度移动。透镜放大倍数确定了移动速度的名义比率，典型地透镜的放大率为1/4，其需要掩模以衬底的4倍快的速度移动。在扫描移动期间，掩模图像被投影到衬底上的位置精度确定了曝光的品质。掩模相对于其期望的移动轮廓的位置偏差以及衬底相对于其期望的轮廓的位置偏差，通过在扫描运动期间将各自的位置测量值和期望的值进行比较而被确定。然而，由例如透镜振动引起的图像位置误差未被直接测量。非常期望对该投影系统引起的图像位置误差进行瞬时测量。首先，通过确保透镜引起的图像位置误差低于特定的最大阈值，这样的测量可以用于修正系统的正当的操作。其次，这样的测量可以用于控制掩模支撑件和/或衬底台，以使得透镜引起的图像位置误差被补偿。
如在实施例中显示的和将参考图2-5描述的，光学装置和探测器可以布置在投影系统的上游端(即，辐射束进入投影系统所在的投影系统的一端)，其可以允许衬底台相对不受限制地移动，例如执行扫描移动。因此，光学投影传递信息可以在衬底台的移动期间来确定，以使得可以在测量期间考虑在投影系统的光学部件上的这样移动的作用。参考附图描述了另外的细节和实施例。
图2A示出衬底W和图案形成装置MA。在实际的配置中，将在它们之间插入投影系统。为了说明的目的，然而在这一附图中省略了投影系统。图案形成装置MA在这一实施例中设置有楔，在这一例子中设置了两个楔WG1、WG2。楔(其可以形成上文提及的光学装置的实施例)使(例如小)部分辐射束偏转，以便形成测量束。在这一实施例中，两个楔提供两个测量束。每个束(在已经穿过投影系统，即在已经被其投影之后)达到了在衬底W上设置的各自的第一光栅GT11、GT12。一部分测量束被从各自的第一光栅引导(例如反射)返回至投影系统，且在从其中穿过之后到达在图案形成装置上或图案形成装置中设置的各自的第二光栅GT21、GT22。由此，每一测量束已经两次穿过投影系统，即下游和上游。由于测量束与各自的第一和第二光栅的相互作用，被各自的探测器PD1、PD2接收的强度依赖于到达各自的第二光栅的测量的位置或角度，该位置或角度又依赖于投影系统的光学投影，其中探测器PD1、PD2探测已经与第二光栅GT21、GT22相互作用后的各自的测量束。光栅GT11、GT22可以形成为衬底W上的线图案、在垂直于图2A的图平面的方向上延伸。因此，衬底W可以在垂直于图平面的方向上执行扫描移动，同时通过各自的光电/光子探测器PD1、PD2探测测量束。实质上，仅需要一个楔、一个第一光栅、一个第二光栅和一个光电/光子探测器。然而在这一实施例中，设置两个这样的测量系统，例如关于平行于投影系统的光轴的线是基本上对称的，据此不仅可以获得水平信息，而且还可以获得垂直信息。将参考图2B和2C更详细地进行描述。在图2B中，已经向上平移衬底W(如由垂直箭头显示的)，其(由于测量束相对于投影系统的光轴的倾斜方向)使得测量束在第二光栅上的入射斑平移。尽管在图2B示意性地示出了这一作用，但是应当理解该图中的晶片和测量束的平移出于说明的目的被极大地夸大了。随着在各自的第二光栅处的测量束彼此相向移动，测量束相对于第二光栅的平移将导致探测器输出信号的变化。图2C示出了已经在水平方向上移动衬底的情形，这使得入射到第二光栅上的测量束也类似地平移，如在图2C中示意性地示出的。因此，通过将第一和第二探测器输出信号相加和相减，可以探测在垂直以及水平方向上的平移。类似地，在测量束穿过投影系统时，可以探测投影系统的光学成像传递函数在垂直以及水平方向上的变化。通过在图案形成装置和衬底上设置第一和第二光栅、探测器和楔，如在此处描述的技术可以相对容易地在已有的光刻设备中实施。另外，通过将楔用作光学装置的一部分，不需要独立的光源，借助和使用与曝光束相同的波长可以同时探测投影系统的光学特性。因此通过准备掩模和衬底，可以在光刻工具的正常扫描器操作中确定投影系统对图像位置误差的贡献。为此，被转换成位置差信号的光电/光子探测器输出需要与掩模支撑件和衬底台的位置测量值进行比较。探测器输出信号被提供至用于上述处理的测量处理装置(未在图中示出)。另外，测量处理装置可以获得适合的校正信号(诸如前馈信号或设定点校正)，以被提供至衬底平台和/或支撑件定位。测量处理装置可以由分立的处理装置和/或分立的硬件形成，然而它还可以被包含在衬底平台和/或支撑件定位硬件和/或软件中(例如作为适合的软件程序)。
图3至5中每个显示了本发明的一个实施例，其中光学装置、光栅和探测器连接至投影系统，而不是设置在掩模和衬底中或掩模和衬底上。由此，可以忽略特定的图案形成装置和衬底的使用，其允许在光刻设备的正规操作期间执行测量。
图3示出投影系统PS、图案形成装置MA和衬底W。通过图案形成装置形成图案的辐射束，由投影系统投影到衬底上。光源LD(作为光学装置，诸如LED或激光二极管、第二光栅GR2和光电/光子探测器PD)设置在投影系统的上游端，即在投影系统的图案化的辐射束进入的一侧。第一光栅GR1设置在投影系统的下游端，即在图案化的辐射束离开投影系统以被投影到衬底上所在的一侧。在图3的右侧，示出了光源LD、第二光栅GR2和光电/光子探测器PD以及第一光栅GR1的更详细的(功能)视图。在这一功能视图中，投影系统PS已经显示为单个透镜，但应当理解，诸如透镜、反射镜等多个光学元件可以被应用。测量束被光源LD发出，且经由投影系统的一个或更多个光学元件投影到第一光栅GR1上。从第一光栅，测量束再次穿过投影系统，以便入射到第二光栅GR2上，在这一实施例中，所述第二光栅GR2靠近光源LD。为了朝向第二光栅GR2引导测量束，第一光栅GR1可以相对于投影系统的焦平面略微倾斜。而且，光源可以相对于投影系统的光轴略微倾斜，以便将测量束倾斜地通过投影系统进行投影。光学投影传递函数的变化(例如由于透镜的略微平移、由于对投影系统的透镜或其它部件的加热造成的略微的变形等)可能导致测量束入射到第二光栅GR2上的位置的变化。由于第一和第二光栅之间的光学相互作用，这样的入射位置的变化可能导致如由光电/光子探测器所接收到的光学信号强度的变化。需要注意的是，在探测器、源和/或光栅将处于离焦状态的情况下可能需要一个或更多的校正透镜(未示出)。LD、GR1/2和PD连接至投影系统的顶部和底部。投影系统的倾斜(或在另一方向上的任何其它低频运动)可能导致投影图像的相对位置变化，这是因为透镜元件以有限的硬度连接至透镜镜筒(所谓的准静态效应)。
在图4中示出另一实施例。类似于图3，图4显示出投影系统PS、图案形成装置MA和衬底W。通过图案形成装置形成图案的辐射束通过投影系统投影到衬底上。光源LD(诸如LED或激光二极管)、第二光栅GR2和光电/光子探测器PD设置在投影系统的上游端，即在投影系统的图案化的辐射束进入所在的一侧。第一光栅GR1设置在投影系统的下游端，即在图案化的辐射离开投影系统以被投影到衬底上所在的一侧。在图4的右侧，显示出光源LD、第二光栅GR2和光电/光子探测器PD以及第一光栅GR1的更详细(功能)视图。类似于图3，在这一功能视图中，投影系统PS被显示为单个透镜，但是应当理解可以应用多个光学元件，诸如透镜、反射镜等。测量束由光源LD发射，且经由投影系统的一个或更多个光学元件投影到第一光栅GR1上。从第一光栅，测量束再次穿过投影系统，以便入射到第二光栅GR2上，在这一实施例中所述第二光栅GR2靠近光源LD。光源LD可以设置有楔WG，以便将测量束关于投影系统的光轴倾斜地通过投影系统投影。光学投影传递函数的变化(例如由于透镜的略微的平移、由于对投影系统的透镜或其它部件的加热造成的略微变形等)可能导致测量束入射到第二光栅GR2上的位置的变化。由于第一和第二光栅之间的光学相互作用，这样的入射位置的变化可能导致如由光电/光子探测器接收的光学信号强度上的变化。需要注意的是在探测器、源和/或光栅会处于离焦状态的情形下可能需要一个或更多的校正透镜(未示出)。
在图5中示出了又一实施例。此处示出的实施例可以认为是图4的实施例的变形，由此光源LD、第二光栅GR2和光电/光子探测器PD通过反射镜MR镜像映射至投影系统光学装置中。另外地或可替代地，第一光栅可以通过适合的反射镜(未示出)镜像映射至投影系统光学装置中。所述反射镜可以提供两个优点：首先，在定位诸如光源、探测器和光栅等元件时可以获得一些更多的自由度；其次使得测量束在第一和第二光栅上的成像可以被改善，这是因为光源、第一光栅和第二光栅中的一个或更多个可以被定位在对应于投影系统的光学焦平面的距离处。
在图3至5显示的每一实施例中，可以使用如显示出的单个布置，然而还可以应用多个类似的布置。由此，关于光学投影传递的更多的参数可以被获得：例如光学投影在水平的X和Y方向、在垂直的Z方向上的平移、焦平面的倾斜、放大率等。将参考图6A和6B说明一个例子。图6A和6B每个显示出投影场(“透镜场LFD”)的俯视图。透镜场包括狭缝投影区域PSL，通过所述狭缝投影区域PSL，图案形成装置的图案的狭缝形状的部分可以被投影到衬底上。狭缝投影区域PSL将使得透镜场的一部分不受限(free)，这使得它能够用于光学投影的测量。在例子中，设置有两个测量布置，每个投影到在狭缝投影区域PSL的相对侧的第一光栅GR11、GR12上。为了获得关于投影在x和y方向上的位移的信息，第一光栅GR11、GR12可以具有彼此垂直地延伸的线。在另一例子中，如图6B所示，应用了4个测量布置，它们中的两个具有在狭缝投影区域的一侧处的第一光栅GR11、GR12，另外两个具有在狭缝投影区域的另一侧处的第一光栅GR13、GR14。因此，所述测量布置被定位成在狭缝投影区域PSL周围进行投影(在平行于投影系统的光轴的方向所见)。所述布置中的两个的第一光栅具有垂直于另外两个第一光栅的线延伸的线。这一配置使得能够获得投影的位移、高度和倾斜。
在实施例中，根据本发明的实施例的光刻设备设置有如图7所示的控制器C。该控制器可以用于定位图案形成装置MA、衬底W或图案形成装置MA和衬底W两者。控制器C可以是已知类型的定位控制器，诸如PID控制器。
控制器C针对包括设备P的期望轨迹的设定点Sp和设备P的实际位置的差别而设置。控制器C的输出是用于控制设备P的位置的控制信号。设备P可以包括衬底W和用于定位衬底W的可能的其它部件，诸如衬底台WT和第二定位装置PW。可替代地，设备P包括图案形成装置MA和用于定位图案形成装置MA的可能的其它部件，诸如图案形成装置支撑件和第一定位装置PM。响应于控制信号，设备P输出对应于衬底W或图案形成装置MA的实际位置的输出x。在反馈回路中，输出x被从设备P的期望位置减去。
光学传递函数的变化(诸如振动透镜元件)可以使得图案形成装置的图像以不期望的偏移投影到衬底W上。该偏移可能是在衬底W的目标部分表面的平面内，其可能导致衬底上的图像的错位。所述偏移还可能在垂直于目标部分表面的方向上，其可能导致聚焦误差。
所述偏移的效应可以通过校正衬底W或图案形成装置MA或衬底W和图案形成装置MA两者的位置来降低。例如，当图像在特定方向上具有偏移时，衬底W可以在所述方向上移动相同的量，使得图像被投影到衬底W上的期望的位置上。
所述透镜元件可以在高于控制器C的带宽的频率上振动。透镜元件振动的典型的频率可以是约300Hz。由于这一高频率，可能难以充分地控制设备P的位置，以校正上述偏移。例如对于上述的和/或其它的效应，所述位置可能通过使用光电/光子探测器PD的输出信号被校正，且将此添加至控制器C的输出(优选地在已经被例如测量处理装置MPD处理之后)，以便提供合适的信号、合适形式的光学投影传递信息等。在光电/光子探测器PD的信号与位置相关的情形下，可能需要在将它添加至控制器C的输出之前校正信号。例如，如由块Ms2所示，光电/光子探测器的信号可以相对于时间被微分两次并乘以设备P的质量。
将光电/光子探测器PD的输出添加至控制器C的输出的优点在于，光电/光子探测器PD的输出的高频成分被直接提供至设备P，而不通过控制器C。这样，设备P的上述偏移可以在比控制器C的带宽更高的频率处被校正。以这种方式，可以校正高频透镜振动，而不降低控制回路的稳定性。
应当理解，第一光栅还可以被镜像映射到投影系统中，在该情形中，应当理解，所述光栅的方向可使得当被镜像映射到投影系统中时具有上文所描述的方向。
注意，在上文所有的实施例中，光栅为由探测器所提供的信号提供周期性。为了获得优化的灵敏度，可以在响应曲线中应用过零(zero crossing)位置。
另外，第一和第二光栅可以以任何合适的方式反射测量束，从而术语“反射”不是被限制成纯粹的反射，而是还包括偏转或测量束与光栅的任何其它的适合的相互作用。
尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情形中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)以及粒子束(诸如离子束或电子束)。
在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明的实施例可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。
以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明进行修改。

Claims (12)

1.一种光刻设备，所述光刻设备包括：
照射系统，被配置以调节辐射束；
支撑件，被构造以支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中将图案赋予所述辐射束以形成图案化的辐射束；
衬底台，被构造以保持衬底；和
投影系统，被配置以将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上；
所述光刻设备还包括投影传递测量布置，以测量所述投影系统的光学投影传递信息，所述投影传递测量布置包括：
光学装置，用于将测量束引导到投影系统，
探测器，用于探测已经穿过所述投影系统的所述测量束，和
测量处理装置，用于根据所探测的测量束来确定所述光学投影传递信息，其中所述光学装置和所述探测器被布置在所述投影系统的上游端。
2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中所述投影传递测量布置还包括：
第一光栅，用于在已经穿过所述投影系统之后将所述测量束的至少一部分反射回所述投影系统中；和
第二光栅，被放置在所述探测器的前面，以接收由所述第一光栅反射的所述测量束。
3.根据权利要求2所述的光刻设备，其中所述光学装置包括楔，用于偏转所述辐射束的一部分。
4.根据权利要求3所述的光刻设备，其中所述楔和所述第二光栅设置在所述图案形成装置上，所述第一光栅设置在所述衬底上。
5.根据权利要求4所述的光刻设备，其中设置有两个测量布置，所述两个测量布置在使用中相对于基本上平行于所述投影系统的光轴的线基本上对称地布置，根据所述测量布置的输出信号来计算垂直和水平的定位信息。
6.根据权利要求2所述的光刻设备，其中所述光学装置、所述第一光栅和所述第二光栅连接至所述投影系统，所述光学装置和所述第二光栅设置在所述投影系统的上游光学元件处，所述第一光栅设置在所述投影系统的下游光学元件处。
7.根据权利要求6所述的光刻设备，其中设置有两个测量布置，所述测量布置中的所述第一光栅具有基本上彼此垂直地延伸的线。
8.根据权利要求6所述的光刻设备，其中设置有4个或更多的测量布置，所述测量布置中的两个的第一光栅具有大致垂直于所述两个另外的测量布置中的第一光栅延伸的线，所述测量布置中的第一光栅被设置成在基本上平行于所述投影系统的光轴的方向上看在所述投影系统的图案形成装置狭缝投影区域周围进行投影。
9.根据权利要求6所述的光刻设备，其中所述测量布置包括倾斜的反射镜，以将所述第二光栅和所述探测器的组合或所述第一光栅镜像映射到所述投影系统中。
10.根据权利要求9所述的光刻设备，其中设置有两个测量布置，当被各自的倾斜的反射镜镜像映射到所述投影系统中时，所述两个测量布置的第一光栅具有基本上彼此垂直延伸的线。
11.根据权利要求9所述的光刻设备，其中设置有4个测量布置，所述测量布置中的两个的第一光栅当被所述各自的倾斜的反射镜镜像映射到所述投影系统中时具有基本上垂直于两个另外的测量布置中的第一光栅延伸的线，所述测量布置中的第一光栅被设置成在基本上平行于所述投影系统的光轴的方向上看在所述投影系统的图案形成装置狭缝投影区域周围被投影。
12.一种光刻设备图案形成装置，包括第二光栅和探测器的组合和楔。
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