CN102540784B - 更新校准数据的方法和器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种更新校准数据的方法和器件制造方法。一种用于更新第一位置检测系统的校准数据的方法，所述第一位置检测系统适合于确定物体的位置，所述第一位置检测系统包括目标和多个传感器，所述目标和所述传感器中的一者被安装到所述物体上，所述校准数据包括表观测量位置与实际位置的关联系数，所述系数能够被用于将所述表观测量位置转换成所述实际位置，由此校正所述第一位置检测系统的物理缺陷和能够根据所述表观测量位置确定所述实际位置。

Description

更新校准数据的方法和器件制造方法
技术领域
本发明涉及一种更新适合于确定物体的位置的第一位置检测系统的校准数据的方法和一种器件制造方法。
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。公知的光刻设备包括：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移到所述衬底上。
传统地，在光刻设备中，台的位置(例如衬底台的位置)被使用激光干涉仪进行测量。在这一系统中，光栅被放置在台的边缘上，且激光束照射在光栅上。所述反射由靠近激光源定位的传感器来测量。这样的测量系统的困难在于，可能存在辐射束所行进穿过的介质(例如空气)的折射率的变化。另外，它们的精度不是太大，尽管它们的长期稳定性高。
近来，已经开发出新型的位置测量单元，称为编码器。编码器被例如在US 6,639,686(通过参考将其全部并入本文中)中进行了描述。2D光栅目标定位在所述台上或位于所述台被用于过程时所在的区域上方，所述过程需要对所述台的精确的位置测量。包括发射器和接收器的编码器定位在所述台的其它部分和在所述台上方。其具有的优点是任何辐射束需要行进的距离被减小(使得辐射束穿过的介质的折射率的任何变化具有较小的效应)以及其较容易地(其应当必须)调节辐射束穿过的环境。
例如在US 2007/0288121和US 2008/0094592(上述两者通过参考将其全部内容并入本文中)并行地使用的，公开了两种类型的位置测量系统。使用两个系统允许在台定位在投影系统的下面时利用编码器进行精确测量，例如，同时仍然允许在其整个移动范围(其包括不在投影系统下面的区域)上进行对所述台的位置测量。
台定位装置的上述组合可以被用在任何光刻设备中。所述系统可能尤其期望地用在浸没或EUV光刻设备中。
在浸没光刻术中，已提出将光刻投影设备中的衬底浸没在具有相对高的折射率的液体(例如，水)中，以填充介于投影系统的最终元件和衬底之间的空间。在一个实施方式中，所述液体是蒸馏水，尽管也可使用另一种液体。然而，另一种流体也可能是适合的，特别是润湿性流体、不可压缩的流体和/或其折射率比空气的折射率更高的流体，期望地是其折射率比水的折射率更高的流体。尤其期望是除气体之外的流体。由于曝光辐射在所述液体中具有更短的波长，所以上述做法的要点在于能够使更小的特征成像。(所述液体的作用还可以看作是增加了系统的有效的数值孔径(NA)并且增大焦深)。还提出了使用其它浸没液体，包括其中悬浮有固体颗粒(例如，石英)的水，或具有纳米颗粒的悬浮体(例如具有最大尺寸达10nm的颗粒)的液体。所述悬浮的颗粒可能具有或可能不具有与它们悬浮所在的液体相似或相同的折射率。包括烃(例如芳香烃、氟化烃和/或水溶液)的其它液体可能也是适合的。
在浸没设备中，浸没流体由流体处理系统、器件结构或设备来处理。在一实施方式中，流体处理系统可以供给浸没流体，且因此是流体供给系统。在一实施例中，流体处理系统可以至少部分地限制浸没流体，且因此是流体限制系统。在一实施方式中，流体处理系统可以给浸没流体提供阻挡件，且由此是阻挡构件，诸如流体限制结构。在一实施方式中，流体处理系统可以产生或使用气流，例如帮助控制浸没流体的流动和/或位置。气流可以形成限制浸没流体的密封，因此流体处理结构可以被称为密封构件，这样的密封构件可以是流体限制结构。在一实施方式中，浸没液体被用作浸没流体。在该情形中，流体处理系统可以是液体处理系统。参考上述的描述，在本段中对关于流体限定的特征的表示可以被理解成包括关于液体限定的特征。
发明内容
编码器类型的位置测量装置的长期稳定性可能不是那么大。因此，可能期望频繁地执行校准过程，以便利用相比干涉仪系统编码器系统所允许的更好的精度。
期望地，例如提供一种校准方法，其不会导致大量的设备停机时间。
根据一个方面，提供了一种用于更新第一位置检测系统的校准数据的方法，所述第一位置检测系统适合于确定物体的位置，所述第一位置检测系统包括目标和多个传感器，所述目标和所述传感器中的一个被安装到所述物体上，所述校准数据包括表观测量位置与实际位置的关联系数，所述系数能够被用于将所述表观测量位置转换成所述实际位置，由此校正所述第一位置检测系统的物理缺陷和能够根据所述表观测量位置确定所述实际位置，所述方法包括：使用独立于所述第一位置检测系统的第二位置检测系统来确定所述物体的位置；计算由所述第二位置检测系统检测的位置与由所述第一位置检测系统确定的位置之间的差别；和在假定由所述第二位置检测系统检测的位置是所述实际位置时，利用所述计算的差别更新各个表观测量位置的系数，其中在所述物体的正常使用的时间段期间进行测量，所述测量被进行以确定所使用的位置以计算所述差别。
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描述根据本发明的一个实施例的光刻设备；
图2和3描述用于光刻投影设备中的液体供给系统；
图4描述用于光刻投影设备中的另一液体供给系统；
图5描述用在光刻投影设备中的另外的液体供给系统；
图6示出了衬底台与第一和第二位置检测系统的平面视图；
图7示出了第一和第二位置检测系统的公共坐标系统的平面视图；
图8示出了目标与图7中的公共坐标系统的可能的不对准的平面视图；
图9示出了哪些编码器组合被用于测量衬底台在任何给定的实际位置处的位置；
图10示出了对编码器的相对位置的校准；
图11示出了目标相对于坐标系统的校准；和
图12示意性地示出了在投影系统下面的衬底的典型移动的平面视图。
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)辐射或深紫外(DUV)辐射)；
-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MA的第一定位装置PM相连；
-支撑台，例如用于支撑一个或更多的传感器的传感器台或构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的衬底)W的衬底台WT，与配置用于根据确定的参数精确地定位所述台的表面(例如衬底W的表面)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，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IL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。
所述支撑结构MT保持所述图案形成装置MA。支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置MA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MA。所述支撑结构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MA。所述支撑结构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。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置MA位于所需的位置上(例如相对于投影系统PS)。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MA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或更多台(或平台或支撑件)，例如两个或更多的衬底台或一个或更多的衬底台与一个或更多的传感器或测量台的组合，的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用多个台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。所述光刻设备可以具有两个或更多的图案形成装置台(或平台或支撑件)，其可以以与衬底、传感器和测量台相类似的方式并行地使用。
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SO和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源SO为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源SO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SO可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源SO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IL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IL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。类似于源SO，可以将或可以不将照射器IL考虑成形成光刻设备的一部分。例如，照射器IL可以是光刻设备的组成部分，或可以与光刻设备是分立的实体。在后者的情形中，光刻设备可以配置成允许将照射器IL安装到其上。可选地，照射器IL是可拆卸的，且可以被独立地提供(例如由光刻设备制造商或另一供应商提供)。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(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MA来形成图案。已经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束B通过投影系统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)的帮助来实现支撑结构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的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置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图案形成装置MA上的情况下，所述图案形成装置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，在将支撑结构MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B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，在对支撑结构MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT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C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C的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT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。
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，具有微观尺度或甚至纳米尺度的特征的部件的制造，诸如集成光学系统、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。
可把用于在投影系统PS的最终元件和衬底之间提供液体的布置分成三个主要类别。这三个主要类别是浴器型布置、所谓局部浸没系统和全润湿浸没系统。在所述浴器型布置中，基本上整个衬底W和衬底台WT的可选的一部分被浸没在液体浴器中。
局部浸没系统使用液体供给系统，在所述液体供给系统中，液体仅提供至衬底的局部区域上。由液体填充的空间在平面图中比衬底的顶表面小，且在用液体填充的所述区域相对于投影系统PS基本保持静止的同时，衬底W在所述区域的下面移动。图2-7显示不同的供给装置，其可以用在这样的系统中。设置密封特征以将液体密封至局部区域。已经提出的用于布置其的一种方法被在PCT专利申请公开出版物No.WO99/49504中公开。
在全润湿布置中，液体是不受限制的。衬底的整个顶表面和衬底台的全部或一部分被覆盖在浸没液体中。覆盖至少衬底的液体的深度小。液体可以是在衬底上的液体膜(例如薄膜)。浸没液体可以被供给至投影系统的区域和面对投影系统的面对表面(这样的面对表面可以是衬底和/或衬底台的表面)或在投影系统的区域和面对投影系统的面对表面中被供给。也可在这样的系统中使用图2-5中的任何液体供给装置。然而，密封特征不存在、没有起作用、不如正常状态有效，或者以其它方式不能有效地仅将液体密封在局部区域。
如图2和图3所示，液体优选地沿着衬底相对于所述最终元件的移动方向，通过至少一个入口供给到衬底上。在已经在投影系统下面通过后，所述液体通过至少一个出口去除。当衬底在所述元件下面沿着-X方向被扫描时，液体在所述元件的+X一侧供给并且在-X一侧去除。图2是所述布置的示意图，其中液体通过入口供给，并在所述元件的另一侧通过出口去除，所述出口与低压源相连。虽然在图2的显示中液体沿着衬底相对于所述最终元件的移动方向供给，但这不是必需的。可以在所述最终元件周围设置各种方向和数目的入口和出口，图3示出了一个实例，其中在所述最终元件的周围在两侧上以规则的重复方式设置了四组入口和出口。
在图4中示出了另一个采用液体局部供给系统的浸没式光刻方案。液体由位于投影系统PS两侧上的两个槽状入口供给，由布置在入口沿径向向外的位置上的多个离散的出口去除。所述入口可以布置在板中，所述板在其中心有孔，投影束通过该孔投影。液体由位于投影系统PS的一侧上的一个槽状入口IN提供，由位于投影系统PS的另一侧上的多个离散的出口去除，这造成投影系统PS和衬底W之间的液体薄膜流。选择使用哪组入口和出口组合可能依赖于衬底W的移动方向(另外的入口和出口组合是不起作用的)。注意到，由图4中的箭头显示出了衬底和流体流动的方向。
已经提出的另一布置提供具有液体限制结构的液体供给系统，所述液体限制结构沿投影系统的最终元件和衬底台之间的空间的边界的至少一部分延伸。在图5中显示这样的布置。
图5示意性描述具有液体限制结构12的流体处理系统或局部液体供给系统，所述液体限制结构12沿投影系统PS的最终元件和衬底台WT或衬底W之间的空间的边界的至少一部分延伸。(请注意，在下文中提及衬底W的表面也附加地或可替代地表示衬底台的表面，另有说明除外。)尽管可以在Z方向上(在光轴的方向上)存在一些相对移动，但是液体限制结构12在XY平面内相对于投影系统基本上是静止的。在一实施例中，在液体限制结构12和衬底W的表面之间形成密封，且所述密封可以是无接触密封，例如气体密封(具有气体密封的这样的系统被在欧洲专利申请公开出版物No.EP-A-1,420,298中公开)或液体密封。
液体限制结构12至少部分地包含在投影系统PS的最终元件和衬底W之间的空间11中的液体。对衬底W的无接触密封16可围绕投影系统PS的像场形成，使得液体被限制在衬底W的表面和投影系统PS的最终元件之间的空间内。所述空间11至少部分地由位于投影系统PS的最终元件下且围绕投影系统PS的所述最终元件的液体限制结构12形成。经液体入口13使液体进入到在投影系统PS下面和在液体限制结构12内的空间中。可通过液体出口13移除所述液体。所述液体限制结构12可延伸到略微高于投影系统的最终元件的位置上。液面升高至所述最终元件的上方，使得提供了液体的缓冲。在一实施例中，所述液体限制结构12具有内周，其在上端部处与投影系统或其最终元件的形状紧密地一致，且例如可以是圆的。在底部处，所述内周与像场的形状紧密地一致(例如是矩形的)，但这不是必需的。
所述液体可以被气体密封16保持在空间11中，在使用中，所述气体密封16形成于阻挡构件12的底部和衬底W的表面之间。所述气体密封由气体形成。在气体密封中的所述气体经由入口15在压力作用下被提供到介于阻挡构件12和衬底W之间的间隙。所述气体通过出口14被抽取。设置气体入口15上的过压、出口14上的真空水平以及所述间隙的几何形状，以使得形成限制所述液体的向内的高速气流16。气体作用于阻挡构件12和衬底W之间的液体上的力把液体保持在空间11中。所述入口/出口可以是围绕空间11的环形槽。所述环形槽可以是连续的或不连续的。气流16能够有效地将液体保持在空间11中。已经在公开号为US2004-0207824的美国专利申请中公开了这样的系统，在此通过引用将其全部内容并入本文中。在一实施例中，液体限制结构12不具有气体密封。
如图1所示，光刻设备的台，例如衬底台WT，设置有第一和第二位置检测系统。第一位置检测系统是例如在US2007/0288121中所述的编码器类型的系统。
第一位置检测系统包括目标100和多个编码器110，所述编码器110包括发射器/接收器组合(Y1-Y10和X1-X5)。目标100和编码器110中的一者被安装至衬底台WT。如图1所示，多个编码器110被安装在衬底台WT上，且目标100被安装在相对于投影系统的固定位置上。在可替代的实施例中，如图6所示，目标100被安装至衬底台WT，且多个编码器110被安装在衬底台WT的上方，且在相对于投影系统PS的固定位置上。
目标100包括两维的栅格。位置检测系统被构造且布置成使得至少三个编码器110可以将辐射束发送到目标100上和在任一时间接收反射的和/或折射的辐射束。
第二位置检测系统IF包括干涉仪，该干涉仪包括三个发射器/接收器组合120和至少两个栅格130、140，所述至少两个栅格被基本上垂直地安装在衬底台WT的边缘上。
来自发射器/接收器组合120的辐射束被引导至栅格130、140且被反射回来。一个或两个反射器/接收器组合120被设置用于每一轴线。
被确定的位置可以是X、Y和Rz自由度。在一实施例中，另外确定的位置包括Rx和Ry自由度。
第一位置检测系统是尤其精确的，且可以用于靠近第一位置检测系统的固定的部件的精细位置测量。例如，多个编码器110和目标100的固定部件可以处于围绕投影系统PS的轴线的固定位置上。
然而，由于衬底台WT在平面视图中的有限的尺寸，因此该系统需要对于固定部件的大的覆盖区(其通常是不可利用的)，或者可以仅用于在局部区域中的定位。
由于仅在光刻设备中的特定区域中(例如围绕投影系统PS的轴线)期望极其精确的定位，所以第一位置检测系统理想地适合于确定衬底台WT相对于投影系统PS的位置。然而，衬底台WT的行进范围需要大于被第一位置检测系统覆盖的区域。为此，第二位置检测系统也被包含在所述设备中。这允许衬底台WT具有大得多的移动范围，同时仍然能够测量其位置。
第二位置检测系统的困难在于：辐射束穿过的介质的折射率的变化(例如辐射束所穿过的气体的温度、压力或成分上的变化)可能导致了检测位置的误差。由于辐射束需要行进穿过长的距离，所以这是尤其有问题的。相比之下，第一位置检测系统的辐射束需要行进的距离比较小。然而，在与第二位置检测系统相比较时，第一位置检测系统可能是较不稳定的。这是由于使用了两维的目标100，其尤其易于在使用期间变形(例如热膨胀和热收缩变形)，这可能导致位置读取误差。
为此，需要频繁地校准第一位置检测系统，以确保衬底台WT的精确的位置信息由第一位置检测系统测量。
测量系统的物理缺陷导致了原始的未被校正的测量结果中的误差。为此，生成了校准数据。该校准数据可以用于根据由第一位置检测系统检测的表观测量位置(例如原始的未被校正的测量数据)来确定衬底台WT的实际位置。该校准数据被用于校正在第一位置检测系统中的物理缺陷。
校准数据包括使表观测量位置与实际位置关联的系数。因此，该系数可以用于将表观测量位置转换成实际位置，由此校正第一位置检测系统中的物理缺陷。
第一位置检测系统中的缺陷的例子是目标100的两维栅格中的缺陷(例如栅格线未均匀地间隔开或不是直的)、目标100相对于设备的编码器110(或者如果被安装在衬底台WT上的话是衬底台WT)的非正交安装以及编码器110可能未在一条线上排列或未彼此正交地定位的事实。校准数据可以考虑这些和其它的物理缺陷以允许根据表观测量位置确定衬底台WT的实际位置。
第二位置检测系统IF的稳定性大于第一位置检测系统的稳定性。然而，第二位置检测系统还可能遭受物理缺陷，例如栅格130、140不垂直。然而，相对简单的校准技术是已知的，其可以用于校准第二位置校准系统。这样，第二位置检测系统可以在假定测量束所穿过的介质的折射率恒定的情况下生成可靠的和稳定的位置测量。
本发明的一实施例使用了第二位置检测系统IF是稳定的以校准第一位置检测系统的事实。因为第一和第二位置检测系统是彼此独立的，所以这是可能的。
在最初产生了校准数据之后，第一和第二位置检测系统同时进行衬底台WT的位置测量。已确定的位置(由第二位置检测系统确定的位置和由第一位置检测系统确定的表观测量位置或所计算的实际位置)之间的差别被计算以生成由第二位置检测系统IF所检测的位置与由第一位置检测系统确定的实际位置或表观测量位置之间的差别。在假定由第二位置检测系统检测的位置是实际位置的情况下，所计算的差别被用于更新各个或相应的表观测量位置的系数。可以使用处理器来对所计算的差别进行计算。所述处理器可以是第一和/或第二位置检测系统中的控制器的一部分。在一个实施例中，处理器可以是光刻设备的控制器的一部分。
用于确定用于计算所述差别的位置所进行的测量在物体的正常使用期间进行。也就是，例如，在用穿过投影系统PS的辐射来辐照衬底W的方案过程中，在其上安装有衬底W的衬底台WT在投影系统PS的下面移动期间进行所述测量。也就是，可以例如在步进运动期间、在扫描运动期间或在衬底台WT用于交换衬底W而在投影系统PS下面运动期间进行所述测量。也就是，更新校准数据的方法在线地执行，而不是离线地执行，衬底台WT的移动是在正常操作期间进行的衬底台WT的移动，且不是具体用于更新校准数据的目的的额外的移动。
可以同时进行由第一和第二位置检测系统进行的测量。例如，两个位置检测系统在步进、扫描和/或交换期间测量衬底台WT的位置。这具有的优点是可以连续地更新对第一检测系统的校准，从而导致了更加精确的校准。
如果没有所计算的差别，那么不需要进行各个或相应的表观测量位置的系数的更新。如果所计算的差别的确具有一幅值，那么其表示由于例如第一位置检测系统的物理缺陷的变化造成的不准确的校准数据。因此，所计算的差别可以用于更新各自的表观测量位置的系数。
因为由第二位置检测系统IF确定的位置可能经受由辐射束所穿过的气体环境的折射率的变化引入的误差，所以可能在由第二位置检测系统IF检测的位置上有误差。然而，任何这样的被引入的误差可能是随机的，而不是系统固有的。因此，针对于衬底台WT的给定位置由第二位置检测系统IF测量的平均位置应当在实际位置附近随时间变化。因此，仅仅所述需要的变化的一部分被在每次更新系数时应用于所述系数。利用所述系统，第一位置检测系统的物理缺陷随时间的系统变化将被校正，但是第二位置检测系统IF的随机误差将被平均以彼此相消。
在一实施例中，所计算的差别在被用于更新所述系数之前通过低通滤波器，仅在各自的表观测量位置的系数的系统误差将被考虑，而不是由于折射率变化造成的随机误差。利用低通滤波器，使用了所述信号的低频部分。
在低通滤波器中，所计算的差别可以用于计算在将第一位置检测系统的表观测量位置转换成由第二位置检测系统检测的位置所需要的系数的所需要的变化。
可替代地，可以将所计算的差别用作需要的变化。
在一个实施例中，仅在针对于给定的测量位置的所需要的变化已经被针对于给定表观测量的位置、针对于多于预定次数、在预定的范围内(例如在预定的百分比内)被计算之后进行所述更新。
因此，利用该低通滤波器，仅仅被一致地检测的这些误差被校正。
在一实施例中，所述更新包括更新靠近各个或相应的表观测量位置的测量位置的系数。也就是，用于测量位置的系数还使得它们的值变化，从而测量位置的所述系数在相邻的测量位置之间平滑地变化，该测量位置靠近表观测量位置，校准系数被基于计算的差别针对于所述表观测量位置进行更新。这是有利的，因为由于衬底台WT在投影系统PS下面移动，第一位置检测系统的所计算的实际位置可能跳变而不是平滑地变化。
在一实施例中，当在衬底台WT的零加速度的时间段期间，基于分别由第一和第二位置检测系统中的发射器/接收器组合120和编码器110进行的测量针对于位置来计算所计算的差别时，仅将所计算的差别用于更新系数。在衬底台WT的加速期间，可能将变形引入到安装至衬底台WT上的部件中，这可能导致了比在稳定状态中出现的进一步的物理缺陷。因此，仅通过使用零加速期间进行的用于更新校准数据的测量，可以避免由于动态移动引入另外的误差。
在一实施例中，校准数据包括最后一次计算的每一表观测量位置的差别的指示(indicator)。这样，可以使如何更新用于衬底台WT的特定位置的校准数据齐头并进(keep abreast)。例如，可以是在使用期间衬底台WT通常处于预定的位置范围内，且衬底台WT仅很少处在其它的位置上。最后一次计算每一表观测量位置的差别的指示可以用于确定用于任何特定的给定位置是如何更新的。因此，可以基于所述指示进行关于测量位置是多么精确的判断。此外，如果期望的话，可以将衬底台WT移动至表观测量位置，针对于所述表观测量位置的校准数据表示还没有被针对于至少预定的时间段计算的差别，且可以计算所述差别和根据需要更新各个或相应的系数。这样，可以确保用于所使用的所有被测量的位置的校准数据是有效的。
在一实施例中，校准数据包括时间延迟系数。该时间延迟系数表示第一位置检测系统对位置进行测量和输出表观测量位置和/或实际位置的所花费的时间同第二位置检测系统在位置测量和输出位置之间所花费的时间的差别。可以在从第一位置检测系统至第二位置检测系统的转移期间使用时间延迟系数(例如在衬底台WT从投影系统PS的下面移出时)。另外地或可替代地，在一实施例中，使用时间延迟系数来确保由第一和第二位置检测系统所进行的用于计算所述差别的测量被同时进行。
为了校准延迟系数，衬底台WT被移动至其静止所处的位置或从该位置移开。之后可以根据随由第一和第二位置检测系统检测的位置随时间的变化来确定从测量至第一和第二位置检测系统之间的位置的输出的时间延迟的差别。所测量的时间延迟的差别可能被用于更新时间延迟系数。
如从下文的最初校准的描述所明白的，校准数据的系数包括第一组，该第一组使得与目标相对于参考点(例如在物体上的)的位置或在处于相对于投影系统PS的固定关系中的参考点相关联。所述系数包括第二组，该第二组使得多个传感器的相对位置彼此相关联。
下述的实施例说明了可以如何执行最初的校准以及校准系数的含义。
首先，第二位置检测系统IF的干涉仪系统被校准。所述校准用于克服从X和Y反射镜140、130的法线的任何偏离。可以仅沿着Y方向移动衬底台WT，如果X反射镜140不垂直于y方向，则其导致检测到X位置的偏移。这可能被用于产生表示被检测的偏移的校准数据，所述被检测的偏移与X和Y反射镜140、130的非正交性的程度相关。在y方向上的移动可以用于进行对Y反射镜130的类似的校准。
两个发射器/接收器组合120被设置在Y轴线上，使得可以测量围绕Z轴线的旋转。也就是，所述旋转等于两个Y发射器/接收器组合120的读数之间的差别除以所述两个发射器/接收器组合120在Y方向上的间隔距离。这种校准方法还克服了从X和Y反射镜140、130的完全平坦面的任何偏离。
用于X和Y反射镜140、130的校准数据(例如在光栅中的非均匀的间隙)可以被以任何方式核对，包括使用鱼骨结构、缝合曝光和衬底旋转。
图7显示了如何针对于第一和第二位置检测系统产生公共的坐标。如图所见，第二位置测量系统IF的发射器/接收器组合120的轴线被与第一位置检测系统的编码器110的轴线对准。同时，第一位置检测系统的编码器110(X1-X5和Y1-Y10)被用于检测衬底台WT的位置(当其被限定在原点处时)。如图7所见，这些是X3、Y3和Y8编码器。在图7中，使用这些传感器的区域已经用卵形表示。
在图8中可见，被安装至物体的目标100可能不彼此正交，且可能不与图7中所定义的坐标系统正交。因此，针对于每一编码器110(X1-X5和Y1-Y10)，在各个目标100上限定了一区域，该区域可以被所述编码器110使用(类似于图7中的卵形)。这样，诸如在图8中示意性地显示的关系可以被装配。也就是，沿着Y轴线可见，编码器Y1-Y10中的两个编码器可以用于衬底台WT的任何特定的位置。在过渡区域中，例如在Y1 & Y6至Y2 & Y7之间的移动，位置读数上的影响从100％Y1 & Y6和0％Y2 & Y7变化至100％Y2 & Y7和0％Y1 & Y6。可以使用任何函数，以在包括线性的但是较平滑的等待函数的组合之间转换，例如高斯权重函数是优选的。
在已经定义了上述规则之后，可以校准X和Y编码器100的偏移。也就是，生成了一组校准数据，其定义了编码器110相对彼此的位置。在图10中显示了这对于Y编码器(Y1-Y10)是如何进行的。同样的系统可以用于X编码器(X1-X5)。参考标记200被设置在衬底台WT上的某一位置上。在所示出的实施例中，参考标记200被设置在目标100上。可以通过编码器看到参考标记200。第一编码器，例如所示的Y3，被限定成位于图7定义的轴线上。衬底台WT之后被在第二位置测量系统IF(干涉仪形式)的控制下沿X方向移动，从穿过编码器Y3的中心的轴线的每一编码器Y1，Y2，Y4，Y5的偏移被确定。第二位置检测系统IF被用于确定编码器110之间在Y方向上的距离。因此，该校准数据允许进行对第一位置检测系统的测量值进行校正，以克服在编码器110的相对定位中的物理缺陷。
图11显示了如何生成第二组校准数据，其涉及目标100相对于衬底台WT的图7中定义的公共坐标系统的原点的任何X和/或Y偏移。也就是，对于衬底台WT的每一位置，第二位置检测系统IF利用干涉仪可以确定X、Y和Rz位置。对于每一位置，编码器110(Y1-Y10，X1-X5)组合和权重(从图9)是已知的。从参照图10进行的校准已知编码器110相对彼此的偏移。因此，在图11的步骤中，关于公共坐标系定义的实际目标100的位置可以被计算，这是因为编码器110同发射器/接收器组合120的相对位置是已知的。可以仅使用一个编码器110来校准目标100的位置，该信息之后可以在使用中被所有的编码器110使用。也就是，一个编码器110被用于定义第二组校准数据，其定义了目标100的栅格上的栅格点之间的X、Y位置间距。这针对于每一位置进行多次，且所述结果被平均以去除噪声。
这样，可以基于理想的第二位置确定系统IF来校准目标100。在一个实施例中，校准数据被平滑，以确保在使用中在测量位置上没有突然的跳变。
第一位置检测系统使用编码器110进行测量。这些测量被用于计算表观测量位置。校准数据之后被用于将表观测量位置转换成实际位置。由第一位置检测系统测量的实际位置对应于由第二位置检测系统IF确定的位置(使用参照图6在上文描述的校准数据)。
在正常操作期间，衬底台WT将贯穿诸如在图12中显示的路径400，由此使衬底W的所有场被穿过投影系统PS的辐射曝光。在这样的操作中，第一和第二位置检测系统可以用于测量衬底台WT的位置，所述结果可以如上所述地针对于更新校准数据的方法进行比较。
上文提及的物体可以例如是衬底、衬底台、掩模或掩模支撑结构。
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。
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)。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，包括折射式和反射式的光学部件。
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)。另外，机器可读指令可嵌入到两个或更多个计算机程序中。所述两个或更多个计算机程序可被存储在一个或更多个不同的存储器和/或数据存储介质上。
在由位于光刻设备的至少一个部件内的一个或更多的计算机处理器读取一个或更多的计算机程序时，此处描述的任何控制器可以每个或组合地是可操作的。所述控制器可以每个或组合地具有任何适合的配置，用于接收、处理以及发送信号。一个或更多的处理器配置成与所述控制器中的至少一个控制器通信。例如，每个控制器可包括一个或更多个处理器，用于执行包括用于上面所描述的方法的机器可读执令的计算机程序。所述控制器可包括用于存储这样的计算机程序的数据存储介质，和/或用于容纳这样的介质的硬件。因此，控制器可以根据一个或更多的计算机程序中的机器可读指令操作。
本发明的一个或多个实施例可以用于任何浸没式光刻设备，尤其是(但不限于)，上面提到的那些类型的浸没式光刻设备，而不论浸没液体是以浴器的形式提供，还是只应用到衬底的局部表面区域上，或是不受限制的。在不受限制的布置中，所述浸没液体可在衬底和/或衬底台的表面上流动，使得基本上衬底台和/或衬底的整个未覆盖的表面被润湿。在这样的不受限制的浸没系统中，所述液体供给系统可能不限制浸没液体或它可以提供一定比例的浸没液体限制，但基本上不完全限制所述浸没液体。
在此处设计的液体供给系统应当被广义地理解。在某些实施例中，其可以是提供液体至介于投影系统与衬底和/或衬底台之间的空间的一种机构或者结构的组合。它可以包括一个或多个结构、一个或多个包括一个或更多的液体开口的流体开口、一个或多个气体开口或一个或多个用于两相流的开口的组合。所述开口可以每个是至浸没空间中的进口(或从流体处理结构的出口)或从浸没空间的出口(或进入到流体处理结构的进口)。在一个实施例中，该空间的表面可以是衬底和/或衬底台的一部分，或者该空间的表面可以完全覆盖衬底和/或衬底台的表面，或者所述空间可以包围衬底和/或衬底台。所述液体供给系统还可以进一步可选地包括一个或多个元件，用于控制液体的位置、数量、品质、形状、流量或者液体的其他任何特征。
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 (14)

1.一种用于更新第一位置检测系统的校准数据的方法，所述第一位置检测系统适合于确定物体的位置，所述第一位置检测系统包括目标和传感器，所述目标或所述传感器被安装到所述物体上，所述校准数据包括所述物体的表观测量位置与所述物体的实际位置的关联系数，所述系数被用于将所述表观测量位置转换成所述实际位置，以校正所述第一位置检测系统的误差和能够根据所述物体的表观测量位置确定所述物体的实际位置，所述方法包括：
使用独立于所述第一位置检测系统的第二位置检测系统确定所述物体的位置；
计算由所述第二位置检测系统检测的所述位置与由所述第一位置检测系统确定的所述物体的位置之间的差别；和
在假定由所述第二位置检测系统确定的位置是所述物体的实际位置的情况下，利用所计算的差别由所述第一位置检测系统更新所述物体的相应的表观测量位置的系数，
其中在所述物体的正常使用时间段期间进行测量，所述测量被进行用以确定被使用的物体的位置以计算所述差别，
其中在所计算的差别被基于在所述物体的零加速的时间段期间进行的测量针对于位置进行计算时，所计算的差别仅被用于更新所述系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二位置检测系统同时确定了所述物体的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所计算的差别的一部分被在更新所述系数时应用于所述系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所计算的差别在被用于更新所述系数之前被用低通滤波器滤波。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述低通滤波器中，所计算的差别被用于计算系数的期望的变化，以将所述第一位置检测系统的表观测量位置转换成由所述第二位置检测系统检测的位置。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中仅在针对给定的测量位置计算的差别已经被计算为处于预定范围内多于预定的次数之后才进行对于给定的表观测量位置的所述更新步骤。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述更新步骤包括更新与所述相应的表观测量位置邻近的测量位置的系数，以使相邻的表观测量位置之间的系数的差别平滑。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述校准数据包括最后一次计算每一表观测量位置的差别的指示。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述校准数据包括时间延迟系数，所述时间延迟系数表示由所述第一位置检测系统进行的所述物体的实际位置和/或表观测量位置的计算与通过所述第二位置确定系统进行的所述物体的位置的计算之间的时间延迟的差别。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述系数包括第一组，所述第一组与所述目标相对于参考点的位置相关联。
11.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述第二位置检测系统被使得适合于贯穿所述物体的行进范围检测所述物体的位置。
12.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述物体是光刻设备中的物体。
13.一种用于更新第一位置检测系统的校准数据的控制器，所述控制器被使得适合于执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法。
14.一种器件制造方法，所述方法包括将穿过投影系统的图案化的辐射束引导到定位在物体上的衬底上，和在所述引导期间和/或在同一衬底上的分离的引导步骤之间相对于所述投影系统移动所述衬底，在所述衬底的移动的同时，执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法。
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