CN109690418A - 包括对装置标记的原位印刷的测量方法以及对应装置 - Google Patents

Abstract

一种方法，包括在至少部分地位于装置内的同时在结构上印刷装置标记。该结构是衬底台的一部分或者位于衬底台上，但是与将由装置保持的衬底分离。使用装置内的传感器系统测量装置标记。

Description

包括对装置标记的原位印刷的测量方法以及对应装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月8日提交的美国临时专利申请第62/385,095号的优先权，该申请以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及测量系统和方法。测量系统可以形成光刻装置的一部分。

背景技术

光刻装置是被配置为将期望图案施加在衬底上(通常施加在衬底的目标部分上)的机器。例如，光刻装置可用于制造集成电路(IC)和其他器件。在这种情况下，可使用图案形成装置(例如，掩模或中间掩模)来生成将在IC的各层上形成的电路图案。在这种情况下，图案形成装置(例如，掩模)可以包含或提供与该器件的各层相对应的图案(“设计布局”)，并且该图案可转移到衬底(例如，硅晶圆)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个管芯或多个管芯)。图案的转移通常经由利用诸如通过图案形成装置上的图案照射目标部分的方法在衬底上设置的辐射敏感材料层(“抗蚀剂”)上成像来进行。通常，单个衬底包含多个相邻的目标部分，通过光刻装置将图案连续地转移到这些目标部分，一次一个目标部分。在一种光刻装置中，图案一次性转移到一个目标部分；这种装置通常被称为晶圆步进机。在通常称为步进和扫描装置的替代装置中，投影束在给定参考方向(“扫描”方向)上扫描图案形成装置，同时与该参考方向平行或反平行地同步移动衬底。图案形成装置上的图案的不同部分逐步转移到一个目标部分。通常，由于光刻装置将具有放大系数M(通常小于1)，因此衬底的移动速度F将是光束扫描图案设备的系数M倍。

在将图案从图案形成装置转移到衬底之前，衬底可经受各种处理，诸如打底、抗蚀剂涂覆和软烘烤。在曝光之后，衬底可经受其他处理，诸如曝光后烘烤(PEB)、显影、硬烘烤和转移图案的测量/检查。这一系列处理被用作制造器件(例如，IC)的各层的基础。然后，衬底可经受各种工艺，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有这些工艺均用于完成器件的单个层。如果器件中需要多层，则对每一层重复整个过程或其变型。最后，将在衬底上的每个目标部分中存在器件。然后，这些器件通过诸如切割或锯切的技术彼此分离，由此各个器件可被安装在载体上、连接至管脚等。

如前所述，光刻是制造IC和其他器件的中心步骤，其中形成在衬底上的图案限定器件的功能元件，诸如微处理器、存储芯片等。类似的光刻技术还被用于平板显示器、微电子机械系统(MEMS)和器件的形成。

在光刻工艺中(即，对光刻曝光涉及的器件或其他结构进行显影的工艺，其通常包括一个或多个相关联的处理步骤，诸如抗蚀剂的显影、蚀刻等)，期望频繁地进行测量，例如用于工艺控制和验证。已知用于进行这种测量的各种工具，包括测量结构之间的对准的对准传感器系统、拓扑测量系统(聚焦/调平系统)、通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜和/或使用标记来测量各种参数(诸如重叠(即，衬底的两层的对准精度)、用于曝光图案的焦点、用于曝光图案的剂量、CD等)的专用工具。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种方法，包括：在至少部分地位于设备内的同时在结构上印刷装置标记，该结构与将被该结构保持的衬底分离；以及使用装置内的传感器系统测量装置标记。

在一个实施例中，提供了一种装置，包括：结构；传感器系统，被配置为测量标记；以及控制系统，被配置为于：在至少部分地位于装置内的同时使得在结构上印刷装置标记，该结构与将被该结构保持的衬底分离，并且使得使用装置内的传感器系统测量装置标记。

在一个实施例中，提供了一种非暂态计算机程序产品，其包括用于使得处理器系统使得引起本文所述方法的执行的机器可读指令。

在一个实施例中，提供了一种系统，包括：硬件处理器系统；以及存储机器可读指令的非暂态计算机可读存储介质，其中，当被执行时，机器可读指令使得处理器系统引起本文所述的方法的执行。

不同的方面和特征可以组合到一起。给定方面的特征可以与一个或多个其他方面或特征组合在一起。参照附图在本文详细描述本发明实施例的特征和/或优点以及本发明各种实施例的结构和操作。注意，本发明不限于本文所述的具体实施例。本文所述实施例仅用于说明的目的。相关领域的技术人员基于本文包含的教导将明白附加实施例。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式描述实施例，其中：

图1A示意性示出了根据一个实施例的光刻装置；

图1B示出了图1A的衬底W的平面图；

图1C示出了可被图1A的光刻装置使用的图案形成装置的平面图；

图2示意性示出了光刻单元或簇的实施例；

图3示意性示出了示例对准测量系统；

图4示意性示出了用于装置对准标记的装置结构的实施例；以及

图5示意性示出了装置内的装置对准标记的原位印刷的实施例。

具体实施方式

图1A示意性示出了根据特定实施例的光刻装置。该装置包括：

-照明系统(照明器)IL，被配置为调节辐射束PB(例如，UV辐射或DUV辐射)；

-框架MF；

-支撑结构(例如，掩模台)MT，用于支撑图案形成装置(例如，掩模)MA；

-两个工作台WT1、WT2，至少一个被配置为保持衬底(例如，抗蚀剂涂覆的晶圆)。在该示例中，每个工作台被配置为分别保持衬底W1、W2；以及

-投影系统(例如，折射投影透镜)PL，被配置为通过图案形成装置MA将赋予辐射束PB的图案成像到被两个工作台WT1、WT2中的至少一个保持的衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。

本文使用的术语“投影系统”应广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括折射光学系统、反射光学系统和反射折射光学系统，例如根据所使用的曝光辐射或其他因素(诸如浸液的使用或者真空的使用)来确定。本文对术语“投影透镜”的任何使用都可认为与更通用的术语“投影系统”同义。

本文所用术语“照明系统”可包括各种类型的光学部件，包括用于定向、成形或控制辐射束的折射、反射和反射折射光学部件，并且这种部件也可在下文统称或单独称为“透镜”。

支撑结构MT保持图案形成装置。其以取决于图案形成装置的定向、光刻装置的设计和其他条件(例如，图案形成装置是否保持在真空环境中)的方式来保持图案形成装置。支撑件可以使用机械夹持、真空或其他夹持技术，例如真空条件下的静电夹持。支撑结构可以是框架或工作台，例如，其可以根据需要固定或可移动，并且可以确保图案形成装置处于期望位置，例如相对于投影系统。本文对术语“中间掩模”或“掩模”的任何使用可视为与更通用的术语“图案形成装置”同义。

本文使用的术语“图案形成装置”应广义地解释为表示可用于在辐射束的截面中赋予图案(诸如在衬底的目标部分中创建图案)的设备。应该注意，赋予辐射束的图案可以不与衬底的目标部分的期望图案精确对应。通常，赋予辐射束的图案将对应于在目标部分(例如，集成电路)中创建的器件中的特定功能层。

图案形成装置可为透射式或反射式。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻中是众所周知的，并且包括诸如二元、交替相移和衰减相移的掩模类型以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个都可以单独倾斜以在不同的方向上反射进入的辐射束；以这种方式，反射束被图案化。

光刻装置还可以是衬底被浸入具有相对较高折射率的液体(例如，水)以填充投影系统的最终元件和衬底之间的空间的类型。本领域已知的浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。

框架MF是基本与外部影响(诸如振动)隔离的隔振框架。例如，框架MF可经由一个或多个声学阻尼安装架(未示出)被地面上的基架(未示出)支撑，以将框架MF与基架的振动隔离。可以主动地控制一个或多个声学阻尼安装架，以隔离由基架和/或由隔离框架MF本身引入的振动。

在图1A所示的双级光刻装置中，在左手侧设置对准系统AS和拓扑测量系统TMS，并且在右手侧设置投影系统PL。投影系统PL、对准系统AS和拓扑测量系统TMS连接至隔离框架MF。拓扑测量系统TMS用于测量衬底W的表面的拓扑。

在双级光刻装置的一个不同的实施例中，对准系统AS和/或拓扑测量系统TMS设置在与投影系统PL相邻的右手侧或者在左手侧位置与投影系统PL的位置之间或者在投影系统PL的相对侧。在一个实施例中，在第一工作台WT1被配置为保持衬底且第二工作台WT2不被配置为保持衬底而是保持一个或多个测量设备或一个或多个清洁设备或它们的组合的情况下，对准系统AS和/或拓扑测量系统TMS位于右手侧或朝向右手侧会是有利的。

支撑结构MT经由第一定位设备PM可移动地安装至框架MF。第一定位设备PM可用于相对于框架MF(以及连接至框架MF的投影系统PL)移动图案形成装置MA并且精确地定位图案形成装置MA。

工作台WT1、WT2分别经由第一和第二定位设备PW1、PW2可移动地安装至框架MF。第一和第二定位设备PW1、PW2可分别用于移动工作台WT1、WT2，并且相对于框架MF(以及连接至框架MF的投影系统PL、对准系统AS和拓扑测量系统TMS)精确地定位工作台WT1、WT2(例如，定位衬底W1和/或衬底W2)。支撑结构MT和工作台WT1、WT2可统称为对象工作台。第一和第二定位设备PW1、PW2均可被视为扫描机构，其可进行操作以沿着扫描路径相对于辐射束移动工作台WT1、WT2，使得辐射束横跨工作台WT1、WT2(例如，保持在工作台上的衬底W1、W2)扫描。如上所述，在一个实施例中，工作台WT1、WT2中的一个可以不保持衬底，而是代替地可用于例如测量、清洁等，与例如另一工作台WT1、WT2上的衬底的曝光或卸载并行。

因此，图1A所示的光刻装置是具有两个工作台WT1、WT2的类型，可称为双级装置。在这种“多级”机器中，两个工作台WT1和WT2是并行使用的，在一个工作台上执行准备步骤，而另一个工作台用于曝光。

在图1A中，工作台WT1设置在左侧，而工作台WT2设置在右侧。在该配置中，工作台WT1可用于在衬底W1的曝光之前，使用对准系统AS和拓扑测量系统TMS执行与由此保持的衬底W1相关的各种准备步骤(将在下文更详细地描述)。同时，工作台WT2可用于被工作台WT2保持的另一衬底W2的曝光。一旦工作台WT2保持的衬底W2被曝光且已经执行了与工作台WT1保持的衬底W1相关的准备步骤，两个工作台WT1、WT2交换位置。随后，由工作台WT1保持的衬底W1暴露于辐射，并且将先前已经暴露于辐射的由工作台WT2保持的衬底W2替换为新衬底，并针对新衬底执行各种准备步骤。因此，在本实施例中，两个工作台WT1和WT2中的每一个都可以设置在图1A的左侧或右侧。

在一个不同的实施例中，工作台WT1可以是不被配置为保持衬底的工作台。任选地，可在左手侧进行与工作台WT1相关的测量。然后，可以将工作台WT1移动到投影系统PL下方的位置，同时将工作台WT2移动原理投影系统PL下方(例如，移动到与工作台WT1相对的一侧)。然后，工作台WT1可用于在投影系统PL处进行各种动作(例如，测量、清洁等)。同时，可以从工作台WT2移除衬底，然后将工作台WT2移回投影系统PL下方，同时将工作台WT1移走(例如，朝向左手侧)。

图1B示出了衬底W的平面图，其可以表示图1A的两个衬底W1、W2中的任何一个。在下文中，除非另有说明，否则光刻装置的左侧和右侧的衬底(如果有的话)将被称为衬底W。图1C示出了设置有图案形成装置对准标记(示意性表示为框M1、M2)的图案形成装置MA的平面图。

如本文所述，所述装置为透射型(例如，使用透射掩模)。可替换地，该装置可以为反射型(例如，使用上述类型的可编程反射镜阵列)。

照明器IL接收来自辐射源SO的辐射束。源SO和光刻装置可以是单独的实体，例如当源SO是准分子激光器时。在这种情况下，源SO不被视为构成光刻装置的一部分，并且辐射束在束传输系统BD(例如，包括合适的定向镜和/或扩束器)的帮助下从源SO传送到照明器IL。在其他情况下，源可以是装置的整体部分，例如，当源是汞灯时。照明器IL可称为辐射系统。可替换地，源SO和照明器IL以及束传输系统BD(如果需要的话)一起可统称为辐射系统。

照明器IL可改变束的强度分布。照明器可被布置为限制辐射束的径向范围，使得在照明器IL的光瞳平面的环形区域内强度分布为非零。此外或可替换地，照明器IL也可进行操作以限制束在光瞳平面中的分布，使得光瞳平面中的多个等间距扇区的强度分布为非零。在照明器IL的光瞳平面上，辐射束的强度分布可称为照明模式。

照明器IL可包括调节器AM，其被配置为调整束的强度分布。通常，至少可以调整照明器光瞳平面中的强度分布的外部和/或内部径向范围(分别通常称为σ-外部和σ-内部)。照明器IL也可进行操作以改变照明器的光瞳平面中束的角度分布。例如，照明器IL可进行操作以改变光瞳平面中强度分布为非零的扇区的数量和角度范围。通过调整照明器的光瞳平面中束的强度分布，可以实现不同的照明模式。例如，通过限制照明器IL的光瞳平面中的强度分布的径向和角度范围，强度分布可具有多极分布，例如，如本领域已知的双极、四极或六极分布。通过将提供该照明模式的光学器件插入照明器IL中，可以获得期望的照明模式。

照明器IL可进行操作以改变束的偏振，并且还可以进行操作来使用调节器AM调整偏振。辐射束穿过照明器IL的光瞳平面的偏振状态可以称为偏振模式。使用不同的偏振模式可以在衬底W上形成的图像中实现更大的对比度。辐射束可以不偏振。可替换地，照明器IL可被布置为线性地偏振辐射束。辐射束的偏振方向可横跨照明器IL的光瞳平面改变，即，在照明器IL的光瞳平面的不同区域中，辐射的偏振方向可以不同。辐射的偏振状态可以根据照明模式来选择。

此外，照明器IL通常包括各种其他部件，诸如集成器IN和冷凝器CO。照明器IL提供经过调节的辐射束PB，其截面中具有期望的均匀性和强度分布。

经过调节的辐射束PB的形状和(空间)强度分布通过照明器IL的光学器件来限定。在扫描模式中，经过调节的辐射束PB可使其在图案形成装置MA上形成通常为矩形的辐射带。辐射带可以称为曝光狭缝(或狭缝)。狭缝可具有较长的尺寸(可以称为其长度)和较短的尺寸(可以称为其宽度)。狭缝的宽度可以对应于扫描方向(图1中的y方向)，并且狭缝的长度可以对应于非扫描方向(图1中的x方向)。在扫描模式中，狭缝的长度限制了可在单次动态曝光中曝光的目标部分C的非扫描方向上的范围。相反，可在单次动态曝光中曝光的目标部分C的扫描方向上的范围由扫描运动的长度确定。

术语“狭缝”、“曝光狭缝”或“辐射带”可互换地用于表示照明器IL在垂直于光刻装置的光轴的平面中产生的辐射带。该平面可处于图案形成装置MA或衬底W处或者接近图案形成装置MA或衬底W。术语“狭缝轮廓”、“辐射束轮廓”、“强度轮廓”和“轮廓”可互换使用，以表示狭缝的(空间)强度分布的形状，尤其是在扫描方向上。

在一个实施例中，照明器IL包含两个遮蔽叶片(在图1A中示意性表示为B)。两个遮蔽叶片中的每一个都大体平行于狭缝的长度，两个遮蔽叶片设置在狭缝的相对侧。每个遮蔽叶片可在收缩位置(遮蔽叶片不设置在辐射束PB的路径中)和插入位置(遮蔽叶片阻挡辐射束B)之间独立移动。遮蔽叶片设置在照明器IL的场平面中。因此，通过将遮蔽叶片移动到辐射束的路径中，辐射束PB的轮廓可以被锐利地截断，由此限制辐射束PB在扫描方向上的场范围。遮蔽叶片可用于控制曝光区域的哪些部分接收辐射。

图案形成装置MA还设置在光刻装置的场平面中。在一个实施例中，遮蔽叶片可设置为与图案形成装置MA相邻，使得遮蔽叶片和图案形成装置MA基本上位于同一平面。可替换地，遮蔽叶片可与图案形成装置MA分离，使得它们各自位于光刻装置的不同场平面中，并且可以在遮蔽叶片和图案形成装置MA之间设置合适的聚焦光学器件(未示出)。

照明器IL包括强度调节器IA(如图1A示意性所示)。如现在所描述的，强度调节器IA可进行操作以衰减辐射束的相对侧的辐射束。强度调节器IA包括多个成对布置的活动指部，每对指部都在狭缝的每一侧包括一根指部(即，每对指部在y方向上分开)。指部对沿狭缝的长度布置(即，沿x方向延伸)。每个可移动指部可在扫描方向(y方向)上独立移动。即，指部可在垂直于狭缝长度的方向上移动。在使用中，每个可移动指部可在扫描方向上独立移动。例如，每个可移动指部可至少在收缩位置(其不设置在辐射束的路径中)和插入位置(其部分地阻挡辐射束)之间移动。通过移动指部，可以调整缝的形状和/或强度分布。

场可位于指部的半影中，使得指部不会尖锐地切断辐射束PB。指部对可用于沿狭缝的长度施加不同等级的辐射束衰减。例如，指部可用于确保辐射束PB横跨狭缝宽度的强度轮廓的整体沿狭缝长度基本是恒定的。

离开照明器IL的辐射束PB入射到在支撑结构MT上保持的图案形成装置(例如，掩模)MA上。穿过图案形成装置MA，束PB通过投影系统PL，投影系统将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位设备PW2和位置传感器IF(例如，干涉测量设备)，可以相对于框架MF精确地移动工作台WT2，例如，以便在束PB的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位设备PM和另一位置传感器(图1A中未明确示出)可用于相对于框架MF精确地定位图案形成装置MA，例如在从掩模库机械恢复之后或者在扫描期间。通常，目标工作台MT和WT1、WT2的移动将借助于长行程模块(粗定位)和短行程模块(精细定位)来实现，这两个模块形成定位设备PM、PW1和PW2的一部分。可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。

投影系统PL可将缩减因子应用于辐射束PB，形成特征小于图案形成装置MA上的对应特征的图像。例如，可应用4的缩减因子。

在扫描模式中，第一定位设备PM可进行操作以沿着扫描路径相对于已被照明器IL调节的辐射束PB移动支撑结构MT。在一个实施例中，支撑结构MT以恒定的扫描速度v_MT沿扫描方向线性地移动。如上所述，狭缝被定向，以使其宽度在扫描方向上延伸(与图1的y方向一致)。在任何情况下，图案形成装置MA上被狭缝照射的的每个点都将通过投影系统PL成像到衬底W的平面上的单个共轭点。随着支撑结构MT沿扫描方向移动，图案形成装置MA上的图案以与支撑结构MT相同的速度横跨狭缝的宽度移动。具体地，图案形成装置MA上的每个点以速度v_MT沿扫描方向横跨狭缝的宽度移动。作为支撑结构MT的运动结果，与图案形成装置MA上的每个点相对应的衬底W的平面中的共轭点将相对于工作台WT2的平面中的狭缝移动。

为了在衬底W上形成图案形成装置MA的图像，移动工作台WT2，使得图案形成装置MA上的每个点在衬底W平面中的共轭点相对于衬底W保持静止。工作台WT2相对于投影系统PL的速率(幅度和方向)通过投影系统PL(在扫描方向)的消磁和图像反转特性来确定。具体地，如果投影系统PL的特性使得形成在衬底W平面中的图案形成装置MA的图像在扫描方向上反转，则工作台WT2应该在与支撑结构MT相反的方向上移动。即，工作台WT2的运动应该与支撑结构MT的运动反平行。此外，如果投影系统PL将缩减因子α应用于辐射束PB，则在给定时间段内每个共轭点行进的距离将小于图案形成装置上的对应点行进的距离乘以因子α。因此，工作台WT2的速度|v_WT|的幅度应为|v_MT|/α。

在目标部分C的曝光期间，照明器IL的遮蔽叶片可用于控制辐射束PB的狭缝宽度，这又会分别限制图案形成装置MA和衬底W的平面中的曝光区域的范围。即，照明器的遮光片用作光刻设备的视场光阑。

使用扫描模式，光刻装置可进行操作以使具有基本固定面积的衬底W的目标部分C暴露于辐射。例如，目标部分C可以包括一个或多个管芯的一部分。

单个衬底可在多个步骤中暴露于辐射，每个步骤都涉及目标部分C的曝光，然后为衬底W的移动。在第一目标部分C的曝光之后，光刻装置可进行操作以相对于投影系统PL移动衬底W，使得另一目标部分C可暴露于辐射。例如，在衬底W上的两个不同目标部分C的曝光之间，可操作工作台WT2来移动衬底W，以定位下一个目标部分，使其准备通过曝光区域而被扫描。

所示装置可在另一模式中使用，其中支撑结构MT基本上保持可编程图案形成装置静止，并且在赋予束PB的图案被投影到目标部分C上的同时移动或扫描工作台WT2。在该模式中，通常使用脉冲辐射源，并且可编程图案形成装置在每次移动工作台WT2之后或者在扫描期间的连续辐射脉冲之间根据需要进行更新。这种操作模式可以容易地应用于使用可编程图案形成装置(诸如上述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻。

还可以采用上述使用模式或者完全不同的使用模式的组合和/或变化。

如图2所示，光刻装置LA形成光刻单元LC(有时也称为光刻单元或光刻簇)的一部分，其还包括对衬底执行一个或多个曝光前和曝光后处理的装置。传统地，这些包括一个或多个旋转机SC以沉积抗蚀剂层、一个或多个显影机DE以显影曝光的抗蚀剂、一个或多个冷却板CH和一个或多个烘烤板BK。衬底处理器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同的工艺设备之间移动衬底，并将其传送至光刻装置的进料台LB。这些设备(通常统称为轨道)受轨道控制单元TCU的控制，轨道控制单元TCU本身被管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS还经由光刻控制单元LACU控制光刻装置。因此，可以操作不同的装置以最大化产量和处理效率。

为了使光刻装置曝光的衬底被正确且一致地曝光，需要检查衬底以测量一个或多个特性，诸如对准、后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。如果检测到错误，就可以对衬底(或一个或多个后续衬底)的曝光进行调整。

下面的描述将重点在于用于对准测量的标记以及用于对准传感器系统的校准的标记。但是，本公开不限于此，而是可以具有其他应用。例如，标记可用于不同类型的测量或不同类型的校准或测试，诸如聚焦/调平、传感器诊断等。

为了控制将器件特征精确地置于衬底上的光刻工艺，通常在衬底上设置对准标记，并且光刻装置包括一个或多个对准传感器，通过这些传感器可以精确地测量衬底上标记的位置。这些对准传感器是有效的位置测量装置。不同类型的标记和不同类型的对准传感器来自不同的时间和不同的制造商。可用于光刻装置的传感器类型基于美国专利第6961116号中描述的自参考干涉仪，其以引用方式并入本文。通常，标记被分别测量以获得X和Y位置。然而，组合X和Y测量可使用美国专利申请公开第US 2009/195768中描述的技术来执行，其以引用方式并入本文。

图3是用于测量对准标记的对准传感器AS的高度示意性框图(例如，测量衬底W上设置的对准标记的位置(在图1B中由框P1、P2示意性表示))。照明源220提供一个或多个波长的辐射束222，其被光斑反射镜223转移通过物镜224到达例如位于衬底W上的标记(诸如标记202)。被标记202散射的辐射204由物镜224拾取并准直为信息承载束226。该信息承载束226用于测量标记202相对于传感器的参考点的位置。该参考点可以是光栅206或者自参考干涉仪中的“中性线”。检测器230检测结果信号240。光斑反射镜223在该点处可以方便地用作零阶光阑，使得信息承载束226仅包括来自标记202的高阶衍射辐射。这通常被称为“暗场”测量。在一个实施例中，来自传感器光栅230中的各个传感器的强度信号240被提供给处理单元PU，从处理单元输出标记202的X和Y位置的值。在一个实施例中，检测器230可以是单个光电二极管，并且光栅206可以与在其上成像的图像具有相同的节距。由光栅206透射的辐射量随着对准光栅在特定方向上被扫描而变化。因此，可以使用一个或多个适当设计的标记202并且在一个或多个方向上扫描来确定不同方向(例如，X和/或Y)上的位置。

典型的对准传感器系统由光学、光学组件、激光源模块以及检测/处理硬件和软件的复杂布置组成。相应地，周期性地校准对准传感器系统以保持系统性能(例如，每一衬底的校准、每批衬底的校准等)。因此，对准传感器系统被周期性地重新校准，以减少或消除对准传感器系统中出现的漂移。

这种校准的一个示例是标记型校准处理，用于减少或消除由装置的对准传感器系统中的漂移引起的对准偏移。如上所述，对准传感器系统通常用于确定衬底的位置，而在衬底台上，通过测量衬底上的一个或多个对准标记(这里称为衬底对准标记)，使得衬底可与装置内的一个或多个其他对象(诸如图案形成装置)适当地对准。为了便于实现这一点，可以使用装置的对准传感器系统测量装置中的结构(例如，衬底台)上设置且不位于衬底上的一个或多个标记(这里称为装置标记，并且在衬底台的情况下称为衬底台标记)。

更具体地，作为校准处理的一部分，测量装置标记(例如，衬底台标记)，以帮助确保使用衬底对准标记测量的衬底的确定对准位置被精确地已知，以用于通过衬底台进行定位的目的。这种校准的一个具体示例是对准传感器系统的级间同轴偏移(iSBO)校准。级间同轴偏移(iSBO)校准涉及测量衬底台对准标记，以分析其衍射级，并且评估在对准传感器系统的操作期间随时间产生的任何偏移。

在一个实施例中，每当衬底被加载到衬底台上并且准备好进行计量时，都会执行级间同轴偏移(iSBO)校准。在一个实施例中，用于级间同轴偏移(iSBO)校准的特定衬底台标记位于永久安装在衬底台上的特定载体板上。从该衬底台标记的测量中得到的信息用于校准由正常漂移引起的对准传感器系统中的偏移。

已经发现，在衬底上使用的衬底对准标记的类型可与使用对准传感器系统测量的装置中的装置标记完全不同，使得衬底的这种对准标记的测量与装置标记的测量不同。例如，衬底对准标记和装置标记可以各种方式不同，诸如在形状、所使用的周期结构、尺寸等方面。因此，装置标记(例如，衬底台标记)不能正确地模拟所有类型的衬底对准标记的漂移行为。因此，当将装置标记和与装置标记不同类型的衬底对准标记的测量组合使用时，使用这种装置标记的漂移校正会导致不正确的测量结果。例如，如果衬底台标记不能正确地模拟衬底上的衬底对准标记的漂移行为，那么例如可能会发生1-3nm的对准偏移，具有类似幅度的后续的重叠偏移。这会超出允许正确地以器件图案曝光衬底的重叠预算。因此，期望提供可用于对准传感器系统的校准处理的装置标记，其可以正确地模拟衬底对准标记的漂移行为。

此外，光刻装置的用户可以添加和/或更改衬底对准标记类型，例如促进对准菜单优化。例如，可以生成各种不同类型的子分段衬底对准标记，因为针对用户的器件图案曝光工艺对它们进行了优化，并且可以在衬底上使用一种或多种不同类型的衬底对准标记来用于对准测量。但是，使用对准测量系统测量的装置标记可能无法正确地模拟那些一种或多种新衬底对准标记类型的漂移行为。相应地，期望能够在校准处理中适应各种不同的对准标记类型。即，期望能够正确地针对这些不同衬底对准标记类型中的许多类型(如果不是所有)校准对准传感器系统，并且随着时间的推移且相对容易地适应这些不同的衬底对准标记类型。

更一般地，例如期望提供一种系统，其能够改变校准标记形式，例如用于校准、诊断等。

因此，提供了一种灵活且相对快速的方法来允许在装置内的结构(例如，衬底台)上设置一种或多种附加或新类型的标记(例如，衬底台标记)。通过能够添加这样的一种或多种标记类型，测量、校准、诊断等处理可以支持一个或多个不同的标记，以帮助维持传感器系统(诸如对准传感器系统)的性能。

参考图4，在一个实施例中，结构400是装置(诸如光刻装置)内的装置结构(例如，衬底台WT或其他可移动工作台)的一部分或者设置在装置结构的一部分上。在一个实施例中，结构400是板。在一个实施例中，结构400是装置结构(例如，衬底台WT或其他可移动工作台)的独立部分，其可以附在装置结构(例如，衬底台WT或其他可移动工作台)上。在一个实施例中，结构400是可移动的，由此是可替换的。在一个实施例中，结构400是装置结构(例如，衬底台WT或其他可移动工作台)的固定部分；这可以帮助消除与装置结构(例如，衬底台WT或其他可移动工作台)可分离/可移动的结构400和装置结构之间的位置的可能漂移。

在一个实施例中，结构400被设计为能够在其中印刷图案。在一个实施例中，结构400包括位于其上表面上的涂层。在一个实施例中，涂层包括疏液涂层，诸如Lipocer涂层。在一个实施例中，该涂层包含光致抗蚀剂。在一个实施例中，结构400是承载一个或多个标记的、装置结构(例如，衬底台WT)上的任何其他结构的附加结构。

在一个实施例中，参考图5，将装置标记500、510(例如，以衬底台标记500、510的形式)印刷到结构400上(例如，印刷到结构400中)。在一个实施例中，将装置标记500、510在装置中直接原位成像到结构400上。在一个实施例中，装置的图案形成装置M用于使用光刻装置的投影系统在结构400上成像期望的装置标记500、510。

在一个实施例中，提供控制系统(例如，装置的控制系统)以使能印刷装置标记500、510。即，其可以使装置的各个部件执行如本文所述的印刷装置标记500、510的方法。

在一个实施例中，装置标记500、510包括一个或多个周期结构。在一个实施例中，装置标记500、510包括特征沿第一方向延伸的第一周期结构以及特征沿与第一方相交(例如，垂直)的第二方向延伸的第二周期结构。虽然装置标记500、510被示出包括沿2个不同方向延伸的4个周期结构，但装置标记500、510无需如此配置。

因此，在一个实施例中，结构400被设计为使得具有足够量的装置标记500、510被直接印刷在结构400上。在一个实施例中，装置标记500、510通过使用辐射束烧蚀而生成(并且希望在结构400烧蚀之后不需要额外的处理步骤)。在一个实施例中，将装置标记500、510烧蚀到结构400上的涂层(例如，疏液涂层，诸如Lipocer涂层)中。

在一个实施例中，当结构400安装在衬底台WT上时，结构400可以是空白的，即其上不存在装置标记500、510。在安装之后，一个或多个装置标记500、510被印刷在结构400上。例如，可以印刷多个装置标记，诸如装置标记500和装置标记510。因此，可以提供一种或多种不同类型的装置标记，其中一种或多种装置标记匹配或模拟衬底上的一个或多个对准标记的对准传感器系统漂移行为。

在一个实施例中，结构400可在安装在衬底台WT上之前具有一个或多个装置标记500、510，即结构400具有装置标记500。在安装之后，一个或多个装置标记510被印刷在结构400上。在本实施例中，一个或多个装置标记可以预安装在装置结构(诸如衬底台WT)上。预安装的一个或多个装置标记可以与普通衬底对准标记相同或类似。然后，在安装之后，可以在结构400上印刷一个或多个其他类型的装置标记。

在一个实施例中，在结构400上设置多个装置标记。即，如图4所示，结构400具有足够的自由空间，从而能够在结构400上设置多个装置标记。在一个实施例中，可在结构400上的现有装置标记上印刷装置标记。在任何情况下，结构400都被设计为使得可以在结构400的使用寿命期间在结构400上印刷一个或不同或新的装置标记类型。因此，结构400将保持装置标记足够的使用寿命以用于对准处理。在一个实施例中，装置标记被永久性地印刷在结构400上。在一个实施例中，基线处理可用于跟踪装置标记的完整性。即，随着时间的推移，对装置标记的测量参数(例如，可检测性)进行跟踪，以确定装置标记是否退化。如果穿过或满足与测量的参数相关联的阈值，则可以采取校正步骤(例如，重新印刷装置标记、清洁装置标记、调整测量设置等)。

在一个实施例中，装置标记500、510与衬底对准标记的类型相同。在一个实施例中，装置标记500、510与衬底对准标记不同，但模拟衬底对准标记的漂移行为。

如上所述，在一个实施例中，使用图案形成装置和光刻装置的投影系统执行原位印刷。在附加或替代实施例中，使用光刻装置内的一个或多个其他装置执行原位印刷。例如，可以使用对准测量系统、水平感测系统或其他辐射投影测量装置。在一个实施例中，系统具有除在结构400上书写标记之外的功能(例如，测量)。在一个实施例中，系统是光刻装置的现有系统，通过例如软件更新来重新配置以执行标记的写入。这些系统中的一个或多个可以被适当地配置为能够印刷标记，例如通过在这种系统的光束路径中设置掩模或其他装置，通过束和结构400的表面之间适当的相对移动来写入图案等。此外，在一个实施例中，这种系统的束功率可以被增加，以用于在结构400上印刷标记和/或结构400可以对这种系统的现有束敏感。在一个实施例中，可在光刻装置中提供如图1示意性示出的专用设备600，以在结构400上印刷标记。例如，设备600可以具有辐射输出(例如，激光)，以向图案形成装置(如本文所述的类似类型，期望为可编程图案形成装置)提供辐射，从而形成用于在结构400上投影的图案化束，以便印刷(例如，通过烧蚀)标记。在一个实施例中，设备600可以固定到光刻装置(例如，永久安装)中，或者可拆卸地提供(例如，在维护周期期间)到光刻装置中。此外，虽然设备600被示为位于图1中的特定框架上，但其可以位于光刻装置的另一部分上，包括工作台WT本身。

因此，在实施例中，在结构400(例如，载体板)上提供对一个或多个装置标记500、510(例如，用于校准)的原位印刷(例如，通过成像)。通过原位印刷，提供了能够使用不同的装置标记而无需昂贵和/或耗时地更换衬底台的灵活性。此外，通过相对快速地印刷装置标记，可以减少开发时间和/或引入新对准功能的费用。

在附加实施例或替代实施例中，通过将具有结构400的装置结构(例如，衬底台WT或其他可移动工作台)移动到至少部分在外部壳体外或者与外部壳体的一侧相邻(例如，在1米内)，结构400被移动到至少部分在装置(例如，光刻装置)的外部壳体外或者与外部壳体的一侧相邻(例如，在1米内)的服务位置。在一个实施例中，结构400和具有结构400的装置结构在服务位置处附接至装置(例如，光刻装置)。当结构400处于服务位置时，可使用类似于设备600的设备610来印刷标记。在一个实施例中，设备610可附接至与装置外壳相邻放置或者附接至装置的固定夹具。在一个实施例中，设备610可设置在结构400或具有结构400的装置结构上(例如，位于衬底台WT上)。在一个实施例中，设备610是可移动的。一旦标记被印刷，就将结构400和具有结构400的装置结构移回到装置内的测量位置。当标记被印刷在结构400上时和/或当结构400和具有结构400的装置结构仍然附接至装置时，当结构400的至少一部分和/或具有结构400的装置结构的至少一部分仍在装置的外壳内时，该实施例可以认为是原位印刷。

在一个实施例中，提供一种结构410，其可拆卸地附接至装置中的结构(例如，衬底台WT)。在一个实施例中，结构410通过例如抽吸夹、静电夹或其他夹持装置、螺栓或螺钉等附接至装置结构。在一个实施例中，在将结构410安装在装置结构(例如，衬底台WT)上之前，结构410设置有一个或多个装置标记。虽然结构410示出多个装置标记500、510，但结构410可以具有单个装置标记500、510。

因此，通过具有可移动结构410，可以提供具有一个或多个不同装置标记的不同结构410，以便能够在装置结构上设置不同类型的装置标记。因此，在一个实施例中，可以提供多个结构410，每一个都具有一个或多个不同的装置标记。在一个实施例中，当从装置结构移除时(例如，整体在装置外部)，结构410可印刷有不同的装置标记。在一个实施例中，结构410是作为结构400的补充或替代物而提供的。

虽然本文的讨论重点在于对准标记和对准传感器系统的校准，但本公开也可以应用于不同的标记。例如，标记可用于诊断、校准等，与对准传感器系统不同的传感器系统，诸如聚焦/调平系统。

本文已经描述的实施例与基于衍射的计量有关，例如，其根据衍射级的强度测量周期结构的位置。然而，本文的实施例在需要时进行适当的修改而可以应用于基于图像的计量，例如，其使用目标的高质量图像测量位置。通常，这些目标是周期性结构或“盒子”(盒中盒(BiB))。

在一个实施例中，提供了一种方法，包括：在至少部分地位于装置内的同时，在结构上印刷装置标记，该结构与由装置保持的衬底分离；以及使用装置内的传感器系统测量装置标记。

在一个实施例中，该结构是被配置为保持衬底的衬底台的一部分或者位于衬底台上。在一个实施例中，传感器系统是对准传感器系统。在一个实施例中，该方法还包括使用装置标记校准传感器系统。在一个实施例中，印刷装置标记包括使用来自装置的系统的辐射束。在一个实施例中，印刷装置标记包括利用装置标记烧蚀结构的表面。在一个实施例中，印刷装置标记包括：将通过图案形成装置形成图案的束投影到结构上以印刷装置标记。在一个实施例中，该结构包括具有表面涂层的板。在一个实施例中，装置标记与衬底的对准标记为相同类型。在一个实施例中，装置标记与衬底的对准标记不是同一类型，但是模拟衬底的对准标记的传感器系统漂移行为。

在一个实施例中，提供了一种装置，包括：结构；传感器系统，被配置为测量标记；以及控制系统，被配置为在至少部分地位于装置内的同时使得在结构上印刷装置标记，该结构与将由装置保持的衬底分离，并且使得使用装置内的传感器系统测量装置标记。

在一个实施例中，该装置进一步包括被配置成保持衬底的衬底台，并且该结构是衬底台的一部分或者位于衬底台上。在一个实施例中，传感器系统是对准传感器系统。在一个实施例中，控制系统进一步被配置为使得使用装置标记对传感器系统进行校准。在一个实施例中，装置进一步包括被配置为投影辐射束的辐射系统，并且其中控制系统被配置为使得通过使用来自装置的辐射系统的辐射束来印刷装置标记。在一个实施例中，控制系统被配置为使得通过利用装置标记烧蚀结构的表面来印刷装置标记。在一个实施例中，控制系统被配置为使得通过将利用图案形成装置而形成有图案的束投影到结构上以印刷装置标记，来印刷装置标记。在一个实施例中，该结构包括具有表面涂层的板。在一个实施例中，装置标记与衬底的对准标记为相同类型。在一个实施例中，装置标记与衬底的对准标记不是同一类型，但是模拟衬底的对准标记的传感器系统漂移行为。在一个实施例中，装置是被配置为使得利用辐射束曝光衬底的光刻装置。

尽管上面在计量和光学光刻的背景下已经对实施例的使用作了具体的参考，但应了解，实施例可用于其他应用，例如压印光刻，并且在上下文允许的情况下，不限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的拓扑限定在衬底上创建的图案。图案形成装置的拓扑可被压入提供给衬底的抗蚀剂层中，其中在衬底上，通过施加电磁辐射、热、压力或它们的组合来固化该抗蚀剂。图案形成装置移出抗蚀剂，在抗蚀剂固化之后在其中留下图案。实施例可形成掩模检查装置、计量装置或者测量或处理诸如晶圆(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)的对象的任何装置的一部分。

在一个实施例中，提供了包括硬件、软件或它们的组合的控制系统(例如，在光刻装置内)，以执行本文所述方法的一个或多个步骤。

尽管本文中具体参考了IC的制造，但应理解，本文所述装置可具有其他应用。可能的其他应用包括集成光学系统的制造、用于磁域存储器、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的引导和检测模式。本领域技术人员将理解，在这种替代应用中，本文对术语“晶圆”或“管芯”的任何使用可分别视为与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文提到的衬底可在曝光之前或之后例如在轨道(通常向衬底涂覆抗蚀剂层并显影曝光的抗蚀剂的工具)或者计量或检查工具中被处理。在可应用的情况下，本文的公开内容可应用于这种和其他衬底处理工具。此外，可对衬底进行多次处理，例如为了创建多层IC，使得本文所用的术语衬底也可以表示已经包含多个被处理层的衬底。

本文使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，波长为或约为365、355、248、193、157或126nm)和极紫外线(EUV)辐射(例如，波长在5-20nm的范围内)以及粒子束，诸如离子束或电子束。在一个实施例中，用于曝光的“辐射”和“束”可以是紫外线(UV)辐射、极紫外线(EUV)辐射或粒子束，诸如离子束或电子束。在一个实施例中，用于计量的“辐射”和“束”可以是可见光、近红外辐射或UV辐射。术语“EUV辐射”可被视为包括波长在4-20nm范围内的电磁辐射，例如在13-14nm范围内。EUV辐射可具有小于10nm的波长，例如在4-10nm的范围内，诸如6.7nm或6.8nm。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任一种或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件。照明光学器件、光学器件和检测光学器件可包括各种类型的光学部件，包括用于定向、成形整形制辐射束的折射、反射和反射折射光学部件。

可以在硬件、固件、软件或它们的任何组合中实现实施例。处理器PR可以连接至存储处理器可读指令的存储器，当执行指令时，将对来自检测器18的信号输出应用解码序列。实施例也可以实现为存储在计算机可读介质上的指令，计算机可读介质可以被一个或多个处理器读取和执行。计算机可读介质可以包括用于以机器(例如，计算机设备)可读的形式存储或传输信息的任何机制。例如，计算机可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光学存储介质；闪存设备；电气、光学、声学或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、线程、指令可在本文描述为执行特定动作。然而，应理解，这种描述仅仅是为了方便，而且这些动作实际上源于计算设备、处理器、控制器或其他设备执行固件、软件、例程、指令等。

上面对具体实施例的描述揭示了本发明实施例的一般性质，使得其他人可以通过在本领域技术范围内应用知识来容易地修改和/或适应这种具体实施例的各种应用而无需过度实验，也不背离本发明的一般概念。因此，基于本文呈现的教导和指导，合作适应和修改旨在所公开实施例的等同的含义和范围内。应理解，本文的措辞或术语是为了通过示例描述的目的而不是为了限制，使得本说明书中的措辞或术语将由本领域技术人员根据教导和指导进行解释。

本发明的范围不应受到上述任何示例性实施例的限制，而应仅根据以下权利要求及其等同来定义。

因此，尽管上面已经描述了具体实施例，但应了解，本发明可以不按照所描述的来实施。上面的描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不偏离下述权利要求的范围的情况下对本发明进行修改。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

在至少部分地位于装置内的同时在结构上印刷装置标记，所述结构与将由所述装置保持的衬底分离；以及

使用所述装置内的传感器系统来测量所述装置标记。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述结构是被配置为保持所述衬底的衬底台的一部分或者位于所述衬底台上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述传感器系统是对准传感器系统。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：使用所述装置标记来校准所述传感器系统。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中印刷所述装置标记包括：使用来自所述装置的系统的辐射束。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中印刷所述装置标记包括：利用所述装置标记烧蚀所述结构的表面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中印刷所述装置标记包括：将通过图案形成装置而形成有图案的束投影到所述结构上，以印刷所述装置标记。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述结构包括具有表面涂层的板。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述装置标记与所述衬底的对准标记具有相同类型。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述装置标记与所述衬底的对准标记不是相同类型，但是模拟所述衬底的所述对准标记的传感器系统漂移行为。

11.一种装置，包括：

结构；

传感器系统，被配置为测量标记；以及

控制系统，被配置为：

在至少部分地位于所述装置内的同时使得在所述结构上印刷装置标记，所述结构与将由所述装置保持的衬底分离，以及

使得使用所述装置内的所述传感器系统来测量所述装置标记。

12.根据权利要求11所述的装置，还包括：衬底台，被配置为保持所述衬底，并且其中所述结构是所述衬底台的一部分或者位于所述衬底台上。

13.根据权利要求11或12所述的装置，其中所述传感器系统是对准传感器系统。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的装置，其中所述控制系统进一步被配置为使得使用所述装置标记校准所述传感器系统。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的装置，还包括被配置为投影辐射束的辐射系统，并且其中所述控制系统被配置为使得通过使用来自所述装置的所述辐射系统的辐射束来印刷所述装置标记。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的装置，其中所述控制系统被配置为使得通过利用所述装置标记烧蚀所述结构的表面来印刷所述装置标记。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的装置，其中所述控制系统被配置为使得通过将利用图案形成装置而形成有图案的束投影到结构上以印刷所述装置标记，来印刷所述装置标记。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的装置，其中所述结构包括具有表面涂层的板。

19.一种非暂态计算机程序产品，包括机器可读指令，所述机器可读指令用于使得处理器系统引起根据权利要求1至10中任一项所述的方法的执行。

20.一种系统，包括：硬件处理器系统；以及非暂态计算机可读存储介质，其存储机器可读指令，其中所述机器可读指令当被执行时使得所述处理器系统引起根据权利要求1至10中任一项所述的方法的执行。