CN110663003A - 设定点发生器、光刻设备、光刻设备操作方法、以及器件制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设定点发生器，用于移动光刻设备的图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予所述辐射束图案以形成图案化的辐射束，其中所述设定点发生器包括用于所述图案形成装置的有限数目种移动轮廓，并且其中所述设定点发生器配置成基于期望的移动轮廓选择所述有限数目种移动轮廓中的一种并输出选择的移动轮廓作为用于所述图案形成装置的设定点。

Description

设定点发生器、光刻设备、光刻设备操作方法、以及器件制造 方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月23日提交的欧洲申请17172452.9的优先权，所述申请通过引用其全部内容并入本文。

发明背景

技术领域

本发明涉及一种用于移动光刻设备的图案形成装置的设定点发生器、一种包括这样的设定点发生器的光刻设备、一种用于操作这样的光刻设备的方法和一种器件制造方法。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案施加到衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。光刻设备可以例如用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成要在IC的单个层上形成的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或几个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。常规的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐射每个目标部分；在扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案，同时沿与所述方向平行或反向平行的方向同步扫描衬底来辐射每个目标部分。还可以通过将图案印制到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。

在光刻设备中，图案形成装置可以被对辐射透明的层保护，所述辐射被用于将图案成像到目标部分上。所述层可以被实施为保持距图案形成装置一短距离的隔膜。这样的隔膜也被称为“表膜”。透明层允许辐射束在传输通过所述透明层的同时为图案形成装置提供对损害、污染等的某种保护。在实施例中，表膜是薄的、透明的膜，其在图案形成装置面向投影系统的一侧通过框架附接到图案形成装置。所述表膜及其框架保持表膜与图案形成装置之间的空间没有灰尘和其它外来粒子或杂质粒子。以这种方式，靠近图案形成装置的任何粒子都保持远离物体平面并因此将失焦或成像不清晰以减少或防止成像缺陷。透明层可以被设置在图案形成装置面向投影系统的一侧并沿所述侧延伸。

光刻设备的一些部件可以在光刻设备的操作期间执行移动。例如，保持衬底的衬底台和支撑图案形成装置的支撑件可以执行扫描移动。由此所述支撑件可以被移动以遵循衬底台的移动，从而将图案的各个部分从图案形成装置投影到衬底上。由于支撑件的移动，透明层可以经受可以引起透明层变形的力，诸如加速力/减速力、穿过透明层的气流等。由于透明层的变形，可能影响图案从图案形成装置到衬底上的投影，从而引起可能导致重叠误差的不准确性。

已公布的专利公开出版物WO2016/169727A1(其由此通过引用其全部内容并入本文)公开了一种光刻设备，包括透明层变形确定装置和补偿器装置，所述变形确定装置用于确定透明层的变形轮廓，透明层的变形轮廓表示在光刻设备的扫描移动期间透明层的变形，所述补偿器装置配置成响应于透明层的变形轮廓来控制投影系统、衬底台和支撑件中的至少一个，以在设备的扫描移动期间补偿透明层的变形。

在实践中，透明层的变形不同于衬底内目标部分间的变形，使得所述补偿非常困难，因为它要求在补偿方案和/一批次的校准中有更多的自由度。即使当这是可行的，这也将增加诱发的控制噪声。另外，当使用目标部分的不同场尺寸时，补偿方案需要能够应付每个可能的场尺寸。

发明内容

期望提供图案到衬底上的准确的投影。

根据本发明的实施例，提供了一种用于移动光刻设备的图案形成装置的设定点发生器，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予所述辐射束图案以形成图案化的辐射束，其中所述设定点发生器包括用于图案形成装置的有限数目种移动轮廓，并且其中设定点发生器配置成基于期望的移动轮廓选择所述有限数目种移动轮廓中的一种，并且设定点发生器配置成输出所选择的移动轮廓作为图案形成装置的设定点。

根据本发明的另一实施例，提供了一种光刻设备，包括：

-支撑件，所述支撑件构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予所述辐射束图案以形成图案化的辐射束；

-衬底台，所述衬底台构造成保持衬底；

-投影系统，所述投影系统配置成将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上；

-致动系统，所述致动系统包括：

-致动器装置，所述致动器装置配置成移动所述支撑件；和

-控制单元，所述控制单元包括根据本发明的设定点发生器和移动轮廓确定器，其中所述移动轮廓确定器配置成确定用于目标部分的图案形成装置的期望的移动轮廓，并配置成向所述设定点发生器提供所述期望的移动轮廓，并且其中所述控制单元配置成基于来自所述设定点发生器的输出驱动所述致动器。

根据本发明的又一实施例，提供了一种根据本发明操作光刻设备的方法，其中所述方法包括：

a.根据有限数目种移动轮廓中的一种移动所述图案形成装置，其中透明层耦接到所述图案形成装置；

b.移动衬底；

c.将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上；

d.确定表示在所述光刻设备的扫描移动期间所述透明层的变形轮廓的量；和

e.对所述有限数目种移动轮廓中的每一种重复步骤a.到d.。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种器件制造方法，其中使用了根据本发明的光刻设备。

附图说明

现在将参考所附示意性附图、仅通过举例方式来描述本发明的实施例，在附图中相应的附图标记表示指示相应的部件，并且在附图中：

-图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备；

-图2示意性地描绘了图1的光刻设备的一部分；

-图3A和图3B描绘了扫描移动和变形轮廓的图解表示；

-图4描绘了用于测量变形轮廓的传感器；

-图5描绘了高度示意性的透明层变形确定装置的示意性框图；

-图6描绘了另一高度示意性的透明层变形确定装置的示意性框图；

-图7描绘了衬底上的图案在所述光刻设备的扫描移动期间投影时的序列；

-图8描绘了又一高度示意性的透明层变形确定装置的示意性框图；

-图9描绘了具有多个目标部分的衬底的一部分；

-图10A描绘了由现有技术的光刻设备在图9的衬底上进行的非曝光操作和曝光操作的现有技术的序列；和

-图10B描绘了由根据本发明的实施例的光刻设备在图9的衬底上进行的非曝光操作和曝光操作的序列。

具体实施方式

图1示意性地描绘了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，所述照射系统配置成调节辐射束B(例如UV辐射或EUV辐射)。

-支撑结构(例如掩模台)MT，所述支撑结构构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并连接到第一定位器PM，所述第一定位器配置成根据某些参数准确地定位图案形成装置；

-衬底台(例如，晶片台)WTa或WTb，所述衬底台构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位器PW，所述第二定位器配置成根据某些参数准确地定位所述衬底；和

-投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。

所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射式、反射式、磁性式、电磁式、静电式或其它类型的光学部件、或它们的任意组合，用以对辐射进行引导、成形和/或控制。

支撑结构MT支撑图案形成装置MA，即承载图案形成装置MA的重量。它以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备的设计和诸如例如图案形成装置MA是否保持在真空环境中之类的其它条件的方式保持所述图案形成装置MA。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(例如相对于投影系统PS)位于期望的位置。本文中使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以被认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。

本文中使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为表示能够用于在辐射束的横截面中赋予所述辐射束图案、以便在衬底W的目标部分上产生图案的任何装置。应注意，被赋予辐射束的图案可能不与衬底W的目标部分中的期望的图案精确地对应(例如，如果所述图案包括相位偏移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予至辐射束的图案将与在目标部分中产生的器件(诸如集成电路)中的特定功能层对应。

图案形成装置MA可以是透射式或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD(液晶显示器)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、交替型相位偏移掩模类型、衰减型相位偏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，所述小反射镜中的每个小反射镜可以单独地倾斜，以便沿不同的方向反射入射的辐射束。被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。

在本文中所使用的术语“辐射”和“束”包括全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有或约为365nm、248nm、193nm、157nm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)。

在本文中所使用的术语“投影系统”应被广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射式、反射式、反射折射式、磁性式、电磁式以及静电式光学系统或者它们的任意组合，如对于所使用的曝光辐射或者诸如使用浸没液体或使用真空等其它因素所适合的。本文中使用的任何术语“投影透镜”可以被认为与更上位的术语“投影系统”同义。

如这里描绘的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。可替代地，所述设备可以是反射型的(例如，使用上文提及类型的可编程反射镜阵列，或者使用反射式掩模)。

所述光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用附加的台，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。这种情况的图示为图1的示例中的两个衬底台WTa和WTb。本文中公开的发明可以用于独立的方式，但是特别的，它可以在单平台或多平台设备的预曝光测量平台中提供附加的功能。

所述光刻设备还可以是如下类型：其中衬底W的至少一部分可以被具有相对高折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统PS与衬底W之间的空间。浸没液体也可以被施加至光刻设备中的其它空间，例如图案形成装置MA与投影系统PS之间的空间。本领域中众所周知的是，浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底W之类的结构必须浸没在液体中，而是“浸没”仅意味着在曝光期间液体位于投影系统PS与衬底W之间。

参考图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。所述辐射源SO和光刻设备可以是分立的实体(例如当辐射源SO是准分子激光器时)。在这样的情况下，所述辐射源SO并不认为是构成光刻设备的一部分，且辐射束被借助于包括(例如)适合的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD从辐射源SO传递至照射器IL。在其它情况下，所述源可以是光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述辐射源SO和照射器IL以及需要时设置的束传递系统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，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(其通常分别被称为σ-外部和σ-内部)。此外，照射器IL可以包括各种其它部件，诸如积分器IN和聚光器CO。可以将照射器用于调节辐射束，以便在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。

所述辐射束B入射到保持在支撑结构MT(例如，掩模台MT)上的图案形成装置MA(例如，掩模)上，并且通过图案形成装置MA来图案化。在已横穿图案形成装置MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉仪装置、线性编码器或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WTa/WTb，例如以便将不同的目标部分C定位于辐射束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，可以将第一定位器PM和另一位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA。通常，可以借助于构成所述第一定位器PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以采用构成第二定位器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WTa/WTb的移动。在步进器的情况下(与扫描器相反)，支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以通过使用掩模对准标记Ml、M2和衬底对准标记Pl、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。尽管图示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(这些公知为划线对准标记)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，掩模对准标记M1、M2可以位于这些管芯之间。

所描绘的设备可以至少被用于扫描模式，其中在对支撑结构MT和衬底台WTa/WTb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WTa/WTb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性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了目标部分的高度(沿扫描方向)。

除了扫描方式之外，所描绘的设备可以用于以下模式中的至少一种：

1.在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底台WTa/WTb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WTa/WTb沿X方向和/或Y方向移位，使得可以对不同的目标部分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被成像的目标部分C的尺寸。

2.在另一模式中，保持可编程图案形成装置的支撑结构MT被保持为基本上静止，并且在将被赋予至辐射束的图案投影至目标部分C上时衬底台WTa/WTb被移动或扫描。在这种模式中，通常采用脉冲式辐射源，且在衬底台WTa/WTb的每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可编程图案形成装置。这种操作模式可以易于被施加至利用可编程图案形成装置(诸如，如上文提到的类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用上文描述的使用模式的组合和/或变形例，或完全不同的使用模式。

光刻设备LA是所谓的双平台类型，其具有两个衬底台WTa、WTb和两个站——曝光站和测量站——衬底台可以在曝光站与测量站之间进行交换。当一个衬底台上的一个衬底在曝光站处被进行曝光时，另一衬底可以被加载到测量站处的另一衬底台上，以便可以执行各种预备步骤。预备步骤可以包括使用水平传感器LS对衬底的表面高度廓线进行绘图和使用对准传感器AS测量衬底上的对准标识的位置。这能够实现设备的生产量显著增加。如果位置传感器IF在测量站和曝光站处时都不能测量衬底台的位置，则可以设置第二位置传感器以实现在两个站处追踪衬底台的位置。

所述设备还包括光刻设备控制单元LACU，其控制所描述的各种致动器和传感器的所有移动和测量。控制单元LACU也包括信号处理和数据处理能力，以实施与设备的操作相关的期望的计算。在实践中，控制单元LACU将实现为多个子单元的系统，每个子单元处理所述设备内的子系统或部件的实时数据采集、处理和控制。例如，一个处理子系统可以专用于衬底定位器PW的伺服控制。分立的单元甚至可以处理粗致动器和精致动器，或不同的轴。另一单元可以专用于位置传感器IF的读出。设备的整体控制可以由中央处理单元控制，所述中央处理单元与这些子系统处理单元、操作者和光刻制造过程中所涉及的其它设备通信。

图2示意性地描绘了图1的光刻设备的一部分。示出了保持图案形成装置MA的支撑件MT。支撑件MT设置有用于保护图案形成装置MA的透明层TL，或者透明层以另一方式耦接到图案形成装置MA。透明层TL可以例如是表膜。还示出了投影系统PS、用于保持衬底W的衬底台WTa或WTb中的一个、衬底定位器PW、第一定位器PM和控制单元LACU。

控制单元LACU包括设定点发生器SG和移动轮廓确定器MPD。移动轮廓确定器配置成确定对于要曝光的目标部分所期望的图案形成装置的移动轮廓。可以基于多个变量、参数、以及来自光刻设备的其它部件和控制系统的输入来确定期望的移动轮廓。期望的移动轮廓旨在将图案尽可能准确和/或快速地投影在目标部分上。期望的移动轮廓被提供到设定点发生器SG。

设定点发生器包括用于图案形成装置的有限数目种移动轮廓，其中所述设定点发生器配置成基于所接收的期望的移动轮廓来选择有限数目种移动轮廓中的一种。所选择的移动轮廓被设置为第一定位器PM的设定点，以根据所选择的移动轮廓移动图案形成装置。

控制单元LACU还包括透明层变形确定装置TLD(在整个正文中也被称为“轮廓确定系统或轮廓系统(profiling system)”)，其配置成确定透明层的变形轮廓，所述透明层的变形轮廓指示在所述光刻设备的扫描移动期间透明层的(动态变化的)变形。在根据本发明的光刻设备的实施例中，补偿器装置CD(在整个正文中也被称为“控制系统”)配置成控制光刻设备以至少部分地补偿在所述光刻设备的扫描移动期间的透明层的变形。此外，补偿器装置CD(或控制系统)在透明层的变形轮廓的控制下驱动投影系统PS和保持衬底W的衬底台WT中的至少一个。

因此，透明层变形确定装置TLD能够针对设定点发生器的有限的移动轮廓中的每个确定变形轮廓，使得当设定点发生器选择有限的移动轮廓中的一种来控制图案形成装置的移动时，补偿器装置CD能够基于关联的变形轮廓部分地补偿图案形成装置的所述移动期间透明层的变形。

透明层变形确定装置TLD可以获得在操作使用光刻设备时随着光刻设备的移动期间发生的与透明层的变形轮廓有关的信息。透明层变形确定装置TLD可以根据透明层的变形的测量、或根据数学模型、或根据由所述变形引起的误差的测量、或根据其任何组合获得在操作使用时随着光刻设备的移动期间发生的与透明层的变形轮廓有关的信息。

衬底台WT可以包括用于相对于投影系统PS正确地定位衬底W的一个或更多个传感器AS。典型地，这样的传感器AS典型地包括透射图像传感器(TIS)。TIS是用于测量在图案形成装置MA处标记图案的衬底水平处的被投影的空间图像的位置的传感器。典型地，在衬底水平处的被投影的图像是具有类似于投影束波长的线宽的线图案。TIS通过使用透射图案以及下方的辐射传感器来测量这些掩模图案。传感器数据被用于测量图案形成装置MA相对于衬底台WT的位置的位置(在6个自由度上)。将参照图6简要地说明在本发明的内容背景下的传感器AS的使用。

将参照图3A和图3B描述变形轮廓的示例。图3A描述了光刻设备的扫描移动SCM随时间t变化的高度示意性的示例。相对于某种参考，支撑件MT的位置SCD被描绘为沿竖直轴，并且时间“t”被描绘为沿水平轴。在扫描移动的一部分期间，支撑件MT例如以恒定速度移动。在图3B中示意性地描绘了当在支撑件MT的扫描移动期间发生的透明层的变形轮廓DEPR，透明层的变形轮廓DEPR被设定为沿竖直轴，而时间“t”沿水平轴。表述“变形轮廓”将被理解为在光刻设备的移动(诸如扫描移动)期间透明层随时间变化的变形。所述变形可以被表达成例如时间、位置或两者的函数。所述变形轮廓可以用单个标量(诸如凹度或凸度)表示。可替代地，所述变形轮廓可以被表示成术语：透明层的表面的不同部位处的变形的一维阵列或二维阵列。

为不同的图案形成装置的移动轮廓提供不同的变形轮廓。不同的移动轮廓可以通过例如不同的扫描方向(上；下)或不同的扫描轮廓(不同的恒定扫描速率或不同的加速度)表征。典型地，透明层的变形依赖于扫描方向，并且对于不同的扫描速率来说是不同的。

透明层的变形可能影响图案化的辐射束的路径，由此影响在覆盖有光敏材料(也被称为“抗蚀剂”)的衬底上的图案的成像品质。如果很好地近似知道在操作使用光刻设备时透明层的变形，则可以确定对离开透明层的图案化的辐射束的路径的影响和对所述图案到衬底上的最终成像的影响。

在所述衬底上，透明层的变形的影响是图案化的辐射束从在衬底上的期望的位置移位。为了至少部分地补偿不期望的移位，发明人提出在变形的控制下控制以下中的至少一个的位置和/或方向：投影系统和衬底台的一个或更多个元件。因此，通过确定透明层的变形对图案化的辐射束的路径的影响并驱动投影系统和衬底台中的至少一个从而改变投影系统的属性(例如，聚焦)和/或改变衬底台的位置，可以至少部分地补偿透明层的变形(当在所述光刻设备的扫描移动期间发生的)对图案到衬底上的投影的影响。所述确定可以实时完成或经由预先确定的数学模型完成。

图4描绘了支撑件MT的示意图，所述支撑件MT设置有图案形成装置MA和保护图案形成装置MA的透明层TL。传感器PS感测在透明层上的某一部位处透明层的位置或感测指示在某一部位处透明层的位置的另一量。可以应用任何适当的传感器PS。因此，在实施例中，透明层变形确定装置包括传感器PS，所述传感器PS配置成测量在所述光刻设备的扫描移动期间透明层的位置的轮廓。透明层的位置可以被理解为透明层TL相对于支撑件MT的位置。因此，当支撑件MT移动时，传感器PS可以感测透明层相对于支撑件的位置。透明层的位置测量可以使得能够检测在所述光刻设备的扫描移动期间透明层的变形。

所述变形可能是由于一个或更多个原因引起的。例如，变形可能起因于在透明层附近的气流(例如，在光刻设备中的空气或氮气的气流)。所述气流可能由多个部件的相对移动在气体环境内引起。例如，气流可能由支撑件的移动引起和/或由支撑件相对于光刻设备的其它部件的移动(例如，支撑件相对于投影系统的移动或支撑件相对于光刻设备的任何其它部件的移动)引起。可以存在和主动提供其它气流以热调节(例如，冷却)光刻设备中的某些部件(例如，图案形成装置)。

同时，透明层的变形可能起因于支撑件自身的移动，例如，起因于由于透明层的惯性和支撑件的加速度导致的透明层的变形，在此期间，透明层的边缘趋向于遵循所述加速度，因为透明层的边缘(直接地或间接地)连接到支撑件，而透明层的中心在这样的加速度期间由于延迟、弹性等可能变形。透明层的位置可以测量为平面内位置(即透明层的平面中的位置)、平面外位置(即在静止时垂直于透明层的平面的位置)等。

在如图4描绘的实施例中，传感器PS包括激光源PSLS和检测器PSDET，所述激光源PSLS配置成将扫描束PSSB以掠入射角GAOI辐射到透明层TL上，所述检测器PSDET用于检测从透明层反射的反射束PSRB。由于掠入射角，传感器激光源和检测器可以定位在图案化的辐射束的光学传播路径之外。此外，在掠入射角下，扫描束中的大部分光将被反射到检测器PSDET。而且，因而可以防止扫描束与被投影到衬底上的图案化的辐射束的相互作用。

扫描束可以扫描透明层的表面以测量在透明层表面上透明层在各种部位处的位置，从而允许获得与透明层中的谐振、行波等的发生有关的信息。

更进一步，例如，在执行扫描移动从而图案形成装置的部分经由所谓的狭缝(未示出)被反复地投影到衬底上的情况下，传感器PS可以将扫描激光束引导到透明层的部分处，图案化的辐射束在此时行进通过透明层的所述部分，从而允许检测恰好在图案化的辐射束传播通道透明层的部位处的透明层的位置，从而允许透明层的有关的部分的准确的位置测量。而且，由激光器进行的位置测量可以是快速的，从而允许遵循透明层的移动以便能够将其考虑在内。

可以设想传感器PS的其它实施例。例如，传感器PS可以包括空气压力传感器或空气压力传感器阵列，其布置在图案形成装置与透明层之间的空间中并测量所述空间中的压力。透明层的变形可以导致在透明层与图案形成装置之间的空间中的压力变化。在空气压力传感器阵列(例如沿透明层延伸的阵列)的情况下，可以记录所述变形的空间轮廓。

图5描绘了透明层变形确定装置TLD(也被称为“轮廓系统”)的高度示意性的视图。在所述实施例中，作为如上文描述的传感器PS的替代或除所述传感器PS之外，透明层变形确定装置包括透明层TL的数学模型MOD，并且被配置成根据光刻设备的扫描移动的移动轮廓MPSM以及根据数学模型计算透明层的变形轮廓DEPR。

数学模型MOD可以是有限元模型(FEM)，以便能够考虑透明层的属性，诸如刚度、谐振行为、弹性等。可以应用任何适当的数学模型，诸如数值模型。

数学模型MOD可以已经预先在光刻设备外部确定，或者可以预先使用光刻设备的轮廓系统确定，例如在操作使用所述光刻设备之前在校准模式下操作的轮廓系统，或在要被顺序地成像的一批次的衬底中的先前的衬底上进行先前的成像操作时操作的轮廓系统。

另外，数学模型MOD可以配置成考虑在透明层处气流的影响以计算或估计在支撑件和气流的加速度的综合作用下透明层的变形轮廓。气流对透明层的影响可能较大。即，由于气流导致的透明层上的压力的空间分布可以提供对透明层的总变形的有关的或主要的贡献。气流对变形的影响的模型化可以提供显著增加的透明层的变形的模型化的准确度。

图6描绘了根据本发明的实施例的透明层变形确定装置TLD的高度示意性的视图。在所述实施例中,透明层变形确定装置TLD包括存储器MEM，其中储存有透明层变形轮廓数据TLDPD，所述透明层变形轮廓数据表示在所述光刻设备的扫描移动期间透明层变形的轮廓，并且所述透明层变形轮廓数据已经被预先测量。因此可以执行测量，由此光刻设备执行扫描移动或与用于在操作中(即在成像期间)进行的移动类似的其它移动。可以测量透明层的变形或透明层的变形的影响，并且测量结果MEAS被提供给透明层变形确定装置。例如，如上文描述的，在光刻设备的移动期间可以使用传感器PS(诸如掠入射激光扫描器)测量透明层的变形。可替代地，可以测量变形的影响，其示例将在下文中描述。

相应地，在测试移动期间执行测量并且由此导出透明层的变形的轮廓。可以执行多次这样的(例如，不同的或部分不同的)移动，并且可以由此导出并储存相应的变形轮廓。在操作使用光刻设备时，当正在执行特定的移动时，可以应用相应的被储存的变形轮廓。

可以以多种方式进行所述测量。例如，可以使用光刻设备的对准传感器(诸如，如图2中描绘的对准传感器AS)，其例如被提供在衬底台WT上并且被用于测量光刻设备的对准，因为来自辐照源的束经由图案形成装置和投影系统被引导到衬底台中的对准传感器。这样的对准传感器的示例是透射图像传感器(TIS传感器)。相应地，在实施例中，光刻设备还包括对准传感器AS，并且透明层变形确定装置配置成从在所述光刻设备的扫描移动期间由对准传感器进行的对准轮廓的测量结果导出透明层变形轮廓数据，并且将被导出的透明层变形轮廓数据储存在存储器中。当到达对准传感器的辐射束穿过透明层时，对准传感器上的图像提供存在透明层的变形的指示。

可以使用对准传感器静止地执行所述测量或在移动(例如，所述光刻设备的扫描移动)期间执行所述测量，所述移动可以在很大程度上(仅有的差异可以是在正常操作中所述束被引导到衬底的目标部分上而不是被引导到对准传感器上)类似于光刻设备的操作期间的移动，从而引起透明层上的干扰并导致其变形，以与可能在正常操作期间引起的干扰和变形密切相关。由对准传感器测量的轮廓可以被用于产生变形轮廓，所述变形轮廓可能随后被储存在存储器中以用于补偿未来的移动(与对准测量的移动轮廓类似)。针对图案形成装置的多个移动轮廓确定的多个变形轮廓可以被确定并被储存在存储器中。光刻设备的操作期间，将选择与(如将被执行的)由设定点发生器SG选择的移动轮廓相应的被储存的变形轮廓。

测量的另一可能性将参考图7来解释。图7描绘了衬底W，所述衬底W设置有连续的向上扫描和向下扫描的被投影的图案。术语“向上扫描”和“向下扫描”指示相反的(反向平行)的扫描方向，也分别被称为“上扫描”(SU)和“下扫描”(SD)。更通常地，图案可以由辐照(例如)衬底上的测试图案的序列来提供。与图案形成装置的变形有关的信息可以从被投影的图案导出。因此，在实施例中，已经根据在所述光刻设备的扫描移动期间由光刻设备将一序列图案到衬底上的投影以及在所述光刻设备的扫描移动期间获得的被投影的图案中的误差的测量而导出了储存在存储器中的透明层变形轮廓数据。可以从被投影的图案本身(例如，在图案中的变形)以及从图案相互之间的比较来导出信息。例如，参考图7，当所述光刻设备的扫描移动包括向上扫描移动和向下扫描移动时，已经从向上扫描移动期间和向下扫描移动期间被投影的图案的比较(在图7中的图案USDS)导出了透明层变形轮廓数据。在向上扫描和向下扫描期间，在透明层上的干扰(例如，加速度轮廓、气流的影响)可以彼此相反，使得能够从向上扫描和向下扫描的比较导出与变形有关的影响。

图8描绘了根据本发明的另一实施例的透明层变形确定装置TLD的高度示意性的视图。透明层变形确定装置包括存储器MEM和模型MOD两者，这两者都如上文所描述的。存储器设置有如先前描述的测量数据MEAS。模型设置有如先前描述的移动轮廓MPSM。利用如上文描述的数学模型和如在存储器中储存的变形轮廓数据两者，可以获得估计的准确度的进一步的改进，因为透明层变形确定装置配置成根据储存在存储器中的透明层变形轮廓数据校准数学模型。

为了补偿透明层的物理属性中的缓慢的变化(诸如起因于老化或温度影响(例如，由于光刻设备的操作期间产生的热导致的透明层的加热)的例如弹性、折射率)，补偿器CD配置成根据当前衬底的扫描期间测量的透明层的变形轮廓来控制在随后的衬底的扫描期间投影系统和衬底台中的至少一个。因此可以在稍后的扫描中处理和考虑被检测到的且可以由透明层的变形引起的偏差。同时，由此可以考虑透明层的老化以及由于重复辐照引起的透明层的弹性属性的相应变化。如果仅对每个图案形成装置确定一次测量数据且在每次将特定图案形成装置被加载到所述系统中时重复使用所述数据，则上述可能是相关的。可替代地，可以在每次将掩模版加载到所述系统中时重复所述测量数据，可能以系统的生产力为代价，这依赖于可以多快得执行所述测量。

补偿器装置可以控制光刻设备中的任何适当的参数。特别地，为了有效地补偿由于透明层的变形导致的对图案化的辐射束的至少一部分影响，补偿器装置可以配置成驱动投影系统、或校正投影系统的投影元件的位置、和/或驱动衬底台以校正衬底台的位置。

图9描绘了衬底W的一部分，包括靠近衬底W的边缘EW的目标部分TA、TB、TC、TD、TE、TF和TG。当所述目标部分被曝光时，可以利用在目标部分中指出为向上的箭头所指示的向上扫描来曝光一些目标部分并且可以利用在目标部分中指出为向下的箭头所指示的向下扫描来曝光其它目标部分。

图10A描绘了非曝光操作或移动NEXP和由附图标记EXP(后面是被曝光的所述目标部分)指示的曝光操作或移动的序列。图10A描绘了由现有技术的光刻设备执行的序列。时间“t”沿所见的向下方向向前移动。

由于目标部分TA、TB、TE、TF和TG是完整的目标部分，因此目标部分TA、TB、TE-TG的相应的曝光的持续时间是类似的，如由块EXPTA、EXPTB、EXPTE、EXPTF和EXPTG的高度是类似的所指示的。目标部分TC和TD较小并且因此目标部分TC、TD的相应的曝光的持续时间小于完整或全场目标部分，其由块EXPTC和EXPTD的较低高度所指示。

在非曝光操作NEXP期间，图案化的辐射束事实上从一个目标部分移动到下一个目标部分。当移动到一行中的下一个目标部分时，就像在目标部分TA与TB之间、在TB与TC之间、在TD与TE之间、在TE与TF之间和在TF与TG之间移动的情况一样，非曝光的持续时间或多或少地是类似的，如由相应的非曝光块NEXP的类似高度所指示的那样。然而，当从一行中的目标部分移动到另一行中的下一个目标部分时，就像在目标部分TC与TD之间移动的情况一样，可能需要更多的时间，如由相应的非曝光块NEXP的增加的高度所指示的那样。

由此和/或由于光刻设备中的其它过程引起的，在曝光和非曝光期间图案形成装置的移动可能是横跨衬底W不可重复的。

当在光刻设备的控制单元LACU中利用根据本发明的设定点发生器SG时(例如在图2中描绘的)，设定点发生器仅能够选择图案形成装置的有限数目种移动轮廓，因此光刻设备只需要处理受限数目种变形轮廓及其补偿方案。

由于衬底经常包括多个目标部分(参见例如图9的衬底)，因此光刻设备配置成将图案化的辐射束投影到所述多个目标部分上。在这种情况下，图2的设定点发生器SG可以配置成选择待用于衬底的移动轮廓的组或集合并且从所述组中为所述多个目标部分中的每个选择一种移动轮廓。优选地，移动轮廓的所述组仅包括一个单独的移动轮廓。由此，透明层的变形轮廓对于每个目标部分来说是一样的，从而补偿也是一样的。然而，在更多的实际的实施例中，移动轮廓的所述组包括至少两种移动轮廓，所述至少两种移动轮廓中的至少一个与向上扫描相关联并且至少一个与向下扫描相关联。

在实施例中，有限数目种移动轮廓可以具有由以下参数中的一个或更多个表征的移动轮廓的不同的组：目标部分的尺寸、扫描速率和扫描方向。有限数目种移动轮廓可以例如适用于十个不同的目标部分尺寸、十个不同的扫描速率和两个扫描方向(例如，向上和向下)，从而导致移动轮廓的总数目为200。当衬底被加载到系统中时，可以例如由移动轮廓确定器选择扫描速率、输入目标部分的尺寸，从而设定点发生器选择与所选择的扫描速率和目标部分尺寸相应的两个向上和向下的移动轮廓。随后利用这两种移动轮廓中的一种来曝光每个目标部分。

移动轮廓可以包括曝光部分和非曝光部分。其示例在图10A和图10B中示出，其中利用始于EXP的附图标记来描绘曝光部分并且利用附图标记NEXP来描绘非曝光部分。在曝光部分期间，在用图案化的辐射束曝光多个目标部分中的一个时，移动图案形成装置。非曝光部分NEXP每个都包括紧随曝光部分的预曝光部分PEXP。

图10B描绘了与图10A类似的曝光部分EXP和非曝光部分NEXP的序列，用于曝光图9的目标部分。然而，图10B的序列是根据本发明的设定点发生器SG的结果。由设定点发生器选择的至少一种移动轮廓的所述组包括移动轮廓，在所述组中移动轮廓的曝光部分的持续时间是相同的。这意味着利用与全尺寸目标部分对应的移动轮廓扫描目标部分TC和TD，尽管目标部分TC和TD不是全尺寸目标部分。因此，曝光部分EXPTC和EXPTD相较于图10A中的情形被延长了，并且包括第一部分和第二部分，在第一部分中所述目标部分事实上被曝光于图案化的辐射束，在第二部分中图案形成装置的移动如同曝光仍在进行时一样但是图案化的辐射束未被投影到衬底上。

在实施例中，设定点发生器选择移动轮廓的所述组，使得所述组包括至少两种移动轮廓，其中在所述组中移动轮廓的曝光部分在关于图案形成装置的移动速率方面是相同的。

在另外的实施例中，移动轮廓的所述组包括至少两种移动轮廓，其中所述预曝光部分是相同的。所述预曝光部分中的移动在曝光部分期间可能对透明层的变形有影响。因此，当在所述预曝光部分中移动轮廓也是相同的时，在所述曝光部分中的变形是更可预测的，因此更容易补偿。所述预曝光部分的长度依赖于透明层的类型以及透明层的移动多快被阻尼或抑制。

当选择移动轮廓的所述组时，与所选择的移动轮廓关联的目标部分尺寸大于在衬底上的实际的目标部分尺寸。

虽然本文具体提及的是光刻设备用于集成电路的制造中，但是，应该理解，本文所述的光刻设备可以具有其它应用，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。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的内容背景下，本文中使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中提及的衬底可以在曝光之前或之后例如在轨道或涂覆显影系统(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对被曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检查工具中进行处理。在可应用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如用于产生多层IC，使得本文中使用的术语衬底也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

尽管上文已经在光学光刻术的背景下对使用本发明的实施例进行了具体的参考，但是应理解，本发明可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在内容背景允许的情况下，不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌或拓扑限定了在衬底上产生的图案。图案形成装置的形貌可以被压制到提供到衬底上的抗蚀剂层中，于是抗蚀剂通过应用电磁辐射、热、压力或者它们的组合被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出抗蚀剂，在其中留下图案。

尽管以上已经描述了本发明的具体的实施例，但应认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实践。例如，本发明可以采取包含一个或更多个描述上述方法的机器可读指序列的计算机程序或于其中储存所述计算机程序的数据储介存质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。

上文的描述旨在是示例性的而非限制性的。因此，本领域的技术人员将明白，在不背离下面阐述的权利要求书的范围的情况下，可以对所描述的发明进行修改。

Claims (15)

1.一种设定点发生器，用于移动光刻设备的图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予所述辐射束图案以形成图案化的辐射束，其中所述设定点发生器包括用于所述图案形成装置的有限数目种移动轮廓，并且其中所述设定点发生器配置成基于期望的移动轮廓选择所述有限数目种移动轮廓中的一种并输出选择的移动轮廓作为用于所述图案形成装置的设定点。

2.根据权利要求1所述的设定点发生器，其中，所述光刻设备布置成将所述图案化的辐射束投影到衬底上的多个目标部分上，其中所述设定点发生器配置成选择一组至少一种移动，并且其中所述设定点发生器配置成从所述组为所述多个目标部分中的每一个选择一种移动轮廓。

3.根据权利要求2所述的设定点发生器，其中，所述有限数目种移动轮廓每一种都包括用于在用所述图案化的辐射束曝光所述多个目标部分中的一个期间移动所述图案形成装置的曝光部分，其中至少一种移动轮廓的所述组包括至少两种移动轮廓，并且其中在所述组中所述移动轮廓的所述曝光部分在所述图案形成装置的移动速率方面是相同的。

4.根据权利要求2或3所述的设定点发生器，其中，至少一种移动轮廓的所述组包括至少两种移动轮廓，并且其中在所述组中所述移动轮廓的所述曝光部分的持续时间是相同的。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的设定点发生器，其中，至少一种移动轮廓的所述组包括至少两种移动轮廓，并且其中移动轮廓的所述组每个都包括紧随所述曝光部分的预曝光部分，并且其中在所述组中所述移动轮廓的所述预曝光部分是相同的。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的设定点发生器，其中所述期望的移动轮廓具有期望的移动持续时间，其中所选择的移动轮廓具有比所述期望的移动持续时间长的移动持续时间。

7.一种光刻设备，包括：

-支撑件，所述支撑件构造成支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在辐射束的横截面中赋予所述辐射束图案以形成图案化的辐射束；

-衬底台，所述衬底台构造成保持衬底；

-投影系统，所述投影系统配置成将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上；

-致动系统，所述致动系统包括：

-致动器装置，所述致动器装置配置成移动所述支撑件；和

-控制单元，所述控制单元包括根据权利要求1-6中任一项所述的设定点发生器和移动轮廓确定器，其中所述移动轮廓确定器配置成确定图案形成装置的用于所述目标部分的期望的移动轮廓，并配置成向所述设定点发生器提供所述期望的移动轮廓，并且其中所述控制单元配置成基于来自所述设定点发生器的输出驱动所述致动器。

8.根据权利要求7所述的光刻设备，其中，所述光刻设备包括轮廓系统，所述轮廓系统配置成确定表示所述图案形成装置的移动期间耦接到所述图案形成装置的透明层的变形轮廓的量。

9.根据权利要求7或8所述的光刻设备，还包括耦接到所述图案形成装置的透明层。

10.根据权利要求9所述的光刻设备，其中，所述有限数目种移动轮廓每一种都包括：用于在用所述图案化的辐射束曝光所述目标部分期间移动所述图案形成装置的曝光部分和紧随所述曝光部分的预曝光部分，其中所述预曝光部分的持续时间是基于耦接到所述图案形成装置的透明层的类型。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的光刻设备，其中，当所述目标部分仅部分在所述衬底上时，所述设定点发生器配置成选择所述有限数目种移动轮廓中的与完整的目标部分对应的一种移动轮廓。

12.根据权利要求7-11中任一项所述的光刻设备，其中，所述期望的移动轮廓与期望的目标部分尺寸对应，其中所选择的移动轮廓与目标部分尺寸对应，其中所述目标部分尺寸大于所述期望的目标部分尺寸。

13.一种操作根据权利要求7-12中任一项所述的光刻设备的方法，其中所述方法包括：

a.根据所述有限数目种移动轮廓中的一种移动所述图案形成装置，其中透明层耦接到所述图案形成装置；

b.移动衬底；

c.将所述图案化的辐射束投影到所述衬底的目标部分上；

d.确定表示在所述光刻设备的扫描移动期间所述透明层的变形轮廓的量；和

e.对所述有限数目种移动轮廓中的每一种重复步骤a.到d.。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括在与用于移动所述图案形成装置的移动轮廓相关联的量的控制下控制所述衬底的所述移动以及所述投影中的至少一个。

15.一种器件制造方法，其中，使用根据权利要求7-12中任一项所述的光刻设备。

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