CN1510525A - 分划板焦点测量系统和使用多重干涉测量光束的方法 - Google Patents

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斯蒂芬·洛克斯
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Abstract

一个第一组干涉测量束用来确定分划板的图案表面的位置和用于向后夹持到分划板平台上的分划板的分划板焦点平面。一个第二组干涉测量束在Y方向的扫描期间用来确定分划板平台位置的映像。使两组干涉测量束相关，以使分划板焦点平面与分划板平台的映像相关。在到晶片上的分划板的图案表面的图案的曝光期间，信息用来控制分划板平台。

Description

分划板焦点测量系统和使用多重干涉测量光束的方法
技术领域
本发明涉及在曝光期间控制分划板平台。
背景技术
在历史上，在石印机中，分划板的安装侧和图案侧是一个并且相同，建立在分划板平台平台板的一个平面处的分划板聚焦平面。因而，在六个自由度(DOF)中平台位置的知识导致在六个DOF中分划板图案表面位置的知识。六个DOF是X、Y、Z、Rx、Ry、及Rz，如图1中所示。然而，远紫外(EUV)分划板的安装(或夹持)几乎肯定是到分划板的后表面(例如，与图案表面相对)。后侧夹持导致与是分划板平度、分划板厚度、及分划板厚度变化的函数的分划板平台有关的分划板焦点平面位置。因而，与深紫外(DUV)系统相反，分划板平台位置的知识不会分辩分划板的图案布置在所有六个DOF中何处。由于分划板厚度的变化不能容易地确定平面外DOF(Z、Rx、和Ry)。在所有六个DOF中需要知道分划板图案侧(与夹持侧相对)的位置。
在几乎所有分档器和扫描器中，使用干涉仪由典型平台度量学方案确定三个平面内DOF(X、Y、和Rz)。然而，三个平面外DOF(Z、Rx、和Ry)更难以测量。如以上讨论的那样，在EUV机中，Z、Rx、和Ry必须以比以前石印机高得多的精度知道。精度要求由定位在与石印机的光学器件有关的焦点平面处的分划板上的图案的需要产生。而且，在某些情况下，光学器件在分划板焦点平面处不是远心的，这增加了对精确地把在分划板平台上的分划板位置确定到六个DOF内的需要。同时，关键是准确地把焦点保持在分划板的图案上，即使分划板不十分平也是如此。因此，在EUV机中测量Z位置和分划板的图案侧的平面外倾斜(Rx和Ry)要求严密准确。
因此，需要的是一种能容易校准一个分划板焦点平面(用于后侧夹持分划板)或使之与一个分划板平台相关以允许使用合理的常规平台度量学方法跟踪在六个DOF中分划板的位置的图案表面的测量系统和方法。也需要一种把分划板表面映像到在分划板平台上的表面上、允许用于平台位置的反馈基于在平台上的表面而不是在分划板表面上的表面的测量系统和方法。
发明内容
本发明的实施例提供的一种方法包括步骤：根据一个第一组干涉仪测量束测量分划板的图案侧的位置数据；在分划板平台的扫描期间，根据一个第二组干涉仪测量束测量分划板平台的映像数据；及在借助于分划板的图案侧上的图案曝光晶片期间，根据位置数据和映像数据控制分划板平台。
本发明的另外实施例提供的一种方法包括步骤：使用第一干涉仪确定在分划板平台上的后侧夹持分划板的分划板焦点平面；在分划板平台的扫描期间，使用一个第二干涉仪确定分划板平台的位置；及在曝光过程期间，根据相关步骤控制分划板平台。
本发明更进一步的实施例提供的一种系统包括：一个可动分划板平台，保持一个分划板，分划板带有一个图案侧；一个双重干涉仪器件，投射和探测来自分划板的图案侧的一个第一组干涉仪射束和来自分划板平台的一个第二组干涉仪射束；及一个存储器件，存储由第一组干涉仪射束测量的分划板的位置数据和由第二组干涉仪射束测量的分划板平台的映像数据。
下面参照附图详细描述本发明另外的实施例、特征、及优点、以及本发明各个实施例的结构和操作。
附图说明
包括在这里和形成说明书一部分的附图表明本发明，并且与描述一起进下用来解释本发明的原理和使熟悉适当技术的人员能够实现和使用本发明。
图1表示根据本发明实施例的分划板的举例取向。
图2A表示根据本发明实施例使用双重干涉仪的石印系统或器械的一部分。
图2B表示根据本发明实施例使用两个干涉仪的石印系统或器械的一部分。
图3A和3B表示根据本发明各个实施例测量的分划板和平台的各种配置。
图4表示根据本发明实施例用于石印机的整体测量和控制方法的流程图。
图5表示根据本发明实施例用于分划板的测量和控制方法的流程图。
图6表示根据本发明实施例用于分划板平台的测量和控制方法的流程图。
图7表示根据本发明实施例用来测量分划板和平台的石印系统的一部分。
图8表示根据本发明实施例用来测量分划板和平台位置的石印系统的一部分。
图9A表示根据本发明实施例带有侧保持分划板的石印系统的一部分。
图9B表示根据本发明实施例带有前面保持分划板的石印系统的一部分。
现在参照附图描述本发明。在附图中，类似标号指示相同或功能相似的元件。另外，标号的最左位标识其中标号第一次出现的图。
具体实施方式
第一组干涉测量束用来确定分划板的图案表面的位置和用于夹持到(例如后面、侧面、或前面夹持)到分划板平台上的一个焦点平面。第二组干涉测量束用来确定在Y方向扫描期间分划板平台的位置的映像。两组干涉测量束相关以使分划板焦点平面与分划板平台的映像相关。该信息用来把在分划板的图案表面上的图案曝光期间的分划板平台控制到一个晶片。
图1表示根据本发明实施例的用于在X-Y平面内定向或平行于X-Y平面的分划板100的六个自由度(DOF)。同样，六个DOF是X(沿X轴)、Y(沿Y轴)、Z(沿Z轴)、Rx(绕X轴的旋转)、R6(绕Y轴的旋转)、及Rz(绕Z轴的旋转)。更容易确定的DOF是基于分划板平台运动的X、Y、及Rz。在下面讨论的实施例中，是下面讨论焦点的DOF是Z和Rz。要认识到，如果改变分划板100的取向，则任何DOF能由下面的设备和方法确定。
图2A表示根据本发明实施例的石印机的一部分200。部分200包括带有一个后侧夹持分划板204的分划板平台202，后侧夹持分划板204具有一个图案206。尽管没按比例画出，一个干涉仪系统208包括两个干涉仪208A和208B。每个干涉仪208A和208B把照射(I)光从照射器件210投射向部分200。在各个实施例中，照射器件210能是带有或不带有聚焦或扩展光学器件的光源、激光等。来自第一干涉仪208A的第一组干涉测量束RSZ1和RSZ2分别从在分划板204上的第一212和第二214位置反射。第一位置212与图案206的一个第一侧相邻，而第二位置214与图案206的一个第二侧相邻。反射束由探测器(D)216接收。与探测束相对应的信号在由控制器220处理之前或之后存储在一个存储器件218中。
同样参照图2A，类似地，来自第二干涉仪208B的第二组干涉测量束RSZ3和RSZ4分别从在分划板平台202上的第一222和第二224点反射，并且由探测器216探测。与探测束相关的信号然后存储在存储器218中。在以上表示和描述的实施例中，所有四个测量点212、214、222、及224基本上沿具有相同Y值的线布置。在其它实施例中，这可能是需要的。
图2B表示根据本发明实施例包括一个第一干涉仪208A′和一个第二干涉仪208B′的干涉仪208′。
图3A和3B表示根据本发明实施例的分划板204的第一和第二可能位置。为了计算Z和Ry值，干涉技术由干涉仪系统208或208′进行，并且值由控制器220确定(图2A)。Z能通过平均距离Z1和Z2确定，而Ry能根据下式确定：
Ry = Z 2 - Z 1 L
在其它实施例中，信号代表基于比较的两个相关束(即RSZ1和RSZ2或RSZ3和RSZ4)的强度、相位、距离等的干涉测量。来自比较的生成信号与分划板平台202或分划板204的参数(例如，位置、取向、倾斜等)相对应。
参照图3A，对于位于Y轴上或平行于Y轴的分划板204，Z和Ry的计算如下。关于Z，Z1近似等于Z2，因为分划板204位于Y轴上或平行于Y轴。因而，Z≈Z1≈Z2。关于Ry，它基本上是零。这是因为，如果Z1≈Z2，那么Z2-Z1＝0。
参照图3B，对于绕Y轴旋转Ry的分划板，Z和Ry的计算如下。关于Z，它等于(Z1+Z2)/2或者是两个值的平均值。关于Ry，它等于(Z2-Z1)/L，如以上公式中所示。
因此，在各个实施例中，四个干涉仪射束RSZ1-RSZ4用来确定分划板204的图案表面206的两个DOF(Z和Ry)。在这些实施例中，Z是大约与图案表面206正交并且平行于石印机的光轴的方向。而且，在这些实施例中，Ry是绕分划板平台202的扫描轴的旋转。如上所述，两个干涉仪射束(RSZ1和RSZ2)反射离开在图案206任一侧的分划板204的图案表面206。这些光束在石印印刷期间不能使用，因为分划板平台202必须行驶(在图2A和2B中箭头表示的扫描Y方向上)得比分划板204的实际长度远。这导致来自这两个干涉仪射束(RSZ1和RSZ2)的间断信号。因为束跑到离开分划板表面。这种间断性使得Z和Ry的准确平台控制困难得几乎不可能。而且，在分划板焦点平面处的其它掩模功能(分幅刀片(未表示))利用在石印条件下对于分划板平台202的控制不实用的这两个束(RSZ1和RSZ2)，因为刀片每进行一次扫描就切掉干涉仪射束(RSZ1和RSZ2)。
而且，在各个实施例中，其它两个干涉仪射束(RSZ3和RSZ4)定位成反射离开在分划板平台202上的表面。有用于这些反射表面配置的多种选择。在某些实施例中，分划板平台202的一个第一反射表面(例如，带有点222)能定向在X-Y平面内或与其平行以给出Z位置反馈。然后，分划板平台202的一个第二反射表面(例如，带有点224)能定向在X-Y平面内或与其平行。可选择的配置是可能的，其中分划板平台202的第二反射表面能定向Y-Z平面内或与其平行。然后，第二表面产生Ry平台位置信息。在另外的可选择实施例中，各种其它定向存在，其中计算产生Z和Ry值。石印机典型地察看在X或Z方向上有分离的两个干涉仪(例如，双重干涉仪210或干涉仪210A′和210B′)之间的差，因而给出Ry信息。
图4-6表示根据本发明实施例的方法400、500、及600的流程图。这些方法的概述如下。在把分划板204(并且在校准期间偶然地或在校准之间一次或定期地)装载到分划板平台202上之后，来自RSZ1和RSZ2的数据能用来定位在由石印机的投影光学器件(未表示)建立的分划板焦点平面或由机器建立确定的任何其它希望平面处的图案表面206。然后，在Y方向扫描分划板平台202从而分划板204保持在选择平面中的同时，记录RSZ3和RSZ4的值，并且作为映像图存储。当石印机准备进行曝光时，来自映像图的数据用来控制分划板平台202，并因此在Z和Ry方面控制分划板204，从而图案206总是在选择平面中。因而，即使束RSZ1和RSZ2由于在扫描的任一端处越过分划板204是间断的，也不会兼顾平台控制，因为控制反馈来自束RSZ3和RSZ4。在另一个实施例中，在石印期间能恒定地监视束RSZ1和RSZ2，以确认映像图和可能进行用于Z和Ry控制的映像图的连续更新。要认识到，有在扫描期间确定平台位置同时把分划板204的图案206保持在选择平面中的其它方法，这些方法都通过本发明想到。
图4描绘根据本发明实施例的方法400的流程图(步骤402-410)。在步骤402，把一个分划板(例如，分划板204)向后夹持到一个分划板平台(例如，平台202)。在步骤404，根据第一组干涉测量束(例如，RSZ1和RSZ2)确定分划板焦点平面。在步骤406，在分划板平台的扫描期间根据第二组干涉测量束(例如，RSZ3和RSZ4)确定分划板平台位置的映像图。在步骤408，使测量分划板焦点平面与分划板平台的映像图相关。在步骤410，在把分划板上的图案曝光到晶片上期间根据相关控制分划板平台。通过在先有技术中已知的过程完成曝光。
图5描绘根据本发明实施例在步骤406期间可能发生的方法500的流程图。在步骤502，从与分划板图案(例如，图案206)的第一侧相邻的位置(例如，点212)反射一个第一束(例如，RSZ1)。在步骤504，从与分划板图案的第二侧相邻的位置(例如，点214)反射一个第二束(例如，RSZ2)。在步骤506，在一个干涉仪(例如，干涉仪208或208′)中探测两个反射束。在步骤508，对于接收的信号进行干涉运算(例如，在控制器220中)以确定分划板图案的位置，并因而确定分划板焦点平面。在步骤510，存储位置信息(例如，在存储器218中)。在能是步骤410的部分的步骤512，在曝光过程期间把位置信息用来(例如，由平台控制器228)控制分划板平台(例如，平台202)。
图6描绘根据本发明实施例在步骤408期间可能发生的方法600的流程图。在步骤602，在Y方向扫描分划板平台(例如，平台202)。在步骤604，反射一个第一测量束(例如，RSZ3)离开在平行于X-Y平面或定向在其中的分划板平台上的点(例如，点222)。在步骤606，反射第二测量束(例如，RSZ4)离开在平行于X-Y或Y-Z平面或定向在其中的分划板平台上的点(例如，点224)。在步骤608，第一和第二测量束由一个干涉仪(例如，干涉仪208或208′)探测。在步骤610，根据由干涉仪产生的干涉值确定平台位置信息(例如，由处理器220)。在步骤612，在扫描期间根据干涉值产生平台位置的映像图(例如，由控制器220)。在步骤614，存储映像图(例如，在存储器218中)。在能是步骤410的部分的步骤616，在曝光过程期间把来自存储映像图的数据用来(例如，由平台控制器228)控制分划板平台。
图7表示根据本发明实施例用来测量平台202和分划板204位置的石印机的一部分700。在这个实施例中，尽管未表示，束RSZ1-RSZ3和RSX1-RSX2由与以上讨论的208或208′相似的干涉仪、或任何其它干涉仪产生和探测。如以上讨论的那样，RSZ1和RSZ2用来确定关于分划板204的特性，而RSZ3用来确定平台202的Z。RSX1和RSX2用来确定平台202的X位置和Ry。Ry由下式确定：
Ry = X 2 - X 1 L
图8表示根据本发明实施例用来测量平台202和分划板204位置的石印机的一部分800。同样，在这个实施例中，尽管未表示，束RSZ1-RSZ5、RSY1-RSY3、及RSX1由与以上讨论的208或208′相似的干涉仪、或任何其它干涉仪产生和探测。这个实施例表明能够确定用于平台202和/或分划板204的所有六个DOF的束。束RSZ1和RSZ2允许确定分划板204的Z和Ry。束RSZ1和RSZ5允许确定分划板204的Rx。束RSZ3和RSZ4允许确定平台202的Z和Ry。束RSX1允许确定平台202的X。束RSY1、RSY2、和/或RSY3允许确定平台202的Y。束RSY2和RSY3允许确定平台202的Rz。束RSY1和RSY3允许确定平台202的Rx。这些确定根据以上公式、与以上相似的公式、或任何其它已知干涉公式进行。
图9A表示根据本发明实施例的石印机的一部分900。部分900包括在其侧处夹持到平台902上的分划板204。在某些实施例中，分划板204能耦合到一个支撑器件(例如，一个肋板)904上，以抵消在分划板202上的任何翅曲力。束RSZ1-RSZ4能如上述那样用来确定平台922和/或分划板204的Z和Ry。
图9B表示根据本发明实施例的石印机的一部分920。部分920包括前面夹持到平台922上的分划板204。在某些实施例中，分划板204能耦合到一个支撑器件904上，以抵消在分划板202上的任何翅曲力。束RSZ1-RSZ4能如上述那样用来确定平台922和/或分划板204的Z和Ry。
结论
尽管以上已经描述了本发明的各个实施例，但应该理解，它们仅通过例子呈现，而不限制。对于熟悉相关技术的人员显然，其中能进行形式和细节的各种变更，而不脱离本发明的精神和范围。因而，本发明的广度和范围不应该受任何上述示范实施例的限制，而是应该仅按照如下权利要求书和其等效物定义。

Claims (26)

1.一种方法，包括步骤：
根据一个第一组干涉仪测量束测量分划板的图案侧的位置数据；
在分划板平台的扫描期间，根据一个第二组干涉仪测量束测量分划板平台的映像数据；及
在借助于分划板的图案侧上的图案曝光晶片期间，根据所述位置数据和所述映像数据控制分划板平台。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量位置数据步骤包括步骤：
从与在分划板上的图案第一侧相邻的一个点反射第一组束的第一束；和
从与在分划板上的图案第二侧相邻的一个点反射第一组束的第二束。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量映像数据步骤包括步骤：
从在与分划板平台的X-Y平面平行的平面中的一个点反射第二组束的第一束；和
从在与分划板平台的X-Y平面平行的平面中的一个点反射第二组束的第二束。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量映像数据步骤包括步骤：
从在与分划板平台的X-Y平面平行的平面中的一个点反射第二组束的第一束；和
从在与分划板平台的Y-Z平面平行的平面中的一个点反射第二组束的第二束。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量映像数据步骤包括步骤：
从在与分划板平台的X-Y平面平行的平面中的一个点反射第二组束的第一束；和
从在分划板平台的X-Y平面中取向的平面中的一个点反射第二组束的第二束。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量映像数据步骤包括步骤：
从在与分划板平台的X-Y平面平行的平面中的一个点反射第二组束的第一束；和
从在分划板平台的Y-Z平面中取向的平面中的一个点反射第二组束的第二束。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量映像数据步骤包括步骤：
从在分划板平台的X-Y平面中取向的平面中的一个点反射第二组束的第一束；和
从在与分划板平台的X-Y平面平行的平面中的一个点反射第二组束的第二束。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量映像数据步骤包括步骤：
从在分划板平台的X-Y平面中取向的平面中的一个点反射第二组束的第一束；和
从在与分划板平台的Y-Z平面平行的平面中的一个点反射第二组束的第二束。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量映像数据步骤包括步骤：
从在分划板平台的X-Y平面中取向的平面中的一个点反射第二组束的第一束；和
从在分划板平台的X-Y平面中取向的平面中的一个点反射第二组束的第二束。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量映像数据步骤包括步骤：
从在分划板平台的X-Y平面中取向的平面中的一个点反射第二组束的第一束；和
从在分划板平台的Y-Z平面中取向的平面中的一个点反射第二组束的第二束。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量位置数据步骤包括步骤：
确定在分划板的图案侧的Z方向上的自由度，其中Z方向与分划板的图案侧正交；和
确定用于分划板的图案侧的Ry旋转的自由度，其中Ry旋转是绕分划板平台的扫描轴。
12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括根据所述测量位置数据步骤确定分划板焦点平面的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括步骤：
使分划板焦点平面与分划板平台的所述测量映像数据相关；和
在晶片的所述曝光期间，根据所述相关步骤跟踪分划板的图案侧的位置。
14.根据权利要求1所述的方法，进一步包括根据所述测量位置数据步骤确定预定分划板平面的步骤。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括步骤：
使预定分划板平面与分划板平台的所述测量映像数据相关；和
在晶片的所述曝光期间，根据所述相关步骤跟踪分划板的图案侧的位置。
16.根据权利要求1所述的方法，其中在校准之间进行所述测量位置数据步骤一次。
17.根据权利要求1所述的方法，其中在校准之间定期进行所述测量位置数据步骤。
18.根据权利要求1所述的方法，其中连续地进行所述测量位置数据步骤。
19.一种方法，包括步骤：
使用一个第一干涉仪确定在分划板平台上的夹持分划板的平面；
在分划板平台的扫描期间，使用一个第二干涉仪确定分划板平台的位置；
使平面与分划板平台的位置相关；及
在曝光过程期间，根据所述相关步骤控制分划板平台。
20.一种系统，包括：
一个可动分划板平台，保持一个分划板，所述分划板带有一个图案侧；
一个双重干涉仪器件，投射和探测来自所述分划板的所述图案侧的一个第一组干涉仪射束和来自所述分划板平台的一个第二组干涉仪射束；及
一个存储器件，存储由所述第一组干涉仪射束测量的所述分划板的位置数据和由所述第二组干涉仪射束测量的所述分划板平台的映像数据。
21.根据权利要求20所述的系统，进一步包括一个控制器，在一个晶片上的分划板图案的曝光期间，根据所述存储映像数据和所述存储位置数据控制所述分划板平台。
22.根据权利要求20所述的系统，其中把所述分划板向后夹持到所述分划板平台上。
23.根据权利要求20所述的系统，其中把所述分划板侧向夹持到所述分划板平台上。
24.根据权利要求20所述的系统，其中把所述分划板向前夹持到所述分划板平台上。
25.根据权利要求20所述的系统，其中所述双重干涉仪器件包括一种带有两个干涉部分的单个结构。
26.根据权利要求20所述的系统，其中所述双重干涉仪器件包括两个干涉仪。
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