CN1749862A - 振动检测和振动分析方法与设备及具有该设备的光刻设备 - Google Patents

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Abstract

一种通过下述步骤确定振动相关信息的方法：在投影平面的图像位置中投影空间图像；将所述空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置坐标和在每个采样位置处的采样强度的值；测量通过狭缝图形接收的空间图像的强度，其中所述方法还包括：从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；在所述斜率部分的检测位置，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置和所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；以及从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。

Description

振动检测和振动分析方法与设备及具有该设备的光刻设备
技术领域
本发明涉及用于振动检测和振动分析的方法和设备，以及具有这种设备的光刻设备，并且涉及包括这种方法的装置制作方法和包括这种方法的计算机程序产品。
背景技术
光刻设备是这样的机器，用于将需要的图形施加在衬底的目标部分上。光刻设备可以用在例如集成电路(IC)的制作中。在这种情况下，可以使用构图装置(例如掩模)以在对应于IC的单个层上产生电路图形，并且该图形可以被成像到衬底(例如硅晶片)的目标部分上(例如包括部分、一个或者多个芯片)，所述衬底具有辐射敏感材料层(抗蚀剂)。通常，单个衬底将包括连续曝光的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括通常所说的步进机以及通常所说的扫描器，在所述步进机中通过在一次进程中将整个图形曝光在目标部分上来辐射每个目标部分，在所述扫描器中通过沿着给定方向(“扫描”方向)经过投影束来扫描图形从而辐射每个目标部分，同时平行于或者反平行于该方向来同步扫描衬底。
在芯片曝光期间，所需要图形的图像典型地受到下列情况的干扰，例如：投影透镜的振动，沿着光路的周围环境的温度波动，包括计量装置的框架的振动，其他元件的振动以及干涉仪的测量误差，所述干涉仪用于定位支撑衬底的载物台。
由于在曝光期间图像的振动，可能产生图像的对比度损失。对比度的损失将造成对准精度和成像图形尺寸(部分)的降低。特别是，由于对准精度是在几十纳米范围之内，所以有可能发生的具有同一数量级振幅的振动对于图像质量产生巨大影响。显然，应当将振动最小化。
发明内容
本发明的目标在于提供一种用于确定振动模式的方法和系统以及对于组件的各个振幅的测量，或者特别提供一种光刻设备。
根据本发明的方面，通过下面的步骤提供一种振动相关信息确定的方法：
在投影平面的图像位置中投影空间图像；
将所述空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置坐标和在每个采样位置处的采样强度的值；
测量通过狭缝图形接收的空间图像的强度，
其中所述方法还包括：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置和所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
根据振动模式的确定，所述方法推导出了如何提高透射图像感测和标线与衬底之间的对准感测。所述方法适用于诊断以及故障检查和对比度合格性测试。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于空间图像的振动相关信息确定的设备，所述空间图像被投影在投影平面中的图像位置处，并且所述设备被布置成将空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置的坐标以及在每个采样位置采样的强度的值；
所述设备包括狭缝图形、光敏装置以及与所述光敏装置连接的计算机系统，所述光敏装置布置在相对于所述狭缝图形的预定位置处以测量通过所述狭缝图形接收的所述空间图像的强度；
所述设备布置成置换所述狭缝图形的相对位置和投影平面中的图像位置；
其中
所述用于振动相关信息确定的设备被布置成执行下面的步骤：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置处，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置和所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图像的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种光刻设备，包括：
用于提供辐射投影束的照明系统；
用于支持构图装置的支持结构，所述构图装置用于给所述投影束截面部分赋予一种图形；
用于支撑衬底的衬底台；
用于将被构图的束投影到所述衬底的目标部分上的投影系统，以及
一种用于空间图像的振动相关信息确定的设备，所述空间图像被投影在投影平面中的图像位置处，并且所述设备被布置成将空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置的坐标以及在每个采样位置处采样强度的值；
所述设备包括狭缝图形、光敏装置以及与所述光敏装置连接的计算机系统，所述光敏装置布置在相对于所述狭缝图形的预定位置处以测量通过所述狭缝图形接收的所述空间图像的强度；
所述设备布置成置换所述狭缝图形的相对位置和投影平面中的图像位置；
其中
所述用于振动相关信息确定的设备被布置成执行下面的步骤：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置处，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置和所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
仍然根据本发明的另一方面，还提供了一种装置制作方法，包括下面的步骤：
提供一个衬底；
使用照明系统提供辐射投影束；
使用构图装置给所述投影束截面部分赋予一种图形；
将所述被构图的辐射束投影到所述衬底的目标部分上，
以及
通过下面步骤确定振动相关信息：
将空间图像投影在投影平面中的图像位置；
将所述空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置坐标和在每个采样位置的采样强度的值；
测量通过狭缝图形接收的空间图像的强度，
其中所述方法还包括：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置以及所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
仍然根据本发明的另一方面，提供了一种计算机系统，所述计算机系统用在空间图像的振动相关信息确定的设备中，所述空间图像投影在投影平面中的图像位置，所述计算机系统布置成将空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置坐标和在每个采样位置的采样强度的值；
所述设备包括狭缝图形、光敏装置以及与所述光敏装置连接的计算机系统，所述光敏装置布置在相对于狭缝图形的预定位置，用于测量通过所述狭缝图形接收的空间图像的强度；
所述设备布置成置换所述狭缝图形的相对位置和投影平面中的图像位置；
其中
所述计算机系统布置成使得用于振动相关信息确定的设备执行下面步骤：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置以及所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
仍然根据本发明的另一方面，提供了一种由计算机系统装载的计算机程序产品，用于空间图像的振动相关信息确定的设备中，所述空间图像投影在投影平面中的图像位置，所述计算机程序产品布置成将空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置坐标和在每个采样位置的采样强度的值；
所述设备包括狭缝图形、光敏装置以及与所述光敏装置连接的计算机系统，所述光敏装置布置在相对于狭缝图形的预定位置，用于测量通过所述狭缝图形接收的空间图像的强度；
所述设备布置成置换所述狭缝图形的相对位置和投影平面中的图像位置；
其中
所述计算机程序产品在被装载之后允许所述计算机系统执行下面步骤：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置以及所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
此外，本发明涉及使用如上所述的透射图像检测设备，其中透射图像检测设备是光学系统的子系统，所述光学系统还包括光学子系统，并且所述使用包括推导出所述光学系统调制传输函数的所述空间图像振动相关信息的子系统分布，
所述调制传输函数还包括所述光学系统的其它光学子系统的其他分布。
另外，本发明涉及使用如上所述的透射图像检测设备，其中所述光学系统是光刻设备。
最后，本发明涉及通过所述计算机系统或者监视网络上的远程系统使用上述透射图像检测设备作为预防性的维护工具。
尽管在该文本中特别参考在IC的制作中使用光刻设备，但是应当理解的是，在这里所描述的光刻设备可以具有其他的应用，诸如集成光学系统、磁畴存储器的导航和检测图形、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制作。本领域技术人员应当理解的是，在这种可替换应用的情况下。使用的术语“晶片”或者“芯片”分别与通常所指的术语“衬底”或者“目标部分”具有相同的意思。这里所指的衬底可以在曝光之前或者之后被处理，例如被涂胶显影机(TRACK)(典型地将抗蚀剂层施加在衬底上并且将被曝光的抗蚀剂进行显影的一种工具)或者计量或检测工具处理。在适用的情况下，这里所公开的衬底可以应用于这样或者其它的衬底处理工具。另外，例如为了制作多层IC，所述衬底可以被处理一次以上，因此这里所使用的术语衬底可以指包括已经被处理多层的衬底。
在这里使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外辐射(UV)(例如具有365，248，193，157或者126纳米的波长)以及超紫外辐射(EUV)(例如具有5-20纳米范围的波长)和粒子束诸如离子束或电子束。
这里所使用的术语“构图装置”应当广义地理解为这样的装置，该装置可以用来给投影束的截面赋予一种图形例如以便在衬底的目标部分中建立一种图形。应当注意的是，赋予所述投影束的该图形不一定精确地对应于所述衬底的目标部分中的需要图形。通常，赋予给所述投影束的所述图形将对应于在所述目标部分中建立的装置中的特定功能层，例如集成电路。
构图装置可以是透射或者反射性的。构图装置的实例包括掩模、可编程的反射镜阵列以及可编程的LCD面板。在光刻中，掩模是公知的，包括的掩模类型例如二元、交替相移以及衰减相移和各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的实例使用了小反射镜的矩阵布置，其中每一个小反射镜倾斜以便在不同的方向反射入射辐射束，采用这样的方式，反射束被构图。
所述支持结构支持即承重所述构图装置的重量。所述支持结构支撑所述构图装置的方式取决于所述构图装置的取向、所述光刻设备的设计以及其它条件诸如所述构图装置是否在真空环境下被支撑。所述支持可以使用机械夹子、真空或者其它的夹紧技术，例如在真空条件下的静电夹紧。所述支持结构可以是框架或者是台子，例如这些框架或者台子根据需要是固定或者可移动的，这样可以确保所述构图装置例如相对于投影系统处于需要的位置。在这里所使用的术语“标线”或者“掩模”可以认为与更常用的术语“构图装置”是同义词。
在这里所使用的术语“投影系统”应当广义地解释为包括各种类型的投影系统，包括适用于例如曝光辐射情况下和其它应用情况下例如使用浸渍液体或使用真空情况下的折射光学系统、反射光学系统以及反射折射光学系统。在这里使用的术语“透镜”可以认为是与更常用的术语“投影系统”是同义词。
照明系统还可以包括各种类型的光学部件，包括用于引导、成形或者控制辐射投影束的折射、反射以及反射折射光学部件，这样的光学部件(整体上或者单个的)在下面还可以称为是“透镜”。
所述光刻设备可以是具有两个(双载物台)或者更多衬底台(和/或两个掩模台)的类型。在这样的“多重载物台”机器中，可以并行使用其它的台，或者在一个或者多个台上执行准备步骤，同时使用一个或者多个其它的台用于曝光。
所述光刻设备还可以是这样类型的设备，其中衬底浸入在具有相对高折射系数的液体中，例如水，以便填充所述投影系统的最终元件和衬底之间的间隔。浸入液体可以应用到所述光刻设备的其它间隔中，例如应用到所述掩模和所述投影系统的第一元件之间的间隔中。为了增加投影系统的数值孔径，浸入技术在本领域中是公知的。
通过参考附图来描述本发明的实施例，这些附图仅仅是示例性的，其中相同的附图标记指的是相同的元件。
附图说明
图1是根据本发明实施例的光刻设备；
图2是透射图像检测装置；
图3是使用透射图像检测装置的对准步骤；
图4a和4b分别是由透射图像检测装置所检测的空间图像的示例性强度分布的等高线图和3D曲线图；
图5是空间图像顶点强度的静态扫描的示例性测量；
图6a和6b分别是在另一采样序列中空间图像的斜率强度和由干涉仪所测量的同时载物台位置的测量结果的实例；
图7是图6a和6b的测量的斜率强度的曲线与所测量的载物台位置；
图8是光谱密度曲线图，该曲线图是关于空间图像斜率的强度测量结果以及作为频率函数的同时载物台位置测量结果；
图9是光谱密度曲线图，该曲线图是作为频率函数的空间图像的顶面和关于斜率的强度测量结果；
图10是关于空间图像斜率的强度测量结果和用于作为时间函数的同时载物台位置测量结果的运动标准偏差曲线图；
图11是在本发明中使用的计算装置的视图；
图12是根据本发明一个方面的测量设置，
图13是根据可替换实施例的可替换测量对准传感器的视图，
图14是作为干涉仪读数函数的对准传感器的强度视图；
图15a，15b和15c每个图描绘了在根据本发明的不同位置所执行测量的分散绘图，
图16是根据本发明的可替换实施例的测量设置，
图17是由对准系统测量的强度曲线图以及作为时间函数的干涉仪读数，以及
图18是所述对准传感器和所述干涉仪读数的傅立叶变换。
具体实施方式
图1示例性示出了根据本发明特定实施例的光刻设备。所述设备包括：
照明系统(照明器)IL，用于提供辐射(例如UV辐射)投影束PB；
第一支持结构(例如掩模台)MT，用于支持构图装置(例如掩模)MA并且连接到第一定位装置PM，用于相对于PL来精确地定位所述构图装置；
衬底台(例如晶片台)WT，用于支撑衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接到定位装置PW用于相对于PL来精确地定位所述衬底；以及
投影系统(例如折射投影透镜)PL，用于将由构图装置MA赋予给所述投影束PB的图形成像到衬底W的目标部分C上(例如包括一个或者多个芯片)。
如在这里所描述的，所述设备是透射类型(例如使用透射掩模)。可替换的方案是，所述设备可以是反射类型(例如使用如上面提到类型的可编程反射镜阵列)。
所述照明器IL接收由辐射源SO辐射的光束。例如当所述辐射源是准分子激光器时，所述辐射源和光刻设备可以是分离的。在这种情况下，所述辐射源开不认为是所述光刻设备的构成部分，并且所述辐射束在束传送系统BD的帮助下从辐射源SO传送到照明器IL，所述束传送系统BD包括例如适当的导向反射镜和/或扩束器。在其它情况下，例如当所述辐射源是水银灯时，所述辐射源可以是所述设备的一部分。所述辐射源SO和照明器IL以及在需要情况下的束传送系统BD一起被称为是辐射系统。
照明器IL可以包括调节装置AM，用于调节辐射束的角强度分布。通常，可以调节位于所述照明器的光瞳面中的强度分布的至少外径和/或内径区域(通常分别称为是σ-外和σ-内)。另外，所述照明器IL通常包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光镜CO。所述照明器提供一种调节后的辐射束，被称为是投影束PB，该投影束在其截面部分具有需要的均匀性和强度分布。
投影束PB入射到掩模MA，所述掩模MA由掩模台MT支撑。掩模MA往返移动，从而投影束PB穿过所述透镜PL，该透镜将辐射束聚焦到衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如干涉仪装置)，衬底台WT可以精确地移动，例如以便在辐射束PB的路径中定位不同的目标部分C。类似的，例如在从掩模库中进行机械检索之后或者在扫描期间，第一定位装置PM和另一位置传感器(在图1中没有示出)可以相对于辐射束PB的路径来精确地定位掩模MA。通常，借助于长冲程模块(粗略定位)和短冲程模块(精细定位)可以实现目标台MT和WT的运动，所述长冲程和短冲程模块构成了定位装置PM和PW的一部分。然而，在步进机的情况下(如相对于扫描器)，所述掩模台MT可以仅仅连接到短冲程致动器，或者可以被固定。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。
在下面优选的模式中可以使用所描述的设备：
1.在步进模式中，掩模台MT和衬底台WT基本上保持静止，而赋予给所述投影束的整个图形在一个进程中(例如单静态曝光)被投影到目标部分C。所述衬底台WT然后沿着X和/或Y方向移动，以便可以曝光不同的目标部分C。在步进模式中，照射场(EXPOSURE FIELD)的最大值限制了在单静态曝光中所成像的目标部分C的大小。
2.在扫描模式中，所述掩模台MT和衬底台WT被同步扫描，而赋予给所述投影束的图形被投影到目标部分C(即单动态曝光)。通过放大(缩小)以及投影系统PL的图像反转特性来确定相对于掩模台MT的衬底台WT的速度和方向。在扫描模式中，照射场的最大尺寸限制了在单动态曝光中的目标部分的宽度(在非扫描方向)，而扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(在扫描方向)。
3.在另一模式中，支撑可编程构图装置的掩模台MT基本上保持静止，衬底台WT被移动或者扫描，同时赋予给所述投影束的图形被投影到目标部分C。在该模式中，通常使用脉冲辐射源并且根据需要在衬底台WT每次运动之后或者在扫描期间的连续辐射脉冲之间更新可编程的构图装置。这种操作模式容易应用在使用可编程构图装置(例如上面提到类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻的情况。
还可以使用上面所述模式的结合和/或变型或者是使用完全不同的模式。
图2是透射图像检测装置。
在现有技术中透射图像检测装置TIS是公知的。投影束PB入射到第一目标G0，例如掩模MA中的光栅。所述第一光栅G0包括多个开口，该多个开口用于建立来自所述投影束PB的图像。第一光栅G0中开口的每个开口发射源自投影束PB的辐射束RB。
由G0中的多个开口发射的辐射束穿过透镜，例如投影透镜系统PL。这种投影透镜系统的光学性质是这样的，使得在投影透镜系统PL下方的给定平面中形成G0的空间图像。
透射图像检测装置TIS被定位在所述投影透镜系统PL的下方。透射图像检测装置TIS包括狭缝图形G1和光传感装置PS。
在其最简单的形式中，所述狭缝图形G1只是位于所述光传感装置PS上的开口，所述开口可以具有狭缝或者方形形状，但是优选的是具有精确限定的边缘。在更优选的实施例中，狭缝图形G1可以是第二光栅。在这种情况下，第二光栅G1在形状上类似于第一光栅G0(G1的特征尺寸基本上等于由所述投影透镜系统PL的放大系数M乘以G0的特征尺寸)。有利的是，给所述光传感装置PS上的开口施加一种图形增加了边缘的数量，这样可以增加所述光传感器PS的灵敏度。
透射图像检测装置TIS布置成沿着三个正交方向X，Y和Z来相对于投影透镜系统PL和掩模MA的位置进行传送。
通过沿着这三个方向进行扫描，空间图像的强度可以被映射成透射图像检测装置TIS的XYZ位置的函数，例如图像图(3D图)，该图像图包括采样位置的坐标和在每个位置处采样的强度。应当注意的是，在该操作期间使用相对大深度的聚焦来投影所述空间图像，不同于在衬底上曝光掩模图像期间的聚焦深度。
实际上，所述TIS包括至少两个狭缝图形G1，其中一个布置在X方向，另一个布置在Y方向，用于在X方向和Y方向同时进行图像检测。在这样的情况下，至少两个第一光栅G0布置在MA水平面上，其中一个布置在X方向，另一个布置在Y方向，用于在X和Y方向同时建立图像。
根据所述3D图，连接到所述透射图像检测装置TIS的计算装置可以通过使用例如最小二乘法拟合方法的顶点位置的抛物线拟合(参考图4)推导所述空间图像的位置。这样的计算装置可以是专用处理装置、控制系统或者(通用的)计算机系统中的处理器，如本领域技术人员所公知的。
图11提供了计算装置的实例，所述计算装置布置成确定空间图像的位置并且执行根据本发明的方法。
图3是使用透射图像检测装置TIS的对准步骤。在使用透射图像检测装置TIS的对准步骤期间，掩模MA相对于透射图像检测装置TIS对准，所述透射图像检测装置TIS位于晶片载物台WS中的已知位置。描述了每个第一光栅G0到相应狭缝图形G1的光路OP。执行对准步骤，同时使用与曝光芯片相同的照射源。
图4a和4b分别是由透射图像检测装置TIS所检测的空间图像的示例性强度分布的等高线图和3D曲线图。
通过对接收第二光栅G1的大量不同Z位置扫描X-Y平面，来编译显示Y-Z平面(即在固定的X位置)中强度分布的图4a的等高线图。扫描路径用实线示出，其中的点指示所测量的晶片载物台位置。X，Y，Z位置是由干涉测量法测量的晶片载物台位置。如从所述扫描路径中可以看到，将位于正交格栅上的所述测量位置看上去有点随机性。这是由于系统中的振动造成的。
通过绘制所述TIS测量的强度作为沿着所述曲线的z轴的第三参数，使得图4b的3D图成为图4a数据的变型表示。
根据图4a和/或图4b的数据，通过将所测量空间图像的形状与一种模型拟合可以推导出对准位置。在现有技术中，典型地，所述对准位置是通过抛物线拟合所述空间图像峰值的顶点TOP而推导出的(如在图4b中所示)。如本领域技术人员已知的，可以使用可替换的拟合数据的方法，例如高斯拟合或者最小二乘法拟合。
另外，在图4b中示出了空间图像强度的斜率SL。下面将更加详细的描述所述斜率SL。
图5是在顶点强度位置TOP处的空间图像强度的静态扫描的示例性测量结果。在图5中，是测量强度与采样数量。
图5中的图是在所述空间图像顶点上的静态扫描的测量强度变化(即在没有进行扫描情况下的采样，尽管这里在非常短范围内的扫描是可选择的)。强度变化通常与载物台的变化无关，这是由于抛物线顶点上的位置变化的极不敏感造成的。所述测量强度变化通常是由于传感器的噪声成分造成的。
如人们所看到的，在该序列期间强度随机变化几个百分点。应当理解的是，所述强度的变化使得基本通过使用空间图像的顶点从强度扫描中确定对准位置变得复杂。根据现有技术的该方法对于微小位置变化极不敏感。(被拟合的抛物线的顶点是相当平坦的)。
图6a和6b分别是在另一采样序列中的空间图像的斜率强度的测量结果以及由干涉仪测量的同时载物台位置。
由干涉仪测量的晶片载物台位置与TIS的测量结果是不相关的。然而有可能使得干涉仪测量结果与TIS的空间图像位置测量结果相关。
在一个实施例中，执行下面的相关方法：
在标准使用TIS情况下所进行的“标准(NORMAL)”TIS扫描中确定了空间图像的形状，如在现有技术中公知的。根据所述“标准”TIS扫描，所述空间图像的顶点和斜率位置是已知的。可以采用本领域技术人员公知的各种方法来限定斜率SL的位置，例如所述位置基本上对应于所述空间图像峰值的半高宽的位置。
在经过空间图像强度形状的第一“标准”确定之后，通过扫描它的顶点TOP和它的斜率位置SL，透射图像检测装置TIS被布置成测量所述空间图像的3D曲线的斜率位置SL。
根据在所述第一标准确定中的空间图像形状的确定，所述斜率SL的位置(在所述空间图像峰值的基本半高宽处)大致就知道了(估计的)。
使用聚焦在图4b表示的空间图像斜率SL处G1上的所述空间图像对所述斜率位置SL进行强度测量。
在聚焦方向的振动测量的情况下，在基本水平对准位置和在垂直于所述聚焦方向的增益最大灵敏度方向中的斜率位置处进行斜率扫描。改变照明设置以影响所述斜率位置SL上的测量灵敏度。
注意的是，可以采用各种方法确定在所述斜率位置SL处的斜率系数。
在一个实施例中，所述空间图像保持在没有扫描情况下的相对于透射图像检测装置TIS的固定位置处(斜率位置SL)。在这种情况下，所述确定可以利用由于振动造成的强度变化。
在另一实施例中，通过透射图像检测装置TIS的扫描操作使得空间图像的测量位置围绕斜率位置SL变化。在该情况下，所述确定利用了由于所述空间图像的形状造成的强度变化。这种扫描典型地是在斜率位置SL周围的短范围内进行的，典型地，扫描长度大约20纳米。
注意的是，在晶片载物台WS中的相对于光传感器PS的图像运动并不等于所述晶片载物台WS的运动。由于投影透镜系统PL的放大系数M，所述晶片载物台WS的运动必须是标线载物台(即掩模台MT)运动的1/M。
接下来，透射图像检测装置TIS对空间图像峰值的斜率SL进行大量的强度测量。由于所述斜率的相对陡峭，灵敏度相对较高：测量位置的微小变化(由于振动或者扫描)关系到所测量强度的相对大的变化。
图11是用于执行根据本发明方法中的步骤的计算装置的实例。
图6a示出作为采样数量(即在扫描期间各个测量的数量)函数的在图像斜率处的空间图像的测量强度(标准化的)。清楚的是，尽管有相对较大的分散(大约5-10％)，但是图像的斜率在数据中是可见的。
在对于斜率SL的强度测量中，进行用于确定晶片载物台WS的X(和/或Y)位置的同时干涉仪测量。在图6b中示出了在对斜率进行强度测量期间，作为采样数量函数的干涉仪位置信号的这些测量结果。
根据使用的TIS检测器(振动或者扫描方向：X，Y或者振动或扫描平面XY)以及可获得的干涉仪(在X，Y和/或Z方向)，可在单个的X方向、Y方向、XY平面或者是Z方向中进行振动测量。
图7示出的曲线图是测量强度与图6a和6b中存在的斜率测量的载物台位置；
在图7中，每个采样数量的测量强度被绘制成各个采样数量的干涉仪确定的晶片载物台位置的函数。
在多个“关于斜率的强度测量结果”中的所测量强度与晶片载物台位置之间的关系被清楚地示出：在所述空间图像的斜率上，所述强度基本上以线性方式变化，其中晶片载物台位置的变化较小。用水平轴上的“0”表示平均晶片载物台位置。通过计算所述相关(系数)，晶片载物台位置和光栅G0的空间图像的测量强度之间的灵敏度关系可以以相对较高的精度加以确定。所述灵敏度关系(通常线性性能)被用于将TIS测量的强度数据变换成位置数据。采用这样的方式，两个独立的位置测量，即一个是TIS检测器的位置测量另一个是干涉仪的位置测量可以进行比较。由于TIS和干涉仪使用不同的光路，所以对于系统振动来讲存在不同的灵敏度。
所述TIS和载物台位置数据可以通过傅立叶分析转换成为功率谱密度。所有的系统振动适用于空间图像，例如在衬底C的曝光期间所看到的，而所述干涉仪仅仅测量载物台振动。
图8示出了所述干涉仪测量的晶片载物台位置数据和TIS的功率谱的实例。由于关于系统频率的各个测量结果的不同灵敏度，所述功率谱仅仅是部分类似。通过透射图像传感器TIS确定的对准位置对于载物台振动不敏感，这是由于载物台振动同样存在于空间图像中并且通过最小二乘法拟合已经考虑到上述的情况(如参考图4所讨论的)。仅仅在其中一个传感器上出现的振动可能导致性能降低。根据由所述TIS和晶片载物台位置分别测量的功率谱之间的差得到这样的功率谱(考虑了相差)，该功率谱示出了与仅仅透射图像传感器TIS的性能相关的振动。
图9示出由TIS测量的顶部功率谱、和由TIS测量的斜率的差信号的实例。
可以对于每个X，Y和Z方向确定图8和9的功率谱。由于可以使得光路和测量方向之间存在差别，所以可以使得系统振动与位置和频率都相关。这样的系统振动包括，例如短路、波长振动、透镜振动、空气的温度波动、计量振动(即框架的振动，在所述框架上安装有计量系统)以及其它元件的振动、干涉仪测量误差等等。
通过透射图像检测装置TIS进行的对于所述斜率的强度测量可以用作安装光刻设备期间的光刻设备中的振动检测的工具。另外，所述方法可以提供检测振动相关工艺异常的工具，例如在半导体装置中的亚微米特征的微桥。另外，通过获得特定的数据所述工具还可以用作预防性的维护工具，该特定数据可以用于监视某些与维护相关的特性，例如在振动频率谱中的某些频率的相关强度的变化或者是振动频率的漂移。在某些自动模式下，通过光刻设备的计算装置(参考图11)或者是通过经由监视网络在某些数据链路上的远程计算系统可以执行这样的预防性维护。
通过斜率测量结果来分析间歇效应，除了可以在先前讨论的频域中确定系统振动，而且还可以在时域中确定系统振动。在功率谱中，所述间歇效应被平均化，并且没有产生由于所述振动造成的系统所观察到的最大干扰。
图10示出作为时间函数的关于空间图像斜率的干涉仪位置信号和TIS位置的运动标准偏差(MSD)曲线。在TIS位置和干涉仪位置信号之间的比较中(用晶片载物台表示)，在TIS位置信号中清楚地观察到系统振动的较大贡献(空间图像)，这种振动在时间上并不是恒定的。
MSD滤波器的长度(涉及所确定的运动标准偏差)可以认为是等于衬底部分C的特定曝光时间。斜率测量结果的所述TIS位置信号的最大MSD数给出了对比度的合格性，例如光刻系统的对比度合格性。然而，最大TIS的MSD数可以用作光刻系统图形中(例如点、线或者是块)的特征尺寸对比度的合格性规格。
最后，根据本发明用于限定关于光刻设备的图形中这种特征尺寸的对比度的方法可以与系统(例如光刻设备)的调制传输函数(MTF)对比度预算相关联。
如本领域技术人员公知的，光学系统的整个调制传输函数MTF是从傅立叶空间域中所述光刻设备的所有子系统的贡献相乘得到的。
所述光刻设备包括多个子系统，例如用于定位晶片载物台和/或标线载物台的子系统；以及其它的子系统，例如光学子系统、晶片传输子系统、标线交换器子系统、照明子系统等等，每个子系统可以对振动的产生具有贡献(以某种方式)。
通过根据本发明的方法确定了整个MTF。
光学振动降低了沿着所述光路径的信息传送期间的对比度：光学振动涉及对准、成像容差、元件的光学质量、光瞳尺寸等等。对于本领技术人员来讲，已知的是，可通过波前干涉仪传感器装置测量所述光学贡献，所述光学贡献测量与通过透射图像检测装置TIS所进行的振动相关测量无关。
通过所述光学贡献的第一测量，所述MTF对比度预算可以被去卷积。可以与通过根据本发明方法所测量的振动相关贡献的第二测量进行比较和相关。
故意地，可通过人工接口向系统注入噪声以研究所提出的分析方法对其灵敏度和所述方法的合格性的影响。所注入的噪声可以是例如正弦扫描、随机噪声扫描或典型噪声。
图11示出了用于执行根据本发明方法的计算机系统。
计算机系统8包括具有外围设备的主处理器21。所述主处理器21连接到一个或多个存储单元18、19、22、23、24(所述存储单元存储指令和数据)，连接到一个或多个读取单元30(用于读取例如软盘17、CD ROM或者DVD20等等)，连接到作为输入装置的键盘26和鼠标27和作为输出装置的监视器28和打印机29。还可以提供其它输入设备，例如跟踪球、触摸屏或者扫描器以及其它输出装置。
所示出的存储单元包括RAM22、(E)EPROM23、ROM24、磁带机19和硬盘18。然而，应当理解的是，可提供本领域技术人员已知的多个和/或其它存储单元。另外，根据需要它们中的一个或者多个物理上可处于远离所述处理器21的位置。
所示出的处理器21为一个盒子，然而处理器21可包括并行工作或由一个主处理器控制的多个处理单元。正如本领域技术人员已知的，所述处理单元可以互相远离，例如在网络拓扑中。
所述计算机系统8连接到透射图像检测系统TIS。所述计算机系统8和透射图像检测系统TIS之间的连接可布置在网络上(未示出)。所述网络可以是局域网或广域网，包括通信网络。
图11中示出的计算机系统8布置成执行上述本发明方法的步骤：即所述计算机系统8控制扫描过程以及对所述测量采集的数据进行数据处理。
计算机系统和透射图像检测系统TIS的连接可通过本领域技术人员已知的任意方式实现，例如通过有线或者无线方式。
计算机装置8的处理器21可以执行软件代码，根据本发明所述软件代码可以通过透射图像检测装置TIS执行振动检测和振动分析方法。
如上面已经提到的，上述装置可用作光刻设备中振动检测工具。实际上，上述装置还可用于光刻设备性能分析的分析工具。
下面将对此进行进一步的解释。
当使用光刻设备时，所述系统的再现性和精度是非常重要的。因此为了使得所述系统的该性能最优化，所述再现性和精度必须加以诊断。然而，当执行该诊断时，将机器不同部分的性能，例如衬底台WT的性能(不需要的运动)，用于测量对准标记和衬底台WT位置的传感器性能和用于处理测量信号等电子元件中的噪声进行区分是很困难的。
通过同时观测对准系统AS的读数和所述干涉仪IF的读数，而所述衬底台WT没有致动，可对所述系统性能进行分析，所述对准系统AS测量位于衬底台WT上的对准标记AM的位置，所述干涉仪IF测量所述衬底台WT的位置。应当理解的是，当所述衬底台WT没有致动时，从原理上讲，对准系统AS和干涉仪IF的读数必须匹配。然而，在实际中，由于各种不需要的振动、不需要的运动、测量误差等造成了实际情况并非如此。如在下面将要描述的，通过分析对准系统AS和干涉仪IF的读数并使用对准系统AS相对于对准标记AM运动灵敏度的信息，可对所述系统进行诊断。
图2示出了这种分析工具的一个实例。图12示出了定位在衬底台WT上的衬底W。所述衬底W被提供有至少一个对准标记AM。当然可以提供一个以上的对准标记AM。对准标记AM可提供在衬底台WT上，而不是提供在衬底W上，或者将对准标记AM提供在衬底台WT和衬底W上。
所述分析工具还包括用于测量至少一个对准标记AM位置的对准系统AS。所述对准系统AS可以是如上面详细描述的透射图像检测TIS，当也可以是将在下面更加详细描述的可替换的对准传感器AS。
所述分析工具还包括至少一个干涉仪IF。所述干涉仪IF测量在x方向上的衬底台WT的位置(参见图12中描述的坐标系统)。当然可提供其它的干涉仪IF，例如用于测量其它方向上的衬底台WT的位置，诸如y方向(垂直于绘图表面)。所述衬底台WT被提供有反射镜MI，所述反射境用于与干涉仪IF一起进行测量，这一点是本领域技术人员可以理解的。所述干涉仪IF可以用于测量x，y和Rz(Rz是关于z轴的旋转位置)方向的衬底台WT的位置。
由干涉仪IF测量的位置信息x，y和Rz可在位置控制系统中使用以使衬底台位于需要的位置。这可以通过使用反馈环实现，该反馈环持续监测衬底台WT的位置，并当检测到测量位置和需要位置之间有偏差时，提供控制信号给定位装置PW(连接到衬底台WT)以调节衬底台WT的位置。
图12还示出了处理器21，该处理器21布置成同对准系统AS和干涉仪IF进行通信。所述处理器21布置成控制对准系统，并且干涉仪IF执行如上所述的测量。所述处理器21还可以被布置成接收来自对准系统AS和干涉仪IF的测量结果，存储并呈现这些测量结果。所述处理器21可以形成为图11所示的计算机系统的一部分。
当然如上所述的干涉仪IF的反馈环也可由处理器21执行。
如已经说明的，此处所述的工具可用于与所有类型的对准系统AS进行结合，诸如上述的透射图像检测TIS，或者任何其它已知的或仍被开发的离轴对准传感器。也可使用其它对准系统，例如使用穿过投影系统PS透镜的对准束的对准系统。这些对准传感器通常被称作摄象机取景系统对准传感器(TTL)。
此处结合图13将对可替代对准系统AS’的实例进行加以解释。
图13示出了一种可替代的离轴对准传感器AS’，所述传感器AS’被布置成测量对准标记AM的位置。这种离轴对准传感器AS’可用于不同于曝光位置的测量位置，已知的，例如不同于双载物台光刻系统的位置。对准期间，辐射束通过反射境MI1和透镜L2照亮对准标记AM。所述对准标记AM将辐射对准束AB衍射成几个衍射级，例如+1，-1，+2，-2。通过使用光学元件L1和L2，每个相应衍射级的集合(比方说+1和-1)分别形成参考板RP上的对准标记AM’的图像。所述参考板RP包括将被测量的对应衍射级每个集合的参考光栅RG。在每个参考光栅RG之后，分离的强度检测器D布置成测量穿过所述参考光栅RG的图像中辐射的强度，所述参考光栅RG被提供在所述参考板RP上。通过使得对准标记AM’相对于参考板RP运动(或者是周围的其它方式)，找到了一个或者多个图像的具有最大强度的位置，这样就给出了对准位置。
为了提高性能，可以测量几个图像的强度并且对准束AB辐射可以包括多重颜色。
应当理解的是，上面描述的对准系统AS，还被称作是透射图像检测TIS(参见图3)，可以仅仅用在所述衬底台WT上的有限数量的位置处，而可替换的对准系统AS’，如参考图13所描述的，可以用在衬底台WT的位置上，但是所述对准系统AS’也可以用在衬底W自身的需要数量的位置上。
这里所描述的工具可以与所有类型的对准传感器AS和AS’结合使用，所述对准传感器AS和AS’使用变化的对准标记AM的位置来检测测量强度I的变化。
在图14中示出了该原理相关性。图14描绘了对准系统AS和AS’所测量的强度I是x方向中对准标记AM(并且因此衬底台WT)的位置函数。当然，类似的相关性同样存在于y方向中。在图14中示出的曲线可以是部分正弦曲线，其中可以区分三个典型的测量位置。
T1：是其中强度I为低的位置，具有基本为0的斜率，
T2：是其中强度I为高的位置，具有基本为0的斜率，以及
T3：是其中强度I位于强度T1和T2之间的位置，具有不为0的斜率。
首先可以执行对准扫描来确定T1、T2和T3的位置。这一点可以通过使用对准系统AS和AS’测量强度I，同时在对准标记AM上扫描时准系统AS和AS’(即沿着某一方向移动衬底台WT，例如是x方向)来实现。该扫描可以大约1.5或者3.0毫米/秒的扫描速度进行。
同时，使用干涉仪IF测量衬底台WT的x位置。将对准系统AS和AS’以及干涉仪IF所测量的数据进行结合，给出了图14中所描绘的曲线，尽管在这种情况下具有噪声成分。
接下来，可以以0毫米/秒的扫描速度进行对准测量，即使用对准系统AS和AS’来执行多个对准测量，同时使用干涉仪IF测量衬底台WT(并且因此是对准标记AM)的位置。由于扫描速度是0，并且因此从原理上讲所述对准标记AM没有运动，所以对准系统AS和AS’以及干涉仪IF应当给出恒定的读数。然而，作为不同类型的噪声所造成的结果来讲，它们的读数并不是恒定的。通过分别在位置T1、T2和T3执行这些零速度的对准测量，并且比较这些测量的结果，可以得到关于不同类型噪声的信息。
为了实现上述目标，可以以每秒例如20.000-40.000采样速率对于对准传感器AS和AS’以及干涉仪IF的读数进行采样，从而在位置T1、T2和T3执行测量。这些采样的结果可以绘制在分散绘图中，例如在图15a、15b和15c中示出的。通过绘制分别在曲线图中的位置T1、T2和T3处得到的多个对准测量结果的每个对准测量结果，分别得到了图15a、15b和15c的分散绘图，在所述曲线图中轴IF表示了干涉仪IF测量的位置，轴I位置表示了由对准系统AS和AS’测量的强度I。
在所述轴IF位置方向中的分散绘图的宽度表示了对干涉仪IF(例如由于所述干涉仪IF和MI之间的空气流动造成的)和所述衬底台WT的不需要运动的测量误差的测量。在所述轴I方向中的分散绘图的宽度，根据在下面将要详细描述的T1、T2和T3的位置，可以是对由对准传感器AS和AS’的电子元件产生的噪声、光噪声(激光器噪声)、干涉仪噪声、框架变形等等所产生噪声的测量。
图15a示出了在位置T1执行对准测量的分散绘图，即在对准系统AS和AS’的强度曲线的底部，如图14中所描述的。在这个位置处，由对准系统AS和AS’测量的光的强度I相对较低，因此例如光噪声(激光器噪声)对分散绘图的垂直宽度的贡献相对较低。
所产生的对准束AB中的强度波动导致对准系统AS和AS’测量中的噪声。这被成为是光噪声或者是激光器噪声。
另外，衬底台WT的不需要运动对于对准系统AS和AS’的测量结果的贡献相对较低，这是由于如在图14中描绘的对准系统AS和AS’的强度曲线在T1处是平坦的(斜率为0)。这样，不需要的运动，例如衬底台WT的振动对于对准传感器AS和AS’的读数的影响较小。
这样，在位置T1处，所述轴I的方向中的分散曲线的宽度，主要是由对准传感器AS和AS’的电子元件产生的噪声引起的。
在位置T2处，如在图15c中所示，衬底台WT的不需要运动对于所述分散曲线的贡献相对较低，这是由于如在图14中所描述的对准系统AS和AS’的强度曲线在T2处是平坦的(斜率为0)。然而相对于上面讨论的位置T1来讲，在T2处存在光噪声(激光器噪声)，所述光噪声主要是由对准束AB的光强度I中的波动引起的。这样，在T2处的轴I方向中分散曲线的宽度是由对准传感器AS和AS’的电子元件所产生的噪声(类似于T1)和光噪声(激光器噪声)引起的。
最后，在位置T3处，如在图15b中所示的，在T2处的轴I方向中分散曲线的宽度不仅仅是由对准传感器AS和AS’的电子元件所产生的噪声以及光噪声(激光器噪声)引起的，而且是由不需要的运动，例如衬底台WT的振动引起的。衬底台WT位置的波动导致对准传感器AS和AS’的测量结果的波动，这是由于位置T3是在对准系统AS和AS’的强度曲线的斜率上，如在图14中所描绘的。衬底台WT的位置波动可能是由振动和框架变形造成的。衬底台WT的位置波动也可能是由干涉仪IF的测量误差造成的。在所述干涉仪IF读数中的误差导致衬底台WT的位置变化，这是因为所述干涉仪IF经由反馈环校正了所述读数(错误的)。如上面所描述的，光刻设备可以用在不同的模式中，其中的一个模式是通常所说的步进模式，在该模式中掩模台MT和衬底台WT基本上保持静止，而赋予给投影束的整个图像在一个进程中被投影在目标部分C上。然后所述衬底台WT沿着x和/或y方向移动，以便可以曝光不同的目标部分C。
一旦这种步进运动之后衬底台WT停止，上面所述的工具可以用来分析衬底台WT和干涉仪IF的性能。应当理解的是，所述衬底台WT的运动可能造成影响系统稳定性的所有类型的效果，例如影响干涉仪读数的效果。
图16示出了由衬底台WT的运动造成的对于干涉仪IF的可能影响。相同的附图标记指的是与前面附图中的目标相似的目标。
在图16中，衬底台WT刚刚向左运动，并且在所示的位置处停止。结果，在所述反射镜MI和所述干涉仪IF之间存在的空气或者气体被干扰，并且可能发生扰动或者层状的空气流动AF。
所述干涉仪IF确定了提供在衬底台WT上的反射镜MI和干涉仪IF之间的距离。为了实现这一点，所述干涉仪IF产生辐射束RB，并且将所述辐射束分裂成第一部分和第二部分。所述第一部分被输出到位于衬底台WT处的反射镜MI，而在所述反射镜MI处所述第一部分被反射回到干涉仪IF。通过叠加辐射束RB的第二部分和辐射束RB的被反射的第一部分，可以获得关于衬底台WT和干涉仪IF相对位置的的信息。
所述被反射的第一部分和辐射束RB第二部分的叠加对于所述干涉仪IF和反射镜MI(并且因此是衬底台WT)之间的光路径长度中的变化敏感，所述变化可以用于测量所述干涉仪IF和反射镜MI之间的距离。应当理解的是，所述光路径长度不仅取决于干涉仪IF和反射镜MI之间的距离，而且取决于干涉仪IF和反射镜MI之间存在的空气或者气体的折射系数n。温度、湿度等的较小变化影响折射系数n并因此影响干涉仪IF的测量结果。
现在空气流动AF可能造成这样的变化，如“更新”了干涉仪IF和反射镜MI之间的空气或者气体。所述“更新”空气或者气体具有不同的温度和/或湿度，这样影响了干涉仪IF的读数。
如上面所解释的，干涉仪IF经由反馈环和定位装置PW校正了读数中的偏差。这使得衬底台WT如图17所指示的运动，而干涉仪读数IF相对稳定。
图17分别示出了第一曲线图C1和第二曲线图C2，所述曲线图分别表示对准系统AS和AS’在T3处的测量结果以及所述干涉仪IF的测量结果，这两个测量结果都是衬底台WT在时间t0处停止之后的时间函数。从图15a，15b和15c中应当理解的是，在位置T3处可以最好的测量具有最小衬底台WT偏差的位置波动，而对准系统AS和AS’所测量的强度I对于衬底台WT的位置变化最敏感。
曲线图C2示出衬底台WT的位置正在运动，并且它是在衬底台WT停止之前发生的。同时，作为反馈环的结果，表示干涉仪IF读数的C2相对稳定。
基于这样的分析，可以估计空气流动AF对于干涉仪IF的影响，并且因此可以估计由于这些空气流动AF所造成的干涉仪IF的测量误差。测量由所述对准系统AS和AS’在位置T3经过预定时间段所测量的强度I给出了这样一种比较好的测量，该比较好的测量测量了在整个系统经过一个步进之后再次稳定之前所花费的时间。可以以变化的步进大小、变化的步进速度进行实验，在衬底台WT的不同位置、不同空气流动AF进行测量以确定该时间段。
根据另一可替换的实施例，通过将由对准系统AS和AS’及时测量的强度I以及由干涉仪IF及时测量的位置经傅立叶变换到频域，所述系统是可以被访问的。所述分析可以提供关于光刻投影设备的元件的谐振频率的信息，例如衬底台WT、(部分)投影系统PL、掩模台MT或者照明系统IL。
图18示出了曲线图C3，所述曲线图C3示出通过对准系统AS和AS’所测量强度I的傅立叶变换而得到强度的第一分布是频率的函数(参见左边的垂直轴)；并且示出了曲线图C4，所述曲线图C4示出通过干涉仪IF所测量位置的强度I的傅立叶变换而得到强度I的第二分布是频率的函数(参见右边的垂直轴)。再次，在该实例中，对准系统AS和AS’是在位置T3，以便使得对准系统AS和AS’对于衬底台WT(对准标记AM)的位置具有最大的灵敏度。
如从图18中可见，曲线图C3和C4并不具有相同的频率分布。C3示出了两个频率峰值f1和f2，C3示出的是对准系统AS和AS’测量强度I的傅立叶变换，而C4示出的干涉仪IF强度的傅立叶变换仅仅具有一个频率峰值f1。应当理解的是，在这两个傅立叶变换中的共同的频率分量，如所示出的频率f1是由于衬底台WT的振动引起的，如对准传感器AS和AS’以及干涉仪IF的读数中所示出的。
不相关的频率峰值具有其它的原因。例如，在f2的峰值，如图18所描述的，仅仅在对准传感器AS和AS’的读数中是可见的，而在干涉仪IF的读数中是不可见的。该峰值可能是由对准系统AS和AS’的电子元件中的噪声引起的。仅仅在干涉仪IF的读数中显露出来的频率峰值将仅仅影响干涉仪IF的测量结果，例如经由反馈环校正的干涉仪IF的误差或者是所述干涉仪的光噪声(激光器噪声)。可能影响所述读数中的仅仅其中一个读数的其它误差可能是，当其中一个传感器将其测量束引导穿过投影系统PS时的所述投影系统PS中的振动透镜。
根据一个实施例，可以及时选择不同的数据集。例如，在衬底台WT进行一个步进之后，所述衬底台WT停止后的第一50毫秒期间所存在的与频率相关的测量数据可以和2毫秒稳定之后的与频率相关的测量数据相分离。
因此，通常，通过在预定位置以0毫米/秒的扫描速度执行对准扫描，可以分析光刻设备的性能。所述位置可以从第一位置T1(具有最小光强度I)、第二位置T2(具有最大光强度I)以及第三位置T3(具有相对于对准标记AM和衬底台WT位置的最大灵敏度)中进行选择。通过使用执行不同测量的两个传感器来进行测量，该两个传感器提供了关于同一参数的信息(例如衬底台WT/对准标记AM或者任意其它目标的位置)，每个传感器具有不同的噪声性能，可以获得关于所述系统的信息。
在以0毫米/秒的扫描速度进行对准扫描期间，根据所述系统的配置，以例如每秒10.000-20.000采样的采样速率，可以得到所述对准系统AS和AS’以及干涉仪IF(在x，y和Rz位置)的测量数据。
衬底台WT经由反馈环(伺服反馈环)而处于干涉仪的控制下。最终，所述干涉仪IF的实际读数应当基本上是恒定的，并且由对准系统AS和AS’测量的强度也应当是恒定的。然而，由于各种类型的原因，情况并非如此。通过分析测量信号的变化，可以分析所述系统。通过比较不同测量装置的测量结果，可以分析各种原因并且加以区分。该比较意图找出两个测量结果之间的差。
在上面所描述的实施例中，已经假设其中一个传感器是干涉仪，另一个传感器例如是透射图像传感器或者摄象机取景系统传感器。然而，其它的测量机构同样落入附属的权利要求书的范围之内，例如其中第一传感器是透射图像传感器，另一传感器是如在图13中示出的离轴对准传感器。总而言之，在实施例中，位置传感器中的任意一个可以是下面中的其中一个：透射图像检测装置、离轴对准传感器、摄象机取景系统对准传感器以及干涉仪。
当覆盖和/或对准再现性是人们更加需要的时候，上述方法可以使用在例如光刻设备中。可以以相对较快的速度(在5分钟之内)使用这里所描述的工具，而不需要另外的材料或者设备。测试的结果可以用于确定光刻设备中的哪一个子系统(例如干涉仪IF、衬底台WT，(部分)投影系统PL、掩模台MT或者是照明系统IL)需要进一步的观察。
上述方法可以用在各种类型的光刻设备中，包括所有类型的单载物台机器以及所有类型的多载物台机器，例如双载物台机器，其中可以并行使用附加的载物台或在一个或者多个载物台上执行准备步骤，同时使用一个或者多个载物台用于曝光。这里所描述的工具可以用于确定不同载物台之间的串扰，例如曝光-测量串扰。
在曝光-测量串扰的评估中，可以估计第一衬底台WT(例如将被曝光)的运动对于第二衬底台WT的影响。如上所述，这一点可以通过在第二衬底台WT上以0毫米/秒的扫描速度进行测量扫描，同时定位在第一衬底台WT上的衬底W被曝光来实现。这样的测量优选的是在位置T3处进行。通过执行这样的测试，可以分析由第一衬底台WT的运动所产生的空气流动AF对于第二衬底台WT的干涉仪IF的影响。
上面所描述的所有方法可以至少部分通过处理器21来执行。这样，本发明还涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括可以由处理器21装载的指令和数据，以允许处理器21执行这些方法。此外，本发明还涉及包括这种计算机程序产品的数据载体。
虽然上面描述了本发明的特定实施例，但是应当理解的是，本发明可以以不同于所描述的方式加以实施。说明书意图并不在于限制本发明。

Claims (34)

1.一种振动相关信息确定的方法：
在投影平面的图像位置中投影空间图像；
将所述空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置坐标和在每个采样位置处的采样强度的值；
测量通过狭缝图形接收的空间图像的强度，
其中所述方法还包括：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置和所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
2.根据权利要求1的透射图像检测方法，其中
所述狭缝图形的相对位置和所述图像位置的测量包括在扫描范围上进行采样，所述扫描范围是通过控制所述狭缝图形的相对位置和所述图像位置的位移而限定的。
3.根据权利要求1的透射图像检测方法，其中
所述空间图像的暂时强度的测量包括以固定的时间间隔进行采样。
4.根据权利要求1的振动相关信息确定方法，其中
用于所述空间图像的振动相关信息包括时域振动数据。
5.根据权利要求1的振动相关信息确定方法，其中
用于所述空间图像的振动相关信息包括频域振动数据。
6.根据权利要求1的振动相关信息确定方法，其中
所述振动相关信息对于振动数据的数据处理来讲是可获得的。
7.根据权利要求1的振动相关信息确定方法，其中
所述狭缝图形包括第二光栅。
8.根据权利要求5的振动相关信息确定方法，其中
所述数据处理提供了作为所述空间图像质量测量的时基运动标准偏差。
9.根据权利要求5的振动相关信息确定方法，其中
所述数据处理提供了所述振动相关信息以及所述狭缝图形的位置相关数据之间的相关。
10.一种用于空间图像的振动相关信息确定的设备，所述空间图像被投影在投影平面中的图像位置处，并且所述设备被布置成将空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置的坐标以及在每个采样位置采样的强度的值；
所述设备包括狭缝图形、光敏装置以及与所述光敏装置连接的计算机系统，所述光敏装置布置在相对于所述狭缝图形的预定位置处以测量通过所述狭缝图形接收的所述空间图像的强度；
所述设备布置成置换所述狭缝图形的相对位置和投影平面中的图像位置；
其中
所述用于振动相关信息确定的设备被布置成执行下面的步骤：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置处，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置和所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图像的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
11.一种光刻设备，包括：
用于提供辐射投影束的照明系统；
用于支持构图装置的支持结构，所述构图装置用于给所述投影束截面部分赋予一种图形；
用于支撑衬底的衬底台；
用于将被构图的束投影到所述衬底的目标部分上的投影系统，以及
一种用于空间图像的振动相关信息确定的设备，所述空间图像被投影在投影平面中的图像位置处，并且所述设备被布置成将空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置的坐标以及在每个采样位置处采样强度的值；
所述设备包括狭缝图形、光敏装置以及与所述光敏装置连接的计算机系统，所述光敏装置布置在相对于所述狭缝图形的预定位置处以测量通过所述狭缝图形接收的所述空间图像的强度；
所述设备布置成置换所述狭缝图形的相对位置和投影平面中的图像位置；
其中
所述用于振动相关信息确定的设备被布置成执行下面的步骤：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置处，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置和所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
12.一种装置制作方法，包括下面的步骤：
提供一个衬底；
使用照明系统提供辐射投影束；
使用构图装置给所述投影束截面部分赋予一种图形；
将所述被构图的辐射束投影到所述衬底的目标部分上，
以及
通过下面步骤确定振动相关信息：
将空间图像投影在投影平面中的图像位置；
将所述空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置坐标和在每个采样位置的采样强度的值；
测量通过狭缝图形接收的空间图像的强度，
其中所述方法还包括：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置以及所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
13.一种计算机系统，所述计算机系统用在空间图像的振动相关信息确定的设备中，所述空间图像投影在投影平面中的图像位置，所述计算机系统布置成将空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置坐标和在每个采样位置的采样强度的值；
所述设备包括狭缝图形、光敏装置以及与所述光敏装置连接的计算机系统，所述光敏装置布置在相对于狭缝图形的预定位置，用于测量通过所述狭缝图形接收的空间图像的强度；
所述设备布置成置换所述狭缝图形的相对位置和投影平面中的图像位置；
其中
所述计算机系统布置成使得用于振动相关信息确定的设备执行下面步骤：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置以及所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
14.一种由计算机系统装载的计算机程序产品，用于空间图像的振动相关信息确定的设备中，所述空间图像投影在投影平面中的图像位置，所述计算机程序产品布置成将空间图像的强度映射成图像图，所述图像图布置成包括采样位置坐标和在每个采样位置的采样强度的值；
所述设备包括狭缝图形、光敏装置以及与所述光敏装置连接的计算机系统，所述光敏装置布置在相对于狭缝图形的预定位置，用于测量通过所述狭缝图形接收的空间图像的强度；
所述设备布置成置换所述狭缝图形的相对位置和投影平面中的图像位置；
其中
所述计算机程序产品在被装载之后允许所述计算机系统执行下面步骤：
从所述图像图中确定所述图像图的斜率部分的检测位置；
在所述斜率部分的检测位置，测量所述空间图像的暂时强度并且测量所述狭缝图形的相对位置以及所述图像位置，所述狭缝图形的相对位置被测量为所述狭缝图形的位置相关数据；
以及
从所述空间图像的暂时强度中确定所述空间图像的振动相关信息。
15.一种数据载体，包括根据权利要求14的计算机程序产品。
16.使用根据权利要求9的用于振动相关信息确定的设备，其中所述用于振动相关信息确定的设备是光学系统的子系统，所述光学系统还包括光学子系统，并且所述使用包括对于所述光学系统的调制传输函数推导出所述空间图像的所述振动相关信息，所述调制传输函数还包括所述光学系统的所述另一光学子系统的贡献。
17.使用根据权利要求16的用于振动相关信息确定的设备，其中所述光学系统是光刻设备的投影系统。
18.使用根据权利要求16或17的用于振动相关信息确定的设备，通过计算机系统或者通过监视网络上的远程系统进行监视，使得所述用于振动相关信息确定的设备作为预防性的维护工具。
19.测量目标位置的方法，所述方法是在目标静止时通过第一传感器对所述目标进行第一位置测量并且在目标静止时通过第二传感器对所述目标进行第二位置测量实现的，所述第一位置和第二位置测量互不相同，所述第一位置测量和第二位置测量都包括及时进行多个采样并且呈现所述第一测量和第二测量。
20.根据权利要求19的测量方法，其中所述方法包括同时执行所述第一和第二位置测量。
21.根据权利要求19的方法，其中所述方法还包括比较所述第一传感器和第二传感器的测量。
22.根据权利要求19的方法，其中所述第一传感器是下列装置中的一个：透射图像检测装置、离轴对准传感器、摄象机取景系统对准传感器以及干涉仪。
23.根据权利要求19的方法，其中所述第二传感器是下列装置中的一个：透射图像检测装置、离轴对准传感器、摄象机取景系统对准传感器以及干涉仪。
24.根据权利要求19的方法，其中所述第一传感器通过测量对准标记的位置来测量目标的位置，所述对准标记定位在所述目标上或者位于定位在所述目标上的衬底上。
25.根据权利要求19的方法，其中所述方法包括
产生对准束；
将所述对准束引导到定位在所述目标上的对准标记；
通过所述第一传感器接收来自所述对准标记的反射束；
使用第一传感器测量来自所述对准标记的反射束，所测量的强度随着所述目标的位置变化。
26.根据权利要求25的方法，其中通过所述第一传感器测量的所述强度随着所述目标的位置变化，并且具有下列中的至少其中一个：
第一位置，其中所述强度为低，并且作为位置函数的斜率基本为0，
第二位置，其中所述强度为高，并且作为位置函数的斜率基本为0，和
第三位置，其中所述强度在所述第一位置和第二位置强度之间，并且斜率不为0。
27.根据权利要求26的方法，其中所述方法包括在所述第一、第二和第三位置中的至少一个位置处进行多次采样。
28.根据权利要求19的方法，其中所述目标是在光刻设备中使用的衬底台。
29.根据权利要求19的方法，其中所述方法包括及时选择数据集，用于诊断所述第一和/或第二传感器的位置测量。
30.根据权利要求19的方法，其中所述方法包括从所述第一和/或第二传感器的位置测量中获得傅立叶变换。
31.根据权利要求19的方法，其中所述方法包括在运动所述目标以及在停止所述目标的所述运动之后立即执行所述第一和第二位置测量的至少其中一个。
32.测量目标位置的系统，包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器在所述目标静止时对所述目标进行第一位置测量，所述第二传感器在所述目标静止时对所述目标进行第二位置测量，所述第一和第二位置测量互不相同，所述第一和第二传感器分别布置成在所述第一位置测量和所述第二位置测量期间分别及时进行多次采样，并且所述系统布置成呈现所述第一测量和所述第二测量。
33.计算机程序，当所述计算机程序装载到计算机装置上时，所述计算机程序被布置成执行权利要求19的方法。
34.数据载体，包括根据权利要求33的计算机程序。
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