TWI422997B - 平台系統、微影裝置及平台系統校準方法 - Google Patents

平台系統、微影裝置及平台系統校準方法 Download PDF

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Description

平台系統、微影裝置及平台系統校準方法
本發明係關於一種用於校準平台系統之方法、一種平台系統及一種包含該平台系統之微影裝置。
微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或主光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。圖案之轉印通常係經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般而言，單一基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分的網路。習知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來照射每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向("掃描"方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來照射每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
在平台系統(諸如，微影裝置平台系統)中，可應用位置感測器來量測平台之位置。編碼器型量測系統可應用於該位置量測。至此，可使用柵格(亦被稱作光柵)(諸如，一維或二維柵格、柵格板，等等)及與柵格協作之感測器頭。歸因於光柵之製造過程，光柵可能不理想且可能併有偏差。可藉由所謂的"魚骨"(fishbone)技術來執行位置感測器系統中之柵格誤差的校準，藉以，將圖案重複地投影至基板上之不同相互位置處，且然後量測圖案之間的距離以比較與圖案之間的所意欲距離。經量測差與量測系統中之曝光位置處的誤差有關。藉由在位置感測器之完整工作範圍內判定此等差，可針對量測系統上之許多位置而判定誤差補償值，誤差補償值在應用時校準量測系統誤差。然而，通常，不獨佔式地限於此，使用重疊或鄰近圖案(諸如，線圖案)，重疊或鄰近圖案在某些設置中可提供類魚骨圖案。然而，應理解，此校準技術可應用於任何類型之圖案。
魚骨校準技術可能僅能夠校準具有低空間頻率之柵格板中的誤差，亦即，當使平台與柵格板相對於彼此而移動且具有在與根據魚骨技術或下文之重複圖案有關的頻率範圍內之空間頻率時相對逐漸地改變之誤差。在更高空間頻率下導致誤差之不精確度或其他效應可能難以或不可能藉由以上魚骨技術來偵測。
需要增強平台位置量測之校準精確度。
根據本發明之一實施例，提供一種平台系統校準方法，平台系統校準方法包括：a)回應於設定點信號而相對於編碼器柵格來移動平台，平台之位置係由平台控制器控制；b)在移動期間藉由與編碼器柵格協作之感測器頭來量測平台之位置；c)登錄表示設定點信號與如由感測器頭所量測之平台之位置之間的差之信號；及d)自表示差之登錄信號校準平台系統。
在本發明之另一實施例中，提供一種平台系統，平台系統包括：可移動平台；編碼器柵格及感測器頭，感測器頭經組態以量測平台相對於編碼器柵格之位置；及控制器，控制器經組態以a)回應於設定點信號而相對於編碼器柵格來定位可移動平台；b)登錄表示設定點信號與如由感測器頭所量測之可移動平台之位置之間的差之信號；且c)自表示差之登錄信號校準平台系統。
根據本發明之另一實施例，提供一種微影裝置，微影裝置包括：照明系統，照明系統經組態以調節輻射光束；圖案化器件支撐件，圖案化器件支撐件經組態以固持圖案化器件，圖案化器件經組態以圖案化輻射光束以形成經圖案化輻射光束；基板支撐件，基板支撐件經組態以支撐基板；投影系統，投影系統經組態以將經圖案化輻射光束投影至基板上；及平台系統，平台系統經組態以移動支撐件中之一者，平台系統包括：a)可移動平台，可移動平台用以固持支撐件中之一者；b)編碼器柵格及感測器頭，感測器頭經組態以量測可移動平台相對於編碼器柵格之位置；及c)控制器，控制器經組態以i)回應於設定點信號而相對於編碼器柵格來定位可移動平台；ii)登錄表示設定點信號與如由感測器頭所量測之可移動平台之位置之間的差之信號；且iii)自表示差之登錄信號校準平台系統。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。
圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例的微影裝置。裝置包括：照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或任何其他適當輻射)；圖案化器件支撐件或結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位圖案化器件之第一定位器件PM。裝置亦包括基板台(例如，晶圓台)WT或"基板支撐件"，其經建構以固持基板(例如，塗覆抗蝕劑之晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數來精確地定位基板之第二定位器件PW。裝置進一步包括投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、成形或控制輻射之各種類型的光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型的光學組件，或其任何組合。
圖案化器件支撐件以視圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否固持於真空環境中)而定的方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統而處於所要位置。可認為本文對術語"主光罩"或"光罩"之任何使用均與更通用之術語"圖案化器件"同義。
本文所使用之術語"圖案化器件"應被廣泛地解釋為指代可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中形成圖案的任何器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，則圖案可能不會精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之器件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影術中為熟知的，且包括諸如二元交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面將圖案賦予於由鏡面矩陣所反射之輻射光束中。
本文所使用之術語"投影系統"應被廣泛地解釋為涵蓋任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統或其任何組合，其適合於所使用之曝光輻射，或適合於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文對術語"投影透鏡"之任何使用均與更通用之術語"投影系統"同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用加以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙平台)或兩個以上基板台或"基板支撐件"(及/或兩個或兩個以上光罩台或"光罩支撐件")的類型。在該等"多平台"機器中，可並行地使用額外台或支撐件，或可在一或多個台或支撐件上進行預備步驟，同時將一或多個其他台或支撐件用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間。浸沒技術可用以增加投影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語"浸沒"不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射器時，輻射源與微影裝置可為單獨實體。在該等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之一部分，且輻射光束借助於包括(例如)適當引導鏡面及/或光束放大器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為汞燈時，輻射源可為微影裝置之整體部分。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括經組態以調整輻射光束之角強度分布的調整器AD。通常，可調整照明器之瞳孔平面中之強度分布的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。
輻射光束B入射於被固持於圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且由圖案化器件圖案化。在橫穿圖案化器件(例如，光罩)MA後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二定位器件PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來精確地定位圖案化器件(例如，光罩)MA。一般而言，可借助於形成第一定位器件PM之一部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之一部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT或"基板支撐件"之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中(此等被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT或"光罩支撐件"及基板台WT或"基板支撐件"保持基本上靜止(亦即，單重靜態曝光)。接著，使基板台WT或"基板支撐件"在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大尺寸限制單重靜態曝光中所成像之目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT或"光罩支撐件"及基板台WT或"基板支撐件"(亦即，單重動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT或"基板支撐件"相對於圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT或"光罩支撐件"之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大尺寸限制單重動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使圖案化器件(例如，光罩台)MT或"光罩支撐件"保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WT或"基板支撐件"。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT或"基板支撐件"之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影術。
亦可使用對以上所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。
圖2示意性地展示編碼器型位置量測系統1，其在一維(1D)情形中包括編碼器型感測器頭2及柵格板3。柵格板3為可在其上提供一或多個一維光柵之板。又，可在柵格板上提供二維光柵，其可與一維、二維(水平＋水平、水平＋垂直)或甚至三維感測器協作。感測器頭2安裝於感測器物件4(例如，諸如基板平台或圖案化器件平台之平台)上。基板平台經組態以移動基板台或支撐件，且圖案化器件平台經組態以移動圖案化器件支撐件。位置量測系統1經組態以量測在至少一自由度中感測器物件相對於柵格板之位置。
柵格板3之光柵僅可以某一精確度而製造。習知柵格板之製造精確度可能不足以獲得所要量測精確度。為了增加在位置量測期間所獲得之精確度，校準柵格板3。該校準可藉由所謂的魚骨技術而進行，其中在圍繞每一校準位置5之區域中，進行許多校準量測以量測任何干擾，諸如，柵格板中之製造誤差。在該魚骨技術中，成像兩個隔開標記，且因此，將標記再次成像於交錯位置處，其中原則上應將第一標記之第一影像與第二標記之第二影像隔開小固定距離。藉由比較經成像標記之位置且與其間之所意欲小空間比較，可判定第一曝光位置與第二曝光位置之間的平台之位置量測的偏差。
可將校準資料併入至校準映射(所謂的度量衡映射)中，其在實際量測期間用以將干擾考慮在內。
然而，校準位置之密度可為有限的，因為圍繞校準位置需要某一區域。舉例而言，當需要0.1nm之精確度時，需要約1mm至5mm之柵格間隔(亦即，鄰近校準位置之間的距離)。此外，隨著對量測精確度之需求增加，此校準柵格間隔可能不足以在實際位置量測期間獲得所要精確度。舉例而言，為了在實際位置量測期間獲得0.1nm精確度，需要校準具有約0.4mm之柵格間隔的同一柵格板3。因此，在高空間頻率(亦即，相對於魚骨校準位置之間的距離具有短空間週期性)下之柵格板的誤差可能不被完全偵測且藉由以上魚骨校準技術而被考慮在內。
儘管上文中已參考魚骨校準技術，但應瞭解，可應用任何適當校準技術。
在本發明之一實施例中，使用一種校準方法，其中可進一步增加校準位置之密度。根據此實施例，在許多位置處(例如，在兩個經校準位置5之間)以編碼器型感測器頭2來進行量測，藉以，感測器物件4在柵格板上以某一速度在所指示方向(箭頭A)上移動。可選擇速度，使得柵格板3中大體上在小於兩個經校準位置5之間的距離之距離內延伸之干擾不能或僅可部分地由感測器物件4追隨。結果，如在下文中將解釋，可獲得校準資料。
藉由包括控制器CON之控制系統CS來控制感測器物件4，控制器CON具備(位置)設定點信號SETP與感測器頭2之感測器輸出信號之間的差。將控制器CON之輸出信號作為驅動信號而提供至致動器ACT以相對於柵格板3來驅動感測器物件4，藉此提供封閉迴路控制系統。
在圖3中，展示圖2之柵格板3的一部分，其包括兩個經校準位置5。藉由能夠僅量測低空間頻率(亦即，相對較大校準柵格間隔)之校準方法來獲得經校準位置5。如以上所解釋，可能需要增加校準位置之數目。當控制感測器物件4以相對於柵格板3而移動時，感測器可在兩個經校準位置之間的許多位置6處量測感測器頭2相對於柵格板3之位置。選擇感測器物件之速度及用以控制感測器物件4之位置的控制器8之頻寬，使得感測器物件大體上不能夠追隨柵格板中大體上在小於兩個經校準位置5之間的距離之距離內延伸之干擾。不能追隨具有相對較小空間距離(或高空間頻率)之干擾的此無能性可進一步由感測器物件之慣性而導致。因此，圖案化器件平台或基板平台(其相對較重)作為感測器物件可為適當的。在該情況下，可藉由(圖案化器件或基板)平台控制器來形成控制器。
當干擾7(諸如，柵格圖案之不規則性)存在於校準位置6中之一或多者處時，感測器頭2量測不對應於感測器物件沿著柵格板3行進所在之實際位置的位置，因為感測器物件4之控制器8可能不能夠調適感測器物件之位置以追隨干擾。可自控制系統中之適當信號(諸如，控制器CON之輸入信號及/或輸出信號)獲取如由感測器頭2所提供之經量測位置與如由設定點信號SETP所提供之所意欲位置之間的差，以藉此提供表示設定點信號與如由編碼器量測系統之感測器頭所量測之平台位置之間的差之信號。此差提供可登錄於適當記憶體中之資料。以此方式，針對複數個校準位置6而沿著感測器物件之移動來獲得校準資料，隨其相對於魚骨技術而增加校準位置之密度。
對比而言，若干擾在更大數目之校準位置5上延伸，則控制系統中之控制器調適感測器物件之位置，使得經量測位置與控制器設定點將相同，此將導致差消失。
在一實施例中，感測器物件之速度經選擇以最低程度地為控制器之頻寬乘以兩個鄰近經校準位置5之間的距離。當以此方式來判定速度時，感測器物件可能大體上不能夠追隨柵格板中之干擾。
一般而言，可儘可能高地選擇感測器物件之速度，同時仍允許感測器頭2在所要校準位置6處量測位置。
實務上，平台之控制迴路的頻寬可(例如)為200Hz。假定經校準位置5之間的距離為5mm，則當感測器物件之速度為1m/s時，感測器物件4可能不能夠追隨小於5mm之任何干擾。當感測器之取樣頻率為20kHz時，感測器可每0.05mm獲得一量測。平台控制器之頻寬及因此平台控制系統之頻寬與待校準不規則性被感測之速率(速度)相比可能為較低，以便配置為了追隨柵格中之不規則性之平台的任何可能移動至少在某一程度上被抑制，因為不規則性之持續時間與由控制器所控制之感測器物件的動態行為相比為較短。
感測器物件之控制迴路的頻寬可為可調整的。在一實施例中，可降低頻寬以減少感測器物件追隨柵格板中大體上在小於兩個經校準位置之間的距離之距離內延伸之干擾的能力。藉由降低感測器物件之控制迴路的頻寬，感測器物件可能較不能夠追隨柵格板中之干擾。以此方式，可降低感測器物件之所要速度，隨其以感測器頭2之同一取樣頻率而使更低校準柵格間隔為可能的。實務上，頻寬可經選擇為比柵格誤差中所發生之最低頻率小至少10倍，以確保受控感測器物件之回應足夠小以確保控制設定點與經量測位置之間的偏差為量測柵格誤差之優良表示。
在一實施例中，在可進行根據本發明之方法之前，低空間頻率校準程序先於根據本發明之方法。此低空間頻率校準方法可為如以上所描述之類魚骨方法或任何其他適當校準方法。在進行低空間頻率校準程序之後，可藉由根據本發明之一實施例的方法來校準鄰近校準位置之間的空間。可將在一實施例中所進行之低空間頻率校準程序及高空間頻率校準程序之校準資料併入至單獨度量衡映射中或共同度量衡映射中。此等映射接著用以補償正常操作中之位置量測誤差。或者，在根據本發明之一實施例的方法之後進行低空間頻率校準程序。在該情況下，根據一實施例之方法亦記錄柵格板中應藉由高通或帶通濾波而移除之低頻率誤差。
為了將量測中之任何雜訊考慮在內，可進行多個量測，可平均化其量測結果。可在感測器物件在同一方向上或在其他方向上沿著柵格板行進時進行多個量測。一般而言，注意到，儘管在圖2及圖3中僅在一方向上展示校準移動，但該方法可用於整個柵格板，其中對於在x及y方向上之每一位置，柵格板中之x、y及z誤差的值可經判定且儲存於度量衡映射中。
本方法亦可用以尋找及校準歸因於柵格板中之缺陷的干擾。對於此應用，可能需要使用具有(例如)0.1mm或更小之柵格間隔之密集校準柵格。
根據本發明之一實施例之校準方法的益處為：該方法可藉由微影裝置之位置量測系統(分別為平台系統，包括平台系統之微影裝置(例如)係以適當程式指令而程式化，以便進行該方法)而進行。結果，可在將柵格板安裝於微影裝置中之後執行柵格板之校準。因此，可在校準期間將在此安裝期間之柵格板中的任何誤差(諸如，在將柵格板配置於微影裝置中期間之損壞)考慮在內。
此外，可週期性地(重新)校準柵格板，而無需將柵格板取出微影裝置以在單獨校準器件中對其進行校準。可能有益的為週期性地校準柵格板，因為歸因於熱或機械原因，誤差可能開始存在於柵格板上以及諸如灰塵粒子之粒子可能開始停置於柵格板上。藉由週期性地重新校準柵格板，該等改變可被考慮在內且儲存於柵格板度量衡映射中。在歸因於灰塵粒子或任何其他污染物之干擾的情況下，量測資訊亦可用作用於清潔動作之輸入。
可沿著一線來執行以上校準。又，可追隨多個線，例如，以便掃描及校準一平面。至此，可產生二維資料場。可對資料應用二維濾波器，以便移除故障之不需要的效應(在待校準空間頻率範圍外部之誤差)。濾波器(在一維情況下以及在二維情況下)可包括在待校準空間頻率範圍內之空間頻寬。藉此，在可找到待校準偏差之頻寬外部的效應可經移除或至少經降低以減少其對校準過程之效應。
因此，作為一實例，當量測含有編碼器柵格板誤差之高頻率映射時，在柵格映射下以高速度來移動基板平台。藉由使用低控制器頻寬，柵格映射中之高頻率分量不能由平台追蹤。編碼器位置自設定點之經量測偏差接著經假定為由柵格板誤差而導致。藉由在Y方向上以變化之X位置進行掃描許多次且在X方向上以變化之Y位置進行掃描，建置完整誤差映射。如以上關於圖1所描述，X方向及Y方向界定大體上平行於晶圓表面之平面。藉由使用2D濾波技術，僅傳遞在約1mm與10mm之間的空間頻率；阻隔大於約10mm之波長及小於約1mm之波長。最終結果為柵格板之僅含有此等頻率的誤差映射。
低控制器頻寬確保不追蹤柵格板中之相關頻率。然而，低頻寬可導致控制系統對於各種可能干擾因素之敏感度，諸如，平台之緩慢安穩行為(在一實際實例中，當頻寬自200Hz減少至10Hz時，安穩誤差變為10μm，而非10nm)。此外，安穩行為可變得顯著地更慢而使得在平台移動之恆定速度部分期間完全不發生安穩。另外，在正及負方向上之掃描由於(例如)放大器或馬達特性或平台之長衝程馬達之影響短衝程定位(其可導致在相反方向上之掃描之間的差)的鑲齒效應而給出不同結果。總之，用於柵格板誤差之精確量測的低所要頻寬引入在使用高頻寬時所抑制之許多新誤差。此等效應可在獲得完整量測誤差映射之後藉由2D帶通濾波而進行部分地濾波，然而，可能不足以形成足夠精確的HF映射。在操作微影裝置(例如，曝光晶圓)期間，以上現象係藉由控制系統之高伺服頻寬而加以補償。以下描述可有助於至少降低以上所提及效應中之一或多者的複數個可能解決方案。
第一，當量測完整二維柵格板時，在X方向上及在Y方向上執行掃描。在許多X位置處執行在Y方向上之掃描，且反之亦然。歸因於低控制器頻寬之新引入誤差趨向於針對所有Y掃描而再生。類似地，所有X掃描之新引入誤差為類似的。對比而言，待量測之柵格板誤差不針對所有X掃描及所有Y掃描而再生(若其再生，則其將具有極低空間頻率，此已藉由"魚骨"技術而加以補償)。因此，藉由平均化所有Y掃描，產生"共同"Y誤差信號，其不由柵格板而由自低頻率所產生之引入控制器誤差所導致。藉由自所有個別Y掃描減去此平均化誤差，剩餘個別掃描僅含有柵格板誤差且不再含有控制誤差。相同技術可用於所有X掃描。因此，可針對平台相對於編碼器柵格之不同位置而重複平台之移動，其中在c)處所登錄之信號針對不同位置而平均化以獲得平均信號曲線，且其中自表示差之登錄信號減去平均信號曲線，校準係對減去之結果而執行。當實際柵格映射誤差不在沿著柵格之方向上再生時，此技術可為有益的。此外，可將所登錄之信號中的峰值彼此比較，可能波動參數係自比較而導出，波動參數係在其自表示差之登錄信號減去之前應用於平均信號曲線。藉此，可將峰值中之逐漸波動(諸如，梯度)考慮在內。
第二，為了提供平台移動之更快安穩，可在朝向恆定速度而加速平台時增加控制器之頻寬，控制器之頻寬係在接近平台至移動之恆定速度的安穩後即減少。在將平台加速至恆定速度期間產生控制器誤差之較大部分。藉由在此加速階段期間設定高頻寬，誤差保持較小。在達到恆定速度之後，可減少頻寬，此允許量測柵格板誤差。藉此，在一實際實例中，可將10微米之安穩行為降低至10奈米。
第三，可執行平台相對於編碼器柵格之複數個移動，移動在速度、方向、平台移動之起始位置、平台之長衝程馬達之起始位置及移動之定向中的至少一者方面彼此不同，移動中之每一者的登錄信號經平均化。在變化速度之掃描(移動)的情況下，不以相同速度來執行所有掃描。藉由使用(例如)兩個速度，將以時域中之兩個不同頻率而在感測器信號中看見所尋找之柵格板誤差。換言之，在空間域中，時間相關控制器誘發誤差(例如，安穩)將不同，而柵格板誤差相同。在變化起始位置之掃描(例如，藉由略微改變掃描起始位置)的情況下，時間相關控制器誘發誤差將在空間映射之另一部分中為可見的，因此允許區別此等兩者。在變化平衡質量之位置(例如，藉由變化掃描之間的平衡質量位置)的情況下，可使鑲齒效應(其視相對於平衡質量之長衝程馬達位置而定)變化。平均化各自以不同平衡質量位置所執行之掃描允許降低對校準之鑲齒效應。因此，可藉由變化用於不同掃描之長衝程馬達之位置來找到長衝程馬達之可能效應(例如，歸因於馬達之磁鐵相對於線圈的位置)，以能夠區分由長衝程馬達之該等效應所導致之平台的位置誤差。
第四，可應用反覆學習控制來學習在待校準空間頻率範圍外部之空間頻率範圍內的誤差。藉此，可在掃描(亦即，移動)之間執行反覆學習控制(縮寫為ILC)以反覆地學習誤差校準時間表。可濾波ILC表，使得自ILC表濾波柵格板中所關注之頻率。否則，亦將補償具有高空間頻率之誤差(其將藉由校準而移除)。
第五，可在雙平台微影裝置中調換平台之後重複平台相對於編碼器柵格之移動。藉此，可區分量測中之平台相關差與其他效應，此允許以與以上所概述之方式類似的方式而將其減少。
第六，移動可包括恆定速度移動部分及加速移動部分，在加速移動部分期間平台之加速相對於控制器之頻寬為較慢。藉由應用(例如)用於平台移動之平滑多項式加速設定檔(smooth polynomial acceleration profile)，亦可在加速階段期間發生量測，此可允許量測柵格映射之較大部分，因為量測可更接近於柵格板之邊緣而開始。因此，可能需要將圍繞柵格邊緣之更小邊界考慮在內。加速移動部分可包括恆定力週期。非恆定的漸增速度可提供複雜化，此可具有柵格映射誤差中之空間誤差導致感測器資料中之非恆定頻率的效應。因此，一旦傳遞某一速度臨限值，量測便可變得有效。
第七，可藉由針對平台之相同移動而重複以上所描述之校準程序來提供反覆校準。在一實際實施例中，可(例如)將每一掃描執行20至30次。在已執行所有掃描之後，可計算及更新校準映射。或者，可基於更少數目之掃描(例如，5次)來產生校準映射，接著在機器中對其進行更新、再次量測，等等。以此方式，使用完全無需更多掃描之反覆程序，然而，在此過程之稍後階段中，剩餘柵格映射誤差較小，從而允許更可再生之伺服誤差。在每一反覆中，可(例如)以更大非可用邊緣為代價而使用更精確濾波來應用可能不同的2D濾波。此外，因為使用相同原物來製造所有板，所以可藉由"平均柵格板"來形成反覆之起始點。
第八，在移動平台期間，可藉由加速器來量測平台之加速，藉以，自經量測加速導出校準信號，校準信號係在校準之前經應用以校準表示設定點信號與平台位置之間的差之信號。因此，可將加速器添加至平台以用於量測(例如)X及Y(及可能Rz)加速，且可藉由(例如)加速器資料之雙重積分(在HF映射頻率範圍內)來計算平台之絕對位置值，以用作與柵格板系統量測資料進行比較之參考。因此，加速器擔當獨立位置感測器，柵格板感測器資料與其進行比較。
第九，在移動平台期間，可藉由加速器來量測平台之加速，可將加速回饋提供至控制器，藉此提供平台額外(虛擬)質量，此使其對於力干擾較不敏感，同時維持如以上所描述之低頻寬位置控制器。
第十，表示設定點信號與平台位置之間的差之信號可乘以控制器之(經帶通濾波)反向控制敏感度，相乘之結果係應用於校準。如以上所描述，可使用低平台控制頻寬以規定平台不回應於所關注頻率範圍內之柵格板誤差。對柵格板誤差之平台回應等於1/(1+PC)，其中P表示平台之平台轉移函數，且C表示控制器之控制器轉移函數。在低頻寬的情況下，C趨向於在更高空間頻率範圍內為零，且因此，在平台誤差與柵格板誤差之間存在一對一關係。當將控制敏感度考慮在內時，使用更大平台控制器頻寬可為可能的。經量測感測器輸出可接著乘以(1+PC)以補償平台回應。通常，因為(1+PC)趨向於對於低頻率為無窮大，所以該相乘較難。然而，可使用(1+PC)之經修改版本，其可在所關注頻率中為正確的，然而，對於其他頻率而言接近零，亦即，(1+PC)乘以帶通濾波器B。
儘管可應用以上概念中之每一者，但亦可應用以上概念中之兩者或兩者以上的組合，藉以，每一概念可提供如以上所描述之效應。
應理解，此處所描述之校準技術以及其所有另外改進可應用於如由感測器頭所偵測之在任何所要自由度中的校準。感測器頭可包括任何適當感測器，諸如，編碼器型感測器、干涉計型感測器(例如，以量測自感測器頭朝向編碼器柵格之距離)、組合式編碼器/干涉計，等等。
儘管在此本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造積體光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在該等替代應用之情境中，可認為本文對術語"晶圓"或"晶粒"之任何使用分別與更通用之術語"基板"或"目標部分"同義。可在曝光之前或之後在(例如)軌道(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示應用於該等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便形成多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
儘管以上可特定地參考在光學微影術之情境中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影術)中，且在情境允許時不限於光學微影術。在壓印微影術中，圖案化器件中之構形界定形成於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語"輻射"及"光束"涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及遠紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5nm至20nm之範圍內的波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
術語"透鏡"在情境允許時可指代各種類型之光學組件之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如以上所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之該電腦程式。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者而言將顯而易見的為，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
1．．．編碼器型位置量測系統
2．．．感測器頭
3．．．柵格板
4．．．感測器物件
5．．．經校準位置
6．．．位置
7．．．干擾
A．．．所指示方向
ACT．．．致動器
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
CON．．．控制器
CS．．．控制系統
IF．．．位置感測器
IL．．．照明器
IN．．．積光器
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化器件
MT．．．圖案化器件支撐件
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器件
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器件
SETP．．．設定點信號
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
X．．．方向/誤差
Y．．．方向/誤差
Z．．．誤差
圖1描繪可提供本發明之一實施例的微影裝置；
圖2描繪根據本發明之一實施例的圖1所示之微影裝置之平台系統的示意性視圖；且
圖3描繪根據本發明之一實施例的圖1所示之微影裝置之平台系統的示意性視圖。
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
C．．．目標部分
CO．．．聚光器
IF．．．位置感測器
IL．．．照明器
IN．．．積光器
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化器件
MT．．．圖案化器件支撐件
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PM．．．第一定位器件
PS．．．投影系統
PW．．．第二定位器件
SO．．．輻射源
W．．．基板
WT．．．基板台
X．．．方向/誤差
Y．．．方向/誤差
Z．．．誤差

Claims (18)

  1. 一種平台系統校準方法，其包含：回應於一設定點信號而相對於一編碼器柵格(grid)來移動一平台，該平台之一位置係由一平台控制器予以控制；在該移動期間藉由一與該編碼器柵格協作之感測器來量測該平台之該位置；登錄一表示該設定點信號與由該感測器所量測之該平台之該位置之間的一差之信號；及自表示該差之該登錄信號校準該平台系統，其中當在該移動期間朝向一恆定速度而加速該平台時增加該平台控制器之頻寬，且當在該移動期間在該平台接近該恆定速度之穩定後即降低該平台控制器之頻寬，以至少提供該平台之一更快的穩定。
  2. 如請求項1之方法，其中該平台控制器之一頻寬與該柵格中之待校準不規則性被感測的一速率相比為較低。
  3. 如請求項1之方法，其包含針對該平台相對於該編碼器柵格之至少兩個不同移動而重複該移動步驟至該登錄步驟。
  4. 如請求項3之方法，其包含在該校準步驟之前，藉由應用一個二維濾波器來濾波表示該差之該登錄信號。
  5. 如請求項4之方法，其中該濾波器包含一在一待校準空間頻率範圍內之空間頻寬。
  6. 如請求項1之方法，其包含：在該校準步驟之前，藉由 應用一在一待校準空間頻率範圍內之空間頻寬來濾波表示該差之該登錄信號。
  7. 如請求項1之方法，其包含：針對該平台相對於該編碼器柵格之不同位置而重複該平台之該移動；針對該等不同位置而平均化該該等登錄信號，以獲得一平均信號曲線；及自表示該差之該等登錄信號減去該平均信號曲線，該校準係對該減去之一結果而執行。
  8. 如請求項7之方法，其包含比較該等登錄信號中的峰值，一可能波動參數係自該比較而導出，該波動參數係在其自表示該差之該等登錄信號減去之前應用於該平均信號曲線。
  9. 如請求項1之方法，其包含執行該平台相對於該編碼器柵格之複數個移動，該等移動在一速度、一方向、該平台移動之一起始位置、該平台之一長衝程馬達之一起始位置及該移動之一定向中的至少一者方面彼此不同，該等移動中之每一者的該等登錄信號經平均化。
  10. 如請求項1之方法，其包含應用一反覆學習控制來學習在一待校準空間頻率範圍外部之一空間頻率範圍內的一誤差。
  11. 如請求項1之方法，其包含在雙平台微影裝置中調換平台之後重複該平台相對於該編碼器柵格之該移動。
  12. 如請求項1之方法，其中該移動包含一恆定速度移動部 分及一加速移動部分，在該加速移動部分期間該平台之一加速相對於該平台控制器之頻寬為較慢。
  13. 如請求項1之方法，其中藉由針對該平台之一相同移動而重複該移動步驟至該登錄步驟來提供一反覆校準。
  14. 如請求項1之方法，其包含在該平台之該移動期間藉由一加速器來量測該平台之一加速、自該經量測加速導出一校準信號，且在該校準之前以該校準信號來校準表示該設定點信號與該平台之該位置之間的一差之該信號。
  15. 如請求項1之方法，其包含在該平台之該移動期間藉由一加速器來量測該平台之一加速，一加速回饋經提供至該平台控制器。
  16. 如請求項1之方法，其包含將表示該設定點信號與該平台之該位置之間的一差之該信號乘以該平台控制器之一經帶通濾波反向控制敏感度，該相乘之一結果係應用於該校準。
  17. 一種平台系統，其包含：一可移動平台；一編碼器柵格及一感測器，該感測器經組態以量測該可移動平台相對於該編碼器柵格之一位置；及一控制器，該控制器經組態以：回應於一設定點信號而相對於該編碼器柵格來定位該可移動平台，其中當朝向一恆定速度而加速該可移動平台時增加該控制器之頻寬，且在該可移動平台接近該恆定速度之穩定後即降低該控制器之頻寬，以至 少提供該可移動平台之一更快的穩定；登錄一表示該設定點信號與由該感測器所量測之該可移動平台之該位置之間的一差之信號；且自表示該差之該登錄信號校準該平台系統。
  18. 一種微影裝置，其包含：一照明系統，該照明系統經組態以調節一輻射光束；一圖案化器件支撐件，該圖案化器件支撐件經組態以固持一圖案化器件，該圖案化器件經組態以圖案化該輻射光束以形成一經圖案化輻射光束；一基板支撐件，該基板支撐件經組態以支撐一基板；一投影系統，該投影系統經組態以將該經圖案化輻射光束投影至該基板上；及一平台系統，該平台系統經組態以移動該圖案化器件支撐件與該基板支撐件中之一者，該平台系統包括：一可移動平台，該可移動平台用以固持該圖案化器件支撐件與該基板支撐件中之該一者；一編碼器柵格及一感測器，該感測器經組態以量測該可移動平台相對於該編碼器柵格之一位置；及一控制器，該控制器經組態以：回應於一設定點信號而相對於該編碼器柵格來定位該可移動平台，其中當朝向一恆定速度而加速該可移動平台時增加該控制器之頻寬，且在該可移動平台接近該恆定速度之穩定後即降低該控制器之頻寬，以至少提供該可移動平台之一更快的穩定； 登錄一表示該設定點信號與如由該感測器所量測之該可移動平台之該位置之間的一差之信號；且自表示該差之該登錄信號校準該平台系統。
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