襯底定位系統(tǒng)、光刻設(shè)備以及器件制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】襯底定位系統(tǒng)、光刻設(shè)備以及器件制造方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求享有2012年10月24日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/718，094的優(yōu)先權(quán)，并且將其通過(guò)整體引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及襯底定位系統(tǒng)、光刻設(shè)備以及用于制造器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]光刻設(shè)備是將所需圖案施加至襯底上(通常施加至襯底的目標(biāo)部分上)的機(jī)器。光刻設(shè)備例如可以用在集成電路(IC)的制造中。在該情形下，備選地稱(chēng)作掩?；蜓谀０娴膱D案形成裝置可以用于產(chǎn)生將要形成在IC的單個(gè)層上的電路圖案。該圖案可以被轉(zhuǎn)移至襯底(例如硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如包括一個(gè)或數(shù)個(gè)裸片的一部分)上。圖案的轉(zhuǎn)移通常是經(jīng)由向設(shè)置在襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)的層上成像來(lái)進(jìn)行。通常，單個(gè)襯底將包含連續(xù)圖案化的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻設(shè)備包括其中通過(guò)一次將整個(gè)圖案曝光至目標(biāo)部分上而照射每個(gè)目標(biāo)部分的、所謂的步進(jìn)機(jī)，以及其中通過(guò)沿給定方向(“掃描”方向)通過(guò)輻射束掃描圖案、同時(shí)與該方向平行或反平行同步掃描襯底而照射每個(gè)目標(biāo)部分的、所謂的掃描機(jī)。也可以通過(guò)將圖案壓印至襯底上而將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移至襯底。
[0005]為了確保IC的適當(dāng)操作，期望在曝光過(guò)程期間對(duì)襯底的精確定位。這樣，光刻設(shè)備通常配備有一個(gè)或多個(gè)位置測(cè)量系統(tǒng)，以確定目標(biāo)臺(tái)(襯底被安裝至該目標(biāo)臺(tái))相對(duì)于圖案形成裝置的位置。作為示例，光刻設(shè)備可以設(shè)置有增量位置測(cè)量系統(tǒng)，例如基于編碼器的測(cè)量系統(tǒng)或干涉儀測(cè)量系統(tǒng)，以用于測(cè)量目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于設(shè)備的投射系統(tǒng)的位置。可以提供另一類(lèi)似的測(cè)量系統(tǒng)以確定圖案形成裝置相對(duì)于投射系統(tǒng)的位置。通常，增量位置測(cè)量系統(tǒng)提供周期性測(cè)量信號(hào)(例如，具有與測(cè)量系統(tǒng)的光柵的周期對(duì)應(yīng)的周期)，該周期性測(cè)量信號(hào)需要被參考或被調(diào)零以便獲得絕對(duì)位置測(cè)量值。這樣的參考或調(diào)零可能要求襯底臺(tái)移動(dòng)至特定的指定參考位置和/或可能要求對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。在該參考要求對(duì)襯底臺(tái)的特別定位時(shí)，這可以導(dǎo)致設(shè)備的吞吐量損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]期望的是提供一種定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)具有參考或調(diào)零的備選方式。因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，提供了用于在光刻設(shè)備中定位襯底的定位系統(tǒng)。該定位系統(tǒng)包括:第一目標(biāo)臺(tái)，在操作區(qū)域中可移動(dòng)；第二目標(biāo)臺(tái)，在操作區(qū)域中可移動(dòng)；第一位置測(cè)量系統(tǒng)，被配置用于提供第一目標(biāo)臺(tái)和第二目標(biāo)臺(tái)在位于操作區(qū)域中時(shí)相對(duì)于參考的增量位置測(cè)量值，其中第一位置測(cè)量被配置用于提供第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的絕對(duì)位置測(cè)量值；第二位置測(cè)量系統(tǒng)，被配置用于提供第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于第二目標(biāo)臺(tái)的絕對(duì)位置測(cè)量值。第一位置測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步被配置用于基于第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的絕對(duì)位置測(cè)量值以及第一目標(biāo)相對(duì)于第二目標(biāo)的絕對(duì)位置測(cè)量值來(lái)提供第二目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的絕對(duì)位置測(cè)量值。
[0007]在另一實(shí)施例中，提供了確定第二目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于包括第一和第二目標(biāo)臺(tái)的雙平臺(tái)光刻設(shè)備中的參考的絕對(duì)位置的方法，該方法包括:提供第一目標(biāo)臺(tái)和第二目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的增量位置測(cè)量值；獲得第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的絕對(duì)位置測(cè)量值；獲得第二目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的增量位置測(cè)量值；獲得第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于第二目標(biāo)臺(tái)的絕對(duì)位置測(cè)量值；基于第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的絕對(duì)位置測(cè)量值以及第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于第二目標(biāo)臺(tái)的絕對(duì)位置測(cè)量值來(lái)確定第二目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的絕對(duì)位置。
[0008]在又一實(shí)施例中，提供了用于在光刻設(shè)備中定位目標(biāo)的定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:第一和第二目標(biāo)臺(tái)，在操作區(qū)域中可移動(dòng)；第一位置測(cè)量系統(tǒng)，被配置用于提供(a)在第一目標(biāo)和第二目標(biāo)臺(tái)位于操作區(qū)域中時(shí)第一目標(biāo)臺(tái)和第二目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的增量位置測(cè)量值，和(b)第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的絕對(duì)位置測(cè)量值；以及第二位置測(cè)量系統(tǒng)，被配置用于提供第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于第二目標(biāo)臺(tái)的絕對(duì)位置測(cè)量值，并且其中第一位置測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步被配置用于基于第一目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的絕對(duì)位置測(cè)量值以及第一目標(biāo)相對(duì)于第二目標(biāo)的絕對(duì)位置測(cè)量值來(lái)提供第二目標(biāo)臺(tái)相對(duì)于參考的絕對(duì)位置測(cè)量值。
【附圖說(shuō)明】
[0009]現(xiàn)在將參照其中對(duì)應(yīng)的附標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的部件的示意性附圖、僅借由示例的方式描述本發(fā)明的實(shí)施例，并且其中:
[0010]圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備；
[0011]圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可以應(yīng)用于定位系統(tǒng)中的增量位置測(cè)量系統(tǒng)；
[0012]圖3示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的定位系統(tǒng)；
[0013]圖4a至圖4f示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的定位系統(tǒng)的平面圖，該定位系統(tǒng)被實(shí)施在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備中；
[0014]圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括參考或調(diào)零系統(tǒng)的定位系統(tǒng)的平面圖；
[0015]圖6描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的具有另一參考系統(tǒng)的定位系統(tǒng)；
[0016]圖7描繪了由根據(jù)本發(fā)明的增量位置測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中的位置傳感器所接收的測(cè)量束的強(qiáng)度。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1示意性地描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻設(shè)備。該設(shè)備包括:照射系統(tǒng)(照射器)IL，被配置用于調(diào)節(jié)輻射束B(niǎo)(例如，UV輻射或者EUV輻射)；支撐結(jié)構(gòu)或者圖案形成裝置支撐件(如，掩模臺(tái))MT，被構(gòu)造為支撐圖案形成裝置(如，掩模)MA并且連接至第一定位器PM，該定位器被配置用于根據(jù)特定參數(shù)精確地定位圖案形成裝置；襯底臺(tái)(如，晶片臺(tái))WT，被構(gòu)造為保持襯底(例如涂有抗蝕劑的晶片)W并且連接至第二定位器PW，該定位器被配置用于根據(jù)特定參數(shù)精確定位襯底；以及投射系統(tǒng)(如，折射投射透鏡系統(tǒng))PS,被配置用于將由圖案形成裝置MA施加至輻射束B(niǎo)的圖案投射至襯底W的目標(biāo)部分C上(例如，包括一個(gè)或多個(gè)裸片)。
[0018]照射系統(tǒng)可以包括用于引導(dǎo)、成形或控制輻射的各種類(lèi)型的光學(xué)部件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其它類(lèi)型的光學(xué)部件，或者其任意組合。
[0019]支撐結(jié)構(gòu)支撐圖案形成裝置，也即承載了其重量。其以取決于圖案形成裝置的朝向、光刻設(shè)備的設(shè)計(jì)、以及其它條件的方式來(lái)保持圖案形成裝置，其它條件諸如例如圖案形成裝置是否被保持在真空環(huán)境中。支撐結(jié)構(gòu)可以使用機(jī)械、真空、靜電或其它夾持技術(shù)來(lái)保持圖案形成裝置。支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或臺(tái)，例如其根據(jù)需要可以是固定或者可移動(dòng)的。支撐結(jié)構(gòu)可以確保圖案形成裝置例如相對(duì)于投射系統(tǒng)處于所需位置處。在本文中術(shù)語(yǔ)“掩模版”或“掩?！钡娜魏问褂每梢砸曌髋c更通用術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”含義相同。
[0020]在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“圖案形成裝置”應(yīng)該廣義地解釋為涉及可以用于在輻射束的截面中對(duì)輻射束施加圖案以便于在襯底的目標(biāo)部分中形成圖案的任何裝置。應(yīng)該注意的是施加至輻射束的圖案可以不精確地對(duì)應(yīng)于襯底的目標(biāo)部分中的所需圖案，例如如果圖案包括相移特征或者所謂的輔助特征。通常，施加至輻射束的圖案將對(duì)應(yīng)于在目標(biāo)部分中正在形成的器件中的特定功能層，諸如集成電路。
[0021]圖案形成裝置可以是透射或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程鏡面陣列、以及可編程LCD面板。掩模在光刻中是眾所周知的，并且包括諸如二元、交替相移、和衰減相移之類(lèi)的掩模類(lèi)型，以及各種混合掩模類(lèi)型?？删幊嚏R面陣列的示例采用了小鏡面的矩陣布置，每個(gè)小鏡面可以單獨(dú)地傾斜以便于沿不同方向反射入射的輻射束。傾斜的鏡面在由鏡面矩陣反射的輻射束中施加了圖案。
[0022]在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“投射系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地解釋為涵蓋任何類(lèi)型投射系統(tǒng)，包括折射、反射、反折射、磁性、電磁和靜電光學(xué)系統(tǒng)，或其任意組合，如適合于正在使用的曝光輻射，或者適合于諸如使用沉浸液體或使用真空的其它因素。在本文中對(duì)術(shù)語(yǔ)“投射透鏡”的任何使用可以視作與更通用術(shù)語(yǔ)“投射系統(tǒng)”含義相同。
[0023]如在此所述，設(shè)備是透射型(例如采用透射掩模)。備選地，設(shè)備可以是反射型(例如采用如上所述類(lèi)型的可編程鏡面陣列，或者采用反射掩模)。
[0024]光刻設(shè)備可以是具有兩個(gè)(雙平臺(tái))或多個(gè)襯底臺(tái)(和/或兩個(gè)或更多掩模臺(tái))的類(lèi)型。在該“多平臺(tái)”機(jī)器中，附加的臺(tái)或支撐件可以并行使用，或者可以對(duì)一個(gè)或多個(gè)臺(tái)執(zhí)行預(yù)備步驟，而使用一個(gè)或多個(gè)其它臺(tái)以用于曝光。
[0025]光刻設(shè)備也可以是其中由具有相對(duì)高折射率的液體(例如水)覆蓋襯底的至少一部分的類(lèi)型，以便于填充投射系統(tǒng)與襯底之間的空間。沉浸液體也可以施加至光刻設(shè)備中的其它空間，例如掩模與投射系統(tǒng)之間。沉浸技術(shù)在本領(lǐng)域中用于增大投射系統(tǒng)的數(shù)值孔徑是眾所周知的。在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“沉浸”并非意味著諸如襯底的結(jié)構(gòu)必須沉浸到液體中，而是僅意味著在曝光期間液體位于投射系統(tǒng)與襯底之間。
[0026]參照?qǐng)D1，照射器IL從輻射源SO接收輻射束。源和光刻設(shè)備可以是單獨(dú)實(shí)體，例如當(dāng)源是受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)。在這些情形中，源并未視作形成了光刻設(shè)備的一部分，并且輻射束借助于包括例如合適的引導(dǎo)鏡面和/或擴(kuò)束器的束輸送系統(tǒng)BD而從源SO傳遞至照射器IL。在其它情形中，源可以是光刻設(shè)備的整體部分，例如當(dāng)源是水銀燈時(shí)。源SO和照射器IL與束輸送系統(tǒng)BD(如果需要的話(huà))一起可以稱(chēng)作輻射系統(tǒng)。
[0027]照射器IL可以包括用于調(diào)整輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)節(jié)器AD。通常，可以調(diào)整在照射器的光瞳面中的強(qiáng)度分布的至少外徑向范圍和/或內(nèi)徑向范圍(通常分別稱(chēng)作σ-外和