[发明专利]光刻设备、器件制造方法和施加图案到衬底上的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻设备和一种器件制造方法。本发明还涉及将图案从图案形成装置转移到衬底上的方法，和用于控制光刻设备实施这样的方法中的步骤的计算机程序产品。 

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓的步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。 

不论采用哪一类型的设备，图案在衬底上的精确放置是减小电路部件和可以由光刻术制造的其它产品的尺寸的主要挑战。尤其是精确测量已经被铺设的衬底上的特征的挑战是能够在叠合体中定位连续的特征层、从而足以以高生产量制造工作器件的关键步骤。所谓的重叠通常应当在当今的亚微米半导体器件中以几十纳米的量级、在最关键的层中低至几纳米的量级来实现。 

因此，现代的光刻设备涉及在实际地曝光或另外地在目标位置处图案化衬底的步骤之前的大量的测量或“制图”操作。这些耗时的操作限制了光刻设备的生产量且因此增加了半导体或其它产品的单位成本。已经采用各种步骤来减轻现有技术中的这些延迟。例如，引入双晶片台，使得可以在机器中同时装载两个晶片。在第一晶片在曝光工作站进行曝光的同时，第二晶片经历测量过程，以建立精确的“晶片栅格”和高度图。设计所述设备，使得可以在不使测量结果无效的情况下交换所述台，由此减小了每一晶片的整个周期时间。也可以采用可以并行执行过程测量和曝光步骤的其它技术。无论如何，仍然导致经常性的开支，其限制了可以实现的生产量。 

另外，因为每一晶片的测量操作和曝光操作在空间和时间上是略微分离的，因此由于温度波动、双平台之间的不匹配等存在渐渐产生误差的潜在风险。尽管这些误差处于当前阶段的公差内，随着朝向达到甚至更高水平的分辨率和重叠精度的目标迈进，任何误差源将变成非常重要的。 

发明内容

因此，期望进一步减轻测量费用和/或光刻设备中的测量和定位误差。 

根据本发明的一个实施例的一个方面，提供了一种光刻设备，所述光刻设备布置成将图案从图案形成装置转移到衬底上，其中测量子系统包括朝向衬底引导的靠近图案形成子系统的图案化区域的一个或(优选的)更多个对准传感器。所述对准传感器是可操作的以在定位子系统的控制之下在衬底和图案形成子系统的相对运动期间识别和测量衬底上的对准标记。定位子系统以顺序移动的方式相对于彼此地移动所述衬底支撑件、所述图案形成子系统和所述图案形成装置，使得所述图案被重复地施加到衬底的多个期望的部分上，每一部分的区域被相对于设置在衬底上的对准标记精确地进行限定。对准传感器在所述顺序移动过程中是可操作的，以识别和测量衬底上的对准标记，用于产生更新的测量结果。定位子系统是可操作的以在将所述图案施加至随后的衬底部分上时 使用所述更新的测量结果，可选地与之前的测量结果组合。 

在一实施例中，在将所述图案施加至第一衬底部分之后，执行更新的测量结果。 

可以在没有显著地减小生产量的情况下进行所述测量，同时减小测量时间和使用测量结果的时间之间的延误。对所述多个标记的相对区域的预备测量可以被用于提供具有足够的精确度的测量结果，从而足以使定位子系统能够将第一衬底部分相对于所述对准标记定位在所述图案化区域处。 

根据本发明的一个实施例的一个方面，提供了一种器件制造方法，所述方法包括将图案从图案形成装置转移到衬底上，所述方法包括： 

提供图案形成子系统，用于接收所述图案形成装置和施加所述图案至保持在图案化区域处的所述衬底的一部分上； 

将所述衬底保持在衬底支撑件上； 

测量在所述衬底上的多个对准标记的位置，以便于直接或间接参考所述图案化区域定位这些标记；