[发明专利]光刻设备、器件制造方法以及校准位移测量系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻设备、器件制造方法以及校准位移测量系统的方法。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是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(reticle)的图案形成装置用于生成将要形成在所述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。图案的转移是通过把图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单独的衬底将包含被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，通过将全部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扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。

曾有提议将光刻投影设备中的衬底浸没到具有相对高的折射率的液体(例如水)中，以便填充投影系统的最终元件和衬底之间的空间。在一实施例中，液体是蒸馏水，但是也可以使用其他液体。将参照液体描述本发明的实施例。然而，其他流体也是适用的，尤其是浸润流体、不可压缩的流体和/或具有较空气高的折射率的流体，期望具有比水高的折射率。不包括气体的流体是尤其想要的。其重点在于允许对较小特征进行成像，因为曝光辐射在液体中将具有较短的波长。(液体的效果也可以认为是提高系统的有效数值孔径同时增加了焦深。)其他的浸没液体也有提到，包括含有悬浮其中的固体颗粒(例如，石英)的水，或具有纳米颗粒悬浮物(例如具有最大尺寸为10nm的颗粒)的液体。悬浮颗粒可以具有或不具有与其悬浮所在的液体类似或相同的折射率。其他可能合适的液体包括烃，例如芳香烃、氟化烃和/或水溶液。

发明内容

在许多光刻设备中，诸如衬底台和图案形成装置的支撑构件等移动物体的位移通过使用干涉仪系统测量。在通常的外差干涉仪系统中，来自相干源的光(例如具有小的频率差异的两个正交的偏振束)被分成测量束和参照束。具有一个偏振方向和一个频率的参照束被引导至静态的反射器，同时具有正交的偏振和小的频率差异的测量束被引导至安装在将要测量位移的物体上。随后两个束被引导在一起并干涉。在束干涉的位置处将形成条纹图案。当安装在被测量的物体上的反射器移动时，测量束的路径长度改变并且条纹图案将移动位置(在外差干涉仪中，测量检测器的强度信号的相位相对于参照检测器的强度信号的相位发生改变)，在此参照检测器测量表示频率差异的差拍信号(beating signal)。在干涉图案中的静态的检测器将记录改变的强度信号，并且通过计数参照检测器和测量检测器的峰，确定被测量物体的位移。通过插值，可以测量比干涉仪中使用的光的波长小很多的位移。

在许多情况下，被测量物体可以沿两个或更多个正交方向，例如X和Y方向移动。为了测量例如X方向上的位移，测量束应该平行于X方向。为了适应被测量物体还沿例如Y和Z方向移动的事实，安装在被测量物体上的反射器应该是垂直于测量轴线的平面反射镜。如果被测量物体沿正交方向中的一个移动，平面反射镜的任何不对准或不平将引起干涉仪在测量轴线方向上测量错误的位移。虽然采取极大的关注以确保平面反射镜是平的且垂直于相关的测量轴线，但是不可能实现尽善尽美，因而通常需要测量反射镜表面并使用所得的反射镜绘图来确定将要应用于测量的位移的校正。因而，测量的位移的精确度受反射镜表面的测量精确度的限制。第一种已知的测量反射镜表面的方法包括测量参照晶片上的标记的位置。第二种已知的方法包括在被测量物体沿一个方向平移时测量被测量物体的表观旋转(apparent rotation)，以便确定反射镜的局部斜度。随后这个斜度被综合以确定反射镜表面。

期望地，例如提供一种改进的方法用于校准位移测量系统。