[发明专利]光刻设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种浸没式光刻设备。

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。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。

为了精确地将需要的图案应用至衬底的目标部分上，所述掩模版应 当相对于所述衬底被对准。因此，根据现有技术，通过测量和调整所述 相对位置，掩模版相对于衬底的相对位置被精确地设定。根据现有技 术，可通过使用两个对准动作完成所述图案形成装置相对于衬底的对 准。

在第一动作中，衬底相对于承载所述衬底的衬底平台被对准，而在 第二动作中，所述掩模版相对于衬底平台被对准。由于这两个动作，掩 模版如所需要地相对于衬底被对准。

在使用单平台机器的情形下，将在曝光位置执行所述第一和第二动 作。在使用双平台机器的情形下，可在远离所述曝光位置的第一位置执 行所述第一动作。之后，其上设置有衬底的衬底平台被运送至执行第二 动作的第二位置(即，曝光位置)。

可用两个传感器组件来执行所述第一动作。第一传感器组件包括对 准传感器且测量衬底在X、Y和Rz方向上相对于衬底平台的相对位置， 其中，XY平面被限定成大致平行于衬底的表面的平面，所述X和Y方 向大致彼此垂直。所述Z方向大致垂直于X和Y方向，因此Rz表示在 XY平面内围绕Z方向的旋转。例如在美国专利US 6297876中提供了关 于这种传感器的更加详细的描述。第二传感器组件(通常称作为水平传 感器)测量依赖于待曝光的衬底上的位置的衬底表面的高度、基于所确 定的高度形成高度分布图，而且还确定围绕X和Y轴的旋转：Rx、Ry。

其次，在第二动作中，所述掩模版相对于衬底平台被对准。这可用 图像传感器(例如透射图像传感器)来进行，这对本领域技术人员来说 是公知的。通过使设置在掩模版或承载所述掩模版的掩模版平台上的第 一对准图案(掩模对准标记)穿过投影系统(透镜)成像到设置在衬底 平台上或在衬底平台中的一个或多个板(即，透射图像传感器板)上， 来进行透射图像传感器测量。所述透射图像传感器板包括第二对准图 案。所述对准图案可包括多条隔离的线。光敏探测器(即，二极管)设 置在所述衬底平台的内部、在透射图像传感器板中的第二对准图案的后 面，其测量成像的第一对准图案的光强度。当所述第一对准图案的投影 的图像(即，空间图像)精确地匹配所述第二对准图案时，所述传感器 测量最大的强度。在所述衬底平台正沿X和Y方向在不同的Z高度水平 上移动的同时，所述传感器测量所述强度。因此，所述透射图像传感器 实际上是空间图像传感器，其中，多个扫描狭缝探测隔离的线的空间图 像。基于这些测量，可确定衬底平台的最优的相对位置。在下文中将对 典型的透射图像传感器进行更加详细的说明。

如上所述，在第一动作中，所述对准传感器测量衬底相对于承载衬 底的衬底平台的位置。所述对准传感器还测量透射图像传感器板的XY 位置，更具体地是透射图像传感器板上的基准标记的位置，同时，所述 水平传感器结合另外的传感器(Z-干涉计)测量其Z位置。基于衬底相 对于衬底平台的位置和透射图像传感器相对于衬底平台的位置，可确定 衬底相对于透射图像传感器的位置。

如上所述，在第二动作中，所述掩模版相对于衬底平台被对准。可 由透射图像传感器来测量空间图像的位置，这给出所述空间图像相对于 所述透射图像传感器的位置。来自这两个动作的信息可被结合以计算用 于所述空间图像和衬底的最佳匹配的衬底平台的最优位置(以及还可以 确定所述透镜校正)。