[发明专利]光刻设备、计算机程序产品以及器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻设备、计算机程序产品以及一种用以制造器件的方法。 

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(ICs)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在所述IC的单层上待形成的电路图案。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。通常，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，单个的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的“步进机”，在步进机中，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；和所谓的“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地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)到衬底上的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。 

在使用光刻设备的器件制造方法中，重叠是产出(即，正确地制造的器件的百分比)的重要因素。重叠是精确度，在该精确度内以与先前形成的层相关的方式印刷多个层。重叠误差预算通常在10nm或更小，并且为了实现这种精确度，衬底必须与掩模版图案对准(因而与掩模版本身对准)，以便以极大的精确度转移。通常，IC具有几十个层，并且应该对每个衬底的每个层执行掩模版对准(将掩模版图案与晶片或晶片台对准)，使得新的层的图像被正确地与先前的图像/层对准。任何变形 或扭曲或任何其他对准误差都会对重叠带来负面的影响。 

通过将辐射束投影到掩模版上的光栅来执行这种掩模版对准。由光栅中的多个开口发射的最终的辐射束通过光刻设备的投影透镜系统，使得光栅的图像被形成在光敏器件上，光敏器件本身已经(或将要)精确地与衬底对准。由光敏器件检测的光强度与光栅(因此与掩模版)相对于光敏器件(因此相对于衬底)的相对位置有关，使得检测的光强度最大值表示掩模版和衬底被正确地对准。可选地，或附加地，可以使用多种方法检测光的极小值，以与掩模版上的相反对准标记结合指示正确的对准。用光敏器件看到的投影的光栅的图像被称为“空间图像”，并沿三个维度延伸。 

为了找到对准位置，执行水平/垂直扫描，其中在限定数量的Z水平面中的每个水平面处，大致围绕想要的对准位置为中心，执行在x-y平面内的移动。该扫描被执行为在每个z水平面上来回的连续的单一扫描。在沿扫描路径的取样点处获取多个离散的样本，作为包括脉冲激光的辐射束的结果，或作为在连续光源的时间离散瞬间处执行取样的结果。 

本领域目前的技术是以线性方式测量空间图像附近的区域，其中离散的大量的z水平面以线性方式被扫描。用这种类型的扫描的问题在于，在短的时间段内测量在对准位置附近的所有相关的样本，这意味着测量点是部分相关的，当然是对于低频范围。大多数对掩模版对准有影响的噪音都处在这些低频率处，源自例如液体透镜和沿光学路径的空气中的低频扰动。例如当每一种具有不同的温度和/或化学成分的不同的空气和/或水流被混合时，这种扰动可能发生。 

使用上述这种类型的扫描的另一问题在于，取样被以这种方式设计使得在图像传感器对测量位置噪音具有高的灵敏度的较高的频率范围内存在大量的特定频率。如果在这些频率处偶然存在强的噪音贡献，则在掩模版对准期间图像传感器性能被显著地损害。 

发明内容

因此，期望通过限制低频噪音扰动对掩模版对准性能的影响和/或 通过限制透镜、晶片台、掩模版台等的共振频率处噪音贡献对掩模版对准性能的影响，来改善在掩模版对准期间图像传感器的精确度。 

根据本发明的一方面，提供一种光刻设备，包括：照射系统，配置成调节辐射束；衬底台，构造成保持衬底；图像传感器；支撑结构，构造成支撑图案形成装置，所述设备布置成将图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上，图案形成装置还包括至少一个对准结构、用于对准图案形成装置与图像传感器；和投影系统，用于投影辐射束，所述设备可操作以使辐射束通过投影系统到所述对准结构上、以便获得最终的空间图像，并根据扫描方案扫描图像传感器，通过包含所述最终空间图像的目标体积、以便测量所述图像的特征并由此允许确定对准结构相对于图像传感器的位置，其中，所述扫描方案使得与在贯穿基本上整个目标体积间隔开的连续的水平面处执行包括多个横向行进动作的单一连续扫描进行对比时，增大所述图像传感器通过目标体积的基本上中心部分的时刻之间的时间间隔。