[发明专利]测量方法、测量设备、光刻设备及器件制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量方法、光刻设备、用于制造器件的方法和衬底。

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。公知的光刻设备包括：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。

为了控制光刻过程以将器件特征精确地设置在衬底上，通常在衬底上设置多个对准标记，并且光刻设备包括一个或多个对准传感器，标记在衬底上的位置必须通过对准传感器精确地被测量。实施这些测量所花费的时间与最大化光刻设备的产出的需求是矛盾的，否则器件生产将不是成本有效的。各种类型的对准传感器和标记是已知的，包括例如在专利US 6297876(Bornebroek)、US 6961116(den Boef)以及已公开的专利申请US 2009195768A(Bijnen等人)中公开的那些装置。在这些示例中的每一个中，通过相对于彼此移动衬底和对准传感器取得位置测量结果，而衬底和传感器不必被使得停止。通过用光学光斑扫描标记，通过光学方式相对于对准传感器的(已知)位置来测量标记的位置。(不管是传感器移动、同时衬底静止，还是仅衬底移动，或者两者都移动)。对准传感器应该尽可能迅速地扫描标记以用于最优化产出，但是这种对速度的需求对可以获得的位置测量的精确度带来限制。此外，固有地，很难在短时间内精确地获得位置，即使这种测量本身是非常精确的，在短时间内获得的测量结果也将容易受到在衬底和对准传感器的定位过程中的动态定位误差(振动、伺服误差等)的干扰。

发明内容

在第一方面中本发明的目的是允许衬底位置的测量更加精确，而不会降低对准传感器的产出。本发明人认识到，能够在整体上不放慢对准过程的操作的情况下延长每个单次测量的获取时间。

根据本发明的一方面，提供一种在光学设备中测量衬底上标记的位置的方法，所述方法包括：

在衬底上提供标记；

设置测量光学系统，所述测量光学系统包括用于使用辐射斑照射标记的照射子系统和用于检测被所述标记衍射的辐射的检测子系统；

在扫描操作过程中相对于彼此以第一速度移动衬底和测量光学系统，以便用辐射斑扫描所述标记，同时检测和处理表示衍射辐射的信号、以计算所述标记相对于测量光学系统的参照框架的位置；。

与所述扫描操作同步地相对于测量光学系统的参照框架以第二速度移动辐射斑，第一和第二速度是相关的、使得所述辐射斑以低于第一速度的第三速度扫描所述标记，同时检测所述信号。

减小的第三速度允许较长时间用于所测量的位置的获取，同时较高的第一速度允许对于大量的位置测量保持整体产出。

相对于测量光学系统的参照框架的辐射斑可以通过测量光学系统内的低质量的移动光学元件而被给出。

本发明还提供用于测量衬底上的标记的位置的设备，所述设备包括：

测量光学系统，包括用于使用辐射斑照射标记的照射子系统和用于检测被所述标记衍射的辐射的检测子系统；

第一定位子系统，用于控制衬底和测量光学系统相对于彼此以第一速度的移动、以便用辐射斑扫描所述标记，同时检测和处理表示衍射辐射的信号、以计算所述标记相对于测量光学系统的参照框架的位置；

第二定位子系统，可操作地与第一定位子系统同步用于相对于测量光学系统的参照框架以第二速度移动辐射斑，第一和第二速度是相关的使得所述辐射斑以低于第一速度的第三速度扫描所述标记、同时检测所述信号。