專利名稱：操作圖案形成裝置的方法和光刻設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種操作諸如光刻掩?；蜓谀０宓葓D案形成裝置的方法。本發(fā)明還涉及一種光刻設備。
背景技術：
光刻設備是一種將所需圖案應用到襯底上，通常是襯底的目標部分上的機器。例如，可以將光刻設備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩?；蜓谀０宓膱D案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D案轉移到襯底(例如，硅晶片)上的目標部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。 所述圖案的轉移通常是通過將圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。 通常，單個襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標部分的網絡。公知的光刻設備包括所謂的步進機，在所述步進機中，通過將整個圖案一次曝光到所述目標部分上來輻射每一個目標部分；以及所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標部分。也可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底的方式從圖案形成裝置將圖案轉移到襯底上。
任何光刻過程(尤其是用于制造半導體器件的光刻過程)的關鍵性能參數是所謂的重疊。重疊是在被應用的圖案中的特征可以直接定位在在較早步驟中應用至相同襯底的共同操作特征的頂部的精確度(或誤差)。現代的光刻過程可以應用許多測量過程、模型化步驟以及校正步驟以消除在特征的定位過程中的誤差源，以便實現僅幾納米的重疊誤差。隨著光刻設備的性能的改善，由諸如夾持應力、下垂以及在曝光期間掩模板升溫引起的掩模板變形正變成改進重疊的限制因素。
通過夾持設計，由夾持帶來的掩模板變形被保持為盡可能小。美國專利US6277532 描述了用于繪制整個掩模板上的圖案的變形、并且隨后針對由夾持引起的變形校正這些變形的方法。在另一種發(fā)展趨勢中，由于掩模板的不平(沿ζ方向的變形)帶來的聚焦偏差用掩模板形狀校正(RSC)來補償。例如，Z.G. Chen，K.Lai，K. Racette 在 SPIE 6250 卷， SPIE CID 第 652013 頁白勺"Optical error sensitivities of immersion lithography (浸沒光刻技術的光學誤差敏感性)”中描述了 RSC。RSC使用附加的標記測量在沿圖像場的每個邊的若干個點處的ζ位置?？梢孕Ｕ谀０灞砻娴牡碗A非線性高度偏差。然而，當考慮掩模板升溫時，熱應力對掩模板的平面(χ和y方向)內的圖案的變形的影響變得顯著，由此引起圖案內的不同部分的不均勻或不一致的且非線性的移動。已知的工藝不提供測量， 更不用說對這種平面內變形的校正。在掩模板上包括附加的標記會影響產品圖案本身，并對于產品設計者來說產生問題。測量整個圖案上的附加標記所需的時間也會降低光刻設備的產出。
因此，雖然部分現代的光刻設備具有可以應用以補償掩模板平面內的較高階變形的校正機構(軟件形式)，但是用以測量這些變形的裝置并不真正可用。可以考慮，提供傳感器以遠距離感測整個掩模板的實際溫度，并估計因此產生的變形，使得它們可以被校正。然而，這通常需要附加的傳感器和在設備殼體內的空間。 發(fā)明內容
本發(fā)明的一方面涉及實現測量整個圖案形成裝置(諸如，掩模板)上的局部變形， 權衡考慮對設備的產出和成本的影響。
根據本發(fā)明的第一方面，提供一種操作圖案形成裝置的方法，所述圖案形成裝置具有圖案化部分，所述圖案化部分在操作時用輻射束照射以便將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，所述方法包括
(a)在所述圖案形成裝置的外周部分內設置圍繞所述圖案化部分分布的多個參考標記并且測量所述標記相對于彼此的位置；
(b)在圖案形成裝置的操作周期之后，再次測量所述外周標記的位置；
(c)通過參考所述外周標記的測量位置，計算在所述圖案形成裝置的所述圖案化部分內感興趣的一個或多個位置處由所述輻射束加熱所述圖案形成裝置引起的局部位置偏差。
通過這種方法，可以在不測量圖案化部分內的標記的情況下監(jiān)測圖案形成裝置的圖案化部分內的隨時間變化的位置偏差。
在一個實施例中，通過限定在所述圖案化部分內的多個子區(qū)執(zhí)行計算步驟(C)?？梢郧蠼夥匠探M以計算每個子區(qū)的伸縮，每個方程式將在跨經圖案化部分的線的端部處的標記的所測位置偏差與沿所述線定位的子區(qū)的伸縮相關聯(lián)。通過結合在至少一個所測量的外周標記和感興趣的位置之間針對多個子區(qū)所計算的伸縮，計算在所述感興趣的位置處的局部位置偏差。
可以將所述方法應用至光刻過程中的曝光操作。在這種應用中，可以根據計算的結果修改曝光操作的參數，以便減少所施加的圖案和襯底上已存在的圖案之間的重疊誤差。替換地或附加地，可以施加能量至圖案形成裝置(例如通過熱輸入或機械致動器)，以為隨后的曝光減小或修改局部位置偏差的分布。
本發(fā)明的第二方面提供一種光刻設備，包括
照射系統(tǒng)，配置成調節(jié)輻射束；
支撐結構，構造用以支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束以形成圖案化的輻射束；
襯底臺，構造用以保持襯底；
投影系統(tǒng)，配置成將圖案化輻射束投影到襯底的目標部分上；和
控制器，布置用以控制所述襯底臺和所述圖案形成裝置相對于彼此以及相對于所述投影系統(tǒng)的移動，以便執(zhí)行一系列曝光操作，每個曝光操作將圖案施加至襯底上的目標部分，
其中，所述控制器布置成在多次曝光操作之前和之后，測量分布在所述圖案形成裝置的外周部分內的多個參考標記的相對位置，并且由外周標記的所述測量值估計由在所述圖案形成裝置的所述圖案化部分內感興趣的一個或多個位置處所述輻射束加熱所述圖案形成裝置引起的局部位置偏差，并且根據估計的位置偏差修改隨后的曝光操作的一個或多個參數。
本發(fā)明的第三方面提供一種通過將圖案從圖案形成裝置施加至一系列襯底來制造器件的方法，所述方法包括
提供具有圖案化部分的圖案形成裝置；和
在曝光操作中，使用輻射束照射所述圖案化部分以便將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，并且用所述圖案化輻射束曝光襯底的目標部分，以便通過光刻過程將來自圖案形成裝置的圖案應用至襯底；
重復所述曝光操作以將圖案應用至一系列襯底上的目標部分；和
通過下列步驟計算由在圖案形成裝置的圖案化部分內感興趣的一個或多個位置處通過所述輻射束加熱圖案形成裝置引起的局部位置偏差
(a)在圖案形成裝置的外周部分內設置圍繞圖案化部分分布的多個參考標記并且測量所述標記相對于彼此的位置；
(b)在圖案形成裝置的操作周期之后，再次測量所述外周標記的位置；
(c)通過參考外周標記的測量位置，計算所述局部位置偏差。
本發(fā)明還提供包括指令的計算機程序產品，所述指令用于引起光刻設備的控制器或其他圖案形成裝置執(zhí)行根據上面所述的本發(fā)明多個方面的方法的步驟。


現在參照隨附的示意性附圖，僅以舉例的方式，描述本發(fā)明的實施例，其中，在附圖中相應的附圖標記表示相應的部件，且其中
圖1示出了根據本發(fā)明一個實施例的光刻設備；
圖2示意地示出圖1中的設備中的圖案形成裝置和襯底的安裝；
圖3(a)是圖2中的設備中的圖案形成裝置的布局示意圖，圖3(b)示出圖案形成裝置中的升溫和變形的影響；
圖4(a)和(b)示出根據本發(fā)明一個實施例的方法的原理，其中由圍繞圖案形成裝置的外周的多個部分的測量結果估計整個圖案形成裝置上的變形；
圖5是示出根據本發(fā)明一個實施例的測量過程的流程圖6(a)和(b)示出可以用在根據本發(fā)明一個實施例的反投影方法中的方程式的不同形式；
圖7示出根據本發(fā)明一個替換實施例的將圖案形成裝置區(qū)域分成不同尺寸的多個單元；
圖8是在光刻制造過程期間應用的本發(fā)明的方法的實施例的流程圖9示意地示出圖案形成裝置在圖1和2中的設備的操作期間經歷升溫時的溫度曲線；和
圖10示出圖1和2中的設備中的處理單元的一個實施例。
具體實施方式
圖1示意地示出根據本發(fā)明一個實施例的光刻設備。所述光刻設備包括
照射系統(tǒng)(照射器)IL,其配置用于調節(jié)輻射束B (例如，紫外(UV)輻射或極紫外 (EUV)輻射)；
支撐結構(例如掩模臺)MT，其構造用于支撐圖案形成裝置(例如掩模)MA，并與用于根據確定的參數精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連；
襯底臺(例如晶片臺)WT，其構造成用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W， 并與配置用于根據確定的參數精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連；
投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置成用于將由圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標部分C (例如包括一根或多根管芯)上；和
光刻設備控制單元LACU，包括可編程處理單元和界面，用于控制上面所列的功能元件的功能并使上面所列的功能元件的功能同步。
照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜電型或其它類型的光學部件、或其任意組合，以引導、成形、或控制輻射。
所述支撐結構支撐，即承載圖案形成裝置的重量。支撐結構以依賴于圖案形成裝置的方向、光刻設備的設計以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的方式保持圖案形成裝置。所述支撐結構可以采用機械的、真空的、靜電的或其它夾持技術保持圖案形成裝置。所述支撐結構可以是框架或臺，例如，其可以根據需要成為固定的或可移動的。所述支撐結構可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。在這里任何使用的術語“掩模板”或“掩模”都可以認為與更上位的術語“圖案形成裝置”同義。
這里所使用的術語“圖案形成裝置”應該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標部分上形成圖案的任何裝置。應當注意， 被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖案包括相移特征或所謂輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標部分上形成的器件中的特定的功能層相對應，例如集成電路。
圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術中是公知的，并且包括諸如二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩模類型?？删幊谭瓷溏R陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡矩陣反射的輻射束。
這里使用的術語“投影系統(tǒng)”應該廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使用的曝光輻射所適合的、或對于諸如使用浸沒液或使用真空之類的其他因素所適合的。這里使用的術語“投影透鏡”可以認為是與更上位的術語“投影系統(tǒng)”同義。
如這里所示的，所述設備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述設備可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。
所述光刻設備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的掩模臺)的類型。在這種“多臺”機器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺上執(zhí)行預備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。
所述光刻設備還可以是這種類型，其中襯底的至少一部分可以由具有相對高的折射率的液體(例如水)覆蓋，以便填滿投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸沒液體還可以施加到光刻設備的其他空間中，例如掩模和投影系統(tǒng)之間的空間。浸沒技術在本領域是熟知的， 用于提高投影系統(tǒng)的數值孔徑。這里使用的術語“浸沒”并不意味著必須將結構(例如襯底)浸入到液體中，而僅意味著在曝光過程中液體位于投影系統(tǒng)和該襯底之間。
參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源SO和所述光刻設備可以是分立的實體(例如當該源為準分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源考慮成形成光刻設備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng) BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所述光刻設備的組成部分(例如當所述源是汞燈時)?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以及如果需要時設置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。
所述照射器IL可以包括用于調整所述輻射束的角強度分布的調整器AD。通常，可以對所述照射器IL的光瞳平面中的強度分布的至少所述外部和/或內部徑向范圍(一般分別稱為σ-外部和ο-內部)進行調整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件， 例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強度分布。
所述輻射束B入射到保持在支撐結構(例如，掩模臺MT)上的所述圖案形成裝置 (例如，掩模MA)上，并且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經穿過掩模MA之后，所述輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)將輻射束B聚焦到所述襯底W的目標部分C上。 通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標部分C定位于所述輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機械獲取之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(圖1中未明確示出)用于相對于所述輻射束B的路徑精確地定位掩模MA。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位) 和短行程模塊(精定位)的幫助來實現掩模臺MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現所述襯底臺WT的移動。在步進機的情況下(與掃描器相反)，掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的。可以使用掩模對準標記Ml、M2和襯底對準標記Pl、P2來對準掩模MA和襯底W。盡管所示的襯底對準標記占據了專用目標部分，但是它們可以位于目標部分之間的空間(這些公知為劃線對齊標記)中。類似地，在將多于一個的管芯設置在掩模MA上的情況下，所述掩模對準標記可以位于所述管芯之間。
在實際應用中，控制單元LACU將是多個子單元的系統(tǒng)，每個子單元處理實時的數據采集，處理和控制所述設備中的子系統(tǒng)或部件。例如，一個處理子系統(tǒng)可以專用于襯底定位裝置PW的伺服控制。單獨的單元可以處理粗致動器和精致動器，或不同的軸線。其他單元可以專用于位置傳感器IF的讀出。通過中央處理單元，與這些子系統(tǒng)處理單元、操作者以及在光刻制造過程中涉及的其他設備通信，由此控制所述設備的總的控制。
可以將所示的設備用于以下模式中的至少一種中
1.在步進模式中，在將掩模臺MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束的整個圖案一次投影到目標部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，在對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進行掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上(S卩，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉特征來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一動態(tài)曝光中所述目標部分的寬度(沿非掃描方向)， 而所述掃描運動的長度確定了所述目標部分的高度(沿所述掃描方向)。
3.在另一個模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT保持為基本靜止，并且在對所述襯底臺WT進行移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標部分C上。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之后、 或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于應用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻術中。
也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。
為了理解本發(fā)明的方法，圖2是圖1中的設備的簡化的示意圖，更加清楚地示出襯底W和圖案形成裝置MA的安裝。圖中示意地示出掩模臺MT，其通過第一定位裝置PM連接至參考框架。定位裝置獨立地沿x_y方向(該圖的取向中的水平方向)和沿ζ方向(垂直方向)操作。如本領域技術人員熟知的，在高性能光刻設備中的部件的安裝是極為復雜的并且是極具挑戰(zhàn)性的問題。在本示例中，示出了簡化的形式。使用真空卡盤202將圖案形成裝置MA(在這種情形中是透射掩?；蜓谀０?00)穩(wěn)固地夾持至移動的掩模臺MT。垂直支持裝置204允許掩模板沿ζ方向定位并取向，同時獨立地控制χ和y移動。在實際應用中，定位裝置PM將包括粗控制結構和精控制結構，并且掩模臺的承載真空卡盤202的部分可以是諸如隔膜，其沿ζ方向是柔性的但是沿χ和y方向是剛性的。
再暫時參照圖3(a)的平面圖，圖中示出真空卡盤202，其沿掩模板區(qū)域的兩個側邊延伸，掩模板在其他兩個邊緣是相對不受約束的。掩模板200分別具有亮(透明)部分 206和暗(不透明)部分208，通過掩模板，圖案被賦予在照射系統(tǒng)IL中產生的輻射束B。 襯底W(諸如具有抗蝕劑涂層210的半導體晶片)被支撐在襯底臺WT上，并接收經由投影系統(tǒng)PS的成按比例縮小的形式的掩模板圖案的圖像。也可以包括粗定位機構和精定位機構的第二定位裝置PW控制x-y位置和ζ位置以及襯底W的方向，使得在抗蝕劑層210中形成最佳可能的圖像，并且圖案的所有特征被施加在想要的位置處。除去形成圖像的絕對位置之外，圖像相對于在前面的曝光中限定的特征的位置對于最終的產品是極為重要的。層與層之間的特征的位置誤差被稱為重疊誤差。
如參照圖1已經提到的，多種對準標記和匹配傳感器(未示出)被用于確保襯底 W相對于參考框架212的正確定位，參考框架212相對于第一定位裝置PM的參考框架203 非常穩(wěn)定地定位。為了提供圖案形成裝置MA的圖像與襯底臺WT和襯底W的參考框架的對準，可以使用多種方法。在本實施例中，圖像對準傳感器220設置在襯底臺上，其中相關聯(lián)的電子器件222提供信號至控制整個設備的處理單元PU。該傳感器設計成接收從包括在圖案形成裝置MA內的匹配的對準標記聚焦的輻射，使得兩個定位裝置PW和PM的參考框架可以相對于彼此固定。這種傳感器和對應的掩模布局的示例在申請?zhí)枮?2/860,2 的本優(yōu)先權日未出版的較早的美國申請中示出。該申請還描述了使用圖像對準傳感器測量由于升溫帶來的變形，該申請的全部內容一并并入本文。
圖3(a)以平面圖的形式示出掩模板200形式的典型的圖案形成裝置MA，其中示出χ和y軸線。掩模板200，其例如是具有鉻金屬圖案的石英襯底，并且具有圍繞有效(承載圖案)區(qū)域232的外周區(qū)域230。在外周區(qū)域230的外部的夾持區(qū)域沿平行于y方向的兩個側邊延伸，對應于通過陰影的矩形示出的真空卡盤202的位置。在區(qū)域232內，布置一個或多個器件圖案區(qū)域234 (在該示例中是四個)。區(qū)域232當在襯底W的表面上由輻射束 B圖像化時將對應于圖1中示出的一個目標部分C的區(qū)。這些目標部分通常被稱為場。每個場通常對應于一個或多個管芯，其將在完成光刻過程之后從襯底被切割以形成單獨的器件。在本示例中光刻設備是上面所提到的掃描型的。照射的狹縫形帶S被示意地示出，其沿通過大虛線箭頭表示的掃描方向移動經過掩模板200。根據常規(guī)，掃描方向平行于y軸。
在器件圖案區(qū)域234周圍和之間設置對準標記以及其他測試和測量特征，用于控制光刻過程。在這些特征中，存在可以是多種形式的對準標記236，并且不必具有彼此相同的形式。雖然它們在圖中為了圖示而示出為多個十字形，但是每個標記236將可能是多條線和/或光柵結構的組合，由此提供沿χ和y方向的粗和精位置信息。標記238可以設置在有效區(qū)域232內，在器件區(qū)域234之間存在的“劃線(scribe lane)”內。因為空間是非常珍貴的，如果標記可以用于多種功能將是有益的。
圖3(b)示出會在光學光刻技術中產生的掩模板升溫的問題，其中不管掩模板是透射型的(在本示例中)或是在其他實施例中的反射型的。圖3(b)示出與圖3(a)中相同的掩模板200，但是為了簡單起見去除了對準標記的細節(jié)。在在曝光期間被掩模板200部分地吸收的輻射束B的影響下，掩模板的材料將傾向于升溫，由此引起沿三個方向的熱膨脹和變形。用斜對角的陰影線表示并用240標示的升溫區(qū)大體在整個有效區(qū)域232上延伸。依賴于在器件區(qū)域內亮特征和暗特征的分布，還可以存在局部升溫增大的區(qū)，在圖中用交叉的陰影示出并用244、246表示。僅考慮χ和y方向(沿掩模板的平面)，熱膨脹導致引起掩模板上的任何點的位置(X，y)的局部移動ΔΧ、Ay的變形。這些移動由在整個掩模板上分布的箭頭表示，當然，與真實的示例中引起的微觀移動相比，這些箭頭的長度被大大地放大。因為材料被真空卡盤202限制并且由于全局和局部的溫度改變(例如掩模板升溫)，在材料內將產生應力，并且在三個方向上(不僅是χ和y方向)可能存在變形。本公開內容尤其與平面內(x、y)變形引起的重疊誤差相關。可以應用其他技術校正ζ變形。
本發(fā)明的目的在于測量，或至少估計這些局部變形，使得在不對設備成本和性能產生過多影響的情況下可以減小曝光期間的重疊誤差。例如，已經有人提出在有效區(qū)域232 內嵌入可以被測量以直接地識別變形的附加的標記。這種方法將伴隨著掩模板上的空間和時間的成本，但是這兩者都是不想要的。另一種提議是直接測量掩模板上局部點處的溫度， 并由此計算校正。這將需要附加的感測設備，這也導致增加的設備成本和空間問題。
本申請?zhí)峁┨娲姆桨?，用于通過測量外周區(qū)域230內的位移估計掩模板內的局部變形，隨后通過計算以估計有效區(qū)域232內的感興趣的位置處的變形。根據一個實施例的方法首先測量在掩模板的邊緣附近的不同位置處的位置偏差，隨后使用反投影算法重構掩模板在外圍之間的位置處的局部變形?？梢岳缡褂酶缮鎯x、距離傳感器，或者通過測量已經存在于許多掩模板上的圖像對準傳感器標記，實現外周的測量。在已知類型的設備中， 圖像對準傳感器220可以同時測量多個標記，例如圖3 (a)中示出的掩模板的頂邊緣和底邊緣處沿χ方向排列的五個標記。
圖4(a)和(b)示出反投影方法的原理，其與在計算機斷層掃描(CT掃描χ射線機器)中使用的重構方法類似。在CT掃描中，使用所謂的拉東變換(Radon transform)，所述拉東變換基于沿圓的直徑的一系列線測量目標并且觀察點圍繞該圓步進不同的角度的假設。該原理需要適應本發(fā)明的情形，其中標記圍繞矩形目標稍微稀疏地分布。
如果η (圖中示出η = 16)個標記圍繞掩模板200的外周分布，則在每個χ和y方向上可以使用合適的傳感器測量標記的n-1個位移(在許多情形中包括預置的傳感器，和 /或預置的標記)。使用反投影方法，掩模板的小部分的局部伸縮D(x、y)可以通過求解積分方程組而重構。在兩個示例標記Mi和Mj之間的χ距離為
xi-xj = / D(x(s), y(s))ex. ds .....(1)
其中&是χ的單位矢量，并且s是連接標記i和標記j的直線路徑。連接掩模板 200上的外周標記的線中的一部分線在圖4 (a)中用虛線示出，其中標記Mi和Mj之間的路徑s以粗線表示。
通過對所有的外周標記對建立與方程式⑴類似的方程式，得出IAn(Ii-I)個積分方程式，其可以數值求解。對于y方向上的距離yi-yj可以完成同樣的過程。然后通過 (數值地)求解方程式可以找出局部伸縮D(x、y)。即使在少量的標記的情況下，所有標記對之間的路徑s的數量非常大，附圖沒有示出它們的全部。僅示出用圓標示的標記，以及其全部的連接路徑組。參考圖6下面將給出僅具有八個外周標記的簡化的計算示例。同時， 通過參考圖4(b)可以理解所述方法。用以求解積分方程組(1)的傳統(tǒng)的方法是將在其上進行積分的區(qū)分成我們將稱為單元的多個子區(qū)，并且假定在單元上伸縮一致。在這種方法中，通過對連接標記Mi和Mj的線通過的單元的伸縮進行求和，可以近似該積分。
圖4 (b)示出掩模板200的區(qū)域，為了計算的目的，其分成矩形單元300的陣列。外周標記236形成這些單元中的一些單元的節(jié)點。依賴于如何設計所述計算，其他節(jié)點302 可選地形成在掩模板的被夾持的邊緣處。簡單的實施方式僅使用所測量的外周節(jié)點和位于它們之間的單元。如果期望掩模板行為的更加復雜的建模，可以限定在所測量的外周節(jié)點外側的節(jié)點和單元。這些節(jié)點沒有被測量，但是可以表示為處理外周標記的測量值的方程組中的約束條件，由此允許設計者模型化真實的掩模板及其安裝中的特定的物理約束條件。劃分為單元允許上面示出的積分方程式通過對分配給相應的單元的伸縮值的求和而被逼近。圖中示出兩個示例路徑si和s2，其中si與圖4(a)中突出示出的路徑s相同。路徑si穿過的單元用沿一個方向傾斜的陰影線示出，而路徑s2穿過的單元用沿相反方向傾斜的陰影線示出。被兩個路徑穿過的單元是交叉的陰影線。因為實際上存在l/2n(n-l)個這樣的可以考慮的路徑，所以每個單元以足夠數量的路徑s表征，其單個的伸縮可以由外周標記對的相對位移來計算。在圖案區(qū)域234內的位置不需要直接測量，以獲得在被外周標記圍繞的區(qū)域內的任何位置的局部位置偏差的有用估計。
在圖4(b)的下部中示出的是使用所計算的單元伸縮以獲得單個單元的位置的過程，用“X”標記。由多個外周標記236的測量位置開始，路徑可以描繪成如箭頭所示，將穿過感興趣的單元的單元伸縮加在一起。被穿過的單元由箭頭上的點標記，其表示所述路徑。 不需要使用全部組的路徑在原理上一個路徑將提供單元的χ和y位移。然而，使用至少兩個彼此正交取向的路徑將是更好的，并且也許是多于兩個路徑并且使用結果的平均值。在想要知道變形的參數而不是具體點的位移的情形中，可以執(zhí)行計算以便直接得出該參數，而不是經由具體的位移。例如，在掃描型光刻設備中使用的實施例中，可以期望知道與掩模板的照射條對應的、一條単元的平均y位移或X伸縮。在控制單元被布置以接收較高階多項式(例如第三階、第五階)形式的校正的實施例中，如果合適的較高階多項式曲線適應于由反投影方法估計的伸縮，則會是便利的。計算可以表示為由外周標記位置直接地獲得這些多項式的參數的形式，其隨后將是容易通過控制単元解析和應用的形式。不必要的計算將可以避免。參照圖5的流程圖，示出了基本的測量過程，其使用了上面參照圖3和4描述的原理。在500，具有外周標記、器件圖案以及其他對準/量測特征的掩模板被裝載至圖案形成裝置支撐結構MT上，并通過真空卡盤202夾持。在502，測量外周標記的位置作為以后使用的參考。這些位置還可以用以諸如識別掩模板的上述由于夾持而引起(在US6277532中所描述的方式)的變形。如果相同的外周標記用作“標準”對準標記的一部分，則這些測量結果還可以廣泛地用于設置曝光エ藝。在一段時間之后，尤其是可能發(fā)生掩模板升溫的曝光操作的一段時間之后，在步驟504，再次測量外周標記的位置。這些與在步驟502測量的參考位置對比，以便識別標記的位置的偏差。這些偏差可以被記錄作為例如每個標記的單獨的ΔΧ和Ay值。替換地， 取而代之的是，可以立即計算并存儲每個標記對(每個路徑)在χ和y上的偏差。在步驟 506，使用反投影方法，得出有效區(qū)域232內的単元區(qū)的各個伸縮。為此，形成參照圖4描述的類型的完整的方程組或足夠的方程子組，并求解以得出每個單元的單個的伸縮。在步驟508，隨后應用計算的単元伸縮以得出在整個掩模板區(qū)上感興趣的ー個或多個點處的估計的位置或偏差。在步驟510，這些局部位置偏差被應用在曝光操作的控制中，使得來自掩模板的圖案在襯底W上期望位置處的定位被針對于升溫引起的位置偏差進行校正。在掃描曝光的情形中，可以控制設備以變化掩模板和襯底的相對χ和y位置，并且變化投影系統(tǒng)PS的放大率，以便改善掩模板圖案上的器件特征的位置和通過前面的曝光已經存在于襯底上的特征的匹配?？蛇x地，可以引導機械和/或熱能量到掩模板的多個部分，以便主動地計算熱變形。這種測量的目的可以是減小總的變形量，或僅重新分布變形至可以使用具體光刻設備的可用控制參數更加有效地或更加容易地校正的形狀。例如，在 US7683351中，描述了ー種技木，其中掃描類型的光刻設備的控制系統(tǒng)配置成通過暫時調整在沿掃描路徑的區(qū)域內的圖像來校正在該區(qū)域內的圖像的局部變形。通過所測量的變形的反饋和偶然的測量以控制附加的熱的施加，變形的形狀可以保持為可用于這種校正方法或任何其他可用的校正方法的形式。圖6示出對于由八個外周標記圍繞的九個單元的簡單示例，積分方程的計算的一些替換方法?？梢杂胁煌募毞?。對行和列用標記1、2、3，可以通過用沿上邊緣標識的11 至13、右手邊邊緣向下標識的13至33等相同的標記來識別外周標記。沿給定方向的每個標記所測的位置將通過字母e表示，其中表示方法ell、el2等表示測量涉及的標記。每個単元具有伸縮d(在χ和y的每ー個上)，其表示其熱膨脹或收縮(假定溫度升高，收縮將通常在相鄰單元膨脹的影響下發(fā)生)。伸縮可以相對于ー些初始位置以不同的形式表示，單獨地記錄，但這并不是必須的。例如，在第一行中的単元經歷伸縮dll至dl3。對結合達到觀個不同的標記對的路徑沿水平邊緣的六條路徑(兩個全長和四個較短)、沿垂直邊緣的六條路徑、一條中心水平路徑、一條中心垂直路徑、六條1 1對角線、四條2 1對角線以及四條1 2對角線，可以限定將邊緣位置e與伸縮d相關聯(lián)的積分。(比值1 1、1 2 等指的是對角線的梯度，即橫跨的臺階數量相對于下面的臺階的數量。通過虛線突出示出的路徑11-23是2 1的對角線)。每個積分原則上是三個單元的伸縮之和，因而例如從標記11至33的1 1對角線路徑限定對積分的近似如下ell-e33 = dll+d22+d33. · · (2)一些路徑，例如在附圖中被突出表示的從標記11至標記23的2 1梯度對角線路徑通過多于三個單元，并且比其他路徑更靠近中心地通過ー些単元。方程式C3)示出計算沿從標記11至標記23的2 1對角線路徑的積分的ー種方法ell-e23 = dll+l/2dl2+l/2d22+d23. · · (3)在這種方法中，単元12和22的伸縮被加至積分，其中每ー個具有一半的權重，由此反映該路徑有效地跨過兩個単元之間的邊界的事實?？梢詫⑾嗤脑響弥了衅渌窂?。如果需要，在這個將掩模板區(qū)分成多個單元的具體方案中，也可以賦予角部和邊緣單元(在突出示出的路徑的情形中是11和23)較低的權重以反應它們較小。圖6(b)示出近似所述積分的另一方法，其中每個單元被處理為網絡中的節(jié)點，沿兩個替換的路徑，并且結果求和為2(ell-e23) = (dll+dl2+d23) + (dll+d22+d23). . . (4)對于畢竟僅是理想的連續(xù)積分的近似的情況，可以有許多其他關系式。因為存在九個伸縮未知的単元，和表征那些単元的16個路徑積分，方程組是超定的，并且可以自動地求解。具有多于變量的方程式(超定系統(tǒng))減少單元伸縮估計中的噪聲。這種方程組的解是唯一的。有關用以以快速且魯棒的方式求解超定線性方程組的數值方法在教科書中有標準的數值程序。示例為Gramm-khmidt正交化和奇異值分解。要注意的是，由測量結果直接地計算解，并且不是以諸如有限元分析的方式的迭代過程。通過反投影算法執(zhí)行的模型不依賴于模型化掩模板材料的熱行為，同樣，僅考慮在測量外周標記時實際發(fā)生的機械變形。通過增加外周標記的數量并且因此使得單元更小可以實現任何想要的精確度。根據需要，可以以較大或較小的差別確定給予積分中的每個單元的伸縮的權重。可以根據路徑在每個矩形単元內的長度(當然，單元不需要是矩形的)確定多個值的權重?？梢愿鶕窂接卸嗫拷鼏卧闹行狞c來確定多個值的權重。圖7示出將掩模板的外周區(qū)域和有效區(qū)域分成適于估計掩模板的各個部分的熱伸縮的多個單元的另ー示例。単元伸縮值的不同的權重可以應用至不同的単元，識別它們在幾何形狀、機械和/或熱相互關系方面的不同。例如，単元702在掩模板的主體內并且被其他單元約束在所有側邊上，単元704經受減少的約束條件，因為它們處于掩模板的自由邊緣處(附近)，而單元706可以經受增多的約束條件，因為它們在夾持部分(在該模型中用線708表示)的附近。在標記還存在于有效區(qū)域232內(與圖3中的標記238 —祥)的情形中，可以測量這些中間標記并且限定附加的路徑以進ー步提高精確度。在圖8中的方法中，步驟900-910與圖5中的基本方法中的類似編號的步驟 500-510相同。附加的步驟示出該方法的與光刻制造過程并行地執(zhí)行的內容。在該制造過程中，如步驟920，襯底W(半導體晶片或其他村底)被裝載至光刻設備中。與襯底一起，控制単元LACU接收ェ藝參數的“配置方法”，根據配置方法所述設備將被設置并被操作。一些參數可以設置用于ー批類似的襯底，其他參數可以具體地針對單獨的襯底。在步驟922， 與上面參考圖1描述的一祥，執(zhí)行量測功能以測量襯底的精確位置并將其與投影系統(tǒng)PS對準。x、y位置和高度(ζ)位置被繪圖，其具有跨經襯底表面的想要的分辨率和精確度。量測結果被控制單元存儲用于控制曝光操作。在步驟924，根據配置方法和量測結果設置曝光參數。在步驟926，通常通過用由圖案形成裝置MA圖案化的輻射束B曝光連續(xù)的場(圖1 中的目標部分C)執(zhí)行曝光過程。在步驟928，圖案化的產品襯底被排出，在步驟930，裝載下ー個襯底，返回至步驟920。在一些實施例中通過使用雙臺布置減少由執(zhí)行量測步驟922導致的中斷，在雙臺布置中設置兩個襯底臺WT。以此方式，可以在離開位于第一襯底臺WT上的曝光站的位置處執(zhí)行在每個新的襯底上執(zhí)行的測量的主要部分，同時先前的襯底的曝光在第二襯底臺上進行。當第一襯底臺被交換至投影系統(tǒng)PS下面的位置，僅需要少量測量以完成新襯底的對準過程。不管是否應用雙臺操作或某些其他布置，都可以應用本發(fā)明。如圖所示，如上面描述的那樣，一定程度上與曝光操作擬4、似6并行地執(zhí)行監(jiān)測掩模板的變形和由此修改曝光參數的步驟904-910。在實際應用中，不期望測量每次曝光之間的掩模板變形，因為這將對生產率不利。而且，掩模板的升溫和隨之發(fā)生的變形在正常的操作期間變化得相當慢，在這種情形中頻繁的測量將是沒有意義的。因此，在實際的實施方式中，僅在生產率不被過度地影響的時候間歇地測量外周標記偏差。如果需要，可以對掩模板或其他圖案形成裝置MA的漸進的升溫建立模型，使得測量結果之間的偏差可以被內插至精確度的合理水平。因此，與步驟926中的多個目標部分的曝光井行地執(zhí)行步驟940以根據由實驗獲得的模型參數和曝光的數量對漸進的升溫建立模型。在步驟942，根據模型的預測值更新在步驟908計算的局部位置偏差。在步驟944，根據更新的局部偏差修改曝光參數。在步驟946，確定是否更新外周標記偏差的測量值，或確定是否在不作出新的測量的情況下使用模型繼續(xù)所述估計。在后ー種情形中選擇路徑948，同時在必要時選擇路徑950，并且執(zhí)行新的外周標記偏差的測量。要說明的是，在裝載新的襯底的情況下執(zhí)行許多次量測步驟(步驟92 ，在裝載新襯底的時候更新掩模板上的外周標記偏差測量相對容易。在相同的標記被用于關于更“正?！钡难谀０?村底對準過程的掩模板變形測量的情況下，實際的測量成本可以是非常微小的。在這種情形中，步驟900-910和940-948的過程僅表示加工成本，例如在已有的控制單元LACU中需要附加的操作。在給定的應用中，當然， 容許在其他情況下更新測量值，包括不同的目標部分(場)的曝光之間，在這些情況下曝光的圖案的對準精確度中的增益調整生產率損失。圖9示出在執(zhí)行圖8中的エ藝期間在通常的襯底中的升溫進度的曲線圖。垂直軸線表示溫度的升高ΔΤ(単位為任意)。如括號中注明的，溫度升高還大致與伸縮D的改變和隨之的位置偏差ΔΧ、Ay有關。如已經說明的那樣，在掩模板的不同部分溫度升高可以不同，但是曲線的總的形式應該保持相同。水平軸線表示時間，其還非常概括地對應曝光數量，用Nrap表示。沿水平軸線的底部，“記號”960的數值表示用W1、W2、W3等標記的一系列襯底的目標部分(場)的各個曝光。 在示出的簡單操作路線中，時間軸線示出在連續(xù)曝光過程中的中斷962，每一次裝載新的襯底。這些中斷對應在圖8中的流程圖中的步驟920以及量測步驟922中執(zhí)行的物理裝載襯底的動作(和，視情況移除先前的襯底)。這些中斷沒有示出刻度或標度，曝光“記號” 960 的數值也不是表示特定的示例。在圖9中示出的曲線中，實線曲線964表示掩模板的一部分隨時間變化的實際溫度曲線。如圖所示，通常的掩模板在經歷多次曝光操作的情況下溫度將升高，在一定數量的曝光和晶片裝載操作之后逐步地達到穩(wěn)定狀態(tài)。不需要說，時間常數的精確值以及其與曝光數量和被曝光的晶片的數量的關系嚴重依賴于光刻エ藝的精確的具體細節(jié)，包括照射束的能量、特定類型的掩模板的吸收和所施加的圖案的性質、掩模板材料的熱容以及操作的速度。點線曲線966示出理論的升溫曲線，其對如果在沒有用于量測、交換襯底等的中斷的情況下連續(xù)地執(zhí)行曝光所可能期望的情況進行建摸。真實的曲線964大體遵循該曲線，但是由于時不時發(fā)生的中斷而被輕微地降低。因此，真實的曲線最后的情形是，沿著模型曲線 966的輕微延遲的曲線，用第二點線曲線968表示。在曲線964，在執(zhí)行外周標記偏差的真實測量的時間，以點902和904標記，以及使用步驟902-910的方法更新計算的局部偏差。在已經描述的這些測量步驟之間，應用加熱或升溫行為的模型以更新局部偏差。該模型有多復雜是設計選擇的問題。基于實際的掩模板升溫的測量和/或實際的掩模板變形的測量，曲線966可以通過多個參數表示，其隨后用以整合曝光的數量并且將合理靠近地跟隨著真實曲線964。無論何時執(zhí)行真實的測量步驟 (904)，可以更新模型，并且如果期望，用于模型化的參數可以用于改善在隨后的晶片、批次等中的模型化。在操作的早期階段，溫度升高是最快的，并且可以執(zhí)行附加的測量904，如在襯底Wl曝光期間示出的一祥。依賴于測量所花費的時間，可能經歷一定的中斷和生產率損失?？蛇x地，在這些中間測量期間僅測量外周標記偏差中的ー些，并且使用這些結果計算伸縮的內插值，即使沒有執(zhí)行完全的計算。對于給定的掩模板，可以基于其設計來估計模型參數，然后基于實際曝光期間的實驗更新模型參數。替換地，在精確度足夠的情況下，可以對所有的掩模板、或對一般類型的掩模板使用單個模型。這些是具體應用的問題，它們全部在本領域技術人員的能力范圍內。應該理解，所述本發(fā)明可以應用在使用光刻控制單元LACU的合適編程的已有的設備中。控制單元LA⑶可以基于如圖10示出的計算機組件上。計算機組件可以是在根據本發(fā)明的組件的實施例中的控制單元形式的專用計算機，或可選地，是控制光刻設備的中央計算機。計算機組件可以布置用于裝載包括計算機可執(zhí)行編碼的計算機程序產品。這可以允許計算機組件在下載計算機程序產品時根據上述的方法應用光刻設備的新穎的操作。連接至處理器1227的存儲器12 可以包括類似硬盤1261、只讀存儲器 (ROM)じ62、可電擦除的可編程只讀存儲器(EEPROM) 1263以及隨機存儲器(RAM) 1264的多個存儲器部件。上面提到的存儲器部件不必都存在。此外，上述存儲器部件不必物理地靠近處理器1227或彼此靠近。它們可以位于離開一定距離的位置。處理器1227還可以連接至某些類型的用戶界面，例如鍵盤1265或鼠標1266。還可以使用本領域技術人員已知的觸摸屏、軌跡球、語音轉換器或其他界面。處理器1227可以連接至讀取單元1沈7，其布置用以從數據載體讀取例如計算機可執(zhí)行編碼形式的數據且在一些情況下在數據載體(例如可移除硬盤1268或⑶R0MU69) 上存儲數據。此外，可以使用本領域技術人員已知的DVD或其他數據載體。
處理器1227還可以連接至印刷機1270，以在紙上以及顯示器1271(例如監(jiān)視器或 LCD(液晶顯示器)或本領域技術人員已知的任何其他類型的顯示器)上印出輸出數據。處理器1227可以通過用于輸入/輸出(I/O)的發(fā)送機/接收機1273連接至通信網絡1272，例如公用電話交換網(PSTN)、局域網(LAN)、寬帶網(WAN)等。處理器1227可以布置成經由通信網絡1272與其他通信系統(tǒng)通信。在本發(fā)明的實施例中，例如個人操作計算機等外部計算機(未示出)可以經由通信網絡1272記錄在處理器1227中。處理器1227可以應用作為獨立的系統(tǒng)或作為并行地操作的多個處理単元，其中每個處理單元布置用以執(zhí)行較大程序的子任務。處理單元還可以分成具有若干個子處理單元的ー個或多個主處理單元。處理器1227的一些處理單元甚至可以距離其他處理單元一定距離，并且經由通信網絡1272通信。在光刻設備外部的単獨的處理單元可以用于例如這里描述的過程修改。可以觀察到，雖然在附圖中的所有連接被示出為物理連接，但是這些連接中的一個或多個可以是無線的。它們僅為了示出“連接的”単元布置成以某種方式彼此通信。計算機系統(tǒng)可以是具有模擬和/或數據和/或軟件技術的任何信號處理系統(tǒng)，布置用以執(zhí)行上述的功能。雖然在本文中詳述了光刻設備用在制造ICs (集成電路)，但是應該理解到，這里所述的光刻設備可以有其他應用，例如制造集成光學系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導和檢測圖案、 平板顯示器、液晶顯示器(IXDs)、薄膜磁頭等。本領域技術人員應該認識到，在這種替代應用的情況中，可以將這里使用的任何術語“晶片”或“管芯”分別認為是與更上位的術語“襯底”或“目標部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進行處理，例如在軌道(一種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進行顯影的工具)、量測工具和/ 或檢驗工具中。在可應用的情況下，可以將所述公開內容應用于這種和其他襯底處理工具中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產生多層IC，使得這里使用的所述術語“襯底”也可以表示已經包含多個已處理層的襯底。雖然上面詳述了本發(fā)明的實施例在光刻設備的應用，應該注意到，本發(fā)明可以有其它的應用，例如壓印光刻，并且只要情況允許，不局限于光學光刻。在壓印光刻中，圖案形成裝置中的拓撲限定了在襯底上產生的圖案?？梢詫⑺鰣D案形成裝置的拓撲印刷到提供給所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過施加電磁輻射、熱、壓カ或其組合來使所述抗蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之后，所述圖案形成裝置從所述抗蝕劑上移走，并在抗蝕劑中留下圖 ふ。這里使用的術語“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射 (例如具有約365、355、對8、193、157或126歷的波長)和極紫外(EUV)輻射(例如具有 5-20nm范圍的波長)，以及粒子束，例如離子束或電子束。在允許的情況下，術語“透鏡”可以表示不同類型的光學部件中的任何ー種或其組合，包括折射式的、反射式的、磁性的、電磁的以及靜電的光學部件。盡管以上已經描述了本發(fā)明的具體實施例，但應該認識到，本發(fā)明可以以與上述不同的方式來實現。例如，本發(fā)明可以采用包含用于描述ー種如上面公開的方法的ー個或更多個機器可讀指令序列的計算機程序的形式，或具有存儲其中的所述計算機程序的數據存儲介質(例如半導體存儲器、磁盤或光盤)的形式。
上面的說明書是示例性的，而不是限制性的。因此，本領域技術人員應該認識到， 在不脫離下面所給出的各項的范圍的情況下可以對本發(fā)明作出修改。本發(fā)明還可由以下實施例來實現1. ー種操作圖案形成裝置的方法，所述圖案形成裝置具有圖案化部分，所述圖案化部分在操作時用輻射束照射以便將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，所述方法包括(a)在圖案形成裝置的外周部分內設置圍繞圖案化部分分布的多個參考標記并且測量所述標記相對于彼此的位置；(b)在圖案形成裝置的操作周期之后，再次測量所述外周標記的位置；(c)通過參考外周標記的測量位置，計算在圖案形成裝置的圖案化部分內感興趣的ー個或多個位置處由所述輻射束加熱圖案形成裝置引起的局部位置偏差。2.如實施例1中提到的方法，其中計算步驟(C)包括(cl)選擇多對外周標記以便限定一組穿過圖案化部分的線，使得對于在所述圖案化部分內的多個子區(qū)，每個子區(qū)被所述線中的多于一條的線穿過；(c2)求解方程組以計算每個子區(qū)的伸縮，每個方程式將在所述線中的每一條的端部處的標記之間的所測量的位置偏差與沿所述線定位的子區(qū)的伸縮相關聯(lián)；(c3)通過組合在至少ー個所測量的外周標記和感興趣的位置之間的多個子區(qū)的所計算的伸縮，計算在感興趣的所述位置處的局部位置偏差。3.如實施例1或2所述的方法，還包括通過光刻過程用所述圖案化輻射束曝光村底的目標部分、以便將圖案從圖案形成裝置應用至襯底的曝光步驟(d)。4.如實施例3所述的方法，其中在不對每次曝光重復步驟(b)和(C)的情況下，重復曝光步驟(d)以將所述圖案應用至一個或多個襯底上的一系列的目標部分。5.如實施例4所述的方法，其中對裝載到光刻設備中的一系列襯底中的每ー個襯底執(zhí)行多次所述曝光步驟，并且主要在將新的襯底加載到所述設備中時執(zhí)行步驟(b)和
(C)6.如實施例3、4或5所述的方法，其中在測量用于對準圖案形成裝置和襯底的標記的位置的同時執(zhí)行步驟(b)。
7.如實施例3、4、5或6所述的方法，其中還測量相同的外周標記中的至少一部分用于對準圖案形成裝置和襯底。8.如實施例3-7中任一個所述的方法，其中步驟(d)包括根據計算步驟(c)的結果修改曝光步驟的至少ー個參數，以便減少所應用的圖案和襯底上已有的圖案之間的重疊誤差。9.如實施例3-8中任一個所述的方法，其中步驟(d)包括施加能量至圖案形成裝置以為隨后的曝光減少或修改局部位置偏差的分布。10.如實施例3-9中任一個所述的方法，其中步驟(b)和(c)的執(zhí)行之間的間隔隨著接連執(zhí)行的曝光數量的増加而變長。11.如前述實施例中任一個所述的方法，還包括更新步驟(e)在測量之間根據預測的升溫進度更新所計算的位置偏差。12.如前述實施例中任一個所述的方法，其中步驟(b)包括在空間敏感檢測器的附近形成每個外周標記的空間圖像，并且跨經所述檢測器掃描空間圖像以獲得在一個或多個維度上的位置信息。13.如實施例12中所述的方法，其中使用多個空間敏感檢測器并行地檢測多個空間圖像，并行地獲得針對多個所述外周標記的位置信息。14.如前述實施例中任一個所述的方法，其中圖案形成裝置的圖案化部分在范圍上是大體矩形的并且所述外周標記沿矩形的全部四個側邊分布。15.如前述實施例中任一個所述的方法，其中通過與采用所述圖案形成裝置的光刻設備的控制參數匹配的變形參數，間接表示在步驟(c)中計算的局部位置偏差。16.如前述實施例中任一個所述的方法，其中圖案形成裝置在圖案化部分內設置有其他標記，所述其他標記包含在步驟(b)中的測量中并且包含在步驟(c)中的計算中。17.如實施例16中所述的方法，其中每隔一段時間重復步驟(b)和(c)，所述其他標記與外周標記相比以較少頻率被測量。18. —種光刻設備，包括照射系統(tǒng)，配置成調節(jié)輻射束；支撐結構，構造成支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束以形成圖案化輻射束；襯底臺，構造成保持襯底；投影系統(tǒng)，配置成將圖案化輻射束投影到襯底的目標部分上；和控制器，布置用以控制所述襯底臺和所述圖案形成裝置相對于彼此以及相對于所述投影系統(tǒng)的移動，以便執(zhí)行一系列曝光操作，每個曝光操作將圖案應用至襯底上的目標部分，其中控制器布置成在多次曝光操作之前和之后測量分布在圖案形成裝置的外周部分中分布的多個參考標記的相對位置，并且由外周標記的所述測量值估計由在圖案形成裝置的圖案化部分內感興趣的ー個或多個位置處由所述輻射束加熱圖案形成裝置引起的局部位置偏差，并且根據估計的位置偏差修改隨后的曝光操作的ー個或多個參數。19.如實施例18所述的設備，其中所述控制器布置成通過下列步驟估計所述局部位置偏差選擇多對外周標記以便限定一組穿過圖案化部分的線，使得對于在所述圖案化部分內的多個子區(qū)，每個子區(qū)被所述線中的多于一條的線穿過；求解方程組以計算每個子區(qū)的伸縮，每個方程式將在所述線中的每一條的端部處的標記之間所測量的位置偏差與沿所述線定位的子區(qū)的伸縮相關聯(lián)；和通過組合在至少ー個所測量的外周標記和感興趣的位置之間的子區(qū)的所計算的伸縮，計算在所述感興趣的位置處的局部位置偏差。20.如實施例18或19所述的設備，其中所述控制器布置成重復所述外周標記的至少ー個子組的測量，并且在將新的襯底裝載至所述設備中時更新所估計的局部位置偏差。21.如實施例18、19或20所述的設備，其中所述控制器布置成在測量用于對準圖案形成裝置和襯底的標記的位置的同吋，重復對所述外周標記的至少ー個子組的測量。22.如實施例18、19、20或21所述的設備，其中所述控制器布置成使用相同的外周標記測量中的至少ー些用于對準圖案形成裝置和襯底。
23.如實施例18-22中任一個所述的設備，其中所述設備還包括用于施加能量至圖案形成裝置以為隨后的曝光減少或修改局部位置偏差的分布的布置。24.如實施例18-23中任一個所述的設備，其中所述控制器布置成在測量之間根據預測的升溫進度更新所估計的位置偏差。25.如實施例18-24中任一個所述的設備，其中所述設備包括至少ー個空間敏感檢測器，并且所述控制器布置成通過跨經所述空間敏感檢測器掃描每個外周標記的空間圖像以測量每個外周標記的位置。26.如實施例25所述的設備，其中所述設備包括多個空間敏感檢測器，并且所述控制器布置成使用多個空間敏感檢測器并行地檢測多個空間圖像并行地獲得所述多個外周標記的所述位置信息。27. 一種通過將來自圖案形成裝置的圖案應用至一系列襯底的制造器件的方法， 所述方法包括提供具有圖案化部分的圖案形成裝置；和在曝光操作中，使用輻射束照射所述圖案化部分，以便將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，并且用所述圖案化輻射束曝光村底的目標部分，以便通過光刻過程將來自圖案形成裝置的圖案應用至襯底；重復所述曝光操作以將圖案應用至一系列襯底上的目標部分；和通過下列步驟計算由在圖案形成裝置的圖案化部分內感興趣的ー個或多個位置處由所述輻射束加熱圖案形成裝置引起的局部位置偏差(a)在圖案形成裝置的外周部分內設置圍繞圖案化部分分布的多個參考標記并且測量所述標記相對于彼此的位置；(b)在圖案形成裝置的操作周期之后，再次測量所述外周標記的位置；(c)通過參考外周標記的測量位置，計算所述局部位置偏差。28.如實施例27所述的方法，其中根據所計算的局部位置偏差修改曝光操作的至少ー個參數，以便減少所應用的圖案和襯底上已有的圖案之間的重疊誤差。29. ー種有形的計算機可讀介質，具有用于使光刻設備或其他圖案化裝置的控制器執(zhí)行如實施例1_17、27以及28中任一個所述的方法的步驟的機器可執(zhí)行指令。
權利要求
1.一種操作圖案形成裝置的方法，所述圖案形成裝置具有圖案化部分，所述圖案化部分在操作中用輻射束照射以便將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束，所述方法包括(a)在所述圖案形成裝置的外周部分內設置圍繞所述圖案化部分分布的多個參考標記并且測量所述標記相對于彼此的位置；(b)在圖案形成裝置的操作周期之后，再次測量所述外周標記的位置；(c)通過參考所述外周標記的測量位置，計算在所述圖案形成裝置的所述圖案化部分內感興趣的一個或多個位置處由所述輻射束加熱所述圖案形成裝置引起的局部位置偏差。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述計算步驟(c)包括(Cl)選擇多對所述外周標記以便限定一組穿過所述圖案化部分的線，使得對于在所述圖案化部分內的多個子區(qū)，每個子區(qū)被所述線中的多于一條的線穿過；(c2)求解方程組以計算每個子區(qū)的伸縮，每個方程式將在所述線中的每一條線的端部處的標記之間的所測量的位置偏差與沿所述線定位的子區(qū)的伸縮相關聯(lián)；(c3)通過組合在至少一個測量的外周標記和感興趣的位置之間針對多個子區(qū)所計算的伸縮，計算在所述感興趣的位置處的局部位置偏差。
3.如權利要求1或2所述的方法，還包括通過光刻工藝用所述圖案化輻射束曝光襯底的目標部分、以便將圖案從圖案形成裝置施加至襯底的曝光步驟(d)。
4.如權利要求3所述的方法，其中，重復所述曝光步驟(d)以將所述圖案施加至在一個或多個襯底上的一系列目標部分，而不對于每次曝光重復步驟(b)和(C)。
5.如權利要求4所述的方法，其中，對加載到光刻設備中的一系列襯底中的每一個襯底執(zhí)行多次所述曝光步驟，并且主要在將新的襯底加載到所述設備中時執(zhí)行步驟(b)和(C)。
6.如權利要求3-5中任一項所述的方法，其中，所述步驟(d)包括根據計算步驟(c)的結果修改所述曝光步驟的至少一個參數，以便減少所施加的圖案和襯底上已有的圖案之間的重疊誤差。
7.如權利要求3-6中任一項所述的方法，其中，所述步驟(d)包括施加能量至所述圖案形成裝置以為隨后的曝光減少或修改局部位置偏差的分布。
8.如前述權利要求中任一項所述的方法，還包括更新步驟(e)在測量之間根據預測的升溫進度更新所計算的位置偏差。
9.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述圖案形成裝置的所述圖案化部分在范圍上成大體矩形，并且所述外周標記沿矩形的全部四條邊分布。
10.一種光刻設備，包括照射系統(tǒng)，配置成調節(jié)輻射束；支撐結構，構造用以支撐圖案形成裝置，所述圖案形成裝置能夠將圖案在輻射束的橫截面上賦予輻射束以形成圖案化的輻射束； 襯底臺，構造用以保持襯底；投影系統(tǒng)，配置成將圖案化輻射束投影到襯底的目標部分上；和控制器，布置用以控制所述襯底臺和所述圖案形成裝置相對于彼此以及相對于所述投影系統(tǒng)的移動，以便執(zhí)行一系列曝光操作，每個曝光操作將圖案施加至襯底上的目標部分， 其中，所述控制器布置成在多次曝光操作之前和之后，測量分布在所述圖案形成裝置的外周部分內的多個參考標記的相對位置，并且由外周標記的所述測量值估計由在所述圖案形成裝置的所述圖案化部分內感興趣的一個或多個位置處由所述輻射束加熱所述圖案形成裝置引起的局部位置偏差，并且根據估計的位置偏差修改隨后的曝光操作的一個或多個參數。
11.根據權利要求10所述的設備，其中，所述控制器布置成通過下列步驟估計所述局部位置偏差選擇多對所述外周標記以便限定一組穿過所述圖案化部分的線，使得對于在所述圖案化部分內的多個子區(qū)，每個子區(qū)被所述線中的多于一條的線穿過；求解方程組以計算每個子區(qū)的伸縮，每個方程式將在所述線中的每一條線的端部處的標記之間的所測量的位置偏差與沿所述線定位的子區(qū)的伸縮相關聯(lián)；和通過組合針對在至少一個測量的外周標記和感興趣的位置之間的多個子區(qū)所計算的伸縮，計算在所述感興趣的位置處的局部位置偏差。
12.根據權利要求10或11所述的設備，其中，所述控制器布置成重復所述外周標記的至少一個子組的測量，并且在將新的襯底加載至所述設備中時更新所估計的局部位置偏差。
13.根據權利要求10或11或12所述的設備，其中，所述控制器布置成在測量用于對準圖案形成裝置和襯底的標記的位置的同時，重復對所述外周標記的至少一個子組的測量。
14.根據權利要求10-13中任一項所述的設備，其中，所述設備還包括施加能量至所述圖案形成裝置、以為隨后的曝光減少或修改局部位置偏差的分布的布置。
15.根據權利要求10-14中任一項所述的設備，其中，所述控制器布置成在測量之間根據預測的升溫進度更新所估計的局部位置偏差。
全文摘要
一種方法用以確定在襯底上的光刻工藝中使用的光刻設備的焦距。光刻工藝用以在襯底上形成至少兩個周期結構。每個結構具有以襯底上的光刻設備的焦距的不同函數變化的相對的側壁角之間具有不對稱的至少一個特征。測量通過引導輻射束到至少兩個周期結構上產生的光譜并由所測光譜確定特征的每一個的不對稱的比值。使用所確定的比值和每一個特征的焦距和側壁不對稱之間的關系以確定襯底上的焦距。
文檔編號G03F1/44GK102540700SQ20111037326
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權日2010年11月30日
發(fā)明者A·M·范德維倫, K·Z·特魯斯特, V·普洛斯因特索夫, W·J·維尼瑪 申請人:Asml荷蘭有限公司