[发明专利]光刻装置及用于校准该光刻装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光刻装置和用于校准该光刻装置的方法。

背景技术

光刻装置是一种将所需图案作用于基底的目标部分上的机器。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，光刻构图部件，可替换地称作“掩模”或“中间掩模版”，可用于产生对应于IC一个单独层的电路图案，该图案可以成像在具有辐射敏感材料(即抗蚀剂)层的基底(例如硅晶片)的目标部分上(例如包括部分、一个或者多个管芯)。

一般地，单个基底将包含依次曝光的相邻目标部分的网格。已知的光刻装置包括所谓的步进器，其中通过将全部图案一次曝光在目标部分上而辐射每一目标部分，而在所谓的扫描器中，通过投射光束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案、并同时沿与该方向平行或者反平行的方向同步扫描基底来辐射每一目标部分。

这里使用的术语“构图部件”应广义地解释为涉及能够给辐射束赋予带图案的截面的装置，以便在基底的目标部分上形成图案。应该注意，赋予投射光束的图案可以不与在基底的目标部分上的所需图案完全一致。一般地，赋予投射光束的图案与在目标部分中形成的器件如集成电路(IC)的特定功能层相对应。

构图部件可以是透射的或是反射的。构图部件的示例包括掩模，可编程反射镜阵列和可编程LCD控制板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二进制型、交替相移型、和衰减相移型的掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的一个例子是利用微小反射镜的矩阵排列，每个反射镜能够独立地倾斜，从而沿不同方向反射入射的辐束；按照这种方式，对反射光束进行构图。

光刻装置一般采用运动控制系统。该运动控制系统包括位置检测器，该位置检测器用于检测基底台在至少一个平面内即在至少两个维度的位置，和用于根据该位置检测器提供的输出信号驱动致动装置而构成的控制器。这样，该运动控制系统确保由于用位置检测器检测基底台的位置而使该基底台位于正确位置(在一定的公差范围内)，并且通过控制器的适当作用减小检测到的位置与所需位置之间的差。因此，该位置检测器和控制器构成前馈和/或反馈控制系统的一部分。

在目前的光刻装置中，基底台(有时也成为晶片台或晶片工作台)的所需精度在纳米的数量级。因此，根据现有技术情况需要位置检测器达到这种高精度。而且，对位置检测器的要求也很高，其中当根据现有技术情况的光刻装置中的基底台能够在两个维度上即在覆盖大约0.5×0.5的平面内移动时，需要该位置检测器工作的范围包括大约0.5m的移动范围。为了达到这些要求，根据现有技术的情况，位置检测器包括一个或多个干涉仪，优选的是一个干涉仪用于第一维度，一个干涉仪用于垂直于第一维度的第二维度。但是，这些干涉仪的缺点在于它们是昂贵的位置检测器。

在目前的现有技术情况下公知的另一种类型的位置检测器是光学编码器。该编码器由光源、光栅和检测器组成。通过相对于光源和检测器移动光栅，由于例如反射或透射变化，通过检测器接收的光图案发生变化。这样，将光栅放置在从光源到检测器的光路中，通过光栅的移动，由检测器接收到的图案发生变化。根据这些变化，可以计算出光栅相对于光源和检测器的位移。根据这些位移并已知起始位置，可以计算出某一位置。如本领域的技术人员已知的，上面描述了增量编码器，本领域的技术人员将熟知可以存在绝对编码器。

在共同未决的美国专利公开申请US2002/0041380中已经描述了一种特殊类型的光学编码器，其在这里引入作为参考。这种光学编码器包括衍射型编码器，其包括用于产生光束的光束发生器、第一光栅、可相对于第一光栅移动的第二光栅，和检测器，该检测器设置为检测光束在第一和第二光栅上衍射的衍射光束，这些光栅之一与基底台机械连接，另一个与光刻装置的参考基座机械连接，基底台的移动导致第一光栅相对于第二光栅的移动，并且在操作中导致衍射光束的变化。

已知的光刻装置包括用于控制基底台的移动的运动控制系统。在运动控制系统的控制下，基底台可在至少两个方向上移动。基底台的移动理解为基底台相对于投影系统的移动，即，基底台的移动导致带图案的辐射束相对于基底的移动。

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