專利名稱：利用至少兩個(gè)波長的光刻系統(tǒng)的對準(zhǔn)系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光刻裝置的對準(zhǔn)系統(tǒng)，以及具有這種對準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻裝置，尤其涉及可以利用至少兩個(gè)單獨(dú)的波長信號檢測對準(zhǔn)標(biāo)記位置的對準(zhǔn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光刻裝置是制造集成電路和/或其他微型設(shè)備的主要部件。借助于這種裝置，不同的掩膜圖案順次成像到基底上精確對準(zhǔn)的位置，如半導(dǎo)體晶片或LCD板?；卓梢栽谝呀?jīng)彼此對準(zhǔn)的連續(xù)圖像之間經(jīng)歷物理和化學(xué)變化。在基底用至少一個(gè)掩膜圖案的像曝光之后從裝置中移開，并且在基底經(jīng)歷理想的加工步驟之后，為了用另外的掩膜圖案的像對其進(jìn)行曝光而將其放回，等等，但必須確保另外的掩膜圖案和隨后的掩膜圖案的像相對于基底上至少一個(gè)已經(jīng)曝光的像精確定位。為此，光刻裝置配有對準(zhǔn)系統(tǒng)，利用該對準(zhǔn)系統(tǒng)，使基底上的對準(zhǔn)標(biāo)記相對于掩膜上的對準(zhǔn)標(biāo)記來對準(zhǔn)。
光刻裝置不僅可以用于制造IC，而且可以用于制造具有細(xì)節(jié)尺寸為1微米或更小數(shù)量級的其他結(jié)構(gòu)。例如磁疇存儲器的集成的或總體的光學(xué)系統(tǒng)或者導(dǎo)向和檢測圖形結(jié)構(gòu)、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)結(jié)構(gòu)，以及液晶顯示板結(jié)構(gòu)。在制造這些結(jié)構(gòu)中，必須使掩膜圖案的像相對于已經(jīng)曝光到基底上的像非常精確地對準(zhǔn)。
光刻裝置可以是步進(jìn)裝置或者分步-掃描裝置。在步進(jìn)(stepping)裝置中，掩膜圖案一次曝光成像在一個(gè)基底的曝光區(qū)域。隨后，基底如此相對于掩膜移動將下一個(gè)曝光區(qū)域置于掩膜圖案和投影透鏡系統(tǒng)下面，掩膜圖案成像于該下一曝光區(qū)域上。重復(fù)這一過程直到基底的所有曝光區(qū)域都有掩膜圖案成像。在分步-掃描(step-and-scan)裝置中，也進(jìn)行上述步進(jìn)過程，但是掩膜圖案不是一次曝光成像，而是經(jīng)過掃描移動成像。在掩膜圖案成像的過程中，基底與掩膜同時(shí)相對于投影系統(tǒng)和投射束移動，同時(shí)考慮投影系統(tǒng)的放大率。掩膜圖案連續(xù)曝光部分的一系列并置的部分圖像成像在一個(gè)曝光區(qū)域中。掩膜圖案在曝光區(qū)域完全成像之后，對下一個(gè)曝光區(qū)域進(jìn)行這一步驟?？赡艿膾呙柽^程在1986年5月的雜志“Semiconducors International”中第137-142頁，由D.A.Markle撰寫的論文“Sub-micron 1∶1 Optical Lithography”中記載。
美國專利5,243,195公開了一種配有對準(zhǔn)系統(tǒng)并用于制造IC的光學(xué)光刻裝置。該對準(zhǔn)系統(tǒng)包括用于使基底對準(zhǔn)標(biāo)記相對于該對準(zhǔn)單元對準(zhǔn)的偏軸對準(zhǔn)單元。此外，該對準(zhǔn)系統(tǒng)包括用于使基底標(biāo)記經(jīng)投影透鏡(TTL)相對于掩膜標(biāo)記對準(zhǔn)的第二對準(zhǔn)單元。經(jīng)投影透鏡的對準(zhǔn)(軸上對準(zhǔn)on-axis alignment)經(jīng)常用于許多當(dāng)代光學(xué)光刻裝置中，并提供以下優(yōu)勢，基底和掩膜可以直接彼此對準(zhǔn)。當(dāng)使用偏軸對準(zhǔn)方法時(shí)，必須考慮美國專利5,243,195中所述的基線位移量。然而，隨著IC部件尺寸的不斷減小和復(fù)雜性的提高，已經(jīng)證實(shí)軸上對準(zhǔn)系統(tǒng)難以得到改進(jìn)以實(shí)現(xiàn)所需的精密度和準(zhǔn)確度。
基底每單位表面積的電子元件的數(shù)量增長以及這些元件的尺寸合成越來越小，對制造集成電路的精度有的要求日益嚴(yán)格。因此依次掩膜成像在基底上的位置必須越來越準(zhǔn)確地固定。在制造具有更小線寬的新一代IC時(shí)，必須提高對準(zhǔn)精度，或者換句話說，必須可以檢測更小的偏差，從而使對準(zhǔn)系統(tǒng)的分辨能力得以提高。另一方面，由于在減小線寬的情況下需要投影透鏡系統(tǒng)更大的數(shù)值孔徑(NA)，因此也必須對基底的平面度有更嚴(yán)格的要求。該系統(tǒng)的焦深隨NA增大而減小。由于某些像場彎曲出現(xiàn)在投影透鏡系統(tǒng)中所希望的相對較大的像場處，因此基底上幾乎不會有不均勻。為了得到基底的理想平面度，已經(jīng)提出在光刻裝置中通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)方法，在用不同掩膜圖案進(jìn)行兩個(gè)連續(xù)曝光之間對基底進(jìn)行拋光。然而，該拋光過程影響軸上對準(zhǔn)方法的精度。在軸上對準(zhǔn)方法中，光柵用作基底對準(zhǔn)標(biāo)記，由該光柵衍射的第一級子光束用于將基底標(biāo)記成像在掩膜標(biāo)記上。在該方法中，當(dāng)基底光柵標(biāo)記的重力點(diǎn)相對于掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記的重力點(diǎn)對準(zhǔn)時(shí)，假定基底相對于掩膜準(zhǔn)確對準(zhǔn)。在這種情況下，假定每個(gè)光柵標(biāo)記的重力點(diǎn)與光柵的幾何中心重合。然而，CMP方法使基底光柵標(biāo)記不對稱，從而使該對準(zhǔn)方法不再可靠。此外，各種工藝步驟使對準(zhǔn)標(biāo)記發(fā)生變化，包括引入不對稱性和基底光柵標(biāo)記的溝槽有效深度的變化。由于從這種相位光柵反射的單色光的信號強(qiáng)度隨溝槽深度周期性變化，因此某些情況下該工藝檢測不到光柵標(biāo)記，或者在其他情況下僅提供微弱的信號。這會導(dǎo)致對準(zhǔn)系統(tǒng)穩(wěn)定性的降低，在該對準(zhǔn)系統(tǒng)中，存在因信號強(qiáng)度損耗而不能進(jìn)行預(yù)計(jì)的對準(zhǔn)檢測的情況。如果使用微弱信號確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置，還會導(dǎo)致對準(zhǔn)精確度的降低。減輕該問題的一種方案是使用兩個(gè)獨(dú)立的波長來照射和檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。然而，在這種系統(tǒng)中使用的光源在光譜的可見區(qū)，例如，紅色和綠色激光，導(dǎo)致在兩個(gè)波長處的信號均很弱的情況，由此帶來基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的穩(wěn)定性和檢測精確度的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種用于光刻裝置的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其具有改進(jìn)的對準(zhǔn)精度(或準(zhǔn)確度)和/或穩(wěn)定性。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這個(gè)和其他目的，用于光刻裝置的對準(zhǔn)系統(tǒng)配有第一波長和第二波長處的對準(zhǔn)輻射源；檢測系統(tǒng)，具有第一波長通道和第二波長通道，其中設(shè)置第一波長通道接收來自第一波長的對準(zhǔn)標(biāo)記的對準(zhǔn)輻射，設(shè)置第二波長通道接收來自第二波長的對準(zhǔn)標(biāo)記的對準(zhǔn)輻射；以及與檢測系統(tǒng)相聯(lián)系的定位單元。定位單元處理來自第一波長通道或第二波長通道或組合第一及第二波長通道的信息，從而根據(jù)組合信息，相對于第二物體標(biāo)上基準(zhǔn)位置確定第一物體上對準(zhǔn)標(biāo)記位置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光刻裝置具有照射輻射源；基底臺部件，設(shè)置在來自所述照射源的照射輻射的輻射路徑上；分化板臺部件，設(shè)置在所述照射源和所述基底臺部件之間所述照射輻射的所述輻射路徑上；投影系統(tǒng)，設(shè)置在所述分化板臺部件和所述基底臺部件之間；以及對準(zhǔn)系統(tǒng)，設(shè)置在所述基底臺部件和所述分化板臺部件中至少一個(gè)附近。該對準(zhǔn)系統(tǒng)包括第一波長和第二波長處的對準(zhǔn)輻射源；檢測系統(tǒng)，具有第一波長通道和第二波長通道，其中設(shè)置第一波長通道接收來自第一波長處的對準(zhǔn)標(biāo)記的對準(zhǔn)輻射，設(shè)置第二波長通道接收來自第二波長通道處的對準(zhǔn)標(biāo)記的對準(zhǔn)輻射；以及與檢測系統(tǒng)相聯(lián)系的定位單元。定位單元處理來自第一和第二波長通有組合信息，從而根據(jù)組合信息相對于第二目標(biāo)上基準(zhǔn)位置確定第一目標(biāo)上對準(zhǔn)標(biāo)記位置。對準(zhǔn)系統(tǒng)可以位于遠(yuǎn)離照射輻射的輻射路徑。需要來自對準(zhǔn)系統(tǒng)的對準(zhǔn)輻射能到達(dá)基底臺部件。本發(fā)明的另一方面提供一種檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，該方法包括用具有至少兩個(gè)不同照射波長的照射輻射束來照射對準(zhǔn)標(biāo)記；檢測來自至少兩個(gè)不同照射波長中的第一波長處對準(zhǔn)標(biāo)記的照射輻射，并輸出第一波長信號；檢測來自至少兩個(gè)不同照射波長中的第二波長處對準(zhǔn)標(biāo)記的照射輻射，并輸出第二波長信號；根據(jù)第一和第二波長信號確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。


圖1光刻裝置描繪根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置；圖2示出了基底對準(zhǔn)標(biāo)記的實(shí)施例；圖3示出了使掩膜標(biāo)記和相應(yīng)的基底標(biāo)記彼此對準(zhǔn)的雙對準(zhǔn)單元的實(shí)施例；圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有偏軸對準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻裝置；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的偏軸對準(zhǔn)單元的實(shí)施例；圖6示出了用于本發(fā)明實(shí)施例的具有參考光柵的板；圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例中通過楔塊元件的偏轉(zhuǎn)；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一和第二透鏡系統(tǒng)在對準(zhǔn)單元中的排列；圖9示出了在對準(zhǔn)單元的第二實(shí)施例中用作偏轉(zhuǎn)元件結(jié)構(gòu)的一組楔形板；圖10示出了這組楔形板如何偏轉(zhuǎn)子光束；圖11示出了在應(yīng)用兩個(gè)波長對準(zhǔn)輻射的對準(zhǔn)單元的實(shí)施例中，子光束在這種楔形板平面上的位置；圖12示出了使用兩個(gè)波長的對準(zhǔn)單元的實(shí)施例；圖13示出了在該實(shí)施例中使用的優(yōu)選分束器；圖14示出了對準(zhǔn)單元相對于投影透鏡和基底的位置；圖15示出了對于紅色(633nm)和綠色(532nm)對準(zhǔn)輻射，對準(zhǔn)信號強(qiáng)度作為標(biāo)記深度函數(shù)的例子；圖16示出使用對準(zhǔn)信號強(qiáng)度數(shù)字波長切換和對準(zhǔn)信號強(qiáng)度變量波長切換方案，不對稱標(biāo)記的對準(zhǔn)位置對比標(biāo)記深度的變化；圖17示出對于幾個(gè)MRT因數(shù)(可選擇的閾值)值的對準(zhǔn)信號強(qiáng)度變量波長切換權(quán)重因數(shù)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在在參考作為特定實(shí)施例的實(shí)例描述根據(jù)本發(fā)明的方法和器件。本發(fā)明的廣義原理不僅限于這些特定描述的實(shí)施例中。本發(fā)明將參考用于光刻系統(tǒng)的對準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行描述，該系統(tǒng)包括兩種對準(zhǔn)系統(tǒng)軸上(on-axis)(也稱為“軸上的”)和偏軸(off-axis)(“偏軸的”)對準(zhǔn)系統(tǒng)，它們可以結(jié)合使用以獲得掩膜相對于基底(“工件”)的最終的對準(zhǔn)。軸上對準(zhǔn)系統(tǒng)可以具有獨(dú)立于照明對準(zhǔn)標(biāo)記輻射源的單獨(dú)輻射源，如在透過鏡頭(TTL)或透過分化板(TTR)系統(tǒng)中，或者可以采用曝光輻射同一輻射源。下面的實(shí)例描述與偏軸系統(tǒng)(OAS)結(jié)合的TTL系統(tǒng)作為本發(fā)明的實(shí)施例。此外，本發(fā)明展望了應(yīng)用于具有折射投影系統(tǒng)的光刻系統(tǒng)，以及使用比當(dāng)前采用的波長更短的電磁輻射的其它類型光刻系統(tǒng)，使用反射和/或衍射成像光學(xué)器件的系統(tǒng)，和/或使用磁，電磁和/或靜電成像光學(xué)的其它類型輻射，其它類型的輻射如帶電粒子束，例如電子束或離子束。
我們現(xiàn)在描述具有軸上對準(zhǔn)單元和其他測量系統(tǒng)的光刻裝置，作為結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的例子。
圖1概略地示出將掩膜圖案分步-掃描成像到基底上的裝置中的實(shí)施例的光學(xué)元件。該裝置包括作為其主要部件的、結(jié)合投影系統(tǒng)PL的投影柱。位于投影系統(tǒng)一端的是其上要來成像的掩膜MA的掩膜支架MH。掩膜支架是掩膜臺MT的一部分?；着_WT設(shè)置在投影透鏡系統(tǒng)PL的另一端。該工作臺包括用于支撐配有光敏層的基底W的基底支架WH。掩膜圖案C必須在光敏層上多次成像，每一次成像在不同的區(qū)域，基底區(qū)域Wd?；着_可沿X和Y方向移動，從而使掩膜圖案在第一基底區(qū)域成像之后，可將隨后的基底區(qū)域置于掩膜圖案之下。
裝置還包括配有輻射源LA的照明系統(tǒng)，例如氪-氟(Krypton-Fluoride)準(zhǔn)分子激光器或汞燈，透鏡系統(tǒng)LS，反射鏡RE以及聚光透鏡CO。照明系統(tǒng)提供的投影束PB照射掩膜圖案C。該圖案被投影透鏡系統(tǒng)PL成像在基底W的基底區(qū)域上。投影透鏡系統(tǒng)具有例如M＝1/4的放大率，NA＝0.6的數(shù)值孔徑，以及直徑22mm的衍射受限像場。
該裝置進(jìn)一步配有許多測量系統(tǒng)，即用于將掩膜MA和基底W在XY平面內(nèi)彼此對準(zhǔn)的系統(tǒng)，用于確定基底支架而后確定基底的位置和方位的干涉儀系統(tǒng)，以及對焦誤差檢測系統(tǒng)，用于確定投影透鏡系統(tǒng)PL的焦平面或像平面與基底W的表面之差。這些測量系統(tǒng)是伺服系統(tǒng)的部分，伺服系統(tǒng)包括電子信號處理和控制電路以及驅(qū)動器，或者傳動器，利用該系統(tǒng)并參考測量系統(tǒng)提供的信號可對基底的位置和方向以及聚焦進(jìn)行校正。
對準(zhǔn)系統(tǒng)利用掩膜MA中的兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記M1和M2，如圖1右上方所示。如圖2所示，這些標(biāo)記可以是衍射光柵，但也可以是其他通常與周圍環(huán)境可光學(xué)區(qū)分的如正方形或條帶的標(biāo)記。對準(zhǔn)標(biāo)記可以是兩維的，即它們向兩個(gè)互相垂直的方向延伸，例如圖1中的X和Y方向，或者可以與其它標(biāo)記一起使用向兩個(gè)互相垂直的方向延伸，例如X和Y方向?；譝例如是半導(dǎo)體基底，有至少兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記，對準(zhǔn)標(biāo)記是兩維衍射光柵，圖1示出了其中的兩個(gè)，P1和P2。標(biāo)記P1和P2位于基底W上的設(shè)備區(qū)域以外。光柵標(biāo)記P1和P2優(yōu)選為相位光柵，光柵標(biāo)記M1和M2優(yōu)選為振幅光柵。其它類型的對準(zhǔn)標(biāo)記可以沿鄰近電路之間的刻劃線提供。
圖1示出軸上對準(zhǔn)單元的特定實(shí)施例，即一個(gè)雙對準(zhǔn)單元，其中所用的兩個(gè)對準(zhǔn)光束b和b’分別用于對準(zhǔn)在掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記M2上的基底對準(zhǔn)標(biāo)記P2，以及用于對準(zhǔn)在掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記M1上的基底對準(zhǔn)標(biāo)記P1。光束b由反射元件30，例如反射鏡，向棱鏡26的反射面27反射。反射面27向基底對準(zhǔn)標(biāo)記P2反射光束b，標(biāo)記P2將一部分輻射b1發(fā)送到相關(guān)聯(lián)的掩膜標(biāo)記M，在該處形成標(biāo)記P2的像。反射元件11，例如棱鏡，將經(jīng)過標(biāo)記M2的輻射引向輻射敏感檢測器13。
第二對準(zhǔn)光束b′通過反射鏡31向投影透鏡系統(tǒng)PL中的反射器29反射。反射器將光束b′傳送到棱鏡26的第二反射面28，該表面將光束b′導(dǎo)向基底對準(zhǔn)標(biāo)記P1上。該標(biāo)記將光束b′的一部分輻射b1′反射到掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記M1，標(biāo)記P1的像在對準(zhǔn)標(biāo)記M1上形成。穿過標(biāo)記M1的光束b1′的輻射通過反射器11′導(dǎo)向輻射敏感檢測器13′。
圖2以放大的比例示出了相位光柵形式的兩個(gè)相同基底標(biāo)記之一的實(shí)施例。這種光柵包括四個(gè)子光柵P1，a，P1，b，P1，c，P1，d，其中的兩個(gè)P1，b和P1，d用于沿X方向?qū)?zhǔn)，另兩個(gè)P1，a和P1，c用于沿Y方向?qū)?zhǔn)。兩個(gè)子光柵P1，b和P1，c具有例如16μm的光柵周期，子光柵P1，a和P1，d具有例如17.6μm的光柵周期。每個(gè)子光柵具有例如200×200μm的尺寸。原則上小于0.1μm的對準(zhǔn)精度可以利用該光柵標(biāo)記和適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。通過選擇不同的光柵周期，可以擴(kuò)大對準(zhǔn)單元的捕獲范圍(capture range)。該范圍例如是44μm。
圖3更詳細(xì)地示出稍做修改的對準(zhǔn)單元的光學(xué)元件。雙對準(zhǔn)單元包括兩個(gè)分開且相同的對準(zhǔn)系統(tǒng)AS1和AS2，它們關(guān)于投影透鏡系統(tǒng)PL的光軸AA’對稱放置。對準(zhǔn)系統(tǒng)AS1與掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記M2相關(guān)聯(lián)，對準(zhǔn)系統(tǒng)AS2與掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記M1相關(guān)聯(lián)。兩個(gè)對準(zhǔn)系統(tǒng)中對應(yīng)的元件用相同的參考數(shù)字表示，系統(tǒng)AS2中的參考數(shù)字加了撇，從而區(qū)別于系統(tǒng)AS1對應(yīng)元件的參考數(shù)字。
現(xiàn)在描述系統(tǒng)AS1的結(jié)構(gòu)以及一種方法，在該方法中利用該系統(tǒng)來確定掩膜標(biāo)記M2和例如基底標(biāo)記P2相互之間的位置。
對準(zhǔn)系統(tǒng)AS1包括輻射源1，例如氦-氖激光器，射出對準(zhǔn)光束b。該光束由分束器2反射到基底W。分束器可包括半透鏡或者半透棱鏡，但是優(yōu)選由位于λ/4板3之前的偏振敏感分光棱鏡2構(gòu)成，其中λ是光束b的波長。投影透鏡系統(tǒng)PL將光束b在基底W上聚焦成直徑1mm數(shù)量級的小輻射斑V?；讓⒐馐囊徊糠謆1向掩膜MA反射。光束b1穿過投影透鏡系統(tǒng)PL，該系統(tǒng)將輻射斑V成像在掩膜上。在基底布置在光刻裝置中以前，就已經(jīng)在與裝置相耦合的預(yù)對準(zhǔn)位置進(jìn)行預(yù)對準(zhǔn)，所述預(yù)對準(zhǔn)位置例如在EP專利申請0164165中所公開的，使得輻射斑V位于基底標(biāo)記P2上。該標(biāo)記隨后由光束b1成像在掩膜標(biāo)記M2上。由于考慮到投影透鏡系統(tǒng)的放大率M，掩膜標(biāo)記M2的尺寸適合于基底標(biāo)記P2的尺寸，使得兩個(gè)標(biāo)記相互準(zhǔn)確的定位時(shí)，標(biāo)記P2的像與標(biāo)記M2的像精確地重合。
在光束b和b1沿路徑到達(dá)基底W并由此射出時(shí)，兩個(gè)光束兩次穿過λ/4板3，該板的光軸與來自光源1的線性偏振光束b的偏振方向成45°角。然后光束b1穿過λ/4板后其偏振方向相對光束b旋轉(zhuǎn)90°，使光束b1可以通過偏振分光棱鏡。利用偏振分光棱鏡和λ/4板的組合在將對準(zhǔn)光束耦合到對準(zhǔn)系統(tǒng)的輻射路徑時(shí)提供了最小輻射損耗的優(yōu)點(diǎn)。
經(jīng)過對準(zhǔn)標(biāo)記M2的光束b1被棱鏡11反射，并由例如另一個(gè)反射棱鏡12導(dǎo)向輻射敏感檢測器13。所述檢測器，例如可以是合成的光敏二極管，包括例如與圖2所示子光柵數(shù)目一致的四個(gè)獨(dú)立的輻射敏感區(qū)域子光柵。檢測器區(qū)域的輸出信號是標(biāo)記M2與基底標(biāo)記P2的像重合的尺寸。這些信號可以進(jìn)行電子處理，并通過驅(qū)動系統(tǒng)(未示出)彼此相對地移動掩膜和基底，使標(biāo)記P的像與標(biāo)記M重合。這樣就獲得了自動對準(zhǔn)系統(tǒng)。
分束器14例如以部分透明棱鏡的形式設(shè)置在棱鏡11和檢測器13之間，將光束b1的一部分分為b2。分開的光束例如通過兩個(gè)透鏡15和16入射到連接到監(jiān)視器(未示出)的電視攝像機(jī)17上，光刻裝置的操作人員可在監(jiān)視器上看到對準(zhǔn)標(biāo)記P2和M2。然后操作人員可以確定兩個(gè)標(biāo)記是否重合，并且通過操縱者移動基底W使標(biāo)記重合。
與前述標(biāo)記P2和M2相類似，標(biāo)記M1和P2以及標(biāo)記M1和P1可以相互對準(zhǔn)。對準(zhǔn)系統(tǒng)AS2用在最后提及的兩個(gè)對準(zhǔn)。
關(guān)于雙對準(zhǔn)單元的結(jié)構(gòu)和對準(zhǔn)程序方面進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，參考美國專利US4,778,275，該專利在這里引入作為參考。
圖1所示軸上對準(zhǔn)單元的實(shí)施例特別適合于下面的裝置，在該裝置中，使用例如為248nm的短波長的投射束PB，以及例如為633nm的相對大波長的對準(zhǔn)光束。
由于投影透鏡系統(tǒng)是為投射束PB的波長設(shè)計(jì)的，因此當(dāng)系統(tǒng)PL用于借助對準(zhǔn)光束將對準(zhǔn)標(biāo)記P1，P2和M1和M2在彼此上成像時(shí)發(fā)生差異。例如，基底對準(zhǔn)標(biāo)記不在掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記所位于的掩膜圖案的平面內(nèi)，而是成像在距離該平面給定的距離處，該距離取決于投射光束和對準(zhǔn)光束的波長差以及投射透鏡元件材料相對于兩個(gè)波長的折射率之差。如果投射束具有例如為248nm的波長，并且對準(zhǔn)光束的波長為633nm，那么所述距離為2mm。此外，由于所述的波長差，基底對準(zhǔn)標(biāo)記以一定的放大率成像在掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記上，所述放大率不同于理想放大率，并隨著波長差的增長而增長。
為了校正所述差值，投影透鏡系統(tǒng)PL包括額外的透鏡，即校正透鏡25。該校正透鏡安排在投影透鏡中這樣的高度處，使得一方面，在校正透鏡的平面中，將對準(zhǔn)光束不同衍射級的子光束充分分離，從而能夠分別影響這些子光束，所述的子光束源自基底對準(zhǔn)標(biāo)記并且也由基底對準(zhǔn)標(biāo)記的衍射產(chǎn)生，另一方面，可忽略校正透鏡對投射束和由此形成的掩膜圖案像的影響。校正透鏡優(yōu)選設(shè)置在投影透鏡系統(tǒng)的傅立葉平面(Fourier Plane)上。如圖3所示，如果校正透鏡25位于對準(zhǔn)光束b和b′的主光線彼此相交的平面上，那么該透鏡可以校正上述兩個(gè)對準(zhǔn)光束。
如果需要，光楔或如衍射元件的其他偏轉(zhuǎn)元件可以設(shè)置在對準(zhǔn)光束路徑上接近對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。利用這樣的沒有在圖3示出的偏轉(zhuǎn)元件，可以防止在由檢測器13或13′接收到的選定對準(zhǔn)光束部分中的無意識相位差檢測所引起的對準(zhǔn)誤差，如果來自基底對準(zhǔn)標(biāo)記的對準(zhǔn)光束部分的對稱軸不垂直于掩膜板則會產(chǎn)生上述相位差，從而導(dǎo)致在該板上發(fā)生偽反射。配有這種偏轉(zhuǎn)元件的對準(zhǔn)單元在EP專利申請0467445中披露。
除了整體對準(zhǔn)標(biāo)記P1和P2，如圖1所示，該標(biāo)記用于將整個(gè)基底與掩膜對準(zhǔn)，這被稱為整體對準(zhǔn)，基底還可以具有更多的到每一個(gè)設(shè)備區(qū)域的對準(zhǔn)標(biāo)記用來將每個(gè)設(shè)備區(qū)域分別與掩膜圖案對準(zhǔn)。掩膜還可以包括兩個(gè)以上的對準(zhǔn)標(biāo)記，其他對準(zhǔn)標(biāo)記可以用來例如測量掩膜相對于Z軸的旋轉(zhuǎn)從而校正該旋轉(zhuǎn)。
光刻裝置進(jìn)一步包括對焦誤差檢測系統(tǒng)，用于確定投影透鏡系統(tǒng)PL的焦平面和基底W的表面之間的偏離，從而校正該偏離，例如沿其軸，Z軸移動投射透鏡。所述聚焦誤差檢測系統(tǒng)可以包括元件40，41，42，43，44，45和46，這些元件位于固定連接到投影透鏡系統(tǒng)的支架上(未示出)。參考數(shù)字40表示輻射源，例如二極管激光器，該輻射源射出對焦光束b3。該光束通過反射棱鏡42以小角度引導(dǎo)至基底上。由基底反射的光束通過棱鏡43導(dǎo)向回射器44。元件44本身反射光束，使光束(b′3)沿棱鏡43，基底W和棱鏡42的反射再一次通過相同的路徑。
光束b′3經(jīng)部分反射元件41和反射元件45到達(dá)輻射敏感檢測系統(tǒng)46。檢測系統(tǒng)包括，例如位置相關(guān)檢測器，或兩個(gè)獨(dú)立的檢測器。由光束b′3在系統(tǒng)上形成的輻射光斑的位置取決于投影透鏡系統(tǒng)的焦平面與基底W平面重合的程度。對對焦誤差檢測系統(tǒng)的詳細(xì)描述，參見美國專利US4,356,392。
為了精確地確定基底支架的X和Y位置，提供具有多軸干涉儀系統(tǒng)的步進(jìn)光刻裝置。美國專利US4,251,160公開了具有兩個(gè)測量軸的系統(tǒng)，而美國專利US4,737,283公開了具有三個(gè)測量軸的系統(tǒng)。在圖1中，所述干涉儀系統(tǒng)由元件50，51，52，和53概略地示出，但是僅僅示出了一個(gè)測量軸，X軸。由激光器形式的輻射源50射出的光束b4通過分束器51分成測量光束b4，m和參考光束b4，r。測量光束到達(dá)基底支架WH的反射側(cè)面54，被反射的測量光束通過分束器51與固定回射器例如是直角棱鏡所反射的參考光束混合?；旌瞎馐膹?qiáng)度由檢測器53測量，而基底支撐架WH的位移，此處是沿X方向，可以從檢測器的輸出信號中獲得，還可以確定支架的瞬時(shí)位置。
如圖1概略性地示出，干涉儀的信號為了簡單起見用一個(gè)信號S53表示，雙對準(zhǔn)單元的信號S13和S′13施加于信號處理單元SPU中，例如微型計(jì)算機(jī)，該信號處理單元將所述信號處理為適用于傳動器AC的控制信號SAC，利用該控制信號基底支架通過基底臺WT在XY平面內(nèi)移動。
憑借所述干涉儀系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅具有如圖1所示的X測量軸，而且可以具有Y測量軸或者第三測量軸，對準(zhǔn)標(biāo)記P1，P2和M1，M2的位置和相互之間的距離可以在坐標(biāo)系統(tǒng)中固定，該坐標(biāo)系統(tǒng)同樣在掩膜和基底彼此最初，或整體對準(zhǔn)的過程中通過固定的干涉儀系統(tǒng)來確定。所述干涉儀系統(tǒng)也用來精確地移動基底臺，這樣的移動對于步進(jìn)光刻裝置是必須的，從而可以非常精確地從第一IC區(qū)域步進(jìn)到第二IC區(qū)域。
如圖1所示，如果光刻裝置為分步-掃描裝置，其中在掩膜圖案投射到設(shè)備區(qū)域的期間掩膜和基底必須同時(shí)移動，那么掩膜也必須向一個(gè)方向移動，即掃描方向。由于考慮到投影透鏡系統(tǒng)的放大率M，掩膜的運(yùn)動必須與基底的相應(yīng)運(yùn)動保持同步。接著，在投射期間，掩膜和基底必須彼此相對靜止而必須相對于投影透鏡系統(tǒng)和投射束運(yùn)動。為了測量掩膜的運(yùn)動，必須為該裝置配備第二干涉儀系統(tǒng)。所述干涉儀系統(tǒng)包括元件60，61，62，63和64，它們具有與元件50，51，52，53和54類似的功能。來自掩膜干涉儀系統(tǒng)的信號為了簡單起見由圖1中的信號S63表示，該信號作用于信號處理單元SPU，與來自基底干涉儀系統(tǒng)的相應(yīng)信號進(jìn)行比較。這樣就可以確定掩膜和基底是否相互具有正確的位置和/或同步移動。
如果沿著的X和Y方向的位置，掩膜用Xr，Yr表示，基底用Xw，Yw表示，圍繞Z軸的旋轉(zhuǎn)用φr，r和φz，w表示，那么當(dāng)掩膜和基底相對于彼此為正確的位置時(shí)，滿足以下條件Xw-M.Xr＝0 (1)Yw-M.Yr＝0 (2)φz，w-φz，r＝0 (3)其中M為投影透鏡系統(tǒng)的放大率。假定掩膜和基底向相反的方向移動。如果所述元件向相同的方向移動，上述公式中M前的減號應(yīng)該改為加號。
為了確定是否滿足上述條件，基底和掩膜的兩個(gè)干涉儀系統(tǒng)均具有三個(gè)測量軸就足夠了。
然而，基底干涉儀系統(tǒng)優(yōu)選不僅應(yīng)測得Xw，Yw和φz，w，而且還應(yīng)測得φx，w和φy，w，即可以測得相對于X軸和Y軸的傾斜。
與基底干涉儀系統(tǒng)類似，掩膜干涉儀系統(tǒng)不僅應(yīng)測得Xr，Yr和φz，r，而且應(yīng)測得φx，r，和φy。為了可以測得掩膜的這種傾斜，可以使用五軸掩膜干涉儀系統(tǒng)，或者使用確定Xr，Yr和φz，r的三軸干涉儀系統(tǒng)與用于φx，r和φy，r測量的諸如電容傳感器等其他傳感器的組合。
如果通過焦距誤差檢測系統(tǒng)的幫助，可以測得Xw，Yw，φx，w和φy，w，Xr，Yr，φz，r，φx，r和φy，r以及檢測Zw和Zr，其中Zw和Zr是沿基底和掩膜的Z軸的位置，那么可以確定是否不僅滿足條件(1)，(2)和(3)，而且也滿足以下條件M2.Zw-Zr＝0(4)M.φx，w-φx，r＝0 (5)M.φy，w-φy，r＝0 (6)參考圖3所述的軸上對準(zhǔn)單元，用來使掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記和基底對準(zhǔn)標(biāo)記彼此相互對準(zhǔn)，該軸上對準(zhǔn)單元被發(fā)現(xiàn)特別適合步進(jìn)及分步-掃描光刻裝置，利用該裝置可形成線寬達(dá)到給定最小值的圖像。然而，在IC制造中應(yīng)用新的技術(shù)以及減少圖像的線寬，會導(dǎo)致有關(guān)已有對準(zhǔn)單元的精度和可靠性方面的問題。當(dāng)減小線寬時(shí)，對準(zhǔn)精度必須被提高。當(dāng)應(yīng)用所述CMP處理時(shí)，不對稱性將引入基底光柵標(biāo)記使得應(yīng)用第一階子光束的對準(zhǔn)過程變得不可靠。此外，當(dāng)使用具有一個(gè)波長的對準(zhǔn)光束時(shí)，對準(zhǔn)標(biāo)記的光柵溝槽深度必須滿足嚴(yán)格的要求，只能通過提高制造難度而滿足該要求。
所有這些問題可以通過在對準(zhǔn)過程中使用對準(zhǔn)基底標(biāo)記的偏軸對準(zhǔn)單元以及通過使用高階子光束，即具有高于1的衍射階的子光束來解決。應(yīng)該知道，這里提到的衍射級大于1的子光束可以在某些情況下包括具有對應(yīng)負(fù)衍射級(例如-3nd級和-5th級)的子光束。既然基底標(biāo)記的對準(zhǔn)不再通過投影透鏡系統(tǒng)而進(jìn)行，那么就可以更自由地使用更多子光束，特別是使用高級子光束。由于對準(zhǔn)單元的分辨能力隨子光束階數(shù)的提高而提高，因此對準(zhǔn)精度可以大大提高。因?yàn)楦唠A子光束顯著地由基底光柵標(biāo)記的邊緣確定，與光柵中心相比，并且因?yàn)檫@些光柵邊緣受所述的CMP處理和其他影響光柵對稱性的測量數(shù)據(jù)影響較少，因而極大地消減了光柵標(biāo)記中非對稱性的問題。此外，還可以使用多于一個(gè)波長的對準(zhǔn)輻射，從而對光柵溝槽深度的要求可以大大降低。
將在下文中說明的是，所述衍射階通過本發(fā)明對準(zhǔn)單元中的光學(xué)元件彼此分開。因此，可以不必測量信號振幅而是應(yīng)用這些種技術(shù)中更常規(guī)的相位測量。
圖4示意性地示出了具有偏軸對準(zhǔn)系統(tǒng)的光刻系統(tǒng)。所述偏軸對準(zhǔn)系統(tǒng)具有兩個(gè)輻射源70，用于以兩個(gè)不同的波長照射對準(zhǔn)標(biāo)記，例如是紅色激光和綠色激光。兩激光基本上同時(shí)照射對準(zhǔn)標(biāo)記，反射光被導(dǎo)向各自的檢測器通道(例如，紅色通道和綠色通道)。當(dāng)然波長之間的轉(zhuǎn)換，特別是在高頻，基本上可以實(shí)現(xiàn)同樣的效果。這樣的修改被認(rèn)為包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。兩波長通道的信號基本上平行地獲取。定位單元PDU與檢測器通信連接，所述檢測器為至少兩個(gè)不同的波長包括至少一個(gè)波長通道，例如至少一個(gè)紅色通道和至少一個(gè)綠色通道。定位單元PDU可以是用于執(zhí)行特定功能的硬件實(shí)現(xiàn)的專用設(shè)備或者可以包括可編程計(jì)算機(jī)，其編程來執(zhí)行所需要的功能。另外，其還可以是獨(dú)立于圖1所示SPU的單元或其可以通過SPU中的軟件來實(shí)現(xiàn)。定位單元PDU處理來自兩個(gè)波長中的一個(gè)或另一個(gè)波長通道的信號，或者是一起處理來自兩個(gè)波長通道的信號以確定被檢測的對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。
圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的偏軸對準(zhǔn)系統(tǒng)。這里所描述的對準(zhǔn)系統(tǒng)的很多結(jié)構(gòu)特征與美國專利US6,297,876中描述的相似或相同，該專利的全部內(nèi)容在這里引入作為參考。光柵形式的基底標(biāo)記用P1表示。具有波長λ且入射到該光柵上的平行對準(zhǔn)光束b分成很多子光束，這些子光束以相對光柵法線成不同角度αn(未示出)的方向延伸，其中所述角度由已知的光柵方程定義Sinαn=NλP----(7)]]>其中N為衍射級數(shù)，P為光柵周期。
光柵反射的子光束的路徑與透鏡系統(tǒng)L1合并，該透鏡系統(tǒng)將以角度αn的子光束的不同方向轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫?3中這些子光束的不同位置unun＝f1·αn(8)其中f1是透鏡系統(tǒng)L1的焦距。
在該平面中，為了進(jìn)一步分開不同的子光束而設(shè)置裝置。為此，可以在該平面內(nèi)設(shè)置一個(gè)板，該板配有例如多個(gè)楔部形式的偏轉(zhuǎn)元件。圖5中，楔板用WEP表示。楔部位于例如板的后側(cè)。那么棱鏡72可以配備在板的前側(cè)，利用該棱鏡可使來自輻射源70，例如氦-氖激光器的對準(zhǔn)光束耦合到對準(zhǔn)單元中。所述棱鏡還可以防止0級子光束到達(dá)檢測器。楔部的數(shù)量對應(yīng)于所用子光束的數(shù)量。在示出的實(shí)施例中，對于正級來說每維有六個(gè)楔塊，從而為了對準(zhǔn)可以使用多達(dá)并包括7級的子光束。所有的楔塊具有不同的楔角，從而得到不同子光束的最佳間距。
第二透鏡系統(tǒng)L2設(shè)置在楔板之后。該透鏡系統(tǒng)將標(biāo)記P1成像在基準(zhǔn)板RGP的平面內(nèi)。當(dāng)沒有楔板時(shí)，所有的子光束重疊在基準(zhǔn)面中。由于通過楔板的不同子光束以不同角度偏轉(zhuǎn)，因此子光束形成的像到達(dá)基準(zhǔn)面內(nèi)的不同位置。這些位置Xn由下式給出Xn＝f2·γn(9)其中γn是子光束被楔板偏轉(zhuǎn)的角度。
在這些位置處，可以提供參考光柵G90-G96，如圖6所示。在每個(gè)參考光柵后面設(shè)置各自的檢測器90-96。每個(gè)檢測器的輸出信號取決于基底光柵P1的像與相應(yīng)的參考光柵重合的程度。因此，基底光柵的對準(zhǔn)程度以及因此基底的對準(zhǔn)程度可以通過每個(gè)檢測器90-96進(jìn)行測量。然而，測量所依據(jù)的精度取決于所用子光束的級數(shù)；級數(shù)越大，精度越高。圖6中，為了簡單起見假定參考光柵G90-G96具有相同的光柵周期。然而實(shí)際上，每個(gè)光柵的光柵周期都適合于相關(guān)子光束的級數(shù)。級數(shù)越大，則光柵周期越小，并且可以檢測到越小的對準(zhǔn)誤差。
到目前為止，僅考慮一套衍射級。已知，衍射光柵除了形成+1，+2，+3等衍射級子光束以外，還形成-1，-2，-3等衍射級子光束。正級和負(fù)級子光束均可用于形成光柵圖像，即光柵標(biāo)記的第一圖像由+1和-1級子光束共同形成，第二圖像由+2和-2級子光束共同形成，等等。對于+1和-1階子光束不需要使用楔塊，但是補(bǔ)償光程差(path-length differences)的平行平板可以設(shè)置在楔板平面內(nèi)這些子光束的位置處。因此對于2-7級來說需要六個(gè)楔塊，正級和負(fù)級都要用到。
圖7更清楚地示出了圖5實(shí)施例的楔塊的功能。在更簡略的圖6中，第一透鏡系統(tǒng)L1和第二透鏡系統(tǒng)L2用波形線表示。為了清楚起見，僅示出第一級b(+1)和b(-1)子光束，第七級b(+7)和b(-7)子光束，以及另一級如第五級b(+i)和b(-i)子光束。如圖7所示，楔部80和80'的楔角，即楔部的斜面與楔板WEP的平面所成的角，使子光束b(+7)和b(-7)沿平行方向偏轉(zhuǎn)，并通過第二透鏡系統(tǒng)會聚于一參考光柵G96上。子光束b(+i)和b(-i)也通過相應(yīng)的楔塊82和82'沿平行方向偏轉(zhuǎn)，并會聚于一參考光柵G91上。第一級子光束不偏轉(zhuǎn)，通過第二透鏡系統(tǒng)會聚于參考光柵G93上。通過使用每個(gè)衍射級的正級和負(fù)級，基底光柵標(biāo)記P1的實(shí)像形成在相應(yīng)的參考光柵上，并最大限度的使用了可利用的輻射。
圖8示出透鏡系統(tǒng)L1和L2以及這些透鏡系統(tǒng)的焦距相對于標(biāo)記P1的平面以及參考光柵板RGP的優(yōu)選位置。透鏡系統(tǒng)具有焦距f1，該系統(tǒng)放置在距離標(biāo)記P1的平面f1處。透鏡系統(tǒng)L1將子光束的主光線向平行于光軸OO’的方向偏轉(zhuǎn)。第一透鏡系統(tǒng)和第二透鏡系統(tǒng)之間的距離等于f1+f2，f2是第二透鏡系統(tǒng)的焦距。參考光柵板放置在距離第二透鏡系統(tǒng)f2處。由于在兩個(gè)透鏡系統(tǒng)之間的光路中，子光束的主光線平行于光軸OO’，因此楔板的位置不太重要。
為了在圖5實(shí)施例中偏轉(zhuǎn)相同衍射級的正級和負(fù)級子光束，使它們可以通過第二透鏡系統(tǒng)準(zhǔn)確重疊在相應(yīng)的參考光柵上，那么對于相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)楔板的質(zhì)量有嚴(yán)格的要求。這些質(zhì)量要求涉及楔塊斜面的質(zhì)量以及楔角。
為了降低所述要求，并放松對準(zhǔn)單元的公差，優(yōu)選使用圖9所示偏轉(zhuǎn)元件的結(jié)構(gòu)。使用對于所有子光束是公共的多個(gè)，例如3個(gè)楔板190，191，192而不是為每個(gè)子光束使用一個(gè)獨(dú)立的楔塊。圖9示出楔板的透視圖，圖9是楔板的側(cè)視圖。三個(gè)板的楔角不同，所述楔角即板的上表面和下表面之間的角度，對于板192是面192a和面192b之間的角度。三個(gè)板之一，例如板190，其楔角與其他兩板的楔角相反。板配有許多開口200，圖8中只示出其中的幾個(gè)。這些開口設(shè)置在子光束入射到相應(yīng)板上的位置處。然而，不是每一個(gè)這樣的位置都有開口。如果子光束入射到板的開口處，那么該子光束不會被該板偏轉(zhuǎn)。
在通過這些板的過程中，子光束遇到零個(gè)，一個(gè)或兩個(gè)開口。只有第一級子光束不會遇到開口，并且不會被任何板偏轉(zhuǎn)。圖10中示出了一個(gè)子光束穿過這些板的路徑。該子光束由第一板190向右偏轉(zhuǎn)。隨后，該子光束以較小的角度向左偏轉(zhuǎn)。最后該子光束穿過板192上的開口200，從而不發(fā)生進(jìn)一步的偏轉(zhuǎn)。對于每個(gè)子光束來說，開口數(shù)量和存在上述開口的板的順序與其他子光束不同，使得子光束全都朝不同方向偏轉(zhuǎn)。很明顯，利用三個(gè)板的組合可以獲得23＝8個(gè)不同的偏轉(zhuǎn)方向。由于相同衍射級的一對子光束由同樣的兩楔板偏轉(zhuǎn)，因此這對子光束不沿平行方向偏轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)降為最低。
在圖5和6的實(shí)施例中，使用級數(shù)為1至7的子光束，沿X方向的對準(zhǔn)就需要七個(gè)參考光柵G90-G96。對于沿Y方向的對準(zhǔn)，七個(gè)子光束也可和另外七個(gè)參考光柵G98-G104一起使用，如圖6所示。然后第二組十二個(gè)楔部設(shè)置在圖5所示實(shí)施例中沿Y方向的楔板上。然后，圖9的實(shí)施例中，在第一組楔板的前面或后面，第二組三個(gè)楔板設(shè)置在子光束的光路中，第二組板將子光束向Y方向偏轉(zhuǎn)?；讟?biāo)記可以是圖2中示出的標(biāo)記，或者是其他類型的標(biāo)記，例如沿刻劃線設(shè)置的標(biāo)記。對于第一級子光束，可以使用具有四個(gè)光柵部分的類似的參考光柵，其中兩個(gè)部分具有8.0μm的光柵周期，而另兩個(gè)光柵部分具有8.8μm的周期，如圖6所示。其他參考光柵只有一個(gè)光柵周期，該光柵周期對應(yīng)于光柵部分的相應(yīng)衍射級，所述光柵部分具有基底光柵P1的16μm周期。然后保持與圖2中光柵標(biāo)記P1相關(guān)聯(lián)的44μm的捕獲范圍。
在圖5和6的實(shí)施例中，具有最高級數(shù)的子光束由偏轉(zhuǎn)元件以最大角度偏轉(zhuǎn)。然而，這不是必須的。在一些情況下，例如為了減小光柵圖像中的光學(xué)像差，可以改變級數(shù)。這也是子光束被楔部以正角或負(fù)角偏轉(zhuǎn)級數(shù)上升的原因，如圖6所示。
衍射級的最小數(shù)值可以通過計(jì)算機(jī)模擬來確定，該衍射級的最小數(shù)值必須被檢測到，從而能夠以足夠的精度在基底標(biāo)記P1給定的不對稱性方面對準(zhǔn)。這種模擬證明，例如使用第一級子光束時(shí)存在150nm的對準(zhǔn)誤差在使用第五級子光束時(shí)可減至20nm。
原則上，可檢測的最大級數(shù)通過可檢測的最小強(qiáng)度和透鏡系統(tǒng)L1，L2的數(shù)值孔徑來確定。已知，由衍射光柵形成的子光束的強(qiáng)度隨著該子光束級數(shù)的增大而迅速降低；子光束的強(qiáng)度與該子光束級數(shù)的平方成反比。因此對于第七級子光束，強(qiáng)度大約為第一級子光束的1/50。然而對準(zhǔn)光束穿過偏軸對準(zhǔn)單元時(shí)經(jīng)反射引起的強(qiáng)度損耗，明顯小于其穿過軸上對準(zhǔn)單元時(shí)的損耗。所述的后個(gè)單元中，對準(zhǔn)光束遇到例如大約100個(gè)表面，在這些表面上可能發(fā)生反射損耗，而所述的前個(gè)單元中，對準(zhǔn)光束遇到例如僅20個(gè)這樣的表面。如果軸上對準(zhǔn)單元中總反射損耗是偏軸對準(zhǔn)單元中的4倍，那么偏軸對準(zhǔn)單元中的第七級對準(zhǔn)子光束的強(qiáng)度相當(dāng)于軸上對準(zhǔn)單元中第一級對準(zhǔn)光束的強(qiáng)度。
數(shù)值孔徑NAn由下式給出，光學(xué)系統(tǒng)L1，L2必須具有這樣的數(shù)值孔徑以通過衍射級為N的子光束NAn=sin(N·λP)----(10)]]>對于第七級子光束和光柵周期p＝16μm，波長λ＝544nm的基底光柵標(biāo)記，理想的數(shù)值孔徑約為0.24，這是完全容許的數(shù)值。
為了保證充分穩(wěn)定的系統(tǒng)，在單個(gè)板RGP上設(shè)置不同的參考光柵，該板優(yōu)選由石英構(gòu)成，如圖6實(shí)施例所示。板的尺寸，以及因此第二透鏡系統(tǒng)的像場，由參考光柵的尺寸d1和它們相互之間的距離d2來確定。上述距離和尺寸例如均為0.2mm，從而使板RGP在X和Y方向上的尺寸dx和dy為2.8mm，理想的場直徑約為3mm。
圖5實(shí)施例的各楔部可以由玻璃或石英制成，并固定于石英板。這一結(jié)構(gòu)顯示出高度的穩(wěn)定性。楔塊也可以由透明的合成材料，例如可UV固化的塑料制成。在這種情況下，優(yōu)選利用復(fù)制技術(shù)通過模具在材料的薄層上一次完成壓制整個(gè)楔塊結(jié)構(gòu)，該技術(shù)本身在光學(xué)中是已知的，所述層適用于例如石英基底。如上所述，優(yōu)選使用配有開口的楔板代替獨(dú)立的楔塊。也可以使用其他偏轉(zhuǎn)元件代替獨(dú)立的楔塊或楔板，如只使用其中一級的衍射光柵。此外，可以使用由板的材料中折射率變化的圖案所構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，該圖案例如通過離子注入形成。
為了對基底標(biāo)記的槽深度不必有太嚴(yán)格的要求，優(yōu)選使用具有兩個(gè)波長，例如633nm和532nm的對準(zhǔn)輻射。這是基于以下事實(shí)，如從公式(7)和(8)中顯而易見，對準(zhǔn)光柵偏轉(zhuǎn)子光束的角度和所述光束占據(jù)透鏡系統(tǒng)L1后焦面的位置取決于波長。原則上，不同波長的級可以彼此不同。然而，不通過進(jìn)一步的測量，給定的級，例如第一波長(633nm)的第二級可以在例如第二波長(532nm)的第二級和第三級之間。為了使不同波長的各級彼此更好地分開，可以確保不同波長的光束以不同角度入射到基底光柵P1上。那么對于使用七個(gè)衍射級的情況，圖11所示的情況在透鏡系統(tǒng)L1的后焦面上形成。此時(shí)，對于第一波長的不同級存在位置110-137的第一十字形圖案，對于第二波長的不同級存在位置138-165的第二十字形圖案。如通過圖7中間雙箭頭所示的，這些圖案彼此偏移，這是由不同波長的對準(zhǔn)光束入射的不同角度引起的。這些角度應(yīng)盡可能地保持最小，從而防止因散焦影響而出現(xiàn)對準(zhǔn)誤差。使用兩個(gè)波長時(shí)，具有偏轉(zhuǎn)元件的板當(dāng)然必須適合于圖11示出的情況，這意味著，特別是，必須使用48個(gè)楔塊代替24個(gè)獨(dú)立的楔塊，或者必須使用12個(gè)楔形板代替6個(gè)楔形板。
用兩個(gè)波長進(jìn)行對準(zhǔn)的另一個(gè)較好的方案示于圖12中。在該圖中，參考數(shù)字160代表偏振敏感分束器。該分束器接收來自氦-氖激光器的具有第一波長λ1例如633nm和第一偏振方向的第一對準(zhǔn)光束b并將該光束透射到基底對準(zhǔn)標(biāo)記P1。入射在該分束器上的還有第二對準(zhǔn)光束b5，該光束具有第二波長λ2例如532nm，并來自位于倍頻器之前的YAG激光器。光束b5的偏振方向垂直于光束b的偏振方向，使光束b5反射到基底標(biāo)記P1。已經(jīng)確保光束b和b5的主光線通過分束器重合，使這些光束作為一束光穿過而到達(dá)標(biāo)記P1。光束b和b5由標(biāo)記反射之后，再通過分束器分開。每個(gè)光束都有一個(gè)獨(dú)立的對準(zhǔn)單元170，180。每個(gè)單元射出對準(zhǔn)光束，并通過分束器接收來自基底標(biāo)記的不同衍射級的子光束。在每個(gè)單元中，利用不同的子光束將基底標(biāo)記的像形成在不同的參考光柵上，如參考圖5所述。為此，每個(gè)單元都配有透鏡系統(tǒng)L1，L2，(L1’，L2’)，楔板WEP(WEP’)或圖9的一系列楔形板，具有參考光柵RGP(RGP’)的板，許多檢測器90-96(90’-96’)以及輻射源70(70’)，所述輻射源的光束經(jīng)耦合棱鏡72(72’)耦合到系統(tǒng)中。
圖13示出對準(zhǔn)單元的實(shí)施例的一部分，對準(zhǔn)單元中使用特定和優(yōu)選類型的分束器160。該分束器包括偏振敏感分束棱鏡210，四分之一波長板211和反射器212。具有不同波長并來自源的光束b10和b11用粗線表示，源未示出，由光柵標(biāo)記P1反射的光束用細(xì)線表示。光束b10和b11具有相同的偏振方向。第一光束b10由反射器215朝棱鏡210中的偏振敏感分束層213反射。該層將光束b10朝光柵標(biāo)記P1反射。由光柵標(biāo)記反射并且分成不同衍射級子光束的輻射用單束光線b15表示。光束b15由層213朝偏轉(zhuǎn)元件和檢測器的聯(lián)合結(jié)構(gòu)反射，所述偏轉(zhuǎn)元件和檢測器沒有在圖13中示出。
第二光束b11由反射器216朝分束層213反射，分束層213將光束朝四分之一波長板212反射。光束b11穿過該板之后，由該板后部的反射層212反射，使光束第二次穿過板211。離開板211的光束b12的偏振方向相對于最初光束b11的偏振方向旋轉(zhuǎn)了90°。光束b12可以穿過分束層213到達(dá)光柵標(biāo)記P1。由標(biāo)記反射的輻射也用單束光線b16表示。光束首先穿過分束層213，然后兩次穿過四分之一波長板211，最后由層213朝楔塊和檢測器的聯(lián)合結(jié)構(gòu)反射，楔塊和檢測器在圖13中未示出。僅僅出于清楚的目的，圖13中反射光束b16和b17表示為空間分離的光束；實(shí)際上這些光束重合。這同樣適用于標(biāo)記P1位置處的光束b10和b11。
在圖12和13的實(shí)施例中，第一透鏡系統(tǒng)L1優(yōu)選設(shè)置于分束器216和光柵標(biāo)記P1之間，如圖13所示。這樣有一個(gè)額外的好處，即對于不同波長的兩光束只需要一個(gè)這樣的透鏡系統(tǒng)。對于反射光，獨(dú)立的第二透鏡系統(tǒng)沒有在圖13中示出，但仍然是必需的。
在上述不同的實(shí)施例中，檢測器直接設(shè)置在參考光柵后面。然而實(shí)際上，在基準(zhǔn)光柵之后可以設(shè)置成像光纖束，光纖束將每個(gè)參考光柵和基底光柵標(biāo)記的重疊圖像成像在遠(yuǎn)處位置的檢測器上，這對于整個(gè)裝置的設(shè)計(jì)和該裝置的性能來說是更適宜的。例如，不同衍射級子光束形成的圖像之間的串?dāng)_降低，信號放大器和電子信息處理機(jī)產(chǎn)生的熱可以遠(yuǎn)離對準(zhǔn)單元和裝置。輻射源也可以設(shè)置在遠(yuǎn)離對準(zhǔn)單元的位置處，它們的輻射也可以通過照明光纖束導(dǎo)向該單元。因此輻射源產(chǎn)生的熱可以遠(yuǎn)離對準(zhǔn)單元和光刻裝置。
在棱鏡216和第二透鏡系統(tǒng)L2之間，可以為光束b15和b17之一設(shè)置一個(gè)部分透射反射器，用以向攝像機(jī)分出一部分光束，攝像機(jī)連同監(jiān)視器一起向裝置的操作者提供基底標(biāo)記的可視圖像。
使用各種檢測器信號有不同的可能性。利用第一級子光束通過處理與這些子光束對應(yīng)的檢測器信號進(jìn)行對準(zhǔn)而開始。隨后，與第二級子光束對應(yīng)的檢測器信號可用于更精密的對準(zhǔn)，然后與第三級子光束對應(yīng)的檢測器信號用于甚至更精密的對準(zhǔn)，等等。只要所用的子光束仍然有足夠的強(qiáng)度而能以可靠的方式檢測，就可以繼續(xù)這樣的過程。
另一種可能性基于以下認(rèn)識，即給定的處理層提供到基底上時(shí)，某些衍射級的強(qiáng)度在損耗其他衍射級的情況下而提高。在這種情況下，可以為對準(zhǔn)直接選擇優(yōu)選的級。在這種情況下，所述可能性還可以組合。
到目前為止，僅僅描述了基底相對于以參考光柵形式的裝置基準(zhǔn)的對準(zhǔn)。利用同樣的對準(zhǔn)單元還可以確定基底支架或臺的位置。為此該支架或臺配有與基底對準(zhǔn)標(biāo)記類似的對準(zhǔn)標(biāo)記。(參見，例如圖4中示意性示出的基準(zhǔn)標(biāo)志。)對準(zhǔn)單元中，確定基底支架標(biāo)記相對于基準(zhǔn)的位置。然后可以知道基底標(biāo)記相對于基底支架標(biāo)記的位置。為了能夠固定掩膜圖案和基底相互之間的位置，必須進(jìn)行進(jìn)一步的測量，即測量掩膜圖案相對于基底支架或臺的位置。為了這一進(jìn)一步的測量，可以使用參考圖1，2和3描述的軸上對準(zhǔn)單元，利用該對準(zhǔn)單元使掩膜標(biāo)記相對于基底支架的標(biāo)記對準(zhǔn)。不僅可以使用圖3所示的雙對準(zhǔn)單元，而且可以使用如美國專利4,251,160中所述的單對準(zhǔn)單元。
將掩膜圖案相對于基底臺對準(zhǔn)的另一種可能是使用例如美國專利4,540,277中所述的圖像傳感器單元。在這種單元中，掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記通過投影輻射成像在基底臺中對應(yīng)和透射的參考標(biāo)記上。在所述臺中，檢測器可以設(shè)置在參考標(biāo)記后面，用于將參考標(biāo)記傳遞的輻射轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴Ｔ诘谝环N情況下，圖像傳感器單元是用于例如校準(zhǔn)軸上對準(zhǔn)單元，對準(zhǔn)單元利用對準(zhǔn)輻射工作，而對準(zhǔn)輻射的波長明顯不同于投影輻射的波長，或者圖像傳感器單元是用于檢驗(yàn)投影透鏡系統(tǒng)形成的圖像的圖像質(zhì)量，并用于測量可能出現(xiàn)的失真和像差，但是圖像傳感器單元也特別適合于使掩膜圖案相對于基底臺對準(zhǔn)?？梢允褂靡苑瓷浞绞焦ぷ鞯膱D像傳感器單元取代美國專利4,540,277中描述的透射圖像傳感器單元，用以使掩膜標(biāo)記相對于基底臺標(biāo)記對準(zhǔn)。美國專利5,144,363中描述的這種單元，利用臺上的反射標(biāo)記工作，并包括相對較多的檢測器，這些檢測器以不同角度觀察標(biāo)記，并和相關(guān)的光學(xué)系統(tǒng)一起提供到傳感器板中，所述傳感器板設(shè)置于投影透鏡系統(tǒng)和基底臺之間。根據(jù)本發(fā)明的偏軸對準(zhǔn)單元也必須設(shè)置在該空間中。該單元必須位于盡可能接近基底臺中心的位置，并需要帶有例如0.3的孔徑的錐形組裝空間。實(shí)際上，基底臺Y端的長度近似于為光刻裝置設(shè)計(jì)的基底的半徑，正因?yàn)榇耍缦鄬τ?英寸基底，基底臺Y端長度為102mm，從而具有沿該方向組裝到對準(zhǔn)單元中的小空間。然而基底臺的X端，例如比Y端長25mm，使得處理8英寸基底的對準(zhǔn)單元可以置于距離投影透鏡系統(tǒng)光軸25mm處。這在圖14中非常概略地示出，該圖示出投影透鏡系統(tǒng)PL的一部分和其光軸OO’。投影透鏡系統(tǒng)和基底之間的部分是投射束占據(jù)的空間，有標(biāo)記b的箭頭表示對準(zhǔn)輻射的子光束。對準(zhǔn)光束入射到基底上距離軸OO’的dx處，這樣該距離例如是25mm。參考CS表示可用的組裝空間的臨界位置。在該位置處，錐體的直徑等于到基底的距離乘兩倍的數(shù)值孔徑值，不同衍射級的子光束位于錐體中。對于0.25的數(shù)值孔徑，所述距離的值為32mm，則所述直徑，即CS位置處所需的垂直空間是16mm。這在實(shí)際當(dāng)中是合理的要求。然而，該垂直空間可以不完全利用。在這種情況下，可以使用兩個(gè)偏軸對準(zhǔn)單元，它們彼此沿直徑方向設(shè)置，并且每一個(gè)都覆蓋一部分基底。
如目前所述，偏軸對準(zhǔn)單元設(shè)置在投影柱中，包括光刻裝置的掩膜支架，投影系統(tǒng)和基底支架。隨著對具有更小細(xì)節(jié)的較大IC的需求增加，以及由此包括更多電子元件，對準(zhǔn)過程變得越來越耗時(shí)。因此在不做進(jìn)一步測量時(shí)這些裝置的生產(chǎn)量傾向于降低。已經(jīng)提出向這種裝置中增加獨(dú)立的測量站。在測量站中，在晶片帶入投影柱或投影站之前，測量基底沿例如X-，Y-，和Z-方向的位置。在測量站中，可以相對于基底支架或臺上的對準(zhǔn)標(biāo)記來對準(zhǔn)基底標(biāo)記。在基底和支架放置于投影系統(tǒng)中以后，只需要相對于基底支架標(biāo)記來對準(zhǔn)掩膜對準(zhǔn)標(biāo)記，這只花很短的時(shí)間。當(dāng)在包括獨(dú)立的測量站和投影站的裝置中，對投影站中的第一基底進(jìn)行照射的過程中，測量位于測量站中的第二基底，這種裝置的生產(chǎn)量大大高于沒有獨(dú)立測量站的裝置的生產(chǎn)量。用于測量站中使基底標(biāo)記相對于基底支架標(biāo)記對準(zhǔn)的對準(zhǔn)單元優(yōu)選是這里所述的偏軸對準(zhǔn)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，可以利用來自檢測系統(tǒng)中兩個(gè)波長通道的信息來確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。如上所注，在制造過程中基底的對準(zhǔn)經(jīng)常通過確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置來進(jìn)行，對準(zhǔn)標(biāo)記經(jīng)常是在基底中或基底上形成的一組槽。例如，對準(zhǔn)標(biāo)記可以是相位光柵，在相位光柵中，從槽底部反射的對準(zhǔn)光束相對于從槽頂部反射的光有相位差，這是由于兩光路之間的光程長度差引起的。這樣的對準(zhǔn)標(biāo)記在基底上的設(shè)備進(jìn)行加工的過程中經(jīng)歷變化。這種加工可以導(dǎo)致因加工步驟，如CMP和/或光柵上材料層的沉積而引起的相位光柵有效深度的變化。當(dāng)槽深度是抗蝕劑中有效波長的二分之一的倍數(shù)時(shí)，來自這種標(biāo)記的光的強(qiáng)度具有最小值。這可能導(dǎo)致在加工設(shè)備的某些階段，對于給定對準(zhǔn)標(biāo)記的對準(zhǔn)信號的損耗或衰減。解決這一問題的方法是用具有至少兩個(gè)波長(參見圖12)的對準(zhǔn)光束照射基底上的對準(zhǔn)標(biāo)記。例如，可以用波長為633nm的紅色激光和波長為532nm的綠色激光照射對準(zhǔn)標(biāo)記。
圖15示出對于這種紅色和綠色激光波長，對準(zhǔn)信號強(qiáng)度作為對準(zhǔn)標(biāo)記深度的函數(shù)。注意有一些區(qū)域，在這些區(qū)域中，一個(gè)波長處的信號強(qiáng)度基本上強(qiáng)于另一波長處的信號強(qiáng)度。例如，在150nm或稍小一點(diǎn)附近，紅色信號強(qiáng)度與綠色信號強(qiáng)度相比相對較強(qiáng)。相反，在大約210至220nm處的綠色信號強(qiáng)度相對于紅色信號強(qiáng)度較強(qiáng)。在一個(gè)方案中，可以建立對準(zhǔn)方法，根據(jù)該方法無論那個(gè)信號強(qiáng)度都會加強(qiáng)。從對應(yīng)一個(gè)照射波長的信號切換到對應(yīng)另一個(gè)照射波長的信號的方案被稱為對準(zhǔn)信號強(qiáng)度數(shù)字波長切換或者ASSDWS。在一個(gè)實(shí)施例中，方案在上面圖1和4示出的SPU和/或定位單元中實(shí)施。對準(zhǔn)信號強(qiáng)度數(shù)字波長切換導(dǎo)致在標(biāo)記深度的有效范圍內(nèi)改進(jìn)的對準(zhǔn)結(jié)果。在該實(shí)施例中，信號強(qiáng)度是相對于基準(zhǔn)的相對信號強(qiáng)度。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，信號強(qiáng)度也可以是絕對信號強(qiáng)度，或者是信號的調(diào)制深度或者信號的物理振幅。根據(jù)本發(fā)明，通過組合來自兩個(gè)不同波長處的信號的信息而獲得對準(zhǔn)精度和精確度方面的進(jìn)一步改進(jìn)可。盡管圖15示出了紅色和綠色照射波長的例子，所述紅色合綠色照射波長來自方便可用的激光器，但是本發(fā)明的廣義原理不限于波長的特定值。
圖16示出不對稱對準(zhǔn)標(biāo)記的對準(zhǔn)位置的移動作為對準(zhǔn)標(biāo)記深度的函數(shù)。所述不對稱可通過晶片加工如CMP，蝕刻，抗蝕劑旋壓，STI引入。對準(zhǔn)信號強(qiáng)度數(shù)字波長切換或者ASSDWS可用于深度范圍在150和200nm之間的標(biāo)記，但是在150和200nm之間存在不連續(xù)性，在該范圍中對準(zhǔn)位置的變化經(jīng)歷從最大正值到負(fù)的最小值的不連續(xù)，突然變化。圖16還示出了來自兩個(gè)波長的信號一起用于確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置的實(shí)施例。為了提高標(biāo)記深度在150和200nm之間變化的不對稱標(biāo)記的對準(zhǔn)性能和精度，將來自兩個(gè)不同波長處的信號的信息進(jìn)行組合。信號強(qiáng)度可以用作權(quán)重因數(shù)，以減小對準(zhǔn)位置移動的范圍，但是這也聯(lián)合使用實(shí)際上沒有信號強(qiáng)度的波長的一部分對準(zhǔn)位置信息，這對于組合的對準(zhǔn)位置的不準(zhǔn)確性有明顯的影響。為了能夠結(jié)合位置信息用于改進(jìn)的定位性能而不損失準(zhǔn)確度方面的性能，可以在計(jì)算中使用額外的參數(shù)。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，來自兩個(gè)不同波長的信號可以按照許多方式混合。通常，定位單元使用基本上平行地獲得的來自兩個(gè)波長通道的信號的信息。在本發(fā)明的實(shí)施例中，定位單元還使用可選擇的參數(shù)。在一些情況下，可以認(rèn)為一個(gè)波長通道內(nèi)的信號相對于另一通道是不可靠的或者是不準(zhǔn)確的，使系統(tǒng)選擇只使用最可靠或者最準(zhǔn)確的信號。在其他情況下，可以將信號組合以確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，用于混合兩個(gè)波長處的信號的權(quán)重因數(shù)用在第一波長處測得信號強(qiáng)度和第二波長處測得信號強(qiáng)度的函數(shù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，被稱為對準(zhǔn)信號強(qiáng)度變量波長切換或者ASSVWS的權(quán)重因數(shù)還取決于可由用戶選擇的最大相對閾限MRT因數(shù)。在該實(shí)施例中，對于綠色信號的權(quán)重因數(shù)(WeightFactorGreen)和紅色信號的權(quán)重因數(shù)(WeightFactorRed)由下式表示W(wǎng)eightFactorGreen=(MRT+1)·(SSGreenSSGreen+SSRed)-1MRT-1----(11)]]>WeightFactorRed=(MRT+1)·(SSRedSSGreen+SSRed)-1MRT-1]]>在該實(shí)施例的擴(kuò)展部分，為晶片表面上材料的(相對)反射率而校正信號強(qiáng)度，以確保波長通道的優(yōu)化組合，如下式表示W(wǎng)eightFactorGreen=(MRT+1)·(WRGreen·SSGreenWRGreen·SSGreen+WRRed·SSRed)-1MRT-1----(12)]]>WeightFactorRed=(MRT+1)·(WRRed·SSRedWRGreen·SSGreen+WRRed·SSRed)-1MRT-1]]>此外，權(quán)重因數(shù)在其值超過1時(shí)可更改。如果其值超過1，那么它們設(shè)為等于1。此外，權(quán)重因數(shù)不允許為負(fù)值。換句話說，如果哪個(gè)權(quán)重因數(shù)根據(jù)方程式11計(jì)算為小于0，那么它被設(shè)為等于0。在方程式11或12中，最大相對閾限因數(shù)MRT可以由用戶選擇(MRT＞I)。變量SSgreen是綠色信號的信號強(qiáng)度，變量SSred是紅色信號的信號強(qiáng)度。變量WRgreen是對應(yīng)綠色波長相對于基準(zhǔn)的相對晶片反射率，變量WRred是對應(yīng)紅色波長相對于基準(zhǔn)的相對晶片反射率。
圖17示出根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，對應(yīng)最大相對閾限因數(shù)MRT的幾個(gè)不同值的權(quán)重因數(shù)。注意當(dāng)一個(gè)波長通道的權(quán)重因數(shù)達(dá)到1時(shí)，只有該波長用于確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置，而其他波長對應(yīng)的權(quán)重因數(shù)為0。在最大相對閾限因數(shù)趨于無窮的情況下，兩個(gè)波長均用于確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。然而，對于最大相對閾限因數(shù)的有限值，存在僅使用一個(gè)波長處的信號來確定對準(zhǔn)標(biāo)記的區(qū)域，以及僅使用另一信號來確定對準(zhǔn)標(biāo)記位置的區(qū)域。此外，存在中間區(qū)域，在該區(qū)域中組合來自兩個(gè)波長的信號，以便確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。最大相對閾限因數(shù)MRT是信號強(qiáng)度比的最大值，信號強(qiáng)度比是指具有最高信號強(qiáng)度的波長通道的信號強(qiáng)度與使用兩波長通道組合以確定對準(zhǔn)標(biāo)記位置的信號強(qiáng)度的比值。如果比值大于MRT(閾值)，那么具有最低信號的通道忽略不計(jì)。在使用兩個(gè)通道和僅使用一個(gè)通道來確定對準(zhǔn)標(biāo)記位置的區(qū)域之間存在一個(gè)逐漸的過渡。注意根據(jù)方程式11，紅色和綠色權(quán)重因數(shù)的和總是等于1，除了當(dāng)一個(gè)信號強(qiáng)度為零時(shí)，在這種情況下，只使用具有最高信號強(qiáng)度的波長。用公式11計(jì)算權(quán)重因數(shù)之前，還可以將信號強(qiáng)度比值與MRT因數(shù)比較，以確定兩個(gè)波長通道僅用一個(gè)來確定對準(zhǔn)標(biāo)記位置的情況。例如，當(dāng)紅色信號的信號強(qiáng)度除以綠色信號的信號強(qiáng)度大于或等于MRT因數(shù)時(shí)，那么對應(yīng)紅色信號的權(quán)重因數(shù)選定為等于1，對應(yīng)綠色信號的權(quán)重因數(shù)選定為等于0。類似地，當(dāng)綠色信號的信號強(qiáng)度除以紅色信號的信號強(qiáng)度大于或等于MRT因數(shù)時(shí)，那么對應(yīng)紅色信號的權(quán)重因數(shù)等于0，對應(yīng)綠色信號的權(quán)重因數(shù)等于1?？梢允褂媒^對閾值代替討論的相對閾值，但是為了更加確保對準(zhǔn)標(biāo)記上的低反射率，優(yōu)選使用絕對閾值與相對閾值的結(jié)合。在低反射率的標(biāo)記上，波長的相對信號強(qiáng)度仍然在指定的最大相對閾限中，但是具有最低信號強(qiáng)度的波長的絕對信號強(qiáng)度可以表明，該波長通道的對準(zhǔn)位置不可靠，不適合用于確定對準(zhǔn)標(biāo)記位置。
圖16示出對準(zhǔn)位置的移動作為對準(zhǔn)標(biāo)記深度的函數(shù)在基于本發(fā)明實(shí)施例的對準(zhǔn)信號強(qiáng)度變量波長切換與對準(zhǔn)信號強(qiáng)度數(shù)字波長切換的情況下相比較的例子，在對準(zhǔn)信號強(qiáng)度數(shù)字波長切換的情況下，從一個(gè)波長處的信號到另一波長處的另一信號時(shí)僅出現(xiàn)一個(gè)突然的變化。注意，圖16例子中示出對準(zhǔn)信號強(qiáng)度變量波長切換(ASSVWS)相對于對準(zhǔn)信號強(qiáng)度數(shù)字波長切換(ASSDWS)比較，在對準(zhǔn)位置偏移范圍和150和200nm之間的區(qū)間逐漸過度都減小了。注意信號強(qiáng)度(幾乎)為0的波長通道的不可靠位置不會用于確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。對準(zhǔn)信號強(qiáng)度變量波長切換對于不對稱對準(zhǔn)標(biāo)記給出良好的結(jié)果，但其使用并不限于此。在改變標(biāo)記深度的對稱對準(zhǔn)標(biāo)記上對性能的改進(jìn)也是顯而易見的。這是因?yàn)锳SSVWS比ASSDWS的情況使用更多的可靠信息，而不使用不可靠的信息的效果。使用更多可靠的信息得到統(tǒng)計(jì)方面的利益。
如果由第一波長通道確定的位置和第二波長通道確定的位置之間存在任何偏移，可能是通過傳感器的漂移或者不精確的校準(zhǔn)或者以其他任何方式引起的，那么當(dāng)從一個(gè)波長變?yōu)榱硪徊ㄩL時(shí)ASSVWS提供逐漸的轉(zhuǎn)變，而ASSDWS示出不希望的突然躍遷。
在另一個(gè)實(shí)施例中，取代在多個(gè)波長通道之間切換時(shí)提供逐漸的位置轉(zhuǎn)變，波長切換的頻率降低，因此使用檢測系統(tǒng)更穩(wěn)定而依然保持切換性。這對于自動適應(yīng)IC制造過程中的緩慢變化特別有用，如部件的老化或者層厚度的調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)波長被標(biāo)為優(yōu)選波長，只有在另一波長的信號強(qiáng)度與優(yōu)選波長的信號強(qiáng)度的比值超過相對切換閾限比RSTR的情況下，才被切換為另一波長。該實(shí)施例總是保持一個(gè)波長為優(yōu)選波長，取決于用戶確定的RSTR值，大多數(shù)或者實(shí)際上所有對準(zhǔn)位置用優(yōu)選波長來確定。在本發(fā)明的擴(kuò)展部分，引入滯后現(xiàn)象，使得采用優(yōu)選的第一波長，直到第二波長的信號強(qiáng)度與優(yōu)選第一波長的信號強(qiáng)度的比值超過相對切換閾限比RSTR。在那時(shí)，優(yōu)先選擇從第一波長變?yōu)榈诙ㄩL，使第二波長為優(yōu)選波長。這減少了在下一對準(zhǔn)中切換復(fù)位為第一波長的可能性，因此滯后幫助減少了波長切換數(shù)量的進(jìn)一步增大。優(yōu)先選擇也可以從一個(gè)波長轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌秶鷥?nèi)的其他波長，例如基于歷史數(shù)據(jù)。
盡管在ASSVWS實(shí)施例中權(quán)重因數(shù)由方程式11和12給出，并限制為最大值為1，最小值為0，但本發(fā)明的廣義原理并不僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明展望以各種方式組合來自多個(gè)波長通道的信息。方程式11和12中的權(quán)重因數(shù)取決于信號強(qiáng)度，并包括可選擇的最大相對閾限因數(shù)?？梢赃x擇取決于其他可測量而不背離本發(fā)明范圍的權(quán)重因數(shù)。優(yōu)選波長實(shí)施例也取決于信號強(qiáng)度，并包括可選擇的相對切換閾限比?？梢赃x擇取決于其他可測量而不背離本發(fā)明范圍的轉(zhuǎn)變要求。
例如，其他輸入?yún)?shù)的使用，如“多重相關(guān)系數(shù)(mcc)”，“微型復(fù)制(minirepro)”，“信噪比(signal to noise ratio)”，“信號形狀(signal shape)”，“信號包絡(luò)(signal envelope)”，“焦距(focus)”，“傾斜(tilt)”，“級通道位置偏移(order channels position offset)”，“波長通道位置偏移(wavelength channelsposition offset)”，“段間移動(shift between segments)”和/或“粗-精位置偏差(coarse-fine position deviation)”，可以與用戶輸入?yún)?shù)結(jié)合起來使用而提高性能。
很多這樣的參數(shù)與對準(zhǔn)位置確定的精度相關(guān)。所述參數(shù)“mcc”是多重相關(guān)系數(shù)，表示測得信號與理想對準(zhǔn)標(biāo)記所預(yù)期的信號的相似程度；“微型復(fù)制”是對準(zhǔn)測量的不同區(qū)域或部分的對準(zhǔn)位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示對準(zhǔn)位置的精度；“信噪比”是合格信號除以橫過所測信號光譜的相對噪訊水平，而“信號形狀”是所述光譜中數(shù)個(gè)離散頻率的相對級，通常是基頻的倍數(shù)；“信號包絡(luò)”是測量過程中信號強(qiáng)度的方差；“焦距”是測量過程中晶片的高度偏移；“傾斜”是測量過程中晶片角度和探測器角度之間的角度；“級通道位置偏移”是一個(gè)波長的不同通道的對準(zhǔn)位置的測量差。“波長通道位置偏移”是不同波長通道的對準(zhǔn)位置的測量差；“段間移動”是多個(gè)分段對準(zhǔn)標(biāo)記的不同段的對準(zhǔn)位置的測量差；“粗-精位置偏移”是在精確相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記立置相對于以粗略相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記測量值為基礎(chǔ)的理想位置之間的差。
根據(jù)本發(fā)明的對準(zhǔn)系統(tǒng)可以在不同的對準(zhǔn)裝置中實(shí)現(xiàn)。在特定的實(shí)例中，可以作為圖3，5，7，12和13所示的對準(zhǔn)系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)例中，所述對準(zhǔn)系統(tǒng)具有定位單元?？傮w上講，定位單元可以是硬件實(shí)現(xiàn)的專用部件，也可以是可編程部件。在可編程單元中，定位單元包括CPU，內(nèi)存和數(shù)據(jù)存儲區(qū)域。此外，定位單元還要具有與其他設(shè)備或用戶接口通信的I/O端口。
在該實(shí)施例中，可以為X和Y位置，以及對準(zhǔn)輻射中兩個(gè)波長的每一個(gè)檢測七個(gè)衍射級的信號。根據(jù)本發(fā)明，可以組合來自相同衍射級而具有不同波長的信號的信息，單衍射級或多衍射級用于確定標(biāo)記的最終位置。如果使用多衍射級，那么最好分別確定每個(gè)衍射級的權(quán)重因數(shù)。
當(dāng)進(jìn)行測量時(shí)，可以在逐個(gè)標(biāo)記的基礎(chǔ)上確定對準(zhǔn)標(biāo)記的位置，每個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記產(chǎn)生一個(gè)對準(zhǔn)位置。另外，對于晶片上所有對準(zhǔn)標(biāo)記可以得到如上述的輸入?yún)?shù)，然后進(jìn)行網(wǎng)格計(jì)算，而不計(jì)算每個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記的對準(zhǔn)位置。這允許從多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記中收集數(shù)據(jù)，從而使晶片上不同對準(zhǔn)標(biāo)記之間的相對信號強(qiáng)度，或其他輸入?yún)?shù)可以被考慮。對準(zhǔn)位置在網(wǎng)格計(jì)算中進(jìn)行加權(quán)，使得所計(jì)算的網(wǎng)格更精確地表示晶片位置，因?yàn)榫哂休^高信號強(qiáng)度的對準(zhǔn)標(biāo)記更精確地測量，并在網(wǎng)格計(jì)算中進(jìn)行更重地加權(quán)。網(wǎng)格計(jì)算可以為各個(gè)波長或者波長組合而進(jìn)行。權(quán)重因數(shù)通過晶片上不同對準(zhǔn)標(biāo)記之間的相對信號強(qiáng)度，或者任何其他輸入?yún)?shù)而確定。
額外的輸入?yún)?shù)也可以用于網(wǎng)格計(jì)算中，如“網(wǎng)格殘差(grid residuals)”，“非正交性”，“X-Y伸展差(expansion difference)”和“晶片膨脹”。所有這些參數(shù)表示確定對準(zhǔn)位置的精度，并因此對于網(wǎng)格計(jì)算中的權(quán)重因數(shù)是有價(jià)值的輸入?yún)?shù)。網(wǎng)格殘差是從測得的對準(zhǔn)標(biāo)記位置到合格的晶片網(wǎng)格的偏差，因此是用于確定對準(zhǔn)標(biāo)記位置的精確度的測量；非正交性和X-Y伸展差都是對晶片變形的測量，但是像網(wǎng)格殘差一樣可以用作確定對準(zhǔn)標(biāo)記位置的精確度的測量，因?yàn)檫@些變形通常小于對準(zhǔn)標(biāo)記位置偏差；晶片膨脹是對膨脹的測量，并且因此是對晶片溫度的測量，適當(dāng)?shù)乜刂圃摐囟龋虼司蛎浛梢杂米鞔_定對準(zhǔn)標(biāo)記位置的精確度的測量。此外，該方案允許在一個(gè)步驟中計(jì)算最優(yōu)網(wǎng)格，而不是計(jì)算每個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記的各個(gè)對準(zhǔn)位置，在將晶片上測得對準(zhǔn)標(biāo)記的各種輸入?yún)?shù)與上述額外的網(wǎng)格參數(shù)進(jìn)行組合時(shí)提供更大的靈活性。
在本發(fā)明的擴(kuò)展部分中，確定每個(gè)晶片的最優(yōu)網(wǎng)格和每個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記的輸入?yún)?shù)變化是非常有用的，每個(gè)晶片的輸入?yún)?shù)可以用作額外的輸入?yún)?shù)。使用歷史數(shù)據(jù)表示加工變化是臨時(shí)的波動或長期趨勢。在一批中這種參數(shù)的變化是通常存儲于當(dāng)前光刻裝置的數(shù)據(jù)，而成批(batch to batch)的變化可以通過與自動加工控制(APC)裝置連接而獲得?？梢詾楦鱾€(gè)波長或波長組合而存儲歷史數(shù)據(jù)。
由于上述許多系統(tǒng)使用相干性對準(zhǔn)輻射源，因此美國專利US6,384,899中公開的相位調(diào)制技術(shù)可被用于結(jié)合上述系統(tǒng)。美國專利US6,384,899的全部內(nèi)容在這里整體引入作為參考。本發(fā)明參考在制造IC的基底上的標(biāo)記圖案的分步掃描成像裝置中的應(yīng)用進(jìn)行描述，但并不意味就局限于此。本發(fā)明可選擇的用在以下裝置中，所述裝置用于制造集成的或完整的光學(xué)系統(tǒng)，磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案或液晶顯示板，薄膜磁頭，MEMS設(shè)備等。所述投影裝置不僅可以是投射束為電磁輻射束并且投影系統(tǒng)為光學(xué)投影透鏡系統(tǒng)的光學(xué)裝置，而且可以是以下裝置，所述裝置中投射束為如電子束，離子束或X射線束的帶電粒子束，其中使用相關(guān)的投影系統(tǒng)，如電子透鏡系統(tǒng)。通常，本發(fā)明可以用在成像系統(tǒng)中，利用該成像系統(tǒng)一定形成具有非常小的細(xì)節(jié)的像。
權(quán)利要求
1.一種用于光刻裝置的對準(zhǔn)系統(tǒng)，包括具有第一波長和第二波長的對準(zhǔn)輻射源；檢測系統(tǒng)，包括第一波長通道和第二波長通道，設(shè)置第一波長通道接收所述對準(zhǔn)標(biāo)記第一波長處的對準(zhǔn)輻射，設(shè)置第二波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第二波長處的對準(zhǔn)輻射；以及定位單元，與所述檢測系統(tǒng)相聯(lián)系，其中所述定位單元處理來自所述第一及第二波長通道的組合信息，從而以來自所述第一波長通道的信息，來自所述第二波長通道的信息以及來自所述第一和第二波長通道的組合信息中之一為基礎(chǔ)，根據(jù)在所述第一波長處檢測到的所述對準(zhǔn)輻射相對于在所述第二波長處檢測到的對準(zhǔn)輻射的相對強(qiáng)度來確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述定位單元用于通過用因數(shù)加權(quán)來自所述第一和第二波長通道的第一和第二信號而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息，所述因數(shù)取決于所述第一信號相對于所述第二信號的相對強(qiáng)度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一信號相對于所述第二信號的強(qiáng)度超過預(yù)定閾值時(shí)，所述第二波長通道的權(quán)重因數(shù)設(shè)為零。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述對準(zhǔn)輻射源包括在所述第一波長處產(chǎn)生輻射的第一激光器和在所述第二波長處產(chǎn)生輻射的第二激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述定位單元用于向所述第一和第二波長通道分配權(quán)重因數(shù)，這取決于所述第一和第二波長信號的信號強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述檢測系統(tǒng)的所述第一波長通道對應(yīng)于在所述第一波長處的第一衍射級子光束，所述檢測系統(tǒng)的所述第二波長通道對應(yīng)于在所述第二波長處的第一衍射級子光束，以及所述定位單元根據(jù)所述第一和第二波長信號以第一精度確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的所述位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述檢測系統(tǒng)進(jìn)一步包括在所述第一波長處的第三信號通道和在所述第一波長處的第二衍射級子光束，以及在所述第二波長處的第四信號通道和在所述第二波長處的第二衍射級子光束，以及所述定位單元根據(jù)所述第一和第二波長信號以第二精度確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的所述位置，其中第二精度比所述第一精度更精確。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述檢測系統(tǒng)的所述第一波長通道對應(yīng)于在所述第一波長處的第一衍射級子光束，在所述第一波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇，以及所述檢測系統(tǒng)的所述第二波長通道對應(yīng)于在所述第二波長處的第一衍射級子光束，在所述第二波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述定位單元通過進(jìn)一步向來自所述第一和第二波長信號的組合信息分配可選擇的參數(shù)而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的可靠程度(level of reliability)時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述位置確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的精度級時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述位置確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之前被確定。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之后被確定。
14.根據(jù)權(quán)利要求2的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的閾值，所述權(quán)重因數(shù)限制為在從零到一的范圍內(nèi)，包括零和一。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于在所述第一和第二波長處所述基底或所述基底上材料的反射率。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的閾值是相對閾值，相對于信號強(qiáng)度的選定值。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的閾值是絕對閾值。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的絕對閾值。
19.根據(jù)權(quán)利要求2的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)這樣分配，使所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述權(quán)重因數(shù)預(yù)先分配為所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號時(shí)，在所述第二波長信號比所述第一波長信號占優(yōu)勢之后，所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號，導(dǎo)致滯后效應(yīng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求1的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述定位單元用于通過用因數(shù)加權(quán)來自所述第一和第二波長通道的第一和第二信號而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息，所述因數(shù)取決于從一組可測量中選擇的至少一個(gè)可測量，所述一組可測量包括多重相關(guān)系數(shù)，微型復(fù)制，信噪比，信號形狀，信號包絡(luò)，焦距，傾斜，級通道位置偏移，波長通道位置偏移，段間移動和粗一精位置偏差，其中參數(shù)多重相關(guān)系數(shù)表示測得信號與理想對準(zhǔn)標(biāo)記所預(yù)期的信號的相似程度；微型復(fù)制是對準(zhǔn)測量的不同區(qū)域或部分的對準(zhǔn)位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示對準(zhǔn)位置的精度；信噪比是由合格信號除以橫過所測信號光譜的相對噪訊水平；而信號形狀是所述光譜中數(shù)個(gè)離散頻率的相對級，通常是基頻的倍數(shù)；信號包絡(luò)是測量過程中信號強(qiáng)度的方差；焦距是測量過程中晶片的高度偏移；傾斜是測量過程中晶片角度和探測器角度之間的角度；級通道位置偏移是一個(gè)波長的不同通道的對準(zhǔn)位置的測量差；波長通道位置偏移是不同波長通道的對準(zhǔn)位置的測量差；段間移動是多個(gè)分段對準(zhǔn)標(biāo)記的不同段的對準(zhǔn)位置的測量差；以及粗一精位置偏移是在精確相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記位置相對于以粗略相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記測量值為基礎(chǔ)的理想位置之間的差。
23.根據(jù)權(quán)利要求2的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)檢測到的衍射級來選擇。
24.一種光刻裝置，包括照射系統(tǒng)；基底臺部件，設(shè)置在來自所述照射系統(tǒng)的照射輻射的輻射路徑上；分化板臺部件，設(shè)置在所述照射系統(tǒng)和所述基底臺部件之間所述照射輻射的所述輻射路徑上；投影系統(tǒng)，設(shè)置在所述分化板臺部件和所述基底臺部件之間；以及對準(zhǔn)系統(tǒng)，設(shè)置在所述基底臺部件和所述分化板臺中至少一個(gè)部件附近其中所述對準(zhǔn)系統(tǒng)包括具有第一波長和第二波長的對準(zhǔn)輻射源；檢測系統(tǒng)，包括第一波長通道和第二波長通道，設(shè)置第一波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第一波長處的對準(zhǔn)輻射，設(shè)置第二波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第二波長通道處的對準(zhǔn)輻射；以及定位單元，與所述檢測系統(tǒng)相聯(lián)系，其中所述定位單元處理來自所述第一及第二波長通道的組合信息，從而以來自所述第一波長通道的信息，來自所述第二波長通道的信息以及來自所述第一和第二波長通道的組合信息中之一為基礎(chǔ)，根據(jù)在所述第一波長處檢測至的所述對準(zhǔn)輻射相對于在所述第二波長處檢測到的對準(zhǔn)輻射的相對強(qiáng)度來確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的光刻裝置，其中所述定位單元用于通過用因數(shù)加權(quán)來自所述第一和第二波長通道的第一和第二信號而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息，所述因數(shù)取決于所述第一信號相對于所述第二信號的相對強(qiáng)度。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的光刻裝置，其中當(dāng)所述第一信號相對于所述第二信號的強(qiáng)度超過預(yù)定閾值時(shí)，所述第二通道的權(quán)重因數(shù)設(shè)為零。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的光刻裝置，其中所述對準(zhǔn)輻射源包括在第一波長處產(chǎn)生輻射的第一激光器和在第二波長處產(chǎn)生輻射的第二激光器。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的光刻裝置，其中所述定位單元用于向所述第一和第二波長通道分配權(quán)重因數(shù)，這取決于所述第一和第二波長信號的信號強(qiáng)度。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的光刻裝置，其中所述檢測系統(tǒng)的所述第一波長通道對應(yīng)于在所述第一波長處的第一衍射級子光束，所述檢測系統(tǒng)的所述第二波長通道對應(yīng)于在所述第二波長處的第一衍射級子光束，以及所述定位單元根據(jù)所述第一和第二波長信號以第一精度確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的所述位置。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的光刻裝置，其中所述檢測系統(tǒng)進(jìn)一步包括在所述第一波長處的第三信號通道和在所述第一波長處的第二衍射級子光束，以及在所述第二波長處的第四信號通道和在所述第二波長處的第二衍射級子光束，以及所述定位單元根據(jù)所述第一和第二波長信號以第二精度確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的所述位置，其中第二精度比所述第一精度更精確。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的光刻裝置，其中所述檢測系統(tǒng)的所述第一波長通道對應(yīng)于在所述第一波長處的第一衍射級子光束，在所述第一波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇，以及所述檢測系統(tǒng)的所述第二波長通道對應(yīng)于在所述第二波長處的第一衍射級子光束，在所述第二波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇。
32.根據(jù)權(quán)利要求25的光刻裝置，其中所述定位單元通過進(jìn)一步向來自所述第一和第二波長信號的組合信息分配可選擇的參數(shù)而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的光刻裝置，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的可靠程度時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述位置確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的光刻裝置，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的精度級時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述位置確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的光刻裝置，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之前被確定。
36.根據(jù)權(quán)利要求32的光刻裝置，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之后被確定。
37.根據(jù)權(quán)利要求25的光刻裝置，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的閾值，所述權(quán)重因數(shù)限制為在從零到一的范圍內(nèi)，包括零和一。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的光刻裝置，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于在所述第一和第二波長處所述基底或所述基底上材料的反射率。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的光刻裝置，其中所述可選擇的閾值是相對閾值，相對于信號強(qiáng)度的選定值。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的光刻裝置，其中所述可選擇的閾值是絕對閾值。
41.根據(jù)權(quán)利要求39的光刻裝置，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的絕對閾值。
42.根據(jù)權(quán)利要求25的光刻裝置，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)這樣分配，使所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的光刻裝置，其中當(dāng)所述權(quán)重因數(shù)預(yù)先分配為所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號時(shí)，在所述第二波長信號比所述第一波長信號占優(yōu)勢之后，所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號，導(dǎo)致滯后效應(yīng)。
44.根據(jù)權(quán)利要求42的光刻裝置，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號。
45.根據(jù)權(quán)利要求24的光刻裝置，其中所述定位單元用于通過用因數(shù)加權(quán)來自所述第一和第二波長通道的第一和第二信號而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息，所述因數(shù)取決于從一組可測量中選擇的至少一個(gè)可測量，所述一組可測量包括多重相關(guān)系數(shù)，微型復(fù)制，信噪比，信號形狀，信號包絡(luò)，焦距，傾斜，級通道位置偏移，波長通道位置偏移，段間移動和粗-精位置偏差，其中參數(shù)多重相關(guān)系數(shù)表示測得信號與理想對準(zhǔn)標(biāo)記所預(yù)期的信號的相似程度；微型復(fù)制是對準(zhǔn)測量的不同區(qū)域或部分的對準(zhǔn)位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示對準(zhǔn)位置的精度；信噪比是由合格信號除以橫過所測信號光譜的相對噪訊水平；而信號形狀是所述光譜中數(shù)個(gè)離散頻率的相對級，通常是基頻的倍數(shù)；信號包絡(luò)是測量過程中信號強(qiáng)度的方差；焦距是測量過程中晶片的高度偏移；傾斜是測量過程中晶片角度和探測器角度之間的角度；級通道位置偏移是一個(gè)波長的不同通道的對準(zhǔn)位置的測量差；波長通道位置偏移是不同波長通道的對準(zhǔn)位置的測量差；段間移動是多個(gè)分段對準(zhǔn)標(biāo)記的不同段的對準(zhǔn)位置的測量差；以及粗-精位置偏移是在精確相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記位置相對于以粗略相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記測量值為基礎(chǔ)的理想位置之間的差。
46.根據(jù)權(quán)利要求25的光刻裝置，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)檢測到的衍射級來選擇。
47.一種檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，包括用具有至少兩個(gè)不同照射波長的對準(zhǔn)輻射來照射所述對準(zhǔn)標(biāo)記；檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中第一波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射，并輸出第一波長信號；檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中第二波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射，并輸出第二波長信號；以及以所述第一波長信號，所述第二波長信號以及所述第一和第二波長的組合信號之一為基礎(chǔ)，根據(jù)所述第一波長信號相對于所述第二波長信號的相對強(qiáng)度來確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，進(jìn)一步包括確定所述第一信號的第一信號強(qiáng)度；以及確定所述第二信號的第二信號強(qiáng)度，其中根據(jù)所述第一和第二波長信號確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的位置包括向所述第一和第二波長信號分配權(quán)重因數(shù)，這取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度。
49.根據(jù)權(quán)利要求47的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第一波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第一波長處的第一衍射級子光束，所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第二波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第二波長處的第一衍射級子光束，以及所述根據(jù)所述第一和第二波長信號來確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的所述位置包括以第一精度確定所述位置。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第一波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第一波長處的第二衍射級子光束，所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第二波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第二波長處的第二衍射級子光束，以及所述根據(jù)所述第一和第二波長信號來確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的所述位置包括以第二精度確定所述位置，所述第二精度比所述第一精度更精確。
51.根據(jù)權(quán)利要求47的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第一波長的所述處對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第一波長處的衍射級子光束，在所述第一波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇，所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第二波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第二波長處的衍射級子光束，在所述第二波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇。
52.根據(jù)權(quán)利要求48的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中所述根據(jù)所述第一和第二波長信號來確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的位置進(jìn)一步包括向來自所述第一和第二波長信號的組合信息分配可選擇的參數(shù)。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的可靠程度時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述位置確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
54.根據(jù)權(quán)利要求52的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的精度級時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述位置確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
55.根據(jù)權(quán)利要求52的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之前被確定。
56.根據(jù)權(quán)利要求52的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之后被確定。
57.根據(jù)權(quán)利要求48的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的閾值，所述權(quán)重因數(shù)限制為在從零到一的范圍內(nèi)，包括零和一。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于在所述第一和第二波長處所述基底或所述基底上材料的反射率。
59.根據(jù)權(quán)利要求57的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中所述可選擇的閾值是相對閾值，相對于信號強(qiáng)度的選定值。
60.根據(jù)權(quán)利要求57的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中所述可選擇的閾值是絕對閾值。
61.根據(jù)權(quán)利要求59的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的絕對閾值。
62.根據(jù)權(quán)利要求48的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中向所述第一和第二波長信號分配權(quán)重因數(shù)是這樣分配，使所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號。
63.根據(jù)權(quán)利要求62的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中當(dāng)所述權(quán)重因數(shù)預(yù)先分配為所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號時(shí)，在所述第二波長信號比所述第一波長信號占優(yōu)勢之后，所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號，導(dǎo)致滯后效應(yīng)。
64.根據(jù)權(quán)利要求62的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中向所述第一和第二波長信號分配所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號。
65.根據(jù)權(quán)利要求47的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，進(jìn)一步包括確定所述第一信號的第一信號強(qiáng)度；以及確定所述第二信號的第二信號強(qiáng)度，其中根據(jù)所述第一和第二波長信號確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的位置包括向所述第一和第二波長信號分配權(quán)重因數(shù)，這取決于從一組可測量中選擇的至少一個(gè)可測量，所述一組可測量包括多重相關(guān)系數(shù)，微型復(fù)制，信噪比，信號形狀，信號包絡(luò)，焦距，傾斜，級通道位置偏移，波長通道位置偏移，段間移動和粗-精位置偏差，其中參數(shù)多重相關(guān)系數(shù)表示測得信號與理想對準(zhǔn)標(biāo)記所預(yù)期的信號的相似程度；微型復(fù)制是對準(zhǔn)測量的不同區(qū)域或部分的對準(zhǔn)位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示對準(zhǔn)位置的精度；信噪比是由合格信號除以橫過所測信號光譜的相對噪訊水平；而信號形狀是所述光譜中數(shù)個(gè)離散頻率的相對級，通常是基頻的倍數(shù)；信號包絡(luò)是測量過程中信號強(qiáng)度的方差；焦距是測量過程中晶片的高度偏移；傾斜是測量過程中晶片角度和探測器角度之間的角度；級通道位置偏移是一個(gè)波長的不同通道的對準(zhǔn)位置的測量差；波長通道位置偏移是不同波長通道的對準(zhǔn)位置的測量差；段間移動是多個(gè)分段對準(zhǔn)標(biāo)記的不同段的對準(zhǔn)位置的測量差；以及粗-精位置偏移是在精確相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記位置相對于以粗略相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記測量值為基礎(chǔ)的理想位置之間的差。
66.根據(jù)權(quán)利要求48的檢測基底上對準(zhǔn)標(biāo)記的方法，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)檢測到的衍射級來選擇。
67.一種確定基底上對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，包括用具有至少兩個(gè)不同波長的對準(zhǔn)輻射來照射多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記；檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中第一波長處的所述多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記中每一個(gè)的輻射；檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中第二波長處的所述多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記中每一個(gè)的輻射；根據(jù)在所述第一和第二照射波長處檢測的信息確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格。
68.根據(jù)權(quán)利要求67的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中所述檢測包括檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中第一波長處的所述多個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記中一個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射；檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中第二波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射，并輸出第二波長信號；以及根據(jù)至少所述第一和第二波長信號來確定對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)。
69.根據(jù)權(quán)利要求68的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，進(jìn)一步包括確定所述第一信號的第一信號強(qiáng)度；以及確定所述第二信號的第二信號強(qiáng)度，其中根據(jù)所述第一和第二波長信號確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)包括向所述第一和第二波長信號分配權(quán)重因數(shù)，這取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度。
70.根據(jù)權(quán)利要求68的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第一波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第一波長處的第一衍射級子光束，所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第二波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第二波長處的第一衍射級子光束，以及所述根據(jù)所述第一和第二波長信號來確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)包括以第一精度確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)。
71.根據(jù)權(quán)利要求70的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第一波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第一波長處的第二衍射級子光束，所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第二波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第二波長處的第二衍射級子光束，以及所述根據(jù)所述第一和第二波長信號來確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)包括以第二精度確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)，所述第二精度比所述第一精度更精確。
72.根據(jù)權(quán)利要求68的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第一波長的所述處對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第一波長處的衍射級子光束，在所述第一波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇，所述檢測來自所述至少兩個(gè)不同照射波長中所述第二波長處的所述對準(zhǔn)標(biāo)記的輻射包括檢測在所述第二波長處的衍射級子光束，在所述第二波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇。
73.根據(jù)權(quán)利要求69的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中所述根據(jù)所述第一和第二波長信號來確定對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)進(jìn)一步包括向來自所述第一和第二波長信號的組合信息分配可選擇的參數(shù)。
74.根據(jù)權(quán)利要求73的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的可靠程度時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)的所述確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
75.根據(jù)權(quán)利要求73的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的精度級時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)的所述確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
76.根據(jù)權(quán)利要求73的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之前被確定。
77.根據(jù)權(quán)利要求73的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之后被確定。
78.根據(jù)權(quán)利要求69的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的閾值，所述權(quán)重因數(shù)限制為在從零到一的范圍內(nèi)，包括零和一。
79.根據(jù)權(quán)利要求78的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于在所述第一和第二波長處所述基底或所述基底上材料的反射率。
80.根據(jù)權(quán)利要求78的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中所述可選擇的閾值是相對閾值，相對于信號強(qiáng)度的選定值。
81.根據(jù)權(quán)利要求78的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中所述可選擇的閾值是絕對閾值。
82.根據(jù)權(quán)利要求80的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的絕對閾值。
83.根據(jù)權(quán)利要求69的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中向所述第一和第二波長信號分配所述權(quán)重因數(shù)是這樣分配，使所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號。
84.根據(jù)權(quán)利要求83的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中當(dāng)所述權(quán)重因數(shù)預(yù)先分配為所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號時(shí)，在所述第二波長信號比所述第一波長信號占優(yōu)勢之后，所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號，導(dǎo)致滯后效應(yīng)。
85.根據(jù)權(quán)利要求83的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中向所述第一和第二波長信號分配所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號。
86.根據(jù)權(quán)利要求68的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，進(jìn)一步包括確定所述第一信號的第一信號強(qiáng)度；以及確定所述第二信號的第二信號強(qiáng)度，其中根據(jù)所述第一和第二波長信號確定對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)包括向所述第一和第二波長信號分配權(quán)重因數(shù)，這取決于從一組可測量中選擇的至少一個(gè)可測量，所述一組可測量包括多重相關(guān)系數(shù)，微型復(fù)制，信噪比，信號形狀，信號包絡(luò))，焦距，傾斜，級通道位置偏移，波長通道位置偏移，段間移動和粗-精位置偏差，其中參數(shù)多重相關(guān)系數(shù)表示測得信號與理想對準(zhǔn)標(biāo)記所預(yù)期的信號的相似程度；微型復(fù)制是對準(zhǔn)測量的不同區(qū)域或部分的對準(zhǔn)位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示對準(zhǔn)位置的精度；信噪比是由合格信號除以橫過所測信號光譜的相對噪訊水平；而信號形狀是所述光譜中數(shù)個(gè)離散頻率的相對級，通常是基頻的倍數(shù)；信號包絡(luò)是測量過程中信號強(qiáng)度的方差；焦距是測量過程中晶片的高度偏移；傾斜是測量過程中晶片角度和探測器角度之間的角度；級通道位置偏移是一個(gè)波長的不同通道的對準(zhǔn)位置的測量差；波長通道位置偏移是不同波長通道的對準(zhǔn)位置的測量差；段間移動是多個(gè)分段對準(zhǔn)標(biāo)記的不同段的對準(zhǔn)位置的測量差；以及粗-精位置偏移是在精確相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記位置相對于以粗略相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記測量值為基礎(chǔ)的理想位置之間的差。
87.根據(jù)權(quán)利要求69的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)檢測到的衍射級來選擇。
88.根據(jù)權(quán)利要求68的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，進(jìn)一步包括在所述對準(zhǔn)網(wǎng)格的所述確定中使用網(wǎng)格殘差，非正交性，X-Y伸展差和晶片膨脹中之一，其中網(wǎng)格殘差是從測得的對準(zhǔn)標(biāo)記位置到配合的晶片網(wǎng)格的偏差，非正交性和X-Y伸展差都是對晶片變形的測量，晶片膨脹是對晶片的膨脹的測量。
89.根據(jù)權(quán)利要求68的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，進(jìn)一步包括存儲第一基底獲得的所述對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)的信息。
90.根據(jù)權(quán)利要求89的確定對準(zhǔn)網(wǎng)格的方法，進(jìn)一步包括在第二基底的所述確定對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)中，重新得到第一基底獲得的所述對準(zhǔn)網(wǎng)格參數(shù)的所述信息。
91.一種用于光刻裝置的對準(zhǔn)系統(tǒng)，包括具有第一波長和第二波長的對準(zhǔn)輻射源；檢測系統(tǒng)，包括第一波長通道和第二波長通道，設(shè)置第一波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第一波長處的對準(zhǔn)輻射，設(shè)置第二波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第二波長處的對準(zhǔn)輻射；以及定位單元，與所述檢測系統(tǒng)相聯(lián)系，其中所述定位單元處理來自所述第一及第二波長通道的組合信息，從而以來自所述第一波長通道的信息，來自所述第二波長通道的信息以及來自所述第一和第二波長通道的組合信息中至少一個(gè)信息為基礎(chǔ)，根據(jù)在所述第一波長處檢測到的所述對準(zhǔn)輻射相對于在所述第二波長處檢測到的對準(zhǔn)輻射的相對強(qiáng)度來確定對準(zhǔn)網(wǎng)格。
92.根據(jù)權(quán)利要求91的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述定位單元用于通過用因數(shù)加權(quán)來自所述第一和第二波長通道的第一和第二信號而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息，所述因數(shù)取決于所述第一信號相對于所述第二信號的相對強(qiáng)度。
93.根據(jù)權(quán)利要求92的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一信號相對于所述第二信號的強(qiáng)度超過預(yù)定閾值時(shí)，所述第二波長通道的權(quán)重因數(shù)設(shè)為零。
94.根據(jù)權(quán)利要求91的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述對準(zhǔn)輻射源包括在所述第一波長處產(chǎn)生輻射的第一激光器和在所述第二波長處產(chǎn)生輻射的第二激光器。
95.根據(jù)權(quán)利要求91的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述定位單元用于向所述第一和第二波長通道分配權(quán)重因數(shù)，這取決于所述第一和第二波長信號的信號強(qiáng)度。
96.根據(jù)權(quán)利要求91的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述檢測系統(tǒng)的所述第一波長通道對應(yīng)于在所述第一波長處的第一衍射級子光束，所述檢測系統(tǒng)的所述第二波長通道對應(yīng)于在所述第二波長處的第一衍射級子光束，以及所述定位單元根據(jù)所述第一和第二波長信號以第一精度確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格。
97.根據(jù)權(quán)利要求91的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述檢測系統(tǒng)進(jìn)一步包括在所述第一波長處的第三信號通道和在所述第一波長處的第二衍射級子光束，以及在所述第二波長處的第四信號通道和在所述第二波長處的第二衍射級子光束，以及所述定位單元根據(jù)所述第一和第二波長信號以第二精度確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格，其中第二精度比所述第一精度更精確。
98.根據(jù)權(quán)利要求91的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述檢測系統(tǒng)的所述第一波長通道對應(yīng)于在所述第一波長處的第一衍射級子光束，在所述第一波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇，以及所述檢測系統(tǒng)的所述第二波長通道對應(yīng)于在所述第二波長處的第一衍射級子光束，在所述第二波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇。
99.根據(jù)權(quán)利要求92的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述定位單元通過進(jìn)一步向來自所述第一和第二波長信號的組合信息分配可選擇的參數(shù)而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息。
100.根據(jù)權(quán)利要求99的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的可靠程度時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述位置確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
101.根據(jù)權(quán)利要求99的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的精度級時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述位置確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
102.根據(jù)權(quán)利要求99的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之前被確定。
103.根據(jù)權(quán)利要求99的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之后被確定。
104.根據(jù)權(quán)利要求92的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的閾值，所述權(quán)重因數(shù)限制為在從零到一的范圍內(nèi)，包括零和一。
105.根據(jù)權(quán)利要求104的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于在所述第一和第二波長處所述基底或所述基底上材料的反射率。
106.根據(jù)權(quán)利要求104的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的閾值是相對閾值，相對于信號強(qiáng)度的選定值。
107.根據(jù)權(quán)利要求104的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的閾值是絕對閾值。
108.根據(jù)權(quán)利要求106的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的絕對閾值。
109.根據(jù)權(quán)利要求92的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)這樣分配，使所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號。
110.根據(jù)權(quán)利要求109的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述權(quán)重因數(shù)預(yù)先分配為所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號時(shí)，在所述第二波長信號比所述第一波長信號占優(yōu)勢之后，所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號，導(dǎo)致滯后效應(yīng)。
111.根據(jù)權(quán)利要求109的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號。
112.根據(jù)權(quán)利要求91的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述定位單元用于通過用因數(shù)加權(quán)來自所述第一和第二波長通道的第一和第二信號而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息，所述因數(shù)取決于從一組可測量中選擇的至少一個(gè)可測量，所述一組可測量包括多重相關(guān)系數(shù)，微型復(fù)制，信噪比，信號形狀，信號包絡(luò)，焦距，傾斜，級通道位置偏移，波長通道位置偏移，段間移動和粗一精位置偏差，其中參數(shù)多重相關(guān)系數(shù)表示測得信號與理想對準(zhǔn)標(biāo)記所預(yù)期的信號的相似程度；微型復(fù)制是對準(zhǔn)測量的不同區(qū)域或部分的對準(zhǔn)位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示對準(zhǔn)位置的精度；信噪比是由合格信號除以橫過所測信號光譜的相對噪訊水平；而信號形狀是所述光譜中數(shù)個(gè)離散頻率的相對級，通常是基頻的倍數(shù)；信號包絡(luò)是測量過程中信號強(qiáng)度的方差；焦距是測量過程中晶片的高度偏移；傾斜是測量過程中晶片角度和探測器角度之間的角度；級通道位置偏移是一個(gè)波長的不同通道的對準(zhǔn)位置的測量差；波長通道位置偏移是不同波長通道的對準(zhǔn)位置的測量差；段間移動是多個(gè)分段對準(zhǔn)標(biāo)記的不同段的對準(zhǔn)位置的測量差；以及粗-精位置偏移是在精確相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記位置相對于以粗略相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記測量值為基礎(chǔ)的理想位置之間的差。
113.根據(jù)權(quán)利要求92的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)檢測到的衍射級來選擇。
114.一種光刻裝置，包括照射系統(tǒng)；基底臺部件，設(shè)置在所述照射輻射源的輻射路徑上；分化板臺部件，設(shè)置在所述源和所述基底臺部件之間所述照射輻射源的所述輻射路徑上；投影系統(tǒng)，設(shè)置在所述分化板臺部件和所述基底臺部件之間；以及對準(zhǔn)系統(tǒng)，設(shè)置在靠近所述投影系統(tǒng)并最接近所述基底臺部件，其中所述對準(zhǔn)系統(tǒng)包括具有第一波長和第二波長的對準(zhǔn)輻射源；檢測系統(tǒng)，包括第一波長通道和第二波長通道，設(shè)置第一波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第一波長處的對準(zhǔn)輻射，設(shè)置第二波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第二波長通道處的對準(zhǔn)輻射；以及定位單元，與所述檢測系統(tǒng)相聯(lián)系，其中所述定位單元處理來自所述第一及第二波長通道的組合信息，從而以來自所述第一波長通道的信息，來自所述第二波長通道的信息以及來自所述第一和第二波長通道的組合信息中之一為基礎(chǔ)，根據(jù)在所述第一波長處檢測到的所述對準(zhǔn)輻射相對于在所述第二波長處檢測到的對準(zhǔn)輻射的相對強(qiáng)度來確定對準(zhǔn)網(wǎng)格。
115.根據(jù)權(quán)利要求114的光刻裝置，其中所述定位單元用于通過用因數(shù)加權(quán)來自所述第一和第二波長通道的第一和第二信號而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息，所述因數(shù)取決于所述第一信號相對于所述第二信號的相對強(qiáng)度。
116.根據(jù)權(quán)利要求115的光刻裝置，其中當(dāng)所述第一信號相對于所述第二信號的強(qiáng)度超過預(yù)定閾值時(shí)，所述第二通道的權(quán)重因數(shù)設(shè)為零。
117.根據(jù)權(quán)利要求114的光刻裝置，其中所述對準(zhǔn)輻射源包括在第一波長處產(chǎn)生輻射的第一激光器和在第二波長處產(chǎn)生輻射的第二激光器。
118.根據(jù)權(quán)利要求114的光刻裝置，其中所述定位單元用于向所述第一和第二波長通道分配權(quán)重因數(shù)，這取決于所述第一和第二波長信號的信號強(qiáng)度。
119.根據(jù)權(quán)利要求114的光刻裝置，其中所述檢測系統(tǒng)的所述第一波長通道對應(yīng)于在所述第一波長處的第一衍射級子光束，所述檢測系統(tǒng)的所述第二波長通道對應(yīng)于在所述第二波長處的第一衍射級子光束，以及所述定位單元根據(jù)所述第一和第二波長信號以第一精度確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格。
120.根據(jù)權(quán)利要求114的光刻裝置，其中所述檢測系統(tǒng)進(jìn)一步包括在所述第一波長處的第三信號通道和在所述第一波長處的第二衍射級子光束，以及在所述第二波長處的第四信號通道和在所述第二波長處的第二衍射級子光束，以及所述定位單元根據(jù)所述第一和第二波長信號以第二精度確定所述對準(zhǔn)網(wǎng)格，其中第二精度比所述第一精度更精確。
121.根據(jù)權(quán)利要求114的光刻裝置，其中所述檢測系統(tǒng)的所述第一波長通道對應(yīng)于在所述第一波長處的第一衍射級子光束，在所述第一波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇，以及所述檢測系統(tǒng)的所述第二波長通道對應(yīng)于在所述第二波長處的第一衍射級子光束，在所述第二波長處的子光束的所述衍射級數(shù)值根據(jù)已經(jīng)對所述基底的加工而動態(tài)選擇。
122.根據(jù)權(quán)利要求115的光刻裝置，其中所述定位單元通過進(jìn)一步向來自所述第一和第二波長信號的組合信息分配可選擇的參數(shù)而處理來自所述第一和第二波長通道的所述信息。
123.根據(jù)權(quán)利要求122的光刻裝置，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的可靠程度時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述位置確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
124.根據(jù)權(quán)利要求122的光刻裝置，其中當(dāng)所述第一波長信號不能滿足可選擇的精度級時(shí)，所述可選擇的參數(shù)從所述對準(zhǔn)網(wǎng)格的所述確定中除去來自所述第一波長信號的信息。
125.根據(jù)權(quán)利要求122的光刻裝置，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之前被確定。
126.根據(jù)權(quán)利要求122的光刻裝置，其中所述可選擇的參數(shù)在所述分配所述加權(quán)之后被確定。
127.根據(jù)權(quán)利要求115的光刻裝置，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的閾值，所述權(quán)重因數(shù)限制為在從零到一的范圍內(nèi)，包括零和一。
128.根據(jù)權(quán)利要求127的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于在所述第一和第二波長處所述基底或所述基底上材料的反射率。
129.根據(jù)權(quán)利要求127的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的閾值是相對閾值，相對于信號強(qiáng)度的選定值。
130.根據(jù)權(quán)利要求127的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述可選擇的閾值是絕對閾值。
131.根據(jù)權(quán)利要求129的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)取決于所述第一和第二信號強(qiáng)度，進(jìn)一步取決于可選擇的絕對閾值。
132.根據(jù)權(quán)利要求115的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)這樣分配，使所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號。
133.根據(jù)權(quán)利要求132的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中當(dāng)所述權(quán)重因數(shù)預(yù)先分配為所述第一波長信號優(yōu)先于所述第二波長信號時(shí)，在所述第二波長信號比所述第一波長信號占優(yōu)勢之后，所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號，導(dǎo)致滯后效應(yīng)。
134.根據(jù)權(quán)利要求132的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)重新分配為使所述第二波長信號優(yōu)先于所述第一波長信號。
135.根據(jù)權(quán)利要求114的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中所述定位單元用于向所述第一和第二波長通道分配權(quán)重因數(shù)，這取決于從一組可測量中選擇的至少一個(gè)可測量，所述一組可測量包括多重相關(guān)系數(shù)，微型復(fù)制，信噪比，信號形狀，信號包絡(luò)，焦距，傾斜，級通道位置偏移，波長通道位置偏移，段間移動和粗-精位置偏差，其中參數(shù)多重相關(guān)系數(shù)表示測得信號與理想對準(zhǔn)標(biāo)記所預(yù)期的信號的相似程度；微型復(fù)制是對準(zhǔn)測量的不同區(qū)域或部分的對準(zhǔn)位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差，表示對準(zhǔn)位置的精度；信噪比是由合格信號除以橫過所測信號光譜的相對噪訊水平；而信號形狀是所述光譜中數(shù)個(gè)離散頻率的相對級，通常是基頻的倍數(shù)；信號包絡(luò)是測量過程中信號強(qiáng)度的方差；焦距是測量過程中晶片的高度偏移；傾斜是測量過程中晶片角度和探測器角度之間的角度；級通道位置偏移是一個(gè)波長的不同通道的對準(zhǔn)位置的測量差；波長通道位置偏移是不同波長通道的對準(zhǔn)位置的測量差；段間移動是多個(gè)分段對準(zhǔn)標(biāo)記的不同段的對準(zhǔn)位置的測量差；以及粗-精位置偏移是在精確相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記位置相對于以粗略相位處的對準(zhǔn)標(biāo)記測量值為基礎(chǔ)的理想位置之間的差。。
136.根據(jù)權(quán)利要求115的對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中分配給所述第一和第二波長信號的所述權(quán)重因數(shù)根據(jù)檢測到的衍射級來選擇。
137.一種光刻裝置，包括照射系統(tǒng)；基底臺部件，可在所述照射系統(tǒng)的照射輻射的輻射路徑與測量位置之間移動；分化板臺部件，設(shè)置在所述照射系統(tǒng)和所述基底臺部件之間所述照射輻射的所述輻射路徑上；投影系統(tǒng)，設(shè)置在所述分化板臺部件和所述基底臺部件之間；以及對準(zhǔn)系統(tǒng)，位于所述測量位置，以便當(dāng)所述基底臺部件在所述測量位置時(shí)最接近所述基底臺部件，其中所述對準(zhǔn)系統(tǒng)包括具有第一波長和第二波長的對準(zhǔn)輻射源；檢測系統(tǒng)，包括第一波長通道和第二波長通道，設(shè)置第一波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第一波長處的對準(zhǔn)輻射，設(shè)置第二波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第二波長通道處的對準(zhǔn)輻射；以及定位單元，與所述檢測系統(tǒng)相聯(lián)系，其中所述定位單元處理來自所述第一及第二波長通道的組合信息，從而以來自所述第一波長通道的信息，來自所述第二波長通道的信息以及來自所述第一和第二波長通道的組合信息中之一為基礎(chǔ)，根據(jù)在所述第一波長處檢測到的所述對準(zhǔn)輻射相對于在所述第二波長處檢測到的對準(zhǔn)輻射的相對強(qiáng)度來確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。
全文摘要
一種用于光刻裝置的利用至少兩個(gè)波長的對準(zhǔn)系統(tǒng)，包括具有第一波長和第二波長的對準(zhǔn)輻射源；具有第一波長通道和第二波長通道的檢測系統(tǒng)，第一波長通道接收所述對準(zhǔn)標(biāo)記第一波長處的對準(zhǔn)輻射，第二波長通道接收來自所述對準(zhǔn)標(biāo)記第二波長處的對準(zhǔn)輻射；以及與所述檢測系統(tǒng)相聯(lián)系的定位單元，所述定位單元處理來自所述第一及第二波長通道的組合信息，從而以來自所述第一波長通道的信息，來自所述第二波長通道的信息以及來自所述第一和第二波長通道的組合信息中之一為基礎(chǔ)，根據(jù)在所述第一波長處檢測到的所述對準(zhǔn)輻射相對于在所述第二波長處檢測到的對準(zhǔn)輻射的相對強(qiáng)度來確定所述對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。還包括其對準(zhǔn)方法。
文檔編號G01B11/00GK1495540SQ03164858
公開日2004年5月12日 申請日期2003年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月20日
發(fā)明者R·納瓦羅科倫, G·西蒙斯, A·B·約伊寧克, R 納瓦羅科倫, 傷, 約伊寧克 申請人:Asml荷蘭有限公司