专利名称：光刻设备和器件制造方法
技术领域：
本发明涉及一种光刻设备和一种使用光刻技术制造器件的方法。
背景技术：
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上(通常到所述衬底的目标部
分上)的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在 这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版(reticle)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，包括一部分器件、 一个或多个器件) 上。典型地，经由成像将所述图案转移到在所述衬底上设置的辐射敏感材 料(抗蚀剂)层上。通常，单独的衬底将包含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步进机，在所述步进机中，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；以及所谓扫 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扫描所述衬底来辐射每一 个目标部分。还可以通过将所述图案压印(imprinting)到所述衬底上，将 所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。
在对衬底的曝光以及后续的处理步骤之后(例如蚀刻)，通常在所述 衬底上生成一个或更多个器件。这种器件可以指"管芯"。以后这些器件 被用于例如IC的制造中。 一个或多个器件在形状上基本是方形的或矩形 的，而衬底本身在形状上通常基本是圆形的。这样， 一个或多个不完整器 件(在这之后称作边缘器件)形成于围绕大致为圆形的衬底的周边(或者 围绕非圆形的衬底的周围)。目标部分可以只包括边缘器件，目标部分可 以包括边缘器件和完整器件，目标部分可以只包括完整器件。所有的有用 装置都不是由边缘器件形成的，因此所述衬底的这部分被浪费了。
然而，例如为了增强后续对所述衬底的处理步骤(例如，诸如蚀刻和
化学机械抛光(CMP))的一致性，并且减少和/或均匀化场外的杂散辐射 的影响，仍旧期望对包含边缘器件的目标部分进行曝光。因此，对所述衬 底边缘面积进行曝光，通过确保更少的完整器件失效，能够增强，例如， 由所述衬底生产的完整器件的总成品率，不过这也显著降低了吞吐量。
发明内容
期望例如增加衬底的吞吐量。
根据本发明的一个方面，提供了一种光刻设备，所述光刻设备包括 第一光刻装置，设置用于将第一图案投影到衬底上；以及 第二光刻装置，设置用于将第二图案投影到所述衬底上，其中所述第
一光刻装置和第二光刻装置包含在同一壳体内。
根据本发明的一个方面，提供一种光刻设备，所述光刻设备包括第一
光刻装置，所述第一光刻装置设置用于将第一图案投影到衬底上；以及第
二光刻装置，所述第二光刻装置设置用于将第二图案投影到所述衬底上，
其中
-所述第一光刻装置和第二光刻装置包含在同一壳体内， -所述第一光刻装置配置用于投影具有第一分辨率的第一图案，以及
第二光刻装置配置用于投影具有第二分辨率的第二图案，所述第二分辨率
要比第一分辨率低，并且
-所述第一光刻装置是双台光刻设备，包括曝光站，所述曝光站配置
用于曝光衬底；测量站，所述测量站包括配置用于曝光衬底的第二光刻装
置；以及测量装置，所述测量装置配置用于在衬底上进行测量。
根据本发明的一个方面，提供一种器件制造方法，所述方法包括 使用所述第一光刻装置对衬底的目标部分进行曝光，所述衬底的目标
部分完全包含在所述衬底的边界内，但是不使用所述第一光刻装置对与所
述衬底的边界相交的目标部分进行曝光；以及
使用第二光刻装置对没有使用所述第一光刻装置曝光的衬底的目标
部分进行曝光，
其中使用所述第一光刻装置的曝光所进行曝光的目标部分与使用所 述第二光刻部分进行曝光的目标部分在同一抗蚀剂层上，并且其中使用所
述第二光刻装置对衬底上的区域进行曝光，如果使用所述第一光刻装置进 行曝光，该区域将是延伸超出所述衬底的边缘的目标部分的一部分。
在此仅借助示例，参照所附示意图对本发明的实施例进行描述，在所 附示意图中，相同的附图标记表示相同的部分，且其中 图l示出根据本发明的实施例的光刻设备； 图2示出了曝光前的衬底，但连同所述装置一起示出；
图3示出了对多个边缘器件曝光后的衬底，-
图4示意性示出了根据本发明的实施例的光刻设备；
图5示出了准备用于对边缘器件进行曝光的数据和使用所述数据对边 缘器件进行曝光的方法和装置；以及
图6示出了根据本发明的实施例的光刻装置。
具体实施例方式
图1示意性地示出根据本发明的实施例的光刻设备50。所述设备包括 第一光刻装置70和第二光刻装置60。第一光刻装置70包括
-照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B (例如，紫外(UV)
辐射或深紫外(DUV)辐射)； -支撑结构(例如掩模台)MT，配置用于支撑图案形成装置(例如
掩模)MA并与配置用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置
的第一定位装置PM相连； -衬底台(例如晶片台)WTa，配置用于保持衬底(例如涂覆有抗
蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底
的第二定位装置PWa相连；以及
-投影系统(例如折射式投影透镜系统)PL，所述投影系统PL配置 用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的
目标部分C (例如包括一个或多个器件)上。 下面进一步介绍第二光刻装置60。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、
磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学部件、或其任意组合，以引导、 成形、或控制辐射。
支撑结构以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备的设计以及诸如图 案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。 所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术保持图案 形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固 定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上
(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语"掩模版"或"掩模" 都可以认为与更上位的术语"图案形成装置"同义。
这里所使用的术语"图案形成装置"应该被广义地理解为表示能够用 于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成 图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标 部分上所需的图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特 征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定 的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括 掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻 中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型 相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的 示例采用小反射镜的矩阵布置，可以独立地倾斜每一个小反射镜，以便沿 不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射 镜矩阵反射的辐射束。
应该将这里使用的术语"投影系统"广义地解释为包括任意类型的投 影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光 学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如 使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的任何术语 "投影透镜"可以认为是与更上位的术语"投影系统"同义。
如这里所示的，第一光刻装置70是透射型的(例如，采用透射式掩
模)。替代地，第一光刻装置70可以是反射型的(例如，采用如上所述类
型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
第一光刻装置70可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个 或更多的支撑结构)的类型。在这种"多台"机器中，可以并行地使用附 加的台和/或支撑结构，或可以在将一个或更多个其他台和/或支撑结构用 于曝光的同时，在一个或更多个台和/或支撑结构上执行预备步骤。
第一光刻装置70也可以是其中至少一部分衬底可以被具有相对高折 射率的液体(例如水)覆盖的类型，以便填充投影系统和衬底之间的空隙。 浸没液也可以被应用到光刻设备中的其他空隙中(例如在所述掩模和投影 系统之间)。浸没技术用于增加投影系统的数值孔径是本领域公知的。这 里所使用的该术语"浸没"并不意味着结构(例如衬底)必须浸在液体中， 而仅仅意味着在曝光过程中，液体位于投影系统和衬底之间。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和第 一光刻装置70可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这 种情况下，不会将该源考虑成第一光刻装置70的组成部分，并且通过包 括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐 射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其他情况下，所述源可以是所述 光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所 述照射器IL、以及如果需要时的所述束传递系统BD —起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器 AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部 和/或内部径向范围(一般分别称为c-外部和J-内部)进行调整。此外， 所述照射器IL可以包括各种其他部件，例如积分器IN和聚光器CO。可 以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性 和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的所述 图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来形成 图案。已经穿过图案形成装置MA之后，所述辐射束B通过投影系统PL， 所述PL将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置 PWa和定位传感器IF (例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的 帮助，可以精确地移动所述衬底台WTa，例如以便将不同的目标部分C 定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，
或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个定位传感器(图l 中未明确示出)用于将图案形成装置MA相对于所述辐射束B的路径精
确地定位。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程 模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现支撑结构MT的移
动。类似地，可以釆用形成所述第二定位装置PWa的一部分的长行程模块 和短行程模块来实现所述衬底台WTa的移动。在步进机的情况下(与扫描
器相反)，所述支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定 的。可以使用图案形成装置对准标记M1、 M2和衬底对准标记P1、 P2来 对准图案形成装置MA和衬底W。尽管所示的衬底对齐标记P1、 P2占据 了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空隙(这些公知为划 线对齐标记)上。类似地，在将多于一个的装置设置在图案形成装置MA 上的情况下，所述图案形成装置对准标记M1、 M2可以位于所述装置之 间。
示出的第一光刻装置70可以用于以下模式的至少一种
1. 在步进模式中，在将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标 部分C上的同时，将支撑结构MT和所述衬底台WTa保持为基本静止(即， 单一的静态曝光)。然后，将所述衬底台WTa沿X和/或Y方向移动，使 得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了 在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2. 在扫描模式中，在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上 的同时，对支撑结构MT和衬底台WTa同步地进行扫描(即，单一的动态 曝光)。衬底台WTa相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过所述投影 系统PL的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光 场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中的所述目标部分的宽度(沿非扫描 方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描 方向)。
3. 在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构 MT保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部 分C上的同时，对所述衬底台WTa进行移动或扫描。在这种模式中，通 常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WTa的每一次移动之后、或在扫描
期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种 操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的 可编程反射镜阵列)的无掩模光刻中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。 根据本发明的实施例，如图4所示，两个独立的光刻装置70和60被用
于将图案赋予到衬底上。在图4中，示出的设备50包括两个光刻装置70和 60。在本文中，衬底可以用W表示。然而，可替换地，衬底可以根据所述 衬底的处理状态或者所述衬底的位置用附图标记IO， 40， 140或者150表示。 例如，在曝光前，参照图2，衬底连同示出的装置一起用附图标记10表示。 在多个边缘器件曝光以后衬底用附图标记40表示。在图4中放置在衬底台 120上的衬底用附图标记140表示。相似地，在图4中放置在衬底台130上的 衬底用附图标记150表示。 一个光刻装置60用于曝光一个或更多边缘器件， 而另一个光刻装置70用于曝光所述衬底上的一个或多个其它器件(即，一 个或多个完整器件)。
边缘器件是指所述衬底的一部分，并且在曝光时不会形成完整器件， 因而最终不会被利用。例如，由于衬底在形状上通常基本是圆形的，而完 整器件基本是方形或矩形的，那么一个或更多不完整的器件(或者边缘器 件)形成于圆形衬底的边界上。这可以从图2中看出，在图2中衬底10具有 边缘器件20和完整器件30。图3中，边缘器件20以阴影示出，而剩下的完 整器件30以非阴影示出。
尽管由于边缘器件20不是完整器件30，所以最终不能被利用(例如在 集成电路(ICs)的制造中)，但为了确保在衬底IO (包括衬底生成完整器 件的那部分)上进行的其它处理步骤是一致的或者基本是一致的，它仍然 要被曝光。这样处理使得在所述衬底10上进行的其它处理不会受到负面影 响，而让一个或多个完整器件不可用。所述的其它处理包括，例如，蚀刻
对边缘器件的曝光也可以用于减少在完整器件30被曝光时所述衬底 IO经历的场外的杂散辐射的不一致性。这也可能影响形成在所述衬底io 上的完整器件30的一致性和/或精度。对场外的杂散辐射的控制在采用极 紫外辐射(EUV)的实施例中可能具有特殊的重要性。
可能对所述衬底10上的完整器件产生负面影响的任何现象(诸如上面 描述的那些)，能够潜在地减少，例如，从给定的衬底10生产的一个或更 多个有用器件的总成品率。因此，期望通过对一个或更多个边缘器件20进 行适当曝光而控制这些现象。
虽然边缘器件曝光基于上面列出的原因是期望进行的，但由于边缘器
件20最终不用于制作有用的装置，因此没有必要使所述曝光与在所述衬底 10上的完整器件30的曝光所要求的那样精确。所述边缘器件20应该以足以 确保不会对完整器件30的质量产生不良影响的精度被曝光。这样，用于对 边缘器件20进行曝光的图案的精度，或者分辨率不必与对其它的完整器件 30进行曝光的精度一样高。因此，在实施例中，用于对一个或多个边缘器 件20进行曝光的光刻装置60形成的图案的分辨率要比在对一个或多个完 整器件30进行曝光使用的分辨率低。这样，用于对边缘器件进行曝光的光 刻装置60的质量可能比用于对完整器件进行曝光的光刻装置70的质量低
(例如，可能具有较低的数值孔径)，和/或具有更低的成本。
在实施例中，在对所述衬底10上一个或多个其它器件30进行曝光之前
对边缘器件20进行曝光(即， 一个或多个边缘器件是先曝光的)。虽然在 实施例中， 一个或多个其它完整器件30可能在最后的边缘器件20已被曝光 之前被曝光，但期望所有的边缘器件20都在一个或多个其它器件30中的任 一个被曝光之前进行曝光。使一个或多个要被曝光的边缘器件20在完整器 件被曝光之前曝光，对于完整器件30曝光的场外杂散辐射性能有好处。这 可能在使用极紫外(EUV)辐射对非边缘器件30进行曝光时尤其重要，这 是由于EUV所涉及的杂散辐射水平会增加(例如，所述水平可能增加5-15 % )。在完整器件30进行曝光之前对边缘器件20进行曝光也可能或者可替 换地带来使完整器件30的曝光和下一个处理步骤(例如这可能是烘烤步 骤)之间的时间最小化的优点。然而，在实施例中， 一个或多个边缘器件 20可以使用边缘器件光刻装置60在一个或多个非边缘器件已经被曝光之
后进行曝光(即， 一个或多个边缘器件是后曝光的)。
在实施例中，被用于对完整器件进行曝光的光刻装置70的每一目标部
分可能是对多于一个器件进行曝光。这样，用于曝光完整器件的光刻装置 70可能对在单个目标部分中的一个或多个边缘器件以及一个或多个完整器件曝光。用于对边缘器件曝光的光刻装置60也可以对一个或多个完整器 件曝光。因此，在实施例中， 一个或多个边缘器件20也可能由用于对完整 器件进行曝光的光刻装置70曝光。这可能是这种情况，例如，如果由光刻
装置70 (用于曝光完整器件)曝光的单个目标部分包括多于一个器件，以
使得目标部分朝向所述衬底的边缘包括一个或多个完整器件30以及一个
或多个边缘器件20。
期望地，用于对边缘器件20进行曝光的图案的一部分与用于对所述衬 底上的完整器件30进行曝光的图案的一部分类似。在确保用于对边缘器件 20进行曝光的图案与用于对其它的完整器件30进行曝光的图案类似的情 况下，可能认为因子的数量很多。考虑的因子例如可能是，填充因子，所 述填充因子是指被曝光的器件的密度或比例，或者所述图案本身的形状， 或者所述图案特征的纵横比(lateral aspect ratio )。在实施例中，所述填充 因子，和/或所述图案本身的形状，和/或所述图案特征的纵横比与用于曝 光边缘器件20的图案和用于曝光另外的完整器件30的图案相同或者类似。 在实施例中，用于曝光部分或者全部边缘器件20的部分或者全部图案与用 于曝光在所述衬底上的部分或者全部其它的完整器件30的部分或者全部 图案相同或者类似。期望地，在100pm的尺寸的完整器件30上的形状特 征应该被一定程度地复制到边缘器件20上。更期望地，在5-10um的尺寸 的完整器件30上的形状特征应该被一定程度地复制到边缘器件20上。这 样，尽管边缘器件20可以以比对完整器件30更低的分辨率被曝光，但是用 于对它们进行曝光的图案被选择，以使得被曝光的边缘器件20在所有处理 步骤中(诸如蚀刻和化学机械抛光(CMP))与完整器件30 (例如，它对
相邻的完整器件的影响)表现类似。
在实施例中，第二光刻装置60是包括配置用于将图案赋予辐射束的可
编程图案形成装置的无掩模光刻装置。可编程图案形成装置包括用于形成 可编程反射镜阵列的独立可控元件的阵列。无掩模光刻装置60被用于对边 缘器件20进行曝光。使用无掩模光刻装置60的优点是它可以被方便地再编 程以调整对边缘器件20进行曝光的图案。这意味着不需要新的掩模(或者 掩模版)以适应对完整器件30的设计改变。
可以用于对边缘器件20进行曝光的无掩模光刻装置60的示例是数字
微反射镜装置(DMD) 80。所述DMD80用于将图案赋予到由辐射源90提
供的辐射上。
通常这样的DMD80要包括1到上千万个执行器。具有了这样的装置， 可以实现大约5-30lim的图案分辨率。在实施例中，可能获得比5tim更好 的分辨率，而在实施例中，比30nm更差的图案分辨率可能也是足够的。 正如上面讨论的那样，可以选择所述光刻装置60的规格以获得用于充分增 强其它处理(诸如蚀刻，化学机械抛光)的一致性所期望的图案分辨率。 在通常的实施例中，所述DMD80要包括大约2000万个反射镜，并且图案 分辨率大约是15-2um。
在实施例中，掩模系统145 (诸如掩模刀片系统)被设置与光刻装置 60—起使用，用于对边缘器件20进行曝光以防止在边缘器件曝光过程中对 任何的完整器件30的曝光。期望地，掩模系统145设置在所述衬底140和透 镜155之间，所述透镜接收来自图案形成装置80的辐射。这让透镜155相比 于如果将掩模系统145设置在图案形成装置80和透镜155之间可以具有较 低的质量(并因此具有较低的成本)。掩模系统145可以替换地设置在图案 形成装置80和透镜155之间。掩模系统145可以替换地设置在辐射源90和图 案形成装置80之间。在这里描述的任何实施例可以采用也可以不采用掩模 系统145。
图5示出了可以如何用数据对DMD80 (参照图4)编程以将所需的图 案投影到所述衬底上。在图5所示的实施例中，对所述过程的输入是GDS n文件，所述文件是一种包括可以被正常地用于生成掩模(掩模版)的数 据的文件。在实施例中，任何包括与要被赋予到所述辐射束上的图案相关 的信息的文件类型都可以使用，例如OASIS文件。
在第一阶段180，所述GDSII文件(或者等同的)的数据被转变成位 图格式。所述步骤是在将数据输入到所述DMD80之前进行的，并且可以 使用任何适当的技术(例如，可以使用光栅化器(rasterizer))将数据转变 成位图格式。接下来，在示出的实施例中，对可光栅化的GDSII数据进行 快速傅里叶变换(FFT) 190。然后，使用低通滤波器200去除部分数据。 这是可能的，因为原始GDSII文件包括可以被正常地用于生成为位于所述 衬底10上的完整器件30图案进行曝光的掩模的所有数据。然而，正如上面
描述的，由于边缘器件20需要的分辨率不像完整器件30需要的分辨率那样 大，所以并不是所有的原始GDSII文件数据都是边缘器件20所需要的，并
且因此可以使用低通滤波器以减小文件大小。接下来的步骤是进行快速傅
里叶逆变换(iFFT) 210。然后从iFFT的输出被直接通过光刻装置60以对 边缘器件20进行曝光，所述边缘器件20在图4示出的实施例中包括 DMD80。正如图5所示，所述数据被用于控制DMD80,以使得所期望的曝 光图案被赋予所述辐射束，并且接下来用于曝光边缘器件。
使用上面描述的方法和设备，不需要使用GDSII文件为光刻装置60 生成对边缘器件20进行曝光的掩模，因此减少了处理时间和成本。
在DMD80被用于对边缘器件20的曝光中的实施例中，任何其它的适 当的处理步骤可以用于将包括与要被赋予到辐射束(诸如GDSII文件)上 的图案相关的信息的原始文件转换成用于控制DMD80 (DMD激励图案) 的数据。因此，可以采用任何导致与要被赋予到辐射束(诸如GDSII文件) 上的图案相关的信息被适当地映射(例如，以期望的分辨率)到DMD80 的像素上的步骤。进一步，DMD80可以被编程以使得将导致边缘器件20 被以与用于对完整器件30进行曝光的图案适当地相似的图案曝光的任何 图案赋予到辐射束上。在实施例中，所述图案不必源自正常地用于生成用 于完整管芯的掩模(或者掩模版)的数据，而可以是任何适当的图案。
在实施例中，在GDSII数据上进行的预处理步骤(即，光栅化，FFT， 低通滤波，以及iFFT)可以离线实施，即在所述衬底10本身进入用于对边 缘器件进行曝光的光刻装置60之前。可替换地或者附加地，在GDSII数据 上进行的预处理步骤可以在所述边缘器件20由用于对边缘器件20进行曝 光的光刻装置60进行曝光之前的任何其它时间实施，或者在对边缘器件20
进行曝光期间进行。
在实施例中，用于对边缘器件进行曝光的光刻装置60包括用于步进机
模式的DMD80。可替换地或者附加地，用于对边缘器件进行曝光的光刻
装置60可以用于扫描器模式，或者任何其它合适的诸如上面提到的那些的模式。
虽然在上面描述的实施例中包括用于将图案赋予到所述光束上的可 编程DMD80，但是实施例中可以使用具有任何其它可以用于将期望的图
案赋予曝光辐射的可编程装置的辐射源。
在实施例中，诸如图l中详细示出的、使用掩模、掩模版的常规的光 刻装置可以用于对边缘器件20进行曝光。所述掩模可以包括含有线和/或 点的虚拟图案。采用这样的掩模，对边缘器件20 (所述器件与采用所述掩 模赋予光束的图案相关)进行曝光的图案可以通过改变入射到所述掩模上 的辐射的强度来调整。通过采用这样的系统，在对多个不同的边缘器件进 行曝光时可以采用单个的掩模。
在实施例中，可以采用干涉系统生成边缘器件图案。在所述系统中， 可以采用光栅来分裂辐射束。例如，(单色的)辐射束可以被分成两个或 者四个辐射束。然后所述辐射束可以采用一个或更多个反射镜引导至所述 衬底上，以使得它们相互干涉而生成直线图案(在两个干涉辐射束的情况 下)，或棋盘状图案(在四个干涉辐射束的情况下)。零级阻挡可以用于在 实施例中防止零级光到达所述衬底。所述辐射束的干涉可以被控制(例如，
采用反射镜)以调整对所述边缘器件20进行曝光的图案。
任何常规类型的光刻装置可以用于对衬底上的完整器件30进行曝光。 用于曝光完整器件30的光刻装置的选择不必与用于曝光边缘器件20的光
刻装置的选择相关，反之亦然。
在实施例中，用于对边缘器件20进行曝光的光刻装置60与用于对完整 器件30进行曝光的光刻装置70位于同一光刻设备50内。在实施例中，用于 容纳对边缘器件进行曝光的光刻装置60与用于对完整器件进行曝光的光 刻装置70的光刻设备50是双台机，具有如图4所示的两个工作站(100， 110)，以及两个衬底台120， 130。
两个衬底台120， 130用于支撑两个衬底140， 150。这样的双台机与传
统的一样，准备步骤(诸如测量，表面图案绘制，以及校准步骤)是在所
述衬底140被传递到在另一个工作站110上用于对完整器件30进行曝光的
光刻装置70上之前在一个工作站100上采用测量装置160进行的。
在实施例中，双台机50被用于并且设置成使得用于对边缘器件20进行 曝光的光刻装置60位于一个工作站100上。这意味着可以在一个工作站IOO 上的所述衬底140上进行预备步骤期间，在同一工作站100上的所述衬底 140上对边缘器件20进行曝光。用这种方式，在一个工作站110上的一个衬
底150上对完整器件30进行曝光的同时，进行预备步骤，并且在另一个工
作台100上的衬底140上对边缘器件20进行曝光。已经对衬底140的一个或 多个边缘器件20曝光后，所述衬底140 (与它的衬底台一起)被从第一工 作站100传递到对完整器件30进行曝光的第二工作站110上。任何诸如转动 臂或者用于控制衬底台120、 130的电机的控制器的常规传递装置170，可 以用于在工作站IOO、 110之间传递所述衬底140、 150。
预备步骤和/或边缘器件曝光可以替换地在不同的衬底台上和/或在不 同的时间发生。
在实施例中，光刻设备50可以是具有多于两个的工作站和/或多于两 个的衬底台的多台机。例如， 一个实施例可以包括多台的光刻机，在所述 光刻机中可以在一个工作站上采用测量装置执行预备步骤(诸如测量，表 面图案绘制，以及校准步骤)，用于对边缘器件进行曝光的光刻装置60位 于另一个工作站上，并且用于对完整器件进行曝光的光刻装置70也在另一 个工作站上。在这样的实施例中，只要预备步骤在所述衬底140被传递到 用于对完整器件进行曝光的光刻装置70之前执行，所述衬底140就可以以
任何顺序在每一个工作站之间移动。
在实施例中，用于曝光边缘器件的光刻装置60可以位于与用于曝光完
整器件的光刻装置70物理上分离的位置上。
在实施例中，可以集成到双(或者多)台机中的两个光刻装置60、 70 可以被设置以使得完整器件30首先由用于曝光完整器件的光刻装置70曝 光，并在所述完整器件30被曝光后，边缘器件加采用用于曝光边缘器件的 光刻装置60被曝光。
在实施例中，当所述衬底40离开用于曝光边缘器件的光刻装置60时， 所述衬底40出现(例如，如图3所示)。在图3中，阴影区域表示已经由用 于曝光边缘器件的光刻装置60曝光的边缘器件20，而非阴影区域表示还没 有被曝光但将采用用于曝光完整器件30的光刻装置70进行曝光的器件30。
在实施例中，用于曝光边缘器件的光刻装置60可以结合如图6所示的 旋转所述衬底10的衬底台220使用。在本实施例的示例中，所述衬底10的 旋转通过旋转整个衬底台220实现。在该实施例中，可以提供三个衬底台， 以使得在任何给定时间， 一个位于双(或者多)台机的测量站100上，一
个位于采用用于曝光完整器件的光刻装置70曝光的曝光站110上，另一个
是位于用于采用曝光边缘器件的光刻装置60曝光边缘器件的工作站250的
可旋转台上。
机械手240可以用于将所述衬底传递到可旋转衬底台220和从可旋转 衬底台220传递离开。在图6所示的实施例中，所述衬底是从所述衬底台130 (在对完整器件30进行曝光期间使用的)传递到可旋转衬底台220。在实 施例中，所述衬底10可以从用于双(或者多)台机的测量站中的衬底台120 传递到可旋转衬底台220上。在实施例中，在对边缘器件20进行曝光之后， 所述衬底10可以(釆用相同的机械手240，或者不同的机械手)从可旋转 衬底台220传递到用于测量并之后用于曝光完整器件30的衬底台130上。
包括能够转动用于对边缘器件进行曝光的所述衬底10的衬底台220的 该实施例具有这样的优点边缘器件位于所述衬底的边界周围，这样可能 不需要(或者限制)所述台能够在X-Y平面中平移所述衬底。能够实现任 何期望的在X-Y平面中的滑动或者横向运动，例如采用小步进滑动台从所 述光刻装置60平移所述光束和/或移动所述衬底台220，衬底台220位于所
述滑动台上。这样，用于在边缘器件曝光期间支撑所述衬底的所述衬底台 220可以比常规的衬底台更简化并且成本更低。
用于对边缘器件进行曝光的光刻装置60的曝光部件230位于所述衬底 IO的边界上面，以使得在所述衬底台220旋转时只对所述衬底10的边缘区 域曝光。能够转动所述衬底10的所述衬底台220的旋转定位控制可以通过 采用圆柱编码器栅格和Z,R以及Phi传感器实现。
在包括能够转动所述衬底10的衬底台220的实施例中，投影系统的数
值孔径可以在0.2的量级上，并且照明场大约是26mmX33mm。采用具有
典型波长的辐射源，应该能够获得lym的图案分辨率，所述的分辨率对
于边缘器件曝光是足够的。
在包括能够转动所述衬底10的衬底台220的实施例中，可以采用掩模
将图案赋予到辐射束上。所述掩模可以包括含有线和/或点图案的虚拟图 案。然后，边缘器件图案可以根据需要通过调整如上所述的所述辐射源的 强度而被调整(例如，所述图案的密度可以被调整)以适应在完整器件上 的图案。在包括能够转动所述衬底10的衬底台220的实施例中，可以采用 DMD80以产生如上所述的用于曝光所述边缘器件20的图案。在实施例中， 可以采用干涉系统(诸如上面描述的)以产生用于曝光所述边缘器件20的图案。
在实施例中，用于曝光边缘器件的光刻装置60可以附加地或者可替换 地与所述衬底台220—起旋转。相似地，在采用具有"虚拟"图案的掩模 的实施例中，用于保持掩模的组件可以旋转。采用的任何掩模装置145都 可以旋转。
通过实施上面描述的本发明的实施例，所述衬底花费在多个昂贵的、 用于对完整器件进行曝光的光刻装置70的时间能够显著减少，并因此提高 了生产率。例如，在图3所示所述衬底中，通过先(或者后)曝光边缘器 件，由用于曝光完整器件的光刻装置曝光的器件的总数从41减小到19。这
导致，即使最终生成相同数目的有用器件，对完整器件进行曝光的光刻装 置70所需的曝光时间也会降低54%。
尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC， 但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、 磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器、薄膜磁头的制 造等。对于普通的技术人员，应该理解的是，在这种替代应用的情况中， 可以将其中使用的任意术语"晶片"认为是与更上位的术语"衬底"同义。 这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型 地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量 测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公幵内容应用 于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如 为产生多层IC，使得这里使用的所述术语"衬底"也可以表示已经包含多 个已处理层的衬底。
尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻的情况中使用本发明的 实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻， 并且只要情况允许，不局限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中 的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷 到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或 其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置
从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
这里使用的术语"辐射"和"束"包含全部类型的电磁辐射，包括
紫外辐射(例如具有约365、 355、 248、 193、 157或126 nm的波长)和 极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20謹范围内的波长)，以及粒子束，例 如离子束或电子束。
在上下文允许的情况下，所述术语"透镜"可以表示各种类型的光学 部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式 和静电式的光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发 明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明可以采取包含用于描述上 述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或 者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如， 半导体存储器、磁盘或光盘)。
以上的描述是说明性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员 应当理解，在不背离所附的权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明
进行修改。
权利要求
1.一种光刻设备，包括第一光刻装置，设置用于将第一图案投影到衬底上；以及第二光刻装置，设置用于将第二图案投影到所述衬底上，其中所述第一光刻装置和第二光刻装置包含在同一壳体内。
2. 根据权利要求l所述的光刻设备，其中第一光刻装置配置用于投影具有第一分辨率的第一图案，以及 第二光刻装置配置用于投影具有第二分辨率的第二图案，所述第二分 辨率比第一分辨率低。
3. 根据权利要求2所述的光刻设备，其中第二光刻装置包括配置用于 将第二图案赋予辐射束的可编程图案形成装置。
4. 根据权利要求2所述的光刻设备，其中第二光刻装置包括配置用于 将第二图案赋予辐射束的干涉系统，所述干涉系统包括光栅，配置用于将所述辐射束分成至少两个辐射束；以及 反射镜，配置用于引导该至少两个辐射束，以使得所述至少两个辐射 束在所述衬底上干涉。
5. 根据权利要求2所述的光刻设备，其中第一光刻装置包括第一投影系统，以及第二光刻装置包括第二投影系统，第二投影系统具有比第一投影系统 的数值孔径更低的数值孔径。
6. 根据权利要求2至5中任一项所述的光刻设备，其中第一和第二光 刻装置配置用于同时分别对第一和第二衬底曝光。
7. 根据权利要求6所述的光刻设备，进一步包括第一衬底台，所述第一衬底台配置用于保持第一衬底；第二衬底台，所述第二衬底台配置用于保持第二衬底；以及 传递装置，所述传递装置配置用于使得第一和第二衬底台分别从第二光刻装置传递到第一光刻装置。
8. 根据权利要求2至5中任一项所述的光刻设备，其中第二光刻装置包括配置用于保持衬底的衬底台，所述衬底台能够围绕与所述衬底的平面 大致垂直的轴线旋转。
9. 根据权利要求2所述的光刻设备，其中第一光刻装置是双台光刻设 备，包括曝光站，配置用于对衬底曝光；以及 测量站，所述测量站包括所述第二光刻装置，配置用于对衬底曝光，以及 测量装置，配置用于在衬底上进行测量。
10. 根据权利要求9所述的光刻设备，其中第二光刻装置包括配置用 于将第二图案赋予辐射束的可编程图案形成装置。
11. 根据权利要求9所述的光刻设备，其中第二光刻装置包括配置用 于将第二图案赋予辐射束的干涉系统，所述干涉系统包括光栅，配置用于将所述辐射束分成至少两个辐射束；以及 反射镜，配置用于引导所述至少两个辐射束，以使得所述至少两个辐 射束在所述衬底上干涉。
12. 根据权利要求9所述的光刻设备，其中 第一光刻装置包括第一投影系统，以及第二光刻装置包括第二投影系统，第二投影系统具有比第一投影系统 的数值孔径更低的数值孔径。
13. 根据权利要求9至12中任一项所述的光刻设备，其中第二光刻装置包括配置用于保持衬底的衬底台，所述衬底台能够围绕与所述衬底的平 面大致垂直的轴线旋转。
14. 一种器件制造方法，所述方法包括使用第一光刻装置对衬底的目标部分进行曝光，所述衬底的目标部分 完全包含在所述衬底的边缘地带内，但是不使用所述第一光刻装置对与所述衬底的边缘地带相交的目标部分进行曝光；以及使用第二光刻装置对没有由所述第一光刻装置曝光的衬底的目标部 分进行曝光，其中使用所述第一光刻装置的曝光进行曝光的目标部分与使用所述 第二光刻部分进行曝光的目标部分在同一抗蚀剂层上，并且其中使用所述 第二光刻装置对衬底上的区域进行曝光，如果使用所述第一光刻装置进行 曝光，该区域将是延伸超出所述衬底的边缘的目标部分的一部分。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中采用第二光刻装置进行的曝光 的分辨率比采用第一光刻装置进行的曝光的分辨率低。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中在两个曝光步骤之间不进行对衬底的显影。
17. 根据权利要求14到16中任一项所述的方法，其中使用第二光刻装 置进行的曝光包括使用可编程图案形成装置将图案赋予辐射束。
18. 根据权利要求14到16中任一项所述的方法，其中使用第一光刻装 置进行的曝光包括使用掩模将图案赋予辐射束。
19. 根据权利要求14到16中任一项所述的方法，其中使用第二光刻装 置在衬底上进行的曝光是在使用第一光刻装置在所述衬底上进行的曝光 之前进行的。
20. 根据权利要求14到16中任一项所述的方法，其中使用第一光刻装 置进行的曝光包括将第一图案赋予辐射束，使用第二光刻装置进行的曝光 包括将第二图案赋予辐射束，并且第二图案具有与第一图案类似的图案；以及第二图案产生的被辐射曝光的每个目标部分或者器件的比例与第一 图案产生的被曝光的每个目标部分或者器件的比例类似。
全文摘要
本发明公开了通过先或者后曝光衬底上的一个或多个边缘器件而减少衬底在主光刻设备内花费的曝光时间的光刻设备和器件制造方法。由于边缘器件最终不会形成有用装置，所以所述边缘器件可以采用第一光刻装置进行曝光，所述第一光刻装置具有比用于曝光一个或多个由所述衬底生成的其它完整器件的分辨率低的分辨率。因此，对边缘器件的先或者后曝光可以采用更低复杂度的以及成本更低的光刻装置进行。
文档编号G03F7/20GK101369102SQ20081014595
公开日2009年2月18日 申请日期2008年8月14日 优先权日2007年8月15日
发明者埃瑞克·罗洛夫·鲁普斯卓, 朱德克斯·玛丽·多米尼克斯·斯多尔德瑞杰, 简·伯纳德·普莱彻尔墨斯·范斯库特, 蒂德瑞克·简·马阿斯 申请人:Asml荷兰有限公司