專利名稱：光刻裝置和器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光刻裝置和制造器件的方法。
背景技術(shù)：
光刻裝置是將期望的圖案施加到基底上通常是基底靶部上的一種裝置。光刻裝置例如可以用于集成電路(IC)的制造。在這種情況下，構(gòu)圖部件或者可稱為掩模或中間掩模版，它可用于產(chǎn)生形成在IC的一個(gè)單獨(dú)層上的電路圖案。該圖案可以被傳遞到基底(例如硅晶片)的靶部上(例如包括一部分，一個(gè)或者多個(gè)管芯)。通常這種圖案的傳遞是通過成像在涂敷于基底的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。一般地，單一的基底將包含被相繼構(gòu)圖的相鄰靶部的網(wǎng)格。常規(guī)的光刻裝置包括所謂的步進(jìn)器，它通過將整個(gè)圖案一次曝光到靶部上而輻射每一靶部，常規(guī)的光刻裝置還包括所謂的掃描器，它通過在輻射光束下沿給定的方向(“掃描”方向)掃描所述圖案，并且同時(shí)沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底來輻射每一靶部。還可以通過將圖案壓印到基底上把圖案從構(gòu)圖部件傳遞到基底上。
對于用于集成電路以及液晶顯示平板的生產(chǎn)的微光刻法來說，最具復(fù)雜性的要求之一是工作臺的定位。例如，次100nm的光刻法要求基底和掩模定位工作臺具有動(dòng)態(tài)精度，以及在速度達(dá)到3m/s、在所有6個(gè)自由度(DOF)達(dá)到數(shù)量級為1nm的裝置之間的匹配。
對這種苛求的定位要求的一種普遍方法是將工作臺定位機(jī)構(gòu)細(xì)分成具有微米精度但在整個(gè)工作范圍上移動(dòng)的粗定位模塊(例如X-Y臺或機(jī)架臺)，所述粗定位模塊上級聯(lián)一精定位模塊。后者用于將粗定位模塊的殘差校正到幾納米，但是僅需要容許非常有限的移動(dòng)范圍。對于這種納米級定位通常使用的致動(dòng)器包括壓電致動(dòng)器或音圈型電磁致動(dòng)器。當(dāng)通常在所有的6個(gè)DOF上執(zhí)行精模塊中的定位時(shí)，對于超過2個(gè)DOF來說很少需要大范圍的移動(dòng)，從而使粗模塊的設(shè)計(jì)相當(dāng)容易。
粗定位所需的微米精度可以使用相對簡單的位置傳感器容易地實(shí)現(xiàn)，例如光學(xué)或磁性增量編碼器。這些傳感器可以是在一個(gè)DOF上測量的單軸器件，或者是更加新近的多(3)DOF器件，例如在Schfel等的“Integrated electro-dynamic multicoordinate drives”(ASPE年會(huì)會(huì)刊，加利福尼亞，美國，1996，456-461頁)中所公開的那些器件。類似的編碼器也可以從商業(yè)上獲得，例如由Dr.J.HeidenhainGmbH制造的位置測量系統(tǒng)型PP281R。盡管這種傳感器可以容易地提供次微米級的分辨率，但是卻不容易在長的移動(dòng)范圍上獲得絕對精度，特別是熱穩(wěn)定性。
另一方面，用于對位于精定位模塊末端處的掩模和基底臺的位置測量必須在所有6個(gè)DOF上實(shí)施到次納米級分辨率，并具有納米級精度和穩(wěn)定性。通常這可以使用多軸干涉儀在所有6個(gè)DOF上測量位移來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)富余的軸用于附加的校準(zhǔn)功能(例如對基底臺上干涉儀反射鏡的平面度的校準(zhǔn))。
以上方法的一個(gè)缺點(diǎn)是每當(dāng)工作臺進(jìn)入(縮回)精定位模塊的范圍時(shí)，都必須在六個(gè)自由度上(重新)校準(zhǔn)工作臺的位置。這將花費(fèi)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，因此減小了光刻裝置的處理能力。
作為干涉儀的另一種替換物，已知的是使用光學(xué)編碼器，或者與干涉儀相結(jié)合。這種光學(xué)編碼器例如公開于US2004/0263846A1中，在此將該文獻(xiàn)引入作為參考。在該申請中描述的光學(xué)編碼器使用一包括格柵圖案的柵板，所述柵板用于確定傳感器相對格柵圖案的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器安裝在基底臺上，而柵板安裝在所述光刻裝置的框架上。
光學(xué)編碼器型傳感器的一個(gè)缺點(diǎn)是這種傳感器的感測范圍在原理上受柵板尺寸的限制。然而，這種柵板的尺寸在物理上由于格柵所需的高分辨率而受到限制。這樣，實(shí)際上就限制了這種傳感器的工作區(qū)域的尺寸。此外，還可能的是必須在柵板中設(shè)置小孔/開口，例如投影光束可以通過的開口。在這種小孔/開口的位置處，傳感器不能確定其位置。而且，柵板可能會(huì)局部地被損壞，這將使得不能夠精確地確定在該位置上的傳感器位置。

發(fā)明內(nèi)容
期望的是為光刻裝置提供一種高精度的位移測量系統(tǒng)，其配置成測量在所有可能位置中的基底臺的位置，從而對可能的基底臺位置進(jìn)行連續(xù)的測量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種光刻裝置，包括用于保持基底的基底臺；用于將帶圖案的光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)；和配置成測量所述基底臺的位置的位移測量系統(tǒng)，其中所述位移測量系統(tǒng)包括至少一個(gè)編碼器型x-傳感器，其安裝在基底臺上并配置成在第一方向測量基底臺相對兩個(gè)或多個(gè)大體上靜止的相鄰柵板的位置，所述位移測量系統(tǒng)配置成當(dāng)橫過所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板之間的交叉線時(shí)連續(xù)測量所述基底臺的位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種光刻裝置，包括用于保持基底的基底臺；用于將帶圖案的光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)；和配置成在六個(gè)自由度(x、y、z、Rx、Ry、Rz)上測量所述基底臺的位置的位移測量系統(tǒng)，其中所述位移測量系統(tǒng)包括配置成在第一方向測量基底臺的位置的一個(gè)x-傳感器，配置成在第二方向測量基底臺的位置的兩個(gè)y-傳感器，和配置成在第三方向測量基底臺的位置的三個(gè)z-傳感器，其中所述位移測量系統(tǒng)還包括第二x-傳感器和第四z-傳感器，其中所述第一和第二x-傳感器以及所述第一和第二y-傳感器是編碼器型傳感器，其配置成測量每個(gè)所述傳感器相對至少一個(gè)柵板的位置，所述位移測量系統(tǒng)配置成根據(jù)所述基底臺的位置，選擇性地使用所述第一和第二x-傳感器以及所述第一和第二y-傳感器中的三個(gè)傳感器以及使用三個(gè)所述z-傳感器，以在六個(gè)自由度上確定所述基底臺的位置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種器件制造方法，包括將帶圖案的輻射光束投影到基底上，其中所述基底至少在將帶圖案光束投影到基底靶部期間支撐在基底臺上，其中所述基底臺的位置由一位移測量系統(tǒng)測量，所述位移測量系統(tǒng)包括至少一個(gè)編碼器型傳感器，該傳感器安裝在所述基底臺上并配置成在第一方向測量所述基底臺相對兩個(gè)或多個(gè)大體上靜止的相鄰柵板的位置，所述位移測量系統(tǒng)配置成當(dāng)橫過所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板之間的交叉線時(shí)連續(xù)測量所述基底臺的位置。


現(xiàn)在僅僅通過實(shí)例的方式，參考隨附的示意圖描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，其中相應(yīng)的參考標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第一實(shí)施例；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第二實(shí)施例；和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的測量系統(tǒng)的第三實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的光刻裝置。該裝置包括照射系統(tǒng)(照射器)IL，其配置成調(diào)節(jié)輻射光束B(例如UV輻射或任何其它合適的輻射)；支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT，其配置成支撐構(gòu)圖部件(例如掩模)MA，并與配置成依照某些參數(shù)精確定位該構(gòu)圖部件的第一定位裝置PM連接。該裝置還包括基底臺(例如晶片臺)WT或“基底支座”，其構(gòu)造成保持基底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W，并與配置成依照某些參數(shù)精確定位該基底的第二定位裝置PW連接。該裝置還包括投影系統(tǒng)(例如折射投影透鏡系統(tǒng))PS，其配置成將由構(gòu)圖部件MA賦予給輻射光束B的圖案投影到基底W的靶部C(例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯)上。
照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如包括用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射的折射光學(xué)部件、反射光學(xué)部件、磁性光學(xué)部件、電磁光學(xué)部件、靜電光學(xué)部件或其它類型的光學(xué)部件，或者其任意組合。
支撐結(jié)構(gòu)可以支撐即承受構(gòu)圖部件的重量。它可以一種方式保持構(gòu)圖部件，該方式取決于構(gòu)圖部件的定向、光刻裝置的設(shè)計(jì)以及其它條件，例如構(gòu)圖部件是否保持在真空環(huán)境中。掩模支撐結(jié)構(gòu)可以使用機(jī)械、真空、靜電或其它夾緊技術(shù)來保持構(gòu)圖部件。掩模支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺，例如所述結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以是固定的或者是可移動(dòng)的。掩模支撐結(jié)構(gòu)可以確保構(gòu)圖部件例如相對于投影系統(tǒng)位于期望的位置。這里任何術(shù)語“中間掩模版”或者“掩?！钡氖褂每梢哉J(rèn)為與更普通的術(shù)語“構(gòu)圖部件”同義。
這里使用的術(shù)語“構(gòu)圖部件”應(yīng)廣義地解釋為能夠給輻射光束在其截面賦予圖案從而在基底靶部中形成圖案的任何裝置。應(yīng)該注意，賦予給輻射光束的圖案可以不與基底靶部中的期望圖案精確一致，例如如果該圖案包括相移特征或所謂的輔助特征。一般地，賦予給輻射光束的圖案與在靶部中形成的器件如集成電路的特殊功能層相對應(yīng)。
構(gòu)圖部件可以是透射的或者反射的。構(gòu)圖部件的實(shí)例包括掩模、可編程反射鏡陣列以及可編程LCD板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二進(jìn)制型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的一個(gè)實(shí)例采用微小反射鏡的矩陣排列，每個(gè)反射鏡能夠獨(dú)立地傾斜，從而沿不同的方向反射入射的輻射光束。傾斜的反射鏡可以在由反射鏡矩陣反射的輻射光束中賦予圖案。
這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射光學(xué)系統(tǒng)，反射光學(xué)系統(tǒng)、反折射光學(xué)系統(tǒng)、磁性光學(xué)系統(tǒng)、電磁光學(xué)系統(tǒng)和靜電光學(xué)系統(tǒng)，或其任何組合，如適合于所用的曝光輻射，或者適合于其他方面，如浸沒液體的使用或真空的使用。這里任何術(shù)語“投影透鏡”的使用可以認(rèn)為與更普通的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。
如這里所指出的，該裝置是透射型(例如采用透射掩模)?；蛘?，該裝置可以是反射型(例如采用上面提到的可編程反射鏡陣列，或采用反射掩模)。
光刻裝置可以具有兩個(gè)(雙工作臺)或者多個(gè)基底臺或“基底支座”(和/或兩個(gè)或者多 個(gè)掩模臺或“掩模支座”)。在這種“多工作臺式”裝置中，可以并行使用這些附加臺，或者可以在一個(gè)或者多個(gè)臺或支座上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟，而一個(gè)或者多個(gè)其它臺或支座用于曝光。
光刻裝置還可以是這樣一種類型，其中至少部分基底由具有相對高的折射率的液體如水覆蓋，從而填充投影系統(tǒng)和基底之間的空間。浸沒液體也可以應(yīng)用于光刻裝置中的其他空間，例如應(yīng)用于掩模和投影系統(tǒng)之間。浸沒技術(shù)可以用于增大投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。這里使用的術(shù)語“浸沒”不表示結(jié)構(gòu)如基底必須浸沒在液體中，而是表示液體在曝光期間位于投影系統(tǒng)和基底之間。
參考圖1，照射器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，例如當(dāng)輻射源是準(zhǔn)分子激光器時(shí)。在這種情況下，不認(rèn)為輻射源構(gòu)成了光刻裝置的一部分，輻射光束借助于光束輸送系統(tǒng)BD從源SO傳輸?shù)秸丈淦鱅L，所述光束輸送系統(tǒng)包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器。在其它情況下，輻射源可以是光刻裝置的組成部分，例如當(dāng)源是汞燈時(shí)。源SO和照射器IL，如果需要連同光束輸送系統(tǒng)BD一起可以稱作輻射系統(tǒng)。
照射器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AD，其配置成調(diào)節(jié)輻射光束的角強(qiáng)度分布。一般地，至少可以調(diào)節(jié)在照射器光瞳平面上強(qiáng)度分布的外和/或內(nèi)徑向量(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。此外，照射器IL可以包括各種其它部件，如積分器IN和聚光器CO。照射器可以用于調(diào)節(jié)輻射光束，從而使該光束在其橫截面上具有期望的均勻度和強(qiáng)度分布。
輻射光束B入射到保持在掩模支撐結(jié)構(gòu)(如掩模臺MT)上的構(gòu)圖部件(如掩模MA)上，并由構(gòu)圖部件進(jìn)行構(gòu)圖。橫向穿過掩模MA后，輻射光束B通過投影系統(tǒng)PS，該投影系統(tǒng)將光束聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉測量器件、線性編碼器或電容傳感器)的輔助下，可以精確地移動(dòng)基底臺WT，從而例如在輻射光束B的光路中定位不同的靶部C。類似地，例如在從掩模庫中機(jī)械取出掩模MA后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM和另一個(gè)位置傳感器(圖1中未明確示出)來使掩模MA相對于輻射光束B的光路精確定位。一般地，借助于長行程模塊(粗略定位)和短行程模決(精確定位)，可以實(shí)現(xiàn)掩模臺MT的移動(dòng)，所述長行程模塊和短行程模塊構(gòu)成第一定位裝置PM的一部分。類似地，利用長行程模塊和短行程模塊也可以實(shí)現(xiàn)基底臺WT或“基底支座”的移動(dòng)，其中長行程模塊和短行程模塊構(gòu)成第二定位裝置PW的一部分。在步進(jìn)器的情況下(與掃描裝置相對)，掩模臺MT可以只與短行程致動(dòng)裝置連接，或者固定?？梢允褂醚谀?zhǔn)標(biāo)記M1、M2和基底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2對準(zhǔn)掩模MA與基底W。盡管如所示出的基底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了指定的靶部，但是它們也可以設(shè)置在各個(gè)靶部(這些標(biāo)記是公知的劃線對準(zhǔn)標(biāo)記)之間的空間中。類似地，在其中在掩模MA上提供了超過一個(gè)管芯的情況下，可以在各個(gè)管芯之間設(shè)置掩模對準(zhǔn)標(biāo)記。
所示的裝置可以按照下面模式中的至少一種使用1.在步進(jìn)模式中，掩模臺MT或“掩模支座”和基底臺WT或“基底支座”基本保持不動(dòng)，而賦予輻射光束的整個(gè)圖案被一次投影到靶部C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后沿X和/或Y方向移動(dòng)基底臺WT或“基底支座”，使得可以曝光不同的靶部C。在步進(jìn)模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中成像的靶部C的尺寸。
2.在掃描模式中，當(dāng)賦予輻射光束的圖案被投影到靶部C時(shí)，同步掃描掩模臺MT或“掩模支座”和基底臺WT或“基底支座”(即單次動(dòng)態(tài)曝光)?；着_WT或“基底支座”相對于掩模臺MT或“掩模支座”的速度和方向通過投影系統(tǒng)PS的放大(縮小)和圖像反轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單次動(dòng)態(tài)曝光中靶部的寬度(沿非掃描方向)，而掃描動(dòng)作的長度確定了靶部的高度(沿掃描方向)。
3.在其他模式中，當(dāng)賦予輻射光束的圖案被投影到靶部C上時(shí)，掩模臺MT或“掩模支座”基本保持不動(dòng)地支撐可編程構(gòu)圖部件，同時(shí)移動(dòng)或掃描基底臺WT或“基底支座”。在該模式中，一般采用脈沖輻射源，并且在每次移動(dòng)基底臺WT或“基底支座”之后，或者在掃描期間兩個(gè)相繼的輻射脈沖之間根據(jù)需要更新可編程構(gòu)圖部件。這種操作模式可以容易地應(yīng)用于采用可編程構(gòu)圖部件的無掩模光刻中，所述可編程構(gòu)圖部件例如是上面提到的可編程反射鏡陣列型。
還可以采用上述使用模式的組合和/或變化，或者采用完全不同的使用模式。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的位移測量系統(tǒng)的第一實(shí)施例。該位移測量系統(tǒng)一般用參考數(shù)字1表示。位移測量系統(tǒng)1設(shè)計(jì)成在三個(gè)共面的自由度上測量基底臺2的位置，即x-位置、y-位置以及繞z軸Rz的旋轉(zhuǎn)(z-軸是垂直于附圖中所示的x和y軸的軸線)。
所述位移測量系統(tǒng)1包括四個(gè)相鄰的柵板3，所述柵板安裝在光刻裝置上，例如安裝在諸如所謂的計(jì)量框架的框架上或安裝在透鏡上。柵板3大體上是平板，其大體上布置在沿x-軸和y-軸方向延伸的同一平面中。四個(gè)柵板3是相鄰的，這表示至少每個(gè)柵板的一側(cè)靠著另一個(gè)柵板3的一側(cè)或者至少和另一個(gè)柵板3的一側(cè)布置在一起。同時(shí)，四個(gè)柵板3大體上覆蓋了基底臺2的所有所需位置，使得測量系統(tǒng)1能夠連續(xù)地測量基底臺2的位置。
在本實(shí)施例中，基底臺2布置在柵板3下方。基底臺2上面布置有兩個(gè)x-傳感器4、5和兩個(gè)y-傳感器6、7。x-傳感器4、5可以在x-方向測量基底臺的位置。y-傳感器6、7可以在y-方向測量的基底臺位置?？梢允褂脙蓚€(gè)x-傳感器和兩個(gè)y-傳感器(x，x；x，y或y，y)中的一對傳感器的信號來確定圍繞z-軸的旋轉(zhuǎn)(在x-y平面中的旋轉(zhuǎn))。這樣，利用兩個(gè)x-傳感器4、5和兩個(gè)y-傳感器6、7中的三個(gè)傳感器，可以在三個(gè)共面的自由度(x、y、Rz)上確定在基底臺2的所有可能位置中基底臺的位置。結(jié)果，對基底臺2的連續(xù)的高精度測量(納米或次納米的分辨率)是可能的。
x-傳感器4、5和y-傳感器6、7是編碼器型傳感器，它們可以確定各個(gè)傳感器相對格柵的位置，所述格柵布置在柵板3上。x-傳感器和y-傳感器中的每個(gè)傳感器例如可以設(shè)計(jì)為在US申請US2004/0263846A1中所描述的傳感器，在此將該文獻(xiàn)引入作為參考。
在本實(shí)施例中，由于柵板3的物理尺寸受到限制，因此使用了四個(gè)柵板。實(shí)際上要生產(chǎn)具有工作區(qū)的尺寸的柵板是非常困難的或者至少非常昂貴，所述柵板具有帶一定分辨率的格柵，以便獲得本申請所需的精度。當(dāng)基底臺使用的工作范圍大體上大于這種柵板3的最大物理尺寸時(shí)，將工作區(qū)細(xì)分為四個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域具有其各自的柵板3。
如上所指出的柵板3相鄰地布置。這使得傳感器從一個(gè)柵板3到另一個(gè)柵板3的接管是可能的。在這種傳感器的接管過程中，即起初與第一柵板3配合的傳感器后來與第二柵板3配合，另一個(gè)傳感器可提供信號以使連續(xù)的測量成為可能。當(dāng)?shù)谝粋鞲衅魈幱诹硪粋€(gè)柵板3的范圍中時(shí)，可能在重新初始化之后，該傳感器可以再次提供表示基底臺位置的信號。
盡管將工作區(qū)細(xì)分成具有其各自柵板3的四個(gè)子區(qū)使得能夠以一種相對有效的方式覆蓋基底臺2的所有所需位置，但是柵板3之間的交叉使得難以使用單個(gè)傳感器連續(xù)地測量基底臺2的位置。此外，小孔或開口(例如在四個(gè)柵板3的中心容納部分投影系統(tǒng)的開口8)的存在，或者柵板3中的損壞區(qū)域可能導(dǎo)致在該位置上的單個(gè)傳感器不能夠測量基底臺2相對柵板3中的一個(gè)柵板的位置。
如上所述兩個(gè)x-傳感器4、5和y-傳感器6、7中的三個(gè)傳感器使其能夠在三個(gè)共面的自由度上確定基底臺的位置。因此還富余一個(gè)傳感器。該額外的傳感器有利地可以在其它傳感器處于柵板3的范圍之外而不能使用其它傳感器的情況下使用。例如，可能的是x-傳感器或y-傳感器中的一個(gè)直接定位在一個(gè)柵板3與另一個(gè)柵板3的交會(huì)處下方。在這種情況下，相應(yīng)的傳感器(例如當(dāng)x-傳感器4位于兩個(gè)柵板3之間的交叉線3下方時(shí)，如果基底臺2沿x方向移動(dòng))不能為基底臺2的x-位置或y-位置發(fā)送相應(yīng)的信號。然而，其它三個(gè)傳感器(在該實(shí)例中是x-傳感器5和y-傳感器6、7)可以在三個(gè)共面的自由度上確定基底臺2的位置，從而保持連續(xù)的高精度位移/位置測量。
當(dāng)基底臺2進(jìn)一步沿x-方向移動(dòng)時(shí)，第一x-傳感器4在另一個(gè)柵板3(在該實(shí)例中柵板3位于圖2的頂部右手邊)下方移動(dòng)。然后，x-傳感器4可以在重新初始化之后再次提供表示基底臺2的x-位置的信號。但是，y-傳感器6現(xiàn)在位于兩個(gè)柵板3的交會(huì)處下方。該y-傳感器6在這種情況下不能用于獲得表示基底臺2的y-位置的信號。然而，由于x-傳感器4現(xiàn)在位于一個(gè)柵板3的下方，因此該x-傳感器4可以和x-傳感器5以及y-傳感器7組合使用，從而在三個(gè)自由度上確定基底臺2的位置。通過選擇性地使用一組三個(gè)的傳感器，每個(gè)傳感器可以適當(dāng)?shù)卮_定表示在x-方向或y-方向的位置的信號，由此獲得連續(xù)的控制。通過選擇設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)的x-傳感器和y-傳感器的選擇。相應(yīng)柵板3的選擇/選定取決于基底臺的位置。當(dāng)所有四個(gè)傳感器能夠發(fā)送信號時(shí)，富余的信號例如可以用于校準(zhǔn)測量系統(tǒng)。
在本實(shí)施例中，柵板3大體上為矩形板，并彼此靠著布置。這些柵板的側(cè)面沿x-方向和y-方向定向。因此優(yōu)選的是兩個(gè)x-傳感器4、5和兩個(gè)y-傳感器6、7沿x-方向和y-方向相對彼此(在x-y平面中)隔開。換句話說，在基底臺2的這個(gè)實(shí)施例中，x-傳感器4、5和y-傳感器6、7的布置為使得四個(gè)傳感器4、5、6、7中沒有一個(gè)沿x-方向布置在同一條線上，也沒有沿y-方向布置在同一條線上。通過這種方式，當(dāng)沿x-方向或y-方向橫過交叉線3a時(shí)，四個(gè)傳感器中僅有一個(gè)處于柵板3的范圍之外。
在可替換的實(shí)施例中，可能的是彼此靠著定位的柵板側(cè)面沒有沿x-方向和y-方向布置，而是沿x-y平面中的一個(gè)或多個(gè)其它方向布置。在此這些其它方向定義為柵板交叉線方向。在這種情況下優(yōu)選的是兩個(gè)x-傳感器4、5和兩個(gè)y-傳感器6、7沿一個(gè)或多個(gè)這些交叉線方向彼此隔開。
進(jìn)一步地，應(yīng)該注意可能的是，在某種理論上在基底臺2的工作范圍內(nèi)，兩個(gè)x-傳感器4、5和/或y-傳感器6、7中的多個(gè)傳感器不能同時(shí)確定相應(yīng)的傳感器相對柵板3中的一個(gè)的位置。例如可能的是x-傳感器沿x-方向定位在柵板3的交叉線下方，同時(shí)另一個(gè)x-傳感器定位在沿y-方向延伸的交叉線下方。這種情況是非常不期望的，因?yàn)檫@將導(dǎo)致僅有兩個(gè)傳感器能夠確定基底臺2的位置。因此不再能夠在兩個(gè)自由度上導(dǎo)出基底臺2的位置。
通過提供更多的傳感器可以避免上面不期望的情形，所述傳感器定位在所述基底臺2的不同位置上。另一種用于該情形的技術(shù)方案是以這樣一種方式限制基底臺的移動(dòng)，在本實(shí)施例中，所述方式是基底臺2一次僅可以橫過一條交叉線的方向，或者至少不會(huì)處于哪些已知位置，是上述情況不會(huì)發(fā)生。后一種技術(shù)方案通常是優(yōu)選的，因?yàn)樘峁┒鄠€(gè)傳感器將增加成本和基底臺2的重量。
因此在這兩種情況下可以確保，在光刻裝置的使用過程中，測量系統(tǒng)可以確定基底臺2在基底臺2的所有所需位置中的位置。這些位置例如包括用于曝光的范圍，移入曝光范圍和從曝光范圍移出的范圍，用于交換所述基底的范圍以及用于其它功能、對準(zhǔn)等等的范圍。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的測量系統(tǒng)10的第二實(shí)施例。在該實(shí)施例中，測量系統(tǒng)配置成以高的精度水平確定兩個(gè)基底臺11、12的位置。在每個(gè)基底臺11、12上安裝相同數(shù)量和類型的傳感器，以便在六個(gè)自由度上獲得基底臺11、12的位置?；着_11、12定位在兩個(gè)柵板13之一或者兩者的下方。這些柵板13大體上覆蓋了基底臺11、12的整個(gè)工作范圍，使得測量系統(tǒng)10可以以高的精度水平在六個(gè)自由度上連續(xù)地確定基底臺11、12的位置。當(dāng)基底臺11、12都直接位于柵板13下方時(shí)，所述柵板用于在六個(gè)自由度上確定每個(gè)基底臺的位置，每個(gè)基底臺11、12的位置測量不受基底臺12、11中的另一個(gè)的妨礙。因此，根據(jù)本發(fā)明的測量系統(tǒng)10非常適合于在具有兩個(gè)基底臺的所謂的雙工作臺式光刻裝置中確定基底臺的位置。
每個(gè)基底臺11、12包括兩個(gè)x-傳感器14、15和兩個(gè)y-傳感器16、17，用于如參考圖2的實(shí)施例所說明的在三個(gè)(共面)自由度上確定相應(yīng)基底臺11、12的位置。兩個(gè)x-傳感器和兩個(gè)y-傳感器中的一個(gè)是富余的，當(dāng)根據(jù)三個(gè)傳感器信號確定三個(gè)自由度時(shí)，兩個(gè)x-傳感器和兩個(gè)y-傳感器中的一個(gè)是富余的。此外，每個(gè)基底臺11、12包括四個(gè)z-傳感器18，用于在z方向確定基底臺的位置。利用這四個(gè)z-傳感器18中三個(gè)傳感器的信號，可以確定另外三個(gè)自由度，即x-位置、圍繞x軸(Rz)的旋轉(zhuǎn)，以及圍繞y-軸(Ry)的旋轉(zhuǎn)。
編碼器型x-傳感器14、15和y-傳感器16、17可以是上面關(guān)于圖2的實(shí)施例所描述的類型。z-傳感器18優(yōu)選是干涉儀，但是也可以是下文所論述的合適類型。
當(dāng)在每個(gè)所述基底臺11、12上提供四個(gè)z-傳感器18時(shí)，一個(gè)z-傳感器是富余的。這樣在兩個(gè)x-傳感器14、15和兩個(gè)y-傳感器16、17中的一個(gè)傳感器以及z-傳感器18中的一個(gè)傳感器不能相對柵板13確定其位置的情況下，也可以在六個(gè)自由度上確定基底臺11、12的位置。
進(jìn)一步地，為了使得沿如圖3所示的x-方向橫過交叉線13a成為可能，x-傳感器14、15和y-傳感器16、17以這樣一種方式布置，即每個(gè)傳感器14、15、16、17沿垂直于交叉線13a方向的方向與其它三個(gè)傳感器在x-y平面中隔開，在本實(shí)施例中所述方向是y-方向，而交叉線13a的方向是x-方向。此外，為了使得沿y-方向橫過交叉線成為可能，每個(gè)傳感器14、15、16、17沿垂直于該交叉線的y-方向的方向與其它三個(gè)傳感器隔開。應(yīng)該注意，在本實(shí)施例中傳感器14、15、16、17的后一種布置不是嚴(yán)格必需的，因?yàn)樵趛-方向沒有交叉線。
此外由于相同的原因，每個(gè)傳感器18在垂直于x-方向以及垂直于y-方向的兩個(gè)方向上與其它傳感器18在x-y平面中隔開。通過這種方式，當(dāng)橫過沿x-方向或y-方向的交叉線(后者在如圖3所示的實(shí)施例中沒有出現(xiàn))時(shí)，z-傳感器18中最大的一個(gè)將不能夠確定相對柵板13上的格柵光柵的位置。
x-傳感器14、15，y-傳感器16、17和z-傳感器18有利地布置在內(nèi)矩形和外矩形的拐角上，由此在每個(gè)矩形的四個(gè)拐角上布置-個(gè)x-傳感器14、15，一個(gè)y-傳感器16、17以及兩個(gè)布置在相對拐角的z-傳感器18。此外，內(nèi)矩形的z-傳感器布置在與外矩形的z-傳感器不同的拐角。利用這種布置，兩個(gè)x-傳感器和兩個(gè)y-傳感器中的每個(gè)傳感器沿垂直于x-方向以及垂直于y-方向的兩個(gè)方向與x-傳感器和y-傳感器中的其它傳感器在x-y平面中隔開，并且每個(gè)z-傳感器18在垂直于x-方向以及垂直于y-方向的兩個(gè)方向與其它z-傳感器18在x-y平面中隔開。此外，這種布置在基底臺11、12上需要相對小的空間。在這種布置中，優(yōu)選的是X和Y傳感器以最大距離布置，從而可以更加精確地進(jìn)行Rz測量。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的測量系統(tǒng)21的第四實(shí)施例，其使用了編碼器型傳感器測量基底的位置。在該實(shí)施例中，格柵光柵由大量的柵板23(為了清楚的原因僅僅用參考數(shù)字23指出了三個(gè)柵板)形成，這些柵板覆蓋了基底臺22的全部工作范圍。柵板以虛線示出。柵板23例如可以是晶片，其上布置有格柵光柵。這種晶片的尺寸受到限制(通常是300mm)，但是利用光刻曝光處理可以以非常高的精度將光柵布置在晶片上。然而，由于柵板23的尺寸受到限制，因此如將要說明的，基底臺22上傳感器的另一種布置是優(yōu)選的。
基底臺22包括六組每組兩個(gè)傳感器(兩組用于每個(gè)拐角)，它們是兩個(gè)x-傳感器24、25，四個(gè)y-傳感器26、27以及六個(gè)z-傳感器28，從而對于在基底臺22上出現(xiàn)的每個(gè)傳感器來說，基底臺22包括富余的傳感器。
在基底臺22的三個(gè)拐角中，基底臺22包括兩個(gè)x-傳感器24、25或兩個(gè)y-傳感器26、27和兩個(gè)z-傳感器28，即兩個(gè)傳感器組，每組包括一個(gè)x-傳感器24、25或一個(gè)y-傳感器26、27和一個(gè)z-傳感器28。優(yōu)選地，所有四個(gè)傳感器布置在比一個(gè)柵板23的區(qū)域小的區(qū)域。如果位于基底臺22的拐角上的四個(gè)傳感器中的一個(gè)不能確定其相對格柵光柵的位置，則使用所述四個(gè)傳感器中相應(yīng)的另一個(gè)來確定基底臺22的位置。例如當(dāng)x-傳感器24、25中的一個(gè)位于交叉線下方時(shí)，可以使用另一個(gè)x-傳感器25、24來確定基底臺22的x-位置。
在每個(gè)拐角的四個(gè)傳感器有利地以這樣一種方式布置，即布置在單個(gè)拐角中的所有四個(gè)傳感器沿垂直于x-方向和y-方向的方向在x-y平面彼此隔開。此外，在一個(gè)拐角中的x-傳感器或y-傳感器與在另一拐角中的z-傳感器對準(zhǔn)，使得例如當(dāng)基底臺沿x-方向橫過交叉線時(shí)，最多兩個(gè)傳感器同時(shí)橫過該交叉線，由此傳感器中的一個(gè)是x-傳感器或y-傳感器，而另一個(gè)傳感器是z-傳感器。
由于非常富余以及測量系統(tǒng)21更加堅(jiān)固，可以在基底臺22上提供其它傳感器。特別地，在基底臺22的第四拐角中提供另外兩個(gè)x-傳感器和兩個(gè)y-傳感器。
x-傳感器、y-傳感器和z-傳感器還可以設(shè)計(jì)為參考圖2和圖3的實(shí)施例所描述的傳感器。
在本發(fā)明中使用的典型系統(tǒng)包括周期為2μm或更小的格柵光柵，其具有2DOF的干涉讀取(編碼器)頭以及對于每個(gè)象素來說具有20,000個(gè)因子的內(nèi)插器(interpolator)。
為了測量其余3個(gè)DOF，也就是Z、Rx和Ry，可以采用各種短距離位移感測技術(shù)，包括光學(xué)三角測量、纖維光學(xué)反散射、干涉?zhèn)鞲衅?其在空氣中具有非常短的光路，因此對環(huán)境波動(dòng)更加不敏感)、電容或感應(yīng)傳感器。
目前，電容和光學(xué)傳感器比其它測量原理更優(yōu)選，盡管其它原理可能在本發(fā)明的一些應(yīng)用中是合適的。使用緊靠Zerodur(商標(biāo))微晶玻璃卡盤的感應(yīng)傳感器存在一些問題，因?yàn)閷τ趥鞲衅鱽碚f需要導(dǎo)電目標(biāo)。另一方面，氣動(dòng)近程式傳感器(氣體測微儀)受有限的分辨率和工作距離的影響，以及受施加在目標(biāo)上的有限作用力的影響。
無論是用干涉儀測量還是作三角測量，光學(xué)傳感器都可以設(shè)計(jì)成具有相對大的(幾毫米)工作距離，這有助于減小裝配公差。與電容傳感器相比，光學(xué)傳感器通常具有更大的帶寬，并且可以配置為絕對距離傳感器。然而，作為一個(gè)絕對傳感器，它們會(huì)由于需要周期性校準(zhǔn)的機(jī)械漂移(熱或其它)而經(jīng)受長時(shí)間的穩(wěn)定性問題。
另一方面，電容傳感器可以設(shè)計(jì)為具有非常高的穩(wěn)定性的絕對傳感器。此外，可以在相對大的目標(biāo)表面上進(jìn)行距離測量，這有助于減小目標(biāo)表面局部不均勻的任何效應(yīng)。
基于編碼器的納米定位系統(tǒng)為干涉測量法提供了一種有利的替換，并且更加容易實(shí)施。例如通過以下方法，即將X-Y平面中的測量格柵永久地固定在計(jì)量框架上，所述計(jì)量框架在實(shí)施成零-CTE材料如Zerodur微晶玻璃時(shí)，其尺寸長時(shí)間不變并且對熱不敏感，由此實(shí)現(xiàn)較好的測量穩(wěn)定性。這可以相當(dāng)?shù)販p輕對直接圍繞干涉光束的光路的區(qū)域的環(huán)境控制的嚴(yán)格要求，特別是在應(yīng)用了157nm或更小的波長的光刻投影裝置中。這種設(shè)備需要用氣體進(jìn)行凈化，所述氣體不會(huì)吸收光束(該光束在空氣中會(huì)被強(qiáng)烈吸收)，并且通過免除干涉光束的長度上的氣體簇射，本發(fā)明大體上可以減小凈化氣的消耗。
也可以在編碼器的技術(shù)方案中確定相對投影光學(xué)器件掩模位置，而不依賴于不同的結(jié)構(gòu)。盡管將讀取頭直接布置在投影光學(xué)器件上會(huì)對讀取頭的熱耗散提出更多的要求，但是可以獲得使熱耗散最小例如主動(dòng)冷卻或遠(yuǎn)離光源和與光纖連接的檢測器的技術(shù)，并且已經(jīng)將該技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)有技術(shù)的干涉系統(tǒng)中?；诩{米定位系統(tǒng)的編碼器還可以如下地進(jìn)行布置將第一傳感器頭布置在基底臺上，第一光柵安裝在投影系統(tǒng)或框架上。在一個(gè)實(shí)施例中，這種框架至少相對投影系統(tǒng)是靜止的，這意味著投影系統(tǒng)和連接到第一光柵的框架部分的相對位移是可以忽略的。如果不能夠?qū)崿F(xiàn)，那么可以設(shè)想，同樣地可以測量框架相對投影系統(tǒng)的位移。還可以設(shè)想，在這種情況下，認(rèn)為框架是大體上靜止的，同樣可以測量框架相對投影系統(tǒng)的位移，從而確?？梢院雎詫?shí)際的相對位移。
第一傳感器頭可以安裝在基底臺頂部，向上面對第一光柵，所述第一光柵安裝在投影系統(tǒng)或框架上。傳感器頭和第一光柵以這樣一種方式布置，即在基底臺的所有移動(dòng)過程中，第一傳感器頭和第一光柵能夠配合基底臺相對投影系統(tǒng)的測量移動(dòng)。
在這種布置中，測量系統(tǒng)還可以包括第一z-傳感器。該z-傳感器和第一光柵配合地沿第三測量方向確定基底臺相對投影系統(tǒng)的位移，所述第三測量方向垂直于由第一測量方向和第一光柵線的方向限定的平面。例如，當(dāng)?shù)谝粶y量方向是x-方向時(shí)，傳感器頭沿z-方向?qū)⑵竦妮椛涔馐l(fā)射到第一光柵，第一光柵線沿y-方向延伸。在這種情況下，由第一測量方向和第一光柵線方向限定的平面是x-y-平面。在這種情況下，第三測量方向是垂直于x-y-平面的方向，也就是z-方向。因此，在這種情況下，第一光柵不僅可用于在x-方向測量基底臺相對投影系統(tǒng)的位移，還可以用于在z-方向測量基底臺相對投影系統(tǒng)的位移。
可以設(shè)想，z-傳感器可以是干涉儀，第一光柵具有與該干涉儀配合的反射表面?？赡艿氖枪鈻虐▋蓚€(gè)相互平行的反射表面，例如由于光柵的性質(zhì)。如果光柵包括兩組平行線就是這種情況。在這種情況下，沿光路對第一和第二表面上的反射(或者反射表面)之間的差值優(yōu)選是干涉儀光束波長的N倍，N是正整數(shù)(1，2，3，4，...)。
可替換地，z-傳感器可以是電容傳感器。為了起作用，電容傳感器需要導(dǎo)電的相對板(counter plate)，其沿測量方向與電容傳感器相距較小的間距如幾毫米布置。通過使至少部分第一光柵導(dǎo)電，第一光柵用作電容傳感器的相對板。已知的是用玻璃制成光柵，用鉻制成線。通過使這些線相互連接并使其接地，這種光柵可以和電容傳感器一起使用。
在根據(jù)本發(fā)明的光刻投影系統(tǒng)中，減小了測量基底臺相對投影系統(tǒng)的位移所使用的干涉儀的數(shù)量。通過這種方式，減小了測量系統(tǒng)和基底臺的成本?？梢栽O(shè)想，可使用傳感器頭或讀取頭沿第一方向和第二方向測量基底臺相對投影系統(tǒng)的位移。在該實(shí)施例中，光刻裝置具有一包括第一傳感器頭和第二傳感器頭的測量系統(tǒng)。為此，第一光柵不僅包括第一組相互平行的線，所述第一組線垂直于第一測量方向延伸，還包括第二組相互平行的線，所述第二組線垂直于第二測量方向延伸。第一光柵具有棋盤圖案，用于與第一和第二傳感器頭相關(guān)聯(lián)。在這種情況下，光和棋盤圖案的暗區(qū)域之間的過渡可接管光柵的平行線的功能。可替換地，可以存在一單獨(dú)的第二光柵，以供第二傳感器頭使用。第一和第二傳感器頭優(yōu)選集成在單個(gè)傳感器單元中。
在另一個(gè)實(shí)施例中，通過使用傳感器頭，測量系統(tǒng)適于在所有三個(gè)自由度上測量在由第一和第二測量方向限定的平面中基底臺相對投影系統(tǒng)的位移。如果該平面是x-y-平面，這表示可以使用傳感器頭測量基底臺在x-方向、在y-方向的平移以及沿z-方向圍繞軸的旋轉(zhuǎn)位移。
為此，在該實(shí)施例中的測量系統(tǒng)包括第一、第二和第三傳感器頭。使用這些傳感器頭中的兩個(gè)在第一測量方向測量基底臺的位移，使用另一個(gè)編碼器在第二測量方向測量基底臺的位置。當(dāng)然，也可以通過其它方式。傳感器頭以公知的相對間距布置，使得可以根據(jù)傳感器頭的測量結(jié)果確定基底臺圍繞軸的任何旋轉(zhuǎn)，所述軸沿第三測量方向延伸。
可能的是，每個(gè)傳感器頭與其各自的光柵相關(guān)聯(lián)，這表示在這種情況下測量系統(tǒng)包括第一、第二和第三光柵。然而，在某些實(shí)施例中，至少兩個(gè)傳感器頭共用一個(gè)光柵，該光柵適合于在兩個(gè)方向的測量，例如由于棋盤圖案的存在。
可以設(shè)想，可以使用沒有z-傳感器的測量系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)通過使用如上所述的傳感器頭用于在所有三個(gè)自由度上測量基底在由第一和第二測量方向限定的平面中相對投影系統(tǒng)的位移。
在另一個(gè)可替換的實(shí)施例中，測量系統(tǒng)具有第一、第二和第三z-傳感器。這些z-傳感器以公知的相對位置布置，使得通過傳感器的測量結(jié)果可以確定基底臺圍繞第一測量方向和圍繞第二測量方向的任何旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地所有z-傳感器在測量基底臺相對投影系統(tǒng)的位移的過程中與一光柵配合。這樣可以獲得能夠在6個(gè)自由度(6DOF)上進(jìn)行位置測量的測量系統(tǒng)。
上文已經(jīng)描述了用于確定基底臺的位置的測量系統(tǒng)。然而這種測量系統(tǒng)可以用于任何其它的可動(dòng)目標(biāo)，其位置可以高的精度水平進(jìn)行確定。在這方面，測量系統(tǒng)可以成功地用于確定光刻裝置中的構(gòu)圖部件支座的位置。特別地，所述系統(tǒng)可以用于以高的精度水平在六個(gè)自由度上確定構(gòu)圖部件支座的位置。描述的測量系統(tǒng)的所有特征還可以應(yīng)用于其它可動(dòng)目標(biāo)的測量系統(tǒng)，例如構(gòu)圖部件支座。
盡管在本申請中可以具體參考使用該光刻裝置制造IC，但是應(yīng)該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應(yīng)用，例如，用于制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在這種可替換的用途范圍中，這里任何術(shù)語“晶片”或者“管芯(die)”的使用可以認(rèn)為分別與更普通的術(shù)語“基底”或“靶部”同義。在曝光之前或之后，可以在例如涂布顯影裝置(通常將抗蝕劑層施加于基底上并將已曝光的抗蝕劑顯影的一種工具)、計(jì)量工具和/或檢驗(yàn)工具中對這里提到的基底進(jìn)行處理。在可應(yīng)用的地方，這里的公開可應(yīng)用于這種和其他基底處理工具。另外，例如為了形成多層IC，可以對基底進(jìn)行多次處理，因此這里所用的術(shù)語基底也可以指已經(jīng)包含多個(gè)已處理的層的基底。
盡管在上面可以具體參考在光學(xué)光刻法中使用本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解本發(fā)明可以用于其它應(yīng)用，例如壓印光刻法，在本申請?jiān)试S的地方，本發(fā)明不限于光學(xué)光刻法。在壓印光刻法中，構(gòu)圖部件中的外形限定了在基底上形成的圖案。構(gòu)圖部件的外形還可以擠壓到施加于基底上的抗蝕劑層中，并在基底上通過施加電磁輻射、熱、壓力或上述方式的組合使抗蝕劑固化。在抗蝕劑固化之后，可以將構(gòu)圖部件從抗蝕劑中移出而留下圖案。
這里使用的術(shù)語“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有大約365，248，193，157或者126nm的波長)和遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射(例如具有5-20nm范圍內(nèi)的波長)，以及粒子束，例如離子束或電子束。
本申請使用的術(shù)語“透鏡”可以表示任何一個(gè)各種類型的光學(xué)部件或其組合，包括折射光學(xué)部件、反射光學(xué)部件、磁性光學(xué)部件、電磁光學(xué)部件和靜電光學(xué)部件。
盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是應(yīng)該理解可以不同于所描述的實(shí)施本發(fā)明。例如，本發(fā)明可以采取計(jì)算機(jī)程序的形式，該計(jì)算機(jī)程序包含一個(gè)或多個(gè)序列的描述了上面所公開的方法的機(jī)器可讀指令，或者包含其中存儲有這種計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)。
上面的描述是為了說明，而不是限制。因此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離下面描述的權(quán)利要求的范圍的條件下，可以對所描述的發(fā)明進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種光刻裝置，包括用于保持基底的基底臺；用于將帶圖案的光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)；和配置成測量所述基底臺的位置的位移測量系統(tǒng)，其中所述位移測量系統(tǒng)包括至少一個(gè)編碼器型x-傳感器，其安裝在基底臺上并配置成在第一方向測量基底臺相對兩個(gè)或多個(gè)大體上靜止的相鄰柵板的位置，所述位移測量系統(tǒng)配置成當(dāng)橫過所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板之間的交叉線時(shí)連續(xù)測量所述基底臺的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中所述兩個(gè)或多個(gè)柵板覆蓋了所述基底臺的所有可能位置，使得可對所述基底臺進(jìn)行連續(xù)位置測量。
3.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中所述位移測量系統(tǒng)包括一第二編碼器型x-傳感器，其安裝在所述基底臺上并配置成在所述第一方向測量基底臺相對所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板的位置，所述位移測量系統(tǒng)配置成根據(jù)所述基底臺的位置，選擇性地使用所述第一和第二x-傳感器之一，以在所述第一方向確定所述基底臺的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的光刻裝置，其中所述位移測量系統(tǒng)配置成在至少三個(gè)共面的自由度(x、y、Rz)上測量所述基底臺的位置，其中所述位移測量系統(tǒng)還包括第一和第二編碼器型y-傳感器，其安裝在所述基底臺上并配置成在第二方向測量基底臺相對所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板的位置，所述位移測量系統(tǒng)配置成根據(jù)所述基底臺的位置，選擇性地使用所述第一和第二x-傳感器和所述第一和第二y-傳感器中的三個(gè)傳感器，以在所述三個(gè)自由度上確定所述基底臺的位置。
5.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置，其中所述每個(gè)x-傳感器和y-傳感器與其它的所述x-傳感器和y-傳感器至少在垂直于所述交叉線方向的方向上隔開。
6.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置，其中所述每個(gè)x-傳感器和y-傳感器與其它的所述x-傳感器和y-傳感器至少在垂直于所述第一和/或所述第二方向的方向上隔開。
7.如權(quán)利要求4所述的光刻裝置，其中所述位移測量系統(tǒng)包括四個(gè)z-傳感器，其用于在垂直于第一和第二方向的方向上測量基底臺的位置，所述位移測量系統(tǒng)配置成根據(jù)所述基底臺的位置，選擇性地使用所述四個(gè)z-傳感器中的三個(gè)，以在另外三個(gè)自由度(z、Rx、Ry)上確定所述基底臺的位置。
8.如權(quán)利要求7所述的光刻裝置，其中所述四個(gè)z-傳感器的每個(gè)與其它的所述z-傳感器至少在垂直于所述交叉線方向的方向上隔開。
9.如權(quán)利要求7所述的光刻裝置，其中所述四個(gè)z-傳感器的每個(gè)與其它三個(gè)所述z-傳感器至少在垂直于第一和/或第二方向的方向上隔開。
10.如權(quán)利要求7所述的光刻裝置，其中所述z-傳感器是干涉儀。
11.如權(quán)利要求7所述的光刻裝置，其中在所述基底臺的每個(gè)拐角安裝所述第一和第二x-傳感器或所述第一和第二y-傳感器中的一個(gè)以及所述四個(gè)z-傳感器中的一個(gè)。
12.如權(quán)利要求7所述的光刻裝置，其中所述兩個(gè)x-傳感器、兩個(gè)y-傳感器和四個(gè)z-傳感器布置在內(nèi)外矩形的拐角，每個(gè)矩形包括一個(gè)x-傳感器、一個(gè)y-傳感器和兩個(gè)z-傳感器，所述z-傳感器布置在所述內(nèi)矩形的相對拐角上和所述外矩形的其它兩個(gè)相對拐角上。
13.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中所述光刻裝置包括兩個(gè)或多個(gè)基底臺，其中在每個(gè)基底臺上安裝至少一個(gè)x-傳感器。
14.如權(quán)利要求7所述的光刻裝置，其中在所述柵板的每至少三個(gè)位置上布置兩個(gè)傳感器組，每個(gè)傳感器組包括一個(gè)x-傳感器或一個(gè)y-傳感器和一個(gè)z-傳感器。
15.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中在所述第一和第二方向上所述至少一個(gè)柵板的尺寸小于在所述第一和第二方向上所述基底臺的尺寸。
16.如權(quán)利要求1所述的光刻裝置，其中每個(gè)所述兩個(gè)或多個(gè)柵板是晶片，晶片上設(shè)有格柵光柵。
17.一種光刻裝置，包括用于保持基底的基底臺；用于將帶圖案的光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)；和配置成在六個(gè)自由度(x、y、z、Rx、Ry、Rz)上測量所述基底臺的位置的位移測量系統(tǒng)，其中所述位移測量系統(tǒng)包括配置成在第一方向測量基底臺的位置的一個(gè)x-傳感器，配置成在第二方向測量基底臺的位置的兩個(gè)y-傳感器，和配置成在第三方向測量基底臺的位置的三個(gè)z-傳感器，其中所述位移測量系統(tǒng)還包括第二x-傳感器和第四z-傳感器，其中所述第一和第二x-傳感器以及所述第一和第二y-傳感器是編碼器型傳感器，它們配置成測量每個(gè)所述傳感器相對至少一個(gè)柵板的位置，所述位移測量系統(tǒng)配置成根據(jù)所述基底臺的位置，選擇性地使用所述第一和第二x-傳感器以及所述第一和第二y-傳感器中的三個(gè)傳感器以及使用三個(gè)所述z-傳感器，以在六個(gè)自由度上確定所述基底臺的位置。
18.一種器件制造方法，包括將帶圖案的輻射光束投影到基底上，其中所述基底至少在將帶圖案光束投影到基底靶部期間支撐在基底臺上，其中所述基底臺的位置由一位移測量系統(tǒng)測量，所述位移測量系統(tǒng)包括至少一個(gè)編碼器型傳感器，該傳感器安裝在所述基底臺上并配置成在第一方向測量所述基底臺相對兩個(gè)或多個(gè)大體上靜止的相鄰柵板的位置，所述位移測量系統(tǒng)配置成當(dāng)橫過所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板之間的交叉線時(shí)連續(xù)測量所述基底臺的位置。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板覆蓋了所述基底臺的所有可能位置，使得可對所述基底臺進(jìn)行連續(xù)位置測量。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述位移測量系統(tǒng)包括一第二編碼器型傳感器，其安裝在所述基底臺上并配置成在與所述第一編碼器型傳感器相同的方向測量基底臺相對所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板的位置，并且其中如果所述編碼器型傳感器之一布置在一個(gè)位置，而在該位置不能確定其相對兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板的位置，則根據(jù)另一個(gè)編碼器型傳感器的信號確定所述基底臺的位置。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述位移測量系統(tǒng)配置成使用位移測量系統(tǒng)在至少三個(gè)自由度(x、y、Rz)上測量位置，所述位移測量系統(tǒng)包括配置成在第一方向測量基底臺的位置的第一和第二x-傳感器，配置成在第二方向測量基底臺的位置的第一和第二y-傳感器，其中所述x-傳感器和所述y-傳感器是編碼器型傳感器，其配置成測量每個(gè)所述傳感器相對所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰柵板的位置，其中如果x-傳感器或y-傳感器中之一布置在一個(gè)位置，而在該位置不能確定其相對至少一個(gè)相鄰柵板的位置，則根據(jù)所述第一和所連第二x-傳感器以及所述第一和所述第二y-傳感器中另外三個(gè)傳感器的信號在三個(gè)自由度上確定所述基底臺的位置。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述基底臺的移動(dòng)以這樣一種方式進(jìn)行限制，即僅有所述兩個(gè)x-傳感器和兩個(gè)y-傳感器中的一個(gè)傳感器布置在一已知的位置，在該位置各個(gè)傳感器不能確定其相對至少一個(gè)柵板的位置。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中在六個(gè)自由度上測量所述基底的位置，所述位移測量系統(tǒng)還包括四個(gè)z-傳感器，該z-傳感器配置成在第三方向測量所述基底臺的位置，其中如果z-傳感器之一布置在一不能確定其相對至少一個(gè)柵板的位置，則根據(jù)所述四個(gè)z-傳感器中的另外三個(gè)傳感器的信號在其它三個(gè)自由度(z、Rx、Ry)上測量所述基底臺的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光刻裝置，其包括用于保持基底的基底臺，用于將帶圖案的光束投影到基底靶部的投影系統(tǒng)；和配置成至少在三個(gè)自由度上測量所述基底臺的位置的位移測量系統(tǒng)。所述位移測量系統(tǒng)包括配置成在第一方向測量基底臺的位置的第一x－傳感器和配置成在第二方向測量基底臺的位置的第一和第二y－傳感器。所述位移測量系統(tǒng)還包括第二x－傳感器，其中所述第一和第二x－傳感器以及所述第一和第二y－傳感器是編碼器型傳感器，它們配置成測量每個(gè)所述傳感器相對至少一個(gè)柵板的位置。所述位移測量系統(tǒng)配置成根據(jù)所述基底臺的位置，選擇性地使用所述第一和第二x－傳感器以及所述第一和第二y－傳感器中的三個(gè)傳感器，以在三個(gè)自由度上確定所述基底臺的位置。
文檔編號H01L21/027GK1932650SQ20061015187
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者E·R·盧普斯特拉, E·A·F·范德帕斯 申請人:Asml荷蘭有限公司