CN100362431C - 光刻装置、器件制造方法及其制造出的器件 - Google Patents

光刻装置、器件制造方法及其制造出的器件 Download PDF

Info

Publication number
CN100362431C
CN100362431C CNB031254934A CN03125493A CN100362431C CN 100362431 C CN100362431 C CN 100362431C CN B031254934 A CNB031254934 A CN B031254934A CN 03125493 A CN03125493 A CN 03125493A CN 100362431 C CN100362431 C CN 100362431C
Authority
CN
China
Prior art keywords
station
substrate
substrate table
pattern
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB031254934A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1497348A (zh
Inventor
N·J·M·范德尼尤维拉尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Netherlands BV
Original Assignee
ASML Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Netherlands BV filed Critical ASML Netherlands BV
Publication of CN1497348A publication Critical patent/CN1497348A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100362431C publication Critical patent/CN100362431C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G03F7/7075—Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

公开了一种光刻投影装置1及其方法，其中干涉仪系统6，8，14，15，16具有在第一测量工位4和第二曝光工位2上延伸的作用范围。装置初始存储掩模MA相对于掩模台MT的位置。通过平面电动机将晶片台WTa从第一工位传送到第二工位，同时完全处于干涉仪系统的控制下。这样可以缩短通过曝光阶段2的关键路径。装置存储在测量阶段中晶片W相对于晶片台WTa的位置。如果掩模相对于掩模台的位置已知的话，那么曝光阶段中的后续对准可在较短的时间内进行。

Description

光刻装置、器件制造方法及其制造出的器件
技术领域
本发明涉及一种光刻投影装置，包括：
-至少一个用于固定衬底的衬底台；
-在其中例如可对衬底进行测量的第一工位；
-在其中对衬底进行曝光的第二工位；
-用于测量所述衬底台在所述第一和第二工位中的位移的位移测量系统；
-用于将所述衬底台在所述第一和第二工位之间传送的传送装置；
-用于提供辐射投影光束的与所述第二工位相关的辐射系统；
-用于支撑图案形成装置的支撑结构，图案形成装置用于按照所需图案来使投影光束形成图案；
-用于在衬底处于所述第二工位时将形成图案的光束投影到所述衬底的目标部分上的投影系统；其中
-所述位移测量系统可在所述衬底台于所述第一和第二工位之间传送的过程中连续地测量所述衬底台在至少两个方向上的位移。
背景技术
这里所用的用语“图案形成装置”应被广义地解释为可用于使入射辐射光束的横截面具有一定图案的装置，此图案与将在衬底的目标部分中产生的图案相对应；用语“光阀”也可用于此上下文中。一般来说，所述图案对应于将在目标部分中形成的器件如集成电路或其它器件(见下文)中的某一特定功能层。这种图案形成装置的例子包括：
-掩模。掩模的概念在光刻技术中是众所周知的，其包括多种掩模类型，例如二元型、交变相移型、衰减相移型，以及各种混合掩模类型。将这种掩模放入辐射光束中会导致根据掩模上的图案而照射在掩模上的辐射产生选择性的透射(在透射掩模的情况下)或反射(在反射掩模的情况下)。在采用掩模的情况下，支撑结构通常为掩模台，其保证可将掩模固定在入射辐射光束内的所需位置上，并且如有需要可使掩模相对于光束运动。
-可编程的镜阵列。这种装置的一个示例是具有粘弹性控制层和反射面的矩阵寻址的表面。此装置的基本原理是(例如)反射面的可寻址区域将入射光反射为衍射光，而非寻址区域将入射光反射为非衍射光。采用合适的滤光器可从反射光束中滤掉所述非衍射光，只留下衍射光；这样，光束根据矩阵寻址的表面的寻址图案而形成图案。可编程的镜阵列的另一实施例采用微型镜的矩阵设置，通过施加合适的局部电场或通过采用压电致动装置可使各微型镜围绕某一轴线各自倾斜。同样，这些镜子是矩阵寻址的，使得寻址镜将以不同于非寻址镜的方向反射所入射的辐射光束；这样，反射光束根据矩阵寻址镜的寻址图案而形成图案。可利用合适的电子装置进行所需的矩阵寻址。在上述两种情况中，图案形成装置可包括一个或多个可编程的镜阵列。关于这里所提到的镜阵列的更多信息例如可从美国专利US 5296891、US 5523193和PCT专利申请WO 98/38597和WO 98/33096中收集到，这些专利通过引用结合于本文中。在采用可编程的镜阵列的情况下，所述支撑结构例如可为框架或台，其可根据要求为固定的或可动的。
-可编程的LCD阵列。在美国专利US 5229872中给出了这种结构的一个示例，此专利通过引用结合于本文中。如上所述，在这种情况下支撑结构例如可为框架或台，其可根据要求为固定的或可动的。
为简便起见，本文的余下部分在某些位置具体地集中到包括掩模和掩模台的示例上；然而，在这些示例中讨论的基本原理应在上述图案形成装置的更广泛的上下文中进行理解。
光刻投影装置例如可用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，图案形成装置可产生与IC的单个层相对应的电路图案，而且此图案可成像于已涂覆有一层辐射敏感材料(抗蚀剂)的衬底(硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或多个管心)上。通常来说，单个晶片包含相邻目标部分的整个网格，所述相邻目标部分通过投影系统一次一个地连续地被照射。在现有装置中，在采用掩模台上的掩模来形成图案时，在两种不同类型的机器之间存在着差异。在一种光刻投影装置中，通过将整个掩模图案一次性地曝光在目标部分上来照射各目标部分；这种装置通常称为晶片分档器。在通常称为步进-扫描装置的另一种装置中，通过沿给定的基准方向(“扫描”方向)在投影光束下渐进地扫描掩模图案并以平行于或反向平行于此方向的方向同步地扫描衬底台来照射各目标部分；通常来说，由于投影系统具有一个放大系数M(通常小于1)，因此衬底台被扫描的速率V为掩模台被扫描的速率的M倍。关于这里所述的光刻装置的更多信息例如可从专利US 6046792中收集到，此专利通过引用结合于本文中。
在采用光刻投影装置的制造工艺中，图案(例如掩模中的图案)被成像在至少部分地覆盖有一层辐射敏感材料(抗蚀剂)的衬底上。在此成像步骤之前，可对衬底进行各种工序，例如涂底层、抗蚀剂涂覆和软焙烘。在曝光后可对衬底进行其它工序，例如曝光后焙烘(PEB)、显影、硬焙烘和对所成像的特征进行测量/检查。此工序排列用作使器件例如IC的单个层形成图案的基础。随后可对这种形成了图案的层进行各种工序，例如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有这些工序均用于完成单个层的加工。如果需要多个层，那么必须对各个新层重复进行整个工序或其变型。最后，在衬底(晶片)上设置器件阵列。随后这些器件通过例如切片或切割技术而相互分开，以便将这些单个的器件安装在与引脚相连的载体等上。关于此工艺的更多信息例如可从下述书籍中得到：“微芯片的制造：半导体加工实用指南”，第三版，Peter van Zant著，McGraw Hill出版公司，1997年，ISBN 0-07-067250-4，其通过引用结合于本文中。
为简便起见，在下文中将投影系统称为“透镜”；然而，此用语应被广义地理解为包括各种类型的投影系统，例如包括折射光学系统、反射光学系统和反射折射光学系统。辐射系统也可包括根据任一种这些设计类型来进行操作以对辐射投影光束进行引导、成形和控制的元件，这些元件在下文中统称或单独地称为“透镜”。另外，光刻装置可以是具有两个或多个衬底台(和/或两个或多个掩模台)的那种类型。在这种“多级”装置中，可使用并联的附加台，或者可在一个或多个台上进行预备工序而将一个或多个其它的台用于曝光。例如在专利US 5969441和WO 98/40791中介绍了双级光刻装置，这些专利通过引用结合于本文中。
在现有的双级装置中存在两个工位。首先将待加工的衬底装在衬底台上。然后此台运动到第一工位。在第一工位中对衬底的物理性质进行测量并存储测量结果。在测量完成后将衬底台传送到第二工位。此传送步骤包括将衬底台从第一工位的定位装置中释放出来并且将衬底台夹紧到第二工位的定位装置中。在第二工位中衬底台与掩模粗略地对准在约10μm之内。然后掩模在曝光工艺开始之前最终地对准。当曝光完成后，将衬底台从第二工位的运动装置中释放出来，并且除去已曝光的衬底。这一装置能够提高衬底的产量，这时因为在一个衬底进行曝光时，待加工的下一衬底可处于测量工位。因此，在加工完第一晶片之后，一旦完成了一个衬底的加工，曝光工位就可再次使用。
在专利US 5715064中介绍了另一种双级装置。在此装置中，在衬底台从第一工位到第二工位的整个运动期间连续地监测衬底台的位置。第一和第二工位中的两个衬底台被限制成以前后紧接的方式运动。衬底台只可能具有五种相对运动。这就限制了产量和曝光期间的可能的扫描路径。
产量的限制因素在于关键路径。双晶片级晶片扫描器设计成可最优地使用此投影系统。因此，曝光循环(曝光工艺)形成了关键路径。关键路径包括下述步骤：将衬底台从测量工位传送到曝光工位，将衬底台与掩模粗略地对准，之后再精确地对准，以及最后对衬底进行曝光。如果假定曝光工艺本身不变，那么通过缩短在关键路径的其它步骤中耗费的时间可提高装置的产量。
发明内容
本发明的一个目的是提高多级光刻装置的产量。
根据本发明，此目的和其它目的可下述如开篇段落所述的光刻投影装置中实现。该光刻投影装置包括：两个用于固定衬底的衬底台；在其中可对衬底进行测量的第一工位；在其中对衬底进行曝光的第二工位；用于测量衬底台在第一和第二工位中的位移的位移测量系统；用于将衬底台在第一和第二工位之间传送的平面电动机；用于提供辐射投影光束的与第二工位相关的辐射系统；-用于支撑图案形成装置的支撑结构，该图案形成装置用于按照所需图案来使投影光束形成图案；用于在衬底处于第二工位时将形成图案的光束投影到衬底的目标部分上的投影系统；其中，位移测量系统可在衬底台于第一和第二工位之间传送的过程中连续地测量衬底台在至少两个方向上的位移，并且在光刻投影装置中衬底台并未被限制成以前后紧接的方式运动，其特征在于，衬底台均沿着相同的路径从第一工位运动到第二工位。
由于可以在衬底台于第一和第二工位之间的传送期间的所有时刻均知道衬底台的位置，因此可提高装置的产量。这意味着在衬底台到达第二工位时不需要进行零位调整，这是因为已经非常精确地知道了它的位置。
还可以通过使用平面电动机来进一步提高产量。这允许将衬底台从测量工位直接传送到曝光工位中，不存在与将衬底台从测量工位的运动装置中释放出来并将衬底台夹紧到曝光工位的运动装置中有关的延迟。因此，只需提供衬底台之间的安全距离，并可在工艺持续期间进一步缩短关键路径。使用平面电动机的另一优点在于，可以无急剧运动地传送衬底台，使得在位移测量装置之间形成平滑的转移(lendover)。另外，在另一衬底台处于另一不同工位时，衬底台并未被限制成以前后紧接的方式运动。
此装置最好还包括：
-处于所述第一工位中的第一测量系统，用于测量所述衬底相对所述衬底台的第一相对位置；
-处于所述第二工位中的第二测量系统，用于测量所述图案形成装置相对其支撑结构的第二相对位置；
-存储装置，用于存储所述第一和第二相对位置；和
-计算装置，用于根据所述第一和第二相对位置来计算曝光位置。
通过存储这两个相对位置可以容易地计算出曝光位置。当其从第一工位传送到第二工位时，衬底台可直接地运动到曝光位置。
位移测量系统最好使用干涉仪。这允许对衬底台的相对位移进行精确的追踪并处于光刻所需的容差内。
根据本发明的第二方面，提供了一种器件制造方法，包括步骤：
-提供至少部分地覆盖有一层辐射敏感材料的衬底；
-将所述衬底定位在第一工位中的衬底台上，所述第一工位是在其中例如可对衬底进行测量的工位；
-采用平面电动机将所述衬底台传送到第二工位，所述第二工位是在其中可对衬底进行曝光的工位；
-测量衬底台在所述第一和第二工位中的位移；
-采用辐射系统来提供辐射投影光束；
-利用图案形成装置使投影光束的横截面具有一定图案；
-在所述衬底处于所述第二工位的曝光位置中时将形成了图案的辐射光束投影到辐射敏感材料层的目标部分上；和
-在所述传送步骤中连续地测量所述衬底台的位移，
-在所述衬底台处于所述第一工位中时测量并存储所述衬底相对所述衬底台的第一相对位置；
并且对第一衬底来说还存在其它的步骤：测量并存储所述图案形成装置相对其支撑结构的第二相对位置；
并且对各后续衬底来说还存在其它的步骤：
-采用所述存储的第一和第二相对位置来计算曝光位置；和
-在所述传送步骤中采用所述曝光位置作为目的地，其中在传送步骤中各后续衬底均沿着与第一衬底相同的路径运动；
并且在定位和传送步骤期间衬底台并未被限制成以前后紧接的方式运动。
因此，可以实现从关键路径中消除零位调整步骤的上述优点。
对于待加工的第一衬底来说，存储图案形成装置相对其支撑结构的相对位置。当加工一批中的几个衬底时，各衬底将使用同一掩模。因此，在各衬底进入并离开曝光工位时掩模不会变化。这样，通常测量和存储第一晶片的图案形成装置相对其支撑结构的相对位置，就可将这一信息与衬底台上各后续衬底的位置信息相结合，以允许衬底台运动到曝光位置。可能仍需要进行一定的对准，但这种对准非常少，例如校正因干涉仪系统的漂移或干涉仪之间的转移而引起的任何误差。
虽然在本文中将通过具体地参考IC制造来说明根据本发明的装置的使用，然而应当清楚地理解，这种装置还具有许多其它的可能应用。例如，它可用于集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示面板、薄膜磁头等的制造中。本领域的技术人员可以理解，在这种替代性应用的上下文中，在这里使用的任何用语：“分划线”、“晶片”或“管心”可分别由更通用的用语“掩模”、“衬底”和“目标区域”来代替。
在现有文献中，用语“辐射”和“光束”用于包括任何类型的电磁辐射，包括紫外线辐射(例如波长为365，248，193，157或126毫微米)和EUV辐射(远紫外线辐射，其例如具有5-20毫微米范围内的波长)，以及粒子束辐射，例如离子束或电子束辐射。
附图说明
下面将通过示例的方式并参考示意性附图来介绍本发明的实施例，在附图中：
图1描述了根据本发明的一个实施例的光刻投影装置；和
图2显示了在图1所示光刻投影装置中衬底台在工位之间的运动。
在附图中相应的标号表示相应的元件。
具体实施方式
实施例1
图1示意性地显示了一种结合有根据本发明的一个特定实施例所述的光刻投影装置。所述装置包括：
·用于提供辐射(例如EUV辐射)的投影光束PB的辐射系统Ex，IL，在此特定情况下其还包括辐射源LA；
·设有用于固定掩模MA(如分划板)的掩模固定器的第一载物台(掩模台)MT，其与用于将掩模相对于物体PL精确定位的第一定位装置相连；
·设有用于固定衬底W(如涂覆有抗蚀剂的硅晶片)的衬底固定器的第二载物台(衬底台)WT，其与用于将衬底相对于物体PL精确定位的第二定位装置相连；
·用于在衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管心)上对掩模MA的被照亮部分进行成像的投影系统(“透镜”)PL(例如折射型系统)。
如这里所述，此装置为反射型(例如具有反射掩模)。然而通常来说，它也可以是透射型(例如带有透射掩模)。或者，此装置可以采用另一种图案形成装置，例如上述类型的可编程的镜阵列。
源LA(例如激光致等离子源或放电等离子源)产生辐射光束。此光束直接地或在穿过调节装置如光束扩展器Ex后被馈送给照明系统(照明器)IL。照明器IL可包括用于设定光束强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ-外部和σ-内部)的调节装置AM。此外，它通常还包括各种其它的元件，例如积分器IN和聚光器CO。这样，照射在掩模MA上的光束PB在其横截面上具有所需的均匀性和强度分布。
在图1中应注意到，源LA可位于光刻投影装置的外壳内(例如当源LA为水银灯时通常是这样)，但也可远离光刻投影装置，源LA所产生的辐射光束被引入该装置中(例如借助于合适的导向镜)；当源LA为准分子激光器时通常为后一种情形。本发明和权利要求包括所有这些情形。
光束PB随后与固定在掩模台MT上的掩模MA相交。在被掩模MA选择性地反射后，光束PB通过透镜PL，透镜PL将光束PB聚焦在衬底W的目标部分C上。借助于第二定位装置(以及干涉测量仪IF)，衬底台WT可精确地移动，例如将不同的目标部分C定位在光束PB的路径中。类似地，可用第一定位装置相对于光束PB的路径对掩模MA进行精确的定位，例如在将掩模MA从掩模库中机械式地重新取出之后或者在扫描过程中。通常来说，借助于图1中未明确描述的长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精确定位)，可实现载物台MT，WT的移动。然而，在采用晶片分档器的情况下(与步进-扫描装置相反)，掩模台MT可只与短行程致动器相连，或被固定位。
所述装置可用于两种不同的模式中：
1.在步进模式中，掩模台MT基本上保持静止，整个掩模图案被一次性投影(即单次“闪光”)到目标部分C上。然后沿x和/或y方向移动衬底台WT，使得光束PB可照射不同的目标部分C。
2.在扫描模式中，除了给定的目标部分C没有在单次“闪光”中曝光之外，基本上采用相同的方案。作为替代，掩模台MT以速度v沿给定方向(所谓的“扫描方向”，例如y方向)移动，从而使投影光束PB可在掩模图像上扫描；同时，衬底台WT以速度V＝Mv沿相同或相反的方向同时移动，其中M为透镜PL的放大系数(通常来说M＝1/4或1/5)。这样，可以对较大的目标部分C进行曝光而不会降低分辨率。
图1只显示了本发明的光刻装置的曝光工位，而图2显示了第一测量工位4和第二曝光工位2。在测量工位4中，记录衬底W的特征及其在衬底台WTa上的相对位置。在曝光工位2中，在考虑了在测量工位4中测得的晶片的物理性质的情况下对衬底W进行曝光。
在所示实施例中，XY工作台10在测量工位4和曝光工位2之下延伸。晶片台WT设有平面电动机的磁体阵列(定子)，而线圈单元(转子)构建于衬底台WT中，使得衬底台WT可运动到XY工作台10上的任一位置。装置还设有对准系统(未示出)，用于将衬底台与曝光工位中的图案形成装置对准。衬底台WTa的相对位移由干涉仪系统6，8，14，15，16来测量。干涉仪系统只能测量相对位移，因此衬底和衬底台WTa的绝对位移首先由与测量工位4相关的对准系统来建立。
为了加工衬底W，首先将衬底W夹紧在衬底台WTa上。然后此衬底台WTa运动到测量工位4中并建立其绝对位置。然后在测量工位中扫描衬底台及其上的衬底W，以便测量衬底W的物理性质及其相对衬底台WTa的相对位置。存储这些测量结果以供之后在曝光工位2中使用。
在完成测量工序时，衬底台WTa在平面电动机的控制下传送到曝光工位2。这一路径由图2中的箭头18显示。随着衬底台朝向曝光工位运动，它进入到干涉仪15的测量范围。在一段短时间内衬底台WT的位移由干涉仪8和15一起确定。这允许位移测量可从干涉仪8平滑地转移到干涉仪15。在衬底台WTa的进一步运动过程中，它进入到干涉仪14的测量范围。因此，它的位移从干涉仪1 5平滑地转移到干涉仪14。
此装置具有两个衬底台WTa，WTb，使得它们中的一个可用于曝光，同时可对被另一衬底台固定的衬底进行测量。在此工艺中要求在任何时候衬底台都不能发生碰撞。碰撞会对装置造成严重的损坏。为了避免碰撞，衬底台WTa，WTb沿围绕XY工作台10的顺时针路径运动。这由图2中的线20示出。因此，当衬底台WTa运动到曝光工位2中时，这一时刻应当是前一衬底台WTb已经离开了干涉仪16的测量范围的时刻。在此时由干涉仪6和16一起来测量衬底台WTa的位移。因此，可以实现这两个干涉仪之间的平滑转移。
应当理解，当衬底台WTb沿路径20离开XY工作台10时，无法再利用干涉仪系统来测量其位移。然而，例如利用推算定位法可实现足够的精确度，因此这不存在问题。
在衬底台WTa到达曝光工位2时，由于它的位移已经通过如上所述的干涉仪6，8，14，15和16而被连续地追踪，因此可以知道它的准确位置。这样就不需要初始零位调整的步骤。
此外，在此实施例中，通过记录图案形成装置相对其支撑结构的对准，可以实现进一步缩短关键路径的持续时间。同一批量中的所有衬底将使用同一掩模，其将保持在掩模台MT上。因此，只需要在一批中为第一个衬底测量掩模的位置。对于所有的后续衬底来说，由于掩模不会发生变化，因此对其的测量仍然有效。这一数据可与在测量工位4中已测出的衬底台WT上的衬底W的位置相结合，以便计算出衬底台WT的所需目的地，这样它就定位好以准备进行曝光。然而，例如由于因干涉仪系统的漂移所引起的不精确性，仍需要进行一定的对准。而且在干涉仪之间的转移期间也会存在小误差。然而，这些误差非常小，因此可以显著地缩短掩模的对准时间，使得关键路径的持续时间相应地缩短。
在通过曝光工位2对衬底进行了加工之后，衬底经上述顺时针路径20而离开装置。
应当理解，在此实施例中的干涉仪的设计允许在衬底台WTa，WTb从测量工位传送到曝光工位中时对它们的位移进行连续地追踪。此外，干涉仪系统还能够在一个衬底台处于测量工位而另一衬底台处于曝光工位时追踪两个衬底台的位移。衬底台在测量工位中的位移由干涉仪6和8来测量。衬底台在曝光工位2中的位移由干涉仪14和16来测量。因此，在需要高精度的加工期间的所有时刻均可实现衬底台WT的位移的精确测量，此外还可实现双级装置的平行加工的充分优点。
因此，上述实施例允许显著地缩短衬底在形成了装置中的关键路径的曝光工位中所耗费的时间。在以前，在将衬底从测量部分传送到曝光部分时用于交换夹盘的时间约为4.7秒。将衬底台在曝光部分中粗略地对准还要花0.3秒，之后还要花2秒来将掩模与曝光位置精确地对准。最后还有29秒的整个曝光循环。因此，曝光时间占据了现有技术装置中的关键路径的约80％。
关键路径需耗费36秒，其在稳态操作时能够每小时加工100个晶片。
此实施例允许显著地缩短曝光循环中的非曝光时间。通过平面电动机消除了传送衬底台时用于释放和夹紧衬底台的时间。然而，仍然存在与将衬底台从测量工位传送到曝光工位有关的一段很短的时间，允许其与前一衬底台之间保持适当的安全距离。它的典型值约为0.7秒。在上文中已经注意到，存储衬底W相对于衬底台WT的位置和掩模相对于掩模台的位置允许在连续的干涉仪控制下将衬底台传送到曝光工位时消除零位调整。此外，运动的精度使得精确的掩模对准只需约0.9秒。这是因为待校正的误差相对较小。曝光时间保持在29秒不变。因此，现在曝光时间占据了曝光阶段的关键路径的约95％。关键路径的总时间为30.6秒，这允许在稳态下每小时加工118个晶片。
仅研究关键路径的时间显示出在本发明的产量中可得到有利的结果。然而，还应当考虑采用验收试验性能(ATP)方法来检验装置的性能。ATP方法考虑了在一个晶片仅需要一个掩模时的产量。加工一组15个晶片的晶片组，计算第3个和第12个晶片的平均时间，以保证测量到稳态条件。这样，关键路径与上述计算相同，产量每小时增加了18个晶片，或增加了18％。
虽然在上文中介绍了本发明的特定实施例，然而应当理解，本发明可以不同于上述的方式来实施。此说明书并不意味限制了本发明。

Claims (5)

1.一种光刻投影装置，包括：
-两个用于固定衬底(W)的衬底台(WTa，WTb)；
-在其中可对所述衬底进行测量的第一工位(4)；
-在其中对所述衬底进行曝光的第二工位(2)；
-用于测量所述衬底台在所述第一和第二工位中的位移的位移测量系统(6，8，14，15，16)；
-用于将所述衬底台在所述第一和第二工位之间传送的平面电动机；
-用于提供辐射投影光束的与所述第二工位相关的辐射系统(LA，Ex，IL)；
-用于支撑图案形成装置(MA)的支撑结构(MT)，所述图案形成装置用于按照所需图案来使所述投影光束形成图案；
-用于在所述衬底处于所述第二工位时将形成图案的光束投影到所述衬底的目标部分上的投影系统(PL)；其中
-所述位移测量系统可在所述衬底台于所述第一和第二工位之间传送的过程中连续地测量所述衬底台在至少两个方向上的位移，和
-在所述光刻投影装置中衬底台并未被限制成以前后紧接的方式运动，
其特征在于，所述衬底台均沿着相同的路径从所述第一工位运动到第二工位。
2.根据权利要求1所述的光刻投影装置，其特征在于，所述光刻投影装置还包括：
-处于所述第一工位中的第一测量系统，用于测量所述衬底相对所述衬底台的第一相对位置；
-处于所述第二工位中的第二测量系统，用于测量所述图案形成装置相对其支撑结构的第二相对位置；
-存储装置，用于存储所述第一和第二相对位置；和
-计算装置，用于根据所述第一和第二相对位置来计算曝光位置。
3.根据权利要求2所述的光刻投影装置，其特征在于，所述第一和/或第二测量系统也是用于在所述第一和/或第二工位中对准所述衬底的对准系统。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的光刻投影装置，其特征在于，所述位移测量系统包括干涉仪(IF)。
5.一种器件制造方法，包括步骤：
-提供至少部分地覆盖有一层辐射敏感材料的衬底；
-将所述衬底定位在第一工位中的衬底台上，所述第一工位是在其中可对所述衬底进行测量的工位；
-采用平面电动机将所述衬底台传送到第二工位，所述第二工位是在其中可对衬底进行曝光的工位；
-测量所述衬底台在所述第一和第二工位中的位移；
-采用辐射系统来提供辐射投影光束；
-利用图案形成装置使所述投影光束的横截面具有一定图案；
-在所述衬底处于所述第二工位的曝光位置中时将形成了图案的辐射光束投影到所述辐射敏感材料层的目标部分上；和
-在所述传送步骤中连续地测量所述衬底台的位移，
-在所述衬底台处于所述第一工位中时测量并存储所述衬底相对所述衬底台的第一相对位置；
并且对第一衬底来说还存在其它的步骤：
-测量并存储所述图案形成装置相对其支撑结构的第二相对位置；
并且对各后续衬底来说还存在其它的步骤：
-采用所述存储的第一和第二相对位置来计算曝光位置；和
-在所述传送步骤中采用所述曝光位置作为目的地，其中在所述传送步骤中各所述后续衬底台均沿着与所述第一衬底相同的路径运动；
并且在所述定位和传送步骤期间衬底台并未被限制成以前后紧接的方式运动。
CNB031254934A 2002-09-24 2003-09-22 光刻装置、器件制造方法及其制造出的器件 Expired - Lifetime CN100362431C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02256615 2002-09-24
EP02256615.2 2002-09-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1497348A CN1497348A (zh) 2004-05-19
CN100362431C true CN100362431C (zh) 2008-01-16

Family

ID=32241345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB031254934A Expired - Lifetime CN100362431C (zh) 2002-09-24 2003-09-22 光刻装置、器件制造方法及其制造出的器件

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6937318B2 (zh)
JP (1) JP4808371B2 (zh)
KR (1) KR100554247B1 (zh)
CN (1) CN100362431C (zh)
SG (1) SG115563A1 (zh)
TW (1) TWI246114B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7573574B2 (en) * 2004-07-13 2009-08-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7256867B2 (en) * 2004-12-22 2007-08-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP4677267B2 (ja) * 2005-04-04 2011-04-27 キヤノン株式会社 平面ステージ装置及び露光装置
EP2752714B8 (en) 2006-01-19 2015-10-28 Nikon Corporation Exposure apparatus and exposure method
US7602489B2 (en) * 2006-02-22 2009-10-13 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7483120B2 (en) * 2006-05-09 2009-01-27 Asml Netherlands B.V. Displacement measurement system, lithographic apparatus, displacement measurement method and device manufacturing method
US7804582B2 (en) * 2006-07-28 2010-09-28 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, method of calibrating a lithographic apparatus and device manufacturing method
US7662698B2 (en) * 2006-11-07 2010-02-16 Raytheon Company Transistor having field plate
NL2003362A (en) * 2008-10-16 2010-04-19 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
CN101551599B (zh) * 2009-04-03 2011-07-20 清华大学 一种光刻机硅片台双台交换系统
CN103135357B (zh) * 2011-11-25 2015-04-15 上海微电子装备有限公司 工件台和掩模台的同步控制方法及其系统
CN103926805A (zh) 2014-04-28 2014-07-16 清华大学 一种平面电动机驱动的粗微动一体掩模台
US11687771B2 (en) * 2019-01-23 2023-06-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Platform for concurrent execution of GPU operations

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5715064A (en) * 1994-06-17 1998-02-03 International Business Machines Corporation Step and repeat apparatus having enhanced accuracy and increased throughput
US5969441A (en) * 1996-12-24 1999-10-19 Asm Lithography Bv Two-dimensionally balanced positioning device with two object holders, and lithographic device provided with such a positioning device
EP1041357A1 (en) * 1997-12-18 2000-10-04 Nikon Corporation Stage device and exposure apparatus
EP1111471A2 (en) * 1999-12-21 2001-06-27 Asm Lithography B.V. Lithographic projection apparatus with collision preventing positioning device
CN1329287A (zh) * 1996-11-28 2002-01-02 株式会社尼康 光刻装置和曝光方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3849266B2 (ja) * 1997-12-18 2006-11-22 株式会社ニコン レーザ干渉測長方法および装置、およびそれを用いたステージ装置、およびそれを用いた露光装置
JP4264676B2 (ja) * 1998-11-30 2009-05-20 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法
JP2001160530A (ja) * 1999-12-01 2001-06-12 Nikon Corp ステージ装置及び露光装置
TWI223734B (en) 1999-12-21 2004-11-11 Asml Netherlands Bv Crash prevention in positioning apparatus for use in lithographic projection apparatus
JP2001217183A (ja) * 2000-02-04 2001-08-10 Nikon Corp モータ装置、ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法
JP2001244177A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Nikon Corp ステージ装置とホルダ、および走査型露光装置並びに露光装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5715064A (en) * 1994-06-17 1998-02-03 International Business Machines Corporation Step and repeat apparatus having enhanced accuracy and increased throughput
CN1329287A (zh) * 1996-11-28 2002-01-02 株式会社尼康 光刻装置和曝光方法
US5969441A (en) * 1996-12-24 1999-10-19 Asm Lithography Bv Two-dimensionally balanced positioning device with two object holders, and lithographic device provided with such a positioning device
EP1041357A1 (en) * 1997-12-18 2000-10-04 Nikon Corporation Stage device and exposure apparatus
EP1111471A2 (en) * 1999-12-21 2001-06-27 Asm Lithography B.V. Lithographic projection apparatus with collision preventing positioning device

Also Published As

Publication number Publication date
SG115563A1 (en) 2005-10-28
CN1497348A (zh) 2004-05-19
KR20040030305A (ko) 2004-04-09
JP4808371B2 (ja) 2011-11-02
KR100554247B1 (ko) 2006-02-24
US20040119958A1 (en) 2004-06-24
JP2004119976A (ja) 2004-04-15
TW200414303A (en) 2004-08-01
US6937318B2 (en) 2005-08-30
TWI246114B (en) 2005-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10409173B2 (en) Pattern forming apparatus, mark detecting apparatus, exposure apparatus, pattern forming method, exposure method, and device manufacturing method
US10310384B2 (en) Exposure apparatus, movable body drive system, pattern formation apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP3997068B2 (ja) リトグラフ投影装置の較正方法およびそのような方法を適用できる装置
US20150036118A1 (en) Pattern forming apparatus and pattern forming method, movable body drive system and movable body drive method, exposure apparatus and exposure method, and device manufacturing method
US6765218B2 (en) Lithographic projection apparatus with positioning system for use with reflectors
EP2068112A1 (en) Mobile unit system, pattern forming device, exposing device, exposing method, and device manufacturing method
CN100362431C (zh) 光刻装置、器件制造方法及其制造出的器件
EP1107068A2 (en) Lithographic projection apparatus with system for positioning a reflector
CN100416410C (zh) 一种制造器件的方法和一种平版印刷投射装置
US20060077364A1 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method
US6955074B2 (en) Lithographic apparatus, method of calibration, calibration plate, device manufacturing method, and device manufactured thereby
EP1403712A2 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20080116

CX01 Expiry of patent term