CN101174105A - 光刻设备和方法 - Google Patents

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Abstract

在光刻设备中，图案形成装置相对于支架的滑动可以通过以下方法来提供：测量支架相对于光刻设备的第一结构的位置；测量图案形成装置相对于光刻设备的第二结构的位置；根据由测得的支架位置、测得的图案形成装置的位置以及第一和第二结构之间的相互位置，确定图案形成装置的位置和支架位置之间的相关性；以及根据所述相关性导出图案形成装置相对于支架的滑动。所述结构可以包括用于投影由图案形成装置图案化的辐射束的投影系统。所述投影系统可以与框架相连，例如光刻设备的度量框架。

Description

光刻设备和方法
相关申请
本申请是2006年10月30日递交的美国申请No.11/589,300的部分连续申请，该申请的整个内容在此以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种光刻设备、一种用于检测在这种光刻设备中的图案形成装置的滑动的方法以及一种图案形成装置。
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在所述IC的单层上产生待形成的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或多个管芯的部分)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，单个的衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。现有的光刻设备包括：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，通过沿给定方向(“扫描”方向)的辐射束扫描所述图案、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，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。
在扫描型光刻设备中，掩模(或图案形成装置)由支架(也可称为掩模台或图案形成装置台)携带。当在衬底的目标部分上形成图案时，衬底台沿着运动线(line of movement)在单一扫描方向进行扫描运动或沿着运动线在两个方向(即两个相反方向)上扫描。当方向发生反转时，掩模台在连续的扫描运动之间减速和加速。在特定方向上的每个扫描运动之前和之后，掩模台也进行加速和减速。通常，扫描运动以恒定速度进行。然而，扫描运动也可以至少部分地以变速进行，例如，所述运动包括至少一部分减速和/或加速阶段。
掩模台支撑，即承受掩模的重量。其以依赖于掩模的取向、光刻设备的设计以及诸如掩模是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持掩模。掩模台可以包括框架或台，例如，其可以根据需要为固定的或可移动的。掩模台(及其控制系统)可以确保掩模例如相对于投影系统位于所需位置。
掩模通过夹具与掩模台相连。通常，掩模通过真空夹具与掩模台相连，所述真空夹具可以由设置在掩模台上的一个或多个真空吸盘(pad)实现，其中掩模的圆周区域的至少一部分被保持在真空吸盘上。通过所述夹具，在掩模的相邻表面和掩模台之间产生法向力，导致在掩模和掩模台的接触表面之间的摩擦。真空吸盘包括一个或多个与气体排放和供给系统相连的开口。除去在掩模和掩模台之间的真空连接外，其他形式的、基于掩模和掩模台之间的摩擦的连接也是可行的，例如用于使掩模靠着掩模台被保持的静电的或机械的夹持技术。
在日益进步的开发中，对于光刻设备的增加产量的要求导致了扫描速度的增加。结果，掩模台的减速和加速增加了。在减速和加速阶段中，所增加的惯性力作用在掩模台和掩模上。
众所周知，作用在掩模台和掩模上的惯性力可以导致掩模和掩模台相互之间的相对滑动。这种滑动通常是纳米量级的。对于相对低的减速和加速，所述滑动已经变得很低，且随着时间流逝近似保持恒定，随着每次减速/加速而改变方向。在这种情况下，如果所述滑动足够低则其可以被忽略，或者所述滑动可以通过对控制掩模台和/或衬底台的位置(以及由此的运动)的定位装置进行合适地校准来进行补偿。
然而，随着减速和加速的增加，在掩模和掩模台之间出现的滑动增加，并成为可变的和不可预期的。影响滑动量的因素可以包括但不限于掩模和掩模台相互接合的表面的平整度和粗糙度、掩模和掩模台所处的大气的湿度、掩模或掩模台的污染、以及当掩模由真空吸盘保持在掩模台上时的真空度。因此，在高惯性力下，定位装置的校准将不会导致掩模台和/或衬底台的正确的定位。
不仅掩模台的运动速度和加速度可能趋于增加，而且对于光刻设备的精度的要求也可能更为严格。因此，由于掩模的滑动可能导致投影到衬底上的图案的位置误差，所以掩模的滑动变得不太能被容忍。
发明内容
本发明旨在检测光刻设备中的图案形成装置的滑动。
根据本发明的实施例，提供一种光刻设备，包括：
照射系统，其被构造用于调节辐射束；
支架，其被构造用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够将图案沿辐射束的横截面赋予所述辐射束，以形成图案化的辐射束；
衬底台，其被构造用于保持衬底；以及
投影系统，其被构造用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，
所述光刻设备包括：支架位置传感器，用于测量支架相对于光刻设备的第一结构的位置；和图案形成装置位置传感器，用于测量图案形成装置相对于光刻设备的第二结构的位置；光刻设备的控制装置被构造用于根据由支架位置传感器测得的位置、由图案形成装置位置传感器测得的位置以及第一和第二结构之间的相互位置，确定图案形成装置的位置和支架位置之间的相关性。
在本发明的另一个实施例中，提供一种在光刻设备中检测图案形成装置相对于支架的滑动的方法，所述支架被构造用于支撑图案形成装置，所述方法包括：
测量支架相对于光刻设备的第一结构的位置；
测量图案形成装置相对于光刻设备的第二结构的位置；
根据测得的支架位置、测得的图案形成装置的位置以及第一和第二结构之间的相互位置，确定图案形成装置的位置和支架位置之间的相关性；以及
根据相关性导出图案形成装置相对于支架的滑动。
在本发明的另一个实施例中，提供一种图案形成装置，包括与光刻设备的图案形成装置位置传感器合作的测量图案，所述图案形成装置位置传感器用于测量图案形成装置的位置。
附图说明
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，相应的附图标记表示相应的部分，且其中：
图1示出根据本发明的实施例的光刻设备；
图2是根据本发明的实施例的光刻设备的一部分的示意性部分剖视图；
图3是根据本发明的实施例的光刻设备的支架、图案形成装置和投影系统的示意性剖视图；
图4是根据本发明的实施例的光刻设备的图案形成装置的高度简化的示意性俯视图。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，其被构造用于调节辐射束B(例如，紫外辐射或其他任何适合的辐射)；掩模支撑结构(例如掩模台)MT，其被构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与被构造用于根据特定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位器PM相连。所述设备也包括衬底台(例如晶片台)WT或“衬底支架”，其被构造用于保持衬底(例如覆盖有抗蚀剂的晶片)W，并与被构造用于根据特定参数精确地定位衬底的第二定位器PW相连。所述设备还包括投影系统(例如折射投影透镜系统)PL，其被构造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(例如包括一根或多根管芯)上。
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。
掩模支撑结构支撑，即承受图案形成装置的重量。它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。掩模支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其他夹持技术来保持图案形成装置。掩模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。掩模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能够用于将图案沿辐射束的横截面赋予给辐射束、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目标部分上的所需图案完全相对应(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、交替相移掩模类型、衰减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排列，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，如对所使用的曝光辐射所适合的、或对诸如使用浸没液体或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“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，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(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)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台或“衬底支架”(和/或两个或更多的掩模台或“掩模支架”)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台或支架，或可以在将一个或更多个其他台或支架用于曝光的同时，在一个或更多个台或支架上执行准备步骤。
所述光刻设备也可以是其中至少一部分衬底可以被具有高折射率(例如水)的液体覆盖的类型，以便填充投影系统和衬底之间的空隙。浸没液体也可以应用到光刻设备中的其他空隙，例如，在掩模和投影系统之间的空隙。浸没技术可以被用于增加投影系统的数值孔径。这里所使用的术语“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。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会认为所述源是所述光刻设备的组成部分，并且通过包括例如合适的引导镜和/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一起称作辐射系统。
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σ-外部和σ-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入射到保持在掩模支撑结构(例如，掩模台MT)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。已经横穿掩模MA之后，所述辐射束B通过所述投影系统PL，所述PL将所述束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉仪装置、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WT，例如以便将不同目标部分C定位于所述辐射束B的辐射路径中。类似地，例如在来自掩模库的机械修补之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位器PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于将所述图案形成装置MA相对于所述辐射束B的辐射路径精确地定位。通常，可以通过形成所述第一定位器PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现所述掩模台MT的移动。类似地，可以通过形成所述第二定位器PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT或“衬底支架”的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对齐标记M1、M2和衬底对齐标记P1、P2来对齐图案形成装置MA和衬底W。尽管所示的衬底对齐标记占据了专用目标部分，但是他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)。类似地，在将多于一个的管芯设置在所述图案形成装置或掩模MA上的情况下，所述掩模对齐标记可以位于所述管芯之间。
可以将所述专用设备用于以下模式的至少之一：
1.在步进模式中，在将赋予到所述辐射束的整个图案一次(即，单一的静态曝光)投影到目标部分C上的同时，将掩模台MT或“掩模支架”和所述衬底台WT或“衬底支架”保持为实质静止。然后将所述衬底台WT或“衬底支架”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，对掩模台MT或“掩模支架”和衬底台WT或“衬底支架”同步地进行扫描(即，单一的动态曝光)。所述衬底台WT或“衬底支架”相对于所述掩模台MT或“掩模支架”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，将保持可编程图案形成装置的掩模台MT或“掩模支架”保持为实质静止状态，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WT或“衬底支架”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WT或“衬底支架”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。这种操作模式易于应用于利用可编程图案形成装置的无掩模光刻中，例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列。
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。
图2和图3每个示出保持图案形成装置或掩模MA的掩模台MT。在操作中，掩模台可以沿着由箭头SD表示的扫描方向移动。进而，图2和图3示出投影系统PL的其上游透镜ULE和其安装件MNT。图2示出度量框架MF，投影系统PL安装至所述度量框架MF上。所述度量框架可以用作在光刻设备中的参考(即基准结构)：一方面，各个结构，诸如在本示例中为投影系统，可以与所述度量框架相连，而另一方面，可以采用所述度量框架作为参考进行测量。在本示例中，后者是带有支架位置传感器SPS的情况，所述支架位置传感器SPS测量支架相对于度量框架的位置。图2还示出被构造用于测量图案形成装置或掩模相对于投影系统的位置的图案形成装置位置传感器PDPS。当投影系统安装到度量框架上时，这意味着图案形成装置或掩模相对于投影系统的位置的测量也可以提供关于图案形成装置或掩模相对于度量框架(投影系统PL安装到所述度量框架上)的位置的信息。支架位置传感器SPS同图案形成装置位置传感器PDPS一样，可以包括任何合适类型的传感器，例如光学传感器(例如干涉仪或编码器)、电感的、电容的或其他类型的传感器。用于测量掩模台的位置的现有光学传感器(例如编码器、干涉仪)可以包括在支架位置传感器SPS中。
通过测量图案形成装置或掩模相对于投影系统的位置和测量掩模台相对于参考(在这种情况下是投影系统安装到其上的度量框架)的位置，可以确定图案形成装置或掩模和掩模台相互之间的相对位置。在参照图2所示和所述的实施例中，投影系统和度量框架已经被用作位置相对其被测量的结构。通常地讲，在本文档的上下文中，可以(通过支架位置传感器)测量支架相对于第一结构的任何位置，同时可以(通过图案形成装置位置传感器)测量图案形成装置相对于第二结构的位置。因此，投影系统形成第二结构的示例，而度量框架形成第一结构的示例。如将在下文中进行更详细地解释的，因此，第一和第二结构并不分别限于度量框架和图案形成装置：第一和第二结构可以包括任何其他的参考，框架或光刻设备的元件。
投影系统(通常是第二结构)可以与度量框架(通常是第一结构)互联，以由此形成单一结构，且能够忽略根据例如结构位置测量系统Mrel确定(例如测量)第一结构相对于第二结构的位置的需要。替代地，投影系统(通常是第二结构)可以以可移动的方式与参考框架(通常是第一结构)出于各种原因相连：例如为了允许减缓度量框架的振动或其他运动。在以可移动的方式连接的情况下，光刻设备可以确定投影系统和度量框架互相之间的相对位置，并当确定在图案形成装置的位置和支架的位置之间的相关性时考虑所述相对位置。此外，第二结构还可以与第一结构分离开。在分离的或以可移动的方式相连的结构的情况下，第一和第二结构的相互位置需要被考虑。正如在本文的其他部分所述，可以测量所述结构的相对位置。替代地，可以获知所述结构的相对位置(例如当在操作光刻设备时不改变相对位置时，或当所述相对位置是光刻设备中的公知参数时)。
所述相对位置可以与一个或多个先前的测量或一个或多个先前确定的相对位置进行比较。图案形成装置或掩模相对于支架的滑动在此将转化为与先前的测量相比的相对位置的差别。相对位置的确定、相对位置与先前确定的相对位置或任何其他参考(例如所需的相对位置)的比较、以及在图案形成装置或掩模和与之相比的掩模台之间产生的滑动可以通过图2中的控制装置CON实现，所述控制装置CON可以形成现有的控制装置(例如微控制器、微处理器或光刻设备的其他控制装置)的一部分，或者可以至少部分地由合适的硬件形成以实现所述步骤。更一般性地讲，可以代替比较相对位置，将由图案形成装置位置传感器和支架位置传感器测量的位置之间的任何相关性应用于确定所述滑动。
已经确定了滑动，控制装置可以采取合适的动作以补偿这种滑动，这种动作可以包括当进行扫描运动时对掩模台的位置进行控制和/或对掩模台的定位时机进行控制、生成警报信号、停止光刻设备的扫描操作，等等。另外，所应用的加速力可以被减小，以将滑动降低到可接受的限制内。
图案形成装置或掩模和掩模台的相对位置可以与之前在相同的扫描方向或相反的扫描方向上的运动期间获得的相对位置相比。发明人认识到，当掩模台在交替的方向上进行(例如扫描)运动时，图案形成装置或掩模可以在每次运动方向反转时在两个稳定的位置之间滑动。这种滑动可以通过将所确定的相对位置与在掩模台在相反方向上的在先运动过程中获得的相对位置进行比较获得。通过比较在相同的方向上运动的过程中获得的相对位置，可以发现其他形式的滑动，例如图案形成装置或掩模在一个方向上的“漂移”。
图案形成装置位置传感器可以被安装到投影系统的任何合适的部分上，例如与其上游投影透镜ULE相邻、与这种上游投影透镜的安装件MNT相邻，由此不与投影到衬底上的图案化的辐射束干涉。另外，通过将图案形成装置位置传感器安装到投影系统上，可以避免掩模台的额外的复杂度，以及由此由掩模台承载的额外的重量、额外的体积等。由此，图案形成装置位置传感器可以不对关于掩模台的高扫描速度、高加速度等的需求产生负面影响。
如上所述，在上面的示例中，图案形成装置位置传感器同支架位置传感器测量相对于与光刻设备的度量框架相连的投影系统的位置，由此允许图案形成装置位置传感器定位在投影系统上，提供如上所述的效果。替代地，所述位置相对于度量框架进行测量，或在另一个实施例中，位置(例如掩模位置)之一可以相对于投影系统被测量，而另一个位置(例如掩模台位置)可以相对于度量框架被测量。这些可选例依赖于现有位置传感器(例如用于测量掩模台相对于例如度量框架的位置的现有传感器)可能应用在光刻设备中。进而，更通常地，图案形成装置位置传感器以及支架位置传感器可以测量相对于其他任何合适的结构的位置，例如任何其他的光刻设备的合适部分。所述结构可以例如包括光刻设备的任何基本静止的部分，即光刻设备的任何非移动(例如非扫描)部分。在相应的位置传感器可以(至少部分地)被安装到光刻设备的静止部分的同时，通过测量相对于基本静止部分的位置，可以提供稳定而精确的测量，由此可能防止光刻设备的可移动部分的质量和体积的增加。
参照图2和图3，图案形成装置或掩模MA的相对侧的区域在其两个相反侧支架MTSS处被支撑在掩模台MT上。在相互接合的掩模台MT和图案形成装置或掩模MA的所述区域中，掩模台MT设置有真空吸盘或其他附加装置(例如静电夹具、机械夹具等)，所述真空吸盘或其他附加装置设置在用于靠着侧支架MTSS保持掩模MA的掩模台侧支架MTSS的上表面上。图案形成装置或掩模MA设置有薄膜框架PF，所述薄膜框架PF具有能够避免掩模受到污染的薄膜PE。对于这里所述的实施例，替代地，在掩模台的不同的实施例中，图案形成装置或掩模可以应用于掩模台的下侧，而不是上侧。
如图3所示，可以提供可以具有多种效果的多个图案形成装置位置传感器(在本示例中是3个传感器PDPS1、PDPS2和PDPS3)。首先，多个图案形成装置位置传感器可以被用于在掩模台的不同位置范围上，沿着其运动的范围进行位置测量：当掩模台运动时，其可以脱离一个或多个位置传感器的范围，所述多个位置传感器在此可以允许对于一个或多个其他的图案形成装置位置传感器进行测量。多个位置传感器的另外的可能的效果将在下文中描述。
在图案形成装置位置传感器包括编码器的情况下，编码器图案可以设置在图案形成装置或掩模上。编码器图案可以包括离散的编码器图案(例如图4中的图案PAT1、PAT2、PAT3)，然而也可以包括沿着图案形成装置或掩模一侧延伸的一个或多个编码器图案，例如沿着扫描方向延伸的一侧，由此允许在一定的掩模台的运动范围上进行位置测量，这种运动范围由编码器图案的长度的尺寸确定。在离散图案的情况下，信号将仅在图案处于编码器的编码器束(encoder beam)中的时段内由编码器提供，因此，编码器仅在掩模台的一定位置上提供信号。也可以采用多个离散的编码器图案，所述编码器图案沿着在掩模台的运动方向上延伸的图案形成装置的一侧分开地排布。
通过如图4所示的图案PAT1、PAT2、PAT3，图案形成装置的位置可以在多个自由度上被确定。利用在投影系统上的三个相应的编码器，图案形成装置或掩模的位置可以在上至三个自由度上(当采用一维编码器时)，或在上至六个自由度上(当采用两维编码器时，例如每个编码器提供在图4的纸平面上的一个维度上的位置以及在垂直于纸平面上的一个维度上的位置)被确定。在此，编码器图案也可以沿着扫描方向被重复，以使得在沿着扫描方向的各个支架位置处通过编码器进行位置测量。确定图案形成装置或掩模在多个维度上的位置将不仅允许考虑图案形成装置或掩模在掩模台的运动方向上的滑动，而且还允许考虑图案形成装置或掩模在其他方向上的滑动，诸如围绕垂直于图4的纸平面的轴旋转。
在图案形成装置或掩模上的编码器图案可以位于由薄膜PE屏蔽的掩模表面上或者在薄膜PE的外部。如果位于由薄膜屏蔽的表面上，那么，编码器图案可以沿着所屏蔽的表面的边缘定位，因为沿着边缘，因此图案形成装置或掩模不采用小条纹：由于在图案形成装置上的辐射束的入射角高，所以通常会沿着薄膜框架留下条纹。所述编码器图案也能被置于由薄膜屏蔽的图案形成装置或掩模的表面外部，由此一方面不与投影到衬底上的图案化辐射束干涉，而另一方面，为了允许图案被置于由薄膜屏蔽的图案形成装置的表面的外部，由掩模台侧支架MTSS保持的图案形成装置的一部分将可能需要被减少，这可能降低掩模上的保持力。技术人员应当理解，在掩模的表面的一定部分上定位编码器图案将需要相应地在投影系统上定位编码器或多个编码器。
本发明提供一种用于在光刻设备中检测图案形成装置相对于支架的滑动的方法，所述支架被构造用于支撑所述图案形成装置，所述方法包括：测量支架相对于光刻设备的第一结构的位置；测量图案形成装置相对于光刻设备的第二结构的位置；根据所测得的支架的位置、所测得的图案形成装置的位置以及第一结构和第二结构的相互位置，确定在图案形成装置的位置和支架的位置之间的相关性；以及根据所述相关性得到图案形成装置相对于支架的滑动。以这种方法，相同的或相似的优势和效果可以通过根据本发明的光刻设备获得。也可以提供相同或相似的优选实施例。
尽管在本文中可以做出特定的参考，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，可以将其中使用的术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”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)、度量工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开的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，例如以便产生多层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。
尽管以上已经作出了特定的参考，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上，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(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
在允许的情况下，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，应该理解的是，本发明可以与上述不同的形式实现。例如，本发明可以采取包含一个或更多机器可读指令序列的计算机程序的形式，其中所述一个或更多机器可读指令序列描述上述公开的方法，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。

Claims (24)

1.一种光刻设备，包括：
照射系统，其被构造用于调节辐射束；
支架，其被构造用于支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够沿辐射束的横截面赋予所述辐射束图案，以形成图案化的辐射束；
衬底台，其被构造用于保持衬底；以及
投影系统，其被构造用于将图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上；
支架位置传感器，用于测量支架相对于光刻设备的第一结构的位置；
图案形成装置位置传感器，用于测量图案形成装置相对于光刻设备的第二结构的位置；以及
控制装置，其被构造用于根据由支架位置传感器测得的位置、由图案形成装置位置传感器测得的位置以及第一和第二结构之间的相互位置，确定图案形成装置的位置和支架的位置之间的相关性。
2.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述第一和第二结构互联以形成单一结构。
3.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述第二结构包括投影系统，且所述第一结构包括光刻设备的基准结构，所述投影系统被安装到基准结构上。
4.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述光刻设备包括用于测量第一结构和第二结构的相互位置的结构位置测量系统。
5.根据权利要求1所述的光刻设备，其中，所述控制装置被构造用于根据所述相关性得到图案形成装置相对于支架的滑动。
6.根据权利要求5所述的光刻设备，其中，所述控制装置被构造用于将在支架运动过程中所确定的相关性与在支架的先前运动过程中所确定的相关性进行比较，以评估图案形成装置相对于支架的滑动。
7.根据权利要求6所述的光刻设备，其中，支架的先前运动和支架的运动在同一方向上。
8.根据权利要求6所述的光刻设备，其中，支架的先前运动和支架的运动在相反的方向上。
9.根据权利要求5所述的光刻设备，其中，所述图案形成装置位置传感器被安装到投影系统上。
10.根据权利要求9所述的光刻设备，其中，所述图案形成装置位置传感器被安装到投影系统的上游投影透镜的安装件上。
11.根据权利要求9所述的光刻设备，其中，提供多个图案形成装置位置传感器，所述图案形成装置位置传感器以一定的间隔位置安装到投影系统上。
12.根据权利要求5所述的光刻设备，其中，所述图案形成装置位置传感器包括编码器测量头，以与图案形成装置上的编码器图案合作。
13.根据权利要求12所述的光刻设备，其中，所述编码器测量头包括具有两个自由度的编码器测量头。
14.根据权利要求12所述的光刻设备，其中，提供三个图案形成装置位置传感器，每个所述图案形成装置位置传感器包括具有两个自由度的编码器测量头，以提供具有六自由度的图案形成装置位置信号。
15.根据权利要求12所述的光刻设备，其中，所述或每个编码器测量头被定位用于沿着由薄膜屏蔽的图案形成装置的表面的一侧检测编码器图案。
16.根据权利要求15所述的光刻设备，其中，所述侧沿着图案形成装置的扫描方向延伸。
17.根据权利要求15所述的光刻设备，其中，所述侧大致垂直于图案形成装置的扫描方向延伸。
18.根据权利要求12所述的光刻设备，其中，所述或每个编码器测量头被定位用于检测在由薄膜屏蔽的表面外部的图案形成装置的表面上的编码器图案。
19.一种在光刻设备中检测图案形成装置相对于支架的滑动的方法，所述支架被构造用于支撑所述图案形成装置，所述方法包括步骤：
测量支架相对于光刻设备的第一结构的位置；
测量图案形成装置相对于光刻设备的第二结构的位置；
根据由测得的支架位置、测得的图案形成装置的位置以及第一结构和第二结构之间的相互位置，确定图案形成装置的位置和支架的位置之间的相关性；以及
根据所述相关性导出图案形成装置相对于支架的滑动。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二结构包括投影系统，所述投影系统用于将由图案形成装置图案化的辐射束投影到衬底的目标部分上，所述第一结构包括光刻设备的基准结构，所述投影系统被安装到所述基准结构上。
21.根据权利要求19所述的光刻设备，包括步骤：测量第一结构和第二结构的相互位置。
22.一种图案形成装置，包括与光刻设备的图案形成装置位置传感器合作的测量图案，所述图案形成装置位置传感器用于测量图案形成装置的位置。
23.根据权利要求22所述的图案形成装置，其中，所述测量图案沿着图案形成装置的表面的一侧设置，所述表面由薄膜屏蔽。
24.根据权利要求22所述的图案形成装置，其中，所述测量图案包括编码器图案。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5992770A (ja) * 1982-11-17 1984-05-29 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
US7714981B2 (en) * 2006-10-30 2010-05-11 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method
US7933000B2 (en) * 2006-11-16 2011-04-26 Asml Netherlands B.V. Device manufacturing method, method for holding a patterning device and lithographic apparatus including an applicator for applying molecules onto a clamp area of a patterning device
NL1036028A1 (nl) * 2007-10-09 2009-04-15 Asml Netherlands Bv Servo control system, lithographic apparatus and control method.
US8786829B2 (en) * 2008-05-13 2014-07-22 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
NL2003845A (en) 2008-12-19 2010-06-22 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, and patterning device for use in a lithographic process.
US8294878B2 (en) * 2009-06-19 2012-10-23 Nikon Corporation Exposure apparatus and device manufacturing method
NL2004735A (en) * 2009-07-06 2011-01-10 Asml Netherlands Bv Imprint lithography apparatus and method.
NL2005013A (en) * 2009-07-31 2011-02-02 Asml Netherlands Bv Positioning system, lithographic apparatus and method.
US20110032495A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP2012089768A (ja) * 2010-10-22 2012-05-10 Nikon Corp 露光装置及びデバイス製造方法
EP2458441B1 (en) 2010-11-30 2022-01-19 ASML Netherlands BV Measuring method, apparatus and substrate
JP6958356B2 (ja) 2015-09-30 2021-11-02 株式会社ニコン 露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び露光方法
CA3066546A1 (en) * 2017-06-15 2018-12-20 Asml Netherlands B.V. Pellicle and pellicle assembly

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01182509A (ja) * 1988-01-12 1989-07-20 Toshiba Corp タービン軸受の潤滑装置
JP3412704B2 (ja) 1993-02-26 2003-06-03 株式会社ニコン 投影露光方法及び装置、並びに露光装置
JP3412760B2 (ja) 1993-02-26 2003-06-03 株式会社ニコン 走査露光方法及び走査型露光装置
JPH098103A (ja) 1995-06-19 1997-01-10 Nikon Corp 投影露光装置及び投影露光方法
JP3689949B2 (ja) 1995-12-19 2005-08-31 株式会社ニコン 投影露光装置、及び該投影露光装置を用いたパターン形成方法
JPH09246168A (ja) 1996-03-01 1997-09-19 Canon Inc 走査型露光装置および方法ならびに該装置を用いてデバイスを製造する方法
US20030179354A1 (en) * 1996-03-22 2003-09-25 Nikon Corporation Mask-holding apparatus for a light exposure apparatus and related scanning-exposure method
US6549271B2 (en) 1997-01-28 2003-04-15 Nikon Corporation Exposure apparatus and method
JPH10247618A (ja) 1997-03-04 1998-09-14 Nikon Corp 走査型露光装置
JPH11307436A (ja) 1998-04-27 1999-11-05 Fujitsu Ltd 投影露光装置及びレチクル及びレチクルの位置決め方法
JP2000003855A (ja) 1998-06-12 2000-01-07 Canon Inc 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
EP1182509B1 (en) 2000-08-24 2009-04-08 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus, calibration method thereof and device manufacturing method
TW527526B (en) 2000-08-24 2003-04-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby
SG147288A1 (en) * 2003-04-29 2008-11-28 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, device manufacturing method and angular encoder
TWI251129B (en) 2003-06-27 2006-03-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and integrated circuit manufacturing method
KR100954333B1 (ko) 2003-06-30 2010-04-21 엘지디스플레이 주식회사 액정의 응답속도 측정방법 및 장치와 이를 이용한액정표시소자의 구동방법 및 장치
JP2005175400A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Canon Inc 露光装置
US7102729B2 (en) 2004-02-03 2006-09-05 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, measurement system, and device manufacturing method
US20050275841A1 (en) * 2004-06-09 2005-12-15 Asml Netherlands B.V. Alignment marker and lithographic apparatus and device manufacturing method using the same
US7256871B2 (en) * 2004-07-27 2007-08-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method for calibrating the same
US20060139595A1 (en) 2004-12-27 2006-06-29 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method for determining Z position errors/variations and substrate table flatness
US7714981B2 (en) 2006-10-30 2010-05-11 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method

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